请案以如同全文引用的方式并入本文中。如在1999年I月12日颁发给诺顿(Norton)等人的第5，859，424号美国专利案(所述专利案以如同全文引用的方式并入本文中)中所述，已在光学测量中使用切趾元件来减小光斑大小。然而，据信先前尚未将切趾元件与IR波长及LSP —起使用。
[0044]所述系统还包含计算机子系统，其经配置以使用所述输出来确定所述一或多个结构的一或多个特性。例如，图4中所示的系统可包含计算机子系统(例如，图6中所示的计算机系统604，其在文中进一步描述)。例如，可通过一或多个传输介质(未图示)(其可包含“有线”及/或“无线”传输介质)将图6中所示的计算机系统耦合到图4中所示的检测器444及454，使得所述计算机系统可接收所述检测器产生的输出。所述计算机子系统可经配置以利用所述输出使用此项技术中已知的任何适宜的方法及/或算法确定本文中所述的一或多个结构中的任何者的本文中所述的任何一或多个特性。
[0045]在一个实施例中，所述照明子系统经配置以将不同波长的UV光、可见光及IR光依序引导到所述一或多个结构，且所述照明子系统经配置以随引导到所述一或多个结构的光波长变化而改变光所引导到的光斑的大小及位置。例如，本文中所述的实施例实现随波长在整个宽分析范围(从UV到IR)的变化而使光斑大小及光斑位置发生实质上一致及连续的变化。当度量目标变得更复杂时，因度量目标的SE数据变化而引起的晶片特性(例如，CD、线宽、厚度、角度及类似特性)的变化变得越来越高度相关且难以解除耦合。然而，本文中所述度量系统的经扩展且实质上连续的波长范围有助于打破晶片特性的相关性。所述照明子系统可将不同波长的光以任何适宜方式引导到所述结构，且所述照明子系统可经配置以任何适宜方式改变所述光斑的大小及位置。
[0046]如上文所述，所述检测子系统可包含两个分光计，一个经配置以用于IR光而非UV光且另一个用于UV光而非IR光。在一个此种实施例中，所述第一及第二分光计的波长范围重叠，且所述计算机子系统经配置以使用在重叠的波长范围中产生的输出来组合来自所述第一及第二分光计的输出。例如，所述IR及UV分光计在可见波长范围中可重叠，且所述IR及UV分光计的输出可拼接在一起且经调整以使硬件间匹配及工具间匹配优化并促进方案转移及硬件采用。此外，本文中所述的光学设计允许使用两个或两个以上分光计以涵盖整个波长范围并允许将不同波长范围的数据拼接成一个实质上连续的数据集。允许在本文中所述实施例中实现此结果的一个重要组件为下文所述的滤光器。
[0047]例如，在一个实施例中，所述照明子系统包含在单个衬底上具有第一区域及第二区域的滤光器。所述第一区域经配置以在UV光被所述照明子系统引导到所述一或多个结构时使用，且所述第二区域经配置以在IR光被所述照明子系统引导到所述一或多个结构时使用。因此，所述滤光器在单个衬底上可具有一个以上区域。例如，如图5中所示，滤光器500可包含在单个衬底上形成的区域I及区域2。所述多区域滤光器可用作图4中所示的滤光器402。所述区域中的至少一者可经优化以用于UVSE(即，SE与较短波长)且至少一个区域可经优化以用于IRSE(即，SE与较长波长)。所述UVSE滤光器区域可为用于UV光级控制的中性密度(ND)滤光器或用于阻断非所要IR光以免污染测量的短波通滤光器。所述IRSE滤光器区域可为用于IR光级控制的ND滤光器或用于阻断非所要UV光以免对在晶片上形成的一或多个结构(例如光致抗蚀剂目标)产生破坏的长波通滤光器。所述滤光器上的一或多个区域还可为或替代地为用于阻断用作光源的LSP的泵源的陷波滤光器。本文中所述的滤光器实施例胜于在多个衬底上形成的滤光器的一个优点为在本文中所述的滤光器的整个衬底上将存在相同楔形误差，这将使所述晶片的测量目标上的照明光斑位置(光斑大小)的变化最小。
[0048]本文中所述的实施例还与例如多工具多目标分析(包含数据前馈或数据侧馈方法学)或多工具目标并行分析的度量方法兼容。可如在2009年I月13日颁发给赞谷(Zangooie)等人的第7，478，019号美国专利案(其以如同全文引用的方式并入本文中)中所述般进行多工具多目标分析。使用扩展的波长范围也可增强度量目标设计的概念，如尤(Yoo)等人在2012年10月31日申请的第13/665，436号美国专利申请案(其以第2013号美国专利申请公开案方式在2013年公开)中所述，所述案以如同全文引用的方式并入本文中。使用扩展的波长范围增强分析的其它方式可包含主分量分析(PCA)及其它稳健统计方法。
[0049]在一个实施例中，所述一或多个结构为非装置结构，且所述一或多个结构包括包含在所述装置结构中的一或多个层且具有不同于所述装置结构中的一或多个层的厚度。例如，本文中所述的实施例可通过目标设计改善所述度量的信噪比。特定来说，可改变所述目标设计以调整性能限制层(例如一或多个硬掩模)的厚度以增强度量敏感性。因此，本文中所述的实施例可通过单独或同时扩展度量硬件(经由扩展的波长范围)或目标设计空间来改善信噪比。
