團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法光譜反射法》

（征求意見稿）編制說明

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

《MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法光譜反射法》于2022年4月在中關(guān)村

光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會立項(xiàng)，由中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會提出并歸口，由中國科學(xué)院微電子研

究所、中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會、天津大學(xué)、凌云光技術(shù)股份有限公司、北京大學(xué)、

華中科技大學(xué)、中國計(jì)量科學(xué)研究院、北京綠色制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、北京總部企業(yè)協(xié)

會等單位共同起草。

2、主要工作過程

2022年4月，《MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法光譜反射法》于2022年

4月在中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會立項(xiàng)后，為順利完成該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，第一起草單位

中國科學(xué)院微電子研究所成立了專門的標(biāo)準(zhǔn)起草小組，制定了標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃。標(biāo)

準(zhǔn)起草小組人員組成及分工見表1。

表1編制組人員及分工

序號姓名分工

1陳曉梅統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、框架搭建、內(nèi)容編寫

2霍樹春框架搭建、內(nèi)容編寫

3盧永紅框架搭建、內(nèi)容編寫及審查

4胡春光內(nèi)容編寫

5揚(yáng)藝技術(shù)支持

6曲揚(yáng)技術(shù)支持

7楊芳技術(shù)支持

8張傳維技術(shù)支持

9施玉書技術(shù)支持

10馬曉雪技術(shù)支持

11谷炎緋技術(shù)支持

2022年4月～2022年5月，標(biāo)準(zhǔn)編制小組對MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測

量方法進(jìn)行了大量深入的調(diào)查研究工作，系統(tǒng)地調(diào)研了國內(nèi)外相關(guān)資料和標(biāo)準(zhǔn)。

確定了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義；參考各參與單位提出的

意見并綜合考慮國內(nèi)外現(xiàn)有等因素，確定標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法及其他內(nèi)容，形成了標(biāo)

準(zhǔn)工作組討論稿。

2022年5月～2022年7月，標(biāo)準(zhǔn)起草組通過微信群、電話、電子郵件對

標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿初步征求意見，對標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿進(jìn)行逐字逐句的討論和修

改，完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)

1、編制原則

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)

構(gòu)和起草規(guī)則》等，給出的規(guī)則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)編制。本標(biāo)準(zhǔn)符合國家法律、法規(guī)及其

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，堅(jiān)持了下列原則：

1）通用性原則

標(biāo)準(zhǔn)起草組對國內(nèi)外MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法置情況進(jìn)行了調(diào)查

和分析，認(rèn)為隨著MEMS刻蝕工藝技術(shù)與應(yīng)用水平的不斷提高，高深寬比微溝

槽結(jié)構(gòu)因其具有狹窄而垂直的空氣間隙和較大的比表面積，能顯著提高電荷存儲

能力，增加叉指電容和傳感器的靈敏度，在梳齒狀微電極陣列、超級電容器、加

速度傳感器、陀螺、光柵和微納諧振器等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。為提高M(jìn)EMS溝

槽或孔的制造質(zhì)量并確保器件產(chǎn)率，需要對深度和均勻性進(jìn)行測量與分析。

2）實(shí)用性原則

本文件在設(shè)計(jì)和選擇測試方法時(shí)，考慮到MEMS微溝槽和孔的深度測量的主

要方法是對樣品破壞性剖開后，用電子顯微鏡進(jìn)行樣品橫截面掃描測量，該方法

存在樣品損傷、制備復(fù)雜、測量耗時(shí)等問題。本文件采用的光譜反射法基于光學(xué)

干涉原理的光譜反射技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大高深寬比結(jié)構(gòu)深度及其均勻性快速無損測量

的方法。光譜反射法測量結(jié)構(gòu)深度的機(jī)理是基于反射干涉光譜模型，法向入射的

寬光譜光束由高深寬比結(jié)構(gòu)的上表面和底部反射并發(fā)生干涉，在半導(dǎo)體基材料折

射系數(shù)和標(biāo)稱深度一定的條件下，深度是通過所測得的光學(xué)厚度得到的。該方法

的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)底部的反射光強(qiáng)不影響深度解算值，單次對準(zhǔn)即可得到高深寬比結(jié)

