JJF(鄂) 110-2024 晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范片上標(biāo)準(zhǔn)電阻法

湖 北 省 地 方 計(jì) 量 技 術(shù) 規(guī) 范JJF(鄂)110—2024晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范（片上標(biāo)準(zhǔn)電阻法）CalibrationSpecificationfor WaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment(On-WaferReferenceResistorMethod)2024-05-14發(fā)布 2024-09-01實(shí)施湖 北 省 市 場(chǎng) 監(jiān) 督 管 理 局 發(fā)布JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110JJF（鄂）110—2024（片上標(biāo)準(zhǔn)電阻法）CalibrationSpecificationfor WaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment(On-WaferReferenceResistorMethod）歸 口單位：湖北省市場(chǎng)監(jiān)督管理局主要起草單位：中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇九研究所本規(guī)范委托中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇九研究所負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：周厚平（中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇九研究所）胡勇（中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇九研究所）李軒冕（中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇九研究所）張明虎（中國船舶集團(tuán)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(cè)試系統(tǒng) （1）片上標(biāo)準(zhǔn)電阻 （1）4概述 （1）計(jì)量特性 （2）校準(zhǔn)條件 （2）環(huán)境條件 （2）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 （2）校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 （3）校準(zhǔn)項(xiàng)目 （3）校準(zhǔn)方法 （3）校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) （3）復(fù)校時(shí)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(cè)量不確定度評(píng)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(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范（片上標(biāo)準(zhǔn)電阻法）范圍本規(guī)范適用于新購進(jìn)、使用中、修理后的晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)。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(cè)試系統(tǒng)檢定規(guī)程》JJG166-2022《直流標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試系統(tǒng) AWaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)是指在晶圓生產(chǎn)和加工過程中的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。其主要通過測(cè)試晶圓材料的電阻并計(jì)算電阻率進(jìn)而測(cè)試計(jì)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(biāo)準(zhǔn)電阻On-WaferReferenceResistor片上標(biāo)準(zhǔn)電阻是指加工于晶圓片上的標(biāo)準(zhǔn)電阻塊或者標(biāo)準(zhǔn)電阻區(qū)域，其具有較好的穩(wěn)定性和已經(jīng)標(biāo)定的電阻率特性，并用于校準(zhǔn)晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)的電阻率測(cè)試單元以及基于電阻率測(cè)試單元測(cè)試結(jié)果的其他測(cè)量單元。概述晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)主要通過測(cè)試晶圓表面電阻并計(jì)算電阻率進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)電阻通過將已經(jīng)溯源的標(biāo)準(zhǔn)電阻值復(fù)現(xiàn)在晶圓片上，晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試晶圓上的標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)而實(shí)現(xiàn)量值的溯源，達(dá)到對(duì)晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)的目的。片上標(biāo)準(zhǔn)電阻復(fù)現(xiàn)常用的標(biāo)準(zhǔn)電阻值在晶圓片上，晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)通過其探針直接測(cè)量晶圓片上的標(biāo)準(zhǔn)電阻值，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)。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(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范探針標(biāo)準(zhǔn)電阻塊圖1標(biāo)準(zhǔn)電阻校準(zhǔn)晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)原理圖計(jì)量特性晶圓自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)電阻測(cè)量單元電阻值測(cè)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(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量值，Ω；RS——片上標(biāo)準(zhǔn)電阻對(duì)應(yīng)量的標(biāo)準(zhǔn)值，Ω。校準(zhǔn)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(duì)濕度：45％～80％；c) 供電電源：交流電壓(220±22)V，頻率(50±1)Hz。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器為片上標(biāo)準(zhǔn)電阻，滿足校準(zhǔn)使用要求。片上標(biāo)準(zhǔn)電阻的定值點(diǎn)為離散值，計(jì)量特性見表1。JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024表1 片上標(biāo)準(zhǔn)電阻計(jì)量特性參數(shù)名標(biāo)稱值準(zhǔn)確度等級(jí)R10.0Ω1級(jí)100Ω1級(jí)1000Ω1級(jí)校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目見表2。表2 校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)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(cè)量7.2.3校準(zhǔn)方法外觀及附件對(duì)晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)的外觀進(jìn)行檢查。被校準(zhǔn)的測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)配有使用說明書和相應(yīng)的編程手冊(cè)；應(yīng)具有產(chǎn)品合格證書以及全部必備附件。測(cè)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(biāo)志清晰明確，外露件不應(yīng)有松動(dòng)和機(jī)械損傷。其銘牌或外殼上應(yīng)標(biāo)明其名稱、生產(chǎn)廠家、型號(hào)、編號(hào)和出廠日期。工作正常性按照說明書要求進(jìn)行預(yù)熱，連接晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)自帶的自校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件，執(zhí)行測(cè)試系統(tǒng)自帶的自校準(zhǔn)程序。自校準(zhǔn)結(jié)果記錄格式參見附錄B.2，自校準(zhǔn)結(jié)論應(yīng)合格。7.2.3電阻測(cè)量電阻測(cè)量示意圖如圖2所示。片上標(biāo)準(zhǔn)電阻晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)圖2晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)電阻校準(zhǔn)連接示意圖晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)將含有標(biāo)準(zhǔn)電阻塊的片上標(biāo)準(zhǔn)電阻視為普通的待測(cè)試晶圓BB.1。電阻阻值的示值誤差ΔR用公式(1)表示。重復(fù)以上步驟直到測(cè)量完成片上標(biāo)準(zhǔn)電阻的所有標(biāo)準(zhǔn)電阻塊。校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映，校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：3JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—202444標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”；實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同。證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號(hào)，每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí)；客戶的名稱和地址；被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；進(jìn)行校準(zhǔn)的日期；對(duì)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；本次校準(zhǔn)所用測(cè)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(cè)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(shí)，應(yīng)對(duì)校準(zhǔn)過程中被校對(duì)象的設(shè)置和操作進(jìn)行說明；對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名或等效標(biāo)識(shí)；校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。復(fù)校時(shí)間間隔復(fù)校時(shí)間間隔為1年。送校單位也可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。JJF（鄂）110—2024JJF（鄂）110—2024A引言

