【誤訳訂正書】
【提出日】平成22年5月6日(2010.5.6)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】角度を変えられるデザインを用いた光検査の方法及び装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  入射光を発生して物体の所定の領域を照射する照射ユニットと、少なくとも１つの検出ユニットとを備える、前記物体を光検査するための装置であって、前記少なくとも１つの検出ユニットが、
（ａ）所定の一定の最大集光角をもって照射領域より散乱した光を集光する集光装置と、
（ｂ）最大集光角の所定の立体角セグメントで伝播する少なくとも１つの光成分を、集光された光から選択的に分離するよう、集光された光の光経路内で選択的に操作が可能であり、前記最大集光角の特定の角度範囲内で伝播する光成分の検出を防止しながら、前記少なくとも１つの光成分の検出を許容する、フィルタと、
（ｃ）集光された光を受けこれを表わすデータを発生する感受面を有する検出器と
を備える装置。
【請求項２】  集光装置が、照射領域の角度画像を作り、前記角度画像を表わす光を検出器の方へと伝送し、角度画像の各点が、照射領域のあらゆる点から来る光のなす角度に対応する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】  検出ユニットが、透視暗視野のモードで動作する請求項１に記載の装置。
【請求項４】  前記入射光が、前記物体の上に入射する請求項１に記載の装置。
【請求項５】  前記入射光が、前記物体に鋭角で入射する請求項１に記載の装置。
【請求項６】  集光装置が、第１の光装置と第２の光装置とを備え、前記第１の光装置は照射領域の実画像をつくり、前記第２の光装置は前記実画像から照射領域の角度画像をつくる請求項２に記載の装置。
【請求項７】  前記集光装置が、照射領域の前記実画像と形状及び寸法がほぼ同じであり、第１の光装置によってつくられた前記実画像の場所とほぼ同じ場所に載置されるスリットを備える請求項６に記載の装置。
【請求項８】  フィルタが、マスク組立体を備える請求項１に記載の装置。
【請求項９】  前記マスク組立体が、複数の別々のマスクを有し、フィルタが動作位置にある際には、これらの１つを選択して集光された光の光経路に設置する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】  マスクのそれぞれが、集光された光に関連する伝送領域を少なくとも１つ形成し、前記少なくとも１つの伝送領域は、前記最大集光角の所定の立体角セグメントに対応する請求項９に記載の装置。
【請求項１１】  前記フィルタが、プログラミング可能なＬＣＤを備える請求項１に記載の装置。
【請求項１２】  集光された光を受けてそれを検出器の所望の場所へと伝送する画像伝送手段を更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項１３】  前記画像伝送手段が、コヒーレントファイババンドルを備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】  前記画像伝送手段が、リレー式光装置を備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】  集光された光の光経路の中に選択的に挿入可能な偏光装置を更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項１６】  偏光装置が、集光された光の光経路の中にあるときは、その所望の伝送面の方向を変えるために、回転可能である請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】  集光された光の選択された各立体角セグメントを、感受面全体に画像化する光システムを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項１８】  前記少なくとも１つの検出ユニットとほぼ同じである追加的な検出ユニットを少なくとも１つ備え、これら少なくとも２つの検出ユニットは、前記照射領域より散乱した光を集光し、これを、前記入射光の伝播の方向とは異なる方向に伝播させる請求項１に記載の装置。
【請求項１９】  物体を光検査するための方法であって、
(i)物体の連続する各領域を照射するステップと、
(ii)所定の一定の最大集光角で、照射領域より散乱した光を集光するステップと、
(iii)最大集光角の所定の立体角セグメントで伝播する少なくとも１つの光成分を、集光された光から選択的に分離するステップと、
