TW202405584A - 特別高之目標計量 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種計量系統，其包含一成像系統。該成像系統可包含一物鏡。該計量系統可包含一或多個偵測器。該計量系統可包含結構上耦接至該物鏡且經組態以經由沿該計量系統之一光學軸移動來調整該一或多個偵測器之至少一者之一焦平面的一物鏡定位載台。該計量系統可包含經組態以當該物鏡定位載台沿該光學軸移動時測量一載台元件之側向位置的一或多個接近感測器。該計量系統可經組態以當實施一計量配方時使用該載物台元件之該等影像及側向位置來判定與一樣本上之一目標相關聯的一計量測量。

Description

特別高之目標計量

本發明大體上係關於計量，且更特定言之，本發明係關於計量系統之對準。

在晶圓製造中，計量係測量領域且可包含疊對計量學、臨界尺寸計量及其類似者。

在晶圓之製造中，隨著層數之增加及/或個別層高度之增加(例如3D NAND、晶粒至晶圓(D2W)、晶圓至晶圓(W2W)及其類似者)，所關注之層及/或特徵之間的高度範圍增加。傳統計量系統可不具有在彼此之間的距離越來越高之情況下成像多個層及/或特徵所需之焦平面調整距離同時保持在成像系統之對準容限內。此外，計量系統可需要靠近一目標特徵，但當移動至下一顯著更高之目標特徵時，可不具有移開所需之速度及/或高度調整範圍。

疊對控制係對多個層之圖案對圖案對準之必要控制。基於影像之疊對計量通常可包含基於不同所關注之層中之一疊對目標之特徵之相對成像位置來判定一樣本(例如晶圓)上的兩個或兩個以上所關注之層之間的相對疊對誤差(例如未對準誤差)。

因此，可期望用於解決上述短缺之系統及方法。

根據本發明之一或多個繪示性實施例，揭示一種用於高計量之計量系統。在一個繪示性實施例中，該系統包含一物鏡。在另一繪示性實施例中，該系統包含一或多個偵測器。在另一繪示性實施例中，該系統包含結構上耦接至該物鏡且經組態以經由沿一光學軸移動來調整該一或多個偵測器之至少一者之一焦平面的一物鏡定位載台，該計量系統包含該光學軸。在另一繪示性實施例中，該系統包含經組態以在該物鏡定位載台沿該光學軸移動時測量一載台元件之側向位置的一或多個接近感測器。在另一繪示性實施例中，該計量系統經組態以經由該物鏡定位載台沿該光學軸移動至兩個或兩個以上物鏡位置來擷取兩個或兩個以上焦平面之影像，該兩個或兩個以上焦平面之各焦平面位於沿該計量系統之該光學軸且正交於該光學軸之一軸向位置處。在另一繪示性實施例中，該兩個或兩個以上焦平面之至少兩者由大於由該物鏡提供之一景深之一軸向焦距分離。在另一繪示性實施例中，該計量系統經組態以當實施一計量配方時在該物鏡定位載台位於該兩個或兩個以上物鏡位置處時使用該載台元件之該等影像及側向位置來判定與一樣本上之一目標相關聯的一計量測量，該目標包含根據該計量配方在該兩個或兩個以上焦平面上之特徵。

根據本發明之一或多個繪示性實施例，揭示一種用於空氣軸承之高計量之計量系統。在一個繪示性實施例中，該系統包含一物鏡定位載台之一粗定位載台，該粗定位載台由一或多個空氣軸承圍繞該光學軸徑向支撐，該一或多個空氣軸承經組態以允許該粗定位載台沿該光學軸之一縱向移動，且當調整一或多個偵測器之一焦平面時，約束該粗定位載台相對於該光學軸的一側向平移及一傾斜。

根據本發明之一或多個繪示性實施例，揭示一種用於高疊對計量之方法。在一個繪示性實施例中，該方法包含接收自一或多個接近感測器獲得之一計量系統之一載台元件之側向位置，該等側向位置相對於一光學軸測量。在另一繪示性實施例中，該計量系統經組態以調整該計量系統之一或多個偵測器中之至少一者之一焦點位置，其中該計量系統經組態以經由一物鏡定位載台沿該光學軸移動至兩個或兩個以上物鏡位置來擷取兩個或兩個以上焦平面之影像，該兩個或兩個以上焦平面之各焦平面在沿該計量系統之該光學軸且正交於該光學軸之一軸向位置處，其中該兩個或兩個以上焦平面之至少兩者由大於由一物鏡提供之一景深之一軸向焦距分離。在另一繪示性實施例中，該方法包含經由該物鏡定位載台沿該光學軸移動至該兩個或兩個以上物鏡位置來接收兩個或兩個以上焦平面之該等影像。在另一繪示性實施例中，該方法包含當該物鏡定位載台位於該兩個或兩個以上物鏡位置處時，使用該載台元件之該等影像及側向位置來判定與一樣本上之一目標相關聯的一計量測量，該目標包含該兩個或兩個以上焦平面上之特徵。

應瞭解，以上一般描述及以下詳細描述兩者僅供例示及說明且未必限制本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且與一般描述一起用於闡釋本發明之原理。

已相對於本發明之特定實施例及具體特徵特別展示及描述本發明。本文所闡述之實施例應被視為具繪示性而非限制性。一般技術者應易於明白，可在不背離本發明之精神及範疇之情況下對形式及細節進行各種改變及修改。現將詳細參考附圖中所繪示之揭示標的。

大體上參考圖1至圖4，圖中揭示根據本發明之一或多個實施例之用於高計量之系統及方法。本發明之實施例係針對提供一種能夠進行高計量之計量系統。高計量可包含所屬技術領域中已知之任何類型之計量(例如臨界尺寸(CD)計量、通常疊對計量、散射測量疊對計量(SCOL)、基於繞射之疊對(DBO)及/或其類似者)，諸如(但不限於)單一晶圓、D2W、W2W及/或具有彼此相距高特徵及/或一相對遠(例如超過15微米)焦距特徵之類似者。應注意，本發明之一些實施例允許憑藉下列之一者或一組合之高計量：一增加焦平面調整距離能力、增加焦平面軸向位置改變速度、對準感測器(例如接近感測器)、載台元件調整載台、及/或更準確對準結構(例如薄撓曲臂及/或空氣軸承)。在至少一些實施例中，上述之一者或一組合之益處可包含：更準確疊對誤差(例如一樣本之不同層中之特徵之間的偏移測量)、一CD計量系統中之更準確臨界尺寸(例如一特徵之位置及/或大小)、焦平面之更快移動、一計量系統之光學元件之更準確對準、焦平面調整距離之更大範圍及其類似者。

本發明之一些實施例係針對一種計量系統，其具有用於測量計量系統之一載台元件之一或多個側向位置以至少判定/產生載台元件之一未對準。例如，一或多個接近感測器可允許判定可用於測量一載台元件之一未對準(例如側向偏移及/傾斜)之一或多個側向測量。

例如，通常，本發明之一些實施例係針對一種具有物鏡、一或多個偵測器、一物鏡定位載台及一或多個接近感測器之計量系統。例如，物鏡定位載台可結構上耦接至物鏡(或包含物鏡)且經組態以經由沿計量系統之一光學軸移動來調整一或多個偵測器之至少一者之一焦平面。在另一例項中，計量系統可經組態以經由物鏡定位載台(例如當調整一焦平面時)沿光學軸移動至兩個或兩個以上物鏡位置來擷取兩個或兩個以上焦平面之影像，該兩個或兩個以上焦平面之各焦平面位於沿計量系統之光學軸且正交於光學軸之一軸向位置處。例如，兩個或兩個以上焦平面之至少兩者可由大於由物鏡提供之一景深(例如並非位於所有焦平面處之所有特徵均可同時聚焦成像)之一軸向焦距分開。在另一例項中，或繼續上述例項，計量系統(例如一疊對計量系統、一臨界尺寸(CD)計量系統或其類似者)可經組態以當物鏡定位載台位於兩個或兩個以上物鏡位置(例如對應於兩個或兩個以上焦平面)處時，使用載台元件之影像及側向位置來判定與一樣本上之一目標(例如疊對目標、臨界尺寸目標及其類似者)相關聯的一計量測量(例如疊對誤差、臨界尺寸及其類似者)，且目標可包含根據計量配方在兩個或兩個以上焦平面上之特徵(例如疊對目標特徵，或任何其他待測量之特徵)。

此外，關於上述實例，實施例可針對具有(若干)成像系統及經組態以透過一物鏡在沿成像系統之一光學軸的兩個或兩個以上焦點位置處擷取影像之一或多個偵測器之計量系統，其中一或多個接近感測器測量計量系統之一載台元件(例如粗定位載台、精定位載台及其類似者)之一或多個側向位置。例如，在一非限制性實例中，一或多個接近感測器可測量一粗定位載台之一或多個側向位置，且該一或多個側向位置可用於至少部分地校正由一測量粗定位載台側向偏移或一測量粗定位傾斜之至少一者引起之一樣本之一判定計量測量中之一不準確度。在另一實例中，一或多個接近感測器可測量一精定位載台之一或多個側向位置，且該一或多個側向位置可用於藉由在擷取測量影像之前機械補償所測量之一或多個側向位置中之一未對準來至少部分地防止一計量測量中之一不準確度。至少一些實施例之至少一些益處包含一更快焦距調整、焦距調整期間之更準確對準及/或更大範圍之焦距調整(例如其可藉由更準確載台元件對準而成為可能)。例如，至少一些實施例允許(例如數學地)至少部分地校正 (或防止/補償)一成像系統之一或多個元件(例如載台元件)之光學軸未對準，藉由(但不限於)基於一載台元件之一測量偏移機械地調整一計算/判定計量測量，或機械地調整(例如引導成像系統調整)一機械組件以至少部分地校正(例如補償)一載台元件(例如粗定位載台、精定位載台及其類似者)之一測量偏移。應注意，「載台元件」不僅受限於使用字語「載台」術語且亦可包含計量系統之任何載台元件，諸如物鏡(例如物鏡子系統)、框架或其類似者。

