JP4451098B2

JP4451098B2 - サセプタ装置

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Publication number: JP4451098B2
Application number: JP2003295347A
Authority: JP
Inventors: 浩稲妻地; 守小坂井
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: JP2004104113A

Description

本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置を製造する半導体製造装置においてシリコンウエハ等の板状試料を固定する際に用いて好適なサセプタ装置に関し、特に、サセプタ装置の載置面に載置された板状試料を一定温度に効率よく保持することができることは勿論のこと、板状試料へのコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因とならず、しかも耐久性に優れたサセプタ装置に関するものである。

従来、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置を製造する半導体製造工程においては、シリコンウエハ等の板状試料に各種の処理を施す場合、この板状試料を載置する部材としてサセプタ基体が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
この板状試料に、例えば、プラズマ雰囲気下にてエッチング処理等を施す場合、プラズマの熱により板状試料の表面が高温になり、表面のレジスト膜が張り裂ける（バーストする）等の問題が生じる。そこで、板状試料を載置しているサセプタ基体の下面に、内部に温度制御用の媒体を循環させる流路が形成された温度制御部を接合して一体化し、この温度制御部内の流路に冷却用媒体を循環させて熱交換を行い、板状試料の温度を望ましい一定の温度に維持するようにした構成のサセプタ装置が用いられている。

図５は、このようなサセプタ装置の一例を示す断面図であり、このサセプタ装置１は、上面が板状試料を載置する載置面２ａとされセラミックスからなるサセプタ基体２と、このサセプタ基体２の内部に設けられた電極３と、このサセプタ基体２の固定孔４内に設けられ前記電極３に接続された給電用端子５と、このサセプタ基体２の下方に配置されて該サセプタ基体２を下方から支持し、内部に冷却媒体等の媒体を循環させる流路６ａが形成された温度制御部６とにより構成され、これらサセプタ基体２と温度制御部６とは、インジウムやインジウム合金等の軟質ろう材を含む接合剤からなる接合剤層７を介して接合一体化されている。
この給電用端子５には外部の高周波電源１１が接続され、この高周波電源１１にはコイル１４を介してコンデンサ１２が並列接続され、このコンデンサ１２にはコイル１４を介して直流電源１３が並列接続されている。これら高周波電源１１、コンデンサ１２及び直流電源１３はそれぞれ接地されている。
前記電極３は、静電吸着用電極、プラズマ発生用電極、静電吸着用とプラズマ発生用とを兼ね備えた電極、のいずれかとされている。
特開２００１−２８７９８２号公報特開２００１−３０８１６５号公報

しかしながら、上述した従来のサセプタ装置１においては、サセプタ基体２と温度制御部６とを接合一体化する接合剤層７が腐食性ガスやプラズマに対して充分な耐性を有していないために、これら腐食性ガスやプラズマに絶えず曝されて劣化する虞があり、その結果、接合剤層７の熱伝導性が低下し、板状試料の温度を望ましい一定の温度に制御することが難しくなるという問題点があった。

また、接合剤層７の周縁部が露出しているために、この接合剤層７中の重金属成分が揮発し易く、板状試料のコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因となる虞があった。
さらに、この接合剤層７が導電性であるために、プラズマに曝されている間に異常放電を起こし、接合界面が絶縁破壊される虞がある。そのために、安全装置が頻繁に作動してサセプタ装置が安定に作動しない虞がある他、サセプタ装置が安定に作動したとしても、サセプタ装置自体の耐久性が充分でないという問題点があった。

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、板状試料を載置する基体と該基体の温度を制御する温度制御部とを接合一体化する接合剤層を外部環境から保護することにより、板状試料の温度制御性に優れるのは勿論のこと、板状試料のコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因となる虞がなく、異常放電が生じ難く、作動の安定性が向上し、しかも、耐久性に優れたサセプタ装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意検討した結果、基体と温度制御部とを接合一体化する接合剤層をＯ−リングにより保護すれば、上記の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。

すなわち、本発明のサセプタ装置は、一主面が板状試料を載置する載置面とされたセラミックスからなる基体と、この基体を下方から支持しかつ内部に温度制御用の媒体を循環させる流路が形成された温度制御部とを備え、前記基体と前記温度制御部とは、接合剤層を介して接合一体化され、前記接合剤層は、その周縁部に近接して配置された封止部材により封止され、前記温度制御部の周縁部外方に前記封止部材を支持する支持部を配置し、この支持部を固定具により前記温度制御部に固定するとともに、この支持部により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着してなることを特徴とする。

