JP2661913B2 - 表面分析方法および表面分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面分析装置に関するものであり、更に詳し
くいえば物質の表面を分析し、その表面の上側または下
側の粒子汚染と欠陥の少なくとも一方の存在を決定する
ことに関するものである。 〔従来の技術〕 粒子の存在と寸法の少くとも一方を決定するために光
学的検出装置を使用することは良く知られている。それ
らの検出装置は照明ビームを与えるために従来はレーザ
を含んでいる（例えば、米国特許第3,406,289号および
第4,571,079号明細書参照）。 一般にウェーハ走査器と呼ばれている光学的表面走査
装置は、表面に付着している粒子を識別するために半導
体処理におい従来用いられている。ウェーハ上に付着
し、製造工程において発生するものと見なされている汚
染物の量を決定するために、半導体ウェーハは種々の製
造工程を（しばしば「処女」ウェーハ証拠素材として）
通常動かされる。その工程は例えばフォトレジスト被覆
工程と、シリコン酸化物形成のための炉運転と、フォト
リソグラフィック回路マスキング工程と、他の工程の配
列のうちのいずれかとすることができるが、ウェーハ走
査器はそれらのうちの任意のものを監視するための有用
な道具であることが認められている。工程に使用される
種々の流体の微小な汚染を測定するために独立した技術
も利用されるが、それでも、製品に直接作用する場所、
すなわちウェーハ自体の上で監視を行うためにウェーハ
走査器が用いられている。 多くの測定器におけるように、再現性と確度を有する
ことが微小な汚染を測定する装置と基本的な要求であ
る。再現性というのは確度を達成するためには固有のも
のでなくてはならないが、それだけで確度を保証するも
のではない。分解能というのは類似の大きさの測定値を
分離するための能力を意味するが、その分解能が測定確
度を保証するものではない。実際に、多くの種類の計測
におけるように、分解能、再現性および確度に関する性
能の判定の評価および検証は非常に困難である。 このことは、既知寸法の粒子を試験ウェーハの表面に
付着させて分析した場合に、許容できないほど異なる分
析結果をしばしば生ずるようなウェーハ走査器の場合で
あることが判明している。汚染物が薄い表面内にある
（したがって、浅い視野を必要とする）と考えると、背
景光レベルが非常に低く、繰返し測定が可能であるか
ら、表面の微小汚染の測定はエーロゾル測定よりも一層
容易に行うべきであるようである。しかし、現在知られ
ているエーロゾル測定器の分解能は、現在知られている
ウェーハ走査器の分解能よりはるかに高い。 実際には、ウェーハ走査器はかなり単純な装置であ
り、３つの基本的な種類のウェーハ走査器が現在知られ
ている。第１の種類のウェーハ走査器においては、ウェ
ーハがベルトまたはその他の種類の送り機構（通常はス
テッピングモータにより駆動される）に沿って動き、ウ
ェーハの表面上の小さい光点にレーザビームが集束され
る。その光点は振動鏡（または回転多角形）により横方
向に振動させられ、２つの運動の組合わせにより、ウェ
ーハ上の照明された座標の直接陰極線管表示に適当なラ
スタ走査を生ずる。ウェーハから反射された光は消すた
めに捕えられ、または監視され、拡散された光はその全
体的な散乱（拡散散乱の直流的な変化または低周波変
化）と、粒子またはこすれ傷すなわち引っかき傷（拡散
散乱の交流または高周波変化）からの点散乱事象に対し
て分析される。 現在一般に知られている第２の種類のウェーハ走査器
は、送り段に固定されているチャック上でウェーハが回
転し、光が固定角度で入射し、集められる点が第１の種
類のウェーハ走査器とは異なる。直角座標を表示するた
めの走査極座標の変換は、ソフトウェアにおいて、およ
び電気的レゾルバにより容易に行うことができる。 現在知られている第３の種類のウェーハ走査器は光学
的に最も簡単なウェーハ走査器である。このウェーハ走
査器においては、アーク灯のような高輝度光源から発生
された白色光によりウェーハが全面的に照明される。そ
のウェーハを見るためにビディコン（通常は固体ビディ
コン）が傾斜して位置させられ、粒子がビディコンの出