(iv)集光された光から分離された少なくとも１つの光成分を、検出器へと向けるステップと
を有する方法。
【請求項２０】  前記集光するステップが、
照射領域の角度画像をつくる工程を有する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】  集光された光から分離された前記少なくとも１つの光成分が、検出器の感受面全体の上に向けられる請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】  更に、
集光された光から選択された少なくとも１つの光成分を、検出器の所望の場所へ伝送するステップを有する請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】  物体を光検査するための方法であって、
物体の連続する各領域を照射するステップと、
所定の一定の最大集光角で、照射領域より散乱した光を集光するステップと、
最大集光角の所定の立体角セグメントで伝播する少なくとも１つの光成分を、集光された光から選択的に分離するステップと、
集光された光から分離された前記少なくとも１つの光成分を、検出器の感受面全体の上に画像化するステップと
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動光検査技術の分野で、角度を変えられるデザインを用いた物体を検査するための方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
集積回路、プリント基板、フォトリソグラフィックマスクなどのさまざまな物体の製造では、それらは製品ラインの進行中に自動的に検査される必要がある。適当な時期にそのような物体の表面上の異形を検出することは、その後に、製品の歩留まりを高めるための重要な要因である。
【０００３】
半導体ウェーハは、すべてのパターニング処理の前後に検査される。光検査システムは、通常、照射オプティクスと集光・検出オプティクスのような主たる構成部品を使用し、それぞれ、検査すべきウェーハ上に光源から入射光を向け、ウェーハから返った（散乱、反射）した光を集光し、集光した光をセンサ手段へ向かわせる。
【０００４】
パターニング前のウェーハの検査は、概して平面で滑らかなパターニングされていないウェーハの表面上に存在する異形によって主として光が散乱されるという事実に依存している。従って、いかなる散乱光の検出も欠陥を示し得る。
【０００５】
しかしながら、パターンニングされたウェーハを検査するときには、そのパターンによっても散乱光は生じ得る。それゆえ、検出される散乱光は必ずしも欠陥を示すものではない。パターニングされた表面上の欠陥を検出するために、通常、周期的なパターンの特徴から散乱された検出光によって表される信号によって形成されるテンプレート（ウェーハのダイ）を構成し、比較する。信号の相違は、物体の表面上にある異形からの散乱光を示し、それゆえ、欠陥として検出される。他の方法は、いわゆる「ダイトゥダイ」検査とよばれ、ある個別のダイからの散乱光と、その「隣り」のダイからの散乱光との比較によって構成される。これら二つのダイから散乱された光要素において検出されたいかなる相違も、他のダイと比較して、一のダイに何らかの特徴が欠けている或いは追加されているということを示し、それゆえ、欠陥と考えられる。
【０００６】
意味のある信号の比較を容易にするために、すなわち、ウェーハのダイ及びセルの相違に関連する信号をうまく分析するために、集光システムは一の決まった集光角度によって集光することが望ましい。基礎となる技術である一の決まった集光角度の効果は、例えば、米国特許４８９８４７１号や米国特許５６０４５８５号に開示されており、それらは両方とも、パターニングされた物体の表面上の粒子を検出するシステムに関するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
角度を変えられるデザインを利用して物体の光検査を行うための新規な方法及び装置を提供することにより、従来の検査技術を向上させるというニーズが、従来技術にある。
【０００８】
本発明の主要な特徴としては、所望の信号のＳ／Ｎ比を著しく向上させる事が可能なタイプの装置を提供することである。
【０００９】