このサセプタ装置では、接合剤層を封止部材により封止したことにより、この接合剤層が腐食性ガスやプラズマ等の外部環境から保護され、接合剤層が劣化したり絶縁破壊を引き起こす等の虞がなくなる。これにより、温度制御部と板状試料との間の熱伝導性が良好に維持されることとなり、板状試料の温度を常に望ましい一定の温度に制御することが可能になり、板状試料の温度制御性が高まる。
また、この接合剤層が封止部材により封止されて保護されていることにより、板状試料のコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因となる虞がなくなり、異常放電も生じ難くなり、作動の安定性が向上する。
また、この接合剤層は絶縁破壊を引き起こす虞がないので、耐久性に優れたものとなる。
さらに、接合剤層は、簡単な構成で、しかも確実に封止部材により封止されることとなり、温度制御部と板状試料との間の熱伝導性が良好に維持され、板状試料の温度の制御性がさらに高まる。
また、板状試料のコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因となる虞もさらになくなり、異常放電もさらに生じ難くなり、作動の安定性がさらに向上し、耐久性もさらに向上する。

前記基体の内部には、電極を配置した構成とすることが好ましい。
前記温度制御部の少なくともその主要部を、導電性物質により構成するとともに、電極としての機能を有することが好ましい。

前記支持部の上面に、前記封止部材を支持するための溝を形成するのが好ましい。
また、前記支持部の内周面の上端部に、この内周面に対して所定の角度傾斜してなる傾斜面を形成し、この傾斜面により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着した構成とすることが好ましい。

この様な傾斜面を採用することにより、圧着する際に基体に掛かる力が、基体に垂直な方向と水平な方向に分散される。垂直な方向の力は接合剤層を剥離する方向に働く力であるから、基体に掛かる力を２つの方向に分散させることで、垂直な方向の力が緩和される。これにより、接合剤層が前記基体、または前記温度制御部、あるいはこれら双方から剥離する虞がなくなる。
前記基体の周縁部には、前記封止部材を支持するための鍔部が形成されていることが好ましい。

前記支持部の内周側に、前記封止部材の一部に当接する鍔部を設けるとともに、前記鍔部に対向しかつ前記封止部材の他の一部に当接する第２の支持部を配置し、この第２の支持部を第２の固定具により前記支持部に固定するとともに、この第２の支持部及び前記鍔部により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着した構成とすることが好ましい。

この様な構成とすることにより、圧着する際に掛かる力は前記鍔部により受け止められ、基体に掛かる虞がなくなる。これにより、接合剤層を剥離する方向には力が働かなくなり、接合剤層が前記基体、または前記温度制御部、あるいはこれら双方から剥離する虞がない。

以上説明したように、本発明のサセプタ装置によれば、基体と温度制御部とを接合剤層を介して接合一体化し、この接合剤層を、その周縁部に近接して配置された封止部材により封止したので、この接合剤層を腐食性ガスやプラズマ等の外部環境から保護することができ、接合剤層が劣化したり絶縁破壊を引き起こす等の虞がない。したがって、温度制御部と板状試料との間の熱伝導性を良好に維持することができ、板状試料の温度を常に望ましい一定の温度に制御することができ、板状試料の温度制御性を高めることができる。
また、板状試料のコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因となる虞がなく、異常放電を防止することができ、作動の安定性を向上させることができる。

また、前記温度制御部の周縁部外方に前記封止部材を支持する支持部を配置し、この支持部を固定具により前記温度制御部に固定するとともに、この支持部により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着したので、接合剤層を、簡単な構成で、しかも確実に封止することができる。

また、前記支持部の内周面の上端部に、この内周面に対して所定の角度傾斜してなる傾斜面を形成し、この傾斜面により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着した構成とすることにより、基体に掛かる力を２つの方向に分散させることができ、接合剤層が前記基体、または前記温度制御部、あるいはこれら双方から剥離する虞がなくなる。

