JP2649157B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2649157B2
JP2649157B2 JP62055925A JP5592587A JP2649157B2 JP 2649157 B2 JP2649157 B2 JP 2649157B2 JP 62055925 A JP62055925 A JP 62055925A JP 5592587 A JP5592587 A JP 5592587A JP 2649157 B2 JP2649157 B2 JP 2649157B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、モールド樹脂封止型半導体装置のバッフ
ァコート膜に関するもので、特に半導体装置の全面にバ
ッファコート膜を形成する半導体装置に関するものであ
る。
[従来の技術] 第3図は、従来の半導体装置を示す断面図であり、図
において、1は半導体基板、2はトランジスタ部、3は
下地絶縁膜、4はアルミ配線、5は最終保護膜、6はボ
ンディングワイヤ、7はモールド樹脂、8はモールド樹
脂中のワィラー、11はポリイミド膜、12はモールド樹脂
の応力、13は最終保護膜のクラックである。第4図は第
3図のA部を拡大した断面図であり、図において14はア
ルミ配線の機械的変形である。
モールド樹脂封止型半導体装置において、モールド樹
脂7と半導体基板1の熱膨張係数の差により生じる応力
12は、著しく大きく、第4図に示すように、最終保護膜
5にクラック13を生じさせたり、アルミ配線4に機械的
変形14を起こさせたりする。そのため、モールド樹脂7
の中の浸透してきた水分等がクラック13部を通り浸入し
てくるので、アルミ配線4が腐食されたり、素子特性が
劣化したりするという信頼性の問題があった。また、ア
ルミ配線4の機械的変形は、隣接するアルミ配線とのシ
ョート、あるいは両配線間の耐圧不良を引き起こすとい
う問題もある。
さらに、モールド樹脂7の熱膨張係数を半導体基板1
のそれに近づけるために、モールド樹脂7中に混入して
いるフィラーと呼ばれる固形物8が、トランジスタ2の
上部を局部的に押すことに起因するトランジスタの誤動
作も、特に、MOSメモリデバイスにおいて、大きな問題
となっている。
そこで、このような問題を解決するために、従来か
ら、半導体基板1の表面をバッファコートとしてポリイ
ミド等の有機ポリマー膜11で覆うという方法が用いられ
てきた。このポリイミド膜11は、比較的軟らかく、モー
ルド樹脂7の応力12を緩衝する働きをするので、半導体
チップ1の表面には大きな応力は働かず、最終保護膜5
のクラック13や、アルミ配線4の機械的変形14を防止す
ることができる。またフィラー9によりトランジスタの
誤動作も防止できる。通常用いられるバッファコート膜
の膜厚は2〜10μm程度である。
次に第3図に示す従来の半導体装置の製造フローを第
5図について説明する。
(a)半導体基板1上に、トランジスタ部2等の素子を
形成した後、素子間を相互に接続するためにアルミ配線
4を形成する。その後、配線4を保護するためにシリコ
ン酸化膜、シリコン窒化膜等の最終保護膜5を堆積す
る。
(b)フォトレジスト10を全面に塗布し、写真製版、お
よびエッチング技術を用い、ボンディングパッド部を開
孔する。
(c)フォトレジスト10を酸素プラズマを用い除去した
後、全面にポリイミド膜11を2〜10μm塗布し、100な
いし150℃程度の温度でプリベークを行ない、膜中の有
機溶剤を飛ばす。
(d)フォトレジスト10を全面に塗布し、写真製版およ
びエッチング技術を用い、半導体チップ中央の素子形成
領域、および配線領域以外の部分のポリイミド膜11を除
去する。
(e)フォトレジスト14を湿式のレジスト剥離剤で除去
した後に、250〜350℃の温度でベークし、ポリイミド膜
11を焼きしめる。
[発明が解決しようとする問題点] 従来の半導体装置は以上のように、バッファコート膜
としてポリイミドなどの有機ポリマー膜を用いており、
この膜が、最終保護膜のエッチングに用いられるガスや
