TW201343603A - 具有陶瓷塗層之經熱處理陶瓷基板及用於經塗佈陶瓷之熱處理方法 - Google Patents
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Abstract
本文提供了一種具有陶瓷基板與陶瓷塗層之陶瓷物品，其中該陶瓷塗層具有初始孔隙度與初始裂縫量。該陶瓷物品被以約每分鐘0.1℃至約每分鐘20℃之升降溫速率加熱至介於約1000℃與約1800℃間之溫度範圍。以該溫度範圍內的一或多個溫度熱處理該陶瓷物品達約24小時之歷時。接著以該升降溫速率來冷卻該陶瓷物品，其中在熱處理之後，該陶瓷塗層具有降低之孔隙度與降低之裂縫量。
Description
本專利申請案主張在2012年2月22日所申請之美國臨時申請案第61/602,020號以及在2012年4月3日所申請之美國臨時申請案第61/619,854號的優先權。
本發明之具體實施例係概與用以熱處理經塗佈陶瓷物品之熱處理製程有關。
在半導體工業中，是藉由可產生尺寸越發減少之結構的數種製造製程來製造元件。某些製造製程(例如電漿蝕刻與電漿清潔製程)係使基板暴露至高速電漿流，以蝕刻或清潔基板。電漿為高度腐蝕性，且會腐蝕暴露於電漿的處理
腔室以及其他表面。此腐蝕會產生粒子，粒子常會污染正在被處理的基板，導致元件缺陷。
隨著元件幾何尺寸的縮減，對缺陷的敏感度會增加，且對於粒子污染之需求變得更臻嚴格。因此，當元件的幾何尺寸縮減時，可允許的粒子污染程度則會降低。為了使電漿蝕刻及/或電漿清潔製程所產生的粒子污染達到最低，係已開發出可抵抗電漿的腔室材料。這類抗電漿材料的實例包括含有Al2O3、AlN、SiC、Y2O3、石英與ZrO2之陶瓷。然而，對於某些應用而言，這些陶瓷材料的抗電漿特性是不夠的。舉例而言，在使用於臨界尺寸為45奈米或32奈米之半導體元件的電漿蝕刻製程中時，利用傳統陶瓷製造製程所製造的抗電漿陶瓷蓋板及/或噴嘴會產生無法接受的粒子污染程度。此外，當這類抗電漿陶瓷被使用作為陶瓷塗層時，這些塗層會產生較高的粒子污染程度，且會因分層剝落(delamination)而故障。
在一具體實施例中，提供了一種具有陶瓷基板與陶瓷塗層之陶瓷物品，該陶瓷塗層具有初始孔隙度與初始裂縫量。該陶瓷物品被以約每分鐘0.1℃至約每分鐘20℃之升降溫速率加熱至介於約1000℃與約1800℃間之溫度範圍。以該溫度範圍內的一或多個溫度熱處理該陶瓷物品達約24小時之歷時。接著以該升降溫速率來冷卻該陶瓷物品，其中在熱處理之後，該陶瓷塗層具有降低之孔隙度與降低之裂縫量。
100‧‧‧製造系統
105‧‧‧加熱爐
115‧‧‧設備自動化層
120‧‧‧計算裝置
150‧‧‧製程
155、160、165、170‧‧‧方塊
202、204、206、212、214、216‧‧‧顯微照片
208、210、218、220‧‧‧區域
222、224、226、228、230、232、234、236、238‧‧‧顯微照片
240、242、244、246、248、250、252、254、256‧‧‧顯微照片
302、304‧‧‧顯微照片
308‧‧‧元素圖譜
310‧‧‧陶瓷塗層
312‧‧‧過渡層
314‧‧‧陶瓷基板
320、322、324、326、328、330、332‧‧‧顯微照片
350、352、354、356‧‧‧顯微照片
在如附圖式中係藉例示而非限制來說明本發明，在圖式中相同的元件符號是代表相似的元件。應注意在本文中當述及「一」或「一個」具體實施例時，並不一定是指相同的具體實施例，這類敘述是代表「至少一個」。
第1A圖說明了根據本發明的一具體實施例之製造系統的例示架構；第1B圖說明了根據本發明的一具體實施例之用於熱處理陶瓷物品的一種製程；第2A圖為根據本發明具體實施例之在利用熱處理處理陶瓷塗層之前以及在利用熱處理處理陶瓷塗層之後的陶瓷塗層表面的顯微照片；第2B圖為根據本發明具體實施例之在利用熱處理處理陶瓷塗層之前以及在利用熱處理處理陶瓷塗層之後的陶瓷塗層表面在4,000倍放大倍率下的其他顯微照片；第2C圖為根據本發明具體實施例之在利用熱處理處理陶瓷塗層之前以及在利用熱處理處理陶瓷塗層之後的陶瓷塗層表面在20,000倍放大倍率下的其他顯微照片；第2D圖為根據本發明具體實施例之在利用熱處理處理陶瓷塗層之前以及在利用熱處理處理陶瓷塗層之後的陶瓷塗層表面在10,000倍放大倍率下的其他顯微照片；第3A圖為顯示根據本發明的一具體實施例之在熱處理前後的陶瓷物品的截面側視圖之顯微照片；第3B圖為顯示根據本發明具體實施例之在不同溫
度與不同歷時下進行熱處理前後的陶瓷物品之4,000倍放大倍率截面側視圖的顯微照片；第3C圖為顯示根據本發明具體實施例之在熱處理前後的陶瓷物品之20,000倍放大倍率截面側視圖的顯微照片；第3D圖說明根據本發明的一具體實施例之在熱處理前後的HPM陶瓷複合塗層之相態組成比較。
本發明之具體實施例是與一種用於熱處理陶瓷物品的製程有關，且與利用熱處理所處理之陶瓷物品有關。在一具體實施例中，提供了一種包括陶瓷基板與陶瓷塗層之陶瓷物品，該陶瓷塗層具有初始孔隙度、對該陶瓷基板之初始鍵結強度以及初始裂縫量。該陶瓷基板可為燒結陶瓷，且該陶瓷塗層係電漿噴塗陶瓷。該陶瓷物品可為，例如電漿蝕刻器之陶瓷蓋板、噴嘴或處理套件。該陶瓷物品被以約每分鐘0.1℃至約每分鐘20℃之升降溫速率加熱至介於約1000℃與約1800℃間之溫度範圍。該陶瓷物品係在該溫度範圍內的一或多個溫度下進行熱處理達約24小時之歷時。接著該陶瓷物品被以該升降溫速率予以冷卻。在熱處理之後，該陶瓷塗層具有減少之表面缺陷、降低之塗層孔隙度以及減少之裂縫量。該陶瓷塗層也具有降低之表面粗糙度，且另外具有對電漿之較大抵抗性。此外，在熱處理之後，該陶瓷塗層對陶瓷基板具有較強的界面性，該較強的界面性提供了對陶瓷基板