また、前記支持部の内周側に、前記封止部材の一部に当接する鍔部を設けるとともに、前記鍔部に対向しかつ前記封止部材の他の一部に当接する第２の支持部を配置し、この第２の支持部を第２の固定具により前記支持部に固定するとともに、この第２の支持部及び前記鍔部により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着した構成とすることにより、圧着する際に掛かる力を前記鍔部により受け止め、基体に掛かるのを防止する。したがって、接合剤層を剥離する方向に力が働く虞がなくなり、接合剤層が前記基体、または前記温度制御部、あるいはこれら双方から剥離する虞がなくなる。

本発明のサセプタ装置の各実施の形態について、静電吸着用のサセプタ装置を例にとり説明する。
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。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態のサセプタ装置を示す断面図であり、このサセプタ装置２１は、静電吸着用のサセプタ基体２２と、このサセプタ基体２２の下方に配置されてサセプタ基体２２を下方から支持する温度制御部２３と、サセプタ基体２２と温度制御部２３とを接合一体化する接合剤層２４と、この接合剤層２４の周縁部に近接して配置されたリング状（環状）のＯ−リング（封止部材）２５と、温度制御部２３の底面に配置されたリング状（環状）のＯ−リング（封止部材）２６と、温度制御部２３の側面及び底面の周縁部を覆う様に配置されて温度制御部２３を囲繞しかつ該温度制御部２３にＯ−リング２５、２６を圧着するＯ−リング支持部２７と、Ｏ−リング支持部２７を温度制御部２３に向かって押し上げかつ固定する２〜１２個の押し上げネジ（固定具）２８とにより構成されている。

サセプタ基体２２は、上面（一主面）が板状試料を載置する載置面３１ａとされた円板状の載置板３１と、この載置板３１と一体化されかつ厚み方向に貫通する固定孔３２が形成された円板状の支持板３３と、この載置板３１と支持板３３との間に形成された静電吸着用内部電極３４と、固定孔３２に設けられて静電吸着用内部電極３４に接合された給電用端子３５とにより構成されている。

載置板３１及び支持板３３は、その重ね合わせ面の形状を同じくし、ともに、セラミックスからなるものである。
このセラミックスとしては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化珪素、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、サイアロン、窒化ホウ素、炭化珪素から選択された１種からなるセラミックス、あるいは２種以上を含む複合セラミックスが好ましい。

このように、載置板３１及び支持板３３を構成する材料は、単一であっても混合物であってもよいが、熱膨張係数が可能な限り静電吸着用内部電極３４の熱膨張係数に近似したもので、しかも焼結し易いものが好ましい。また、載置板３１の載置面３１ａは静電吸着面となるから、特に誘電率が高い材質であって、静電吸着する板状試料に対して不純物とならないものを選択することが好ましい。

載置板３１の厚みは０．１ｍｍ〜５ｍｍ、特に０．２ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。厚みが０．１ｍｍを下回ると、充分な耐電圧を確保することができず、また、５ｍｍを超えると、静電吸着力が低下する他、載置面３１ａに載置される板状試料と温度制御部２３との間の熱伝導性が低下し、処理中の板状試料の温度を望ましい一定の温度に保つことが困難となるからである。

支持板３３の厚みは特に制限されるものではないが、通常、１ｍｍ〜３０ｍｍである。厚みが１ｍｍを下回ると強度が不足し、また、厚みが３０ｍｍを超えると、載置面３１ａに載置される板状試料と温度制御部２３との間の熱伝導性が低下し、処理中の板状試料の温度を望ましい一定の温度に保つことが困難となるからである。

これら載置板３１及び支持板３３は、接合剤を介在させることなく接合一体化されている。
すなわち、支持板３３上の静電吸着用内部電極３４以外の領域に、載置板３１及び支持板３３を構成する材料、または主成分が同一である材料からなる絶縁層を介在させて載置板３１と支持板３３とを重ね合わせ、その後、加圧下にて熱処理することにより、両者が接合一体化されている。
したがって、載置板３１と支持板３３との接合面から腐食性ガスやプラズマが侵入することがなく、もって、板状試料のコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因となる虞がなく、しかも、静電吸着用内部電極３４がプラズマに曝されて異常放電を起こすこともない。

静電吸着用内部電極３４の形状は、単極型の静電吸着装置か、双極型の静電吸着装置かで決定される。
静電吸着用内部電極３４の材料としては、チタン、タングステン、モリブデン、白金等の高融点金属、あるいは、グラファイト、無定型炭素（カーボン）、炭化珪素、窒化チタン、炭化チタン等の導電性セラミックス等を使用することができる。これら電極材料の熱膨張係数は、載置板３１及び支持板３３の熱膨張係数にできるだけ近似していることが好ましい。

