半導體設備業

半導體設備業

 

當穩定變成一種語言,設備就開始說話

夜裡的廠房只剩真空泵的低鳴。
數據螢幕閃爍,壓力曲線一度微跳,值班工程師抬起頭,
卻什麼異常都沒找到。

在半導體設備製造的世界裡,最可怕的不是「警報響起」,
而是那種什麼聲音都沒有、卻逐漸偏離的穩定。

每一個零件——腔體內襯、靶材夾具、導電治具——
都在高真空與高溫環境下承受離子轟擊。
當傳統電鍍層出現微裂紋、氧化、甚至脫落時,
那些肉眼看不見的碎屑,就可能讓整條產線陷入停擺。

在半導體設備中,任何小於 1 μm 的表面缺陷,
都可能在 10⁻⁶ 秒內觸發靜電放電事件。

 

當膜層成了看不見的風險

傳統水電鍍的問題,往往在高溫環境中被放大。
水電鍍層容易氧化、導電不均,甚至釋放微粒污染腔體。
在半導體設備內部,這樣的污染會改變電場分布,
導致導電異常與靜電放電(ESD)事件頻傳。

「不是零件壞了,是膜層先累了。」
一位資深工程師這樣形容。

這也是為什麼越來越多設備商轉向真空鍍膜技術,
尤其是 PVD(物理氣相沉積)製程
它能在真空環境中利用等離子沉積金屬元素,讓膜層與基材在原子層級結合,
達到高附著力與低偏差的雙重穩定。

在相同導電條件下,
PVD 鍍層能比水電鍍減少 80% 微粒脫落,
讓膜厚誤差控制於 ±0.5 μm 以內,
並提升設備導電一致性達 25%。
這代表在長期高溫、高壓環境下,
膜層仍能保持穩定導電結構,
讓機台維持線性輸出與穩定電場

半導體設備業示意圖

 

讓導電與防護達到共存

日勝企業的真空電鍍技術正是為此而生。
傳統水電鍍仰賴含鉻電解液,長期面臨歐盟環保法規收緊。
根據 ECHA 2025 年提出的《六價鉻限制法規建議》,
相關製程將逐步淘汰或轉向乾式鍍膜方案[2]

PVD 採乾式沉積,能避免孔洞與液體污染。
根據《Surface & Coatings Technology》研究指出,
PVD 鍍膜的結晶密度與附著力皆顯著優於傳統濕式電鍍[1]
而日勝在 《真空電鍍相較水電鍍優勢》 中,也展示了同樣的結果,
透過真空製程可降低污染風險並提升膜層穩定性。
PVD 鍍膜的結晶密度高、表面平整度佳,
可使導電性提升 25%,靜電消散更快。

更重要的是,日勝的多層膜結構能依部件功能調整:
外層防蝕、內層導電,中層則以 ESD-DLC 防靜電膜 平衡電位差。
這種層間導電設計,讓靶材、夾具或治具在長時間運作下仍維持穩定電位。

日勝實測結果顯示,PVD 鍍層附著力可達 10⁸ Pa 級,
長期真空運行下仍保持導電穩定 ±2%。

 

 每一道膜層都經得起檢測的品質驗證

《電鍍膜層會做什麼測試》 中,可看到日勝採用國際標準進行膜層驗證:

測試項目標準意義
附著力測試ASTM D3359模擬高壓環境下膜層剝離情況
硬度測試ISO 14577測試表面耐磨性能
鹽霧測試ASTM B117評估長期耐蝕與環境穩定性
X-ray 分析JSS Journal(2018)確認膜層厚度與晶粒結構一致性

測試結果顯示,日勝的 TiN、CrN 與 ESD-DLC 鍍層在高濕高溫條件下仍能保持穩定導電性,表面電阻控制於 10⁶–10⁸ Ω,符合 ANSI/ESD S20.20 靜電防護標準[3]

 

