(57)【要約】【課題】方向性を考慮した表面粗さの均一質性を確保することができる膜付き部材を提供する。【解決手段】膜付き部材１０は、基材１と基材１の表面１ａを被覆する溶射膜２とを備える。溶射膜２は、基材１の表面１ａと接する接触面２ａと、接触面２ａの反対側の外表面２ｂを有し、外表面２ａの所定の領域における２次元算術平均高さをＳａとしたとき、当該所定の領域において互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａが、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と前記基材の表面を被覆する溶射膜とを備える膜付き部材であって、
前記溶射膜は、前記基材の表面と接する接触面と、前記接触面の反対側の外表面を有し、
前記外表面の所定の領域における２次元算術平均高さをＳａとしたとき、前記所定の領域において互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａが、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たすことを特徴とする膜付き部材。
【請求項２】
前記所定の領域において、０．８３≦Ｒａ／Ｓａ≦１．２の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の膜付き部材。
【請求項３】
前記所定の領域におけるＳａが６［μｍ］以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜付き部材。
【請求項４】
前記所定の領域におけるＳａが１．５［μｍ］以下であることを特徴とする請求項３に記載の膜付き部材。
【請求項５】
基材と前記基材の表面を被覆する膜とを備える膜付き部材の製造方法であって、
走査方向を一定として所定の並進間隔にてノズルを並進させながら、前記ノズルから粒子を前記基材の表面に噴射することにより、前記基材の表面に前記基材の表面と接触する接触面と前記接触面の反対側の外表面とを有する前記膜であって、前記外表面の所定の領域における２次元算術平均高さをＳａとしたとき、前記所定の領域において互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａが、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たす前記膜を形成することを特徴とする膜付き部材の製造方法。
【請求項６】
走査方向を一定として所定の並進間隔にてノズルを並進させながら、前記ノズルから粒子を基材の表面に噴射することにより前記基材の表面に膜を形成してなる膜付き部材の評価方法であって、
前記基材の表面と接する前記膜の接触面と反対側の前記膜の外表面の所定の領域における２次元算術平均高さＳａと、前記所定の領域における前記所定の走査方向と直交する方向における中心線平均粗さＲａとを測定し、
ＲａとＳａを用いたパラメータによって前記膜の外表面の状態を評価することを特徴とする膜付き部材の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜付き部材及びその製造方法、並びに膜付き部材の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶デバイスなどを製造する場合、シリコンウエハやガラス基板に形成された所定の膜をＣＦ４などのハロゲン系の腐食性ガスを用いプラズマ環境下で処理するドライエッチングなどの工程が存在する。そこで、近年、半導体デバイス、液晶デバイスなどの製造装置において、プラズマ環境下で腐食ガスに曝されるチャンバーや各種部材を構成するＡｌなどの金属材料からなる基材の腐食を防止するために、基材の表面に耐食性を有するＹ２Ｏ３などからなる溶射膜を形成することがある。
【０００３】
このような溶射膜の表面は耐腐食性などの観点から均質であることが好ましく、従来は表面の複数箇所で中心線平均粗さＲａを測定することにより、表面の特性を評価していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中心線平均粗さＲａは一次元的な線状の測定領域における表面粗さに関する指標であるので、従来は表面粗さを一次元的にしか評価できなかった。そこで、表面粗さを２次元で評価できるように、測定対象領域が２次元である２次元算術平均高さＳａを指標として用いることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、溶射膜など、走査方向を一定として所定の並進間隔にてノズルを並進させながらノズルから粒子を基材の表面に噴射することにより形成される膜においては、走査方向においては表面粗さ分布に大きな差異は生じないが、走査方向と直交する方向において表面粗さ分布に大きな差異が生じる場合がある。