【手続補正書】
【提出日】平成17年10月18日(2005.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法であって、
前記薄膜複数層構造の層数は３層であり、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜３層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記解析初期段階モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第１段階、および決定された定数を採用して、他の層の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第２段階を含む解析フェーズ２と
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項２】  分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法であって、
前記薄膜複数層構造の層数は３層であり、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜３層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記解析初期段階モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第１段階、および決定された定数を採用して、他の層の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第２段階を含む解析フェーズ２と、
前記解析フェーズ２で各定数が決定されたモデルについてフィッティングを行う解析フェーズ３と
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項３】  分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法であって、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルについて、複数層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する解析フェーズ２と
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項４】  分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法であって、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルについて、複数層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する解析フェーズ２と、
前記解析フェーズ２で未知の定数が決定されたモデルについてフィッティングを行う解析フェーズ３と
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項５】  請求項１乃至４のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記未知の定数は、各層の膜厚、未知材料の光学定数、または混合比である分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項６】  請求項１乃至５のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記分光測定フェーズは、
入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化を表わしている測定スペクトルΨE （λi ）とΔE （λi ）を得るΨE ，ΔE スペクトル測定ステップと、
前記測定で得たデータを保存する保存ステップと
を含む分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項７】  請求項１乃至６のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ１では、複数種類のモデルから選択した１つの最良近似モデル（Best First Approximation Model  以下ＢＦＡＭと称す）を解析初期段階モデルとして決定する場合があり、
前記ＢＦＡＭを解析初期段階モデルとして決定する場合、前記解析フェーズ１は、
考えられるモデルを複数種類たてる第１ステップと、
前記複数種類のモデルについて少なくとも膜厚、および入射角度についてフィッティングを行う第２ステップと、
前記第２ステップの結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も低いモデルまたは、あらかじめ設定した膜厚、入射角度の最大値と最小値の間に入っている最低平均二乗誤差（χ2 ）の値のモデルをＢＦＡＭとして選択する第３ステップと
から成る分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項８】  請求項１乃至７のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ１は、複数のモデルからフィッティングにより選択した１つの最良近似モデル（ＢＦＡＭ）、または既知のデータから仮定した初期モデルを解析初期段階モデルとして決定する分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項９】  請求項１，２，５乃至８のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ２の第１段階は、
前記解析フェーズ１で決定した解析初期段階モデルにおいて、複数層構造中の最も未知な材料層（注目層）の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
注目層以外の層の膜厚を、複数点にわたり選択して各点について注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップと
を含む分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項１０】  請求項９に記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ２の第２段階は、
前記第１段階で決定された注目層の光学定数をほぼ既知とし、それ以外の層の中から最も未知な材料層を新たな注目層にして、その新たな注目層の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
新たな注目層以外の層の膜厚を、複数点にわたり選択して各点について新たな注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップと
を含む分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項１１】  請求項３乃至８のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ２は、注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する段階を３つ以上有し、各段階を順次行うようにしており、
前記解析フェーズ２の１番目になる第１段階は、
前記解析フェーズ１で決定した解析初期段階モデルにおいて、複数層構造中の最も未知な材料層（注目層）の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
注目層以外の層の少なくとも膜厚を、複数点にわたり選択して各点について注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップと
を含み、
前記解析フェーズ２の２番目以降の各段階は、
前の段階で得られた注目層の光学定数をほぼ既知とし、それ以外の層の中から最も未知な材料層を新たな注目層として、新たな注目層の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
新たな注目層以外の層の少なくとも膜厚を、複数点にわたり選択して各点について新たな注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップと
を含む分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項１２】  請求項９乃至１１のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ２の最終段階で、広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から選択された平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果が、あらかじめ設定した各層の膜厚、分散式パラメータ、混合比、入射角度のそれぞれの最大・最小値の範囲内にない場合には、前記解析フェーズ２の第１段階の第２ステップに戻る分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項１３】  請求項２，４乃至１２のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ３は、前記解析フェーズ２で決定された結果に係る任意のパラメータについてフィッティングを行い、フィッティングの結果を確認して保存するフェーズである分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項１４】  請求項２，４乃至１３のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ３のフィッティングの結果があらかじめ設定した最大値と最小値の範囲内にない場合、前記解析フェーズ１に戻る分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【請求項１５】  請求項９乃至１４のいずれか１つに記載の分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ１は、注目層に有効媒質近似を用いて解析初期段階モデルを決定しており、
前記解析フェーズ２の第１段階の第１ステップで、注目層を１つの分散式におきかえられない場合、前記注目層にいくつかの材料が混ざり合っているとして、有効媒質近似を用いて注目層中のいくつかの材料のうち少なくとも１つを分散式で表し、
前記解析フェーズ２の第１段階の第２ステップで、前記注目層以外の層の膜厚、混合比を複数点にわたり選択して、各点について注目層の混合比を変えながらこの層について広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法に関する。
さらに詳しく言えば、本発明方法は、解析の手段として広範囲極小値計算法（
Extended Best Local Minimum Calculation  以下、ＥＢＬＭＣ）を用いて未知材料から作られた多層膜のデータの処理をする分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の目的は、膜厚や複素屈折率などの組み合わせモデルを設定し、そのシミュレーションスペクトルを算出して、そのシミュレーションスペクトルと測定スペクトルとのフィッティングを広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を使用して行うことにより、薄膜多層（複数）層構造を決定する、分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記薄膜複数層構造の層数は３層であり、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜３層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記解析初期段階モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第１段階、および決定された定数を採用して、他の層の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第２段階を含む解析フェーズ２と
から構成されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記薄膜複数層構造の層数は３層であり、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜３層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記解析初期段階モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第１段階、および決定された定数を採用して、他の層の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する第２段階を含む解析フェーズ２と、
前記解析フェーズ２で各定数が決定されたモデルについてフィッティングを行う解析フェーズ３と
から構成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルについて、複数層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する解析フェーズ２と
から構成されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
分光エリプソメータを用いて測定データを得る分光測定フェーズと、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルを決定する解析フェーズ１と、
薄膜複数層構造の解析初期段階モデルについて、複数層構造中の注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する解析フェーズ２と、
前記解析フェーズ２で未知の定数が決定されたモデルについてフィッティングを行う解析フェーズ３と
から構成されている。
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記未知の定数は、各層の膜厚、未知材料の光学定数、または混合比とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記分光測定フェーズは、
入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化を表わしている測定スペクトルΨE （λi ）とΔE （λi ）を得るΨE ，ΔE スペクトル測定ステップと、
前記測定で得たデータを保存する保存ステップと
を含む。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ１では、複数種類のモデルから選択した１つの最良近似モデル（Best First Approximation Model  以下ＢＦＡＭと称す）を解析初期段階モデルとして決定する場合があり、
前記ＢＦＡＭを解析初期段階モデルとして決定する場合、前記解析フェーズ１は、
考えられるモデルを複数種類たてる第１ステップと、
前記複数種類のモデルについて少なくとも膜厚、および入射角度についてフィッティングを行う第２ステップと、
前記第２ステップの結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も低いモデルまたは、あらかじめ設定した膜厚、入射角度の最大値と最小値の間に入っている最低平均二乗誤差（χ2 ）の値のモデルをＢＦＡＭとして選択する第３ステップとから構成されている。
また、本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ１は、複数のモデルからフィッティングにより選択した１つの最良近似モデル（ＢＦＡＭ）、または既知のデータから仮定した初期モデルを解析初期段階モデルとして決定する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ２の第１段階は、
前記解析フェーズ１で決定した解析初期段階モデルにおいて、複数層構造中の最も未知な材料層（注目層）の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
注目層以外の層の膜厚を、複数点にわたり選択して各点について注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップとを含んで構成されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ２の第２段階は、