之較大黏結強度。較強的界面性係因在陶瓷基板與陶瓷塗層之間形成過渡層所致。
在一具體實施例中，加熱爐對包含陶瓷基板與陶瓷塗層之陶瓷物品執行熱處理製程，其中該陶瓷塗層具有初始孔隙度與初始裂縫量。該加熱爐係以每分鐘約0.1℃至每分鐘約20℃的升降溫速率來加熱該陶瓷物品，直到該陶瓷物品達到指定溫度或溫度範圍為止。該指定溫度範圍係從約1000℃變化至約1800℃，且該指定溫度係該指定溫度範圍內之溫度。加熱爐係於該指定溫度及/或該溫度範圍內的其他指定溫度下對該陶瓷物品熱處理達約24小時之歷時。該加熱爐接著以該升降溫速率來冷卻該陶瓷物品。在熱處理之後，該陶瓷物品具有降低之表面孔隙度及減少之裂縫量。
本發明之具體實施例係經由過渡層的形成而增加陶瓷塗層以及塗佈該陶瓷塗層之陶瓷基板之間的鍵結強度。本發明之具體實施例也減少了經處理之陶瓷物品上之陶瓷塗層的表面缺陷、降低孔隙度並減少裂縫量。具體實施例也降低了經處理之陶瓷塗層的表面粗糙度，並且使陶瓷塗層上的表面粒子減到最少。當使用於應用電漿之半導體製程(例如電漿蝕刻與電漿清潔製程)時，這類經熱處理之陶瓷塗層具有減少之高能量鍵結(斷鍵)數，並產生明顯較低的粒子污染量。此外，經熱處理之陶瓷塗層的降低孔隙度與減少裂縫係可減少滲入陶瓷塗層而與下方基板反應之製程氣體量。另外，在陶瓷塗層與陶瓷基板間之過渡層(在本文中也稱為界面性過渡層)的形成可抑制滲入塗層之製程化學物與下方基
板反應。這可使分層剝落的發生降至最低。過渡層提高了陶瓷塗層的黏結強度，且可使剝離降至最低。舉例而言，用於蝕刻器機器之經陶瓷塗佈之蓋板與噴嘴係可經熱處理，以使在電漿蝕刻製程期間所產生的粒子污染及/或剝離降至最低。因此，利用本文所述之經熱處理之陶瓷物品而製造的半導體會具有較低的缺陷計數量，且可導致降低之廢棄率。
在本文中所使用之用語「熱處理」係表示對陶瓷物品施加升高溫度，例如藉由加熱爐。當於本文中使用用語「約」時，是用以表示所提出的標稱數值在±10%內都是精確的。
在本文中，有些具體實施例是使用加熱爐來進行熱處理，然而，應瞭解也可使用其他的熱處理技術來進行所述熱處理。可使用的其他熱處理技術之部分實例包括雷射表面處理(也稱為雷射熱處理)、電子束(e-beam)表面處理(也稱為電子束熱處理)、火焰表面處理(也稱為火焰熱處理)以及高溫電漿處理。
同時注意本文所述的有些具體實施例是關於半導體製造之電漿蝕刻器中所使用的經陶瓷塗佈之蓋板與經陶瓷塗佈之噴嘴。然而，應理解到這類電漿蝕刻器也可用以製造微機電系統(MEMS)之元件。此外，本文所述之經熱處理之陶瓷物品可為暴露於電漿的其他結構。舉例而言，該陶瓷物品可為電漿蝕刻器、電漿清潔器、電漿驅動系統等的經陶瓷塗佈之環件、壁部、基部、氣體分配板材、噴淋頭、基板固持框件等。
此外，本文所述之具體實施例是關於在使用於富含
電漿製程之製程腔室中時能夠產生降低之粒子污染的陶瓷物品。然而，應理解本文所述之陶瓷物品在使用於其他製程之製程腔室(例如非電漿蝕刻器、非電漿清潔器、化學氣相沉積(CVD)腔室、物理氣相沉積(PVD)腔室、電漿增強之化學氣相沉積(PECVD)腔室、電漿增強之物理氣相沉積(PEPVD)腔室、電漿增強之原子層沉積(PEALD)腔室等)中時也可提供降低之粒子污染。
第1A圖說明了根據本發明的一具體實施例之製造系統的例示架構。該製造系統100係陶瓷製造系統。在一具體實施例中，該製造系統100包括加熱爐105(例如，如旋轉窯(kiln)之陶瓷加熱爐)、設備自動化層115與計算裝置120。在替代具體實施例中，該製造系統100可包括更多或更少之構件。舉例而言，該製造系統100係僅包含加熱爐105，加熱爐105係手動的離線機器。
加熱爐105為一種經設計以加熱例如陶瓷物品之機器。加熱爐105包括熱絕緣腔室或爐體，可對插置於熱絕緣腔室或爐體中的物品(例如陶瓷物品)施加控制溫度。在一具體實施例中，該腔室係呈密封。加熱爐105可包含泵，以將空氣泵送至腔室外，並因此而於腔室內產生真空。加熱爐105可另外或替代地包含氣體入口，以將氣體(例如，如氬氣或氮氣等惰性氣體)泵送至腔室中。
加熱爐105係具有由技術人員在陶瓷物品的處理期間手動設定之溫度控制器之手動加熱爐。加熱爐105也可以是離線機器，離線機器可以製程配方來予以程式化。該製程
配方係控制升溫速率、降溫速率、製程時間、溫度、壓力、氣體流量等。或者是，加熱爐105可為線上自動化加熱爐，線上自動化加熱爐可經由設備自動化層115而自例如個人電腦、伺服器機器等之計算裝置120接收製程配方。該設備自動化層115係使加熱爐105與計算裝置120、與其他製造機器、與量度工具及/或其他裝置互相連接。
設備自動化層115可包含網路(例如區域網路(LAN))、路由器、閘接器、伺服器、資料儲存器等。加熱爐105可經由半導體設備通訊標準/一般設備模式(SECS/GEM)介面、經由乙太網路介面及/或經由其他介面而連接至設備自動化層115。在一具體實施例中，該設備自動化層115可使製程資料(例如加熱爐105在製程運轉期間所收集到的資料)儲存在資料儲存器(未示)中。在替代具體實施例中，該計算裝置120係直接連接至加熱爐105。
