有集成工藝邊緣成像和計(jì)量系統(tǒng)的電鍍和電填充后系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及有集成工藝邊緣成像和計(jì)量系統(tǒng)的電鍍和電填充后系統(tǒng)，具體公開了用于在晶片上形成金屬層的電鍍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電鍍模塊和晶片邊緣成像系統(tǒng)。電鍍模塊可包括用于包含陽(yáng)極以及電鍍過(guò)程中的電鍍?nèi)芤旱牟郏约坝糜谠陔婂冞^(guò)程中將晶片保持在所述電鍍?nèi)芤褐胁⑿D(zhuǎn)所述晶片的晶片保持器。晶片邊緣成像系統(tǒng)可包括用于保持并旋轉(zhuǎn)晶片通過(guò)不同的方位方向的晶片保持器，被取向以在所述晶片被保持并旋轉(zhuǎn)的同時(shí)獲得所述晶片的工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像的攝像機(jī)(所述工藝邊緣對(duì)應(yīng)于在所述晶片上形成的金屬層的外緣)，以及用于確定邊緣排除距離的圖像分析邏輯塊，其中所述邊緣排除距離是所述晶片的邊緣和所述工藝邊緣之間的距離。
【專利說(shuō)明】有集成工藝邊緣成像和計(jì)量系統(tǒng)的電鍍和電填充后系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及電子器件的制造、半導(dǎo)體襯底的電鍍和電填充后(post-electrofill)處理、包括邊緣斜角去除裝置的電鍍和電填充后處理系統(tǒng)及裝置、以及具有用于在處理過(guò)程中檢查半導(dǎo)體晶片的集成和/或原位計(jì)量系統(tǒng)的電鍍和電填充后處理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]集成電路制造通常涉及在半導(dǎo)體晶片的有源電路區(qū)域(即在用于IC器件的制造的晶片的正面上的主要內(nèi)部區(qū)域)上沉積一或多個(gè)導(dǎo)電金屬層。電鍍工藝是用于完成這種金屬層沉積的常用方法。例如，典型的電鍍應(yīng)用包括但不限于銅鑲嵌電填充、近來(lái)在晶片級(jí)封裝(WLP)應(yīng)用中使用越來(lái)越多的錫銀合金電鍍(參見(jiàn)例如名稱為“ELECTROPLATINGAPPARATUS AND PROCESS FOR WAFER LEVEL PACKAGING”和美國(guó)專利公布N0.2012/0138471,在此出于所有目的通過(guò)參考將其全文并入)、以及硅通孔(TSV)的銅電填充(參見(jiàn)例如2008 年 8 月 18 日提交的、名稱為 “PROCESS FOR THROUGH SILICON VIA FILING” 的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/193，644，其現(xiàn)在為2010年8月17日公告的美國(guó)專利N0.7，776，741 ;以及 2009 年 10 月 12 日提交的、名稱為 “ELECTROLYTE CONCENTRAT1N CONTROL SYSTEM FORHIGH RATE ELECTROPLATING”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/577,619 ;在此出于所有目的通過(guò)參考將它們?nèi)牟⑷?。
[0003]雖然在半導(dǎo)體晶片的有源電路區(qū)域中需要導(dǎo)電金屬層的沉積，但在其它區(qū)域，t匕如晶片的邊緣斜角區(qū)域——鄰近晶片邊緣的狹窄區(qū)域，這樣的沉積可以是不希望的。然而，在許多IC制造工藝中，在電鍍可被執(zhí)行之前，薄的導(dǎo)電材料層必須首先被沉積，作為用于后來(lái)的電鍍操作的晶種，且常用來(lái)沉積該晶種層的工藝一通過(guò)濺射的物理氣相沉積(PVD)—可無(wú)區(qū)別地在晶片的不需要導(dǎo)電金屬沉積的區(qū)域中留下導(dǎo)電金屬沉積。不過(guò)，為了最大化晶片有源表面區(qū)域的尺寸(從而最大化從每晶片制造的集成電路數(shù)量)，晶種層必須被濺射到非?？拷雽?dǎo)體晶片邊緣的地方，因此，情況通常是，PVD沉積的金屬不僅覆蓋有源表面區(qū)域，而且涂布有源電路區(qū)域之外的整個(gè)正面邊緣區(qū)域，以及正面邊緣和一定程度上的背面。幸運(yùn)的是，在PVD晶種層被沉積之后，導(dǎo)電金屬的電填充更加易于控制。在一些電鍍系統(tǒng)中，這種控制通過(guò)采用電鍍模塊以及從不希望的區(qū)域(比如晶片邊緣和背面)排除電鍍?nèi)芤旱碾婂兏驓ぞ３制骺偝蓙?lái)實(shí)現(xiàn)。將電鍍?nèi)芤合拗圃诰性幢砻娴碾婂冄b置的一個(gè)示例是可從朗姆研究公司獲得的SABRE?蛤殼電鍍裝置，其在名稱為“CLAMSHELL APPARATUS FOR ELECTROCHEMICALLY TREATING SEMICONDUCTOR WAFERS” 的美國(guó)專利N0.6，156，167有所描述，該專利在此出于全部目的通過(guò)參考全文并入。
[0004]出于各種原因，在電填充之后殘留在晶片邊緣上的PVD金屬是不希望的。一個(gè)原因是PVD金屬層很薄且往往在后續(xù)處理過(guò)程中剝落從而產(chǎn)生不希望的顆粒。這可通過(guò)下述內(nèi)容來(lái)理解。在晶片的正面邊緣，晶片表面是成斜面的。在此，PVD層不僅薄而且沉積不均勻。因此，它們附著得不是很牢。同樣，后續(xù)電介層在這樣薄的金屬上的附著也很弱，從而引起了產(chǎn)生更多顆粒的可能性。相較而言，晶片的有源內(nèi)部區(qū)域上的PVD金屬被厚的、均勻的電填充金屬簡(jiǎn)單地覆蓋并被CMP向下平整化到電介質(zhì)。接著，該平坦表面(大部分是電介質(zhì))被阻擋層物質(zhì)(比如SiN)覆蓋，二者均牢牢地附著到所述電介質(zhì)且有助于后續(xù)層的附著。
[0005]為了解決這些問(wèn)題，可設(shè)計(jì)電填充后處理系統(tǒng)來(lái)從半導(dǎo)體晶片的邊緣斜角區(qū)域移除PVD沉積且電鍍的金屬。這樣的邊緣斜角去除(EBR)操作可在電填充后模塊中執(zhí)行且常常牽涉晶片邊緣的在漂洗和干燥之前的金屬蝕刻。在一些實(shí)施方式中，電填充后EBR模塊可以是執(zhí)行例如電鍍(電填充)、電填充后以及潛在的其它操作(比如清潔操作)的集成電鍍系統(tǒng)的一部分。
[0006]但EBR操作的精確度是重要的。特別重要的是，EBR操作不會(huì)從晶片的邊緣斜角區(qū)域去除過(guò)少或過(guò)多的金屬，以及該去除操作被均勻地完成，即以基本上徑向?qū)ΨQ的方式完成。在邊緣斜角區(qū)域中去除過(guò)少金屬會(huì)不能解決上述問(wèn)題，而晶片上金屬過(guò)于徑向向內(nèi)去除會(huì)消耗有用的表面區(qū)域(其沒(méi)被消耗的話可作為額外的用于芯片產(chǎn)品的有源電路區(qū)域)?？傊行У腅BR操作用來(lái)從邊緣斜角區(qū)域盡可能徹底且盡可能徑向?qū)ΨQ地(在足以解決上面聯(lián)系在晶片的該區(qū)域中沉積的金屬描述的缺陷的徑向最狹窄的區(qū)域上)去除PVD沉積和電鍍的金屬。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文公開了用于在實(shí)質(zhì)圓形的晶片上形成金屬層的電鍍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電鍍模塊和晶片邊緣成像系統(tǒng)。電鍍模塊可包括用于包含陽(yáng)極以及電鍍過(guò)程中的電鍍?nèi)芤旱牟?，以及用于在電鍍過(guò)程中將晶片保持在所述電鍍?nèi)芤褐胁⑿D(zhuǎn)所述晶片的晶片保持器。所述晶片邊緣成像系統(tǒng)可包括用于保持并旋轉(zhuǎn)晶片通過(guò)不同的方位方向的晶片保持器，被取向以在所述晶片在所述成像系統(tǒng)的晶片保持器上被保持并旋轉(zhuǎn)通過(guò)不同的方位方向的同時(shí)獲得所述晶片的工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像的攝像機(jī)(所述工藝邊緣對(duì)應(yīng)于在所述晶片上形成的金屬層的外緣)，以及用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定邊緣排除距離的圖像分析邏輯塊(logic)，其中所述邊緣排除距離是所述晶片的邊緣和所述工藝邊緣之間的距離。所述電鍍系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于在所述圖像分析邏輯塊確定邊緣排除距離在預(yù)定范圍之外時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給所述電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。在一些實(shí)施方式中，所述圖像分析邏輯塊可從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定多個(gè)在方位上分開的邊緣排除距離，其中每個(gè)邊緣排除距離是在具體方位角在所述晶片的邊緣和所述工藝邊緣之間的距離。所述圖像分析邏輯塊可進(jìn)一步包括用于分析所述工藝邊緣的圖像并確定所述圖像中的所述工藝邊緣的銳度的銳度分析邏輯塊。在一些實(shí)施方式中，所述工藝邊緣被選定以便由所述圖像分析邏輯塊基于其自所述晶片的邊緣向內(nèi)在預(yù)定的徑向范圍內(nèi)的位置進(jìn)行分析，所述邊緣排除距離參考所述工藝邊緣進(jìn)行確定。
[0008]在一些實(shí)施方式中，所述圖像分析邏輯塊可進(jìn)一步包括同心度分析邏輯塊，其用于確定當(dāng)表示所述多個(gè)邊緣排除距離相對(duì)于不同方位角的統(tǒng)計(jì)變化的度量值在預(yù)定閾值內(nèi)時(shí)，所述晶片的邊緣和成像的工藝邊緣是同心的，且當(dāng)所述度量值超出所述閾值時(shí)，所述晶片的邊緣和成像的工藝邊緣非同心。所述度量值可以是所述邊緣排除距離相對(duì)于不同方位角的標(biāo)準(zhǔn)偏差。所述電鍍系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于在確定當(dāng)前成像的晶片邊緣和工藝邊緣非同心時(shí)調(diào)整所述電鍍模塊內(nèi)的一或多個(gè)后續(xù)處理晶片的定中心(centering)的晶片定中心調(diào)整邏輯塊。所述電鍍系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于在所述同心度分析邏輯塊確定成像的晶片邊緣和工藝邊緣非同心時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給所述電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。
[0009]在一些實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)可被配置來(lái)在多個(gè)成像模式下操作以及被配置來(lái)利用所述多個(gè)成像模式獲得所述工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像，且在某些這樣的實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于確定生成所述工藝邊緣的最清晰的圖像的成像模式以及選擇利用該模式所生成的所述圖像以便由所述圖像分析邏輯塊用于確定邊緣排除距離的圖像優(yōu)化子系統(tǒng)。所述晶片邊緣成像系統(tǒng)可包括具有有能調(diào)節(jié)的照明強(qiáng)度的光源的照明子系統(tǒng)，且其中所述多個(gè)成像模式包括針對(duì)照明強(qiáng)度和曝光時(shí)間的設(shè)置的不同組合。所述晶片邊緣成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包括具有用于利用包括相對(duì)于所述晶片的表面的水平面的漫射低角度光或漫射軸上光的光照射所述晶片的邊緣的漫射光源的照明子系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，所述電鍍系統(tǒng)的所述圖像分析邏輯塊可進(jìn)一步包括用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定所述工藝邊緣的錐形寬度的邏輯塊。
[0010]在一些實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的所述攝像機(jī)可以是彩色攝像機(jī)，且在某些這樣的實(shí)施方式中，由所述彩色攝像機(jī)生成的圖像中的每一個(gè)可被表示為成陣列的像素，每個(gè)像素包括至少三個(gè)顏色值。在一些實(shí)施方式中，在所述多個(gè)在方位上分開的圖像中，所述工藝邊緣被識(shí)別為在相鄰像素之間具有最大的色彩對(duì)比度的狹窄區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，所述圖像分析邏輯塊可進(jìn)一步包括用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定所述工藝邊緣的錐形寬度的邏輯塊。在一些實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)被配置來(lái)在多個(gè)成像模式下操作以及被配置來(lái)利用所述多個(gè)成像模式獲得所述工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像。在一些實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于確定生成所述工藝邊緣的在所述工藝邊緣每一側(cè)上在像素之間具有最高色彩對(duì)比度的圖像的成像模式以及選擇利用該模式所生成的所述圖像以便由所述圖像分析邏輯塊用于確定所述錐形寬度的圖像優(yōu)化子系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包括具有用于利用相對(duì)于所述晶片的表面的水平面的漫射低角度光照射所述晶片的邊緣的漫射光源的照明子系統(tǒng)，且在某些這樣的實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的多個(gè)成像模式可包括針對(duì)照明強(qiáng)度和曝光時(shí)間的設(shè)置的不同組合。所述多個(gè)成像模式可進(jìn)一步包括針對(duì)色調(diào)、飽和度和強(qiáng)度的不同設(shè)置。
[0011]在一些實(shí)施方式中，具有晶片邊緣成像系統(tǒng)的電鍍系統(tǒng)可進(jìn)一步包括邊緣斜角去除模塊，所述邊緣斜角去除模塊包括用于保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片的晶片保持器，以及用于在所述晶片保持器上保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片的同時(shí)將蝕刻劑輸送到所述晶片的邊緣斜角區(qū)域以在所述電鍍模塊中的電鍍之后從所述邊緣斜角區(qū)域去除被電鍍的金屬的設(shè)備。在某些這樣的實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的晶片保持器可以是所述邊緣斜角去除模塊的晶片保持器。在一些實(shí)施方式中，所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的所述攝像機(jī)可以是彩色攝像機(jī)，且由所述彩色攝像機(jī)生成的每一個(gè)圖像可被表示為成陣列的像素，每個(gè)像素包括至少三個(gè)顏色值。在某些這樣的實(shí)施方式中，所述圖像分析邏輯塊可進(jìn)一步包括用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定是否已經(jīng)由所述邊緣斜角去除模塊在所述晶片上執(zhí)行邊緣斜角去除(EBR)的EBR檢測(cè)邏輯塊，且其中所述電鍍系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于在所述圖像分析邏輯塊確定EBR還未被執(zhí)行時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給所述電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。所述EBR檢測(cè)邏輯塊可基于由所述彩色攝像機(jī)在所述晶片的邊緣附近測(cè)得的一或多個(gè)像素處測(cè)得的三個(gè)顏色中的一或多個(gè)和表示晶片上的不存在金屬層的點(diǎn)處的顏色的一或多個(gè)存儲(chǔ)的參考顏色值之間的差確定EBR是否已經(jīng)被執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，電鍍的金屬是銅。
