JPH10270611A - 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】強誘電体薄膜を使った樹脂封止型半導体装置の
強誘電体特性劣化防止およびハンダリフロー耐性の向上
を発明の課題とする。 【解決手段】半導体素子の表面保護膜を、ポリイミド前
駆体組成物膜を２３０℃〜３００℃で加熱して硬化させ
て形成する。表面保護膜は、ガラス転移温度が２４０℃
〜４００℃であり、かつ、ヤング率が２６００ＭＰａ〜
６ＧＰａであるポリイミドからなる。また、ポリイミド
前駆体組成物の加熱硬化温度が３００℃より高温であっ
ても、３５０℃以下の短時間（用いる半導体素子の耐熱
性にもよるが、通常４分以内）の熱処理で、かつ、形成
されるポリイミド膜のヤング率が３５００ＭＰａ以上、
ガラス転移温度が２６０℃以上であれば、強誘電体膜の
分極特性を劣化させることなく、本発明の課題を解決す
ることができる。
強誘電体特性劣化防止およびハンダリフロー耐性の向上
を発明の課題とする。 【解決手段】半導体素子の表面保護膜を、ポリイミド前
駆体組成物膜を２３０℃〜３００℃で加熱して硬化させ
て形成する。表面保護膜は、ガラス転移温度が２４０℃
〜４００℃であり、かつ、ヤング率が２６００ＭＰａ〜
６ＧＰａであるポリイミドからなる。また、ポリイミド
前駆体組成物の加熱硬化温度が３００℃より高温であっ
ても、３５０℃以下の短時間（用いる半導体素子の耐熱
性にもよるが、通常４分以内）の熱処理で、かつ、形成
されるポリイミド膜のヤング率が３５００ＭＰａ以上、
ガラス転移温度が２６０℃以上であれば、強誘電体膜の
分極特性を劣化させることなく、本発明の課題を解決す
ることができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体膜を有す
る半導体素子を備える樹脂封止型半導体装置とその製造
方法に関する。
る半導体素子を備える樹脂封止型半導体装置とその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、強誘電体（高誘電率を有する誘電
体材料、または、ペロブスカイト型結晶構造を有する物
質）の薄膜を有する不揮発性または大容量の半導体メモ
リ素子が提案されている。強誘電体膜は、自発分極や高
誘電率特性などの特徴を有している。このため、強誘電
体の分極と電界との間にヒステリシス特性があり、これ
を利用すると、不揮発性メモリを実現することができ
る。また、シリコン酸化膜に比べて誘電率が非常に大き
いため、強誘電体膜を容量絶縁膜として使用すれば、メ
モリセル面積を小さくすることができ、大容量、高集積
のＲＡＭ（Random Access Memory）を実現することがで
きる。
体材料、または、ペロブスカイト型結晶構造を有する物
質）の薄膜を有する不揮発性または大容量の半導体メモ
リ素子が提案されている。強誘電体膜は、自発分極や高
誘電率特性などの特徴を有している。このため、強誘電
体の分極と電界との間にヒステリシス特性があり、これ
を利用すると、不揮発性メモリを実現することができ
る。また、シリコン酸化膜に比べて誘電率が非常に大き
いため、強誘電体膜を容量絶縁膜として使用すれば、メ
モリセル面積を小さくすることができ、大容量、高集積
のＲＡＭ（Random Access Memory）を実現することがで
きる。
【０００３】強誘電体膜は、金属酸化物の焼結体からな
り、反応性に富む酸素を多く含んでいる。このような強
誘電体膜を容量絶縁膜に用いてキャパシタを形成する場
合は、容量絶縁膜の上部電極および下部電極に、例え
ば、白金を主成分とする合金のような、酸化反応に対し
て安定な物質を用いることが不可欠である。
り、反応性に富む酸素を多く含んでいる。このような強
誘電体膜を容量絶縁膜に用いてキャパシタを形成する場
合は、容量絶縁膜の上部電極および下部電極に、例え
ば、白金を主成分とする合金のような、酸化反応に対し
て安定な物質を用いることが不可欠である。
【０００４】キャパシタや層間絶縁膜などが形成された
後、素子の最表面にパッシベーション膜が形成される。
層間絶縁膜や、パッシベーション膜には、窒化シリコン
や酸化シリコンが用いられ、通常ＣＶＤ（Chemical Vap
or Depositon）法で形成されるため、その膜中に水素が
取り込まれていることが多い。
後、素子の最表面にパッシベーション膜が形成される。
層間絶縁膜や、パッシベーション膜には、窒化シリコン
や酸化シリコンが用いられ、通常ＣＶＤ（Chemical Vap
or Depositon）法で形成されるため、その膜中に水素が
取り込まれていることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】強誘電体膜を用いた半
導体素子を民生用電子機器に利用する場合は、量産性の
良い低価格な樹脂封止型半導体装置であることが必要で
ある。特に、強誘電体不揮発性メモリは、低電力、低電
圧で、かつリフレッシュ動作の不要な不揮発性といった
特性から、フラッシュメモリに替わるメモリとして携帯
機器向けのニーズが大きく、薄型のパッケージにするた
めにも樹脂封止型半導体装置が求められている。
導体素子を民生用電子機器に利用する場合は、量産性の
良い低価格な樹脂封止型半導体装置であることが必要で
ある。特に、強誘電体不揮発性メモリは、低電力、低電
圧で、かつリフレッシュ動作の不要な不揮発性といった
特性から、フラッシュメモリに替わるメモリとして携帯
機器向けのニーズが大きく、薄型のパッケージにするた
めにも樹脂封止型半導体装置が求められている。
【０００６】しかし、現在、強誘電体膜を容量絶縁膜と
して利用した装置はセラミック封止品が主流であり、樹
脂封止品はほとんどない。また、大容量の装置も開発で
きていない。これは、加熱処理により強誘電体膜の分極
特性が劣化してしまうためである。
して利用した装置はセラミック封止品が主流であり、樹
脂封止品はほとんどない。また、大容量の装置も開発で
きていない。これは、加熱処理により強誘電体膜の分極
特性が劣化してしまうためである。
【０００７】強誘電体膜を有するキャパシタを水素雰囲
気下でアニール処理すると、分極特性が劣化することが
知られている（「‘９６強誘電体薄膜メモリ技術フォー
ラム講演集」（(株)サイエンスフォーラム発行）第４−
４頁１〜１２行目）。この劣化は、上下部電極の白金が
水素と作用して還元触媒として働き、強誘電体膜を還元
するために生じると推測される。特に、大容量、高集積
の素子の場合は、強誘電体膜のサイズも微細になるた
め、このキャパシタの特性劣化が素子全体の特性に大き
く影響すると予想される。
気下でアニール処理すると、分極特性が劣化することが
知られている（「‘９６強誘電体薄膜メモリ技術フォー
ラム講演集」（(株)サイエンスフォーラム発行）第４−
４頁１〜１２行目）。この劣化は、上下部電極の白金が
水素と作用して還元触媒として働き、強誘電体膜を還元
するために生じると推測される。特に、大容量、高集積
の素子の場合は、強誘電体膜のサイズも微細になるた
め、このキャパシタの特性劣化が素子全体の特性に大き
く影響すると予想される。
【０００８】トランスファモールド方式による半導体素
子の樹脂封止には、充填剤（通常、シリカ）を含む封止
樹脂が用いられる。しかし、封止樹脂に含まれる充填剤
の粒子が硬いため、封止に際して、この充填剤が素子表
面にダメージを与えてしまうことがある。さらに、強誘
電体材料が圧電性を有するため、封止の際に素子内の強
誘電体膜に圧力が加わると、強誘電体膜特性が変化して
しまう。また、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memo
ry）の製造においては、充填剤に含まれる放射性成分か
らα線が放出され、これがメモリのソフトエラーを引き
起こすことがある。そこで、充填剤による素子表面への
ダメージを防ぎ、強誘電体膜への加圧を防止し、充填材
からのα線を遮蔽するために、あらかじめ、素子表面に
有機膜であるポリイミドからなる保護膜を形成しておく
必要がある。このポリイミド表面保護膜は、ポリイミド
前駆体組成物膜を、通常、３５０〜４５０℃程度の温度
で加熱することにより硬化させて形成する。このポリイ
ミド前駆体の加熱硬化に際して、パッシベーション膜や
層間絶縁膜に含まれる水素が拡散することにより、強誘
電体膜の分極特性が劣化してしまうのである。従って、
熱硬化性樹脂を表面保護膜として用いた強誘電体不揮発
性素子の樹脂封止品は、現在のところ知られていない。
子の樹脂封止には、充填剤（通常、シリカ）を含む封止
樹脂が用いられる。しかし、封止樹脂に含まれる充填剤
の粒子が硬いため、封止に際して、この充填剤が素子表
面にダメージを与えてしまうことがある。さらに、強誘
電体材料が圧電性を有するため、封止の際に素子内の強
誘電体膜に圧力が加わると、強誘電体膜特性が変化して
しまう。また、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memo
ry）の製造においては、充填剤に含まれる放射性成分か
らα線が放出され、これがメモリのソフトエラーを引き
起こすことがある。そこで、充填剤による素子表面への
ダメージを防ぎ、強誘電体膜への加圧を防止し、充填材
からのα線を遮蔽するために、あらかじめ、素子表面に
有機膜であるポリイミドからなる保護膜を形成しておく
必要がある。このポリイミド表面保護膜は、ポリイミド
前駆体組成物膜を、通常、３５０〜４５０℃程度の温度
で加熱することにより硬化させて形成する。このポリイ
ミド前駆体の加熱硬化に際して、パッシベーション膜や
層間絶縁膜に含まれる水素が拡散することにより、強誘
電体膜の分極特性が劣化してしまうのである。従って、
熱硬化性樹脂を表面保護膜として用いた強誘電体不揮発
性素子の樹脂封止品は、現在のところ知られていない。
【０００９】本発明は、強誘電体膜の分極特性が良好で
あり、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置と、その製造
方法とを提供することを目的とする。
あり、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置と、その製造
方法とを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】強誘電体膜の分極特性の
劣化発生条件について検討したところ、３００℃以上の
加熱が行なわれた場合に劣化が起こっていた。そこで、
本発明者らは、ポリイミド表面保護膜の加熱硬化を３０
０℃以下で行なえばよいと考えたが、このような低温で
硬化する、従来のポリイミド前駆体を用いた場合、得ら
れた樹脂封止型半導体装置のハンダリフロー耐性に問題
があった。
劣化発生条件について検討したところ、３００℃以上の
加熱が行なわれた場合に劣化が起こっていた。そこで、
本発明者らは、ポリイミド表面保護膜の加熱硬化を３０
０℃以下で行なえばよいと考えたが、このような低温で
硬化する、従来のポリイミド前駆体を用いた場合、得ら
れた樹脂封止型半導体装置のハンダリフロー耐性に問題
があった。
【００１１】現在、樹脂封止型半導体装置をプリント基
板に実装する方法は、面付実装法が主流である。面付実
装法は、半導体装置のリードとプリント基板の配線とを
クリームハンダにより仮止めし、半導体装置および基板
の全体を加熱してハンダ付けを行うハンダリフロー方式
を用いている。加熱の方法としては、赤外線輻射熱を利
用する赤外線リフロー法、あるいはフッ素系不活性液体
の凝縮熱を利用するベーパーフェーズリフロー法が知ら
れている。
板に実装する方法は、面付実装法が主流である。面付実
装法は、半導体装置のリードとプリント基板の配線とを
クリームハンダにより仮止めし、半導体装置および基板
の全体を加熱してハンダ付けを行うハンダリフロー方式
を用いている。加熱の方法としては、赤外線輻射熱を利
用する赤外線リフロー法、あるいはフッ素系不活性液体
の凝縮熱を利用するベーパーフェーズリフロー法が知ら
れている。
【００１２】また、封止樹脂としては、通常エポキシ樹
脂が用いられる。このエポキシ樹脂は、通常の環境下で
は必ず吸湿する。ハンダリフローに際して、樹脂封止型
半導体装置は２１５〜２６０℃の高温に曝されるため、
吸湿した状態で、樹脂封止型半導体装置をハンダリフロ
ー法により基板に実装すると、急激な水分の蒸発によっ
て封止樹脂にクラックが生じ、半導体装置の信頼性上、
大きな問題となっている。そこで、従来より封止樹脂の
低吸湿化や高接着化の観点から、種々の改良が加えられ
ている（「熱硬化性樹脂」１３巻４号（１９９２年発
行）第３７頁右欄８〜２３行目、１９９６PROCEEDINGS
46th ELECTRONIC COMPONENTS & TECHNOLOGY CONFERENCE
pp.48-55）。
脂が用いられる。このエポキシ樹脂は、通常の環境下で
は必ず吸湿する。ハンダリフローに際して、樹脂封止型
半導体装置は２１５〜２６０℃の高温に曝されるため、
吸湿した状態で、樹脂封止型半導体装置をハンダリフロ
ー法により基板に実装すると、急激な水分の蒸発によっ
て封止樹脂にクラックが生じ、半導体装置の信頼性上、
大きな問題となっている。そこで、従来より封止樹脂の
低吸湿化や高接着化の観点から、種々の改良が加えられ
ている（「熱硬化性樹脂」１３巻４号（１９９２年発
行）第３７頁右欄８〜２３行目、１９９６PROCEEDINGS
46th ELECTRONIC COMPONENTS & TECHNOLOGY CONFERENCE
pp.48-55）。
【００１３】本発明者らは、従来の樹脂封止型半導体装
置において発生した樹脂クラックを調べ、ポリイミド素
子表面保護膜と封止樹脂との界面で剥離が起こり、これ
を発端として封止樹脂にクラックが生じることを見出し
た。またこの剥離が、表面保護膜の物性、特にガラス転
移温度およびヤング率に影響されることがわかった。
置において発生した樹脂クラックを調べ、ポリイミド素
子表面保護膜と封止樹脂との界面で剥離が起こり、これ
を発端として封止樹脂にクラックが生じることを見出し
た。またこの剥離が、表面保護膜の物性、特にガラス転
移温度およびヤング率に影響されることがわかった。
【００１４】そこで、さらに詳細に検討したところ、ポ
リイミド素子表面保護膜が２３０℃以上３００℃以下の
温度範囲で熱処理されて形成される場合、強誘電体膜の
分極特性の劣化が小さいことがわかった。また、この熱
処理温度で形成されたポリイミドが、ガラス転移温度が
２４０℃以上４００℃以下であり、かつ、ヤング率が２
６００ＭＰａ以上６ＧＰａ以下である場合は、樹脂封止
された半導体装置のハンダリフロー耐性が優れ、ハンダ
リフロー時にポリイミドと封止樹脂界面での剥離が起こ
らず、信頼性が高いことがわかった。
リイミド素子表面保護膜が２３０℃以上３００℃以下の
温度範囲で熱処理されて形成される場合、強誘電体膜の
分極特性の劣化が小さいことがわかった。また、この熱