額外實施例係針對具有成像系統之計量系統，該成像系統具有支撐成像系統之一載台元件之薄撓曲臂。例如，本發明之一些實施例係針對一種計量系統，其包含具有支撐一精定位載台的兩個或兩個以上薄撓曲臂之一成像系統。薄撓曲臂可經組態以允許精定位載台沿一光學軸之一縱向移動，且在調整一偵測器之焦點位置時約束精定位載台相對於光學軸之一側向平移及一傾斜。至少一些益處包含快速、準確(即，減少相對於光學軸之未對準)及一更大範圍之高度調整(例如焦平面調整距離)。此外，精定位載台之一未對準可重複。在一選用組態中，一或多個接近感測器用於測量與精定位載台之一移動相關聯的不同焦點位置處之一載台元件之一或多個側向位置。此外，可判定精定位載台之一可重複未對準誤差(例如側向偏移及/或傾斜)之一校準。此外，校準可用於至少部分地校正一計量測量。例如，校準可用於對計量測量進行數學校正及/或對計量測量(例如使用一微調整載台)進行機械校正。

進一步實施例係針對具有一成像系統之計量系統，該成像系統具有支撐成像系統之一載台元件之一或多個軸承。例如，本發明之一些實施例係針對一種計量系統，其包含具有支撐一粗定位載台之一或多個空氣軸承之一成像系統。空氣軸承可經組態以允許粗定位載台沿一光學軸之一縱向移動，且在調整一偵測器之焦平面軸向位置(例如移動粗定位載台)時約束粗定位載台相對於光學軸之一側向偏移及一傾斜。在一些實施例中，至少一些益處包含快速、準確(即，減少相對於一光學軸之未對準)及一更大範圍之高度調整(例如焦點位置高度調整)。

額外實施例針對具有成像系統之計量系統，該成像系統具有兩個或兩個以上偵測器(例如攝影機)及薄撓曲臂、空氣軸承及/或兩個或兩個以上接近感測器之至少一者。例如，本發明之一些實施例涉係針對一種計量系統，其包含具有兩個或兩個以上偵測器之一成像系統，其中成像系統包含一或多個接近感測器及1)兩個或兩個以上薄撓曲臂或2)支撐一載台元件(例如一精定位載台及/或一粗定位載台)之一或多個空氣軸承之至少一者。

應注意，歸因於多種原因，一判定(例如計算、產生及其類似者)計量測量本身可不準確。例如，歸因於(但不限於)成像工具之解析度及/或焦點之缺乏，或成像系統之一或多個組件(例如載台元件)未對準(例如隨著時間之一偏移；及/或由成像系統之一操作(例如一載台元件之軸向位置中之變化)引起之一偏移)，計量測量可不準確。例如，一計量測量中之一誤差(例如不準確度)可為由(但不限於)由調整一載台元件(例如精定位載台、粗定位載台及其類似者)之一軸向位置引起之一偏移、歸因於一成像系統之一元件(例如一框架或剛性板)中之撓性(例如非剛性)之一偏移引起之誤差之一組合，歸因於兩個或兩個以上成像系統元件之間的一無約束容限間隙(例如一粗定位載台與支撐粗定位載台之軸承之間的間隙)之一偏移、一工具誘發之偏移(TIS)、由環境及/或計量系統振動(例如抖動)引起之一偏移及其類似者。計量測量中之此等誤差可影響計量程序之測量效率/準確度且因此影響一樣本之製造及/或檢驗程序。此等誤差亦可限制一計量系統之最大焦平面調整距離(在特徵之間測量)，因為增加最大焦平面調整距離(例如在無本發明之益處之情況下)可引起計量系統具有一不可接受之對準誤差以引起計量測量中之一不可接受之不準確度(例如超出容限之規範要求)。

應注意，一焦平面係指由一成像系統(例如成像系統104)聚焦之平面或體積。例如，一成像系統可經由一定位載台(例如物鏡定位載台)允許橫跨成像系統之一最大焦平面調整距離之焦平面之一範圍。本發明之至少一些實施例允許具有增加最大焦平面調整距離之一成像系統104且其在所需對準容限內可調整。例如，在一些實施例中，本發明允許具有至少1000微米之一最大焦平面調整距離之一計量系統100 (例如藉由達成疊對計量中之至少1000微米之一距離處彼此疊加之層之間的偏移之測量)，且在3奈米之側向偏移及3微弧度之傾斜之容許限度內操作。

此外，不同特徵之不同焦平面之間所需之最大焦平面調整距離(例如其可垂直於一晶圓表面(例如面向成像系統之晶圓表面)及/或平行於一理想/設計光學軸測量)可增加，歸因於包含(但不限於)每樣本之總層數增加及更高個別層高度(例如3D NAND、薄膜頭(TFH))之原因。就此而言，一載台元件可需要行進對應於(例如在計量系統之焦平面及/或樣本之特徵之間測量之)一最大焦平面調整距離及/或大於一傳統系統能夠行進之距離之一軸向調整距離(例如載台源極沿光學軸移動之距離)之一距離。不能夠行進此一對應距離可包含(但不限於)當橫穿樣本時無意中接觸一高目標特徵，及不能夠有效地及/或完全準確地對高(高)及短(低)目標特徵成像(例如歸因於缺乏焦點調整範圍)之不利影響。

因此，本發明之實施例係針對一種處置先前方法之短缺之一或多者之系統及方法。

圖1A繪示根據本發明之一或多個實施例之一計量系統的一圖式。例如，計量系統100可根據一計量配方基於一樣本102之一或多個特徵之影像來判定樣本102的兩個或兩個以上層之間的計量測量。

在一個實施例中，計量系統100包含經組態以擷取樣本102之一或多個影像之一成像系統104及根據一計量配方基於來自成像系統104之影像來判定樣本102的兩個或兩個以上層之計量測量之一控制器106。此外，計量系統100可包含用於將樣本102定位於成像系統104之一視場(例如物鏡下方之區域)內以判定計量測量之一樣本載台108。樣本載台108可包含適合於將樣本102定位於計量系統100內之任何系統。例如，樣本載台108可包含線性平移載台、旋轉載台、尖端/傾斜載台或其類似者之任何組合。

在至少一個實施例中，計量系統100可包含一或多個成像系統104。在另一實施例中，計量系統100可包含(但不限於)具有一或多個處理器110及一記憶體112一控制器106及一樣本載台108。成像系統104可包含任何成像系統104。在一個實施例中，控制器106通信地耦接至一成像系統104 (例如圖1B中所展示且下文將詳細描述之成像系統104)。就此而言，控制器106之一或多個處理器110可經組態以產生經組態以根據一計量配方調整成像系統104之一或多個特性之一或多個控制信號。

圖1B繪示根據本發明之一或多個實施例之一計量系統的一圖式。

在一個實施例中，計量系統100包含用於產生一照明光束116之一照明源114、用於將照明光束116 (例如照明光束之光之至少一個部分)引導至安裝於樣本載台108上之樣本102之一照明路徑118 (其可為一或多個照明光學器件)、用於將自樣本102發出之輻射引導至一偵測器總成122之一集光路徑142。例如，偵測器總成122可包含適合於擷取樣本102之一影像之一或多個偵測器。成像系統之光學軸可分割成用於各偵測器之多個光學軸或可為分開之光學軸。

照明光束116可包含一或多個選定波長之光，包含(但不限於)真空紫外線輻射(VUV)、深紫外線輻射(DUV)、紫外線(UV)輻射、可見光輻射、SWIR或紅外(IR)輻射。照明源114可進一步產生包含任何範圍之選定波長之一照明光束116。在另一實施例中，照明源114可包含一光譜可調照明源以產生具有一可調光譜之一照明光束116。照明源114可進一步產生具有任何時間輪廓之一照明光束116。例如，照明源114可產生一連續照明光束116、一脈衝照明光束116或一調變照明光束116。另外，照明光束116可經由自由空間傳播或引導光(例如一光纖、一光管或其類似者)自照明源114傳送。

照明源114可包含適合於提供一照明光束116之任何類型之照明源。在一個實施例中，照明源114係一雷射源。例如，照明源114可包含(但不限於)一或多個窄頻雷射源、一寬頻雷射源、一超連續光譜雷射源、一白光雷射源等。就此而言，照明源114可提供具有高相干性(例如高空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束116。在另一實施例中，照明源114包含一雷射持續電漿(LSP)源。例如，照明源114可包含(但不限於)適合於收容當由一雷射源激發成一電漿狀態時可發射寬頻照明之一或多個元件之一LSP燈、一LSP燈泡或一LSP腔室。在另一實施例中，照明源114包含一燈源。例如，照明源114可包含(但不限於)一弧光燈、一放電燈、一無電極燈等。就此而言，照明源114可提供具有低相干性(例如低空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束116。

在另一實施例中，照明源114經由照明路徑118將照明光束116引導至一樣本102。例如，照明路徑118可包含一物鏡124以將照明光束116聚焦於樣本102上。照明路徑118可包含具有適合於修改及/或調節照明光束116之一或多個照明路徑透鏡126及/或照明調節組件128之一或多個照明光學器件。例如，一或多個照明調節組件128可包括(但不限於)一或多個偏振器、一或多個濾光器、一或多個分束器、一或多個漫射器、一或多個均化器、一或多個變跡器或一或多個光束整形器。舉另一實例而言，照明路徑118可包含孔徑光闌以控制樣本102上之照明之角度及/或場光闌以控制樣本102上之照射之空間範圍。

