金属电极形成方法和具有金属电极的半导体器件技术

本发明专利技术涉及金属电极形成方法和具有金属电极的半导体器件，其中一种金属电极形成方法包括：在衬底（１１）上形成基底电极（１２）；形成保护膜（１３，５３），其在基底电极上具有开（１３ａ，５３ａ），以从该开口将基底电极暴露出来；形成覆盖保护膜和开口的金属膜（１４，５４）；在吸附台（２１）上固定衬底，并通过表面形状测量装置（２３）测量表面形状；通过形变装置（２４）使衬底形变，使得主表面和切削表面之间的差异在预定范围内；测量主表面的表面形状，并判断该差异是否在预定范围内；以及沿该切削表面切削衬底，以将金属膜构图成金属电极（１５，５５）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属电极形成方法和具有金属电极的半导体器件。
技术介绍
近年来，有一种需求，希望在形成于半导体衬底上的电路表面上以低成本形成用 于焊接接缝等的金属电极。 响应于该需求，作为一种在构图中无需包括光刻步骤的形成金属电极的技术，专 利文献1 (JP-A-2006-186304)公开了一种在制造半导体器件的过程中实施的形成金属电 极的技术，其中在半导体衬底的一侧上形成基底电极(bed eletrode);在基底电极上形 成保护膜并在保护膜中形成开口 ；以及在通过开口裸露的基底电极表面上形成用于连接的 金属电极。根据该技术，制造出一个水平高度差，使得通过开口暴露的基底电极的表面从保 护膜顶部下凹，利用该水平高度差，从而通过切削处理对形成于基底电极上的金属膜和类 似的保护膜进行构图。于是，形成了金属电极。 如上述技术那样，在通过切削形成金属电极的图案时，必须要以这样的高精度来 实现切削处理，使得在半导体衬底的整个表面上以金属膜表面为基准的切削量的变化降到 例如2iim以下。 这里，当把半导体衬底吸附或紧固到吸附台上时，使半导体衬底发生形变从而使 半导体衬底的背面平坦化。因此，当反映出其背侧的原始不规则形状时，半导体衬底的主要 侧的形状被形成为具有很大的不规则性。 在平行于吸附台的平面上执行切削工作。因此，当半导体衬底的厚度变化大于所 要求的切削量精确度时，例如为3ym时，在该平面的一部分中会存在不满足所要求的切削 量精确度的区域。这造成产率降低的问题。 因此，需要通过切削处理对金属膜进行构图而实现金属电极形成方法和半导体器 件，该方法用于在半导体衬底上形成有金属电极的半导体器件，半导体衬底的厚度变化大 于对切削量所要求的精确度，执行所述切削处理用于满足切削量所要求的精确度。 此外，如上述技术那样，在通过切削形成金属电极图案时，必须要切削树脂材料制 成的保护膜上层叠有金属膜的区域。当保护膜的表面粗糙度增大时，绝缘强度降低。因此， 必须要将经过切削处理的保护膜的表面粗糙度限制在100nm或更小。 由于金属膜和保护膜在刚性方面彼此很不相同，因此在切削保护膜上层叠有金属 膜的区域时，在切削夹具的尖端附近作用于保护膜的拉应力变高。因此，作为金属膜的下层 膜的保护膜的处理侧被拉动(plucked)。这导致了一个问题，即经过切削处理的保护膜的表 面粗糙度增大了。 因此，需要实现一种用于半导体器件的金属电极形成方法，其能够减小经过切削 处理的保护膜的表面粗糙度。
技术实现思路
鉴于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种金属电极形成方法。本专利技术的另一目 的是提供一种具有金属电极的半导体器件。 根据本公开的第一方面，一种用于半导体器件的金属电极形成方法包括在半导 体衬底的主表面上形成基底电极，其中所述基底电极电连接到半导体元件；在所述基底电 极上形成保护膜，并在所述保护膜中形成开口 ，使得所述基底电极从所述开口暴露出来；在 所述保护膜上形成金属膜，以覆盖所述保护膜和所述保护膜的所述开口 ；在吸附台上安装 具有所述金属膜的所述半导体衬底，并通过表面形状测量装置测量所述金属膜的至少一部 分的表面形状，其中所述吸附台在所述台上吸附和固定所述半导体衬底，并且其中所述金 属膜的一部分设置在所述保护膜上；利用能够使所述半导体衬底发生位移的形变装置，基 于所述金属膜的一部分的表面形状数据使所述半导体衬底发生形变，使得所述半导体衬底 的所述主表面和切削表面之间的差异在预定范围之内，并且其中所述形变装置设置在台一 侧上；测量所述半导体衬底的所述主表面的表面形状，并判断所述切削表面和所述半导体 衬底的所述主表面之间的差异是否在预定范围之内；以及当所述切削表面和所述半导体衬 底的所述主表面之间的差异在所述预定范围之内时，沿所述切削表面切削具有所述金属膜 的所述半导体衬底，以便将所述金属膜构图成金属电极。 