芯片及形成方法、封裝成品、提高封裝成品良率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種芯片及形成方法、封裝成品、提高封裝成品良率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導體芯片封裝工藝中，在芯片正面形成焊料凸點，之后將芯片翻轉(zhuǎn)后與封裝基板連接，在電氣上和機械上連接于電路，此種封裝方法稱為倒裝芯片封裝(flip chip)方法。
[0003]參照圖1，現(xiàn)有的半導體技術(shù)的40nm/28nm工藝的高密度1芯片，普遍都采用基于銅柱凸塊(Copper Pillar Bump)l的倒裝芯片封裝方法。芯片2正面分布的多個銅柱凸塊I分別與基板3正面的凸起焊盤(Bump Pad) 4焊接在一起。接著,在基板3背面形成焊球(Solder Ball) 5，多個焊球5呈球柵陣列結(jié)構(gòu)，焊球5作為引腳。之后，使用表面貼裝技術(shù)(Surface Mounted Technology, SMT)將該焊球 5 與印制電路板(Printed Circuit Board,PCB) 7正面的球焊盤8焊接連接。在基板3中存在互連導線，凸起焊盤4和基板3正面的導線6電連接，焊球5和基板3背面的導線6電連接，實現(xiàn)芯片通過基板3和印制電路板7電連接。至此形成芯片封裝成品。
[0004]但是,上述焊接過程均使用回流焊接(reflow soldering)工藝。也就是,將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經(jīng)貼好芯片的基板或印制電路板，讓銅柱凸塊頂端的焊料融化后與凸起焊盤粘結(jié)，和讓焊球融化后與球焊盤8粘結(jié)。在該過程中，由于芯片材料、基板材料和印制電路板材料之間的熱膨脹系數(shù)不匹配，芯片以及封裝成品受熱作用會產(chǎn)生機械應力，引起封裝成品形變或翹曲。由于銅柱凸塊屬于剛性硬材料，銅柱凸塊正下方的層間介電材料層(Inter-layer Dielectric, ILD)中的多層互連金屬層會受到封裝成品形變或翹曲帶來的應力，引起相鄰兩層互連金屬層之間的層間介電材料層部分斷裂，引起層間介電材料層中的插塞層斷裂。這樣，會造成相鄰兩層互連金屬層之間的互連斷開(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達不到設計的要求，引起良率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是，使用現(xiàn)有的半導體倒裝芯片封裝方法形成的封裝成品良率較低。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種芯片形成方法，該芯片形成方法包括:
[0007]提供芯片圖形，所述芯片圖形包括多個互連金屬層圖形，記錄金屬密度小于0.3的互連金屬層圖形；
[0008]根據(jù)所述芯片圖形形成芯片，包括:根據(jù)所述互連金屬層圖形在基底上形成互連金屬層，在形成金屬密度小于0.3的互連金屬層時，在該互連金屬層的互連金屬線之間的空隙中形成填充金屬線，使所述互連金屬層中互連金屬線和填充金屬線的金屬密度之和大于等于0.3。
[0009]可選地，所述互連金屬層中互連金屬線和填充金屬線的金屬密度之和大于等于
0.5?？蛇x地，所述填充金屬線在所述互連金屬線之間的空隙中分散排布。
[0010]可選地，所述填充金屬線在所述互連金屬線之間的空隙中均勻排布。
[0011]可選地，所述填充金屬線和同層的互連金屬線在同一步驟中形成。
[0012]本發(fā)明還提供一種芯片，該芯片包括:位于基底上的多個互連金屬層，在金屬密度小于0.3的互連金屬層中，互連金屬線之間的空隙中具有填充金屬線，使所述互連金屬層中互連金屬線和填充金屬線的金屬密度之和大于等于0.3。
[0013]可選地，所述互連金屬層中互連金屬線和填充金屬線的金屬密度之和大于等于0.5。
[0014]可選地，所述填充金屬線在所述互連金屬線之間的空隙中分散排布。
[0015]可選地，所述填充金屬線在所述互連金屬線之間的空隙中均勻排布。
