JP2003273177A - Ceramic substrate for semiconductor manufacturing/ inspecting device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic substrate for a semiconductor manufacturing/ inspecting device in which the connection reliability with an external terminal of a through-hole part is excellent. <P>SOLUTION: In the ceramic substrate for the semiconductor manufacturing/ inspecting device having a through-hole for securing the electric connection of a conductor and the external terminal formed inside the ceramic substrate, at least a part of the through-hole is composed of conductive ceramic. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、主に半導体産業に
おいて使用される乾燥用、スパッタリング用等の半導体
製造・検査装置用セラミック基板に関し、特には、温度
制御しやすく、外部端子の接続信頼性に優れる半導体製
造・検査装置用セラミック基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic substrate for use in a semiconductor manufacturing / inspection apparatus mainly used in the semiconductor industry for drying, sputtering, etc., and particularly, it is easy to control the temperature and the connection reliability of external terminals is high. The present invention relates to a ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment, which has excellent performance.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体製品は、シリコンウエハ上に感光
性樹脂をエッチングレジストとして形成し、シリコンウ
エハのエッチングを行う工程等を経て製造される。この
感光性樹脂は液状であり、スピンコーターなどを用いて
シリコンウエハ表面に塗布されるのであるが、塗布後に
溶剤等を飛散させるため乾燥させなければならず、塗布
したシリコンウエハをヒータ上に載置して加熱すること
になる。従来、このような用途に使用される金属製のヒ
ータとしては、アルミニウム板の裏面に発熱体を配置し
たものが採用されている。2. Description of the Related Art Semiconductor products are manufactured through a process of forming a photosensitive resin as an etching resist on a silicon wafer and etching the silicon wafer. This photosensitive resin is in liquid form and is applied to the surface of the silicon wafer using a spin coater or the like, but it must be dried after the application in order to scatter the solvent, and the applied silicon wafer is placed on the heater. It will be placed and heated. Conventionally, as a metal heater used for such an application, a heater in which a heating element is arranged on the back surface of an aluminum plate has been adopted.

【０００３】ところが、このような金属製のヒータは、
以下のような問題があった。まず、金属製であるため、
ヒータ板の厚みは、１５ｍｍ程度と厚くしなければなら
ない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因する熱膨
張により、反り、歪み等が発生してしまい、金属板上に
載置したシリコンウエハが破損したり傾いたりしてしま
うからである。しかしながら、ヒータ板の厚みを厚くす
ると、ヒータの重量が重くなり、また、かさばってしま
うという問題があった。However, such a metal heater is
There were the following problems. First of all, because it is made of metal,
The thickness of the heater plate should be as thick as about 15 mm. This is because a thin metal plate causes warping, distortion, etc. due to thermal expansion due to heating, and the silicon wafer placed on the metal plate is damaged or tilted. However, if the heater plate is made thick, there is a problem that the weight of the heater becomes heavy and the heater becomes bulky.

【０００４】また、発熱体に印加する電圧や電流量を変
えることにより、加熱温度を制御するのであるが、金属
板が厚いために、電圧や電流量の変化に対してヒータ板
の温度が迅速に追従せず、温度制御しにくいという問題
もあった。Further, the heating temperature is controlled by changing the voltage and the amount of current applied to the heating element. However, since the metal plate is thick, the temperature of the heater plate can be quickly changed with respect to the change in the voltage and the amount of current. There was also a problem that it was difficult to control the temperature because it did not follow.

【０００５】そこで、特開平４−３２４２７６号公報で
は、基板として、熱伝導率が高く、強度も大きい非酸化
物セラミックであるＡｌＮを使用し、このＡｌＮ基板中
に発熱体が形成され、この発熱体にタングステンからな
るスルーホールが接続されたセラミックヒータが提案さ
れている。Therefore, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-324276, AlN, which is a non-oxide ceramic having high thermal conductivity and high strength, is used as a substrate, and a heating element is formed in the AlN substrate. A ceramic heater has been proposed in which a through hole made of tungsten is connected to the body.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
タングステンからなるスルーホールを有するセラミック
ヒータに通電し、長時間使用していると、タングステン
とＡｌＮ基板との熱膨張率の相違に起因して、このスル
ーホールを起点としたクラックが発生してしまうという
問題が発生した。また、発熱体をタングステンの炭化物
で構成した場合、タングステンの炭化物とタングステン
が反応してタングステンスルーホールが炭化し抵抗値が
変動してしまうため、正確な温度制御ができなくなって
ウエハ加熱面の温度が不均一になるという問題が生じ
た。このような問題は、セラミックヒータに限らず、ウ
エハプローバ、静電チャックでも同様であった。However, when the ceramic heater having a through hole made of tungsten is energized and used for a long time, the difference in the coefficient of thermal expansion between the tungsten and the AlN substrate causes the difference. However, there was a problem that a crack originated from this through hole. Also, when the heating element is made of tungsten carbide, the tungsten carbide reacts with tungsten and the tungsten through holes are carbonized, and the resistance value fluctuates. There was a problem that was not uniform. Such a problem is not limited to the ceramic heater, and is the same in the wafer prober and the electrostatic chuck.

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題を解
決するためになされたもので、スルーホール部分の外部
端子との接続信頼性に優れた半導体製造・検査装置用セ
ラミック基板を提供することを目的とするものである。The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and provides a ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus which is excellent in connection reliability with external terminals in through holes. The purpose is.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の半導
体製造・検査装置用セラミック基板は、セラミック基板
の内部に、導電体と外部端子との電気的接続を確保する
ためのスルーホールが形成された半導体製造・検査装置
用セラミック基板において、前記スルーホールの少なく
とも一部が導電性セラミックからなることを特徴とす
る。That is, in the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment of the present invention, a through hole for ensuring electrical connection between a conductor and an external terminal is formed inside the ceramic substrate. In the semiconductor substrate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, at least a part of the through hole is made of a conductive ceramic.

