一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法与流程

1.本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法。

背景技术：

2.随着芯片为代表的集成电路制造的尺寸越来越小，集成电路中的光刻工艺特征线宽也同步减小。目前解决套刻误差测量主要采用以下两种方案，第一种是基于衍射原理的dbo(diffraction based overlay)方案，第二种是基于图像的ibo(image based overlay)方案，上述两种方案均需要同步控制光学衍射/成像系统的像差等指标。尤其是ibo套刻误差测量方案，成像系统的不对称类型像差，如慧差(coma)、像散(astigmatism)等，会直接和间接的影响测量结果。
3.为了解决ibo方案的套刻误差测量设备中的像差的影响，根据对测量结果影响较大的不对称像差的轴向及垂轴分布特点，常采用的测校方法为：拍摄不同正负离焦位置的标记图像，分析不同离焦量下的标记图像的相对偏移，从而得到像差-离焦二维交叉变量对测校指标的影响。但上述测校方法存在两方面问题：(1)由于需要遍历焦平面前后一定垂向范围内标记的离焦图像，因此需要运动台带动标记一起垂向运动，这样会将垂向运动带来的位置偏差及耦合的水平向位置偏差引入测校指标内，导致测校精度大幅降低。(2)测校过程需要对焦平面位置上下一定正负离焦范围内进行反复遍历测量，测校效率较低；同时长时间的测量会耦合温度波动、机械抖动等环境因素的影响，测校方法的抗干扰能力较差。

技术实现要素：

4.基于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法，以提升套刻误差测量设备的测校效率和测校精度。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种三维套刻标记，用于对套刻误差测量设备进行测校，所述三维套刻标记包括：
6.基板；
7.位于基板上的多个套刻标记，所述多个套刻标记中，任意两个所述套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；所述第一平面垂直于所述基板所在平面。
8.第二方面，本发明实施例还提供了一种套刻误差测量设备测校方法，适用于本发明第一方面所述的三维套刻标记，包括：
9.获取所述三维套刻标记中的多个套刻标记的图像；其中，所述多个套刻标记中，任意两个所述套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；所述第一平面垂直于所述基板所在平面；
10.根据所述多个套刻标记的图像的偏移情况，对所述套刻误差测量设备进行测校。
11.本发明实施例提供的三维套刻标记，包括基板以及位于基板上的多个套刻标记；多个套刻标记中，任意两个套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直
于基板所在平面。由于套刻标记在第一平面延伸方向的高度不同，不同高度的套刻标记与拍摄点的距离不同，即不同高度的套刻标记形成的图像可表示的离焦程度不同。由此，完成一次图像拍摄即可获得不同离焦范围下套刻标记的图像，无需移动套刻标记的位置进行反复遍历测量，极大程度提升了套刻误差测量设备的测校效率，避免长时间测校过程中环境因素对测校造成干扰；同时也能避免套刻标记在水平向上位置发生偏移，影响测校精度。
附图说明
12.图1为本发明实施例提供的一种三维套刻标记的俯视图；
13.图2为图1沿a-a’方向的剖面图；
14.图3为本发明实施例提供的另一种三维套刻标记的俯视图；
15.图4为图3所示三维套刻标记的剖面图；
16.图5为图3所示三维套刻标记的另一剖面图；
17.图6为本发明实施例提供的一种三维套刻标记的成像仿真示意图；
18.图7为本发明实施例提供的一种三维套刻标记的剖面图；
19.图8为本发明实施例提供的另一种三维套刻标记的成像仿真示意图；
20.图9为本发明实施例提供的另一种三维套刻标记的剖面图；
21.图10为图9所示三维套刻标记沿另一剖线方向的剖面图；
22.图11为本发明实施例提供的又一种三维套刻标记的成像仿真图；
23.图12为本发明实施例提供的又一种三维套刻标记的剖面图；
24.图13为图12所示三维套刻标记沿另一剖线方向的剖面图；
25.图14为本发明实施例提供的一种套刻误差测量设备测校方法的流程图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
27.本发明实施例提供了一种三维套刻标记，该三维套刻标记即可单独用于对套刻误差测量设备进行测校，也可用于半导体芯片制备过程中套刻精度的调节。图1为本发明实施例提供的一种三维套刻标记的俯视图，图2为图1沿a-a’方向的剖面图，如图1和图2所示，本发明实施例提供的三维套刻标记包括：基板1；位于基板1上的多个套刻标记2，多个套刻标记2中，任意两个套刻标记2在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直于基板1所在平面。
28.参考图1和图2，三维套刻标记包括基板1，以及基板1上的多个套刻标记2。与现有技术中不同的是，本发明实施例中，多个套刻标记2中的任意两个套刻标记2在与基板1垂直的平面上的垂直投影的高度不同。其中，基板1可以是套刻误差测量设备中用于设置三维套刻标记的基板，也可以是待刻蚀的晶片。套刻标记2是指基板1上形成的多个微结构，多个微结构状的套刻标记2构成三维套刻标记的整体结构。
