光学单元及膜厚测量装置的制作方法

1.本发明涉及一种光学单元及膜厚测量装置。


背景技术：

2.近年来，相较于现有的二维内存，可以实现高密度的储存的器件受到关注。高密度储存器件通过将数据存储单元的层垂直层叠而构成。各数据存储单元为例如在硅基板上重复层叠氧化硅膜与氮化硅膜的多层膜构造，且氧化硅膜及氮化硅膜的1对形成1个数据存储单元。由于该器件的内存容量与氧化硅膜及氮化硅膜的对数成正比，因此器件的多层化及薄膜化正在进展。膜厚的不均匀性影响器件的电气特性。成膜率的不均匀性导致因清洁的增加而造成的生产性的降低。因此，制造器件时的膜厚的质量管理或成膜的工艺控制的重要性逐渐增强。
3.考虑到对产线膜厚监视器的应用的情况，可举出利用分光的膜厚测量方法(分光法)。在使用分光法的情况下，由于对成膜装置组装测定头较为简便，且实施方式上的限制也较小，因此相较于截面观察技术，对产线膜厚监视器的应用更容易。例如专利文献1所记载的膜厚测量装置中，使用第1波长范围中的测量对象物的每个波长的实测反射率与理论反射率的比较结果求得膜厚的最优解的候补，且使用与第1波长范围不同的第2波长范围中的测量对象物s的每个波长的实测反射率与理论反射率的比较结果，自最优解的候补中确定膜厚的最优解。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本专利特开2019-120607号公报


技术实现要素：

发明想要解决的技术问题
5.反射率光谱相对于多层膜的膜厚的变化量，具有相较于可视区域，紫外区域更大的倾向。因此，在器件的多层化及薄膜化正进展的现状下，自提高测定精度的观点出发，认为进行使用紫外区域的光的分光较为有效。然而，在处理紫外区域的光的情况下，存在杂散光、色散、散射、亮度、耐久性、成本之类的各种技术问题。尤其，可视区域的光的强度相对于紫外区域的光大幅超过的情况下，检测系统中在可视区域的光的灵敏度不饱和的范围内曝光时间受限制，有难以获得必要的紫外区域的光的灵敏度的风险。因此，期望一种可以构成最适于膜厚测量的光谱的技术。
6.本公开是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种可以构成最适于膜厚测量的光谱的光学单元及使用该光学单元的膜厚测量装置。解决技术问题的技术手段
7.本公开的一方式的光学单元具备：输入部，其输入自紫外区域遍及可视区域的波长的光；光学系统，其以产生色像差的状态将光聚光；及开口部，其中，产生了色像差的光中
的、可视区域的波长的光不成像，而紫外区域的波长的光成像。
8.该光学单元中，使输入的光产生色像差，在开口部中，可视区域的波长的光不成像，而紫外区域的波长的光成像。该光学单元中，可以使自开口部输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。
9.光学系统也可以还具备配置于光的光轴上的扩散板。利用色像差使紫外区域的波长的光在开口部成像的情况下，不在开口部成像的可视区域的光中，仅数值孔径相对较小的成分入射至开口部。因此，可以想到自开口部输出的光的每个波长的出射角度分布大幅不均。对此，通过在光的光轴上配置扩散板，可以将自开口部输出的光的每个波长的出射角度分布均匀化。
10.扩散板也可以配置于光学系统与开口部之间的光的光轴上。该情况下，可以对通过光学系统聚光的光配置小型的扩散板。因此，谋求光学单元的小型化。另外，通过将扩散板配置于开口部的近前处，可以将光量的损耗抑制于最小限度。
11.光学系统也可以包含透镜及抛物面镜而构成。通过组合透镜及抛物面镜，可以抑制对于紫外区域及可视区域的波长的光产生必要以上的色像差。
12.光学系统也可以包含平行平面板或楔形棱镜而构成。通过组合平行平面板或楔形棱镜、及抛物面镜，可以抑制对于紫外区域及可视区域的波长的光产生必要以上的色像差。在使用平行平面板的情况下，可以产生相对较小的色像差。楔形棱镜在光的数值孔径相对较小的情况下有意义。
