CN1217391C - 半导体器件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种半导体器件的制备方法，包括：在半导体元件表面上形成一层有机聚合物树脂层，对形成的层进行图案形成和固化处理，用已形成了图案并固化了的层作为掩模而对元件进行蚀刻以暴露出位于开放部分的导电层，在100℃或更高的温度下用氧等离子体处理元件并清洗位于开放部分的导电层。当通过氧等离子处理来清洗开放部分的导电层时，有机保护层上的裂纹形成得到抑制，有机保护层与密封树脂间的粘结性得到提高。

Description

半导体器件的制备方法
技术领域
本发明涉及半导体器件的制备方法。更具体地，本发明涉及半导体器件的制备方法。
背景技术
迄今为止，作为半导体元件的表面保护膜和中间层绝缘膜，已使用了具有优异耐热性、导电性和机械性能的聚酰亚胺树脂。然而，由于半导体元件的高度集成和更大的尺寸，封装变得更薄和更小，且表面安装通过焊料回流进行，因此要求这些膜在耐热循环和耐热冲击上有显著改善。因此，需要表现出更优异性能的树脂。
另一方面，给聚酰亚胺树脂本身提供光敏性的技术也引人注意。例如，尝试使用了包含通式[1]表示的结构单元的负性光敏树脂：
以及包含聚苯并噁唑前体和带有醌二叠氮基的化合物的正性光敏树脂(日本专利申请公开平1(1989)-46862)。
当有机聚合物树脂用于半导体器件时，通常将有机聚合物树脂层布置在半导体器件的最外层，对布置的该层进行形成图案和固化处理，以形成机械稳定和热稳定的有机保护膜，通过蚀刻除去在开放部分覆盖着一层导电层的无机保护膜，如氧化硅膜和氮化硅膜，使导电层(焊接区)暴露，通过氧等离子处理来清洗暴露的导电层。然而，在上述处理中，由于来自外部的灰尘(浮尘)污染了有机保护膜或半导体元件表面上的阶梯拐角部分，因而在氧等离子处理过程中频繁发生有机保护膜上出现裂纹的不希望现象。
半导体器件通常用作封装件。从半导体器件可靠性观点看，要求半导体表现出与密封树脂间优异的粘结性。
                        发明概述
本发明的目的是提供半导体器件的制备方法，其中当以布置在半导体元件上的有机树脂图案作为有机保护膜，且通过氧等离子处理来清洗开放部分的导电层时，能抑制有机保护膜上形成裂纹，并提高有机保护膜与密封树脂间的粘结性。
作为本发明人为达到上述目的所进行的深入研究的结果，发现当在100℃或更高的温度下进行氧等离子处理时，由于能降低有机保护膜的模量并提高保护膜与密封树脂间的粘结性，因而抑制了裂纹的形成。本发明基于这种认识完成。
本发明提供了：
(1)半导体器件的制备方法，该方法包括在半导体元件表面形成有机聚合物树脂层，对形成的树脂层进行形成图案和固化处理，用形成了图案并已固化了的树脂层作为掩模对半导体元件进行蚀刻，从而使导电层在开放部分暴露，在100℃或更高的温度下用氧等离子体处理该元件，并清洗开放部分的导电层；
(2)(1)中描述的方法，其中半导体元件的氧等离子处理在150～250℃温度范围内进行；
(3)(1)和(2)中任一项描述的方法，其中有机聚合物树脂层是包含光敏树脂组合物的层，所述光敏树脂组合物含有至少一种选自聚酰亚胺前体树脂和聚苯并噁唑前体树脂的树脂；
(4)(3)中描述的方法，其中光敏树脂是含有聚苯并噁唑前体树脂的正性光敏树脂；和
(5)(4)中描述的方法，其中光敏树脂是含有聚苯并噁唑前体树脂和带有醌二叠氮基的化合物的正性光敏树脂。
                        附图简述
图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)是本发明半导体器件制备方法的实施方案的过程示意图。
在图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)中，数字具有以下意义：
1：半导体元件
2：导电层
3：无机保护膜
4：有机聚合物树脂层
4′：固化了的有机聚合物树脂图案
5：开放部分
                        优选实施方案的描述
在本发明方法中，用于在半导体元件表面上形成有机聚合物树脂层的树脂组合物的实例包括：借助酯键将光敏基团引入到普通聚酰亚胺前体(聚酰胺酸)树脂中或无光敏性的聚酰胺酸中、或借助离子键将光敏基团引入到聚酰亚胺酸中所得到的负性光敏树脂组合物；向聚苯并噁唑前体中加入带有醌二叠氮基的化合物如醌二叠氮基磺酸的酯所得到的正性光敏树脂组合物；和向带有酚羟基的闭环型聚酰亚胺中加入带有醌二叠氮基的化合物如醌二叠氮基磺酸的酯所得到的正性光敏树脂组合物。