在一具體實施例中，加熱爐105包括可程式化控制器，可程式化控制器可負載、儲存與執行製程配方。該可程式化控制器係控制熱處理製程的溫度設定、氣體及/或真空設定、時間設定等。可程式化控制器係控制腔室加熱，使溫度下降以及上升，可使多步驟熱處理被輸入作為單一製程等。該可程式化控制器可包含主記憶體(例如唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體(DRAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)等)，及/或次要記憶體(例如，如硬碟機之資料儲存裝置)。主記憶體及/或次要記憶體可儲存用於執行本文所述之熱處理製程的指令。
該可程式化控制器也可包含耦接(例如經由匯流排)
至主記憶體及/或次要記憶體以執行指令之處理裝置。該處理裝置可為通用處理裝置，例如微處理器、中央處理單元等。
該處理裝置也可為專用處理裝置，例如特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘極陣列(FPGA)、數位訊號處理器(DSP)、網路處理器等。在一具體實施例中，該可程式化處理器係可程式化之邏輯控制器(PLC)。
在一具體實施例中，加熱爐105係經程式化，以執行將使加熱爐105可使用關於第1B圖所述熱處理製程來對陶瓷物品進行熱處理的配方。
第1B圖是流程圖，該流程圖說明了根據本發明之一具體實施例之用於熱處理陶瓷物品的製程150。在製程150的方塊155中，提供陶瓷物品(例如提供至加熱爐或旋轉窯)。在一具體實施例中，該陶瓷物品係由裝載器自動地載入至加熱爐中。該陶瓷物品包括陶瓷基板，該陶瓷基板在至少一表面上係已塗佈有陶瓷塗層。在一具體實施例中，該陶瓷物品係電漿蝕刻器或電漿清潔器之陶瓷蓋板、陶瓷噴嘴或其他製程腔室元件。該陶瓷物品可具有主要為釔系氧化物之陶瓷塗層。使用主要為釔系氧化物之陶瓷是因為釔系氧化物有較佳的抗電漿特性之故。該陶瓷物品也可具有陶瓷基板，該陶瓷基板具有良好的機械特性，例如高撓曲強度與對於高溫及/或熱應力所致之破裂的抵抗性。
在被塗佈陶瓷塗層之前，陶瓷基板係可先經加工。此外，陶瓷塗層可在塗佈該陶瓷基板之後再經加工。加工的
實例包括表面研磨、拋光、鑽孔、磨擦、切割、玻璃珠噴砂或是以加工工具所進行的其他處理。在一具體實施例中，在陶瓷塗層形成於陶瓷基板上方之後，該陶瓷塗層係經拋光。這會產生大量的粒子，粒子會留在陶瓷塗層的裂縫、孔洞或是其他表面缺陷中。
陶瓷基板係由陶瓷塊材所形成，例如Y2O3、
Y4Al2O9、Al2O3、Y3Al5O12(YAG)、石英、SiC、Si3N4、AlN、ZrO2等。舉例而言，該陶瓷基板可為下文中關於陶瓷塗層所說明之任何一種陶瓷的燒結形式之塊材。基板也可為陶瓷複合物，例如Al2O3-YAG之陶瓷複合物或SiC-Si3N4之陶瓷複合物。該陶瓷基板也可為包括含固體溶液之氧化釔(或稱為釔系氧化物或Y2O3)之陶瓷複合物。舉例而言，陶瓷基板可為高性能材料(High Performance Material,HPM)，該高性能材料由化合物Y4Al2O9(YAM)與固體溶液Y2-xZrxO3(Y2O3-ZrO2之固體溶液)所組成。注意，純的氧化釔以及含有固體溶液之氧化釔係可摻有ZrO2、Al2O3、SiO2、B2O3、Er2O3、Nd2O3、Nb2O5、CeO2、Sm2O3、Yb2O3或其他氧化物中的一或多種。
類似於陶瓷基板，陶瓷塗層係由Y2O3(氧化釔)、Y4Al2O9(YAM)、Al2O3(氧化鋁)、Y3Al5O12(YAG)、石英、YAlO3(YAP)、SiC(碳化矽)、Si3N4(氮化矽)、AlN(氮化鋁)、ZrO2(二氧化鋯)、AlON(氮氧化鋁)、TiO2(二氧化鈦)、TiC(碳化鈦)、ZrC(碳化鋯)、TiN(氮化鈦)、TiCN(氮化碳鈦)、以Y2O3穩定化之ZrO2(YSZ)等。同樣類似於陶瓷基板，陶瓷塗層可為純的氧化釔或是含有固體溶液之氧化
釔，純的氧化釔或是含有固體溶液之氧化釔可摻有ZrO2、Al2O3、SiO2、B2O3、Er2O3、Nd2O3、Nb2O5、CeO2、Sm2O3、Yb2O3或其他氧化物中的一或多種。在一具體實施例中，陶瓷塗層係HPM複合物。然而，該陶瓷塗層可藉由在陶瓷基板上噴塗或成長陶瓷塗層而形成，且該陶瓷基板是由燒結製程所形成。
在一具體實施例中，該陶瓷塗層為含有已經利用熱噴塗技術或電漿噴塗技術而沉積在陶瓷基板上之陶瓷的氧化釔。熱噴塗技術可熔化材料(例如陶瓷粉末)，並將熔化之材料噴塗在陶瓷基板上。熱噴塗陶瓷塗層可具有約20微米至約數毫米之厚度。
在一具體實施例中，該陶瓷塗層係經電漿噴塗至陶瓷基板上。或者是，也可使用其他的熱噴塗技術，例如爆炸噴塗、電弧噴塗、高速氧燃料(HVOF)噴塗、火焰噴塗、暖噴塗與冷噴塗。此外，也可使用其他的塗佈製程來形成陶瓷塗層，例如氣膠沉積、電鍍、物理氣相沈積(PVD)、離子輔助沉積(IAD)以及化學氣相沉積(CVD)。注意，陶瓷塗佈製程係產生具有如孔洞、裂縫與不完全鍵結區域等小空洞的陶瓷塗層，該陶瓷塗層係具有明顯不同於塊材之陶瓷材料(例如陶瓷基板)的結構特性。
在一具體實施例中，該陶瓷塗層是由Y2O3粉末所製成。或者是，該陶瓷塗層係由Y2O3粉末、ZrO2粉末以及Al2O3粉末之混合物所製成之HPM陶瓷複合物。在一具體實施例中，該HPM陶瓷複合物含有77%的Y2O3、15%的ZrO2以及
