GB/T 36053-2018X射線反射法測(cè)量薄膜的厚度、密度和界面寬度儀器要求、準(zhǔn)直和定位、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告

ICS7104040

G04..

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

X射線反射法測(cè)量薄膜的厚度

、

密度和界面寬度儀器要求準(zhǔn)直和定位

、、

數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析和報(bào)告

、

EvaluationofthicknessdensitandinterfacewidthofthinfilmsbX-ra

,yyy

reflectometr—Instrumentalreuirementsalinmentandositionin

yq,gpg,

datacollectiondataanalsisandreortin

,ypg

(ISO16413:2013,IDT)

2018-03-15發(fā)布2019-02-01實(shí)施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范圍

1………………………1

術(shù)語定義符號(hào)和縮略語

2、、………………1

術(shù)語和定義

2.1…………………………1

符號(hào)和縮略語

2.2………………………3

儀器要求準(zhǔn)直和定位指南

3、………………4

掃描方法的儀器要求

3.1………………4

儀器準(zhǔn)直

3.2……………7

樣品準(zhǔn)直

3.3……………8

數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)

4…………………………9

概述

4.1…………………9

數(shù)據(jù)掃描參數(shù)

4.2………………………9

動(dòng)態(tài)范圍

4.3……………10

步長(zhǎng)峰定義

4.4()………………………10

采集時(shí)間累計(jì)計(jì)數(shù)

4.5()………………10

分段數(shù)據(jù)采集

4.6………………………10

降低噪聲

4.7……………10

探測(cè)器

4.8………………11

環(huán)境

4.9…………………11

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

4.10…………………………11

數(shù)據(jù)分析

5…………………11

初步數(shù)據(jù)處理

5.1………………………11

樣品建模

5.2……………12

數(shù)據(jù)模擬

5.3XRR……………………13

一般舉例

5.4……………14

數(shù)據(jù)擬合

5.5……………17

分析報(bào)告中的必要信息

6XRR…………18

概述

6.1…………………18

實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)

6.2……………18

分析模擬和擬合程序

6.3()……………18

報(bào)告曲線的方法

6.4XRR……………19

附錄資料性附錄氮氧化硅晶圓測(cè)量報(bào)告示例

A()……………………22

參考文獻(xiàn)

……………………26

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本標(biāo)準(zhǔn)使用翻譯法等同采用射線反射法測(cè)量薄膜的厚度密度和界面寬度

ISO16413:2013《X、

儀器要求準(zhǔn)直和定位數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析和報(bào)告

、、、》。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任

。。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國微束分析標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口

(SAC/TC38)。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位中國計(jì)量科學(xué)研究院

:。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人王海王梅玲張艾蕊宋小平

:、、、。

Ⅰ

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

引言

在薄膜設(shè)備和射線波長(zhǎng)合適的情況下射線反射法可廣泛用于測(cè)量平面襯底上厚度

、X,X(XRR)

介于約至之間的單層和多層薄膜的厚度密度和界面寬度界面寬度是通用術(shù)語通常是

1nm1μm、。,

指界面或表面粗糙度和或貫穿界面的密度梯度在射線輻照范圍內(nèi)要求樣品橫向均勻通常表

/。X,。,

面化學(xué)分析方法提供的物質(zhì)的量的信息需經(jīng)轉(zhuǎn)換來估計(jì)厚度與之相比能夠提供直接溯源至長(zhǎng)

。,XRR

度單位的厚度是一種強(qiáng)有力的薄膜厚度測(cè)量方法并且能夠溯源至單位

。XRR,SI。

第章描述了適合于采集高質(zhì)量鏡面射線反射率數(shù)據(jù)的設(shè)備的主要要求以及為實(shí)現(xiàn)有用準(zhǔn)

3X,、

確測(cè)量所需要的樣品準(zhǔn)直和定位要求

。

第章描述了數(shù)據(jù)采集的主要內(nèi)容其目的是為了獲得高質(zhì)量的鏡面射線反射率數(shù)據(jù)且其適用

4,X

于數(shù)據(jù)處理與建模傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集是在直接操作數(shù)據(jù)輸入情況下進(jìn)行單次測(cè)量然而新近的數(shù)據(jù)