在另一實施例中，集光路徑142 (其可為一或多個集光光學器件)可包含任何數目個載台元件以收集自樣本發出之輻射(例如回應於照明光束116)且將所收集之輻射(例如集光光束120)引導至偵測器總成122。在一個實施例中，集光路徑142包含經定向使得物鏡124可同時將照明光束116引導至樣本102且自樣本102收集輻射之一分束器134。集光路徑142可包含一或多個集光路徑透鏡136及/或適合於修改及/或調節來自樣本102之輻射之調節集光組件138，諸如(但不限於)一或多個濾光器、一或多個偏振器或一或多個光束塊。另外，集光路徑142可包含孔徑光闌以控制自樣本102收集之輻射之角範圍及/或場光闌以控制樣本102之影像之空間範圍。在另一實施例中，集光路徑142包含一光闌。例如，光闌可包含位於與物鏡124之後焦平面共軛之一平面中之一集光孔徑光闌及/或一管透鏡(圖中未展示)以當對樣本102成像時提供影像空間遠心性。舉另一實例而言，光闌可包含位於與樣本102共軛之一平面處之一集光場光闌以控制偵測器總成122上之影像之空間範圍。此外，集光路徑142可包含促進將光闌及集光場光闌放置在方便位置處的任何數目個照明路徑透鏡126。

偵測器總成122可包括適合於擷取自樣本102發出之輻射的任何數目個偵測器。例如，偵測器總成122可包含適合於在選定焦點位置處產生影像之一或多個成像偵測器。例如，成像偵測器可包含(但不限於)一電荷耦合裝置(CCD)、一互補金屬氧化物半導體(CMOS)裝置、一時間延遲成像(TDI)偵測器、一或多個光電倍增管(PMT)、一或多個雪崩光電二極體(APD)或其類似者。在另一實施例中，偵測器總成122可包含適於識別自樣本102發出之輻射之波長之一光譜偵測器。在另一實施例中，偵測器總成122可包含一短波紅外(SWIR)偵測器。例如，偵測器總成122 (例如偵測器)係具有量子點技術之一SWIR。在另一實例中，偵測器總成122 (例如偵測器)係一SWIR焦平面陣列(FPA)。

一或多個照明光學器件可經組態以當實施一計量配方時透過物鏡124將照明(例如照明光束116)自一照明源114引導至一樣本102，其中根據計量配方，樣本102可包含一或多個第一目標特徵及一或多個第二目標特徵，其中一或多個第一目標特徵及一或多個第二目標特徵可分離達在目標特徵之間測量且可大於由物鏡124提供之照明之一景深之一焦平面調整距離。

現參考圖2A至圖3C，圖中通常描述一種至少部分地校正載台元件之未對準、防止載台元件之未對準及/或允許高計量之計量系統。應注意，與圖3A相比，圖2A中所展示之組件僅用於說明目的，且例如，一實施例可包含來自圖2A及圖3A兩者之一些或全部組件。例如，計量系統之至少一個實施例包含一微調整載台226及一粗調整載台228兩者，而另一實施例既不包含微調整載台226亦不包含粗調整載台228但包含接近感測器222。

圖2A至圖2B繪示一第一位置(圖2A)及一第二較低(未對準)位置(圖2B)中之一成像系統104的一圖式。圖2C係類似於圖2B之一較低位置中之成像系統104，不同之處在於物鏡218之未對準(側向偏移及傾斜)由一微調整載台226機械地校正。應注意，為了說明目的，圖2A至圖3C中所展示之未對準被誇大，且成像系統104仍能夠在圖2B及圖3B中所展示之第二位置中對疊對目標202適當成像(例如在焦點及視場中)。

應注意，圖3A至圖3C中之成像系統104之位置類似於圖2A至圖2C中之位置，除在圖3A至圖3C中物鏡218之未對準由一粗調整載台228 (展示於框架204及粗調整載台208附近)而非一微調整載台226 (展示於圖2A至圖2C中之物鏡218附近)機械地校正之外。

圖2A繪示根據本發明之一或多個實施例之一第一位置(例如第一焦點位置/組態)中之一成像系統104的一圖式。

計量系統100可包含一成像系統104及樣本載台108。計量系統100可包含一物鏡218、一或多個偵測器、一物鏡定位載台及/或一或多個接近感測器222。

例如，成像系統104可包含：一物鏡218；一或多個偵測器，其經組態以透過物鏡218在沿成像系統104之一光學軸210的兩個或兩個以上焦點位置處擷取影像；該一或多個偵測器之一偵測器；一或多個照明光學器件，其經組態以當實施一計量配方時透過物鏡218將照明自一照明源引導至一樣本102，其中根據計量配方，樣本102可包含一或多個第一目標特徵202a及一或多個第二目標特徵202b，其中一或多個第一目標特徵202a及一或多個第二目標特徵202b可分離達可大於物鏡218之一景深之一焦平面調整距離；一粗定位載台208，其結構上耦接至一精定位載台212；精定位載台212，其結構上耦接至物鏡218；及一或多個接近感測器222，其經組態以測量一載台元件之一側向位置，其中載台元件係精定位載台212或粗定位載台208之至少一者。

在至少一個實施例中，成像系統104可經組態以允許一最大焦平面調整距離。最大焦平面調整距離可為至少一個最大粗調整或一最大微調整之一者或一組合。例如，計量系統能夠在焦點上擷取之目標特徵之間的最大高度差可由一粗定位載台208提供之一粗調整(例如粗略焦平面調整距離)及由一精定位載台212提供之一微調整(例如精細焦平面調整距離)之一組合限制。

在一個實施例中，包含一或多個層及一或多個目標特徵202 (例如一或多個第一目標特徵202a及一或多個第二目標特徵202b)之一樣本104能夠由成像系統104成像。例如，一目標可包含樣本102之一第一層上之一或多個第一層特徵202a及樣本102之一第二層上之多個第二層特徵202b。就此而言，可基於第一層特徵202a及第二層特徵202b之相對位置來判定第一層與第二層之間的計量測量(即，偏移/未對準)。例如，根據計量配方，一目標可包含計量系統100的兩個或兩個以上焦平面上之特徵202。例如，一第一焦平面可與第一層特徵202a對準。

在一些實施例中，成像系統104可包含一框架204。例如，框架204可在結構上支撐一或多個粗定位載台支撐元件206 (例如軸承206)。

例如，一或多個粗定位載台支撐元件206可為一或多個軸承206，其可為一或多個空氣軸承206、滾柱軸承206或其類似者。就此而言，空氣軸承206可以一緊密容限將支撐(例如結構)提供至粗定位載台208。在一個實例中，一或多個軸承206 (例如空氣軸承)可操作地耦接至粗定位載台208。例如，一或多個軸承206 (例如空氣軸承)可沿光學軸210約束粗定位載台208 (例如允許沿光學軸210之縱向移動且約束粗定位載台208相對於光學軸210之側向移動及傾斜)。在另一實例中，當精定位載台212在結構上由粗定位載台208支撐時，精定位載台212之對準可取決於粗定位載台208之對準。例如，一或多個軸承206可憑藉支撐結構上支撐精定位載台212之一粗定位載台208而在結構上支撐精定位載台212且精定位載台212之對準容限可依據粗定位載台208之對準容限而變化。就此而言，一或多個軸承206可在結構上支撐粗定位載台208以在垂直Z方向上上下移動，同時X及Y方向上之誤差等於或小於+/- 2.5奈米。

應理解，目標可包括一或多個目標特徵202 (例如根據計量配方)。應理解，一疊對目標通常可由任何數目個單元形成且任何特定單元可包含沿任何方向具有一週期性之一光柵上光柵特徵。例如，樣本102可包括由一或多個單元形成之疊對靶，各單元包括根據計量配方(如圖2A中所展示)在樣本102之兩層上由光柵結構形成之光柵上光柵結構。例如，一目標可包含一較高目標特徵202a及一較低目標特徵202b。然而，應理解一樣本102之一目標未由本文之描述及圖限制。例如，一目標可包含樣本102之任何數目個層(例如3層、4層、150層或其類似者)上之目標特徵202。舉另一實例而言，目標特徵202可以適合於基於影像之計量測量(例如疊對計量測量)之任何選定圖案定向。舉另一實例而言，疊對目標可包含(但不限於)一盒中盒(BiB)圖案、一圓中圓圖案、一光柵上光柵圖案、一光柵旁光柵圖案、非週期性圖案、一維目標、高級成像計量(AIM)疊對目標、TAIM疊對目標、AIMid疊對目標及任何其他疊對目標。

現大體上參考計量系統100，在實施例中，成像系統104經組態以對晶圓至晶圓(W2W)接合之樣本成像，且根據計量配方，樣本102係一W2W接合樣本102。

在其他實施例中，成像系統104經組態以對晶圓至晶圓(D2W)接合樣本成像，且根據計量配方，樣本102係一D2W接合樣本102。

舉另一實例而言，一疊對目標202 (例如BiB圖案、AIM目標及其類似者)可包含D2W疊對目標，其中一較高層中之一晶粒特徵202之XY位置與一較低層中之晶圓特徵202之XY位置重疊(例如相等(同心))。在此一實例中，較高目標特徵202a與較低目標特徵202b之間的所需焦平面調整距離可為約數百微米(例如至少200微米)。

舉另一實例而言，疊對目標202 (例如BiB圖案、AIM目標及其類似者)可包含D2W疊對目標，其中一較高層中之一晶粒特徵202之XY位置與較低層中之晶圓特徵202之XY位置不相等(不重疊、並排及其類似者)。在此一實例中，較高目標特徵202a與較低目標特徵202b之間的所需焦平面調整距離可為約數百微米(例如至少200微米)。

