JPH11312675A

JPH11312675A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11312675A
Application number: JP10117391A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hirano; 孝平野; Toshio Banba; 敏夫番場; Hiroaki Makabe; 裕明真壁
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】解像度に優れ、しかも湿度処理後も密着性に
優れたポリイミド樹脂を被着させた半導体装置及びそれ
を従来に比較しより短縮された簡便な方法で提供する。【解決手段】一般式（１）で示されるポリアミド
（Ａ）１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物（Ｂ）
１〜１００重量部からなる感光性樹脂を半導体素子表面
に塗布し、露光、現像してパターン加工した後、加熱硬
化せしめてなる半導体装置。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、解像度に優れ、し
かも湿度処理後の密着性にも優れた高感度な感光性樹脂
組成物を用いて半導体素子表面に被着させた半導体装置
及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶
縁膜などには、耐熱性が優れ、また卓越した電気的特
性、機械的特性などを有するポリイミド樹脂が用いられ
ているが、近年半導体素子の高集積化、大型化、封止樹
脂パッケージの薄型化、小型化、半田リフローによる表
面実装方式への移行などにより耐熱サイクル性、耐熱シ
ョック性等の著しい向上の要求があり、更に高性能なポ
リイミド樹脂が必要とされるようになってきた。しか
し、従来のポリイミド樹脂は、パターン精度に限界があ
るため、まずレジストを用いて保護材をエッチングし、
その後ポリイミド樹脂を塗布しエッチングするという非
常に複雑な工程をとってきた。

【０００３】一方、ポリイミド樹脂自身に感光性を付与
する技術が最近注目を集めてきた。これらの感光性を付
与したポリイミド樹脂を使用すると、付与していないポ
リイミド樹脂に比較してパターン作成工程の簡素化効果
があるだけでなく、毒性の強いエッチング液を使用しな
くてすむので、安全、公害上も優れており、ポリイミド
樹脂の感光性化は重要な技術となることが期待されてい
る。感光性ポリイミド樹脂としては、例えば下式（Ａ）

【０００４】

【化８】

【０００５】で示されるような構造のエステル基で感光
性基を付与したポリイミド前駆体組成物（例えば特公昭
５５−４１４２２号公報、特開昭６０−２２８５３７号
公報）あるいは下式（Ｂ）

【０００６】

【化９】

【０００７】で示されるような構造のポリアミック酸に
化学線により２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（例えば特公昭５９−５２８２２号公
報）などが知られている。これらは、いずれも適当な有
機溶剤に溶解し、ワニス状態で塗布、乾燥した後、フォ
トマスクを介して紫外線照射し、現像、リンス処理して
所望のパターンを得、さらに加熱処理することによりポ
リイミド被膜としている。

【０００８】しかし、かかる従来の組成物は、次のよう
な欠点を有している。即ち、このようなネガ型の感光性
樹脂は、現像液として有機溶剤を使用するため、露光部
が膨潤し１０μｍ程度の解像度しか得られず、半導体の
微細化した冗長回路（フューズ部）の開口には不十分で
あった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、解像度に優
れ、しかも湿度処理後も密着性に優れたポリイミド樹脂
を被着させた半導体装置及びそれを従来に比較し、より
短縮された簡便な方法で得ようというものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式（１）
で示されるポリアミド（Ａ）１００重量部と感光性ジア
ゾキノン化合物（Ｂ）１〜１００重量部とからなる感光
性樹脂組成物を半導体素子表面に塗布し、露光、現像し
てパターン加工した後、加熱硬化せしめてなる半導体装
置であり、

【００１１】

【化１】

【００１２】一般式（１）で示されるポリアミド（Ａ）
１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物（Ｂ）１〜１
００重量部と一般式（２）及び／または（３）で表わさ
れるフェノール化合物（Ｃ）１〜５０重量部とからなる
感光性樹脂を半導体素子表面に塗布し、露光、現像して
パターン加工した後、加熱硬化せしめてなる半導体装置
であり、

