JPH04307937A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体素子の保護膜、
特に熱や湿度あるいはα線の入射による集積回路の誤動
作を防ぐ表面保護膜に関するものである。
特に熱や湿度あるいはα線の入射による集積回路の誤動
作を防ぐ表面保護膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体素子は、セラミックパッケ
ージ若しくはプラスチックパッケージに封止される。こ
れらの材料には数ｐｐｍ 程度のウラニウムやトリウム
などの放射性の不純物が含まれている。
ージ若しくはプラスチックパッケージに封止される。こ
れらの材料には数ｐｐｍ 程度のウラニウムやトリウム
などの放射性の不純物が含まれている。
【０００３】これらの不純物から放射されるα線は、メ
モリ素子例えばＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリー）などの蓄積電荷データを反転させ誤
動作（一般にソフトエラーと呼称される）を生ずること
が知られている。このため素子の信頼性が著しく低下さ
れることがある。
モリ素子例えばＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリー）などの蓄積電荷データを反転させ誤
動作（一般にソフトエラーと呼称される）を生ずること
が知られている。このため素子の信頼性が著しく低下さ
れることがある。
【０００４】このソフトエラーを低減するためにはセラ
ミックパッケージやプラスチックパッケージの純度の高
い材料（低ウラニウム、低トリウム）を使用すれば良い
がコストの大幅な上昇を招くため実用にはそぐわない。
ミックパッケージやプラスチックパッケージの純度の高
い材料（低ウラニウム、低トリウム）を使用すれば良い
がコストの大幅な上昇を招くため実用にはそぐわない。
【０００５】このため不純物等から飛来するα線を減衰
、吸収させる手段として半導体素子上をポリイミド樹脂
もしくはポリイミド・イソインドロ・キナゾリジオン樹
脂（以下ＰＩＩ）によって覆って保護することが広く用
いられている。これらの樹脂は半導体素子上の外部電極
接続のための電極パット部に金ワイヤーなどの配線（ワ
イヤーボンディング）が終了した後に滴下するポッティ
ング法と、半導体素子が個々に切り出されていない（ス
クライビング前の）ウエハー段階で回転塗布するウエハ
ーコート法とがある。前者は切り出された半導体素子個
々に行なうため、工数・コストのアップにつながる。ま
た大面積の半導体チップや２辺の比が大きい長方形の半
導体チップでは樹脂が均一に半導体チップをコートでき
にくいなどの問題があるため、後者のウエハーコート法
が広く用いられつつある。その実施例を図３、図４を用
い説明する。なお同一部分には同一符号を付してある。
、吸収させる手段として半導体素子上をポリイミド樹脂
もしくはポリイミド・イソインドロ・キナゾリジオン樹
脂（以下ＰＩＩ）によって覆って保護することが広く用
いられている。これらの樹脂は半導体素子上の外部電極
接続のための電極パット部に金ワイヤーなどの配線（ワ
イヤーボンディング）が終了した後に滴下するポッティ
ング法と、半導体素子が個々に切り出されていない（ス
クライビング前の）ウエハー段階で回転塗布するウエハ
ーコート法とがある。前者は切り出された半導体素子個
々に行なうため、工数・コストのアップにつながる。ま
た大面積の半導体チップや２辺の比が大きい長方形の半
導体チップでは樹脂が均一に半導体チップをコートでき
にくいなどの問題があるため、後者のウエハーコート法
が広く用いられつつある。その実施例を図３、図４を用
い説明する。なお同一部分には同一符号を付してある。
【０００６】まず図３において半導体基板内あるいは上
に抵抗、トランジスタなどの各種素子を形成した後、外
部接続端子用の配線パッド２が図示しないホトリソ・エ
ッチング工程により、絶縁膜１上に形成される。この配
線パットは通常アルミニウム単体もしくはＳｉ、Ｃｕ等
の不純物を含むアルミニウム合金が用いられる。この材
料は配線のみだけではなくトランジスタ等の素子を形成
する場合にも用いられる。次にリンなどの不純物を含む
酸化膜３、窒化シリコン膜４を順次形成する。これを図
