JP2000063177A

JP2000063177A - 窒化アルミニウム質焼結体、金属埋設品および半導体保持装置

Info

Publication number: JP2000063177A
Application number: JP10227091A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Araki; 清新木; Yuji Katsuta; 祐司勝田; Sadanori Shimura; 禎徳志村; Haruaki Ohashi; 玄章大橋
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】緻密質の窒化アルミニウム質焼結体において、
高温領域においても高い体積抵抗率を示す焼結体を提供
する。【解決手段】窒化アルミニウム質焼結体は、窒化アルミ
ニウムを主成分とし、窒化アルミニウム結晶の多結晶構
造を有しており、焼結体中に酸化物に換算して１００ｐ
ｐｍ以上、５００ｐｐｍ以下のリチウムを含有してい
る。好ましくは、焼結体の７００℃における体積抵抗率
が１．０×１０⁷Ω・ｃｍ以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室温から高温にお
いて高い体積抵抗率を有する、新規な緻密質窒化アルミ
ニウム焼結体に関するものであり、また、この窒化アル
ミニウム焼結体を利用した金属埋設品、特にヒーターに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、静電チャックの基体として、緻密
質セラミックスが注目されている。特に半導体製造装置
においては、エッチングガスやクリーニングガスとし
て、ＣｌＦ₃等のハロゲン系腐食性ガスを多用する。ま
た、半導体ウエハーを保持しつつ、急速に加熱し、冷却
させるためには、静電チャックの基体が高い熱伝導性を
備えていることが望まれる。また、急激な温度変化によ
って破壊しないような耐熱衝撃性を備えていることが望
まれる。緻密な窒化アルミニウムは、前記のようなハロ
ゲン系腐食性ガスに対して高い耐食性を備えている。ま
た、こうした窒化アルミニウムは、高熱伝導性材料とし
て知られており、その体積抵抗率が室温で１０^{1 4}Ω・
ｃｍ以上であり、耐熱衝撃性も高い。従って、半導体製
造装置用の静電チャックの基体を窒化アルミニウム焼結
体によって形成することが好適である。

【０００３】本出願人は、特公平７−５０７３６号公報
において、窒化アルミニウムからなる基体中に抵抗発熱
体と静電チャック電極とを埋設したり、あるいは抵抗発
熱体と高周波発生用電極とを埋設したりすることを開示
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】静電チャック等におい
て、窒化アルミニウム質焼結体からなる基材中に電極や
抵抗発熱体を埋設する際には、リーク電流を防止するた
めに、この焼結体が使用温度範囲において、ある程度以
上の体積抵抗率を示す必要がある。しかし、サセプター
の使用温度が６００℃以上、更には７００℃以上、１２
００℃以下の領域になると、基材の体積抵抗率が低下し
てくる。このため、従来よりも体積抵抗率が高く、特に
高温領域においても高い体積抵抗率を示す窒化アルミニ
ウム質焼結体が求められている。また、こうした窒化ア
ルミニウム質焼結体は、緻密質であって、かつ高純度で
あることが求められている。

【０００５】本発明の課題は、窒化アルミニウム質焼結
体において、高温領域においても高い体積抵抗率を示す
焼結体を提供することである。

【０００６】また、本発明の課題は、この窒化アルミニ
ウム質焼結体を利用して、金属部材からのリーク電流が
生じにくい金属埋設品を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、窒化アルミニ
ウムを主成分とし、窒化アルミニウム結晶の多結晶構造
を有している窒化アルミニウム質焼結体であって、焼結
体中に１００ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以下のリチウム
を含有していることを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、セラミックス部材と、こ
のセラミックス部材中に埋設されている金属部材とを備
えている金属埋設品であって、セラミックス部材の少な
くとも一部が、前記焼結体によって構成されていること
を特徴とする。

【０００９】また、本発明は、半導体を保持する保持装
置であって、ハロゲンガスプラズマに曝される耐食面と
背面とを備えるサセプターを備えており、前記サセプタ
ーの少なくとも一部が、前記窒化アルミニウム質焼結体
からなる。

