测量装置的校准方法、用于校准的标准样品及其制备方法

技术领域

本申请涉及测试领域。具体地，本申请涉及一种测量装置的校准方法、用于校准的标准样品及其制备方法。

背景技术

平面结构的NAND器件已近实际扩展的极限，为了进一步提高存储容量，降低每比特的存储成本，已开发出了具有垂直的沟道结构的3D NAND存储器件。

3D NAND的沟道结构通常包括SiO

应当理解，该背景技术部分旨在部分地为理解该技术提供有用的背景，然而，这些内容并不一定属于在本申请的申请日之前本领域技术人员已知或理解的内容。

发明内容本申请的一方面提供一种测量装置的校准方法，包括：采用标准装置对多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第一测量，其中，所述多层待检测膜层的各层包含的所述目标元素的含量在所述多层待检测膜层的厚度方向以相同趋势变化；采用所述测量装置对所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第二测量；以及基于所述第一测量和所述第二测量的结果对所述测量装置进行校准。

在本申请的一个实施方式中，采用标准装置对多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第一测量包括：a1)形成一层待检测膜层，并采用所述标准装置对所述一层待检测膜层包含的目标元素的含量进行测量；以及a2)重复步骤a1)直至形成多层待检测膜层并完成所述第一测量。

在本申请的一个实施方式中，采用所述测量装置对所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第二测量包括：形成包括所述多层待检测膜层的标准样品；在所述标准样品中截取预设尺寸且包括所述多层待检测膜层的样品作为待检测样品；以及对所述待检测样品中的所述多层待检测膜层的各层进行所述第二测量。

在本申请的一个实施方式中，采用所述测量装置对所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第二测量包括：b1)采用所述测量装置对所述待检测样品包括的所述多层待检测膜层中的靠近所述测量装置一侧的一层包含的目标元素的含量进行测量；b2)去除所述多层待检测膜层的靠近所述测量装置的一层，以暴露所述多层待检测膜层的下一层；b3)对所述多层待检测膜层的下一层包含的目标元素的含量进行测量；以及b4)重复步骤b2)和b3)，直至完成所述第二测量。

在本申请的一个实施方式中，所述待检测样品包括多个沿所述待检测膜层的厚度方向划分的采集区域，采用所述测量装置对所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第二测量包括：依次对多个所述采集区域进行电子束扫描，以获得多个包含所述目标元素的含量信息的所述图谱；以及对所述多个采集区域的图谱进行叠加处理，以完成所述第二测量。

在本申请的一个实施方式中，基于所述第一测量和所述第二测量的结果对所述测量装置进行校准包括：将所述第一测量获得的多个标准值与所述第二测量获得的多个测量值进行线性拟合；以及响应于所述线性拟合后的回归系数小于预设值，对所述测量装置进行校准。

在本申请的一个实施方式中，相邻的所述待检测膜层包含的所述目标元素的含量的差值大于等于0.2％且小于2％。

在本申请的一个实施方式中，采用所述标准装置对所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素分别进行测量的时间相同。

在本申请的一个实施方式中，采用所述标准装置对所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素分别进行测量的时间≤1h。

在本申请的一个实施方式中，所述多层待检测膜层的各层包含氮氧化硅，并且所述目标元素包括氮、硅或氧中的至少一种。

本申请的另一方面提供一种用于校准的标准样品的制备方法，包括：在衬底上形成多层包含目标元素的待检测膜层，其中，所述多层待检测膜层的各层包含的所述目标元素的含量在所述多层待检测膜层的厚度方向以相同趋势变化；以及在多层所述待检测膜层上形成保护层，以形成所述标准样品。

在本申请的一个实施方式中，所述制备方法还包括：在形成多层所述待检测膜层之前，在所述衬底上形成绝缘层。

在本申请的一个实施方式中，相邻的所述待检测膜层包含的所述目标元素的含量的差值大于等于0.2％且小于2％。

在本申请的一个实施方式中，每一层所述待检测膜层包含氮氧化硅，并且所述目标元素包括氮、硅或氧中的至少一种。

本申请的再一方面提供一种用于校准的标准样品，包括：衬底；位于所述衬底上的多层待检测膜层，其中，所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量在所述多层待检测膜层的厚度方向以相同趋势变化；以及位于所述多层待检测膜层上的保护层。

在本申请的一个实施方式中，所述标准样品还包括：绝缘层，位于所述衬底和所述多层待检测膜层之间。

在本申请的一个实施方式中，其中，所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量在所述多层待检测膜层的厚度增加的方向以递增的趋势变化。

