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仪器分析

XRR拟合与模型不确定度

XRR Fitting & Model Uncertainty

评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异,其中建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性。厚度、密度和粗糙度结合残差、参数相关性与层序信息判定,置信区间随模型一并输出。

检测内容
分层模型拟合 · 临界角与密度
适用对象
分层模型拟合:建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,结果用于评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异 · 临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,测量位置按以下方式布置:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布
方法标准
GB/T 36053-2018 · ISO 16413:2020
报告交付
XRR拟合与模型不确定度技术报告及主要结论 · 交付原始数据复核、候选模型拟合、参数置信区间、相关性矩阵和残差比较
确认检测需求登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
检查检测过程记录检测条件并审核原始数据
出具报告交付结果、附件和技术说明
01

检测范围

检测范围检测内容与适用对象

评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异,其中建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性。厚度、密度和粗糙度结合残差、参数相关性与层序信息判定,置信区间随模型一并输出。

01项目内容

分层模型拟合

建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,采集区域:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布。

02适用情况

对象与条件

分层模型拟合:建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,结果用于评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异 临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,测量位置按以下方式布置:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布 检测对象:附有原始XRR曲线、基底信息和候选层序的单层膜或多层膜数据集 测量位置:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布 数据判读:评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异

03结果解释

需要注意的限制

XRR拟合与模型不确定度结果拟合与数据库检索同步报告残差、替代模型、候选范围,并结合原始数据、元数据和标准样复核 XRR拟合与模型不确定度结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。 XRR拟合与模型不确定度结果对应实际收到的样品、采用的X射线反射率 XRR条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性 仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

技术说明

检测时需要注意什么

实施流程

1. 检查原始角度轴、动态范围、背景和足迹修正信息;2. 按工艺层序建立基础模型并设置物理合理的参数范围;3. 分阶段优化厚度、密度、粗糙度和界面层参数;4. 运行候选模型与多起点拟合,比较残差结构和参数相关矩阵;5. 整理最佳模型、替代模型、置信区间和拟合限制来源

足迹效应

低角入射时光斑可能超出样品表面,依据光束尺寸与样品长度修正照射面积,样品资料:记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值。

参数相关性

厚度、密度和粗糙度之间存在拟合相关,采用独立工艺信息与合理层序限制参数漂移,测量位置:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布。

表面状态

颗粒、翘曲和局部划伤会降低镜面反射强度,装样前记录测区外观并避开污染点,对照数据:在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差。

不确定度表达

报告给出拟合区间、优化准则、参数置信区间和模型替代方案的残差变化,结果解释:厚度、密度和粗糙度结合残差、参数相关性与层序信息判定,置信区间随模型一并输出。

02

适用产品与样品

XRR拟合与模型不确定度适用于以下产品、样品及技术问题。

适用产品和常见问题

  • 分层模型拟合:建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,结果用于评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异
  • 临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,测量位置按以下方式布置:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布
  • 检测对象:附有原始XRR曲线、基底信息和候选层序的单层膜或多层膜数据集
  • 测量位置:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布
  • 数据判读:评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异
03

送样前需要准备什么

送样信息包括材质、形态、批次、保存条件、目标参数及制样要求。

  1. 01

    样品形式:附有原始XRR曲线、基底信息和候选层序的单层膜或多层膜数据集

  2. 02

    制样与装夹:整理角度轴、计数强度、背景数据和样品层序,不对原始曲线做平滑替代

  3. 03

    随样资料:记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值

  4. 04

    对照样品:在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差

  5. 05

    位置记录:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布

准备资料样品和资料要求

样品形式:附有原始XRR曲线、基底信息和候选层序的单层膜或多层膜数据集 制样与装夹:整理角度轴、计数强度、背景数据和样品层序,不对原始曲线做平滑替代 随样资料:记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值 对照样品:在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差 位置记录:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布

项目结果本页列出的结果内容

XRR拟合与模型不确定度技术报告及主要结论 交付原始数据复核、候选模型拟合、参数置信区间、相关性矩阵和残差比较 原始资料:分层模型拟合数据;记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值 位置资料:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布 对照资料:在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差

