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半導(dǎo)體晶圓接觸角測量儀 Wafer水滴測試

一·概述（Summary）

接觸角（contact angle）是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度；接觸角現(xiàn)有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應(yīng)用廣泛,測值直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法，接觸角測量儀采用外形圖像分析（Shape image analysis）方法測量樣品表面親疏水性、潤濕性能、表面張力、表面能等數(shù)據(jù)的設(shè)備

半導(dǎo)體晶圓接觸角測量儀 Wafer水滴測試應(yīng)用：

1、液體在固體表面的接觸角和潤濕性：包括靜態(tài)接觸角，動態(tài)接觸角（前進(jìn)/后退接觸角），接觸角滯后性等；

2、液滴在固體表面的起始滑動角（或滾動角），滑動速度；（擴(kuò)張功能）

3、液體在固體表面的鋪展、滲透/吸收等潤濕行為；

4、固體表面自由能（surface free energy），及其各種分子相互作用力（如極性/非極性）的貢獻(xiàn)；

5、液體在固體表面的粘結(jié)力（adhesion）、滯留力（retention）等；

6、固體表面在經(jīng)過清洗、處理后的結(jié)果（效果）評估：如潔凈度（cleanliness），均勻性（homogeneity），和表面能改變幅度等；

7、液/流-體系的表面/界面張力：包括靜、動態(tài)表/界面張力的測量；

8、表/界面張力以及表面活性成分含量的現(xiàn)場、在線、實時監(jiān)測；

9、表面活性物質(zhì)（如表面活性劑）臨界膠團(tuán)溶度（CMC）的測量：包括全自動CMC測量，全自動有關(guān)配方的篩選和優(yōu)化；

10、表面活性物質(zhì)在界面的吸附、排列、取向、松弛等現(xiàn)象的研究；

11、液體界面的粘彈性和穩(wěn)定性：如乳狀液／泡沫等體系的穩(wěn)定性研究等等各種與液/流/固-體系相關(guān)的界面現(xiàn)象和過程的測量和分析等。

12、全自動檢測整體解決方案，可搭配至流水線上使用，提高檢測效率；

二·設(shè)備原理解析（Principle analysis）

我司設(shè)備采用良好的CCD數(shù)字?jǐn)z像機，配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統(tǒng)，搭配三維樣品臺，可進(jìn)行工作臺上下、前后等方向移動。實現(xiàn)微量進(jìn)樣及上下、左右精密移動。同時還設(shè)計了伸縮桿結(jié)構(gòu)工作臺，能適應(yīng)在不同用戶材料厚度加大的場合。儀器框架可以根據(jù)式樣的大小適量調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能，測試多次后的結(jié)果可以同時保存在同一報告下，能讓用戶更好的對材料數(shù)據(jù)進(jìn)行管控。該儀器設(shè)計美觀大方、操作簡單、符合用戶所需.

三、分析軟件：

（1）*進(jìn)的接觸角測量分析軟件自動橢圓擬合法（一鍵自動擬合，不存在人工誤差）包括：

圓法擬合（Circle method）（適用于低角度接觸角測量）

橢圓/斜橢圓擬合法（Ellipse/Oblique ellipse）（適用于高角度接觸角擬合）

LY（應(yīng)用于120°以上高角度接觸角測量）

微分橢圓法/微分圓法（Differential circle / Differential ellipse）（應(yīng)用于不規(guī)則液滴形態(tài)接觸角的擬合）

1. 動態(tài)接觸角擬合包括：

          潤濕性能測試（Wettability）（應(yīng)用于慢性吸收材料、潤濕材料的表面吸收或潤濕性能測試，批量處理）

           視頻擬合（Video analysis）（應(yīng)用于吸收或潤濕速度較快的樣品的吸收或潤濕性能測試，視頻動態(tài)處理）

1. 動態(tài)表面/界面張力測量（Measurement of dynamic surface / interfacial tension）（測量液體整個過程的張力變化趨勢，更準(zhǔn)確的判定其真實的表面/界面張力）
2. 表面能量計算（Surface energy）（使用主流的多種表面能計算方式測量對固體表面能量進(jìn)行分析）
3. 粘附功（Adhesion work）
4. 數(shù)據(jù)報告（Data report）（支持WORD、Excel類型數(shù)據(jù)報告，自動生成晶圓模式數(shù)據(jù)譜圖）

規(guī)格：

1. 接觸角測量范圍：0-180°
2. 接觸角測量精度：±0.1°
3. 表界面張力測量范圍：0-2000mN/m；測量精度：0.01 mN/m
4. 高精度自動滴液系統(tǒng)：軟件高精度滴液系統(tǒng)；滴液精度：0.0 1μl
5. 一鍵式多點測量（可多次循環(huán)）：自動進(jìn)樣→自動接液→軟件自動完成測量→自動換下一個點位
6. 可針對不同樣品設(shè)置測量方案并可保存，方便下次再次測量同一類樣品時直接調(diào)取測量

四、測量方法：

1. 一鍵式軟件操作: 【按空格鍵】--打開攝像頭； 【測試】--精準(zhǔn)的控制滴液-自動接液-高精度的進(jìn)行全自動測量-測量完畢后自動更換測量位置直至整個原設(shè)置好的測量方案運行結(jié)束                                                                                                                             五·符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（Accord with national standard）
2. GB/T 24368-2009(玻璃表面疏水污染物檢測)
3. SY/T5153-2007（油藏巖石潤濕性測定方法）
4. ASTM D 724-99（2003）（紙的表面可濕性的試驗方法）
5. ASTM D5946-2004（塑料薄膜與水接觸角度的測量）
6. ISO15989（塑料薄膜和薄板電暈處理薄膜的水接觸角度的測量）