13.开口部也可以为对光纤的输入端。该情况下，可以将使紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大的光导入至光纤。
14.开口部也可以为针孔。该情况下，可以将使紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大的光经由针孔提取。
15.本公开的一方式的膜厚测量装置具备：上述光学单元；光源，其将自紫外区域遍及可视区域的波长的光输入至光学单元；导光部，其将经由开口部自光学单元输出的光作为测量光导光至被测量物；检测部，其对来自被测量物的被检测光进行分光检测；及解析部，其基于检测部的检测结果而解析被测量物的膜厚。
16.该膜厚测量装置中，将使紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大的光作为测量光自光学单元输出。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。
17.自光源输入至光学单元的光也可以包含200nm～300nm的波长范围。反射率光谱相对于多层膜的膜厚的变化量，具有相较于可视区域，紫外区域更大的倾向。因此，通过自光源输入至光学单元的光包含上述波长范围，而谋求测定精度的提高。
18.自光源输入至光学单元的光也可以包含300nm～800nm的波长范围。通过自光源输入至光学单元的光包含上述波长范围，而维持被检测光的强度光谱的平衡，谋求测定精度的提高。
19.自光源输入至光学单元的光也可以包含300nm～1100nm的波长范围。通过自光源输入至光学单元的光包含上述波长范围，而维持被检测光的强度光谱的平衡，谋求测定精度的提高。
发明的效果
20.根据本公开，可以构成最适于膜厚测量的光谱。
附图说明
21.图1是表示膜厚测量装置的一实施方式的概略结构图。图2是表示光学单元的一实施方式的概略结构图。图3是表示测量光的聚光的样子的概略图。图4是表示通过光学单元调整的测量光的光谱波形的图。图5是表示无扩散板的情况的测量光的聚光的样子的概略图。图6是表示光学单元的变化例的主要部分的概略图。图7是表示光学单元的另一变化例的主要部分的概略图。图8是表示光学单元的又一变化例的概略图。图9是表示光学单元的又一变化例的概略图。图10是表示光学单元的又一变化例的概略图。图11是表示光学单元的又一变化例的概略图。
具体实施方式
22.以下，一边参照附图一边详细说明本发明的一方式的膜厚测量装置及膜厚测量方法的优选实施方式。
23.图1是表示膜厚测量装置的一实施方式的概略结构图。该膜厚测量装置1为测量构成被测量物s的膜的膜厚的装置。本实施方式中，膜厚测量装置1作为成膜装置2中的产线(inline)膜厚监视器而构成。被测量物s为具有例如在基板上交替层叠有多层第1膜及第2膜的多层膜构造的器件。被测量物s配置于设置于成膜装置2的腔室(chamber)3内的载台(stage)4上。
24.如图1所示，在膜厚测量装置1连接有控制装置5。控制装置5为控制膜厚测量装置1的动作的装置，通过例如计算机而构成。计算机具备例如ram(random access memory：随机存取内存)、rom(read only memory：只读存储器)等内存、及cpu(central processing unit：中央处理单元)等处理器(运算电路)、通信接口、硬盘等储存部而构成。作为该计算机，可举出例如个人计算机、微型计算机、云服务器、智能器件(智能手机、平板终端等)等。
25.在控制装置5连接有监视器等显示装置6及键盘、鼠标等输入装置7。在显示装置6显示例如通过膜厚测量装置1测量的膜厚、设定的测量条件等。另外，输入装置7基于使用者的操作，对控制装置5执行测量开始的输入、测量条件的输入之类的各种输入。控制装置5、显示装置6、及输入装置7也可以作为膜厚测量装置1的结构而组装。
