JPS59219943A - 半導体装置製造方法 - Google Patents

半導体装置製造方法

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JPS59219943A
JPS59219943A JP58094018A JP9401883A JPS59219943A JP S59219943 A JPS59219943 A JP S59219943A JP 58094018 A JP58094018 A JP 58094018A JP 9401883 A JP9401883 A JP 9401883A JP S59219943 A JPS59219943 A JP S59219943A
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JP
Japan
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structural body
semiconductor device
film
manufacturing
recession
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JP58094018A
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Haruhiko Matsuyama
松山 治彦
Fusaji Shoji
房次 庄子
Kazunari Takemoto
一成 竹元
Ataru Yokono
中 横野
Mitsuo Nakatani
中谷 光雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半得体装tiis造方法に関するものであり
、特に素子上への膜形成方法、記憶素子の活性領域部へ
のα線gへい膜の形成方法に関する。
〔従来技術〕
従来、大容量のRandam Access Memo
ry(以下ではMAMと略す)では、素子外部、例えは
プラスチック、セラミックスなどの封止材料、特に無機
フィラーに含まれるα謙源となる不純物が放出するα線
による誤動作が問題となっている。
これを防止するには、素子の活性領域上にα線遮へい効
果のある材料を、コーティングすることか有効である。
このコーティングにより形成するαhaへい膜には、(
り例えば特開昭55−68659に述べられているよう
に、厚さが10μm以上、好ましくは30μm以上必喪
で必要、(2)ピンホールやクランクか無いことが必要
である。
このため膜材としては、有機高分子材料が適する。
更に、成膜するには、その溶fj、をホ′ンテイングす
る方法、ローラコートまたはスピンコードする方法かあ
る。し力)シ、これら従来の成膜方法は以下に述べるよ
うな欠点があった。
第1図、第2図は、ボッチインク法によってα線遮へい
膜1を形成した半導体装置の例である。ボッチインクは
通常、半畳体系子4各に行われる。第1図は、リードフ
レーム3とホンテ゛インクバッド6を金線等のボンデイ
ンクワイヤ2で結フ゛尿した後、ボッチインク法により
α線遮へい膜1を形成し、更にモールド材料5で封止し
たものである。
この様な方法を用いると、α線遮へい膜1とモールド材
料5の熱膨張係数の差により、界面に応力集中部7が発
生し、ボンデインクワイヤ2が断線しやすくなる。この
ため半導体装置の信蛸性が大幅に低下する。また、これ
を防止するため、第2図のよつにα線遮へい膜1をボン
デインクバッド6の部分のみエツチング除去する方法も
ある。
この方式を用いれは、ボンデインクワイヤ2の断線は防
止できるが、ボッチインク”法ではα線遮へい膜中央部
8、α線遮へい膜端部9の膜厚差が太きいため、ボン−
ディックバッド6上のαisへい膜1をエツチングする
際、レジストのマスキングが難しく、工程が繁雑化する
などエツチング精度の低下が避けられない。
才だ30μm以上の厚さのエツチングには、長時間を有
する等の欠点がある。以上のボッチインク法の欠点を一
部改善する方式としてローラコート、スピンコード法が
ある。これらの方式を用いれば第3図に示すような平滑
なα#!遮へい膜1を形成することが可能となる。しか
し、依然としてエツチングが必要なこと、また更にはこ
れらの方式ではボッチインク法のような厚い膜を1回の
塗布で形成することが難しいという欠点がある。
以上述べたように従来方式では、α線遮へい膜1の平坦
化、厚膜化、エツチングの不要化、パターンの高精度化
の全てを満足することが不可能であり、このため半導体
装置の製造工程の複雑化、高コスト化、信頼性低下など
の欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、このような従来技術の欠点をなくシ、
