(57)【要約】【課題】従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、耐熱性に優れ又卓越した電気特性、機械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、半導体装置の薄型化、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特性に対する著しい向上ばかりでなく、硬化温度の低温化の要求がある。本発明は、低温硬化に優れ、アルミ腐食性の少ないポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子を提供するものである。【解決手段】  アルカリ可溶性樹脂（Ａ）、ジアゾキノン化合物（Ｂ）、脂肪族スルホン酸化合物（Ｃ）を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。【化３０】2006010781.tif 000031【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ可溶性樹脂（Ａ）、ジアゾキノン化合物（Ｂ）、脂肪族スルホン酸化合物（Ｃ）を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
【請求項２】
アルカリ可溶性樹脂（Ａ）１００重量部、ジアゾキノン化合物（Ｂ）１〜５０重量部、脂肪族スルホン酸化合物（Ｃ）０．１〜２０重量部であることを特徴とする請求項１記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【請求項３】
アルカリ可溶性樹脂（Ａ）がポリアミド樹脂である請求項１又は２に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【請求項４】
アルカリ可溶性樹脂（Ａ）がポリベンゾオキサゾール前駆体構造、ポリアミド酸構造又はポリアミド酸エステル構造をそれぞれ単独又は２種類以上含んでなるポリアミド樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【請求項５】
アルカリ可溶性樹脂（Ａ）が、一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【化１】
2006010781.tif 000027
【請求項６】
一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＸが、下記の群より選ばれてなる請求項５記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【化２】
2006010781.tif 000028
【請求項７】
一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＹが、下記の群より選ばれてなる請求項５又は６記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【化３】
2006010781.tif 000029
【化４】
2006010781.tif 000030
【請求項８】
ポリアミド樹脂が、アルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む化合物によって末端封止されてなるものである請求項３〜７のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して組成物層を形成する工程と、概組成物層に活性エネルギー線を照射して現像液と接触させてパターンを形成する工程と、概組成物を加熱する工程を含むことを特徴とするパターン状樹脂膜の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする表示素子。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、０．１〜３０μｍになるように半導体素子上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、０．１〜３０μｍになるように表示素子用基板上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、耐熱性に優れ又卓越した電気特性、機械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、半導体装置の薄型化、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特性に対する著しい向上ばかりでなく、硬化温度の低温化の要求があり、更に高性能の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注目を集めてきており、例えば、下記式（２）に示される感光性ポリイミド樹脂が挙げられる。
【０００３】
【化５】
2006010781.tif 000002
【０００４】
