JP2003077964A - Chuck top for wafer prober - Google Patents
Chuck top for wafer proberInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ上に
形成された集積回路の導通検査に用いられるウエハプロ
ーバに関し、さらに詳しくは、その導通検査においてそ
のウエハプローバ用チャックトップヒータのウエハ載置
面に設けられるチャックトップステージの歪みを防止す
るように構成され、特に300mm径の半導体ウエハに用い
て好適なウエハプローバ用チャックトップに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer prober used for a continuity inspection of an integrated circuit formed on a semiconductor wafer, and more specifically, a wafer mounting surface of a chuck top heater for a wafer prober in the continuity inspection. The present invention relates to a chuck top for a wafer prober, which is configured to prevent distortion of a chuck top stage provided in, and is particularly suitable for a semiconductor wafer having a diameter of 300 mm.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体チップは、種々の産業において必
要とされる極めて重要な製品であり、例えば、シリコン
単結晶を所定の厚さにスライスして半導体ウエハを作製
した後、この半導体ウエハに種々の集積回路等を形成す
ることにより製造される。この半導体ウエハは、従来
は、200mm径のものが主流であったが、業界・市場動向
は、300mm径のものに移行しつつあり、関連周辺技術も3
00mm径のものに対応して改良されつつある。2. Description of the Related Art Semiconductor chips are extremely important products required in various industries. For example, a semiconductor wafer is manufactured by slicing a silicon single crystal into a predetermined thickness and then manufacturing the semiconductor wafer in various ways. It is manufactured by forming an integrated circuit or the like. In the past, semiconductor wafers with a diameter of 200 mm were the mainstream, but the industry and market trends are shifting to those with a diameter of 300 mm, and related peripheral technologies are also 3
It is being improved to correspond to the one with a diameter of 00 mm.
【０００３】この半導体チップの製造工程においては、
半導体ウエハの段階で、形成された各集積回路が設計通
りに動作するか否かを測定してチェックするプロービン
グ工程(G/W工程：グッドチップ／ウエハ工程)が行われ
る。In the process of manufacturing this semiconductor chip,
At the semiconductor wafer stage, a probing process (G / W process: good chip / wafer process) is performed to measure and check whether each formed integrated circuit operates as designed.
【０００４】プロービング工程においては、プローバ
(半導体ウエハの集積回路の導通検査装置)を用いて半導
体ウエハに形成された集積回路の導通検査がなされる。
その使用例を図６に示す。同図に示したように、半導体
ウエハWをプローバを構成するウエハプローバ用チャッ
クトップヒータ500（以下「チャックトップヒータ500」
とする。）のセラミック基板501にセットし、集積回路
の電極パッドにプローブ601をコンタクトさせる。この
ために、予め集積回路の全電極パッド位置に合わせてプ
ローブ(テスタピン)を配置したプローブ・カードが用い
られる。プローブ・カードからは全プローブに対応する
信号線が出ており、テスターに接続されている。この状
態で、予めプログラムされている入力波形信号を集積回
路の入力電極パッドから入力し、その集積回路の出力端
子から出力される信号波形を読み取る。これにより、半
導体ウエハWの良否が判定される。検査中にあっては、
半導体ウエハWは、チャックトップヒータ500により加熱
・冷却がなされ高速昇温降温下にさらされる。In the probing process, the prober
A continuity test of an integrated circuit formed on a semiconductor wafer is performed by using (a continuity test device for an integrated circuit of a semiconductor wafer).
An example of its use is shown in FIG. As shown in the figure, a chuck top heater 500 for a wafer prober that constitutes a prober of a semiconductor wafer W (hereinafter referred to as "chuck top heater 500").
And ), And the probe 601 is contacted with the electrode pad of the integrated circuit. For this purpose, a probe card in which probes (tester pins) are arranged in advance at all electrode pad positions of the integrated circuit is used. Signal lines corresponding to all probes are output from the probe card and connected to the tester. In this state, a preprogrammed input waveform signal is input from the input electrode pad of the integrated circuit, and the signal waveform output from the output terminal of the integrated circuit is read. As a result, the quality of the semiconductor wafer W is determined. During the inspection,
The semiconductor wafer W is heated / cooled by the chuck top heater 500 and exposed to high-speed temperature rising / falling.
【０００５】従来のチャックトップヒータ500として
は、窒化ホウ素を主原料とするセラミック基板上にアル
ミニウム製のチャックトップステージを備えたものが実
用化されている。このチャックトップヒータ500は、200
mm径の半導体ウエハWを対象としていたため、16チッ
プ同時測定ができればよいこと、平面度が20μmであ
ること、50kgfの耐荷重構造を有すること、1チップ
あたりのピン数が2000pin程度であること、面内温度
分布が-2.0℃〜+2.0℃であること、全重量が3kg〜4kg
程度であることを要求仕様としたものであった。As a conventional chuck top heater 500, one having a chuck top stage made of aluminum on a ceramic substrate containing boron nitride as a main material has been put into practical use. This chuck top heater 500 is 200
Since the target was a semiconductor wafer W with a diameter of mm, it is only necessary to be able to measure 16 chips simultaneously, the flatness is 20 μm, a load bearing structure of 50 kgf is provided, and the number of pins per chip is about 2000 pins. , In-plane temperature distribution is -2.0 ℃ to + 2.0 ℃, total weight is 3kg to 4kg
It was a requirement specification that it was a degree.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、300mm
径の半導体ウエハに形成される集積回路の導通検査に用
いられるプローバの場合には、32チップ〜64チップ同
時測定ができること、平面度が10μmであること、1
00kgないし200kgの耐荷重構造を有すること、1チップ
当たりのピン数が4000pinないし8000pin程度であるこ
と、面内温度分布が-1.0℃〜+1.0℃であること、全
重量を1.0kg〜3.0kg程度に収めること等が要求仕様とさ
れる。すなわち、従来に較べると、半導体ウエハ径が大
きくなるだけでなく、プローブの多ピン化、狭ピッチ化
が進んでいる。従って、従来のセラミック基板(窒化ホ
ウ素)上に金属製(アルミニウム製)のチャックトップを
形成した構造では、次のような問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, 300 mm
In the case of a prober used to test the continuity of an integrated circuit formed on a semiconductor wafer with a diameter of 32 chips to 64 chips, the flatness is 10 μm.
It has a load-bearing structure of 00kg to 200kg, the number of pins per chip is about 4000pin to 8000pin, the in-plane temperature distribution is -1.0 ℃ to + 1.0 ℃, and the total weight is 1.0kg to 3.0kg. It is a required specification that it should be kept within a certain range. That is, in comparison with the conventional case, not only the diameter of the semiconductor wafer is increased, but also the probe is increased in the number of pins and the pitch is narrowed. Therefore, the conventional structure in which the chuck top made of metal (made of aluminum) is formed on the ceramic substrate (boron nitride) has the following problems.
