个实施例中，第一层408可以是EAG， 第二层410可以是YAG，第三层415可以是化合物陶瓷。
[0070] 在又一示例中，保护层叠层406中的层可以是两种不同的陶瓷的交替层。例如，第 一层408和第三层415可以是YAG，第二层410和第四层418可以是化合物陶瓷。在用于交 替层中的一种材料是非晶的且用于交替层中的另一种材料是结晶或纳米结晶的情况下，此 类交替层可提供类似上述的优势。
[0071] 在一些实施例中，薄膜保护层叠层306、406中的一个或更多个层是使用热处理而 形成的过渡层。如果主体305、405是陶瓷主体，则可执行高温热处理以促进薄膜保护层与 主体之间的相互扩散。此外，可执行热处理以促进相邻的薄膜保护层之间或厚保护层与薄 膜保护层之间的相互扩散。值得注意的是，过渡层可以是非多孔层。过渡层可充当两种陶 瓷之间的扩散接合，并且可在相邻的陶瓷之间提供改善的的附着性。这可有助于防止保护 层在等离子体处理期间破裂、剥离或剥落。
[0072] 热处理可以是在高达约1400°C -1600°C达多达约24小时（例如，在一实施例 中，3-6小时）的热处理。这可在第一薄膜保护层与相邻的陶瓷主体或第二薄膜保护层 中的一者或多者之间形成相互扩散层。如果陶瓷主体是Al 2O3，并且保护层由化合物陶瓷 Y4Al2O9(YAM)与固溶体VxZrxO 3 (Y2O3-ZrO2固溶体）组成，则将形成Y3Al 5O12 (YAG)界面层。 类似地，热处理将使EAG过渡层在Er2O3与Al 203之间形成。热处理也将使YAG在Y 203与 Al2O3之间形成。热处理还会使GAG在Gd 203与Al 203之间形成。对Al 203上的氧化纪稳定化 的氧化锆（YSZ)的热处理可形成化合物陶瓷Y4Al 2O9 (YAM)与固溶体Y2-XZrxO3的过渡层。其 他过渡层可形成在其他相邻的陶瓷之间。
[0073] 在一个实施例中，在第一保护层308、408的沉积期间，可添加着色剂。因此，当 第二保护层310、410磨损时，操作员可具有是时候重新磨光或更换盖或喷嘴的视觉队列 (visual queue)〇
[0074] 图5A示出根据一个实施例的、具有稀土氧化物抗等离子体层510的腔室盖505的 透视视图。图5B示出根据一个实施例的、具有稀土氧化物抗等离子体层510的腔室盖505 的剖面侧视图。腔室盖505包括孔520,所述孔502可位于盖的中心处或盖上的别处。盖 505也可具有唇缘515,所述唇缘515在所述盖505被关闭时将与腔室的壁接触。在一个实 施例中，保护层510不覆盖唇缘515。为了确保保护层不覆盖唇缘515,可在沉积期间使用 覆盖唇缘515的硬掩模或软掩模。随后，可在沉积后去除掩模。或者，保护层510可涂覆盖 的整个表面。因此，在处理期间，保护层510可安置在腔室的侧壁上。此外，在一些实施例 中，盖505的外壁也能以抗等离子体的层555来涂覆。
[0075] 如图5B中所示，保护层510可具有涂覆了孔520的内部的侧壁部530。保护层510 的侧壁部530在盖505的表面附近较厚，并且进入孔520而逐渐变得更薄。在此类实施例 中，侧壁部530可不涂覆孔520的全部侧壁。
[0076] 图5C示出根据一个实施例的、具有稀土氧化物抗等离子体层555的腔室喷嘴550 的透视视图。如图所示，稀土氧化物抗等离子体层555可涂覆腔室喷嘴550的末端和侧壁。 腔室喷嘴550可插入到盖505中。在一个实施例中，喷嘴550包括安置在盖505上的唇缘 565。唇缘565能不以抗等离子体的层555来涂覆。或者，唇缘565能以抗等离子体的层 555来涂覆。