在本申请的一个实施方式中，其中，所述多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量在所述多层待检测膜层的厚度增加的方向以递减的趋势变化。

在本申请的一个实施方式中，相邻的所述待检测膜层包含的所述目标元素的含量的差值大于等于0.2％且小于2％。

在本申请的一个实施方式中，所述待检测膜层包括氮氧化硅，并且所述目标元素包括氮、硅或氧中的至少一种。

在本申请的一个实施方式中，所述绝缘层包括氧化硅，所述保护层包括多晶硅。

在本申请的一个实施方式中，所述多层待检测膜层的中的各层的厚度范围为1nm～30nm。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施方式的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更加明显。在附图中，图1为根据本申请的一些实施方式的校准方法的示意性流程图。

图2和图3为根据本申请的一些实施方式的校准方法中进行第一测量的示意图。

图4为根据本申请的一些实施方式的校准方法在形成标准样品之后的示意性结构图。

图5和图6为根据本申请的一些实施方式的校准方法中进行第二测量的示意图。

图7为根据本申请的另一些实施方式的校准方法中进行第二测量的示意图。

图8为根据本申请的一些实施方式的校准方法在进行校准之后的测量装置测得的XPS谱图。

图9为根据本申请的另一些实施方式的校准方法在进行校准之后的测量装置测得的EELS谱图。

图10为根据本申请的另一些实施方式的校准方法在多次校准之后的Lab XPS设备和TOF SIMS设备测得的测量值与Inline XPS设备测得的标准值的线性拟合图。

图11为根据本申请的一些实施方式的用于校准的标准样品的制备方法的流程图。

图12和图13为根据本申请的一些实施方式的用于校准的标准样品的制备方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。

注意，说明书中对“示例性地”、“在一些示例中”、“一些实施方式”等的引用指示所描述的实施方式可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施方式可以不一定包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指相同的实施方式。此外，当结合实施方式描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施方式实现这种特征、结构或特性都将在相关领域技术人员的知识范围内。

应容易理解的是，在本公开中的“上”的含义应该以最广泛的方式来解释，使得“上”不仅意味着“直接在某物上”，而且还包括“在某物上”并且其间具有中间特征或层的含义。

如在本文使用的，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。此外，层可以是均匀或不均匀的连续结构的区域。例如，层可以位于连续结构的顶表面与底表面之间或在连续结构的顶表面与底表面处的任何一对水平面之间。层可以水平地、垂直地和/或沿着锥形表面延伸。衬底可以是层，可以在其中包括一个或多个层，和/或可以在其上、其上方和/或其下方具有一个或多个层。层可以包括多个层。

通常，术语可以至少部分地从上下文中的使用来理解。例如，至少部分地取决于上下文，如本文所使用的术语“一层或多层”可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或者可以用于以复数意义描述特征、结构或特性的组合。

在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如，在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一种”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。

除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。

如前文所述，3D NAND的沟道结构的电荷捕获层和隧穿层中氮元素的含量分布对3D NAND的电学性能影响重大。在测量装置中，通常采用透射电子显微镜(TransmissionElectron Microscope，TEM)或结合TEM和电子能量损失谱(electron energy lossspectroscopy，EELS)仪对电荷捕获层和隧穿层中的成分进行分析，但当膜层间氮元素的质量分数差异小于2％，上述方法往往难以得到精确的结果。

本申请的一些实施方式提供一种校准方法，用于校准上述测量装置。图1示出了根据本申请的一些实施方式的校准方法300的示意性流程图。下面结合图1对校准方法300进行详细说明。参考图1，校准方法300包括步骤S310，其中，可采用标准装置对多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第一测量，其中，各层包含的目标元素的含量在多层待检测膜层的厚度方向以相同趋势变化。

在采用标准装置对多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第一测量的一些示例中，可形成一层待检测膜层，并采用标准装置对该一层待检测膜层包含的目标元素的含量进行测量。如图2所示，在步骤S310中可通过例如化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition，CVD)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)、原子层沉积(atomiclayer deposition，ALD)或其任何组合的薄膜沉积工艺在衬底101上形成一层待检测膜层103-1。作为一个选择，在形成一层待检测膜层103-1之前，还可在衬底101上形成绝缘层102。

