TW202325541A

TW202325541A - 稀土氧化物系抗電漿腐蝕薄膜塗層

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Publication number: TW202325541A
Application number: TW112103828A
Authority: TW
Inventors: 語南孫; 比拉賈Ｐ卡農哥; 維希德菲路茲朵爾; 湯姆邱
Original assignee: 美商應用材料股份有限公司
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2023-07-01
Also published as: JP2021073372A; CN105247662B; US20180073125A1; TW202206275A; TW202138188A; TWI664073B; TW201504044A; KR102294960B1; US10119188B2; TWI748928B; WO2014205212A1; KR102422715B1; JP6496308B2; US20200087776A1; TWI734119B; KR20220104281A; KR102586972B1; KR20210107172A; US20180087144A1; US20140377504A1

Abstract

物件包含主體和至少一保護層，保護層位於主體的至少一表面上。至少一保護層係厚度小於約20微米的薄膜，且包含選自由Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和陶瓷化合物所組成群組的陶瓷，陶瓷化合物包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液。

Description

稀土氧化物系抗電漿腐蝕薄膜塗層

本專利申請案根據專利法法規主張西元2013年6月20日申請的美國臨時專利申請案第61/837,595號的權益。

本發明的實施例大體係關於具有抗電漿薄膜保護層的腔室部件。

在半導體產業中，裝置由一些製造製程製造，以製造尺寸持續縮小的結構。諸如電漿蝕刻和電漿清洗製程等一些製造製程係使基板接觸高速電漿流，藉以蝕刻或清洗基板。電漿具高腐蝕性，並可能腐蝕處理腔室和其他接觸電漿的表面。

一種物件，包含：主體；及第一保護層，位於主體的至少一表面上，其中第一保護層係厚度小於約20微米的薄膜，第一保護層包含選自由Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和陶瓷化合物所組成群組的第一陶瓷，陶瓷化合物包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液。

一種製造物件的方法，包含：提供物件；及進行至少一離子輔助沉積（IAD）或物理氣相沉積（PVD），以沉積第一保護層至物件的至少一表面上，其中第一保護層係厚度小於約20微米的薄膜，第一保護層包含選自由Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和陶瓷化合物所組成群組的第一陶瓷，陶瓷化合物包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液。

一種用於處理腔室的腔室部件，腔室部件係由一製程所製備，該製程包含：進行至少一離子輔助沉積（IAD）或物理氣相沉積（PVD），以沉積第一保護層至腔室部件的至少一表面上，其中第一保護層係厚度小於約20微米的薄膜，第一保護層包含選自由Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和陶瓷化合物所組成群組的第一陶瓷，陶瓷化合物包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液；及進行至少一IAD或PVD，以沉積第二保護層至第一保護層上，其中第二保護層的厚度小於約20微米且包含不同於第一陶瓷的第二陶瓷，第二陶瓷選自由Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和陶瓷化合物所組成的群組，陶瓷化合物包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液。

本發明的實施例提供物件，例如用於處理腔室的腔室部件，物件的一或更多表面具有薄膜保護層。保護層的厚度小於約20微米且提供抗電漿腐蝕性，以保護物件。保護層可利用離子輔助沉積（IAD）或物理氣相沉積（PVD）形成於物件上。薄膜保護層可用作厚膜保護層上的頂塗層，厚膜保護層已由如電漿噴塗技術形成。在一些實施例中，包含二或更多薄膜保護層的薄膜保護層堆疊形成於物件上。在此實施例中，各薄膜保護層可由IAD或PVD形成，且厚度可為約20微米或以下。薄膜保護層可為Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物。薄膜保護層可提供較佳抗腐蝕性，從而改善物件的使用壽命，同時降低維護及製造成本。

第1圖為半導體處理腔室100的截面圖，處理腔室具有一或更多腔室部件，腔室部件塗覆上根據本發明實施例的薄膜保護層。處理腔室100可用於提供腐蝕電漿環境的製程。例如，處理腔室100可為電漿蝕刻器、電漿蝕刻反應器、電漿清洗器等用腔室。可包括薄膜保護層的腔室部件實例包括基板支撐組件148、靜電夾盤（ESC）150、環（例如處理套環或單環）、腔壁、基底、氣體分配板、噴淋頭、襯層、襯層套組、屏蔽、電漿屏、流量均衡器、冷卻基底、腔室觀察孔、腔室蓋等。薄膜保護層可包括Y ₃Al ₅O ₁₂（YAG）、Y ₄Al ₂O ₉（YAM）、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂（EAG）、Gd ₃Al ₅O ₁₂（GAG）及/或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物，此將詳述於後。薄膜保護層亦可包括Y ₂O ₃與Y ₂O ₃系陶瓷、Er ₂O ₃系陶瓷、Gd ₂O ₃系陶瓷和其他稀土氧化物。

薄膜保護層可為施用於不同陶瓷上面的IAD或PVD塗層，包括氧化物系陶瓷、氮化物系陶瓷和碳化物系陶瓷。氧化物系陶瓷實例包括SiO ₂（石英）、Al ₂O ₃、Y ₂O ₃等。碳化物系陶瓷實例包括SiC、Si-SiC等。氮化物系陶瓷實例包括AlN、SiN等。IAD或PVD塗佈靶材可為煅燒粉末、預形塊（例如由生坯沖壓、熱壓等形成）、燒結體（例如密度為50%-100%）、機器加工體（例如為陶瓷、金屬或金屬合金）或預熔體（密度為100%）。基板亦可為金屬基板，例如鋁（Al）、鈦（Ti）、不鏽鋼或陽極處理鋁。

如所述，根據一實施例，基板支撐組件148具有薄膜保護層136。然應理解諸如上列的任何其他腔室部件亦可包括薄膜保護層。

在一實施例中，處理腔室100包括腔室主體102和噴淋頭130，用以圍住內部體積106。噴淋頭包括噴淋頭基底和噴淋頭氣體分配板。或者，在一些實施例中，噴淋頭130可以蓋子與噴嘴取代。腔室主體102可由鋁、不鏽鋼或其他適合材料製成。腔室主體102通常包括側壁108和底部110。任一噴淋頭130（或蓋子及/或噴嘴）、側壁108及/或底部110可包括薄膜保護層。

