[发明专利]芯片形成方法、提高芯片封装成品良率的方法

说明书

一种芯片形成方法、提高芯片封装成品良率的方法，其中芯片形成方法包括：提供芯片图形，芯片图形包括多个互连金属层图形，在多个互连金属层图形中，当一互连金属层图形的金属密度小于0.3时，在该互连金属层图形的空隙中形成有填充金属线图形，使互连金属层图形和填充金属线图形的金属密度大于等于0.3；根据芯片图形形成芯片。在设计芯片图形阶段，设计互连金属层图形的金属密度大于等于0.3，根据互连金属层图形和填充金属线图形制作互连金属层和填充金属线，在封装过程中，焊料凸点下相邻两层互连金属层之间的层间介电材料层部分能承受较大机械应力，避免甚至消除层间介电材料层部分和插塞层断裂的风险，封装成品良率满足量产需求。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种芯片形成方法及提高芯片封装成品良率的方法。

背景技术

在半导体芯片封装工艺中，在芯片正面形成焊料凸点，之后将芯片翻转后与封装基板连接，在电气上和机械上连接于电路，此种封装方法称为倒装芯片封装（flip chip）方法。

参照图1，现有的半导体技术的40nm/28nm工艺的高密度I/O芯片，普遍都采用基于铜柱凸块（Copper Pillar Bump）1的倒装芯片封装方法。芯片2正面分布的多个铜柱凸块1分别与基板3正面的凸起焊盘（Bump Pad）4焊接在一起。接着，在基板3背面形成焊球（Solder Ball）5，多个焊球5呈球栅阵列结构，焊球5作为引脚。之后，使用表面贴装技术（Surface Mounted Technology，SMT）将该焊球5与印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）7正面的球焊盘8焊接连接。在基板3中存在互连导线，凸起焊盘4和基板3正面的导线6电连接，焊球5和基板3背面的导线6电连接，实现芯片通过基板3和印制电路板7电连接。至此形成芯片封装成品。

但是，上述焊接过程均使用回流焊接（reflow soldering）工艺。也就是，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好芯片的基板或印制电路板，让铜柱凸块顶端的焊料融化后与凸起焊盘粘结，和让焊球融化后与球焊盘8粘结。在该过程中，由于芯片材料、基板材料和印制电路板材料之间的热膨胀系数不匹配，芯片以及封装成品受热作用会产生机械应力，引起封装成品形变或翘曲。由于铜柱凸块属于刚性硬材料，铜柱凸块正下方的层间介电材料层（Inter-layer Dielectric，ILD）中的多层互连金属层会受到封装成品形变或翘曲带来的应力，引起相邻两层互连金属层之间的层间介电材料层部分断裂，引起层间介电材料层中的插塞层断裂。这样，会造成相邻两层互连金属层之间的互连断开（Open）,造成芯片失效，例如芯片的某些功能不能正常工作或芯片的性能达不到设计的要求，引起良率降低。

发明内容

本发明解决的问题是，使用现有的半导体倒装芯片封装方法形成的封装成品良率较低。

为解决上述问题，本发明提供一种芯片形成方法，该芯片形成方法包括：

提供芯片图形，所述芯片图形包括多个互连金属层图形，在所述多个互连金属层图形中，当一个互连金属层图形的金属密度小于0.3时，在该层互连金属层图形的空隙中形成有填充金属线图形，使该层互连金属层图形和其中的填充金属线图形的金属密度大于等于0.3；

根据所述芯片图形形成芯片，包括：根据所述互连金属层图形和其中的填充金属线图形，在基底上形成互连金属层和其中的填充金属线。

可选地，所述互连金属层图形和其中的填充金属线图形的金属密度大于等于0.5。

可选地，所述填充金属线图形在所述互连金属层图形中的空隙中分散排布。

可选地，所述填充金属线图形在所述互连金属层图形中的空隙中均匀排布。

本发明还提供一种提高芯片成品封装成品良率的方法，该提高半导体倒装芯片封装成品良率的方法包括：

提供前述任一所述的芯片形成方法形成的芯片；