(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体サンプルを処理するための処理装置であって、
内部に設けられた作業エリア内において所定の真空条件の下で前記サンプルの最上位層の処理を行うべく複数のチャンバを有する処理ユニットと、
前記作業エリア外のチャンバの一つの中にモニタリングエリアを定める、前記処理ユニットに関連づけられた光学的モニタ装置であって、前記チャンバの前記一つは光学的窓を有しており、該光学的窓を通じてそのチャンバの外側から前記サンプルの前記最上位層の少なくとも一部を観測することが可能となっている、光学的モニタ装置と、
前記サンプルを前記作業エリアから前記モニタリングエリアへと前記真空条件を壊すことなく移送するためのロボットとを有し、
前記光学的モニタ装置が、前記チャンバの前記一つの外に収容され且つ前記サンプルが所定の真空条件の下で前記チャンバの前記一つの内部に位置しているあいだに前記光学的窓を通じて前記サンプルの少なくとも前記最上位層の少なくとも一つの所望のパラメータを測定するべく動作可能な光学的モニタユニットを有し、
前記光学的モニタユニットは、前記光学的窓を通じて光を前記サンプルの前記最上位層に当てる装置と、絞りと、前記絞り上のピンホールと、前記最上位層に当たって前記最上位層から反射する光を前記光学的窓を通じて前記絞りと像獲得システムへと案内する装置とより成り、
前記絞りは、前記サンプルの前記最上位層から反射する光のうち前記ピンホールに入射する光以外の光を前記像獲得システムへ導くように構成されており、
前記ピンホールは前記ピンホールに入射する一部の前記光を、前記最上位層のパラメータを測定する検出器へ通過するように設けられ、
前記像獲得システムは、前記サンプルの表面の２次元像を結像するように構成され、前記２次元像上に現れる前記ピンホールによる暗点の位置によって前記パラメータの測定点の位置を定めることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記処理ユニットが膜形成装置を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの所望のパラメータが前記サンプルの少なくとも最上位層の厚さであることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つの所望のパラメータが前記サンプルの少なくとも最上位層の屈折率であることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項５】
前記光学的モニタユニットが分光測定器を含むことを特徴とする請求項４に記載の処理装置。
【請求項６】
前記光学的モニタユニットが楕円偏光測定器を含むことを特徴とする請求項４に記載の処理装置。
【請求項７】
前記真空条件で処理を行う処理ユニットがクラスタツールであることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項８】
前記半導体サンプルがウェハであることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項９】
内部に設けられた作業エリア内において所定の真空条件の下で半導体サンプルの最上位層の処理を行うべく複数のチャンバを有し且つ前記真空条件を壊すことなく前記複数のチャンバ間で前記サンプルを移送するためのロボットとを有するクラスタツール用のプロセス制御装置であって、
該プロセス制御装置は、前記作業エリア外のチャンバの一つの中にモニタリングエリアを定める光学的モニタ装置を含んでおり、
前記チャンバの前記一つは光学的窓を有し、該光学的窓を通じてそのチャンバの外側から前記サンプルの前記最上位層の少なくとも一部を観測することが可能となっており、
前記光学的モニタ装置が、前記チャンバの前記一つの外に配置され且つ前記サンプルが所定の真空条件の下で前記チャンバの前記一つの内部に位置しているあいだに前記光学的窓を通じて前記サンプルの少なくとも一つの所望のパラメータを測定するべく動作可能な光学的モニタユニットを含み、
前記光学的モニタユニットは、前記光学的窓を通じて光を前記サンプルの前記最上位層に当てる装置と、絞りと、前記絞り上のピンホールと、前記最上位層に当たって前記最上位層から反射する光を前記光学的窓を通じて前記絞りと像獲得システムへと案内する装置とより成り、
前記絞りは、前記サンプルの前記最上位層から反射する光のうち前記ピンホールに入射する光以外の光を前記像獲得システムへ導くように構成されており、
前記ピンホールは前記ピンホールに入射する一部の前記光を、前記最上位層のパラメータを測定する検出器へ通過するように設けられ、
前記像獲得システムは、前記サンプルの表面の２次元像を結像するように構成され、前記２次元像上に現れる前記ピンホールによる暗点の位置によって前記パラメータの測定点の位置を定めることを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項１０】
光学的モニタ装置と複数のチャンバを有する真空型処理ユニットとを用いて半導体サンプルの処理をする方法であって、
前記処理ユニット内の作業エリア内で所定の真空条件の下前記サンプルの最上位層の処理をする過程と、
前記サンプルを前記作業エリアから該作業エリア外の前記チャンバの一つの内部に配置されたモニタリングエリアへと移送する過程であって、前記チャンバの前記一つは光学的窓が形成されており、該光学的窓を通じて前記サンプルの前記最上位層の少なくとも一部が前記チャンバの外から観測可能となっており、該移送過程は前記真空条件を壊すことなくロボットによってなされる、移送過程と、
前記サンプルが所定の真空条件の下前記チャンバ内の前記モニタリングエリアに配置されている間に、前記サンプルの少なくとも一つの所望のパラメータをモニタリングするべく前記光学的窓を通じて前記チャンバの外側から前記サンプルの少なくとも一部を光学的にモニタする過程とを有し、
前記光学的にモニタする過程は、
前記チャンバの外にピンホールを有する絞りを設ける過程と、
前記チャンバの外から前記光学的窓を通じて前記サンプルの前記最上位層に光を当てる過程と、
前記サンプルの最上位層から反射する光を前記光学的窓を通じて前記絞りへと案内する過程と、
