基板上微細加工技術の進歩に伴い，製造プロセス中で応用可能な特性を持った基板上ナノスケール異物の検出法が求められている．そこで我々は，高感度性，高速計測性，非破壊性，広い計測レンジといった特性を備えた，揮発性液体をプローブとして用いる全く新しい原理に基づいた光学的ナノ異物検出手法を提案している．本報では，異物周辺に収束する液相薄膜における光学応答をFDTD法により解析し，理論的な異物検出特性を検証した．

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集積回路では銅配線表面の平坦化が不可欠であり，化学的機械研磨(CMP)が用いられている．新たなCu-CMP砥粒として期待される反応性ナノ粒子（水酸化フラーレン，ナノダイヤモンド）の化学的研磨作用の解析を表面増強ラマン分光法によって行う．化学反応の進行に伴い表面プラズモンを励起し，増強ラマン散乱光を計測する装置を構築した．銅‐反応性ナノ粒子系に対して計測を行うことで，粒子が持つ銅への化学的研磨作用を明らかにする．

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本講演では，二波長のエバネッセント光を用いることにより，ナノスケールにおける加工表面近傍に作用する単粒子（各粒子）の挙動を3次元的に追跡する手法を提案する．

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マイクロメートルサイズの熱検知素子を測定対象の平滑面に近接して創成する微空間での熱収支変化を検知することで，平滑面上の微小欠陥の存在を検出する手法を提案している．本報では，従来検討を進めてきた摩擦熱検知による接触式の微小欠陥検出に代わる，非接触方式での微小欠陥検出実現に向け，伝熱の基本3形態に基づいて熱検知素子-平滑面間の熱収支モデルを構築してその原理検討を実施した結果を報告する．

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ISO 16063-13(加速度計の衝撃校正)では、レーザ干渉計で測定した変位波形を中央差分による数値微分によって加速度波形へ変換することを規定している。より高精度な加速度波形を得るため、移動型多項式近似であるSavitzky-Golayフィルタの微分特性と中央差分による微分特性についてシミュレーション及び実験結果の両面から比較検討を行った。本発表では、その検討結果について報告する。

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半導体用ガスを入れておくウルトラクリーン容器は、5年間使用すると水圧法による再検査（耐圧試験等）が義務づけられている(高圧ガス保安法)。本論では、中型（47リットル）のウルトラクリーン容器の場合、再検査は、水圧法では1週間を要するが、超音波検査法では半日で済むことを示している。ウルトラクリーン容器(中型)の再検査を超音波検査法で行う試み、ねらい、経過、結果を報告する。

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内外計測可能な三次元座標測定機として幾何形状計測用X線CTが注目されており，寸法測定精度を保証することが求められている．そのために評価すべき誤差の一つとして，試料材質の違いによるX線の吸収や散乱が寸法測定精度に与える影響が挙げられる．本研究では，この影響を評価するために撮像方向によって透過距離の異なる回転非対称形状のゲージを作成し，試料条件と寸法測定誤差の関係性についての実験結果を報告する．

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従来の歯車インライン測定では，かみ合い試験によって打痕，偏心等を評価して選別する方法がとられているが，歯形・歯すじ測定で判定したいというニーズがある．そこで本研究は歯形・歯すじが測定可能で歯車製造現場にも容易に設置できるコンパクトなシステムの確立を目的としている．本報では，製作した実験装置でテストバーやステップゲージを用いて空間精度の評価を行い，システム確立に向けた課題を明らかにした．

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半導体デバイスやMEMSに代表される微細構造においては，回折限界以下のサイズの構造の評価が求められる．回折限界以下の開口を平面波で照射した場合，開口付近では特異な光学応答が生じる．本研究では，この現象を利用して，回折限界以下の微小開口を有する穴の深さを非破壊で計測する新しい手法の開発を目指す．本報ではFDTD法を用いて，サブ回折限界微小開口における光学応答の理論解析を行った.

