JPH088243A

JPH088243A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH088243A
Application number: JP6156490A
Authority: JP
Inventors: Toru Tomonaga; 透朝長
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明は、半導体素子(1) 表面に、直接また
は他の絶縁層(5) を介して、（Ａ）次の一般式で示され
るポリアミック酸溶液、（Ｂ）m-ヒドロキシ安息香酸−2-ジメチルアミノエチル
エステルのような活性化された芳香族環及び３級アミノ
基を含む化合物、（Ｃ）トリフェニルスルフォニウムト
リフルオロメタンスルフォン酸塩のような光分解性プロ
トン発生剤および（Ｄ）1,4-ビス（アセトキシメチル）
ベンゼンのような多官能潜在親電子剤を必須成分とする
感光性樹脂組成物の絶縁層(6) を設けた半導体装置であ
る。【効果】本発明の半導体装置は、特定の感光性樹脂組
成物を用いたことにより、感光性、解像性に優れた、簡
便、かつ安全性がよく、信頼性の高いものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光又は放射線などの照
射に対し高感度で、解像性にも優れた感光性ポリイミド
樹脂絶縁層を形成してなる半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の基板表面に形成されている
素子部分は、外部環境の影響を受けやすいため素子表面
に保護膜が設けられて信頼性等を保持している。従来、
こうした有機の保護膜としては、造膜性、電気特性、信
頼性などの面からポリイミド樹脂が用いられるようにな
ってきており、特に近年は無機保護膜とポリイミド樹脂
膜とを併用するようになってきている。

【０００３】保護膜のついた半導体素子は、その表面に
スルーホールのようなパターン加工、或いは外部リード
との導通を採るためのパッド加工を行わなければならな
い。従来、ポリイミド樹脂膜の加工は、フォトレジスト
を用いたフォトエッチングプロセスにより、強アルカリ
でエッチング加工していた。この加工工程は大変繁雑で
長時間を要するばかりでなく、エッチング液の毒性にも
問題があった。このため近年、ポリイミド樹脂そのもの
に感光性を付与させる研究がなされている。感光性を付
与したポリイミド樹脂は、上記感光性を持たないポリイ
ミド樹脂のようにフォトレジストを使用しなくてもよい
ので、パターン作成プロセスの簡素化、合理化ができ、
さらに毒性の強いエッチング液を使用せずにパターニン
グができるので、安全、公害上も優れており、感光性を
持つポリイミド樹脂は、今後一層重要性を増すものと思
われる。

【０００４】感光性を持つポリイミド樹脂としては、例
えばポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸の極
性溶媒溶液に重クロム酸塩を添加してなる感光性樹脂組
成物［Ｒ．Ｅ．Ｋerwin, et al．，Ｐolymer Ｅng．＆
Ｓci．，11（5)，426 pp（1971）］が知られている。
しかし、この系は、得られる最終ポリイミド樹脂膜中に
重クロム酸塩が残るために電気特性や信頼性が低下する
欠点、また、暗反応によって保存中にポリアミック酸が
ゲル化する欠点、さらに、製造工程で排出される廃液中
に 6価クロムが含まれる欠点があった。

【０００５】また、特公昭55-30207号公報、特公昭55-4
1422号公報等には、次式で示される構造の、エステル基
に感光性基を導入したポリイミド前駆体組成物が示され
ている。

【０００６】

【化２】（但し、式中n は1 以上の整数を表す）この系の感光性ポリイミド樹脂は、樹脂そのものの製造
工程が複雑であるばかりでなく、感光性基を導入する段
階で脱塩酸反応を伴うため、得られるポリイミド樹脂中
に塩素イオンが残り、電気特性やこの樹脂膜を使用した
素子の信頼性が悪いという欠点があった。

