晶圆材料电阻特性测试系统校准规范片上标准电阻法.docx

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1、刃湖北省地方计量技术规范JJF（鄂）XX2022晶圆材料电阻特性测试系统校准规范（片上标准电阻法）CalibrationSpecificationforWaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment（On-WaferReferenceResistorMethod）（报批稿）XXXX-XX-XX 发布XXXX-XX-XX实施湖北省市场监督管理局发布晶圆材料电阻特性测试系统校准F-j:规范（片上标准电阻法）JJJF（鄂）xxiQ）CalibrationSpecificationforWaferMaterialResistanceChara

2、cteristicTestingEquipment（On-WaferReferenceResistorMethod）本技术规范经XXXXXX于20年月日批准，并自20年月日起施行。主要起草单位：中国船舶集团有限公司第七。九研究所本规范主要起草人：周厚平（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）胡勇（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）李轩冕（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）张明虎（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）引言III1?区ll12引用文件13术语11 .1晶圆材料电阻特性测试系统WaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment

3、12 .2片上标准电阻On-WaferReferenceResistor14概述15 计量特性26 彳牛26.1 环境条件26.2 测量标准及其他设备26.3 校项目和校准方法*37.1 校准项目37.2 校准方法3849复校时间间隔4附录A5附录C8JJF（鄂）XX-XXXX本规范的编制依据JJFlo71-2010国家计量校准规范编写规则、JJF100I2011通用计量术语及定义、JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示编制。本规范为首次发布。JJF（鄂）XX-XXXX晶圆材料电阻特性测试系统校准规范（片上标准电阻法）1范围本规范适用于新购进、使用中、修理后的晶圆材料电阻特性测试系

4、统的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG1015-2006通用数字集成电路测试系统检定规程JJG166-2022直流标准电阻器检定规程凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用本规范。3术语3.1 晶圆材料电阻特性测试系统WaferMaterialResistanceCharacteristicTestingEquipment晶圆材料电阻特性测试系统是指在晶圆生产和加工过程中的自动测试系统。其主要通过测试晶圆材料的电阻并计算电阻率进而测试计算晶圆材料的刻蚀厚度和宽度、金相沉积的宽度和厚度等加工特性。3.2 片上标准电阻O

5、n-WaferReferenceResistor片上标准电阻是指加工于晶圆片上的标准电阻块或者标准电阻区域，其具有较好的稳定性和已经标定的电阻率特性，并用于校准晶圆材料电阻特性测试系统的电阻率测试单元以及基于电阻率测试单元测试结果的其他测量单元。4概述晶圆材料电阻特性测试系统主要通过测试晶圆表面电阻并计算电阻率进而推算晶圆加工过程中的工艺参数，比如刻蚀厚度和宽度、金相沉积的宽度和厚度等加工特性。是集成电路加工过程中的最重要的工艺控制手段之一。片上标准电阻通过将已经溯源的标准电阻值复现在晶圆片上，晶圆材料电阻特性测试系统自动测试晶圆上的标准电阻进而实现量值的溯源，达到对晶圆材料电阻特性测试系统校

6、准的目的。片上标准电阻复现常用的标准电阻值在晶圆片上，晶圆材料电阻特性测试系统通过其探针直接测量晶圆片上的标准电阻值，并与标准值进行对比，实现对晶圆材料电阻特性测试系统的校准。其原理图如图1所示。品圆片图1标准电阻校准晶圆材料电阻特性测试系统原理图5计量特性晶圆自动测试系统电阻测量单元电阻值测量范围101000,最大允许误差5%。电阻阻值的示值误差AR用公式(1)表示：AR=RX-RS(1)式中：RX测试系统的测量值，;RS片上标准电阻对应量的标准值，o6校准条件6.1 环境条件环境条件及其要求如下：a)环境温度：20C28；b)相对湿度：45%80%;c)供电电源：交流电压(22022)V,

7、频率(50l)Hz6.2 测量标准及其他设备计量标准器为片上标准电阻，满足校准使用要求。片上标准电阻的定值点为离散值,计量特性见表Io表1片上标准电阻计量特性参数名标称值准确度等级R10.01级1001级10001级7校准项目和校准方法1.1.1 项目校准项目见表2。表2校准项目一览表序号校准项目校准方法条款1外观及附件检查7.2.12工作正常性7.2.23电阻测量7.2.37.2校准方法7.2.1外观及附件对晶圆材料电阻特性测试系统的外观进行检查。被校准的测试系统，应配有使用说明书和相应的编程手册；应具有产品合格证书以及全部必备附件。测试系统的外形结构应完好。开关、控制旋钮、按键等操作灵活可

