JJF(鄂) 110-2024 晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)校準規(guī)范片上標準電阻法

湖 北 省 地 方 計 量 技 術(shù) 規(guī) 范JJF(鄂)110—2024晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)校準規(guī)范（片上標準電阻法）CalibrationSpecificationfor WaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment(On-WaferReferenceResistorMethod)2024-05-14發(fā)布 2024-09-01實施湖 北 省 市 場 監(jiān) 督 管 理 局 發(fā)布JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110JJF（鄂）110—2024（片上標準電阻法）CalibrationSpecificationfor WaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment(On-WaferReferenceResistorMethod）歸 口單位：湖北省市場監(jiān)督管理局主要起草單位：中國船舶集團有限公司第七〇九研究所本規(guī)范委托中國船舶集團有限公司第七〇九研究所負責解釋本規(guī)范主要起草人：周厚平（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）胡勇（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）李軒冕（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）張明虎（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）目 錄引 言 （II）1范圍 （1）2引用文件 （1）3術(shù)語 （1）晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng) （1）片上標準電阻 （1）4概述 （1）計量特性 （2）校準條件 （2）環(huán)境條件 （2）測量標準及其他設(shè)備 （2）校準項目和校準方法 （3）校準項目 （3）校準方法 （3）校準結(jié)果表達 （3）復校時間間隔 （4）附錄A （5）附錄B （7）附錄C （8）IJJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024IIII引 言JJF1071-2010JJF1001-2011JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》編制。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)校準規(guī)范（片上標準電阻法）范圍本規(guī)范適用于新購進、使用中、修理后的晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)的校準。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJG1015-2006《通用數(shù)字集成電路測試系統(tǒng)檢定規(guī)程》JJG166-2022《直流標準電阻器檢定規(guī)程》凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用本規(guī)范。術(shù)語晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng) AWaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)是指在晶圓生產(chǎn)和加工過程中的自動測試系統(tǒng)。其主要通過測試晶圓材料的電阻并計算電阻率進而測試計算晶圓材料的刻蝕厚度和寬度、金相沉積的寬度和厚度等加工特性。片上標準電阻On-WaferReferenceResistor片上標準電阻是指加工于晶圓片上的標準電阻塊或者標準電阻區(qū)域，其具有較好的穩(wěn)定性和已經(jīng)標定的電阻率特性，并用于校準晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)的電阻率測試單元以及基于電阻率測試單元測試結(jié)果的其他測量單元。概述晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)主要通過測試晶圓表面電阻并計算電阻率進而推算晶圓加工過程中的工藝參數(shù)，比如刻蝕厚度和寬度、金相沉積的寬度和厚度等加工特性。是集成電路加工過程中的最重要的工藝控制手段之一。片上標準電阻通過將已經(jīng)溯源的標準電阻值復現(xiàn)在晶圓片上，晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)自動測試晶圓上的標準電阻進而實現(xiàn)量值的溯源，達到對晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)校準的目的。片上標準電阻復現(xiàn)常用的標準電阻值在晶圓片上，晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)通過其探針直接測量晶圓片上的標準電阻值，并與標準值進行對比，實現(xiàn)對晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)的校準。其原理圖如圖1所示。1JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—202422晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)校準規(guī)范晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)校準規(guī)范探針標準電阻塊圖1標準電阻校準晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)原理圖計量特性晶圓自動測試系統(tǒng)電阻測量單元電阻值測量范圍10Ω~1000Ω，最大允許誤差±5%。電阻阻值的示值誤差ΔR用公式(1)表示：?R=RX-RS(1)式中：RX——測試系統(tǒng)的測量值，Ω；RS——片上標準電阻對應(yīng)量的標準值，Ω。校準條件環(huán)境條件環(huán)境條件及其要求如下：a) 環(huán)境溫度：20℃～28℃；b) 相對濕度：45％～80％；c) 供電電源：交流電壓(220±22)V，頻率(50±1)Hz。測量標準及其他設(shè)備計量標準器為片上標準電阻，滿足校準使用要求。片上標準電阻的定值點為離散值，計量特性見表1。JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024表1 片上標準電阻計量特性參數(shù)名標稱值準確度等級R10.0Ω1級100Ω1級1000Ω1級校準項目和校準方法校準項目校準項目見表2。表2 校準項目一覽表序號校準項目校準方法條款1外觀及附件檢查7.2.12工作正常性7.2.23電阻測量7.2.3校準方法外觀及附件對晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)的外觀進行檢查。被校準的測試系統(tǒng)，應(yīng)配有使用說明書和相應(yīng)的編程手冊；應(yīng)具有產(chǎn)品合格證書以及全部必備附件。測試系統(tǒng)的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)完好。開關(guān)、控制旋鈕、按鍵等操作靈活可靠，標志清晰明確，外露件不應(yīng)有松動和機械損傷。其銘牌或外殼上應(yīng)標明其名稱、生產(chǎn)廠家、型號、編號和出廠日期。工作正常性按照說明書要求進行預熱，連接晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)自帶的自校準標準件，執(zhí)行測試系統(tǒng)自帶的自校準程序。自校準結(jié)果記錄格式參見附錄B.2，自校準結(jié)論應(yīng)合格。7.2.3電阻測量電阻測量示意圖如圖2所示。片上標準電阻晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)圖2晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)電阻校準連接示意圖晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)將含有標準電阻塊的片上標準電阻視為普通的待測試晶圓BB.1。電阻阻值的示值誤差ΔR用公式(1)表示。重復以上步驟直到測量完成片上標準電阻的所有標準電阻塊。校準結(jié)果表達校準結(jié)果應(yīng)在校準證書上反映，校準證書應(yīng)至少包括以下信息：3JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—202444標題，如“校準證書”；實驗室名稱和地址；進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同。證書或報告的唯一性標識（如編號，每頁及總頁數(shù)的標識；客戶的名稱和地址；被校對象的描述和明確標識；進行校準的日期；對校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識，包括名稱及代號；本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；校準環(huán)境的描述；校準結(jié)果及其測量不確定度的說明；如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對校準過程中被校對象的設(shè)置和操作進行說明；對校準規(guī)范的偏離的說明；校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名或等效標識；校準結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復制證書或報告的聲明。復校時間間隔復校時間間隔為1年。送校單位也可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024A引言