29.可以理解的是，在三维套刻标记的应用过程中，成像光源从基板1上方射向基板1上的套刻标记2，根据经套刻标记2反射回来的光线形成各套刻标记2的图像，光线传输的方
向即为第一平面的延伸方向，第一平面的延伸方向为垂向，基板所在平面的延伸方向为水平向。
30.定义与基板1垂直的平面为第一平面，任意两个套刻标记2在第一平面延伸方向的高度不同，即在垂向上的高度不同，以下也可将套刻标记2在第一平面延伸方向的高度简称为套刻标记2的高度。
31.由背景技术中的介绍可知，套刻误差测量设备在工作过程中，成像系统产生的像差是影响测量结果准确性的主要因素。本领域技术人员可以理解的是，不同类型像差对垂向距离的敏感度不同，有些像差在距离焦平面较近的位置处较为敏感，变化情况明显；有些像差在距离焦平面较远位置处较为敏感，变化情况明显，需要说明的是，本实施例中提到的与焦平面的距离为垂向上与焦平面之间的距离，即离焦量。在设备测校时，根据像差与离焦量的对应关系建立测校指标，套刻误差测量设备在工作时可根据测校指标对套刻标记图像存在的像差进行补偿，提升误差测量的精准度，进而保证光刻时的套刻精度。
32.本发明实施例中，由于套刻标记在第一平面延伸方向的高度不同，不同高度的套刻标记与拍摄点的距离不同，即不同高度的套刻标记形成的图像可表示的离焦程度不同。由此，完成一次图像拍摄即可获得不同离焦量下套刻标记的离焦图像，无需移动套刻标记的位置进行反复遍历测量，极大程度提升了套刻误差测量设备的测校效率，避免长时间测校过程中环境因素对测校造成干扰；同时也能避免套刻标记在垂向移动过程中水平向位置发生偏移，对测校精度造成影响。
33.其中，本发明实施例不限定基板上套刻标记的设置数量、具体形状、排布方式和高度分布等，本领域技术人员可根据所要测校的不同像差类型，对套刻标记进行设置。图1和图2中示出的套刻标记2为墙状结构，多个套刻标记2沿同一方向排列，同时设置沿同一方向排列的套刻标记2的高度逐渐增加，实际设置方式不限于此。
34.本发明实施例提供的三维套刻标记，包括基板以及位于基板上的多个套刻标记；多个套刻标记中，任意两个套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直于基板所在平面。由于套刻标记在第一平面延伸方向的高度不同，不同高度的套刻标记与拍摄点的距离不同，即不同高度的套刻标记形成的图像可表示的离焦程度不同。由此，完成一次图像拍摄即可获得不同离焦范围下套刻标记的图像，无需移动套刻标记的位置进行反复遍历测量，极大程度提升了套刻误差测量设备的测校效率，避免长时间测校过程中环境因素对测校造成干扰；同时也能避免套刻标记在水平向上位置发生偏移，影响测校精度。
35.示例性的，下面将以几个具体实施例对可能的套刻标记的设置方式进行介绍。
36.图3为本发明实施例提供的另一种三维套刻标记的俯视图，图4为图3所示三维套刻标记的剖面图，图5为图3所示三维套刻标记的另一剖面图。参考图3～图5，在一些可能的实施例中，多个套刻标记可包括：沿第一轴x排列的多个第一套刻标记3和沿第二轴y排列的多个第二套刻标记4；沿第一轴x排列的第一套刻标记3中，任意两个第一套刻标记3在第一平面的垂直投影高度不同，沿第二轴y排列的第二套刻标记4中，任意两个第二套刻标记4在第一平面的垂直投影高度不同；和/或，任意一个第一套刻标记3与任意一个第二套刻标记4在第一平面的垂直投影高度不同；其中，第一轴x的延伸方向和第二轴y的延伸方向相交。
37.其中，图4为图3沿第一轴x延伸方向的垂直剖面图，图5为图3沿第二轴y延伸方向的垂直剖面图，如图3～图5所示，可设置套刻标记包括第一轴x排列的多个第一套刻标记3
和沿第二轴y排列的多个第二套刻标记4。其中，可设置任意两个的第一套刻标记3在第一平面延伸方向的高度不同，任意两个第二套刻标记4在第一平面的垂直投影高度不同，和/或，第一套刻标记3中的任意一个与第二套刻标记4中的任意一个在第一平面延伸方向的高度存在差异。通过上述两种方式或两种方式的组合来实现套刻标记不同高度的分布。图4和图5中第一套刻标记3和第二套刻标记4在竖直方向的高度即为在第一平面的垂直投影的高度。图中以斜线填充的矩形表示第一套刻标记3，网格状填充的矩形表示第二套刻标记4。
38.需要说明的是，本发明实施例中示出的剖面图均为以垂直基板且沿第一轴x或第二轴y方向延伸的平面为剖切面，
39.其中，第一轴x的延伸方向和第二轴y的延伸方向相交。这样设置的好处在于，套刻标记2在相交的两个方向排布，套刻标记2能够散布在视场的较大区域内，更多地利用视场信息，给后续分析处理提供更多可用的套刻标记图像。并且套刻标记图像也能较好地反映二维水平面内两个方向上像差的变化情况。
40.可选的，对于相邻套刻标记边缘间的设置距离，本发明实施例不做限定，本领域技术人员可根据实际情况进行设置，相邻套刻标记的间距既可相同也可不同，但需保证相邻两个套刻标记成像不发生相互干扰，保证获取到各套刻标记准确且完整的图像。
41.示例性的，可根据套刻误差测量设备的照明光谱的波长设计相邻套刻标记间的距离。在可能的实施例中，可设置任意相邻的两个套刻标记2之间的间距d大于或等于4λ，其中，λ为套刻误差测量设备的照明光谱中心波长。
