GB_Z 43684-2024 纳米技术 光栅的描述、测量和尺寸质量参数.docx

ICS07.120CCS1.(MGB中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z436842024/IECTS62622:2012纳米技术光栅的描述、测量和尺寸质量参数Nanotechnologies-DeSeriPtion,measurementanddimensionalqualityparametersofgratings(IECTS62622:2012,NanotcchnologicsDescription,measurementanddimensionalqualityparametersofartificialgratings,IDT)2024-03-15发布2024-10-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会引力iv1范阳I2规范性引用文件I3术语和定义I3.1 基本术语I3.2 光利相关术语33.3 光概的种类53.4 光栅质负参数术语73.5 衣征光榻的测珏方法类别94缩略语IO5光榔酸准和质fit表征方法105.1 概述105.2 全局方法IO5.3 局部方法5.4 混合方法5.5 各种方法的对比5.6 光梯特征的其他偏差5.7 光榭顷在表征的逑波算法6光榔交征结果的报告6.1 通则6.2 光栅规格6.3 校准程序156.4 光幡版双冬鼓15附录A资料性）背景信息和示例16附录B（资料性）布拉维格子24参考文班27纳米技术光栅的描述、测量和尺寸质量参数1本文件界定了以光栩特征与标称位置策差来解择光棍的全局和同新质奴装数的通用术语，并提供了测定参数所用的测量与评价方法分炎的指南，以及在纳米技术的不I可应用领域保证生产和使用光栩质Ja的指南.本文件所定义和描述的方法适用于不同种类的光栅,但本文件重点关注一维（1Di和二推（2D）光序,以便于纳米技术领域中涉及光棚尺寸质里：冬数表征的制造商、用户和校准实验室之间的使用。2提范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成木文件必不可少的条款其中.注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件.GB/T30MI.12014纳米科技术语第1部分：核心术语（ISO/TS80004-1:2010.IDT）ISO/IEC17025检测与校准实验室能力通用要求（GeneraIrequireaentsfortheCoMPetenCeoftestingandcalibrationlaboratories（注：Grr27025-2019检测和校掂实验富能力的通用要求（ISO/IEC17025:2017,W3术诏和嵬义下列术语和定义适用于本文件。3,1*«1.1.lWfiE依IIUrr参考一基准而、具有明确的不同于边界以外区域的物理相性（鎏数）的一个连续边界内的区域.示睇桂底上f具有梯形横战（何的阴,见图I.*ra««三1*±境魅性的示例注1：该定义改写EiSEMIP35.注2:一般恸况下,特征是三维物体,它有可能是蜗米物体（定义见GB打305M.1-2014,25）.特征R仃不同的形状,例城t、浅、槽等；可电朝称的或窜对移的；材料特出押知能相同或不同：叫蛾“躯确成掂底内什面教为“楸的征注3:术讲“几何特征”通常定义为点、见17IaH:2011.3.1.2SMreferenceplane用户定义的包含特征坐标系的近蚁基底衣面的平面.注；谖定义改写自SEMlp35,X1.3特征坐标系feaureCoonlilUIIeSyMenl坐标系coordinatesystem将基准面定义为x-y平面的笛卡尔坐标系.共X柏由E光棚方向定义,Kl点由指定的参考位巴定义.注1：通常，选择特定特征的位而作为坐标系的原点,例如一维光WHID光播）中的第一个特征，或者:维光l（2D光栅）中左下角的特征.