CN117991594A - 控制焦点的套刻测量装置和方法以及用于其的程序 - Google Patents

控制焦点的套刻测量装置和方法以及用于其的程序 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于控制焦点的套刻测量装置和方法以及用于其的程序。为了实现该目的，根据本发明的一实施例的用于控制焦点的套刻测量装置，其可以包括：物镜；存储器；透镜焦点致动器，通过使所述物镜进行动作来调节与晶圆的距离；以及处理器，用于控制所述存储器和所述透镜焦点致动器的操作，其中，所述处理器可以配置为在所述晶圆的每个位点上获取第一高度值，并且将获取到的所述第一高度值与相应的位点进行匹配并存储，而且在针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，基于相应位点的已存储的第一高度值来控制所述透镜焦点致动器，从而控制所述物镜的Z轴移动。

Description

控制焦点的套刻测量装置和方法以及用于其的程序
技术领域
本发明涉及用于控制焦点的套刻测量装置和方法以及用于其的程序。
背景技术
通常，随着技术的发展，用于测量(计测)晶圆(wafer)特性的半导体晶圆大小变小，测量装置的集成电路的密度增加。为了在晶圆上形成集成电路，需要经过很多制造过程以在特定位置上依次形成所需的电路结构和要素。这种制造过程允许在晶圆上依次生成图案化了的层。
通过这种重复的层压工艺在集成电路中产生电激活了的图案。此时，如果在生产工艺中各个结构未在允许的误差范围内对齐，则在电激活了的图案之间会发生干扰，这种现象可能会导致在已制造的电路的性能和可靠性的方面上出现问题。为了测定和验证这些层之间的对准误差，使用一种套刻测定工具。
常见的套刻测量和方法对两个层之间的对准是否处在允许的误差范围内进行测定以及验证。其中的一种方法是在基板上的特定位置上形成被称为套刻标记的结构物，并利用光学图像获取装备来拍摄该结构物的照片，由此测量套刻。
为了进行这种测定，在现有技术中，使工件台在XY轴(即，X轴和Y轴)方向上移动，然后使物镜在Z轴方向上移动。
然而，对于这种传统方法而言，由于将工件台在XY轴上移动到待测定的位点后，根据通过自动对焦系统(Auto Focus，AF)来测量的高度而将物镜在Z轴方向上进行调整，故存在如下问题：针对晶圆的测量时间(例如：移动获取测量(Move Acquire Measure，MAM)时间(time))增加，并由此导致作业性能下降。
因此，需要预先预测晶圆的每个位点上的高度，由此同时执行工件台的移动和物镜的移动，从而缩短针对晶圆的测量时间。
发明内容
发明要解决的技术问题
因此，本发明提供一种用于控制焦点的套刻测量装置和方法以及用于其的程序。
并且，本发明提供一种同时执行工件台的移动和物镜的移动的套刻测量装置和方法以及用于其的程序。
本发明的目的并不局限于以上提及的目的，本发明中未提及的其他目的和优点可以通过以下的说明得以被理解，并且通过本发明的实施例将更清楚地被理解。另外，显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过权利要求书中记载的手段和其组合来实现。
用于解决技术问题的手段
为了实现这种目的，根据本发明的一实施例的用于控制焦点的套刻测量装置包括：物镜；存储器；透镜焦点致动器，其通过使所述物镜进行动作来调节与晶圆之间的距离；以及处理器，其用于控制所述存储器和所述透镜焦点致动器的操作，其中，所述处理器可以配置为：在所述晶圆的每个位点上获取第一高度值，并且将获取到的所述第一高度值与相应的位点进行匹配并存储，当针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，基于所存储的相应位点的第一高度值来控制所述透镜焦点致动器，从而控制所述物镜的Z轴移动。
并且，根据本发明的一实施例的用于控制套刻测量装置的焦点的方法包括：在晶圆的每个位点上获取第一高度值的过程；将获取到的第一高度值与相应的位点进行匹配并存储的过程；以及，当针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，基于所存储的相应位点的第一高度值来控制物镜的Z轴移动的过程。
并且，根据本发明的一实施例的记录有用于存储多个指令的程序的计算机可读存储介质中，所述多个指令用于控制套刻测量装置的焦点，其中，所述程序包括：用于在晶圆的每个位点上获取第一高度值的多个指令；将获取到的所述第一高度值与相应的位点进行匹配并存储的多个指令；以及，当针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，基于所存储的相应位点的第一高度值来控制物镜的Z轴移动的多个指令。
发明效果