【０００７】さらに、特公昭 54-145794号公報には、次
式で示される構造のポリアミック酸に、

【０００８】

【化３】（但し、式中Ｒ^aは4 価の有機基を、Ｒ^bは2 価の有機
基を、Ｒ^cはエステル基をそれぞれ表す）化学線により二量化または重合可能な炭素−炭素二重結
合、および、アミノ基またはその四級化塩を含む化合物
を添加した組成物が示されている。このような系の感光
性ポリイミド樹脂には、不純物イオンの問題はないもの
の、感度が数百〜数千 mＪ／cm²と実用に供するには低
いものであり、また保存中の粘度変化や上記添加した化
合物の析出等の欠点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたもので、半導体素子の表面
に、高感度で、解像度よく、光または放射線の照射によ
るレリーフパターンの形成が可能である感光性樹脂組成
物の絶縁層を設けた半導体装置であって、しかも製造工
程が簡易で環境保全上も安全な半導体装置を提供しよう
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ね、ポリマーについて種々
の化学構造を検討した結果、後述の組成物の絶縁層を設
けることによって、上記の目的を達成できることを見い
だし、本発明を完成したものである。

【００１１】即ち、本発明は、半導体素子の表面に、直
接または他の絶縁層を介して、（Ａ）次の一般式で示さ
れるポリアミック酸の溶液、

【００１２】

【化４】（但し、式中、Ｒ¹は 4価の有機酸残基を、Ｒ²は 2価
のジアミン残基を、n は1 以上の整数をそれぞれ表す）（Ｂ）活性化された芳香環及び３級アミノ基を有する化
合物、（Ｃ）光分解性プロトン発生剤および（Ｄ）多官
能潜在性親電子剤を必須成分としてなる感光性樹脂組成
物により形成した絶縁層を具備することを特徴とする半
導体装置である。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１４】本発明に用いる感光性樹脂組成物の一成分
である（Ａ）ポリアミック酸は、酸成分とジアミン成分
の反応によって得られるものである。ここで用いる酸成
分の具体的な化合物として、例えば、ピロメリット酸、
1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロブ
タンテトラカルボン酸、1,2,4,5-シクロペンタンテトラ
カルボン酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン
酸、 3,3′,4,4′−ビシクロヘキシルテトラカルボン
酸、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸、3,4-ジ
カルボキシ-1,2,3,4- テトラヒドロナフタレン-1- コハ
ク酸、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、
2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,
4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、 2,3,3′,4′
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、 3,3′,4,4′−ビ
フェニルエーテルテトラカルボン酸（4,4 ′- オキシジ
フタル酸）、 2,3,3′,4′−ビフェニルエーテルテトラ
カルボン酸、2,2-ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）プ
ロパン、2,2-ビス（2,3-ジカルボキシフェニル）プロパ
ン、ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）メタン、ビス
（2,3-ジカルボキシフェニル）メタン、1,1-ビス（2,3-
ジカルボキシフェニル）エタン、 2,2−ビス（3,4-ジカ
ルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、 3,3′,
4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、 2,3,
3′,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、2,3,
6,7-ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8-ナフタレン
テトラカルボン酸、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン
酸、 3,4,9,10-テトラカルボキシペリレン、2,2-ビス
［4-（3,4-ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパ
ン、2,2-ビス［4-（3,4-ジカルボキシフェノキシ）フェ
ニル］ヘキサフルオロプロパン等の無水物又はその低級
アルキルエステル等が挙げられ、これらは単独又は混合
して使用することができる。

