CN115943286A - 用于扫描计量工具的自适应对焦系统 - Google Patents

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CN115943286A CN202080102196.9A CN202080102196A CN115943286A CN 115943286 A CN115943286 A CN 115943286A CN 202080102196 A CN202080102196 A CN 202080102196A CN 115943286 A CN115943286 A CN 115943286A
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Abstract

本发明公开一种自适应对焦系统，其包含：光学模块；光学模块高度定位器(OMHP)；位置传感器，其可操作以产生指示所述光学模块的高度的位置输出；预测性高度估计器，其可操作以产生样本在多个位点的每一位点处的估计高度值且针对所述位点中的每一者产生所要光学模块高度输出；调节器，其可操作以至少部分基于所述所要光学模块高度输出及所述光学模块的已知高度产生用于所述多个位点的序列光学模块高度控制指令；驱动器，其可操作以将序列控制输出提供到所述OMHP；以及模型预测控制器(MPC)，其可操作以监测所述光学模块的报告高度与所述光学模块的MPC预期高度之间的差，从而产生系统改善值。

Description

用于扫描计量工具的自适应对焦系统
相关申请案的交叉引用
特此参考在2020年7月30日申请且标题为用于计量扫描平台的焦点控制方法(FOCUS CONTROL METHOD FOR METROLOGY SCANNING PLATFORMS)的第63/058,523号美国临时专利申请案，所述申请案的公开内容特此以引用的方式并入，且特此主张所述申请案的优先权。
还参考申请人的以下专利及专利申请案，所述专利申请案与本申请案的目标物有关，所述专利申请案的公开内容特此以引用的方式并入：
标题为用于基于成像的覆盖计量的优化聚焦的系统及方法(SYSTEMS ANDMETHODS FOR OPTIMIZING FOCUS FOR IMAGING-BASED OVERLAY METROLOGY)的第10,663,281号美国专利；及
在2019年3月25日申请且标题为用于压扁弯曲半导体晶片的真空压紧设备(VACUUM HOLD-DOWN APPARATUS FOR FLATTENING BOWED SEMICONDUCTOR WAFERS)的第PCT/US2019/023918号PCT申请案。
技术领域
本发明大体上涉及半导体装置制造中的配准错误(misregistration)的测量。
背景技术
已知用于半导体装置制造中的配准错误的测量的各种方法及系统。
发明内容
本发明寻求提供用于特定来说半导体装置制造中的配准错误的测量的经改进系统。
因此，根据本发明的优选实施例，提供一种用于扫描计量工具的自适应对焦系统，所述自适应对焦系统包含：光学模块，其包含至少一个光学组件；光学模块高度定位器(OMHP)；位置传感器，其可操作以产生指示所述光学模块的高度的位置输出；预测性高度估计器(PHE)，其可操作以产生样本在多个位点的每一位点处的估计高度值，所述多个位点沿着由所述光学模块相对于所述样本的移动界定的路径定位，且针对所述位点中的每一者产生所要光学模块高度输出，所述所要光学模块高度输出至少部分基于所述位点处的所述估计高度值；调节器，其可操作以至少部分基于所述所要光学模块高度输出及所述光学模块的已知高度产生用于所述多个位点的序列光学模块高度控制指令；驱动器，其可操作以将序列控制输出提供到所述OMHP，所述序列控制输出基于所述序列光学模块高度控制指令；及模型预测控制器(MPC)，其可操作以监测所述光学模块的报告高度与所述光学模块的MPC预期高度之间的差，从而产生系统改善值，所述报告高度至少部分基于由所述位置传感器产生的所述位置输出，所述光学模块的所述MPC预期高度至少部分基于所述光学模块高度控制指令。
