(57)【要約】【課題】高温領域で使用した場合においても、漏れ電流に起因する各種のトラブルが生じる虞が無く、熱効率の低下もなく、板状試料の汚染源（コンタミネーション）になる虞もなく、さらには、高温酸化性雰囲気下においても使用可能な電極内蔵型サセプタを提供する。【解決手段】載置板１２、中間板１３、１４、支持板１５をこの順に重ね合わせ、載置板１２と第１の中間板１３との間に、ＢＮ、Ｌｉ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯのうちのいずれか１種を主成分とする絶縁層１６を形成し、中間板１３、１４間に静電吸着用内部電極１７を形成し、中間板１４と支持板１５との間にヒータ用内部電極１８を形成し、静電吸着用内部電極１７に静電吸着用給電端子２２を接続し、ヒータ用内部電極１８にヒータ用給電端子２４、２４を接続したことを特徴とする。【選択図】　図１
2004055608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面が板状試料を載置する載置面とされた窒化アルミニウム基焼結体からなるサセプタ基体と、このサセプタ基体に内蔵された内部電極と、前記サセプタ基体内に設けられて前記内部電極に接合された給電用端子とを備えた電極内蔵型サセプタであって、
前記内部電極と前記載置面との間には、窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層が形成されていることを特徴とする電極内蔵型サセプタ。
【請求項２】
一主面が板状試料を載置する載置面とされた窒化アルミニウム基焼結体からなるサセプタ基体と、このサセプタ基体に内蔵された複数の内部電極と、前記サセプタ基体内に設けられて前記複数の内部電極各々に接合された給電用端子とを備えた電極内蔵型サセプタであって、
前記載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間、または前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間、または前記載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間および前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間には、窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層が形成されていることを特徴とする電極内蔵型サセプタ。
【請求項３】
前記給電用端子は、導電性の窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体からなることを特徴とする請求項１または２記載の電極内蔵型サセプタ。
【請求項４】
前記給電用端子は、前記内部電極に接合されて導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体からなる第１の給電用端子と、該第１の給電用端子に接合されて一部が前記サセプタ基体より露出する導電性の炭化珪素焼結体からなる第２の給電用端子とを備えてなることを特徴とする請求項１または２記載の電極内蔵型サセプタ。
【請求項５】
前記サセプタ基体は、一主面が板状試料を載置する載置面とされた窒化アルミニウム基焼結体からなる載置板と、該載置板を下方から支える窒化アルミニウム基焼結体からなる支持板とを備え、
前記絶縁層は、前記載置板内に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の電極内蔵型サセプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極内蔵型サセプタに関し、特に、漏れ電流の発生を防止することができ、しかも高温酸化性雰囲気下においても使用可能な電極内蔵型サセプタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置の製造工程をはじめ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等の表示装置の製造工程、ハイブリッドＩＣ等の組み立て工程等においては、エッチング工程、成膜工程等をウェハ毎、あるいは基板毎に均一に行うため、半導体ウエハ、液晶用ガラス基板、プリント基板等の板状試料を、１枚ずつ処理する枚葉化がすすんでいる。
この枚葉化プロセスにおいては、板状試料を１枚ずつ処理室内にて保持するために、この板状試料をサセプタと称される試料台（台座）に載置し、所定の処理を施している。
【０００３】
このサセプタは、プラズマ中での使用に耐え、かつ高温での使用に耐え得る必要があることから、耐プラズマ性に優れ、熱伝導率が大きいことが要求される。
このようなサセプタとしては、耐プラズマ性、熱伝導性に優れた窒化アルミニウム基焼結体からなるサセプタが使用されている。
このようなサセプタには、その内部に電荷を発生させて静電吸着力で板状試料を固定するための静電チャック用電極、通電発熱させて板状試料を加熱するためのヒータ電極、高周波電力を通電してプラズマを発生させてプラズマ処理するためのプラズマ発生用電極等の内部電極を配設したものがある。
【０００４】
図６は、このような電極内蔵型サセプタの一例を示す断面図であり、この電極内蔵型サセプタ１は、上面が板状試料（図示せず）を載置する載置面２ａとされた窒化アルミニウム基焼結体からなる載置板２と、この載置板２を下方から支える窒化アルミニウム基焼結体からなる支持板３と、これら載置板２と支持板３とに挟まれて保持される内部電極４と、この内部電極４に接するように前記支持板３の固定孔５内に設けられ電流を内部電極４に供給するための給電用端子６、６とにより構成されている。これら給電用端子６、６はモリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）等の耐熱性金属により構成されている。
この電極内蔵型サセプタ１では、内部電極４を挟持する載置板２および支持板３が窒化アルミニウム基焼結体により構成されているので、特に、耐プラズマ性、熱伝導性等が要求されるプラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置等に好んで用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した載置板２および支持板３を構成する窒化アルミニウム基焼結体は、常温では極めて絶縁性の高いものであるが、高温雰囲気下、例えば４００℃以上の高温酸化性雰囲気下では絶縁性が低下する傾向がある。そのため、この電極内蔵型サセプタ１を高温雰囲気下にて使用した場合、載置板２および支持板３の抵抗値が低下し、内部電極４に電圧を印加した場合に漏れ電流が生じ易くなり、その結果、この漏れ電流が載置面に載置された板状試料に損傷を与えたり、この漏れ電流が原因で内部電極４への通電が制御できなくなる等の問題点があった。
【０００６】
そこで、最近、窒化アルミニウム基焼結体の体積固有抵抗値の温度依存性を緩和するために、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のマグネシウム化合物を添加した窒化アルミニウム基焼結体を用いることが検討されているが、この電極内蔵型サセプタにおいても、窒化アルミニウム基焼結体の熱伝導性の低下に起因して熱効率が低下するという問題点の他、窒化アルミニウム基焼結体に含まれるマグネシウムが板状試料の汚染源（コンタミネーション）になるという新たな問題点が生じることとなる。