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近年機械加工の更なる高精度化のために，工具刃先形状を機上計測する技術が求められている．しかし工具使用時に表面付着する切削液が測定を妨害するため，工具刃先形状の機上計測は困難である．そこで本研究では，工具表面に付着した切削液から蛍光を検出することによる工具刃先形状の計測手法を提案する．本報では，実際に使用される切削液から蛍光を共焦点検出し，工具刃先形状計測を行ったため報告する．

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本研究では試料表面に存在する水膜層検出型マイクロプローブを用いて，幅100 um未満のマイクロスリット溝幅を有するスロットダイコーターの精密寸法計測に取り組んでいる．前報では，マイクロプローブにより溝幅を測定不確かさ100 nm未満で測定が可能であることを明らかにした．本報では，座標測定機のアライメントを精密に調整し，スロットダイ全長に渡る溝幅測定の不確かさ評価を行ったので，その結果について報告する．

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近年，半導体産業における回路の微細化が進んでいる．しかしながら，微細な回路に対応した測定方法及び評価方法は確立されていない．そこで我々は，新しい半導体構造として注目を浴びているFinFET構造の形状評価方法の確立を目指す．FinFETは，従来とは異なり，3次元構造を持つ．本報では，TEM及びCD-SEMを用いてFinFET構造の形状解析を行い，両者の結果を比較する．

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表面粗さパラメータを求めるには表面形状を密に測定することが必要であるが、既存の技術では測定領域の大きさと高分解能を両立させることは困難であり、そのため限られた狭い範囲の情報のみを用いて評価していた。本研究では、狭い範囲のみの情報に対してブートストラップ法を適用することで，三次元表面粗さパラメータを測定する際の測定箇所による影響を考慮した評価手法の開発を試みた。

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半導体材料におけるウエハ平坦度など，様々な分野において計測技術の高精度化が求められている．しかし，計測にはノイズが必ず発生するため，本研究ではノイズ除去のためのフィルタ設計の研究を行ってきた．本報告では，トータルバリエーションを用いた新たなアルゴリズムによるフィルタの設計について提案し，そのノイズ除去性能結果について報告する．

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ガウシアンフィルタは最も使われている表面粗さ用ローパスフィルタである。しかし、データ端ではエンド効果と呼ばれる予期せぬひずみが生じる問題がある。そこで、せん断と点対称補間、周期補間を用い、エンド効果が生じないガウシアンフィルタ処理を提案し、振幅伝達特性評価も行なう。

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光学的手法によるウェハ厚さ計測における、測定条件（分光計測条件、光学系の幾何配置）および表面性状（粗さ、うねり）が測定精度に及ぼす影響について光学設計ソフトウェアを用いたモデルシミュレーションから系統的に調べ、測定実験を合わせて測定値の信頼性と精度限界について議論を行う。

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Whispering Gallery Mode (WGM)共振を利用することにより，微小球の球径計測手法を提案する。本手法による直径算出には，球表面を周回している光の伝搬モードの情報が必要となる．本報では，WGM共振の励起に使用する光テーパファイバの直径に依存した球内への光の結合度の数値解析を行い，特定のモードを強く励起するファイバ径の算出した．この径を持つファイバを使用することで球径算出に必要なモードのWGM共振が効率よく励起されることを確認した．

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2009年，我が国における長さの国家標準としてフェムト秒光周波数コム(光コム)が採用された．光コムを用いた測長の実現方法の1つとして，隣接したパルスの繰返し間隔長を用いた方法が検討されている．その中で任意の長さは間隔長の整数部と端数部で表現されている．本報では，空気中での測長を想定し，異なる中心波長のパルスが屈折率により生じる群分散遅延を用いた整数部決定法を提案する．また，予備実験の結果を報告する．

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レーザトラッピングを用いた幾何形状と表面微細形状のハイブリッド計測を提案している．本手法は捕捉球のレンズ効果を利用し試料面のイメージングを行うため，捕捉球を試料面近傍まで接近させる必要がある．しかし試料面近傍では散乱光の影響により捕捉球が複雑な挙動を示すため，単純な接近は難しい．そこで本報では電磁場シミュレーションに基づき捕捉球制御手法を考案し，ビーム遮蔽が捕捉球制御に有用であることを示した．

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Laser diodes (LDs) have many advantages such as compact size, high power, and long lifetime compared with gas lasers. Moreover, LDs offer direct frequency modulation by modulating an injection current and large frequency tuning. Therefore, LDs are candidates of the light sources for the precise displacement measuring interferometers. However, the frequency stability of LDs is typically lower than He-Ne laser and hence the accuracy of displacement measurements can be decreased. The frequency stability of LDs can be improved by locking the LD frequency to the atomic or molecule absorption lines. Iodine molecule (I2) offers absorption lines that can be used as frequency references. In this paper, we propose the use sinusoidal frequency modulation on an LD to achieve both the frequency stabilization of the LD and a displacement measurement by a homodyne interferometer. A central frequency of the LD is locked to an I2 saturated absorption line near the wavelength of 633 nm. The I2 frequency stabilized LD is then applied to a Michelson interferometer. In this experiment, the displacement measurement at a resolution of nanometer can be achieved.