在这些树脂组合物中，含有至少一种选自聚酰亚胺前体树脂和聚苯并噁唑前体树脂的前体树脂的光敏树脂组合物由于其固化后的应力较大因而是优选的。更优选的是正性光敏树脂组合物。正性光敏树脂组合物由于含有大量以醌二叠氮基作为光敏基的化合物，往往在固化后表现出较大的应力，因此对降低模量的作用就更大。
正性光敏树脂组合物中，优选的是含有聚苯并噁唑前体树脂的树脂组合物，更优选的是含有聚苯并噁唑前体树脂和带有醌二叠氮基的化合物的树脂组合物，因为它既显示出与密封树脂间具有优异粘结性的效果，同时又显示出上述模量降低的效果。由于固化消耗了聚苯并噁唑前体中的羟基，因而在耐湿处理后明显表现出与密封树脂间的粘结性提高。
以上所述的带有醌二叠氮基的化合物的实例包括：带有一个或多个羟基或氨基的芳族化合物与带有醌二叠氮基的有机磺酸的完全酯化、部分酯化或酰胺化的产物，如萘醌-1，2-二叠氮-5-磺酸、萘醌-1，2-二叠氮-4-磺酸、邻苯醌二叠氮磺酸和邻蒽醌二叠氮磺酸。
本发明半导体器件的制备方法将参照以下附图进行阐述。
图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)是本发明半导体器件制备方法的实施方案的过程示意图。在本发明方法中，如图1(a)和图1(b)所示，有机聚合物树脂层4[图1(b)]形成在布置了导电层2(如铝导线)和无机保护膜3(如氮化硅膜和氧化硅膜)[图1(a)]的半导体元件1的表面上。
形成有机聚合物树脂层4的方法不具体限制。例如根据传统方法如采用旋涂器的旋涂法、采用喷涂器的喷涂法、浸涂法、印刷法和辊涂法，用含有有机聚合物树脂的溶液涂覆半导体元件。在60-130℃下使涂层干燥，形成了有机聚合物树脂层。有机聚合物树脂层厚度通常在5-20μm范围内，优选7-10μm范围内选择。
对以上形成的有机聚合物树脂层4进行图案形成处理，然后进行固化处理[图1(c)]。
图案形成方法不具体限制。例如在含有无光敏性聚酰亚胺前体树脂的有机聚合物树脂层上形成合适的光致抗蚀剂膜，用经过适当选择的化学射线照射以进行成像曝光处理，并进行显影处理。然后，除去光致抗蚀剂膜，形成了有机聚合物树脂图案。在另一个实例中，形成一层上述光敏树脂组合物层作为有机聚合物树脂层，用经过适当选择的化学射线照射以进行成像曝光处理，并进行显影处理，形成了预定的有机聚合物树脂图案。优选的是第二种方法。
上述化学射线的实例包括X射线、电子束、紫外光或可见光。优选的是具有200-500nm范围内的波长的射线。在第二种方法中用于显影处理的显影液是以下这些。当使用正性光敏树脂组合物时，可使用碱的水溶液，或使用含有水溶性有机溶剂(如醇)或适量表面活性剂的碱的水溶液。碱的实例包括无机碱如氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、偏硅酸钠和氨；伯胺如乙胺和正丙胺；仲胺如二乙胺和二正丙胺；叔胺如三乙胺和甲基二乙胺；醇胺如二甲基乙醇胺和三乙醇胺；以及季铵盐如四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵。醇的实例包括甲醇和乙醇。当使用负性光敏树脂组合物时，使用诸如N-甲基吡咯烷酮和N，N-二甲基乙酰胺的有机溶剂作为显影溶液。
作为显影方法，可使用喷射法、搅拌法或浸渍法。以上形成的有机聚合物树脂图案通常用诸如纯水的冲洗液冲洗并进行固化处理。可以在根据构成有机聚合物树脂图案的树脂类型进行了适当选择的温度下加热以进行固化处理。加热使构成有机聚合物树脂图案的树脂中发生环闭合，可以得到具有优异耐热性的有机保护膜。
用上述形成的已固化有机聚合物树脂图案4’作为掩模进行蚀刻处理。除去在开放部分5的无机保护膜3，暴露出导电层2。然后，进行氧等离子处理，清洗在开放部分5的导电层2[图1(d)]。
作为蚀刻方法，合适的是干蚀刻法。作为干蚀刻法，可使用各种方法。优选方法的实例包括等离子蚀刻法和反应性离子蚀刻法(RIE法)。在这些方法中，通常用氟基气体如四氟甲烷作为蚀刻气体。然而，蚀刻气体的种类和蚀刻条件可根据要被蚀刻的无机保护膜3的类型适当选择。位于开放部分5的导电层2通过蚀刻处理暴露出来。
在开放部分的导电层用氧等离子体灰化处理(ashing)并清洗。在本发明中，氧等离子处理在100℃或更高的温度下进行。
在传统方法中，在高温下用氧等离子处理进行灰化不是优选的，因为用作掩模的有机保护膜的厚度在高温下显著减小。因此，在有机保护膜存在下进行氧等离子处理时，在传统方法中就用温和的低温条件如室温。