【０００７】
一方、上述した給電用端子６、６においては、内部電極４に大電流を流す場合、例えば、内部電極４をプラズマ発生用電極として用いる場合、約２０Ａの電流を流す必要があるために、給電用端子６、６の抵抗値を小さくする必要があり、結果的には、給電用端子６、６の直径を大きくする必要がある。そのため、給電用端子６、６を構成する耐熱性金属と、支持板３を構成する窒化アルミニウム基焼結体との熱膨張差による応力が大きくなり、この電極内蔵型サセプタを使用する際の温度変化に伴って支持板３にクラックが生じ易くなる等の問題点があった。
【０００８】
そこで、最近、給電用端子６、６を導電性の焼結体、例えば、窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体により構成することが試みられているが、この複合焼結体においても耐酸化性が充分ではなく、例えば、４００℃以上の高温酸化性雰囲気下における昇温、降温を繰り返し行う熱サイクル負荷に対して耐性が無いという問題点があった。
この問題点を解消するために、冷却手段を用いて給電用端子６、６の周辺を冷却することが考えられているが、この場合、板状試料を所定の温度に加熱する際の昇温速度が低下するとともに、板状試料の均熱性が低下するという新たな問題点が生じることとなる。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高温領域で使用した場合においても、漏れ電流に起因する各種のトラブルが生じる虞が無く、熱効率の低下もなく、板状試料の汚染源（コンタミネーション）になる虞もなく、さらには、高温酸化性雰囲気下においても使用可能な電極内蔵型サセプタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、窒化アルミニウム基焼結体からなるサセプタ基体の載置面と、このサセプタ基体に内蔵された内部電極との間に、窒化アルミニウム基焼結体と熱膨張係数が近似した窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムのいずれかを主成分とする絶縁性のセラミックス層を形成することにより、上記課題を効率よく解決し得ることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の電極内蔵型サセプタは、一主面が板状試料を載置する載置面とされた窒化アルミニウム基焼結体からなるサセプタ基体と、このサセプタ基体に内蔵された内部電極と、前記サセプタ基体内に設けられて前記内部電極に接合された給電用端子とを備えた電極内蔵型サセプタであって、前記内部電極と前記載置面との間には、窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この電極内蔵型サセプタにおいては、前記内部電極と前記載置面との間に、絶縁性、熱伝導性に優れ、しかも、窒化アルミニウム基焼結体の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有する材料である窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層を形成したことにより、この電極内蔵型サセプタを高温雰囲気下にて使用した場合においても、サセプタ基体は高抵抗値を保持し、内部電極における漏れ電流の発生を防止する。これにより、高温酸化性雰囲気下においても使用可能となる。
【００１３】
また、本発明の他の電極内蔵型サセプタは、一主面が板状試料を載置する載置面とされた窒化アルミニウム基焼結体からなるサセプタ基体と、このサセプタ基体に内蔵された複数の内部電極と、前記サセプタ基体内に設けられて前記複数の内部電極各々に接合された給電用端子とを備えた電極内蔵型サセプタであって、前記載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間、または前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間、または前記載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間および前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間には、窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この電極内蔵型サセプタにおいては、前記載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間、または前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間、または前記載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間および前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間に、絶縁性、熱伝導性に優れ、しかも、窒化アルミニウム基焼結体の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有する材料である窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層を形成したことにより、この電極内蔵型サセプタを高温雰囲気下にて使用した場合においても、サセプタ基体は高抵抗値を保持し、複数の内部電極各々における漏れ電流の発生を防止する。これにより、高温酸化性雰囲気下においても使用可能となる。
【００１５】
ここで、本発明では、窒化アルミニウム基焼結体とは、窒化アルミニウム焼結体、または窒化アルミニウムを５０重量％以上含む複合焼結体を指すものとする。
また、内部電極は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料を固定するための静電チャック用電極、通電発熱させて板状試料を加熱するためのヒータ電極、高周波電力を通電することによりプラズマを発生させてプラズマ処理するためのプラズマ発生用電極等として用いられるもので、その形状、大きさ、数、配置等は、その用途によって適宜変更可能である。
【００１６】
前記給電用端子は、導電性の窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体からなることとしてもよく、また、前記内部電極に接合されて導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体からなる第１の給電用端子と、該第１の給電用端子に接合されて一部が前記サセプタ基体より露出する導電性の炭化珪素焼結体からなる第２の給電用端子とを備えたこととしてもよい。
【００１７】
これらの給電用端子を導電性の複合焼結体を用いて構成することにより、耐酸化性が向上し、例えば４００℃以上の高温酸化性雰囲気下における昇温、降温の熱サイクル負荷に対して耐性を有するものとなる。また、これらの給電用端子では、周辺を冷却する必要もなく、板状試料を所定温度に加熱する際の昇温速度も低下する虞がなく、板状試料の均熱性が低下する虞もない。
