JPH081416B2 - 粒子分類装置 - Google Patents

粒子分類装置

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JPH081416B2
JPH081416B2 JP3133226A JP13322691A JPH081416B2 JP H081416 B2 JPH081416 B2 JP H081416B2 JP 3133226 A JP3133226 A JP 3133226A JP 13322691 A JP13322691 A JP 13322691A JP H081416 B2 JPH081416 B2 JP H081416B2
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particle
phase shift
beams
intensity
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/45Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、微粒子の検出と特徴
付けに関し、特に粒子の大きさ、屈折率の両方を判定す
る改良された方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造における汚染管理はますます
重要になっている。粒子汚染は、半導体の量産における
年間損失の過半数を占める。この損失のかなりの部分
は、ウエハに接触する溶剤、酸、塩基、及びプロセス・
ガスによる。このような流体の汚染物質の濃度は普通、
現在のクリーン・ルームの空気中の3倍のオーダ、次世
代クリーン・ルームの場合には6倍のオーダになる。
【0003】従来の技術では、散乱光を測定することに
よって粒子を検出する装置や方法は数多くある。こうし
た光の散乱はこれまで、粒子または粒子の集まりから散
乱した光の強度を求めることによって測定されてきた。
前方向は、入射ビームがあるために測定されることはな
い。微粒子から前方に散乱した電磁界と集束入射ビーム
は、粒子によって散乱した光により位相のずれと入射ビ
ームの減衰が生じるという関係にあることが知られてい
る。入射ビームの減衰は減光効果とよばれる。
【0004】Batchelderらによる米国特許出願第184
639号“Particulate Inspectionof Fluids”では、
入射ビームによる位相のずれを用いて流体中の気泡と粒
子が識別される。この書類及びApplied Physics Letter
s、Vol.55、No. 3、pp. 215-217(1989年7月号) に寄
稿した発明者による記事では、集束単色光ビーム内の微
小誘電粒子によって、遠界(far-field) の入射ビーム
と90°の位相を成す散乱波が生じ、ビームに位相のず
れが生じるという。前方散乱界は、ビームとビームの位
相のずれを測定する高輝度界(bright field)干渉計を
用いて検出される。粒子が第1ビームに入ると、第2ビ
ームに対して位相ずれが生じ、得られる信号は、2つの
ビームの間のある点においてゼロになり、粒子が第2ビ
ームに入ると符号が変わる。位相ずれの結果、楕円偏光
が生じる。位相のずれは、楕円の長軸方向の光エネルギ
から楕円の短軸方向の光エネルギを引くことによって検
出される。
【0005】流体における汚染の検出に加えて、半導体
ウエハの粒子汚染を検出することも重要である。表面検
査システムは各種提案されている。Seeらによる記事“S
canning Differential OpticalProfilometer for Simul
taneous Measurement of Amplitude and Phase Variati
on”、Applied Physics Letters、Vol. 53、No. 1、pp.
