件可用于在材料源与电子束枪上方或下方 支撑环。固定件可具有夹持能力以便为了更安全且更容易的操纵以及在涂覆期间夹持盖和 /或喷嘴。此外，固定件可具有用于定向或对准盖和喷嘴的特征。在一个实施例中，可重定 位固定件和/或围绕一个或更多个轴转动固定件以改变被支撑的盖或喷嘴相对于源材料 的取向。在沉积之前和/或期间，也可重定位固定件以改变工作距离和/或入射角。固定 件可具有冷却或加热通道以在涂覆期间控制盖和喷嘴温度。重定位和转动盖或喷嘴的能 力可实现对3D表面（诸如，孔）的最大涂层覆盖，因为IAD是直视性工艺（line of sight process)〇
[0052] 图3-4示出由一个或更多个薄膜保护层覆盖的制品（例如，盖和/或喷嘴）的剖 面侧视图。用于导体蚀刻工艺的等离子体蚀刻器用盖可以是烧结陶瓷（诸如，Al 2O3),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在晶片上形成AlF颗粒 和铝金属污染物。其他材料也可用于盖和/或喷嘴。
[0053] 参照图3,制品300的主体305包括薄膜叠层306,所述薄膜叠层306具有第一薄 膜保护层308和第二薄膜保护层310。或者，制品300可在所述制品300的主体305上仅 包括单个薄膜保护层308。在一个实施例中，薄膜保护层308、310具有高达约300 μ m的厚 度。在进一步的实施例中，薄膜保护层具有小于约20微米的薄膜保护层，并且在一个特定 的实施例中，具有约〇. 5微米至约7微米之间的厚度。在一个实施例中，薄膜保护层叠层的 总厚度为300 μ m或更小。
[0054] 薄膜保护层308、310是沉积陶瓷层，此沉积陶瓷层可使用电子束离子辅助沉积 (EB-IAD)工艺来形成在制品300的主体305上。EB-IAD沉积的薄膜保护层308、310可具 有相对低的膜应力（例如，相较于等离子体喷涂或溅射引起的膜应力）。相对低的膜应力可 使主体305的下表面非常平坦，并且对于具有12英寸直径的主体，整个主体上的曲率小于 约50微米。IAD沉积的薄膜保护层308、310可附加地具有小于1 %的孔隙度，并且在一些 实施例中，具有小于约0. 1%的孔隙度。低孔隙度可使盖在处理时能够提供有效的真空密 封。因此，IAD沉积的保护层是致密的结构，这对于在腔室盖或喷嘴上的应用可具有性能益 处。此外，IAD沉积的保护层可具有低破裂密度以及对主体30的高附着性。此外，可在不 首先粗糙化主体305的上表面或执行其他耗时的表面准备步骤的情况下来沉积IAD沉积的 保护层308、310。
[0055] 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、 Er3Al5O12Jd3Al5O 12或包含Y，1209与Y 203-Zr0^固溶体（Y 203-Zr02固溶体）的陶瓷化合物、 或前述其他陶瓷材料中的任何一种。其他Er基和/或Gd基抗等离子体的稀土氧化物也可 用于形成薄膜保护层308、310。在一个实施例中，相同的陶瓷材料不用于两个相邻的薄膜保 护层。然而，在另一实施例中，相邻的层可由相同的陶瓷组成。
[0056] 具有IAD薄膜保护层的盖和喷嘴可用于采用广泛的温度范围的应用。例如，具有 IAD薄膜保护层的盖和喷嘴可用于具有(TC至1000°C的温度的工艺。盖和喷嘴可在高温（例 如，300°C或更高）下使用，并且没有由热冲击导致的破裂。
[0057]
[0058] 表1 :IAD沉积的YAG、Er203、EAG和包含Y4AI2O e^ Y 203-Zr02的固溶体的陶瓷化合 物的材料性质
[0059] 表1示出92% Al2O3 (氧化铝）基板和涂覆92% Al2O3基板的各种IAD薄膜保护层 的材料性质。在表中，"C"表示结晶结构，而"A"表示非晶结构。如表中所示，氧化铝基板 具有363伏特/密耳（V/mil)的击穿电压。相比之下，包含Y 4Al2O9与Y2O3-ZrOJ^固溶体 的IAD沉积的陶瓷化合物的5微米（μ m)涂层具有427V (远大于氧化铝的363伏特/密耳 的归一化值）的击穿电压。IAD沉积的5 μπι YAG涂层具有1223V的击穿电压。IAD沉积的 5 μ m的Er2O3涂层具有527V的击穿电压。IAD沉积的5 μ m的EAG涂层具有900V的击穿电 压。IAD沉积的5 μ m的Y2O3涂层具有1032V的击穿电压。IAD沉积的5 μ m的YZ20涂层具 有423V的击穿电压。IAD沉积的5 μ m的YF^层具有522V的击穿电压。
[0060] 在室温下氧化铝的体电阻率为约0· OlX 1016(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. 1E16 Ω · cm，而在室温下YAG薄膜保护层 的体电阻率为约11. 3E16 Ω · cm。
[0061] 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。
[0062] 在一个实施例中，氧化铝基板可具有约8-16微英寸的起始粗糙度，并且在所有的 薄膜保护层中，起始粗糙度可大致不变。在沉积之后，可抛光保护层以使表面粗糙度减小到 8微英寸或更低。在一个实施例中，将保护层抛光至6-8微英寸的表面粗糙度。
