ГОСТ Р 8.644-2008
Группа Т88.1
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений
МЕРЫ РЕЛЬЕФНЫЕ НАНОМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА С ТРАПЕЦЕИДАЛЬНЫМ ПРОФИЛЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
Методика калибровки
State system for ensuring the uniformity of measurements. Nanometer range relief measures with trapezoidal profile of elements. Methods for calibration
ОКС 17.040.01
Дата введения 2009-06-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума", Федеральным государственным учреждением "Российский научный центр "Курчатовский институт" и Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 441 "Нанотехнологии и наноматериалы"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 августа 2008 г. N 186-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом 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
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на рельефные меры нанометрового диапазона с трапецеидальным профилем элементов (далее - рельефные меры), линейные размеры и материал для изготовления которых соответствуют требованиям ГОСТ Р 8.628. Рельефные меры применяют для измерения линейных размеров в диапазоне от 10 до 10 м.
Настоящий стандарт устанавливает методику калибровки рельефных мер.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.628-2007 Государственная система обеспечения единства измерений. Меры рельефные нанометрового диапазона из монокристаллического кремния. Требования к геометрическим формам, линейным размерам и выбору материала для изготовления
ГОСТ Р ИСО 14644-2-2001 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 2. Требования к контролю и мониторингу для подтверждения постоянного соответствия ГОСТ Р ИСО 14644-1*
______________
* ГОСТ Р ИСО 14644-1-2000 отменен; с 1 апреля 2004 г. действует ГОСТ ИСО 14644-1-2002.
ГОСТ Р ИСО 14644-5-2005 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 5. Эксплуатация
ГОСТ 12.1.040-83 Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения
ГОСТ 12.2.061-81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам
ГОСТ ИСО 14644-1-2002 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1. Классификация чистоты воздуха
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 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по РМГ 29 [1], а также следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 рельеф поверхности твердого тела (рельеф поверхности): Поверхность твердого тела, отклонения которой от идеальной плоскости обусловлены естественными причинами или специальной обработкой.
3.2 элемент рельефа поверхности (элемент рельефа): Пространственно локализованная часть рельефа поверхности.
3.3 элемент рельефа в форме выступа (выступ): Элемент рельефа, расположенный выше прилегающих к нему областей.
3.4 геометрическая форма элемента рельефа: Геометрическая фигура, наиболее адекватно аппроксимирующая форму минимального по площади сечения элемента рельефа.
Пример - Трапецеидальный выступ, представляющий собой элемент рельефа поверхности, геометрическая форма минимального по площади сечения которого наиболее адекватно аппроксимируется трапецией.
3.5 мера физической величины (мера величины): Средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью [1].
3.6 рельефная мера: Средство измерений длины, представляющее собой твердый объект, линейные размеры элементов рельефа которого установлены с необходимой точностью.
Примечание - Рельефная мера может быть изготовлена с помощью средств микро- и нанотехнологии или представляет собой специально обработанный объект естественного происхождения.
3.7 рельефная мера нанометрового диапазона: Мера, содержащая элементы рельефа, линейный размер хотя бы одного из которых менее 10 м.
3.8 рельефная мера нанометрового диапазона с трапецеидальным профилем элементов (рельефная мера): Рельефная мера нанометрового диапазона, геометрическая форма элементов рельефа которой представляет собой трапецию.
3.9 пиксель: Наименьший дискретный элемент изображения, получаемый в результате математической обработки информативного сигнала.
3.10 сканирование элемента исследуемого объекта (сканирование): Перемещение зонда микроскопа над выбранным элементом рельефа поверхности исследуемого объекта (или перемещение исследуемого объекта под зондом) с одновременной регистрацией информативного сигнала.
3.11 изображение на экране монитора микроскопа (видеоизображение): Изображение на экране монитора микроскопа в виде матрицы из строк по пикселей в каждой, яркость которых прямо пропорциональна значению сигнала соответствующей точки матрицы.
Примечание - Яркость пикселя определяется силой света, излучаемой им в направлении глаза наблюдателя.