根据本发明的优选实施例，所述自适应对焦系统还包含可操作以产生经改善光学模块高度反馈值的滤波器。优选地，所述经改善光学模块高度反馈值至少依据所述位置传感器的所述位置输出及所述光学模块的滤波器预期高度而变化。
优选地，所述光学模块的所述滤波器预期高度依据所述调节器的所述光学模块高度控制指令及所述驱动器的所述控制输出中的至少一者而变化。
根据本发明的优选实施例，所述光学模块的所述报告高度包含由所述滤波器产生的所述经改善光学模块高度反馈值。优选地，所述滤波器可操作以将所述经改善光学模块高度反馈值反馈传达到所述PHE、所述调节器及所述MPC中的至少一者。
根据本发明的优选实施例，所述系统改善值包含一组方程的参数，所述一组方程描述以下至少两者之间的关系：所述光学模块、所述OMHP、所述位置传感器、所述PHE、所述调节器、所述驱动器及所述滤波器。优选地，所述MPC可操作以将所述系统改善值传达到所述PHE、所述调节器及所述滤波器中的至少一者。
根据本发明的优选实施例，所述自适应对焦系统还包含估计高度数据库(EHD)，且所述PHE可操作以存取及修改所述EHD。优选地，所述PHE在测量位点的测量及所述光学模块相对于所述样本的移动中的至少一者期间更新所述估计高度值。
优选地，所述估计高度值包含半导体装置晶片在所述位点处的表面高度，且所述PHE至少部分基于以下中的至少一者产生所述估计高度值：卡盘特征标记(signature)、来自经图案化晶片几何工具(patterned wafer geometry tool)的输出、由制作晶片的至少一部分的制作工具输出的至少一个制作表面高度，与及旨在与所述位点的高度相同的至少一个额外位点的报告高度。
根据本发明的优选实施例，所述额外位点包含定位于以下中的至少一者上的至少一个位点：所述晶片上的一或多个先前测量的切割道(scribe line)、所述晶片上的一或多个先前测量的场、额外晶片上的一或多个先前测量的切割道，以及额外晶片上的一或多个先前测量的场。
优选地，至少部分基于在所述晶片上的当前层的形成之前的所述晶片的测量产生所述至少一个额外位点的所述高度的值。
根据本发明的优选实施例，所述PHE包含线性估计模型。优选地，所述线性估计模型包含最小均方估计(MMSE)模型。
替代地，根据本发明的优选实施例，所述PHE包含非线性估计模型。优选地，所述非线性估计模型包含神经网络。
根据本发明的优选实施例，所述光学模块高度控制指令进一步基于所述控制输出的所需量值。优选地，所述调节器包含线性二次调节器(LQR)及线性二次高斯(gaussian)(LQG)调节器中的一者。
优选地，所述系统改善值包含质量、阻尼常数、弹簧常数、功率系数、电磁力、电阻率、电感及电容中的至少一者。根据本发明的优选实施例，所述MPC预期高度至少部分基于所述控制输出。
优选地，位点处的实际光学模块高度与所述位点处的所述所要光学模块高度输出之间的差小于25nm。优选地，所述光学模块在第一测量位点处具有第一对焦操作定向，所述光学模块在第二测量位点处具有第二对焦操作定向，且所述光学模块可操作以在小于2毫秒的时间内在所述第一对焦操作定向与所述第二对焦操作定向之间移动。优选地，所述OMHP汲取小于0.1W的平均功率及小于2W的最大功率。
根据本发明的另一优选实施例，还提供一种扫描计量系统，所述扫描计量系统包含扫描计量工具，所述扫描计量工具包含自适应对焦系统，所述自适应对焦系统包含：光学模块，其包含至少一个光学组件；光学模块高度定位器(OMHP)；位置传感器，其可操作以产生指示所述光学模块的高度的位置输出；预测性高度估计器(PHE)，其可操作以产生样本在多个位点的每一位点处的估计高度值，所述多个位点沿着由所述光学模块相对于所述样本的移动界定的路径定位，且针对所述位点中的每一者产生所要光学模块高度输出，所述所要光学模块高度输出至少部分基于所述位点处的所述估计高度值；调节器，其可操作以至少部分基于所述所要光学模块高度输出及所述光学模块的已知高度产生用于所述多个位点的序列光学模块高度控制指令；驱动器，其可操作以将序列控制输出提供到所述OMHP，所述序列控制输出基于所述序列光学模块高度控制指令；及模型预测控制器(MPC)，其可操作以监测所述光学模块的报告高度与所述光学模块的MPC预期高度之间的差，从而产生系统改善值，所述报告高度至少部分基于由所述位置传感器产生的所述位置输出，所述光学模块的所述MPC预期高度至少部分基于所述光学模块高度控制指令。