【０００９】上記半導体製造・検査装置用セラミック基
板において、上記スルーホールの外周表面が導電性セラ
ミックからなるものであってもよく、上記スルーホール
の全部が導電性セラミックであってもよい。また、上記
スルーホールのうち、導電体と接続する側が、導電性セ
ラミックからなっていてもよい。なお、本発明の外部端
子とは、電源や制御系との電気的接続を得るためのもの
であり、ピンやリード線等を含むものである。上記半導
体製造・検査装置用セラミック基板において、上記導電
体は、発熱体であってもよい。また、上記導電体が発熱
体であり、上記半導体製造・検査装置用セラミック基板
は、セラミックヒータとして機能するものであってもよ
い。さらに、上記導電体は、ガード電極またはグランド
電極であり、上記半導体製造・検査装置用セラミック基
板は、ウエハプローバとして機能するものであってもよ
く、上記導電体は、静電電極であり、上記半導体製造・
検査装置用セラミック基板は、静電チャックとして機能
するものであってもよい。In the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment, the outer peripheral surface of the through hole may be made of conductive ceramic, or all of the through hole may be made of conductive ceramic. The side of the through hole that is connected to the conductor may be made of conductive ceramic. The external terminal of the present invention is for obtaining electrical connection with a power source or a control system, and includes pins, lead wires, and the like. In the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment, the conductor may be a heating element. Further, the conductor may be a heating element, and the ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspecting device may function as a ceramic heater. Further, the conductor is a guard electrode or a ground electrode, the semiconductor manufacturing / inspection device ceramic substrate may function as a wafer prober, the conductor is an electrostatic electrode, Semiconductor manufacturing
The ceramic substrate for an inspection device may function as an electrostatic chuck.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】まず、本発明の半導体製造・検査
装置用セラミック基板が、セラミックヒータである場合
を例にとって説明する。本発明に係るセラミックヒータ
は、セラミック基板の内部に、上記発熱体と外部端子と
の電気的接続を確保するためのスルーホールが形成され
たセラミックヒータにおいて、上記スルーホールの少な
くとも一部が導電性セラミックからなることを特徴とす
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, a case where the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspecting apparatus of the present invention is a ceramic heater will be described as an example. A ceramic heater according to the present invention is a ceramic heater in which a through hole for ensuring electrical connection between the heating element and an external terminal is formed inside a ceramic substrate, and at least a part of the through hole is conductive. It is characterized by being made of ceramics.

【００１１】本発明に係るセラミックヒータによれば、
上記スルーホールの少なくとも一部が導電性セラミック
からなり、該導電性セラミックは、セラミック基板と同
じセラミックにより形成されており、熱膨張係数等も余
り変わらない。そのため、スルーホールとセラミック基
板とは一体化され、その結果、スルーホールを起点とし
たクラックが発生することはない。According to the ceramic heater of the present invention,
At least a part of the through hole is made of a conductive ceramic, and the conductive ceramic is formed of the same ceramic as the ceramic substrate, and the coefficient of thermal expansion and the like do not change so much. Therefore, the through hole and the ceramic substrate are integrated with each other, and as a result, a crack originating from the through hole does not occur.

【００１２】上記スルーホールを構成する導電性セラミ
ックとしては、例えば、タングステン、モリブデン、タ
ンタル、チタンの炭化物あるいは窒化物が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用しても
よい。上記スルーホールは、上記発熱体と他の素子、他
の電気部品もしくは電源との電気的接続を確保するため
に形成されている。従って、上記スルーホールは、他の
発熱体のほか、ＲＦ電極、静電電極などと接続されてい
てもよく、外部端子と接続されていてもよい。Examples of the conductive ceramics forming the through holes include carbides or nitrides of tungsten, molybdenum, tantalum and titanium.
These may be used alone or in combination of two or more. The through hole is formed to secure electrical connection between the heating element and another element, another electric component, or a power source. Therefore, the through hole may be connected to an RF electrode, an electrostatic electrode, or the like in addition to another heating element, or may be connected to an external terminal.

【００１３】また、上記スルーホールは、外周表面が上
記導電性セラミックからなるものであってもよく、全部
が導電性セラミックからなるものであってもよい。外周
表面が導電性セラミックからなる場合、外周表面を含む
外周部分の厚さは、０．１〜１００μｍが望ましい。外
周部分が導電性セラミックから構成される場合には、そ
の内部は金属から構成されるために電気抵抗も低く、外
部端子などとの接続に有利である。本発明に係るセラミ
ックヒータは、グリーンシートの積層体を焼成すること
により製造するが、上記導電性セラミックからなるスル
ーホールをセラミックヒータ中に形成する際には、導電
性セラミック粉末を原料として使用し、焼成により導電
性セラミックからなるスルーホールを形成してもよく、
タングステン等の金属とカーボンとの混合粉末を原料と
して使用し、焼成中にタングステンとカーボンとを反応
させることにより導電性セラミックからなるスルーホー
ルをセラミック中に形成してもよい。さらに、グリーン
シート中にカーボンを混入し、焼成中にスルーホールと
グリーンシートとの界面でタングステン等の金属とカー
ボンとを反応させ、スルーホールの外周部分の近傍に導
電性セラミックを製造してもよい。また、グリーンシー
トに導電性セラミックを充填し、その後、タングステ
ン、モリブデン、ニッケル、白金、タンタル、チタンな
どの高融点金属（融点１０５０℃以上）を充填してもよ
い。The outer peripheral surface of the through hole may be made of the conductive ceramic, or the whole surface may be made of the conductive ceramic. When the outer peripheral surface is made of conductive ceramic, the thickness of the outer peripheral portion including the outer peripheral surface is preferably 0.1 to 100 μm. When the outer peripheral portion is made of a conductive ceramic, the inner portion is made of metal, so that the electric resistance is low, which is advantageous for connection with an external terminal or the like. The ceramic heater according to the present invention is manufactured by firing a laminated body of green sheets. When forming through holes made of the above-mentioned conductive ceramic in the ceramic heater, conductive ceramic powder is used as a raw material. , Through holes made of conductive ceramic may be formed by firing,
A mixed powder of a metal such as tungsten and carbon may be used as a raw material, and a through hole made of a conductive ceramic may be formed in the ceramic by reacting tungsten and carbon during firing. Furthermore, even if carbon is mixed into the green sheet and a metal such as tungsten is reacted with carbon at the interface between the through hole and the green sheet during firing, a conductive ceramic is produced near the outer peripheral portion of the through hole. Good. Alternatively, the green sheet may be filled with a conductive ceramic and then filled with a refractory metal (melting point of 1050 ° C. or higher) such as tungsten, molybdenum, nickel, platinum, tantalum, or titanium.

