TW508776B - The method for preparing the semiconductor apparatus - Google Patents

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plasma treatment
semiconductor device
resin
temperature
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TW090132018A
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Toshio Banba
Takashi Hirano
Masahide Shinohara
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co
Nec Corp
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Description

508776 五、發明說明（1 ) 發_明所屬之技術領域 本發明係關於半導體裝置之製造方法，詳細而言，係有 關於設置於半導體元件上之有機聚合物樹脂圖案爲有機保 護膜’以氧氣電漿處理來淸除開口部分之導通層時，使處 理溫度爲1 00 °c以上，使該有機保護膜低彈性化來抑制龜 裂之產生，同時提昇該有機保護膜與封止樹脂之密著性的 半導體裝置之製造方法。
習知之技術 以往，半導體元件之表面保護膜或層間絕緣膜方面，係 喜用耐熱性優異，同時電氣特性及機械特性等亦優異之聚 亞醯胺樹脂。然而，近年來由於半導體元件之高積體化、 大型化、封裝之薄型化或小型化、因銲劑回流所導致之表 面封裝的轉移等，由於耐熱循環性或耐熱衝擊性等之要求 顯著的提昇，可能進一步必須有高性能之樹脂。 另外，於聚亞醯胺樹脂本身中賦予感光性之技術最近受 到注意，例如正嘗試包含以通式[1 ]
^ 0 0 〇 - II A II I! ---——-c c — 〇ch2ch2〇-c 一c = ch2 CHa CH3 ch2=c 一 $ 一 och2ch2o 一 C C-NHH^〇^0-<||〇^NH 0 0 0 …[1] 508776 五、發明說明（2) 表示之構成單位之負型感光性樹脂、或包含聚苯并噚唑 前驅物與含有醌二疊氮基之化合物的正型感光性樹脂（特公 平1 -46862號公報）等之使用。 在使用該等有機聚合物樹脂於半導體裝置中的情況下 ，首先，於半導體元件之最表面上設置該有機聚合物樹脂 層，並進行圖案加工及硬化處理，在形成熱的及機械上安 定的有機保護膜中，蝕刻被覆著開口部分之導通層的氧化 矽或氮化矽等之無機保護膜並使導通層（銲墊）曝光，其次 進行氧氣電漿處理，淸除該導通層爲一般所進行者。然而 ，此時，從外部混入於該有機保護膜之灰塵，或由於半導 體元件表面之高低平面差異的區域部分，而屢屢招致氧氣 電漿處理時於有機保護膜上產生裂痕（以下，稱爲龜裂）之不 佳事態。 又，半導體裝置可用於通常之封裝，此時，由半導體裝 置之信賴性等的觀點，則要求與封裝樹脂之優異的密接性 〇 發明欲解決之問顆 本發明係因上述之事項者，其主要目的在於提供一種於 半導體元件表面設置有機聚合物樹脂層作爲有機保護膜， 並在以氧氣電漿來淸除開口部分之導通層時，抑制於該有 機保護膜上產生龜裂，同時提昇該有機保護膜與封止樹脂 之密著性的半導體裝置之製造方法。 用於解決問顆之丰段 本發明者等，爲了達成上述目的而重複專心一志硏究之 508776 五、發明說明（3) 結果，發現以於1 〇 〇 °c以上之溫度進行氧氣電漿處理，謀求 有機保護膜之低彈性化，並控制龜裂之產生，同時亦提昇與 封裝樹脂之密著性’基於該發現之知識而達成本發明之完 成。 即，本發明係提供 (1) 特徵爲於半導體元件表面設置有機聚合物樹脂層， 並實施圖案加工及硬化處理中，蝕刻處理該樹脂圖案作爲 遮光罩，並使開口部分之導通層曝光，其次於loot以上之 溫度進行氧氣電漿處理，來淸除上述開口部分之導通層的 半導體裝置之製造方法。 (2) 如第1項記載之半導體裝置之製造方法，其中於150 〜25 0°C範圍之溫度進行氧氣電漿處理； (3)如第1或2項記載之半導體裝置之製造方法，其中有機 聚合物樹脂層由包含選自聚亞醯胺前驅物樹脂及聚苯并二 噚唑前驅物樹脂中之至少1種的感光性樹脂阻成物所構成； (4) 如第3項記載之半導體裝置之製造方法，其中感光性 樹脂組成物爲包含聚苯并二噚唑前驅物樹脂之正型者； (5) 如第4項記載之半導體裝置之製造方法，其中感光性 樹脂組成物爲包含聚苯并噚唑前驅物與含有醌二疊氮基之 化合物的正型者。 _ 本發明之實施形態 於本發明中，於形成於半導體元件表面之有機聚合物樹 脂層方面，可使用例如一般之非感光性聚亞醯胺前驅物（聚 醯胺酸）樹脂、一方面以酯鍵結導入感光基於聚醯胺酸一方 508776 五、發明說明（4 ) 面以離子鍵導入感光基於聚亞醯胺酸之負型感光性樹脂組 成物、於聚苯并噚唑前驅物中添加醌二疊氮磺酸酯等之含 有醌二疊氮基之化合物所構成的正型感光性樹脂組成物、 於具有酚性羥基之閉環型聚亞醯胺中添加醌二疊氮磺酸酯 等之含有醌二疊氮基之化合物所構成的正型感光性樹脂組 成物所構成的正型感光性樹脂組成物等。 於該等中，包含選自聚亞醯胺前驅物及聚苯并噚唑前驅 物樹脂之中至少1種的感光性樹脂組成物以進行硬化時之 應力變高者爲佳，而以正型者爲特佳。正型之情況下，由 於所添加之感光劑的含有醌二疊氮基化合物的量多，有所 謂硬化後應力變高之傾向，而且，低彈性化之效果大。 於該正型之感光性樹脂組成物中，包含聚苯并噂唑前驅 物樹脂者，特別是包含該等與含有醌二疊氮基化合物者， 因同時發現上述低彈性化之效果及與封裝樹脂之密著性的 優異效果而適用。該聚苯并噚唑前驅物由於在前驅物時所 具有之羥基於硬化時消失，特別地與進行耐濕處理後之封 裝樹脂的密著性提昇效果大。 前述含有醌二疊氮基化合物方面，可舉出例如具有1個 以上羥基或胺基之芳香族化合物，與萘醌-1，2-二疊氮-5-磺 酸或萘醌-1，2-二疊氮-4-磺酸、鄰苯醌二疊氮磺酸、鄰蒽醌 二疊氮磺酸等之含有醌二疊氮基之有機磺酸之完全酯化物 、部分酯化物或醯胺化物等。 其次’依照附加圖式，來說明關於本發明之半導體裝置 之製造方法。 508776 五、發明說明（5) 第1圖係用來說明本發明之半導體裝置之製造方法之1 範例的製造步驟圖，如於該第1圖所示，於本發明中，首 先，於表面設置鋁配線等之導通層2及氮化矽或氧化矽等 之無基保護膜3的半導體元件1[參照（a)圖]上，形成有機聚 合物樹脂層4 [參照（b)圖]。 有機聚合物樹脂層4之形成方法方面並無特別之限制， 可使用習知公認之方法，例如以使用旋轉器之迴轉塗布法 、使用噴霧塗布機之噴霧塗布法、浸漬法、印刷法、輥塗 布法等來塗布包含有機聚合物樹脂之溶液，並於60- 1 3 0°C 左右之溫度下乾燥而形成有機聚合物樹脂層之方法等。該 有機聚合物樹脂層之厚度係於通常5〜20μιη、而以7〜ΙΟμηι 之範圍爲佳來選定。 其次，在將如此所形成之有機聚合物樹脂層4進行圖案 加工中，進行硬化處理[參照（c)圖]。 圖案加工方法方面並無特別之限制，雖然可使用例如於 由非感光性之聚亞醯胺前驅物述之所構成之有機聚合物樹 脂層上設置適當之光阻膜’並於其上選擇性照射化學射線 來實施圖像形成曝光之中，進行顯像處理，其次除去該光 阻fe ’而形成有機聚合物樹脂圖案的方法，或形成前述感 先性樹脂組成物層作爲有機聚合物樹脂層，並於其上選擇 性照射化學射線來實施圖像形成曝光之中，進行顯像處理 ’而形成既定之有機聚合物樹脂圖案的方法，但是以後者 方法爲佳。 上述化學射線方面’雖可使用例如X射線、電子射線 508776 五、發明說明（6) 、紫外線、可見光線等，但是以具有200〜5 OOnm之波長的 光線爲佳。