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仪器分析

薄膜厚度、密度与粗糙度

Thin-film Thickness, Density & Roughness

由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度,其中由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度。光斑足迹、样品高度、零角和基底模型统一校正,拟合区域选择表面完整且无划伤的位置。

检测内容
临界角与密度 · Kiessig条纹
适用对象
临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,结果用于由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度 · Kiessig条纹:利用反射振荡周期计算单层或总膜厚,并检查条纹相位与厚度均匀性,测量位置按以下方式布置:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置
方法标准
GB/T 36053-2018 · ISO 16413:2020
报告交付
薄膜厚度、密度与粗糙度技术报告及主要结论 · 交付XRR原始与拟合曲线、膜厚、密度、表面粗糙度、界面粗糙度和残差
确认检测需求登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
检查检测过程记录检测条件并审核原始数据
出具报告交付结果、附件和技术说明
01

检测范围

检测范围检测内容与适用对象

由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度,其中由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度。光斑足迹、样品高度、零角和基底模型统一校正,拟合区域选择表面完整且无划伤的位置。

01项目内容

临界角与密度

由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,采集区域:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置。

02适用情况

对象与条件

临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,结果用于由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度 Kiessig条纹:利用反射振荡周期计算单层或总膜厚,并检查条纹相位与厚度均匀性,测量位置按以下方式布置:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置 检测对象:表面平整并保留完整基底的单层膜、氧化膜、介质膜和镀层见证片 测量位置:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置 数据判读:由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度

03结果解释

需要注意的限制

薄膜厚度、密度与粗糙度结果报告对应实际样品、测点、量程和测量条件;整批评价按照约定取样方案、对照设置和判定依据执行 薄膜厚度、密度与粗糙度结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。 薄膜厚度、密度与粗糙度结果对应实际收到的样品、采用的X射线反射率 XRR条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性 仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

技术说明

检测时需要注意什么

实施流程

1. 核对膜层结构并选择平整无污染的反射测区;2. 校准样品高度、零角、光斑尺寸和反射面姿态;3. 采集低角高动态范围XRR曲线及对应背景;4. 建立基底与膜层模型并联合拟合厚度、密度和粗糙度;5. 输出原始曲线、拟合曲线、残差和多位置参数表

足迹效应

低角入射时光斑可能超出样品表面,依据光束尺寸与样品长度修正照射面积,样品资料:记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标。

参数相关性

厚度、密度和粗糙度之间存在拟合相关,采用独立工艺信息与合理层序限制参数漂移,测量位置:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置。

表面状态

颗粒、翘曲和局部划伤会降低镜面反射强度,装样前记录测区外观并避开污染点,对照数据:对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线。

不确定度表达

报告给出拟合区间、优化准则、参数置信区间和模型替代方案的残差变化,结果解释:光斑足迹、样品高度、零角和基底模型统一校正,拟合区域选择表面完整且无划伤的位置。

02

适用产品与样品

薄膜厚度、密度与粗糙度适用于以下产品、样品及技术问题。

适用产品和常见问题

  • 临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,结果用于由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度
  • Kiessig条纹:利用反射振荡周期计算单层或总膜厚,并检查条纹相位与厚度均匀性,测量位置按以下方式布置:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置
  • 检测对象:表面平整并保留完整基底的单层膜、氧化膜、介质膜和镀层见证片
  • 测量位置:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置
  • 数据判读:由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度
03

送样前需要准备什么

送样信息包括材质、形态、批次、保存条件、目标参数及制样要求。

  1. 01

    样品形式:表面平整并保留完整基底的单层膜、氧化膜、介质膜和镀层见证片

  2. 02

    制样与装夹:清洁膜面并避开颗粒划伤,记录层序、基底和可完整容纳光斑的区域

  3. 03

    随样资料:记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标

  4. 04

    对照样品:对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线

  5. 05

    位置记录:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置

准备资料样品和资料要求

样品形式:表面平整并保留完整基底的单层膜、氧化膜、介质膜和镀层见证片 制样与装夹:清洁膜面并避开颗粒划伤,记录层序、基底和可完整容纳光斑的区域 随样资料:记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标 对照样品:对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线 位置记录:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置

