專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括使用切削工具切削形成于半導(dǎo)體襯 底的表面上的樹脂絕緣層的一部分。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，公開了使用切削工具制造半導(dǎo)體裝置的各種方法，這些方法包括除去樹 脂絕緣層中形成于半導(dǎo)體襯底的表面上的一部分的切削工藝。在專利文獻1 (JP-A-2006-186304)中公開的半導(dǎo)體裝置中，基底電極形成在其中 形成了元件的半導(dǎo)體襯底的表面上，并且由聚酰亞胺制成的保護層(對應(yīng)于樹脂絕緣層) 形成在半導(dǎo)體襯底的表面上從而覆蓋基底電極。保護層具有開口部分這樣與金屬電極連接 的基底電極的連接部就會暴露出來。金屬層形成在基底電極的連接部的表面和保護層的開 口部分的側(cè)壁上。在上述半導(dǎo)體裝置的制造方法中，金屬層形成在基底電極的連接部的表 面和保護層的表面(即開口部分的上表面和側(cè)壁)上，并且保護層在設(shè)定在保護層的上表 面和基底電極的連接部的表面之間的切削表面上被切削，這樣金屬層就具有預(yù)定圖案。在專利文獻2(對應(yīng)于US 2009/0186425A1的WO 2004/061935A1)公開的方法中， 具有預(yù)定凸起圖案的抗蝕劑掩模(對應(yīng)于樹脂絕緣層)形成在半導(dǎo)體襯底的表面上，并且 形成由金(Au)制成的凸起，從而填充抗蝕劑掩模中的凸起圖案。凸起和抗蝕劑掩模的表面 層被切削工具切削，這樣凸起和抗蝕劑掩模的表面就是連續(xù)地平直的。然后，抗蝕劑掩模例 如由灰化處理除去。因此，形成具有相同高度并且具有均勻平面化的上表面的凸起。在專利文獻3 (對應(yīng)于US 2006/0084253A1的JP-A-2006-148062)中公開的制造 方法中，在半導(dǎo)體襯底上形成樹脂層之后，樹脂層的表面部分被切削這樣樹脂層的表面的 十點平均粗糙度就從0.5μπι到5μπι。即，在切削表面上有意地提供了不均勻性。然后，種 子層形成在樹脂層的切削表面上，并且電鍍層形成在種子層上。因此，可以保證樹脂層和種 子層之間的粘附。金屬層和樹脂絕緣層具有不同的剛度。因此，在其中絕緣層中其上布置了金屬層 的一部分被切削時，與其中僅僅樹脂絕緣層被切削的情形相比，在切削工具的刃部附近施 加到樹脂絕緣層上的張應(yīng)力很大。因此，位于金屬層下方的樹脂絕緣層的切削表面很容易 就會被撕開。換句話說，裂紋可以生成在樹脂絕緣層的切削表面中。在專利文獻4(對應(yīng)于US 2008/0217771Α1的JP-A-2008-218823)中公開的用于 制造半導(dǎo)體裝置的方法中，使用了在切削工具的前表面的邊緣處具有第一刃部和第二刃部 的切削工具。第一刃部沿切削工具的進給方向從前表面的邊緣向前形成，并且第二刃部沿 進給方向從前表面的邊緣向后形成。保護層(對應(yīng)于樹脂絕緣層)中其上布置了金屬層的 一部分由第一刃部切削。然后，在切削工具沿進給方向移動預(yù)定間距之后，保護層中被第一 刃部切削而暴露的部分被第二刃部切削。專利文獻1和2沒有公開使用切削工具切削的狀況。因此，在切削樹脂絕緣層期 間，裂紋會生成在樹脂絕緣層的切削表面中。如果裂紋生成，當由于熱耐久試驗或?qū)嶋H使用期間的溫度變化導(dǎo)致樹脂絕緣層被施加應(yīng)力時，裂紋可能會生長。因此，樹脂絕緣層很難具 有預(yù)定的絕緣特性。換句話說，如果裂紋生成，絕緣可靠性就會降低。因此，如果裂紋在樹 脂絕緣層中生成，就很難保證基底電極和元件的絕緣性能。在專利文獻3公開的方法中，在樹脂絕緣層的表面上有意地提供了不均勻性。因 此，在切削樹脂絕緣層期間，裂紋會生成在樹脂絕緣層的切削表面中。另外，因為切削表面 是粗糙的，所以樹脂絕緣層的厚度不均勻，并且不能在一部分絕緣層處保證預(yù)定的絕緣性 能。在專利文獻4公開的方法中，與其中樹脂絕緣層僅僅由第一刃部切削并且不由第 二刃部切削的情形相比，樹脂絕緣層的表面粗糙度會降低。然而，當樹脂絕緣層僅僅由第二 刃部切削時，裂紋會生成在樹脂絕緣層的切削表面中。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它可以限 制裂紋在樹脂絕緣層的切削表面中的生成。依照本發(fā)明的第一方面，一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括使用切削工具切 削樹脂絕緣層中形成于半導(dǎo)體襯底的表面上的一部分。切削樹脂絕緣層的該部分包括切削 樹脂絕緣層中具有其上布置了金屬層的表面的一部分。切削樹脂絕緣層的該部分以這種方 式執(zhí)行，即在樹脂絕緣層內(nèi)部沿著切削工具的刃部和刃部的周邊部分的應(yīng)力分布中，最大 值的90%處的寬度不大于1. 3μπι。在依照第一本發(fā)明的第一方面的方法中，當樹脂絕緣層中具有其上布置了金屬層 的表面的部分被切削時，可以限制裂紋在樹脂絕緣層的切削表面中的生成。依照本發(fā)明的第二方面，一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括使用切削工具切 削樹脂絕緣層中形成于半導(dǎo)體襯底的表面上的一部分。切削樹脂絕緣層的該部分包括切削 樹脂絕緣層中具有暴露于外部的表面的一部分。切削樹脂絕緣層的該部分以這種方式執(zhí) 行，即在樹脂絕緣層內(nèi)部沿著切削工具的刃部和刃部的周邊部分的應(yīng)力分布中，最大值的 90%處的寬度不大于0. 06 μ m。在依照本發(fā)明的第二方面的方法中，當樹脂絕緣層中具有暴露至外部的表面的部 分被切削時，可以限制裂紋在樹脂絕緣層的切削表面中的生成。


通過結(jié)合附圖的優(yōu)選實施例的下列詳細說明，本發(fā)明的附加的目的和優(yōu)點將會變 得更加顯而易見。在附圖中圖1是依照本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；圖2A至圖2C是顯示依照第一實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的過程的剖視 圖；圖3是顯示樹脂A的應(yīng)力應(yīng)變曲線的曲線圖；圖4A是顯示在切削工具的切削刃的后面生成的裂紋的圖形并且圖4B是顯示在切 削工具的切削刃的前面生成的裂紋的圖形；圖5是顯示在其中樹脂絕緣層是由樹脂A制成的情形和其中樹脂絕緣層是由樹脂B制成的情形中樹脂絕緣層中的應(yīng)力分布和應(yīng)力方向的圖形；圖6是顯示樹脂絕緣層中應(yīng)力值的測量位置的圖形；圖7是顯示應(yīng)力值的分析結(jié)果的曲線圖；圖8A是顯示在其中樹脂絕緣層是由樹脂A制成的情形中簡化的分析結(jié)果的圖形 并且圖8B是顯示在其中樹脂絕緣層是由樹脂B制成的情形中簡化的分析結(jié)果的圖形；圖9是顯示樹脂的延伸率和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的曲線圖；圖10是顯示切削厚度的剖視圖；圖11是顯示切削厚度和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的曲線圖；圖12A是當切削厚度不小于7μπι時刮面的平面圖，并且圖12Β是當切削厚度小于 7μπι時刮面的平面圖；圖13是用于說明切削工具的刃部沿切削方向的曲率半徑的圖形；圖14是顯示曲率半徑和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的曲線圖；圖15是顯示依照修改的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；圖16Α和圖16Β是顯示依照本發(fā)明的第二實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中的過 程的剖視圖；圖17是顯示樹脂的延伸率和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的曲線圖；圖18是顯示由不同樹脂材料制成的樹脂絕緣層的物理性能和外觀評估結(jié)果的圖 形；圖19是顯示切削厚度和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的曲線圖；圖20是顯示刃部的曲率半徑和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的曲線圖；圖21是顯示其中使用切削工具切削金屬層和樹脂絕緣層的狀態(tài)的剖視圖；圖22是顯示當切削工具沿間距進給方向移動預(yù)定間距時樹脂絕緣層的預(yù)定間距 和切削狀態(tài)的剖視圖；圖23是顯示依照修改的切削工藝的剖視圖；圖24是顯示切削工具的前傾角θ的剖視圖；并且圖25是顯示依照另一個修改的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
