CN117999643A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

一种用于处理半导体晶片的方法包含从由前端处理工具处理的半导体晶片的表面获得测量数据。所述方法包含基于所述测量数据确定所述晶片的中心平面、产生原始形状轮廓，及产生理想形状轮廓。所述方法进一步包含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Gapi轮廓计算所述半导体晶片的Gapi值。所述所产生的Gapi轮廓及/或所述经计算的Gapi值可用于调谐所述前端处理工具及/或对所述半导体晶片分拣以进行抛光。系统包含至少前端处理工具、平坦度测量工具及计算装置。

Description

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
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2021年8月16日申请的第63/260,295号美国临时专利申请案的优先权，所述案的公开内容特此以全部引用方式并入。
技术领域
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
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。
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。
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。
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。
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。
发明内容
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。
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。
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。
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。
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。
附图说明
图1是使用抛光晶片几何度量来处理晶片的方法的过程流程。
图2是根据本发明的使用经前端处理的晶片几何度量来处理晶片的方法的过程流程。
图3是用于由几何测量工具获得所述经前端处理的晶片几何测量数据的经前端处理的晶片表面上的四条扫描线的示意图。
图4是用于由几何测量工具获得所述经端处理的晶片几何测量数据的经前端处理的晶片表面上的八条扫描线的示意图。
图5是用于由几何测量工具获得所述经前端处理的晶片几何测量数据的经前端处理的晶片表面上的螺旋扫描的示意图。
图6是经前端处理的晶片的示意性截面。
图7a及7b是使用由图3到5的几何测量工具及晶片表面扫描获得的测量数据产生的一组绘图。
图8是根据本公开的用于计算经前端处理的晶片的Gapi值的方法的过程流程。
图9是展示晶片的原始轮廓的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图10是展示晶片的Gapi轮廓的图9的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图11是展示晶片的平面内畸变(IPD)轮廓的图9的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图12是展示针对所述经前端处理的晶片计算的Gapi值与针对晶片计算的IPD均方根值之间的相关性的绘图。
图13是展示所述经前端处理的晶片的计算Gapi值与晶片的后端成品率百分比之间的关系的条形图表。
图14是用于基于Gapi值调整前端处理工具的方法的过程流程。
图15是展示在前端处理工具的调谐之前晶片的原始轮廓的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图16是使用由几何测量工具及沿扫描线的晶片表面扫描获得的图15的所述经前端处理的晶片的测量数据产生的绘图。
图17是展示晶片的Gapi轮廓及从Gapi轮廓计算的Gapi值的图15的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图18是展示晶片的IPD轮廓及从IPD轮廓计算的IPD均方根值的图15的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图19是展示在前端处理工具的调谐之后晶片的原始轮廓的经前端处理的晶片的等高线图。
图20是使用由几何测量工具及沿扫描线的晶片表面扫描获得的图19的所述经前端处理的晶片的测量数据产生的绘图。
图21是展示晶片的Gapi轮廓及从Gapi轮廓计算的Gapi值的图19的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图22是展示晶片的IPD轮廓及从IPD轮廓计算的IPD均方根值的图19的所述经前端处理的晶片的等高线图。
图23是根据本公开的用于计算经前端处理的晶片的Gapi边缘值的方法的过程流程。
图24到26是所述经前端处理的晶片的边缘轮廓的绘图。
图27是根据本公开的用于使用经前端处理的晶片几何度量来处理晶片的实例系统的框图。
具体实施方式
实例系统及方法使用从半导体晶片的测量数据产生及/或计算的Gapi晶片几何度量。通常，在本公开的实施例中，适合半导体晶片(其也可指称“晶片”或“硅晶片”)包含单晶硅晶片，例如(例如)通过从由柴可拉斯基(Czochralski)法或浮动区法形成的锭切片晶片而获得的衬底晶片。每一半导体晶片包含中心轴、前表面及平行于前表面的后表面。前表面及后表面通常垂直于中心轴。圆周边缘接合前表面及后表面。半导体晶片可为适合于由所属领域的技术人员使用的任何直径，包含(例如)200mm、300mm、大于300mm或甚至450mm直径晶片。
Gapi度量可用作为平面内畸变(IPD)预测指数且可用于基于经预测的平面内畸变及预期后端成品率之间的相关性对半导体晶片进行分拣。Gapi度量可适合对从经前端处理的半导体晶片的测量数据产生及/或计算，但可用于其它应用中。Gapi度量可用于调整前端处理工具且否则对具有可接受的Gapi度量的晶片进行分拣以用于进一步处理。
