doc_act

ГОСТ Р 8.643-2008 ГСИ. Рефлектометры экстремального ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн 10 - 30 нм. Методика поверки

Реклама

 

  Скачать документ

 



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р
8.643-2008

Государственная система обеспечения
единства измерений

РЕФЛЕКТОМЕТРЫ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН 10 - 30 нм

Методика поверки

Москва

Стандартинформ

2008

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»



Реклама

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» (ФГУП ВНИИОФИ)

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 2 июня 2008 г. № 113-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ



Реклама

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 2

3 Операции поверки. 3

4 Средства поверки. 3

5 Требования безопасности. 3

6 Требования к квалификации поверителей. 3

7 Условия поверки. 3

8 Подготовка и проведение поверки. 4

9 Обработка результатов поверки. 6

10 Оформление результатов поверки. 6

Приложение А. Определение коэффициентов зеркального и диффузного отражений. 6

ГОСТ Р 8.643-2008

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

РЕФЛЕКТОМЕТРЫ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН 10 - 30 нм

Методика поверки

State system for ensuring the uniformity of measurements.
Reflectometers for extreme ultraviolet radiation in 10 - 30 nm wave-length range. Verification procedure

Дата введения - 2009-02-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на средства измерений коэффициентов зеркального и диффузного отражений в диапазоне экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения - ЭУФ-рефлектометры, используемые в диапазоне измеряемых значений коэффициентов зеркального и диффузного отражений от 0,01 до 0,7 в диапазоне длин волн 10 - 30 нм (далее - ЭУФ-рефлектометры), и устанавливает методику их поверки.



Реклама

Измерения коэффициентов зеркального и диффузного отражений в диапазоне ЭУФ проводят для определения эффективности зеркал и дифракционных решеток при контроле технологических процессов формирования многослойных наноструктур.

В качестве источников ЭУФ-излучения используют источники синхронного излучения, переходного излучения и излучатели типа плазменный фокус. В качестве приемников ЭУФ-излучения используют кремниевые фотодиоды с многослойными нанопокрытиями, вторичные электронные умножители и канальные электронные умножители.

Межповерочный интервал - не более одного года.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.197-2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости в диапазоне длин волн от 0,04 до 0,25 мкм.



Реклама

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 8.552-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн от 0,03 до 0,40 мкм

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Операции поверки

При проведении поверки выполняют операции:

- внешний осмотр (8.1);



Реклама

- опробование (8.2);

- определение метрологических характеристик (8.3);

- определение предела допускаемой погрешности ЭУФ-рефлектометров при измерении коэффициента зеркального отражения (8.3.1);

- определение предела допускаемой погрешности ЭУФ-рефлектометров при измерении коэффициента диффузного отражения (8.3.2).

Выполнение указанных операций при первичной и периодической поверках является обязательным.



Реклама

4 Средства поверки

При проведении операций поверки по 8.3.1 и 8.3.2 ЭУФ-рефлектометров применяют следующее средство поверки:

- установку для измерений коэффициента линейности чувствительности фотоприемников ЭУФ-рефлектометров в составе рабочего эталона по ГОСТ 8.197 и ГОСТ 8.552, включающую в себя источники ЭУФ-излучения, спектральный компаратор и набор нейтральных ослабителей. Суммарное среднее квадратическое отклонение (СКО) указанной установки - 5 %.

5 Требования безопасности

При поверке ЭУФ-рефлектометров соблюдают правила электробезопасности. Измерения должны проводить два оператора, аттестованные по группе электробезопасности не ниже III, прошедшие инструктаж на рабочем месте по безопасности труда при эксплуатации электроустановок.

6 Требования к квалификации поверителей

Поверку должны проводить лица, аттестованные в качестве поверителей, освоившие работу с ЭУФ-рефлектометрами и используемыми средствами поверки, изучившие настоящий стандарт и эксплуатационные документы на средства поверки и ЭУФ-рефлектометры.

7 Условия поверки

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:



Реклама

- температура окружающего воздуха

(20 ± 5) °С;

- относительная влажность воздуха

(65 ± 15) %;

- атмосферное давление

от 84 до 104 кПа;

- напряжение питающей сети

(220 ± 4) В;

- частота питающей сети

(50 ± 1)Гц.

8 Подготовка и проведение поверки

Поверка ЭУФ-рефлектометров включает в себя подготовку к поверке, внешний осмотр, опробование и определение метрологических характеристик. При подготовке к поверке ЭУФ-рефлектометров необходимо включить все приборы в соответствии с их инструкциями по эксплуатации.

