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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-26
(45)【発行日】2024-01-10
(54)【発明の名称】半導体製造装置用部品
(51)【国際特許分類】
C04B 37/00 20060101AFI20231227BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20231227BHJP
【ＦＩ】
C04B37/00 A
H01L21/68 N
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020012287
(22)【出願日】2020-01-29
(65)【公開番号】P2021116216
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-11-30
(73)【特許権者】
【識別番号】000004547
【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001911
【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三矢 耕平
(72)【発明者】
【氏名】丹下 秀夫
(72)【発明者】
【氏名】堀田 元樹
(72)【発明者】
【氏名】小川 貴道
【審査官】神▲崎▼ 賢一
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０１６４１９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／０１６４２０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－０２６５５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ３７／００
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＡｌＮを主成分とする材料により形成された第１のセラミックス部材と、ＡｌＮを主成分とする材料により形成された第２のセラミックス部材と、
前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材との間に配置され、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とを接合する接合部と、を備える半導体製造装置用部品において、
前記接合部は、
化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）（但し、Ａは希土類元素であり、ＢはＡｌである 以下同じ）で表され、かつ、六方晶の複合酸化物と、化学式Ａ３Ｂ５Ｏ１２で表され、かつ、立方晶の複合酸化物と、化学式Ａ４Ｂ２Ｏ９で表され、かつ、単斜晶の複合酸化物と、の少なくとも１種のＡｌ－希土類の複合酸化物を含み、
Ａｌ２Ｏ３を含まず、
希土類元素と酸素とのみを有する希土類単一酸化物を含まず、
ＡｌＮを含まない、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。
【請求項2】
請求項１に記載の半導体製造装置用部品において、前記複合酸化物を構成する前記希土類元素（Ａ）は、Ｇｄである、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される技術は、半導体製造装置用部品に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造装置用部品として、サセプタ（加熱装置）が用いられる。サセプタは、例えば、内部にヒータを有する板状のセラミックス製の保持部材と、保持部材の一方の面側に配置される円筒状のセラミックス製の支持部材と、保持部材と支持部材との間に配置され、保持部材の一方の面と支持部材の一方の面とを接合する接合部とを備える。保持部材の一方の面とは反対側の保持面にウェハが配置される。サセプタは、ヒータに電圧が印加されることにより発生する熱を利用して、保持面に配置されたウェハを加熱する。このようなサセプタの中には、保持部材と支持部材とが、比較的に熱伝導率が高いＡｌＮ（窒化アルミニウム）を主成分とする材料により形成されており、接合部は、Ｇｄ（ガドリニウム）とＡｌ（アルミニウム）とを含む複合酸化物と、Ａｌ２Ｏ３とを含み、ＡｌＮを含まないものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１８／１６４２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
サセプタは、例えば半導体製造装置のチャンバー内においてプラズマ雰囲気で使用されることがあるため、サセプタにはプラズマに対する耐久性（耐プラズマ性）が要求される。上記従来の構成では、接合部は、耐プラズマ性が比較的に低いＡｌ２Ｏ３を含んでいるため、接合部がプラズマに晒されることによって劣化しやすいという問題がある。接合部が劣化すると、例えば接合部による保持部材と支持部材との接合強度が低下することがある。