在本发明中，在晶圆的每个位点上获取第一高度值，当开始对晶圆的每个位点进行初始测量时，基于在相应位点上的存储(获取)的第一高度值来控制物镜的Z轴移动，从而能够缩短针对晶圆的测量时间。
并且，在本发明中，可以同时执行放置有晶圆的工件台的XY轴移动和物镜的Z轴移动，从而能够缩短测量时间，进而提高作业性能。
并且，在本发明中，在基于第一高度值而结束物镜的Z轴移动的状态下，获取与晶圆相关的第二高度值，并且对所述第一高度值与所述第二高度值的差值进行建模，由此能够基于所述预测到的高度值来在下一个位点上有效地控制物镜的Z轴移动。
并且，在本发明中，将在晶圆的当前位点上获取到的高度值存储于存储器，或者为了测定下一个位点上的高度值而更新，从而将在当前位点上获取到的高度值应用到下一个位点，进而能够事先预测物镜的Z轴移动。
并且，在本发明中，将在晶圆的当前位点上获取到的高度值存储于存储器，或者为了测定下一个位点上的高度值而更新，从而即便在晶圆之间存在有较多的变化以及存在有由测量装置的硬件条件所产生的Z轴差值，也能够提高预测性能。
除了上述效果之外，以下将说明用于实施本发明的具体事项，并记述本发明的具体效果。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的套刻测量装置的概念图。
图2是示出根据本发明的一实施例的预测与晶圆的位点相关的高度值的过程的顺序图。
图3是示出根据本发明的一实施例的基于与晶圆的位点相关的高度值的预测来测量晶圆的过程的顺序图。
图4是示出根据本发明的一实施例的晶圆放置在工件台上的状态的示例图。
附图标记说明
100：套刻测量装置 110：光源
112：第一分束器 113：第一反射镜
114：第一滤色器 115：第二滤色器
116:光束组合器 117:第二反射镜
118：中继透镜 120：物镜
121：偏振滤光器 122：λ波片
124：第三分束器 125：透镜焦点致动器
127：光学元件 130：第二分束器
131：第一检测器 132：变焦镜头
133：第二检测器 134：焦点致动器
151：光圈 161：自动对焦系统(AF)
170：处理器 180：存储器
具体实施方式
以下将参照附图详细说明上述目的、特征和优点，据此本发明所属领域的技术人员将能够容易地实施本发明的技术思想。在说明本发明时，如果确定与本发明相关的已知技术的具体说明可能不必要地模糊本发明的主旨，则将省略详细说明。在下文中，将参照附图详细说明根据本发明的优选实施例。在附图中，相同的附图标记用于表示相同或相似的构成要素。
尽管第一、第二等用于描述多种构成要素，但这些构成要素应当不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个构成要素和其他构成要素，并且除非另有说明，否则第一构成要素应当可以是第二构成要素。
在下文中，任意构成配置在构成要素的“上部(或下部)”或构成要素“上(或下)”不仅意味着任意构成以与所述构成要素的上面(或下面)接触的方式配置，还意味着在所述构成要素和配置所述构成要素上(或下)的任意构成之间可以插入其他构成。
并且，当记载为某个构成要素被“连接”、“结合”或“接合”到其他构成要素时，其应当被理解为，所述构成要素可以彼此直接连接或接合，但每个构成要素也可以通过其他构成要素“连接”、“结合”或“接合”。
在说明书全文中，除非另有说明，否则每个构成要素可以是单数，也可以是复数。
除非上下文另有明确规定，否则本说明书中使用的单数的表达包括复数的表达。在本申请中，诸如“由...组成”或“包括”等术语不应被解释为必须全部包括说明书中记载的多个构成要素或多个步骤，而应被解释为可以不包括其中的部分构成要素或部分步骤，或者可以进一步包括额外的构成要素或步骤。
在说明书全文中，当使用“A和/或B”时，除非另有说明，否则表示A、B或者A和B，并且当使用“C至D”时，除非另有说明，否则表示C以上且D以下。
在下文中，将说明根据本发明一实施例的用于控制焦点的套刻测量装置和方法以及用于其的程序。
图1是根据本发明的一实施例的套刻测量装置的概念图。
参照图1，根据本发明的一实施例的套刻测量装置100是，用于测量形成于晶圆140上所形成的彼此不同的层的第一套刻标记OM1和第二套刻标记OM2之间的误差的装置。
例如，第一套刻标记OM1可以是形成在前一层(previous layer)上的套刻标记，第二套刻标记OM2可以是形成在当前层(current layer)上的套刻标记。套刻标记形成在划道(scribe lane)中，同时在模具(die)区域形成用于形成半导体装置的层。例如，第一套刻标记OM1可以与绝缘膜图案一起形成，第二套刻标记OM2可以与形成在绝缘膜图案上的光刻胶(ph otoresist)图案一起形成。
在这种情况下，第二套刻标记OM2露出到外部，但第一套刻标记OM 1是被光刻胶层遮挡的状态，并且由氧化物制成，所述氧化物的光学特性与由光刻胶材料制成的第二套刻标记OM2不同。并且，第一套刻标记OM1和第二套刻标记OM2的焦平面可以根据设定而相同，或者可以设定为不同。