示しないホトリソ・エッチング工程により配線パッド２
上の酸化膜３窒化シリコン膜４の一部を選択的に除去し
開口部５を形成し図１（ａ）の如き構造を得る。
に抵抗、トランジスタなどの各種素子を形成した後、外
部接続端子用の配線パッド２が図示しないホトリソ・エ
ッチング工程により、絶縁膜１上に形成される。この配
線パットは通常アルミニウム単体もしくはＳｉ、Ｃｕ等
の不純物を含むアルミニウム合金が用いられる。この材
料は配線のみだけではなくトランジスタ等の素子を形成
する場合にも用いられる。次にリンなどの不純物を含む
酸化膜３、窒化シリコン膜４を順次形成する。これを図
示しないホトリソ・エッチング工程により配線パッド２
上の酸化膜３窒化シリコン膜４の一部を選択的に除去し
開口部５を形成し図１（ａ）の如き構造を得る。
【０００７】次にポリイミド系樹脂６を全面に塗布し、
プリベークを例えば１００℃で１分間行なう。
プリベークを例えば１００℃で１分間行なう。
【０００８】次に図示しないレジストを塗布しパターニ
ングを行ない、これをマスクにヒドラジン系エッチャン
トによるウェットエッチングや、ドライエッチングによ
り選択的にポリイミド系樹脂６をエッチングしレジスト
を除去することにより開口部７を形成し第１図（ｂ）の
如き構造を得る。
ングを行ない、これをマスクにヒドラジン系エッチャン
トによるウェットエッチングや、ドライエッチングによ
り選択的にポリイミド系樹脂６をエッチングしレジスト
を除去することにより開口部７を形成し第１図（ｂ）の
如き構造を得る。
【０００９】この後、窒素若しくは不活性ガス雰囲気中
でアニールを２００℃と３００℃で各々１時間行ないポ
リイミド系樹脂膜６の膜硬化を行なう。
でアニールを２００℃と３００℃で各々１時間行ないポ
リイミド系樹脂膜６の膜硬化を行なう。
【００１０】図４は他の手法である。前記手法と同様に
絶縁膜１上に形成された配線パッド２上に、リン等を含
む酸化膜３窒化シリコン膜４を形成し、続いてポリイミ
ド系樹脂６を形成する。必要に応じてプリベークを行な
い、次に図示しないレジストを塗布しパターンニングを
行ない、これをマスクに連続的又は順次ポリイミド系樹
脂６、窒化シリコン膜４、酸化膜３をエッチング除去し
開口部５を形成し、レジストを除去することにより図４
（ａ）の如き構造を得る。
絶縁膜１上に形成された配線パッド２上に、リン等を含
む酸化膜３窒化シリコン膜４を形成し、続いてポリイミ
ド系樹脂６を形成する。必要に応じてプリベークを行な
い、次に図示しないレジストを塗布しパターンニングを
行ない、これをマスクに連続的又は順次ポリイミド系樹
脂６、窒化シリコン膜４、酸化膜３をエッチング除去し
開口部５を形成し、レジストを除去することにより図４
（ａ）の如き構造を得る。
【００１１】この後、窒素若しくは不活性ガス雰囲気中
でアニールを２００℃と３００℃で各々１時間行ないポ
リイミド系樹脂膜６の膜硬化を行なう。
でアニールを２００℃と３００℃で各々１時間行ないポ
リイミド系樹脂膜６の膜硬化を行なう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上述べ
た方法では、いずれの場合であってもパターニングして
開口部を形成したポリイミド系樹脂をアニールし硬化さ
せるための熱処理中に、ポリイミド系樹脂に含まれる溶
媒や、低分子のポリイミド前駆体などの有機物が樹脂膜
中から脱離し、これらの物質（炭素が殆んど）が、配線
パッド上やウエハー上に再付着するという現象が起るこ
とが発見された。これを表したのが図３（ｃ）及び図４
（ｂ）に示す黒丸（８番）で有機系の物質を意味してい
る。
た方法では、いずれの場合であってもパターニングして
開口部を形成したポリイミド系樹脂をアニールし硬化さ
せるための熱処理中に、ポリイミド系樹脂に含まれる溶
媒や、低分子のポリイミド前駆体などの有機物が樹脂膜
中から脱離し、これらの物質（炭素が殆んど）が、配線
パッド上やウエハー上に再付着するという現象が起るこ
とが発見された。これを表したのが図３（ｃ）及び図４
（ｂ）に示す黒丸（８番）で有機系の物質を意味してい
る。
【００１３】図５は、配線パッド上に有機系物質が再付
着した状態で金線１０によるボンディングを行った例で
、アルミの配線パッドと金線１０の間に有機系物質が介
