在半导体制造领域，工艺控制对器件性能与良率具有重要影响。接触角测量仪作为一种精确的表面分析技术，通过量化液体在固体表面的润湿行为（以接触角表示），为关键工艺环节提供客观数据支持。以下为其在半导体制造中的主要应用场景：

一、表面处理工艺的效果评估

半导体制造涉及多种表面处理工艺：

1.  清洗工艺：去除晶圆表面污染物（颗粒、有机物、金属离子）

2.  氧化/氮化：生长绝缘介质层

3.  硅化：形成低电阻接触

4.  等离子体处理：改性表面化学性质

测量作用：接触角测量可定量评估处理后的表面润湿性变化。接触角减小通常表明表面亲水性增强或清洁度提高，接触角增大则可能提示疏水性增加或存在污染。工程师通过对比处理前后的接触角数据，可辅助判断工艺效果，为调整工艺参数（如化学品浓度、处理时间、功率）提供参考依据。

二、薄膜涂覆工艺的质量控制

在晶圆表面涂覆各类功能性薄膜（如光刻胶、介电材料、金属种子层）是核心工艺步骤。

测量作用：

    1.  涂覆液与基材相容性评估：测量涂覆液体在基材上的接触角，可预测其铺展与附着能力。较小的接触角通常有利于形成均匀、无缺陷的薄膜。

    2.  基材预处理验证：涂覆前测量基材接触角，确认其是否达到涂层工艺所需的润湿状态。

    3.  工艺稳定性监控：定期抽检涂覆后基材的接触角，可作为一种辅助监控手段，有助于识别因材料批次差异、设备状态或环境因素引起的润湿性变化。

三、晶圆表面特性的表征与分析

晶圆表面的物理化学性质直接影响后续工艺步骤。

测量作用：

    1.  表面能计算：通过测量多种已知表面张力液体在晶圆表面的接触角，应用OWRK、Fowkes等理论模型可计算晶圆的表面自由能及其分量（色散力、极性力），这是表征表面性质的重要参数。

    2.  润湿性判定：直接测量水或其他液体的接触角，判定晶圆表面整体或局部区域的亲水性（接触角<90°）或疏水性（接触角>90°）。

    3.  表面均匀性与洁净度评估：在晶圆不同位置进行多点接触角测量，可评估表面处理的均匀性。特定区域接触角的异常升高可能是表面污染（如残留物、颗粒）或处理不均的潜在指示。

接触角测量仪为半导体制造提供了对表面润湿性及表面能的客观、量化分析手段。其在表面处理效果评估、薄膜涂覆工艺控制、晶圆表面特性表征等环节的应用，有助于工程师深入理解材料界面行为，为优化工艺参数、监控生产稳定性、保障晶圆表面质量提供数据支持。该技术已成为半导体制造工艺开发与质量控制体系中一项有价值的分析工具。