根据本发明的一实施例的套刻测量装置100包括光源110、第一分束器(beamsplitter)112、第一反射镜113、第一滤色器(color filter)114、第二滤色器115、光束组合器(beam combiner)116、第二反射镜117、中继透镜(relay lens)118、偏振滤光器121、光圈151、第二检测器133、焦点致动器134、变焦镜头(zoom lens)132、第一检测器131、第二分束器130、光学元件127、第三分束器124、λ波片122、物镜120、透镜焦点致动器125、光圈151、自动对焦系统(Auto Focus，AF)161、处理器170和存储器180。
图1示出根据一实施例的套刻测量装置100的构成，并且套刻测量装置100的构成要素不限于图1所示的实施例，可以根据需求添加、更换或删除部分构成要素。例如，套刻测量装置100可以包括用于存储多个指令、程序、逻辑等的存储器180，以通过处理器170控制套刻测量装置100的每个构成的操作。
根据一实施例，作为光源110，可以使用卤素灯、氙气灯、超连续谱激光器(supercontinuum laser)、发光二极管、激光感应灯(laser induced la mp)等。
根据一实施例，第一分束器112起到用于将从光源110出射的光束分离为两条光束的作用。第一分束器112使从光源110出射的光束的一部分透射并使其另一部分反射，由此将从光源110出射的光束分离为两条光束。
根据一实施例，第一反射镜113设置在第一分束器112和第二滤色器115之间，并且改变光束的路径，使得被第一分束器112反射的光束射向第二滤色器115。
根据一实施例，第一滤色器114起到用于将被第一分束器112分离的光束中的穿透第一分束器112的光束的中心波长和带宽调节为适合于获取形成在当前层上的第二套刻标记OM2的图像的作用。滤色器可以利用滤光轮(filter wheel)、线性平移装置和鳍状(flipper)装置中的至少一个。
根据一实施例，第二滤色器115起到用于将被第一分束器112分离的光束中的被第一分束器112反射的光束的中心波长和带宽调节为适合于获取形成在前一层的第二套刻标记OM2的图像的作用。在本发明中，第一滤色器和第二滤色器可以用多种类型的滤光器代替。并且，滤色器可以包括滤光轮、线性平移装置和鳍状装置中的至少一个。
根据一实施例，光束组合器(beam combiner)116起到用于组合穿过第一滤色器114和第二滤色器115的光的作用。通过第一滤色器114的光透射光束组合器116，而对于穿过第二滤色器115的光束而言，在光束的路径被第二反射镜117改变为朝向光束组合器116之后，被光束组合器116反射，由此重新与穿过光束组合器116的光束组合，然后穿过光圈151。
根据一实施例，光圈151起到用于将透射光束组合器的光束改变为适合捕获第一套刻标记1的形状的作用。
根据一实施例，第二检测器133用于检测被第二分束器130反射的光束。第二检测器133设置在焦点致动器(focus actuator)134中，由此调节第二分束器130与第二检测器133之间的距离。第二检测器133获取第一套刻标记OM1的图像。
根据一实施例，第一检测器131用于检测穿过第二分束器130的光束。第一检测器131可以获取第二套刻标记OM2的图像。
或者，根据用户设定，第二检测器可以不操作，仅通过第一检测器获取第一套刻标记OM1和第二套刻标记OM2的图像。
根据一实施例，变焦镜头132设置在第二分束器130与焦点致动器134之间。变焦镜头132起到：从焦点致动器134接收第二检测器133的位置变化值，并且基于该变化值来使第二套刻标记OM2图像和第一套刻标记OM1图像的倍率一致的作用。根据第一套刻标记OM1与第二套刻标记OM2之间的高度差，第二检测器133和第二分束器130之间的光路距离不同于第一检测器131和第二光束之间的光路距离，因而从第一检测器131获取到的图像和从第二检测器133获取到的图像的倍率可能会彼此不同。为了测定准确的套刻误差，应使倍率一致。
根据一实施例，第二分束器130起到用于将由物镜120收集到的光束分离为两条光束的作用。第二分束器130可以包括管式分束器和双色向滤光器(dichroic filter)。双色向滤光器是一种用于使特定波长的光束透射的滤光器。被物镜120收集到的光束经λ波片122、第三分束器124和光学元件127，并被第二分束器130分离为两条光束。即，被分离为适合于检测第一套刻标记OM1的光束和适合于检测第二套刻标记OM2的光束。
根据一实施例，所述光学元件127可以包括热镜(hot mirror)和冷镜(coldmirror)。
根据一实施例，第三分束器124起到用于将通过光束组合器116来组合的光束再次分离为两条光束的作用。被光束组合器116组合的光束经过中继透镜118和偏振滤光器121，并在第三分束器124以偏振的状态分离为两条光束。
