2017 Fiscal Year Research-status Report
ツインマイクロプローブの非接触高速走査と実時空間校正による長尺微小溝幅の絶対計測
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16K05999
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
伊東 聡 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00624818)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 計測工学 / 超精密計測 / 精密位置決め / マイクロプローブ / 実時空間校正 / スロットダイ / メトロロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，2組の非接触型マイクロプローブを用いてマイクロスリット内部両面を同時に走査し，微小溝幅の高速かつ高精度な測定方法の提案を目的としている．非接触型マイクロプローブは測定対象物の表面に存在するナノメートルオーダーの厚さの水膜層に起因する吸着力やファンデルワールス力等の表面相互作用力によって生じる引力を検出し，プローブに作用する相互作用力強度を一定に保持するように測定点との距離を制御することで高速計測に利用可能な操作マイクロプローブの開発を試みる．さらに2本の走査マイクロプローブを用いてスリット内を同時に走査することで，位置決めステージの運動誤差による不確かさの影響を受けない微小溝幅の精密測定を実施する．また測定システム上でマイクロプローブの校正を行う実時空間校正により，測定環境の変化により生じる測定誤差を除去したナノメートル級測定精度の保証を試みる．
当該年度は，マイクロプローブの構成および作製方法を見直すことによって，本研究課題において開発したこれまでのマイクロプローブの検出軸が1軸方向に限定されるという問題点を克服し，多軸方向にプロービング検出軸を有するマイクロプローブの開発に関する取り組みを行い，本研究で開発したマイクロプローブは水平面上の2軸方位に対してナノメートルオーダーの分解能を有していることが実験的に確認された．また多軸検出可能なマイクロプローブの実現の見通しが得られたことにより，プローブ先端微小球直径を外部参照基準の精度に依存することなく自律的に校正可能な方法を発案し，実時空間校正における不確かさの低減について検討を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者の所属機関変更により，前年度まで研究に使用していた工作機械や精密位置決め装置を継続して使用することが困難となったため，代替の設備や装置の確保に時間を要し，研究計画全体としてはやや遅れている．一方で，これまでの取り組みにおいて，検出可能軸が1方向に限定されるという課題に対しては，マイクロプローブの構成および作製方法の改良という解決方法を発案し，今後は順調に進展する見込みである．
また実時空間校正法に関しては，現有の機器および測定装置で実現可能な手法についてシミュレーションを行い，計画通りに進展できる見込みを得た．
以上の得られた成果より，本年度の達成度はやや遅れているが，次年度以降は概ね計画通りに進展する見込みである．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度における本研究課題の取り組みでは，開発したマイクロプローブを実加工機を想定した直動スライド精密位置決め機構より構成された試作測定装置に搭載し，加工機上を想定したマイクロプローブの実時空間校正および微小溝幅寸法の測定実験を行い，本研究課題におけるこれまでの取り組みの効果を実験的に検証する．また平成29年度における取り組みでは，多軸検出可能なマイクロプローブの開発を行い，当初の計画以上の進展を得ることができた．平成30年度における取り組みでは，多軸検出可能なマイクロプローブによる実時空間校正および微小溝幅寸法計測を実施および，測定不確かさの評価を行うことで提案手法の効果の検証を実施する．
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| Causes of Carryover |
(理由)マイクロプローブを搭載する直動スライド精密位置決め機構の仕様が変更されたため，平成29年度中に製作予定の機器に関して設計変更が生じ，結果として当該年度に購入予定であった多チャンネル温度湿度計についても再選定の必要が生じた．
(使用計画)当該物品の選定については完了しているため，次年度に購入する予定である．
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