薬品により変質してしまうこと、また、その後のフォト
レジスト除去工程で用いられる酸素プラズマによりエッ
チングされてしまうため、ボンディングパッド部を開孔
する工程で、最終保護膜と同時にエッチングすることは
できなかった。そのため、ボンディングパッド部周辺を
有機ポリマー膜で覆うことはできず、モールド樹脂の応
力の最も大きく働く半導体基板の周辺に存在するボンデ
ィングパッド部で、最終保護膜にクラックは発生しやす
いという問題があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、ボンディングパッド部周辺までバッファ
コート膜で覆うようにし、モールド樹脂の応力によりこ
の部分に発生する最終保護膜のクラックの発生防止し、
耐湿性等信頼性に優れた半導体装置を得ることを目的と
する。
[問題点を解決するための手段] この発明に係る半導体装置は、基板と前記基板に形成
された複数個の素子と、前記基板上に形成された下地絶
縁膜と、素子間を相互に接続するために絶縁膜上に形成
されたアルミ配線と、アルミ配線上に形成された保護膜
と、保護膜上に形成された無機ポリマのバッファコート
膜とを備える。保護膜と無機ポリマのバッファコート膜
がボンディングパッド開口部以外の基板主表面を覆って
おり、保護膜と無機ポリマのバッファコート膜が同一の
ボンディングパッド開口部輪郭を有するように同時に開
口されている。
[作用] この発明における半導体装置の製造方法は、バッファ
コート膜として無機ポリマー膜を用いているため、この
バッファコート膜のパターニングをボンディングパッド
部の開孔と同時に行ない、ボンディングパッド部開孔部
以外のすべての半導体基板表面をバッファコート膜で覆
うことが可能となる。
[発明の実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明する。第1
図において、1は半導体基板、2はトランジスタ部、3
は下地絶縁膜、4はアルミ配線、5は最終保護膜、6は
ボンディングワイヤ、7はモールド樹脂、8はモールド
樹脂中のフィラー、9はシリコンラダーポリマー膜であ
る。
第1図に示す本発明の一実施例の製造フローを第2図
について説明する。
(a)半導体基板1の上に、トランジスタ部2等の素子
を形成した後、素子間を相互に接続するために、アルミ
配線4を形成する。その後、配線4を保護するために、
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの最終保護膜5を
堆積する。さらにバッファコート膜として用いるシリコ
ンラダーポリマー膜9を全面に2〜10μm塗布し、100
〜150℃の温度でプリベークし、膜中の有機溶剤を飛ば
す。
(b)フォトレジスト10を全面に塗布し、写真製版、お
よびエッチング技術を用い、ボンディングパッド部を開
孔する。すなわち、シリコンラダーポリマー膜9と最終
保護膜5を同時にエッチングするわけである。エッチン
グの方法としては、シリコンラダーポリマー膜をトルエ
ンなどの有機溶剤でエッチングした後に、最終保護膜5
をCF4系のガスを用いたドライエッチングでエッチング
する方法と、シリコンラダーポリマー膜9と最終保護膜
5を一度にCF4系のドライエッチングでエッチングする
方法があるが、いずれを用いても問題ない。
(c)その後、酸素プラズマを用いて、フォトレジスト
10を除去した後に、250〜350℃の温度でベークし、シリ
コンラダーポリマー膜9を焼きしめる。
以上のようにポリイミド膜11のような有機ポリマー膜
の代わりに、シリコンラダーポリマー膜9のような無機
ポリマー膜を用いることにより、製造フロー工程を大幅
に簡略化でき、またボンディングパッド開孔部以外のす
べての半導体チップ表面をバッファコート膜で覆うこと
が可能となる。
その理由について以下に説明する。ポリイミド膜11の
ような有機ポリマー膜で第2図に示すような製造フロー
を用いる場合、2つの点が問題になる。1つは、ポリイ
ミド膜11のエッチングをヒドラジンなどの湿式エッチン
グで行なった後、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜のよ
うな最終保護膜5をCF4系ドライエッチングを用いてエ
ッチングするわけであるが、このドライエッチングの際
にポリイミド膜11が損傷を受け、変質してしまうことで
ある。
他の1つは、ドライエッチングの際に、フォトレジス
ト10表面は変質してしまうのでフォトレジスト10の除去
は、湿式では困難であり、酸素プラズマを用いる必要が
ある。しかしながらこのとき、酸素プラズマを用いる
と、フォトレジスト10と同時にポリイミド膜11のような
有機ポリマー膜もエッチングされてしまう。これに対し
シリコンラダーポリマー膜のような無機ポリマー膜は、
CF4系のドライエッチングで変質を受けることはなく、
むしろ、CF4系のドライエッチングでエッチングするこ
とが可能である。また、酸素プラズマを用いても、表面
が損傷を受けることはないので、第2図に示すフローを
用いることができる。
さらにエッチング性についても、ポリイミド膜11のよ
うな有機ポリマー膜は、湿式のエッチングでしかエッチ
ングされない(すなわちフォトレジスト10との選択性の
良いドライエッチングガスがない。)のに対し、シリコ
ンラダーポリマー膜9のような無機ポリマー膜は、ドラ
イエッチングが可能であり、加工寸法の上からも有利で
ある。
そのため従来の半導体装置では、ボンディングパッド
部の周辺を10〜20μm以上除去しており、そのため、ボ
ンディングパッド部周辺をモールド樹脂7の応力から防
ぐことができなかったわけである。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、半導体装置を基板上
に形成された素子、配線等と、その配線等を保護するた
めに形成された保護膜と、その保護膜上に形成された無
機ポリマーのバッファコート膜とから形成したため、無
機ポリマーのバッファコート膜がボンディングパッド開
孔部以外のすべての半導体基板表面を覆っているので、
モールド樹脂の応力が緩和され、最終保護膜のクラック
の発生を半導体チップ表面のすべての領域で防ぐことが
できる。さらにモールド樹脂封止型半導体装置の耐湿性
等の信頼性を向上することができ、製造工程のフローも
簡略化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による半導体装置を示す断
面図であり、第2図は第1図に示す半導体装置の製造フ
ローを示す図であり、第3図は従来の半導体装置を示す
断面図であり、第4図は第3図のA部を拡大した断面図
であり、第5図は第3図に示す従来の半導体装置の製造
フローを示す図である。 図において1は半導体基板、2はトランジスタ部、3は
下地絶縁膜、4はアルミ配線、5は最終保護膜、6はボ
ンディングワイヤ、7はモールド樹脂、8はモールド樹
脂中のフィラー、9はシリコンラダーポリマー膜、10は
フォトレジスト膜、11はポリイミド膜、12はモールド樹
脂の応力、13は最終保護膜のクラック、14はアルミ配線
の機械的変形を示す。 なお図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と前記基板に形成された複数個の素子
    と、前記基板上に形成された下地絶縁膜と、前記素子間
    を相互に接続するために前記絶縁膜上に形成されたアル
    ミ配線と、前記アルミ配線上に形成された保護膜と、前
    記保護膜上に形成された無機ポリマのバッファコート膜
    とを備え、 前記保護膜と前記無機ポリマのバッファコート膜がボン
    ディングパッド開口部以外の前記基板主表面を覆ってお
    り、前記保護膜と前記無機ポリマのバッファコート膜
    が、同一のボンディングパッド開口部輪郭を有するよう
    に、同時に開口されたことを特徴とする、半導体装置。
  2. 【請求項2】前記無機ポリマのバッファコート膜が、シ
    リコンラダーポリマ膜であることを特徴とする、特許請
    求の範囲第1項記載の半導体装置。
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