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正方形の４頂点の位置に４つの変位計を配置して４点法走査平面形状測定を行う．逐次２点法を縦横２方向に適用した逐次４点法は，測定点数に比例してゼロ点誤差が累積し，最終点において大きな誤差が生じる．そこで，対角方向にも逐次２点法を行い，逐次４点法のゼロ点誤差累積式と対角２点法のゼロ点誤差累積式を連立することで基準を用いずにゼロ点誤差を排除する方法を提案し，その効果をシミュレーションで確認した．

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運動誤差の影響を分離できる逐次三点法を応用して、１ｍを超える大型曲面形状を高精度に測定できる測定機の開発を行っている。ただ、この方法には各変位計の零点が同一直線状にない場合、二次成分の誤差が生じる問題がある。そこで本研究では、測定ヘッドの測定開始点と終了点での姿勢変化量を利用した補正方法を用いて実験を行い、その結果から有効性が確認できたので報告する。

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本研究ではこれまでに，直径300mmシリコンウェーハの反り形状測定において外周三点を支持する三点支持法を提案した．さらに，重力によるたわみが増大する直径450mmウェーハの場合に外周三点に加えて中央部も支持する四点支持法を提案し，三点支持法と測定精度が同等であることを示した．本発表では，中央部を支持することでウェーハの振動が抑制されることにより三点支持と比較して不確かさが低減することを報告する．

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In this study, we show a new self-calibration method for calibrating autocollimator having nanometer accuracy is proposed, and the basic characteristics of the self-calibration are discussed. With the aid of the tilt-stage to ensure the motion move step by step, the multi-beam angle sensor was calibrated by the proposed method. Compared with the existing methods, the proposed model provides a feasible way to calibrate the sensor with better accuracy. Additionally, the results of calibration experiment and measurement of cylindrical surface are also presented in the paper.

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我々は，形状基準を不要とすることから長尺対象物の高精度な形状評価に有効と考えられる，角度検出器を用いる形状評価法において，傾斜計では検出できない水平面内を含むあらゆる方位角が検出可能な，ジャイロを用いた方法について検討している．ここでは，角度検出方向と直交方向に回転するジャイロから得られる角度信号をもとに，地球自転軸を基準としてジャイロ回転軸の方位角を求める方法について，検討を行った.

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低雑音なサーボ加速度計の自己雑音レベルは重要な性能指標であるが、地面の常時振動に制約されるため測定が難しい。そこで我々は、加速度計の感度係数を高精度に計測（校正）したうえ、その結果を補正に用いることで、地面振動より1桁以上小さい場合でも自己雑音レベルを推定する方法を考案した。本発表では、その詳細と適用試験について報告する。

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三角測量法を用いたレーザ変位センサは、広範囲の測定や駆動部を持たないことによる高速測定が可能であることなどの利点があり、変位測定や段差測定など多くの用途に使用されてきた。しかし、このセンサを用いて工業加工面の形状測定を行うと、異常値が検出される。本研究では入射光の位相変調を行って、反射光強度分布をランダムに変化させるスペックルボイリング方式を提案し、加工面に依存せず異常値の低減を試みる。

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機械部品の製造現場では，非接触かつ絶対距離計測が可能な技術が求められている．我々は光コムのセルフビートを利用し，位相変化法に基づいた粗面計測に関する研究を行ってきた．光コムのセルフビート周波数は相対不確かさが極めて小さく，表面粗さに対する波長も十分に長いため，高精度かつ非接触で物体表面を計測することが可能である．本稿では複数周波数を用いて，計測の高精度化および絶対計測手法の検討を行った．

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本研究室では絶対光学長測定の方法としてファブリー・ペロー共振器の最隣接共振周波数差 (FSR: Free Spectrum Range)と共振器共鳴周波数を同時測定・追尾する手法を提案している．本研究では半導体レーザの周波数をルビジウム吸収線へロックした，リファレンスレーザの作製を行なう．さらにそれを種光源とする，電気光学素子型光コム作製の検討を行ない，これが提案する絶対測長法に有効であるかを考察する．

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レーザトラッピング技術によって走査可能なマイクロ球を利用したイメージング方法を提案している．マイクロ球を試料面上で非接触走査することによって任意の位置でイメージングが実現される．大気中で捕捉されたマイクロ球が試料面近傍で対物レンズとして機能し，CCD面上に結像する装置を構築した．結像条件を実験的に明らかにし，マイクロ球を走査することで任意の位置でイメージングが可能であることを検証した．

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2009年7月, 我が国の長さの国家標準は光コムに変更された. 光コムをベースにした長さ計測としてパルスの繰り返し間隔長を用いた方法を検討している. その問題点として, 基準点と測定対象の間の距離がその間隔長の整数倍と一致したとき, それぞれで得られる長さ情報が重なり区別できないことがある. 本研究は両長さ情報を時間的に分割することで, この問題の解決を試みる. 本報では, 時間分割を用いた長さ計測を報告する.