26.膜厚测量装置1如图1所示，具有测量头11。测量头11包含光源12、光学单元13、检测部14、及解析部15而构成。另外，在测量头11连接有光输入输出部16。光源12对被测量物s输出测量光l1。光源12通过输出包含例如紫外区域的波长(200nm～300nm)及可视区域的波长(300nm～800nm)的白色光的光源装置而构成。作为该光源装置，可举出例如激光激发等离子体光源。光源装置也可以为将例如氙灯、氘灯和卤素灯组合而成的灯等。
27.光学单元13为调整自测量头11输出的测量光l1的光谱强度的单元。该光学单元13
具有使测量光l1的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大的功能。光学单元13的细节将在之后描述。
28.检测部14为检测来自被测量物s的被检测光l2的部分。检测部14通过例如多通道型的分光检测器而构成。检测部14通过例如光栅或棱镜等分光元件而将被检测光l2按各波长成分进行分光，并通过光传感器组检测分光的各波长的光的强度。光传感器组通过将例如多个受光部一维排列而构成。光传感器组通过与各波长对应的受光部而检测被检测光l2中的各波长成分的光的强度，且将检测结果输出至解析部15。
29.光输入输出部16为对配置于成膜装置2的腔室3内的被测量物s进行测量光l1的照射及被检测光l2的受光的部分。光输入输出部16通过例如光纤17而光学性地连接于光学单元13，且通过光纤18而光学性地连接于检测部14，光输入输出部16配置于设置于成膜装置2的腔室3的视口(viewport)19的附近。
30.来自光输入输出部16的测量光l1通过光纤17被导光，通过视口19入射至被测量物s。来自被测量物s的被检测光l2通过视口19入射至光输入输出部。入射至光输入输出部16的被检测光l2通过光纤18被导光，入射至检测部14。图1的例子中，将由被测量物s反射的测量光l1的反射光作为被检测光l2使用，但被检测光l2也可以为透过被测量物s的测量光l1的透过光。
31.解析部15为解析构成被测量物s的膜的膜厚的部分。解析部15可以与例如控制装置5同样地通过计算机而构成，也可以通过fpga(field-programmable gate array：现场可编程门阵列)之类的集成电路而构成。解析部15在自检测部14接收被检测光l2的各波长成分的光的强度的检测结果时，基于该检测结果分别解析被测量物s的第1膜的膜厚及第2膜的膜厚。
32.接着详细说明上述的光学单元13。
33.图2是表示光学单元的一实施方式的概略结构图。如上所述，光学单元13为调整自光源12输出的测量光l1的光谱强度的单元。如图2所示，光学单元13在框体25内具备输入部21、光学系统22、监视器用输出部23、及测量用输出部24而构成。输入部21、光学系统22、监视器用输出部23、及测量用输出部24相互光学性耦合。输入部21为输入自紫外区域遍及可视区域的波长的光的部分。输入部21为例如设置于框体25的壁部的孔部25a。光源12中的测量光l1的出射口抵接或接近于孔部25a。自光源12输出的测量光l1通过孔部25a输入至框体25内。
34.光学系统22为以产生色像差的状态将测量光l1聚光的部分。图2的例子中，光学系统22是由透镜26、一对抛物面镜27、27、分束器28、及扩散板29构成。透镜26以封闭孔部25a的方式配置。通过透镜26的测量光l1会因透镜材料的色散而产生色像差。抛物面镜27为例如离轴抛物面镜。
35.通过透镜26的测量光l1被一个抛物面镜27反射，成为平行光。成为平行光的测量光l1被另一个抛物面镜27反射，朝向测量用输出部24聚光。分束器28配置于自另一个抛物面镜27朝向测量用输出部24的测量光l1的光轴上，将测量光l1的一部分向监视器用输出部23反射。在无涂层的玻璃的表面反射下，分束器28的反射率例如为8％。分束器28的反射率也可以通过铬等涂层而更加提高。自监视器用输出部23输出的测量光l1的一部分被用于例如光源12的偏移修正。透过分束器28的测量光l1的剩余部分通过扩散板29后，入射至测量
