JP6867550B2 - 保持装置および保持装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本明細書に開示される技術は、対象物を保持する保持装置に関する。
対象物（例えば、半導体ウェハ）を保持しつつ所定の温度（例えば、４００〜８００℃程度）に加熱する加熱装置（「サセプタ」とも呼ばれる。）が知られている。加熱装置は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置、スパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。
一般に、加熱装置は、セラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材を備える。セラミックス部材の内部には、例えばタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属製の発熱抵抗体が配置されている。また、加熱装置は、発熱抵抗体と接する導電性の給電接続部材と、給電接続部材と電気的に接続された導電性の給電端子とを備える。給電端子および給電接続部材を介して発熱抵抗体に電圧が印加されると、発熱抵抗体が発熱し、セラミックス部材の表面（以下、「保持面」という。）上に保持された対象物が加熱される。
加熱装置の製造の際には、内部に発熱抵抗体の材料が配置されたセラミックス部材の材料の成形体が高温（例えば、１７００℃〜１９００℃程度）で焼成されることにより、緻密なセラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材と、セラミックス部材の内部に配置された発熱抵抗体とが作製される。この焼成の際に、炉内雰囲気や原料由来の不純物（例えば、炭素）が、緻密化する前のセラミックス部材の材料の成形体中に進入して発熱抵抗体と反応することにより、発熱抵抗体の表面に変質層（例えば、炭化タングステン層や炭化モリブデン層）が形成されることがある。発熱抵抗体の表面に変質層が形成されると、発熱抵抗体の抵抗値のバラツキ（製品内および／または製品間のバラツキ）が発生し、これにより発熱抵抗体の発熱量のバラツキが発生し、セラミックス部材の保持面の温度（ひいては、保持面に保持された対象物の温度）のバラツキが発生するおそれがある。従来、セラミックス部材の相対密度や焼成条件を調整することにより、発熱抵抗体の表面に変質層が形成することを抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２７３５８６号公報
上記従来の技術は、発熱抵抗体の表面に形成される変質層のみに注目している。しかしながら、本願発明者は、セラミックス部材の焼成の際に、炉内雰囲気や原料由来の不純物が給電接続部材と反応することにより、給電接続部材の表面に変質層が形成されることがあり、変質層の形成に起因して、給電接続部材と発熱抵抗体または給電端子との間の接続不良や、給電接続部材の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキが発生するおそれがある、という課題を新たに見出した。
なお、このような課題は、上述した構成の加熱装置に限らず、セラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材と、セラミックス部材の内部に配置された金属製の発熱抵抗体と、発熱抵抗体と接する導電性の給電接続部材と、給電接続部材と電気的に接続された導電性の給電端子とを備え、セラミックス部材の表面上に対象物を保持する保持装置一般に共通の課題である。
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。
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。
（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の表面を有し、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材と、前記セラミックス部材の内部に配置された金属製の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体と接する導電性の給電接続部材と、前記給電接続部材と電気的に接続された導電性の給電端子と、を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記給電接続部材の表面の内、前記発熱抵抗体との接触面と前記給電端子との接続面とを除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第２のコート層に覆われている。本保持装置では、給電接続部材の表面を覆う第２のコート層の存在により、セラミックス部材の焼成の際に、給電接続部材が不純物と反応して給電接続部材の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、給電接続部材と発熱抵抗体または給電端子との間の接続不良の発生や、給電接続部材の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキの発生を抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。また、第２のコート層は、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されているため、高温焼成時に耐熱性を有すると共に、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス部材への元素拡散を起こしにくいものである。従って、本保持装置によれば、第２のコート層からの元素拡散に起因するセラミックス部材の特性変化の発生を抑制しつつ、耐熱性の高い第２のコート層の存在により、給電接続部材の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、給電接続部材と発熱抵抗体または給電端子との間の接続不良の発生を抑制することができると共に、給電接続部材の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキを抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。
（２）上記保持装置において、前記給電接続部材の表面の内、前記発熱抵抗体との接触面の少なくとも一部が、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第１のコート層に覆われている構成としてもよい。このような構成を採用すれば、給電接続部材の表面を覆う第１のコート層の存在により、セラミックス部材の焼成の際に、給電接続部材が不純物と反応して給電接続部材の表面に変質層が形成されることを効果的に抑制することができ、ひいては、給電接続部材と発熱抵抗体または給電端子との間の接続不良の発生や、給電接続部材の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキの発生を抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。また、第１のコート層は、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されているため、高温焼成時に耐熱性を有すると共に、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス部材への元素拡散を起こしにくいものであり、さらに、導電性を有するために給電接続部材と発熱抵抗体との間の電気的接続を確保できるものである。従って、本保持装置によれば、第１のコート層により給電接続部材と発熱抵抗体との間の電気的接続が阻害されることを回避しつつ、かつ、第１のコート層からの元素拡散に起因するセラミックス部材の特性変化の発生を抑制しつつ、耐熱性の高い第１のコート層の存在により、給電接続部材の表面に変質層が形成されることを効果的に抑制することができ、ひいては、給電接続部材と発熱抵抗体または給電端子との間の接続不良の発生を抑制することができると共に、給電接続部材の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキを抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。
