CN116917715A - 利用短波红外线波长的光学计量 - Google Patents

Abstract

一种光学计量工具可包含：一或多个照射源，其用以产生既具有短波红外线(SWIR)光谱范围内又具有所述SWIR光谱范围外的波长的照射；照射光学器件，其经配置以将所述照射引导到样本；第一成像通道，其包含经配置以基于包含所述SWIR光谱范围中的至少一些波长的第一波长范围将所述样本成像的第一检测器；第二成像通道，其包含经配置以基于包含所述SWIR光谱范围外的至少一些波长的第二波长范围将所述样本成像的第二检测器；及控制器。所述控制器可从所述第一检测器接收所述样本的第一图像，从所述第二检测器接收所述样本的第二图像，并基于所述第一图像及所述第二图像来产生所述样本的光学计量测量。

Description

利用短波红外线波长的光学计量

相关申请案的交叉参考

本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张于2021年3月11日提出申请的美国临时申请案第63/159,451号的权益，所述美国临时申请案以其全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及光学计量，且更特定来说，涉及利用短波红外线(SWIR)波长的光学计量。

背景技术

半导体工艺路线图正在转变成包含对可见光波长呈现较低透明度但对短波红外线(SWIR)波长呈现越来越高透明度的样本层。结果，基于可见光波长的光学计量技术可产生较低信号强度及较高噪声，这可消极地影响测量准确度及吞吐量。因此，可期望提供解决以上缺陷的系统及方法。

发明内容

根据本发明的一或多个说明性实施例，公开一种光学计量工具。在一个说明性实施例中，所述工具包含一或多个照射源，其中所述一或多个照射源中的至少一者产生短波红外线(SWIR)光谱范围中的照射，且其中所述一或多个照射源中的至少一者产生所述SWIR光谱范围外的照射。在另一说明性实施例中，所述工具包含用以将来自所述一或多个照射源的照射引导到样本的一或多个照射光学器件。在另一说明性实施例中，所述工具包含第一成像通道，所述第一成像通道包含用以基于具有第一波长范围的照射将所述样本成像的第一检测器，其中所述第一波长范围包含所述SWIR光谱范围中来自所述一或多个照射源的至少一些波长。在另一说明性实施例中，所述工具包含第二成像通道，所述第二成像通道包含用以基于具有不同于所述第一波长范围的第二波长范围的照射将所述样本成像的第二检测器，其中所述第二波长范围包含所述SWIR光谱范围外来自所述一或多个照射源的至少一些波长。在另一说明性实施例中，所述工具包含控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器从所述第一检测器接收所述样本的一或多个第一图像。在另一说明性实施例中，所述控制器从所述第二检测器接收所述样本的一或多个第二图像。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述一或多个第一图像及所述一或多个第二图像来产生所述样本的一或多个光学计量测量。

根据本发明的一或多个说明性实施例，公开一种光学计量工具。在一个说明性实施例中，所述工具包含一或多个照射源，其中所述一或多个照射源中的至少一者产生短波红外线(SWIR)光谱范围中的照射，且其中所述一或多个照射源中的至少一者产生所述SWIR光谱范围外的照射。在另一说明性实施例中，所述工具包含用以将来自所述一或多个照射源的照射引导到样本的一或多个照射光学器件。在另一说明性实施例中，所述工具包含第一成像通道，其中所述第一成像通道包含用以基于具有第一波长范围的照射将所述样本成像的第一检测器，且其中所述第一波长范围包含所述SWIR光谱范围中来自所述一或多个照射源的至少一些波长。在另一说明性实施例中，所述第一成像通道进一步包含第二检测器，所述第二检测器经配置以基于具有不同于所述第一波长范围的第二波长范围的照射将所述样本成像，其中所述第二波长范围包含所述SWIR光谱范围外来自所述一或多个照射源的至少一些波长。在另一说明性实施例中，将所述第一检测器及所述第二检测器安装在摄像机变换器上以将所述第一检测器或所述第二检测器选择性地定位在集光路径中以便将所述样本成像。在另一说明性实施例中，所述工具包含第二成像通道，所述第二成像通道包含经配置以基于具有不同于所述第一波长范围的第三波长范围的照射将所述样本成像的第三检测器，其中所述第三波长范围包含所述SWIR光谱范围外来自所述一或多个照射源的至少一些波长。在另一说明性实施例中，所述工具包含控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器从所述第一检测器接收所述样本的一或多个第一图像。在另一说明性实施例中，所述控制器从所述第二检测器接收所述样本的一或多个第二图像。在另一说明性实施例中，所述控制器从所述第三检测器接收所述样本的一或多个第三图像。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述一或多个第一图像、所述一或多个第二图像及所述一或多个第三图像来产生所述样本的一或多个光学计量测量。

根据本发明的一或多个说明性实施例，公开一种光学计量工具。在一个说明性实施例中，所述工具包含一或多个照射源，其中所述一或多个照射源中的至少一者产生短波红外线(SWIR)光谱范围中的照射，且其中所述一或多个照射源中的至少一者产生所述SWIR光谱范围外的照射。在另一说明性实施例中，所述工具包含一或多个照射光学器件以将来自所述一或多个照射源的照射引导到样本。在另一说明性实施例中，所述工具包含检测器，所述检测器对所述SWIR光谱范围中由所述一或多个照射源产生的至少一些波长及所述SWIR光谱范围外由所述一或多个照射源产生的至少一些波长敏感。在另一说明性实施例中，所述工具包含控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器基于具有所述SWIR光谱范围中由所述一或多个照射源产生的所述至少一些波长的照射从所述检测器接收所述样本的一或多个第一图像。在另一说明性实施例中，所述控制器基于具有所述SWIR光谱范围外由所述一或多个照射源产生的所述至少一些波长的照射从所述第二检测器接收所述样本的一或多个第二图像。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述一或多个第一图像及所述一或多个第二图像来产生所述样本的一或多个光学计量测量。

根据本发明的一或多个说明性实施例，公开一种叠对计量目标。在一个说明性实施例中，所述目标包含样本的第一层中的一或多个第一层特征。在另一说明性实施例中，所述目标包含所述样本的第二层中的一或多个第二层特征，其中所述样本的所述第二层安置在所述样本的所述第一层的顶部上。在另一说明性实施例中，所述样本的覆盖所述第一层特征的至少一部分由吸收具有可见光波长的至少某一照射并使具有短波红外线(SWIR)波长的至少某一照射透射的材料形成。在另一说明性实施例中，所述一或多个第一层特征及所述一或多个第二层特征经布置以基于所述一或多个第一层特征的一或多个第一图像及所述一或多个第二层特征的一或多个第二图像来提供对所述样本的所述第一层与所述第二层的相对对准的叠对测量。在另一说明性实施例中，所述一或多个第一层图像是利用包含所述SWIR波长的照射以及对至少所述SWIR波长敏感的第一成像检测器来形成的。在另一说明性实施例中，所述一或多个第二层图像是利用包含所述可见光波长的照射以及对至少所述可见光波长敏感的第二成像检测器来形成的。

应理解，前述大体说明及以下详细说明两者均仅是示范性及解释性的且未必限制所主张的本发明。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的随附图式图解说明本发明的实施例，并与所述大体说明一起用于阐释本发明的原理。

附图说明

所属领域的技术人员可通过参考附图更好地理解本发明的众多优点。

图1A是根据本公开的一或多个实施例的利用以SWIR光谱范围中的至少一个波长进行照射的SWIR光学计量系统的概念性框图视图。

图1B是根据本公开的一或多个实施例的包含单个测量通道的SWIR光学计量工具的概念性视图。

图1C是根据本公开的一或多个实施例的其中照射通路及集光通路包含单独元件的SWIR光学计量工具的概念性视图。

图1D是根据本公开的一或多个实施例的包含两个测量通道的SWIR光学计量工具的概念性视图，其中所述测量通道中的至少一者包含SWIR检测器。

图1E是根据本公开的一或多个实施例的具有两个测量通道的SWIR光学计量工具的概念性视图，所述SWIR光学计量工具包含一个测量通道中的摄像机变换器以在可见光波长检测器与SWIR检测器之间选择性地切换。

图1F是根据本公开的一或多个实施例的SWIR光学计量工具的概念性视图，所述SWIR光学计量工具具有包含SWIR检测器的一个测量通道以及包含可见光波长检测器的两个测量通道。

图2A是根据本公开的一或多个实施例的SWIR计量目标的俯视图，所述SWIR计量目标包含工艺层及抗蚀剂可见光不透明IR透明(VOIT)层中的非重叠目标特征。

图2B是根据本公开的一或多个实施例的图2A的SWIR计量目标的一个单元的侧视图。

图2C是根据本公开的一或多个实施例的SWIR计量目标的侧视图，所述SWIR计量目标包含由VOIT层覆盖的两个工艺层中的非重叠特征。

图2D是根据本公开的一或多个实施例的SWIR计量目标的俯视图，所述SWIR计量目标包含工艺层及抗蚀剂VOIT层中的重叠目标特征。

图2E是根据本公开的一或多个实施例的图2D的SWIR计量目标的侧视图。

图3是根据本公开的一或多个实施例的图解说明执行SWIR叠对方法中的步骤的流程图。

具体实施方式

现将详细参考在随附图式中图解说明的所公开的标的物。已关于一些实施例及其具体特征来特定展示并描述本公开。本文中所陈述的实施例是说明性而非限制性的。对于所属领域的技术人员来说应显而易见的是，在不脱离本发明的精神及范围的情况下，可进行形式及细节上的各种改变及修改。

本公开的实施例是针对用于使用短波红外线(SWIR)波长来实施光学计量的系统及方法。SWIR光谱范围一般被认为包含范围从约700纳米(nm)到约3000nm的波长，请注意有时将范围从大约750nm到约900nm(例如，接近基于硅的检测器的敏感度的上限)或者有时高达1100nm或1400nm的波长指定为近红外线(NIR)光。出于本发明的目的，SWIR光谱范围被宽泛地认为包含范围从约700纳米(nm)到约3000nm的波长。请考虑，本文中所公开的系统及方法可适合于本领域中已知的任何光学计量技术。以这一方式，本文中所公开的系统及方法可将当前在紫外线(UV)到红外线(IR)光谱范围中操作的现有光学计量技术扩展为能够在SWIR光谱范围中操作。

