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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022115831
(43)【公開日】2022-08-09
(54)【発明の名称】半導体製造装置用部材
(51)【国際特許分類】
G02B 5/26 20060101AFI20220802BHJP
C04B 35/50 20060101ALI20220802BHJP
【ＦＩ】
G02B5/26
C04B35/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022010121
(22)【出願日】2022-01-26
(31)【優先権主張番号】P 2021012362
(32)【優先日】2021-01-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003029
【氏名又は名称】特許業務法人ブナ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】富田 大樹
【テーマコード（参考）】
2H148
【Ｆターム（参考）】
2H148FA05
2H148FA07
2H148FA09
2H148FA15
(57)【要約】
【課題】十分に黒色化され、クラックおよび色むらが抑制され表面が剥離しにくい半導体製造装置用部材を提供すること。
【解決手段】本開示に係る半導体製造装置用部材は、表面に黒色領域を有する基材であり、黒色領域は、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とし、波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、黒色領域の反射率Ｒ（λ）（但し、λは、波長域内の波長（ｎｍ））との関係を、対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上である。
【選択図】図１
【解決手段】本開示に係る半導体製造装置用部材は、表面に黒色領域を有する基材であり、黒色領域は、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とし、波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、黒色領域の反射率Ｒ（λ）（但し、λは、波長域内の波長（ｎｍ））との関係を、対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面に黒色領域を有する基材であり、
前記黒色領域は、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とし、
波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、前記黒色領域の反射率Ｒ（λ）（但し、λは、前記波長域内の波長（ｎｍ））との関係を、対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上である、
半導体製造装置用部材。
前記黒色領域は、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とし、
波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、前記黒色領域の反射率Ｒ（λ）（但し、λは、前記波長域内の波長（ｎｍ））との関係を、対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上である、
半導体製造装置用部材。
【請求項2】
Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）が－０．１％以上である、請求項１に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項3】
表面に黒色領域を有する基材であり、前記黒色領域は、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とし、波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の前記黒色領域の反射率をＲ（λ）（但し、λは、前記波長域内の波長（ｎｍ））とした場合、Ｒ（７４０）＞Ｒ（５５０）＞Ｒ（３６０）の関係を満たすとともに、Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）が－０．１％以上である、
半導体製造装置用部材。
半導体製造装置用部材。
【請求項4】
前記反射率Ｒ（λ）は、波長３６０ｎｍから波長７４０ｎｍに向かって漸増している、請求項１～３のいずれかに記載の半導体製造装置用部材。
【請求項5】
前記基材は、希土類酸化物を主成分とするセラミックスからなる、請求項１～４のいずれかに記載の半導体製造装置用部材。
【請求項6】
前記黒色領域の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上０．５μｍ以下である、請求項１～５のいずれかに記載の半導体製造装置用部材。