注2：也能够通过分析所有关注的特征位置来定义原点，例如以一堆光MHlD光）在X方向上所有位艮的平均俵作为除点.对广维尤福（2D光栩）.原点能通过对二维光栅（2D光Wf）的所有特征鱼SUx和y位置的破小乘网”1推介案定义.因而允许原点平移以及整个一堆无榭（2D光栅）旋转（即多点对准.在此t斤况R特征小标票的原点不再对应于某一特定持证.注3：原点也能选挣为基准面内指定的对准特件或蒋助带祉的位H注4:对于用成光栅,将JE刖标系可为报%标系re或N坐标系r*z定义，X1.4特征图案featurepattern特也的奥合，由特征的数量、类理和位比规定，示倒，不同秃型特征图案的示例见1也，a双十字咕b）IW杼H字c）不加码聃SllE注：不同种类的特征通过不同的排列方式形成特征图案.这些特征困案可於相对筒半，如两个正交的我特征组成的他十字结构：也可能M杂，如以十字结构或线加列十字；或在更发杂的间隔不规则的我特征.2抬征图案示例11.5ItCE位量featurepositionxi,yitzi相对于Ift定坐标系.N个特征中的弟i个特征的指定点投影刎范准面上的位置坐标.注1：对于TMMKUMhfl设光IB方向即单位长度上的光棚特征致妆最大的方向为X方向,则匕要关注特征的X位贸.而对于二维光极（2D光榭），关注其X和y位置.对于这两类光榭.假i殳基准面已经1.j测址仪器的坐标轴对池的俯况下，特征的Z位配通常不重要，注2:根据通泽的特征位置评价标准(见注3.被测的特征位置取决于所用测量仪器与特征特性的相互作用,如我形孤尺寸QlH料特性，注3：匕征位:竹的冽定通帮根r对特JE显循图像的分析。能用不同的方式分析显微钝图像伯号以aw定持证位置.多数情况下关注特征的中心位w该位置能通过计口均心或制定特征的左右边缘的平均但等方法测定.注4：如果仅关注特征的某你分.例<a特征的边缘位置.则相应边缴Hl的侧定宜仪基f材很中所关注的部分.渤:上述特征位置的定义也能用用于特征图案.注6:如果分析角度光NhM极坐标r.tp或柱坐标rq斤利于衣示特征位园.3.1.6楙E何的距*distancebtvM<fMturud在关注的方向上测定的相同或相近特征的特征位置之；.注IX方向上网个连续特征i和M之1即的加离d为；d=x>xi1注2:My珞准面中两个连续特征之间的矩禽d通常为，d=7(a:-x;-l)2+(y;-y-I)2注3:在:.y:.;和xH.y-l.-l位置的两个连续特征之间的距国d一般情况为d=7(底2抨7芋芋平珀2-抨一注4:通常关注特征中心位JJ之何的距离.燃而，某些脩况下也关注郴E边簿位置之向的距离。3.2光相美术甯光gratingH书冏期性间蠲的相同特征的集合.注1:在衍射光学词汇(MjsOl9902:2019,&3,1.2)中，光棚定义为“光学用途的周阴性空向结构”。在本文件中，光HM、取于光学用途.注2：通常光楣柑邻柑同特征之间的距唐与其尺寸的比率接近1.但本定义并不局限此类情况，还包括所谓的Hi改光册，因而期则上也包括找她1.注3:仇然本七件1.BJ针对周期性光精，但是光柳质量等效也比用JII周期光Wh如IM啾光WK见ISO15902;2019.X1R2),但对于特征也置数据的空间浊波方法，可能会存在限制.注4：有时个比榄能够分成几个具有不同特征的子无根.3.2.2NEpitchP光棚相邻的特征问的即掰.注】:通常，特征中心Gtss川F测定间距.在某些情况下，一对特征曲相I，；地绿之间的即磔也MF测定向即依.注2:该定义与SEMlP35中规定的间距定义一致,3.23标称间更n<>minulpitchPmo光榭块格衣给出的例期间型(fl.3.2.4光41特征我numberog11)tin:XaturesN;关注方向上光槌的所有相同特征的总和.注：对于理边界加施长然而，对也正的&3光的，奥3.3.1TMMi1DETuting特征在M准面内仅沿一个方向Ift复的光播示面啪（ID）找光栅的示例见图3.丁瀛和F特的角度偏差为P的理MU）光榴d）局部间距变化且与仪汨扫描他不一致的ID光椎P光杼的方向上定义间距.