【００１８】
前記サセプタ基体は、一主面が板状試料を載置する載置面とされた窒化アルミニウム基焼結体からなる載置板と、該載置板を下方から支える窒化アルミニウム基焼結体からなる支持板とを備えた構成とし、前記絶縁層を前記載置板内に形成することとしてもよい。
このような構成とすることにより、絶縁層を載置板内の所望の位置に容易に配設することが可能になり、載置面と内部電極との間の絶縁性を高め、この内部電極における漏れ電流の発生を防止する。また、給電用端子と内部電極とを確実、強固に接続することが可能となり、通電確実性をさらに改善する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の電極内蔵型サセプタの各実施の形態について説明する。
なお、以下の各実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の電極内蔵型サセプタを示す断面図であり、この電極内蔵型サセプタ１１は、上面（一主面）が板状試料を載置する載置面１２ａとされた載置板１２と、この載置板１２の下面１２ｂ側に設けられかつ接合一体化された第１の中間板１３と、この第１の中間板１３の下面１３ｂ側に設けられかつ接合一体化された第２の中間板１４と、この第２の中間板１４の下面１４ｂ側に設けられかつ接合一体化された支持板１５と、上記の載置板１２と第１の中間板１３との間に形成された絶縁層１６と、第１の中間板１３と第２の中間板１４との間に形成された静電吸着用内部電極１７と、第２の中間板１４と支持板１５との間に形成されたヒータ用内部電極１８と、上記の静電吸着用内部電極１７に接合されかつ第２の中間板１４及び支持板１５に形成された固定孔（貫通孔）２１に固定された静電吸着用給電端子（給電用端子）２２と、上記のヒータ用内部電極１８に接合されかつ支持板１５に形成された固定孔（貫通孔）２３、２３に固定されたヒータ用給電端子（給電用端子）２４、２４とにより構成されている。
【００２１】
静電吸着用内部電極１７及びヒータ用内部電極１８それぞれの周囲には絶縁層２５が形成されている。
そして、載置板１２と第１の中間板１３とは、絶縁層１６を挟持した状態で接合一体化され、第１の中間板１３と第２の中間板１４とは、静電吸着用内部電極１７及び絶縁層２５を挟持した状態で接合一体化され、第２の中間板１４と支持板１５とは、ヒータ用内部電極１８及び絶縁層２５を挟持した状態で接合一体化され、これら載置板１２〜支持板１５によりサセプタ基体２６が構成されている。
【００２２】
これら載置板１２、第１の中間板１３、第２の中間板１４および支持板１５は、その重ね合わせ面の形状が同一とされ、ともに窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基焼結体からなるものである。この窒化アルミニウム基焼結体としては、特に限定されるものではないが、例えば、窒化アルミニウムを少なくとも５０重量％含むものが好適である。この窒化アルミニウム基焼結体の具体例としては、焼結性や耐プラズマ性を向上させるために酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）から選択された１種または２種以上を合計で０．１〜１０．０重量％含有する窒化アルミニウム焼結体、炭化珪素を５０重量％未満含有する窒化アルミニウム−炭化珪素複合焼結体等がある。
【００２３】
載置板１２は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）等の様な板状試料の汚染源（コンタミネーション）になる様な物質を含有していないか、もしくは含有していても少量であるのが好ましく、特に載置面１２ａにおいては、汚染源（コンタミネーション）になる様な物質が表出していないことが好ましい。
【００２４】
絶縁層１６は、載置板１２及び第１の中間板１３を構成する窒化アルミニウム基焼結体と熱膨張係数が近似した絶縁材料である窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちのいずれか１種を主成分とする材料により構成されている。ここで、「窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちのいずれか１種を主成分とする材料」とは、これらの材料のうちの少なくとも１種を７０重量％以上含有する材料を指すものとする。
【００２５】
これらの材料は、高温下においても高い抵抗値を有することから、絶縁性に優れたものとなり、窒化アルミニウム基焼結体の抵抗値が低下するような高温下においても、過大な漏れ電流が流れる虞がない。
また、これらの材料は、熱伝導性に優れているため、載置面１２ａと静電吸着用内部電極１７との間に設けても、熱伝導を妨げる虞はない。
また、これらの材料は、窒化アルミニウム基焼結体の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有する材料であるから、電極内蔵型サセプタの製造工程中の加圧熱処理により熱応力破壊が生じる虞がなく、しかも、電極内蔵型サセプタの使用中における昇温、降温を繰り返し行う熱サイクル負荷に対しても充分な耐性を有している。
【００２６】
上記の絶縁材料のうち、特に、窒化ホウ素（ＢＮ）は、絶縁性、熱伝導性、熱膨張係数のいずれの点においても、本実施形態の絶縁層を形成するための材料として優れた特性を有している。
この絶縁層１６の厚みは１０μｍ〜１００μｍとするのがよい。その理由は、絶縁層１６の厚みが１０μｍを下回ると漏れ電流を有効に防止し得ず、一方、その厚みが１００μｍを超えると熱膨張係数差に起因したクラックが発生したり、熱伝導性が低下する虞があるからである。
【００２７】
上記の静電吸着用内部電極１７及びヒータ用内部電極１８の材質は、特に制限されるものではないが、例えば、導電性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）−窒化タンタル（ＴａＮ）複合焼結体、あるいは、導電性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）−タングステン（Ｗ）複合焼結体等が好適に用いられる。
【００２８】
上記の窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体としては、窒化タンタルの含有量を５０〜９８重量％とし、残部を窒化アルミニウムとした複合焼結体が望ましい。ここで、窒化タンタルの含有量を５０〜９８重量％としたのは、含有量が５０重量％未満では、内部電極１７、１８の抵抗値が高くなるため、内部電極１７、１８として機能しなくなるからであり、また、含有量が９８重量％を超えると、内部電極１７、１８の熱膨張率が、載置板１２、中間板１３、１４および支持板１５を構成する窒化アルミニウム基焼結体のそれと大きく異なることとなり、電極内蔵型サセプタの製造工程中の加圧熱処理により熱応力破壊する虞が生じるからである。
【００２９】
窒化タンタルの含有量を上記のように限定したことで、電極内蔵型サセプタの製造工程中の加圧熱処理により熱応力破壊が生じる虞がなく、しかも、電極内蔵型サセプタの使用中の昇温、降温を繰り返し行う熱サイクル負荷に対しても充分な耐性を有したものとなる。
【００３０】