静電吸着用内部電極３４の膜厚は、０．０１〜２００μｍ、特に０．１〜１００μｍが好ましい。その理由は、膜厚が０．０１μｍを下回ると、充分な導電性を確保することができず、一方、膜厚が２００μｍを越えると、載置板３１と支持板３３とを接合一体化する際に剥離が生じ易くなり、また、載置板３１上に載置される板状試料と温度制御部２３との間の熱伝導性が低下し、処理中の板状試料の温度を望ましい一定の温度に保つことが困難となるからである。
このような膜厚の静電吸着用内部電極３４は、スパッタ法、蒸着法、印刷法等の公知の方法を用いることにより容易に形成することができる。

給電用端子３５は、静電吸着用内部電極３４に電圧を印加するために設けられたもので、その数、形状等は、単極型の静電吸着装置か、双極型の静電吸着装置かで決定される。
給電用端子３５の材料としては、導電性を有するものであれば特に制限されるものではないが、熱膨張係数が支持板３３及び静電吸着用内部電極３４のそれに近似したものが好ましく、特に、各種の導電性セラミックスが好適である。

温度制御部２３は、サセプタ基体２２よりも小径かつ肉厚の円板状とされ、その内部には冷却媒体等の媒体を循環させる流路２３ａが形成され、その上面は接合剤層２４を介してサセプタ基体２２の支持板３３の下面に接合一体化されている。一方、その下面には、押し上げネジ２８を締結するためのネジ穴２３ｂが形成され、給電用端子３５は絶縁材料３６に囲繞されて温度制御部２３を貫通する構成となっている。

この温度制御部２３では、流路２３ａに、図示されていない冷却装置より配管を介して所定温度の冷媒が供給されることで、サセプタ基体２２の温度がＯ−リング２５、２６の耐熱温度、例えば２００℃を超えないように冷却される。
温度制御部２３の材料としては、熱伝導性と加工性に優れた材料であれば特段制限されるものではなく、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス等の金属、あるいはアルミニウム等の金属とセラミックスとの複合材料、例えば、炭化珪素を２０〜７０重量％含むアルミニウム−炭化珪素複合セラミックスを例示することができる。

この温度制御部２３の全面、少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理されているのが好ましい。アルマイト処理により、温度制御部２３の耐プラズマ性が向上する他、耐プラズマ安定性（異常放電の防止）が向上し、また、表面傷の発生も防止し得る。

接合剤層２４の材料（接合剤または接着剤）としては、支持板３３と温度制御部２３とを強固に接合し得るものであれば特に制限されるものではなく、例えば、シリコーン系接合剤、ポリ４フッ化エチレン等のフッ素樹脂系接合剤等のゴム弾性を有する有機系接着剤、あるいは、インジウム（Ｉｎ）、インジウム合金等の軟質のロウ材等を好適に用いることができる。

Ｏ−リング２５、２６は、接合剤層２４を封止することで、この接合剤層２４を、ＣＦ_４、ＷＦ_６、ＳＦ_６等の腐食性ガスや、それらのプラズマから保護するものであり、その材料としては、接合剤層２４を腐食性ガスやプラズマから保護し得るものであれば特に制限されるものではないが、耐腐食性、耐プラズマ性、耐熱性に優れたものがよい。このような材料としては、ポリ４フッ化エチレン等のフッ素系樹脂等を例示することができる。例えば「ケムラッツ」（グリーンツィードアンドカンパニィー（株））という商品名で販売されているＯ−リングを好適に使用することができる。

Ｏ−リング支持部２７は、温度制御部２３の側面を覆う様に配置された円筒状の支持部本体４１と、支持部本体４１と一体に形成されて該支持部本体４１の下端部から軸心方向に向かう環状かつ平板状のフランジ部４２とから構成され、支持部本体４１の上面にはＯ−リング２５を支持するための環状の溝４１ａが形成され、フランジ部４２の上面にもＯ−リング２６を支持するための環状の溝４２ａが形成され、さらに押し上げネジ２８を挿通するための穴４２ｂが形成されている。