このような場合も表面の均一性に劣るため好ましくないが、２次元算術平均高さＳａによっては、表面粗さ分布の方向性による差異は平均化されるので、これを検出することはできない。また、中心線平均粗さＲａを用いた場合は、その１次元的な測定領域の方向性によっては、表面粗さ分布に大きな差異が存在することを検出できない。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、方向性を考慮した表面粗さの均質性を確保することができる膜付き部材及びその製造方法、並びに膜付き部材の評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の膜付き部材は、基材と前記基材の表面を被覆する溶射膜とを備える膜付き部材であって、前記溶射膜は、前記基材の表面と接する接触面と、前記接触面の反対側の外表面を有し、前記外表面の所定の領域における２次元算術平均高さをＳａとしたとき、前記所定の領域において互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａが、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
本発明の膜付き部材によれば、下記実施例及び比較例から分かるように、溶射膜を形成する際の溶射ノズルの走査方向などに基づく溶射膜の外表面の表面粗さ分布の方向性の影響を低いものとすることが可能性となる。
【００１０】
本発明の膜付き部材において、前記所定の領域において、０．８３≦Ｒａ／Ｓａ≦１．２の関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
この場合、さらに、表面粗さ分布の方向性の影響を低いものとすることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の膜付き部材において、前記所定の領域におけるＳａが６［μｍ］以下であることが好ましい。
【００１３】
この場合、表面粗さ自体を小さくすることが可能となる。
【００１４】
本発明の膜付き部材において、前記所定の領域におけるＳａが１．５［μｍ］以下であることが好ましい。
【００１５】
この場合、さらに、表面粗さ自体を小さくすることが可能となる。
【００１６】
本発明の膜付き部材の製造方法は、基材と前記基材の表面を被覆する膜とを備える膜付き部材の製造方法であって、走査方向を一定として所定の並進間隔にてノズルを並進させながら、前記ノズルから粒子を前記基材の表面に噴射することにより、前記基材の表面に前記基材の表面と接触する接触面と前記接触面の反対側の外表面とを有する前記膜であって、前記外表面の所定の領域における２次元算術平均高さをＳａとしたとき、前記所定の領域において互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａが、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たす前記膜を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の膜付き部材の製造方法によれば、下記実施例及び比較例から分かるように、膜を形成する際のノズルの走査方向などに基づく膜の外表面の表面粗さ分布の方向性の影響が低くすることが可能性となる。
【００１８】
本発明の膜付き部材の評価方法は、走査方向を一定として所定の並進間隔にてノズルを並進させながら、前記ノズルから粒子を基材の表面に噴射することにより前記基材の表面に膜を形成してなる膜付き部材の評価方法であって、前記基材の表面と接する前記膜の接触面と反対側の前記膜の外表面の所定の領域における２次元算術平均高さＳａと、前記所定の領域における前記所定の走査方向と直交する方向における中心線平均粗さＲａとを測定し、ＲａとＳａを用いたパラメータによって前記膜の外表面の状態を評価することを特徴とする。
【００１９】
本発明の膜付き部材の評価方法によれば、下記実施例及び比較例から分かるように、膜を形成する際のノズルの走査方向などに基づく膜の外表面の表面粗さ分布の方向性の影響を評価することが可能性となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る膜付き部材を示す模式断面図。
【図２】膜付き部材を作製する際の走査状態を示す模式斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態に係る膜付き部材１０について図面を参照して説明する。なお、各図面は、膜付き部材１０及びその構成要素などを明確化するためにデフォルメされており、実際の比率を表すものではなく、上下などの方向も単なる例示である。
【００２２】
本発明の実施形態に係る膜付き部材１０は、図１に示すように、基材１と基材１の表面１ａを被覆する溶射膜２とを備えている。
【００２３】