舉另一實例而言，疊對目標202 (例如具有不同層之重疊特徵)可包含W2W目標。在用於晶圓之混合接合之此一實例中，較高目標特徵202a與較低目標特徵202b之間的所需焦平面調整距離通常可較低(例如幾微米)。然而，本文設想，在一些實施例中，當一W2W樣本經組態以使用額外微影步驟或使用額外矽通孔(TSV)步驟製造時，本發明可達成W2W樣本之高計量使得特徵202之間的所需焦平面調整距離大於一典型混合接合W2W樣本中之距離。例如，一方法步驟或系統100可經組態以根據一計量配方，使用額外微影步驟或額外TSV步驟之至少一者在一W2W樣本102上產生一計量測量使得樣本需要高計量(例如至少20微米之垂直調整)。

粗定位載台208可由一粗定位載台驅動器214驅動。粗定位載台驅動器214可為提供粗定位載台208 (或與粗定位載台208相關聯)之一最大粗調整(例如在焦平面之間測量之距離)之任何驅動器。例如，粗定位載台驅動器214可為一線性馬達。在另一實例中，粗定位載台驅動器214可為轉動直接或間接地驅動粗定位載台208通過一系列粗定位載台軸向調整距離(測量為粗定位載台沿光學軸移動之一距離)之一驅動螺釘之旋轉馬達之一組合。粗定位載台驅動器214可經組態以將對應於一大最大粗調整(例如焦平面之間的距離)(例如大於一最大微調整)的一大範圍之粗定位載台軸向調整距離提供至粗定位載台208。例如，粗定位載台驅動器214可相對於樣本102之一垂直面及/或平行於光學軸210之一方向提供(例如提供至少) 50微米、500微米、2000微米(2毫米)或其類似者之最大粗調整。應注意，空氣軸承206及粗定位載台驅動器214之大最大粗調整之一組合可允許能夠進行高計量之一相對準確之(例如一視場之減小未對準)計量系統100。在一些實施例中，一或多個接近感測器之增添允許本發明通篇中更詳細描述之甚至更準確及/或甚至更高計量之至少一者。

在另一實施例中，一載台元件(例如精定位載台212及/或一物鏡218，或其他載台元件)可由兩個或兩個以上薄撓曲臂216支撐。例如，薄撓曲臂216可經組態以允許精定位載台212沿光學軸210之一精細移動，且約束精定位載台相對於光學軸210之一側向平移及一傾斜。例如，此一精細移動可為物鏡定位載台沿光學軸至兩個或兩個以上物鏡位置之一移動，且可提供成像系統104之一或多個偵測器的兩個或兩個以上焦平面之一調整(例如改變焦平面高度以聚焦樣本102之一特徵202之一影像)。

應注意，在一些實施例中，兩個或兩個以上焦平面之各焦平面可界定為位於沿計量系統之光學軸且正交於光學軸之一軸向位置。例如，焦平面可進一步界定為待由經定位以在與焦平面共軛之一影像平面處擷取影像之一或多個偵測器聚焦成像之平面。例如，一物鏡定位載台可用於調整一物鏡之一軸向位置使得焦平面移動，而在一些實施例中，一或多個偵測器之共軛像平面可不移動。就此而言，物體定位載台之粗定位載台驅動器214及/或精定位載台驅動器220可經組態以沿光學軸210縱向移動一載台元件(例如精定位載台212、粗定位載台208或其類似者)以調整一或多個偵測器之一焦平面之一軸向位置。

繼續上述實例，或，替代地，在另一實例中，薄撓曲臂216可為撓性且以約束(例如在幾個(例如三個或五個)奈米或微弧度內)一載台元件(例如精定位載台212)相對於光學軸210 (或一視場)未對準之一圖案定位。例如，薄撓曲臂216可為如圖2A中所展示之一平行四邊形組態，其中在光學軸之各側上之至少兩個薄撓曲臂216支撐載台元件。就此而言，兩個或兩個以上薄撓曲臂216可包含精定位載台之一第一側上的兩個或兩個以上薄撓曲臂之一第一子集，及精定位載台之一第二側上的兩個或兩個以上薄撓曲臂之一第二子集，其中第二側相對於光學軸210與第一側相對。

繼續上述實例，或，替代地，在另一實例中，薄撓曲臂216可允許20微米或更大之一載台元件(或與之相關聯)之一最大微調整(在焦平面之間測量)。例如，薄撓曲臂216可允許至少(或高達) 50微米之一最大微調整。在另一例項中，薄撓曲臂216可允許100微米或更高之最大微調整。在至少一些實施例中，薄撓曲臂216之益處包含一相對大之最大微調整、緊密對準容限(即，側向偏移及傾斜)、使用一驅動器(例如精定位載台驅動器220，諸如一壓電裝置(PZT)驅動器)之相對快速調整及可校準之可重複未對準誤差之一或多者。例如，與精定位載台之對準誤差(例如歸因於薄撓曲臂之可重複性/可預測性)相比，粗定位載台208之一對準誤差可不可重複(例如隨機之)。例如，精定位載台可在移動期間遵循一可預測未對準路徑/輪廓，其可由一或多個接近感測器測量且可儲存於記憶體中且在未來使用(例如無需測量未對準)以預測精定位載台之未對準且校正(或機械地防止)計量測量中之一不準確度。例如，當精定位載台處於10微米之一軸向位置處時，可使用一校準精定位載台來預測一X方向上之5奈米之一未對準。例如，如本發明通篇中更詳細描述，可數學地或機械地校正此未對準。在另一例項中，精定位載台驅動器220可為經組態以當一電壓施加於PZT時產生精定位載台之運動之一壓電裝置(PZT)，其中PZT可在操作上及結構上耦接至精定位載台。

應注意，「校正疊對誤差」、「校正計量測量」及類似術語(例如「至少部分地」校正計量測量)可意謂「校正計量測量中之一誤差/不準確度」(例如因為計量測量可為對兩個或兩個以上目標特徵202之未對準(或一或多個子目標特徵202之位置或大小)之一真實世界測量之一估計，其在準確度上由成像系統104之對準及準確度限制)。因此，「校正計量測量」及類似術語不一定意謂實體校正樣本102之層之一偏移/瑕疵(即，實體重做樣本102)。確切而言，「校正計量測量」及其類似者可意謂校正計量測量中之一不準確度(例如值/項)。然而，應注意，在一選用組態/步驟中，一校正計量測量可用於實體校正(即，重做)樣本102中之一瑕疵(例如疊對誤差)或防止未來瑕疵，藉此提高製造程序中之良率及/或效率。

在一個實施例中，計量系統100可經組態以接收由偵測器在兩個或兩個以上焦點位置中之一初始偵測器焦點位置處擷取的樣本上之一或多個第一目標特徵202 (例如更高目標特徵202a)之一或多個第一測量影像。例如，計量系統100可包含具有一或多個處理器110之一控制器106，該一或多個處理器110經組態以執行引起該一或多個處理器110藉由接收由偵測器在一初始偵測器焦點位置處擷取的樣本102上之一或多個第一目標特徵202a之一或多個第一測量影像而執行計量配方之程式指令(例如如圖2A及圖3A中所展示)。初始偵測器焦點位置可為圖2A (或圖3A)中所展示之焦點位置，且可為允許如圖2A (或圖3A)中所展示之較高目標特徵202a之一聚焦影像之焦點位置。

繼續上述實例，計量系統100可經組態以在調整一載台元件之一焦點位置之前及/或之後測量一載台元件(例如粗定位載台208、精定位載台212及其類似者)之側向偏移及/或傾斜。例如，控制器106可經進一步組態以執行引起一或多個處理器110藉由當載台元件處於初始偵測器焦點位置中時使用一或多個接近感測器測量/接收載台元件相對於成像系統之光學軸之一或多個第一側向位置來執行計量配方之程式指令。載台元件之測量側向偏移及/或傾斜可用於(例如數學地及/或機械地)至少部分校正(或防止)一計量測量中之一不準確度。

繼續上述實例，計量系統100可經組態以當一載台元件(例如粗定位載台208)處於初始偵測器焦點位置中時，使用一或多個接近感測器222測量成像系統104之載台元件之一或多個第一側向位置。例如，一或多個第一側向位置可包含圖2A中所展示之接近感測器間隙224a測量(或自接近感測器間隙224a測量導出)。例如，控制器106可經進一步組態以執行之程式指令，引起一或多個處理器110藉由當載台元件處於初始偵測器焦點位置中時使用一或多個接近感測器222接收載台元件相對於成像系統104之光學軸210之一或多個第一側向位置來執行計量配方。

繼續上述實例，計量系統100可經組態以藉由將載台元件自初始偵測器焦點位置移動一軸向調整距離至一次要偵測器焦點位置來調整一或多個偵測器之至少一者之焦點位置。例如，應注意，至少粗定位載台208在圖2B、圖2C、圖3B、圖3C中如何低於圖2A及圖3A中之粗定位載台208之位置。一較低位置可對應於用於根據一計量配方擷取(例如聚焦)一或多個目標特徵202 (例如圖2B或圖3B之下目標特徵202b)之一偵測器之一下焦平面位置。例如，控制器106可經進一步組態以執行之程式指令，引起一或多個處理器110藉由以下來執行計量配方：藉由將載台元件沿光學軸210自初始偵測器焦點位置移動一軸向調整距離至一次要偵測器焦點位置來調整一或多個偵測器之至少一者之一焦點位置。

繼續上述實例，計量系統100可經組態以當載台元件處於次要偵測器焦點位置中時，使用一或多個接近感測器222測量載台元件之一或多個第二側向位置。例如，一或多個第二側向位置可包含圖2B或圖3B之接近感測器間隙224b測量(或自圖2B或圖3B之接近感測器間隙224b測量導出)。應注意，接近感測器間隙224a小於接近感測器間隙224。一或多個接近感測器間隙224a與一或多個接近感測器間隙224b之間的差可用於判定成像系統104之一載台元件(例如粗定位載台208)之一側向偏移及/或傾斜。例如，控制器106可經進一步組態以執行之程式指令，引起一或多個處理器110藉由當載台元件處於次要偵測器焦點位置中時使用一或多個接近感測器接收載台元件相對於光學軸之一或多個第二側向位置來執行計量配方。