[0012]本文還公開了用于處理在表面上形成有金屬電鍍層的實(shí)質(zhì)圓形的晶片的電填充后處理系統(tǒng)，所述電填充后處理系統(tǒng)可包括邊緣斜角去除模塊和晶片邊緣成像系統(tǒng)。所述邊緣斜角去除模塊可包括用于保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片通過(guò)不同方位方向的晶片保持器，以及用于在所述晶片保持器上保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片的同時(shí)將蝕刻劑輸送到所述晶片的邊緣斜角區(qū)域以從所述邊緣斜角區(qū)域去除被電鍍的金屬的設(shè)備。所述晶片邊緣成像系統(tǒng)可包括用于保持并旋轉(zhuǎn)晶片通過(guò)不同的方位方向的晶片保持器，被取向以在所述晶片在所述邊緣斜角去除模塊的晶片保持器上被保持并旋轉(zhuǎn)通過(guò)不同的方位方向的同時(shí)獲得所述晶片的工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像的攝像機(jī)(所述工藝邊緣對(duì)應(yīng)于在所述晶片上形成的金屬層的外緣)，以及用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定邊緣排除距離的圖像分析邏輯塊(其中所述邊緣排除距離是所述晶片的邊緣和所述工藝邊緣之間的距離)。所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的晶片保持器可以是所述邊緣斜角去除模塊的晶片保持器。在一些實(shí)施方式中，所述多個(gè)在方位上分開的圖像可在所述晶片在所述邊緣斜角去除模塊中的處理之前獲得，且成像的所述工藝邊緣可對(duì)應(yīng)于所述晶片的通過(guò)電鍍形成的電鍍邊緣。在一些實(shí)施方式中，所述多個(gè)在方位上分開的圖像可在所述晶片在所述邊緣斜角去除模塊中的處理之后獲得，且成像的所述工藝邊緣可對(duì)應(yīng)于在所述邊緣斜角去除模塊中的處理之后的所述晶片的蝕刻邊緣。
[0013]本文還公開了處理實(shí)質(zhì)圓形的晶片的方法，所述方法包括在所述晶片上執(zhí)行形成所述晶片的工藝邊緣的處理操作，旋轉(zhuǎn)所述晶片通過(guò)多個(gè)方位方向，在所述晶片被旋轉(zhuǎn)通過(guò)所述多個(gè)方位方向的同時(shí)獲得所述晶片的所述工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像，在所述多個(gè)在方位上分開的圖像中識(shí)別所述晶片的所述工藝邊緣作為在所述圖像中在相鄰像素之間具有高對(duì)比度的區(qū)域，通過(guò)比較呈現(xiàn)在所述圖像中的所識(shí)別的所述工藝邊緣和所述晶片的物理邊緣從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定邊緣排除距離，以及報(bào)告所述邊緣排除距離在預(yù)定范圍之外。在某些這樣的實(shí)施方式中，所述處理操作是電鍍。在其它實(shí)施方式中，所述處理操作是邊緣斜角去除。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1提供了半導(dǎo)體晶片的示意圖示。
[0015]圖2提供了銅鑲嵌電填充操作的流程圖。
[0016]圖3呈現(xiàn)了一個(gè)示例性的集成電鍍系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖4示意性地圖示出電鍍模塊的剖視圖。
[0018]圖5示意性地圖示出集成到晶片邊緣成像系統(tǒng)中的邊緣斜角去除模塊。
[0019]圖6提供了邊緣斜角去除操作的流程圖。
[0020]圖7提供了晶片邊緣成像系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖8提供了示意性地圖示出通過(guò)晶片邊緣成像系統(tǒng)和圖像優(yōu)化子系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施方式執(zhí)行的操作序列的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]在下面的公開內(nèi)容中，為了提供對(duì)本文所公開的發(fā)明構(gòu)思的全面理解，闡述了多個(gè)【具體實(shí)施方式】。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在很多情況下可以在具有或不具有這些具體細(xì)節(jié)中的某些細(xì)節(jié)的情況下(例如，通過(guò)可選元件或步驟的替代)來(lái)實(shí)施本文所公開的發(fā)明構(gòu)思，而仍在本文所公開的發(fā)明構(gòu)思的范圍和精神之內(nèi)。因此，在一些實(shí)例中，為了避免不必要地混淆所公開的發(fā)明構(gòu)思的重要方面，并未非常詳細(xì)地描述一些公知的工藝、程序、操作、步驟、元件、模塊和/或組件。
[0023]本文公開了集成的和/或原位的計(jì)量工具以及成像系統(tǒng)，以及相關(guān)的操作，它們將用于電鍍系統(tǒng)/裝置、電填充后處理系統(tǒng)/裝置等中的半導(dǎo)體晶片的處理。更具體地，本公開涉及攝像機(jī)、成像系統(tǒng)、圖像優(yōu)化子系統(tǒng)，以及在一些實(shí)施方式中，在已經(jīng)執(zhí)行了邊緣斜角去除(EBR)操作之后，用于分析半導(dǎo)體晶片的邊緣排除區(qū)域的方法。在一些實(shí)施方式中，這些工具、系統(tǒng)和方法可應(yīng)用于評(píng)估電鍍和/或電填充后處理系統(tǒng)中的晶片定中心和對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)前，不存在可用于實(shí)現(xiàn)詳細(xì)的晶片邊緣和工藝邊緣(process edge)的成像以及原位分析的技術(shù)。相反，當(dāng)前的實(shí)踐是從晶片處理設(shè)備移除晶片，將其轉(zhuǎn)送到單獨(dú)的且不同的計(jì)量區(qū)域或裝置(例如，顯微鏡)，并且在該遠(yuǎn)離處理硬件的不同環(huán)境中，針對(duì)晶片邊緣進(jìn)行成像并分析工藝性能。然而，該實(shí)踐不方便，放緩了晶片處理的吞吐率，并且消除了在成像和分析系統(tǒng)與加工設(shè)備之間的閉環(huán)反饋和調(diào)節(jié)的可能性(或者至少使其進(jìn)行非常不便)。
[0024]出于上述原因，有效的EBR操作起到了從邊緣斜角區(qū)域盡可能全面地以及盡可能徑向?qū)ΨQ地去除PVD沉積的和電鍍的金屬的作用，以及在足以結(jié)合晶片的該區(qū)域中的沉積金屬矯正上文提到的缺陷的徑向最窄區(qū)域中去除PVD沉積的和電鍍的金屬的作用。因此，在EBR操作期間晶片保持器/卡盤上的晶片的對(duì)準(zhǔn)和定中心至關(guān)重要，原因是，如果晶片不居中，則EBR操作不能對(duì)稱地從晶片邊緣去除金屬。本文公開了用于測(cè)量本文稱之為“邊緣排除距離”的標(biāo)的的工具和方法。如下文更充分描述的，邊緣排除距離是晶片本身的(大致)圓形邊緣與晶片的“工藝邊緣”之間的距離，該晶片的“工藝邊緣”是晶片的具有電鍍金屬層的區(qū)域的外(大致)圓形邊緣。注意的是，“工藝邊緣”可以對(duì)應(yīng)于晶片的“電鍍邊緣”，即在EBR之前的電鍍區(qū)域的邊緣，或者其可以對(duì)應(yīng)于晶片的“蝕刻邊緣”，即在已通過(guò)EBR操作回蝕(etch back)之后電鍍區(qū)域的邊緣。本文所公開的用于測(cè)量邊緣排除區(qū)域的實(shí)施方式可以利用這些測(cè)量值來(lái)評(píng)估晶片放置在晶片保持器/卡盤上的同心度并且在后續(xù)電鍍和/或EBR操作中校正晶片的定中心/對(duì)準(zhǔn)。本文所公開的用于測(cè)量邊緣排除距離的實(shí)施方式同樣可利用這些測(cè)量值用于其它目的，如下文更詳細(xì)說(shuō)明的。
[0025]為便于理解本文公開的各構(gòu)思，包括與晶片電鍍和電填充、晶片的邊緣斜角區(qū)域、邊緣斜角去除(EBR)操作、邊緣排除區(qū)域的構(gòu)思以及邊緣排除區(qū)域的成像和分析有關(guān)的構(gòu)思，圖1至圖6提供了電鍍和電填充后處理系統(tǒng)和操作的一些【具體實(shí)施方式】的各方面細(xì)節(jié)。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，下文提供的細(xì)節(jié)的程度是為了提供用于解釋和圖示說(shuō)明本文所公開的發(fā)明構(gòu)思的具體背景，而不是以任意方式充當(dāng)非可獲準(zhǔn)的限制這些發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)。
[0026]首先，在圖1中示出了半導(dǎo)體晶片的示意性圖示。如圖所示，該半導(dǎo)體晶片具有上或“正”面100和“背面”101。晶片還具有內(nèi)部“有源電路區(qū)域”102，在該區(qū)域中形成有具有關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電金屬路徑的集成電路器件，如上所述。為最大程度利用昂貴的半導(dǎo)體材料，該有源電路區(qū)域應(yīng)當(dāng)構(gòu)成晶片的正面100上的區(qū)域的大部分。如圖所示，集成電路晶片還包括:“正邊緣”區(qū)域103，其是晶片正面位于有源電路區(qū)域之外的區(qū)域；“側(cè)邊緣”區(qū)域104(本文中有時(shí)稱為“邊緣斜角區(qū)域”)；以及“背邊緣”區(qū)域105。側(cè)邊緣位于正面和背面之間的區(qū)域中，并且背邊緣大致是在晶片背面上靠近晶片的外邊界的區(qū)域，近似于正邊緣區(qū)域。值得注意的是，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“晶片”包括生產(chǎn)模式的晶片、空白測(cè)試晶片或任何其它類型的通過(guò)半導(dǎo)體處理和/或制造操作進(jìn)行處理的晶片或襯底。因此，在一些實(shí)施方式中，本文所公開的方法和裝置不僅能夠用于生產(chǎn)，而且能夠用于生產(chǎn)前質(zhì)量管理和/或用于與機(jī)械手的同心放置、電鍍槽的同心電鍍以及電填充后模塊中的同心EBR和錐形寬度和EBR檢測(cè)有關(guān)的故障檢修問(wèn)題。
[0027]電鍍系統(tǒng)通常是用于經(jīng)由電鍍操作在半導(dǎo)體晶片上形成電鍍金屬層的晶片處理系統(tǒng)。電填充后處理系統(tǒng)通常是用于在已經(jīng)經(jīng)由電鍍操作在其表面上形成金屬層之后進(jìn)一步處理半導(dǎo)體晶片的晶片處理系統(tǒng)。通常，這些系統(tǒng)包括用于對(duì)電鍍后的晶片執(zhí)行EBR操作的EBR模塊。EBR模塊還可以設(shè)計(jì)和構(gòu)造成實(shí)施相關(guān)操作，這些相關(guān)操作可以包括背面蝕刻(BSE)和輔助工藝，諸如預(yù)清洗、清洗、酸洗和干燥。根據(jù)實(shí)施方式，電填充后處理系統(tǒng)可視為較大的電鍍系統(tǒng)的子系統(tǒng)。下面，在圖3的背景下詳細(xì)描述了一種這樣的集成電鍍系統(tǒng)。
[0028]雖然電鍍和電填充后工藝在IC制造領(lǐng)域有多方面的應(yīng)用(其中一些已列于上文)，并且雖然通常所公開的晶片邊緣成像構(gòu)思和成像系統(tǒng)可應(yīng)用于這些應(yīng)用中的任一應(yīng)用，但為了圖示說(shuō)明具體的電鍍應(yīng)用，現(xiàn)在將參考圖2詳細(xì)地描述銅鑲嵌電填充，再次應(yīng)理解，本公開旨在為示例性的，而不是限制性的。工藝200開始于在先前形成的電介層中形成線路201。這些線路可以在諸如二氧化硅之類的電介覆層中被蝕刻為溝槽和通孔。這些線路限定了半導(dǎo)體晶片上的各器件之間的導(dǎo)電路徑。因?yàn)殂~或其它流動(dòng)導(dǎo)電材料提供了半導(dǎo)體晶片的導(dǎo)電路徑，所以必須保護(hù)下層的硅器件以免于可能擴(kuò)散到硅中的金屬離子(例如，銅)的破壞。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，工藝包括:在沉積金屬之前，沉積薄的擴(kuò)散勢(shì)壘層202。用于擴(kuò)散勢(shì)壘層的適當(dāng)?shù)牟牧习ㄣg、氮化鉭、鎢、鈦、和鈦鎢。在典型的實(shí)施方式中，勢(shì)壘層是通過(guò)諸如濺射之類的PVD工藝而形成的。
[0029]現(xiàn)在，晶片幾乎準(zhǔn)備好在其線路中嵌入電填充銅。在電填充之前，施加導(dǎo)電表面涂層。在所描述的工藝中，這是在203處通過(guò)將銅晶種層沉積到勢(shì)壘層上來(lái)完成的。諸如濺射之類的PVD工藝可用于該目的。然后，較厚的銅主體層(bulk layer)沉積到晶種層上204，典型地這是利用電鍍?nèi)芤哼M(jìn)行電鍍完成的。銅沉積到完全填充電介層中的各線路的厚度。
[0030]在PVD銅沉積期間，不能避免在一些不期望區(qū)域中的沉積。這些銅必須去除，并且這是通過(guò)邊緣斜角去除(EBR)和/或背面蝕刻(BSE)工藝來(lái)完成的。通過(guò)在205處的EBR，銅蝕刻劑以細(xì)流形式施加到晶片的正邊緣。蝕刻劑通常是在粘滯流狀態(tài)下施加的，以使蝕刻劑在晶片上的施加該蝕刻劑的點(diǎn)附近保留薄的、粘滯層，這樣避免了噴濺晶片的內(nèi)部并且從有源電路區(qū)域中去除了所需的銅。重要的是，均勻地施加蝕刻劑流；否則可能會(huì)導(dǎo)致邊緣排除區(qū)域的大小的變化。基本上均勻的，即同心的邊緣排除區(qū)域形成了最大的有源且可用的表面區(qū)域。因?yàn)槲g刻劑通常還以徑向速度分量來(lái)施加，并且由于旋轉(zhuǎn)的晶片的向心加速效應(yīng)，薄的粘滯層向外流動(dòng)，在側(cè)邊緣上向下流，流出幾毫米到背面上，這樣完成了從這些區(qū)域中的全部三個(gè)區(qū)域中去除PVD銅。在大多數(shù)情況下，EBR去除了晶片邊緣附近的電鍍膜。在EBR之后，在206處電鍍銅通常是借助化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)向下平面化到電介物，準(zhǔn)備進(jìn)行進(jìn)一步處理(207)，通常是添加后續(xù)的電介物和金屬化層。
[0031]電鍍系統(tǒng)
[0032]圖3呈現(xiàn)了一個(gè)示例性的集成電鍍系統(tǒng)的示意圖，其可用于實(shí)施圖2所示的操作中的多個(gè)操作，特別是電鍍204和EBR205的步驟。如圖3所示，電鍍系統(tǒng)307可以包括多個(gè)電鍍模塊，在該情況下是三個(gè)單獨(dú)的模塊309、311和313。如下面更充分描述的，每個(gè)電鍍模塊通常包括用于在電鍍期間收容陽(yáng)極和電鍍?nèi)芤旱牟垡约霸陔婂兤陂g用于將晶片保持在電鍍?nèi)芤褐星倚D(zhuǎn)晶片的晶片保持器。圖3中所示的電鍍系統(tǒng)307還包括電填充后處理系統(tǒng)，其包括三個(gè)單獨(dú)的電填充后模塊(PEM)315、317和319。根據(jù)實(shí)施方式，這些模塊中的每一個(gè)可用于執(zhí)行以下功能中的任一種:在晶片已經(jīng)通過(guò)模塊309、311和313之一進(jìn)行電填充之后，晶片的邊緣斜角去除(EBR)、背面蝕刻、和酸清洗。應(yīng)注意的是，執(zhí)行邊緣斜角去除(EBR)的電填充后模塊(PEM)在本文可選地簡(jiǎn)稱為EBR模塊。電鍍系統(tǒng)307還可以包括化學(xué)稀釋模塊321和中央電填充池323。中央電填充池323可以是保持用作電填充模塊的電鍍池的、保持化學(xué)溶液的罐。電鍍系統(tǒng)307還可以包括配劑系統(tǒng)333，其儲(chǔ)存并輸送用于電鍍池的化學(xué)添加劑?；瘜W(xué)稀釋模塊321如果存在，則可以儲(chǔ)存并混合化學(xué)物質(zhì)以用作電填充后模塊中的蝕刻劑。在一些實(shí)施方式中，過(guò)濾與泵送單元337將用于中央池323的電鍍?nèi)芤哼^(guò)濾并且將其泵送到電填充模塊。
[0033]最后，在一些實(shí)施方式中，電子單元339可充當(dāng)系統(tǒng)控制器，其提供運(yùn)行電鍍系統(tǒng)307所需的電子控制和接口控制。系統(tǒng)控制器典型地包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器以及一個(gè)或多個(gè)處理器，處理器配置為執(zhí)行指令以使電鍍系統(tǒng)能夠執(zhí)行其預(yù)期的工藝操作。包含了用于控制依照本文所描述的實(shí)施方案的工藝操作的指令的機(jī)器可讀介質(zhì)可與系統(tǒng)控制器耦合。單元339還可以為系統(tǒng)提供電力供給。
[0034]在操作中，包括后端機(jī)械手臂325的機(jī)械手可用于從諸如盒329A或329B之類的晶片盒中選擇晶片。后端機(jī)械手臂325可利用真空附接件或某種其它可行的附接機(jī)構(gòu)附接到晶片。
[0035]前端機(jī)械手臂340可以從諸如盒329A或盒329B之類的晶片盒中選擇晶片。盒329A或盒329B可以是前開口統(tǒng)一莢形容器(FOUP)。FOUP是設(shè)計(jì)成在受控環(huán)境中牢固地且安全地保持晶片并且允許通過(guò)裝備有適當(dāng)?shù)难b載端口和機(jī)械手處置系統(tǒng)的工具移除晶片以進(jìn)行處理或測(cè)量的外殼。前端機(jī)械手臂340可以利用真空附接件或某種其它附接機(jī)構(gòu)來(lái)保持晶片。前端機(jī)械手臂340可以與盒329A或329B、轉(zhuǎn)送站350或?qū)?zhǔn)器331接口。后端機(jī)械手臂325可以從轉(zhuǎn)送站350接近晶片。轉(zhuǎn)送站350可以是前端機(jī)械手臂340和后端機(jī)械手臂325能夠借以往來(lái)傳遞晶片而不經(jīng)過(guò)對(duì)準(zhǔn)器331的狹槽或位置。應(yīng)注意的是，在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)送站350可以充當(dāng)晶片邊緣成像模塊(或充當(dāng)晶片邊緣成像模塊的位置)。然而，在一些實(shí)施方案中，為確保晶片在后端機(jī)械手臂325上正確地對(duì)準(zhǔn)以便精確地輸送給電鍍模塊，后端機(jī)械手臂325可以將晶片與對(duì)準(zhǔn)器331對(duì)準(zhǔn)。后端機(jī)械手臂325還可以將晶片輸送到電填充模塊309、311或313中的一個(gè)，或者將晶片輸送到三個(gè)電填充后模塊315、317和319中的一個(gè)。
