JP3346981B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3346981B2
JP3346981B2 JP13859396A JP13859396A JP3346981B2 JP 3346981 B2 JP3346981 B2 JP 3346981B2 JP 13859396 A JP13859396 A JP 13859396A JP 13859396 A JP13859396 A JP 13859396A JP 3346981 B2 JP3346981 B2 JP 3346981B2
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JP
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embedded image
semiconductor device
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compound
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敏郎 竹田
敏夫 番場
孝 平野
直滋 竹田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックモー
ルドによる封止時の樹脂の成形作業による衝撃並びに成
形後の各種熱履歴の際に発生する応力を緩和する被膜を
備えた半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a coating for relieving the impact of resin molding during sealing with a plastic mold and the stress generated during various thermal histories after molding. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶
縁膜には、耐熱性が優れ、又卓越した電気特性、機械的
特性等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への移
行等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、更に高性能のポリイミド樹脂が必要
とされるようになってきた。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ており、
例えば感光性ポリイミド樹脂として、下記式(VII)等
がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance and excellent electrical and mechanical properties has been used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element. There is a demand for remarkable improvement in heat cycle resistance and heat shock resistance due to high integration, large size, thinning and miniaturization of the encapsulation resin package, transition to surface mounting by solder reflow, etc., and further high performance polyimide resin Is becoming necessary. On the other hand, the technology of imparting photosensitivity to the polyimide resin itself has recently attracted attention,
For example, a photosensitive polyimide resin includes the following formula (VII).

【化9】 Embedded image

【0003】これを用いるとパターン作成工程の一部が
簡略化でき、工程短縮の効果はあるが、現像の際にN−
メチル−2−ピロリドン等の溶剤が必要となるため、安
全、取扱いにおいて問題がある。そこで最近では、アル
カリ水溶液で現像できるポジ型の感光性樹脂が開発され
ている。例えば、特公平1−46862号公報において
はポリベンゾオキサゾール樹脂とジアゾキノン化合物よ
り構成されるポジ型感光性樹脂が開示されている。これ
は高い耐熱性、優れた電気特性、微細加工性を有し、ウ
ェハーコート用のみならず層間絶縁用樹脂としての可能
性も有している。このポジ型の感光性樹脂の現像メカニ
ズムは、未露光部におけるジアゾキノン化合物はアルカ
リ性水溶液に不溶であるが、露光することによりジアゾ
キノン化合物が化学変化を起こし、アルカリ性水溶液に
可溶となる。この露光部と未露光部での溶解性の差を利
用し、未露光部のみの塗膜パターンの作成が可能とな
る。これら感光性樹脂を実際に使用する場合、特に問題
となるのは感光性樹脂の感度である。低感度であると、
ウェハー1枚当たりの露光時間が長くなり、スループッ
トが低下する。そこで感光性樹脂の感度を向上させよう
として、例えばベース樹脂のポリアミド樹脂の分子量を
小さくすると、未露光部の現像時の膜減りが大きくな
り、パターン形状が悪くなるといった問題が生じる。又
感光性樹脂と封止樹脂との密着性が悪く、その界面で剥
離が発生し、これを素子表面に塗布した半導体装置の信
頼性が低下し、実用性に問題があり、より封止樹脂との
密着性に優れた感光性樹脂を使用することが強く求めら
れるようになっている。
When this is used, a part of the pattern forming process can be simplified and the process can be shortened.
Since a solvent such as methyl-2-pyrrolidone is required, there is a problem in safety and handling. Therefore, recently, a positive photosensitive resin that can be developed with an alkaline aqueous solution has been developed. For example, Japanese Patent Publication No. 1-46862 discloses a positive photosensitive resin composed of a polybenzoxazole resin and a diazoquinone compound. It has high heat resistance, excellent electrical properties and fine workability, and has the potential not only as a wafer coat but also as an interlayer insulating resin. The mechanism of development of this positive photosensitive resin is such that the diazoquinone compound in the unexposed area is insoluble in the alkaline aqueous solution, but the exposure causes the diazoquinone compound to undergo a chemical change and become soluble in the alkaline aqueous solution. By utilizing the difference in solubility between the exposed part and the unexposed part, a coating film pattern can be formed only in the unexposed part. When these photosensitive resins are actually used, a particular problem is the sensitivity of the photosensitive resin. With low sensitivity,
The exposure time per wafer increases, and the throughput decreases. In order to improve the sensitivity of the photosensitive resin, for example, if the molecular weight of the polyamide resin as the base resin is reduced, there is a problem that the film loss of the unexposed portion during development is increased, and the pattern shape is deteriorated. In addition, adhesion between the photosensitive resin and the sealing resin is poor, and peeling occurs at the interface, and the reliability of the semiconductor device coated with this on the element surface is reduced, and there is a problem in practicality. It has been strongly demanded to use a photosensitive resin having excellent adhesiveness with the resin.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、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提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a high-residual polybenzoxazole resin pattern on a semiconductor device using a positive photosensitive resin having excellent adhesion to a sealing resin. It is an object to provide a reliable semiconductor device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(II)
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重量部と下記の一般式
(III)で表わされるフェノール化合物(C)1〜50
重量部からなるポジ型感光性樹脂組成物を半導体素子上
に塗布した後、プリベーク、露光、現像してパターニン
グされた後加熱硬化されて得られる、厚さ0.1〜20
μmの下記の一般式(I)で示されるポリベンゾオキサ
ゾール樹脂が半導体素子上に形成されていることを特徴
とする半導体装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is one general formula (II)
100 parts by weight of a polyamide (A), 1 to 100 parts by weight of a photosensitive diazoquinone compound (B), and 1 to 50 parts of a phenol compound (C) represented by the following general formula (III).
After applying a positive photosensitive resin composition consisting of parts by weight on a semiconductor element, prebaking, exposing, developing, patterning and heating and curing , the thickness is 0.1 to 20.
μm of polybenzoxa represented by the following general formula (I)
A semiconductor device wherein a sol resin is formed on a semiconductor element .