42.具体地，为避免相邻套刻标记成像互相干扰，可设置任意相邻的两个套刻标记2之间的间距d大于或等于套刻误差测量设备的照明光谱中心波长λ的四倍。相邻两个套刻标记2之间的间距d是指相邻两个套刻标记2在基板上的垂直投影之间的最小距离，根据实际测试，此种设置方式下，得到的三维套刻标记图像中，各套刻标记2的图像均独立且清晰。可以理解的是，上述相邻套刻标记2之间的间距d即包括相邻的各第一套刻标记3之间的间距、相邻的各第二套刻标记4之间的间距以及相邻的第一套刻标记3和第二套刻标记4之间的间距。
43.图3～图5所示实施例中，各第一套刻标记3间的距离相同，各第二套刻标记4间的距离也相同，实际设置方式不限于此。
44.可选的，可仍参考图3～图5，在一可能的实施例，可设置在第一轴x的延伸方向上，第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加；在第二轴y的延伸方向上，第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加。
45.具体地，本发明实施例中，可设置沿第一轴x排列的第一套刻标记3在第一平面延伸方向的高度逐渐增加，同时，沿第二轴y排列的第二套刻标记4在第一平面延伸方向的高度逐渐增加，也即，靠近第一轴x和第二轴y起点处的套刻标记高度较低，向着第一轴x和第二轴y的延伸方向，套刻标记2的高度逐渐增高。此种设置方式下，套刻标记2高度可覆盖较大的离焦量变化范围，并且套刻标记2模拟的离焦量是逐渐增加或减小的，有利于后续对图像的分析处理。
46.当然，在其他未示出的实施例中，也可设置沿第一轴x的延伸方向，第一套刻标记3在第一平面延伸方向的高度逐渐减小，沿第二轴y的延伸方向，第二套刻标记4在第一平面延伸方向的高度逐渐减小，或者，沿第一轴x方向，第一套刻标记3在第一平面延伸方向的高
度逐渐减小，沿第二轴y的延伸方向，第二套刻标记4在第一平面延伸方向的高度逐渐增加等。
47.可选的，对于相邻第一套刻标记3之间的高度差以及相邻第二套刻标记4之间的高度差的具体数值，本发明实施例不做限制，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
48.示例性的，可仍参考图3～图5，在一可能的实施例中，可设置任意相邻的两个第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度差d为固定值；任意相邻的两个第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度差d为固定值。
49.也即是说，沿第一轴x方向依次排列的第一套刻标记3的高度的增加幅度相同，沿第二轴y方向依次排列的第二套刻标记4的高度的增加幅度相同。第一套刻标记3的高度、第二套刻标记4的高度分别满足线性分布。此种设置方式下，相邻套刻标记2模拟的不同离焦量之间变化幅度相同，适合需要在焦平面位置附近以相同离焦间隔采集套刻标记图像的情况，即比较适用于分析在焦平面附近不同的离焦量下变化比较明显的像差。
50.另外，本领域技术人员可以理解的是，不同类型像差的对称性不同，有些像差是中心对称的，例如球面像差，有些像差是非对称的，例如慧差、像散等，因此，本发明实施例中，也可以通过调节套刻标记高度的整体对称性，使得三维套刻标记更好地匹配不同对称方向的像差。
51.可选的，可设置相邻第一套刻标记3之间的高度差d值与相邻第二套刻标记4之间的高度差d值相等，此时，沿第一轴x和第二轴y的延伸方向，第一套刻标记3和第二套刻标记4高度变化幅度相同。套刻标记高度均匀、有规律变化时，后续对套刻标记图像的分析处理及计算过程会更加简便。
52.另外可选的，本发明实施例中，还可设置第一套刻标记3的数量等于第二套刻标记4的数量。例如图3～图5中分别设置2n个第一套刻标记3和2n个第二套刻标记4。其中，n可为大于或等于1的整数。
53.当第一套刻标记3与第二套刻标记4数量相等，且第1个第一套刻标记3(图中标号1的第一套刻标记3)与第1个第二套刻标记4(图中标号1的第二套刻标记4)高度相同，第一套刻标记3和第二套刻标记4的高度变化趋势和变化幅度也相同时，套刻标记2整体相互对称，对称轴z与第一轴x和第二轴y的角平分线重合。例如图3中示出第一轴x和第二轴y垂直，第一套刻标记3和第二套刻标记4整体组成“回”字形三维套刻标记，则套刻标记2整体关于“回”字的对角线对称，当第一套刻标记3或第二套刻标记4高度变化趋势改变时，对称轴z的方向也会变化。
54.图3～图5中所示三维套刻标记中，套刻标记的高度整体沿着第一轴x和第二轴y的45
°
角平分线对称。图6为本发明实施例提供的一种三维套刻标记的成像仿真示意图，图6中所示仿真图对应上述图3～图5所示实施例中的三维套刻标记。图6中所示不同灰度表示不同的成像强度，灰度越深表示成像强度越强。如图6中所示，高度不同的套刻标记2的成像强度不同，并且整体三维套刻标记2的成像强度沿第一轴x和第二轴y的45
°
角平分线对称，与套刻标记2的高度排布对应，图6中黑实线箭头表示45
°
角平分线。
55.图7为本发明实施例提供的一种三维套刻标记的剖面图，图7中所示三维套刻标记的俯视图仍可参考如图3，但其上套刻标记2的高度分布方式与图3中不同，图7中(a)图为三维套刻标记沿第一轴x延伸方向的垂直剖面图，(b)图为三维套刻标记沿第二轴y延伸方向
的垂直剖面图。其中(a)图与上述图5所示剖面图相同，也即图5和图7所示实施例中，第一套刻标记3的高度排布方式相同，不同之处在于第二套刻标记4的高度排布方式，图7所示实施例，沿第二轴y的延伸方向，第二套刻标记4的高度逐渐减小，此种设置方式下，套刻标记2的高度整体沿着第一轴x和第二轴y的135