®3T(1Wtl光示例112二光2DKndinK特征在葩准面内沿两个不平行方向更支的光Wh示例.二言光栅（2D光橙）的小例见图I.a）理念2D光棚b）两个方向的局部间距变化的2D光蝴,l三C）与仪蜥躯标引符号掰h存在诙直度屣S690'）、两个方向间距不等且方向与仪3h和y扫搐轴不一致的2D光知PX_JttBWx方向上定义间距：Py光州的y方向上定义问跖“注1:通常两个方向名义上相互垂直，例如沿X和，方向.注2:二维光WH2D光棚）的垂N度偏处W4.13和娄学文献5中的描述BB4二光（21）光）示例13.3*Jfc31）grating特征在包含施Jft面的三个非平行方向近复的光棚,注1：通常三个方向名义上相互垂H，例如沿X、，和X方向.注2:三维光栅（3D光榭）光榭的个示例是3D光了词体.3.3.4角度光梅angulargraling在第准面内沿IW周方向住伸的光梯.注1：多数侪况下角光榴在2nrad（36G）的整个角度更惧内延伸，叩角度光棚的第一个和最后一个特征是相铝特征.注2:角度光榭也称为径向光相.13.5复杂光出CiHnpIexgrating在关注的方向上具有一个以上标称何距值的光册一一光栅特征数显14.10Mttft椽拗方IMHtrelative»deviation£rcaIineerity.f4,nanzv(相对于光粉标称长段的线性度均方根采壁.计完如下:式中：1.ni.ms1.iixxnS1.n1.md1.n1.msZ1.nom光榔所有特征的蝶性度均方根偏注;-光极的标称长度.3.4.11直度偏装deviationf11>nOrtlingonalityh二维光栅或三维光期与垂直方向的标称tfin/2rad(90)的采汇.注：垂自度也经常创U作正交性的同义词.3.4.12i%B½MMHIfilteredgratingdeviationt11Xy>(>.P)用淤波后的特征位置倒走值测定3.4中定义的光栅偏差：6Xy(cf,P)其中：X通用符号，对特定情况用3.4中定义的叁数之一代为；Y通用下标符号，对特定情况用3.4中定义的指数之代背：F通用上标符号,用合适的术语家代替,明隔地描述了用于分析光榔特征位Si偏差的泄波稣法的特性；.所用泄波器的临界造波长度的&数：谑波器特性的附加(可选)参数：P所要分析的泄波数据的频谓部分的参数,Ml1.P代衣低通.HP代表高通,或者BP代表带通.示例1：如果在使用临界波长.的任甑滤波前法F后分析光概的特征位置(W差&<并11将岛通抑性用原始数据，则晚后的特征位置麻翱"UUJ(P)表示。示耽如果依IaM獭的情况卜.光栩与我性度的相对均方根偏雉6Uinz是有意义的，将具郁:佩烟泄波备特性I1.也设极止波长为80nm的沙波器应用于原始数据,淀波后的税性度相对均方根%关应表示为r1.n1.mP1.G0»皿IP)(MG代表殴性轮唬岛斯泄波器).&弊IiS更洋细½讨论/适用I,光栅偏筮术语的各类现他波器”法.3.5赛隹光的H景方法类别全局方法globalmethods:GRl将光相作为整体探测的测I#方法。注1：博FGM类别的尤榔叔征方法示例在第5章和附泉A中A.2给出，注2：全局方法有时也称为快体方法.3.a2局部方法local11thods:1.M仅在局部小区域探浏光栅，不具备充分的位移计量能力将依次测状的光栅信息相位美联地拼接起来的祗依方法。注：MrlM类别的光棚发征方法的示例在第5条和AJ中给出.3.S3港合方法hybridMthods;Hi在局部小区域探测光出，并且通过适当的位移计瑜，将依次测求的整个光搦的信思拼接起来的测量方法。注：属于HM类刖Jitffl表征方法的力辆在第5章和AJ中绐血4下列缩略语适用于木文件。