【００１０】また、本発明は、半導体を保持する保持装
置であって、ハロゲンガスプラズマに曝される耐食面と
背面とを備えるサセプターを備えており、サセプター
が、前記金属埋設品からなることを特徴とする。

【００１１】本発明者は、窒化アルミニウム質焼結体中
に、５００ｐｐｍ以下の微量のリチウムを添加すること
によって、焼結体の体積抵抗率が顕著に上昇し、特に６
００℃以上の高温領域における体積抵抗率が著しく向上
することを発見し、本発明に到達した。このような焼結
体を、金属埋設品ないし半導体保持装置に適用すること
によって、高温用途においても、適切な電気絶縁性を有
する装置を提供できる。

【００１２】しかも、リチウムの添加量が５００ｐｐｍ
以下と微量であることから、特に金属汚染を嫌う半導体
製造装置用として好適である。

【００１３】本発明の焼結体におけるアルミニウムの含
有量は、窒化アルミニウム粒子が主相として存在し得る
だけの量である必要があり、好ましくは３５重量％以上
である。また、窒化アルミニウム結晶の多結晶構造中に
は、窒化アルミニウム結晶以外に、微量の他の結晶相、
例えば酸化リチウム相を含んでいてよい。

【００１４】また、後述する実施例では、リチウムを添
加したときにも、Ｘ線回折法では窒化アルミニウム相以
外の相は確認できなかった。一方、リチウムを過剰に添
加すると、Ｘ線回折法では、リチウムアルミネートや酸
化リチウムのピークが見られた。これらのことから、本
発明の焼結体中では、リチウムは、少なくとも一部が窒
化アルミニウム格子中には固溶している可能性があり、
また、リチウムアルミネートや酸化リチウムなどの、Ｘ
線回折法では確認には至らない程度の微結晶として析出
している可能性がある。

【００１５】リチウムの添加により、高温での体積抵抗
率が高くなる理由は不明であるが、リチウムの少なくと
も一部が窒化アルミニウム中に固溶し、窒化アルミニウ
ムの格子欠陥を補償していることが考えられる。

【００１６】半導体製造用途において、本発明の焼結体
を、リチウムを含有しない窒化アルミニウムと一体化し
た場合には、この窒化アルミニウム中の金属不純物量
（アルミニウム以外の金属量）は、１０００ｐｐｍ以下
であることが好ましい。

【００１７】窒化アルミニウムの原料は、直接窒化法ま
たは還元窒化法によって得られた粉末であることが好ま
しい。リチウムは、窒化アルミニウムの原料粉末に対し
て、硝酸リチウム、炭酸リチウム、フッ化リチウム、窒
化リチウムなど、種々の形態で添加できる。リチウム化
合物は、粉末の状態で添加できる。また、硝酸塩、アル
コキシドなどは、これらの化合物が可溶である適当な溶
剤に溶解させて溶液を得て、溶液を添加することもでき
る。

【００１８】焼結体の成形は、乾式プレス、ドクターブ
レード法、押し出し、鋳込み等公知の方法を適用でき
る。

【００１９】本発明の焼結体は、ホットプレス焼成によ
ることが好ましく、被焼成体を５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上
の圧力下でホットプレス焼結させることが好ましい。

【００２０】特に、基体と表面層とを備えている金属埋
設品を製造する際には、基体の被焼成体を成形し、その
内部に抵抗発熱体等の金属部材を埋設し、基体の被焼成
体の表面の少なくとも一部に、表面層の被焼成体を形成
して被焼成体の一体物を作成し、この一体物を５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２以上の圧力下でホットプレス焼結させること
が好ましい。また、外殻層と内包層とを備えている金属
埋設品を製造する際には、内包層の被焼成体を成形し、
その内部に抵抗発熱体等の金属部材を埋設し、内包層の
被焼成体の周りに外殻層の被焼成体を形成して被焼成体
の一体物を作成し、この一体物を５０ｋｇｆ／ｃｍ２以
上の圧力下でホットプレス焼結させることが好ましい。