【請求項7】
前記黒色領域の最大高さＲｙが１μｍ以上３μｍ以下である、請求項１～６のいずれかに記載の半導体製造装置用部材。
【請求項8】
前記黒色領域を構成する結晶の平均粒径は、前記基材を構成する結晶の平均粒径よりも大きい、請求項１～７のいずれかに記載の半導体製造装置用部材。
【請求項9】
前記黒色領域を構成する結晶の平均粒径は、前記基材を構成する結晶の平均粒径の５倍以上である、請求項１～８のいずれかに記載の半導体製造装置用部材。
【請求項10】
前記黒色領域の色差（ΔＥ＊ａｂ）は３以下である、請求項１～９のいずれかに記載の半導体製造装置用部材。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれかに記載の半導体製造装置用部材の製造方法であって、
前記基材の表面に、減圧雰囲気または還元雰囲気にて電子線またはレーザ光線を照射して前記黒色領域を形成する、
半導体製造装置用部材の製造方法。
前記基材の表面に、減圧雰囲気または還元雰囲気にて電子線またはレーザ光線を照射して前記黒色領域を形成する、
半導体製造装置用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体製造装置用部材に関する。
【背景技術】
【0002】
白色のイットリアに、電子線（ＥＢ）照射またはレーザ照射によって酸素欠損（Ｙ２Ｏ３－ｘ）を生じさせると、表面が黒色化することが知られている（例えば、特許文献１）。イットリアはプラズマや腐食性ガスに対する耐性に優れるので、黒色領域を有するイットリア部材は、半導体製造装置などで、半導体ウェハの位置検出、識別や、反射率低減のために使用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－２５６０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
イットリアなどの希土類酸化物にＥＢ照射やレーザ照射が不足すると黒色化が不十分となる。一方、過剰に照射すると結晶性が低下してクラックが発生しやすくなり、黒色化した表面が剥がれやすくなる。さらに、ＥＢ照射やレーザ照射の照射条件によっては表面に色むらが生じる。
【0005】
本開示の課題は、十分に黒色化され、クラックおよび色むらが抑制され表面が剥離しにくい半導体製造装置用部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る半導体製造装置用部材は、表面に黒色領域を有する基材であり、黒色領域は、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とし、波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、黒色領域の反射率Ｒ（λ）（但し、λは、波長域内の波長（ｎｍ））との関係を、対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上である。
【発明の効果】
【0007】
本開示に係る半導体製造装置用部材は、上記のように、表面に黒色領域を有する基材であり、黒色領域は、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とし、波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、黒色領域の反射率Ｒ（λ）（但し、λは、波長域内の波長（ｎｍ））との関係を、対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上である。したがって、本開示に係る半導体製造装置用部材は、色むらが抑制された黒色の表面を有し、クラックも抑制され表面が剥離しにくい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】イットリアを主成分とする基材に電子線を照射した後の状態を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示の一実施形態に係る半導体製造装置用部材は、表面に黒色領域を有する基材である。この基材は、例えば、イットリア（酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３））、エルビア（酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）、セリア（酸化セリウム（ＣｅＯ２）、イットリウムを含む複合酸化物（イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、イットリウムアルミニウムモノクリニック（Ｙ４Ａｌ２Ｏ９）、イットリウムアルミニウムペロブスカイト（ＹＡｌＯ３）など）、エルビウムを含む複合酸化物（エルビウムアルミニウムガーネット（Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２）、エルビウムアルミニウムモノクリニック（Ｅｒ４Ａｌ２Ｏ９）、エルビウムアルミニウムペロブスカイト（ＥｒＡｌＯ３）など）、セリウムを含む複合酸化物（セリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ３Ａｌ５Ｏ１２）、セリウムアルミニウムモノクリニック（Ｃｅ４Ａｌ２Ｏ９）、セリウムアルミニウムペロブスカイト（ＣｅＡｌＯ３）など）などの希土類酸化物を主成分とするセラミックスまたは単結晶である。セラミックスの主成分とは、セラミックスを構成する成分の合計１００質量％中、８０質量％以上の成分を意味する。単結晶の主成分とは、単結晶を構成する成分の合計１００質量％中、８０質量％以上の成分を意味する。特に、主成分は、それぞれを構成する成分の合計９０質量％以上であるとよい。さらに、主成分は、９９．９質量％以上であるとよい。
