使用经前端处理的晶片的几何度量来处理半导体晶片的系统及方法与流程

本公开大体上涉及半导体晶片的处理，且更特定来说，涉及使用经前端处理的晶片的几何度量来处理半导体晶片的系统及方法。

背景技术：

1、半导体晶片通常用于产生电路系统印刷于其上的集成电路(ic)芯片。在多阶段制造过程中，电路系统以缩小化形式印刷为晶片的表面上的相同集成电路(“裸片”)。具体来说，过程包含电子束光刻或光刻处理步骤(“光刻”)及化学或物理处理步骤(例如化学机械抛光、蚀刻及钝化)的各种阶段。在每一阶段，将新图案层添加到晶片的表面，或修改既有层。层的精确对准(“叠对”)对于芯片的最终性能至关重要。

2、芯片制造商要求具有极度平坦及平行表面以减轻或消除叠对误差且确保最大数目的芯片可从每一晶片制造的晶片。晶片最初由适合材料(例如硅)的单晶锭获得。晶片可使用(例如)线锯从锭切割。接着，使用额外前端处理工具(例如研磨、精磨或蚀刻工具)对原始晶片的表面进行初步平坦化及蚀刻。还可使用斜切工具对边缘进行研磨及/或修圆。接着，抛光表面以产生平滑、高度反射、镜面晶片表面。

3、常规度量工具可用于在光刻之前确定抛光晶片的表面是否满足几何(例如形状及/或平坦度)规格。形状是界定为晶片的中间表面相对于最佳拟合中间表面参考平面的偏差的未锁定状态下晶片几何形状的长波长分量。其可由全局参数特征化，例如翘曲、与最佳拟合平面的最大正偏差及负偏差的和，及弯曲、表面与晶片的中心处的最佳拟合平面之间的距离。平坦度是晶片厚度相对于参考平面的变动。其可由全局参数(例如晶片厚度与理想平坦背面的最大变动(gbir))或局部参数(例如部位平坦度、前参考表面、最小平方参考平面、范围(sfqr))特征化。

4、对于既有晶片度量，这些测量仅足以在制造过程的早期预测叠对误差(例如在第一图案化层之间)。当在晶片上形成更多层时，可发生弹性变形以导致晶片形状的变化。叠对误差可由晶片的平面内畸变及平面外畸变特征化。图案化晶片几何度量系统(例如由kla-滕科公司(kla-tencor corporation)制造的图案化晶片几何度量系统)可用于测量图案化步骤之间的这些畸变且提供晶片度量以解释叠对误差。然而，这些既有系统使用需要抛光表面的高准确度检验工具，且在制造过程的至少部分已开始之后进行测量。不存在使用经前端处理的晶片的平坦度检验测量来提供预制晶片畸变预测指标的解决方案。

5、此“背景技术”希望向读者介绍在下文中描述及/或主张的可与本公开的各个方面相关的本技术的各个方面。据信此讨论有助于提供读者背景信息以促进理解本公开的各个方面的更佳理解。因此，应了解这些陈述应从据此来解读而非承认现有技术。

技术实现思路

1、一方面，一种用于处理半导体晶片的方法包含提供由前端处理工具处理的第一半导体晶片及从沿所述第一半导体晶片的表面的扫描线获得测量数据。每一扫描线的所述测量数据包含厚度轮廓及表面轮廓。所述方法还包含基于所述扫描线的测量数据确定所述晶片的中心平面；对于每一扫描线，基于所述扫描线的所述测量数据及所述晶片的所述中心平面产生原始形状轮廓；及对于每一扫描线，基于所述原始形状轮廓的多项式回归产生理想形状轮廓。所述方法进一步包含对于每一扫描线，基于所述原始形状轮廓及所述理想形状轮廓产生gapi轮廓，及基于所述扫描线的所述gapi轮廓计算所述第一半导体晶片的gapi值。所述方法还包含确定所述第一半导体晶片的所述gapi值是否在预定阈值内。如果所述第一半导体晶片的所述gapi值不在所述预定阈值内，那么所述方法包含基于所述第一半导体晶片的所述扫描线的所述gapi轮廓中的至少一者来调谐所述前端处理工具，及使用所述经调谐之前：端处理工具处理第二半导体晶片。如果所述第一半导体晶片的所述gapi值在所述预定阈值内，所述方法包含对所述第一半导体晶片分拣以进行抛光。