根据一实施例，物镜120起到用于将被由光束组合器116组合之后被第三分束器124反射，然后再经λ波片122而进行了圆偏振的光束聚光到晶圆140的测定位置上，并且收集在测定位置上被反射的光束的作用。物镜120设置于透镜焦点致动器(lens focusactuator)125。
根据一实施例，透镜焦点致动器125可以调节物镜120与晶圆140之间的距离，由此使焦平面调节成位于第一套刻标记OM1或第二套刻标记OM2。透镜焦点致动器125可以在处理器170的控制下向晶圆方向(例如，Y方向)垂直移动物镜120，由此调节焦点距离。
根据一实施例，当透镜焦点致动器125调节焦平面时，不仅可以在当前层或前一层的位置上调节焦点，还可以在其他位置上调节焦点距离。
根据一实施例，光学元件配置为相对于穿过分束器的光束的路径形成45°。这是为了向自动对焦模块发送光束的，其特征在于，反射长波长的光束并且透射短波长的光束，或者反射短波长的光束并且透射长波长的光束。光学元件可以由热镜或冷镜中的一个构成。
根据一实施例，自动对焦模块(Auto Focus Module)用于调节焦点，并且起利用激光来检测物镜与晶圆之间的距离的作用。即，起到用于计算由检测器焦点位置的变化所产生的相位差的作用。自动对焦模块可以使用相位差方式的自动对焦传感器模块。例如，当从自动对焦传感器模块获取的焦点与“标准焦点”一致时，由传感器计算出的相位差值可以是0；当不一致时，则根据焦点的位置，可以是+值或-值。“标准焦点”是指基于在传感器中成像的信号而确定的第一检测器或第二检测器、自动对焦传感器的焦点。“标准焦点”可以与适合于获取实际对准图像的“测定焦点”一致，但在第一套刻标记OM1和第二套刻标记OM2之间的高度差较大时，大部分则彼此不同。
自动对焦传感器通过在晶圆的测定区域反射的反射光来获取基于焦点位置的信号，并且其特征在于，调节致动器来调节焦点位置，所述致动器用于调节晶圆的测定区域与物镜之间的距离。
根据一实施例，存储器180可以存储与套刻测量装置100的至少一个其他构成要素相关的命令或数据。存储器180可以存储与晶圆的每个位点相关的高度值以及与相应的位点的位置相关的信息，并且获取并存储这种信号时所需的多个指令、算法、程序和软件中的至少一部分。
并且，存储器180可以存储基于在套刻测量装置100中预设的设定值、以及处理器170的操作而生成的数据(例如，高度值和位置信息等)。
并且，存储器180可以存储在第一晶圆上测定的位置，并且这种被存储的位置可以在预先移动到第一晶圆之后的第二晶圆的想要测定的位置上时使用。
并且，存储器180可以存储能够实行套刻测量装置100可执行的多种功能的多个指令。
根据一实施例，处理器170获取放置在工件台190上的晶圆的每个位点上的高度值(例如：物镜与位点之间的距离、第一高度值)，并且可以将获取到的所述第一高度值与相应的位点的位置信息(例如：对应位点在晶圆上的位置)进行匹配并存储。处理器170可以通过控制自动对焦系统(Auto Focus，AF)161来测定放置在工件台190上的晶圆的每个位点上的高度值。
根据本发明的一实施例，为了缩短针对晶圆的测定时间，处理器170将第一晶圆(例如，第一个晶圆)的测定位置存储于存储器180，并且在对第二晶圆(例如，在第一晶圆之后测定的晶圆)进行测定时，可以将物镜移动到所存储的所述第一晶圆的测定位置并进行测定。
例如，当确定第一晶圆的测定位置时，使用激光，并且该测定位置通过自动对焦板(AutoFocus Board)实时地传送到图形界面程序(GUI Prog ram)并记录。
之后，从第二晶圆开始基于已记录的测定位置而预先移动物镜，并且通过执行自动聚焦来校正第一晶圆和第二晶圆之间的测定位置差。并且，与第二晶圆相关的测定位置值也通过自动对焦板实时地传送到图形界面程序(GUI Program)。
并且，处理器170可以基于这种信息来执行用于校正第一晶圆和第二晶圆之间的差值的算法。
以下，基于一个晶圆中的多个位点之间的高度来记述了物镜的Z轴移动，但这仅为实施例，在本发明中，也可以应用于多个晶圆之间(例如：第一晶圆和第二晶圆)。
在一个晶圆上形成有多个场，在一个场(field)中可以存在有多个(例如：四个)位点。并且，处理器170可以在每个位点上获取高度值和与相应位点的位置相关的信息。处理器170可以将获取到的高度值和与位置相关的信息进行匹配，并将其存储于存储器180。
例如，所述存储器180可以存储有表格，所述表格包括与晶圆的每个位点相关的坐标、与每个位点的坐标相对应的样品高度、预测高度、测定高度和Z轴的移动值。以下[表1]是示出这种表格的示例图。
[表1]
X Y 样品高度 预测高度 当前高度 Z轴移动值
0 0 99 100 99->100
0 1 100 100 100->100
... ... ... ... ... ...