繼續上述實例，計量系統100可經組態以接收在次要偵測器焦點位置處擷取的樣本102上之一或多個第二目標特徵202 (例如下目標特徵202b)之一或多個第二測量影像。例如，控制器106可經進一步組態以執行引起一或多個處理器110藉由接收由一或多個偵測器之至少一者在次要偵測器焦點位置處擷取的樣本102上之一或多個第二目標特徵202 (例如下目標特徵202b)之一或多個第二測量影像來執行計量配方之程式指令。

繼續上述實例，計量系統100可經組態以判定以下之至少一者：基於至少一個或多個第一側向位置及一或多個第二側向位置來判定載台元件之一測量載台元件側向偏移；或基於至少一個或多個第一側向位置及一或多個第二側向位置來判定載台元件之一測量載台元件傾斜。例如，控制器106可經進一步組態以執行引起一或多個處理器110藉由以下方式來執行計量配方之程式指令：判定以下之至少一者：基於至少一個或多個第一側向位置及一或多個第二側向位置來判定載台元件之一測量載台元件側向偏移之至少一者；或基於至少一個或多個第一側向位置及一或多個第二側向位置測量來判定載台元件之一測量載台元件傾斜。例如，判定可基於成像系統104之一已知組態使得可使用一或多個接近感測器基於一或多個側向位置測量224來進行準確側向偏移及/或傾斜判定。

繼續上述實例，計量系統100可經組態以根據一計量配方基於一或多個第一測量影像及一或多個第二測量影像來判定樣本102的兩個或兩個以上層之間的一計量測量。例如，可由一處理器110比較樣本102之一第一層中之初始偵測器焦點位置處擷取的一第一測量影像之一目標202之一第一特徵(例如光柵)與樣本102之一第二層中(例如一第二次要焦點位置處)擷取的一第二測量影像之一第二光柵，以判定一理想、經設計用於兩個層之對準與兩個層之測量未對準之間的計量測量。如所提及，本發明通篇中，歸因於例如(但不限於)成像系統104之載台元件之對準中之不準確度，計量測量本身可不準確。例如，控制器106可經進一步組態以執行引起一或多個處理器110藉由基於一或多個第一測量影像及一或多個第二測量影像判定樣本102的兩個或兩個以上層之間的計量測量來執行計量配方之程式指令。

視情況，計量系統100可經組態以使用測量載台元件側向偏移或測量載台元件傾斜之至少一者來至少部分地校正計量測量。例如，計量測量中之一不準確度可數學地或機械地至少部分校正(防止)。例如，藉由在焦點位置中之一變化期間接收載台元件(例如粗定位載台)之側向偏移，可判定載台單元之偏移及/或傾斜且將其用於數學地調整/更新/校正計量測量以補償由載台元件之偏移及/或傾斜引起之計量測量之不準確度。就此而言，可根據計量配方來判定一更新計量測量。在另一例項中，側向偏移及/或傾斜可由一微調整載台226 (如圖2A中所展示)及/或粗調整載台228 (如圖3A中所展示)機械地至少部分防止(或校正(例如補償))。微調整載台226及/或粗調整載台228可能夠調整一載台元件之角度/傾斜及/或側向位置以至少部分地補償載台元件之未對準(例如歸因於一載台元件之焦點位置中之一變化及/或隨時間之抖動之未對準)。應注意，可在擷取一或多個第二測量影像之前執行上述機械調整，使得已校正(防止)所判定之計量測量且可不需要進行數學調整/更新/校正。亦應注意，在一些實施例中，可藉由一調整載台(例如微調整載台)及一或多個接近感測器之一組合來執行對未對準之數學地及機械地校正之一組合。例如，一或多個接近感測器可針對初始接近感測器間隙224a進行調整但當調整載台機械地調整元件以至少部分地校正測量之接近感測器間隙224時，隨時間發生之抖動可已將額外未對準增添至系統。使用在或接近接收至新(例如第二)測量影像時測量之額外接近感測器間隙測量(例如圖2C之接近感測器間隙224c)，可進一步對與該等新測量影像相關聯的計量測量進行數學校正。

應注意，圖2A至圖3C僅用於說明目的且接近感測器222之位置可位於經組態以測量一載台元件之一側向位置的任何數目個位置。例如，接近感測器222可位於框架204內或鄰近框架204使得其等可測量(例如)粗定位載台208之一位置。在另一實例中，接近感測器222可位於測量精定位載台212之側向位置之一位置中，諸如在粗定位載台208內或鄰近於粗定位載台208。接近感測器222可結構上耦接至提供測量一載台元件之一側向位置之任何元件。例如，接近感測器222可結構上耦接至框架、粗定位載台或計量系統100之任何其他元件。接近感測器222可經定位以測量載台元件之一個以上未對準方向(例如一載台元件之一側向X及Y方向兩者)。

現參考圖2A至圖2C，圖中大體上描述關於微調整載台226之至少部分地校正及/或防止載台元件之未對準之一計量系統。

應注意，在一些實施例中，物鏡定位載台係經組態用於物鏡之定位之任何元件或在結構上與其密切相關之一元件。例如，物鏡定位載台可包含一精定位載台或一粗定位載台之至少一者。在另一實例中，物鏡定位載台可包含一精定位載台、一粗定位載台、一精定位載台驅動器、一粗定位載台驅動器、一微調整載台、一粗調整載台、一框架、空氣軸承或薄撓曲臂之至少一者。

應注意，微調整載台226展示為安置於物鏡218與精定位載台212之間，但可位於任何數目個位置中以最終允許物鏡218或影響聚焦之其他載台元件之調整/移動。例如，微調整載台226可位於/安置於精定位載台驅動器220與精定位載台212之間。例如，此一位置(圖中未展示)可允許微調整載台226藉由機械地移動精定位載台以調整一側向偏移及/或傾斜來校正一校準精定位載台未對準。就此而言，物鏡218可與精定位載台212一起移動且同樣機械對準。

圖2A繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第一位置中之一成像系統的一圖式。圖2B繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第二未對準位置中之成像系統的一圖式。圖2C繪示根據本發明之一或多個實施例之處於由一微調整載台至少部分地校正之一第三位置中之成像系統的一圖式。

例如，如上文所描述，可判定一測量側向偏移(例如測量載台元件側向偏移)及/或測量傾斜(例如測量載台元件傾斜)且將其用於判定調整/移動一載台元件(其可為不同於或相同於測量載台元件之一載台組件)(例如粗定位載台208及/或物鏡218)多少以至少部分地防止(或校正)測量側向偏移及/或測量傾斜。就此而言，可藉由在一負徑向X方向上移動物鏡20奈米來校正在一正徑向X方向上之20奈米之一測量側向偏移。例如，若在拍攝一或多個測量影像之前由一調整載台(例如微調整載台226)測量且完全機械地校正所有未對準，則一計量測量在理論上可完全準確。調整載台可藉由可包含之任何移動構件(例如致動器、馬達、PZT及其類似者)來執行調整。

應注意，微調整載台226可在操作及/或結構上耦接至微調整載台212及/或物鏡218 (例如結構上耦接在微調整載台212與物鏡218之間)。如圖中所展示(例如圖2C)，微調整載台226可經組態以調整物鏡218相對於光學軸210之一傾斜及/或側向偏移。

在一些實施例中，類似於微調整載台226，粗調整載台228同樣可用於調整框架204及/或粗調整載台208之側向偏移及/或傾斜以至少部分地校正一載台元件之一側向偏移或傾斜。例如，現參考圖3A至圖3C，圖中大體上描述關於粗調整載台228之至少部分地校正及/或防止載台元件之未對準之一計量系統100。

圖3A繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第一位置中之一成像系統的一圖式。圖3B繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第二未對準位置中之成像系統的一圖式。圖3C繪示根據本發明之一或多個實施例之處於由粗調整載台228至少部分地校正之一第三位置中之成像系統的一圖式。

例如，如上文所描述，可判定一測量側向偏移及/或測量傾斜且用於判定調整/移動一載台元件(例如框架204；粗定位載台208)之程度以至少部分地防止(或校正)載台元件之測量側向位移及/或測量傾斜。就此而言，圖3C可為在調整一載台元件(例如框架204、粗定位載台208或其類似者)之一側向位置(例如用於補償一側向偏移)及一傾斜(例如用於補償一傾斜)之後之一成像系統104的一圖式之一繪示。

應注意，本發明通篇中，透過機械調整載台(例如粗調整載台228及/或微調整載台226)之「至少部分地校正」步驟/操作及其類似者可發生在「測量一或多個」影像(例如次要影像)步驟/操作及其類似者之前，使得在判定「計量測量」步驟/操作及其類似者之前，已至少部分地校正第二測量影像(例如校正載台元件之未對準)；因此，「計量測量」之一不準確度可已「至少部分地校正」(例如防止)，而不一定需要另一「校正」步驟/操作。

在一些實施例中，成像系統104可包含用於根據一計量配方對一或多個目標特徵202成像之一或多個偵測器。例如，一或多個接近感測器可經組態以在物鏡定位載台沿光學軸移動及/或調整一焦平面軸向位置時測量一載台元件之側向位置。例如，一偵測器可為圖2B之偵測器總成122。在另一實例中，一偵測器可包含一或多個像素感測器(例如2D感測器、攝影機、焦平面陣列(FPA)或其類似者)。本文所描述之載台元件之一或多者(例如成像系統104之任何元件)可經組態以用於判定成像系統104之一或多個偵測器之一焦平面之一軸向位置。應注意，可使用元件之任何組合來控制成像系統104內之樣本102之軸向位置。例如，樣本102之軸向位置可經由樣本載台108調整(例如根據一計量配方)。舉另一實例而言，可藉由調整集光路徑142 (參閱圖1B)之一或多個元件(諸如(但不限於)物鏡124 (其可為圖2B之物鏡218))之一位置來控制樣本102之焦點位置。