これを用いるとパターン作成工程の一部が簡略化でき、工程短縮及び歩留まり向上の効果はあるが、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、安全性、取扱い性に問題がある。そこで最近、アルカリ水溶液で現像ができるポジ型感光性樹脂組成物が開発されている。例えば、特許文献１にはベース樹脂であるポリベンゾオキサゾール前駆体と感光材であるジアゾキノン化合物より構成されるポジ型感光性樹脂組成物が開示されている。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組成物としての可能性も有している。このポジ型感光性樹脂組成物の現像メカニズムは以下のようになっている。未露光部のジアゾキノン化合物はアルカリ水溶液に不溶であり、ベース樹脂と相互作用することでこれに対し耐性を持つようになる。一方、露光することによりジアゾキノン化合物は化学変化を起こし、アルカリ水溶液に可溶となり、ベース樹脂を溶解させる。この露光部と未露光部との溶解性の差を利用し、露光部を溶解除去することにより未露光部のみの塗膜パターンの作成が可能となるものである。
【０００５】
近年、保護膜を必要とする半導体装置の中には高温に耐えられないもがあったり、また表示素子においては装置能力の都合により、硬化において高温にできない場合がある。その場合、先のポジ型感光性樹脂組成物ではイミド環、もしくはオキサゾール環の形成が不十分となり、最終硬化膜の機械特性が低下するという問題が生じる。そこで環化を促進するｐ−トルエンスルホン酸のような触媒を入れて環化率を上げることは可能であるが、そのような触媒は強酸であるため実際のデバイスにおいてはアルミ腐食等の問題がある。また、特許文献２にはポジ型感光性組成物にスルホン基を有した化合物について開示されているが、ここで開示されているようなスルホン化合物では環化促進の効果は見られない。
【０００６】
【特許文献１】特公平１−４６８６２号公報
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２４１９７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、低温硬化に優れ、アルミ腐食性の少ないポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記［１］〜［１３］に記載の本発明により達成される。
［１］  アルカリ可溶性樹脂（Ａ）、ジアゾキノン化合物（Ｂ）、脂肪族スルホン酸化合物（Ｃ）を含むことを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物、
［２］  アルカリ可溶性樹脂（Ａ）１００重量部、ジアゾキノン化合物（Ｂ）１〜５０重量部、脂肪族スルホン酸化合物（Ｃ）０．１〜２０重量部であることを特徴とする［１］記載のポジ型感光性樹脂組成物、
［３］  アルカリ可溶性樹脂（Ａ）がポリアミド樹脂である［１］及び［２］に記載のポジ型感光性樹脂組成物、
［４］  アルカリ可溶性樹脂（Ａ）がポリベンゾオキサゾール前駆体構造、ポリアミド酸構造又はポリアミド酸エステル構造をそれぞれ単独又は２種類以上含んでなるポリアミド樹脂である［１］〜［３］のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物、
［５］  アルカリ可溶性樹脂（Ａ）が、一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂である［１］〜［４］のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物、
【００１０】
【化６】
2006010781.tif 000003
【００１１】
［６］  一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＸが、下記の群より選ばれてなる［５］記載のポジ型感光性樹脂組成物、
【００１２】
【化７】
2006010781.tif 000004
【００１３】
［７］  一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＹが、下記の群より選ばれてなる［５］又は［６］記載のポジ型感光性樹脂組成物、
【００１４】
【化８】
2006010781.tif 000005
【００１５】
【化９】
2006010781.tif 000006
【００１６】
［８］  ポリアミド樹脂が、アルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む化合物によって末端封止されてなるものである［３］〜［７］のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物、
【００１７】
［９］  ［１］〜［８］のいずれか１項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して組成物層を形成する工程と、概組成物層に活性エネルギー線を照射して現像液と接触させてパターンを形成する工程と、概組成物を加熱する工程を有することを特徴とするパターン状樹脂膜の製造方法。
［１０］  ［１］〜［８］のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする半導体装置、
【００１８】
［１１］  ［１］〜［８］のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて製作されてなることを特徴とする表示素子、