【００１５】また、ジアミン成分としては、具体的な化
合物として、例えば、 4,4′−ジアミノジフェニルメタ
ン、 3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノジフェニルメタ
ン、3,3′,5,5′−テトラメチル-4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン、 3,3′,5,5′−テトラエチル-4,4′−ジ
アミノジフェニルメタン、 3,3′−ジメチル-5,5′−ジ
エチル-4,4′−ジアミノジフェニルメタン、 4,4′−メ
チレンビス（シクロヘキシルアミン）、 3,3′−ジメチ
ル-4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3′−
ジメトキシ-4,4′−ジアミノジフェニルメタン、 3,3′
−ジエトキシ-4,4′−ジアミノジフェニルメタン、ビス
（3-アミノフェニル）エーテル、ビス（4-アミノフェニ
ル）エーテル、 3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、
3,3′−ジエチル-4,4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］エ
ーテル、 3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノジフェニル
スルホン、 3,3′−ジエチル-4,4′−ジアミノジフェニ
ルスルホン、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−ジアミノジフ
ェニルスルホン、 3,3′−ジエトキシ-4,4′−ジアミノ
ジフェニルスルホン、3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミ
ノジフェニルプロパン、 3,3′−ジエチル-4,4′−ジア
ミノジフェニルプロパン、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−
ジアミノジフェニルプロパン、 3,3′−ジエトキシ-4,
4′−ジアミノジフェニルプロパン、2,2-ビス［4-（4-
アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、1,3-ビス（4-
アミノフェニル）プロパン、2,2-ビス（4-アミノフェニ
ル）プロパン、 4,4′−ジアミノジフェニルスルフィ
ド、 3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノジフェニルスル
フィド、 3,3′−ジエチル-4,4′−ジアミノジフェニル
スルフィド、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−ジアミノジフ
ェニルスルフィド、 3,3′−ジエトキシ-4,4′−ジアミ
ノジフェニルスルフィド、 2,2′−ジアミノジエチルス
ルフィド、 2,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、m-
フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、1,3-ビス
（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,2-ビス（4-アミノ
フェニル）エタン、1,1-ビス（4-アミノフェニル）エタ
ン、ビス（3-アミノフェニル）スルホン、ビス（4-アミ
ノフェニル）スルホン、o-トルイジンスルホン、ビス
［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス
［4-（3-アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、 4,
4′−ジアミノジベンジルスルホキシド、ビス（4-アミ
ノフェニル）ジエチルシラン、ビス（4-アミノフェニ
ル）ジフェニルシラン、ビス（4-アミノフェニル）エチ
ルホスフィンオキシド、ビス（4-アミノフェニル）フェ
ニルホスフィンオキシド、ビス（4-アミノフェニル）−
Ｎ−フェニルアミン、ビス（4-アミノフェニル）−Ｎ−
メチルアミン、1,2-ジアミノナフタレン、1,4-ジアミノ
ナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、1,6-ジアミノナ
フタレン、1,7-ジアミノナフタレン、1,8-ジアミノナフ
タレン、2,3-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタ
レン、1,4-ジアミノ-2−メチルナフタレン、1,5-ジアミ
ノ-2−メチルナフタレン、1,3-ジアミノ-2−フェニルナ
フタレン、9,9-ビス（4-アミノフェニル）フルオレン、
4,4′−ジアミノビフェニル、 3,3′−ジアミノビフェ
ニル、 3,3′−ジヒドロキシ-4,4′−ジアミノビフェニ
ル、 3,3′−ジクロロ-4,4′−ジアミノビフェニル、
3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノビフェニル、 3,4′
−ジメチル-4,4′−ジアミノビフェニル、 3,3′−ジメ
トキシ-4,4′−ジアミノビフェニル、 4,4′−ビス（4-
アミノフェノキシ）ビフェニル、2,4-ジアミノトルエ
ン、2,5-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン、3,
5-ジアミノトルエン、1,3-ジアミノ−2,5-ジクロロベン
ゼン、1,4-ジアミノ−2,5-ジクロロベンゼン、1-メトキ
シ−2,4-ジアミノベンゼン、1,3-ジアミノ−4,6-ジメチ
ルベンゼン、1,4-ジアミノ-2,5- ジメチルベンゼン、1,
4-ジアミノ-2−メトキシ-5−メチルベンゼン、1,4-ジア
ミノ−2,3,5,6-テトラメチルベンゼン、1,4-ビス（2-メ
トキシ-4−アミノペンチル）ベンゼン、1,4-ビス（1,1-
ジメチル-5−アミノペンチル）ベンゼン、1,4-ビス（4-
アミノフェノキシ）ベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸、
2,5-ジアミノ安息香酸、o-キシレンジアミン、m-キシレ
ンジアミン、p-キシレンジアミン、 9,10-ビス（4-アミ
ノフェニル）アントラセン、 3,3′−ジアミノベンゾフ
ェノン、 4,4′−ジアミノベンゾフェノン、2,6-ジアミ
ノピリジン、3,5-ジアミノピリジン、1,3-ジアミノアダ
マンタン、 3,3′−ジアミノ-1,1,1′−ジアダマンタ
ン、Ｎ−（3-アミノフェニル）-4−アミノベンズアミ
ド、 4,4′−ジアミノベンズアニリド、4-アミノフェニ
ル-3−アミノベンゾエート、2,2-ビス（4-アミノフェニ
ル）ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス（3-アミノフェ
ニル）ヘキサフルオロプロパン、2-（3-アミノフェニ
ル）−2-（4-アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2-ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］ヘ
キサフルオロプロパン、2,2-ビス［4-（2-クロロ-4−ア
ミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、
1,1-ビス（4-アミノフェニル）-1−フェニル-2,2,2−ト
リフルオロエタン、1,1-ビス［4-（4-アミノフェノキ
シ）フェニル］−1-フェニル-2,2,2−トリフルオロエタ
ン、1,3-ビス（3-アミノフェニル）ヘキサフルオロプロ
パン、1,3-ビス（3-アミノフェニル）デカフルオロプロ
パン、2,2-ビス（3-アミノ-4- ヒドロキシフェニル）ヘ
キサフルオロプロパン、2,2-ビス（3-アミノ-4-メチル
フェニル）ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス（5-アミ
ノ-4- メチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、1,4-
ビス（3-アミノフェニル）ブタ−1-エン-3−イン等が挙
げられ、これらは単独又は 2種以上混合して使用するこ
とができる。