應注意，一或多個偵測器之各偵測器可具有一分開之最大焦平面調整距離。例如，較高目標特徵202a可需要在一較高焦平面處成像之一偵測器且較低目標特徵202可需要在一較低焦點位置處成像之一偵測器(例如相同偵測器或不同偵測器)以對聚焦之各目標特徵202成像。較高焦平面與較低焦平面之間的差可為一最大焦平面調整距離，其可相對於目標特徵(例如垂直地)測量(即，而非載台/光學元件移動之距離)。例如，載台元件可移動大於或小於兩個焦平面之間的焦平面調整距離的一軸向距離。在一個實例中，各偵測器可經組態以透過一物鏡218在沿成像系統104之一光學軸210的兩個或兩個以上焦平面處擷取影像，其中一個偵測器之焦平面可不同於另一偵測器之焦平面。

應注意，本發明通篇中，物鏡218可意謂包含一或多個載台/光學元件(例如透鏡)之一物鏡子系統。

圖1C繪示根據本發明之一或多個實施例之具有兩個或兩個以上偵測器之一計量系統的一圖式。

在一些實施例中，一或多個偵測器係兩個或兩個以上偵測器122。例如，成像系統104可包含至少兩個偵測器122，諸如一第一偵測器122及一第二偵測器122，如圖1C中所展示。例如，如圖1C中所展示，一或多個分束器134可用於將集光路徑142分割為兩個或兩個以上通道，其中各通道中具有至少一個偵測器122。例如，計量系統100可為一雙偵測器(例如雙攝影機)系統，其中第一偵測器122可在一第一焦平面中擷取一第一目標特徵202a之影像，且在不移動第一焦平面之情況下，可調整第二偵測器122之第二焦平面以擷取一第二目標特徵202b之影像。就此而言，當與本發明之至少一些益處組合時，一雙偵測器成像系統104可允許有效/快速/同時影像擷取許多目標特徵(例如高目標)。例如，空氣軸承206、接近感測器222及/或與兩個偵測器組合之調整載台(例如粗調整載台228)可允許快速、高效及/或準確判定高目標(例如至少20、50、100、500、1000或2000微米之高度差)之計量測量。例如，可藉由此一組合實現一更大最大焦平面調整距離或一更準確計量測量之至少一者。

在一實施例中，具有兩個或兩個以上偵測器之計量系統經組態以基於一或多個新第一影像及一或多個新第二影像來判定一新計量測量。例如，新計量測量可與一計量測量(例如第一計量測量)組合以獲得一更準確計量測量。

在另一實施例中，具有兩個或兩個以上偵測器之計量系統經組態以基於新計量測量及計量測量來判定一平均總計量測量，使得與計量測量相比，平均總計量測量具有一改良信號雜訊比。例如，一雙偵測器計量系統可經組態以多次獲得計量測量且對計量測量平均化以獲得具有一改良信號雜訊比之一單一計量測量(例如平均總計量測量)。

在一個實例中，控制器106經進一步組態以執行之程式指令，引起一或多個處理器亦藉由以下方式執行計量配方：基於一或多個新第一測量影像及一或多個新第二測量影像來判定一新計量測量(例如使用上述操作/組態/步驟來獲得一計量測量)；及基於該新計量測量及該計量測量來判定一平均總計量測量，使得與計量測量相比，該平均總體計量測量具有一改良信號雜訊比。例如，一雙攝影機計量系統100可允許憑藉停留在對應於較低目標特徵202a之一焦距處或附近之一偵測器及停留在對應於較高目標特徵202b之焦距處或接近之一第二偵測器有效地擷取一樣本之各種層中之各種目標特徵之測量影像，使得減少一偵測器必須移動之時間及距離。此外，可判定及平均化多個計量測量，使得改良平均計量測量之信號雜訊比(SNR)(例如更高)。益處包含能夠經由一更大及/或更快焦距調整有效地執行高計量。

再次參考圖1A，本文應注意，計量系統100之一或多個組件可以所屬技術領域中已知之任何方式通信地耦接至計量系統100中之各種其他組件。

在另一實施例中，使用影像及側向位置判定與樣本102上之目標相關聯的計量測量包括：使用影像基於在兩個或兩個以上焦平面上之特徵202之一相對位置判定計量測量；及藉由補償兩個或兩個以上物鏡位置之間的物鏡定位載台之側向偏移來校正計量測量。

在另一實施例中，物鏡定位載台經進一步組態以調整物鏡218之一側向位置或一傾斜之至少一者，其中使用影像及側向位置判定與樣本102上之目標相關聯的計量測量包括：基於物鏡定位載台之側向位置而使用物鏡定位載台調整物鏡218之側向位置或傾斜之至少一者，以在擷取影像之前，在一選定容限內對準的兩個或兩個以上物鏡位置處擷取的影像之視場；及使用影像基於兩個或兩個以上焦平面上之特徵202之相對位置來判定計量測量。

在另一實施例中，控制器106包含經組態以執行一記憶體媒體112上維持之程式指令之一或多個處理器110。就此而言，控制器106之一或多個處理器110可執行本發明所描述之各種程序步驟之任何者。此外，控制器106可通信地耦接至計量系統100之任何組件。例如，控制器106可通信地耦接至成像系統104以自成像系統104接收影像及/或控制成像系統104之可調整組件以在選定對準容限內對準樣本102。此外，控制器106可基於自成像系統104接收之測量影像來判定與樣本102的兩個或兩個以上層相關聯的一計量測量。

現參考疊對計量之上下文中之計量系統100。在一些實施例中，如可應用於本發明之各種實施例及實例般，根據一計量配方，計量系統係一疊對計量系統，計量測量係一疊對誤差，目標係一疊對目標，且特徵係疊對特徵。例如，圖2A至圖3C中之特徵202a及特徵202b可為疊對目標特徵202 (例如在一光柵上光柵疊對計量配方中)。

在一個實施例中，計量系統100係經組態以在沿光學軸之一Z方向上調整一或多個偵測器之一焦平面軸向位置時掃描(擷取影像，接收偵測信號)之一3D疊對計量系統100。例如，基於沿多個焦平面接收之多個偵測信號來產生/判定一3D疊對誤差(X、Y及Z方向上之偏移)。此外，如在本發明通篇中相對於一計量測量所描述，3D疊對誤差之不準確度可數學地及/或機械地至少部分地校正(或防止)。

圖4繪示根據本發明之一或多個實施例之用於疊對計量之一方法400之一流程圖。本文中應注意，方法400之步驟可全部或部分由計量系統100實施。然而，應進一步認識到，方法400不受限於計量系統100，因為額外或替代系統級實施例可執行方法400之全部或部分步驟。

在一步驟402中，接收自一或多個接近感測器獲得之一計量系統100之一載台元件之側向位置。例如，側向位置可相對於一光學軸測量。

在一步驟404中，經由物鏡定位載台沿一光學軸移動至兩個或兩個以上物鏡位置來接收兩個或兩個以上焦平面之影像。

在一步驟406中，當物鏡定位載台位於兩個或兩個以上物鏡位置處時，使用載台元件之影像及側向位置來判定與一樣本上之一目標相關聯的一計量測量，目標包含兩個或兩個以上焦平面上之特徵。

現大體上參考計量系統104，下文更詳細地描述各種組件。

一控制器106之一或多個處理器110可包含所屬技術領域中已知之任何處理元件。就此而言，一或多個處理器110可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一個實施例中，一或多個處理器110可由一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或經組態以執行經組態以操作計量系統100之一程式之任何其他電腦系統(例如網路電腦)組成，如本發明所描述。應進一步認識到術語「處理器」可經廣義界定以涵蓋具有執行來自一非暫時性記憶體媒體112之程式指令之一或多個處理元件之任何裝置。此外，本發明通篇所描述之步驟可由一單一控制器106或可替代地由多個控制器執行。另外，控制器106可包含容置於一共同殼體中或多個殼體內之一或多個控制器。以此方式，任何控制器或控制器之組合可分開地封裝為適合於整合至計量系統100中之一模組。此外，控制器106可分析自偵測器總成122接收之資料且將資料饋送至計量系統100內或計量系統100外部之額外組件。

記憶體媒體112可包含適合於儲存可由相關聯的一或多個處理器110執行之程式指令的所屬技術領域中已知之任何儲存媒體。例如，記憶體媒體112可包含一非暫時性記憶體媒體。舉另一實例而言，記憶體媒體112可包含(但不限於)一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體裝置(例如磁碟)、一磁帶、一固態磁碟機及其類似者。應進一步注意，記憶體媒體112可與一或多個處理器110一起容置於一共同控制器殼體中。在一個實施例中，記憶體媒體112可相對於一或多個處理器110及控制器106之實體位置遠端定位。例如，控制器106之一或多個處理器110可存取可透過一網路(例如網際網路、內部網路及其類似者)存取之一遠端記憶體(例如伺服器)。因此，上述描述不應被解譯為對本發明之限制而僅係說明。

熟習技術者將認識到，本文所描述之組件(例如操作)、裝置、物件及其伴隨討論係作為實例用於使概念清楚且可考量各種組態修改。因此，如本文所使用，所闡述之特定範例及伴隨討論意欲表示其更一般類別。一般而言，使用任何特定範例意欲表示其類別，且不包含特定組件(例如操作)、器件裝置、裝置及物件不應被視為限制。