根据本发明的优选实施例，所述扫描计量工具包含配准错误计量工具、临界尺寸及形状计量工具、薄膜计量工具及缺陷检验计量工具中的一者。
附图说明
从结合图式进行的以下详细描述将更完全理解及明白本发明，其中：
图1是根据本发明的优选实施例的包含自适应对焦系统的计量工具的简化示意性说明；及
图2是图1的自适应对焦系统的简化示意图。
具体实施方式
现参考图1及2，其为形成计量工具110的部分的自适应对焦系统100的简化示意性说明。如图1中所见，自适应对焦系统100包含光学模块130、光学模块高度定位器(OMHP)134、控制模块140及反馈模块150。应了解，图1及2未按比例绘制。进一步应了解，光学模块130、OMHP 134、控制模块140及反馈模块150之间的通信流通过图2中的箭头说明。
优选地，计量工具110是扫描计量工具。计量工具110可操作以测量样本154(例如半导体装置晶片)上的多个测量位点152，且光学模块130及样本154优选可相对于彼此移动以便促进在不同测量位点152处对样本154的测量。样本154包含顶表面156。
光学模块130优选可操作以假定相对于样本154的不同操作定向(尤其是不同高度)用于测量一或多个测量位点152中的每一者。另外，光学模块130可操作以在其遍历多个位点162的个别位点160时假定相对于样本154的不同操作定向(尤其是不同高度)，多个位点162沿着由光学模块130与样本154之间的相对移动界定的路径164定位。通常，路径164沿着样本154的顶表面156定位，且是光学模块130在第一测量位点152与第二测量位点152的测量之间遍历的路径。应了解，可选择位点160中的任一或多者作为测量位点152。
本发明的特定特征是与使用常规对焦系统可实现相比，自适应对焦系统100能够使用更少功率在更少时间内实现更大对焦精度。优选地，样本154上的位点160处的实际光学模块高度与所要光学模块高度输出之间的差优选地小于50nm，更优选地小于40nm，更优选地小于30nm，甚至更优选地小于25nm且最优选地小于20nm。另外，光学模块130优选能够在优选小于1s、更优选地小于500ms、更优选地小于100ms、更优选地小于50ms、更优选地小于20ms、更优选地小于10ms、更优选地小于5ms、甚至更优选地小于2ms且最优选地小于1ms的时间内在第一测量位点152处的第一对焦操作定向与第二测量位点152处的第二对焦操作定向之间移动。
计量工具110可体现为任何合适的计量工具，尤其包含配准错误计量工具(例如成像配准错误计量工具、基于散射测量的配准错误计量工具或电子束配准错误计量工具)、临界尺寸及形状计量工具、薄膜计量工具及缺陷检验计量工具。
此类合适的计量工具的实例尤其包含ArcherTM 750、ATL100TM、eDR7380TM、SpectraShapeTM 11k、SpectraFilmTM F1及
Figure BDA0004005573730000051
8420，其全部商业上可购自美国加利福尼亚州米尔皮塔斯市(Milpitas)的科磊(KLA)公司。
在其中计量工具110是配准错误计量工具的实施例中，自适应对焦系统100及计量工具110优选用于测量其上形成半导体装置的晶片的层之间的配准错误，且用于半导体装置的制造工艺的部分中。由自适应对焦系统100及计量工具110测量的配准错误优选用于在半导体装置的制造期间调整制作工艺(例如光刻)以改善所制作的半导体装置的各个层之间的配准错误。
类似地，在其中计量工具110是临界尺寸及形状计量工具、薄膜计量工具及缺陷检验计量工具中的一者的实施例中，自适应对焦系统100及计量工具110优选用于测量其上形成半导体装置的晶片，且用于半导体装置的制造工艺的部分中。来自此自适应对焦系统100及计量工具110的输出优选用于在半导体装置的制造期间调整制作工艺(例如光刻)以改进所制作的半导体装置的质量。