3.12 видеопрофиль информативного сигнала (видеопрофиль): Графическая зависимость значения информативного сигнала, поступающего с детектора микроскопа, от номера пикселя в данной строке видеоизображения.
3.13 масштабный коэффициент видеоизображения микроскопа (масштабный коэффициент): Отношение длины исследуемого элемента на объекте измерений к числу пикселей этого элемента на видеоизображении.
Примечание - Масштабный коэффициент определяют для каждого микроскопа.
3.14 Z-сканер сканирующего зондового атомно-силового микроскопа (Z-сканер): Устройство сканирующего зондового атомно-силового микроскопа, позволяющее в процессе сканирования перемещать зонд над поверхностью исследуемого объекта (или перемещать исследуемый объект под зондом) в вертикальном направлении.
3.15 неопределенность измерений (неопределенность): Параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий рассеяние значений, которые можно приписать измеряемой величине [1].
3.16 стандартная неопределенность: Неопределенность результата измерений, выраженная в виде среднеквадратического отклонения.
3.17 суммарная стандартная неопределенность: Стандартная неопределенность результата измерений, полученного путем использования значений других величин, равная положительному квадратному корню суммы членов, являющихся дисперсиями или ковариациями этих величин, взвешенными в соответствии с тем, как результат измерений изменяется при изменении этих величин.
4 Технические требования
4.1 Требования к неопределенностям измерений параметров, определяемых в процессе калибровки
4.1.1 Суммарная стандартная неопределенность измерения высоты выступа калибруемого элемента рельефа должна быть не более 2 нм.
4.1.2 Суммарная стандартная неопределенность измерения ширины верхнего основания выступа калибруемого элемента рельефа должна быть не более 2 нм.
4.1.3 Суммарная стандартная неопределенность измерения ширины нижнего основания выступа калибруемого элемента рельефа должна быть не более 2 нм.
4.1.4 Суммарная стандартная неопределенность измерения проекции наклонной стенки на плоскость нижнего основания выступа калибруемого элемента рельефа должна быть не более 1 нм.
4.2 Требования к средствам калибровки и вспомогательному оборудованию
4.2.1 Калибровку рельефной меры проводят с помощью:
- сканирующего зондового атомно-силового микроскопа;
- двух лазерных двухлучевых интерферометров с источником излучения - гелий-неоновым лазером, длина волны которого стабилизирована по линии насыщенного поглощения в молекулярном йоде и определена с относительной погрешностью не более 3·10. В комплект поставки каждого лазерного интерферометра должны входить два зеркала, предназначенные для формирования опорного и информативного лучей, по фазовому сдвигу между которыми определяют перемещение калибруемого элемента рельефа в процессе его сканирования атомно-силовым микроскопом. Абсолютная погрешность определения фазового сдвига - не более 0,002 рад.
4.2.2 В качестве вспомогательного оборудования применяют оптический микроскоп с увеличением не менее 400, а также средства измерений параметров окружающей среды с абсолютными погрешностями не более:
- температуры окружающей среды | ±0,2 °С |
- относительной влажности воздуха | ±3%; |
- атмосферного давления | ±130 Па. |
4.2.3 Допускается применять другие средства калибровки, точность которых соответствует требованиям настоящего стандарта.
4.3 Требования к условиям проведения калибровки
4.3.1 Калибровку рельефной меры проводят в следующих условиях:
- температура окружающей среды | (20±3) °C; |
- относительная влажность воздуха | не более 80%; |
- атмосферное давление | (100±4) кПа; |
- напряжение питающей сети | 220 В; |
- частота питающей сети | 50 Гц. |
Разность значений параметров окружающей среды до и после окончания калибровки не должна превышать указанных в приложении А.
4.3.2 Помещение (зона), в котором размещают средства измерений для калибровки рельефных мер, должно быть в эксплуатируемом состоянии и обеспечивать класс чистоты не более класса 8 ИСО по взвешенным в воздухе частицам размерами 0,5 и 5 мкм и концентрациями, определенными по ГОСТ ИСО 14644-1. Периодичность контроля состояния помещения (зоны) определяют по ГОСТ Р ИСО 14644-2. Эксплуатацию помещения (зоны) осуществляют по ГОСТ Р ИСО 14644-5.