前記サンプルの前記最上位層から反射し前記絞りへと案内された光のうち前記ピンホールに入射する光以外の光を像獲得システムに導いて前記サンプルの２次元像を結像する過程と、
前記サンプルの前記最上位層から反射し前記絞りへと案内された光のうち前記ピンホールを通過する一部の光を検出器へ通過して前記サンプルの最上位層のパラメータを測定する過程とより成り、前記２次元像上に現れる前記ピンホールによる暗点の位置によって前記パラメータの測定点の位置を定めることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記サンプルを処理する過程が成膜技術を用いることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記サンプルが、処理された後に前記作業エリアから前記モニタリングエリアへと移送されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記光学的モニタ過程が、前記サンプルの少なくとも最上位層の厚さを測定する過程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記光学的モニタ過程が、前記サンプルの少なくとも最上位層の屈折率を測定する過程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記光学的モニタ過程が、前記光学的窓を通じて前記サンプルの少なくとも一部を走査する過程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記光学的モニタ過程が、分光測定を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記光学的モニタ過程が、楕円偏光測定を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般的に、対象を傷つけない、品質制御装置及び方法に関する。特に、薄膜の厚さと屈折率を測定する光学的装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的測定装置は、典型的には、マイクロエレクトロニクス産業に於いて、非接触で、対象を傷つけない、薄膜厚測定手段として使用されている。活用されている主要なシステムが２つあり、それらは分光測定器（反射率計）と楕円偏光計である。以下の米国特許明細書に従来技術が示されている：
【０００３】
楕円偏光計について：第５，１６６，７５２号、第５，０６１，０７２号、第５，０４２，９５１号、第４，９５７，３６８号、第４，６８１，４５０号、第４，６５３，９２４号、第４，６４７，２０７号、第４，５１６，８５５号。
【０００４】
分光測定器について：第５，１８１，０８０号、第５，１５９，４１２号、第５，１２０，９６６号、第４，９９９，０１４号、第４，５８５，３４８号。
【０００５】
図１Ａと図１Ｂに従来技術を用いたシステムがふたつ図示されおり、以下にその説明をする。分光測定器は、膜境界から反射された複数の光線が互いに干渉するという事実を利用している。より詳細に述べると、図１Ａの分光測定器は、サンプル１０の選ばれた点の反射率を、通常は可視光乃至近紫外光領域の波長の関数として測定する。
【０００６】
検出されたスペクトル反射率関数のコンピュータによる分析により、特にその極小、極大から、薄膜の厚さがわかる。また、ある場合には、測定された膜の屈折率もわかる。
【０００７】
分光測定器は、典型的には、光源と適当な光学部材とを有するトランスミッタ１２と、ビームスプリッタ１４と、対物レンズ１６と、チューブレンズ１８と、光の強度を入射光波長の関数として測定する光学的若しくは電子的手段を有する受光ユニット２０とを有する。トランスミッタ１２は、コリメートされた（ｃｏｌｉｍａｔｅｄ）光線２２を発生し、この光線はビームスプリッタ１４によって偏向され、対物レンズ１６によってサンプル１０上に集光される。反射光線２４は顕微鏡結像光学部材（レンズ１６とレンズ１８）によって受光ユニット２０内の分光測定ユニット（図示されていない）上に集光される。
【０００８】
サンプル１０上の複数の点を測定するために、サンプル１０はｘ−ｙステージ２６上に置かれている。ｘ−ｙステージ２６は、典型的には、非常に精密で重く、その結果非常にゆっくり動く。
【０００９】
分光測定器では、非常に小さい反射率の構造の測定は困難である。というのは比較的低い光度の伝統的な白色光源では十分な信号対雑音比（ＳＮＲ）が得られないからである。分光測定器ではアモルファスシリコンのような光学的定数の分布が未知であるか、若しくは再現性がないような膜の測定も困難である。
【００１０】
これらの制限にもかかわらず、分光測定法は今日、産業で広く使われている。
というのはこの方法の設備は、簡単に光学顕微鏡と組み合わせることができ、また伝統的な顕微鏡光学部材を用いることができるからである。
【００１１】
楕円偏光計は、試験面による反射によって引き起こされる光の偏光の変化を測定する。これらの変化は振幅と位相の変化によって特徴付けられ、薄膜の厚さや光学的特性に敏感である。
【００１２】
従来技術を用いた楕円偏光計が図１Ｂに図示されている。この楕円偏光計は、光源と適当な光学部材とを有するトランスミッタ３０と、偏光子３２と、光学的補償装置（位相遅延器）３４と、検光子３６と、光検出器と適当な電子部材とを有する受光ユニット３８とを有する。偏光子３２はトランスミッタ３０から発せられる入射光線４０を偏光する。反射光線４２は検光子３６を通過し、受光ユニット３８に到達する。補償器３４を用いるときは、偏光子３２と試験されるサンプル１０との間か、若しくはサンプル１０と検光子３６との間に置くことができる。
【００１３】
楕円偏光測定法は斜めの発光を必要とする。言い換えると、入射光線４０とサンプル１０の垂線４４との間の入射角θは０より大きくなければならない。反射光線４２と垂線４４との間の角度は入射角θに等しい。入射角θは基板のブリュースタ角θBに近いことが望ましい。実際的には入射角θは４５°乃至７０°である。
【００１４】
楕円偏光計は、光の強度に対して独立なふたつの偏光変数（振幅と位相）を測定することにより、極めて高精度であり、０乃至１００オングストロームの超薄膜を測定することも可能である。しかしながら、楕円偏光計は高度にコリメートされた光線はもちろん、斜めの発光をも必要とするため、これを用いて、密度の濃い構造の測定を、高い空間解像度で行うことは困難である。
