JP2001525919A - 可変スポットサイズ走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 表面を照明する光ビームを偏向し、そして前記スポットのサイズをシステムの要素を電子的に変えることなく変更するための装置。前記装置は、チャープ信号発生器（１６）により発生する直線ＦＭ信号で駆動される音響光学偏向器（１０）を含む。前記直線ＦＭ信号は発散率によって特徴づけられ、そして前記チャープ信号発生器は前記発散率を変更するためのチャープ発散選択器を含む。平行光線化された光（１３）のビームは前記音響光学偏向器を通過し、適当な焦点合わせ光学系（１４と１５）は公称焦点面（１７）のスポットにビームを投影する。前記チャープ発散選択器（１７）は発散率を公称率にしたがってセットし、その結果焦点面にスポット（１８）を照明するビームが表れる。一般的に言って、前記焦点面は、前記周期的な（２７ｂ）および非周期的な（２７ｃ）特徴をもつウェーハの表面（２４）に一致している。前記スポットサイズは回折限界のスポットサイズからその最大のサイズがシステムに依存して変わるスポットサイズに変更される。前記スポットサイズはチャープ信号の発散率を変化することによって変更される。前記スポットサイズを走査中に変更するか、または、１つのウェーハを検索中に固定させたままにする。このようにして、周期的な特徴を比較することによる検査は、それが有利であるというときに行われる。代替的には、周期的な特徴の比較が有利でないときには大きなスポットサイズが用いられ、そして空間フィルタをすることで、信号背景光比が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 可変スポットサイズ走査装置 発明の属する技術の分野 本発明は半導体ウェーハの検査の分野に関する。さらに詳しく言えば、本発明 は半導体ウェーハ検査装置用のレーザー走査装置に関する。 背景技術 集積回路または半導体ウェーハの製造工程において、異常をモニタすることは 生産の良品率を上昇させるために重要な要素である。色々なタイプの異常、例え ばパターン欠陥および微粒子の汚染物質はウェーハの表面で発生し得るものであ る。その存在，位置そして異常のタイプを確認することはどの段階で異常が発生 したのか、そしてそのウェーハが廃棄されるべきかどうかの両方を決定するのに 役立つ。 最初は、ウェーハ表面を視覚的に検査して、微粒子の物質の存在を手動でモニ タしていた。これらの汚染物質、通常は埃または顕微鏡的なシリコン微粒子は多 くの欠陥ウェーハの原因となっていた。しかしながら、このような手動の検査は オペレータの誤りやオペレー タがある種の欠陥を発見することができない等のために、時間を消耗するだけで なく、信頼性がないものであることが確かめられた。ウェーハ表面のサイズが大 きくなり、それに載せる構成要素の寸法が小さくなると、ウェーハ表面上の構成 要素の数が急速に増えた。自動化の必要性があることは明白である。 ウェーハ表面を検査するのに必要な時間を減少させるために、多くの自動検出 システムが導入された。これらの自動検査システムの大多数のものは、欠陥と汚 染を光の散乱で検出するものである。例えば、本発明の譲受人に譲渡されたエル ．ガルブライスの米国特許第４，６０１，５７６号を参照されたい。 別の検査システムはポーター等の米国特許第４，９１２，４８７号に開示され ており、そこにおいて、システムはアルゴンイオンレーザビームで標的表面を照 明するものである。音響光学的偏向器がチャープ信号によって駆動され、そして 、それはラスタ走査線を掃引するようにビーム経路に配置されている。前記標的 はステージの上に配置され、双方向の動作が可能である。前記ビームは標的に直 角な入射角を持ち、そして隣接する連続の帯状部分と同じ幅の帯状部分を走査す るように前記ステージは移動させられる。 