JP4466662B2 - 半導体装置の金属電極形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、切削加工により金属膜をパターニングして金属電極を形成する半導体装置の金属電極形成方法に関する。

近年、半導体装置の製造方法において、半導体基板に形成された回路面にはんだ接合用などの金属電極を安価に形成する要求がある。
この要求に対し、例えば、パターニングにホトリソグラフィー工程を行わずに金属電極を形成する技術として、特許文献１に、半導体基板の一面上に下地電極を形成し、下地電極の上に保護膜を形成し、保護膜に開口部を形成するとともに、開口部から臨む下地電極の表面上に、接続用の金属電極を形成してなる半導体装置において、保護膜の上面に対して開口部から臨む下地電極の表面が引っ込むように段差が形成されていることを利用して、下地電極及び保護膜の上に形成した金属膜を切削加工によりパターニングすることによって金属電極を形成する技術が開示されている。
特開２００６−１８６３０４号公報

上述の技術のように、切削により金属電極のパターンを形成する場合、樹脂材料からなる保護膜に金属膜が積層された領域を切削する必要がある。ここで、保護膜の表面粗さが大きくなると絶縁耐圧が低下するため、切削加工された保護膜の表面粗さを１００ｎｍ以下に抑える必要がある。
金属膜と保護膜とでは剛性が大きく異なるため、保護膜に金属膜が積層された領域を切削する際に、切削治具の先端近傍において保護膜に作用する引張応力が高くなる。これにより、金属膜の下地である保護膜の加工面がむしれてしまい、切削加工された保護膜の表面粗さが増大してしまうという問題があった。

そこで、この発明では、切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる半導体装置の金属電極形成方法を実現することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
半導体基板の基板面に、半導体素子と電気的に接続された下地電極を形成する工程と、
前記下地電極を覆って保護膜を形成し、前記保護膜の表面から前記下地電極に向かって、前記下地電極を表出させる開口部を形成する工程と、
前記保護膜及び前記開口部から臨む前記下地電極の表面を覆って金属膜を形成する工程と、
バイトを用いて所定のピッチで前記金属膜の表面から切削を行う切削加工により、前記金属膜のうち前記開口部の内部に形成された部分のみを残すようにパターニングして金属電極を形成する工程と、
を備えた半導体装置の金属電極形成方法であって、
前記バイトは、すくい面の先端に、当該すくい面の最先端部より前記バイトの送り方向側に向かって形成されている第１の刃部と前記最先端部より前記バイトの送り方向の反対側に向かって形成されている第２の刃部とを備えており、
前記保護膜に前記金属膜が積層された積層部における前記保護膜と前記金属膜とを、前記第１の刃部により切削して前記保護膜が露出した領域を、前記バイトが前記ピッチだけ移動した後の切削において、前記第２の刃部により前記保護膜のみを切削するように、前記ピッチが設定されていることと、
前記バイトは、前記第１の刃部及び前記第２の刃部が連続する曲率半径Ｒの円弧を形成する形状に形成されており、前記曲率半径Ｒと、当該バイトによる前記保護膜の切込み深さｄと、前記ピッチＰとの間に、
０＜Ｐ≦２／３（２Ｒｄ−ｄ ^２ ） ^１／２
なる関係が成り立つように前記ピッチを設定することを技術的特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、半導体基板の基板面に、半導体素子と電気的に接続された下地電極を形成し、下地電極を覆って保護膜を形成し、保護膜の表面から下地電極に向かって、下地電極を表出させる開口部を形成し、保護膜及び開口部から臨む下地電極の表面を覆って金属膜を形成し、バイトを用いて所定のピッチで金属膜の表面から切削を行う切削加工により、金属膜のうち開口部の内部に形成された部分のみを残すようにパターニングして金属電極を形成することができる。
そして、切削加工に用いるバイトは、すくい面の先端に、すくい面の最先端部よりバイトの送り方向側に向かって形成されている第１の刃部と最先端部よりバイトの送り方向の反対側に向かって形成されている第２の刃部とを備えており、第１の刃部により切削され、表面がむしれて表面粗さが大きくなった保護膜が露出した領域を、バイトが設定されたピッチだけ移動した後の切削において、第２の刃部により切削することができるため、切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる。
また、第１の刃部及び第２の刃部が連続する曲率半径Ｒの円弧を形成する形状に形成されたバイトを用いる場合には、曲率半径Ｒと、保護膜の切込み深さｄと、ピッチＰとの間に、
０＜Ｐ≦２／３（２Ｒｄ−ｄ ^２ ） ^１／２
なる関係が成り立つようにピッチを設定することにより、切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる。