【００１４】図１は、本発明に係るセラミックヒータの
一例を模式的に示す底面図であり、図２は、上記セラミ
ックヒータの一部分を示す断面図である。ヒータ板１１
は、円板状に形成されており、発熱体１２は、ヒータ板
１１の内部に同心円状のパターンに形成されている。ま
た、これら発熱体１２は、互いに近い二重の同心円同士
が１組として、１本の線になるように接続され、その両
端に入出力の端子となる外部端子１３が接続されてい
る。また、中央に近い部分には、シリコンウエハ１９を
支持する支持ピン１６を挿入するための貫通孔１５が形
成され、さらに、熱電対等の測温素子を挿入するための
有底孔１４が形成されている。FIG. 1 is a bottom view schematically showing an example of the ceramic heater according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a part of the ceramic heater. Heater plate 11
Are formed in a disk shape, and the heating element 12 is formed inside the heater plate 11 in a concentric pattern. Further, these heating elements 12 are connected so that a pair of double concentric circles close to each other form one line, and external terminals 13 which are input / output terminals are connected to both ends thereof. Further, a through hole 15 for inserting a support pin 16 for supporting a silicon wafer 19 is formed in a portion near the center, and a bottomed hole 14 for inserting a temperature measuring element such as a thermocouple is formed. ing.

【００１５】図３（ａ）は、本発明に係るセラミックヒ
ータにおけるスルーホール近傍を模式的に示す部分拡大
断面図であり、（ｂ）は、その底面図である。本発明で
は、ヒータ板１１の内部に発熱体１２が形成されている
ため、外部の端子と接続するためのスルーホールが必要
となり、図２および図３に示したように、ヒータ板１１
の底面１１ｂに袋孔１７が形成され、袋孔１７の底部に
は一定の厚さで上記した構成のスルーホール１８が形成
され、外部端子１３は、袋孔１７内部に充填された金ろ
う２１およびスルーホール１８を介して発熱体１２と接
続されている。FIG. 3A is a partially enlarged sectional view schematically showing the vicinity of the through hole in the ceramic heater according to the present invention, and FIG. 3B is a bottom view thereof. In the present invention, since the heating element 12 is formed inside the heater plate 11, a through hole for connecting with an external terminal is required, and as shown in FIGS.
The bottom hole 11b has a bag hole 17 formed therein, and the bottom portion of the bag hole 17 has a through hole 18 having the above-described configuration with a constant thickness. The external terminal 13 is filled with a brazing filler metal 21 filled in the bag hole 17. And it is connected to the heating element 12 through the through hole 18.

【００１６】また、図３に示したように、袋孔１７の表
面に近い壁面の周囲には、平面視円形の３個の金属層２
０が形成され、外部端子１３を３つの方向から支持する
ようになっている。本発明では、図４のようにスルーホ
ールのうち発熱体に接続する部分１８ｂを導電性セラミ
ックとし、外部端子１３が接続する部分１８ａを高融点
金属で構成してもよい。Further, as shown in FIG. 3, three metal layers 2 having a circular shape in plan view are provided around the wall surface near the surface of the bag hole 17.
0 is formed so as to support the external terminal 13 from three directions. In the present invention, as shown in FIG. 4, a portion 18b of the through hole which is connected to the heating element may be made of conductive ceramic, and a portion 18a of which the external terminal 13 is connected may be made of a refractory metal.

【００１７】スルーホール１８の直径は、０．１〜１０
ｍｍが望ましい。断線を防止しつつ、クラックや歪みを
防止できるからである。金ろう２１としては、タングス
テンとの密着性に優れるＡｕ−Ｎｉ合金が望ましい。Ａ
ｕ／Ｎｉの比率は、〔８１．５〜８２．５（重量％）〕
／〔１８．５〜１７．５（重量％）〕が望ましく、Ａｕ
−Ｎｉ層の厚さは、０．１〜５０μｍが望ましい。接続
を確保するに充分な範囲だからである。１０^-6〜１０^-5
Ｐａの高真空下、５００〜１０００℃の高温で使用する
とＡｕ−Ｃｕ合金では劣化するが、Ａｕ−Ｎｉ合金では
このような経時的な劣化がなく有利である。また、Ａｕ
−Ｎｉ合金中の不純物元素量は全量を１００重量部とし
た場合に１重量部未満であることが望ましい。The diameter of the through hole 18 is 0.1-10.
mm is desirable. This is because it is possible to prevent cracks and distortions while preventing disconnection. As the gold brazing material 21, an Au-Ni alloy having excellent adhesion to tungsten is desirable. A
The ratio of u / Ni is [81.5 to 82.5 (wt%)]
/[18.5 to 17.5 (wt%)] is desirable, and Au
The thickness of the Ni layer is preferably 0.1 to 50 μm. This is because the range is sufficient to secure the connection. 10 ^-6 to 10 ^-5
When used at a high temperature of 500 to 1000 ° C. under a high vacuum of Pa, the Au—Cu alloy deteriorates, but the Au—Ni alloy is advantageous because it does not deteriorate with time. Also, Au
The amount of the impurity element in the Ni alloy is preferably less than 1 part by weight when the total amount is 100 parts by weight.

【００１８】このセラミックヒータ１０において、ヒー
タ板１１の厚さは、０．５〜５ｍｍが好ましい。０．５
ｍｍより薄いと、強度が低下するため破損しやすくな
り、一方、５ｍｍより厚くなると、熱が伝搬しにくくな
り、加熱の効率が悪くなる。In this ceramic heater 10, the thickness of the heater plate 11 is preferably 0.5-5 mm. 0.5
If it is thinner than 5 mm, the strength is lowered and it is easily damaged. On the other hand, if it is thicker than 5 mm, it is difficult for heat to propagate and the heating efficiency is deteriorated.