图1展示用于处理半导体晶片的常规一般过程流程100。在步骤102，提供经前端处理的晶片用于进一步处理。如本文所使用，“经前端处理”是已由前端处理工具处理的晶片，包含(例如)从半导体材料(例如硅)的单晶锭切片的晶片。经前端处理的晶片还可具有蚀刻、精磨或研磨的一个或两个表面，及/或已将边缘修圆。前端处理工具的实例包含线锯、精磨工具、研磨工具，斜切工具及蚀刻工具。
由步骤102提供的经前端处理的晶片的表面状况仍相对粗糙且通常不适合于需要特别平坦的表面的光刻处理。在步骤104，抛光经前端处理的晶片。步骤104处的抛光操作可为中间抛光操作及/或精抛光操作。在中间抛光操作中，对经前端处理的晶片的前表面进行抛光以改进平坦度且移除处置划痕。在精抛光操作中，对晶片的前表面进行精抛光以从前表面移除精细或“微”划痕且产生晶片的高度反射、无损伤前表面。如本文所使用，“过程中”是已经中间及/或精抛光且视情况已经历如下文所描述的一或多个图案化处理步骤的具有前表面的晶片。在步骤104的抛光之后，且视情况在额外图案化处理步骤之后，使用高准确度检验工具(例如由KLA-滕科(KLA-Tencor)公司制造的WaferSightTM2或2+裸晶片几何计量系统)可用于确定处理中晶片的形状及平坦度以及其它参数(例如纳米形貌)。从这些测量，可在步骤106处使用常规度量来预测至少第一图案化步骤的叠对误差。
在步骤108，执行涉及光刻及其它化学及/或机械处理(例如化学机械抛光、蚀刻、钝化、扩散等)的系列图案化处理步骤以在晶片上形成集成电路(“裸片”)。可包含(例如)光掩模光致抗蚀剂图案、氧化物层及金属层的各种层沉积于晶片上。形成于表面上的每一层可具有不均匀固有应力以导致晶片形状的弹性变形(例如IPD)。为减轻叠对误差对产品成品率的影响，可依序重复步骤106及108，借此通过调整光刻工具来校正过程中的叠对误差。然而，随着光刻图案(例如低于10nm)的设计规则不断收缩，叠对层的过程中控制变得更加困难。在无校正动作可由光刻工具采取的情况下，会出现不可校正的叠对错误。因此，在晶片分级步骤110处实现质量晶片的低后端成品率。
参考图2，图中展示用于使用改进叠对及过程控制来处理半导体晶片的实例一般过程流程200。在类似于上文在过程100中讨论的步骤102的步骤202处，提供晶片。额外过程步骤204包含于过程200，其中在进一步处理及/或制造晶片之前执行经前端处理的晶片的分级。例如，前端晶片分级步骤204可在晶片抛光步骤208之前及/或在图案化及层形成步骤212之前发生。在步骤204，基于经前端处理的晶片的形状及/或平坦度确定晶片度量(例如本文更详细讨论的Gapi度量)。接着，在步骤206，基于所述度量对晶片进行分拣。例如，可基于度量确定晶片在所要规格之外，且在步骤206丢弃或识别晶片以用于进一步前端处理。如果确定晶片满足所要规格，那么可从(例如)抛光步骤208开始进一步处理晶片。所要规格可为(例如)基于相关后端成品率的晶片处理期间预测IPD的公差水平。
过程200的一个优点是晶片分级发生在某些不可逆处理步骤发生之前。可通过使用前端工具的进一步处理来回收在步骤206处分拣的超出规格的晶片以使晶片度量在所要规格内。例如，可重复精磨或研磨过程以调整晶片的形状及/或平坦度。另外，通过在晶片处理的早期识别超出规格的晶片，可实现在晶片分级步骤214处处理的晶片的改进后端成品率。此增加最终形成的质量级裸片的数量，且降低与制造期间发生的不可校正的叠对误差相关联的成本。另外，因为经进一步处理的晶片已通过预测IPD的审查，因此可减少或消除对过程中叠对控制的需要。据此，可实现步骤210处的叠对控制与步骤212处的晶片图案化之间的更有效串行化。
参考图3到8，图中描述用于确定经前端处理的晶片300的Gapi度量的实例方法。图8展示用于确定Gapi度量的过程流程400。在步骤402，几何测量工具(在本文中也指称平坦度检验工具)用于从经前端处理的晶片300(图3到6中所展示)获得测量数据。适合几何测量工具的实例包含铜制SBW(Kobelco SBW)系列工具、铜制LGW(Kobelco LGW)系列工具及铜制LSW(Kobelco LSW)系列工具。几何测量工具使用电容探针或干涉仪适合地获得一个或两个表面的测量数据，所述测量数据包含沿晶片300的一个或两个表面的点的表面高度及厚度。在一个实例中，几何测量工具是铜制SBW(Kobelco SBW)-330工具。
如图3到5中所展示，几何测量工具可通过沿跨晶片300(图3及4)的表面304(例如前表面)延伸的直径线302(本文中也指称扫描线302或扫描直径线302)扫描或晶片300的表面304的螺旋扫描(图5)获得测量数据。几何测量工具可通过沿两条或更多条直径线302(例如4条直径线(图3中所展示)或8条直径线302(图4中所展示))扫描来获得测量数据。经测量的晶片300可处于未锁定(即，独立)状态。
由几何测量工具获得的测量数据包含晶片300的表面轮廓。通过测量表面304(如图6中所展示)沿相应扫描直径线302定位的点处的表面高度，沿扫描直径线304获得每一表面轮廓。例如，每一表面轮廓可包含在沿相应直径线302的超过100、超过200或超过290个点处测量的表面高度。每一点具有跨表面304延伸的沿直径线302的位置，其测量为距表面304的中心306的距离(以毫米，mm为单位)。在每一点处测量的表面高度可表示为Hn(x)，其中n识别扫描直径线，且x是点与沿扫描直径线n测量的晶片300的中心306的相对距离(以mm为单位)。表面高度被确定为与参考高度的距离，Href＝0。通过沿每一直径线302扫描而获得的表面轮廓包含在沿相应直径线302的点处测量的表面高度的范围。在一个实施例中，通过仅沿晶片300的表面304(例如前表面)扫描直径在线302而获得表面轮廓。在其它实施例中，通过沿晶片300的表面304及表面308(如图6中所展示)(即，前表面及后表面)两者扫描直径线302来获得表面轮廓。
通过几何测量工具获得的测量数据还包含晶片300的厚度轮廓。通过测量沿相应扫描直径线302的点处的厚度，沿扫描直径线获得每一厚度轮廓。沿每一直径线302的每一点处的厚度测量为点与晶片300的另一表面308上的相同位置处的对应点之间的距离。因此，厚度可由表面304上的点的表面高度Hn(x)及表面308中的对应点的表面高度确定。沿直径线302的每一点处的厚度可表示为Tn(x)，其中n识别扫描直径线，且x是点与沿扫描直径线n测量的晶片300的中心306的相对距离(以mm为单位)。通过沿相应直径线302扫描而获得的厚度轮廓包含在沿相应直径线302的点处测量的厚度值的范围。
返回参考图8，在步骤404，基于通过沿直径线302扫描获得的厚度轮廓及表面轮廓确定晶片300的中心平面CP(图6中所展示)。中心平面CP可基于晶片300的厚度平面TP(图6中所展示)。厚度平面TP位于晶片300的前表面304与后表面308之间。在一个实例中，厚度平面TP被映像为沿扫描直径线302的每一点处的表面高度Hn(x)加上厚度Tn(x)的一半。据此，厚度平面TP可包含对应于沿晶片300的表面304及308的扫描线302中的每一者的测量点的点。接着，可基于沿厚度平面TP的点的回归分析(例如通过最小平方最佳拟合、移动平均或多项式拟合)来确定中心平面CP。在一个实例实施例中，通过沿厚度平面TP的点的最小平方最佳拟合来确定中心平面CP。