N N 98 100 101 100->101
如[表1]所示，例如，当XY坐标为(0，0)的位点的样品高度为99，而实际高度为100时，物镜的Z轴则移动对应于1(即，100-99)的距离。同理，当XY坐标为(0，1)的位点的样品高度为100，而实际高度为100时，物镜的Z轴则不移动。
如此，处理器170测定与每个位点的每个坐标相关的样品高度和实际高度，并将其记录于所述表格。
此后，当在XY坐标为(N，N)的位点的样品高度为98的状态下，预测高度为100，而实际高度为101时，物镜的Z轴则移动对应于1(即，101-100)的距离。其中，XY坐标为(N，N)时的预测高度(即，100)是对前面的数据进行建模的值。
为此，处理器170可以执行：获取与晶圆的样品位点相关的高度值和对应于该高度值的样品位点的位置信息，并将其存储于存储器180的取样操作(即，前面(先行)的过程)。通过这种取样操作，可以获取与样品位点相关的0度至180度处的高度值。
根据一实施例，当开始对晶圆的每个位点进行初始测定(即，在前面的过程之后，利用预测高度来调节针对位点的焦点距离的过程)时，处理器170可以基于存储的相应位点的第一高度值来控制透镜焦点致动器125，从而控制物镜120的Z轴移动。
处理器170可以使放置有晶圆的工件台190沿XY轴进行移动，并且控制物镜120的Z轴移动。例如，处理器170可以同时控制工件台190的XY轴移动和物镜120的Z轴移动。换言之，处理器170可以控制工件台190的XY轴移动的同时调节物镜120的焦点距离。
如此，在本发明中，通过缩短物镜120的移动距离来能够有效地缩短用于测量位点的时间(例如：移动获取测量(Move Acquire Measure，MA M)时间(time))。
根据一实施例，处理器170可以在物镜120的Z轴移动结束的状态下，获取与晶圆(例如，晶圆的相应位置)相关的第二高度值，并且通过对第一高度值与第二高度值的差值进行建模来预测下一个位点上的高度值。所述建模可以是指用于预测下一个位点上的高度值。例如，处理器170可以利用在当前位点上测定的距离值来预测下一个位点上的距离值。并且，处理器170可以确认是否在由这种预测而获取到的高度值中存在错误。对于建模而言，不仅包括基于最小二乘法(Least Square Method)的建模，还可以包括多种建模。
并且，处理器170可以基于所述预测的高度值而在下一个位点上对物镜120的Z轴移动进行控制。例如，为了识别下一个位点上的图案，处理器170可以利用所述预测的高度值来调节物镜120的焦点距离。
如此，对于包括在晶圆中所构成的多个场中的每一个场的多个位点中的每一个位点，处理器170通过将在当前位点上获取到的高度值应用到下一个位点，从而同时对工件台190的XY轴移动和物镜120的Z轴移动进行控制。
或者，处理器170可以通过将在当前晶圆上获取到的高度值应用到下一个晶圆，从而同时控制工件台190的XY轴移动和物镜120的Z轴移动。由此，在本发明中，能够有效地缩短用于测量位点的时间(例如：MAM时间(MAM Time))。
并且，处理器170可以执行如下过程，即，在同时执行工件台190的XY轴移动和物镜120的Z轴移动之后，利用与晶圆相关的图案识别单元(Pattern Recognition Unit，PRU)并控制工件台190的XY轴移动来将测定目标移动到视场(FOV)图像的中心的过程(例如：PRU捕获(PRU Grab))。并且，为了执行FOV图像的测定，处理器170可以执行控制物镜120的Z轴移动的过程(例如，测定焦点移动(Measure Focus Move))，之后执行测量过程(例如，测定(Measure))。
根据一实施例，处理器170可以包括Z轴控制器和XY轴控制器，所述Z轴控制器能够控制基于透镜焦点致动器125的控制的物镜120的焦点距离(例如：Z轴移动)，所述XY轴控制器能够控制工件台190的移动。并且，处理器170可以对每个位点存储逻辑，所述逻辑能够对物镜120及工件台190移动之前的第一高度值和物镜120及工件台190移动之后的第二高度值的差值进行建模。
并且，这种处理器170可以在套刻测量装置中单独构成，或者也可以被程序化并存储于其他构成要素。
如上所述，处理器170在所述晶圆的每个位点上获取第一高度值，并且将所述获取到的第一高度值与相应的位点匹配并存储，并且在针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，可以基于所存储的相应位点上的第一高度值来控制透镜焦点致动器，从而控制所述物镜的Z轴移动。
并且，处理器170获取与第一晶圆相关的第一位置信息，并且将所述获取到的第一位置信息存储于存储器，并且在针对第一晶圆之后的第二晶圆的初始测量开始时，可以基于所存储的相应位点上的第一高度值来控制所述透镜焦点致动器，从而控制所述物镜的Z轴移动。