【０００７】まず、単位面積あたりに換算した場合での
ピン数が200mm径のウエハでは64ピンであったのが、300
mm径のウエハでは128ピン〜256ピンにまで増えるため、
ピン1本あたりにかかる荷重が大きくなるという問題が
あった。ピン1本あたりにかかる荷重が大きくなると、
金属製(Al製)のチャックトップステージを押す力が大き
くなり、その結果、チャックトップステージに歪みが発
生することになる。この歪みは、チャックトップステー
ジの周辺部よりも中央部へ向かうほど大きい。従って、
プローバのピンが半導体ウエハの周縁部にはコンタクト
するが、半導体ウエハの中央部にはコンタクトせず、導
通検査ができなくなるという問題があった。この問題を
解消するためには、チャックトップステージそのものを
高剛性化するとともに、その平面度を高めることが必要
である。First, when the number of pins per unit area is 64 for a wafer with a diameter of 200 mm,
As the number of mm wafers increases from 128 pins to 256 pins,
There was a problem that the load applied to each pin was large. When the load applied per pin increases,
The force for pushing the metal (Al) chuck top stage becomes large, and as a result, the chuck top stage is distorted. This distortion is larger toward the central part than at the peripheral part of the chuck top stage. Therefore,
Although the pins of the prober are in contact with the peripheral portion of the semiconductor wafer, they are not in contact with the central portion of the semiconductor wafer, which poses a problem that the continuity test cannot be performed. In order to solve this problem, it is necessary to increase the rigidity of the chuck top stage itself and increase its flatness.
【０００８】また、プロービング試験においては、-40
℃、+50〜+80℃等の低温・高温でのデバイス試験に対応
するため、セラミック基板には温度変動への迅速な追従
も要求される。しかし、従来のプローバの構造では、多
ピン化、狭ピッチ化に伴うチャックトップステージの歪
みという問題があったためセラミック基板の温度変動に
対する追従性を犠牲にしてもチャックトップステージを
それ以上薄くして熱応答性を改善することはできなかっ
た。また、従来は窒化ホウ素を用いていたため、セラミ
ック基板の熱伝導率そのものにも問題があることが指摘
されていた。さらに、ウエハプローバ用チャックトップ
が設けられるウエハプローバチャックトップヒータ全体
の重量にも問題があることが指摘されていた。軽量化で
きれば、それだけステージ移動速度が改善されるからで
ある。In the probing test, -40
In order to support device testing at low and high temperatures such as ℃ and +50 to + 80 ℃, ceramic substrates are also required to quickly follow temperature fluctuations. However, with the conventional prober structure, there was a problem of distortion of the chuck top stage due to the increase in the number of pins and the narrowing of the pitch. The thermal response could not be improved. Further, since boron nitride has been used conventionally, it has been pointed out that there is a problem in the thermal conductivity itself of the ceramic substrate. Further, it has been pointed out that there is a problem in the weight of the entire wafer prober chuck top heater provided with the chuck top for the wafer prober. This is because if the weight can be reduced, the stage moving speed can be improved.
【０００９】従って、従来の窒化ホウ素を主原料とする
セラミック基板にアルミニウム製のチャックトップステ
ージを設けた構造そのものに問題があるのではないかと
いうことが指摘されるようになった。アルミニウムは熱
伝導率は高いが比較的柔らかいためプローブピンの押圧
で変形しやすいし、窒化ホウ素は熱伝導率が悪いため、
高速昇降温特性が悪いからである。Therefore, it has been pointed out that there is a problem in the structure itself in which a chuck top stage made of aluminum is provided on a conventional ceramic substrate whose main raw material is boron nitride. Aluminum has a high thermal conductivity but is relatively soft, so it is easily deformed by pressing the probe pin, and boron nitride has a poor thermal conductivity.
This is because the high-speed temperature rising / falling characteristics are poor.
【００１０】300mm径ウエハ時代へ向けて、このような
問題を解消するためには、チャックトップステージを高
剛性化し、セラミック基板の高速昇降温特性を向上させ
ることが必要になる。しかも、装置全体の軽量化が実現
され、チャックトップステージの平面度の高精度化が実
現されれば、プローバ性能が飛躍的に向上することにな
る。In order to solve such problems in the age of 300 mm diameter wafers, it is necessary to make the chuck top stage highly rigid and improve the high-speed temperature rising / falling characteristics of the ceramic substrate. Moreover, if the overall weight of the apparatus is reduced and the flatness of the chuck top stage is improved, the prober performance will be dramatically improved.
【００１１】本発明は、半導体ウエハに形成された集積
回路の導通検査において、半導体ウエハとコンタクトす
るプローブピンが多ピン化、狭ピッチ化され、ピン圧が
高くなっても、チャックトップステージに歪みが発生せ
ず、高速昇降温特性に優れたウエハプローバ用チャック
トップを提供することを目的とする。これにより、半導
体ウエハに形成された集積回路の導通検査において誤判
定のない信頼性の高い導通検査を実現しようとするもの
である。According to the present invention, in the continuity inspection of an integrated circuit formed on a semiconductor wafer, even if the probe pin contacting the semiconductor wafer has a large number of pins and a narrow pitch, and the pin pressure becomes high, the chuck top stage is distorted. It is an object of the present invention to provide a chuck top for a wafer prober that does not generate heat and has excellent high-speed temperature rising / falling characteristics. Thus, it is intended to realize a highly reliable continuity test without erroneous determination in the continuity test of the integrated circuit formed on the semiconductor wafer.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、請求項１に記載されるように、半導体ウ
エハに形成された集積回路の導通検査に用いられるウエ
ハプローバ用チャックトップであって、当該半導体ウエ
ハが載置されるチャックトップステージが導電性セラミ
ック材料からなることを要旨とするものである。チャッ
クトップステージを導電性セラミック材料により構成し
たのは、高剛性を示すとともにチャックトップ電極の表
面処理が不要となるからである。なお、ウエハプローバ
用チャックトップは、基板上に導電性セラミック基板か
らなるチャックトップステージを有するものである。こ
の基板は、絶縁性基板または導電性の基板に絶縁層が形
成された基板であることが望ましい。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a chuck top for a wafer prober used for a continuity test of an integrated circuit formed on a semiconductor wafer, as set forth in claim 1. The gist is that the chuck top stage on which the semiconductor wafer is mounted is made of a conductive ceramic material. The chuck top stage is made of a conductive ceramic material because it has high rigidity and does not require surface treatment of the chuck top electrode. The wafer prober chuck top has a chuck top stage made of a conductive ceramic substrate on a substrate. This substrate is preferably an insulating substrate or a substrate in which an insulating layer is formed on a conductive substrate.
【００１３】上記構成を備えたウエハプローバ用チャッ
クトップは、セラミック基板の表面に形成されるチャッ
クトップステージが導電性セラミック材料からなるもの
であるから、従来に比べて単位面積あたりのプローブピ
ンの数が増大し、しかもプローブピンにかかる荷重が大
きくなってもチャックトップステージが歪むことはな
く、半導体ウエハとプローブピンとの良好なコンタクト
状態が確保される。また、チャックトップステージは、
導電性を示すためチャックトップ電極形成処理が不要と
なり製造コストが低減されることになる。In the chuck top for a wafer prober having the above structure, since the chuck top stage formed on the surface of the ceramic substrate is made of a conductive ceramic material, the number of probe pins per unit area is larger than that in the conventional case. The chuck top stage is not distorted even when the load applied to the probe pin is increased, and a good contact state between the semiconductor wafer and the probe pin is secured. Also, the chuck top stage is
Since it exhibits conductivity, the chuck top electrode forming process is unnecessary and the manufacturing cost is reduced.
