RIX旋轉(zhuǎn)接頭在半導(dǎo)體行業(yè)的工作原理及技術(shù)解析

RIX旋轉(zhuǎn)接頭是半導(dǎo)體制造中至關(guān)重要的精密流體傳輸裝置，其核心功能是在旋轉(zhuǎn)部件與固定管道之間實(shí)現(xiàn)無泄漏的介質(zhì)輸送，尤其在化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）、晶圓清洗等關(guān)鍵工藝中發(fā)揮著重要的作用。以下從結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)及典型應(yīng)用場(chǎng)景展開分析：

一、RIX旋轉(zhuǎn)接頭在半導(dǎo)體行業(yè)的工作原理

1、流體傳輸機(jī)制：RIX旋轉(zhuǎn)接頭通過內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)流體從固定源（如泵）到旋轉(zhuǎn)部件（如CMP拋光頭）的傳輸。當(dāng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件隨主軸同步運(yùn)動(dòng)，而外殼保持靜止。密封件（如O型圈或間隙密封）通過彈簧預(yù)緊力或流體壓力維持動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的緊密接觸，防止泄漏。

2、非金屬材料設(shè)計(jì)：針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)金屬離子污染的嚴(yán)格管控，RIX旋轉(zhuǎn)接頭主回路采用非金屬材料（如PEEK、PTFE）或涂層處理，最大限度減少金屬離子溶入流體。例如，MFES系列多通道旋轉(zhuǎn)接頭通過非金屬主通道設(shè)計(jì)，將金屬離子溶出量控制在極低水平，滿足超純水或化學(xué)藥液的傳輸需求。

3、多通道與復(fù)合流體支持：部分型號(hào)（如MFES系列）支持同時(shí)傳輸純水、真空、空氣等多種流體，適應(yīng)復(fù)雜工藝需求。例如，在CMP設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)接頭需同時(shí)供應(yīng)研磨液、冷卻液并排出廢液，多通道設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化管路布局，提升設(shè)備集成度。

二、核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1、高精度密封技術(shù)

間隙密封：通過極小間隙（微米級(jí)）實(shí)現(xiàn)密封，減少摩擦損耗，適用于高速旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景（如MFES系列最高轉(zhuǎn)速達(dá)200rpm）。

彈性補(bǔ)償機(jī)制：內(nèi)置彈簧或波紋管補(bǔ)償密封面磨損，確保長(zhǎng)期使用下的密封性能穩(wěn)定性。

2、耐腐蝕與耐磨損性能：接觸流體的部件采用耐腐蝕材料（如哈氏合金、陶瓷），可承受酸堿化學(xué)藥液的侵蝕，延長(zhǎng)使用壽命。

3、低顆粒生成設(shè)計(jì)：密封面光潔度達(dá)Ra0.2μm以下，減少摩擦產(chǎn)生的微粒污染，滿足半導(dǎo)體制造對(duì)潔凈度的要求。

三、RIX旋轉(zhuǎn)接頭在半導(dǎo)體行業(yè)的典型應(yīng)用場(chǎng)景

1、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）設(shè)備

功能：向旋轉(zhuǎn)的拋光頭供應(yīng)研磨液，同時(shí)排出廢液。

技術(shù)要求：需承受高轉(zhuǎn)速（通常＞100rpm）和研磨液的腐蝕性，確保流體壓力穩(wěn)定（0.1~0.6MPa）。

RIX解決方案：MF系列旋轉(zhuǎn)接頭采用非金屬主回路，結(jié)合間隙密封技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無泄漏傳輸。

2、晶圓清洗工藝

功能：傳輸純水或化學(xué)藥液（如SC-1、SC-2清洗液）至旋轉(zhuǎn)清洗刷頭。

技術(shù)要求：需支持高頻啟停（如單片式清洗設(shè)備）和快速排液，避免交叉污染。

RIX解決方案：MFC系列旋轉(zhuǎn)接頭通過多通道設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)清洗液與干燥氣體的快速切換。

3、電化學(xué)沉積（ECD）與原子層沉積（ALD）

功能：在沉積過程中傳輸冷卻液或反應(yīng)氣體，維持工藝溫度穩(wěn)定性（如ALD需控制溫度波動(dòng)＜±1℃）。

RIX解決方案：L40系列旋轉(zhuǎn)接頭采用低熱膨脹系數(shù)材料，減少熱變形對(duì)密封性能的影響。

四、選型依據(jù)步驟總結(jié)

1.確定工藝需求：介質(zhì)類型、流量、壓力、轉(zhuǎn)速；

2.選擇通道數(shù)量：根據(jù)流體種類和傳輸路徑；

3.匹配連接形式：螺紋或法蘭連接，考慮設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向；

4.驗(yàn)證材料兼容性：化學(xué)藥液需做兼容性測(cè)試；

5.確認(rèn)密封形式：間隙密封或O型圈密封；

6.評(píng)估潔凈度要求：非金屬材料、低顆粒設(shè)計(jì)。

五、展望未來

RIX旋轉(zhuǎn)接頭通過非金屬材料設(shè)計(jì)、高精度密封技術(shù)和多通道集成能力，解決了半導(dǎo)體制造中流體傳輸?shù)膬纱蠛诵碾y題：金屬離子污染控制與高速旋轉(zhuǎn)下的無泄漏傳輸。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)直接關(guān)聯(lián)到晶圓良率提升和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，成為CMP、清洗等關(guān)鍵工藝中至關(guān)重要的組件。隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)向3nm及以下推進(jìn)，RIX旋轉(zhuǎn)接頭的低顆粒生成設(shè)計(jì)和耐惡劣化學(xué)環(huán)境性能將進(jìn)一步凸顯其價(jià)值。