根据一实施例，所述处理器170可以同时对放置有所述第二晶圆的工件台的XY轴移动和所述物镜的Z轴移动进行控制。
根据一实施例，所述处理器170可以在所述物镜的Z轴移动结束的状态下获取与所述第二晶圆相关的第二位置信息，并且对所述第一位置信息的第一高度值和所述第二位置信息的第二高度值的差值进行建模，由此预测所述第二晶圆之后的第三晶圆的第三高度值，而且基于所述预测到的第三高度值而在所述第三晶圆中控制所述物镜的Z轴移动。
如上所述，在本发明中，不仅可以基于与一个晶圆的每个位点相关的高度值来调节物镜的位置，而且在获取与第一晶圆相关的第一位置信息并存储于存储器之后，当针对所述第一晶圆之后的第二晶圆的初始测量开始时，还可以基于所述存储的第一位置信息来控制所述物镜的Z轴移动。
以下，基于一个晶圆中的与每个位点相关的高度值而记述了调节物镜位置的内容，但这仅为实施例，当利用与第一晶圆相关的第一位置信息来开始进行针对所述第一晶圆之后的第二晶圆的初始测量时，可以基于所述第一位置信息来控制物镜的Z轴移动。
图2是示出根据本发明的一实施例的预测与晶圆的位点相关的高度值的过程的顺序图。
以下，参照图1和图2，详细说明根据本发明的一实施例的预测与晶圆的位点相关的高度值的过程如下。
根据一实施例，处理器170可以获取晶圆的每个位点上的第一高度值，并将其存储于存储器180(步骤S210)。处理器170可以获取放置在工件台190上的晶圆的每个位点的高度值(例如，物镜120和位点之间的距离)。并且，处理器170可以将所述获取到的高度值(例如，第一高度值)与相应位点的位置信息(例如，晶圆上的相应位点的位置)进行匹配并存储于存储器180。
根据一实施例，处理器170可以同时对位点上的工件台190的XY轴移动和物镜120的Z轴移动进行控制(步骤S212)。处理器170可以控制工件台190和透镜焦点致动器125，以同时执行如下过程：即，用于使放置有晶圆的工件台190沿XY轴进行移动的过程、以及用于使基于存储在存储器180中的高度值和位置信息的物镜120沿Z轴进行移动的过程。
如此，处理器170可以同时对工件台190的XY轴移动和利用透镜焦点致动器125的控制的物镜120的Z轴移动进行控制。换言之，处理器170可以将工件台190沿XY轴进行移动的同时，可以将物镜120沿Z轴进行移动，从而调节针对位点的焦点距离。
根据一实施例，处理器170可以在移动的位置上获取位点的第二高度值(步骤S214)。在工件台190的XY轴移动和物镜120的Z轴移动同时结束后，处理器170在工件台190和物镜120进行移动的位置上获取位点的第二高度值。例如，所述第二高度值可以大于或小于所述第一高度值。
并且，处理器170可以将所述第二高度值和与相应位点相关的位置信息存储于存储器180。
根据一实施例，处理器170可以在每个位点上对第一高度值和第二高度值之间的差值进行建模，由此预测位点的高度值(步骤S216)。在物镜120的Z轴移动结束后，处理器170获取与晶圆的相应位点相关的第二高度值，并且对物镜120的Z轴移动之前的第一高度值和所述第二高度值的差值进行建模，从而预测下一个位点的高度值。
图3是示出根据本发明的一实施例的基于与晶圆的位点相关的高度值的预测来测量晶圆的过程的顺序图。图4是示出根据本发明的一实施例的晶圆放置在工件台上的状态的示例图。
以下，参照图1、图3和图4，详细说明根据本发明的一实施例的基于与晶圆的位点相关的高度值的预测来测量晶圆的过程如下。
根据一实施例，当晶圆140被放置在工件台190上时，处理器170可以获取晶圆140的每个位点坐标上的第一高度值(步骤S310和步骤S312)。当晶圆140被放置在工件台190上时，处理器170可以控制工件台190的XY轴移动，并且控制透镜焦点致动器125，由此使物镜120位于位点的上部。并且，处理器170可以获取与要测定的相应位点相关的高度值以及与其相对应的样品位点上的位置信息。
参照图4，多个场410配置在晶圆140上，并且每个场410可以以彼此不重叠的方式配置在晶圆140上。并且，每个场410包括多个位点411、412、413、414，每个位点(site)可以是能够获取FOV图像的点(point)。
根据一实施例，处理器170可以将所述获取到的第一高度值与相应的位点进行匹配并存储(步骤S314)。在一个晶圆上形成有多个场，并且在一个场中可以存在多个(例如，四个)位点。处理器170可以将这种晶圆的与每个位点相关的高度值与用于表示晶圆上的相应位点的配置位置的信息进行匹配，并将其存储于存储器180。
如此，处理器170执行如下取样操作(即，前面的过程)：获取晶圆140的与样品位点相关的高度值以及与其相对应的样品位点上的位置信息，并将其存储于存储器180的取样操作。
根据一实施例，当针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，可以基于所存贮的相应位点上的第一高度值来控制物镜的Z轴移动(步骤S316、步骤S318)。当针对晶圆140的每个位点的初始测量(即，在前面的过程之后，利用预测高度来调节针对位点的焦点距离的过程)开始时，基于所存储的第一高度值来控制透镜焦点致动器125，从而控制物镜120的Z轴移动。
