JPH06332179A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明は、半導体チップ上にポリイミド樹脂か
らなる保護膜を備えた半導体装置の製造方法において、
該保護膜をポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物を用い
て形成することを特徴とする半導体装置の製造方法に関
する。 【効果】本発明によると、ポジ型の感光性ポリイミド前
駆体を用いることで、半導体チップへの水分、イオン成
分の侵入防止、リーク電流の増大防止、耐電圧の低下防
止に有効な効果があり、信頼性の優れた半導体装置を提
供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関するものであり、さらに詳しくは、ポリイミド樹脂
を半導体チップの保護膜に用いた半導体装置の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化に伴い、チップサイズ
の大型化や配線の微細化が進んでいる。これらに伴い、
封止樹脂の硬化収縮および熱歪に起因する内部応力が問
題となっている。これらの内部応力は、配線のスライ
ド、パッシベーションクラック、半導体チップと封止樹
脂との間のクラックなどを引き起こす原因となってい
る。これらの問題解決のためにポリイミド樹脂を窒化ケ
イ素膜のような無機のパッシベーション膜の上に形成し
たり、あるいは、直接半導体チップの上にポリイミド樹
脂をパッシベーション膜として形成することが行われて
いる。このポリイミド樹脂の形成には、配線用のホール
を形成するためにパターン加工が必要であるが、非感光
性のポリイミド樹脂は、ポジレジストをマスクにしてポ
ジレジストの現像と同時にポリイミドのエッチングを行
う方法（例えば、Ｒ．Ａ．Ｄｉｎｅ−Ｈａｒｔ，他 Ｂ
ｒ．Ｐｏｌｙｍ．Ｊ．３，２２２（１９７１））やネガ
レジストをマスクにしてネガレジストの現像後にポリイ
ミドをヒドラジンのような有機アルカリでエッチングす
る方法（例えば、特開昭５３−４９７０１号公報）でパ
ターン加工されるため工程が繁雑である。そのため、ポ
リイミド前駆体に感光性を付与し、直接パターンを形成
する方法（例えば、特開昭５４−１４５７９４号公報、
特公昭５４−４４４５３号公報、特公昭５９−５２８２
２号公報）が用いられている。

【０００３】しかしながら、該ポリイミド前駆体に感光
性を付与し、直接パターンを形成する方法に用いられる
感光性ポリイミド前駆体は、露光した部分が現像により
残るネガ型のものであった。該ネガ型の感光性ポリイミ
ド前駆体でポリイミドパターンを形成した場合、露光時
に使用するマスクなどにダストなどが付着しているとそ
の部分が欠陥となり、ポリイミド皮膜にピンホールが形
成されるため、半導体チップへの水分、イオン成分の侵
入やリーク電流の増大あるいは耐電圧の低下などが起こ
り、ポリイミド樹脂を形成しても信頼性が低下したり、
歩留まりが低下するという問題が生じてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術に鑑み創案されたもので、その目的は、上記欠点、
すなわち、感光性ポリイミド前駆体を用いた場合に生じ
る信頼性が低下する問題を解決し、ポリイミド樹脂の形
成が簡略化され、信頼性の向上した半導体装置の製造方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
半導体チップ上にポリイミド樹脂からなる保護膜を備え
た半導体装置の製造方法において、該保護膜をポジ型感
光性ポリイミド前駆体組成物を用いて形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法により達成される。

【０００６】本発明における半導体チップとは、ＭＯＳ
構造をとるもの、すなわち、金属と酸化物よりなる絶縁
膜と半導体の３層構造を基本としたもの、バイポーラ構
造をとるもの、すなわち、ｐ型とｎ型の２種にドープし
た半導体を接合した構造を基本としたものに分類でき
る。このような半導体チップは、いずれもシリコンやガ
リウムヒ素のような半導体物質に周知の方法で形成され
る。

【０００７】本発明における半導体装置は、このような
半導体チップ上にポリイミド樹脂からなる保護膜を備え
たものであり、該保護膜を、ポジ型感光性ポリイミド前
駆体組成物を用いて形成することを特徴とする。