出于本发明的目的，术语光学计量用于宽泛地指代基于用光照射样本、响应于照射而从样本捕获光(例如，以图像或离散测量的形式)并基于所捕获光来产生对样本的一或多个测量的计量。将半导体装置制造视为非限制性实例，光学计量可包含但不限于叠对计量或光学临界尺寸(OCD)计量。

将光学计量测量扩展到SWIR波长可改进相对于可见光波长的测量准确度及/或稳健性。作为基于叠对测量的说明性实例，除了叠对误差以外，许多光学叠对技术对叠对目标的各种不对称性敏感。举例来说，光学叠对技术可对印刷特征本身的几何形状的不对称性(例如但不限于侧壁角度的不对称性)敏感。作为结果，此类叠对技术通常必须在经高度控制条件下执行以限制非想要特征不对称性，基于已知特征不对称性来进行校准，及/或包含在不同条件(例如，不同照射条件、不同样本旋转等等)下的多个测量以隔绝叠对测量的叠对误差的影响。然而，本文中请考虑，对印刷特征的不对称性的敏感度一般来说会因较长波长而降低。作为结果，使用SWIR波长的叠对测量可将来自其它特征不对称性的叠对误差的影响解耦且可提供更准确地对应于样本上叠对误差的测量。

本公开的实施例是针对利用对SWIR波长敏感的一或多个检测器(例如，SWIR检测器)来执行光学计量测量。举例来说，SWIR检测器可包含对SWIR波长敏感的焦平面阵列(FPA)。本文中应认识到，一些叠对技术已扩展到NIR光谱范围。举例来说，近IR光谱范围中的叠对计量一般描述于颁于2010年3月23日的美国专利第7,684,039号中，所述美国专利以其全文引用方式并入本文中。然而，对SWIR波长敏感的摄像机(例如但不限于铟镓砷(InGaAs)检测器或碲镉汞(HgCdTe或MCT)检测器)的最新进展可使此类摄像机可行地用于集成到叠对计量系统中。就这一点来说，可将各种光学计量技术扩展为包含SWIR波长。

在一些实施例中，将SWIR摄像机添加为现有系统的扩展(例如，在UV、可见光、IR或NIR光谱范围中操作)。举例来说，可将具有SWIR摄像机的额外测量通道添加到现有系统。通过另一实例方式，可将现有摄像机及SWIR摄像机安装在摄像机切换器(例如，适合于将一个摄像机与另一摄像机调换的装置)上。以这一方式，用户或自动化系统可在现有摄像机与SWIR摄像机之间选择性地切换。

在一些实施例中，SWIR摄像机可对现有摄像机进行替换及/或增补(例如，在UV、可见光或IR光谱范围中操作)。举例来说，本文中请考虑，包含可见光摄像机及SWIR摄像机两者的光学计量可在一个或两个摄像机的量子效率相对低的光谱区域中提供经增强敏感度。举例来说，基于硅的检测器的量子效率对于400nm以上的可见光波长一般来说可以是高的，但对于700nm以上的波长一般来说可能会恶化。相比来说，SWIR检测器(例如InGaAs检测器)的量子效率在400nm下可以是相对不良的，但对于较长波长一般来说可有所改进。然而，对于700nm到750nm的范围中的波长，InGaAs检测器的量子效率可等于或超过硅检测器的量子效率。以这一方式，在一些光谱区域中，SWIR检测器可对可见光波长检测器进行替换及/或增补。通过另一实例方式，单个SWIR传感器在包含SWIR波长及非SWIR波长的所关注全光谱范围内可具有充足量子效率。举例来说，SWIR检测器可包含具有InP厚度的SWIR-VIS传感器，例如但不限于InGaAs传感器，所述InP厚度经选择以提供对所关注可见光波长的敏感度。SWIR-VIS InGaAs传感器一般来说描述于Jaydeep K.Dutta等人的“用于图像传感器及光学通信应用的所制作宽带(VIS-SWIR)光电检测器的设计最佳化及效能的分析模型(Analytical model for design-optimization and performances of fabricatedbroadband(VIS-SWIR)photodetector for image sensor and optical communicationapplications)”(国际光学工程协会会议论文集第10656卷，图像传感技术：材料、装置、系统及应用V，106560N(2018年5月15日))中，所述论文以其全文引用方式并入本文中。

本公开的额外实施例是针对利用以至少一些SWIR波长进行照射的SWIR计量工具。在一个实施例中，SWIR光学计量工具包含：至少一个照射源，其用以产生SWIR照射；及至少一个测量通道，其具有对SWIR照射敏感的SWIR检测器，例如但不限于InGaAs检测器或HgCdTe检测器。举例来说，SWIR光学计量工具可包含适合于基于具有至少一些SWIR波长的照射来提供叠对测量的单个测量通道。通过另一实例方式，SWIR光学计量工具可包含两个或更多个测量通道，其中所述测量通道中的至少一者适合于基于具有至少一些SWIR波长的照射来提供叠对测量。在一般意义上，SWIR计量工具可对非SWIR光谱范围以及SWIR光谱范围敏感并且因此基于所述光谱范围来提供测量。举例来说，除了SWIR波长以外，SWIR光学计量工具可提供基于UV、可见光、IR及/或NIR波长的测量。

本公开的额外实施例是针对提供多波长照射及集光的SWIR光学计量工具，其中所述多波长照射包含至少一个SWIR波长。本文中请考虑，在经高度控制条件及“理想”计量目标下，光学计量测量一般来说可以是波长独立的。在许多实际应用中，当使用不同波长来产生时，光学计量测量可有所不同。然而，在一些情形中，以不同波长产生的多个光学计量测量可经组合或以其它方式一起分析以提供最终叠对测量，所述最终叠对测量对目标或测量条件的波动可比在单个波长下的单个测量更准确或更稳健。

在本公开的精神及范围内，可使用各种技术来产生多波长光学计量测量。在一个实施例中，SWIR光学计量工具可包含摄像机切换器(例如，可控制光束引导光学器件、在集光路径中选择性地放置不同检测器的平移载台等等)以提供对测量信号的依序捕获。在另一实施例中，SWIR光学计量工具包含两个或更多个测量通道，其中至少一个测量通道包含SWIR检测器。利用此配置，SWIR光学计量工具可在每一通道中同时或依序产生计量信号。举例来说，SWIR光学计量工具可包含一或多个分束器(例如，波长敏感分束器)以将不同光谱带中的测量光引导到不同检测器。这可允许当用每一光谱范围中的光同时照射样本时同时捕获与不同光谱范围相关联的测量信号并且当用每一光谱范围中的光依序照射样本时依序捕获测量信号。

本文中请进一步考虑，在本发明的精神及范围内，可选择测量通道之间的各种截止波长。在某一实施例中，截止波长是基于SWIR光谱范围与非SWIR光谱范围之间的转变。举例来说，截止波长可处于700nm到1100nm的范围中。通过另一实例方式，截止波长可处于700nm到1400nm的范围中。在一些实施例中，截止波长是基于对可见光波长检测器的限制来选择的。举例来说，基于硅的检测器一般来说可被限于大约900nm以下的波长。在一个实施例中，SWIR光学计量工具包含：第一测量通道，其包含SWIR检测器；及第二测量通道，其包含可见光波长检测器，其中将第一测量通道与第二测量通道之间的截止波长选择为大约900nm。以这一方式，包含SWIR检测器的第一测量通道可在第二测量通道中的可见光波长检测器不可利用的波长下捕获计量数据。

在一些实施例中，截止波长是基于各种通道中的检测器的量子效率来选择的。举例来说，如本文中先前所描述，在700nm到750nm的范围中的波长以上，InGaAs检测器的量子效率可等于或超过硅检测器的量子效率。在一个实施例中，SWIR光学计量工具包含：第一测量通道，其包含SWIR检测器；及第二测量通道，其包含可见光波长检测器，其中将第一测量通道与第二测量通道之间的截止波长选择为大约700nm。以这一方式，包含SWIR检测器的第一测量通道可捕获第二测量通道中的可见光波长检测器可用的一些波长的计量数据，但其中SWIR检测器具有较高量子效率。

本公开的额外实施例是针对对样本的光学计量测量，所述样本包含对可见光波长至少部分地不透明但对SWIR波长至少部分地透明的一或多个层，所述一或多个层在本文中被称为可见光不透明IR透明层或VOIT层。本文中请考虑，VOIT层在处理步骤及/或装置设计两者中变得越来越普遍，这可对仅利用可见光照射波长的叠对测量技术的使用施加了约束。举例来说，VOIT层可阻挡或以其它方式减弱与较深层上的任何特征相关联的光学信号。在基于图像的技术的情形中，VOIT层下方的样本特征的图像可具有较不良对比度。在散射测量或基于衍射的技术的情形中，与VOIT层下方的样本特征相关联的衍射级可具有相对低强度。在任一情形中，使用此类VOIT层会降低基于具有可见光波长的光的技术的信噪比。

可适合于用包含SWIR波长光的光学计量测量技术表征的VOIT层的实例包含但不限于硬光掩模层、碳层(例如碳帽层)或厚材料层。举例来说，VOIT层可包含硬光掩模层，所述硬光掩模层具有适合于光刻曝光之后的高对比度蚀刻的性质，但具有对可见光波长的有限透明度。通过另一实例方式，VOIT层可包含样本上的任何材料的厚层，其中材料的厚度提供了相对长的吸收通路及/或引入了可能限制灵敏地探测位于此类层下方的特征的能力的像差。此外，VOIT层一般来说可包含任何层，所述任何层的透射率高于所选择SWIR波长(例如，由SWIR照射源产生并可用SWIR检测器检测的SWIR波长)的所选择公差，但所述透射率低于所选择可见光波长(或其它非SWIR波长)的所选择公差。以这一方式，本文中请考虑，不同应用可具有不同公差，这可需要使用SWIR波长而不是非SWIR波长(例如，可见光、UV、IR、NIR等等)来进行光学计量。

本文中应认识到，用SWIR光表征包含VOIT层的样本可使得能够对此类样本进行非破坏性测量。举例来说，用可见光表征此类样本可需要在VOIT层中敞开一或多个窗以促进对VOIT层下方的特征进行可见光测量。相比来说，本文中所公开的系统及方法可促进对VOIT层下方的特征进行直接及非破坏性计量测量。此外，在一些实施例中，VOIT层包含适合于进行测量的经图案化特征(例如，叠对特征、OCD特征等等)。