′W3略な製造工程で、低コスト、高信頼度の半導体装
置製造方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置製造方法は、基板上に形 ゛成さイ
また少なくとも1個の半導体素子の、少なくとも活性領
域部以外を第1構造体で被覆した俊、それによって形成
された凹部に選択的に揖2構造体を形成し、更に必要に
応じて第1構造体を除去することを%做とするものであ
る。
特に、l(、AM等大谷量半導体記僧素子の、α線によ
る誤動作防止用達へい膜形成に適する方法である。
本発明か従来の方法と異なる点は、予め第1構造体によ
って最小限α線遮へい膜となる第2構造体が形成される
部分に、四部を形成することにある。凹部は、第1構造
体により周囲を完全に囲まれている必要がある。これは
第2構遺体形成用溶液を凹部に充填した際、これか所望
部以外に流れ出すことを防ぐ流動障壁(以下ではダムと
略す)となるためである。更に、この第1構造体がある
ことにより、凹部に充填される溶液は、それ自身の表面
張力で第l構造体の厚さに対し約1.5〜2倍の厚さま
で充填できることが大きな%徴である。このため、従来
不可能であった第2構造体の1括厚膜パターン化か可能
となった。
第1構造体は、被膜するパターンを高槓細、高相反に形
成する必要があることから、感光性重合物を用いてフォ
トプロセスによって形成することか最も好ましい。また
この厚さは第2構造体を10μm以上形成する必要かめ
ること力)ら、5〜100μm1好才しくは20〜60
μm以上であることが必要である。10μmよりうすG
)と十分なダム効果が得られず、また100μmより厚
し)と高ff[なパターン形成か難しい。
用いる感光性重合物は、一般に用0られて06ゴム系、
)’VA系等のm液タイプのフォトレジストでもよいが
、基板全面に均一な厚膜を高相反、且つ1厘性よく形成
するには、一般にドライフィルムと称される、ラミ不−
トタ/Cブのフ・fルム化したフォトレジストか通する
5+S2栴這俸はα線巡へい効果が組着であるものかよ
く、特にポリイミド樹脂は、半導体素子のホンデインク
、及びバッグ−ジンク時に必要な耐熱性があり、且つ成
膜時にピンホールやクラックの発生もないことから好適
な材料である。
ぽたこのホリイミド樹鼎膜を形成する場合、オリコマ−
として爪付開始温度より低温で溶融するものは特に好成
である。こイ′シは重付による硬化の前に一担1&臓流
動することにより下地の凹凸の影響を受けず平滑な膜か
形成できること、オリゴマー充填時にをき込み易い丁、
イドを熱処理時の真鉱脱醜保作により、除云し易いこと
を見い出した7こめである。
第2層槁這体の形成方法としでは、ポリアミド酸溶液ま
たはオリゴマーのイミド樹脂溶液談たはオリゴマーのア
ミド酸溶液を、先に述べた第l構造体によって形成され
た四部にスクリーン印刷法によって充填した後、これを
乾燥、熱硬化する方法か紋も適する。スクリーン印刷法
を用いることにより、多数個の半導体素子が形成されて
いる基板を1括高速処理することができ、従来方式に比
べ生性性か大幅に向上する特徴かある。
これに用いる溶液の粘度は5〜200Pa 、 sが適
する。粘度が52a、sより爪いとスクリーン版のメツ
シュ上に溶液を保持することが難しく、才た200Pa
、sより高いと、溶液がメツシュを通りにくくなり、印
刷による充填が困難となる。このため低粘度溶液の印刷
特性を同上させる目的で、溶液中にα線諒となる不純物
のないフィラー、例えば^純度アルミナ、高純度シリカ
などを離別し、溶成を高粘度化することは本発明の目的
を防げない。
この様な方法によって形成された第2構遺体の厚さは、
10〜100μm1好才しくは30〜100μmである
必要がある。10μmよりうすいと第2構造体のαNM
遮へい効果は低下する。また100μtnより厚いと、
半導体素子の凹凸が犬さくなり、特にプラスチックによ
るモールド封止8行う除、モールド材と半導体素子の同
にボイドか発生しやすくなり、半導体装置の信頼性低下
8招く。
〔光切の英IJ瓜例〕
以下、本発明を実踊例により詳述する。
笑j山・列l 第4図(a)に示すように直径4インチのシリコン半導
体基板12に、234個の641(ビットNMOSダイ
ナミック1(AM%形成したものlこ、第4図(b)の
ごとく環化イソプレンゴム系のフォトレジスト/2−塗
布した後、90℃で乾燥し第1#造体形rJy、膜16
を形成した。
これを蕗元、机誠によってパターン化し、第4図(C)
のごとく20μm厚さの第1碑造体17を形成した。次
に第4図(e)に示すごとく、第1構造体17によって
形成された凹部に第2構迫体形成膜18を形成した。形