【0006】[0006]

【化10】 Embedded image

【0007】[0007]

【化11】 Embedded image

【0008】[0008]

【化12】 Embedded image

【0009】式(II)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とYの構造を有するジカルボン
酸からなり、このポリアミドを約300〜400℃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。本発明の式(II)のポリアミドのX
は、例えば、
The polyamide of the formula (II) comprises bisaminophenol having the structure of X and dicarboxylic acid having the structure of Y. When the polyamide is heated at about 300 to 400 ° C., the ring is closed, and the heat resistance of polybenzoxazole is obtained. Changes to resin. X of the polyamide of formula (II) of the present invention
Is, for example,

【化13】 等であるがこれらに限定されるものではない。Embedded image Etc., but are not limited to these.

【0010】この中で特に高感度であるものとしては、Among them, those having particularly high sensitivity include:

【化14】 より選ばれるものである。Embedded image It is more chosen.

【0011】又式(II)のYは、例えば、Further, Y in the formula (II) is, for example,

【化15】 等であるがこれらに限定されるものではない。Embedded image Etc., but are not limited to these.

【0012】これらの中で特に好ましいものとしてはAmong these, particularly preferred are

【化16】 より選ばれるものである。Embedded image It is more chosen.

【0013】更に、式(II)のZは、例えばFurther, Z in the formula (II) is, for example,

【化17】 等であるがこれらに限定されるものではない。Embedded image Etc., but are not limited to these.

【0014】式(II)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。
Z in the formula (II) is used, for example, when adhesion is particularly required to a substrate such as a silicon wafer.
Can be used up to. If it exceeds 40.0 mol%, the solubility of the resin is extremely reduced, scum is generated, and pattern processing cannot be performed. When using X, Y, and Z, one type or a mixture of two or more types may be used.

【0015】本発明の半導体装置は、半導体素子上に一
般式(I)で示されるポリベンゾオキサゾール樹脂が厚
さ0.1〜20μm形成されているものである。厚さが
0.1μm未満では熱ストレス緩和効果に乏しく、20
μmを越えると感光性のパターン加工が困難になるので
実用上好ましくない。
In the semiconductor device of the present invention, a polybenzoxazole resin represented by the general formula (I) is formed on a semiconductor element in a thickness of 0.1 to 20 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, the effect of relieving thermal stress is poor, and
If it exceeds μm, photosensitive pattern processing becomes difficult, which is not preferable in practical use.

【0016】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。
The photosensitive diazoquinone compound used in the present invention is a compound having a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure, and is disclosed in US Pat. Nos. 2,772,972 and 2,797, 21
No. 3,669,658. For example, the following are mentioned.

