JP2005533996A - スポット・グリッド・アレイ・イメージングシステム - Google Patents

Abstract

ステージ振動を補正し、且つ従来のシステムの厳密な線形性所要量を克服する、高データレート・スポットグリッド・アレイ・イメージング・システムが提供される。実施形態は、各レンズが、半導体基板等の対象物面内のスポットを像面上に画像化し、スポットから構成される二次元の周期的なアレイを画像化する、レンズから構成される二次元の周期的アレイを有するイメージングシステムを含む。共役像面内には、読出し素子から構成される二次元の周期的アレイと共にセンサが設けられており、各読出し素子は、スポットのうちの１つからの信号を集める。機械的システムは、基板が、操作方向（ｙ方向）にスポットアレイ全域にわたって移動したときに、該スポットが、機械的クロススキャン方向（ｘ方向）に間隔を残さない経路をたどるように、スポットから構成されるアレイの軸とほぼ平行な方向に該基板を移動させる。サーボまたは可動ミラー等の補正器は、移動するステージの機械的な誤差を補正し、それにより、イメージング精度を向上させる。他の実施形態においては、機械的システムの動きは、連続する列のレンズアレイのレンズのカバレージ領域間に小さな重なり部を形成し、それにより、従来のシステムの厳密な線形性所要量を克服し、且つ費用対して効果の高いマイクロレンズの使用を可能にする。

Description

関連出願

本出願は、２００１年１１月７日に出願された「スポット・グリッド・アレイ・電子イメージングシステム」と題された、本出願人の同時係属出願第０９／９８６，１３７号に関連する。（代理人名簿番号４９９５９−２２０）

発明の分野

本発明は、イメージングシステムに関する。本発明は、自動欠陥検査に適した光学イメージングシステムにおいて特別の適応性がある。

背景技術）

光イメージングは、像面上の対物面内の一定のイメージの複製またはイメージングを伴う。高分解能イメージングは、顕微鏡法と称されている。このようなイメージングは、上記像面の光信号をサンプリングして電気信号に変換するために、（「ＣＣＤ」と呼ばれている）電荷結合素子から構成されるアレイ等の光電子デバイスを使用した場合には、「電子イメージング」と呼ばれる。

自動光学検査は、対象物のイメージを集めて、該イメージを、リファレンスと（例えば、ダイを、フォトリソグラフマスクのためのデータベースと比較する）、該対象物の別の部分と（例えば、半導体ウェーハに対するダイ・トゥ・ダイ検査）、あるいはリファレンスイメージ（ダイ・トゥ・「ゴールデン・イメージ」）と比較することにより、該対象物の完全性を判断するための技術である。大きな半導体基板の高分解能検査を実行した場合には、不利なことに、上記イメージングシステムのＦＯＶは、検査すべき基板全体をカバーすることができず、そのため、該基板を該ＦＯＶの全域で移動させ、あるいはステップ移動させなければならず、それにより検査時間が長くなる。スループットを向上させるために、ある従来の自動検査手段は、該基板を一方向に連続的に走査すると共に、直交する一次元の光学的ＦＯＶを画像化する。上記基板が、一旦、該走査方向に横断移動すると、該基板は、通常、１つのＦＯＶの距離だけ別の（クロススキャン）方向に移動された後、その経路がたどり直されて蛇行動経路が形成される。

半導体基板を検査するための他の光イメージングシステムは、高スループットを実現するために、「スポット・グリッド・アレイ」を用いる。それらのシステムにおいて、イメージャは、一般に、レンズから構成される二次元の周期的なアレイを含み、各レンズは、像面上の、検査すべき基板等の対物面内のスポットを画像化して、該像面上の対物面からのスポットから構成される二次元の周期的なアレイを画像化する。対をなす像面内には、各々が、上記対物面内のスポットからの信号を集める読出し素子から構成される二次元の周期的なアレイと共に、ＣＣＤ等のセンサが設けられている。機械的システムは、上記基板が、上記スポットのアレイ全域にわたって走査方向（ｙ方向）に移動された場合に、該スポットが、構造上のクロススキャン方向（ｘ方向）に間隔を残さない経路をたどるように、該基板を移動させる。従って、非常に大きなＦＯＶの画像化は、各々が、複雑で大きなＦＯＶ光学系ではなく、むしろ最小限のＦＯＶを有する光学素子から構成されるアレイを用いることによってなされる。スポット・グリッド・アレイを用いる光イメージング装置は、Ｋｒａｎｔｚに対する米国特許第６，２４８，９８８号明細書、Ｊｏｈｎｓｏｎに対する同第６，１３３，９８６号明細書、Ｗａｋａｉに対する同第５，６５９，４２０号明細書及びＫｕｓｎｏｓｅに対する同第６，０４３，９３２号明細書に記載されている。

スポット・グリッド・アレイ・コンセプトのそれらのおよび他の従来の実施には、ある限界がある。全機械的ステージ走査を伴うハイエンドな検査に要する非常に高いデータレートを達成するには、大きなアレイを必要とする。例えば、１００ｎｍ画素及び３２×３２レンズアレイを用いた１０ギガピクセル／秒のデータレートは、１００ｎｍ×（１０×１０^９）／（３２×３２）ｍ／秒のステージ速度を要するが、これは、ステージの回転時間、動作精度の所要量及びステージの複雑性及びコストにより、非実用的である。より妥当なステージ速度に対して必要な速度を低減するには、より大きなアレイが必要である。例えば、３２０×３２０アレイは、１０ｍｍ／秒のステージ速度を要し、これは、非常に妥当な速度である。また、該フレームレートは、３２×３２アレイの場合の１０ＭＨｚに対して、１００ＫＨｚに低減されることになる。より低いデータレートは、Ｑスイッチレーザのパルスレート（例えば、数十ＫＨｚ）と両立でき、それにより、短波長に対して高効率の周波数変換及び高分解能イメージングが可能になる。多少大きなアレイ（例えば、１０００×１０００）を使用することにより、上記フレームレート（パルスレート）の所要量は、更に（１０ＫＨｚに）低減され、（１５７ｎｍＦ２レーザのような）エキシマレーザの使用が可能になり、それに伴ってより緻密な分解能も可能になる。

しかし、ステージの振動、相対的に制限される焦点性能、イメージング線形性、絶縁層干渉、限定された欠陥検出能力及び分類能力等のいくつかの重要な問題が、大きなアレイに対する従来技術の使用を妨げる。これらの問題の各々について、以下に説明する。

ステージの機械的振動の大きさは、隣接する画素間を通過した時間と共に増加する。この時間は、上記アレイの列の数を掛けたフレームレートの逆数に等しい。上述した１０ＧＰＳ及び３２０×３２０アレイモデルの場合、上記時間は、３２×３２アレイの場合の３マイクロ秒に対して、３ミリ秒である。イメージ処理は、該イメージの一部を損なって、それにより精度を落とす可能性があるため、それらの振動を補正するのに使用することができない。電子イメージングシステムは、上記機械的ステージが真空中で移動する場合、ステージの機械的振動の影響をかなり受けやすいことに注意すべきである。

従来のスポット・グリッド・アレイの実施に関する別の限定は、共焦イメージングを用いた検査が、大きな開口数の短波長光学系を用いた高スキャンレートにおいて実現するのが困難である、非常に精密な焦点制御を要するということから生じる。この問題を克服するためには、同時マルチハイト共焦イメージングが必要である。しかし、上記従来技術に記載されているように、いくつかの高さのスライスイメージを連続して取得することは、１フレームレビューモードと両立できるが、検査システムの連続動の所要量とは両立できない。

従来技術における大きなアレイに対する他の限定は、レンズアレイ、イメージング光学系及び検出器アレイに対する線形性の所要量である。スポット・グリッド・アレイ・システムから良好な結果を得るには、マイクロレンズアレイの場合及び縮小光学素子の場合に、該光学系の線形性に対する精密な公差が重要である。光スポットは、非常に正確な該スポット間の距離で、正確に直線状グリッド上に配置しなければならない。このような極度の線形性は、困難であり、且つ実施するのにコストがかかる。

従来技術の別の限定は、高速検査のための十分な出力密度を実施するためにコヒーレントレーザ源を用いる必要性があることである。多くの検査基板は、透明または半透明の絶縁層で覆われており、それにより、該絶縁層の表面間で干渉現象が生じる。それらの層の厚さは、ウェーハ内において変化するため、該絶縁層の上部及び底部からのコヒーレント光の反射の位相が変化する。また、上記干渉は、構造上のももあるいは非構造上のものとすることができる。それらの干渉現象は、欠陥または不規則なものがないにもかかわらず、反射出力の変動を引き起こし、欠陥検出の精度を制限し、それにより、上記システムの真の欠陥を識別する能力を限定する。