在包括绝缘层102的一些示例中，衬底101与绝缘层102和待检测膜层103-1相比，可具有较厚的厚度，从而能够作为承载基底。示例性地，衬底101例如可为直径(最大宽度处)范围在10cm～20cm的裸晶圆。绝缘层102可作为衬底101与待检测膜层103-1的界面层。可选地，绝缘层102的厚度例如为1nm～30nm，待检测膜层103-1的厚度例如为1nm～30nm。作为一个选择，绝缘层102的厚度与待检测膜层103-1的厚度可大致相同。作为另一个选择，绝缘层120的厚度与待检测膜层103-1的厚度可不相同。

在一些示例中，用于衬底101的材料可包括硅(诸如单晶硅、多晶硅)、硅锗(SiGe)、锗(Ge)、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗(GOI)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、玻璃、III-V族化合物半导体或者其任意组合。可选地，用于绝缘层102的材料例如包括氧化硅。

在一些示例中，可采用例如CVD、PVD、ALD或其任何组合的薄膜沉积工艺在绝缘层102上沉积待检测膜层103-1。可选地，用于待检测膜层103-1的材料例如包括氮氧化硅。

可选地，为了使得待检测膜层的膜层质量更接近于3DNAND的沟道结构所包括的ONO堆栈结构，可采用原子层沉积(atomiclayer deposition，ALD)工艺在绝缘层102上沉积氮氧化硅作为待检测膜层103-1。在一些示例中，待检测膜层103-1包括的目标元素例如为氮，可通过控制沉积工艺的时间以及气源比例，使得形成的待检测膜层103-1的厚度和氮含量接近ONO结构中的电子捕获层和隧穿层的厚度和氮含量。

在一些示例中，在形成待检测膜层103-1之后，可通过标准装置110对该层待检测膜层103-1的目标元素的含量进行测量，以获得该层待检测膜层103-1的氮含量的标准值。可选地，可利用铜夹将衬底101固定在样品台上，以便对待检测膜层103-1进行测量。在待检测膜层103-1包括氮氧化硅的示例中，为最大程度减少氮氧化硅在空气中的氧化，可控制上述对待检测膜层103-1的测量时间≤1h。在另一些示例中，上述对待检测膜层103-1的测量时间可控制为<30min。可选地，为了避免氮氧化硅在空气中的氧化，还可在低真空的状态下对待检测膜层103-1进行测量。

可选地，标准装置110例如为产线上用于测量的高精度(精度范围例如大于等于0.2％且小于2％)X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)设备(例如，Inline XPS)。可选地，可利用高精度XPS设备的X射线辐射待检测膜层103-1的表面，使待检测膜层103-1中的原子或分子的内层电子或价电子激发射出来，被X射线激发出来的电子具有一定的能量，通过测量待检测膜层103-1激发出来的电子的数量以及携带的能量可以确定其包括的各元素的含量。

在一些示例中，上述高精度的XPS设备例如包括X射线发生装置和电子探测装置，可利用X射线发生装置向待检测膜层103-1发射X射线，然后利用电子探测装置获取待检测膜层103-1被X射线激发的电子，根据电子探测装置获取的电子的能量状态和数量，来确定待检测膜层103-1的氮含量。

示例性地，电子探测装置的电子收集模式可以为快照模式(Snap Mode)，其中电子探测装置中的探测器可以具有128个通道，分别置于不同的能量状态，用于同时收集不同能量的电子，以在较短的时间内完成电子采集。在待检测膜层103-1包括氮氧化硅的示例中，可采用快照模式收集硅(Si)、氮(N)、氧(O)三种元素的能谱，从而获得三种元素的含量。

在一些示例中，可重复多次上述形成待检测膜层103-1以及对待检测膜层103-1包含的目标元素进行测量的步骤，直至形成多层待检测膜层(例如，待检测膜层103-1至待检测膜层103-4)，并获得多层待检测膜层中的各层包含的目标元素的含量的标准值。在一些示例中，为了保证形成的多层待检测膜层的各层的质量大致相同，可采用相同的沉积工艺(例如，ALD工艺)形成上述多层待检测膜层。

应当理解的是，在形成多层待检测膜层的各层的工艺过程中，待检测膜层的整体厚度不断增加，上述厚度方向既可表示沿着待检测膜层的整体厚度增加的方向(远离衬底101的方向)，也可指代沿着待检测膜层的整体厚度减小的方向(靠近衬底101的方向)，下文中将以待检测膜层的厚度增加的方向作为一个示例进行描述。