【００１９】セラミックヒータ１０を構成するセラミッ
クは、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックである
ことが望ましい。熱膨張係数が金属より小さく、薄くし
ても、加熱により反ったり、歪んだりしないため、ヒー
タ板１１を薄くて軽いものとすることができるからであ
る。また、ヒータ板１１の熱伝導率が高く、ヒータ板１
１自体薄いため、ヒータ板１１の表面温度が、発熱体１
２の温度変化に迅速に追従する。すなわち、電圧、電流
量を変えて発熱体１２の温度を変化させることにより、
ヒータ板１２の表面温度を良好に制御することができる
のである。The ceramic forming the ceramic heater 10 is preferably a nitride ceramic or a carbide ceramic. This is because the heater plate 11 can be thin and lightweight because it does not warp or distort due to heating even if it has a smaller thermal expansion coefficient than metal and is thin. Further, the thermal conductivity of the heater plate 11 is high, and the heater plate 1
1 itself is thin, the surface temperature of the heater plate 11 is
Quickly follow the temperature change of 2. That is, by changing the voltage and the amount of current to change the temperature of the heating element 12,
The surface temperature of the heater plate 12 can be controlled well.

【００２０】上記窒化物セラミックとしては、例えば、
窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタ
ン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２
種以上を併用してもよい。The above-mentioned nitride ceramics are, for example,
Examples thereof include aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride and the like. These may be used alone or 2
You may use together 1 or more types.

【００２１】また、炭化物セラミックとしては、例え
ば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化
タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。これら
は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。Examples of carbide ceramics include silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, tungsten carbide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【００２２】これらのなかでは、窒化アルミニウムが最
も好ましい。熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと最も高いか
らである。Of these, aluminum nitride is most preferred. This is because the highest thermal conductivity is 180 W / m · K.

【００２３】本発明において、発熱体１２は、タングス
テン、モリブデン等の金属、または、タングステン、モ
リブデンの炭化物等の導電性セラミックからなるもので
あることが望ましい。抵抗値を高くすることが可能とな
り、断線等を防止する目的で厚み自体を厚くすることが
できるとともに、酸化しにくく、熱伝導率が低下しにく
いからである。In the present invention, the heating element 12 is preferably made of a metal such as tungsten or molybdenum, or a conductive ceramic such as a carbide of tungsten or molybdenum. This is because it is possible to increase the resistance value, the thickness itself can be increased for the purpose of preventing disconnection, etc., and it is difficult to oxidize and the thermal conductivity does not easily decrease.

【００２４】また、発熱体１２は、ヒーター板１１全体
の温度を均一にする必要があることから、図１に示すよ
うな同心円状のパターンが好ましい。また、発熱体１２
の厚さは、１〜５０μｍが望ましく、その幅は、５〜２
０ｍｍが好ましい。Since it is necessary for the heating element 12 to make the temperature of the entire heater plate 11 uniform, a concentric pattern as shown in FIG. 1 is preferable. In addition, the heating element 12
The thickness is preferably 1 to 50 μm, and the width is 5 to 2 μm.
0 mm is preferable.

【００２５】発熱体１２の厚さや幅を変化させることに
より、その抵抗値を変化させることができるが、この範
囲が最も実用的だからである。発熱体１２の抵抗値は、
薄く、また細くなるほど大きくなる。The resistance value can be changed by changing the thickness or width of the heating element 12, but this range is most practical. The resistance value of the heating element 12 is
The thinner and thinner the larger.

【００２６】なお、発熱体１２を内部に設けると、加熱
面１１ａと発熱体１２との距離が近くなり、表面の温度
均一性が低下するため、発熱体１２自体の幅を広げる必
要がある。また、ヒータ板１１の内部に発熱体１２を設
けるため、窒化物セラミック等との密着性を考慮する必
要性がなくなる。When the heating element 12 is provided inside, the distance between the heating surface 11a and the heating element 12 becomes short, and the temperature uniformity on the surface deteriorates. Therefore, it is necessary to widen the width of the heating element 12 itself. Further, since the heating element 12 is provided inside the heater plate 11, it is not necessary to consider the adhesiveness with the nitride ceramic or the like.

【００２７】発熱体１２は、断面が方形、楕円形、紡錘
形、蒲鉾形状のいずれでもよいが、偏平なものであるこ
とが望ましい。偏平の方が加熱面に向かって放熱しやす
いため、加熱面１１ａへの熱伝搬量を多くすることがで
き、加熱面の温度分布ができにくいからである。なお、
発熱体１２は螺旋形状でもよい。The heating element 12 may have any of a rectangular shape, an elliptical shape, a spindle shape, and a semi-cylindrical cross section, but it is preferably flat. This is because the flat surface is more likely to radiate heat toward the heating surface, so that the amount of heat transfer to the heating surface 11a can be increased and the temperature distribution on the heating surface is less likely to occur. In addition,
The heating element 12 may have a spiral shape.

【００２８】本発明者らの研究では、アスペクト比（発
熱体１２の厚さに対する幅の値）が１０未満の場合に
は、ヒータ板１１の側面方向への熱の放射が相対的に大
きくなり、発熱体１２に相似した温度分布が発生し、逆
にアスペクト比が５０００を超えても、発熱体中心直上
に熱が蓄積して結局温度分布が生じてしまう。すなわ
ち、いずれにしても温度の均一性を確保できない。According to the research conducted by the present inventors, when the aspect ratio (the value of the width with respect to the thickness of the heating element 12) is less than 10, the radiation of heat in the lateral direction of the heater plate 11 becomes relatively large. A temperature distribution similar to that of the heat generating element 12 is generated, and conversely, even if the aspect ratio exceeds 5000, heat is accumulated right above the center of the heat generating element and eventually the temperature distribution is generated. That is, the temperature uniformity cannot be ensured in any case.

