JPH11307525A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH11307525A
JPH11307525A JP11169698A JP11169698A JPH11307525A JP H11307525 A JPH11307525 A JP H11307525A JP 11169698 A JP11169698 A JP 11169698A JP 11169698 A JP11169698 A JP 11169698A JP H11307525 A JPH11307525 A JP H11307525A
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JP
Japan
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polyimide material
photosensitive polyimide
photosensitive
polyimide resin
semiconductor substrate
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JP11169698A
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English (en)
Inventor
Shinya Takahashi
真也 高橋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基体の製品保護膜として用いられるポ
リイミド樹脂の材料である感光性ポリイミド材料に含ま
れる不純物の除去及びイミド化をするために熱処理をす
ると、イミド化する時に半導体基体に膜応力がかかり、
ウェハーの反りが大きくなるという欠点が生じる。ま
た、ポリイミド樹脂が変色してポリイミド樹脂表面が暗
い色になり、製品テスト時にアライメントエラーを起こ
すという欠点が生じる。 【解決手段】 本願発明は、上記課題を解決するため、
所定の半導体素子が形成された半導体基体11と、前記
半導体基体11の全面に形成され、かつ所定の形状にパ
ターニングされた第一の感光性を有するポリイミド材料
からなる第一のポリイミド樹脂16と、前記第一のポリ
イミド樹脂の全面に形成された、前記第一の感光性より
も大きな感光性を有するポリイミド材料からなる第二の
ポリイミド樹脂15とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体装置及び
その製造方法に関するもので、特に製品保護膜として使
用されるポリイミド樹脂に関する。
【0002】
【従来の技術】製品保護膜として使用されるポリイミド
樹脂形成工程に関しての従来の技術を図面(図1〜図
3)を参酌して説明する。まず、図1に示したように、
熱処理をするとポリイミド樹脂となる材料のうち感光性
のある感光性ポリイミド材料2を回転塗布法を用いて半
導体基体1上に厚さ5μm程度に塗布する。この感光性
ポリイミド材料2は、光が照射されると光の当たった部
分において化学反応が起きて、その部分が硬化する材料
であり、半導体基体1の製品保護膜として用いるための
ものである。
【0003】次に、図2に示したように、リソグラフィ
ー技術を用いて、感光性ポリイミド材料2の所定の位置
に光を照射し、化学反応を起こす。ここでは、感光性ポ
リイミド材料2のうち、光が照射されて化学反応を起こ
した部分を露光された部分5とする。
【0004】次に、図3に示したように、感光性ポリイ
ミド材料2のうち露光された部分5以外の部分を現像液
にて除去する。これにより、感光性ポリイミド材料2は
所定の形状にパターニングされる。
【0005】次に、図4に示したように、所定の形状に
パターニングされた感光性ポリイミド材料2に対し熱処
理をすることにより、感光性ポリイミド材料2内の不純
物を除去するとともに、感光性ポリイミド材料をイミド
化させる。これにより、感光性ポリイミド材料2はポリ
イミド樹脂3となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】半導体基体の製品保護
膜としては、一般にポリイミド樹脂が用いられている。
このポリイミド樹脂を形成するための材料として、感光
性ポリイミド材料と非感光性ポリイミド材料とがある。
感光性ポリイミド材料とは、光が当たった部分が硬化す
るポリイミド材料である。そして、感光性ポリイミド及
び非感光性ポリイミドは、熱処理されることによりイミ
ド化され、ポリイミド樹脂となる。
【0007】ここで、非感光性ポリイミド材料をポリイ
ミド樹脂の形成に用いると、このポリイミド樹脂を所望
の形状にパターニングするために非感光性ポリイミド材
料をイミド化して形成したポリイミド樹脂の上面にレジ
ストを塗布し、写真蝕刻法を用いて、このレジストを所
定の形状にパターニングするという余分な工程が必要と
なる。そのため、一般的に、製品保護膜として使用する
ポリイミド樹脂を形成する材料としては、感光性ポリイ
ミド材料が用いられている。
【0008】しかしながら、上記従来の技術によると、
