(57)【要約】【課題】本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜ｎ層構造の解析方法では、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、薄膜多層構造を決定する。【解決手段】分光エリプソメータを用いた薄膜３層構造（ｄ１，ｄ２，ｄ３　）の解析方法の実施形態は、分光エリプソメータを用いて試料４の測定データを得る分光測定フェーズと、薄膜３層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、前記初期モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第１段階と、前記決定された定数を採用して、他の層の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第２段階とを含む解析フェーズ２、および前記解析フェーズ２で得られたモデルについて最終フィッティングを行い、結果の確認をして保存する解析フェーズ３と、から構成されている。【選択図】　　　　図１
2004093436.tif 000002
【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３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３層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記初期モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第１段階と、前記決定された定数を採用して、他の層の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第２段階とを含む解析フェーズ２
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜３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３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３層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記初期モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第１段階と、前記決定された定数を採用して、他の層の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第２段階とを含む解析フェーズ２、および
前記解析フェーズ２で得られたモデルについて最終フィッティングを行い、結果の確認をして保存する解析フェーズ３と、
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜３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ｎ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ｎ層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
薄膜ｎ層構造の初期モデルについて、ｎ層構造中の注目層の未知定数をＥＢＬＭＣにより決定する解析フェーズ２
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜ｎ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ｎ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ｎ層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記初期モデルについて、ｎ層構造中の注目層の未知定数をＥＢＬＭＣにより決定する解析フェーズ２、および
前記解析フェーズ２で得られたモデルについて最終フィッティングを行い、結果の確認をして保存する解析フェーズ３と、
から構成した分光エリプソメータを用いた薄膜ｎ層構造の解析方法。
【請求項５】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多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３またはｎ層構造の解析方法。
【請求項６】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記分光測定フェーズは、計測対象の基板上の薄膜３またはｎ層構造について、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多層構造の解析方法。
【請求項７】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ１では、複数のモデルからフィッティングにより１つの最良近似モデル（Ｂｅｓｔ　Ｆｉｒｓｔ　Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　以下ＢＦＡＭ）を選択するか、または既知のデータから仮定した初期モデルを設定するフェーズであって、
前記ＢＦＡＭを選択する場合は、
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膜厚、混合比、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、および
前記第２ステップの結果から平均二乗誤差（χ２　値）の最も低いモデルまたは、あらかじめ設定した膜厚、混合比、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　値）のモデルを選定する第３ステップから成る分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項８】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多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、前記決定した初期モデルにおいて、３またはｎ層構造中の最も未知な材料層（注目層）の光学定数を分散式１つにおきかえる第１ステップと、