【0010】
基材を構成するセラミックスや単結晶は、希土類酸化物以外に、例えば、珪素、鉄およびＡＥ（ＡＥは、周期表２族の元素）が含まれていてもよい。プラズマや腐食性ガスに対する耐性をより向上するという観点からは、基材を構成するセラミックスや単結晶に含まれれる珪素はＳｉＯ２換算で３００質量ｐｐｍ以下、鉄はＦｅ２Ｏ３換算で５０質量ｐｐｍ以下、ＡＥがＡＥＯ換算で３５０質量ｐｐｍ以下であってもよい。セラミックスや単結晶を構成している成分は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置によって同定することができる。各成分の含有量は、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求めることができる。
【0011】
黒色領域は、酸素欠損が生じており、酸素の組成が化学量論組成よりも小さい希土類酸化物を主成分とする領域である。黒色領域を形成する希土類酸化物は、例えば、組成式がＹ２Ｏ３－Ｘ、Ｅｒ２Ｏ３－Ｘ、ＣｅＯ２－Ｘ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２―ｘ、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９―ｘ、ＹＡｌＯ３―ｘ、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２―ｘ、Ｅｒ４Ａｌ２Ｏ９―ｘ、ＥｒＡｌＯ３―ｘ、Ｃｅ３Ａｌ５Ｏ１２―ｘ、Ｃｅ４Ａｌ２Ｏ９―ｘ、ＣｅＡｌＯ３―ｘとして示され、ｘの範囲は、０＜ｘ≦１．５である。酸素欠損の有無は、電子エネルギー損失分光法（Electron Energy-Loss Spectroscopy:EELS）によって確認することができ、ｘの値は、Ｘ線光電子分光法で求めることができる。
【0012】
一実施形態に係る半導体製造装置用部材において、黒色領域は、波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、黒色領域の反射率Ｒ（λ）（但し、λは、前波長域内の波長（ｎｍ））との関係を対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上である。
【0013】
波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍは可視光領域である。この反射率Ｒ（λ）は、例えば、分光測色計（コニカミノルタ（株）製、ＣＭ－２６００ｄまたはその後継機種）を用い、測定条件は、光源をＣＩＥ標準光源Ｄ６５、視野角を２°に設定することで求められる。相関係数を算出する場合、独立変数となる波長のサンプル数は３９であり、自由度は３８である。波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、反射率Ｒ（λ）との関係を対数近似する場合、自然対数を用いる。
【0014】
対数近似して得られる曲線の相関係数が、０．９４以上であるということは、有意水準０．１％で検定して有意であるとともに、正の相関が極めて高く、反射率Ｒ（λ）が波長の増加とともにほぼ右上がりに増加し、波長７４０ｎｍ付近でその増加は緩やかになるということを意味している。このような特徴を有することによって、一実施形態に係る半導体製造装置用部材の黒色領域は、色むらが抑制された黒色を呈する。その結果、半導体製造装置用部材は、クラックも抑制され表面が剥離しにくい。特に、上記相関係数は、０．９７６以上であるとよい。
【0015】
自然対数で対数近似した場合、その回帰式の傾きは、例えば、９以下であるとよい。傾きが９以下であれば、波長が増加しても、反射率Ｒ（λ）の増加はさらに緩やかになるので、色むらを抑制することができる。
【0016】
黒色領域は、Ｒ（７４０）＞Ｒ（５５０）＞Ｒ（３６０）の関係を満たすとともに、Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）が－０．１％以上である。この場合、波長３７０ｎｍの反射率Ｒ（３７０）と波長３６０ｎｍの反射率Ｒ（３６０）との差（Ｒ（３７０）－Ｒ（３６０））が－０．１％以上、波長３８０ｎｍの反射率Ｒ（３８０）と波長３７０ｎｍの反射率Ｒ（３７０）との差（Ｒ（３８０）－Ｒ（３７０））が－０．１％以上というように、１０ｎｍ間隔で測定した反射率Ｒ（λ）において、１０ｎｍ長い方の反射率Ｒ（λ）が、１０ｎｍ短い方の反射率Ｒ（λ）に比べて０．１％より小さくない。