【化18】 Embedded image

【0017】[0017]

【化19】 Embedded image

【0018】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。
Among them, the followings are particularly preferable from the viewpoint of a high residual film ratio.

【化20】 Embedded image

【0019】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。
The compounding amount of the photosensitive diazidoquinone compound (B) to the polyamide (A) is 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamide. If the compounding amount is less than 1 part by weight, the patterning property of the resin is poor. Conversely, if it exceeds 100 parts by weight, the tensile elongation of the film is significantly reduced.
A semiconductor device in which a film having a low tensile elongation is applied to the element surface is not preferable because reliability such as thermal stress deteriorates.

【0020】本発明に用いられる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。
[0020] The positive photosensitive resin composition used in the present invention can be added Jihido Ropi <br/> lysine derivative in order to enhance the photosensitive properties if necessary. Jihido The Ropi lysine derivative, for example 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl-4- (2'-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 4- (2'-nitrophenyl) -2,
6-dimethyl-3,5-dicarbethoxy-1,4-dihydropyridine, 4- (2 ', 4'-dinitrophenyl) -2,6-dimethyl-3,5-carbomethoxy-
1,4-dihydropyridine and the like can be mentioned.

【0021】本発明のポジ型感光性樹脂組成物において
は、更に一般式(III)で表わされるフェノール化合物
を含有させることが重要である。
It is important that the positive photosensitive resin composition of the present invention further contains a phenol compound represented by the general formula (III).

【化21】 Embedded image

【0022】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。
しかし、本発明における一般式(III)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(III)
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。
Techniques for adding a phenol compound to a positive resist composition include, for example, those disclosed in JP-A-3-2002.
No. 51, JP-A-3-200252, JP-A-3-20052
JP-A-200253, JP-A-3-200254, JP-A-4-1650, JP-A-4-1651, JP-A-4-11260, JP-A-4-123
No. 56, JP-A-4-12357. However, phenol compounds such as those described above have a small effect of improving sensitivity even when used in a positive photosensitive resin containing a polyamide as a base resin in the present invention.
However, when the phenol compound represented by the general formula (III) in the present invention is used, the dissolution rate in the exposed area increases, and the sensitivity improves. In addition, the film loss in the unexposed portion, which is observed when the sensitivity is increased by reducing the molecular weight, is very small and good. In the present invention, the compound represented by the general formula (III)
As a new property by adding the phenolic compound represented by the formula, a positive photosensitive resin composition having improved adhesion to the sealing resin is obtained, and the reliability of a semiconductor device in which this is applied to the element surface is improved. It turned out to be.

【0023】一般式(III)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。
The compounds represented by the general formula (III) include, but are not limited to, the following.

【化22】 Embedded image

【0024】[0024]

【化23】 Embedded image

【0025】[0025]

【化24】 Embedded image

【0026】[0026]

【化25】 Embedded image

【0027】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、
Among them, particularly preferable in terms of sensitivity and residual film ratio are:

【化26】 であり、一般式(V)又は(VI)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%以上含まれるものである。フェノール化合物
(C)の添加量としては、ポリアミド(A)100重量
部に対して1〜50重量部が好ましい。添加量が1重量
部未満だと感度向上の効果が得られず、又添加量が50
重量部を越えると残膜率の低下が大きくなったり、又冷
凍保存中において析出が起こり実用性に欠ける。
Embedded image The compound represented by the general formula (V) or (VI) is contained alone or in the form of a mixture in an amount of 50% by weight or more in the total phenol compound (C). The amount of the phenol compound (C) to be added is preferably 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyamide (A). If the amount is less than 1 part by weight, the effect of improving sensitivity cannot be obtained, and if the amount is 50
If the amount is more than 10 parts by weight, the residual film ratio is greatly reduced, or precipitation occurs during frozen storage, which is not practical.

【0028】本発明におけるポジ型感光性樹脂組成物に
は、必要によりレベリング剤、シランカップリング剤等
の添加剤を添加することができる。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。
If necessary, additives such as a leveling agent and a silane coupling agent can be added to the positive photosensitive resin composition of the present invention. In the present invention, these components are dissolved in a solvent and used in the form of a varnish.
Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol. Monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3
-Butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl-3-methoxypropionate and the like may be used alone or in combination.