前記設定した注目層以外の任意の層（１〜（ｎ−１））の膜厚や混合比などを、複数点にわたり選択して各点について注目層のＥＢＬＭＣを行う第２ステップと、および
前記第２ステップのＥＢＬＭＣの結果から平均二乗誤差（χ２　値）の最も低いモデルまたはあらかじめ設定した膜厚や混合比、分散式パラメータ、入射角など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　値）のモデルを選定する第３ステップとを含む分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項９】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ２の第２〜ｔ段階は、
前記前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、請求項８と同じステップを行う分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項１０】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
解析フェーズ２でＥＢＬＭＣを行う順序は、３またはｎ層構造中の材料において、光学定数が最も未知な材料から順序立てて行うものであり、解析フェーズ２の解析段階の数は、層数によらず、少なくとも１からｎまで可能である分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項１１】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
解析フェーズ２で、平均二乗誤差（χ２　値）の最も良い結果を選択した結果、あらかじめ設定した各層の膜厚や、分散式パラメータ、混合比、入射角度のそれぞれの最大・最小値の範囲内にあることが確認されない場合には、解析フェーズ２を必要な回数、繰り返して行う分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項１２】
請求項２または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多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で得られたモデルの任意のパラメータについて最終フィッティングを行い、結果の確認を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多層構造の解析方法。
【請求項１３】
請求項２または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
解析フェーズ３のステップ１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あることがステップ２で確認されない場合は、解析フェーズ１に戻り再度解析を行う分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項１４】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ１で、注目層に有効媒質近似を使用して初期モデルを決定した後、解析フェーズ２の第１段階で、請求項８のようにこの注目層を１つの分散式で表すことができない場合、この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続けて用い、このときこの注目層中のいくつかの材料のうち少なくとも１つを分散式で表す第１ステップと、前記設定した注目層以外の任意の層（１〜（ｎ−１））の膜厚や混合比など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ＥＢＬＭＣを行う第２のステップを含む分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項１５】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
計測対象の基板上の多層構造を、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第３ステップ、または解析フェーズ２解析第ｔ段階第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、最低平均二乗誤差（χ２　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　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分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【請求項１６】
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
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（χ２　値）を求め、最も小さい平均二乗誤差（χ２　値）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（χ２　値）のものに決定するものである分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法。
【発明の詳細な説明】
【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多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多層構造の解析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分光エリプソメータとは、偏光した光を試料にあて、そこから返ってきた光の偏光変化量を測定する装置である。分光エリプソメータを用いて入射光と反射光の偏光変化量を測定し、その結果から膜厚（ｄ）、複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉｋ）を算出することができる。偏光変化量（ρ）はρ＝ｔａｎψｅｘｐ（ｉΔ）で表され、波長（λ）、入射角度（φ）、膜厚、複素屈折率等のパラメータに依存するので、その関係は次のようになる。
