膜厚标准样片定值计量技术规范编制说明.docx

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1、膜厚标准样片定值计量技术规范编制说明中国船舶集团有限公司第七O九研究所2022年10月膜厚标准样片定值计量技术规范编制说明一、任务来源及计划要求任务来源于鄂市监量函202260号”省市场监管局关于印发2022年度地方计量技术规范制修订计划的通知”。根据该计划，膜厚标准样片定值计量技术规范应于2023年10月底前完成报批稿的编制工作。二、编制过程（一）编制原则膜厚标准样片定值计量技术规范（以下简称基于标准样片的校准规范）适用于膜厚标准样片的定值，该规范以椭偏仪为计量标准器，通过测量膜厚标准样片的量值对标准样片进行定值。标准样片是已确定一个膜厚量值的专用工艺参数样片，通过定值后主要用于椭偏仪、轮廓

2、仪等设备的校准、实验室比对和能力验证等。标准样片作为针对集成电路工艺生产中的关键尺寸膜厚的一种计量器具，它能复现、保存和传递量值，保证在不同时间与空间量值的可比性与一致性。要做到这一点就必须保证标准样片向上能将量值以给定的不确定度溯源到国家测量标准，向下能将量值以给定的不确定度传递到椭偏仪。要实现量值传递，就要求标准样片必须经过计量装置的定值，而且定值过程需要依据相应的计量技术规范。本规范按照JJFlO71国家计量校准规范编写规则的规定编写。本规范的编制充分考虑了行业内现有椭偏仪的使用与分布状况，以保证规范满足现有椭偏仪的溯源要求。本单位通过认真分析椭偏仪的结构组成、原理以及技术指标，提出了基

3、于标准样片的校准方法。本规范按照椭偏仪的组成，编写标准样片膜厚的校准方法。（二）起草工作分工起草工作具体分工如下表所示:起草人单位起草人职称承担的起草工作中国船舶集团有限公司第七。九研究所罗锦晖高级工程师校准规范编写；试验报告编写；测量不确定度评定报告编写；编制说明编写张明虎研究员校准方法研究，测量不确定度评定报告编写薄涛工程师测量不确定度评定报告编写，试验报告编写（三）征求意见情况2023年4月，标准起草小组将线宽标准样片定值计量技术规范（征求意见稿）函询中国船舶集团有限公司第七一七研究所计量检测中心、湖北航天技术研究院计量测试技术研究所、中国船舶集团有限公司第七二二研究所计量检测中心、中国

4、船舶集团有限公司第七一O研究所（国防弱磁一级站）、湖北江城实验室、武汉精测电子、武汉嘉仪通科技有限公司、湖北省质标所、湖北省计量测试技术研究院、中国船舶集团有限公司第七一九研究所质量安全环保部、武汉航空仪表有限责任公司质量管理部、华中科技大学机械学院、华中科技大学集成电路学院、武汉大学工业科学研究院、中国地质大学自动化学院、襄阳航泰动力机器厂、中国兵器工业集团江山重工研究院有限公司计量检测中心等17家相关单位。截止2023年5月，已收到全部17家单位的反馈意见，其中中国船舶集团有限公司第七一七研究所计量检测中心、湖北航天技术研究院计量测试技术研究所、中国船舶集团有限公司第七二二研究所计量检测中

5、心、中国船舶集团有限公司第七一O研究所（国防弱磁一级站）、湖北江城实验室、武汉精测电子、武汉嘉仪通科技有限公司、湖北省质标所、湖北省计量测试技术研究院、武汉航空仪表有限责任公司质量管理部、华中科技大学机械学院、华中科技大学集成电路学院、襄阳航泰动力机器厂、中国兵器工业集团江山重工研究院有限公司计量检测中心等14家单位无异议，其余3家单位共提出10条意见，共采纳8条意见，重大意见不采纳的已与意见提供单位沟通取得一致意见。标准起草小组根据意见对校准规范进行了修改和完善,并经过内部评审，形成了该征求意见汇总处理表。（四）编制阶段工作情况整个校准规范的编制过程是：2022年11月至12月，组建标准起草