8.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должны быть установлены:



Реклама

- соответствие комплектности ЭУФ-рефлектометров паспортным данным;

- отсутствие механических повреждений блоков ЭУФ-рефлектометров, сохранность соединительных кабелей и сетевых разъемов;

- четкость надписей на панели ЭУФ-рефлектометров;

- наличие маркировки (тип и заводской номер ЭУФ-рефлектометров);

- отсутствие сколов, царапин и загрязнений на оптических деталях ЭУФ-рефлектометров.

8.2 Опробование

При опробовании должны быть установлены:

- наличие показаний ЭУФ-рефлектометров при освещении ЭУФ-излучением;

- правильное функционирование переключателей пределов измерений, режимов работы ЭУФ-рефлектометров.

8.3 Определение метрологических характеристик

8.3.1 Определение основной погрешности ЭУФ-рефлектометров при измерении коэффициента зеркального отражения

При измерении коэффициента зеркального отражения в ЭУФ-рефлектометр устанавливают плоское зеркало с многослойным покрытием. На монохроматоре ЭУФ-рефлектометра устанавливают длину волны 10 нм, соответствующую наименьшей длине волны рабочего диапазона ЭУФ-рефлектометра, и угол падения излучения на зеркало ?, равный 45°.

Фотоприемник ЭУФ-рефлектометра поочередно устанавливают в положение для измерения интенсивности прямого и зеркально отраженного пучков излучения, регистрируют сигналы фотоприемника для прямого пучка I°(?) и зеркально отраженного пучка Ir(?) (приложение А). Затем на входе фотоприемника устанавливают блокирующий фильтр и регистрируют показания фотоприемника для прямого пучка (?) и зеркально отраженного пучка Jr(?), соответствующие рассеянному излучению в монохроматоре ЭУФ-рефлектометра. В качестве блокирующих фильтров используют фильтр из стекла MgF2 толщиной 1,5 мм. Измерения I°(?), Ir(?), (?) и Jr(?) выполняют 5 раз.

Результат i-го измерения коэффициента зеркального отражения ?ri(?) рассчитывают по формуле

(1)

Вычисляют среднее арифметическое значение Оценку относительного среднего квадратического отклонения S0 результатов n независимых измерений определяют по формуле

(2)

Определение и S0 повторяют для длин волн ?j в пределах рабочего спектрального диапазона ЭУФ-рефлектометра с шагом 1,0 нм. При значении ?r(?) не менее 0,01 для всех длин волн ?j значение S0 не должно превышать 3 %.

Коэффициент линейности ЭУФ-рефлектометра определяется отклонением чувствительности фотоприемника ЭУФ-рефлектометра (далее - фотоприемник) от постоянного значения в рабочем диапазоне измеряемой величины.

Определение коэффициента линейности чувствительности фотоприемника при измерении зеркального отражения проводят на установке в составе рабочего эталона по ГОСТ 8.197 и ГОСТ 8.552 с использованием источника ЭУФ-излучения. Регистрируют показания фотоприемника без нейтральных ослабителей I? и при использовании двух нейтральных ослабителей I1 и I2. Показание I? фотоприемника должно соответствовать верхнему пределу диапазона измерения коэффициента зеркального отражения. Измерения выполняют 5 раз с использованием экранирующих заслонок и рассчитывают коэффициент линейности чувствительности фотоприемника ЭУФ-рефлектометра G для каждого измерения по формуле

G = |I1I2/I?(I1 + I2)|. (3)

Определяют среднее арифметическое значение коэффициента линейности чувствительности фотоприемника ЭУФ-рефлектометра, относительное среднее квадратическое отклонение (СКО) S0, суммарное СКО результатов измерений по формуле (2) и рассчитывают погрешность ЭУФ-рефлектометра, вызванную отклонением значения коэффициента линейности чувствительности фотоприемника от единицы ?, %, по формуле

(4)

Затем поток излучения ламп ослабляют с помощью нейтральных ослабителей таким образом, чтобы показания I1 и I2 уменьшились в 5 раз, и вновь определяют и ?. Измерения повторяют при увеличении ослабления до достижения уровня коэффициентов зеркального отражения ? 0,01. Все полученные значения ? не должны превышать 4 %.