［１２］  ［１］〜［８］のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、０．１〜３０μｍになるように半導体素子上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする半導体装置の製造方法、
［１３］  ［１］〜［８］のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を加熱脱水閉環後の膜厚が、０．１〜３０μｍになるように表示素子用基板上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱して得られることを特徴とする表示素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、低温硬化に優れ、アルミ腐食性の少ないポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子並びにそれら半導体装置及び表示素子の製造方法を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明で用いるアルカリ可溶性樹脂としては、主鎖又は側鎖に水酸基、カルボキシル基、又はスルホン酸基を持つ樹脂であり、クレゾール型ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリアミド樹脂である。これらの中で好ましいのはポリアミド樹脂である。ポリアミド樹脂としては、ポリベンゾオキサゾール前駆体構造、ポリアミド酸構造又はポリアミド酸エステル構造であって、主鎖又は側鎖に水酸基、カルボキシル基、又はスルホン酸基を有する樹脂である。これらの中で、最終加熱後の耐熱性の点から一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂が好ましい。また、これらの樹脂の一部が、閉環し、ポリベンゾオキサゾール構造、ポリイミド構造となっていてもかまわない。
【００２１】
一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＸは、２〜４価の有機基を表し、Ｒ1は、水酸基、Ｏ−Ｒ3で、ｍは０〜２の整数、これらは同一でも異なっていても良い。Ｙは、２〜６価の有機基を表し、Ｒ2は水酸基、カルボキシル基、Ｏ−Ｒ3、ＣＯＯ−Ｒ3で、ｎは０〜４の整数、これらは同一でも異なっていても良い。ここでＲ3は炭素数１〜１５の有機基である。但し、Ｒ1として水酸基がない場合は、Ｒ2は少なくとも１つはカルボキシル基でなければならない。又Ｒ2としてカルボキシル基がない場合は、Ｒ1は少なくとも１つは水酸基でなければならない。
【００２２】
一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂は、例えば、Ｘの構造を有するジアミン或いはビス（アミノフェノール）、２，４−ジアミノフェノール等から選ばれる化合物、必要により配合されるＺの構造を有するシリコーンジアミンとＹの構造を有するテトラカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物、ジカルボン酸或いはジカルボン酸ジクロリド、ジカルボン酸誘導体、ヒドロキシジカルボン酸、ヒドロキシジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応して得られるものである。なお、ジカルボン酸の場合には反応収率等を高めるため、１−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール等を予め反応させた活性エステルの型のジカルボン酸誘導体を用いてもよい。
【００２３】
一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂において、Ｘの置換基としてのＯ−Ｒ3、Ｙの置換基としてのＯ−Ｒ3、ＣＯＯ−Ｒ3は、水酸基、カルボキシル基のアルカリ水溶液に対する溶解性を調節する目的で、炭素数１〜１５の有機基で保護された基であり、必要により水酸基、カルボキシル基を保護しても良い。Ｒ3の例としては、ホルミル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、ターシャリーブトキシカルボニル基、フェニル基、ベンジル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等が挙げられる。
【００２４】
このポリアミド樹脂を加熱すると脱水閉環し、ポリイミド、又はポリベンゾオキサゾール、或いは両者の共重合という形で耐熱性樹脂が得られる。
【００２５】
本発明の一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＸは、例えば、
【化１０】
2006010781.tif 000007
等であるがこれらに限定されるものではない。
【００２６】
これら中で特に好ましいものとしては、
【化１１】
2006010781.tif 000008
より選ばれるものであり、又２種以上用いても良い。
【００２７】
又一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＹは、例えば、
【化１２】
2006010781.tif 000009
【００２８】
【化１３】
2006010781.tif 000010
等であるがこれらに限定されるものではない。
【００２９】
