JP3408816B2 - 可変スポットサイズ走査装置 - Google Patents

可変スポットサイズ走査装置

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JP3408816B2 JP51974896A JP51974896A JP3408816B2 JP 3408816 B2 JP3408816 B2 JP 3408816B2 JP 51974896 A JP51974896 A JP 51974896A JP 51974896 A JP51974896 A JP 51974896A JP 3408816 B2 JP3408816 B2 JP 3408816B2
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ニコナハッド、メールダッド
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ケーエルエー‐テンカー テクノロジィース コーポレイション
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N21/95623—Inspecting patterns on the surface of objects using a spatial filtering method
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
    • G02F1/113—Circuit or control arrangements

Description

【発明の詳細な説明】 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4,601,57
6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4,912,48
7号に開示されており、そこにおいて、システムはアル
ゴンイオンレーザー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AOD10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AOD1
0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AOD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u
2（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14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なチャープ掃引時間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Δ
０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＝488nm,v＝0.656mm/μs,A＝15mm,W＝8.
1mm,F＝120mm,n＝1.52238,R＝675.67mm、そして、発散
を0.68627MHz/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点でスポットとサイズは27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、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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−317534（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−186168（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−332943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−285449（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/956 G02B 26/10 G02F 1/11 502 H01L 21/66 G01B 11/30

Claims (31)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。
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