JP6622644B2 - Repair method for substrate support member - Google Patents
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Description
本発明は、基板支持部材の補修方法に関し、特に、セラミックス焼結体からなる基板支持部材の基板支持面にクラックなどの損傷が生じた場合における補修方法に関する。 The present invention relates to a repair method for a substrate support member, and more particularly to a repair method in the case where damage such as a crack occurs on a substrate support surface of a substrate support member made of a ceramic sintered body.
従来、半導体デバイス等の製造過程における薄膜形成工程またはドライエッチング工程においては、半導体ウエハ等の平板状の被処理体に所要の成膜処理またはエッチング処理を施すために、スパッタリング装置、真空蒸着装置、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）装置、プラズマエッチング装置等の真空処理装置が用いられる。これらの真空処理装置においては、被処理体を載置する載置台上に被処理体を確実に密着させる必要がある。またプラズマを用いた化学蒸着（プラズマＣＶＤ）装置やその他プラズマを利用する装置においては、被処理体は高周波電力を印加する電極を内蔵したサセプタ上に載置される必要がある。このような要求を満たす保持、載置機構として、静電作用を利用して被処理体を載置台上に密着・保持する静電チャック及び電極内蔵サセプタが広く用いられている。 Conventionally, in a thin film forming process or a dry etching process in a manufacturing process of a semiconductor device or the like, a sputtering apparatus, a vacuum evaporation apparatus, A vacuum processing apparatus such as a molecular beam epitaxy (MBE) apparatus or a plasma etching apparatus is used. In these vacuum processing apparatuses, it is necessary to securely attach the object to be processed on a mounting table on which the object to be processed is mounted. Further, in a chemical vapor deposition (plasma CVD) apparatus using plasma and other apparatuses using plasma, the object to be processed needs to be placed on a susceptor containing an electrode for applying high-frequency power. As a holding and mounting mechanism that satisfies such requirements, an electrostatic chuck and an electrode built-in susceptor that adheres and holds an object to be processed on a mounting table using electrostatic action are widely used.
上記のような静電チャック等において、従来、被処理体を密着・保持する吸着面にクラックや部分的欠損などの損傷が生じた場合、その損傷部位を補修せず、吸着面全体を交換するのが通常であった。損傷部位のみを補修をしないのは、その補修が不適切であると、電極等の機能回復が不十分となり吸着保持性能やプラズマ生成機能に支障をきたしたり、補修部位から異常放電が生じたりすることが危惧されるためである。 In the case of the electrostatic chuck as described above, when damage such as cracks or partial defects has occurred on the suction surface that holds and holds the object to be processed, the entire suction surface is replaced without repairing the damaged portion. It was normal. The reason for not repairing only the damaged part is that if the repair is improper, the functional recovery of the electrodes, etc. will be insufficient and the adsorption retention performance and plasma generation function will be hindered, and abnormal discharge will occur from the repaired part. This is because of concern.
こうした中、部分的な補修であっても上記のような問題を解消し得る補修方法が提案された（特許文献１参照）。この補修方法は、不良部位とその周囲の被膜を切削して除去する切削工程と、切削により除去された部分に新しい補修被膜として絶縁被膜を溶射などにより形成する被膜再生工程と、を含む。 Under such circumstances, a repair method has been proposed that can solve the above-described problems even with partial repair (see Patent Document 1). This repair method includes a cutting process for cutting and removing the defective portion and the surrounding coating, and a coating regeneration process for forming an insulating coating as a new repair coating on the portion removed by the cutting by thermal spraying or the like.
しかしながら、特許文献１による補修方法では、絶縁破壊した箇所を機械加工による除去が必要であり、機械加工を行うための工数が増えること、その際に更にクラックを発生させたり、進展させたりしてしまう可能性があること、耐電圧が不足すること、プラズマに対する耐食性が悪いことなどの問題があり改善の余地があった。上記のような問題は、静電チャックのみならず、基板を支持する部材であれば起こり得る問題である。 However, in the repair method according to Patent Document 1, it is necessary to remove the dielectric breakdown part by machining, and the number of man-hours for performing machining increases, and at that time, further cracks are generated or progressed. There is a room for improvement due to problems such as the possibility of failure, the withstand voltage is insufficient, and the corrosion resistance to plasma is poor. The above problem is a problem that can occur as long as it is a member that supports not only the electrostatic chuck but also the substrate.