（ｄ，ｎ，ｋ）＝Ｆ（Ψ，Δ，λ，φ）
【０００３】
入射角度を固定した場合、単一波長エリプソメータでは、（ｄ，ｎ，ｋ）の３つの未知数に対し、２つの独立変数しか測定できないので、ｄ，ｎ，ｋの内のいずれか一つを既知として固定する必要がある。単一波長でも入射角度を変えると測定変数は増加する。しかしながら、入射角度（φ）の違いによる（Ψφｉ　，Δφｉ　）対の中に強い相関関係があるため、ｄ，ｎ，ｋを精度良く求めることは難しい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
分光エリプソメータを用いて測定された基板上に形成された単層および多層薄膜の偏光変化を表している測定スペクトル（ΨＥ　（　λｉ　）　とΔＥ　（　λｉ　）　）は、前記基板のｎ，ｋ情報、各層のｄ，ｎ，ｋの情報の全てを含んでいるが、これから、前記基板のｎ，ｋ情報、各層のｄ，ｎ，ｋの情報の唯一の組み合わせを算出することはできない（基板のみの場合を除く）。この前記唯一の組み合わせを探す方法は、分光エリプソメータデータの解析と呼ばれる。解析を行うときは、前記基板のｎ，ｋ情報、各層のｄ，ｎ，ｋの情報を利用してモデルをたてる。この中の基板や各層のｎ，ｋ情報には、リファレンス（既知のテーブルデータ）や分散式、または似たような材質の単層薄膜の光学定数を使用する。
分散式とは、物質の誘電率の波長依存性を示す式であり、近赤外から紫外線領域では、この誘電率ε（λ）は材料の構成原子の結合様式から決定される。分散式として、調和振動子をもとにした計算式、量子力学をもとにした計算式、経験式等が知られており、通常２つ以上のパラメータを含んでいる。前述したモデルに含まれているすべての未知数（各層の厚さや、分散式パラメータ、混合比など）を変化させながら、測定データにあわせていく。これをフィッティングといい、このフィッティングの結果、各層の膜厚や混合比などが求まり、分散式パラメータからは、材料の複素誘電率ε（λ）を計算することができる。材料の複素誘電率と複素屈折率は下記の関係にある。
ε（λ）＝Ｎ２　（λ）
【０００５】
なお、ここで、本発明方法で頻繁に使用するフィッティングについて簡単に説明しておく。
（フィッティングの結果のχ２　の意味）
Ｎ個の測定データ対、Ｅｘｐ（ｉ＝１，２．．．，Ｎ）と前記モデルの対応するＮ個のモデルの計算データ対、Ｍｏｄ（ｉ＝１，２．．．，Ｎ）とし、測定誤差は正規分布をするとし、標準偏差をσｉ　とすると、平均二乗誤差（χ２　）は、次のようにして与えられる。
2004093436.tif 000003
ここで、Ｐは、パラメータの数である。χ２　が小さいということは測定結果とモデルの一致度が大きいということに他ならないから、複数のモデルについて比較するときに、χ２　の最も低いものがベストモデルということになる。
【０００６】
前述した測定試料が基板上に膜が１層ついているサンプルの場合、偏光変化量は、位相角（β）×ビーム径の面積に比例する。位相角（β）は次の式で表される。
β＝２π（ｄ／λ）（Ｎ２　−ＮＡ　２　ｓｉｎ２　φ）１／２
ビーム径が一定とすると偏光変化量は次のようになる。
偏光変化量∝膜厚（ｄ）×複素屈折率（Ｎ）×ｆ（φ）
ここでＮＡ　は周囲（Ａｍｂｉｅｎｔ）の複素屈折率、Ｎは膜の複素屈折率、φは入射角である。膜厚（ｄ）が薄く、複素屈折率（Ｎ）が低ければ、位相角（β）の変化が小さくなり、測定が困難になる可能性が出てくる。明確に言うと、ｄとＮの間に相関関係が強くなる。
【０００７】
前述した問題は、極薄膜多層構造の場合、上記にさらに各層の間に相関関係が発生する可能性があり、偏光変化量を表している測定結果（ΨＥ　（　λｉ　）　，ΔＥ　（　λｉ　）　）から、各層のｄ，ｎ，ｋを求めることが困難となる。
【０００８】
また、前述した式のとおり、入射角の正しさによって、偏光変化量の値も変わる。したがって、何らかの方法で、入射角を正しく求める必要がある。正しい入射角度が決定できることにより偏光変化量の値も正しく求めることが可能となる。
【０００９】
本発明では、様々な理由により１つの分散式では膜の誘電率の波長依存性を特定できないかまたは困難な場合についても問題にして、有効媒質論（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ｔｈｅｏｒｙ）を利用して、有効誘電率（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）　を計算する。
一般的に、例えばホスト材料中に様々な誘電率を持つＮ個の物質（ゲスト）が混ざり合っている場合、有効誘電率（ε）は、下記の様に表される。
2004093436.tif 000004
この時εｈ　はホストの誘電率を、εｊ　はｊ個目の誘電率を、ｋはスクリーニングファクターを示している。ここで、ホストの材料と、中に入っている材料がほぼ同じ量で混ざり合っているか、またはどちらがホストかゲストか分からない場合、ホストの材料自身が有効媒質材料と同じε＝εｈ　になる。この条件の有効媒質論をブラッグマンの有効媒質近似（Ｂｒｕｇｇｅｍａｎ　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ以下本願において単にＥＭＡ）と呼ばれている。３つの球状物質ａ，ｂ，ｃが対照的に混在しているときの誘電率εは次の式で与えられる。
ｆａ　（εａ　−ε）／（εａ　＋２ε）＋ｆｂ　（εｂ　−ε）／（εｂ　＋２ε）
＋ｆｃ　（εｃ　−ε）／（εｃ　＋２ε）＝０
ここで、
ε　　　：　求めようとする有効誘電率
εａ　，　εｂ　，　εｃ　　：　　球状物質ａ，ｂ，ｃの誘電率
ｆａ　，　ｆｂ　，　ｆｃ　　：　　各物質の混合比（Ｖｏｌｕｍｅ　Ｆｒａｃｔｉｏｎ　　以下Ｖｆ）で、
ｆａ　＋ｆｂ　＋ｆｃ　＝１
基板上の膜が不均一または不連続や、いくつかの材料が混ざり合っている場合、波長オーダーより十分小さく、物理的に混合している複数の物質から成る媒質については、有効媒質近似（ＥＭＡ）を利用してモデルをたてる。
