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測定の不確かさ

発行：エスオーエル株式会社
https://www.sol-j.co.jp/

連載「知って得する干渉計測定技術！」
2013年10月30日号　VOL.075

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今月は【測定の不確かさ】についてお話します


まず、不確かさとはどのようなものでしょうか？？？
『測定の結果に付随した、合理的に測定量に結び付けられ得る値の
　ばらつきを特徴づけるパラメータ』と定義されています。

不確かさの素となるものは、測定器と校正方法・測定対象の再現性・
測定環境・標準器(Tropelの装置でいう校正原器)です。
測定結果に影響しそうな素からその成分を合成していきます。

Tropelの装置では、NISTとトレーサブルの取れている校正原器を使って
不確かさを評価します。
もし、サンプルの平面度が1um以下であれば、必ずReference Flatを使用
します。

測定結果に影響しそうな素とは、干渉を用いた測定機であれば
①参照平面の平面度
②測定精度(Accuracy)
③繰り返し精度(repeatability)　　ですね。
測定環境に関しては、FMやUFそれぞれ室温・振動・湿度が定められています。
　
①の参照平面の平面度ですが、参照平面上には波面収差が存在します。
波面収差がそこにあれば、参照平面も測定結果に影響を及ぼします。
その影響を0に近づけるためのものがReference Flat＝0点補正用校正原器です。

Reference Flatを使用して測定機固有の補正値を作成し波面収差を補正します。
フォトマスクを測定するUFではλ/100のReference Flatを使用しています。

λ/100の平面度を作るというのは大変なことです！！！作れますか？？？

②測定精度とは、下記で表わされるものです。
　｜校正原器連続測定の平均値-校正原器の認証値｜＝測定精度

③校正原器を連続測定した時の標準偏差であり、測定のばらつきを表わします。

上記①～③成分が全て正規分布であるとすると、3つを合成すると、
√①の２乗＋②の2乗＋③の２乗となります。　測定誤差ですね。

もし、①でReference Flatのような0点補正用校正原器がなければ、
波面収差の影響を受けた状態での測定結果になってしまいます。
また、②で校正原器がなければ、測定精度を算出することもできません。

①も②も③もわかって初めて測定機の不確かさ（測定誤差）が確認できるんですね♪

精度の高い測定機であればあるほど、不確かさを求めることが重要になってきますね！
一つの指標として考えていただければと思います。

UltraFlatにはもちろん、FlatMasterにもReference Flatをつけることができます。
今後、高性能の測定機が必要になってくると思いますよ。
少しでもお役に立てればと思います♪


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F.N