これらの中で特に好ましいものとしては、
【化１４】
2006010781.tif 000011
【００３０】
【化１５】
2006010781.tif 000012
より選ばれるものであり、又２種以上用いても良い。
【００３１】
又本発明においては、保存性という観点から、末端を封止する事が望ましい。封止にはアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を有する誘導体を一般式（１）で示されるポリアミドの末端に酸誘導体やアミン誘導体として導入することができる。具体的には、Ｘの構造を有するジアミン或いはビス（アミノフェノール）、２，４−ジアミノフェノール等から選ばれる化合物、必要により配合されるＺの構造を有するシリコーンジアミンとＹの構造を有するテトラカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物、ジカルボン酸或いはジカルボン酸ジクロリド、ジカルボン酸誘導体、ヒドロキシジカルボン酸、ヒドロキシジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応させて得られた一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂を合成した後、該ポリアミド樹脂中に含まれる末端のアミノ基をアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む酸無水物を用いてアミドとしてキャップすることが好ましい。アミノ基と反応した後のアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む酸無水物に起因する基としては、例えば、
【００３２】
【化１６】
2006010781.tif 000013
【００３３】
【化１７】
2006010781.tif 000014
等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
これらの中で特に好ましいものとしては、
【化１８】
2006010781.tif 000015
【００３５】
より選ばれるものであり、又２種以上用いても良い。またこの方法に限定される事はなく、該ポリアミド樹脂中に含まれる末端の酸をアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含むアミン誘導体を用いてアミドとしてキャップすることもできる。
【００３６】
更に、必要によって用いる一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＺは、例えば
【化１９】
2006010781.tif 000016
等であるがこれらに限定されるものではなく、又２種以上用いても良い。
【００３７】
一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＺは、例えば、シリコンウェハーのような基板に対して、特に優れた密着性が必要な場合に用いるが、その使用割合ｂは最大４０モル％までである。４０モル％を越えると露光部の樹脂の溶解性が極めて低下し、現像残り（スカム）が発生し、パターン加工ができなくなるので好ましくない。
【００３８】
本発明で用いるジアゾキノン化合物（Ｂ）は、１，２−ベンゾキノンジアジド或いは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２７７２９７５号、第２７９７２１３号、第３６６９６５８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。
【００３９】
【化２０】
2006010781.tif 000017
【００４０】
【化２１】
2006010781.tif 000018
【００４１】
これらの内で、特に好ましいのは、フェノール化合物と１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−５−スルホン酸又は１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−４−スルホン酸とのエステルである。それらについては例えば、下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは２種以上用いても良い。
【００４２】
【化２２】
2006010781.tif 000019
【００４３】
【化２３】
2006010781.tif 000020
【００４４】
【化２４】
2006010781.tif 000021
【００４５】
【化２５】
2006010781.tif 000022
【００４６】
【化２６】
2006010781.tif 000023
【００４７】
【化２７】
2006010781.tif 000024
【００４８】
本発明で用いるジアゾキノン化合物（Ｂ）の添加量は、好ましくは、ポリアミド樹脂１００重量部に対して１〜５０重量部である。１重量部を下回ると良好なパターンが得られず、５０重量部を越えると感度が大幅に低下する。
【００４９】