力に直接現われる。しかし、このウェーハ走査器はビデ
オデータを後で分析する必要があるという点で、分析が
最も複雑である。 それらのウェーハ走査器の全てにおいては、散乱され
た光の量を測定し、最も一般的なエーロゾルカウンタま
たはヒドロゾルカウンタに類似するやり方で較正カーブ
または応答カーブと比較することとにより粒子または欠
陥が分析される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ポリスチレン・ラテックスの微少球（PSL）は最も好
ましい粒子較正物質であるが、「ウェーハの較正」を行
うためにマイクロリソグラフィにより欠陥パターンを発
生することが試みられている。しかし、パターン欠陥を
用いては粒子はどのようにしてもシミュレートできず、
PSL粒子と混同する残渣を残すことなしに蒸発するほど
十分にきれいな溶剤は無いためにPSL粒子を懸濁液とし
て与えることができないこと、標準的なエーロゾル噴霧
技術を用いる乾燥PSL粒子を与えるためには、それらの
粒子が取付いて「固着する」ことを確認する何らかの他
の手段を必要とすること、応答が時には位置の関数であ
るようであること、結果が一般的に単調である、したが
ってあいまいである（すなわち、より小さい粒子がより
大きい粒子より一層大きい信号を与える）ことを含めた
いくつかの理由から、ウェーハ走査器の製作者および使
用者がPSL粒子を好適な較正物質として使用することが
困難であることが見出されている。結果が一般的に単調
である、したがってあいまいであるということはエーロ
ゾルカウンタについて研究したほとんどの研究者たちに
とってはおなじみのものであり、ほとんどのエーロゾル
観測装置は単調な応答を得るために調整せねばならな
い。 従来の測定装置がPSLを較正基準として用いなかった
主な理由もある。従来の技術は一様な球状粒子では単調
な較正を生じない。 以上の説明からわかるように、物質の表面の上側また
は下側の粒子汚染の欠陥の少くとも一方を決定するため
に、その物質の表面を分析するためには改良した方法お
よび装置が有利に使用できる。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は物質の表面を分析するための改良した装置お
よび方法を提供するものである。異なる偏光を有するビ
ームが物質の表面に向けられ、その表面から散乱された
光が集められて検出されることにより、検出された汚染
または欠陥を表すわ電気信号を発生する。本発明の一実
施例においては、「Ｐ」偏光されたレーザビームと
「Ｓ」偏光されたレーザビームが発生され、表面の共通
の点に別々に向けられ、両方から散乱された光が一緒に
集められてから分離され、それを表す電気信号を発生す
る。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。 本発明の利点を理解するためには、散乱応答を計算す
るためにMIE理論を用いる光散乱過程を物理的に理解す
る必要がある。 一様な媒体中に懸濁されている粒子の場合には、１つ
の入射平面波が、粒子を中心とする出力球面波を生ず
る。しかし、表面に存在する粒子は、入射波により全面
的に照明されるが、出力波によっても部分的に照明され
る。また、散乱波の表面へ向って伝わる部分が表面によ
り部分的に反射され、それから粒子により部分的に再び
散乱させられる（すなわち、多重散乱させられる）。 散乱波の全ての成分は永久的な位相関係を持ち、複雑
なやり方で干渉し合う。また興味のあることは、第1A図
および第1B図に示すように、重なり合う共通の体内に干
渉領域が生ずることである。この干渉領域の縞のコント
ラストは反射波の振幅の関数であり、縞の間隔は入射波
の照明角度（入射角度θｉ）および偏光状態に依存す
る。縞の間隔は次式により与えられる。 縞領域は、位相が表面に固定されている定在波パター
ンを表わす。「Ｓ」偏光（入射平面に垂直な電界ベクト
ル（））に対しては、ほとんどの表面物質に対して全
ての入射角度において反射時に位相が180度ずれ、した
がって表面自体は全体として第１の暗い領域にある。 縞のコントラスト（または定在波比（SWR））は反射
波の振幅の関数である。その反射波の振幅は物質の光学