然而，在半导体器件的制备方法中，在有机聚合物树脂使用期间，有机聚合物树脂不可避免地会被灰尘(浮尘)和由于干燥而在分配喷嘴端部形成的固体物质污染。当对被灰尘和固体物质污染的有机聚合物树脂层进行图象形成和固化处理时，由于有机聚合物树脂固化收缩，在带有灰尘和固体物质的部分就应力集中。半导体器件表面具有高度不连续变化的台阶部分。因有机聚合物树脂固化收缩而产生的应力集中在台阶的突出角部分。当在上述有机保护膜存在下进行氧等离子处理时，有机保护膜中应力集中的部分就容易形成裂纹。
本发明中，通过在100℃或更高的温度下进行氧等离子处理，能有效抑制裂纹形成。有机聚合物树脂固化膜的模量在温度升高时缓慢减小，在达到玻璃化转变温度(Tg)时迅速减小。因此，保护膜的模量能调节到较低值，通过在100℃或更高的温度下进行氧等离子处理可使应力松弛，从而抑制了裂纹形成。
当氧等离子处理温度低于100℃时，降低有机保护膜模量的效果就小，就不能充分实现本发明的目的。当氧等离子处理温度过高时，有机保护膜厚度的降低就显著增加，控制厚度变得困难。从有机保护膜模量降低和厚度减小的观点看，优选的是氧等离子处理温度在100-300℃，更优选150-250℃范围内。
通过在100℃或更高的温度下进行氧等离子处理，可提高有机保护膜与密封树脂间的粘结性。当在有机保护膜存在下进行氧等离子处理时，通常膜表面会变得粗糙，因为在膜表面的某些部分该树脂具有较容易蚀刻的组成，而在其他部分具有不太容易蚀刻的组成。在高温下进行氧等离子处理时这种现象发生的程度更大，且表面粗糙度增加。结果，由于锚接作用而提高了与密封树脂的粘结性，且半导体器件的可靠性显著提高。
氧等离子处理通常用灰化设备进行。作为灰化设备，可使用单膜片(single-wafer)处理系统装置或批处理型装置。优选的是单膜片处理系统装置，因为处理温度更容易控制。
总结本发明的优点，当以形成在半导体元件上的有机聚合物树脂图案作为有机保护膜，而且是在100℃或更高的温度下通过氧等离子处理对开放部分的导电层进行清洗时，可以通过降低有机保护层的模量来抑制裂纹形成，而且能容易地制备有机保护层与密封树脂间的粘结性得到提高的半导体器件。
                         实施例
本发明将参照以下实施例更具体地描述。然而本发明不限于这些实施例。
实施例1
(1)聚苯并噁唑前体的制备
在装有温度计、搅拌器、原料入口和氮气入口的四颈烧瓶中，将258.2g(1.0mol)(二苯基醚)-4，4′-二羧酸和270.3g(2.0mol)1-羟基苯并三唑溶解在1500.0gN-甲基-2-吡咯烷酮中。向所得溶液中滴加由412.7g(2.0mol)二环己基羰基二酰亚胺溶解在500.0g N-甲基-2-吡咯烷酮中而制成的溶液，同时将反应体系冷却到0-5℃。滴加完成后，将反应体系温度升到室温，并在室温下搅拌反应体系12小时。反应完成后，滤除沉淀形式的的二环己基羰基二脲。向所得滤液中滴加2000.0g纯水。通过过滤分离出形成的沉淀物，用异丙醇充分清洗并真空干燥，得到了有2mol 1-羟基苯并三唑在二苯基醚-4，4′-二羧酸的两个端部发生了反应的活性酯(A)。
将147.7g(0.3mol)以上得到的二羧酸衍生物(A)和120.9g(0.33mol)六氟-2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷溶解在1000.0g N-甲基-2-吡咯烷酮中。将反应体系的温度调节到75℃，使反应进行12小时。向所得反应混合物中加入由11.5g(0.07mol)5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐溶解在50.0g N-甲基-2-吡咯烷酮中而制备的溶液，使反应在所得反应混合物中进行12小时。将所得反应混合物加入到以3/1的重量比含有水和甲醇的混合溶剂中。回收形成的沉淀物，用纯水充分清洗并真空干燥，得到聚苯并噁唑前体(P-1)。
(2)正性光敏树脂组合物的制备
将100g上述(1)中制备的聚苯并噁唑前体(P-1)和25g通式[2]表示的带有醌二叠氮基(Q-1)的化合物溶解在200g N-甲基-2-吡咯烷酮中。用0.2μm的Teflon过滤器过滤所得溶液，制成了正性光敏树脂组合物(W-1)。
其中Q代表以下通式表示的基团或氢原子，
75％的由Q代表的基团和原子是上述通式表示的基团，25％的由Q代表的基团和原子是氢原子。