6、小组，形成了规范的草案；2023年1月至2月，依据规范草案，以典型的膜厚标准样片为试验对象进行了测量不确定度评定和试验验证工作，并修改完善规范草案，形成了征求意见稿；2023年4月至5月，对外广泛征求了意见，同时通过公共网站向社会公示技术规范验证数据，并收集社会公众意见建议，公示时间不少于1个月，标准起草小组对反馈意见进行处理，形成了送审稿；三、计量技术规范主要技术内容说明本规范的主要技术内容说明如下：1、范围本规范适用于对膜厚标准样片的定值。2、引用文件本规范引用的文件说明。3、术语本规范的术语和定义说明。4、概述对数字集成电路测试系统的用途、原理和结构进行了简要描述。5、计量特性规定了被校

7、准系统的计量特性。此处计量特性依据且符合现有标准样片的测量能力。6、校准条件规定了环境条件及校准用设备。此处校准用设备的技术指标依据且符合现有标准样片的测量能力。7、校准项目和校准方法1个校准项目的校准方法：膜厚。8、校准结果表达规定了证书应该包括的信息。9、复校时间间隔对复校时间间隔进行了建议。10、附录对校准结果测量不确定度评定、校准原始记录格式等内容进行了阐述。四、验证试验情况本规范编制过程中，对规范中的校准项目膜厚，进行了全面的验证试验，并形成了测量不确定度评定报告及试验报告。经验证本规范的计量特性要求、校准条件、校准方法科学合理，试验结果符合预期。五、与国内外相关计量技术规范的对比分

8、析通过现有的计量技术规范无法完成标准样片的量值溯源：首先，现有的计量技术规范中只有针对标准样片向下传递量值的椭偏仪校准规范，尚无完善的标准样片定值方法，无法将量值从最高计量标准经过标准样片传递到椭偏仪。标准样片的特性参数不具备溯源性，也就不具备校准椭偏仪的能力。其次，标准样片和椭偏仪具有完全不同的属性，现有的椭偏仪校准规范/检定规程难以实现对标准样片特性参数的测量。由于标准样片定值的特殊性，需要专门研究定值方法，才能保证定值的准确可靠。本方法通过深入研究标准样片的定值过程，提出专门用于标准样片定值的定值方法，实现对标准样片特性参数的全覆盖，并且定值过程的不确定度满足量值传递的要求。因此，编制“

9、膜厚标准样片定值技术规范”是实现标准样片量值溯源的重要且必要的途径。对于标准样片的校准，目前国内外尚无该方面的计量技术规范。在集成电路工艺参数计量方面现有的计量技术规范主要为各类工艺参数测量仪器的校准规范/检定规程，这类计量技术规范的计量对象是工艺参数测量仪器，无法用于对标准样片的计量。六、项目说明6.1 本规范定值方法的说明首先特性参数的定值过程要求测量仪器设备不影响标准样片应有的工作状态。在分析标准样片特性参量的测量原理、测量方法的基础上，结合标准样片定值装置的性能特点，总结当前膜厚标准样片主要特性参量的定值方法。本规范采用直接测量的定值方式，编制标准样片定值方法。6.2 温湿度范围选定原

10、则本规范对环境温度的规定为：（2O1）C,对相对湿度的规定为：40%65%,该规定主要参考膜厚标准样片用于校准时的环境温湿度规定，本规范椭偏仪测量的场景进行校准，校准椭偏仪使用的主要规范包括：JJF（沪苏浙皖）微纳米线间隔标准样板校准规范、JJF（沪）59-2018微纳米台阶高度（深度）标准样板校准规范，对温度的规定为（203）,湿度要求小于65%。本规范综合上述规范要求，结合实际测试经验，选定环境温度（203）,相对湿度40%65%的范围要求。七、实施计量技术规范的措施及建议椭偏仪型号数量众多，然而结构组成、原理以及技术指标具有相似性，本校准规范提出了基于标准样片法的数字集成电路测试系统的通用校准方法。建议各膜厚标准样片的生产单位、使用单位及相关计量技术机构按照本规范开展膜厚标准样片的定值工作。八、参考资料JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则JJF1001-2011通用计量术语及定义JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示JJF（沪苏浙皖）微纳米线间隔标准样板校准规范JJF（沪）59-2018微纳米台阶高度（深度）标准样板校准规范JJF1005标准物质通用术语和定义JJF1343标准物质的定值及均匀性、稳定性评估