【００１４】この場合に、請求項２に記載されるよう
に、前記チャックトップステージは、セラミック基板か
らなる検査ステージの表面に設けることが望ましい。検
査ステージをセラミック基板により構成すれば、ウエハ
プローバ用チャックトップヒータの加熱・冷却に迅速に
追従し、良好な降温昇温特性が実現されるからである。In this case, it is preferable that the chuck top stage is provided on the surface of the inspection stage made of a ceramic substrate. This is because if the inspection stage is made of a ceramic substrate, the heating and cooling of the chuck top heater for a wafer prober can be quickly followed, and good temperature-falling and temperature-rising characteristics can be realized.
【００１５】この場合に、請求項３に記載されるよう
に、前記導電性セラミックは、炭化ケイ素、カーボン、
炭化タングステンまたは炭化モリブデンのうちから選ば
れる少なくとも一又は二以上のセラミック材料からなる
ことが望ましい。これらのセラミック材料は高剛性を示
すため、多ピン化、狭ピッチ化、ピン高荷重化に対して
も歪まず、高い面精度を実現できるからである。また、
導電性セラミックは、熱伝導率が高く高剛性なため、薄
くでき、高速昇降温特性にも優れるからである。さら
に、これらのセラミック材料は、導電性を示すことから
従来のように金属製のチャックトップステージを設ける
必要がないからである。In this case, the conductive ceramic may be silicon carbide, carbon,
It is desirable to be made of at least one or two or more ceramic materials selected from tungsten carbide and molybdenum carbide. Since these ceramic materials exhibit high rigidity, high surface accuracy can be realized without distortion even when the number of pins is increased, the pitch is reduced, and the pin load is increased. Also,
Because the conductive ceramic has high thermal conductivity and high rigidity, it can be made thin and has excellent high-speed temperature rising / falling characteristics. Further, since these ceramic materials show conductivity, it is not necessary to provide a chuck top stage made of metal as in the conventional case.
【００１６】この場合に、請求項４に記載されるよう
に、前記セラミック基板は、窒化アルミニウムからなる
ことが望ましい。窒化アルミニウムは、熱伝導率が高い
ため、ウエハプローバ用チャックトップヒータの加熱・
冷却に迅速に追従し、高速昇降温特性に優れるからであ
る。さらに、窒化アルミニウムは、高剛性を示すことか
ら、プローブピンの針圧による変形等の影響を受けるこ
とがないからである。In this case, the ceramic substrate is preferably made of aluminum nitride. Since aluminum nitride has a high thermal conductivity, it can be used for heating chuck top heaters for wafer probers.
This is because it quickly follows cooling and has excellent high-speed temperature rising / falling characteristics. Furthermore, since aluminum nitride has high rigidity, it is not affected by deformation of the probe pin due to needle pressure.
【００１７】この場合に、請求項５に記載されるよう
に、前記セラミック基板と、前記半導体ウエハおよび当
該チャックトップの加熱を行うヒータとの間にガード電
極およびグランド電極を設けたり、請求項６に記載され
るように、前記ヒータの非加熱面側に断熱層を設けると
よい。ノイズやストレイキャパシタが導通検査に与える
悪影響を未然に防止したり、ウエハプローバ用チャック
トップヒータからの熱が外部に漏れないようにするため
である。In this case, as described in claim 5, a guard electrode and a ground electrode may be provided between the ceramic substrate and a heater for heating the semiconductor wafer and the chuck top. As described in (1), a heat insulating layer may be provided on the non-heating surface side of the heater. This is to prevent adverse effects of noise and stray capacitors on the continuity test, and to prevent heat from the chuck top heater for the wafer prober from leaking to the outside.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
に係るウエハプローバ用チャックトップヒータ10（以下
「チャックトップヒータ10」とする。）の概略構成を示
した断面図であり、同図(a)が概念的に示したものであ
り、同図(b)が概略的な構成を示したものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a chuck top heater 10 for a wafer prober (hereinafter referred to as “chuck top heater 10”) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B shows a schematic configuration.
【００１９】チャックトップヒータ10は、半導体ウエハ
Wに形成された集積回路の導通検査に使用されるもので
あり、検査される半導体ウエハWを検査ステージ12の表
面のチャックトップステージ16に載置し、プローバ14の
プローブピン14aを半導体ウエハWにコンタクトさせた状
態で当該半導体ウエハWの加熱・冷却・温度調節用とし
て使用される。このチャックトップヒータ10は、図示さ
れるように積層構造を有し、概略的には半導体ウエハW
の載置面側から順番に、チャックトップステージ16およ
び検査ステージ12(絶縁シート18およびセラミック基板2
0)、電極シート22、ヒータ24およびボトムプレート26か
らなる。また、チャックトップヒータ10のうち符号10'
で示した部分がチャックトップを構成する。The chuck top heater 10 is a semiconductor wafer.
The semiconductor wafer W to be inspected is placed on the chuck top stage 16 on the surface of the inspection stage 12, and the probe pin 14a of the prober 14 is used for the semiconductor wafer W to be inspected. It is used for heating / cooling / temperature control of the semiconductor wafer W in a state of being in contact with. The chuck top heater 10 has a laminated structure as shown in the figure, and schematically shows a semiconductor wafer W.
Chuck top stage 16 and inspection stage 12 (insulating sheet 18 and ceramic substrate 2
0), electrode sheet 22, heater 24, and bottom plate 26. Also, reference numeral 10 'of the chuck top heater 10
The portion indicated by represents the chuck top.
【００２０】また、チャックトップヒータ10には、半導
体ウエハWを吸引してチャックトップステージ16に密着
させるための真空吸引孔28、半導体ウエハWを昇降させ
る昇降ピンの昇降ピン孔30、温度測定素子(熱電対)を取
り付けるための温度測定孔32が設けられる。さらに、チ
ャックトップヒータ10には、図示を省略しているが各種
の電気的素子等が設けられ、電気的配線が施されてい
る。各層はボルト34等の機械的組付手段によって一体化
される。Further, the chuck top heater 10 has a vacuum suction hole 28 for sucking the semiconductor wafer W and bringing it into close contact with the chuck top stage 16, an elevating pin hole 30 for elevating and lowering the semiconductor wafer W, and a temperature measuring element. A temperature measurement hole 32 is provided for mounting (thermocouple). Further, although not shown, the chuck top heater 10 is provided with various electric elements and the like and is electrically wired. The layers are integrated by mechanical assembling means such as bolts 34.
【００２１】次に各層の具体的構成について説明する。
チャックトップステージ16は、炭化ケイ素(SiC)に炭化
ホウ素(B4C)を混合させて得られる導電性を呈する導電
性セラミック材料を原料として作製されたものである。
炭化ケイ素に炭化ホウ素を混合させた導電性セラミック
材料を用いたのは、剛性および平面度に特に優れる上、
さらに、密度、高速昇降温特性およびコストの面におい
ても優れた特性を示すからである。チャックトップステ
ージ16は、略円板形状をしており、その径が約310mmで
あり、厚さが5mm以上である。チャックトップステージ1
6には、真空吸引孔28、ボルト取付孔36等が予め形成さ
れる。Next, the specific structure of each layer will be described.
The chuck top stage 16 is made from a conductive ceramic material having conductivity which is obtained by mixing boron carbide (B 4 C) with silicon carbide (SiC).
The conductive ceramic material in which boron carbide is mixed with silicon carbide is particularly excellent in rigidity and flatness, and
Further, it is also excellent in terms of density, high-speed temperature raising / lowering characteristics, and cost. The chuck top stage 16 has a substantially disc shape, and has a diameter of about 310 mm and a thickness of 5 mm or more. Chuck top stage 1
A vacuum suction hole 28, a bolt mounting hole 36, etc. are formed in advance in 6.