又，使用於上述後者方法中之顯像處理的顯像 液方面，在使用正型感光性樹脂組成物的情況下，可適當 地使用例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、間矽 酸鈉、氨等之無機鹼類；乙胺、正丙胺等之一級胺類；二 乙基胺、二正丙基胺等之二級胺類；二乙基胺、甲基二乙 基胺等三級胺類；二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺類；四 甲基銨、四乙基銨等之四級銨鹽等之鹼類水溶液；及於其中 添加適當量之如甲醇、乙醇之醇類等之鹼性水溶性有機溶 劑或界面活性劑之水溶液等。另外，於負型之情況下，係 使用N-甲基吡咯烷、N，N-二甲基乙醯胺等之有機溶劑。 顯像方法方面，係可使用例如噴霧法、攪拌法、浸漬法 等。如此所形成之有機聚合物樹脂圖案係於使用通常純水 之洗滌液來進行洗滌處理中，進行硬化處理。該硬化處理 係針對構成該有機聚合物樹脂圖案之樹脂種類，可由加熱 至適當之溫度來進行。因此，使構成有機聚合物樹脂圖案 之樹脂閉環，而得到耐熱性優異之有機保護膜。 其次，蝕刻處理如上述所形成之硬化有機聚合物樹脂圖 案4’作爲遮光罩，並除去開口部分5之無機保護膜3來曝 光導通層2中，進行氧氣電漿處理，並淸除開口部分5之 導通層2[參照（d)圖]。 上述蝕刻處理方面，係以乾式蝕刻爲適，該乾式蝕刻法 方面雖然有各種方法，但是以例如電漿蝕刻法或反應性離 508776 五、 發明說明 ( 7) 子 蝕 刻 (RIE)法等爲適。 於該等方法中， 雖然通常使月 ί四氟 甲 院 等 之 氟 系 氣 體 作 爲 蝕 刻 氣 體，但 是 蝕刻氣體之 種 類 或 蝕 刻 條 件 係 針 對 應 蝕 刻 之 對 象 物的無 機 保護膜3種 類 來 適 宜 地 •ίΒΒ 选 擇 〇 以 該 蝕 刻 處 理 來 曝 光開口 部 分5之導通 層 2 〇 以 氧 氣 電 漿 處 理 來灰 化 並 淸 除該開 □ 部分之導通 層 > 於 本 發 明 中 係於 1 3〇°C 以 上 之; 溫』 度進行; 該 氧氣電漿處: 理 〇 一 般 而 言 由 於在 以 氧 氣 電 漿處理 來 灰化時，溫 度 上 升 及 構 成 原 來 遮 光 罩 之 有 機 保 護 膜之膜 削 減變大而不 佳 ， 故 於 有 機 保 護 膜 之 存在 下 進 行 氧 氣電漿 處 理之情況下 一 般 採 用 如 室 溫 之 低 今四 ?皿 的 溫 和 條 件 〇 妖 J\\\ 而 於 半 導 體 裝 置 之 製 造 步驟中 ， 不可避免之 灰 塵 (浮 游 塵 )， 或於有機聚合物樹脂之使用中於配料機噴嘴前端部 分 之 乾 燥 等 所 形 成 之 固 體 物 等 會混入 有 機聚合物樹 脂 中 〇 在 將 混 入 該 等 灰 塵 或 固 體 物 之 有機聚 合 物樹脂層進 行 蝕 刻 處 理 及 硬 化 處 理 的 情 況 下 > 在灰塵或 固 體物部分， 係 因 有 機 聚 合 物 樹 脂 之 硬 化 收 縮 而 導 致應力 集 中。又，於 半 導 am 體 元 件 表 面 有 局 低 不 平 該 區 域 之突起 部 分係因有機 聚 合 物 樹 脂 之 硬 化 收 縮 而 導 致 應 力 集 中。於 該 等有機保護 膜 之 存 在 下 進 行 氧 氣 電 漿 處 理 之 情 況 下，該 有 機保護膜係 由 於 上 述 應 力 之 集 中 而 容 易 增 加 龜 裂 〇 於 本 發 明 中 由 於 在 100°C . 以上之: 溫 度進行氧氣 電: m丨 處 理 ， 可 有 效 地 抑 制 上 述 龜 裂 之 產生。 有 機聚合物樹 脂 之 硬 化 膜 的 彈 性 係 隨 溫 度 變 高 而 緩緩地 變 低，一直降 低 至 玻 璃 轉 移 點 (Tg) 〇 而 且 1 由 於在 -9 loot以上之溫度進行氧氣電 )- 508776 五、發明說明（8) 漿處理，該有機保護膜變成較低彈性之狀態來緩和應力， 並抑制龜裂之產生。 於氧氣電漿處理溫度未滿100°c則有機保護膜之低彈性 化的效果小，而不能完全地達成本發明之目的。又，氧氣 電漿處理溫度過高則有機保護膜之膜削減變大，膜厚之控 制變得困難。考慮有機保護膜之低彈性化及膜削減，氧氣 電漿處理之較佳溫度爲1 50-250°c。 