10-12(1988年7月号)は、物体表面から反射した光の
位相/振幅偏差を測定する光学式走査プロファイロメー
タについて説明している。反射信号の位相と振幅によ
り、膜厚、反射率変化、及び表面の平坦度を測定するこ
とができる。See らのシステムは、2つのビームで表面
を検査するためにブラッグ(Bragg)セルを採用してい
る。
【0006】Heinrichらによる“A Non-InvasiveOptica
l Probe For DetectingElectrical Signals and Silico
n IC's”、Review of Progress inQuantitative NDE; P
lenum Press、Vol. 7B、1988、pp.1161-1166(編集D.Th
ompson他)は、シリコンの集積回路の電気信号を検出す
る光学式プローブ・システムについて説明している。回
路内のキャリアは物質の屈折率を乱す。そのためノマル
スキ(Nomarski)干渉計でこのような攪乱を検出するこ
とができる。Heinrichらは、つまるところ検査対象の表
面に集束した2つの光ビームの位相変化を検出してい
る。ここでもこれらのビームの反射から楕円偏光が生
じ、これが差動センス回路で検出される。See、Heinric
h いずれのグループもそのシステムを粒子の検出や特徴
抽出には応用していない。
【0007】上に挙げた出願書類に述べられている従来
技術のシステムでは、粒子をガスの気泡と区別できるほ
か、粒子の大きさを予測することができる。しかし汚染
源がどこにあるかを突き止めるためには、粒子をさらに
分類してその組成を明らかにすることができれば好都合
である。組成がわかれば、汚染源とそれを排除する方法
をすぐに明らかにすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、粒
子をその物理特性によって分類するシステムを提供する
ことにある。
【0009】この発明の目的には、粒子をその複屈折率
に従って分類するシステムを提供することも含まれる。
【0010】この発明の目的には、流体、固体の両環境
における微粒子を分類する改良されたシステムを提供す
ることも含まれる。
【0011】
【課題を解決するための手段】粒子を分類する装置につ
いて説明する。この装置は、実質上平行な2つの光ビー
ムを、少なくとも1つの粒子を含む焦点面に向け、この
ビームを焦点面に集束させる光学系を含む。このビーム
は最初は相互にコヒーレントであるが偏光は異なる。ビ
ームが焦点面から離れた後にたどる経路には別の光学系
が置かれ、粒子によって1つのビームに生じた位相のず
れが合成されたビームの楕円偏光の変化を示すようにビ
ームが合成される。第1偏光軸におけるビームの強度は
第1検出器によって検出されて第1出力が生成され、第
2偏光軸におけるビームの強度は第2検出器によって検
出されて第2出力が生成される。第1及び第2の出力の
加算によって減光信号が、減算によって移相信号が得ら
れる。減光信号と移相信号はプロセサに送られ、それら
の信号に従って粒子が分類される。
【0012】
【実施例】この発明を実現する装置を説明する前に、そ
の動作原理について簡単に述べる。ここに示す光学系
は、集束したコヒーレントなビームに粒子が存在するこ
とによって生じる位相のずれと減光を導く。このような
量は、ビームの前方複合散乱界の実数部と虚数部に対応
することがわかっている。これらの測定値から、粒子の
大きさとその屈折率についての情報が導かれる。屈折率
を求めることは、この情報から粒子の組成と、想定され
る粒子発生源を明らかにすることができる特性値を求め
ることである。
【0013】集束ビーム上の粒子の効果は、出射ビーム
を、入射ビームと粒子からの散乱波との重畳として考え
ることによって導くことができる。集束ビームの波長よ
りも小さい粒子の場合、散乱波は実数であり(虚数部が
ない)、純粋な出射ビームの位相のずれになる。対象粒
子を、散乱波のローレンツ・ミー(Lorenz-Mie)展開の
追加項が重要となるように大きくすることができるか、
または吸収性とすることができる場合は、実数部と虚数
部の両方が存在することがわかっており、集束ビームに
位相のずれと減光の両方が生じる。詳しくはC. F. Bohr
enらによる“Absorption and Scattering of Light by