[0063] 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高于28兆帕 (MPa)，而对于YAG薄膜，薄膜保护层对氧化铝基板的附着强度可高于32MPa。通过测量用于 将薄膜保护层与基板分开的力量，可确定附着强度。厄米性测量可使用薄膜保护层实现的 密封能力。如表中所示，使用氧化铝可实现约1E-6立方米/秒（cm 3/s)的He漏率，使用陶 瓷化合物可实现约I. 2E-9的He漏率，使用YAG可实现约4. 4E-10的He漏率，使用Er2O3可 实现约5. 5E-9的He漏率，使用￥?3可实现约2. 6E-9的He漏率，使用YZ20可实现约I. 6E-7 的He漏率，使用EAG可实现约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种具有比典型的Al2O 3低的He漏率。
[0064] ￥415012、丫，120 94巧03、6(12034『3厶1 5012、6(13厶15012和包含￥，1 209与￥203-2抑2固溶体 的陶瓷化合物中的每一个都具有在等离子体处理期间可抵抗磨耗的高硬度。如表中所示， 氧化铝具有约12. 14千兆帕（GPa)的维氏硬度（5千克力），陶瓷化合物具有约7. 825GPa的 硬度，YAG具有约8. 5GPa的硬度，Er2O3具有约5. 009GPa的硬度，YZ20具有约5. 98GPa的硬 度，YF3具有约3. 411GPa的硬度，EAG具有约9. 057GPa的硬度。氧化铝的测量到的磨耗率 为约0. 2纳米/射频小时（nm/RFhr)，陶瓷化合物的磨耗率为约0. 14nm/RFhr，Er203的磨耗 率为约 〇· 113nm/RFhr，EAG 的磨耗率为约 0· 176nm/RFhr。
[0065] 注意，在一些实施例中，可改质 Y3A15012、Y4A120 9、Er203、Gd203、Er 3Al5012、Gd3Al5O 1JP 陶瓷化合物，使得上述材料的性质和特性可变化高达30 %。因此，针对这些材料性质所描述 的数值应理解为示例性可实现值。本文中所述的陶瓷薄膜保护层不应当解释为限于所提供 的值。
[0066] 图4示出制品400的另一实施例的剖面侧视图，所述制品400具有在制品400的 主体405上沉积的薄膜保护层叠层406。制品400与制品400类似，区别仅在于，薄膜保护 层叠层406具有四个薄膜保护层408、410、415、418。
[0067] 薄膜保护层叠层（诸如，所示的那些叠层）可具有任何数量的薄膜保护层。叠层 中的薄膜保护层可全都具有相同的厚度，或可具有不同的厚度。在一些实施例中，薄膜保护 层中的每一个可具有小于约20微米的厚度。在一个示例中，第一层408可具有10微米的 厚度，且第二层410可具有10微米的厚度。在另一示例中，第一层408可以是具有5微米 的厚度的YAG层，第二层410可以是具有5微米的厚度的化合物陶瓷层，第三层415可以是 具有5微米的厚度的YAG层，第四层418可以是具有5微米的厚度的化合物陶瓷层。
[0068] 对将使用的陶瓷层的数量和陶瓷层的组分的选择可基于期望的应用和/或所涂 覆的制品的类型。由IAD形成的EAG和YAG薄膜保护层通常具有非晶结构。相比之下，IAD 沉积的化合物陶瓷和Er2O3层通常具有结晶或纳米结晶结构。结晶与纳米结晶陶瓷层通常 比非晶陶瓷层更抗腐蚀。然而，在一些实例中，具有结晶结构或纳米结晶结构的薄膜陶瓷层 会经受偶发的竖直裂痕（大致在朝膜厚方向且大致垂直于经涂覆的表面延伸的裂痕）。此 类竖直裂痕可能由晶格失配导致，并且可能是等离子体化学品的攻击点。每当加热和冷却 制品，薄膜保护层与所述薄膜保护层涂覆的基板之间的热膨胀系数的失配会在薄膜保护层 上导致应力。此类应力会集中在竖直裂痕处。这可能导致薄膜保护层最终从所述薄膜保 护层涂覆的基板上剥离。相比之下，如果没有竖直裂痕，则应力大致均匀地分布于薄膜各 处。因此，在一个实施例中，薄膜保护层叠层406中的第一层408是非晶陶瓷（诸如，YAG 或EAG)，薄膜保护层叠层406中的第二层410是结晶或纳米结晶陶瓷（诸如，陶瓷化合物或 Er2O3)。在此类实施例中，第二层410可提供比第一层408更大的抗等离子体性。通过将第 二层410形成在第一层408上而非直接形成在主体405上，第一层408充当缓冲以使后续 的层上的晶格失配最小化。由此，可增加第二层410的寿命。
[0069] 在另一示例中，主体、Y3Al5O12 (YAG)、Y4Al2O9、Er2O3、Gd 2O3、Er3Al5O12、Gd 3Al5O12和包 含Y4Al2O 9与Y 203-Zr02固溶体的陶瓷化合物中的每一个具有不同的热膨胀系数。两个相邻 的材料之间的热膨胀系数失配越大，那些材料中的一种最终将破裂、剥离或以其他方式失 去所述材料与其他材料的接合的可能性越大。可采用使相邻的层之间（或层与主体305、 405之间）的热膨胀系数的失配最小化的方式来形成保护层叠层306、406。例如，主体405 可以是氧化铝，EAG可具有与氧化铝的热膨胀系数最接近的热膨胀系数，其次为YAG的热膨 胀系数，然后为化合物陶瓷的热膨胀系数。因此，在一