【０００８】ポジ型感光性ポリイミド前駆体とは、露光
した部分が現像により溶解除去できるもので、例えば、
ポリアミド酸にエステル基で光分解性の感光性を導入
し、露光、現像によりポジ型のパターンを形成するもの
（例えば、特開平１−６１７４７号公報）、特定の構造
のポリアミド酸に特定の構造のナフトキノンジアジド化
合物を添加し、特定の温度範囲で熱処理し、露光、現像
によりポジ型のパターンを形成するもの（例えば、高分
子学会予稿集、４０巻、３号、８２１（１９９１）、化
学線感応型ポリイミド前駆体の被膜を露光し、露光後、
未露光部が露光部より硬化度が高くなる処理を施し、現
像により露光部を除去し、ポジ型のパターンを形成する
ものなどが挙げられる。

【０００９】実用面からは、化学線感応型ポリイミド前
駆体の被膜を露光し、露光後、未露光部が露光部より硬
化度が高くなる処理を施し、現像により露光部を除去
し、ポジ型のパターンを形成するものが好ましい。

【００１０】例えば、 （ａ）一般式（１）で表される構造単位を主成分とする
ポリマ（Ａ）、

【化２】 （ただし、式中Ｒ¹ は少なくとも２個の炭素原子を有す
る３価または４価の有機基、Ｒ² は少なくとも２個の炭
素原子を有する２価の有機基、Ｒ³ は水素、アルカリ金
属イオン、アンモニウムイオンまたは炭素数１〜３０の
有機基を表す。ｎは１または２である。） （ｂ）エチレン性不飽和二重結合およびアミノ基を含む
化合物（Ｂ）、および （ｃ）光開始剤および／または増感剤および／または光
反応性モノマーを含有するポジ型感光性ポリイミド前駆
体組成物があげられる。

【００１１】一般式（１）で表される構造単位を主成分
とするポリマ（Ａ）とは、加熱あるいは適当な触媒によ
り、イミド環や、その他の環状構造を有するポリマ（以
下、ポリイミド系ポリマという）となり得るものであ
る。

【００１２】上記一般式（１）中、Ｒ¹ は少なくとも２
個の炭素原子を有する３価または４価の有機基である。
耐熱性の面から、Ｒ¹ は芳香族環または芳香族複素環を
含有し、かつ、炭素数６〜３０の３価または４価の基が
好ましい。

【００１３】Ｒ¹ の例として、フェニル基、ビフェニル
基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフ
ェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニル
プロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルフ
ォロプロパン基などが挙げられるが、これらに限定され
ない。

【００１４】上記一般式（１）中、Ｒ² は少なくとも２
個の炭素原子を有する２価の有機基であるが、耐熱性の
面から、Ｒ² は芳香族環または芳香族複素環を含有し、
かつ炭素数６〜３０の２価の基が好ましい。

【００１５】Ｒ² の例として、フェニル基、ビフェニル
基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフ
ェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニル
プロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルフ
ォロプロパン基などが挙げられるが、これらに限定され
ない。

【００１６】さらに、基板との接着性を向上させるため
に、耐熱性を低下させない範囲でＲ¹ 、Ｒ² として、シ
ロキサン構造を有する脂肪族の基を共重合してもよい。

【００１７】Ｒ³ は、水素、アルカリ金属イオン、アン
モニウムイオンまたは炭素数１〜３０の有機基を表す。
Ｒ³ の好ましい例としては、水素基、メチル基、エチル
基、イソプロピル基、ブチル基、メタクリル酸エチル
基、アクリル酸エチル基、ｏ−ニトロベンジル基などが
挙げられるが、これらに限定されない。特にＲ³ として
は、水素が好ましい。

【００１８】ポリマ（Ａ）は、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ がこれ
らのうち各々１種から構成されていても良いし、各々２
種以上から構成される共重合体であつてもよい。