ストーンストローム等の米国特許第４，８９８，４７１号には、パターン化さ れた表面上での粒子を検出 するための装置および方法の発明が開示されており、そこには表面を横切って、 入射のグレージング角度で１つの光ビームで走査されるものが示されている。前 記表面は複数の同一のダイでその間に道を含んでいる。前記道に対して平行に走 査するビームで、単一のチャンネル収集システムは、パターン信号を減少させな がら、粒子の信号を極小にする方位角からの散乱光を検出する。処理装置は個々 のダイに対応する検出光からテンプレートを構成し、そして前記テンプレートを 比較することによって、ダイ上の粒子を確認する。 これらの前述したシステムは、それぞれ２つの主要な要素、すなわち、照明光 学系および収集検出光学系を含んでいる。照明光学系は一般的に光ビーム、例え ばレーザを発生させる光源および前記ビームを焦点合わせさせ、走査する装置を 含んでいる。ウェーハ表面上に存在する異常は入射光を散乱させる。収集光学系 は既知のビーム位置に関連して散乱された光を検出する。前記散乱された光は電 気的なインパルスに変換され、測定され、計算され、そしてオシロスコープまた は他のモニタ上の輝くスポットとして表示される。 照明光学系の感度は照明されるウェーハ表面に依存する。ここにおける感度と は、背景信号と比較して、異常からの信号の測定をさす。照明される表面が、例 えばパターン化された表面のように粗いものであれば、 システムの感度は減少する。なぜならば、そのような領域は異常の存在を決定す るのを困難にさせるようなランダムな散乱を生成するからである。ランダムな散 乱は背景信号光を異常からの信号よりも４桁ほども大きい背景光を生成する。一 般的に言って、２つのパターンの形式があり、メモリアレイのような規則的な特 徴および準ランダムな論理のような不規則的な特徴でマイクロプロセッサを形成 するようなものである。 レーザ照明下で規則的な特徴から散乱された光は規則的な回折パターンを示す 。この回折パターンは適当な空間フィルタをフーリエ変換平面に配置することに より除去することができ、その結果高い信号／背景光のコントラストが得られる 。フーリエ光学の理論に基づくと、回折スポットの大きさは照明スポットの大き さに反比例する。したがって、照明スポットが大きければ大きいほど、回折スポ ットの中の電力はより集中させられ、その結果、背景光信号を減少させるために より効果的な空間フィルタを提供する。周期的な領域に関しては、照明スポット が大きければ大きいほど、検出の感度は高くなることは明白である。 準ランダム論理において、前記パターンは非周期的であるので、フーリエ変換 平面に非周期的な強度分布を生じる。この状況において、空間フィルタは信号／ 背景光のコントラストの増大には寄与しない。準ラン ダム論理領域においては、できる限り小さなスポットを使用し、パターンの特徴 を最大数分析するために好ましい処理能力を維持する。信号／背景光のコントラ ストを改良するために、隣接する特徴が比較される場合に周期的な特徴の比較が 使用される。興味の対象である多くの装置において、論理アレイと準ランダムな 論理の両方が存在し、２つのスポットサイズの相容れない要求が生じる。 したがって、本発明の１つの目的は、装置の他の要素を変化することなくビー ムのスポットの大きさを複数の大きさに変更することができる走査装置を提供す ることである。 本発明のさらなる目的は、システム中の他の要素を変えることなくビームスポ ットのサイズを走査中に変更する高速走査装置を提供することである。 発明の開示 これらの目的は、ビームスポットサイズを電子的に複数の異なるスポットサイ ズ、すなわち、１つのスポットサイズはランダム論理用、他のスポットサイズは 周期的特徴をもつサイズに変更するレーザ走査器によって達成できる。