次世代三次元形状の高精度化のための三次元計測における不確かさ推定手法の実用化

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26249006
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高増 潔 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70154896)
• 研究分担者: 高橋 哲 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30283724)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 座標計測 / ナノメートル計測 / 光計測 / 三次元形状測定 / 不確かさ推定

研究実績の概要

本研究では2つのテーマとして，（1）三次元測定機による寸法測定および半導体の寸法測定を対象とした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エアの構築，（2）2種類の光学的三次元形状測定システムの開発とその不確かさ推定手法の確立および不確かさを小さくするための手法の開発を行った．
まず，三次元測定機による寸法測定では，ステップゲージおよびボールプレートの基本的なゲージを測定し，その測定における不確かさの推定を行った．推定結果は，実験による不確かさ評価とよく一致した．また，使用したシミュレーションソフトウェアの評価を行うことができた．さらに，半導体の寸法測定では，シリコン格子を基準として透過型電子顕微鏡による半導体計測に適用した．この測定では10ナノメートル程度の寸法をサブナノメートルの不確かさで測定する手法について，不確かさ推定を行うことができた．
つぎに，光学的三次元測定システムでは，本研究で開発したオートコリメータと回転テーブルを用いたシステムと，外部機関が開発したオートコリメータを利用したシステムの2種類の測定システムに不確かさ推定手法を適用した．角度測定に使用するオートコリメータの系統誤差を，自己校正手法によって校正する方法を開発し，サブナノメートルの不確かさで形状測定が可能なことを実験的に実証した．
以上のように，精密計測における次世代三次元形状の高精度化のために，不確かさ推定手法を実用化でき，不確かさの小さい高精度測定を実現することができた．

