。当热处理温度从约500°C增加至约1200°C，范德华 力会至少因距离Η的减少而增强。这种距离的减少因为基板表吸收了粒子及/或变形所致。 [0079]在介于约1200°C与1800°C之间的温度下，在粒子与陶瓷涂层表面之间会形成液体 膜。在约1200°C与1500°C之间，液体薄膜可以是薄液体膜，而在约1500°C与1800°C之间，该 液体膜可以为厚液体膜。在高达约1800°C的温度下，粒子与陶瓷涂层表面之间的互相作用 通过毛细力而由液体间互相作用所主导，根据下式：
[0080] F = 4jryRcos9 (式 2)
[0081] 其中F为力，γ为液体-空气表面张力，R为粒子与基板表面之间的界面等效半径， 而Θ为接触角。在这些温度下，粒子扩散至液体中，且会在对应晶粒上重新成长。这会使粒子 从基板表面移除，即使是在陶瓷物品已经冷却之后亦然。
[0082]对于ΗΡΜ陶瓷复合物与钇氧化物而言，1800°C为烧结温度。因此，在大致为1800°C 或高于约1800°C的温度下，在粉末之间的陶瓷涂层中形成液态相。这些粉末会熔化为液体， 并且成长为尺寸更大的晶粒。原子会从高能量晶粒扩散至低能量晶粒，直到达到平衡为止。 因此，在一实施例中，在低于约1800°C的温度下进行热处理。
[0083]前述说明提出各种具体细节(例如具体系统、组件、方法等的实例），以提供对本发 明的数个实施例的良好理解。然而，本领域技术人员明显可知，在无这些具体细节下亦可实 施本发明的至少某些实施例。在其他例子中，习知组件或方法并不详细加以说明、或是仅以 简单方块图形式来呈现，以避免不需要地混淆本发明。因此，所提出的具体细节仅为例示， 特定的实施方式可随这些例示细节而变化，且仍被视为落于本发明的范畴内。
[0084]在本说明书中，当述及"一个实施例"或"一实施例"时，是表示与该实施例相关说 明的一特定特征、结构或特性包含于至少一个实施例中。因此，当本说明书中各个部分出现 用语"在一个实施例中"或"在一具体实施例中"时，并不是必须要全部都指同一个实施例。 此外，用语"或"是用以表示包含性的"或"而非排除性的"或"。
[0085]本文所述的方法的操作虽以特定顺序来说明，但每一方法的操作次序可加以调 整，使得某些操作可以一反向次序而执行，或使得某些操作可至少部分与其他操作同时执 行。在另一具体实施例中，不同操作的指令或次操作可为周期性及/或交替的形式。
[0086] 应理解上述说明仅为说明、而非限制之用。在研读并理解上述说明之后，本领域技 术人员即可明显得知多其他具体实施例。因此，本发明的范畴应参照如附权利要求及这些 权利要求所记载的等效例的完整范畴而决定。
【主权项】
1. 一种方法，包括以下步骤： 提供陶瓷物品，包括陶瓷基板与陶瓷涂层，其中所述陶瓷涂层具有初始孔隙度与初始 裂缝量； 以约每分钟〇.l°C至约每分钟20°C的升降温速率，加热所述陶瓷物品至介于约1000°C与约1800°C间的温度范围； 以所述温度范围内的一或多个温度热处理所述陶瓷物品达约24小时的历时，以减少所 述陶瓷涂层的孔隙度与裂缝量;及 在热处理之后以所述升降温速率来冷却所述陶瓷物品。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷涂层另外具有初始粒子计数与初始 黏结强度，且其中在热处理之后，所述陶瓷涂层具有降低的粒子计数与增加的黏结强度。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷基板与所述陶瓷涂层各自实质上由 ￥2〇3、厶12〇 3、￥4厶12〇9、￥3厶15〇 12(￥厶6)、石英、3比、31必4、厶以或51(：-31必4中的至少其一组成，且 其中所述陶瓷基板具有与所述陶瓷涂层不同的组成。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述陶瓷基板与所述陶瓷涂层包括在热处理 期间将反应而于所述陶瓷涂层与所述陶瓷基板之间形成过渡层的陶瓷。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷涂层由包括Y2〇3以及Zr02、Al2〇3、 Si02、B2〇3，Er2〇3、Nd2〇3、Nb2〇5、Ce02、Sm2〇3 或Yb2〇3 中的至少其一的固体溶液组成。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理使所述陶瓷涂层与所述陶瓷基板 反应而于所述陶瓷基板与所述陶瓷涂层之间形成过渡层，且其中所述历时与所述温度范围 经选择以使所述过渡层具有约0.1微米至约5微米的厚度。7. 如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤： 在所述加工陶瓷物品已经用于等离子体蚀刻工艺之后，重复加热、热处理与冷却，以减 少所述等离子体蚀刻工艺所产生的增加的表面缺陷密度。