【0029】本発明において用いられるポジ型感光性樹
脂組成物の使用方法は、まず該組成物を半導体ウェハー
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を行うスピンナー回転数等の
塗布条件を種々変更することで、容易に膜厚をコントロ
ールすることができ、最終ベーク後の厚さが0.1〜2
0μmとなるようにする。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。
In the method of using the positive photosensitive resin composition used in the present invention, the composition is first applied to a semiconductor wafer. As the coating method, the film thickness can be easily controlled by variously changing the application conditions such as the spinner rotation number for performing spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, immersion, printing, roll coating, and the like. Thickness after final baking is 0.1-2
The thickness is set to 0 μm. Next, after pre-baking at 60 to 120 ° C. to dry the coating film, a desired pattern shape is irradiated with actinic radiation. X-rays, electron beams, ultraviolet rays,
Visible light or the like can be used, but those having a wavelength of 200 to 500 nm are preferred. Next, a relief pattern is obtained by dissolving and removing the irradiated portion with a developer. As a developer,
Sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate,
Inorganic alkalis such as sodium silicate, sodium metasilicate and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine, triethylamine and methyldiethylamine Aqueous solutions of alkali amines such as tertiary amines, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, and quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, and methanol and ethanol; An aqueous solution to which a suitable amount of a water-soluble organic solvent such as alcohols or a surfactant is added can be suitably used. As a developing method, a system such as spray, paddle, immersion, or ultrasonic wave can be used. Next, the relief pattern formed by development is rinsed. Distilled water is used as the rinsing liquid. Next, heat treatment is performed to form an oxazole ring, and a final pattern having high heat resistance is obtained.

【0030】[0030]

【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 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36.6重量部(0.100モ
ル)をN,N−ジメチルアセトアミド150重量部及び
ピリジン33.2(0.420モル)重量部に溶解し
た。次にシクロヘキサノン100重量部に溶解したテレ
フタル酸クロリド17.0重量部(0.084モル)と
イソフタル酸クロリド4.3重量部(0.021モル)
を−10〜−15℃で30分かけて滴下し、その後室温
で4時間撹拌し反応を終了した。反応混合物を濾過した
後、溶液を水中に投入し目的の一般式(I)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
で、a=100、b=0からなるポリアミド(A1)を
沈殿させた。沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空
下80℃で1昼夜乾燥させた。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. << Example 1 >> * Synthesis of polyamide 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
36.6 parts (0.100 mol) of hexafluoropropane were dissolved in 150 parts by weight of N, N-dimethylacetamide and 33.2 (0.420 mol) of pyridine. Next, 17.0 parts by weight (0.084 mol) of terephthalic acid chloride and 4.3 parts by weight (0.021 mol) of isophthalic acid chloride dissolved in 100 parts by weight of cyclohexanone were used.
Was added dropwise at -10 to -15 ° C over 30 minutes, followed by stirring at room temperature for 4 hours to complete the reaction. After the reaction mixture is filtered, the solution is poured into water and represented by the desired general formula (I):
X is a mixture of the following formulas X-1 and Y is a mixture of the following formulas Y-1 and Y-2 to precipitate a polyamide (A 1 ) consisting of a = 100 and b = 0. The precipitate was collected by filtration, washed sufficiently with water, and then dried at 80 ° C. under vacuum overnight.

【0031】*ポジ型感光性樹脂組成物の作製 合成したポリアミド(A1)100重量部、下記式の構
造を有するジアゾキノン(Q1)25重量部、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
N−メチル−2−ピロリドン200重量部に溶解した
後、0.2μm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。
* Preparation of Positive Photosensitive Resin Composition 100 parts by weight of synthesized polyamide (A 1 ), 25 parts by weight of diazoquinone (Q1) having a structure of the following formula, and a phenol compound (P-1) having a structure of the following formula ) 15 parts by weight were dissolved in 200 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone and then filtered through a 0.2 μm Teflon filter to obtain a photosensitive resin composition.

