[发明专利]表面检查设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种检查半导体晶片或液晶基板的表面的表面检查设备。

背景技术

通过曝光设备的NA(数值孔径)的增加已实现了半导体小型化的进步，因此，现在诸如对焦和剂量的曝光条件必须受到严格控制。通常，在曝光之后，由抗蚀剂图中的对焦和剂量误差导致的缺陷通过图案边缘粗糙度检查技术来进行检查(例如，参见国际专利No.05/040776的小册子)。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，当通过上述技术来执行检查时，由于在所谓的正交尼科耳(cross-Nicol)状态中检测到的光量(光量变化)小，所以必须使用高灵敏度的拾取元件或在长时期内执行图像获取。问题是当使用高灵敏度的拾取元件时，设备成本增加，而当在长时期内执行图像获取时，吞吐量降低。

考虑到这个问题而创造了本发明，并且本发明的目的是提供一种能以高吞吐量实现廉价检查的表面检查设备。

解决问题的方法

为达到上述目的，第一发明的表面检查设备包括：照明装置，用于利用第一线偏振光来照明其上形成有重复图案的待检查基板的表面；拾取装置，用于拾取来自待检查基板的表面的反射光的图像；以及图像显示装置，用于显示由拾取装置所拾取的图像，并且被构造成使得从来自待检查基板的表面的反射光中提取第二线偏振光的偏振元件安装在待检查基板与拾取装置之间，而拾取装置拾取由包含第二线偏振光的光所产生的图像，其中所述偏振元件被设定成使得在垂直于第二线偏振光的传播方向的平面中的第二线偏振光的振动方向相对于在垂直于第一线偏振光的传播方向的平面中的第一线偏振光的振动方向倾斜的角度大于0度而小于90度。

在这种表面检查设备中，优选将偏振元件设定成使得在垂直于第二线偏振光的传播方向的平面中的第二线偏振光的振动方向相对于在垂直于第一线偏振光的传播方向的平面中的第一线偏振光的振动方向倾斜的角度等于或大于45度而小于90度。

在这种表面检查设备中，进一步优选将偏振元件设定成使得在垂直于第二线偏振光的传播方向的平面中的第二线偏振光的振动方向相对于在垂直于第一线偏振光的传播方向的平面中的第一线偏振光的振动方向倾斜的角度大约为45度。

在该表面检查设备中，拾取装置能拾取整个重复图案。

第二发明的表面检查设备包括：照明装置，用于利用第一线偏振光来照明其上形成有重复图案的待检查基板的表面；拾取装置，用于拾取来自待检查基板的表面的反射光的图像；图像处理装置，用于对由拾取装置所拾取的图像执行预定的图像处理并检测重复图案的缺陷；以及图像输出装置，用于输出由图像处理装置执行的图像处理的结果，并且被构造成使得从来自待检查基板的表面的反射光中提取第二线偏振光的偏振元件安装在待检查基板与拾取装置之间，而拾取装置拾取由包含第二线偏振光的光所产生的图像，其中所述偏振元件被设定成使得在垂直于第二线偏振光的传播方向的平面中的第二线偏振光的振动方向相对于在垂直于第一线偏振光的传播方向的平面中的第一线偏振光的振动方向倾斜的角度大于0度而小于90度。

在这种表面检查设备中，优选将偏振元件设定成使得在垂直于第二线偏振光的传播方向的平面中的第二线偏振光的振动方向相对于在垂直于第一线偏振光的传播方向的平面中的第一线偏振光的振动方向倾斜的角度等于或大于45度而小于90度。

在这种表面检查设备中，进一步优选将偏振元件设定成使得在垂直于第二线偏振光的传播方向的平面中的第二线偏振光的振动方向相对于在垂直于第一线偏振光的传播方向的平面中的第一线偏振光的振动方向倾斜的角度大约为45度。

优选此表面检查设备进一步包括用于保持待检查基板的保持装置，使得由待检查基板表面处的第一线偏振光的振动面的方位和重复图案的重复方向形成的角度为预定角度，其中所述预定角度由保持装置设定为大约45度。

上述构造的本发明能实现高吞吐量的廉价检查。

附图说明

图1示出了根据本发明的表面检查设备的整个构造。

图2示出了半导体晶片表面的外观。

图3是示出重复图案的凹凸结构的透视图。

图4示出了线偏振光的入射面和重复图案的重复方向的倾斜状态。

图5示出了线偏振光和椭圆偏振光的振动方向。

图6示出了线偏振光的振动面和重复图案的重复方向的倾斜状态。