【００１６】このポリアミック酸は、 0.5g ／Ｎ−メチ
ル-2−ピロリドン100 mlの濃度溶液として、30℃におけ
る対数粘度が 0.2〜 4.0の範囲であり、より好ましくは
0.3〜 2.0の範囲である。かかるポリアミック酸は、略
等モルの酸成分とジアミン成分とを有機溶媒中で30℃以
下、好ましくは20℃以下の反応温度下に 3〜12時間付加
重合反応させて得られる。この重合反応における有機溶
媒として、例えばＮ，Ｎ−ジメチルスルホキシド、Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチ
ルアセトアミド、Ｎ−メチル-2−ピロリドン、ヘキサメ
チレンホスホアミド等が挙げられ、これらは単独又は 2
種以上混合して使用することができる。使用する酸成分
とジアミン成分によっては、汎用の有機溶剤可溶なポリ
アミック酸の合成も可能であり、このような場合には、
上記のようにして得られたポリアミック酸を水、メタノ
ール等の貧溶剤へ投入しポリマーを析出させた後、十分
乾燥後、所望の有機溶媒に溶解させる操作を行い、ポリ
アミック酸溶液とする。このポリアミック酸溶液の濃度
は、本発明の使用目的、使用方法によって適宜決定すれ
ばよいので、特に限定されるものではないが、通常 1〜
30％の濃度で使用する。

【００１７】本発明に用いる感光性樹脂組成物の一成分
である（Ｂ）成分には、芳香環および３級アミノ基を有
する化合物であって、芳香環が電子的に活性化されたも
のを使用し、その３級アミノ基は、窒素原子に直接水素
原子を結合していないアミノ基として定義される。例え
ば、次式の一般式で示される化合物が使用される。

【００１８】

【化５】（但し、式中Ａr は芳香環を、Ｒ³、Ｒ⁴は炭素数 1〜
6 の低級アルキル基を、Ｒ⁵は 2価の有機基を、Ｒ⁶は
芳香環を電子的に活性化させるＯＨ、ＮＨＣＯＲ、ＯＣ
ＯＲ、Ｏ、アルキル基又はアリール基をそれぞれ表す）この具体的な化合物としては、p-ヒドロキシ安息香酸−
2-ジメチルアミノエチルエステル、m-ヒドロキシ安息香
酸−2-ジメチルアミノエチルエステル、o-ヒドロキシ安
息香酸−2-ジメチルアミノエチルエステル、p-ヒドロキ
シ安息香酸−2-ジエチルアミノエチルエステル、m-ヒド
ロキシ安息香酸−2-ジエチルアミノエチルエステル、o-
ヒドロキシ安息香酸−2-ジエチルアミノエチルエステ
ル、p-ヒドロキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、
m-ヒドロキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、o-ヒ
ドロキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、p-ヒドロ
キシ−Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、m-ヒドロキシ
−Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、o-ヒドロキシ−
Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン等を挙げることができ
る。しかし、これらに限定されるものではなく、アミッ
ク酸のカルボン酸とイオン的に結合可能な３級アミノ基
と、カルボカチオンと親電子置換反応を起こす芳香環と
を 1分子中に含有する化合物であればよい。これらの化
合物は、単独又は混合して使用することができる。この
化合物の配合割合は、前述したポリアミック酸のカルボ
ニル基に対して30〜300 モル％配合させることが望まし
く、より好ましくは50〜200 モル％の範囲である。配合
量が30％モル％未満では感光性に劣り、また、 300モル
％を超えると樹脂組成物の保存安定性、ポリイミド膜の
物性に劣り好ましくない。