物質ａと物質ｂと物質ｃが混合している場合について説明する。このときの有効媒質近似（ＥＭＡ）は、物質ａの混合比、物質ｂの混合比、物質ｃの混合比、ａとｂとｃの混合層の膜厚、誘電率には分散式やリファレンスデータなどを推定してフィッティングを行い、評価する。
【００１０】
本発明では、ＢＬＭＣ（　Ｂｅｓｔ　Ｌｏｃａｌ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　）とＥＢＬＭＣ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｂｅｓｔ　Ｌｏｃａｌ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　）と言う計算方法を多用するから、これを簡単に定義してＢＬＭＣとＥＢＬＭＣという略語を直接用いることにする。
ＢＬＭＣとは、一つの層に対して行う方法である。任意のパラメータの初期値を一定の範囲内で変えながら、決まった手順でフィッティングを行い、最良な結果を決定する。
ＥＢＬＭＣとは、複数の層に対して行う方法である。ＢＬＭＣを行う以外の層の、任意のパラメータをその中心値および付近の複数点にわたり選択して各点についてＢＬＭＣを行い、最良な結果を決定する。
【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、薄膜多層構造を決定する、分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１記載の分光エリプソメータを用いた薄膜３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３層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記初期モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第１段階と、前記決定された定数を採用して、他の層の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第２段階とを含む解析フェーズ２
から構成されている。
【００１３】
本発明による請求項２記載の分光エリプソメータを用いた薄膜３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３層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記初期モデルについて、３層構造中の注目層の未知の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第１段階と、前記決定された定数を採用して、他の層の定数をＥＢＬＭＣにより決定する第２段階とを含む解析フェーズ２、および
前記解析フェーズ２で得られたモデルについて最終フィッティングを行い、結果の確認をして保存する解析フェーズ３と、
から構成されている。
【００１４】
本発明による請求項３記載の分光エリプソメータを用いた薄膜ｎ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ｎ層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
薄膜ｎ層構造の初期モデルについて、ｎ層構造中の注目層の未知定数をＥＢＬＭＣにより決定する解析フェーズ２
から構成されている。
【００１５】
本発明による請求項４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜ｎ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ｎ層構造の初期モデルを決定する解析フェーズ１と、
前記初期モデルについて、ｎ層構造中の注目層の未知定数をＥＢＬＭＣにより決定する解析フェーズ２、および
前記解析フェーズ２で得られたモデルについて最終フィッティングを行い、結果の確認をして保存する解析フェーズ３と、
から構成されている。
本発明による請求項５記載の分光エリプソメータを用いた薄膜３またはｎ層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多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、または混合比とする。
【００１６】
本発明による請求項６記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記分光測定フェーズは、計測対象の基板上の薄膜３またはｎ層構造について、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、
を含んで構成されている。
【００１７】
本発明による請求項７記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ１では、複数のモデルからフィッティングにより１つの最良近似モデル（Ｂｅｓｔ　Ｆｉｒｓｔ　Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　以下ＢＦＡＭ）を選択するか、または既知のデータから仮定した初期モデルを設定するフェーズであって、
前記ＢＦＡＭを選択する場合は、
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膜厚、混合比、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、および
前記第２ステップの結果からχ２　値の最も低いモデルまたは、あらかじめ設定した膜厚、混合比、入射角度の最大値と最小値の間に入っている最低χ２　値のモデルを選定する第３ステップから構成されている。
【００１８】
本発明による請求項８記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多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、前記決定した初期モデルにおいて、３またはｎ層構造中の最も未知な材料層（注目層）の光学定数を分散式１つにおきかえる第１ステップと、
前記設定した注目層以外の任意の層（１〜（ｎ−１））の膜厚や混合比などを、複数点にわたり選択して各点について注目層のＥＢＬＭＣを行う第２ステップと、および