【0005】
なお、このような課題は、サセプタを構成する保持部材と支持部材との接合に限らず、例えば静電チャック等の保持装置を構成するセラミックス部材同士の接合にも共通の課題である。また、このような課題は、保持装置に限らず、例えばシャワーヘッド等の半導体製造装置用部品を構成するセラミックス部材同士の接合に共通の課題である。
【0006】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
【0008】
（１）本明細書に開示される半導体製造装置用部品は、ＡｌＮを主成分とする材料により形成された第１のセラミックス部材と、ＡｌＮを主成分とする材料により形成された第２のセラミックス部材と、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材との間に配置され、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とを接合する接合部と、を備える半導体製造装置用部品において、前記接合部は、化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）（但し、Ａは希土類元素であり、ＢはＡｌである 以下同じ）で表され、かつ、六方晶の複合酸化物と、化学式Ａ３Ｂ５Ｏ１２で表され、かつ、立方晶の複合酸化物と、化学式Ａ４Ｂ２Ｏ９で表され、かつ、単斜晶の複合酸化物と、の少なくとも１種のＡｌ－希土類の複合酸化物を含み、Ａｌ２Ｏ３を含まない。本半導体製造装置用部品によれば、接合部は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）を含んでおらず、その分だけ、Ａｌ２Ｏ３に比べて耐プラズマ性が高いＡｌ－希土類の複合酸化物を含んでいるため、プラズマによる接合部の劣化を抑制することができる。
【0009】
（２）上記半導体製造装置用部品において、前記複合酸化物を構成する前記希土類元素（Ａ）は、Ｇｄである構成としてもよい。本半導体製造装置用部品によれば、接合部に含まれる複合酸化物の希土類がＧｄであるため、第１のセラミックス部材と第２のセラミックス部材とを低温で接合できると共に、温度変化による接合部の変色を抑制することができる。
【0010】
（３）上記半導体製造装置用部品において、前記接合部は、希土類元素と酸素とのみを有する希土類単一酸化物を含まない構成としてもよい。本半導体製造装置用部品によれば、接合部は、Ａｌ－希土類の複合酸化物に比べて水分と反応しやすく不安定な物質である希土類単一酸化物を含まないため、希土類水酸化物の飛散や接合部の接合強度の低下を抑制することができる。
【0011】
（４）上記半導体製造装置用部品において、前記接合部は、ＡｌＮを含まない構成としてもよい。ＡｌＮ（窒化アルミニウム）を含まない接合部は、ＡｌＮを含む接合部に比べて、ＡｌＮを主成分とする材料により形成されたセラミックス部材同士を接合する際の接合温度を、当該セラミックス部材を焼成する際の焼成温度より低くしても、高い接合強度で形成することができる。本半導体製造装置用部品によれば、接合部は、ＡｌＮを含まないため、接合部がＡｌＮを含む構成に比べて、接合部の接合強度の低下を抑制することができる。
【0012】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、静電チャック、真空チャック等の保持装置、サセプタ等の加熱装置、シャワーヘッド等の半導体製造装置用部品の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本実施形態におけるサセプタ１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。
【図2】本実施形態におけるサセプタ１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。
【図3】本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を示すフローチャートである。
【図4】本実施形態におけるサセプタ１００の接合部３０のＸＲＤ測定の結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
Ａ．実施形態：
Ａ－１．サセプタ１００の構成：
図１は、本実施形態におけるサセプタ１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態におけるサセプタ１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、サセプタ１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。サセプタ１００は、特許請求の範囲における半導体製造装置用部品に相当する。
Ａ－１．サセプタ１００の構成：