在したままになっている。この状態で金線１０の剪断強
度を測定すると１００ｇ以下であった。一方、ポリイミ
ド系樹脂を用いない（例えば図３（ａ））配線パッド２
へ、有機系物質が再付着した状態でボンディングしたの
と同じボンディング条件でボンディングした金線の剪断
強度は１３０ｇを越えている。
着した状態で金線１０によるボンディングを行った例で
、アルミの配線パッドと金線１０の間に有機系物質が介
在したままになっている。この状態で金線１０の剪断強
度を測定すると１００ｇ以下であった。一方、ポリイミ
ド系樹脂を用いない（例えば図３（ａ））配線パッド２
へ、有機系物質が再付着した状態でボンディングしたの
と同じボンディング条件でボンディングした金線の剪断
強度は１３０ｇを越えている。
【００１４】剪断強度の低下は、半導体素子をパッケー
ジに封入する際、溶融モールド材との接触圧力や温度に
よるストレスによりボンディング配線の配線パッド部で
の剥れを起すため半導体素子の信頼性が劣化するという
問題があった。またボンディング強度を増すためにはボ
ンディング時の温度、時間、圧力を上げれば良いが熱や
圧力によるストレスで配線パッド部もしくはその近傍に
割れ（クラック）が生じるという問題点があった。
ジに封入する際、溶融モールド材との接触圧力や温度に
よるストレスによりボンディング配線の配線パッド部で
の剥れを起すため半導体素子の信頼性が劣化するという
問題があった。またボンディング強度を増すためにはボ
ンディング時の温度、時間、圧力を上げれば良いが熱や
圧力によるストレスで配線パッド部もしくはその近傍に
割れ（クラック）が生じるという問題点があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明は半導体素子の
保護膜であるポリイミド系樹脂の熱アニールによる硬化
工程後に、表面層をエッチングし配線パッド上の有機系
物質を除去するようにしたものである。
保護膜であるポリイミド系樹脂の熱アニールによる硬化
工程後に、表面層をエッチングし配線パッド上の有機系
物質を除去するようにしたものである。
【００１６】
【作用】この発明の半導体素子の製造方法によれば、配
線パッド上の有機系物質をエッチングにより除去するよ
うにしたので、ワイヤボンディングによる金線と配線パ
ッドの密着性が上がるため前記問題点を除去できるので
ある。
線パッド上の有機系物質をエッチングにより除去するよ
うにしたので、ワイヤボンディングによる金線と配線パ
ッドの密着性が上がるため前記問題点を除去できるので
ある。
【００１７】
【実施例】図１（ａ）ないし（ｄ）、図２（ａ）ないし
（ｃ）は、この発明の実施例を示す工程断面図である。 なお同一部分には同一符号を付してある。
（ｃ）は、この発明の実施例を示す工程断面図である。 なお同一部分には同一符号を付してある。
【００１８】図１（ａ）ないし（ｃ）、図２（ａ）ない
し（ｂ）は従来例の製造方法と同じであるので説明を省
略する。
し（ｂ）は従来例の製造方法と同じであるので説明を省
略する。
【００１９】まずポリイミド系樹脂をアニールし、膜硬
化工程を行った後、ウエハーを酸素ガスを含む反応系に
おいて、前記アニール工程により配線パッド部を含むウ
エハー全面に再付着した有機系物質を、例えばプラズマ
アッシングや光アッシングによりアッシング（灰化）処
理しウエハー表面層の一部をエッチング除去する。（図
１（ｄ）の９および図２（ｃ）の９）この工程を付加し
たことにより配線パッド上の有機系物質は除去される。 又、この工程はヒドラジン系のエッチャントによるウェ
ットエッチングであってもかまわない。
化工程を行った後、ウエハーを酸素ガスを含む反応系に
おいて、前記アニール工程により配線パッド部を含むウ
エハー全面に再付着した有機系物質を、例えばプラズマ
アッシングや光アッシングによりアッシング（灰化）処
理しウエハー表面層の一部をエッチング除去する。（図
１（ｄ）の９および図２（ｃ）の９）この工程を付加し
たことにより配線パッド上の有機系物質は除去される。 又、この工程はヒドラジン系のエッチャントによるウェ
ットエッチングであってもかまわない。
【００２０】ウエハー上のポリイミド系樹脂は、既に熱
硬化されているため前記エッチング工程を付加してもそ
の膜厚減少は少ない。例えば１０００Å程度エッチング
するとしたら、その分最初に厚膜にしても良い。