【００１９】ポリマ（Ａ）は、一般式（１）で表される
構造単位のみからなるものであっても良いし、他の構造
単位との共重合体あるいはブレンド体であっても良い。
その際、一般式（１）で表される構造単位を９０モル％
以上含有していることが好ましい。共重合あるいはブレ
ンドに用いられる構造単位の種類および量は最終加熱処
理によって得られるポリイミド系ポリマの耐熱性を損な
わない範囲で選択することが好ましい。

【００２０】ポリマ（Ａ）の具体的な例として、ピロメ
リット酸二無水物と４、４´−ジアミノジフェニルエー
テル、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジフェニルエーテ
ル、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物と４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、
３，３´，４，４´−ビフェニルトリフルフォロプロパ
ンテトラカルボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジフ
ェニルエーテル、３，３´，４，４´−ビフェニルスル
ホンテトラカルボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジ
フェニルエーテル、ピロメリット酸二無水物と３，３´
−（または４，４´）ジアミノジフェニルスルホン、
３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物と３，３´−（または４，４´）ジアミノジフ
ェニルスルホン、３，３´，４，４´−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物と３，３´−（または４，４´）
ジアミノジフェニルスルホン、ピロメリット酸二無水物
と４，４´−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３
´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物と４，４´−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３
´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
４，４´−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３´，
４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と
パラフェニレンジアミン、３，３´，４，４´−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミ
ン、３，３´，４，４´−ジフェニルエーテルテトラカ
ルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、３，３
´，４，４´−ビフェニルトリフルフォロプロパンテト
ラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、３，
３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
とターフェニルジアミン、３，３´，４，４´−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物および３，３´，４，４
´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とパラフ
ェニレンジアミン、ピロメリット酸二無水物および３，
３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物と３，３´−（または４，４´）ジアミノジフェニ
ルエーテル、ピロメリット酸二無水物および３，３´，
４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラ
フェニレンジアミン、３，３´，４，４´−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジ
フェニルエーテルおよびビス（３−アミノプロピル）テ
トラメチルジシロキサン、ピロメリット酸二無水物と
４，４´−ジアミノジフェニルエーテルおよびビス（３
−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、３，３
´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
４，４´−ジアミノジフェニルエーテルおよびビス（３
−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、などか
ら合成されたポリアミド酸およびエステル化合物が挙げ
られるがこれらに限定されない。

【００２１】これらのポリアミド酸およびそのエステル
化物は公知の方法によって合成される。すなわち、ポリ
アミド酸の場合はテトラカルボン酸二無水物とジアミン
を選択的に組み合わせ、これらをＮ−メチル−２−ピロ
リドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミドなどを主成分とする極性溶媒や、γ−
ブチロラクトン中で反応させることにより合成される。
ポリアミド酸のエステル化物は例えば、特開昭６１−７
２０２２号公報、特公昭５５−３０２０７号公報に記載
されている方法などで合成される。

【００２２】エチレン性不飽和二重結合およびアミノ基
を有する化合物（Ｂ）としては、エチレン性不飽和二重
結合およびアミノ基を有し、炭素数３〜３０の有機基か
らなる化合物である。さらに、炭素数３〜３０の脂肪族
有機基からなる化合物が好ましい。アミノ基が脂肪族の
基と結合している化合物がより好ましい。有機基として
は、アミノ基の他に炭化水素基、水酸基、カルボニル
基、カルボキシル基、ウレタン基、ウレア基、アミド基
などが挙げられるが、これらに限定されない。

【００２３】具体的な例として、アクリル酸ジメチルア
ミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタク
リル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルア
ミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、
Ｎ，Ｎ´−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、
Ｎ，Ｎ´−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、
Ｎ，Ｎ´−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、
Ｎ，Ｎ´−ジエチルアミノプロピルメタクリルアミドな
どが挙げられる。

【００２４】これらの化合物（Ｂ）は単独あるいは二種
以上の混合物として使用される。

【００２５】化合物（Ｂ）はポリマの全構成単位の５
％、好ましくは３０％に相当する当量以上で、かつポリ
マ中の全カルボキシル基の当量の５倍以下の割合で、混
合されているのが望ましい。この範囲をはずれると感度
が悪くなったり、現像への制約が多くなる。

