エバネッセント・マルチフォトンプローブによる超精密平坦加工面のナノ欠陥高速計測法

利用倏逝多光子探针高速测量超精密平面纳米缺陷的方法

• 批准号: 18656041
• 负责人: 高橋 哲
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656041/
• 关键词: エバネッセント光; 超精密平坦加工面; ナノ欠陥; 欠陥計測; マルチフォトンプローブ

本申請研究は,近接場光計測技術の特徴である高分解能計測特性と遠隔伝搬光計測技術の最大の利点である面内-括並列処理特性を高度に融合することによって,回折限界に制限を受けない,全く新しい光学的超精密加工平坦面欠陥計測技術の確立を目指したものであり,平成19年度は,前年度に構築した提案計測原理の実験的検証を主要目的として,以下の具体的な成果を得た.(19-1)ナノ欠陥計測基礎装置の設計・試作(高橋哲担当)前年度に構築したエバネッセント・マルチフォトンプローブ生成基礎光学系をベースにして,マルチフォトンプローブ照明系とナノ欠陥起因微弱散乱光高感度検出系を融合したナノ欠陥計測基礎装置の設計・試作を行った.結果,具体的な仕様として,定在波ピッチ制御範囲266〜400nm,定在波シフト分解能0.185nm,定在波シフト範囲13.7μm,最大観察視野114×86(μm×μm)の装置開発に成功した.なお,開発装置は,環境外乱の影響を最小限に抑えるために,恒温室内に設置されたクリーンブース内に設置した.(19-2)標準蛍光ナノ粒子を用いたナノ欠陥計測検証実験(高橋哲担当)(19-1)で試作したナノ欠陥計測基礎装置を用いて,検出欠陥の同定を行うことで,本手法の有効性について実験的に検証を試みた。この際,検出結果評価の厳密性を期すために,欠陥検出実験に先立ち,電子顕微鏡観察欠陥に基づいた欠陥位置同定手法の確立を行った.提案原理の最も本質的な機能(対物レンズの解像限界を超越するか)確認のため,比較的NAの小さい対物レンズ(NA0.35,レイリー限界927nm)を利用した原理検証実験を行った結果,200nm粒子の2点粒子を明確に分離できることが確認でき,提案手法の妥当性・有効性を実験的に検証した.(19-3)超解像複合アルゴリズムの解像特性の検討(高増潔担当)生産現場におけるノイズに関して考察し,ノイズを付加させた複数像を用いて二点物体の解像シミュレーションを行いノイズ混入下での解像特性の検討を行った.結果,変調照明の複数シフトによるノイズ抑制効果を確認した.更に,ノイズ混入下での入力パラメータの影響を評価し,解像特性について検討した結果,限界解像力を達成するためには,変調照明ピッチを小さくすることと位相条件が揃った状態で独立なシフト回数を多くすること(シフトステップサイズを小さくすること)が要件となることがわかった.具体的には,変調照明ピッチ300nm,シフト回数10回の条件下では,混入ノイズが20%に達しても,100nm分解能が達成可能であることを示した.