外部襯層116可設置鄰接側壁108，以保護腔室主體102。外部襯層116可製有及/或塗覆上薄膜保護層。在一實施例中，外部襯層116由氧化鋁製成。

可於腔室主體102中定義排氣口126，排氣口耦接內部體積106與泵系統128。泵系統128可包括一或更多泵和節流閥，用以排空及調節處理腔室100的內部體積106內的壓力。

噴淋頭130可支撐在腔室主體102的側壁108上。噴淋頭130（或蓋子）可打開供進入處理腔室100的內部體積106，並於關閉時密封處理腔室100。氣體面板158可耦接至處理腔室100，以經由噴淋頭130或蓋子與噴嘴提供處理及/或清洗氣體至內部體積106。噴淋頭130用於介電質蝕刻用處理腔室（蝕刻介電材料）。噴淋頭130包括氣體分配板（GDP）133，GDP 133具有多個氣體輸送孔132遍及GDP 133。噴淋頭130可包括接合鋁基底或陽極處理鋁基底的GDP 133。GDP 133可由矽（Si）或碳化矽（SiC）製成，或可為陶瓷，例如Y ₂O ₃、Al ₂O ₃、YAG等。

就導體蝕刻用處理腔室（蝕刻導電材料）而言，可使用蓋子、而非噴淋頭。蓋子可包括適配蓋中心孔的中心噴嘴。蓋子可為陶瓷，例如Al ₂O ₃、Y ₂O ₃、YAG或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物。噴嘴亦可為陶瓷，例如Y ₂O ₃、YAG或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物。蓋子、噴淋頭基底104、GDP 133及/或噴嘴可塗覆上薄膜保護層。

可用於在處理腔室100中處理基板的處理氣體實例包括含鹵素氣體，例如C ₂F ₆、SF ₆、SiCl ₄、HBr、NF ₃、CF ₄、CHF ₃、CH ₂F ₃、F、NF ₃、Cl ₂、CCl ₄、BCl ₃與SiF ₄等和其他氣體，例如O ₂或N ₂O。載氣的實例包括N ₂、He、Ar和不與處理氣體作用的其他氣體（例如不反應氣體）。基板支撐組件148設在處理腔室100的內部體積106中的噴淋頭130或蓋子下方。處理期間，基板支撐組件148托住基板144。環146（例如單環）可覆蓋一部分的靜電夾盤150，及避免覆蓋部分在處理期間接觸電漿。在一實施例中，環146可為矽或石英。

內部襯層118可塗覆於基板支撐組件148周圍。內部襯層118可為耐含鹵素氣體的材料，例如上述外部襯層116所述。在一實施例中，內部襯層118由和外部襯層116一樣的材料製成。此外，內部襯層118可塗覆上薄膜保護層。

在一實施例中，基板支撐組件148包括支撐基座152的裝設板162和靜電夾盤150。靜電夾盤150進一步包括導熱基底164和靜電定位盤166，黏著劑138接合靜電定位盤與導熱基底，在一實施例中，黏著劑為矽酮黏著劑。在所示實施例中，靜電定位盤166的上表面覆蓋薄膜保護層136。在一實施例中，薄膜保護層136置於靜電定位盤166的上表面。在另一實施例中，薄膜保護層136置於靜電夾盤150的整個露出表面，包括導熱基底164和靜電定位盤166的外側和側緣。裝設板162耦接至腔室主體102的底部110，且包括通道供設施（例如流體、電源線、感測器引線等）通往導熱基底164和靜電定位盤166。

導熱基底164及/或靜電定位盤166可包括一或更多選擇性埋置加熱元件176、埋置隔熱器174及/或導管168、170，以控制基板支撐組件148的側向溫度輪廓。導管168、170可流體耦接至流體源172，使溫度調節流體循環通過導管168、170。在一實施例中，埋置隔熱器174設在導管168、170之間。加熱器176由加熱器電源178調節。導管168、170和加熱器176可用於控制導熱基底164的溫度，進而加熱及/或冷卻靜電定位盤166和待處理基板（例如晶圓）144。可利用複數個溫度感測器190、192，監測靜電定位盤166和導熱基底164的溫度，溫度感測器由控制器195監控。

靜電定位盤166可進一步包括多個氣體通道，例如溝槽、臺面和其他表面特徵結構，氣體通道可形成於定位盤166的上表面及/或薄膜保護層136。氣體通道可經由定位盤166中的鑽孔流體耦接至熱傳（或背側）氣源，例如氦（He）。操作時，可以控制壓力提供背側氣體至氣體通道，以加強靜電定位盤166與基板144間的熱傳。

靜電定位盤166包括至少一夾持電極180，夾持電極受控於夾持電源182。電極180（或設於定位盤166或基底164的其他電極）可經由匹配電路188進一步耦接至一或更多射頻（RF）電源184、186，以維持處理腔室100內由處理及/或其他氣體形成的電漿。電源184、186通常能產生頻率約50千赫至約3千兆赫、功率高達約10000瓦的RF訊號。

第2A圖至第5圖圖示物件（例如腔室部件）的剖面側視圖，物件被一或更多薄膜保護層覆蓋。參照第2A圖，物件200的至少部分基底或主體205塗覆薄膜保護層208。物件200可為腔室部件，例如基板支撐組件、靜電夾盤（ESC）、環（例如處理套環或單環）、腔壁、基底、氣體分配板或噴淋頭、襯層、襯層套組、屏蔽、電漿屏、流量均衡器、冷卻基底、腔室觀察孔、腔室蓋等。物件200的主體205可為金屬、陶瓷、金屬-陶瓷複合物、聚合物或聚合物-陶瓷複合物。

各種腔室部件可由不同材料組成。例如，靜電夾盤可由陶瓷組成，例如Al ₂O ₃（氧化鋁）、AlN（氮化鋁）、TiO（氧化鈦）、TiN（氮化鈦）或接合至陽極處理鋁基底的SiC（碳化矽）。Al ₂O ₃、AlN和陽極處理鋁的抗電漿腐蝕性很差。當接觸具氟化學品及/或還原化學品的電漿環境時，靜電夾盤的靜電定位盤將展現較差的晶圓夾持力，導致在處理約50射頻小時（RFHr）後，增加He洩漏率、晶圓前側與背側微粒產生及晶圓上金屬污染。一射頻小時係處理一小時。