用输出部24。自测量用输出部24输出的测量光l1入射至光纤17(参照图1)，被导光至光输入输出部16。也可以在监视器用输出部23及测量用输出部24，根据需要而设置遮蔽测量光l1的挡板(shutter)。
36.测量用输出部24具有测量光l1成像的开口部31。本实施方式中，测量用输出部24为连接光纤17的连接器，如图3所示，由对光纤17的输入端17a构成开口部31。如上所述，测量光l1会因透镜26而产生色像差。通过该色像差，测量光l1所包含的波长成分中，长波长成分的焦点位置朝光轴方向的前方侧移位，短波长成分的焦点位置朝光轴方向的后方侧移位。开口部31配置于产生了色像差的测量光l1中的、可视区域的波长的光la不成像而紫外区域的波长的光lb成像的位置。
37.由此，自测量用输出部24输出的测量光l1中，将紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。图4是表示通过光学单元调整的测量光的光谱波形的图。同图中，将横轴设为波长(nm)，纵轴设为相对强度(将峰值设为1而标准化)。如图4所示，自光源12输出的测量光l1的光谱波形，成为将波长550nm附近作为第1峰且将波长380nm附近作为第2峰的山峰波形(曲线a)。与此相对，自光学单元13输出的测量光l1的光谱波形，经调整可视区域的光谱强度相对于紫外区域的光谱强度的平衡的结果，成为在波长280nm～波长500nm的范围内具有平坦的峰的波形(曲线b)。
38.扩散板29如图2及图3所示，配置于测量光l1的光轴上光学系统22与开口部31之间。本实施方式中，扩散板29配置于开口部31(输入端17a)的近前。利用色像差使紫外区域的波长的光成像于开口部31的情况下，不在开口部31成像的可视区域的光中，仅数值孔径相对较小的成分入射至开口部31。因此，如图5所示，考虑自开口部31输出的光(此处为自光纤17的输出端17b输出的光)的每个波长的出射角度分布大幅不均。
39.如本实施方式，通过光纤17将来自光学单元13的测量光l1导光至光输入输出部16的方式中，假定对光纤17施加振动。该情况下，可以想到最终以检测部14检测的被检测光l2的光谱强度的平衡变化，导致膜厚测量的误差增大。与此相对，在测量光l1的光轴上配置扩散板的情况下，如图3所示，可将自开口部31(输出端17b)输出的光的每个波长的出射角度分布均匀化。由此，即使在对光纤17施加振动的情况下，仍可以抑制在最终以检测部14检测的被检测光l2的光谱强度的平衡产生变化，从而避免膜厚测量的误差增大。
40.如以上所说明的那样，光学单元13及使用该光学单元13的膜厚测量装置1中，使输入的测量光l1产生色像差，在开口部31中可视区域的波长的光la不成像，而紫外区域的波长的光lb成像。该光学单元13中，可以使自开口部31输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。
41.此外，作为使光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大的方法，也考虑使测量光l1通过滤光器的方法。然而，在使用例如电介质多层膜滤光器的情况下，在进行积极降低可视区域的波长的光的透过率的膜设计时，不得不使用对于波长200nm附近的光具有吸收性的涂层物质，而难以仅降低可视区域的光谱强度。另外，在使用吸收滤光器的情况下，不降低波长200nm附近的光的透过率而仅降低可视区域的光的透过率的性质的滤光器，目前不存在。因此，在使光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大时，如光学单元13那样的使用色像差的方法较有意义。