成材料として、第1表に示すものを用いた。形成方法と
しては、凹部に対応した開口部を有するスクリーン版を
用い、印刷法により形成材料を凹部に充填した後、これ
を真空中(IF3Torr)で180℃30分間熱処理
する工程を用い、これによって第2層構造体198形成
した。
この後、第4図(f)に示すごとく第1構造体18をフ
ェノール系の剥離液を用い除去し、更に350℃で30
分間、N2雰囲気中で熱処理した。この後、シリコン基
板12を素子名に切断し、チップ化したものをプラスチ
ックパッケージ化し、ソフトエラーの発生率を調べた。
この結果、ソフトエラー発生率は第2構造体19を形成
しないものと比べ、17100  以下に低減した。
またこの工程での素子都留りは98%以上であった。
実施例2 実施例1と同様のシリコン半導体基板12に、第4図(
b)のごとく厚さ50μmのドライフィルム型フォトレ
ジストをラミネートし、第1構造体形成膜16を形成し
た。
この後、実施例1と同様の工程により、50μm厚さの
第1構造体17を形成した。この後、更に実施例1と同
様の方法で表1の材料を用い、第2構造体を形成し、第
l構造体17を除去した。
次にこの基板12を350℃で30分間、N2雰囲気中
で熱処理した後、素子名に切断し、更にこのチップ化し
たものをセラミックパッケージ封止した。
ソフトエラーの発生率をこの封止したものについて調べ
た結果、第2構造体19を形成しないものと比べ、1/
1000以下に低減したことを確認した。
またこの工程でのウェハ内素子部留りは98−以上であ
った。
実施例3 第5図(a)に示すように4インチ直径のシリコン半導
体基板12に、234個の256にビットNMOSダイ
ナミック几AMを形成したものに、第5図(b)のごと
く厚さ50μmのドライフィルムレジストをラミネート
し、第1構造体形成膜16を形成した。これ+sL光、
光像現像ってパターン化し、第5図(C)のどと<50
μm厚さの第1構造体17を形成した。
次に第5図(e)に示すごとく、第1構造体17によっ
て形成された四部に、選択的に第2構造体形成膜18を
形成した。形成材料として、第2表に示すものを用いた
。形成方法としては所望の凹部に対応した開口部を有す
るスクリーン版を用い、印刷法により形成材料を四部に
充填した後、これを真空中(1O−3Torr)で、1
40℃で30分間、180℃で30分間、350℃で3
0分間の温度プロファイルで熱処理する工程を用い、こ
れによって第2層構造体19を形成した。
この恢シリコン基板12を素子部に切断し、チップ化し
たものをプラスチックパッケージ化し、ソフトエラー発
生率を調べた。
この結果、ソフトエラー発生率は第2構造体19を形成
しないものに比べ1 / 1000以下に低減した。
またこの工程での素子都留りは98%以上であった。
比較例 ここでは先に述べた実施例i、2.3の比較として、従
来法によるα線遮へい膜形成方法について述べる。第6
図(a)に示すようにφ4インチのシリコン半導体基板
12に、234個の64にビットNMOSダイナミック
RAMを形成したものに、第1表の/V、3に示したホ
リアミド酸樹脂液−¥−400Orpm60秒間の条件
でスピンナコートし、。
第6図の(b)に示すごとくα勝遮へい材溶液膜14を
形成し、これを180℃、30分間、真空中(10−3
Torr)で熱処理することにより、厚さ7μmのα線
遮へい膜1を形成した。更に今述べたスビンコートミ熱
処理の工程を2回繰り返し、厚さ20μmのαIIs遮
へい膜lを形成した。
次にこのα線遮へい膜1を350℃で30分間、N2中
で熱処理し、この後第6図(b)のごとく環化イソプレ
ンゴム系フォトレジストを塗布し、90℃で乾燥し、3
μm厚のエツチングレジスト膜15を形成した。この後
第6図(e)に示すごとく、露光、3A像8よび140
℃30分N2中のボストベークニヨって、エツチングレ
ジスト膜15のパターンを形成した。
次に、第6図(f)に示すごとく、(ヒドラジンヒトラ
ード)/(エチレンジアミン) = 7/3(容量比)
の液を用い、液温30℃で70分間エツチングし、α線
遮へいMlのパターンを形成した後、纂6図(g)に示
すごとく、フェノール系の剥離液を用いて、エツチング
レジスト158剥離した。
この後、シリコン基板12を素子部に切断し、チップ化
したものをプラスチックパッケージ化し、ソフトエラー
の発生率8調べた。
この精米ソフトエラー発生率は、先の実施例1と比べ、
約20チ増化した。
該たこの工程での素子部慟りは9596前後と、実施例
1,2.3と比較して低い値であった。
〔発明の効果〕
以上のように本発明の半導体装置製造方法を用いれは、
特に半導体装1厭基子の宿性惧域部へのα線趣へい膜の
形成か、従来法と比べ高速、低工程数で行え、(,77