【００１５】
完全に自動化された楕円偏光計の基本的なタイプがふたつある。ナル楕円偏光計（ＮＥ；Ｎｕｌｌ−ｅｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒｓ）は最も精度の高い測定を可能とするが、１測定点につき少なくとも数秒を必要とする。回転分析器楕円偏光計（ＲＡＥ；Ｒｏｔａｔｉｎｇ−ａｎａｌｙｚｅｒ  ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒｓ）は、非常に高速の測定（１測定点につき数分の１秒）を可能にする。しかし、感度と精度は通常、ナル楕円偏光計のそれよりも悪い。
【００１６】
全ての従来技術の装置に於いて、光学機械的装置は複雑で、大きく、重く、そのためｘ−ｙステージ２６は測定点間を移動し、測定開始前に完全に停止していなければならない。測定と測定との間の時間はｘ−ｙステージ２６の質量と、要求される位置精度とに依存し、少なくとも数秒（時には数十秒）を必要とする。
このことは、特に８インチのＶＬＳＩシリコンウェハのような大きなサイズの基板の検査に於ける厚さマッピングをするときの速さを制限する。
【００１７】
“足跡（ｆｏｏｔ  ｐｒｉｎｔ）”すなわちひとつの装置が床に占める面積は、典型的には、ｘ−ｙステージの移動のため、少なくともｘ−ｙステージの２倍のサイズを必要とする。
【００１８】
更に、従来の測定装置は、いったん膜形成プロセスが完了した後に、測定に使われ、膜形成プロセス進行中は使用できない。というのは、ウェハの取り扱いや、その他の機械的な移動が真空チャンバの中ではできないからである。
【００１９】
他の測定装置も知られており、それらのひとつは米国特許第４，８２６，３２１号明細書中に記載されている。米国特許第４，８２６，３２１号明細書は楕円偏光計に似た装置を提示している。しかしながら、この装置に於いては、薄膜のある基板の正確なブリュースタ角で、面偏光されたレーザ光線を薄膜面に向けて偏向するためにミラーが用いられている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、検査対象の基板全体に渡って高速かつ複数測定点の測定を可能とする薄膜厚測定装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的及び利点については、添付の図面及び以下の詳細な説明から明らかとなる。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上述された目的は、コリメートされた入射光線を入射軸に沿って供給する発光ユニットと、コリメートされた出射光線を前記入射軸に平行な出射軸に沿って受光する受光ユニットと、前記入射光線をサンプルへ向けて偏向し、前記出射光線を前記サンプルから前記受光ユニットへ向けて偏向する、少なくとも前記入射軸に平行な第１走査軸に沿って移動可能な光線偏向ユニットとを有するサンプル上の薄膜の厚さを測定するための薄膜厚測定装置であって、前記受光ユニットが、レンズと、ピンホールを有する絞りとを有し、前記ピンホールが、前記レンズの焦点に位置することを特徴とする薄膜厚測定装置を提供することによって達成される。
【００２３】
【作用】
本発明に基づく装置は、光線をあらかじめ決められた入射角、反射角に保持するように、基板表面への、若しくは基板表面からの光線の偏向をする光線偏向ユニットを有する。
【００２４】
より詳細に述べると以下の通りである。
【００２５】
本発明の好適実施例に従うと、サンプル上の薄膜厚を測定する薄膜厚測定装置が与えられ、この薄膜厚測定装置は、ａ）コリメートされた入射光線を入射軸に沿って供給する発光ユニットと、ｂ）コリメートされた出射光線を入射軸に平行な出射軸に沿って受光する受光ユニットと、ｃ）入射光線をサンプルへ向けて偏向し、サンプルからの出射光線を受光ユニットへ向けて偏向する、少なくとも入射軸に平行な走査軸に沿って移動可能な光線偏向ユニットとを有する。受光ユニットはレンズと、レンズの焦点に位置するピンホールを有する絞りとを有する。
【００２６】
更に、本発明の好適実施例に従うと、光線偏向ユニットは１次元乃至２次元に移動可能であってもよい。１次元の場合、光線偏向ユニットは、ａ）入射光線をサンプルへ向けて偏向する第１偏向部材と、ｂ）サンプルからの反射光線を出射軸に沿うように偏向する第２偏向部材と、ｃ）反射光線をコリメートする対物レンズとを有する。コリメートされた光線は出射光線である。
【００２７】
２次元の場合、光線偏向ユニットは、第１走査軸と、第１走査軸に垂直な第２走査軸との両方に沿って移動可能である。光線偏向ユニットは、好ましくは４つのミラーと、ひとつの対物レンズとを有する。第１ミラーは入射光線を入射軸から第２走査軸へ偏向する。第２ミラーは入射光線を第２走査軸からサンプルへ向けて偏向する。第３ミラーはサンプルからの反射光線を第２走査軸へ偏向する。
第４ミラーは反射光線を第２走査軸から出射軸へ偏向する。対物レンズは反射光線をコリメートする。
【００２８】
更に、本発明の好適実施例に従うと、本装置は楕円偏光計でもよい。受光ユニットは更に、検光子と、光検出器とを有し、第１、第２偏向部材はミラーからなる。発光ユニットは光源と、偏光子とを有する。発光ユニットと受光ユニットには、所望に応じて、補償器を加えることもできる。
【００２９】
本発明の別の好適実施例に従うと、本装置は分光測定器であってもよい。この好適実施例では、受光ユニットは更に分光測定光検出器（ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を有し、第１偏向部材はビームスプリッタで、第２偏向部材はミラーである。更に、光線偏向ユニットは、ビームスプリッタによって偏向された入射光線をサンプル上に集光するレンズを有する。
【００３０】
本発明による薄膜厚測定装置は、クラスタツール（ｃｌｕｓｔｅｒ  ｔｏｏｌｓ）のような膜形成装置と組み合わせることができる。
【００３１】
