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,，且耗費大量寶貴的人力資源與時間。自動化方法能明顯提升測試通量,，大幅縮短實驗周期,。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,，確保實驗數(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,，是高校實驗室現(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,，實現(xiàn)高通量、24/7連續(xù)運行,，縮短測試周期,。同時，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)性高或時效性強的樣品測試需求時，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：

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,。

如果您在測試時,，經(jīng)常會因為以下問題迷茫無助，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，需多點優(yōu)化參數(shù),、多點位/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驗室伙伴——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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