具體實施例方式(第一實施例)下面將參照圖1描述依照本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體裝置10的結(jié)構(gòu)。另外，下 面將參照圖2Α至圖2C描述半導(dǎo)體裝置10的制造方法。在每個圖中，為了解釋，半導(dǎo)體裝 置10 —部分被放大并且半導(dǎo)體裝置10的另一部分被省略。圖2Β和圖2C中的符號X指示 切削工具的切削表面。為了使位置清楚，切削表面X還顯示在圖2Β中。在依照本實施例的半導(dǎo)體裝置10的制造方法中，(i)具有其上布置了金屬層的表 面的樹脂絕緣層的一部分以如下方式切削，在樹脂絕緣層內(nèi)沿著切削工具的刃部和刃部的 周邊部分的應(yīng)力分布中，在最大值的90%處的寬度不大于1.3μπι。在下面的說明中，刃部 的附近包括刃部和刃部的周邊部分。為了滿足點(i)，( )具有大于0%并且不大于80% 的延伸率的樹脂絕緣層被使用，(iii)其刃部沿切削方向具有不大于0.25μπι的曲率半 徑的切削工具被使用，并且(iv)其上布置了金屬層的樹脂絕緣層的一部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于12 μ m的切削厚度。不同于上述點的半導(dǎo)體裝置10的結(jié)構(gòu)和制造方法 與專利文獻4中公開的類似。因此，將省略詳細說明。如圖1中所示，半導(dǎo)體裝置10包括半導(dǎo)體襯底11、多個基底電極12、樹脂絕緣層 13和多個金屬電極14。半導(dǎo)體襯底11具有前表面11a。基底電極12是形成于半導(dǎo)體襯底 11中的半導(dǎo)體元件的電極并且布置在前表面Ila上。樹脂絕緣層13覆蓋前表面Ila和基 底電極12的一部分。樹脂絕緣層13具有多個開口部分13a。金屬電極14通過各個開口部 分13a與各個基底電極12的連接部12a相連。形成于半導(dǎo)體襯底11中的半導(dǎo)體元件可以是任意元件。在本實施例中，半導(dǎo)體襯 底11由硅制成，并且作為功率晶體管元件的豎直絕緣門雙極晶體管(豎直IGBT)形成在半 導(dǎo)體襯底11中。在垂直IGBT中，電流沿半導(dǎo)體襯底11的厚度方向流動。作為功率晶體 管元件，垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(垂直M0SFET)也可以形成于半導(dǎo)體襯底11 中。包括門的功率晶體管元件可以用作例如配置反相器用于驅(qū)動載荷的功率設(shè)備。包括半 導(dǎo)體襯底11的半導(dǎo)體裝置10可以用作功率卡(power card)。半導(dǎo)體元件并不限于垂直元 件并且也可以是水平元件例如橫向擴展的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管元件(LDM0S晶體管元 件)和雙極晶體管元件。基底電極12與半導(dǎo)體元件相連?；纂姌O12可以由例如鋁基材料如鋁、鋁和硅 的合金和鋁、硅和銅的合金制成。基底電極12與形成于半導(dǎo)體襯底11中的IGBT的發(fā)射極 或門相連。圖其中所示的所有基底電極12都與發(fā)射極相連。另外在下面的說明中，僅僅顯 示了與發(fā)射極相連的基底電極。在半導(dǎo)體裝置10中，大電流流向作為功率晶體管元件的 IGBT0因此，基底電極12的厚度被設(shè)定為幾μπι(例如，5μπι)這樣沿平面方向均勻的電流 就會沿厚度方向流動。樹脂絕緣層13的延伸率大于0%并且不大于80%。樹脂絕緣層13覆蓋基底電極 12的表面中除連接部12a之外的部分和半導(dǎo)體襯底11的前表面Ila從而保證基底電極12 和形成于半導(dǎo)體襯底11中的半導(dǎo)體元件的電氣絕緣(介電強度電壓)。樹脂絕緣層13具 有多個開口部分13a這樣基底電極12的連接部12a的表面就暴露于樹脂絕緣層13的外 部?；纂姌O12的連接部12a的表面相對于樹脂絕緣層13的切削表面13b凹下。當使用 切削工藝處理樹脂絕緣層13時會形成樹脂絕緣層13的切削表面13b。在切削表面13b中， 不會生成裂紋或撕裂。例如，樹脂絕緣層13是由聚酰亞胺樹脂制成的并且具有從幾μ m到 20 μ m的厚度。金屬電極14通過基底電極12與半導(dǎo)體元件電連接。另外，金屬電極14通過構(gòu)件 例如焊料和導(dǎo)線與外部設(shè)備電連接。在圖1中所示的半導(dǎo)體裝置10中，金屬電極14僅僅 形成在開口部分13a中。金屬電極14覆蓋基底電極12的連接部12a和樹脂絕緣層13的 開口部分13a的側(cè)壁。金屬電極14的上表面14a與樹脂絕緣層13的上表面位于同一個表 面上。例如，金屬電極14包括鈦(Ti)層、鎳(Ni)層和金(Au)層，這些層從基底電極12的 一側(cè)以該次序堆疊。金屬電極14也可以包括Ni層和Au層，這些層從基底電極12的一側(cè) 以該次序堆疊。金屬電極14也可以是單個金屬層。金屬電極14也可以包括NiV層而代替 Ni層。下面將描述半導(dǎo)體裝置10的制造方法。在圖2A中所示的過程中，制備其中形成 了半導(dǎo)體元件(未顯示)的半導(dǎo)體襯底11。在本實施例中，半導(dǎo)體襯底11是由硅制成的并且IGBT形成于半導(dǎo)體襯底11中。在半導(dǎo)體襯底11的后表面上，形成了后表面?zhèn)入姌O(集 電極)。IGBT的后表面?zhèn)葏^(qū)域(集電極區(qū)域)和后表面?zhèn)入姌O形成于包括基底電極12和 金屬電極14的前部表面?zhèn)入姌O形成之前，這樣在形成金屬電極14時，晶片的后表面的暴露 部分就不會被金屬電極14的材料(Au)污染。 接下來，在半導(dǎo)體襯底11的前表面1 Ia上，例如通過噴濺形成Al-Si層。Al-Si層 使用光刻運用圖案化處理進行處理并且形成基底電極12。樹脂絕緣層13形成在半導(dǎo)體襯 底11的前表面Ila的整個區(qū)域上，例如通過螺旋涂敷法從而覆蓋基底電極12。樹脂絕緣層 13由聚酰亞胺樹脂制成并且具有10 μ m的厚度。樹脂絕緣層13的延伸率大于0%并且不 大于80%。例如，樹脂絕緣層13的延伸率為60%。然后，在樹脂絕緣層13的預(yù)定部分提 供開口部分13a這樣基底電極12的連接部12a就會暴露出來。由光刻方法提供從樹脂絕 緣層13的表面13c延伸到基底電極12的開口部分13a。通過使用用于樹脂絕緣層13的樹 脂，可以適當?shù)馗采w基底電極12。在其中提供了開口部分13a的狀態(tài)中，基底電極12的連 接部12a相對于樹脂絕緣層13的表面13c凹下。在圖2B中所示的過程中，形成金屬層15從而覆蓋基底電極12的連接部12a、樹脂 絕緣層13的表面13c和樹脂絕緣層13的開口部分13a的側(cè)壁。在本實施例中，金屬層15 通過按照順序堆疊Ti層、NiV層和Au層形成。NiV層中的釩可以充當焊料的阻擋層。在圖2C中所示的過程中，半導(dǎo)體襯底11的前表面Ila的整個區(qū)域由切削工具30 在預(yù)定切削表面X上切削。在本實施例中，切削工具30是直頭車刀。切削工具30的刃部 30a (切削刃)沿切削方向具有不大于0. 25 μ m的曲率半徑。樹脂絕緣層13由切削工具30 切削不小于0. 