AFM:原子力显微术(atomicforcemicroscopy)CCD:电荷耦合器件(Charge-coupleddevice)DOE:衍射光学元件(difl"racdveopticalelenem)DUV:深紫外(deepultraviolet)EUV:极紫外(CXtrCmCultraviolet)GM:全局方法(globalInClhod)GPS:产品几何规范(geomeiricalproductspecifications)HM：混合方法(hybridnehod)HR0M:一分辨光学显微术(highresolutionopticalmicroscopy)IR:红外光(infrared)1.ER:戊边缘粗糙度(Iineedgeroughness)1.M:局部方法(IoCalmethod)IVR:线宽.粗低度(IinCwidthroughness)OD:光学衍射(QPtiCaldiffraction)OM:光学晶微术(OPtiCaImicroscopy)SENI:扫描电子显微术(JiCanningelectronmicroscopy)SPM:扫描探针显微术(SCanningpn>bemicroscopy)TEM:透射电子般微术(Imnsmissionelectronmicroscopy)Vis：可½光谱(ViSibiespect11n)5 光法5.1 侬光榭在纳米尺度结构的制造和表征中发挥着乘要作用.GBZT30544.1-2014,2.I中将术语“纳米尺度”定义为"处于1run至100tun之间的尺寸范IiT。木章给出了用于光栅侦求的表征和校准的不同测St方法分类：提供/选择最佳测出方法类别的指南.以符合根据特定光描的全局和局部质量参数来表征的要求.S2½全同方法是探测整个光物的测Jlt方法，这类方法都基于利用具有已知波长的电瞄辐射来探测整个光相，主要在光学波段但不排除其他波段。分析反射光、衍射光或透射光的测年结果，以提取关于光相尺寸参数的信息.下面是一些全局方法的荷述.IO5.6.2垂出于光栅方向延伸的倒养，例如，若一维光栅（ID光捌）的预定方向是X方向，则轴外偏层沿y方向.5.6 Z2非平行第餐如果城特证在整个光榔上不平行.则特征位置儡差的测盘结果将依软于沿光栅线所选测Ift区域.如果在光栅上沿着极设平行方向的偏差发生变化.局新榔距的的变化fft将增大.S42.3MMME如果线特征在你个光棚上是J?曲的，则特征位置偏差的测ill结果将依领尸沿光栅汰所选测量区域.如果绥特征与理想形状的偏差在整个光横卜.发生变化,同部横即（ft的变化St将增大.5.6.1 平*UISfiiai侬垂直干光搦平面延伸的偏处，例如，若一维（ID）成二维光阳（2D光栅）的预期方向在x-y平面内，则平面外偏差沿2方向，垂直于x-y平面。5.412BttWE光标上特征高度的变化可能对第3球中定义的光助质量参数只有很小的影响，对于光标表征所用的不同测地方法，应单独分析高度变化的影我,&&a3从线纹计量已经知道,由于安装的基底在重力作用下的弯曲等因素,形貌变化x（x.y）影响特征位置测妆儡差（见参考文献15）.在分析直践和角度能码端的测t结果时,要考虑该班底弯曲效应.5.6.2 XIMfffiHIS&41«B£在本条中,主要讨论特征的尺寸、形状和材料变化对光栅质盘和光栅参数测量不确定度的其他影响.5.6.4.2ttUzABfittftmXSM畿边缘粗区度（1.ER）描述了践特征轮唬与理想Pl线的偏差.线宽粗糙度（1.wR）描述了践特征的同部宽度叮理想常数（ft的偏差.随着线特征宽度减小,1.ER和1.WR的相而里要性指大,并成为光刻进一步发展的主整问题16。这两种效应导致件征位置倒差的测量结果依帷于沿城所选的测量区域,此外还导致局潴间距值的变化盘堵大。S443改变光栩特征或基底的材料特性将影响特征位汉卬平均间距的测址结果.然而，该影明的严正程度取决于表征光栅所用的测后技术,因此不能以通用方式估算.5.7 光&的H液算法为r表征光榔的质量,通常需要对特证位置偏差的原始测盘数据应用合适的淤波打法。例如，在某个应用中可能主要关注光栅特征位置架左的高城变化（空间波K较小）.而在另一种应用中.可能关注具有较大空间波长的位置偏差,而较高频率的偏差能被具有低通特性的滤波器仃效地抑制.尚不存在用于评价光阳特征位置偏差的标掂滤波算法.特征位置儡差测量数据的评价与表面结构轮廓数据的分析具行些相似之处.