。當熱處理溫度從約500°C增加至約1200°C，范德華 力會至少因距離Η的減少而增強。這種距離的減少因為基板表吸收了粒子及/或變形所致。 [0079]在介于約1200°C與1800°C之間的溫度下，在粒子與陶瓷涂層表面之間會形成液體 膜。在約1200°C與1500°C之間，液體薄膜可以是薄液體膜，而在約1500°C與1800°C之間，該 液體膜可以為厚液體膜。在高達約1800°C的溫度下，粒子與陶瓷涂層表面之間的互相作用 通過毛細力而由液體間互相作用所主導，根據下式：
[0080] F = 4jryRcos9 (式 2)
[0081] 其中F為力，γ為液體-空氣表面張力，R為粒子與基板表面之間的界面等效半徑， 而Θ為接觸角。在這些溫度下，粒子擴散至液體中，且會在對應晶粒上重新成長。這會使粒子 從基板表面移除，即使是在陶瓷物品已經冷卻之后亦然。
[0082]對于ΗΡΜ陶瓷復合物與釔氧化物而言，1800°C為燒結溫度。因此，在大致為1800°C 或高于約1800°C的溫度下，在粉末之間的陶瓷涂層中形成液態相。這些粉末會熔化為液體， 并且成長為尺寸更大的晶粒。原子會從高能量晶粒擴散至低能量晶粒，直到達到平衡為止。 因此，在一實施例中，在低于約1800°C的溫度下進行熱處理。
[0083]前述說明提出各種具體細節(例如具體系統、組件、方法等的實例），以提供對本發 明的數個實施例的良好理解。然而，本領域技術人員明顯可知，在無這些具體細節下亦可實 施本發明的至少某些實施例。在其他例子中，習知組件或方法并不詳細加以說明、或是僅以 簡單方塊圖形式來呈現，以避免不需要地混淆本發明。因此，所提出的具體細節僅為例示， 特定的實施方式可隨這些例示細節而變化，且仍被視為落于本發明的范疇內。
[0084]在本說明書中，當述及"一個實施例"或"一實施例"時，是表示與該實施例相關說 明的一特定特征、結構或特性包含于至少一個實施例中。因此，當本說明書中各個部分出現 用語"在一個實施例中"或"在一具體實施例中"時，并不是必須要全部都指同一個實施例。 此外，用語"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雖以特定順序來說明，但每一方法的操作次序可加以調 整，使得某些操作可以一反向次序而執行，或使得某些操作可至少部分與其他操作同時執 行。在另一具體實施例中，不同操作的指令或次操作可為周期性及/或交替的形式。
[0086] 應理解上述說明僅為說明、而非限制之用。在研讀并理解上述說明之后，本領域技 術人員即可明顯得知多其他具體實施例。因此，本發明的范疇應參照如附權利要求及這些 權利要求所記載的等效例的完整范疇而決定。
【主權項】
1. 一種方法，包括以下步驟： 提供陶瓷物品，包括陶瓷基板與陶瓷涂層，其中所述陶瓷涂層具有初始孔隙度與初始 裂縫量； 以約每分鐘〇.l°C至約每分鐘20°C的升降溫速率，加熱所述陶瓷物品至介于約1000°C與約1800°C間的溫度范圍； 以所述溫度范圍內的一或多個溫度熱處理所述陶瓷物品達約24小時的歷時，以減少所 述陶瓷涂層的孔隙度與裂縫量;及 在熱處理之后以所述升降溫速率來冷卻所述陶瓷物品。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷涂層另外具有初始粒子計數與初始 黏結強度，且其中在熱處理之后，所述陶瓷涂層具有降低的粒子計數與增加的黏結強度。3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷基板與所述陶瓷涂層各自實質上由 ￥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中的至少其一組成，且 其中所述陶瓷基板具有與所述陶瓷涂層不同的組成。4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述陶瓷基板與所述陶瓷涂層包括在熱處理 期間將反應而于所述陶瓷涂層與所述陶瓷基板之間形成過渡層的陶瓷。5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷涂層由包括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 中的至少其一的固體溶液組成。6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱處理使所述陶瓷涂層與所述陶瓷基板 反應而于所述陶瓷基板與所述陶瓷涂層之間形成過渡層，且其中所述歷時與所述溫度范圍 經選擇以使所述過渡層具有約0.1微米至約5微米的厚度。7. 如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟： 在所述加工陶瓷物品已經用于等離子體蝕刻工藝之后，重復加熱、熱處理與冷卻，以減 少所述等離子體蝕刻工藝所產生的增加的表面缺陷密度。