具有坚固的拐角凸块的芯片设计制造技术

一种集成电路结构包括半导体芯片，该半导体芯片包括拐角、边缘、和中心。该半导体芯片进一步包括：分布在基板的主表面上的多个凸块焊盘结构；基板的第一区域，在其上形成有第一凸块焊盘结构，该第一凸块焊盘结构具有与其相连的第一数量的支撑金属焊盘；以及基板的第二区域，在其上形成有第二凸块结构，该第二凸块结构具有与其相关的第二数量的支撑金属焊盘，该第二数量大于该第一数量。

【技术实现步骤摘要】
具有坚固的拐角凸块的芯片设计本申请要求于2009年10月8日提交的美国临时申请第61/249，902号名称为 "Chip Design with Robust Corner Bumps”的优先权，该申请被结合于此作为参考。
本公开总体来说涉及集成电路、更具体地来说，涉及集成电路的凸块焊盘结构的 结构和形成方法。
技术介绍
集成电路(IC)芯片通常与封装组件中的封装基板电连接，以提供外部信号交换。 一般使用的接合方案是倒装芯片接合。图1示意性地示出了倒装芯片接合结构，其中IC芯 片100通过凸块植球104接合到封装基板102上。然而，一般会发现，IC芯片100的热膨胀 系数(CTE)与封装基板102的热膨胀系数明显不同。例如，IC芯片100的CTE可以是大约 3ppm/°C，而封装基板102的CTE可以是大约15ppm/°C。由于CTE的差异，IC芯片100和封 装基板102内部会产生应力，这样会带来翘曲，如图2示意性地示出。翘曲会导致在IC芯片100中凸块植球104破裂以及低k介电层(未示出)分层。 目前，在金属间介电(IMD)层中，许多处理使用低k和超低k介电材料，以减小RC延迟和寄 生电容。IMD设计的总体趋势是IMD层的介电常数(k)趋向于从低k态降低到超低k态。 这意味着其中形成金属线和通孔的IMD层在机械性质上更加脆弱。而且，在热膨胀导致的 应力下，IMD层会分层。该凸块破裂和分层在IC芯片100的拐角处会特别严重。虽然凸块 破裂和分层仍会发生，但是传统的底部填充被用于填充IC芯片100和凸块植球104之间的 空间，以保护凸块植球104。专利技术内容根据实施例的一个方面，集成电路结构包括多个凸块焊盘结构，分布在基板的主 表面上；基板的第一区域，在其上形成有第一凸块焊盘结构，其具有与其相关的第一数量的 支撑金属焊盘；以及基板的第二区域，在其上形成有第二凸块焊盘结构，其具有与其相关的 第二数量的支撑金属焊盘，第二数量大于第一数量。根据本专利技术的集成电路，其中，所述第二区域是所述基板的边缘区域，并且其中， 所述第一区域是所述基板的中心区域。根据本专利技术的集成电路，进一步包括所述基板的第三区域，在其上形成有第三凸块焊盘结构，所述第三凸块焊盘结构 具有与其相关的第三数量的支撑金属焊盘，所述第三数量大于所述第二数量。根据本专利技术的集成电路，其中，所述第三区域是拐角区域。根据本专利技术的集成电路，其中，所述基板承受应力，并且其中，所述第二区域比所 述第一区域受到更大的应力。根据本专利技术的集成电路，其中，多个凸块焊盘结构形成在所述基板上，并且按逻辑地分为多行，至少一个最接近所述基板的拐角的行具有形成在其中的至少一个第三凸块焊 盘结构，至少一个最接近所述基板的边缘的行具有形成在其中的至少一个第二凸块焊盘结 构，并且至少一个远离所述基板的所述拐角和所述边缘的行具有形成在其中的至少一个凸 块焊盘结构。根据本专利技术的集成电路，其中，所述支撑金属焊盘的第一数量是1，所述支撑金属 焊盘的第二数量是2，并且所述支撑金属焊盘的第三数量是3。根据本专利技术实施例的一种集成电路，包括拐角；边缘；中心；第一凸块焊盘结构，相比于其他凸块焊盘结构最接近所述拐角，并且具有第一焊 盘结构；第二凸块焊盘结构，相比于其他凸块焊盘结构最接近所述边缘，并且具有与所述 第一焊盘结构不同的第二焊盘结构；以及第三凸块焊盘结构，相比于其他凸块焊盘结构最接近所述中心，并且具有与所述 第一焊盘结构和第二焊盘结构不同的第三焊盘结构。根据本专利技术的集成电路，其中，所述第一凸块焊盘结构是单固体焊盘结构，所述第 二凸块焊盘结构是双固体焊盘结构，并且所述第三凸块焊盘结构是三固体焊盘结构。