(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价
将0.1％(重量)直径30μm的球形二氧化硅均匀混合到上述(2)中制备的正性光敏树脂组合物(W-1)中，作为模拟浮尘物质。用旋涂机将所得组合物涂覆在半导体元件表面。将涂层在120℃热板上干燥4分钟，形成厚度约12μm的抗蚀剂膜。用g-射线步进曝光仪NSR-1505G3A(NIKON Co.，Ltd.制造)以400mJ/cm2的量通过光线网对所形成的抗蚀剂膜进行曝光。
将已曝光元件浸入1.40％(重量)的四甲基氢氧化铵水溶液中40秒，溶解除去已曝光部分的膜后，用纯水冲洗元件30秒。结果形成抗蚀剂图案。
将以上获得的膜片在氮气气氛下在150℃烘箱中加热30分钟，然后在320℃加热30分钟，使抗蚀剂图案固化。
将这样处理的膜片置于干蚀刻装置(TOKYO OKA Co.，Ltd.制造)中，在CF4气体中对无机保护膜(等离子体SiN)进行185秒干蚀刻处理。
然后，采用200SCCM氧气，在压力为2.4Torr、温度为200℃和输出功率为400W的条件下，用灰化装置OPM-EM1000(TOKYO OKA Co.，Ltd.制造)对干蚀刻处理后的膜片进行3分钟氧等离子处理。观察抗蚀剂图案表面，发现未形成裂纹，厚度降低了0.66μm。
(4)与密封树脂的粘结性的评价
用旋涂机将上述(2)中制备的正性光敏树脂组合物(W-1)涂覆在硅膜片上。在120℃热板上干燥涂层4分钟，形成微约12μm的涂膜。在150℃氮气气氛的烘箱中加热以上所得膜片30分钟，然后在350℃加热30分钟，固化涂膜。
按照与上述(3)中相同的方法用CF4对所得膜片进行干蚀刻处理，然后进行氧等离子处理。
将所得膜片用切割锯切成10×20mm的片。在所得片上形成尺寸2×2×2mm的、含有密封半导体用环氧树脂组合物(SUMITOMO BAKELITE Co.，Ltd.制造)的密封树脂层。在185℃进行8小时的后固化后，在125℃和23atm压力下进行24小时的加压蒸煮处理(PCT)。用通用的拉伸试验机(由Orientec Co.，制造，型号TNESILON RTC-1210A，Tokyo，Japan)剥离涂膜上形成的密封树脂层，并测量剪切强度。发现剪切强度为3.7kg/mm2。
实施例2
(1)带有酚羟基的闭环型聚酰亚胺的制备
在装有温度计、搅拌器、原料入口和氮气入口的四颈烧瓶中，将292.5g(0.80mol)六氟-2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷溶解在1200.0g N-甲基-2-吡咯烷酮中。向所得溶液中加入173.3g(0.39mol)4，4′-(六氟异亚丙基)邻苯二甲酸二酐和125.7g(0.39mol)3，3′，4，4′-二苯酮四羧酸酐，室温下搅拌所得混合物8小时。将Dean Stark分水器连接到烧瓶上作为冷凝器。向以上所得混合物中加入100g甲苯，在140℃使反应在所得混合物中进行3小时。升温到180-190℃并连续加热30分钟，以完全除去水和甲苯的共沸混合物。反应完毕后，在水浴中降温到室温，得到作为目标化合物的带有酚羟基的闭环型聚酰亚胺清漆(P-2)。
(2)正性光敏树脂组合物的制备
将40g以上所示带有醌二叠氮基的化合物(Q-1)溶解在500g上述(1)中制备的聚酰亚胺清漆(P-2)中。用0.2mm的聚四氟乙烯树脂过滤器过滤所得溶液，制成了正性光敏树脂组合物的清漆(W-2)。
(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价
将0.1％(重量)直径30μm的球形二氧化硅均匀混合到上述(2)中制备的正性光敏树脂组合物的清漆(W-2)中，作为模拟浮尘的物质。用旋涂机将所得组合物涂覆在半导体元件表面。将涂层在120℃热板上干燥4分钟，形成厚度约12μm的抗蚀剂膜。用g-射线步进曝光仪NSR-1505G3A(NIKON Co.，Ltd.制造)以300mJ/cm2的量通过光线网对所形成的抗蚀剂膜进行曝光。
将已曝光元件浸入2.38％(重量)的四甲基氢氧化铵水溶液中30秒后，溶解除去已曝光部分的膜。然后用纯水冲洗元件30秒。结果形成抗蚀剂图案。
此后使抗蚀剂图案固化，并进行干蚀刻处理和氧等离子处理。观察抗蚀剂图案表面，发现未形成裂纹，厚度降低了0.73μm。
(4)与密封树脂的粘结性的评价