[0036]為確保晶片在后端機(jī)械手臂325上正確地對(duì)準(zhǔn)以便精確地輸送給電鍍模塊309、311或313、或是EBR模塊315、317和319 (假設(shè)這些PEM執(zhí)行EBR)，后端機(jī)械手臂325將晶片運(yùn)送到對(duì)準(zhǔn)器模塊331。在一些實(shí)施方式中，對(duì)準(zhǔn)器模塊331包括對(duì)準(zhǔn)臂，后端機(jī)械手臂325抵靠對(duì)準(zhǔn)臂推動(dòng)晶片。當(dāng)晶片抵靠對(duì)準(zhǔn)臂正確地對(duì)準(zhǔn)時(shí)，后端機(jī)械手臂325相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)臂移動(dòng)到預(yù)設(shè)位置。在其它實(shí)施方式中，對(duì)準(zhǔn)器模塊331確定晶片中心，以使后端機(jī)械手臂325從新的位置拾取晶片。然后，后端機(jī)械手臂325再次附接到晶片并且將其輸送到電鍍模塊309、311或313、或是EBR模塊315、317和319中的一個(gè)。在一些實(shí)施方式中，對(duì)準(zhǔn)器模塊331可以參考關(guān)于先前電鍍或蝕刻的晶片的同心度的信息來(lái)調(diào)節(jié)晶片的定中心/對(duì)準(zhǔn)。特別地，對(duì)準(zhǔn)器模塊331可以響應(yīng)于先前電鍍的晶片工藝邊緣與晶片本身的邊緣同心的程度來(lái)調(diào)節(jié)晶片的定中心/對(duì)準(zhǔn)，如下文更詳細(xì)說(shuō)明的。在一些這樣的實(shí)施方式中，定中心調(diào)節(jié)邏輯塊可以用來(lái)經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)信號(hào)指導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)器模塊331。在一些實(shí)施方式中，對(duì)準(zhǔn)器模塊331還可以是晶片邊緣圖像分析模塊，如下文更詳細(xì)說(shuō)明的。在一些這樣的實(shí)施方式中，這晶種片邊緣圖像分析和對(duì)準(zhǔn)器模塊可以采用同心度分析邏輯塊和定中心調(diào)節(jié)邏輯塊來(lái)根據(jù)晶片邊緣排除區(qū)域的同心度確定正確的定中心并且相應(yīng)地在晶片被繼續(xù)運(yùn)送以進(jìn)行進(jìn)一步處理之前調(diào)節(jié)晶片的定中心和對(duì)準(zhǔn)。
[0037]因此，在利用電鍍系統(tǒng)307將金屬層形成在晶片上的典型操作中，后端機(jī)械手臂325將晶片從晶片盒329A或329B運(yùn)送到對(duì)準(zhǔn)器模塊331以進(jìn)行電鍍前定中心調(diào)節(jié)，然后，運(yùn)送到電鍍模塊309、311或313以進(jìn)行電鍍，然后返回到對(duì)準(zhǔn)器模塊331以進(jìn)行EBR前定中心調(diào)節(jié)，然后運(yùn)送到EBR模塊315、317或319以進(jìn)行邊緣斜角去除。當(dāng)然，在一些實(shí)施方式中，可以省略定中心/對(duì)準(zhǔn)步驟。例如，如果晶片對(duì)準(zhǔn)通常在第一次對(duì)準(zhǔn)(電鍍前對(duì)準(zhǔn))之后仍是正確的，則可以省略第二次對(duì)準(zhǔn)(EBR前對(duì)準(zhǔn))，或者可選地，如果EBR操作期間的對(duì)準(zhǔn)不太關(guān)鍵，則可以優(yōu)選地僅執(zhí)行EBR前對(duì)準(zhǔn)。在其他實(shí)施方式中，如果EBR采用能夠?qū)M(jìn)行定中心/對(duì)準(zhǔn)的晶片保持器，則晶片可在EBR模塊315、317或319本身之一內(nèi)進(jìn)行精確地行定中心/對(duì)準(zhǔn)，而不利用對(duì)準(zhǔn)器模塊331。
[0038]如下文更充分描述的，電鍍操作可涉及到:將晶片裝載到蛤殼式晶片保持器中，以及將蛤殼下放到收容在電鍍模塊309、311或313之一的要發(fā)生電鍍的槽內(nèi)的電鍍池中。
[0039]槽通常收容:陽(yáng)極，其用作待電鍍金屬源(但是陽(yáng)極可以在遠(yuǎn)處)；以及電鍍池溶液，其通常由中央電填充池儲(chǔ)器323從配劑系統(tǒng)333連同任選的化學(xué)添加劑一起供給。在電鍍操作后的EBR操作通常涉及到:通過(guò)施加由化學(xué)稀釋模塊321提供的蝕刻劑溶液來(lái)從晶片的邊緣斜角區(qū)域以及可能從晶片的背面去除不期望的電鍍金屬。在EBR之后，通常對(duì)晶片進(jìn)行清潔、清洗和干燥。
[0040]最后，值得注意的是，在電填充后處理完成之后，后端機(jī)械手臂325可以從EBR模塊取回晶片并且將其返回到盒329A或329B中。從這起，可將盒329A或329B提供給其他半導(dǎo)體晶片處理系統(tǒng)，諸如例如化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)。
[0041]電鍍模塊
[0042]在圖4中示意性地以及通過(guò)剖視圖圖示出電鍍模塊的【具體實(shí)施方式】。這樣的實(shí)施方式可充當(dāng)電鍍系統(tǒng)307的電鍍模塊309、311和/或313中的任意模塊，如上文所述以及在圖3中所示的。再次參考圖4，圖示的電鍍模塊401包括電鍍槽403，其收容了電鍍?nèi)芤?，顯示處于水平405。晶片407可以在由“蛤殼”保持夾具409保持的同時(shí)浸入電鍍?nèi)芤褐?，蛤殼安裝到可旋轉(zhuǎn)心軸411上。可旋轉(zhuǎn)心軸允許蛤殼409與晶片407 —起旋轉(zhuǎn)。在美國(guó)專利N0.6，156，167和美國(guó)專利N0.6，800, 187中進(jìn)一步描述了蛤殼式電鍍裝置，這兩個(gè)專利通過(guò)引用合并于此。當(dāng)然，可替代地采用除了蛤殼式夾具之外的晶片保持器。
[0043]陽(yáng)極413布置在電鍍槽403內(nèi)、晶片407下方并且通過(guò)陽(yáng)極膜片415與晶片區(qū)域分隔開，在一些實(shí)施方案中陽(yáng)極膜片是離子選擇膜片。陽(yáng)極膜片下方的區(qū)域通常稱作“陽(yáng)極區(qū)域”或“陽(yáng)極腔室”，在該腔室內(nèi)的電解液稱為“陽(yáng)極電解液”，而在陽(yáng)極膜片上方的區(qū)域通常稱作“陰極區(qū)域”或“陰極腔室”，在該腔室內(nèi)的電解液稱為“陰極電解液”。陽(yáng)極膜片415允許電鍍槽的陽(yáng)極區(qū)域與陰極區(qū)域之間的離子連通，同時(shí)防止在陽(yáng)極處產(chǎn)生的任何粒子進(jìn)入晶片鄰近處且污染晶片。陽(yáng)極膜片還可用于在電鍍工藝期間將電流重分布，從而改善電鍍均勻性。在美國(guó)專利N0.6，126，798和美國(guó)專利N0.6，569，299中進(jìn)一步描述了陽(yáng)極膜片，兩個(gè)專利通過(guò)引用合并于此。
[0044]可以通過(guò)泵417將電鍍?nèi)芤哼B續(xù)地提供給電鍍槽403。一般地，電鍍?nèi)芤合蛏狭?、通過(guò)陽(yáng)極膜片415和電阻元件419、到達(dá)晶片407的中央，然后徑向向外流動(dòng)且遍及晶片。在一些實(shí)施方案中，電鍍?nèi)芤嚎梢詮碾婂儾鄣膫?cè)面提供給電鍍槽403的陽(yáng)極區(qū)域。在一些實(shí)施方案中，電鍍?nèi)芤嚎梢酝ㄟ^(guò)單獨(dú)的入口供給到電鍍槽403的陽(yáng)極區(qū)域和陰極區(qū)域。
[0045]電阻元件419緊靠近晶片定位(在各個(gè)實(shí)施方式中，相距在大約10毫米之內(nèi)或者在大約3至8毫米之間)，并且充當(dāng)晶片的恒流源。也就是說(shuō)，電阻元件419將晶片附近的電解液電流整形以在晶片表面上提供相對(duì)均勻的電流分布。該元件包含多個(gè)一維通孔，如下面要描述的。關(guān)于電阻元件的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可見(jiàn)于遞交于2008年11月7日的、名稱為“METHOD AND APPARATUS FOR ELECTROPLATING”的美國(guó)專利申請(qǐng) N0.12/291，356，該申請(qǐng)通過(guò)引用合并于此。
[0046]在電鍍?nèi)芤毫鲃?dòng)遍及晶片的表面之后，一些溶液會(huì)溢出電鍍槽403而進(jìn)入溢流儲(chǔ)器421，如箭頭423所指示的。電鍍?nèi)芤嚎山?jīng)過(guò)濾(未示出)且返回到泵417，如箭頭425所指示的，從而完成電鍍?nèi)芤旱难h(huán)。
[0047]在一些實(shí)施方式中，諸如圖4所示的實(shí)施方式，電鍍模塊可以采用收容第二陰極429 (即，竊盜陰極)的第二陰極腔室427，第二陰極腔室427可位于電鍍槽403的外部且在晶片407的外圍。一般地，第二陰極429可定位在電鍍槽內(nèi)或電鍍槽外的多個(gè)位置處。
[0048]在一些實(shí)施方式中，電鍍?nèi)芤阂绯鲭婂儾?03的圍壁而進(jìn)入第二陰極腔室427。在一些實(shí)施方式中，第二陰極腔室427通過(guò)具有由離子可滲透膜片覆蓋的多個(gè)開口的壁與電鍍槽403分隔開。膜片允許電鍍槽403與第二陰極腔室427之間的離子連通，從而允許電流輸送到第二陰極。膜片的孔隙率可使得其不允許粒狀材料從第二陰極腔室427穿過(guò)而到達(dá)電鍍槽403以及導(dǎo)致晶片污染。壁中的開口可呈圓孔、狹槽或其他各種尺寸的形狀的形式。在一個(gè)實(shí)施方案中，開口是具有例如大約12毫米乘以90毫米的尺寸的狹槽。允許第二陰極腔室427與電鍍槽403之間的流體和/或離子連通的其他機(jī)制是可行的。示例包括如下設(shè)計(jì):膜片，而不是不透壁，提供第二陰極腔室427中的電鍍?nèi)芤号c電鍍槽403中的電鍍?nèi)芤褐g的大部分勢(shì)壘。在這些實(shí)施方案中，剛性框架可以為膜片提供支撐。
[0049]兩個(gè)DC電源435和437能夠分別用于控制流到晶片407和第二陰極429的電流。電源435具有負(fù)輸出引線439，其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)滑環(huán)、刷或觸頭(未示出)與晶片407電連接。電源435的正輸出引線441與位于電鍍槽403中的陽(yáng)極413電連接。電源可以具有高達(dá)例如大約250伏特的輸出電壓。類似地，電源437具有:負(fù)輸出引線443，其與第二陰極429電連接；以及正輸出引線445，其與陽(yáng)極413電連接?？商娲兀哂卸鄠€(gè)獨(dú)立可控的電插座的一個(gè)電源能夠用于向晶片以及向第二陰極提供不同電平的電流。
[0050]電源435和437可以連接到控制器447，控制器允許對(duì)提供給電鍍模塊401的元件的電流和電位進(jìn)行調(diào)制。例如，控制器可允許以電流受控狀態(tài)或電位受控狀態(tài)進(jìn)行電鍍?？刂破?47可以包括程序指令，程序指令規(guī)定需要施加給電鍍模塊的各元件的電流電平和電壓電平以及需要改變這些電平的時(shí)間。例如，控制器可以包括用于在晶片浸入電鍍?nèi)芤褐袝r(shí)從電位控制轉(zhuǎn)變到電流控制的程序指令。
[0051]在使用期間，電源435和437使晶片407和第二陰極429偏置以相對(duì)于陽(yáng)極413具有負(fù)電位。這使得從陽(yáng)極413流到晶片407的電流部分地或基本上轉(zhuǎn)向到第二陰極429。上文所述的電氣電路還可以包括一個(gè)或多個(gè)二極管，二極管將在不需要反向時(shí)防止電流的反向。在電鍍工藝期間可能出現(xiàn)不期望的電流反饋，因?yàn)樵O(shè)定在地電位的陽(yáng)極413是晶片電路和第二陰極電路的共同元件。
[0052]施加到第二陰極429的電流的電平通常設(shè)定為比施加到晶片407的電流的電平低的值，第二陰極電流表示為晶片電流的百分比。例如，10%的第二陰極電流對(duì)應(yīng)于為流到晶片的電流的10%的、第二陰極處流動(dòng)的電流。如本文所使用的，電流的方向是凈正離子通量的方向。在電鍍期間，在晶片表面上以及在第二陰極表面上都發(fā)生被電鍍的任何金屬的電化學(xué)還原(例如，Cu2++2e_ —Cu)，這使得金屬沉積到晶片和第二陰極兩者的表面上。因?yàn)殡娏鲝木D(zhuǎn)向到第二陰極，所以在晶片邊緣處沉積的金屬層的厚度會(huì)減小。該效果通常出現(xiàn)在晶片的外20毫米處，并且在其外10毫米處特別明顯，尤其是當(dāng)在內(nèi)襯層或薄晶種層上進(jìn)行電鍍時(shí)。第二陰極429的使用能夠顯著減小通常由于終端效應(yīng)和場(chǎng)效應(yīng)引起的中央到邊緣的非均勻性。第二陰極可以單獨(dú)使用或者與另外的輔助陰極或者與各種固定的或動(dòng)態(tài)的屏蔽件結(jié)合使用。關(guān)于輔助陰極的進(jìn)一步的情況，包括第二陰極和第三陰極，可參見(jiàn)遞交于 2009 年 6 月 9 日的、名稱為 “METHOD AND APPARATUS FOR ELECTROPLATING”、專利號(hào)為12/481，503的美國(guó)專利申請(qǐng)，該申請(qǐng)通過(guò)引用合并于此。應(yīng)當(dāng)理解，第二 /輔助陰極及其關(guān)聯(lián)的一個(gè)/多個(gè)電源以及任何其他關(guān)聯(lián)的硬件元件是電鍍模塊的任選特征。
[0053]電鍍模塊的另一任選特征是一個(gè)或多個(gè)屏蔽件，諸如屏蔽件440，其能夠定位在電鍍槽403內(nèi)、電阻元件419與陽(yáng)極413之間(例如，在晶片面朝下式系統(tǒng)中的電阻元件的下方)。屏蔽件通常是環(huán)形的電介質(zhì)插入件，其用于對(duì)電流分布整形并且改善電鍍的均勻性，諸如在通過(guò)引用合并于此的專利號(hào)為N0.6，027，631的美國(guó)專利中所描述的那些。但是，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他的屏蔽設(shè)計(jì)和形狀，諸如呈現(xiàn)為楔子、條、圓、橢圓和其他幾何形狀設(shè)計(jì)的形狀的屏蔽件。環(huán)形插入件還可以在它們的內(nèi)徑處具有圖案，這可以提高屏蔽件以期望方式對(duì)電流通量整形的能力。屏蔽件的功能可以各異，具體取決于它們?cè)陔婂儾?03中的位置。電鍍模塊可以包括各種靜態(tài)屏蔽件，以及各種可變場(chǎng)整形元件，諸如在專利號(hào)為6，402，923的美國(guó)專利以及專利號(hào)為7，070，686的美國(guó)專利中所描述的那些，兩個(gè)專利通過(guò)引用合并于此。電鍍模塊還可以包括各種分段陽(yáng)極，諸如在專利號(hào)為6，497，801的美國(guó)專利中所描述的那些，或者同心陽(yáng)極，諸如在專利號(hào)為6，755,954和6，773，571的美國(guó)專利中所描述的那些，所有這些專利都通過(guò)引用合并于此。雖然屏蔽插入件可用于改善電鍍均勻性，但是它們是任選的，并且還可以采用可替代的屏蔽構(gòu)造。
[0054]邊緣斜角去除(EBR)模塊
[0055]在圖5中示意性地圖示出了 EBR模塊的【具體實(shí)施方式】。這種實(shí)施方式可用作電鍍系統(tǒng)307的EBR模塊315、317或319中的任意模塊，如上文所描述的以及在圖3中所示的。當(dāng)然，其還可充當(dāng)獨(dú)立式電填充后處理模塊內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)EBR模塊。
[0056]再次參考圖5，所圖示的EBR模塊520包括腔室522，半導(dǎo)體晶片524在腔室522內(nèi)旋轉(zhuǎn)。晶片524定位在晶片保持器526上，晶片保持器526將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給晶片524。腔室522裝備有排泄件以及關(guān)聯(lián)的排泄線路564。排泄件允許將提供給腔室522的各種液體流移除以進(jìn)行廢物處理。
[0057]電動(dòng)機(jī)528控制晶片保持器526的旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)528應(yīng)當(dāng)易于控制且應(yīng)當(dāng)在各旋轉(zhuǎn)速度之間平滑地過(guò)渡。電動(dòng)機(jī)可定位在腔室522內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，為防護(hù)來(lái)自液態(tài)蝕刻劑的損傷，電動(dòng)機(jī)528定位在腔室522的外部且通過(guò)密封件與其隔離，旋轉(zhuǎn)軸527穿過(guò)所述密封件。優(yōu)選地，電動(dòng)機(jī)528能夠使晶片保持器526和晶片524以O(shè)和大約2500RPM之間或者甚至達(dá)到大約6000RPM的轉(zhuǎn)速迅速加速和減速(以受控方式)。在一些實(shí)施方式中，控制器運(yùn)行且控制電動(dòng)機(jī)及其旋轉(zhuǎn)速度。
[0058]晶片保持器526理想地為能夠?qū)⒕?24牢固地保持在適當(dāng)位置同時(shí)以范圍從零RPM到大約6000RPM的各旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)和加速的設(shè)計(jì)。其還可有利于晶片524對(duì)準(zhǔn)以用于蝕刻工藝。腔室522可以為將液態(tài)蝕刻劑約束在其內(nèi)部且允許將各種流體輸送給晶片524的任何合適的設(shè)計(jì)。腔室522應(yīng)當(dāng)由耐蝕刻劑材料制成且包括用于在蝕刻和清潔期間使用的各種液態(tài)和氣態(tài)流的端口和噴嘴。
