個(gè)實(shí)施例中，第一層408可以是EAG， 第二層410可以是YAG，第三層415可以是化合物陶瓷。
[0070] 在又一示例中，保護(hù)層疊層406中的層可以是兩種不同的陶瓷的交替層。例如，第 一層408和第三層415可以是YAG，第二層410和第四層418可以是化合物陶瓷。在用于交 替層中的一種材料是非晶的且用于交替層中的另一種材料是結(jié)晶或納米結(jié)晶的情況下，此 類交替層可提供類似上述的優(yōu)勢。
[0071] 在一些實(shí)施例中，薄膜保護(hù)層疊層306、406中的一個(gè)或更多個(gè)層是使用熱處理而 形成的過渡層。如果主體305、405是陶瓷主體，則可執(zhí)行高溫?zé)崽幚硪源龠M(jìn)薄膜保護(hù)層與 主體之間的相互擴(kuò)散。此外，可執(zhí)行熱處理以促進(jìn)相鄰的薄膜保護(hù)層之間或厚保護(hù)層與薄 膜保護(hù)層之間的相互擴(kuò)散。值得注意的是，過渡層可以是非多孔層。過渡層可充當(dāng)兩種陶 瓷之間的擴(kuò)散接合，并且可在相鄰的陶瓷之間提供改善的的附著性。這可有助于防止保護(hù) 層在等離子體處理期間破裂、剝離或剝落。
[0072] 熱處理可以是在高達(dá)約1400°C -1600°C達(dá)多達(dá)約24小時(shí)（例如，在一實(shí)施例 中，3-6小時(shí)）的熱處理。這可在第一薄膜保護(hù)層與相鄰的陶瓷主體或第二薄膜保護(hù)層 中的一者或多者之間形成相互擴(kuò)散層。如果陶瓷主體是Al 2O3，并且保護(hù)層由化合物陶瓷 Y4Al2O9(YAM)與固溶體VxZrxO 3 (Y2O3-ZrO2固溶體）組成，則將形成Y3Al 5O12 (YAG)界面層。 類似地，熱處理將使EAG過渡層在Er2O3與Al 203之間形成。熱處理也將使YAG在Y 203與 Al2O3之間形成。熱處理還會(huì)使GAG在Gd 203與Al 203之間形成。對(duì)Al 203上的氧化紀(jì)穩(wěn)定化 的氧化鋯（YSZ)的熱處理可形成化合物陶瓷Y4Al 2O9 (YAM)與固溶體Y2-XZrxO3的過渡層。其 他過渡層可形成在其他相鄰的陶瓷之間。
[0073] 在一個(gè)實(shí)施例中，在第一保護(hù)層308、408的沉積期間，可添加著色劑。因此，當(dāng) 第二保護(hù)層310、410磨損時(shí)，操作員可具有是時(shí)候重新磨光或更換蓋或噴嘴的視覺隊(duì)列 (visual queue)〇
[0074] 圖5A示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、具有稀土氧化物抗等離子體層510的腔室蓋505的 透視視圖。圖5B示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、具有稀土氧化物抗等離子體層510的腔室蓋505 的剖面?zhèn)纫晥D。腔室蓋505包括孔520,所述孔502可位于蓋的中心處或蓋上的別處。蓋 505也可具有唇緣515,所述唇緣515在所述蓋505被關(guān)閉時(shí)將與腔室的壁接觸。在一個(gè)實(shí) 施例中，保護(hù)層510不覆蓋唇緣515。為了確保保護(hù)層不覆蓋唇緣515,可在沉積期間使用 覆蓋唇緣515的硬掩?；蜍浹谀！ｋS后，可在沉積后去除掩模。或者，保護(hù)層510可涂覆蓋 的整個(gè)表面。因此，在處理期間，保護(hù)層510可安置在腔室的側(cè)壁上。此外，在一些實(shí)施例 中，蓋505的外壁也能以抗等離子體的層555來涂覆。
[0075] 如圖5B中所示，保護(hù)層510可具有涂覆了孔520的內(nèi)部的側(cè)壁部530。保護(hù)層510 的側(cè)壁部530在蓋505的表面附近較厚，并且進(jìn)入孔520而逐漸變得更薄。在此類實(shí)施例 中，側(cè)壁部530可不涂覆孔520的全部側(cè)壁。
[0076] 圖5C示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、具有稀土氧化物抗等離子體層555的腔室噴嘴550 的透視視圖。如圖所示，稀土氧化物抗等離子體層555可涂覆腔室噴嘴550的末端和側(cè)壁。 腔室噴嘴550可插入到蓋505中。在一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴550包括安置在蓋505上的唇緣 565。唇緣565能不以抗等離子體的層555來涂覆?；蛘?，唇緣565能以抗等離子體的層 555來涂覆。
[0077] 圖6示出工藝600的一個(gè)實(shí)施例用于在腔室蓋或腔室噴嘴的主體上形成薄膜保護(hù) 層。在工藝600的框605處，提供腔室蓋或噴嘴。蓋或噴嘴可具有塊狀燒結(jié)陶瓷體。塊狀 燒結(jié)陶瓷體可以是A1 203、Y203、SiO2或包含Y 4A1209與Y 203-Zr02固溶體的陶瓷化合物。