【００１３】

【化２】

【００１４】

【化３】

【００１５】一般式（１）で示されるポリアミド（Ａ）
１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物（Ｂ）１〜１
００重量部と一般式（２）及び／または（３）で表わさ
れるフェノール化合物（Ｃ）１〜５０重量部と一般式
（４）、（５）、（６）及び（７）で表される群より選
ばれた１種類以上の有機ケイ素化合物（Ｄ）０．１〜２
０重量部とからなる感光性樹脂組成物を半導体素子表面
に塗布し、露光、現像してパターン加工した後、加熱硬
化せしめてなる半導体装置であり、

【００１６】

【化４】

【００１７】

【化５】

【００１８】

【化６】

【００１９】

【化７】

【００２０】前記の感光性樹脂組成物を半導体素子表面
に塗布し、露光、現像してパターン加工した後、次いで
半導体素子保護材（パッシベーション）をエッチングし
て除去することを特徴とする半導体装置の製造方法であ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】式（１）のポリアミドは、Ｘの構
造を有するビスアミノフェノール、Ｙの構造を有するジ
カルボン酸およびＺの構造を有するジアミンと更にＷの
構造を有する酸無水物からなり、このポリアミドを約３
００〜４００℃で加熱すると閉環し、ポリベンゾオキサ
ゾールという耐熱性樹脂に変化する。本発明のポリアミ
ド（１）のＸは、例えば、

【００２２】

【化１０】

【００２３】等であるがこれらに限定されるものではな
い。この中で特に高感度であるものとしては、一般式
（８）より選ばれるものである。

【００２４】

【化１１】

【００２５】又式（１）のＹは、例えば、

【００２６】

【化１２】

【００２７】等であるがこれらに限定されるものではな
い。これらの中で特に高感度のものとしては、一般式
（９）より選ばれるものである。

【００２８】

【化１３】

【００２９】Ｅは保存安定性の向上のため、ヒドロキシ
ポリアミドのアミノ末端基を改質するために使用され
る。Ｅは以下のものを表すことができる。

【００３０】

【化１４】

【００３１】具体的には例えば無水マレイン酸、無水ノ
ルボルネンジカルボン酸及び４−ビニル−安息香酸クロ
リドである。その際不飽和カルボン酸の誘導体を使用し
た際の利点は、焼結処理時に付加的な網状化反応が生じ
ることにある。無水マレイン酸及び無水ノルボルネンジ
カルボン酸のような環状の無水カルボン酸を使用する場
合、焼結時に同時に架橋するか又は接着性を改善するこ
とのできる隣接するヒドロキシル基を有するイミドを生
じる他の利点がある。更に、式（１）のＺは、例えば

【００３２】

【化１５】

【００３３】等であるがこれらに限定されるものではな
い。式（１）のＺは、例えば、シリコンウェハーのよう
な基板に対して、特に密着性が必要な場合に用いるが、
その使用割合ｂについては最大４０．０モル％まで使用
することができる。４０．０モル％を越えると樹脂の溶
解性が極めて低下し、スカムが発生し、パターン加工が
できない。なお、これらＸ、Ｙ、Ｚの使用にあたって
は、それぞれ１種類であっても２種類以上の混合物であ
っても構わない。また、式（１）のポリアミドにおい
て、ｂ＝０である式（１０）のポリアミドが好ましく用
いられる。

【００３４】

【化１６】

【００３５】本発明で用いる感光性ジアゾキノン化合物
は、１，２−ベンゾキノンジアジドあるいは１，２−ナ
フトキノンジアジド構造を有する化合物であり、米国特
許明細書第２，７７２，９７２号、第２，７９７，２１
３号、第３，６６９，６５８号により公知の物質であ
る。例えば、下記のものが挙げられる。

【００３６】

【化１７】

【００３７】

【化１８】

【００３８】これらの中で特に高残膜率の点から好まし
いものとしては下記のものがある。

【００３９】

【化１９】

【００４０】感光性ジアジドキノン化合物（Ｂ）のポリ
アミド（Ａ）への配合量は、ポリアミド１００重量部に
対し、１〜１００重量部で、配合量が１重量部未満だと
樹脂のパターニング性が不良であり、逆に１００重量部
を越えるとフィルムの引張り伸び率が著しく低下する。
引張り伸び率がの小さい被膜が素子表面に塗布されてい
る半導体装置では、熱ストレス等の応力によって信頼性
が低下するので好ましくない。