基材１は、アルミナ、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。ただし、基材１は、チタン、銅、タングステン、モリブデン、シリコン若しくはこれらの少なくとも１種を含む合金、金属複合材料（ＭＭＣ）、又はステンレス鋼などの金属からなるものであってもよい。また、基材１の形状は、角状、円板状、多角形板状、楕円板状などの種々の形状であってもよく、複雑形状であってもよい。
【００２４】
溶射膜２は、基材１の表面１ａと接する接触面２ａと、接触面２ａの反対側の外表面２ｂを有している。
【００２５】
溶射膜２は、基材１の表面１ａに溶射原料を溶射することによって形成された膜である。溶射は、例えば、具体的には図示しないが、アノード（陽極）とカソード（陰極）とからなる一対の電極を備えたプラズマ溶射装置において、アノードとカソードとの間に直流高圧電圧を印加することによりアークを発生させる。これにより、プラズマ溶射装置から噴出されるプラズマガスはプラズマ炎流となって噴出し、この噴出するプラズマ炎流に溶射原料を投入する。
【００２６】
プラズマ炎流に投入された溶射原料は、プラズマ炎中で高温加熱され外表面付近が少なくも半溶融状態となって、プラズマ炎流に乗って基材１の表面１ａに衝突する。基材１に衝突した溶射原料中の溶射粒子は、表面１ａに堆積され、その後冷却され、溶射膜２となる。このとき、基材１は並進テーブル上に載置されており、溶射ノズル２０（図２参照）を基材１に対して相対的な並進運動がなされるように走査することができる。なお、基材１がテーブル上に固定されており、これに対して溶射ノズル２０が相対的な並進運動をして走査してもよい。
【００２７】
プラズマ溶射は、大気プラズマ溶射法、減圧プラズマ溶射法、加圧プラズマ溶射法、水中プラズマ溶射法、水安定プラズマ溶射法などのガスプラズマ溶射法によってプラズマ溶射を行うことが可能な従来公知の方法であってよく、特に限定されない。プラズマガスとして、例えば、Ａｒ、Ａｒ＋Ｎ２，Ａｒ＋Ｈ２、Ａｒ＋Ｎ２＋Ｈ２、Ａｒ＋ＣＯ２又はＡｒ＋Ｏ２などを用いればよい。
【００２８】
溶射原料は、例えば、平均粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の溶射粒子からなるものであっても、平均粒径が０．５μｍ以上６μｍ以下の溶射粒子を含むスラリーであってもよい。
【００２９】
溶射粒子は、例えば、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）、フッ化イットリウム（ＹＦ３）、オキシフッ化イットリウム（ＹＯＦ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、アルミナ−ジルコニア（Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２）又はスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）であってもよい。溶射粒子は、さらに、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）、フッ化イットリウム（ＹＦ３）又はオキシフッ化イットリウム（ＹＯＦ）にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、アルミナ−ジルコニア（Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）などを混合したもの、又はこの混合物を主成分とするものであってもよい。
【００３０】
なお、溶射方法は、プラズマ溶射に限定されず、プラズマ溶射以外の、アーク溶射、ＲＦプラズマ溶射、電磁加速プラズマ溶射、線爆溶射、電熱爆破粉体溶射などの電気式溶射であってもよい。さらに、溶線式フレーム溶射、粉末式フレーム溶射、溶棒式フレーム溶射などのフレーム溶射、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ、ＨＶＡＦ）、レーザ溶射、レーザ・プラズマ複合溶射、コールドスプレーなどのプラズマ溶射以外の溶射方法であってもよい。
【００３１】
そして、外表面２ｂの所定の領域（測定領域）Ｐにおける２次元算術平均高さＳａと、当該所定の領域Ｐにおいて互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａとは、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たしている。なお、０．８３≦Ｒａ／Ｓａ≦１．２の関係を満たしていることがより好ましい。
【００３２】
２次元算術平均高さＳａは、２次元（ｘ−ｙ平面）の面積Ａの測定領域Ｐにおける高さｚ（ｘ、ｙ）の絶対値の算術平均値であり、以下の式（１）によって表される。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