前記走査 器は音響光学的偏向器であって、チャープ信号発生器とチャープ発散選択器の両 方に電子的に結合されており、チャープ発散選択器は 周期的，または非周期的特徴が表面に存在するかに応じて、チャープ信号の発散 率を選択する特徴をもつ。レーザビームは音響光学偏向器を通過する。チャープ 修正レンズは前記音響光学偏向器内のビームを受け取るように位置させられてい る。チャープ修正レンズを通過する前記ビームは、焦点平面を規定する走査レン ズに入射する。前記走査レンズは前記音響光学偏向器の中心から１焦点距離だけ 離れた位置にあり、これによりテレセントリックな走査を前記ウェーハの表面上 に提供する。 動作において、前記焦点面は表面に周期的または非周期的な特徴を有するタイ プのウェーハの表面に一致する。スポットが表面の非周期的な特徴を照明すると きには、前記発散選択器は前記チャープ信号の発散を公称上の一定の率に固定す るだろう。本発明の目的において、公称発散率は検査を受ける表面が存在してい る焦点平面に回折の限られたスポットを生成する発散率と定義される。前記スポ ットが周期的な特徴を照明するときには、前記発散選択器は発散率を公称率から 変化させ、これによって焦点面に回折が制限されたスポットの寸法よりも大きい スポットを作り出す。この装置は２つの異なったモードで動作させられる。第１ のモードにおいて、スポットのサイズは検査の間固定されている。第２のモード において、前記スポットの 大きさは走査されるにしたがって変わる。 この走査装置は既存のウェーハ検査装置を強化することができる。そのような システムにおいて、前記ウェーハ表面は可動ステージの上に置かれており、ウェ ーハまたはそれに類するものにある定められた角度で向けられるビームを生成す る光源を含んでいる。音響光学偏向器は第１の方向に前記表面を横切ってビーム を偏向させ、一連の線が光のビームの入射ビームに対して直角方向に移動する一 方、前記ステージは第２の方向、すなわち、第１の方向に直角な方向に移動する 。このようにしてスポットは表面に存在する異常から散乱された光でウェーハの 表面全体を走査する。適当な光収集システムは異常および背景から散乱された光 間に好適なコントラストをもって光を捕捉できるように設けられている。 図面の簡単な説明 図１は、異なるチャープ率で光学出力の異なる発散を示している本発明による 装置の平面図である。 図２Ａは、本発明により走査に沿って進む、パターン化された特徴をもつ表面 上の照明スポットの平面図である。 図２Ｂは、周期的または非周期的な特徴をもつタイプのパターン化された特徴 の詳細を示す図である。 図３は、本発明によるスポットの強度分布の状態を位置に対応して示したグラ フである。 図４は、検査システムに組み入れた本発明の平面図である。 本発明を実施するためのベストモード 図１を参照すると、音響光学偏向器（ＡＯＤ）１０は、入射開口１１および出 射開口１２をもっており、前記入射開口１１の反対側にビーム１３が示されてお り、光線１３ａ〜１３ｃで示されるビームはそれを通過して、入射開口１１から 出射開口１２に通過する。前記ＡＯＤ１０は１軸または２軸のＡＯＤである。好 適な実施例において、ビーム１３は平行光線化されている。チャープ修正レンズ １４は出射開口１２に近接させられており、ＡＯＤ１０から出射されたビームを 受ける。走査レンズ１５はＡＯＤの中心から１焦点距離だけ離れて位置し、入射 開口１１および出射開口１２の間で測定され、そしてチャープ修正レンズ１４を 通過するビーム１３を受ける。このようにして走査レンズ１５は公称上の焦点面 １７をテレセントリックに走査する。前記中心とチャープ修正レンズ１４間の距 離は前記焦点レンズの一部にすぎない。チャープ信号発生器１６は前記ＡＯＤ１ ０に電気的に結合させられている。前記発生器１６は前記ＡＯＤ１０を直線ＦＭ 、 無線周波数信号、すなわちチャープ信号で駆動する。 