【００２１】以下、具体的な実験結果について述べる。
窒化アルミニウム原料粉末（還元窒化粉または直接窒化
粉）とリチウム化合物をそれぞれ所定量秤量した。実験
番号１−４ではリチウムを添加せず、番号５−２０、３
３−４４、５７−６０では硝酸リチウムを添加し、番号
２１−３２、４５−５６では炭酸リチウムを添加した。
次いで、イソプロピルアルコールを溶媒として、ポット
ミル混合し、乾燥し、各表に示す組成の混合粉を得た。
このとき、硝酸リチウムは、イソプロピルアルコールに
溶解し、液体となる。炭酸リチウムは、粉体のまま窒化
アルミニウム粉末と混合される。

【００２２】この混合粉を、２００ｋｇｍ／ｃｍ２の圧
力で一軸加圧成形することにより、直径φ１００ｍｍの
円盤状成形体を作製した。この成形体を黒鉛モールドに
収納して、ホットプレス焼成を行った。最高温度は１７
００℃−２０００℃とし、最高温度での保持時間はいず
れも４時間とした。得られた各焼結体について、以下の
特性を評価した。

【００２３】（高温体積抵抗率）真空中において、JI
S2141 に基づいた絶縁物の体積抵抗率測定法による。た
だし、例えば１．５Ｅ＋０７は、１．５×１０⁷を示す
符号である。（分析されたリチウム量）湿式化学分析による。（熱伝導率）レーザーフラッシュ法による。（曲げ強度） JIS R 1601に基づいた室温４点曲げ強度
試験法による。（嵩密度）純水を媒体としたアルキメデス法による。（CTE ）窒素中、室温から800 ℃までの熱膨張率の平
均値である。５℃／分で昇温した。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】

【表４】

【００２８】

【表５】

【００２９】比較例１−４ではリチウムを添加していな
い。番号５−２０では、還元窒化粉を使用し、焼成温度
を変化させ、かつリチウムの含有量を変化させた。この
結果、比較例１−４に比べて、各実施例５、６、９、１
０、１３、１４、１７、１８では、いずれも６００℃、
７００℃における体積抵抗率が向上した。また、熱膨張
係数には大きな変化は見られなかった。番号２１−３２
では、炭酸リチウム、還元窒化粉を使用しているが、や
はり本発明の範囲内の焼結体は、６００℃、７００℃に
おける体積抵抗率が向上した。番号３３−４４では、硝
酸リチウム、直接窒化粉を使用しているが、やはり本発
明の範囲内の焼結体は、６００℃、７００℃における体
積抵抗率が向上し、他の特性には大きな変化は見られな
い。番号４５−５６では、炭酸リチウム、直接窒化粉を
使用しているが、同様であった。

【００３０】これらの実験結果から分かるように、リチ
ウムの添加量は１００ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以下と
する必要があり、特に１５０ｐｐｍ以上が好ましく、ま
たは４００ｐｐｍ以下が好ましい。

【００３１】番号５７−６０は、リチウムに加えて、マ
グネシウムを添加したものである。なお、マグネシウム
の量についての各数値は、焼結体中におけるマグネシウ
ムの分析量（酸化物に換算）を示す。このように、マグ
ネシウムを添加することによって、６００℃、７００℃
における体積抵抗率が一層向上する。ただし、焼結体中
のマグネシウムの量は、０．１−１０重量％（酸化物換
算）とすることが好ましく、０．３−１重量％とするこ
とが一層好ましい。

【００３２】本発明の窒化アルミニウム質焼結体は、特
に半導体製造装置用のサセプター等のセラミックス部材
に適しており、また、セラミックス部材中に金属部材を
埋設してなる金属埋設品に対して好適である。

【００３３】以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な
態様について述べる。例えば図１（ａ）においては、サ
セプター１Ａの全体が、本発明の焼結体からなってい
る。２は加熱面である。図１（ｂ）においては、サセプ
ター１Ｂが、基体３と、基体３の表面の少なくとも一部
を覆う表面層４とを備えている。基体３および／または
表面層４が、本発明の焼結体からなる。サセプターの表
面に高い体積抵抗率が求められる場合には、表面層４が
本発明の焼結体からなる。