（３）上記保持装置において、前記第１のコート層の厚さは、０．３μｍ以上、６０μｍ以下である構成としてもよい。このような構成を採用すれば、第１のコート層の厚さが過度に薄くない（０．３μｍ以上である）ため、第１のコート層の存在により、給電接続部材の表面に変質層が形成されることをより確実に抑制することができる。また、このような構成を採用すれば、第１のコート層の厚さが過度に厚くはない（６０μｍ以下である）ため、給電接続部材と第１のコート層との間の線膨張差に起因して第１のコート層に生じる応力を小さくすることができ、該応力によって第１のコート層にクラックが生じて変質層の形成を抑制できない、という事態の発生を防止することができる。
（４）上記保持装置において、前記発熱抵抗体の表面の内、前記給電接続部材との接触面を除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第３のコート層に覆われている構成としてもよい。このような構成を採用すれば、発熱抵抗体の表面を覆う第３のコート層の存在により、セラミックス部材の焼成の際に、発熱抵抗体が不純物と反応して発熱抵抗体の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、発熱抵抗体の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキの発生を抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。また、第３のコート層は、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されているため、高温焼成時に耐熱性を有すると共に、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス部材への元素拡散を起こしにくいものである。従って、このような構成を採用すれば、第３のコート層からの元素拡散に起因するセラミックス部材の特性変化の発生を抑制しつつ、耐熱性の高い第３のコート層の存在により、発熱抵抗体の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、発熱抵抗体の抵抗値（発熱量）のバラツキを抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。
（５）また、本明細書に開示される保持装置の製造方法は、第１の表面を有し、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材と、前記セラミックス部材の内部に配置された金属製の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体と接する導電性の給電接続部材と、前記給電接続部材と電気的に接続された導電性の給電端子と、を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置の製造方法であって、前記給電接続部材の表面の内、前記発熱抵抗体との接触面と前記給電端子との接続面とを除く表面の少なくとも一部に、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物であるコート層を形成する工程と、前記発熱抵抗体と前記コート層が形成された前記給電接続部材とが内部に配置された前記セラミックス部材を焼成により作製する工程とを備える。本保持装置の製造方法では、給電接続部材の表面を覆うコート層の存在により、セラミックス部材の焼成の際に、給電接続部材が不純物と反応して給電接続部材の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、給電接続部材と発熱抵抗体または給電端子との間の接続不良の発生や、給電接続部材の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキの発生を抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。また、コート層は、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されているため、高温焼成時に耐熱性を有すると共に、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス部材への元素拡散を起こしにくいものである。従って、本保持装置の製造方法によれば、コート層からの元素拡散に起因するセラミックス部材の特性変化の発生を抑制しつつ、耐熱性の高いコート層の存在により、給電接続部材の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、給電接続部材と発熱抵抗体または給電端子との間の接続不良の発生を抑制することができると共に、給電接続部材の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体の発熱量のバラツキを抑制することができ、その結果、セラミックス部材の第１の表面の温度（ひいては、第１の表面に保持された対象物の温度）のバラツキを抑制することができる。
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、保持装置、加熱装置、半導体製造装置用部品、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。
本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。 本実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。 図２のＸ１部における加熱装置１００のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。 本実施形態の加熱装置１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。 性能評価結果を示す説明図である。 性能評価結果を示す説明図である。
Ａ．実施形態：
Ａ−１．加熱装置１００の構成：
図１は、本実施形態における加熱装置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加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３は、図２のＸ１部における加熱装置１００のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。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、加熱装置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。
加熱装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を保持しつつ所定の温度（例えば、４００〜８００℃程度）に加熱する装置であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置１００は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置、スパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置を構成する半導体製造装用部品として使用される。加熱装置１００は、特許請求の範囲における保持装置に相当する。
図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持部材１０と支持部材２０とを備える。