本発明の好適実施例に従うと、薄膜の厚さを測定すると共に測定領域の像を得る薄膜厚測定装置も提供される。この装置は、ａ）コリメートされた入射光線を入射軸に沿って供給する発光ユニットと、ｂ）コリメートされた出射光線を入射軸に平行な出射軸に沿って受光する受光ユニットと、ｃ）入射光線をサンプルへ向けて偏向し、サンプルからの出射光線を受光ユニットへ向けて偏向する、少なくとも入射軸に平行な走査軸に沿って移動可能な光線偏向ユニットとを有する。入射光線は、好ましくは、少なくともひとつのコヒーレント光線と非コヒーレント光線とからなり、所望の入射角でサンプル上に入射される。受光ユニットは、ａ）第１像レンズと、ｂ）出射軸上に位置するピンホールを有する、出射軸に対して入射角と等しい角度を有して第１像レンズの焦点に位置する回折格子と、ｃ）ピンホールを通して受光された通常コヒーレントな光を検出する少なくともひとつの光検出器と、ｄ）第２像レンズと、ｅ）回折格子によって偏向され、第２像レンズによって結像される、測定領域からの非コヒーレント光線を受容するためのカメラとを有する。
【００３２】
更に、本発明の好適実施例に従うと、本装置は所望の入射角から逸脱することもある実入射角を測定する装置を有してもよい。この実入射角測定装置は発光ユニットや受光ユニットの一部を形成する光学部材を活用する。この実入射角測定装置は位置検出器を有することが好ましい。
【００３３】
更に、本発明の好適実施例に従うと、本装置はサンプルがその中で保持される真空チャンバを有するクラスタツールと組み合わせることもできる。真空チャンバは、サンプルに入射する光線、乃至サンプルから反射される光線の軸に垂直になるようにガラスプレートを組み込まれているカバーを有していることが好ましい。ガラスプレートは走査軸に平行に延在する。
【００３４】
最後に、本発明の好適実施例に従うと、本装置は通常サンプルに近接して設置される偏光子、検光子、光学的な補償器を有してもよい。
【００３５】
【実施例】
本発明は添付の図面を参照にし、以下の詳細な説明によって、よりよく理解され、認識される。
【００３６】
図２と図３は、本発明の好適実施例に従って構成され作用する、それぞれ１次元と２次元の走査機構を有する光学的測定装置を図示している。図２は側面図であり、図３は上面図である。
【００３７】
図２と図３に於いて、光学的測定装置は楕円偏光計である。これは、あくまでも例示であって、本発明の主旨は、図８に図示され、また以下に詳細に説明される、分光測定器にも適用可能である。
【００３８】
図２に示す楕円偏光計は、典型的には、静止した発光ユニット５０と、静止した検出ユニット５２と、光線偏向ユニット５４と、サンプル５７を保持するためのステージ、リング、などからなる静止した支持部５６とを有する。
【００３９】
発光ユニット５０は、典型的には、従来技術と同じような部材より成る。従って、同じような部材は、同じ参照番号を持つ。より詳しく述べると、発光ユニット５０は、典型的には、レーザ光源を有するトランスミッタ３０と、偏光子３２と、必要に応じて設置可能な補償器（位相遅延器）３４とを有する。従来技術と同様に、レーザ光源は、その付属光学部材と共働して、高度にコリメートされたレーザ光線を発生する。
【００４０】
光線偏向ユニット５４は、典型的には、ふたつのミラー７２、７４と第１対物レンズ７５とを有する。ミラー７２は、入射光線５８を角度β＝９０＋θで偏向することにより、所望の入射角θを得る。ミラー７４は、サンプル５７から反射された反射光線６４を偏向し、走査軸Ｘに平行な光線６５を生ずる。焦点がサンプル５７の面にある第１対物レンズ７５は、典型的には、光線６５をコリメートし、コリメートされた反射光線（出射光線）６０を生じさせる。
【００４１】
走査を行うため、光線偏向ユニット５４だけがＸ軸に沿って移動する。光線偏向ユニット５４の移動は楕円偏光計の測定精度には影響しない。なぜなら、入射光線５８と、出射光線６０は高度にコリメートされ、走査軸に対し平行だからである。
【００４２】
光線偏向ユニット５４はミラー７２、７４、第１対物レンズ７５しか有していないため、軽量で、移動速度が速い。この移動時間によって測定時間はほぼ決定される。支持部５６は動かないため、本発明に従った装置はサンプル５７のサイズだけの最小の床面積しか必要としない。
【００４３】
ミラー７２と７４による偏向は、光の偏光状態も変化させることは明らかである。これらの望ましくない変化は、サンプル５７によって引き起こされる所望の偏光の変化と分離されなければならない。もし、ミラーの光学的変数値が安定しているなら、望ましくない変化には再現性があり、従って、それらを測定し、サンプル５７の測定の解釈時に考慮に入れることができる。
【００４４】
更に、ミラー７２、７４による反射は完全な鏡面反射ではないということも明らかである。典型的には、いくらかの減極された散乱光が発生する。散乱光の割合は反射光に比べ非常に小さい（１：１０００かもっと小さい。ミラー表面の精度に依存して異なる）。しかし、散乱光はシステムの信号対雑音比（ＳＮＲ）の上限を定め、従って、測定限界を定める。
【００４５】
本発明の好適実施例に従うと、検出ユニット５２は、標準的な検光子３６と受光ユニット３８に加え、典型的には、散乱光減衰装置を有している。散乱光減衰装置は、典型的には、第２対物レンズ７６と、第２対物レンズ７６の焦点面内に位置し、ピンホール７８を有する絞り７７と、集光装置７９とを有する。
【００４６】
検光子３６は、典型的には、コリメートされた出射光線６０内、第１対物レンズ７５と第２対物レンズ７６との間に置かれる。ピンホール７８が、第２対物レンズ７６の焦点面である像平面の中心にあることによって、開口絞りとして働き、出射光線６０のコリメートされた部分だけを通過させる。従って、ピンホール７８は、ミラーによって導き入れられた、広範囲に散乱された減極光を劇的に減衰させる。集光装置７９はピンホール７８からの光線を集め、受光ユニット３８に伝える。
【００４７】
ピンホール７８の直径が５０μｍで、レンズの焦点距離が３０ｍｍであるため、検出ユニット５２の入射角は１ｍｒａｄより小さい。偏光子３２と検光子３６との間に６個かあるいはそれより少ない数のミラーがある光学的構成のため、結果的には検出装置３８に到達する散乱光の強度は、正確な楕円偏光測定のため最低限必要な偏光された光の１０-3％より小さい。
【００４８】
受光ユニット３８は、典型的には、光検出器と、適当な電子部材とを有する。
図示されてはいないが、検出ユニット５２に於いて、補償器３４を検光子３６の前に設置することもできる。
