(57)【要約】  【課題】  加熱面にクーリングスポットが発生するのを抑制する。  【解決手段】  セラミックヒータは、抵抗発熱体２３が埋設されたセラミック基板２１と、一端が抵抗発熱体２３に接続され他端がセラミック基板２１の加熱面とは反対側の面つまり底面から外部に露出するように形成された給電端子２７と、を備え、給電端子２７の直径ｄが抵抗発熱体の幅Ｗよりも小さいものである。このセラミックヒータでは、給電端子の直径ｄが抵抗発熱体の幅Ｗよりも大きいものに比べて、給電端子２７の熱容量が小さく抵抗発熱体２３の熱量を奪いにくいし、通電により給電端子２７自身が発熱する。したがって、セラミック基板２１の加熱面にクーリングスポットが発生するのを抑制することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗発熱体が埋設されたセラミック基板と、
一端が前記抵抗発熱体に接続され他端が前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面から外部に露出するように形成された給電端子と、
を備え、
前記給電端子の直径が前記抵抗発熱体の幅よりも小さい、セラミックヒータ。
【請求項２】
前記給電端子は通電されることにより発熱する、請求項１記載のセラミックヒータ。
【請求項３】
前記抵抗発熱体の幅をＷ、前記給電端子の直径をｄとしたとき、Ｗ／ｄが１．１〜１０である、請求項１又は２記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記抵抗発熱体の幅が１〜３０ｍｍ、前記給電端子の直径が０．５〜２０ｍｍである、請求項１〜３いずれか記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
前記給電端子を前記加熱面へ仮想投影したときの投影像は、前記抵抗発熱体を前記加熱面へ仮想投影したときの投影像に包含される、請求項１〜４いずれか記載のセラミックヒータ。
【請求項６】
前記抵抗発熱体は、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面からその基板厚さの６０％までの位置に少なくとも１層形成されている、請求項１〜５いずれか記載のセラミックヒータ。
【請求項７】
前記抵抗発熱体の主成分が炭化物セラミックであり、前記セラミック基板の主成分が窒化物セラミックであり、前記給電端子は主成分が高融点金属である、請求項１〜６いずれか記載のセラミックヒータ。
【請求項８】
前記給電端子は、外周にネジ山を備え、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に形成されたネジ穴にねじ込まれて機械的に接合されると共に一端が前記抵抗発熱体とろう付けにより化学的に接合されている、請求項１〜７いずれか記載のセラミックヒータ。
【請求項９】
プラズマ発生装置内に設置される、請求項１〜８いずれか記載のセラミックヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックヒータとしては、腐食性ガスを使用する半導体製造装置内に設置されるものが知られている。この種のセラミックヒータとしては、図１０に示すように、円盤状のセラミック基板３０１の内部にタングステン系等の抵抗発熱体３０３をスパイラル状に埋設し、その抵抗発熱体３０３の両端に給電端子３０５を介して導電部材３０７を接続し、その導電部材３０７から電力を供給することにより加熱するものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２５１８９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されたセラミックヒータでは、スパイラル状の抵抗発熱体３０３の幅よりも径の太い柱状の給電端子３０５を介して導電部材３０７を接続しているため、抵抗発熱体３０３に通電することにより発生した熱が給電端子３０５に奪われてセラミック基板３０１の加熱面にクーリングスポット３０９が発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、加熱面にクーリングスポットが発生するのを抑制するセラミックヒータ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】
【０００５】
本発明のセラミックヒータは、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。すなわち、本発明のセラミックヒータは、抵抗発熱体が埋設されたセラミック基板と、一端が前記抵抗発熱体に接続され他端が前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面から外部に露出するように形成された給電端子と、を備え、前記給電端子の直径が前記抵抗発熱体の幅よりも小さいものである。
【０００６】
このセラミックヒータでは、給電端子の直径が抵抗発熱体の幅よりも大きいものに比べて、給電端子の直径が抵抗発熱体の幅よりも小さいため、給電端子の熱容量が小さく抵抗発熱体の熱量を奪いにくい。したがって、加熱面にクーリングスポットが発生するのを抑制することができる。
【０００７】
本発明のセラミックヒータにおいて、前記給電端子は通電されることにより発熱することが好ましい。こうすれば、給電端子自身が発熱するのでクーリングスポットの発生を有効に抑制することができる。技術常識に照らせば、むしろ給電端子で発熱しないほうが電力損失がなく好ましいのであるが、このような技術常識の逆を実行することで加熱面に発生するクーリングスポットの発生を有効に抑制できるという意外な効果を獲得したのである。
【０００８】
本発明のセラミックヒータにおいて、前記抵抗発熱体の幅をＷ、前記給電端子の直径をｄとしたとき、Ｗ／ｄが１．１〜１０であることが好ましい。Ｗ／ｄが１．１未満ではクーリングスポットの発生を十分抑制できないおそれがあり、Ｗ／ｄが１０超では給電端子自身の発熱によりホットスポットが発生する傾向があるからである。
【０００９】
本発明のセラミックヒータにおいて、抵抗発熱体の幅は１〜３０ｍｍであることが好ましい。抵抗発熱体の幅が１ｍｍ未満では加熱面を均一に加熱するのが難しくなるため加熱面の温度均一性が低下する傾向にあり、３０ｍｍ超では抵抗発熱体が曲線状の場合に内周に過剰電流が流れて発熱量が多くなりやはり加熱面の温度均一性が低下する傾向にあるからである。特に、抵抗発熱体の幅は５〜２５ｍｍであることが好ましい。また、給電端子の直径は０．５〜２０ｍｍ（ただし、抵抗発熱体の幅より小さいという条件を満たす）であることが好ましい。０．５ｍｍ未満ではホットスポットが発生する傾向があり、２０ｍｍ超ではクーリングスポットの発生を十分抑制できないおそれがあるからである。特に、給電端子の直径は１〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
本発明のセラミックヒータにおいて、前記給電端子を前記加熱面へ仮想投影したときの投影像は、前記抵抗発熱体を前記加熱面へ仮想投影したときの投影像に包含されるようにしてもよい。こうすれば、クーリングスポットの発生をより効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明のセラミックヒータにおいて、前記抵抗発熱体は、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面からその基板厚さの６０％までの位置に少なくとも１層形成されていることが好ましい。こうすれば、抵抗発熱体の熱がセラミック基板の加熱面まで伝搬する間に拡散し、加熱面での温度が均一になりやすい。