可在样本上在任何适合位置处执行使用SWIR照射的光学计量测量。举例来说，可对装置特征进行直接光学计量测量，这可提供对装置相关特征(例如，叠对、OCD等等)的直接测量。通过另一实例方式，可对包含一或多个单元中的目标特征的专用计量目标执行光学计量测量，其中基于专用计量目标的计量测量经设计以表示样本上的所关注装置特征。可将此类计量目标放置在包含裸片内或裸片之间的刻划线中的各种位置处。专用计量目标一般来说可经设计以使用多种技术来进行光学计量测量并可包含经设计以可使用光学技术来解析的装置级特征或较大特征。在一般意义上，计量目标可因此具有任何适合大小。举例来说，典型计量目标可处于大约2微米到40微米的范围中。然而，应理解，这仅仅是说明性而非限制性的。通过另一实例方式，光学计量测量可包含检验测量。举例来说，可穿透视觉上不透明材料(例如，VOIT层)的SWIR照射可用于对视觉上不透明材料下方的目标或装置结构进行再检验及/或检验。

另外，计量目标可包含与制作过程中的任何步骤相关联的特征。举例来说，计量目标可包含经光刻曝光的光致抗蚀剂中的曝光特征。举例来说，曝光特征可包含具有与周围材料不同的折射率的区。通过另一实例方式，计量目标可包含与光刻曝光相关联的经图案化特征以及将所述特征显影的一或多个额外步骤，例如但不限于蚀刻步骤、填充步骤、抛光步骤，或清洁步骤。计量目标还可包含不同样本层中不同类型的特征。因此，在任何制作阶段任何类型的光学计量均在本公开的精神及范围内，并且可包含但不限于蚀刻后检验(AEI)测量、显影后检验(ADI)测量，或清洁后检验(ACI)测量。

以这一方式，本文中请考虑，本文中所公开的系统及方法可适合于对任何类型的装置分段或制作设置(例如但不限于存储器装置制作(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、2D或3D NAND存储器、新兴存储器等等)、逻辑装置制作或代工厂设施)进行任何类型的光学计量测量。举例来说，大规模计量一般来说描述于在2020年10月12日提出申请的美国专利申请案第17/068,328号中，所述美国专利申请案以其全文引用方式并入本文中。请考虑，本文中所公开的系统及方法可扩充美国专利申请案第17/068,328号中的计量技术中的任一者来利用SWIR波长。然而，应理解，对美国专利申请案第17/068,328号的参考仅仅是为了说明性目的而提供，并且本文中所公开的系统及方法可用于扩充以非SWIR波长操作的任何计量技术以包含至少一些SWIR波长。

样本的SWIR光学计量工具或样本上的计量目标的各种操作模式处于本公开的精神及范围内。举例来说，单个SWIR检测器可用于基于对样本上各种层或特征的测量来产生光学计量测量。此外，如本公开通篇所描述，SWIR检测器可对非SWIR波长以及SWIR波长敏感，使得SWIR检测器可用于多个照射波长下的各种测量。通过另一实例方式，SWIR检测器可用于产生与一或多个样本层或特征(例如，VOIT层下方的特征)相关联的第一数据集，并且任何类型的额外检测器可用于产生与额外样本层或特征(例如，VOIT层上或上方的特征)相关联的第二数据集。可将这两个数据集拼接或以其它方式组合以形成单个测量(例如，叠对测量等等)的基础。另一选择是，两个数据集各自可以是单独测量的基础。以这一方式，SWIR光学计量还可操作为并行操作的两个工具。

本公开的一些实施例是针对利用至少一些SWIR波长的叠对计量。术语叠对在本文中用于描述通过两次或更多次光刻曝光制作的或以其它方式与两次或更多次光刻曝光相关联的样本上的特征的相对位置，其中术语叠对误差描述特征从标称布置的偏差。举例来说，叠对计量可与光刻曝光装置(例如但不限于在任何所选择波长或波长范围(例如，极紫外线、深紫外线等等)下操作的扫描仪或步进机)中的场的相对对准相关联。

作为实例，多层装置可包含在多个样本层上使用不同光刻曝光对每一层进行图案化的特征，其中通常必须严密控制层之间的特征对准，以确保所得装置的适当效能。因此，叠对测量可表征样本层中的两个或更多个层上的特征的相对位置。通过另一实例方式，可使用多个光刻步骤在单个样本层上制作特征。通常被称为双图案化或多图案化技术的此类技术可促进对接近光刻系统的分辨率的高密度特征的制作。在此上下文中，叠对测量可表征此单层上来自不同光刻步骤的特征的相对位置。应理解，本公开通篇的关于叠对计量的特定应用的实例及说明仅仅是为了说明性目的而提供而不应被解释为限制本公开。

可对具有适合于任何测量技术的任何设计的叠对计量目标执行利用至少一些SWIR波长的叠对计量。举例来说，叠对目标可包含周期性特征及/或非周期性特征。通过另一实例方式，叠对计量目标可包含经布置以提供一维测量(例如，沿着单个测量方向的测量)或二维测量(例如，沿着两个测量方向的测量)的特征。在一些实施例中，叠对计量目标包含非重叠区(例如，工作区带)中的特征，例如但不限于盒中盒(BiB)目标、条靠条(BnB)目标、高级成像计量(AIM)目标，三重AIM(TAIM)目标，或裸片中AIM(AIMid)目标。此类目标可适合于但不限于基于成像的技术，其中与一或多个所关注层上的不同光刻曝光相关联的特征可以是单独可见的。在一些实施例中，叠对计量目标包含重叠区中的特征。举例来说，叠对计量目标可包含光栅上光栅特征，所述光栅上光栅特征包含与一或多个样本层上的重叠区中的两次或更多次光刻曝光相关联的光栅或其它周期性结构。通过另一实例方式，叠对计量目标可包含稳健AIM(rAIM)目标，所述稳健AIM目标包含经设计以产生莫尔条纹(Moiréfringe)的特征。叠对计量目标及相关联测量技术一般来说描述于颁于2011年2月1日的美国专利第7,879,627号、颁于2020年1月7日的美国专利第10,527,951号、发布于2021年3月11日的美国专利公开案第2021/0072650号、发布于2020年12月31日的美国专利公开案第2020/0409271号中，所述所有美国专利以其全文引用方式并入本文中。

本公开的一些实施例是针对使用至少一些SWIR波长的OCD计量。举例来说，使用SWIR照射的OCD计量可促进对VOIT层下方的特征的非破坏性测量而无需在VOIT层中形成窗。此外，可使用本领域中已知的任何技术来实施使用SWIR照射的OCD计量，例如但不限于亮场或暗场成像计量。

本文中请考虑，光学计量可以多种方式使用至少一些SWIR波长来执行。在一个实施例中，第一计量测量是使用SWIR光谱范围中的第一波长来产生的，并且第二计量测量是使用额外波长来产生的，所述额外波长可处于SWIR或可见光光谱范围中。以这一方式，可产生基于第一计量测量及第二计量测量的最终计量测量。在另一实施例中，单个计量测量是通过使用不同波长产生针对不同样本层的不同测量信号来产生的。利用层特定照射光谱的计量一般来说描述于颁于2019年10月15日的美国专利第10,444,161号中，所述美国专利以其全文引用方式并入。请考虑，本文中所公开的系统及方法可提供利用至少一些SWIR波长的层特定计量。举例来说，样本的第一层的第一测量信号(例如，第一图像等等)可使用SWIR光谱范围中的第一波长来产生，并且样本的第二层的第二测量信号可使用第二波长来产生，所述第二波长可处于SWIR或可见光光谱范围中。

额外实施例是针对可受益于SWIR波长或者在一些情形中需要用SWIR波长表征的SWIR计量目标。在一些实施例中，SWIR计量目标包含一或多个VOIT层。举例来说，SWIR计量目标可包含一或多个VOIT层下方的一或多个所关注层上的目标特征。以这一方式，SWIR波长可用于穿透一或多个VOIT层以表征目标特征。在一个实施例中，所关注层上的所有目标特征位于至少一个VOIT层下方。在另一实施例中，SWIR计量目标包含样本的第一层上位于VOIT层下方的一或多个第一层特征以及位于VOIT层上或上方的一或多个第二层特征。

SWIR计量目标可包含具有适合于任何所选择叠对计量技术的任何所选择布局的特征，其中至少一个样本层是VOIT层。在叠对计量的上下文中，作为说明性实例，SWIR叠对计量目标可包含本领域中已知的任何叠对目标的变体，例如但不限于BiB目标、BnB目标、AIM目标、AIMid目标、rAIM目标、TAIM目标，或光栅上光栅目标，其中至少一个所关注样本层位于VOIT层上或下方。

在一个实施例中，适合于基于图像的叠对计量的SWIR叠对计量目标包含一或多个样本层上的非重叠区中的特征，其中至少一个样本层上的目标特征位于VOIT层下方。以这一方式，可将每一所关注层上的目标特征成像。接着，叠对可使用本领域中已知的技术来确定。举例来说，叠对可基于所关注样本层上的特征的相对位置(例如，所关注特征的对称中心的相对位置)来确定。在另一实施例中，适合于散射测量叠对的SWIR叠对目标包含一或多个样本层上的重叠区中的特征以形成光栅上光栅结构，其中至少一个样本层上的目标特征位于VOIT层下方。以这一方式，叠对测量可通过照射SWIR叠对目标并捕获从样本发出的光角度分布来产生，所述光角度分布通过光栅上光栅结构与照射光束的衍射、散射及/或反射相关联。

本公开的额外实施例是针对使用至少一些SWIR波长来表征SWIR计量目标。举例来说，SWIR照射可用于表征VOIT层下方的一或多个样本层。此外，SWIR与可见光照射的任一组合可用于表征VOIT层或VOIT层上方的任何额外层。