図１は、本実施形態におけるサセプタ１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態におけるサセプタ１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、サセプタ１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。サセプタ１００は、特許請求の範囲における半導体製造装置用部品に相当する。
【0015】
サセプタ１００は、対象物（例えばウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度に加熱する装置であり、例えば半導体装置の製造工程で使用される薄膜形成装置（例えばＣＶＤ装置やスパッタリング装置）やエッチング装置（例えばプラズマエッチング装置）に備えられている。サセプタ１００は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置された保持部材１０および支持部材２０を備える。保持部材１０と支持部材２０とは、保持部材１０の下面（以下、「保持側接合面Ｓ２」という）と支持部材２０の上面（以下、「支持側接合面Ｓ３」という）とが上記配列方向に対向するように配置されている。サセプタ１００は、さらに、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３との間に配置された接合部３０を備える。保持部材１０は、特許請求の範囲における第１のセラミックス部材に相当し、支持部材２０は、特許請求の範囲における第２のセラミックス部材に相当する。
【0016】
（保持部材１０）
保持部材１０は、例えば円形平面の板状部材であり、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持部材１０の直径は、例えば１００ｍｍ～５００ｍｍ程度であり、保持部材１０の厚さは、例えば３ｍｍ～２０ｍｍ程度である。
保持部材１０は、例えば円形平面の板状部材であり、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持部材１０の直径は、例えば１００ｍｍ～５００ｍｍ程度であり、保持部材１０の厚さは、例えば３ｍｍ～２０ｍｍ程度である。
【0017】
保持部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された線状の抵抗発熱体で構成されたヒータ５０が設けられている。ヒータ５０の一対の端部は、保持部材１０の中央部付近に配置されている。また、保持部材１０の内部には、一対のビア５２が設けられている。各ビア５２は、上下方向に延びる線状の導電体であり、各ビア５２の上端は、ヒータ５０の各端部に接続されており、各ビア５２の下端は、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２側に配置されている。また、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２の中央部付近には、一対の受電電極５４が配置されている。各受電電極５４は、各ビア５２の下端に接続されている。これにより、ヒータ５０と各受電電極５４とが電気的に接続されている。
【0018】
（支持部材２０）
支持部材２０は、例えば上下方向に延びた円筒状部材であり、支持側接合面Ｓ３（上面）から下面Ｓ４まで上下方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。支持部材２０は、保持部材１０と同様に、ＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。支持部材２０の外径は、例えば３０ｍｍ～９０ｍｍ程度であり、内径は、例えば１０ｍｍ～６０ｍｍ程度であり、上下方向の長さは、例えば１００ｍｍ～３００ｍｍ程度である。支持部材２０の貫通孔２２内には、一対の電極端子５６が収容されている。各電極端子５６は、上下方向に延びる棒状の導電体である。各電極端子５６の上端は、各受電電極５４にロウ付けにより接合されている。一対の電極端子５６に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ５０が発熱することによって保持部材１０が温められ、保持部材１０の上面（以下、「保持面Ｓ１」という）に保持されたウェハＷが温められる。なお、ヒータ５０は、保持部材１０の保持面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、例えばＺ方向視で略同心円状に配置されている。なお、支持部材２０の貫通孔２２内には、熱電対の２本の金属線６０（図２では１本のみ図示）が収容されている。各金属線６０は、上下方向に延びように配置され、各金属線６０の上端部分６２は、保持部材１０の中央部に埋め込まれている。これにより、保持部材１０内の温度が測定され、その測定結果に基づきウェハＷの温度制御が実現される。