5 Требования к квалификации калибровщиков
Калибровку рельефных мер должны проводить штатные сотрудники метрологической службы предприятия, аккредитованной в установленном порядке на проведение калибровочных работ по [2]. Сотрудники должны иметь высшее образование, профессиональную подготовку, опыт работы с атомно-силовыми микроскопами (далее - АСМ) и двухлучевыми лазерными гетеродинными интерферометрами и знать требования настоящего стандарта.
Рабочие места калибровщиков должны быть аттестованы по условиям труда в соответствии с требованиями трудового законодательства.
6 Требования по обеспечению безопасности
При калибровке рельефных мер необходимо соблюдать правила электробезопасности по [3], [4], требования лазерной безопасности по ГОСТ 12.1.040 и требования по обеспечению безопасности на рабочих местах по ГОСТ 12.2.061, [5], [6].
7 Подготовка к процедуре калибровки
7.1 Подготовку к процедуре калибровки рельефной меры начинают с проверки документации и внешнего осмотра, в процессе которого должно быть установлено:
- соответствие комплекта поставки данным, приведенным в паспорте (формуляре) на рельефную меру;
- отсутствие механических повреждений футляра, в котором осуществлялось хранение и транспортирование рельефной меры.
7.2 Рельефную меру извлекают из футляра, проводят предварительный визуальный внешний осмотр для выявления возможных повреждений и с помощью специальных зажимов устанавливают меру на рабочий стол АСМ.
При установке рельефной меры необходимо обеспечить:
- параллельность плоскости, образованной геометрической формой элемента рельефа меры, направлению горизонтального перемещения рабочего стола АСМ;
- плотное прилегание плоскости подложки меры к поверхности рабочего стола АСМ.
7.3 С помощью вспомогательного оптического микроскопа осматривают и проверяют качество поверхности рельефной меры. Шаговая структура на поверхности меры должна быть однородной, при этом на примерно 75% поверхности меры не должно быть повреждений маркерных линий, искажений краев элементов рельефа в виде впадин и выступов, соизмеримых с шириной элементов рельефа.
7.4 С помощью вспомогательного оптического микроскопа устанавливают зонд АСМ в положение, соответствующее началу сканирования калибруемого элемента рельефной меры.
Начальное положение определяют следующим образом: зонд АСМ устанавливают на плоскость нижнего основания на расстоянии от калибруемого элемента, равном не менее 20% и не более 50% ширины нижнего основания выступа калибруемого элемента. Аналогично определяют конечное положение зонда АСМ при сканировании.
7.5 На неподвижном элементе в камере образцов АСМ устанавливают зеркало лазерного интерферометра, предназначенное для формирования опорного луча, а на рабочем столе АСМ - другое зеркало, предназначенное для формирования информативного луча. Лазерный интерферометр (далее - горизонтальный лазерный интерферометр) располагают вдоль оси, совпадающей с горизонтальным направлением сканирования (далее - ось абсцисс).
Второй комплект зеркал устанавливают на Z-сканере и на неподвижном элементе камеры образцов АСМ. Эти зеркала предназначены для формирования информативного (на Z-сканере) и опорного (на неподвижном элементе камеры) лучей, что позволяет регистрировать перемещение Z-сканера АСМ в вертикальном направлении сканирования (далее - ось ординат).
Второй лазерный интерферометр (далее - вертикальный лазерный интерферометр) устанавливают в соответствии с расположением зеркал.
Горизонтальный и вертикальный лазерные интерферометры должны обеспечивать регистрацию информативных и опорных лучей в процессе сканирования выступа калибруемого элемента. Для каждого интерферометра в процессе сканирования необходимо также обеспечить взаимную параллельность информативного и опорного лучей при всех положениях стола и Z-сканера АСМ. Допустимый угол расхождения опорного и информативного лучей для каждого интерферометра не должен превышать 1'.
Такое взаимное расположение двух лазерных интерферометров в комплекте с зеркалами позволяет в процессе сканирования выступа калибруемого элемента рельефной меры проводить регистрацию видеопрофиля элемента и одновременную регистрацию перемещения рельефной меры и Z-сканера с помощью двух лазерных интерферометров.