本発明の主なアイデアは、以下の事項に基づいている。即ち、検査中の物体は、領域間で走査され、各走査領域から散乱した光は、各走査領域ごとに決まった最大集光角で集光される。最大集光角は、立体角であり、この立体角は、集光装置によって決められた特定の値と特定の中心方向を有している。集光装置の第１の集光面の大きさは、最大集光角の値を決め、他方でこの面の位置は、集光された光の特定の一定の中心方向を決める。最大集光角の所定の立体角セグメントで伝播する光成分の少なくとも１つを、集光された光から選択的に分離するよう、フィルタが、集光された光の光経路内で選択的に操作が可能である。ここで予定しない差（欠陥）が特定の場所で検出された場合、あるいはこれとは逆に（典型的には物体のパターン構造で事前に得られた知見に基づいて）欠陥の存在する蓋然性が物体の特定の場所に存在する場合、集光角を変えて（低くして）、この場所を検査する。この特別な場所、即ちこの特別な走査領域では、集光された光の１つ以上の光成分が捕捉されてこれが検出器へと向けられることにより、検出信号のＳ／Ｎ比を向上させるが、ここで「ノイズ」とは、この特別な場所以外の場所から来るあらゆる光成分のことをいう。このように選択された光成分は、最大集光角を空間的に分離した角度セグメントをもって伝播する。
【００１０】
従って、本発明の特徴の１つに従えば、物体を光検査するための装置は、入射光を発生して前記物体の所定の領域を照射する照射ユニットと、少なくとも１つの検出ユニットとを備え、前記少なくとも１つの検出ユニットが、（ａ）所定の一定の最大集光角をもって照射領域より散乱した光を集光する集光装置と、（ｂ）最大集光角の所定の立体角セグメントで伝播する光成分の少なくとも１つを、集光された光から選択的に分離するよう、集光された光の光経路内で選択的に操作が可能な、フィルタと、（ｃ）集光された光を受けこれを表わすデータを発生する感受面を有する検出器とを備える。
【００１１】
物体を垂直に又は接触角で照射するよう、照射ユニットの向きを与えてもよい。少なくとも１つの検出ユニットは、透視的な暗視野画像モードで動作する。
【００１２】
フィルタは、マスク組立体を備えていてもよい。マスク組立体は、複数の別々のマスクで構成されてもよく、フィルタが動作位置にある際には、これらの１つを選択して集光された光の光経路に設置されてもよい。フィルタは、プログラミング可能なＬＣＤであってもよく、あるいはマイクロ電子−機械構造(MEMS: micro electro-mechanical structure)であってもよい。
【００１３】
集光装置は、照射領域の角度画像をつくるようにデザインされる。ここで「角度画像」なる語は、この画像の各点が、これに対応する物体の点から来る光のなす角度に対応する、物体の画像のことである。換言すれば、集光装置により続いて集光された光は、照射領域から散乱して特定の一定の角度で伝播した光によってつくられる、照射領域の角度画像を表しているということである。照射領域の角度画像を表す集光された光は、検出器に伝送される。
【００１４】
集光装置は、第１の光装置と第２の光装置とを備える。第１の光装置は、最大集光角を決め、また照射領域の実画像をつくることが可能であり、第２の光装置は、この実画像から、照射領域の角度画像をつくる。実画像が照射領域からきた光成分のみからつくられることを確実にするため、集光装置は、照射領域の実画像と形状及び寸法がほぼ同じであり、この実画像の予想される場所とほぼ同じ場所に載置されるスリットを備える。これにより、照射領域以外の場所から来る光成分が、検出器に到達することが防止される。よって、検出光のＳ／Ｎ比が向上し、ここで「ノイズ」とは、照射領域から最大集光角をもって散乱するもの以外のあらゆる光成分のことをいう。
【００１５】
好ましくは、検出ユニットは、検出器へと伝播する集光された光の光経路に用いられこの光を検出器の感受面全体に向ける事ができる光システムを更に有している。これにより、検出器から発生する出力信号の検出差と、その不均一な感度分布の間の依存関係を防ぐことができる。好ましくは、この付加的な光システムは、テレセントリック画像モードを利用する。
【００１６】
このように、本発明の別の特徴に従えば、物体を光検査するための装置は、入射走査光を発生して前記物体の所定の領域を照射する照射ユニットと、少なくとも１つの検出ユニットとを備える、少なくとも１つの検出ユニットが、照射領域より散乱し所定の一定の最大集光角で伝播する光を集光する集光装置と、最大集光角の所定の立体角セグメントで伝播する光成分の少なくとも１つを、集光された光から選択的に分離するよう、集光された光の光経路内で選択的に操作が可能な、フィルタと、集光された光の成分の少なくとも１つを、検出器の感受面全体に画像化する光システムとを備える。
【００１７】
この検出ユニットは更に、２つの極端な位置の間に配置が可能な変更装置を備えており、この２つの位置とは、検出器へ向かって伝播する集光された光の光経路に入る位置と、そこから出る位置のことである。この偏光装置は、集光された光の光経路の中にあるときは、その所望の伝送面の方向を変えるために、回転可能である。
【００１８】