【００３４】サセプターの全周ないし全表面にわたっ
て、高い体積抵抗率が要求される場合には、図１（ｃ）
に示すサセプター１Ｃのように、内包層５の全表面が外
殻層６によって被覆されており、外殻層６が本発明の焼
結体からなる。

【００３５】以下、特に金属埋設品に対して本発明を適
用した実施形態について更に述べる。

【００３６】金属埋設品は、少なくともセラミックス部
材と、この中に埋設された金属部材を備えている。金属
部材、特に導電性機能部品は、印刷によって形成された
導電性膜であってもよいが、面状の金属バルク材である
ことが特に好ましい。ここで、「面状の金属バルク材」
とは、金属線や金属板を、一体の二次元的に延びるバル
ク体として形成したものを言う。

【００３７】金属部材は、高融点金属で形成することが
好ましく、こうした高融点金属としては、タンタル，タ
ングステン，モリブデン，白金，レニウム、ハフニウム
及びこれらの合金を例示できる。被処理物としては、半
導体ウエハーの他、アルミニウムウエハー等を例示でき
る。

【００３８】本発明の焼結体を金属埋設品に適用するこ
とで、そのセラミックス部材の高温における体積抵抗率
を適切に維持できる。特に、後述するように、セラミッ
クス部材の表面層を本発明の焼結体によって形成する
か、あるいは金属部材のうちの少なくとも一個（特に電
極）を、本発明の焼結体からなる内包層に埋設するか、
あるいは抵抗発熱体と電極との間に内包層を設けるか、
あるいは本発明の焼結体中に何らかの形で金属部材を埋
設することによって、電極が関与するリーク電流に伴
う、動作不安定を防止できる。この新規な作用について
更に説明する。

【００３９】即ち、窒化アルミニウム基体中に抵抗発熱
体と高周波電極とを埋設して高周波発生用の電極装置を
作製し、これを例えば６００℃以上、更には７００℃以
上、１２００℃以下の高温領域で稼働させて見ると、高
周波の状態、あるいは高周波プラズマの状態が不安定に
なることがあった。また、窒化アルミニウム基体中に抵
抗発熱体と静電チャック電極とを埋設して静電チャック
装置を作製し、これを例えば６００℃以上の高温領域で
稼働させて見た場合にも、静電吸着力に局所的にあるい
は経時的に不安定が生ずることがあった。本発明者は、
サセプター内の発熱体と高周波電極の間で電流が流れ、
このリーク電流が高周波の状態に擾乱をもたらすことを
見いだした。

【００４０】窒化アルミニウムの体積抵抗率は、半導体
的な挙動を示し、温度の上昇と共に低下することが知ら
れている。本発明の焼結体を利用して従来の窒化アルミ
ニウムと組み合わせるか、あるいは本発明の焼結体によ
ってセラミックス部材の全体を形成することによって、
例えば６００℃−１２００℃の領域においても、高周波
の状態や静電吸着力を安定化させることができる。

【００４１】本発明の一実施形態においては、セラミッ
クス部材の全体が、本発明の焼結体からなる。図２は、
この実施形態に係るサセプターを概略的に示す断面図で
あり、図３は抵抗発熱体の埋設パターンを示す模式図で
ある。

【００４２】金属埋設品１０Ａのセラミックス部材１７
中には、コイル状の抵抗発熱体７および電極９が埋設さ
れている。抵抗発熱体７は背面８側に埋設されており、
電極９は加熱面２側に埋設されている。抵抗発熱体７の
平面的な埋設形状は、図３に模式的に示すようにした
（図３では巻回体のパターンのみを示している）。即
ち、モリブデン線を巻回して巻回体を得、巻回体の両端
に端子１８Ａ、１８Ｂを接合した（図２では端子を図示
しない）。