8%的Al2O3。在另一具體實施例中，該HPM陶瓷複合物含有63%的Y2O3、23%的ZrO2以及14%的Al2O3。在另外一個具體實施例中，該HPM陶瓷複合物含有55%的Y2O3、20%的ZrO2以及25%的Al2O3。相對百分率也可為莫耳比例。舉例而言，該HPM陶瓷可含有77莫耳%的Y2O3、15莫耳%的ZrO2以及8莫耳%的Al2O3。這些陶瓷粉末的其他分配也可用於HPM材料。
該陶瓷塗層初始係具有弱黏結強度(例如約3 MPa)，這會使陶瓷塗層隨時間(例如由於將陶瓷物品使用於富含電漿製程之結果)而分層或自陶瓷基板剝離脫落。此外，陶瓷塗層係具有初始孔隙度與初始裂縫量。這些孔洞與裂縫會使製程氣體與清潔化學物質在處理期間滲入陶瓷塗層中並與下方的陶瓷基板反應。這類反應會在陶瓷塗層下方產生氣體、水氣或不同材料，而在陶瓷塗層下方產生氣泡。這些氣泡會進一步使陶瓷塗層與陶瓷基板分離。這種分離會對經處理之材料(例如經處理之晶圓)產生較大量的粒子污染。此外，即使沒有剝離，氣泡、裂縫與孔洞(以及其他的表面缺陷)本身也會對經處理基板產生粒子污染。
在一實例中，在陶瓷塗層中的孔洞、裂縫、空洞與其他表面缺陷可包含斷裂的(或開放的)鍵，該等斷裂的(或開放的)鍵為高能量位置。這些表面缺陷會捕集粒子。舉例而言，粒子會在表面缺陷處與陶瓷物品形成弱的斷鍵(broken bonds)。在電漿處理期間，電漿會破壞這些弱的斷鍵，並自陶瓷塗層移除部分的粒子。陶瓷粒子係接著沉積在經處理之
基板上。此外，電漿會破壞陶瓷物品在缺陷位址處、在孔洞處、在裂縫處等之鍵結，此舉會侵蝕陶瓷塗層，並產生其他的粒子。
在方塊160處，以約每分鐘0.1℃至約每分鐘20℃之升降溫速率來加熱該陶瓷物品。該陶瓷物品為脆性，且在暴露於極度溫度變化下時會破裂。因此，需使用夠慢而足以避免陶瓷物品破裂的升降溫速率。可預期對於某些陶瓷而言，大於每分鐘20℃的升降溫速率也是可行的。因此，在某些具體實施例中，可以使用不會導致破裂且超過每分鐘20℃的升降溫速率。
會使陶瓷物品發生破裂的溫度變化係依陶瓷物品的組成而定。舉例而言，可以每分鐘10℃或更高的升降溫速率來加熱Al2O3而不會破裂。然而，若以比每分鐘約5℃更快速的升降溫速率來加熱Y2O3，Y2O3則會破裂。在一具體實施例中，係對Y2O3與HPM陶瓷複合物之陶瓷塗層使用約每分鐘0.1至5℃的升降溫速率。在進一步之具體實施例中，係對於由Y2O3與HPM陶瓷複合物所製成之陶瓷塗層使用每分鐘約5℃的升降溫速率。一般而言，陶瓷物品是在周圍溫度或接近周圍溫度下開始，且以升降溫速率緩慢加熱之預定溫度。
該陶瓷物品係被加熱至直到達到指定溫度或溫度範圍為止。該指定溫度係介於約1000℃至約1800℃之範圍。所使用之該指定溫度係依陶瓷物品的組成或過渡層之指定目標厚度而定。在一具體實施例中，係針對具有氧化鋁基板與HPM陶瓷塗層或釔系氧化物(Y2O3)之陶瓷塗層的陶瓷物品
使用1400℃至1500℃之溫度。
在方塊165，該陶瓷物品是在該指定溫度下或在該溫度範圍內的一或多個溫度下被加熱處理達24小時之歷時。所使用之指定歷時係依據陶瓷物品的組成以及陶瓷物品的需要性能特性而定。舉例而言，該指定歷時係依據該過渡層之目標溫度而定。
如上述說明，該陶瓷塗層係具有大量的表面缺陷以及留在這些表面缺陷中的粒子。熱處理可減少或消除這些缺陷及/或粒子。具體而言，熱處理會使粒子熔化及/或使在表面曲線區域處的一部分陶瓷塗層熔化。熔化之粒子會與在表面缺陷區域處的陶瓷塗層一起流動。熔化之粒子接著即重新沉積在陶瓷塗層上，並與在這些表面缺陷區域處的陶瓷塗層形成未斷鍵。所產生的未斷鍵會比先前使粒子與陶瓷塗層結合之斷鍵更強許多，因此，在電漿蝕刻製程中，粒子會變得較不會自陶瓷塗層移除，且缺陷區域也變得較不會受到磨蝕。
此外，陶瓷塗層一般具有相對高的孔隙度與相對高的裂縫量。熱處理會使孔洞與裂縫縮減及/或被移除。孔洞與裂縫會基於上述陶瓷塗層的相同熔化與重新沉積而縮減或消失。舉例而言，在孔洞或裂縫處的陶瓷塗層會熔化、然後重新沉積，填充及/或癒合孔洞或裂縫。
在一具體實施例中，該陶瓷塗層與該陶瓷基板會在熱處理製程期間反應而形成過渡層。當陶瓷塗層與陶瓷基板是由會在對熱暴露時反應的材料所組成時，即會形成過渡層。舉例而言，若陶瓷基板為Al2O3且陶瓷塗層為HPM陶瓷
複合物，則該陶瓷塗層與該陶瓷基板將會在熱處理期間反應而形成YAG過渡層。在另一實例中，若陶瓷基板為Al2O3且陶瓷塗層為Y2O3，則該陶瓷塗層與該陶瓷基板會在熱處理期間反應而形成YAG過渡層。其他的陶瓷塗層材料與陶瓷基板材料之組合將形成其他的過渡層。
特別地，該過渡層係非反應性與非孔隙層。因此，在使用經熱處理之陶瓷物品的後續處理期間，製程氣體會滲入陶瓷塗層，但不會滲入過渡層。因此，該過渡層可避免製程氣體與陶瓷基板反應。這可最小化或避免氣泡發生，且可改善陶瓷塗層之剝離性能與黏結強度(鍵結強度)。
雖然過渡層具有各種有利的效應，但若過渡層變得過厚時，過渡層會變得有問題。有些過渡層將具有不同於陶瓷塗層及/或陶瓷基板之膨脹係數。因此，若過渡層比臨界厚度(例如約5微米)更厚，則該過渡層會在後續處理中於陶瓷塗層中產生裂縫。舉例而言，HPM陶瓷複合物與氧化鋁具有大致相等的膨脹係數，但是YAG過渡層則具有不同於HPM陶瓷複合物與氧化鋁之膨脹係數。因此，當YAG過渡層厚於約5微米(μm)時，YAG過渡層的膨脹與收縮會使陶瓷塗層破裂。
過渡層係以與溫度和時間有關的速率成長。當溫度與熱處理歷時增加時，過渡層的厚度也會增加。因此，用於熱處理陶瓷物品的溫度(或多個溫度)與歷時應被選以形成不厚於約5微米之過渡層。在一具體實施例中，溫度與歷時係被選以可使約為0.1微米至約5微米之過渡層被形成。在一