請求項２に記載の発明は、
半導体基板の基板面に、半導体素子と電気的に接続された下地電極を形成する工程と、
前記下地電極を覆って保護膜を形成し、前記保護膜の表面から前記下地電極に向かって、前記下地電極を表出させる開口部を形成する工程と、
前記保護膜及び前記開口部から臨む前記下地電極の表面を覆って金属膜を形成する工程と、
バイトを用いて所定のピッチで前記金属膜の表面から切削を行う切削加工により、前記金属膜のうち前記開口部の内部に形成された部分のみを残すようにパターニングして金属電極を形成する工程と、
を備えた半導体装置の金属電極形成方法であって、
前記バイトは、すくい面の先端に、当該すくい面の最先端部より前記バイトの送り方向側に向かって形成されている第１の刃部と前記最先端部より前記バイトの送り方向の反対側に向かって形成されている第２の刃部とを備えており、
前記保護膜に前記金属膜が積層された積層部における前記保護膜と前記金属膜とを、前記第１の刃部により切削して前記保護膜が露出した領域を、前記バイトが前記ピッチだけ移動した後の切削において、前記第２の刃部により前記保護膜のみを切削するように、前記ピッチが設定されていることと、
前記バイトは、前記第１の刃部及び前記第２の刃部が前記金属膜の表面に対してそれぞれ角度θだけ傾斜する形状に形成されており、前記角度θと、当該バイトによる前記保護膜の切込み深さｄと、前記ピッチＰとの間に、
０＜Ｐ≦２ｄ／（３ｔａｎθ）
なる関係が成り立つように前記ピッチを設定することを技術的特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、半導体基板の基板面に、半導体素子と電気的に接続された下地電極を形成し、下地電極を覆って保護膜を形成し、保護膜の表面から下地電極に向かって、下地電極を表出させる開口部を形成し、保護膜及び開口部から臨む下地電極の表面を覆って金属膜を形成し、バイトを用いて所定のピッチで金属膜の表面から切削を行う切削加工により、金属膜のうち開口部の内部に形成された部分のみを残すようにパターニングして金属電極を形成することができる。
そして、切削加工に用いるバイトは、すくい面の先端に、すくい面の最先端部よりバイトの送り方向側に向かって形成されている第１の刃部と最先端部よりバイトの送り方向の反対側に向かって形成されている第２の刃部とを備えており、第１の刃部により切削され、表面がむしれて表面粗さが大きくなった保護膜が露出した領域を、バイトが設定されたピッチだけ移動した後の切削において、第２の刃部により切削することができるため、切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる。
また、第１の刃部及び第２の刃部が金属膜の表面に対してそれぞれ角度θだけ傾斜する形状に形成されたバイトを用いる場合には、角度θと、保護膜の切込み深さｄと、ピッチＰとの間に、
０＜Ｐ≦２ｄ／（３ｔａｎθ）
なる関係が成り立つように前記ピッチを設定することにより、切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる。
ここで、バイトのすくい面において、第１の刃部と第２の刃部とがなす角は、１８０°−２θとなる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の金属電極形成方法において、前記保護膜はポリイミド系樹脂により形成されており、前記切込み深さは８μｍ以下であることを技術的特徴とする。

請求項３に記載の発明のように、保護膜をポリイミド系樹脂により形成した場合には、切込み深さは８μｍ以下にすることにより、切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる。