优选地，光学模块130包含至少一个光学组件(OC)170，尤其例如一或多个透镜或镜。OMHP 134优选可操作以调整光学模块130的位置，且可体现为尤其包含压电致动器及非换向DC线性致动器(音圈致动器)的任何合适的OMHP。合适的OMHP 134的实例尤其是商业上可购自美国加利福尼亚州福雷斯维市(Forestville)的装备解决方案(EquipmentSolutions)公司的LFA-2010。在本发明的优选实施例中，OMHP 134汲取优选地小于1W、甚至更优选地小于0.5W且最优选地小于0.2W的平均功率，且OMHP 134汲取优选地小于5W、更优选地小于3W、甚至更优选地小于2.5W且最优选地小于2W的最大功率。
在本发明的优选实施例中，由计量工具110测量的样本154体现为半导体装置晶片。尤其是在样本154体现为半导体晶片时，样本154通常包含多个切割道176。优选地，计量工具110测量样本154上的多个场178，每一场178是测量位点152在其内的测量区域。在本发明的典型实施例中，样本154上的至少一些场178旨在与样本154上的其它场178相同。
因此，定位于样本154上的第一场178中的测量位点152可旨在与定位于样本154上的第二场178中的测量位点152相同。类似地，在本发明的优选实施例中，切割道176的不同者中的对应测量位点152旨在彼此相同。
类似地，在本发明的优选实施例中，计量工具110可操作以测量样本154的多个样本，样本154中的每一者旨在彼此相同。因此，样本154的不同者中的对应测量位点152可旨在彼此相同。
本发明中特别重要的是，旨在与至少一个额外位点160相同的样本154上的每一位点160具有旨在与所述至少一个额外位点160的高度相同的高度。
优选地，计量工具110包含卡盘182。卡盘182可操作以支撑通过计量工具110测量的样本154(例如半导体装置晶片)。卡盘182优选额外地可操作以使样本154变平用于通过计量工具110测量。卡盘182可为任何合适的卡盘，尤其包含例如在第PCT/US2019/023918号PCT申请案中描述的卡盘。如此项技术中已知，虽然通常，卡盘182的顶表面优选大体为平面，但卡盘的顶表面与理想平面的偏差通过卡盘特征标记描述。应了解，卡盘182的卡盘特征标记可在测量期间影响由卡盘182支撑的样本154的高度。
控制模块140优选包含估计高度数据库(EHD)208、预测性高度估计器(PHE)210、调节器220、驱动器222及模型预测控制器(MPC)230。驱动器222优选将序列控制输出提供到OMHP 134。
反馈模块150优选包含位置传感器240。位置传感器240优选产生指示光学模块130的高度的位置输出。位置传感器240可尤其体现为机械位置传感器、光学位置传感器或与OMHP 134通信的编码器。合适的光学位置传感器尤其包含第10,663,281号美国专利中所描述的光学位置传感器。
在本发明的优选实施例中，反馈模块150可进一步包含产生经改善光学模块高度反馈值的滤波器260；然而，在本发明的其它实施例中，可消除滤波器260。
优选地，PHE 210产生样本154在沿着路径164定位的多个位点162的每一位点160处的估计高度值。优选地，所要光学模块高度输出是通过PHE 210针配准点160中的每一者产生，且至少部分基于样本154的估计高度值。应了解，每一位点的所要光学模块高度输出是尤其适合于所述位点160的测量及经过所述位点160的移动中的至少一者的光学模块130的高度位置。因此，应注意，由PHE 210产生的估计高度值中的每一者部分依据计量工具110中的样本154的位置而变化。
通常，除样本154的估计高度值之外，由PHE 210产生的所要光学模块高度输出还基于对焦规则。对焦规则指示样本154上的测量位点152的估计高度值与光学模块130的所要焦点位置之间的关系。在本发明的一个实施例中，针对样本154凭经验确定对焦规则。
在本发明的优选实施例中，将样本154在多个位点162的位点160处的估计高度值存储在EHD 208中。优选地，EHD 208中的数据库条目通过PHE 210产生。应了解，PHE 210优选可操作以存取EHD 208，从而接收样本154在位点160处的估计高度值。PHE 210优选进一步可操作以通过更新样本154在位点160处的估计高度值而修改条目EHD 208。