【００２９】従って、前記アスペクト比は、１０〜５０
００が望ましく、要求される耐衝撃温度（水中投下でク
ラックや剥離が発生する温度）ΔＴが１５０℃以上の範
囲では、１００〜３０００がより望ましい。Therefore, the aspect ratio is 10 to 50.
00 is desirable, and 100-3000 is more desirable when the required impact resistance temperature (temperature at which cracks and peeling occur when dropped in water) ΔT is 150 ° C. or higher.

【００３０】上記アスペクト比が１００未満では、発熱
体がクラックの起点となりやすく、３０００を超えると
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
じやすくなる。If the aspect ratio is less than 100, the heating element is likely to be a starting point of cracks, and if it exceeds 3000, the sintering between the green sheets is obstructed to form an interface between the green sheets, which becomes the starting point. Cracks easily occur.

【００３１】本発明では、発熱体１２は、図２に示した
ように、板状体の中心から板状体の厚さ方向に偏芯させ
て形成させ、発熱体１２から遠い方の面を加熱面１１ａ
とすることが望ましい。熱が伝搬中にヒータ板１１全般
に拡散するため、加熱面１１ａに発熱体１２のパターン
に相似した温度分布が発生することを抑制することがで
き、加熱温度分布を均一なものとすることが可能である
からである。In the present invention, as shown in FIG. 2, the heating element 12 is formed so as to be eccentric from the center of the plate-shaped body in the thickness direction of the plate-shaped body, and the surface farther from the heating body 12 is formed. Heating surface 11a
Is desirable. Since heat diffuses throughout the heater plate 11 during propagation, it is possible to suppress the occurrence of a temperature distribution similar to the pattern of the heating element 12 on the heating surface 11a, and to make the heating temperature distribution uniform. Because it is possible.

【００３２】発熱体１２をヒータ板１１の内部に偏芯し
て形成する場合の位置は、ヒータ板１１の加熱面１１ａ
から５０％を越える底面１１ｂに近い位置で、９９％ま
での位置とすることが望ましい。５０％以下であると、
加熱面１１ａに近すぎて温度分布が発生してしまい、逆
に、９９％を越えるとヒータ板１１自体に反りが発生し
て、シリコンウエハを破損しやすくなるからである。When the heating element 12 is formed eccentrically inside the heater plate 11, the position is the heating surface 11a of the heater plate 11.
It is desirable that the position is close to the bottom surface 11b exceeding 50% to 99%. If it is 50% or less,
This is because the temperature distribution is generated because it is too close to the heating surface 11a, and conversely, when it exceeds 99%, the heater plate 11 itself warps and the silicon wafer is easily damaged.

【００３３】また、本発明に係るセラミックヒータ１０
においては、発熱体１２の層を複数設けてもよい。この
場合、各層の発熱体１２のパターンは相互に補完するよ
うに形成され、平面視すると、どこかの層に発熱体１２
のパターンが形成された状態が望ましい。このような構
造としては、例えば、互いに千鳥の配置になっている構
造が挙げられる。Further, the ceramic heater 10 according to the present invention.
In, a plurality of layers of the heating element 12 may be provided. In this case, the patterns of the heating elements 12 of the respective layers are formed so as to complement each other, and when viewed in a plan view, the heating elements 12 of some layers are formed.
It is desirable that the pattern is formed. As such a structure, for example, a structure in which staggered arrangement is provided.

【００３４】なお、発熱体１２をヒータ板１１の内部に
設け、かつ、その発熱体を外部に一部露出させてもよ
い。また、本発明では、発熱体１２をヒータ板１１の内
部に形成しているので、発熱体表面が酸化されることが
ないため、被覆は不要である。The heating element 12 may be provided inside the heater plate 11, and the heating element may be partially exposed to the outside. Further, in the present invention, since the heating element 12 is formed inside the heater plate 11, the surface of the heating element is not oxidized, so that coating is unnecessary.

【００３５】本発明では、図２に示したヒータ板１１の
有底孔１４等に、必要に応じて熱電対を埋め込んでおく
ことができる。熱電対によりヒータ板の温度を測定し、
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, a thermocouple can be embedded in the bottomed hole 14 of the heater plate 11 shown in FIG. 2 and the like, if necessary. Measure the temperature of the heater plate with a thermocouple,
This is because the temperature of the heater plate can be controlled by changing the voltage and the amount of current based on the data.

【００３６】ヒータ板１１に貫通孔１５を複数設けてそ
の貫通孔１５に支持ピン１６を挿入し、これらの支持ピ
ン１６上にシリコンウエハ１９を載置することができ
る。また、支持ピン１６を上下させてシリコンウエハ１
９を図示しない搬送機に渡したり、搬送機からシリコン
ウエハ１９を受け取ったりすることができる。A plurality of through holes 15 may be provided in the heater plate 11, support pins 16 may be inserted into the through holes 15, and the silicon wafer 19 may be placed on these support pins 16. In addition, the support pins 16 are moved up and down to move the silicon wafer 1
9 can be transferred to a carrier (not shown) or the silicon wafer 19 can be received from the carrier.

【００３７】次に、本発明に係るセラミックヒータの製
造方法について説明する。 (1) ヒータ板の作製工程 まず、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックの粉末
をバインダ、溶剤等と混合してペーストを調製し、これ
を用いてグリーンシートを作製する。すなわち、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作製する。グリーン
シートの厚さは、０．１〜５ｍｍが好ましい。Next, a method of manufacturing the ceramic heater according to the present invention will be described. (1) Step of Manufacturing Heater Plate First, a powder of nitride ceramic or a carbide ceramic is mixed with a binder, a solvent, etc. to prepare a paste, and a green sheet is manufactured using the paste. That is, the paste obtained by mixing these is formed into a sheet by the doctor blade method to produce a green sheet. The thickness of the green sheet is preferably 0.1 to 5 mm.