従来のスポット・グリッド・アレイ技術の他の制限は、対象物の単一の角張った部分からの光信号の収集の結果として生じる、限定された欠陥検出能力及び分類能力から生じる。その結果として、欠陥検出及び分析は、一度よりも多い検査を要することになり、それに伴って、高信頼度の検出及び欠陥の分類のために処理し、且つ収集する必要があるデータの量は劇的に増加する。

製造コストを低減し、且つ製造スループットを向上させる、大きなＦＯＶを有する、低コストで、精密で、高速のイメージングシステムに対する要求がある。

発明の概要

本発明は、ステージの振動を補正する、高データレートのスポット・グリッド・アレイ・イメージングシステムを提供する。

また、本発明は、連続的な列におけるレンズアレイのレンズのカバレージ領域間での重なりが小さい、高データレートのスポット・グリッド・アレイ・イメージングシステムを提供し、それによって従来のシステムの厳しい線形性の所要量を克服し、費用に対して効果の高いマイクロレンズ・アレイの利用を可能にする。

更に、本発明は、イメージングシステムのスループットを低下させることなく、絶縁層干渉を克服する、広帯域照明及び広い照明スポットの使用を可能にする。

また、本発明は、いくつかの方向から基板上に形成されたスポットからの反射光を同時に集めることを可能にし、それにより、イメージングシステムの欠陥分類能力及び欠陥検出能力を向上させる。

更に、本発明は、検査基板より一定距離以上からのデータの同時収集を可能にし、それにより、基板を上下に機械的に動かす代わりに、複数のデータセットから、１つまたはそれ以上の関連性のあるデータセットを選択できるようにする。

本発明の他の特徴は、その一部は以下の説明に記載され、また一部は、以下に述べることを検証したときに当業者に対して明らかになり、あるいは、本発明の実施によって知ることができる。本発明の効果は、添付クレームに詳しく示したように実現し、且つ得ることができる。

本発明によれば、上述の及び他の特徴は、レンズから構成される二次元の周期的なアレイを有し、各レンズが、像面上の、検査すべき基板等の対物面内のスポットを画像化して、該像面上の対物面からのスポットから構成される二次元の周期的なアレイを画像化するイメージングシステムによって、ある程度実現される。対をなす像面内には、各々が、上記対物面内のスポットからの信号を集める読出し素子から構成される二次元の周期的なアレイと共に、センサが設けられている。機械的システムは、上記基板が、上記スポットのアレイ全域にわたって走査方向に移動された場合に、該スポットが、構造上のクロススキャン方向に間隔を残さない経路をたどるように、該基板を、スポットから構成されるアレイの軸とほぼ平行な方向に移動させる。移動するステージの物理的不正確さを補正するために、補正器が設けられている。

本発明の更なる特徴は、当業者には、本発明の好ましい実施形態のみが、本発明を実行するために意図された最良の態様の単に説明として示し、且つ記載した、以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。十分に理解されるように、本発明は、他の異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの項目は、すべて本発明から逸脱することなく、様々な明白な点において変更が可能である。それに応じて、図面及び説明は、本質的に例証として、且つ限定的なものではないと考えるべきである。

発明の説明

添付図面について説明するが、同じ参照数字意味を有する構成要素は、全図にわたって同様の構成要素を表わす。

次に、本発明の実施形態を、図１ａ及び図２を参照して説明する。図１ａに示すように、光源１００等の発光源、例えば、少なくとも１つのレーザ、ダイオードまたはランプは、光ビームを生成する。従来のコリメータ等の照明光学系１１０は、該ビームを平行化して所望の幅にする。平行化光学系１１０は、上記光が、上記ビームをイメージング経路に反射させる偏光を伴う偏光ビームスプリッタ１２０に到達することを保障する偏光要素を含んでもよい。四分の一波長板１３０は、照明光の偏光を９０度回転させるのに使用される。平行化された光は、レンズアレイ１４０に衝突し、そこで個々の要素によって、半導体基板等の画像化すべき対象物１６０上の分散したスポット１５０から構成されるアレイに焦点を合わせられる。レンズアレイ１４０の各要素は、マイクロレンズ等の個々のレンズ、あるいは多数のレンズ要素とすることができる。基板１６０から反射した光は、レンズアレイ１４０及び四分の一波長板１３０を通って向け直されて、９０度回転した偏光または照明ビームに対して半波長で偏光ビームスプリッタ１２０に到達する。その結果、該光は、偏光ビームスプリッタ１２０を通過する。光テレスコープ１７０は、各ＣＣＤ画素が、基板１６０上の１つのスポットを見るように、レンズアレイ１４０に対応するＣＣＤアレイ等の二次元検出器アレイ１８０上の（レンズアレイ１４０と同じ面とすることができる）レンズアレイ１４０の裏瞳面を画像化する。検出器アレイ１８０からの信号は、データ収集部１９０によって読み出され、該データ収集部は、該信号を画像処理ユニット１９１および／または画像表示ユニット１９２へ転送するのに用いることができる。テレスコープ１７０は、中間像面に配設することができ、そこでは、スポットアレイ１５０から反射した光が、レンズアレイ１４０とほぼ同じサイズの中間像を形成して、該光が検出器アレイ１８０に到達する前に該中間像を縮小する。

基板１６０は、スポット１５０から構成されるアレイの軸ｙ’のうちの一つとほぼ平行である方向におけるｙ方向に移動する機械的ステージ１６５上に移送される。平行からのずれは、基板１６０が、走査方向ｙに、上記スポットアレイの長さＬとほぼ同じ距離移動したときに、該スポットが、機械的クロススキャン方向（ｘ方向）に隙間を残さない経路をたどるようになっている。

標準的なレンズ、あるいは、屈折性または回折性のマイクロレンズ等の、いくつかのタイプのレンズをレンズアレイ１４０に使用することができる。比較的低い開口数及び大きなＦＯＶの場合、プラスチック製の回折要素を使用することができる。これにより、数十ｃｍにわたるＦＯＶが可能になる。高開口数用途の場合、（一般に、数十ミクロンにわたる）マイクロレンズアレイを使用することができる。回折レンズを要素を使用した場合、該レンズアレイは、該回折要素によって生成される高い散乱次数を切り捨てる開口アレイ（例えば、ピンホールアレイ）を更に含むことが可能である。回折レンズは、本発明を実施するために、約１３ｎｍの極紫外線（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ；ＥＵＶ）等の短波長の光に関連して使用する場合に特に適している。

また、本願明細書において、例えばレンズアレイ１４０と呼ぶマイクロレンズアレイは、従来の光学技術により、レンズから構成される単一のアレイ、または直列に配列された多数のアレイとすることができるため、異なるアレイからの個々のレンズ要素の光路は、複合レンズを形成する。このような構成は、単一のレンズから構成されるアレイによって得ることができる開口数よりも高い開口数を有する複合レンズから構成されるアレイを結果として生じる。このような複合マイクロレンズは、個々のレンズアレイを積層することにより物理的に組立てることができ、あるいは、例えば、既知のＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）製造技術によって製造することができる。

図２は、基板（対象物）面内のスポットアレイ１５０を概略的に示す。単純化のため、図２は、幅８（ａ〜ｈ）、奥行き６（１〜６）のスポットから構成されるアレイを示す。本発明を実施する場合、該アレイは、通常、少なくとも数百のレンズ要素を備え、対応する数のスポットを生じる。連続する線におけるレンズのレンズ中心間の機械的クロススキャンｘ方向におけるずれは、ｘ方向における画素サイズを決める（例えば、第１のラインｅ１のｅ番目のレンズと第２のラインｅ２のｅ番目のレンズとの間の距離のｘ軸上の突出ｐ_ｘ）。該画素サイズは、どのくらいの緻密さで基板１６０がサンプリングされるかを反映する。基板１６０の連続的なカバレージを得るために、列の最後のレンズｄ６は、隣接する列（ｃ１）の最初のレンズの接線からクロススキャンｘ方向に、１画素以下外れた経路をたどらなければならない。機械的走査ｙ方向ｐ_ｙ（図示せず）における画素サイズは、上記検出器の２つの連続するサンプリング間の所定のスポットのスポット中心間を横断する距離、すなわち、時刻０（「ｆ４ｔ０」）におけるスポットｆ４と１サンプリング間隔後（「ｆ４ｔ１」）の同じスポットとの間の距離によって決まる。この距離は、ステージ速度とサンプリング間隔を掛けることによって決まる。