また、上記の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体としては、タングステンの含有量を５８〜８０重量％とし、残部を窒化アルミニウムとした複合焼結体が望ましい。ここで、タングステンの含有量を５８〜８０重量％としたのは、含有量が５８重量％未満では、内部電極１７、１８の抵抗値が高くなるため、内部電極１７、１８として機能しなくなるからであり、また、含有量が８０重量％を超えると、内部電極１７、１８の熱膨張率が、載置板１２〜支持板１５を構成する窒化アルミニウム基焼結体のそれと大きく異なることとなり、電極内蔵型サセプタの製造工程中の加圧熱処理により熱応力破壊する虞が生じるからである。
【００３１】
タングステンの含有量を上記のように限定したことで、電極内蔵型サセプタの製造工程中の加圧熱処理により熱応力破壊が生じる虞がなく、しかも、電極内蔵型サセプタの使用中の昇温、降温を繰り返し行う熱サイクル負荷に対しても充分な耐性を有したものとなる。
【００３２】
絶縁層２５は、静電吸着用内部電極１７及びヒータ用内部電極１８それぞれの絶縁性、耐腐食性、耐プラズマ性を向上させるために形成されたもので、窒化アルミニウム基焼結体または窒化アルミニウムを主成分として含む窒化アルミニウム基複合焼結体が好適である。
【００３３】
静電吸着用給電端子２２は、静電吸着用内部電極１７に外部から電流を供給するために設けられたものであり、その数、形状、配置等は、単極型の静電チャックとするか、または双極型の静電チャックとするかにより決定される。
また、ヒータ用給電端子２４は、ヒータ用内部電極１８に外部から電流を供給するために設けられたものであり、その数、形状、配置等は、ヒータの態様により決定される。
【００３４】
これら静電吸着用給電端子２２及びヒータ用給電端子２４、２４は、導電性の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）−窒化タンタル（ＴａＮ）複合焼結体により構成されている。この給電端子は単独型給電端子とも称する。
これら給電端子２２、２４、２４は、窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体中の窒化タンタル（ＴａＮ）の含有率を５０〜９８重量％としたものが好ましい。この複合焼結体の組成をこのように制御することにより、サセプタ製造時における各部材間の熱膨張率の違い等に起因する熱応力を緩和することができる。これにより、給電端子２２（２４、２４）が内部電極１７（１８）と確実、強固に接続されることとなり、通電確実性がより一層改善される。
【００３５】
これら給電端子２２、２４、２４は、直径が２ｍｍ〜１０ｍｍの柱状体であることが好ましい。その理由は、直径が２ｍｍ未満の場合、給電端子として十分な低抵抗値を有したものとならず、したがって、通電した場合に給電端子自体が発熱する虞があり好ましくないからであり、また、直径が１０ｍｍを超えると、サセプタ基体２６を構成する各部材間の熱膨張率の違いにより、製造時に各部材が破損し易くなるため、好ましくないからである。
【００３６】
これら給電端子２２、２４、２４は、図２に示すように、複数種類の部材を接合した複合型給電端子としてもよい。
静電吸着用給電端子２２は、静電吸着用内部電極１７に接合されて導電性の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）−タングステン（Ｗ）複合焼結体からなる上部給電端子（第１の給電用端子）２２ａと、一端部が上部給電端子２２ａに接合されるとともに他端部（一部）が支持板１５の下面より露出する導電性の炭化珪素（ＳｉＣ）焼結体からなる下部給電端子（第２の給電用端子）２２ｂとにより構成されている。
【００３７】
また、ヒータ用給電端子２４、２４も静電吸着用給電端子２２と全く同様に、ヒータ用内部電極１８に接合される導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体からなる上部給電端子（第１の給電用端子）２４ａと、他端部（一部）が支持板１５の下面より露出する高温酸化性雰囲気下での耐久性に優れた導電性の炭化珪素（ＳｉＣ）焼結体からなる下部給電端子（第２の給電用端子）２４ｂとにより構成されている。
【００３８】
これら上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａは、炭化珪素焼結体からなる下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂそれぞれにより気密に被われるとともに、サセプタ基体２６に内蔵されて外部空間に露出しないように構成されている。したがって、この電極内蔵型サセプタ１１は高温酸化性雰囲気下での耐久性に優れたものとなっている。
【００３９】
導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末とタングステン（Ｗ）粉末を混合した混合粉末を加圧焼成することにより得られる。ここで、上記混合粉末の各成分の含有率は、タングステン（Ｗ）粉末の含有率を５８〜８０重量％としたものが望ましい。窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体の組成をこのように制御することにより、サセプタ製造時における各部材間の熱膨張率の違い等に起因する熱応力を緩和することができる。
【００４０】
上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａ及び下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂは、それぞれの直径が２ｍｍ〜１０ｍｍの柱状体であることが好ましい。その理由は、これらの直径を２ｍｍ未満とすると、給電端子として十分な低抵抗値を有したものとならず、これらの給電端子に通電した場合に、これら自体が発熱する虞があるからであり、また、直径が１０ｍｍを超えると、サセプタ基体２６を構成する各部材間の熱膨張率の違いにより、製造時に各部材が破損する虞があるからである。
【００４１】
下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂの厚みは０．１ｍｍ〜２．５ｍｍであることが好ましい。その理由は、厚みが０．１ｍｍ未満であると、サセプタ基体２６を構成する各部材間の熱膨張率の違いにより、製造時に下部給電用端子が破損し易くなるからであり、また、厚みが２．５ｍｍを越えると、サセプタ基体２６を構成する各部材間の熱膨張率の違いにより、製造時に支持板１５が破損し易くなるからである。
【００４２】
次に、本実施形態の電極内蔵型サセプタの製造方法について図３及び図４に基づき説明する。
まず、常法に従って、窒化アルミニウム基焼結体からなる支持板１５、第２の中間板１４、第１の中間板１３、載置板１２を作製する。
次いで、図３（ａ）に示すように、この支持板１５に、静電吸着用給電端子２２を組み込み保持するための固定孔（貫通孔）２１と、ヒータ用給電端子２４、２４を組み込み保持するための固定孔（貫通孔）２３、２３を形成する。
また、第２の中間板１４にも、静電吸着用給電端子１２を組み込み保持するための固定孔（貫通孔）２１を形成する。
【００４３】