本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、機械加工を要することなく、良好な補修性能を有する基板支持部材の補修方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method for repairing a substrate support member having good repair performance without requiring machining.
本発明の基板支持部材の補修方法は、基板を上面側で支持し、セラミックス焼結体からなる基板支持部材の補修方法であって、
セラミックスの前駆体を含み、セラミックス前駆体液を準備する工程と、
前記基板支持部材の上面のクラック部分を機械加工によって除去せずに、前記クラック部分に前記セラミックス前駆体液を含浸させる工程と、
前記クラック部分に含浸した前記セラミックス前駆体液を加熱硬化する工程と、を含むことを特徴とする。
The repair method of the substrate support member of the present invention is a repair method of the substrate support member that supports the substrate on the upper surface side and is made of a ceramic sintered body,
Including a ceramic precursor and preparing a ceramic precursor liquid;
Cracking portion of the top surface of the substrate support member without removing by machining, the steps of Ru impregnated with the ceramic precursor liquid to the crack portion,
And heat curing the ceramic precursor liquid impregnated in the crack portion.
本発明の基板支持部材の補修方法においては、セラミックスの前駆体を含むセラミックス前駆体液を基板支持部材の損傷部分に含浸させ、加熱硬化処理して補修をするため、損傷部分にはセラミックスが充填される。充填されたセラミックスは電気絶縁性、プラズマに対する耐食性を有するため、補修部分は耐電圧及びプラズマに対する耐食性が回復することとなる。また、補修後においては、損傷部分にセラミックスが充填された状態となるのみであり、損傷部分を含む領域を除去して新たに材料により補修をする場合と比較して補修部分は目立たない。以上のことから、本発明の基板支持部材の補修方法によると、機械加工を要せずに補修性能に優れた補修が可能となる。 In the method for repairing a substrate support member of the present invention, the damaged portion of the substrate support member is impregnated with a ceramic precursor liquid containing a ceramic precursor, and repaired by heat curing. The Since the filled ceramic has electric insulation and corrosion resistance against plasma, the repaired portion recovers withstand voltage and corrosion resistance against plasma. Further, after the repair, the damaged portion is only filled with ceramics, and the repaired portion is less conspicuous compared with the case where the region including the damaged portion is removed and repaired with a new material. From the above, according to the method for repairing a substrate support member of the present invention, it is possible to perform repair with excellent repair performance without requiring machining.
本発明の基板支持部材の補修方法においては、前記基板支持部材は内部に電極を内蔵する基板支持部材であって、前記電極と上面との間は絶縁層であり、前記絶縁層の厚さが０．０５〜２．０ｍｍである基板支持部材に対しても、セラミックス前駆体液の含浸及び加熱硬化といった工程のみで補修でき、薄い絶縁層に対して外力をかけずに補修することができる。 In the repair method of the substrate support member of the present invention, the substrate support member is a substrate support member that incorporates an electrode therein, and is an insulating layer between the electrode and the upper surface, and the thickness of the insulating layer is Even a substrate support member having a thickness of 0.05 to 2.0 mm can be repaired only by a process such as impregnation with a ceramic precursor liquid and heat curing, and can be repaired without applying external force to a thin insulating layer.
本発明の基板支持部材の補修方法において、前記セラミックス前駆体液は、無水クエン酸錯体溶液であることが好ましい。無水クエン酸錯体溶液は、金属イオンの分散性が高いため、加熱硬化後、緻密なセラミックスが得られる、そのため、クラックなどに充填されたセラミックスは緻密であり耐食性などに優れる。 In the method for repairing a substrate support member of the present invention, the ceramic precursor liquid is preferably an anhydrous citric acid complex solution. Since the anhydrous citric acid complex solution has high dispersibility of metal ions, a dense ceramic can be obtained after heat curing. Therefore, the ceramic filled in the cracks is dense and excellent in corrosion resistance and the like.