支持部材２０は、例えば上下方向に延びた円筒状部材であり、支持側接合面Ｓ３（上面）から下面Ｓ４まで上下方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。支持部材２０は、保持部材１０と同様に、ＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。支持部材２０の外径は、例えば３０ｍｍ～９０ｍｍ程度であり、内径は、例えば１０ｍｍ～６０ｍｍ程度であり、上下方向の長さは、例えば１００ｍｍ～３００ｍｍ程度である。支持部材２０の貫通孔２２内には、一対の電極端子５６が収容されている。各電極端子５６は、上下方向に延びる棒状の導電体である。各電極端子５６の上端は、各受電電極５４にロウ付けにより接合されている。一対の電極端子５６に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ５０が発熱することによって保持部材１０が温められ、保持部材１０の上面（以下、「保持面Ｓ１」という）に保持されたウェハＷが温められる。なお、ヒータ５０は、保持部材１０の保持面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、例えばＺ方向視で略同心円状に配置されている。なお、支持部材２０の貫通孔２２内には、熱電対の２本の金属線６０（図２では１本のみ図示）が収容されている。各金属線６０は、上下方向に延びように配置され、各金属線６０の上端部分６２は、保持部材１０の中央部に埋め込まれている。これにより、保持部材１０内の温度が測定され、その測定結果に基づきウェハＷの温度制御が実現される。
【0019】
（接合部３０）
接合部３０は、円環状であり、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３とを接合している。接合部３０の外径は、例えば３０ｍｍ～９０ｍｍ程度であり、内径は、例えば１０ｍｍ～６０ｍｍ程度であり、厚さは、例えば０．５μｍ～１０μｍ程度である。
接合部３０は、円環状であり、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３とを接合している。接合部３０の外径は、例えば３０ｍｍ～９０ｍｍ程度であり、内径は、例えば１０ｍｍ～６０ｍｍ程度であり、厚さは、例えば０．５μｍ～１０μｍ程度である。
【0020】
接合部３０は、Ａｌと希土類元素とを含むＡｌ－希土類の複合酸化物を含み、かつ、Ａｌ２Ｏ３を含まない材料により形成されている。Ａｌ－希土類の複合酸化物は、化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）（但し、Ａは希土類元素であり、ＢはＡｌである 以下同じ）で表され、かつ、六方晶の複合酸化物と、化学式Ａ３Ｂ５Ｏ１２で表され、かつ、立方晶の複合酸化物と、化学式Ａ４Ｂ２Ｏ９で表され、かつ、単斜晶の複合酸化物と、の少なくとも１種を含む。なお、ここでいう「Ａｌ２Ｏ３を含まない」とは、接合部３０中におけるＡｌ２Ｏ３の含有割合が２重量％未満であることをいう。
【0021】
また、接合部３０は、次の第１の要件から第３の要件の少なくとも１つを満たすことが好ましい。
＜第１の要件＞
接合部３０に含まれるＡｌ－希土類の複合酸化物を構成する希土類元素（Ａ）は、Ｇｄである。
＜第２の要件＞
接合部３０は、希土類元素と酸素とのみを有する希土類単一酸化物を含まない。
なお、ここでいう「希土類単一酸化物を含まない」とは、接合部３０中における希土類単一酸化物の含有割合が２重量％未満であることをいう。
＜第３の要件＞
接合部３０は、ＡｌＮを含まない。
なお、ここでいう「ＡｌＮを含まない」とは、接合部３０中におけるＡｌＮの含有割合が２重量％未満であることをいう。
＜第１の要件＞
接合部３０に含まれるＡｌ－希土類の複合酸化物を構成する希土類元素（Ａ）は、Ｇｄである。
＜第２の要件＞
接合部３０は、希土類元素と酸素とのみを有する希土類単一酸化物を含まない。
なお、ここでいう「希土類単一酸化物を含まない」とは、接合部３０中における希土類単一酸化物の含有割合が２重量％未満であることをいう。
＜第３の要件＞
接合部３０は、ＡｌＮを含まない。
なお、ここでいう「ＡｌＮを含まない」とは、接合部３０中におけるＡｌＮの含有割合が２重量％未満であることをいう。
【0022】
Ａ－２．サセプタ１００の製造方法：
次に、本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を説明する。図３は、本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を示すフローチャートである。はじめに、保持部材１０と支持部材２０とを準備する（Ｓ１１０）。上述したように、保持部材１０と支持部材２０とは、いずれもＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、保持部材１０および支持部材２０は、公知の製造方法によって製造可能であるため、ここでは製造方法の説明を省略する。
