日本KYOWA协和科学DMo-902：全自动接触角测量技术

一滴液体滴在晶圆表面，精确的自动化设备迅速捕捉液滴轮廓，屏幕上显示出接触角数值——这是日本协和界面科学DMo-902全自动接触角测量仪在半导体产业质量控制过程中的日常工作场景。

DMo-902WA是日本协和界面科学针对半导体产业开发的全自动晶片接触角测量设备，专为晶圆表面润湿性分析而设计。

这款设备支持大12英寸（约300毫米）晶圆的全自动接触角测量，无论是静态接触角、动态接触角还是表面自由能，都可通过全自动操作完成精确测定。

01 测量原理与设备概览

接触角测量仪的核心功能是测量液体对固体的浸润性。当一滴液体滴在固体表面时，会在固、液、气三相交界处形成特定的角度。这个角度就是接触角，它可以直观反映材料表面的亲疏水性、清洁度及表面能状态。

日本KYOWA协和界面科学作为表面科学测量设备领域的专业厂商，其DMo-902WA系列代表了晶圆表面分析技术的自动化水平。

这种设备专门针对半导体制造中日益增长的表面质量控制需求，将传统需要人工操作的测量过程自动化，消除人为因素导致的测量误差。

02 核心技术特点与参数

DMo-902WA在自动化、测量范围和精度方面展现出了明显优势。从操作方式来看，这款设备实现了从样品定位到测量分析的全流程自动化，操作者只需设置参数，仪器即可自主完成整个测量过程。

相较于传统接触角测量设备，DMo-902WA的平台驱动控制设计是其显著优势。X轴方向和旋转方向的驱动控制使得设备能够对圆形样品进行全面的自动测量，无需人工干预。

这款设备的测量精度相当出色，接触角测量精度可达±0.2°，测量范围覆盖0-180°。其采用的计算机控制自动注射器系统可以实现精确到0.1μL的液滴体积控制。

设备拥有较快的图像捕捉速度，标准配置可达60帧/秒，若选配高速相机，甚至可以达到1000帧/秒的采集速率。这种高速图像捕捉能力使设备能够精准记录液滴动态变化过程，为动态接触角测量提供可靠数据支持。

03 测量功能与方法

DMo-902WA支持多种接触角测量方法，满足不同应用场景的需求。在静态接触角测量方面，设备可以精确测定液体在静止状态下的接触角，这是评估材料表面性质的基础指标。

动态接触角测量功能使设备能够跟踪液滴随时间变化的接触角，记录接触角随时间变化的趋势。前进角和后退角测量则通过扩张/收缩法实现，这对于评估材料表面的润湿性变化至关重要。

在测量方法上，DMo-902WA采用了多种技术。悬滴法用于测量表面/界面张力；座滴法则是常用的接触角测量方法之一；而扩展/收缩法专为动态接触角设计。

此外，该设备还支持倾斜板法测量滚动角，以及三态系统测量法（如水下油滴或油下水滴）。这些多样的测量方法使DMo-902WA能够应对不同材料和液体的组合测量需求。

04 硬件配置与自动化系统

DMo-902WA的硬件配置高度专业化，针对晶圆测量进行了特别优化。设备配备了专门设计的旋转平台，能够对大12英寸的圆形样品进行全面测量。

样品定位系统提供了两种设置方式：手动移动载物台到实际测量位置后输入，或直接在计算机屏幕上输入坐标。这种灵活性使设备既能适应标准化的批量测量，也能满足特殊样品的个别测试需求。

设备的注射系统采用计算机控制的自动注射器，能够精确控制液滴体积，分辨率可达0.1μL。视觉系统方面，DMo-902WA配备了高质量的成像设备和可调节的LED冷光源，为接触角测量提供清晰的液滴图像。

平台控制系统支持自动X轴移动和自动平台旋转，结合自动液滴识别和滴注控制，实现了测量过程的全自动化。这种高度的自动化设计不仅提高了测量效率，也确保了测量结果的一致性和可重复性。

05 软件与分析能力

DMo-902WA的软件系统集成了强大的分析功能。除了基本的接触角测量外，软件还支持表面自由能计算，可以通过Zisman、OWRK、Fowkes等多种方法进行分析。

表面/界面张力测量是该设备的另一项重要功能，通过悬滴法或气泡捕获法，结合专门的软件算法，可以实现全自动的表面张力测量和分析。

在数据处理方面，DMo-902WA能够自动生成详细的测量报告，并支持多种格式的数据导出，如Excel、Word以及谱图等。这种完善的数据处理功能使研究人员能够轻松地进行数据分析和结果展示。

06 应用领域

DMo-902WA在多个高科技领域有着广泛的应用价值。在半导体行业中，它被用于晶圆表面清洁度评估、光刻胶润湿性分析以及表面处理效果监测。

新能源领域，这款设备可用于锂电池材料表面润湿性研究，帮助优化电极材料的性能。在生物医药方面，DMo-902WA适用于人工骨关节材料、药物载体材料的表面性能评估。

新材料研发中，该设备可用于纳米材料、超疏水材料、纺织材料等新型材料的表面性质表征。在质量控制环节，DMo-902WA能够实现对材料表面状态的快速、准确评估，确保产品质量的稳定性。

DMo-902关键参数汇总

技术进步正重塑材料科学的分析方法。DMo-902WA不仅大幅提高了测量的自动化程度，还将晶圆检测的极限推向了12英寸规格。这款设备在半导体产业中的应用，恰好印证了现代工业对精确度和效率的不断追求。

当越来越多的实验室采用全自动接触角测量技术时，对材料表面性质的理解将更加精确，从半导体晶圆到新能源材料，从生物医药到纺织领域，表面科学测量设备正在为材料研发与质量控制提供更为可靠的数据支持。