hも素子の耐α線逢へい能力及び製造都留りが向上する
ので、そのもたらす利益は極めて犬である。
またこの半導体装置形成方法は、千尋体姑子の層間絶縁
膜、バツシベーシヲン膜の形成方法として片jいること
も5丁向しである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び纂2図はボソデインク(こよりα線遮へい膜
を形成した午導体装置の断面図、第3図は塗布及び本発
明による方法でα耐硅へい膜を形成した半導体装置、第
4図及び第5図は本発明による子勢体装置形成法、紀6
図は従米方#−σ、fi≦;311−仁4*aE噌*f
→ロトkfF7Jb−んy−A−]−1;11tie+
RHby−’7+t21・・・α線遮へい膜  2・・
・ポンディングワイヤ3・・・リードフレーム 4・・
・半纏体素子5・・・モールド材料  6・・・ホンテ
インクバツド7・・・応力集中部   8・・・α線遮
へい膜中大部9・・・α蛛赳へい膜端部 10・・・導体      11・・・を占性狽域12
・・・シリコン十尋体基板 13・・・IJ!3縁膜    14・・・α栂遮へい
材溶液膜15・・・エツチングレジスト膜 16・・・第1構造体形成用族 17・・・第1栴造体   18・・・栴2構造体形成
膜19・・・第2傳遺体 5 第4図(α) 」54 図(・6・ン /2   // /2     // 茗4図(d) 筋4図(C) /2      // /21/ /2    // /2    // /2      // 手続補正書(自発) 事件の表示 昭和58  年特許願第  9!01 B  号発明の
名称 半導体装置製造方法 補正をする者 II市と1係 特許出願人 名  称   (5101株式会トド  日  立  
製  作所代  理   人 補正)対象QI軸害のに勧前ま、バ蜘詐慣補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に形成された少なくとも1個の半導体素子の
    、少なくとも活性領域部以外を第1構造体で被覆した後
    、それによって形成された凹部に選択的に比2構造体を
    形成し、更に必要に応じて第1構造体を除去することを
    特徴とする半導体装置製造方法。 2、第1構造体が感光性重合物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製造方法。 3、第1構造体の厚さが5〜100μm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製造方
    法。 4、第2構造体が絶縁体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製造方法。 5、第2構造体か、α8mへい効果を有することを%:
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装1ti′
    製造方法。 6、第2s造体が、ポリイミド樹脂であることを特徴と
    する特Wf請求の範囲第1項及び第5項記載の半導体装
    置製造方法。 7、 ポリイミド樹脂が重合開始温度より低温で溶融す
    るオリゴマーより形成されることを特徴とする特許請求
    の範囲第6項記載の半導体装置製造方法。 8、第2構造体の厚さが10〜100μm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製造
    方法。 9、第2構造体が、ポリアミド酸溶液、又はオリゴマー
    のイミド樹脂溶液をスクリーン印刷し、これを乾燥、熱
    硬化することより形成し゛たものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項、第4項、第5項、第6項記載
    の半導体装tIL製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016050305A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company 二官能性および混合官能性エンドキャップを有するポリイミドのナノ修飾された主鎖

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016050305A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company 二官能性および混合官能性エンドキャップを有するポリイミドのナノ修飾された主鎖

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