【００３８】上述したセラミック粉末としては、窒化ア
ルミニウム、炭化ケイ素などを使用することができる。
必要に応じて、イットリア等の焼結助剤を加えてもよ
い。また、バインダとしては、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、ポリビニルアルコ
ールから選ばれる少なくとも１種が望ましい。溶媒とし
ては、α−テルピネオール、グリコールから選ばれる少
なくとも１種が望ましい。As the above-mentioned ceramic powder, aluminum nitride, silicon carbide or the like can be used.
If necessary, a sintering aid such as yttria may be added. Further, the binder is preferably at least one selected from acrylic binders, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol. As the solvent, at least one selected from α-terpineol and glycol is desirable.

【００３９】なお、上記ペースト中にカーボンを加えて
おいてもよい。グリーンシート中のカーボンは、スルー
ホール中に充填されたタングステンやモリブデンと反応
し、これらの炭化物が形成されるからである。Carbon may be added to the paste. This is because the carbon in the green sheet reacts with the tungsten and molybdenum filled in the through holes to form these carbides.

【００４０】次に、得られたグリーンシートに、必要に
応じて、シリコンウエハを支持するための支持ピンを挿
入する貫通孔１５となる部分、熱電対などの測温素子を
埋め込むための有底孔１４となる部分、発熱体１２を外
部端子１３等と接続するためのスルーホール１８となる
部分等をパンチング等により形成する（図１〜２参
照）。後述するグリーンシート積層体を形成した後に、
上記加工を行ってもよい。Next, in the obtained green sheet, if necessary, a portion to be a through hole 15 for inserting a support pin for supporting a silicon wafer, and a bottomed plate for embedding a temperature measuring element such as a thermocouple. A portion to be the hole 14 and a portion to be the through hole 18 for connecting the heating element 12 to the external terminal 13 and the like are formed by punching or the like (see FIGS. 1 and 2). After forming the green sheet laminate described below,
You may perform the said process.

【００４１】(2) グリーンシート上に導体ペーストを印
刷する工程 グリーンシート上に、金属ペーストまたは導電性セラミ
ックを含む導体ペーストを印刷する。印刷は、グリーン
シートの収縮率を考慮して所望のアスペクト比が得られ
るように印刷する。導体ペースト層の厚さは５〜４０μ
ｍが好ましく、その幅は、０．２〜１２ｍｍが好まし
い。これらの導体ペースト中には、タングステン、モリ
ブデン等の金属粒子またはタングステン、モリブデンの
炭化物等の導電性セラミック粒子が含まれている。これ
らの金属は比較的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗
値を有するからである。(2) Step of printing conductor paste on the green sheet A conductor paste containing a metal paste or a conductive ceramic is printed on the green sheet. The printing is performed so that a desired aspect ratio is obtained in consideration of the shrinkage rate of the green sheet. Thickness of conductor paste layer is 5-40μ
m is preferable, and the width thereof is preferably 0.2 to 12 mm. These conductor pastes contain metal particles such as tungsten and molybdenum or conductive ceramic particles such as carbides of tungsten and molybdenum. This is because these metals are relatively difficult to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat.

【００４２】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が好ましい。平均粒子が
０．１μｍ未満であるか、５μｍを超えると、導体ペー
ストを印刷しにくいからである。The average particle diameter of the tungsten particles or molybdenum particles is preferably 0.1 to 5 μm. If the average particle size is less than 0.1 μm or exceeds 5 μm, it is difficult to print the conductor paste.

【００４３】導体ペーストは、導電性を確保するための
上記金属粒子または上記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。導体ペー
ストに使用される樹脂としては、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂などが好ましい。また、溶剤と
しては、グリコール、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 conductor paste is a resin, in addition to the above-mentioned metal particles or the above-mentioned conductive ceramics for ensuring conductivity.
Generally, a solvent, a thickener and the like are contained. The resin used for the conductor paste is preferably acrylic resin, epoxy resin, phenol resin, or the like. Further, glycol, isopropyl alcohol, or the like is used as the solvent. Examples of the thickener include cellulose and the like.

【００４４】具体的な導体ペーストとしては、例えば、
金属粒子または導電性セラミック粒子８５〜９７重量
部；アクリル系、エチルセルロース、ブチルセロソル
ブ、ポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種
のバインダ１．５〜１０重量部；および、α−テルピネ
オール、グリコールから選ばれる少なくとも１種の溶媒
を１．５〜１０重量部を混合した組成物（ペースト）が
挙げられる。As a concrete conductor paste, for example,
85 to 97 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles; 1.5 to 10 parts by weight of at least one binder selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve and polyvinyl alcohol; and at least 1 selected from α-terpineol and glycol. A composition (paste) in which 1.5 to 10 parts by weight of the seed solvent is mixed is included.

【００４５】また、上記(1) の工程において、グリーン
シートのスルーホール１８となる部分等にタングステ
ン、モリブデン等の高融点金属粒子またはタングステ
ン、モリブデンの炭化物等の導電性セラミック粒子を含
有する導体ペーストを充填する。In the step (1), a conductor paste containing refractory metal particles such as tungsten or molybdenum or conductive ceramic particles such as carbide of tungsten or molybdenum in a portion to be the through hole 18 of the green sheet. To fill.

【００４６】(3) グリーンシートの積層工程 上記(1) の工程で作製した導体ペーストを印刷していな
いグリーンシートを、上記(2) の工程で作製した導体ペ
ーストを印刷したグリーンシートの上下に積層して、グ
リーンシート積層体を形成する。(3) Green Sheet Laminating Step The green sheet not printed with the conductor paste prepared in the above step (1) is placed above and below the green sheet printed with the conductor paste prepared in the above step (2). Lamination is performed to form a green sheet laminated body.

【００４７】このとき、上側に積層するグリーンシート
の数を下側に積層するグリーンシートの数よりも多くし
て、発熱体の形成位置を底面の方向に偏芯させる。具体
的には、上側のグリーンシートの積層数は２０〜５０枚
が、下側のグリーンシートの積層数は５〜２０枚が好ま
しい。At this time, the number of green sheets to be laminated on the upper side is made larger than the number of green sheets to be laminated on the lower side, and the formation position of the heating element is eccentric in the direction of the bottom surface. Specifically, the number of stacked green sheets on the upper side is preferably 20 to 50, and the number of stacked green sheets on the lower side is preferably 5 to 20.