例如，当初始测量开始时，处理器170控制工件台190的XY轴移动，然后通过控制透镜焦点致动器125来使物镜120基于第一高度值而位于位点的上部。或者，处理器170可以控制工件台190和透镜焦点致动器125，以同时执行工件台190的XY轴移动和物镜120的Z轴移动。由此，处理器170可以控制工件台190的XY轴移动的同时调节物镜120的焦点距离。
根据一实施例，处理器170可以在物镜120进行移动的位置上获取位点的第二高度值(步骤S320)。处理器170可以控制透镜焦点致动器125的操作(动作)，使得物镜120的焦点距离变为第二高度值。并且，当物镜的焦点距离通过控制透镜焦点致动器125的操作来被调节时，处理器170可以在物镜120进行移动的位置上获取位点的第二高度值。例如，处理器170可以将位点的第二高度值存储于存储器180。
如此，处理器170可以在前面(先前)的过程之后，调节物镜120的焦点距离，从而结束初始测量过程。
根据一实施例，处理器170可以通过在每个位点上对所述第一高度值和所述第二高度值之间的差值进行建模来预测下一个位点的高度值(步骤S322)。处理器170可以利用在前面的过程中获取到的第一高度值和在初始测量过程中获取到的第二高度值来预测与下一个位点相关的高度值、即焦点距离。
例如，处理器170从前面的过程中获取到的第一高度值减去初始测量过程中获取到的第二高度值，并将减去后的高度值反映到下一个位点的高度值中，从而能够预测与下一个位点相关的焦点距离。或者，处理器170从初始测量过程中获取到的第二高度值减去前面的过程中获取到的第一高度值，并将减去后的高度值反映到下一个位点的高度值中，从而能够预测与下一个位点相关的焦点距离。
根据一实施例，处理器170可以在基于预测的所述高度值来控制物镜的Z轴移动之后，测量晶圆(步骤S324)。处理器170将减去后的高度值反映到下一个位点的高度值中，并控制物镜120的Z轴移动，从而调节焦点距离，然后执行针对晶圆140的相应位点的测量。
并且，处理器170可以在基于预测的所述高度值来控制物镜的Z轴移动之后，利用针对晶圆的PRU(图案识别单元)来控制工件台190的XY轴移动，从而将测定目标移动到FOV图像的中心。并且，为了执行针对FOV图像的测定，处理器170可以通过控制物镜120的Z轴移动来执行测定过程。
如上所述，在本发明中，事先预测物镜120的相对于晶圆的位点的焦点距离，然后将所述预测的焦点距离反映到工件台190的XY轴移动和物镜120的焦点距离中，从而能够有效地缩短用于测量下一个位点的时间(例如：移动获取测量时间(MAM Time))。
上述各个顺序图中的各个步骤可以与所示顺序无关地操作，或者可以同时进行。并且，本发明的至少一种构成要素以及在该至少一种构成要素种进行至少一种操作可由硬件和/或软件实现。
如上所述，参照图示的附图对本发明进行了说明，但显而易见的是，本发明不限于本说明书中公开的实施例和附图，而是可以在本发明的技术思想的范围内由本领域技术人员进行各种修改。并且，虽然在说明本发明的实施例时，没有通过明确的记载来说明根据本发明的构成的作用效果，但是也应当承认由于该构成而可预期的效果。

Claims (21)

1.一种套刻测量装置，其用于控制焦点，其中，包括：
物镜；
存储器；
透镜焦点致动器，通过使所述物镜进行动作来调节与晶圆的距离；以及
处理器，用于控制所述存储器和所述透镜焦点致动器的操作，
所述处理器配置为：
在所述晶圆的每个位点上获取第一高度值；
将获取到的所述第一高度值与相应的位点进行匹配并存储；
当针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，基于相应的位点的已存储的第一高度值来控制所述透镜焦点致动器，以控制所述物镜的Z轴移动。
2.根据权利要求1所述的套刻测量装置，其中，
所述处理器配置为同时控制放置有所述晶圆的工件台的XY轴移动和所述物镜的Z轴移动。
3.根据权利要求1所述的套刻测量装置，其中，
所述处理器配置为：
在所述物镜的Z轴移动结束的状态下，获取与所述晶圆相关的第二高度值；
通过对所述第一高度值与所述第二高度值的差值进行建模来预测下一个位点的高度值；
基于预测的所述高度值在所述下一个位点上控制所述物镜的Z轴移动。
4.根据权利要求1所述的套刻测量装置，其中，
所述处理器配置为：
将在所述晶圆的当前位点上获取到的高度值存储于所述存储器；
通过将在所述当前位点上获取到的高度值应用于下一个位点来控制所述物镜的Z轴移动。
5.根据权利要求2所述的套刻测量装置，其中，
所述处理器配置为在所述工件台的XY轴移动时调节所述物镜的焦点距离。
6.根据权利要求1所述的套刻测量装置，其中，