°
角平分线对称。图8为本发明实施例提供的另一种三维套刻标记的成像仿真示意图，图8中所示仿真图对应上述图7所示实施例中的三维套刻标记。如图8中所示，整体三维套刻标记的成像强度沿第一轴x和第二轴y的135
°
角平分线对称，与套刻标记的高度排布对应，图8中黑实线箭头表示135
°
角平分线。
56.为方便说明三维套刻标记的具体设置方式，下面实施例中，将以第一套刻标记3和第二套刻标记4的数量均为2n个进行介绍。
57.可选的，图9为本发明实施例提供的另一种三维套刻标记的剖面图，图10为图9所示三维套刻标记沿另一剖线方向的剖面图，图9和图10中所示三维套刻标记的俯视图与图3中相同。参考图3、图9和图10，沿第一轴x排列的多个第一套刻标记3构成两个第一套刻标记组5，两个第一套刻标记组5位于第二轴y两侧；沿第二轴y排列的多个第二套刻标记4构成两个第二套刻标记组6；两个第二套刻标记组6位于第一轴x两侧；
58.在第一轴x的延伸方向上，第一个第一套刻标记组51内的第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加，第二个第一套刻标记组52内的第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度逐渐减小；其中，在第一轴x的延伸方向上，第一个第一套刻标记组51中的最后一个第一套刻标记3(图中标号为n的第一套刻标记3)，与第二个第一套刻标记组52中的第一个第一套刻标记3(图中标号为n+1的第一套刻标记3)在第一平面的垂直投影的高度h1相等；
59.在第二轴y的延伸方向上，第一个第二套刻标记组61内的第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度逐渐减小，第二个第二套刻标记组62内的第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加；其中，在第二轴y的延伸方向上，第一个第二套刻标记组61中的最后一个第二套刻标记4(图中标号为n的第二套刻标记4)，与第二个第二套刻标记组62中的第一个第二套刻标记4(图中标号为n+1的第二套刻标记4)在第一平面的垂直投影的高度h2相等；其中，第一个第一套刻标记组61中的最后一个第一套刻标记3(图中标号为n的第一套刻标记3)在第一平面的垂直投影的高度h1，小于第一个第二套刻标记组62中的最后一个第二套刻标记4(图中标号为n的第二套刻标记4)在第一平面的垂直投影的高度h2。
60.具体地，如图3、图9和图10中所示，可将第一套刻标记3划分为两个第一套刻标记组5，两个第一套刻标记组5分别位于第二轴y的两侧，沿第一轴x的延伸方向，靠近第一轴x起点处的为第一个第一套刻标记组51，远离第一轴x起点处的为第二个第一套刻标记组52。同样的，可将第二套刻标记4划分为两个第二套刻标记组6，两个第二套刻标记组6分别位于第一轴x的两侧，沿第二轴y的延伸方向，靠近第二轴y起点处的为第一个第二套刻标记组61，远离第二轴y起点处的为第二个第二套刻标记组62。各第一套刻标记组5内包含n个第一套刻标记3；各第二套刻标记组6内包含n个第二套刻标记4。
61.当第一轴x的延伸方向与第二轴y的延伸方向垂直时，两个第一套刻标记组51关于第二轴y对称，两个第二套刻标记组61关于第一轴x对称。
62.其中，沿第一轴x的延伸方向，第一个第一套刻标记组51内各第一套刻标记3(图中标号为1～n的第一套刻标记3)在第一平面延伸方向上的高度逐渐增加，第二个第一套刻标
记组52内各第一套刻标记3(图中标号为n+1～2n的第一套刻标记3)在第一平面延伸方向上的高度逐渐减小；并且第一个第一套刻标记组51中的最后一个第一套刻标记3，与第二个第一套刻标记组52中的第一个第一套刻标记3的高度h1相同，也即，第一个第一套刻标记组51和第二个第一套刻标记组52中相邻的两个第一套刻标记3的高度相同。此种设置方式下，第一套刻标记3的高度整体为先增加后减小的变化趋势，最靠近第一轴x和第二轴y交点处的第一套刻标记3的高度高于远离交点的第一套刻标记3高度。
63.相应的，沿第二轴y的延伸方向，第一个第二套刻标记组61内各第二套刻标记4在第一平面延伸方向上的高度逐渐减小，第二个第二套刻标记组62内各第二套刻标记4在第一平面延伸方向上的高度逐渐增加；并且第一个第二套刻标记组61中的最后一个第二套刻标记4，与第二个第二套刻标记组62中的第一个第二套刻标记4的高度h2相同，也即，第一个第二套刻标记组61和第二个第二套刻标记组62中相邻的两个第二套刻标记4的高度相同，此种设置方式下，第二套刻标记4的高度整体为先减小后增加的变化趋势，最靠近第一轴x和第二轴y交点处的第二套刻标记4的高度低于远离交点的第二套刻标记4高度。
64.可分别称标号为1～2n的第一套刻标记3为第1～2n个第一套刻标记3，标号为1～2n的第二套刻标记4为第1～2n个第二套刻标记4，则第n个第一套刻标记3与第n+1个第一套刻标记3的高度h1相同；则第n个第二套刻标记4与第n+1个第二套刻标记4的高度h2相同。
65.此时若第一轴x和第二轴y垂直(参考图3、图9和图10)，第一套刻标记3和第二套刻标记4整体仍组成“回”字形三维套刻标记，但此实施例中，套刻标记2整体关于第一轴x和第二轴y对称。图11为本发明实施例提供的又一种三维套刻标记的成像仿真图，图11中所示仿真图对应上述图9和图10所示实施例中的三维套刻标记。如图11中所示，整体三维套刻标记的成像强度沿第一轴x和第二轴y对称，与套刻标记2的高度排布对应。