熟習技術者應瞭解，存在可藉由其實現本文所描述之程序及/或系統及/或其他技術之各種載具(例如硬體、軟體及/或韌體)，且較佳載具將隨其中部署程序及/或系統及/或其他技術部之背景變動。例如，若一實施者判定速度及準確度係首要的，則實施者可選擇一主要硬體/或軟體載具；替代地，若靈活性係首要的，則實施者可選擇一主要軟體實施方案；或替代地，實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之一些組合。因此，存在可藉由其實現本文所描述之程序及/或裝置及/或其他技術之若干可能載具，任何載具本質上不優於其他載具，因為利用任何載具係取決於其中將部署載具之背景內容及實施者之具體關注(例如速度、靈活性或可預測性)(其等之任何者可變動)之一選擇。

呈現以上描述以使一般技術者能夠製造及使用如一特定應用及其要求之背景中所提供之發明。熟習技術者將明白所描述之實施例之各種修改，且本文所界定之一般原理可應用於其他實施例。因此，本發明不意欲受限於所展示及描述之特定實施例，而應被給予與本文所揭示之原理及新穎特徵一致之最廣範疇。

關於在本文中使用實質上任何複數及/或單數術語，熟習技術者可視內文及/或應用需要將複數轉化為單數及/或將單數轉化為複數。為了清楚而未在本文中明確闡述各種單數/複數排列。

本文所描述之所有方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於記憶體中。結果可包含本文所描述之結果之任何者且可依所屬技術領域中已知之任何方式儲存。記憶體可包含本文所描述之任何記憶體或所屬技術領域中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後，結果可存取於記憶體中且由本文所描述之方法或系統實施例之任何者使用、格式化以顯示給一使用者、由另一軟體模組、方法或系統使用等等。另外，結果可「永久」、「半永久」、「暫時」儲存或儲存一段時間。例如，記憶體可為隨機存取記憶體(RAM)，且結果可能未必無限期保存於記憶體中。

經進一步審慎考慮，上述方法之實施例之各者可包含本文所描述之任何其他方法之任何其他步驟。另外，上述方法之實施例之各者可由本文所描述之系統之任何者執行。

本文所描述之標的有時繪示含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應瞭解，此等描繪架構僅供例示，且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。就概念而言，達成相同功能性之組件之任何配置經有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任兩個組件可被視為彼此「相關聯」使得達成所要功能性，不管架構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯的任兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦接」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯的任兩個組件亦可被視為可彼此「耦接」以達成所要功能性。「可耦接」之特定實例包含(但不限於)可實體配合及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。

此外，應瞭解，本發明由隨附申請專利範圍界定。熟習技術者應瞭解，一般而言，本文及尤其隨附申請專利範圍(例如隨附申請專利範圍之主體)中所使用之術語一般意欲為「開放」術語(例如，術語「包含」應被解譯為「包含(但不限於)」，術語「具有」應被解譯為「至少具有」，等等)。熟習技術者應進一步瞭解，若想要一引入請求項敘述之一特定數目，則此一意圖將在請求項中明確敘述，且若無此敘述，則無此意圖存在。例如，為有助於理解，以下隨附申請專利範圍可含有使用引入片語「至少一個」及「一或多個」引入請求項敘述。然而，使用此等片語不應被解釋為隱含由不定冠詞「一」引入一請求項敘述使含有此引入請求項敘述之任何特定請求項受限於僅含有一個此敘述之發明，即使相同請求項包含引入片語「一或多個」或「至少一個」及諸如「一」之不定冠詞(例如，「一」通常應被解譯為意謂「至少一個」或「一或多個」)；相同情況適用於用於引入請求項敘述之定冠詞之使用。另外，即使明確敘述一引入請求項敘述之一特定數目，但熟習技術者應認識到，此敘述通常應被解譯為意謂至少敘述數目(例如，無其他修飾詞之「兩個敘述」之裸敘述通常意謂至少兩個敘述或兩個或更多個敘述)。另外，在其中使用類似於「A、B及C之至少一者及其類似者」之一慣例之例項中，此一構造一般意欲為熟習技術者通常所理解之意義(例如，「具有A、B及C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，等等)。在其中使用類似於「A、B或C之至少一者及其類似者」之一慣例之例項中，此一構造一般意欲為熟習技術者通常所理解之意義(例如，「具有A、B或C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，等等)。熟習技術者應進一步瞭解，無論在[實施方式]、申請專利範圍或圖式中，呈現兩個或兩個以上替代項之幾乎任何析取用語及/或片語應被理解為考量包含項之一者、兩項之任一者或兩項之可能性。例如，片語「A或B」將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。

據信本發明及其諸多伴隨優點將藉由以上描述理解，且應明白，可在不背離本發明或不犧牲其所有材料優點之情況下對組件之形式、構造及配置中進行各種改變。所描述之形式僅供說明，且以下申請專利範圍意欲涵蓋及包含此等改變。另外，應瞭解，本發明由隨附申請專利範圍界定。

100:計量系統 102:樣本 104:成像系統 106:控制器 108:樣本載台 110:處理器 112:記憶體/記憶體媒體 114:照明源 116:照明光束 118:照明路徑 120:集光光束 122:偵測器總成 124:物鏡 126:照明路徑透鏡 128:照明調節組件 134:分束器 136:集光路徑透鏡 138:調節集光組件 142:集光路徑 202a:第一目標特徵 202b:第二目標特徵 204:框架 206:粗定位載台支撐元件/軸承 208:粗定位載台 210:光學軸 212:精定位載台 214:粗定位載台驅動器 216:薄撓曲臂 218:物鏡 220:精定位載台驅動器 222:接近感測器 224a:接近感測器間隙 224b:接近感測器間隙 224c:接近感測器間隙 226:微調整載台 228:粗調整載台 400:方法 402:步驟 404:步驟 406:步驟

熟習技術者可藉由參考附圖來較佳理解本發明之諸多優點。 圖1A繪示根據本發明之一或多個實施例之一計量系統的一圖式。 圖1B繪示根據本發明之一或多個實施例之一計量系統的一圖式。 圖1C繪示根據本發明之一或多個實施例之具有兩個或兩個以上偵測器之一計量系統的一圖式。 圖2A繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第一位置中之一成像系統的一圖式。 圖2B繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第二未對準位置中之成像系統的一圖式。 圖2C繪示根據本發明之一或多個實施例之處於由一微調整載台至少部分地校正之一第三位置中之成像系統的一圖式。 圖3A繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第一位置中之一成像系統的一圖式。 圖3B繪示根據本發明之一或多個實施例之處於一第二未對準位置中之成像系統的一圖式。 圖3C繪示根據本發明之一或多個實施例之處於由一粗調整載台至少部分地校正之一第三位置中之成像系統的一圖式。 圖4繪示根據本發明之一或多個實施例之用於疊對計量之一方法之一流程圖。

102:樣本

108:樣本載台

202a:第一目標特徵

202b:第二目標特徵

204:框架

206:粗定位載台支撐元件/軸承

208:粗定位載台

210:光學軸

212:精定位載台

214:粗定位載台驅動器

216:薄撓曲臂

218:物鏡

220:精定位載台驅動器

222:接近感測器

224b:接近感測器間隙

226:微調整載台

Claims (37)