图6展示沿直径线302中的一者取得的具有前表面304及后表面308的扫描经前端处理的晶片300的示意性截面图。包含晶片300的表面轮廓及厚度轮廓的测量数据可通过测量沿跨前表面304且视情况跨后表面308延伸的扫描直径线302的点处的表面高度Hn(x)及厚度Tn(x)来获得。每一点的厚度Tn(x)是前表面304上的点与后表面308上的对应点之间的距离。晶片300的厚度平面TP可基于每一点的表面高度Hn(x)及厚度Tn(x)来确定。如上文所描述，通过沿厚度平面TP的点的回归分析来确定晶片300的中心平面CP。图6中所展示的视图仅用于参考且不希望按比例描绘测量晶片上的每一点处的表面高度或厚度。
再次参考图8，在步骤406，为晶片300沿每一扫描直径线302产生原始形状轮廓。基于包含沿相应扫描直径线302的表面轮廓及厚度轮廓及经确定的晶片300的中心平面CP的所获得的测量数据产生每一原始形状轮廓。每一原始形状轮廓包含在沿相应扫描直径线302的每一扫描点处计算的原始形状值。原始形状可依据每一点处的表面高度Hn(x)及厚度Tn(x)及中心平面CP上的相同位置处的对应点的高度来计算。在一个实例中，通过以下公式计算每一点的原始形状RSn：
RSn(x)＝Hn(x)+0.5*(Tn(x)-CPn(x))
其中n识别扫描直径线，x是点与沿扫描直径线n测量的晶片300的中心306的相对距离(以mm为单位)，Hn(x)是沿x处的扫描直径线n的点的测量表面高度，Tn(x)是沿x处的扫描直径线n的点的测量厚度，且CPn(x)是对应于沿x处的扫描直径线n的点的中心平面上的点的高度。
在一些实施例中，可通过移动平均来使原始形状轮廓平滑。例如，可在沿原始形状轮廓的相应扫描直径线302的方向上设定界定窗口。窗口可具有小于10mm、小于5mm或3mm的大小。为每一窗口计算窗口内的点处的原始形状的移动平均值。接着，将每一窗口内的点的原始形状设定为窗口的经计算的移动平均值。
在步骤408，沿每一扫描直径线302为晶片300产生理想形状轮廓。每一理想形状轮廓可基于为相应扫描直径线303产生的原始形状轮廓的多项式回归来产生。在一个实例中，每一理想形状轮廓基于在沿相应扫描直径线302的点处计算的原始形状值的二阶多项式拟合而产生。每一理想形状轮廓包含在沿相应扫描直径线302的每一扫描点处计算的理想形状值。在一个实例中，通过以下公式计算每一点处的理想形状ISn：
ISn(x)＝a*(RSn(x))2+b*(RSn(x))+c
其中n标识扫描直径线，x是沿点与扫描直径线n测量的晶片300的中心306的相对距离(以mm为单位)，RSn(x)是在x处为扫描直径线n产生的原始形状值，a及b是多项式系数，且c是由多项式拟合分析确定的误差。多项式拟合分析使用(例如)Python中的NumPy(即，np.polyfit曲线拟合函数)执行。
在步骤410，沿每一扫描直径线302为晶片300产生Gapi轮廓。每一Gapi轮廓可基于为相应扫描直径线302产生的理想形状轮廓及原始形状轮廓产生。在一个实例中，每一Gapi轮廓通过为相应扫描直径线302产生差量形状轮廓而产生。每一差量形状轮廓包含在沿相应扫描直径线302的点处计算的差量形状值。每一差量形状可通过比较沿相应扫描直径线302的每一点处的理想形状与原始形状来计算。在一个实例中，差量形状DSn在每一点处通过以下公式计算：
DSn(x)＝ISn(x)–RSn(x)
其中n标识扫描直径线，x是沿点与扫描直径线n测量的晶片300的中心306的相对距离(以mm为单位)，RSn(x)是为x处的扫描直径线n产生的原始形状值，且ISn(x)是为x处的扫描直径线n产生的理想形状值。差量形状轮廓能够通过量化所产生的原始形状轮廓中的每一者与相应理想形状轮廓的偏差来描述每一扫描直径线302的晶片形状及平坦度。在一些实施例中，仅基于为相应扫描直径线302产生的差量形状轮廓来产生各Gapi轮廓。
每一Gapi轮廓可基于为相应扫描直径线302产生的差量形状轮廓及应用于差量形状轮廓的加权因子。加权因子可应用(例如与差量形状值相乘)以解释差量形状轮廓的某些变动(例如形状变动及斜率变化)，其可在处理期间对晶片变形(例如IPD畸变)具有较大影响。差量形状轮廓变动可量化为基于沿相应扫描直径线302的方向的界定移动窗口内的差量形状值的标准偏差、方差或范围。在应用加权因子之前，可为容许的变动的量预定阈值。例如，如果基于界定窗口内的差量形状值确定的差量形状轮廓变动(例如形状变动或斜率变化)高于预定阈值，那么可将加权因子应用于界定窗口内的每一差量形状值。
加权因子可基于沿相应扫描直径线302的方向的界定移动窗口内的面积变动来应用。相对窄窗口(例如小于20mm)内的面积的高变动可导致晶片畸变，因为晶片易受所述窗口中的较高夹持压力的影响。面积变动可量化为(例如)界定窗口内的差量形状轮廓的面积的标准偏差、方差或范围。界定窗口可具有(例如)小于20mm、小于15mm或11mm的大小。如果窗口中的差量形状轮廓的面积变动高于预定阈值，那么将加权因子应用于窗口内的差量形状值。在一个实例实施例中，面积变动被量化为标准偏差，且阈值等于或大于0.3，等于或大于0.4，或等于或大于0.5。这些实施例中的加权因子可为标准偏差本身。因此，在一个实例中，如果界定窗口中的标准偏差大于或等于0.4，那么应用0.4的加权因子，如果界定窗口中的标准偏差小于0.4，那么不应用加权因子(即，加权因子是零)。
加权因子还可基于沿相应扫描直径线302的方向的界定移动窗口内的差量形状轮廓的斜率变化来应用。相对窄窗口(例如小于10mm)内的晶片表面轮廓的显著转折点可导致晶片畸变，因为晶片易受所述窗口中的较高夹持压力影响。可通过(例如)比较两个相邻界定窗口中的斜率的方向及量来量化差量形状轮廓的斜率变化。每一相邻界定窗口可具有(例如)小于20mm、小于10mm或5mm的大小。如果斜率变化在预定阈值之外，那么将加权因子应用于界定窗口内的差量形状值。在一个实施例中，通过乘以斜率来比较斜率，且阈值是小于-0.3、小于-0-35、小于-0.4、小于-0.45、小于-0.5或小于-0.5的一负值(表示斜率变化)。这些实施例中的加权因子可从大于1到大于3、或从1.1到2、或从1.2到1.4或1.3。如果不满足阈值，那么可将加权因子设定为1。因此，在一个实例中，如果斜率变化被确定为小于-0.4，那么应用1.3的加权因子，且如果斜率变化确定为不小于-0.4，那么应用1的加权因子。
当产生Gapi轮廓时，界定窗口内的差量形状轮廓的面积变动及斜率变化两者可用于确定应用于差量形状轮廓的加权因子。在这些实施例中，可通过乘以为面积变动及斜率变化确定的加权因子来确定待应用的加权因子(例如与适当窗口内的差量形状值相乘)。例如，可通过以下公式计算待应用于为界定窗口内的相应扫描直径线302计算的差量形状值的每一加权因子SWn：