基板の動きは、ニューヨークのアノラッド社（Ａｎｏｒａｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能なリニアモータ及びエアベアリングを備える従来の干渉計制御ステージから得ることができるような正確、且つ線形の動きを保障する手段によって実現できる。上記ステージの機械的振動によって生じるような残りの不正確さを補正するために、上記スポットアレイを移動させ、且つ上記基板の誤配置を補正する光学要素を制御するサーボ１７５を含ませることができる。図１ａの実施形態において、可動光学要素は、レンズアレイ１４０それ自体であってもよい。本発明の別の実施形態においては、レンズアレイ１４０の裏瞳に対する入射角は、可動ミラー、光照明経路および／または集光路内の電子光学または音響光学要素から構成される手段によって変更することができる。

スポット１５０の焦点を基板１６０上に合わせることを保障するために、補正する必要があるフォーカスエラーが、例えば、その全開示が参照として本願明細書に組み込まれる、米国特許第６，１２４，９２４号明細書に開示されているような従来の方法を用いて測定される。そして、補正は、基板１６０をｚ方向（例えば、レンズアレイ１４０に対して上方または下方）に移動させることにより、レンズアレイ１４０を移動させることにより、あるいは、補正するために移動される他の光学要素（図示せず）により実施される。基板１６０が平坦ではない場合、レンズアレイ１４０または他の光学要素は、該基板の局所的な（例えば、ＦＯＶ内の）傾斜を補正するために傾けることができる。

図１ａに示す本発明の実施形態においては、平行化した、部分的に平行化した、あるいは平行化しない照明源１００を使用することができる。照明源１００が平行化されている本発明の実施形態においては、レンズアレイ１４０は、焦点が合わせられたスポット１５０から構成されるアレイを形成するために、基板１６０から１焦点距離離れて配置される。レンズアレイ１４０のレンズ要素が、無視できる軸上収差を有する場合には、回折が限定されたスポット１５０が得られる。この場合、集光光学系（参照番号１２０、１３０、１４０、１７０）の役割は、アレイ１４０の個々のレンズのサイズによって決まる分解能所要量によって、レンズアレイ１４０の裏瞳を検出器アレイ１８０上に画像化することである。該レンズのサイズは、レンズアレイ１４０を形成するのにマイクロレンズを使用した場合、一般に、数十ミクロンから数ｍｍの範囲であり、また、スポット１５０のサイズは、１０分の１ミクロンから数十ミクロンの範囲であるため、レンズアレイ１４０の裏瞳を画像化するための必要条件は、ＦＯＶ全体を画像化する必要条件よりもはるかに単純である。この場合の分解能は、上記照明によって得られるため、照明源１００は、十分な輝度を与えるレーザ光源である必要がある。本発明のこの実施形態は、本質的に、唯一の走査要素が機械的ステージ１６５であるレーザ走査顕微鏡である。ピンホール１７１が、テレスコープ１７０の焦点に挿入されて、照明源１００と位置合わせされた場合には、テレスコープ１７０は、共焦顕微鏡になる。

部分的に平行化された、あるいは平行化されていない照明源１００が使用される本発明の実施形態においては、アレイ１５０のスポット１５０は、回折が限定されていない。この場合、ピンホール１７１を、テレスコープ１７０の焦点に配置することにより、回折が限定されたスポットの画像化が保障される。本発明のこの実施形態は、本質的に、各々が、基板１６０の連続するカバレージを形成するのに使用されるステージ１６５の動きによって１つのスポットを画像化するイメージング顕微鏡から構成されるアレイである。

本発明の他の実施形態においては、偏光ビームスプリッタ１２０の代わりに、一般的なビームスプリッタが使用される。従って、四分の一波長板１３０は必要ない。

図１ｄに示す本発明の別の実施形態においては、照明経路は、レンズアレイ１４０を通過せずに、別の経路を通って基板１６０に到達する。該経路は、ＦＯＶの全領域の照明であってもよく、あるいは、レンズアレイ１４０ａまたはスポット１５０から構成されるアレイのみを照明するように示してある同等の回折光学要素を含んでもよい。

図１ｊ〜図１ｌに示す本発明の別の実施形態においては、アレイ１４０のレンズの裏瞳は、上記照明経路及び集光経路に対して同一ではない。この違いは、上記照明経路または集光経路のいずれか一方、あるいはその両方に開口を設けることにより実現される。例えば、上記照明経路内の瞳の中心を遮って、それらの中心のみを上記集光経路に通すことができるようにすることにより、暗視野顕微鏡が得られる。この各レンズの中心を遮ることにより、より高い分解能が可能になる。そのコストは、かなりかかるが、大きなレンズアレイ（例えば、３２×３２に対して３２０×３２０）を使用した場合には、適応させることができる。

次に図１ｊについて説明すると、図１ａの照明光学系１１０とビームスプリッタ１２０との間の照明経路に平面１１５を設けることにより、本発明のこの実施形態による暗視野顕微鏡が得られる。図１ｋに示すように、平面１１５は、レンズアレイ１４０に対応する個々の円形開口１１５ａの中心の光を遮る暗い円１１５ｂを有し、それによりリング状開口を形成する。図１ｊ及び図１ｌに示すような別の平面１２５は、ビームスプリッタ１２０とテレスコープ１７０との間に配設され、平面１１５を逆にしたものであり、例えば、各要素１２５ａの中心１２５ｂは、透過性であり、残りの部分は不透明であり、中心円形開口を形成する。あるいは、平面１１５及び１２５は、入れ替えることができ（例えば、上記照明経路内の中心円形開口と上記集光経路内のリング状開口）、それにもかかわらず、本発明のこの実施形態の暗視野顕微鏡は、結果として生じる。

高分解能イメージングの場合、大きな開口数、例えば、０．８程度を有するレンズを使用してスポットアレイ１５０を形成することが望ましい。しかし、マイクロレンズは、一般的に、約０．４以下の開口数を有する。図１ｂに示す本発明の更に別の実施形態においては、低い開口数（例えば、約０．１）を有する安くて容易に入手できるマイクロレンズを使用したマイクロレンズアレイ１４０ａは、中間平面ＩＰに、スポットから構成される比較的大きなアレイを形成するのに使用され、該アレイは、後に、所望のスポットアレイサイズに縮小され、（「リレー光学システム」または「リレー光学系」と呼ばれる）従来の光学系１４５によって基板１６０上に投影される。この実施形態は、安いマイクロレンズの使用を可能にし、それにより上記イメージングシステムのコストが低減される。

マイクロレンズ技術を用いることにより、上記基板にかなり近接した（一般に、数十ミクロンまたはそれ以下）比較的平坦な光学面が形成される。再び図１ａを参照すると、本発明の一実施形態において、レンズアレイ１４０と基板１６０との間の間隔は、最適化された屈折率、例えば、分解能の向上をもたらす、空気（ｎ＞１）の屈折率よりも大きな屈折率を有する液体で充たされている。大きな開口数及び大きなＦＯＶレンズは、かなりの液状媒体を要する大きな湾曲を有することになるが、レンズから構成されるアレイを使用すると、かなり少ない量の液体にすることが可能である。本発明の実施形態は、光波長を有効に短くする液浸顕微鏡法の効果を実現でき、より高い分解能限界が得られる。大きなＦＯＶ液浸顕微鏡法の別の効果は、例えば、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）において乾燥される前に、液状環境内で処理される基板の検査を行う能力である。

図１ｃに示す本発明の代替の実施形態においては、各レーザが、別々に制御されるレンズから構成されるレーザアレイ１００ａは、スポットアレイを基板１６０上に形成する光源として使用される。レーザアレイ１００ａは、コロラドのバンドギャップエンジニアリングから入手可能な、面発光型半導体レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒｓ；ＶＣＳＥＬｓ）から構成されるアレイを備えることができる。ＶＣＳＥＬは、チップの上部から垂直に光を放射する半導体レーザである。レーザアレイ１００ａからの光は、レンズ１２０ａを通過して基板１６０を照明する。ビームスプリッタ１２０ａは、基板１６０から反射した光の共役面内に設けられているため、レーザアレイ１００ａからの光は、該共役面を通過し、基板１６０からの反射光は、図１ｃに示すように、検出器アレイ１８０に向けられる。そのため、本発明のこの実施形態においては、レンズアレイは必要ない。

この方法は、光電子顕微鏡法（ｐｈｏｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ_ｙ；ＰＥＥＭ）と互換性がある。ＰＥＥＭ実施において、上記システムは、スポットを基板上に（例えば、スポット１５０を基板１６０上に）照明し、放射した電子を集めて、光子（光）イメージングではなく電子イメージングを実行する。そのため、検出器アレイ１８０は、ＣＣＤ検出器アレイに結合されたマルチチャンネルプレート（ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ ｐｌａｔｅ；ＭＣＰ）、あるいはＣＣＤまたはＭＣＰに結合されたシンチレータ等の光電子放出を検出する従来のセンサを備える。良好に分離したスポットを用いた本発明の個別スポット照明を用いると、分散したスポット間のクロストークを防ぐために十分な分解能を与えることを必要とするだけの、電子イメージングシステムのための低分解能所要量を伴う高分解能ＰＥＥＭが可能になる。