導體蝕刻製程用電漿蝕刻器的蓋子可為燒結陶瓷，例如Al ₂O ₃，因為Al ₂O ₃具有高抗彎強度和高熱導率。然接觸氟化學品的Al ₂O ₃會在晶圓上形成AlF微粒和鋁金屬污染。一些腔室蓋在面對電漿側具有厚膜保護層，以減少微粒產生和金屬污染，及延長蓋子壽命。然厚膜塗佈技術大多有很長的前置時間。此外，就大部分的厚膜塗佈技術而言，需進行特殊表面準備，以將待塗佈物件（例如蓋子）備好接收塗層。長前置時間和塗佈準備步驟會提高成本及降低生產力及妨礙整修。此外，厚膜塗層大多具有內在裂縫和孔隙，以致降低晶圓上缺陷性能。

處理套環和單環用於密封及/或保護其他腔室部件，且通常由石英或矽製成。該等環可設在支撐基板（例如晶圓）周圍，以確保均勻的電漿密度（及均勻地蝕刻）。然石英和矽在各種蝕刻化學品（例如電漿蝕刻化學品）作用下有很高的腐蝕速率。此外，接觸電漿化學品時，環會造成微粒污染。處理套環和單環亦可由燒結陶瓷（例如YAG）及/或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物組成。

進行介電質蝕刻製程用蝕刻器的噴淋頭通常由接合至SiC面板的陽極處理鋁製成。當噴淋頭接觸包括氟的電漿化學品時，因電漿與陽極處理鋁基底相互作用而形成AlF。此外，陽極處理鋁基底的高腐蝕速率將引起發弧，最後將縮短清洗噴淋頭的平均時間。

腔室觀察孔（亦稱作終點窗口）係透明部件，此通常由石英或藍寶石製成。各種光學感測器可受觀察孔保護，且經由觀察孔獲得光學感測器讀值。此外，觀察孔能讓使用者於處理期間目視檢查或觀察晶圓。石英和藍寶石均有很差的抗電漿腐蝕性。當電漿化學品腐蝕及使觀察孔變粗糙時，觀察孔的光學性質將改變。例如，觀察孔可能變混濁及/或通過觀察孔的光學訊號可能變歪斜。此會損害光學感測器收集準確讀值的能力。然厚膜保護層不適合用於觀察孔，因為該等塗層會堵塞觀察孔。

以上實例只提及幾個腔室部件，腔室部件的性能可利用所述實施例提及的薄膜保護層改善。

回溯第2A圖，物件200的主體205可包括一或更多表面特徵結構，例如第2A圖所示臺面。就靜電夾盤而言，表面特徵結構可包括臺面、密封帶、氣體流道、氦氣孔等。就噴淋頭而言，表面特徵結構可包括接合線、數百或數千個氣體分配孔、氣體分配孔周圍的凹部或凸塊等。其他腔室部件可具有其他表面特徵結構。

形成於主體205上的薄膜保護層208可共形順應主體205的表面特徵結構。如所示，薄膜保護層208保持相對主體205上表面的形狀（例如浮印臺面形狀）。此外，薄膜塗層宜夠薄，而不致堵塞噴淋頭的孔洞或靜電夾盤的He孔。在一實施例中，薄膜保護層208的厚度小於約20微米。在進一步實施例中，薄膜保護層的厚度為約0.5微米至約7微米。

薄膜保護層208係沉積陶瓷層，此可利用離子輔助沉積（IAD）製程或物理氣相沉積（PVD）製程來形成於物件200的主體205上。可進行的IAD製程一例為電子束離子輔助沉積（EB-IAD）。IAD或PVD沉積的薄膜保護層208具有較小的膜應力（例如相較於電漿噴塗或濺射引起的膜應力）。較小膜應力可使主體205的下表面非常平坦，且就直徑12吋的主體而言，整個主體的曲率小於約50微米。此外，IAD或PVD沉積的薄膜保護層208可具有小於1%的孔隙度，且在一些實施例中為小於約0.1%。因此，IAD或PVD沉積的保護層為緻密結構，此在應用到腔室部件方面具有性能優勢。此外，IAD或PVD沉積的保護層208可在不先粗糙化主體205上表面或進行其他耗時表面準備步驟的情況下沉積。由於粗糙化主體會降低主體205的崩潰電壓，故能在不先粗糙化主體205的情況下塗鋪薄膜保護層208有益於一些應用（例如用於靜電夾盤）。

可用於形成薄膜保護層208的陶瓷實例包括Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液（Y ₂O ₃-ZrO ₂固溶體）的陶瓷化合物。其他Er系及/或Gd系抗電漿稀土氧化物亦可用於形成薄膜保護層208。在一實施例中，薄膜保護層係由35莫耳%的Y ₂O ₃與65莫耳%的Al ₂O ₃組成的YAG。在另一實施例中，陶瓷塗層係由30-40莫耳%的Y ₂O ₃與60-70莫耳%的Al ₂O ₃組成的YAG。在一實施例中，陶瓷化合物包括62.93莫耳%的Y ₂O ₃、23.23莫耳%的ZrO ₂和13.94莫耳%的Al ₂O ₃。在另一實施例中，陶瓷化合物包括50-75莫耳%的Y ₂O ₃、10-30莫耳%的ZrO ₂和10-30莫耳%的Al ₂O ₃。在其他實施例中，其他分布亦可用於陶瓷化合物。上述任一陶瓷可包括微量的其他材料，例如ZrO ₂、Al ₂O ₃、SiO ₂、B ₂O ₃、Er ₂O ₃、Nd ₂O ₃、Nb ₂O ₅、CeO ₂、Sm ₂O ₃、Yb ₂O ₃或其他氧化物。