66.上述实施例中示例性的示出了套刻标记在高度维度上的两种不同的对称方式，根据不同类型像差对称情况的差异，本领域技术人员还可根据实际情况设置其他可能的套刻标记高度的设计方案。
67.另外，仍参考图3、图9和图10，本实施例中，还设置第一个第一套刻标记组51中的最后一个第一套刻标记3(第n个第一套刻标记3)在第一平面的垂直投影的高度h1，小于第一个第二套刻标记组61中的最后一个第二套刻标记4(第n个第二套刻标记4)在第一平面的垂直投影的高度h2。也即最靠近第一轴x和第二轴y交点处的第一套刻标记3的高度h1小于最靠近第一轴x和第二轴y交点处的第二套刻标记4的高度h2。第一套刻标记3的高度整体均小于第二套刻标记4的高度。图9和图10中所示第n个第一套刻标记3与第n+1个第一套刻标记3的高度h1相等，第n个第二套刻标记4与第n+1个第二套刻标记4的高度h2相等。
68.此种设置方式下，第一套刻标记3由两端向中心延伸的方向上，各第一套刻标记3的高度逐渐增加，第二套刻标记4由中心向两端延伸的方向上，各第二套刻标记4的高度在高度最高的第一套刻标记3(第n或第n+1个第一套刻标记3)的基础上逐渐增加，也即第1～n个第一套刻标记3、第n+1～2n个第二套刻标记4的高度逐渐增加，第1～n个第二套刻标记4、第n+1～2n个第一套刻标记3的高度逐渐减小。由此，套刻标记高度可覆盖较大的离焦量变化范围，得到的图像信息更全面，并且套刻标记高度均匀、有规律的变化能够简化后续图像的分析处理及计算过程。
69.其中，对于上述实施例中各套刻标记组内相邻套刻标记的高度差值，本发明实施
例不做限制，本领域技术人员可根据实际测校需求进行设计。
70.示例性的，可仍参考图9和图10，在一可能的实施例中，在第一轴x的延伸方向上，第一个第一套刻标记组51内任意相邻的两个第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度差d为固定值，第二个第一套刻标记组52内任意相邻的两个第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度差d为固定值；在第二轴y的延伸方向上，第一个第二套刻标记组61内任意相邻的两个第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度差d为固定值，第二个第二套刻标记组62内任意相邻的两个第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度差d为固定值。
71.具体地，图9和图10所示，可设置各套刻标记组内相邻套刻标记的高度差d值相等，沿第一轴x延伸方向，第一个第一套刻标记组51中的第1～n个第一套刻标记3的高度呈线性增加的关系，第二个第一套刻标记组52中的第n+1～2n个第一套刻标记3的高度呈线性减小的关系。相应的，沿第二轴y延伸方向，第一个第二套刻标记组61中的第1～n个第二套刻标记4的高度呈线性减小的关系，第二个第二套刻标记组62中的第n+1～2n个第二套刻标记4的高度呈线性增加的关系。整体上看，第1～n个第一套刻标记3的高度与第n+1～2n个第二套刻标记4的高度呈线性增加的关系，第1～n个第二套刻标记4的高度与第n+1～2n个第一套刻标记3的高度呈线性减小的关系。此种设置方式下，相邻套刻标记2模拟的不同离焦量之间变化幅度相同，适合需要在焦平面位置附近以相同离焦间隔采集套刻标记图像的情况，比较适用于分析在焦平面附近不同的离焦量下变化相对明显的像差。
72.示例性的，图12为本发明实施例提供的又一种三维套刻标记的剖面图，图13为图12所示三维套刻标记沿另一剖线方向的剖面图，参考图12和图13，在其他可能的实施例中，可设置在第一轴x的延伸方向上，第一个第一套刻标记组51内相邻的两个第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度差逐渐减小，第二个第一套刻标记组52内相邻的两个第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度差逐渐增加；
73.在第二轴y的延伸方向上，第一个第二套刻标记组61内相邻的两个第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度差逐渐减小，第二个第二套刻标记组62内相邻的两个第二套刻标记4在第一平面上的垂直投影的高度差逐渐增加。
74.具体地，如图12和图13中所示，本实施例中，可设置不同位置的套刻标记2高度的变化率不同。例如，沿第一轴x延伸方向，第一个第一套刻标记组51内，相邻的两个第一套刻标记3的高度差值逐渐减小，第二个第一套刻标记组52内，相邻的两个第一套刻标记3的高度差值逐渐增加，也即，第1～n个第一套刻标记3的高度增加的幅度逐渐变小，第n+1～2n个第一套刻标记3的高度减小的幅度逐渐变大，且第1～n个第一套刻标记3和第n+1～2n个第一套刻标记3的高度完全对称。
75.相应的，沿第二轴y延伸方向，第一个第二套刻标记组61内，相邻的两个第二套刻标记4的高度差d值逐渐减小，第二个第二套刻标记组62内，相邻的两个第二套刻标记4的高度差d值逐渐增加，也即，第1～n个第二套刻标记4的高度减小的幅度逐渐变小，第n+1～2n个第二套刻标记4的高度增加的幅度逐渐变大，且第1～n个第二套刻标记4和第n+1～2n个第二套刻标记4的高度完全对称。