以下のような欠点が生じる。まず、上記従来の技術によ
れば、半導体基体1上に塗布された感光性ポリイミド材
料2を所望の形状にパターニングした後に(図2参
照)、感光性ポリイミド材料2をイミド化させるために
熱処理をする。すると、イミド化する際に半導体基体1
に応力がかかり、ウェハーの反り4が大きくなるという
欠点が生じる(図3参照)。また、感光性ポリイミド材
料2を熱処理してイミド化すると、ポリイミド樹脂3が
変色して、その表面が暗い色になる。すると、後の製品
テスト時にアライメントエラーを起こすという欠点が生
じる。さらに、感光性ポリイミド材料は、非感光性ポリ
イミド材料に比べてコストが高いという欠点もある。
【0009】一方で、ポリイミド樹脂を形成する材料と
して非感光性ポリイミド材料を用いると、イミド化を行
ったときに、感光性ポリイミド材料に比べて半導体基体
にかかる応力が小さいという利点がある。また、感光性
ポリイミド材料に比べてコストが低いという利点があ
る。本願発明は、上述の欠点に鑑みてなされたものであ
り、イミド化時のウェハーの反りを小さくすること、及
びコストを低減することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明は、トランジスタなど所定の半導体素子が
形成された半導体基体と、前記半導体基体の全面に形成
され、かつ所定の形状にパターニングされた第一の感光
性を有するポリイミド材料からなる第一のポリイミド樹
脂と、前記第一のポリイミド樹脂の全面に形成された、
前記第一の感光性よりも大きな感光性を有するポリイミ
ド材料からなる第二のポリイミド樹脂とを具備すること
を特徴とする。本願発明は、上記の構成を採用すること
により、イミド化時のウェハーの反りを小さくすること
が可能となる。また、コストを低減することも可能とな
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本願発明の実施の形態について図
面(図5〜図8)を参酌しながら説明する。まず、図5
に示したように、回転塗布法を用いて、半導体基体11
の上面に非感光性ポリイミド材料12を厚さ4μm程度
に形成する。ここで、半導体基体11には、例えばトラ
ンジスタやメモリセルなど図示せぬ所定の半導体素子が
形成されている。次に、回転塗布法を用いて、非感光性
ポリイミド材料12の上面に、例えばポリイミド酸とシ
リル化ケトン化合物とからなる感光性ポリイミド材料1
3を厚さ1μm程度に形成する。
【0012】次に、図6に示したように、リソグラフィ
ー技術を用いて、感光性ポリイミド材料13の所定の位
置に光を照射し、化学反応を起こす。ここでは、感光性
ポリイミド材料13のうち、光が照射されて化学反応を
起こした部分を露光された部分14とする。
【0013】次に、図7に示したように、感光性ポリイ
ミド材料13のうち露光された部分14と、その露光さ
れた部分14の下方にある非感光性ポリイミド材料12
を同時に、現像液にて除去する。これにより、非感光性
ポリイミド材料12が所定の形状にパターニングされ
る。
【0014】次に、図8に示したように、300℃〜4
00℃程度の熱処理を行う。これにより、非感光性ポリ
イミド材料12及び感光性ポリイミド材料13に含まれ
る不純物を除去するとともに、イミド化させることによ
り、ポリイミド樹脂15及びポリイミド樹脂16を形成
する。
【0015】上述したように、感光性ポリイミド材料と
非感光性ポリイミド材料を組み合わせて使用することに
より、感光性ポリイミド材料13及び非感光性ポリイミ
ド材料12を塗布した後の工程数は感光性ポリイミド材
料のみを使用した場合の工程数と同じのままで、ポリイ
ミド樹脂15及びポリイミド樹脂16を所望の形状にパ
ターニングすることができる。
【0016】また、従来の技術では半導体基体の上面に
膜応力の大きい感光性ポリイミド材料2だけを厚さ5μ
m程度に形成している(図1参照)。これに対し、本願
発明においては、膜応力の小さい非感光性ポリイミド材
料12の厚さが4μm程度で、膜応力の大きい感光性ポ
リイミド材料13の厚さが1μm程度となっている(図
5参照)。このように、本願発明においては、膜応力の
大きい感光性ポリイミド材料13の厚さは従来技術に比
べて薄くなる。そのため、感光性ポリイミド材料12及
び非感光性ポリイミド材料13をイミド化する時に半導
体基体11にかかる応力は小さくなるという効果を得る
ことができる(図4、図8参照)。その結果、ウェハー
の反りを小さくする効果を得ることができる。さらに、
感光性ポリイミド材料13が従来の技術に比べて薄くて
済むことから、イミド化させるときに感光性ポリイミド
材料13の表面が暗い色に変色しても、その度合いは従
来の技術よりも小さく、後の製品テスト時にアライメン
トエラーを起こすことを防止することができる。なお、
感光性ポリイミド材料13の厚さが非感光性ポリイミド
材料12の厚さよりも薄くなくても、感光性のないポリ
イミド12が形成されていれば、上記と同様の効果を得
ることができる。
【0017】さらに、非感光性ポリイミド材料12は感
光性ポリイミド材料13に比べてコストが安いため、そ
の分だけコストを削減することも可能となる。なお、非
感光性ポリイミド材料12については、完全な非感光性