処理温度で形成されたポリイミドが、ガラス転移温度が
２４０℃以上４００℃以下であり、かつ、ヤング率が２
６００ＭＰａ以上６ＧＰａ以下である場合は、樹脂封止
された半導体装置のハンダリフロー耐性が優れ、ハンダ
リフロー時にポリイミドと封止樹脂界面での剥離が起こ
らず、信頼性が高いことがわかった。
【００１５】この新たな知見に基づき、本発明では、強
誘電性膜および表面保護膜を有する半導体素子と、樹脂
からなる封止部材とを備え、表面保護膜がポリイミドか
らなる樹脂封止型半導体装置が提供される。このような
装置は、本発明によって初めて実現可能となった。
誘電性膜および表面保護膜を有する半導体素子と、樹脂
からなる封止部材とを備え、表面保護膜がポリイミドか
らなる樹脂封止型半導体装置が提供される。このような
装置は、本発明によって初めて実現可能となった。
【００１６】また、本発明では、強誘電体薄膜を有する
半導体素子の表面に、ポリイミド前駆体組成物膜を成膜
する工程と、ポリイミド前駆体組成物膜を加熱して硬化
させ、ポリイミドからなる表面保護膜とする工程と、表
面保護膜の形成された半導体素子を封止樹脂により封止
する工程とを備える樹脂封止型半導体装置の製造方法が
提供される。
半導体素子の表面に、ポリイミド前駆体組成物膜を成膜
する工程と、ポリイミド前駆体組成物膜を加熱して硬化
させ、ポリイミドからなる表面保護膜とする工程と、表
面保護膜の形成された半導体素子を封止樹脂により封止
する工程とを備える樹脂封止型半導体装置の製造方法が
提供される。
【００１７】本発明において表面保護膜として用いられ
るポリイミドは、ガラス転移温度が２４０℃〜４００℃
であり、かつ、ヤング率が２６００ＭＰａ〜６ＧＰａで
あることが望ましい。このようなポリイミドを用いるこ
とにより、ハンダリフローによってもクラックが発生す
ることがなく、信頼性が高い半導体装置を得ることがで
きる。ポリイミド前駆体組成物膜を加熱硬化させる温度
は、２３０℃以上３００℃以下とすることが望ましい
が、３００℃より高温であっても、３５０℃以下の短時
間（用いる半導体素子の耐熱性にもよるが、通常４分以
内）の熱処理で、かつ、形成されるポリイミド膜のヤン
グ率が３５００ＭＰａ以上、ガラス転移温度が２６０℃
以上であれば、強誘電体膜の分極特性を劣化させること
なく、本発明の目的を達成することができる。
るポリイミドは、ガラス転移温度が２４０℃〜４００℃
であり、かつ、ヤング率が２６００ＭＰａ〜６ＧＰａで
あることが望ましい。このようなポリイミドを用いるこ
とにより、ハンダリフローによってもクラックが発生す
ることがなく、信頼性が高い半導体装置を得ることがで
きる。ポリイミド前駆体組成物膜を加熱硬化させる温度
は、２３０℃以上３００℃以下とすることが望ましい
が、３００℃より高温であっても、３５０℃以下の短時
間（用いる半導体素子の耐熱性にもよるが、通常４分以
内）の熱処理で、かつ、形成されるポリイミド膜のヤン
グ率が３５００ＭＰａ以上、ガラス転移温度が２６０℃
以上であれば、強誘電体膜の分極特性を劣化させること
なく、本発明の目的を達成することができる。
【００１８】なお、本発明の製造方法は、例えば絶縁膜
など、表面保護膜以外の用途にポリイミド膜を用いる樹
脂封止型積層体にも適用可能である。
など、表面保護膜以外の用途にポリイミド膜を用いる樹
脂封止型積層体にも適用可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に好適な、２３０℃〜３０
０℃で加熱硬化させることにより、ガラス転移温度が２
４０℃〜４００℃であり、かつ、ヤング率が２６００Ｍ
Ｐａ〜６ＧＰａであるポリイミドの得られるポリイミド
前駆体としては、下記一般式（化１）で表される繰返し
単位からなるポリアミド酸が挙げれられる。
０℃で加熱硬化させることにより、ガラス転移温度が２
４０℃〜４００℃であり、かつ、ヤング率が２６００Ｍ
Ｐａ〜６ＧＰａであるポリイミドの得られるポリイミド
前駆体としては、下記一般式（化１）で表される繰返し
単位からなるポリアミド酸が挙げれられる。
【００２０】
【化１】
【００２１】（ただし、Ｒ1は下記化学式群（化２）に
示す４価の芳香族有機基の少なくともいずれかであり、
Ｒ2は下記化学式群（化３）および（化４）に示す２価
の芳香族有機基の少なくともいずれかである。）
示す４価の芳香族有機基の少なくともいずれかであり、
Ｒ2は下記化学式群（化３）および（化４）に示す２価
の芳香族有機基の少なくともいずれかである。）
【００２２】
【化２】
【００２３】
【化３】
【００２４】
【化４】
【００２５】これらのポリアミド酸のうち、Ｒ1は下記
化学式群（化７）に列挙するもの少なくともいずれかで
あり、Ｒ2は下記化学式群（化８）に列挙するものの少
なくともいずれかであるポリアミド酸が、特に本発明に
適している。
化学式群（化７）に列挙するもの少なくともいずれかで
あり、Ｒ2は下記化学式群（化８）に列挙するものの少
なくともいずれかであるポリアミド酸が、特に本発明に
適している。
【００２６】
【化７】
【００２７】
【化８】
【００２８】特に、下記化学式（化１４）、（化１６）
〜（化１８）に示すものは本発明に適している。これら
のうち、化学式（化１６）により表される繰返し単位か
らなるポリアミド酸が最も好ましい。
〜（化１８）に示すものは本発明に適している。これら
のうち、化学式（化１６）により表される繰返し単位か
らなるポリアミド酸が最も好ましい。
【００２９】
【化１４】
【００３０】
【化１６】
【００３１】
【化１７】
【００３２】
【化１８】
【００３３】なお、本発明で用いられるポリアミド酸
は、分子内に、上記（化１）で表される繰返し単位に加
えて、全繰返し単位数の１０．０ｍｏｌ％以下であれ
ば、さらに上記（化１）と同様の構造であって、Ｒ2と
してシロキサン基を有する繰返し単位を有していてもよ
い。このとき、Ｒ2として用いられるシロキサン基は、
芳香族シロキサン基および脂肪族シロキサン基のいずれ
でも良く、例えば、下記化学式群（化６）に示す構造の
基の少なくともいずれかとすることができる。
は、分子内に、上記（化１）で表される繰返し単位に加
えて、全繰返し単位数の１０．０ｍｏｌ％以下であれ
ば、さらに上記（化１）と同様の構造であって、Ｒ2と
してシロキサン基を有する繰返し単位を有していてもよ
い。このとき、Ｒ2として用いられるシロキサン基は、
芳香族シロキサン基および脂肪族シロキサン基のいずれ
でも良く、例えば、下記化学式群（化６）に示す構造の
基の少なくともいずれかとすることができる。
【００３４】
【化６】
【００３５】なお、ポリイミド前駆体組成物は、例え
ば、組成物が液状、ワニス状の場合は、素子表面に組成
物を塗布またはスプレーし、必要ならば加熱して半硬化
状態（完全にはイミド化していない状態）させることに
より成膜することができる。例えば、スピンナを用いた
回転塗布などの手段を用いてもよい。塗布膜厚は、塗布
手段、ポリイミド前駆体組成物の固形分濃度、粘度など
によって調節することができる。また、ポリイミド前駆
体組成物がシート状であれば、これを素子表面に載置ま
たは貼付することで成膜することができる。
ば、組成物が液状、ワニス状の場合は、素子表面に組成
物を塗布またはスプレーし、必要ならば加熱して半硬化
状態（完全にはイミド化していない状態）させることに
より成膜することができる。例えば、スピンナを用いた
回転塗布などの手段を用いてもよい。塗布膜厚は、塗布
手段、ポリイミド前駆体組成物の固形分濃度、粘度など
によって調節することができる。また、ポリイミド前駆
体組成物がシート状であれば、これを素子表面に載置ま
たは貼付することで成膜することができる。
【００３６】表面保護膜には、ボンディングパッド部な
ど所望の箇所で下層を露出させるための開口部を形成す
ることが多い。このような開口部を形成するためには、
半硬化状態のポリイミド前駆体組成物膜、または、加熱
硬化後のポリイミド膜の表面にレジスト膜を形成して、
通常の微細加工技術でパターン加工を行い、レジスト膜
を剥離すればよい。半硬化状態で開口した場合は、パタ
ーン加工後、加熱処理して完全に硬化させる。
ど所望の箇所で下層を露出させるための開口部を形成す
ることが多い。このような開口部を形成するためには、
半硬化状態のポリイミド前駆体組成物膜、または、加熱
硬化後のポリイミド膜の表面にレジスト膜を形成して、
通常の微細加工技術でパターン加工を行い、レジスト膜
を剥離すればよい。半硬化状態で開口した場合は、パタ
ーン加工後、加熱処理して完全に硬化させる。
【００３７】また、ポリイミド前駆体組成物が感光性組
成物であれば、所定のパターンのマスクを介して組成物
膜を露光させ、次に未露光部を現像液で溶解除去した
後、加熱硬化させることにより、所望のパターンのポリ
イミド膜を得ることができる。このため、本発明に用い
られるポリイミド前駆体組成物は、上記ポリアミド酸に
他、さらに、炭素−炭素２重結合を有するアミン化合
物、ビスアジド化合物、光重合開始剤、および／また
は、増感剤などを含む感光性ポリイミド前駆体組成物で
あることが望ましい。
成物であれば、所定のパターンのマスクを介して組成物
膜を露光させ、次に未露光部を現像液で溶解除去した
後、加熱硬化させることにより、所望のパターンのポリ
イミド膜を得ることができる。このため、本発明に用い
られるポリイミド前駆体組成物は、上記ポリアミド酸に
他、さらに、炭素−炭素２重結合を有するアミン化合
物、ビスアジド化合物、光重合開始剤、および／また
は、増感剤などを含む感光性ポリイミド前駆体組成物で
あることが望ましい。
【００３８】アミン化合物としては、具体的には、２−
（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルアクリレート、２−
（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、３
−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリレート、
３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルメタクリレー
ト、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ブチルアクリレー
ト、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ブチルメタクリレ
ート、５−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ペンチルアクリ
レート、５−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ペンチルメタ
クリレート、６−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ヘキシル
アクリレート、６−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ヘキシ
ルメタクリレート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エ
チルシンナメート、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プ
ロピルシンナメート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）
エチル−２，４−ヘキサジエノエート、３−（Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノ）プロピル−２，４−ヘキサジエノエー
ト、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ブチル−２，４−
ヘキサジエノエート、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）
エチル−２，４−ヘキサジエノエート、３−（Ｎ，Ｎ−
ジエチルアミノ）プロピル−２，４−ヘキサジエノエー
ト、などが好ましい例として挙げられる。
（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルアクリレート、２−
（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、３
−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリレート、
３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルメタクリレー
ト、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ブチルアクリレー
ト、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ブチルメタクリレ
ート、５−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ペンチルアクリ
レート、５−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ペンチルメタ
クリレート、６−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ヘキシル
アクリレート、６−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ヘキシ
ルメタクリレート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エ
チルシンナメート、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プ
ロピルシンナメート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）
エチル−２，４−ヘキサジエノエート、３−（Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノ）プロピル−２，４−ヘキサジエノエー
ト、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ブチル−２，４−
ヘキサジエノエート、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）
エチル−２，４−ヘキサジエノエート、３−（Ｎ，Ｎ−
ジエチルアミノ）プロピル−２，４−ヘキサジエノエー
ト、などが好ましい例として挙げられる。
【００３９】なお、これらは単独で用いても良いし、２
種以上混合して用いても良い。これらの配合割合は、ポ
リアミド酸ポリマ１００重量部に対して、１０重量部以
上、４００重量部以下で用いるのが望ましい。
種以上混合して用いても良い。これらの配合割合は、ポ
