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TECHNICAL ARTICLES告別薄膜手動測試“苦海”!解鎖樣品自動測試,提升效率與,結(jié)果更可靠!| 薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD)
布魯克X射線部門 孟璐
高校測試樣品使用自動化方法的必要性日益凸顯。面對日益增長的樣品數(shù)量和復(fù)雜度,材料與設(shè)備的學(xué)習(xí)門檻使得傳統(tǒng)人工操作效率低下、易出錯(cuò),且耗費(fèi)大量寶貴的人力資源與時(shí)間。自動化方法能明顯提升測試通量,大幅縮短實(shí)驗(yàn)周期。更重要的是,它能嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化操作流程,大限度的減少人為誤差,確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性與可重復(fù)性,這是高水平科研的基石。自動化不僅釋放科研人員精力,使其專注于數(shù)據(jù)分析和創(chuàng)新思考,更能優(yōu)化資源配置,提升整體科研效率與質(zhì)量,是高校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代化、提升競爭力的必然選擇。
在研發(fā)和質(zhì)量控制中,高效、準(zhǔn)確、可靠地處理和分析大量測試樣品至關(guān)重要。手動操作不僅耗時(shí)耗力、效率低下,更易因人為疲勞或疏忽引入誤差,影響數(shù)據(jù)一致性和結(jié)果可靠性。自動化方法(如自動化取樣、進(jìn)樣、處理和分析系統(tǒng))則能明顯提升效率,實(shí)現(xiàn)高通量、24/7連續(xù)運(yùn)行,縮短測試周期。同時(shí),其高度程序化和精確控制能大程度的減少人為變量,保證操作的一致性和結(jié)果的準(zhǔn)確性、可重復(fù)性。尤其在面對大批量、重復(fù)性高或時(shí)效性強(qiáng)的樣品測試需求時(shí),自動化不僅是提升效率的工具,更是確保數(shù)據(jù)質(zhì)量、加速產(chǎn)品開發(fā)與上市、降低長期成本的戰(zhàn)略性必要手段。
本文對布魯克XRD在薄膜方向自動化方案進(jìn)行進(jìn)一步解釋說明,前序介紹薄膜測試的自動化方案
一、為什么薄膜樣品表征非自動測試不可
以往薄膜樣品手動表征的痛點(diǎn):
1、由于薄膜樣品本身較粉末樣品更復(fù)雜,需要專門的人員進(jìn)行測試設(shè)備管理;
2、測試速度慢,逐步優(yōu)化參數(shù)占據(jù)大量設(shè)備負(fù)責(zé)人員時(shí)間和精力;
3、不同樣品設(shè)備預(yù)校準(zhǔn)及硬件配置的調(diào)整,很容易被忽視;
4、重復(fù)樣品結(jié)果分析,人為擬合參數(shù)波動變化大
薄膜樣品自動表征優(yōu)勢:
1、軟件內(nèi)置常見物質(zhì)晶體學(xué)數(shù)據(jù)庫、測試軟件和分析軟件支持?jǐn)?shù)據(jù)庫自定義,提供更多可能性;
2、規(guī)范化操作流程,避免人為引入誤差,如優(yōu)化范圍選擇及峰值判斷;
3、設(shè)備硬件配置自檢功能,避免交叉使用引起的配置變化,影響設(shè)備本征參數(shù);
4、重復(fù)樣品結(jié)果分析,擬合參數(shù)可控
▲ 通用腳本設(shè)置示例
進(jìn)階方案—分析結(jié)果批量輸出:
1、分析過程支持自定義SOP建立,只需一次設(shè)置,未來可直接調(diào)用程序(需新版軟件)
2、對重復(fù)樣品/產(chǎn)品/批量樣品單一數(shù)據(jù)檢測客戶,可進(jìn)一步提供常見擬合參數(shù)輸出,支持excel等常見輸出格式(如GaN、GaAs等材料體系薄膜厚度、摻雜濃度、失配等)
▲ 圖1 原位XRR批量數(shù)據(jù)處理
二、薄膜樣品自動表征解決方案支持項(xiàng)目
目前支持薄膜測試應(yīng)用類目:
1、X射線反射率自動優(yōu)化及測試(XRR)
2、HR-XRD hkl=000s自動優(yōu)化及測試(“絕的對”角度測試)
3、HR-XRD 對稱衍射自動優(yōu)化及測試
4、HR-XRD 非對稱衍射自動優(yōu)化及測試
5、GID自動優(yōu)化及測試
6、IP-GID自動優(yōu)化及測試
7、Wafer Mapping
8、自定義掃描
▲ 圖2 wafer樣品數(shù)據(jù)收集
▲ 圖3 Wafer樣品XRR Mapping分析結(jié)果示意圖
三、薄膜樣品自動表征解決方案支持設(shè)備配置:
硬件要求:平行光及準(zhǔn)平行光系統(tǒng),多軸樣品臺;
軟件要求:Measurement Center版本建議V8以上,低版本軟件需與技術(shù)支持部門進(jìn)一步討論可行性及風(fēng)險(xiǎn)。
如果您在測試時(shí),經(jīng)常會因?yàn)橐韵聠栴}迷茫無助,建議使用自動測試方案敲掉“頭的疼痛問題”:
對光順序混亂、曲線判斷原則不明、樣品表面不均一難處理,需多點(diǎn)優(yōu)化參數(shù)、多點(diǎn)位/mapping校準(zhǔn)及測試….
歡迎后臺留言討論及共同探討特殊樣品自定義測試邏輯開發(fā)。
已有布魯克XRD設(shè)備?別讓寶藏蒙塵!
致所有追求高效精確的實(shí)驗(yàn)室伙伴——尤其是已配備布魯克D8 Discover自動測試模塊但還未啟用的您!
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