平成２１年度経済産業省委託事業成果

平成２１年度基準認証研究開発事業（ＭＥＭＳにおける形状計測法に関する標準化）

成果報告書

平成２２年３月
財団法人マイクロマシンセンター

平成 21 年度｢MEMS における形状計測法に関する標準化｣
成果報告書目次
目次
まえがき
本文
研究開発の目的と達成状況
１．要約･･･････････････････････････････････････････････････････････････2
２．委託業務実施計画･･･････････････････････････････････････････････････3
３．事業の実施状況･････････････････････････････････････････････････････4
４．実施結果･･･････････････････････････････････････････････････････････5
５．国際規格案について･････････････････････････････････････････････････11
６．結論･･･････････････････････････････････････････････････････････････11
７．参考文献･･･････････････････････････････････････････････････････････12
第１章

神戸大学における研究開発成果

1.1 概要･･･････････････････････････････････････････････････････････････13
1.2 標準試料作製法の概要･･･････････････････････････････････････････････13
1.3

計測項目･･････････････････････････････････････････････････････････15

1.4

FE-SEM 計測結果･･･････････････････････････････････････････････････21

1.4.1 バルク Si ウェハトレンチ断面計測結果(目標深度 50µm) ･････････････21
1.4.2 バルク Si ウェハトレンチ断面計測結果(目標深度 2µm) ･･････････････46
1.4.3 シリコン製マイクロ突起構造体の計測結果･････････････････････････63
1.5 走査型白色干渉計を用いた形状計測
1.5.1 概要･･･････････････････････････････････････････････････････････72
1.5.2 試料測定方法･･･････････････････････････････････････････････････74
1.5.3 走査型白色干渉計による計測結果･････････････････････････････････74
1.6結論･･･････････････････････････････････････････････････････････････88

1.7 参考文献･･･････････････････････････････････････････････････････････88
1.8 研究発表・講演、文献、特許の状況･･･････････････････････････････････88
第２章

大阪大学における研究開発成果

2.1 ナノＣＭＭの基本構成と光放射圧プローブ････････････････････････････89
2.2 2 次元振動型マイクロプローブの原理と基本特性････････････････････････95
2.2.1 2 次元振動型マイクロプローブの基本原理･･････････････････････････96
2.2.2 2 次元振動型マイクロプローブの基本特性･･････････････････････････97
2.2.2.1 位置検出分解能と異方性･･････････････････････････････････････98
2.2.2.2 面法線検出特性･･････････････････････････････････････････････100
2.3 2次元振動型マイクロプローブによる標準試料の測定結果･･･････････････101
2.4 光定在場スケール変位計測の原理･････････････････････････････････････105

2.5 光定在場スケール変位計測の基本特性･････････････････････････････････109
2.6

参考文献･･･････････････････････････････････････････････････････････112

第３章

東京工業大学における研究開発成果

3.1 概要･･･････････････････････････････････････････････････････････････114
3.2 実施結果及び考察･･･････････････････････････････････････････････････116
3.2.1 光学顕微鏡による形状計測･･･････････････････････････････････････116
3.2.2 レーザー顕微鏡による形状計測･･･････････････････････････････････122
3.2.3 原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による形状計測･････････････････････････127
3.2.4 各種計測の特長･････････････････････････････････････････････････131
3.2.5 ＭＥＭＳ標準化に関するアメリカ国立標準技術研究所（NIST）
における現状調査･･･････････････････････････････････････････････131
3.3 結論･･････････････････････････････････････････････････････････････131
3.4 参考文献･･････････････････････････････････････････････････････････132
3.5

研究発表・講演、文献、特許の状況･･････････････････････････････････132

第4章

熊本大学における研究開発成果

4.1 概要･･･････････････････････････････････････････････････････････････133
4.2 実施結果及び考察
4.2.1 既存の MEMS 形状計測法に関する国際規格の調査･･･････････････････134
4.2.2 基準試験片に対する計測･･････････････････････････････････････････136
4.2.3 両計測法の比較･･････････････････････････････････････････････････146
4.3 結論･･････････････････････････････････････････････････････････････146
4.4 参考文献･･････････････････････････････････････････････････････････147
4.5 研究発表・講演、文献、特許等の状況････････････････････････････････147
第５章

産業技術総合研究所における研究開発成果

5.1 概要･･･････････････････････････････････････････････････････････････1485.2 実施結果及び考察･･･････････････････････････････････････････････････148
5.3 結論･･･････････････････････････････････････････････････････････････155
5.4 プロファイル測定に関する既存 JIS 規格の調査･････････････････････････156
5.5 参考文献･･･････････････････････････････････････････････････････････157
5.6 研究発表・講演、文献、特許の状況･･･････････････････････････････････158
付録 委員会議事録･･････････････････････････････････････････････････････159