保持部材１０は、Ｚ軸方向（上下方向）に略直交する一の表面（以下、「保持面」という。）Ｓ１と、保持面Ｓ１とは反対側の表面（以下、「裏面」という。）Ｓ２と、を有する略円板状の部材である。保持部材１０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするセラミックス焼結体により形成されている。なお、本明細書では、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以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持部材１０の厚さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下程度である。保持部材１０は、特許請求の範囲におけるセラミックス部材に相当し、保持面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。
図２および図３に示すように、保持部材１０の裏面Ｓ２には、後述する一対の端子部材７０や一対の受電電極５３に対応する一対の凹部１２が形成されている。各凹部１２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状は、例えば略円形である。
支持部材２０は、Ｚ略方向に延びる略円管状の部材である。支持部材２０は、例えば窒化アルミニウムやアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミックス焼結体により形成されている。支持部材２０の外径は、例えば３０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下程度であり、支持部材２０の高さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。
図２に示すように、支持部材２０には、支持部材２０の上面Ｓ３から下面Ｓ４までＺ軸方向に延びる貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状は、例えば略円形である。貫通孔２２の内径は、例えば１０ｍｍ以上、７０ｍｍ以下程度である。
図２に示すように、保持部材１０と支持部材２０とは、保持部材１０の裏面Ｓ２と支持部材２０の上面Ｓ３とがＺ軸方向に互いに対向するように、かつ、保持部材１０と支持部材２０とが互いに略同軸となるように配置されており、公知の接合材料により形成された接合部３０を介して互いに接合されている。
図２に示すように、保持部材１０の内部には、保持部材１０を加熱するヒータとしての発熱抵抗体５０が配置されている。発熱抵抗体５０は、例えば、Ｚ軸方向視で略螺旋状に延びるパターンを構成している。発熱抵抗体５０は、例えば、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属により形成されている。Ｚ軸方向視での発熱抵抗体５０の全体の直径は、例えば７０ｍｍ以上、４５０ｍｍ以下程度であり、Ｚ軸方向視での発熱抵抗体５０の線幅は、例えば０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度であり、発熱抵抗体５０の厚さ（Ｚ軸方向における大きさ）は、例えば０．１ｍｍ以上、３ｍｍ以下程度である。
また、図２および図３に示すように、保持部材１０には、一対の受電電極５３が配置されている。各受電電極５３は、例えば、Ｚ軸方向視で略円形の板状部材である。各受電電極５３は、例えば、タングステンやモリブデン等の導電性材料により形成されている。受電電極５３の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下程度である。本実施形態において、受電電極５３は、特許請求の範囲における給電接続部材に相当する。
一対の受電電極５３の内の一方は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の一方の底面に露出しており、かつ、上面Ｓ６が、略螺旋状パターンを構成する発熱抵抗体５０の一端付近の下面Ｓ５に接することによって発熱抵抗体５０と電気的に接続されている。また、一対の受電電極５３の内の他方は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の他方の底面に露出しており、かつ、上面Ｓ６が、発熱抵抗体５０の他端付近の下面Ｓ５に接することによって発熱抵抗体５０と電気的に接続されている。
また、図２および図３に示すように、支持部材２０に形成された貫通孔２２内には、一対の端子部材７０が収容されている。各端子部材７０は、例えば略円柱状の部材である。各端子部材７０は、例えば、ニッケルやチタン等の導電性材料により形成されている。端子部材７０の直径は、例えば３ｍｍ以上、８ｍｍ以下程度である。本実施形態において、端子部材７０は、特許請求の範囲における給電端子に相当する。
一対の端子部材７０の内の一方における上端部分は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の一方に収容されており、該凹部１２の底面に露出した受電電極５３と、ろう付け部５６によって接合されている。また、一対の端子部材７０の内の他方における上端部分は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の他方に収容されており、該凹部１２の底面に露出した受電電極５３と、ろう付け部５６によって接合されている。各ろう付け部５６は、例えば、Ｎｉ合金（Ｎｉ−Ｃｒ系合金等）、Ａｕ合金（Ａｕ−Ｎｉ系合金等）、純Ａｕといった金属ろう材を用いて形成されている。各端子部材７０は、ろう付け部５６を介して受電電極５３と電気的に接続されている。
このような構成の加熱装置１００において、図示しない電源から各端子部材７０および各受電電極５３を介して発熱抵抗体５０に電圧が印加されると、発熱抵抗体５０が発熱し、これにより、保持部材１０の保持面Ｓ１上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハＷ）が所定の温度（例えば、４００〜８００℃程度）に加熱される。なお、本実施形態の加熱装置１００では、端子部材７０と発熱抵抗体５０とが受電電極５３を介して接続されているため、端子部材７０と発熱抵抗体５０との間の熱膨張差に起因する応力を緩和することができる。
Ａ−２．受電電極５３および発熱抵抗体５０の周辺の詳細構成：
次に、受電電極５３および発熱抵抗体５０の周辺の詳細構成について、図３を参照して説明する。
本実施形態の加熱装置１００では、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面の少なくとも一部が、第１のコート層６１に覆われている。より具体的には、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面の大部分（例えば８０％以上）が、第１のコート層６１に覆われている。第１のコート層６１は、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されており、導電性を有する。すなわち、第１のコート層６１は、例えば、ＺｒＮ、ＴｉＮ、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ、（Ａｌ，Ｃｒ）Ｎ、ＶＮ、（Ｔｉ，Ｃｒ）Ｎ、（Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ）Ｎ、（Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ）Ｎ、ＴａＮ、ＮｂＮ等により形成されている。第１のコート層６１の厚さｔ１は、０．３μｍ以上、６０μｍ以下であることが好ましく、１．０μｍ以上、５０μｍ以下であることがさらに好ましい。また、第１のコート層６１の気孔率は、３０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。なお、本明細書において、受電電極５３の表面の内の発熱抵抗体５０との接触面とは、受電電極５３の表面の内、直接的に、または、他の物（例えば、第１のコート層６１）を介して、発熱抵抗体５０と対向する表面を意味する。