SWn(x)＝(SVn(x)+1)*(SCn(x))
其中n标识扫描直径线，x是沿点与扫描直径线n测量的晶片300的中心306的相对距离(以mm为单位)，SVn(x)是如果x处的点在适当窗口内那么待基于标准偏差应用的加权因子，且SCn(x)是如果x处的点在适当窗口内那么待基于斜率变化应用的加权因子。在此实例中，SCn(x)是1(如果未应用加权因子那么默认值)或大于1(即，经确定的加权因子)。
参考图7a及7b，图中展示根据本公开的使用由几何测量工具(例如通过沿图3到5中所展示的扫描线扫描晶片300的表面304)获得的测量数据产生的一组实例绘图。通过沿8条直径线(在图7a及7b中指示为线:0到线:7)扫描经前端处理的晶片表面来获得扫描轮廓。为每一扫描直径线产生原始形状轮廓及理想形状轮廓且在每一绘图中展示。还基于如上文所描述的原始形状及理想形状轮廓产生每一直径线的差量形状轮廓(图中未展示)。在此实例中，基于界定窗口内的差量形状轮廓的形状偏差及/或斜率变化来确定加权因子。通过将加权因子应用于适当窗口中的差量形状值而产生每一直径线的Gapi轮廓(形状差量*形状权重)。
返回参考图8，在步骤412，基于为扫描直径线302产生的Gapi轮廓计算晶片的Gapi值。Gapi值是全局度量，其可用于描述晶片平坦度及/或形状相对于理想平面的总变动。其可基于Gapi轮廓计算为(例如)包含于Gapi轮廓中的值的均方根值。因此，Gapi值在本文中也可指称“Gapi均方根”或“Gapi rms”。
参考图9到12，图中已展示为经前端处理的晶片计算的Gapi值与由图案化晶片几何(PWG)度量系统(例如由KLA-Tencor公司制造的WaferSightTMPWG5TM平台)提供的IPD预测指数具有良好相关性。PWG度量系统使用从高准确度检验工具(例如由KLA-滕科(KLA-Tencor)公司制造的WaferSightTM2或2+裸晶片度量系统)获得的原始PWG数据以基于晶片形状的变化来评估过程中晶片畸变且预测叠对误差。图9展示经前端处理的晶片的原始局部化形状特征的等高线图。如图10及11中所展示，为经前端处理的晶片产生的Gapi轮廓的等高线图(图10)及使用PWG度量系统基于过程中晶片数据产生的IPD图(图11)指示可基于为经前端处理的晶片产生的Gapi轮廓预测IPD。更具体来说，图10的晶片的所产生的Gapi轮廓特征(具有4.324的Gapi值)与相同晶片(具有图9中所展示的局部化形状特征)的经计算的IPD部位均方根度量及图11的IPD图良好相关，其中IPD度量及IPD图在最终抛光步骤之后确定。图12展示经计算的Gapi轮廓及IPD值的全局度量(均被视为局部值的均方根)具有强相关性，对于各种晶片形状具有大于0.7的R2值。
参考图13，经前端处理的晶片的Gapi值可用于预测质量晶片的后端成品率。图13中的图表展示对于等于或低于4、特别是等于或低于3.6且更特别是等于或低于3.2的Gapi值，可获得大于50％的高后端成品率。后端成品率百分比可通过来自晶片分级的经验数据或来自基于过程中晶片畸变的晶片度量(例如基于后抛光晶片的IPD度量的成品率)获得。因为根据本公开的Gapi度量与过程中晶片度量具有强相关性，因此可假定与过程中的晶片度量相关的预测后端成品率将类似地与相应Gapi量度相关。如果经计算的晶片的Gapi值不满足预定阈值，那么可对经前端处理的晶片进行分拣(例如在过程200中的步骤206处)。阈值可设定为与高后端成品率百分比(例如大于50％、大于60％或大于70％)相关的Gapi值。据此，可实现优点，例如更高后端成品率、减少对叠对误差控制的需要及回收较差质量晶片。
参考图14，图中展示用于基于经计算的Gapi值调整前端处理工具的实例过程流程500。在步骤502，由前端处理工具(例如图27中所展示的前端处理工具702)处理晶片。例如，可使用线锯从半导体材料(例如硅)的单晶锭切片晶片。还可使用前端处理工具(例如精磨工具或研磨工具)将晶片带到所要厚度。
在步骤504，根据本公开(例如通过图8中所展示的过程400)计算经前端处理(例如线锯、精磨及/或研磨)晶片的Gapi值。在步骤506，比较Gapi值与预定阈值。预定阈值可基于将Gapi值与后端成品率百分比相关的历史数据。例如，阈值可设定为与大于50％的后端成品率百分比相关的Gapi值。在一个实例实施例中，基于图13的图表中所展示的数据来设定阈值。在一些实例中，Gapi值的预定阈值小于6、小于5.5、小于5、小于4.5(例如小于4或小于3.5)。如果Gapi值在预定阈值内(例如小于或等于阈值Gapi值，例如小于或等于5)，那么在步骤508对经前端处理的晶片分拣以进行抛光。
如果Gapi值不在预定阈值内(例如大于阈值Gapi值)，那么晶片可不分拣以进行抛光。在步骤510，在确定经前端处理的晶片的Gapi值不在预定阈值内之后，可调谐(例如调整及/或修改)前端处理工具中的一或多者。一或多个前端处理工具可基于具有在预定阈值之外的Gapi值的晶片的Gapi轮廓中的至少一者来调谐。
扩展过程500的步骤510，额外参考图15到22。图15到18展示具有5.41的Gapi值的经前端处理的晶片的原始局部化形状特征的等高线图(图15)、原始形状轮廓、理想形状轮廓的图及单个扫描直径线的Gapi轮廓绘图(图16)、Gapi轮廓的等高线图(图17)及IPD等高线图(图18)，这些在此实例实施例中不在(例如大于)过程流程500的步骤506的预定阈值内。因此，在步骤508，不对图15到18的经前端处理的晶片分拣以进行抛光。
在步骤510，可基于用于计算图17中所展示Gapi值的Gapi轮廓中的至少一者(例如图16中所展示的Gapi轮廓)调谐(例如修改及/或调整)一或多个前端处理工具。在此实例性实施例中，可基于晶片的至少一个Gapi轮廓调谐线锯。图16中的Gapi轮廓绘图展示平行于(或基本上平行于)线锯的切割方向的晶片直径线(即，线：5)的Gapi轮廓。观察到Gapi轮廓的相对高Gapi值位于沿扫描直径线的方向上的直径线的某些点处，如图16中所展示，其位于晶片的径向边缘附近的距离处。基于此观察，可调谐线锯以校正这些点处的高变动。例如，当从单晶锭切割晶片时，可调整对应于晶片的径向边缘附近的这些高变动点的位置处的浆料温度或轴承温度的值以在线进入及退出时提供更平滑晶片形状。
接着，在步骤512，经调谐的前端处理工具用于提供第二经前端处理的晶片。图19到22展示在前端处理工具基于来自图15到18的观察进行调谐之后的第二经前端处理的晶片的原始局部化形状特征的等高线图(图19)、原始形状轮廓、理想形状轮廓的图及单个扫描直径线的Gapi轮廓绘图(图20)、Gapi轮廓的等高线图(图21)及IPD等高线图(图22)。如图19到22中所展示，前端处理工具的调谐导致具有改进Gapi轮廓的第二经前端处理的晶片(在径向边缘处具有较小变动)以及较低Gapi值(3.42)及IPD均方根值(16.45)。在调谐步骤之后提供的第二经前端处理的晶片可为在步骤502处处理的相同晶片，其已通过重复前端处理步骤而被回收。由经调谐的前端工具处理的第二经前端处理的晶片也可为不同晶片。