［第１実施形態］
この発明に係る半導体装置の金属電極形成方法の第１実施形態について、図を参照して説明する。
図１は、第１実施形態にかかる金属電極形成方法により金属電極が形成された半導体装置の断面説明図である。図２は、金属電極形成方法の工程図である。図３は、切削バイトによる金属電極及び保護膜の切削状態の断面説明図である。図４は、切削ピッチと保護膜の切削状態との関係の断面説明図である。図５は、切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる切削ピッチの条件を求めるための断面説明図である。
なお、各図では、説明のために一部を拡大し、一部を省略して示している。

パワーカードなどに用いられる半導体装置１０は、シリコン等により形成された半導体基板１１を本体として形成されている。半導体基板１１の基板面１１ａには、素子の電極である下地電極１２が、純ＡｌやＡｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−ＣｕなどのＡｌ合金などにより形成されている。

基板面１１ａと下地電極１２の一部とを覆って絶縁材料からなる保護膜１３が形成されている。保護膜１３は、例えば、厚さ１〜２０μｍのポリイミド系樹脂により形成されている。
保護膜１３には、表面から下地電極１２に向かって開口して形成され、下地電極１２を表出させる開口部１３ａが形成されている。
ここで、保護膜１３の上面に対して開口部１３ａから臨む下地電極１２の表面１２ａが引っ込むように段差が形成されている。

開口部１３ａにより表出した下地電極１２の表面１２ａを覆って、配線が接続される金属電極１５が形成されている。金属電極１５は、下地電極１２側から積層形成したＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ膜やＮｉ／Ａｕ膜などにより形成され、下地電極１２と電気的に接続されている。

次に、金属電極１５の形成方法について説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、図示しない半導体素子が形成された半導体基板１１を用意し、ホトリソグラフィー法によりパターニングされ、半導体素子と電気的に接続された下地電極１２を形成する。

次に、スピンコート法などによりポリイミド系樹脂からなる厚さが例えば１０μｍの保護膜１３を形成し、下地電極１２を表出させる開口部１３ａをホトリソグラフィー法により表面から下地電極１２に向かって開口して形成する。
ここで、保護膜１３の上面に対して開口部１３ａから臨む下地電極１２の表面１２ａが引っ込むような段差を形成する。

続いて、図２（Ｂ）に示すように、下地電極１２及び保護膜１３を覆って、めっき法、スパッタ法などにより金属膜１４を形成する。金属膜１４は、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ膜、Ｎｉ／Ａｕ膜のような積層膜でもよいし、単層の金属膜でもよい。

続いて、図２（Ｃ）に示すように、バイト２１を用いて金属膜１４の表面から切削加工を行い、金属膜１４をパターニングして金属電極１５を形成する。
本実施形態では、バイト２１として、図３に示すように、すくい面２１ａに幅が３ｍｍ、曲率半径Ｒ（以下、ノーズ半径Ｒ）が１０ｍｍの刃先を有する剣バイトを用いる。

保護膜１３にポリイミド系樹脂を用いた場合、保護膜１３のみを切削すると、切込み深さが８μｍ以下ならば、切削された面において樹脂がむしれることがなく、平滑な切削面を得ることができる。一方、切込み深さが８μｍを超えると、切り屑の剛性が高まり、樹脂がむしれて表面粗さが大きくなる傾向がある。本実施形態では、切込み深さを３μｍに設定した。

本実施形態では、バイト２１と半導体装置１０との相対速度は２０ｍ／ｓ、切削加工のピッチＰは７０μｍに設定した。ピッチＰは、スピンドルの回転数とワークの送り速度により制御することができる。例えば、スピンドルの回転数を２０００ｒｐｍ、ワークの送り速度を２．３ｍｍ／ｓに設定することにより、ピッチＰを約７０μｍとすることができる。
また、バイト２１の金属膜１４に対する高さ精度は０．１μｍ以下とした。

上述の切削条件で、半導体基板１１の基板面１１ａ全面にわたって切削加工を行うことにより、保護膜１３の上面上に位置する金属膜１４を除去し、開口部１３ａの内部にのみ金属膜１４を残すようにパターニングして金属電極１５を形成することができる。