7.6 В соответствии с инструкцией по эксплуатации АСМ проводят пробное сканирование калибруемого элемента рельефа меры.
При этом предварительно:
- выполняют юстировку зеркал в соответствии с инструкциями по эксплуатации лазерных интерферометров;
- путем изменения угла наклона исследуемого объекта обеспечивают взаимную параллельность направления прохождения информативного луча вертикального лазерного интерферометра и направления вертикального перемещения Z-сканера АСМ при сканировании элемента рельефа;
- в соответствии с инструкциями по эксплуатации АСМ и лазерных интерферометров определяют частоту и скорость сканирования калибруемого элемента, при которой в электронно-фазометрических системах интерферометров можно четко регистрировать количество целых и дробных полос интерференции, соответствующих значениям фазовых сдвигов между опорными и информативными лучами горизонтального и вертикального интерферометров;
- устанавливают показания электронно-фазометрических систем всех лазерных интерферометров в "нулевое" положение, определяемое нестабильностью младшего разряда используемых аналого-цифровых преобразователей в указанных электронно-фазометрических системах.
8 Процедура проведения измерений
8.1 Проводят измерения параметров окружающей среды и показателей качества питающей электрической сети и проверяют выполнение требований, указанных в 4.3.1.
8.2 В соответствии с инструкциями по эксплуатации АСМ и лазерных интерферометров проводят сканирование выступа калибруемого элемента рельефной меры. Одновременно с помощью лазерных интерферометров проводят измерения горизонтального перемещения подвижной части рабочего стола АСМ и вертикального перемещения Z-сканера АСМ.
Сечение выступа трапецеидальной формы и места начального и конечного положений зонда АСМ приведены на рисунке 1.
- ширина нижнего основания выступа; - ширина верхнего основания выступа; - высота выступа; - значение проекции наклонной стенки на плоскость нижнего основания выступа
Рисунок 1 - Сечение калибруемого элемента рельефной меры
Видеопрофиль, соответствующий этому выступу, представлен на рисунке 2.
- точка на видеопрофиле, соответствующая начальному положению зонда АСМ при сканировании; - точка на видеопрофиле, соответствующая конечному положению зонда при сканировании; - высота выступа, измеренная по видеопрофилю; - разность абсцисс конечной и начальной точек горизонтального сканирования, соответствующая значению горизонтального перемещения подвижной части рабочего стола АСМ, вычисленная по видеопрофилю
Рисунок 2 - Видеопрофиль сечения калибруемого элемента рельефной меры, приведенного на рисунке 1 (направление сканирования - слева направо)
8.3 По показаниям электронно-фазометрической системы горизонтального лазерного интерферометра определяют значение горизонтального фазового сдвига в радианах между информативным и опорным лучами этого интерферометра.
8.4 По показаниям электронно-фазометрической системы вертикального лазерного интерферометра определяют значение вертикального фазового сдвига в радианах между информативным и опорным лучами этого интерферометра.
8.5 Проводят измерения параметров окружающей среды и показателей качества питающей электрической сети и проверяют выполнение требований, указанных в 4.3.1.
8.6 Результаты измерений параметров рельефной меры по 8.2-8.4, а также указанных на рисунке 2 оформляют в виде протокола. Также в протоколе приводят значения условий проведения калибровки до начала и после окончания измерений по 8.1 и 8.5.
Форма протокола - произвольная. Протокол с результатами калибровки должен храниться как минимум до следующей калибровки рельефной меры.
9 Обработка результатов измерений
9.1 Вычисление горизонтального перемещения подвижной части рабочего стола АСМ при сканировании калибруемого элемента
Горизонтальное перемещение подвижной части рабочего стола , нм, от начального до конечного положения при сканировании выступа элемента рельефа вычисляют по формуле
,
где - длина волны излучения гелий-неонового лазера в вакууме, приведенная в паспорте (формуляре) на горизонтальный лазерный интерферометр, нм;
- фазовый сдвиг, измеренный по 8.3, рад;
- показатель преломления воздуха при фактических значениях температуры окружающей среды, влажности воздуха и атмосферного давления, вычисленный по приложению А.
