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JJF(沪) 58-2018 微纳米线间隔标准样板校准规范.pdf简介：

"JJF(沪) 58-2018 微纳米线间隔标准样板校准规范.pdf" 是一个文件名称，通常指的是由上海市质量技术监督局发布的关于微纳米线间隔标准样板校准的具体技术规范。这个规范可能是用来指导和确保微纳米线间距的测量、校准和检测工作按照统一、准确的标准进行的。它可能包含了测量方法、操作程序、精度要求、校准周期等内容，是微纳米技术领域的一项重要技术文件，用于提升测量设备的准确性和标准化程度。如果你需要更详细的信息，可能需要查阅该规范的全文。

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微纳米线间隔标准样板校准规范

本规范适用于线间隔不大于100μm的线间隔标准样板，如：单一间距、规则形 状阵列的一维和二维微纳米光栅、特殊排列的间距结构。

具有微纳米级准确度和均匀性、刻线间距不大于100um的周期性刻线，可以是 维形式，也可以是正交的二维形式。以相邻几何结构中心间距表征刻线间隔。 3.2扫描探针显微镜（scanningprobemicroscope，SPM） 基于探针对被测样品进行表面形貌扫描成像的显微镜的统称。其利用探针与样 品的不同相互作用来探测待测样品表面或界面在纳米尺度上表现出的物理特性和 化学特性，包括原子力显微镜（atomicforcemicroscope，AFM）、扫描隧道显微 镜（scanningtunnelingmicroscope，STM）等。 3.3计量型扫描探针显微镜（metrologicalscanningprobemicroscope，MSPM） 具有激光干涉测量系统，测量量值能够直接溯源至激光波长的扫描探针显微镜 比如，沿X、Y、Z坐标轴分别装备校准位置误差的激光干涉测量系统的扫描探针 显微镜。

具有微纳米级准确度和均匀性、刻线间距不大于100μm的周期性刻线，可以是 维形式，也可以是正交的二维形式。以相邻几何结构中心间距表征刻线间隔。 3.2扫描探针显微镜（scanningprobemicroscope《组合锤法地基处理技术规程 JGJ/T290-2012》，SPM） 基于探针对被测样品进行表面形貌扫描成像的显微镜的统称。其利用探针与样 品的不同相互作用来探测待测样品表面或界面在纳米尺度上表现出的物理特性和 化学特性，包括原子力显微镜（atomicforcemicroscope，AFM）、扫描隧道显微 镜（scanningtunnelingmicroscope，STM）等。 3.3计量型扫描探针显微镜（metrologicalscanningprobemicroscope，MSPM） 具有激光干涉测量系统，测量量值能够直接溯源至激光波长的扫描探针显微镜 比如，沿X、Y、Z坐标轴分别装备校准位置误差的激光干涉测量系统的扫描探针 显微镜。

3.4重心间距（gravitycenterdistand

在线间隔扫描线上，中线以上部分的几何重心之间的距离，如图1所示。

5.2二维线间隔的正交性

对于二维微纳米线间隔标准样板，以二维线间隔X、Y方向的夹角作为其正交 性。

在样板有效测量区域内均匀选取多条测量线，以其一维或二维节距的多次测量 结果的实验标准差给出。

校准过程中环境条件如表2。

校准室内应无影响测量的振动源。

6.2测量标准及其他设备

内米线间隔标准样板的校准项目及相应标准

纳米线间隔标准样板的校准项目及相应标准器

使用计量型扫描探针显微镜扫描被测样板，扫描前应确定与栅格结构正交的扫 描方向（方法参见附录D），沿正交扫描方向扫描样板特征区域。选3个测量区域， 在每个测量区域内进行扫描，扫描曲线数应不少于3条，每条扫描曲线应包含6个 以上线间隔；通过重心法，对每条曲线分别进行线间隔计算：选取每个刻线高度在 中线以上的所有测量点坐标值，按式（1）得到该节测量方向上的重心坐标值。

2Z;Xi = 22

分别计算首尾刻线重心坐标值，按式（2）将首尾刻线重心间距除以线间隔个 数得到线间隔的单次测量结果，并记录相关测量区域信息

式中： P一一线间隔单次测量值，单位：nm； li一一所选取的第1刻线的重心值，单位：nm： ln一一所选取的第n刻线的重心值，单位：nm； n一一选取的刻线个数 按上述方法连续重复测量10次，按式（3）计算10次测量值的平均值作为平 均线间隔的测量结果。

l1一一所选取的第1刻线的重心值，单位：nm； ln一一所选取的第n刻线的重心值，单位：nm； 一一选取的刻线个数， 按上述方法连续重复测量10次，按式（3）计算 匀线间隔的测量结果。

P一一平均线间隔测量值，单位：nm； Pi一一线间隔单次测量值，单位：nm;

进行二维线间隔正交性测量时，在有效测量区域采用面扫描或十字垂线的扫描 方式进行平均线间隔的计算，具体方法参见7.1。如图2，分别记录X测量方向和 Y测量方向各测量点的（X、Y）坐标值，并通过式（4）和式（5）计算X、Y测量 方向的斜率。