これらの固定孔２１、２３、２３の穿設方法は、特に制限されるものではないが、例えば、ダイヤモンドドリルによる孔あけ加工法、レーザ加工法、放電加工法、超音波加工法等を用いて穿設することができる。また、その加工精度は、通常の加工精度でよく、その場合の歩留まりは略１００％である。なお、固定孔２１の穿設位置および数は静電吸着用内部電極１７の態様、すなわち形状、配置及び数により決定され、固定孔２３、２３の穿設位置および数はヒータ用内部電極１８の態様、すなわち形状、配置及び数により決定される。
【００４４】
次いで、図３（ｂ）に示すように、静電吸着用給電端子２２を、支持体１５の固定孔２１及び第２の中間板１４の固定孔２１に密着固定し得る大きさ、形状となるように作製する。また、ヒータ用給電端子２４を、支持体１５の固定孔２３、２３に密着固定し得る大きさ、形状となるように作製する。
ここで、静電吸着用給電端子２２及びヒータ電極用給電端子２４、２４は、単独型給電端子、複合型給電端子のいずれのタイプであってもよい。
【００４５】
給電端子２２、２４、２４を単独型給電端子で構成する場合、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末と窒化タンタル（ＴａＮ）粉末とを混合し、この混合粉末を加圧焼成することにより作製する。
また、複合型給電端子で構成する場合、上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａを、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末とタングステン（Ｗ）粉末とを混合し、この混合粉末を加圧焼成することにより作製し、下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂを、例えば、特開平４−６５３６１号公報に開示されている、概略下記の（１）、（２）のいずれかの方法により作製する。これら（１）、（２）のいずれかの方法で作製された炭化珪素焼結体は、体積固有抵抗値が１Ω・ｃｍ以下の高導電性を有しているので好適である。
【００４６】
（１）平均粒子径が０．１〜１０μｍの第１の炭化珪素粉末と、平均粒子径が０．１μｍ以下の第２の炭化珪素粉末とを混合し、この混合粉末を成形した後、ホットプレス等を用いて加圧下にて加熱し、所定形状の炭化珪素焼結体とする。
第２の炭化珪素粉末は、非酸化性雰囲気のプラズマ中に、シラン化合物またはハロゲン化珪素と炭化水素とからなる原料ガスを導入し、反応系の圧力を１気圧未満から０．１ｔｏｒｒの範囲で制御しつつ気相反応させることにより合成することができる。
【００４７】
（２）非酸化性雰囲気のプラズマ中に、シラン化合物またはハロゲン化珪素と炭化水素とからなる原料ガスを導入し、反応系の圧力を１気圧未満から０．１Ｔｏｒｒの範囲で制御しつつ気相反応させることにより合成された平均粒子径が０．１μｍ以下の炭化珪素粉末を、ホットプレス等を用いて加圧下にて加熱し、所定形状の炭化珪素焼結体とする。
【００４８】
次いで、図３（ｃ）に示すように、これらのヒータ用給電端子２４、２４を、支持板１５の固定孔２３、２３それぞれに嵌め込む。
次いで、支持板１５の表面の所定領域に、ヒータ用給電端子２４、２４に接触するように、導電性粉末、例えば、導電性の窒化アルミニウム−窒化タンタル複合材料、または導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合材料をエチルアルコール等の有機溶媒に分散した内部電極形成用塗布剤を塗布し、乾燥して、ヒータ電極用内部電極形成層３１とする。このヒータ電極用内部電極形成用塗布剤の塗布方法としては、均一な厚さに塗布する必要があることから、スクリーン印刷法等を用いることが望ましい。
【００４９】
次いで、支持板１５の表面のヒータ電極用内部電極形成層３１の周囲に、絶縁性粉末、例えば、窒化アルミニウム粉末材料、あるいは窒化アルミニウムを主成分として含む窒化アルミニウム基粉末材料をエチルアルコール等の有機溶媒に分散した絶縁層形成用塗布剤を塗布し、乾燥して、絶縁層形成層３２とする。
【００５０】
次いで、図３（ｄ）に示すように、このヒータ電極用内部電極形成層３１及び絶縁層形成層３２が形成された支持板１５の固定孔２１に静電吸着用給電端子２２を嵌め込み、ヒータ電極用内部電極形成層３１及び絶縁材層３２の上に第２の中間板１４を配設する。
【００５１】
次いで、図４（ｅ）に示すように、この第２の中間板１４の表面の所定領域に、静電吸着用給電端子２２に接触するように、導電性粉末、例えば、導電性の窒化アルミニウム−窒化タンタル複合材料、または導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合材料をエチルアルコール等の有機溶媒に分散した内部電極形成用塗布剤を塗布し、乾燥して、静電吸着用内部電極形成層３３とする。この静電吸着用内部電極形成用塗布剤の塗布方法としては、均一な厚さに塗布する必要があることから、スクリーン印刷法等を用いることが望ましい。
【００５２】
次いで、第２の中間板１４の表面の静電吸着用内部電極形成層３３の周囲に、絶縁性粉末、例えば、窒化アルミニウム粉末材料、あるいは窒化アルミニウムを主成分として含む窒化アルミニウム基粉末材料をエチルアルコール等の有機溶媒に分散した絶縁層形成用塗布剤を塗布し、乾燥して、絶縁層形成層３２とする。次いで、静電吸着用内部電極形成層３３及び絶縁層形成層３２の上に第１の中間板１３を配設する。
【００５３】
次いで、図４（ｆ）に示すように、この第１の中間板１３の表面の所定領域に、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちのいずれか１種を主成分とする材料をエチルアルコール等の有機溶媒に分散した絶縁層形成用塗布剤を塗布し、乾燥して、絶縁層形成層３４とする。この絶縁層形成用塗布剤の塗布方法としては、均一な厚さに塗布する必要があることから、スクリーン印刷法等を用いることが望ましい。
次いで、この絶縁層形成層３４上に載置板１２を配設する。
【００５４】
次いで、この積層体を加圧下にて熱処理し、接合・一体化する。このように、この方法においては、サセプタ基体２６を構成する各部材間に接合剤を介在させることなく、加圧下での熱処理のみで、接合・一体化を達成することができる。このときの熱処理条件としては、雰囲気は、真空、もしくはアルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）等の不活性雰囲気が好ましく、特に、窒化アルミニウムの分解を抑制するためには、Ｎ２雰囲気が望ましい。また、加圧力は５〜１０ＭＰａが望ましい。また、熱処理温度は１６００〜１８５０℃が望ましい。
【００５５】