现参考图1A到3，根据本公开的一或多个实施例，公开了使用SWIR波长来进行光学计量的系统及方法。

图1A是根据本公开的一或多个实施例的利用以SWIR光谱范围中的至少一个波长进行照射的SWIR光学计量系统100的概念性框图视图。

在一个实施例中，SWIR光学计量系统100包含用于提供对样本106上的SWIR计量目标104进行光学计量测量的SWIR光学计量工具102。SWIR光学计量工具102可包含：至少一个照射源108，其用以产生SWIR光谱范围中的照射110；及至少一个测量通道112，其包含对由照射源108提供的SWIR照射110敏感的检测器114。此外，SWIR光学计量工具102可包含但无需包含：至少一个照射源108，其用以产生可见光光谱范围中的照射110；及至少一个测量通道112，其包含对可见光照射110敏感的检测器114。以这一方式，SWIR光学计量工具102可以是多通道光学计量工具。举例来说，图1A图解说明具有N个测量通道112-1到112-N的SWIR光学计量工具102。在另一实施例中，SWIR光学计量系统100包含平移载台116，其适合于固定样本106并进一步经配置以相对于SWIR光学计量工具102而将样本106定位。

SWIR光学计量工具102可包含本领域中已知的适合于产生至少SWIR光谱范围中的照射110的任何照射源108。此外，在其中产生可见光波长的配置中，SWIR光学计量工具102可包含用以产生所有所关注波长的单个照射源108或者用以产生多个光谱带中的照射110的多个照射源108。此外，任何光谱带中的照射110可具有任何所选择带宽。举例来说，照射源108可产生窄带照射110或宽带照射110。SWIR光学计量工具102还可包含用以对来自一或多个照射源108中的任一者的照射110的光谱性质进行进一步裁适的光谱滤光器。

照射源108可产生具有任何程度的空间及/或时间相干性的照射110。此外，在其中需要低相干性的情形(例如，其中斑点是不合意的成像应用)中，照射源108可直接产生低相干性照射110，或者SWIR光学计量系统100可产生较高相干性照射110并包含用以降低相干性的一或多个元件(例如，斑点缩减器)。

照射源108可进一步提供具有任何所选择时间特性的光。在一个实施例中，照射源108包含用以提供连续波照射110的一或多个连续波源。在另一实施例中，照射源108包含用以提供脉冲式照射110或以其它方式调变的照射110的一或多个脉冲式源。举例来说，照射源108可包含一或多个锁模激光器、一或多个经Q切换的激光器等等。

在一个实施例中，照射源108包含激光源。举例来说，照射源108可包含但不限于一或多个窄带激光源、宽带激光源，超连续光谱激光源、白光激光源等等。在另一实施例中，照射源108包含激光维持等离子(LSP)源。举例来说，照射源108可包含但不限于LSP灯、LSP灯泡或适合于装纳一或多个元件的LSP室，当被激光源激发成等离子状态时，所述一或多个元件可发射宽带照射。在另一实施例中，照射源108包含灯源。举例来说，照射源108可包含但不限于弧光灯、放电灯、无极灯等等。在另一实施例中，照射源108包含发光二极管(LED)。

照射源108可使用从由空间技术及/或光纤来提供照射110(例如，具有SWIR波长、可见光波长或其一组合的照射110)。此外，SWIR光学计量工具102可产生呈具有有限角度范围的一或多个照射光束或照射波瓣的形式的照射110，这可适合于但不限于散射测量或基于衍射的光学计量技术，其中对离散衍射级进行捕获及分析以产生光学计量测量。在一个实施例中，SWIR光学计量工具102可在照射光瞳平面处包含一或多个孔径及/或偏光控制元件以将来自照射源108的照射划分成单独照射光束。在另一实施例中，SWIR光学计量工具102通过以两个或更多个光纤提供光来产生多光束照射110，其中可将光纤中的照射110作为单独照射光束单独引导到样本106。在另一实施例中，SWIR光学计量工具102通过将来自照射源108的照射110衍射成两个或更多个衍射级来产生多波瓣照射110，其中可将衍射级作为单独照射光束单独引导到样本106。经由受控制衍射的多个照射波瓣的有效产生一般来说描述于发布于2020年4月23日的美国专利公开案第US2020/0124408号中，所述美国专利公开案以其全文引用方式并入本文中。

SWIR光学计量工具102可进一步包含任何数目的检测器114，其中检测器114中的至少一者是对至少一些SWIR波长敏感的SWIR检测器。在一个实施例中，SWIR光学计量工具102包含InGaAs检测器。在另一实施例中，SWIR光学计量工具102包含HgCdTe检测器。在另一实施例中，SWIR光学计量工具102包含对可见光波长敏感的一或多个检测器，包含但不限于硅检测器、黑硅检测器、GaAs检测器，或量子点传感器。

SWIR光学计量工具102的测量通道112可包含适合于从样本106捕获光的任何数目、类型或布置的检测器114。在一个实施例中，测量通道112包含适合于表征静态样本的一或多个检测器114。就这一点来说，测量通道112可在静态模式中操作，其中样本106在测量期间是静态的。举例来说，检测器114可包含二维像素阵列(例如，焦平面阵列(FPA))，例如但不限于电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)装置。在另一实施例中，测量通道112包含适合于表征移动样本(例如，通过平移载台116进行扫描的样本)的一或多个检测器114。就这一点来说，测量通道112可在扫描模式中操作，其中在测量期间相对于测量场对样本106进行扫描。举例来说，检测器114可包含2D像素阵列，其中捕获时间及/或再新速率足以在扫描期间捕获所选择图像公差(例如，图像模糊、对比度、清晰度等等)内的一或多个图像。通过另一实例方式，检测器114可包含行扫描检测器以一次一行像素地连续产生图像。通过另一实例方式，检测器114可包含延时积分(TDI)检测器。

在另一实施例中，具有像素阵列(例如，1D像素阵列或2D像素阵列)的检测器114可经配置使得各种像素子集用于进行不同测量。举例来说，检测器114的不同像素子集可提供与不同照射及/或集光条件(例如但不限于，偏光或波长)相关联的测量。此外，由像素子集提供的不同测量可与共同测量通道112或不同测量通道112相关联。

测量通道112可进一步包含适合于从样本106捕获光的任何所期望位置处从而适合于产生光学计量测量的一或多个检测器114。在一个实施例中，测量通道112包含场平面(例如，与样本106共轭的平面)处的检测器114以产生样本106上的目标特征的图像。在另一实施例中，测量通道112包含光瞳平面(例如，衍射平面)处的检测器114以捕获来自样本106的光或以所选择角度从样本106发出的光角度分布。举例来说，可在光瞳平面中将与来自样本106的照射110的衍射相关联的衍射级(例如，样本106上的SWIR计量目标104目标)成像或以其它方式对所述衍射级进行观察。在一般意义上，检测器114可捕获从样本106反射(或透射)、散射或衍射的光的任一组合。

在一般意义上，测量通道112可包含经配置以提供任何类型的光学计量测量的组件。另外，多通道SWIR光学计量工具102中的各种测量通道112可经配置以提供相同或不同类型的测量。举例来说，SWIR光学计量工具102可包含用以在一或多个波长(例如，SWIR波长、可见光波长等等)下产生亮场图像的一或多个测量通道112以及用以在一或多个波长下产生暗场图像的一或多个测量通道112。通过另一实例方式，SWIR光学计量工具102可包含用以产生样本106的一或多个场平面图像的一或多个测量通道112以及用以产生样本106的一或多个光瞳平面图像的一或多个测量通道112。以这一方式，SWIR光学计量工具102可执行光学计量测量的任一组合及/或可基于本领域中已知的任何光学计量测量技术来提供光学计量数据，其中至少一个测量通道112利用SWIR光谱范围中的光。

在另一实施例中，SWIR光学计量系统100包含控制器118。控制器118可包含经配置以执行存储器媒体122或存储器上所维持的程序指令的一或多个处理器120。就这一点来说，控制器118的一或多个处理器120可执行本公开通篇所描述的各种工艺步骤中的任一者。此外，控制器118可通信地耦合到SWIR光学计量工具102或其中的任何组件。

控制器118的一或多个处理器120可包含本领域中已知的任何处理器或处理元件。出于本发明的目的，可将术语“处理器”或“处理元件”宽泛地定义为囊括具有一或多个处理或逻辑元件的任何装置(例如，一或多个微处理器装置、一或多个特殊应用集成电路(ASIC)装置、一或多个场可编程门阵列(FPGA)，或者一或多个数字信号处理器(DSP))。在此意义上，一或多个处理器120可包含经配置以执行算法及/或指令(例如，存储在存储器中的程序指令)的任何装置。在一个实施例中，一或多个处理器120可体现为桌上型计算机、大型计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器、经联网计算机，或者经配置以执行经配置以操作或结合SWIR光学计量系统100而操作的程序的任何其它计算机系统，如本公开通篇所描述。

此外，SWIR光学计量系统100的不同子系统可包含处理器或适合于实行本发明中所描述的步骤的至少一部分的逻辑元件。因此，以上说明不应解释为对本发明的实施例的限制而仅仅解释为图解说明。此外，本发明通篇所描述的步骤可由单个控制器118或者另一选择是多个控制器实行。另外，控制器118可包含装纳在共同壳体中或多个壳体内的一或多个控制器。以这一方式，任何控制器或控制器的组合可单独封装为适合于集成到SWIR光学计量系统100中的模块。

存储器媒体122可包含本领域中已知的适合于存储可由相关联的一或多个处理器132执行的程序指令的任何存储媒体。举例来说，存储器媒体122可包含非暂时性存储器媒体。通过另一实例方式，存储器媒体122可包含但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态磁盘等等。应进一步注意，存储器媒体122可装纳于具有一或多个处理器120的共同控制器壳体中。在一个实施例中，存储器媒体122可相对于一或多个处理器120及控制器118的物理位置而远程定位。举例来说，控制器118的一或多个处理器120可对可经由网络(例如，互联网、内联网等等)进行存取的远程存储器(例如，服务器)进行存取。

现参考图2A到2E，根据本公开的一或多个实施例，更详细地描述了适合于用SWIR光学计量系统100进行表征的SWIR目标104。

如本文中先前所描述，SWIR计量目标104可形成为专用计量目标或者可对应于样本106的一部分，所述部分包含以适合于进行直接光学计量测量的方式布置的装置特征。在其中SWIR计量目标104是专用计量目标的配置中，SWIR计量目标104可包含适合于进行计量测量的具有任何大小、分布、密度或定向的目标特征。举例来说，SWIR计量目标104可包含适合于进行计量测量的装置类特征或装置级特征。