リアミド酸ポリマ１００重量部に対して、１０重量部以
上、４００重量部以下で用いるのが望ましい。
【００４０】ビスアジド化合物としては、具体的には下
記構造式群（化９）および（化１０）に列挙する化合物
が好適なものとして挙げられる。なお、これらは単独で
用いても良いし、２種以上混合して用いても良い。これ
らの配合割合は、ポリマ１００重量部に対して、０．５
重量部以上、５０重量部以下で用いるのが望ましい。
記構造式群（化９）および（化１０）に列挙する化合物
が好適なものとして挙げられる。なお、これらは単独で
用いても良いし、２種以上混合して用いても良い。これ
らの配合割合は、ポリマ１００重量部に対して、０．５
重量部以上、５０重量部以下で用いるのが望ましい。
【００４１】
【化９】
【００４２】
【化１０】
【００４３】光重合開始剤、増感剤について好ましい例
としては、具体的にミヒラケトン、ビス−４、４’−ジ
エチルアミノベンゾフェノン、ベンゾフェノン、ベンゾ
イルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アン
トロン、１，９−ベンゾアントロン、アクリジン、ニト
ロピレン、１，８−ジニトロピレン、５−ニトロアセト
ナフテン、２−ニトロフルオレン、ピレン−１，６−キ
ノン９−フルオレン、１，２−ベンゾアントラキノン、
アントアントロン、２−クロロ−１，２−ベンズアント
ラキノン、２−ブロモベンズアントラキノン、２−クロ
ロ−１，８−フタロイルナフタレン、３，５−ジエチル
チオキサントン、３，５−ジメチルチオキサントン、
３，５−ジイソプロピルチオキサントン、ベンジル、１
−フェニル−５−メルカプト−１Ｈ−テトラゾール、１
−フェニル−５−メルテックス、３−アセチルフェナン
トレン、１−インダノン、７−Ｈ−ベンズ［ｄｅ］アン
トラセン−７−オン、１−ナフトアルデヒド、チオキサ
ンテン−９−オン、１０−チオキサンテノン、３−アセ
チルインドールなどが挙げられるが、これらに限定され
ない。また、これらは単独または複数種混合して用いら
れる。本発明に用いられる光重合開始剤、増感剤の好適
な配合割合は、ポリマ１００重量部に対し、０．１〜３
０重量部が好ましい。
としては、具体的にミヒラケトン、ビス−４、４’−ジ
エチルアミノベンゾフェノン、ベンゾフェノン、ベンゾ
イルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アン
トロン、１，９−ベンゾアントロン、アクリジン、ニト
ロピレン、１，８−ジニトロピレン、５−ニトロアセト
ナフテン、２−ニトロフルオレン、ピレン−１，６−キ
ノン９−フルオレン、１，２−ベンゾアントラキノン、
アントアントロン、２−クロロ−１，２−ベンズアント
ラキノン、２−ブロモベンズアントラキノン、２−クロ
ロ−１，８−フタロイルナフタレン、３，５−ジエチル
チオキサントン、３，５−ジメチルチオキサントン、
３，５−ジイソプロピルチオキサントン、ベンジル、１
−フェニル−５−メルカプト−１Ｈ−テトラゾール、１
−フェニル−５−メルテックス、３−アセチルフェナン
トレン、１−インダノン、７−Ｈ−ベンズ［ｄｅ］アン
トラセン−７−オン、１−ナフトアルデヒド、チオキサ
ンテン−９−オン、１０−チオキサンテノン、３−アセ
チルインドールなどが挙げられるが、これらに限定され
ない。また、これらは単独または複数種混合して用いら
れる。本発明に用いられる光重合開始剤、増感剤の好適
な配合割合は、ポリマ１００重量部に対し、０．１〜３
０重量部が好ましい。
【００４４】上述のフォトリソグラフィによるパターニ
ングに用いられる露光光源としては、紫外線の他、可視
光線、放射線なども用いることができる。
ングに用いられる露光光源としては、紫外線の他、可視
光線、放射線なども用いることができる。
【００４５】現像液としては、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン、Ｎ−アセチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメ
チルイミダゾリジノン、ｎ−ベンジル−２−ピロリド
ン、Ｎ−アセチル−ε−カプロラクタム、γ−ブチロラ
クトンなどの非プロトン性極性溶媒を単独で用いるか、
あるいはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルセルソル
ブ、水などのポリアミド酸の貧溶媒と上述の非プロトン
性極性溶媒との混合液を用いることができる。
ドン、Ｎ−アセチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメ
チルイミダゾリジノン、ｎ−ベンジル−２−ピロリド
ン、Ｎ−アセチル−ε−カプロラクタム、γ−ブチロラ
クトンなどの非プロトン性極性溶媒を単独で用いるか、
あるいはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルセルソル
ブ、水などのポリアミド酸の貧溶媒と上述の非プロトン
性極性溶媒との混合液を用いることができる。
【００４６】現像によって形成したパターンは、次い
で、リンス液によって洗浄し、現像溶媒を除去する。リ
ンス液には、現像液との混和性の良いポリアミド酸の貧
溶媒を用いることが望ましく、上記のメタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、メチルセルソルブ、水などが好適な例と
して挙げられる。
で、リンス液によって洗浄し、現像溶媒を除去する。リ
ンス液には、現像液との混和性の良いポリアミド酸の貧
溶媒を用いることが望ましく、上記のメタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、メチルセルソルブ、水などが好適な例と
して挙げられる。
【００４７】ポリイミド前駆体組成物膜を加熱硬化させ
る際の熱処理方法としては、ホットプレートによる加熱
が望ましい。ホットプレートを使用することで、オーブ
ン炉や拡散炉などの炉体を使用した加熱処理に比べて、
短時間でポリイミド前駆体材料をイミド化し、成膜がで
きる。これにより、強誘電体膜への加熱時間を低減する
ことが可能である。
る際の熱処理方法としては、ホットプレートによる加熱
が望ましい。ホットプレートを使用することで、オーブ
ン炉や拡散炉などの炉体を使用した加熱処理に比べて、
短時間でポリイミド前駆体材料をイミド化し、成膜がで
きる。これにより、強誘電体膜への加熱時間を低減する
ことが可能である。
【００４８】本発明の適用される半導体素子には、例え
ば、不揮発性半導体メモリや大容量のＤＲＡＭが挙げら
れる。また、半導体素子における強誘電体膜は、高誘電
率を有する誘電体材料からなる膜であればよく、例え
ば、ペロブスカイト型結晶構造を有する強誘電性材料の
膜が挙げられる。
ば、不揮発性半導体メモリや大容量のＤＲＡＭが挙げら
れる。また、半導体素子における強誘電体膜は、高誘電
率を有する誘電体材料からなる膜であればよく、例え
ば、ペロブスカイト型結晶構造を有する強誘電性材料の
膜が挙げられる。
【００４９】誘電体材料としては、チタン酸ジルコン酸
鉛（Pb（Zr,Ti）O3、略称：PZT）、チタン酸バリウムス
トロンチウム（（Ba,Sr）TiO3、略称：BST）、タンタル
酸ニオブストロンチウムビスマス（SrBi2（Nb,Ta）
2O9、略称：Y1系）などが挙げられる。これらの材料
は、化学蒸着法（ＣＶＰ（Chemical Vapor Depositio
n）法）、ゾルゲル法、スパッタリング法などにより成
膜することができる。
鉛（Pb（Zr,Ti）O3、略称：PZT）、チタン酸バリウムス
トロンチウム（（Ba,Sr）TiO3、略称：BST）、タンタル
酸ニオブストロンチウムビスマス（SrBi2（Nb,Ta）
2O9、略称：Y1系）などが挙げられる。これらの材料
は、化学蒸着法（ＣＶＰ（Chemical Vapor Depositio
n）法）、ゾルゲル法、スパッタリング法などにより成
膜することができる。
【００５０】次に、本発明の半導体装置の例について、
図１に示すリード・オン・チップ型（以下、ＬＯＣ型と
略す）の樹脂封止型半導体装置を例に説明する。なお、
本発明の半導体装置は、ＬＯＣ型には限られず、チップ
・オン・リード型（以下、ＣＯＬ型と略す）など、他の
形態の樹脂封止型半導体装置であってもよい。
図１に示すリード・オン・チップ型（以下、ＬＯＣ型と
略す）の樹脂封止型半導体装置を例に説明する。なお、
本発明の半導体装置は、ＬＯＣ型には限られず、チップ
・オン・リード型（以下、ＣＯＬ型と略す）など、他の
形態の樹脂封止型半導体装置であってもよい。
【００５１】本発明の封止型半導体装置は、表面の少な
くとも一部にポリイミドからなる表面保護膜２を備える
半導体素子１と、外部端子３と、表面保護膜２を介して
半導体素子１および外部端子３を接着する接着部材４
と、半導体素子１および外部端子３間の導通を図るため
の配線５と、半導体素子１および配線５の全体を封止す
る封止部材６とを備える。表面保護膜２は、上記ポリイ
ミド前駆体を加熱硬化して得られるポリイミドからな
る。なお、図１に示す半導体装置では、外部端子３はリ
ードフレームを兼ねている。
くとも一部にポリイミドからなる表面保護膜２を備える
半導体素子１と、外部端子３と、表面保護膜２を介して
半導体素子１および外部端子３を接着する接着部材４
と、半導体素子１および外部端子３間の導通を図るため
の配線５と、半導体素子１および配線５の全体を封止す
る封止部材６とを備える。表面保護膜２は、上記ポリイ
ミド前駆体を加熱硬化して得られるポリイミドからな
る。なお、図１に示す半導体装置では、外部端子３はリ
ードフレームを兼ねている。
【００５２】次に、本発明の半導体装置の製造方法例に
ついて、図２を用いて詳述する。なお、図２には、図１
に示したＬＯＣ型半導体装置の製造方法を示したが、本
発明の製造方法は、ＬＯＣ型半導体装置の製造方法には
限られず、半導体素子と外部端子（リードフレーム）と
をあらかじめ接着してからモールド樹脂により封止して
得られる半導体装置であれば、ＣＯＬ型など他の半導体
装置の製造にも適用できる。
ついて、図２を用いて詳述する。なお、図２には、図１
に示したＬＯＣ型半導体装置の製造方法を示したが、本
発明の製造方法は、ＬＯＣ型半導体装置の製造方法には
限られず、半導体素子と外部端子（リードフレーム）と
をあらかじめ接着してからモールド樹脂により封止して
得られる半導体装置であれば、ＣＯＬ型など他の半導体
装置の製造にも適用できる。
【００５３】（１）表面保護膜形成工程 図２（ａ）に示すように、素子領域および配線層を作り
込んだシリコンウェハ９上にポリイミドからなる表面保
護膜２を形成する。表面保護膜２の形成方法としては、
例えば、上述のポリイミド前駆体組成物をウェハ９表面
に塗布し、加熱硬化させる方法や、予めシート状に成形
したポリイミド前駆体組成物をウェハ９表面に載置し、
加熱硬化させる方法などがある。
込んだシリコンウェハ９上にポリイミドからなる表面保
護膜２を形成する。表面保護膜２の形成方法としては、
例えば、上述のポリイミド前駆体組成物をウェハ９表面
に塗布し、加熱硬化させる方法や、予めシート状に成形
したポリイミド前駆体組成物をウェハ９表面に載置し、
加熱硬化させる方法などがある。
【００５４】なお、上述のように、表面保護膜２はあら
かじめ定められた位置に開口部が形成されており、ボン
ディングパッド部７、スクライブ領域８の部分で素子１
の表面が露出している。ボンディングパッド部７とスク
ライブ領域８とを除くパターンの表面保護膜を形成する
には、上述したフォトレジストとポリイミドのエッチン
グ液とを用いるウエットエッチ法の他、パターン形成さ
れた無機膜または金属膜をマスクとし、露出したポリイ
ミド膜を酸素プラズマで除去するドライエッチ法等のフ
ォトエッチング技術を用いることができる。また、マス
クを用い、領域７、８の部分を除いてポリイミド前駆体
組成物を塗布するなどしても、表面保護膜２をパターン
化することができる。
かじめ定められた位置に開口部が形成されており、ボン
ディングパッド部７、スクライブ領域８の部分で素子１
の表面が露出している。ボンディングパッド部７とスク
ライブ領域８とを除くパターンの表面保護膜を形成する
には、上述したフォトレジストとポリイミドのエッチン
グ液とを用いるウエットエッチ法の他、パターン形成さ
れた無機膜または金属膜をマスクとし、露出したポリイ
ミド膜を酸素プラズマで除去するドライエッチ法等のフ
ォトエッチング技術を用いることができる。また、マス
クを用い、領域７、８の部分を除いてポリイミド前駆体
組成物を塗布するなどしても、表面保護膜２をパターン
化することができる。
【００５５】このようにして表面保護膜２を形成したシ
リコンウェハ９のスクライブ領域を切断し、表面保護膜
２を備える半導体素子１（図２（ｂ）に示す）を得る。
なお、ここではシリコンウェハ９上にあらかじめ表面保
護膜２を形成してからこれを切断し、表面保護膜２を備
える半導体素子１を得る方法について説明したが、本発
明はこれに限られず、シリコンウェハ９を切断し半導体
素子１を得たのち、得られた半導体素子１の表面にポリ
イミド前駆体組成物の膜を形成し、これを加熱硬化させ
て、表面保護膜２を備える半導体素子１を得ても良い。
リコンウェハ９のスクライブ領域を切断し、表面保護膜
２を備える半導体素子１（図２（ｂ）に示す）を得る。
なお、ここではシリコンウェハ９上にあらかじめ表面保
護膜２を形成してからこれを切断し、表面保護膜２を備
える半導体素子１を得る方法について説明したが、本発
明はこれに限られず、シリコンウェハ９を切断し半導体
素子１を得たのち、得られた半導体素子１の表面にポリ
イミド前駆体組成物の膜を形成し、これを加熱硬化させ
て、表面保護膜２を備える半導体素子１を得ても良い。
【００５６】（２）素子搭載工程 外部端子３と半導体素子１とを接着部材４を介して接着
し、図２（ｃ）に示すような半導体素子１と外部端子３
とが表面保護膜２および接着部材４を介して接続された
ものを得る。さらに図２（ｄ）に示すように、半導体素
子１のボンディングパッド部７と外部端子３との間にワ
イヤボンダーで金線５を配線して、半導体素子１と外部
端子３との導通を確保する。
し、図２（ｃ）に示すような半導体素子１と外部端子３
とが表面保護膜２および接着部材４を介して接続された
ものを得る。さらに図２（ｄ）に示すように、半導体素
子１のボンディングパッド部７と外部端子３との間にワ
イヤボンダーで金線５を配線して、半導体素子１と外部
端子３との導通を確保する。
【００５７】（３）封止工程 図２（ｅ）に示すように、シリカ含有エポキシ系樹脂を
用いて、成型温度１８０℃、成型圧力７０ｋｇ／ｃｍ2
でモールドすることにより、封止部材６を形成する。最
後に、外部端子３を所定の形に折り曲げることにより、
図２（ｆ）に示すＬＯＣ型の樹脂封止型半導体装置が得
られる。
用いて、成型温度１８０℃、成型圧力７０ｋｇ／ｃｍ2