[0059]氣態(tài)氮或其他非活性氣體可從氣體源530提供給電填充后模塊520。來(lái)自源530的氮?dú)庠陂y532的控制下通過(guò)噴嘴534輸送給腔室522。噴嘴534通常在晶片524上方指向下，如圖5所示，從而以適當(dāng)?shù)膶恿餮叵蛳碌姆较驅(qū)⒌獨(dú)廨斔徒o晶片，這可有益地加速干燥工藝。雖然在自旋/清洗/干燥(SRD)期間晶片保持器526可以大約5000RPM旋轉(zhuǎn)，在該速度下，瑞流和夾帶(entrainment)通常過(guò)大而不能執(zhí)行EBR。一般地,大約0-2500RPM的旋轉(zhuǎn)速度，更優(yōu)選地大約100-1500RPM的旋轉(zhuǎn)速度，甚至更優(yōu)選地大約500-1300RPM的旋轉(zhuǎn)速度是用于本文所公開的EBR程序的有效旋轉(zhuǎn)速度范圍。
[0060]下一輸入是去離子水源536。去離子水在閥537的控制下且通過(guò)輸送線路和噴嘴538輸送給腔室522。注意的是，線路和噴嘴538將去離子水引導(dǎo)到晶片524頂部上。這使能對(duì)晶片的頂側(cè)進(jìn)行清洗。
[0061]類似的去離子水系統(tǒng)將去離子水流或扇狀流提供給晶片524的背面。該去離子水從去離子水源540提供，去離子水源540可以與源536相同。閥542控制經(jīng)由線路和噴嘴544使去離子水流到晶片524的背面上。與544相關(guān)聯(lián)的噴嘴與剛剛提到的噴嘴438可具有相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)是從晶片524的背面清洗蝕刻劑。
[0062]可以在晶片524的正面上進(jìn)行酸清洗。為此目的，硫酸源546將硫酸提供給輸送線路和噴嘴550。其他酸可適當(dāng)?shù)厥褂没蛘吲c硫酸結(jié)合使用。例如,可以使用過(guò)氧化氫。優(yōu)選地，該模塊包括控制向模塊520輸送硫酸的閥。可以通過(guò)流量計(jì)548來(lái)監(jiān)控流入腔室522的硫酸。應(yīng)注意的是，在所描繪的實(shí)施方式中，噴嘴550定向成將硫酸引導(dǎo)到晶片524的正面的中央。在酸被輸送到晶片的中央之后，其隨后在旋轉(zhuǎn)期間旋出而進(jìn)入晶片的邊緣。施加該溶液以去除在對(duì)晶片進(jìn)行氧化(蝕刻)之后剩余的殘留金屬氧化物并且有助于晶片的整體清潔。通常僅需要相對(duì)少量的酸(例如，0.5至2毫升/200_的晶片)。在施加酸之后，通過(guò)噴嘴538用去離子水來(lái)清洗晶片的正面。
[0063]從如圖所示的液態(tài)蝕刻劑源552提供用于從晶片524的邊緣斜角區(qū)域去除不期望的金屬的液態(tài)蝕刻劑。蝕刻通過(guò)流量計(jì)554并且經(jīng)由線路和噴嘴556輸送給晶片524。優(yōu)選地，蝕刻劑精確地輸送到晶片524的邊緣斜角區(qū)域，從而從邊緣斜角區(qū)域選擇性地去除無(wú)論是經(jīng)由PVD沉積還是電鍍的金屬(例如，銅)。
[0064]第二液態(tài)蝕刻劑流可輸送到晶片524的背面，從而將已經(jīng)沉積到晶片524的背面上的任何不需要的金屬(例如，銅)蝕刻掉。如圖所示，從蝕刻劑源558輸送這種蝕刻劑。優(yōu)選地，蝕刻劑源558與552相同。如圖所示，來(lái)自源558的蝕刻劑通過(guò)流量計(jì)560并且通過(guò)噴嘴562，從而將蝕刻劑引導(dǎo)到晶片524的背面上。
[0065]在圖6中示出了示例的EBR工藝。EBR工藝600可以經(jīng)由電填充后EBR模塊來(lái)實(shí)施，諸如圖5的模塊520，該模塊專門設(shè)計(jì)為用于實(shí)施EBR工藝。該工藝開始于601，機(jī)械手臂將晶片放置到襯底保持器上，用于EBR處理。晶片典型地通過(guò)多個(gè)傾斜對(duì)準(zhǔn)部件對(duì)準(zhǔn)且放置到一組摩擦支撐銷上，摩擦支撐銷通過(guò)靜摩擦將晶片保持在適當(dāng)位置，即使當(dāng)晶片在后來(lái)旋轉(zhuǎn)時(shí)也如此。
[0066]在機(jī)械手臂縮回之后，在步驟602中，去離子水施加到晶片的正面，其中晶片以大約200-600RPM自旋，從而將從先前步驟留下的任何粒子和污染物從晶片上預(yù)先清洗掉。然后，將去離子水關(guān)閉，并且晶片自旋達(dá)到在大約350-500RPM之間的速度，從而形成了均勻的、薄的去離子水層(濕膜穩(wěn)定)603。該濕膜穩(wěn)定便于在晶片的正面上均勻分布蝕刻劑。此時(shí)，最遲地，用于精確地對(duì)準(zhǔn)晶片的任何對(duì)準(zhǔn)銷或夾子從晶片邊緣縮回。
[0067]在濕膜穩(wěn)定603之后，進(jìn)行EBR的核心特征，即實(shí)際去除邊緣斜角金屬604。通常利用在其端部或附近具有噴嘴開口的細(xì)的噴嘴管將EBR蝕刻劑施加到晶片的表面上。在具體的示例中，EBR分配臂定位在晶片邊緣上方。然后，在下面的條件下執(zhí)行EBR:對(duì)于300毫米的晶片，以大約0.2至3毫升/秒(更優(yōu)選地為大約0.3至0.4毫升/秒)的速率輸送總共大約3至15毫升的蝕刻劑。在一些實(shí)施方式中，可以在具有不同流速的兩個(gè)或兩個(gè)以上的操作中分配蝕刻劑。在特定示例中，對(duì)于第一操作以0.4ml/sec分配Iml的蝕刻劑，然后對(duì)于第二操作以0.3ml/sec分配1ml的蝕刻劑。
[0068]在要求量的液態(tài)蝕刻劑已經(jīng)施加到晶片邊緣之后，去離子水再次施加到晶片的正面，作為EBR后清洗605。該去離子水的施加通常將持續(xù)到后續(xù)的背面蝕刻操作以及背面清洗操作，從而保護(hù)晶片免受任何外來(lái)的背面蝕刻劑噴灑和損壞。在施加去離子水的同時(shí)，分配臂將蝕刻劑噴嘴從晶片移開。
[0069]在步驟605開始的大致同一時(shí)間，在步驟606中用去離子水預(yù)先清洗晶片的背面，晶片的背面在步驟607中進(jìn)行濕膜穩(wěn)定，方式與在步驟603中對(duì)正面進(jìn)行濕膜穩(wěn)定幾乎相同(例如，晶片旋轉(zhuǎn)速度保持在大約350至500rpm)。在去離子水流到晶片背面結(jié)束之后，執(zhí)行背面蝕刻(BSE)操作608，一般使用與用于EBR相同的蝕刻劑。在具體的實(shí)施方式中，液態(tài)蝕刻劑的細(xì)的射流(初始直徑為0.02至0.04英寸)瞄準(zhǔn)晶片背面的中心。從具有大約0.02至0.04英寸的直徑以及至少大約5倍該直徑的長(zhǎng)度的管狀噴嘴來(lái)輸送蝕刻劑。該蝕刻劑隨后在晶片的整個(gè)背面上擴(kuò)散。BSE的用途是移除在PVD沉積晶種層形成期間形成在晶片的背面上的任何殘留金屬(例如，銅)。
[0070]通常利用噴灑噴嘴來(lái)施加BSE蝕刻劑。雖然有重力，但是表面張力通常將蝕刻劑保持為與晶片的底部相接觸得足夠長(zhǎng)以實(shí)施BSE。由于晶片保持器的臂會(huì)妨礙將蝕刻劑噴灑到晶片背面上，噴灑噴嘴的角度在BSE期間可以改變以確保蝕刻劑的全面施加。因?yàn)榫ǔＳ勺矒艟趁娴闹武N來(lái)保持，所以該工藝通常是兩種不同速度來(lái)實(shí)施以確保蝕刻劑在整個(gè)表面上充分地流動(dòng)。例如，晶片可以在BSE部分期間以大約350rpm旋轉(zhuǎn)，然后在BSE的其余部分期間以500-700rpm旋轉(zhuǎn)。在兩種速度下由臂阻擋的背面會(huì)不同，從而確保完全覆蓋。總之，BSE工藝通?；ㄙM(fèi)1-4秒且使用下面所描述的I至5立方厘米的蝕刻劑，從而將背面上的金屬(例如，銅)的濃度減小至襯底的每平方厘米不足5X ΙΟ,個(gè)原子。
[0071]在BSE之后，在步驟609中用去離子水清洗晶片的兩側(cè)(或者至少晶片的背面)，以清洗掉從BSE殘留的任何液態(tài)蝕刻劑、粒子和污染物。在步驟610中，去離子水到正面的流動(dòng)結(jié)束，并且大約2至4毫升的稀釋酸，通常按重量計(jì)不足大約15 %的酸，施加到晶片的正面，以去除殘留的金屬氧化物并且去除關(guān)聯(lián)的斑點(diǎn)。在具體的實(shí)施方式中，以大約2cc/sec的速率施加酸。在酸清洗之后，在步驟611中再次對(duì)晶片的兩側(cè)施加去離子水，或者至少對(duì)晶片的正面施加去離子水，以從晶片上清洗掉酸。在具體的實(shí)施方式中，以大約300-400毫升/分鐘施加去離子水持續(xù)大約15-30秒。最后，在步驟612中，根據(jù)需要，使晶片旋轉(zhuǎn)且通過(guò)氮?dú)鈱⒕瑑蓚?cè)吹干。一般地，以大約750-2000RPM執(zhí)行任何干燥步驟持續(xù)大約10至60秒，并且一旦達(dá)到大約750RPM則需要夾緊晶片。在這點(diǎn)上，完成電填充后EBR模塊中的處理，因此機(jī)械手臂拾取晶片并且將其放置到盒中，向前運(yùn)送，用于電填充后模塊之后的附加處理。
[0072]在如下文獻(xiàn)中披露了與電填充后EBR模塊和處理操作有關(guān)的進(jìn)一步的信息:遞交于 2005 年 10 月 11 日、名稱為 “EDGE BEVEL REMOVAL OF COPPER FROM SILICON WAFERS”、申請(qǐng)?zhí)枮?1/248,874的美國(guó)專利申請(qǐng)，現(xiàn)在發(fā)布為專利號(hào)為7，780, 867的美國(guó)專利；遞交于 2007 年 4 月 18 日的、名稱為“WAFER CHUCK WITH AERODYNAMIC DESIGN FOR TURBULENCEREDUCT1N”、申請(qǐng)?zhí)枮?1/737,045的美國(guó)專利申請(qǐng)，當(dāng)前未決；遞交于2008年8月27日、名稱為 “APPARATUS AND METHOD FOR EDGE BEVEL REMOVAL OF COPPER FROM SILICONWAFERS”、申請(qǐng)?zhí)枮?2/199,412的美國(guó)專利申請(qǐng)，現(xiàn)在發(fā)布為專利號(hào)為8，419，964的美國(guó)專利；遞交于 2009 年 2 月 27 日、名稱為“MAGNETICALLY ACTUATED CHUCK FOR EDGE BEVELREMOVAL”、申請(qǐng)?zhí)枮?2/394，339的美國(guó)專利申請(qǐng)，現(xiàn)在發(fā)布為專利號(hào)為8，172，646的美國(guó)專利；各個(gè)文獻(xiàn)通過(guò)引用合并于此。
[0073]系統(tǒng)集成攝像機(jī)和晶片邊緣成像系統(tǒng)
[0074]本文還公開了包括集成攝像機(jī)和晶片邊緣成像系統(tǒng)的電鍍系統(tǒng)和電填充后處理系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，這些系統(tǒng)允許對(duì)晶片邊緣和工藝邊緣進(jìn)行原位成像。攝像機(jī)定向在系統(tǒng)內(nèi)，以使其可以在晶片保持在系統(tǒng)內(nèi)的晶片保持器上且旋轉(zhuǎn)的同時(shí)獲得晶片邊緣和工藝邊緣的多個(gè)方位分離的圖像。而且，如上文所限定的，晶片的“工藝邊緣”對(duì)應(yīng)于形成在晶片上的金屬層的外邊緣。因此，工藝邊緣一般稱為邊緣斜角去除前(EBR前)的“電鍍邊緣”并且稱為邊緣斜角去除后(EBR后)的“蝕刻邊緣”。應(yīng)注意的是，在一些實(shí)施方式中，還可以測(cè)量和報(bào)告晶片的其他幾何結(jié)構(gòu)參數(shù):例如，多個(gè)邊緣之間的距離、電鍍直徑、槽口特征等。
[0075]所采用的攝像機(jī)可以是專門為晶片邊緣成像而設(shè)計(jì)的高分辨率單元或者是適當(dāng)配置的通用單元，或者其可以是多種適合的市場(chǎng)上可獲得的彩色或黑白高分辨率攝像機(jī)中的任一種，諸如Cognex Corp.0f Natick, MA制造的那些。無(wú)論選擇使用何種攝像機(jī)，其應(yīng)當(dāng)具有產(chǎn)生足以將存在于典型的半導(dǎo)體晶片的靠近其邊緣的表面上的一個(gè)或多個(gè)工藝邊緣區(qū)分開的分辨率、品質(zhì)和銳度的圖像的能力。在一個(gè)實(shí)施方式中，采用CognexIn-Sightl740ffafer Reader Series的黑白/灰度攝像機(jī)用于原位晶片工藝邊緣分析。在另一實(shí)施方式中，Cognex In-Sight7402C Wafer Reader Series彩色攝像機(jī)用于原位晶片工藝邊緣分析。
[0076]除了具有攝像機(jī)之外，晶片邊緣成像系統(tǒng)還可以包括一個(gè)或多個(gè)照明子系統(tǒng)。照明子系統(tǒng)可以構(gòu)建到攝像機(jī)中，或者其可以是獨(dú)立單元，但是通常設(shè)有具有可調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度的光源。在一些實(shí)施方式中，光源的不同的照明強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于晶片邊緣成像系統(tǒng)的各種模式并且可用于優(yōu)化圖像品質(zhì)，如下文要描述的。
[0077]光源可以是在一定波長(zhǎng)帶上提供照明的彩色光源，或者可以是提供基本是規(guī)定波長(zhǎng)(例如，紅色、綠色、藍(lán)色等)的彩色光源，或者基本白色的光源。此外，光源可以是漫射的或準(zhǔn)直的。在一些實(shí)施方式中，光源可用于以發(fā)散的低角度光照射晶片邊緣和/或漫射相對(duì)于晶片表面的水平面的軸向光。在一些實(shí)施方式中，光源可以為發(fā)光單兀(諸如LED)環(huán)的形式，環(huán)與攝像機(jī)的透鏡同心。在其他實(shí)施方式中，光源可以略偏移攝像機(jī)的透鏡，諸如圖5和圖7所示(參加攝像機(jī)570和770)。因此，通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)光源，照明子系統(tǒng)可以提供不同程度的明亮場(chǎng)照明和黑暗場(chǎng)照明。
[0078]在一些實(shí)施方式中，晶片保持在晶片保持器上并且在電鍍系統(tǒng)的或電填充后系統(tǒng)的EBR模塊內(nèi)成像。上面詳細(xì)討論的圖5示意性地圖示出具有用于該用途的集成攝像機(jī)570的EBR模塊520。如圖所示，攝像機(jī)570定向成在用光575對(duì)其照射之后對(duì)晶片524的邊緣525成像。在一些實(shí)施方式中，這可通過(guò)在晶片的通過(guò)電動(dòng)機(jī)528和旋轉(zhuǎn)軸527使晶片保持器526旋轉(zhuǎn)所提供的多個(gè)方位位置來(lái)完成。注意，EBR模塊是可受益于晶片邊緣成像系統(tǒng)的集成的一種類型的處理模塊，但是這種系統(tǒng)還可以集成到將從該成像系統(tǒng)受益的其他類型的模塊中，并且集成到這些模塊中也在本公開的精神和范圍之內(nèi)。
[0079]在其他實(shí)施方式中，晶片邊緣成像系統(tǒng)可通過(guò)不同的獨(dú)立式晶片成像模塊而集成到電鍍或電填充后處理系統(tǒng)。圖7顯示了晶片成像模塊700的示意圖。類似于圖5所示的裝有攝像機(jī)的EBR模塊，晶片成像模塊700包括集成攝像機(jī)700，其定向成在用光775照射晶片724的邊緣725之后對(duì)晶片724的邊緣725進(jìn)行成像，并且這可以在晶片的通過(guò)電動(dòng)機(jī)728和旋轉(zhuǎn)軸727使晶片保持器726旋轉(zhuǎn)所提供的多個(gè)方位位置來(lái)完成。支撐攝像機(jī)的光學(xué)子組件通常包括攝像機(jī)本身、關(guān)聯(lián)的電纜和安裝硬件(未示出)等。
[0080]然而，在其他實(shí)施方式中，圖7的晶片成像模塊的特征可與電鍍或電填充后處理系統(tǒng)內(nèi)的其他功能單元的特征相結(jié)合。例如，在一些實(shí)施方式中，諸如圖3的電鍍系統(tǒng)300，用于執(zhí)行晶片邊緣成像的便利位置可位于晶片轉(zhuǎn)送站350之內(nèi)。這是因?yàn)?，通過(guò)電鍍系統(tǒng)300處理的所有晶片在它們通過(guò)晶片盒/F0UP329A或329B退出系統(tǒng)的途中都將通過(guò)該轉(zhuǎn)送站模塊350，在處理之后(通常是在EBR之后)通過(guò)后端機(jī)械手臂325將晶片置于轉(zhuǎn)送站350處，隨后通過(guò)前端機(jī)械手臂340從轉(zhuǎn)送站350拾取以轉(zhuǎn)送到晶片盒/F0UP329A或329B。對(duì)準(zhǔn)器331可以是電鍍或電填充后系統(tǒng)內(nèi)的定位晶片成像系統(tǒng)的另一邏輯塊位置。這可能是因?yàn)?，?duì)準(zhǔn)器331可進(jìn)入所有的處理模塊309、311、313、315、317和319。
[0081]在選擇用于晶片邊緣成像系統(tǒng)的無(wú)論何種模塊或功能單元中，攝像機(jī)通常設(shè)置在相對(duì)于晶片邊緣的固定角度和距離處，并且晶片旋轉(zhuǎn)以便使晶片邊緣的各方位區(qū)段都能進(jìn)入攝像機(jī)的視場(chǎng)(FOV)。以該方式，可以在不移動(dòng)攝像機(jī)的情況下對(duì)晶片的整個(gè)周邊進(jìn)行成像。這種布置通過(guò)攝像機(jī)770、晶片保持器726和晶片邊緣725之間的關(guān)系圖示在圖7中。
[0082]圖像分析邏輯塊
