JJF(鄂) 115-2024 線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片校準(zhǔn)規(guī)范

湖 北 省 地 方 計 量 技 術(shù) 規(guī) 范JJF(鄂)115—2024線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片校準(zhǔn)規(guī)范LinewidthStandardSampleCalibrationSpecification2024-05-14發(fā)布 2024-09-01實施湖 北 省 市 場 監(jiān) 督 管 理 局 發(fā)布JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115JJF（鄂）115—2024LinewidthStandardSampleCalibrationSpecification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武漢大學(xué)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(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）房斌（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）張騁（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）薄濤（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）鄭鋒（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）丁超（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）梁康（武漢大學(xué)）東芳（武漢大學(xué)）目 錄引 言 （II）1范圍 （1）引用文件 （1）術(shù)語和計量單位 （1）線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片 （1）標(biāo)準(zhǔn)樣片 （1）3.3線寬 （1）4概述 （1）4.1原理 （1）4.2用途 （2）計量特性 （2）標(biāo)準(zhǔn)樣片厚度的測量范圍 （2）標(biāo)準(zhǔn)樣片的厚度標(biāo)稱值 （2）標(biāo)準(zhǔn)樣片應(yīng)具備的參數(shù)及性能要求 （2）校準(zhǔn)條件 （2）環(huán)境條件 （2）校準(zhǔn)用設(shè)備 （2）校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法 （3）校準(zhǔn)項目 （3）校準(zhǔn)方法 （3）校準(zhǔn)結(jié)果的處理 （3）復(fù)校時間間隔 （4）附錄A （5）附錄B （6）IJJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—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）115—2024JJF（鄂）115—2024線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于線寬在100nm~10μm之間的線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片線寬的校準(zhǔn)。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：20213060-T-604納米幾何量標(biāo)準(zhǔn)樣板測試方法GB/T39516-2020微納米標(biāo)準(zhǔn)樣板（幾何量）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)語和計量單位JJF1005界定的下列術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片linewidthstandardsample具有線寬特征結(jié)構(gòu)的，可用于微納米幾何量測量的標(biāo)準(zhǔn)樣片。標(biāo)準(zhǔn)樣片standardsample又稱標(biāo)準(zhǔn)樣板，具有典型特征的，提供一個或多個標(biāo)準(zhǔn)值的實物樣片。線寬linewidth線寬平均線邊緣線條兩側(cè)平均線邊緣之間的距離。注：線寬示意圖見圖1線寬平均線邊緣圖1 線寬示意圖概述原理線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)樣片）是針對集成電路工藝參數(shù)測量設(shè)備，通過復(fù)現(xiàn)集成電路關(guān)鍵尺寸量值，通過掃描電子顯微鏡進行測量，在實際工作狀態(tài)下對掃描電子顯微鏡完成校準(zhǔn)。1JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—202422用途標(biāo)準(zhǔn)樣片是具備一個或多個典型值的專用標(biāo)準(zhǔn)樣品，用于線寬測量儀器的校準(zhǔn)。計量特性標(biāo)準(zhǔn)樣片厚度的測量范圍線寬的測量范圍為100nm~10μm。5.2標(biāo)準(zhǔn)樣片的厚度標(biāo)稱值標(biāo)準(zhǔn)樣片的校準(zhǔn)點為離散值，具體值依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣片的型號而定。標(biāo)準(zhǔn)樣片的計量特性見下表。表1 標(biāo)準(zhǔn)樣片計量特性厚度標(biāo)稱值最大允許誤差100nm±3nm200nm±6nm500nm±10nm1μm±10nm2μm±10nm5μm±10nm10μm±10nm注：標(biāo)準(zhǔn)樣片的標(biāo)準(zhǔn)值和測量不確定度以最終校準(zhǔn)結(jié)果賦值為準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)樣片應(yīng)具備的參數(shù)及性能要求標(biāo)準(zhǔn)樣片線寬實際值與標(biāo)稱值的最大允許偏差應(yīng)在±20%以內(nèi)。2%以內(nèi)。注：以上技術(shù)指標(biāo)不做合格性判別，僅提供參考。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件a) （20±3）℃；b) 相對濕度：40%~65％。校準(zhǔn)用設(shè)備校準(zhǔn)用設(shè)備應(yīng)經(jīng)過法定計量技術(shù)機構(gòu)檢定或校準(zhǔn)，滿足校準(zhǔn)使用要求，并在有效期內(nèi)。原子力顯微鏡線寬測量范圍：10nm~10μm；線寬測量最大允許誤差：1nm；分辨力：水平方向（x、y方向）0.1nm。計量型掃描電子顯微鏡線寬測量范圍：10nm~10μm；JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—2024線寬測量最大允許誤差：1nm。校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項目7.2校準(zhǔn)方法7.2.1線寬y2X、Y方向（在標(biāo)準(zhǔn)樣片平面內(nèi)）Z方向（樣片平面成直角）進行移動。原子力顯微鏡在掃描標(biāo)準(zhǔn)樣片時，探針懸臂的方向y方向平行。yzzx圖2 線寬校準(zhǔn)連接圖給標(biāo)準(zhǔn)樣片線寬參數(shù)校準(zhǔn)時，原子力顯微鏡通過探針對標(biāo)準(zhǔn)樣片進行掃描，掃描參數(shù)設(shè)置為輕敲模式，掃描范圍一般選取1μm×10μm。在測量時均勻地選取標(biāo)準(zhǔn)10見公式：校準(zhǔn)結(jié)果的處理