【００４９】
図３の楕円偏光計では、２次元走査ユニット８０によって２次元の走査が可能である。他の構成要素は図２のそれと同様であるので、同様の参照番号を有する。
【００５０】
２次元走査ユニット８０は典型的には、光線偏向ユニット５４（図２参照）と似た、Ｘ軸レール８４に沿ってスライドする光線偏向ユニット８２を有する。Ｘ軸レール８４は互いに結合され、更にキャリッジ９０と結合し、Ｘ軸ユニット８６を形成する。このＸ軸ユニット８６は、キャリッジ９０を介して、Ｙ軸レールに沿って移動できる。
【００５１】
２次元走査ユニット８０はまた、典型的には、Ｘ軸とＹ軸との間で光線の偏向をするミラー９２と９４（図３参照）とを有する。より詳細に述べると、ミラー９２は入射光線５８をＹ軸からＸ軸へ偏向し、Ｘ軸と平行な光線９６を生む。ミラー９４は光線偏向ユニット８２から出射されたＸ軸に平行な光線９８を受け、それをＹ軸へ向けて偏向し、それによって出射光線６０を生む。
【００５２】
散乱光減衰部材７６〜７９は、どのミラーも物平面若しくは像平面のどちらにも極端に近接していない限りは、多くのミラーに対して有効であることは明らかである。
【００５３】
次に、図４、図５、図６、図７に例示されている、プロセス進行中も測定可能な薄膜厚モニタ（インプロセスモニタ）について述べる。図４は半分概念的で、半分ブロック線図的な説明図であり、図５〜図７は図４のインプロセスモニタの構成要素の概念図である。
【００５４】
図４のインプロセスモニタは、クラスタツールのような膜形成装置内で膜の厚さを測定するのに用いることができる。クラスタツールは巨大な真空装置で、いくつかのチャンバを有し、各チャンバでは、それぞれ特定の膜形成プロセスが単結晶シリコンウェハ上に施される（単結晶ウェハプロセス）。内部ロボットによって真空を破壊することなく各ウェハはチャンバからチャンバへ移され、いくつかの膜形成プロセスが、ウェハがクラスタツールから取り出される前に実行される。
【００５５】
本発明は、典型的には、各ウェハが各膜形成プロセスの後１分乃至２分後に運ばれる冷却真空チャンバに組み込まれる。
【００５６】
本発明に従うと、インプロセスモニタは、コヒーレント若しくは非コヒーレントな結像ユニットと、実入射角測定装置とからなり、それらの光路の一部は同一である。コヒーレントな結像ユニットは楕円偏向測定に対して用いられ、図２を参照にして既に述べたことと同様である。非コヒーレントな結像ユニットは、典型的には、パターン認識に対して用いられる。
【００５７】
インプロセスモニタは発光ユニット１００と、検出ユニット１０２と、光線偏向ユニット１０４と、支持部５６と同じような支持部１０５とを有する。
【００５８】
真空が維持されなければならないため、インプロセスモニタの全ての構成要素は、支持部１０５とその上のサンプル５７とを除いて、真空チャンバ１０８の外になければならない。このことは、図４と図５に図示されている。
【００５９】
本発明に従って、チャンバの外からサンプル５７に光が到達するように２枚の静止したガラスプレート１１２が、Ｘ軸の方向に沿って、真空チャンバ１０８のカバー１１０の中に組み込まれている。プレート１１２が光学装置に与える影響を極力小さくするため、その表面は光線５９、及び６４の光路に対して垂直になるように置かれている。
【００６０】
ガラスプレート１１２は、真空チャンバ１０８の外側の大気圧と、その内側の真空との間の圧力差に耐えるように機械的に十分な強度を有する。プレート１１２は、５mm厚のストレスフリーガラス（残留応力のないガラス）からできており、そのアスペクト比（厚さ／長さ）はおおよそ１：５０である。結果的に生じる複屈折は無視できる程度で、従って、プレートは通常光学的測定に影響しない。
【００６１】
光線偏向ユニット１０４（図５参照）は、典型的には、焦点レンズ１５０と、対物レンズ１５２と、ふたつのミラー１５４と１５６と、例えばリニアモータのようなＸ軸方向移動装置１５３（図４参照）とを有する。
【００６２】
楕円偏光測定の間、焦点レンズ１５０は、偏光され、コリメートされた光線１５８をサンプル５７の表面上に集中させる。そして、対物レンズ１５２は発散する反射光線６４をコリメートして出射光線１５９を生じる。記述すべき重要な事実は、レンズ１５０と１５２がストレスフリーガラスから作られた、薄く、単純なレンズであって、その複屈折を０まで減少させている点である。これらのレンズはそれぞれミラー１５４とサンプル５７との間、ミラー１５６とサンプル５７との間に設置することもできる。
【００６３】
ふたつのミラー１５４と１５６は図２に於けるミラー７２、７４と同じく、図４に示されるように、Ｙ−Ｚ平面内で所望の入射角θにてサンプルに向けて光線を偏向したり、Ｘ軸とＹ軸との間で光線を偏向したりする。
【００６４】
光線５９は、光線偏向ユニット１０４がＸ軸に沿って移動するときも、常に所望の入射角θでサンプル５７に入射される。
【００６５】
発光ユニット１００は図６に詳細に図示されており、典型的には、光源ユニット１２０と、四分の一波長板（ＱＷＰ）１２２と、偏光子１２４と、補償器１２６とを有する。
【００６６】
光源ユニット１２０は、典型的には、楕円偏光測定用にふたつのコヒーレント光源１３０と１３２とを有し、非コヒーレント結像用にひとつの非コヒーレント光源１３４と集光装置１３６とを有する。集光装置１３６は非コヒーレント光源１３４から出力された光をコリメートする。
【００６７】
発光ユニット１００は、３つの光源１３０、１３２、１３４からの光を単一の光路１３９へ結合するためのふたつのビームスプリッタ１３８をも有する。ビームスプリッタ１３８は、典型的には、二色性、または偏光性を有する。もしそれらが偏光性を有するときは、２つのコヒーレント光源１３０と１３２の偏光面は直交するように調整される。
【００６８】
ふたつのコヒーレント光源１３０と１３２は、楕円偏光測定用に、高度に単色化されコリメートされた光線を発生するレーザダイオードからなる。レーザ（コヒーレント光源）１３０の波長λ１は可視スペクトル領域内、好ましくは６３０乃至６８０nm内にあり、レーザ（コヒーレント光源）１３２の波長λ２は近赤外スペクトル領域内、好ましくは８１０乃至８３０nm内にある。可視光は、酸化シリコン、窒化シリコン、及びその他の誘電性の層の厚さを測定するのに適している。赤外光はシリコン層（多結晶シリコン、アモルファスシリコンその他）の厚さの測定に適している。赤外光に対しては、シリコン層は概ね透明であり、それらの光学的特性値は通常再現性がある。