5 μ m并且不大于12 μ m的切削厚度。切削工具30和半導(dǎo)體裝置10的相對 速度不小于5m/s (例如，20m/s)，并且切削工藝的間距P (參見圖22)為70 μ m。間距P可以 使用主軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)和工件的進給速度進行控制。例如，當主軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)為2000rpm并且工 件的進給速度為2. 3mm/s時，間距P可以為大約70 μ m。切削工具30相對于金屬層15的高 度精度不大于0. 1 μ m。通過使用蘇打水作為潤滑劑，由于靜電導(dǎo)致的設(shè)備性能的變化會得 到限制，由于切削的溫升會得到限制，并且刮面被除去。在切削工藝中，切削表面X沿半導(dǎo)體襯底11的厚度方向設(shè)定在樹脂絕緣層13的 表面13c和基底電極12的表面(連接部12a)之間。在樹脂絕緣層13的表面13c上方的 金屬層15被樹脂絕緣層13中位于切削表面X上方的表面部分除去，這樣金屬層15就僅僅 保持在開口部分13a的內(nèi)部且金屬層15中位于開口部分13a內(nèi)部的部分形成金屬電極14。 因此，金屬電極14覆蓋基底電極12的連接部12a和樹脂絕緣層13的開口部分13a的側(cè)壁。 在切削工藝中，可以使用在JP-A-2009-49356中公開的波度限制法。在波度限制法中，表面 形狀測量設(shè)備和包括壓電致動器的變形設(shè)備被用于限制半導(dǎo)體襯底11的波度。因此，可以 在預(yù)定位置形成切削表面X。下面將描述在本實施例中采用上述點(i)-(iv)的原因。圖3是樹脂A(PIX3400)的應(yīng)力應(yīng)變曲線。當樹脂的應(yīng)變(變形)增大時，首先， 由于形成分子的原子的化學(xué)鍵的結(jié)合角、旋轉(zhuǎn)和膨脹中的變化而發(fā)生彈性變形。在彈性變 形區(qū)域(例如，在圖3中當應(yīng)變小于5% )時，應(yīng)力會依照應(yīng)變基本上線性地增大。當樹脂 的應(yīng)變還增大時，分子鏈的盤繞松開，會發(fā)生分子鏈的斷開，并且發(fā)生微粘性流動。此時，發(fā) 生樹脂的塑性變形。然而，應(yīng)力不會大幅地改變。當應(yīng)變在塑性變形區(qū)域中進一步增大時，應(yīng)力達到斷裂強度(也稱為切削強度或斷裂應(yīng)力)，會在樹脂中發(fā)生斷裂。在發(fā)生斷裂時的 應(yīng)變(就在樹脂發(fā)生斷裂之前的最大變形)是所謂的延伸率。延伸率可以表示為相對于初 始長度的比值。這樣，當應(yīng)力大于斷裂強度時，就會生成斷裂即裂紋。當使用切削工具30切削樹脂絕緣層13中具有其上布置了金屬層15的表面13c 的部分時，會生成圖4A中顯示的裂紋13d和圖4B中顯示的裂紋13d。當在樹脂絕緣層13 中緊挨著切削工具30的刃部30a后面的一部分中生成的張應(yīng)力超過斷裂強度時，會在切削 刃的后面生成圖4A中顯示的裂紋13d。切削刃后面的裂紋13d生成在切削表面13b中。當在樹脂絕緣層13中切削工具30的刃部30a的前面的一部分中生成的張應(yīng)力超 過斷裂強度時，會在切削刃的前面生成圖4B中顯示的裂紋13d，并且裂紋會從切削刃向前 生長。如果在切削刃的前面的裂紋13d未通過使用切削工具30切削而除去，源自裂紋13d 的裂紋就會保留在切削表面13b上。在每種情形中，當在樹脂絕緣層13中生成的張應(yīng)力超 過斷裂強度時都會導(dǎo)致在樹脂絕緣層13的切削表面13b中生成裂紋。切削工具30具有前 表面30b。通過使用切削工具30切削樹脂絕緣層13，會生成圖4A和圖4B中所示的刮面 13e0本發(fā)明的發(fā)明者聚焦于樹脂絕緣層13中的應(yīng)力分布和當樹脂絕緣層13被切削時 影響樹脂絕緣層13中的應(yīng)力的三個參數(shù)，并且發(fā)明者執(zhí)行下面的研究。這三個參數(shù)是樹脂 絕緣層13的延伸率、樹脂絕緣層13的切削厚度和切削工具30的刃部30a沿切削方向的曲 率半徑。在研究中，使用由DISCO制造的切削工具DFS-8910且金剛石刀具作為切削工具 30，并且從鄰近表面13c的一側(cè)切削其上布置了金屬層15的樹脂絕緣層13。樹脂絕緣層 13具有23 μ m的厚度，并且由Ni制成并且具有3. 5 μ m厚度的金屬層15布置在樹脂絕緣層 13的表面13c上。首先，將參照圖5至圖8B描述樹脂絕緣層13中的應(yīng)力分布。發(fā)明者基于切削工藝 期間外力的實際測量、樹脂物理性能的實際測量(應(yīng)力應(yīng)變曲線)和計算機輔助工程(CAE) 的分析而分析了切削工藝期間刃部30a附近樹脂絕緣層13中的應(yīng)力分布和應(yīng)力方向。在研究中，樹脂絕緣層13由樹脂A或樹脂B制成。樹脂A是PIX3400，它是可以 從HD MicroSystems獲得的聚酰亞胺。樹脂B是HD8820，它是可以從HD MicroSystems獲 得的聚酰亞胺。關(guān)于樹脂A和樹脂B的性能，可參見圖18。在圖5中，顯示了其中樹脂絕緣 層13由樹脂A制成并且其中絕緣層13由樹脂B制成的情形中切削工藝期間切削表面13b 的SEM圖像(放大圖)、樹脂絕緣層13中應(yīng)力分布的分析結(jié)果和樹脂絕緣層13中的應(yīng)力方 向。在其中樹脂絕緣層13由樹脂A制成的情形中，張應(yīng)力集中在刃部30a處并且裂紋并不 生成在切削表面13b中。在其中樹脂絕緣層13由樹脂B制成的情形中，張應(yīng)力生成在刃部 30a附近的大區(qū)域中并且裂紋(撕裂)生成在切削表面13b中。圖6中所示的網(wǎng)格位置1-40與最大主應(yīng)力值之間的關(guān)系顯示于圖7中。換句話 說，圖7顯示了樹脂絕緣層13內(nèi)部沿著切削工具30的刃部30a和刃部30a的周邊部分的應(yīng) 力分布。網(wǎng)格位置20-22對應(yīng)于切削工具30的刃部30a(R部)。在其中樹脂絕緣層13由 樹脂A制成的情形中，如圖7中的實線所示，最大主應(yīng)力值變?yōu)榍邢鞴ぞ?0的刃部30a(切 削刃)處的最大值并且應(yīng)力值會在切削刃的前面和后面大幅地減小。最大值的90%處的寬 度(由圖7中的箭頭所示的寬度)不大于1.3μπι。在其中樹脂絕緣層13由樹脂B制成的情形中，如圖7中的虛線所示，與其中樹脂絕緣層13由樹脂A制成的情形相比，最大主應(yīng)力值變?yōu)榍邢魅星懊娴淖畲笾?。另外，最?主應(yīng)力在大區(qū)域內(nèi)高，并且最大值的90%處的寬度大于1. 3 μ m。在樹脂絕緣層13由樹脂A制成的情形中，因為張應(yīng)力僅僅在如圖8A中所示對應(yīng) 于切削工具30的刃部30a(切削刃)的部分處超過斷裂強度，所以不會在樹脂絕緣層13的 切削表面13b中生成裂紋。在其中樹脂絕緣層13由樹脂B制成的情形中，接近斷裂強度的 張應(yīng)力不僅生成在對應(yīng)于切削工具30的刃部30a (切削刃)的部分中，而且生成在刃部30a 的周邊部分即切削刃的前面和切削刃的后面。因此，裂紋13d生成在例如切削刃的前面。而且在其中樹脂絕緣層13由除樹脂A和樹脂B之外的樹脂制成的情形中，在其 中樹脂絕緣層13內(nèi)部沿著切削工具30的刃部30a和刃部30a的周邊部分的應(yīng)力分布中， 當樹脂絕緣層13中其上布置了金屬層15的一部分被切削時，最大值的90%處的寬度大于 1. 3μπι的情形中，裂紋13d會生成在切削表面13b中。甚至在其中樹脂絕緣層13的切削厚 度和切削工具30的刃部30a沿切削方向的曲率半徑改變的情形中，在樹脂絕緣層13內(nèi)部 沿著切削工具30的刃部30a和刃部30a的周邊部分的應(yīng)力分布中，當最大值的90%處的寬 度大于1.3μπι時，會生成裂紋。應(yīng)力分布中最大值的90%處的寬度和裂紋13d的生成之間的關(guān)系可以視為如下。 當最大值的90%處的寬度大于1. 