在通过沉积工艺形成多层待检测膜层的各层的示例性工艺中，可通过控制各反应源的比例来调整多层待检测膜层的各层中的氮含量，例如，可通过依次增加氮源在反应气源中的分压来控制形成的多层待检测膜层的各层中的氮元素的质量分数在多层待检测膜层的厚度增加方向呈递增的趋势。可选地，在一些情况下，还可通过依次减少氮源在反应气源中的分压来控制形成的多层待检测膜层的各层中的氮元素的质量分数在多层待检测膜层的厚度增加方向呈递减的趋势。可选地，每层待检测膜层中氮含量的质量分数例如为10％～40％。在一些示例中，每层待检测膜层中氮含量的质量分数例如为25％～30％。

示例性地，可通过控制沉积时间和沉积速率使得形成的待检测膜层301-1至待检测膜层301-4中的各层的厚度大致相同，从而简化沉积工艺。可选地，形成的待检测膜层301-1至待检测膜层301-4中的各层的厚度也可不相同。

示例性地，可通过控制反应时间和氮源的比例使得相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值大致相同，其差值的范围例如大于等于0.2％且小于2％。可选地，相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值范围例如还可大于等于0.5％且小于等于1％。可选地，相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值也可不同。

示例性地，在形成每一层待检测膜层之后以及形成下一层待检测膜层之前，可通过相同的标准装置110对该层待检测膜层包含的目标元素的含量进行测量，从而获得多层待检测膜层的各层的氮含量或元素分布。在一些示例中，为了最大程度减少空气中的氧气对多层待检测膜层的各层的氧化影响，对多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行测量的时间控制为≤1h。作为一个选择，上述标准装置110对四层待检测膜层中的各层包含的目标元素的含量进行测量的时间控制为<30min。示例性地，为了减少外界环境对上述多次测量造成的差异化的影响，并提高测量的准确度，可控制上述多次测量的时间相同。

应当理解的是，图3中所示出的四层待检测膜层仅仅作为一个示例，可根据需要形成超过四层的多层待检测膜层，本申请对此不做限定。

在一些示例中，标准装置110对多层待检测膜层的各层的氮含量的测量精度的范围例如大于等于0.2％且小于2％。可选地，上述标准装置110对多层待检测膜层的各层的氮含量的测量精度的范围例如还可为大于等于0.5％且小于等于1％。

由于利用XPS设备进行数据采集，会激发待检测膜层的电子，而不会破坏待检测膜层的元素结构，因此测量得到的数据相对准确，同时不会对周围的元素以及下层的元素造成影响，从而能够获得相对较厚的膜层的元素结构信息。

在一些示例中，如图4所示，在形成四层待检测膜层之后，可通过CVD、PVD、ALD及其任意组合的薄膜沉积工艺在待检测膜层103-4上形成保护层104，以形成如图4所示的标准样品100。。可选地，保护层104与待检测膜层103-4相互接触的表面可具有相同的尺寸(即，二者相互接触的表面具有相同的宽度和长度)，从而使得保护层104在一定程度上能够减少更换样品台对待检测膜层造成的损伤。示例性地，保护层104的厚度例如为1nm～30nm，作为一个选择，保护层104的厚度大致为10nm，用于保护104的材料例如包括多晶硅。在一些示例中，在形成上述标准样品100之后，可从标准样品100上截取预设尺寸的样品作为待检测样品。示例性地，可从标准样品100上截取宽度范围为1cm～2cm且包括上述多层待检测膜层的样品作为待检测样品。可选地，待检测样品的尺寸大约为1.5cm×1.5cm。该1.5cm×1.5cm的待检测样品可用于下文中的第二测量。示例性地，为了对下文中的测量装置120进行多次校准，可按照1.5cm×1.5cm大小多次截取标准样品100进行第二测量。

在采用标准装置对多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第一测量的另一些示例中，可在衬底101上形成绝缘层102，并在绝缘层102上依次形成多层待检测膜层(例如，待检测膜层103-1至待检测膜层103-4)。作为一个选择，可在形成多层待检测膜层之后，采用不同于Inline XPS设备的另一标准装置对多层待检测膜层的各层包含的目标元素(例如，氮元素)的含量进行第一测量。本申请对第一测量的具体方式不做限定。

在一些情况下，较高精度的Inline XPS通常只能够进行表面测量，并且其未搭载用于刻蚀的设备(例如，离子束溅射设备)，在对标准样品100的多样化处理以及对标准样品100的元素结构进行体测量方面，应用往往受限。