式中： kx,ky——X、Y测量方向的斜率； Xixi——测量点X坐标;

E 一节距均匀性，nm； Pk——一条测量线上线间隔单次测量值，nm； t一一所选测量线数；

校准后的线间隔标准样板应出具校准证书，校准证书的内页格式和信息参见附 录A、附录B。

校准时间间隔，根据标准 行确定，建议为1年。

校准证书应至少包括以下内容： a）标题：“校准证书”； b）实验室名称和地址： C）进行校准的地点： d）证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页的标识： e）客户的名称和地址； f）被校对象的描述和明确标识； g）进行校准日期，如果与校准结果的有效性应用有关时，应说明被校对象的 接收日期： h）如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明： i）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号： j）本次校准所用计量标准的溯源性及有效性说明： k）校准环境的描述； 1）校准结果及测量不确定度的说明； m）对校准规范的偏离的说明： n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识； o）校准结果仅对被校对象有效的声明： P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

微纳米线间隔标准样板校准结果的测量不确定度评定

C.1.1测量方法：在计量型原子力显微镜上进行扫描测量。 C.1.2环境条件：实验室温度（20土3）℃，室温的变化≤0.5℃/h，湿度≤65%RH。 C.1.3测量装置：计量型原子力显微镜（下简称原子力显微镜）。 C.1.4被测样品：选用测量值为3000nm的一维线间隔标准样板一块、10000nm的二 维线间隔标准样板一块作为被测样品进行测量。

线间隔样板的平均线间隔是通过测量和计算后直接得到：

式中： P一线间隔的测量结果，nm； X一一测量后得到的线间隔计算数值，nm。 综合分析对测量结果会产生影响的每个误差来源，列出了如下的分量： 1）多次测量及样板不均匀引入的测量重复性的不确定度分量us。 2）所用激光干涉仪波长误差引入的不确定度分量。 3）激光干涉仪轴向运动误差引入的不确定度分量ucos 4）激光干涉仪非线性引入的不确定度分量unl 5）X、Y、Z轴正交误差引入的不确定度分量uα。 6）样板安放与测量扫描方向在横向产生的倾斜角度引入的不确定度分量ug： 7）测量时温度变化对测量过程的影响引入的不确定度分量u

C.3各输入量的标准不确定度的评定

C.3.1测量重复性的不确定度分量u

在测量中对栅格连续重复n次测量，计算测量结果的实验标准差，采用A类方 法进行评定。 单次测量的实验标准差为

采用平均值的实验标准差作为输入量的标

表C.1测量重复性数据表

C.3.2所用激光干涉仪波长误差引入的不确定度分量u

.3.2所用微元十涉仅波长误差引大的不确定度分量u入 所用激光在考虑空气折射率、干涉仪光学系统布局、阿贝误差、死程误差后： 其平均波长值的最大相对变化量为4×10，平均线间隔测量中测量范围为微纳米级 因此激光波长误差引入的不确定度分量可以忽略不计。 C.3.3X、Y轴激光干涉仪轴向运动误差引入的不确定度分量ucos X、Y轴激光干涉仪轴向运动角度偏差最大不超过0.005°。按均匀分布处理， 包含因子k=V3，估算相对不确定度为20%，采用B类方法进行评定。

C.3.4干涉仪非线性引入的不确定度分量unl 干涉仪测量微小位移时的非线性误差对测量结果的影响是十分明显的，根据干 涉仪非线性误差的特点通过修正可以将非线性误差控制在一定的范围内，干涉仪修 正后的残余非线性误差在土0.5nm范围内，按均匀分布估计，其标准不确定度为：

GB 50071-2002 小型水力发电站设计规范C.3.4于涉仪非线性引入的不确定度分

un1 =%= 0.29 nm

C.3.5X、Y、Z轴正交误差引入的不确定度分量uα 对于X轴，X、Y轴以及X、Z轴的正交角度偏差控制在土0.0005°，按均久 分布处理，包含因子k=V3，采用B类方法进行评定，该项不确定度分量：

C.3.6样板安放与测量扫描方向在横向产生的倾斜角度引入的不确定度分量ue 在通过实验确定正交扫描角度后，样板安放与测量扫描方向在横向产生的倾斜 角度一般可控制在0.75°内。经计算得到测量3um和10um倾斜误差产生的横向测 量影响量分别为：0.3nm和1.0nm，按均匀分布处理，包含因子k=V3，采用B类 方法进行评定。 对于 P=3000nm

ue =%= 0.17 nm

对于P=10000nm

C.3.7测量过程中温度变化对样板的影响引入的标准不确定度分量u的评定 在样板的测量过程中，实验室的室温变化控制在士0.5℃，而仪器保温箱内的温 度变化在稳定后不会超过0.2℃。所用样板的制造材料DL／T 5511-2016标准下载，硅的热膨胀系数：6×10K 温度变化导致材料热膨胀系数对测量的不确定度影响可以忽略不计

C.4合成标准不确定度的评定

C.4.1合成标准不确定度u.的计算