过程500的一个优点是可使用在晶片过程早期(例如抛光的前)产生及/或计算的度量更快速及有效地调整及/或修改前端工具。用于在制造期间预测晶片变形的既有度量需要抛光晶片以获得晶片的高质量形状及/或平坦度数据。因此，无法前端工具(例如线锯、精磨工具或研磨工具)中的过程异常直到抛光经前端处理的晶片之后。通常，在前端处理与抛光给定晶片的间经过显著时间(小时、天、周)。同时，大量晶片可由前端工具处理，且因此存在表面变动及不可接受的Gapi值的风险，其将未识别直至抛光及扫描初始晶片。据此，过程500通过提供可通过调谐前端工具来修复且借此影响更少晶片的前端过程中的过程异常的早期检测而提供一显著改进。
参考图23到26，图中描述一种用于确定经前端处理的晶片的Gapi边缘度量的方法。除根据本公开使用的Gapi度量之外，Gapi边缘度量还可用于特征化晶片边缘轮廓。已知晶片边缘条件显著影响边缘裸片成品率。例如，每一对边缘裸片成品率产生负面影响的已知与膜层剥离(即，分层)、颗粒污染及光致抗蚀剂涂层偏移误差相关联的问题由晶片边缘缺陷引起。使用根据本公开的Gapi边缘度量可确保制造具有足够平滑边缘的晶片且因此提供类似于上文相对于Gapi度量所讨论的后端成品率改进。
在图23，展示用于计算经前端处理的晶片的Gapi边缘值的过程600。在步骤602，获得经前端处理的晶片的边缘轮廓的测量数据。例如，边缘轮廓数据可使用商业3D显微镜获得，例如通过相干扫描干涉、共焦激光扫描或激光扫描显微镜(例如由Zygo、Olympus或Keyence制造的显微镜)。经测量的晶片可处于未锁定(即，独立)状态。
在步骤604，通过减少包含于边缘轮廓中的点的集合，简化算法用于边缘轮廓数据转换为简化曲线。例如，可基于拉默-道格拉斯-普克(Ramer-Douglas-Peucker)算法(即，迭代端点拟合算法)产生边缘轮廓数据的简化曲线。在此实例中，包括边缘轮廓的点的数量可通过调谐拉默-道格拉斯-普克(Ramer-Douglas-Peucker)算法中所使用的埃普西隆(ε)参数来设定，如所属领域的技术人员所理解。在一个实施例中，ε经调谐以将曲线的数量减少到3个点。轮廓中心点被确定为简化曲线上的中点。例如，在一个实施例中，轮廓中心点被确定为简化曲线上的3个点的中间。
在步骤606，基于在步骤602处获得的边缘轮廓数据及在步骤604处确定的轮廓中心点产生中心原始高度轮廓。基于轮廓中心点从边缘轮廓提取原始高度点。例如，提取位于距离边缘轮廓中心点+/-若干点N的原始高度点。调整N以筛选出前端或尾端点。例如，N可大于200点且小于400点，大于300点且小于375点，或350点。因为在轮廓中心点的每一侧上提取的原始点的数量是相同值N，因此边缘轮廓中心点将为曲线的转折点(如图24到26中所展示)。
在步骤608，基于中心原始高度轮廓产生理想边缘轮廓。理想边缘轮廓可基于中心原始高度轮廓的多项式回归来产生。在一个实例中，理想边缘轮廓包含基于包含于中心原始高度轮廓中的点的原始高度值的三阶多项式拟合计算的理想边缘值。每一理想边缘值可由实例公式表示：
IE(x)＝a*(RH(x))3+b*(Rh(x))2+c*(Rh(x))+d
其中x是沿中心边缘轮廓方向与参考点x＝0的相对距离，RH(x)是x处的的中心原始高度边缘轮廓的原始高度值，a、b及c是多项式系数且d是由多项式拟合分析确定的误差。多项式拟合分析使用(例如)Python中的NumPy(即，np.polyfit曲线拟合函数)执行。
在步骤610，为晶片产生Gapi边缘轮廓。Gapi边缘轮廓可基于理想边缘轮廓及中心原始高度轮廓产生。在一个实例实施例中，通过产生差量边缘轮廓来产生Gapi轮廓。差量边缘轮廓包含可通过比较沿中心原始高度轮廓的每一点处的理想边缘值与原始高度值来计算的差量边缘值。例如，差量边缘轮廓可由以下公式表示：
DE(x)＝IE(x)–RH(x)
其中x是沿中心边缘轮廓方向与参考点x＝0的相对距离，RH(x)是x处的中心原始高度边缘轮廓的原始高度值，且IE(x)是x处的理想边缘轮廓的理想边缘值。差量边缘轮廓能够通过量化中心原始高度轮廓与理想边缘轮廓的偏差来描述晶片的晶片边缘条件。在一些实施例中，仅基于差量边缘轮廓来产生Gapi边缘轮廓。
Gapi边缘轮廓可基于所产生的差量边缘轮廓及应用于差量边缘轮廓的加权因子。加权因子可应用(例如与差量边缘值相乘)以解释差量边缘轮廓的某些差量边缘轮廓变动(例如形状变动及斜率变化)，其可在处理期间对晶片变形(例如IPD畸变)具有较大影响。差量边缘轮廓变化可基于沿中心边缘轮廓方向的界定移动窗口内的差量边缘轮廓而被量化为标准偏差、方差或范围。在应用加权因子之前，可为容许的差量边缘轮廓的变动或斜率变化的量预定阈值。例如，如果基于界定窗口内的差量边缘值确定的变动变化高于预定阈值，那么加权因子可应用于界定窗口内的每一差量边缘值。
可基于沿中心边缘轮廓方向的界定窗口内的面积变动应用加权因子。在相对窄窗口内(例如小于20个点)，边缘轮廓的面积的高变动可导致晶片畸变，因为晶片易受所述窗口中的较高夹持压力影响。面积变动可量化为(例如)界定窗口内的差量边缘轮廓的面积的标准偏差、方差或范围。界定窗口可具有小于20点、小于15点或11点的大小。如果窗口中的差量边缘轮廓的面积变动高于预定阈值，那么将加权因子应用于窗口内的差量边缘值。在一个实例实施例中，面积变动被量化为标准偏差，且阈值大于或等于800nm，大于或等于900nm，大于或等于1000nm，大于或等于1100nm，或大于或等于1200nm。这些实施例中的加权因子可通过将标准偏差本身除以阈值来计算。因此，在一个实例中，如果标准偏差(SV)在界定窗口中大于或等于1000nm，那么应用(SV/1000)的加权因子，且如果标准偏差在界定窗口中小于1000nm，那么不应用加权因子(即，加权因子为零)。
加权因子还可基于沿中心边缘轮廓方向的差量边缘轮廓界定窗口的斜率变化来应用。晶片边缘轮廓沿窄窗口大小(例如小于70个点)的显著转折点可导致晶片畸变，因为晶片易受所述窗口中的较高夹持压力影响。可通过(例如)比较两个相邻界定窗口中的斜率的方向及量来量化差量边缘轮廓的斜率变化。每一相邻界定窗口可具有(例如)小于50点、小于40点或33点的大小。如果斜率变化在预定阈值之外，那么将加权因子应用于界定窗口内的差量边缘值。在一个实例实施例中，通过乘以斜率来比较斜率，且阈值是小于-0.3、小于-0.35、小于-0.4、小于-0.45、小于-0.5或小于-0.55的负值(表示斜率变化)。这些实施例中的加权因子可为从3到9、从4到8或6。如果不满足阈值，那么加权因子可设定为1。因此，在一个实例中，如果斜率变化确定为小于-0.45，那么应用加权因子6，且如果斜率变化确定为不小于-0.45，那么应用加权因子1。