また、本実施形態の加熱装置１００では、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面の少なくとも一部が、第２のコート層６２に覆われている。より具体的には、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面の大部分（例えば８０％以上）が、第２のコート層６２に覆われている。第２のコート層６２は、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されている。すなわち、第２のコート層６２は、例えば、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ、（Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ）Ｎ、（Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ）Ｎ、（Ａｌ，Ｃｒ）Ｎ、ＶＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ等により形成されている。第２のコート層６２の厚さは、０．３μｍ以上、６０μｍ以下であることが好ましい。また、第２のコート層６２の気孔率は、３０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。なお、本明細書において、受電電極５３の表面の内の端子部材７０との接続面とは、受電電極５３の表面の内、直接的に、または、他の物を介して、端子部材７０、または、受電電極５３と端子部材７０とを接合するろう付け部５６と対向する表面を意味する。
なお、「受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面の少なくとも一部が、第２のコート層６２に覆われている」とは、受電電極５３の内の発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面に注目したときに、その全部または一部が第２のコート層６２に覆われていることを意味し、受電電極５３の表面の内の発熱抵抗体５０との接触面および／または端子部材７０との接続面の全部または一部が第２のコート層６２に覆われている形態を排除するものではない。なお、第２のコート層６２が導電性である場合（例えば、第２のコート層６２がＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されている場合）は、該第２のコート層６２が受電電極５３の表面の内の発熱抵抗体５０との接触面および／または端子部材７０との接続面の全部または一部を覆っていても受電電極５３と発熱抵抗体５０および／または端子部材７０との間の導通に影響はないが、第２のコート層６２が導電性ではない場合（例えば、第２のコート層６２がＡｌＮにより形成されている場合）は、受電電極５３と発熱抵抗体５０およびまたは端子部材７０との間の導通を確保するため、該第２のコート層６２が受電電極５３の表面の内の発熱抵抗体５０との接触面および／または端子部材７０との接続面の少なくとも一部を覆っていないことが好ましい。
また、Ｂ、Ｃ、Ｏ元素は、ＭｏやＷにより形成された受電電極５３と反応するおそれがあるため、第１のコート層６１および第２のコート層６２は、Ｂ、Ｃ、Ｏ元素を含有しないことが好ましい。
また、第１のコート層６１および第２のコート層６２の形成材料が同じであると（すなわち、共に導電性であると）、受電電極５３の表面への第１のコート層６１および第２のコート層６２の形成の際に、特別な処置（例えば、導通を確保すべき部分をマスクする処理）を行う必要がなく、かつ、同一の工程にて成膜することができるため、製造工程の簡素化・低コスト化を実現することができる。
また、本実施形態の加熱装置１００では、発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の少なくとも一部が、第３のコート層６３に覆われている。より具体的には、発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の大部分（例えば８０％以上）が、第３のコート層６３に覆われている。第３のコート層６３は、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されている。すなわち、第３のコート層６３は、例えば、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ、（Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ）Ｎ、（Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ）Ｎ、（Ａｌ，Ｃｒ）Ｎ、ＶＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ等により形成されている。第３のコート層６３の厚さは、０．３μｍ以上、６０μｍ以下であることが好ましい。また、第３のコート層６３の気孔率は、３０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。なお、本明細書において、発熱抵抗体５０の表面の内の受電電極５３との接触面とは、発熱抵抗体５０の表面の内、直接的に、または、他の物（例えば、第１のコート層６１）を介して、受電電極５３と対向する表面を意味する。
なお、「発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の少なくとも一部が、第３のコート層６３に覆われている」とは、発熱抵抗体５０の表面の内の受電電極５３との接触面を除く表面に注目したときに、その全部または一部が第３のコート層６３に覆われていることを意味し、発熱抵抗体５０の表面の内の受電電極５３との接触面の全部または一部が第３のコート層６３に覆われている形態を排除するものではない。なお、第３のコート層６３が導電性である場合（例えば、第３のコート層６３がＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されている場合）は、該第３のコート層６３が発熱抵抗体５０の表面の内の受電電極５３との接触面の全部または一部を覆っていても発熱抵抗体５０と受電電極５３との間の導通に影響はないが、第３のコート層６３が導電性ではない場合（例えば、第３のコート層６３がＡｌＮにより形成されている場合）は、発熱抵抗体５０と受電電極５３との間の導通を確保するため、該第３のコート層６３が発熱抵抗体５０の表面の内の受電電極５３との接触面の少なくとも一部を覆っていないことが好ましい。
また、Ｂ、Ｃ、Ｏ元素は、ＭｏやＷにより形成された発熱抵抗体５０と反応するおそれがあるため、第３のコート層６３は、Ｂ、Ｃ、Ｏ元素を含有しないことが好ましい。
Ａ−３．加熱装置１００の製造方法：
本実施形態の加熱装置１００の製造方法は、例えば以下の通りである。図４は、本実施形態の加熱装置１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。まず、金属（例えば、タングステンやモリブデン）のメッシュや箔からなる発熱抵抗体５０を準備し、発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の少なくとも一部（本実施形態では、受電電極５３との接触面を除く表面の大部分）に、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物である第３のコート層６３を形成する（Ｓ１１０）。なお、第３のコート層６３は、例えば、発熱抵抗体５０の表面における第３のコート層６３の非形成領域にマスクをして、溶射、スパッタリング、ＣＶＤ、ＰＶＤ等を行うことにより形成する。
また、例えば板状の導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン）からなる受電電極５３を準備し、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面の少なくとも一部（本実施形態では、発熱抵抗体５０との接触面の大部分）に、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物である導電性の第１のコート層６１を形成する（Ｓ１２０）。また、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面を除く表面の少なくとも一部（本実施形態では、発熱抵抗体５０との接触面を除く表面の大部分）に、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物である第２のコート層６２を形成する（Ｓ１２０）。すなわち、第２のコート層６２は、受電電極５３の表面の内、端子部材７０との接続面にも形成される。なお、第１のコート層６１および第２のコート層６２は、例えば、受電電極５３の表面における第１のコート層６１および第２のコート層６２の非形成領域にマスクをして、溶射、スパッタリング、ＣＶＤ、ＰＶＤ等を行うことにより形成する。