SWIR计量目标104的任何层上的目标特征可与任何制作或处理阶段进一步相关联。举例来说，一或多个层上的目标特征可以是与光刻曝光及例如但不限于蚀刻或清洁等一或多个额外处理步骤相关联的经图案化元件。以这一方式，经图案化特征可对应于所选择材料的三维经图案化结构(例如，工艺层)。通过另一实例方式，一或多个层上的目标特征可以是与在额外处理步骤之前通过光刻曝光诱发的抗蚀剂层中的图案相关联的曝光特征。以这一方式，曝光特征可与通过光刻曝光诱发的抗蚀剂层中不同光学及/或化学性质的图案相关联。因此，在一般意义上，SWIR计量目标104可适合于在例如但不限于显影后检验(ADI)、蚀刻后检验(AEI)或清洁后检验(ACI)等任何制作阶段进行光学计量。

在一个实施例中，SWIR计量目标104包含至少一个VOIT层202以及VOIT层202上或下方的一或多个层上的一或多个目标特征。VOIT层202可包含对可见光波长具有有限透明度且对SWIR波长具有适合透明度的任何层。本文中应认识到，材料一般来说可具有复杂吸收及透射光谱，并且不透明区域与透射区域之间的转变可具有可变清晰度。因此，应理解，在本公开的上下文中，VOIT层202具有在所选择可见光波长下低于所选择可见光波长容限的透射率以及在所选择SWIR波长下高于所选择SWIR波长容限的透射率。举例来说，可见光波长容限及/或SWIR波长容限可基于以下因素来选择：例如但不限于，照射源108在一些所关注波长下的光谱强度、可用检测器114在一些所关注波长下的量子效率、给定应用的信噪阈值，或者给定应用的测量敏感度目标。作为图解说明，在其中SWIR计量目标104目标包含第一层(例如，工艺层)中的一或多个经图案化特征以及位于工艺层上方的抗蚀剂层中的一或多个曝光特征的蚀刻后检验的情形中，可期望利用提供高度选择性蚀刻性质但对与典型光学检验系统相关联的可见光波长具有有限透明度或不具有透明度的硬光掩模。然后，尤其当与典型光学检验系统相关联的可见光的透射率足够低以至于使光学计量测量的敏感度或准确度降级时，此硬光掩模可表征为VOIT层202。

在一般意义上，本文中所公开的系统及方法可用于将计量目标的任何设计扩展为包含例如但不限于叠对计量目标或OCD计量目标等至少一个VOIT层202。另外，尽管图2A到2E图解说明适合于表征两个所关注样本层的叠对的两层SWIR目标104，但应理解，SWIR计量目标104可在任何数目的样本层上具有目标特征且因此可适合于表征任何数目的所关注层的叠对。

图2A是根据本公开的一或多个实施例的包含工艺层及抗蚀剂VOIT层202中的非重叠目标特征的SWIR计量目标104的俯视图。图2B是根据本公开的一或多个实施例的图2A的SWIR计量目标104的一个单元204的侧视图。此种目标可适合于但不限于叠对计量。

在一个实施例中，SWIR计量目标104包含样本106的第一层208上的第一曝光特征206以及样本106的第二层212上的第二曝光特征210，所述第二层形成为对可见光波长至少部分地不透明的抗蚀剂层。以这一方式，第二层212对应于VOIT层202。另外，图2A及2B图解说明上面沉积有第一层208及第二层212的衬底214。此外，第一曝光特征206与第二曝光特征210可不重叠使得其可被单独表征(例如，成像)。此种结构可因此适合于但不限于基于图像的叠对技术。应注意，从图2A的俯视图省略抗蚀剂VOIT层202的与第二曝光特征210不相关联的部分，这是因为所述部分将使第一曝光特征206模糊。

然而，由于第二层212是VOIT层202，因此第一曝光特征206可能通过VOIT层202不可见或者通过VOIT层202至少具有有限可见性。以这一方式，仅基于可见光波长的叠对计量可以是不可行的或者可提供低于特定应用所需的阈值的敏感度。然而，第一曝光特征206可用具有SWIR波长的照射110容易地表征，所述SWIR波长以最小或至少可接受的损耗传播通过VOIT层202。此外，如下文将更详细描述，第二层212可用包含可见光波长或SWIR波长的任何所选择波长来表征。

第一曝光特征206及第二曝光特征210可具有适合于进行叠对测量的任何大小、分布、密度或定向。举例来说，如图2A及2B中所图解说明，第一曝光特征206及/或第二曝光特征210可沿着所选择方向(例如，测量方向)周期性地分布。以这一方式，第一曝光特征206及/或第二曝光特征210可产生离散衍射级使得叠对测量可基于所选择衍射级。此外，第一曝光特征206及第二曝光特征210可具有但无需具有共同周期使得来自第一曝光特征206及第二曝光特征210的衍射级并置于集光光瞳中。尽管未展示，但还可对第一曝光特征206或第二曝光特征210中的任一者进行进一步分段(例如，用子波长辅助特征(SWAF))。

另外，如图2A及2B中所图解说明，SWIR计量目标104可包含单元204，其中不同单元204包含沿着不同方向定向的特征以促进沿着不同方向的测量。本文中请考虑，各种单元204中的目标特征(例如，第一曝光特征206及第二曝光特征210)的分布可基于用于确定与样本106的两个或更多个层相关联的叠对误差的叠对算法而发生变化。举例来说，图2A中所图解说明的SWIR计量目标104对应于高级成像叠对(AIM)叠对目标的变体，其中样本的每一层上与特定测量方向相关联的目标特征位于单元的旋转对称图案(例如，围绕90°旋转、180°旋转或关于任何所选择角度的旋转的对称)中。然而，应理解，AIM叠对目标的使用仅仅是出于说明性目的而提供且不应解释为限制性的。而是，在一或多个样本层上具有任何特征布局的SWIR计量目标104处于本公开的精神及范围内。

图2C是根据本公开的一或多个实施例的包含由VOIT层202覆盖的两个工艺层中的非重叠特征的SWIR计量目标104的侧视图。图2C中的SWIR计量目标104可类似于图2A及2B中的SWIR计量目标104，惟第一曝光特征206及第二曝光特征210在工艺层中各自形成为经完全制作的经图案化元件。此外，第一层208及第二层212两者由VOIT层202(例如，帽层)覆盖。因此，第一曝光特征206及第二曝光特征210两者可由具有SWIR波长的照射110表征，所述SWIR波长以最小或至少可接受的损耗传播通过VOIT层202。

图2D是根据本公开的一或多个实施例的包含工艺层及抗蚀剂VOIT层202中的重叠目标特征的SWIR计量目标104的俯视图。图2E是根据本公开的一或多个实施例的图2D的SWIR计量目标104的侧视图。

如图2D及2E中所图解说明，在一个实施例中，SWIR计量目标104包含第一层208上的第一曝光特征206以及第二层212上的第二曝光特征210，其中在样本106的重叠区域中制作第一曝光特征206及第二曝光特征210以形成光栅上光栅结构。此外，第一曝光特征206及第二曝光特征210可以偏移距离216进行偏移，所述偏移距离可与预期偏移、叠对误差或其一组合相关联。另外，尽管未展示，但具有重叠目标特征的SWIR计量目标104可具有多个单元204，其中不同单元204包含具有不同周期性方向(例如，用于沿着不同方向对叠对进行测量)及/或不同预期偏移距离216的特征以促进敏感计量。

在另一实施例中，如图2E中所图解说明，SWIR计量目标104包含覆盖第一曝光特征206及第二曝光特征210的VOIT层202。应注意，为了清晰起见，从图2D省略VOIT层202以促进对第一曝光特征206及第二曝光特征210的图解说明。以这一方式，第一曝光特征206及第二曝光特征210通过VOIT层202可以是不可见的或者至少具有通过VOIT层202的有限可见性，使得仅基于可见光波长的叠对计量可以是不可行的或者可提供低于特定应用所需的阈值的敏感度。然而，第一曝光特征206及第二曝光特征210可用具有SWIR波长的照射110来容易地表征，所述SWIR波长以最小或至少可接受的损耗传播通过VOIT层202。

然而，应理解，图2A到2E中所图解说明的SWIR目标104是仅出于说明性目的而提供且不应解释为限制性的。举例来说，尽管图2A到2E中的SWIR目标104图解说明适合于表征两个样本层上的光刻曝光之间的叠对误差的两层目标，但在重叠配置或非重叠配置中，SWIR计量目标104可适合于表征一或多个样本层上的任何数目的光刻曝光之间的叠对误差。

此外，应理解，图2A到2E中所图解说明的适合于进行叠对计量的SWIR目标104的图解说明也仅出于说明性目的而提供且不应被解释为限制性的。举例来说，可对SWIR计量目标104的层中的任一者上存在的特征执行OCD计量。此外，尽管未展示，但用于专用OCD计量的SWIR计量目标104可包含VOIT层202下方的一或多个样本层上的特征。举例来说，用于专用OCD计量的SWIR计量目标104可类似于图2E中所图解说明的SWIR计量目标104(或其一部分)，但包含仅在VOIT层202下方的单个层上的特征。

现参考图1B到1F，根据本公开的一或多个实施例，更详细地描述了SWIR光学计量工具102的各个方面及配置。SWIR光学计量工具102可适合于使用具有适合于由SWIR光学计量工具102提供的照射110的波长的尺寸的任何SWIR计量目标104来产生光学计量测量。举例来说，SWIR光学计量工具102可基于具有VOIT层202(例如但不限于，图2A到2E中所图解说明的那些层)的SWIR目标104来产生光学计量测量。通过另一实例方式，SWIR光学计量工具102可基于不具有VOIT层202的SWIR目标104来产生光学计量测量。

在一些实施例中，可提供SWIR光学计量工具102作为使用对可见光波长敏感的检测器的单个或多通道光学计量工具的升级。举例来说，可通过添加适合于提供SWIR照射110的照射源108(或利用由现有宽带照射源108提供的SWIR照射110)并将一或多个测量通道112中的一或多个可见光波长检测器114切换为SWIR检测器114来提供SWIR光学计量工具102。此外，SWIR照射110及/或相关联所收集光132的路径内整个SWIR光学计量工具102的各种额外组件也可被切换、替换或升级为与SWIR波长兼容。举例来说，通过用SWIR检测器114来切换或替换可见光波长检测器114中的一者或两者，可将包含可见光波长检测器114的两通道光学计量工具升级为SWIR光学计量工具102。通过另一实例方式，通过添加具有SWIR检测器114的额外测量通道112，可将包含可见光波长检测器114的两通道光学计量工具升级为SWIR光学计量工具102。然而，应理解，以上实例是仅出于说明性目的而提供且不应解释为限制性的。而是，SWIR光学计量工具102可包含任何数目的具有至少一个SWIR检测器114的通道。此外，SWIR光学计量工具102无需成为可见光波长光学计量工具的升级版本。

