YAG 釔鋁石榴石陶瓷
極致純淨、耐電漿轟擊巔峰
次世代半導體蝕刻製程的終極耐蝕解答
隨著半導體製程向更先進製程節點演進,晶圓廠內部的電漿蝕刻(Plasma Etching)與化學氣相沉積(CVD)環境變得前所未有的苛刻。高功率的氟系(Fluorine)、氯系(Chlorine)腐蝕性電漿,正不斷挑戰設備內部精密陶瓷零部件的耐受極限。傳統的高純度氧化鋁或氧化釔陶瓷,已逐漸無法滿足新世代製程對於「極低微粒(Particle)污染」與「超長零部件壽命」的嚴格要求。
鋒全應材(FQ Advanced Materials) 憑藉深厚的粉體合成工藝與獨家的高溫固相燒結技術,突破材料科學壁壘,隆重推出高密度非透明 YAG(Yttrium Aluminum Garnet,釔鋁石榴石)精密陶瓷。
本產品專為半導體高功率電漿環境打造,其材料密度高達理論值的 99% 以上,且在微觀結構上實現了純 YAG 單一晶相。這項技術突破不僅賦予材料超越傳統陶瓷的極致耐電漿轟擊性能,更能顯著降低晶圓製程中的微粒污染,是高階半導體設備商與晶圓廠提升製程良率、延長機台維護週期(PM)的決定性核心關鍵材料。
核心技術優勢:純相與高密度的完美結晶
1. 密度達理論值 99+%,打造零氣孔的緻密防護
鋒全應材採用奈米級前驅物粉體配合先進的等靜壓成型與超高溫真空燒結工藝,使 YAG 陶瓷的相對密度達到理論密度的 99% 以上。極高的緻密性意味著材料內部幾無顯微氣孔與缺陷。在面對晶圓廠強力的電漿連續轟擊時,能有效防止電漿沿著晶界氣孔進行「不均勻侵蝕」,從源頭杜絕了因孔隙剝落而產生微粒(Particle)的風險,確保腔體內部的極致潔淨。
2. 絕對單一晶相:無氧化鋁與氧化釔雜相的結構優勢
傳統工藝在燒結 YAG時,常因配比不均或燒結溫度控制不當,導致微觀結構中殘留未反應完全的氧化鋁(Al2O3)或氧化釔(Y2O3)游離晶相。這種多相混合的陶瓷在電漿環境中會產生嚴重的致命缺點:
- 消除晶界選擇性侵蝕:氧化鋁與氧化釔面對電漿的蝕刻速率(Etch Rate)截然不同。當多相並存時,電漿會優先啃噬耐蝕性較差的晶相,導致材料表面出現凹凸不平的「選擇性侵蝕」,進而引發嚴重的晶粒剝落。鋒全應材的 YAG 陶瓷經 X 光繞射(XRD)檢測,僅呈現完美的 YAG 單一向,完全不見氧化鋁及氧化釔晶相,確保整塊材料的蝕刻速率完全均一。
- 優異的熱機械性能與零應力集中:單一晶相消除了不同物質間的熱膨脹係數差異,使零部件在面對蝕刻腔體頻繁的點火、熄火劇烈溫差時,內部不會產生微觀的應力集中與微裂紋,展現極佳的抗熱震性。
3. 優於氧化釔陶瓷的機械強度
雖然高純度氧化釔陶瓷也具備不錯的耐蝕性,但其機械強度低、質地酥脆,在加工與安裝過程中極易碎裂、崩角。鋒全應材的 YAG 陶瓷完美融合了氧化鋁的高硬度、高機械強度與氧化釔的耐蝕性,彎曲強度與斷裂韌性遠高於純氧化釔,大幅降低了零部件在組裝與高壓真空環境下的破損率。
半導體前段製程核心應用組件
鋒全應材的高密度單相 YAG 陶瓷,主要應用於半導體乾式蝕刻設備中直接面對電漿正面轟擊的關鍵核心耗材:
- 蝕刻機氣體分配盤 / 噴嘴(Gas Distribution Plates / Showerheads):引導腐蝕性氣體進入腔體並均勻電離,單相 YAG 能確保噴氣孔徑在長時間電漿沖刷下不擴大、不形變,維持穩定的氣流分佈。
- 聚焦環與襯墊環(Focus Rings / Edge Rings / Edge Liners):圍繞在晶圓外圈的核心耗材,直接承受高功率電漿邊緣轟擊。YAG 的超低蝕刻速率能延長聚焦環壽命,維持電漿電場的均勻度,進而提升晶圓邊緣(Wafer Edge)的晶片良率。
- 腔體內襯與防護盾(Chamber Liners / Shields):覆蓋於金屬反應腔體內壁,阻絕電漿對金屬機殼的腐蝕,防止金屬離子(如鋁、銅、鐵)釋出並污染晶圓。
- 晶圓靜電吸盤介電層 / 支撐件(ESC Components):在高溫、高功率環境下,提供卓越的電絕緣性、高熱傳導性以及極佳的耐電漿防護。
為何選擇鋒全應材?(Why F+?)
- 頂級粉體改質與控制:我們掌握了關鍵的釔/鋁原子配比技術,從源頭精準控制化學計量比(Stoichiometry),確保燒結後達到 100% 的純 YAG 相轉換,避免夾雜游離相。
- 超高溫真空與氣氛燒結爐:擁有專門用於生產大尺寸 YAG 陶瓷的超高溫特殊氣氛燒結設備,能實現大型聚焦環與氣體分配盤的整體緻密化燒結,避免拼接帶來的結構風險。
- 半導體級精密加工與潔淨清洗:YAG 陶瓷硬度極高,鋒全應材整合業界頂尖的加工及研磨技術,實現微米級幾何公差與極低表面粗糙度(Ra)。出廠前經過嚴格的超純水(DI Water)超音波清洗與無塵室包裝,確保產品達到「即裝即用」的半導體高潔淨度標準。
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