当产生Gapi边缘轮廓时，界定窗口内的差量边缘轮廓的面积变动及斜率变化两者可用于确定应用于差量边缘轮廓的加权因子。在这些实施例中，可通过乘以为面积变动及斜率变化确定的加权因子来确定待应用的加权因子(例如乘以适当窗口内的差量边缘值)。例如，可通过以下公式计算待应用于界定窗口内的差量边缘值的每一加权因子SWE：
SWE(x)＝(SVE(x)/1000+1)*(SCE(x))
其中x是沿中心边缘轮廓方向与参考点x＝0的相对距离，SVE(x)是如果x处的点在适当窗口内那么基于差量边缘轮廓的标准偏差应用的加权因子，且SCE(x)是如果x处的点在适当窗口内那么基于差量边缘轮廓的斜率变化应用的加权因子。在此实例中，SCE(x)是1(如果未应用加权因子，那么是默认值)或大于1(即，经确定的加权因子)。
参考图24到26，图中展示根据过程600产生的一组实例绘图。特定来说，图中展示具有最差边缘轮廓的晶片边缘、具有较差边缘轮廓的晶片边缘及具有理想边缘轮廓的晶片边缘中的每一者的Gapi边缘绘图。使用商用3D显微镜(例如上文在步骤602处描述的显微镜)获得每一晶片边缘的边缘轮廓的测量数据。每一绘图中展示为每一晶片边缘产生的中心原始高度轮廓及理想边缘轮廓。每一晶片边缘的差量边缘轮廓(图中未展示)还基于中心原始高度轮廓及理想边缘轮廓而产生。如上文所讨论，在此实例中，基于界定窗口内的每一晶片边缘的差量边缘轮廓的形状偏差及/或斜率变化来确定加权因子。每一晶片边缘的Gapi边缘轮廓(边缘差量*边缘权重)通过将加权因子应用于适当窗口中的差量边缘值来产生。
返回参考图23，在步骤412，基于晶片边缘的Gapi边缘轮廓计算晶片的Gapi边缘值。Gapi边缘值是全局度量，其可用于描述晶片边缘轮廓到理想平面的总变动。在一个实例实施例中，基于Gapi边缘轮廓的Gapi边缘值计算为(例如)包括Gapi边缘轮廓的值的均方根值(还指称“Gapi边缘均方根”或“Gapi边缘rms”)。在另一实例实施例中，Gapi边缘值被计算为Gapi边缘轮廓的最大边缘值(还指称“Gapi边缘最大值”或“Gapi边缘最大值”)。
如图24到26中所展示，计算为Gapi边缘轮廓的均方根及/或最大值的Gapi边缘值能够描述晶片边缘轮廓。例如，良好边缘轮廓可特征化为具有预定阈值内的Gapi边缘值(例如小于90的Gapi边缘最大值及/或小于10的Gapi边缘rms)。预定阈值可如上文针对Gapi值所讨论来确定，例如通过Gapi边缘值及后端成品率百分比的相关性。在一些实例中，计算为Gapi边缘轮廓的均方根的Gapi边缘值的预定阈值可小于10、小于9、小于8、小于7、小于6、小于5、小于4或小于3。在一些实例中，计算为Gapi边缘轮廓的最大值的Gapi边缘值的预定阈值可小于90、小于80、小于70、小于60、小于50、小于40、小于30、小于20或小于10。
再次参考图14，用于调整前端处理工具的过程流程500可包括使用如本文所描述计算的Gapi边缘值来调整前端处理工具。在步骤502，如上文所描述，由前端处理工具(例如图27中所展示的前端处理工具702)处理第一晶片。在步骤504，根据本公开计算第一经前端处理的晶片的Gapi边缘值(例如由图23中所展示的过程600)。在步骤506，比较Gapi边缘值与预定阈值。如果Gapi边缘值在预定阈值内(例如小于或等于阈值Gapi边缘最大值，例如小于或等于90，或小于或等于阈值Gapi边缘rms值，例如小于或等于10)，那么在步骤508对第一经前端处理的晶片分拣以进行抛光。如果Gapi边缘值不在预定阈值内(例如大于阈值Gapi边缘最大值或Gapi边缘rms值)，那么第一晶片可不分拣以进行抛光。在步骤510，在确定第一经前端处理的晶片的Gapi边缘值不在预定阈值内的后，可调谐(例如调整及/或修改)前端处理工具中的一或多者。可基于具有在预定阈值之外的Gapi边缘值的晶片的Gapi边缘轮廓来调谐一或多个前端处理工具。接着，在步骤512，经调谐的前端处理工具用于提供第二经前端处理的晶片，其可相同于第一经前端处理的晶片或可为不同晶片。
参考图27，图中展示根据本公开的用于使用经前端处理的晶片几何度量来处理晶片的系统700的框图。系统700包含前端处理工具702、平坦度检验工具704及连接或通信地耦合到前端处理工具及/或平坦度检验工具704的计算装置706。
前端处理工具702可为经配置以提供根据本公开的经前端处理的晶片的任何加工工具。在实例实施例中，前端处理工具702是线锯。在其它实施例中，前端处理工具702可为研磨工具、精磨工具、斜切工具或蚀刻工具。
平坦度检验工具704是一种经配置以从经前端处理的晶片获得测量数据的晶片几何测量工具。例如，平坦度检验工具704可通过使用电容探针或干涉仪扫描经前端处理的晶片的表面(例如通过晶片300上的图3及4中所展示的扫描直径线或图5中所展示的螺旋扫描)来获得测量数据。通过扫描晶片的一个或两个表面获得的测量数据包含晶片的表面轮廓数据及厚度轮廓数据。在一个实例中，平坦度检验工具704是铜制SBW(Kobelco SBW)-330工具。平坦度检验工具704可具有相同于上文相对于图3到5详细讨论的几何测量工具的功能性。在另一实例中，平坦度检验工具704获得晶片的边缘轮廓的测量数据。在此实例中，平坦度检验工具704可为适合于获得晶片的边缘轮廓数据的商用3D显微镜，例如(例如)相干扫描干涉、共焦激光扫描或激光扫描显微镜。
计算装置706包含用于执行指令的处理器708。在一些实施例中，可执行指令存储于存储器区域710中。处理器708可包含一或多个处理单元(例如在多核心配置中)。存储器区域710是允许存储及撷取信息(例如可执行指令及/或数据)的任何装置。存储器区域710可包含一或多个计算机可读存储装置或其它计算机可读媒体，包含暂时性及非暂时性计算机可读媒体。
计算装置706还包含用于向用户(例如晶片最终用户、质量控制人员等)呈现信息的至少一个媒体输出组件712。媒体输出组件712是能够将信息传送到用户的任何组件。在一些实施例中，媒体输出组件712包含输出配接器，例如视频配接器及/或音频配接器。输出配接器可操作地连接到处理器708且可操作地连接到输出装置，例如显示装置(例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、阴极射线管(CRT)或“电子墨水”显示器)或音频输出装置(例如扬声器或头戴式耳机)。在一些实施例中，至少一个此显示装置及/或音频装置包含于媒体输出组件712中。
在一些实施例中，计算装置706包含用于从用户接收输入的输入装置714。输入装置714可包含(例如)键盘、指向装置、鼠标、触控笔、触敏面板(例如触摸板或触控屏幕)、陀螺仪、加速度计、位置检测器或音频输入装置。单个组件(例如触控屏幕)可充当媒体输出组件712及输入装置714的输出装置。
