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发布时间：2026-07-27
浏览次数：9PVD设备虽然不是芯片制造工艺中耗材最多的环节，但它的零部件种类很杂——靶材背板、绝缘环、屏蔽罩、加热器基座——每一种都对陶瓷材料有特定的要求。PVD的工作条件是在真空环境下加热或者用等离子体轰击靶材，陶瓷部件需要同时满足耐高温、绝缘、低放气和耐腐蚀四个条件。
靶材背板是PVD设备里最核心的陶瓷部件之一。背板承载靶材，在溅射过程中要承受高电压和高温。氧化铝陶瓷的高绝缘强度可以阻止高压击穿，同时氧化铝的导热性可以将靶材的热量传导到冷却系统。高纯氧化铝背板在磁控溅射设备中使用最广泛。
绝缘环安装在靶材和接地部件之间，防止高压放电。PVD设备的溅射电压通常在几百到上千伏特，绝缘环需要具备足够高的介电强度和表面电阻。氧化铝陶瓷的介电强度在10到15千伏每毫米，是PVD设备的绝缘件首选。
问：PVD设备的绝缘环一般用多久换一次?
A：绝缘环不是耗材型零件，但长期使用后表面会沉积一层导电薄膜，导致绝缘性能下降。当绝缘电阻下降到设定阈值以下就需要更换或清洗。更换频率取决于工艺和设备使用频率，一般在半年到一年。
屏蔽罩和防着板的作用是保护腔室内壁不被溅射材料污染。这些部件会沉积大量的靶材材料，需要定期更换或清洗。氧化铝陶瓷屏蔽罩的优点是表面光滑不易附着沉积物，清洁容易，且不会产生金属污染。
加热器基座在高温PVD工艺中使用，需要在真空环境中对晶圆进行加热。陶瓷加热器基座内部集成加热丝和热电偶，要求陶瓷材料高温绝缘性能好、导热均匀。氮化铝陶瓷的高导热性能在这里有优势。
PVD设备对陶瓷部件的放气率要求比CVD和刻蚀设备低一些，但仍然需要严格控制。陶瓷材料如果烧结不够致密，残留在孔隙中的气体会在真空环境中缓慢释放，影响腔室的真空度。方泰的PVD用陶瓷部件致密度在98%以上，放气率满足高真空环境的使用要求。
PVD陶瓷部件的另一个特点是尺寸通常比较大。靶材背板和屏蔽罩的直径从100毫米到500多毫米不等，对应不同尺寸的基片和靶材。大尺寸陶瓷件的烧结和加工难度更高，对变形控制的要求也更严格。
PVD设备用的陶瓷材料以氧化铝为主，部分高温或高导热需求的场景用碳化硅或氮化铝。选材的逻辑和刻蚀、CVD设备类似——温度不够用氧化铝，温度太高或者要求导热快就升级。PVD不像刻蚀机有等离子体腐蚀的问题，所以碳化硅的耐等离子体优势在PVD中不太突出。
常见问题解答(Q&A)
Q1：PVD设备和CVD设备用的陶瓷件能不能通用?
A：不能通用。PVD是物理过程，没有化学反应，内部不存在腐蚀性气体，对陶瓷件的耐腐蚀要求低于CVD。但PVD有高电压和高能粒子轰击，对陶瓷件的绝缘强度和抗溅射性能要求更高。两种设备的陶瓷件设计逻辑不同。
Q2：PVD设备里哪些陶瓷部件磨损最快?
A：屏蔽罩和防着板是更换频率最高的部件。它们直接暴露在溅射材料的沉积路径上，使用一段时间后表面会覆盖一层厚膜，需要取出清洗或更换。绝缘环和靶材背板的寿命相对长很多。
Q3：方泰能做PVD设备的大尺寸陶瓷件吗?
A：可以。方泰具备大尺寸氧化铝和碳化硅陶瓷件的生产能力，靶材背板最大可做到500毫米以上，平面度控制在5微米以内，可按客户提供的图纸和技术要求定制。
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