2、另一方面，一种用于处理半导体晶片的系统包括用于半导体晶片的前端处理的前端处理工具及用于从沿所述经前端处理的晶片的表面的扫描线获得测量数据的平坦度检验工具。每一扫描线的所述测量数据包含厚度轮廓及表面轮廓。所述系统还包含连接到所述平坦度检验工具及所述前端处理工具的计算装置。所述计算装置经配置以从所述平坦度检验工具接收所述扫描线的所述测量数据，基于所述扫描线的所述测量数据确定所述晶片的中心平面；对于每一扫描线，基于所述扫描线的所述测量数据及所述晶片的所述中心平面产生原始形状轮廓；及对于每一扫描线，基于所述原始形状轮廓的多项式回归产生理想形状轮廓。所述计算装置还经配置以对于每一扫描线，基于所述原始形状轮廓及所述理想形状轮廓产生gapi轮廓；基于所述扫描线的所述gapi轮廓计算所述经前端处理的晶片的gapi值，及确定所述经前端处理的晶片的所述gapi值是否在预定阈值内。如果所述经前端处理的晶片的所述gapi值不在所述预定阈值内，那么所述计算装置经配置以基于所述扫描线的所述gapi轮廓中的至少一者来修改所述前端处理工具。

3、又一方面，一种用于处理半导体晶片的方法包含提供由前端处理工具处理的第一半导体晶片及获得所述第一半导体晶片的边缘轮廓的测量数据。所述方法还包含基于所述测量数据确定边缘轮廓中心点，基于所述测量数据及所述边缘轮廓中心点来产生原始高度轮廓，及基于所述原始高度轮廓的多项式回归来产生理想边缘轮廓。所述方法进一步包含基于所述原始高度轮廓及所述理想边缘轮廓产生所述第一半导体晶片的gapi边缘轮廓，基于所述gapi边缘轮廓计算所述第一半导体晶片的gapi边缘值，及确定所述第一半导体晶片的所述gapi边缘值是否在预定阈值内。如果所述第一半导体晶片的所述gapi边缘值不在所述预定阈值内，那么所述方法包含基于所述第一半导体晶片的所述gapi边缘轮廓来调谐所述前端处理工具，及使用经调谐的前端处理工具来处理第二半导体晶片。如果所述第一半导体晶片的所述gapi边缘值在所述预定阈值内，那么所述方法包含对所述第一半导体晶片分拣以进行抛光。

4、又一方面，一种用于处理半导体晶片的系统包含用于一＝半导体晶片的前端处理的一＝前端处理工具及用于获得所述经前端处理的晶片的一＝边缘轮廓的测量数据的一＝平坦度检验工具。所述系统还包含连接到所述平坦度检验工具及所述前端处理工具的计算装置。所述计算装置经配置以从所述平坦度检验工具接收所述测量数据，基于所述测量数据确定边缘轮廓中心点，基于所述测量数据及所述边缘轮廓中心点来产生原始高度轮廓，且基于所述原始高度轮廓的多项式回归来产生理想边缘轮廓。所述计算装置还经配置以基于所述原始高度轮廓及所述理想边缘轮廓产生所述经前端处理的晶片的gapi边缘轮廓，基于所述gapi边缘轮廓计算所述经前端处理的晶片的gapi边缘值，且确定经前端处理的晶片的所述gapi边缘值是否在预定阈值内。如果所述经前端处理的晶片的所述gapi边缘值不在所述预定阈值内，那么所述计算装置经配置以基于所述经前端处理的晶片的所述gapi边缘轮廓修改所述前端处理工具。

5、与上文所提及的方面相关的特征存在各种改进。进一步特征还可并入上文所提及的方面中。这些改进及额外特征可个别存在或以任何组合存在。例如，下文相对于图中所说明的实施例中的任何者讨论的各种特征可单独或以任何组合并入上述方面中的任何者中。