Ｏ−リング支持部２７の材料としては、特に制限されるものではなく、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化珪素、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、サイアロン、窒化ホウ素、炭化珪素から選択される少なくとも１種以上のセラミックス、あるいは、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス等の金属、あるいは、アルミニウム等の金属とセラミックスとの複合材料、例えば、炭化珪素を２０〜７０重量％含むアルミニウム−炭化珪素複合セラミックスを例示することができる。

押し上げネジ２８の材料としては、特に制限されるものではないが、Ｏ−リング支持部２７と略同等の材料が好ましい。
なお、Ｏ−リング支持部２７の耐腐食性、耐プラズマ性が十分でない場合は、Ｏ−リング支持部２７の全面、少なくともプラズマに曝される面をアルマイト処理するか、またはポリイミド系樹脂により樹脂コート処理するのが好ましい。

このＯ−リング支持部２７では、溝４１ａにＯ−リング２５を、溝４２ａにＯ−リング２６を、それぞれ嵌め込んだ状態で、このＯ−リング支持部２７を温度制御部２３の側面及び底面の周縁部を覆う様に配置し、押し上げネジ２８を穴４２ｂに通した後ネジ穴２３ｂに締結する。この際、押し上げネジ２８を締結する際の力が上向きに働くので、Ｏ−リング支持部２７が温度制御部２３に押圧されると同時に、溝４１ａに嵌め込まれたＯ−リング２５が支持板３３の下面に圧着され、同様に溝４２ａに嵌め込まれたＯ−リング２６が温度制御部２３の下面に圧着される。これにより、接合剤層２４は、Ｏ−リング２５、２６とＯ−リング支持部２７により封止された状態となり、腐食性ガスやプラズマから保護されることとなる。

このような材料で構成されたＯ−リング２５、２６やＯ−リング支持部２７は、ＣＦ_４、ＷＦ_６、ＳＦ_６等の腐食性ガスや、それらのプラズマに対して充分な耐性を有しており、また、耐熱性に優れているので、接合剤層２４を腐食性ガスやプラズマから保護することができる。

以上説明したように、本実施形態のサセプタ装置２１によれば、サセプタ基体２２と温度制御部２３とは、接合剤層２４により接合一体化されているので、温度制御部２３と板状試料との間の熱伝導性が維持され、板状試料の温度を望ましい一定の温度に制御することができる。
また、この接合剤層２４は、Ｏ−リング２５、２６とＯ−リング支持部２７により封止され、腐食性ガスやプラズマから保護されているので、板状試料のコンタミネーション（汚染源）やパーティクル発生の原因となる虞がない。また、接合剤層２４が腐食性ガスやプラズマに対して充分な耐性を有するので、接合剤層２４がプラズマに曝されて異常放電を起こすことがなく、静電吸着装置の耐久性が大幅に改善されたものとなる。

［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態のサセプタ装置を示す断面図であり、このサセプタ装置５１が第１の実施形態のサセプタ装置２１と異なる点は、サセプタ基体５２の支持板５３を、第１の実施形態の支持板３３より肉厚の円板状とし、その下面の側周縁部にＯ−リング２５を支持するためのリング状（環状）のフランジ部（鍔部）５３ａを形成し、Ｏ−リング支持部５４の円筒状の支持部本体５５の内周面の上端部に、この内周面に対して所定の角度傾斜してなる傾斜面５５ａを形成し、この傾斜面５５ａによりＯ−リング２５をサセプタ基体５２の支持板５３に圧着した点である。
この他の点については、第１の実施形態と全く同様であるから、詳細な説明を省略する。

このサセプタ装置５１では、支持板５３の下面の側周縁部にＯ−リング２５を支持するためのフランジ部５３ａを形成し、Ｏ−リング支持部５４の支持部本体５５の内周面の上端部に傾斜面５５ａを形成し、この傾斜面５５ａによりＯ−リング２５をサセプタ基体５２の支持板５３に圧着したことにより、押し上げネジ２８を締結する際の力が上向きに働くので、圧着する際に支持板５３に掛かる力が、支持板５３に垂直な方向（図中上下方向）と水平な方向（図中左右方向）に分散され、その結果、垂直な方向の力が緩和される。
この垂直な方向の力は接合剤層２４を剥離する方向に働く力であるから、垂直な方向の力を緩和することで、接合剤層２４が支持板５３及び温度制御部２３の双方から剥離する虞がなくなる。