10uiLi1 103JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—202444校準(zhǔn)結(jié)果通過校準(zhǔn)證書反映，校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”；實驗室名稱和地址；進行校準(zhǔn)的地點（如果與實驗室的地址不同；證書或報告的唯一性標(biāo)識（如編號，每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；客戶的名稱和地址；被校對象的描述和明確標(biāo)識；進行校準(zhǔn)的日期；對校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；校準(zhǔn)環(huán)境的描述；校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對校準(zhǔn)過程中被校對象的設(shè)置和操作進行說明；對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名或等效標(biāo)識；校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。復(fù)校時間間隔復(fù)校時間間隔可由用戶根據(jù)需要自定。相鄰兩次校準(zhǔn)時間間隔內(nèi)，被校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣片的計量性能變化應(yīng)在實際需求允許的范圍內(nèi)。建議復(fù)校時間間隔為1年。。JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—2024A

校準(zhǔn)記錄參考格式

第 頁，共 頁送校單位：送校單位地址：校準(zhǔn)依據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)樣片名稱：型號規(guī)格：出廠編號：制造商：環(huán)境溫度： ℃相對濕度： %校準(zhǔn)所使用主要計量器具：名稱型號規(guī)格出廠編號溯源單位證書編號有效期線寬標(biāo)稱值線寬校準(zhǔn)結(jié)果測量不確定度(k=2)5JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—202466B引言

校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定示例標(biāo)準(zhǔn)樣片校準(zhǔn)的項目為線寬，需進行測量不確定度評定。本附錄以線寬的200nm及10μm的測量不確定度評定為例，說明線寬標(biāo)準(zhǔn)樣片校準(zhǔn)的測量不確定度評定的程序。不確定度評定（200nm）測量模型線寬校準(zhǔn)采用直接測量的方法，當(dāng)原子力顯微鏡的探針靠近標(biāo)準(zhǔn)樣片時，針尖受到力的作用使懸臂發(fā)生偏轉(zhuǎn)或振幅改變，懸臂的這種變化經(jīng)檢測系統(tǒng)檢測后轉(zhuǎn)變成電信號傳遞給反饋系統(tǒng)和成像系統(tǒng)，記錄掃描過程中一系列探針變化就可以獲得樣品表面信息L，見公式Y(jié)=U式中：U——標(biāo)準(zhǔn)樣片線寬L的測量值，nm。測量不確定度來源原子力顯微鏡測量線寬的誤差；原子力顯微鏡中激光干涉儀的分辨力；標(biāo)準(zhǔn)樣片各處線寬的不均勻性。不確定度評定原子力顯微鏡測量線寬的誤差引入的不確定度分量uB1：1003對于標(biāo)準(zhǔn)樣片200nm點，原子力顯微鏡測量線寬的誤差為100pm。按B10033均勻分布，k ，u 57.7pm31 B1原子力顯微鏡中激光干涉儀分辨力引入的不確定度分量uA1：13523由激光干涉儀的指標(biāo)可知，200nm點分辨力為135pm135233布，k ，u 39.0pm31 B2標(biāo)準(zhǔn)樣片各處線寬的不均勻性引入的不確定度分量uA2：在相同條件下，均勻測量標(biāo)準(zhǔn)樣片9處區(qū)域。測量結(jié)果數(shù)據(jù)如下：表2 膜厚均勻性數(shù)據(jù)記錄JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—2024位置12345線寬平均值（nm）200.133200.098200.004200.028200.157位置6789線寬平均值（nm）199.983200.082200.053200.163uA2

實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差sn(x) 65.7pm(x(xx)210i1in19sxsx21.9pm9合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uu2u2BiAii1 i1uc

73.01pm擴展不確定度取包含因子k2，Ukuc0.15nm不確定度評定（10μm）測量模型線寬校準(zhǔn)采用直接測量的方法，當(dāng)原子力顯微鏡的探針靠近標(biāo)準(zhǔn)樣片時，針尖受到力的作用使懸臂發(fā)生偏轉(zhuǎn)或振幅改變，懸臂的這種變化經(jīng)檢測系統(tǒng)檢測后轉(zhuǎn)變成電信號傳遞給反饋系統(tǒng)和成像系統(tǒng)，記錄掃描過程中一系列探針變化就可以獲得樣品表面信息LY=U式中：U——標(biāo)準(zhǔn)樣片線寬L的測量值，nm；測量不確定度來源原子力顯微鏡測量線寬的誤差；原子力顯微鏡中激光干涉儀的分辨力；標(biāo)準(zhǔn)樣片各處線寬的不均勻性。不確定度評定7JJF（鄂）115—2024JJF（鄂）115—202488原子力顯微鏡測量線寬的誤差引入的不確定度分量uB1：0.63對于標(biāo)準(zhǔn)樣片10μm點，原子力顯微鏡測量線寬的誤差為0.60nm。按B類評定，視0.633為均勻分布，k ，u 0.35nm31 B1原子力顯微鏡中激光干涉儀分辨力引入的不確定度分量uA1：0.8023由激光干涉儀的指標(biāo)可知，10μm點分辨力為0.80nm0.80233布，k ，u 0.23nm31 B2標(biāo)準(zhǔn)樣片各處線寬的不均勻性引入的不確定度分量uA2：在相同條件下，均勻測量標(biāo)準(zhǔn)樣片9處區(qū)域。測量結(jié)果數(shù)據(jù)如下：表3 線寬均勻性數(shù)據(jù)記錄位置12345線寬平均值（nm）10551.010548.310547.710551.410549.4位置6789線寬平均值（nm）1054