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測長AFMを用いたナノメートル標準の確立に関する研究


背景 ナノメートル標準の確立が急務

ナノメートル計測における測定結果の高信頼性への要求
ナノメートル計測用標準試料で各種装置を校正
原子間力顕微鏡は面内,深さ方向の双方の測定に適した装置





関連論文
  • Jonghan Jin, I. Misumi, S. Gonda, T. Kurosawa: Pitch measurement of 150 nm 1d-Grating standards using an nano-metrological atomic force microscope, Int. Journal for the Korean Society of Precision Engineering, 5(3), 2004, 19-25
  • Taeho Keem, S. Gonda, I. Misumi, Qiangxian Huang, T. Kurosawa: Removing nonlinearity of a homodyne interferometer by adjusting the gains of its quadrature detector systems, Applied Optics,43(12), 2004, 2443-2448 pdf file
  • I. Misumi, S. Gonda, T. Kurosawa, K. Takamasu: Uncertaity in pitch measurements of one-dimensional grating standards using a nanometrological atomic force microscope, Meas. Sci. Technol. 14 (4), 2003, 463-471 PDF File
  • I. Misumi, S. Gonda, T. Kurosawa, Y. Tanimura, N. Ochiai, J. Kitta, F. Kubota, M. Yamada, Y. Fujiwara, Y. Nakayama, K. Takamasu: Submicrometre-pitch intercomparison between optical diffraction, scanning electron microscope and atomic force microscope, Meas. Sci. Technol. 14 (12), 2003, 2065-2074 PDF File
  • I. Misumi, S. Gonda, Qiangxian Huang, Taeho Keem, T. Kurosawa, K. Takamasu: Development of nanometrological, dimensional standards in NMIJ, PProc. Korea-Japan Joint Symp. on Nanoengineering 2003(Nov., Korea), 2003, 123-126
  • I. Misumi, S. Gonda, T. Kurosawa, Y. Tanimura, N. Ochiai, J. Kitta, F. Kubota, M. Yamada, Y. Fujiwara, Y. Nakayama, K. Takamasu: Comparing Measurements of 1D-Grating Samples Using Optical Diffraction Technique, CD-SEM and nanometrological AFM, euspen2002(アイントホーヘン,5月),2002, 517-520 PDF File
  • I. Misumi, S. Gonda, T. Kurosawa, Y. Azuma, T. Fujimoto, I. Kojima, T. Sakurai, T. Ohmi, K. Takamasu: Uncertainty in Measurements of Micropatterned Thin Film Thickness Using Nanometrological AFM, Proceedings of Machines and Processes for Micro-scale and Meso-scale Fabrication, Metrology and Assembly, ASPE 2003 Winter Topical Meeting,, (フロリダ,1月),58-63

原理


高分解能レーザ干渉計を搭載した原子間力顕微鏡(測長AFM)

干渉計信号でサーボ制御
標準試料を実時間校正
長さ標準にトレーサブル



実験
測定・不確かさ評価・品質システムによりナノメートル標準が確立

一次元グレーティングのピッチ測定における主な不確かさ
不確かさ要因 標準不確かさ
干渉測長の非線形性 0.115 nm
試料の均一性 0.033 nm
干渉計の分解能 0.023 nm
測定の繰返し性 0.021 nm
レーザの周波数安定性 0.020 nm
アッベ誤差 0.011 nm
光路長変化 0.002 nm
アライメント時のコサイン誤差 1.8E-5 nm