[0050]本文中所述的实施例可针对许多不同应用提供显著优点。例如，本文中所述的较长IR波长可有益于植入物监视应用。IR的优点是归因于自由载子浓度显著影响硅的光学性质的事实。类似地，IR波长测量有用于包含具有IR波长敏感性的光学性质的材料的结构。此类结构包含一些纳米线结构、量子点等。
[0051]在一个实施例中，所述一或多个结构包含对至少一些光不透明的材料，且所述一或多个特性包含基于材料变不透明时的波长确定的所述材料的能带隙及基于所述能带隙确定的所述材料的组成。例如，发现例如砷化镓(GaAs)、磷酸铟(InP)、娃锗(SiGe)及其它材料在半导体制造中具有越来越多的用途。由于所述材料的能带隙使得这些材料在较短波长下不透明，因此通过IR产生的可用扩展的波长范围是非常有益的。在较长波长下，这些材料变透明(例如GaAs对于大于870nm(其对应于1.42eV GaAs能带隙)的波长来说透明)，这显著改变测得的信号，借此提高敏感性。此外，追踪这些材料变透明时的偏移波长将允许成分测量，这是因为成分的改变会移位能带隙(例如，砷化铟镓(InGaAs)中的Ga成分)(参见例如“与InP匹配的Inl_xGaxAsyPl-y晶格的能带隙对组成及维德加定律的证实(Band gap versus composit1n and demonstrat1n of Vegard's lawfor Inl-xGaxAsyPl-y lattice matched to InP) ”，《应用物理快报(Appl.Phys.Lett.)》33(1978)第 659 页)。
[0052]在另一实施例中，所述一或多个结构包含对至少一些光不透明的材料，且所述一或多个特性包含基于材料变不透明时的波长确定的所述材料的能带隙及基于所述能带隙确定的所述一或多个结构的尺寸。例如，可追踪透明度偏移，这是因为其可与材料的几何参数直接相关。例如，娃纳米线的直径决定能带隙(参见例如“高折射率娃纳米线的电子能带结构(Electronic band structure of high-1ndex silicon nanowires)，，，〈〈统计物理杂志(Phys.Stat.Sol.))) (b) 242, N0.12，2474-2479，2005)。因此，测量硅纳米线的透明度偏移将可获得其直径。因此，需要大于IlOOnm的近IR波长。
[0053]在一些度量用途的情况下，使用短UV波长可改变所测结构(例如，光致抗蚀剂)的性质。在所述用途情况下，扩展如本文中所述的波长范围可为有益的。
[0054]如本文中所述，使用IR波长通常可允许简化CD及薄膜度量的计算部分。例如，当个别层的详细性质不重要且相对大尺度性质更重要时，可使用有效介质近似法(其中可通过单个有效层或少数几个有效层代替多层)。
[0055]在一个实施例中，所述至少一个大横向尺寸结构并非在晶片上形成的多个周期结构中的一者。在另一实施例中，所述一或多个结构具有大于0.5微米的周期。例如，在一些用途情况下，度量目标具有可较大的周期(间距)，例如大约一或几个微米的数量级。椭圆偏振术及反射术的一个已知限制为潜在存在可污染初级零阶信号并使测量质量降级的额外衍射阶数。然而，相对长波长可对具有相对大间距的结构抑制高衍射阶数。因此，在一个实施例中，所述计算机子系统经配置以不使用响应于UV及可见光的输出以确定所述至少一个大横向尺寸结构的一或多个特性。以此方式，即使检测到来自所述结构的UV及可见光，也可在一些度量计算期间忽略响应于所述光的输出。然而，如本文中所述，将波长范围扩展到包含IR(且基本上使所述范围加倍)允许测量较大特征(例如较大间距目标等)，此可特别有用于SRAM内嵌式快闪存储器特性分析。
[0056]在另一实施例中，所述计算机子系统经配置以使用响应于来自所述一或多个结构的IR光的输出以确定所述至少一个HAR结构的底部部分的一或多个特性及使用响应于来自所述一或多个结构的可见及UV光的输出以确定所述至少一个HAR结构的顶部部分的一或多个特性。所述结构的底部部分可定义为从所述结构的最低表面延伸且UV及/或可见光无法穿透的所述结构的部分。所述结构的顶部部分可定义为从所述结构的最高表面延伸的结构的部分且UV及/或可见光可穿透的所述结构的部分。例如，组合使用IR及UV到可见波长(UV-VIS)可简化复杂结构的建模及测量。特定来说，可通过UV-VIS测量装置特征(限于所述装置的顶部)的某一子集。可使用IR波长测量其它装置特征(位于所述装置的底部)。
[0057]在另一实施例中，所述一或多个结构包含在所述晶片上的第一层上形成的一或多个第一结构及在所述晶片中位于第一层下方的第二层上形成的一或多个第二结构，且所述一或多个特性包含所述一或多个第一结构相对于所述一或多个第二结构的叠盖。例如，使用IR波长可