この熱処理により、支持板１５上に形成されたヒータ電極用内部電極形成層３１は焼成されてヒータ電極用内部電極１８に、また、絶縁層形成層３２は焼成されて絶縁層２５に、第２の中間板１４上に形成された静電吸着用内部電極形成層３３は焼成されて静電吸着用内部電極１７に、また、絶縁層形成層３２は焼成されて絶縁層２５に、第１の中間板１３上に形成された絶縁層形成層３４は焼成されて絶縁層１６となる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の電極内蔵型サセプタによれば、載置板１２と第１の中間板１３との間に、載置板１２及び第１の中間板１３を構成する窒化アルミニウム基焼結体と熱膨張係数が近似した絶縁材料である窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちのいずれか１種を主成分とする絶縁層１６を形成したので、この電極内蔵型サセプタを高温雰囲気下にて使用した場合においても、サセプタ基体２６が高抵抗値を保持することができ、内部電極１７における漏れ電流の発生を防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態の電極内蔵型サセプタによれば、給電端子２２、２４、２４を、導電性の窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体により構成するか、または、各内部電極に接合される導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体からなる上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａと、上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａ各々に接合されて一部がサセプタ基体２６から露出する導電性の炭化珪素焼結体からなる下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂとにより構成したので、高温領域における耐酸化性を向上させることができ、高温酸化性雰囲気下においても使用可能となる。
【００５８】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態の電極内蔵型サセプタを示す断面図であり、この電極内蔵型サセプタ４１が第１の実施形態の電極内蔵型サセプタ１１と異なる点は、第１の実施形態の電極内蔵型サセプタ１１が載置板１２と第１の中間板１３との間に絶縁層１６を形成し、第１の中間板１３の下面側に静電吸着用内部電極１７を形成し、この静電吸着用内部電極１７に静電吸着用給電端子２２を接合したのに対し、本実施形態の電極内蔵型サセプタ４１は、載置板１２と第１の中間板１３との間に、プラズマ発生用内部電極４２及び絶縁層２５を形成し、第１の中間板１３と第２の中間板１４との間に絶縁層１６を形成し、第１の中間板１３、第２の中間板１４及び支持板１５に形成された固定孔（貫通孔）４３にプラズマ発生用給電端子（給電用端子）４４を固定した点である。
【００５９】
この電極内蔵型サセプタ４１は、第１の実施形態に係る電極内蔵型サセプタの製造方法に準じて作製することができる。
この電極内蔵型サセプタ４１では、プラズマ発生用内部電極４２に印加した高周波電流の漏れ電流が絶縁層１６により遮断されるので、この漏れ電流がヒータ用内部電極１８に流れるのを防止することができる。したがって、ヒータ用内部電極１８への通電が制御できなくなるという不都合が解消される。
【００６０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。
（実施例１）
第１の実施形態に係る電極内蔵型サセプタを以下のようにして作製した。
「給電用端子の作製」
窒化アルミニウム粉末（平均粒径０．６μｍ、（株）トクヤマ製）３０重量部と、窒化タンタル粉末（平均粒径３．４μｍ、日本新金属（株）製）７０重量部と、イソプロピルアルコール１００重量部とを混合し、更に遊星型ボールミルを用いて均一に分散させ、スラリーとした。
次いで、吸引ろ過により、このスラリーからアルコール分を除去し、乾燥して、窒化アルミニウム−窒化タンタル複合粉末を得た。
【００６１】
次いで、この窒化アルミニウム−窒化タンタル複合粉末を成型、焼成し、直径２．５ｍｍ、長さ７．０ｍｍの導電性の柱状窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体を得、これを静電吸着用給電端子２２とした。
また、この窒化アルミニウム−窒化タンタル複合粉末を成型、焼成し、直径２．５ｍｍ、長さ５．０ｍｍの導電性の柱状窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体を得、これをヒータ用給電端子２４とした。
焼成は、給電端子２２、２４のいずれにおいても、ホットプレスによる加圧焼成とし、その際の焼成条件は、焼成温度１７５０℃、圧力２０ＭＰａとした。
【００６２】
「支持板の作製」
上記の窒化アルミニウム粉末９７重量部と、酸化イットリウム粉末（平均粒径１．４μｍ、日本イットリウム（株）製）３重量部と、イソプロピルアルコール１００重量部とを混合し、更に遊星型ボールミルを用いて均一に分散させ、スラリーとした。このスラリーから、上述した「給電用端子の作製」に準じて窒化アルミニウム基粉末を得た。その後、この窒化アルミニウム基粉末を成型、焼成し、直径２３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状の窒化アルミニウム基焼結体を得た。焼成条件は「給電用端子の作製」と同様とした。
【００６３】
次いで、この窒化アルミニウム基焼結体に、ヒータ用給電端子２４、２４を組み込み固定するための固定孔２３、２３、及び静電吸着用給電端子２２を組み込み固定するための固定孔２１をダイヤモンドドリルによって孔あけ加工することにより穿設し、窒化アルミニウム基焼結体からなる支持板１５を得た。
【００６４】
「載置板の作製」
上記の「支持板の作製」に準じて、直径２３０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの円板状の窒化アルミニウム基焼結体を得た。ただし、汚染源（コンタミネーション）とならないように、添加する酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）の含有量を３重量％とした。次いで、この円板状の窒化アルミニウム基焼結体の一主面（板状試料の載置面）を平坦度が１０μｍ以下となるように研磨し、窒化アルミニウム基焼結体からなる載置板１２を得た。
【００６５】
「中間板の作製」
上記の「載置板の作製」に準じて、直径２３０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの円板状の窒化アルミニウム基焼結体を得、窒化アルミニウム基焼結体からなる第１の中間板１３を得た。
また、同様に、直径２３０ｍｍ、厚さ２．０ｍｍの円板状の窒化アルミニウム基焼結体を得、窒化アルミニウム基焼結体からなる第２の中間板１４を得た。
この第２の中間板１４に、上記の「支持板の作製」に準じて、静電吸着用給電端子２２を組み込み固定するための固定孔２１を穿設した。
【００６６】
「接合一体化」
上記の支持板１５に穿設された固定孔２３、２３に、上記により得られたヒータ用給電端子２４、２４を押し込み、固定した。次いで、これらヒータ用給電端子２４、２４が組み込まれて固定された支持板１５上に、後の加圧下での熱処理工程で厚み５０μｍのヒータ用内部電極１８となるよう、窒化アルミニウム粉末３０重量％及び窒化タンタル粉末７０重量％を含む窒化アルミニウム−窒化タンタル複合材料からなる塗布剤を、スクリーン印刷法にて塗布し、乾燥して、スパイラル状のヒータ用内部電極形成層３１とした。
さらに、支持板１５上のヒータ用内部電極形成層３１以外の領域に、窒化アルミニウム基粉末７０重量％、残部がエチルアルコールである塗布液を、スクリーン印刷法にて塗布し、乾燥して、絶縁材層３２とした。