本申请的一些实施方式能够通过较高精度的测量设备(例如，Inline XPS设备)对多层待检测膜层中的各层所包含的目标元素的含量所具有的微量差异(例如，质量分数变化范围在大于等于0.2％且小于2％)进行准确测量来获得标准值，从而能够以该多层待检测膜层为基础制得标准样品100。在后续研究和生产过程中，可对此标准样品100进行多样化处理以满足不同需求，例如，上文中以此标准样品100形成的待检测样品可用于校准实验室用设备(例如，下文中的Lab XPS设备)以满足研发需求或校准能够实现体测量的设备(例如，下文中的EELS设备)，以提高上述设备的测量精度。

继续参考图1，校准方法300还包括步骤S320，可采用测量装置对多层待检测膜层的各层包含的目标元素的含量进行第二测量。参考图5，在一些示例中，可采用上述待检测样品对实验室或产线上测量精度较低(精度范围例如为2％～10％)的测量装置120进行校准。示例性地，上述测量装置120例如包括精度范围例如为2％～5％的Lab XPS设备、精度范围为2％～10％的二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectrometry，SIMS)设备以及精度范围为2％～10％的用于体测量的EELS设备。

作为一个选择，可采用上述测量装置120对待检测样品中的多层待检测膜层的各层(例如，待检测膜层103-1至待检测膜层103-4)进行第二测量，以获得多层待检测膜层的各层的氮含量的测量值。Lab XPS设备或SIMS设备通常搭载用于刻蚀的刻蚀设备(例如，离子束溅射设备)，因此能够在同一机台上实现刻蚀和测量。可选地，可依次刻蚀去除保护层104和多层待检测膜层的各层(例如，待检测膜层103-1至待检测膜层103-4)，并且对每次刻蚀后暴露的下一层待检测膜层的含氮量进行测量。通过实施多次刻蚀和对每一次刻蚀后的氮含量测量可得到各层的氮含量数据。

可选地，参考图5和图6，在采用Lab XPS设备作为测量装置120进行第二测量的示例中，可去除保护层104(参考图4)，并暴露出多层待检测膜层的靠近Lab XPS设备一侧的待检测膜层103-4，然后采用Lab XPS设备对待检测膜层103-4包含的目标元素的含量进行测量，以获得该层包含的目标元素的含量的测量值。在对待检测膜层103-4测量之后，可去除待检测膜层103-4，以暴露多层待检测膜层的下一层待检测膜层(例如，待检测膜层103-3)，然后对待检测膜层103-3包含的目标元素的含量进行测量，以获得该层包含的目标元素的含量的测量值。可重复上述操作直至完成多层待检测膜层的各层的第二测量并获得多个测量值。

在第二测量装置120包括Lab XPS设备的一些示例中，可采用离子束依次去除待检测样品的保护层104和多层待检测膜层的各层，通过控制离子束能量(Ion Beam Energy)可以控制去除的每待检测膜层的厚度。示例性地，上述离子束例如包括氩离子束、氦离子束、铯离子束中的至少一种。可选地，还可为离子束设置一定的光栅尺寸(Raster Size)，从而确定离子束的扫描范围以决定刻蚀区域的大小。示例性地，上述采用离子束进行刻蚀的工艺中，离子束能量可以设置为300eV，光栅尺寸可以设置为2.0mm，从而对于1.5cm×1.5cm的部分晶圆，完成一次待检测膜层的刻蚀大约需要7秒。

在采用SIMS设备作为测量装置120进行第二测量的示例中，在暴露出每一层待检测膜层之后，可通过高能量的一次离子束轰击待检测样品中各待检测膜层的表面，使待检测膜层表面的分子吸收能量而从表面发生溅射产生二次离子。可选地，上述SIMS设备例如可为TOF SIMS(Time of Flight SIMS)，TOF SIMS可根据二次离子因不同的质量而飞行到探测器的时间不同来测定二次离子的质量。根据不同原子的二次离子的质量不同，能够得到关于待检测膜层的表面信息的图谱，从而能够对待检测膜层进行定量分析。

参考图7，可结合TEM和EELS装置对各待检测膜层包含的氮含量进行第二测量。EELS装置可利用入射电子束在标准样品100中发生非弹性散射，电子损失的能量直接反映了发生散射的机制、标准样品100的化学组成以及厚度等信息，从而对较薄的待检测膜层的各微区域的元素组成、化学键及电子结构等进行分析。

在结合TEM和EELS装置进行第二测量的示例中，可将待检测样品沿待检测膜层的厚度方向划分为多个采集区域105，每个采集区域105的宽度为步长。示例性地，如图7所示，可从同一端沿长箭头的列方向以固定步长扫描样品100的所有采集区域，每个采集区域可获得包含目标元素的含量信息的EELS图谱。所有采集区域的EELS图谱整合叠加起来即为待检测膜层的氮含量EELS图谱。