前記第１段階で決定された注目層の光学定数をほぼ既知とし、それ以外の層の中から最も未知な材料層を新たな注目層にして、その新たな注目層の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
新たな注目層以外の層の膜厚を、複数点にわたり選択して各点について新たな注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップとを含んで構成されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ２は、注目層の未知の定数を広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）により決定する段階を３つ以上有し、各段階を順次行うようにしており、
前記解析フェーズ２の１番目になる第１段階は、
前記解析フェーズ１で決定した解析初期段階モデルにおいて、複数層構造中の最も未知な材料層（注目層）の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
注目層以外の層の少なくとも膜厚を、複数点にわたり選択して各点について注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップと
を含み、
前記解析フェーズ２の２番目以降の各段階は、
前の段階で得られた注目層の光学定数をほぼ既知とし、それ以外の層の中から最も未知な材料層を新たな注目層として、新たな注目層の光学定数を１つの分散式におきかえる第１ステップと、
新たな注目層以外の層の少なくとも膜厚を、複数点にわたり選択して各点について新たな注目層の広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行う第２ステップと、
前記第２ステップの広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果を選択する第３ステップとを含むように構成されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ２の最終段階で、広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）の結果から選択された平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良い結果が、あらかじめ設定した各層の膜厚、分散式パラメータ、混合比、入射角度のそれぞれの最大・最小値の範囲内にない場合には、前記解析フェーズ２の第１段階の第２ステップに戻るように構成されている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ３は、前記解析フェーズ２で決定された結果に係る任意のパラメータについてフィッティングを行い、フィッティングの結果を確認して保存するフェーズとして構成されている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ３のフィッティングの結果があらかじめ設定した最大値と最小値の範囲内にない場合、前記解析フェーズ１に戻るように構成されている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法は、
前記解析フェーズ１は、注目層に有効媒質近似を用いて解析初期段階モデルを決定しており、
前記解析フェーズ２の第１段階の第１ステップで、注目層を１つの分散式におきかえられない場合、前記注目層にいくつかの材料が混ざり合っているとして、有効媒質近似を用いて注目層中のいくつかの材料のうち少なくとも１つを分散式で表し、
前記解析フェーズ２の第１段階の第２ステップで、前記注目層以外の層の膜厚、混合比を複数点にわたり選択して、各点について注目層の混合比を変えながらこの層について広範囲極小値計算法（ＥＢＬＭＣ）を行うように構成されている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
なお、本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法では、
計測対象の基板上の薄膜複数層構造を、入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化を表わす測定スペクトルΨE （λi ）とΔE （λi ）を得るΨE ，ΔE スペクトル分光測定フェーズと、
予想される範囲内にある複数の測定条件（Ｚｉ）ごとに解析フェーズ１の第３ステップ、または解析フェーズ２解析の最終段階の第３ステップまでを行い、各測定条件ごとに得られる結果の中から、最低の平均二乗誤差（χ2 ）の値または分散式のパラメータや混合比、入射角度が、設定した最大、最小値の間に入っている組み合わせの中で、平均二乗誤差（χ2 ）の値の最も良いものを選択する第４ステップとにより構成されるようにしてもよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法では、
前記解析フェーズ１，２，３における前記差の最も少ないものを選択するステップは、フィッティングしたものと、測定値の平均二乗誤差を求め、最も小さい平均二乗誤差のものまたは、あらかじめ設定した膜厚、分散式パラメータ、混合比、入射角の変量のそれぞれの最大・最小値の中に入っている最も小さい平均二乗誤差のものに決定するように構成されるようにしてもよい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
測定フェーズ（測定ステップ）図２の２０Ａの測定は、図１に示す装置で測定を行う。計測対象４の基板上の極薄膜３層構造（図中の拡大図を参照されたい）を、入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化を表わす測定スペクトルΨE （λi ）とΔE （λi ）に係るΨE ，ΔE スペクトルを測定する。測定フェーズデータ保存ステップ２０Ｂは、前のステップで測定したデータを保存して比較の対象データとする（図２参照）。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
解析フェーズ１でＢＦＡＭの設定３１〜３３を行う。または、初期モデルの仮定３４を行う。
（解析フェーズ１ステップ１）
図３の３１に示すように、考えられるモデル複数種類をたてる。そして最も合う構造および初期膜厚を決定する。
このステップで、基板の（Ｎ0 （ｎ0 ，ｋ0 ））および各薄膜の材料（Ｍａｔ1，Ｍａｔ2，Ｍａｔ3）の考えられる複素屈折率（Ｎ1 （ｎ1 ，ｋ1 ）），（Ｎ2 （ｎ2 ，ｋ2 ）），（Ｎ3 （ｎ3 ，ｋ3 ）），各層の膜厚（ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ）を利用し、いくつかのモデルをたてる。
この実施例では、下記各モデル（1）〜（4）を設定したものとする。
図３の３１が示す部分に前記各モデルを略図示してある。
モデル（1）は、基板（Ｓｕｂ）の上に第１層（Ｍａｔ1の光学定数，膜厚ｄ11）、第２層（Ｍａｔ2の光学定数，膜厚ｄ21）、第３層（Ｍａｔ3の光学定数，膜厚ｄ31）を形成したものである。
モデル（2）は、基板（Ｓｕｂ）の上に第１層（Ｍａｔ1の光学定数，膜厚ｄ12）、第２層（Ｍａｔ2の光学定数＋Ｖｏｉｄ、膜厚ｄ22）と第３層（Ｍａｔ3の光学定数＋Ｖｏｉｄ、膜厚ｄ32）を形成したものである。なおＶｏｉｄとは屈折率１の空間である。
モデル（3）は、基板（Ｓｕｂ）の上に第１層（Ｍａｔ1の光学定数，膜厚ｄ13）、第２層（Ｍａｔ2の指定光学定数＋Ｖｏｉｄ、膜厚ｄ23）、第３層（Ｍａｔ3の指定光学定数＋Ｖｏｉｄ、膜厚ｄ33）を形成したものである。
なお、指定光学定数とは光学定数の基準にする量（Special reference）を意味し、基準にする量とは似たような試料を用いて得られた光学定数である。第３層についても同様である。
モデル（4）は、基板（Ｓｕｂ）の上に第１層（Ｍａｔ1の光学定数、膜厚ｄ14）第２層（Ｍａｔ2＋Ｍａｔ2’、膜厚ｄ24）、第３層（Ｍａｔ3＋Ｍａｔ3’、膜厚ｄ34）を形成したものである。
ここで、モデル（2）〜（4）の２，３層目で設定されている混合比からは、有効媒質近似論を用いて、均質膜としての光学定数を求めることができる。なお前記各モデルは、基板Ｓｕｂの材料の光学定数は既知、第１層の光学定数は、ほぼ既知で、第２層、第３層の光学定数および、第１層の膜厚ｄ1 ，第２層の膜厚ｄ2 ，第３層の膜厚ｄ3 は、未知（不確か）であることを前提にして前述の４個のモデルをたててある。