Small Particles”、John Wylie &Sons、New York、198
3を参照されたい。粒子は、ビームの焦点に配置され、
そこで、粒子からの散乱界と入射ビームがどのように相
互作用を引き起こして出射ビームが発生するかが考察さ
れる。
【0014】散乱放射は、遠界では球形波の形をとる。
入射ビームも球形波の形をとるが、焦点と遠界との間で
π/2の位相の遅れを生じる。入射ビームにおける粒子
の効果は、遠界の散乱と入射ビームを加算して、出射ビ
ームの総量を得ることによって算定することができる。
【0015】一般的な集束ビームについて近似すると、
焦点における“平面波”の場の振幅は|Eo2=P/π
ωo 2によって与えられる。ここでPはビームの出力、
ωoはビーム胴部の径である。散乱振幅マトリクス関数
を用いると、散乱界は球形波になり、次式によって与え
られる(時間に依存する係数exp[−wt]は省略し
ている)。
【0016】
【数1】
【0017】ここでEo はビーム焦点における入射界、
k=2πn/λは波数、λは真空の波長、nは周囲屈折
率、Rは遠界の半径距離、S(0o) は前方向における
散乱マトリクス関数(偏光独立となる)である。
【0018】遠界における入射ビームは次式で近似でき
る。
【0019】
【数2】
【0020】ここでNAは光学系の口径値、θNA≒NA
/nである。振幅係数はビームの出力を保存することに
よって求められる。
【0021】出射ビームは、遠界における散乱ビームと
入射ビームの和であり、和の散乱界成分は、入射界によ
る成分よりもかなり小さい。
【0022】出射ビームに対する効果は、前方散乱界に
比例する複素数によって表わすことができる。ビームの
位相のずれは、複素数の実数部であり、式3によって表
わされ、複素数の虚数部は、ビームの減光を表わし、式
4によって表わされる。
【0023】
【数3】
【0024】
【数4】
【0025】微粒子に関するS(0o) のローレンツ−
ミー展開の最初の数項は次式のように表わすことができ
る。
【0026】
【数5】
【0027】ここでmは相対複素屈折率(粒子が存在す
る媒質の屈折率で割った粒子の屈折率)、x=kaはサ
イズ・パラメータ、aは粒子半径である。非常に小さい
非吸収性粒子の場合(mは実数)、最大項はx3で、こ
の項は虚数(すなわちiS(0o)は実数) であり、よ
って純粋な位相のずれになる。この項は散乱界にも比例
する。したがって、全散乱強度(この場合は減光に等し
い)はこの項の2乗に比例し(全角度で積分)、よって
非常に小さい粒子では既知のx6 従属性を示す。
【0028】減光は、最初の実数項x6を調べることに
よっても導かれる。これはx3の2乗にも関係する(光
学定理による)。小さい吸収性粒子の場合、位相のずれ
と減光の両方が立方従属性を示す。大きい粒子の場合、
高次の項は、吸収性粒子とともに非吸収性粒子でも虚数
部と実数部の両方を含む。屈折率を決めるのは、Re
[S(0o)]と、mの関数としてのIm[S(0o)]
の変化する関係である。
【0029】ローレンツ・ミー理論により、直径0.1
ないし0.5ミクロン、真空波長0.633ミクロンの
水中の各種物質について、球形粒子に予想される位相の
ずれと減光が計算されている。図1に、各種粒子につい
て位相のずれと減光の関係を示す。各曲線は、異なる物
質の屈折率を示し、粒子サイズをパラメータとして示し
た。図1の粒子の(波長633nmにおける)屈折率
(n)は次のようになる。Agはn=0.135+3.
9i、SiO2 はn=1.43、ポリスチレン・ラテッ
クス(PSL)はn=1.59、Si34はn=2.
0、Cはn=2+0.7i、Siはn=3.85+0.
018i、気泡はn=1.0、及びH2O はn=1.3
3である。
【0030】粒子の大きさは、図1の曲線上のその位置
から推定することができる。粒子が大きければ大きいほ
ど、そのデータ点は曲線に近づく。複素屈折率は、粒子
のデータ点がある曲線から推定することができる。たと
えば、屈折率の低い物質(ガラスなど)の場合、光は大
きく散乱することはなく、したがってその減光の値はそ
の位相のずれに比べて小さい。屈折率の高い物質(炭素
など)では、減光値は、物質の吸収性が高いため大きく
なる(屈折率の虚数部から求められる)。
【0031】図1からわかるように、いくつかの屈折率
については、大きさと屈折率のいずれも一意に決定でき