[0083]如圖5和圖7所示，本文所公開的電鍍和電填充后晶片處理系統(tǒng)具有集成圖像分析系統(tǒng)，集成圖像分析系統(tǒng)通常包括用于分析利用攝像機(jī)570、770獲得的晶片邊緣525、725及其工藝邊緣的圖像的圖像分析邏輯塊580、780。在一些實(shí)施方式中，圖像分析邏輯塊580可以與攝像機(jī)570、770直接電子通信，如圖7所示，例如，圖像分析邏輯塊可位于配置為利用該圖像分析邏輯塊來(lái)處理圖像且配置為通過(guò)一種串行或并行電子通信機(jī)制(諸如通用串行總線電纜)從攝像機(jī)570、770接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)的通用計(jì)算機(jī)上。在其他實(shí)施方式中，攝像機(jī)本身可以包含足夠的處理能力以有效地實(shí)施圖像分析邏輯塊且將其應(yīng)用于其捕獲的晶片邊緣的圖像。在一些實(shí)施方式中，圖像分析邏輯塊可位于系統(tǒng)控制器中且由系統(tǒng)控制器應(yīng)用于整個(gè)電鍍或電填充后處理系統(tǒng)。
[0084]圖像分析邏輯塊運(yùn)行于攝像機(jī)所生成的、通常表示為一個(gè)或多個(gè)像素陣列的圖像之上。在采用彩色攝像機(jī)的實(shí)施方式中，表征圖像的像素陣列中的像素通?？砂ㄈN顏色值，諸如紅色、綠色和藍(lán)色之類的顏色值。然而，原理上當(dāng)然可能的是，攝像機(jī)生成具有多于或少于三種的顏色值的像素的圖像，諸如例如I或2或4或5或6或7或8、或16、或31、或64、或128、或256種的顏色值，或者落在由上述多種顏色值中的任意一對(duì)在低端點(diǎn)和高端點(diǎn)上限定的顏色值范圍內(nèi)的任意數(shù)量的顏色值。例如，攝像機(jī)可以僅檢測(cè)(或記錄)紅色光，因此生成作為像素陣列的圖像，每個(gè)像素僅包括表示在圖像中對(duì)應(yīng)于該像素的點(diǎn)處的圖像的紅色強(qiáng)度的紅色的顏色值。類似地，對(duì)于還可以是藍(lán)色、綠色或任何其他波長(zhǎng)帶。同樣，在一些實(shí)施方式中，除了紅色、綠色和藍(lán)色之外的附加顏色值可提供以用于更大的檢測(cè)功能。對(duì)于灰度攝像機(jī)，表征通過(guò)攝像機(jī)記錄的圖像的像素陣列中的每個(gè)像素通常將由表示在對(duì)應(yīng)于像素的位置處圖像中的光強(qiáng)度的單個(gè)灰度值來(lái)表征。
[0085]在一些實(shí)施方式中，圖像分析邏輯塊580、780用于確定成像的晶片距多個(gè)方位分離的圖像的邊緣排除距離。“邊緣排除距離”的概念在上文進(jìn)行了說(shuō)明，定義為晶片邊緣與晶片的工藝邊緣之間的距離。在一些實(shí)施方式中，圖像分析邏輯塊可以確定圍繞晶片周邊的各點(diǎn)處的多個(gè)邊緣排除距離，即在多個(gè)方位角處的多個(gè)邊緣排除距離。在一些這樣的實(shí)施方式中，來(lái)自與晶片相關(guān)聯(lián)的成組多個(gè)方位分離的圖像的每個(gè)圖像可用于確定對(duì)應(yīng)于與該圖像關(guān)聯(lián)的特定方位角的邊緣排除距離。以此方式，可以從特定方位的邊緣排除距離的值圍繞晶片周邊映射出邊緣排除區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，可以在圍繞晶片周邊的400個(gè)點(diǎn)處確定值，或者在圍繞晶片周邊的大約300個(gè)點(diǎn)和500個(gè)點(diǎn)之間確定值，或者在圍繞晶片周邊的大約100個(gè)點(diǎn)和500個(gè)點(diǎn)之間確定值。在一些實(shí)施方式中，可以在圍繞晶片周邊的大約4個(gè)點(diǎn)和25個(gè)點(diǎn)之間確定值，或者在圍繞晶片周邊的大約10個(gè)點(diǎn)和20個(gè)點(diǎn)之間確定值。邊緣排除距離(EED)的測(cè)量是重要的，因?yàn)镋ED的大小與晶片上的可用的有源表面積的量有關(guān)，即，與晶片的能夠用于制作微電子器件的部分有關(guān)。EED越小，以及更一致地小，每個(gè)晶片上可用的有源表面積越大，以及在每個(gè)晶片上能夠恢復(fù)的微電子芯片的數(shù)量越大。因此，通常所追求的是能夠一致實(shí)現(xiàn)的最小的EED。EED—致性通常以范圍來(lái)表達(dá)。當(dāng)工藝邊緣是經(jīng)由EBR形成的蝕刻邊緣時(shí)，一致性通常以“EBR范圍”表達(dá)，這僅僅是與圍繞晶片周邊的蝕刻邊緣對(duì)應(yīng)的EED的最大值和最小值之間的差值。EBR范圍可視為EBR邊緣品質(zhì)的指示以及同心度的指示，即，同心度的缺乏可由EBR范圍的相對(duì)較大的值指示，然而，具有粗糙或缺口的EBR邊緣的晶片可能同心，但是就其EBR范圍而言仍具有相對(duì)較大的值。因此，EED測(cè)量也是有用的，因?yàn)樵谝恍?shí)施方式中，它們提供了經(jīng)由EBR形成的蝕刻邊緣的品質(zhì)的指示。在許多情況下，對(duì)于既定批次的半導(dǎo)體晶片，將存在特定的預(yù)定范圍的EED,期望這些EED是通過(guò)每個(gè)晶片經(jīng)過(guò)既定的電鍍程序和/或電填充后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上，整個(gè)制造工藝可依賴于落在該范圍內(nèi)的每個(gè)晶片的EED，使得能夠從每個(gè)晶片重復(fù)地恢復(fù)一定數(shù)量的芯片。
[0086]能夠?qū)目拷溥吘壍膮^(qū)域進(jìn)行的另一種重要的測(cè)量是晶片的“錐形寬度”的測(cè)量。當(dāng)對(duì)晶片執(zhí)行EBR以從靠近晶片邊緣的區(qū)域去除不需要的金屬(如上所述)時(shí)，通常形成過(guò)渡區(qū)域，稱為“錐形”區(qū)域，其將已經(jīng)由EBR工藝基本上去除了所有不需要的金屬的晶片外邊緣區(qū)域和金屬層保持基本不受EBR工藝影響的晶片內(nèi)部分離。該錐形區(qū)域通常是傾斜的，即，其表面與晶片平面不是水平平行的，因?yàn)樵谄湟粋?cè)實(shí)際上已經(jīng)完全去除了金屬層，而在其另一側(cè)實(shí)際上未去除金屬。在晶片平面中測(cè)量到的錐形區(qū)域的寬度稱為“錐形寬度”，在許多實(shí)例中，必須根據(jù)EBR之后的各處理操作來(lái)嚴(yán)格控制該錐形寬度。在許多實(shí)例中，期望該錐形寬度盡可能小，出于相同的原因，期望邊緣排除區(qū)域盡可能小:使得有源電路區(qū)域的量最大化(如上文所論述)。在一些方案中，錐形寬度還可以是EBR工藝品質(zhì)的指示。
[0087]因此，在一些實(shí)施方式中，除了邊緣排除距離的測(cè)量之外，錐形寬度的測(cè)量也是重要的。這樣，圖像分析邏輯塊580、780可以工作以根據(jù)除了邊緣排除距離之外的多個(gè)方位上分離的圖像來(lái)確定成像晶片的工藝邊緣的錐形寬度。在一些實(shí)施方式中，圖像分析邏輯塊可以確定在圍繞晶片周圍的各點(diǎn)處(即，在多個(gè)方位角處)確定多個(gè)錐形寬度。在一些這樣的實(shí)施方式中，來(lái)自與晶片相關(guān)聯(lián)的一組多個(gè)方位上分離的圖像的每個(gè)圖像可用于確定對(duì)應(yīng)于與該圖像關(guān)聯(lián)的特定方位角的錐形寬度。以此方式，根據(jù)在特定方位處的錐形寬度的值可以映射出圍繞晶片周邊的錐形寬度(除了 EED之外)。在一些實(shí)施方式中，可以在圍繞晶片周邊的大約400個(gè)點(diǎn)處確定值，或者可以在圍繞晶片周邊的大約300個(gè)點(diǎn)和500個(gè)點(diǎn)之間處確定值，或者可以在圍繞晶片周邊的大約100個(gè)點(diǎn)和500個(gè)點(diǎn)之間處確定值。在一些實(shí)施方式中，可以在圍繞晶片周邊的大約4個(gè)點(diǎn)和25個(gè)點(diǎn)之間處確定值，或者可以在圍繞晶片周邊的大約10個(gè)點(diǎn)和20個(gè)點(diǎn)之間處確定值。
[0088]最后，在一些實(shí)施方式中，可對(duì)晶片邊緣成像系統(tǒng)進(jìn)行的另一重要判定是實(shí)際上是否對(duì)所分析的晶片執(zhí)行了 EBR?？赡芷鸪鯐?huì)認(rèn)為，邊緣排除距離的確定必然暗示著已經(jīng)執(zhí)行了 EBR。在一些實(shí)施方式中，該暗示可能事實(shí)上成立，但是在通常情況下，不一定成立:也即，在一些情形下，圖像分析邏輯塊可以返回邊緣排除距離，但是實(shí)際上未成功地對(duì)晶片執(zhí)行EBR。例如，考慮將銅電鍍到薄的銅晶種層上的情況。由于無(wú)關(guān)于EBR的各種原因，電鍍銅將不會(huì)在晶片邊緣處形成厚層，因此，在已經(jīng)厚厚地電鍍了銅的晶片內(nèi)部區(qū)域與尚未厚厚電鍍銅的晶片邊緣處的區(qū)域之間有明顯的顏色對(duì)比。該顏色對(duì)比使得可以進(jìn)行工藝邊緣的標(biāo)識(shí)和測(cè)量，無(wú)論是否已執(zhí)行EBR來(lái)從邊緣去除晶種層。因此，不要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析，工藝邊緣可被解釋為EBR邊緣。
[0089]因此，在本文公開了各種用來(lái)執(zhí)行EBR檢測(cè)操作以便判定實(shí)際上是否已執(zhí)行EBR以從晶片邊緣去除不需要的金屬的方法和裝置。在一些實(shí)施方式中，這些方法和裝置采用了彩色攝像機(jī)來(lái)生成工藝邊緣的多個(gè)方位上分離的圖像，在一些實(shí)施方式中，圖像分析邏輯塊580、780可以包括用于根據(jù)多個(gè)方位上分離的圖像來(lái)判定是否已對(duì)晶片執(zhí)行邊緣斜角去除的EBR檢測(cè)邏輯塊。在一些實(shí)施方式中，該判定是通過(guò)將工藝邊緣之外的靠近晶片邊緣測(cè)量到的一個(gè)或多個(gè)顏色值與已知代表在執(zhí)行EBR前后晶片邊緣處的顏色的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的參考顏色值進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0090]例如，與從銅晶種層測(cè)量到的參考顏色值類似的或者與從不具有晶種層的晶片表面測(cè)量到的參考顏色值不類似的測(cè)量顏色值趨向于指示尚未對(duì)晶片執(zhí)行EBR。同樣，與從銅晶種層測(cè)量到的參考顏色值不類似的或者與從不具有晶種層的晶片表面測(cè)量到的參考顏色值類似的測(cè)量顏色值趨向于指示已對(duì)晶片執(zhí)行了 EBR。因此，由于彩色攝像機(jī)生成的圖像通常表示為像素陣列，每個(gè)像素包括三個(gè)顏色值，因此，在一些實(shí)施方式中，EBR檢測(cè)邏輯塊可以基于在靠近晶片邊緣測(cè)量到的一個(gè)或多個(gè)像素處通過(guò)彩色攝像機(jī)測(cè)量到的三個(gè)顏色值中的一個(gè)或多個(gè)與指示在不存在金屬層的晶片上的點(diǎn)處的顏色的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的參考顏色值之間的差值來(lái)判定是否已執(zhí)行EBR?？商娲?，EBR檢測(cè)邏輯塊可以基于在靠近晶片邊緣測(cè)量到的一個(gè)或多個(gè)像素處通過(guò)彩色攝像機(jī)測(cè)量到的三個(gè)顏色值中的一個(gè)或多個(gè)與指示在存在金屬層的晶片上的點(diǎn)處的顏色的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的參考顏色值之間的差值來(lái)判定是否已執(zhí)行EBR。在一些實(shí)施方式中，紅色、綠色和藍(lán)色(RGB)顏色值用于該比較。在一些實(shí)施方式中，僅使用紅色顏色值。
[0091]在一些實(shí)施方式中，作為經(jīng)由RBG顏色空間(或顏色坐標(biāo)系)來(lái)進(jìn)行這些比較的可選方案，使用HIS(色調(diào)、飽和度、強(qiáng)度)顏色坐標(biāo)系可能是有益的，因?yàn)榕cRGB顏色坐標(biāo)系相比，在電鍍半導(dǎo)體晶片上遇見(jiàn)的顏色會(huì)在HIS顏色坐標(biāo)系中呈現(xiàn)出更大的顏色差。值得注意的是，在HIS顏色坐標(biāo)系中，顏色的‘色調(diào)’對(duì)應(yīng)于其在電磁譜(紅色、綠色、藍(lán)色和混合色/居間色等)的可見(jiàn)部分內(nèi)的位置，顏色的‘飽和度’對(duì)應(yīng)于顏色與灰色或白色混合的程度，顏色的‘強(qiáng)度’是定義為構(gòu)成顏色的紅色、綠色和藍(lán)色的顏色成分的平均值的其亮度的度量值。在一些實(shí)施方式中，HIS顏色坐標(biāo)系的使用會(huì)使得EBR的聚光檢測(cè)(positivedetect1n)更可靠。在HIS顏色坐標(biāo)系中，已發(fā)現(xiàn)色調(diào)參數(shù)的隔離和操縱對(duì)于EBR檢測(cè)尤其有效。注意的是，在一些實(shí)施方式中，除了 RBG或HIS之外的顏色空間/坐標(biāo)系可用于增強(qiáng)銅晶種的存在與不存在之間的顏色差。
[0092]在許多情況下，如果存在導(dǎo)致晶片的EED落在期望的預(yù)定范圍之外(或者例如，EBR范圍過(guò)大)的操作問(wèn)題，則處理系統(tǒng)的操作者將由于快速獲知而受益。同樣，如果錐形寬度在期望的預(yù)定范圍之外，或者如果在期望執(zhí)行EBR時(shí)判定出尚未執(zhí)行EBR，則處理系統(tǒng)的操作者將由于快速獲知而受益。因此，為了提供該故障檢測(cè)功能，公開的具有晶片邊緣成像系統(tǒng)和確定EED的能力的電鍍和電填充后處理系統(tǒng)可另外地?fù)碛杏糜谠趫D像分析邏輯塊判定出EED在預(yù)定值范圍之外時(shí)和/或在圖像分析邏輯塊判定出錐形寬度在預(yù)定值范圍之外時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。此外，在一些實(shí)施方式中，電鍍系統(tǒng)可以包括用于在期望已經(jīng)執(zhí)行EBR時(shí)圖像分析邏輯塊判定出尚未執(zhí)行EBR時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。
[0093]應(yīng)注意的是，觸發(fā)故障報(bào)告的EED可以是通過(guò)將在每個(gè)方位角測(cè)量到的各EED求平均而計(jì)算出的均值EED，或者觸發(fā)均值EED可以是在一些方位處測(cè)量到的EED的子集的平均值，這些方位可能是因?yàn)樗鼈冊(cè)诜轿簧媳舜私咏贿x出，或者可能是由于它們是N個(gè)最小或N個(gè)最大EED而被選出(其中N是小于EED的總數(shù)的數(shù))。例如，如果5個(gè)最大EED的平均值超過(guò)了預(yù)定EED范圍的高端點(diǎn)，則故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊將錯(cuò)誤報(bào)告給處理系統(tǒng)的操作者。還可以使用其它類型的統(tǒng)計(jì)平均。在其它實(shí)施方式中，單個(gè)范圍外EED會(huì)觸發(fā)故障報(bào)告。在一些實(shí)施方式中，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助統(tǒng)計(jì)分析，從而識(shí)別異常測(cè)量值并且將它們?yōu)V除，重要的是逐出統(tǒng)計(jì)極端數(shù)(outliers)。該程序可有助于消除任何虛假報(bào)告和故障識(shí)別。然而，如果這種極端數(shù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量在統(tǒng)計(jì)意義上很大，則故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊還是會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤給處理系統(tǒng)的操作者或者向處理系統(tǒng)的操作者發(fā)送警報(bào)。
[0094]類似地，觸發(fā)故障報(bào)告的錐形寬度可以是通過(guò)將在每個(gè)方位角測(cè)量的單獨(dú)錐形寬度平均而計(jì)算的均值錐形寬度，或者觸發(fā)均值錐形寬度可以是在某些方位的測(cè)得的錐形寬度的子集的平均，這些方位或許因?yàn)樵诜轿簧媳舜私咏贿x擇，或者或許因?yàn)樗鼈兪堑贜個(gè)最小或者第N個(gè)最大的錐形寬度而被選擇(其中，N是少于錐形寬度的總數(shù)的數(shù)字)。例如，如果5個(gè)最大的錐形寬度的平均超過(guò)預(yù)定的錐形寬度范圍的高端，那么故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊將向處理系統(tǒng)的操作員報(bào)告錯(cuò)誤。還可以使用其他類型的統(tǒng)計(jì)平均。在其他實(shí)施方式中，單個(gè)的范圍外錐形寬度可能觸發(fā)故障報(bào)告。在一些實(shí)施方式中，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次統(tǒng)計(jì)分析，以識(shí)別出異常測(cè)量并將其濾出，基本上是扔掉統(tǒng)計(jì)異常值。該過(guò)程可以幫助消除任何虛假報(bào)告和故障識(shí)別。然而，如果該異常值數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)字在統(tǒng)計(jì)上是顯著的，那么故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊則可以向處理系統(tǒng)的操作員報(bào)告錯(cuò)誤或者發(fā)送警報(bào)。
[0095]同心度分析邏輯塊和定中心校正