【００４１】本発明のポジ型感光性樹脂組成物には、必
要により感光特性を高めるためにジヒドロピリジン誘導
体を加えることができる。ジヒドロキシピリジン誘導体
としては、例えば２，６−ジメチル−３，５−ジアセチ
ル−４−（２′−ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロ
ピリジン、４−（２′−ニトロフェニル）−２，６−ジ
メチル−３，５−ジカルボエトキシ−１，４−ジヒドロ
ピリジン、４−（２′，４′−ジニトロフェニル）−
２，６−ジメチル−３，５−カルボメトキシ−１，４−
ジヒドロピリジン等を挙げることができる。

【００４２】本発明のポジ型感光性樹脂組成物において
は、前記の成分（Ａ），（Ｂ）に加えて更に一般式
（２）及び／又は（３）で表わされるフェノール化合物
を含有させることが好ましい。

【００４３】フェノール化合物をポジ型レジスト組成物
に添加する技術としては、例えば、特開平３−２００２
５１号公報、特開平３−２００２５２号公報、特開平３
−２００２５３号公報、特開平３−２００２５４号公
報、特開平４−１６５０号公報、特開平４−１６５１号
公報、特開平４−１１２６０号公報、特開平４−１２３
５６号公報、特開平４−１２３５７号公報に示されてい
る。しかし、これらに示されているようなフェノール化
合物は、本発明におけるポリアミドをベース樹脂とした
ポジ型感光性樹脂に用いても感度向上の効果は小さい。

【００４４】しかし、本発明における一般式（２）又は
（３）で表わされるフェノール化合物を用いた場合、露
光部における溶解速度が増し、感度が向上する。又分子
量を小さくし感度を上げた場合に見られるような未露光
部の膜減りも非常に小さく良好である。又本発明におい
ては、一般式（２）で表わされるフェノール化合物を添
加することによる新たな特性として、封止樹脂との密着
性が向上したポジ型感光性樹脂組成物が得られ、これを
素子表面に塗布した半導体装置の信頼性が向上すること
が判明した。

【００４５】一般式（２）に示される化合物としては下
記のもの等を挙げることができるがこれらに限定されな
い。

【００４６】

【化２０】

【００４７】

【化２１】

【００４８】

【化２２】

【００４９】

【化２３】

【００５０】これらの中で特に、感度及び残膜率の点で
好ましいものとしては、化学式（１１）又は（１２）で
あり、化学式（１１）又は（１２）で表わされる化合物
は単独、又は混合物の形で全フェノール化合物（Ｃ）中
に５０重量％以上含まれることが好ましい。

【００５１】

【化２４】

【００５２】

【化２５】

【００５３】一般式（２）で示されるフェノールは低温
での溶解性が低いため、例えば一般式（２）のフェノー
ルを含む組成物を非常に低い温度で保存したりする場
合、まれに一般式（２）のフェノール化合物の析出が見
られる場合がある。そのような場合、一般式（２）の一
部を一般式（３）で示されるフェノール化合物に置き換
えると、低温での保存性が向上する。

【００５４】一般式（３）に示される化合物としては下
記のもの等を挙げることができるがこれらに限定されな
い。

【００５５】

【化２６】

【００５６】

【化２７】

【００５７】

【化２８】

【００５８】これらの中で特に、感度及び残膜率の点で
好ましいものとしては、化学式（１３）又は（１４）で
表わされる化合物である。

【００５９】

【化２９】

【００６０】一般式（４）、（５）、（６）、（７）で
示される本発明の有機ケイ素化合物は、感光性樹脂と封
止樹脂との接着性を向上させるために用いられるもので
ある。１種又は２種以上混合して用いてもよいが、添加
量はポリアミド１００重量部に対して０．１〜２０重量
部であることが好ましい。０．１重量部未満では接着性
向上効果が得られないので好ましくなく、２０重量部を
越えると、半導体素子上に形成されるポリベンゾオキサ
ゾール皮膜の機械的強度が低下して応力緩和効果が薄れ
るので好ましくない。