3 μ m時，樹脂絕緣層13由切削工具30的刃部30a延伸并 且應(yīng)變增大。因此，在樹脂絕緣層13中，塑性變形區(qū)域(施加了張應(yīng)力的區(qū)域)分布在圍 繞刃部30a的大區(qū)域中，并且裂紋13d生成在其中張應(yīng)力超過斷裂強度的位置處。當最大 值的90%處的寬度不大于1. 3 μ m時，由于延伸導(dǎo)致的應(yīng)變很小并且塑性變形區(qū)域集中在 圍繞切削工具30的刃部30a的小區(qū)域中。因此，可以限制裂紋13d在切削表面13b中的生 成。在依照本實施例的方法中，樹脂絕緣層13以如下方式被切削，其中在沿著切削工 具30的刃部30a和刃部30a的周邊部分的樹脂絕緣層13的應(yīng)力分布中，最大值的90%處 的寬度不大于1. 3 μ m。因此，當樹脂絕緣層13中其上布置了金屬層15的部分被切削時，可 以抑制裂紋13d在樹脂絕緣層13的切削表面13b中的生成。因此，在切削工藝之后的樹脂 絕緣層13中，絕緣可靠性的惡化就得到限制。最大值的90%處的寬度的下限取決于制造極限例如切削工具30的刃部30a的曲 率半徑的下限和切削厚度的下限。在當前狀況下，最大值的90%處的寬度的下限為大約 Llym0考慮到上述點，樹脂絕緣層13可以按照最大值的90%處的寬度在從Ι. μπι到 1.3μπι的范圍內(nèi)的這種方式切削。樹脂絕緣層13的延伸率和裂紋13d的生成之間的關(guān)系可以視為如下。圖9是顯 示樹脂的延伸率和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的模擬結(jié)果的圖形；在圖9中，上虛 線指示上限1. 3 μ m，并且下虛線指示下限1. Ιμπι。如圖9中所示，當樹脂的延伸率為80% 時，最大值的90%處的寬度為1.3μπι，并且當延伸率不大于80%時，最大值的90%處的寬 度相對于延伸率基本上不變。當延伸率大于80%時，最大值的90%處的寬度隨延伸率增大 并且最大值的90%處的寬度變?yōu)榇笥?. 3 μ m的值。這樣，當樹脂絕緣層13的延伸率大于80%時，因為延伸率大，所以樹脂絕緣層13 延伸而不斷裂，即使是當應(yīng)變增大時。在樹脂絕緣層13延伸時，應(yīng)力如圖3中所示增大很 少，并且塑性變形區(qū)域分布在切削工具30的刃部30a附近的大區(qū)域中。然后，裂紋13d生成在其中應(yīng)力超過斷裂強度的部分，即如圖8B中所示的切削刃后面的部分或者切削刃的 前面的部分。然而，當樹脂絕緣層13由具有大于0%并且不大于80%的延伸率的樹脂制成 時，樹脂絕緣層13的延伸率小。因此，塑性變形區(qū)域不會分布在大區(qū)域中并且斷裂發(fā)生在 切削工具30的刃部30a處。因為切削工藝在其中樹脂在刃部30a的周邊部分處的變形小 的狀態(tài)中進行，所以裂紋13d在切削表面13b中的生成受到抑制。發(fā)明者使用掃描電子顯微鏡(SEM)評價具有不同延伸率的各種樹脂的切削表面 中裂紋(撕裂)的存在或不存在，雖然未顯示SEM的圖像。作為評估的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)裂紋13d 未生成在具有不大于80 %延伸率的樹脂的切削表面中，并且裂紋13d生成在具有大于80 % 延伸率的樹脂的切削表面中。接下來，下面將描述切削工具30對樹脂絕緣層13的切削厚度T。圖10是顯示樹 脂絕緣層13的切削厚度T的剖視圖。圖10中的白色箭頭指示切削工具30的切削方向。圖 11是顯示切削厚度T和最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的模擬結(jié)果的圖形。在圖11中， 上虛線指示上限1. 3 μ m，并且下虛線指示下限1. 1 μ m。依照發(fā)明者的研究，優(yōu)選圖10中顯示的切削厚度T設(shè)定為不小于0. 5 μ m并且不 大于12 μ m。在切削工藝期間，樹脂絕緣層13由推力(向下擠壓切削工具30的力)彈性 地變形。因此，當切削厚度T小于0. 5 μ m時，樹脂絕緣層13的厚度就如此薄這樣切削工具 30的刃部30a就不會咬入樹脂絕緣層13，并且切削厚度T會不穩(wěn)定。然而，當切削厚度T 不小于0.5μπι時，切削厚度T可以是穩(wěn)定的，如圖10中所示。如圖11中所示，當樹脂的切削厚度T為12μπι時，最大值的90%處的寬度為 1. 3 μ m，并且當切削厚度T不大于12 μ m時，最大值的90%處的寬度不大于1. 3 μ m并且不 小于1. 1 μ m。當切削厚度T大于12 μ m時，最大值的90%處的寬度相對于切削厚度T的變 化會增大并且最大值的90%處的寬度變成大于1. 3 μ m的值。這樣，當切削厚度T大于12 μ m時，刮面13e的剛度大，并且塑性變形區(qū)域不僅分 布在刮面13e的側(cè)面而且分布在刃部30a附近。然后，裂紋13d生成在其中應(yīng)力超過斷裂 強度的部分，即如圖8B中所示的切削刃后面的部分或者切削刃的前面的部分。然而，當切 削厚度T不大于12 μ m時，塑性變形區(qū)域不會分布在大區(qū)域中并且斷裂很容易地發(fā)生在切 削工具30的刃部30a處。另外，因為切削工藝在其中樹脂在刃部30a的周邊部分處的變形 小的狀態(tài)中進行，所以裂紋13d在切削表面13b中的生成受到抑制。當切削厚度T不小于7 μ m時，可以在刮面13e上找到塑性變形的痕跡即波形表 面，如圖12A中所示。然而，當切削厚度T小于7μπι時，不會在刮面13e上找到塑性變形的 痕跡，如圖12B中所示。因此，認為在切削厚度T不小于7 μ m并且不大于12 μ m時，彈性變 形區(qū)域和塑性變形區(qū)域出現(xiàn)在例如像圖3中所示的應(yīng)力應(yīng)變曲線中應(yīng)變?yōu)?%至10%的區(qū) 域中。因此，切削厚度T可以不小于0. 5 μ m并且小于7 μ m。接下來將描述切削工具30的刃部30a沿切削方向的曲率半徑。圖13是用于說明 切削工具30的刃部30a的曲率半徑的剖視圖。圖13中的白色箭頭指示切削方向。圖14 是顯示刃部30a沿切削方向的切削半徑和最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的模擬結(jié)果的 曲線圖。在圖14中，上虛線指示上限1.3 μ m，并且下虛線指示下限1.1 μ m。如圖14中所 示，當刃部30a的曲率半徑為0. 25 μ m時，最大值的90%處的寬度為1. 3 μ m，并且當刃部 30a的曲率半徑不大于0. 25 μ m時，最大值的90%處的寬度不大于1. 3 μ m。當曲率半徑大于0. 25 μ m時，最大值的90%處的寬度相對于曲率半徑的變化會增大，并且最大值的90% 處的寬度變成大于1. 3 μ m的值。另外，當刃部30a沿切削方向的曲率半徑大于0. 25 μ m時，裂紋13d會生成在切削 表面13b中。這歸因于下列事實，因為曲率半徑大，樹脂絕緣層13被刃部30a延伸，應(yīng)變變 得大，并且塑性變形區(qū)域(施加了張應(yīng)力的部分)分布在樹脂絕緣層13中刃部30a附近的 大區(qū)域中。然后，在其中應(yīng)力超過斷裂強度的部分處，會生成裂紋13d。當曲率半徑不大于 0. 25 μ m時，裂紋13d不會生成在切削表面13b中。這歸因于如下事實，因為曲率半徑小，由 于延伸率的應(yīng)變就小，并且塑性變形區(qū)域可以集中在刃部30a附近的小區(qū)域中。當曲率半徑減小時，樹脂絕緣層13中的應(yīng)變減小，并且另外切削工具30的強度減 小。因此，考慮到制造極限，可以使用具有不小于0. 03 μ m并且不大于0. 25 μ m的曲率半徑 的切削工具30。在依照本實施例的方法中，樹脂絕緣層13中具有其上布置了金屬層15的表面13c 的部分以如下方式切削，即在樹脂絕緣層13中沿著切削工具30的刃部30a和刃部30a的 周邊部分的應(yīng)力分布中，最大值的90%處的寬度不大于1. 3 μ m。特別地，使用其中刃部30a 沿切削方向的曲率半徑不大于0. 25 μ m的切削工具30，并且具有大于0%并且不大于80% 的延伸率的樹脂絕緣層13被切削不小于0. 