本実施形態の金属配線形成方法では、適切なピッチを設定することにより、切削加工された保護膜１３の表面粗さを小さくすることができる。以下に、保護膜１３のむしれをなくすことができる切削ピッチについて説明する。

図３は、図２（Ｃ）の縦断面図を示す。ここでは、先端部のノーズ半径がＲであるバイト２１が図中手前側に進んで、保護膜１３の深さｄの部分まで切削加工を行う場合について説明する。点ｒは、バイト２１のすくい面２１ａの最先端部であり、曲率中心Ｃから被削体に向かって垂直方向に長さＲだけ進んだ点である。
ここで、本実施形態では、バイト２１は図中左方向に移動するため（図４参照）、点ｒより左側の刃部が「第１の刃部」、点ｒより右側の刃部が「第２の刃部」にそれぞれ相当する。

切削された金属膜１４及び保護膜１３の断面は、点ｐ−ｑ−ｒ−ｓ−ｔにより囲まれるノーズ半径Ｒの円弧の一部で切り取られた形状となる。バイト２１により切削されて表出する円弧ｐ−ｑ−ｒ−ｓ−ｔのうち、円弧ｐ−ｑ及び円弧ｓ−ｔは金属膜１４、円弧ｑ−ｒ−ｓは保護膜１３が露出した部分である。
ここで、曲率中心Ｃから保護膜１３の表面に下ろした足を点ｕとし、線分ｑｕの長さを保護膜１３の最大切削幅Ｄと定義する。

三角形Ｃｑｕは角Ｃｕｑが直角の直角三角形であるから、３平方の定理より（１）式及び（２）式が成り立つ。

Ｃｑ^２＝Ｃｕ^２＋ｑｕ^２ （１）
Ｒ^２＝（Ｒ−ｄ）^２＋Ｄ^２ （２）

従って、最大切削幅Ｄは、ノーズ半径Ｒと深さｄとにより（３）式で表される。

Ｄ＝（２Ｒｄ−ｄ^２）^１／２ （３）

次に、切削加工された保護膜１３の表面粗さを小さくすることができる切削ピッチの条件について説明する。
図４には、図中左方向にピッチＰで移動するバイト２１によるｎ回目の切削加工からｎ＋２回目の切削加工後の保護膜１３及び金属膜１４の状態を示してある。図４（Ａ）は、ピッチＰが大きい場合、図４（Ｂ）はピッチＰが小さい場合についてそれぞれ示している。
ここで、図中の線分ｐ１ｐ２、ｐ２ｐ３、ｑ１ｑ２、ｑ２ｑ３、ｕ１ｕ２、ｕ２ｕ３がピッチＰに相当する。

図４（Ａ）に示すように、ｎ回目の切削後において、円弧ｐ１−ｑ１は金属膜１４、円弧ｑ１−ｒ１は保護膜１３が露出した部分である。つまり、点ｑ１より左側には金属膜１４が残っている状態となる。
続いて、バイト２１をピッチＰだけ左方に移動させてｎ＋１回目の切削を行うと、円弧ｐ２−ｑ２−ｒ２が「第１の刃部」によって切削加工された領域となる。
この領域のうち、金属膜１４と保護膜１３が積層された領域において、金属膜１４が切り屑の変形を拘束し、保護膜１３がむしられた状態となる。点ｑ１から下ろした垂線と円弧ｑ２−ｒ２との交点を点ｖすると、保護膜１３がむしられる領域は円弧ｑ２−ｖ部となる。

一方、保護膜１３のみを切削する場合には、適当な切削条件を選定すれば、十点平均粗さＲｚが０．１μｍ以下の平滑な切削面を得ることができる。
したがって、保護膜１３の表面粗さを小さくするためには、表面粗さが大きい領域である円弧ｑ２−ｖを、ｎ＋２回目の切削加工により切削すればよい。

ｎ＋２回目の切削加工において、新しく形成される切削面は、円弧ｐ３−ｑ３−ｒ３−ｗである。このうち、円弧ｒ３−ｗが「第２の刃部」によって切削加工された領域となる。ここで、点ｗは、ｎ＋１回目の切削加工において形成された切削面の円弧とｎ＋２回目の切削において形成された切削面の円弧との交点である。図４（Ａ）に示すようにピッチＰが大きい条件では、点ｖは点ｗより右側に存在する。