1. 一種計量系統，其包括： 一物鏡； 一或多個偵測器； 一物鏡定位載台，其結構上耦接至該物鏡且經組態以經由沿該計量系統之一光學軸移動來調整該一或多個偵測器之至少一者之一焦平面；及 一或多個接近感測器，其經組態以當該物鏡定位載台沿該光學軸移動時測量一載台元件之側向位置， 其中該計量系統經組態以經由該物鏡定位載台沿該光學軸移動至兩個或兩個以上物鏡位置來擷取兩個或兩個以上焦平面之影像，該兩個或兩個以上焦平面之各焦平面位於沿該計量系統之該光學軸且正交於該光學軸之一軸向位置處， 其中該兩個或兩個以上焦平面之至少兩者由大於由該物鏡提供之一景深之一軸向焦距分離， 其中該計量系統經組態以當實施一計量配方時在該物鏡定位載台位於該兩個或兩個以上物鏡位置處時使用該載台元件之該等影像及側向位置來判定與一樣本上之一目標相關聯的一計量測量，該目標包含根據該計量配方在該兩個或兩個以上焦平面上之特徵。
2. 如請求項1之計量系統，其中使用該等影像及該等側向位置來判定與該樣本上之該目標相關聯的該計量測量包括： 使用該等影像基於該兩個或兩個以上焦平面上之該特徵之一相對位置來判定該計量測量；及 藉由補償該兩個或兩個以上物鏡位置之間的該物鏡定位載台之側向偏移來校正該計量測量。
3. 如請求項1之計量系統，其中該物鏡定位載台經進一步組態以調整該物鏡之一側向位置或一傾斜之至少一者，其中使用該等影像及該側向位置來判定與該樣本上之該目標相關聯的該計量測量包括： 基於該物鏡定位載台之該側向位置，使用該物鏡定位載台調整該物鏡之該側向位置或該傾斜之至少一者，以在擷取該等影像之前，在一選定容限內對準該兩個或兩個以上物鏡位置處擷取的該等影像之視場；及 使用該等影像基於該兩個或兩個以上焦平面上之該等特徵之一相對位置來判定該計量測量。
4. 如請求項3之計量系統，其中該物鏡定位載台經組態以經由一調整載台調整該物鏡之一側向位置或一傾斜之至少一者。
5. 如請求項4之計量系統，其中該調整載台係一微調整載台或一粗調整載台之至少一者， 其中該微調整載台在操作上及結構上耦接至且經組態以調整一精定位載台或該物鏡之至少一者之一側向位置或一傾斜之至少一者， 其中該粗調整載台在操作上及結構上耦接至且經組態以調整一粗定位載台之一側向位置或一傾斜之至少一者。
6. 如請求項1之計量系統，其中該物鏡定位載台包括一精定位載台或一粗定位載台之至少一者， 其中該精定位載台結構上耦接至該物鏡，該物鏡定位載台經組態以允許對應於該一或多個偵測器之該焦平面之一微調整的該精定位載台沿該光學軸之一精細移動， 其中該粗定位載台結構上耦接至該精定位載台或該物鏡之至少一者，該物鏡定位載台經組態以允許對應於該一或多個偵測器之該焦平面之一粗調整的該粗定位載台沿該光學軸之一粗略移動， 其中該物鏡定位載台之一最大焦平面調整距離包括該精定位載台之一最大微調整或該粗定位載台之一最大粗調整之至少一者。
7. 如請求項6之計量系統，其中該物鏡定位載台包括該精定位載台，其中該精定位載台由兩個或兩個以上薄撓曲臂在結構上圍繞該光學軸徑向支撐，該兩個或兩個以上薄撓曲臂經組態以允許該精定位載台沿該光學軸之該精細移動的，且在調整該一或多個偵測器之該焦平面時約束該精定位載台相對於該光學軸的一側向平移及一傾斜。
8. 如請求項7之計量系統，其中該兩個或兩個以上薄撓曲臂位於一平行四邊形組態中。
9. 如請求項7之計量系統，其中該兩個或兩個以上薄撓曲臂經組態以將該側向平移約束於五奈米之準確度內且將該傾斜約束於3微弧度之準確度內。
10. 如請求項7之計量系統，其中該兩個或兩個以上薄撓曲臂包括在該精定位載台之一第一側上的兩個或兩個以上薄撓曲壁之一第一子集，及在該精定位載台之一第二側上的兩個或兩個以上薄撓曲臂之一第二子集，其中該第二側相對於該光學軸與該第一側相對。
11. 如請求項6之計量系統，其中該載台元件係該精定位載台使得該一或多個接近感測器經組態以在該物鏡定位載台沿該光學軸移動時測量該精定位載台之該等側向位置。
12. 如請求項6之計量系統，其中該物鏡定位載台經組態以允許該精定位載台之該最大微調整為至少50微米。
13. 如請求項6之計量系統，其中該物鏡定位載台包括該精定位載台及一精定位載台驅動器，該精定位載台驅動器操作上耦接至該精定位載台且經組態以提供對應於該焦平面之該微調整的該精定位載台沿該光學軸之該精細移動。
14. 如請求項13之計量系統，其中該精定位載台驅動器係一壓電裝置(PZT)，其經組態以當一電壓施加於該PZT時產生該精定位載台之運動，其中該PZT結構上耦接至該精定位載台。
15. 如請求項6之計量系統，其中該物鏡定位載台包括該粗定位載台及一粗定位載台驅動器，該粗定位載台驅動器操作上耦接至該粗定位載台且經組態以提供對應於該焦平面之該粗調整的該粗定位載台沿該光學軸之該粗略移動。
16. 如請求項15之計量系統，其中該粗定位載台在結構上由空氣軸承圍繞該光學軸徑向支撐，該等空氣軸承經組態以允許該粗定位載台沿該光學軸之該粗略移動之，且當調整該一或多個偵測器之該焦平面時約束該粗定位載台相對於該光學軸的一側向平移及一傾斜。
17. 如請求項15之計量系統，其中該載台元件係該粗定位載台使得該一或多個接近感測器經組態以在該物鏡定位載台沿該光學軸移動時測量該粗定位載台之該等側向位置。
18. 如請求項15之計量系統，其中該物鏡定位載台經組態以允許該粗調整載台之該最大粗調整為至少500微米。
19. 如請求項15之計量系統，其中該物鏡定位載台經組態以允許該粗調整載台之該最大粗調整為至少2000微米。
20. 如請求項6之計量系統，其中該物鏡定位載台經組態以允許該最大焦平面調整距離為至少2000微米。
21. 如請求項6之計量系統，其中使用該等影像及該等側向位置來判定與該樣本上之該目標相關聯的該計量測量包括： 判定該精定位載台之一可重複側向偏移及/或傾斜之一校準。
22. 如請求項21之計量系統，使用至少該校準來校正該計量測量。
23. 如請求項1之計量系統，其中根據該計量配方，該樣本的兩個或兩個以上之至少一者包括一或多個3D NAND特徵。
24. 如請求項1之計量系統，其中該計量系統經組態以對晶圓至晶圓(W2W)接合樣本成像，且根據該計量配方，該樣本係一W2W接合樣本。
25. 如請求項1之計量系統，其中該計量系統經組態以對晶粒至晶圓(D2W)接合樣本成像，且根據該計量配方，該樣本係一D2W接合樣本。
26. 如請求項1之計量系統，其中該計量系統經組態以使用以下之至少一者成像：不同照明偏振、不同照明數值孔徑、不同照射角度或不同照射波長範圍。
27. 如請求項1之計量系統， 其中該一或多個偵測器包括一第一偵測器及一第二偵測器， 其中該第一偵測器經組態以在一第一焦平面處擷取第一偵測器影像，且該第二偵測器經組態以在一第二焦平面處擷取該第二偵測器影像。
28. 如請求項27之計量系統，其中該計量系統進一步經組態以： 基於一或多個新第一影像及一或多個新第二影像來判定一新計量測量；及 基於該新計量測量及該計量測量來判定一平均總計量測量，使得與該計量測量相比，該平均總計量測量具有一改良信號雜訊比。
29. 如請求項1之計量系統，其中根據該計量配方，該計量系統係一疊對計量系統，該計量測量係一疊對誤差，該目標係一疊對目標，且該等特徵係疊對特徵。
30. 一種具有空氣軸承之計量系統，其包括： 一物鏡； 一或多個偵測器； 一物鏡定位載台，其結構上耦接至該物鏡且經組態以經由沿該計量系統之一光學軸移動來調整該一或多個偵測器之至少一者之一焦平面；及 該物鏡定位載台之一粗定位載台，該粗定位載台在結構上由一或多個空氣軸承圍繞該光學軸徑向支撐，該一或多個空氣軸承經組態以允許該粗定位載台沿該光學軸之一縱向移動，且在調整該一或多個偵測器之該焦平面時，約束該粗定位載台相對於該光學軸的一側向平移及一傾斜， 其中該計量系統經組態以經由該物鏡定位載台沿該光學軸移動至兩個或兩個以上物鏡位置來擷取兩個或兩個以上焦平面之影像， 其中該兩個或兩個以上焦平面之至少兩者由大於由該物鏡提供之一景深之一軸向焦距分離， 其中該計量系統經組態以當實施一計量配方時，當該目標定位載台位於該兩個或兩個以上目標位置處時，使用該等影像來判定與一樣本上之一目標相關聯的一計量測量，該目標包含根據該計量配方在該兩個或兩個以上焦平面上之特徵。
31. 如請求項30之計量系統，其中該物鏡定位載台經組態以允許該粗定位載台之一最大粗調整為至少500微米。
32. 如請求項30之計量系統，其中該一或多個空氣軸承經組態以將該側向平移約束在五奈米之準確度內且將該傾斜約束在5微弧度之準確度內。
33. 如請求項30之計量系統，其中該物鏡定位載台包括一粗定位載台驅動器，該粗定位載台驅動器操作上耦接至該粗定位載台且經組態以提供對應於該焦平面之一粗調整的該粗定位載台沿該光學軸之該粗略移動。
34. 如請求項33之計量系統， 其中該粗定位載台驅動器包括操作上耦接至該載台元件之一線性馬達，或操作上耦接至該載台元件之一旋轉馬達及驅動螺釘組合之至少一者。
35. 一種用於疊對計量之方法，該方法包括： 接收自一或多個接近感測器獲得之一計量系統之一載台元件之側向位置，該等側向位置相對於一光學軸測量， 其中該計量系統經組態以調整該計量系統之一或多個偵測器中之至少一者之一焦點位置，其中該計量系統經組態以經由一物鏡定位載台沿該光學軸移動至兩個或兩個以上物鏡位置來擷取兩個或兩個以上焦平面之影像，該兩個或兩個以上焦平面之各焦平面在沿該計量系統之該光學軸且正交於該光學軸之一軸向位置處，其中該兩個或兩個以上焦平面之至少兩者由大於由一物鏡提供之一景深之一軸向焦距分離； 經由該物鏡定位載台沿該光學軸移動至該兩個或兩個以上物鏡位置來接收兩個或兩個以上焦平面之該等影像；及 當該物鏡定位載台位於該兩個或兩個以上物鏡位置處時，使用該載台元件之該等影像及側向位置來判定與一樣本上之一目標相關聯的一計量測量，該目標包含該兩個或兩個以上焦平面上之特徵。
36. 如請求項35之方法，其中判定與該樣本上之該目標相關聯的該計量測量包括： 使用該等影像基於該兩個或兩個以上焦平面上之該等特徵之一相對位置來判定該計量測量；及 藉由使用所接收之側向位置補償該兩個或兩個以上物鏡位置之間的該物鏡定位載台之側向偏移來校正該計量測量。
37. 如請求項35之方法，其中該物鏡定位載台經進一步組態以調整該物鏡之一側向位置或一傾斜之至少一者，其中判定與該目標相關聯的該計量測量進一步包括： 基於該物鏡定位載台之該等側向位置，使用該物鏡定位載台調整該物鏡之該側向位置或該傾斜之至少一者，在擷取該等影像之前，在一選定容限內對準該兩個或兩個以上物鏡位置處擷取的該等影像之視場；及 使用該燈影像基於該兩個或兩個以上焦平面上之該特徵之一相對位置來判定該計量測量。