好ましくは検出器は更に、集光された光を、画像の距離に起因したあらゆる変動を防止するような方法で、検出器の所望の領域へと伝送する画像伝送手段を更に備える。この画像伝送手段は、複数のコヒーレントファイバよりなるコヒーレントファイババンドルを備えていてもよく、あるいは、リレー式光装置を備えていてもよい。
【００１９】
本発明は、上述の集光技術に従い、集光された光のＳ／Ｎ比を著しく向上させることができるが、ここで「ノイズ」とは、最大集光角をもって照射領域より散乱する成分以外のあらゆる光成分のことをいう。上述の構成を有し、異なる方位角で伝播する光を集光するよう位置が与えられた光検出装置を有する１つ以上の検出ユニットを用いて、物体の表面における欠陥を検出するのみならず、連続してこれを分級する。ここで「方位角」なる語は、入射ビームの平均方向と、リターンビームのそれとの間の角度であり、上面図でわかる通りである。更に、フィルタを提供することにより、本発明は、方位角と仰角の一方又は双方を、集光装置により決められたこれらの最大値より変化させることができるようになる。ここで「仰角」なる語は、散乱光成分の平均方向と散乱面の間の角度のことであり、側面図でわかる通りである。この角度が変化すれば、照射領域の特定の角度画像を代表するが最大集光角の立体角が異なって伝搬する光成分の差を検出する事ができるようになる。偏光装置を備えることにより、Ｓ／Ｎ比を更に向上させることができ、これは「偏光ノイズ」と考えることができる。
【００２０】
更に具体的には、本発明を用いてウェーハの検査を行うことができ、即ちこの明細書の以下に説明する。
【００２１】
発明の理解を助け、実際にどのように実行されるかを示すため、好適な実施形態を添付の図面を参照して非限定的な例のみを用いて説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、符号１によって広く指定され、検査すべきウェーハ２と一体にされた光検査装置が記載されている。ウェーハ２の上側の表面２ａは、パターンが形成されていてもされていなくてもよく、このため特に示されていない。装置１は、符号４が付された照射ユニットと、符号６が付された４つの検出ユニットとを備え、暗視野画像モードで操作される。検出ユニット６の出力回路（図示せず）はプロセッサ７に接続され、このプロセッサはハードウェアに適切に装備され、適当なソフトウェアによって操作されて、検出ユニット６から来るデータをうまく分析する。この構成及びプロセッサ７の操作は、本発明の一部を形成するものではなく、いかなる公知のものでもよい。
【００２３】
照射ユニット４は、例えばレーザーなどの光源８を有し、一般的に符号１０が付された光のビームを発し、光はオプティクス１２に向かう。光集光光学システム１２は、ビーム１０の光路上に備え付けられた適当な走査手段１４（例えば、音響光学要素）と、フォーカシングオプティクス１５とを有する。音響光学要素１４は、ビーム１０をウェーハに沿って走査させる。明らかに、例えば回転鏡などの他の適当な走査手段を用いることとしても良い。いかなる走査手段を用いることも任意であり、同じ目的、すなわちウェーハの表面上のラインを照射するために線形のビームを用いてもよいことに言及しておく。フォーカシングオプティクス１５は、通常、レンズ又は複数のレンズである（図示せず）。走査手段１４とフォーカシングオプティクス１５は、表面２ａ上の走査ラインＳ上にビームがフォーカスされるように、一緒に操作される。ここでは、装置の主たる要素を容易に示せるように、光の伝達は概略的にのみ示している。
【００２４】
構成及び照射ユニット４の操作はそれ自体は知られているので、以下に示すことを除いては、これ以上の詳しい記述はしない。図１に示す例によれば、照射ユニット４は、表面２ａに関し、実質的にグレージング角で物体２を走査する。特に図示されていないが、所望の走査ビーム１０の入射角度を形成するため、鏡などの光集光オプティクス１２に光を供給する光源８は、表面２ａに関し、いかなる適当な位置に適応させてもよい。
【００２５】
図２は、装置１と比較していくらか異なる構成を有する、符号１６によって広く指定される装置を示す。理解を容易にするために、装置１と１６において同一の要素については、同じ引用番号を使用している。図に示されるように、装置１６の照射ユニット１７は、装置１とは明確に異なり、表面２ａに関して実質的に垂直な方向の入射光１０を供給する。
【００２６】
いずれの例においても、ウェーハ２がＹ軸に沿って移動する移動ステージ（図示せず）に支持されている間、レーザビーム１０は走査方向（すなわち、Ｘ軸に沿って）に移動される。それぞれの検出ユニット６は暗視野画像モード内で操作される、すなわち、最も鏡面反射が起こりやすい方向とは異なる方位、角度で表面２ａから散乱した一般的に符号１１が付された光の要素を集光するが、ここで、鏡面反射した光は、ある固定の角度内で伝達される。検出ユニット６の視野は、以下により詳細に説明するように、走査ラインＳから散乱された光を検出できるように実質的にオーバーラップしている。