性質	塊體	薄膜塗層
92% Al ₂O ₃	陶瓷化合物	YAG	Er ₂O ₃	EAG
崩潰電壓（V）	363	2500（5 µm塗層）	6800（5 µm）	527（5 µm塗層）	900（5 µm塗層）
體積電阻率（Ω∙cm）	＞ 0.01E16	4.1E16	11.3E16
介電常數	9.2	9.83 +/- 0.04	9.76 +/- 0.01	9.67	9.54
損失正切	5E-4	4E-4	4E-4	4E-4	4E-4
熱導率（W/m-K）	18	19.9	20.1	19.4	19.2
粗糙度（微吋）	8	未改變	未改變	未改變	未改變
密封帶臺面高度（微吋）	8.66 OSB 7.44 ISB	8.5 OSB 7.33 ISB	8.43 OSB 5.69 ISB
92% Al ₂O ₃上的附著力（MPa）	N/A	＞ 28	＞ 32
厄米性（He洩漏率）（cm ³/s）	＜ 1E-6	1.2E-9	4.4E-10	5.5E-9	9.5E-10
硬度（GPa）	12.14	7.825	8.5	5.009	9.057
磨耗率（nm/RFhr）	0.2	0.14		0.113	0.176

表1：IAD沉積YAG、Er ₂O ₃、EAG和包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物的材料性質

表1顯示92% Al ₂O ₃（氧化鋁）基板的材料性質和各種塗覆92% Al ₂O ₃基板的薄膜保護層。如所示，氧化鋁基板的崩潰電壓為363伏特/密耳（V/mil）。反之，5微米（μm）、包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的IAD沉積陶瓷化合物塗層的崩潰電壓為2500 V（遠高於氧化鋁的正規化值：363 V/mil）。5 μm的IAD沉積YAG塗層的崩潰電壓為6800 V。5 μm的IAD沉積Er ₂O ₃塗層的崩潰電壓為527 V。5 μm的IAD沉積EAG塗層的崩潰電壓為900 V。

氧化鋁在室溫下的體積電阻率為約0.01×10 ¹⁶（0.01E16）歐姆∙公分（Ω∙cm）。陶瓷化合物薄膜保護層在室溫下的體積電阻率為約4.1E16 Ω∙cm，YAG薄膜保護層在室溫下的體積電阻率為約11.3E16 Ω∙cm。

氧化鋁的介電常數為約9.2，陶瓷化合物薄膜的介電常數為約9.83，YAG薄膜的介電常數為約9.76，Er ₂O ₃薄膜的介電常數為約9.67，EAG薄膜的介電常數為約9.54。氧化鋁的損失正切為約5E-4，陶瓷化合物薄膜的損失正切為約4E-4，YAG薄膜的損失正切為約4E-4，Er ₂O ₃薄膜的損失正切為約4E-4，EAG薄膜的損失正切為約4E-4。氧化鋁的熱導率為約18 W/m-K，陶瓷化合物薄膜的熱導率為約19.9 W/m-K，YAG薄膜的熱導率為約20.1 W/m-K，Er ₂O ₃薄膜的熱導率為約19.4 W/m-K，EAG薄膜的熱導率為約19.2 W/m-K。

在一實施例中，氧化鋁基板的起始粗糙度為約8微吋，所有薄膜保護層的起始粗糙度可大致不變。如所示，沉積任何薄膜保護層後，特徵結構高度亦可大致不變，例如內部密封帶（ISB）臺面高度和外部密封帶（OSB）臺面高度。就陶瓷化合物薄膜而言，薄膜保護層附著氧化鋁基板的強度為大於28兆帕（MPa），就YAG薄膜而言為大於32 MPa。藉由測量用以分離薄膜保護層與基板的力量，可測定附著強度。厄米性測量使用薄膜保護層所達成的密封能力。如所示，使用氧化鋁所達成的He洩漏率為約1E-6立方公尺/秒（cm ³/s），使用陶瓷化合物所達成的He洩漏率為約1.2E-9，使用YAG所達成的He洩漏率為約4.4E-10，使用Er ₂O ₃所達成的He洩漏率為約5.5E-9，使用EAG所達成的He洩漏率為約9.5E-10。低He洩漏率表示密封改善。各示例性薄膜保護層的He洩漏率比Al ₂O ₃基板低。

Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物各具高硬度，故於電漿處理期間可耐磨耗。如所示，氧化鋁的維氏硬度（5公斤）為約12.14千兆帕（GPa），陶瓷化合物的硬度為約7.825 GPa，YAG的硬度為約8.5 GPa，Er ₂O ₃的硬度為約5.009 GPa，EAG的硬度為約9.057 GPa。氧化鋁的測量磨耗率為約0.2奈米/射頻小時（nm/RFhr），陶瓷化合物的磨耗率為約0.14 nm/RFhr，Er ₂O ₃的磨耗率為約0.113 nm/RFhr，EAG的磨耗率為約0.176 nm/RFhr。

注意在一些實施例中，Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和陶瓷化合物可改質使上述材料性質和特性變化高達30%。故所述該等材料性質的數值應視為示例性達成數值，所述陶瓷薄膜保護層不應解釋成限定於提供數值。

第2B圖圖示根據一實施例，具有主體255的物件250的剖面側視圖，主體被薄膜保護層258覆蓋。如所示，主體255可無特徵結構。在一實施例中，在沉積薄膜保護層258前，研磨主體255。特徵結構不在主體255，而是特徵結構形成於薄膜保護層258中。例如，可遮蔽薄膜保護層258，接著蝕刻或珠擊移除薄膜保護層258的未遮蔽部分。特徵結構亦可藉由遮蔽基板、接著塗鋪薄塗層而形成。形成的特徵結構可包括臺面、流道、密封環、露出接合線（例如噴淋頭的接合線）等。此外，可於薄膜保護層258中鑽孔，例如利用雷射鑽孔。若特徵結構形成於薄膜保護層258，則薄膜保護層的厚度較佳應夠厚，以容納特徵結構。例如，若12 μm的臺面形成於薄膜保護層，則薄膜保護層258的厚度應大於12 μm。在其他實施例中，一些特徵結構可形成於主體255，其他特徵結構可形成於薄膜保護層258。

第3圖圖示根據一實施例，具有厚保護層330與薄膜保護層308的物件300的剖面側視圖。厚保護層可為Y ₃Al ₅O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Y ₂O ₃或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物。其他抗電漿陶瓷亦可用於厚保護層330。

