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2012 年度 実績報告書

ナノ三次元計測における不確かさ推定手法の体系化

研究課題

研究課題/領域番号 22246016
研究機関東京大学

研究代表者

高増 潔  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70154896)

研究分担者 松本 弘一  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00358045)
高橋 哲  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30283724)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードナノメートル計測 / 三次元計測 / 不確かさ推定 / 形状測定
研究概要

日本のものづくりの優位性を活かしながら次世代ものづくりの高度化を実現するには,部品の形状精度をナノスケール化することで,機械部品,半導体,光素子に高付加価値な機能を付与するナノスケールものづくりが不可欠となる.ナノ三次元計測では,誤差分離,標準,不確かさ推定,計測機器の自己校正の技術を体系化することが必要である.
当該年度では,まず,ナノ計測における不確かさ推定理論の体系化により,ナノ標準を利用した測定機の校正作業を行い,この測定に対応した不確かさ推定シミュレーションソフトウェアを開発した.測定機の運動学パラメータの不確かさを推定し,測定機および測定対象の不確かさによる測定点の不確かさを求めた,これにより,測定戦略を含めた最終的な不確かさが評価することができた.
つぎに,角度計測による新しい光学的手法を利用したナノ三次元測定に関して,より高精度な測定とその不確かさの評価手法の確立を目指し,設計および開発を行った.このシステムでは,移動精度が低い安価なステージを利用しても,ナノメートル不確かさの形状測定ができることを理論的に示し,予備実験を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

まず,不確かさ推定理論の体系化とシミュレーションソフトウェアの開発は,ほほ完成し,これを新しい対象へと適用する段階に達している.このシミュレーションにより,ナノ三次元計測における不確かさ推定理論の体系化を行い,ナノ標準を利用した測定機の校正作業により,有効性が確認できている.
つぎに,新しい光学的手法を利用したナノ三次元測定に関して,より高精度な測定と,その不確かさの評価手法の確立が予備実験では達成できている.このシステム全体の不確かさ評価を理論的および実験的に行い,理論体系を実証する.

今後の研究の推進方策

2つの大きなテーマについて,以下のように研究の推進を行う.
1. 不確かさ推定理論の体系化とシミュレーションソフトウェアの開発と適用では,ナノ三次元計測における不確かさ推定理論の体系化を引き続き行う.さらに,開発したシミュレーション手法を,他の測定システムへも適用を行い,その有効性をより確かなものとする.
2. 光学的ナノ三次元形状測定の基礎実験では,角度計測を使った新しい光学的手法によるナノ三次元測定に関して,より高精度な測定と,その不確かさの評価手法の確立を目指す.このシステムをナノ三次元計測の実施例として開発し,理論的な不確かさ推定と合わせて,その有効性を実証する.

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthetic adjacent pulse repetition interval length method to solve integer ambiguity problem: theoretical analysis2013

    • 著者名/発表者名
      D. Wei, K. Takamasu, H. Matsumoto
    • 雑誌名

      Journal of the European Optical Society

      巻: 8 ページ: 13016 1-6

    • DOI

      10.2971/jeos.2013.13016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of standing wave phase error on super-resolution optical inspection for periodic microstructures2012

    • 著者名/発表者名
      R. Kudo, S. Usuki, S. Takahashi, K. Takamasu
    • 雑誌名

      Meas. Sci. Technol.

      巻: 23 ページ: 054007 1-13

    • DOI

      10.1088/0957-0233/23/5/054007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remote Internal Diameter Measurement of Ring Gauge based on a Low-coherence Tandem Scheme2012

    • 著者名/発表者名
      Dong Wei, Nan Wu, Kiyoshi Takamasu, Hirokazu Matsumoto
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 516 ページ: 533-538

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.516.533

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Submicrometer thickness layer fabrication for layer-by-layer microstereolithography using evanescent light2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, Y. Kajihara, K. Takamasu
    • 雑誌名

      CIRP Annals - Manufacturing Technology

      巻: 61 ページ: 219-222

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2012.03.069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Height measurement of single nanoparticles based on evanescent field modulation2012

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kurihara, Ryuichi Sugimoto, Ryota Kudo, S. Takahashi, K. Takamasu
    • 雑誌名

      International Journal of Nanomanufacturing

      巻: 8 ページ: 419-430

    • DOI

      10.1504/IJNM.2012.051105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absolute measurement of gauge block without wringing using tandem low-coherence interferometry2012

    • 著者名/発表者名
      AgustinusWinarno, Satoru Takahashi, AkikoHirai, Kiyoshi Takamasu, Hirokazu Matsumoto
    • 雑誌名

      Meas. Sci. Technol.

      巻: 23 ページ: 125001 1-8

    • DOI

      10.1088/0957-0233/23/12/125001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamental study on nanoremoval processing method for microplastic structures using photocatalyzed oxidation2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sekino, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 523-524 ページ: 610-614

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.523-524.610

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Non-contact Measurement of Small Inside-diameter Using Tandem Low-coherence Interferometer and Optical Fiber Devices2012

    • 著者名/発表者名
      Kenta Matsui, Hirokazu Matsumoto, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 523-524 ページ: 871-876

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.523-524.871

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a non-contact precision measurement technique using optical frequency combs2012

    • 著者名/発表者名
      Taro Onoe, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu, Hirokazu Matsumoto
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 523-524 ページ: 877-882

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.523-524.877

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sub-Nanometer Line Width and Line Profile Measurement Using STEM Images with Metal Coating2012