具體實施例中，過渡層具有足以避免氣體在處理期間與陶瓷基板反應之最小厚度(例如約0.1微米)。在一具體實施例中，該過渡層具有1微米至2微米之目標厚度。
熱處理也可使陶瓷塗層的晶粒大小增加。當溫度與熱處理歷時增加時，陶瓷塗層的晶粒大小也會增加。晶粒大小的增加導致較少的晶界，晶界則比陶瓷的晶粒更容易受到電漿磨蝕。因此，晶粒大小的增加可使陶瓷塗層在後續處理中較不易產生粒子污染。因此，可根據陶瓷塗層之目標晶粒大小來選擇熱處理溫度與歷時。
對於氧化鋁陶瓷基板與HPM或氧化釔陶瓷塗層而言，係進行1500℃、熱處理歷時約為3小時至6小時之熱處理。在一具體實施例中，氧化釔或HPM陶瓷複合物之陶瓷塗層的熱處理歷時為約4小時。
在一具體實施例中，該陶瓷物品是在熱處理歷程中維持為單一溫度。或者是，在熱處理期間，該陶瓷物品是被加熱及/或冷卻至該溫度範圍內的多個不同溫度。舉例而言，該陶瓷物品係於1500℃的溫度下熱處理4小時，然後在1700℃的溫度下熱處理2小時，然後在1000℃的溫度下另外熱處理3小時。注意當使用多個不同的熱處理溫度時，該陶瓷物品係以該升降溫速率進行加熱及/或冷卻，以於熱處理溫度之間轉換。
在方塊170處，陶瓷物品係以升降溫速率進行冷卻。在一具體實施例中，陶瓷物品係以與用以加熱陶瓷物品的升降溫速率相同之升降溫速率來進行冷卻。在另一具體實
施例中，可使用不同的升降溫速率來加熱該陶瓷物品。在關於經處理基板之粒子污染、抗電漿磨蝕性、黏結強度、孔隙度、裂縫的數量與大小以及抗剝離性上，所產生的經熱處理之陶瓷物品的陶瓷塗層都具有增進之性能。此外，所產生的經熱處理之陶瓷物品係具有在陶瓷塗層與陶瓷基板之間的過渡層。因此，陶瓷蓋板、陶瓷噴嘴、處理套件以及其他的陶瓷內部處理腔室構件係利用製程150來進行熱處理，以增進製造之產品的產量。此外，製程150所應用之陶瓷物品係具有降低之替換頻率，且可減少設備停工期。
注意製程150可在已經在陶瓷基板上形成陶瓷塗層之後被執行作為陶瓷物品之製造製程的一部分。此外，可對經使用之陶瓷物品週期性地執行製程150，以治癒或修復這些陶瓷物品。舉例而言，在使用之前利用製程150對陶瓷物品進行熱處理，然後每數月、一年一次、一年兩次或以某些其他頻率利用製程150再進行熱處理。執行製程150的頻率是依據陶瓷物品使用之電漿蝕刻及/或電漿清潔配方而定。舉例而言，若該陶瓷物品是頻繁地暴露於特別嚴峻的電漿環境，則以較高頻率來熱處理該陶瓷物品。
暴露於電漿會使陶瓷塗層隨時間而磨蝕及/或腐蝕。舉例而言，電漿會使斷鍵發生於陶瓷塗層的表面處，會產生會污染經處理之基板的陶瓷粒子，會導致在陶瓷塗層表面處之缺陷，會使陶瓷塗層自陶瓷基板剝離等。因此，當陶瓷物品老化時，可能會產生更多的粒子污染。可對這種老化的陶瓷物品進行熱處理製程150，以回復因腐蝕性電漿環境所
產生的損害。除了新製成的陶瓷物品以外，熱處理也可為已使用之陶瓷物品修復缺陷及減少粒子。因此，可對已使用之陶瓷物品執行製程150，以延長陶瓷物品的使用壽命。
注意除了修復表面缺陷以及使粒子減至最少以外，熱處理製程150也可用以乾式清潔陶瓷物品。暴露於電漿環境會使聚合物形成於陶瓷物品的表面上。這些聚合物會在後續處理期間對表面產生粒子污染。通常會執行週期性地濕式清潔製程來移除陶瓷物品上的聚合物。在一具體實施例中，係執行熱處理製程150來取代濕式清潔製程。熱處理製程150會使塗佈陶瓷物品之聚合物在高溫環境中與空氣或其他氣體反應，此反應會使聚合物變為氣態，並離開陶瓷物品的表面。因此，熱處理製程150可用以清潔陶瓷物品以及用以修復陶瓷物品的表面。注意用於後續熱處理製程的溫度及/或歷時可與用於初始熱處理製程的溫度及/或歷時不同。
第2A圖說明根據本發明具體實施例之在利用熱處理來處理陶瓷塗層之前以及在利用熱處理來處理陶瓷物品之後的陶瓷塗層的顯微照片202-216。在顯微照片202-216中所顯示的陶瓷塗層是具有Y4Al2O9與Y2-xZrxO3之HPM陶瓷複合物。
顯微照片202顯示在熱處理之前的陶瓷物品之實例。顯微照片204顯示在顯微照片202中所示之區域208的放大視圖。區域208係相對較無表面缺陷。顯微照片204說明陶瓷塗層的晶粒大小。顯微照片206顯示在顯微照片202中之區域210的放大視圖。區域210說明了陶瓷塗層的表面
缺陷與表面粒子。
顯微照片212顯示在熱處理之後的顯微照片202所示之實例。如圖所示，表面缺陷量係已因熱處理而減少。顯微照片214顯示了顯微照片212中所示之區域218的放大視圖。區域218係相對較無表面缺陷與表面粒子。顯微照片214說明了陶瓷塗層的晶粒大小比顯微照片204中所示之晶粒大小更大。顯微照片216顯示了顯微照片212中所示區域220的放大視圖。區域220說明了陶瓷塗層的表面缺陷。然而，顯微照片216中所顯示的表面缺陷比顯微照片206中所示之表面缺陷較不嚴重，且表面粒子亦已實質上被移除。