實際案例:從治具到腔體,穩定在微米之間

半導體設備業腔體應用案例

案例一:南部某半導體設備製造商:讓腔體「靜下來」

該廠長期受困於腔體內襯氧化。導電層一旦失效,整個真空腔電位就會飄移,檢測報告看似正常,實際卻有高頻雜訊干擾。

導入日勝 PVD TiN 鍍膜後,情況大幅改善。厚度僅 4 μm 的薄膜在真空中以離子濺鍍沉積,經附著力與鹽霧測試後仍穩定不脫層。實測表面電阻維持在 10⁷ Ω,運轉 1000 小時後仍無偏移。

導入 TiN 鍍層後,腔體導電穩定度提升 28%,壽命延長 2.5 倍。
半導體設備業夾具應用案例

案例二:亞洲某封測大廠:從放電異常到良率回升

靶材夾具區過去頻繁發生放電異常,每週至少三至四次瞬間電位差。即使使用防靜電塗料,也撐不過三週。

日勝採用 ESD-DLC 導電防靜電膜層 重新設計夾具導電結構。表面電阻穩定於 10⁶–10⁸ Ω,並通過 ANSI/ESD S20.20 標準測試。導入三個月後,該廠將其列為新機標配。

放電異常次數從每週 4 次降至 1 次,良率提升約 30%,稼動率提升 15%。
半導體設備業模具應用案例

案例三:日系精密模具設備商:微米公差的執念

該公司為光電與半導體製程提供模具加工機。吸嘴與壓頭角度偏差僅 0.2°,卻讓報廢率增加近 10%。

問題來自原電鍍層的摩擦刮痕與靜電堆積。日勝建議採用 PVD CrN 鍍膜,以 ±0.5 μm 膜厚公差重建導電均勻度,並經 X-ray 與 ISO 14577 驗證。

CrN 鍍層讓吸嘴精度維持 ±0.5 μm,使用週期延長至三個月以上。

 

穩定不是結果,而是信任的延伸

對日勝來說,鍍膜不是附加加工,而是設備語言的一部分。
每一次膜厚測試、每一份導電曲線,
都在確保「穩定」這個字,不只是形容詞,而是可被測量的數據。

正因如此,越來越多設備商將日勝鍍膜納入標準製程,
讓良率不再靠運氣,而是靠工程。

在日勝的理念裡,穩定不只是製程穩定,
更是一種能被信任的工程語言。

FAQ

Q1:PVD 鍍層是否適用於所有半導體設備?

不完全。主要適用於金屬導電零件,如靶材座、夾具與治具。
若是塑膠或陶瓷,需先經等離子預處理再進行鍍膜,以確保附著力與導電穩定。
日勝也提供特殊材質的前處理方案,讓膜層在異質表面同樣能穩定導通。

Q2:可否針對不同電位區域設計多層膜?

可以。日勝常採用 TiN+ESD-DLC 複合鍍膜,外層耐蝕、內層導電,能同時抑制放電與靜電累積。
多層膜可依電位差調整膜厚與材料比例,並通過 ANSI/ESD S20.20 標準驗證。

Q3:導入週期與驗證時間大約多久?

樣品最快 48 小時內交付,量產約 7–10 個工作天。
每批次皆附膜厚、附著力與導電報告,可追蹤製程數據。對需要高品質驗證的專案,也能提供完整製程履歷。

Q4:PVD 鍍膜與傳統水電鍍有何不同?

水電鍍依賴液體電解,容易氧化與產生廢液; PVD 為乾式真空沉積,膜層密度高、附著力佳,可在高溫環境維持穩定導電性。 更多比較詳見 《真空電鍍相較水電鍍優勢》

Q5:如何確認膜層品質與導電穩定性?

日勝出廠皆附膜厚、硬度與電阻報告,必要時會進行 Scratch Test、鹽霧與靜電釋放測試。測試依循 《電鍍膜層會做什麼測試》,確保膜層長期穩定、可追溯

 

 
 
 
 
 

引用資料

  1. Surface & Coatings Technology (2021). Plasma-enhanced PVD overview.
  2. ECHA (2025). 六價鉻限制法規建議
  3. ESD-DLC介紹(2025)。