【００６１】一般式（４）で表される有機ケイ素化合物
は、米国特許第３７５５３５４号及び第４４６０７３９
号明細書に開示されており、公知物質であるが本発明で
は、この有機ケイ素化合物を特公平１−４６８６２号公
報に示されているような感光性ポリベンゾオキサゾール
前駆体に加えるとシリコンウェハーに対して従来のシラ
ンカップリング剤等では得られないような高い密着性が
発現できることを見いだした。

【００６２】一般式（５）で表される有機ケイ素化合物
は、特開平１−２１５８６９号公報に記載されている物
質で透明基板やカラーフィルター等の保護膜を形成する
硬化性組成物の原料の一つとして使用されている公知物
質であるが、本発明では、この有機ケイ素化合物を特公
平１−４６８６２号公報に示されているような感光性ポ
リベンゾオキサゾール前駆体に加えるとシリコンウェハ
ーに対して従来のシランカップリング剤等では得られな
いような高い密着性が発現できることを見いだした。

【００６３】一般式（４）、（５）で示される有機ケイ
素化合物は酸無水物や酸二無水物とアミノ基を備えたシ
ランカップリング剤とを有機溶媒中で２０〜１００℃で
３０分〜１０時間反応させることにより容易に得ること
が可能である。用いられる酸無水物の例としては、無水
マレイン酸、無水コハク酸、メチルテトラヒドロ無水フ
タル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチル
ハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒド
ロフタル酸、無水フタル酸などが挙げられるが、特に限
定されるものではない。

【００６４】酸二無水物の例を挙げると、例えば、ピロ
メリット酸二無水物、ベンゼン−１，２，３，４−テト
ラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２′，３，３′
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，
３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸二
無水物、ナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン
酸二無水物、ナフタレン−１，２，４，５−テトラカル
ボン酸二無水物、ナフタレン−１，４，５，８−テトラ
カルボン酸二無水物、ナフタレン−１，２，６，７−テ
トラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，
３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン−１，２，
５，６，−テトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチ
ル−１，２，３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン
−２，３，６，７−テトラカルボン酸二無水物、２，６
−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボ
ン酸二無水物、２，７−ジクロロナフタレン−１，４，
５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−
テトラクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカル
ボン酸二無水物、１，４，５，８−テトラクロロナフタ
レン−２，３，６，７−テトラカルボン酸二無水物、
３，３′，４，４′−ジフェニルテトラカルボン酸二無
水物、２，２′，３，３′−ジフェニルテトラカルボン
酸二無水物、２，３，３′，４′−ジフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、３，３″，４，４″−ｐ−テルフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、２，２″，３，３″−
ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，
３″，４″−ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸二無水
物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）−
プロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキ
シフェニル）−プロパン二無水物、ビス（２，３−ジカ
ルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−
ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（２，
３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス
（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビ
ス（２，３−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水
物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二
無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニ
ル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボ
キシフェニル）エタン二無水物、ペリレン−２，３，
８，９−テトラカルボン酸二無水物、ペリレン−３，
４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ペリレン−
４，５，１０，１１−テトラカルボン酸二無水物、ペリ
レン−５，６，１１，１２−テトラカルボン酸二無水
物、フェナンスレン−１，２，７，８−テトラカルボン
酸二無水物、フェナンスレン−１，２，６，７−テトラ
カルボン酸二無水物、フェナンスレン−１，２，９，１
０−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−２，３，
５，６−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−２，
３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−
２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、４，４′
−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物
等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【００６５】アミノ基を有するシランカップリング剤の
例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジエトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、γ
−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、γ−アミノ
プロピルエチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピル
ジエチルメトキシシラン、γ−アミノプロピルジエチル
エトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、４−アミノブチルジメチルメトキシシラ
ン等である。

