Государственная поверочная схема для средств измерений эллипсометрических углов

(утв. Приказом Росстандарта от 22.10.2018 № 2221)

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ УГЛОВ

1. Область применения

Государственная поверочная схема для средств измерений эллипсометрических углов Дельта \Delta и Пси \Psi ( \Delta — разность фаз между двумя ортогональными p- и s-компонентами вектора напряженности электрического поля световой волны, отраженной или прошедшей через исследуемый объект, tg\Psi — отношение амплитуд p- и s-компонент вектора напряженности электрического поля световой волны) и средств измерений пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) в декартовой системе координат (x,y) для оптического излучения в видимой области спектра устанавливает назначение государственного первичного эталона единиц эллипсометрических углов — градуса, комплекс основных средств измерений, входящих в его состав, основные метрологические характеристики эталона и порядок передачи единиц эллипсометрических углов от государственного первичного эталона с помощью рабочих эталонов 1-го разряда средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов передачи единиц.

Графическая часть Государственной поверочной схемы для средств измерений эллипсометрических углов представлена в приложении А.

2. Сокращения и обозначения

В настоящем документе использованы следующие сокращения:

ГПЭ — государственный первичный эталон;

СКО — среднее квадратическое отклонение;

НСП — неисключенная систематическая погрешность.

3. Государственный первичный эталон

3.1 ГПЭ единиц эллипсометрических углов ГЭТ 186-2017 предназначен для воспроизведения, хранения единиц эллипсометрических углов Дельта \Delta и Пси \Psi , пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) и передачи единиц эллипсометрических углов при помощи рабочих эталонов 1-го разряда средствам измерений.

3.2 ГПЭ состоит из комплекса следующих средств измерений:

3.2.1 Эталонной установки для воспроизведения, хранения и передачи единиц эллипсометрических углов, в состав которой входят:

спектральный эллипсометр;

эталонные меры эллипсометрических углов \Delta и \Psi в виде эллипсометрических пластинок — кремниевых пластинок с пленкой из двуокиси кремния различной толщины;

эталонные меры эллипсометрического угла \Delta в виде четверть- и полуволновых фазовых пластинок нулевого порядка для контроля стабильности эталона.

3.2.2 Эталонной установки для воспроизведения, хранения и передачи единиц пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) в декартовой системе координат (x,y), в состав которой входят:

спектральный эллипсометрический комплекс с двухкоординатной системой позиционирования эталонной меры пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) ;

эталонная мера пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) в виде эллипсометрической пластинки в специальном ложементе с координатной привязкой;

интерференционный профилометр для измерения формы поверхности меры пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) в виде эллипсометрической пластинки в специальном ложементе с координатной привязкой.

3.3 Диапазон значений эллипсометрического угла \Delta , воспроизводимых эталоном, составляет от 0° до 360°. Диапазон значений эллипсометрического угла \Psi , воспроизводимых эталоном, составляет от 0° до 90°. Пространственный диапазон области воспроизведения пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) (диаметр поля зрения) 30 мм. Диапазон измерений топограммы высот профиля поверхности от 0,006 мкм до 20,000 мкм.

3.4 ГПЭ обеспечивает воспроизведение:

3.4.1 Единицы эллипсометрического угла \Delta с СКО результатов измерений S(\Delta) не более 0,02° при 50 независимых измерениях. Границы НСП \Theta(\Delta) не более 0,05°. Расширенная неопределенность U_{p}(\Delta) не более 0,08° для коэффициента охвата 2 и доверительной вероятности P = 0,95 при 50 независимых измерениях.

3.4.2 Единицы эллипсометрического угла \Psi с СКО результатов измерений S(\Psi) не более 0,01° при 50 независимых измерениях. Границы НСП \Theta(\Psi) не более 0,03°. Расширенная неопределенность U_{p}(\Psi) не более 0,06° для коэффициента охвата 2 и доверительной вероятности P = 0,95 при 50 независимых измерениях.

3.5 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерений координат (x,y) при воспроизведении единиц пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) составляет 100 мкм.

3.6 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения топограммы высот профиля поверхности 0,006 мкм.

3.7 Для обеспечения воспроизведения единиц эллипсометрических углов с указанной точностью следует соблюдать правила хранения и применения эталона, утвержденные в установленном порядке.

3.8 ГПЭ применяют для передачи единиц эллипсометрических углов рабочим эталонам 1-го разряда методом прямых измерений.

4. Рабочие эталоны 1-го разряда

4.1 В качестве рабочих эталонов 1-го разряда применяют:

меры эллипсометрических углов \Delta и \Psi в виде эллипсометрических пластинок — кремниевых пластинок с пленкой из двуокиси кремния различной толщины — в диапазонах эллипсометрического угла \Delta от 0° до 360° и эллипсометрического угла \Psi от 0° до 90°;

меры пространственного распределения эллипсометрических углов \Delta(x,y) и \Psi(x,y) в виде эллипсометрической пластинки в специальном ложементе с координатной привязкой в диапазонах эллипсометрического угла \Delta от 0° до 360° и эллипсометрического угла \Psi от 0° до 90°;

меры эллипсометрического угла \Delta в виде эллипсометрических фазовых пластинок в диапазоне от 0° до 360°.

4.2 Доверительные абсолютные погрешности рабочих эталонов 1-го разряда \delta при доверительной вероятности 0,95 составляют для эллипсометрического угла \Delta от 0,08° до 0,2° и для эллипсометрического угла \Psi от 0,05° до 0,1°.

4.3 Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единиц средствам измерений в виде отображающих эллипсометров, эллипсометров, полярископов-поляриметров и компенсаторов методом прямых измерений.

5. Средства измерений

В качестве средств измерений применяют:

5.1 Отображающие эллипсометры с диапазонами измерений эллипсометрического угла \Delta от 0° до 360° и эллипсометрического угла \Psi от 0° до 90°.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности \Delta_{\Delta} измерений составляют для эллипсометрического угла \Delta от 0,09° до 0,5°.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности \Delta_{\Psi} для эллипсометрического угла \Psi от 0,06° до 0,3°.

5.2 Эллипсометры с диапазонами измерений эллипсометрического угла \Delta от 0° до 360° и эллипсометрического угла \Psi от 0° до 90°.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности \Delta_{\Delta} измерений составляют для эллипсометрического угла \Delta от 0,09° до 0,5°.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности \Delta_{\Psi} для эллипсометрического угла \Psi от 0,06° до 0,3°.

5.3 Полярископы-поляриметры с диапазоном измерений эллипсометрического угла \Delta от 0° до 360°.

Предел допускаемой абсолютной погрешности \Delta_{\Delta} измерений эллипсометрического угла \Delta от 0,1° до 2,0°.

5.4 Компенсаторы с диапазоном измерений эллипсометрического угла \Delta от 0° до 10800°.

Предел допускаемой абсолютной погрешности \Delta_{\Delta} измерений эллипсометрического угла \Delta от 1,0° до 6,0°.

---