第2B圖顯示在根據本發明具體實施例之使用熱處理來處理陶瓷塗層之前以及在已經在不同溫度與處理歷時下使用熱處理來處理該陶瓷塗層之後的陶瓷塗層表面之其他顯微照片222-234(放大倍率為4000倍)。顯微照片222顯示在熱處理之前的陶瓷塗層之實例。顯微照片224顯示在1300℃的溫度下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層之實例。顯微照片226顯示在1400℃的溫度下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層之實例。顯微照片228顯示在1500℃的溫度下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層之實例。顯微照片234顯示在1600℃的溫度下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層之實例。如圖所示，在固定的熱處理時間下，溫度的增加會使裂縫的大小與數量減少。此外，溫度的增加會使孔洞的大小與數量減少(因而降低孔隙率)。
顯微照片230說明在溫度為1300℃下進行24小時
熱處理之後之陶瓷塗層的實例。顯微照片232說明在溫度為1400℃下進行24小時熱處理之後之陶瓷塗層的實例。如圖所示，對陶瓷塗層進行熱處理達4小時以上並不會明顯進一步減少孔隙度或裂縫量。因此，在一具體實施例中，熱處理歷時大致為4小時。
第2C圖顯示在根據本發明具體實施例之使用熱處理來處理陶瓷塗層之前以及在已經在不同溫度與處理歷時下使用熱處理來處理該陶瓷塗層之後的陶瓷塗層表面之其他顯微照片236-248(放大倍率為20000倍)。顯微照片236顯示在熱處理之前的陶瓷塗層。顯微照片238顯示在溫度為1300℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層。顯微照片240顯示在溫度為1400℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層。顯微照片242顯示在溫度為1500℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層。顯微照片248顯示在溫度為1600℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層。顯微照片248中所示之晶粒大小係大於顯微照片242中所示之晶粒大小，顯微照片242中所示之晶粒大小係大於顯微照片240中所示之晶粒大小，依此類推。因此，熱處理溫度的增加會導致陶瓷塗層之晶粒大小的增加。
顯微照片244顯示在溫度為1300℃下進行24小時熱處理之後的陶瓷塗層。顯微照片246顯示在溫度為1400℃下進行24小時熱處理之後的陶瓷塗層。因此，熱處理歷時的增加也會使陶瓷塗層之晶粒大小增加。在熱處理之前，陶瓷塗層的晶粒大小係初始為奈米尺寸，且最後因熱處理而成長
為大於奈米尺寸。熱處理之溫度及/或歷時係基於目標晶粒大小而加以選擇。增加處理歷時會導致不均勻的晶粒大小，如顯微照片244與246中所示。
第2D圖顯示在根據本發明具體實施例之使用熱處理來處理陶瓷塗層之前以及在已經在不同溫度與處理歷時下使用熱處理來處理該陶瓷塗層之後的陶瓷塗層表面之其他顯微照片250-256(放大倍率為10000倍)。顯微照片250與254顯示在熱處理之前，陶瓷塗層係包含大量的陶瓷粒子。顯微照片252與256顯示在熱處理之後，陶瓷粒子係已減少或消除。在一具體實施例中，表面粒子計數量可減少達約93%。
第3A圖說明顯微照片302-304，顯微照片302-304顯示了根據本發明之一具體實施例之在熱處理前後的陶瓷物品截面側視圖。顯微照片302顯示該陶瓷物品包括陶瓷基板314和在該陶瓷基板314上方的陶瓷塗層310。所述之陶瓷基板314為氧化鋁，而所述之陶瓷塗層310為HPM陶瓷複合物。
顯微照片304顯示陶瓷基板314與陶瓷塗層310以及已經形成於陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的過渡層312。所述過渡層具有約1微米至2微米之厚度。
同時也顯示了過渡層的元素圖譜308。元素圖譜308係根據能量色散X射線光譜儀(EDX)而提供過渡層312之元素分析。元素圖譜308顯示過渡層312是由碳、氧、鋁和釔所組成。元素圖譜308更顯示了過渡層312中的元素原子濃度大致為18%的碳、46%的氧、23%的鋁以及13%的釔。因此，顯示過渡層312為Y3Al5O12(YAG)。過渡層會明顯增
進陶瓷塗層對陶瓷基板的黏結強度。
第3B圖說明了顯示根據本發明具體實施例之在不同溫度與不同歷時下進行熱處理前後的陶瓷物品之4,000倍放大倍率截面側視圖的顯微照片。顯微照片320顯示，在熱處理之前，在陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間有介面。顯微照片322顯示在1300℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面。顯微照片324顯示在1400℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面。顯微照片326顯示在1500℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面。顯微照片332顯示在1600℃下進行4小時熱處理之後的陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面。顯微照片328顯示在1300℃下進行24小時熱處理之後的陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面。顯微照片330顯示在1400℃下進行24小時熱處理之後的陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面。
