陶瓷手臂

型号: 晶圆搬运陶瓷手臂
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湖南霄擎陶瓷有限公司

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--- 产品详情 ---

产品定义与核心功能

陶瓷手臂是一种采用高性能先进陶瓷材料(如高纯氧化铝、氮化硅、碳化硅等)制成的精密结构件。它通过伯努利原理(非接触式悬浮搬运)或真空吸附原理,实现对硅晶圆的抓取、提升、平移和放置。

它的核心使命是在真空、高温、强腐蚀性的极端工艺环境中,以纳米级的精度完成晶圆传输,同时保证“零污染”。


⚙️ 产品核心特征(卖点)

一款合格的半导体级陶瓷手臂通常具备以下物理和化学特性:

  • 极致洁净(Zero Particle):
    • 无金属离子析出: 陶瓷材料化学性质极度惰性,不会像金属那样释放离子污染晶圆表面。
    • 超低颗粒释放: 表面经过精密研磨抛光(光洁度可达 Ra≤0.05μm),摩擦系数极低,即使在高速运动中也不会因磨损产生微颗粒。
  • 卓越的物理稳定性:
    • 耐高温: 可在 -50℃ 至 1600℃ 的宽温域内保持结构稳定,热膨胀系数极低,高温下不变形。
    • 高硬度/耐磨: 硬度仅次于金刚石,长期使用不易划伤,寿命是金属件的数倍。
  • 优异的电气性能:
    • 防静电(ESD): 可通过材料改性(如掺杂)将表面电阻控制在 106−109Ω106−109Ω 的理想范围,有效消除静电吸附,保护晶圆电路。
    • 耐等离子体腐蚀: 在刻蚀工艺中,能抵抗高活性等离子体的轰击。

主要材质类型对比

 

材质类型

外观特征

性能特点

适用场景

氧化铝 (Al₂O₃)白色/象牙白性价比高,绝缘性好,加工技术成熟,刚性适中。大气环境搬运、通用型晶圆传输、预对准器。
氮化硅 (Si₃N₄)黑色/深灰韧性极佳,抗弯强度高,耐磨性最好,自润滑。高端真空搬运,高速传输,对断裂风险敏感的场合。
碳化硅 (SiC)黑色导热快,硬度最高,热稳定性极好,重量轻。高温工艺腔室、需要快速散热的特殊制程。
复合陶瓷灰色/定制结合了多种材料优势,如高强度与特定导电性。客户定制化特殊需求。

制造工艺与技术壁垒

这不仅仅是一块“陶瓷片”,而是集成了复杂气路的精密器件,制造难度极高:

  1. 复杂气路设计: 手臂内部通常有极其复杂的微孔和气槽(通过内模型芯共成型或精密加工实现),用于通入氮气或抽真空,形成稳定的负压层流,托起晶圆。
  2. 精密成型与烧结: 需要经过冷等静压成型、高温烧结(1600℃以上)等步骤,确保材料致密度。
  3. 超精密加工: 由于陶瓷极硬且脆,后续的CNC加工需要使用金刚石刀具,加工精度需控制在 ±0.001mm 甚至更高,以确保晶圆在传输过程中的平整度。

专为12英寸及以下晶圆制造设计的高可靠性末端执行器。采用高纯度 氧化铝/氮化硅 陶瓷材料,通过伯努利悬浮技术实现晶圆的非接触式搬运。

  • 核心优势: 耐高温(最高1600℃)、耐强酸碱腐蚀、抗等离子体侵蚀。
  • 洁净保障: 超低颗粒释放(<5个/次),无金属离子污染,满足ISO Class 1级洁净室标准。
  • 精密控制: 内置高精度气路系统,重复定位精度达 ±0.005mm,有效防止晶圆破裂与划伤。
  • 应用场景: 适用于刻蚀、薄膜沉积、离子注入等半导体前道真空工艺设备。