また、例えば以下のようにして、保持部材１０を作製する（Ｓ１３０）。すなわち、窒化アルミニウム粉末（例えば９５重量部）に、必要に応じて適量（例えば５重量部）の酸化イットリウム粉末が添加された混合原料粉末を、型に充填して一軸加圧することにより、成形体の第１層を形成する。この第１層の上に、第３のコート層６３が形成された発熱抵抗体５０と、第１のコート層６１および第２のコート層６２が形成された受電電極５３とを、両者が（第１のコート層６１を介して）互いに接する状態で載置する。次に、上記混合原料粉末を、発熱抵抗体５０および受電電極５３の上に所定の厚さだけ充填して、成形体の第２層を形成する。このようにして作製された成形体を、所定の条件（例えば、温度：１７００℃〜１９００℃程度、圧力：１ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度、時間：１時間〜５時間程度）でホットプレス焼成することにより、内部に発熱抵抗体５０と受電電極５３とが配置された保持部材１０を作製する。
また、保持部材１０の裏面Ｓ２の凹部１２は、例えば、上述したホットプレス焼成後に、研削工具を用いた研削加工を行うことにより形成される。この研削加工は、受電電極５３が露出するまで行われる。また、この研削加工により、受電電極５３の表面に形成された第２のコート層６２の内、端子部材７０との接続面に形成された部分が除去され、この部分において受電電極５３の表面が露出する。なお、受電電極５３の厚さを発熱抵抗体５０より厚くして、凹部１２の形成のための研削加工の際に研削工具によって多少研削されても、受電電極５３に割れなどの破損が生じないようにすることが好ましい。
また、例えば以下のようにして、支持部材２０を作製する（Ｓ１４０）。すなわち、窒化アルミニウム粉末（例えば１００重量部）に、必要に応じて適量（例えば１重量部）の酸化イットリウム粉末、ＰＶＡバインダ（例えば３重量部）、分散剤および可塑剤を加えた混合物にメタノール等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合してスラリーを得、このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化することによって原料粉末を作製する。この原料粉末を所定の圧力（例えば、１００ＭＰａ〜２５０ＭＰａ）で冷間静水圧プレスして成形体を得る。なお、支持部材２０における貫通孔２２は、成形の際にゴム型を用いて形成してもよいし、成形後あるいは焼成後にマシニング加工を行うことにより形成してもよい。得られた成形体を空気中で例えば６００℃で脱脂し、脱脂体を窒素ガス雰囲気の炉内に吊り下げて、所定の条件（例えば、温度：１８００℃〜１９００℃程度、時間：４時間〜６時間程度）で焼成することにより、支持部材２０を作製する。
次に、保持部材１０と支持部材２０とを接合する（Ｓ１５０）。すなわち、保持部材１０の裏面Ｓ２および支持部材２０の上面Ｓ３に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持部材１０の裏面Ｓ２と支持部材２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に、例えばアルカリ土類、希土類、アルミニウムの複合酸化物等の公知の接合剤を有機溶剤等と混合してペースト状にしたものを均一に塗布し、その後、脱脂処理を行う。次いで、保持部材１０の裏面Ｓ２と支持部材２０の上面Ｓ３とを重ね合わせ、真空中または減圧した窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス中で、所定の条件（例えば、温度：１４００℃〜１８５０℃程度、圧力：０．５ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度）でホットプレス焼成することにより、保持部材１０と支持部材２０とを接合する接合部３０を形成する。
次に、支持部材２０の貫通孔２２内に端子部材７０を挿入し、端子部材７０の上端部分を受電電極５３にろう付けして、ろう付け部５６を形成する（Ｓ１６０）。主として以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置１００が製造される。
Ａ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の加熱装置１００は、保持面Ｓ１を有し、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス焼結体により形成された保持部材１０と、保持部材１０の内部に配置された金属製の発熱抵抗体５０と、発熱抵抗体５０と接する導電性の受電電極５３と、受電電極５３と電気的に接続された導電性の端子部材７０とを備え、保持部材１０の保持面Ｓ１上に半導体ウェハＷといった対象物を保持する保持装置である。本実施形態の加熱装置１００では、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第２のコート層６２に覆われている。
ここで、上述したように、本実施形態の加熱装置１００の製造の際には、内部に発熱抵抗体５０および受電電極５３の材料が配置された保持部材１０の材料の成形体を高温（例えば、１７００℃〜１９００℃程度）で焼成することにより、緻密なセラミックス焼結体により形成された保持部材１０と、保持部材１０の内部に配置された発熱抵抗体５０および受電電極５３とが作製される。この焼成の際に、炉内雰囲気や原料由来の不純物（例えば、炭素）が、緻密化する前の保持部材１０の材料の成形体中に進入して受電電極５３と反応することにより、受電電極５３の表面に変質層（例えば、炭化タングステン層や炭化モリブデン層）が形成されることがある。受電電極５３の表面に変質層が形成されると、受電電極５３と発熱抵抗体５０または端子部材７０との間の接続不良の発生するおそれがあると共に、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキが発生して、保持部材１０の保持面Ｓ１の温度（ひいては、保持面Ｓ１に保持された半導体ウェハＷ等の対象物の温度）のバラツキが発生するおそれがある。
しかしながら、本実施形態の加熱装置１００では、受電電極５３の表面を覆う第２のコート層６２の存在により、保持部材１０の焼成の際に、受電電極５３が不純物と反応して受電電極５３の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、受電電極５３と発熱抵抗体５０または端子部材７０との間の接続不良の発生や、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキの発生を抑制することができる。また、受電電極５３の表面に形成される第２のコート層６２は、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されているため、高温焼成時に耐熱性を有すると共に、窒化アルミニウムを主成分とする保持部材１０への元素拡散を起こしにくいものである。
従って、本実施形態の加熱装置１００によれば、第２のコート層６２からの元素拡散に起因する保持部材１０の特性変化の発生を抑制しつつ、耐熱性の高い第２のコート層６２の存在により、受電電極５３の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、受電電極５３と発熱抵抗体５０または端子部材７０との間の接続不良の発生を抑制することができると共に、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキを抑制することができる。