本実施形態のサセプタ装置５１においても、第１の実施形態のサセプタ装置２１と全く同様の作用・効果を奏することができる。
しかも、押し上げネジ２８を締結しＯ−リング支持部５４を温度制御部２３に締め付けることにより、Ｏ−リング２５を支持板５３に圧着する力が緩和されるので、この圧着力により接合剤層２４が破壊されることはない。

［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態のサセプタ装置を示す断面図であり、このサセプタ装置６１が第２の実施形態のサセプタ装置５１と異なる点は、Ｏ−リング支持部を、内周側の上端部にＯ−リング２５の一部に当接してそれを斜め後方から圧着する傾斜面を有するフランジ部（鍔部）６２ａが形成された支持部本体６２を有するＯ−リング支持部６３と、この支持部本体６２の内周側に同軸的に設けられ円筒状の上端部が軸心に向かって所定の角度傾斜してなる傾斜面６４ａとされた（第２の）Ｏ−リング支持部６４と、このＯ−リング支持部６４を上方に押し上げてフランジ部６２ａと共にＯ−リング２５を支持板５３の側面５３ｂに圧着する押し上げネジ６５とにより構成した点である。
この他の点については、第２の実施形態と全く同様であるから、詳細な説明を省略する。

このサセプタ装置６１では、溝４２ａにＯ−リング２６を嵌め込み、Ｏ−リング支持部６３のフランジ部６２ａとＯ−リング支持部６４の傾斜面６４ａとでＯ−リング２５を挟持した状態で、このＯ−リング支持部６３、６４を温度制御部２３の側面及び底面の周縁部を覆う様に配置し、押し上げネジ２８を穴４２ｂに通した後ネジ穴２３ｂに、押し上げネジ６５を穴４２ｃに通した後ネジ穴６４ｂに、それぞれ締結する。

Ｏ−リング２５を圧着する際に掛かる力は、フランジ部６２ａの傾斜面により受け止められると同時に、フランジ部６２ａの傾斜面とＯ−リング支持部６４の傾斜面６４ａとによりＯ−リング２５を軸心方向に押圧する力となり、Ｏ−リング２５を支持板５３の側面５３ｂに圧着することとなる。
このように、Ｏ−リング２５を圧着する際に、支持板５３に力が掛かる虞がなくなるので、接合剤層２４を剥離する方向には力が働かず、接合剤層２４が支持板５３及び温度制御部２３の双方から剥離する虞がない。

本実施形態のサセプタ装置６１においても、第２の実施形態のサセプタ装置５１と全く同様の作用・効果を奏することができる。
しかも、Ｏ−リング支持部６３のフランジ部６２ａとＯ−リング支持部６４の傾斜面６４ａとでＯ−リング２５を挟持することとしたので、Ｏ−リング２５を圧着する際の力は、接合剤層２４を剥がす方向に作用することがなく、この圧着力により接合剤層２４が破壊される虞はない。

［第４の実施形態］
図４は、本発明の第４の実施形態のサセプタ装置を示す断面図であり、このサセプタ装置７１が第１の実施形態のサセプタ装置２１と異なる点は、サセプタ基体７２を、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化珪素、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、サイアロン、窒化ホウ素、炭化珪素から選択された１種からなるセラミックス、あるいは２種以上を含む複合セラミックスからなる内部電極を有しない１枚のセラミックス板で構成し、温度制御部７３を、導電性の材料、例えば銅、アルミニウム、チタン、ステンレス等の金属とすることにより内部電極の機能を兼ね備えた構成とし、これらサセプタ基体７２と温度制御部７３とを接合剤層２４により接合一体化した点である。
この他の点については、第１の実施形態と全く同様であるから、詳細な説明を省略する。

本実施形態のサセプタ装置７１においても、第１の実施形態のサセプタ装置２１と全く同様の作用・効果を奏することができる。
しかも、サセプタ基体７２を内部電極を有しない１枚のセラミックス板で構成し、温度制御部７３を導電性の材料とすることで内部電極の機能を兼ね備えた構成としたので、サセプタ基体７２の構成が簡単化され、したがって、サセプタ装置７１全体の構成が簡単化され、保守等も容易になるという効果がある。

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。ここでは、図３に示すサセプタ装置６１を作製した。
［サセプタ基体の作製］
まず、実施例、比較例共通のサセプタ基体５２、即ち、板状試料を載置する載置板３１と、この載置板３１と接合一体化される支持板５３と、これら載置板３１と支持板５３との間に設けられた静電吸着用内部電極３４と、この静電吸着用内部電極３４に接するように支持板５３に貫通して設けられた給電用端子３５からなる静電吸着用のサセプタ基体５２を、次のようにして作製した。