前記無水クエン酸錯体溶液は、無水クエン酸錯体ゲルとアルコール溶媒とを混合し、前記無水クエン酸錯体ゲルをエステル化して得ることができる。このようにエステル化することで、金属イオンが均一に分散した三次元ネットワークが形成され、加熱硬化後における緻密化に寄与する。 The anhydrous citric acid complex solution can be obtained by mixing an anhydrous citric acid complex gel and an alcohol solvent and esterifying the anhydrous citric acid complex gel. By esterifying in this way, a three-dimensional network in which metal ions are uniformly dispersed is formed, which contributes to densification after heat curing.
前記無水クエン酸錯体ゲルは、金属塩とクエン酸水溶液とを混合して得ることができる。また、前記金属塩は、金属硝酸塩及び金属塩化物のいずれか一方であることが好ましい。さらに、前記金属塩は、周期律表の２〜６族元素、１２〜１４族元素、およびランタノイドの群から選択された一種の金属または二種以上の金属の組み合わせの塩とすることができる。そのような成分を含む溶液を用いることで、耐食性に優れたセラミックスを得ることができる。 The anhydrous citric acid complex gel can be obtained by mixing a metal salt and an aqueous citric acid solution. The metal salt is preferably one of a metal nitrate and a metal chloride. Further, the metal salt may be a salt of one kind of metal selected from the group of 2-6 group elements, 12-14 group elements, and lanthanoids of the periodic table, or a combination of two or more kinds of metals. By using a solution containing such components, ceramics having excellent corrosion resistance can be obtained.
本発明の基板支持部材の補修方法は、基板を上面側で支持するセラミックス焼結体からなる基板支持部材の補修方法であって、セラミックスの前駆体を含むセラミックス前駆体液を準備する工程（以下、「工程Ａ」と称する。）と、前記基板支持部材の上面の損傷部分に前記セラミックス前駆体液を含浸する工程（以下、「工程Ｂ」と称する。）と、前記損傷部分に含浸した前記セラミックス前駆体液を加熱硬化する工程（以下、「工程Ｃ」と称する。）と、を含むことを特徴とする。以下に、基板支持部材として静電チャックを用いた形態の各工程について、図面を参照して詳述する。 The repair method for a substrate support member of the present invention is a repair method for a substrate support member made of a ceramic sintered body that supports a substrate on the upper surface side, and a step of preparing a ceramic precursor liquid containing a ceramic precursor (hereinafter referred to as a ceramic precursor solution). (Referred to as “Step A”), a step of impregnating the damaged portion of the upper surface of the substrate support member with the ceramic precursor liquid (hereinafter referred to as “Step B”), and the ceramic precursor impregnated in the damaged portion. And a step of heat-curing the body fluid (hereinafter referred to as “step C”). Below, each process of the form which used the electrostatic chuck as a board | substrate support member is explained in full detail with reference to drawings.
図１は、静電チャックの吸着面に生じたクラック（損傷部分）を補修する工程を概念的に示す図である。図１に示す静電チャック１０はセラミックス焼結体からなり、吸着面（上面）１２の下方に電極１４を備え、電極１４には給電パッド１６を介して給電端子１８が接続されている。そして、静電チャック１０の吸着面１２には図１Ａに示すように電極１４まで達したクラック２０が発生しており、このクラック２０を以下の工程により補修する。なお、静電チャックはその機能を発揮させるため、吸着面と電極の距離(絶縁層厚さ)は２ｍｍ程度以下にすることが一般的である。 FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a process of repairing a crack (damaged portion) generated on the attracting surface of the electrostatic chuck. An electrostatic chuck 10 shown in FIG. 1 is made of a ceramic sintered body, and includes an electrode 14 below an adsorption surface (upper surface) 12, and a power supply terminal 18 is connected to the electrode 14 via a power supply pad 16. As shown in FIG. 1A, a crack 20 reaching the electrode 14 is generated on the attracting surface 12 of the electrostatic chuck 10, and the crack 20 is repaired by the following steps. In order to exhibit the function of the electrostatic chuck, the distance between the attracting surface and the electrode (thickness of the insulating layer) is generally about 2 mm or less.