在一些示例中，上述固定步长范围例如为0.5nm至1.22nm。示例性地，可在保证信背比(SBR,Signalto-Background Ratio)的前提下通过提高固定步长来有效减小入射电子束对样品100的辐照损伤，从而提高氮含量的测量精确度。示例性地，上述固定步长例如为1.22nm，从而能够减小入射电子束对样品100的影响。

再次参考图1，校准方法300继续至步骤S330，可基于第一测量和第二测量的结果对测量装置进行校准。在步骤S330中，可根据第一测量测得的多个标准值和第二测量结果得到的多个测量值对测量装置(例如，图5或图7中示出的测量装置120)测量目标元素的含量的精度进行校准。在一些示例中，可基于多个标准值对多个测量值进行拟合分析，根据拟合分析的结果对测量装置120进行校准。

示例性地，标准装置(例如，图2中的标准装置110)和测量装置120可得到目标元素(例如，氮元素)含量具有微小变化的各待检测膜层的图谱。示例性地，标准装置110例如为上文中的Inline XPS设备，其对多层待检测膜层中的各层包含的目标元素的含量进行第一测量可得到XPS图谱，测量装置120例如为上文中的EELS设备，其可得到EELS图谱。可选地，根据XPS图谱和EELS图谱可确定对应的氮含量。在一些示例中，可将根据XPS图谱和EELS图谱确定的氮含量的标准值和测量值进行拟合分析，并根据拟合分析的结果对测量装置120进行校准。

在一些示例中，上述拟合分析可为线性拟合分析，从而能够得到线性回归方程，若线性回归方程的回归系数R

在一些示例中，在调整设备参数之后，可按照1.5cm×1.5cm的尺寸再次截取标准样品100，然后对截取的待检测样品进行第二测量，并将第二测量的结果与第一测量的结果进行线性拟合。若拟合后的R

图8和图9分别示出了采用校准后的Lab XPS设备和TEM-EELS设备对待检测样品中各待检测膜层中的元素分布进行测量得到的图谱。在图8和图9中，横坐标为各待检测膜层位于标准样品100中的深度，纵坐标为各待检测膜层中元素的质量分数。由图8和图9可以看出，校准后的Lab XPS设备或TEM-EELS设备能够对氮含量变化在0.5％～1％的膜层进行精确测量。

图10示出了在多次校准之后的Lab XPS设备和TOF SIMS设备测得的测量值与Inline XPS设备测得的标准值的线性拟合图。由图10可以看出，经校准后的Lab XPS设备和TOF SIMS设备的测量结果与Inline XPS设备的测量结果进行线性拟合的回归系数R

应当理解的是，上述校准方法仅仅以目标元素为氮作为一个示例，在待检测膜层中，除了氮元素之外，还包括硅元素和氧元素，可通过与氮元素相同或相似的测量和校准方法来对测量装置进行校准，从而能够对硅元素的微小变化或氧元素的微小变化进行精确的测量，本申请对目标元素的种类不做限定。

在本申请的一个实施方式中，所述标准装置包括测量精度≤2％的X射线光电子能谱仪，所述测量装置包括二次离子质谱仪、透射电子显微镜-电子能量损失谱仪和测量精度＞2％的X射线光电子能谱仪中的至少一种。

在一些示例中，计算机平台可根据第一测量和第二测量得到的图谱，例如根据获得的XPS或EELS图谱确定多层待检测膜层的各层的氮含量。示例性地，上述计算机品平台还可对标准装置测得的氮含量的标准值对测量装置测得的氮含量的测量值进行拟合分析。示例性地，计算机平台包括计算机设备和运行于该计算机设备上的计算机软件。示例性地，计算机设备可以包括存储器和处理器。存储器用于存储可由处理器执行的指令。处理器用于执行指令以实现根据第一测量和第二测量得到的图谱确定氮含量并根据标准装置测得的氮含量的标准值对第二测量测得的氮含量的测量值进行拟合分析。

在一些实施例中，上述计算机设备还包括通信端口、输入/输出设备以及内部通信总线。通信端口可以负责计算机设备与外部设备之间的数据通信。输入/输出设备可以支持计算机设备与其他部件之间的输入/输出数据流。作为举例，输入/输出设备可以包括以下的部件的一种或多种：键盘、鼠标、摄像头、显示器、扫描仪、触摸屏、手写输入板和麦克风等输入设备或上述的任意组合。输入/输出设备既可以将各种数值型的数据，也可以将各种非数值型的数据，如图形、影像、声音等输入到计算机设备中。内部通信总线可以实现计算机设备中各部件之间的数据通信。