厚保護層330可為厚膜保護層，厚膜保護層已經熱噴塗（例如電漿噴塗）於主體305上。可在電漿噴塗厚膜保護層於上前，粗糙化主體305的上表面。粗糙化例如可利用珠擊主體305而進行。粗糙化主體的上表面可提供定錨點，以於電漿噴塗厚膜保護層與主體305間產生機械接合而有更好的附著性。在一些實施例中，厚膜保護層的噴塗厚度可高達約200微米或更厚，且可磨成約50微米的最終厚度。電漿噴塗厚膜保護層的孔隙度可為約2%-4%。

或者，厚保護層330可為接合至主體305的大塊燒結陶瓷。厚保護層330例如可提供做為厚度約200微米的薄陶瓷晶圓。

可利用IAD或PVD，將薄膜保護層308塗鋪於厚保護層330上。薄膜保護層308可當作頂塗層並做為抗腐蝕阻障層，及密封厚保護層330的露出表面（例如密封厚保護層330的內在表面裂縫和孔隙）。

第4圖圖示根據一實施例，具有薄膜保護層堆疊406的物件400的剖面側視圖，薄膜保護層堆疊沉積在物件400的主體405上。薄膜保護層堆疊406中的薄膜保護層408、410各自可為Y ₃Al ₅O ₁₂（YAG）、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物之一。在一實施例中，二相鄰薄膜保護層不使用相同的陶瓷材料。然在另一實施例中，相鄰層由相同的陶瓷組成。

第5圖圖示根據另一實施例，具有薄膜保護層堆疊506的物件500的剖面側視圖，薄膜保護層堆疊沉積在物件500的主體505上。物件500類似物件400，除了薄膜保護層堆疊506具有四個薄膜保護層508、510、515、518。

薄膜保護層堆疊（例如所述者）可具有任何數量的薄膜保護層。堆疊中的薄膜保護層可全具相同厚度，或可具不同厚度。各薄膜保護層的厚度可小於約20微米，在一些實施例中為小於約10微米。在一實例中，第一層408的厚度為3微米，第二層410的厚度為3微米。在另一實例中，第一層508為2微米厚的YAG層，第二層510為1微米厚的化合物陶瓷層，第三層515為1微米厚的YAG層，第四層518為1微米厚的化合物陶瓷層。

使用陶瓷層的數量和陶瓷層的組成可依據預定應用及/或待塗佈物件類型選擇。IAD和PVD形成的EAG和YAG薄膜保護層通常具有無定形結構。反之，IAD和PVD沉積的化合物陶瓷和Er ₂O ₃層通常具有結晶或奈米結晶結構。結晶與奈米結晶陶瓷層通常比無定形陶瓷層更抗腐蝕。然在一些情況下，具結晶結構或奈米結晶結構的薄膜陶瓷層會遭受偶發的垂直裂縫（大致朝膜厚方向且大致垂直塗佈表面行進）。垂直裂縫可能因晶格失配而起，並可能成為電漿化學品的攻擊點。每次加熱及冷卻物件，薄膜保護層與塗佈基板的熱膨脹係數失配將在薄膜保護層上造成應力。應力會集中在垂直裂縫，導致薄膜保護層自塗佈基板剝離。反之，若無垂直裂縫，則應力大致均勻分散於薄膜各處。故在一實施例中，薄膜保護層堆疊406中的第一層408係無定形陶瓷，例如YAG或EAG，薄膜保護層堆疊406中的第二層410係結晶或奈米結晶陶瓷，例如陶瓷化合物或Er ₂O ₃。在此實施例中，第二層410比第一層408更抗電漿。藉由使第二層410形成在第一層408上、而非直接在主體405上，第一層408可做為緩衝，以減小後續層的晶格失配。如此可增加第二層410的壽命。

在另一實例中，主體、Y ₃Al ₅O ₁₂（YAG）、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂、Gd ₃Al ₅O ₁₂和包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物各具不同的熱膨脹係數。二鄰接材料的熱膨脹係數失配越大，該等材料之一最後越可能破裂、剝離或失去其與其他材料的鍵結。可以最小化鄰接層（或層與主體405、505）的熱膨脹係數失配的方式形成保護層堆疊406、506。例如，主體505可為氧化鋁，EAG的熱膨脹係數為最接近氧化鋁的熱膨脹係數，其次為YAG的熱膨脹係數，其次為化合物陶瓷的熱膨脹係數。故在一實施例中，第一層508可為EAG，第二層510可為YAG，第三層515可為化合物陶瓷。

在又一實例中，保護層堆疊506中的層可為兩種不同陶瓷交替層。例如，第一層508和第三層515可為YAG，第二層510和第四層518可為化合物陶瓷。若用於交替層的其一材料係無定形，用於交替層的另一材料係結晶或奈米結晶，則交替層可提供類似上述優點。

在一些實施例中，薄膜保護層堆疊406、506中的一或更多層係利用熱處理形成的過渡層。若主體405、505係陶瓷坯體，則可進行高溫熱處理，以促進薄膜保護層與主體間交互擴散。此外，可進行熱處理，以促進相鄰薄膜保護層間或厚保護層與薄膜保護層間交互擴散。注意過渡層可為非多孔層。過渡層可當作二陶瓷間的擴散結合，及改善相鄰陶瓷間的附著性。此有助於防止保護層在電漿處理期間破裂、剝離或剝落。

熱處理可以高達約1400℃-1600℃熱處理多達約24小時（例如在一實施例中為3-6小時）。此可在第一薄膜保護層與一或更多鄰接陶瓷坯體、厚保護層或第二薄膜保護層間形成交互擴散層。若陶瓷坯體係Al ₂O ₃且保護層由化合物陶瓷Y ₄Al ₂O ₉（YAM）與固體溶液Y ₂-xZr _xO ₃（Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液）組成，則將形成Y ₃Al ₅O ₁₂（YAG）介面層。同樣地，熱處理可在Er ₂O ₃與Al ₂O ₃間形成EAG過渡層。熱處理亦可在Y ₂O ₃與Al ₂O ₃間形成YAG過渡層。熱處理亦可在Gd ₂O ₃與Al ₂O ₃間形成GAG過渡層。熱處理Al ₂O ₃上的氧化釔穩定氧化鋯（YSZ）可形成化合物陶瓷Y ₄Al ₂O ₉（YAM）與固體溶液Y ₂-xZr _xO ₃的過渡層。其他過渡層可形成在其他鄰接陶瓷之間。