衣面注构测量，己有系列关于区域（3D）和轮扉（2D）衣面结构数据泄波的文件，并将进一步发展,GB/Z26958.1-20117提供了关泄波和不同泄波算法分类的系列文件指南,金考文献18对ISo标准的GPS框架内给出的造波器的历史发展和最新趋势的嫁述，如果将表面结构缴域的怆现泄波器。法应用于特征位W偏注的分析,则它们的名称宜忿照GB/Z26958,12Ol1.尚未充分研究何种衣面结构计兔学的标准轮廓池波港:找性/波器（高斯、样条，样条小波）、形态学沙波器和停楼流波】徒够用于分析光栩特征位近的偏差.除了农面结构计址外,为其他目的开发的轮睨谑波器算法原则上也能用于分析光栅的特征位置.在参考文献4）中给出r一个简单的用于消除位置倒英数据轮求波纹的移动平均相位校正淤被零的示例在参考文献19中描述了一种多点钱性误差补偿方案，该方案UJK少编码器说差在位Wf.控制应用中的影响.在A.2中,给出了些应用样条泄波器迸行评价来测量尤榴特征位凫偏差的示例.为了评价光物特征位留的数据，所应用的泄波口法宜提供以下能力：对端都效应不敬!（在需要分析整体光栅的情况下,粮据将征波长或波段确定数据的频谱范围（HP、BP或1.P迪波器），相位校正迪波、位置eu中的相位跳变的检测灵敏度、对异常依的鲁柞性、对纳米级特征位置偏基的适用性以及可应用于址杂光棍的能力.ft：如果光栅是通过血正新定位底并在旗底上依次拼½刻号区域的IlW方渊姐的，则有可饯发生.MH源变,肌微变难以探测.但是对尸光精勤做用仃可能见关道的.6光«Ettil的领告6 BM光榔表征结果的报告应符合ISO/IEC17025的规定，本文件还规定了对校扰结果进行充分记录的通用要求。除了关于校准实验室的名称和胞址及客户、样晶接收日期、校准口期和报告发布日期的必要信息外.校准报告还应提供关于样品细节、校准程序（仪器细节、操作条件、所用软件、验证）和测盘结果及其不确定度的充分信息.下文以光棚的收征及其研fit参数的测定为例说明以上要求.&2校准报告宜包含恃表征光栩的必要信息：一一光机制造商（如果有）；一光栅类型（1D、2D、3D、角度、复杂）;一一光栅的标称间距PnOm-光栅的标称长度1.nom;光棍特征的类型（直线、正方形、刚点等人材料、标称宽度和高度；一一光棚的基联材料：一一用于光棍定向的任何对准特征.&3校准报告宜包含用于光栩表征的测肽仪器和程序的必要信息： 测显方法类别（GM、1.M、HM）; 校准所用测沆仪器的描述：测St的溯源性： 校准程序（描述、流复测业次数等）：一操作条件.&4却MM校准报告宜包含光栅场衣参数测质结果及其不确定度的必要信息.应事先在客户和校准实验室之间澄清3J中定义的对客户应用光栅具有Hi要道义的应测光低质依翱数，下面列出T光相的一些质址参数： 平均间矩测属位pm（可选参数：局部间距测Mfftpio）; 边界长度偏差”.一特征长度偏差61.; 莲性僮峰谷偏差B1.nIpv; 践性度均方根偏差1.a.m; 质信参数的相对偏整，即偏型相对于1.mm的比（ft： 泄波后的质量忿数.（«m）a.i纳米殿长度可Sm性的。g息纳米技术涵菰了在纳米尺度广泛的各种应用.纳米尺度木ffGHT30514.1-2014,2.1中定义为“处于Inm100nm之间的尺寸范图”，即它指的是长度的国际单位。自1983年以来，长度的国际单位制单位米（m）被定义为光在"299792458s的时间间隔内在真空中传播的路径长度.因此.光速正好是299792458m/s,长度单位取决于时间单位，即秒（三）.根据这个定义，长度稣位的$1现有不同的可能，有两肿方法用子女现：a）测灵光或其他类型电磁辐射的传播时间,这种方法主要用于长即,测员.例如大地测显、天文学或卫星导就系统：b）使用具有（2知激光懦射的干涉测址技术（例如，IIeNe激光器标称波长为633nm）,实现了某于分析干涉仪信号的强度调制的长度测1让，该强度调制乂取决干涉仅在选定环境中的光波长.第：种方法提供了一种非常直接的榭源至长度电位定义的方法，并旦相应的不确定度较小，因此广泛用于不同的测员和生产设备中.