如顯微照片326、330與332所示，過渡層312是在某些條件下的熱處理期間形成於陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間。在熱處理溫度為1300℃下，無論熱處理歷時多久，都沒有過渡層形成。在熱處理溫度為1400℃下，在處理4小時之後並無法偵測到過渡層，但是可在處理24小時之後偵測到過渡層312。在熱處理溫度為1500℃與1600℃下，在處理4小時之後即可偵測到過渡層。
顯示在增加之處理溫度與增加之處理歷時下會形成較厚的過渡層。對於過渡層厚度而言，溫度比歷時具有更大
影響。如圖所示，歷時為4小時、溫度1500℃之熱處理所產生的過渡層312厚度比歷時為24小時、溫度1400℃之熱處理所產生的過渡層312厚度稍微更厚些。
第3C圖說明了顯示根據本發明具體實施例之在熱處理前後的陶瓷物品之20,000倍放大倍率截面側視圖的顯微照片350-356。顯微照片350與354顯示在熱處理之前在陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面。在熱處理之前，在陶瓷基板314與陶瓷塗層310之間顯示有間隙370存在。這些間隙會導致陶瓷塗層310後來從陶瓷基板314分層。顯微照片352與356顯示過渡層312係於熱處理期間形成於陶瓷塗層310與陶瓷基板314之間的介面處。此外，顯微照片352與356顯示在熱處理之前所存在的間隙370係因熱處理之結果而消除或減少。此可降低分層的可能性，且可提升陶瓷塗層310對陶瓷基板314的黏結或鍵結強度。
第3D圖說明根據本發明的一具體實施例之在熱處理前後的HPM陶瓷複合塗層之相態組成比較。如圖所示，熱處理並不明顯改變陶瓷塗層或陶瓷基板的相態組成。
陶瓷塗層的表面型態是以表面粗糙度參數及/或表面均勻度參數來表示。表面型態也可使用孔隙度、裂縫及/或空洞之參數。代表孔隙度之測量參數係包含孔隙計數量及/或平均孔隙大小。同樣地，代表空洞及/或裂縫之測量參數係包含平均空洞/裂縫大小及/或空洞/裂縫計數量。
代表粒子計數量的測量參數為膠帶剝離測試粒子計數量與液體粒子計數量(LPC)。膠帶測試是藉由將黏性膠帶
貼附在陶瓷塗層上、然後撕除膠帶並計算黏在膠帶上的粒子數量而進行。LPC是藉由將陶瓷物品放置在水浴(例如去離子(DI)水浴)中並對水浴進行聲波震盪、接著可使用例如雷射計數器來計數脫離而進入溶液中的粒子數量而進行。
黏結強度是藉由對陶瓷塗層施加一力(例如以MPa來測量)、直到陶瓷塗層自陶瓷基板剝離為止而決定。在一具體實施例中，陶瓷塗層之黏結強度在熱處理之前是4MPa的程度，而在熱處理之後則為12 MPa的程度。因此，在熱處理之後，陶瓷塗層對陶瓷基板的黏結強度會比在熱處理之前的黏結強度大致強三倍。
陶瓷塗層之黏結強度、孔隙度、裂縫與粒子計數值係可因熱處理而提升。此外，晶粒大小會因熱處理而增加，而硬度係因熱處理而降低。經驗上證據也顯示，經陶瓷塗佈之蓋板與經陶瓷塗佈之噴嘴在電漿蝕刻處理期間所產生的粒子污染係因熱處理而減少。經驗上證據也顯示，因熱處理的結果，可減少陶瓷塗層自陶瓷基板之剝離。此外，陶瓷塗層的表面粗糙度也因熱處理而降低。
注意對於高達約1200℃的熱處理而言，粒子與陶瓷塗層表面之間的互相作用是由凡得瓦力所主導，根據下式：
其中F為力，A為面積，而H為距離。隨著熱處理溫度從室溫增加至約500℃，凡得瓦力會減弱，而熱膨脹會導致距離H的增加。當熱處理溫度從約500℃增加至約1200℃，凡得瓦力會至少因距離H的減少而增強。這種距離之減少係因為基
板表吸收了粒子及/或變形所致。
在介於約1200℃與1800℃之間的溫度下，在粒子與陶瓷塗層表面之間會形成液體膜。在約1200℃與1500℃之間，液體薄膜係薄液體膜，而在約1500℃與1800℃之間，該液體膜為厚液體膜。在高達約1800℃的溫度下，粒子與陶瓷塗層表面之間的互相作用係藉由毛細力而由液體間互相作用所主導，根據下式：F=4πγR cos θ (式2)其中F為力，γ為液體-空氣表面張力，R為粒子與基板表面之間的界面等效半徑，而θ為接觸角。在這些溫度下，粒子係擴散至液體中，且會在對應晶粒上重新成長。這會使粒子從基板表面移除，即時是在陶瓷物品已經冷卻之後亦然。
對於HPM陶瓷複合物與釔系氧化物而言，1800℃為燒結溫度。因此，在大致為1800℃或高於1800℃的溫度下，在粉末之間的陶瓷塗層中係形成液態相。這些粉末會熔化為液體，並且成長為尺寸更大的晶粒。原子會從高能量晶粒擴散至低能量晶粒，直到達到平衡為止。因此，在一具體實施例中，係在低於約1800℃的溫度下進行熱處理。
前述說明係提出各種具體細節(例如具體系統、構件、方法等之實例)，以提供對本發明的數個具體實施例之良好理解。然而，熟習該項技藝者明顯可知，在無這些具體細節下亦可實施本發明之至少某些具體實施例。在其他例子中，習知構件或方法並不詳細加以說明、或是僅以簡單方塊圖形式來呈現，以避免不需要地混淆本發明。因此，所提出
的具體細節僅為例示，特定的實施方式可隨這些例示細節而變化，且仍被視為落於本發明之範疇內。
在本說明書中，當述及「一個具體實施例」或「一具體實施例」時，是表示與該具體實施例相關說明之一特定特徵、結構或特性係包含於至少一個具體實施例中。因此，當本說明書中各個部分出現用語「在一個具體實施例中」或「在一具體實施例中」時，並不是必須要全部都指同一個具體實施例。此外，用語「或」是用以表示包含性的「或」而非排除性的「或」。
