内由工艺和/或 其他气体形成的等离子体。源184、186通常能产生频率从约50kHz至约3kHz、功率高达约 10000瓦的RF信号。
[0026] 图2A-5示出由一个或更多个薄膜保护层覆盖的制品（例如，腔室部件）的横截面 侧视图。参照图2A，制品200的基底或主体205的至少部分由薄膜保护层208涂覆。制品 200可以是腔室部件，诸如，基板支撑组件、静电卡盘（ESC)、环（例如，工艺套环或单环）、腔 室壁、基底、气体分配板或喷淋头、衬层、衬层套组、屏蔽体、等离子体屏、流量均衡器、冷却 基底、腔室视口、腔室盖等。制品200的主体205可以是金属、陶瓷、金属-陶瓷复合物、聚 合物或聚合物-陶瓷复合物。
[0027] 各种腔室部件由不同的材料组成。例如，静电卡盘可由粘合到经阳极化处理的铝 基底的陶瓷组成，诸如，A1 203(氧化铝）、A1N(氮化铝）、Ti0(氧化钛）、TiN(氮化钛）或 SiC (碳化硅）。A1203、AlN和经阳极化处理的铝具有差的抗等离子体腐蚀性。当暴露于具 有氟化学品和/或还原性化学品的等离子体环境时，在约50射频小时（RFHr)的处理之后， 静电卡盘的静电定位盘会呈现降级的晶片夹持、增加的He泄漏率、晶片前侧与背侧的粒子 产生以及晶片上金属污染。一个射频小时是一个处理小时。
[0028] 用于导体蚀刻工艺的等离子体蚀刻器用的盖可以是烧结陶瓷（诸如，Al2O 3)，因为 Al2O3具有高抗弯强度和高热导率。然而，暴露于氟化学品的Al 203会在晶片上形成AlF粒 子和铝金属污染。一些腔室盖在面向等离子体的侧具有厚膜保护层以使粒子产生和金属污 染最小化并延长盖的寿命。然而，大多数厚膜涂覆技术具有长的前置时间（lead time)。此 外，对于大多数厚膜涂覆技术，执行特殊表面准备以使待涂覆的制品（例如，盖）准备好接 收涂层。此类长的前置时间和涂覆准备步骤会增加成本并降低生产力，并且抑制修整。此 外，大多数厚膜涂层具有会使晶片上缺陷性能降级的固有裂缝和孔隙。
[0029] 工艺套环和单环用于密封和/或保护其他腔室部件，并且通常由石英或硅制成。 这些环可围绕被支撑的基板（例如，晶片）而设置以确保均匀的等离子体密度（以及由此 产生的均匀蚀刻）。然而，石英和硅在各种蚀刻化学品（例如等离子蚀刻化学品）作用下具 有很高的腐蚀速率。此外，当暴露于等离子体化学品时，此类环会导致粒子污染。工艺套环 和单环也可由烧结陶瓷（诸如，YAG)和/或含Y 4Al2O9与Y 203-Zr02固体溶液的陶瓷化合物 组成。
[0030] 用于执行电介质蚀刻工艺的蚀刻器用喷淋头通常由粘合至SiC面板的经阳极化 处理的铝制成。当此类喷淋头暴露于包括氟的等离子体化学品时，由于等离子体与经阳极 化处理的铝基底的相互作用，而形成A1F。此外，经阳极化处理的铝基底的高腐蚀速率会引 起起弧（arcing)，并最终缩短喷淋头多次清洗之间的平均时间。
[0031] 腔室视口（也称作端点窗）是通常由石英或蓝宝石制成的透明部件。各种光学传 感器可受视口保护，并且可通过该视口进行光学传感器读数。此外，视口使使用者在处理期 间能够目视检查或观察晶片。石英和蓝宝石两者均具有差的等离子体腐蚀抗性。随着等离 子体化学品腐蚀视口并使视口粗糙化，该视口的光学性质将改变。例如，视口可能变混浊 (cloudy)和/或通过视口的光学信号可能变成歪斜的。这会损害光学传感器收集准确读数 的能力。然而，厚膜保护层不适合用于视口，因为这些涂层会堵塞视口。
[0032] 以上提供的示例仅陈述性能可利用本文中的实施例中所陈述的薄膜保护层来改 善的一些腔室部件。
[0033] 往回参考图2A，制品200的主体205可包括一个或更多个表面特征，诸如，图2 中所示的台面。对于静电卡盘，表面特征可包括台面、密封带、气体流道、氦气孔等。对于 喷淋头，表面特征可包括粘合线、数百或数千个气体分配孔、围绕这些气体分配孔的凹部 (divot)或凸块（bump)等。其他腔室部件可具有其他表面特征。
[0034] 形成在主体205上的薄膜保护层208可共形于主体205的表面特征。如图所示， 薄膜保护层208维持主体205的上表面的相对形状（例如，浮印台面的形状）。此外，薄膜 涂层可以是足够薄的，使得不堵塞喷淋头的孔或静电卡盘中的He孔。在一个实施例中，薄 膜保护层208具有小于约20微米的厚度。在进一步的实施例中，薄膜保护层具有在约0. 5 微米至约7微米之间的厚度。