また、本発明は、連続的なステージ動作を伴う高速、且つ高効率の共焦イメージングを可能にする。本発明の別の実施形態においては、所望サイズのピンホール構成され、且つ上記マイクロレンズアレイに対応する間隔を有するアレイが、共役像面に配設され、該ピンホールが、個々のスポット要素と同心になるように調節される。次に図１ｅについて説明すると、マイクロレンズアレイ１４１は、共役像面１４１ａを生成する焦点合わせ光学系として使用され、ピンホールアレイ１４２は、レンズアレイから構成されるマイクロレンズ１４１と同心の共役像面１４１ａに配設される。この技術は、上記照明経路内にピンホールがなく、且つ全ての光源輝度が使用されるので、従来の共焦イメージングシステムに勝って有利である。また、この技術は、レーザ及び白光照明と互換性がある。更に、マイクロレンズアレイ１４１の要素は、安い回折マイクロレンズとすることができ、ピンホールアレイ１４２のピンホールは、該回折マイクロレンズによって生成された中心スポットのみを、検出器アレイ１８０へ通すと共に、好ましくない側波帯を遮ることができるような大きさとすることができる。

図１ｆに示す本発明の他の実施形態においては、レンズアレイ１４０の裏瞳の共役面を分割するために、１つまたはそれ以上の従来のビームスプリット要素２１０が、上記集光経路に挿入されている。レンズアレイ１４０と同様のマイクロレンズアレイ等の焦点合わせ光学系２２０ａ〜ｃは、複数の共役像面２２１ａ〜ｃを形成するために、各共役瞳面に対して挿入されている。各共役像面２２１ａ〜ｃに対して、ピンホールアレイ２３０ａ〜ｃは、最良の収束面に対して異なる横方向のずれを伴って配置され、すなわち、レンズアレイ２２０ａとピンホールアレイ２３０ｂとの間の距離ｄ１は、レンズアレイ２２０ｂとピンホールアレイ２３０ｂとの間の距離ｄ２とは異なり、また、レンズアレイ２２０ｃとピンホールアレイ２３０ｃとの間の距離ｄ３は、距離ｄ１又はｄ２とは異なっている。イメージングアレイ（ＣＣＤ）１８０ａ〜ｃを各ピンホールアレイ２３０ａ〜ｃの後に配置することにより、それぞれが、基板１６０上の異なる高さのスライスから構成される複数のイメージが同時に生成される。このようにして、複数のイメージングアレイ１８０ａ〜ｃを、基板１６０上の同じスポットを異なる高さから同時に検査するのに使用することができる。複数のアレイ１８０ａ〜ｃからのデータは、再サンプリングして、最良の収束面のイメージを生成することができる。例えば、アレイ１８０ａ〜ｃの各々からの、基板１６０の表面上の所定の画素に対するグレーレベル情報は、不完全な焦点トラッキングを補正する信号プロセッサ２４０によって処理することができる。

本発明のまた別の実施形態においては、上記基板上に形成されたスポットからの反射光は、いくつかの方向から同時に集められる。このマルチ・パースペクティブ・イメージング技術は、ある種の欠陥は、特有の既知の方向に光を反射するため、高い精度で実行すべき欠陥検出及び欠陥分類を可能にする。すなわち、上記基板に対する特定の角度での反射光の有無は、特定の種類の欠陥の存在を判断するのに用いることができる。

本発明の実施形態のマルチ・パースペクティブ・イメージングは、マイクロレンズアレイ３４０ａ、３４０ｂ等のいくつかの光学システム及び関連する検出器アレイ３８０ａ、３８０ｂを、図１ｇに示すように、基板１６０に対して異なる角度で配置することによって実現することができる。レンズアレイ３４０ａ、３４０ｂの代わりに、スポット１５０の分散の分解能で、基板１６０の全視野を画像化できる従来の光学システムを使用することができる。あるいは、図１ｈに示すように、例えば、レンズ１０２０間の空間に、回折要素１０１０を備える単一のレンズアレイ１０４０が設けられる。回折要素１０１０は、図１ｉに示すように、基板１６０から異なる角度で散乱した光を、検出器アレイ１８０の特定の領域、またはいくつかの検出器アレイ１８０、１０８０ａ、１０８０ｂのいずれかへそらす。

図１ａ及び図２の実施形態において、連続するラインにおけるレンズのレンズ中心間の機械的なクロススキャンｘ方向のずれは、該ｘ方向の画素サイズを決める（例えば、第１のラインｅ１のｅ番目のレンズと第２のラインｅ２のｅ番目のレンズとの間の距離のｘ軸上の突出ｐ_ｘ）。また、ある列（ｄ６）における最後のスポットは、隣接する列（ｃ１）における最初のレンズによって形成されたスポットの経路から１つのクロススキャン画素（ｐ_ｘ）だけ離れて通過する。そのため、レンズ列またはレンズピッチ間の距離は、アレイ（ｎ_ｒ）におけるレンズ行の数を決める。

本発明の代替の実施形態においては、多数の行（ｎ_ｒ）が使用され、該アレイは、連続する行の経路間のｘ軸方向の間隔が、画素サイズのｆ分の一（ｐ_ｘ／ｆ）になるように傾斜される。基板速度は、該基板が、ｙ軸方向に、単一の画素（ｐ_ｘ／ｆ）よりも大きい係数ｆで横切るように選定される。次に図３ａについて説明すると、単純な走査パターンが示されており、レンズｂｌ_１によって生成された所定の画素の場合、下付き文字はピリオドを示し、上部に隣接するｙはｂ１_２であり、左に隣接するｘはｂ３_ｎであり、但し、ｎ＝ｓ／ｐ_ｙ（矩形状アレイを形成するには、ｓ／ｐ_ｙは整数である必要がある）。しかし、図３ｂにおいては、インターレース走査パターンが形成されている（単純化のため、ｆ＝２が示されている）。この場合、ｂｌ_１及びｂ１_２は、２ｐ_ｙの距離だけ離れており、ｂｌ_１に対して隣接する画素は、ｂ２n及びｎ＝ｓ／２ｐ_ｙになる。ｂ１_２は、ｂｌ_１に対して１／ｆの傾斜でずれることになる。そのため、大きなｆの場合、上記間隔は、主にｙ方向になる。その結果は、両軸方向の周期的構造のずれのインターリービングによって実現される、上記基板の連続的カバレージである。

本発明のこの実施形態のインターリービングの効果は、所定のＦＯＶ内に多数の個々のスポットがあることである。従って、同じ画素レート所要量の場合、アレイ読み出しレート（「フレームレート」）は、該アレイ内にはより多くの要素があるため、低くすることができる。この実施形態を実施する場合には、上記機械的ステージの動きの線形性に対する精密な公差及び間にはさむレンズの間隔に対する精密な公差が必要である。更に、上記光源は、連続波（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅｓ；ＣＷ）というよりも、短いパルスの形態でなければならない。

本発明のスポット・アレイ・コンセプトを実施した場合に、良好な結果を得るには、上記マイクロレンズアレイの場合及び縮小光学要素の場合にしても、該光学系の線形性に対する精密な公差が重要である。光スポットは、非常に精密なスポット間の間隔を有する精密な直線で囲まれたグリッド上に配置しなければならない。例えば、１０００行のグリッドがある場合、列ｎの１０００行目のスポットは、列ｎ−１の最初の行のスポットによって見られた位置の近傍を正確に通らなければならない。所望の精度を１画素の十分の一と仮定すると、これは、ＦＯＶの長さの全域で１画素の十分の一の線形性を意味する。レンズピッチが１００画素に等しい場合、線形性所要量は、それに伴って１：１０^６になる（１０００行×１００画素ピッチ／０．１画素公差＝１０^６）。極度の精度に対するこの所要量は、機械的振動がある場合には問題を含む。

