2002 Fiscal Year Annual Research Report
光逆散乱位相法による三次元微細加工形状計測に関する研究
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01J01145
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
田口 敦清 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 光学計測 / 微細表面形状 / 位相回復 / フラウンホーファ回折 / 光学的フーリエ変換 / 光散乱 / 顕微鏡 |
Research Abstract |
三次元微細加工形状をナノメートルオーダの精度でインプロセス計測することを目的とし,レーザ照明された物体からの回折光を測定することで物体形状プロファイルを三次元的に復元する手法の確立を目指している.位相回復精度を向上させるために導入した二強度測定の原理に基づき,高精度位相回復計測装置を設計・開発した,本装置はフーリエ変換光学系と顕微光学系を融合させた形態をなしており,1.サブミクロンオーダの横分解能,2.長焦点深度設計により,落射照明される試料の光軸方向の位置決めにほとんど精度を必要としない,3.機械的な駆動部を完全に排除し,回折像を高精度に短時間(CCDの露光時間以内)で測定できる,等の特徴を有している. SPMのキャリブレーションに用いられる標準試料を実際に測定し,開発装置の実験的検証を行った.試料は深さ44nmの矩形ポケットが10μmピッチで二次元的に配列した構成をとっている.測定された回折光から物体複素場のパワースペクトルを計算したところ,試料の基本周波数(10μm)に従ったスペクトルピークが一様に規則正しく配列した.これは,フーリエ変換レンズに収差の補正された対物を用いる本装置によって,物体のパワースペクトルが高精度に得られていることを示している.次に,測定回折光および空間領域での複素場振幅から位相回復を行った.得られた形状プロファイルは,標準試料の寸法公称値と極めて良い一致を示した.さらにAFMによって得られた表面プロファイルとの比較から,高さ方向に+/-5nmの偏差でプロファイルを得ることが可能であることがわかった.また,収束イオンビーム(FIB)加工機を用いて作成した非周期形状を測定し,その表面形状を得ることが可能であった.
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Research Products
(5 results)
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[Publications] 田口 敦清: "光逆散乱位相法による三次元微細加工形状計測に関する研究(第6報)-高精度位相回復計測装置の設計-"2002年度精密工学会春期大会学術講演会講演論文集. 755 (2002)
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[Publications] 田口 敦清: "光逆散乱位相法による三次元微細加工形状計測に関する研究(第7報)-格子標準による試作装置の検証-"2002年度精密工学会秋期大会学術講演会講演論文集. 598 (2002)
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[Publications] Atsushi TAGUCHI: "Optical inverse scattering phase method for nano-inprocess measurement of micro surface profile"Proceedings of SPIE. 4900. 739-746 (2002)
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[Publications] 田口 敦清: "光逆散乱位相法による三次元微細加工形状計測に関する研究(第9報)-非周期形状の測定-"2003年度精密工学会春期大会学術講演会講演論文集. (3月発表予定).
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[Publications] Atsushi TAGUCHI: "High precision instrument for micro surface profile measurement based on optical inverse scattering phase method"(To be presented at XVII IMEKO World Congress, Metrology in the 3rd Millennium, June 22-27,2003,Dubvovnik, Croatia).