研究課題
本研究では，ウエハ，超大容量磁気ディスクなど，表面粗さがサブnmレベルの次世代超平滑面(ナノ平滑面)に要求されるナノ欠陥検出実現を目的とし，微空間ナノ間隙における熱収支場(ナノ熱収支場)を利用して非接触かつ高速でナノ平滑面上の欠陥を検出する，全く新しい欠陥検出原理を提案し，また，レーザー光加熱援用型のセンサ素子で生成したナノ熱収支場による非接触での欠陥検知手法を新たに提案することで，測定対象であるナノ平滑面を基準面(データム)として利用するナノ間隙制御手法を確立すること，また，センサ素子加熱によるナノ熱収支場生成機能と共焦点光学系によるナノ間隙制御機能を融合したナノ間隙プローブを開発し，従来技術では困難であるサイズ10nm級のナノ欠陥検出・評価を実現することを目的としている．最終年度となる平成30年度は，前年度までにガラス基板上への安定作成を実現した熱収支場生成素子について，その感度を実験的に確認するとともに，その結果をもとに熱収支場の理論計算を行い，素子サイズ縮小によりサイズ10nm級のナノ欠陥検出が実現できる見通しを得た．また，前年度までに構築したナノ間隙プローブのプロトタイプを用い，プローブのチルトを補正した状態で，熱収支場生成素子-測定面間の間隙を100nm以下にまで狭小化できることを実験的に明らかにするとともに，ナノ間隙プローブ自身が高分解能な変位センサとして活用できることを実験的に見出した．また，プローブの熱収支場生成素子出力およびチルト検出センサ双方の出力をモニタすることで，プローブ先端の測定面への接触を高感度に検出できることを明らかにした．この接触検知機能を利用し，ナノ平滑面を基準面間隙設定をした状態で，ナノ平滑面上に人工的に設置したマイクロサイズの凹凸形状検出・評価ライン状パターン測定を試み，これらを高感度に検出できることを実験的に明らかにした．
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nanomanufacturing and Metrology
巻: 1 ページ: in press
10.1007/s41871-018-0007-x
Engineering for a Changing World
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Proceedings of the 13th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII2017)
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http://web.tohoku.ac.jp/nanometrology/