计算装置706还可包含通信接口716，其可通信地连接到一或多个远程装置。通信接口716可包含(例如)有线或无线网络配接器或用于与移动电话网络(例如全球行动通信系统(GSM)、3G、4G或蓝牙)或其它移动数据网络(例如全球互通微波存取(WIMAX))一起使用的无线数据收发器。
存储于存储器区域710中的是(例如)用于接收及处理来自平坦度检验工具704的输入及基于从平坦度检验工具704接收的经处理的输入来修改前端处理工具702的处理器可执行指令。例如，存储器区域710可存储引起处理器708执行图8中所展示的过程400、图14中所展示的过程500及/或图23中所展示过程600的指令，过程中的每一者在上文中详细描述。
存储器区域710可包含(但不限于)任何适合于存储及/或撷取处理器可执行指令及/或数据的计算机操作硬件。存储器区域710可包含随机存取存储器(RAM)(例如动态RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM))、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)及非易失性RAM(NVRAM)。此外，存储器区域710可包含多个存储单元，例如廉价磁盘冗余阵列(RAID)配置中的硬盘或固态磁盘。存储器区域710可包含存储局域网络(SAN)及/或网络附接存储(NAS)系统。在一些实施例中，存储器区域710包含集成于计算装置706中的存储器。例如，计算装置702可包括一或多个硬盘驱动作为存储器区域710。存储器区域710还可包含计算装置706外部的存储器且可由多个计算装置存取。上述存储器类型仅是实例，且因此不限制可用于存储处理器可执行指令及/或数据的存储器的类型。
当介绍本发明或其实施例的元件时，冠词“一”及“所述”希望意味着存在元件中的一或多者。术语“包括”、“包含”及“具有”希望包含且意味着可存在除所列元件之外的额外元件。
由于可在不背离本发明的范围的情况对上述构造及方法进行各种改变，因此希望将含于上述描述中及附图中所展示的所有内容解译为说明性而非限制性。

Claims (40)

1.一种用于处理半导体晶片的方法，所述方法包括：
提供由前端处理工具处理的第一半导体晶片；
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；
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；
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；
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轮廓计算所述第一半导体晶片的Gapi值；
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：
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
使用所述经调谐的前端处理工具处理第二半导体晶片；及
如果所述第一半导体晶片的所述Gapi值在所述预定阈值内，那么对所述第一半导体晶片分拣以进行抛光。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定所述晶片的所述中心平面是基于对所述扫描线的所述测量数据的回归分析。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述回归分析包含最小平方拟合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在产生每一扫描线的所述理想形状轮廓之前，通过移动平均来使每一扫描线的所述原始形状轮廓平滑。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述产生每一扫描线的所述理想形状轮廓是基于所述原始形状轮廓的二阶多项式回归。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
对于每一扫描线，通过比较所述原始形状轮廓与所述理想形状轮廓来产生差量形状轮廓；及
对于每一扫描线，基于沿所述扫描线的方向的所述差量形状轮廓的变动来产生加权轮廓；
其中基于所述差量形状轮廓及所述加权轮廓产生每一扫描线的所述Gapi轮廓。
7.根据权利要求6所述的方法，其中基于所述差量形状轮廓的形状变动及斜率变化中的至少一者来产生所述加权轮廓，所述形状变动及所述斜率变化中的每一者是在沿所述扫描线的所述方向的界定移动窗口内确定。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述前端处理工具选自由线锯、精磨工具及研磨工具组成的群组。
9.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述Gapi轮廓的均方根值来计算所述第一半导体晶片的所述Gapi值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述Gapi均方根值的所述预定阈值小于或等于6。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二半导体晶片是相同于所述第一半导体晶片的晶片。
12.一种用于处理半导体晶片的系统，所述系统包括：
前端处理工具，其用于半导体晶片的前端处理；
平坦度检验工具，其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，每一扫描线的所述测量数据包含厚度轮廓及表面轮廓；及
计算装置，其连接到所述平坦度检验工具及所述前端处理工具，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；
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；
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；
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；及
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。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述计算装置经配置以基于对所述扫描线的所述测量数据的回归分析来确定所述晶片的所述中心平面。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述回归分析包含最小平方拟合。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述计算装置经配置以在产生每一扫描线的所述理想形状轮廓之前通过移动平均来使每一扫描线的所述原始形状轮廓平滑。