项目结果本页列出的结果内容

薄膜厚度、密度与粗糙度技术报告及主要结论 交付XRR原始与拟合曲线、膜厚、密度、表面粗糙度、界面粗糙度和残差 原始资料:临界角与密度数据;记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标 位置资料:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置 对照资料:对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线

04

检测项目

01

临界角与密度

由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,采集区域:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置。

02

Kiessig条纹

利用反射振荡周期计算单层或总膜厚,并检查条纹相位与厚度均匀性,对照组合:对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线。

03

界面粗糙度

根据高角反射衰减和界面模型拟合表面及埋藏界面的均方根粗糙度,样品资料:记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标。

04

分层模型拟合

建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,数据判读:光斑足迹、样品高度、零角和基底模型统一校正,拟合区域选择表面完整且无划伤的位置。

05

测区一致性

在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录,应用方向:由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度。

05

检测方法和流程

受理前需要确认什么受理前需确认对象、样品状态、方法适用性和实施条件;具体检测范围、进度与报告要求以双方确认的方案为准。
06

检测标准和方法

以下是本页引用的标准与方法资料。具体项目是否适用、采用哪个版本及如何判定,需结合对象、条件和委托要求确认。

2 项标准共列出 2 项标准与方法。

共 2 项

GB/T 36053-2018中国标准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GB/T 36053-2018用于薄膜厚度、密度与粗糙度的薄膜厚度、密度、界面宽度测量及XRR数据分析和报告。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 · 现行/Published · 查看发布机构来源
ISO 16413:2020国际标准Evaluation of thickness, density and interface width of thin films by X-ray reflectometry — Instrumental requirements, alignment and positioning, data collection, data analysis and reportingISO 16413:2020用于薄膜厚度、密度与粗糙度的薄膜厚度、密度、界面宽度测量及XRR数据分析和报告。International Organization for Standardization · 现行/Published · 查看发布机构来源
07

报告和检测数据

薄膜厚度、密度与粗糙度技术报告及主要结论
交付XRR原始与拟合曲线、膜厚、密度、表面粗糙度、界面粗糙度和残差
原始资料:临界角与密度数据;记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标
位置资料:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置
对照资料:对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线
常见报告用途
由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度薄膜厚度、密度与粗糙度数据积累:记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标复测与取样导航:在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置工艺与状态比较:对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线
检测结果说明

薄膜厚度、密度与粗糙度结果报告对应实际样品、测点、量程和测量条件;整批评价按照约定取样方案、对照设置和判定依据执行

薄膜厚度、密度与粗糙度结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。

薄膜厚度、密度与粗糙度结果对应实际收到的样品、采用的X射线反射率 XRR条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性

仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

08

常见问题

01薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度结果图包含什么?

由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度。

02薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度适用哪些送样形式?

表面平整并保留完整基底的单层膜、氧化膜、介质膜和镀层见证片,清洁膜面并避开颗粒划伤,记录层序、基底和可完整容纳光斑的区域。

03薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度制样信息怎样记录?

清洁膜面并避开颗粒划伤,记录层序、基底和可完整容纳光斑的区域,记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标。

04薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度对照基准样怎样设置?

对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线,光斑、角度范围、足迹修正和分层模型保持一致。

05薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度重点位置如何选择?

在膜片中心和边缘分别扫描,裸基底作为独立样品而非膜片测量位置,清洁膜面并避开颗粒划伤,记录层序、基底和可完整容纳光斑的区域。

06薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度参数怎样形成记录?

光斑足迹、样品高度、零角和基底模型统一校正,拟合区域选择表面完整且无划伤的位置,光斑、角度范围、足迹修正和分层模型保持一致。

07薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度会提供哪些数据文件?

交付XRR原始与拟合曲线、膜厚、密度、表面粗糙度、界面粗糙度和残差,记录基底材料、膜层组成、标称厚度、沉积条件、退火状态和测点坐标。

08薄膜厚度、密度与粗糙度的临界角与密度结果如何用于改进?

由Kiessig条纹、临界角和反射衰减获得膜厚、密度与表界面粗糙度,对照裸基底、同批膜片不同位置及工艺调整前后的反射曲线。

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