This application study は, close to the field of light measuring technologies の 徴 で あ る high decomposition can measuring characteristic と 伝 moved apart optical measuring technology の biggest の tartness で あ る in-plane tied for 処 principle features - including を highly に fusion す る こ と に よ っ て, inflexion limit the limitations に を by け な い, whole new し く い ultra-precision machining of optical flat surface owe 陥 の measuring technology to establish を refers し た も の で あ は り, pp.47-53 19 year, annual に before constructing し た proposal measuring principle の be 験 検 pass the purpose を と し て, the following specific な の results を た. (19-1) ナ ノ owe 陥 の basis measuring device design, try as the year before (takahashi zhe bear) に build し た エ バ ネ ッ セ ン ト · マ ル チ フ ォ ト ン プ ロ ー ブ generated based light department を ベ ー ス に し て, マ ル チ フ ォ ト ン プ ロ ー ブ lighting system と ナ ノ owe 陥 cause weak scattered light Gao Gan degree 検 out is を fusion し た ナ ノ owe 陥 based device measuring の line design, try for を っ た. As a result, the specific な shi others と し て, on wave ピ ッ チ suppression van 囲 266 ~ 400 nm, at wave シ フ ト decomposition to 0.185 nm, at wave シ フ ト van 囲 13.7 mu m, biggest 観 was made in the field of vision 114 x 86 microns (microns) の device 発 に successful し た. な お, open は 発 device, environment outside disorderly の を minimum に え suppression る た め に, room temperature に set さ れ た ク リ ー ン ブ ー ス し に set inside た. (19-2) standard 蛍 light ナ を ノ particles with い た ナ ノ owe 陥 measuring 検 card be 験 (takahashi zhe bear) (19-1) で attempt し た ナ ノ owe 陥 を basis measuring device with い て, 検 out owe 陥 の with fixed line を う こ と で, this technique の have sharper sex に つ い て be 験 of に 検 を Try みた. こ の interstate, 検 result evaluation 価 の 厳 tightness を period す た め に, owe 陥 検 out be 験 に ち, first electronic 顕 micromirror 観 examine owe 陥 に base づ い た owe 陥 line position with fixed technique の established を っ た. Proposal principle の も most essential な function (polices レ ン ズ の solution as marginal を beyond す る か) confirmed の た め, comparison of NA の small さ い content レ seaborne ン ズ (NA0.35, レ イ リ ー limit 927 nm) を using し た principle 検 card be 験 を line っ た as a result, the 200 - nm の 2 particles を clear に separation で き る こ と が confirm で き, proposal Gimmick の justice, have sharper sex を be 験 of に 検 card し た. (19-3) super resolution composite ア ル ゴ リ ズ ム の solutions like features の 検 please bear (high raised jie) production site に お け る ノ イ ズ に masato し て し, ノ イ ズ を plus さ せ た plural like を use い て two point objects の solutions like シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line い ノ イ ズ under mixed with で の solutions like features の 検 please Youdaoplaceholder0 lines った. Results - adjustable lighting の plural シ フ ト に よ る ノ イ ズ inhibition of unseen fruit を confirm し た. More に ノ イ ズ under mixed with で の パ into force ラ メ ー タ の を appraisal of 価 し, solution like features に つ い て beg し 検 た as a result, the limit solution as force を reached す る た め に は, - adjustable lighting ピ ッ チ を small さ く す る こ と と phase conditions が Jian っ た state で independent な シ フ ト back number を more く す る こ と (シ フ ト ス テ ッ プ サ イ ズ を small さ く す る こ と) が elements と な る こ と が わ か っ た. Specific に は - adjustable lighting ピ ッ チ 300 nm, シ フ ト returning the number 10 の conditions で は, mixed with ノ イ ズ が 20% に し て も, 100 nm decomposition can reach may が で あ る こ と を shown し た.

项目成果

定在エバネッセント光を用いた超解像顕微法に関する研究(第2報)-エバネッセント光散乱結像装置の開発-

利用固定倏逝光的超分辨率显微镜研究（第二次报告） - 倏逝光散射成像装置的开发 -

• 发表时间: 2006
• 期刊: 2006年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 宇都宮
• 作者: 岡田真一;西岡宏晃;臼杵深;高橋哲;高増潔
• 通讯作者: 高増潔

Experimental Verification for Super-resolution Optical Inspection for Semiconductor Defect by using Standing Wave Illumination Shift

驻波照明位移超分辨光学检测半导体缺陷的实验验证

• 发表时间: 2007
• 作者: S. Usuki;H. Nishioka;S. Takahashi;K. Takamasu
• 通讯作者: K. Takamasu

Analysis of Lateral Resolution Improvement for Fluorescence Microscopy using Standing Evanescent Light

使用常驻倏逝光对荧光显微镜的横向分辨率改进进行分析

• 发表时间: 2007
• 作者: S. Takahashi;S. Okada;H. Nishioka;S. Usuki;K. Takamasu
• 通讯作者: K. Takamasu

Theoretical and numerical analysis of lateral resolution improvement characteristics for fluorescence microscopy using standing evanescent light with image retrieval

使用固定倏逝光和图像检索的荧光显微镜横向分辨率改进特性的理论和数值分析

• 发表时间: 2008
• 期刊: Measurement Science and Technology 19
• 作者: S. Takahashi;S. Okada;H. Nishioka;S. Usuki and K Takarnagu
• 通讯作者: S. Usuki and K Takarnagu

変調照明シフトによる超精密加工表面の超解像光学式欠陥計測に関する研究(第2報)-定在は照明シフト実験による解像原理の実験的検証-

利用调制照明位移的超精密加工表面超分辨光学缺陷测量研究（第二报告）-通过固定照明位移实验验证分辨率原理-

• 发表时间: 2008
• 期刊: 精密工学会誌 74,6(掲載確定・印刷中)
• 作者: 臼杵深;西岡宏晃;高橋哲;高増潔
• 通讯作者: 高増潔