【００１２】
本発明のセラミックヒータにおいて、前記抵抗発熱体は炭化物セラミックを主成分とし、前記セラミック基板は窒化物セラミックを主成分とし、前記給電端子は高融点金属を主成分とすることが好ましい。抵抗発熱体の主成分として金属（例えばＷやＭｏなど）を採用した場合、金属は温度上昇とともに格子振動が急速に激しくなり電子の自由運動が妨げられるようになり体積抵抗率の上昇を招くため、電圧が一定の場合、電流が低下し、温度上昇が困難になる。一方、導電性セラミック、特に炭化物セラミックは高温になるほど体積抵抗率が低下するため、高温（３００〜１０００℃）において大電流を投入でき、温度上昇が容易になる。したがって、抵抗発熱体はカーボンや炭化物セラミック、特に炭化物セラミックを主成分とすることが好ましい。セラミック基板は、窒化物セラミックを主成分とすることが好ましい。窒化物セラミックは、耐熱性や機械的特性に優れるとともに、ハロゲン系腐食性ガスおよびプラズマに対する耐食性および耐久性にも優れ、熱伝導率も高く、温度追従性も優れているからである。また、窒化物セラミックの高温での体積抵抗率の方が炭化物セラミックの高温での体積抵抗率より十分に高いため、高温においてセラミック基板を介して電気的な短絡を起こすおそれがないからである。給電端子は、Ｗ又はＭｏなどの高融点金属を主成分とすることが好ましい。これらの高融点金属は、セラミック基板の主成分である窒化物セラミックとの密着性に優れ、熱膨張係数も窒化物セラミックと近接していて熱衝撃によるクラックが発生しにくいからである。
【００１３】
本発明のセラミックヒータにおいて、前記給電端子は、外周にネジ山を備え、前記セラミック基板の加熱面とは反対側の面に形成されたネジ穴にねじ込まれて機械的に接合されると共に一端が前記抵抗発熱体とろう付けにより化学的に接合されていることが好ましい。こうすれば、給電端子は機械的接合と化学的接合によりセラミック基板に固定されため、化学的接合のみの場合に比べて脱落等のおそれがない。ここで、給電端子の一端は抵抗発熱体と直接ろう付けされていてもよいし、パッドや導体層を介してろう付けされていてもよい。
【００１４】
本発明のセラミックヒータは、腐食性ガスを使用する装置、例えばプラズマ発生装置に使用することができる。プラズマ発生装置に使用するときには、セラミック基板に抵抗発熱体と共にプラズマ発生電極を埋設してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１はプラズマＣＶＤ装置１０の概略説明図、図２はサセプタ２０の部分断面図、図３は図２の要部拡大図（給電端子付近の拡大図）、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
プラズマＣＶＤ装置１０は、図１に示すように、反応チャンバ１２内にサセプタ２０（本発明のセラミックヒータに相当）とシャワーヘッド６０とを備えている。サセプタ２０は、シリコンウエハなどの被処理体１８を上面に載置する円盤状のセラミック基板２１と、そのセラミック基板２１の下面中央から下向きに延びる中空のセラミックスリーブ４１とを備えている。このうち、セラミック基板２１は、被処理体１８を加熱するための抵抗発熱体２３やプラズマ生成のための下部電極３３（上下２層）が埋設されている。抵抗発熱体２３は、導電部材２９，２９を介して電源６７の正極及び負極に接続されている。一方、セラミックスリーブ４１は、上側開口の周縁がセラミック基板２１と拡散接合されている。このセラミックスリーブ４１は、下側開口の周縁に半径外向きのフランジ４２を有し、このフランジ４２がＯリング４３を介して反応チャンバ１２の底面に締結されている。このため、セラミックスリーブ４１の内部と反応チャンバ１２の内部とは完全に隔離されている。シャワーヘッド６０は、セラミック基板２１に平行且つ対向する位置に配置され、バルブ６１を介して反応ガスソース（図示せず）から供給される反応ガスを反応チャンバ１２内へシャワー状に導入する。このシャワーヘッド６０はプラズマ生成のための上部電極６３を兼ねている。そして、上部電極６３と２層の下部電極３３には高周波６５が印加されるように接続されている。また、反応チャンバ１２には排気口１４が設けられ、この排気口１４には調整弁１６を介して真空ポンプが接続されている。
【００１７】
次に、セラミック基板２１について図２に基づいて詳細に説明する。セラミック基板２１は、前述したとおり、被処理体１８を加熱するための抵抗発熱体２３やプラズマ生成のための下部電極３３を埋設しているほか、抵抗発熱体２３に電力を供給する給電端子２７や、リフタピン挿通孔５０に挿通されたリフタピン５１、有底孔４６に差し込まれた測温素子４５などを備えている。このセラミック基板２１は、窒化アルミニウムと酸化イットリウムを主成分として構成され、窒化アルミニウムを主成分とする中空のセラミックスリーブ４１の上側開口の周縁と拡散接合されている。セラミック基板２１の上面（加熱面）は面粗度Ｒａが１．０μｍ以下に加工されている。この上面には、被処理体１８を支持する複数の凸部２１ａが形成されている。この凸部２１ａは、セラミック基板２１の上面に形成された凹部に略球状の支持体を嵌め込んだものである。凸部２１ａの高さは、凸部２１ａに支持された被処理体１８とセラミック基板２１の上面との間隔が１０〜２０００μｍとなるように設定されている。
【００１８】
抵抗発熱体２３は、セラミック基板２１に埋設されている。この抵抗発熱体２３は、幅が１〜３０ｍｍ（本実施形態では５〜２５ｍｍ）であり、厚さが１〜５０μｍの扁平な炭化タングステン製の板状部材である。また、抵抗発熱体２３は、一方の端部２３ａがセラミック基板２１の略中心に配置され、その端部２３ａからいわゆる一筆書きの要領でセラミック基板２１の面全体に抵抗発熱体２３を配線していき最終的に他方の端部２３ａが一方の端部２３ａの近くに配置されている。
【００１９】
給電端子２７は、図２〜図４に示すように、上端が抵抗発熱体２３に接続され、下端がセラミック基板２１の加熱面とは反対側の面つまり下面から外部に露出するように取り付けられている。この給電端子２７は、タングステン製で外形が略円柱状であり、その直径が抵抗発熱体２３の幅よりも小さく形成されている。具体的には、給電端子２７の直径をｄ、抵抗発熱体２３の幅をＷとしたとき、Ｗ／ｄが１．１〜１０の範囲となるように直径ｄが決められている。例えば、抵抗発熱体２３の幅Ｗが１０ｍｍであれば給電端子２７の直径ｄは１ｍｍ〜９．１ｍｍの範囲に設定される。また、給電端子２７は、抵抗発熱体２３の端部２３ａから下方に延びるように形成された導体充填層２６とろう材２８でろう付けされている。導体充填層２６は、略円柱状に形成され、その径が抵抗発熱体２３の幅や給電端子２７の直径よりも小さい。また、給電端子２７は、外周にネジ山２７ａが形成された止めネジタイプの端子であり、セラミック基板２１の下面に設けられたネジ穴２２にねじ込まれている。このように、給電端子２７はろう材２８で抵抗発熱体２３に繋がる導体充填層２６と化学的に接合されているのみならず、ネジにより機械的にも結合されている。更に、給電端子２７には、下方に向かって開口するネジ穴２７ｂが軸に沿って形成されている。このネジ穴２７ｂには、棒状でニッケル製の導電部材２９がねじ込まれている。すなわち、導電部材２９の上端には雄ネジ２９ｂが形成され、この雄ねじ２９ｂが給電端子２７のネジ穴２７ｂつまり雌ネジにねじ込まれている。また、２本の導電部材２９，２９はそれぞれ電源６７（図１参照）の正極及び負極に接続されており、この電源６７からの電力を抵抗発熱体２３へ供給する役割を果たしている。