再者，由於在l〇〇°C以上之溫度進行氧氣電漿處理，該 有機保護膜係提昇與封裝樹脂之密著性者。於有機保護膜 之存在下氧氣電漿處理，與該膜之表面組成中，因有蝕刻 容易部分或蝕刻困難部分，故膜表面一般爲粗糖的。該效 果係因在高溫下進行氧氣電漿處理，更增加寬度，表面粗糙 程度亦變大。該結果爲因錨定效果而提昇與封裝樹脂之密著 性，亦大爲提昇半導體裝置之信賴性。 該氧氣電漿處理係使用通常之灰化裝置來進行。灰化裝 置方面，雖然可使用個別式、批式之任一種，但是由處理 溫度之管理容易之觀點，以個別式爲佳。 [實例] 其次，雖然以實例來更詳細地說明本發明，但是本發明 係不受該等實例之任何限制者。 [實例1] (1)聚苯并噚唑前驅物之製造 於具備溫度計、攪拌機、原料裝入口及氮氣導入口之四 口可分離燒瓶中溶解258.2g( 1·〇莫耳）二苯基醚-4,4^二竣 -10- 五、發明說明（9) 酸與270.3g(2.0莫耳）1-羥苯基三唑於1 500.0g N-甲基-2-吡 咯酮中，冷卻反應系統溫度於〇〜5 同時滴入溶解於5 0 〇 . 〇 g N-甲基-2-吡咯酮之412.7 g(2.0莫耳）二環己基碳化三亞胺 。滴入結束後，將反應系統回復室溫，照原貌攪拌1 2小時 。反應結束後，以過濾來除去所析出之二環己基碳化二胺酯 ’其次於濾液中低入2000.Og純水。濾出沉澱物，並以異丙醇 充分洗淨後，進行真空乾燥得到於二苯醚-4，4’-二羧酸之兩 終端反應2莫耳1 -羥苯基三唑之活性酯（a )。 其次溶解147,7g(0.3莫耳）該二羧酸衍生物（A)與120.9g (0.33莫耳）六氟-2,2-雙（3-胺基-4-羥苯基）丙烷於1000.(^1^-甲基-2-吡咯酮。然後，使反應系統爲75t並反應12小時。 其次添加1 1.5g(0.07莫耳）溶解於50.0g N-甲基-2-吡咯酮之 5-冰片烯基-2,3-二羧酸酐，進一步反應12小時。將反應混 合液投入重量比3/1之水/甲醇混合液中，回收沉澱物並以 純水充分地洗淨後，得到於真空下乾燥之聚苯并曙唑前驅 物（P-1)。 (2)正型感光性樹脂組成物之調製
C Η 3 — C — C Η 將100g於上述（1)中所製造之聚苯并噚唑前驅物（P-1)及 25g以通式[2]
508776 五、發明說明（1〇) [通式中之Q係75%以通式 0
表示之官能基，25 %爲氫原子] 所表示之含有醌二疊氮基之化合物（Q-l)25g溶於20〇gN-甲基-2-吡咯酮之後，以由〇·2μιη之鐵氟龍過濾器過濾’來調製正 型感光性樹脂組成物（W-1)。 (3)氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 於上述（2)所調製之正型感光性樹脂組成物（W-1)中’均勻 地混合0.1重量％3 0μιη直徑之球狀矽石來替代浮游塵。使 用轉塗布機將該組成物塗布於半導體元件表面後’於加熱 板上於120 °C乾燥處理4分鐘，形成約12 μηι厚度之光阻膜 。其次，於該光阻膜上，以g射線分檔曝光機曝光射線 NSR-15 05 G3A [尼康公司製]，依照標線以400mJ/cm2來進行 曝光。 其次，以將該等浸漬於1.40重量％四甲基銨水溶液中40 秒鐘，而將曝光部分溶解除去之後，以純水洗滌處理3 0秒 鐘。該結果可確認形成阻劑圖案。 其次，將該晶圓於烘箱中，於氮氣氛圍氣下於15(TC加 熱30分鐘，其次於320°C下加熱30分鐘，使阻劑圖案硬 化。 -12- 508776 五、發明說明（11) 再者，將該晶圓裝置於乾式蝕刻裝置TUE-11 01 [東京應 化公司製]，進行CF4氣體中185秒鐘無機保護膜（電漿 SiN)之乾式蝕刻處理。 其次，使用灰化裝置OPM-EM1000(東京應化工業公司 製），使用氧氣200SCCM之氣體，以2.4Torr壓力、200°C 溫度、400W輸出之條件，進行氧氣電漿處理3分鐘。此 時，觀察阻劑圖案之表面時，未發現龜裂之產生，又，膜 削減量爲〇·66μιη。 (4)與封裝樹脂之密著性的評估 使用旋轉塗布機塗布於上述（2)所調製之正型感光性樹脂 組成物（W-1)於矽晶圓上，將其於加熱板上於120°C乾燥處 理4分鐘，形成約12μηι厚度之塗膜。其次，於烘箱中、氮 氣壓下、於150°C加熱處理30分鐘，其次於3 50°C加熱處 理30分鐘，來硬化塗膜。 。 再者，針對該晶圓，與上述（3)相同地以CF4進行乾式蝕 刻處理後，進行氧氣電漿處理。 其次，以切割鋸刀切割該晶圓成爲10x20mm之大小後 ，於該晶圓上形成由半導體封裝用環氧樹脂組成物[住友貝 克萊特公司製，EME-7320]所構成之2x2 x2mm(寬X長X 高）大小之封裝樹脂層。於185 °C進行二次硬化8小時後， 於125 °C、2.3大氣壓之條件，以壓力鍋（PCT)進行24小時 處理。其次，使用天矽龍來剝除形成於塗膜表面之封裝樹 脂層，測定剪斷強度之結果爲3.7kg/mm2。 508776 五、發明說明（12) [實例2] (1) 含有酚性羥基之閉環型聚亞醯胺之製造 於具備溫度I十、攪拌機、原料裝入口及氮氣導入口之四 口可分離燒瓶中，將292.5g(0.80莫耳）六氟-2,2-雙（3-胺基-4-羥苯基）丙烷溶於1 200· 0g N-甲基-2-吡咯酮中。其次，於 其中添加173.3g(0.39莫耳）4,4’-(六氟亞異丙基）酞酸二酐與 125.7@(0.39莫耳）3,3、4,4^苯甲酮四羧酸二酐，於室溫攪拌 8小時。其次附加冷卻器定斯塔克·凝氣閥於燒瓶，加入 1 0 0 g甲苯，於1 4 0它反應3小時後，升溫至1 8 0〜1 9 0 °C， 進行加熱3 0分鐘，並完全去除水-甲苯之共沸物。反應結 束後，以水浴降溫至室溫，得到目的之含有酚性羥基之閉 環塑聚亞醯胺淸漆（P-2)。 (2) 正型感光性樹脂組成物之調製 於5 00g於上述（1)中所製造之聚亞醯胺淸漆（P-2)，溶解 4〇g含有醌二疊氮基之化合物（Q-1，前述）後，以由〇.2μιη 之鐵氟龍過濾器過濾，來調製正型感光性樹脂組成物之淸 漆（W-2)。 (3) 氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 於上述（2)所調製之正型感光性樹脂組成物之淸漆（W-2) 中，均勻地混合0 · 1.重量％ 3 0 μηι直徑之球狀矽石來替代浮 游塵。使用轉塗布機將該組成物塗布於半導體元件表面後 ，於加熱板上於120°C乾燥處理4分鐘，形成約ΙΟμιη厚度之 光阻膜。其次，於該光阻膜上，以g射線分檔曝光機曝光 -14- 508776 五、發明說明（13) 射線NSR- 1 505G3A[尼康公司製]，依照標線以 300mJ/Cm2 來進行曝光。 其次，以將該等浸漬於2.38重量％氫氧化四甲銨水溶液 中30秒鐘，而將曝光部分溶解除去之後，以純水洗滌處理 3〇秒鐘。該結果可確認形成阻劑圖案。
以下，與實例1(3)相同地，硬化阻劑圖案後，進行乾式 蝕刻處理、其次進行氧氣電漿處理，觀察阻劑圖案之表面 時，未發現龜裂之產生，又，膜削減量爲0.73 μιη。 (4)與封裝樹脂之密著性的評估 使用於上述（2)所調製之正型感光性樹脂組成物之淸漆 (W-2) ’與實例1(4)相同地，於矽晶圓上形成約1 厚度 之塗膜後，硬化塗膜，進一步進行乾式蝕刻處理、其次進 行氧氣電漿處理。 以下，除了使晶片大小爲10x l〇mm之外，與實例1(4) 相同地，於封裝樹脂層之剝除時，測定剪斷強度。其結果 爲剪斷強度爲3.0kg/mm2。
[實例3] (1)含有酯型感光性聚亞醯胺前驅物之製造 於具備溫度rf、攬拌機、原料裝入口及氮氣導入口之四 口可分離燒瓶中’將322.2g(l.〇莫耳）3,3，，4,4、苯甲酮四竣 酸二酐與260.28g(2.0莫耳）2_羥乙基甲基丙烯酸酯懸浮於 2500gN-甲基-2-吡咯酮中，加入1661g(21莫耳）吡啶，於 於25°C反應10小時。其次加入27〇A2g(2.〇莫耳） -15- 508776 五、發明說明（14)