［工程Ａ］
工程Ａにおいては、セラミックスの前駆体を含むセラミックス前駆体液を準備する。セラミックス前駆体液により最終的に得られるセラミックスとしては、イットリア、アルミナなどが挙げられる。中でも、プラズマに対する耐食性が高いことから、イットリアが好ましい。
[Step A]
In step A, a ceramic precursor liquid containing a ceramic precursor is prepared. Examples of the ceramic finally obtained from the ceramic precursor liquid include yttria and alumina. Among them, yttria is preferable because of its high corrosion resistance against plasma.
以下において、セラミックス前駆体液として、無水クエン酸錯体溶液を用いた形態について説明する。当該無水クエン酸錯体溶液は、金属塩をもとに無水クエン酸錯体ゲルのエステル化を経て調製されるため、主に金属酸化物により形成される。当該金属酸化物は、例えば、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、サマリウムをドープしたセリア（ＳＤＣ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）等の金属酸化物が挙げられる。 Below, the form using the anhydrous citric acid complex solution as a ceramic precursor liquid is demonstrated. Since the anhydrous citric acid complex solution is prepared through esterification of an anhydrous citric acid complex gel based on a metal salt, it is mainly formed of a metal oxide. Examples of the metal oxide include metal oxides such as yttria (Y 2 O 3 ), alumina (Al 2 O 3 ), samarium-doped ceria (SDC), and nickel oxide (NiO).
まず、金属塩をもとに無水クエン酸錯体ゲルを作製するに当たり、上記のような金属塩とクエン酸水溶液とを混合して加熱する。加熱温度は、たとえば１００℃〜３００℃程度とする。金属塩を用いることで、三次元のネットワークを有する高分子を作製したとき、金属イオンを均一に分散させることができる。金属塩としては、たとえば硝酸セリウム、硝酸イットリウム、硝酸アルミニウム等の金属硝酸塩、塩化セリウム、塩化イットリウム、塩化アルミニウム等の金属塩化物を用いることができる。ゲル作製においては、周期律表の２〜６族元素、１２〜１４族元素、およびランタノイドの群から選択された一種の金属または二種以上の金属の組み合わせの塩を金属塩として混合するのが好ましい。また、このとき、加熱により含有される水分を十分に取り除く。このような混合および加熱を行うことにより、無水クエン酸錯体ゲルが生成される。 First, in preparing an anhydrous citrate complex gel based on a metal salt, the above metal salt and an aqueous citric acid solution are mixed and heated. The heating temperature is, for example, about 100 ° C to 300 ° C. By using a metal salt, metal ions can be uniformly dispersed when a polymer having a three-dimensional network is produced. Examples of the metal salt include metal nitrates such as cerium nitrate, yttrium nitrate, and aluminum nitrate, and metal chlorides such as cerium chloride, yttrium chloride, and aluminum chloride. In the gel preparation, a salt of one kind of metal selected from the group of 2-6 group elements, 12-14 group elements of the periodic table, and lanthanoid group or a combination of two or more kinds of metals is mixed as a metal salt. preferable. At this time, moisture contained by heating is sufficiently removed. By performing such mixing and heating, an anhydrous citrate complex gel is produced.