ｎ＋１回目の切削加工において、金属膜１４の下地でむしれて表面粗さが大きい領域である円弧ｑ２−ｖのうち、ｎ＋２回目の切削加工において、円弧ｑ２−ｗが再度切削加工されるため、切削加工された保護膜１３の表面粗さを小さくすることができる。
しかし、円弧ｑ２−ｖのうち、残りの円弧ｗ−ｖについては、ｎ＋１回目の切削加工しか行われないため、表面粗さが大きい状態で残存してしまう。

これに対し、図４（Ｂ）に示すように、ピッチＰを小さくして、点ｖが点ｗよりも左側に存在するようにすると、ｎ＋２回目の切削加工において、円弧ｑ２−ｖ全体を点ｒ３より右側の「第２の刃部」により再度切削加工することができるため、切削加工された保護膜１３に表面粗さが大きい領域が残存しないようにすることができる。

図４（Ｂ）に示すように、円弧ｑ２−ｖ全体が点ｒ３より右側の「第２の刃部」により再度切削加工されるためには、点ｖが点ｗよりも左側に存在する、または、点ｖと点ｗとが一致する必要がある。
図５に示すように、点ｖと点ｗとが一致する場合は、点ｑ１が線分ｕ２ｕ３の中点となる場合であるから、（４）式及び（５）式が成り立つ。

ｑ１ｕ２＝ｑ２ｕ２−ｑ２ｑ１ （４）
１／２Ｐ＝Ｄ−Ｐ （５）

従って、点ｖと点ｗとが一致する場合には、ピッチＰは、最大切削幅Ｄにより（６）式で表される。

Ｐ＝２／３Ｄ （６）

以上より、点ｖが点ｗよりも左側に存在する、または、点ｖと点ｗとが一致するためには、ピッチＰが（７）式の関係を満足すればよい。

０＜Ｐ≦２／３（２Ｒｄ−ｄ^２）^１／２ （７）

ピッチＰが（７）式の関係を満足すれば、ｎ＋２回目の切削において、円弧ｑ２−ｖ全体を再度切削加工することができるため、切削加工された保護膜１３に表面粗さが大きい領域が残存せず、切削加工された保護膜１３の表面粗さを小さくすることができる。
なお、上述の切削条件は、（７）式の関係を満たしており、切削加工された保護膜１３の十点平均粗さＲｚを０．１μｍ以下にすることができた。

［第１実施形態の効果］
半導体基板１１の基板面１１ａに、半導体素子と電気的に接続された下地電極１２を形成し、下地電極１２を覆って保護膜１３を形成し、保護膜１３の表面から下地電極１２に向かって、下地電極１２を表出させる開口部１３ａを形成し、保護膜１３及び開口部１３ａから臨む下地電極１２の表面１２ａを覆って金属膜１４を形成し、バイト２１を用いてピッチＰで金属膜１４の表面から切削を行う切削加工により、金属膜１４のうち開口部１３ａの内部に形成された部分のみを残すようにパターニングして金属電極１５を形成することができる。
ここで、バイト２１の曲率半径Ｒと、保護膜１３の切込み深さｄと、ピッチＰとの間に、
０＜Ｐ≦２／３（２Ｒｄ−ｄ^２）^１／２
なる関係が成り立つようにピッチＰを設定することにより、表面がむしれて表面粗さが大きくなった保護膜１３が露出した領域を、バイト２１が設定されたピッチＰだけ移動した後の切削において切削することができるため、切削加工された保護膜１３の表面粗さを小さくすることができる。

［第２実施形態］
この発明に係る半導体装置の金属電極形成方法の第２実施形態について、図を参照して説明する。図６は、第２実施形態に係る金属電極形成方法による切削バイトによる金属電極及び保護膜の切削状態の断面説明図である。
なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。