1-羥基-1，2,3-苯三唑，並以1小時溶解後，保持反應系統於 10°C以下同時費時約20分鐘來滴入412.6g(2.0莫耳）溶解 於400gN-甲基-2-吡咯酮之環己基碳化二亞醯胺。然後於 2 5 °C進行反應3小時。於該反應溶液中加入1 9 0.2 g (0.9 5莫 耳）4,4’-二胺基二苯醚，並於3 (TC進行反應5小時。過濾分離 二環己基胺酯後，以甲醇再沉澱反應混合物，過濾之固體 物，以甲醇洗淨後，以48小時之減壓乾燥，得到目的之酯 型感光性聚亞醯胺前驅物（P-3)。 (2) 感光性樹脂組成物之調製 將l〇〇g於上述（1)中所製造之聚亞醯胺前驅物（P-3)，溶 解於20 0g N-甲基-2-吡咯酮中，進一步添加O.lg甲基醚羥 酮、5g N-苯胺基乙酸、lg 1-苯基-5-氫硫基-1H-四唑、0.5g 3-(2-苯并咪唑）-7-二甲基胺基香豆素及10g四乙二醇二甲 基丙烯酸酯，以由〇.2μπι之鐵氟龍過濾器過濾，來調製感 光性樹脂組成物之淸漆（W-3)。
(3) 氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 於上述（2)所調製之感光性樹脂組成物之淸漆（W-3)中’ 均勻地混合0.1重量％30μπι直徑之球狀矽石來替代浮游塵 。使用轉塗布機將該組成物塗布於半導體元件表面後’於 加熱板上於l〇〇°C乾燥處理4分鐘，形成約12 μηι厚度之光 阻膜。其次，於該光阻膜上，以g射線分檔曝光機曝光射 線NSR-1505G3A[尼康公司製]，依照標線以 300mJ/Cm2來 進行曝光。 -16- 508776 五、發明說明（15) 其次，使用環戊酮作爲顯像液，顯像處理後，以丙二醇 甲基醚乙酸酯來進行洗滌處理。此時之殘膜率爲90.2%，該 結果可確認形成阻劑圖案。 以下，與實例1 (3)相同地，硬化阻劑圖案後，進行乾式 蝕刻處理、其次進行氧氣電漿處理，觀察阻劑圖案之表面 時，未發現龜裂之產生，又，膜削減量爲0.56 μηι。 (4)與封裝樹脂之密著性的評估 使用於上述（2)所調製之感光性樹脂組成物之淸漆（W-3) ，使用旋轉塗布機來塗布於矽晶圓上，於加熱板上於l〇〇°C 乾燥處理4分鐘，形成約1 2μιη厚度之塗膜。 以下，與實例1 (4)相同地，硬化塗膜後，進行乾式蝕刻 處理、氧氣電漿處理’進一步於封裝樹脂層之剝除時測定 剪斷強度。其結果爲剪斷強度爲2.3kg/mm2。 [實例4] (1) 聚醯胺酸（聚亞醯胺前驅物）之製造 於具備溫度計、攪拌機、原料裝入口及氮氣導入口之四 口可分離燒瓶中，將200.2g(1.00莫耳）4,4，-二胺基二苯基 醚、12.4g(0.05莫耳）1，3 -雙（3 -胺丙基）-1，1，3,3-四甲基二矽 氧烷溶於244 1 g N-甲基-2-吡咯酮中。其次，以冰溫保持該 溶液於20°C以下同時加入218.1g(l.〇〇莫耳）均苯四甲酸二 酐後，反應5小時，得到目的之聚醯胺酸淸漆（P-4)。 (2) 樹脂組成物之調製 將於上述（1)中所製造之聚醯胺酸淸漆（P-4)，以由〇·2μηι -17- 508776 五、發明說明（16) 之鐵氟龍過濾器過濾，來調製樹脂組成物之淸漆（W-4)。 (3) 氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 於上述（2)所調製之樹脂組成物之淸漆（W-4)中，均勻地混 合0·1重量％ 30μπι直徑之球狀矽石來替代浮游塵。使用轉 塗布機將該組成物塗布於半導體元件表面後，於加熱板上 於135°C乾燥處理1分鐘，形成約ΙΟμπι厚度之塗膜。再 者，於該塗膜上，塗布正型光阻劑（東京應化公司製「OFPR -8 00」後，於加熱板上於11 〇°C乾燥處理1分鐘，形成光阻 膜，其次，以g射線分檔曝光機曝光射線NSR-1505G3A[尼 康公司製]，依照標線以300mJ/cm2來進行曝光。 其次，以將該等浸漬於2.38重量％氫氧化四甲銨水溶液 中45秒鐘，而將曝光部分溶解除去之後，以純水洗滌處理 30秒鐘，進一步使用乙酸丁酯來除去上述光阻膜。 將該晶圓於烘箱中、於氮氣壓下於150°C加熱處理30分 鐘，其次於320 °C加熱處理30分鐘，來硬化塗膜。 