次に、生成された無水クエン酸錯体ゲルにアルコール溶媒を混合し加熱する。この混合および加熱によりエステル化の反応がなされ、透明な無水クエン酸錯体溶液が生成される。加熱温度は、たとえば５０℃〜１２０℃の範囲とする。アルコール溶媒としては、たとえばエタノールまたはＩＰＡを用いることができる。エステル化が進行することで、錯体は高分子化し、金属イオンは溶媒中に分散する。これにより、クラックやピンホールのない緻密なセラミックスを作製することができる。その結果、耐食性の高い補修をすることができる。 Next, an alcohol solvent is mixed with the produced anhydrous citric acid complex gel and heated. By this mixing and heating, an esterification reaction is carried out to produce a transparent anhydrous citric acid complex solution. The heating temperature is, for example, in the range of 50 ° C to 120 ° C. As the alcohol solvent, for example, ethanol or IPA can be used. As the esterification proceeds, the complex is polymerized and the metal ions are dispersed in the solvent. As a result, a dense ceramic without cracks or pinholes can be produced. As a result, repair with high corrosion resistance can be performed.
セラミックス前駆体液により得られるセラミックスの純度は、望ましくは９９％以上、より好ましくは９９．９％以上であり、その程度の高純度のセラミックスを得ることができる。このようにセラミックスの純度を高くすることで、その耐食性を向上させることができる。 The purity of the ceramic obtained from the ceramic precursor liquid is desirably 99% or more, more preferably 99.9% or more, and a ceramic with such high purity can be obtained. Thus, the corrosion resistance can be improved by making the purity of ceramics high.
なお、上記の純度は、主成分の他に意図的にドープした微量添加物を全て主成分に含んだ総含有量の比率をいう。また、仮に意図しない他の元素の含有量が意図的にドープした微量添加物よりも多量となった場合でも、全て不純物として純度を算出する。この場合、意図しない他の元素の特性への影響の有無とは関係なく純度が決められる。また、ここでいう純度は無水クエン酸錯体の純度では無く、熱処理後のセラミックスの純度である。 In addition, said purity means the ratio of the total content which included the trace amount additive intentionally doped other than the main component in the main component. Further, even when the content of other elements not intended is larger than the intentionally doped trace additive, the purity is calculated as an impurity. In this case, the purity is determined regardless of the presence or absence of unintended effects on the characteristics of other elements. The purity here is not the purity of the anhydrous citric acid complex but the purity of the ceramic after the heat treatment.
以上の無水クエン酸錯体溶液は一例であり、セラミックス前駆体液としては、例えば、ポリカルボシラン、ポリオルガノボロシラザン、ポリメタロキサン、ポリボロシロキサン、ポリカルボシラザン、ポリシラザンのような無機ポリマーや金属アルコキシドを有機溶剤に溶解したものも用いることができる。 The above anhydrous citric acid complex solution is an example, and examples of the ceramic precursor solution include inorganic polymers such as polycarbosilane, polyorganoborosilazane, polymetalloxane, polyborosiloxane, polycarbosilazane, polysilazane, and metal alkoxides. Those dissolved in an organic solvent can also be used.
［工程Ｂ］
工程Ｂにおいては、基板支持部材の上面の損傷部分に、工程Ａで準備したセラミックス前駆体液を含浸する。セラミックス前駆体液を含浸する手法としては特に制限はないが、例えば、クラック上にセラミックス前駆体液を滴下し、自然に浸透させる。もしくは滴下した状態で真空引きを行い、大気解放することでクラック内部まで浸透させる方法が挙げられる。
[Step B]
In step B, the ceramic precursor liquid prepared in step A is impregnated into the damaged portion of the upper surface of the substrate support member. Although there is no restriction | limiting in particular as a method of impregnating a ceramic precursor liquid, For example, a ceramic precursor liquid is dripped on a crack and it is made to osmose | permeate naturally. Or the method of making it penetrate | infiltrate to the inside of a crack by evacuating in the dripped state and releasing to air | atmosphere is mentioned.
