實驗名稱：晶圓物理清洗中高速微液滴三維在線測量方法及光學折反射耦合裝置傳能效用的實驗研究與分析

實驗目的：本研究旨在探究孔徑、壓力等參數對微液滴三維測量精度與射流穩定性的影響，通過單相機光學反射系統結合OTF-BOCD算法，驗證其同步性、實時性與重構精度，為晶圓清洗提供高精度在線監測方案。

測試設備：晶圓級物理清洗平臺（含射流霧化噴頭、運動控制單元、晶圓吸附平臺）、三維視覺在線檢測系統（集成工業CCD相機、LED頻閃光源、放大鏡頭及精密移動平臺）、信號發生器、功率放大器（AigtekATA-4315）以及計算機；

實驗過程：實驗以晶圓清洗中的高速微液滴為研究對象，通過光學折反射平臺結合OTF-BOCD算法，實現了三維在線檢測與異常識別。首先完成系統標定，驗證單相機模式同步性優勢；隨后通過三維動態測量，以1.9ms的單幀處理速度精準獲取液滴運動參數，并成功識別斜噴、衛星液滴等異常形態。實驗在不同孔徑和壓力條件下驗證了系統穩定性，最終通過實時性分析與精度評估，證實該方法可滿足晶圓清洗工藝對微液滴在線檢測的高效需求。

圖1實驗系統流程圖

(a)立體視覺檢測平臺；(b)高頻驅動時序控制示意圖

圖2三維視覺在線檢測系統

實驗結果：基于光學折反射的單相機方案可實現高速微液滴三維軌跡實時測量，單幀處理時間1.9ms，圖像重構精度0.95；系統精準捕捉8.1–25.5m/s射流速度，水平位移誤差≤6.1%；OTF-BOCD算法顯著提升異常形貌識別靈敏度；在孔徑30–50μm、壓力150–260kPa范圍內穩定運行，三維坐標誤差<±5μm。該方法在實時性、精度與穩定性方面全面滿足晶圓級物理清洗工藝要求。

圖3微液滴速度測量

圖4高速液微滴速度實時測量

圖5異常射流形貌的貝葉斯變點檢測

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圖：ATA-4315高壓功率放大器指標參數

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審核編輯 黃宇