構(gòu)的深度值。突破深孔/槽結(jié)構(gòu)對光學(xué)探測信號急劇衰減作用的限制，將高深寬

比結(jié)構(gòu)測量技術(shù)真正推廣到工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。

3）適用性原則

對于MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法光譜反射法，具有廣泛的應(yīng)用對象。

適用于多種半導(dǎo)體材料上所刻蝕的MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)如單溝槽、柱、孔或陣

列溝槽、孔、柱等深度參數(shù)的測量。通過試驗(yàn)、分析和總結(jié)，認(rèn)為本文件中提出

的測試方法是通用性原理和技術(shù)，儀器設(shè)備中通常配備寬光譜光源、LED光源、

相機(jī)、光譜儀、顯微物鏡、分光棱鏡、準(zhǔn)直鏡等為常見設(shè)備。軟件易獲得，測試

程序操作簡單方便，產(chǎn)品檢測速度快?？蓮V泛應(yīng)用于儀器儀表工業(yè)、航空航天、

國防等高精密度測量領(lǐng)域。滿足當(dāng)前及相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)的通用需求，并達(dá)到引導(dǎo)

技術(shù)發(fā)展的目的。

2、本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容確定依據(jù)

本文件規(guī)定了MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度光譜反射測量的測量原理、測量設(shè)

備、測量要求、測量方法、測量結(jié)果的不確定度評定、合成相對不確定度評定、

擴(kuò)展相對不確定度評定以及測試報(bào)告等內(nèi)容。

本文件適用于多種半導(dǎo)體材料上MEMS高深寬比刻蝕結(jié)構(gòu)的深度測量?？?/p>

蝕結(jié)構(gòu)包括但不限于單獨(dú)和陣列的溝槽、柱和孔等。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

承擔(dān)單位中國科學(xué)院微電子研究所注意將國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)

的研究成果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與本文件的試驗(yàn)方法相結(jié)合，分析得出的方法具備有效性

和實(shí)用性。在本文件的研制過程中，針對本文件的主要內(nèi)容編制，做到有理有據(jù)。

承擔(dān)單位充分調(diào)動MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量專家使用者的積極性，經(jīng)過大

量文獻(xiàn)的研讀與分析，結(jié)合MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量專家的理論知識和試

驗(yàn)結(jié)果以及使用者的使用經(jīng)驗(yàn)，反復(fù)討論，確定了MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測

量方法的內(nèi)容，界定了MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法的適用范圍。針對

MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量專家、使用者的不同特長，形成基本原理、分析方

法、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、測試條件、等工作小組，將理論、經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)結(jié)果綜合利用，

確定各部分技術(shù)內(nèi)容，再提交大專家組討論。經(jīng)過多輪研究與討論，確定了MEMS

高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量的原理表述與框圖；協(xié)調(diào)確定了實(shí)驗(yàn)條件和所用儀器的要

求；明確了必不可少的實(shí)驗(yàn)步驟；各位專家對MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方

法以理（試驗(yàn)）據(jù)爭，達(dá)成共識，均感獲益頗多，同時(shí)也強(qiáng)有力的保證了本文件

的質(zhì)量水平。本文件相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)參考了已發(fā)表學(xué)術(shù)論文的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過同

行專家評審，具有可靠性和準(zhǔn)確性。

四、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度

沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)。

五、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本文件與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章、現(xiàn)行強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。

六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

不存在重大分歧意見。

七、標(biāo)準(zhǔn)的建議

本文件宜作為推薦性團(tuán)標(biāo)。

八、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

本文件預(yù)定用于（但不僅限于）制造商、企業(yè)質(zhì)量管理人員、研發(fā)人員、檢

測人員以及政府機(jī)構(gòu)官員的參考文件。本文件界定的方法適用于室內(nèi)外一般環(huán)境，

涉及本文件范圍內(nèi)的測量，宜按照本文件執(zhí)行。

九、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

十、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

無。

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

《MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法

光譜反射法》（征求意見稿）

編制說明

中國科學(xué)院微電子研究所

2022.07

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法光譜反射法》

（征求意見稿）編制說明

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

《MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法光譜反射法》于2022年4月在中關(guān)村

光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會立項(xiàng)，由中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會提出并歸口，由中國科學(xué)院微電子研