【００４３】抵抗発熱体７の全体は、図３において紙面
に垂直な線に対して、ほぼ線対称に配置されている。互
いに直径の異なる複数の同心円状部分７ａが、線対称を
なすように配置されており、同心円の直径方向に隣り合
う各同心円状部分７ａが、それぞれ連結部分７ｄによっ
て連絡している。最外周の同心円状部分７ａが、連結部
分７ｂを介して、ほぼ一周する円形部分７ｃに連結され
ている。

【００４４】（サセプターの実施例Ａ）図２、図３に示
した形態のサセプターを作製した。具体的には、イソプ
ロピルアルコール中に、所定量の還元窒化法により得ら
れた窒化アルミニウム粉末と、炭酸リチウム粉末（酸化
物換算で０．１重量％）と、適量のアクリル系樹脂バイ
ンダーとを、ポットミルで混合し、噴霧造粒装置によっ
て乾燥、造粒し、造粒顆粒を得た。この造粒顆粒中に、
モリブデン製のコイル状の抵抗発熱体７および電極９を
埋設した。電極９としては、直径φ０．４ｍｍのモリブ
デン線を、１インチ当たり２４本の密度で編んだ金網を
使用した。モリブデン線を巻回して巻回体を得、巻回体
の両端に端子を接合した。端子１８Ａ、１８Ｂは、一つ
の保護管（図示しない）内に収容した。造粒顆粒を一軸
加圧成形し、図２に示す形態の円盤状成形体を得た。

【００４５】この成形体をホットプレス型中に収容し、
密封した。昇温速度３００℃／時間で温度を上昇させ
た。この際、室温〜１０００℃の温度範囲で減圧を行っ
た。この温度の上昇と同時に、圧力を上昇させた。最高
温度を１８００℃とし、１８００℃で４時間保持し、ホ
ットプレス圧力を２００ｋｇｆ／ｃｍ２とし、窒素雰囲
気下で焼成し、焼結体を得た。この焼結体を機械加工
し、さらに仕上加工し、サセプター１０Ａを得た。サセ
プターの直径をφ２４０ｍｍとし、厚さを１８ｍｍと
し、抵抗発熱体と加熱面との間隔を６ｍｍとした。

【００４６】図２に概略的に示す回路を作製した。即
ち、電力供給用の高周波電源１１を、電線１２、１４を
介して抵抗発熱体７に接続し、かつアース１５に接続し
た。電極９も電線１３を介してアース１５に接続した。

【００４７】抵抗発熱体７から電極９へのリーク電流
を、真空中、５００、６００、７００℃の各温度で、電
線をクランプメータに通すことにより、測定した。ま
た、導電性機能部品の動作の指標として、稼働温度700
℃で、加熱面における最高温度と最低温度との差を測定
した。この結果、各温度においてリーク電流は観測され
ず、加熱面の温度差は１０℃であった。

【００４８】（サセプターの比較例Ｂ）実施例Ａと同様
にしてサセプターを作製し、上記と同様の実験を行っ
た。ただし、原料は窒化アルミニウムのみであり、リチ
ウムやマグネシウムは添加しなかった。この結果、リー
ク電流は、５００℃では、２ｍＡであり、６００℃で
は、９ｍＡであり、７００℃では４５ｍＡであった。加
熱面における温度差は５０℃であった。このように加熱
面に大きな温度差が生ずるのは、部分的にリーク電流が
生じ、一旦リーク電流が生じると、その近傍に電流が集
中し、ホットスポットが生ずるためであることが判明し
た。

【００４９】他の実施形態に係る金属埋設品では、セラ
ミックス部材が、基体と、基体の表面の少なくとも一部
を覆う表面層とを備えている。この場合、表面層を、本
発明の焼結体によって形成でき、これによって表面層の
抵抗値を高温においても高く維持できる。この場合に
は、好ましくは、基体が窒化アルミニウムからなり、更
には窒化アルミニウム中に含有されているアルミニウム
以外の金属の含有量が１０００ｐｐｍ以下である。