【0017】
例えば、Ｒ（７４０）＞Ｒ（５５０）＞Ｒ（３６０）の関係を満たし、Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）が０％以上であると、反射率Ｒ（λ）は「常に」右上がりとなる。Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）が－０．１％以上であると、反射率Ｒ（λ）は「ほぼ」右上がりとなる。反射率Ｒ（λ）が「ほぼ」右上がりであれば、色むらが生じにくく、半導体ウェハなどの被検出体の検出、識別がしやすくなる。特に、目視による検出、識別（視認）がしやすくなる。
【0018】
Ｒ（３６０）は、例えば１５％以下、好ましくは１２％以下であるのがよい。Ｒ（５５０）は、例えば、１８％以下、好ましくは１５％以下であるのがよい。Ｒ（７４０）は、例えば２２％以下、好ましくは１８％以下であるのがよい。
【0019】
Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）は－０．１％以上であれば限定されないものの、Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）は－０．０５％以上であるとよい。さらに、反射率Ｒ（λ）は、波長３６０ｎｍから波長７４０ｎｍに向かって漸増しているとよい。
【0020】
反射率Ｒ（λ）は振幅しながら、右上がりに増加する場合よりも、漸増、すなわち、比較的単調に増加している方が、色むらが生じにくい。Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）は０．３３％以下であってもよい。色むらは、以下の数式（Ａ）で示される色差（ΔＥ＊ａｂ）によって表すことができる。
ΔＥ＊ａｂ＝（（ΔＬ＊）２＋（Δａ＊）２＋（Δｂ＊）２））１／２・・・（Ａ）
（ΔＬ＊：基準測定点に対する比較測定点の明度指数Ｌ＊の差、
Δａ＊：基準測定点に対する比較測定点のクロマティクネス指数ａ＊の差、
Δｂ＊：基準測定点に対する比較測定点のクロマティクネス指数ｂ＊の差）
ΔＥ＊ａｂ＝（（ΔＬ＊）２＋（Δａ＊）２＋（Δｂ＊）２））１／２・・・（Ａ）
（ΔＬ＊：基準測定点に対する比較測定点の明度指数Ｌ＊の差、
Δａ＊：基準測定点に対する比較測定点のクロマティクネス指数ａ＊の差、
Δｂ＊：基準測定点に対する比較測定点のクロマティクネス指数ｂ＊の差）
【0021】
本実施形態における色むらがない状態とは、色差ΔＥ＊ａｂが７以下である状態を意味し、この値を超えると人の目にも色むらとして認識しやすくなる。黒色領域の色差（ΔＥ＊ａｂ）は３以下であるとよい。黒色領域の色差（ΔＥ＊ａｂ）がこの範囲であると、色むらが小さくなるので、商品価値が向上する。特に、黒色領域の色差（ΔＥ＊ａｂ）は１．７以下であるとよい。
【0022】
例えば、プラズマ処理装置で用いられるチャンバの内底面に、チャンバの基準位置を示すためのチャンバマークが設けられている場合、このチャンバマークを基準に、複数の半導体ウエハＷを載置、回転可能なテーブル上に配置された個々の半導体ウェハＷの位置を検出することができる。具体的には、半導体ウェハＷを囲繞するように、テーブル２の表面に設けられた凹部の近傍に、半導体ウェハＷの位置を検出するためのサセプタマークが設けられており、チャンバマークを絶対基準とし、チャンバマークに対するサセプタマークの相対位置を検出することにより、半導体ウェハＷの位置を検出することができる。上記半導体製造装置用部材はこのようなサセプタマークとして用いるとよい。
【0023】
通常、電子線やレーザ光線の照射量を増すと、黒色領域の明度が低下する一方で、照射によって生じる応力が大きくなり剥がれが生じやすくなる。人の目や各種受光センサーは、受光感度に波長依存性がある。「ほぼ右上がり」から外れるような、反射率Ｒ（λ）の山および谷を示す振幅（反射率の波長依存性の大きい波長領域）が可視光領域に存在すると、わずかな照射条件のばらつきによって、色（明度や彩度）が変化しやすい。その結果、人の目に色むらとして認識されやすくなる。
【0024】
このような反射率Ｒ（λ）の振幅は、黒色領域に形成された酸素空孔および他の結晶欠陥の禁制帯中の準位と密度によって変化する。酸素空孔の準位は、例えば酸素空孔の帯電状態によって変化する。酸素空孔の準位は、黒色領域形成時の照射条件やその後の処理（例えば、熱処理）条件によって変化する。例えば、電子線などの照射により形成した黒色領域をさらに熱処理して、黒色領域内の酸素空孔の準位を変化させたり、結晶欠陥の分布、密度を調整したりして、色むらを改善してもよい。
【0025】
一実施形態に係る半導体製造装置用部材の製造方法は限定されず、例えば、下記のような方法で製造される。
【0026】
まず、希土類酸化物を主成分とする基材を準備する。このような基材は、公知の方法で製造される。基材の形状および大きさは限定されず、最終的に得られる半導体製造装置用部材の形状および大きさに応じて適宜設定される。半導体製造装置用部材は、平面視した場合に、例えば、円形状、楕円形状または多角形状（三角形状、四角形状、五角形状、六角形状など）を有する板状であってもよい。半導体製造装置用部材の形状はバルク状であってもよいし、他の部材上に膜状に形成されていてもよい。