本発明の別の実施形態においては、この厳密な線形性所要量は、連続する列におけるレンズのカバレージ領域間に小さな重なり部を形成することによって取り除かれ、それにより、該システム上の機械的振動の有害な影響が低減される。このことは、レンズの追加的な行を設けることにより、例えば、図２のスポットアレイに、行「７」及び「８」を追加することによって実現される。更に、アプライドマテリアルズ社のＷＦ−７３６等の大抵の自動検査システムにおいては、基板走査方向に沿った２つの位置の間で画像比較が行われる。この実施形態の画素の追加的な行は、個々の列によって生成された画素が、同じ列によって生成された画素と比較されることを可能にする。また、画像処理アルゴリズムは、一般に、所定の画素の隣に対する演算を要する。列間の重なり（例えば、画素の追加的な行）は、好ましくは、アルゴリズムのために使用される隣接する画素が、全て同じ列からのものであることを保障するために、「予備の」画素（通常、１〜５画素）を形成するのに十分なものである。このように、スポットｄ６は、ｃ１等の遠くのスポットと比較する必要はない。この実施形態は、本質的に、各列のレンズを個々のデータ経路に形成する。また、モジュール化した画像処理アプローチと両立でき、例えば、各列は、個別の画像処理モジュールに供給する。このようなモジュール化したアプローチは、処理を単純化し、且つ高速化する。

本発明の実施形態においては、上記線形性所要量は、互いに近傍を通過する個々の列の行間の間隔まで低減される。非インターレースの基本アプローチにおいては、この間隔は、１レンズピッチである。上述した場合においては、これは、１：１０００の線形性所要量である（１００画素ピッチ／０．１画素公差）。インターレースを用いた場合（図３ｂ参照）、該線形性所要量には、インターレース係数が掛けられて、１０のインターレース係数に対して１：１０，０００になる。

上述したように、従来技術の限界は、高速検査のための十分な出力密度を実現するために、コヒーレントレーザ源によって作動する必要があるということである。ほとんどの検査基板は、透明または半透明の絶縁層によって被覆されており、それによって該絶縁層の表面間で干渉現象が引き起こされる。それらの層の厚さは、ウェーハの全域で変化するので、各絶縁層の上部及び底部からの反射の位相が変化し、その結果生じる干渉は、構造上のものあるいは非構造的なものになる可能性がある。このことは、欠陥または不整がないにもかかわらず、反射出力の変化を引き起こし、それによって真の欠陥を認識する該システムの能力を制限する。このレーザ源の限界を克服するために、いくつかの従来の検査システムは、広帯域ランプ照明を使用したが、該照明は、構造上及び非構造的な干渉の影響を平均化させ、反射密度の、絶縁層の厚さの変動に対する依存性を少なくする。

しかし、ランプ光源は、レーザの輝度を有しておらず、この事実は、該ランプ光源からの光が、上記レンズアレイに達する前に集められた場合に問題を生じる。該光を該レンズアレイで集めれば集めるほど、使用可能な出力は低くなる。低い出力は、妥当な信号対雑音比を達成するために、比較的長い調整時間を要し、それにより該システムのスループットを限定する。一方、光が集められなければ、レンズは、回折が限定されたスポットに光を合わせない。大きな照明スポットは、該システムの分解能を劣化させ、あるいはピンホールアレイ等の集光光学系に手段を要し、大きな光スポットの一部を遮断して、長い調整時間を要する弱い信号を生じて、スループットを低下させることになる。すなわち、従来の広帯域ランプ照明技術は、適切な性能をスポット・グリッド・アレイ検査システムに与えない。

図４は、従来の広帯域照明システムに関する上述した限界を克服する、本発明の一実施形態を示す。この実施形態においては、基板の十分な照明を可能にする、ランプ光源から部分的に集められた広帯域光が使用され、回折限界よりも大きい照明スポットＳが形成される。図４に示すイメージングＣＣＤアレイ５００は、該システムが要求する分解能に対応する画素サイズで構成されている。従って、各照明スポットＳは、一度に１つ以上の画素５１０上に投影される。

上記基板が、この実施形態のレンズアレイ５００の下を（例えば、ｙ軸に沿って）移動すると、該基板の位置が照明スポットＳの異なる部分によって照明されたときに、同じ該基板の位置が、検出器アレイ５００の対応する画素５１０によって画像化される。画素５１０から構成される行からの信号は、該基板の動きと同期して加えられ、それに伴って照明スポットＳの異なる部分によって生成された信号と共に加えられる。本発明の実施形態は、従来のＣＣＤアレイ上の電荷転送により、あるいは、検出器アレイチップ上でのまたは該チップ上ではない公知のアナログまたはディジタル技術により実施することができる。

更に、後段のレンズによって生成され、且つ検出器アレイ５００の他の画素５１０上に集められた、上記基板上の同じ位置に対応する信号も、直前のレンズからの信号に加えることができる。図４に示す実施例は、１つのレンズのスポットに対して１０の連続する行からの画素の集積と、１０のレンズの集積とを示し、全体で１００画素の集積を示す。上記照明源の有効な輝度のこの１００倍の改良は、上述した干渉問題を克服するために、レーザではなくランプ光源の使用を可能にすると共に、適切なスループットを実現できる。

この実施形態の検出器アレイは、均一なグリッドとすることができる。この場合、その一部のみが使用されることになる。あるいは、該アレイは、電子部品を支持するために使用することができる領域によって分離された、各レンズのための高密度のアレイで構成することができる。図４に示した実施例の場合、１００×１００画素に等しいピッチを有する、各レンズのための１０×１０画素のサブアレイ５２０がある。検出器アレイ５００は、完全な基板カバレージ及び所定の領域を照明する連続するレンズからの信号の集積を保障するために、直前に述べた実施形態におけるのと同じ角度で傾斜している。広帯域照明の使用は、本発明のこの実施形態と同様に、非回折レンズ要素の焦点長は、波長に依存して線形性であるため、回折性及び非回折性レンズ要素の使用を要する。

図５に示す本発明の別の実施形態においては、同じウェーハからの２つの同一のダイのような２つの対応する基板６４０ａ、６４０ｂが、可動ステージ６５０上に配置され、一方のダイは、他方のダイの検査のためのリファレンスとして使用される。上述した照明源のうちのいずれか一つとすることができる発光源６００は、基板６４０ａ、６４０ｂ上のスポットから構成される同一のアレイを照射するために、必要に応じて照明光学系６１０及びビームスプリッタ６２０ａ、６２０ｂを通って、レンズアレイ６３０ａ、６３０ｂ上に当たる光を生成する。レンズアレイ６３０ａ、６３０ｂは、上述したアレイのうちのいずれかとすることができる。

基板６４０ａ、６４０ｂからの信号は、検出器アレイ６６０ａ、６６０ｂによって集められ、その結果として生じる画像がプロセッサ６７０によって比較されて、基板６４０ａ、６４０ｂの一方に欠陥があるか否かが判断される。例えば、２つの画像の対応する画素のグレーレベルが比較され、それらが、所定のしきい値量以上異なる場合には、プロセッサ６７０は、その画素位置に欠陥があると判断する。本発明の直前の実施形態と同様に、可動ステージ６５０は、実質的に、各基板６４０ａ、６４０ｂの全面が照射され、且つ画像化されるように移動する。しかし、本発明のこの実施形態の効果は、両基板６４０ａ、６４０ｂが、ステージ６５０の同じ振動をうけるため、その振動の不必要な影響に関連性がなく、且つ本願明細書に記載した他の実施形態と同様に、補正する必要がないということである。

以下の実施例は、本発明の実施に関連する様々なパラメータの計算を示す。
定義：
ＦＯＶ−基板上の視野（Ｆｉｅｌｄ−ｏｆ−ｖｉｅｗ）（ミクロン）（長方形と仮定する）
Ｄ−基板上のスポット間のピッチ（ミクロン）
ｐ−基板上の画素サイズ（ミクロン）
ｎ_ｙ及びｎ_ｘ−各アレイの行及び列の数
Ｎ−アレイ内のレンズの総数
ＤＲ−データレート所要量（画素／秒／アレイ）
ＦＲ−フレームレート所要量（アレイ読み出し／秒）
Ｖ−ｙ方向のステージ速度（ミクロン／秒）

ＦＯＶ＝Ｄ×ｎ_ｘ，ｎ_ｙ＝Ｄ／ｐであるため、レンズの総数Ｎは、
Ｎ＝ｎ_ｘ×ｎ_ｙ＝（ＦＯＶ／Ｄ）×（Ｄ／ｐ）＝ＦＯＶ／ｐ
によって算出される。

所定のデータレート所要量（ＤＲ）の場合、必要なフレームレート（ＦＲ）及びステージ速度は、
ＦＲ＝ＤＲ／Ｎ＝ＤＲ×ｐ／ＦＯＶおよびＶ＝ＦＲ×ｐ＝ＤＲ×ｐ^２／ＦＯＶ