【００２０】
なお、ろう材２８としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属；鉛、タングステン、モリブデン、ニッケル等の金属またはこれらの合金、カーボン、タングステン、モリブデンの炭化物等の導電性セラミック等が挙げられる。また、導体充填層２６を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属；鉛、タングステン、モリブデン、ニッケル等の金属またはこれらの合金、カーボン、タングステン、モリブデンの炭化物等の導電性セラミック等が挙げられる。
【００２１】
下部電極３３は、プラズマ発生用の電極であり、セラミック基板２１に埋設されている。この下部電極３３は、導電性セラミック製でメッシュ状の円盤である。本実施形態では下部電極３３は上下２層形成されている。これは、電極を流れる電流量（許容電流）を低減させ、電極の発熱を抑制するためである。両下部電極３３には、上部電極６３との間で高周波６５を印加可能なように導電部材３５が接合されている。ここで、下部電極３３と導電部材３５とを接合するにあたっては、抵抗発熱体２３と導電部材２９との接合と同様の構成を採用している。すなわち、給電端子２７と同じ構造の高周波印加端子３７が、下部電極３３から下方に延びるように形成された導体充填層３６とろう付けされると共にセラミック基板２１に設けられたネジ穴に螺合されている。また、この高周波印加端子３７には下方に向かって開口するネジ穴が軸に沿って形成され、このネジ穴に導電部材３５がねじ込まれている。
【００２２】
セラミック基板２１には上下方向に貫通するリフタピン挿通孔５０が、円盤状のセラミック基板２１と同じ中心を持つ正三角形の頂点３箇所に設けられている。これら３箇所はいずれもセラミックスリーブ４１の外側である。このリフタピン挿通孔５０には、図示しない作動機構により上下方向に動作されるリフタピン５１が挿通されている。また、リフタピン５１は、反応チャンバ１２の内部へ被処理体１８を搬入したり反応チャンバ１２の内部から被処理体１８を搬出したりする搬送機（図示せず）との間で、被処理体１８を受け取ったり引き渡したりする役割を果たすものであり、その役割を果たす際に、セラミック基板２１の上面から上方へ延び出して被処理体１８をセラミック基板２１の凸部２１ａから持ち上げたり、セラミック基板２１の上面より下方に没入して被処理体１８をセラミック基板２１の凸部２１ａに載置したりする。このリフタピン５１の上下動は、図示しないアクチュエータ（モータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等）によって行われる。なお、図１にはリフタピン挿通孔５０及びリフタピン５１を省略した。
【００２３】
測温素子４５は、セラミック基板２１の温度を測定するものであり、本実施形態ではシース熱電対を採用している。この測温素子４５は、図示しないバネの付勢によりセラミック基板２１の下面に設けられた有底孔４６の底部に先端が押しつけられた状態で保持されている。この測温素子４５によって測定されたセラミック基板２１の温度があらかじめオペレータにより設定された温度となるように、図示しないコントローラが抵抗発熱体２３への通電をフィードバック制御する。なお、図１には測温素子４５及び有底孔４６を省略した。
【００２４】
次に、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置１０の動作、つまりシリコンウエハ等の被処理体１８の表面に膜を形成する動作について、簡単に説明する。まず、図示しない搬送機により反応チャンバ１２の内部に搬入された未処理の被処理体１８がセラミック基板２１の上面から上方へ延び出した状態のリフタピン５１に載せられると、リフタピン５１は上面から下方へ没入して被処理体１８をセラミック基板２１の凸部２１ａに上に載置する。続いて、調整弁１６により反応チャンバ１２の内部が所定の真空度（例えば１０〜６００００Ｐａ）になるように調整し、測温素子４５により測定された温度が所定の温度（例えば３００〜６００℃）となるように抵抗発熱体２３に通電することにより被処理体１８を加熱する。このとき、抵抗発熱体２３には電源６７から導電部材２９，２９及び給電端子２７，２７を介して電流が流れる。続いて、バルブ６１を開けて図示しないマスフローコントローラによりシャワーヘッド６０から反応チャンバ１２内に所定流量で反応ガスを導入する。そして、上部電極６３と下部電極３３との間に高周波６５を印加して反応ガスをプラズマ化してイオンと電子に解離させる。これにより、解離したイオンが被処理体１８の表面上で化学反応を起こして被処理体１８の表面に膜が形成される。
【００２５】
以上述べた本実施形態のサセプタ２０によれば、給電端子２７の直径ｄが抵抗発熱体２３の幅Ｗよりも小さいため、ｄがＷより大きいものに比べて、給電端子２７の熱容量が小さく抵抗発熱体２３の熱量を奪いにくいし、抵抗発熱体２３に通電すると給電端子２７が自ら発熱する。したがって、セラミック基板２１の上面つまり加熱面にクーリングスポットが発生するのを抑制することができる。また、Ｗ／ｄが１．１〜１０であるため、クーリングスポットの発生を十分抑制できるばかりでなく給電端子２７の発熱によりホットスポットが発生するのを抑制することもできる。また、図４は給電端子２７と抵抗発熱体２３とをセラミック基板２１の加熱面へ仮想投影したときの投影像と見ることもできるが、これによれば給電端子２７の投影像は抵抗発熱体２３の投影像に包含されているため、クーリングスポットの発生をより効果的に抑制することができる。また、給電端子２７はネジによる機械的接合とろう材による化学的接合によりセラミック基板２１に固定されているため、腐食性ガスの雰囲気下であっても脱落等のおそれがない。
【００２６】
更に、セラミックスリーブ４１の内部と反応チャンバ１２の内部とは完全に隔離されており、反応チャンバ１２の内部が腐食性ガス（例えばプラズマ状態の反応ガス等）の雰囲気になったとしても、セラミックスリーブ４１の内部に収納されている各部材は腐食性ガスと触れることがないため腐食することがない。ここで、上述した実施形態では抵抗発熱体２３の両端部２３ａ，２３ａをセラミック基板２１の略中心に配置したが、特にどの位置に配置してもよい。但し、セラミックスリーブ４１の開口に面している位置から外れた位置に両端部２３ａ，２３ａを配置したときには、その位置からセラミックスリーブ４１の開口に面している位置までセラミック基板２１の内部に配線を形成したあと給電端子２７と抵抗発熱体２３とを接合するのが好ましい。こうすれば、給電端子２７はセラミックスリーブ４１の内部に配置されるため、腐食性ガスと触れることはない。
【００２７】
更にまた、セラミックスリーブ４１は、セラミック基板２１をしっかりと支持する役割も果たすため、セラミック基板２１が高温に加熱された際に反りが生じることを防止できる。セラミック基板２１に反りが生じると被処理体１８が破損したり被処理体１８の面全体を均一に加熱することができなくなったりするが、本実施形態はセラミックスリーブ４１が反りを防止するためそのような不具合は生じない。また、本実施形態のセラミック基板２１に、プラズマ発生用の下部電極３３に加えてさらに静電電極を埋設してもよく、こうすればセラミック基板２１は加熱手段を備えた静電チャックとして機能する。このとき、下部電極３３を静電電極と兼ねるように構成してもよい。
【００２８】
１．本実施形態の各部材は以下のように構成してもよい。
