最後更新:2026年10月8日設備零組件・耗材電漿腔體零組件・耗材中國大陸:氧化钇喷涂涂层

氧化釔熔射塗層(耐電漿塗層)是什麼

Yttria Coating / Plasma-Resistant Coating

氧化釔熔射塗層是將Y₂O₃成膜於腔體內部零件表面,以抑制電漿侵蝕與微粒產生的耐電漿塗層。與氟反應生成的YF₃很穩定,因此被削除的速度比氧化鋁小了好幾個數量級。近年也逐漸改用YOF、YF₃系塗層,或緻密的氣膠沉積膜。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

氧化釔熔射塗層是以熔射等手法將氧化釔(Y₂O₃)成膜於腔體內部零件表面,以抑制電漿侵蝕(erosion)與微粒產生的表面處理技術。蝕刻設備的內襯、噴淋頭、ESC表面、環件等,幾乎所有暴露於氟系、氯系電漿的零件都會採用。

選用Y₂O₃的理由在於,它與氟自由基反應生成的YF₃穩定且不揮發,表面可作為保護膜,使侵蝕不易進行。相較於氧化鋁(Al₂O₃)生成的AlF₃,YF₃穩定性更高,被削除的速度小了約一個數量級,因此在延長零件壽命的同時,也減少了被削下的粒子落在晶圓上所造成的微粒缺陷。

成膜手法以大氣電漿熔射(APS)為量產主流;需要更緻密、低微粒膜的用途,則使用懸浮液電漿熔射(SPS)、氣膠沉積(AD法),或以PVD/ALD形成的緻密膜。熔射膜本質上含有微小氣孔與裂紋,因此氣孔率與界面附著力是決定壽命與微粒表現的指標。

近年不只使用單純的氧化釔,也開始採用氟化釔(YF₃)、氟氧化釔(YOF)等含氟系塗層。目的是使組成接近製程中生成的氟化物層,以抑制體積變化造成的裂紋與粒子脫落。最適塗層因製程條件(氣體種類、功率、溫度)而異,因此由設備廠商與表面處理業者共同開發。

日本企業在此領域占有重要地位,以日本國內最大熔射業者TOCALO為首,多家表面處理業者負責設備零件的新品塗層與使用過零件的再生。對晶圓廠而言,這是能同時改變耗材成本、PM週期與微粒良率的槓桿,投資效益高。

氧化釔熔射塗層(耐電漿塗層)的常見問題

為什麼耐電漿塗層使用氧化釔(Y₂O₃)?
因為它與氟自由基反應生成的YF₃穩定且不揮發,表面可作為保護膜,使侵蝕不易進行。相較於氧化鋁生成的AlF₃,穩定性更高、被削除的速度小了約一個數量級,零件壽命與微粒表現都因此改善。
除了熔射,還有哪些成膜方法?
量產主流是大氣電漿熔射(APS),需要更緻密、低微粒的膜時,則使用懸浮液電漿熔射(SPS)、氣膠沉積(AD法),或以PVD/ALD形成的緻密膜。氣孔率與附著力是決定壽命的指標。
除了氧化釔,還有其他耐電漿塗層嗎?
已有採用氟化釔(YF₃)、氟氧化釔(YOF)等含氟系塗層。目的是使組成接近製程中生成的氟化物層,以抑制體積變化造成的裂紋與粒子脫落。

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