次に、本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を説明する。図３は、本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を示すフローチャートである。はじめに、保持部材１０と支持部材２０とを準備する（Ｓ１１０）。上述したように、保持部材１０と支持部材２０とは、いずれもＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、保持部材１０および支持部材２０は、公知の製造方法によって製造可能であるため、ここでは製造方法の説明を省略する。
【0023】
次に、接合部３０の形成材料であるペースト状の接合剤を準備する（Ｓ１２０）。具体的には、Ｇｄ２Ｏ３（ガドリニア）粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とを所定の割合で混合し、さらに、アクリルバインダおよびブチルカルビトールと共に混合することにより、ペースト状の接合剤を形成する。なお、ペースト状の接合剤の形成材料の組成比は、例えば、Ｇｄ２Ｏ３が２４ｍｏｌ％であり、Ａｌ２Ｏ３が７６ｍｏｌ％であると、接合剤の融点を低くすることができるので好ましい。次に、保持部材１０と支持部材２０との間に、準備されたペースト状の接合剤を配置する（Ｓ１３０）。具体的には、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３とをラップ研磨し、各接合面Ｓ２，Ｓ３の表面粗さを１μｍ以下、平坦度を１０μｍ以下にする。そして、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３との少なくとも一方に、マスクを介して印刷することによってペースト状の接合剤を塗布する。その後、支持部材２０の支持側接合面Ｓ３と保持部材１０の保持側接合面Ｓ２とを、ペースト状の接合剤を介して重ね合わせることにより、保持部材１０と支持部材２０との積層体を形成する。
【0024】
次に、保持部材１０と支持部材２０との積層体をホットプレス炉内に配置し、例えば窒素中で加圧しつつ加熱する（Ｓ１４０）。これにより、ペースト状の接合剤が溶融して接合部３０が形成され、保持部材１０と支持部材２０とが接合部３０により接合される。この加熱・加圧接合における圧力は、０．１ＭＰａ以上、１５ＭＰａ以下の範囲内に設定されることが好ましい。加熱・加圧接合における圧力が０．１ＭＰａ以上に設定されると、被接合部材（保持部材１０や支持部材２０）の表面にうねり等があった場合でも被接合部材間に接合されない隙間が生じることが抑制され、初期の接合強度が低下することを抑制することができる。また、加熱・加圧接合における圧力が１５ＭＰａ以下に設定されると、保持部材１０の割れや支持部材２０の変形が発生することを抑制することができる。なお、接合面Ｓ２，Ｓ３には、０．２Ｋｇｆ／ｃｍ２～３Ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力が付与される。
【0025】
また、この加熱・加圧接合における温度は、１７３０℃まで上昇させることが好ましい。具体的には、保持部材１０と支持部材２０との積層体の周囲をカーボン雰囲気に晒されないように覆い、加熱・加圧接合における温度を１６５０℃まで上昇させ、１６５０℃の状態を約３０分維持し、その後、加熱・加圧接合における温度を１７３０℃まで上昇させ、１７３０℃の状態を約１０分維持した後、ホットプレス炉内の温度を室温まで下げる。この際、ペースト状の接合剤に含まれていたＡｌ２Ｏ３は固相拡散してＡｌ－希土類の複合酸化物（例えばＧｄＡｌ１１Ｏ１８）を生成する。このため、接合部３０は、Ａｌ２Ｏ３を含まない。加熱・加圧接合の後、必要により後処理（外周や上下面の研磨、端子の形成等）を行う。以上の製造方法により、上述した構成のサセプタ１００が製造される。
【0026】
Ａ－３．性能評価：
実施例のサセプタ１００と比較例のサセプタとについて、以下に説明する性能評価を行った。
実施例のサセプタ１００と比較例のサセプタとについて、以下に説明する性能評価を行った。
【0027】
Ａ－３－１．実施例および比較例について：
実施例のサセプタ１００は、上述した製造方法で製造されたものである。比較例のサセプタは、保持部材と支持部材と接合部とを備える。実施例のサセプタ１００と比較例のサセプタとは、以下の点で共通している。
（保持部材の構成）
・材料：ＡｌＮを主成分とするセラミックス
・直径：１００ｍｍ～５００ｍｍ
・厚さ：３ｍｍ～１５ｍｍ
（支持部材の構成）
・材料：ＡｌＮを主成分とするセラミックス
・外径：３０ｍｍ～９０ｍｍ
・内径：１０ｍｍ～６０ｍｍ
・上下方向の長さ：１００ｍｍ～３００ｍｍ
（接合部の構成）
・外径：３０ｍｍ～９０ｍｍ
・内径：１０ｍｍ～６０ｍｍ
・厚さ：０．５μｍ～１０μｍ
実施例のサセプタ１００は、上述した製造方法で製造されたものである。比較例のサセプタは、保持部材と支持部材と接合部とを備える。実施例のサセプタ１００と比較例のサセプタとは、以下の点で共通している。
（保持部材の構成）
・材料：ＡｌＮを主成分とするセラミックス
・直径：１００ｍｍ～５００ｍｍ
・厚さ：３ｍｍ～１５ｍｍ
（支持部材の構成）
・材料：ＡｌＮを主成分とするセラミックス