（１）本実施形態のセラミック基板２１について
セラミック基板２１を構成するセラミック材料としては、特に限定されないが、例えば窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙げられる。窒化物セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。炭化物セラミックとしては、例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。酸化物セラミックとしては、例えば、アルミナ、シリカ、コージェライト、ムライト、ジルコニア、ベリリア等が挙げられる。これらのセラミック材料は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、窒化物セラミックや炭化物セラミックが好ましい。窒化物セラミックや炭化物セラミックは、熱膨張係数が金属より小さく、機械的な強度が金属に比べて格段に高いので、セラミック基板２１の厚さを薄くしても加熱により反ったり歪んだりせず、セラミック基板２１を薄くて軽いものとすることができるからである。また、熱伝導率が高いので、電圧又は電流を制御して抵抗発熱体２３の温度を変化させたときの追従性が良好となる。より好ましくは、窒化物セラミックである。窒化物セラミックは、耐熱性や機械的特性に優れるとともに、熱伝導率も高いからである。さらに好ましくは窒化アルミニウムである。熱膨張率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと高く、セラミック基板の温度追従性が最も優れたものとなるからである。
【００２９】
このセラミック基板２１は、焼結助剤を含有していてもよい。焼結助剤としては、例えば、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類酸化物等が挙げられる。これらの中では、ＣａＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏが望ましい。また、セラミック材料として炭化ケイ素を用いる場合には、Ｂ4Ｃ、Ｃ、ＡｌＮが好ましい。焼結助剤の含有量の好ましい下限は０．１重量％、好ましい上限は２０重量％である。なお、セラミック基板２１は、アルミナを含有していてもよい。
【００３０】
セラミック基板２１の気孔率は、５％以下（０％を含む）であることが好ましい。高温での熱伝導率の低下、反りの発生を抑制することができるからである。気孔率は、例えばアルキメデス法により測定することができる。セラミック基板２１の形状は、特に限定されないが、円板形状が好ましく、その直径は２００ｍｍ以上であることが好ましく、２５０ｍｍ以上であることが更に好ましい。このような大きな直径を持つセラミック基板２１は、プラズマ発生装置を半導体製造に用いる場合に、大口径のシリコンウエハを載置することができるからである。一方、直径が４００ｍｍを超えると高温でヤング率が低下し自重で変形しやすくなる。変形すると、セラミック基板２１と被加熱体（例えばウエハ）との距離が大きくなり両者が密着しにくくなるため被加熱体を均一に加熱できないおそれがある。このため、直径は４００ｍｍ以下であることが好ましい。セラミック基板２１の厚さの好ましい下限は５ｍｍであり、好ましい上限は２０ｍｍである。５ｍｍ未満ではセラミック基板２１の強度自体が低下し破損しやすくなり、２０ｍｍ超では温度追従性が低下する傾向にある。より好ましい下限は１２ｍｍであり、より好ましい上限は１６ｍｍである。１２ｍｍ未満ではセラミック基板２１の強度がやや低下する傾向にあり、１６ｍｍ超では温度追従性がやや抵抗する傾向にある。
【００３１】
セラミック基板２１の加熱面は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に基づく面粗度Ｒａが１．０μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが１．０μｍを超えて粗くなると、加熱面上の被加熱体（例えばウエハ等）の温度分布にバラツキが生じやすく、被加熱体の表面に均一な処理を行えなくなるおそれがあるからである。また、セラミック基板２１の厚さは、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲であることが好ましい。５ｍｍ未満ではセラミック基板の強度が十分得られないおそれがあり、２０ｍｍ超ではセラミック基板の温度応答性が低下し温度を制御しにくくなるおそれがあるからである。なお、セラミック基板２１の加熱面に設けられた凸部２１ａは、ウエハなどの被加熱体をセラミック基板２１から離間して加熱するためのものである。これにより、セラミック基板２１の焼結助剤などの不純物が被加熱体に拡散するのを防止することができる。また、セラミック基板２１の表面温度も完全に均一ではないので直接接触させると被加熱体の温度が不均一になるおそれがあることから、被加熱体を離間して熱拡散させて被加熱体を均一に加熱できる。
【００３２】
（２）本実施形態の抵抗発熱体２３について
抵抗発熱体２３を形成するには、導体グリーンシートを用いるか、又は導体ペーストを用いることが好ましい。抵抗発熱体２３を導体グリーンシートを用いて形成する一例としては、導体グリーンシートをヒータパターンに打ち抜いて形成した後、これをセラミックグリーンシートの間に挟んで積層し焼成することにより、セラミック基板の内部に抵抗発熱体２３を埋設することが挙げられる。このとき、導体グリーンシートは、導電性セラミック粒子及び／又は金属粒子を含有しており、さらに樹脂、溶剤、増粘剤等を含有しているものが好ましい。一方、抵抗発熱体２３を導体ペーストを用いて形成する一例としては、セラミックグリーンシート上にスクリーン印刷法を利用して、導体ペーストを用いてパターンを形成した後、他のセラミックグリーンシートを積層、焼成することにより、セラミック基板２１の内部に抵抗発熱体２３を埋設することが挙げられる。このとき、導体ペーストは、スクリーン印刷法を利用するため、導電性セラミック粒子及び／又は金属粒子以外に、樹脂、溶剤、増粘剤等を含有しているものが好ましい。ここで、導電性セラミック粒子や金属粒子は、導電性を確保するために含有される。導電性セラミック粒子としては、例えば、タングステン、モリブデンの炭化物等からなる粒子が挙げられる。これらの導電性セラミック粒子は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。金属粒子としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属；鉛、タングステン、モリブデン、ニッケル等からなる粒子が挙げられる。これらの金属は、比較的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗値を有するからである。これらの金属粒子は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。導電性セラミック粒子又は金属粒子の粒径の好ましい下限は０．１μｍ、好ましい上限は１０μｍである。０．１μｍ未満では酸化されやすくなり、１０μｍ超では焼結しにくく抵抗値が大きくなりやすい。導電性セラミック粒子又は金属粒子の形状としては特に限定されないが、例えば、球状、リン片状等が挙げられる。上記球状物と上記リン片状物との混合物であってもよい。金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン片状物との混合物である場合には、金属粒子間の金属酸化物を保持しやすくなり、抵抗発熱体２３とセラミック基板２１との密着性を向上し、かつ、抵抗値を大きくすることができるため有利である。樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、溶剤としては、特に限定されないが、例えば、イソプロピルアルコール等が挙げられる。また、導体ペーストに使用される増粘剤としては、特に限定されないが、例えば、セルロース等が挙げられる。