前記第２ステップのＥＢＬＭＣの結果からχ２　値の最も低いモデルまたはあらかじめ設定した膜厚や混合比、分散式パラメータ、入射角などの最大値と最小値の間に入っている最低χ２　値のモデルを選定する第３ステップとを含んで構成されている。
【００１９】
本発明による請求項９記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ２の第２〜ｔ段階は、
前記前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、請求項８と同じステップを行うように構成されている。
【００２０】
本発明による請求項１０記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
解析フェーズ２でＥＢＬＭＣを行う順序は、３またはｎ層構造中の材料において、光学定数が最も未知な材料から順序立てて行うものであり、解析フェーズ２の解析段階の数は、層数によらず、少なくとも１からｎまで可能であるように構成されている。
【００２１】
本発明による請求項１１記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
解析フェーズ２で、χ２　の最も良い結果を選択した結果、あらかじめ設定した各層の膜厚や、分散式パラメータ、混合比、入射角度のそれぞれの最大・最小値の範囲内にあることが確認されない場合には、解析フェーズ２を必要な回数、繰り返して行うように構成されている。
【００２２】
本発明による請求項１２記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項２または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多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で得られたモデルの任意のパラメータについて最終フィッティングを行い、結果の確認をして保存するフェーズとして構成されている。
【００２３】
本発明による請求項１３記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項２または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
解析フェーズ３のステップ１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あることがステップ２で確認されない場合は、解析フェーズ１に戻り再度解析を行うように構成されている。
【００２４】
本発明による請求項１４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
前記解析フェーズ１で、注目層に有効媒質近似を使用して初期モデルを決定した後、解析フェーズ２の第１段階で、請求項８のようにこの注目層を１つの分散式で表すことができない場合、この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続けて用い、このときこの注目層中のいくつかの材料のうち少なくとも１つを分散式で表す第１ステップと、前記設定した注目層以外の任意の層（１〜（ｎ−１））の膜厚や混合比など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ＥＢＬＭＣを行う第２のステップを含んで構成されている。
【００２５】
本発明による請求項１５記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
計測対象の基板上の多層構造を、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第３ステップ、または解析フェーズ２解析第ｔ段階第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χ２　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、χ２　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ている。
【００２６】
本発明による請求項１６記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法は、
請求項１，２，３または４記載の分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法において、
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ている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下図面等を参照して本発明による分光エリプソメータを用いた薄膜多層構造の解析方法を説明する。
図１は、本発明方法で使用するエリプソメータの構成を示す略図である。
本発明は、一般的に言って、２層以上の極薄膜または薄膜多層構造の解析方法に利用できるものである。理解を容易にするためにまず、極薄膜３層構造データの解析方法を例にして説明する。なお図１において、測定の対象の試料　（サンプル）　４の一部を拡大して示してある。
【００２８】
図１に示されている分光エリプソメータにより、後述する方法の分光測定データの獲得ステップ（測定フェーズ）が実行される。先ず、測定装置について簡単に説明する。Ｘｅランプ１は、多数の波長成分を含む、いわゆる白色光源である。このＸｅランプ１の発光は光ファイバ２を介して偏光子３に導かれる。偏光子３により偏光された光は、測定対象であるサンプル４の表面に特定の入射角（例えばφ＝７５．００°）で入射させられる。サンプル４は後述する基板表面に３層に薄膜を形成した測定試料である。
サンプル４からの反射は、光弾性変調器（ＰＥＭ）５を介して検光子６に導かれる。光弾性変調器（ＰＥＭ）５により５０ｋＨｚの周波数に位相変調されて、直線から楕円偏光までが作られる。そのため、数ｍ秒の分解能でΨ，Δを決定することができる。検光子６の出力は光ファイバ７を介して分光器８に接続される。分光器８の出力データがデータ取込部９に取り込まれ、分光測定データの獲得ステップを終了する。なお、ＰＥＭ５の位置は偏光子３の後か検光子６の前どちらでも可能とする。