根据本专利技术的集成电路，其中，所述凸块焊盘结构在集成电路上分成行并且包 括第一行凸块焊盘结构，邻近所述拐角，并且包括三固体焊盘结构；以及第二行凸块焊盘结构，邻近所述第一行凸块焊盘结构，并且包括双固体焊盘结构。根据本专利技术的集成电路，其中，所述凸块焊盘结构在集成电路上分成行并且包 括第一行凸块焊盘结构，邻近所述拐角，并且包括双固体焊盘结构；以及第二行凸块焊盘结构，邻近所述第一行凸块焊盘结构，并且包括单固体焊盘结构。根据本专利技术的集成电路，进一步包括焊锡凸块焊料凸块，形成在所述第一凸块焊 盘结构顶上并且与所述第一凸块焊盘结构电连接。根据本专利技术实施例一种集成电路，包括基板，具有承受第一应力的第一区域和承受更大的第二应力的第二区域；形成在所述基板上的多个凸块焊盘，所述多个凸块焊盘包括第一凸块焊盘，具有形成在所述第一区域中的第一应力改善结构；以及第二凸块焊盘，具有形成在所述第二区域中的与所述第一应力改善结构不同的第 二应力改善结构。根据本专利技术的集成电路，其中，所述基板进一步包括第三区域，所述第三区域比所 述第二区域承受更大的应力，并且其中所述多个凸块焊盘进一步包括第三凸块焊盘，具有形成在所述第三区域中的不同于所述第一应力改善结构和所 述第二应力改善结构的第三应力改善结构。根据本专利技术的集成电路，其中所述第三区域是所述基板的拐角；所述第二区域是所述基板的边缘；以及所述第一区域远离所述基板的所述拐角和所述边缘。根据本专利技术的集成电路，其中所述第一应力改善结构是单固体焊盘；以及所述第二应力改善结构是双固体焊盘。根据本专利技术的集成电路，其中，多个凸块焊盘按行排列，并且其中最接近所述基板的拐角的行中的凸块焊盘包括所述第三应力改善结构；最接近所述基板的边缘的行中的凸块焊盘包括所述第二应力改善结构；以及远离所述基板的所述拐角和所述边缘的行中的凸块焊盘包括所述第一应力改善 结构。根据本专利技术的集成电路，其中，所述基板的表面积在IOOmm2至225mm2之间。根据本专利技术的集成电路，具有在最接近所述基板的拐角的行中的至少三个凸块焊ο根据本专利技术的集成电路，进一步包括形成在所述第一凸块焊盘顶上的焊料凸块。 附图说明为了更好地理解本披露及其优点，现在将结合附图进行的以下描述作为参考，其 中图1和图2示出了传统倒装封装组件的横截面图3A、图;3B、和图3C分别是单固体焊盘结构、双固体焊盘结构、和三固体焊盘结构 的横截面图。图4示出了图3A、图;3B和/或图3C中所示结构的顶视图5示出了仿真结果，其中不同凸块焊盘结构的节点释放能量与各自支撑金属焊 盘的数量有关。图6示出了根据实施例的具有凸块焊盘结构的芯片的顶视图。图7和图8示出了芯片的拐角部分和凸块焊盘结构的拐角-行(corner-row)；以 及图9和图10示出了根据可选实施例的芯片的顶视图，其中，示出了凸块焊盘结构 的边缘-行(side-row)。具体实施方式以下详细描述本专利技术实施例的制造和使用。然而，应该想到，实施例提供可以在多 种特定环境中具体化的多种可应用专利技术思想。一种半导体芯片可以包括多个焊料凸块，该焊料凸块被用于将半导体芯片中的集 成电路与外部电路电连接。根据一个实施例，图3A、图;3B和图3C示出了示例性凸块焊盘 结构，在该凸块焊盘结构上形成凸块42。贯穿说明书，术语“凸块焊盘结构”指的是以下结 构包括UBM40、金属焊盘38、底部焊盘(underlying pad) 56和60 (以及附加支撑焊盘，如 果有，则请参考图3A到3C)，以及连接通孔。图3A示出了包括基板30的芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路，包括：多个凸块焊盘结构，分布在基板的主表面上；所述基板的第一区域，在其上形成有第一凸块焊盘结构，所述第一凸块焊盘结构具有与其相关的第一数量的支撑金属焊盘；以及所述基板的第二区域，在其上形成有第二凸块焊盘结构，所述第二凸块焊盘结构具有与其相关的第二数量的支撑金属焊盘，所述第二数量大于所述第一数量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宪伟，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]