本文所述之方法的操作雖以特定順序來說明，但每一方法的操作次序係可加以調整，使得某些操作可以一反向次序而執行，或使得某些操作可至少部分與其他操作同時執行。在另一具體實施例中，不同操作的指令或次操作可為週期性及/或交替的形式。
應理解上述說明僅為說明、而非限制之用。在研讀並理解上述說明之後，熟習該項技藝者即可明顯得知多其他具體實施例。因此，本發明之範疇應參照如附申請專利範圍及這些申請專利範圍所記載之等效例的完整範疇而決定。
150‧‧‧製程
155、160、165、170‧‧‧方塊
Claims (20)
- 一種方法，包括以下步驟：提供一陶瓷物品，包括一陶瓷基板與一陶瓷塗層，其中該陶瓷塗層具有一初始孔隙度與一初始裂縫量；以約每分鐘0.1℃至約每分鐘20℃之一升降溫速率，加熱該陶瓷物品至介於約1000℃與約1800℃間之一溫度範圍；以該溫度範圍內的一或多個溫度熱處理該陶瓷物品達約24小時之歷時，以減少該陶瓷塗層的一孔隙度與一裂縫量；及在熱處理之後以該升降溫速率來冷卻該陶瓷物品。
- 如請求項1所述之方法，其中該陶瓷塗層另外具有一初始粒子計數量與一初始黏結強度，且其中在熱處理之後，該陶瓷塗層具有一降低之粒子計數量與一增加之黏結強度。
- 如請求項1所述之方法，其中該陶瓷基板與該陶瓷塗層實質上係各含有Y2O3、Al2O3、Y4Al2O9、Y3Al5O12(YAG)、石英、SiC、Si3N4、AlN或SiC-Si3N4中至少其一，且其中該陶瓷基板具有與該陶瓷塗層不同之組成。
- 如請求項3所述之方法，其中該陶瓷基板與該陶瓷塗層包括在熱處理期間將反應而於該陶瓷塗層與該陶瓷基板之間形成一過渡層之陶瓷。
- 如請求項1所述之方法，其中該陶瓷塗層是由包括Y2O3以及ZrO2、Al2O3、SiO2、B2O3,Er2O3、Nd2O3、Nb2O5、CeO2、Sm2O3或Yb2O3中至少其一之一固體溶液。
- 如請求項1所述之方法，其中該熱處理係使該陶瓷塗層與該陶瓷基板反應而於該陶瓷基板與該陶瓷塗層之間形成一過渡層，且其中該歷時與該溫度範圍係經選擇以使該過渡層具有約0.1微米至約5微米之一厚度。
- 如請求項1所述之方法，更包括以下步驟：在該加工陶瓷物品已經用於一電漿蝕刻製程之後，重複加熱、熱處理與冷卻，以減少該電漿蝕刻製程所產生之一增加表面缺陷密度。
- 如請求項7所述之方法，其中該電漿蝕刻製程係使聚合物形成於該陶瓷物品上，且其中在氧的存在下重複所述熱處理係藉由使該等聚合物與氧反應以變成氣體而乾式清潔該陶瓷物品。
- 如請求項1所述之方法，其中該方法係在真空、空氣的存在、氬氣的存在、或氮氣的存在中至少其一之下進行。
- 如請求項1所述之方法，其中該加工陶瓷物品是一電漿蝕刻器之一處理腔室構件。
- 如請求項1所述之方法，其中該熱處理係使該陶瓷塗層的一晶粒大小增加，且其中該歷時與該溫度範圍係經過選擇以達到一目標晶粒大小。
- 一種由一製程所製備之經熱處理陶瓷物品，該製程包括：提供一陶瓷物品，該陶瓷物品包括一陶瓷基板與一陶瓷塗層，其中該陶瓷塗層具有一初始孔隙度與一初始黏結強度；以約每分鐘0.1℃至約每分鐘20℃之一升降溫速率，加熱該陶瓷物品至介於約1000℃與約1800℃間之一溫度範圍；以該溫度範圍內的一或多個溫度熱處理該陶瓷物品達約24小時之歷時；及以該升降溫速率來冷卻該陶瓷物品，其中在該熱處理之後該陶瓷塗層具有一增加之黏結強度與一降低之孔隙度。
- 如請求項12所述之經熱處理陶瓷物品，其中該陶瓷塗層另外具有一初始粒子計數量與一初始黏結強度，且其中在該熱處理之後，該陶瓷塗層具有一降低之粒子計數量與一增加之黏結強度。
- 如請求項12所述之經熱處理陶瓷物品，其中該陶瓷基板與該陶瓷塗層實質上係各含有Y2O3、Al2O3、Y4Al2O9、Y3Al5O12(YAG)、石英、SiC、Si3N4、AlN或SiC-Si3N4中至少其一，且其中該陶瓷基板具有與該陶瓷塗層不同之組成。
- 如請求項14所述之經熱處理陶瓷物品，其中該陶瓷基板與該陶瓷塗層包括在熱處理期間將反應而於該陶瓷塗層與該陶瓷基板之間形成一過渡層之陶瓷。
- 如請求項12所述之經熱處理陶瓷物品，其中該熱處理係使該陶瓷塗層與該陶瓷基板反應而於該陶瓷基板與該陶瓷塗層之間形成一過渡層，且其中該歷時與該溫度範圍係經選擇以使該過渡層具有約0.1微米至約5微米之一厚度。
- 一種陶瓷物品，包括：一陶瓷基板；在該陶瓷基板上之一陶瓷塗層，其中該陶瓷塗層具有與該陶瓷基板不同之組成；及一過渡層，位於該陶瓷基板與該陶瓷塗層之間，該過渡層包括來自該陶瓷塗層之第一元素，該等第一元素已與來自該陶瓷基板之第二元素反應，其中該過渡層具有介於約0.1微米至約5微米之一厚度。
- 如請求項17所述之陶瓷物品，其中該陶瓷基板包括Al2O3，該過渡層包括Y3Al5O12(YAG)，且該陶瓷塗層包括Y2O3或一Y4Al2O9之化合物與一Y2O3-ZrO2之固體溶液中至少其一。
- 如請求項17所述之陶瓷物品，其中該陶瓷基板與該陶瓷塗層實質上係各含有Y2O3、Al2O3、Y4Al2O9、Y3Al5O12(YAG)、石英、SiC、Si3N4、AlN或SiC-Si3N4中至少其一，且其中該陶瓷基板具有與該陶瓷塗層不同之組成。
- 如請求項17所述之陶瓷物品，其中該陶瓷物品是一電漿蝕刻器之一製程腔室構件。
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