GB/T 36053-2018X射线反射法测量薄膜的厚度、密度和界面宽度仪器要求、准直和定位、数据采集、数据分析和报告

ICS7104040

G04..

中华人民共和国国家标准

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

X射线反射法测量薄膜的厚度

、

密度和界面宽度仪器要求准直和定位

、、

数据采集数据分析和报告

、

EvaluationofthicknessdensitandinterfacewidthofthinfilmsbX-ra

,yyy

reflectometr—Instrumentalreuirementsalinmentandositionin

yq,gpg,

datacollectiondataanalsisandreortin

,ypg

(ISO16413:2013,IDT)

2018-03-15发布2019-02-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范围

1………………………1

术语定义符号和缩略语

2、、………………1

术语和定义

2.1…………………………1

符号和缩略语

2.2………………………3

仪器要求准直和定位指南

3、………………4

扫描方法的仪器要求

3.1………………4

仪器准直

3.2……………7

样品准直

3.3……………8

数据采集和存储

4…………………………9

概述

4.1…………………9

数据扫描参数

4.2………………………9

动态范围

4.3……………10

步长峰定义

4.4()………………………10

采集时间累计计数

4.5()………………10

分段数据采集

4.6………………………10

降低噪声

4.7……………10

探测器

4.8………………11

环境

4.9…………………11

数据存储

4.10…………………………11

数据分析

5…………………11

初步数据处理

5.1………………………11

样品建模

5.2……………12

数据模拟

5.3XRR……………………13

一般举例

5.4……………14

数据拟合

5.5……………17

分析报告中的必要信息

6XRR…………18

概述

6.1…………………18

实验细节

6.2……………18

分析模拟和拟合程序

6.3()……………18

报告曲线的方法

6.4XRR……………19

附录资料性附录氮氧化硅晶圆测量报告示例

A()……………………22

参考文献

……………………26

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

前言

本标准按照给出的规则起草

GB/T1.1—2009。

本标准使用翻译法等同采用射线反射法测量薄膜的厚度密度和界面宽度

ISO16413:2013《X、

仪器要求准直和定位数据采集数据分析和报告

、、、》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

。。

本标准由全国微束分析标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC38)。

本标准起草单位中国计量科学研究院

:。

本标准主要起草人王海王梅玲张艾蕊宋小平

:、、、。

Ⅰ

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

引言

在薄膜设备和射线波长合适的情况下射线反射法可广泛用于测量平面衬底上厚度

、X,X(XRR)

介于约至之间的单层和多层薄膜的厚度密度和界面宽度界面宽度是通用术语通常是

1nm1μm、。,

指界面或表面粗糙度和或贯穿界面的密度梯度在射线辐照范围内要求样品横向均匀通常表

/。X,。,

面化学分析方法提供的物质的量的信息需经转换来估计厚度与之相比能够提供直接溯源至长

。,XRR

度单位的厚度是一种强有力的薄膜厚度测量方法并且能够溯源至单位

。XRR,SI。

第章描述了适合于采集高质量镜面射线反射率数据的设备的主要要求以及为实现有用准

3X,、

确测量所需要的样品准直和定位要求

。

第章描述了数据采集的主要内容其目的是为了获得高质量的镜面射线反射率数据且其适用

4,X

于数据处理与建模传统的数据采集是在直接操作数据输入情况下进行单次测量然而新近的数据

。。,

采集通常是通过指令仪器来进行多次测量除了操作模式之外若有控制仪器的软件程序也能通过自

。,,

动化测试脚本来采集数据

。

第章描述了为获得有物理意义的样品重要信息而分析镜面数据的基本原则虽然镜面

5XRR。

拟合过程复杂但可在保证质量的前提下进行一定程度且用户明了的简化有很多专利的或非专

XRR,。

利的数据模拟和拟合软件包关于它们的理论和算法描述不属于本标准的范围在适当的地方

XRR,。

会为感兴趣的读者提供一些参考文献

。

第章列出了报告实验所要求的信息并对能够呈现数据和结果的可能方法进行了简

6XRR,XRR

要总结当可用方法不止一个时提出首选方法

。,。

本标准不是教科书它是关于开展测量和分析的标准关于技术方面的解释说明可查阅合

,XRR。,

适的参考文献例如和合著的

[:D.KeithBowenBrianK.Tanner“X-RayMetrologyinSemiconductor

半导体制造中的射线计量所著的

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

软物质薄膜的射线反射

“X-rayReflectivityfromSoftMatterThinFilms(X)”,SpringerTractsin

和合著的

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

从薄膜到横向纳米结构的高分辨射线散

ScatteringfromThinFilmstoLateralNanostructures(X

射和合著的

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

射线和中子反射原理和应用

Applications(X:)”,Springer(2009)]。

本标准未考虑与射线设备使用相关的安全方面问题在测量过程中遵守法律规定的相关安全

X。,

程序是使用者的责任

。

Ⅱ

GB/T36053—2018/ISO164132013

:

X射线反射法测量薄膜的厚度

、

密度和界面宽度仪器要求准直和定位

、、

数据采集数据分析和报告

、

1范围

本标准规定了通过射线反射技术来测量平面衬底上厚度介于约之间的单

X(XRR)1nm~1μm

层和多层薄膜的厚度密度和界面宽度的方法

、。

本方法使用单色化的平行光进行角度或散射矢量扫描类似的考虑事项适用于使用分布式探测器

。

进行平行数据采集的会聚光束或者扫描波长的情形但本标准不描述这些方法对于射线漫反射技

,。X

术而言实验要求是相似的但本标准不包括这部分内容

,,。

测量可在具有不同配置的设备上进行这些设备包含实验室仪器同步辐射光束线上的反射率计

。、

以及工业中的自动系统等

。

应注意的是数据采集时薄膜可能存在的不稳定性将会引起测量结果准确度下降使用单

,,。XRR

波长入射射线束不能提供薄膜的化学信息因此应注