[发明专利]接合晶片计量

说明书

在可具有顶部晶片及载体晶片的接合晶片周围的位置处分析晶片边缘剖面图像。基于所述晶片边缘剖面图像产生偏移曲线。基于所述偏移曲线确定所述顶部晶片到所述载体晶片的位移。可在所述晶片周围的多个位置处产生所述晶片边缘剖面图像。所述晶片边缘剖面图像可为轮廓剪影照片图像。用以确定所述顶部晶片到所述载体晶片的位移的系统可包含与控制器连接的成像系统。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2016年11月29日申请且指定为第62/427,373号美国申请案的临时专利申请案的优先权，所述临时专利申请案的揭示内容特此以引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及晶片计量。

背景技术

制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含：使用大量半导体制造过程来处理比如半导体晶片的衬底以形成半导体装置的各种特征及多个层级。举例来说，光刻是涉及将图案从分划板转印到布置于半导体晶片上的抗蚀剂的半导体制造过程。半导体制造过程的额外实例包含但不限于化学机械抛光(CMP)、蚀刻、沉积及离子植入。多个半导体装置可被制造为单个半导体晶片上的布置，且接着被分离成个别半导体装置。

接合(或堆叠)晶片经常用于半导体工业中。接合到载体晶片的一或多个超薄晶片是接合晶片的实例，但其它半导体晶片设计也可为接合晶片。举例来说，接合晶片可包含接合到载体晶片的顶部晶片(例如，装置晶片)。这些接合晶片可用于存储器及逻辑应用两者。可使用接合晶片来生产三维集成电路(3D IC)。

接合晶片可具有复杂边缘剖面。接合晶片的各个层可具有不同高度及直径。这些尺寸可能会受各种晶片在堆叠之前的大小或受处理步骤的影响。

具有制造误差的接合晶片可能会在制造期间造成问题。举例来说，接合晶片的中心性(centricity)会影响CMP过程或增加处置风险。在CMP期间，中心性会影响抛光垫相对于接合晶片中心的放置以及后续平面化。在晶片处置期间，制造设备内的接合晶片平衡或间隙可能会受接合晶片的中心性的影响。

不适当的中心性甚至可能会毁坏接合晶片或损坏制造设备。如果接合晶片被底切，不适当地接合在一起，或含有太多的胶水，那么接合晶片可能会在CMP工具内断裂，从而污染或损坏CMP工具。此类污染或损坏会导致不想要的停机时间或甚至可能会使半导体晶片厂内的生产停止。

此外，具有不适当的中心性的接合晶片上的CMP过程可能会在接合晶片上产生非期望的边缘剖面。举例来说，可能会在CMP过程期间移除过多或不够的材料，或CMP过程可能会产生底切物、悬垂物或晶须。这些非期望的边缘剖面可能会影响装置合格率或可能会影响后续制造步骤。

因此，需要用于接合晶片计量的经改进技术及关联系统。

发明内容

在第一实施例中提供一种计量系统。所述计量系统包括：载物台，其经配置以支撑接合晶片；成像系统，其经配置以产生所述接合晶片的圆周边缘的晶片边缘剖面图像；及控制器，其与所述成像系统进行电子通信。所述接合晶片具有安置于载体晶片上的顶部晶片。所述成像系统包含经配置以产生准直光的光源及经配置以产生所述晶片边缘剖面图像的检测器。所述控制器经编程以：在所述接合晶片周围的多个位置处分析所述晶片边缘剖面图像；基于所述晶片边缘剖面图像产生偏移曲线；及基于所述偏移曲线确定所述顶部晶片到所述载体晶片的位移。所述晶片边缘剖面图像可为轮廓剪影照片(shadowgram)图像。

在所述分析期间，所述控制器可进一步经配置以：确定针对所述顶部晶片的所述边缘剖面图像中的每一者中的第一竖直线段；确定针对所述载体晶片的所述边缘剖面图像中的每一者中的第二竖直线段；及针对所述边缘剖面图像中的每一者比较所述第一竖直线段及所述第二竖直线段的横向位置。