る領域が多くある。ここから、粒子によって生じる位相
のずれと減光を1回測定すれば、その直径と複素屈折率
(及びその組成も)を判定することができる。
【0032】図2、図3は本発明の実施例を示す。レー
ザ10はそのビームをミラー14に向ける。ビームはこ
こで反射し、1/4波長板16を通過してビーム拡大器
18に入る。拡大されたビームはノマルスキ・ウェッジ
20に入り、ここで直交偏光成分が独立した2つのビー
ム22、24に分けられる。ここでは説明の便宜上、ビ
ーム22は垂直偏光、ビーム24は水平偏光するものと
する。両ビームはレンズ26によって、粒子30が通る
フロー・セル28に集束する。レンズ26により、独立
した、実質上平行な2つの集束点が、実質上粒子30の
位置にある焦点面に生じる。これらの集束点はセル28
の拡大図に32、34と示した。集束点32を通る粒子
により、集束ビームに位相のずれと減光の変化が生じる
が、ビーム24の位相は、ビーム24が集束点34に入
るまでは変化しない。
【0033】2つのビームがセル28から出ると、集束
レンズ36を通過し、第2ノマルスキ・ウェッジ38に
入る。ここでビームは再び合成されて拡大された1つの
ビーム40になる。
【0034】セル28に粒子がない場合、垂直偏光と水
平偏光が合成された光エネルギは等しく、円偏光ビーム
がノマルスキ・ウェッジ38から出る。これは図3に示
した。ここで垂直偏光41は水平偏光43と等しく、し
たがって円偏光45になる。一方、セル28内の集束ビ
ームの1つの焦点面に粒子30がある場合、ビームに位
相のずれと減光変化の両方が生じる。位相のずれが変化
すると楕円偏光が生じ、楕円の軸の差は、偏光したビー
ム(22など)と別の偏光ビーム(24など)の位相差
を表わす。ビーム22の、もう1つのビーム24に対す
る減光変化は、合成されたビームの総出力の変化とし
て、またはノマルスキ軸における偏光の強度差として測
定することができる。
【0035】合成された光ビーム40は、ウォラストン
(Wollaston) プリズム42を通過し、元のノマルスキ
軸に対して45°の偏光成分に分けられる。これは図3
に軸50と示した。
【0036】ビーム41’は光検出器52(略図)に、
直交偏光ビーム43’は光検出器54に向けられる。光
検出器52、54は、入射ビーム41’43’の強度を
示す信号を与える。光検出器52、54からの出力は減
算増幅器56と加算増幅器58に送られる。増幅器56
から出る差分信号(Sphase) は次のように表わすこと
ができる。 Sphase=P(phase1−phase2
【0037】ここにPは入射レーザ・ビーム出力(各点
でP/2)、phase1 は点32(ビーム22)の位
相に、phase2 は点34(ビーム24)の位相に相
当する。
【0038】減光信号は、加算係数器58からの出力を
使って測定され、対応する信号は次のように表わすこと
ができる。 Sextinction=P(extinction1 + extinction2
【0039】ここにPは入射レーザ・ビーム出力、ex
tinction1は点32(ビーム22)から生じる
減光に相当し、extinction2 は点34(ビー
ム24)から生じた減光である。信号Sphase、S
extinction は両方とも、アナログ/ディジタル変換
(図示なし)の後でプロセサ60に送られる。
【0040】上記のシステムは、増幅器56までは(増
幅器58、プロセサ60を除く)、先に引いたBatcheld
erらによる米国特許出願第184639号と同様であ
る。ただ同書類に示されていないことは、Sphase、S
extinction の信号によって、粒子の大きさとその屈折
率を判定できるということである。以下、図4のハイレ
ベル・フローチャートとあわせて、プロセサ60におけ
る増幅器56、58からの信号の処理について述べる。
【0041】まずボックス62に示したとおり、位相/
減光の空間または平面(図1に示したものなど)の屈折
率に対応する屈折率“領域”がプロセサ60のメモリに
設定される。言い替えると、選択された屈折率に対応す
る領域が得られるように、移相値(位相のずれの値)と
減光値に関して図のなかの領域の範囲が定められる。た
とえば正の位相/減光の面は3つの領域に分けることが
でき、1つは低屈折率(1.33<n<1.7)に、1
つは中間屈折率(1.7<n<2.7)に、1つは高吸
