| 研究概要 |
マイクロメカニズムを高い加工精度、信頼性、生産性をもってフレキシブルに制作するためにはナノメートルオーダ測定分解能を有し、加工状態をリアルタイムで監視することが可能なナノインプロセス計測技術が必要不可欠となる。本研究は、物体表面で回折、散乱したレーザ光の位相情報を回復することによって数μmから数mmの微小物体形状をナノメートルオーダの分解能をもって3次元的に再生できる逆散乱位相法を確立し、ナノインプロセス計測へ適用することを目的としたものである。本年度は、前年度に構築した光学的フーリエ変換に基づく逆散乱位相情報抽出アルゴリズムおよびシミュレーションに基づき、微細3次元形状測定システムの製作および検証実験を行った。当該年度の成果をまとめると以下のようになる。
(1)逆散乱位相法に基づく微細3次元形状測定システムの構築
短波長のArイオンレーザ(波長488nm,160mw)を光源に用い、物体からの直接光と指数減少フィルタを通して得られる変調光を測定する逆散乱位相光学系を製作した。光学系の構成は、Arイオンレーザの平行平面波を拡大および縮小する光学系、シュミレータによって決定した測定に最適な指数係数を有する指数フィルタおよび広範囲のフーリエ変換像を検出出来る走査可能なCCDエリアセンサなどから成っている。さらに、回折光から微小物体3次元形状を再生するためのデータ処理ソフトウエアをEWS上に構築した。
(2)三角形微細溝形状の形状回復実験
本測定装置を研究室のクリーンルーム(クラス10以下)内に設置し、刃先角170度の単結晶ダイヤモンドバイトを用いて作成した、ピッチ10μm,深さ0.4μmの三角形微細溝形状の形状回復実験を行った。この実験において、サブミクロンオーダの微細形状が物体光と指数型光減少フィルタを通して得られた変調光から再生できることを明らかにし、提案する逆散乱位相法の有効性を定量的に示した。
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