【００３３】
抵抗発熱体２３の断面は、方形、楕円形、紡錘形、蒲鉾形状のいずれでもよいが、偏平であることが好ましい。偏平である方が加熱面に向かって放熱しやすいため、加熱面への熱伝搬量を多くすることができ、加熱面の温度分布が均一になりやすいからである。なお、抵抗発熱体２３の全体形状は螺旋形状でもよい。抵抗発熱体２３の厚さの好ましい下限は１μｍ、好ましい上限は５０μｍであり、抵抗発熱体２３の幅の好ましい下限は１ｍｍ、好ましい上限は３０ｍｍである。抵抗発熱体２３は、その厚さや幅を変化させることにより、その抵抗値を変化させることができるが、この範囲が最も実用的だからである。なお、抵抗発熱体２３の抵抗値は、断面積が小さくなるほど大きくなる。抵抗発熱体２３のセラミック基板２１の内部における形成位置は、特に限定されないが、セラミック基板２１の底面からその基板厚さの６０％までの位置に少なくとも１層形成されていることが好ましい。加熱面まで熱が伝搬する間に拡散し、加熱面での温度が均一になりやすいからである。
【００３４】
抵抗発熱体２３は、端部２３ａにパッド部が形成されていてもよい。このパッド部は、抵抗発熱体２３の幅と同じかそれよりも小さい薄型円盤状に形成され、導体充填層２６と抵抗発熱体２３との接触面積を大きくして両者の導通を確実にする役割を果たす。パッド部を構成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、抵抗発熱体２３と同様の材料や導体充填層２６と同様の材料等が挙げられ、さらに、これらの材料の混合物（合金）等であってもよい。
【００３５】
（３）本実施形態の給電端子２７について
給電端子２７の材料としては、特に限定されないが、例えば、ニッケル、コバール、タングステン、モリブデン等の金属を挙げることができるが、特に、タングステン、モリブデンの高融点金属が他の金属に比べて最適である。この給電端子２７の大きさは、使用するセラミック基板２１、抵抗発熱体２３等の大きさ等によって適宜調整されるため特に限定されないが、給電端子２７の軸部分の直径の好ましい下限は０．５ｍｍ、好ましい上限は２０ｍｍである、軸部分の長さの好ましい下限は１ｍｍ、好ましい上限は３０ｍｍである。
【００３６】
（４）本実施形態の下部電極３３について
下部電極３３を形成するには、導体グリーンシートを用いるか、又は導体ペーストを用いることが好ましい。これらについては、既に抵抗発熱体２３を形成する方法において説明したため、ここではその説明を省略する。下部電極３３の厚さとしては、好ましい下限は５μｍ、好ましい上限は３００μmである。５μｍ未満では、厚みバラツキの程度が大きく反映されるため、抵抗値バラツキが大きく、被処理体１８に形成される気相成長面の厚みバラツキが大きくなる。３００μｍ超では、抵抗値が低くなりすぎるおそれがある。上述した実施形態では下部電極３３を２層としたが、１層でもよいし３層以上であってもよい。なお、下部電極３３と導電部材３５とを接合するにあたっては、給電端子２７と同じ構造の高周波印加端子３７を利用したが、高周波印加端子３７を利用せず他の方法で接合してもよい。
【００３７】
（５）本実施形態の測温素子４５について
測温素子４５としては、例えば、熱電対、白金測温抵抗体、サーミスタ等が挙げられる。このうち、熱電対としては、例えばＪＩＳ  Ｃ  １６０２（１９８０）に挙げられるように、Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｓ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対等が挙げられるが、これらの中ではＫ型熱電対が好ましい。熱電対としては、ステンレスや絶縁管などのシース中に熱電対が格納されたシース熱電対を使用することができる。シース熱電対は、ばねなどの弾性体により有底孔４６の底に押圧して使用できる。熱電対は、金ろう、銀ろう等を使用して、有底孔４６の底に接着してもよく、有底孔４６に挿入した後、耐熱性樹脂、セラミック（シリカゲル等）等で封止してもよく、両者を併用してもよい。金ろうとしては、３７〜８０．５重量％Ａｕ−６３〜１９．５重量％Ｃｕ合金、８１．５〜８２．５重量％Ａｕ−１８．５〜１７．５重量％Ｎｉ合金から選ばれる少なくとも１種が好ましい。これらは、溶融温度が、９００℃以上であり、高温領域でも溶融しにくいためである。銀ろうとしては、例えば、Ａｇ−Ｃｕ系のものを使用することができる。耐熱性樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、特にはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、測温素子４５に代えて又は加えて、サーモビュア等の光学的な測温手段を用いることも可能である。サーモビュアを用いた場合には、セラミック基板２１の加熱面の温度を測定することができるほか、シリコンウエハ等の被処理体１８の表面温度を直接測定することができるため、被処理体１８の温度制御の精度が向上する。
【００３８】
測温素子４５が配設される有底孔４６は、セラミック基板２１の下面から加熱面に向かって穿設するとともに、該有底孔４６の底を抵抗発熱体２３よりも相対的に加熱面に近く形成することが好ましい。有底孔４６の底と加熱面との距離は、０．１ｍｍ〜セラミック基板２１の厚さの１／２であることが好ましい。０．１ｍｍ未満では、有底孔４６から放熱してしまい加熱面の温度分布が不均一になるおそれがあり、セラミック基板２１の厚さの１／２を超えると、抵抗発熱体２３の温度の影響を受けやすくなるため正確な温度制御ができなくなるからである。有底孔４６の底と加熱面との距離を０．１ｍｍ〜セラミック基板の厚さの１／２とすることにより、測温場所が抵抗発熱体２３よりも加熱面に近くなり、より正確な被処理体１８の温度測定が可能となる。有底孔４６の直径の好ましい下限は０．３ｍｍ、好ましい上限は５ｍｍである。０．３ｍｍ未満では、加工性が低下して加熱面との距離を均等にすることができなくなるからであり、５ｍｍ超では、放熱性が大きくなりすぎるため、加熱面の温度分布が不均一になる傾向があるからである。このような有底孔４６は、セラミック基板２１の中心に対して対称で、かつ、十字を形成するように複数配列されることが好ましい。こうすれば、各有底孔に測温素子を挿入して加熱面の数カ所で温度を測定し、その平均を加熱面全体の温度とすることができ、測温精度が上がるからである。
【００３９】
（６）本実施形態のセラミックスリーブ４１について
