2023 年度研究成果報告書

測定表面の法線ベクトル検出機能の付加による三角測量式光学センサの測定精度の向上

研究課題

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研究課題/領域番号	21K03796
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関	東京都立産業技術高等専門学校
研究代表者	伊藤幸弘東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 教授 (80431972)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	シリコンウェーハ / 形状測定 / 三角測量式光学センサ / オートコリメータ / 測定偏差補正
研究成果の概要	シリコンウェーハの表面形状測定において、三角測量式光学センサの測定原理により生じる偏差の有無、およびその影響の大きさについて、形状が既知である非球面レンズを測定対象として実験的に検証した。その結果、偏差と測定表面の傾きとの関係についての定量的な知見を得た。次に、三角測量式光学系の実験環境構築のために光学系を模したシミュレーションの作成に取り組み、前述の偏差についての実験結果と定性的に一致することを示した。最後に、三角測量式光学センサの測定原理を模した実験的モデルを構築し、測定表面の変位や傾きの変化に対する測定値の変化が前述の実験・解析結果と同様の傾向を示し、実験装置の構成の妥当性を確認した。
自由記述の分野	生産工学・加工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	三角測量式光学センサの応答性の高さの大面積表面形状測定への活用は工業的に大きな意味があると考える。三角測量式光学センサの測定表面の傾きに応じた偏差については一般的に知られているが、実際の測定におけるその大きさや補正方法を検証した研究はこれまでにない。さらに、本研究で開発した技術を、半導体基板であるシリコンウェーハの形状測定に応用することは工業的な価値が高いと考える。