正如单位制更现中所述.宜使用不同的激光朝肘米发现米（m）.然而，如果要求大气条件下长度测地的不确定度越小,激光波长防空气冬效（如湿度、压力，湿度和残余气体成分）的变化可能是不利因5R.此外,还宜考虑激光干涉仪设备的成本.因此,通常以人造或天然光相为基础的可替代的些长度计量方法也在使用，如果这些光栩羟过校准,则可用作长度标掂或长度的实物H具。在ISO15902:2019中，光栅被定义为“用于光学用途的周期性空间结构”.并且作为不I可类型的衍射光学元件（Do0的基本姐件.以光的衍射作为其工作原理，诩过定义振幅DOE、相位DOE、透射DOE,反射DOE和主动DOE.实现了不同的DOE.行源衍射光学元件的技术实现的个示例是声光说:M器，海驻波径器件的材料内产生特征，该特征以限定的方式使入射光发生衍射.然而，在本文件中,光助并不仅限于光学用途.光栅在纳米尺度结构的制造和龙证过程中发挥行型要作用.例如,在借助光刻技术的半导体集成电路的批园制造中.在晶阳扫描生产r具的不同光刻生产步骤中.光栅结构被用作光掩模。硅晶明的对准.两次图形曝光技术目前对光椎和特征位置发征方法梃出新的要求.如今晶片上的最小结构尺寸已经小于30nm.在集成电路的制造过程中要达到几纳米（nm）的套刻公差.纳米技术中光栅的另一个应用领域空用作高分辨显微技术的校准标准渊,这是纳米尺度结构表征的必要工具.间跟小于100nm的i质量光棚校准标准器的制造和表征是当前的挑板.已经发布或正在制定的几个规范性文件描述了使用蛙Jjt树的物理标准来校准不同类汇的高分班显儆镜的图像放大率，仙ISo2930l:2017中的透射电统I、ISo16700:2016中的扫描电镀22、Iso11952:2019中的扫描探针显微镜23或ISo25178-70中的光学显微镶24.然而，在ISo29301:2017,ISO）6700:2016.ISO11952:2019和ISo25178-70中，光棚标准等被认为是理想的,因为没行考虑光榔结构与其标称值之间可能的偏差.在第5章中,对用于校准光标和测定特征位置偏空的不同类型的仪渊进行了分类和描述，此外,还为选择测量方法类别以符合光珊特定应用的光期场艮要求提供了指导.除光捌外,天然晶格也可用作纳米技术中的长度标准.前提班测盘方法可分辨晶格结构,如透射电子显微镜或X射线衍射.由于良好的可用性和高纯度,硅单晶U料在纳米侧H中起咎重要的作川.硅原子储格平面之间的距围在亚纳米短曲(d2z。工).192nm)25.由此可见，桂原子品格是纳米尺度长度计量的一个行意义的固有基准,例如，它经常被用作高分辨透射电镜图像的放大倍率标准.表面和体自然品格是定义明的法构.己羟在晶体学、固态物理学和衣面科学中研究了数十年，关于2D和3D布拉维格子的概述见附录B.在本文件的上下文中。人造的光捌相比.品格可被石作白然光榔。此外,特征位置与其标称Ifi没有任何偏龙的光柳也可使用品格的术语来描述.在增班式长度或角度编码器测盘系统中,线性或角度光栅被用作相对平移或枪状运动的标准。珀利器系统的读出取决广光学设计的细节,但是一般情况下，长度信息从读取头的信号中得出，读取头的信号基于光栅结构的周期长度.这些类型的测凝系统有时也称为“光树干涉仪”.所的的X射废干涉仪是利用自然光棚的“光栅干涉仪”的一个示例.这是由单晶材料如硅制成的特殊类型的干涉仪.该干沙仪分析X射线在包含两个固定薄片和一个可移动薄片的系统中衍射时X射线强度信号的变化281将用于放大倍率标准和长度编码涔系统的光棚结构与用于刻度的经典长度标准(即践改尺)进行比较是有益的。线上尺传统上被用作长度标准,在今天的计局基础设施中仍然发揖若正要作Jf1.现在已经有过时的废纹尺标准文件，明确处理刻度殴位置的偏差2.在法制计艮学中,彳OIM1.R98的建议,它涉及高精度线长度测员的战位和分类.对于精度等级。蝮3级.线蚊尺的任意两个标记之间的距离的般大允许制造误定规定在士(0.5Um+5xl(M1.)和土(5m+50°1.)之间，其中1.