76.图12和图13所示的实施例，更加适用于对于特定垂向位置附近需要更多的采样点的场景，例如，在焦平面位置附近需以较小离焦间隔采集离焦图像，而一定离焦范围以外的
离焦区域，可以较大离焦间隔采集离焦图像，在上述测校场景中，利用图12和图13所示的三维套刻标记，能够在保证测校精度的前提下兼顾测校效率。
77.当然，其他测校场景中，比如一定离焦范围以外的离焦区域需以较小离焦间隔采集离焦图像，在焦平面位置附近可以较大离焦间隔采集离焦图像，可适应性调整套刻标记的高度变化率，以使三维套刻标记满足更多测校场景需求。
78.示例性的，在一可能的实施例中，可设置第一套刻标记3在第一平面上的垂直投影的高度整体满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线；第二套刻标记4包括相互连接的第一部分41和第二部分42，第一部分41位于基板上，第二部分42位于第一部分41远离基板1的一侧，各第二套刻标记4的第一部分41在第一平面的垂直投影的高度相等，第二部分42在第一平面的垂直投影的高度整体满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线。
79.具体地，如图12和图13中所示，设置第一套刻标记3在第一平面的垂直投影的高度整体满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线，即第1～第2n个第一套刻标记3的高度曲线满足正态分布特点或反向的正态分布特点。正态分布曲线为对称曲线，靠近对称轴处曲线的变化率较小，由对称轴向两端曲线的变化率增加。反向的正态分布曲线是指将正态曲线翻转180度后形成的曲线。本实施例中，第一套刻标记3高度整体满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线，使得靠近第一轴x和第二轴y交点处，相邻第一套刻标记3高度的变化率较小，由交点向两端的相邻第一套刻标记3高度的变化率逐渐增加，也即，靠近交点处的相邻第一套刻标记3的高度差比较小。
80.同时可设置第二套刻标记4包括相互连接的第一部分41和第二部分42，第一部分41与基板连接，第二部分42与第一部分41连接。各第二套刻标记4的第一部分41的高度h3均相同，而第二部分42的高度数值整体满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线，也即第二套刻标记4的高度值减去第一部分41高度值后剩余的第二部分42的高度值满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线。
81.其中，可设置第一部分41的高度h3与最高的第一套刻标记3的高度相同，即第一部分41的高度和第n个或第n+1个第一套刻标记3的高度均为h3，由此使得第二套刻标记4的整体高度在第一套刻标记3整体高度之上，套刻标记高度可覆盖较大的离焦量变化范围。
82.需要说明的是，本实施例中，当第一套刻标记3高度整体满足正态分布曲线时，第二套刻标记的第二部分的高度整体应满足反向的正态分布曲线，以使第一个第一套刻标记组51中的最后一个第一套刻标记3的高度小于第一个第二套刻标记组61中的最后一个第二套刻标记4的高度。另外，本实施例中所述的高度满足正态分布曲线，是指高度值满足正态分布曲线的特点，并不说明各高度值必须与某一正态分布曲线中的数值相同。
83.可选的，可仍参考图3～图13，本发明实施例中，第一套刻标记3和第二套刻标记4可为墙体结构，第一套刻标记3所在平面与第二轴y平行，第二套刻标记4所在平面与第一轴x平行。
84.具体地，如图3～图13所示，第一套刻标记3和第二套刻标记4均为墙体结构，墙体结构是指，套刻标记2在基板上的垂直投影沿某方向延伸。其中，第一套刻标记3所在平面与第二轴y平行，第二套刻标记4所在平面与第一轴x平行，也即第一套刻标记3在基板上的垂直投影沿与第二轴y平行的方向延伸，第二套刻标记4在基板上的垂直投影沿与第一轴x平行的方向延伸。第一轴x和第二轴y垂直时，第一套刻标记3和第二套刻标记4构成“回”字型
三维套刻标记。
85.可选的，继续参考图3，在一些可能的实施例中，在第一轴x的延伸方向上，第一套刻标记3在第二轴y延伸方向上的长度先减小再增加；在第二轴y的延伸方向上，第二套刻标记4在第一轴x延伸方向上的长度先减小再增加；靠近第一轴x和第二轴y交点处的第一套刻标记3和第二套刻标记4的长度最小。
86.如图3所示，沿第一轴x的延伸方向，第一套刻标记3在第二轴y延伸方向上的长度先减小再增加，也即，沿第一轴x延伸方向，第1～2n个第一套刻标记3在基板上的垂直投影的长度先减小再增加；相应的，沿第二轴y延伸方向，第二套刻标记4在第一轴x延伸方向上的长度先减小再增加，也即，沿第二轴y延伸方向，第1～2n个第二套刻标记4在基板上的垂直投影的长度也是先减小再增加的。
87.当第一套刻标记3可分成两个第一套刻标记组5时，沿第一轴x延伸方向，第一个第一套刻标记组51内的第一套刻标记3的长度逐渐减小，第二个第一套刻标记组52内的第一套刻标记3的长度逐渐增加，最靠近第一轴x和第二轴y交点处的第一套刻标记3的长度最小。当第二套刻标记4可分成两个第二套刻标记组6时，沿第二轴y延伸方向，第一个第二套刻标记组61内的第二套刻标记4的长度逐渐减小，第二个第二套刻标记组62内的第二套刻标记4的长度逐渐增加，最靠近第一轴x和第二轴y交点处的第一套刻标记3和第二套刻标记4的长度最小，换句话说，最靠近三维套刻标记中心的第一套刻标记3和第二套刻标记4的长度最小。