でモールドすることにより、封止部材６を形成する。最
後に、外部端子３を所定の形に折り曲げることにより、
図２（ｆ）に示すＬＯＣ型の樹脂封止型半導体装置が得
られる。
【００５８】次に、本発明の樹脂封止型半導体装置に用
いられる半導体素子について説明する。本発明の樹脂封
止型半導体装置に用いられる半導体素子の例として、１
トランジスタ／１キャパシタ）のメモリセルからなる強
誘電体メモリのメモリセル部の断面図を、図４に示す。
いられる半導体素子について説明する。本発明の樹脂封
止型半導体装置に用いられる半導体素子の例として、１
トランジスタ／１キャパシタ）のメモリセルからなる強
誘電体メモリのメモリセル部の断面図を、図４に示す。
【００５９】この強誘電体メモリ素子４０は、シリコン
基板４１表面に、ｐまたはｎウェル４２１と、ソース４
２２およびドレイン４２３と、酸化膜４２４と、ゲート
４２５と、絶縁層４２６とからなるＣＭＯＳ（Compleme
ntary Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ層４
２が形成され、さらに絶縁膜４２６表面に、下部電極層
４３１と、強誘電体薄膜４３２と、上部電極層４３３
と、金属配線層４３４および絶縁層４３５とからなるキ
ャパシタ４３が形成されている積層体である。本発明
は、このように、強誘電体薄膜４３２を備える積層体
（半導体素子を含む）の表面にポリイミド表面保護膜を
形成した後、樹脂封止する場合に適用される。図４に示
した例では、ポリイミド表面保護膜は、キャパシタ４３
の金属配線層４３４および絶縁層４３５を覆うように形
成される。
基板４１表面に、ｐまたはｎウェル４２１と、ソース４
２２およびドレイン４２３と、酸化膜４２４と、ゲート
４２５と、絶縁層４２６とからなるＣＭＯＳ（Compleme
ntary Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ層４
２が形成され、さらに絶縁膜４２６表面に、下部電極層
４３１と、強誘電体薄膜４３２と、上部電極層４３３
と、金属配線層４３４および絶縁層４３５とからなるキ
ャパシタ４３が形成されている積層体である。本発明
は、このように、強誘電体薄膜４３２を備える積層体
（半導体素子を含む）の表面にポリイミド表面保護膜を
形成した後、樹脂封止する場合に適用される。図４に示
した例では、ポリイミド表面保護膜は、キャパシタ４３
の金属配線層４３４および絶縁層４３５を覆うように形
成される。
【００６０】以上詳述したように、本発明では、ポリイ
ミドの表面保護膜を備える樹脂封止型強誘電体装置が提
供される。ポリイミド前駆体の加熱硬化温度を２３０℃
〜３００℃とすることにより、強誘電体膜の分極特性の
劣化を小さく抑えることができる。また、表面保護膜を
構成するポリイミドのガラス転移温度を２４０℃以上と
し、かつ、ヤング率を２６００ＭＰａ以上とすることに
より、樹脂封止後のハンダリフロー耐性が優れた、ハン
ダリフロー時にポリイミドと封止樹脂界面での剥離が起
こらない半導体装置が得られる。また、ポリイミド前駆
体の加熱硬化温度が３００℃より高温であっても、３５
０℃以下とし、加熱時間を４分間以下とし、さらに、硬
化後に得られるポリイミドのガラス転移温度が２６０℃
以上かつヤング率が３５００ＭＰａ以上であるポリイミ
ド前駆体組成物を用いることにより、強誘電体膜の分極
特性の劣化を小さく抑えることができ、さらに、樹脂封
止後のハンダリフロー耐性が優れた、ハンダリフロー時
にポリイミドと封止樹脂界面での剥離が起こらない半導
体装置を得ることができる。従って、本発明によれば、
信頼性の高い半導体装置が得られる。
ミドの表面保護膜を備える樹脂封止型強誘電体装置が提
供される。ポリイミド前駆体の加熱硬化温度を２３０℃
〜３００℃とすることにより、強誘電体膜の分極特性の
劣化を小さく抑えることができる。また、表面保護膜を
構成するポリイミドのガラス転移温度を２４０℃以上と
し、かつ、ヤング率を２６００ＭＰａ以上とすることに
より、樹脂封止後のハンダリフロー耐性が優れた、ハン
ダリフロー時にポリイミドと封止樹脂界面での剥離が起
こらない半導体装置が得られる。また、ポリイミド前駆
体の加熱硬化温度が３００℃より高温であっても、３５
０℃以下とし、加熱時間を４分間以下とし、さらに、硬
化後に得られるポリイミドのガラス転移温度が２６０℃
以上かつヤング率が３５００ＭＰａ以上であるポリイミ
ド前駆体組成物を用いることにより、強誘電体膜の分極
特性の劣化を小さく抑えることができ、さらに、樹脂封
止後のハンダリフロー耐性が優れた、ハンダリフロー時
にポリイミドと封止樹脂界面での剥離が起こらない半導
体装置を得ることができる。従って、本発明によれば、
信頼性の高い半導体装置が得られる。
【００６１】以下、本発明の実施例を説明する。なお、
以下の実施例に用いたポリイミド膜について、ヤング率
およびガラス転移温度は、別途調製したポリイミド膜を
用いて測定した。すなわち、まず、ホットプレートを用
い、各実施例と同じ条件で、シリコンウェハ上にポリイ
ミド膜を形成した後、ポリイミド膜をウェハから剥離
し、水洗、乾燥して、膜厚９〜１０μｍのポリイミド膜
を得た。このポリイミド膜を縦２５ｍｍ×横５ｍｍに裁
断して試験片とし、「AUTOGRAPH AG-100E」引っ張り試
験機（（株）島津製作所製）を用い、引っ張り速度１ｍ
ｍ／分の条件で膜に対する引っ張り加重と伸びとを測定
して、ヤング率を求めた。また、ポリイミド膜を長さ１
５ｍｍ×幅５ｍｍに裁断して試験片とし、伸長方向への
荷重を２ｇｆ（約４×１０-2Ｎ／ｍ2）とし、昇温速度
を５℃／分として、「TA-1500」（真空理工ULVAC製）を
用いて熱機械測定から得られる熱膨張曲線を求め、これ
からガラス転移温度を求めた。
以下の実施例に用いたポリイミド膜について、ヤング率
およびガラス転移温度は、別途調製したポリイミド膜を
用いて測定した。すなわち、まず、ホットプレートを用
い、各実施例と同じ条件で、シリコンウェハ上にポリイ
ミド膜を形成した後、ポリイミド膜をウェハから剥離
し、水洗、乾燥して、膜厚９〜１０μｍのポリイミド膜
を得た。このポリイミド膜を縦２５ｍｍ×横５ｍｍに裁
断して試験片とし、「AUTOGRAPH AG-100E」引っ張り試
験機（（株）島津製作所製）を用い、引っ張り速度１ｍ
ｍ／分の条件で膜に対する引っ張り加重と伸びとを測定
して、ヤング率を求めた。また、ポリイミド膜を長さ１
５ｍｍ×幅５ｍｍに裁断して試験片とし、伸長方向への
荷重を２ｇｆ（約４×１０-2Ｎ／ｍ2）とし、昇温速度
を５℃／分として、「TA-1500」（真空理工ULVAC製）を
用いて熱機械測定から得られる熱膨張曲線を求め、これ
からガラス転移温度を求めた。
【００６２】樹脂封止された半導体装置のハンダリフロ
ー耐性は、つぎのようにして測定した。まず、半導体装
置を８５℃、８５％の恒温、恒湿条件下で１６８時間放
置して加湿した。この加湿した半導体装置を、赤外ハン
ダリフロー炉を用いて、最高２４０〜２４５℃で１０秒
間加熱した後室温まで放冷する工程を３回繰り返した。
その後、超音波探傷装置を用いて、ポリイミドと封止樹
脂との界面破壊を非破壊で観察し、ポリイミド表面保護
膜のハンダリフロー耐性を調べた。赤外ハンダリフロー
炉の温度プロファイルは、「表面実装形ＬＳＩパッケー
ジの実装技術とその信頼性向上」第４５１頁（（株）日
立製作所半導体事業部編、１９８８年発行）に記載され
ている温度プロファイルを、最高温度２４０〜２４５℃
として踏襲した。
ー耐性は、つぎのようにして測定した。まず、半導体装
置を８５℃、８５％の恒温、恒湿条件下で１６８時間放
置して加湿した。この加湿した半導体装置を、赤外ハン
ダリフロー炉を用いて、最高２４０〜２４５℃で１０秒
間加熱した後室温まで放冷する工程を３回繰り返した。
その後、超音波探傷装置を用いて、ポリイミドと封止樹
脂との界面破壊を非破壊で観察し、ポリイミド表面保護
膜のハンダリフロー耐性を調べた。赤外ハンダリフロー
炉の温度プロファイルは、「表面実装形ＬＳＩパッケー
ジの実装技術とその信頼性向上」第４５１頁（（株）日
立製作所半導体事業部編、１９８８年発行）に記載され
ている温度プロファイルを、最高温度２４０〜２４５℃
として踏襲した。
【００６３】ポリイミド前駆体溶液の粘度は、ＤＶＲ−
Ｅ型粘度計（(株)トキメック製）により、２５℃で測定
した。
Ｅ型粘度計（(株)トキメック製）により、２５℃で測定
した。
【００６４】＜実施例１＞窒素気流気下に４，４’−ジ
アミノジフェニルエーテル９２．０ｇ（０．４６モ
ル）、４−アミノフェニル ４−アミノ−３−カルボン
アミドフェニル エーテル９．１２ｇ（０．４４モル）
をＮ−メチル−２−ピロリドン１５８０．２ｇに溶解
し、アミン溶液を調製した。次に、この溶液を約１５℃
の温度に保ちながら、撹拌しつつ、事前にピロメリット
酸二無水物５４．５ｇ（０．２５モル）と３，３’，
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物８
０．５ｇ（０．２５モル）を混ぜ合わせたものを加え
た。加え終えてから更に約１５℃で約５時間、窒素雰囲
気下で撹拌反応させて、粘度約３０ポアズのポリイミド
前駆体組成物溶液を得た。得られたポリイミド前駆体組
成物溶液は、ポリイミド前駆体として、下記一般式（化
１）で表されるポリアミド酸を含む。
アミノジフェニルエーテル９２．０ｇ（０．４６モ
ル）、４−アミノフェニル ４−アミノ−３−カルボン
アミドフェニル エーテル９．１２ｇ（０．４４モル）
をＮ−メチル−２−ピロリドン１５８０．２ｇに溶解
し、アミン溶液を調製した。次に、この溶液を約１５℃
の温度に保ちながら、撹拌しつつ、事前にピロメリット
酸二無水物５４．５ｇ（０．２５モル）と３，３’，
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物８
０．５ｇ（０．２５モル）を混ぜ合わせたものを加え
た。加え終えてから更に約１５℃で約５時間、窒素雰囲
気下で撹拌反応させて、粘度約３０ポアズのポリイミド
前駆体組成物溶液を得た。得られたポリイミド前駆体組
成物溶液は、ポリイミド前駆体として、下記一般式（化
１）で表されるポリアミド酸を含む。
【００６５】
【化１】
【００６６】ただし、本実施例のポリアミド酸は、Ｒ1
が、
が、
【００６７】
【化１１】
【００６８】であり、Ｒ2が、
【００６９】
【化１２】
【００７０】である共重合体である。なお、（化１１）
および（化１２）において、［ ］内は一分子中の繰返
し単位数比を表す。
および（化１２）において、［ ］内は一分子中の繰返
し単位数比を表す。
【００７１】容量絶縁膜に強誘電体材料を用いて、最表
面にシリコン窒化膜を形成し、導通を取るためのボンデ
ィングパッド部を有する半導体素子を形成したウェハを
用意した。
面にシリコン窒化膜を形成し、導通を取るためのボンデ
ィングパッド部を有する半導体素子を形成したウェハを
用意した。
【００７２】このウェハ上に、日立化成工業（株）製の
ＰＩＱカップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱
装置を用いて、空気中で、３００℃で４分間加熱した
後、さらに、上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピ
ン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い、窒素雰囲気
中で、１４０℃で１分間加熱した。
ＰＩＱカップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱
装置を用いて、空気中で、３００℃で４分間加熱した
後、さらに、上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピ
ン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い、窒素雰囲気
中で、１４０℃で１分間加熱した。
【００７３】次に、東京応化工業（株）製のポジ型フォ
トレジスト「ＯＦＰＲ８００」をスピン塗布し、ホット
プレート加熱装置により９０℃で１分間加熱して、ポリ
イミド前駆体組成物膜表面にレジスト膜を形成し、フォ
トマスクを介して露光、現像して、下のポリイミド前駆
体膜を露出する開口部をレジスト膜に形成した。次い
で、ホットプレート加熱装置により１６０℃で１分間加
熱した。
トレジスト「ＯＦＰＲ８００」をスピン塗布し、ホット
プレート加熱装置により９０℃で１分間加熱して、ポリ
イミド前駆体組成物膜表面にレジスト膜を形成し、フォ
トマスクを介して露光、現像して、下のポリイミド前駆
体膜を露出する開口部をレジスト膜に形成した。次い
で、ホットプレート加熱装置により１６０℃で１分間加
熱した。
【００７４】次に、レジストの現像液であるアルカリ水
溶液をそのまま利用して、ポリイミド前駆体組成物膜を
エッチングし、レジスト開口部に対応するポリイミド前
駆体組成物膜の箇所に開口部を形成した。レジスト剥離
液と専用のリンス液でレジスト膜を除去し、ポリイミド
前駆体組成物膜を水洗した後、２３０℃で４分間、３０
０℃で８分間加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、
ボンディングパッド部に開口のあるポリイミド表面保護
膜を素子表面に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚
は２．３μｍであった。また、前述のようにしてポリイ
ミド膜のヤング率およびガラス転移温度を測定したとこ
ろ、それぞれ、約３７００ＭＰａおよび約３００℃であ
った。
溶液をそのまま利用して、ポリイミド前駆体組成物膜を
エッチングし、レジスト開口部に対応するポリイミド前
駆体組成物膜の箇所に開口部を形成した。レジスト剥離
液と専用のリンス液でレジスト膜を除去し、ポリイミド
前駆体組成物膜を水洗した後、２３０℃で４分間、３０
０℃で８分間加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、
ボンディングパッド部に開口のあるポリイミド表面保護
膜を素子表面に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚
は２．３μｍであった。また、前述のようにしてポリイ
ミド膜のヤング率およびガラス転移温度を測定したとこ
ろ、それぞれ、約３７００ＭＰａおよび約３００℃であ
った。
【００７５】その後、ポリイミド膜をマスクとして、ボ
ンディングパッド部を覆っているシリコン窒化膜を、Ｃ
Ｆ4９４％とＯ2６％との混合ガスでドライエッチングし
て、ボンディングパッド部のアルミニウム電極を露出さ
せた。
ンディングパッド部を覆っているシリコン窒化膜を、Ｃ
Ｆ4９４％とＯ2６％との混合ガスでドライエッチングし
て、ボンディングパッド部のアルミニウム電極を露出さ
せた。