[0077] 图6示出工艺600的一个实施例用于在腔室盖或腔室喷嘴的主体上形成薄膜保护 层。在工艺600的框605处，提供腔室盖或喷嘴。盖或喷嘴可具有块状烧结陶瓷体。块状 烧结陶瓷体可以是A1 203、Y203、SiO2或包含Y 4A1209与Y 203-Zr02固溶体的陶瓷化合物。
[0078] 在框620处，执行离子辅助沉积（IAD)工艺以将稀土氧化物保护层沉积到盖或喷 嘴的至少一个表面上。在一个实施例中，执行电子束离子辅助沉积（EB-IAD)工艺。可通过 熔化待沉积的材料并以离子轰击所述材料来执行IAD工艺。
[0079] 薄膜保护层可以是 Y3A16012、Y4A120 9、Er203、Gd203、Er 3Al6012、Gd3Al6O 12S Y 4A1209与 Y2O3-ZrO2固溶体的陶瓷化合物或本文中所述的其他稀土氧化物。在一个实施例中，薄膜保 护层的沉积速率可以是约0. 02-20埃/秒（A/s)，并且可通过调整沉积参数来改变所述沉积 速率。在一个实施例中，最初使用0. 25-lA/s的沉积速率以在基板上形成共形且附着良好 的涂层。随后可使用2-lOA/s的沉积速率来沉积薄膜保护层的其余部分，以便在较短的时 间内实现较厚的涂层。薄膜保护层可以是共形性非常好的，可以是厚度均匀的，并且可具有 对被沉积的主体/基板的良好的附着性。
[0080] 在一个实施例中，材料包括着色剂，所述着色剂将使沉积的保护层具有特定的颜 色。可使用的着色剂的示例包括Nd 203、Sm2O3和Er 203。也可使用其他着色剂。
[0081] 在框625处，作出是否沉积任何附加的薄膜保护层的确定。如果将沉积附加的薄 膜保护层，则工艺继续进行到框630。在框630处，在第一薄膜保护层上形成另一薄膜保护 层。所述另一薄膜保护层可由与第一薄膜保护层的陶瓷不同的陶瓷组成。或者，所述另一 薄膜保护层可由用于形成第一保护层相同的一种或多种陶瓷组成。
[0082] 在一个实施例中，所述另一薄膜保护层不包括任何着色剂。因此，即使后续的保护 层由与底部保护层几乎相同的陶瓷材料组成，后续的保护层也可具有与底部保护层不同的 颜色。这在保护层叠层向下腐蚀至底部保护层时使盖或喷嘴改变颜色。颜色的改变可示意 操作员适时更换处理腔室的盖或喷嘴。
[0083] 在沉积了后续的保护层之后，方法返回到框625。如果在框625中，没有附加的薄 膜保护层将被施加，则工艺继续进行到框635。在框635中，抛光保护层的表面。可使用化 学机械抛光（CMP)或其他抛光程序来抛光表面。在一个实施例中，抛光顶部保护层的表面， 使表面粗糙度小于8微英寸。在另一实施例中，将顶部保护层的表面抛光到小于6微英寸 的表面。
[0084] 可在新的盖和喷嘴上执行工艺600,或可在使用过的盖和喷嘴上执行工艺600以 重新磨光使用过的盖和喷嘴。在一个实施例中，在执行工艺600之前，抛光使用过的盖和喷 嘴。例如，在执行工艺600之前，可通过抛光来去除先前的保护层。
[0085] 利用IAD工艺，可由高能离子（或其他粒子）源独立于其他沉积参数来控制高能 粒子。根据高能离子通量的能量（例如，速度）、密度和入射角，可操纵薄膜保护层的组分、 结构、结晶取向和晶粒尺寸。可调整的附加参数是沉积期间的制品温度和沉积的持续时间。 离子能量可粗略地分类成低能量离子辅助和高能量离子辅助。低能量离子辅助可包括约 230伏特（V)的电压和约5安培（A)的电流。高能量离子辅助可包括约270V的电压和约7A 的电流。离子辅助的低能量与高能量不限于本文中所述的值。高水平与低水平的指定可附 加地取决于所使用的离子的类型和/或用于执行IAD工艺的腔室的几何形状。比起低能量 离子辅助，高能量离子辅助可以较高速度来投射离子。沉积期间的基板（制品）温度可粗 略地划分为低温（在作为典型的室温的一个实施例中，约120°C _150°C )和高温（在一实 施例中，约270°C )。对于高温IAD沉积工艺，可在沉积之前以及在沉积期间加热盖或喷嘴。