图1B是根据本公开的一或多个实施例的包含单个测量通道112的SWIR光学计量工具102的概念性视图。

在一个实施例中，SWIR光学计量工具102包含用以产生具有SWIR光谱范围中的一或多个波长的照射110的照射源108。此外，SWIR光学计量工具102可经由照射通路124将照射110从照射源108引导到样本106。照射通路124可包含适合于修改及/或调节照射110并将照射110引导到样本106的一或多个光学组件。举例来说，照射通路124可包含一或多个照射通路透镜126(例如，以对照射110进行准直、对光瞳及/或场平面进行中继等等)。通过另一实例方式，照射通路124包含用以将照射110塑形或以其它方式控制照射110的一或多个照射通路光学器件128。举例来说，照射通路光学器件128可包含但不限于一或多个场光阑、一或多个光瞳光阑、一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个分束器、一或多个漫射器、一或多个均质器、一或多个变迹器、一或多个光束塑形器或者一或多个镜(例如，静态镜、可平移镜、扫描镜等等)。

在另一实施例中，SWIR光学计量工具102包含用以从样本106收集光(例如，所收集光132)的物镜130。在另一实施例中，SWIR光学计量工具102包含用以将所收集光132引导到一或多个测量通道112中的一或多个检测器114的集光通路134。如本文中先前所描述，测量通道112可包含任何位置处的一或多个检测器114。举例来说，测量通道112可包含场平面处的用以将SWIR计量目标104的特征成像或以其它方式表征所述特征的检测器114。通过另一实例方式，测量通道112可包含光瞳平面处的检测器114。以这一方式，检测器114可产生与所收集光132的角度分布相关联的光瞳图像，这可用于但不限于散射测量或基于衍射的技术。

集光通路134可包含适合于修改及/或调节来自样本106的所收集光132的一或多个光学元件。在一个实施例中，集光通路134包含一或多个集光通路透镜136(例如，用以对照射110进行准直、以对光瞳及/或场平面进行中继等等)，所述一或多个集光通路透镜可包含但无需包含物镜130。在另一实施例中，集光通路134包含用以将所收集光132塑形或以其它方式控制所收集光132的一或多个集光通路光学器件138。举例来说，集光通路光学器件138可包含但不限于一或多个场光阑、一或多个光瞳光阑、一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个分束器、一或多个漫射器、一或多个均质器、一或多个变迹器、一或多个光束塑形器，或者一或多个镜(例如，静态镜、可平移镜、扫描镜等等)。此外，集光通路134及/或检测器114的各种组件可经配置以选择样本106的所期望所关注区域以供在测量中使用。举例来说，可期望选择一或多个单元204内的所关注区域以缓减边缘效应等等。另外，所关注区域及/或所关注区域内的特征特性的选择还可用于控制或以其它方式确定检测器114的帧速率。

SWIR光学计量工具102的照射通路124及集光通路134可以适合于照射样本106并响应于入射照射110而收集从样本106发出的光的宽范围的配置来定向。举例来说，如图1B中所图解说明，SWIR光学计量工具102可包含分束器140，所述分束器经定向使得共同物镜130可同时将照射110引导到样本106并从样本106收集光。

通过另一实例方式，照射通路124及集光通路134可含有非重叠光学路径。图1C是根据本公开的一或多个实施例的其中照射通路124及集光通路134包含单独元件的SWIR光学计量工具102的概念性视图。举例来说，照射通路124可利用第一聚焦元件142将照射110引导到样本106，并且集光通路134可利用第二聚焦元件144从样本106收集光(例如，所收集光132)。就这一点来说，第一聚焦元件142与第二聚焦元件144的数值孔径可有所不同。在另一实施例中，可将一或多个光学组件安装到一或多个可旋转臂(未展示)从而围绕样本106枢转，使得样本106上照射110的入射角度及/或集光角度可通过可旋转臂的位置来控制。

现参考图1D到1F，根据本公开的一或多个实施例，更详细地描述了SWIR光学计量工具102的多通道配置。本文中应注意，尽管图1D到1F中所提供的一些实例包含可见光波长检测器114，但所述可见光波长检测器仅作为非限制性图解说明而提供并且此类检测器114一般来说可包含适合于任何非SWIR光谱范围(包含但不限于可见光或UV光谱范围)中的测量的任何检测器114。

图1D是根据本公开的一或多个实施例的包含两个测量通道112的SWIR光学计量工具102的概念性视图，其中测量通道112中的至少一者包含SWIR检测器114。

在一个实施例中，集光通路134包含用以将所收集光132分裂成通向两个或更多个测量通道112(例如，测量通道112-1及112-2)的两个或更多个路径的一或多个通道分束器146。通道分束器146可包含本领域中已知的任何分束组件。在一个实施例中，通道分束器146包含偏光不敏感分束器。以这一方式，各种测量通道112可接收具有各种偏光的所收集光132。在另一实施例中，通道分束器146包含偏光敏感分束器。以这一方式，特定测量通道112可接收具有所选择偏光的经线性偏光的光。在另一实施例中，通道分束器146包含光谱选择性分束器，例如但不限于二向分光镜。举例来说，光谱选择性分束器可沿着一个路径引导截止波长以上的光(例如，到一个测量通道112)且沿着另一路径引导截止波长以下的光(例如，到另一测量通道112)。此外，多个光谱选择性通道分束器146或其它光谱滤光器可经组合以将任何所选择波长范围的所收集光132提供给任何所选择测量通道112。

在一个实施例中，SWIR光学计量工具102包含两个或更多个测量通道112，所述两个或更多个测量通道包含SWIR检测器114。举例来说，通道分束器146可以是光谱不敏感的以用SWIR波长提供同时或依序测量。举例来说，一个测量通道112可提供样本106的场平面图像，并且一个测量通道112可提供样本106的光瞳平面图像。在另一例子中，不同测量通道112可经配置以提供不同样本层的对焦图像。以这一方式，光学计量测量可基于多个对焦层。在另一例子中，通道分束器146可使基于SWIR光谱范围中的截止波长的光分裂，使得每一SWIR检测器114可提供不同范围的SWIR波长上的光学计量数据。

此外，包含SWIR检测器114的测量通道112可经配置以基于包含至少一个SWIR波长的任何光谱范围来提供光学计量数据。在一个实施例中，SWIR光学计量工具102仅将SWIR波长(例如，大于大约900nm的波长)引导到SWIR检测器114(例如，经由仅包含SWIR波长的照射110、经由光谱敏感通道分束器146、经由光谱滤光器等等)。在另一实施例中，SWIR光学计量工具102将SWIR波长及至少一些可见光波长引导到SWIR检测器114。以这一方式，SWIR检测器114可操作为混合检测器。举例来说，InGaAs检测器114在大于大约700nm的波长下可具有与可见光波长检测器(例如，基于硅的检测器)相当或比所述可见光波长检测器好的量子效率。因此，SWIR检测器114可适合于在一些可见光波长范围中使用。

在另一实施例中，SWIR光学计量工具102包含具有SWIR检测器114的至少一个测量通道112以及具有可见光波长检测器114的至少一个测量通道112。举例来说，在两通道设置中，可将所选择截止波长以上的所收集光132引导(例如，经由仅包含SWIR波长的照射110、经由光谱敏感通道分束器146、经由光谱滤光器等等)到具有SWIR检测器114的测量通道112，并且可将所选择截止波长以下的所收集光132引导到具有可见光波长检测器114的测量通道112。如本文中先前所描述，可将截止波长选择为任何适合波长。在一个实施例中，截止波长是基于SWIR光学计量工具102内检测器114的检测限制来选择的。举例来说，可将截止波长选择为大约900nm以对应于可见光波长检测器114的检测上限。在另一实施例中，截止波长是基于SWIR光学计量工具102中的检测器114的量子效率来选择的。举例来说，可将截止波长选择为使得可见光波长检测器114与SWIR检测器114的量子效率相等的波长。举例来说，可见光波长检测器的量子效率一般来说在接近波长上限的较长波长下可能会恶化，而SWIR检测器114的量子效率一般来说可从可见光波长范围中的低值增加到SWIR波长范围中的相对高值。作为结果，一般来说可存在使得特定可见光波长检测器114与特定SWIR检测器114可具有相等或类似量子效率的波长或波长范围。因此，可将截止波长选择为在此范围中。本文中请考虑，基于SWIR光学计量工具102中的检测器114的量子效率来选择截止波长可提供比基于检测限制的选择有所提高的测量敏感度及/或准确度。

包含具有SWIR检测器的至少一个测量通道112及具有可见光波长检测器114的至少一个测量通道112的SWIR光学计量工具102可适合于但不限于基于以经裁适波长对样本106的不同层的表征的光学计量测量。如本文中先前所陈述，利用层特定照射光谱的计量一般来说描述于颁于2019年10月15日的美国专利第10,444,161号中，所述美国专利以其全文引用方式并入。在一般意义上，基于经裁适照射或集光条件对不同样本层的计量可提供高度敏感测量。本文中请进一步考虑，本文中所公开的系统及方法可将美国专利第10,444,161号中所描述的技术扩展到SWIR波长以提供经增强敏感度。

另外，本文中所公开的系统及方法可使得对SWIR目标104的测量无法适合于仅使用可见光波长的光学计量系统。举例来说，如关于图2A到2E中的SWIR目标104所描述，具有包含SWIR检测器114的第一测量通道112及包含可见光波长检测器114的第二测量通道112的SWIR光学计量工具102(例如，如图1D中所图解说明)可适合于表征具有VOIT层202的SWIR目标104。举例来说，第一测量通道112可产生与VOIT层202下方的第一层208相关联的数据，并且第二测量通道112可产生与包含VOIT层202或位于VOIT层202上方的第二层212相关联的数据。

现参考图1E及1F，根据本公开的一或多个实施例，更详细地描述了具有带有可见光波长检测器114的两个测量通道112及带有SWIR检测器114的至少一个测量通道112的SWIR光学计量工具102的配置。