【0032】*特性評価 このポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にス
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5μmの塗膜を得た。この塗膜に
g線ステッパー露光機NSR−1505G3A(ニコン
(株)製)によりレチクルを通して50mJ/cmから
20mJ/cmづつ増やして540mJ/cmまで
露光を行った。次に0.79%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200mJ/cm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/cm)。この時の残膜率(現像後の膜
厚/現像前の膜厚)は91.3%と非常に高い値を示し
た。又、別にポジ型感光性樹脂組成物を同様にシリコン
ウエハー上に塗布し、プリベークした後、オーブン中3
0分/150℃、30分/250℃、30分/350℃
の順で加熱、樹脂を硬化させた。更に硬化膜の上に半導
体封止用エポキシ樹脂組成物(住友ベークライト(株)
製、EME−6300H)を2×2×2mm(横×縦×
高さ)の大きさに成形した。テンシロンを用いて、ポリ
ベンゾオキサゾール樹脂硬化膜上に成形した封止用エポ
キシ樹脂組成物を引き剥がし、剪断強度を測定した結
果、3.8kg/mmであった。
* Characteristic evaluation After coating this positive photosensitive resin composition on a silicon wafer using a spin coater, it was dried in an oven at 70 ° C. for 1 hour to obtain a coating film having a thickness of about 5 μm. A g-line stepper exposure machine NSR-1505G3A (Nikon
The exposure from 50 mJ / cm 2 through a reticle to 20 mJ / cm 2 increments increased by 540mJ / cm 2 was performed by Co.). Next, the exposed portion was dissolved and removed by immersion in a 0.79% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 30 seconds, and then rinsed with pure water for 30 seconds.
As a result, it was confirmed that a pattern was formed from a portion irradiated with an exposure amount of 200 mJ / cm 2 . (The sensitivity is 200 mJ / cm 2 ). At this time, the residual film ratio (film thickness after development / film thickness before development) was as high as 91.3%. Separately, a positive photosensitive resin composition is similarly coated on a silicon wafer, prebaked, and then placed in an oven.
0 minutes / 150 ° C, 30 minutes / 250 ° C, 30 minutes / 350 ° C
In this order to cure the resin. Furthermore, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)
Manufactured by EME-6300H) 2 x 2 x 2 mm (horizontal x vertical x
(Height). The sealing epoxy resin composition formed on the cured polybenzoxazole resin film was peeled off using Tensilon, and the shear strength was measured. As a result, it was 3.8 kg / mm 2 .

【0033】表面にAl回路を備えた模擬素子ウェハー
を用いて上記ポジ型感光性樹脂組成物を最終5μmとな
るよう塗布した後、パターン加工を施して最終ベークし
た。その後チップサイズ毎に分割して16 Pin DIP(Du
al 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−6300H)で
成形して、16 Pin 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、2
60℃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。
The above-mentioned positive photosensitive resin composition was applied to a final thickness of 5 μm using a simulated element wafer having an Al circuit on the surface, followed by pattern processing and final baking. After that, it is divided for each chip size and 16 Pin DIP (Du
al Inline Package) was mounted using a conductive paste, and then molded with an epoxy resin for semiconductor encapsulation (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., EME-6300H) to obtain a 16-pin DIP. After treating these packages at 85 ° C./85% humidity for 168 hours,
Immerse in a 60 ° C. solder bath for 10 seconds, and then perform high-temperature, high-humidity pressure cooker treatment (125 ° C., 2.3 atm,
(100% RH) to check for open defects in the Al circuit. Table 1 shows the results.

【0034】《実施例2》実施例1におけるフェノール
化合物を下記式P−2に替えて評価を行った。 《実施例3》実施例1におけるフェノール化合物を下記
式P−3に替えて評価を行った。 《実施例4》実施例1におけるフェノール化合物(P−
1)の添加量を5重量部して評価を行った。 《実施例5》実施例1におけるポリアミドの合成におい
て、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリドの替
わりにジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン酸ク
ロリドに替え、一般式(II)で示され、Xが下記式X−
1、Yが下記式Y−3で、a=100、b=0からなる
ポリアミド(A2)を合成し、その他は実施例1と同様
の評価を行った。
Example 2 The phenolic compound in Example 1 was evaluated in place of the following formula P-2. << Example 3 >> The evaluation was performed by replacing the phenol compound in Example 1 with the following formula P-3. << Example 4 >> The phenolic compound (P-
Evaluation was performed by adding 5 parts by weight of 1). << Example 5 >> In the synthesis of polyamide in Example 1, diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid chloride was used instead of terephthalic acid chloride and isophthalic acid chloride, and was represented by the following general formula (II), and X was represented by the following formula. X-
1, a polyamide (A 2 ) having Y = the following formula Y = a = 100 and b = 0 was synthesized, and the other evaluations were performed in the same manner as in Example 1.