【００６７】
次いで、このヒータ電極用内部電極形成層３１及び絶縁材層３２を挟み込むように、支持板１５上に第２の中間板１４を積層し、この積層された積層体の固定孔２１に静電吸着用給電端子２２を押し込み、固定した。次いで、第２の中間板１４上に、後の加圧下での熱処理工程で単極型の、厚み２５μｍで直径２００ｍｍの円形状静電吸着用内部電極１７となるよう、窒化アルミニウム粉末２８重量％及び窒化タンタル粉末７２重量％を含む窒化アルミニウム−窒化タンタル複合材料からなる塗布剤を、スクリーン印刷法にて印刷塗布し、乾燥して、静電吸着用内部電極形成層３３とした。また、第２の中間板１４上の静電吸着用内部電極形成層３３以外の領域に、窒化アルミニウム基粉末７０重量％、残部がエチルアルコールである塗布液を、スクリーン印刷法にて塗布し、乾燥して、絶縁材層３２とした。
【００６８】
次いで、この静電吸着用内部電極形成層３３及び絶縁材層３２を挟み込むように、第２の中間板１４上に第１の中間板１３を積層した。次いで、この第１の中間板１３上に、後の加圧下での熱処理工程で厚み５０μｍ、直径２３０ｍｍの円形状の絶縁層１６となるよう、窒化ホウ素（平均粒径５．０μｍ、電気化学工業（株）製）４０重量％、残部がエチルアルコールからなる塗布剤を、スクリーン印刷法にて印刷塗布し、乾燥して、絶縁層形成層３４とした。
次いで、この絶縁層形成層３４を挟み込むように、かつ、載置板１２の研磨面が上面となるように、第１の中間板１３上に載置板１２を積層し、ホットプレスを用いて加圧下にて熱処理し、接合し一体化することにより、実施例１の電極内蔵型サセプタを作製した。上記のホットプレスにおける熱処理条件は、温度１７００℃、圧力７．５ＭＰａであった。
【００６９】
（実施例２）
実施例１に準じて、実施例２の電極内蔵型サセプタを得た。ただし、静電吸着用給電端子２２を上部給電端子２２ａと下部給電端子２２ｂとにより構成し、ヒータ電極用給電端子２４を上部給電端子（第１の給電用端子）２４ａと下部給電端子２４ｂとにより構成し、固定孔２１、２３、２３にまず上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａを押し込み、引き続き下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂを押し込み、固定した。
上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａ及び下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂは、次のようにして作製した。
【００７０】
「上部給電端子の作製」
上記の窒化アルミニウム粉末２８重量部と、タングステン粉末（平均粒径０．５μｍ、東京タングステン（株）製）７２重量部と、イソプロピルアルコール１００重量部とを混合し、更に遊星型ボールミルを用いて均一に分散させ、スラリーとした。
次いで、吸引ろ過により、このスラリーからアルコール分を除去し、乾燥して、窒化アルミニウム−タングステン複合粉末を得た。
【００７１】
次いで、この窒化アルミニウム−タングステン複合粉末を成型、焼成し、直径２．５ｍｍ、長さ６．５ｍｍ（静電吸着用）と、直径２．５ｍｍ、長さ４．５ｍｍ（ヒータ用）の２種類の導電性の柱状窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体を得、これらを上部給電端子２２ａ、２４ａ、２４ａとした。焼成は、ホットプレスによる加圧焼成とし、その際の焼成条件は、焼成温度１７５０℃、圧力２０ＭＰａとした。
【００７２】
「下部給電端子の作製」
平均粒子径が０．１〜１０μｍの第１の炭化珪素粉末（イビデン（株）製）９５重量部と、平均粒子径が０．１μｍ以下の第２の炭化珪素粉末（住友大阪セメント（株）製）５重量部と、イソプロピルアルコール１００重量部とを混合し、更に遊星型ボールミルを用いて均一に分散させ、スラリーとした。
上記の第２の炭化珪素粉末は、非酸化性雰囲気のプラズマ中にシラン化合物またはハロゲン化珪素と炭化水素とからなる原料ガスを導入し、反応系の圧力を０．１Ｔｏｒｒ〜１気圧の範囲で制御しつつ気相反応させることにより合成した。
【００７３】
次いで、吸引ろ過により、このスラリーからアルコール分を除去し、乾燥して、２種類の平均粒子径の炭化珪素粉末を混合した混合粉末を得た。次いで、この混合粉末を成型し、ホットプレスを用いて加圧焼成することにより、直径２．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍの導電性の炭化珪素焼結体を得、これを下部給電端子２２ｂ、２４ｂ、２４ｂとした。
上記の加圧焼成の際の焼成条件は、焼成温度２２００℃、圧力２０ＭＰａとした。
【００７４】
（実施例３）
第２の実施形態に係る電極内蔵型サセプタを、実施例１に準じて作製した。ただし、内部電極は載置面１２ａ側から順にプラズマ発生用内部電極４２、ヒータ用内部電極１８であり、絶縁層１６はプラズマ発生用内部電極４２と、ヒータ用内部電極１８との間に配設されている。
【００７５】
「評価」
１．接合断面の観察
実施例１〜３の電極内蔵型サセプタの接合断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察したところ、サセプタ基体を構成する各部材（載置板１２、第１の中間板１３、第２の中間板１４及び支持板１５）は良好に接合されており、亀裂等の発生は無く、内部電極１７、１８（または４２、１８）の剥離もないことが確かめられた。
また、給電端子と内部電極との間の導通も良好であり、電気的に確実に接続されていることも確認された。
【００７６】
２．静電吸着特性
実施例１、２の電極内蔵型サセプタの載置面１２ａに直径８インチのシリコンウエハを載置するとともに、静電吸着用給電端子２２にリード線を接続し、このシリコンウエハと静電吸着用内部電極１７との間に５００Ｖの直流電圧を印加するとともに、ヒータ用給電端子２４にリード線を接続してヒータ用内部電極１８に２５Ｖの直流電圧を印加することにより、温度２００℃、３５０℃、５００℃下で前記シリコンウエハを吸着させたところ、静電吸着力がそれぞれ２７６ｇ／ｃｍ２、１８４ｇ／ｃｍ２、１９１ｇ／ｃｍ２であり、いずれの温度でもシリコンウエハを良好に静電吸着することができた。また、同様にして漏れ電流を測定したところ、過大な漏れ電流の発生は認められず、いずれの電極内蔵型サセプタにおいても５００℃の温度での漏れ電流は２×１０−５Ａ以下であった。
【００７７】
３．耐プラズマ性
実施例３の電極内蔵型サセプタのプラズマ発生用電極４２に２ｋＷの高周波電圧（周波数２．４５ＧＨｚ）を印加するとともに、ヒータ用内部電極１８に２５Ｖの直流電圧を印加することにより２００℃に維持しながら１００時間連続運転したところ、ヒータ用内部電極１８の制御には何ら支障が認められなかった。
【００７８】
４．熱サイクル試験
実施例１、２の電極内蔵型サセプタのヒータ用内部電極１８に３０Ｖの直流電圧を印加し、大気雰囲気下にて昇温速度２０℃／分で所定温度（５００℃）まで昇温させ、次いで、この温度（５００℃）に１０時間保持した後、室温（２５℃）まで放冷するという熱サイクルを３００回負荷したところ、いずれの温度においても、電極内蔵型サセプタに亀裂等の発生は認められず、高温酸化性雰囲気下での耐久性に優れたものであることが確認された。