16.根据权利要求12所述的系统，其中所述计算装置经配置以基于所述原始形状轮廓的二阶多项式回归来产生每一扫描线的所述理想形状轮廓。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述计算装置经进一步配置以：
对于每一扫描线，通过比较所述原始形状轮廓与所述理想形状轮廓来产生差量形状轮廓；及
对于每一扫描线，基于沿所述扫描线的方向的所述差量形状轮廓的变动来产生加权轮廓；
其中基于所述差量形状轮廓及所述加权轮廓产生每一扫描线的所述Gapi轮廓。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述前端处理工具选自由线锯、精磨工具及研磨工具组成的群组。
19.根据权利要求12所述的系统，其中所述计算装置经进一步配置以基于所述Gapi轮廓的均方根值来计算所述经前端处理的晶片的所述Gapi值。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述Gapi均方根值的所述预定阈值小于或等于6。
21.一种用于处理半导体晶片的方法，所述方法包括：
提供由前端处理工具处理的第一半导体晶片；
获得所述第一半导体晶片的边缘轮廓的测量数据；
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；
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；
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；
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：
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
使用所述经调谐的前端处理工具来处理第二半导体晶片；及
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，那么对所述第一半导体晶片分拣以进行抛光。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述确定所述边缘轮廓中心点包含应用简化算法来将所述边缘轮廓测量数据转换为包含三个点的简化曲线，其中所述边缘轮廓中心点是所述三个点的中点。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述简化算法是迭代端点拟合算法。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述产生所述原始高度轮廓包含在所述边缘轮廓中心点的任一侧上提取相等数目个原始高度点。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述产生所述理想高度轮廓是基于所述原始高度轮廓的三阶多项式拟合。
26.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括：
通过比较所述原始高度轮廓与所述理想高度轮廓来产生差量边缘轮廓；及
基于沿所述边缘轮廓的方向的所述差量边缘轮廓的变动来产生加权轮廓；
其中基于所述差量边缘轮廓及所述加权轮廓产生所述Gapi边缘轮廓。
27.根据权利要求26所述的方法，其中基于所述差量边缘轮廓的形状变动及斜率变化中的至少一者来产生所述加权轮廓，所述形状变动及所述斜率变化中的每一者是在沿所述边缘轮廓的所述方向的界定移动窗口内确定。
28.根据权利要求21所述的方法，其中所述前端处理工具选自由线锯、精磨工具及研磨工具组成的群组。
29.根据权利要求21所述的方法，其中基于所述Gapi边缘轮廓的均方根值来计算所述第一半导体晶片的所述Gapi边缘值。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述Gapi边缘均方根值的所述预定阈值小于或等于10。
31.根据权利要求21所述的方法，其中基于所述Gapi边缘轮廓的最大值来计算所述第一半导体晶片的所述Gapi边缘值。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述Gapi边缘最大值的所述预定阈值小于或等于90。
33.根据权利要求21所述的方法，其中所述第二半导体晶片是相同于所述第一半导体晶片的晶片。
34.一种用于处理半导体晶片的系统，所述系统包括：
前端处理工具，其用于半导体晶片的前端处理；
平坦度检验工具，其用于获得所述经前端处理的晶片的边缘轮廓的测量数据；及
计算装置，其连接到所述平坦度检验工具及所述前端处理工具，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；
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；
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；
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。
35.根据权利要求34所述的系统，其中所述计算装置经配置以通过应用迭代端点拟合算法将所述边缘轮廓测量数据转换为包含三个点的简化曲线而确定所述边缘轮廓中心点，其中所述边缘轮廓中心点是所述三个点的中点。
36.根据权利要求34所述的系统，其中所述计算装置经配置以通过在所述边缘轮廓中心点的任一侧上提取相等数目个原始高度点而产生所述原始高度轮廓。
37.根据权利要求34所述的系统，其中所述计算装置经配置以基于所述原始高度轮廓的三阶多项式拟合来产生所述理想高度轮廓。
38.根据权利要求34所述的系统，其中所述计算装置经进一步配置以：
通过比较所述原始高度轮廓与所述理想高度轮廓来产生差量边缘轮廓；及
基于沿所述边缘轮廓的方向的所述差量边缘轮廓的形状变动及斜率变化中的至少一者来产生加权轮廓，所述形状变动及所述斜率变化中的每一者是在沿所述边缘轮廓的所述方向的界定移动窗口内确定；
其中基于所述差量边缘轮廓及所述加权轮廓产生所述Gapi边缘轮廓。
39.根据权利要求34所述的系统，其中所述计算装置经进一步配置以基于所述Gapi边缘轮廓的均方根值来计算所述经前端处理的晶片的所述Gapi边缘值，且其中所述Gapi边缘均方根值的所述预定阈值小于或等于10。
40.根据权利要求34所述的系统，其中所述计算装置经进一步配置以基于所述Gapi边缘轮廓的最大值来计算所述经前端处理的晶片的所述Gapi边缘值，且其中所述Gapi边缘最大值的所述预定阈值小于或等于90。
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