【００４８】(4) グリーンシート積層体の焼成工程 グリーンシート積層体の加熱および加圧を行い、グリー
ンシートおよび内部の導体ペーストを焼結させる。加熱
温度は、１０００〜２０００℃が好ましく、加圧の圧力
は、１００〜２００ｋｇ／ｃｍ² が好ましい。また、加
熱時間は、２〜１０時間程度が好ましい。加熱は、不活
性ガス雰囲気中で行う。不活性ガスとしては、例えば、
アルゴン、窒素などを使用することができる。(4) Firing step of green sheet laminate The green sheet laminate is heated and pressed to sinter the green sheet and the conductor paste inside. The heating temperature is preferably 1000 to 2000 ° C., and the pressure applied is preferably 100 to 200 kg / cm ² . The heating time is preferably about 2 to 10 hours. The heating is performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, for example,
Argon, nitrogen and the like can be used.

【００４９】(5) 外部接続端子の接合 焼成後、スルーホールが形成されている部分で、３個の
円からなる金属層２０の中心部分に袋孔１７を形成し、
この袋孔１７に外部端子１３を入れ、金ろう付けを行
う。加熱温度は、９００〜１０５０℃が好適である。な
お、焼成を行った後に、測温素子を挿入するための有底
孔を設けてもよい。有底孔１４は、表面研磨後に、サン
ドブラストなどをブラスト処理を行うことにより形成す
ることができる。さらに、必要により、測温素子として
の熱電対などを銀ろう、金ろうなどで取り付け、ポリイ
ミドなどの耐熱性樹脂で封止し、セラミックヒータの製
造を終了する。以上、セラミックヒータを例にとって説
明してきたが、本発明の半導体製造・検査装置用セラミ
ック基板においては、静電電極を設けて静電チャックと
してもよく、表面にチャップトップ電極を設けてウエハ
プローバとしてもよい。(5) After bonding and firing the external connection terminals, a blind hole 17 is formed in the central portion of the metal layer 20 consisting of three circles in the portion where the through hole is formed,
The external terminal 13 is put in the bag hole 17 and gold brazing is performed. The heating temperature is preferably 900 to 1050 ° C. After firing, a bottomed hole for inserting the temperature measuring element may be provided. The bottomed hole 14 can be formed by performing blasting treatment such as sandblasting after polishing the surface. Further, if necessary, a thermocouple or the like as a temperature measuring element is attached with silver solder, gold solder or the like, and sealed with a heat resistant resin such as polyimide, and the production of the ceramic heater is completed. Although the ceramic heater has been described above as an example, in the semiconductor manufacturing / inspecting apparatus ceramic substrate of the present invention, an electrostatic electrode may be provided to serve as an electrostatic chuck, or a chap top electrode may be provided on the surface to serve as a wafer prober. Good.

【００５０】図５は、本発明に係る静電チャックの一実
施形態を模式的に示した断面図である。この静電チャッ
ク１０１は、セラミック基板１００とセラミック誘電体
膜４００との間にチャック正極静電層２００とチャック
負極静電層３００とが設けられ、セラミック基板１００
の内部には抵抗発熱体５００が設けられた構造をしてい
る。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an embodiment of the electrostatic chuck according to the present invention. In this electrostatic chuck 101, a chuck positive electrode electrostatic layer 200 and a chuck negative electrode electrostatic layer 300 are provided between a ceramic substrate 100 and a ceramic dielectric film 400.
A resistance heating element 500 is provided inside the structure.

【００５１】この静電チャック１０１では、上記のよう
に、セラミック基板１００とセラミック誘電体膜４００
との間にチャック正極静電層２００とチャック負極静電
層３００とが設けられ、セラミック基板１００の内部に
抵抗発熱体５００が形成されているため、これらと外部
端子とを接続するための接続部（スルーホール）１６０
が必要となる。スルーホール１６０は、タングステンペ
ースト、モリブデンペーストなどの高融点金属からな
り、その外周部分がカーバイト化して導電性セラミック
となっているか、または、タングステンカーバイト、モ
リブデンカーバイトなどの導電性セラミックを充填する
ことにより形成される。In the electrostatic chuck 101, as described above, the ceramic substrate 100 and the ceramic dielectric film 400 are used.
Since the chuck positive electrode electrostatic layer 200 and the chuck negative electrode electrostatic layer 300 are provided between them and the resistance heating element 500 is formed inside the ceramic substrate 100, a connection for connecting these to external terminals. Part (through hole) 160
Is required. The through hole 160 is made of a high melting point metal such as tungsten paste or molybdenum paste, and the outer peripheral portion thereof is made into a conductive ceramic or filled with a conductive ceramic such as tungsten carbide or molybdenum carbide. It is formed by

【００５２】また、接続部（スルーホール）１６０の直
径は、０．１〜１０ｍｍが望ましい。断線を防止しつ
つ、クラックや歪みを防止することができるからであ
る。The diameter of the connecting portion (through hole) 160 is preferably 0.1 to 10 mm. This is because it is possible to prevent cracks and distortions while preventing disconnection.

【００５３】このスルーホール１６０を接続パットとし
て外部端子ピンを接続する。接続は、半田、ろう材によ
り行う。上記ろう材としては、例えば、銀ろう、パラジ
ウムろう、アルミニウムろう、金ろうを使用することが
できる。External terminal pins are connected using the through holes 160 as connection pads. Connection is made with solder or brazing material. As the brazing material, for example, silver brazing, palladium brazing, aluminum brazing, and gold brazing can be used.