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本研究室ではホモダイン干渉計周波数可変半導体レーザを用いた正弦波周波数変調法による変位測定を行っている．この手法は干渉計出力に含まれる2倍波，3倍波の信号から，リサージュダイアグラムを描くことができる．リサージュダイアグラムを得るには変調深さの値が必要となる．本研究では正弦波周波数変調干渉測長計で光路長が変化した場合において，実時間での変調深さの測定を行うシステムを開発する．

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ブロード光干渉においてファブリー・ペロー・エタロンを適用してスペクトルの繰り返し干渉を実現し、あらにその周波数を上げることによって、短いストロークの走査量のステージを用いるだけでだけで、任意の長さを絶対測定する技術を開発している。今回、任意の対象物までの長さを精密に測定するために、光学系や干渉縞検出の高感度化を実現し、粗面を反射平面鏡として利用できる精密な絶対測長技術を開発したので報告する。

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スピンドルの不要な5自由度誤差運動(半径方向の2軸並進誤差+軸方向の1軸並進誤差+回転軸以外の軸まわりの2軸回転誤差)をナノメートル及びサブマイクロラジアンの精度で測定する技術が必要とされている。最高速度4,000rpmのスピンドルに同心円状回折格子を取り付け、マイケルソン干渉計と回折格子干渉計を搭載した変位センサを3台用いて、正弦波周波数変調法により、上の誤差運動を測定できる装置を開発した。

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本研究では，マルチタレット型複合加工機へ適用するために，加工フィーチャ認識に基づく自動工程設計法を提案し，システムとして構築した．加工により除去される形状（除去形状）を自動分割して加工フィーチャを認識し，各タレットで加工を担当する加工フィーチャを割り当てる．工程設計は，各タレットで加工を行う加工フィーチャの順列（順序）として導出される．各タレットで加工を行う加工フィーチャの順列（順序）は，複数候補が導出されるため，加工時間で評価して最適案を選択する．その工程設計に従い，NCプログラムを自動作成した．

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切削加工のリードタイム短縮には，工程設計を自動化できる工程設計支援(CAPP)システムが必要になる．本研究では，複合加工機用CAPPシステムを開発するため，加工工程を予測して評価するための工程評価指標を確立することを目的とした．ケーススタディの結果から，加工時間，精度，消費電力といった提案した工程評価指標によりオペレータの意向に沿った加工工程の選択が可能であることを示し，工程設計の支援に有効であることを確認した．

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仕上げ加工では，金型表面に段差ができるのを防ぐため，1本のエンドミル工具でワーク全体の形状を加工しなければならない．そのために，荒加工と仕上げ加工の両方を行うことが出来るラジアスエンドミルが近年注目されています．本研究では5軸制御工作機械を用いた様々な工具経路による切削により，ラジアスエンドミルの特性を調べています．その結果，工具と被削材との切削点角度によって表面への影響が異なることが分かった．

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スクエアおよびラジアスエンドミルは，ボールエンドミルと比較して刃長が長いため，除去量が多く，荒加工に適している．本報では，これらのエンドミルを対象として，切削負荷に関係する単位時間あたりの切削体積に着目し，この単位時間あたりの切削体積の急変を抑制したサイドカットによる5軸制御荒加工のための工具経路生成法を提案する．最後に，加工シミュレーションにより，本手法の有用性について検証した．

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ロボットプログラムの生成は，計算機上で行うオフラインティーチング方式が主流となりつつある．しかし，姿勢の急変や特異点回避，ロボットが安全な動作を行えるワーク配置の検討などの最適化は，作業者によって試行錯誤的に行われている．本報では，ロボットの可操作度を指標とし，任意のプログラムを，ワーク配置を考慮したものに最適化する機能を開発した．さらに，本機能を研磨作業に適用して，その有用性について検証した．

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本研究では，コンピュータシミュレーションにて多軸工作機械のもつ幾何学的誤差等の誤差特性の影響により生じる加工誤差を含む加工形状を導出するため，工具掃引体導出手法を提案してきた．提案手法では，Tangency conditionに基づき，工具表面に生じる速度ベクトルと法線ベクトルで表現される工具掃引条件式を用いる．本報では，誤差特性をもつ多軸工作機械における工具運動を工具掃引条件式に基づき分類し，各運動における工具掃引体導出手法を提案する．