所述处理器配置为：
对于所述晶圆的多个场中的每一个场所包括的多个位点中的每一个位点，将在当前位点上获取到的高度值应用于下一个位点，以控制所述物镜的Z轴移动。
7.根据权利要求3所述的套刻测量装置，其中，
所述第一高度值和所述第二高度值分别基于由相应的位点上的焦点位置发生变化而产生的相位差来计算。
8.一种用于控制套刻测量装置的焦点的方法，其中，包括：
在晶圆的每个位点上获取第一高度值的过程；
将获取到的所述第一高度值与相应的位点进行匹配并存储的过程；以及
当针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，基于相应的位点的已存储的第一高度值来控制物镜的Z轴移动的过程。
9.根据权利要求8所述的用于控制套刻测量装置的焦点的方法，其中，
控制物镜的Z轴移动的过程包括：
同时控制放置有晶圆的工件台的XY轴移动的过程。
10.根据权利要求8所述的用于控制套刻测量装置的焦点的方法，其中，还包括：
在所述物镜的Z轴移动结束的状态下，获取与所述晶圆相关的第二高度值的过程；
通过对所述第一高度值与所述第二高度值的差值进行建模来预测下一个位点的高度值的过程；以及
基于预测的所述高度值在所述下一个位点上控制所述物镜的Z轴移动的过程。
11.根据权利要求8所述的用于控制套刻测量装置的焦点的方法，其中，还包括：
将在所述晶圆的当前位点上获取到的高度值存储于存储器的过程；以及
通过将在所述当前位点上获取到的高度值应用于下一个位点来控制所述物镜的Z轴移动的过程。
12.根据权利要求8所述的用于控制套刻测量装置的焦点的方法，其中，还包括：
对于所述晶圆的多个场中的每一个场所包括的多个位点中的每一个位点，将在当前位点上获取到的高度值应用于下一个位点，以控制所述物镜的Z轴移动的过程。
13.一种计算机可读存储介质，其记录有用于存储多个指令的程序，所述多个指令用于控制套刻测量装置的焦点，其中，
所述程序包括：
在晶圆的每个位点上获取第一高度值的多个指令；
将获取到的所述第一高度值与相应的位点进行匹配并存储的多个指令；以及
当针对晶圆的每个位点的初始测量开始时，基于相应的位点的已存储的第一高度值来控制物镜的Z轴移动的多个指令。
14.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，
所述程序包括：
同时控制放置有所述晶圆的工件台的XY轴移动和所述物镜的Z轴移动的多个指令。
15.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，
所述程序包括：
在所述物镜的Z轴移动结束的状态下，获取与所述晶圆相关的第二高度值的多个指令；
通过对所述第一高度值与所述第二高度值的差值进行建模来预测下一个位点的高度值的多个指令；以及
基于预测的所述高度值在所述下一个位点上控制所述物镜的Z轴移动的多个指令。
16.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，
所述程序包括：
将在所述晶圆的当前位点上获取到的高度值存储于存储器的多个指令；以及
通过将在所述当前位点上获取到的高度值应用于下一个位点来控制所述物镜的Z轴移动的多个指令。
17.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，
所述程序包括：
对于所述晶圆的多个场中的每一个场所包括的多个位点中的每一个位点，将在当前位点上获取到的高度值应用于下一个位点，以控制所述物镜的Z轴移动的多个指令。
18.一种套刻测量装置，其用于控制焦点，其中，包括：
物镜；
存储器；
透镜焦点致动器，通过使所述物镜进行动作来调节与晶圆的距离；以及
处理器，用于控制所述存储器和所述透镜焦点致动器的操作，
所述处理器配置为：
获取与第一晶圆相关的第一位置信息；
将获取到的所述第一位置信息存储于所述存储器；
当针对所述第一晶圆之后的第二晶圆的初始测量开始时，基于存储的所述第一位置信息来控制所述透镜焦点致动器，以控制所述物镜的Z轴移动。
19.根据权利要求18所述的套刻测量装置，其中，
所述处理器配置为同时控制放置有所述第二晶圆的工件台的XY轴移动和所述物镜的Z轴移动。
20.根据权利要求18所述的套刻测量装置，其中，
所述处理器配置为：
在所述物镜的Z轴移动结束的状态下，获取与所述第二晶圆相关的第二位置信息；
通过对所述第一位置信息的第一高度值和所述第二位置信息的第二高度值的差值进行建模来预测所述第二晶圆之后的第三晶圆的第三高度值；
基于预测的所述第三高度值在所述第三晶圆中控制所述物镜的Z轴移动。
21.根据权利要求20所述的套刻测量装置，其中，
所述第一高度值和所述第二高度值分别基于由相应的位点上的焦点位置发生变化而产生的相位差来计算。
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