本発明において用いられる脂肪族スルホン酸化合物（Ｃ）はスルホン酸基の硫黄原子が脂肪族と結合している構造のものを用いることができる。本発明においてはまたスルホン酸としては２-メチル−a−［５−［［（オクチルスルフォニル）オキシ］イミノ］−２（５Ｈ）−チエニリデン］−（９Ｃ１）、２−イソプロピルエチルエステル、１，３−ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチルエステル、メタンスルホン酸エチルエステル、メタンスルホン酸フェニルエステル、メタンスルホン酸２−イソプロピルエチルエステルなどを挙げることができるがこれらに限定されない。本発明では環化を促進するために用いる。
【００５０】
本発明におけるスルホン酸化合物（Ｃ）の配合量は好ましくは、アルカリ可溶性樹脂（Ａ）１００重量部に対して、０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部である。酸発生剤（Ｃ）の配合量が０．１重量部未満では環化率の増加の効果が弱く、また２０重量部を越えると電気絶縁性が低下することがある。
【００５１】
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、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含んでいてもよい。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−ジカルボメトキシ−１，４−ジヒドロピリジン等を挙げることができる。
【００５２】
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含んでも良い。
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が挙げられ、単独でも混合して用いても良い。
【００５３】
本発明のポジ型感光性樹脂組成物の使用方法は、まず該樹脂組成物を適当な支持体、例えば、シリコンウェハー、セラミック基板、アルミ基板等に塗布する。塗布量は、半導体装置の場合、硬化後の最終膜厚が０．１〜３０μｍになるように塗布する。膜厚が０．１μｍ未満だと半導体素子の保護表面膜としての機能を十分に発揮することが困難となり、３０μｍを越えると、微細な加工パターンを得ることが困難となる。塗布方法としては、スピンナーを用いる回転塗布、スプレーコーターを用いる噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等がある。次に、６０〜１３０℃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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、ポリイミド環、もしくはオキサゾール環、又はポリイミド環とオキサゾール環の両方の環を形成し、耐熱性に富む最終パターンを得る。
本発明によるポジ型感光性樹脂組成物は、半導体用途のみならず、多層回路の層間絶縁やフレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜や表示素子における液晶配向膜や層間絶縁膜としても有用である。
【００５６】
半導体用としての具体的用途の例としては、半導体素子上に上述の感光性樹脂組成物膜を形成することによるパッシベーション膜、また半導体素子上に形成されたパッシベーション膜上に上述の感光性樹脂組成物膜を形成することによるバッファコート膜、半導体素子上に形成された回路上に上述の感光性樹脂組成物膜を形成することによる層間絶縁膜などを挙げることができる。
その中で、本発明の感光性樹脂組成物を半導体装置に用いた応用例の１つとして、バンプを有する半導体装置への応用について図面を用いて説明する。図１は、本発明のバンプを有する半導体装置のパット部分の拡大断面図の一例である。
【００５７】
図１に示すように、シリコンウェハー１には入出力用のＡｌパッド２上にパッシベーション膜３が形成され、そのパッシベーション膜３にビアホールが形成されている。更に、この上にポジ型感光性樹脂（バッファコート膜）４が形成され、更に、金属（Ｃｒ、Ｔｉ等）膜５がＡｌパッド２と接続されるように形成され、その金属膜５はハンダバンプ１０の周辺をエッチングして、各パッド間を絶縁する。絶縁されたパッドにはバリアメタル８とハンダバンプ１０が形成されている。
【００５８】
表示体装置用途としての例は、ＴＦＴ用層間絶縁膜、ＴＦＴ素子平坦化膜、カラーフィルター平坦化膜、ＭＶＡ型液晶表示装置用突起、有機ＥＬ素子用陰極隔壁がある。その使用方法は、半導体用途に順じ、表示体素子やカラーフィルターを形成した基板上にパターン化された感光性樹脂組成物層を、上記の方法で形成することによる。表示体装置用途、特に層間絶縁膜や平坦化膜には、高い透明性が要求されるが、この感光性樹脂組成物層の硬化前に、後露光工程を導入することにより、透明性に優れた樹脂層が得られることもでき、実用上更に好ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
ポリアミド樹脂の合成
ジフェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸４１．３ｇ（０．１６モル）、と１−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール４３．２ｇ（０．３２モル）とを反応させて得られたジカルボン酸誘導体の混合物（０．１６モル）とヘキサフルオロ−２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン７３．３ｇ（０．２０モル）とを温度計、攪拌機、原料投入口、乾燥窒素ガス導入管を備えた４つ口のセパラブルフラスコに入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン５７．０ｇを加えて溶解させた。その後オイルバスを用いて７５℃にて１２時間反応させた。次にＮ−メチル−２−ピロリドン７０ｇに溶解させた５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物１３．１１．３１ｇ（０．０８モル）を加え、更に１２時間攪拌して反応を終了した。反応混合物を濾過した後、反応混合物を水／メタノール＝３／１（容積比）の溶液に投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥し、目的のポリアミド樹脂（Ａ−１）１００．５ｇを得た。
【００６０】
ポジ型感光性樹脂組成物の作製
合成したポリアミド樹脂（Ａ−1）１００ｇ、下記式（Ｂ−１）の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物１８ｇ、下記式（Ｃ−１）の構造を有するスルホン酸化合物７ｇをγ―ブチロラクトン２５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。
【００６１】
加工性評価
ベアシリコンウエハーにポジ型感光性樹脂組成物をスピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で４分プリベークし、膜厚約７．５μｍの塗膜を得た。次にマスクアライナーＰＬＡ−６００Ａ（キャノン製）を用いて、ｈ線で２００ｍＪ／ｃｍ２で露光を行った。次に２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に２０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１０秒間リンスした。その結果、５μｍパターンが開口していることが確認できた。その後、光洋リンドバーグ製のクリーンオーブンを用い、窒素雰囲気下２３０℃で６０分加熱、硬化させることにより、膜厚約５μｍの塗膜を得た。得られた外観を観察した所、異常は無かった。
【００６２】
アルミ腐食試験
ＳｉＯ２上に約１μｍのアルミ配線を施したウエハーにポジ型感光性樹脂組成物をスピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で４分プリベークし、膜厚約６．５μｍの塗膜を得た。その後、光洋リンドバーグ製のクリーンオーブンを用い、窒素雰囲気下２３０℃で６０分加熱、硬化させることにより、膜厚約５μｍの塗膜を得た。次に１２５℃、２．３気圧のプレッシャークッカーに２４時間投入しだ後、顕微鏡にて観察を行った所、アルミ配線部には腐食は全く見られなかった。
【００６３】
環化率の測定
別途、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、ホットプレートにて１２０℃で４分プリベークし、膜厚約３μｍの塗膜を得た。次に得られたシリコンウエハーを２％フッ酸に浸け、フィルムを得た。次にＩＲ測定を、パーキンエルマー製フーリエ変換赤外分光光度計ＰＡＲＡＧOＮ１０００用い測定し、１０５０ｃｍ―1のオキサゾール基と１４８０ｃｍ―1の全芳香族に伴うピークの比（Ａ）を算出した。次にオーブンを用いて、ポリアミド樹脂を３５０／６０分で加熱を行った後、加工性評価においては同様にＩＲ測定を行い、１０５０ｃｍ―1のオキサゾール基と１４８０ｃｍ―1の全芳香族に伴うピークの比（Ｂ）を算出した。環化率はＡ／Ｂに１００を乗じた値とした。このようにして求めた環化率は９９％であった。
【００６４】
＜実施例２＞
実施例１で合成したポリアミド樹脂（Ａ−１）１００ｇ、下記式（Ｂ−１）の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物１８ｇ、下記式（Ｃ−２）の構造を有するスルホン酸化合物１０ｇをγ―ブチロラクトン２５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。後は実施例１と同様の評価を行った。加工性評価においては５μｍの開口が確認できた。アルミ腐食評価においても腐食は見られなかった。環化率の測定を行った所、環化率は９６％であった。
【００６５】
＜実施例３＞
実施例１で合成したポリアミド樹脂（Ａ−１）１００ｇ、下記式（Ｂ−２）の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物２０ｇ、下記式（Ｃ−３）の構造を有するスルホン酸化合物１ｇをγ―ブチロラクトン２５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。後は実施例１と同様の評価を行った。加工性評価においては５μｍの開口が確認できた。アルミ腐食評価においても腐食は見られなかった。環化率の測定を行った所、環化率は９２％であった。
【００６６】
＜比較例１＞
実施例１においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物（Ｃ）を加えないで行い、同様の評価を行った所、加工性評価においては５μｍの開口し、アルミ腐食評価においても腐食は見られなかったが、環化率の測定を行った所、環化率は６０％と低くこの環化率では硬化膜の特性としては不十分である。
