半導體晶圓接觸角測量?jì)x Wafer水滴測試
一、概述(Summary)：
接觸角(contact angle)是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線(xiàn)，此切線(xiàn)在液體一方的與固-液交界線(xiàn)之間的夾角θ，是潤濕程度的量度；接觸角現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(chēng)重法.后者通常稱(chēng)為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應用廣泛,測值直接與準確的還是外形圖像分析方法，接觸角測量?jì)x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、表面能等數據的設備。
二、半導體晶圓接觸角測量?jì)x應用：
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(dòng)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(dòng)角(或滾動(dòng)角)，滑動(dòng)速度；(擴張功能)
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；
5、液體在固體表面的粘結力(adhesion)、滯留力(retention)等；
6、固體表面在經(jīng)過(guò)清洗、處理后的結果(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(dòng)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場(chǎng)、在線(xiàn)、實(shí)時(shí)監測；
9、表面活性物質(zhì)(如表面活性劑)臨界膠團溶度(CMC)的測量：包括全自動(dòng)CMC測量，全自動(dòng)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、松弛等現象的研究；
11、液體界面的粘彈性和穩定性：如乳狀液/泡沫等體系的穩定性研究等等各種與液/流/固-體系相關(guān)的界面現象和過(guò)程的測量和分析等。
12、全自動(dòng)檢測整體解決方案，可搭配至流水線(xiàn)上使用，提高檢測效率。
三、設備原理解析(Principle analysis)：
我司設備采用的CCD數字攝像機，配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統，搭配三維樣品臺，可進(jìn)行工作臺上下、前后等方向移動(dòng)。實(shí)現微量進(jìn)樣及上下、左右精密移動(dòng)。同時(shí)還設計了伸縮桿結構工作臺，能適應在不同用戶(hù)材料厚度加大的場(chǎng)合。儀器框架可以根據式樣的大小適量調節，擴大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能，測試多次后的結果可以同時(shí)保存在同一報告下，能讓用戶(hù)更好的對材料數據進(jìn)行管控。該儀器設計美觀(guān)大方、操作簡(jiǎn)單、符合用戶(hù)所需。
四、分析軟件：
1、接觸角測量分析軟件自動(dòng)橢圓擬合法(一鍵自動(dòng)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)(應用于不規則液滴形態(tài)接觸角的擬合)
2、動(dòng)態(tài)接觸角擬合包括：
潤濕性能測試(Wettability)(應用于慢性吸收材料、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(dòng)態(tài)處理)
動(dòng)態(tài)表面/界面張力測量(Measurement of dynamic surface / interfacial tension)(測量液體整個(gè)過(guò)程的張力變化趨勢，更準確的判定其真實(shí)的表面/界面張力)
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)
粘附功(Adhesion work)
數據報告(Data report)(支持WORD、Excel類(lèi)型數據報告，自動(dòng)生成晶圓模式數據譜圖)
3、規格：
接觸角測量范圍：0-180°；
接觸角測量精度：±0.1°；
表界面張力測量范圍：0-2000mN/m；測量精度：0.01 mN/m；
高精度自動(dòng)滴液系統：軟件高精度滴液系統；滴液精度：0.0 1μl；
一鍵式多點(diǎn)測量(可多次循環(huán))：自動(dòng)進(jìn)樣→自動(dòng)接液→軟件自動(dòng)完成測量→自動(dòng)換下一個(gè)點(diǎn)位；
可針對不同樣品設置測量方案并可保存，方便下次再次測量同一類(lèi)樣品時(shí)直接調取測量。
五、測量方法：
一鍵式軟件操作：【按空格鍵】--打開(kāi)攝像頭； 【測試】--精準的控制滴液-自動(dòng)接液-高精度的進(jìn)行全自動(dòng)測量-測量完畢后自動(dòng)更換測量位置直至整個(gè)原設置好的測量方案運行結束
六、符合國家的相關(guān)標準(Accord with national standard)：
GB/T 24368-2009（玻璃表面疏水污染物檢測）
SY/T5153-2007（油藏巖石潤濕性測定方法）
ASTM D 724-99(2003)（紙的表面可濕性的試驗方法）
ASTM D5946-2004（塑料薄膜與水接觸角度的測量）
ISO15989（塑料薄膜和薄板電暈處理薄膜的水接觸角度的測量）