そして、中心線平均粗さＲａは、１次元の算術平均高さであり、測定領域Ｑがｘ軸方向における長さＬである場合は、当該測定領域Ｑにおける高さｚ（ｘ）の絶対値の算術平均値であり、以下の式（２）によって表される。
【００３５】
【数２】
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【００３６】
本実施形態においては、２つの中心線平均粗さＲａの測定領域Ｑは互いに直交しており、これらの測定領域Ｑは共に測定領域Ｐに含まれている。なお、各測定領域Ｑは測定領域Ｐに含まれていることが好ましいが、各測定領域Ｑが測定領域Ｐにおいて互いに直交していれば測定領域Ｑの一部が測定領域Ｐと重なっていてもよい。各測定領域Ｑの長さはＪＩＳ  Ｂ０６３３に規定される評価長さであることが好ましいが、必ずしもこれに拘束される必要はない。例えば、各測定領域Ｑの評価長さは測定領域Ｐの最大幅の半分以上や７割以上の領域（長さ）であってもよい。また、２つの測定領域Ｑのうち一方がノズル２０の走査方向と垂直であってもよい。
【００３７】
また、測定領域Ｑが小さ過ぎると、溶射時における方向性が見い出しにくくなるおそれがある。そのため、測定領域Ｑの最小幅は、溶射ノズル２０の並進間隔の少なくとも１倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましい。
【００３８】
これは、溶射膜２の外表面２ｂの表面粗さに溶射時の走査方向に起因する方向性が生じ、均質性に劣ることがあったが、従来はこのような粗さの方向性は評価基準に存在せず、非均質なものが用いられるおそれがあった。
【００３９】
本発明は、表面粗さの方向性を表す指標として、新たな評価指標として比Ｒａ／Ｓａを導入し、後述する実施例及び比較例から０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５であれば、方向性を考慮した均質性が確保されることを発明者が見出したことに基づく。
【００４０】
溶射時のノズル２０は、図２に示すように、走査方向を一定として所定の並進間隔にて並進する。そのため、走査方向においては表面粗さの差が小さいが、走査方向と直交する方向においては表面粗さの差が大きくなると想定される。そこで、互いに直交する２つの方向において上記の関係が成立するか否かを検査すれば、表面粗さの方向性を考慮した均質性を評価することが可能となる。
【００４１】
なお、同じ領域において互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａを求め、これらの比に基いて方向性を考慮した均質性を評価することも可能であるが、比Ｒａ／Ｓａを用いたほうが、２次元的な評価値を用いている点で均質性の評価値が安定し、評価の信頼性が高くなる。
【００４２】
また、比Ｒａ／Ｓａによる評価に関して、中心線平均粗さＲａを測定する方向は走査方向に必ずしも拘束されず、互いに直交する任意の２つの方向において測定された中心線平均粗さＲａを用いて均質性を評価することも可能である。
【００４３】
さらに、所定の領域におけるＳａが６［μｍ］以下であることが好ましい。このようにＳａ自体が小さいと、表面粗さ自体が小さくなるので好ましい。なお、Ｓａが６［μｍ］とは、粒径が２０μｍから６０μｍ程度の顆粒を原料として用いて大気プラズマ溶射した場合のＳａの上限値程度である。
【００４４】
また、所定の領域におけるＳａが１．５［μｍ］以下であることがより好ましい。なお、Ｓａが１．５［μｍ］とは、粒径が０．５μｍから６μｍ程度の顆粒を原料として用いてスラリー溶射した場合のＳａの上限値程度である。
【００４５】
次に、本発明の実施形態に係る膜付き部材１０の製造方法について図１及び図２を参照して説明する。
【００４６】
この製造方法は、走査方向を一定として所定の並進間隔にてノズル２０を並進させながら、ノズル２０から粒子を基材１の表面１ａに噴射することにより、膜２を形成する方法である。そして、膜２の外表面２ｂの所定の領域Ｐにおける２次元算術平均高さをＳａとしたとき、当該所定の領域Ｐにおいて互いに直交する２つの方向における中心線平均粗さＲａが、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たしている。
【００４７】
本発明の製造方法及び後述する評価方法に係る膜２は、溶射によって形成された溶射膜２に限定されず、溶射以外の方法によって、例えば、エアロゾルデポジション法やフリージェットＰＶＤ法、静電スプレー等のスプレーコーティング法などのようにノズル２０を基材１に対して動かして製膜されたものであってもよい。また、膜２は、ノズル２０を基材１に対して動かして成膜されたものに限らず、成膜後の膜に対するレーザアニールを行ったなどのようにノズル状の出力部を成膜後の膜に対して動かして熱処理を行うことにより得られたものであってもよい。