「載置板の作製」
常法に従って、直径Ｌ_１＝２３０ｍｍ、厚みｔ_１＝１ｍｍの円板状のアルミナ焼結体を得た。次いで、このアルミナ焼結体の一主面（載置面）を平坦度が１０μｍ以下となるように研磨し、載置板３１を得た。

「支持板の作製」
常法に従って、断面形状が図３に示されるような直径Ｌ_１＝２３０ｍｍ、直径Ｌ_２＝２００ｍｍ、厚みｔ_２＝２ｍｍ、ｔ_３＝５ｍｍの、側周縁部にフランジ部を有するアルミナ焼結体を得た。次いで、このアルミナ焼結体に、給電用端子３５を組み込み固定するための固定孔（直径２．５ｍｍ）３２をダイヤモンドドリルで穿設し、支持板５３を得た。

「給電用端子の作製」
７０重量部のアルミナ粉末と、３０重量部のタングステン粉末からなる混合粉末を成形・焼成し、支持板５３の固定孔３２に固定可能な棒状の導電性焼結体を得、これを給電用端子３５とした。

「一体化」
上記の支持板５３に穿設された固定孔３２に、給電用端子３５を押し込み、組み込み固定した。次いで、この支持板５３上に、後の加圧下での熱処理工程で内部電極となるよう、７０重量部のアルミナ粉末と３０重量部のタングステン粉末からなる混合粉末を含む塗布剤を、スクリーン印刷法にて塗布し、乾燥して、静電吸着用内部電極形成層とした。
また、支持板５３上の、静電吸着用内部電極形成層以外の領域にアルミナ粉末を含む塗布剤を、スクリーン印刷法にて塗布し、乾燥して、絶縁層形成層とした。

次いで、この静電吸着用内部電極形成層及び絶縁層形成層を挟み込むように、また、載置板３１の研磨面が上面（載置面）となるように、支持板５３と載置板３１とを重ね合わせ、その後、ホットプレスにて加圧下にて熱処理し一体化して静電吸着用のサセプタ基体５２を作製した。

［温度制御部の作製］
次いで、実施例、比較例共通の温度制御部２３を作製した。
炭化珪素が１５重量％、残部がアルミニウムからなる混合粉末を砂型に鋳込み、直径２００ｍｍ、厚み２０ｍｍの円板状のＡｌ複合材からなる温度制御部２３を作製した。このＡｌ複合材からなる温度制御部２３の内部には冷却媒体を循環させるための流路２３ａが形成されている。

［サセプタ基体と温度制御部の接合一体化］
次いで、この温度制御部２３の接合面をアセトン等の有機溶剤を用いて充分脱脂・洗浄し、この面に接合剤層となるＩｎが１００重量％の組成を有するろう材を塗布し、その後、大気中、２００℃の温度下で加熱処理し、厚みが１００μｍのろう材層とした。その後、このろう材層上に上記にて得られたサセプタ基体５２を載置し、大気雰囲気中、２００℃の温度下で加熱処理し、このろう材層を接合剤層２４とするとともに、この接合剤層２４を介して温度制御部２３とサセプタ基体５２とを接合し一体化した。さらに、給電用端子３５と温度制御部２３との間にシリコーン樹脂を充填して絶縁した。

以下、実施例及び比較例のサセプタ装置を作製した。
［実施例］
「Ｏ-リング支持部材の作製」
上記の「温度制御部の作製」に従って、図３に示されるアルミナ焼結体からなるＯ−リング支持部６３、６４を作製した。

「サセプタ装置の作製」
Ｏ−リング支持部６３の溝４２ａにＯ−リング２６を嵌め込み、Ｏ−リング支持部６３のフランジ部６２ａとＯ−リング支持部６４の傾斜面６４ａとでＯ−リング２５を挟持した状態で、このＯ−リング支持部６３、６４を温度制御部２３の側面及び底面の周縁部を覆う様に配置し、押し上げネジ２８を穴４２ｂに通した後ネジ穴２３ｂに、押し上げネジ６５を穴４２ｃに通した後ネジ穴６４ｂに、それぞれ締結することにより、実施例のサセプタ装置６１を得た。
Ｏ−リング２５、２６は、フッ素系樹脂のＯ−リングを用いた。ここでは「ケムラッツＥ３８（商品名）」（グリーンツィードアンドカンパニィー（株）製）を用いた。

［比較例］
温度制御部がＯ−リング２５、２６で囲繞されていない他は実施例と同一のサセプタ装置を得、これを比較例のサセプタ装置とした。

［評価］
実施例及び従来例のサセプタ装置の載置面に、直径２００ｍｍのシリコンウエハ（板状試料）を載置し、これらのサセプタ装置を、アルゴン（Ａｒ）ガスを含むプラズマ雰囲気下において、シリコンウエハの面内温度が４００℃となるように温度制御部内の流路に水（冷却用媒体）を流しつつ、シリコンウエハを載置面に静電吸着するため、静電吸着用内部電極に直流電圧：５００Ｖ、７５０Ｖ、１０００Ｖを印加した。
実施例及び比較例それぞれの評価結果を表１に示す。

上記の評価結果によれば、実施例のサセプタ装置では、いずれの印加電圧でも何ら支障なくシリコンウエハを静電吸着することができたが、従来例のサセプタ装置では、印加電圧が１０００Ｖのときに接合剤層３４の露出部に放電が生じて安全装置が作動し、シリコンウエハを静電吸着することができなかった。

本発明の第１の実施形態のサセプタ装置を示す断面図である。本発明の第２の実施形態のサセプタ装置を示す断面図である。本発明の第３の実施形態のサセプタ装置を示す断面図である。本発明の第４の実施形態のサセプタ装置を示す断面図である。従来のサセプタ装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

２１サセプタ装置
２２サセプタ基体
２３温度制御部
２３ａ流路
２４接合剤層
２５Ｏ−リング（封止部材）
２６Ｏ−リング（封止部材）
２７Ｏ−リング支持部
２８押し上げネジ（固定具）
３１載置板
３１ａ載置面
３２固定孔
３３支持板
３４静電吸着用内部電極
３５給電用端子
４１支持部本体
４１ａ溝
４２フランジ部
４２ａ溝
５１サセプタ装置
５２サセプタ基体
５３支持板
５３ａフランジ部（鍔部）
５４Ｏ−リング支持部
５５支持部本体
５５ａ傾斜面
６１サセプタ装置
６２支持部本体
６２ａフランジ部（鍔部）
６３Ｏ−リング支持部
６４（第２の）Ｏ−リング支持部
６４ａ傾斜面
６５押し上げネジ
７１サセプタ装置
７２サセプタ基体
７３温度制御部

Claims

一主面が板状試料を載置する載置面とされたセラミックスからなる基体と、この基体を下方から支持しかつ内部に温度制御用の媒体を循環させる流路が形成された温度制御部とを備え、
前記基体と前記温度制御部とは、接合剤層を介して接合一体化され、
前記接合剤層は、その周縁部に近接して配置された封止部材により封止され、
前記温度制御部の周縁部外方に前記封止部材を支持する支持部を配置し、この支持部を固定具により前記温度制御部に固定するとともに、この支持部により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着してなることを特徴とするサセプタ装置。
前記基体の内部に電極を配置したことを特徴とする請求項１記載のサセプタ装置。
前記温度制御部は少なくともその主要部が導電性物質により構成されるとともに、電極としての機能を有することを特徴とする請求項１または２記載のサセプタ装置。
前記支持部の上面には、前記封止部材を支持するための溝が形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載のサセプタ装置。
前記支持部の内周面の上端部には、この内周面に対して所定の角度傾斜してなる傾斜面が形成され、この傾斜面により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着してなることを特徴とする請求項１、２または３記載のサセプタ装置。
前記基体の周縁部には、前記封止部材を支持するための環状の鍔部が形成されていることを特徴とする請求項５記載のサセプタ装置。
前記支持部の内周側に、前記封止部材の一部に当接する鍔部を設けるとともに、前記鍔部に対向しかつ前記封止部材の他の一部に当接する第２の支持部を配置し、
この第２の支持部を第２の固定具により前記支持部に固定するとともに、この第２の支持部及び前記鍔部により前記封止部材を前記基体、または前記接合剤層、または前記基体及び前記接合剤層に圧着してなることを特徴とする請求項１、２または３記載のサセプタ装置。