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工作機械の旋回軸を用いたレーザトラッキング測定を行い，工作機械の2次元平面誤差を評価する手法を提案した．従来の自動追尾型レーザトラッキング測定と異なり，レーザ干渉測長器から見て相対的に移動するターゲット位置から，旋回軸の角度を計算し，旋回軸を回転させレーザでターゲットを追尾し，レーザ干渉測長器とターゲットとの距離を測る手法である．提案法を主軸旋回型5軸加工機に適用し，2次元平面誤差の評価を行った．

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本研究の目的は，５軸マシニングセンタの回転軸について，運動方向反転時における特性とそれが加工面に及ぼす影響を調査することである．回転時軸の運動方向反転時の挙動を変位計により測定した結果，回転軸の軸方向変位が発生することが明らかになった．回転軸の軸方向変位による影響を評価するための加工方法を提案し，加工面形状を測定した結果，回転軸の軸方向変位が加工面に影響を及ぼすことが確認されたので報告する．

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5軸制御工作機械において，回転軸の運動方向が反転する際の挙動を測定し補正する方法は未だ確立されていない．本研究では，回転軸の運動方向反転時に直進軸の運動方向が反転しないように設計した回転軸と直進軸の同時制御運動を行うことで，回転軸の運動方向反転時の挙動を評価するための方法を提案する．提案した方法について，ボールバーによる測定とそのシミュレーション，および実加工試験を行ったので報告する．

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21世紀と同時にCAD-CAM-CAEが連携され，Virtual Engineering環境が整備された。現在の自動車開発の中では複雑多岐な複合シーンでの車の振る舞いを予測し、その振る舞いに対応した設計仕様を開発スタートの構想設計段階で検討出来るようになった。 “連携されたCAD-CAM-CAEと属性情報”を駆使して開発を行うVirtual Engineeringの状況について述べる。

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製品サービスシステム（PSS）の設計では，多様な事業形態を検討し，自社にとって最適なPSSを選択する必要がある．製品売切り型ビジネスを主業とする製造業にとって，従来と異なる特徴を有するPSSを指向することは容易でなく，そのための設計支援が必要である．本稿では，ワークショップの結果から，製造業によるPSS設計解の導出を可能とする要件を明らかにすることを目的に，PSS設計過程の分析手法を提案する．

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製造業の新たな競争優位獲得のための一手段として，製品サービスシステム（PSS）が注目を集めている．一般にPSSの概念設計段階では，多様な形態のPSSを検討した上で自社にとって最適なものを選択することが望ましい．その一方で，PSSはサービス要素を多く含むために，製品志向の強い伝統的な製造業が多様なPSSを考案することは容易ではない．本稿では，製造業が多様なPSSを検討するための設計をファシリテートするツールを提案する．

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複合領域システムの最適設計を行う上でモデルの構築および問題の定式化が重要であるが，そのプロセスには省察を伴う試行錯誤が不可欠である．本研究では，システムモデリングおよび定式化の省察過程を効率よく行うための知識の記述的管理法の開発を目指し，プロセスの内容をIDEF0を利用して形式化することを試みる．デシカント空調システムの設計プロセスを取り上げ，提案手法を検証する．

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筆者らはこれまでに，サービス設計に定性推論の概念を適用し，その設計解を効果的に評価するための手法を提案している．同手法は，(1)設計に関わる多くの情報が未決である早期段階において，(2)従業員の能力などの人的要素の表現および，(3)形式化が困難かつ属人的な推論過程のシミュレーションを可能にする．本稿では，同手法を拡張し，製造業のサービス化を実現するためのプロセスをモデル化する手法を提案する．

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近年，様々な製品・サービス分野において価値共創の重要性が指摘されている．価値共創では，提供者のみならず受給者も価値共創に必要な能力を高め，行使することが求められる．しかし，この能力向上を実現するための具体的な方法は確立されていない．本稿では，価値共創に必要な能力を高める一つの手段として提供者と受給者による共同設計に着目し，価値共創能力を向上させる共同設計過程を明らかにするための分析手法を提案する．

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前報までに，設計要求明確化支援のためにユーザの行動を連続性のある生活シーンとして捉えた記述モデルを提案し，多数の事例記述を用いてシーン間の関係の分析を行った．本報では，キーワードに基づいて収集した多数のブログ等のweb情報から，シーンを特徴で分類して記述する方法，典型的ユーザの長期間の記録からユーザの特徴と傾向を把握する手法，およびユーザ特徴の把握結果に基づいた連続シーンの記述方法を提案する．

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