9.2 Вычисление масштабного коэффициента видеоизображения для оси абсцисс
Масштабный коэффициент видеоизображения , нм/пиксель, для оси абсцисс вычисляют по формуле
,
где - перемещение подвижной части рабочего стола АСМ при горизонтальном сканировании, вычисленное по 9.1, нм;
- разность абсцисс конечной и начальной точек горизонтального сканирования, соответствующая горизонтальному перемещению подвижной части рабочего стола АСМ, вычисленная по видеопрофилю (см. рисунок 2), пиксель.
9.3 Вычисление вертикального перемещения Z-сканера АСМ при сканировании калибруемого элемента
Вертикальное перемещение Z-сканера АСМ , нм, при сканировании выступа элемента рельефа вычисляют по формуле
,
где - длина волны излучения гелий-неонового лазера в вакууме, приведенная в паспорте (формуляре) на вертикальный лазерный интерферометр, нм;
- фазовый сдвиг, измеренный по 8.4, рад;
- показатель преломления воздуха при фактических значениях температуры окружающей среды, влажности воздуха и атмосферного давления, вычисленный по приложению А.
9.4 Вычисление высоты выступа калибруемого элемента рельефа
Значение высоты выступа в нанометрах равно значению вертикального перемещения Z-сканера , вычисленному по 9.3.
9.5 Вычисление вспомогательной величины для определения ширины верхнего основания выступа калибруемого элемента рельефа
При определении ширины верхнего основания трапецеидального выступа используют вспомогательную величину, для вычисления которой:
- вычисляют производную по горизонтальной координате. Для видеопрофиля, изображенного на рисунке 2, результат такого вычисления указан на рисунке 3;
- проводят анализ результатов вычисления производной видеопрофиля по координате и вычисляют вспомогательную величину в пикселях, которая равна разности соответствующих абсцисс точек, как изображено на рисунке 3.
- ось абсцисс по 7.5; , - начальная и конечная точки положения зонда АСМ при сканировании калибруемого элемента, расположенные в соответствии с требованиями 7.4; 
- ось ординат значений производной величины видеосигнала по координате
Рисунок 3 - Графическое изображение первой производной видеопрофиля по координате в направлении горизонтального перемещения подвижной части стола АСМ
9.6 Вычисление ширины верхнего основания трапецеидального выступа
Ширину верхнего основания выступа , нм, вычисляют по формуле
,
где - масштабный коэффициент видеоизображения для оси абсцисс, вычисленный по 9.2, нм/пиксель;
- вспомогательная величина, вычисленная по 9.5, пиксель.
9.7 Вычисление ширины нижнего основания трапецеидального выступа
Ширину нижнего основания трапецеидального выступа , нм, вычисляют по формуле
,
где - ширина верхнего основания калибруемого выступа, вычисленная по 9.6, нм;
- высота калибруемого выступа, вычисленная по 9.4, нм.
9.8 Вычисление проекции наклонной стенки на плоскость нижнего основания выступа
Проекцию наклонной стенки на плоскость нижнего основания выступа , нм, вычисляют по формуле
,
где - высота выступа, вычисленная по 9.4, нм.
10 Оценка неопределенности измерений параметров
10.1 При оценке суммарной стандартной неопределенности 
горизонтального перемещения подвижной части рабочего стола пренебрегают неопределенностью в значении показателя преломления воздуха , вычисленного по приложению А, и неопределенностью в значении длины волны излучения гелий-неонового лазера в вакууме горизонтального лазерного интерферометра . Значение 
вычисляют по формуле
,
где - длина волны излучения гелий-неонового лазера в вакууме, приведенная в паспорте (формуляре) на горизонтальный лазерный интерферометр, нм;
- суммарная стандартная неопределенность измерения фазового сдвига, приведенная в паспорте (формуляре) на горизонтальный лазерный интерферометр, рад;
- показатель преломления воздуха при фактических значениях температуры окружающей среды, влажности воздуха и атмосферного давления, вычисленный по приложению А.