【００２７】
４つの検出ユニット６は、類似した構成を有しているので、それらのうちの一つの主たる要素を図３に示す。検出ユニット６は、集光システム１８と、それ自体の構成や操作は公知の例えば光電子増倍管（ＰＭＴ）などの適当な種類の検出器２０とを有する。
【００２８】
好適な実施形態の例では、集光システム１８は、集光オプティクス２２と、コヒーレント（イメージング）ファイババンドル２６（イメージ伝送手段を構成する）と、オプティカルシステム３０に続くマスクアセンブリ２８（フィルタを構成する）とを含んでいる。必ずしも必要ではないが、好適な実施形態は、ポラライザ２４がオプティクス２２の光路上に挿入されている。
【００２９】
コヒーレントなファイバの操作原理は、本質的に既知であり、したがって、以下に言及する事を除いては特に記載する必要がない。コヒーレントなファイババンドルは、イメージの送達のために使われる。コヒーレントなファイババンドル中で個々のファイバの相対位置が維持され、且つ、この事実により、ファイババンドルは入出力信号間に所望の線形相関を与える。以下、図５及び図６を参照することにより、マスクアセンブリ２８及びオプティクス３０の構造及び操作についてそれぞれより具体的に記載する。
【００３０】
入射光１０は、スキャンラインＳ上に衝突してスキャンラインＳ内の面２ａ上で時々起こるパターン及び偏差によって散乱する。スキャンラインＳから散乱され且つ特定の立体角で伝播する光成分は、集光装置２２によって集光され且つ偏光子２４の中に方向付けられる。偏光子２４は、集光装置２２から起こる光の光経路の内又は外に位置するよう動くように、適切なドライバ（図示せず）によって操作される。さらに、偏光子２４は、光経路に挿入されると、好適な伝達（好適な偏光）方向に面の方向を変えるように回転することができる。偏光子２４の移動により、そこを通過する光１１ａが影響される。パターンは高い偏光度を有し、これはいわゆる「偏光したノイズ」を表しているので、偏光子の移動は、検出器の方向に伝播している光成分１１ａのＳ／Ｎ比に影響を及ぼす。さらに、特定種の物体を検査する前に、学習モードを適用してもよい。このことにより、パターンから戻ってくる光成分に特定の偏光情報があることが期待でき、ゆえに、偏光子２４の方向を変えることによってもし違い（欠陥）があるならそれを検出することができる。
【００３１】
図４を参照すると、集光装置２２は、（第一の光装置を構成する）第一のレンズアセンブリ３２と、（第二の光装置を構成する）第二のレンズアセンブリ３４と、レンズアセンブリ３４の前部焦点面Ｐ内に置かれたスリット３６とを備えている。レンズアセンブリ３２及び３４を通っての光伝播により、光軸ＯＡが画定される。レンズアセンブリ３２は、スキャンラインＳから散乱し特定の立体角をもって伝播している光成分を集光するように位置している。レンズアセンブリ３２における第一のガラス表面３２ａの大きさにより、集光装置２２の立体角の値が規定される。
【００３２】
集光装置２２は、ファイババンドル２６を介して検出器２０に伝達される、スキャンラインＳの角イメージ形成するように考案されている。レンズアセンブリ３２は、イメージ面ＩＰ内のスキャンラインＳの実イメージＳ’を形成するように考案されている。イメージ面ＩＰは、レンズアセンブリ３４の前部焦点面Ｐと実質的に一致する。スリット３６は、実イメージＳ’の大きさと形になっており、予想されるイメージの位置に備え付けられている。レンズアセンブリ３４については、スキャンラインＳの実イメージＳ’と角イメージＳ’’から形成される。角イメージＳ’’の各点は、スキャンラインＳの各点からくる光成分であって最大集光角セグメントで伝播しているものによって形成される。このような最大集光角の各セグメントは、ファイババンドル２６の１つ以上のファイバを通って検出器に伝達される。
【００３３】
スリット３６の供給は以下に基づく。照射ユニットは、一般的に、その中で起こる避けられない反射のために、ウェーハ表面上に、スキャンラインの追加の望ましくないイメージ（いわゆる「ゴースト」）を作る。また、この望ましくないイメージは、集光装置に向かって伝播する反射された光を作り出す。スリット３６は、スキャンラインＳの実イメージＳ’の典型である収集光をレンズアセンブリ３４に通過させ、実イメージＳ’とは関係ない光の通過を遮断するように考案され且つ配置されている。
【００３４】