【００２６】光開始剤としてはミヒラーズケトン、４，
４´−ジエチルアミノベンゾフェノン、Ｎ−フェニルジ
エタノールアミン、Ｎ−フェニルグリシンなど芳香族ア
ミン化合物、１−フェニルプロパンジオン−２−（０−
エトキシカルボニル）オキシムに代表される鎖状オキシ
ム化合物、３−フェニル−５−イソオキサゾロンに代表
される環状オキシム化合物が有効であるがこれらに限定
されない。とくに３−フェニル−５−イソオキサゾロン
に代表される環状オキシム化合物が感度面で望ましい。
これらの光開始剤は、単独あるいは二種以上の混合物と
して使用される。

【００２７】光開始剤の量はポリマに対して１重量％〜
１００重量％、好ましくは５重量％〜５０重量％混合さ
れているのが望ましい。この範囲をはずれると感度が悪
くなったり、現像への制約が多くなる。

【００２８】増感剤としてはミヒラーズケトン、４，４
´−ジエチルアミノベンゾフェノン、３，３´−カルボ
ニルビス（ジエチルアミノクマリン）、コダック社
（株）の“クマリン”３３９、“クマリン”３３８、
“クマリン”３１４、“クマリン”７などがが有効であ
るがこれらに限定されない。これらの増感剤は単独もし
くは２種以上の混合物として使用される。

【００２９】増感剤の量はポリマに対して０．１重量％
〜２０重量％、好ましくは０．２重量％〜１０重量％混
合されているのが感度面で望ましい。

【００３０】光反応性モノマーとしては２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレートなど光重合性
のモノマーをポリマに対して１重量％〜２０重量％、添
加するとさらに感度の向上が期待できる。これらの光反
応性モノマーは単独あるいは二種以上の混合物として使
用される。

【００３１】上記ポリマ（Ａ）、化合物（Ｂ）および光
開始剤および／または増感剤および／または光反応性モ
ノマーを溶媒と混合することによりポジ型感光性ポリイ
ミド前駆体組成物を得る。

【００３２】このとき用いられる溶媒としては、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオ
キシド、ヘキサメチルホスホロトリアミド、γ−ブチロ
ラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドなどの非プ
ロトン性極性溶媒が単独もしくは二種以上の混合物とし
て好ましく用いられるが、これらに限定されない。

【００３３】次に、ポジ型感光性ポリイミド前駆体を用
いたポリイミド樹脂膜の形成方法の一例について説明す
る。

【００３４】まず、上記ポジ型感光性ポリイミド前駆体
組成物のワニスをシリコンウエハなどの上に塗布し、乾
燥を行い、ポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物の被膜
を得る。この被膜上にマスクを置き、化学線を照射し、
選択的に露光する。露光後に、ポジ型感光性ポリイミド
前駆体の種類により、熱処理を施した後、現像を行い、
露光部を除去することにより、配線用のホールの加工を
施す。さらにホールの加工後、キュアすることによりポ
リイミド樹脂の半導体チップの保護膜をえる。保護膜は
半導体チップの上に直接形成されるものであってもよい
し、窒化ケイ素などの無機膜が半導体チップの上に形成
され、その上に形成されるパッシベーション膜であって
もよい。

【００３５】塗布は、スピンナーを用いた回転塗布、ス
プレコータ、浸漬、ロールコーティングなどの方法によ
って行われる。塗布膜厚は、塗布手段、組成物の固形分
濃度、粘度等によって異なるが、通常、乾燥後の膜厚
が、０．１〜１５０μｍになるように塗布される。

【００３６】乾燥は、５０〜１００℃の範囲で１分〜数
時間行なうのが好ましい。露光後の熱処理は必要によ
り、乾燥の工程と同じかそれより高い温度で１分〜数時
間行なうのが好ましい。露光後の熱処理温度は６０〜１
８０℃、さらに好ましくは９０〜１５０℃の温度がよ
い。

