シングルモード励起暗視野観察自己干渉法による次世代超微細機能構造の非破壊深さ計測

今年度の実績はシミュレーションの進捗と提案手法の実験検討二つの項目であります．まず、周期溝構造を対象としたシングルモード励起暗視野観察自己干渉法に相当するシミュレーションを行い、この手法の特性を明らかにしました。申請者は申請時までに、単一溝構造の暗視野観察に関してFDTD法に基づくシミュレーション方法を確立しました。前段階で判明していることは、既知の幅を持つ単一溝構造に対して、アスペクト比1（深さと幅の比率）を超える深さ計測が可能であることです。実際の機能素子として用いられる超微細構造は、周期的な構造を持つものが主であり、実用性を考慮して、提案手法を周期構造へ展開する必要があります。このため、周期構造計算に適用されるRCWA法を利用し、より高速で周期溝構造の周期・幅・深さなどの計測限界への影響を明らかにしました。さらに、得られる計測限界の物理メカニズムを電磁場の振る舞いから理論的に解明しました。その成果はASPEN2022の国際学会で発表し、優秀論文賞を受賞しました。次の項目では、提案手法を実験的に検証するために、暗視野光学系を構築しました。これは、円偏光を片側から入射させ、カメラで暗視野観察を行うことにより、通常干渉しないP偏光とS偏光成分を干渉させるもので、位相シフト法による位相差計測を実現する装置です。そこで、位相シフトを高速に行えるようにするため、空間光位相変調器の導入を検討しました。装置を使いこなすために、空間光位相変調器を応用する研究で、位相差顕微鏡の感度を向上させる研究も行いました。その成果はCMSE2022の学会で発表し、論文に採択されました。

今年度の実績はシミュレーションの進捗と提案手法の実験検討二つの項目であります．まず、周期溝構造を対象としたシングルモード励起暗視野観察自己干渉法に相当するシミュレーションを行い、この手法の特性を明らかにしました。申請者は申請時までに、単一溝構造の暗視野観察に関してFDTD法に基づくシミュレーション方法を確立しました。前段階で判明していることは、既知の幅を持つ単一溝構造に対して、アスペクト比1（深さと幅の比率）を超える深さ計測が可能であることです。実際の機能素子として用いられる超微細構造は、周期的な構造を持つものが主であり、実用性を考慮して、提案手法を周期構造へ展開する必要があります。このため、周期構造計算に適用されるRCWA法を利用し、より高速で周期溝構造の周期・幅・深さなどの計測限界への影響を明らかにしました。さらに、得られる計測限界の物理メカニズムを電磁場の振る舞いから理論的に解明しました。その成果はASPEN2022の国際学会で発表し、優秀論文賞を受賞しました。次の項目では、提案手法を実験的に検証するために、暗視野光学系を構築しました。これは、円偏光を片側から入射させ、カメラで暗視野観察を行うことにより、通常干渉しないP偏光とS偏光成分を干渉させるもので、位相シフト法による位相差計測を実現する装置です。そこで、位相シフトを高速に行えるようにするため、空間光位相変調器の導入を検討しました。装置を使いこなすために、空間光位相変調器を応用する研究で、位相差顕微鏡の感度を向上させる研究も行いました。その成果はCMSE2022の学会で発表し、論文に採択されました。