的データから計算できる。シリコンの場合にはコントラ
ストは垂直入射に対して約60％（SWR＝2.5）であり、艶
のある入射においては100％にまで増大する。 「Ｐ」偏光（入射平面内の）に対しては、_ｐを２
つの直交成分、表面に平行な成分E_p||と、表面に垂直な
成分E_p⊥に分ける必要がある。平行な成分E_p||は位相が
180度変化し、垂直な成分E_p⊥は、入射角度がブリュー
スターの角度をこえるまでは位相は変化しないが、その
ブリュースターの角度をこえると180度の位相変化が再
び起る。 したがって、一般に、「Ｐ」偏光に対しては、縞領域
も入射角度が０度の場合には暗い領域に位相が固定さ
れ、入射角度が大きくなるにつれて位相が徐々に変化
し、コントラストが低くなる。シリコンの場合の反射さ
れた「Ｐ」偏光成分および「Ｓ」偏光成分の振幅を第２
図に示す。複雑な反射率を有するシリコンのブリュース
ター角度における反射率は零ではない。シリコンの場合
には、「Ｐ」縞のコントラストは垂直入射時の60％か
ら、定在波がほとんど無くなるブリュースター角度にお
けるほぼ０％まで低下する。 表面に位相が固定された定在波が存在することによ
り、応答を散乱するためのある興味深い可能性が生ず
る。１つの中間結果は、垂直入射波に対して、表面に付
着している非常に小さい（≪λ）粒子は、明るい領域ま
で表面の上方に上昇させられた位置と比較して、非常に
弱い（実際には４分の１）。斜め入射の場合には、その
ように非常に小さい粒子に対して、「Ｐ」波は「Ｓ」波
よりも大きく散乱させる。しかし、「Ｓ」散乱が表面に
垂直な場合に最大であり、「Ｐ」散乱が表面に平行な場
合に最大であるから、甲を集める機構が「Ｓ」波を集め
るためにバイアスされる。粒子の寸法が大きくなるにつ
れて複雑な応答を発生する２つ以上の縞まで粒子は大き
くなる。 したがって、粒子を照明する任意の反射波の振幅は入
射波の偏光状態と、表面の光学的特性との関数であり、
散乱応答を決定するためにはそれらを正確に知らなけれ
ばならない。しかし、最小の粒子を除く全ての粒子の場
合には、最大の入射角度を除く全ての入射角度におい
て、その入射波は粒子の存在によりそれ自体で減衰させ
られ、粒子は反射ビームを部分的に隠す。 反射境界から近接フィールドを動かすために、粒子を
反射境界から粒子の直径の数倍の長さだけ上方の位置に
支持できるものとすると、その問題を簡単にできること
が明らかである。しかし、近接フィールドはI/D^-2とし
て変化し、隠蔽効果を無くすためにはオフセットは数ミ
クロンとする必要があるだけであることを記憶すべきで
ある。 そのために、第３図に示すような状況を生じさせるた
めにSiO₂のλ/2層をいくつか成長させることができる。
サブミクロンの大きさの粒子に対しては、粒子による隠
蔽効果を、全ての実用的な目的のために無視できる。理
論的な値（MIE理論を用いて）と経験的な値の間の良い
一致が見られるそのような離れている層だけ上昇させら
れている単分散PSL粒子により試験が行われた。 λ/4の間隔の奇数倍が用いられるものとすると、その
結果は、粒子が暗い領域から明るい領域へ移動するにつ
れて、明らかに変化する。離れている層が理論的な処理
を簡単にするという事は別にしても、パターンを描かれ
たウェーハと「処女」ウェーハすなわち加工されていな
いウェーハとの間の応答に起り得る大きい変化に暗示を
与えるものである。 しかし、最大の関心のケースは、加工されていないウ
ェーハに対応する第１図のケースであって、応答の有用
な表現を得なければならないとすると、反射波の強さを
合理的に見積もらなければならない。これについての理
由は、入射ビームが直接の「集めることができる」後方
散乱させられた寄与分となり、反射波が直接の「集める
ことができる」前方散乱された成分を発生することを理
解した場合に、明らかである。レーレー寸法にされた
（Reyleigh sized）粒子を除く全ての粒子に対しては前
方散乱は後方散乱より十分に大きい。したがって、反射
波の振幅を非常に正確に決定しなければならないことが
明らかである。また、散乱波の強度を計算するためには
全ての成分の間の位相差を決定せねばならない。 粒子が非常に小さいと、それの実行散乱横断面がそれ