【００７６】ここで、素子の電気特性である強誘電体膜
の残留分極率を測定したところ、ＰＩＱカップラー処理
以前の初期の強誘電体膜の残留分極率と比較して、その
値は５％低下しているだけであった。
の残留分極率を測定したところ、ＰＩＱカップラー処理
以前の初期の強誘電体膜の残留分極率と比較して、その
値は５％低下しているだけであった。
【００７７】次に、このウエハをスクライブ領域で切断
して、表面保護膜を備えた半導体素子を得た。この半導
体素子をダイボンディング工程でリードフレームに固定
し、しかる後に、半導体素子のボンディングパッド部と
外部端子間をワイヤーボンダーで金線を配線した。さら
に、日立化成工業（株）製のシリカ含有ビフェニル系エ
ポキシ樹脂を用いて、成型温度１８０℃、成型圧力７０
ｋｇ／ｃｍ2で封止することにより、樹脂封止部を形成
した。最後に、外部端子を所定の形に折り曲げることに
より、図３に示す樹脂封止型半導体装置の完成品を得
た。
して、表面保護膜を備えた半導体素子を得た。この半導
体素子をダイボンディング工程でリードフレームに固定
し、しかる後に、半導体素子のボンディングパッド部と
外部端子間をワイヤーボンダーで金線を配線した。さら
に、日立化成工業（株）製のシリカ含有ビフェニル系エ
ポキシ樹脂を用いて、成型温度１８０℃、成型圧力７０
ｋｇ／ｃｍ2で封止することにより、樹脂封止部を形成
した。最後に、外部端子を所定の形に折り曲げることに
より、図３に示す樹脂封止型半導体装置の完成品を得
た。
【００７８】得られた樹脂封止型半導体装置に対して、
上述のようにハンダリフロー耐性の評価試験を行ったと
ころ、ポリイミド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面
では剥離やクラックの発生がなく、信頼性の高い半導体
装置を得ることができた。
上述のようにハンダリフロー耐性の評価試験を行ったと
ころ、ポリイミド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面
では剥離やクラックの発生がなく、信頼性の高い半導体
装置を得ることができた。
【００７９】＜比較例１＞実施例１と同様のウェハを用
意し、このウェハ上に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置に
より空気中で３００℃で４分間加熱した後、日立化成工
業（株）製のポリイミド前駆体溶液「ＰＩＱ−１３」を
スピン塗布し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲
気中で、１４０℃で１分間加熱して、ポリイミド前駆体
組成物膜を形成した。
意し、このウェハ上に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置に
より空気中で３００℃で４分間加熱した後、日立化成工
業（株）製のポリイミド前駆体溶液「ＰＩＱ−１３」を
スピン塗布し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲
気中で、１４０℃で１分間加熱して、ポリイミド前駆体
組成物膜を形成した。
【００８０】次に実施例１と同様にして、ポリイミド前
駆体組成物膜に開口部を形成した後、ホットプレート加
熱装置により窒素雰囲気中２３０℃で４分間加熱し、さ
らに、横型の拡散炉により窒素雰囲気中３５０℃で３０
分間加熱した。これにより、ボンディングパッド部に開
口部のあるポリイミド膜（ＰＩＱ−１３膜）が素子表面
に形成された。得られたＰＩＱ−１３膜の膜厚は２．３
μｍであった。また、前述のようにしてＰＩＱ−１３膜
のヤング率およびガラス転移温度を測定したところ、そ
れぞれ、約３３００ＭＰａおよび約３１０℃であった。
駆体組成物膜に開口部を形成した後、ホットプレート加
熱装置により窒素雰囲気中２３０℃で４分間加熱し、さ
らに、横型の拡散炉により窒素雰囲気中３５０℃で３０
分間加熱した。これにより、ボンディングパッド部に開
口部のあるポリイミド膜（ＰＩＱ−１３膜）が素子表面
に形成された。得られたＰＩＱ−１３膜の膜厚は２．３
μｍであった。また、前述のようにしてＰＩＱ−１３膜
のヤング率およびガラス転移温度を測定したところ、そ
れぞれ、約３３００ＭＰａおよび約３１０℃であった。
【００８１】その後、実施例１と同様にしてボンディン
グパッド部のアルミニウム電極を露出させ、強誘電体膜
の残留分極率を測定したところ、ＰＩＱカップラー処理
以前の値から６０％低下していた。
グパッド部のアルミニウム電極を露出させ、強誘電体膜
の残留分極率を測定したところ、ＰＩＱカップラー処理
以前の値から６０％低下していた。
【００８２】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品を作製し、実施例１と同様にしてハン
ダリフロー耐性を評価したところ、ポリイミド表面保護
膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラックの発生
なかった。しかし、本比較例により得られた装置は、実
施例１の装置に比べ、強誘電体膜の特性劣化が著しく、
実用には不適であった。
導体装置の完成品を作製し、実施例１と同様にしてハン
ダリフロー耐性を評価したところ、ポリイミド表面保護
膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラックの発生
なかった。しかし、本比較例により得られた装置は、実
施例１の装置に比べ、強誘電体膜の特性劣化が著しく、
実用には不適であった。
【００８３】＜比較例２＞比較例１と同様にしてウエハ
表面に表面保護膜を形成した。ただし、ポリイミド前駆
体組成物膜の加熱硬化処理における３５０℃での加熱時
間を、８分間に短縮した。本比較例のＰＩＱ−１３膜の
ヤング率およびガラス転移温度も、比較例１と同様、約
３３００ＭＰａおよび約３１０℃であった。しかし、本
比較例の素子における強誘電体膜の残留分極率は、ＰＩ
Ｑカップラー処理以前の値から２５％低下しており、実
施例１と比べると特性劣化が著しく、実用には不適であ
った。
表面に表面保護膜を形成した。ただし、ポリイミド前駆
体組成物膜の加熱硬化処理における３５０℃での加熱時
間を、８分間に短縮した。本比較例のＰＩＱ−１３膜の
ヤング率およびガラス転移温度も、比較例１と同様、約
３３００ＭＰａおよび約３１０℃であった。しかし、本
比較例の素子における強誘電体膜の残留分極率は、ＰＩ
Ｑカップラー処理以前の値から２５％低下しており、実
施例１と比べると特性劣化が著しく、実用には不適であ
った。
【００８４】＜比較例３＞実施例１と同様のウェハを用
意し、このウェハ上に、日立化成工業（株）製のポリイ
ミド前駆体組成物「ＰＩＸ８８０３−９Ｌ」をスピン塗
布し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲気中で、
１００℃で１分間、さらに２３０℃で８分間加熱し、半
硬化状態のポリイミド前駆体組成物膜を得た。
意し、このウェハ上に、日立化成工業（株）製のポリイ
ミド前駆体組成物「ＰＩＸ８８０３−９Ｌ」をスピン塗
布し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲気中で、
１００℃で１分間、さらに２３０℃で８分間加熱し、半
硬化状態のポリイミド前駆体組成物膜を得た。
【００８５】このポリイミド前駆体組成物膜に、実施例
１と同様にして開口部を形成した後、ホットプレート加
熱装置により窒素雰囲気中２３０℃で４分間加熱して、
ボンディングパッド部に開口部を備えるポリイミド膜
（ＰＩＸ８８０３−９Ｌ膜）を得た。得られたポリイミ
ド膜の膜厚は２．３μｍであった。また、前述のように
してＰＩＸ８８０３−９Ｌ膜のヤング率およびガラス転
移温度を測定したところ、それぞれ、約２０００ＭＰａ
および約２００℃であった。
１と同様にして開口部を形成した後、ホットプレート加
熱装置により窒素雰囲気中２３０℃で４分間加熱して、
ボンディングパッド部に開口部を備えるポリイミド膜
（ＰＩＸ８８０３−９Ｌ膜）を得た。得られたポリイミ
ド膜の膜厚は２．３μｍであった。また、前述のように
してＰＩＸ８８０３−９Ｌ膜のヤング率およびガラス転
移温度を測定したところ、それぞれ、約２０００ＭＰａ
および約２００℃であった。
【００８６】つぎに、実施例１と同様にポリイミド膜を
マスクとしてシリコン窒化膜をドライエッチングし、ボ
ンディングパッド部のアルミニウム電極を露出させ、強
誘電体膜の残留分極率を測定したところ、得られた値
と、ポリイミド前駆体組成物塗布前の値との差は１％以
内であり、特性の劣化はほとんど見られなかった。
マスクとしてシリコン窒化膜をドライエッチングし、ボ
ンディングパッド部のアルミニウム電極を露出させ、強
誘電体膜の残留分極率を測定したところ、得られた値
と、ポリイミド前駆体組成物塗布前の値との差は１％以
内であり、特性の劣化はほとんど見られなかった。
【００８７】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品を作製し、実施例１と同様にしてハン
ダリフロー耐性を評価したところ、ポリイミド表面保護
膜と封止エポキシ樹脂の界面の全面に渡って剥離が見ら
れ、信頼性の著しく低い半導体装置を得ることしかでき
なかった。
導体装置の完成品を作製し、実施例１と同様にしてハン
ダリフロー耐性を評価したところ、ポリイミド表面保護
膜と封止エポキシ樹脂の界面の全面に渡って剥離が見ら
れ、信頼性の著しく低い半導体装置を得ることしかでき
なかった。
【００８８】＜実施例２＞窒素気流気下に４，４’−ジ
アミノジフェニルエーテル８８．０ｇ（０．４４モ
ル）、４−アミノフェニル ４−アミノ−３−カルボン
アミドフェニル エーテル１３．６８ｇ（０．０６モ
ル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１５８４ｇに溶解
し、アミン溶液を調製した。次に、この溶液を約１５℃
の温度に保ちながら、撹拌しつつ、事前にピロメリット
酸二無水物５４．５ｇ（０．２５モル）と３，３’，
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物８
０．５ｇ（０．２５モル）を混ぜ合わせたものを加え
た。加え終えてから更に約１５℃で約５時間、窒素雰囲
気下で撹拌反応させて、粘度約３０ポアズのポリイミド
前駆体組成物溶液を得た。得られたポリイミド前駆体組
成物溶液は、ポリイミド前駆体として、Ｒ2の共重合比
が異なる他は実施例１と同様のポリアミド酸共重合体を
含む。本実施例におけるＲ2は、
アミノジフェニルエーテル８８．０ｇ（０．４４モ
ル）、４−アミノフェニル ４−アミノ−３−カルボン
アミドフェニル エーテル１３．６８ｇ（０．０６モ
ル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１５８４ｇに溶解
し、アミン溶液を調製した。次に、この溶液を約１５℃
の温度に保ちながら、撹拌しつつ、事前にピロメリット
酸二無水物５４．５ｇ（０．２５モル）と３，３’，
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物８
０．５ｇ（０．２５モル）を混ぜ合わせたものを加え
た。加え終えてから更に約１５℃で約５時間、窒素雰囲
気下で撹拌反応させて、粘度約３０ポアズのポリイミド
前駆体組成物溶液を得た。得られたポリイミド前駆体組
成物溶液は、ポリイミド前駆体として、Ｒ2の共重合比
が異なる他は実施例１と同様のポリアミド酸共重合体を
含む。本実施例におけるＲ2は、
【００８９】
【化１３】
【００９０】である。なお、（化１３）において［ ］
内は一分子中の繰返し単位数比を表す。
内は一分子中の繰返し単位数比を表す。
【００９１】次に、実施例１と同様のウェハを用意し、
このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱカッ
プラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い
て、空気中で、２６０℃で４分間加熱した後、さらに、
上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピン塗布し、ホ
ットプレート加熱装置により窒素雰囲気中１４０℃で１
分間加熱した。これにより、ポリイミド前駆体組成物膜
が得られた。
このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱカッ
プラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い
て、空気中で、２６０℃で４分間加熱した後、さらに、
上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピン塗布し、ホ
ットプレート加熱装置により窒素雰囲気中１４０℃で１
分間加熱した。これにより、ポリイミド前駆体組成物膜
が得られた。
【００９２】この組成物膜に、実施例１と同様にして開
口部を設けた後、２３０℃で４分間、２６０℃で８分間
加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、ボンディング
パッド部に開口のあるポリイミド表面保護膜を素子表面
に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、前述のようにしてポリイミド膜のヤン
グ率およびガラス転移温度を測定したところ、それぞ
れ、約３３００ＭＰａおよび約３００℃であった。
口部を設けた後、２３０℃で４分間、２６０℃で８分間
加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、ボンディング
パッド部に開口のあるポリイミド表面保護膜を素子表面
に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、前述のようにしてポリイミド膜のヤン
グ率およびガラス転移温度を測定したところ、それぞ
れ、約３３００ＭＰａおよび約３００℃であった。
【００９３】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値は約２％低下してい
るだけであった。
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値は約２％低下してい
るだけであった。
【００９４】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
【００９５】＜実施例３＞窒素気流気下で、４，４’−
ジアミノジフェニルエーテル９０．０ｇ（０．４５モ
ル）、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロ
キサン９．６ｇ（０．０５モル）をＮ−メチル−２−ピ