[0078] 在框620處，執(zhí)行離子輔助沉積（IAD)工藝以將稀土氧化物保護(hù)層沉積到蓋或噴 嘴的至少一個(gè)表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行電子束離子輔助沉積（EB-IAD)工藝?？赏ㄟ^ 熔化待沉積的材料并以離子轟擊所述材料來執(zhí)行IAD工藝。
[0079] 薄膜保護(hù)層可以是 Y3A16012、Y4A120 9、Er203、Gd203、Er 3Al6012、Gd3Al6O 12S Y 4A1209與 Y2O3-ZrO2固溶體的陶瓷化合物或本文中所述的其他稀土氧化物。在一個(gè)實(shí)施例中，薄膜保 護(hù)層的沉積速率可以是約0. 02-20埃/秒（A/s)，并且可通過調(diào)整沉積參數(shù)來改變所述沉積 速率。在一個(gè)實(shí)施例中，最初使用0. 25-lA/s的沉積速率以在基板上形成共形且附著良好 的涂層。隨后可使用2-lOA/s的沉積速率來沉積薄膜保護(hù)層的其余部分，以便在較短的時(shí) 間內(nèi)實(shí)現(xiàn)較厚的涂層。薄膜保護(hù)層可以是共形性非常好的，可以是厚度均勻的，并且可具有 對(duì)被沉積的主體/基板的良好的附著性。
[0080] 在一個(gè)實(shí)施例中，材料包括著色劑，所述著色劑將使沉積的保護(hù)層具有特定的顏 色。可使用的著色劑的示例包括Nd 203、Sm2O3和Er 203。也可使用其他著色劑。
[0081] 在框625處，作出是否沉積任何附加的薄膜保護(hù)層的確定。如果將沉積附加的薄 膜保護(hù)層，則工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行到框630。在框630處，在第一薄膜保護(hù)層上形成另一薄膜保護(hù) 層。所述另一薄膜保護(hù)層可由與第一薄膜保護(hù)層的陶瓷不同的陶瓷組成?；蛘?，所述另一 薄膜保護(hù)層可由用于形成第一保護(hù)層相同的一種或多種陶瓷組成。
[0082] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述另一薄膜保護(hù)層不包括任何著色劑。因此，即使后續(xù)的保護(hù) 層由與底部保護(hù)層幾乎相同的陶瓷材料組成，后續(xù)的保護(hù)層也可具有與底部保護(hù)層不同的 顏色。這在保護(hù)層疊層向下腐蝕至底部保護(hù)層時(shí)使蓋或噴嘴改變顏色。顏色的改變可示意 操作員適時(shí)更換處理腔室的蓋或噴嘴。
[0083] 在沉積了后續(xù)的保護(hù)層之后，方法返回到框625。如果在框625中，沒有附加的薄 膜保護(hù)層將被施加，則工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行到框635。在框635中，拋光保護(hù)層的表面?？墒褂没?學(xué)機(jī)械拋光（CMP)或其他拋光程序來拋光表面。在一個(gè)實(shí)施例中，拋光頂部保護(hù)層的表面， 使表面粗糙度小于8微英寸。在另一實(shí)施例中，將頂部保護(hù)層的表面拋光到小于6微英寸 的表面。
[0084] 可在新的蓋和噴嘴上執(zhí)行工藝600,或可在使用過的蓋和噴嘴上執(zhí)行工藝600以 重新磨光使用過的蓋和噴嘴。在一個(gè)實(shí)施例中，在執(zhí)行工藝600之前，拋光使用過的蓋和噴 嘴。例如，在執(zhí)行工藝600之前，可通過拋光來去除先前的保護(hù)層。
[0085] 利用IAD工藝，可由高能離子（或其他粒子）源獨(dú)立于其他沉積參數(shù)來控制高能 粒子。根據(jù)高能離子通量的能量（例如，速度）、密度和入射角，可操縱薄膜保護(hù)層的組分、 結(jié)構(gòu)、結(jié)晶取向和晶粒尺寸?？烧{(diào)整的附加參數(shù)是沉積期間的制品溫度和沉積的持續(xù)時(shí)間。 離子能量可粗略地分類成低能量離子輔助和高能量離子輔助。低能量離子輔助可包括約 230伏特（V)的電壓和約5安培（A)的電流。高能量離子輔助可包括約270V的電壓和約7A 的電流。離子輔助的低能量與高能量不限于本文中所述的值。高水平與低水平的指定可附 加地取決于所使用的離子的類型和/或用于執(zhí)行IAD工藝的腔室的幾何形狀。比起低能量 離子輔助，高能量離子輔助可以較高速度來投射離子。沉積期間的基板（制品）溫度可粗 略地劃分為低溫（在作為典型的室溫的一個(gè)實(shí)施例中，約120°C _150°C )和高溫（在一實(shí) 施例中，約270°C )。對(duì)于高溫IAD沉積工藝，可在沉積之前以及在沉積期間加熱蓋或噴嘴。
[0087] 表2A :使用IAD而形成的示例薄膜保護(hù)層
[0088]
[0089] 表2B :使用IAD而形成的示例薄膜保護(hù)層