【００４８】
次に、本発明の実施形態に係る膜付き部材１０の評価方法について図１及び図２を参照して説明する。
【００４９】
この評価方法は、走査方向を一定として所定の並進間隔にてノズル２０を並進させながら、当該ノズル２０から粒子を基材１の表面１ａに噴射することにより基材１の表面１ａに膜２を形成してなる膜付き部材１０の評価方法である。
【００５０】
そして、本評価方法は、膜２の外表面２ａの所定の領域Ｐにおける２次元算術平均高さＳａと、当該所定の領域Ｐにおける走査方向と直交する方向における中心線平均粗さＲａとを測定し、ＲａとＳａを用いたパラメータによって膜２の外表面２ｂの状態を評価するものである。
【００５１】
前述したように、ＳａとＲａとの関係式に基づいて膜２の外表面２ｂの表面粗さの方向性を考慮した均一性を評価することができる。そして、中心線平均粗さＲａは、走査方向と直交する方向において最大になりえるので、この方向において測定した中心線平均粗さＲａが０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦１．５の関係を満たしていれば、全ての方向において測定した中心線平均粗さＲａもこの関係を満たすことになると推測される。よって、走査方向と直交する方向においてのみ中心線平均粗さＲａを測定して評価することによって、測定を簡略化することが可能となる。
【００５２】
なお、評価条件は上記の関係を満たすものに限定されない。例えば、中心線平均粗さＲａは走査方向と直交する方向において最大値となると推測されるので、これを考慮して、０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦２．０などと関係式を変更してもよい。さらに、溶射方法などの膜形成方法、溶射粒子などの原料粒子径、並進間隔などに応じて、ＳａとＲａとの関係は変化する。そこで、これに応じて、０．８３≦Ｒａ／Ｓａ≦１．２や０．６７≦Ｒａ／Ｓａ≦２．５などと関係式を変更してもよい。
【００５３】
また、所定の領域Ｐは、膜２の外表面２ｂの何れの箇所であってもよいが、複数であることが好ましい。この場合、計測した何れの領域においても上記の関係式を満たすことが好ましい。
【００５４】
また、比Ｒａ／Ｓａの値を用いた均質性の評価に加えてＳａの値に閾値を設定することにより、膜２の外表面２ｂの均質性だけでなく平滑性も併せて評価することが可能となる。例えば、均質に表面粗さが小さい又は大きいという評価が容易に可能となる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の実施例及び比較例を具体的に挙げて、本発明を説明する。
【００５６】
（実施例１〜３）
実施例１から実施例３においては、まず、基材１として、アルミ合金（Ａ６０６１）からなり、一辺１００［ｍｍ］、厚さ５［ｍｍ］の正方形板状のものを用意した。基材１の表面１ａを炭化珪素（ＳｉＣ）からなる粒度＃１７０の砥石を用いて平面研削を行った。研削後の表面１ａは、２次元算術平均高さＳａが０．３８［μｍ］であった。
【００５７】
一方、溶射粒子として、メディアン径Ｄ５０が２５［μｍ］の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）顆粒粉末を用意した。
【００５８】
そして、プラズマ溶射装置によって溶射原料粉顆粒を基材１の表面１ａに溶射して基材１の表面１ａに溶射膜２を形成した。プラズマガスとして、Ａｒ、Ｎ２、Ｈ２の混合ガスを用い、溶射距離を７５［ｍｍ］、並進間隔を５［ｍｍ］とした。プラズマ溶射装置における入力電力は１００［ｋＷ］であった。走査方向は、基材１の表面１ａの辺に平行であった。実施例１から実施例３の各実施例において、溶射時のキャリアガスの流量を変更した。
【００５９】
これにより、約１３０［μｍ］の厚みの酸化イットリウムからなる膜が溶射膜２として基材１の表面１ａに形成された。
【００６０】
そして、溶射膜２の外表面２ｂを縦横にそれぞれ３等分した合計９つの領域のそれぞれの中心付近の測定領域Ｐにおいて、２次元算術平均高さＳａを測定した。測定は、キーエンス株式会社製のワンショット３Ｄ形状測定機ＶＲ−３０００を用いた。測定領域Ｐは、外表面２ｂの辺に平行な辺を有する１．４［ｍｍ］×１．９［ｍｍ］以上の四角形領域から選択することができ、本実施例においては、１．４［ｍｍ］×１．９［ｍｍ］の四角形領域を設定した。測定のステップ数は１００×１００であった、
【００６１】
９つの測定領域Ｐのそれぞれに対応する測定領域Ｑを２つずつ設定し、合計１８個の測定領域Ｑのそれぞれについて中心線平均粗さＲａを測定し、測定値を得た。すなわち、１つの測定領域Ｐに対応する２つの測定領域Ｑから２つの中心線平均粗さＲａの測定値を得た。このとき、１つの測定領域Ｐに対応する２つの測定領域Ｑを、少なくとも互いに直交する部分が１つの測定領域Ｐと重なるように設定した。