収係数または高金属係数(n>2.7)に相当する。
【0042】次にプロセサ60は、各粒子に対応するデ
ータが受信されると、増幅器56、58からの和と差の
信号出力を記録し(ボックス64)、和の各値を減光値
に変換して記録し、各差分信号を移相値に変換して記録
する(ボックス66)。変換は、先に大きさと屈折率が
既知の粒子について位相のずれと減光の値を得るのに用
いられた同様な測定値から判定されたスケーリング・フ
ァクタに従って信号値を変えることによって行われる。
【0043】プロセサ60は、測定された移相値と減光
値が与えられると、各値が屈折率のどの領域に入るかを
判定し、これらの値をその領域に割り当てる(ボックス
68)。ユーザはこの後、粒子データ点のほとんどが区
分された屈折率領域を調べれば、指示された屈折率領域
から推定することによって粒子の組成判定を始めること
ができる。また、粒子の大きさは、屈折率領域内のその
データ点の配置によって判定することができる。先に述
べたように、減光値と移相値は、屈折率領域内の、粒子
データ点が置かれる部分を決定し、よって粒子の大きさ
を推定することができる。
【0044】図5は、面上の粒子によって生じる減光と
位相のずれを感知するための光学系を示す。
【0045】図5のレーザ100は直線偏光ビーム10
2を生成する。ビーム102は第1偏光ビーム・スプリ
ッタ(PBS)104を通過する。偏光ビーム・スプリ
ッタ104の偏光軸は、ビーム102がレーザ100か
ら出るときの軸に一致し(∠0℃)、したがってビーム
102は何の影響も受けずにスプリッタ104を通過す
る。ビーム102は次にファラデ回転子に入る。回転子
106はビームの偏光角を45°回転させる。ファラデ
回転子は、入射ビームが回転子のどちら側から入るかに
かかわらず、ビームの偏光を同一方向に回転させる性質
を持つ。ここではこの機能が用いられている(後述)。
【0046】ビーム102は次に第2偏光ビーム・スプ
リッタ108を通過し、ビーム・スプリッタ104に対
して45°の角度に向けられる。ここでも、ファラデ回
転子106から出たビーム102は何の影響も受けずに
ビーム・スプリッタ108を通過する。ビーム102は
次にミラー110によって反射され、ビーム拡大器11
2を通過してノマルスキ・ウェッジ114に入る。ビー
ム102はここで、発散する2つの直交偏光ビームに分
けられて顕微鏡の対物レンズ116に入る。対物レンズ
116は両ビームを基板118の表面に集束させる。基
板118に粒子120があるために、粒子に当たるビー
ムの位相のずれと減光の両方が変化する。一方のビーム
は基準として作用し、もう一方のビームは信号ビームと
なる。
【0047】反射されたビームは光学系を逆にたどり、
ノマルスキ・ウェッジ114がそれらを再合成する結
果、合成された偏光に90°の位相差が生じ、戻りのビ
ームは円形に偏光される(位相のずれが生じない場
合)。一方のビームに位相のずれが生じた場合、ビーム
は楕円形に偏光する。偏光ビーム・スプリッタ108、
ファラデ回転子106、及び偏光ビーム・スプリッタ1
04はここで偏光の1つ(ノマルスキ・ウェッジ114
に対する偏光の向きが45°)を検出器54に、直交偏
光を検出器52に向ける。検出器52、54からの信号
は図2について述べたとおりに処理される。
【0048】基板118の表面は、基板と検査対象のビ
ームに相対運動を与えることによって走査することがで
きる。これは、基板118をX−Yステージに装着する
か、または回転ミラーなどの装置によって検査対象ビー
ムを走査することによって行える。
【0049】図6は、未加工のシリコン基板上の、図示
した各種粒子について位相のずれと減光を示す。このデ
ータは、SiO2 粒子をポリスチレン粒子などと区分す
る屈折率領域を定義可能なことを示す。また、データ点
が重なり合う領域がいくつかあり、ある粒子サイズにつ
いては曖昧さのあることがわかる、たとえばAl23
Agのデータ点のある部分は重なり合う。このような場
合は統計学的な方法を用いて粒子を識別することができ
る。そのためには一定時間内に入った粒子のヒストグラ
ムを描いて、粒子の大半がどの領域にあるかを判定す
る。図6の数字は、特定の粒子の大きさをナノメートル
で示す。
【0050】上記の説明から明らかなように、位相信号
の測定値は差分測定値である。両ビームに等しく影響を
与える位相または強度の変化(レーザのノイズ、振動な
