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エバネッセント・マルチフォトンプローブによる超精密平坦加工面のナノ欠陥高速計測法

Research Project

Project/Area Number 18656041
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 哲  The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 准教接 (30283724)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高増 潔  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70154896)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywordsエバネッセント光 / 超精密平坦加工面 / ナノ欠陥 / 欠陥計測 / マルチフォトンプローブ
Research Abstract

本申請研究は,近接場光計測技術の特徴である高分解能計測特性と遠隔伝搬光計測技術の最大の利点である面内-括並列処理特性を高度に融合することによって,回折限界に制限を受けない,全く新しい光学的超精密加工平坦面欠陥計測技術の確立を目指したものであり,平成19年度は,前年度に構築した提案計測原理の実験的検証を主要目的として,以下の具体的な成果を得た.
(19-1)ナノ欠陥計測基礎装置の設計・試作(高橋哲担当)
前年度に構築したエバネッセント・マルチフォトンプローブ生成基礎光学系をベースにして,マルチフォトンプローブ照明系とナノ欠陥起因微弱散乱光高感度検出系を融合したナノ欠陥計測基礎装置の設計・試作を行った.結果,具体的な仕様として,定在波ピッチ制御範囲266〜400nm,定在波シフト分解能0.185nm,定在波シフト範囲13.7μm,最大観察視野114×86(μm×μm)の装置開発に成功した.なお,開発装置は,環境外乱の影響を最小限に抑えるために,恒温室内に設置されたクリーンブース内に設置した.
(19-2)標準蛍光ナノ粒子を用いたナノ欠陥計測検証実験(高橋哲担当)
(19-1)で試作したナノ欠陥計測基礎装置を用いて,検出欠陥の同定を行うことで,本手法の有効性について実験的に検証を試みた。この際,検出結果評価の厳密性を期すために,欠陥検出実験に先立ち,電子顕微鏡観察欠陥に基づいた欠陥位置同定手法の確立を行った.提案原理の最も本質的な機能(対物レンズの解像限界を超越するか)確認のため,比較的NAの小さい対物レンズ(NA0.35,レイリー限界927nm)を利用した原理検証実験を行った結果,200nm粒子の2点粒子を明確に分離できることが確認でき,提案手法の妥当性・有効性を実験的に検証した.
(19-3)超解像複合アルゴリズムの解像特性の検討(高増潔担当)
生産現場におけるノイズに関して考察し,ノイズを付加させた複数像を用いて二点物体の解像シミュレーションを行いノイズ混入下での解像特性の検討を行った.結果,変調照明の複数シフトによるノイズ抑制効果を確認した.更に,ノイズ混入下での入力パラメータの影響を評価し,解像特性について検討した結果,限界解像力を達成するためには,変調照明ピッチを小さくすることと位相条件が揃った状態で独立なシフト回数を多くすること(シフトステップサイズを小さくすること)が要件となることがわかった.具体的には,変調照明ピッチ300nm,シフト回数10回の条件下では,混入ノイズが20%に達しても,100nm分解能が達成可能であることを示した.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 変調照明シフトによる超精密加工表面の超解像光学式欠陥計測に関する研究(第1報)-解像特性の理論的検討-2008

    • Author(s)
      臼杵深, 西岡宏晃, 高橋哲, 高増潔
    • Journal Title

      精密工学会誌 74,5(掲載確定・印刷中)

    • NAID

      110006668363

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 変調照明シフトによる超精密加工表面の超解像光学式欠陥計測に関する研究(第2報)-定在は照明シフト実験による解像原理の実験的検証-2008

    • Author(s)
      臼杵深, 西岡宏晃, 高橋哲, 高増潔
    • Journal Title

      精密工学会誌 74,6(掲載確定・印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical and numerical analysis of lateral resolution improvement characteristics for fluorescence microscopy using standing evanescent light with image retrieval2008

    • Author(s)
      S Takahashi, S Okada, H Nishioka, S Usuki and K Takamasu
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology 19(掲載確定・印刷)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 定在エバネッセント光を用いた超解像顕微法に関する研究(第3報)-解像特性の理論的検討-2007

    • Author(s)
      岡田真一, 西岡宏晃, 臼杵深, 高橋哲, 高増潔
    • Journal Title

      2007年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 芝浦

      Pages: 351-352

    • NAID

      130005028469

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Super-Resolution Microscopy with Standing Evanescent Light and Image Reconstruction Method2006

    • Author(s)
      Hiroaki Nishioka, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
    • Journal Title

      Proc. of IMEKO XVIII World Congress 12

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 定在エバネッセント光を用いた超解像顕微法に関する研究(第2報)-エバネッセント光散乱結像装置の開発-2006

    • Author(s)
      岡田真一, 西岡宏晃, 臼杵深, 高橋哲, 高増潔
    • Journal Title

      2006年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 宇都宮

      Pages: 169-170

    • NAID

      130004658005

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 定在波シフトによる半導体ウエハ表面の超解像光学式欠陥検査(第1報)-欠陥検出特性の検討2006

    • Author(s)
      臼杵深, 西岡宏晃, 高橋哲, 高増潔
    • Journal Title

      2006年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 東京

      Pages: 268-269

    • NAID

      130005027136

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 定在波シフトによる半導体ウエハ表面の超解像光学式欠陥検査(第5報)-定在波照明の2方向シフトを用いた2次元超解像特性の検討-2008

    • Author(s)
      工藤良太, 臼杵深, 高橋哲, 高増潔
    • Organizer
      2008年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      明治大学
    • Year and Date
      2008-03-17
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Verification for Super-resolution Optical Inspection for Semiconductor Defect by using Standing Wave Illumination Shift2007

    • Author(s)
      S. Usuki, H. Nishioka, S. Takahashi, K. Takamasu
    • Organizer
      8th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
    • Place of Presentation
      東北大学,仙台
    • Year and Date
      2007-09-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of Lateral Resolution Improvement for Fluorescence Microscopy using Standing Evanescent Light2007

    • Author(s)
      S. Takahashi, S. Okada, H. Nishioka, S. Usuki, K. Takamasu
    • Organizer
      8th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
    • Place of Presentation
      東北大学,仙台
    • Year and Date
      2007-09-25
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 定在エバネッセント光を用いた超解像顕微法に関する研究(第4報)-定在波シフトによる変調散乱光観察実験-2007

    • Author(s)
      岡田真一, 臼杵深, 高橋哲, 高増潔
    • Organizer
      2007年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      旭川
    • Year and Date
      2007-09-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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