一滴液體滴在晶圓表面，精確的自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)。

這款設(shè)備支持大12英寸（約300毫米）晶圓的全自動(dòng)接觸角測量，無論是靜態(tài)接觸角、動(dòng)態(tài)接觸角還是表面自由能，都可通過全自動(dòng)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(dāng)一滴液體滴在固體表面時(shí)，會(huì)在固、液、氣三相交界處形成特定的角度。這個(gè)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(dòng)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(dòng)化，消除人為因素導(dǎo)致的測量誤差。

02 核心技術(shù)特點(diǎn)與參數(shù)

DMo-902WA在自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了從樣品定位到測量分析的全流程自動(dòng)化，操作者只需設(shè)置參數(shù)，儀器即可自主完成整個(gè)測量過程。

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

這款設(shè)備的測量精度相當(dāng)出色，接觸角測量精度可達(dá)±0.2°，測量范圍覆蓋0-180°。其采用的計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)注射器系統(tǒng)可以實(shí)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(biāo)準(zhǔn)配置可達(dá)60幀/秒，若選配高速相機(jī)，甚至可以達(dá)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(zhǔn)記錄液滴動(dòng)態(tài)變化過程，為動(dòng)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?fàn)顟B(tài)下的接觸角，這是評估材料表面性質(zhì)的基礎(chǔ)指標(biāo)。

動(dòng)態(tài)接觸角測量功能使設(shè)備能夠跟蹤液滴隨時(shí)間變化的接觸角，記錄接觸角隨時(shí)間變化的趨勢。前進(jìn)角和后退角測量則通過擴(kuò)張/收縮法實(shí)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(kuò)展/收縮法專為動(dòng)態(tài)接觸角設(shè)計(jì)。

此外，該設(shè)備還支持傾斜板法測量滾動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)

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

樣品定位系統(tǒng)提供了兩種設(shè)置方式：手動(dòng)移動(dòng)載物臺(tái)到實(shí)際測量位置后輸入，或直接在計(jì)算機(jī)屏幕上輸入坐標(biāo)。這種靈活性使設(shè)備既能適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化的批量測量，也能滿足特殊樣品的個(gè)別測試需求。

設(shè)備的注射系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)注射器，能夠精確控制液滴體積，分辨率可達(dá)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(tái)控制系統(tǒng)支持自動(dòng)X軸移動(dòng)和自動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，結(jié)合自動(dòng)液滴識(shí)別和滴注控制，實(shí)現(xiàn)了測量過程的全自動(dòng)化。這種高度的自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jì)算，可以通過Zisman、OWRK、Fowkes等多種方法進(jìn)行分析。

表面/界面張力測量是該設(shè)備的另一項(xiàng)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(shí)現(xiàn)全自動(dòng)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(dòng)生成詳細(xì)的測量報(bào)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(jìn)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(gè)高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)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(zhǔn)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(jìn)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(dòng)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(dāng)越來越多的實(shí)驗(yàn)室采用全自動(dòng)接觸角測量技術(shù)時(shí)，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。