どによる)は除外される。しかし減光信号は差分測定値
ではない。したがってレーザ出力(すなわちレーザ・ノ
イズ)の変化は減光信号とともに測定される。位相変化
を引き起こす現象が多いので(空気の攪乱、振動)強度
変化よりも位相信号の方が変動しやすいが、それでも減
光測定値をも差分するのが都合がよい。図7、図8にこ
のような差分測定を行うシステムの例を示す。
【0051】図7のビーム・スプリッタ200は、レー
ザ出力のごく一部を、レーザ出力ノイズの基準として検
出器202に向ける。この信号は差動増幅器204によ
って(増幅器58からの)減光信号から減算される。つ
まりレーザ出力ノイズがモニタされ、減光信号から減算
される。
【0052】図8では、ビーム・スプリッタ310によ
り、合成されたビーム(40)の半分がウォラストン・
プリズム42に向けられ、ここでその軸がノマルスキ軸
に対して45°回転させらた偏光軸を有するビームとこ
れと直交する偏光軸とを有するビームに分離される。こ
れにより、差動増幅器56において前述のように位相を
測定することができる。ビーム40のもう半分は、ノマ
ルスキ軸に対して軸平行(0°)な第2ウォラストン・
プリズム312に向けられる。ウォラストン・プリズム
312は、合成ビームをビーム22、24に対応するノ
マルスキ軸に対して軸平行な偏光軸を有する2つの偏光
成分に分離する。こうして1つのビーム22の、もう1
つのビーム24に対する減光が、ビーム41、43の強
度差によって直接測定される。ビーム41、43の強度
は検出器314、316によって測定され、増幅器31
8によって差分がとられる。
【0053】
【発明の効果】この発明は、粒子をその物理特性によっ
て分類するシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】屈折率の異なる粒子について算出された減光と
位相のずれを示す図である。
【図2】流体における粒子を分類する本発明の実施例を
示す図である。
【図3】図1の例の動作を理解するうえで役立つ円偏光
と楕円偏光の図である。
【図4】図2に示したプロセサに採用した分類方法を示
すハイレベル・フローチャートである。
【図5】表面の粒子を分類する本発明の第2実施例を示
す図である。
【図6】未加工のシリコン基板上の各種粒子について減
光と移相(位相のずれ)を示す図である。
【図7】減光の微分値が得られる本発明の実施例を示す
図である。
【図8】減光の微分値が得られる本発明の第2実施例を
示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・アラン・トーベンブラット アメリカ合衆国ニューヨーク州、プレザン トヴィル、リーランド・アヴェニュー 67 番地 (56)参考文献 特開 平1−292235(JP,A)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】初めは相互にコヒーレントであるが異なる
    偏光を有し、実質上平行な2つの光ビームを、上記偏光
    ビームを照射された時に、位相のずれと強度変化とを誘
    起する粒子を含む焦点面に向けて、この焦点面に集束せ
    る伝送手段と、 上記2つのビームを合成するために上記焦点面から出た
    後にたどる経路に配置され、上記1つのビームの位相の
    ずれにより、楕円偏光を示す合成ビームを生ずる再合成
    する手段と、 該楕円偏光を示す合成ビームを、第1偏光軸を有するビ
    ームと、第2偏光軸を有するビームの少なくとも2つの
    ビームに分離する手段と、 上記分離されたビームのうちの1つのビームの強度に応
    答して第1出力を生成する検出器と、もう1つのビーム
    の強度に応答して第2出力を生成する別の検出器とを有
    する検出器手段と、 上記第1及び第2の出力を加算して減光信号を生成する
    手段と、 上記第1及び第2の出力を減算して移相信号を生成する
    手段と、 上記減光及び移相の出力信号に従って上記粒子を分類す
    る処理手段とを含む、 粒子分類装置。
  2. 【請求項2】上記第1及び第2の偏光軸が各々、上記楕
    円偏光の短軸と長軸に一致する、 請求項1に記載の粒子分類装置。
  3. 【請求項3】上記処理手段が、移相/減光の空間を設定
    する手段と、上記粒子から導かれた減光及び移相の信号