の幾何的横断よりはるかに小さく、したがって粒子が反
射波に対して及ぼす影響を無視できる。しかし、粒子の
寸法が波長に近づくにつれて、その粒子の散乱横断面が
その粒子の幾何学的横断面より大きくなる。すなわち、
Q_SC＝散乱横断面／幾何学的横断面とすると、Q_SC＞１で
あり、粒子の存在が反射波に大きく影響する。入射角度
が０度の時は反射波は粒子を実恒的に照明せず、Q_SC＞
１は波長λより大きい寸法に対応する。波長λより大き
い粒子の存在は粒子自体により阻止される。したがっ
て、そのような寸法の粒子に対しては０度に近い入射角
度においては、粒子による散乱は後方散乱のみにより良
く近似される。粒子の寸法がQ_SC＜１となるまで減少し
た時のみ、またはより大きい入射角度の時のみ、反射成
分が存在でき始め、測定可能な前方散乱を発生する。 計算するために、発生された反射成分（潜在的に隠蔽
された部分）の振幅を粒子の散乱効率係数に比例して小
さくすることにより、その成分を減衰させた。この点に
おいて、強い前方散乱が優勢である点まで寸法が大きく
されてタイナミックレンジを狭くした補償係数が発生さ
れるが、それは発生される可能性が最少であることがわ
かる。入射角度が０度であって、集光角度がプラスマイ
ナス５度である時に、加工されていないシリコンに対す
る理論的な値を第４図に示す。１μｍより大きい寸法に
対する計算では誤差が大きくなり、平均値の傾向は有用
であるが、応答の振動を表すもの（response oscillato
ry signature）の位相と振幅が正確ではない。しかし、
サブミクロンの範囲における計算された応答は実際の測
定値から区別できない。寸法が１μｍより大きいと、平
均応答はほぼD²関数である。明らかに、この形状寸法は
寸法範囲のほとんどにわたってあいまいな応答を発生す
る。 の効果に対しては60度の入射角度の場合について調べ
ることができる。この場合には、反射光の大部分が粒子
により作用される領域の外側の反射井戸により発生され
るから、その60度入射角度の場合は粒子が反射光の大部
分を交番させることができないような状況である。ま
た、非常に小さい粒子の場合には、粒子は乱されていな
い反射波により照明されるが、粒子の寸法は大きくなる
につれてQ_SCから再び見積られる反射成分がある小さい
減衰を再び受ける。６入射角度が60度で、集光角度がプ
ラスマイナス10度である時の「Ｓ」偏光および「Ｐ」偏
光に対する結果を、PSLに対する実験結果とともに第５
図に示す。両方の値の一致は、重要なサブミクロンの寸
法範囲において非常に良いことがわかる。 第５図に示す結果は、第４図に示す結果と同様に、利
用することが困難であると最初は見えるかもしれない。
しかし、両方の偏光測定からの散乱が独立して分析され
るものとすると、それから選択する２つの較正関係と、
利用できる変換比とがある。たとえば、第５図に示す場
合には、約0.4μｍまでの寸法に対する「Ｓ」偏光応答
を用い、それから0.4μｍより大きい寸法の粒子に対す
る「Ｐ」偏光応答へ切替えることにより行われる単調較
正を発生することが可能である。この種の「偏光ダイバ
ーシティ」が第６図に示されている本発明の装置におい
て用いられる。 第６図に示すように、「Ｐ」偏光されたHe−Neレーザ
14と、「Ｓ」偏光されたHe−Neレーザ16が用いられる。
特に示してはいないが、それらのレーザは異なる偏光で
動作することはもちろん、異なる周波数で動作すること
もできる。レーザ14からの「Ｐ」偏光されたビーム18が
反射鏡20,22により反射され、円筒レンズ24を通ってか
ら反射鏡26により反射され、円筒レンズ28を通って反射
鏡30により反射される。その反射鏡30はビームをウェー
ハ円板32の表面上の点（監視領域）へ向ける。 ウェーハ円板32の表面が監視領域内にあり、真空チャ
ック34がモータ36により通常のやり方で回転させられる
ように、ウェーハ円板32が真空チャック34により支持さ
れる。 レーザ16からの「Ｐ」偏光されたビーム38が反射鏡4
0,42により反射され、円筒レンズ44を通ってから反射鏡
46により反射され、円筒レンズ48を通って反射鏡50によ
り反射される。その反射鏡50は、２本のビーム18と38が
監視領域内の共通の点に入射するように、「Ｓ」偏光さ