ファイババンドル２６の（光の伝播との関係で）前部末端によって画定される表面２６ａは、全体的な集光装置２２の焦点面ＦＰ内にあり、システムの入口瞳孔にとって最も望ましい位置を画定している。集光装置のこのような設計と、ファイババンドル２６との関連での位置は、光収集システム１８の分解能をかなり増加させることができ、ファイババンドル操作を最適化することができる。ファイババンドル２６の直径は、集光された光ビームの全て（つまり、最大集光角の全ての立体角セグメント）がファイババンドル２６に入るようにするために、最大集光角のコーンによって規定された直径を少しだけ上回るのが好ましい。
【００３５】
したがって、集光装置２２は、スキャンラインＳの角イメージＳ’’を形成し、このイメージを代表する集光された光をファイババンドル２６の中に方向付ける。イメージＳ’’の各点は、それに対応するスキャンラインＳ上の点から散乱された集光成分（最大集光角内）の伝播の特定角を表す。各々の角光成分は、ファイババンドル２６の入力表面２６ａ上にある対応点上に投影され、出力表面２６ｂ上にある対応点から起こる同角の中へ、ファイババンドルによって伝達される。
【００３６】
上述した集光装置２２の設計により、ファイババンドル２６に入る集光された光のＳ／Ｎ比がかなり改善される。「ノイズ」は、スキャンラインから最大集光角内で散乱され、スキャンラインＳの所望の角イメージＳ’’を形成している光以外のいかなる光成分と考えられている。さらに、この技術によると、スキャンラインＳに沿う点の全て及び検出ユニット６の全てについての視野が確実にされ、検出ユニット６の全てによって作り出されたデータを比較するときに検出することができる、違いを示唆する信号のＳ／Ｎ比を増大させる。
【００３７】
図５では、マスクアセンブリ２８は、異なるように設計されたマスクの幾つかから成っている。この実施例では、７つから成っており、２８ａ〜２８ｇとそれぞれ表されており、普通のディスク様の不透明板４０に形成されている。これは、例えば、穴を持つ金属ディスク又はクロムを備えたガラスのマスクである。ディスク４０は、伝播する光１１ａの光経路内に所望のマスクを選択的に位置させるために、（本明細書では、特別に示されていない）モータによって、ファイババンドルの長軸に垂直な面内で回転するよう作動される。したがって、マスクアセンブリ２８の操作位置においては、マスク２８ａ〜２８ｇの中の１つは、ファイババンドル２６から起こる光の光経路のなかに備え付けられる。
【００３８】
マスク２８ａ〜２８ｇの各々は、レンズアレンジメント３２の第一のガラス表面３２ａによって画定される最大集光角よりも小さい特定の集光立体角を画定するアパーチャを表す。ファイババンドル２６から起こる光の光経路の中にマスク２８ａ〜２８ｇの１つを備え付けることにより、最大集光角の立体角セグメントの特定された１つが選ばれる。一般に、マスクの各々が、集光された光に対して、少なくとも１つの伝達領域Ｒｔを画定する。代替的に、本明細書においては特別には示されていないが、変更可能な大きさの単一マスクを使うこともできる。
【００３９】
マスク２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｆ及び２８ｇは、異なるパターンを有する。その各々は、領域Ｒt及びＲbに形成されている。領域Ｒt及びＲbは、マスクに衝突する光との関係で、それを伝達するか又は遮断する領域である。操作位置にあるとき（ファイババンドルから起こる光の光経路に位置するとき）、これらのマスクの各々は、立体角セグメントの１つ以上をカットするか選択することができる。
【００４０】
より具体的には、マスク２８ｃは、マスク上に衝突する光によって形成される立体角の特定の部分（このマスクの遮断領域Ｒbによって画定される）をカットする。その一方で、マスク２８ｃは、周辺コーンセグメント（マスクの伝達領域Ｒｔによって画定される）を伝播させる。マスク２８ｂは、２つの伝達領域Ｒtの大きさによって画定された２つの立体角セグメントを選ぶ。ここで、これらの立体角セグメントは、遮断領域Ｒbの大きさに従い、空間的に離れている。マスク２８ｄは、空間的にはなれた３つの立体角セグメントを選び、それらを検出器に向かって伝播させる。マスク２８ｆ及び２８ｇは、空間的にはなれた２つ及び３つの立体角セグメントをそれぞれ選ぶが、入射立体角の１つ及び２つの伸張部分をそれぞれカットする。
【００４１】