【００２９】
図２は、極薄膜３層測定方法の流れ図、図８は本発明方法の一般形態である薄膜ｎ層構造の解析方法の流れ図である。
本発明方法における解析は、基本的には３つのフェーズに分けて考えることができる。解析フェーズ１は、解析フェーズ２以降で解析の対象となる実際のサンプルに最もよく合うと考えられる初期モデルを決定するフェーズである。
このフェーズ１は、後述するように、複数のモデルからフィッティングにより一つの最良近似モデル（Ｂｅｓｔ　Ｆｉｒｓｔ　Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　以下ＢＦＡＭ）を選択（図３の３１，３２，３３、図８の８１Ａ）しても良いし、与えられるかまたは既知のデータから仮定した初期モデルの設定（図３の３４、図８の８１Ｂ）であっても良い。いずれにしてもここで選択されたモデルが解析フェーズ２以降の解析の対象となる。
【００３０】
解析フェーズ１で前記モデル（ＢＦＡＭ）を決定するためのモデルの数は、構造中の未知層数と利用できるデータの数に依存する。ここで未知層とは正確な光学定数を決定しなければならない層等のことである。
解析フェーズ２では多層構造中の未知材料、特に最も未知な材料から解析第１、解析第２段階、の順番にＥＢＬＭＣ手順を順次実行する。
例えば、解析第１段階では後述するようにＭａｔ２　について、ＥＢＬＭＣ手順を実行し、解析第２段階で第１段階の結果を利用してＭａｔ３　について、ＥＢＬＭＣ手順を実行するのである。解析フェーズ３は、解析フェーズ２の結果について、最終フィッティングを行い結果の確認をしてデータとして出力または保存を行うのである。
【００３１】
以下本発明で用いる記号を一括して示す。
（記号の定義）
Ｓｕｂ：　基板（光学定数は既知，バルクとして取り扱い可能）
Ｍａｔ：　薄膜材料（物質の光学定数）
ｄｉ　：　ｉ層目の膜厚
ｄｉ（ｂｅｓｔ）　：　フィッティングによって得られたｉ層目の膜厚
ｄｉｊ：　ｊ　番目のモデルのｉ層目の膜厚
ｄｉｊ（ｂｅｓｔ）：　フィッティングで得たｊ　番目のモデルのｉ層目の膜厚
Ｘ２　：　平均二乗誤差（χ２）値
Ｘ２（ｊ）　：　ｊ番目のモデルにおける平均二乗誤差（χ２）値
Ｖｏｉｄ　：　ｎ＝１，ｋ＝０の物質
Ｖｆ（ｉｊ）　：　ｊ　番目のモデルのｉ層目の混合比（Ｖｏｌｕｍｅ　ｆｒａｃｔｉｏｎ）
Ｖｆ（ｉｊ）（ｂｅｓｔ）　：　フィッティングで得られた　ｊ番目のモデルのｉ層目の混合比
【００３２】
以下の実施例では、各層は次の材料から構成されている。
第３層　　　ＴａＯｘ　（Ｍａｔ３　）　ｄ３
第２層　　　Ｓｉ　Ｎ　（Ｍａｔ２　）　ｄ２
第１層　　　Ｓｉ　Ｏ２　（Ｍａｔ１　）　ｄ１
基板（Ｓｕｂ）　　Ｓｉ　　　　　　　バルク
【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　）　を得る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）。
【００３４】
極薄膜３層膜フィッティング過程
この実施例では、物質１（Ｍａｔ１　）は略既知、２，３層目の物質（Ｍａｔ２　，Ｍａｔ３　）および１，２，３層目の膜厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３　）は未知とする。
なおこの例では２層目の物質（Ｍａｔ２　）の光学定数がもっとも分からないものとして説明する。
【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。
【００３６】
（解析フェーズ１ステップ２）
前記ステップ１で選定した４個のモデル（１）　〜（４）　のそれぞれについて、前記測定スペクトルより得られた測定データΨＥ　，ΔＥ　とのフィッティングを行う。図３の３２の示す部分に各モデルのフィッティングの対象とフィッティングの結果得られたデータのχ２　値を示してある。
モデル（１）　では、第１層目の膜厚ｄ１１、第２層目の膜厚ｄ２１，第３層目の膜厚ｄ３１および入射角φ１　をフィッティングして、その結果ｄ１１（ｂｅｓｔ），ｄ２１（ｂｅｓｔ），　ｄ３１（ｂｅｓｔ），φ１　（ｂｅｓｔ）およびχ２　値　Ｘ２　（１）　を得る。
モデル（２）　では、第１層目の膜厚ｄ１２，第２層目の膜厚ｄ２２，　第３層目の膜厚ｄ３２，　第２層目の混合比Ｖｆ２２，　第３層目の混合比Ｖｆ３２および入射角φ２　のフィッティングをして、その結果ｄ１２（ｂｅｓｔ），ｄ２２（ｂｅｓｔ），ｄ３２（ｂｅｓｔ），Ｖｆ２２（ｂｅｓｔ），Ｖｆ３２（ｂｅｓｔ），φ２　（ｂｅｓｔ）およびχ２　値　Ｘ２　（２）　を得る。
モデル（３）　では、第１層目の膜厚ｄ１３，第２層目の膜厚ｄ２３，第３層目の膜厚ｄ３３，　第２層目の混合比Ｖｆ２３，　第３層目の混合比Ｖｆ３３および入射角φ３　のフィッティングをして、その結果ｄ１３（ｂｅｓｔ），ｄ２３（ｂｅｓｔ），ｄ３３（ｂｅｓｔ），Ｖｆ２３（ｂｅｓｔ），Ｖｆ３３（ｂｅｓｔ），φ３　（ｂｅｓｔ）およびχ２　値　Ｘ２　（３）　を得る。
モデル（４）　では、第１層目の膜厚ｄ１４，第２層目の膜厚ｄ２４，第３層目の膜厚ｄ３４，第２層目の混合比Ｖｆ２４，第３層目の混合比Ｖｆ３４および入射角φ４　のフィッティングをして、その結果ｄ１４（ｂｅｓｔ），ｄ２４（ｂｅｓｔ），ｄ３４（ｂｅｓｔ），Ｖｆ２４（ｂｅｓｔ），Ｖｆ３４（ｂｅｓｔ），φ４　（ｂｅｓｔ）およびχ２　値　Ｘ２　（４）　を得る。
【００３７】
（解析フェーズ１ステップ３）
前記複数組のフィッティングの結果から、最低χ２　値またはあらかじめ設定した膜厚や混合比、入射角度の最大値と最小値の間に入っている最低χ２　値のモデルの結果を選択するステップであり、これを図３の３３に示す。
【００３８】
解析フェーズ２は、最も未知な材料から順序立ててＥＢＬＭＣを行う。
（解析フェーズ２解析第１段階ステップ１）
図４の４１に解析第２段階で使用するモデルであるＢＦＡＭが示されている。この例では、解析フェーズ１のフィッティング結果でモデル（４）　のχ２　値が最も低かったものとする。２層目の光学定数を１つの分散式でおきかえる。このとき全層の膜厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３　）および１，３層目の光学定数，３層目の混合比は解析フェーズ１のフィッティング結果の値で設定する。
【００３９】