    • 著者名/発表者名
      Haruki Okito, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 523-524 ページ: 957-960

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.523-524.957

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal coherence shaping based on spectral-domain destructive interference of pulses with different self-phase modulations2012

    • 著者名/発表者名
      D. Wei, K. Takamasu, H. Matsumoto
    • 雑誌名

      Journal of the European Optical Society

      巻: 8 ページ: 13018 1-6

    • DOI

      10.2971/jeos.2013.13018

    • 査読あり
  • [学会発表] Edge Determination Methodology for Cross-Section STEM Image of Photoresist Feature Used for Reference Metrology2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Takamasu, Haruki Okitou, Satoru Takahashi, Mitsuru Konno, Osamu Inoue, Hiroki Kawada
    • 学会等名
      SPIE Advanced Lithography 2013
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 年月日
      20130225-20130228
    • 招待講演
  • [学会発表] 三次元測定の現状と課題2013

    • 著者名/発表者名
      高増潔
    • 学会等名
      機械振興協会 テクノフォーラム 製造現場を支える三次元測定
    • 発表場所
      機械振興会館ホール,東京
    • 年月日
      20130220-20130220
    • 招待講演
  • [学会発表] 光周波数コムを用いた絶対距離計測2012

    • 著者名/発表者名
      高増潔
    • 学会等名
      精密工学会 大規模環境の3次元計測と認識・モデル化技術専門委員会
    • 発表場所
      東京大学,東京
    • 年月日
      20121026-20121026
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparison Experiment for Pulse Repetition Interval Based Length Measurement Linked to a Femtosecond Optical Frequency Comb2012

    • 著者名/発表者名
      Dong Wei, Kiyoshi Takamasu, Hirokazu Matsumoto
    • 学会等名
      XX IMEKO World Congress
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120914-20120914
  • [学会発表] Nanometer Profile Measurement of Large Aspheric Optical Surface with Improved Deflectometry Method - Principle Introduction and Experimental Verification -2012

    • 著者名/発表者名
      Muzheng Xiao, Tomohiko Takamura, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
    • 学会等名
      XX IMEKO World Congress
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120909-20120914
  • [学会発表] Absolute Measurement of Base Lines up to 400 m Using Temporal Coherence Heterodyne Interferometer of Optical Frequency Comb2012

    • 著者名/発表者名
      H. Matsumoto, X. Wang, K. Takamasu
    • 学会等名
      XX IMEKO World Congress
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120909-20120914
  • [学会発表] Round Robin Tests of Uncertainty Estimation for Coordinate Metrology by Software Error Propagation2012

    • 著者名/発表者名
      K. Takamasu, S. Takahashi, R. Furutani, M. Abbe
    • 学会等名
      XX IMEKO World Congress
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120909-20120914
  • [学会発表] Step Gauge Measurement Using High-Frequency Repetitions of a Mode-Locked Fiber Laser2012

    • 著者名/発表者名
      C. Narin, S. Takahashi, K. Takamasu, H. Matsumoto
    • 学会等名
      XX IMEKO World Congress
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120909-20120914
  • [学会発表] Design Value Use Type Super-Resolution Optical Inspection for Microfabricated Structure Defects by Using Standing Wave Illumination Shift2012

    • 著者名/発表者名
      R. Kudo, S. Takahashi, K. Takamasu
    • 学会等名
      XX IMEKO World Congress
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120909-20120914
  • [学会発表] 知的精密計測のものづくりへの展開 ートレーサビリティとナノメートル標準ー2012

    • 著者名/発表者名
      高増潔
    • 学会等名
      日本機械学会 革新的工作機械技術に関する研究分科会
    • 発表場所
      東京大学,東京
    • 年月日
      20120907-20120907
    • 招待講演
  • [学会発表] STEMを用いた半導体線幅測定および線形状測定のサブナノメートル校正2012

    • 著者名/発表者名
      高増潔
    • 学会等名
      応用物理学会 次世代リソグラフィワークショップ(NGL2012)
    • 発表場所
      東京工業大学,東京
    • 年月日
      20120719-20120720
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanometer Profile Measurement of Large Aspheric Optical Surface by Scanning Deflectometry with Rotation Devices - Development of Three Dimensional Measuring Facility and Experiment -2012

    • 著者名/発表者名
      Muzheng Xiao, Satomi Jujo, Satom Takahashi, Kiyoshi Takamasu
    • 学会等名
      12th euspen International Conference
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      20120604-20120608
  • [学会発表] Super-heterodyne Interferometer for Length-Measurement Using the Beat Signal of Laser Diodes and the Optical Frequency Comb2012

    • 著者名/発表者名
      X. N. Wang, S. Takahashi, K. Takamasu, H. Matsumoto
    • 学会等名
      12th euspen International Conference
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      20120604-20120608
  • [学会発表] Length measurement based on Pulse repetition interval of a femtosecond optical frequency comb2012

    • 著者名/発表者名
      Dong Wei, Kiyoshi Takamasu, Hirokazu Matsumoto
    • 学会等名
      12th euspen International Conference
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      20120604-20120608
  • [図書] 震災後の工学は何をめざすのか2012

    • 著者名/発表者名
      東京大学大学院工学系研究科編
    • 総ページ数
      361
    • 出版者
      内田老鶴圃
  • [備考] Takamasu - Takahashi Lab

    • URL

      http://www.nanolab.t.u-tokyo.ac.jp

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公開日: 2015-05-28  

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