04

检测项目

01

分层模型拟合

建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,采集区域:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布。

02

临界角与密度

由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,对照组合:在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差。

03

Kiessig条纹

利用反射振荡周期计算单层或总膜厚,并检查条纹相位与厚度均匀性,样品资料:记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值。

04

界面粗糙度

根据高角反射衰减和界面模型拟合表面及埋藏界面的均方根粗糙度,数据判读:厚度、密度和粗糙度结合残差、参数相关性与层序信息判定,置信区间随模型一并输出。

05

多层膜周期

解析超晶格峰、周期峰和包络结构,获得周期厚度及各子层厚度比例,应用方向:评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异。

05

检测方法和流程

受理前需要确认什么受理前需确认对象、样品状态、方法适用性和实施条件;具体检测范围、进度与报告要求以双方确认的方案为准。
06

检测标准和方法

以下是本页引用的标准与方法资料。具体项目是否适用、采用哪个版本及如何判定,需结合对象、条件和委托要求确认。

2 项标准共列出 2 项标准与方法。

共 2 项

GB/T 36053-2018中国标准X射线反射法测量薄膜的厚度、密度和界面宽度 仪器要求、准直和定位、数据采集、数据分析和报告GB/T 36053-2018用于XRR拟合与模型不确定度的薄膜厚度、密度、界面宽度测量及XRR数据分析和报告。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 · 现行/Published · 查看发布机构来源
ISO 16413:2020国际标准Evaluation of thickness, density and interface width of thin films by X-ray reflectometry — Instrumental requirements, alignment and positioning, data collection, data analysis and reportingISO 16413:2020用于XRR拟合与模型不确定度的薄膜厚度、密度、界面宽度测量及XRR数据分析和报告。International Organization for Standardization · 现行/Published · 查看发布机构来源
07

报告和检测数据

XRR拟合与模型不确定度技术报告及主要结论
交付原始数据复核、候选模型拟合、参数置信区间、相关性矩阵和残差比较
原始资料:分层模型拟合数据;记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值
位置资料:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布
对照资料:在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差
常见报告用途
评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异XRR拟合与模型不确定度数据积累:记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值复测与取样导航:每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布工艺与状态比较:在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差
检测结果说明

XRR拟合与模型不确定度结果拟合与数据库检索同步报告残差、替代模型、候选范围,并结合原始数据、元数据和标准样复核

XRR拟合与模型不确定度结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。

XRR拟合与模型不确定度结果对应实际收到的样品、采用的X射线反射率 XRR条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性

仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

08

常见问题

01XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合能获得哪些结果?

建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异。

02XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合可接收哪些样品?

附有原始XRR曲线、基底信息和候选层序的单层膜或多层膜数据集,整理角度轴、计数强度、背景数据和样品层序,不对原始曲线做平滑替代。

03XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合送样前需要记录什么?

整理角度轴、计数强度、背景数据和样品层序,不对原始曲线做平滑替代,记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值。

04XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合参照条件如何保持?

在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差,光斑、角度范围、足迹修正和分层模型保持一致。

05XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合重复测量选哪些位置?

每条曲线对应唯一样品与测点,跨位置数据分别拟合后再比较参数分布,整理角度轴、计数强度、背景数据和样品层序,不对原始曲线做平滑替代。

06XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合数据质量如何检查?

厚度、密度和粗糙度结合残差、参数相关性与层序信息判定,置信区间随模型一并输出,光斑、角度范围、足迹修正和分层模型保持一致。

07XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合结果文件有哪些?

交付原始数据复核、候选模型拟合、参数置信区间、相关性矩阵和残差比较,记录波长、狭缝、光斑、扫描步长、计数方式、基底参数和工艺设计值。

08XRR拟合与模型不确定度的分层模型拟合结果可用于哪些应用?

评估XRR模型的参数相关性、解的稳定性和候选层结构之间的解释差异,在相同拟合区间比较不同层序、粗糙层表达和参数约束方案的残差。

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