セラミックス前駆体液をクラックに含浸するに当たり、クラックに浸透しやすくするため、セラミックス前駆体液の濃度の調整を行うことが好ましい。また、必要に応じて超音波振動子を接触させるなど外力を負荷して浸透させること可能である。 When impregnating the ceramic precursor liquid into the crack, it is preferable to adjust the concentration of the ceramic precursor liquid in order to facilitate penetration into the crack. Moreover, it is possible to permeate by applying an external force such as contacting an ultrasonic transducer as required.
［工程Ｃ］
工程Ｃにおいては、工程Ｂで損傷部分に含浸したセラミックス前駆体液を加熱硬化する。加熱温度としては、使用するセラミックス前駆体液により異なるが、例えば、上記のような無水クエン酸錯体水溶液を用いる場合、２５０〜１０００℃とすることが好ましい。加熱方法としては、オーブン加熱、内蔵するヒーターによる自己発熱による加熱などが挙げられる。
[Step C]
In step C, the ceramic precursor liquid impregnated in the damaged part in step B is heat-cured. The heating temperature varies depending on the ceramic precursor liquid to be used. For example, when the above-described anhydrous citric acid complex aqueous solution is used, the heating temperature is preferably 250 to 1000 ° C. Examples of the heating method include oven heating and heating by self-heating by a built-in heater.
工程Ｃでの加熱により、図１Ｂに示すように、クラック２０内にはセラミックス２２が緻密に充填された状態となり、充填されたセラミックスは、電気絶縁性、プラズマに対する耐食性を有するため、補修部分は耐電圧及びプラズマに対する耐食性が回復することとなる。 As shown in FIG. 1B, the ceramics 22 are densely filled in the crack 20 by heating in the process C, and the filled ceramics have electrical insulation and corrosion resistance against plasma. The withstand voltage and the corrosion resistance against the plasma will be restored.
工程Ｃにおいては、含浸したセラミックス前駆体液を加熱硬化することから、加熱後の体積収縮によりクラック内を十分に埋められない場合には、工程Ｂと工程Ｃとを繰り返し行い、クラック部分とその周囲とが平坦となるようにすることが好ましい。 In Step C, since the impregnated ceramic precursor liquid is heat-cured, if the inside of the crack cannot be sufficiently filled due to volume shrinkage after heating, Step B and Step C are repeated, and the crack portion and its surroundings are repeated. Are preferably flat.
一方、工程Ｃを実行後、クラックに充填したセラミックスが面外に突出している場合には、その部位及びその周辺が面一となるように加工することが好ましい。当該加工方法としては、特に限定はなく、例えば、マシニングセンタ（グライディングセンタ）、平面研削盤、ラップ盤などが挙げられる。また、ピンなどの凸部を補修した場合には、凸部が元通りとなるように加工することが好ましい。 On the other hand, after the step C is performed, when the ceramic filled in the crack protrudes out of the plane, it is preferable to process the part and its periphery to be flush with each other. The processing method is not particularly limited, and examples thereof include a machining center (grinding center), a surface grinding machine, and a lapping machine. Moreover, when repairing convex parts, such as a pin, it is preferable to process so that a convex part may return.
以上のように、本発明の補修方法により、損傷部分にセラミックスが充填されるため、補修部分は耐電圧及びプラズマに対する耐食性が回復することとなる。具体的には、１ｋＶにおける絶縁抵抗を２０００ＭΩ超とすることができる。また、生じたクラック部分のみに対してセラミックスが充填された状態なるため、極端に目立つことはない。 As described above, since the damaged portion is filled with ceramics by the repairing method of the present invention, the repaired portion recovers the withstand voltage and the corrosion resistance against plasma. Specifically, the insulation resistance at 1 kV can be more than 2000 MΩ. Moreover, since it becomes the state with which the ceramic was filled only in the generated crack part, it does not stand out extremely.
