[发明专利]光刻机的焦距监控光罩及方法

说明书

本发明公开了一种光刻机的焦距监控光罩，包括：多个具有平面式结构的第一种图形结构和多个由平面式结构和楔型结构叠加而成第二种图形结构，楔型结构能使光线方向和光程改变；第一和二种图形结构排列成对应的阵列结构；光刻机的焦距由通过第一种图形结构曝光形成的第一种曝光图形和由第二种图形结构曝光形成的第二种曝光图形的叠加图形的套准进行测量得到，楔型结构对光线方向的改变使焦距的纵向变化转移到横向上使套准计算焦距得以实现；所有第二种图形结构的楔型结构的楔型方向设置相同。本发明还公开了一种光刻机的焦距监控方法。本发明能增加用于焦距测量的叠加图形的数量增加以及分布位置，提高对焦距的模拟计算的精确性，且成本低易实现。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种光刻机的焦距监控光罩；本发明还涉及一种光刻机的焦距监控方法。

背景技术

光刻机的焦距或焦点(Focus)的参数表现对过货产品的质量有着至关重要的影响，需要定期确认参数以确保机台稳定。目前光刻机如ASML的光刻机台使用调平检验测试(Leveling Verification Test，LVT)验机光罩进行焦距监控(Focus monitor)，通过光罩上的特殊结构把垂直方向距离转变成水平方向,把机台的焦距偏移转换到套准(OVL)机台量测上，从而计算出光刻机的Focus参数。因为OVL机台量测的精确度高，重复性好，且这种检测方法不影响光刻机的产能，因而被广泛运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光刻机的焦距监控光罩，能提高焦距模拟的精确性，且成本低易实现。为此，本发明还提供一种光刻机的焦距监控方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的光刻机的焦距监控光罩包括：

多个第一种图形结构，具有能使光线直线穿过的平面式结构。

多个第二种图形结构，由平面式结构和楔型结构叠加而成，所述第二种图形结构的平面式结构和所述第一种图形结构的平面式结构相同。

所述第二种图形结构的所述楔型结构的底部表面覆盖所述平面式结构的顶部表面，所述楔型结构能使光线方向和光程改变。

多个所述第一种图形结构和所述第二种图形结构的平面式结构在焦距监控光罩排列成阵列结构；在对应的所述平面式结构上设置所述楔型结构形成所述第二种图形结构的阵列结构。

光刻机的焦距由通过所述第一种图形结构曝光形成的第一种曝光图形和由所述第二种图形结构曝光形成的第二种曝光图形的叠加图形的套准进行测量得到，所述楔型结构对光线方向的改变使所述焦距的纵向变化转移到横向上，通过对所述叠加图形在横向上的套准计算得到所述焦距。

所有所述第二种图形结构的楔型结构的楔型方向设置相同，使得用于焦距测量的所述叠加图形的数量增加以及分布位置增加，提高对所述焦距的模拟计算的精确性。

进一步的改进是，所述楔型结构的顶部表面的第一顶点位于底部表面上，第二顶点和第三顶点的高度相同且位于所述第一顶点的两侧，第四顶点的高度最大且位于所述第一顶点的对角线上，所述第一顶点和所述第四顶点的连线方向为所述楔型结构的楔型方向。

进一步的改进是，所述楔型结构的侧面包括两个直角三角形和两个直角梯形。

进一步的改进是，在横向上，相邻的所述第二种图形结构之间间隔所述第一种图形结构的数量相等；在纵向上，相邻的所述第二种图形结构之间间隔所述第一种图形结构的数量相等。

进一步的改进是，在横向上，相邻的所述第二种图形结构之间间隔所述第一种图形结构的数量为一个；在纵向上，相邻的所述第二种图形结构之间间隔所述第一种图形结构的数量为二个。

进一步的改进是，在所述焦距监控光罩的正中央位置设有一个所述第二种图形结构，且在纵向上，在所述正中央位置的所述第二种图形结构的两侧分别设置有一个所述第二种图形结构并组成3个所述第二种图形结构纵向连续排列的结构。