（解析フェーズ２解析第１段階ステップ２）
この例では、図４に示すように、１層目の膜厚を下記の値で固定し、さらに３層目の膜厚を±１０％程度、混合比を±１０％程度変えながらそれぞれ２層目についてＢＬＭＣを行う。４２−１はｄ１　＝ｄ１　（ｂｅｓｔ）−１０％に固定して、ｄ３　＝ｄ３　（ｂｅｓｔ）±１０％の範囲，Ｖｆ１　＝Ｖｆ１　（ｂｅｓｔ）±１０％の範囲でそれぞれ動かしながら、２層目のＭａｔ２　（ＤＳＰ）についてＢＬＭＣを行うものである。
４２−１（ｄ１　＝ｄ１　（ｂｅｓｔ）−１０％に固定）の詳細を図７に示してある。
図７の例では４２−１−２−ｆに示すように、まず、Ｖｆ１　＝Ｖｆ１　（ｂｅｓｔ）に固定し、ｄ３　＝ｄ３　（ｂｅｓｔ）を中心値とし、±１０％変えながら、２層目についてＢＬＭＣを行い、それぞれについての厚さ，光学定数およびχ２　を求め、そのうちχ２　値の最も良い結果（４２−１−２−ｓ）を選択する。これと、さらに、Ｖｆ１　を変化させながら同様の手順を行った（４２−１−１−ｓ）や（４２−１−３−ｓ）などと比較してχ２　値の最も良い結果（図４および図７の（４２−１−１））を選択する。
【００４０】
なお、図４に示す４２−２では、ｄ１　＝ｄ１　（ｂｅｓｔ）に固定して前記同様にＢＬＭＣを行う。４２−３はｄ１　＝ｄ１　（ｂｅｓｔ）＋１０％に固定して前記同様にＢＬＭＣを行う。それぞれから得られたχ２　値の最も良い結果（４２−２−１），（４２−３−１）と前述の（４２−１−１）とを比較してχ２　値の最も良い結果を選択する（４３）。
【００４１】
解析フェーズ２解析第２段階は、図５に示すように３層目の光学定数を１つの分散式におきかえる（ステップ１）。そして全層の膜厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３　）および１，２層目の光学定数は解析フェーズ２解析第１段階のフィッティング結果の値で決定する。
（解析フェーズ２解析第２段階ステップ２）
ステップ１で設定したモデルについて、ＥＢＬＭＣを行う。
１層目の膜厚をｄ１　（ｂｅｓｔ）±１０％程度変えながら、さらに２層目の膜厚をｄ２　＝ｄ２（ｂｅｓｔ）　±１０％変えながらそれぞれ３層目についてＢＬＭＣを行う。
（解析フェーズ２解析第２段階ステップ３）図５の５３では前述した結果からχ２　値の最も良い結果を選択する。なおこの際最も良い結果として選択されたものが、あらかじめ設定した各層の膜厚や、分散式パラメータ、混合比、入射角度のそれぞれの最大・最小値の範囲内に入っていないときは解析フェーズ２の解析第１段階のステップ２に戻る。なお、この繰り返しは必要な回数行われる。
【００４２】
図６に示す解析フェーズ３の最終段階ステップ１では、前述したχ２　値の最も良い結果をもつモデルについて以下のフィッティングを行う。
全層の光学定数を固定し、全層の膜厚のフィッティングを行う。または
１，３層の光学定数を固定し、全層の膜厚，および２層目の光学定数のフィッティングを行う。または
１，２層の光学定数を固定し、全層の膜厚，および３層目の光学定数のフィッティングを行う。または
１層目の光学定数を固定して、全層の膜厚，および２，３層目の光学定数のフィッティングを行う。
【００４３】
解析フェーズ３のステップ２図６の６２では、ステップ１のフィッティングの結果を確認する。たとえばフィッティングの結果があらかじめ定めた範囲内に入るか否かの確認を行う。この確認の結果が設定範囲から外れた場合には解析フェーズ１に戻る。解析フェーズ３のステップ３図６の６３では、確認された結果を保存する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、
１．相関関係が強い多層膜構造（特に極薄膜）でも、信頼できる膜厚（全ての層）および光学定数（少なくとも構造中の２層）を得ることができる。
２．ＢＦＡＭ決定ステップでは、考えられる必要な未知変数を最小限にすることができる。
３．ＥＢＬＭＣを順序立てて行うことにより、別のローカルミニマムに落ちてしまうことは劇的に減り、結果の信頼性があがる。
４．未知材料が多く含まれた多層膜構造でも、この方法により、膜厚や光学定数を決定することができる。
【００４５】
以上詳しく説明した実施例について、本発明の範囲内で種々の変形を施すことができる。理解を容易にするために、データの取得、モデルの設定に関連して、一貫してΨ，Δを用いて説明した。当業者には良く知られている以下のデータ対を用いても同様な、測定およびフィッティングが可能であり、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
（ｎ，ｋ）、（εｉ　，εｒ　）、（　ｔａｎ　Ψ，ｃｏｓ　Δ）　、　（Ｉｓ，Ｉｃ　）
【００４６】
また、基板上にＳｉＯ２　層，ＳｉＮｘ　層，ＴａＯｘ　層を３層形成する例を示したが、様々な材料の単層・多層構造の測定や広い範囲の膜厚の測定にも同様に利用できる。
【００４７】
光学定数には、既知の数値（リファレンス）を用いたが、物質の誘電率の波長依存性を示す分散式なども使用可能であり、本発明の技術的範囲に含まれるものとする。また、分散式を使用する例では、既知の数値を光学定数に使用する場合もあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００４８】
実施例として光弾性変調器（ＰＥＭ）の例を示したが、ＰＥＭ使用以外のエリプソメータを使用することもできる。
【００４９】
基板もＳｉの他、ガラスや石英、その他透明基板や化合物半導体なども同様に利用できる。また、基板の種類によらず、どんな平坦な基板でも、あれている基板でも使用することができる。
【００５０】
分散式には、古典力学理論から作成された式や量子力学理論から作成された式、経験式の他、様々な式・パラメータも使用可能であり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００５１】
例では、ＥＭＡを使用すると説明したが、他の有効媒質近似論の使用も可能であり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００５２】
全ての例の１部または全部は、手動や自動（コンピュータやロボットなど）で行うことができ、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００５３】