Примечание - Если в паспорте (формуляре) на горизонтальный лазерный интерферометр приведена абсолютная погрешность измерения фазового сдвига, то вычисление 
осуществляют по [7].
10.2 При оценке суммарной стандартной неопределенности 
вертикального перемещения Z-сканера АСМ пренебрегают неопределенностью значения показателя преломления воздуха , вычисленного по приложению А, и неопределенностью значения длины волны излучения гелий-неонового лазера в вакууме вертикального лазерного интерферометра . Значение 
, нм, вычисляют по формуле
,
где - длина волны излучения гелий-неонового лазера в вакууме, приведенная в паспорте (формуляре) на вертикальный лазерный интерферометр, нм;
- суммарная стандартная неопределенность измерения фазового сдвига, приведенная в паспорте (формуляре) на вертикальный лазерный интерферометр, рад;
- показатель преломления воздуха при фактических значениях температуры окружающей среды, влажности воздуха и атмосферного давления, вычисленный по приложению А.
Примечание - Если в паспорте (формуляре) на вертикальный лазерный интерферометр приведена абсолютная погрешность измерения фазового сдвига, то вычисление 
осуществляют по [7].
10.3 Суммарную стандартную неопределенность 
, нм/пиксель, измерения масштабного коэффициента видеоизображения для оси абсцисс вычисляют по формуле
,
где - масштабный коэффициент видеоизображения для оси абсцисс, вычисленный по 9.2, нм/пиксель;
- суммарная стандартная неопределенность измерения горизонтального перемещения подвижной части рабочего стола, вычисленная по 10.1, нм;
- горизонтальное перемещение подвижной части рабочего стола, вычисленное по 9.1, нм;
- стандартная неопределенность разности абсцисс конечной и начальной точек горизонтального сканирования, соответствующая горизонтальному перемещению подвижной части рабочего стола АСМ, пиксель;
- разность абсцисс конечной и начальной точек горизонтального сканирования, соответствующая горизонтальному перемещению подвижной части рабочего стола АСМ, пиксель.
Примечание - При равномерном квантовании видеосигнала значение принимают равным 0,5 пиксель.
10.4 Значение суммарной стандартной неопределенности в нанометрах при измерении высоты выступа равно значению суммарной стандартной неопределенности 
вертикального перемещения Z-сканера АСМ , вычисленного по 10.2.
10.5 Суммарную стандартную неопределенность 
, нм, измерения ширины верхнего основания трапецеидального выступа вычисляют по формуле
,
где - ширина верхнего основания трапецеидального выступа, вычисленная по 9.6, нм;
- суммарная стандартная неопределенность измерения масштабного коэффициента видеоизображения для оси абсцисс, нм/пиксель;
- масштабный коэффициент видеоизображения для оси абсцисс, вычисленный по 9.2, нм/пиксель;
- стандартная неопределенность измерения вспомогательной величины для определения ширины верхнего основания выступа , вычисленной по 9.5, пиксель;
- вспомогательная величина для определения ширины верхнего основания выступа, вычисленная по 9.5, пиксель.
Примечание - При равномерном квантовании видеосигнала значение 
принимают равным 0,5 пиксель.
10.6 Суммарную стандартную неопределенность 
, нм, измерения ширины нижнего основания трапецеидального выступа вычисляют по формуле
,
где 
- суммарная стандартная неопределенность измерения ширины верхнего основания выступа, вычисленная по 10.5, нм;
- суммарная стандартная неопределенность измерения высоты выступа, вычисленная по 10.4, нм.
10.7 Суммарную стандартную неопределенность 
, нм, измерения проекции наклонной стенки на плоскость нижнего основания выступа вычисляют по формуле
,
где - суммарная стандартная неопределенность измерения высоты выступа, вычисленная по 10.4, нм.
11 Оформление результатов калибровки
11.1 Результаты калибровки оформляют в виде сертификата установленной формы [8] с соответствующей записью в паспорте (формуляре) рельефной меры.