れたビーム38をウェーハ円板32の表面へ向ける。 粒子による汚れと表面上の欠陥の少くとも一方により
散乱された光はレンズ系54を通じて集められる。そのレ
ンズ系54は６枚構成の回析制限暗視野対物レンズセット
56,57,58,59,60,61を含む。それらのレンズからの出力
光は偏光ビーム分割器64を通される。その偏光ビーム分
割器は散乱光を２つの成分に分割する。分割された成分
の一方は「Ｐ」偏光ビームから散乱された光を表わし、
他方の成分は「Ｓ」偏光されたビームから偏光された光
を表わす。「Ｐ」偏光されたビームから散乱された光を
含む成分はビーム分割器64を通って光検出器66へ送ら
れ、その光検出器はそれが検出した光を表わす電気信号
を発生する。それらの信号は増幅器68,70により増幅さ
れて「Ｐ」信号出力になる。「Ｓ」ビーム成分がビーム
分割器64から光検出器72へ送られ、その光検出器は検出
した光を表わす電気信号を発生する。それらの信号は増
幅器74により増幅されて「Ｓ」信号出力になる。 レーザが種々の周波数を有するものとすると、偏光ビ
ーム分割器64を二色（色分離）ビーム分割器に代えるこ
とができ、または別のやり方で分割し、フィルタにかけ
て２つの散乱信号を分離する。したがって、「Ｓ」ビー
ムと「Ｐ」ビームの色（周波数）が異なる。 増幅器70,74からの出力は信号処理器76へ与えられ、
この信号処理器は物質の表面の上側、即ち、表面上並び
に物質の表面の下側、即ち、物質の内部及び裏面側の粒
子汚染と欠陥の少くとも一方を示す出力を生ずる。その
出力は検出された粒子汚染を示す単調な出力とすること
ができる。そのような出力に対しては、約0.4μｍまで
の寸法の粒子に対する「Ｓ」偏光信号と、0.4μｍより
大きい寸法の粒子に対する「Ｐ」偏光信号を受けるため
のスイッチング装置を含むことができる。 信号処理器76を第７図に詳しく示す。図示のように、
信号処理器76はパルス高分析器78,80を含む。それらの
パルス高分析器78,80は増幅器70,74からの出力をそれぞ
れ受ける。パルス高分析器78,80の出力は論理アレイす
なわちマイクロプロセッサ82へ結合される。「Ｐ」信号
と「Ｓ」信号の分析はパルス高分析器78,80により行わ
れる。パルス高分析器78,80により発生された測定され
た散乱光を表わす信号の振幅が、予めプログラムされた
論理アレイを含むことができるマイクロプロセッサ87を
用いて、またはマイクロプロセッサをベースとするソフ
トウェアを用いる「探索」表を介して比較し、測定値を
解釈し、粒子の寸法について判定を行い、または粒子を
表面上の欠陥から区別すると便利である。 偏光分析の第２の用途は表面欠陥を分析することであ
る。表面欠陥は一般に、小さい粒子が示す感度範囲の近
くまでは偏光感度を示さない。全ての散乱は、多重ビー
ムにより照明を複雑にする効果なしに１つの平面内で起
る。主な効果は小さい局限された領域により拡散散乱さ
せる効果である。「Ｓ」偏光対「Ｐ」偏光に対する散乱
は特定の視立体角に対しては一定であり、粒子の寸法が
変化しても応答の大きさが逆になることはない。したが
って、偏光比または粒子と欠陥が等しい場合の寸法を除
き、偏光比測定により表面欠陥から粒子を区別できる。 他の集光角度の場合には応答関数は異なるが、一般に
「Ｓ」偏光は、より小さいサブミクロン寸法の粒子に対
する「Ｐ」偏光よりも高い散乱応答を与え、寸法が大き
くなるにつれてS/P比が逆になる。制御された「Ｓ」出
力および「Ｐ」出力、または円偏光された出力あるいは
楕円偏光された出力を与える１つのレーザを用いること
も可能である。 以上の説明からわかるように、本発明は、物質の上側
または下側の粒子汚染と欠陥の少くとも一方の決定に好
適な改良した表面分析装置および表面分析方法を提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】 第1A図はシリコーンウェーハ上での重なり合っている波
面の領域内における定在波の発生を示す簡略にした側面
図、第1B図は第1A図に示されている重なり合っている波
面の拡大図、第２図は角度および偏光の関数としてシリ
コンの反射率を示すグラフ、第３図は反射面の上方数ミ