以上の実施形態においては、基板支持部材を静電チャックとした形態を示したが、基板支持部材としては、静電チャック以外に、真空チャック、電極内蔵サセプタ、発熱抵抗体内蔵セラミックヒーターなどが挙げられる。特に、本発明は、静電チャックなど、内部電極を有する基板支持部材であっても好適に補修することができる。すなわち、当該基板支持部材の内部電極に達するクラックが生じた場合でも補修することができる。更に被処理体の吸着面と電極との距離（絶縁層厚さ）が０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍと薄い場合であっても絶縁層自体に直接研削加工をするなど外力による大きな負荷をかけることなく補修することができる。 In the above embodiments, the substrate support member is shown as an electrostatic chuck. However, as the substrate support member, in addition to the electrostatic chuck, a vacuum chuck, a built-in electrode susceptor, a heating resistor built-in ceramic heater, and the like can be cited. It is done. In particular, the present invention can suitably repair even a substrate support member having an internal electrode such as an electrostatic chuck. That is, even when a crack reaching the internal electrode of the substrate support member occurs, it can be repaired. Furthermore, even when the distance between the adsorption surface of the object to be processed and the electrode (thickness of the insulating layer) is as thin as 0.05 mm to 2.0 mm, a heavy load is applied by an external force such as grinding directly on the insulating layer itself. It can be repaired without any problems.
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
［実施例１］
まず、以下のようにしてセラミックス前駆体液を準備した。イットリウムを塩酸溶液で溶解させ、溶解させたものを濃縮させ、析出した結晶を水に溶かすことでイットリウム塩化物水溶液を生成した。０．２モル％のイットリウム塩化物水溶液に０．２モル％のクエン酸水溶液を混合した。そして、混合した水溶液を２００℃に加熱し水分を取り除き、無水クエン酸錯体ゲルを得た。得られた無水クエン酸錯体ゲルに、エタノールおよびポリエチレングリコールを混合し、５０℃でエステル反応を進行させた。以上のようにしてセラミックス前駆体液を得た。
[Example 1]
First, a ceramic precursor solution was prepared as follows. Yttrium was dissolved in a hydrochloric acid solution, the dissolved one was concentrated, and the precipitated crystals were dissolved in water to produce an aqueous yttrium chloride solution. A 0.2 mol% aqueous citric acid solution was mixed with a 0.2 mol% aqueous yttrium chloride solution. And the mixed aqueous solution was heated at 200 degreeC, the water | moisture content was removed, and the anhydrous citric acid complex gel was obtained. Ethanol and polyethylene glycol were mixed with the obtained anhydrous citric acid complex gel, and the ester reaction was allowed to proceed at 50 ° C. A ceramic precursor liquid was obtained as described above.
窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなる静電チャック（絶縁層厚み１ｍｍ）の吸着面にクラック（長さ：約５ｍｍ）が生じている部材を準備した。上記のようにして得たセラミックス前駆体液を用い、クラック上に滴下して、静電チャックの吸着面のクラック内に含浸した。次いで、静電チャックをオーブンに投入し、５００℃にて１時間加熱した。以上のようにして、静電チャックの吸着面に生じたクラックの補修を行った。補修後において、クラック跡が線状に残ったが特に目立つものではなかった。 A member having a crack (length: about 5 mm) on the adsorption surface of an electrostatic chuck (insulating layer thickness: 1 mm) made of ceramics mainly composed of aluminum nitride was prepared. The ceramic precursor liquid obtained as described above was dropped onto the crack and impregnated in the crack on the adsorption surface of the electrostatic chuck. Next, the electrostatic chuck was put into an oven and heated at 500 ° C. for 1 hour. As described above, the cracks generated on the suction surface of the electrostatic chuck were repaired. After the repair, crack marks remained linear, but were not particularly noticeable.