当把半导体衬底吸附或紧固到吸附台时，虽然在反映出其背侧的形状的同时表面 部分的凹陷和凸起部分之间的差异增大，但能够减小表面部分的凹陷和凸起部分之间的差 异。此外，可以将切削平面和表面部分之间的距离限定到预定范围内。因此，由于可以提高 切削处理中的精度，因此可以提高形成金属电极的产率。 或者，在切削具有所述金属膜的所述半导体衬底期间，仅一部分所述金属膜保留在所述保护膜的所述开口中，从而使所述金属膜的所述部分提供所述金属电极。 或者，所述形变装置可以设置在所述吸附台的背侧上，使得所述形变装置与所述半导体衬底位置相反，并且所述形变装置经由所述吸附台使所述半导体衬底发生位移。 或者，所述形变装置可以包括多个致动器，并且每个致动器独立地使所述半导体衬底发生位移。此外，每个致动器都可以是具有压电元件的压电致动器。此外所述表面形状测量装置可以在多个测量点处测量所述金属膜的表面形状，并且所述测量点的数目大于所述致动器的数目。 或者，所述表面形状测量装置可以在多个测量点处测量所述金属膜的表面形状， 并且其中所述形变装置以如下方式使所述半导体衬底发生位移所述形变装置在每一个均 对应于所述测量点的多个位移点处向所述半导体衬底施加位移。 或者，所述表面形状测量装置可以是激光位移计，其沿着平行于所述切削表面的 平面扫描所述金属膜的表面形状。 根据本公开的第二方面，一种半导体器件包括半导体衬底，其具有主表面和背侧 表面；基底电极，其电连接到半导体元件，其中所述基底电极设置在所述半导体衬底的所述 主表面上；保护膜，其设置于所述基底电极上，其中所述保护膜包括开口 ，所述基底电极的一部分通过所述开口而暴露出来；以及金属电极，其设置在所述保护膜的所述开口中并接 触所述基底电极的所述部分。所述保护膜的表面和所述金属电极的表面的平坦度偏差小于 所述半导体衬底的所述背侧表面的粗糙度，并且所述金属电极以如下方式提供切削用于 覆盖所述保护膜和所述保护膜的所述开口的金属膜，以便在具有所述金属膜的所述半导体 衬底被安装在吸附台上的条件下，将所述保护膜构图成所述金属电极。 在该半导体器件中，通过切削处理切削的部分的厚度变化小于半导体衬底的背侧 的凹陷和凸起部分之间的差异。因此，所有区域都满足切削量所要求的精确度。可以提高产率。 或者，所述保护膜的所述开口和所述基底电极的所述部分可以以如下方式提供沟 槽所述保护膜提供所述沟槽的侧壁，而所述基底电极的所述部分提供所述沟槽的底部，并 且所述金属电极设置在所述沟槽的所述侧壁和所述底部上。或者，所述半导体器件还可以包括设置在沟槽中的金属电极上的焊料层。 或者，所述金属电极可以从保护膜的开口突出出来。 或者，所述保护膜可以由树脂制成。 根据本公开的第三方面，一种用于半导体器件的金属电极形成方法包括在半导 体衬底的主表面上形成基底电极，其中所述基底电极电连接到半导体元件；在所述基底电 极上形成保护膜，并在所述保护膜中形成开口 ，使得所述基底电极从所述开口暴露出来；在 所述保护膜上形成金属膜，以覆盖所述保护膜和所述保护膜的所述开口 ；在第一吸附台上 安装所述半导体衬底，以在所述第一吸附台上接触所述金属膜，其中所述第一吸附台包括 用于在其上吸附所述半导体衬底的第一平坦表面；设置具有平行于所述第一吸附台的所 述第一平坦表面的第二平坦表面的平坦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：　　　　半导体衬底（１１），其具有主表面和背侧表面；　　　　基底电极（１２），其电连接到半导体元件，其中所述基底电极（１２）设置在所述半导体衬底（１１）的所述主表面上；　　　　保护膜（１３，５３），其设置于所述基底电极（１２）上，其中所述保护膜（１３，５３）包括开口（１３ａ，５３ａ），所述基底电极（１２）的一部分通过所述开口而暴露出来；以及　　　　金属电极（１５，５５），其设置在所述保护膜（１３，５３）的所述开口（１３ａ，５３ａ）中并接触所述基底电极（１２）的所述部分，　　　　其中所述保护膜（１３，５３）的表面和所述金属电极（１５，５５）的表面的平坦度偏差小于所述半导体衬底（１１）的所述背侧表面的粗糙度，并且　　　　其中以如下方式提供所述金属电极（１５，５５）：切削用于覆盖所述保护膜（１３，５３）和所述保护膜（１３，５３）的所述开口（１３ａ，５３ａ）的金属膜（１４，５４），以便在具有所述金属膜（１４，５４）的所述半导体衬底（１１）被安装在吸附台（２１）上的条件下，将所述金属膜（１４，５４）构图成所述金属电极（１５，５５）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：富坂学，小岛久稔，新美彰浩，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]