測(cè)量不確定度評(píng)定示例（片上標(biāo)準(zhǔn)電阻法對(duì)10Ω（片上標(biāo)準(zhǔn)電阻法準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)量不確定度評(píng)定的程序。由于校準(zhǔn)方法和所用設(shè)備相同或近似，其他項(xiàng)目校準(zhǔn)測(cè)量不確定度評(píng)定程序類同。10Ω點(diǎn)校準(zhǔn)的測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量模型電阻測(cè)量校準(zhǔn)采用直接測(cè)量的方法，將晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)直接連接到片上標(biāo)準(zhǔn)電阻的10Ω電阻單元，測(cè)量得到的即為晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量示值，見公式(A.1)：Y=R(A.1)式中：R——晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量值，Ω；不確定度來源測(cè)量不確定度來源如表3所示：表3不確定度分量表序號(hào)不確定度來源不確定度分量1片上標(biāo)準(zhǔn)電阻的不確定度uB12探針接觸引入的不準(zhǔn)確uB23晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量電阻阻值的重復(fù)性u(píng)A測(cè)量不確定度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)電阻的不準(zhǔn)確引入的不確定度uB1由晶圓標(biāo)準(zhǔn)電阻的技術(shù)資料得知，其不確定度為0.1Ω。按B類評(píng)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(biāo)準(zhǔn)電阻測(cè)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(píng)定，視為均勻分布，k ，u 0.0033532 B2晶圓材料電阻特性測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量電阻阻值的重復(fù)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(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)記錄次數(shù)12345測(cè)量值（Ω）9.959.969.959.959.96次數(shù)678910測(cè)量值（Ω）9.959.969.969.959.95(xx)210i1in1(xx)210i1in1校準(zhǔn)結(jié)果由10次重復(fù)測(cè)量的平均值得到，則由測(cè)量電阻的重復(fù)性引入的不確定度分量10Au sxsx0.00210A合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uui1Bi A2u2uc

0.059。擴(kuò)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(zhǔn)記錄格式外觀和附件：正?！酰徊徽！?；工作正常性系統(tǒng)自校準(zhǔn)：正?！?；不正?！酰浑娮铚y(cè)量參數(shù)

表B.1電阻測(cè)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄表送校單位：送校單位地址：校準(zhǔn)依據(jù)：儀器名稱：型號(hào)規(guī)格：出廠編號(hào)：制造商：校準(zhǔn)人：校準(zhǔn)日期：校準(zhǔn)地點(diǎn)：環(huán)境溫度： ℃相對(duì)濕度： %校準(zhǔn)所使用主要