[0096]電鍍或者電填充后處理系統(tǒng)的晶片邊緣成像系統(tǒng)還可以包含同心度分析邏輯塊，以確定晶片的工藝邊緣與晶片其自身的邊緣同心到何種程度。在一些實(shí)施方式中，該附加的處理邏輯塊可以形成其圖像分析邏輯塊580、780的子部分，或者其可以是與圖像分析邏輯塊通信的獨(dú)立邏輯塊組件。當(dāng)然，圖像分析邏輯塊可以集成到攝像機(jī)自身(如上所述)，因此，同心度分析邏輯塊也可以集成到攝像機(jī)自身。此外，如上所述，在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)邏輯塊組件可以加載作為攝像機(jī)自身的軟件指令，或者加載到通用計(jì)算機(jī)，或者加載到電鍍和/或電填充后處理系統(tǒng)的主要/中心控制器。
[0097]對(duì)于同心度分析邏輯塊可以采用各種方法來(lái)評(píng)估晶片的邊緣與工藝邊緣彼此是否同心。一般而言，同心度分析邏輯塊通過(guò)分析與圍繞晶片的周緣的不同方位角對(duì)應(yīng)的一組多個(gè)邊緣排除距離(EED)來(lái)評(píng)估同心度。其典型地由如上所述的圖像分析邏輯塊測(cè)量/計(jì)算。圍繞晶片的周邊的EED的廣泛擴(kuò)散(spread)指示的是非同心工藝邊緣，若晶片的一偵U上的值趨向于與晶片的相反側(cè)上的值非常不同則尤其如此，而狹窄范圍的EED指示的是同心工藝邊緣。因此，在一些實(shí)施方式中，指示在不同方位角的多個(gè)EED中的統(tǒng)計(jì)變化的定量度量值可以指示同心度，當(dāng)度量值在預(yù)定的閾值內(nèi)時(shí)，工藝邊緣可以說(shuō)是同心，并且當(dāng)其超過(guò)閾值時(shí)，工藝邊緣可以說(shuō)是非同心。再次，根據(jù)實(shí)施方式，工藝邊緣可以對(duì)應(yīng)于電鍍后的電鍍邊緣，或者EBR后的蝕刻邊緣。用于定量/統(tǒng)計(jì)度量值的各種選擇是可能的。度量值可以是在所有不同方位角的EED的標(biāo)準(zhǔn)偏差，或者晶片的相反側(cè)上的EED之間的差異，對(duì)所有方位角的平均處理等。
[0098]當(dāng)然，工藝邊緣同心度在集成電路制造中是重要的，因?yàn)榉峭墓に囘吘壙赡芤馕吨速M(fèi)有價(jià)值的晶片表面區(qū)域，以及降低每個(gè)晶片裸片產(chǎn)量?？赡芨畹氖?，如果評(píng)價(jià)的工藝邊緣是EBR后的蝕刻邊緣，那么缺少同心度可能指示該晶片在EBR期間未對(duì)準(zhǔn)，并且該EBR可能在晶片邊緣的某些方位區(qū)域沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于在第一實(shí)例中執(zhí)行EBR之后的動(dòng)機(jī)，不完整的EBR將牽涉所有上述問(wèn)題。相應(yīng)地，由于有利的是這些公開的電鍍和電填充后處理系統(tǒng)的操作員即時(shí)知曉處理步驟已出差錯(cuò)，因此本文公開的一些實(shí)施方式可以包含當(dāng)同心度分析邏輯塊確定了成像的晶片的邊緣與工藝邊緣非同心時(shí)用于報(bào)告錯(cuò)誤的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。
[0099]更有用的是在某些情況下，當(dāng)已被證實(shí)在先前的處理步驟中的晶片定中心不太理想時(shí)，在接下來(lái)的處理步驟中校正晶片定中心。接下來(lái)的處理步驟例如可以是在被確定為未對(duì)準(zhǔn)的晶片上執(zhí)行的操作序列中的接下來(lái)的處理步驟，或者例如可以是與在接下來(lái)的晶片上執(zhí)行時(shí)對(duì)準(zhǔn)取消的處理步驟相同的處理步驟。相應(yīng)地，為了提供閉環(huán)晶片未對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)和校正機(jī)構(gòu)，晶片定中心調(diào)節(jié)邏輯塊可以包含在本文公開的一些電鍍系統(tǒng)和電填充后處理系統(tǒng)中。該定中心調(diào)節(jié)邏輯塊典型地響應(yīng)于來(lái)自同心度分析邏輯塊的信號(hào)或者通信，并在確定為之前成像的晶片的邊緣與工藝邊緣非同心時(shí)，用于調(diào)節(jié)一個(gè)或一個(gè)以上的接下來(lái)處理的晶片在電鍍模塊、或者邊緣斜角去除模塊、或者其他晶片處理模塊內(nèi)的定中心。
[0100]在一些實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)切換至電鍍模塊或者EBR模塊或者其他處理模塊的下個(gè)機(jī)械手作出校正，來(lái)進(jìn)行定中心調(diào)節(jié)，以恢復(fù)同心放置。例如，參考圖3，當(dāng)從對(duì)準(zhǔn)器331拾取下個(gè)晶片時(shí)，或者當(dāng)將接下來(lái)的晶片輸送至電鍍模塊309、311或者313中的一個(gè)，或者至EBR模塊315、317或者319中的一個(gè)時(shí)，后端機(jī)械手臂325可以作出定中心調(diào)節(jié)?？傊蛔鞒鲞吘壟懦嚯x測(cè)量以及在執(zhí)行電鍍操作(和后電填充操作)時(shí)評(píng)價(jià)工藝邊緣同心度的能力，實(shí)質(zhì)上增加了早期識(shí)別出在運(yùn)行晶片的序列(即，在顯著數(shù)量的晶片運(yùn)行并潛在地?fù)p傷之前)中的嚴(yán)重問(wèn)題的概率，并在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)使處理系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)構(gòu)能對(duì)晶片放置作出小的定中心和對(duì)準(zhǔn)校正。
[0101]工藝邊緣檢測(cè)、錐形寬度測(cè)量、EBR檢測(cè)、成像系統(tǒng)校準(zhǔn)、以及最佳模式選擇的細(xì)節(jié)
[0102]盡管利用了具有系統(tǒng)集成的計(jì)量工具以用于晶片邊緣和工藝邊緣成像，但是工藝邊緣的圖像分析的實(shí)現(xiàn)可能是極充滿挑戰(zhàn)的，尤其是以半自動(dòng)化或者全自動(dòng)化方式實(shí)現(xiàn)。此外，由于邊緣排除距離(EED)是工藝邊緣與晶片邊緣之間的距離，因此圖像分析邏輯塊的正確識(shí)別并測(cè)量工藝邊緣的任何故障將導(dǎo)致EED的錯(cuò)誤值以及晶片定中心的可能的錯(cuò)誤評(píng)估。
[0103]用于檢測(cè)晶片的電子圖像中的工藝邊緣的一個(gè)方法是:尋找具有截然不同的光學(xué)性質(zhì)的晶片的表面的2個(gè)同心區(qū)域之間的環(huán)形邊界。例如，將高反射區(qū)域與較低反射區(qū)域分開的、晶片的邊緣附近的彎曲的弧形邊界是識(shí)別作為工藝邊緣的潛在候選者。從另一個(gè)角度來(lái)看，工藝邊緣識(shí)別可以涉及在晶片表面上搜索有清晰的光學(xué)對(duì)比度的狹窄區(qū)域。相應(yīng)地，在一些實(shí)施方式中，晶片邊緣成像系統(tǒng)的圖像分析邏輯塊可以具體包含用于銳度分析的邏輯塊，其可以被用于識(shí)別潛在的工藝邊緣候選者為晶片圖像中清晰的弧形邊界，該弧形邊界在晶片的邊緣的附近但是徑向向晶片的邊緣內(nèi)。銳度邏輯塊例如可以包含:用于區(qū)分相鄰或者附近像素的亮度水平的邏輯塊；計(jì)算圖像的適當(dāng)區(qū)域中亮度水平、亮度梯度等的數(shù)值空間導(dǎo)數(shù)，來(lái)估計(jì)每個(gè)像素的對(duì)比度相對(duì)于相鄰或者附近像素的對(duì)比度的銳度的邏輯塊；將清晰的高對(duì)比度像素分組，進(jìn)而確定分組的像素是否形成幾乎與晶片的邊緣同心的弧形線的邏輯塊。因此，銳度邏輯塊可以包含用于識(shí)別晶片圖像中的清晰的邊緣的邏輯塊。
[0104]在采用彩色攝像機(jī)的實(shí)施方式中，色彩可以用作用于工藝邊緣識(shí)別的基礎(chǔ)，并且識(shí)別工藝邊緣可以勢(shì)必造成搜索圖像中清晰的色彩對(duì)比度的區(qū)域。例如，如果要識(shí)別并測(cè)量的工藝邊緣是已被電鍍到晶片上的銅層的邊緣，那么晶片的鍍銅覆蓋的表面將具有與未鍍表面(不是銅色)顯著不同的色彩(銅色)。因此，在某些實(shí)施方式中，工藝邊緣可以被識(shí)別為在相鄰的像素之間具有最大色彩對(duì)比度的狹窄區(qū)域，諸如例如在工藝邊緣是鍍銅的邊緣的情況下，是具有從銅色到非銅色的明顯改變的圖像的區(qū)域。該識(shí)別還可以例如通過(guò)考慮這樣識(shí)別的像素是否映射出類似于期望發(fā)現(xiàn)的工藝邊緣的形狀的、彎曲的弧形邊界來(lái)考慮具有顯著的色彩對(duì)比度的區(qū)域的形狀。在一些實(shí)施方式中，諸如例如在預(yù)計(jì)晶片表面的一些特定徑向區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)工藝邊緣時(shí)，還可以考慮到邊界的徑向位置。
[0105]色彩還可以被用于圍繞晶片的周邊在各種方位點(diǎn)測(cè)量工藝邊緣的錐形寬度(錐形寬度已在上面描述)?？梢哉f(shuō)工藝邊緣具有關(guān)聯(lián)的錐形寬度，該理解中隱含的是工藝邊緣其自身不僅是邊緣，而且是晶片自身的區(qū)域，盡管是狹窄的區(qū)域。此外，其是常常具有明顯不同于工藝邊緣內(nèi)的晶片的中心區(qū)域和工藝邊緣外的晶片的邊緣區(qū)域的色彩或者亮度這樣的區(qū)域。例如，如果工藝邊緣是鍍銅層的邊緣，則由于其厚度從其徑向最向內(nèi)點(diǎn)(此處其厚度匹配鍍銅層)向其徑向最向外點(diǎn)(此處其厚度基本為零)呈錐形變化的，因此其色彩也將從鍍銅層的銅色衰減至銅層下方的晶片表面的色彩。相應(yīng)地，在像素序列的跨度上的該色彩變化的量化可以被用于估計(jì)該錐形區(qū)域的寬度、即“錐形寬度”。此外，如上所述，錐形區(qū)域相對(duì)于晶片的水平平面一般具有非零傾斜，因此根據(jù)入射光的角和攝像機(jī)的位置的不同，其反射率就此而言也將不同。相對(duì)于該后點(diǎn)，如果錐形區(qū)域的傾斜足以影響總體反射率，那么在一些實(shí)施方式中，其可以可能使用灰階攝像機(jī)并只依賴反射的亮度的差異來(lái)測(cè)量錐形寬度。在一些實(shí)施方式中，這可以使用灰階攝像機(jī)在低角度照明下完成。
[0106]然而，存在與執(zhí)行圖像分析以精確地檢測(cè)并測(cè)量晶片工藝邊緣關(guān)聯(lián)的很大的技術(shù)困難。造成該困難的第一要素是同時(shí)駐留在晶片的邊緣附近的眾多不同的工藝邊緣的共同存在，每個(gè)工藝邊緣是從先前的處理步驟得到的。盡管可能存在很多，但因?yàn)橐鈭D一次僅測(cè)量一個(gè)工藝邊緣，所以對(duì)于用于識(shí)別關(guān)注的工藝邊緣并評(píng)價(jià)其在特定方位角與晶片的邊緣距離的自動(dòng)化(或者半自動(dòng)化)方案提出了挑戰(zhàn)。結(jié)果是在很多實(shí)例中，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)期望的工藝邊緣，或者由自動(dòng)化協(xié)議錯(cuò)誤地識(shí)別另一個(gè)，或者在一些實(shí)例中，晶片的某些特征的光刻圖案其自身可能被虛假地解釋為有效工藝邊緣。
[0107]為了處理這種多個(gè)工藝邊緣的問(wèn)題，一些方法可以通過(guò)使用用于對(duì)其進(jìn)行識(shí)別的一些類型的空間基礎(chǔ)，來(lái)針對(duì)關(guān)注的工藝邊緣。具體而言，如果就徑向范圍而言，預(yù)期發(fā)現(xiàn)工藝邊緣與晶片邊緣的接近程度是事先已知的，則可以忽視該范圍外的候選者。在很多實(shí)例中，有效半徑的期待范圍與可以明確地識(shí)別關(guān)注的工藝邊緣的這種空間濾波相比足夠狹窄。在其他實(shí)施方式中，用于區(qū)分關(guān)注的工藝邊緣的替代技術(shù)可以是在圖像中定位每個(gè)潛在的工藝邊緣，計(jì)算在其任一側(cè)上的區(qū)域之間的反射率的對(duì)比度，并將具有最接近期待發(fā)現(xiàn)的一些預(yù)定值的對(duì)比度邊緣識(shí)別作為正確的工藝邊緣。
[0108]造成與識(shí)別并測(cè)量工藝邊緣關(guān)聯(lián)的困難的第二要素涉及晶片其自身的一般光學(xué)性質(zhì)。來(lái)自不同制造商的半導(dǎo)體晶片由于典型地蝕刻在其表面的大量不同的專有光刻圖案，因而典型地具有非常不同的反射光學(xué)性質(zhì)。這些集合圖案還可以使得單個(gè)的晶片具有大量不同的光學(xué)反射率，具體取決于晶片的視角或者成像角。即，晶片的光學(xué)性質(zhì)可以具有明顯的角度依賴性，因此，晶片的邊緣的每個(gè)方位部分可以使得產(chǎn)生的圖像具有略不同的反射率和略不同的其他光學(xué)性質(zhì)。處理該內(nèi)在變化可能是充滿挑戰(zhàn)的。
[0109]因此，期望用于處理不同光刻圖案的晶片之間的內(nèi)在光學(xué)變化的技術(shù)和系統(tǒng)，gp，盡管有可變性但始終識(shí)別并測(cè)量正確的工藝邊緣的技術(shù)和系統(tǒng)。發(fā)現(xiàn)的對(duì)于處理晶片可變性有效的一個(gè)方法是(i)校準(zhǔn)用于具有共同光刻圖案的給定組晶片的晶片邊緣成像系統(tǒng)，進(jìn)而，(ii) 一旦校準(zhǔn)了系統(tǒng)，使用多個(gè)攝像機(jī)成像模式來(lái)捕捉晶片的邊緣的多個(gè)圖像，根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)(如下所述)對(duì)圖像計(jì)分，并最終選擇最高計(jì)分的圖像，用于工藝邊緣識(shí)別和測(cè)量。理想的是，以自動(dòng)化的方式執(zhí)行盡可能多的校準(zhǔn)和多成像步驟。根據(jù)實(shí)施方式，攝像機(jī)可以是黑白/灰階攝像機(jī)，或者攝像機(jī)可以是彩色攝像機(jī)。
[0110]相應(yīng)地，本文公開的是電鍍和電填充后處理系統(tǒng)，其晶片邊緣成像系統(tǒng)采用圖像優(yōu)化子系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，這些系統(tǒng)可以首先使用特定類型的圖案晶片校準(zhǔn)，進(jìn)而，由于晶片在處理期間被成像，因而圖像優(yōu)化子系統(tǒng)可以進(jìn)行工作，以進(jìn)一步通過(guò)分析使用多個(gè)成像模式產(chǎn)生的圖像以及確定并選擇產(chǎn)生最好圖像的模式，來(lái)優(yōu)化成像過(guò)程。在一些實(shí)施方式中，成像系統(tǒng)的初始校準(zhǔn)可以涉及測(cè)試各種攝像機(jī)位置和取向，即改變攝像機(jī)與晶片的邊緣之間的距離以及改變攝像機(jī)的光學(xué)角，該角為攝像機(jī)相對(duì)于晶片的法向矢量(垂直于晶片的水平平面的矢量)形成的。每個(gè)不同位置和取向可以用一套攝像機(jī)成像模式測(cè)試，例如通過(guò)將攝像機(jī)經(jīng)由各種光場(chǎng)和暗場(chǎng)成像模式切換來(lái)測(cè)試。然后，攝像機(jī)可以被鎖定至相對(duì)于產(chǎn)生最好圖像的晶片的位置和取向，因而完成校準(zhǔn)。攝像機(jī)與晶片的被發(fā)現(xiàn)有效的距離和光學(xué)角的典型范圍包含:約5至10mm的距離，或者約5至80mm的距離，或者約5至50mm的距離；以及介于約O至90°，或者約O至30°，或者約O至20°之間的光學(xué)角。用于確定什么是構(gòu)成最好圖像的標(biāo)準(zhǔn)在下文更詳細(xì)說(shuō)明。作為進(jìn)一步的優(yōu)化，在一些實(shí)施方式中，攝像機(jī)的各種成像模式可以也在測(cè)試晶片上評(píng)價(jià)，以便在校準(zhǔn)階段消除對(duì)特定級(jí)別的圖案晶片執(zhí)行不佳的成像模式，并預(yù)選擇執(zhí)行良好的那些成像模式。
[0111]一旦校準(zhǔn)，攝像機(jī)位置和取向典型地不需要對(duì)于給定級(jí)別的圖案晶片進(jìn)一步調(diào)節(jié)。此外，在一些情況下，攝像機(jī)位置和取向的相同校準(zhǔn)會(huì)對(duì)很多不同級(jí)別的圖案晶片效果良好。這是因?yàn)樵谀撤N程度上，初始校準(zhǔn)被設(shè)計(jì)為補(bǔ)償攝像機(jī)自身中的任何可變性、以及其照明子系統(tǒng)中的任何可變性，并且這些要素當(dāng)然不依賴于系統(tǒng)所分析的任何晶片。例如，一些攝像機(jī)具有基于LED的照明子系統(tǒng)，其中，LED裝載在印制電路板，并且這導(dǎo)致在將一個(gè)攝像機(jī)與另一個(gè)比較時(shí)，相對(duì)于由各種軸上照明模式產(chǎn)生的光照的某些量的角可變性。盡管角變化是典型地小于一定程度，但仍然足夠顯著來(lái)確保校準(zhǔn)。因此，在一些實(shí)施方式中，攝像機(jī)位置和角取向的校準(zhǔn)可以補(bǔ)償該可變性，并且該補(bǔ)償將趨向于不被正在被成像的任何特定類型的圖案晶片影響。然而，當(dāng)然要理解的是，該校準(zhǔn)不一定在所有實(shí)施方式中都需要，例如如果給定實(shí)施方式的光照沒(méi)有展現(xiàn)該角可變性。