本申请的另一些实施方式还提供一种用于校准的标准样品的制备方法500，如图11所示，该制备方法500包括：S510，在衬底上形成多层包含目标元素的待检测膜层，其中，各层包含的目标元素的含量在多层待检测膜层的厚度方向以相同趋势变化。

参考图12，示例性地，衬底101例如可为直径(最大宽度处)范围在10cm～20cm的裸晶圆。可选地，绝缘层102的厚度例如为1nm～30nm。作为一个选择，绝缘层102的厚度大致为10nm。

在一些示例中，用于衬底101的材料可包括硅(诸如单晶硅、多晶硅)、硅锗(SiGe)、锗(Ge)、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗(GOI)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、玻璃、III-V族化合物半导体或者其任意组合。可选地，用于绝缘层102的材料例如包括氧化硅。

参考图13，在一些示例中，可通过例如CVD、PVD、ALD或其任何组合的薄膜沉积工艺在衬底101上形成多层待检测膜层(例如待检测膜层301-1至待检测膜层301-4)。回到图12，可选地，在形成多层待检测膜层之前，还可通过例如CVD、PVD、ALD或其任何组合的薄膜沉积工艺在衬底101上形成绝缘层102。绝缘层102可作为衬底101与待检测膜层103-1的界面层。继续参考图13，在包括绝缘层102的一些示例中，可通过例如CVD、PVD、ALD或其任何组合的薄膜沉积工艺在绝缘层102上形成多层待检测膜层(例如，待检测膜层103-1至待检测膜层103-4)。可选地，每层待检测膜层的厚度例如为1nm～30nm。作为一个选择，绝缘层102的厚度与待检测膜层103-1的厚度可大致相同。作为另一个选择，绝缘层120的厚度与待检测膜层103-1的厚度可不相同。

在一些示例中，为了使得待检测膜层的膜层质量更接近于3D NAND的沟道结构所包括的ONO堆栈结构，可采用原子层沉积ALD工艺在绝缘层102上多次沉积氮氧化硅作为多层待检测膜层。在一些示例中，待检测膜层包括的目标元素例如为氮，可通过控制沉积工艺的时间以及气源比例，使得形成的多层待检测膜层的各层的厚度和氮含量接近ONO结构中的电子捕获层和隧穿层的厚度和氮含量。

在通过沉积工艺形成各待检测膜层的示例性工艺中，可通过控制各反应源的比例来调整多层待检测膜层的各层中的氮含量，例如，可通过依次增加氮源在反应气源中的分压来控制形成的多层待检测膜层的各层中的氮元素的质量分数在待检测膜层的厚度增加方向呈递增的趋势。可选地，在一些情况下，还可通过依次减少氮源在反应气源中的分压来控制形成的多层待检测膜层的各层中的氮元素的质量分数在多层待检测膜层的厚度增加方向呈递减的趋势。可选地，每层待检测膜层中氮含量的质量分数例如为10％～40％。在一些示例中，每层待检测膜层中氮含量的质量分数例如为25％～30％。

示例性地，可通过控制沉积时间和沉积速率使得形成的待检测膜层301-1至待检测膜层301-4中的各层的厚度大致相同，从而简化沉积工艺。可选地，形成的待检测膜层301-1至待检测膜层301-4中的各层的厚度也可不相同。

示例性地，可通过控制反应时间和氮源的比例使得相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值大致相同。其差值的范围例如为0.2％～2％。可选地，相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值范围例如还可为0.2％～1％。可选地，相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值也可不同。

应当理解的是，在形成每层待检测膜层之后，可对该层待检测膜层的元素含量及分布进行相同的测量(例如，上文中的第一测量)，来获得多层待检测膜层的各层的深度-含量的标准数据作为后续测量(例如，上文中的第二测量)的参考和校准基础。

继续参考图11，方法500还包括步骤S520，可在多层待检测膜层上形成保护层，以形成标准样品。示例性地，在形成如图13所示的多层待检测膜层之后，可通过CVD、PVD、ALD及其任意组合的薄膜沉积工艺在待检测膜层103-4上形成保护层104，以形成如图4所示的标准样品100。