【００１９】本発明に用いる感光性樹脂組成物の一成分
である（Ｃ）光分解性プロトン発生剤としては、アリル
ジアゾニウム塩（Ａr Ｎ₂ ⁺Ｘ^-）、ジアリルヨードニ
ウム塩（Ａr ₂Ｉ⁺Ｘ^-）、トリアリルスルフォニウム
塩（Ａr ₃Ｓ⁺Ｘ^-）、芳香族スルフォン酸エステル等
が挙げられ、これらは単独又は 2種以上混合して使用す
ることができる。光分解性プロトン発生剤の配合割合
は、前述したポリアミック酸溶液の固形分に対して 1〜
50重量％配合させることが望ましく、より好ましくは 5
〜20重量％の範囲内である。配合量が 1重量％未満で
は、酸の発生速度が遅くなり十分な感度が得られず、ま
た、50重量％を超えると樹脂組成物の保存安定性が悪く
好ましくない。

【００２０】本発明に用いる感光性樹脂組成物の一成分
である（Ｄ）多官能潜在性親電子剤としては、前述した
光分解性プロトン発生剤から発生した酸によりカルボカ
チオン等の親電子置換反応を起こし得る官能基が、 1分
子中に 2つ以上生成するようなものであればよく特に限
定されるものではないが、好ましくはカルボカチオンが
生成する際にブロックしている酸が遊離するものが好ま
しい。具体的な化合物として、例えば、1,4-ビス（アセ
トキシメチル）ベンゼン、1,3,5-トリ（アセトキシメチ
ル）ベンゼン、3,4-ビス（アセトキシメチル）フラン、
1,4-ビス（スルフォキシメチル）ベンゼン、1,3,5-トリ
（スルフォキシメチル）ベンゼン、3,4-ビス（スルフォ
キシメチル）フラン等が挙げられ、これらは単独又は 2
種以上混合して使用することができる。多官能潜在性親
電子剤の配合割合は、前述したポリアミック酸のカルボ
ニル基に対して30〜300 モル％配合させることが望まし
く、より好ましくは50〜200 モル％である。配合量が30
モル％未満では分子間の架橋密度が少なくなり、十分な
感度、解像度が得られず、また、300 モル％を超えると
樹脂組成物の保存安定性、ポリイミド膜の物性に劣り好
ましくない。

【００２１】本発明に用いる感光性樹脂組成物は、上述
したポリアミック酸溶液、活性化された芳香環および３
級アミノ基を有する化合物、光分解性プロトン発生剤、
多官能潜在性親電子剤を配合して容易に製造することが
できる。また、上述の各成分を必須成分とするが、本発
明の目的に反しない範囲において他の添加物を配合する
ことができる。こうして得られた感光性樹脂組成物は、
ＩＣ、ＬＳＩの表面保護膜の他、層間絶縁膜や、液晶の
配向膜等に好適に使用することができる。