[0087] 表2A :使用IAD而形成的示例薄膜保护层
[0088]
[0089] 表2B :使用IAD而形成的示例薄膜保护层
[0090] 表2A-2B示出利用具有各种沉积参数的IAD来形成的多个示例薄膜保护层。实验 结果标识了基于多因子实验设计（DOE)的优化的涂覆工艺，所述涂覆工艺改变离子辅助能 量、沉积速率和温度以获取共形的、致密微结构。涂层可在材料性质（微结构和/或晶相） 和机械性质（硬度与附着性）以及裂痕密度与真空密封能力方面来表征。IAD涂覆工艺优 化可产生具有高密度薄膜（厚度高达约300 μπι)与低残留应力的IAD涂层。经优化的参数 可用于大多数稀土氧化物基涂层材料。
[0091] 针对由Y4Al2O9与Y 203-Zr02固溶体的陶瓷化合物形成的薄膜保护层，示出六个不 同的示例。第一示例化合物陶瓷薄膜保护层具有5微米的厚度，并且使用具有以下条件的、 利用低能量离子辅助与烧结插塞靶材的IAD来形成：270°C的沉积温度以及2埃/秒（A/s) 的沉积速率。X光衍射显示，第一示例化合物陶瓷薄膜保护层具有结晶结构。第一示例化合 物陶瓷薄膜保护层还具有4. IlGPa的硬度，并目视检查显示出与下方的基板的良好的共形 性以及一些竖直裂痕和一些尖头。
[0092] 第二示例化合物陶瓷薄膜保护层具有6微米的厚度，并且使用具有以下条件的、 利用低能量离子辅助与烧结插塞靶材的IAD来形成：270°C的沉积温度、对于最初的2微米 的lA/s的沉积速率以及对于后续的4微米的2A/s的沉积速率。X光衍射显示，第二示例化 合物陶瓷薄膜保护层具有纳米结晶结构（其中，部分是结晶的，部分是非晶的）。当用作密 封件时，第二示例化合物陶瓷薄膜保护层能够维持低至5E-6立方厘米/秒（cm 3/s)的真空 度。对第二示例化合物陶瓷薄膜保护层的目视检查显示出良好的共形性以及比第一示例化 合物陶瓷薄膜保护层少的竖直裂痕。
[0093] 第三示例化合物陶瓷薄膜保护层具有5微米的厚度，并且使用具有以下条件的、 利用低能量离子辅助与烧结插塞靶材的IAD来形成：270°C的沉积温度以及lA/s的沉积速 率。X光衍射显示，第三示例化合物陶瓷薄膜保护层具有纳米结晶结构。当用作密封件时， 第三示例化合物陶瓷薄膜保护层能够维持低至6. 3E-6cm3/s的真空度。对第三示例化合物 陶瓷薄膜保护层的目视检查显示出良好的共形性以及比第一示例化合物陶瓷薄膜保护层 少的竖直裂痕。
[0094] 第四示例化合物陶瓷薄膜保护层具有5微米的厚度，并且使用具有以下条件的、 利用高能量离子辅助与烧结插塞靶材的IAD来形成：270°C的沉积温度、对于最初的1微米 的lA/s的沉积速率以及对于后续的4微米的2A/s的沉积速率。X光衍射显示，第三示例化 合物陶瓷薄膜保护层具有大致的非晶结构。当用作密封件时，第三示例化合物陶瓷薄膜保 护层能够维持低至I. 2E-9cm3/s的真空度。对第四示例化合物陶瓷薄膜保护层的目视检查 显示出良好的共形性、平滑的表面以及极少的竖直裂痕。此外，第四示例化合物陶瓷薄膜保 护层具有7. 825GPa的硬度。
[0095] 第五示例化合物薄膜保护层使用与第四示例化合物薄膜保护层相同的参数来形 成，但是沉积温度在室温（约120°C _150°C )下，并且利