88.图3中所示第n个第一套刻标记3、第n+1个第一套刻标记3、第n个第二套刻标记4和第n+1个第二套刻标记4最靠近第一轴x与第二轴y的交点，则第n个第一套刻标记3、第n+1个第一套刻标记3、第n个第二套刻标记4和第n+1个第二套刻标记4的长度最小。当各相邻套刻标记2的长度差值均相同时，第一套刻标记3在基板所在平面的垂直投影关于第二轴y对称；第二套刻标记4在基板所在平面的垂直投影关于第一轴x对称。
89.第一套刻标记3和第二套刻标记4的此种排布方式下，套刻标记2能够散布在视场的较大区域内，更多地利用视场信息，给后续分析处理提供更多可用的套刻标记图像。
90.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种套刻误差测量设备测校方法，适用于本发明任意实施例提供的三维套刻标记，图14为本发明实施例提供的一种套刻误差测量设备测校方法的流程图，参考图14，该测校方法包括：
91.s110、获取三维套刻标记中的多个套刻标记的图像。
92.其中，多个套刻标记中，任意两个套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直于基板所在平面；
93.s120、根据多个套刻标记的图像的偏移情况，对套刻误差测量设备进行测校。
94.其中，根据多个套刻标记的图像的偏移情况，对套刻误差测量设备进行测校的具体实现方式可由本领域技术人员根据实际需求进行选择，本发明实施例对此不赘述也不限定。
95.本发明实施例提供的套刻误差测量设备测校方法包括本发明任意实施例提供的三维套刻标记的全部技术特征及相应有益效果，此处不再赘述。
96.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新
调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：

1.一种三维套刻标记，其特征在于，用于对套刻误差测量设备进行测校，所述三维套刻标记包括：基板；位于基板上的多个套刻标记，所述多个套刻标记中，任意两个所述套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；所述第一平面垂直于所述基板所在平面。2.根据权利要求1所述的三维套刻标记，其特征在于，所述多个套刻标记包括：沿第一轴排列的多个第一套刻标记和沿第二轴排列的多个第二套刻标记；沿所述第一轴排列的所述第一套刻标记中，任意两个所述第一套刻标记在所述第一平面的垂直投影高度不同，沿所述第二轴排列的所述第二套刻标记中，任意两个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影高度不同；和或，任意一个所述第一套刻标记与任意一个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影高度不同；其中，所述第一轴的延伸方向和所述第二轴的延伸方向相交。3.根据权利要求2所述的三维套刻标记，其特征在于，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加；在所述第二轴的延伸方向上，所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加。4.根据权利要求3所述的三维套刻标记，其特征在于，任意相邻的两个所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值；任意相邻的两个所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值。5.根据权利要求2所述的三维套刻标记，其特征在于，沿所述第一轴排列的多个所述第一套刻标记构成两个第一套刻标记组，所述两个第一套刻标记组位于所述第二轴的两侧；沿所述第二轴排列的多个所述第二套刻标记构成两个第二套刻标记组；所述两个第二套刻标记组位于所述第一轴的两侧；在所述第一轴的延伸方向上，第一个第一套刻标记组内的所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加，第二个第一套刻标记组内的所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐减小；其中，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一个第一套刻标记组中的最后一个所述第一套刻标记，与所述第二个第一套刻标记组中的第一个所述第一套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度相等；在所述第二轴的延伸方向上，第一个第二套刻标记组内的所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐减小，第二个第二套刻标记组内的所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加；其中，在所述第二轴的延伸方向上，所述第一个第二套刻标记组中的最后一个所述第二套刻标记，与所述第二个第二套刻标记组中的第一个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度相等；其中，所述第一个第一套刻标记组中的最后一个所述第一套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度，小于所述第一个第二套刻标记组中的最后一个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度。