【００２２】絶縁シート18は、シリコンゴムシート(Si
シート)からなるものである。絶縁シート18は、円板形
状をしており、その径が約310mmである。絶縁シート18
には、真空吸引孔28、ボルト取付孔36等が予め形成され
る。周知のシリコンゴムシート、例えば、高温下の電線
やケーブルの被覆、パッキン、ガスケット、防震ラバ
ー、自動車部品等に使用されるものであればよい。The insulating sheet 18 is a silicone rubber sheet (Si
Sheet). The insulating sheet 18 has a disc shape, and its diameter is about 310 mm. Insulation sheet 18
A vacuum suction hole 28, a bolt mounting hole 36, etc. are formed in advance in this. Any known silicone rubber sheet may be used as long as it is used for covering electric wires and cables under high temperature, packing, gaskets, earthquake-proof rubber, automobile parts and the like.
【００２３】セラミック基板20は、窒化アルミニウムを
原料として作製されたものである。窒化アルミニウムを
セラミック基板の材料として用いたのは、高速昇降温特
性に特に優れる上(熱伝導率が高い(180W/m・K))、剛性お
よび平面度が高いからである。従って、窒化アルミニウ
ムによればヒータ24による昇温降温制御に迅速に追従す
ることになる。セラミック基板20は、円板形状をしてお
り、その径が約310mmであり、厚さが5mm以上である。セ
ラミック基板20には、真空吸引孔28、ボルト取付孔36、
温度測定孔32等が予め形成される。The ceramic substrate 20 is made of aluminum nitride as a raw material. Aluminum nitride is used as a material for the ceramic substrate because it has particularly excellent high-speed temperature rising / falling characteristics (high thermal conductivity (180 W / m · K)) and high rigidity and flatness. Therefore, aluminum nitride can quickly follow the temperature rise / fall control by the heater 24. The ceramic substrate 20 has a disc shape, a diameter of about 310 mm, and a thickness of 5 mm or more. The ceramic substrate 20 has a vacuum suction hole 28, a bolt mounting hole 36,
The temperature measuring hole 32 and the like are formed in advance.
【００２４】電極シート22は、銅板からなるものであ
り、ガード電極となる部分とグランド電極となる部分と
からなる。この電極は、ヒータから発生するノイズやス
トレイキャパシタを除去するために設けられる。電極と
して銅板を用いたのは、熱伝導率が高く、昇降温特性も
優れるからである。電極シートは、図２(a)に示したよ
うに接続片22aが形成されており、同図(b)に示したよう
に接続片22aをヒータ24の非加熱面側に折り曲げて積層
された状態で電気配線接続される。この電気配線接続
は、ボトムプレート26を貫通させる。電極シート22は、
円板形状をしており、その径が約310mmである。電極シ
ート22には、真空吸引孔28、ボルト取付孔36等が予め形
成される。The electrode sheet 22 is made of a copper plate, and has a portion serving as a guard electrode and a portion serving as a ground electrode. This electrode is provided to remove noise generated by the heater and stray capacitors. The reason why the copper plate is used as the electrode is that it has high thermal conductivity and excellent temperature raising / lowering characteristics. The electrode sheet has a connecting piece 22a formed as shown in FIG. 2 (a), and is laminated by bending the connecting piece 22a to the non-heating surface side of the heater 24 as shown in FIG. 2 (b). Electrical wiring is connected in this state. This electrical wiring connection penetrates the bottom plate 26. The electrode sheet 22 is
It has a disk shape and its diameter is about 310 mm. A vacuum suction hole 28, a bolt mounting hole 36, and the like are formed in the electrode sheet 22 in advance.
【００２５】ヒータ24は、真空吸引孔28から吸引されチ
ャックトップステージ16上で固定される半導体ウエハW
を加熱制御するために用いられる（チャックトップステ
ージ16のほかチャックトップヒータ10全体も当然に加熱
制御されることになる。）。このヒータ24は、円板形状
のゴム製シート(径約310mm)の中に、例えば、ニクロム
線からなる発熱体24aを設けたものである(発熱体24a
は、銅、チタン、クロム、ニッケル、金、銀、白金、タ
ングステン及びモリブデン等から選ばれる少なくとも一
種の金属材料により形成されているようなものであれば
よい)。ゴム製シートの材料は、シリコンゴム等が好適
なものとして挙げられるが、これに限定されるものでは
ない。ニクロム線からなる発熱体24aは、図３に示した
ように同心円状に形成されたもの(そのほかにも渦巻
状、ヘアピン形状が挙げられる)や、コイル形状にして
同心円状、渦巻状、ヘアピン形状等に形成されたものが
好適である。ニクロム線の太さは、0.05〜1mm程度が好
適である。発熱体24aには、電源接続用端子24bが設けら
れている。The heater 24 is a semiconductor wafer W which is sucked from the vacuum suction hole 28 and fixed on the chuck top stage 16.
Is used to control heating (the chuck top stage 16 as well as the chuck top heater 10 as a whole is naturally controlled for heating). The heater 24 includes a disc-shaped rubber sheet (diameter of about 310 mm) and a heating element 24a made of, for example, a nichrome wire (heating element 24a).
May be made of at least one metal material selected from copper, titanium, chromium, nickel, gold, silver, platinum, tungsten, molybdenum, etc.). As a material of the rubber sheet, silicone rubber or the like is preferably mentioned, but the material is not limited to this. The heating element 24a made of a nichrome wire is formed in a concentric shape as shown in FIG. 3 (in addition to this, a spiral shape, a hairpin shape can be mentioned), or a coil shape can be formed into a concentric shape, a spiral shape, or a hairpin shape. Those formed in the same shape are preferable. The thickness of the nichrome wire is preferably about 0.05 to 1 mm. The heating element 24a is provided with a power supply connection terminal 24b.
【００２６】ボトムプレート26は、ヒータ24の熱を非加
熱面側から逃さないようにするために設けられる。従っ
て、ボトムプレート26は、断熱効果があり熱変形するこ
とのない材料、すなわち、軽石などを材料として作製し
たものがよい。このボトムプレートは、径約310mmであ
る。The bottom plate 26 is provided to prevent the heat of the heater 24 from escaping from the non-heating surface side. Therefore, the bottom plate 26 is preferably made of a material that has a heat insulating effect and is not thermally deformed, that is, made of pumice or the like. This bottom plate has a diameter of about 310 mm.
【００２７】これらの構成において、チャックトップス
テージ16および電極シート22(ガード電極部分)は電源端
子V1に接続され、絶縁シート18および電極シート22(グ
ランド電極部分)は接地され、ヒータ24は電源端子V2に
接続され、プローバ14もまた電源端子V3に接続される(V
1〜V3の図示は省略している)。この接続に使用される給
電ケーブルのうち電源端子V1、V2に接続するものは、図
４(a)、同図(b)に示したように、導電線CW1の周りに絶
縁層を介して銀メッキ軟導線からなるノイズシールド材
NS1を設けることができる。二軸線、三軸線等は、導電
部分が増える度に(例えば、CW2)、その周囲にノイズシ
ールド材(例えば、NS2)を設ければよい。ノイズシール
ド材としてはすずメッキ軟導線、銀メッキ軟導線が好適
である。このようにノイズシールド材を設けることで、
導電線から発生するノイズが除去される。従って、ノイ
ズが集積回路の導通検査に影響を与えることは回避され
る。In these configurations, the chuck top stage 16 and the electrode sheet 22 (guard electrode portion) are connected to the power supply terminal V1, the insulating sheet 18 and the electrode sheet 22 (ground electrode portion) are grounded, and the heater 24 is the power supply terminal. V2 and the prober 14 are also connected to the power supply terminal V3 (V
1 to V3 are not shown). Among the power supply cables used for this connection, those that connect to the power supply terminals V1 and V2 are as shown in FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b). Noise shield material consisting of plated soft conductors
NS1 can be provided. The biaxial line, the triaxial line, and the like may be provided with a noise shield material (for example, NS2) around the conductive portion (for example, CW2) each time the conductive portion increases. Tin-plated soft conductors and silver-plated soft conductors are suitable as the noise shield material. By providing the noise shield material in this way,
The noise generated from the conductive line is removed. Therefore, noise is prevented from affecting the continuity test of the integrated circuit.
【００２８】次に、本発明の一実施の形態に係るチャッ
クトップヒータ10の製造方法を図５に示した工程図を参
照して説明する。尚、以下の(1)〜(6)の各工程は、順番
に行う必要はなく、各々並行して行うことができる(図
５参照)。Next, a method of manufacturing the chuck top heater 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the process chart shown in FIG. The following steps (1) to (6) do not have to be performed in order and can be performed in parallel (see FIG. 5).
【００２９】(1)チャックトップステージ16の作製
セラミックス粉体である炭化ケイ素と炭化ホウ素とを混
合し、ボールミルでまわし、スラリー状にした後、造粒
し、プレス機を用いて厚さ約5mmの円板形状(成形体)に
する。作製した成形体をチャックトップステージ16の焼
成前の状態になるようにする。その後、脱脂および加熱
を行い、成形体を焼結させる。焼成条件は、加熱温度が
1800〜2300℃である。加熱は、アルゴン、窒素等の不活
性ガス雰囲気下で行う。得られた焼結体は、径310mmで5
mmの厚さに切り出された後、該当する部位には真空吸引
孔28、昇降ピン孔30等の孔がドリル加工により設けられ
る。(1) Preparation of chuck top stage 16 Ceramic powders of silicon carbide and boron carbide are mixed, and the mixture is spun in a ball mill to form a slurry, which is then granulated, and a thickness of about 5 mm is obtained by using a pressing machine. Into a disk shape (molded body). The produced compact is brought to the state before the chuck top stage 16 is fired. Then, degreasing and heating are performed to sinter the molded body. The firing conditions depend on the heating temperature.
It is 1800-2300 ° C. The heating is performed in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen. The obtained sintered body has a diameter of 310 mm and is 5
After being cut out to a thickness of mm, holes such as a vacuum suction hole 28 and a lifting pin hole 30 are drilled in the corresponding portions.
【００３０】(2)絶縁シート18の作製
絶縁シート18(シリコンゴムシート)は、市販のものでよ
いため、これを用いる。購入した絶縁シートは、径310m
mに切り出された後、該当する部位には真空吸引孔28、
昇降ピン孔30等の孔がパンチングにより設けられる。(2) Preparation of Insulating Sheet 18 Since the insulating sheet 18 (silicon rubber sheet) may be commercially available, it is used. The purchased insulation sheet is 310m in diameter
After cutting to m, vacuum suction hole 28,
Holes such as the lifting pin holes 30 are provided by punching.
【００３１】(3)セラミック基板20の作製
セラミックス粉体である窒化アルミニウムをバインダお
よび溶剤と混合してペースト状にし、このペーストをド
クターブレード法を用いてシート状に成形して厚さ約0.
1〜5mmのグリーンシートを作製する。グリーンシート
は、複数枚作製する。グリーンシートの一枚の厚さは、
0.1〜5mm程度である。作製した複数のグリーンシートを
セラミック基板20の焼成前の状態になるように所定の積
層順序で積層する。その後、積層体の加熱および加圧を
行い、グリーンシートを焼結させる。焼成条件は、加熱
温度が1000〜2000℃、加圧力が100〜200kg/cm2である。
加熱および加圧は、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰
囲気下で行う。得られた焼結体は、径310mmで5mmの厚さ
に切り出された後、該当する部位には真空吸引孔28、昇
降ピン孔30、温度測定孔32等の孔がドリル加工により設
けられる。(3) Preparation of Ceramic Substrate 20 Aluminum nitride, which is a ceramic powder, is mixed with a binder and a solvent to form a paste, and this paste is formed into a sheet using a doctor blade method and has a thickness of about 0.
Make a 1-5mm green sheet. A plurality of green sheets are prepared. The thickness of one green sheet is
It is about 0.1 to 5 mm. The plurality of produced green sheets are laminated in a predetermined laminating order so that the ceramic substrate 20 is in a state before firing. Then, the laminated body is heated and pressed to sinter the green sheet. The firing conditions are a heating temperature of 1000 to 2000 ° C. and a pressure of 100 to 200 kg / cm 2 .
The heating and pressurization are performed in an atmosphere of an inert gas such as argon or nitrogen. The obtained sintered body is cut out to have a diameter of 310 mm and a thickness of 5 mm, and then holes such as a vacuum suction hole 28, a lifting pin hole 30, and a temperature measuring hole 32 are drilled in the corresponding portions.
【００３２】(4)電極シート22の作製
電極シート22は、市販の銅板でよいため、これを用い
る。購入した電極シート(銅板)は、径310mmに切り出さ
れた後、該当する部位には真空吸引孔28、昇降ピン孔30
等の孔がパンチングにより設けられる。
(5)ヒータ24の作製
ヒータ24は、市販のラバーヒータでよいため、これを用
いる。購入したラバーヒータは、径310mmに切り出され
た後、該当する部位には真空吸引孔28、昇降ピン孔30等
の孔がパンチングにより設けられる。
(6)ボトムプレート26の作製
ボトムプレート26は、軽石などの断熱性のあるものがよ
く、市販のものでよいため、これを用いる。購入した材
料は、径310mmに切り出された後、該当する部位には真
空吸引孔28、昇降ピン孔30等の孔がドリル加工により設
けられる。(4) Production of Electrode Sheet 22 The electrode sheet 22 may be a commercially available copper plate and is used. The electrode sheet (copper plate) purchased is cut out to a diameter of 310 mm, and then vacuum suction holes 28 and lift pin holes 30
Etc. holes are provided by punching. (5) Fabrication of Heater 24 Since the heater 24 may be a commercially available rubber heater, it is used. The rubber heater purchased is cut into a diameter of 310 mm, and then holes such as a vacuum suction hole 28 and a lifting pin hole 30 are provided by punching in the corresponding portions. (6) Preparation of Bottom Plate 26 The bottom plate 26 is preferably made of pumice or the like and has a heat insulating property, and is commercially available. After the purchased material is cut into a diameter of 310 mm, holes such as a vacuum suction hole 28 and a lifting pin hole 30 are drilled in the corresponding portions.
【００３３】(7)電気的配線の接続
チャックトップステージ16および絶縁シート18について
は、これに導電線を接続して、この導電線を各層に形成
した配線用孔から貫通させて電源接続または接地してお
く。あるいは、絶縁シート18の側面から導電線を引き出
して接地しておく。電極シート22については、重ね合わ
せの際に接続片22aをヒータ24の非加熱面側に折り曲げ
て配線接続しておき、その配線をボトムプレート26の接
続孔に挿通しておく。電極シート22に形成された電極の
うち、ガード電極は図４の給電ケーブルに接続し、グラ
ンド電極は接地しておく。ヒータ24については、ニクロ
ム線の接続端子24bを図４の給電ケーブルに接続させた
上で、これをボトムプレート26から貫通させるようにし
てもよいし、ニクロム線の接続端子24bを当該ヒータ24
の側面から図４の給電ケーブルに接続させてもよい。そ
の他必要な配線接続を行う。(7) Connection of electrical wiring With respect to the chuck top stage 16 and the insulating sheet 18, a conductive wire is connected to the chuck top stage 16 and the insulating sheet 18, and the conductive wire is passed through the wiring hole formed in each layer to connect to a power source or ground. I'll do it. Alternatively, a conductive wire is drawn from the side surface of the insulating sheet 18 and grounded. Regarding the electrode sheets 22, the connection pieces 22a are bent toward the non-heated surface side of the heater 24 for wire connection at the time of stacking, and the wires are inserted into the connection holes of the bottom plate 26. Among the electrodes formed on the electrode sheet 22, the guard electrode is connected to the power feeding cable of FIG. 4, and the ground electrode is grounded. Regarding the heater 24, the nichrome wire connection terminal 24b may be connected to the power supply cable of FIG. 4 and then penetrated from the bottom plate 26. Alternatively, the nichrome wire connection terminal 24b may be connected to the heater 24.
You may make it connect to the electric power feeding cable of FIG. 4 from the side surface. Make other necessary wiring connections.
【００３４】(8)チャックトップヒータ10の組立
次に上記のようにして準備したチャックトップステージ
16、絶縁シート18、セラミック基板20、電極シート22、
ヒータ24およびボトムプレート26は、真空吸引孔28、昇
降ピン孔30等の孔や温度測定孔32等の凹部が一致し、所
望の電気的配線が構成されるように、所定の順番で重ね
合わせる等の作業の後、ボルト34を取付孔にねじ込み締
付固定する。さらに、温度測定孔32には予め熱電対を埋
め込む。各種配線接続などを経てチャックトップヒータ
10を支持台38に載置すれば、当該チャックトップヒータ
10は使用できる状態となる。(8) Assembly of the chuck top heater 10 Next, the chuck top stage prepared as described above.
16, insulating sheet 18, ceramic substrate 20, electrode sheet 22,
The heater 24 and the bottom plate 26 are superposed in a predetermined order so that holes such as the vacuum suction hole 28, the lifting pin hole 30 and the recesses such as the temperature measuring hole 32 are aligned with each other and a desired electrical wiring is formed. After such work, the bolt 34 is screwed into the mounting hole and fixed. Further, a thermocouple is embedded in the temperature measuring hole 32 in advance. Chuck top heater through various wiring connections
If 10 is placed on the support 38, the chuck top heater
10 is ready for use.
【００３５】ちなみに支持台38は、吸引口40および吸入
口42が設けられ、さらに、その内部には真空吸引孔44お
よび冷媒吸入口46が設けられている。従って、チャック
トップヒータ10の使用の際には、真空吸引孔28、44を介
して吸入口40から半導体ウエハWが吸引固定されチャッ
クトップステージ16に吸引固定される他、吸入口42から
吸入される冷媒が冷媒吸入口46から吸入される。過熱状
態にならないような配慮がなされている。Incidentally, the support base 38 is provided with a suction port 40 and a suction port 42, and further, a vacuum suction hole 44 and a refrigerant suction port 46 are provided therein. Therefore, when the chuck top heater 10 is used, the semiconductor wafer W is sucked and fixed from the suction port 40 through the vacuum suction holes 28 and 44, is suction-fixed to the chuck top stage 16, and is sucked from the suction port 42. The refrigerant is sucked through the refrigerant suction port 46. Care is taken to prevent overheating.
【００３６】[0036]
【実施例】(実施例１)ウエハプローバヒータの製造
(1-1)炭化ケイ素粉末100重量部（イビデン社製、商品名
「ベータランダム」：このベータランダムは、結晶粒径
平均1.3μmであり、1.5重量%のホウ素および3.6重量%の
遊離炭素を含有する。）に対し、ポリビニルアルコール
5重量部、水300重量部を配合した後、ボールミル中にて
5時間混合することにより、均一な混合物を得た。この
混合物を所定時間乾燥して水分をある程度除去した後、
その乾燥混合物を適量採取しかつ顆粒化した。
(1-2)このようにして得られた前記混合物の顆粒を金属
製押し型を用いて50kg/cm 2の圧力で成形した。得られた
生成形体の密度は1.2g/cm3であった。
(1-3)次に前記生成形体を外気を遮断することができる
黒鉛製ルツボに装入し、タンマン型焼成炉を使用してそ
の焼成を行った。焼成は1気圧のアルゴンガス雰囲気中
において実施した。また、焼成時においては10℃/分の
昇温速度で最高温度である2300℃まで加熱し、その後は
その温度で2時間保持することとした。得られた焼結体
（板状体）を観察してみたところ、板状結晶が多方向に
絡み合った極めて緻密な三次元網目構造を呈していた。
また、得られた焼結体の密度は、3.1g/cm3であり、熱伝
導率は150W/mKであった。焼結体に含まれているホウ素
は0.4重量%、遊離炭素は1.8%であった。
(1-4)上記(1-3)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、炭化ケイ素によるブラスト
処理で表面にウエハ昇降用のピン孔、温度測定用の熱電
対用の凹部および半導体ウエハ吸着用の真空吸引孔等を
ドリル加工により形成した。[Example] (Example 1) Manufacturing of wafer prober heater
(1-1) 100 parts by weight of silicon carbide powder (trade name, manufactured by Ibiden Co., Ltd.
"Beta random": This beta random is the grain size
Average 1.3 μm, 1.5% by weight boron and 3.6% by weight
Contains free carbon. ), Polyvinyl alcohol
In a ball mill after mixing 5 parts by weight and 300 parts by weight of water
A uniform mixture was obtained by mixing for 5 hours. this
After drying the mixture for a predetermined time to remove some moisture,
An appropriate amount of the dry mixture was taken and granulated.
(1-2) Metal granules of the mixture thus obtained
50 kg / cm using a stamping die 2Was molded under pressure. Got
Form density is 1.2 g / cm3Met.
(1-3) Next, the green form can be shut off from the outside air
Place in a graphite crucible and use a Tammann-type firing furnace to
Was fired. Firing in an argon gas atmosphere at 1 atm
It was carried out in. Also, at the time of firing, 10 ° C / minute
It is heated to the maximum temperature of 2300 ° C at the rate of temperature rise, and then
It was decided to hold at that temperature for 2 hours. The obtained sintered body
When observing (plate-shaped body), plate-shaped crystals were observed in multiple directions.
It had an extremely dense three-dimensional mesh structure intertwined with each other.
The density of the obtained sintered body is 3.1 g / cm.3And heat transfer
The conductivity was 150 W / mK. Boron contained in the sintered body
Was 0.4% by weight and free carbon was 1.8%.
(1-4) The plate-shaped body obtained in (1-3) above was ground with a diamond grindstone.
After polishing, place mask and blast with silicon carbide
Pin hole for wafer up and down, thermoelectric for temperature measurement
It is equipped with a pair of recesses and vacuum suction holes for suctioning semiconductor wafers.
It was formed by drilling.
【００３７】(2-1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社
製、平均粒径1.1μm)100重量部、イットリア(平均粒径
0.4μm)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重量部を混合した組成物を用いて、ドク
ターブレード法により成形し、厚さ0.47mmのグリーンシ
ートを得た。
(2-2)このグリーンシートを80℃で5時間乾燥させた後、
グリーンシートを数十枚積層して130℃、80kg/cm2の圧
力で一体化することにより積層体を作製した。
(2-3)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5mm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310mmの円形状に切り出してセラミック製
の板状体とした。
(2-4)上記(2-3)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、炭化ケイ素によるブラスト
処理で表面にウエハ昇降用のピン孔、温度測定用の熱電
対用の凹部および半導体ウエハ吸着用の真空吸引孔等を
ドリル加工により形成した。(2-1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm), yttria (average particle size
0.4 μm) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight, dispersant
A composition obtained by mixing 0.5 parts by weight and 53 parts by weight of an alcohol composed of 1-butanol and ethanol was molded by a doctor blade method to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm. (2-2) After drying this green sheet at 80 ° C for 5 hours,
Several dozen green sheets were laminated and integrated at 130 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 to produce a laminate. (2-3) Next, this 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,
An aluminum nitride plate having a thickness of 5 mm was obtained. The obtained plate-shaped body was cut into a circular shape having a diameter of 310 mm to obtain a ceramic plate-shaped body. (2-4) After polishing the plate-like body obtained in (2-3) above with a diamond grindstone, a mask is placed, and a pin hole for raising and lowering the wafer on the surface by blasting with silicon carbide, for temperature measurement The thermocouple recess and the vacuum suction hole for adsorbing the semiconductor wafer were formed by drilling.
【００３８】(3)Siシート(絶縁シート)を作製した。Si
シートとしては、市販のいわゆるシリコンゴムシートを
用いた。これを所定の大きさ(径および厚さ)に加工し所
定の箇所に孔や凹部を形成した。作製したSiシートは、
その径が310mmであった。Siシートの所定の位置に半導
体ウエハ吸着用の真空吸引孔、ウエハ昇降ピン孔等の孔
等をパンチングにより設けた。(3) A Si sheet (insulating sheet) was produced. Si
A commercially available so-called silicone rubber sheet was used as the sheet. This was processed into a predetermined size (diameter and thickness) to form holes and recesses at predetermined positions. The produced Si sheet is
Its diameter was 310 mm. Holes such as a vacuum suction hole for adsorbing a semiconductor wafer and a wafer elevating pin hole were provided by punching at predetermined positions on the Si sheet.
【００３９】(4)銅板シート(電極シート)を作製した。
銅板シートとしては、市販のいわゆるCuシートを用い
た。所定の大きさ(径および厚さ)に加工し所定の箇所に
孔や凹部を形成した。作製した銅板シートは、その径が
310mmであった。銅板シートの所定の位置に半導体ウエ
ハ吸着用の真空吸引孔、ウエハ昇降ピン孔等の孔等をパ
ンチングにより設けた。(4) A copper plate sheet (electrode sheet) was produced.
A commercially available so-called Cu sheet was used as the copper sheet. It was processed into a predetermined size (diameter and thickness) to form holes and recesses at predetermined positions. The diameter of the produced copper plate sheet is
It was 310 mm. Holes such as a vacuum suction hole for adsorbing a semiconductor wafer and a wafer elevating pin hole were formed by punching at predetermined positions on the copper sheet.
【００４０】(5)ラバーヒータを作製した。ラバーヒー
タとしては、市販の「東西」製の商品名「マイカヒー
タ」を用いた。これを所定の大きさ(径および厚さ)に加
工し所定の箇所に孔や凹部を形成した。作製したラバー
ヒータは、その径が310mmであった。ラバーヒータの所
定の位置に半導体ウエハ吸着用の真空吸引孔、ウエハ昇
降ピン孔等の孔等をパンチングにより設けた。(5) A rubber heater was produced. As the rubber heater, a commercial name “Mica Heater” manufactured by “Tozai” was used. This was processed into a predetermined size (diameter and thickness) to form holes and recesses at predetermined positions. The produced rubber heater had a diameter of 310 mm. Holes such as a vacuum suction hole for adsorbing a semiconductor wafer and a wafer elevating pin hole were provided by punching at predetermined positions of a rubber heater.
【００４１】(6)ボトムプレートを作製した。ボトムプ
レートとしては、市販の「日光化成」製の商品名「マイ
カレックス」を用いた。これを所定の大きさ(径および
厚さ)に加工し所定の箇所に孔や凹部を形成した。作製
したボトムプレートは、その径が310mmであった。ボト
ムプレートの所定の位置に半導体ウエハ吸着用の真空吸
引孔、ウエハ昇降ピン孔等の孔等をドリル加工により設
けた。(6) A bottom plate was prepared. As the bottom plate, a commercially available product name “Mycarex” manufactured by “Nikko Kasei” was used. This was processed into a predetermined size (diameter and thickness) to form holes and recesses at predetermined positions. The diameter of the manufactured bottom plate was 310 mm. Holes such as a vacuum suction hole for adsorbing a semiconductor wafer and a wafer lifting pin hole were drilled at predetermined positions on the bottom plate.
【００４２】(7)チャックトップステージ、Siシート、
セラミック基板、電極シート、ラバーヒータおよびボト
ムプレートについて電気配線接続等を行った。
(8)最後に取付孔からボルトを差し込んで各層を一体化
させウエハプローバ用チャックトップヒータとした。(7) Chuck top stage, Si sheet,
Electrical wiring was connected to the ceramic substrate, electrode sheet, rubber heater, and bottom plate. (8) Finally, bolts were inserted from the mounting holes to integrate the layers to form a chuck top heater for a wafer prober.
【００４３】(比較例)窒化ホウ素からなるセラミック基
板に発熱体を内装したものにアルミニウムによりチャッ
クトップ導体層を形成させたものを比較例とした。すな
わち、従来品を比較例とした。ただし、比較のために径
は310mmとした。(Comparative Example) A comparative example was prepared by forming a chuck top conductor layer of aluminum on a ceramic substrate made of boron nitride and containing a heating element. That is, the conventional product was used as a comparative example. However, the diameter was set to 310 mm for comparison.
【００４４】(評価試験および評価)
１ 耐荷重性について
室温から150℃まで昇温させた後、ピン1本当たりに換算
100kgの荷重をかけてチャックトップステージ(チャック
トップ導体層)の歪み具合を測定した。一つ目の評価基
準は、垂直撓みが10μm以下であること、水平方向変位
が9μm以下であることとした。二つ目の評価基準は、荷
重を10kgづつ重く(あるいは軽く)していったときにその
中心垂直変位が9μmであることとした。その結果、実施
例は、これらの基準を全て満たしたが、比較例は、垂直
撓みが10μmを超えた。(Evaluation test and evaluation) 1 Regarding load resistance, after heating from room temperature to 150 ° C., converted into per pin
A load of 100 kg was applied to measure the degree of distortion of the chuck top stage (chuck top conductor layer). The first evaluation criterion is that vertical deflection is 10 μm or less and horizontal displacement is 9 μm or less. The second evaluation criterion is that the center vertical displacement is 9 μm when the load is increased (or decreased) by 10 kg. As a result, the example satisfied all of these criteria, while the comparative example had a vertical deflection of more than 10 μm.
【００４５】２ 昇降温特性について
昇温特性については、室温から100℃になるまでの時間
と室温から150℃になるまでの時間とを測定した。評価
基準は、100℃になるまでの時間が5分以下であること、
150℃になるまでの時間が10分以下であることとした。
降温特性については、100℃から室温になるまでの時間
と150℃から室温になるまでの時間とを測定した。評価
基準は、100℃から室温になるまでの時間が8分以下であ
ること、150℃から室温になるまでの時間が12分以下で
あることとした。その結果、実施例は、これらの基準を
全て満たしたが、比較例は、これらの時間をオーバーし
た。2 Regarding temperature raising / lowering characteristics Regarding the temperature raising characteristics, the time from room temperature to 100 ° C. and the time from room temperature to 150 ° C. were measured. The evaluation criteria is that the time to reach 100 ° C is 5 minutes or less,
It was decided that the time to reach 150 ° C was 10 minutes or less.
Regarding the temperature drop characteristics, the time from 100 ° C. to room temperature and the time from 150 ° C. to room temperature were measured. The evaluation criteria were that the time from 100 ° C to room temperature was 8 minutes or less, and the time from 150 ° C to room temperature was 12 minutes or less. As a result, the example satisfied all of these criteria, while the comparative example exceeded these times.
【００４６】３ 温度の面内均一性について
温度の面内均一性を調べたところ、実施例は-0.3〜+0.3
の範囲であったのに対して、比較例は-0.3〜+0.3の温度
範囲をオーバーした。3 In-plane uniformity of temperature When the in-plane uniformity of temperature was examined, in the example, -0.3 to +0.3 was obtained.
However, the comparative example exceeded the temperature range of -0.3 to +0.3.
【００４７】４ 評価
以上の評価試験により明らかなように、本実施例は、耐
荷重性、降温昇温特性および温度の面内均一性に優れて
いることが判明した。As is clear from the above-described evaluation tests, it was found that the present example is excellent in load resistance, temperature falling and temperature rising characteristics, and in-plane uniformity of temperature.
【００４８】以上本発明の一実施の形態について説明し
たが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもので
はない。例えば、上記実施例においては、310mm径の半
導体ウエハ対応として記載したが、これに限定されるも
のではなく、200mm径の半導体ウエハ等、従来の半導体
ウエハにも当然適用しうるものである。Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the semiconductor wafer having a diameter of 310 mm is described, but the present invention is not limited to this, and can be naturally applied to a conventional semiconductor wafer such as a semiconductor wafer having a diameter of 200 mm.
【００４９】[0049]
【発明の効果】本発明に係るウエハプローバ用チャック
トップは、半導体ウエハが載置されるチャックトップス
テージが導電性セラミック材料からなるものであるか
ら、単位面積あたりのプローブピンの数が増大し、半導
体ウエハにかかる荷重が大きくなり、プローブピン当た
りの針圧が高くなっても、チャックトップステージが歪
むことはなく、半導体ウエハとプローブピンとの良好な
コンタクト状態を確保することができる。In the chuck top for a wafer prober according to the present invention, since the chuck top stage on which the semiconductor wafer is mounted is made of a conductive ceramic material, the number of probe pins per unit area increases, Even if the load applied to the semiconductor wafer is increased and the stylus pressure per probe pin is increased, the chuck top stage is not distorted and a good contact state between the semiconductor wafer and the probe pin can be secured.
【図１】本発明の一実施の形態に係るウエハプローバ用
チャックトップヒータの概略構成を示した断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a chuck top heater for a wafer prober according to an embodiment of the present invention.
【図２】電極シートを示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an electrode sheet.
【図３】ヒータを示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a heater.
【図４】給電ケーブルの構造の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a structure of a power supply cable.
【図５】本発明の一実施の形態に係るウエハプローバ用
チャックトップヒータの製造工程を概略的に示したフロ
ーチャートである。FIG. 5 is a flowchart schematically showing a manufacturing process of a chuck top heater for a wafer prober according to an embodiment of the present invention.
【図６】従来のウエハプローバ用チャックトップヒータ
の概略構成を示した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional chuck top heater for a wafer prober.
10 ウエハプローバ用チャックトップヒータ
10' ウエハプローバ用チャックトップ
12 検査ステージ(18 絶縁シート、20 セラミック基
板)
14 プローブ、14a プローブピン
16 チャックトップステージ
22 電極シート
22a 接続片
24 ヒータ
24a 発熱体
24b 接続端子
26 ボトムプレート
28 真空吸引孔
30 昇降ピン孔
32 温度測定孔
34 ボルト10 Wafer prober chuck top heater 10 'Wafer prober chuck top 12 Inspection stage (18 insulating sheet, 20 ceramic substrate) 14 Probe, 14a Probe pin 16 Chuck top stage 22 Electrode sheet 22a Connection piece 24 Heater 24a Heating element 24b Connection terminal 26 Bottom plate 28 Vacuum suction hole 30 Lifting pin hole 32 Temperature measuring hole 34 Bolt
Claims (6)
通検査に用いられるウエハプローバ用チャックトップで
あって、当該半導体ウエハが載置されるチャックトップ
ステージが導電性セラミック材料からなることを特徴と
するウエハプローバ用チャックトップ。1. A chuck top for a wafer prober used for a continuity test of an integrated circuit formed on a semiconductor wafer, wherein a chuck top stage on which the semiconductor wafer is mounted is made of a conductive ceramic material. Wafer prober chuck top.
ック基板からなる検査ステージの表面に設けられたこと
を特徴とする請求項１に記載のウエハプローバ用チャッ
クトップ。2. The chuck top for a wafer prober according to claim 1, wherein the chuck top stage is provided on a surface of an inspection stage made of a ceramic substrate.
カーボン、炭化タングステンまたは炭化モリブデンのう
ちから選ばれる少なくとも一又は二以上のセラミック材
料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の
ウエハプローバ用チャックトップ。3. The conductive ceramic is silicon carbide,
The chuck top for a wafer prober according to claim 1 or 2, which is made of at least one or two or more ceramic materials selected from carbon, tungsten carbide, and molybdenum carbide.
ムからなることを特徴とする請求項２または３に記載の
ウエハプローバ用チャックトップ。4. The chuck top for a wafer prober according to claim 2, wherein the ceramic substrate is made of aluminum nitride.
ハおよび当該チャックトップの加熱を行うヒータとの間
にガード電極およびグランド電極が設けられたことを特
徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載のウエハ
プローバ用チャックトップ。5. A guard electrode and a ground electrode are provided between the ceramic substrate and a heater that heats the semiconductor wafer and the chuck top, and a guard electrode and a ground electrode are provided between the ceramic substrate and the heater. The chuck top for a wafer prober as described in.
られたことを特徴とする請求項５に記載のウエハプロー
バ用チャックトップ。6. The chuck top for a wafer prober according to claim 5, wherein a heat insulating layer is provided on a non-heating surface side of the heater.
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|---|---|---|---|
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| JP2001264593A JP2003077964A (en) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | Chuck top for wafer prober |
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- 2001-08-31 JP JP2001264593A patent/JP2003077964A/en active Pending
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