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述等离子体蚀刻工艺使聚合物形成于所述 陶瓷物品上，且其中在氧的存在下重复所述热处理通过使所述等聚合物与氧反应以变成气 体而干式清洁所述陶瓷物品。9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在真空、空气的存在、氩气的存在、 或氮气的存在中至少其一之下进行。10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工陶瓷物品是等离子体蚀刻器的处 理腔室组件。11. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理使所述陶瓷涂层的晶粒大小增 加，且其中所述历时与所述温度范围经过选择以达到目标晶粒大小。12. -种由工艺所制备的经热处理陶瓷物品，所述工艺包括： 提供陶瓷物品，所述陶瓷物品包括陶瓷基板与陶瓷涂层，其中所述陶瓷涂层具有初始 孔隙度与初始黏结强度； 以约每分钟〇.l°C至约每分钟20°C的升降温速率，加热所述陶瓷物品至介于约1000°C与约1800°C间的温度范围； 以所述温度范围内的一或多个温度热处理所述陶瓷物品达约24小时的历时;及 以所述升降温速率来冷却所述陶瓷物品，其中在所述热处理之后所述陶瓷涂层具有增 加的黏结强度与降低的孔隙度。13. 如权利要求12所述的经热处理陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷涂层另外具有初始 粒子计数与初始黏结强度，且其中在所述热处理之后，所述陶瓷涂层具有降低的粒子计数 与增加的黏结强度。14. 如权利要求12所述的经热处理陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板与所述陶瓷涂 层各自实质上由丫2〇3、厶12〇 3、￥4厶12〇9、￥3厶15〇 12(￥厶6)、石英、3扣、31必4、厶1~或51(：-31必4中的至 少其一组成，且其中所述陶瓷基板具有与所述陶瓷涂层不同的组成。15. 如权利要求14所述的经热处理陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板与所述陶瓷涂 层包括在热处理期间将反应而于所述陶瓷涂层与所述陶瓷基板之间形成过渡层的陶瓷。16. 如权利要求12所述的经热处理陶瓷物品，其特征在于，所述热处理使所述陶瓷涂层 与所述陶瓷基板反应而于所述陶瓷基板与所述陶瓷涂层之间形成过渡层，且其中所述历时 与所述温度范围经选择以使所述过渡层具有约0.1微米至约5微米的厚度。17. -种陶瓷物品，包括： 陶瓷基板； 在所述陶瓷基板上的陶瓷涂层，其中所述陶瓷涂层具有与所述陶瓷基板不同的组成； 及 过渡层，位于所述陶瓷基板与所述陶瓷涂层之间，所述过渡层包括来自所述陶瓷涂层 的第一元素，所述第一元素已与来自所述陶瓷基板的第二元素反应，其中所述过渡层具有 介于约0.1微米至约5微米的厚度。18. 如权利要求17所述的陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板包括Al2〇3,所述过渡层 包括Y3Al5〇12(YAG)，且所述陶瓷涂层包括Y2〇3或Y4Al2〇9的化合物与Y2〇3-Zr02的固体溶液中 至少其一。19. 如权利要求17所述的陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板与所述陶瓷涂层各自实 质上由￥2〇3、厶12〇 3、￥4厶12〇9、￥3厶15〇 12(￥厶6)、石英、3扣、31必4、厶以或31(：-31必4中的至少其一组 成，且其中所述陶瓷基板具有与所述陶瓷涂层不同的组成。20. 如权利要求17所述的陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷物品是等离子体蚀刻器的处 理腔室组件。
【专利摘要】本文提供了一种具有陶瓷基板与陶瓷涂层的陶瓷物品，其中该陶瓷涂层具有初始孔隙度与初始裂缝量。该陶瓷物品以约每分钟0.1℃至约每分钟20℃的升降温速率被加热至介于约1000℃与约1800℃间的温度范围。以该温度范围内的一或多个温度热处理该陶瓷物品达约24小时的历时。接着以该升降温速率来冷却该陶瓷物品，其中在热处理之后，该陶瓷涂层具有降低的孔隙度与降低的裂缝量。
【IPC分类】C03C1/00, C23C28/00, C04B41/50
【公开号】CN105492400
【申请号】CN201380010899
【发明人】J·Y·孙, R-G·段, B·R·卡农戈, D·卢博米尔斯基
【申请人】应用材料公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年2月20日
【公告号】US9212099, US20130216821, US20160060181, WO2013126466A1