【００３７】露光は、公知の方法により行われる。紫外
線、可視光線、電子線、Ｘ線などがあげられるが、紫外
線、可視光線が好ましい。

【００３８】露光後の熱処理は、例えば、前記のポリマ
（Ａ）、化合物（Ｂ）および、光開始剤および／または
増感剤および／または光反応性モノマーを含有するポジ
型感光性ポリイミド前駆体組成物などを用いるときに
は、施す必要がある。その場合、その熱処理によって、
未露光部の被膜が露光部の被膜より硬化度が高くなるよ
うにする。すると、未露光部の被膜の方が、現像液に対
する耐性が高くなり、現像すると露光部の方が未露光部
より早く除去され、ポジ型の像が形成される。

【００３９】現像は、剥離、溶解、エッチングなどの方
法により行われる。現像に用いる現像液としては水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド、コリンなどのアルカリ水溶液が望まし
い。またこれらのアルカリとＮ−メチル−２−ピロリド
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、などの極性溶媒
や、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール
などのアルコールとの組み合わせた現像液も使用でき
る。現像後、水またはメタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコールなどのアルコールでリンスをする。

【００４０】現像後のキュアは温度を選び、段階的に昇
温するかある温度範囲を選び連続的に昇温しながら５分
〜５時間実施する。このキュアの最高温度は、２００〜
５００℃、好ましくは、３００〜４５０℃で行うのがよ
い。例えば、１３０℃、２００℃、４００℃で各々３０
分熱処理する。また、室温から４００℃まで２時間かけ
て直線的に昇温してもよい。

【００４１】このようにして得られた半導体チップをト
ランスファー成型を行い樹脂封止をする。さらに、封止
樹脂のポストキュアを行い最終的な製品を得る。

【００４２】半導体の樹脂封止に持ちいられる封止樹脂
としては、代表的なものとしてエポキシ樹脂系のものが
挙げられ、例えば主としてノボラック系のエポキシ樹脂
とシリカ粒子からなり、硬化剤として、アミン類やトリ
フェニルフォスフィンなどを用いて、硬化させるものが
挙げられる。勿論架橋に際してエポキシを開環させる各
種エポキシ硬化剤や硬化触媒が使用できるのはいうまで
もない。この架橋のために封止樹脂をポストキュアす
る。このポストキュア温度は、上記樹脂の場合、例えば
１７０℃前後で行うことができる。このポストキュアの
温度があまり低いと架橋反応が完全に進行せず、その後
の信頼性に問題が生じる。また、ポストキュアの温度が
高すぎると、封止樹脂の劣化が起こり、信頼性の面で問
題となる。すなわち、使用される封止樹脂に応じてポス
トキュアの温度が適切に選択される。

【００４３】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。

【００４４】実施例１ ３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物 80.55ｇ，ピロメリット酸二無水物 54.53ｇを
エタノール2.3 ｇ，Ｎ−メチル−２−ピロリドン 549ｇ
と共に、７０℃で３時間反応させた。その後２０℃に冷
却し、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル 95.10ｇ
およびビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロ
キサン 6.2ｇを添加し、さらに６０℃で３時間反応さ
せ、粘度１２２ポアズ（２５℃）のポリマ（Ａ）溶液を
得た。この溶液にメタクリル酸ジメチルアミノエチル 1
57.3ｇ（ポリマ中の全カルボキシル基と当量）、３−フ
ェニル−５−イソオキサゾロン 47.27ｇ、３，３´−カ
ルボニルビス（ジエチルアミノクマリン） 2.36 ｇおよ
びＮ−メチル−２−ピロリドン 190ｇを添加し、感光性
ポリイミド前駆体組成物を得た。

【００４５】該感光性ポリイミド前駆体組成物を６イン
チシリコンウエハ上に塗布、乾燥し、半分を露光し、露
光後、ホットプレートで１４０℃で３分熱処理を施し
た。ＮＭＤ−３（東京応化（株）製）で露光部を現像
後、１３０℃、２００℃、４００℃で各々３０分窒素雰
囲気中でキュアし、６インチシリコンウエハ上の半面に
形成された膜厚５μｍのポリイミド被膜を得た。この被
膜を弗硝酸を用いて基板から剥離し、ＪＩＳ Ｃ２１１
０に準拠し、耐電圧を測定したところ、１．９ＫＶであ
った。