5 μ m并且不大于12 μ m的切削厚度T。因此，可 以有效地限制裂紋13d在切削表面13b中的生成。在樹脂絕緣層13具有大于0%并且不大于80%的延伸率的點(ii)中，在切削工 具30的刃部30a沿切削方向的曲率半徑不大于0. 25μπι的點(iii)中，和樹脂絕緣層13被 切削不小于0.5μπι并且不大于12μπι的切削厚度的點(iv)中，可以按照滿足點(ii)-(iv) 中的至少一個的方式執(zhí)行樹脂絕緣層13中具有其上布置了金屬層15的表面13c的部分的 切削工藝。這該情形下，與其中點(ii)-(iv)中沒有一個得到滿足的情形相比，可以限制裂 紋13d在切削表面13b中的生成。當以點(ii)-(iv)中的兩點得到滿足的方式執(zhí)行切削工 藝時，與其中點(ii)-(iv)之一得到滿足的情形相比，可以有效地抑制裂紋13d在切削表面 13b中的生成。在依照本實施例的方法中，切削工具30和半導(dǎo)體裝置10的相對速度不小于5m/ s (例如20m/s)。當相對速度小于5m/s時，樹脂絕緣層13的粘度就不能被忽略并且相對速 度對切削的影響很大。當相對速度不小于5m/s時，粘度可以幾乎被忽略，并且相對速度對 切削的影響可以降低。相對速度的上限取決于裝置極限。例如，當裝置極限為40m/s時，相 對速度可以不小于5m/s并且不大于40m/s。在依照本實施例的制造方法中，覆蓋半導(dǎo)體襯底11的前表面Ila和基底電極12 的樹脂絕緣層13被切削工藝處理。然而，使用切削工藝處理的樹脂絕緣層13并不限于上 述實例。樹脂絕緣層13可以是包括在半導(dǎo)體裝置10中的任意樹脂絕緣層。例如，上述制 造方法可以應(yīng)用到覆蓋圖15中所示絕緣層16的表面16a上的接線17的樹脂絕緣層13 上。尤其是，在其中形成功率晶體管元件例如IGBT的半導(dǎo)體裝置10中，接線17的厚度是 幾μ m，并且優(yōu)選使用樹脂絕緣層13。在圖15中，絕緣層16布置在半導(dǎo)體襯底11的前表 面Ila上，并且接線17布置在絕緣層16的表面16a上。接線17通過絕緣層16中設(shè)置的 接觸孔(未顯示)與半導(dǎo)體襯底11中的半導(dǎo)體元件電連接。在絕緣層16的表面16a上， 形成樹脂絕緣層13從而覆蓋接線17。樹脂絕緣層13具有開口部分13a這樣接線17的連接部分就暴露于樹脂絕緣層13外部。在開口部分13a中，通過圖案化金屬層形成連接部分 18。在圖15中所示的實例中，接線17是最高的層接線，并且連接部分18充當與外部設(shè)備 連接的墊。連接部分18如下形成通過形成金屬層從而覆蓋樹脂絕緣層13的表面并且除 去金屬層中位于開口部分13a外部的一部分這樣金屬層中位于開口部分13a內(nèi)部的一部分 就形成連接部分18。在圖10中所示的半導(dǎo)體裝置中，基底電極12由接線17替換，金屬電 極14由連接部分18替換，并且可以應(yīng)用上述制造方法。(第二實施例)下面將描述依照本發(fā)明的第二實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法。在依照本實施例 的制造方法中，(ν)樹脂絕緣層13中具有暴露于外部的表面13c的一部分由切削工具30 以這種方式切削，即在樹脂絕緣層13中沿著切削工具30的刃部30a和刃部30a的周邊部 分的應(yīng)力分布中，最大值的90%處的寬度不大于0.06μπι。為了滿足點(ν)，(vi)具有大 于0%并且不大于90%的延伸率的樹脂絕緣層被使用，(vii)其刃部沿切削方向具有不大 于0. 35μπι的曲率半徑的切削工具被使用，并且(vii)樹脂絕緣層中具有暴露于外部的表 面13c的部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于15 μ m的切削厚度。依照本實施例的制造過程包括圖16A中顯示的第一切削工藝和圖16B中所示的第 二切削工藝。在圖16A中顯示的第一切削工藝期間，樹脂絕緣層13中其上布置了金屬層15的 一部分被切削工具30在預(yù)定切削表面Xl中切削，這樣樹脂絕緣層15中具有其上布置了金 屬層15的表面13c的表面部分就與金屬層15被除去。切削表面Xl設(shè)定在樹脂絕緣層13 的表面13c和基底電極12的連接部12a之間。通過第一切削工藝，樹脂絕緣層13的暴露 表面13f和金屬層15的上表面15a位于同一個平面上。在第一切削工藝中，布置在樹脂絕 緣層13的表面13c上的金屬層15可以限制刮面的變形。因此，裂紋會生成在樹脂絕緣層 13中。在圖16B中顯示的第二切削工藝期間，樹脂絕緣層13中暴露了樹脂絕緣層13的 表面13f的部分和位于開口部分13a內(nèi)部的金屬層15在切削表面X2中被切削。即使當裂 紋在第一切削工藝期間生成時，裂紋可以被第二切削工藝除去，并且可以形成圖10中所示 的半導(dǎo)體裝置10。在本實施例中，切削表面Xl和X2之間的距離即樹脂絕緣層13的表面 13f和切削表面13b之間的距離被定義為樹脂絕緣層13的切削厚度T。這樣，在第二切削工藝期間，樹脂絕緣層13中具有暴露于外部的表面13f的部分 被切削。本發(fā)明的發(fā)明者聚焦于樹脂絕緣層13中的應(yīng)力分布和當樹脂絕緣層13被切削時 影響樹脂絕緣層13中的應(yīng)力的三個參數(shù)，并且發(fā)明者以類似于第一實施例的方式執(zhí)行下 面的研究。這三個參數(shù)是樹脂絕緣層13的延伸率、樹脂絕緣層13的切削厚度和切削工具 30的刃部30a沿切削方向的曲率半徑。作為研究的結(jié)果，應(yīng)力分布中最大值的90%處的寬度和裂紋13d的生成之間的關(guān) 系可以視為如下。當最大值的90%處的寬度大于0. 06 μ m時，樹脂絕緣層13在切削工具30 的刃部30a處延伸，應(yīng)變變大，并且塑性變形區(qū)域(施加了張應(yīng)力的部分)分布在樹脂絕緣 層13中刃部30a附近的大區(qū)域中。因此，裂紋13d生成在其中張應(yīng)力超過斷裂強度的位置 處。當最大值的90%處的寬度不大于0. 06 μ m時，由于延伸導(dǎo)致的應(yīng)變很小，并且塑性變形區(qū)域可以集中在刃部30a附近的小區(qū)域中。因此，可以限制裂紋在切削表面13b中的生成。在依照本實施例的方法中，樹脂絕緣層13以這種方式被切削，其中在沿著切削工 具30的刃部30a和刃部的周邊部分的樹脂絕緣層13的應(yīng)力分布中，最大值的90%處的寬 度不大于0.06μπι。因此，當樹脂絕緣層13中具有暴露于外部的部分被切削時，可以抑制 裂紋13d在樹脂絕緣層13的切削表面13b中的生成。因此，在切削工藝之后的樹脂絕緣層 13中，絕緣可靠性的惡化就得到限制。最大值的90%處的寬度的下限取決于制造極限例如切削工具30的刃部30a的曲 率半徑的下限和切削厚度的下限。在當前狀況下，最大值的90%處的寬度的下限為大約 0. 04 μ m?？紤]到上述點，樹脂絕緣層13可以按照最大值的90%處的寬度在從0. 04 μ m到 0. 06 μ m的范圍內(nèi)的這種方式被切削。樹脂絕緣層13的延伸率和裂紋13d的生成之間的關(guān)系可以視為如下。圖17是顯 示樹脂的延伸率和在最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的模擬結(jié)果的圖形。在圖17中，上 虛線指示上限0. 06 μ m,并且下虛線指示下限0. 04 μ m。如圖17中所示，當樹脂的延伸率為 90%時，最大值的90%處的寬度為0. 06 μ m,并且當延伸率不大于90%時，最大值的90%處 的寬度相對于延伸率基本上不變。當延伸率大于90%時，最大值的90%處的寬度隨延伸率 增大，并且最大值的90%處的寬度變?yōu)榇笥?. 06 μ m的值。這樣，當樹脂絕緣層13的延伸率大于90%時，因為延伸率大，所以樹脂絕緣層13 延伸而不斷裂，即使是當應(yīng)變增大時。在樹脂絕緣層13延伸時，應(yīng)力如圖3中所示增大很 少，并且塑性變形區(qū)域分布在切削工具30的刃部30a附近的大區(qū)域中。然后，裂紋13d生 成在其中應(yīng)力超過斷裂強度的部分，即如圖8B中所示的切削刃后面的部分或者切削刃的 前面的部分。