セラミックスリーブ４１を構成するセラミック材料としては、特に限定されないが、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック；炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック；アルミナ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等の酸化物セラミック等が挙げられる。これらの中では、窒化アルミニウムが最も好ましい。熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと最も高く、温度追従性に優れるからである。なお、セラミックスリーブ４１を構成するセラミック材料は、セラミック基板２１を構成するセラミック材料と同じものであることが好ましい。セラミック基板２１とセラミックスリーブ４１とを拡散接合により接合することができるからである。但し、セラミックスリーブ４１は、焼結助剤を含有しなくてもよい。セラミック基板２１に焼結助剤が含有されているため、セラミック基板２１とセラミックスリーブ４１とを接合する際に加熱すると、セラミック基板２１に含有されている焼結助剤がセラミックスリーブ４１に拡散することによって境界でセラミックの結晶粒成長が起こり、その結果両者が接着一体化する（拡散接合）。セラミックスリーブ４１は中空で略筒状であるが、筒の壁面に垂直に切断したときの断面形状としては、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等の形状を挙げることができる。通常、セラミック基板２１が円板形状であることから、セラミックスリーブ４１の断面形状も円形であることが好ましい。
【００４０】
（７）測定法等の定義について
厚みの測定法は、セラミック基板２１を加熱面に対して垂直な方向に切断し、そのとき観察される２つのセラミック基板２１の各々につき測定対象物（下部電極３３や抵抗発熱体２３）の上側境界と下側境界との距離を任意の１０個所で測定し、その平均値を下部電極３３の厚さと定義した。また、粒径は、セラミック基板２１を加熱面に対して垂直な方向に切断し、そのとき観察される抵抗発熱体２３の断面に観察される導電性セラミック粒子の長径をいうと定義した。
【００４１】
２．本実施形態のサセプタ２０の作製手順を以下に説明する。なお、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６は、サセプタ２０の作製手順の一例を模式的に示す断面図である。
【００４２】
（１）セラミックグリーンシート作製工程（図５（ａ）参照）
まず、セラミック粉末をバインダ、溶剤等と混合してペーストを調製し、これをドクターブレード法でシート状に成形してセラミックグリーンシート１１０を作製する。セラミック粉末としては、窒化アルミニウム等を使用することができ、必要に応じて、イットリア等の焼結助剤、Ｎａ、Ｃａを含む化合物等を加えてもよい。バインダとしては、アクリル系バインダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブおよびポリビニルアルコールからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。溶媒としては、α−テルピネオールおよび／またはグリコールが好ましい。グリーンシート１１０の厚さの好ましい下限は０．１ｍｍ、好ましい上限は５ｍｍである。また、セラミック基板２１を作製するにあたっては、抵抗発熱体２３の端部２３ａの直下に設けられる導体充填層２６を形成するための孔１２６や、下部電極３３の直下に設けられる導体充填層３６を形成するための孔１３６（導体ペーストが充填される）、有底孔４６を形成するための孔１４６（導体ペーストが充填される）、リフタピン挿通孔５０を形成するための孔１５０、加熱面に凸部２１ａを形成するための凹部１２１などが必要であり、それらに応じて複数積層されるセラミックグリーンシート１１０のいくつかにこのような孔や凹部を穿設する。なお、このような孔や凹部は、後述するグリーンシート積層体を作製した後に形成してもよいし、グリーンシート積層体を作製し焼成した後に形成してもよい。
【００４３】
また、セラミックヒータの表面に凹部１２１を設けて球状体などを嵌め込んで凸部２１ａを設ける方法以外に、セラミックヒータの表面にマスクを載置しサンドブラスト加工を施して複数の凸部を形成する方法を採用してもよい。
【００４４】
（２）ＷＣペースト印刷工程（図５（ａ）参照）
複数積層されるセラミックグリーンシート１１０の所定枚数目のものの上に炭化タングステン(ＷＣ)ペーストを印刷してプラズマ発生用の下部電極３３となる導体ペースト層１３３を形成し、孔１３６に導体ペーストを充填して導体ペースト充填層２３６を形成する。また、ＷＣペーストをドクターブレード法でシート状に成形してＷＣグリーンシートとし、このＷＣグリーンシートを抵抗発熱体２３のパターンに打ち抜いて形成したＷＣヒータパターンシート１２３を複数積層されるセラミックグリーンシート１１０の所定位置に挟み込む。このとき、ＷＣヒータパターンシート１２３は、その両端部が孔１２６，１２６に重なるように配置する。また、孔１２６には導体ペーストが充填されて導体ペースト充填層２２６が形成される。導体ペースト中には、金属粒子または導電性セラミック粒子が含まれている。このような導体ペーストとしては、例えば、金属粒子または導電性セラミック粒子８５〜８７重量部；アクリル系、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニルアルコールからなる群より選択される少なくとも１種のバインダ１．５〜１０重量部；α−テルピネオールおよび／またはグリコールからなる溶媒１．５〜１０重量部を混合した組成物（ペースト）等が挙げられる。なお、導体ペースト層１３３、ＷＣヒータパターンシート１２３及び導体ペースト充填層２３６、２２６に使用する導体ペーストはそれぞれ同じ組成であってもよく、異なる組成であってもよい。
【００４５】
（３）セラミックグリーンシート積層工程（図５（ｂ）参照）
セラミック基板２１を作製するために、複数のセラミックグリーンシート１１０を積層してグリーンシート積層体２１０とする。このとき上層から下層にかけて、リフタピン挿通孔５０となる孔１５０や凹部１２１が形成されたセラミックグリーンシート１１０，孔１５０のみ形成されたセラミックグリーンシート１１０，孔１５０のほか上層の下部電極３３となる導体ペースト層１３３やその直下の導体ペースト充填層２３６が形成されたセラミックグリーンシート１１０，孔１５０のほか下層の下部電極３３となる導体ペースト層１３３やその直下の導体ペースト充填層２３６等が形成されたセラミックグリーンシート１１０，孔１５０のほか導体ペースト充填層２３６や有底孔４６となる孔１４６が形成されたセラミックグリーンシート１１０，ＷＣグリーンシートを打ち抜いて得たＷＣヒータパターンシート１２３、孔１５０のほか導体ペースト充填層２３６や有底孔４６となる孔１４６や導体ペースト充填層２２６が形成されたセラミックグリーンシート１１０，孔１５０や孔１４６が形成されたセラミックグリーンシート１１０という順序で積層される。なお、図５は模式図であるため実際の積層数は図５に示す枚数とは異なる。このとき、ＷＣヒータパターンシート１２３を形成したグリーンシート１１０の上側に積層するグリーンシート１１０の数を下側に積層するグリーンシート１１０の数よりも多くして、セラミック基板２１における抵抗発熱体２３の上下方向（厚さ方向）の位置を底面側に偏るようにする。具体的には、上側のグリーンシート１１０の積層数は２０〜５０枚が、下側のグリーンシート１１０の積層数は５〜４０枚が好ましい。
【００４６】
（４）グリーンシート積層体焼成工程（図５（ｃ），（ｄ）参照）