［実施例２］
窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなる静電チャック（絶縁層厚み０．３ｍｍ）の吸着面にクラック（長さ：約５ｍｍ）が生じている部材を準備した。上記のようにして得たセラミックス前駆体液を用い、クラック上に滴下後真空引きして大気解放し、静電チャックの吸着面のクラック内に含浸した。次いで、静電チャックをオーブンに投入し、５００℃にて１時間加熱した。以上のようにして、静電チャックの吸着面に生じたクラックの補修を行った。補修後において、クラック跡が線状に残ったが特に目立つものではなかった。
[Example 2]
A member having a crack (length: about 5 mm) on the adsorption surface of an electrostatic chuck (insulating layer thickness 0.3 mm) made of ceramics mainly composed of aluminum nitride was prepared. The ceramic precursor liquid obtained as described above was dropped on the crack and then evacuated to release the air, and the crack was impregnated in the crack on the adsorption surface of the electrostatic chuck. Next, the electrostatic chuck was put into an oven and heated at 500 ° C. for 1 hour. As described above, the cracks generated on the suction surface of the electrostatic chuck were repaired. After the repair, crack marks remained linear, but were not particularly noticeable.
［比較例１］
窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなる静電チャック（絶縁層厚み１ｍｍ）の吸着面にクラック（長さ：約５ｍｍ）が生じている部材を準備した。当該クラックを取り囲むように周囲を切削し、φ１５ｍｍ×０.６ｍｍの凹部を形成した。次いで、形成した凹部にアルミナを溶射することで凹部を埋め、最後に、接合した小片とその周囲が面一となるように研削及び研磨により加工した。補修後においては、補修した部位とその周囲とで色調が異なるため、補修箇所が一目で視認可能であった。
[Comparative Example 1]
A member having a crack (length: about 5 mm) on the adsorption surface of an electrostatic chuck (insulating layer thickness: 1 mm) made of ceramics mainly composed of aluminum nitride was prepared. The periphery was cut so as to surround the crack, and a recess of φ15 mm × 0.6 mm was formed. Next, the recessed portion was filled by spraying alumina on the formed recessed portion, and finally, the bonded small piece and the periphery thereof were processed by grinding and polishing so as to be flush with each other. After repair, the repaired part and its surroundings were different in color tone, so the repaired part was visible at a glance.
［評価］
１．耐電圧
各実施例・比較例において、補修後の静電チャックの吸着面を水中に浸し、静電チャックの内部電極と水との間に電圧を印加することによって絶縁抵抗及び耐電圧を測定した。測定結果を表１に示す。
[Evaluation]
1. Withstand voltage In each Example / Comparative Example, the insulation resistance and withstand voltage were measured by immersing the electrostatic chuck chuck surface after repair in water and applying a voltage between the electrostatic chuck internal electrode and water. . The measurement results are shown in Table 1.
表１より、実施例１及び２は、熱応力の評価及び耐電圧の評価のいずれも良好な結果が得られたことが分かる。また、実施例２より、小片形状がテーパ状の凹部であっても十分に熱応力の発生が抑えられることが分かる。 From Table 1, it can be seen that in Examples 1 and 2, good results were obtained in both thermal stress evaluation and withstand voltage evaluation. Moreover, it can be seen from Example 2 that the generation of thermal stress can be sufficiently suppressed even if the small piece is a tapered recess.
１０ 静電チャック（基板保持部材）
１２ 吸着面（上面）
１４ 電極
１６ 給電パッド
１８ 給電端子
２０ クラック
10 Electrostatic chuck (substrate holding member)
12 Adsorption surface (upper surface)
14 Electrode 16 Power supply pad 18 Power supply terminal 20 Crack
Claims (7)
セラミックスの前駆体を含み、セラミックス前駆体液を準備する工程と、
前記基板支持部材の上面のクラック部分を機械加工によって除去せずに、前記クラック部分に前記セラミックス前駆体液を含浸させる工程と、
前記クラック部分に含浸した前記セラミックス前駆体液を加熱硬化する工程と、を含むことを特徴とする基板支持部材の補修方法。 A method of repairing a substrate support member that supports a substrate on the upper surface side and is made of a ceramic sintered body,
Including a ceramic precursor and preparing a ceramic precursor liquid;
Cracking portion of the top surface of the substrate support member without removing by machining, the steps of Ru impregnated with the ceramic precursor liquid to the crack portion,
And a step of heat-curing the ceramic precursor liquid impregnated in the crack portion.
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