【００６７】
＜比較例２＞
実施例１においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物（Ｃ）として、ｐ−トルエンスルホン酸（Ｃ−４）加えて、同様の評価を行った所、加工性評価においては５μｍの開口し、環化率の測定においても、環化率は９８％と高かったが、アルミ腐食評価においては腐食が観察され、実際の適応した際、断線による不良が出る可能性がある。
【００６８】
＜比較例３＞
実施例１においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物（Ｃ）として、ｐ−トルエンスルホンアミド（Ｃ−５）加えて、同様の評価を行った所、加工性評価においては５μｍの開口し、アルミ腐食評価においても腐食は見られなかったが、環化率の測定を行った所、環化率は６７％と低く、低くこの環化率では硬化膜の特性としては不十分である。
【００６９】
＜比較例４＞
実施例１においてのポジ型感光性樹脂組成物の作成において、スルホン酸化合物（Ｃ）として、ｐ−トルエンスルホンアニリド（Ｃ−６）加えて、同様の評価を行った所、加工性評価においては５μｍの開口し、アルミ腐食評価においても腐食は見られなかったが、環化率の測定を行った所、環化率は６９％と低く、低くこの環化率では硬化膜の特性としては不十分である。
【００７０】
次に半導体装置に適応した例を以下に示す。
＜実施例４＞
実施例１で得られた感光性樹脂組成物を、実施例１のアルミ腐食試験で使用したウエハー上に塗布し、実施例１同様の加工条件で、配線のボンディングパッド部分に孔が形成された厚さ約５μｍの樹脂層を、アルミ配線上に形成した。このシリコンウェハーをダイシングソーで裁断し、リードフレーム（４２−アロイ）上にマウントし、リードフレームとシリコンウェハー上のボンディングパッド部を金線にて接続した後、エポキシ樹脂封止材（住友ベークライト社製ＥＭＥ−６３００Ｈ）で封止することにより、２６ピンＳＯＪ型のＩＣパッケージを形成した。得られたＩＣパッケージを、温度４０℃、相対湿度９０％の条件下に９６時間放置したのち、ＩＲリフロー炉内で２３０℃９０秒加熱したが、何ら変化は観測されなかった。さらに、加熱後のパッケージ内部を超音波探傷装置にて観察したが、パッケージ内各層間で剥離は観察されなかった。
【００７１】
次に表示素子に適応を行った例を示す。
＜実施例５＞
ガラス基板上にＩＴＯ膜を蒸着形成した後、フォトレジストを使用した通常のフォトリソグラフィー法によってこのＩＴＯ膜をストライプ状に分割した。この上に、実施例１で得られたポジ型感光性樹脂組成物を塗布し、厚さ約２μｍの樹脂層を形成した。次に平行露光機（光源：高圧水銀灯）を使用して露光強度２５ｍＷ／ｃｍ２で１０秒間ガラスマスクを介し露光を行った。その後、２．３８％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に樹脂層を２０秒間浸漬現像することにより、各ストライプ上のＩＴＯの縁以外の部分を露出し、ＩＴＯの縁部とＩＴＯの除去された部分の上にのみ樹脂層が形成されるよう加工を行った。その後、樹脂層全体に露光時に用いた平行露光機を使用して、露光強度２５ｍＷ／ｃｍ2で４０秒間、後露光を行った後、熱風循環式乾燥器を使用して空気中２３０℃で１時間加熱硬化を行った。
この基板上に、１×１０-4Ｐａ以下の減圧下で、正孔注入層として銅フタロシアニン、正孔輸送層としてビス−Ｎ−エチルカルバゾールを蒸着した後、発光層としてＮ，Ｎ‘−ジフェニル−Ｎ，Ｎ‘−ｍ−トルイル−４，４’−ジアミノ−１，１‘−ビフェニル，電子注入層としてトリス（８−キノリノレート）アルミニウムをこの順に蒸着した。さらに、この上に第二電極としてアルミニウム層を蒸着形成した後、フォトレジストを使用した通常のフォトリソグラフィー法によって、このアルミニウム層を上記ＩＴＯ膜のストライプと直交をなす方向のストライプ状となるように分割した。得られた基板を減圧乾燥した後、封止用ガラス板をエポキシ系接着剤を用いて接着し、表示体素子を作成した。この表示体素子を８０℃で２００時間処理した後両電極に電圧を掛け順次駆動を行ったが、何ら問題なく素子は発光した。
【００７２】
【化２８】
2006010781.tif 000025
【００７３】
【化２９】
2006010781.tif 000026
【００７４】
以上より実施例１〜３及び４、５は本発明の低温硬化に優れ、アルミ腐食性の少ないポジ型感光性樹脂組成物並びに半導体装置及び表示素子を提供する上で良好であるが、比較例１〜４は適切ではない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のポジ型感光性樹脂は、半導体素子の表面保護膜又は層間絶縁膜又は表示素子の層間絶縁膜、平坦化膜又は隔壁の用途において好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明のバンプを有する半導体装置のパット部分の拡大断面図の一例である。
【符号の説明】
【００７７】
１  シリコンウエハ
２  Alパッド
３  パッシベーション膜
４  バッファコート膜
５  金属（Ｃｒ、Ｔｉ等）膜
６  配線（Ａｌ、Ｃｕ等）
７  絶縁膜
８  バリアメタル
９  ハンダバンプ
【図１】
2006010781.tif 000032