8.3.2 Определение основной погрешности ЭУФ-рефлектометров при измерении коэффициента диффузного отражения

При измерении коэффициента диффузного отражения в ЭУФ-рефлектометр устанавливают плоский диффузно отражающий образец из вольфрама. На длине волны 10 нм проводят измерение потока падающего на образец излучения Р0(?) (приложение А). Регистрируют сигналы фотоприемника ЭУФ-рефлектометра для прямого пучка I01(?) и рассеянного излучения J01(?) аналогично 8.3.1. Затем регистрируют показания фотоприемника, соответствующие диффузно отраженному излучению I1(?, ?) и рассеянному излучению J1(?, ?) (приложение А). При этом фотоприемник последовательно устанавливают в положения, соответствующие значениям угла ?i от ?min до ?max с шагом 5°.

Значение коэффициента диффузного отражения ?d(?) определяют по формуле

(5)

где q - геометрический фактор, указанный в паспорте на ЭУФ-рефлектометр;

m - число градаций по углу ?i.

Определяют среднее арифметическое значение коэффициента диффузного отражения и СКО результата измерений S0 аналогично 8.3.1.

Определение и S0 повторяют для длин волн ?j в пределах рабочего спектрального диапазона ЭУФ-рефлектометра с шагом 2 нм. При значении ?d(?) не менее 0,01S0 не должно превышать 4 %.

Определение коэффициента линейности фотоприемника ЭУФ-рефлектометра для измерения коэффициента диффузного отражения проводят на установке в составе РЭ по ГОСТ 8.197 и ГОСТ 8.552 аналогично 8.3.1. Значения систематической погрешности ?, вызванной отклонением значения коэффициента линейности фотоприемника ЭУФ-рефлектометра от единицы, не должно превышать 7 %.

9 Обработка результатов поверки

Обработку результатов поверки ЭУФ-рефлектометров проводят в соответствии с ГОСТ 8.207.

9.1 Предел допускаемой основной относительной погрешности ? рассчитывают по формуле

? = KS? = K(?2/3 + S20)1/2, (6)

где K - коэффициент, определяемый соотношением случайной и неисключенной систематической погрешностей:

(7)

? - систематическая погрешность, обусловленная отклонением значения коэффициента линейности фотоприемника ЭУФ-рефлектометра от единицы;

t - коэффициент Стьюдента (t = 2,78).

9.2 Результаты поверки ЭУФ-рефлектометров для измерения коэффициентов зеркального отражения считают положительными, если предел допускаемой основной относительной погрешности не превышает 12 % в диапазоне длин волн 10 - 30 нм.

9.3 Результаты поверки ЭУФ-рефлектометров для измерения коэффициентов диффузного отражения считают положительными, если предел допускаемой основной относительной погрешности не превышает 18 % в диапазоне длин волн 10 - 30 нм.

10 Оформление результатов поверки

10.1 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке, и ЭУФ-рефлектометр допускают к применению в качестве средства измерений коэффициентов зеркального (диффузного) отражения в диапазоне длин волн 10 - 30 нм.

10.2 При отрицательных результатах поверки свидетельство о поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности.

Приложение А
(обязательное)

Определение коэффициентов зеркального и диффузного отражений

Коэффициент зеркального отражения плоского зеркала для параллельного пучка излучения, падающего под углом ? к нормали, ?r(?, ?) на длине волны ? рассчитывают по формуле

?r(?, ?) = Pr(?, ?)/P?(?), (А.1)

где Pr(?, ?) - поток излучения на длине волны ?, отраженный под углом ? к нормали;

P?(?) - поток излучения на длине волны ?, падающий на зеркало под углом ? к нормали, Вт.

Коэффициент диффузного отражения ?d(?) определяют в общем виде по формуле

(А.2)

где Lr(?, ?) - яркость рассеянного при отражении излучения, интегрируемая в пределах телесного угла ? = 2p и по площади А;

А - площадь области образца, освещаемой падающим излучением;

Р0(?) - поток падающего на образец под углом ? = 0 параллельного пучка излучения при длине волны ?.

При определении коэффициента диффузного отражения измеряют угловую зависимость энергетической освещенности E(?) рассеянного при отражении излучения с равномерным шагом по углу ?.

На практике коэффициент диффузного отражения рассчитывают с использованием интегральных сумм по формуле

(А.3)

где R - расстояние от области образца, освещаемой падающим излучением, до фотоприемника ЭУФ-рефлектометра;

m - число градаций по углу ?.

Ключевые слова: рефлектометр, коэффициент диффузного отражения, коэффициент зеркального отражения, средство измерений, вакуумное ультрафиолетовое излучение, экстремальный ультрафиолет




Реклама: ;


Самые популярные документы раздела



Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика