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JP2003158052A - Ceramic substrate for semiconductor production/ inspection system - Google Patents

Ceramic substrate for semiconductor production/ inspection system

Info

Publication number
JP2003158052A
JP2003158052A JP2002205491A JP2002205491A JP2003158052A JP 2003158052 A JP2003158052 A JP 2003158052A JP 2002205491 A JP2002205491 A JP 2002205491A JP 2002205491 A JP2002205491 A JP 2002205491A JP 2003158052 A JP2003158052 A JP 2003158052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating element
substrate
ceramic substrate
ceramic
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002205491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasutaka Ito
康隆 伊藤
Masakazu Furukawa
正和 古川
Yasuji Hiramatsu
靖二 平松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/JP1999/003086 external-priority patent/WO2000076273A1/en
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP2002205491A priority Critical patent/JP2003158052A/en
Publication of JP2003158052A publication Critical patent/JP2003158052A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a ceramic substrate exhibiting excellent temperature rising/ lowering characteristics and chucking capability being used in a production/ inspection system of a semiconductor exhibiting high reliability of connection in which damage of a heating element and breakage of an external terminal itself are prevented even when a force is applied thereto. SOLUTION: In the ceramic substrate embedded with a conductor, a columnar conductive connection pad is provided toward the surface of the substrate starting from the embedded conductor. A bag hole is opened in the connection pad and fixed with an external terminal connection pin.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製品の製造
装置や検査装置に用いられるセラミック基板に関し、と
くに半導体製品を乾燥するために用いられるホットプレ
ート (セラミックヒータ) やサセプター、あるいは静電
チャックやウエハプローバーに用いて有用な、外部端子
との接続信頼性に優れるセラミック基板についての提案
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic substrate used for a semiconductor product manufacturing apparatus or inspection apparatus, and more particularly to a hot plate (ceramic heater) or a susceptor used for drying semiconductor products, an electrostatic chuck, or the like. This is a proposal for a ceramic substrate that is useful for a wafer prober and has excellent connection reliability with external terminals.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製品に設けられている集積回路等
は、シリコンウエハー上にエッチングレジストとして感
光性樹脂を塗布したのち、エッチングすることにより形
成されるのが普通である。この場合において、シリコン
ウエハーの表面に塗布された前記感光性樹脂は、スピン
コーターなどにより塗布されているため、塗布後に乾燥
する必要がある。その乾燥処理は、該感光性樹脂を塗布
したシリコンウエハーをホットプレートの上に載置して
加熱することにより行われている。従来、半導体製造装
置に用いられている前記ホットプレート,即ちヒータと
しては、金属板 (アルミニウム板) からなる基板の裏面
に、発熱体を配線したものなどが使用されている。
2. Description of the Related Art An integrated circuit or the like provided in a semiconductor product is usually formed by applying a photosensitive resin as an etching resist on a silicon wafer and then etching the resin. In this case, since the photosensitive resin applied to the surface of the silicon wafer is applied by a spin coater or the like, it needs to be dried after application. The drying process is performed by placing a silicon wafer coated with the photosensitive resin on a hot plate and heating it. Conventionally, as the hot plate, that is, the heater used in the semiconductor manufacturing apparatus, there has been used one in which a heating element is wired on the back surface of a substrate made of a metal plate (aluminum plate).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
金属製基板からなるヒータを、半導体製品の乾燥に用い
た場合、次のような問題があった。それは、ヒータの基
板が金属製であることから、基板の厚みを15mm以上に
厚くしなければならない。なぜなら、薄い金属製基板で
は、加熱に起因する熱膨張により、そりや歪みが発生し
てしまい、この基板上に載置されるウエハーが破損した
り傾いたりしてしまうからである。しかも、従来のヒー
タは厚みがあるため重量が大きく、かさばるという問題
もあった。
However, when a heater made of such a metal substrate is used for drying semiconductor products, there are the following problems. Since the substrate of the heater is made of metal, the thickness of the substrate must be 15 mm or more. This is because a thin metal substrate causes warping or distortion due to thermal expansion due to heating, and the wafer mounted on this substrate is damaged or tilted. Moreover, since the conventional heater is thick, it is heavy and bulky.

【0004】また、基板に取付けた発熱体に印加する電
圧や電流量を変えることにより、ヒータの加熱温度を制
御する場合、基板の厚みが大きいと、基板の温度が電圧
や電流量の変動に迅速に追従せず、基板の温度制御特性
が悪いという問題もあった。
Further, when the heating temperature of the heater is controlled by changing the voltage or current amount applied to the heating element mounted on the substrate, if the thickness of the substrate is large, the temperature of the substrate will fluctuate in voltage or current amount. There is also a problem that the temperature control characteristics of the substrate are poor because they do not follow quickly.

【0005】このような問題点に対し、従来、特開平9
−306642号公報や、特開平4−324276号公
報などでは、ALN基板を利用したセラミックヒータを
提案している。しかしながら、特開平9−306642
号公報に開示の技術は、方形平板状の金属端子に外部端
子接続用ピンを直接接続したものであり、また、特開平
4−324276号公報に開示の技術では、切欠部を設
けて外部端子と接続しており、いずれの技術も外部端子
に力が加わった場合に、発熱体の破損や外部端子自体の
損壊が起こりやすいという問題を抱えていた。
In order to solve such a problem, it has hitherto been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
In Japanese Patent Laid-Open No. 306642 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-324276, a ceramic heater using an ALN substrate is proposed. However, JP-A-9-306642
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-324276 is one in which an external terminal connecting pin is directly connected to a rectangular flat plate-shaped metal terminal. Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-324276, a cutout portion is provided to form an external terminal. Each of these technologies has a problem in that when heat is applied to the external terminals, the heating element is easily damaged or the external terminals themselves are damaged.

【0006】そこで、本発明の目的は、昇降温特性と吸
着能力とに優れると共に、たとえ外部端子に力が加わっ
た場合でも、発熱体の破損や外部端子自体の損壊という
問題が発生しない接続信頼性の高い半導体製造・検査装
置に用いられるセラミック基板を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is not only excellent in temperature raising and lowering characteristics and adsorption ability, but also connection reliability which does not cause a problem of damage to the heating element or damage to the external terminal itself even when force is applied to the external terminal. It is to provide a ceramic substrate used in a semiconductor manufacturing / inspection apparatus having high properties.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的実現のために
は、下記の要旨構成にかかるセラミックヒータが有効で
ある。即ち、本発明は、内部に導電体が埋設されている
セラミック基板において、その埋設導電体を起点として
該基板表面に向けて円柱状の導電性接続パッドが設けら
れ、この接続パッドには袋孔が開口され、その袋孔に外
部端子接続用ピンが取付けられていることを特徴とする
半導体製造・検査装置用セラミック基板である。
In order to achieve the above object, a ceramic heater having the following gist structure is effective. That is, according to the present invention, in a ceramic substrate in which a conductor is embedded, a cylindrical conductive connection pad is provided from the embedded conductor as a starting point toward the substrate surface, and the connection pad has a blind hole. And a pin for external terminal connection is attached to the bag hole, which is a ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus.

【0008】なお、本発明にかかるセラミック基板は、
前記導電性接続パッドと外部端子接続用ピンとが、袋孔
内に充填されたろう材を介して固定され電気的に接続さ
れることが好ましい。また、本発明においては、前記導
電体が、ヒータ用,サセプタ用の発熱体、静電チャック
用,ウエハプローバ用の電極であることが好ましい。
The ceramic substrate according to the present invention is
It is preferable that the conductive connection pad and the external terminal connection pin are fixed and electrically connected via the brazing material filled in the bag hole. Further, in the present invention, it is preferable that the conductor is a heating element for a heater or a susceptor, or an electrode for an electrostatic chuck or a wafer prober.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明にかかるセラミック基板
は、ホットプレート,即ちヒータの他、サセプタや静電
チャック,ウエハプローバ用の基板となるものである
が、以下はホットプレート,即ちセラミックヒータの例
で説明する。さて、そのセラミックヒータは、セラミッ
ク製の板状体, 即ちセラミック基板の部分が、絶縁性の
窒化物セラミック,炭化物セラミックまたは酸化物セラ
ミックからなり、そして、この基板には、断面形状が扁
平である板状の導電体、例えばヒータの場合にあっては
発熱体を、該セラミック基板の内部の、厚み中心から基
板厚さ方向に偏芯した位置に埋設し、しかも発熱体から
の距離が遠い側にある面を作業面、例えばヒータの場合
にあっては加熱面としたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ceramic substrate according to the present invention serves as a substrate for a susceptor, an electrostatic chuck, a wafer prober in addition to a hot plate, that is, a heater. An example will be explained. In the ceramic heater, a ceramic plate, that is, a portion of a ceramic substrate is made of an insulating nitride ceramic, a carbide ceramic or an oxide ceramic, and the substrate has a flat cross section. A plate-shaped conductor, for example, in the case of a heater, a heating element is embedded inside the ceramic substrate at a position eccentric from the center of thickness in the thickness direction of the substrate, and further away from the heating element. The surface on the side is a work surface, for example, a heating surface in the case of a heater.

【0010】本発明の特徴は、前記絶縁性セラミック基
板の内部に埋設した発熱体と外部端子接続用ピンとを電
気的に接続する際に、該発熱体を基点として、該基板の
非加熱面側表面に向けて延在形成した円柱状の導電性接
続パッド (いわゆる、スルーホールポスト) を設けると
共に、この接続パッド (スルーホールポスト) を軸方向
にくり抜いて袋孔を形成し、その袋孔内に外部端子接続
用ピンを嵌め入れ、いわゆるこの袋孔を介して発熱体と
外部端子接続用ピンとを電気的に接続したところにあ
る。
A feature of the present invention is that when a heating element embedded in the insulating ceramic substrate and an external terminal connecting pin are electrically connected, the heating element serves as a base point and the non-heating surface side of the substrate A cylindrical conductive connection pad (so-called through-hole post) extending toward the surface is provided, and this connection pad (through-hole post) is hollowed out in the axial direction to form a bag hole. The external terminal connecting pin is fitted into the socket, and the heating element and the external terminal connecting pin are electrically connected through the so-called bag hole.

【0011】このような構成にかかるセラミックヒータ
では、発熱体に接して接続パッドが設けられ、この接続
パッド自体に袋孔 (外部端子接続用ピンを嵌め入れるた
めのピン立てホール) を穿孔されており、そしてこの袋
孔に外部端子接続用ピンを嵌め入れた構成になってい
る。そのため、端子接続用ピンがガタつくようなことが
全くなく、また、このピンが円柱状 (円盤状も含むこと
はいうまでもない) の導電性接続パッドに直接接続され
ることになるため、たとえ外部端子に力が加わったとし
ても、袋孔や接続パッドに応力の集中が起こらず、力を
均等に分散させることができる。従って、発熱体や基板
にクラックが発生するようなことがなく、しかも、外部
端子の離脱防止にも有効に作用する。
In the ceramic heater having such a structure, the connection pad is provided in contact with the heating element, and the connection pad itself has a blind hole (a pin stand hole for fitting the external terminal connection pin). The external terminal connecting pin is fitted in the bag hole. Therefore, the pin for terminal connection does not rattle at all, and this pin is directly connected to the columnar (including disc-shaped) conductive connection pad. Even if a force is applied to the external terminal, stress is not concentrated in the bag hole and the connection pad, and the force can be evenly distributed. Therefore, a crack is not generated in the heating element or the substrate, and it also effectively prevents the external terminal from coming off.

【0012】なお、本発明においては、前記円柱状導電
性接続パッドは、複数層にわたって設けられた発熱体層
相互間を接続するための導電体、あるいは静電チャック
と接続するための導電体として用いてもよい。
In the present invention, the columnar conductive connection pad is used as a conductor for connecting the heating element layers provided over a plurality of layers or a conductor for connecting to an electrostatic chuck. You may use.

【0013】前記セラミック基板の素材としては、絶縁
性の窒化物セラミック,炭化物セラミックまたは炭化物
セラミックが用いられる。この理由は、これらのセラミ
ックは熱膨張係数が金属よりも小さく、薄くしても加熱
により反ったり、歪んだりしないからである。その結
果、本発明では基板自体を薄くて軽いものにすることが
できる。また、このようなセラミック基板は、熱伝導率
が高く、また基板自体も薄いため、該セラミック基板の
表面温度が、発熱体の温度変化に迅速に応答しやすいと
いう特性がある。即ち、該セラミック基板内に埋設した
発熱体の電圧、電流量を変えると、その変化が速やかに
基板加熱面の温度変化として表われるので、温度制御特
性や昇降温特性に優れるということができる。なお、こ
の基板は、0.5〜5mm程度の厚さがよい。薄すぎる
と破損しやすくなるからである。
An insulating nitride ceramic, carbide ceramic or carbide ceramic is used as a material of the ceramic substrate. This is because these ceramics have a smaller coefficient of thermal expansion than metals, and even if they are thin, they do not warp or distort due to heating. As a result, the present invention allows the substrate itself to be thin and lightweight. Further, since such a ceramic substrate has a high thermal conductivity and the substrate itself is thin, the surface temperature of the ceramic substrate has a characteristic that it easily responds quickly to a temperature change of the heating element. That is, when the voltage and the current amount of the heating element embedded in the ceramic substrate are changed, the changes immediately appear as a temperature change of the substrate heating surface, so that it can be said that the temperature control characteristic and the temperature raising / lowering characteristic are excellent. The substrate preferably has a thickness of about 0.5 to 5 mm. This is because if it is too thin, it will break easily.

【0014】前記窒化物セラミックの例としては、金属
窒化物セラミック、例えば、窒化アルミニウム、窒化け
い素、窒化ほう素、窒化チタンから選ばれる少なくとも
1種以上を用いることが望ましい。炭化物セラミックの
例としては、金属炭化物セラミック、例えば、炭化けい
素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭
化タングステンから選ばれる少なくとも1種以上のもの
を用いることが望ましい。また、酸化物セラミックとし
ては、マグネシア,アルミナ,ベリリア,ジルコニア,
コージエライト,ムライト,チタニアから選ばれる1種
以上を用いることが望ましい。これらのセラミックの中
で窒化アルミニウムが最も好適である。熱伝導率が18
0W/m・Kと最も高いからである。
As an example of the nitride ceramic, it is desirable to use at least one selected from metal nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride. As an example of the carbide ceramic, it is desirable to use a metal carbide ceramic, for example, at least one selected from silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide. As oxide ceramics, magnesia, alumina, beryllia, zirconia,
It is desirable to use at least one selected from cordierite, mullite and titania. Of these ceramics, aluminum nitride is the most preferred. Thermal conductivity is 18
This is because the highest value is 0 W / mK.

【0015】次に、発熱体は、断面形状が扁平である板
状のものを基板内部に埋設するが、好ましくは、その埋
設位置を基板の中心からその厚さ方向に偏芯した位置に
埋設し、そして発熱体からの距離が遠い側にある面を作
業面である加熱面としたものを用いることが好ましい。
このように構成することにより、熱の伝搬がセラミック
基板全体に均一に拡散しやすく、加熱面に発熱体のパタ
ーンがそのまま投影されて不均一な温度分布が発生する
ようなことがなくなるから、加熱面の温度分布を均一に
することができる。即ち、その位置としては、基板の一
方の面 (加熱面) から50%を越え、99%までの位置
とすることが望ましい。50%以下だと、加熱面に近す
ぎて発熱体2のパターンに類似した温度分布が発生して
しまい、逆に、99%を越えると基板1自体にそりが発
生して、ウエハーを破損するからである。
Next, as the heating element, a plate-shaped member having a flat cross section is embedded inside the substrate. Preferably, the embedded position is embedded at a position eccentric from the center of the substrate in the thickness direction. In addition, it is preferable to use a heating surface which is a working surface on the side farther from the heating element.
With this configuration, the heat propagation is likely to be uniformly diffused throughout the ceramic substrate, and the pattern of the heating element is not projected as it is on the heating surface to prevent uneven temperature distribution. The temperature distribution on the surface can be made uniform. That is, it is desirable that the position be over 50% and up to 99% from one surface (heating surface) of the substrate. If it is less than 50%, it is too close to the heating surface and a temperature distribution similar to the pattern of the heating element 2 occurs. On the other hand, if it exceeds 99%, the substrate 1 itself warps and the wafer is damaged. Because.

【0016】かかる発熱体の扁平形状は、断面アスペク
ト比 (発熱体の幅/発熱体の厚さ)で10〜5000の
範囲を示すような形状にする。このような形状にするこ
とにより、断面が真円形状のものや断面が正方形に近い
形状をしたものよりも、加熱面の温度分布を均一なもの
にしやすいという特徴がある。この点、発熱体の断面ア
スペクト比が10未満では、発熱体からの上方向 (ウエ
ハー加熱面方向) への熱伝搬に対し側面方向 (セラミッ
ク基板の側面方向) への熱伝搬が相対的に大きくなって
しまい、発熱体の形に類似した温度分布を示すようにな
る。一方、上記アスペクト比が5000を越えると、発
熱体の中心付近に熱の蓄積が起こって、やはり偏った温
度分布が発生してしまい、温度の均一性が確保できなく
なる。
The flat shape of the heating element is such that the cross-sectional aspect ratio (width of heating element / thickness of heating element) is in the range of 10 to 5000. With such a shape, it is easier to make the temperature distribution on the heating surface more uniform than when the cross section is a perfect circle or the cross section is a shape close to a square. In this respect, when the cross-sectional aspect ratio of the heating element is less than 10, the heat propagation from the heating element in the upward direction (the wafer heating surface direction) is relatively large in the lateral direction (the lateral direction of the ceramic substrate). And the temperature distribution resembles the shape of the heating element. On the other hand, when the aspect ratio exceeds 5000, heat is accumulated in the vicinity of the center of the heating element, and an uneven temperature distribution also occurs, so that it becomes impossible to ensure temperature uniformity.

【0017】より好ましい発熱体の断面アスペクト比は
100〜3000である。即ち、アスペクト比が100
未満では、発熱体がクラックの起点となりやすく、一
方、3000を越えると製造時のグリーンシート間の焼
結を阻害してグリーンシート間に界面ができ、これが起
点となってクラックが生じるからである。なお、こうし
たアスペクト比をもつ発熱体の場合、セラミック基板の
耐衝撃温度ΔT (水中投下でクラックや剥離が発生する
温度) を150℃以上にする上でも有効に作用する。
A more preferable cross-sectional aspect ratio of the heating element is 100 to 3000. That is, the aspect ratio is 100
If it is less than 3, the heating element tends to be a starting point of cracks, while if it exceeds 3,000, the sintering between the green sheets is obstructed to form an interface between the green sheets, which causes cracks. . In the case of a heating element having such an aspect ratio, it is effective even when the impact resistance temperature ΔT of the ceramic substrate (the temperature at which cracks and peeling occur when dropped in water) is 150 ° C. or higher.

【0018】このような発熱体2は、具体的には図1,
図2に示すように、セラミック基板1全体の温度を均一
にする上で、同心円状のパターンを採用することが好ま
しく、その厚さは、前記アスペクト比の範囲内におい
て、1〜50μm、幅は5〜20mmの扁平な板状にす
ることが好ましい。そして、上記範囲内において、断線
等を防止する目的で発熱体の相対的な厚みを厚くするこ
とは有効である。厚さ、幅をこのように限定する意味
は、抵抗値を制御する上で、この範囲が最も実用的だか
らである。また、この発熱体2の構造 (厚さ, 幅) を上
記のように限定する他の理由は、発熱体自体の幅を拡げ
る必要があることに対応している。即ち、発熱体2を基
板1の内部に埋設した場合、加熱面1aと発熱体2との
距離が短くなると表面の温度均一性が低下するため、幅
広にすることが有効だからである。
Such a heating element 2 is specifically shown in FIG.
As shown in FIG. 2, in order to make the temperature of the entire ceramic substrate 1 uniform, it is preferable to adopt a concentric pattern, the thickness of which is 1 to 50 μm and the width is within the range of the aspect ratio. It is preferable to make a flat plate shape of 5 to 20 mm. Within the above range, it is effective to increase the relative thickness of the heating element for the purpose of preventing disconnection or the like. The reason for limiting the thickness and width in this way is that this range is most practical in controlling the resistance value. Another reason for limiting the structure (thickness, width) of the heating element 2 as described above corresponds to the need to increase the width of the heating element itself. That is, when the heating element 2 is embedded inside the substrate 1, the temperature uniformity of the surface is deteriorated when the distance between the heating surface 1a and the heating element 2 is shortened, and therefore it is effective to widen the heating element.

【0019】なお、この発熱体2は基板内部に埋設され
るものであるから、基板材料である窒化物セラミック等
との密着性を考慮する必要がなくなり、W,Moなどの
高融点金属、タングステンやモリブデンなどの炭化物の
使用が可能になり、ひいては抵抗値を高くすることがで
きる。なお、抵抗値は、発熱体2を薄く、細くするほど
大きくなる。
Since the heating element 2 is embedded in the substrate, it is not necessary to consider the adhesion with the substrate material such as a nitride ceramic, and a refractory metal such as W or Mo or tungsten. It is possible to use carbides such as molybdenum and molybdenum, which in turn can increase the resistance value. The resistance value increases as the heating element 2 becomes thinner and thinner.

【0020】この発熱体2は、扁平な板状体である限
り、断面が方形、楕円、紡錘、蒲鉾形状のいずれでもよ
い。扁平な板状体を採用した理由は、内部に発熱体を設
ける場合は、扁平形状の方が加熱面に向かって放熱しや
すいため、加熱面の偏った温度分布ができにくいからで
ある。なお、発熱体の断面が扁平でも螺旋形状は本発明
に含まない。結局真円形状と同じ熱伝搬効果を有するか
らである。
The heating element 2 may have a rectangular cross section, an ellipse, a spindle, or a semi-cylindrical shape as long as it is a flat plate. The reason why the flat plate-shaped body is adopted is that when the heating element is provided inside, the flat shape is more likely to dissipate heat toward the heating surface, so that uneven temperature distribution on the heating surface is less likely to occur. The present invention does not include a spiral shape even if the heating element has a flat cross section. This is because it has the same heat transfer effect as a perfect circle.

【0021】発熱体2は、基板1厚み方向に複数層にわ
たって配設してもよい。この場合は、各層のパターン
は、平面からみて、相互に補完するような位置に埋設さ
れることが好ましく、加熱面のどこかが必ずいずれかの
層のパターンがカバーしているような状態に埋設されて
いるようにする。例えば、互いに千鳥模様の如き配置に
なっている構造である。なお、この発熱体2は、基板1
の内部に埋設される限りにおいて、その一部が表面に露
出するような状態にしてもよい。
The heating element 2 may be arranged in a plurality of layers in the thickness direction of the substrate 1. In this case, it is preferable that the patterns of the respective layers are buried in positions complementary to each other when viewed in a plane, so that somewhere on the heating surface must be covered by the pattern of one of the layers. Make it buried. For example, the structures are arranged in a zigzag pattern. In addition, the heating element 2 is the substrate 1
As long as it is embedded in the inside, a part of it may be exposed on the surface.

【0022】本発明において、前記発熱体をセラミック
基板1の所定の位置に配設するには、基板厚み方向の所
定の面に金属粒子等を含む導電ペーストを塗布、印刷す
る方法などによって形成することができる。その導電ペ
ーストは、導電性を確保するための金属粒子または導電
性セラミックの他、樹脂、溶剤、増粘剤などを含むもの
が一般的である。金属粒子としては、W、Moから選ばれ
る少なくとも1種以上がよい。これらの金属は比較的酸
化しにくく、発熱するに十分な抵抗値を有するからであ
る。導電性セラミックの例としては、W,Moの各炭化物
から選ばれる少なくとも1種以上を使用することができ
る。これら金属粒子あるいは導電性セラミックの粒径
は、0.1〜100μmであることが望ましい。微細す
ぎると酸化しやすく、大きすぎると焼結しにくくなり、
抵抗値が大きくなるからである。
In the present invention, in order to dispose the heating element at a predetermined position of the ceramic substrate 1, it is formed by a method of applying and printing a conductive paste containing metal particles or the like on a predetermined surface in the thickness direction of the substrate. be able to. The conductive paste generally contains a resin, a solvent, a thickener, etc. in addition to metal particles or conductive ceramics for ensuring conductivity. The metal particles are preferably at least one selected from W and Mo. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat. As an example of the conductive ceramic, at least one selected from W and Mo carbides can be used. The particle size of these metal particles or conductive ceramics is preferably 0.1 to 100 μm. If it is too fine, it easily oxidizes, and if it is too large, it becomes difficult to sinter,
This is because the resistance value becomes large.

【0023】導電ペーストに使用される樹脂としては、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂などがよい。また、溶剤
としては、イソプロピルアルコールなどが使用される。
増粘剤としては、セルロースなどが挙げられる。
The resin used for the conductive paste is
Epoxy resin and phenol resin are preferable. Further, isopropyl alcohol or the like is used as the solvent.
Examples of the thickener include cellulose and the like.

【0024】なお、本発明では、発熱体をセラミック基
板内部に形成するので、発熱体表面が酸化されることが
ない。このため、該発熱体表面を酸化防止剤などで被覆
する必要はない。
In the present invention, since the heating element is formed inside the ceramic substrate, the surface of the heating element is not oxidized. Therefore, it is not necessary to coat the surface of the heating element with an antioxidant or the like.

【0025】本発明では、セラミック基板1の内部に発
熱体2を形成することから、外部端子接続用ピンと接続
するためには外部と連絡するための接続パッド (スルー
ホールポスト) が必要になる。この接続パッド4は、前
記の埋設発熱体2を基点として、加熱面1aとは反対側
の基板表面に向けて延在形成した円柱状のもので構成さ
れ、W,Moなどの高融点金属のペースト、WC、MoCな
どの炭化物系導電性セラミックペーストをもって形造ら
れたものである。この接続パッド4の直径は、0.1〜
10mmの大きさにすることが好ましい。つまり、接続
パッド4の大きさがこの程度であれば、断線を防止しつ
つ、クラックや歪みを防止する上で効果的だからであ
る。
In the present invention, since the heating element 2 is formed inside the ceramic substrate 1, a connection pad (through hole post) for communicating with the outside is required to connect with the pin for connecting an external terminal. The connection pad 4 is formed of a columnar shape extending from the embedded heating element 2 toward the surface of the substrate opposite to the heating surface 1a, and is made of a refractory metal such as W or Mo. It is formed by a paste, a carbide-based conductive ceramic paste such as WC or MoC. The diameter of the connection pad 4 is 0.1 to
The size is preferably 10 mm. That is, if the size of the connection pad 4 is about this size, it is effective in preventing cracks and distortions while preventing disconnection.

【0026】この接続パッド4と外部端子接続用ピン3
との接続は、この接続パツド4の軸方向 (板厚に垂直な
方向) に袋孔5を開口し、この袋孔5中に高融点のろう
材を充填し、このろう材を介して袋孔5内に挿入した外
部端子接続用ピン3を固着することによって行われる。
ろう材としては、金ろう又は銀ろうがよい。その金ろう
としては、Au−Ni合金が望ましい。Au−Ni合金
は、タングステンとの密着性に優れるからである。この
金ろうにおけるAu/Ni合金の比率は81.5〜82.5Au/
18.5〜17.5Niのものが望ましい。また、このAu−Ni
金ろう層の厚さは、接続を確保するために 0.1〜50μ
mにすることが望ましい。このような金ろうは、10−6
〜10−5Pa× 500〜1000℃の高真空高温下でも、Au
−Cu合金のような劣化がないので、好ましい材料と言
える。
The connection pad 4 and the external terminal connection pin 3
For connection with the connection pad 4, a bag hole 5 is opened in the axial direction of the connection pad 4 (direction perpendicular to the plate thickness), a high melting point brazing material is filled in the bag hole 5, and a bag is inserted through this brazing material. This is performed by fixing the external terminal connecting pin 3 inserted in the hole 5.
The brazing material may be gold brazing or silver brazing. Au-Ni alloy is desirable as the gold solder. This is because the Au-Ni alloy has excellent adhesion to tungsten. The Au / Ni alloy ratio in this brazing solder is 81.5-82.5 Au /
18.5 to 17.5Ni is preferable. In addition, this Au-Ni
The thickness of the brazing solder layer is 0.1 to 50μ to secure the connection.
It is desirable to set m. Gold wax like this is 10-6
Even under high vacuum and high temperature of ~ 10-5Pa x 500-1000 ℃
Since it does not deteriorate like Cu alloy, it can be said to be a preferable material.

【0027】本発明では、必要に応じてセラミック基板
1に熱電対6を埋め込んでおくことができる。この熱電
対6により該セラミック基板1の温度を測定し、そのデ
ータをもとに電圧、電流量を変えて、ヒータ板の温度を
制御することができるからである。
In the present invention, the thermocouple 6 can be embedded in the ceramic substrate 1 if necessary. This is because the temperature of the ceramic substrate 1 can be measured by the thermocouple 6 and the temperature of the heater plate can be controlled by changing the voltage and current amount based on the data.

【0028】本発明のセラミックヒータとしての使用形
態においては、図2に示すように、セラミック基板1に
貫通孔7を複数設け、その貫通孔7に支持ピン8を挿通
し、基板の作業面,即ち加熱面側に突出させたそのピン
8頂部に、上記加熱面に対向させて半導体ウエハー9等
を支持し、加熱乾燥する。なお、この使用形態について
は、支持ピン8を上下動させて半導体ウエハー9を図示
しない搬送機に渡したり、搬送機から半導体ウエハー9
を受け取ったりすることもできる。
In the usage mode of the ceramic heater of the present invention, as shown in FIG. 2, a plurality of through holes 7 are provided in the ceramic substrate 1, and the support pins 8 are inserted into the through holes 7, and the work surface of the substrate is That is, the semiconductor wafer 9 and the like are supported by the tops of the pins 8 protruding toward the heating surface side so as to face the heating surface, and dried by heating. In this usage mode, the support pins 8 are moved up and down to pass the semiconductor wafer 9 to a carrier (not shown), or the semiconductor wafer 9 is transferred from the carrier.
You can also receive.

【0029】次に、上記セラミックヒータの製造方法に
ついて説明する。 (1) 窒化物セラミック、炭化物セラミックなどのセラミ
ックの粉体をバインダーおよび溶剤と混合してグリーン
シート (生成形体) を得る工程:この工程の処理におい
て、かかるセラミック粉体としては窒化アルミニウム、
炭化けい素などを使用でき、必要に応じてイットリアな
どの焼結助剤などを加えてもよい。上記バインダの例と
しては、アクリル系バインダ、エチルセルロース、ブチ
ルセロソルブ、ポリビニラールから選ばれる少なくとも
1種以上が望ましい。上記溶媒の例としては、α−テル
ピオーネ、グリコールから選ばれる少なくとも1種以上
が望ましい。これらを混合して得られるペーストを、ド
クターブレード法でシート状に成形してグリーンシート
を製造する。得られるグリーンシートには、必要に応じ
てシリコンウエハー用の支持ピン8を挿通するための貫
通孔7や熱電対を埋め込む凹部10を設けておくことがで
きる。これらの貫通孔7や凹部10は、パンチング法など
を適用して形成することができる。 グリーンシートの
厚さは、0.1〜5mm程度がよい。
Next, a method for manufacturing the ceramic heater will be described. (1) A step of mixing a ceramic powder such as a nitride ceramic or a carbide ceramic with a binder and a solvent to obtain a green sheet (green molded body): In the processing of this step, such a ceramic powder is aluminum nitride,
Silicon carbide or the like can be used, and if necessary, a sintering aid such as yttria may be added. As an example of the binder, at least one selected from acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinylal is desirable. As an example of the solvent, at least one selected from α-terpione and glycol is desirable. The paste obtained by mixing these is molded into a sheet by the doctor blade method to produce a green sheet. The obtained green sheet may be provided with a through hole 7 for inserting the support pin 8 for the silicon wafer and a recess 10 for embedding the thermocouple, if necessary. The through holes 7 and the recesses 10 can be formed by applying a punching method or the like. The thickness of the green sheet is preferably about 0.1 to 5 mm.

【0030】(2) グリーンシートに発熱体となる導電ペ
ーストを印刷する工程:この工程の処理において、前記
グリーンシート上の発熱体形成部分に金属ペーストある
いは導電性セラミックの如きからなる導電性ペースト
を、厚さ5〜40μmで、幅0.5〜12μmの形状と
なるように塗布し、または印刷する。これらの導電性ペ
ースト中には金属粒子あるいは導電性セラミック粒子が
含まれており、このような金属粒子としてはタングステ
ンまたはモリブデンが、また導電性セラミック粒子とし
てはタングステンまたはモリブデンの炭化物が最適であ
る。酸化しにくく熱伝導率が低下しにくいからである。
タングステン粒子またはモリブデン粒子の平均粒子径は
0.1〜5μmがよい。大きすぎても小さすぎてもペー
ストを印刷しにくいからである。このようなペーストと
しては、金属粒子または導電性セラミック粒子85〜9
7重量部、アクリル系、エチルセルロース、ブチルセロ
ソルブ、ポリビニラールから選ばれる少なくとも1種以
上のバインダー1.5〜10重量部、α−テルピオー
ネ、グリコールから選ばれる少なくとも1種以上の溶媒
を1.5〜10重量部混合して調整したタングステンペ
ーストまたはモリブデンペーストが最適である。
(2) A step of printing a conductive paste to be a heating element on the green sheet: In the processing of this step, a conductive paste such as a metal paste or a conductive ceramic is applied to the heating element forming portion on the green sheet. , 5 to 40 μm in thickness and 0.5 to 12 μm in width, or applied or printed. These conductive pastes contain metal particles or conductive ceramic particles. Tungsten or molybdenum is the most suitable as such metal particles, and tungsten or molybdenum carbide is most suitable as the conductive ceramic particles. This is because it is difficult to oxidize and the thermal conductivity does not easily decrease.
The average particle diameter of the tungsten particles or molybdenum particles is preferably 0.1 to 5 μm. This is because it is difficult to print the paste when it is too large or too small. Examples of such a paste include metal particles or conductive ceramic particles 85 to 9
1.5 to 10 parts by weight of 7 parts by weight, at least one or more binders selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve and polyvinylal, 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from α-terpione and glycol. A tungsten paste or a molybdenum paste prepared by partially mixing is most suitable.

【0031】(3) 工程(2) で得られた発熱体2用の導電
ペースト印刷グリーンシートと、工程(1) と同様の工程
で得られたペーストを印刷していないグリーンシートと
を各々少なくとも1枚以上積層する工程:この工程にお
いて、2種類のグリーンシートを各1層以上積層する場
合は、(2) のペーストつきグリーンシートの上側 (加熱
面側の意味) に積層されるグリーンシートの数を、下側
に積層される(1) のグリーンシートの数よりも少なくし
て、発熱体2の埋設位置を厚さ方向に偏芯させることが
重要である。具体的には、上側に20〜50枚、下側に
5〜20枚を積層する。
(3) At least the conductive paste printed green sheet for the heating element 2 obtained in the step (2) and the green sheet not printed with the paste obtained in the same step as the step (1), respectively. Step of laminating one or more sheets: In this step, when two or more layers of green sheets are laminated, each of the green sheets laminated on the upper side (meaning heating surface side) of the green sheet with paste in (2) It is important that the number of green sheets to be laminated on the lower side is smaller than the number of green sheets (1) so that the embedded position of the heating element 2 is eccentric in the thickness direction. Specifically, 20 to 50 sheets are laminated on the upper side and 5 to 20 sheets are laminated on the lower side.

【0032】(4) 上記のようにして得られたグリーンシ
ート積層材に対し、導電性パッド4と袋孔5とを形成す
る工程:この工程は、セラミック基板1の非加熱側の表
面から、前記発熱体2に向けて円筒状の開口を設け、こ
の開口内にWやMoのペーストあるいはWC, MoCのペー
ストを充填して接続パッド4を形成すると共に、この接
続パッド4の軸方向を穿孔することにより、発熱体に到
る袋孔5を形成する。なお、かかる袋孔5の外まわりの
少なくとも3ヶ所に、図4に示すような導電性支持部材
12を等間隔に設けてもよい。そして、これらの導電性
支持部材12を袋孔5の内壁面に露出させ、この袋孔5
に挿入される外部端子接続用ピン3との電気的な接続が
一層確実になるように構成することは好ましい実施態様
である。
(4) Step of forming the conductive pad 4 and the bag hole 5 on the green sheet laminated material obtained as described above: This step is performed from the surface of the ceramic substrate 1 on the non-heated side. A cylindrical opening is provided toward the heating element 2, and a W or Mo paste or a WC or MoC paste is filled in the opening to form the connection pad 4, and the connection pad 4 is bored in the axial direction. By doing so, the bag hole 5 reaching the heating element is formed. It should be noted that conductive support members 12 as shown in FIG. 4 may be provided at equal intervals at least at three locations around the outer periphery of the bag hole 5. Then, these conductive support members 12 are exposed on the inner wall surface of the bag hole 5,
It is a preferred embodiment to make the electrical connection with the external terminal connection pin 3 inserted into the connector more reliable.

【0033】(5) 上記グリーンシート積層体を加熱加圧
してグリーンシートおよび各種導電ペーストを焼結し、
セラミック基板、発熱体、導電性パッドおよび袋孔を得
る工程:この工程において、加熱の温度は、1000〜
2000℃で、加圧は100〜200kg/cm2で不活性
ガス雰囲気下で行う。不活性ガスとしては、アルゴン、
窒素などを使用できる。
(5) The green sheet laminate is heated and pressed to sinter the green sheet and various conductive pastes,
Step of obtaining ceramic substrate, heating element, conductive pad and bag hole: In this step, the heating temperature is from 1000 to
Pressurization is performed at 2000 ° C. under an inert gas atmosphere at 100 to 200 kg / cm 2 . As the inert gas, argon,
Nitrogen etc. can be used.

【0034】(6) 最後に、接続パッド4に設けた袋孔5
に、金ろうとしてAu−Ni合金ペーストを印刷した
後、外部端子接続用ピン3を乗せて、加熱してリフロー
する。加熱温度は200〜500℃が好適である。さら
に、必要に応じて熱電対6を埋め込むことができる。な
お、上述したセラミックヒータについては、ウエハー加
熱面と前記発熱体との間に、後述する静電チャック用電
極 (図示を省略) を埋設してもよい。
(6) Finally, the bag hole 5 provided in the connection pad 4
After printing the Au-Ni alloy paste as a gold solder, the external terminal connecting pin 3 is placed, heated and reflowed. The heating temperature is preferably 200 to 500 ° C. Further, the thermocouple 6 can be embedded if necessary. In the ceramic heater described above, an electrostatic chuck electrode (not shown) described below may be embedded between the wafer heating surface and the heating element.

【0035】以上、半導体製造・検査装置用セラミック
基板として、ホットプレート (ヒータ) を例にとって説
明した。本発明の他の実施形態としては、上記セラミッ
クヒータのほかに、例えば、静電チャックやウエハプロ
ーバ、サセプタ等が挙げられる。例えば、半導体製造・
検査装置を構成するセラミック基板の内部に埋設する前
記導電体として、静電電極を埋設した場合には、静電チ
ャック101 として機能する。その導電体としての静電電
極に用いられる導電ペーストとしては、例えば、貴金属
(Au, Ag, Pt, Pd)、WやMoの炭化物を主とするものな
どが好ましい。また、基板セラミックとしては、例え
ば、WやMoの炭化物などの導電性セラミックが挙げられ
る。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を混合併
用してもよい。
The hot plate (heater) has been described above as an example of the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment. Other embodiments of the present invention include, for example, an electrostatic chuck, a wafer prober, a susceptor, and the like, in addition to the above ceramic heater. For example, semiconductor manufacturing
When an electrostatic electrode is embedded as the electric conductor embedded inside the ceramic substrate that constitutes the inspection device, it functions as the electrostatic chuck 101. The conductive paste used for the electrostatic electrode as the conductor is preferably, for example, one mainly containing a noble metal (Au, Ag, Pt, Pd), or a carbide of W or Mo. Examples of the substrate ceramics include conductive ceramics such as W and Mo carbides. These may be used alone or in combination of two or more.

【0036】図5は、静電チャックとして用いられるセ
ラミック基板を模式的に示す縦断面図である。この静電
チャック用のセラミック基板では、セラミック基板1の
内部にチャック正負電極層52、53が埋設され、それ
ぞれスルーホール56,57と接続され、その電極上に
セラミック誘電体膜54が形成されている。
FIG. 5 is a vertical sectional view schematically showing a ceramic substrate used as an electrostatic chuck. In this ceramic substrate for electrostatic chuck, chuck positive and negative electrode layers 52 and 53 are embedded inside the ceramic substrate 1 and connected to through holes 56 and 57, respectively, and a ceramic dielectric film 54 is formed on the electrodes. There is.

【0037】一方、セラミック基板1の内部には、抵抗
発熱体55とスルーホール58とが設けられ、シリコン
ウエハ等の被加熱物半導体製品9を加熱することができ
るようになっている。なお、セラミック基板1には、必
要に応じて、RF電極を埋設してもよい。上述したよう
に、本発明にかかるセラミック基板が静電チャックとし
て用いられると、導電体すなわち板状電極の配置が工夫
されているため、ウエハー等の吸着特性が頗る良好であ
る。
On the other hand, a resistance heating element 55 and a through hole 58 are provided inside the ceramic substrate 1 so that the object semiconductor product 9 to be heated such as a silicon wafer can be heated. An RF electrode may be embedded in the ceramic substrate 1 if necessary. As described above, when the ceramic substrate according to the present invention is used as an electrostatic chuck, the electric conductor, that is, the plate-shaped electrode is arranged so that the adsorption property of a wafer or the like is excellent.

【0038】次に、本発明にかかる半導体製造・検査装
置用セラミック基板はまた、その表面に、チャックトッ
プ導体層を設け、内部の導電体として、ガード電極やグ
ランド電極を設けた場合には、ウエハプローバ102 とし
て機能するものが得られる。
Next, in the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment according to the present invention, when a chuck top conductor layer is provided on the surface and a guard electrode or a ground electrode is provided as an internal conductor, What functions as the wafer prober 102 is obtained.

【0039】図6は、ウエハプローバとして構成したセ
ラミック基板の一実施形態を模式的に示す断面図であ
る。このウエハプローバでは、平面視円形状のセラミッ
ク基板1の表面に、同心円形状の溝62が形成されると
ともに、この溝62の一部にシリコンウエハを吸引する
ための複数の吸引孔63が設けられており、上記溝62
を含むセラミック基板1の大部分にシリコンウエハの電
極と接続するためのチャックトップ導体層64が円形状
に形成されている。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing an embodiment of a ceramic substrate configured as a wafer prober. In this wafer prober, concentric grooves 62 are formed on the surface of the ceramic substrate 1 having a circular shape in plan view, and a plurality of suction holes 63 for sucking a silicon wafer are provided in a part of the grooves 62. And the groove 62
A chuck top conductor layer 64 for connecting to an electrode of a silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 1 including.

【0040】一方、該セラミック基板1内の前記チャッ
クトップ導体層64とは反対側の面に近い位置には、シ
リコンウエハの温度をコントロールするために、平面視
同心円形状に配設される抵抗発熱体65が埋設されてい
る。この抵抗発熱体65の両端には、スルーホール66
を介して外部端子が接続、固定されている。
On the other hand, at a position near the surface on the side opposite to the chuck top conductor layer 64 in the ceramic substrate 1, resistance heating arranged concentrically in plan view is arranged to control the temperature of the silicon wafer. The body 65 is buried. Through holes 66 are provided at both ends of the resistance heating element 65.
The external terminal is connected and fixed via.

【0041】また、該セラミック基板1の内部には、そ
の他にストレイキャパシタやノイズを除去するために格
子形状のガード電極67とグランド電極68とが設けら
れている。このようなウエハプローバ102 では、セラミ
ック基板1の上に集積回路が形成されたシリコンウエハ
を載置した後、このシリコンウエハにテスタピンを持つ
プローブカードを押しつけ、加熱、冷却しながら電圧を
印加して導通テストを行うことができる。
In addition, a grid-shaped guard electrode 67 and a ground electrode 68 for removing stray capacitors and noise are provided inside the ceramic substrate 1. In such a wafer prober 102, after mounting a silicon wafer on which an integrated circuit is formed on the ceramic substrate 1, a probe card having tester pins is pressed against this silicon wafer, and a voltage is applied while heating and cooling. A continuity test can be performed.

【0042】[0042]

【実施例】実施例1 (セラミックヒータ) (1) 窒化アルミニウム粉末 (トクヤマ製、平均粒径1.1
μm) 100 重量部、イットリア (酸化イットリウムのこ
と、平均粒径 0.4μm) 4重量部、アクリルバインダー
11.5重量部、分散剤 0.5重量部および1−ブタノールお
よびエタノールからなるアルコール53重量部を混合した
組成物を、ドクターブレードで形成して厚さ 0.47mm の
グリーンシートを得た。 (2) 前記グリーンシートを80℃で5時間乾燥させた後、
パンチングにて直径1.8mm、3.0 mm、5.0 mmの半導体ウ
エハー支持ピン8を挿入するための貫通孔7、および発
熱体2と外部端子接続用ピン3とを接続するための接続
パッド4形成用の開口を穿孔した。 (3) 発熱体2を形成するタングステンペ−ストを印刷し
たグリーンシートを中心とし、その上側(加熱面側)
に、発熱体2形成用導電ペーストAを印刷していないグ
リーンシートを上側 (加熱面側) に37枚、その反対の下
側に13枚を重ね合わせ、 130℃、80kg/cm2の圧力で積
層した。 導電性ペ−ストA:平均粒子径1μmのタングステン
カーバイド粒子100 重量部、アクリル系バインダー3.0
重量部、α−テルピオーネ溶媒を3.5 重量部、分散剤0.
3 重量部を混合して導電性ペーストAとした。 導電性ペ−ストB:平均粒子径3μmのタングステン
粒子 100重量部、アクリル系バインダー 1.9重量部、α
−テルピオーネ溶媒を3.7 重量部、分散剤0.2 重量部を
混合して導電性ペーストBを調整とした。 (4) 前記グリーンシート積層体を窒素ガス中で600 ℃で
5時間脱脂し、1890℃、圧力150 kg/cm2で3時間ホッ
トプレスし、厚さ3mmの窒化アルミニウム板状体を得
た。これを直径230 mmの円状に切り出して内部に厚さ6
μm、幅10mmの発熱体を有するセラミック製の板状体と
した (図3(a))。 (5) (4) で得た板状体を、ダイアモンド砥石で研磨した
後、マスクを載置し、ガラスビーズによるブラスト処理
で熱電対6のための凹部11を設けた(図3(b))。 (6) さらに、接続パッド4の軸方向に設けた袋孔5内
に、ピン3とともにNi−Au合金からなる金ろうを充填
し、700 ℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子接
続用ピン3を接続した(図3(c) )。なお、このピン3
の接続は、図4のようにタングステンの導電性支持部材
12が3点で支持するような構造にすることが望ましい。
接続信頼性を確保できるからである。 (7) 温度制御のための複数の熱電対6を凹部11に埋め込
み、ヒータ100 を得た(図3(d) )。
Examples Example 1 (ceramic heater) (1) Aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama, average particle size 1.1)
μm) 100 parts by weight, yttria (yttrium oxide, average particle size 0.4 μm) 4 parts by weight, acrylic binder
A composition prepared by mixing 11.5 parts by weight, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 53 parts by weight of an alcohol composed of 1-butanol and ethanol was formed with a doctor blade to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm. (2) After drying the green sheet at 80 ° C. for 5 hours,
Through holes 7 for inserting semiconductor wafer support pins 8 having a diameter of 1.8 mm, 3.0 mm, 5.0 mm by punching, and for forming connection pads 4 for connecting the heating element 2 and the external terminal connection pins 3 The opening was perforated. (3) Centering on the green sheet on which the tungsten paste forming the heating element 2 is printed, the upper side (heating side)
37 sheets of green sheets on which the conductive paste A for forming the heating element 2 is not printed on the upper side (heating side), and 13 sheets on the lower side opposite to the green sheet, and laminated at 130 ° C and a pressure of 80 kg / cm2. did. Conductive paste A: 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle size of 1 μm, acrylic binder 3.0
Parts by weight, 3.5 parts by weight of α-terpione solvent, dispersant 0.
3 parts by weight were mixed to prepare a conductive paste A. Conductive paste B: 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle size of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, α
A conductive paste B was prepared by mixing 3.7 parts by weight of a terpione solvent and 0.2 part by weight of a dispersant. (4) The green sheet laminate was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours and hot pressed at 1890 ° C. and a pressure of 150 kg / cm 2 for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate-like body having a thickness of 3 mm. This is cut into a circle with a diameter of 230 mm and the thickness is 6
A ceramic plate-shaped body having a heating element of μm and a width of 10 mm was formed (FIG. 3 (a)). (5) After polishing the plate-shaped body obtained in (4) with a diamond grindstone, a mask was placed on the plate-shaped body, and a recess 11 for the thermocouple 6 was provided by blasting with glass beads (FIG. 3 (b)). ). (6) Further, the brazing hole 5 provided in the axial direction of the connection pad 4 is filled with a brazing filler metal made of Ni-Au alloy together with the pin 3 and reflowed by heating at 700 ° C to make a Kovar external terminal connection pin. 3 was connected (Fig. 3 (c)). In addition, this pin 3
The connection is made of tungsten as shown in Fig.4.
It is desirable to have a structure in which 12 supports at 3 points.
This is because connection reliability can be secured. (7) A plurality of thermocouples 6 for temperature control were embedded in the recess 11 to obtain a heater 100 (Fig. 3 (d)).

【0043】実施例2 (炭化けい素セラミック板製ヒ
ータ) 実施例1と基本的に同様であるが、平均粒径1.0 μmの
炭化けい素粉末100 重量部、アクリルバインダー11.5重
量部、分散剤 0.5重量部、および1−ブタノールおよび
エタノールからなるアルコール53重量部を混合した組成
物を、ドクターブレードで形成して厚さ0.50mmのグリー
ンシートを得た。焼結温度を1900℃とし、セラミックヒ
ータを形成した。
Example 2 (heater made of silicon carbide ceramic plate) Basically the same as in Example 1, but 100 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle size of 1.0 μm, 11.5 parts by weight of an acrylic binder, and 0.5 of a dispersant. A composition obtained by mixing 53 parts by weight of alcohol and 1 part of butanol and ethanol was mixed with a doctor blade to obtain a green sheet having a thickness of 0.50 mm. A ceramic heater was formed by setting the sintering temperature to 1900 ° C.

【0044】比較例1 基本的には実施例1と同様であるが、接続パッドを角柱
状 (0.2 mm×0.2 mm×0.2 mm) とした。 比較例2 実施例1と同様であるが、袋孔を設ける代わりに切欠部
を設けた。実施例と比較例のヒータについて端子ピンと
ソケットの接続試験を500回繰返して破損の有無を調
べた。その結果を表1に示す。
Comparative Example 1 Basically the same as in Example 1, but the connection pads were prismatic (0.2 mm × 0.2 mm × 0.2 mm). Comparative Example 2 The same as Example 1, except that a cutout portion was provided instead of providing the blind hole. With respect to the heaters of the example and the comparative example, the connection test of the terminal pin and the socket was repeated 500 times to check for damage. The results are shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0045】実施例3 (静電チャック) (1) 窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径1.
1 μm)100 重量部、イットリア(平均粒径:0.4 μ
m)4重量部、アクリルバインダ11.5重量部、分散剤0.
5 重量部および1−ブタノールとエタノールとからなる
アルコール53重量部を混合したペーストを用い、ドクタ
ーブレード法による成形を行って、厚さ0.47mmのグリー
ンシートを得た。 (2) 次に、このグリーンシートを80℃で5時間乾燥さ
せた後、パンチングにより直径1.8 mm、3.0 mm、5.0 mm
の半導体ウエハ支持ピンを挿通する貫通孔となる部分、
外部端子と接続するためのスルーホールとなる部分を設
けた。
Example 3 (Electrostatic chuck) (1) Aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.
1 μm) 100 parts by weight, yttria (average particle size: 0.4 μ
m) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight, dispersant 0.
Using a paste prepared by mixing 5 parts by weight and 53 parts by weight of an alcohol composed of 1-butanol and ethanol, the paste was molded by a doctor blade method to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm. (2) Next, after drying this green sheet at 80 ° C. for 5 hours, punching it to a diameter of 1.8 mm, 3.0 mm, 5.0 mm.
A portion that will be a through hole for inserting the semiconductor wafer support pin of
A portion to be a through hole for connecting to an external terminal is provided.

【0046】(3) 平均粒子径1μmのタングステンカー
バイト粒子100 重量部、アクリル系バインダ3.0 重量
部、α−テルピネオール溶媒3.5 重量部および分散剤0.
3 重量部を混合して導体ペーストAを調製した。平均粒
子径3μmのタングステン粒子100 重量部、アクリル系
バインダ1.9 重量部、α−テルピネオール溶媒3.7 重量
部および分散剤0.2 重量部を混合して導体ペーストBを
調製した。この導体ペーストAをグリーンシートにスク
リーン印刷で印刷し、導体ペースト層を形成した。印刷
パターンは、同心円パターンとした。また、他のグリー
ンシートに図7に示した形状の静電電極パターンからな
る導体ペースト層を形成した。
(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, 3.5 parts by weight of an α-terpineol solvent and a dispersant of 0.
3 parts by weight were mixed to prepare a conductor paste A. A conductor paste B was prepared by mixing 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an α-terpineol solvent and 0.2 part by weight of a dispersant. This conductor paste A was printed on a green sheet by screen printing to form a conductor paste layer. The printing pattern was a concentric pattern. Further, a conductor paste layer having an electrostatic electrode pattern having the shape shown in FIG. 7 was formed on another green sheet.

【0047】さらに、外部端子を接続するためのスルー
ホール用の貫通孔に導体ペーストBを充填した。上記処
理の終わったグリーンシートに、さらに、タングステン
ペーストを印刷しないグリーンシートを上側(加熱面)
に34枚、下側に13枚積層し、その上に静電電極パタ
ーンからなる導体ペースト層を印刷したグリーンシート
を積層し、さらにその上にタングステンペーストを印刷
していないグリーンシートを2枚積層し、これらを130
℃、80 kg/cm2の圧力で圧着して積層体を形成した。
Further, the conductor paste B was filled in the through holes for through holes for connecting the external terminals. On top of the green sheet that has undergone the above processing, the green sheet on which the tungsten paste is not printed is placed on the upper side (heating side)
34 sheets, and 13 sheets on the lower side, a green sheet on which a conductor paste layer composed of an electrostatic electrode pattern is printed, and two green sheets on which a tungsten paste is not printed are further stacked thereon. And these 130
A laminate was formed by pressure bonding at 80 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 .

【0048】(4) 次に、得られた積層体を窒素ガス中、
600 ℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力0〜150 kg/cm
2(詳細は表1)で3時間ホットプレスし、厚さ3mmの
窒化アルミニウム板状体を得た。これを230 mmの円板状
に切り出し、内部に厚さ6μm、幅10mmの抵抗発熱体
55および厚さ10μmのチャック正極静電層52、チ
ャック負極静電層53を有する窒化アルミニウム製の板
状体とした。
(4) Next, the obtained laminated body was placed in a nitrogen gas,
Degreased at 600 ℃ for 5 hours, 1890 ℃, pressure 0-150 kg / cm
2 (details in Table 1) were hot pressed for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate-like body having a thickness of 3 mm. This is cut into a 230 mm disk shape, and a plate shape made of aluminum nitride having therein a resistance heating element 55 having a thickness of 6 μm and a width of 10 mm, and a chuck positive electrode electrostatic layer 52 and a chuck negative electrode electrostatic layer 53 having a thickness of 10 μm. I made it a body.