硬化されているため前記エッチング工程を付加してもそ
の膜厚減少は少ない。例えば１０００Å程度エッチング
するとしたら、その分最初に厚膜にしても良い。
【００２１】この工程を付加した後、同一条件でボンデ
ィングした後の金線の剪断強度を測定したところ、従来
例では１００ｇ以下であったものが、ポリイミドを使わ
ない場合と同様に１３０ｇ迄回復していた。
ィングした後の金線の剪断強度を測定したところ、従来
例では１００ｇ以下であったものが、ポリイミドを使わ
ない場合と同様に１３０ｇ迄回復していた。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明した通り、この発明によ
ればポリイミド系樹脂やＰＩＩのパターニングおよびア
ニール熱硬化処理後、ウエハー表面全体をアッシング（
灰化）処理又はウェットエッチングする工程を付加した
ことにより引き出し電極部となる配線パッド上の有機系
物質を除去することができる。
ればポリイミド系樹脂やＰＩＩのパターニングおよびア
ニール熱硬化処理後、ウエハー表面全体をアッシング（
灰化）処理又はウェットエッチングする工程を付加した
ことにより引き出し電極部となる配線パッド上の有機系
物質を除去することができる。
【００２３】従って、ボンディング条件（温度、圧力、
時間）を増大させることなく十分なボンディング強度を
得ることができ、パッシベーション保護膜のクラックや
ワイヤボンディング金線の剥れなどのデバイスの劣化を
防ぎ、高信頼性のデバイスを得ることができる。
時間）を増大させることなく十分なボンディング強度を
得ることができ、パッシベーション保護膜のクラックや
ワイヤボンディング金線の剥れなどのデバイスの劣化を
防ぎ、高信頼性のデバイスを得ることができる。
【図１】この発明の第１の実施例を示す工程断面図
【図
２】この発明の第２の実施例を示す工程断面図
２】この発明の第２の実施例を示す工程断面図
【図３】
従来技術の第１の実施例を示す工程断面図
従来技術の第１の実施例を示す工程断面図
【図４】従来
技術の第２の実施例を示す工程断面図
技術の第２の実施例を示す工程断面図
【図５】従来技術
で配線パッド上に金線をボンディングした断面図
で配線パッド上に金線をボンディングした断面図
１ 半導体基板
２ 配線パッド
３ リンなどの不純物を含む酸化膜４ 窒
化シリコン膜 ５，７ 開口部 ６ ポリイミド系樹脂 ８ 有機系物質 ９ エッチング １０ 金線
化シリコン膜 ５，７ 開口部 ６ ポリイミド系樹脂 ８ 有機系物質 ９ エッチング １０ 金線
Claims (1)
- 【請求項１】 素子が形成された半導体ウエハー上に
ポリイミド系樹脂又はポリイミド・イソインドロ・キナ
ゾリジオン（ＰＩＩ）を塗布しパターニングする工程と
、前記ポリイミド系樹脂又はＰＩＩの硬化のための熱処
理を施す工程と、前記熱処理によりウエハー上に再付着
した有機系物質をエッチング除去する工程とを順次行う
ことを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323091A JPH04307937A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323091A JPH04307937A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307937A true JPH04307937A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=13512174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7323091A Pending JPH04307937A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04307937A (ja) |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP7323091A patent/JPH04307937A/ja active Pending
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