使用上述(2)中制备的正性光敏树脂组合物的清漆(W-2)，在硅膜片上形成厚度约10μm的涂膜，根据与实施例1(4)中相同的方法固化并进行干蚀刻处理和氧等离子处理。
除了片尺寸为10×10mm之外，按照与实施例1(4)中相同的方法，测量密封树脂层剥离的剪切强度，发现其为3.0kg/mm2。
实施例3
(1)酯型光敏性聚酰亚胺前体的制备
在装有温度计、搅拌器、原料入口和氮气入口的四颈烧瓶中，将322.2g(1.0mol)3，3′，4，4′-二苯酮四羧酸二酐和260.28g(2.0mol)甲基丙烯酸-2-羟乙酯悬浮在2500g N-甲基-2-吡咯烷酮中。向所得悬浮液中加入166.1g(2.1mol)吡啶，在25℃下反应10小时。向所得反应混合物中加入270.2g(2.0mol)1-羟基-1，2，3-苯并三唑，在1小时内完全溶解。在20分钟内向所得混合物中滴加412.6g(2.0mol)由二环己基羰基二酰亚胺溶解在400.0gN-甲基-2-吡咯烷酮中所制成的溶液，同时保持反应体系温度为10℃或更低。滴加完成后，在25℃下反应3小时。向反应混合物中加入190.2g(0.95mol)4，4′-二氨基二苯基醚，在30℃下反应5小时。反应完成后，滤除二环己基羰基二脲。然后从甲醇中再结晶出反应混合物。通过过滤分离出所形成的固体物质，用甲醇清洗并减压干燥48小时，得到作为目标化合物的酯型光敏性聚酰亚胺前体(P-3)。
(2)光敏树脂组合物的制备
将100g上述(1)中制备的聚酰亚胺清漆(P-3)溶解在200g N-甲基-2-吡咯烷酮中。向所得溶液中加入0.1g甲基醚氢醌、5g N-苯基甘氨酸、1g 1-苯基-5-巯基-1H-四唑、0.5g 3-(2-苯并咪唑基)-7-二乙基氨基coumarine和10g二甲基丙烯酸四乙二醇酯。用0.2mm的Teflon过滤器过滤所得混合物，制成了光敏树脂组合物清漆(W-3)。
(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价
将0.1％(重量)直径30μm的球形二氧化硅均匀混合到上述(2)中制备的光敏树脂组合物清漆(W-3)中，作为模拟浮尘的物质。用旋涂机将所得组合物涂覆在半导体元件表面。将涂层在100℃热板上干燥4分钟，形成厚度约12μm的抗蚀剂膜。用g-射线步进曝光仪NSR-1505G3A(NIKON Co.，Ltd.制造)以300mJ/cm2的量通过光线网对所形成的抗蚀剂膜进行曝光。
用环戊酮作为显影剂进行显影，用丙二醇甲基醚乙酸酯冲洗已显影的元件。膜厚度的剩余百分数为90.2％，结果形成了抗蚀剂图案。
此后根据与实施例1(3)相同的方法使抗蚀剂图案固化并进行干蚀刻处理和氧等离子处理。观察抗蚀剂图案表面，发现未形成裂纹，厚度降低了0.56μm。
(4)与密封树脂的粘结性的评价
用旋涂机将上述(2)中制备的光敏树脂组合物清漆(W-3)涂覆在硅膜片表面。在100℃热板上干燥4分钟后，形成厚度约12μm的涂膜。
根据与实施例1(4)中相同的方法，使涂膜固化并进行干蚀刻处理和氧等离子处理。测量密封树脂层剥离的剪切强度，发现其为2.3kg/mm2。
实施例4
在装有温度计、搅拌器、原料入口和氮气入口的四颈烧瓶中，将200.2g(1.00mol)4，4′-二氨基二苯基醚和12.4g(0.05mol)1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷溶解在2441g N-甲基-2-吡咯烷酮中。向所得溶液中加入218.1g(1.00mol)1，2，4，5-苯四酸二酐，同时用冰冷却保持溶液在20℃或更低温度。反应进行5小时，得到目标化合物聚酰胺酸清漆(P-4)。
(2)树脂组合物的制备
用0.2μm过滤器过滤上述(1)中制备的聚酰胺酸清漆(P-4)，制成了树脂组合物清漆(W-4)。
(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价
将0.1％(重量)直径30μm的球形二氧化硅均匀混合到上述(2)中制备的光敏树脂组合物清漆(W-4)中，作为模拟浮尘的物质。用旋涂机将所得组合物涂覆在半导体元件表面。将涂层在135℃热板上干燥1分钟，形成厚度约10μm的涂膜。然后用正性抗蚀剂[OFPR-800；TOKYO OKA Co.，Ltd.制造]涂覆上述涂膜，用g-射线步进曝光仪NSR-1505G3A(NIKON Co.，Ltd.制造)以300mJ/cm2的量通过光线网对所形成的抗蚀剂膜进行曝光。