各チャープ信号は発散率で特徴づけられる。前記チャープ信号μの発散率は次 式で定義される： μ＝Ｂ／Ｔ ここでＢとＴはそれぞれチャープ帯域幅と時間である。チャープ信号は可変ピ ッチの回折ゲートを前記ＡＯＤ１０中に誘起して、ビーム１３中の光線を種々の 異なった角度での回折を発生させる。このＡＯＤ１０を通過するビームの平行光 線化の破壊は出射開口１２において、平行光線化させられていない状態を惹起し 、すなわち、光線１３ｄおよび１３ｅとして示されるように発散か、または集束 （図示せず）のどちらかである。入射開口１１におけるビーム１３がガウス分布 を示すものであると仮定すると、ＡＯＤの中心においては電界は次式で定義され る。 ｕ₁（ｘ₁）＝ｕ₀ｅｘｐ−（２ｘ₁／Ｗ）² ここにおいてｕ₁（ｘ₁）およびＷは、それぞれ電界の強さおよび強度分布の１／ ｅ²点間のビームの全幅を示す。出射開口１２におけるビームは次のように特徴 づけられる。 ここにおいて、ＡはＡＯＤ１０の入射開口１２から出射開口１３までの物理的な 長さであり、ω₀はチャープ信号の中心周波数であり、ｖは前記ＡＯＤ１０の結 晶中における音響速度である。ビーム１３の偏向はｕ₂（ｘ₂）で記述され、それ は前記位相の直線部分で規定される。位相の二乗の部分は前記チャープ信号がＡ ＯＤから表れるビームを平行光線ではなくする。すなわち、出射開口１２におけ るビームは集束または発散のいずれかであることを説明している。チャープ修正 レンズ１４はそれがｕ₂（ｘ₂）の二乗の位相要素を除去することにより選択され 、それにより、出射開口１２でビームを再度平行光線化し、それは、発散部分は 公称上の発散率にセットされるときである。この目的のためにチャープ修正レン ズ１４は非球面を含んでおり、そしてそれは出射開口１２に非常に近接して配置 され、上述した方法でそれらの間を通過することに原因するｕ₂（ｘ₂）中におけ る位相歪みを減少させ、そして、走査レンズ１５にテレセントリックな走査を提 供する。 図２Ａを参照すると、公称上の発散率で前記走査レ ンズ１５はビームを焦点合わせし、正の円柱屈折力をもつチャープ修正レンズ１ ４によって平行光線化され、公称上のスポットサイズを規定する小さい開口数を もつスポット１８に焦点を合わす。チャープ信号の発散率を公称率から変更する ことにより、スポットのサイズまたは大きさを増化させる。これは、可変スポッ トサイズ（ＶＳＳ）効果と呼ばれる。発散率を変えるために、チャープ発散選択 器１７はチャープ掃引時間Ｔまたは帯域幅Ｂのいずれかを変更する。どちらの可 変要素を変えるかということはシステムに依存している。好適な実施例において 、チャープ掃引時間Ｔを変更することは好ましい。チャープ帯域幅Ｂを調節する と、走査線の長さを増大する結果となる。 発散を増大させるかまたは減少させるかによって前記ＶＳＳ効果を提供できる 。一定の傾斜に関して、発散率を増加させると、出射開口１２におけるビームが より発散するような形になり、チャープ修正レンズ１４が全体のビームを再度平 行化するのを妨げる。このようにして、走査レンズ１５を通過するビームは発散 的であって、公称上の焦点面１７からより遠いところに焦点合わせをする。この 結果は、スポットサイズに表れ、公称上の焦点面１７に存在する公称上のスポッ トのサイズよりも大きくなる。チャープの発散率を減少させると、出射開口１２ におけるビームがより少な い発散性となり、全体のビームを再度平行光線化するチャープ修正レンズの妨げ となる。このようにして、走査レンズ１５に入るビームは収束し、そして、公称 上の焦点面１７からより近いところに公称上のスポットサイズで焦点を結ぶこと になる。これもスポットサイズに影響を与え、公称上の焦点面に存在する公称上 のスポットサイズよりも大きくなる。チャープの傾きが変えられる場合、ＶＳＳ 効果が依然として達成される。