[0112]在校準(zhǔn)之后，晶片邊緣成像系統(tǒng)被配置為使用多個(gè)預(yù)選擇的成像模式，有效地對(duì)給定級(jí)別的圖案晶片進(jìn)行操作。因此，此處，為了圍繞晶片的周邊在各種方位位置有效識(shí)別并測(cè)量關(guān)注的特定工藝邊緣，成像系統(tǒng)的攝像機(jī)在多個(gè)方位角獲得每個(gè)預(yù)選擇的成像模式中的圖像，進(jìn)而，(成像系統(tǒng)的)圖像優(yōu)化子系統(tǒng)基于預(yù)定的選擇標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圖像計(jì)分，以確定最好的成像模式或最好的多個(gè)成像模式，并最終選擇使用最高計(jì)分模式(或多個(gè)模式)產(chǎn)生的圖像供圖像分析邏輯塊使用以檢測(cè)、識(shí)別并測(cè)量工藝邊緣，并且確定邊緣排除距離，另外在一些實(shí)施方式中確定錐形寬度。在一些實(shí)施方式中，與每個(gè)圖像/模式關(guān)聯(lián)的計(jì)分可以基于晶片邊緣圖像中特定可見(jiàn)特征的銳度，其已被發(fā)現(xiàn)是用于選擇最佳成像模式或者多個(gè)最佳成像模式的重要標(biāo)準(zhǔn)。尤其是，在一些實(shí)施方式中，用于對(duì)圖像/模式計(jì)分的特征可以是工藝邊緣(或者潛在地可識(shí)別作為工藝邊緣的某特征)，但更具體而言是關(guān)注的工藝邊緣。在采用彩色攝像機(jī)的一些實(shí)施方式中，與每個(gè)圖像/模式關(guān)聯(lián)的計(jì)分可以基于在工藝邊緣的任一側(cè)上的像素之間展現(xiàn)的色彩對(duì)比度的程度。可以選擇產(chǎn)生展現(xiàn)最高色彩對(duì)比度的圖像的成像模式或者多個(gè)模式供圖像分析邏輯塊使用，以確定錐形寬度和/或邊緣排除距離。
[0113]當(dāng)然，計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)的想法在于評(píng)價(jià)特定成像模式的能使系統(tǒng)積極識(shí)別并測(cè)量關(guān)注的工藝邊緣的能力。注意，在一些實(shí)施方式中，并非使用所有可用模式來(lái)獲取圖像并且事后選擇具有最高計(jì)分的圖像或者模式，圖像可以在其獲取時(shí)被計(jì)分，并且一旦圖像被發(fā)現(xiàn)其計(jì)分超過(guò)預(yù)定的閾值，那么成像結(jié)束，這些圖像用于晶片邊緣分析。
[0114]因此，在一些實(shí)施方式中，圖像優(yōu)化子系統(tǒng)可以使用不同成像模式來(lái)獲得圖像，評(píng)價(jià)圖像銳度和/或色彩對(duì)比度，或者各種圖像的特定特征(諸如關(guān)注的工藝邊緣)的銳度和/或色彩對(duì)比度，如上所述，進(jìn)而相應(yīng)地對(duì)圖像/模式計(jì)分。作為結(jié)果，在一些實(shí)施方式中，由圖像分析邏輯塊使用來(lái)確定在特定方位的邊緣排除距離和/或錐形寬度的圖像基本上是所獲取的含有期望的工藝邊緣的最清晰的表現(xiàn)的和/或含有展現(xiàn)最高色彩對(duì)比度的表現(xiàn)的圖像。
[0115]要注意的是在一些實(shí)施方式中，最佳成像模式可以基于每個(gè)晶片由圖像優(yōu)化系統(tǒng)確定，因此，一旦最佳確定，相同的成像模式被用于使圍繞晶片的周邊的所有點(diǎn)成像并分析。在其他實(shí)施方式中，可以允許最佳模式圍繞晶片的周邊基于成像點(diǎn)到成像點(diǎn)變化，因此，可以最佳地選擇不同的成像模式用于不同的方位晶片取向。分析上而言，這種類型的可變優(yōu)化可以處理通過(guò)旋轉(zhuǎn)晶片并在不同方位角將其成像而發(fā)現(xiàn)的可變反射率。
[0116]關(guān)于晶片邊緣成像系統(tǒng)的各種成像模式，每個(gè)一般而言特征在于其用于各種圖像捕捉和照明參數(shù)的預(yù)定的設(shè)置。例如，在一些實(shí)施方式中，曝光時(shí)間可以是重要的圖像捕捉參數(shù)，其對(duì)出現(xiàn)在得到的晶片邊緣圖像的工藝邊緣的銳度和/或色彩對(duì)比度、以及識(shí)別并測(cè)量工藝邊緣的精確程度具有顯著的效果。此外，盡管并非攝像機(jī)設(shè)定本身，攝像機(jī)與工藝邊緣的距離、以及攝像機(jī)的光學(xué)角也是參數(shù)，它們可能對(duì)得到的圖像的質(zhì)量具有顯著的影響，因此這些參數(shù)也可以被視為與攝像機(jī)的特定操作模式關(guān)聯(lián)的圖像捕捉參數(shù)。然而，如上所述，攝像機(jī)位置和取向典型地在初始校準(zhǔn)階段期間設(shè)定并固定，在逐個(gè)晶片處理期間不進(jìn)行調(diào)節(jié)，盡管原則上可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0117]照明參數(shù)也是重要的。在一些實(shí)施方式中，晶片邊緣成像系統(tǒng)可以包含照明子系統(tǒng)，其具有諸如燈、閃光燈等光源；或者上述的任何光源，諸如例如與攝像機(jī)的透鏡同心的LED(發(fā)光二極管)環(huán)。在一些實(shí)施方式中,光源可以是具有各種模式和光照水平的散射光源，用相對(duì)于晶片的表面的水平平面的散射低角度光照射晶片的邊緣，這對(duì)于錐形寬度確定可能特別有用。通過(guò)這些光源的方式，照明子系統(tǒng)可以提供各種亮場(chǎng)和暗場(chǎng)照明模式、以及用于照明強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)設(shè)置等。這些照明參數(shù)設(shè)置的不同的組合(模式、照明水平等)以及用于曝光時(shí)間的設(shè)定等可以與特定成像模式關(guān)聯(lián)，并且因此可以經(jīng)由對(duì)于給定的晶片和/或特定方位取向來(lái)選擇最佳成像模式而被優(yōu)化。常常，燈或者閃光燈可以由一個(gè)或一個(gè)以上的發(fā)光二極管(LED)組成，但是還可以使用其他發(fā)光材料。被用于照亮晶片的邊緣的光實(shí)質(zhì)上可以是白色光或者其可以是限于某些可見(jiàn)光譜范圍的光。例如，在一些實(shí)施方式中，采用黑白/灰階攝像機(jī)，紅色光可以被用于照射晶片的邊緣。實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生紅色光的照明源被發(fā)現(xiàn)能與彩色攝像機(jī)良好工作。在一些實(shí)施方式中，實(shí)質(zhì)上，相對(duì)于上述各種光源說(shuō)明的藍(lán)色光或者綠色光也可能是有用的。除了上述說(shuō)明的將光指引到晶片的正面平面的照明方法和其上的特征外，還發(fā)現(xiàn)了將晶片背光照明對(duì)于產(chǎn)生晶片的外緣的清楚清晰的邊緣圖像特別有效。白色和紅色漫射背光照明已被發(fā)現(xiàn)特別適合本申請(qǐng)。
[0118]用于各種后處理參數(shù)的設(shè)定也可以與晶片邊緣成像系統(tǒng)的成像模式關(guān)聯(lián)，并可以通過(guò)上述技術(shù)優(yōu)化，以產(chǎn)生對(duì)工藝邊緣確定和測(cè)量更有用的圖像。對(duì)于采用彩色攝像機(jī)的晶片邊緣成像系統(tǒng)而言，該處理后參數(shù)的示例包含與各種色彩過(guò)濾和經(jīng)由各種數(shù)學(xué)變換(乘、加、減、其組合等)來(lái)增強(qiáng)圖像中紅色、綠色、藍(lán)色、青色、品紅色或者黃色的色彩值的增強(qiáng)函數(shù)關(guān)聯(lián)的參數(shù)；與再次經(jīng)由各種數(shù)學(xué)變換而導(dǎo)致的色調(diào)、飽和度、強(qiáng)度的增強(qiáng)關(guān)聯(lián)的參數(shù)等。這些色彩增強(qiáng)函數(shù)可以均一適用至整個(gè)圖像，或者至圖像的特定子區(qū)域，或者基于逐個(gè)像素選擇性適用。調(diào)節(jié)晶片邊緣圖像的色調(diào)已被發(fā)現(xiàn)尤其是能改善用圖像進(jìn)行的錐形寬度確定。
[0119]已被發(fā)現(xiàn)效果良好的后處理技術(shù)和參數(shù)選擇的具體示例包含:
[0120]示例1:適用濾波器以僅取出色彩圖像的色調(diào)分量，并將作為得到的圖像轉(zhuǎn)換至灰階。(在一些實(shí)施方式中，單個(gè)分量的取出還可以用一個(gè)RGB分量或者用不同的HSI分量完成。在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)或兩個(gè)以上分量(諸如兩個(gè)或兩個(gè)以上的RGB分量)的加權(quán)平均可以被用于轉(zhuǎn)換至灰階圖像，或者可以采用在多個(gè)分量之間插值的一些其他方案。在一些實(shí)施方式中，灰階圖像可以從彩色像素的冷光產(chǎn)生。)
[0121]示例2:通過(guò)各種圖像增強(qiáng)技術(shù)向圖像適用全局像素操縱，包含:閾值化，將某些彩色像素反轉(zhuǎn)，直方圖均衡化，以對(duì)關(guān)注的區(qū)域切入或切出色彩直方圖的某些部分。然后使用來(lái)自示例I的一個(gè)或一個(gè)以上的技術(shù)，將該圖像轉(zhuǎn)換至灰階。
[0122]示例3:將每個(gè)彩色像素轉(zhuǎn)換至灰階，如示例I解釋的那樣，進(jìn)而基于轉(zhuǎn)換的預(yù)定義限制轉(zhuǎn)換至黑色或者白色。例如，在一些實(shí)施方式中，所有小于75并大于200 (假定0-255的范圍)的灰階值被轉(zhuǎn)換為白色，并且兩者之間(0-255范圍中的75-200)的所有被轉(zhuǎn)換為里任
[0123]示例4:在關(guān)注的區(qū)域執(zhí)行相鄰濾波，以增加對(duì)比度。相鄰濾波涉及基于像素值和所有與其接觸的像素(總共9個(gè)像素)的值，來(lái)數(shù)學(xué)上變換/操縱像素的值。適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)變換可以包含用于收縮或者擴(kuò)張值的函數(shù)、平滑函數(shù)、邊緣增強(qiáng)函數(shù)等。在一些實(shí)施方式中，結(jié)果是在關(guān)注的區(qū)域產(chǎn)生比原始的色彩圖像對(duì)比度大的灰階圖像。相鄰濾波可以在轉(zhuǎn)換至灰階(諸如通過(guò)示例I記載的技術(shù))之前或者之后執(zhí)行，或者其可以在不采用灰階轉(zhuǎn)換的實(shí)施方式中執(zhí)行。
[0124]任何上述示例(示例1-4)和任何其中記載的技術(shù)可以以任何眾多方式合并來(lái)處理圖像，以改善圖像的對(duì)比度。例如，示例I的色調(diào)分量取出和灰階轉(zhuǎn)換可以與相對(duì)于示例2-4公開的任何圖像處理技術(shù)合并。
[0125]相應(yīng)地，多個(gè)成像模式(其被評(píng)價(jià)以確定其產(chǎn)生在工藝邊緣的任一側(cè)上的像素之間具有最高色彩對(duì)比度的圖像)可以包含用于色相的不同設(shè)置，和/或用于與上述后處理技術(shù)相關(guān)的任何參數(shù)的不同設(shè)置(如示例1-4中說(shuō)明的那樣)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在一些情況下，此處稱作后處理技術(shù)的技術(shù)、參數(shù)、或者模式可以在圖像捕捉操作自身期間替代采用。
[0126]圖8呈現(xiàn)了流程圖，概要示出由晶片邊緣成像系統(tǒng)和圖像優(yōu)化子系統(tǒng)的各種實(shí)施方式執(zhí)行的操作序列。操作序列在810開始，將晶片邊緣成像系統(tǒng)校準(zhǔn)820至給定級(jí)別的有圖案的晶片。在一些實(shí)施方式中，這勢(shì)必造成相對(duì)于晶片邊緣測(cè)試并設(shè)定攝像機(jī)的位置和角取向，如上所述。在校準(zhǔn)了成像系統(tǒng)之后，電鍍系統(tǒng)或者電填充后處理系統(tǒng)可以典型地開始用生產(chǎn)晶片來(lái)處理運(yùn)行。在處理生產(chǎn)晶片的一些點(diǎn)，例如電鍍之后、EBR之后等，晶片可以加載830到可旋轉(zhuǎn)的襯底保持器用來(lái)成像。如上所述，在一些實(shí)施方式中，可旋轉(zhuǎn)的襯底保持器可以是晶片邊緣成像系統(tǒng)內(nèi)的專用的襯底保持器(參見(jiàn)圖5)，而在其他實(shí)施方式中，被用于保持并旋轉(zhuǎn)晶片用于圖像獲取的襯底保持器與用于在EBR模塊內(nèi)在EBR期間保持晶片的襯底保持器相同(參見(jiàn)圖7)。在步驟832中，成像模式由圖像優(yōu)化子系統(tǒng)設(shè)定，并在步驟834中，晶片被旋轉(zhuǎn)并且晶片邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像被成像系統(tǒng)的攝像機(jī)獲取。
[0127]在獲取了獲取圖像之后，在步驟836中其被給于質(zhì)量計(jì)分，并在步驟838中由圖像優(yōu)化系統(tǒng)作出圖像是否質(zhì)量高到足以繼續(xù)步驟840中的工藝邊緣識(shí)別和測(cè)量的確定。在一些實(shí)施方式中，如果圖像的計(jì)分在最小預(yù)定閾值之上，那么圖像質(zhì)量被確定為質(zhì)量充分，如圖8所示。如果計(jì)分在閾值之下，那么圖像優(yōu)化系統(tǒng)返回步驟832，并將攝像機(jī)設(shè)定為下個(gè)成像模式。多個(gè)在方位上分開的圖像然后被重新獲取834，重新計(jì)分836等，直至在步驟838中實(shí)現(xiàn)了計(jì)分在最小閾值之上。當(dāng)然，在一些實(shí)施方式中，成像系統(tǒng)可以首先使用所有的預(yù)選擇的成像模式來(lái)容易獲取所有圖像，并且之后使圖像優(yōu)化子系統(tǒng)確定哪個(gè)圖像和/或成像模式是最佳。
[0128]一旦在多個(gè)方位的位置獲得了足夠高質(zhì)量的圖像組，在步驟840中，分析圖像，識(shí)別并測(cè)量關(guān)注的工藝邊緣。在一些實(shí)施方式中，關(guān)注的工藝邊緣預(yù)計(jì)在徑向值的某些范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，如上所述，因此，分析的一部分是識(shí)別該徑向范圍內(nèi)的(希望是唯一的)工藝邊緣，并且忽略不是該徑向范圍內(nèi)的工藝邊緣。以該方式，在步驟850中，關(guān)注的工藝邊緣被識(shí)別并測(cè)量，并據(jù)此計(jì)算邊緣排除距離。步驟850的晶片邊緣分析的另一方面常常是如上所述的同心度分析。在一些實(shí)施方式中，同心度分析的結(jié)果可以被用于步驟852，以調(diào)節(jié)在電鍍/電填充后處理系統(tǒng)的一個(gè)或一個(gè)以上的模塊中處理的晶片的定中心。要注意的是，盡管相對(duì)于圖8的流程圖說(shuō)明的各種繼續(xù)步驟根據(jù)實(shí)施方式可以是可選的，但是同心度分析后定中心調(diào)節(jié)的可選的本質(zhì)明確由圖8中虛線框表現(xiàn)的步驟852表明。隨著晶片邊緣成像系統(tǒng)執(zhí)行晶片邊緣分析850和可選的定中心調(diào)節(jié)852，系統(tǒng)可以同時(shí)確定是否另一個(gè)晶片準(zhǔn)備好用于步驟860中的圖像分析，并前進(jìn)至加載用于圖像分析的該晶片，因此返回步驟830。以該方式，經(jīng)由840、850和852的整個(gè)序列的操作830在接下來(lái)的晶片上重復(fù)。當(dāng)所有晶片已被成像并分析后，過(guò)程在步驟870完成。
[0129]控制器
[0130]本文說(shuō)明的晶片邊緣圖像處理和分析操作，諸如參考上述圖8中說(shuō)明的這些操作可以在可以駐留在晶片邊緣成像系統(tǒng)、和/或圖像優(yōu)化子系統(tǒng)的控制器的程序指令中；和/或可以駐留在可由與這些系統(tǒng)的一個(gè)或兩個(gè)關(guān)聯(lián)的控制器訪問(wèn)并可讀的一些遠(yuǎn)程非臨時(shí)性介質(zhì)的程序指令中實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方式中，與上述系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的控制器可以代表系統(tǒng)控制器的一個(gè)或一個(gè)以上的子組件，其操作整個(gè)電鍍系統(tǒng)或者電填充后處理系統(tǒng)，其中集成有這些圖像處理系統(tǒng)。在其他實(shí)施方式中，與本文公開的圖像處理和分析操作關(guān)聯(lián)的程序指令可以駐留在攝像機(jī)其自身(軟件或者硬件)，或者駐留在不同于操作電鍍和/或電填充后模塊的系統(tǒng)控制器的一些其他組件。
[0131]操作晶片邊緣成像系統(tǒng)的控制器可以從儀器的各種組件、模塊、子系統(tǒng)等接收反饋信號(hào)，并可以對(duì)它們或者對(duì)其他組件、模塊、或者子系統(tǒng)提供控制信號(hào)。例如，控制器可以控制作為電鍍或者電填充后系統(tǒng)的一部分的，電鍍襯底保持器、機(jī)械手、清洗系統(tǒng)、電填充后模塊等的操作。在某些實(shí)施方式中，控制器可以將各種處理模塊與在各種模塊之間移動(dòng)晶片的機(jī)械手的操作同步。
[0132]控制器可以典型地包含一個(gè)或一個(gè)以上的存儲(chǔ)器設(shè)備和一個(gè)或一個(gè)以上的處理器。處理器可以包含中央處理單元(CPU)或者計(jì)算機(jī)、模擬和/或數(shù)字輸入/輸出連接、步進(jìn)馬達(dá)控制器板和其他類似的組件。用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)目刂撇僮鞯臋C(jī)器可讀程序指令在處理器執(zhí)行。機(jī)器可讀指令可以存儲(chǔ)在與控制器關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器設(shè)備，或者其可以設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)上。
