半導体ウェハのパターン形成領域の層厚を測定するための厚さ測定装置は、パターン形成領域から取られた反射データを得、そこから周波数スペクトルを得るためのスペクトルアナライザと、前記スペクトルを探索して前記スペクトル内のピーク周波数を見出すためのピーク検出器であって、前記探索をそれより前の学習段階で見出されたピーク周波数に対応する領域に限定するように動作可能であるピーク検出器と、前記ピーク周波数付近の前記スペクトルをフィルタリングするための、前記ピーク検出器に関連付けられた周波数フィルタと、前記学習段階で得たパラメータを使用して、前記フィルタリングされたスペクトルの最尤適合を実行し、少なくとも所望の層厚を得るための最尤フィッタと、を備える。高分解能の非実時間学習段階でそれより前に得られたパラメータを用いて最尤適合を実行することにより、実時間に高分解能の結果が提供できる。
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