シリコンウェーハ上の100nm未満の微小欠陥を高速・高精度に検出する光学系として、UVレーザーを用いた斜入射光学系が考えられます。
通常、欠陥検出はレーザー波長と入射角度に依存し、短い波長で入射角が大きいほど検出感度が上がります。
また、光量変化よりも位相変化をとらえるほうが、感度は一桁以上向上します。
スポットは小さいほど検出感度は上がりますが、小さくするとスループットが低下すること、また光学系で絞れるのは波長程度なので限界があります。
そのため、消光式のレーザーエリプソメータのような光学系が最も有利であることと考えられます。
以下はその原理図です。
レーザー光は最も感度の高いブリュースター角でウェハに照射し、予め位相差板(C)と検光子（C）を回転させ、Sig2の出力がゼロになるように調整しておきます（消光状態）。
サンプル面の材質（下層透明層含む）や表面状態がわずかにずれると反射光の位相差が変化し消光状態から外れ、Sig2に光が検出されます。位相差を消光法で検出することで、強度信号の100倍以上の感度が得られます。
ェハを連続して数千rpmと回転させることで、高速でウェハ全面の検査が可能です。
外周からウェハ中心に向かってスパイラル状に数千rpmで走査することで、高速でウェハ全面の検査が可能です。