なお、第２のコート層６２が導電性である場合（例えば、第２のコート層６２がＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されている場合）には、受電電極５３の表面への第２のコート層６２の形成の際に、特別な処置（例えば、導通を確保すべき部分（受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面および／または端子部材７０との接続面等）をマスクする処理）を行う必要がないため、製造工程の簡素化・低コスト化を実現することができる。また、第２のコート層６２がＡｌＮにより形成されている場合には、第２のコート層６２と保持部材１０および受電電極５３との間の熱膨張差が比較的小さくなるため、第２のコート層６２の厚さを比較的厚くしても第２のコート層６２の割れの発生を抑制することができる。
また、本実施形態の加熱装置１００では、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面の少なくとも一部が、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第１のコート層６１に覆われている。そのため、受電電極５３の表面を覆う第１のコート層６１の存在により、保持部材１０の焼成の際に、受電電極５３が不純物と反応して受電電極５３の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、受電電極５３と発熱抵抗体５０または端子部材７０との間の接続不良の発生や、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキの発生を抑制することができる。また、受電電極５３の表面の内の発熱抵抗体５０との接触面に形成される第１のコート層６１は、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されているため、高温焼成時に耐熱性を有すると共に、窒化アルミニウムを主成分とする保持部材１０への元素拡散を起こしにくいものであり、さらに、導電性を有するために受電電極５３と発熱抵抗体５０との間の電気的接続を確保できるものである。従って、本実施形態の加熱装置１００によれば、第１のコート層６１により受電電極５３と発熱抵抗体５０との間の電気的接続が阻害されることを回避しつつ、かつ、第１のコート層６１からの元素拡散に起因する保持部材１０の特性変化の発生を抑制しつつ、耐熱性の高い第１のコート層６１の存在により、受電電極５３の表面に変質層が形成されることを効果的に抑制することができ、ひいては、受電電極５３と発熱抵抗体５０または端子部材７０との間の接続不良の発生を抑制することができると共に、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキを抑制することができる。
また、本実施形態の加熱装置１００では、発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第３のコート層６３に覆われている。そのため、本実施形態の加熱装置１００では、発熱抵抗体５０の表面を覆う第３のコート層６３の存在により、保持部材１０の焼成の際に、発熱抵抗体５０が不純物と反応して発熱抵抗体５０の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、発熱抵抗体５０の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキの発生を抑制することができる。また、第３のコート層６３は、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されているため、高温焼成時に耐熱性を有すると共に、窒化アルミニウムを主成分とする保持部材１０への元素拡散を起こしにくいものである。従って、本実施形態の加熱装置１００によれば、第３のコート層６３からの元素拡散に起因する保持部材１０の特性変化の発生を抑制しつつ、耐熱性の高い第３のコート層６３の存在により、発熱抵抗体５０の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、発熱抵抗体５０の抵抗値（発熱量）のバラツキを抑制することができる。
なお、第３のコート層６３が導電性である場合（例えば、第３のコート層６３がＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成されている場合）には、発熱抵抗体５０の表面への第３のコート層６３の形成の際に、特別な処置（例えば、導通を確保すべき部分（発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面等）をマスクする処理）を行う必要がないため、製造工程の簡素化・低コスト化を実現することができる。また、第３のコート層６３がＡｌＮにより形成されている場合には、第３のコート層６３と保持部材１０および発熱抵抗体５０との間の熱膨張差が比較的小さくなるため、第３のコート層６３の厚さを比較的厚くしても第３のコート層６３の割れの発生を抑制することができる。
なお、第１のコート層６１の厚さｔ１は、０．３μｍ以上、６０μｍ以下であることが好ましい。このような構成を採用すれば、第１のコート層６１の厚さｔ１が過度に薄くない（０．３μｍ以上である）ため、第１のコート層６１の存在により、受電電極５３の表面に変質層が形成されることをより確実に抑制することができる。また、このような構成を採用すれば、第１のコート層６１の厚さｔ１が過度に厚くはない（６０μｍ以下である）ため、受電電極５３と第１のコート層６１との間の線膨張差に起因して第１のコート層６１に生じる応力を小さくすることができ、該応力によって第１のコート層６１にクラックが生じて変質層の形成を抑制できない、という事態の発生を防止することができる。なお、受電電極５３の表面に変質層が形成されることを一層確実に抑制するという観点から、第１のコート層６１の厚さｔ１は、１．０μｍ以上であることがさらに好ましい。
Ａ−５．加熱装置１００の分析方法：
Ａ−５−１．第１のコート層６１の厚さｔ１の特定方法：
受電電極５３の表面に形成された第１のコート層６１の厚さｔ１の特定方法は、以下の通りである。
受電電極５３における発熱抵抗体５０との接触部分を含む断面（Ｚ軸方向に平行な断面）を鏡面研磨した後、アルゴンイオン等のイオンビームで試料の断面を処理するクロスセクションポリッシャ処理を行う。次に、加工面を対象として、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を用いて、１０視野を撮像して観察する。なお、元素マッピングの視野は、１００μｍ×１００μｍとする。次に、画像解析ソフト（Ｓｏｆｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＧｍｂＨ社製のＡｎａｌｙｓｉｓ Ｆｉｖｅ）を用いて、受電電極５３と第１のコート層６１との界面、および、第１のコート層６１と発熱抵抗体５０との界面位置を確認し、ラインをひく。各視野画像において、両界面にひいたライン間の最短距離を、第１のコート層６１の厚さｔ１として特定する。１０個の視野画像において特定した第１のコート層６１の厚さｔ１の平均値を、最終的な第１のコート層６１の厚さｔ１とする。
Ａ−５−２．ＡｌＮにより形成されたコート層の有無の特定方法：
第２のコート層６２がＡｌＮにより形成されている場合（すなわち、第２のコート層６２が保持部材１０と同一材料により形成されている場合）において、受電電極５３がＡｌＮの第２のコート層６２により覆われていることは、以下のように特定することができる。
受電電極５３を含む断面（Ｚ軸方向に平行な断面）を鏡面研磨した後、アルゴンイオン等のイオンビームで試料の断面を処理するクロスセクションポリッシャ処理を行う。次に、加工面を対象として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、指定の視野を撮像して観察する。なお、撮像は次の２種類について各々５視野ずつ行うものとする。
（１）視野を１００μｍ×１００μｍとし、受電電極５３と保持部材１０との界面を含むもの
（２）視野を１ｍｍ×１ｍｍとし、受電電極５３と保持部材１０との界面を含むもの
下記の２つの要件を満たす時、受電電極５３はＡｌＮの第２のコート層６２により覆われているものと判断する。
・要件１：上記（１）における、受電電極５３と保持部材１０との界面の気孔径と気孔数を観察したとき、１０個の視野画像において、０．５μｍ以上、３μｍ以下の気孔が平均２個以上存在し、かつ、保持部材１０と受電電極５３とに含有されない成分の元素拡散がない。