6.根据权利要求5所述的三维套刻标记，其特征在于，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一个第一套刻标记组内任意相邻的两个所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值，所述第二个第一套刻标记组内任意相邻的两个所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值；
在所述第二轴的延伸方向上，所述第一个第二套刻标记组内任意相邻的两个所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值，所述第二个第二套刻标记组内任意相邻的两个所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值。7.根据权利要求5所述的三维套刻标记，其特征在于，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一个第一套刻标记组内相邻的两个所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差逐渐减小，所述第二个第一套刻标记组内相邻的两个所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差逐渐增加；在所述第二轴的延伸方向上，所述第一个第二套刻标记组内相邻的两个所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差逐渐减小，所述第二个第二套刻标记组内相邻的两个所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差逐渐增加。8.根据权利要求7所述的三维套刻标记，其特征在于，所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度整体满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线；所述第二套刻标记包括相互连接的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述基板上，所述第二部分位于所述第一部分远离所述基板的一侧，各所述第二套刻标记的所述第一部分在所述第一平面的垂直投影的高度相等，所述第二部分在所述第一平面的垂直投影的高度整体满足正态分布曲线或反向的正态分布曲线。9.根据权利要求2所述的三维套刻标记，其特征在于，所述第一套刻标记和所述第二套刻标记为墙体结构，所述第一套刻标记所在平面与所述第二轴平行，所述第二套刻标记所在平面与所述第一轴平行。10.根据权利要求9所述的三维套刻标记，其特征在于，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一套刻标记在所述第二轴延伸方向上的长度先减小再增加；在所述第二轴的延伸方向上，所述第二套刻标记在所述第一轴延伸方向上的长度先减小再增加；靠近所述第一轴和所述第二轴交点处的所述第一套刻标记和所述第二套刻标记的长度最小。11.根据权利要求1所述的三维套刻标记，其特征在于，任意相邻的两个所述套刻标记之间的间距大于或等于4λ；其中，λ为所述套刻误差测量设备的照明光谱中心波长。12.根据权利要求2所述的三维套刻标记，其特征在于，所述第一套刻标记的数量等于所述第二套刻标记的数量。13.一种套刻误差测量设备测校方法，其特征在于，适用于上述权利要求1～12任一项所述的三维套刻标记，其特征在于，包括：获取所述三维套刻标记中的多个套刻标记的图像；其中，所述多个套刻标记中，任意两个所述套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；所述第一平面垂直于所述基板所在平面；根据所述多个套刻标记的图像的偏移情况，对所述套刻误差测量设备进行测校。

技术总结

本发明实施例公开了一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法。三维套刻标记包括基板以及位于基板上的多个套刻标记；多个套刻标记中，任意两个套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直于基板所在平面。由于套刻标记在第一平面延伸方向的高度不同，不同高度的套刻标记与拍摄点的距离不同，即不同高度的套刻标记形成的图像可表示的离焦程度不同。由此，完成一次图像拍摄即可获得不同离焦范围下套刻标记的图像，无需移动套刻标记的位置进行反复遍历测量，极大程度提升了套刻误差测量设备的测校效率，避免长时间测校过程中环境因素对测校造成干扰；同时也能避免套刻标记在水平向上位置发生偏移，影响测校精度。度。度。