半导体晶圆表面材料接触角测量仪这是一款为半导体晶圆设计的精密光学仪器，用于测量液滴在晶圆表面的接触角，评估润湿性、清洁度与表面能，是光刻、清洗、键合工艺的质控核心。核心原理是基于杨氏方程，用纳升/微升注射液滴加去离子水/乙二醇，高速工业相机+显微光学系统捕获液滴轮廓，软件通过圆/椭圆/切线法计算角度。

关键结构与功能

1. 晶圆专用样品台：真空吸附固定，支持6–12英寸（300mm），可360°旋转+XY矩阵多点（几十点位）自动测量

2. 高精度滴液系统：最小液滴0.1μL甚至nL级，防污染可抛针头

3. 光学与算法：冷光源避免蒸发，测量精度±0.1°~±0.2°，支持静态/动态（前进/后退角）、表面自由能计算

4. 洁净环境兼容：部分机型可配氮气手套箱/Class 100级洁净室适配

典型应用场景

- 清洗工艺验证（去除有机物/颗粒后接触角应显著下降）

- 光刻胶涂布前表面处理（亲水/疏水调控保证涂覆均匀）

- 晶圆键合、薄膜沉积的表面质量监控

- 研发中表面改性（等离子体、UV、自组装膜）效果评估

主流机型示例

1. 福佰特（国产）：6–12寸，矩阵50+点位全自动

2. Kruss Theta Flow Wafer：全自动，可抛滴头，300mm晶圆兼容

3. 日本协和DMo-902WA：12英寸，全流程自动化，±0.2°精度

设备特点及优势

 1.软硬件研发：软硬件自主研发，与华南理工深度合作，深度客制化。

 2.测量精度：具备双边接触角测量快速拟合功能，更全面量分析液体与固体的表面润湿性能、更准确的分析表面的实际润湿性。

 3.动态接触角拟合：批量截图拟合、视频连续自动拟合、自动在线实时拟合

 4.分析方法：国内***的接触角测量分析软件自动拟合法（一键自动拟合，不存在人工误差）包括：圆法拟合、椭圆/斜 椭圆拟合法 、Young-lapalace拟合、微分圆法/微分椭圆法

 5.操作便捷：电脑控制（菜单可保存）自动测量，一键导出报告。

水接触角的表征意义

在材料表征中，水接触角实验是一种重要的表面分析技术，它通过测量水滴在材料表面的接触角来评估材料表面的润湿性。其表征意义主要体现在以下几个方面：

1. 评估表面亲水性和疏水性

水接触角是衡量材料表面亲水性或疏水性的关键指标。接触角越小，表明材料表面越亲水；接触角越大，表明材料表面越疏水。例如：

- 亲水性表面：接触角小于90°，液体在表面上容易铺展。

- 疏水性表面：接触角大于90°，液体在表面上难以铺展，形成较大的水滴。

- 超疏水表面：接触角大于150°，液体在表面上几乎不铺展，形成非常圆的水滴。

2. 表征表面改性效果

评估表面改性技术的效果。通过对比改性前后的接触角变化，可以判断表面改性是否成功以及改性的效果。

3. 研究表面化学性质

接触角实验可以提供材料表面化学性质的信息。表面化学性质的变化会影响液体在表面的铺展行为。

- 表面能：接触角与表面能密切相关，通过接触角实验可以间接推断材料表面的表面能。

- 表面官能团：表面官能团的种类和分布会影响接触角。例如，含有羟基（-OH）的表面通常具有较高的亲水性，而含有氟化物（-F）的表面通常具有较高的疏水性。

4. 评估生物相容性

在生物医学领域，材料的表面润湿性对细胞粘附、生长和组织整合有重要影响。亲水性表面通常更有利于细胞粘附和生长，而疏水性表面则可能抑制细胞粘附。

5. 指导材料设计和优化

例如：

- 防水材料：设计具有高疏水性的材料，用于防水涂层或防水织物。

- 防污材料：设计具有低表面能的疏水性表面，减少污染物的附着。

6. 质量控制和标准化

在工业生产中，接触角实验可以用于质量控制和标准化。通过定期测量接触角，可以确保生产过程中的表面处理和涂层技术的一致性和稳定性。

7. 研究表面微观结构

接触角实验还可以提供表面微观结构的信息。表面的微观结构，如粗糙度和孔隙率，会影响液体在表面的铺展行为。

8. 评估表面污染和清洁度

接触角实验可以用于评估材料表面的污染和清洁度。表面污染通常会导致接触角的变化，通过测量接触角可以判断表面是否被污染。

9. 研究表面稳定性

接触角实验可以用于研究材料表面在不同环境条件下的稳定性。

10. 指导涂层技术开发

在涂层技术开发中，接触角实验可以用于指导涂层配方和工艺的优化。通过测量不同配方和工艺条件下的接触角，可以找到的涂层方案。