【００２２】次に本発明の感光性樹脂組成物を用いて、
半導体素子表面にレリーフパターンを形成し、半導体装
置を製造する一例を説明する。まず、ポリアミック酸溶
液、活性化された芳香環および３級アミノ基を有する化
合物、光分解性プロトン発生剤および多官能潜在性親電
子剤を配合して感光性樹脂組成物を調製する。この組成
物を、半導体基板上にスピンコート、印刷等の常法によ
り塗布乾燥させて有機溶剤を除去する。次に得られた塗
膜にネガ型のフォトマスクを通して、Ｘ線、電子線、紫
外線、可視光線等、好ましくは紫外線を露光する。露光
後、未露光部を除去するため現像液をスプレーするか、
現像液に基板を浸漬するなどして現像を行う。この現像
液は、塗膜中の未露光部を適当な時間内で溶解除去する
ことのできる有機溶媒がよく、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルスルフォキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ
トアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−メチル
−2-ピロリドン、ヘキサメチレンホスホアミド等を単独
または混合して、さらにこれら良溶媒に対して、メタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、エチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカ
ルビトール、酢酸イソアミルエステル等の貧溶媒を混合
し、溶解度を調整して使用することができる。現像後、
適当なリンス液によって該基板上を洗浄することによっ
てレリーフパターンを形成することができる。ここで用
いるリンス液としては、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、
エチルカルビトール、ブチルカルビトール、酢酸イソア
ミルエステル等を単独または混合して使用することがで
きる。レリーフパターンの得られた基板は、 100〜400
℃、好ましくは 200〜350℃の下で60〜90分間、加熱処
理して、ポリアミック酸をポリイミドに硬化させる。こ
うして、耐熱性、絶縁性等を有するレリーフパターンを
得ることができる。

【００２３】その後、エポキシ樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シ
リコーン樹脂等で注形、トランスファー成形、射出成形
等により、 0.5〜5mm 程度の厚さに封止成形して、半導
体装置を製造することができる。

【００２４】次に、図面を用いて本発明の半導体装置を
説明する。

【００２５】図１は、半導体装置を説明するための概略
断面図である。図１において、シリコン等の半導体素子
１の表面に例えば、pnp 型トランジスタが形成されてい
る。半導体素子１の表面にはエミッタ・ベース間の接合
保護のための二酸化ケイ素膜２が形成され、さらにベー
ス電極３、エミッタ電極４がアルミニウム蒸着膜により
形成されている。この半導体素子表面に無機保護膜であ
る窒化ケイ素蒸着膜５を形成し、さらにその上部に、感
光性樹脂組成物を前述の方法により、エミッタ電極４上
に穴が開くようにパターンニングし、有機保護膜層６を
形成する。次いで強フッ酸により窒化ケイ素蒸着膜５を
エッチングし、エミッタ電極４上にボンディングパッド
を形成する。その後、半導体素子の電極とリード線を、
金あるいはアルミニウムのボンディングワイヤ７により
ボンディングする。プレーナー型トランジスタを封止す
る場合は、半導体素子１をタブリード８の先端に固定
し、機械的強度を持たせるためと外気から保護するため
に、タブリード８の先端部を含む半導体素子１を封止樹
脂９で封止する。こうして半導体装置を製造することが
できる。

【００２６】

【作用】本発明の半導体装置は、絶縁保護膜として特定
の感光性樹脂組成物を用いることによって、従来のフォ
トレジストによるフォトエッチングプロセスを用いず
に、半導体素子上にレリーフパターンの絶縁保護膜が得
られるものである。特定の感光性樹脂組成物とは、ポリ
アミック酸に混合しイオン的に結合させた特定の分子中
のベンゼン環に対して、カルボカチオンを 1分子中に 2
つ以上発生できる架橋剤を親電子置換反応させることに
より、現像液に対して露光部と未露光部の溶解度差を出
現させるものである。それによって、従来のラジカルで
感光基であるアクリル等の二重結合どうしを重合させ、
露光部と未露光部の溶解度差を出現させていた感光性ポ
リイミドに比べて、高感度、高解像度のレリーフパター
ンを形成させることができるものである。さらに、ポリ
アミック酸の状態でレリーフパターンを得、その後熱転
化によりポリイミド膜とすることができるので、高密着
のパターンが得られる利点がある。また、半導体装置の
製造工程も短縮され、さらに公害、環境問題にも有利な
プロセスの製造工程で高信頼性の半導体装置を製造する
ことができた。

【００２７】

【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、本
発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。