・外径：３０ｍｍ～９０ｍｍ
・内径：１０ｍｍ～６０ｍｍ
・上下方向の長さ：１００ｍｍ～３００ｍｍ
（接合部の構成）
・外径：３０ｍｍ～９０ｍｍ
・内径：１０ｍｍ～６０ｍｍ
・厚さ：０．５μｍ～１０μｍ
【0028】
実施例のサセプタ１００と比較例のサセプタとは、以下の点で相違している。
（接合部の材料）
・実施例のサセプタ１００の接合部３０の材料：ＧｄＡｌ１１Ｏ１８とＧｄＡｌＯ３とＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２との少なくとも１つを含み、Ａｌ２Ｏ３と希土類元素と酸素とのみを有する希土類単一酸化物（例えばＧｄ２Ｏ３）とを含まない。
・比較例のサセプタの接合部の材料：Ａｌ２Ｏ３とＧｄＡｌＯ３とを含む。
比較例のサセプタの製造方法は、実施例のサセプタ１００の上述の製造方法に対して、ＧｄＡｌＯ３粉末およびＡｌ２Ｏ３粉末をアクリルバインダおよびブチルカルビトールと共に混合することにより、ペースト状の接合剤を形成する点、および、加熱・加圧接合における温度を１７３０℃まで上昇させる際に、１６５０℃で３０分維持しない点が相違しているが、これ以外の点は基本的に共通している。
（接合部の材料）
・実施例のサセプタ１００の接合部３０の材料：ＧｄＡｌ１１Ｏ１８とＧｄＡｌＯ３とＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２との少なくとも１つを含み、Ａｌ２Ｏ３と希土類元素と酸素とのみを有する希土類単一酸化物（例えばＧｄ２Ｏ３）とを含まない。
・比較例のサセプタの接合部の材料：Ａｌ２Ｏ３とＧｄＡｌＯ３とを含む。
比較例のサセプタの製造方法は、実施例のサセプタ１００の上述の製造方法に対して、ＧｄＡｌＯ３粉末およびＡｌ２Ｏ３粉末をアクリルバインダおよびブチルカルビトールと共に混合することにより、ペースト状の接合剤を形成する点、および、加熱・加圧接合における温度を１７３０℃まで上昇させる際に、１６５０℃で３０分維持しない点が相違しているが、これ以外の点は基本的に共通している。
【0029】
Ａ－３－２．評価手法：
接合部の接合強度の評価として、実施例のサセプタ１００および比較例のサセプタについて、Ｈｅ（ヘリウム）リーク試験を行った。Ｈｅリーク試験では、例えば、実施例のサセプタ１００の支持部材２０の下側開口端にＨｅリークディテクタ（図示せず）を連結し、接合部３０の外周側からＨｅガスを吹き付ける。そして、Ｈｅリークディテクタの検出結果に基づき、接合部３０におけるＨｅのリークの検出の有無を確認した。Ｈｅのリークが検出されることは、接合部３０中に空洞が存在しているために接合強度が低いことを意味する。本実施形態では、実施例のサセプタ１００の製造直後に、１回目のＨｅリーク試験を行った。次に、実施例のサセプタ１００に対し、溶剤中で超音波洗浄を行い、次に純水中で超音波洗浄を行い、洗浄後の実施例のサセプタ１００を乾燥器に配置して１２０℃で４時間乾燥させた。そして、乾燥後の実施例のサセプタ１００について、２回目のＨｅリーク試験を行った。
接合部の接合強度の評価として、実施例のサセプタ１００および比較例のサセプタについて、Ｈｅ（ヘリウム）リーク試験を行った。Ｈｅリーク試験では、例えば、実施例のサセプタ１００の支持部材２０の下側開口端にＨｅリークディテクタ（図示せず）を連結し、接合部３０の外周側からＨｅガスを吹き付ける。そして、Ｈｅリークディテクタの検出結果に基づき、接合部３０におけるＨｅのリークの検出の有無を確認した。Ｈｅのリークが検出されることは、接合部３０中に空洞が存在しているために接合強度が低いことを意味する。本実施形態では、実施例のサセプタ１００の製造直後に、１回目のＨｅリーク試験を行った。次に、実施例のサセプタ１００に対し、溶剤中で超音波洗浄を行い、次に純水中で超音波洗浄を行い、洗浄後の実施例のサセプタ１００を乾燥器に配置して１２０℃で４時間乾燥させた。そして、乾燥後の実施例のサセプタ１００について、２回目のＨｅリーク試験を行った。
【0030】
また、実施例のサセプタ１００について、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ分析）およびＸＲＤ（Ｘ線回折）測定を行った。ＥＤＳ（またはＥＰＭＡ）およびＸＲＤ測定では、実施例のサセプタ１００の接合部３０の切断面についてＥＤＳによって元素分析を行い、接合部３０を構成する相の元素の割合を測定した。
【0031】
次に、接合部３０をＸＲＤ（微小ＸＲＤを含む）等で分析した。接合部３０が薄い場合、保持部材１０と支持部材２０とを接合している接合部３０を、保持部材１０側あるいは支持部材２０側から研磨し、接合部３０の断面を露出させ、ＸＲＤ測定を行うことが好ましい。得られたＸ線回折パターンを、解析ソフトを用い、データベースと照合して同定した。この際、接合部３０の構成元素および含有量は、先のＥＤＳ分析等の結果からおおよそ把握できるため、その把握した構成元素および含有量に合う様な類似するＰＤＦファイルを、データベースの中から抽出した。接合部３０を構成する化合物は、粗大粒子を含んでいたり、配向していたりしており、同定しにくいことがあるが、ＥＤＳ分析でおおよその元素比を把握できるため、その把握した元素比を手掛かりに同定していくことができる。