【００６６】一般式（６）、（７）で示される有機ケイ
素化合物の例を挙げると、例えばγ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシトシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン等である。

【００６７】本発明においてはこれらの成分を溶剤に溶
解し、ワニス状にして使用する。溶剤としては、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチ
ル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−１，３−ブチレ
ングリコールアセテート、１，３−ブチレングリコール
−３−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビ
ン酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート等を
単独でも混合して用いてもよい。

【００６８】本発明のポジ型感光性樹脂組成物の使用方
法は、まず該組成物を適当な支持体、例えば、シリコン
ウェハー、セラミック、アルミ基板等に塗布する。塗布
方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレー
コーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーテ
ィング等がある。次に、６０〜１２０℃でプリベークし
て塗膜を乾燥後、所望のパターン形状に化学線を照射す
る。化学線としては、Ｘ線、電子線、紫外線、可視光線
等が使用できるが、２００〜５００ｎｍの波長のものが
好ましい。次に照射部を現像液で溶解除去することによ
りレリーフパターンを得る。現像液としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナ
トリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無
機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン等の
第１アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミ
ン等の第２アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチ
ルアミン等の第３アミン類、ジメチルエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド等の第４級アンモニウム塩等の
アルカリ類の水溶液、及びこれにメタノール、エタノー
ルのごときアルコール類等の水溶性有機溶媒や界面活性
剤を適当量添加した水溶液を好適に使用することができ
る。現像方法としては、スプレー、パドル、浸漬、超音
波等の方式が可能である。次に、現像によって形成した
レリーフパターンをリンスする。リンス液としては、蒸
留水を使用する。次に加熱処理を行い、オキサゾール環
を形成し、耐熱性に富む最終パターンを得る。

【００６９】その後、この耐熱性樹脂をマスクにしてリ
アクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等でガラス無機
パッシベーションをエッチングし、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、シリコーン樹脂などの成形材料で、注型、
トランスファ成形などによりモールドされる。

【００７０】上記のようにして得られたポリイミド樹脂
膜は、解像度に優れ、湿度処理後の密着性に優れるた
め、半導体製造工程が短縮でき、しかも耐湿性の優れた
半導体装置が得られる。

【００７１】以下に図面を用いて本発明の製造工程を従
来技術と比較しながら詳述する。図１において、１はシ
リコン等の半導体素子を示し、その表面層には例えばｐ
ｎｐ型のトランジスタが形成されている。この半導体基
体１の表面には、電極２がアルミ蒸着により形成され、
さらに保護用の窒化ケイ素（ＳｉＮ）３が形成されてい
る。このプレーナ型トランジスタをパッケージングする
場合、金、あるいはアルミニウムのワイヤボンディング
を行うため、電極２上の（ＳｉＮ）３をエッチングする
必要がある。従来法では、レジストを用いてまずＳｉＮ
のエッチングを行い、その後でポリイミドの塗布、パタ
ーンニングを行う。

【００７２】これを工程を追って図示したものが図１の
ａ〜ｊであり、非常に複雑な工程をとらねばならない。
即ち、ａ：半導体素子ｂ：レジスト塗布、プリベークｃ：レジストのパターンニングｄ：ＳｉＮのエッチング（ＲＩＥ使用）ｅ：レジスト剥離ｆ：感光性樹脂塗布、プリベークｇ：レジスト塗布、プリベークｈ：レジストのパターンニングｉ：感光性樹脂のエッチングｊ：レジスト剥離、感光性樹脂の硬化

【００７３】これに対し、本発明では、ポリベンゾオキ
サゾール自体に感光性があり、解像度もあるため、ポリ
ベンゾオキサゾールを直接パターンニングし、これをマ
スクにＳｉＮをエッチングすることができる。即ち、工
程を図示すれば、図２のａ〜ｄであり、従来の方法に比
べ非常に短縮された簡単な工程で所定の半導体装置を得
ることができる。ａ：半導体素子ｂ：感光性樹脂組成物塗布、プリベークｃ：感光性樹脂組成物のパターンニング、硬化ｄ：ＳｉＮのエッチング（ＲＩＥドライエッチング）