第6圖圖示製程600的實施例，用以形成薄膜保護層於物件的主體上，例如腔室部件。在製程600的方塊605中，提供物件。在方塊610中，決定是否沉積厚膜保護層至物件上。若欲形成厚膜保護層，則方法進行方塊615。否則，方法繼續進行方塊620。

在方塊615中，進行熱噴塗製程（例如電漿噴塗製程），以沉積厚膜保護層至物件上。在一些實施例中，進行熱噴塗製程前，粗糙化物件主體。厚膜保護層可為任何抗電漿陶瓷。一些厚膜保護層實例包括Y ₃Al ₆O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Y ₂O ₃、YSZ或包含Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物。就一些應用而言，形成厚膜保護層後，於厚膜保護層表面形成表面特徵結構。例如，若物件為ESC，則可形成臺面和He孔。在替代實施例中，抗電漿陶瓷盤或其他陶瓷結構可接合至物件主體、而不噴塗厚膜保護層。

在方塊620中，進行IAD或PVD，以沉積薄膜保護層至物件主體上。若在方塊615中形成厚膜保護層，則薄膜保護層可形成在厚膜保護層上做為頂塗層。薄膜保護層可為Y ₃Al ₆O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₆O ₁₂、Gd ₃Al ₆O ₁₂或Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物。薄膜保護層的沉積速率可為約1-8埃/秒，並可藉由調整沉積參數而改變。薄膜保護層可非常順應共形且厚度均勻，及對待沉積於上的主體/基板有良好的附著力。

在方塊625中，決定是否沉積任何附加薄膜保護層。若欲沉積附加薄膜保護層，則製程繼續進行方塊630。在方塊630中，另一薄膜保護層形成在第一薄膜保護層上。其他薄膜保護層可由不同於第一薄膜保護層陶瓷的陶瓷組成。在一實施例中，其他薄膜保護層為Y ₃Al ₆O ₁₂、Y ₄Al ₂O ₉、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₆O ₁₂、Gd ₃Al ₆O ₁₂或Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的陶瓷化合物之一。方法接著返回方塊625。若在方塊625中不施加附加薄膜保護層，則結束製程。沉積任一薄膜保護層後，可於該薄膜保護層中形成表面特徵結構。

第7A圖圖示沉積機制，此沉積機制可應用到各種採用高能粒子的沉積技術，例如離子輔助沉積（IAD）。示例性IAD方法包括併入離子轟擊的沉積製程，例如蒸鍍（例如活化反應蒸鍍（ARE）），及在存有離子轟擊的情況下濺射，以形成所述抗電漿塗層。任何IAD方法可在存有反應氣體物種的情況下進行，例如O ₂、N ₂、鹵素等。

如所示，在存有高能粒子703（例如離子）的情況下堆積沉積材料702，以形成薄膜保護層715。沉積材料702包括原子、離子、自由基或上述物質混合物。形成時，高能粒子703會撞擊及壓實薄膜保護層715。

在一實施例中，IAD用於形成前述薄膜保護層715。第7B圖圖示IAD沉積設備的示意圖。如所示，材料源750提供流動沉積材料702，高能粒子源755提供流動高能粒子703，在整個IAD製程過程中，二者均撞擊材料源750。高能粒子源755可為氧或其他離子源。高能粒子源755亦可提供其他類型的高能粒子，例如惰性自由基、中子原子和奈米級微粒，奈米級微粒出自微粒產生源（例如出自電漿、反應氣體或出自提供沉積材料的材料源）。用於提供沉積材料702的材料源（例如靶材主體）750可為大塊燒結陶瓷，此對應和組成薄膜保護層715一樣的陶瓷。例如，材料源可為大塊燒結陶瓷化合物坯體或大塊燒結YAG、Er ₂O ₃、Gd ₂O ₃、Er ₃Al ₅O ₁₂或Gd ₃Al ₅O ₁₂。IAD可採用一或更多電漿或射束，以提供材料和高能粒子源。沉積抗電漿塗層期間，亦可提供反應物種。在一實施例中，高能粒子703包括至少一不反應物種（例如Ar）或反應物種（例如O）。在進一步實施例中，亦可於形成抗電漿塗層期間引入諸如CO與鹵素（Cl、F、Br等）的反應物種，以進一步提高選擇性移除最微弱接合薄膜保護層715的沉積材料的傾向。

利用IAD製程，可獨立於其他沉積參數，由高能離子（或其他粒子）源755個別控制高能粒子703。根據能量（例如速度）、密度和高能離子通量的入射角，可操縱薄膜保護層的組成、結構、結晶定向和晶粒大小。可調整的附加參數為沉積時的物件溫度和沉積時間。可把離子能粗略分成低能離子輔助和高能離子輔助。比起低能離子輔助，高能離子輔助可以較高速度投射離子。通常，採用高能離子輔助可獲得較佳性能。可把沉積時的基板（物件）溫度粗略分成低溫（在一實施例中為約120℃-150℃，此通常為室溫）和高溫（在一實施例中為約270℃）。

材料	厚度（µm）	沉積速率（A/s）	離子輔助	溫度（℃）	XRD	He洩漏率（cm ³/s）	硬度（GPa）
第一化合物陶瓷	5	2	低	270	C	N/A	4.11
第二化合物陶瓷	6	2 µm為1； 4 µm為2	低	270	C + A	5.0E-6
第三化合物陶瓷	5	1	低	270	C + A	6.3E-6
第四化合物陶瓷	5	1 µm為1； 4 µm為2	高	270	A	1.2E-9	7.825
第五化合物陶瓷	5	1 µm為1； 4 µm為2	高	120-150	A	1.2E-9
第一YAG	5	2.5	低	270	A	3.7E-7	5.7
第二YAG	5	1 µm為1； 4µm為2	高	270	A	4.4E-10	8.5
化合物陶瓷/YAG	5	2	低	270	C + A	3.7E-7
第一Er ₂O ₃	5	2	低	270	C	3E-6
第二Er ₂O ₃	5	1 µm為1； 4µm為2	高	270	C	5.5E-9	5.009
第一 EAG（在1700℃下煅燒）	7.5	1 µm為1；接下來為2	高	270	A	9.5E-10	8.485
第二EAG（在1600℃下煅燒）	7.5	1 µm為1；接下來為2	高	120-150	A	2.5E-9	9.057