幾つかの異なるマスクを備えたマスクアセンブリの供給により、全体的な検出ユニット６の集光角を選択的に変えることが可能となる。これにより、違いがあれば、それを検出可能にする。この点については、欠陥があることが考えられるウェーハ上の位置に、又は「予期しない」欠陥を示唆する信号を突然に検出される場所に、角度変化を適用するために、検査の前にウェーハのパターンを知っておくことが望まれる。このようなマスクアセンブリは、２つの相互に垂直な軸（図５においてＡ１及びＡ２と示されている）と共に、立体角変化を同時に供給することに注意することが重要である。適当なマスクを選択することによって、鏡反射された光成分（例えば、パターン幾何に４５°又は９０°で関連している）を検出器で察知されないようにできる。
【００４２】
図３の上記の例によれば、マスクアセンブリ２８は、ファイババンドル２６の出力表面２６ｂに近接して設置される。図６は、検査装置１又は１６と共に使用するのに適切な、一般に１０６で示される検出ユニットの他の例を示す。ユニット６及び１０６と同様な部材は、同じ参照番号によって識別される。検出ユニット１０６において、ファイババンドルはマスクアッセンブリ２８の直ぐ後ろに位置する。この場合、マスクアセンブリ２８は、集光部材２２の焦点面ＦＰに位置する。マスクアセンブリがファイババンドルの上流側に配置されるとき、選択された集光角度内に伝搬する光成分は、対応するファイバによって検出器の方に伝送される。
【００４３】
通常、選択されたマスクの寸法は、光学検査装置で使用される対物レンズの開口数に依存する。したがって、フィルターは全ての可能な対物レンズの要求に合致するために、好適には一組のマスク（それは、共通のディスクで作られてもよく、作られていなくてもよい）を含まなければならない。
【００４４】
特に図示していないが、複数の種々のマスクを含むマスクアセンブリは、透明及び不透明な領域で形成され、ディスク状のプレートの円周に沿って伸びる連続的なパターンのように設計されてもよいことに留意すべきである。パターンの各部分は、局部的に隣接する伝送及び不透明領域によって形成され、パターンの異なる部分によって形成される、異なる複数のマスクから１つのマスクを表す。左側に隣接した領域に結合され、右側に隣接した領域に結合される１つの伝送／不透明領域は、パターンのそれぞれ異なる部分を形成してもよい。ディスクをその軸の周りに回転させることによって、パターン（マスク）の異なる部分は、ディスク上を照射する集合光の光路に位置する。図５のマスク２８ｇは、このような配列を表す。
【００４５】
このようなメカニカルフィルターは、それ自体既知な、マイクロエレクトロメカニカル構造体（ＭＥＭＳ）またはプログラム可能な液晶表示素子（ＬＣＤ）によって置き換えられてもよいことにも留意すべきである。ＬＣＯセグメントは、光弁であり、オープンモードで光を伝送し又は反射し（そこに使用される液晶材料の種類に依存して）、クローズモードで光を遮る。伝送ＬＣＤの形態の空間フィルターは、例えば米国特許第５，２７６，４９８号に開示されている。
【００４６】
図７は、一般に２０６で表す検出ユニットの他の例をブロック図で示す。ここで、マスクアセンブリ１２８は、反射用のＬＣＯ又はＭＥＭＳであり、従って、ファイババンドル２６はフィルター１２８で反射された集合光を受光するように配置される。
【００４７】
ここで図８を参照すると、光学システム３０の主な動作原理を示している。光学システム３０は、検出器２０の全検知表面２０ａ上のマスクアッセンブリ２８によって集光される光を投光する。光学システム３０は、適切な数のレンズ、すなわち本例では２つのレンズ４２及び４４を含み、テレセントリック画像系を表し、表面２０ａはシステムの入射瞳の位置に置かれる。テレセントリック画像光学系の原理はそれ自体既知であり、従って、これ以上特に記載する必要はないが、このような光学系は、距離−導入された大きさの変化を避け、システムの光軸に沿った広い範囲における画像の大きさを同じに維持する点は注意すべきである。既知のように、各ファイバＦｉから生じる光線は、所定の円錐Ｃｉ（立体角）内を伝搬する。これらの光円錐Ｃｉの主光線ＣＲは、入射瞳の２０ａの中央を通過する。ファイババンドル２６の表面２６上の点から生じる光円錐Ｃｉは、検出器ユニット２０に到達し、領域２０ａを照射する。したがって、光学システム３０は、感知領域の同じ領域におけるこのような各光円錐Ｃｉ（すなわち表面２６ｂ上の各点の画像）を照射する。
【００４８】
全感知表面２０ａ上のマスクアッセンブリ２８に集光される光を照射する光学システム３０は、以下と関連づけて設けられる。どのような検出器の感知表面も、代表的には不均一な感度分布を有する。空間的に離れた光円錐Ｃｉが検知表面上の離れた領域に対応して照射されるとき、検出器により生ずる出力信号の検出誤差は、これらの領域の感度の相違に関連付けられ、散乱光の相違には関連付けられない。出力信号及び選択された集光角度の望ましくないこのような依存性を避けるために、光学システム３０は、各集光成分（選択された角度）によって全感知表面を照射する。
【００４９】