42.另外，光学单元13及膜厚测量装置1中，光学系统22具备配置于测量光l1的光轴上的扩散板29。通过该扩散板29的配置，可以将自开口部31输出的测量光l1的每个波长的出射角度分布均匀化。因此，可以抑制在最终以检测部14检测的被检测光l2的光谱强度的平衡产生变化，从而避免膜厚测量的误差增大。本实施方式中，扩散板29配置于光学系统22与开口部31之间的测量光l1的光轴上。由此，可以对通过光学系统22聚光的测量光l1配置小型的扩散板29。因此，谋求光学单元13的小型化。另外，通过将扩散板29配置于开口部31的近前处，可将光量的损耗抑制于最小限度。此外，扩散板29无须配置于光学系统22与开口部31之间。扩散板29也可以配置于光纤17的输出端17b的后段。
43.另外，光学单元13及膜厚测量装置1中，光学系统22包含透镜26及抛物面镜27而构成。仅以透镜构成的光学系统在对于可视区域的光的用途中为普通，但在处理紫外区域～可视区域的波长的光的情况下，可以想到会产生必要以上的色像差。因此，通过如该光学单元13及膜厚测量装置1那样的组合透镜26及抛物面镜27，可以抑制对于紫外区域及可视区域的波长的测量光l1产生必要以上的色像差。
44.另外，光学单元13及膜厚测量装置1中，开口部31通过对光纤17的输入端17a而构成。该情况下，可以将使紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大的测量光l1导入至光纤17。
45.本公开并非限定于上述实施方式。例如上述实施方式中，光学系统22包含透镜26及抛物面镜27而构成，但光学系统22也可以如图6所示，替代透镜26，包含平行平面板41及抛物面镜27而构成。图6的例子中，在抛物面镜27与开口部31之间的位置配置有平行平面板41。另外，图6的例子中，开口部31通过针孔43而构成。如此，在将平行平面板41与抛物面镜27组合的情况下，可以产生相对较小的色像差。
46.另外，光学系统22也可以如图7所示，替代透镜26，包含楔形棱镜42及抛物面镜27而构成。图7的例子中，在抛物面镜27与开口部31之间的位置配置有楔形棱镜42。另外，图7的例子中，与图6的情况同样，开口部31通过针孔43而构成。平行平面板41与抛物面镜27的组合，在经过抛物面镜27聚光的测量光l1的数值孔径相对较小的情况下有意义。在使用楔形棱镜42的情况下，测量光l1中的长波长成分的焦点位置，相对于短波长成分的焦点位置朝与光轴交叉的方向侧移位。因此，通过在紫外区域的波长的光lb成像的位置配置针孔43，可以使自开口部31输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。
47.上述的透镜26、扩散板29、平行平面板41、及楔形棱镜42，必须由对紫外光具有透过性的材料形成。作为这样的材料，可举出例如合成石英、氟化钙、氟化镁、蓝宝石等。
48.另外，上述实施方式中，光源12通过输出包含例如紫外区域的波长(200nm～300nm)及可视区域的波长(300nm～800nm)的白色光的光源装置而构成，但光源12也可以通过输出包含例如紫外区域的波长(200nm～300nm)及可视～近红外的波长(300nm～1100nm)的白色光的光源装置而构成。即，光学单元13也可以构成为具备：输入部21，其输入自紫外区域遍及近红外的波长的测量光l1；光学系统22，其以产生色像差的状态将测量光l1聚光；及开口部31，其中，产生了色像差的测量光l1中的、可视至近红外区域的波长的光la’不成像，而紫外区域的波长的光lb成像。这样的结构中，也可以使自开口部31输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视至近红外区域的光谱强度相对增大。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。
49.在将膜厚测量装置1作为成膜装置2中的产线膜厚监视器而构成的情况下，要求装置的省空间化。因此，将应用于膜厚测量装置1的光学单元13更小型化变得重要。以下说明以小型化为目的的光学单元13(13a～13d)的结构例。