【００６９】
非コヒーレント光源１３４はパターン認識の間のみ使用され、高光度のＬＥＤ、水晶−タングステンランプ、ゼノンアークランプ等の光源が適している。その固有波長領域は狭い方が好ましく、例えば７８０±２０nmである。
【００７０】
パターン認識の間、非コヒーレント光源１３４は作動し、非コヒーレント光源１３４と集光装置１３６は、焦点レンズ１５０と共働して、非コヒーレント発光ユニットを形成し、この発光ユニットの光線はサンプル５７の表面上にて非コヒーレントな光点を作る。非コヒーレント光線の大きさ、及び発散は、所望の視野を照らすように、十分でなければならない。例えば、光線偏向ユニット１０４がＸ軸上のどこにあっても、非コヒーレント光線は最小の寸法でも１mmなければならない。
【００７１】
四分の一波長板（ＱＷＰ）１２２は、楕円偏光測定に於いて有用で、その光学的軸がコヒーレント光源１３０と１３２の偏光面に対して±４５°の傾きを持つように設置され、直線偏光を円偏光に変換する。ＱＷＰ１２２は、使用される波長領域６３０乃至８３０nmに対し、色収差が補正されていることが望ましい。適当な色収差補正済みのＱＷＰは、例えば米国のメドウラークオプティクス社（Ｍｅａｄｏｗｌａｒｃ  Ｏｐｔｉｃｓ  ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造されている。
【００７２】
偏光子１２４と補償器１２６は、それぞれモータによる駆動装置１４０、１４２と結合している。図示されてはいないが、駆動装置１４０と１４２は、典型的には、高精度の角度エンコーダと共に動作する。ほとんどの楕円偏光測定アルゴリズムは、補正装置の回転を必要としないので、手動駆動機構（光軸調整用のみ）を駆動装置１４２の替わりに用いることもできる。
【００７３】
本発明の２波長構成に対して、偏光子１２４は、色収差補正済みである。適当な偏光子として、グラン−トムソン（Ｇｌａｎ−Ｔｈｏｍｓｏｎ）偏光プリズムがある。赤色スペクトル領域の単一波長構成に対しては、例えば、米国ポラロイドコーポレイション（Ｐｏｌａｒｏｉｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）社のＨＮ３８Ｓ型のようなシート偏光子が適している。全ての偏光子に対して、微細電子膜形成プロセスの制御に於いて要求される測定精度に到達するため、１０5以上の減衰率が要求される。
【００７４】
検出ユニット１０２（図７）は、典型的には、非コヒーレント結像ユニットの一部である２次元の像獲得システム（ｉｍａｇｅ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）と、コヒーレント結像ユニットの一部である楕円偏光検出ユニットと、実入射角測定装置とを有する。楕円偏光検出ユニットは、対物レンズ１５２と共働して作用し、典型的には、検光子１６０と、それに対応するモータ１６２と、像レンズ１６４と、ピンホール１６６を有する絞り１６５と、集光装置１６８と、ふたつの独立した光検出器１７０、１７２と、ふたつの帯域通過フィルタ１７４、１７６と、ビームスプリッタ１７８とを有する。検光子１６０は偏光子１２４と似ており、従って、２波長構成に対して色収差補正済みである。
【００７５】
図２の実施例と同様に、ピンホール１６６は像レンズ１６４の焦点面である光学的結像系（レンズ１５２と１６４）の像平面に置かれているので、サンプル５７から反射された光のうち、ピンホール１６６のサイズの部分光のみが、ピンホール１６６を通過する。集光装置１６８は光を集め、その焦点は光検出器１７０、１７２上に合わせられている。
【００７６】
ビームスプリッタ１７８は入射光線を、それぞれ適当な波長λ１とλ２を持ったふたつの光線に分離する。
【００７７】
光検出器１７０と１７２は、それぞれ帯域通過フィルタ１７４、１７６を介し、それぞれ波長λ１、λ２の光の強度を検出する。ほとんどの場合、光検出器は、例えば日本の浜松市の浜松フォトニクス社（Ｈａｍａｍａｔｓｕ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｕ．Ｕ．）製のＳ５５９１のような光起電性のシリコン光検出器からなる。必要ならば、より感度の高い、しかしより帯域の広い光電子増倍管を用いることもできる。
【００７８】
本発明によって２組の楕円偏向測定に於ける変数（振幅変数ψと位相変数δ）の測定を可能とする２波長同時測定ができることは明らかである。その結果、薄膜構造の４つの変数、例えばふたつの層の各々の厚さと屈折率が同時に確定可能となる。このような測定は、ふたつの異なる層が１回の膜形成サイクルに於いてサンプル５７上に形成されるとき有効である。
【００７９】
レンズ１５２と１６４が、通常ふたつの波長λ１とλ２に対し収差を持たないように設計されているため、本発明によるインプロセスモニタの解像度はコヒーレント結像システムのポイントスプレッド関数（ｐｏｉｎｔ  ｓｐｒｅａｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のみに依存する。ポイントスプレッド関数はコヒーレント結像システムのＦストップによって定義され、一般的に極めて小さい。実際的には厚さ測定はスクライブライン（ｓｃｒｉｂｅ  ｌｉｎｅ）、パッド（ｐａｄｓ）、乃至は５０μｍより幅の狭い特別な試験エリア上で行われ、従って、ピンホールサイズは２０乃至４０μｍで、Ｆ＃は５乃至６が許容できる。
【００８０】
円形のピンホールはアスペクト比１／ｃｏｓθの楕円形測定点を生ずるということはよく知られている。もしこれが許容できないなら、ピンホール１６６の形状は、それを補正するように非対象でなければならない。
【００８１】
２次元の像獲得システムは、典型的には、非コヒーレント発光ユニットと共に作用し、光線偏向ユニット１０４上に設置されている対物レンズ１５２を活用する。像獲得システムは、典型的には、像レンズ１６４と、ピンホール１６６を有する絞り１６５と、拡大レンズ１８０と、ミラー１８２と、光学的な帯域通過フィルタ１８４と、高解像度の面型電荷結合素子（ＣＣＤ）１８６とを有する。像獲得システムの目的のためには、絞り１６５は、ピンホール１６６をその中に有する回折格子１６７から作られなければならない。回折格子１６７は楕円偏光測定に影響しない。