図６に示すように、第２実施形態の金属電極形成方法では、すくい面３１ａの先端部の刃先が二等辺三角形状に形成され、等しい長さの辺がそれぞれ金属膜１４に対して角度θをなす形状のバイト３１を用いる。
本実施形態では、バイト３１として、すくい面３１ａに幅が３ｍｍ、角度θが２〜３°となるように形成された刃先を有する剣バイトを用いる。
ここで、点ｒは、バイト３１のすくい面３１ａの最先端部であり、本実施形態では第１実施形態同様に、バイト３１が図中左方向に移動するため、点ｒより左側の刃部が「第１の刃部」、点ｒより右側の刃部が「第２の刃部」にそれぞれ相当する。

切削される金属膜１４及び保護膜１３の断面は、点ｐ−ｑ−ｒ−ｓ−ｔにより囲まれる二等辺三角形で切り取られた形状となる。バイト３１により切削されて表出する線分ｐｒ及び線分ｒｔのうち、線分ｐｑ及び線分ｓｔは金属膜１４、線分ｑｒ及び線分ｒｓは保護膜１３が露出した部分である。
ここで、点ｒから保護膜１３の表面に下ろした足を点ｙとし、線分ｑｙの長さを保護膜１３の最大切削幅Ｄ２と定義する。

三角形ｑｒｙについて（８）式及び（９）式が成り立つ。

ｔａｎθ＝ｙｒ／ｑｙ＝ｄ／Ｄ２ （８）

従って、最大切削幅Ｄ２は、角度θと深さｄとにより（９）式で表される。

Ｄ２＝ｄ／ｔａｎθ （９）

ここで、第１実施形態同様に、０＜Ｐ≦２／３Ｄ２の関係を満足すればよいので、ピッチＰが（１０）式の関係を満足すればよい。

０＜Ｐ≦２ｄ／（３ｔａｎθ） （１０）

ピッチＰが（１０）式の関係を満足すれば、第１実施形態と同様に、切削加工された保護膜１３に表面粗さが大きい領域が残存せず、切削加工された保護膜１３の表面粗さを向上させることができる。

［第２実施形態の効果］
すくい面３１ａの先端部の刃先が二等辺三角形状に形成され、等しい長さの辺がそれぞれ金属膜１４に対して角度θをなす形状のバイト３１を用いる場合、角度θと、保護膜１３の切込み深さｄと、ピッチＰとの間に、
０＜Ｐ≦２ｄ／（３ｔａｎθ）
なる関係が成り立つようにピッチＰを設定することにより、表面がむしれて表面粗さが大きくなった保護膜１３が露出した領域を、バイト３１が設定されたピッチＰだけ移動した後の切削において切削することができるため、切削加工された保護膜１３の表面粗さを小さくすることができる。

［その他の実施形態］

（１）切削加工に用いるバイトとして、すくい面に円弧状または二等辺三角形状に形成された刃部を有するバイト２１、３１を用いたが、これに限定されるものではない。
すくい面の先端に、すくい面の最先端部よりバイトの送り方向側に向かって形成されている第１の刃部と最先端部よりバイトの送り方向の反対側に向かって形成されている第２の刃部とを備えており、保護膜１３に金属膜１４が積層された積層部を第１の刃部により切削して保護膜１３が露出した領域を、バイトがピッチＰだけ移動した後の切削において、第２の刃部により切削するようにピッチＰを設定することができれば、種々の形状のバイトを用いることができる。例えば、すくい面の最先端部から被切削体に向かって下ろした垂線に対して、第１の刃部と第２の刃部とが非対称であってもよい。

（２）保護膜１３に、ポリテトラフルオロエチレンなど、ヤング率が小さく、弾性変形領域が広い樹脂材料を用いることもできる。この構成を用いると、切削加工による保護膜のむしれを発生しにくくすることができ、バイト２１、３１による保護膜１３の切込み深さを５０μｍ程度まで増大させることができるため、表面粗さを小さくすることができるとともに、切削加工を効率的に行うことができる。