ロリドン１５８４ｇに溶解し、アミン溶液を調製した。
次に、この溶液を約１５℃の温度に保ちながら、撹拌し
つつ、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物１４７ｇ（０．５モル）を加えた。加え終え
てから更に約１５℃で約５時間、窒素雰囲気下で撹拌反
応させて、粘度約５０ポアズのポリイミド前駆体組成物
溶液を得た。得られたポリイミド前駆体組成物溶液は、
ポリイミド前駆体として、下記一般式（化１４）で表さ
れる第１の繰返し単位と、下記一般式（化１５）で表さ
れる第２の繰返し単位とからなるポリアミド酸共重合体
を含む。ただし、ポリアミド酸一分子中の、第１の繰返
し単位の数と第２の繰返し単位の数との合計に対する第
２の繰返し単位の数の割合は、１０％である。
ジアミノジフェニルエーテル９０．０ｇ（０．４５モ
ル）、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロ
キサン９．６ｇ（０．０５モル）をＮ−メチル−２−ピ
ロリドン１５８４ｇに溶解し、アミン溶液を調製した。
次に、この溶液を約１５℃の温度に保ちながら、撹拌し
つつ、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物１４７ｇ（０．５モル）を加えた。加え終え
てから更に約１５℃で約５時間、窒素雰囲気下で撹拌反
応させて、粘度約５０ポアズのポリイミド前駆体組成物
溶液を得た。得られたポリイミド前駆体組成物溶液は、
ポリイミド前駆体として、下記一般式（化１４）で表さ
れる第１の繰返し単位と、下記一般式（化１５）で表さ
れる第２の繰返し単位とからなるポリアミド酸共重合体
を含む。ただし、ポリアミド酸一分子中の、第１の繰返
し単位の数と第２の繰返し単位の数との合計に対する第
２の繰返し単位の数の割合は、１０％である。
【００９６】
【化１４】
【００９７】
【化１５】
【００９８】次に、実施例１と同様のウェハを用意し、
このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱカッ
プラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い
て、空気中で、２６０℃で４分間加熱した後、さらに、
上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピン塗布し、ホ
ットプレート加熱装置により窒素雰囲気中１４０℃で１
分間加熱した。これにより、ポリイミド前駆体組成物膜
が得られた。
このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱカッ
プラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い
て、空気中で、２６０℃で４分間加熱した後、さらに、
上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピン塗布し、ホ
ットプレート加熱装置により窒素雰囲気中１４０℃で１
分間加熱した。これにより、ポリイミド前駆体組成物膜
が得られた。
【００９９】この組成物膜に、実施例１と同様にして開
口部を設けた後、２３０℃で４分間、２６０℃で８分間
加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、ボンディング
パッド部に開口のあるポリイミド表面保護膜を素子表面
に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、前述のようにしてポリイミド膜のヤン
グ率およびガラス転移温度を測定したところ、それぞ
れ、約３０００ＭＰａおよび約２５５℃であった。
口部を設けた後、２３０℃で４分間、２６０℃で８分間
加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、ボンディング
パッド部に開口のあるポリイミド表面保護膜を素子表面
に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、前述のようにしてポリイミド膜のヤン
グ率およびガラス転移温度を測定したところ、それぞ
れ、約３０００ＭＰａおよび約２５５℃であった。
【０１００】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値は約２％低下してい
るだけであった。
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値は約２％低下してい
るだけであった。
【０１０１】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
【０１０２】＜実施例４＞窒素気流気下で、３，３’−
ジメチルベンジジン１０３．０ｇ（０．５モル）をＮ−
メチル−２−ピロリドン１４７４．５ｇに溶解し、４，
４’−オキシフタル酸二無水物１５５．０ｇ（０．５モ
ル）を加えた。加え終えてから更に約１５℃で約５時
間、窒素雰囲気下で撹拌反応させて、粘度約３０ポアズ
のポリイミド前駆体組成物溶液を得た。得られたポリイ
ミド前駆体組成物溶液は、ポリイミド前駆体として、下
記一般式（化１６）で表される繰返し単位からなるポリ
アミド酸を含む。
ジメチルベンジジン１０３．０ｇ（０．５モル）をＮ−
メチル−２−ピロリドン１４７４．５ｇに溶解し、４，
４’−オキシフタル酸二無水物１５５．０ｇ（０．５モ
ル）を加えた。加え終えてから更に約１５℃で約５時
間、窒素雰囲気下で撹拌反応させて、粘度約３０ポアズ
のポリイミド前駆体組成物溶液を得た。得られたポリイ
ミド前駆体組成物溶液は、ポリイミド前駆体として、下
記一般式（化１６）で表される繰返し単位からなるポリ
アミド酸を含む。
【０１０３】
【化１６】
【０１０４】つぎに、実施例１と同様のウェハを用意
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２４０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピン塗布
し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲気中１４０
℃で１分間加熱した。これにより、ポリイミド前駆体組
成物膜が得られた。
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２４０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記のポリイミド前駆体組成物溶液をスピン塗布
し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲気中１４０
℃で１分間加熱した。これにより、ポリイミド前駆体組
成物膜が得られた。
【０１０５】この組成物膜に、実施例１と同様にして開
口部を設けた後、２３０℃で４分間、２４０℃で１０分
間加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、ボンディン
グパッド部に開口のあるポリイミド表面保護膜を素子表
面に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μ
ｍであった。また、前述のようにしてポリイミド膜のヤ
ング率およびガラス転移温度を測定したところ、それぞ
れ、約４０００ＭＰａおよび約２５０℃であった。
口部を設けた後、２３０℃で４分間、２４０℃で１０分
間加熱してポリイミド前駆体をイミド化し、ボンディン
グパッド部に開口のあるポリイミド表面保護膜を素子表
面に形成した。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μ
ｍであった。また、前述のようにしてポリイミド膜のヤ
ング率およびガラス転移温度を測定したところ、それぞ
れ、約４０００ＭＰａおよび約２５０℃であった。
【０１０６】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
【０１０７】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
【０１０８】＜実施例５＞実施例１で合成したポリイミ
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、２，６−ジ（ｐ−
アジドベンザル）−４−カルボキシシクロヘキサノン
５．０重量部とを加えて溶解し、感光性組成物溶液を得
た。
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、２，６−ジ（ｐ−
アジドベンザル）−４−カルボキシシクロヘキサノン
５．０重量部とを加えて溶解し、感光性組成物溶液を得
た。
【０１０９】つぎに、実施例１と同様のウェハを用意
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２５０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記の感光性組成物溶液をスピン塗布し、ホットプ
レート加熱装置により窒素雰囲気中で、８５℃で１分
間、続いて９５℃で１分間加熱した。これにより、ポリ
イミド前駆体組成物膜が得られた。
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２５０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記の感光性組成物溶液をスピン塗布し、ホットプ
レート加熱装置により窒素雰囲気中で、８５℃で１分
間、続いて９５℃で１分間加熱した。これにより、ポリ
イミド前駆体組成物膜が得られた。
【０１１０】この組成物膜を、フォトマスクを介して露
光させ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン４容とエタノール
１容とからなる混液で現像した後、エタノールでリンス
して、ボンディングパッド部に開口部を形成した。つぎ
に、ホットプレート加熱装置により、１３０℃で４分
間、１７０℃で４分間、２２０℃で４分間、２５０℃で
８分間、順次加熱してポリイミド前駆体を硬化させ、ボ
ンディングパッド部に開口部のあるポリイミド膜とし
た。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍであっ
た。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラス転移温
度を測定したところ、それぞれ、約３３００ＭＰａおよ
び約３００℃であった。
光させ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン４容とエタノール
１容とからなる混液で現像した後、エタノールでリンス
して、ボンディングパッド部に開口部を形成した。つぎ
に、ホットプレート加熱装置により、１３０℃で４分
間、１７０℃で４分間、２２０℃で４分間、２５０℃で
８分間、順次加熱してポリイミド前駆体を硬化させ、ボ
ンディングパッド部に開口部のあるポリイミド膜とし
た。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍであっ
た。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラス転移温
度を測定したところ、それぞれ、約３３００ＭＰａおよ
び約３００℃であった。
【０１１１】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
【０１１２】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
【０１１３】＜実施例６＞実施例２で合成したポリイミ
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、ミヒラケトン３．
０重量部と、ビス−４，４’−ジエチルアミノベンゾフ
ェノン３．０重量部と加えて溶解し、感光性組成物溶液
を得た。
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、ミヒラケトン３．
０重量部と、ビス−４，４’−ジエチルアミノベンゾフ
ェノン３．０重量部と加えて溶解し、感光性組成物溶液
を得た。
【０１１４】つぎに、実施例１と同様のウェハを用意
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２７０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記の感光性組成物溶液をスピン塗布し、ホットプ
レート加熱装置により窒素雰囲気中で、８５℃で１分
間、続いて９５℃で１分間加熱した。これにより、ポリ
イミド前駆体組成物膜が得られた。
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２７０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記の感光性組成物溶液をスピン塗布し、ホットプ
レート加熱装置により窒素雰囲気中で、８５℃で１分
間、続いて９５℃で１分間加熱した。これにより、ポリ
イミド前駆体組成物膜が得られた。
【０１１５】この組成物膜に実施例５と同様にして開口
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、１３
０℃で４分間、１７０℃で４分間、２２０℃で４分間、
２７０℃で８分間、順次加熱してポリイミド前駆体を硬
化させ、ボンディングパッド部に開口部のあるポリイミ
ド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラス
転移温度を測定したところ、それぞれ、約３３００ＭＰ
ａおよび約３００℃であった。
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、１３
０℃で４分間、１７０℃で４分間、２２０℃で４分間、
２７０℃で８分間、順次加熱してポリイミド前駆体を硬
化させ、ボンディングパッド部に開口部のあるポリイミ
ド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラス
転移温度を測定したところ、それぞれ、約３３００ＭＰ
ａおよび約３００℃であった。
【０１１６】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
【０１１７】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
【０１１８】＜実施例７＞実施例３で合成したポリイミ
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、２，６−ジ（ｐ−