    に従って該粒子を該移相/減光の空間に区分する手段と
    を含む、 請求項1に記載の粒子分類装置。
  4. 【請求項4】上記処理手段が、さらに指示された粒子屈
    折率を基準として粒子を識別できるように、上記移相/
    減光の空間の各部を、所定の範囲の粒子屈折率に対応づ
    けて割り当てる手段を含む、 請求項3に記載の粒子分類装置。
  5. 【請求項5】上記処理手段が、粒子のサイズを上記移相
    /減光の空間における粒子の位置から判定する手段を含
    む、 請求項4に記載の粒子分類装置。
  6. 【請求項6】さらに上記粒子を閉じ込め、上記焦点面を
    位置づける透明なセルを含む、 請求項5に記載の粒子分類装置。
  7. 【請求項7】上記焦点面が、上記粒子の存在する基板の
    表面に一致する、 請求項5に記載の粒子分類装置。
  8. 【請求項8】上記光ビームに現われるノイズに比例する
    信号を導出し、該比例信号を上記減光信号から減算して
    差分減光信号を生成する手段を含む、 請求項1に記載の粒子分類装置。
  9. 【請求項9】初めは相互にコヒーレントであるが異なる
    偏光を有し、実質上平行な2つの光ビームを、上記偏光
    ビームを照射された時に、位相のずれと強度変化とを誘
    起する粒子を含む焦点面に向けて、この焦点面に集束せ
    る伝送手段と、 上記ビームを合成するために、上記焦点面から出た後に
    たどる経路に置かれて、上記1つのビームの位相のずれ
    により、楕円偏光を示す合成ビームを生む、ノマルスキ
    光学手段と、 上記楕円偏光を示す合成ビームを、上記ノマルスキ光学
    手段からのビームの軸に対して45°変位した偏光軸を
    有するビームと、このビームと直交する偏光軸を有する
    ビームの第1の偏光ビームの組みに分ける第1ウォラス
    トン光学手段と、 上記楕円偏光を示す合成ビームを、上記ノマルスキ光学
    手段からのビームの軸に一致する偏光軸を有する2つの
    ビームの第2の偏光ビームの組みに分ける第2ウォラス
    トン光学手段と、 上記第1組のビームのうちの1つのビームの強度に応答
    して第1出力を生成する1つの検出器手段と、もう1つ
    のビームの強度に応答して第2出力を生成する別の検出
    器手段とを有する、上記第1組の偏光ビームに応答する
    第1組の検出器手段と、 上記第2組のビームのうちの1つのビームの強度に応答
    して第3出力を生成する1つの検出器手段と、もう1つ
    のビームの強度に応答して第4出力を生成する別の検出
    器手段とを有する、上記第2組の偏光ビームに応答する
    第2組の検出器手段と、 上記第1と第2の出力の差をとって移相信号を生成する
    手段と、 上記第3と第4の出力の差をとって減光信号を生成する
    手段と、 上記減光及び移相の出力信号に従って上記粒子を分類す
    る処理手段とを含む、 粒子分類装置。
  10. 【請求項10】直交偏光を示す隣接したコヒーレントな
    1組のビームを焦点面に集束させる光学系であって、粒
    子を該ビームの1つの位相と強度をもう1つのビームに
    対して変化させ、該ビームを楕円偏光ビームに合成し、
    後に、1つの偏光軸における光エネルギと直交偏光軸に
    おける光エネルギとの減算及び加算によってそれぞれ位
    相値及び減光値を解析する光学系を採用した、粒子屈折
    率を基準にして粒子を分類する方法であって、 移相/減光の空間を設定するステップと、 上記移相及び減光の値に従って、上記粒子に対する上記
    空間の点を判定するステップと、 上記空間の各部を屈折率の範囲に割り当てるステップ
    と、 上記粒子によって判定された上記空間の点から、該粒子
    に対する上記範囲内の各屈折率を識別するステップとを
    含む、 粒子分類方法。
  11. 【請求項11】上記空間の上記割り当てられた各部が、
    予測される汚染物質の屈折率に対応する、 請求項10に記載の粒子分類方法。
  12. 【請求項12】粒子の大きさを、上記空間における該粒
    子の位置から判定するステップを含む、 請求項10に記載の粒子分類方法。
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