次に、グリーンシート積層体２１０の加熱、加圧を行い、セラミックグリーンシート１１０および内部の導体ペースト充填層２２６，２３６等を焼結させることにより、抵抗発熱体２３や下部電極３３，導体充填層２６，３６等を埋設したセラミック基板２１を得る。加熱温度の好ましい下限は１０００℃、好ましい上限は２１００℃である。加熱は、不活性ガス雰囲気中または真空中で行う。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素等を使用することができる。加圧の圧力の好ましい下限は１０ＭＰａ、好ましい上限は２０ＭＰａである。なお、予めセラミックグリーンシート１１０にリフタピン挿通孔５０となる孔１５０や、測温素子４５を差し込むための有底孔４６となる孔１４６を形成しなかった場合には、焼成後のセラミック基板２１に表面研磨等の処理を施した後、ドリル加工やサンドブラスト等のブラスト処理等を行うことによりリフタピン挿通孔５０や有底孔４６を形成する。次に、セラミック基板２１の底面のうち導体充填層２６，３６が形成されている位置に、ドリル加工やブラスト処理を行うことによりネジ穴２２を開ける。
【００４７】
（５）セラミックスリーブ製造工程
窒化アルミニウム粉末等のセラミック粉末を、略筒状の成形型に入れて成形し、必要に応じて切断加工を施した後、これを加熱温度１０００〜２１００℃、常圧で焼結させることで略筒状のセラミックスリーブ４１を製造する。このとき、セラミックスリーブ４１は、略円筒状であることが好ましい。また、焼結は、不活性ガス雰囲気中または真空中で行う。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素等を使用することができる。次いで、セラミックスリーブ４１の端面を研磨して平坦化する。
【００４８】
（６）セラミックスリーブ接合工程（図６参照）
セラミック基板２１の底面の中央付近とセラミックスリーブ４１の上側開口の周縁とを接触させた状態で、セラミック基板２１とセラミックスリーブ４１とを加熱して、これらを接合する。このとき、セラミックスリーブ４１の内側にセラミック基板２１の各導体充填層２６，３６に繋がるネジ穴２２が収まるようにする。セラミック基板２１およびセラミックスリーブ４１を接合する方法としては特に限定されないが、セラミック基板２１に含まれる焼結助剤の濃度とセラミックスリーブ４１に含まれる焼結助剤の濃度とが異なるように調整しておき、両者を接合位置で接触させた後、加熱することにより接合させる方法が好ましい。この場合、焼結助剤の濃度の高い部材から濃度の低い部材の方に焼結助剤が移動するとともに、界面を横切るように粒子が成長し、しっかりとした接合面が形成され、十分な接合強度が得られる。また、セラミック基板２１とセラミックスリーブ４１とを接合するその他の方法としては、例えば、セラミック基板２１およびセラミックスリーブ４１の接合面に、これらを構成するセラミック材料に焼結助剤を含有させた溶液を塗布し、これを焼結させる方法（拡散接合）；セラミック基板２１およびセラミックスリーブ４１の接合面に、これらを構成するセラミックと主成分が同じセラミックペーストを塗布し、これを焼結させる方法；酸化物系ガラス等の接着剤を用いて接合する方法等が挙げられる。
【００４９】
（７）給電端子取付工程（図６参照）
各導体充填層２６，３６に繋がるネジ穴２２に、ろう材が塗布してあるタングステンネジ付きピンである給電端子２７，高周波印加端子３７をねじ込み、続いて、ろう材付きのニッケル棒である導電部材２９，３５を各端子２７，３７にねじ込み、その後加熱してろう付けを行う。このとき、加熱温度は、９００〜１１００℃が好適である。さらに、測温素子４５をセラミック基板２１の底面に形成した有底孔４６に挿入し、サセプタ２０の製造を終了する。
【実施例１】
【００５０】
以下には、サセプタ２０の作製方法の具体例について説明する。ここでは、抵抗発熱体２３の端部２３ａをセラミック基板２１の中心から外れた位置に配置した以外は、上述した実施形態と同様の構成のサセプタ２０を作製した。
【００５１】
（１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径１．１μｍ）１００重量部、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3:イットリア、平均粒径０．４μｍ）４重量部、アクリルバインダ１１．５重量部、分散剤０．５重量部および１−ブタノールとエタノールとからなるアルコール５３重量部を混合したペーストを用い、ドクターブレード法により成形を行って、厚さ０．４７ｍｍのセラミックグリーンシートを作製した。
【００５２】
（２）次に、このセラミックグリーンシートを８０℃で５時間乾燥させた後、導体充填層となる部分にパンチングにより孔を形成した。
【００５３】
（３）平均粒径１μｍの炭化タングステン（アライドマテリアル製ＷＣ−１０）粒子１００００重量部、アクリル系バインダ（三井化学製ＳＡ―５４５）１５０９重量部、可塑剤（黒金化成製ＤＯＡ）１７５重量部、１−ブタノール５６０重量部、エタノール４３２重量部を混合し、ドクターブレード法にて厚さ６５μｍ±５μｍのＷＣグリーンシート（ＷＣ：炭化タングステン）を製造した。これを空気中２５℃で４８時間乾燥させて厚さ５５μｍ±５μｍのＷＣグリーンシートとし、このＷＣグリーンシートを打ち抜き加工して、抵抗発熱体用のＷＣヒータパターンシートを形成した。
【００５４】
（４）平均粒径３μｍの炭化タングステン粒子１００重量部、アクリル系バインダ１．９重量部、α―テルピネオール溶媒３．７重量部、および分散剤０．２重量部を混合して導体ペーストを調製した。
【００５５】
（５）前記（２）の処理の終わったセラミックグリーンシート上に、前記（４）の導体ペーストを用いてメッシュ状にスクリーン印刷することによりプラズマ発生用の下部電極となる導体ペースト層を形成し、また、この下部電極直下の導体充填層となる部分に形成された孔に導体ペーストを充填して導体ペースト充填層とした。一方、前記（１）の処理の終わったセラミックグリーンシートのうち抵抗発熱体直下の導体充填層となる部分に孔が形成されたグリーンシートにつき、その孔に導体ペーストを充填して導体ペースト充填層とした。その後、これらを空気中２５℃で８時間以上乾燥させた。
【００５６】
（６）前記（５）で得られた各種のセラミックグリーンシートと前記（３）で得られたＷＣヒータパターンシート（ヒータパターンの概略を図９に示す）を積層し、１３０℃、８ＭＰａの圧力で圧着してグリーンシート積層体を形成した。ここでは、下部電極となる導体ペースト層を形成したセラミックグリーンシートを２枚使用した。
【００５７】
（７）次に、グリーンシート積層体を窒素ガス中、６００℃で５時間脱脂し、１８４０℃、圧力１５ＭＰａで６時間ホットプレスし、厚さ１５ｍｍのセラミック板状体を得た。これを３３０ｍｍの円盤状に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍの抵抗発熱体を有するとともに、この抵抗発熱体に繋がる導体充填層やプラズマ発生用の下部電極やこの下部電極に繋がる導体充填層を有するセラミック基板とした。
【００５８】
（８）そして、得られたセラミック基板にドリル加工で測温素子を挿入するための有底孔や給電端子を螺合するためのネジ穴を形成した。また、セラミック基板の加熱面をＲａ＝０．８μｍにブラスト加工を行った。
【００５９】
（９）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径０．６μｍ）を乾式ラバープレス法により円筒型に成形して酸化雰囲気下、６００℃、５時間の条件で脱脂した後、窒素ガス中、１８６０℃、６時間の条件で焼成してなる窒化アルミニウム製のセラミックスリーブ（外径２２０ｍｍ、内径２１０ｍｍ、長さ１９０ｍｍ）を、前記（８）の工程後のセラミック基板に、窒素ガス中、１８５０℃で加熱して接合し、サセプタとした。
