RIX旋转接头在半导体行业的工作原理及技术解析

RIX旋转接头是半导体制造中至关重要的精密流体传输装置，其核心功能是在旋转部件与固定管道之间实现无泄漏的介质输送，尤其在化学机械抛光（CMP）、晶圆清洗等关键工艺中发挥着重要的作用。以下从结构、工作原理、技术优势及典型应用场景展开分析：

一、RIX旋转接头在半导体行业的工作原理

1、流体传输机制：RIX旋转接头通过内部密封结构实现流体从固定源（如泵）到旋转部件（如CMP抛光头）的传输。当设备旋转时，内部转动部件随主轴同步运动，而外壳保持静止。密封件（如O型圈或间隙密封）通过弹簧预紧力或流体压力维持动环与静环的紧密接触，防止泄漏。

2、非金属材料设计：针对半导体行业对金属离子污染的严格管控，RIX旋转接头主回路采用非金属材料（如PEEK、PTFE）或涂层处理，最大限度减少金属离子溶入流体。例如，MFES系列多通道旋转接头通过非金属主通道设计，将金属离子溶出量控制在极低水平，满足超纯水或化学药液的传输需求。

3、多通道与复合流体支持：部分型号（如MFES系列）支持同时传输纯水、真空、空气等多种流体，适应复杂工艺需求。例如，在CMP设备中，旋转接头需同时供应研磨液、冷却液并排出废液，多通道设计可简化管路布局，提升设备集成度。

二、核心技术优势

1、高精度密封技术

间隙密封：通过极小间隙（微米级）实现密封，减少摩擦损耗，适用于高速旋转场景（如MFES系列最高转速达200rpm）。

弹性补偿机制：内置弹簧或波纹管补偿密封面磨损，确保长期使用下的密封性能稳定性。

2、耐腐蚀与耐磨损性能：接触流体的部件采用耐腐蚀材料（如哈氏合金、陶瓷），可承受酸碱化学药液的侵蚀，延长使用寿命。

3、低颗粒生成设计：密封面光洁度达Ra0.2μm以下，减少摩擦产生的微粒污染，满足半导体制造对洁净度的要求。

三、RIX旋转接头在半导体行业的典型应用场景

1、化学机械抛光（CMP）设备

功能：向旋转的抛光头供应研磨液，同时排出废液。

技术要求：需承受高转速（通常＞100rpm）和研磨液的腐蚀性，确保流体压力稳定（0.1~0.6MPa）。

RIX解决方案：MF系列旋转接头采用非金属主回路，结合间隙密封技术，实现无泄漏传输。

2、晶圆清洗工艺

功能：传输纯水或化学药液（如SC-1、SC-2清洗液）至旋转清洗刷头。

技术要求：需支持高频启停（如单片式清洗设备）和快速排液，避免交叉污染。

RIX解决方案：MFC系列旋转接头通过多通道设计，实现清洗液与干燥气体的快速切换。

3、电化学沉积（ECD）与原子层沉积（ALD）

功能：在沉积过程中传输冷却液或反应气体，维持工艺温度稳定性（如ALD需控制温度波动＜±1℃）。

RIX解决方案：L40系列旋转接头采用低热膨胀系数材料，减少热变形对密封性能的影响。

四、选型依据步骤总结

1.确定工艺需求：介质类型、流量、压力、转速；

2.选择通道数量：根据流体种类和传输路径；

3.匹配连接形式：螺纹或法兰连接，考虑设备旋转方向；

4.验证材料兼容性：化学药液需做兼容性测试；

5.确认密封形式：间隙密封或O型圈密封；

6.评估洁净度要求：非金属材料、低颗粒设计。

五、展望未来

RIX旋转接头通过非金属材料设计、高精度密封技术和多通道集成能力，解决了半导体制造中流体传输的两大核心难题：金属离子污染控制与高速旋转下的无泄漏传输。其技术优势直接关联到晶圆良率提升和设备运行稳定性，成为CMP、清洗等关键工艺中至关重要的组件。随着半导体工艺节点向3nm及以下推进，RIX旋转接头的低颗粒生成设计和耐恶劣化学环境性能将进一步凸显其价值。