【0027】
次いで、減圧雰囲気下または還元雰囲気下で、基材の表面に電子線またはレーザ光線を照射する。レーザ光線を使用する場合は、黒色化したい部分にピンポイントで照射するか、黒色化したい領域にレーザ光線を走査すればよい。一方、電子線を使用する場合は、黒色化したい領域に開口部を有するマスクを被覆して、電子線を照射すればよい。電子線は面で照射されるため、マスクを使用することで所望の領域を部分的に黒色化することができる。
【0028】
電子線照射の場合に使用するマスクは、酸化物で形成されたマスクが挙げられる。マスクを形成する酸化物は限定されず、例えば、アルミナなどの絶縁性を有する酸化物セラミックスが挙げられる。マスクの厚みは限定されず、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【0029】
このようにして得られた一実施形態に係る半導体製造装置用部材の黒色領域は、０．２μｍ以上０．５μｍ以下の算術平均粗さＲａを有していてもよく、あるいは、１μｍ以上３μｍ以下の最大高さＲｙを有していてもよい。通常、表面粗さが大きくなると反射率が低くなる傾向があるが、パーティクルの発生および付着が生じやすくなる。電子線またはレーザ光線を照射すると、焼結の促進による粒成長や、一旦溶融した後の再凝固により、照射前よりも気孔の少ない緻密な表面が形成される。その結果、このような比較的大きな表面粗さであっても、反射率が低く、パーティクルの発生および付着が生じにくい。
【0030】
その結果、このような半導体製造装置用部材は、パーティクルを嫌う耐プラズマ性が求められる用途などで好適に使用される。算術平均粗さＲａ、最大高さＲｙは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に準拠して接触式または非接触式の表面粗さ測定装置で測定することができる。
【0031】
例えば、（株）小坂研究所製の表面粗さ・輪郭形状測定機（ＳＥＦ６８０）を用い、測定条件としては、例えば、触針の半径を５μｍ、触針の材質をダイヤモンド、測定長さを２．５ｍｍ以上、カットオフ値を０．８ｍｍとし、触針の走査速度を０．５ｍｍ／秒に設定すればよい。そして、測定対象面において、少なくとも５ヵ所以上算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｙを測定し、その平均値を求めればよい。この平均値が、算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｙの上記各範囲の対象となる。
【0032】
黒色領域を構成する結晶の平均粒径は、基材を構成する結晶の平均粒径よりも大きいとよい。結晶の平均粒径が大きければ、単位面積当たりの粒界相が占める面積が少ないので、プラズマに晒された場合、粒界相からの脱粒が抑制される。一方、基材は相対的に粒径の小さい結晶が多くなるので、機械的強度、剛性などの機械的特性が維持される。
【0033】
基材を構成する結晶の平均粒径は、黒色領域を除く基材が測定の対象となる。例えば、黒色領域を構成する結晶の平均粒径は、１５μｍ以上３０μｍ以下であり、基材を構成する結晶の平均粒径は、２μｍ以上４μｍ以下である。特に、黒色領域を構成する結晶の平均粒径は、基材を構成する結晶の平均粒径の５倍以上であるとよく、さらに６．７倍以上であるとよい。
【0034】
結晶の平均粒径は、以下のようにして求めることができる。まず、半導体製造装置用部材の破断面を、平均粒径Ｄ５０が３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて銅盤にて研磨する。その後、平均粒径Ｄ５０が０．５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて錫盤にて研磨する。これらの研磨によって得られる研磨面を、温度を１６００℃として結晶粒子と粒界層とが識別可能になるまでエッチングして観察面を得る。走査型電子顕微鏡によって、観察面を２０００倍に拡大した６０μｍ×４５μｍの範囲で、同じ長さの直線、例えば、１００μｍの直線を６本引く。この６本の直線上に存在する結晶の個数をこれらの個々の直線で除すことで結晶の平均粒径を求めることができる。
【実施例0035】
以下、本開示の実施例を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0036】
以下、電子線照射を用い、基材の表面に黒色領域を形成する場合を例に具体的に説明する。
【0037】
まず、イットリアを主成分とする白色のセラミックスからなる円盤状の基材を準備し、図１に示す１および２の数字を付した領域（以下、数字１、２・・・を付した領域をそれぞれ領域１、２・・・と記載する）よりも上側の領域をアルミナ製のマスクで被覆した。
【0038】
そして、電子線照射装置のチャンバの中に、所定の断面積を有するカソード電極と部分的にマスクで被覆された基材とを所定の間隔を空けて配置した。カソード電極と基材との間には、アルゴンガスをプラズマ化するための円環形状を有するアノード電極が設けられている。
【0039】