クロンの位置に上昇させられた粒子を示す簡略化側面
図、第４図は入射角度が０度の時のシリコン表面上のPS
Lについての散乱横断面を示すグラフ、第５図は入射角
度が０度の時のシリコン表面上のPSLについての散乱横
断面を示すグラフ、第６図は本発明の装置を示す構成
図、第７図は第６図に示されている信号処理器を示すブ
ロック図である。 14,16……レーザ、20,22,30,40,42,50……反射鏡、24,2
8,44……円筒レンズ、34……チャック、36……モータ、
54……レンズ系、56,57,58,59,60,61……対物レンズセ
ット、64……ビーム分割器、66,72……光検出器、68,70
……増幅器、76……信号処理器、78,80……パルス高分
析器。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．第１の偏光されたビームを与える過程と、 前記第１のビームとは異る偏光を有する第２の偏光され
   たビームを与える過程と、 分析すべき表面を監視領域に配置する過程と、 前記各ビームが前記表面へ入射して、前記表面の下側ま
   たは前記表面上のいずれかまたは双方における汚れまた
   は欠陥のいずれかまたは双方により前記各ビームの光が
   前方散乱および後方散乱されるように、第１の斜角をな
   して前記第１のビームを前記表面へ向け、第２の斜角を
   なして前記第２のビームを前記表面へ向ける過程と、 前記前方散乱および後方散乱された前記第１のビームお
   よび前記第２のビームからの光を集める過程と、 前記第１のビームおよび前記第２のビームからの散乱さ
   れた前記集められた光を分離する過程と、 前記第１のビームおよび前記第２のビームから散乱され
   た前記分離され、集められた光を検出して、それを示す
   電気信号を形成する過程と、 前記電気信号を処理して、前記表面の下側または前記表
   面上のいずれかまたは双方における汚れまたは欠陥のい
   ずれか又は双方を指示する過程と、 を備えたことを特徴とする要素の表面分析方法。 ２．特許請求の範囲第１項記載の方法であって、前記第
   １のビームと前記第２のビームを与える前記過程は異な
   る分光を有する第１のレーザビームおよび第２のレーザ
   ビームを与える過程を含むことを特徴とする表面分析方
   法。 ３．特許請求の範囲第２項記載の方法であって、前記第
   ２のレーザビームを与える前記過程は「Ｐ」偏光を有す
   る第１のレーザビームを与える過程を含み、前記第２の
   レーザビームを与える前記過程は「Ｓ」偏光を有する第
   ２のレーザビームを与える過程を含むことを特徴とする
   表面分析方法。 ４．特許請求の範囲第３項記載の方法であって、約0.4
   ミクロンまでの粒子寸法を分析するために前記「Ｓ」偏
   光されたビームから散乱された光を利用する過程と、約
   0.4ミクロンより大きい粒子寸法を分析するために前記
   「Ｐ」偏光されたビームから散乱された光を利用する過
   程とを含むことを特徴とする表面分析方法。 ５．特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記
   載の方法であって、前記表面の下側または前記表面上の
   いずれかまたは双方における汚れまたは欠陥のいずれか
   又は双方を区別できるようにするために、検出された散
   乱光の比測定値を決定する過程を含むことを特徴とする
   表面分析方法。 ６．特許請求の範囲第１項記載の方法であって、前記光
   を集める過程は、前記物質の表面に対し本来垂直方向に
   散乱された散乱光を集めることを特徴とする表面分析方
   法。 ７．特許請求の範囲第１項記載の方法であって、前記第
   １の斜角は約60゜であり、かつ、前記第２の斜角は約60
   ゜であることを特徴とする表面分析方法。 ８．所定の偏光を有する第１の照明ビームと所定の偏光
   を有する第２の照明ビームを与えるビーム発生手段と、 前記ビームを監視領域へ向けるビームを向ける手段と、 前記第１のビームが第１の斜角をなして表面へ入射し、
   前記第２のビームが第２の斜角をなして前記表面へ入射
   し、かつ、前記表面の下側または前記表面上のいずれか
