晶圓接觸角測量儀的使用方法如下：
一、儀器準(zhǔn)備與校準(zhǔn)
環(huán)境控制
將儀器放置在干燥、無風(fēng)的實驗環(huán)境中，避免氣流干擾液滴形態(tài)。
保持室溫穩(wěn)定（如23±2℃），濕度控制在50±5%RH，減少環(huán)境波動對測量結(jié)果的影響。
設(shè)備初始化
接通電源并啟動專用分析軟件，通過光源旋鈕調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度至視野清晰無眩光。
使用水平儀校準(zhǔn)載物臺，確保液滴形成時不受傾斜干擾。
使用標(biāo)準(zhǔn)表面（如已知接觸角的聚四氟乙烯）或標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)，調(diào)整光源、相機(jī)位置及焦距，確保圖像清晰、角度測量準(zhǔn)確。零點校準(zhǔn)：在無樣品狀態(tài)下，調(diào)整軟件使接觸角顯示為0°。
二、樣品制備與放置
樣品要求
晶圓樣品：需滿足6-12寸規(guī)格，支持多點位測試（如晟鼎SDC-500W可一次性測50個點位）。
表面清潔：用無塵布蘸取異丙醇清潔晶圓表面，自然干燥后確保無灰塵、油污或指紋殘留。
防吸濕處理：若樣品易吸濕，需在濕度<40%的干燥箱中完成測試，避免表面狀態(tài)變化。
樣品放置
使用三點定位法調(diào)整晶圓位置，確保液滴落點位于視場中心且與樣品邊緣保持≥5mm安全距離，避免邊緣效應(yīng)導(dǎo)致接觸角偏差。
將晶圓固定在測試儀的臺面上，確保穩(wěn)定無晃動。
三、液滴形成與參數(shù)設(shè)置
液體選擇
常用測試液體為去離子水，需根據(jù)樣品性質(zhì)選擇。例如，超疏水表面需使用低表面張力液體以增強(qiáng)潤濕性差異。
確保液體性質(zhì)穩(wěn)定（如溫度、純度），避免因液體變化影響測量結(jié)果。
液滴體積控制
通過軟件界面設(shè)置液滴體積（通常為0.6-1.0μL），此區(qū)間可兼顧測量精度與液滴穩(wěn)定性。
使用微量注射器或液滴分配器吸取液體，排除針管內(nèi)空氣（如將針頭朝上擠壓活塞），防止液滴體積不準(zhǔn)確。
液滴形成操作
順時針旋轉(zhuǎn)微米頭推進(jìn)活塞，當(dāng)液滴體積達(dá)到設(shè)定值時暫停，液滴應(yīng)呈現(xiàn)規(guī)則球冠狀，液-氣界面清晰無衛(wèi)星滴。
緩慢抬升載物臺使液滴與樣品表面接觸，接觸瞬間保持0.5mm/s的抬升速度，接觸后立即下降載物臺至液滴完全脫離針頭，此過程需在8秒內(nèi)完成以防止液滴蒸發(fā)。
四、圖像采集與接觸角計算
圖像采集
在液滴接觸樣品后10秒內(nèi)完成圖像凍結(jié)操作，確保圖像清晰、高分辨率，以便后續(xù)分析。
通過焦距調(diào)節(jié)旋鈕使液滴輪廓清晰呈現(xiàn)，液滴邊緣應(yīng)無鋸齒狀畸變，背景光斑均勻度偏差<5%。
接觸角計算模式
全自動橢圓擬合模式：軟件自動識別三相接觸點并生成擬合曲線，計算接觸角值，適合表面均勻性>95%的樣品（如拋光晶圓）。
手動切線模式：使用十字光標(biāo)依次標(biāo)記液滴左端、右端及頂點坐標(biāo)，系統(tǒng)自動計算切線夾角，適用于表面粗糙度Ra>0.8μm的異質(zhì)材料（如刻蝕晶圓）。
動態(tài)接觸角測試（可選）
啟用自動傾斜臺功能，以0.5°/s速率旋轉(zhuǎn)載物臺，同步記錄前進(jìn)角與后退角變化曲線。
滾動角判定標(biāo)準(zhǔn)為液滴開始滑動時的臨界角度，適用于評估超疏水表面的自清潔性能。
五、數(shù)據(jù)記錄與儀器維護(hù)
數(shù)據(jù)記錄
記錄測量結(jié)果，包括接觸角的數(shù)值、測試條件（如溫度、濕度）、樣品信息等。
根據(jù)需要生成報告或保存數(shù)據(jù)以備將來參考，數(shù)據(jù)溯源需涵蓋環(huán)境溫濕度記錄及樣品批次信息。
儀器清潔
測試完成后，使用干凈的棉布或紙巾清潔儀器表面，確保無殘留物。
對于測試過有機(jī)試劑的儀器，需采用異丙醇超聲清洗5分鐘，隨后用氮氣吹掃針頭內(nèi)部。
定期維護(hù)
根據(jù)制造商建議定期維護(hù)儀器，包括檢查光源、相機(jī)等部件的工作狀態(tài)，以及進(jìn)行必要的校準(zhǔn)和調(diào)整。
設(shè)備關(guān)機(jī)前運(yùn)行自檢程序，確認(rèn)光源強(qiáng)度衰減率<0.5%/月，載物臺水平度偏差<0.02°，CCD像素壞點率<0.001%。
更新時間：2025-09-12
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