以下，與實例1(3)相同地，進行乾式蝕刻處理、其次進 行氧氣電漿處理，觀察阻劑圖案之表面時，未發現龜裂之 產生，又，膜削減量爲0.34μηι。 (4) 與封裝樹脂之密著性的評估 使用旋轉塗布機於矽晶圓上塗布於上述（2)所調製之樹脂 組成物（W-4)，於加熱板上於135t乾燥處理1分鐘，形成 約ΙΟμηι厚度之塗膜。其次，將其於烘箱中、於氮氣氛圍氣 下於150 °C加熱處理30分鐘，其次於32(TC加熱處理30分 鐘，來硬化塗膜。 再者，針對該晶圓，與實例1(3)相同地，以CF4進行乾 -1 8 - 508776 五、發明說明（17) 式蝕刻處理後，進行氧氣電漿處理。 以下，除了使晶片大小爲10x10mm之外’與實例丨（4)相 同地，於封裝樹脂層之剝除時’測定剪斷強度。其結果爲 剪斷強度爲2.3kg/mm2 ° [實例5] 於實例1中，除了於（3)氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以15〇°C溫度、400 W 輸出之條件進行氧氣電漿處理3分鐘之外’與實例1相同 地實施，將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。還 有，實例1〜4之氧氣電漿處理條件及結果亦一倂示於表 [實例6] 於實例1中，除了於（3)氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以15〇t溫度、400W 輸出之條件進行氧氣電漿處理5分鐘之外，與實例1相同 地實施，將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。 [實例7] 於實例1中，除了於（3)氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以25 0 °C溫度、400 W 輸出之條件進行氧氣電漿處理2分鐘之外，與實例1相同 地實施，將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。 [實例8]
於實例1中，除了於（3)氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以200°C溫度、800W -19- 508776 五、發明說明（18) 輸出之條件進行氧氣電漿處理1分鐘之外，與實例1相同 地實施，將該結果與氧氣電槳處理條件同時示於表1。 [實例9] 於實例1中，除了於（3 )氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以l〇〇°C溫度、400 W 輸出之條件進行氧氣電漿處理7分鐘之外，與實例1相同 地實施’將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。 [實例1 〇 ] 於實例1中，除了於（3)氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以3 00°C溫度、400W 輸出之條件進行氧氣電漿處理1分鐘之外，與實例1相同 地實施’將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。 [比較例1 ] 於實例1中，除了於（3)氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以25它溫度、4〇〇w 輸出之條件進行氧氣電漿處理1 〇分鐘之外，與實例1相同 地賃:5也’將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。 [比較例2 ] 於實例2中，除了於（3 )氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以25t：溫度、4〇0 w 輸出之條件進行氧氣電漿處理1 〇分鐘之外，與實例2相同 地實施’將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表i。 [比較例3 ] 於實例3中，除了於（3 )氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 -20- 508776 五、發明說明（19) 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以25 °C溫度、400 W 輸出之條件進行氧氣電漿處理1 0分鐘之外，與實例3相同 地實施，將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。 [比較例4] 於實例1中，除了於（3 )氧氣電漿處理中耐龜裂性之評估 及（4)與封裝樹脂之密著性之評估中，以25t溫度、400W 輸出之條件進行氧氣電漿處理3分鐘之外，與實例1相同 地實施，將該結果與氧氣電漿處理條件同時示於表1。 表1 氧氣電漿處理條件 結果 溫度t 輸出 時間 膜削減 龜裂數 剪斷強度 開始 結束 (W) (min) 量（μπι) 目（個） (kg/mm2) 實例1 200 200 400 3 0.66 0 3.7 實例2 200 200 400 3 0.73 0 3.0 實例3 200 200 400 3 0.56 0 2.3 實例4 200 200 400 3 0.34 0 2.3 實例5 150 150 400 3 0.49 0 3.6 實例6 150 150 400 5 0.63 0 3.5 實例7 250 250 400 2 0.61 0 3.6 實例8 200 200 800 1 0.72 0 3.7 實例9 100 100 400 7 0.68 1 3.6 實例10 300 300 400 1 1.25 0 3.3 比較例1 25 55※ 400 10 0.65 47 3.4 比較例2 25 55※ 400 10 0.71 35 2.6 比較例3 25 55※ 400 10 0.59 48 1.8 比較例4 25 55※ 400 3 0.14 25 3.5 (※以氧氣電漿處理時之放熱來升溫） -21 - 508776 五、發明說明（20) [發明之效果] 根據本發明，以設置於半導體元件上之有機聚合物樹脂 圖案爲有機保護膜，於以氧氣電漿處理來淸除開口部分之 導通層時，以處理溫度爲loot以上，可使該有機保護膜低 彈性化來抑制龜裂之產生，同時容易地製造提昇該有機保 護膜與封裝樹脂之密接性的半導體裝置。 [圖式之簡單說明] [第1圖] 第1圖係用於說明本發明之半導體裝置製造方法之1範 例的製造步驟圖。 [符號之說明] 1 半導體元件 2 導通層 3 無機保護膜 4 有機聚合物樹脂層 5 硬化有機聚合物樹脂圖案 6 開口部分 -22-

Claims (1)

  1. 508776 六、申請專利範圍 1· 一種半導體裝置之製造方法，其特徵爲於半導體元件表面 設置有機聚合物樹脂層，並實施圖案加工及硬化處理後， 蝕刻處理該樹脂圖案作爲遮光罩，並使開口部分之導通層 曝光’其次於l〇〇°C以上之溫度進行氧氣電漿處理，以淸 除上述開口部分之導通層。 2.如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中於 150至250°C範圍之溫度進行氧氣電漿處理。 3 ·如申請專利範圍第1或2項記載之半導體裝置之製造方法 ，其中有機聚合物樹脂層由含選自聚亞醯胺前驅物樹脂及 聚苯并二曙唑前驅物樹脂中之至少1種感光性樹脂阻成 物所構成之層。 4. 如申請專利範圍第3項記載之半導體裝置之製造方法，其 中感光性樹脂組成物爲包含聚苯并二噚唑前驅物樹脂之 正型者。 5. 如申請專利範圍第4項記載之半導體裝置之製造方法，其 中感光性樹脂組成物爲包含聚苯并噂唑前驅物與含有醌 二疊氮基之化合物的正型者。 -23-
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