【0049】(5) 次に、(4) で得られた板状体を、ダイ
ヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、SiC等に
よるブラスト処理で表面に熱電対のための有底孔(直
径:1.2mm、深さ:2.0 mm)を設けた。 (6) さらに、スルーホールが形成されている部分をえぐ
り取って袋孔とし、この袋孔にNi−Auからなる金ろうを
用い、700 ℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子
59を接続した。なお、外部端子59の接続は、図4に
示すような、タングステンの支持体が3点で支持する構
造が望ましい。接続信頼性を確保することができるから
である。
(5) Next, after polishing the plate-like body obtained in (4) with a diamond grindstone, a mask is placed and a bottomed hole for a thermocouple is formed on the surface by blasting with SiC or the like. (Diameter: 1.2 mm, depth: 2.0 mm). (6) Furthermore, the portion where the through hole is formed is cut out to form a bag hole, and using Ni-Au gold solder, reflow is performed by heating at 700 ° C and the external terminal 59 made of Kovar is connected. did. Incidentally, the connection of the external terminal 59 is preferably a structure in which a tungsten support body supports at three points as shown in FIG. This is because connection reliability can be secured.

【0050】(7) 次に、温度制御のための複数の熱電対
を有底孔に埋め込み、抵抗発熱体を有する静電チャック
101 の製造を完了した。このような静電チャックについ
ては、端子ピンと電源と接続するソケットとの着脱試験
を500 回実施したが、ククラックや端子ピンの剥離、発
熱体、静電電極の破断はなかった。静電チャックは、腐
食性のガスで洗浄されることが多く、保守点検が必要で
ある。このため静電チャックを着脱してもクラックなど
が発生しない本発明は、静電チャックの電極構造として
は最適である。
(7) Next, a plurality of thermocouples for temperature control are embedded in a bottomed hole and an electrostatic chuck having a resistance heating element is formed.
101 production completed. With respect to such an electrostatic chuck, the attachment / detachment test of the terminal pin and the socket connected to the power source was carried out 500 times, but there was no crack, peeling of the terminal pin, breakage of the heating element, or electrostatic electrode. Electrostatic chucks are often cleaned with corrosive gases and require maintenance. Therefore, the present invention in which cracks and the like do not occur even when the electrostatic chuck is attached or detached is most suitable as the electrode structure of the electrostatic chuck.

【0051】実施例4 (ウエハプローバ) (1) 窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径1.
1 μm)100 重量部、イットリア(平均粒径0.4 μm)
4重量部、実施例1で得られた非晶質カーボン0.9 重量
部、および、1−ブタノールおよびエタノールからなる
アルコール53重量部を混合して得た混合組成物を、ドク
ターブレード法を用いて成形し、厚さ0.47mmのグリーン
シートを得た。 (2) 次に、このグリーンシートを80℃で5時間乾燥させ
た後、パンチングにて発熱体と外部端子と接続するため
のスルーホール用の貫通孔を設けた。
Example 4 (Wafer prober) (1) Aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.
1 μm) 100 parts by weight, yttria (average particle size 0.4 μm)
A mixed composition obtained by mixing 4 parts by weight, 0.9 parts by weight of the amorphous carbon obtained in Example 1, and 53 parts by weight of alcohol consisting of 1-butanol and ethanol was molded using a doctor blade method. Then, a green sheet having a thickness of 0.47 mm was obtained. (2) Next, this green sheet was dried at 80 ° C. for 5 hours and then punched to form through holes for through holes for connecting the heating element and external terminals.

【0052】(3) 平均粒子径1μmのタングステンカー
バイド粒子100 重量部、アクリル系バインダ3.0 重量
部、α−テルピネオール溶媒3.5 重量部および分散剤0.
3 重量部を混合して導電性ペーストAとした。また、平
均粒子径3μmのタングステン粒子100 重量部、アクリ
ル系バインダ1.9 重量部、α−テルピネオール溶媒を3.
7 重量部、分散剤0.2 重量部を混合して導電性ペースト
Bとした。次に、グリーンシートに、この導電性ペース
トAを用いたスクリーン印刷で、格子状のガード電極用
印刷体、グランド電極用印刷体を印刷した。また、外部
端子と接続するためのスルーホール用の貫通孔に導電性
ペーストBを充填した。さらに、印刷されたグリーンシ
ートおよび印刷がされていないグリーンシートを50枚
積層して130 ℃、80 kg/cm2の圧力で一体化することに
より積層体を作製した。
(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, 3.5 parts by weight of an α-terpineol solvent and a dispersant of 0.
3 parts by weight were mixed to prepare a conductive paste A. In addition, 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, and α-terpineol solvent were added to 3.
7 parts by weight and 0.2 parts by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductive paste B. Next, a grid-shaped guard electrode print body and a ground electrode print body were printed on the green sheet by screen printing using the conductive paste A. Further, the conductive paste B was filled into the through holes for through holes for connecting to the external terminals. Further, 50 printed green sheets and 50 unprinted green sheets were laminated and integrated at 130 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 to prepare a laminate.

【0053】(4) 次に、この積層体を窒素ガス中で 600
℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150kg/cm2で3時間ホ
ットプレスし、厚さ3mmの窒化アルミニウム板状体を
得た。得られた板状体を、直径 300mmの円形状に切り出
してセラミック製の板状体とした。スルーホール16の
大きさは、直径0.2 mm、深さ0.2 mmであった。また、ガ
ード電極67、グランド電極68の厚さは10μm、ガ
ード電極67の形成位置は、ウエハ載置面から1mm、グ
ランド電極68の形成位置は、ウエハ載置面から1.2 mm
であった。また、ガード電極67およびグランド電極6
8の導体非形成領域の1辺の大きさは、0.5 mmであっ
た。
(4) Next, this laminated body was subjected to 600 g in nitrogen gas.
Degreasing was performed at 5 ° C. for 5 hours, and hot pressing was performed at 1890 ° C. and a pressure of 150 kg / cm 2 for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate-shaped body having a thickness of 3 mm. The obtained plate-shaped body was cut into a circular shape having a diameter of 300 mm to obtain a ceramic plate-shaped body. The size of the through hole 16 was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth. Further, the thickness of the guard electrode 67 and the ground electrode 68 is 10 μm, the formation position of the guard electrode 67 is 1 mm from the wafer mounting surface, and the formation position of the ground electrode 68 is 1.2 mm from the wafer mounting surface.
Met. In addition, the guard electrode 67 and the ground electrode 6
The size of one side of the conductor non-formed area of No. 8 was 0.5 mm.

【0054】(5) 上記(4) で得た板状体を、ダイアモン
ド砥石で研磨した後、マスクを載置し、SiC等によるブ
ラスト処理で表面に熱電対のための凹部およびウエハ吸
着用の溝62 (幅0.5 mm、深さ0.5 mm)を設けた。
(5) After polishing the plate-like body obtained in (4) above with a diamond grindstone, a mask is placed and a blast treatment with SiC or the like is performed on the surface to form a concave portion for a thermocouple and a wafer adsorption portion. A groove 62 (width 0.5 mm, depth 0.5 mm) was provided.

【0055】(6) さらに、ウエハ載置面に対向する面に
発熱体65を形成するための層を印刷した。印刷は導電
ペーストを用いた。導電ペーストは、プリント配線板の
スルーホール形成に使用されている徳力化学研究所製の
ソルベストPS603Dを使用した。この導電ペースト
は、銀/鉛ペーストであり、酸化鉛、酸化亜鉛、シリ
カ、酸化ホウ素、アルミナからなる金属酸化物(それぞ
れの重量比率は、5/55/10/25/5)を銀100 重量部
に対して7.5 重量部含むものであった。また、銀の形状
は平均粒径4.5 μmでリン片状のものであった。
(6) Further, a layer for forming the heating element 65 was printed on the surface facing the wafer mounting surface. The printing used conductive paste. The conductive paste used was Solbest PS603D manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho, which is used for forming through holes in printed wiring boards. This conductive paste is a silver / lead paste, and contains 100 parts of silver by weight of a metal oxide composed of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, and alumina (each weight ratio is 5/55/10/25/5). It contained 7.5 parts by weight per part. Further, the silver had a flaky shape with an average particle size of 4.5 μm.

【0056】(7) 導電ペーストを印刷したのち780 ℃で
加熱焼成して、導電ペースト中の銀、鉛を焼結させると
ともにセラミック基板1に焼き付けた。さらに硫酸ニッ
ケル30g/l、ほう酸30g/l、塩化アンモニウム30g
/lおよびロッシェル塩60g/lを含む水溶液からなる
無電解ニッケルめっき浴に基板を浸漬して、銀の焼結体
の表面に、厚さ1μm、ホウ素の含有量が1重量%以下
のニッケル層(図示せず)を析出させた。この後、基板
は、120 ℃で3時間アニーリング処理を施した。銀の焼
結体からなる発熱体は、厚さが5μm、幅2.4 mmであ
り、面積抵抗率が7.7 mΩ/□であった。
(7) After the conductive paste was printed, it was heated and baked at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductive paste and to burn it on the ceramic substrate 1. Furthermore, nickel sulfate 30g / l, boric acid 30g / l, ammonium chloride 30g
Nickel layer having a thickness of 1 μm and a boron content of 1% by weight or less on the surface of the silver sintered body by immersing the substrate in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing 1 / l of Rochelle salt and 60 g / l of Rochelle salt. (Not shown) was deposited. Then, the substrate was annealed at 120 ° C. for 3 hours. The heating element made of a silver sintered body had a thickness of 5 μm, a width of 2.4 mm, and an area resistivity of 7.7 mΩ / □.