アジドベンザル）−４−カルボキシシクロヘキサノン
５．０重量部とを加えて溶解し、感光性組成物溶液を得
た。
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、２，６−ジ（ｐ−
アジドベンザル）−４−カルボキシシクロヘキサノン
５．０重量部とを加えて溶解し、感光性組成物溶液を得
た。
【０１１９】つぎに、実施例１と同様のウェハを用意
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２６０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記の感光性組成物溶液をスピン塗布し、ホットプ
レート加熱装置により窒素雰囲気中で、８５℃で１分
間、続いて９５℃で１分間加熱した。これにより、ポリ
イミド前駆体組成物膜が得られた。
し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩＱ
カップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置を
用いて、空気中で、２６０℃で４分間加熱した後、さら
に、上記の感光性組成物溶液をスピン塗布し、ホットプ
レート加熱装置により窒素雰囲気中で、８５℃で１分
間、続いて９５℃で１分間加熱した。これにより、ポリ
イミド前駆体組成物膜が得られた。
【０１２０】この組成物膜に実施例５と同様にして開口
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、１３
０℃で４分間、１７０℃で４分間、２２０℃で４分間、
２６０℃で８分間、順次加熱してポリイミド前駆体を硬
化させ、ボンディングパッド部に開口部のあるポリイミ
ド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラス
転移温度を測定したところ、それぞれ、約３０００ＭＰ
ａおよび約２６０℃であった。
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、１３
０℃で４分間、１７０℃で４分間、２２０℃で４分間、
２６０℃で８分間、順次加熱してポリイミド前駆体を硬
化させ、ボンディングパッド部に開口部のあるポリイミ
ド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μｍ
であった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラス
転移温度を測定したところ、それぞれ、約３０００ＭＰ
ａおよび約２６０℃であった。
【０１２１】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約２％以内
であった。
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約２％以内
であった。
【０１２２】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
【０１２３】＜実施例８＞実施例４で合成したポリイミ
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、ミヒラケトン３．
０重量部と、ビス−４，４’−ジエチルアミノベンゾフ
ェノン３．０重量部とを加えて溶解し、感光性組成物溶
液を得た。
ド前駆体組成物溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００
重量部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）プロピル２０．０重量部と、ミヒラケトン３．
０重量部と、ビス−４，４’−ジエチルアミノベンゾフ
ェノン３．０重量部とを加えて溶解し、感光性組成物溶
液を得た。
【０１２４】つぎに、実施例１と同様のウェハを用意
し、実施例５と同様にしてウェハ表面を「ＰＩＱカップ
ラー」により処理した後、さらに、実施例５と同様にし
て、上記の感光性組成物溶液を塗布、加熱してポリイミ
ド前駆体組成物膜を形成した。
し、実施例５と同様にしてウェハ表面を「ＰＩＱカップ
ラー」により処理した後、さらに、実施例５と同様にし
て、上記の感光性組成物溶液を塗布、加熱してポリイミ
ド前駆体組成物膜を形成した。
【０１２５】この組成物膜を、実施例５と同様に開口処
理した後、実施例５と同様にして加熱硬化させてポリイ
ミド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μ
ｍであった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラ
ス転移温度を測定したところ、それぞれ、約４０００Ｍ
Ｐａおよび約２５０℃であった。
理した後、実施例５と同様にして加熱硬化させてポリイ
ミド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μ
ｍであった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラ
ス転移温度を測定したところ、それぞれ、約４０００Ｍ
Ｐａおよび約２５０℃であった。
【０１２６】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
たところ、ＰＩＱカップラー処理以前の初期の強誘電体
膜の残留分極率と比較して、その値の低下は約１％以内
であった。
【０１２７】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
導体装置の完成品とした後、得られた完成品に対してハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、ポリイミ
ド表面保護膜と封止エポキシ樹脂の界面では剥離やクラ
ックの発生がなく、信頼性の高い半導体装置を得ること
ができた。
【０１２８】＜実施例９＞実施例１と同様のウェハを用
意し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩ
Ｑカップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置
を用いて、空気中２３０℃で４分間加熱した後、さら
に、実施例４で合成したポリイミド前駆体組成物溶液を
スピン塗布し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲
気中１４０℃で１分間加熱した。これにより、ポリイミ
ド前駆体組成物膜が得られた。
意し、このウェハ表面に、日立化成工業（株）製のＰＩ
Ｑカップラーをスピン塗布し、ホットプレート加熱装置
を用いて、空気中２３０℃で４分間加熱した後、さら
に、実施例４で合成したポリイミド前駆体組成物溶液を
スピン塗布し、ホットプレート加熱装置により窒素雰囲
気中１４０℃で１分間加熱した。これにより、ポリイミ
ド前駆体組成物膜が得られた。
【０１２９】この組成物膜に実施例４と同様にして開口
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、２０
０℃で４分間、ついで２３０℃で１０分間加熱してポリ
イミド前駆体を硬化させ、ボンディングパッド部に開口
のあるポリイミド表面保護膜とした。得られたポリイミ
ド膜の膜厚は２．３μｍであった。また、前述のように
してポリイミド膜のヤング率およびガラス転移温度を測
定したところ、それぞれ、約４０００ＭＰａおよび約２
５０℃であった。
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、２０
０℃で４分間、ついで２３０℃で１０分間加熱してポリ
イミド前駆体を硬化させ、ボンディングパッド部に開口
のあるポリイミド表面保護膜とした。得られたポリイミ
ド膜の膜厚は２．３μｍであった。また、前述のように
してポリイミド膜のヤング率およびガラス転移温度を測
定したところ、それぞれ、約４０００ＭＰａおよび約２
５０℃であった。
【０１３０】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、実施例４と同様に、熱処理による劣化は約１
％以内であった。また、実施例１と同様にして樹脂封止
型半導体装置の完成品とした後、得られた完成品のハン
ダリフロー耐性は、実施例４と同様に良好であった。
たところ、実施例４と同様に、熱処理による劣化は約１
％以内であった。また、実施例１と同様にして樹脂封止
型半導体装置の完成品とした後、得られた完成品のハン
ダリフロー耐性は、実施例４と同様に良好であった。
【０１３１】＜実施例１０＞実施例４で合成したポリイ
ミド前駆体溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００重量
部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミ
ノ）プロピル２０．０重量部と、ミヒラケトンを６．０
重量部と加えて溶解し、感光性組成物溶液を得た。
ミド前駆体溶液に、ポリイミド前駆体ポリマ１００重量
部に対して、メタクリル酸３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミ
ノ）プロピル２０．０重量部と、ミヒラケトンを６．０
重量部と加えて溶解し、感光性組成物溶液を得た。
【０１３２】つぎに、実施例１と同様のウェハを用意
し、実施例９と同様にしてウェハ表面を「ＰＩＱカップ
ラー」により処理した後、さらに、上記の感光性組成物
溶液をスピン塗布し、ホットプレート加熱装置により窒
素雰囲気中で、８５℃で１分間、続いて９５℃で１分間
加熱してポリイミド前駆体組成物膜を形成した。
し、実施例９と同様にしてウェハ表面を「ＰＩＱカップ
ラー」により処理した後、さらに、上記の感光性組成物
溶液をスピン塗布し、ホットプレート加熱装置により窒
素雰囲気中で、８５℃で１分間、続いて９５℃で１分間
加熱してポリイミド前駆体組成物膜を形成した。
【０１３３】この組成物膜に実施例５と同様にして開口
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、１３
０℃で４分間、１７０℃で４分間、２００℃で４分間、
２３０℃で１０分間、順次加熱してポリイミド前駆体を
硬化させ、ボンディングパッド部に開口部のあるポリイ
ミド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μ
ｍであった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラ
ス転移温度を測定したところ、それぞれ、約４０００Ｍ
Ｐａおよび約２５０℃であった。
部を形成した後、ホットプレート加熱装置により、１３
０℃で４分間、１７０℃で４分間、２００℃で４分間、
２３０℃で１０分間、順次加熱してポリイミド前駆体を
硬化させ、ボンディングパッド部に開口部のあるポリイ
ミド膜とした。得られたポリイミド膜の膜厚は２．３μ
ｍであった。また、ポリイミド膜のヤング率およびガラ
ス転移温度を測定したところ、それぞれ、約４０００Ｍ
Ｐａおよび約２５０℃であった。
【０１３４】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、実施例４と同様に、熱処理による劣化は約１
％以内であった。また、実施例１と同様にして樹脂封止
型半導体装置の完成品とした後、得られた完成品のハン
ダリフロー耐性は、実施例４と同様に良好であった。
たところ、実施例４と同様に、熱処理による劣化は約１
％以内であった。また、実施例１と同様にして樹脂封止
型半導体装置の完成品とした後、得られた完成品のハン
ダリフロー耐性は、実施例４と同様に良好であった。
【０１３５】＜実施例１１＞窒素気流下で、３，３’−
ジメチルベンジジン９５．４ｇ（０．４５モル）と、ビ
ス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン
９．６ｇ（０．０５モル）とを、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン１０４０ｇに溶解させ、アミン溶液を調製した。
次に、この溶液を約１５℃に保持しながら、撹拌しつ
つ、４，４’−オキシフタル酸二無水物１５５．０ｇ
（０．５モル）を加えた後、さらに約１５℃で約８時間
窒素雰囲気で撹拌し、粘度約３０ポアズのポリイミド前
駆体溶液を得た。
ジメチルベンジジン９５．４ｇ（０．４５モル）と、ビ
ス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン
９．６ｇ（０．０５モル）とを、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン１０４０ｇに溶解させ、アミン溶液を調製した。
次に、この溶液を約１５℃に保持しながら、撹拌しつ
つ、４，４’−オキシフタル酸二無水物１５５．０ｇ
（０．５モル）を加えた後、さらに約１５℃で約８時間
窒素雰囲気で撹拌し、粘度約３０ポアズのポリイミド前
駆体溶液を得た。
【０１３６】得られたポリイミド前駆体溶液は、ポリイ
ミド前駆体として、上記一般式（化１６）で表される第
１の繰返し単位と、下記一般式（化１９）で表される第
１の繰返し単位とからなるポリアミド酸共重合体を含
む。ただし、ポリアミド酸一分子中の第２の繰返し単位
数は、全体の約１０％であった。得られたポリイミド前
駆体溶液を用い、実施例５と同様にして感光性組成物溶
液を調製した。
ミド前駆体として、上記一般式（化１６）で表される第
１の繰返し単位と、下記一般式（化１９）で表される第
１の繰返し単位とからなるポリアミド酸共重合体を含
む。ただし、ポリアミド酸一分子中の第２の繰返し単位
数は、全体の約１０％であった。得られたポリイミド前
駆体溶液を用い、実施例５と同様にして感光性組成物溶
液を調製した。
【０１３７】
【化１９】
【０１３８】つぎに、実施例１と同様のウェハを用意
し、このウェハ表面に得られた感光性組成物溶液をスピ
ン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い、窒素雰囲気
中で、８５℃で１分間、続いて９５℃で１分間加熱した
後、フォトマスクを介して露光させ、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン４容およびエタノール１容からなる混液で現
像し、エタノールでリンスして、ボンディングパッド部
を露出させる開口部を形成した。続いて、ホットプレー
ト装置を用い、窒素雰囲気中で、１３０℃で３分間、１
７０℃で３分間、２２０℃で３分間、３００℃で６分
間、順次加熱し、ポリイミドを硬化させた。得られたポ
リイミド膜の膜厚は２．３μｍであった。また、このポ