ＦＯＶ＝１ｍｍ＝１０００ミクロン
ＤＲ＝１０ギガピクセル／秒＝１０^１０ピクセル／秒
Ｐ＝１００ｎｍ＝０．１ミクロン
⇒Ｎ＝１０００／０．１＝１０，０００＝１０^４→１００×１００アレイ；
⇒ＦＲ＝１０^１０／１０^４＝１０^６＝１メガフレーム／秒
⇒Ｖ＝１０^６×０．１ミクロン＝１００ｎｍ／秒
所定の画素サイズの場合、ＦＯＶを増加させることは、アレイ内に多数の画素を得ること、すなわちフレームレート及びステージ速度所要量を低減することの鍵となる（図３ｂに示すようなインターリービングを用いた場合、行の数すなわちアレイ要素は増加し、且つフレームレートは低下するが、ステージ速度所要量は、変化しない）。ダイレクトレンズアレイを基板イメージングに対して用いる本発明の実施形態においては、ＦＯＶは限界ではない。しかし、上記基板上のマイクロレンズアレイを再画像化するのに従来の光学系を用いた場合には、ＦＯＶは問題となる。

画素サイズを１０ｎｍに縮小し、且つＦＯＶが１０ｍｍに増加した場合、アレイスポットの総数は、Ｎ＝１０，０００／０．０１＝１０^６となる。フレームレート（ＦＲ）を１０^６フレーム／秒に保つと、本発明のデータレート（ＤＲ）は、１０^１２画素／秒または１テラピクセル／秒になる。このＤＲにおけるステージ速度（Ｖ）は、１０ｍｍ／秒である。本発明によるこのシステムは、従来のどのシステムよりも３桁速い。当然、このようなシステムは、従来の画像収集及び高データレートを扱うことが可能な画像処理システムを要する。例えば、本発明のこの実施形態によるシステムの分解能は、１３〜１４ｎｍの波長を有するＥＵＶ（超紫外線）光学系によって得ることができる。

本発明は、従来の材料、方法及び装置を用いて実施することができる。従って、そのような材料、装置及び方法の詳細は、本願明細書には詳細に記載していない。上述の説明においては、本発明の完全な理解を可能にするために、特定の材料、構造、化学物質、プロセス等の多くの特定の詳細が記載されている。しかし、本発明は、具体的に記載した詳細にたよることなく実施することができることを認識すべきである。また、本発明を不必要に分かりにくくしないために、公知の処理構造については、詳細に記載していない。

本発明の好ましい実施形態及びその融通性のいくつかの実施例のみが、本開示に示され、且つ記載されている。本発明は、様々な他の組み合わせ及び環境での使用が可能であり、且つ本願明細書に示したような発明のコンセプトの範囲内での変形及び変更が可能であることを理解すべきである。

本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 図１ａ〜１ｌのシステムによって形成された対象物面の表面上のスポットアレイを示す図である。 本発明の実施形態に係るスポットアレイ 本発明の実施形態に係るスポットアレイ。 広帯域の照明システムを用いた、本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。 ２つの基板が同時に画像化される、本発明の実施形態に係るイメージングシステムを概略的に示す図である。

符号の説明

１００…照明源、１１０…照明光学系、１２０…偏光ビームスプリッタ、１３０…四分の一波長板、１４０…レンズアレイ、１５０…スポット、１６０…対象物、１６５…ステージ、１７０…光テレスコープ、１７１…ピンホール、１７５…サーボ、１８０…二次元検出器アレイ、１９０…データ収集部、１９１…画像処理ユニット、１９２…画像表示ユニット

Claims (80)

1. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射する発光源と、
   前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じた信号を集めて、前記対象物表面の照射部分の画像を形成する検出器アレイと、
   前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記対象物を支持し、且つ前記対象物を移動させる可動ステージと、
   前記可動ステージの機械的誤差を補正する補正器と、
   を備えるイメージャ。
2. 前記発光源が、
   光源と、
   前記光源からの光の焦点を、前記対象物の表面上の、前記スポットから構成されるアレイに合わせる、レンズから構成されるアレイとを備える、請求項１に記載のイメージャ。
3. 前記レンズは、マイクロレンズである、請求項２に記載のイメージャ。
4. 前記マイクロレンズは、回折性または非回折性である、請求項３に記載のイメージャ。
5. 前記光源はレーザであり、前記イメージャは、前記光源からのレーザ光を平行化し、前記マイクロレンズアレイを通して指向させて前記対象物表面に当てる照明光学系を備える、請求項３に記載のイメージャ。
6. 前記照明光学系は、平行化したレーザ光を前記マイクロレンズアレイへ向けるビームスプリッタを備え、前記ビームスプリッタは、前記スポットから反射した光が通過して前記検出器に到達できるようにするためのものである、請求項５に記載のイメージャ。
7. 前記照明光学系は、前記平行化したレーザ光を前記マイクロレンズアレイへ向ける偏光ビームスプリッタと、前記レーザ光を偏光させるために前記ビームスプリッタと前記マイクロレンズアレイとの間に設けられた四分の一波長板とを備え、前記ビームスプリッタ及び四分の一波長板は、前記スポットから反射した光が通過して前記検出器に到達できるようにするためのものである、請求項５に記載のイメージャ。
8. 前記スポットから反射した光は、前記レンズアレイのサイズとほぼ等しいサイズを有する中間像を形成し、前記イメージャは、前記レンズアレイと検出器アレイとの間に、前記中間像を縮小するためのテレスコープを備える、請求項２に記載のイメージャ。
9. 前記レンズアレイと対象物との間に、前記スポットから構成されるアレイを縮小するためのリレー光学システムを更に備える、請求項２に記載のイメージャ。
10. 前記可動ステージは、前記対象物が、走査方向に、前記スポットアレイの長さとほぼ等しい距離移動したときに、前記スポットが、機械的クロススキャン方向に、前記対象物表面上のほぼ連続する経路をたどるように、前記スポットアレイの軸からそれる走査方向にほぼ直線状に、前記対象物を移動させるものである、請求項１に記載のイメージャ。
11. 前記検出器アレイは、ＣＣＤを備える、請求項１に記載のイメージャ。
12. 前記光源は、極紫外線範囲の光を供給するものである、請求項２に記載のイメージャ。
13. 前記検出器アレイは、光電子放出を検出するためのものである、請求項２に記載のイメージャ。
14. 前記レンズアレイは二次元であり、前記検出器アレイは、二次元であり、且つ前記レンズアレイに対応している、請求項２に記載のイメージャ。
15. 前記光源は、連続的な光源である、請求項２に記載のイメージャ。
16. 前記光源は、パルス光源である、請求項２に記載のイメージャ。
17. 前記補正器は、前記スポットアレイを移動させて前記機械的誤差を補正するサーボを備える、請求項１に記載のイメージャ。
18. 前記補正器は、前記光源の前記対象物の表面に対する入射角を変化させて、前記可動ステージの機械的誤差を補正する、可動ミラー、電子光学要素及び音響光学要素からなる群から選択される、請求項２に記載のイメージャ。
19. 前記テレスコープは、共焦テレスコープである、請求項８に記載のイメージャ。
20. 前記レンズアレイと対象物との間の隙間に設けられ、且つ充填された、ほぼ最適化された屈折率を有する流体を更に備える、請求項２に記載のイメージャ。
21. 前記マイクロレンズアレイのレンズに対応するピンホールから構成されるアレイを有する部材を更に備え、前記部材は、前記ピンホールが、前記スポットアレイのスポットと同心であるように、前記対象物と検出器アレイとの間の共役像面に設けられている、請求項３に記載のイメージャ。
22. 前記前記共役像面を生成するための、マイクロレンズから構成される第２のアレイを更に備える、請求項２１に記載のイメージャ。
23. 前記マイクロレンズアレイと検出器アレイとの間に設けられて、前記マイクロレンズアレイの裏瞳の共役面を、複数の共役瞳面に分割するビームスプリッタと、
    各瞳面のための共役像面を形成するために、各共役瞳面と関連付けられた焦点光学系と、
    各々の部材が、ピンホールアレイを有し、且つ前記像面のうちの１つと関連付けられており、各々の部材が、異なる横方向のずれを有するように配設されている、複数の部材と、
    各検出器アレイが、前記ピンホールアレイからの光を受光するために、前記部材のうちの１つと関連付けられている複数の検出器アレイであって、前記検出器アレイが、前記対象物の複数の画像を同時に生成するためのものである、複数の検出器アレイと、
    を更に備える、請求項３に記載のイメージャ。
24. 前記可動ステージは、前記スポットが、前記対象物表面の連続的な経路をたどった場合に重なるように、前記対象物を移動させるためのものである、請求項１０に記載のイメージャ。
25. 前記可動ステージは、前記スポットが、前記対象物表面の連続的な経路をたどった場合にインターリーブされるように、前記対象物を移動させるためのものである、請求項２４に記載のイメージャ。
26. 前記スポットアレイは、スポットから構成される複数の行及び列を備え、前記発光源は、前記スポットが、前記対象物表面の連続する経路をたどった場合に、前記列の２つの隣接する列のスポットが重なるように、所定数のスポットの行を照射するためのものである、請求項２４に記載のイメージャ。
27. 前記発光源は、前記対象物面に向けられて前記スポットアレイを形成するレーザから構成されるアレイを備える、請求項１に記載のイメージャ。
28. 前記対象物からの反射光を前記検出器アレイへ向けるビームスプリッタを更に備える、請求項２７に記載のイメージャ。
29. 前記光源からの光の第１の部分が、第１の角度で前記スポットから構成されるアレイから前記検出器アレイへ反射され、前記光源からの光の第２の部分が、前記第１の角度と異なる第２の角度で反射され、前記イメージャが、前記光の第２の部分に対応する信号を集める第２の検出器アレイを更に備える、請求項２に記載のイメージャ。
30. 前記スポットアレイと第２の検出器との間に、第２のレンズアレイを備える、請求項２９に記載のイメージャ。
31. 前記レンズアレイは、前記光の第２の部分を前記第２の検出器アレイへ向ける回折性要素を備える、請求項２９に記載のイメージャ。
32. 前記レンズアレイは、前記スポットアレイに対応するレンズから構成される行及び列を備え、前記可動ステージは、第２の位置において、前記レンズアレイによって照射された前記対象物面上のスポットが、第１の位置において照射された前記対象物面上のスポットに重なるように、前記対象物を前記第１の位置から第２の位置へ移動させるためのものである、請求項２に記載のイメージャ。
33. 前記レンズアレイの各レンズは、複数のレンズを直列に備える、請求項２に記載のイメージャ。
34. 前記対象物の同時に生成された画像を処理して、不完全な焦点合わせを補正するイメージプロセッサを更に備える、請求項２３に記載のイメージャ。
35. 前記マイクロレンズアレイのレンズの中心に対応するマスクから構成されるアレイを有する部材を更に備え、前記部材は、前記マスクが、前記スポットアレイのスポットと同心になるように、前記対象物と検出器アレイとの間の共役像面に設けられている、請求項３に記載のイメージャ。
36. 前記発光源は、前記発光源と、対象物の表面との間の第１の経路を照射するためのものであり、前記検出器アレイは、前記第１の経路と異なる第２の経路に沿って、前記対象物の表面からの信号を集めるためのものである、請求項１に記載のイメージャ。
37. 前記発光源は、
    光源と、
    前記光源からの光の焦点を、前記対象物面上のスポットから構成されるアレイに合わせるための、レンズから構成されるアレイとを備える、請求項３６に記載のイメージャ。
38. 広帯域ランプを備え、画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照明する照明源と、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物面の照明部分の画像を形成する検出器アレイであって、各画素アレイが、前記スポットのうちの１つに対応する複数の画素アレイを備える検出器アレイと、
    前記対象物を照明して画像化できるように、前記対象物を支持し、且つ前記対象物を移動させる可動ステージとを備え、
    前記照明源は、各スポットからの信号が、前記画素アレイのうちの１つの１つ以上の画素によって一度に集められるように、前記スポットから構成されるアレイを照明するためのものである、イメージャ。
39. 前記対象物の表面の一部は、前記ステージが前記対象物を移動させたときに、前記スポットのうちの１つの複数の部分により、前記画素アレイのうちの１つの対応する部分によって画像化される、請求項３８に記載のイメージャ。
40. 前記画素アレイの画素は、所定の分解能を実現できるような大きさになっており、
    前記照明源は、各スポットが、前記イメージャの所定の回折限界よりも大きいように、前記スポットから構成されるアレイを照明するためのものである、請求項３８に記載のイメージャ。
41. 前記検出器アレイは、ＣＣＤを備える、請求項３８に記載のイメージャ。
42. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射する発光源と、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物面の照射部分の画像を形成する検出器アレイと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記対象物を支持し、且つ前記対象物を移動させる可動ステージとを備え、
    前記可動ステージは、前記対象物が、走査方向に、前記スポットアレイの長さとほぼ等しい距離移動したときに、前記スポットが、機械的クロススキャン方向に、前記対象物表面上のほぼ連続する経路をたどるように、前記スポットアレイの軸からそれる走査方向にほぼ直線状に、前記対象物を移動させるものであり、
    前記スポットアレイは、スポットから構成される複数の行及び列を備え、前記発光源は、前記スポットが、前記対象物表面の連続する経路をたどった場合に、前記列の２つの隣接する列のスポットが重なるように、所定数のスポットの行を照射するためのものであるイメージャ。
43. 前記発光源は、スポットから構成される行の総数が、所定数のスポットから構成される行よりも大きく、且つ前記列の２つの隣接する列が重なるように、スポットから構成される追加的な行を照射するためのものである、請求項４２に記載のイメージャ。
44. 前記発光源は、画像処理アルゴリズムに使用される隣接する画素が、全て、前記列のうちの１つからのものであるように、十分な数の前記スポットから構成される追加的な行を照射するためのものである、請求項４３に記載のイメージャ。
45. 前記可動ステージの機械的誤差を補正する補正器を更に備える、請求項４２に記載のイメージャ。
46. 画像化すべき第１の対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成される第１のアレイを同時に照射し、且つ画像化すべき第２の対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成される第２のアレイを照射する発光源であって、前記第１及び第２のスポットアレイは、ほぼ同一であり、前記第１及び第２の対象物の表面は、互いに対応している発光源と、
    前記スポットと前記第１の対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記第１の対象物面の照射部分の画像を形成する第１の検出器アレイと、
    前記スポットと前記第２の対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記第２の対象物面の照射部分の画像を形成する第２の検出器アレイと、
    前記各対象物のほぼ全面を照射でき、且つ画像化できるように、前記第１及び第２の対象物を支持し、且つ前記対象物を移動させる可動ステージと、
    前記第１の対象物の画像と第２の対象物の画像とを比較するプロセッサと、
    を備える検査システム。
47. 前記プロセッサは、前記第１の対象物の画像と第２の対象物の画像との比較に基づいて、前記第２の対象物の表面に欠陥が存在するか否かを判断するように構成されている、請求項４６に記載の検査システム。
48. 前記プロセッサは、前記第２の対象物面の画像のパラメータの値が、所定のしきい値量だけ、前記第１の対象物面の画像のパラメータの値と異なる場合に、前記第２の対象物の表面に欠陥が存在すると判断するように構成されている、請求項４７に記載の検査システム。
49. 前記可動ステージの機械的な誤差を補正する補正器を更に備える、請求項４６に記載のイメージャ。
50. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射するステップと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物面の照射部分の画像を形成するステップと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、可動ステージ上の前記対象物を移動させると共に、前記照射及び集光ステップを実行するステップと、
    前記可動ステージの機械的誤差を補正するステップと、
    を含む方法。
51. 光源からの光の焦点を、前記対象物の表面上のスポットから構成されるアレイに合わせる、レンズから構成されるアレイを設けるステップを含む、請求項５０に記載の方法。
52. 前記スポットから反射した光は、前記レンズアレイのサイズとほぼ等しいサイズを有する中間像を形成し、前記中間像を縮小することを更に備えることを含む、請求項５１に記載の方法。