・要件２：上記（２）における粒界相成分の分布を観察したとき、１０個の視野画像の内、少なくとも５個以上で受電電極５３と保持部材１０との界面近傍(界面から距離１００μｍ以内の範囲)に粒界相成分が少ない領域が存在しない。
通常、WやMo等の金属表面酸化物とＡｌＮ粒子表面の酸化物は、低温で液相を生成し、緻密化するため、界面に気孔が生じにくい。また、焼結が進行するとＡｌＮの粒界相成分は未焼結部に向かって排出されるため、粒界相成分の濃度差が生じる。一方、表面にＡｌＮにより形成された第２のコート層６２が存在する場合、金属表面酸化物と保持部材１０のＡｌＮ粒子表面の酸化物との反応による、低温での液相生成反応が生じないため、界面気孔が残りやすい。また、界面近傍とそれ以外の箇所で焼結挙動の差が生じにくい為、粒界相成分の濃度差も生じにくい。そのため、上記２つの要件を満たせば、受電電極５３はＡｌＮの第２のコート層６２により覆われていると判断することができる。
なお、第３のコート層６３がＡｌＮにより形成されている場合（すなわち、第３のコート層６３が保持部材１０と同一材料により形成されている場合）において、発熱抵抗体５０がＡｌＮの第３のコート層６３により覆われていることも、同様の方法により特定することができる。
Ｂ．性能評価：
上述した加熱装置１００の構成を採用することによって上述した効果が得られる点について、性能評価を行った。以下、該性能評価について説明する。図５および図６は、性能評価結果を示す説明図である。
図５および図６に示すように、性能評価には、２６個のサンプル（ＳＡ１〜ＳＡ２６）の加熱装置が用いられた。各サンプルは、上述した実施形態の加熱装置１００の製造方法に準じた製造方法で作製した。各サンプルは、受電電極５３の材料、受電電極５３の表面における第１のコート層６１の有無、材料および厚さｔ１、受電電極５３の表面における第２のコート層６２の有無および材料、発熱抵抗体５０の表面における第３のコート層６３の有無および材料が、互いに異なっている。
具体的には、サンプルＳＡ１〜ＳＡ１２，ＳＡ１５，ＳＡ１６，ＳＡ１８〜ＳＡ２６では、上記実施形態と同様に、受電電極５３の表面に第１のコート層６１を形成し、サンプルＳＡ１３，ＳＡ１４、Ｓ１７では、受電電極５３の表面に第１のコート層６１を形成しなかった。なお、図５および図６に示すように、サンプルＳＡ１〜ＳＡ１２，ＳＡ１５，ＳＡ１６，ＳＡ１８〜ＳＡ２６では、第１のコート層６１として、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物を用いた。また、サンプルＳＡ１〜ＳＡ１２，ＳＡ１５〜ＳＡ２６では、上記実施形態と同様に、受電電極５３の表面に第２のコート層６２を形成し、サンプルＳＡ１３，ＳＡ１４では、受電電極５３の表面に第２のコート層６２を形成しなかった。なお、図５および図６に示すように、サンプルＳＡ１〜ＳＡ１２，ＳＡ１５〜ＳＡ２６では、第２のコート層６２として、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物を用い、いずれも第２のコート層６２の厚さを５μｍとした。また、サンプルＳＡ１１，ＳＡ１２，ＳＡ２６では、上記実施形態と同様に、発熱抵抗体５０の表面に第３のコート層６３を形成し、サンプルＳＡ１〜ＳＡ１０，ＳＡ１３〜ＳＡ２５では、発熱抵抗体５０の表面に第３のコート層６３を形成しなかった。なお、サンプルＳＡ１１，ＳＡ１２では、第３のコート層６３としてＡｌＮを用い、サンプルＳＡ２６では、第３のコート層６３としてＺｒＮを用い、いずれも第３のコート層６３の厚さを３μｍとした。
また、性能評価として、各サンプルについて、保持部材１０の保持面Ｓ１の温度バラツキを測定した。より詳細には、保持部材１０の保持面Ｓ１に黒色化したダミーウェハを載置し、端子部材７０を介して発熱抵抗体５０に電力を供給することにより各サンプルの加熱装置を昇温させ、ダミーウェハの表面温度を測定した。ダミーウェハの表面温度が５００℃に到達した時点から１５分間、端子部材７０を介した供給電力を同一の値に維持し、その後、ダミーウェハ内における最大温度差を、保持面Ｓ１の温度バラツキとして測定した。
また、性能評価として、各サンプルについて耐熱試験を行った。より詳細には、各サンプルを６００℃に加熱し、５０時間経過および１００時間経過のタイミングで、端子部材７０のはずれの有無を確認すると共に、保持部材１０の亀裂の有無を確認した。
図５および図６に示すように、受電電極５３の表面に第２のコート層６２を形成しなかったサンプルＳＡ１３，ＳＡ１４では、６００℃、５０時間の耐熱試験において端子部材７０のはずれが発生した。また、これらのサンプルでは、保持面Ｓ１の温度バラツキ（温度差）が１０℃以上と比較的大きい値となった。これらのサンプルでは、受電電極５３の表面に第２のコート層６２が存在しないため、保持部材１０の焼成の際に、炉内雰囲気や原料由来の不純物が、緻密化する前の保持部材１０の材料の成形体中に進入して受電電極５３と反応することにより、受電電極５３の表面に変質層が比較的多く形成され、受電電極５３と端子部材７０との間の接続不良が発生すると共に、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキが発生して、保持面Ｓ１の温度バラツキが発生したものと考えられる。なお、これらのサンプルの内のサンプルＳＡ１３では、６００℃、５０時間の耐熱試験において、保持部材１０における受電電極５３の角部との接触箇所付近に亀裂の発生が確認された。このサンプルでは、受電電極５３の表面に、保持部材１０の形成材料であるＡｌＮとの熱膨張差の大きい変質層が比較的多く形成されたため、保持部材１０と変質層との間の熱膨張差に起因して保持部材１０に亀裂が発生したものと考えられる。
これに対し、受電電極５３の表面に第２のコート層６２を形成したサンプルＳＡ１〜ＳＡ１２，ＳＡ１５〜ＳＡ２６では、６００℃、５０時間の耐熱試験において端子部材７０のはずれは発生しなかった。また、これらのサンプルでは、保持面Ｓ１の温度バラツキ（温度差）が９℃以下と比較的小さい値となった。なお、これらのサンプルの内、サンプルＳＡ１７では、受電電極５３の表面に第１のコート層６１が形成されなかったが、やはり６００℃、５０時間の耐熱試験において端子部材７０のはずれは発生せず、保持面Ｓ１の温度バラツキ（温度差）が９℃以下と比較的小さい値となった。これらのサンプルでは、受電電極５３の表面を覆う第２のコート層６２の存在により、保持部材１０の焼成の際に、受電電極５３が不純物と反応して受電電極５３の表面に変質層が形成されることが抑制され、受電電極５３と端子部材７０との間の接続不良の発生や、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキの発生が抑制されたものと考えられる。なお、これらのサンプルでは、６００℃、５０時間の耐熱試験において、保持部材１０における亀裂の発生は確認されなかった。これらのサンプルでは、受電電極５３の表面に、保持部材１０の形成材料であるＡｌＮとの熱膨張差の大きい変質層が形成されることが抑制されたため、保持部材１０と変質層との間の熱膨張差に起因する保持部材１０の亀裂の発生が抑制されたものと考えられる。
この性能評価結果により、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第２のコート層６２に覆われていると、受電電極５３の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、ひいては、受電電極５３と発熱抵抗体５０または端子部材７０との間の接続不良の発生や、受電電極５３の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキの発生を抑制することができ、その結果、保持部材１０の保持面Ｓ１の温度のバラツキを抑制することができることが確認された。