しかしながら、ＡＯＤ中に存在するビームは、収 束性であり、負の円柱屈折力をもつチャープ修正レンズを再度平行光線化するた めに必要となる。 １軸のＡＯＤが用いられるならば、発散率を変えることは一方向にのみスポッ トの直径を変更することになり：すなわち、図１を参照すると、その方向はｘ軸 に平行である。２軸のＡＯＤを用いられるならば、発散率を変更することはスポ ットサイズを２つの方向に変更することになり：図１を参照すると、これらの方 向はｘ軸とｙ軸に平行である。 図３はＶＳＳ効果のグラフであって、公称上の焦点面における強度の分布を示 している。縦軸または垂直軸はスポットの強度のレベルを示し、横軸Ｘはミクロ ンで位置を示している。チャープ修正レンズ１４が平凸レンズであるとすると、 レンズ１４の出射開口における電界の分布は次式で定義される。 ここにおいてｎは屈折率、Ｒはレンズの曲率、そしてΔ₀はレンズの中心の厚さ である。焦点面における電界の分布およびｕ₃（ｘ₃）がフーリエ変換対であると 仮定すると、公称上の焦点面における分布は以下のように規定される： ここにおいてλとＦはそれぞれ波長と走査レンズの焦点距離を示す。λ＝４８８ ｎｍ，ｖ＝０．６５６ｍｍ／μｓ，Ａ＝１５ｍｍ，Ｗ＝８．１ｍｍ，Ｆ＝１２０ ｍｍ，ｎ＝１．５２２３８，Ｒ＝６７５．６７ｍｍ、そして、発散を０．６８６ ２７ＭＨｚ／μｓとすると、グラフ中の線２０は１／ｅ²点で１０ミクロン以下 の大きさをもつスポットを示す。発散を０．７ＭＨｚ／μｓに上昇させると、線 ２１によって示されるところのものとなり、１／ｅ²点でスポットのサイズは２ ７ミクロンに増加する。 図４を参照すると、そこには本発明に含まれる表面 上の欠陥や異なる物質を検出するための光学検査システムが示されている。チャ ープ発散選択器は電子的にプログラム可能な空間フィルタ２２に接続されている 。フーリエ変換レンズ２３はウェーハ表面２４から散乱された光を受け入れるよ うに配置されている。この場合、ウェーハ表面２４は走査レンズ１５で定義され る公称焦点面に位置している。前記プログラム可能な空間フィルタ２２は、収集 光学系２５の前に配置されており、収集光学系２５は光電子増倍管を含んでいる 。収集光学系２５は収集された光を電気信号に変換し、それはさらに精密な電子 回路で処理されて最終的には種々の形態、例えば像またはテンプレートの形で表 示される。１つの収集チャンネルのみが示されているが、用途に応じて、任意の 数の収集チャンネルを用いることができる。 図２Ａと図２Ｂを参照すると、動作において、ウェーハ表面２４の形状は既知 であり、それは、製造業者から提供される表面のマップかまたは、検査を開始す る前に表面を走査することにより知られている。このようにして、表面２４の領 域中のパターン２６は既知のものである。パターン化された領域２６上に形成さ れた各々のダイ２７ａ上の周期的な部分２７ｂと非周期的な部分２７ｃの位置は 、処理装置のメモリに記憶されている。一般的に言って、公称上の焦点面はウェ ーハ表面２４に一致している。この装置は少なくとも２つの動作モードを持つ。 １つのモードにおいては、発散選択器はチャープ信号の発散を得られた望ましい スポットサイズにしたがって固定する。このようにして、チャープ信号の発散率 はウェーハの全体の検査の過程を通して固定される。例えば、周期的な特徴だけ を検査したい場合、発散選択器は公称率と異なるある発散率に固定され、これに よって前述したように回折限界のスポットサイズよりも大きいスポットサイズが 得られる。これは空間フィルタをうまく利用することによって検査を可能にする 。ウェーハの全体の表面はスポットサイズが検査の間中変わらないように走査さ れる。準ランダム論理領域の異常を検出することが望ましい場合、発散選択器は チャープ信号の発散率を公称率に固定する。このようにして、周期的な特徴の比 較が用いられる。