【0032】
具体的には、接合部３０に含まれる第１の化合物は、次のようにして同定した。まず、第１の化合物に対するＥＤＳ分析結果は次の通りであった。
原子数比（Ａｌ／Ｇｄ）＝１０．３（Ａｌ：５２．９８、Ｇｄ：５．１５）
また、第１の化合物に対するＸＲＤ分析では、得られたパターンと合致するＧｄとＡｌとの複合酸化物のパターンは、データベースから抽出できなかった。しかし、得られたパターンは、Ｇｄと同じ希土類とＡｌとの複合酸化物（例えばＣｅＡｌ１１Ｏ１８（＃００－０４８－００５５）、ＥｕＡｌ１２Ｏ１９（＃０４－２０－９４７９）、Ｌａ０．８５Ａｌ１１．５Ｏ１８．６７５（＃０１－７７－３３８））のパターンと比較的近いパターンであった。そして、これらの希土類とＡｌとの複合酸化物は、いずれも、六方晶の複合酸化物である。これらのことから、第１の化合物は、化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）で表され、かつ、六方晶の複合酸化物であると推定した。
原子数比（Ａｌ／Ｇｄ）＝１０．３（Ａｌ：５２．９８、Ｇｄ：５．１５）
また、第１の化合物に対するＸＲＤ分析では、得られたパターンと合致するＧｄとＡｌとの複合酸化物のパターンは、データベースから抽出できなかった。しかし、得られたパターンは、Ｇｄと同じ希土類とＡｌとの複合酸化物（例えばＣｅＡｌ１１Ｏ１８（＃００－０４８－００５５）、ＥｕＡｌ１２Ｏ１９（＃０４－２０－９４７９）、Ｌａ０．８５Ａｌ１１．５Ｏ１８．６７５（＃０１－７７－３３８））のパターンと比較的近いパターンであった。そして、これらの希土類とＡｌとの複合酸化物は、いずれも、六方晶の複合酸化物である。これらのことから、第１の化合物は、化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）で表され、かつ、六方晶の複合酸化物であると推定した。
【0033】
接合部３０に含まれる第２の化合物は、次のようにして同定した。まず、第２の化合物に対するＥＤＳ分析結果は次の通りであった。
原子数比（Ａｌ／Ｇｄ）＝０．６３（Ａｌ：２９．７２、Ｇｄ：１８．８６）
また、第２の化合物に対するＸＲＤ分析から、得られたパターンと合致するＧｄとＡｌとの複合酸化物（Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２（＃００－０６３－０２９１））のパターンが抽出された。これらのことから、第２の化合物は、化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）で表され、かつ、立方晶の複合酸化物であると推定した。
原子数比（Ａｌ／Ｇｄ）＝０．６３（Ａｌ：２９．７２、Ｇｄ：１８．８６）
また、第２の化合物に対するＸＲＤ分析から、得られたパターンと合致するＧｄとＡｌとの複合酸化物（Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２（＃００－０６３－０２９１））のパターンが抽出された。これらのことから、第２の化合物は、化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）で表され、かつ、立方晶の複合酸化物であると推定した。
【0034】
Ａ－３－３．評価結果：
接合部の接合強度の評価に関して、実施例のサセプタ１００では、１回目および２回目のＨｅリーク試験のいずれにおいても、Ｈｅのリークは検出されなかった。図４は、実施例のサセプタ１００の接合部３０のＸＲＤ測定の結果を示す説明図である。縦軸は回折強度（ＣＰＳ）であり、横軸は回折角度２θ（ｄｅｇ）である。図４に示すように、実施例のサセプタ１００では、接合部３０は、（Ｇｄ・Ｙ）ＡｌＯ３と（Ｇｄ・Ｙ）Ａｌ１１Ｏ１８とを含み、希土類単一酸化物を含んでいなかった。
接合部の接合強度の評価に関して、実施例のサセプタ１００では、１回目および２回目のＨｅリーク試験のいずれにおいても、Ｈｅのリークは検出されなかった。図４は、実施例のサセプタ１００の接合部３０のＸＲＤ測定の結果を示す説明図である。縦軸は回折強度（ＣＰＳ）であり、横軸は回折角度２θ（ｄｅｇ）である。図４に示すように、実施例のサセプタ１００では、接合部３０は、（Ｇｄ・Ｙ）ＡｌＯ３と（Ｇｄ・Ｙ）Ａｌ１１Ｏ１８とを含み、希土類単一酸化物を含んでいなかった。
【0035】
Ａ－４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態のサセプタ１００によれば、接合部３０は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）を含んでおらず、その分だけ、Ａｌ２Ｏ３に比べて耐プラズマ性が高いＡｌ－希土類の複合酸化物を含んでいるため、プラズマによる接合部３０の劣化を抑制することができる。なお、希土類酸化物とプラズマガスに使用されるハロゲン（Ｃｌ、Ｆ）系の元素との反応物の沸点は、Ａｌとハロゲン（Ｃｌ、Ｆ）系の元素との反応物（ＡｌＣｌ３、ＡｌＦ３）に比べて高いため、Ａｌ－希土類の複合酸化物は、Ａｌ２Ｏ３に比べて耐プラズマ性が高いと考えられる。