さらに図８に示すように、操作可能なマスクが、２つの空間的に分離した光線分Ｃｉ（角度）がそれぞれ２つのファイバＦｉから生じ、検知され検出器の全検知表面２０ａに伝送されるように設計される。したがって、マスクを設けることによって、検出器の照射される特定のファイバを選択することができ、これにより、集光角を選択することができる。
【００５０】
図９はさらに検出器ユニットの他の例を一般に３０６で示し、ファイババンドル２６はリレー光学システム４６（画像伝送手段を構成）で置き換えられている。リレー光学システム４６は、代表的には光伝搬の所定の開口数を維持するのに役立つマルチレンズシステムである。ファイババンドル２６のそれと同様なマルチレンズシステム４６は、システムを通過でき所望の位置におけるスキャンラインＳの画像を伝送する光量を制限する、物理的な開口を提供する。図示されるように、上述のようにテレセントリック光学系３０は、マルチレンズシステム４６から生じる周縁光線が表面２０ａによって画成される入射瞳を照射するように動作する。
【００５１】
マスクアセンブリ２８は、リレー光学システム４６の上流側又は下流側に設けられてもよいことを特に留意すべきである。リレー光学システム４６がマスクアセンブリ２８の前に配置された場合、リレー光学システムの第１のガラス表面は光集光光学システム２２の入射瞳に位置する。
【００５２】
偏光板２４に関して、コヒーレントなファイババンドル２６を画像伝送手段として使用する場合、光学ファイバが偏光を減極するかもしれないので、偏光板２４をファイババンドルに上流側に収容すべきであることを理解されたい。しかし、リレー光学システム４を画像伝送手段として使用する場合、偏光板２４をリレー光学システム４６の両側に配置するのが適切である。
【００５３】
全ての検出ユニットは上述のように、同じ最大方位角及び異なる最大方位角において同じスキャンラインＳから散乱した光を集光システムで集光し、スキャンラインＳの所望画像を形成する。検出器２０は、検出光成分の代表的なデータ（電気信号）を生成する。これらのデータはプロセッサ７により受信され、従来のように空き積され、これにより、スキャンラインＳに存在する実際の欠陥を示す差異が検出される。
【００５４】
上述のように、本発明の利点は明らかである。集光光学システム２２を設けることによって、ウェーハ層により変動する集光の信号対ノイズ比を増大する。これは、所定の最大集光角度でスキャンラインＳから散乱される光成分のみがスキャンラインの角度画像を形成し、検出器で集光され伝送されるという事実に基づくものである。コヒーレントファイバ２６又はリレー光学システム４６を設けることによって、効果的な画像の伝送が提供され（距離の導入に依存しない）これにより、検査ウェーハ２に関する所望の位置について、検出ユニット２０の設置を容易にする。フィルター（例えばマスクアセンブリ２８）の供給により、対象物の検査を著しく改善する。適当なマスクを選択することによって、集光光の方位角及び／又は立体角は、その最大値から変動させることができる。ウェーハ２の同じ領域を観察する数種の検出ユニット６の使用によって、ウェーハの同じフィーチャによって散乱するが異なる方向に伝播する光成分を表すデータの意味ある比較を可能とする。また、上述のように配置され動作する１つ以上の暗視野照明検出ユニットを設けることによって、検出ができない欠陥が区別できることが理解される。
【００５５】
当業界で熟練した当業者であれば、添付の請求項に記載された範囲から離脱することなく、好適な実施形態の改変、変更を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第１実施形態に従って構成された装置の主たる要素を概略的に示すブロック図である。
【図２】
他の実施形態に従って構成された装置の主たる要素を概略的に示すブロック図である。
【図３】
本発明に実施形態に従って構成され、図１及び図２のいずれの装置にも適した検出ユニットの主たる要素を概略的に示すブロック図である。
【図４】
図３の検出ユニットの集光装置の操作の主な原理を示すビーム図である。
【図５】
図３の検出ユニットに適したマスクアセンブリをより詳しく示す図である。
【図６】
図１及び図２のいずれの装置にも適した、本発明の更なる２つの例によって構成された検出ユニットの主たる要素を概略的に示すブロック図である。
【図７】
図１及び図２のいずれの装置にも適した、本発明の更なる２つの例によって構成された検出ユニットの主たる要素を概略的に示すブロック図である。
【図８】
検出ユニットのイメージングオプティクスの主な原理を示すビーム図である。
【図９】
図１及び図２のいずれの装置にも適した、本発明の他の例による検出ユニットの主たる要素を概略的に示すブロック図である。