[0016]本發(fā)明還提供一種聞封裝成品良率的方法，該聞封裝成品良率的方法包括:
[0017]提供前述任一種芯片；
[0018]使用半導體倒裝芯片封裝方法形成芯片封裝成品。
[0019]可選地，所述半導體倒裝芯片封裝方法包括:
[0020]在所述芯片正面形成焊料凸點；
[0021]提供基板，所述基板包括第一面和與所述第一面相對的第二面，所述第一面具有凸起焊盤，將所述焊料凸點和所述凸起焊盤焊接連接；
[0022]在所述第二面形成焊球；
[0023]提供印制電路板，所述印制電路板正面具有球焊盤，將所述焊球和球焊盤焊接連接。
[0024]可選地，所述焊料凸點包括位于所述芯片正面的銅柱凸塊、和位于所述銅柱凸塊頂端的錫帽，所述錫帽和所述凸起焊盤焊接連接。
[0025]可選地，所述銅柱凸塊和所述芯片正面的鍵合焊盤連接。
[0026]可選地，使用回流焊技術(shù)，使所述焊料凸點和所述凸起焊盤焊接連接、使所述焊球和球焊盤焊接連接。
[0027]本發(fā)明還提供一種封裝成品，該封裝成品包括:
[0028]前述任一種芯片；
[0029]位于所述芯片正面的焊料凸點；
[0030]基板，所述基板包括第一面和與所述第一面相對的第二面，所述第一面具有凸起焊盤，所述焊料凸點和所述凸起焊盤焊接連接；
[0031]位于所述第二面的焊球；
[0032]印制電路板，所述印制電路板正面具有球焊盤，所述焊球和球焊盤焊接連接。
[0033]可選地，所述焊料凸點包括位于所述芯片正面的銅柱凸塊、和位于所述銅柱凸塊頂端的錫帽，所述錫帽和所述凸起焊盤焊接連接。
[0034]可選地，所述銅柱凸塊和所述芯片正面的鍵合焊盤連接。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0036]根據(jù)預設芯片圖形，計算得到所有互連金屬層圖形的金屬密度，并記錄金屬密度小于0.3的互連金屬層圖形；之后，在根據(jù)互連金屬層圖形形成互連金屬層時，在金屬密度小于0.3的互連金屬層中，在互連金屬線之間的空隙中形成填充金屬線，使互連金屬層的互連金屬線和其中的填充金屬線的金屬密度之和大于等于0.3。這樣，在半導體倒裝芯片封裝過程中，由于芯片中各互連金屬層的金屬密度均大于等于0.3，任意相鄰兩層互連金屬層之間的層間介電材料層部分均能承受較大應力，即使封裝成品發(fā)生形變，也不會引起兩層相鄰互連金屬層之間的層間介電材料層和其中的插塞層斷裂，相鄰兩層互連金屬層之間的互連性能良好，芯片封裝成品良率較高，能夠量產(chǎn)的要求。
【附圖說明】
[0037]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的半導體倒裝芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2是本發(fā)明具體實施例的芯片圖形的示意圖；
[0039]圖3是本發(fā)明具體實施例的互連金屬線密度大于等于0.3的一互連金屬層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4是本發(fā)明具體實施例的包括互連金屬線和填充金屬線的另一互連金屬層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5?圖9是本發(fā)明具體實施例的半導體倒裝芯片封裝過程中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，發(fā)明人進行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn):在垂直于芯片正面方向上，發(fā)生斷裂的層間介電材料層兩側(cè)的兩層互連金屬層中，其中一層或兩層互連金屬層的金屬密度較小，大約小于0.3。所述金屬密度是指銅柱凸塊正下方的一層互連金屬層在芯片正面投影的表面積，與銅柱凸塊所占芯片正面的表面積之比。當位于銅柱凸塊下的一層互連金屬層的金屬密度小于0.3，則該互連金屬層在垂直于芯片正面方向的兩側(cè)層間介電材料層的機械強度不足，在封裝過程中，易引起它兩側(cè)的層間介電材料層部分和其中的插塞層斷裂。
[0043]因此，若提前預知某一互連金屬層的