在本发明的优选实施例中，PHE 210在通过计量工具110测量样本154期间更新EHD208。PHE 210优选在特定测量位点152的测量及光学模块130相对于样本154沿着路径164的移动中的至少一者期间提供样本154在位点160处的经更新估计高度值。应了解，光学模块130相对于样本154沿着路径164的移动可通过光学模块130的移动或通过卡盘182(及因此样本154)的移动中的任一者实现。类似地，光学模块130相对于样本154沿着路径164的移动可通过光学模块130及卡盘182(及因此样本154)两者的移动实现。
在本发明的优选实施例中，尤其是在样本154体现为半导体装置晶片时，PHE 210至少部分基于以下中的至少一者产生样本154在多个位点162的每一位点160处的估计高度值：卡盘182的卡盘特征标记、来自经图案化晶片几何工具的输出、由制作样本154的至少一部分的制作工具输出的至少一个制作表面高度，以及旨在与位点的高度相同的至少一个额外位点的高度。
如在上文所描述，卡盘182具有独有几何形状。因此，样本154的位置(及因此样本154在位点160处的高度值)受卡盘182的卡盘特征标记影响。另外，尤其是在样本154体现为半导体装置晶片时，样本154上的位点160的高度值受样本154的曲折影响。量化样本154的曲折的一种方式是运用经图案化晶片几何工具的输出。尤其是在样本154体现为半导体装置晶片时，适用于量化样本154的曲折的典型经图案化晶片几何工具是商业上可购自美国加利福尼亚州米尔皮塔斯市的科磊公司的PWGTM经图案化晶片几何计量平台。
类似地，与样本154的高度值有关的数据通常通过制作样本154的至少一部分的制作工具输出。例如，尤其是在样本154体现为半导体装置晶片时，用于制作样本154的光刻扫描仪通常输出样本154的制作表面高度，所述制作表面高度提供在完成由光刻扫描仪执行的制作步骤之后的样本154的高度值。可用作光刻扫描仪的浸入式扫描仪是商业上可购自日本东京的尼康(Nikon)公司的NSR-S635E。
此外，PHE 210优选可操作以至少部分基于旨在与位点160的高度相同的至少一个额外位点的报告高度来产生多个位点162的每一位点160处的估计高度值。通常，尤其是在样本154体现为半导体装置晶片时，至少一个额外位点定位于以下中的至少一者上：样本154上的一或多个先前测量的切割道176、样本154上的一或多个先前测量的场178、额外样本154上的一或多个先前测量的切割道176，以及额外样本154上的一或多个先前测量的场178。
在本发明的实施例中，至少一个额外位点的报告高度通过滤波器260输出。在本发明的实施例中，尤其是在样本154体现为半导体装置晶片时，至少部分基于在样本154上的当前层的形成之前的样本154的测量产生至少一个额外位点的高度值。类似地，可完全或部分基于任何位点160的先前测量来产生所述位点160的估计高度值。例如，在本发明的一些实施例中，一或多个测量位点152被测量两次：在光学模块130在第一方向上遍历路径164时采取第一测量，且在光学模块130在第二方向上遍历路径164时采取第二测量。在此情况中，PHE 210使测量位点152的第二测量的估计高度值至少部分基于在测量位点152的第一测量期间收集的高度数据。
在本发明的一个实施例中，PHE 210包含线性估计模型，尤其例如最小均方估计(MMSE)模型。在本发明的另一实施例中，PHE 210包含非线性估计模型，尤其例如神经网络。
优选地，调节器220使用由PHE 210针对多个位点162的每一位点160产生的所要光学模块高度输出以及光学模块130的已知高度来产生用于沿着路径164的多个位点162的序列光学模块高度控制指令。
应了解，由调节器220产生的光学模块高度控制指令优选指示供驱动器222提供到OMHP 134以便使光学模块130移动到沿着路径164定位的多个位点162的每一位点160处的所要光学模块高度的序列控制输出(例如序列电流值或电压值)。
进一步应了解，光学模块130的已知高度指示光学模块130的当前高度。光学模块130的已知高度可通过调节器220存储或存取。通常，光学模块130的已知高度至少部分基于由位置传感器240产生的位置输出。在本发明的一个实施例中，光学模块130的已知高度更明确来说基于由滤波器260产生的经改善光学模块高度反馈值。