リイミドのヤング率は約４０００ＭＰａ、ガラス転移温
度は２６０℃であった。
し、このウェハ表面に得られた感光性組成物溶液をスピ
ン塗布し、ホットプレート加熱装置を用い、窒素雰囲気
中で、８５℃で１分間、続いて９５℃で１分間加熱した
後、フォトマスクを介して露光させ、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン４容およびエタノール１容からなる混液で現
像し、エタノールでリンスして、ボンディングパッド部
を露出させる開口部を形成した。続いて、ホットプレー
ト装置を用い、窒素雰囲気中で、１３０℃で３分間、１
７０℃で３分間、２２０℃で３分間、３００℃で６分
間、順次加熱し、ポリイミドを硬化させた。得られたポ
リイミド膜の膜厚は２．３μｍであった。また、このポ
リイミドのヤング率は約４０００ＭＰａ、ガラス転移温
度は２６０℃であった。
【０１３９】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ポリイミド前駆体溶液塗布以前の初期の強誘
電体膜の残留分極率と比較して、その値の低下は１％以
内であった。
たところ、ポリイミド前駆体溶液塗布以前の初期の強誘
電体膜の残留分極率と比較して、その値の低下は１％以
内であった。
【０１４０】つぎに、実施例１と同様にして樹脂封止型
半導体装置の完成品とした後、実施例１と同様にしてハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、実施例１
と同様に信頼性の高いものであった。
半導体装置の完成品とした後、実施例１と同様にしてハ
ンダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、実施例１
と同様に信頼性の高いものであった。
【０１４１】＜実施例１２＞本実施例では、開口部形成
後の加熱を、１３０℃で３分間、１７０℃で３分間、２
２０℃で３分間、３５０℃で２分間とした他は、実施例
１１と同様にして、樹脂封止型半導体装置を作成したと
ころ、得られたポリイミド膜のポリイミドのヤング率お
よびガラス転移温度は、実施例１１と同様であった。
後の加熱を、１３０℃で３分間、１７０℃で３分間、２
２０℃で３分間、３５０℃で２分間とした他は、実施例
１１と同様にして、樹脂封止型半導体装置を作成したと
ころ、得られたポリイミド膜のポリイミドのヤング率お
よびガラス転移温度は、実施例１１と同様であった。
【０１４２】ここで、強誘電体膜の残留分極率を測定し
たところ、ポリイミド前駆体溶液塗布以前の初期の強誘
電体膜の残留分極率と比較して、その値の低下は５％以
内であった。
たところ、ポリイミド前駆体溶液塗布以前の初期の強誘
電体膜の残留分極率と比較して、その値の低下は５％以
内であった。
【０１４３】次に、実施例１と同様にして樹脂封止型半
導体装置の完成品とした後、実施例１と同様にしてハン
ダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、実施例１と
同様に信頼性の高いものであった。
導体装置の完成品とした後、実施例１と同様にしてハン
ダリフロー耐性の評価試験を行ったところ、実施例１と
同様に信頼性の高いものであった。
【０１４４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、ポリ
イミド前駆体の加熱硬化温度が２３０℃〜３００℃であ
るため、強誘電体膜の分極特性劣化が小さい。また、加
熱硬化させて得られるポリイミドのガラス転移温度が２
４０℃以上でありかつヤング率が２６００ＭＰａ以上で
あることから、樹脂封止後の半導体装置のハンダリフロ
ー耐性が優れ、ハンダリフロー時にポリイミドと封止樹
脂界面での剥離が起こらない。また、３００℃より高温
であっても、３５０℃以下の短時間（用いる半導体素子
の耐熱性にもよるが、通常４分以内）の熱処理で、か
つ、形成されるポリイミド膜のヤング率が３５００ＭＰ
ａ以上、ガラス転移温度が２６０℃以上であれば、強誘
電体膜の分極特性を劣化させることなく、本発明の目的
を達成することができた。従って、本発明によれば、信
頼性の高い半導体装置が得られる。
イミド前駆体の加熱硬化温度が２３０℃〜３００℃であ
るため、強誘電体膜の分極特性劣化が小さい。また、加
熱硬化させて得られるポリイミドのガラス転移温度が２
４０℃以上でありかつヤング率が２６００ＭＰａ以上で
あることから、樹脂封止後の半導体装置のハンダリフロ
ー耐性が優れ、ハンダリフロー時にポリイミドと封止樹
脂界面での剥離が起こらない。また、３００℃より高温
であっても、３５０℃以下の短時間（用いる半導体素子
の耐熱性にもよるが、通常４分以内）の熱処理で、か
つ、形成されるポリイミド膜のヤング率が３５００ＭＰ
ａ以上、ガラス転移温度が２６０℃以上であれば、強誘
電体膜の分極特性を劣化させることなく、本発明の目的
を達成することができた。従って、本発明によれば、信
頼性の高い半導体装置が得られる。
【図１】ＬＯＣ（Lead on Chip）型の樹脂封止型半導体
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図２】樹脂封止型半導体装置の製造工程例を示す説明
図である。
図である。
【図３】実施例１において作製した樹脂封止型半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図４】強誘電体膜を有する半導体素子の構成例を示す
断面図である。
断面図である。
１…半導体素子、 ２…表面保護
膜、３…外部端子（リードフレーム） ４…接着部
材、５…金属線 ６…封止部
材、７…ボンディングパッド部、 ８…スクラ
イブ領域、９…素子領域と配線層とを作り込んだシリコ
ンウェハ ４０…強誘電体メモリ素子、 ４１…シリコン
基板、４２…ＣＭＯＳトランジスタ層、 ４２１…
ｐまたはｎウェル、４２２…ソース、
４２３…ドレイン、４２４…酸化膜、
４２５…ゲート、４２６…絶縁層、
４３…キャパシタ、４３１…下部電極層、
４３２…強誘電体薄膜、４３３…上部電
極層、 ４３４…金属配線層、４３５…
絶縁層。
膜、３…外部端子（リードフレーム） ４…接着部
材、５…金属線 ６…封止部
材、７…ボンディングパッド部、 ８…スクラ
イブ領域、９…素子領域と配線層とを作り込んだシリコ
ンウェハ ４０…強誘電体メモリ素子、 ４１…シリコン
基板、４２…ＣＭＯＳトランジスタ層、 ４２１…
ｐまたはｎウェル、４２２…ソース、
４２３…ドレイン、４２４…酸化膜、
４２５…ゲート、４２６…絶縁層、
４３…キャパシタ、４３１…下部電極層、
４３２…強誘電体薄膜、４３３…上部電
極層、 ４３４…金属配線層、４３５…
絶縁層。
Claims (13)
- 【請求項１】強誘電性膜および表面保護膜を有する半導
体素子と、樹脂からなる封止部材とを備え、上記表面保
護膜はポリイミドからなることを特徴とする樹脂封止型
半導体装置。 - 【請求項２】上記ポリイミドは、ガラス転移温度が２４
０℃〜４００℃であり、かつ、ヤング率が２６００ＭＰ
ａ〜６ＧＰａであることを特徴とする請求項１記載の樹
脂封止型半導体装置。 - 【請求項３】上記強誘電体膜はキャパシタの容量絶縁膜
である請求項１記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項４】上記ポリイミドは、ポリイミド前駆体組成
物を２３０℃以上３００℃以下に加熱することにより硬
化させて得られたものであることを特徴とする請求項１
記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項５】上記ポリイミドは、ポリイミド前駆体組成
物を、３００℃より高く３５０℃以下の温度で、４分間
以下の時間加熱することにより硬化させて得られたもの
であり、ヤング率が３５００ＭＰａ以上、かつ、ガラス
転移温度が２６０℃以上であることを特徴とする請求項
１記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項６】強誘電体薄膜を有する半導体素子の表面
に、ポリイミド前駆体組成物膜を成膜する成膜工程と、 上記ポリイミド前駆体組成物膜を加熱して硬化させ、ポ
リイミドからなる表面保護膜とする加熱硬化工程と、 上記表面保護膜の形成された上記半導体素子を、封止樹
脂により封止する封止工程とを備える樹脂封止型半導体
装置の製造方法。 - 【請求項７】上記ポリイミドは、ガラス転移温度が２４
０℃〜４００℃であり、かつ、ヤング率が２６００ＭＰ
ａ〜６ＧＰａである請求項６記載の樹脂封止型半導体装
置の製造方法。 - 【請求項８】上記加熱硬化工程は、上記ポリイミド前駆
体組成物膜を２３０℃以上３００℃以下の温度で加熱し
て硬化させる工程を含む請求項６記載の樹脂封止型半導
体装置の製造方法。 - 【請求項９】上記加熱硬化工程は、３００℃より高くか
つ３５０℃以下の温度で加熱する工程を含み、該温度で
の加熱時間は４分間以下であり、上記ポリイミドは、ヤ
ング率が３５００ＭＰａ以上、かつ、ガラス転移温度が
２６０℃以上である請求項６記載の樹脂封止型半導体装
置の製造方法。 - 【請求項１０】上記ポリイミド前駆体組成物は、 ポリイミド前駆体として、下記一般式（化１）で表され
る繰返し単位からなるポリアミド酸を含む、請求項６記
載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 【化１】 （ただし、Ｒ1は下記化学式群（化２）に示す４価の芳
香族有機基の少なくともいずれかであり、Ｒ2は下記化
学式群（化３）および（化４）に示す２価の芳香族有機
基の少なくともいずれかである。） 【化２】 【化３】 【化４】 - 【請求項１１】上記ポリイミド前駆体組成物は、ポリイ
ミド前駆体として、 下記一般式（化１）で表される第１の繰返し単位と、 下記一般式（化５）で表される第２の繰返し単位とから
なるポリアミド酸を含み、 上記ポリアミド酸一分子中の、上記第１の繰返し単位の
数と上記第２の繰返し単位の数との合計に対する上記第
２の繰返し単位の数の割合は、１０％以下である請求項
６記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 【化１】 【化５】 （ただし、Ｒ1は下記化学式群（化２）に示す４価の芳
香族有機基の少なくともいずれかであり、 【化２】 Ｒ2は下記化学式群（化３）および（化４）に示す２価
の芳香族有機基の少なくともいずれかであり、 【化３】 【化４】 Ｒ3は、下記化学式群（化６）に示す２価の含ケイ素有
機基の少なくともいずれかである。） 【化６】 - 【請求項１２】上記加熱工程における加熱は、ホットプ
レートにより行なわれることを特徴とする請求項６記載
の樹脂封止型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】強誘電体薄膜を有する積層体の表面に、
ポリイミド前駆体組成物膜を成膜する成膜工程と、 上記ポリイミド前駆体組成物膜を加熱して硬化させ、ガ
ラス転移温度が２４０℃〜４００℃であり、かつ、ヤン
グ率が２６００ＭＰａ〜６ＧＰａであるポリイミド膜と
する加熱硬化工程と、 上記ポリイミド膜の形成された上記積層体を、封止樹脂
により封止する封止工程とを備えることを特徴とする樹
脂封止型積層体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01012798A JP3427713B2 (ja) | 1997-01-22 | 1998-01-22 | 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP927697 | 1997-01-22 | ||
| JP9-9276 | 1997-01-22 | ||
| JP01012798A JP3427713B2 (ja) | 1997-01-22 | 1998-01-22 | 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001274432A Division JP3779579B2 (ja) | 1997-01-22 | 2001-09-11 | 樹脂封止型半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270611A true JPH10270611A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3427713B2 JP3427713B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=26343960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01012798A Expired - Fee Related JP3427713B2 (ja) | 1997-01-22 | 1998-01-22 | 樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427713B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100335663B1 (ko) * | 1999-10-19 | 2002-05-06 | 윤종용 | 테입리스 ｌｏｃ 패키징용 폴리(이미드-실록산) 화합물 |
| JP2002203734A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-19 | Ibiden Co Ltd | コンデンサ、多層プリント配線板および多層プリント配線板の製造方法 |
| US6730948B2 (en) | 2001-05-11 | 2004-05-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device including acrylic resin layer |
| WO2006098005A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Fujitsu Limited | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2007008977A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 樹脂溶液組成物、ポリイミド樹脂、及び半導体装置 |
| JPWO2006100768A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2008-08-28 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
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