以上説明したように、本実施形態のサセプタ１００によれば、接合部３０は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）を含んでおらず、その分だけ、Ａｌ２Ｏ３に比べて耐プラズマ性が高いＡｌ－希土類の複合酸化物を含んでいるため、プラズマによる接合部３０の劣化を抑制することができる。なお、希土類酸化物とプラズマガスに使用されるハロゲン（Ｃｌ、Ｆ）系の元素との反応物の沸点は、Ａｌとハロゲン（Ｃｌ、Ｆ）系の元素との反応物（ＡｌＣｌ３、ＡｌＦ３）に比べて高いため、Ａｌ－希土類の複合酸化物は、Ａｌ２Ｏ３に比べて耐プラズマ性が高いと考えられる。
【0036】
また、本実施形態において、接合部３０に含まれる複合酸化物の希土類がＧｄである場合（第１の要件を満たす場合）、保持部材１０と支持部材２０とを低温で接合できると共に、温度変化による接合部３０の変色を抑制することができる。
【0037】
また、本実施形態において、接合部３０は、Ａｌ－希土類の複合酸化物に比べて水分と反応しやすく不安定な物質である希土類単一酸化物を含まない場合（第２の要件を満たす場合）、希土類水酸化物の飛散や接合部３０の接合強度の低下を抑制することができる。具体的には、希土類単一酸化物であるＧｄ２Ｏ３を含んでいると、洗浄されることによって、Ｇｄ２Ｏ３が水分と反応して、希土類水酸化物であるＧｄ（ＯＨ）３が生成される。その後、接合部が高温で乾燥されると、Ｇｄ（ＯＨ）３が粉体となって飛散し、接合部の内、Ｇｄ（ＯＨ）３が抜けた部分が空洞になることによって接合部の接合強度が低下する。このため、Ｈｅリーク試験ではＨｅのリークが検出される。一方、実施例のサセプタ１００の接合部３０は、ＧｄＡｌＯ３とＧｄ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）とを含み、希土類単一酸化物を含んでいない。ＧｄＡｌＯ３およびＧｄ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）は、希土類単一酸化物に比べて、水分と反応し難い安定した物質である。このため、実施例のサセプタ１００の接合部３０によれば、希土類水酸化物の飛散や接合部の接合強度の低下を抑制することができる。
【0038】
また、ＡｌＮを含まない接合部は、ＡｌＮを含む接合部に比べて、ＡｌＮを主成分とする材料により形成されたセラミックス部材同士を接合する際の接合温度を、当該セラミックス部材を焼成する際の焼成温度より低くしても、高い接合強度で形成することができる。本実施形態によれば、接合部３０は、ＡｌＮを含まない場合（第３の要件を満たす場合）、接合部３０がＡｌＮを含む構成に比べて、接合部３０の接合強度の低下を抑制することができる。
【0039】
Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【0040】
上記実施形態における保持部材１０および支持部材２０を形成するセラミックスは、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）を主成分として含んでいれば、他の元素を含んでいてもよい。
【0041】
上記実施形態において、接合部３０を形成する材料は、ＧｄＡｌ１１Ｏ１８やＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２以外のＡｌ－希土類の複合酸化物（化学式Ａ（０．８～１）Ｂ（１１～１２）Ｏ（１８～１９）（但し、Ａは希土類元素であり、ＢはＡｌである 以下同じ）で表され、かつ、六方晶の複合酸化物と、化学式Ａ３Ｂ５Ｏ１２で表され、かつ、立方晶の複合酸化物と、化学式Ａ４Ｂ２Ｏ９で表され、かつ、単斜晶の複合酸化物と、の少なくとも１種のＡｌ－希土類の複合酸化物）を含んでいてもよい。この希土類元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｙの少なくとも１種を含むことが好ましい。また、接合部３０は、上述した第１の要件から第３の要件の少なくともいずれか１つを満たさなくてもよい。
【0042】
また、上記実施形態におけるサセプタ１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。
【0043】
本発明は、サセプタ１００に限らず、ポリイミドヒータ等の他の加熱装置、セラミックス板とベース板とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する保持装置（例えば、静電チャックや真空チャック）、シャワーヘッド等の他の半導体製造装置用部品にも適用可能である。
【符号の説明】
【0044】
１０：保持部材 ２０：支持部材 ２２：貫通孔 ３０：接合部 ５０：ヒータ ５２：ビア ５４：受電電極 ５６：電極端子 ６０：金属線 ６２：上端部分 １００：サセプタ Ｓ１：保持面 Ｓ２：保持側接合面 Ｓ３：支持側接合面 Ｓ４：下面 Ｗ：ウェハ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】