将已曝光元件浸入2.38％(重量)的四甲基氢氧化铵中45秒，溶解除去已曝光部分的膜。然后用纯水冲洗元件30秒，用乙酸丁酯除去上述抗蚀剂膜。
将以上得到的膜片在氮气气氛下在150℃烘箱中加热30分钟，然后在320℃加热30分钟，使涂膜固化。
此后根据与实施例1(3)相同的方法对膜片进行干蚀刻处理和氧等离子处理。观察所得抗蚀剂图案的表面，发现未形成裂纹，厚度降低了0.34μm。
(4)与密封树脂的粘结性的评价
用旋涂机将上述(2)中制备的树脂组合物清漆(W-4)涂覆在硅膜片上。将形成的涂层在135℃热板上干燥1分钟，形成厚度约10μm的涂膜。将形成的涂膜在150℃氮气气氛中加热30分钟，在350℃加热30分钟固化。
根据与实施例1(3)中相同的方法，对所得膜片进行CF4干蚀刻处理和氧等离子处理。
除了尺寸为10×10mm之外，用与实施例1(4)中相同的方法测量密封树脂层剥离的剪切强度，发现其为2.3kg/mm2。
实施例5
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为150℃、输出功率为400W、时间为3分钟。结果和氧等离子处理条件一起示于表1中。实施例1到4中的氧等离子处理结果也示于表1中。
实施例6
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为150℃、输出功率为400W、时间为5分钟。结果和氧等离子处理条件一起示于表1中。
实施例7
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为250℃、输出功率为400W、时间为2分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
实施例8
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为200℃、输出功率为800W、时间为1分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
实施例9
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为100℃、输出功率为400W、时间为7分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
实施例10
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为300℃、输出功率为400W、时间为1分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
比较例1
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为25℃、输出功率为400W、时间为10分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
比较例2
实施与实施例2相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为25℃、输出功率为400W、时间为10分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
比较例3
实施与实施例3相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为25℃、输出功率为400W、时间为10分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
比较例4
实施与实施例1相同的方法，不同的是在(3)氧等离子处理中抗裂纹的评价和(4)与密封树脂的粘结性的评价中氧等离子处理温度为25℃、输出功率为400W、时间为3分钟。结果与氧等离子处理条件一起示于表1中。
                               表1
         氧等离子处理条件               结果
    温度(℃)   输出功率(W)     时间(分钟)   厚度减小(μm)   裂纹数量   剪切强度(kg/mm2)
    起始     终止
实施例1     200     200     400     3     0.66     0     3.7