スポットサイズの選択は単に２つだけではないということを理 解されたい。むしろスポットサイズの範囲は回折の限界にある最も小さいスポッ トサイズとシステムによって決まる最も大きいスポットサイズで発散率を変える ことによって得られる。 第２のモードの動作においては、装置はスポットサイズをウェーハの走査中に 変える。このようにして、チャープ発散選択器１７は、周期的な２７ｂおよび非 周期的な２７ｃの特徴の存在に応じて、チャープ信号 の発散率を変える。前記スポットが前記表面上の非周期的な特徴を照明するとき 、発散選択器はチャープ信号の発散を公称率に固定する。これにより、公称焦点 面に回折の制限されたスポットを製造し、これによって、周期的な特徴の比較に よって、異常検出が達成される。スポットが周期的な特徴を照明する場合には、 発散選択器は発散率を公称率から変える。これによって、焦点面には回折限界ス ポットのサイズよりも大きなサイズのスポットが得られる。スポットが規則的な 特徴を照明しているときに、発散率の変更と同時にチャープ発散選択器１７に電 子的に接続されているスイッチがプログラム可能な空間フィルタ２２を付勢し、 そして、スポットが非周期的な特徴を照明しているときには空間フィルタを付勢 しない。このようにして、前記システムは周期的特徴の比較を利用することによ って異常を検出する。これにより、音響光学装置によって走査されているときに 、機械的要素を変更したり新しいレンズを導入することなく、スポットサイズの 変更が可能になる。スポットサイズはウェーハ表面２４の形状、例えば、周期的 もしくは非周期的な特徴が走査に沿って種々の点で存在するかどうかを示す処理 装置の指示にしたがってスポットサイズを変える。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 前記スポットサイズを走査中に変更するか、または、１ つのウェーハを検索中に固定させたままにする。このよ うにして、周期的な特徴を比較することによる検査は、 それが有利であるというときに行われる。代替的には、 周期的な特徴の比較が有利でないときには大きなスポッ トサイズが用いられ、そして空間フィルタをすること で、信号背景光比が増大する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．周期的または準ランダムな特徴をもつパターン化されたウェーハを走査 するための装置であって： ウェーハの表面を走査するビームをスポットで提供するための手段と；および 周期的な特徴をもつものに対しては第１の大きさを持つスポットの大きさ、そ して準ランダムな特徴に対しては第２の大きさを持つスポットの大きさに変更す る手段とを含む走査装置。 ２．請求項１記載の装置において、前記変更手段は、直線ＦＭ信号を発生す る直線ＦＭ信号発生器と、 入射開口と前記入射開口の反対側の出射開口でその間にビームを通過させる音 響光学偏向器であって、前記偏向器は前記直線ＦＭ信号を受信するために前記発 生器に電子的に接続されている音響光学偏向器と、および、 チャープ発散選択器であって、発生器に電子的に接続されており、周期的また は非周期的な特徴の存在に応じて、前記直線ＦＭ信号の発生率を変更するための チャープ発散選択器とを含む走査装置。 ３．請求項２記載の装置において、前記音響光学 偏向器は１軸の音響光学偏向器である走査装置。 ４．請求項２記載の装置において、前記音響光学偏向器は２軸の音響光学偏 向器である走査装置。 ５．請求項２記載の装置において、前記装置は出射開口に近接して設けられ たチャープ修正レンズをもち、ここにおいて、前記音響光学偏向器中から出るビ ームは位相の曲率を決定するための二乗の位相要素により特徴づけられ、チャー プ修正レンズは、公称発散率によって駆動される前記音響光学偏向器から出るビ ームの位相曲率を除去するために非球面を含む走査装置。 ６．