53. 前記対象物が、走査方向に、前記スポットアレイの長さとほぼ等しい距離移動したときに、前記スポットが、機械的クロススキャン方向に、前記対象物面上のほぼ連続する経路をたどるように、前記スポットアレイの軸からそれる走査方向にほぼ直線状に、前記対象物を移動させることを含む、請求項５０に記載の方法。
54. 極紫外線範囲の光を使用して、前記スポットアレイを照射することを含む、請求項５１に記載の方法。
55. 光電子放出を集めることを含む、請求項５１に記載の方法。
56. 前記レンズアレイと対象物との間の隙間に設けられ、且つ充填された、ほぼ最適化された屈折率を有する流体を設けることを含む、請求項５１に記載の方法。
57. 前記スポットが、前記対象物面上の連続する経路をたどった場合に重なるように、前記対象物を移動させることを含む、請求項５３に記載の方法。
58. 前記スポットが、前記対象物面上の連続する経路をたどった場合にインターリーブされるように、前記対象物を移動させることを含む、請求項５７に記載の方法。
59. 前記スポットアレイが、スポットから構成される複数の行及び列を備え、２つの隣接する列が、前記対象物面上の連続する経路をたどった場合に、前記列の２つの隣接する列のスポットが重なるように、所定数のスポットから構成される行を照射することを含む、請求項５７に記載の方法。
60. 前記光源からの光の第１の部分を、第１の角度で、前記スポットから構成されるアレイから第１の検出器アレイへ反射させて、前記光の第１の部分に対応する信号を集めるステップと、
    前記光源からの光の第２の部分を、前記第１の角度と異なる第２の角度で、第２の検出器アレイへ反射させて、前記光の第２の部分に対応する信号を集めるステップと、
    を更に含む、請求項５１に記載の方法。
61. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射するステップと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物面の照射部分の画像を形成するステップと、
    光源からの光の焦点を、レンズから構成されるアレイを使用して、前記対象物の表面上のスポットから構成されるアレイに合わせるステップと、
    前記アレイのレンズに対応するピンホールから構成されるアレイを有する部材を、前記ピンホールが、前記スポットアレイのスポットと同心になるように、前記対象物と検出器アレイとの間の共役像面に配置するステップと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、可動ステージ上の前記対象物を移動させるステップと、
    を含む方法。
62. 前記共役像面を生成するための、レンズから構成される第２のアレイを設けるステップを含む、請求項６１に記載の方法。
63. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射するステップと、
    光源からの光の焦点を、レンズから構成されるアレイを使用して、前記対象物の表面上のスポットから構成されるアレイに合わせるステップと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、検出器アレイにおいて、前記対象物面の照射部分の画像を形成するステップと、
    前記レンズアレイの裏瞳の共役面を、複数の共役瞳面に分割するステップと、
    各瞳面に対して共役像面を形成するステップと、
    各々の部材が、ピンホールアレイを有し、且つ前記像面のうちの１つと関連付けられている複数の部材を、各部材が、異なる横方向のずれを有するように設けるステップと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物の照射部分の複数の画像を同時に生成するステップであって、各画像が、前記ピンホールアレイからの光を受光するために、前記部材のうちの１つと関連付けられているステップと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、可動ステージ上の前記対象物を移動させるステップと、
    を含む方法。
64. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射するステップと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物面の照射部分の画像を形成するステップと、
    光源からの光の焦点を、レンズから構成されるアレイを使用して、前記対象物の表面上のスポットから構成されるアレイに合わせるステップと、
    前記アレイのレンズの中心に対応するマスクから構成されるアレイを有する部材を、前記マスクが、前記スポットアレイのスポットと同心になるように、前記対象物と検出器アレイとの間の共役像面に設けるステップと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、可動ステージ上の前記対象物を移動させるステップとを
    含む方法。
65. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射することと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物面の照射部分の画像を形成することと、
    前記対象物が、走査方向に、前記スポットアレイの長さとほぼ等しい距離移動したときに、前記スポットが、機械的クロススキャン方向に、前記対象物面上のほぼ連続する経路をたどり、前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記対象物を支持し、且つ前記スポットアレイの軸からそれる走査方向にほぼ直線状に、前記対象物を移動させることとを含み、
    前記スポットアレイが、スポットから構成される複数の行及び列を備え、前記照射ステップは、前記スポットが、前記対象物面の連続する経路をたどった場合に、前記列の２つの隣接する列のスポットが重なるように、所定数のスポットの行を照射することを含む方法。
66. 前記スポットから構成される複数の行及び列は、前記対象物の表面の一部の領域に対応し、前記方法は、スポットから構成される行の総数が、所定数のスポットから構成される行よりも大きく、且つ前記列の２つの隣接する列が重なるように、スポットから構成される追加的な行を照射することを含む、請求項６５に記載の方法。
67. 画像化すべき第１の対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成される第１のアレイを同時に照射し、且つ画像化すべき第２の対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成される第２のアレイを照射するステップであって、前記第１及び第２のスポットアレイが、実質的に同一であり、前記第１及び第２の対象物の表面が、互いに対応している前記ステップと、
    前記スポットと前記第１の対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記第１の対象物面の照射部分の画像を形成するステップと、
    前記スポットと前記第２の対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記第２の対象物面の照射部分の画像を形成するステップと、
    前記各対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、可動ステージ上の前記第１及び第２の対象物を移動させるステップと、
    前記第１の対象物の画像と、前記第２の対象物の画像とを比較するステップと、
    を含む方法。
68. 前記第１の対象物の画像と、前記第２の対象物の画像との比較に基づいて、前記第２の対象物の表面に欠陥が存在するか否かを判断するステップを含む、請求項６７に記載の方法。
69. 前記第２の対象物面の画像のパラメータの値が、所定のしきい値量以上、前記第１の対象物面の画像のパラメータの値と異なる場合に、前記第２の対象物の表面に欠陥が存在すると判断するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
70. 前記第１及び第２の対象物は、前記移動させるステップ中に、実質的に同一の機械的振動を受ける、請求項６７に記載の方法。
71. 前記可動ステージの機械的誤差を補正するステップを含む、請求項６７に記載の方法。
72. 前記照射ステップは、光源からの光の焦点を合わせて、前記第１及び第２のスポットアレイを形成することを含む、請求項６７に記載の方法。
73. 前記照射ステップは、レーザ光を向けて前記第１及び第２の面に当てて、前記第１及び第２のスポットアレイを形成することを含む、請求項６７に記載の方法。
74. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射するステップと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物面の照射部分の画像を形成するステップと、
    前記対象物が、走査方向に、前記スポットアレイの長さとほぼ等しい距離移動したときに、前記スポットが、機械的クロススキャン方向に、前記対象物面上のほぼ連続する経路をたどるように、前記スポットアレイの軸からそれる走査方向にほぼ直線状に、可動ステージ上の前記対象物を移動させると共に、前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記照射及び集光ステップを実行するステップとを含み、
    前記スポットアレイが、スポットから構成される複数の行及び列を備え、前記照射ステップは、前記スポットが、前記対象物面の連続する経路をたどった場合に、前記列の２つの隣接する列のスポットが重なるように、所定数のスポットの行を照射することを含む方法。
75. 光源からの光の焦点を、画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイに同時に合わせるステップと、
    前記光源からの光の第１の部分を、第１の角度で、前記スポットから構成されるアレイから第１の検出器アレイへ反射させて、前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集め、前記対象物面の照射部分の第１の画像を形成するステップと、
    前記光源からの光の第２の部分を、前記第１の角度と異なる第２の角度で、第２の検出器アレイへ反射させて、前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集め、前記対象物面の照射部分の第２の画像を形成するステップと、
    可動ステージ上の前記対象物を移動させると共に、前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記照射及び集光ステップを実行するステップと、
    を含む方法。
76. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射する発光源と、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じた信号を集めて、前記対象物表面の照射部分の画像を形成する検出器アレイと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記対象物を支持し、且つ前記対象物を移動させる可動ステージと、
    前記アレイのスポットの中心に対応するピンホールから構成されるアレイを有する第１の部材であって、前記ピンホールが、前記スポットと同心であるように、前記対象物と検出器アレイとの間に設けられている第１の部材と、
    前記アレイのスポットの中心に対応するマスクから構成されるアレイを有する第２の部材であって、前記マスクが、前記スポットアレイのスポットと同心であるように、前記発光源と、前記対象物の表面との間に設けられている第２の部材と、
    を備えるイメージャ。
77. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射する発光源と、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じた信号を集めて、前記対象物表面の照射部分の画像を形成する検出器アレイと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記対象物を支持し、且つ前記対象物を移動させる可動ステージと、
    前記アレイのスポットの中心に対応するマスクから構成されるアレイを有する第１の部材であって、ピンホールが前記スポットと同心であるように、前記対象物と、前記検出器アレイとの間に設けられている第１の部材と、
    を備えるイメージャ。
78. 前記アレイのスポットの中心に対応するピンホールから構成されるアレイを有する第２の部材であって、前記マスクが前記スポットアレイのスポットと同心であるように、前記発光源と対象物の表面との間に設けられている第２の部材を更に備える、請求項７７に記載のイメージャ。
79. 画像化すべき対象物の表面上で互いに離間したスポットから構成されるアレイを同時に照射する光源と、
    前記光源からの光の焦点を前記スポットから構成されるアレイに合わせる、レンズから構成されるアレイと、
    前記スポットと前記対象物の表面との相互作用から生じる信号を集めて、前記対象物表面の照射部分の画像を形成する第１の検出器アレイであって、前記光源からの光の第１の部分が、第１の角度で、前記スポットから構成されるアレイから前記第１の検出器アレイへ反射され、且つ前記光源からの光の第２の部分が、前記第１の角度と異なる第２の角度で反射される、第１の検出器と、
    前記光の第２の部分に対応する信号を集める第２の検出器アレイと、
    前記対象物の表面の所定部分を照射して画像化できるように、前記対象物を支持し、且つ前記対象物を移動させる可動ステージと、
    を備えるイメージャ。
80. 前記可動ステージは、第２の位置における前記対象物面上のスポットが、走査方向の軸から、および第１の位置に対して機械的クロススキャン方向からずれているように、前記対象物を、走査方向に前記第１の位置から第２の位置へ移動させるためのものである、請求項１０に記載のイメージャ。

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