【0035】《実施例6》実施例1におけるポリアミド
の合成において、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸
クロリドの替わりに、ジフェニルエーテル−4,4′−
ジカルボン酸クロリドを用い、また、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
ロパンの替わりに、3,3′−ジアミノ−4,4′−ジ
ヒドロキシジフェニルスルホンを用いて、一般式(II)
で示され、Xが下記式X−2、Yが下記式Y−3で、a
=100、b=0からなるポリアミド(A3)の合成を
し、その他は実施例1と同様の評価を行った。 《実施例7》実施例1におけるポリアミドの合成におい
て、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリドの替
わりに、3,3′−ジアミノ−4,4′−ジヒドロキシ
ジフェニルエーテルを用いて、一般式(II)で示され、
Xが下記式X−3、Yが下記式Y−3で、a=100、
b=0からなるポリアミド(A4)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(Q2)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。 《実施例8》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31.9重量部(0.0
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1.24重量部(0.005モル)を加え、一般式
(II)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=95、b
=5からなるポリアミド(A5)を合成し、その他は実
施例1と同様の評価を行った。
Example 6 In the synthesis of the polyamide in Example 1, diphenyl ether-4,4'- was used instead of terephthalic acid chloride and isophthalic acid chloride.
Dicarboxylic acid chloride is used and 2,2-bis (3
-Amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, instead of 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, is represented by the general formula (II):
X is the following formula X-2, Y is the following formula Y-3,
= 100, and the synthesis of b = 0 a polyamide (A 3), others were evaluated in the same manner as in Example 1. Example 7 In the synthesis of the polyamide in Example 1, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl ether was used instead of terephthalic acid chloride and isophthalic acid chloride, and represented by the general formula (II). And
X is the following formula X-3, Y is the following formula Y-3, a = 100,
A polyamide (A 4 ) consisting of b = 0 was synthesized, and a diazoquinone (Q2) having the following structure was used as the diazoquinone to obtain a photosensitive resin composition. Other evaluations were performed in the same manner as in Example 1. . Example 8 In the synthesis of the polyamide in Example 1, 2,1.9% by weight of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was added to 31.9 parts by weight (0.0%).
95 mol), and 1.24 parts by weight (0.005 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane was added instead. X is the following formula X-1, and Y is the following formula Y-1
And Y-2, Z is the following formula Z-1, a = 95, b
= A five polyamide (A 5) were synthesized, others were evaluated in the same manner as in Example 1.

【0036】《比較例1》実施例1の半導体装置の信頼
性評価において、ポリベンゾオキサゾール樹脂を素子表
面に塗布しないで実施した。 《比較例2》実施例1の樹脂特性評価において、膜厚3
0μmでパターン加工を実施した結果、1000mJ/
cm2 露光しても現像後露光部に樹脂が溶け残りパター
ニングできなかった。 《比較例3》実施例1においてフェノール化合物を添加
しないで評価を行った。 《比較例4》実施例5においてフェノール化合物を添加
しないで評価を行った。 《比較例5》実施例6においてフェノール化合物を添加
しないで評価を行った。 《比較例6》実施例1におけるフェノール化合物の添加
量を0.5重量部に減らして評価を行った。 《比較例7》実施例1におけるフェノール化合物の添加
量を60重量部に増して評価を行った。 《比較例8》実施例1におけるフェノール化合物をP−
4に替えて評価を行った。 《比較例9》実施例1におけるフェノール化合物をP−
5に替えて評価を行った。 《比較例10》実施例1におけるフェノール化合物をP
−6に替えて評価を行った。以上実施例1〜8、比較例
1〜8の評価結果を表1に示す。
Comparative Example 1 The reliability of the semiconductor device of Example 1 was evaluated without applying a polybenzoxazole resin to the element surface. << Comparative Example 2 >> In the resin characteristic evaluation of Example 1, the film thickness 3
As a result of performing pattern processing at 0 μm, 1000 mJ /
Even after exposure to cm 2 , the resin was dissolved in the exposed area after development, and patterning could not be performed. << Comparative Example 3 >> Evaluation was made in Example 1 without adding a phenol compound. << Comparative Example 4 >> Evaluation was made in Example 5 without adding a phenol compound. << Comparative Example 5 >> Evaluation was made in Example 6 without adding a phenol compound. << Comparative Example 6 >> The evaluation was performed by reducing the amount of the phenol compound added in Example 1 to 0.5 part by weight. << Comparative Example 7 >> The evaluation was performed by increasing the amount of the phenol compound added in Example 1 to 60 parts by weight. << Comparative Example 8 >> The phenol compound in Example 1 was changed to P-
The evaluation was performed in place of 4. << Comparative Example 9 >> The phenol compound in Example 1 was changed to P-
The evaluation was performed in place of 5. << Comparative Example 10 >> The phenol compound in Example 1 was changed to P
The evaluation was performed in place of -6. The evaluation results of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 8 are shown in Table 1.