优选地，调节器220计算由PHE 210产生的所要光学模块高度输出与光学模块130的已知高度之间的差。因此，由调节器220产生的所述序列光学模块高度控制指令可用于使光学模块130从当前高度移动到沿着路径164定位的多个位点162的每一位点160处的所要光学模块高度。
在本发明的优选实施例中，调节器220是基于模型的控制器，尤其例如线性二次调节器(LQR)或线性二次高斯(LQG)调节器。
调节器220优选使用一组系统方程，所述一组系统方程是描述以下至少两者之间的关系的运动方程及/或状态方程：光学模块130、OMHP 134、位置传感器240、PHE 210、调节器220、驱动器222及滤波器260。
优选地，除光学模块130的已知高度之外，由调节器220产生的光学模块高度控制指令还至少部分基于控制努力。控制努力是驱动器222的控制输出的所需量值。应了解，由驱动器222供应到OMHP 134的电流或电压的量值与光学模块130及OC 170的运动(尤其是与其加速度)直接相关。
在本发明的优选实施例中，调节器220可存取光学模块130及OC 170的向量状态，包含其位置、速度及加速度。调节器220优选考虑驱动器222的控制输出对光学模块130的向量状态的影响，且产生不导致光学模块130的非所要向量状态的光学模块高度控制指令。更明确来说，为了产生光学模块高度控制指令，调节器220优选最小化由PHE 210产生的所要光学模块高度输出的损失函数及驱动器222的控制输出的所需量值。
优选地，MPC 230通过监测光学模块130的报告高度与光学模块130的MPC预期高度之间的差而产生系统改善值。优选地，光学模块130的报告高度至少部分基于由位置传感器240产生的位置输出。在本发明的一个实施例中，光学模块130的报告高度更明确来说基于由滤波器260产生的经改善光学模块高度反馈值。
在本发明的一个实施例中，光学模块130的MPC预期高度至少部分基于调节器220的光学模块高度控制指令。额外地或替代地，光学模块130的MPC预期高度至少部分基于驱动器222的控制输出。
由MPC 230产生的系统改善值优选为一组系统方程的参数，所述一组系统方程是描述以下至少两者之间的关系的运动方程及/或状态方程：光学模块130、OMHP 134、位置传感器240、PHE 210、调节器220、驱动器222及滤波器260。
例如，参数可尤其体现为质量、阻尼常数、弹簧常数、功率系数、电磁力、电阻率、电感及电容。通过实例，质量、阻尼常数及弹簧常数系统改善值可为OMHP 134的相应经改善质量、阻尼常数及弹簧常数值。类似地，电阻率、电感及电容系统改善值可为驱动器222及OMHP134中的任一者或两者的相应经改善电阻率、电感及电容值。
优选地，MPC 230将系统改善值传达到PHE 210、调节器220及滤波器260中的至少一者，PHE 210、调节器220及滤波器260中的所述至少一者接着在从而使用的系统方程中使用系统改善值。
优选地，滤波器260是基于模型的滤波器(例如卡尔曼(Kalman)滤波器)，其比较由位置传感器240产生的位置输出与光学模块130的滤波器预期高度，且产生经改善光学模块高度反馈值。因此，由滤波器260产生的经改善光学模块高度反馈值优选至少依据由位置传感器240产生的位置输出及光学模块130的滤波器预期高度而变化。优选地，光学模块130的滤波器预期高度依据由调节器220产生的光学模块高度控制指令及由驱动器222提供到OMHP 134的控制输出中的至少一者而变化。
滤波器260优选参考一组系统方程，所述一组系统方程是描述以下至少两者之间的关系的运动方程及/或状态方程：光学模块130、OMHP 134、位置传感器240、PHE 210、调节器220、驱动器222及滤波器260。
优选地，当滤波器260比较表示单个系统组件的单个状态的多个值(例如由位置传感器240产生的位置输出及光学模块130的滤波器预期高度)时，滤波器260进一步考虑多个值的哪一值具有更高预期准确度，且将更高相对权重指派给所述值。
滤波器260优选可操作以将经改善光学模块高度反馈值传达到PHE 210、调节器220及MPC 230中的至少一者，PHE 210、调节器220及MPC 230中的所述至少一者优选使用来自滤波器260的经改善光学模块高度反馈值作为光学模块130的高度。