なお、受電電極５３の表面に第２のコート層６２を形成したサンプルＳＡ１〜ＳＡ１２，ＳＡ１５〜ＳＡ２６の内、発熱抵抗体５０の表面に第３のコート層６３を形成したサンプルＳＡ１１，ＳＡ１２，ＳＡ２６では、保持面Ｓ１の温度バラツキ（温度差）が４℃以下と極めて小さい値となった。これらのサンプルでは、発熱抵抗体５０の表面を覆う第３のコート層６３の存在により、保持部材１０の焼成の際に、発熱抵抗体５０が不純物と反応して発熱抵抗体５０の表面に変質層が形成されることを抑制することができ、発熱抵抗体５０の抵抗値のバラツキに起因する発熱抵抗体５０の発熱量のバラツキの発生が抑制されたものと考えられる。この性能評価結果により、発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第３のコート層６３に覆われていることが好ましいことが確認された。
また、受電電極５３の表面に第１のコート層６１を形成したサンプルＳＡ１〜ＳＡ１２，ＳＡ１５，ＳＡ１６，ＳＡ１８〜ＳＡ２６の内、第１のコート層６１の厚さｔ１が０．３μｍ未満であるサンプルＳＡ１，ＳＡ１５、および、第１のコート層６１の厚さｔ１が６０μｍを超えるサンプルＳＡ２，ＳＡ１６では、上述したように６００℃、５０時間の耐熱試験においては端子部材７０のはずれが発生しなかったが、より厳しい条件である６００℃、１００時間の耐熱試験において端子部材７０のはずれが発生した。これに対し、第１のコート層６１の厚さｔ１が０．３μｍ以上、６０μｍ以下であるサンプルＳＡ３〜ＳＡ１２，ＳＡ１８〜ＳＡ２６では、６００℃、１００時間の耐熱試験においても端子部材７０のはずれは発生しなかった。サンプルＳＡ３〜ＳＡ１２，ＳＡ１８〜ＳＡ２６では、第１のコート層６１の厚さｔ１が過度に薄くない（０．３μｍ以上である）ため、第１のコート層６１の存在により、受電電極５３の表面に変質層が形成されることをより確実に抑制することができ、また、第１のコート層６１の厚さｔ１が過度に厚くはない（６０μｍ以下である）ため、受電電極５３と第１のコート層６１との間の線膨張差に起因して第１のコート層６１に生じる応力を小さくすることができ、該応力によって第１のコート層６１にクラックが生じて変質層の形成を抑制できない、という事態の発生を防止することができたものと考えられる。この性能評価結果により、第１のコート層６１の厚さｔ１は０．３μｍ以上、６０μｍ以下であることが好ましいことが確認された。
Ｃ．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。
上記実施形態における加熱装置１００の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、受電電極５３と端子部材７０とがろう付け部５６により接合されているが、受電電極５３と端子部材７０との熱膨張差による応力を緩和するために、受電電極５３と端子部材７０との間に、例えばコバール等の金属により形成された緩衝部材が配置されていてもよい。
また上記実施形態では、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面の大部分（例えば８０％以上）が第１のコート層６１に覆われているが、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面の少なくとも一部が第１のコート層６１に覆われていればよい。また、第１のコート層６１の形成は省略されてもよい。同様に、上記実施形態では、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面の大部分（例えば８０％以上）が第２のコート層６２に覆われているが、受電電極５３の表面の内、発熱抵抗体５０との接触面と端子部材７０との接続面とを除く表面の少なくとも一部が第２のコート層６２に覆われていればよい。同様に、上記実施形態では、発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の大部分（例えば８０％以上）が第３のコート層６３に覆われているが、発熱抵抗体５０の表面の内、受電電極５３との接触面を除く表面の少なくとも一部が第３のコート層６３に覆われていればよい。また、第３のコート層６３の形成は省略されてもよい。
また、上記実施形態では、保持部材１０の内部に１つの発熱抵抗体５０が配置されているが、保持部材１０の内部に複数の発熱抵抗体５０が配置されていてもよい。そのような構成では、複数の発熱抵抗体５０のそれぞれに対応付けられた複数組の受電電極５３および端子部材７０等が設けられる。
また、上記実施形態の加熱装置１００を構成する各部材の形状や個数、形成材料等は、あくまで一例であり、種々変形可能である。また、上記実施形態における加熱装置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。
また、上記実施形態では、加熱装置１００の構成について詳細に説明したが、本明細書に開示された技術は、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材と、セラミックス部材の内部に配置された金属製の発熱抵抗体と、発熱抵抗体と接する導電性の給電接続部材と、給電接続部材と電気的に接続された導電性の給電端子とを備え、セラミックス部材の表面上に対象物を保持する保持装置一般について、同様に適用可能である。
１０：保持部材 １２：凹部 ２０：支持部材 ２２：貫通孔 ３０：接合部 ５０：発熱抵抗体 ５３：受電電極 ５６：ろう付け部 ６１：第１のコート層 ６２：第２のコート層 ６３：第３のコート層 ７０：端子部材 １００：加熱装置 Ｓ１：保持面 Ｓ２：裏面 Ｓ３：上面 Ｓ４：下面 Ｓ５：下面 Ｓ６：上面 Ｗ：半導体ウェハ

Claims (5)

  1. 第１の表面を有し、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材と、
    前記セラミックス部材の内部に配置された金属製の発熱抵抗体と、
    前記発熱抵抗体と接する導電性の給電接続部材と、
    前記給電接続部材と電気的に接続された導電性の給電端子と、
    を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、 前記給電接続部材の表面の内、前記発熱抵抗体との接触面と前記給電端子との接続面とを除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第２のコート層に覆われている、
    ことを特徴とする保持装置。
  2. 請求項１に記載の保持装置において、
    前記給電接続部材の表面の内、前記発熱抵抗体との接触面の少なくとも一部が、ＴｉとＺｒとＶとＣｒとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第１のコート層に覆われている、
    ことを特徴とする保持装置。
  3. 請求項２に記載の保持装置において、
    前記第１のコート層の厚さは、０．３μｍ以上、６０μｍ以下である、
    ことを特徴とする保持装置。
  4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置において、
    前記発熱抵抗体の表面の内、前記給電接続部材との接触面を除く表面の少なくとも一部が、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物により形成された第３のコート層に覆われている、
    ことを特徴とする保持装置。
  5. 第１の表面を有し、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス焼結体により形成されたセラミックス部材と、前記セラミックス部材の内部に配置された金属製の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体と接する導電性の給電接続部材と、前記給電接続部材と電気的に接続された導電性の給電端子と、を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置の製造方法において、
    前記給電接続部材の表面の内、前記発熱抵抗体との接触面と前記給電端子との接続面とを除く表面の少なくとも一部に、ＡｌとＴｉとＺｒとＶとＴａとＮｂとの少なくとも１つを含有する窒化物であるコート層を形成する工程と、
    前記発熱抵抗体と前記コート層が形成された前記給電接続部材とが内部に配置された前記セラミックス部材を焼成により作製する工程と、
    を備えることを特徴とする保持装置の製造方法。
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