【００６０】
（10）セラミック基板にドリル加工を施して、シリコンウエハのリフタピンを挿通させる貫通孔、さらに、ウエハをセラミック基板表面からおよそ１００μｍ離間させるためのウエハ支持ピン（窒化アルミニウム製の球状体で凸部となるもの）をはめ込むための直径３ｍｍの凹部をサンドブラスト処理にて加工した。
【００６１】
（11）Ａｕ−Ｎｉろう材を付着した直径５ｍｍ、長さ１２ｍｍのタングステン製の給電端子（Ｗ／ｄ＝２）を抵抗発熱体の直下の導体充填層に繋がるネジ穴にねじ込み、この給電端子に設けられたネジ穴に先端にＡｕ−Ｎｉろう材を附着させたニッケル製で棒状の導電部材をねじ込み、窒素雰囲気、１０３０℃で２８分の条件で各ろう材によるろう付けを行った。このとき、同時に、高周波端子をネジ穴にねじ込み、この高周波端子に設けられたネジ穴に導電部材をねじ込み、これらのろう付けも行った。なお、抵抗発熱体は加熱面から５ｍｍの位置に配置した。
【００６２】
（12）サセプタのセラミックスリーブの下側開口の周縁を、反応チャンバの底面にＯリングを介して固定し、測温素子としてのシース熱電対をばねで有底孔の底部に押し付けて固定した。
【実施例２】
【００６３】
給電端子の直径を８．８ｍｍ、長さを１５ｍｍとした以外は、実施例１と同様である（Ｗ／ｄ＝１．１）。
【実施例３】
【００６４】
プラズマ発生用の下部電極の導体ペーストを調製する際に導体セラミック粒子として平均粒径３μｍの窒化チタン粒子を使用し、給電端子の直径を１ｍｍ、長さを１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様である（Ｗ／ｄ＝１０）。
【比較例１】
【００６５】
給電端子の直径を０．７ｍｍ、長さを１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様である（Ｗ／ｄ＝１４）。
【比較例２】
【００６６】
給電端子の直径を１０ｍｍ、長さを１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様である（Ｗ／ｄ＝１）。
【比較例３】
【００６７】
給電端子の直径を２０ｍｍ、長さを１５ｍｍとした以外は、実施例１と同様である（Ｗ／ｄ＝０．５）。
【比較例４】
【００６８】
ここでは、直径０．１ｍｍのタングステン線をコイル状にし（コイル直径２ｍｍ）、これをタングステンピン（直径３ｍｍ、長さ１０ｍｍ）にＡｕろう材で接着した。このタングステンピンとタングステンコイルを、ドリル加工にて溝及び孔を形成した窒化アルミニウム成形体に嵌め込み、上から窒化アルミニウム粉末を入れて、１８９０℃、２００ｋｇ／ｃｍ2にてホットプレスし、焼結した。さらに窒化アルミニウム成形体の表面を研磨してタングステンピンを露出させ、このタングステンピンにネジをグラインダ加工にて形成した。
【試験例】
【００６９】
実施例１〜３、比較例１〜３で得たサセプタのセラミック基板を設定温度５００℃、昇温速度１５℃／ｍｉｎで昇温し、５００℃に達して定常状態になってから１０分後の加熱面をサーモビュア（日本電子製サーモビュアーＪＴＧ６３００（スターリングクーラー冷却式））で観察した。その結果を図７に示す。図７（ａ）は比較例２のサーモビュアの観察画像であり、図７（ｂ）は実施例１のサーモビュアの観察画像である。ここで、点Ｂ，Ｃはマーカーを表している。すなわち、図７（ａ）と図７（ｂ）とは倍率が異なるため、同じ座標位置を表す点Ｂ，Ｃをマーカーとして示している。また、図中、点Ｂと点Ｃとの中央やや上方に位置する黒丸部分はリフタ挿通孔（リフタピンなし）であり、その他の黒い部分は加熱面に形成された凹部（ここに球状体を入れてウエハを支持する凸部を形成するためのもの）である。図７（ａ）と図７（ｂ）とを比較すると、比較例２では、点Ｂ付近に黒ずんだ部分があり、その左下にも黒ずんだ部分がある（図中、楕円で囲んである）。この２つの部分が給電端子の取付位置に当たり、黒ずんでいる（実際には紺色）ことからクーリングスポットが発生していることがわかる。これに対して、実施例１では、給電端子の取付位置である点Ｂ付近やその左下あたりをみても、黒ずんでおらず均一なグレー（実際には水色）であることからクーリングスポットは発生していないことがわかる。なお、比較例４で得たサセプタのセラミック基板についても５００℃まで１５℃／ｍｉｎにて昇温して加熱面を前出のサーモビュアで観察したところ、図１０に示す位置にクーリングスポットが観察された。
【００７０】
また、実施例１〜３、比較例１〜３で得たサセプタのセラミック基板を設定温度５００℃、昇温速度１５℃／ｍｉｎで昇温し、５００℃に達し定常状態になってから１０分後に、給電端子の直上の加熱面の温度Ｔｏと、給電端子からセラミック基板中心方向１８ｍｍの位置における加熱面の温度Ｔｓを測定し、その差ΔＴ（＝Ｔｏ−Ｔｓ）を計算した。図８は横軸をＷ／ｄ、縦軸をΔＴとしたときのグラフである。Ｗ／ｄがゼロのときには加熱面の温度分布が略均一であることを示し、ゼロから離れるほど温度分布のばらつきが大きいことを示す。また、Ｗ／ｄが負のときには給電端子の取付位置にクーリングスポットが発生しており、Ｗ／ｄが正のときには給電端子の取付位置がホットスポットが発生していることを示す。このグラフからわかるように、Ｗ／ｄが１．１〜１０の範囲ではΔＴがゼロであり、加熱面の温度分布が略均一になっているのに対し、Ｗ／ｄが１．１未満ではクーリングスポットが発生し、Ｗ／ｄが１０超ではホットスポットが発生している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】プラズマＣＶＤ装置１０の概略説明図である。
【図２】サセプタ２０の部分断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】サセプタ２０の作製手順（前半）の一例を示す断面図である。
【図６】サセプタ２０の作製手順（後半）の一例を示す断面図である。
【図７】サーモビュアの観察画像である。
【図８】Ｗ／ｄと温度分布の均一性との関係を表すグラフである。
【図９】ヒータパターンの概略説明図である。
【図１０】従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  プラズマＣＶＤ装置、１２  反応チャンバ、１４  排気口、１６  調整弁、１８  被処理体、２０  サセプタ、２１  セラミック基板、２１ａ  凸部、２２  ネジ穴、２３  抵抗発熱体、２３ａ  端部、２６  導体充填層、２７  給電端子、２７ａ  ネジ山、２７ｂ  ネジ穴、２８  ろう材、２９  導電部材、２９ｂ  雄ネジ、３３  下部電極、３５  導電部材、３６  導体充填層、３７  高周波印加端子、４１  セラミックスリーブ、４２  フランジ、４３  Ｏリング、４５  測温素子、４６  有底孔、５０  リフタピン挿通孔、５１  リフタピン、６０  シャワーヘッド、６１  バルブ、６３  上部電極、６５  高周波、６７  電源、１１０  セラミックグリーンシート、１２１  凹部、１２３  ＷＣヒータパターンシート、１２６  孔、１３３  導体ペースト層、１３６  孔、１４６  孔、１５０  孔、２１０  グリーンシート積層体、２２６  導体ペースト充填層、２３６  導体ペースト充填層、Ｗ  抵抗発熱体の幅、ｄ  給電端子の直径。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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