第１実施形態にかかる金属電極形成方法により金属電極が形成された半導体装置の断面説明図である。 金属電極形成方法の工程図である。 切削バイトによる金属電極及び保護膜の切削状態の断面説明図である。 切削ピッチと保護膜の切削状態との関係の断面説明図である。 切削加工された保護膜の表面粗さを小さくすることができる切削ピッチの条件を求めるための断面説明図である。 第２実施形態に係る金属電極形成方法による切削バイトによる金属電極及び保護膜の切削状態の断面説明図である。

符号の説明

１０ 半導体装置
１１ 半導体基板
１２ 下地電極
１３ 保護膜
１３ａ 開口部
１４ 金属膜
１５ 金属電極
２１、３１ バイト
２１ａ、３１ａ すくい面

Claims (3)

1. 半導体基板の基板面に、半導体素子と電気的に接続された下地電極を形成する工程と、
   前記下地電極を覆って保護膜を形成し、前記保護膜の表面から前記下地電極に向かって、前記下地電極を表出させる開口部を形成する工程と、
   前記保護膜及び前記開口部から臨む前記下地電極の表面を覆って金属膜を形成する工程と、
   バイトを用いて所定のピッチで前記金属膜の表面から切削を行う切削加工により、前記金属膜のうち前記開口部の内部に形成された部分のみを残すようにパターニングして金属電極を形成する工程と、
   を備えた半導体装置の金属電極形成方法であって、
   前記バイトは、すくい面の先端に、当該すくい面の最先端部より前記バイトの送り方向側に向かって形成されている第１の刃部と前記最先端部より前記バイトの送り方向の反対側に向かって形成されている第２の刃部とを備えており、
   前記保護膜に前記金属膜が積層された積層部における前記保護膜と前記金属膜とを、前記第１の刃部により切削して前記保護膜が露出した領域を、前記バイトが前記ピッチだけ移動した後の切削において、前記第２の刃部により前記保護膜のみを切削するように、前記ピッチが設定されていることと、
   前記バイトは、前記第１の刃部及び前記第２の刃部が連続する曲率半径Ｒの円弧を形成する形状に形成されており、前記曲率半径Ｒと、当該バイトによる前記保護膜の切込み深さｄと、前記ピッチＰとの間に、
   ０＜Ｐ≦２／３（２Ｒｄ−ｄ ^２ ） ^１／２
   なる関係が成り立つように前記ピッチを設定することを特徴とする半導体装置の金属電極形成方法。
2. 半導体基板の基板面に、半導体素子と電気的に接続された下地電極を形成する工程と、
   前記下地電極を覆って保護膜を形成し、前記保護膜の表面から前記下地電極に向かって、前記下地電極を表出させる開口部を形成する工程と、
   前記保護膜及び前記開口部から臨む前記下地電極の表面を覆って金属膜を形成する工程と、
   バイトを用いて所定のピッチで前記金属膜の表面から切削を行う切削加工により、前記金属膜のうち前記開口部の内部に形成された部分のみを残すようにパターニングして金属電極を形成する工程と、
   を備えた半導体装置の金属電極形成方法であって、
   前記バイトは、すくい面の先端に、当該すくい面の最先端部より前記バイトの送り方向側に向かって形成されている第１の刃部と前記最先端部より前記バイトの送り方向の反対側に向かって形成されている第２の刃部とを備えており、
   前記保護膜に前記金属膜が積層された積層部における前記保護膜と前記金属膜とを、前記第１の刃部により切削して前記保護膜が露出した領域を、前記バイトが前記ピッチだけ移動した後の切削において、前記第２の刃部により前記保護膜のみを切削するように、前記ピッチが設定されていることと、
   前記バイトは、前記第１の刃部及び前記第２の刃部が前記金属膜の表面に対してそれぞれ角度θだけ傾斜する形状に形成されており、前記角度θと、当該バイトによる前記保護膜の切込み深さｄと、前記ピッチＰとの間に、
   ０＜Ｐ≦２ｄ／（３ｔａｎθ）
   なる関係が成り立つように前記ピッチを設定することを特徴とする半導体装置の金属電極形成方法。
3. 前記保護膜はポリイミド系樹脂により形成されており、前記切込み深さは８μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の金属電極形成方法。

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