ICS 71.040.99 Q 34 中华人民共和国国家标准 GB/T 33826—2017 玻璃衬底上纳米薄膜厚度 测量 触针式轮廓仪法 Measurement of nanofilm thickness on glass substrate Profilometric method 2017-12-01实施 2017-05-31发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T33826—2017 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国科学院提出。 本标准由全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会（SAC/TC279/SC1)归口。 本标准主要起草单位：中国建筑材料科学研究总院、漳州旗滨玻璃有限公司、宣城晶瑞新材料有限 公司、冶金工业信息标准研究院 本标准参加起草单位：中国建材检验认证集团股份有限公司、中国建材检验认证集团（陕西）有限公 本标准主要起草人：孟政、刘静、候英兰、徐勇、戴石锋、汪洪、梁慧超、张继军、张庆华、代铮、张卫星、 赵晋武、郎岩梅。 1 GB/T33826-—2017 玻璃衬底上纳米薄膜厚度 测量触针式轮廓仪法 1范围 本标准规定了用触针式轮廓仪法测量玻璃衬底上纳米薄膜厚度的原理、仪器要求、试验环境、要求、 步骤及测试报告等。 本标准适用于玻璃衬底上厚度在10nm～1000nm范围内的纳米薄膜厚度测量，且薄膜与衬底之 间存在或可刻蚀出台阶。其他硬质平面衬底可参考本标准执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T29505硅片平坦表面的表面粗糙度测量方法 3 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 掩模 mask 选择性地阻挡辐照或物质穿透的掩蔽模板， 3.2 化学蚀刻 』chemical etching 利用表面材料在特定介质或特定环境下与腐蚀液发生化学反应而移除的技术。 4 原理 通过覆盖掩模或者化学蚀刻等手段在薄膜表面与玻璃衬底表面之间形成一个台阶，如图1所示 触针式轮廓仪的触针沿被测表面从A运动到B（或从B运动到A），同时采集表面轮廓数据，根据采集 的数据计算台阶高度从而得到薄膜厚度。 1 GB/T 33826—2017 触针 触针 薄膜 衬底 台阶 AS 图1角 触针式轮廓仪法测定薄膜厚度原理示意图 仪器要求 5.1 触针的几何结构 触针形状宜是具有球形针尖的圆锥形。 标称尺寸如下： 针尖半径：(2±0.5)μm，(5±1)μm(10±2.5)μm、50±10)μm； 圆锥角度：60°90° 5.2 静态测力 触针与试样表面接触时，触针的测量力不应超过表1给出的数值。 测力的标称变化率是0 N/m。 表1触针静态测量力的最大允许值 触针针尖半径的公称值 触针在平均高度的最大静压力 μm mN 2 0.7 5 4 10 16 50* 10a 适用于低硬度材料，如银、锡等。 5.3 测量特性 水平测量范围：50μm~55mm； 垂直测量范围：5nm~250000nm； 垂直分辨力：0.1nm~0.6nm。 6 试验环境 实验室温度15℃~30℃，室温变化应不大于3℃/h，相对湿度不大于70%。无影响测量的灰尘、 2 GB/T338262017 振动、噪音、气流、腐蚀性气体和较强的磁场。 7试验要求 7.1样品要求 被测表面应平坦、无擦伤、无划痕，不应有可能影响测量结果的外来杂质 7.2台阶的制备 台阶的制备有覆盖掩模法和化学蚀刻法等两种方法。 a) 覆盖掩模法。沉积薄膜前在沉积薄膜用衬底上覆盖掩模，沉积薄膜后随机选取至少3个区域 掩模面积约占样片面积的1/2，如图2所示，除掉掩模，依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水 清洗样品，检查确定台阶周围无残留物（灰尘、薄膜残留等）。该方法中使用的掩模不应对衬底 和薄膜层有任何腐蚀作用，并且清除后无任何残留。 b) 化学蚀刻法。从被测样品的不同部位随机选取至少3个样片，非蚀刻区面积约占样片面积的 1/2，使用合适的掩模遮蔽非蚀刻区，如图2所示，然后使用对衬底和掩模不产生腐蚀，但是可 以腐蚀薄膜的化学试剂，蚀刻暴露的薄膜从而形成台阶。测试前除掉样片的掩模依次用蒸留 水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水清洗样品，检查确定台阶周围无残留物（灰尘、薄膜残留等）。 蚀刻法制备氟掺氧化锡透明导电薄膜台阶示例参见附录A；被蚀刻材料及相应的蚀刻化学试剂可 参见附录B。 7.3 3仪器的校准 检查外观，确定没有影响校准计量特性的因素后再进行校准。 触针式轮廓仪选用合适的标准样品进行校准，并适当考虑附录C中所列举的影响因素。测试误差 在标准样品规定的误差范围内，则正常使用。 8 试验步骤 8.1轮廓测试 以标记的台阶位置为中心，行程长度共0.5mm~8mm，轮廓量化步距0.03μm~0.5μm，触针的 测量力范围为0.01mN～16mN。测试起始点（al，a2，a3），如图2所示。al，a2和a3均匀分布。触针 从衬底向薄膜覆盖处（或从薄膜覆盖处向衬底）扫描测量，输出台阶的轮廓，如图3所示。 3