应了解，虽然在图1中展示且在上文描述的经说明实例中，样本154是半导体装置晶片，但在本发明的额外实施例中，计量工具110测量除半导体装置晶片外的样本。例如，计量工具110可尤其测量完全或部分形成的液晶显示器(LCD)、镜及透镜。
所属领域的技术人员将了解，本发明不限于已在上文特定展示且描述的内容。本发明的范围包含在上文描述的各种特征的组合及子组合两者以及其修改，其全部未在现有技术中。

Claims (26)

1.一种用于扫描计量工具的自适应对焦系统，所述自适应对焦系统包括：
光学模块，其包括至少一个光学组件；
光学模块高度定位器(OMHP)；
位置传感器，其可操作以产生指示所述光学模块的高度的位置输出；
预测性高度估计器(PHE)，其可操作以：
产生样本在多个位点的每一位点处的估计高度值，所述多个位点沿着由所述光学模块相对于所述样本的移动界定的路径定位；及
针对所述位点中的每一者产生所要光学模块高度输出，所述所要光学模块高度输出至少部分基于所述位点处的所述估计高度值；
调节器，其可操作以至少部分基于所述所要光学模块高度输出及所述光学模块的已知高度产生用于所述多个位点的序列光学模块高度控制指令；
驱动器，其可操作以将序列控制输出提供到所述OMHP，所述序列控制输出基于所述序列光学模块高度控制指令；以及
模型预测控制器(MPC)，其可操作以监测所述光学模块的报告高度与所述光学模块的MPC预期高度之间的差，从而产生系统改善值，所述报告高度至少部分基于由所述位置传感器产生的所述位置输出，所述光学模块的所述MPC预期高度至少部分基于所述光学模块高度控制指令。
2.根据权利要求1所述的自适应对焦系统，且其还包括可操作以产生经改善光学模块高度反馈值的滤波器。
3.根据权利要求2所述的自适应对焦系统，且其中所述经改善光学模块高度反馈值至少依据所述位置传感器的所述位置输出及所述光学模块的滤波器预期高度而变化。
4.根据权利要求3所述的自适应对焦系统，且其中所述光学模块的所述滤波器预期高度依据所述调节器的所述光学模块高度控制指令及所述驱动器的所述控制输出中的至少一者而变化。
5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述光学模块的所述报告高度包括由所述滤波器产生的所述经改善光学模块高度反馈值。
6.根据权利要求2至5中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述滤波器可操作以将所述经改善光学模块高度反馈值反馈传达到以下中的至少一者：
所述PHE；
所述调节器；及
所述MPC。
7.根据权利要求2至6中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述系统改善值包括一组方程的参数，所述一组方程描述以下至少两者之间的关系：
所述光学模块；
所述OMHP；
所述位置传感器；
所述PHE；
所述调节器；
所述驱动器；及
所述滤波器。
8.根据权利要求2至7中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述MPC可操作以将所述系统改善值传达到以下中的至少一者：
所述PHE；
所述调节器；及
所述滤波器。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其还包括估计高度数据库(EHD)，且其中所述PHE可操作以存取及修改所述EHD。
10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述PHE在以下中的至少一者期间更新所述估计高度值：
所述测量位点的测量；及
所述光学模块相对于所述样本的移动。
11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述估计高度值包括半导体装置晶片在所述位点处的表面高度，且其中所述PHE至少部分基于以下中的至少一者产生所述估计高度值：
卡盘特征标记；
来自经图案化晶片几何工具的输出；
由制作所述晶片的至少一部分的制作工具输出的至少一个制作表面高度；及
旨在与所述位点的高度相同的至少一个额外位点的报告高度。
12.根据权利要求11所述的自适应对焦系统，且其中所述额外位点包括定位于以下中的至少一者上的至少一个位点：
所述晶片上的一或多个先前测量的切割道；
所述晶片上的一或多个先前测量的场；
额外晶片上的一或多个先前测量的切割道；及
额外晶片上的一或多个先前测量的场。
13.根据权利要求11所述的自适应对焦系统，且其中至少部分基于在所述晶片上的当前层的形成之前的所述晶片的测量产生所述至少一个额外位点的所述高度的值。
14.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述PHE包括线性估计模型。
15.根据权利要求14所述的自适应对焦系统，且其中所述线性估计模型包括最小均方估计(MMSE)模型。
16.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述PHE包括非线性估计模型。
17.根据权利要求16所述的自适应对焦系统，且其中所述非线性估计模型包括神经网络。
18.根据权利要求1至17中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述光学模块高度控制指令进一步基于所述控制输出的所需量值。
19.根据权利要求1至18中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述调节器包括以下中的一者：
线性二次调节器(LQR)；及
线性二次高斯(LQG)调节器。
20.根据权利要求1至19中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述系统改善值包括以下中的至少一者：
质量；
阻尼常数；
弹簧常数；
功率系数；
电磁力；
电阻率；
电感；及
电容。
21.根据权利要求1至20中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述MPC预期高度至少部分基于所述控制输出。
22.根据权利要求1至21中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中位点处的实际光学模块高度与所述位点处的所述所要光学模块高度输出之间的差小于25nm。
23.根据权利要求1至22中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中：
所述光学模块在第一测量位点处具有第一对焦操作定向；
所述光学模块在第二测量位点处具有第二对焦操作定向；及
所述光学模块可操作以在小于2毫秒的时间内在所述第一对焦操作定向与所述第二对焦操作定向之间移动。
24.根据权利要求1至23中任一权利要求所述的自适应对焦系统，且其中所述OMHP汲取小于0.1W的平均功率及小于2W的最大功率。
25.一种扫描计量系统，其包括：
扫描计量工具，其包括自适应对焦系统，所述自适应对焦系统包括：
光学模块，其包括至少一个光学组件；
光学模块高度定位器(OMHP)；
位置传感器，其可操作以产生指示所述光学模块的高度的位置输出；
预测性高度估计器(PHE)，其可操作以：
产生样本在多个位点的每一位点处的估计高度值，所述多个位点沿着由所述光学模块相对于所述样本的移动界定的路径定位；以及
针对所述位点中的每一者产生所要光学模块高度输出，所述所要光学模块高度输出至少部分基于所述位点处的所述估计高度值；
调节器，其可操作以至少部分基于所述所要光学模块高度输出及所述光学模块的已知高度产生用于所述多个位点的序列光学模块高度控制指令；
驱动器，其可操作以将序列控制输出提供到所述OMHP，所述序列控制输出基于所述序列光学模块高度控制指令；以及
模型预测控制器(MPC)，其可操作以监测所述光学模块的报告高度与所述光学模块的MPC预期高度之间的差，从而产生系统改善值，所述报告高度至少部分基于由所述位置传感器产生的所述位置输出，所述光学模块的所述MPC预期高度至少部分基于所述光学模块高度控制指令。
26.根据权利要求25所述的扫描计量系统，且其中所述扫描计量工具包括以下中的一者：
配准错误计量工具；
临界尺寸及形状计量工具；
薄膜计量工具；及
缺陷检验计量工具。
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