相比較而言，當樹脂絕緣層13由具有大于0%并且不大于90%的延伸率的樹 脂制成時，樹脂絕緣層13的延伸率小。因此，塑性變形區(qū)域不會分布在大區(qū)域中并且斷裂 發(fā)生在切削工具30的刃部30a處。另外，因為切削工藝在其中樹脂在刃部30a的周邊部分 處的變形小的狀態(tài)中進行，所以裂紋13d在切削表面13b中的生成受到抑制。用作樹脂絕緣層的樹脂材料的機械物理性能和外觀評估結(jié)果顯示于圖18中。在 圖 18 中所示的樹脂材料中，PIX3400、HD4110、HD8829 和 PIX5878 是可從 HD MicroSystems 獲得的聚酰亞胺，并且SP483是可從Toraylndustries，Inc獲得的聚酰亞胺。圖18中所述 的延伸率和斷裂強度是實際測量值。值Rz意味著日本工業(yè)標準(JIS)中的十點平均粗糙 度，并且是峰-谷(mountain-valley)三點的平均值。外觀指示使用SEM獲得的圖像，并且 裂紋的存在或不存在是由圖像評價的。如圖18中所示，當樹脂絕緣層由具有小延伸率的樹脂例如PIX3400、SP483和 HD4110制成時，值Rz很小(大約IOOnm至150nm)，并且未在SEM圖像中發(fā)現(xiàn)裂紋。相比較 而言，當樹脂絕緣層由具有大延伸率的樹脂例如HD8820和PIX5878制成時，值Rz較大(大 于450nm)并且在SEM圖像中發(fā)現(xiàn)裂紋。而且從未顯示的結(jié)果可知，當樹脂絕緣層具有不大 于90%的延伸率時，在切削表面中未發(fā)現(xiàn)裂紋。因此，具有不大于90%的延伸率的樹脂材 料可以被適當?shù)赜糜跇渲^緣層13。接下來，下面將描述切削工具30對樹脂絕緣層13的切削厚度T。圖19是顯示切 削厚度T和最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的模擬結(jié)果的曲線圖。在圖19中，上虛線指示 上限0. 06 μ m,并且下虛線指示下限0. 04 μ m。
按照類似于第一實施例中的方式，當切削厚度T小于0. 5 μ m時，樹脂絕緣層13的 厚度就如此薄這樣切削工具30的刃部30a就不會咬入樹脂絕緣層13，并且切削厚度T會不 穩(wěn)定。相比較而言，當切削厚度T不小于0.5μπι時，切削厚度T可以是穩(wěn)定的，如圖10中 所示。如圖19中所示，當切削厚度T為15 μ m時，最大值的90%處的寬度為0.06 μ m， 并且當切削厚度T不大于15 μ m時，最大值的90 %處的寬度不大于0. 06 μ m并且不小于 0. 04 μ m。當切削厚度T大于15 μ m時，最大值的90%處的寬度相對于切削厚度T的變化會 增大，并且最大值的90%處的寬度變成大于0. 06 μ m的值。這樣，當切削厚度T大于15 μ m時，刮面13e的剛度大，并且塑性變形區(qū)域不僅分 布在刮面13e的側(cè)面而且分布在切削工具30的刃部30a附近。然后，在其中應(yīng)力超過斷裂 強度的部分處，會生成裂紋13d。然而，當切削厚度T不大于15 μ m時，塑性變形區(qū)域不會分 布在大區(qū)域中并且斷裂很容易地發(fā)生在切削工具30的刃部30a處。另外，因為切削工藝在 其中樹脂在刃部30a的周邊部分處的變形小的狀態(tài)中進行，所以裂紋13d在切削表面13b 中的生成受到抑制。雖然它們并未顯示，但是當切削厚度T不小于8 μ m時，塑性變形的痕跡即波形表 面發(fā)現(xiàn)在刮面13e上，并且當切削厚度T小于8 μ m時，塑性變形的痕跡并未發(fā)現(xiàn)在刮面13e 上。因此，以類似于第一實施例的方式，認為在切削厚度T不小于8 μ m并且不大于15 μ m 時，彈性變形區(qū)域和塑性變形區(qū)域出現(xiàn)在例如像圖3中所示的應(yīng)力應(yīng)變曲線中應(yīng)變?yōu)?% 至10%的區(qū)域中。因此，切削厚度T可以為不小于0. 5μπι并且小于8μπι。接下來將描述切削工具30的刃部30a沿切削方向的曲率半徑。圖20是顯示切削 工具30的刃部30a沿切削方向的曲率半徑和最大值的90%處的寬度之間關(guān)系的模擬結(jié)果 的曲線圖。在圖20中，上虛線指示上限0.06 μ m，并且下虛線指示下限0.04 μ m。如圖20 中所示，當刃部30a的曲率半徑為0. 35 μ m時，最大值的90%處的寬度為0. 06 μ m,并且當 刃部30a的曲率半徑不大于0. 35 μ m時，最大值的90%處的寬度不大于0. 06 μ m0當曲率 半徑大于0. 35 μ m時，最大值的90%處的寬度相對于曲率半徑的變化會增大，并且最大值 的90%處的寬度變成大于0. 06 μ m的值。另外，當刃部30a沿切削方向的曲率半徑大于0. 35 μ m時，裂紋13d會生成在切削 表面13b中。這歸因于下列事實，因為曲率半徑大，樹脂絕緣層13被刃部30a延伸，應(yīng)變變 大，并且塑性變形區(qū)域(施加了張應(yīng)力的部分)分布在樹脂絕緣層13中刃部30a附近的 大區(qū)域中。然后，在其中應(yīng)力超過斷裂強度的部分處，會生成裂紋13d。當曲率半徑不大于 0. 35 μ m時，裂紋13d不會生成在切削表面13b中。這歸因于如下事實，因為曲率半徑小，由 于延伸率的應(yīng)變就小，并且塑性變形區(qū)域可以集中在刃部30a附近的小區(qū)域中。因為制造極限，曲率半徑的下限大約為0.03 μ m。因此，考慮到制造極限，可以使用 具有不小于0. 03 μ m并且不大于0. 35 μ m的曲率半徑的切削工具30。在依照本實施例的方法中，樹脂絕緣層13中具有暴露于外部的表面13f的部分以 這種方式被切削，即在樹脂絕緣層13中沿著切削工具30的刃部30a和刃部30a的周邊部 分的應(yīng)力分布中，最大值的90%處的寬度不大于0. 06 μ m。特別地，使用其刃部30a沿切削 方向具有不大于0. 35 μ m的曲率半徑的切削工具30，并且具有大于0%并且不大于90%的 延伸率的樹脂絕緣層13被切削不小于0. 5 μ m并且不大于15 μ m的切削厚度T。因此，可以有效地限制裂紋13d在切削表面13b中的生成。在樹脂絕緣層13具有大于0%并且不大于90%的延伸率的點(vi)中，在切削 工具30的刃部30a沿切削方向的曲率半徑不大于0.35μπι的點(vii)中，和樹脂絕緣層 13被切削不小于0.5μπι并且不大于15μπι的切削厚度的點(viii)中，可以按照滿足點 (vi)-(viii)中的至少一個的方式執(zhí)行樹脂絕緣層13中具有暴露于外部的表面13f的部分 的切削工藝。這該情形下，與其中點(vi)-(viii)中沒有一個得到滿足的情形相比，可以限 制裂紋13d在切削表面13b中的生成。當以點(vi)-(vii)中的兩點得到滿足的方式執(zhí)行 切削工藝時，與其中點(vi)-(viii)之一得到滿足的情形相比，可以有效地抑制裂紋13d在 切削表面13b中的生成。圖15中所示的半導(dǎo)體裝置10也可以由依照本實施例的方法制造。半導(dǎo)體裝置10也可以由與包括第一切削工藝和第二切削工藝的上述方法不同的 方法制造。圖21中所示的切削工具30包括在前表面30b的邊緣處的第一刃部和第二刃部。 第一刃部從切削工具30的邊緣點30c沿間距進給方向向前延伸，如圖21中的白色箭頭所 示。第二刃部從邊緣點30c沿間距進給方向向后延伸。換句話說，切削工具30具有其中連 接了第一刃部和第二刃部的弧邊緣，并且弧邊緣具有曲率半徑R。樹脂絕緣層13中具有其 上布置了金屬層15的表面的部分由切削工具30在第一實施例中描述的切削表面X(參見 圖2B)中切削。被切削工具30切削的金屬層15和樹脂絕緣層13的橫截面具有由具有曲 率半徑R的弧部分切削的形狀。如圖22中所示，當執(zhí)行第η次切削時，通過使用切削工具30的第一刃部切削，金 屬層15保留在點13cl的左側(cè)。在樹脂絕緣層13中，位于點13cl右側(cè)并且位于圖22中的 實心弧顯示的第η次切削的切削表面下方的部分會暴露于外部。換句話說，通過使用第一 刃部切削，樹脂絕緣層13的一部分的表面暴露于外部。