图1E是根据本公开的一或多个实施例的SWIR光学计量工具102的概念性视图，所述SWIR光学计量工具具有包含一个测量通道112中的摄像机变换器148的两个测量通道112(例如，测量通道112-1及112-2)以在可见光波长检测器114或其它非SWIR检测器(例如，检测器114b)与SWIR检测器114(例如，检测器114c)之间选择性地切换。举例来说，第一测量通道112(例如，测量通道112-1)可包含第一可见光波长检测器114a，并且第二测量通道112(例如，测量通道112-2)可包含用以在第二可见光波长检测器114b与SWIR检测器114c之间选择性地切换的摄像机变换器148。

摄像机变换器148可包含本领域中已知的适合于在不同检测器114之间切换的任何组件。在一个实施例中，摄像机变换器148包含用以将所选择检测器114选择性地定位在光学路径中以接收所收集光132的平移载台。在另一实施例中，摄像机变换器148包含例如但不限于耦合有偏光分束器的偏光旋转器、可旋转镜或可平移镜等一或多个可调整光束控制光学器件以选择性地调整所收集光132的路径。

图1F是根据本公开的一或多个实施例的SWIR光学计量工具102的概念性视图，所述SWIR光学计量工具具有包含SWIR检测器114的一个测量通道112以及包含可见光波长检测器114(或更一般来说，非SWIR检测器114)的两个测量通道112。举例来说，第一测量通道112-1可包含第一可见光波长检测器114a，第二测量通道112-2可包含第二可见光波长检测器114b，并且第三测量通道112-3可包含SWIR检测器114c。

本文中请考虑，图1E及1F中所图解说明的配置可为基于可见光波长的现有多通道光学计量系统提供方便且具成本效益的升级路径。此外，此种配置可促进跨越可见光波长及SWIR波长的多种测量配置(例如，计量变因)以提供敏感及准确计量。另外，尽管未展示，但应理解，SWIR光学计量工具102应包含(或被升级成包含)提供SWIR照射110的至少一个照射源108。

现一般来说参考1A至2E，本文中请考虑，SWIR光学计量系统100可利用本公开的精神及范围内的各种操作流程。作为说明性实例，在例如但不限于叠对计量等光学计量的上下文中，利用具有VOIT层202的SWIR计量目标104(例如，如图2A到2E中所图解说明)，SWIR光学计量系统100可通过默认方式或者基于对用户或自动化系统的选择以多种模式中的任一种操作。在一种模式中，利用单个SWIR检测器114来提供对VOIT层202下方的一或多个层(或其上的特征)以及VOIT层202上或上方的一或多个层(或其上的特征)的测量。以这一方式，可使用单个检测器114来产生适合于计量测量的单个图像。在第二模式中，包含至少一个SWIR检测器114的两个检测器114并行操作以将各种层(或其上的特征)成像。举例来说，两个检测器114可被同时触发，并且由两个检测器114产生的图像可但无需一起拼接成单个合成图像或文件。此外，单个合成计量测量是基于两个图像或者两个图像的经拼接合成来产生的。在第三模式中，包含至少一个SWIR检测器114的两个检测器114被并行操作(例如，类似于第二模式)，但每一图像可用作计量测量的源。以这一方式，SWIR光学计量系统100可操作为并行操作的两个单独工具。另外，在任一模式中，可将仅任何给定图像中的特定所关注区域隔离为测量的源。然而，应理解，对这三种示范性模式的描述仅仅是出于说明性目的而提供且不应解释为限制性的。而是，多种操作模式可基于本文中所公开的SWIR光学计量系统100的各种配置来实现。

图3是根据本公开的一或多个实施例的图解说明执行SWIR光学计量方法300中的步骤的流程图。申请人注意到，在SWIR光学计量系统100及/或SWIR计量目标104的上下文中，本文中先前所描述的实施例及促成技术应被解释为扩展到方法300。然而，还应注意，方法300不限于SWIR光学计量系统100或SWIR计量目标104的架构。

在一个实施例中，方法300包含步骤302：基于第一波长范围的照射将样本成像以产生一或多个第一图像，其中第一波长范围包含SWIR光谱范围中的至少一些波长。在另一实施例中，方法300包含步骤304：基于来自一或多个照射源的第二波长范围的照射将样本成像以产生一或多个第二图像，其中第二波长范围包含SWIR光谱范围外的至少一些波长(例如，可见光波长、UV波长等等)。在另一实施例中，方法300包含步骤306：基于一或多个第一图像及一或多个第二图像来产生样本的一或多个光学计量测量。就这一点来说，方法300可将光学计量技术扩展到SWIR波长。

举例来说，方法300可适合于对包含VOIT层上或下方的一或多个样本层上的特征的叠对目标上的叠对进行测量。举例来说，步骤302可提供VOIT层下方一或多个特征的图像或其它叠对数据，并且步骤304可提供VOIT层上或上方一或多个特征的图像或其它叠对数据。接着，步骤306可将图像与其它叠对数据组合以提供一或多个光学计量测量。举例来说，一或多个第一图像可用于产生一或多个第一光学计量测量，并且一或多个第二图像可用于产生一或多个第二光学计量测量。在此情形中，基于不同波长范围的单独测量可用于产生最终测量。在另一例子中，可将第一图像与第二图像组合或拼接，使得单个光学计量测量可基于所组合或所拼接图像来产生。

应理解，方法300是仅出于说明性目的而提供且不应解释为限制性的。举例来说，方法300图解说明基于图像的光学计量的特定非限制性情形。本文中请考虑，与非成像光学计量技术相关联的额外方法也处于在本公开的精神及范围内。在一个实施例中，光学计量测量是基于基于以SWIR光谱范围中的至少一些波长进行照射的一或多个第一光学计量测量与基于具有以SWIR光谱范围外的至少一些波长进行照射的一或多个第二光学计量测量的组合。举例来说，一或多个第一光学计量测量及/或一或多个第二光学计量测量可以是但无需是基于散射测量的光学计量测量。

另外，尽管与SWIR光学计量系统100、SWIR计量目标104或方法300相关联的许多实例是基于包含SWIR光谱范围中的波长的照射以及包含SWIR光谱范围外的波长的照射，但这些实例是仅出于说明性目的而提供的。举例来说，SWIR光学计量系统可使用仅SWIR波长来产生一或多个测量，SWIR计量目标104可仅用SWIR波长来表征。

本文中所描述的标的物有时图解说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类所描绘架构仅仅是示范性的，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能性的任一组件布置是有效地“相关联”的，使得所期望功能性得以实现。因此，可将本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件视为彼此“相关联”，使得所期望功能性得以实现，而无论架构或中间组件如何。同样地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所期望功能性，并且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“可耦合”以实现所期望功能性。可耦合的特定实例包含但不限于可物理上相互作用及/或物理上相互作用的组件及/或可无线地相互作用及/或无线地相互作用的组件及/或可逻辑上相互作用及/或逻辑上相互作用的组件。

据信，将通过前述说明理解本发明及其附带优点中的许多优点，并且将明了可在不脱离所公开标的物或不牺牲所有其材料优点的情况下在组件的形式、构造及布置方面做出各种改变。所描述的形式仅仅是解释性的，且所附权利要求书旨在囊括并包含此类改变。此外，应理解，本发明是由所附权利要求书界定的。

Claims (54)

1.一种光学计量工具，其包括：

一或多个照射源，其中所述一或多个照射源中的至少一者经配置以产生短波红外线(SWIR)光谱范围中的照射，其中所述一或多个照射源中的至少一者经配置以产生所述SWIR光谱范围外的照射；

一或多个照射光学器件，其经配置以将来自所述一或多个照射源的照射引导到样本；

第一成像通道，其包含经配置以基于具有第一波长范围的照射将所述样本成像的第一检测器，其中所述第一波长范围包含所述SWIR光谱范围中来自所述一或多个照射源的至少一些波长；

第二成像通道，其包含经配置以基于具有不同于所述第一波长范围的第二波长范围的照射将所述样本成像的第二检测器，其中所述第二波长范围包含所述SWIR光谱范围外来自所述一或多个照射源的至少一些波长；以及

控制器，其通信地耦合到第一检测器及第二检测器，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令从而致使所述一或多个处理器进行以下操作：

从所述第一检测器接收所述样本的一或多个第一图像；

从所述第二检测器接收所述样本的一或多个第二图像；及

基于所述一或多个第一图像及所述一或多个第二图像来产生所述样本的一或多个光学计量测量。

2.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述第二波长范围包含可见光波长或紫外线波长中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述光学计量测量包括：

叠对计量测量或光学临界尺寸计量测量中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述一或多个光学计量测量中的至少一者包括：

基于所述一或多个第一图像中的至少一者及所述一或多个第二图像中的至少一者的合成光学计量测量。

5.根据权利要求4所述的光学计量工具，其中在产生所述合成光学计量测量之前将所述一或多个第一图像中的所述至少一者与所述一或多个第二图像中的所述至少一者组合成合成图像。

6.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述一或多个光学计量测量包括：

基于所述一或多个第一图像的一或多个第一光学计量测量；及

基于所述一或多个第二图像的一或多个第二光学计量测量。

7.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中来自所述第一检测器的所述一或多个第一图像包含所述样本的第一层上的特征的场平面图像，其中来自所述第二检测器的所述一或多个第二图像包含所述样本的第二层上的特征的场平面图像。

8.根据权利要求7所述的光学计量工具，其中所述一或多个第一图像或者所述一或多个第二图像中的至少一者包含计量目标的图像。

9.根据权利要求8所述的光学计量工具，其中所述计量目标包括：

成像光学目标。

10.根据权利要求9所述的光学计量工具，其中所述成像光学目标包括：

高级成像计量(AIM)叠对目标。

11.根据权利要求7所述的光学计量工具，其中所述样本的所述第一层位于所述样本的所述第二层下方。

12.根据权利要求11所述的光学计量工具，其中所述第二层吸收所述第二波长范围中的至少一些波长并使所述第一波长范围中的至少一些波长透射。

13.根据权利要求11所述的光学计量工具，其中所述样本的所述第一层包括：

工艺层，其由与所述第一层上的装置特征共同的一或多种材料形成。

14.根据权利要求13所述的光学计量工具，其中所述样本的所述第二层包括：

抗蚀剂层。

15.根据权利要求13所述的光学计量工具，其中所述样本的所述第二层包括：

额外工艺层，其由与所述第二层上的装置特征共同的一或多种材料形成。

16.根据权利要求7所述的光学计量工具，其中所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层相同。

17.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中来自所述第一检测器的所述一或多个第一图像包含来自所述样本的第一层的光角度分布的光瞳平面图像，其中来自所述第二检测器的所述一或多个第二图像包含来自所述样本的第二层的光角度分布的光瞳平面图像。

