[发明专利]测试标记及利用该测试标记的光刻机离焦量测量方法

说明书

本发明提供了一种测试标记及利用该测试标记的光刻机离焦量测量方法，所述第一区域的透光区和/或所述第二区域的透光区设置有沿所述预定方向的相移线条，由所述第一区域曝光的图案测得第一关键尺寸，由所述第二区域曝光的图案测得第二关键尺寸，所述相移线条使所述第一关键尺寸和所述第二关键尺寸具有差值。拟合计算出所述第一关键尺寸和所述第二关键尺寸的差值与离焦量的函数关系。能及时判断光刻机曝光的离焦程度，快速判断是否需要重新校准最佳焦面，及时阻止离焦导致的良率降低。在测量CDU时可以接着测量测试标记，无需转移或者重新曝光。简化测量流程，提高测量精度。节约时间，减少成本，能真实反应离焦量对于CDU结果的影响程度。

技术领域

本发明属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种测试标记及利用该测试标记的光刻机离焦量测量方法。

背景技术

实际生产时，光刻工艺采用曝光-能量矩阵(Focus-Energy Matrix，FEM)方法来获得光刻工艺窗口和确定最佳曝光条件，将工艺窗口的中心位置所对应的焦面记为最佳焦面。但是，由于各类像差的存在以及光刻机工作中的焦面稳定性问题，无法保证该最佳焦面在长时间生产后适宜各种工艺。尤其是硅片翘曲度发生变化后，硅片的CDU(CriticalDimention Uniformity，关键尺寸一致性)会有不同程度的波动变化。

在集成半导体器件生产加工过程中，CDU是重要指标。而CDU的影响因素较多，为了节省检验时间和精确定位原因，我们需要快速确定硅片全场的球差和离焦量影响程度。但是，单纯的变焦量验证会增加测量流程且无法精确判断对CDU的影响程度。

现有的一种利用相移光刻掩膜版监测光刻机台焦距，利用PSM技术可以使特定区域的透过光束产生相移进而使对应的曝光图案由于焦面变化而位置移动，再通过套刻测量可以准确判断出各点的离焦量。但是这种方案需要重新曝光或者测量CDU后再转移至套刻测量设备。通过相移套刻标记这一类大型掩膜图案可以较为准确地测量各点的离焦量。但是这需要后续的套刻误差等数据来辅助计算，延长计算时间。而且这种单一图形会受到曝光剂量等其它因素的影响，与线形测量标记差异较大也会对计算结果准确性造成影响。另外，这种图形的单标记规模超过20*20μm，会占用大量空间，不适用于已经密集放置图形的掩膜版。

现有的另一种相移掩模板通过控制相位差抵消暗区图案，只能提高图像分辨率而无法定量分析离焦量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试标记及利用该测试标记的光刻机离焦量测量方法，能够快速便捷测试光刻机离焦量的方法，从而评估光刻机稳定性和提高CDU测量结果的可靠性。

本发明提供一种测试标记，其包括密集线条，所述密集线条之间为透光区，所述测试标记形成在光刻机系统的掩膜上，所述测试标记还包括测试区域，所述密集线条沿预定方向延伸，所述密集线条中的一条作为测试线条，所述测试区域包括所述测试线条和位于所述测试线条两侧的透光区，所述测试区域沿所述预定方向分为第一区域和第二区域；

所述第一区域的透光区和/或所述第二区域的透光区设置有沿所述预定方向的相移线条，由所述第一区域曝光的图案测得第一关键尺寸，由所述第二区域曝光的图案测得第二关键尺寸，所述相移线条使所述第一关键尺寸和所述第二关键尺寸具有差值。

进一步的，所述相移线条设置在所述第一区域的所述测试线条两侧的透光区；一个透光区中的所述相移线条位于靠近所述测试线条的一侧，另一个透光区中的所述相移线条位于远离所述测试线条的一侧；所述第二区域的透光区中不设置所述相移线条。

进一步的，所述相移线条设置在所述第一区域的透光区和所述第二区域的透光区中；所述测试区域中，置于所述测试线条两侧的透光区分别定义为第一透光区和第二透光区。