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A new measurement method to simultaneously determine group refractive index and thickness of a sample using low-coherence tandem interferometry (2019)
  • 著者名/発表者名: Winarno Agustinus、Takahashi Satoru、Matsumoto Hirokazu、Takamasu Kiyoshi
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: 55 ページ: 254～259
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2018.09.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative evaluation of estimation of step gauge measurement uncertainty via Monte Carlo simulation (2019)
  • 著者名/発表者名: Miura Yuka、Nakanishi Shoichi、Higuchi Eiichi、Takamasu Kiyoshi、Abe Makoto、Sato Osamu
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: 55 ページ: 390～396
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2018.10.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative evaluation of estimation of hole plate measurement uncertainty via Monte Carlo simulation (2019)
  • 著者名/発表者名: Miura Yuka、Nakanishi Shoichi、Higuchi Eiichi、Takamasu Kiyoshi、Abe Makoto、Sato Osamu
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: 56 ページ: 496～505
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2019.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-Process Measurement of Thickness of Cured Resin in Evanescent-Wave-Based Nano-stereolithography Using Critical Angle Reflection (2018)
  • 著者名/発表者名: Kong Deqing、Michihata Masaki、Takamasu Kiyoshi、Takahashi Satoru
  • 雑誌名: Nanomanufacturing and Metrology 巻: 1 ページ: 112～124
  • DOI: 10.1007/s41871-018-0013-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified Linnik microscopic interferometry for quantitative depth evaluation of diffraction-limited microgroove (2018)
  • 著者名/発表者名: Ye Shiwei、Takahashi Satoru、Michihata Masaki、Takamasu Kiyoshi
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: 29 ページ: 054011～054011
  • DOI: 10.1088/1361-6501/aab008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and Calibration of Reassembled Ultrasonic Diagnosis Robot (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuno Shigeru、Numata Takashi、Iwahashi Toshihide、Takamasu Kiyoshi、Kotani Kiyoshi、Jimbo Yasuhiko
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems 巻: 138 ページ: 1133～1140
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.138.1133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linewidth roughness of advanced semiconductor features using focused ion beam and planar-transmission electron microscope as reference metrology (2018)
  • 著者名/発表者名: Takamasu Kiyoshi、Takahashi Satoru、Kawada Hiroki、Ikota Masami
  • 雑誌名: Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS 巻: 17 ページ: 1～1
  • DOI: 10.1117/1.JMM.17.4.041010
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-shot stereolithography for biomimetic micro hemisphere covered with relief structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Yuki、Suzuki Kunikazu、Michihata Masaki、Takamasu Kiyoshi、Takahashi Satoru
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: 54 ページ: 353～360
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2018.07.004
  • 査読あり
• [学会発表] Linewidth and Roughness Measurement of SAOP by Using FIB and Planer-TEM as Reference Metrology (2019)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi, Hiroki Kawada, Masami Ikota, Stefan Decoster, Frederic Lazzarino, Gian Lorusso
  • 学会等名: SPIE Advanced Lithography, San Jose, USA
  • 国際学会
• [学会発表] In-Process Measurement of Resin's Curing Degree in Micro-Stereolithography Using Internal Reflection at Critical Angle (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Kong, M. Michihata, K. Takamasu, S. Takahashi
  • 学会等名: XXII World Congress of the International Measurement Confederation (IMEKO 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Improvement of Quantitative Depth Evaluation for Diffraction-Limited Microgroove Using LED Light Source (2018)
  • 著者名/発表者名: Ye Shiwei1, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
  • 学会等名: XXII World Congress of the International Measurement Confederation (IMEKO 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Basic Study on Laser Additive Processing for Nanostructures Based on Optical Trapping Potential (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hayashi, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Scattered Field Analysis for Diameter Measurement of Tapered Optical Fiber Under Counter-Propagating-Beam Illumination (2018)
  • 著者名/発表者名: Zheng Zhao, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Analysing Tapered Fiber-Microsphere Coupling for Diameter Measurement of Microsphere Using Whispering Gallery Mode Resonance (2018)
  • 著者名/発表者名: Yumeki Kobayashi, Zheng Zhao, Bohuai Chu, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of Super-Resolution Microscopy by Use of a Nano-Patterned Substrate (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Sakuma, Hiromasa Kume, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Absolute Measurement of Optical Path Length of the Three-Dimensional Nanoprofiler Based on the Normal Vector Tracing Method by Tandem White Light Interferometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Jungmin Kang, Takao Kitayama, Ryo Kizaki, Yui Toyoshi, Agustinus Winarno, Kiyoshi Takamasu, Kazuya Yamamura, Katsuyoshi Endo
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] In-Situ Measurement of the Refractive Index and Geometrical Length for Determining the Location of Optical Part Using a Tandem Low-Coherence Interferometry (2018)
  • 著者名/発表者名: Agustinus Winarno, Satoru Takahashi, Hirokazu Matsumoto, Kiyoshi Takamasu
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Laser Tracker Using Absolute Length Measurement Technique by an Optical Comb Pulsed Interferometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Shusei Masuda, Tomohiko Takamura, Satoru Takahashi, Hirokazu Matsumoto, Kiyoshi Takamasu
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Self-Calibration Method of Nanometer Profile Measurement on Large Aspheric Optical Surface (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Takamura, Yohan Kondo, Youichi Bitou, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Non-Contact High Speed Measurements of the Processed-Product Shape Using New Optical Comb Interferometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Matsumoto, Kiyoshi Takamasu
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Basic Study on Cell-in-Microfactory System with Localized Light Control (2018)
  • 著者名/発表者名: Seiko Furuya, Shuzo Masui, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of Functional Subwavelength Structured Surface Using Evanescent Wave Interference Lithography (2018)
  • 著者名/発表者名: Shuzo Masui, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Toshihiko Shibanuma, Hironao Tanaka, Satoru Takahashi
  • 学会等名: ICPE2018, 17th International Conference on Precision Engineering. Kamakura, Japan
  • 国際学会
• [備考] Takamasu - Takahashi Lab
  • URL: http://www.nanolab.t.u-tokyo.ac.jp/