鄭皓文、魏世芳 / 工研院材化所
在高階半導體製程中，電漿蝕刻技術所產生的高能反應環境，對設備腔體與零組件會造成嚴重侵蝕，成為影響製程良率與設備壽命的重要因素。為抑制蝕刻損耗與粒子污染，發展具備高附著性、高密度結構及精準微米級膜厚控制的抗蝕鍍膜成為製程設備關鍵技術之一。本文聚焦在應用於設備內部零組件之微米級抗電漿蝕刻PVD（物理氣相沉積）鍍膜技術，探討其材料選擇、製程特性與在電漿環境下的耐蝕表現。並分析台積電等台灣代表性業者在該技術導入與自主材料開發上的布局，同時檢視全球市場趨勢與挑戰，提出未來應用於極紫外(EUV)蝕刻與高頻製程下的發展藍圖。
【內文精選】
國內外技術發展與市場現況
5. 技術突破亮點與台灣產業優勢
(3) 在地供應鏈整合能力與快速應變
台灣在材料加工、設備製造、精密陶瓷與表面處理等方面擁有完整上/中/下游產業鏈，並具備彈性客製能力與快速試產能力。相較於國際材料巨頭多採長交期與標準規格供應模式，台灣可提供短期內原型樣品、小批試產與產線共製開發，對晶圓廠更具實用價值。
抗電漿蝕刻電弧離子鍍膜技術
工研院材料與化工研究所先進鍍膜材料與系統整合研究室建立改良式磁濾電弧離子鍍膜系統，開發抗電漿蝕刻多層複合碳膜。電弧離子鍍膜系統技術係由帶負電的陰極靶材與帶正電的陽極引弧絲所組成，當引弧絲與靶材瞬間接觸時，會在靶面產生陰極電弧(Cathodic Arc)，將欲沉積在基材上的材料原子從靶材激發出來，並透過靶源前端所形成的陰極電弧電漿區，將未解離的中性原子解離成離子，因基材後端附有偏壓，使離子受到基材上偏壓的吸引沉積形成薄膜。
由於電弧離子鍍膜技術具有較高解離率等特性，其沉積之膜層有著鍍膜速率快、較佳的薄膜附著性與高薄膜緻密性等特點，但其缺點為於靶材表面之電弧產生約2,000°C的高溫（如圖六所示），於此狀態下靶材可能會因為熱量累積噴射出約數十μm大小的微粒子產生，此微粒大小有可能附著於薄膜表面，造成薄膜品質下降與膜層剝落現象產生。
圖六、鍍膜時靶材表面電弧圖
為了改善其缺點，於靶座與腔體間安裝磁過濾器裝置（如圖七所示），其原理為：由外加的磁場施加離子會受到電子與磁場加速作用，沿著線圈管迴路行進至基材表面，而微粒由於本身屬於中性粒子不帶電荷，因此不受外加線圈磁場影響，會隨著飛出之慣性力與地心引力之影響，在到達基材前向管壁掉落，進而達到濾除微粒之效果---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖七、電弧離子鍍膜磁過濾器裝置
★本文節錄自《工業材料雜誌》464期，更多資料請見下方附檔。