測量不確定度評定示例（片上標準電阻法對10Ω（片上標準電阻法準項目的測量不確定度評定的程序。由于校準方法和所用設(shè)備相同或近似，其他項目校準測量不確定度評定程序類同。10Ω點校準的測量不確定度評定測量模型電阻測量校準采用直接測量的方法，將晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)直接連接到片上標準電阻的10Ω電阻單元，測量得到的即為晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)的測量示值，見公式(A.1)：Y=R(A.1)式中：R——晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)的測量值，Ω；不確定度來源測量不確定度來源如表3所示：表3不確定度分量表序號不確定度來源不確定度分量1片上標準電阻的不確定度uB12探針接觸引入的不準確uB23晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)測量電阻阻值的重復性uA測量不確定度評定標準電阻的不準確引入的不確定度uB1由晶圓標準電阻的技術(shù)資料得知，其不確定度為0.1Ω。按B類評定，視為均勻分布，30.13k u 0.05830.131 B1探針接觸引入的不確定度uB25JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—202466由標準電阻測量電路結(jié)構(gòu)得知，主要誤差來自于探針連接的誤差，最大為0.005Ω。按B353類評定，視為均勻分布，k ，u 0.0033532 B2晶圓材料電阻特性測試系統(tǒng)測量電阻阻值的重復性引入的不確定度uA1010Ω量結(jié)果數(shù)據(jù)如表A.1所示：表A.1電阻測量重復性數(shù)據(jù)記錄次數(shù)12345測量值（Ω）9.959.969.959.959.96次數(shù)678910測量值（Ω）9.959.969.969.959.95(xx)210i1in1(xx)210i1in1校準結(jié)果由10次重復測量的平均值得到，則由測量電阻的重復性引入的不確定度分量10Au sxsx0.00210A合成標準不確定度uui1Bi A2u2uc

0.059。擴展不確定度取包含因子k2，Ukuc0.12JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024附錄B外觀和附件

校準記錄格式外觀和附件：正?！?；不正?！?；工作正常性系統(tǒng)自校準：正?！酰徊徽！?；電阻測量參數(shù)

表B.1電阻測量校準數(shù)據(jù)記錄表送校單位：送校單位地址：校準依據(jù)：儀器名稱：型號規(guī)格：出廠編號：制造商：校準人：校準日期：校準地點：環(huán)境溫度： ℃相對濕度： %校準所使用主要