【００６２】
中心線平均粗さＲａは、触診式の表面粗さ計を使用して測定し、この際の評価長さは基準長さ（カットオフ値と同値）の５倍の長さとして、４［ｍｍ］又は１２．５［ｍｍ］から選択することが可能である。本実施例においては、評価長さを１２．５［ｍｍ］に設定して測定を行った。
【００６３】
表１は、実施例１から実施例３のそれぞれの溶射膜２の外表面２ｂの９つの領域のそれぞれを測定した２次元算術平均高さＳａ、中心線平均粗さＲａ及び任意の測定領域Ｐにおける２次元算術平均高さＳａとこの任意の測定領域に対応する２つの測定領域Ｑにおける２つの中心線平均粗さＲａのそれぞれとの比Ｒａ／Ｓａの最大値、最小値及び平均値をまとめた。すなわち、１つの測定領域Ｐとそれに対応する２つの測定領域Ｑから２つの比Ｒａ／Ｓａが得られる。
【００６４】
実施例１から実施例３の全てにおいて比Ｒａ／Ｓａは０．６７以上１．５以下であった。特に実施例３は比Ｒａ／Ｓａが最大値、平均値ともに最小であり、最も均質性が高いことが分かった。
【００６５】
【表１】
2020084287.tif 000005
【００６６】
（実施例４〜７、比較例１〜４）
実施例４から実施例７及び比較例１から比較例４においては、基材１として、実施例１から実施例３と同じものを用意した。一方、溶射粒子として、メディアン径Ｄ５０が３［μｍ］の酸化イットリウム顆粒粉末を用意した。そして、これを溶媒として水を用い３０重量％としたスラリーを作製して溶射原料とした。
【００６７】
そして、実施例１から実施例３と同じプラズマ溶射装置を用いて、実施例１から実施例３と同じ溶射条件として溶射を行い、基材１の表面１ａに溶射膜２を形成した。ただし、実施例４から実施例７及び比較例１から比較例４のそれぞれにおいて、溶射時のキャリアガスの流量を変更した。
【００６８】
そして、得られた溶射膜２の外表面２ｂを実施例１から実施例３と同様にして測定し、測定結果を表２及び表３にまとめた。
【００６９】
例えば、実施例４と比較例１とを比較すると、中心線平均粗さＲａは同等であり、２次元算術平均高さＳａは比較例１のほうが小さく良好であるが、比Ｒａ／Ｓａは、比較例１は１．５を大きく超えた値であり、実施例４は最大値でも１．４６と１．５以下であった。これより、実施例４は方向性を考慮した表面粗さにおいて、比較例１よりも良好であると評価される。このような評価は従来は存在しかなった新規なものである。
【００７０】
溶射膜２が理想的に均質である場合は、比Ｒａ／Ｓａは１に収束する。しかし、溶射膜２が不均質であると、比Ｒａ／Ｓａは１よりも大きくなる。溶射膜２は、プラズマ環境下で成膜やエッチング等の処理が行われる基板を支持するためのサセプタの基板載置面を構成することがある。このとき、比Ｒａ／Ｓａが１．５以下であると、基板とこれに接する溶射膜２とが何れの方向においても面内で均一に接触することによって、基板と溶射膜２との間の伝熱が均一に行われるようになる。その結果、基板の温度が均一化しプラズマ環境下において基板の均一な処理を図ることが可能となる。
【００７１】
また、溶射膜２の方向性に特異性がある場合(例えば、特定の方向にのみ周期的な粗さ曲線を示す場合)は、比Ｒａ／Ｓａが１より小さくなる場合もある。その場合、比Ｒａ／Ｓａが０．６７以上である場合は、比Ｒａ／Ｓａの値１．５のときと同様の均質性が得られ、比Ｒａ／Ｓａが０．８３以上である場合は、比Ｒａ／Ｓａの値１．２のときと同様の均質性が得られる。
【００７２】
また、溶射膜２は、腐食性ガスを用いた環境に晒されるチャンバー部材を保護するために使用されることもある。このとき、比Ｒａ／Ｓａが１．５より大きく表面粗さの分布が不均質な場合では、表面粗さが相対的に大きい箇所から集中的に腐食されパーティクルが早期に発生することとなるため、チャンバー部材の寿命が短くなる。これに対して、比Ｒａ／Ｓａを０．６７以上１．５以下にすることにより、何れの方向においても表面粗さの分布を均質化することが可能なため、腐食性ガスによる浸食をうけるものの、特にナノパーティクルと呼ばれる０．１μｍ以下の微細なパーティクルの発生を抑制する効果を奏し、チャンバー部材の寿命の長期化を図ることが可能となる。
【００７３】
【表２】
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【００７４】
【表３】
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【符号の説明】
【００７５】
１…基材、  １ａ…基材の表面、  ２…溶射膜、膜、  ２ａ…溶射膜又は膜の接触面、  ２ｂ…溶射膜又は膜の外表面、  １０…膜付き部材、  ２０…溶射ノズル、ノズル。
【図１】
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【図２】
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