【００７９】
（比較例１）
実施例１に準じて電極内蔵型サセプタを作製した。ただし、載置面１２ａと静電吸着用内部電極１１７との間には絶縁層１６が配設されておらず、サセプタ基体を載置板１２、中間板１４及び支持板１５とにより構成した。
【００８０】
（比較例２）
実施例１に準じて電極内蔵型サセプタを作製した。ただし、静電吸着用給電端子２２及びヒータ用給電端子２４、２４は、いずれも、導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体からなるものとした。なお、窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体は、上記の窒化アルミニウム粉末：２８重量％と、上記のタングステン粉末：７２重量％の配合比率を有する混合粉末を、温度１７５０℃、加圧力２０ＭＰａの条件下でホットプレスにより焼成したものである。
【００８１】
（比較例３）
実施例３に準じて電極内蔵型サセプタを作製した。ただし、プラズマ発生用電極４２とヒータ用内部電極１８との間には絶縁層１６が配設されておらず、サセプタ基体を載置板１２、中間板１４及び支持板１５により構成した。
【００８２】
このようにして作製した比較例１〜３の電極内蔵型サセプタの接合断面をＳＥＭを用いて観察したところ、サセプタ基体を構成する各部材は良好に接合されており、亀裂等の発生は無く、静電吸着用内部電極、ヒータ用内部電極の剥離もないことが確かめられた。
また、ヒータ用給電端子とヒータ用内部電極との間の導通、静電吸着用給電端子と静電吸着用内部電極との間の導通も良好であり、電気的に確実に接続されていることも確認された。
【００８３】
また、実施例１〜３に準じて、比較例１〜２の電極内蔵型サセプタの載置面に同様のシリコンウエハを静電吸着させたところ、いずれの温度でもシリコンウエハを良好に静電吸着することができた。しかし、同様にして漏れ電流を測定したところ、５００℃の温度での漏れ電流はいずれの電極内蔵型サセプタにおいても１．５×１０−３Ａ以上であった。
【００８４】
また、比較例２の電極内蔵型サセプタを、実施例１〜３と同一の条件下で同一の熱サイクルを７回負荷したところ、給電用端子が酸化してしまい、電極内蔵型サセプタが破壊してしまった。
更に、比較例３の電極内蔵型サセプタのプラズマ発生用内部電極に２ｋＷの高周波電圧（周波数２．４５ＧＨｚ）を印加するとともに、ヒータ用内部電極に２５Ｖの直流電圧を印加することにより、２００℃に維持しながら８時間連続運転したところ、ヒータ用内部電極の制御が不能となった。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電極内蔵型サセプタによれば、サセプタ基体に内蔵された内部電極と載置面との間に、窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層を形成したので、漏れ電流が板状試料に流れることが有効に防止され、板状試料に損傷を与える虞がない。しかも、熱効率の低下もなく、板状試料の汚染源（コンタミネーション）となる虞もない。
【００８６】
本発明の他の電極内蔵型サセプタによれば、サセプタ基体の載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間、または前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間、または前記載置面に最も近接する前記内部電極と前記載置面との間および前記複数の内部電極のうち互いに隣接する一対の内部電極の間に、窒化ホウ素、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムから選択された１種を主成分とする絶縁層を形成したので、漏れ電流が板状試料に流れることが有効に防止され、板状試料に損傷を与える虞がない。しかも、熱効率の低下もなく、板状試料の汚染源（コンタミネーション）となる虞もない。
したがって、高温酸化性雰囲気下においても使用可能となる。
【００８７】
前記給電用端子を、導電性の窒化アルミニウム−窒化タンタル複合焼結体により構成すれば、高温領域における耐酸化性を向上させることができ、高温酸化性雰囲気下においても使用可能となる。
【００８８】
前記給電用端子を、前記内部電極に接合されて導電性の窒化アルミニウム−タングステン複合焼結体からなる第１の給電用端子と、該第１の給電用端子に接合されて一部が前記サセプタ基体より露出する導電性の炭化珪素焼結体からなる第２の給電用端子とを備えた構成とすれば、高温領域における耐酸化性を向上させることができ、高温酸化性雰囲気下においても使用可能となる。
【００８９】
前記サセプタ基体を、一主面が板状試料を載置する載置面とされた窒化アルミニウム基焼結体からなる載置板と、該載置板を下方から支える窒化アルミニウム基焼結体からなる支持板とを備えた構成とし、前記絶縁層を前記載置板内に形成した構成とすれば、絶縁層を載置板内の所望の位置に容易に配設することができ、載置面と内部電極との間の絶縁性をさらに高めることができ、この内部電極における漏れ電流の発生をさらに防止することができる。また、給電用端子と内部電極とを確実、強固に接続することができ、通電確実性をさらに改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の電極内蔵型サセプタを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の電極内蔵型サセプタの変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の電極内蔵型サセプタの製造方法を示す過程図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の電極内蔵型サセプタの製造方法を示す過程図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の電極内蔵型サセプタを示す断面図である。
【図６】従来の電極内蔵型サセプタの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１　電極内蔵型サセプタ
１２　載置板
１２ａ　載置面
１２ｂ　下面
１３　第１の中間板
１４　第２の中間板
１５　支持板
１６　絶縁層
１７　静電吸着用内部電極
１８　ヒータ用内部電極
２１　固定孔（貫通孔）
２２　静電吸着用給電端子（給電用端子）
２２ａ　上部給電端子（第１の給電用端子）
２２ｂ　下部給電端子（第２の給電用端子）
２３　固定孔（貫通孔）
２４　ヒータ用給電端子（給電用端子）
２４ａ　上部給電端子（第１の給電用端子）
２４ｂ　下部給電端子（第２の給電用端子）
２５　絶縁層
２６　サセプタ基体
３１　ヒータ電極用内部電極形成層
３２　絶縁層形成層
３３　静電吸着用内部電極形成層
３４　絶縁層形成層
４１　電極内蔵型サセプタ
４２　プラズマ発生用内部電極
４３　固定孔（貫通孔）
４４　プラズマ発生用給電端子（給電用端子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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