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XRD軟件應用技巧 | XRD自動數據處理（四）APP與AMASS聯用實現晶圓自動分析

馬爾文帕納科 2025-01-15 | 閱讀：2784

本文摘要2025年，我們將繼續推出XRD自動數據處理系列的XRD軟件應用技巧。繼前文介紹自動化軟件APP（Automatic Processing Program），以及演示其配合其他分析軟件實現石墨化度自動分析和應力分析。本期第四講，將為您介紹針對半導體單晶外延晶片APP與高分辨XRD數據軟件AMASS配合實現自動分析。

01丨簡介

AMASS是一款用于分析高分辨XRD (HRXRD) 數據的軟件，主要適用于外延薄膜及其他高分辨XRD應用領域，可有給出諸如搖擺曲線FWHM、組分、厚度、弛豫等外延結構信息的結果。

APP可以與AMASS軟件聯用來實現自動數據處理。這種自動處理過程可以實現包括數據直接分析，擬合分析，Mapping以及報告輸出等數據分析過程，為后續的自動化數據篩選和上拋提供一個切實可行的實現方案。

圖1 軟件配合簡要流程

02丨AMASS分析模板

對相應結構的單晶或外延晶片樣品進行自動分析，不管是通過直接法分析還是模擬擬合，都需要先在AMASS軟件構建一個分析模板。

如以最簡單的搖擺曲線的半高寬FWHM為例：

圖2 分析模板尋峰標峰規則設置

① 在AMASS軟件底部窗格中選中1-axis Peak Search Details標簽進行規則設置；

② 設置合適的Ignore peaks below 峰閾值；

③ 在Rules列表下方點擊Add添加標峰規則，從尋到的峰里挑出符合特定條件的峰標記為襯底或外延層的峰，并選定該標峰規則作為默認項；

④ 通過菜單Settings – Application Settings設置對打開的搖擺曲線數據或倒易空間圖數據進行自動尋峰標峰；⑤ 通過菜單File – Save Project將上述設置保存成一個項目文件，作為自動分析的模板文件；

圖3 設置打開數據自動處理

一個準確的可用于自動分析過程的分析模板，需要保證打開對應數據后能夠自動給出正確的分析結果并沒有多余分析步驟。如，在依照上文設置好的分析模板中打開一個Omega掃描測量數據時，軟件便能自動尋峰并標記最強峰為襯底峰，并在Peak Found列表中給出對應的峰位置與峰寬等信息。同樣的，對于Omega-2Theta掃描或倒易空間圖數據，設置好合適的分析模板，在打開測量數據時，也能直接獲得組分、厚度、弛豫等信息。

03丨APP 設置

APP調用AMASS軟件進行高分辨數據的分析同樣是通過命令行形式實現。

AMASS軟件的命令行格式為：

AMASS.exe[<files>][<options>]

其中每個<options>的格式為：

<option name>[:<option value>]

下表列出了常用的AMASS自動分析命令行格式與功能。

理解了這些命令行指令，我們就可以在APP中設置針對特定掃描程序測量得到的數據的處理規則，以實現高分辨數據的自動分析和報告輸出。如下圖：

圖4 APP規則設置

① 在Measurement programme name中選擇相應的XRD掃描測試程序；

② Command中選中AMASS分析軟件的路徑；

③ 在Argument中輸入：

%XRDMLFILE% “C:foldertemplate.aprjxl”/res:peak /s:%XRDMLFILE%.xml

該指令的作用是調用前面保存下來的分析模板文件（C:foldertemplate.aprjxl）對當前收集到的XRD數據（%XRDMLFILE%）進行分析，并輸出峰列表結果（/res:peak）為與當前數據同名的.xml 文件（/s:%XRDMLFILE%.xml）。如有需要，還可以用/nologo命令避免AMASS啟動時載入啟動畫面。

④ 最后點擊Add to Rules List按鈕將設置保存為一條處理規則。

完成以上設置后，當我們在Data Collector軟件中執行相應的掃描程序收集數據時，測試結束后會自動分析并生成報告，保存在與測試數據同路徑之下或相應的命令行設定路徑下。如下圖，便是一個典型的SiC-4H 004晶面搖擺曲線自動分析報告，報告以.xml文件給出，可以方便后續的數據上拋。