【００５０】この場合、他の実施形態においては、基体
が、本発明の焼結体からなる。この場合には、高温使用
時に、基体内でのリーク電流を防止できる。この場合に
は、好ましくは、表面層が窒化アルミニウムからなり、
更には窒化アルミニウム中に含有されているアルミニウ
ム以外の金属の含有量が１０００ｐｐｍ以下である。ま
た、いずれの場合においても、基体と表面層とが一体焼
結されていることが好ましい。

【００５１】図４、図５は、それぞれ、本実施形態に係
る各金属埋設品１０Ｂ、１０Ｃを概略的に示す断面図で
ある。図２に示した部分と同じ部分には同じ符号を付
け、その説明を省略する。図４においては、セラミック
ス部材４０Ａの基体２１中に、抵抗発熱体７および電極
９が埋設されており、電極９と加熱面２との間に表面層
２２が形成されている。図５においては、セラミックス
部材４０Ｂの基体２３中に抵抗発熱体７が埋設されてお
り、表面層２４中に電極９が埋設されている。

【００５２】（サセプターの実施例Ｃ、Ｄ）図４に示す
サセプター（実施例Ｃ）、および図５に示すサセプター
（実施例Ｄ）を作製した。具体的には、イソプロピルア
ルコール中に、所定量の還元窒化法により得られた窒化
アルミニウム粉末と、炭酸リチウム粉末（酸化物換算で
０．１重量％）と、適量のアクリル系樹脂バインダーと
を、ポットミルで混合し、噴霧造粒装置によって乾燥造
粒し、造粒顆粒を得た。この造粒顆粒中に、図４におい
ては、実施例Ａにおける抵抗発熱体７および電極９を埋
設し、図５においては、抵抗発熱体７のみを埋設した。
造粒顆粒を一軸加圧成形し、基体２１、２３の各成形体
を得た。

【００５３】次に、イソプロピルアルコール中に、所定
量の還元窒化法により得られた窒化アルミニウム粉末
と、炭素換算で０．０５重量％のフェノール樹脂と、適
量のアクリル系樹脂バインダーとを、ポットミルで混合
し、噴霧造粒装置によって乾燥造粒し、造粒顆粒を得
た。この造粒顆粒を、図４、５に示すように基体の成形
体に積層し、一軸加圧成形し、各表面層２２、２４を成
形した。ただし、図５においては、表面層２４の成形体
内に電極９を埋設した。

【００５４】各積層成形体を、実施例Ａと同様に焼成し
た。抵抗発熱体と加熱面との間隔を６ｍｍとした。そし
て、実施例Ａと同様に試験した。この結果、いずれの実
施例においても、各温度においてリーク電流は観測され
ず、加熱面の温度差は１０℃であった。

【００５５】各基体２１、２３から各試料（本発明内の
焼結体）を切り出し、湿式化学分析によりリチウム量を
測定したところ、実施例Ｃでは３００ｐｐｍであり、実
施例Ｄでは３１０ｐｐｍであった。各表面層２２、２４
から各試料（本発明外の焼結体）を切り出し、湿式化学
分析により金属不純物量を測定したところ、実施例Ｃで
は６３ｐｐｍであり、実施例Ｄでは５９ｐｐｍであっ
た。

【００５６】本発明の他の実施形態では、セラミックス
部材が、外殻層と内包層とを備えている。一例では、内
包層が、電極と抵抗発熱体との間に介在している。図６
は、この実施形態に係る金属埋設品１０Ｄを概略的に示
す断面図である。セラミックス部材４０Ｃは、外殻層４
１と、外殻層の内部の内包層２０とを備えている。内包
層２０は、本例では平面状の高抵抗層を形成しており、
電極９と抵抗発熱体７との間に介在している。

【００５７】図７は、他の実施形態に係る金属埋設品１
０Ｅを概略的に示す断面図である。セラミックス部材４
０Ｄは、外殻層２５と、外殻層２５の内部の内包層２６
とからなる。外殻層２５に抵抗発熱体７が埋設されてお
り、抵抗発熱体７と加熱面２との間に内包層２６が設け
られている。内包層２６中には電極９が埋設されてい
る。なお、本例では、内包層２６の全体が外殻層２５中
に埋設されているが、内包層２６の端部が外殻層２５の
表面に露出していてよい。