实施例2     200     200     400     3     0.73     0     3.0
实施例3     200     200     400     3     0.56     0     2.3
实施例4     200     200     400     3     0.34     0     2.3
实施例5     150     150     400     3     0.49     0     3.6
实施例6     150     150     400     5     0.63     0     3.5
实施例7     250     250     400     2     0.61     0     3.6
实施例8     200     200     800     1     0.72     0     3.7
实施例9     100     100     400     7     0.68     1     3.6
实施例10     300     300     400     1     1.25     0     3.3
比较例1     25     55*     400     10     0.65     47     3.4
比较例2     25     55*     400     10     0.71     35     2.6
比较例3     25     55*     400     10     0.59     48     1.8
比较例4     25     55*     400     3     0.14     25     3.5
*由于氧等离子处理过程中的生热所引起的温度升高。

Claims (8)

1.半导体器件的制备方法，包括：在半导体元件表面上形成一层有机聚合物树脂层，对形成的层进行图案形成和固化处理，用已形成了图案并固化了的层作为掩模而对元件进行蚀刻以暴露出位于开放部分的导电层，在100℃-300℃的温度下用氧等离子体处理元件并清洗位于开放部分的导电层；其中所述有机聚合物树脂包括选自以下的至少一种树脂：非光敏性聚酰亚胺前体树脂、含聚酰亚胺前体树脂的光敏树脂组合物、含闭环型聚酰亚胺树脂的光敏树脂组合物和含聚苯并噁唑前体树脂的光敏树脂组合物。
2.权利要求1的方法，其中半导体元件的氧等离子处理在150-250℃的温度范围内进行。
3.权利要求1的方法，其中有机聚合物树脂层是一种包含下述光敏树脂组合物的层，所述的光敏树脂组合物含有至少一种选自聚酰亚胺前体树脂和聚苯并噁唑前体树脂的树脂。
4.权利要求2的方法，其中有机聚合物树脂层是一种包含下述光敏树脂组合物的层，所述的光敏树脂组合物含有至少一种选自聚酰亚胺前体树脂和聚苯并噁唑前体树脂的树脂。
5.权利要求3的方法，其中光敏树脂是含有聚苯并噁唑前体树脂的正性光敏树脂。
6.权利要求4的方法，其中光敏树脂是含有聚苯并噁唑前体树脂的正性光敏树脂。
7.权利要求5的方法，其中光敏树脂是含有聚苯并噁唑前体树脂和带有醌二叠氮基的化合物的正性光敏树脂。
8.权利要求6的方法，其中光敏树脂是含有聚苯并噁唑前体树脂和带有醌二叠氮基的化合物的正性光敏树脂。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7648815B2 (en) * 2000-09-12 2010-01-19 Pi R&D Co., Ltd. Negative photosensitive polyimide composition and method for forming image the same
JP2003084455A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd パターン形成方法
US6855647B2 (en) * 2003-04-02 2005-02-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Custom electrodes for molecular memory and logic devices
JP2005347356A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置の製造方法