表2：利用IAD形成的示例性薄膜保護層

表2顯示利用IAD與各種沉積參數形成的多個示例性薄膜保護層。表列出由Y ₄Al ₂O ₉與Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液形成的五個不同薄膜保護層實例。第一示例性化合物陶磁薄膜保護層的厚度為5微米，並以低能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，沉積速率為2埃/秒（A/s）。X光繞射顯示第一示例性化合物陶磁薄膜保護層具有結晶結構。第一示例性化合物陶磁薄膜保護層亦具有4.11 GPa的硬度，目視檢查顯示順應底下基板的良好共形性和一些垂直裂縫與一些尖頭。

第二示例性化合物陶磁薄膜保護層的厚度為6微米，並以低能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，最初2微米的沉積速率為1 A/s，其後4微米的沉積速率為2 A/s。X光繞射顯示第二示例性化合物陶磁薄膜保護層具有奈米結晶結構（其中部分為結晶，部分為無定形）。用作密封時，第二示例性化合物陶磁薄膜保護層能維持低至5E-6 cm ³/s的真空度。目視檢查第二示例性化合物陶磁薄膜保護層顯示良好的共形性和比第一示例性化合物陶磁薄膜保護層少的垂直裂縫。

第三示例性化合物陶磁薄膜保護層的厚度為5微米，並以低能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，沉積速率為1 A/s。X光繞射顯示第三示例性化合物陶磁薄膜保護層具有奈米結晶結構。用作密封時，第三示例性化合物陶磁薄膜保護層能維持低至6.3E-6 cm ³/s的真空度。目視檢查第三示例性化合物陶磁薄膜保護層顯示良好的共形性和比第一示例性化合物陶磁薄膜保護層少的垂直裂縫。

第四示例性化合物陶磁薄膜保護層的厚度為5微米，並以高能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，最初1微米的沉積速率為1 A/s，其後4微米為2 A/s。X光繞射顯示第三示例性化合物陶磁薄膜保護層具有近乎無定形結構。用作密封時，第三示例性化合物陶磁薄膜保護層能維持低至1.2E-9 cm ³/s的真空度。目視檢查第四示例性化合物陶磁薄膜保護層顯示良好的共形性、平滑表面和很少的垂直裂縫。此外，第四示例性化合物陶磁薄膜保護層的硬度為7.825 GPa。

第五示例性化合物薄膜保護層係以和第四示例性化合物薄膜保護層一樣的參數形成，但沉積溫度為室溫（約120℃-150℃）。第五示例性化合物薄膜保護層的性質類似第四示例性化合物薄膜保護層。

第一示例性YAG薄膜保護層的厚度為5微米，並以低能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，沉積速率為2.5 A/s。X光繞射顯示第一YAG陶磁薄膜保護層具有無定形結構。第一YAG薄膜保護層亦具有5.7 GPa的硬度，目視檢查顯示良好的共形性、最少裂縫與平滑表面。

第二示例性YAG薄膜保護層的厚度為5微米，並以高能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，最初1微米的沉積速率為1 A/s，其後4微米為2 A/s。X光繞射顯示第二YAG薄膜保護層具有無定形結構。第二YAG薄膜保護層亦具有8.5 GPa的硬度，目視檢查顯示良好的共形性、較第一YAG薄膜少的裂縫與平滑表面。

具化合物陶瓷與YAG層交替的示例性薄膜保護層堆疊的厚度為5微米，並以低能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，沉積速率為2 A/s。X光繞射顯示交替層呈無定形（就YAG層而言）和結晶或奈米結晶（就化合物陶瓷層而言）。目視檢查顯示化合物陶瓷層有較少的垂直裂縫。

第一示例性Er ₂O ₃薄膜保護層的厚度為5微米，並以低能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，沉積速率為2 A/s。X光繞射顯示第一Er ₂O ₃陶瓷薄膜保護層具有結晶結構。目視檢查顯示良好的共形性和垂直裂縫。

第二示例性Er ₂O ₃薄膜保護層的厚度為5微米，並以高能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，最初1微米的沉積速率為1 A/s，其後4微米的沉積速率為2 A/s。X光繞射顯示第二Er ₂O ₃陶瓷薄膜保護層具有結晶結構。目視檢查顯示良好的共形性和比第一Er ₂O ₃陶瓷薄膜保護層少的垂直裂縫。

第一示例性EAG薄膜保護層的厚度為7.5微米，並以高能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為270℃，最初1微米的沉積速率為1 A/s，其後的沉積速率為2 A/s。X光繞射顯示第一EAG陶瓷薄膜保護層具有無定形結構，層的硬度為8.485 GPa。目視檢查顯示良好的共形性與最少裂縫。

第二示例性EAG薄膜保護層的厚度為7.5微米，並以高能離子輔助的IAD形成，沉積溫度為120℃-150℃，最初1微米的沉積速率為1 A/s，其後的沉積速率為2 A/s。X光繞射顯示第二EAG陶瓷薄膜保護層具有無定形結構，層的硬度為9.057 GPa。目視檢查顯示良好的共形性和比第一EAG陶瓷薄膜保護層少的裂縫。

第8圖至第9圖圖示根據本發明實施例形成的薄膜保護層的腐蝕速率。第8圖圖示薄膜保護層接觸CH ₄/Cl ₂電漿化學品時的腐蝕速率。如所示，相較於Al ₂O ₃，IAD沉積薄膜保護層的抗腐蝕性改善很多。例如，純度92%的氧化鋁的腐蝕速率為約18奈米/射頻小時（nm/RFHr），純度99.8%的氧化鋁的腐蝕速率為約56 nm/RFHr。反之，IAD沉積化合物陶磁薄膜保護層的腐蝕速率為約3 nm/RFHr，IAD沉積YAG薄膜保護層的腐蝕速率為約1 nm/RFHr。