【００５８】（実施例Ｇ）図７に示す形態のサセプター
を作製した。具体的には、イソプロピルアルコール中
に、還元窒化法により得られた所定量の窒化アルミニウ
ム粉末と、炭素換算で０．０５重量％のフェノール樹脂
と、アクリル系樹脂バインダーとを、ポットミルで混合
し、噴霧造粒装置によって乾燥造粒した。造粒顆粒を一
軸加圧成形し、基体２５の成形体を得た。この成形体の
中には、実施例Ａと同様の抵抗発熱体７を埋設した。

【００５９】更に、イソプロピルアルコール中に、還元
窒化法により得られた所定量の窒化アルミニウム粉末
と、炭酸リチウム粉末（酸化物換算で０．１重量％）
と、アクリル系樹脂バインダーとを、ポットミルで混合
し、噴霧造粒装置によって乾燥造粒した。この造粒顆粒
を一軸加圧成形し、外殻層２５の成形体に埋設し、内包
層２６を成形し、積層成形体を得た。内包層２６の成形
体内には、実施例Ａと同様の電極９を埋設した。

【００６０】積層成形体を、実施例Ａと同様に焼成し、
試験した。この結果、５００℃、６００℃、７００℃の
各温度において、リーク電流は観測されず、加熱面内の
温度差は１０℃であった。

【００６１】また、外殻層２５から試料（本発明外の焼
結体）を切り出し、湿式化学分析により金属不純物量を
測定したところ、６８ｐｐｍであった。内包層２６から
試料（本発明内の焼結体）を切り出し、リチウム量を測
定したところ、１ｐｐｍ以下であった。

【００６２】また、図８に示す金属埋設品１０Ｆのよう
に、セラミックス部材４０Ｅの基体２８中に内包層２７
を埋設すると共に、内包層２７中に抵抗発熱体７と電極
９とを埋設することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、サセプ
ター１Ａ、１Ｂ、１Ｃを示す断面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る金属埋設品１０Ａを
概略的に示す断面図である。

【図３】図２の金属埋設品１０Ａにおける抵抗発熱体７
の埋設パターンを示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係る金属埋設品１０Ｂ
を概略的に示す断面図である。

【図５】本発明の更に他の実施形態に係る金属埋設品１
０Ｃを概略的に示す断面図である。

【図６】本発明の更に他の実施形態に係る金属埋設品１
０Ｄを概略的に示す断面図である。

【図７】本発明の更に他の実施形態に係る金属埋設品１
０Ｅを概略的に示す断面図である。

【図８】本発明の更に他の実施形態に係る金属埋設品１
０Ｆを概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃサセプター２加熱面
３、２１、２３基体４、２２、２４表面層
５、２０、２６、２７内包層６、２５、２
８、４１外殻層７抵抗発熱体８背面９電極１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０
Ｅ、１０Ｆ金属埋設品（サセプター）１１高
周波電源１７、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０
Ｄ、４０Ｅセラミックス部材