11.2 В сертификате калибровки и в паспорте (формуляре) рельефной меры должны быть приведены значения высоты выступа, ширины верхнего и нижнего его оснований, а также значение проекции наклонной стенки на плоскость нижнего основания выступа калибруемого элемента. Для перечисленных метрологических характеристик рельефной меры необходимо также указать значения неопределенностей, вычисленных по разделу 10 настоящего стандарта.
Приложение А
(справочное)
Вычисление показателя преломления воздуха
А.1 Исходные данные
При вычислении показателя преломления воздуха исходными данными являются следующие параметры окружающей среды:
- температура , °С;
- атмосферное давление , Па;
- относительная влажность , %.
Параметры окружающей среды измеряют до начала и после окончания измерений, при этом разность показаний должна быть не более:
- температуры окружающей среды | ±1 °С; |
- атмосферного давления, | ±300 Па; |
- относительной влажности воздуха | ±10%. |
А.2 Константы для вычисления показателя преломления воздуха
При вычислениях используют константы, приведенные в таблице А.1.
Таблица А.1 - Константы для вычисления показателя преломления воздуха
Обозначение константы | Значение |
8342,54 | |
2406147 | |
15998 | |
96095,43 | |
0,601 | |
0,00972 | |
0,003661 | |
- | - |
А.3 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где , - значения длин волн излучения в вакууме гелий-неоновых лазеров по 9.1 и 9.3, нм, соответственно.
А.4 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где , , - константы по А.2;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.3.
А.5 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где , , - константы по А.2;
- температура окружающей среды, °С;
- атмосферное давление, Па.
А.6 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где - атмосферное давление, Па;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.4;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.5;
- константа по А.2.
А.7 Вычисление парциального давления паров воды
Парциальное давление паров воды , Па, вычисляют по формуле
,
где - относительная влажность воздуха, %;
- давление насыщенного водяного пара при температуре окружающей среды , вычисленное по А.8-А.14, Па.
А.8 Константы для вычисления давления насыщенного водяного пара
Для вычисления давления насыщенного водяного пара при температуре окружающей среды в градусах Цельсия используют константы, приведенные в таблице А.2.
Таблица А.2 - Константы для вычисления давления насыщенного водяного пара
Обозначение константы | Значение |
1167,05214528 | |
-724213,167032 | |
-17,0738469401 | |
12020,8247025 | |
-3232555,03223 | |
14,9151086135 | |
-4823,26573616 | |
405113,405421 | |
-23,8555575678 | |
650,175348448 |
А.9 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где - температура окружающей среды, °С;
, - константы по А.8.
А.10 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где - вспомогательная величина, вычисленная по А.9;
, - константы по А.8.
А.11 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где , , - константы по А.8;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.9.
А.12 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где , , - константы по А.8;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.9.
А.13 Вычисление вспомогательной величины
Вспомогательную величину вычисляют по формуле
,
где - вспомогательная величина, вычисленная по А.11;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.10;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.12.
А.14 Вычисление давления насыщенного водяного пара
Давление насыщенного водяного пара 
, Па, вычисляют по формуле
,
где - вспомогательная величина, вычисленная по А.12;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.13.
А.15 Вычисление показателя преломления воздуха
Показатель преломления воздуха вычисляют по формуле
,
где - вспомогательная величина, вычисленная по А.6;
- вспомогательная величина, вычисленная по А.3;
- парциальное давление паров воды, вычисленное по А.7, Па;
- температура окружающей среды, °С.
Библиография
[1] | РМГ 29-99 | Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения |
[2] | ПР 50.2.018-95 | Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право проведения калибровочных работ |
[3] | Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (утверждены приказом Минэнерго России от 13.01.2003 г. N 6; зарегистрированы Минюстом России 22.01.2003 г., рег. N 4145) | |
[4] | ПОТ РМ-016-2001 | Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок |
[5] | СанПиН 2.2.4.1191-03 | Электромагнитные поля в производственных условиях |
[6] | СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 | Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы |
[7] | РМГ 43-2001 | Государственная система обеспечения единства измерений. Применение "Руководства по выражению неопределенности измерений" |
[8] | ПР 50.2.016-94 | Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к выполнению калибровочных работ |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2008