請求項２記載の装置において、前記直線ＦＭ信号はチャープ時間とチャ ープ帯域幅で特徴づけられ、前記チャープ発散選択器は前記表面上の周期的な特 徴を照明するスポットに応じてチャープ時間を変更するものである走査装置。 ７．請求項２記載の装置において、前記直線ＦＭ信号はチャープ時間とチャ ープ帯域幅で特徴づけられ、前記チャープ発散選択器は前記表面上の準ランダム な特徴を照明するスポットに応じてチャープ帯域幅を変 更するものである走査装置。 ８．周期的なまたは非周期的な特徴を有する表面でスポットを照明する光ビ ームを偏向させるための装置であって： 入射開口と前記入射開口の反対側に出射開口をもつ音響光学偏向器と； 前記音響光学偏向器に電子的に結合されている直線ＦＭ信号発生器と； 前記出射開口に近接して位置させられているチャープ修正レンズと； 前記発生器に電子的に結合され、周期的または非周期的な特徴をもっているか にしたがって、直線ＦＭ信号の発散率を変更するための手段であって、前記ビー ムは前記音響光学偏向器を入射開口から出射開口に通過して、発散率にしたがっ て変わるスポットサイズで前記表面のスポットを照明するものである手段とを含 む走査装置。 ９．請求項８記載の装置において、前記音響光学偏向器は１軸の音響光学偏 向器である装置。 １０．請求項８記載の装置において、前記音響光学偏向器は２軸の音響光学偏 向器である装置。 １１．請求項８記載の装置において、前記発散率はチャープ時間とチャープ帯 域幅によって特徴づけられ、そして、前記変更手段は前記表面上の周期的な特徴 を照明するスポットにしたがってチャープ時間を変更するものである走査装置。 １２．請求項８記載の装置において、前記発散率はチャープ時間とチャープ帯 域幅とによって特徴づけられ、前記偏向手段は前記表面上の周期的な特徴を照明 するスポットにしたがってチャープ帯域幅を変更するものである走査装置。 １３．請求項８記載の装置において、前記音響光学偏向器から出るビームは位 相の曲率を規定するための二乗の位相要素を有することによって特徴づけられ、 そしてチャープ修正レンズは公称発散率をもつ直線ＦＭ信号で駆動される音響光 学偏向器から出るビームに位相曲率を除去するために非球面表面を含むものであ る走査装置。 １４．請求項８記載の装置において、焦点平面を規定する走査レンズをさらに 含み、前記走査レンズはチャープ修正レンズから出るビームを受けるように設置 され、ここにおいて前記ビームは前記音響光学偏向器 が公称発散率をもつ直線ＦＭ信号で駆動されているときに、焦点平面において、 回折限界焦点にもたらされる走査装置。 １５．請求項１４記載の装置において、前記チャープ修正レンズは、前記出射 開口の近傍に前記走査レンズの焦点距離よりも実質的に短い距離のところに配置 されている走査装置。 １６．表面の欠陥または異なる物質を検出する光学走査システムであって： 光ビームを生成する手段と； 周期的または非周期的な特徴をもつサンプルの表面にビームを向けて照明され たスポットを生成する手段と前記スポットを前記サンプルの表面を横切って走査 する手段と； 前記周期的なまたは非周期的な特徴にしたがって、前記スポットサイズを変更 する手段と； 入射した光を示す信号を発生する表面からの散乱された光を検出する手段と； および 前記信号を表示する手段とを含む光学走査システム。 １７．請求項１６記載の光学走査システムにおいて、前記検出手段は上向きに 散乱された光を受信するよう に前記表面に対して垂直に位置させられている光学走査システム。 １８．請求項１７記載の光学走査システムにおいて、前記検出手段はプログラ ム可能な空間フィルタを含み、そしてさらに、前記空間フィルタと電気的に通信 状態にあり、周期的な特徴を照明するスポットにしたがって、前記空間フィルタ を駆動するための手段を含む光学走査システム。 １９．