フロントページの続き (72)発明者志村禎徳愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内 (72)発明者大橋玄章愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内Ｆターム(参考） 3K092 PP20 QA05 QB02 QB26 QB45 QB74 QB80 RF03 RF11 RF30 SS12 VV06 VV34 4G001 BA06 BA31 BA36 BA67 BA71 BA81 BA82 BB01 BB06 BB36 BB67 BB71 BC42 BD01 BD02 BD14 BD23 BD37 BD38 BE11 5F031 HA16 HA37 MA28 MA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化アルミニウムを主成分とし、窒化アル
ミニウム結晶の多結晶構造を有している窒化アルミニウ
ム質焼結体であって、前記窒化アルミニウム焼結体中に
１００ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以下のリチウムを含有
していることを特徴とする、窒化アルミニウム質焼結
体。
【請求項２】７００℃における体積抵抗率が１．０×１
０⁷Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１記
載の窒化アルミニウム焼結体。
【請求項３】セラミックス部材と、このセラミックス部
材中に埋設されている金属部材とを備えている金属埋設
品であって、前記セラミックス部材の少なくとも一部
が、請求項１または２記載の窒化アルミニウム質焼結体
によって構成されていることを特徴とする、金属埋設
品。
【請求項４】前記セラミックス部材中に、前記金属部材
として少なくとも抵抗発熱体が埋設されており、前記セ
ラミックス部材に加熱面が設けられていることを特徴と
する、請求項３記載の金属埋設品。
【請求項５】前記金属部材として前記抵抗発熱体に加え
て電極が埋設されており、前記抵抗発熱体と前記加熱面
との間に前記電極が設けられていることを特徴とする、
請求項４記載の金属埋設品。
【請求項６】前記セラミックス部材が前記窒化アルミニ
ウム質焼結体からなることを特徴とする、請求項３−５
のいずれか一つの請求項に記載の金属埋設品。
【請求項７】前記セラミックス部材が、基体と、この基
体の表面の少なくとも一部を覆う表面層とを備えてお
り、前記表面層が前記窒化アルミニウム質焼結体からな
ることを特徴とする、請求項３−５のいずれか一つの請
求項に記載の金属埋設品。
【請求項８】前記基体が窒化アルミニウムからなること
を特徴とする、請求項７記載の金属埋設品。
【請求項９】前記セラミックス部材が、基体と、この基
体の表面の少なくとも一部を覆う表面層とを備えてお
り、前記基体が前記窒化アルミニウム質焼結体からなる
ことを特徴とする、請求項３−５のいずれか一つの請求
項に記載の金属埋設品。
【請求項１０】前記表面層が窒化アルミニウムからなる
ことを特徴とする、請求項９記載の金属埋設品。
【請求項１１】前記基体と前記表面層が一体焼結されて
いることを特徴とする、請求項７−１０のいずれか一つ
の請求項に記載の金属埋設品。
【請求項１２】前記抵抗発熱体および前記電極が前記基
体中に埋設されていることを特徴とする、請求項７−１
１のいずれか一つの請求項に記載の金属埋設品。
【請求項１３】前記抵抗発熱体が前記基体中に埋設され
ており、前記電極が前記表面層中に埋設されていること
を特徴とする、請求項７−１１のいずれか一つの請求項
に記載の金属埋設品。
【請求項１４】前記セラミックス部材が、外殻層と、こ
の外殻層の中に埋設されている内包層とを備えており、
前記内包層が前記窒化アルミニウム質焼結体からなるこ
とを特徴とする、請求項３−５のいずれか一つの請求項
に記載の金属埋設品。
【請求項１５】前記抵抗発熱体と前記電極との間に前記
内包層が介在していることを特徴とする、請求項１４記
載の金属埋設品。
【請求項１６】前記内包層中に前記電極が埋設されてい
ることを特徴とする、請求項１４記載の金属埋設品。
【請求項１７】前記外殻層が窒化アルミニウムからなる
ことを特徴とする、請求項１４−１６のいずれか一つの
請求項に記載の金属埋設品。
【請求項１８】前記表面層または前記外殻層を構成する
前記窒化アルミニウム中のアルミニウム以外の金属不純
物量が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする、請
求項１０または１７記載の金属埋設品。
【請求項１９】半導体を保持する保持装置であって、ハ
ロゲンガスプラズマに曝される耐食面と背面とを備える
サセプターを備えており、前記サセプターの少なくとも
一部が、請求項１または２記載の窒化アルミニウム質焼
結体からなることを特徴とする、半導体保持装置。
【請求項２０】半導体を保持する保持装置であって、ハ
ロゲンガスプラズマに曝される耐食面と背面とを備える
サセプターを備えており、前記サセプターが、請求項３
−１８のいずれか一つの請求項に記載の金属埋設品から
なることを特徴とする、半導体保持装置。