【００８２】
サンプル５７と回折格子１６７の表面は、それぞれレンズ１５２と１６４の焦点面内に位置する。レンズ１５２と１６４は、典型的には、同じ焦点距離を持ち、従って、光学的倍率Ｍを１としている。この分野では知られているように、もし物平面が結像軸（反射光６４の軸）に対して傾いていたら、像平面もまた、検光子１６０からの光軸（光線１８８の軸）に対して傾く。しかしながら、像平面の傾きの程度は、倍率の関数であって、シャインフラグの式（Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）で記述される。
【００８３】
【数１】
ｔｇθ’＝Ｍ・ｔｇθ
ここで、θは入射角で、θ′は像平面の傾斜角である。
【００８４】
図５〜図７に示されるインプロセスモニタに於いて、光軸１８８に対して角度θだけ傾いている回折格子１６７は、レンズ１５２と１６４とからなる結像系の像平面であって、かつレンズ１８０の結像系にとっての物平面（または中間像平面）である。
【００８５】
ミラーの倍率Ｍは１であるため、物平面（サンプル表面）と像平面は同じ角度θでそれらの光軸に対し傾いている。不幸なことに、像平面がこのように傾いていると、その一部しかＣＣＤ１８６上に焦点が合わない。像平面を光軸に対して垂直にし、それによって全像平面の焦点がＣＣＤ１８６上に合うことを保証するため、回折格子１６７は中間像平面に沿って位置を調整される。回折格子１６７は、ＣＣＤ１８６に対して像を結像する上で、第１極大値回折（ｔｈｅ  ｆｉｒｓｔ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｍａｘｉｍｕｍ）だけが用いられるように選択される。例えば、λ３＝７８０nm、θ＝７０°、及び回折周波数１２００サイクル数／mmに対して、回折された光線１９０の像平面は、ほぼ光軸に対して垂直となる。従って、像平面は拡大レンズ１８０によって、上記のシャインフラグの問題を生じることなく拡大できる。
【００８６】
拡大レンズ１８０は、非コヒーレント発光ユニットの波長λ３に対する第１最大回折の方向に置かれている。レンズ１８０は、ウェハの試験領域の認識に十分な少なくとも５倍の倍率を与える。
【００８７】
ミラー１８２は、回折された光線１９０を拡大レンズ１８０の像平面内に位置するＣＣＤ１８６へ向けて偏向する。例えば、米国カリフォルニア州サニーベイルのパルニックスアメリカ社（Ｐｕｌｎｉｘ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．）製のＴＭ−６ＣＮ  ＣＣＤのような高解像度のＣＣＤ１８６は、像をビデオ信号に変換する。
【００８８】
もしコヒーレント光源１３０と１３２が非コヒーレント光源１３４と同時に作動ても、光学的な帯域通過フィルタ１８４によって非コヒーレント発光ユニットからの光のみが結像に用いられることが保証される。
【００８９】
もし非コヒーレント光線が単色でなかったときは、回折格子１６７での回折はスペクトルの分散を発生する。この場合、レンズ１８０の開口数は、スペクトル幅全体に渡る回折光の、全てではなくても、ほとんどを集光するのに十分に高くなくてはならない。高画質を達成するためには、レンズ１８０は非コヒーレント光線のスペクトル幅に対し色収差が修正されていることが望ましい。
【００９０】
得られる像の画質は対物レンズ１５２と像レンズ１６４の各Ｆストップ（Ｆ＃）と、それらが生む色収差に大きく依存する。レンズ１５２と１６４の焦点距離は約３０mmであり、光線の直径が約５mmなので、Ｆ＃は高質の写真や他の応用でも用いられている値の約６となっている。
【００９１】
レンズ１８０は高品質の顕微鏡クラスの対物レンズであるため、最終的な画質にはほとんど影響しない。回折格子１６７の像平面に於ける空間周波数（１２００／５＝２４０サイクル数／mm）は概ねＣＣＤのナイキスト周波数（約５０サイクル数／mm）より大きいため、回折格子１６７もまた、ほとんど画質に影響を与えない。従って、上記の２次元像獲得システムは正確なパターン認識に必要な高い空間解像度を可能とする。
【００９２】
２次元像獲得システムにとって、ピンホール１６６は、サンプル５７の像内に於ける測定点の位置を捜し当てる働きをする。ピンホール１６６は中間像平面（回折格子１６７）に位置しており、光はピンホール１６６にてＣＣＤへ向かって反射されるより、むしろピンホール１６６を通過する。そのため、ピンホール１６６はＣＣＤ１８６によって結像した像内でくっきりした暗点として現れる。従って、ＣＣＤ像を見るとき、測定点の位置は瞬時に、暗点の位置として認知される。
【００９３】
ピンホール１６６は、１）ミラー１５４、１５６からの散乱光を減衰させる、２）高い空間解像度を与える、３）測定領域の像内に於ける測定点の位置を示す指標を与えるの３つの機能を果たしていることは明らかである。
【００９４】
実入射角測定装置は、サンプル５７の表面がまったくの平らであるとは言えない状態に対して、おおよその実入射角θをフィードバックする。
【００９５】
実入射角測定装置は、典型的には対物レンズ１５２と、ビームスプリッタ１９４と、帯域通過フィルタ１９６と、例えば浜松フォトニクス社製のＳ２０４４検出器のような位置検出器（ＰＳＤ）１９８とを有する。出射光線１５９の一部は、ビームスプリッタ１９４によって反射され、帯域通過フィルタ１９６を介してＰＳＤ１９８へ到達する。
【００９６】
サンプル５７上の測定点は対物レンズ１５２の焦点面内にあり、ＰＳＤ１９８はレンズからずっと離れた位置にあるため、少しの反射角（サンプル５７の平らとは言えない表面への入射角に等しい）の変化でもＰＳＤ１９８上の光点の位置に変位を生じさせ、正確に測定される。もし光点がＰＳＤ１９８の中心にあるときは、入射角は、典型的には７０°の、期待される入射角θに等しい。もし光点が中心より低いまたは高い位置にあるときは、実入射角はθより大きいか、若しくは小さい。実入射角の変化と光点の動きとの関係は、ミラーの運用に先だって計量される。楕円偏光測定の結果は、実入射角を考慮され、データ処理装置（図示されていない）によって解釈される。
【００９７】