是这两个刻度之间的标称长度值,单位为米(m),计量级的法纹尺是5粒定性的垃具，其制造误差没有现定,但在证拈中进行了测珏和指示.在国际计量委员会长度咨询委员会(CIPM/CC1.)的支持卜近年来对一维光栅(ID光栅)和二维光栅(2D光桢)5J以及28Omm长的高精度刻度线纹尺30进行了国际比对，纳米尺寸计量领域系列关谜国际比对提供了关于各国家计量院(NMi)现有测录能力的宝贵信息,以支持新兴的纳米技术领域.A.2第米技术中光的应用和套征实例光棉在纳米技术领城仲多种应用。在其中一些应用中.光榔的总长度接近标称总长度值,特别足当光期用作长度循目器系统中的尺度实物标准或高分辨显微统的放大倍率标准器时.而在其他应用曝域,总长度是次要的，但是在关注的所行长度刻度(迪波)上测定的北我性儡差宜尽可能小.示例：弗干光栅的长女编码器系统(Ijm2801111)。SAl2BQm长密W就对中用作假1标准)31示例1为用作长度实物标准器的光榴，B8A.1显示了在长度螭码器系统上使用JX空长度比较器对三部分进行测:比较的一个测T结果，该长度编码器系统被用作传递标准3。传递标准由一个1D（相位）光柢构成.其标称间距为512nm.特征线宽为256nm.在零膨版玻璃基底上总长度28Omm“干涉式读取头在光棉匕相对移动，并提供128n>n的位移测啾光学分疥率，在电子插值1096倍后，提供约30p.的位移测量分辨率。这种类皇的高分辨率长度编码器系统广泛用于不同的高精度制造过程中轴位置的反馈.包括纳米尺改制造成H1.图A.2为对图1的偏差漉波后的光出偏差.501001502C0250JMSA2SA.1的iU时果（A.=25mm的线性轮解条诩ft。）表A.1给出/图A.I和图A.2中与测得的光栅质冰参数相关的数据分析.高迪逑波数据（未滤波数据、低通谑波数据）仅针对我性度假差多数进行分析。«A.IBBA.1和图V2中光«光lttMft*JHfitttt:«A.】中的光播，1.二280m12512nn渊fit结饕（未凌波）浦l不晚定度（k=2）(样条注波t25f.B=OM定度（k=2）测St络里（样条注液25m.DfHP）激M不确定度（k=2）满fit的平均间距grra511.999950.OOOCIl51),999950,0000)边界匕度伯奈&1.,r11475435边界长度的相布懈注8Uuel1.7X10-71.BX10-81.SX10-71.8X10«持在K度偏差51.rm-285-285特很长晚的相时偏型61.c.c1.0X1071.BXIO81.OXIG71.8X108我性怪峰谷做空打ml.prro例I82141观性度峰谷Ilw偏茨61.alp-YimX3×lO-7】4X10-82.9×J0-71.4X10-81.4X10-8.4×l0-30301一）M）0IOIO3060（Bt,um注：标削师为300所1的司光相切光附，的间眄劝和口缈蛤）侑差的昉f图果，IhiHft型表端电子显微镜将样品定位价体谶T渐S临息种魁电子显成锄到好沈捌局部神端.an台得到，洋见M城画.三A.4用计量扫电子凌二It光（2D光）的同距宓亶械三国AX所示的2D标准器可用作再分辨显微镶图像放大倍率的校准标席.根据校掂方法，相位跳变区域可能被校准方法覆；&或遗漏,从而导致标准平均间即位不同的刈员不确定度.同样.相位跳变区城也可能祓用户的校准方法随机捕决或忽略.对图A.4中的数据关于光楷质量令故在X方向（间距）偏差分析在表A.3中给出.«A.3BBA.4中光的“M光H质此等数：图工4中的光界久偏差）.jnr99m,pnnr-IM0nn测ffl：站果（未泄波）测也不确定度（k=2）测境的平均间距卬299.8$0.02同网k>(-253H%48.4Il)=PM12.23)n11299.S9O.(MM三JH!pv(25.3n.48.4Ura)=P(35,23)299.400.(M边界长度偏差61.bU-367边界长度的相对偏整S1.b.e-16X10-47X10-5特征长度偏经61“,-477特征K度的相对值若S1.ae4.7X10-17X10-5«A.3图A.4中光的HK我（Ir光!