【００４６】実施例２ 実施例１で得られた感光性ポリイミド前駆体組成物を６
インチアルミニウムウエハ上に塗布、乾燥し、半分を露
光し、露光後、ホットプレートで１４０℃で３分熱処理
を施した。ＮＭＤ−３（東京応化（株）製）で露光部を
現像後、１３０℃、２００℃、４００℃で各々３０分窒
素雰囲気中でキュアし、６インチアルミニウムウエハ上
の半面に形成された膜厚５μｍのポリイミド被膜を得
た。該サンプルをＪＩＳ Ｃ３００３に準拠し、ピンホ
ール密度を測定したところ、１×１０^-1個／ｃｍ² 以下
であった。

【００４７】実施例３ ９ｍｍ×９ｍｍの大きさのシリコンチップの上にライン
・アンド・スペースが８μｍのアルミ配線を取り付け、
実施例１で得られた感光性ポリイミド前駆体組成物のワ
ニスをキュア後の膜厚が３μｍになるように塗布し、全
面を未露光部とし、ホットプレートで１４０℃で３分熱
処理を施した。ＮＭＤ−３（東京応化（株）製）で現像
後、１３０℃、２００℃、４００℃で各々３０分窒素雰
囲気中でキュアし、膜厚３μｍのポリイミド被膜を形成
した。

【００４８】このチップを１６ｍｍ×１６ｍｍの４８ピ
ンＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）パッ
ケージへ封止樹脂として東レ（株）製ＴＨ−７００６を
用いて金型温度１７０℃で成型時間１２０秒、その後、
１７０℃で５時間のポストキュア条件で樹脂封止を行っ
た。

【００４９】このようにして得た試作品で１２１℃、
２．１気圧で１００時間プレッシャークッカー試験を行
った。試験後、内部のチップを発煙硝酸を用いて開封
し、アルミの腐食状態を調べたが、腐食は見られなかっ
た。また、アルミの変形も観察されなかった。

【００５０】比較例１ ３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物 32.2 ｇ，ピロメリット酸二無水物 43.6 ｇ，
２−ヒドロキシエチルメタクリレート 51.1 ｍｌ，γ−
ブチロラクトン 740ｍｌおよびピリジン 105ｍｌを室温
で２０時間攪拌した。この溶液に氷冷下、塩化チオニル
50ｇを１時間かけて滴下し、その後、室温で２時間攪拌
した。この溶液に４，４´−ジアミノジフェニルエーテ
ル 38.4ｇおよびビス（３−アミノプロピル）テトラメ
チルジシロキサン 2.0ｇ，γ−ブチロラクトン 350ｍｌ
を添加し更に２時間攪拌した。更にエタノール 59.1 ｍ
ｌを加え１０時間攪拌した。次いで、γ−ブチロラクト
ン 800ｍｌを加え、水中に滴下し、折出した固形物を得
た。その後、水、エタノールで洗浄した後、真空乾燥し
た。このポリマ 100ｇと１−フェニル−プロパンジオン
−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム 4ｇ，ミヒラーケト
ン 2ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン 120ｍｌに溶かし
感光性ポリイミド前駆体組成物を得た。

【００５１】該感光性ポリイミド前駆体組成物を６イン
チシリコンウエハ上に塗布、乾燥し、半分を露光し、Ｎ
−メチル−２−ピロリドンとキシレンからなる現像液で
未露光部を現像後、１３０℃、２００℃、４００℃で各
々３０分窒素雰囲気中でキュアし、６インチシリコンウ
エハ上の半面に形成された膜厚５μｍのポリイミド被膜
を得た。この被膜を弗硝酸を用いて基板から剥離し、Ｊ
ＩＳ Ｃ２１１０に準拠し、耐電圧を測定したところ、
０．３ＫＶであり、ポジ型の感光性ポリイミド前駆体組
成物を用いて形成したポリイミドよりも１桁小さい値で
あった。