【００７４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。《実施例１》＊ポリアミドの合成テレフタル酸０．８６モル、イソフタル酸０．１４モル
と１−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール２
モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体３８
０．４ｇ（０．９５モル）と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３
６６．３ｇ（１．０モル）とを温度計、攪拌機原料投入
口、乾燥窒素ガス導入管を備えた４つ口のセパラブルフ
ラスコに入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン５００ｇに
溶解させた５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無
水物３２．８ｇ（０．２モル）を加え、更に１２時間攪
拌して反応を終了した。反応混合物を濾過した後、反応
混合物を水／メタノール＝３／１の溶液に投入、沈殿物
を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥し、目的の
一般式（１）で示され、Ｘが下記式Ｘ−１、Ｙが下記式
Ｙー１及びＹー２の混合で、ａ＝１００、ｂ＝０からな
るポリアミド（Ａ−１）を得た。

【００７５】＊ポジ型感光性樹脂組成物の作製合成したポリアミド（Ａ−１）１００ｇ、下記式の構造
を有するジアゾキノン（Ｑ−１）２５重量部、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン２００重量部に溶解した後、０．２
μｍのテフロンフィルターで濾過し感光性樹脂組成物を
得た。

【００７６】＊特性評価このポジ型感光性樹脂組成物を５μｍ×１５μｍの冗長
回路を持つ半導体素子にスピンコーターを用いて塗布し
た後、オーブン中７０℃で１時間乾燥し、膜厚約３μｍ
の塗膜を得た。この塗膜にｇ線ステッパー露光線ＮＳＲ
−１５０５Ｇ３Ａ（ニコン（株）製）によりレチクルを
通して５０ｍＪ／ｃｍ² から２０ｍＪ／ｃｍ² づつ増や
して５４０ｍＪ／ｃｍ² まで露光を行った。次に０．７
９％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に
３０秒浸漬することによって露光部を溶解除去した後、
純水で３０秒間リンスした。その結果、露光量２００ｍ
Ｊ／ｃｍ² の照射した部分よりパターンが成形されてい
ることが確認できた。（感度は２００ｍＪ／ｃｍ² ）。
この時の残膜率（現像後の膜厚／現像前の膜厚）は９
１．３％と非常に高い値を示した。また３μｍのビアホ
ールが解像されていたこのウエハをオーブン中３０分／
１５０℃、３０分／２５０℃、３０分／３５０℃の順で
加熱、樹脂を硬化させた。さらにこのウエハをリアクテ
ィブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用い、ＣＦ4ガス中
１８５ｓで半導体保護材（プラズマＳｉＮ）のエッチン
グを行った。その後チップサイズ毎に分割して１６ Pi
n DIP (Dual Inline Package) 用のリードフレームに導
電性ペーストを用いてマウントした後、半導体封止用エ
ポキシ樹脂（住友ベークライト（株）製、ＥＭＥ−６３
００Ｈ）で成形して、１６Pin DIP を得た。これらのパ
ッケージを８５℃／８５％湿度の条件で１６８時間処理
した後、２６０℃半田浴槽に１０秒間浸漬し、ついで高
温、高湿のプレッシャークッカー処理（１２５℃、２．
３ａｔｍ、１００％ＲＨ）を施してＡｌ回路のオープン
不良をチェックした。その結果を表１に示す。

【００７７】《実施例２》実施例１におけるポリアミド
の合成において、テレフタル酸、イソフタル酸と１−ヒ
ドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール２モルとを
反応させて得られたジカルボン酸誘導体の替わりに、ジ
フェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸１モルと１
−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール２モル
とを反応させて得られたジカルボン酸誘導体４４３．２
ｇ（０．９モル）を用いて、一般式（１）で示され、Ｙ
が下記式Ｙ−３で、ａ＝１００、ｂ＝０からなるポリア
ミド（Ａ−２）の合成をし、更にジアゾキノンとして下
記式構造のジアゾキノン（Ｑ−２）を使用し、感光性樹
脂組成物を得、その他は実施例１と同様の評価を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００７８】《実施例３》実施例１におけるポリアミド
の合成において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を３４７．９ｇ
（０．９５モル）に減らし、替わりに１，３−ビス（３
−アミノプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジ
シロキサン１２．４重量部（０．０５モル）を加え、一
般式（１）で示され、Ｘが下記式Ｘ−１、Ｙが下記式Ｙ
−１及びＹ−２の混合、Ｚが下記式Ｚ−１で、ａ＝９
５、ｂ＝５からなるポリアミド（Ａ−３）を合成し、そ
の他は実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１
に示す。

