Государственная поверочная схема для средств измерений комплексного показателя преломления и толщины оптических покрытий

(утв. Приказом Росстандарта от 09.09.2024 № 2154)

Утверждена Приказом Федерального

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА

1 Область применения

Настоящий документ распространяется на государственную поверочную схему для средств измерений комплексного показателя преломления ( \overline{n} = n - ik , где i — комплексная единица) и толщины оптических покрытий d, устанавливает порядок передачи единицы комплексного показателя преломления \overline{n} и единицы длины в области измерений толщины оптических покрытий d от государственного первичного специального эталона ГЭТ 203-2024 при помощи рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов передачи единиц.

Графическая часть Государственной поверочной схемы для средств измерений комплексного показателя преломления и толщины оптических покрытий представлена в приложении А.

n — показатель преломления (действительная часть комплексного показателя преломления n по ГОСТ Р 70973-2023);

k — главный показатель поглощения (мнимая часть комплексного показателя преломления n по ГОСТ Р 70973-2023).

2 Государственный первичный специальный эталон

2.1 Государственный первичный специальный эталон единицы комплексного показателя преломления и единицы длины в области измерений толщины оптических покрытий (далее — ГПСЭ) предназначен для воспроизведения, хранения и передачи единицы комплексного показателя преломления и единицы длины в области измерений толщины оптических покрытий при помощи рабочих эталонов средствам измерений.

2.2 ГПСЭ состоит из комплекса следующих технических средств и вспомогательных устройств:

цифрового спектрального эллипсометра;

цифрового спектрального многоуглового эллипсометра;

мер комплексного показателя преломления и толщины оптических покрытий в виде подложек плоской или цилиндрической формы из различных материалов с однослойными или двухслойными покрытиями разной номинальной толщины из разных материалов, а также массивные заготовки из различных материалов — как материальных носителей единицы комплексного показателя преломления и единицы длины в области измерений толщины оптических покрытий.

2.3 ГПСЭ обеспечивает воспроизведение единицы комплексного показателя преломления и единицы длины в области измерений толщины оптических покрытий d с метрологическими характеристиками, указанными Таблицах 1, 2.

Таблица 1

Метрологические характеристики ГПСЭ при воспроизведении

Метрологические характеристики	Значение
	Для показателя преломления n	Для главного показателя поглощения k
Диапазон значений	от 0,5 до 5,0 включ.	от 0,01 до 8,00 включ.
Среднее квадратическое отклонение среднего арифметического результатов измерений при 10 независимых измерениях Sn, Sk, не более	0,0010	0,0020
Неисключенная систематическая погрешность \theta_{n} , \theta_{k} , не более	0,0007	0,0004
Стандартная неопределенность, оцененная по типу A	0,0010	0,0020
Стандартная неопределенность, оцененная по типу B	0,0004	0,0002
Суммарная стандартная неопределенность	0,0010	0,0020
Расширенная неопределенность воспроизведения единицы комплексного показателя преломления Un, Uk (P = 0,95)	0,0020	0,0040

Метрологические характеристики	Значение для диапазона значений d, нм
	от 1 до 1000 включ.	от 1000 до 50000 включ.
Среднее квадратическое отклонение среднего арифметического результатов измерений при 10 независимых измерениях Sd, не более	0,100 нм	0,240%
Неисключенная систематическая погрешность \theta_{d} , не более	0,007 нм	0,009%
Стандартная неопределенность, оцененная по типу A	0,100 нм	0,240%
Стандартная неопределенность, оцененная по типу B	0,004 нм	0,005%
Суммарная стандартная неопределенность	0,100 нм	0,240%
Расширенная неопределенность воспроизведения единицы длины при измерении толщины оптических покрытий Ud (P = 0,95)	0,200 нм	0,480%

2.4 Для обеспечения воспроизведения единицы комплексного показателя преломления и единицы длины в области измерений толщины оптических покрытий с указанной точностью следует соблюдать правила содержания и применения ГПСЭ, утвержденные в установленном порядке.

2.5 ГПСЭ применяют для передачи единицы комплексного показателя преломления и единицы длины в области измерений толщины оптических покрытий рабочим эталонам методом косвенных измерений.

3 Рабочие эталоны

3.1 В качестве рабочих эталонов применяют меры комплексного показателя преломления и толщины оптических покрытий в виде подложек плоской или цилиндрической формы из различных материалов с однослойными или двухслойными покрытиями разной номинальной толщины из разных материалов, а также массивные заготовки из различных материалов в диапазонах:

для показателя преломления n от 0,5 до 5,0;

для главного показателя поглощения k от 0,01 до 8,00;

для толщины оптических покрытий d от 1 до 50000 нм.

3.2 Доверительные границы абсолютной погрешности рабочих эталонов \delta при доверительной вероятности 0,95 составляют для показателя преломления \delta_{n} = 0,003 , а для главного показателя поглощения \delta_{k} = 0,005 .

3.3 Доверительные границы абсолютной погрешности рабочих эталонов \delta при доверительной вероятности 0,95 для толщины оптических покрытий \delta_{d} составляют 0,5 нм для диапазона значений d от 1 до 1000 нм.

Доверительные границы относительной погрешности рабочих эталонов \delta при доверительной вероятности 0,95 для толщины оптических покрытий \delta_{d} составляют 0,7% для диапазона значений d от 1000 до 50000 нм.

3.4 Рабочие эталоны применяют для поверки средств измерений методом прямых измерений.

4 Средства измерений

4.1 В качестве средств измерений применяют эллипсометры, в том числе лазерные, спектральные, многоугловые и спектральные рефлектометры в диапазонах:

для показателя преломления n от 0,5 до 5,0;

для главного показателя поглощения k от 0,01 до 8,00;

для толщины оптических покрытий d от 1 до 50000 нм.

4.2 Пределы допускаемых абсолютных погрешностей средств измерений для показателя преломления \Delta_{n} составляют от 0,004 до 0,005, а для главного показателя поглощения \Delta_{k} от 0,01 до 0,03.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей средств измерений толщины оптических покрытий \Delta_{d} составляют от 0,8 до 10 нм для диапазона значений d от 1 до 1000 нм.

ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

---