究所、中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會、天津大學(xué)、凌云光技術(shù)股份有限公司、北京大學(xué)、

華中科技大學(xué)、中國計(jì)量科學(xué)研究院、北京綠色制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、北京總部企業(yè)協(xié)

會等單位共同起草。

2、主要工作過程

2022年4月，《MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法光譜反射法》于2022年

4月在中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會立項(xiàng)后，為順利完成該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，第一起草單位

中國科學(xué)院微電子研究所成立了專門的標(biāo)準(zhǔn)起草小組，制定了標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃。標(biāo)

準(zhǔn)起草小組人員組成及分工見表1。

表1編制組人員及分工

序號姓名分工

1陳曉梅統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、框架搭建、內(nèi)容編寫

2霍樹春框架搭建、內(nèi)容編寫

3盧永紅框架搭建、內(nèi)容編寫及審查

4胡春光內(nèi)容編寫

5揚(yáng)藝技術(shù)支持

6曲揚(yáng)技術(shù)支持

7楊芳技術(shù)支持

8張傳維技術(shù)支持

9施玉書技術(shù)支持

10馬曉雪技術(shù)支持

11谷炎緋技術(shù)支持

2022年4月～2022年5月，標(biāo)準(zhǔn)編制小組對MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測

量方法進(jìn)行了大量深入的調(diào)查研究工作，系統(tǒng)地調(diào)研了國內(nèi)外相關(guān)資料和標(biāo)準(zhǔn)。

確定了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義；參考各參與單位提出的

意見并綜合考慮國內(nèi)外現(xiàn)有等因素，確定標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法及其他內(nèi)容，形成了標(biāo)

準(zhǔn)工作組討論稿。

2022年5月～2022年7月，標(biāo)準(zhǔn)起草組通過微信群、電話、電子郵件對

標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿初步征求意見，對標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿進(jìn)行逐字逐句的討論和修

改，完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)

1、編制原則

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)

構(gòu)和起草規(guī)則》等，給出的規(guī)則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)編制。本標(biāo)準(zhǔn)符合國家法律、法規(guī)及其

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，堅(jiān)持了下列原則：

1）通用性原則

標(biāo)準(zhǔn)起草組對國內(nèi)外MEMS高深寬比結(jié)構(gòu)深度測量方法置情況進(jìn)行了調(diào)查

和分析，認(rèn)為隨著MEMS刻蝕工藝技術(shù)與應(yīng)用水平的不斷提高，高深寬比微溝

槽結(jié)構(gòu)因其具有狹窄而垂直的空氣間隙和較大的比表面積，能顯著提高電荷存儲

能力，增加叉指電容和傳感器的靈敏度，在梳齒狀微電極陣列、超級電容器、加

速度傳感器、陀螺、光柵和微納諧振器等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。為提高M(jìn)EMS溝

槽或孔的制造質(zhì)量并確保器件產(chǎn)率，需要對深度和均勻性進(jìn)行測量與分析。

2）實(shí)用性原則

本文件在設(shè)計(jì)和選擇測試方法時(shí)，考慮到MEMS微溝槽和孔的深度測量的主

要方法是對樣品破壞性剖開后，用電子顯微鏡進(jìn)行樣品橫截面掃描測量，該方法

存在樣品損傷、制備復(fù)雜、測量耗時(shí)等問題。本文件采用的光譜反射法基于光學(xué)

干涉原理的光譜反射技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大高深寬比結(jié)構(gòu)深度及其均勻性快速無損測量

的方法。光譜反射法測量結(jié)構(gòu)深度的機(jī)理是基于反射干涉光譜模型，法向入射的

寬光譜光束由高深寬比結(jié)構(gòu)的上表面和底部反射并發(fā)生干涉，在半導(dǎo)體基材料折

射系數(shù)和標(biāo)稱深度一定的條件下，深度是通過所測得的光學(xué)厚度得到的。該方法

的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)底部的反射光強(qiáng)不影響深度解算值，單次對準(zhǔn)即可得到高深寬比結(jié)

構(gòu)的深度值。突破深孔/槽結(jié)構(gòu)對光學(xué)探測信號急劇衰減作用的限制，將高深寬

比結(jié)構(gòu)測