   または双方における汚れまたは欠陥のいずれか又は双方
   により前記各ビームの光が前方散乱および後方散乱され
   るように、前記監視領域に位置する前記表面の下側およ
   び前記表面上のいずれかまたは双方におけるミクロン以
   下の粒子の存在を分析すべき前記表面を有する物質を支
   持する支持手段と、 前記前方散乱および後方散乱された光を集める集光手段
   と、 前記集光手段により集められた前記光を、前記第１のビ
   ームから散乱された光を含む第１の成分と、前記第２の
   ビームから散乱された光を含む第２の成分とに分離する
   分離手段と、 前記分離手段から散乱された光を受け、その光に応答し
   てその光を示す出力を与える検出手段と、 を備えたことを特徴とする表面分析装置。 ９．特許請求の範囲第８項記載の装置であって、前記ビ
   ーム発生手段は異なる偏光を有するレーザ出力を与える
   第１のレーザおよび第２のレーザを含み、前記第１のレ
   ーザは「Ｐ」偏光されたビームを与え、前記第２のレー
   ザは「Ｓ」偏光されたビームを与えることを特徴とする
   表面分析装置。 １０．特許請求の範囲第９項記載の装置であって、前記
   分離手段は前記「Ｐ」偏光されたビームおよび前記
   「Ｓ」偏光されたビームから散乱された光を分離する偏
   光ビーム分割器を含むことを特徴とする表面分析装置。 １１．特許請求の範囲第８項ないし第10項のいずれかに
   記載の装置であって、前記ビーム発生手段は「Ｓ」偏光
   されたビームと、「Ｐ」偏光されたビームと、円偏光さ
   れたビームと、楕円偏光されたビームの１つを与える１
   つのレーザを含み、前記分離手段は、選択された特定の
   ビームが前記表面に入射し時に、前記表面の下側または
   前記表面上のいずれかまたは双方における汚れまたは欠
   陥のいずれか又は双方により散乱された前記光を分離す
   る手段を含むことを特徴とする表面分析装置。 １２．特許請求の範囲第８項ないし第11項のいずれかに
   記載の装置であって、前記支持手段は前記物質をつかむ
   チャックを有し、前記装置は前記分析すべき表面を走査
   するために前記チャックを回転させるモータを含むこと
   を特徴とする表面分析装置。 １３．特許請求の範囲第８項ないし第12項のいずれかに
   記載の装置であって、前記集光手段は前記散乱された光
   を集めるためにセットされた回折が制限された暗視野対
   物レンズを含むことを特徴とする表面分析装置。 １４．特許請求の範囲第８項ないし第13項のいずれかに
   記載の装置であって、前記検出手段からの前記出力を受
   け、その出力に応答して前記表面の下側または前記表面
   上のいずれかまたは双方における汚れまたは欠陥のいず
   れか又は双方を示す出力を与える信号処理手段を含むこ
   とを特徴とする表面分析装置。 １５．特許請求の範囲第14項記載の装置であって、前記
   処理手段からの前記出力は前記表面の下側および表面上
   の粒子汚染を示すことを特徴とする表面分析装置。 １６．特許請求の範囲第８項ないし第15項のいずれかに
   記載の装置であって、前記偏光されたビームを向ける手
   段は、前記偏光されたビームを監視領域へ向けるための
   反射鏡およびレンズの装置を含み、かつ、前記集光手段
   は、前記表面の下側または前記表面上のいずれかまたは
   双方における汚れまたは欠陥のいずれか又は双方により
   散乱された光を共通して集めるためのレンズセットを含
   むことを特徴とする表面分析装置。 １７．特許請求の範囲第８項ないし第16項のいずれかに
   記載の装置であって、前記処理手段は前記表面の内部ま
   たは前記表面のいずれかまたは双方において検出された
   粒子汚染を示す単調な出力を与えることを特徴とする表
   面分析装置。 １８．特許請求の範囲第８項記載の装置であって、前記
   集光手段は、前記表面に対し本来垂直方向に散乱された
   散乱光を集めることを特徴とする表面分析装置。 １９．特許請求の範囲第８項記載の装置であって、前記
   第１の斜角は約60゜であり、かつ、前記第２の斜角は約
   60゜であることを特徴とする表面分析装置。