8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述等離子體蝕刻工藝使聚合物形成于所述 陶瓷物品上，且其中在氧的存在下重復所述熱處理通過使所述等聚合物與氧反應以變成氣 體而干式清潔所述陶瓷物品。9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在真空、空氣的存在、氬氣的存在、 或氮氣的存在中至少其一之下進行。10. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工陶瓷物品是等離子體蝕刻器的處 理腔室組件。11. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱處理使所述陶瓷涂層的晶粒大小增 加，且其中所述歷時與所述溫度范圍經過選擇以達到目標晶粒大小。12. -種由工藝所制備的經熱處理陶瓷物品，所述工藝包括： 提供陶瓷物品，所述陶瓷物品包括陶瓷基板與陶瓷涂層，其中所述陶瓷涂層具有初始 孔隙度與初始黏結強度； 以約每分鐘〇.l°C至約每分鐘20°C的升降溫速率，加熱所述陶瓷物品至介于約1000°C與約1800°C間的溫度范圍； 以所述溫度范圍內的一或多個溫度熱處理所述陶瓷物品達約24小時的歷時;及 以所述升降溫速率來冷卻所述陶瓷物品，其中在所述熱處理之后所述陶瓷涂層具有增 加的黏結強度與降低的孔隙度。13. 如權利要求12所述的經熱處理陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷涂層另外具有初始 粒子計數與初始黏結強度，且其中在所述熱處理之后，所述陶瓷涂層具有降低的粒子計數 與增加的黏結強度。14. 如權利要求12所述的經熱處理陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板與所述陶瓷涂 層各自實質上由丫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 少其一組成，且其中所述陶瓷基板具有與所述陶瓷涂層不同的組成。15. 如權利要求14所述的經熱處理陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板與所述陶瓷涂 層包括在熱處理期間將反應而于所述陶瓷涂層與所述陶瓷基板之間形成過渡層的陶瓷。16. 如權利要求12所述的經熱處理陶瓷物品，其特征在于，所述熱處理使所述陶瓷涂層 與所述陶瓷基板反應而于所述陶瓷基板與所述陶瓷涂層之間形成過渡層，且其中所述歷時 與所述溫度范圍經選擇以使所述過渡層具有約0.1微米至約5微米的厚度。17. -種陶瓷物品，包括： 陶瓷基板； 在所述陶瓷基板上的陶瓷涂層，其中所述陶瓷涂層具有與所述陶瓷基板不同的組成； 及 過渡層，位于所述陶瓷基板與所述陶瓷涂層之間，所述過渡層包括來自所述陶瓷涂層 的第一元素，所述第一元素已與來自所述陶瓷基板的第二元素反應，其中所述過渡層具有 介于約0.1微米至約5微米的厚度。18. 如權利要求17所述的陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板包括Al2〇3,所述過渡層 包括Y3Al5〇12(YAG)，且所述陶瓷涂層包括Y2〇3或Y4Al2〇9的化合物與Y2〇3-Zr02的固體溶液中 至少其一。19. 如權利要求17所述的陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷基板與所述陶瓷涂層各自實 質上由￥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中的至少其一組 成，且其中所述陶瓷基板具有與所述陶瓷涂層不同的組成。20. 如權利要求17所述的陶瓷物品，其特征在于，所述陶瓷物品是等離子體蝕刻器的處 理腔室組件。
【專利摘要】本文提供了一種具有陶瓷基板與陶瓷涂層的陶瓷物品，其中該陶瓷涂層具有初始孔隙度與初始裂縫量。該陶瓷物品以約每分鐘0.1℃至約每分鐘20℃的升降溫速率被加熱至介于約1000℃與約1800℃間的溫度范圍。以該溫度范圍內的一或多個溫度熱處理該陶瓷物品達約24小時的歷時。接著以該升降溫速率來冷卻該陶瓷物品，其中在熱處理之后，該陶瓷涂層具有降低的孔隙度與降低的裂縫量。
【IPC分類】C03C1/00, C23C28/00, C04B41/50
【公開號】CN105492400
【申請號】CN201380010899
【發明人】J·Y·孫, R-G·段, B·R·卡農戈, D·盧博米爾斯基
【申請人】應用材料公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2013年2月20日
【公告號】US9212099, US20130216821, US20160060181, WO2013126466A1