接下來，如圖22中所示，切削工具30沿間距進給方向移動預(yù)定間距P，并且執(zhí)行第 (η+1)次切削。通過使用切削工具30的第一刃部切削，金屬層15保留在點13c2的左側(cè)上。 在樹脂絕緣層13中，位于點13c2右側(cè)并且位于圖22中的虛線弧顯示的第(η+1)次切削的 切削表面下方的部分會暴露于外部。樹脂絕緣層13中具有由第η次切削而暴露于外部的 表面的部分的整個區(qū)域被第(η+1)次切削切掉。在第(η+1)次切削中，布置在樹脂絕緣層 13的表面13c上的金屬層15可以限制刮面的變形。因此，裂紋可以很容易地生成在樹脂絕 緣層13中。當從點13cl延伸的垂直線與第(η+1)次切削的切削表面的交點由點13g表示 時，裂紋可以生成在連接點13g和點13c2的局部弧中。當切削工具30沿間距進給方向移動預(yù)定間距P并且執(zhí)行(n+2)次切削時，連接點 13g和點13c2的局部弧被切削。第(n+2)次切削的切削表面由圖22中的點劃線顯示。切 削工具30和預(yù)定間距P可以例如以專利文獻4中描述的方式設(shè)定。間距進給方向垂直于 切削工具30的切削方向。在圖21中，切削方向垂直于紙張。通過使用切削工具30重復(fù)切削同時將切削工具30沿間距進給方向移動預(yù)定間距 P，就可以形成半導(dǎo)體裝置10。在本修改中，樹脂絕緣層13中具有其上布置了金屬層15的 表面13c的部分被切削并且樹脂絕緣層13的一部分的表面暴露于第一刃部，并且當切削工 具30沿間距進給方向移動時樹脂絕緣層13中具有暴露表面的部分被切削工具30除去。因此，可以簡化切削方向并且減少切削時間。在依照本實施例的方法中，樹脂絕緣層13被切削工藝處理這樣金屬層15就被圖 案化工藝處理并且形成金屬電極14或連接部分18。然而，當在樹脂絕緣層13中由切削工 藝使用圖23中所示的切削工具30提供開口部分13a時，也可以應(yīng)用上述方法。還在這種 情形下，樹脂絕緣層13中具有暴露表面的一部分被切削。因此，可以限制裂紋在開口部分 13a的壁(切削表面)中的生成。(其它實施例)雖然本發(fā)明已經(jīng)通過結(jié)合其示例性實施例并參照附圖進行了充分的描述，但是應(yīng) 該注意，各種改變和修改將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得顯而易見。在上述實施例中，切削工具30的前傾角θ并未提及。如圖24中所示，切削工具 30的前傾角θ可以為0度或負角。例如，前傾角θ可以在從-15度到0度的范圍內(nèi)。前 傾角θ定義為切削工具30的前表面30b和垂直于切削表面13b的平面13h之間的角度。 在圖24中所示的實例中，前傾角θ是負角。當切削工具30向前傾斜時，會在樹脂絕緣層 13中切削工具30的刃部30a附近提供壓縮應(yīng)力區(qū)域，并且與其中切削工具30的前傾角θ 為正角的情形相比，該張應(yīng)力會被偏移。另外，施加了張應(yīng)力的區(qū)域即塑性變形區(qū)域很小。 因此，可以限制裂紋13d在切削表面13b中的生成。在上述實施例中，作為一個實例，樹脂絕緣層13由聚酰亞胺制成。樹脂絕緣層13 可以由適于將電氣絕緣固定在半導(dǎo)體裝置10并且具有預(yù)定延伸率的任意樹脂制成。在 其中金屬層15布置在樹脂絕緣層13的表面上的情形中，預(yù)定延伸率大于0%并且不大于 80%。在其中樹脂絕緣層13的表面暴露于外部的情形中，預(yù)定延伸率大于0%并且不大于 90%。在上述實施例中，金屬電極14僅僅位于開口部分13a內(nèi)部并且在其表面上具有凹 槽部。金屬電極14的配置并不限于上述實例。例如，金屬電極14可以在其表面上不具有 凹槽部并且金屬電極14的表面可以是平的。同樣在當前情形中，因為布置在樹脂絕緣層13 的表面13c上的金屬層15可以由樹脂絕緣層13的表面部分除去，所以可以簡化制造過程。 金屬電極14也可以設(shè)置在樹脂絕緣層13的表面13c上的開口部分13a周圍，如圖25中所 示。在當前情形中，半導(dǎo)體裝置10可以通過僅僅切削樹脂絕緣層13的表面13c中對應(yīng)于 切削表面13b的一部分形成。在圖25中所示的半導(dǎo)體裝置10中，與圖1中所示的半導(dǎo)體 裝置10比較，金屬電極14和連接構(gòu)件例如焊料之間的接觸表面會提高。然而，因為其中布 置了金屬電極14的部分并未被切削，所以切削時間可能會增加。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體裝置(10)的方法，包括使用切削工具(30)切削形成于半導(dǎo)體襯底(11)的表面(Ila)上的樹脂絕緣層(13) 的一部分，其中，切削樹脂絕緣層(1 的一部分包括切削樹脂絕緣層(1 中具有其上布置了金屬層 (15)的表面(13c)的部分，并且切削樹脂絕緣層(1 的該部分以這種方式執(zhí)行，即在樹脂絕緣層(1 內(nèi)部沿著切削 工具(30)的刃部(30a)和刃部(30a)的周邊部分的應(yīng)力分布中，最大值的90%處的寬度不 大于1. 3 μ m。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.25μπι的曲率半徑；樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于80%的延伸率；并且樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于12 μ m的切削厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于80%的延伸率，并且樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于12 μ m的切削厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.25μπι的曲率半徑，并且 樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于80%的延伸率。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.25μπι的曲率半徑，并且 樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于12 μ m的切削厚度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.25μπι的曲率半徑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于80%的延伸率。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于12 μ m的切削厚度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0.5μπι并且小于7μπι的切削厚度。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，切削樹脂絕緣層(1 的一部分包括設(shè)定切削工具(30)和半導(dǎo)體襯底(11)的相對速 度為不小于5m/s的值。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，切削樹脂絕緣層(13)的一部分包括設(shè)定切削工具(30)的前傾角為0度或負角。
12.如權(quán)利要求1-11中的任一項所述的方法，其特征在于，還包括在半導(dǎo)體襯底(11)的表面上形成基底電極(12)，基底電極(1 與形成于半導(dǎo)體襯底 (11)中的半導(dǎo)體元件電連接；在半導(dǎo)體襯底(11)的表面(Ila)上形成樹脂絕緣層(1 從而覆蓋基底電極(12)； 在樹脂絕緣層(1 中設(shè)置開口部分(13a)這樣基底電極(1 的連接部(12a)就通過開口部分(13a)暴露于樹脂絕緣層(13)的外部；并且形成覆蓋樹脂絕緣層(1 的表面和通過開口部分(13a)暴露的基底電極(1 的連接 部(12a)的表面的金屬層(15)，其中，切削樹脂絕緣層(1 的該部分是在形成金屬層(1 之后執(zhí)行的，并且 切削樹脂絕緣層(13)的該部分包括除去金屬層(15)中位于開口部分(13a)外部的一 部分，這樣金屬層(1 中位于開口部分(13a)內(nèi)部的一部分就形成金屬電極。