示例性地，保护层104的厚度例如为1nm～30nm，作为一个选择，保护层104的厚度大致为10nm，用于保护104的材料例如包括多晶硅。在一些示例中，在形成上述标准样品100之后，可从标准样品100上截取预设尺寸的样品作为待检测样品。示例性地，可从标准样品100上截取宽度范围为1cm～2cm且包括上述多层待检测膜层的样品作为待检测样品。可选地，待检测样品的尺寸大约为1.5cm×1.5cm。该1.5cm×1.5cm的待检测样品可用于后续测量(例如，上文中的第二测量)和校准的样品。

应当理解的是，上述校准方法300中涉及的标准样品100的形成方法进可部分或完全地适用于在方法500中所描述的标准样品的制备方法，因此与上述标准样品100的结构以及形成方法相同或相似的内容，在方法500中不再赘述。

本申请一些实施方式的制备方法能够制得包含多层待检测膜层的标准样品并使得多层待检测膜层中的各层的目标元素含量具有微量变化(例如，质量分数变化范围在大于等于0.2％且小于2％)，从而该标准样品能够用于校准上文中提到的测量装置，以提高测量装置的测量精度。

本申请的另一些实施方式还提供一种标准样品，应当理解的是，上述校准方法300中涉及的标准样品100(图4)包括的衬底101、绝缘层102、多层待检测膜层的各层(例如待检测膜层103-1至待检测膜层103-2)以及保护层104相关内容可部分或完全地适用于在此描述的标准样品。

回到图4，在标准样品100中，衬底101例如可为直径(最大宽度处)范围在10cm～20cm的裸晶圆。在一些示例中，用于衬底101的材料可包括硅(诸如单晶硅、多晶硅)、硅锗(SiGe)、锗(Ge)、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗(GOI)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、玻璃、III-V族化合物半导体或者其任意组合。

可选地，在包括绝缘层102的示例中，绝缘层102可作为衬底101与多层待检测膜层的界面层。绝缘层102的厚度例如为1nm～30nm。作为一个选择，绝缘层102的厚度大致为10nm。可选地，用于绝缘层102的材料例如包括氧化硅。

继续参考图4，标准样品100例如包括四层待检测膜层(待检测膜层103-1至待检测膜层103-4)，待检测膜层103-1至待检测膜层103-4中的各层包含的氮元素的含量在标准样品100的厚度方向以相同趋势变化，并且相邻待检测膜层包含的目标元素的含量的差值大于等于0.2％且小于2％。可选地，待检测膜层的厚度例如为1nm～30nm。可选地，多层待检测膜层的各层可具有相同的厚度，也可具有不同的厚度。示例性地，每层待检测膜层的厚度大致为20nm。

应当理解的是，图4中所示出的四层待检测膜层仅仅作为一个示例，标准样品100可根据需要设置超过四层的多层待检测膜层，本申请对此不做限定。

在一些示例中，多层待检测膜层的各层的厚度和氮含量可接近ONO结构中的电子捕获层和隧穿层的厚度和氮含量。可选地，多层待检测膜层的各层中的氮元素的质量分数在待检测膜层的厚度增加方向可呈递增的趋势。在一些情况下，多层待检测膜层的各层中的氮元素的质量分数在多层待检测膜层的厚度增加方向呈递减的趋势。可选地，每层待检测膜层中氮含量的质量分数例如为10％～40％。在一些示例中，每层待检测膜层中氮含量的质量分数例如为25％～30％。示例性地，可通过控制反应时间和氮源的比例使得相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值大致相同，其差值的范围例如为0.2％～2％。可选地，相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值范围例如还可为0.2％～1％。可选地，相邻的两层待检测膜层的氮元素的质量分数的差值也可不同。

示例性地，在标准样品100中，保护层104的厚度例如为1nm～30nm，作为一个选择，保护层104的厚度大致为10nm，用于保护104的材料例如包括多晶硅。在一些示例中，可从标准样品100上截取预设尺寸的样品作为待检测样品。示例性地，可从标准样品100上截取宽度范围为1cm～2cm且包括上述多层待检测膜层的样品作为待检测样品。可选地，待检测样品的尺寸大约为1.5cm×1.5cm。该1.5cm×1.5cm的待检测样品(例如，用于上文中的第二测量和校准的样品。本申请一些实施方式的标准样品可包括得多层待检测膜层，其中，多层待检测膜层中的各层的目标元素含量具有微量变化(例如，质量分数变化范围在大于等于0.2％且小于2％)，从而该标准样品能够用于校准上文中提到的测量装置，以提高测量装置的测量精度。

如上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。应理解的是，以上仅为本申请的具体实施方式，并不用于限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本申请的保护范围之内。