US8097386B2 (en) * 2006-08-14 2012-01-17 Hitachi Chemical Dupont Microsystems, Ltd. Positive-type photosensitive resin composition, method for producing patterns, and electronic parts
CN101523517B (zh) * 2006-09-29 2013-07-10 鹤见曹达株式会社 导电性高分子用蚀刻液、及将导电性高分子图案化的方法
US8829528B2 (en) * 2011-11-25 2014-09-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device including groove portion extending beyond pixel electrode
JP5919896B2 (ja) * 2011-12-28 2016-05-18 住友ベークライト株式会社 硬化膜の処理方法および半導体装置の製造方法
US8796049B2 (en) * 2012-07-30 2014-08-05 International Business Machines Corporation Underfill adhesion measurements at a microscopic scale
JP2015151439A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 日立化成株式会社 感光性接着剤組成物、それを用いた半導体装置の製造方法、及び半導体装置
KR102281458B1 (ko) * 2014-06-23 2021-07-27 삼성전기주식회사 소자 내장형 인쇄회로기판, 반도체 패키지 및 그 제조방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3888390D1 (de) * 1987-05-18 1994-04-21 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung hochwärmebeständiger Dielektrika.
JPS6446862A (en) 1987-08-18 1989-02-21 Fujitsu Ltd Bus controller
US5208066A (en) * 1989-03-18 1993-05-04 Hitachi, Ltd. Process of forming a patterned polyimide film and articles including such a film
US5731243A (en) * 1995-09-05 1998-03-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of cleaning residue on a semiconductor wafer bonding pad
TW502135B (en) * 1996-05-13 2002-09-11 Sumitomo Bakelite Co Positive type photosensitive resin composition and process for preparing polybenzoxazole resin film by using the same
KR19980030400A (ko) * 1996-10-29 1998-07-25 김광호 이상범프의 본딩패드를 제거하는 범프 형성방법
JP3186040B2 (ja) * 1998-06-01 2001-07-11 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US6265753B1 (en) * 1999-06-11 2001-07-24 International Business Machines Corporation Interconnect dielectric compositions, preparation thereof, and integrated circuit devices fabricated therewith

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