13.如權(quán)利要求1-11中的任一項所述的方法，其特征在于，還包括 在半導(dǎo)體襯底(11)的表面(Ila)上形成絕緣層(16)；在絕緣層(16)的表面上形成接線(17)；在絕緣層(16)的表面上形成樹脂絕緣層(1 從而覆蓋接線(17)； 在樹脂絕緣層(13)中設(shè)置開口部分(13a)這樣接線(17)的連接部(17a)就通過開口 部分(13a)暴露于樹脂絕緣層(13)的外部；并且形成覆蓋樹脂絕緣層(1 的表面和通過開口部分(13a)暴露的接線(17)的連接部 (17a)的表面的金屬層(15)，其中，切削樹脂絕緣層(1 的一部分是在形成金屬層(1 之后執(zhí)行的，并且 切削樹脂絕緣層(13)的一部分包括除去金屬層(15)中位于開口部分(13a)外部的一 部分，這樣金屬層(1 中位于開口部分(13a)內(nèi)部的一部分就形成連接部分(18)。
14.一種用于制造半導(dǎo)體裝置(10)的方法，包括使用切削工具(30)切削形成于半導(dǎo)體襯底(11)的表面上的樹脂絕緣層(13)的一部 分，其中，切削樹脂絕緣層(1 的一部分包括切削樹脂絕緣層(1 中具有暴露至外部的表面 (13c, 13f)的部分，并且切削樹脂絕緣層(13)的該部分以這種方式執(zhí)行，即在樹脂絕緣層(13)內(nèi)部沿著切削 工具(30)的刃部(30a)和刃部(30a)的周邊部分的應(yīng)力分布中，最大值的90%處的寬度不 大于 0. 06 μ m。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.35μπι的曲率半徑；樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于90%的延伸率；并且樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0.5μπι并且不大于15μπι的切削厚度。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于90%的延伸率；并且樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0.5μπι并且不大于15μπι的切削厚度。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.35μπι的曲率半徑，并且 樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于90%的延伸率。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.35μπι的曲率半徑并且 樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于15 μ m的切削厚度。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于切削工具(30)的刃部(30a)具有沿切削方向不大于0.35μπι的曲率半徑。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于樹脂絕緣層(13)具有大于0%并且不大于90%的延伸率。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0. 5 μ m并且不大于15 μ m的切削厚度。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于樹脂絕緣層(13)的該部分被切削不小于0.5μπι并且小于8μπι的切削厚度。
23.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于切削樹脂絕緣層(1 的一部分包括設(shè)定切削工具(30)和半導(dǎo)體襯底(11)的相對速 度為不小于5m/s的值。
24.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于切削樹脂絕緣層(13)的一部分包括設(shè)定切削工具(30)的前傾角為0度或負角。
25.如權(quán)利要求14-24中的任一項所述的方法，其特征在于，切削樹脂絕緣層(1 一部分還包括在切削樹脂絕緣層(1 中具有暴露于外部的表面 (13c)的部分之前，移除在樹脂絕緣層(1 中具有布置在表面部分上的金屬層(1 的表面 部分。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，切削樹脂絕緣層(13)的一部分包括切削樹脂絕緣層(30)中其上布置了金屬層(1 的表面部分是使用切削工具(30)這 樣處置，從而樹脂絕緣層(1 的該部分的表面(13c)就暴露于外部，并且在將切削工具(30)沿間距進給方向移動預(yù)定間距之后，使用切削工具(30)切削樹脂 絕緣層(1 中具有暴露于外部的表面(13c)的部分。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，還包括在半導(dǎo)體襯底(11)的表面上形成基底電極(12)，基底電極(1 與形成于半導(dǎo)體襯底 (11)中的半導(dǎo)體元件電連接；在半導(dǎo)體襯底(11)的表面上形成樹脂絕緣層(1 從而覆蓋基底電極(12)； 在樹脂絕緣層(1 中設(shè)置開口部分(13a)這樣基底電極(1 的連接部(12a)就通過 開口部分(13a)暴露于樹脂絕緣層(13)的外部；并且形成覆蓋樹脂絕緣層(1 的表面和通過開口部分(13a)暴露的基底電極(1 的連接 部(12a)的表面的金屬層(15)，其中，切削樹脂絕緣層(1 的該部分是在形成金屬層(1 之后執(zhí)行的，并且 切削樹脂絕緣層(13)的該部分包括除去金屬層(15)中位于開口部分(13a)外部的一 部分這樣金屬層(1 中位于開口部分(13a)內(nèi)部的一部分就形成金屬電極。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，還包括 在半導(dǎo)體襯底(11)的表面(Ila)上形成絕緣層(16)； 在絕緣層(16)的表面上形成接線(17)；在絕緣層(16)的表面上形成樹脂絕緣層(1 從而覆蓋接線(17)； 在樹脂絕緣層(13)中設(shè)置開口部分(13a)這樣接線(17)的連接部(17a)就通過開口 部分(13a)暴露于樹脂絕緣層(13)的外部；并且形成覆蓋樹脂絕緣層(1 的表面和通過開口部分(13a)暴露的接線(17)的連接部(17a)的表面的金屬層(15)，其中，切削樹脂絕緣層(1 的一部分是在形成金屬層(1 之后執(zhí)行的，并且 切削樹脂絕緣層(13)的一部分包括除去金屬層(15)中位于開口部分(13a)外部的一 部分，這樣金屬層(1 中位于開口部分(13a)內(nèi)部的一部分就形成連接部分(18)。
全文摘要
一種用于制造半導(dǎo)體裝置(10)的方法包括使用切削工具(30)切削樹脂絕緣層(13)中形成于半導(dǎo)體襯底(11)的表面(11a)上的一部分。切削樹脂絕緣層(13)的一部分包括切削樹脂絕緣層(13)中具有其上布置了金屬層(15)的表面的部分。切削樹脂絕緣層(13)的部分以這種方式執(zhí)行，即在樹脂絕緣層(13)內(nèi)部沿著切削工具(30)的刃部(30a)和刃部(30a)的周邊部分的應(yīng)力分布中，最大值的90％處的寬度不大于1.3μm。
文檔編號H01L21/66GK102097344SQ20101051500
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者富坂學(xué), 田井明, 福田豐, 赤松和夫 申請人:株式會社電裝