[0133]在某些實(shí)施方式中，控制器控制上述電鍍和/或電填充后處理系統(tǒng)的所有或者大部分活動(dòng)，包含上述晶片邊緣成像系統(tǒng)的操作?？刂破鲌?zhí)行系統(tǒng)控制軟件，包含多組用于控制處理步驟的定時(shí)、壓力水平、氣體流率、以及特定操作的其他參數(shù)的指令。存儲(chǔ)在與控制器關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器設(shè)備的其他計(jì)算機(jī)程序、腳本、或者例程可以在一些實(shí)施方式中采用。
[0134]典型地，有與系統(tǒng)控制器關(guān)聯(lián)的用戶界面。用戶界面可以包含顯示屏和圖形軟件，以顯示處理?xiàng)l件、由晶片邊緣成像系統(tǒng)獲取的晶片的邊緣的圖像等。還可以包含用戶輸入設(shè)備，諸如定點(diǎn)設(shè)備、鍵盤、觸摸屏、麥克風(fēng)、和其他類似組件。
[0135]用于控制上述操作的計(jì)算機(jī)程序代碼可以以任何常規(guī)計(jì)算機(jī)可讀編程語(yǔ)言編寫:例如匯編語(yǔ)言、C、C++、PasCal、F0rtran或者其他。編譯后的目標(biāo)代碼或者腳本由處理器執(zhí)行，以執(zhí)行程序中識(shí)別的任務(wù)。
[0136]用于監(jiān)控處理的信號(hào)可以由控制器的模擬和/或數(shù)字輸入連接提供。用于控制處理的信號(hào)在控制器的模擬和數(shù)字輸出連接輸出。
[0137]光刻圖案化
[0138]例如對(duì)于制造或者生產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、顯示器、LED、光伏板等而言，上文說(shuō)明的儀器/處理可以結(jié)合光刻圖案工具或者處理使用。典型地，盡管不一定，該工具/處理將在共同制造設(shè)施中一起使用或進(jìn)行。膜的光刻圖案化典型地包含一些或者所有下面的操作，每個(gè)操作啟用多個(gè)可能的工具:(I)使用旋涂或者噴涂工具，在工件(即襯底)上施加光致抗蝕劑；(2)使用熱板或者熱爐或者UV固化工具，將光致抗蝕劑固化；(3)用諸如晶片步進(jìn)機(jī)之類的工具，將光致抗蝕劑暴露至可見(jiàn)光或者UV光或者X射線光；(4)將抗蝕劑顯影，以便選擇性去除抗蝕劑，因而使用諸如濕式操作臺(tái)之類的工具對(duì)其圖案形成；(5)通過(guò)使用干燥或者等離子輔助的蝕刻工具，將抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)印到底層膜或者工件；以及(6)使用諸如RF或者微波等離子體抗蝕劑剝離器之類的工具來(lái)去除抗蝕劑。
[0139]其他實(shí)施方式
[0140]盡管為了促進(jìn)清楚和理解，在【具體實(shí)施方式】的背景下詳細(xì)說(shuō)明了上述公開的處理、方法、系統(tǒng)和儀器，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以知曉，有實(shí)現(xiàn)這些處理、方法、系統(tǒng)和儀器的落在本公開的范圍和精神內(nèi)的很多替代的方式。相應(yīng)地，本文說(shuō)明的實(shí)施方式被看作是本公開的創(chuàng)造性構(gòu)思的示例，并非限制或限定，并且不應(yīng)被用作過(guò)度地限制添附的權(quán)利要求的范圍的不允許的基礎(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在實(shí)質(zhì)圓形的晶片上形成金屬層的電鍍系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 電鍍模塊，其包括: 槽，其用于包含陽(yáng)極以及電鍍過(guò)程中的電鍍?nèi)芤?；以? 晶片保持器，其用于在電鍍過(guò)程中將所述晶片保持在所述電鍍?nèi)芤褐胁⑿D(zhuǎn)所述晶片; 晶片邊緣成像系統(tǒng)，其包括: 晶片保持器，其用于保持并旋轉(zhuǎn)所述晶片通過(guò)不同的方位方向； 攝像機(jī)，其被取向以在所述晶片在所述成像系統(tǒng)的晶片保持器上被保持并旋轉(zhuǎn)通過(guò)不同的方位方向的同時(shí)獲得所述晶片的工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像，所述工藝邊緣對(duì)應(yīng)于在所述晶片上形成的所述金屬層的外緣；以及 圖像分析邏輯塊，其用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定邊緣排除距離，其中所述邊緣排除距離是所述晶片的邊緣和所述工藝邊緣之間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的電鍍系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于在所述圖像分析邏輯塊確定邊緣排除距離在預(yù)定范圍之外時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給所述電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。
3.如權(quán)利要求1所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述圖像分析邏輯塊從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定多個(gè)在方位上分開的邊緣排除距離，其中每個(gè)邊緣排除距離是在具體方位角在所述晶片的邊緣和所述工藝邊緣之間的距離。
4.如權(quán)利要求3所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述圖像分析邏輯塊進(jìn)一步包括同心度分析邏輯塊，其用于確定當(dāng)表示所述多個(gè)邊緣排除距離相對(duì)于不同方位角的統(tǒng)計(jì)變化的度量值在預(yù)定閾值內(nèi)時(shí)，所述晶片的邊緣和成像的工藝邊緣是同心的，且當(dāng)所述度量值超出所述閾值時(shí)，所述晶片的邊緣和成像的工藝邊緣非同心。
5.如權(quán)利要求4所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述度量值是所述邊緣排除距離相對(duì)于不同方位角的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
6.如權(quán)利要求4所述的電鍍系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于在確定當(dāng)前成像的晶片邊緣和工藝邊緣非同心時(shí)調(diào)整所述電鍍模塊內(nèi)的一或多個(gè)后續(xù)處理晶片的定中心的晶片定中心調(diào)整邏輯塊。
7.如權(quán)利要求4所述的電鍍系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于在所述同心度分析邏輯塊確定成像的晶片邊緣和工藝邊緣非同心時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給所述電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。
8.如權(quán)利要求1所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述圖像分析邏輯塊進(jìn)一步包括用于分析所述工藝邊緣的圖像并確定所述圖像中的所述工藝邊緣的銳度的銳度分析邏輯塊。
9.如權(quán)利要求1所述的電鍍系統(tǒng): 其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)被配置來(lái)在多個(gè)成像模式下操作以及被配置來(lái)利用所述多個(gè)成像模式獲得所述工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像；以及 其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于確定生成所述工藝邊緣的最清晰的圖像的成像模式以及選擇利用該模式所生成的所述圖像以便由所述圖像分析邏輯塊用于確定邊緣排除距離的圖像優(yōu)化子系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)包括具有有能調(diào)節(jié)的照明強(qiáng)度的光源的照明子系統(tǒng)，且其中所述多個(gè)成像模式包括針對(duì)照明強(qiáng)度和曝光時(shí)間的設(shè)置的不同組合。
11.如權(quán)利要求1所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有漫射光源的照明子系統(tǒng)，所述漫射光源用于利用包括相對(duì)于所述晶片的表面的水平面的漫射低角度光或漫射軸上光的光照射所述晶片的邊緣。
12.如權(quán)利要求1所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述圖像分析邏輯塊進(jìn)一步包括用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定所述工藝邊緣的錐形寬度的邏輯塊。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述攝像機(jī)是彩色攝像機(jī)。
14.如權(quán)利要求13所述的電鍍系統(tǒng)，其中由所述彩色攝像機(jī)生成的圖像中的每一個(gè)被表示為成陣列的像素，每個(gè)像素包括至少三個(gè)顏色值。
15.如權(quán)利要求14所述的電鍍系統(tǒng)，其中在所述多個(gè)在方位上分開的圖像中，所述工藝邊緣被識(shí)別為在相鄰像素之間具有最大的色彩對(duì)比度的狹窄區(qū)域。
16.如權(quán)利要求15所述的電鍍系統(tǒng): 其中所述圖像分析邏輯塊進(jìn)一步包括用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定所述工藝邊緣的錐形寬度的邏輯塊； 其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)被配置來(lái)在多個(gè)成像模式下操作以及被配置來(lái)利用所述多個(gè)成像模式獲得所述工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像；以及 其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于確定生成所述工藝邊緣的在所述工藝邊緣每一側(cè)上在像素之間具有最高色彩對(duì)比度的圖像的成像模式以及選擇利用該模式所生成的所述圖像以便由所述圖像分析邏輯塊用于確定所述錐形寬度的圖像優(yōu)化子系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求16所述的電鍍系統(tǒng): 其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有漫射光源的照明子系統(tǒng)，該漫射光源用于利用相對(duì)于所述晶片的表面的水平面的漫射低角度光照射所述晶片的邊緣；以及 其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的多個(gè)成像模式包括針對(duì)照明強(qiáng)度和曝光時(shí)間的設(shè)置的不同組合。
18.如權(quán)利要求17所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述多個(gè)成像模式進(jìn)一步包括針對(duì)色調(diào)、飽和度和強(qiáng)度的不同設(shè)置。
19.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的電鍍系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括邊緣斜角去除模塊，所述邊緣斜角去除模塊包括: 用于保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片的晶片保持器；以及 用于在所述晶片保持器上保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片的同時(shí)將蝕刻劑輸送到所述晶片的邊緣斜角區(qū)域以在所述電鍍模塊中的電鍍之后從所述邊緣斜角區(qū)域去除被電鍍的金屬的設(shè)備。
20.如權(quán)利要求19所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的晶片保持器是所述邊緣斜角去除模塊的晶片保持器。
21.如權(quán)利要求19所述的電鍍系統(tǒng): 其中所述攝像機(jī)是彩色攝像機(jī)且由所述彩色攝像機(jī)生成的每一個(gè)圖像被表示為成陣列的像素，每個(gè)像素包括至少三個(gè)顏色值；以及 其中所述圖像分析邏輯塊進(jìn)一步包括用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定是否已經(jīng)由所述邊緣斜角去除模塊在所述晶片上執(zhí)行邊緣斜角去除(EBR)的EBR檢測(cè)邏輯塊，且其中所述電鍍系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于在所述圖像分析邏輯塊確定EBR還未被執(zhí)行時(shí)將錯(cuò)誤報(bào)告給所述電鍍系統(tǒng)的操作者的故障識(shí)別和報(bào)告邏輯塊。
22.如權(quán)利要求21所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述EBR檢測(cè)邏輯塊基于由所述彩色攝像機(jī)在所述晶片的邊緣附近測(cè)得的一或多個(gè)像素處測(cè)得的三個(gè)顏色中的一或多個(gè)和表示晶片上的不存在金屬層的點(diǎn)處的顏色的一或多個(gè)存儲(chǔ)的參考顏色值之間的差確定EBR是否已經(jīng)被執(zhí)行。
23.如權(quán)利要求22所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述金屬是銅。
24.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述工藝邊緣被選定以便由所述圖像分析邏輯塊基于其自所述晶片的邊緣向內(nèi)在預(yù)定的徑向范圍內(nèi)的位置進(jìn)行分析，所述邊緣排除距離參考所述工藝邊緣進(jìn)行確定。
25.一種用于處理在晶片表面上形成有金屬電鍍層的實(shí)質(zhì)圓形的晶片的電填充后處理系統(tǒng)，所述電填充后處理系統(tǒng)包括: 邊緣斜角去除模塊，其包括: 用于保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片通過(guò)不同方位方向的晶片保持器； 用于在所述晶片保持器上保持和旋轉(zhuǎn)所述晶片的同時(shí)將蝕刻劑輸送到所述晶片的邊緣斜角區(qū)域以從所述邊緣斜角區(qū)域去除被電鍍的金屬的設(shè)備；以及 晶片邊緣成像系統(tǒng)，其包括: 晶片保持器，其用于保持并旋轉(zhuǎn)所述晶片通過(guò)不同的方位方向； 攝像機(jī)，其被取向以在所述晶片在所述邊緣斜角去除模塊的晶片保持器上被保持并旋轉(zhuǎn)通過(guò)不同的方位方向的同時(shí)獲得所述晶片的工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像，所述工藝邊緣對(duì)應(yīng)于在所述晶片上形成的所述金屬層的外緣；以及 圖像分析邏輯塊，其用于從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定邊緣排除距離，其中所述邊緣排除距離是所述晶片的邊緣和所述工藝邊緣之間的距離。
26.如權(quán)利要求25所述的電鍍系統(tǒng)，其中所述晶片邊緣成像系統(tǒng)的晶片保持器是所述邊緣斜角去除模塊的晶片保持器。
27.如權(quán)利要求25所述的電填充后處理系統(tǒng)，其中所述多個(gè)在方位上分開的圖像在所述晶片在所述邊緣斜角去除模塊中的處理之前獲得，且成像的所述工藝邊緣對(duì)應(yīng)于所述晶片的通過(guò)電鍍形成的電鍍邊緣。
28.如權(quán)利要求25所述的電填充后處理系統(tǒng)，其中所述多個(gè)在方位上分開的圖像在所述晶片在所述邊緣斜角去除模塊中的處理之后獲得，且成像的所述工藝邊緣對(duì)應(yīng)于在所述邊緣斜角去除模塊中的處理之后的所述晶片的蝕刻邊緣。
29.—種處理實(shí)質(zhì)圓形的晶片的方法，其包括: 在所述晶片上執(zhí)行形成所述晶片的工藝邊緣的處理操作； 旋轉(zhuǎn)所述晶片通過(guò)多個(gè)方位方向； 在所述晶片被旋轉(zhuǎn)通過(guò)所述多個(gè)方位方向的同時(shí)獲得所述晶片的所述工藝邊緣的多個(gè)在方位上分開的圖像； 在所述多個(gè)在方位上分開的圖像中識(shí)別所述晶片的所述工藝邊緣作為在所述圖像中在相鄰像素之間具有高對(duì)比度的區(qū)域； 通過(guò)比較呈現(xiàn)在所述圖像中的所識(shí)別的所述工藝邊緣和所述晶片的物理邊緣從所述多個(gè)在方位上分開的圖像確定邊緣排除距離；以及報(bào)告所述邊緣排除距離在預(yù)定范圍之外。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述處理操作是電鍍。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述處理操作是邊緣斜角去除。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK104253071SQ201410299510
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】丹尼爾·馬克·丁南, 詹姆斯·E·鄧肯 申請(qǐng)人:諾發(fā)系統(tǒng)公司