8、靠，标志清晰明确，外露件不应有松动和机械损伤。其铭牌或外壳上应标明其名称、生产厂家、型号、编号和出厂日期。1.1.2 工作正常性按照说明书要求进行预热，连接晶圆材料电阻特性测试系统自带的自校准标准件，执行测试系统自带的自校准程序。自校准结果记录格式参见附录B.2,自校准结论应合格。1.1.3 电阻测量电阻测量示意图如图2所示。片上标准电阻()晶圆材料电阻特性测试系统图2晶圆材料电阻特性测试系统电阻校准连接性意图晶圆材料电阻特性测试系统将含有标准电阻块的片上标准电阻视为普通的待测试晶圆部位，经探针连接到待测试标准电阻块上，设置晶圆材料电阻特性测试系统软件为电阻测量模式，开启测试，并将测试结果保持

9、到计算机指定目录或者手动填写到附录B表B.lo电阻阻值的示值误差AR用公式(1)表示。重复以上步骤直到测量完成片上标准电阻的所有标准电阻块。38校准结果表达校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：a）标题,如“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期；h）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j）校准环境的描述；k）校准结果及其测量不确定度的说明；1）如果与校

10、准结果的有效性和应用有关时，应对校准过程中被校对象的设置和操作进行说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书和校准报告签发人的签名或等效标识；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，不得部分复制证书或报告的声明。9复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。附录A测量不确定度评定示例A.1引言晶圆材料电阻特性测试系统（片上标准电阻法）的校准项目为电阻测量校准，本附录以对IOC校准测量不确定度评定为例，说明晶圆材料电阻特性测试系统（片上标准电阻法）校准项目的测量不确定度评定的程序。由于校准方法和所用设备相同或近似，其他项目校准测量

11、不确定度评定程序类同。A.2IOC点校准的测量不确定度评定A.2.1测量模型电阻测量校准采用直接测量的方法，将晶圆材料电阻特性测试系统直接连接到片上标准电阻的IOQ电阻单元，测量得到的即为晶圆材料电阻特性测试系统的测量示值，见公式（A.1）：J=（A.1）式中：R晶圆材料电阻特性测试系统的测量值，;A.2.2不确定度来源测量不确定度来源如表3所示：表3不确定度分量表序号不确定度来源不确定度分量1片上标准电阻的不确定度wBl2探针接触引入的不准确WB23晶圆材料电阻特性测试系统测量电阻阻值的重复性mAA.2.3测量不确定度评定A.2.3.1标准电阻的不准确引入的不确定度由晶圆标准电阻的技术资料得

12、知，其不确定度为0.1C。按B类评定，视为均匀分布，k=3,b=*=O058Q。A.2.3.2探针接触引入的不确定度B?由标准电阻测量电路结构得知，主要误差来自于探针连接的误差，最大为0.005o按B类评定，视为均匀分布,k1 = 5/3 ,=0.003。A.2.3.3晶圆材料电阻特性测试系统测量电阻阻值的重复性引入的不确定度A在相同条件下，测量晶圆材料电阻特性测试系统测量同一电阻块10次，测试点10o测量结果数据如表A.1所示:表AJ电阻测量重复性数据记录次数12345测量值()9.959.969.959.959.96次数678910测量值()9.959.969.969.959.95实验标准

13、偏差S11(X)=lU-)2H-=0三校准结果由10次重复测量的平均值得到，则由测量电阻的重复性引入的不确定度分量UA=s=i=0.002A.2.4合成标准不确定度由于各分量互不相关，因此合成标准不确定度:w=i2+wa2=0059QA.2.5扩展不确定度取包含因子k=2,U=kuc=02附录B校准记录格式8.1 外观和附件外观和附件：正常;不正常;8.2 工作正常性系统自校准：正常;不正常;8.3 电阻测量参数表B.1电阻测量校准数据记录表送校单位送校单位地址：校准依据仪器名称型号规格：出厂编号制造商：校准人：校准日期：校准地点：环境温度：相对湿度：%校准所使用主要计量器具：名称型号规格出厂编号溯源单位证书编号有效期标准值Rx示值检误差AR测量不确定度(42)附录C校准证书内页参考格式校准结果证书编号：XXXXXXXXXX电阻测量标准值RX示值RS误差/?测量不确定度伏=2)JJF（鄂）XX-XXXX