产业应用 | Industry Application

半导体制造
微型轴承应用

Semiconductor Manufacturing — Miniature Bearing Applications

半导体晶圆处理设备在 10⁻⁷ mbar 以下的高真空环境中运作,光刻设备要求奈米级重复定位精度。任何微小的振动或挥发性污染都可能直接导致晶圆缺陷,形成高额废品损失。这是对微型轴承材料选择、润滑设计与精度控制要求最严格的产业环境之一。

产业需求 | Requirements

半导体设备的轴承挑战Bearing challenges in semiconductor applications

半导体制造设备要求轴承同时具备真空相容性、奈米级精度、洁净室适用性与极高的可靠性。

真空环境Vacuum Environment

10⁻⁷ mbar 以下高真空

晶圆蚀刻、薄膜沉积与光刻设备均在高真空腔体中运作。轴承材料与润滑剂必须具备极低的挥发性(low outgassing),防止气体释放污染制程环境。

奈米级精度Nanometer-Level Precision

奈米级重复定位精度

EUV/DUV 光刻机台的晶圆定位平台需要奈米级重复定位精度,任何微小振动都可能导致线宽异常。精密轴承的 NRRO(非重复性振动)控制是系统精度的基础。

洁净室相容Cleanroom Compatible

低颗粒排放设计

半导体洁净室对悬浮颗粒有严格限制。晶圆传送机器手臂的薄断面轴承需采用低颗粒排放设计,避免轴承磨损产生的颗粒污染晶圆表面。

高可靠长寿命High Reliability & Long Life

40,000 小时以上连续运行

半导体设备资本支出极高,计划外停机的损失不仅是维修费用,更包含整条生产线的停产损失。精心设计的轴承系统可达到 40,000 小时以上的连续无故障运行。

myonic 解决方案 | Solutions

半导体轴承产品方案Bearing solutions for semiconductor applications

myonic 提供针对真空环境、洁净室与高精度半导体设备的专用微型轴承方案,涵盖材料选择、润滑设计与尺寸优化的完整解决方案。

Vacuum-Rated

真空级轴承Vacuum-Rated Bearings

专为半导体制造真空腔体设计的轴承,采用低挥发材料与真空相容润滑方案。银(Ag)涂层或二硫化钼(MoS₂)固体润滑适用于超高真空环境,PFPE 真空脂适用于中等真空环境。

  • 银(Ag)或 MoS₂ 固体润滑,适用于 10⁻⁷ mbar 以下
  • 低 outgassing 不锈钢或混合陶瓷材料
  • 防 outgassing PVD 涂层选项
  • 适用于蚀刻腔、CVD/PVD 沉积设备
  • 涡轮分子泵无油润滑高速方案
Hybrid Ceramic

混合陶瓷洁净室轴承Hybrid Ceramic Cleanroom Bearings

氮化硅(Si₃N₄)陶瓷球轴承提供更低的颗粒排放、更好的电绝缘性与更长的寿命,特别适合洁净室环境中的晶圆传送机器手臂与 CMP 化学机械磨削设备。

  • Si₃N₄ 陶瓷球,颗粒排放极低
  • 电绝缘特性,防止静电放电损伤晶圆
  • 薄断面设计,适合机器手臂紧凑结构
  • 适用于 CMP 抛光头、旋转干燥设备
  • 低摩擦系数,减少颗粒生成
High Precision

光刻机台高精度轴承High-Precision Lithography Stage Bearings

针对 EUV/DUV 光刻机台晶圆定位系统设计的高精度轴承,通过严格的 NRRO 非重复性振动控制,确保奈米级定位重复精度。更大预紧配置可进一步提升系统刚度与精度。

  • 奈米级 NRRO 非重复性振动控制
  • 精密预紧配置,提升系统刚度
  • 适用于 EUV / DUV 扫描器平台
  • FOUP 及光罩传送系统专用设计
  • 高重复定位精度,消除制程缺陷源
应用案例 | Application Cases

半导体设备微型轴承的实际应用场景Real-world semiconductor bearing applications

以下展示微型轴承在半导体制造设备中的典型应用场景与技术要点。

Semiconductor wafer processing vacuum chamber
真空腔体 | Vacuum Chamber
晶圆蚀刻与薄膜沉积设备
蚀刻(Etch)与化学气相沉积(CVD)设备的真空腔体工作在 10⁻⁷ mbar 以下,驱动机构的轴承必须采用固体润滑或特殊真空脂,防止挥发性气体污染制程腔体,同时在高温环境下保持稳定运行。
10⁻⁷ mbar 固体润滑 高温真空
FOUP wafer transport cleanroom system
光刻设备 | Lithography
FOUP 与光罩传送系统 — 洁净室精密定位
光刻设备的 FOUP 晶圆盒传送系统与光罩(reticle)搬运机构使用微型轴承(孔径 5-20 mm),在洁净室环境中实现精密定位。混合陶瓷薄断面轴承以低颗粒排放保护晶圆与光罩表面,预紧配置提升传送系统的定位刚度与重复精度。
薄断面轴承 混合陶瓷 FOUP 传送 低颗粒排放
Wafer transfer robot arm
晶圆传送 | Wafer Transfer
洁净室晶圆传送机器手臂
晶圆传送机器手臂在 Class 1 洁净室环境中频繁运作,薄断面混合陶瓷轴承不仅满足手臂紧凑结构的空间需求,更以极低的颗粒排放保护晶圆表面免受污染,是现代半导体前道制程的标准配置。
薄断面轴承 混合陶瓷 低颗粒排放
Turbomolecular pump bearings
真空泵 | Vacuum Pump
涡轮分子泵 — 超高速无油高真空
球轴承型涡轮分子泵是半导体设备维持高真空环境的重要元件,转速高达数万 rpm,在无油润滑条件下运行。陶瓷或混合陶瓷微型轴承(孔径 8-20 mm)配合固体润滑方案,可在真空环境中提供超过 40,000 小时的连续运行寿命,是磁浮型以外的成熟替代方案。
球轴承型 孔径 8-20 mm 固体润滑 40,000+ 小时
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