【００７９】《実施例４》実施例１における樹脂組成物
に、下記式の構造を有するフェノール化合物（Ｐ−１）
１５重量部を添加し、その他は実施例１と同様の評価を
行った。その結果を表１に示す。

【００８０】《実施例５》実施例１における樹脂組成物
に、下記式の構造を有するフェノール化合物（Ｐ−２）
１５重量部を添加し、その他は実施例１と同様の評価を
行った。その結果を表１に示す。

【００８１】《実施例６》実施例における樹脂組成物
に、下記式の構造を有する有機ケイ素化合物（Ｓ−１）
５重量部を添加し、その他は実施例１と同様の評価を行
った。その結果を表１に示す。

【００８２】《実施例７》実施例における樹脂組成物
に、下記式の構造を有する有機ケイ素化合物（Ｓ−２）
５重量部を添加し、その他は実施例１と同様の評価を行
った。その結果を表１に示す。

【００８３】《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３２２．２ｇ（１．
０モル）を２−ヒドロキシエチルメタクリレート２６
０．２８ｇ（２．０モル）をＮ−メチル−２−ピロリド
ンに懸濁し、ピリジン１６６．１ｇ（２．１モル）を加
え、２５℃で１０時間反応させた。次に１−ヒドロキシ
−１，２，３−ベンゾトリアゾール２７０．２ｇ（２．
０モル）を加え１時間で完全に溶解した後、反応系を１
０℃以下に保ちながらＮ−メチル−２−ピロリドン４０
０ｇに溶解したジシクロヘキシルカルボジイミド４１
２．６ｇ（２．０モル）を約２０分かけて滴下した。そ
の後２５℃で３時間反応を行った。反応した反応溶液に
４，４’−ジアミノジフェニルエーテル１９０．２
（０．９５モル）、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン５．１１ｇ（０．０２モル）を加
え、３０℃で５時間反応を行った。ジシクロヘキシルウ
レアを濾別した後、反応混合物をメタノールに再沈し、
固形物を濾集し、メタノールで洗浄後、４８時間減圧乾
燥した。分子量をＧＰＣにて測定したところ重量平均分
子量２３０００であった。更に、この得られたポリマー
１００ｇを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２００ｇに溶
解し、更にメチルエーテルハイドロキノン０．１ｇとＮ
−フェニルグリシン５ｇ、１−フェニル−５−メルカプ
ト−１Ｈ−テトラゾール１ｇ、３−（２−ベンズイミダ
ゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン０．５ｇ、テト
ラエチレングリコールジメタクリレート１０ｇを添加
し、得られた組成物を実施例１と同じ半導体素子にスピ
ンナーで塗布し、１００℃で３分乾燥し、９μｍ厚のフ
ィルムを得た。このフィルムにレチクルを通して５０ｍ
Ｊ／ｃｍ² から２０ｍＪ／ｃｍ² づつ増やして５４０ｍ
Ｊ／ｃｍ² まで露光を行い、次いでシクロペンタノンを
現像液として現像し、プロピレングリコールメチルエー
テルアセテートでリンスした。その結果、露光量１５０
ｍＪ／ｃｍ² の照射した部分よりパターンが形成されて
いることが確認できた。この時の残膜率は９０．２％で
あった。しかし解像度は７μｍであり、５μｍ×５μｍ
の冗長回路は解像されていなかった。

