微細形状測定用ファブリ・ペロー干渉計内蔵小径光ファイバスタイラスの開発

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近年，微細金型，各種ノズル穴，半導体等の分野において，立体的で微細な三次元形状部品が増加しており，これらの計測技術の進展なしでは微細加工技術の高度化は実現できないことから，これらを精密に測定する重要性・ニーズは増加している．微細形状測定では，スタイラスと測定対称面との接触をいかに検知するか，また，微小なスタイラスをいかに加工製作するか，ということが，重要な要素技術として挙げられる。そこで本研究では，ファブリ・ペロー干渉計を光ファイバ内部に組み込み光ファイバスタイラス自体をセンサ化することで，スタイラス単体で測定対象面との接触を検知可能とする光ファイバプローブの開発を目的としている．本年度は，スタイラスの製作方法およびスタイラスの性能試験を実施した．光ファイバをウエットエッチングにより小径化した後，端面に金ハーフミラーを蒸着し，弾性樹脂を塗布する．その後，金コーティングした微小ガラス球をファイバ端面付近に配置し，そのミラー間からのファブリ・ペロー干渉光をモニターしながらハーフミラー間の距離を調整して製作する．今年度は新たにスタイラス製作用の観察機能付き微動機構を設計することで安定して同感度のスタイラス製作が可能となった．また，今年度は製作したスタイラスの長期安定性についても確認した．さらに，製作したスタイラスを用いて基礎実験を行い，分解能約10 nmで接触検知が可能であることを確認した．今後は更なる分解能向上を目指し，信号ピーク波長算出のための信号処理改良，マルチスタイラス化により高分解能化を目指すとともに実際の測定機として実用化するための構造設計（測定対象物の観察用光学系も含む）など実施する予定である．