例では入射角度を７５度として説明したが、これ以外の角度でも使用可能であり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００５４】
公称入射角度（７５度）近傍で動かしながら解析すると説明したが、その他、物理的に決定した入射角度の近傍で変化させながら解析する場合もあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００５５】
入射角度を自動でいくつか変化させながら測定（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ａｎｇｌｅ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を行い、これら全体のデータ、またはこの中の特定角度のデータを用いて解析する場合もあり、これらも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。さらに、前記測定で得られた全体のデータ、またはこの中の特定角度のデータ解析において、各入射角度近傍を変化させながらフィッティングする場合もあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００５６】
例では基板上の３層構造の極薄膜（Ｍａｔ１　，Ｍａｔ２　，Ｍａｔ３　）としたが、Ｍａｔ１　，Ｍａｔ２　，Ｍａｔ３　には、極薄膜誘電体材料だけでなく、様々な厚さや材料など、幅広いアプリケーションにも使用することができる。
【００５７】
上記手段の全部または１部を行う場合もあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００５８】
あらゆる任意のパラメータを同時にフィッティングすると説明したが、別々にフィッティングする場合もあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００５９】
ＥＢＬＭＣの一部であるＢＬＭＣでは、前述したとおり、入射角度をフィッティングする場合がある。また、手順では入射角度と様々なパラメータを同時にフィッティングするとしたが、別々にフィッティングする場合や、入射角度を固定する場合もあり、これらも全て本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００６０】
入射角度はＢＬＭＣ以外でも、一般的なパラメータとしてフィッティングすることがあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００６１】
例では、ＢＬＭＣやＥＢＬＭＣを行う際に、中心値および付近の複数点にわたり選択する時に±１０％、ステップ数５％として説明したが、さらに広い範囲や様々なステップ数も設定可能である。また、％として表したが、「最小値」、「最大値」、「ステップ数」として設定する場合もあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００６２】
例で示した様に、ＥＢＬＭＣは最も未知な材料から始めることが効果的だが、別の順序でも同じ手順を行うことができ、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００６３】
例では、測定段階のステップの１つとしてデータ保存としたが、これは「この全解析過程が終了した後にも、再度データとして使用できるような永久保存する場合」や「全解析過程が終了するまでの一時保存とする場合」があり、これらも技術的範囲に含まれるものとする。
【００６４】
例では、モデル準備過程において様々な材料を混ぜ合わせた１〜４つのモデルを使用したが、製造プロセスや未知総数によってモデルの種類・数が変わる場合があり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００６５】
例では、フィッティングは入射角と膜厚の組み合わせで書いたが、ソフトによっては入射角を分散式と同時にフィッティングすることもあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００６６】
平均二乗誤差の計算式として１例をあげたが、これ以外の式でも同様の手順が可能であり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【００６７】
例では２種類の材料の混ぜ合わせで説明したが、３種類以上混ぜ合わせる場合もあり、これも本発明の技術的範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施例である極薄膜３層構造の解析方法で使用するエリプソメータの構成を示す略図であり、測定の対象の試料　（サンプル）　４の一部を拡大して示してある。
【図２】本発明方法の実施例である極薄膜３層構造の解析方法の流れ図である。
【図３】前記実施例における解析フェーズ１を示す詳細説明図である。
【図４】前記実施例における解析フェーズ２の解析第１段階を示す詳細説明図である。
【図５】前記実施例における解析フェーズ２の解析第２段階を示す詳細説明図である。
【図６】前記実施例における解析フェーズ３の詳細説明図である。
【図７】前記実施例における解析フェーズ２の解析第１段階のステップ２の一部の詳細説明図である。
【図８】本発明方法の一般形態である薄膜ｎ層構造の解析方法の流れ図である。
【符号の説明】
１　Ｘｅランプ
２　光ファイバ
３　偏光子
４　サンプル
５　光弾性変調器（ＰＥＭ）
６　検光子
７　光ファイバ
８　分光器
９　データ取込部
２０　測定フェーズ
３０　解析フェーズ１
４０　解析フェーズ２の第１段階
５０　解析フェーズ２の第２段階
６０　解析フェーズ３
８１　解析フェーズ１（ｎ層モデル）
８２　解析フェーズ２
８３　解析フェーズ３
【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】
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【図７】
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【図８】
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