[0090] 表2A-2B示出利用具有各種沉積參數(shù)的IAD來形成的多個(gè)示例薄膜保護(hù)層。實(shí)驗(yàn) 結(jié)果標(biāo)識(shí)了基于多因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE)的優(yōu)化的涂覆工藝，所述涂覆工藝改變離子輔助能 量、沉積速率和溫度以獲取共形的、致密微結(jié)構(gòu)。涂層可在材料性質(zhì)（微結(jié)構(gòu)和/或晶相） 和機(jī)械性質(zhì)（硬度與附著性）以及裂痕密度與真空密封能力方面來表征。IAD涂覆工藝優(yōu) 化可產(chǎn)生具有高密度薄膜（厚度高達(dá)約300 μπι)與低殘留應(yīng)力的IAD涂層。經(jīng)優(yōu)化的參數(shù) 可用于大多數(shù)稀土氧化物基涂層材料。
[0091] 針對(duì)由Y4Al2O9與Y 203-Zr02固溶體的陶瓷化合物形成的薄膜保護(hù)層，示出六個(gè)不 同的示例。第一示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有5微米的厚度，并且使用具有以下條件的、 利用低能量離子輔助與燒結(jié)插塞靶材的IAD來形成：270°C的沉積溫度以及2埃/秒（A/s) 的沉積速率。X光衍射顯示，第一示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)。第一示例化合 物陶瓷薄膜保護(hù)層還具有4. IlGPa的硬度，并目視檢查顯示出與下方的基板的良好的共形 性以及一些豎直裂痕和一些尖頭。
[0092] 第二示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有6微米的厚度，并且使用具有以下條件的、 利用低能量離子輔助與燒結(jié)插塞靶材的IAD來形成：270°C的沉積溫度、對(duì)于最初的2微米 的lA/s的沉積速率以及對(duì)于后續(xù)的4微米的2A/s的沉積速率。X光衍射顯示，第二示例化 合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有納米結(jié)晶結(jié)構(gòu)（其中，部分是結(jié)晶的，部分是非晶的）。當(dāng)用作密 封件時(shí)，第二示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層能夠維持低至5E-6立方厘米/秒（cm 3/s)的真空 度。對(duì)第二示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層的目視檢查顯示出良好的共形性以及比第一示例化 合物陶瓷薄膜保護(hù)層少的豎直裂痕。
[0093] 第三示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有5微米的厚度，并且使用具有以下條件的、 利用低能量離子輔助與燒結(jié)插塞靶材的IAD來形成：270°C的沉積溫度以及l(fā)A/s的沉積速 率。X光衍射顯示，第三示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有納米結(jié)晶結(jié)構(gòu)。當(dāng)用作密封件時(shí)， 第三示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層能夠維持低至6. 3E-6cm3/s的真空度。對(duì)第三示例化合物 陶瓷薄膜保護(hù)層的目視檢查顯示出良好的共形性以及比第一示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層 少的豎直裂痕。
[0094] 第四示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有5微米的厚度，并且使用具有以下條件的、 利用高能量離子輔助與燒結(jié)插塞靶材的IAD來形成：270°C的沉積溫度、對(duì)于最初的1微米 的lA/s的沉積速率以及對(duì)于后續(xù)的4微米的2A/s的沉積速率。X光衍射顯示，第三示例化 合物陶瓷薄膜保護(hù)層具有大致的非晶結(jié)構(gòu)。當(dāng)用作密封件時(shí)，第三示例化合物陶瓷薄膜保 護(hù)層能夠維持低至I. 2E-9cm3/s的真空度。對(duì)第四示例化合物陶瓷薄膜保護(hù)層的目視檢查 顯示出良好的共形性、平滑的表面以及極少的豎直裂痕。此外，第四示例化合物陶瓷薄膜保 護(hù)層具有7. 825GPa的硬度。
[0095] 第五示例化合物薄膜保護(hù)層使用與第四示例化合物薄膜保護(hù)層相同的參數(shù)來形 成，但是沉積溫度在室溫（約120°C _150°C )下，并且利