18.根据权利要求17所述的光学计量工具，其中所述一或多个第一图像或者所述一或多个第二图像中的至少一者包含计量目标的图像，其中所述计量目标包括：

散射测量目标。

19.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述第一检测器包括：

铟镓砷(InGaAs)检测器或碲镉汞(HgCdTe)检测器中的至少一者。

20.根据权利要求19所述的光学计量工具，其中所述第二检测器包括：

硅检测器或砷化镓(GaAs)检测器中的至少一者。

21.根据权利要求19所述的光学计量工具，其中所述第二检测器包括：

InGaAs检测器或HgCdTe检测器中的至少一者。

22.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述第一波长范围及所述第二波长范围是非重叠的并由截止波长分离，其中所述第一波长范围包含所述截止波长以上的波长，其中所述第二波长范围包含所述截止波长以下的波长。

23.根据权利要求22所述的光学计量工具，其中所述截止波长处于700nm到1100nm的范围中。

24.根据权利要求22所述的光学计量工具，其中所述截止波长对应于使得所述第一检测器的量子效率与所述第二检测器的量子效率相等的波长。

25.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述一或多个照射源包括：

第一照射源，其经配置以产生所述第一波长范围中的照射；及

第二照射源，其经配置以产生所述第二波长范围中的照射。

26.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述一或多个照射源包括：

单个照射源，其经配置以产生所述第一波长范围及所述第二波长范围中的照射。

27.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述一或多个照射源包括：

等离子源、窄带激光源或超连续光谱激光源中的至少一者。

28.根据权利要求1所述的光学计量工具，其进一步包括：

一或多个分束器，其将所述第一波长范围中的光从所述样本引导到所述第一成像通道并将所述第二波长范围中的光从所述样本引导到所述第二成像通道。

29.一种光学计量工具，其包括：

一或多个照射源，其中所述一或多个照射源中的至少一者经配置以产生短波红外线(SWIR)光谱范围中的照射，其中所述一或多个照射源中的至少一者经配置以产生所述SWIR光谱范围外的照射；

一或多个照射光学器件，其经配置以将来自所述一或多个照射源的照射引导到样本；

第一成像通道，所述第一成像通道包含经配置以基于具有第一波长范围的照射将所述样本成像的第一检测器，其中所述第一波长范围包含所述SWIR光谱范围中来自所述一或多个照射源的至少一些波长，所述第一成像通道进一步包含经配置以基于具有不同于所述第一波长范围的第二波长范围的照射将所述样本成像的第二检测器，其中所述第二波长范围包含所述SWIR光谱范围外来自所述一或多个照射源的至少一些波长，其中所述第一检测器及所述第二检测器安装在摄像机变换器上以将所述第一检测器或所述第二检测器选择性地定位在集光路径中以便将所述样本成像；

第二成像通道，其包含经配置以基于具有不同于所述第一波长范围的第三波长范围的照射将所述样本成像的第三检测器，其中所述第三波长范围包含所述SWIR光谱范围外来自所述一或多个照射源的至少一些波长；以及

控制器，其通信地耦合到第一检测器及第二检测器，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令从而致使所述一或多个处理器进行以下操作：

从所述第一检测器接收所述样本的一或多个第一图像；

从所述第二检测器接收所述样本的一或多个第二图像；

从所述第三检测器接收所述样本的一或多个第三图像；及

基于所述一或多个第一图像、所述一或多个第二图像及所述一或多个第三图像来产生所述样本的一或多个光学计量测量。

30.根据权利要求29所述的光学计量工具，其中所述第二波长范围或所述第三波长范围中的至少一者包含可见光波长或紫外线波长中的至少一者。

31.根据权利要求29所述的光学计量工具，其中所述一或多个光学计量测量包括：

叠对计量测量或光学临界尺寸计量测量中的至少一者。

32.根据权利要求29所述的光学计量工具，其中来自所述第一检测器的所述一或多个第一图像包含所述样本的第一层上的特征的图像，其中来自所述第二检测器的所述一或多个第二图像或者来自所述第三检测器的所述一或多个第三图像中的至少一者包含所述样本的第二层上的特征的图像。

33.根据权利要求29所述的光学计量工具，其中所述第一检测器包括：

InGaAs检测器或碲镉汞检测器中的至少一者。

34.根据权利要求33所述的光学计量工具，其中所述第二检测器包括：

硅检测器或GaAs检测器中的至少一者。

35.根据权利要求29所述的光学计量工具，其中所述第一波长范围及所述第二波长范围是非重叠的并由截止波长分离，其中所述第一波长范围包含所述截止波长以上的波长，其中所述第二波长范围包含所述截止波长以下的波长。

36.根据权利要求35所述的光学计量工具，其中所述截止波长处于700nm到1100nm的范围中。

37.一种光学计量工具，其包括：

一或多个照射源，其中所述一或多个照射源中的至少一者经配置以产生短波红外线(SWIR)光谱范围中的照射，其中所述一或多个照射源中的至少一者经配置以产生所述SWIR光谱范围外的照射；

一或多个照射光学器件，其经配置以将来自所述一或多个照射源的照射引导到样本；

检测器，其对所述SWIR光谱范围中由所述一或多个照射源产生的至少一些波长及所述SWIR光谱范围外由所述一或多个照射源产生的至少一些波长敏感；

控制器，其通信地耦合到第一检测器及第二检测器，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令从而致使所述一或多个处理器进行以下操作：

基于具有所述SWIR光谱范围中由所述一或多个照射源产生的所述至少一些波长的照射从所述检测器接收所述样本的一或多个第一图像；

基于具有所述SWIR光谱范围外由所述一或多个照射源产生的所述至少一些波长的照射从所述第二检测器接收所述样本的一或多个第二图像；及

基于所述一或多个第一图像及所述一或多个第二图像来产生所述样本的一或多个光学计量测量。

38.根据权利要求37所述的光学计量工具，其中所述检测器对大于700nm的波长敏感。

39.根据权利要求37所述的光学计量工具，其中来自所述第一检测器的所述一或多个第一图像包含所述样本的第一层上的特征的场平面图像，其中来自所述第二检测器的所述一或多个第二图像包含所述样本的第二层上的特征的场平面图像，其中所述样本的所述第一层位于所述样本的所述第二层下方，其中所述第二层吸收所述SWIR光谱范围外的所述波长中的至少一些波长。

40.根据权利要求39所述的光学计量工具，其中所述样本的所述第一层包括：

工艺层，其由与所述第一层上的装置特征共同的一或多种材料形成，其中所述样本的所述第二层包括：

抗蚀剂层。

41.一种叠对计量目标，其包括：

一或多个第一层特征，其位于样本的第一层中；

一或多个第二层特征，其位于所述样本的第二层中，其中所述样本的所述第二层安置在所述样本的所述第一层的顶部上，其中所述样本的覆盖所述第一层特征的至少一部分由吸收具有可见光波长的至少某一照射并使具有短波红外线(SWIR)波长的至少某一照射透射的材料形成，其中所述一或多个第一层特征及所述一或多个第二层特征经布置以基于所述一或多个第一层特征的一或多个第一图像及所述一或多个第二层特征的一或多个第二图像来提供对所述样本的所述第一层与所述第二层的相对对准的叠对测量，其中所述一或多个第一层图像是利用包含所述SWIR波长的照射以及对至少所述SWIR波长敏感的第一成像检测器来形成的，其中所述一或多个第二层图像是利用包含所述可见光波长的照射以及对至少所述可见光波长敏感的第二成像检测器来形成的。

42.根据权利要求41所述的叠对计量目标，其进一步包括：

所述样本上的第三层，所述第三层安置在所述第二层的顶部上，其中所述第三层吸收具有可见光波长的至少某一照射并使具有SWIR波长的至少某一照射透射。

43.根据权利要求42所述的叠对计量目标，其中所述第三层包含碳。

44.根据权利要求41所述的叠对计量目标，其中来自所述第一检测器的所述一或多个第一图像包含所述样本的所述第一层上的特征的场平面图像，其中来自所述第二检测器的所述一或多个第二图像包含所述样本的所述第二层上的特征的场平面图像。

45.根据权利要求44所述的叠对计量目标，其中所述一或多个第一层特征及所述一或多个第二层特征安置在所述样本的非重叠区域中。

46.根据权利要求45所述的叠对计量目标，其中所述一或多个第一层特征安置在一或多个第一层工作区带中，其中所述一或多个第二层特征安置在一或多个第二层工作区带中。

47.根据权利要求46所述的叠对计量目标，其中所述一或多个第一层工作区带是旋转对称的，其中所述一或多个第二层工作区带是90度旋转对称或180度旋转对称中的至少一者。

48.根据权利要求46所述的叠对计量目标，其中所述一或多个第一层工作区带是镜像对称的，其中所述一或多个第二层工作区带是镜像对称的。

49.根据权利要求41所述的叠对计量目标，其中所述一或多个第一层特征及所述一或多个第二层特征经布置以形成高级成像计量(AIM)叠对目标。

50.根据权利要求41所述的叠对计量目标，其中来自所述第一检测器的所述一或多个第一图像包含来自所述样本的第一层的光角度分布的光瞳平面图像，其中来自所述第二检测器的所述一或多个第二图像包含来自所述样本的第二层的光角度分布的光瞳平面图像。

51.根据权利要求50所述的叠对计量目标，其中所述一或多个第一层特征及所述一或多个第二层特征经布置以形成光栅上光栅叠对目标。

52.根据权利要求41所述的叠对计量目标，其中所述样本的所述第一层包括：

工艺层，其由与所述第一层上的装置特征共同的一或多种材料形成。

53.根据权利要求52所述的叠对计量目标，其中所述样本的所述第二层包括：

抗蚀剂层。

54.根据权利要求52所述的叠对计量目标，其中所述样本的所述第二层包括：

额外工艺层，其由与所述第二层上的装置特征共同的一或多种材料形成。