ほとんどの支持部は、典型的には、サンプル５７の上面を固定位置に保持するための、例えば真空若しくは静電的クランピングや、オートフォーカス機構のような手段を有する（図示されていない）。いったんこのような手段が作動すると、ＰＳＤ１９８上の光点の変位を生じさせる原因は、実入射角の所望の入射角からの逸脱しかない。
【００９８】
図８について説明すると、図８は本発明の原理に従って設計された分光測定器を図示している。分光測定器は光源２００と、光線偏向ユニット２０２と、サンプル２０８を保持する支持部２０４と、検出ユニット２０６とを有する。
【００９９】
光線偏向ユニット２０２は、典型的には、対物レンズ２１０と、ビームスプリッタ２１２と、ミラー２１４とを有する。ビームスプリッタ２１２は、光源２００から発せられた、サンプル２０８の表面に対して平行な光線２０９を受け、レンズ２１０を通ってサンプル２０８へ届くように偏向する。反射された光線（番号をふられていない）は、レンズ２１０によってコリメートされ、ビームスプリッタ２１２を通過し、サンプル２０８の表面に平行な軸に沿うようにミラー２１４によって偏向される。
【０１００】
光線２０９と２１１が互いに平行であり、またサンプル２０８の表面とも平行であるため、光線偏向ユニット２０２のＸ方向の移動は検出ユニット２０６の測定に影響しない。
【０１０１】
図２と図３に示される好適実施例と同様に、検出ユニット２０６は、典型的には、像レンズ２１８と、ピンホール２２２を有する絞り２２０と、集光装置２２４とを有する。検出ユニット２０６は更に、分光測定光検出器２２６を有する。
２１８〜２２４の構成要素はミラー２１４による散乱を減衰させ、分光測定光検出器２２６へ有効な光線を供給する。
【０１０２】
本発明の請求範囲が、以上に例として図示され説明されてきた好適実施例によって制限されないことは当業者に認識されるところであろう。本発明の範囲は特許請求の範囲によって定義される。
【０１０３】
【発明の効果】
上述したように本発明は、少なくとも１次元に移動可能な光線偏向ユニットを有する薄膜厚測定装置を提供し、試験基板全体に渡って、高速で、精度の高い、薄膜厚測定を実現している。また、本発明は薄膜形成装置と組み合わせることができ、膜形成プロセス進行中の薄膜測定を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡとＢとからなり、それぞれ、Ａは従来技術の分光測定器の概略図、Ｂは従来技術の楕円偏光計の概略図。
【図２】本発明の好適実施例に従って構成され、また作用する１次元の走査機構を有する光学的測定装置の概略側面図。
【図３】本発明の好適実施例に従って構成され、また作用する２次元の走査機構を有する光学的測定装置の概略上面図。
【図４】図２に図示されている原理を利用した楕円偏光計のインプロセスモニタの概略図。
【図５】真空チャンバと共働して作用する、図４のインプロセスモニタの一部を形成する光線偏向ユニットを概略側面図である。
【図６】図４のインプロセスモニタの一部を形成する発光ユニットと、図５の光線偏向ユニットの一部の概略図である。
【図７】図４のインプロセスモニタの一部を形成する検出ユニットと、図５の光線偏向ユニットの一部の概略図である。
【図８】本発明の好適実施例に従って構成され、また作用する１次元の走査機構を有する分光測定器の概略図である。
【符号の説明】
１０  サンプル
１２  トランスミッタ
１４  ビームスプリッタ
１６  対物レンズ
１８  チューブレンズ
２０  受光ユニット
２２  光線
２４  反射光線
２６  ｘ−ｙステージ
３０  トランスミッタ
３２  偏光子
３４  補償器
３６  検光子
３８  受光ユニット
４０  入射光線
４２  反射光線
４４  サンプル１０の垂線
５０  発光ユニット
５２  検出ユニット
５４  光線偏向ユニット
５６  支持部
５７  サンプル
５８  入射光線
５９  光線
６０  出射光線
６４  反射光線
６５  光線
７２  ミラー
７４  ミラー
７５  第１対物レンズ
７６  第２対物レンズ
７７  絞り
７８  ピンホール
７９  集光装置
８０  走査ユニット
８２  光線偏向ユニット
８４  Ｘ軸レール
８６  Ｘ軸ユニット
８８  Ｙ軸レール
９０  キャリッジ
９２  ミラー
９４  ミラー
９６  光線
９８  光線
１００  発光ユニット
１０２  検出ユニット
１０４  光線偏向ユニット
１０５  支持部
１０８  真空チャンバ
１１０  カバー
１１２  プレート
１２０  光源ユニット
１２２  四分の一波長板（ＱＷＰ）
１２４  偏光子
１２６  補償器
１３０  コヒーレント光源
１３２  コヒーレント光源
１３４  非コヒーレント光源
１３６  集光装置
１３８  ビームスプリッタ
１３９  光路
１４０  駆動装置
１４２  駆動装置
１５０  焦点レンズ
１５２  対物レンズ
１５３  Ｘ軸方向移動装置
１５４  ミラー
１５６  ミラー
１５８  光線
１５９  出射光線
１６０  検光子
１６２  モータ
１６４  像レンズ
１６５  絞り
１６６  ピンホール
１６７  回折格子
１６８  集光装置
１７０  光検出器
１７２  光検出器
１７４  帯域通過フィルタ
１７６  帯域通過フィルタ
１７８  ビームスプリッタ
１８０  拡大レンズ
１８２  ミラー
１８４  帯域通過フィルタ
１８６  電荷結合素子（ＣＣＤ）
１８８  光線
１９０  光線
１９４  ビームスプリッタ
１９６  帯域通過フィルタ
１９８  位置検出器（ＰＳＤ）
２００  光源
２０２  光線偏向ユニット
２０４  支持部
２０６  検出ユニット
２０８  サンプル
２０９  光線
２１０  レンズ
２１１  光線
２１２  ビームスプリッタ
２１４  ミラー
２１８  像レンズ
２２０  絞り
２２２  ピンホール
２２４  集光装置
２２６  分光測定光検出器
Ｘ  走査軸
θ  入射角
β  ９０＋入射角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003697279.tif 000007
【図７】
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【図８】
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