第9圖圖示薄膜保護層接觸H ₂/NF ₃電漿化學品時的腐蝕速率。如所示，相較於Al ₂O ₃，IAD沉積薄膜保護層的抗腐蝕性改善很多。例如，純度92%的氧化鋁的腐蝕速率為約190 nm/RFHr，純度99.8%的氧化鋁的腐蝕速率為約165 nm/RFHr。反之，IAD沉積YAG薄膜保護層的腐蝕速率為約52 nm/RFHr。同樣地，利用具低能離子的IAD沉積的化合物陶磁薄膜保護層的腐蝕速率為約45 nm/RFHr，利用具高能離子的IAD沉積的化合物陶磁薄膜保護層的腐蝕速率為約35 nm/RFHr。利用具高沉積溫度（例如約270℃）的IAD沉積的EAG薄膜保護層的腐蝕速率為約95 nm/RFHr，利用具低沉積溫度（例如約120℃-150℃）的IAD沉積的EAG薄膜保護層的腐蝕速率為約70 nm/RFHr。利用具高能離子的IAD沉積的Er ₂O ₃薄膜保護層的腐蝕速率為約35 nm/RFHr。

第10圖至第11圖圖示根據本發明實施例形成的薄膜保護層的粗糙度輪廓。第10圖圖示第8圖薄膜保護層在接觸CH ₄/Cl ₂電漿化學品100 RFHrs前後的表面粗糙度輪廓。如所示，IAD沉積的薄膜保護層顯示在接觸CH ₄/Cl ₂電漿化學品100 RFHrs後，表面粗糙度呈最小變化。

第11圖圖示第9圖薄膜保護層在接觸H ₂/NF ₃電漿化學品35 RFHrs前後的表面粗糙度輪廓。如所示，IAD沉積的薄膜保護層顯示在接觸H ₂/NF ₃電漿化學品35 RFHrs後，表面粗糙度呈最小變化。

以上說明提及眾多特定細節，例如特定系統、部件、方法等實例，以對本發明的數個實施例有更徹底的理解。然熟諳此技術者將明白本發明的至少一些實施例可不按該等特定細節實踐。在其他情況下，不詳述已知部件或方法，或是以簡易方塊圖表示，以免讓本發明變得晦澀難懂。故提及的特定細節僅為舉例而已。特定實施方式可由該等示例性細節修改而得，且仍視為落在本發明的範圍內。

整份說明書提及的「一實施例」或「一個實施例」意指該實施例描述的特定特徵、結構或特性係包括在至少一實施例內。故說明書各處出現的如「在一實施例中」或「在一個實施例中」等用語不必然指稱同一實施例。此外，「或」一詞擬指包容性「或」、而非排除性「或」。本文所用「約」或「約莫」一詞擬指所示標稱值的精確度在±30%以內。

雖然本文所示及所述方法操作係呈特定順序，但各方法操作順序可改變成讓某些操作按相反順序進行，或使某些操作至少部分與其他操作同時進行。在另一實施例中，可以間歇及/或交替方式進行不同操作的指令或次操作。

應理解以上敘述僅為舉例說明，而無限定意圖。熟諳此技術者在閱讀及理解本文後將能明白許多其他實施例。因此，本發明的保護範圍應視後附申請專利範圍和申請專利範圍主張的全部均等物範圍所界定者為準。

100:處理腔室 102:腔室主體 104:噴淋頭基底 106:內部體積 108:側壁 110:底部 116,118:襯層 126:排氣口 128:泵系統 130:噴淋頭 132:氣體輸送孔 133:GDP 136:保護層 138:黏著劑 144:基板 146:環 148:支撐組件 150:ESC 152:基座 158:氣體面板 162:裝設板 164:基底 166:靜電定位盤 168,170:導管 172:流體源 174:隔熱器 176:加熱元件/加熱器 178,182,184,186:電源 180:電極 188:匹配電路 190,192:溫度感測器 195:控制器 200,250:物件 205,255:主體 208,258:保護層 300:物件 305:主體 308,330:保護層 400:物件 405:主體 406:保護層堆疊 408,410:保護層 500:物件 505:主體 506:保護層堆疊 508,510,515,518:保護層 600:製程 605,610,615,620,625,630:方塊 702:沉積材料 703:高能粒子 715:保護層 750:材料源 755:高能粒子源

本發明以舉例方式說明，並無限定意圖，其中各附圖以相同的元件符號代表相仿的元件。應注意本文提及的「一」或「一個」實施例不必然指稱同一實施例，而是指至少一個。

第1圖圖示一處理腔室實施例的截面。

第2A圖至第5圖圖示示例性物件的剖面側視圖，物件的表面具有保護層堆疊。

第6圖圖示一製程實施例，用以形成一或更多保護層於物件上。

第7A圖圖示沉積機制，此沉積機制可應用到各種採用高能粒子的沉積技術，例如離子輔助沉積（IAD）。

第7B圖圖示IAD沉積設備的示意圖。

第8圖至第9圖圖示根據本發明實施例形成的薄膜保護層的腐蝕速率。

第10圖至第11圖圖示根據本發明實施例形成的薄膜保護層的粗糙度輪廓。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

600:製程

605,610,615,620,625,630:方塊

Claims

一種物件，包含：一陶瓷主體，包含Al ₂O ₃；一第一保護層，位於該陶瓷主體的至少一表面上，其中該第一保護層選自由Er ₂O ₃與一陶瓷化合物所組成的一群組，該陶瓷化合物包含Y ₄Al ₂O ₉與一Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液；以及一過渡層，介於該陶瓷主體的該至少一表面與該第一保護層之間，其中該過渡層提供介於該第一保護層與該陶瓷主體的該至少一表面之間的一擴散結合，且其中：假如該第一保護層為包含Y ₄Al ₂O ₉與一Y ₂O ₃-ZrO ₂固體溶液的該陶瓷化合物，則該過渡層為Y ₃Al ₅O ₁₂，以及假如該第一保護層為該Er ₂O ₃，則該過渡層為Er ₃Al ₅O ₁₂。