【0057】(8) 溝62が形成された面に、スパッタリ
ング法により、順次、チタン層、モリブデン層、ニッケ
ル層を形成した。スパッタリングのための装置は、日本
真空技術株式会社製のSV−4540を使用した。スパ
ッタリングの条件は気圧0.6 Pa、温度100 ℃、電力20
0 Wであり、スパッタリング時間は、30秒から1分の範
囲内で、各金属によって調整した。得られた膜の厚さ
は、蛍光X線分析計の画像から、チタン層は0.3 μm、
モリブデン層は2μm、ニッケル層は1μmであった。
(8) A titanium layer, a molybdenum layer, and a nickel layer were sequentially formed on the surface where the groove 62 was formed by a sputtering method. As an apparatus for sputtering, SV-4540 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd. was used. Sputtering conditions are atmospheric pressure 0.6 Pa, temperature 100 ° C., electric power 20.
0 W and the sputtering time was adjusted for each metal within the range of 30 seconds to 1 minute. The thickness of the obtained film was 0.3 μm for the titanium layer from the image of the fluorescent X-ray analyzer,
The molybdenum layer was 2 μm, and the nickel layer was 1 μm.

【0058】(9) 硫酸ニッケル30g/l、ほう酸30g/
l、塩化アンモニウム30g/lおよびロッシェル塩60g
/lを含む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に、
上記(8) で得られたセラミック基板を浸漬し、スパッタ
リングにより形成された金属層の表面に厚さ7μm、ホ
ウ素の含有量が1重量%以下のニッケル層を析出させ、
120 ℃で3時間アニーリングした。発熱体表面は、電流
を流さず、電解ニッケルめっきでの被覆はない。
(9) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 30 g /
1, ammonium chloride 30g / l and Rochelle salt 60g
In an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing
The ceramic substrate obtained in (8) above is dipped to deposit a nickel layer having a thickness of 7 μm and a boron content of 1% by weight or less on the surface of the metal layer formed by sputtering.
Annealed at 120 ° C. for 3 hours. The heating element surface does not carry an electric current and is not coated with electrolytic nickel plating.

【0059】さらに、表面にシアン化金カリウム2g/
l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナトリウム50
g/lおよび次亜リン酸ナトリウム10g/lを含む無電
解金めっき液に、93℃の条件で1分間浸漬し、ニッケル
めっき層上に厚さ1μmの金めっき層を形成した。
Further, 2 g of potassium gold cyanide on the surface /
1, ammonium chloride 75g / l, sodium citrate 50
The electroless gold plating solution containing g / l and 10 g / l of sodium hypophosphite was immersed for 1 minute at 93 ° C. to form a gold plating layer having a thickness of 1 μm on the nickel plating layer.

【0060】(10) 溝62から裏面に抜ける空気吸引孔
63をドリル加工により形成し、さらにスルーホール1
6を露出させるための袋孔(図示せず)を設けた。この
袋孔にNi−Au合金(Au:81.5重量%、Ni:18.4重量%、
不純物:0.1 重量%)からなる金ろうを用い、970 ℃で
加熱リフローしてコバール製の外部端子を接続させた。
また、発熱体に半田(スズ90重量%/鉛10重量%)を介
してコバール製の外部端子を形成した。
(10) An air suction hole 63 is formed through a drilling process so as to escape from the groove 62 to the back surface.
A bag hole (not shown) for exposing 6 was provided. Ni-Au alloy (Au: 81.5 wt%, Ni: 18.4 wt%,
Impurity: 0.1% by weight) was used to heat and reflow at 970 ° C. to connect an external terminal made of Kovar.
In addition, external terminals made of Kovar were formed on the heating element via solder (90% by weight of tin / 10% by weight of lead).

【0061】(11) 次に、温度制御のための複数熱電対
を凹部に埋め込み、ウエハプローバ102 を得た。このよ
うなウエハプローバについては、端子ピンと電源と接続
するソケットとの着脱試験を500 回実施したが、クラッ
クや端子ピンの剥離や発熱体,ガード電極,グランド電
極の破断はなかった。
(11) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the recess to obtain a wafer prober 102. With respect to such a wafer prober, the attachment / detachment test of the terminal pin and the socket for connecting to the power source was conducted 500 times, but there was no crack, peeling of the terminal pin, breakage of the heating element, guard electrode, and ground electrode.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる半
導体製造・検査装置用セラミック基板によれば、昇降温
特性 (ヒータ,サセプタ) と吸着能力 (静電チャック,
ウエハプローバ) に優れると共に、たとえ外部端子に力
が加わった場合でも発熱体の破損や外部端子接続用ピン
自体の損壊がなく、しかも、内部に埋設した発熱体や電
極の如き板状の導電体と外部端子との接続信頼性に優れ
ている。
As described above, according to the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment of the present invention, the temperature raising / lowering characteristics (heater, susceptor) and the adsorption capacity (electrostatic chuck,
Wafer prober) is excellent, and even if force is applied to the external terminals, there is no damage to the heating element or damage to the external terminal connection pin itself, and there is also a plate-shaped conductor such as a heating element or electrode embedded inside. And the connection reliability with external terminals is excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】発熱体のパターンを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a pattern of a heating element.

【図2】セラミックヒータの使用状態を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a usage state of a ceramic heater.

【図3】セラミックヒータの製造工程を示す模式図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a ceramic heater.

【図4】導電性支持部材による外部端子接続用ピン支持
のもようを示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing how an external terminal connecting pin is supported by a conductive supporting member.

【図5】静電チャックの縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view of an electrostatic chuck.

【図6】ウエハプローバの縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a wafer prober.

【図7】内装電極パターンの模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of an internal electrode pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミック基板 2 発熱体 3 外部端子接続用ピン 4 接続パッド 5 袋孔 6 熱電対 7 貫通孔 8 ウエハー支持ピン 9 ウエハー 11 凹部 12 導電性支持部材 100 セラミックヒータ 101 静電チャック 102 ウエハプローバ 1 Ceramic substrate 2 heating element 3 External terminal connection pin 4 connection pads 5 bag holes 6 thermocouple 7 through holes 8 Wafer support pins 9 wafers 11 recess 12 Conductive support member 100 ceramic heater 101 electrostatic chuck 102 wafer prober

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/20 393 H05B 3/74 3/74 H01L 21/30 567 (72)発明者 平松 靖二 岐阜県揖斐郡揖斐川町北方1−1 イビデ ン株式会社内 Fターム(参考) 3K034 AA02 AA04 BB06 BB14 BC04 BC16 BC29 CA02 CA26 CA32 DA04 HA01 HA10 JA01 3K092 PP20 QA05 QB02 QB18 QB20 QB31 QB43 QB74 QB75 QB76 QC02 QC20 QC25 QC34 QC38 QC43 QC49 QC52 QC58 QC62 RF03 RF11 RF17 RF26 RF27 VV31 4M106 AA01 BA01 DD30 5F031 CA02 HA02 HA13 HA17 HA19 HA33 HA37 JA01 JA46 MA33 5F046 KA04 KA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H05B 3/20 393 H05B 3/74 3/74 H01L 21/30 567 (72) Inventor Yasuji Hiramatsu Gifu Prefecture Ibi 1-1 Kitakata, Ibiden Co., Ltd., Ibiden-gun, F-Term (Reference) 3K034 AA02 AA04 BB06 BB14 BC04 BC16 BC29 CA02 CA26 CA32 DA04 HA01 HA10 JA01 3K092 PP20 QA05 QB02 QB18 QB20 QC QC43 QC52 QC58 QC62 RF03 RF11 RF17 RF26 RF27 VV31 4M106 AA01 BA01 DD30 5F031 CA02 HA02 HA13 HA17 HA19 HA33 HA37 JA01 JA46 MA33 5F046 KA04 KA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に導電体が埋設されているセラミッ
ク基板において、その埋設導電体を起点として該基板表
面に向けて円柱状の導電性接続パッドが設けられ、この
接続パッドには袋孔が開口され、その袋孔には外部端子
接続用ピンが取付けられていることを特徴とする半導体
製造・検査装置用セラミック基板。
1. A ceramic substrate in which a conductor is embedded, a cylindrical conductive connection pad is provided from the embedded conductor toward the surface of the substrate, and the connection pad has a blind hole. A ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspecting device, which is opened, and external terminal connecting pins are attached to the bag hole.
【請求項2】 前記導電性接続パッドと外部端子接続用
ピンとは、袋孔内に充填されたろう材を介して固定され
電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記
載のセラミック基板。
2. The ceramic according to claim 1, wherein the conductive connection pad and the external terminal connection pin are fixed and electrically connected via a brazing material filled in the bag hole. substrate.
【請求項3】 前記導電体が、ヒーター用,サセプター
用の発熱体、静電チャック用,ウエハプローバー用の電
極であることを特徴とする請求項1または2に記載のセ
ラミック基板。
3. The ceramic substrate according to claim 1, wherein the conductor is a heater, a susceptor heating element, an electrostatic chuck electrode, and a wafer prober electrode.
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JPWO2018159687A1 (en) * 2017-03-02 2020-01-23 日本碍子株式会社 Wafer heating device

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