でなくても、感光性の弱い他のポリイミド材料により代
替しても上記と同様の効果を得ることができる。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように、本願発明によれ
ば、ウェハーの反りを小さくすることができ、また、コ
ストを削減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する従来技術の工程断面図。
【図2】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する従来技術の工程断面図。
【図3】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する従来技術の工程断面図。
【図4】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する従来技術の工程断面図。
【図5】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する本願発明の実施の形態の工程断面図。
【図6】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する本願発明の実施の形態の工程断面図。
【図7】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する本願発明の実施の形態の工程断面図。
【図8】製品保護膜として使用されるポリイミド樹脂形
成工程に関する本願発明の実施の形態の工程断面図。
【符号の説明】
1・・・・半導体基体 2・・・・感光性ポリイミド材料 3・・・・ポリイミド樹脂 4・・・・ウェハーの反り 5・・・・露光された部分 11・・・・半導体基体 12・・・・非感光性ポリイミド材料 13・・・・感光性ポリイミド材料 14・・・・露光された部分 15・・・・ポリイミド樹脂 16・・・・ポリイミド樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の半導体素子が形成された半導体基
    体と、 前記半導体基体の全面に形成され、かつ所定の形状にパ
    ターニングされた第一のポリイミド材料からなる第一の
    ポリイミド樹脂と、 前記第一のポリイミド樹脂の全面に形成された、前記第
    一のポリイミド材料の感光性よりも大きな感光性を有す
    るポリイミド材料からなる第二のポリイミド樹脂とを具
    備する半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第一のポリイミド材料が、感光性の
    ないポリイミド材料であることを特徴とする請求項1記
    載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 所定の半導体素子が形成された半導体基
    体の上面に第一のポリイミド材料を形成する工程と、 前記第一のポリイミド材料の上面に、前記第一のポリイ
    ミド材料の感光性よりも大きな感光性を有する第二のポ
    リイミド材料を形成する工程と、 前記第一のポリイミド材料及び前記第二のポリイミド材
    料を所定の形状にパターニングする工程と、 熱処理することにより、前記第一のポリイミド材料を第
    一のポリイミド樹脂とし、同時に第二のポリイミド材料
    を第二のポリイミド樹脂とする工程とを具備する半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第一のポリイミド材料が感光性のな
    いポリイミド材料であることを特徴とする請求項3記載
    の半導体装置の製造方法。
JP11169698A 1998-04-22 1998-04-22 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH11307525A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781851B2 (en) 2005-01-12 2010-08-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device having reduced die-warpage and method of manufacturing the same
CN103065961A (zh) * 2011-10-21 2013-04-24 上海华虹Nec电子有限公司 一种应用于高压器件的聚酰亚胺钝化层制造工艺方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781851B2 (en) 2005-01-12 2010-08-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device having reduced die-warpage and method of manufacturing the same
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