质&敛IIft1.4中的光IB（X偏差）.1.tp99un.MteaF300r我结果<来泄液）测H不盘定慢（k=2）我件慢峰谷偏弟81.n1.1.r«232战性度相时峰谷（6举651.片明2.3X10-42.0X10-5及性强均方根惕普H1.r1.rnr5.52线性也相对均方根偏空61.n1.m5.6X10-52.0×10-6这里讨论的光棚K征的3个示例中，光榴的粗要桢献参数,如相对总氏度偏弟和相时线性度信煌和始3个一4个数Iit级,根据第5章中给出的指导，在讨论和选打光州校准和质m表征的合适测最方法时,宜考虑这一点.徐委指出,在应用3个示例中描述的校准光榔标准器进行长收单.位传通时,为了充分利用衣A衣A.3中指定的小利耻不确定强：,用户需要在与校准时完全相同的光榭区域和相同的支技条件下测量标盘商.示6H：二雄光棚（2D光榔）的国际比对（gg=10O>rm）.图A.5给出了最近二雄光栅（2D光楣的国际比时结果.该图给出了不同参与力和不同类型仪器测得卷考价的偏差以及再定的测地不礴定度5八所校准的光栅标称间距为100onm.标称区域为2.5mm×2-5mm.0.010.0001-WSfsOOlKdSDs3swKHS.OCxl0050o8OOKi.M.KWIO注：国家计量院对标称间距为l0nm的.维光栅（2D光槌）开展国际比对的结果,由不同参与者和不同类里仪器一出，光学衍射（OD>.标准扫描数闱（通常小于K）OUm）的计It型扫描探针显微镜（SPM）和大范困计家型SPM.此图中显示的结果是与加权平均参考自的侑差及参与时估计的合成标准不确定度u.标记为A-1.更名有关详细信息见参考文献5.BA.5不网与aIn仪奥BMd的二修光（2D光）的疗比时事OD方法.获得的最小的不确定度在0Olnm以下,因为该方法能蛤以光学方法探测光栅的整个区域，见参考文献E31。而具彳i标准扫描台的计果型SPM在测定平均间距方面受到限制，不确定度约为0.1ra.然而,大范围计盘SPM也可在整个质Bt区域内测fit光Hb与全局CO方法相当.此外,它还能提供与其他诲分辨显微SPM仪器相同的美于局部间距变化的可比信息。因此，示例4表明，混合测fit方法和仪酒是对制造的光栅进行全面质量评价的理要工具.校准光榔标准滞存在多种的不同类型.参考文献35给出了现有校准标准零的概述,这些信息也将不断更新.在参考文献36：中讨论了通过应用图像处理算法进行基FSPM的间柜标准器校准的方法。在一些国家,有国家指导文件和标准文件，涵彩光极标准和光梗发征方法及其作为不同应用的尺度测设实物标准的用法，主要是作为高分辨显微镜的图像放大倍率标准.参考文献39T5中列出了其中一些文件B.1在几何学和晶体学中，布拉维格子是由-5H式股的平移操作产生的无限离救点阵列，描述如下；F=k×a+l×b+m×c其中，k、1、m是任意整数，b、C是沿不同的方向的荔矢，构成点阵.对于任意位置矢Iftr,晶格看起来完全相同,晶体由个或多个原子(基元)在毋个格点周期性求复川列构成.一维布拉维格子只布一种可能(见图B.1).而二堆布拉维格子有5种,三维的行M种.关于布拉维品格的更多细节可在晶体学或固体物理学的标准教科书中找到,例如参考文献37.基矢的绝对值也称为一维品格的晶格附数，见3.2.5.fflb.iTk布拉格子B.2二it布拉维格于在二雉空间中,有5种布拉维格子,见图B2。它们分别是科方、长方、有心长方、六方和正方。标引序i明：1科方(匹)：2K方趣1'):。心长方(q=W);4A6(60');5-正加。9T).BB.25A遂本的二布拉格子示了答矢aAb以及它f的央务。)B.3三维布拉It格子在三推空间中,有M种布拉雉格子,可分处如下(见图B.3):简单(P):晶恪点仅在品旭的用上：一一体心(1):在晶胞中心增加一个格点：一一面心(F):在晶胞罐个面的中心增加个格点：一一底心(C)：在品胞个面的中心增加个格点.OOOCO°CO一_一OOOOO*的小小色底心m科GOOO>OCOOQQOqOOQOO0O正交%小正之联。正交体心正交而心正文1SI:-口B六方