50.如图8所示，光学单元13a光学性地连接于光纤输出型的光源12。光学单元13a的光学系统22具有分束器51、透镜52、及椭圆面镜53。输入部21通过将测量光l1导光的光纤54构成。监视器用输出部23通过光纤55而构成，测量用输出部24通过光纤56而构成。作为透镜52，可以使用例如平行平面板或楔形棱镜等。椭圆面镜53在光纤54与光纤55、56足够接近的情况下，也可以置换为更廉价的球面镜。在分束器51与光纤54、55、56之间，也可以配置切换测量光l1的on/off(开/关)的挡板。
51.自光源12输出的测量光l1通过光纤54被导光至光学单元13a，并透过分束器51及透镜52。在通过透镜52的测量光l1，因透镜材料的色散而产生色像差。之后，测量光l1被椭圆面镜53反射，再次入射至分束器51。测量光l1的一部分被分束器51反射，并入射至作为监视器用输出部23的光纤55。测量光l1的剩余部分透过分束器51，入射至作为测量用输出部24的光纤56。在光纤55的输入端，产生了色像差的测量光l1中的、可视区域的波长的光la不成像，而紫外区域的波长的光lb成像。同样地，在光纤56的输入端56a(开口部31)，在产生了色像差的测量光l1中，可视区域的波长的光la不成像，而紫外区域的波长的光lb成像。
52.这样的光学单元13a中，也可以使自开口部31输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。另外，通过光学单元13a的小型化，而谋求作为成膜装置中的产线膜厚监视器使用的情况下的装置的省空间化。
53.如图9所示，光学单元13b与上述光学单元13a的不同点为，将监视器用输出部23与测量用输出部24设为分开的单元。监视器用输出部23的单元的光学系统22及测量用输出部24的单元的光学系统22的各个具有透镜52及椭圆面镜53。这些光学系统22中，省略分束器51。替代分束器51的配置，分支有将来自光源12的测量光l1导光的光纤54。在透镜52与光纤54、55、56之间，也可以配置切换测量光l1的on/off的挡板。
54.自分支的光纤54的一个输出的测量光l1，在监视器用输出部23的单元通过透镜52，以产生了色像差的状态被椭圆面镜53反射后，入射至作为监视器用输出部23的光纤55。自分支的光纤54的另一个输出的测量光l1，在测量用输出部24的单元通过透镜52，以产生了色像差的状态被椭圆面镜53反射后，入射至作为测量用输出部24的光纤56。在光纤55的输入端，产生了色像差的测量光l1中的、可视区域的波长的光la不成像，而紫外区域的波长的光lb成像。同样地，在光纤56的输入端56a(开口部31)，产生了色像差的测量光l1中的、可视区域的波长的光la不成像，而紫外区域的波长的光lb成像。
55.这样的光学单元13b中，也可以使自开口部31输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。另外，通过光学单元13b的小型化，而谋求作为成膜装置中的产线膜厚监视器使用的情况下的装置的省空间化。该光学单元13b中，必须将构成光学系统22的光学部件分别配置于监视器用输出部23的单元的光学系统22及测量用输出部24的单元的光学系统22，但由于不需要分束器51，因此各单元的光学系统22简单化，从而可以提高制造容易性。
56.如图10所示，光学单元13c在监视器用输出部23的结构上与上述光学单元13c不同。更具体而言，光学单元13c中，在光学系统22未设置分束器51，取而代之，在椭圆面镜53的中央设置有孔部53a。构成监视器用输出部23的光纤55以与孔部53a对应的方式配置于椭圆面镜53的背面侧(作为测量用输出部24的光纤56的相反侧)。在透镜52与光纤54、56之间、椭圆面镜53与光纤55之间，也可以配置切换测量光l1的on/off的挡板。另外，在椭圆面镜53与光纤55之间也可以配置扩散板29。
