JPS6312943A - 表面分析方法および表面分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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つ工−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ｖｔ（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、つ工−
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
ク走査を生ずる。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
はヒドロシ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。

〔発明が解決しようする問題点〕

ポリスチレン・ラテックスの微少味（ＰＳＬ）は最も好
ましい粒子較正物質であるが、ｒ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＠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、はとんどのエ
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。

以上の説明かられかるように、物質の表面の上側または
下側の粒子汚染と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２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の詳細な説明する。

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
（Ｅ））に対しては、は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Ｅ）に対しては、Ｅ　を２つ
の直交成分、表面に平行な成分Ｅ　　１１と、表面に垂
直な成分Ｅ　１に分ける必ｐ 要がある。平行な成分Ｅ　　１１は位相が１８０度変化
し、垂直な成分Ｅ　１は、入射角度がブリュ−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ニースター
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ニースター角度における
ほぼ０９６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（く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、光を集める機構が「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慢
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Ｉ１０’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、応答のを用な
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−寸法にされた（Ｒ
ａｙｌｅｉｇｈ　５ｉｚｅｄ）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、それの実効散乱横断面がそれの
幾何学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　−散乱溝Ｃ 断面／幾何学的横断面とすると、Ｑ　　＞１であり、ｅ 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　　＞１は
波長λより大きい寸法に対応する。波Ｃ 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　　＜１とな
るまで減少した時のみ、ｅ 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　ｏ
ｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ　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　から再び見積られる反射成分かあＣ る小さい減衰を再び受ける。６人射角度が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０６４μｍ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
パーシティ」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
４０．４２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３
２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７
２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をするものとすると、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および下側の粒
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出とができる。

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ＳｌＰ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。

以上の説明かられかるように、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ＰＳＬ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゜４
２．５０・・・反射鏡、２４，２８．４４・・・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、６３．７０・・・増幅器、７６
・・・信号処理器、７８．８０・・・パルス高分析器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 図面の浄書（内容に変更なし） 稟尤えｆｆ。 １ｇ−１４ Ｆ少−１８ Ｆｉｇ−４Ｆｉｇ−５ 、１−ウ　　　′Ｐ、信夕 手続補正書坊式） ％式％ ２、発明の名称 表面分析方法および表面分析装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 パーティクル、メジュアリング、システムズ、インコー
ホレーテッド ４、代　理　人（郵便番号１００） 昭和６２年６月３日 （発送日　昭和６２年６月３０日） ６、補正の対象 願書の特許出願人の欄、委任状、図面。 云ル （２）　　図面の浄書（内容に変更なし）。

Claims (1)

1. 【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、 前記第１のビームと前記第２のビームを監視領域へ向け
   る過程と、 分析すべき表面を有する物質を前記監視領域に置く過程
   と、 前記物質の前記表面の下側および上側の汚れおよび欠陥
   により散乱された前記第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物質の前記表面の下側および上側の
   汚れおよび欠陥の少くとも一方を指示する過程と、 を備える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３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「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、
   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、前記表面の下側および上側の汚れお
   よび欠陥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、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、 分析すべき表面を有する物質を支持する支持手段と、 前記表面の下側および上側の汚れおよび欠陥により散乱
   された光を集める集光手段と、 この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、 この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、前記
   表面は、光が前記表面の下側および上側の汚れおよび欠
   陥により散乱されるようにして前記ビームが前記表面に
   入射するように前記領域内に位置させられることを特徴
   とする表面分析装置。 ７、特許請求の範囲第６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。 ８、特許請求の範囲第７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。 ９、特許請求の範囲第６項ないし第８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た時に、前記表面の下側および
   上側の汚れおよび欠陥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。 １０、特許請求の範囲第６項ないし第９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。 １１、特許請求の範囲第６項ないし第１０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析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。 １２、特許請求の範囲第６項ないし第１１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上側および下側の
   汚れと欠陥の少くとも一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。 １３、特許請求の範囲第１２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上側および下側
   の粒子汚染を示すことを特徴とする表面分析装置。 １４、特許請求の範囲第６項ないし第１３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むことを特徴とする表面
   分析装置。 １５、特許請求の範囲第６項ないし第１４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
   および前記表面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。