【００５２】比較例２ 比較例１で得られた感光性ポリイミド前駆体組成物を６
インチアルミニウムウエハ上に塗布、乾燥し、半分を露
光し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとキシレンからなる
現像液で未露光部を現像後、１３０℃、２００℃、４０
０℃で各々３０分窒素雰囲気中でキュアし、６インチア
ルミニウムウエハ上の半面に形成された膜厚５μｍのポ
リイミド被膜を得た。該サンプルをＪＩＳ Ｃ３００３
に準拠し、ピンホール密度を測定したところ、５個／ｃ
ｍ² であった。

【００５３】比較例３ ９ｍｍ×９ｍｍの大きさのシリコンチップの上にライン
・アンド・スペースが８μｍのアルミ配線を取り付け、
比較例１で得られた感光性ポリイミド前駆体組成物のワ
ニスをキュア後の膜厚が３μｍになるように塗布し、全
面を露光し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとキシレンか
らなる現像液で現像後、１３０℃、２００℃、４００℃
で各々３０分窒素雰囲気中でキュアし、膜厚３μｍのポ
リイミド被膜を形成した。

【００５４】このチップを１６ｍｍ×１６ｍｍの４８ピ
ンＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）パッ
ケージへ封止樹脂として東レ（株）製ＴＨ−７００６を
用いて金型温度１７０℃で成型時間１２０秒、その後、
１７０℃で５時間のポストキュア条件で樹脂封止を行っ
た。

【００５５】このようにして得た試作品で１２１℃、
２．１気圧で１００時間プレッシャークッカー試験を行
った。試験後、内部のチップを発煙硝酸を用いて開封
し、アルミの腐食状態を調べたところ、アルミの変形は
観察されなかったが、腐食が観察された。

【００５６】

【発明の効果】ネガ型の感光性ポリイミド前駆体でポリ
イミドパターンを形成した場合、露光時に使用するマス
クなどにダストなどが付着しているとその部分が欠陥と
なり、ポリイミド被膜にピンホールが形成されるため、
半導体チップへの水分、イオン成分の侵入やリーク電流
の増大あるいは耐電圧の低下などが起こり、ポリイミド
樹脂を形成しても信頼性が低下したり、歩留まりが低下
するなどの問題があるが、ポジ型の感光性ポリイミド前
駆体を用いることで、半導体チップへの水分、イオン成
分の侵入防止、リーク電流の増大防止、耐電圧の低下防
止に有効な効果があり、信頼性の優れた半導体装置を提
供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体チップ上にポリイミド樹脂からなる
   保護膜を備えた半導体装置の製造方法において、該保護
   膜をポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物を用いて形成
   することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】ポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物が、 （ａ）一般式（１）で表される構造単位を主成分とする
   ポリマ（Ａ）、 【化１】 （ただし、式中Ｒ¹ は少なくとも２個の炭素原子を有す
   る３価または４価の有機基、Ｒ² は少なくとも２個の炭
   素原子を有する２価の有機基、Ｒ³ は水素、アルカリ金
   属イオン、アンモニウムイオンまたは炭素数１〜３０の
   有機基を表す。ｎは１または２である。） （ｂ）エチレン性不飽和二重結合およびアミノ基を有す
   る化合物（Ｂ）、および （ｃ）光開始剤および／または増感剤および／または光
   反応性モノマーを含有するポジ型感光性ポリイミド前駆
   体組成物であることを特徴とする請求項１記載の半導体
   装置の製造方法。
3. 【請求項３】ポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物を半
   導体チップ上に、塗布、乾燥して該組成物の被膜を半導
   体チップ上に形成し、化学線で選択的に露光した後、現
   像によって露光部分を除去し、つづいてキュアすること
   により半導体チップ上にポリイミド樹脂膜を形成するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製
   造方法。
4. 【請求項４】化学線で選択的に露光した後、現像によっ
   て露光部分を除去する前に、熱処理を施すことを特徴と
   する請求項３記載の半導体装置の製造方法。