【0037】[0037]

【化27】 Embedded image

【0038】[0038]

【化28】 Embedded image

【0039】[0039]

【化29】 Embedded image

【0040】[0040]

【化30】 Embedded image

【0041】[0041]

【化31】 Embedded image

【0042】[0042]

【化32】 Embedded image

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】[0044]

【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、封止樹脂との密着性に優れるポジ型感光
性樹脂組成物を得ることができる。
According to the present invention, a pattern of a high sensitivity and a high residual film ratio can be obtained, and a positive photosensitive resin composition having excellent adhesion to a sealing resin can be obtained.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−123034(JP,A) 特開 平7−159990(JP,A) 特開 昭60−150047(JP,A) 特開 平9−302221(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 73/22 G03F 7/004 - 7/115 H01L 21/312 Continuation of the front page (56) References JP-A-8-123434 (JP, A) JP-A-7-159990 (JP, A) JP-A-60-150047 (JP, A) JP-A-9-302221 (JP, A) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 73/22 G03F 7 /004-7/115 H01L 21/312

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式(II)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(III)で表わされるフェノ
ール化合物(C)1〜50重量部からなるポジ型感光性
樹脂組成物を半導体素子上に塗布した後、プリベーク、
露光、現像をしてパターニングされた後加熱硬化されて
得られる、厚さ0.1〜20μmの一般式(I)で示さ
れるポリベンゾオキサゾール樹脂が、半導体素子上に
成されていることを特徴とする半導体装置。 【化1】 【化2】 【化3】
1. A polyamide represented by the general formula (II)
(A) 100 parts by weight and a photosensitive diazoquinone compound (B)
1 to 100 parts by weight of pheno represented by the general formula (III)
-Type photosensitivity comprising 1 to 50 parts by weight of a polyester compound (C)
After applying the resin composition on the semiconductor element, pre-bake,
Exposure, development, patterning and heat curing
A semiconductor device, wherein the obtained polybenzoxazole resin represented by the general formula (I) having a thickness of 0.1 to 20 µm is formed on a semiconductor element . Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項2】 フェノール化合物(C)が、一般式(I
V)で表わされるフェノール化合物である請求項記載
の半導体装置。 【化4】
2. The phenol compound (C) is represented by the general formula (I)
The semiconductor device of claim 1 wherein the phenolic compound represented by V). Embedded image
【請求項3】 フェノール化合物が、一般式(V)又は
(VI)で表わされる化合物であり、単独又は混合物の形
で、フェノール化合物(C)全体の50重量%以上含む
請求項1又は2記載の半導体装置。 【化5】
Wherein the phenolic compound is a compound represented by the general formula (V) or (VI), either alone or in the form of a mixture, according to claim 1 or 2, wherein comprising phenol compound (C) total 50 wt% or more Semiconductor device. Embedded image
【請求項4】 一般式(II)のポリアミドにおけるX
が、下記より選ばれてなる請求項1、2又は3記載の半
導体装置。 【化6】
4. X in the polyamide of the general formula (II)
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is selected from the following. Embedded image
【請求項5】 一般式(II)のポリアミドにおけるY
が、下記より選ばれてなる請求項1、2、3又は4記載
の半導体装置。 【化7】
5. Y in the polyamide of the general formula (II)
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the component is selected from the following. Embedded image
【請求項6】 感光性ジアゾキノン化合物(B)が、下
記より選ばれてなる請求項1、2、3、4又は5記載の
半導体装置。 【化8】
6. The photosensitive diazoquinone compound (B) is a semiconductor device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein comprising been selected from the following. Embedded image
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