【００２８】実施例１攪拌機、冷却器および窒素導入管を設けたフラスコに乾
燥窒素を通してフラスコ内を置換した後、 4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル20.02gとＮ−メチル-2−ピロリ
ドン 424.9g を加えて溶解した。この溶液にピロメリッ
ト酸二無水物10.91gと 3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物16.11gの混合物を粉体のまま、
発熱に注意しながら数回に分割して加えた。反応による
発熱を氷浴中で抑えながら攪拌を続けそのまま8 時間攪
拌してポリアミック酸溶液を調製した。このポリアミッ
ク酸溶液の一部を水とメタノール混合溶媒中に投入、再
沈殿させてポリアミック酸の粉末を得た。この粉末をＮ
−メチル−2-ピロリドン 0.5g ／100 ml濃度となるよう
に溶解し、30℃の対数粘度を測定したところ 1.32dl／g
であった。このポリアミック酸溶液100gにm-ヒドロキ
シ安息香酸−2-ジメチルアミノエチルエステル4.82g
と、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンス
ルフォン酸塩 1.0g と1,4-ビス（アセトキシメチル）ベ
ンゼン5.0 g を溶解させ、 1.0μm フィルターにて加圧
濾過を行い感光性樹脂組成物を製造した。

【００２９】実施例２攪拌機、冷却器および窒素導入管を設けたフラスコに乾
燥窒素を通してフラスコ内を置換した後、 2,2′−ビス
［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロ
プロパン51.84gとＮ−メチル-2−ピロリドン 294.7g を
加えて溶解した。この溶液にピロメリット酸二無水物2
1.81gを粉体のまま、発熱に注意しながら数回に分割し
て加えた。反応による発熱を氷浴中で抑えながら攪拌を
続けそのまま6 時間攪拌してポリアミック酸溶液を調製
した。このポリアミック酸溶液の一部を水とメタノール
混合溶媒中に投入、再沈殿させてポリアミック酸の粉末
を得た。この粉末をＮ−メチル−2-ピロリドン 0.5g ／
100 ml濃度となるように溶解し、30℃の対数粘度を測定
したところ 0.95 dl／g であった。前記ポリアミック酸
粉末を固形分10％になるようにシクロヘキサノンに溶解
し、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶
液100gにp-ヒドロキシ安息香酸−2-ジメチルアミノエチ
ルエステル 2.99gと、ジフェニルヨードニウムトリフル
オロメタンスルフォン酸塩 1.0g と1,4-ビス（アセトキ
シメチル）ベンゼン 3.11gを溶解させ、1.0μm フィル
ターにて加圧濾過を行い感光性樹脂組成物を製造した。

【００３０】比較例１実施例１において得られたポリアミック酸溶液100gに、
2-（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルメタクリレート
8.23gとラジカル発生剤であるＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７
（チバガイギー社製、商品名） 1.0g を配合溶解させ
1.0μm フィルターにて加圧濾過を行い感光性樹脂組成
物を製造した。

【００３１】比較例２実施例１において得られたポリアミック酸溶液100 g を
そのまま使用した。

【００３２】実施例および比較例で製造した感光性樹脂
組成物およびポリアミック酸溶液（比較例２）を用い
て、それぞれそれに適合するプロセスを用いて半導体素
子表面に絶縁保護膜を形成し、封止樹脂で封止した半導
体装置を製造した。これらの半導体装置について、製造
プロセスの簡易さ、耐湿性の試験を、また、ポリイミド
樹脂膜とした場合の電気特性を測定したので、その結果
を表１に示した。いずれの場合も本発明が優れており、
本発明の効果を確認することができた。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体装置は、特定の感光性樹脂組成物を絶縁膜とし
て用いることにより、簡易で、安全なプロセスによって
信頼性の高い装置を製造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の半導体装置を説明するための
概略断面図である。

【符号の説明】１半導体素子２二酸化ケイ素膜３ベース電極４エミッタ電極５窒化ケイ素蒸着膜６有機保護膜７ボンディングワイヤ８タブリード９封止樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子の表面に、直接または他の絶
縁層を介して、（Ａ）次の一般式で示されるポリアミッ
ク酸の溶液、【化１】（但し、式中、Ｒ¹は 4価の有機酸残基を、Ｒ²は 2価
のジアミン残基を、n は1 以上の整数をそれぞれ表す）（Ｂ）活性化された芳香環及び３級アミノ基を有する化
合物、（Ｃ）光分解性プロトン発生剤および（Ｄ）多官
能潜在性親電子剤を必須成分としてなる感光性樹脂組成
物により形成した絶縁層を具備することを特徴とする半
導体装置。