請求項１６記載の光学走査システムにおいて、前記スポットサイズを変 更する手段は、入射および出射開口をもち、直線ＦＭ信号発生器とチャープ発散 選択器に電子的に結合されている音響光学偏向器を含み、ここにおいてビームは 前記音響光学偏向器の入射開口から出射開口を通過し、前記音響光学偏向器は前 記発生器により発生する直線ＦＭ信号によって駆動され、発散率により特徴づけ られるものであって、前記発散率は公称率からチャープ発散選択器により、周期 的な特徴を照明するスポットにしたがって変更され、スポットサイズを増加させ 、そして前記発散は公称上のスポットサイズを維持するために非周期的な特徴を 照明するスポットにしたがって、公称率に固定される光学走査システム。 ２０．請求項１９記載の光学走査システムにおいて、前記スポットサイズを変 更する手段はさらに前記音響光学偏向器から出るビームを平行光線化するための チャープ修正レンズを含む光学走査システム。 ２１．請求項２０記載の光学走査システムにおいて、前記音響光学偏向器から 出たビームは位相の曲率を規定する二乗の位相要素により特徴づけられ、そして 、前記チャープ修正レンズは、公称発散率をもつ直線ＦＭ信号によって駆動され る音響光学偏向器から出るビームの位相の曲率を除去するための非球面表面を含 むことを特徴とする光学走査システム。 ２２．請求項２０記載の光学走査システムにおいて、前記発散率はチャープ時 間とチャープ帯域幅によって特徴づけられ、そして前記発散選択器は前記チャー プ時間を前記表面の周期的な特徴を照明するスポットにしたがって変更するもの である光学走査システム。 ２３．請求項２０記載の光学走査システムにおいて、前記発散率はチャープ時 間とチャープ帯域幅によって特徴づけられ、前記発散選択器はチャープ帯域幅を 前記表面の周期的な特徴を照明するスポットにしたがって変更するものである光 学走査システム。 ２４．請求項２０記載の光学走査システムはさらに表面と同一の焦点面を規定 する走査レンズを含み、その走査レンズは前記表面と同一の焦点面を規定し、前 記走査レンズはチャープ修正レンズから出るビームを受け入れるように設置され 、ここにおいて前記ビームは焦点面の非周期的な特徴を照明するのにしたがって 、焦点面の発散制限焦点にもたらされる光学走査システム。 ２５．請求項２４記載の光学走査システムにおいて、前記チャープ修正レンズ は前記出射開口に近接して設けられており、距離は前記走査レンズの焦点距離よ りも実質的に短いところに配置されている光学走査システム。 ２６．周期的または準ランダムな特徴をもつタイプのパターン化されたウェー ハを走査するための方法であって： スポットでウェーハの表面を走査するビームを提供し；および 前記スポットの大きさを周期的な特徴に対しては、第１の大きさで、そして準 ランダムな特徴に対しては第２の大きさで変更する走査方法。 ２７．請求項２６記載の方法において、前記スポットの大きさは電子的に変更 されるものである走査方法。 ２８．周期的または非周期的な特徴をもつ表面を照明する光ビームによって生 成されるスポットのサイズを変更するための方法であって： 音響光学偏向器，前記偏向器から出る光ビームを受け入れる位置に配置されて いるチャープ修正レンズおよびチャープ修正レンズから出る光ビームを受け入れ る位置に設けられている走査レンズを提供するステップと； 前記音響光学偏向器を直線ＦＭ信号で駆動するステップと；および 前記直線ＦＭ信号の発散率を変更するステップとを含む変更方法。 ２９．請求項２８記載の方法において、前記変更ステップは発散時間の変更を 含む変更方法。 ３０．請求項２８記載の方法において、前記変更ステップは発散帯域幅の変更 を含む変更方法。 ３１．請求項２８記載の方法において、前記音響光学偏向器から出るビームは 二乗の位相要素を含み、さ らに、前記偏向器から出るビームの二乗の要素を除去するステップを含む変更方 法。