57.自光源12输出的测量光l1通过透镜52，以产生色像差的状态被椭圆面镜53反射后，入射至作为测量用输出部24的光纤56。在光纤56的输入端56a(开口部31)，在产生色像差的测量光l1中，可视区域的波长的光la不成像，而紫外区域的波长的光lb则成像。椭圆面镜53中，测量光l1的一部分通过孔部53a，入射至作为监视器用输出部23的光纤55。
58.这样的光学单元13c中，可以使自开口部31输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。另外，通过光学单元13c的小型化，在作为成膜装置中的产线膜厚监视器使用的情况下，可以谋求装置的省空间化。光学单元13c中，紫外区域的光强度相对增大的仅为测量用输出部24，但根据光学单元13c的用途，在监视器用输出部23中的紫外区域的光谱强度无须相对增大的情况下，可采用本结构。在椭圆面镜53与光纤55之间配置扩散板29的情况下，谋求监视器用的信号的稳定化。
59.如图11所示，光学单元13d光学性地连接于头输出型的光源12。光学单元13d的光学系统22具有透镜52、抛物面镜57、及抛物面镜58。抛物面镜57为例如离轴抛物面镜。抛物面镜58也可以置换为更廉价的球面镜的抛物面镜57中的反射面的中央，设置有朝与输入部21对向的方向延伸的孔部57a。构成监视器用输出部23的光纤55以与孔部57a对应的方式配置于抛物面镜57的背面侧(输入部21的相反侧)。在抛物面镜57与光纤55之间也可以配置有扩散板29。
60.另外，在抛物面镜57中的反射面的中央，朝与抛物面镜58对向的方向插入有构成测量用输出部24的光纤56。光纤56的输入端56a(开口部31)在与孔部57a相邻的位置，成为在抛物面镜57的反射面露出的状态。在抛物面镜57与抛物面镜58之间、及抛物面镜57与光纤55之间，也可以配置有切换测量光l1的on/off的挡板。
61.自光源12输出的测量光l1经由输入部21被导光至光学单元13d内，并透过透镜52。在通过透镜52的测量光l1，因透镜材料的色散而产生色像差。之后，测量光l1的一部分自抛物面镜57的反射面通过孔部57a入射至作为监视器用输出部23的光纤55。测量光l1的剩余部分通过抛物面镜57被平行光化，并被抛物面镜58反射。被抛物面镜58反射而返回至抛物面镜57的测量光l1的剩余部分，入射至该抛物面镜57的反射面中作为测量用输出部24的光纤56。在光纤56的输入端56a(开口部31)，产生了色像差的测量光l1中的、可视区域的波长的光la不成像，而紫外区域的波长的光lb成像。
62.这样的光学单元13d中，也可以使自开口部31输出的光的紫外区域的光谱强度相对于可视区域的光谱强度相对增大。因此，容易获得检测系统中为必要的紫外区域的光的灵敏度，可以构成最适于膜厚测量的光谱。另外，通过光学单元13d的小型化，即使在使用头输出型的光源12的情况下，仍谋求作为成膜装置中的产线膜厚监视器使用的情况下的装置的省空间化。光学单元13d中，紫外区域的光谱强度相对增大的仅为信号用输出部24，但根
据光学单元13d的用途，在监视器用输出部23中的紫外区域的光谱强度无须相对增大的情况下，可采用本结构。在抛物面镜57与光纤55之间配置有扩散板29的情况下，谋求监视器用的信号的稳定化。符号说明
[0063]1……
膜厚测量装置；12
……
光源；13(13a～13d)
……
光学单元；14
……
检测部；15
……
解析部；17
……
光纤(导光部)；18、56
……
光纤(导光部)；17a、56a
……
输入端(开口部)；21
……
输入部；22
……
光学系统；26、52
……
透镜；27、57、58
……
抛物面镜；29
……
扩散板；31
……
开口部；41
……
平行平面板；42
……
楔形棱镜；43
……
针孔(开口部)；l1
……
测量光(光)；l2
……
被检测光；la
……
可视区域的波长的光；lb
……
紫外区域的波长的光；s
……
被测量物。