チャンバの外には、電子線が照射される方向に平行な磁力線を作るためのソレノイドが設けられている。チャンバを密閉した後、チャンバ内がほぼ真空状態となるまで減圧して、チャンバ内にアルゴンガスを供給した。次いで、ソレノイドを励磁して磁力線を発生させ、アルゴンガスの圧力を所定の圧力で保持した。この状態で、カソード電極に２５ｋＶの電圧を、ソレノイドに１ｋＶ以上の電圧をそれぞれ印加し、領域１、２、３に電子線をそれぞれ４回照射し、黒色領域を得た（照射時間は２０分）。
【0040】
次いで、図１に示す領域４よりも下側の領域をアルミナ製のマスクで被覆し、上述したように、チャンバ内に基材を配置した。そして、上述した手順と同じ手順でカソード電極およびソレノイドに電圧を印加した。照射条件は、カソード電極に３０ｋＶの電圧を、ソレノイドに１ｋＶ以上の電圧をそれぞれ印加し、領域４に電子線を４回照射し、黒色領域を得た（照射時間は２０分）。
【0041】
さらに、図１に示す領域５以外をアルミナ製のマスクで被覆し、上述したように、チャンバ内に基材を配置した。そして、上述した手順と同じ手順でカソード電極およびソレノイドに電圧を印加した。照射条件は、カソード電極に２０ｋＶの電圧を、ソレノイドに１ｋＶ以上の電圧をそれぞれ印加し、領域５に電子線を４回照射した（照射時間は２０分）。その後、カソード電極に２５ｋＶの電圧を、ソレノイドに１ｋＶ以上の電圧をそれぞれ印加し、領域５に電子線を４回照射し、黒色領域を得た（照射時間は２０分）。
【0042】
電子線照射後の図１に示す基材の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、黒色領域の厚みは約０．８μｍであった。
【0043】
図１に示す領域１～５の波長域３６０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下における１０ｎｍ間隔毎の波長に対する反射率Ｒ（λ）を測定した。独立変数となる波長のサンプル数は３９であり、自由度は３８とした。
【0044】
反射率Ｒ（λ）は、分光測色計（コニカミノルタ(株)製、ＣＭ－２６００ｄ）を用い、測定条件は、光源をＣＩＥ標準光源Ｄ６５、視野角を２°に設定した。測定結果を図２に示す。図２に示すように、領域１～５のいずれも、反射率Ｒ（７４０）は、反射率Ｒ（３６０）よりも大きいことがわかる。
【0045】
各領域毎の波長域３６０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下における１０ｎｍ間隔毎の波長と、反射率Ｒ（λ）との関係を対数近似して得られる曲線の傾き、相関係数、有意水準０．１％による検定結果およびＲ（λ＋１０）－Ｒ（λ）の最小値を表１に示す。
【0046】
さらに、領域１～５のそれぞれについて、明度指数Ｌ＊、クロマティクネス指数ａ＊およびクロマティクネス指数ｂ＊を測定した。領域２および３３に対しては、領域１に対する色差（ΔＥ＊ａｂ）を算出した。測定は、ＪＩＳ Ｚ ８７２２：２００９に準拠して行った。具体的には、分光測色計（コニカミノルタ(株)製、ＣＭ－２６００ｄ）を用い、測定条件としては、光源をＣＩＥ標準光源Ｄ６５、視野角を２°に設定して行った。明度指数Ｌ＊は、０に近いほど黒色を示し、１００に近いほど白色を示す。
【0047】
クロマティクネス指数ａ＊およびクロマティクネス指数ｂ＊は彩度を示し、０は無彩色を示す。結果を表１に示す。表１に記載の白色部は、電子線照射前の基材の任意の２カ所について、測定した結果である。
【0048】
【表1】
【0049】
表１に示す結果から明らかなように、領域１～４の反射率Ｒ（λ）の変動は小さいため、相関係数は、いずれも０．９４以上と高い。その結果、反射率Ｒ（λ）の変動が大きい領域５よりも色むらが抑制されている。領域１～４のＲ（λ＋１０）－Ｒ（λ）もー０．１％以上である。そのため、Ｒ（λ＋１０）－Ｒ（λ）が小さい領域５よりも良好である。
【0050】
さらに、表１に示すように、領域２および３の領域は、領域１に対する、色差（ΔＥ＊ａｂ）が３以下と小さい。そのため、色むらが抑制され、商品価値が向上していることがわかる。
【0051】
別途、Ｅｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２（ＥＡＧ）およびＣｅ３Ａｌ５Ｏ１２（ＣＡＧ）をそれぞれ主成分とする白色のセラミックスからなる円盤状の基材を準備し、上述した方法と同じ方法で、領域１～５に電子線を照射し、黒色領域を得た。
【0052】
波長域３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける１０ｎｍ間隔毎の波長と、領域１～４に対応する黒色領域の反射率Ｒ（λ）との関係を、対数近似して得られる曲線の相関係数Ｒは、いずれも０．９４以上であり、Ｒ（７４０）＞Ｒ（５５０）＞Ｒ（３６０）の関係を満たしていた。領域１～４に対応する黒色領域のＲ（λ＋１０）－Ｒ（λ）は０．１％以上であった。
【0053】
一実施形態に係る半導体製造装置用部材は、可視光領域で反射率Ｒ（λ）がほぼ右上がりであり、視認性に優れ剥離しにくい黒色領域を有しており、例えば、プラズマ処理装置用の黒色部品やマーカー（例えば、サセプタマーク）などとして使用される。
【図1】
【図2】