【００８４】《比較例２》温度計、撹拌機、原料仕込口
及び乾燥窒素ガス導入口を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコに４，４′−ジアミノジフェニルエーテル１９０．
２ｇ（０．９５モル）、１，３−ビス（３−アミノプロ
ピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン１
２．４ｇ（０．０５モル）をとり、これに無水のＮ−メ
チル−２−ピロリドンを全仕込原料中の固形分割合が１
５重量％になるだけの量を加えて溶解した。次いで０〜
５０℃の水溶中にフラスコを浸漬し、発熱を抑制しなが
ら、精製したピロメリット酸二無水物２１８．１ｇ（１
モル）を投入した。テトラカルボン酸二無水物が溶解し
た後、系の温度を２０℃に保ち、１０時間反応を続け
た。尚乾燥窒素ガスは反応の準備段階より生成物の取り
出しまでの全行程にわたり流しておいた。得られた生成
物は淡黄色の粘調な溶液であり、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン０．５重量％溶液の固有粘度は１．１０（３０
℃）であった。またこの溶液を実施例１と同じ半導体素
子にスピンナーで塗布し、１４５℃で１分乾燥し、８μ
ｍ厚のフィルムを得た。さらに、このフィルムにポジレ
ジストＯＦＰＲ−８００（東京応化工業（株）製）をス
ピンナーで塗布し、１００℃で１分乾燥し、さらにレチ
クルを通し２００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射した。次
いで現像液ＮＭＤ−３（東京応化工業（株）製）にて６
０秒間浸漬することによって露光部を溶解除去した後、
純水で３０秒間リンスした。その結果、解像度は３０μ
ｍであり、５μｍ×１５μｍの冗長回路は解像されてい
なかった。

【００８５】

【表１】

【００８６】

【化３０】

【００８７】

【化３１】

【００８８】

【化３２】

【００８９】

【化３３】

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば、高感度で高残膜率なパ
ターンが得れ、封止樹脂及び基板との密着性に優れるポ
ジ型感光性樹脂組成物、及び封止樹脂との密着性に優れ
るポジ型感光性樹脂を用いて半導体素子上に高残膜率の
ポリベンゾオキサゾール樹脂のパターンが形成された高
信頼性の半導体装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来法による半導体素子製造工程

【図２】本発明による半導体素子製造工程

【符号の説明】

１半導体素子２電極３窒化膜（ＳｉＮ）４レジスト５ポリイミド６レジスト７ポリベンゾオキサゾール樹脂

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｆ 7/022 Ｇ０３Ｆ 7/022 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｒ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（１）で示されるポリアミド
（Ａ）１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物（Ｂ）
１〜１００重量部とからなる感光性樹脂組成物を半導体
素子表面に塗布し、露光、現像してパターン加工した
後、加熱硬化せしめてなる半導体装置。【化１】
【請求項２】一般式（１）で示されるポリアミド
（Ａ）１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物（Ｂ）
１〜１００重量部と一般式（２）及び／または（３）で
表わされるフェノール化合物（Ｃ）１〜５０重量部とか
らなる感光性樹脂を半導体素子表面に塗布し、露光、現
像してパターン加工した後、加熱硬化せしめてなる半導
体装置。【化２】【化３】
【請求項３】一般式（１）で示されるポリアミド
（Ａ）１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物（Ｂ）
１〜１００重量部と一般式（２）及び／または（３）で
表わされるフェノール化合物（Ｃ）１〜５０重量部と一
般式（４）、（５）、（６）及び（７）で表わされる有
機ケイ素化合物からなる群より選ばれた１種類以上の有
機ケイ素化合物（Ｄ）０．１〜２０重量部とからなる感
光性樹脂組成物を半導体素子表面に塗布し、露光、現像
してパターン加工した後、加熱硬化せしめてなる半導体
装置。【化４】【化５】【化６】【化７】
【請求項４】請求項１、２または３記載の感光性樹脂
組成物を半導体素子表面に塗布し、露光、現像してパタ
ーン加工した後、次いで半導体素子保護材（パッシベー
ション）をエッチングして除去することを特徴とする半
導体装置の製造方法。