[0035] 薄膜保护层208是沉积陶瓷层，此可使用离子辅助沉积（IAD)工艺或物理气相沉 积（PVD)工艺而形成在制品200的主体205上。可执行的一个示例IAD工艺是电子束离子 辅助沉积（EB-IAD)。IAD或PVD沉积的薄膜保护层208可具有相对低的膜应力（例如，相 比于等离子体喷涂或溅射而导致的膜应力）。该相对低的膜应力可使主体205的下表面非 常平坦，对于具有12英寸直径的主体，整个主体上具有小于约50微米的曲率。此外，IAD或 PVD沉积的薄膜保护层208可具有小于1 %的孔隙度，并且在一些实施例中为小于约0. 1 %。 因此，IAD或PVD沉积的保护层为致密结构，这对于在腔室部件上的应用可具有性能益处。 此外，可在不首先使主体205的上表面粗糙化或执行其他耗时的表面准备步骤的情况下就 沉积IAD或PVD沉积的保护层208。由于使主体粗糙化会降低主体205的击穿电压，因此能 在不首先使主体205粗糙化的情况下就涂布薄膜保护层208有益于一些应用（例如，用于 静电卡盘）。
[0036] 可用于形成薄膜保护层208的陶瓷的示例包括Y3A150 12、Y4A1209、Er20 3、Gd203、 Er3Al5012、Gd3Al5O 12或含 Y，1209与 Y 203-Zr0^体溶液（Y 203-Zr02固溶体）的陶瓷化合物。 其他Er基和/或Gd基抗等离子体稀土氧化物也可用于形成薄膜保护层208。在一个实施 例中，薄膜保护层是由35摩尔％的Y 2O3与65摩尔％的Al 203组成的YAG。在另一实施例中， 陶瓷涂层是由30-40摩尔％的Y2O 3与60-70摩尔％的Al 203组成的YAG。在一个实施例中， 陶瓷化合物包括62. 93摩尔％的Y203、23. 23摩尔％的ZrOjP 13. 94摩尔％的Al 203。在另 一实施例中，陶瓷化合物可包括50-75摩尔％的Y20 3、10-30摩尔％范围中的ZrOjP 10-30 摩尔％范围中的Al2O3。在其他实施例中，其他分布也可用于陶瓷化合物。上述陶瓷中的任 何一种可包括微量的其他材料，诸如，Zr0 2、A1203、Si02、B20 3、Er203、Nd203、Nb 205、Ce02、Sm203、 Yb2O3或其他氧化物。
[0037]
[0038] 表1 :IAD沉积的YAG、Er203、EAG和含Y4AI2O e^ Y 203-Zr0^体溶液的陶瓷化合物 的材料性质
[0039] 表1示出92% Al2O3(氧化铝）基板的材料性质和各种涂覆92% Al2O3基板的薄膜 保护层的材料性质。如图所示，氧化铝基板具有363伏特/密耳（V/mil)的击穿电压。相 比之下，IAD沉积的含Y 4Al2O9与Y 203-Zr02固体溶液的陶瓷化合物的5微米（μ m)涂层具 有2500V (远高于氧化铝的正规化值363V/mil)的击穿电压。IAD沉积的YAG的5 μ m涂层 具有6800V的击穿电压。IAD沉积的Er2O3的5 μ m涂层具有527V的击穿电压。IAD沉积的 EAG的5 μ m涂层具有900V的击穿电压。
[0040] 在室温下，氧化铝的体电阻率为约0. 01X1016(0. 01E16)欧姆?厘米（Ω ^cm)。在 室温下，陶瓷化合物薄膜保护层的体电阻率为约4. 1Ε16Ω · cm，并且在室温下，YAG薄膜保 护层的体电阻率为约11. 3Ε16Ω · cm。
[0041] 氧化铝的介电常数为约9. 2,陶瓷化合物薄膜的介电常数为约9. 83, YAG薄膜的介 电常数为约9. 76 ,Er2O3薄膜的介电常数为约9. 67, EAG薄膜的介电常数为约9. 54。氧化铝 的损失正切（loss tangent)为约5E-4,陶瓷化合物薄膜的损失正切为约4E-4, YAG薄膜的 损失正切为约4E-4, Er2O3薄膜的损失正切为约4E-4, EAG薄膜的损失正切为约4E-4。氧化 铝的热导率为约18W/m-K，陶瓷化合物薄膜的热导率为约19.9W/m-K，YAG薄膜的热导率为 约20. lW/m-K，Er2O3薄膜的热导率为约19. 4W/m-K，EAG薄膜的热导率为约19. 2W/m-K。
[0042] 在一个实施例中，氧化铝基板可具有约8微英寸的起始粗糙度，并且在所有薄膜 保护层中，该起始粗糙度可大致不改变。如表中所示，沉积任何薄膜保护层后，特征高度也 可大致不变，特征高度诸如，内部密封带（ISB)台面高度和外部密封带（OSB)台面高度。对 于陶瓷化合物薄膜，薄膜保护层对氧化铝基板的附着强度可以是大于28兆帕（MPa)，对于 YAG薄膜，该值为大于32MPa。可通过测量用以分离薄膜保护层与基板的力量来确定附着强 度。厄米性（hermicity)测量可使用薄膜保护层而实现的密封能力。如表中所示，可使用 氧化铝实现约1E-6立方厘米/秒（cm 3/s)的He漏率，可使用陶瓷化合物实现约I. 2E-9的 He漏率，可使用YAG实现约4. 4E-10的He漏率，可使用Er2O3实现约5. 5E-9的He漏率，可 使用EAG实现约9. 5E-10的He漏率。较低的He泄漏率指示改善的密封。示例薄膜保护层 中的每一个具有比Al2O 3基板更低的He漏率。
[0043] Y3Al5O12' Y4A1209、Er203、Gd 203、Er3Al5O12' Gd3Al5O12和含 Y，1209与 Y 20