。。,

采集通常是通過指令儀器來進(jìn)行多次測(cè)量除了操作模式之外若有控制儀器的軟件程序也能通過自

。,,

動(dòng)化測(cè)試腳本來采集數(shù)據(jù)

。

第章描述了為獲得有物理意義的樣品重要信息而分析鏡面數(shù)據(jù)的基本原則雖然鏡面

5XRR。

擬合過程復(fù)雜但可在保證質(zhì)量的前提下進(jìn)行一定程度且用戶明了的簡(jiǎn)化有很多專利的或非專

XRR,。

利的數(shù)據(jù)模擬和擬合軟件包關(guān)于它們的理論和算法描述不屬于本標(biāo)準(zhǔn)的范圍在適當(dāng)?shù)牡胤?/p>

XRR,。

會(huì)為感興趣的讀者提供一些參考文獻(xiàn)

。

第章列出了報(bào)告實(shí)驗(yàn)所要求的信息并對(duì)能夠呈現(xiàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的可能方法進(jìn)行了簡(jiǎn)

6XRR,XRR

要總結(jié)當(dāng)可用方法不止一個(gè)時(shí)提出首選方法

。,。

本標(biāo)準(zhǔn)不是教科書它是關(guān)于開展測(cè)量和分析的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于技術(shù)方面的解釋說明可查閱合

,XRR。,

適的參考文獻(xiàn)例如和合著的

[:D.KeithBowenBrianK.Tanner“X-RayMetrologyinSemiconductor

半導(dǎo)體制造中的射線計(jì)量所著的

Manufacturing(X)”,TaylorandFrancis,London(2006);M.Tolan

軟物質(zhì)薄膜的射線反射

“X-rayReflectivityfromSoftMatterThinFilms(X)”,SpringerTractsin

和合著的

ModernPhysicsvol.148(1999);U.Pietsch,V.HolyT.Baumbach“HighResolutionX-Ray

從薄膜到橫向納米結(jié)構(gòu)的高分辨射線散

ScatteringfromThinFilmstoLateralNanostructures(X

射和合著的

)”,Springer(2004);J.DaillantA.Gibaud“X-rayandNeutronReflectivity:Principlesand

射線和中子反射原理和應(yīng)用

Applications(X:)”,Springer(2009)]。

本標(biāo)準(zhǔn)未考慮與射線設(shè)備使用相關(guān)的安全方面問題在測(cè)量過程中遵守法律規(guī)定的相關(guān)安全

X。,

程序是使用者的責(zé)任

。

Ⅱ

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

X射線反射法測(cè)量薄膜的厚度

、

密度和界面寬度儀器要求準(zhǔn)直和定位

、、

數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析和報(bào)告

、

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了通過射線反射技術(shù)來測(cè)量平面襯底上厚度介于約之間的單

X(XRR)1nm~1μm

層和多層薄膜的厚度密度和界面寬度的方法

、。

本方法使用單色化的平行光進(jìn)行角度或散射矢量掃描類似的考慮事項(xiàng)適用于使用分布式探測(cè)器

。

進(jìn)行平行數(shù)據(jù)采集的會(huì)聚光束或者掃描波長(zhǎng)的情形但本標(biāo)準(zhǔn)不描述這些方法對(duì)于射線漫反射技

,。X

術(shù)而言實(shí)驗(yàn)要求是相似的但本標(biāo)準(zhǔn)不包括這部分內(nèi)容

,,。

測(cè)量可在具有不同配置的設(shè)備上進(jìn)行這些設(shè)備包含實(shí)驗(yàn)室儀器同步輻射光束線上的反射率計(jì)

。、

以及工業(yè)中的自動(dòng)系統(tǒng)等

。

應(yīng)注意的是數(shù)據(jù)采集時(shí)薄膜可能存在的不穩(wěn)定性將會(huì)引起測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度下降使用單

,,。XRR

波長(zhǎng)入射射線束不能提供薄膜的化學(xué)信息因此應(yīng)注