一滴液體滴在晶圓表面，精確的自動化設(shè)備迅速捕捉液滴輪廓，屏幕上顯示出接觸角數(shù)值——這是日本協(xié)和界面科學(xué)DMo-902全自動接觸角測量儀在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)質(zhì)量控制過程中的日常工作場景。

DMo-902WA是日本協(xié)和界面科學(xué)針對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開發(fā)的全自動晶片接觸角測量設(shè)備，專為晶圓表面潤濕性分析而設(shè)計。

這款設(shè)備支持大12英寸（約300毫米）晶圓的全自動接觸角測量，無論是靜態(tài)接觸角、動態(tài)接觸角還是表面自由能，都可通過全自動操作完成精確測定。

01 測量原理與設(shè)備概覽

接觸角測量儀的核心功能是測量液體對固體的浸潤性。當一滴液體滴在固體表面時，會在固、液、氣三相交界處形成特定的角度。這個角度就是接觸角，它可以直觀反映材料表面的親疏水性、清潔度及表面能狀態(tài)。

日本KYOWA協(xié)和界面科學(xué)作為表面科學(xué)測量設(shè)備領(lǐng)域的專業(yè)廠商，其DMo-902WA系列代表了晶圓表面分析技術(shù)的自動化水平。

這種設(shè)備專門針對半導(dǎo)體制造中日益增長的表面質(zhì)量控制需求，將傳統(tǒng)需要人工操作的測量過程自動化，消除人為因素導(dǎo)致的測量誤差。

02 核心技術(shù)特點與參數(shù)

DMo-902WA在自動化、測量范圍和精度方面展現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢。從操作方式來看，這款設(shè)備實現(xiàn)了從樣品定位到測量分析的全流程自動化，操作者只需設(shè)置參數(shù)，儀器即可自主完成整個測量過程。

相較于傳統(tǒng)接觸角測量設(shè)備，DMo-902WA的平臺驅(qū)動控制設(shè)計是其顯著優(yōu)勢。X軸方向和旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動控制使得設(shè)備能夠?qū)A形樣品進行全面的自動測量，無需人工干預(yù)。

這款設(shè)備的測量精度相當出色，接觸角測量精度可達±0.2°，測量范圍覆蓋0-180°。其采用的計算機控制自動注射器系統(tǒng)可以實現(xiàn)精確到0.1μL的液滴體積控制。

設(shè)備擁有較快的圖像捕捉速度，標準配置可達60幀/秒，若選配高速相機，甚至可以達到1000幀/秒的采集速率。這種高速圖像捕捉能力使設(shè)備能夠精準記錄液滴動態(tài)變化過程，為動態(tài)接觸角測量提供可靠數(shù)據(jù)支持。

03 測量功能與方法

DMo-902WA支持多種接觸角測量方法，滿足不同應(yīng)用場景的需求。在靜態(tài)接觸角測量方面，設(shè)備可以精確測定液體在靜止狀態(tài)下的接觸角，這是評估材料表面性質(zhì)的基礎(chǔ)指標。

動態(tài)接觸角測量功能使設(shè)備能夠跟蹤液滴隨時間變化的接觸角，記錄接觸角隨時間變化的趨勢。前進角和后退角測量則通過擴張/收縮法實現(xiàn)，這對于評估材料表面的潤濕性變化至關(guān)重要。

在測量方法上，DMo-902WA采用了多種技術(shù)。懸滴法用于測量表面/界面張力；座滴法則是常用的接觸角測量方法之一；而擴展/收縮法專為動態(tài)接觸角設(shè)計。

此外，該設(shè)備還支持傾斜板法測量滾動角，以及三態(tài)系統(tǒng)測量法（如水下油滴或油下水滴）。這些多樣的測量方法使DMo-902WA能夠應(yīng)對不同材料和液體的組合測量需求。

04 硬件配置與自動化系統(tǒng)

DMo-902WA的硬件配置高度專業(yè)化，針對晶圓測量進行了特別優(yōu)化。設(shè)備配備了專門設(shè)計的旋轉(zhuǎn)平臺，能夠?qū)Υ?2英寸的圓形樣品進行全面測量。

樣品定位系統(tǒng)提供了兩種設(shè)置方式：手動移動載物臺到實際測量位置后輸入，或直接在計算機屏幕上輸入坐標。這種靈活性使設(shè)備既能適應(yīng)標準化的批量測量，也能滿足特殊樣品的個別測試需求。

設(shè)備的注射系統(tǒng)采用計算機控制的自動注射器，能夠精確控制液滴體積，分辨率可達0.1μL。視覺系統(tǒng)方面，DMo-902WA配備了高質(zhì)量的成像設(shè)備和可調(diào)節(jié)的LED冷光源，為接觸角測量提供清晰的液滴圖像。

平臺控制系統(tǒng)支持自動X軸移動和自動平臺旋轉(zhuǎn)，結(jié)合自動液滴識別和滴注控制，實現(xiàn)了測量過程的全自動化。這種高度的自動化設(shè)計不僅提高了測量效率，也確保了測量結(jié)果的一致性和可重復(fù)性。

05 軟件與分析能力

DMo-902WA的軟件系統(tǒng)集成了強大的分析功能。除了基本的接觸角測量外，軟件還支持表面自由能計算，可以通過Zisman、OWRK、Fowkes等多種方法進行分析。

表面/界面張力測量是該設(shè)備的另一項重要功能，通過懸滴法或氣泡捕獲法，結(jié)合專門的軟件算法，可以實現(xiàn)全自動的表面張力測量和分析。

在數(shù)據(jù)處理方面，DMo-902WA能夠自動生成詳細的測量報告，并支持多種格式的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，如Excel、Word以及譜圖等。這種完善的數(shù)據(jù)處理功能使研究人員能夠輕松地進行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果展示。

06 應(yīng)用領(lǐng)域

DMo-902WA在多個高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價值。在半導(dǎo)體行業(yè)中，它被用于晶圓表面清潔度評估、光刻膠潤濕性分析以及表面處理效果監(jiān)測。

新能源領(lǐng)域，這款設(shè)備可用于鋰電池材料表面潤濕性研究，幫助優(yōu)化電極材料的性能。在生物醫(yī)藥方面，DMo-902WA適用于人工骨關(guān)節(jié)材料、藥物載體材料的表面性能評估。

新材料研發(fā)中，該設(shè)備可用于納米材料、超疏水材料、紡織材料等新型材料的表面性質(zhì)表征。在質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，DMo-902WA能夠?qū)崿F(xiàn)對材料表面狀態(tài)的快速、準確評估，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

DMo-902關(guān)鍵參數(shù)匯總

技術(shù)進步正重塑材料科學(xué)的分析方法。DMo-902WA不僅大幅提高了測量的自動化程度，還將晶圓檢測的極限推向了12英寸規(guī)格。這款設(shè)備在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，恰好印證了現(xiàn)代工業(yè)對精確度和效率的不斷追求。

當越來越多的實驗室采用全自動接觸角測量技術(shù)時，對材料表面性質(zhì)的理解將更加精確，從半導(dǎo)體晶圓到新能源材料，從生物醫(yī)藥到紡織領(lǐng)域，表面科學(xué)測量設(shè)備正在為材料研發(fā)與質(zhì)量控制提供更為可靠的數(shù)據(jù)支持。