【００５４】上記金ろうとしては、Ａｕ−Ｎｉ合金が望
ましい。Ａｕ−Ｎｉ合金は、導電性セラミックとの密着
性に優れるからである。Ａｕ／Ｎｉの比率は、〔８１．
５〜８２．５（重量％）〕／〔１８．５〜１７．５（重
量％）〕が望ましい。Ａｕ−Ｎｉ層の厚さは、０．１〜
５０μｍが望ましい。接続を確保するのに充分な範囲だ
からである。また、１０^-6〜１０^-5Ｐａの高真空で５０
０〜１０００℃の高温で使用するとＡｕ−Ｃｕ合金では
劣化するが、Ａｕ−Ｎｉ合金ではこのような劣化がなく
有利である。また、Ａｕ−Ｎｉ合金中の不純物元素量
は、全量を１００重量部とした場合に１重量部未満であ
ることが望ましい。Au-Ni alloy is preferable as the gold solder. This is because the Au-Ni alloy has excellent adhesion to the conductive ceramic. The Au / Ni ratio is [81.
5-82.5 (wt%)] / [18.5-17.5 (wt%)] is desirable. The thickness of the Au-Ni layer is 0.1 to
50 μm is desirable. This is because the range is sufficient to secure the connection. Also, at a high vacuum of 10 ⁻⁶ to 10 ⁻⁵ Pa, 50
When used at a high temperature of 0 to 1000 ° C., the Au—Cu alloy is deteriorated, but the Au—Ni alloy is advantageous because there is no such deterioration. Further, the amount of impurity elements in the Au-Ni alloy is preferably less than 1 part by weight when the total amount is 100 parts by weight.

【００５５】図６は、本発明に係るウエハプローバ（ウ
エハプローバ用のステージ基板）の一実施形態を模式的
に示した断面図であり、このウエハプローバ２０１で
は、平面視円形状のセラミック基板４３の表面に平面視
同心円形状の溝４７が形成されるとともに、溝４７の一
部にシリコンウエハを吸着するための複数の吸引孔４８
が設けられており、溝４７を含むセラミック基板４３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４２が円形状に形成されている。FIG. 6 is a sectional view schematically showing an embodiment of the wafer prober (wafer prober stage substrate) according to the present invention. In the wafer prober 201, a circular ceramic substrate 43 in plan view is shown. A groove 47 having a concentric circular shape in a plan view is formed on the surface of the wafer, and a plurality of suction holes 48 for sucking a silicon wafer in a part of the groove 47.
The chuck top conductor layer 42 for connecting to the electrode of the silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 43 including the groove 47.

【００５６】一方、セラミック基板４３の底面には、シ
リコンウエハの温度をコントロールするために発熱体４
９が設けられており、発熱体４９の両端には、外部端子
ピン（図示せず）が接続、固定されている。また、セラ
ミック基板４３の内部には、ストレイキャパシタやノイ
ズを除去するために平面視格子形状のガード電極４５と
とグランド電極４６とが設けられている。ガード電極４
５とグランド電極４６の材質は、静電電極と同様のもの
でよい。On the other hand, on the bottom surface of the ceramic substrate 43, the heating element 4 is provided for controlling the temperature of the silicon wafer.
9 are provided, and external terminal pins (not shown) are connected and fixed to both ends of the heating element 49. Further, inside the ceramic substrate 43, a guard electrode 45 and a ground electrode 46 having a grid shape in plan view are provided to remove stray capacitors and noise. Guard electrode 4
The material of 5 and the ground electrode 46 may be the same as that of the electrostatic electrode.

【００５７】チャックトップ導体層４２の厚さは、１〜
２０μｍが望ましい。１μｍ未満であると、抵抗値が高
くなりすぎて電極として働かず、一方、２０μｍを超え
ると導体の持つ応力によって剥離しやすくなってしまう
からである。The chuck top conductor layer 42 has a thickness of 1 to
20 μm is desirable. If it is less than 1 μm, the resistance value becomes too high to function as an electrode, while if it exceeds 20 μm, it tends to be peeled off due to the stress of the conductor.

【００５８】チャックトップ導体層４２としては、例え
ば、銅、チタン、クロム、ニッケル、貴金属（金、銀、
白金等）、タングステン、モリブデンなどの高融点金属
から選ばれる少なくとも１種の金属を使用することがで
きる。As the chuck top conductor layer 42, for example, copper, titanium, chromium, nickel, noble metal (gold, silver,
At least one metal selected from refractory metals such as platinum), tungsten, molybdenum, etc. can be used.

【００５９】このような構成のウエハプローバでは、そ
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。なお、ウエハプローバを
製造する場合には、例えば、静電チャックの場合と同様
に、初めに抵抗発熱体が埋設されたセラミック基板を製
造し、その後、セラミック基板の表面に溝を形成し、続
いて、溝が形成された表面部分にスパッタリングおよび
メッキ等を施して、金属層を形成すればよい。In the wafer prober having such a structure, after mounting a silicon wafer having an integrated circuit formed thereon, a probe card having tester pins is pressed against this silicon wafer, and a voltage is applied while heating and cooling. Continuity test can be performed. In the case of manufacturing a wafer prober, for example, as in the case of an electrostatic chuck, first, a ceramic substrate in which a resistance heating element is embedded is manufactured, and then a groove is formed on the surface of the ceramic substrate. Then, the metal layer may be formed by performing sputtering, plating or the like on the surface portion where the groove is formed.

【００６０】[0060]

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 （実施例１） (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、カーボン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、ドクターブレート法によ
り成形を行って、厚さ０．４７ｍｍのグリーンシートを
作製した。The present invention will be described in more detail below. (Example 1) (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) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight, dispersant 0.5 parts by weight, carbon 5 parts by weight and 1-
Using a paste prepared by mixing 53 parts by weight of alcohol consisting of butanol and ethanol, the paste was molded by the doctor blading method to produce a green sheet having a thickness of 0.47 mm.

【００６１】(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１．８ｍ
ｍ、３．０ｍｍおよび５．０ｍｍの貫通孔をそれぞれ形
成した。これらの貫通孔は、シリコンウエハを支持する
支持ピンを挿入するための貫通孔１５となる部分、スル
ーホール１８となる部分等である。(2) Next, this green sheet was dried at 80 ° C. for 5 hours and punched to a diameter of 1.8 m.
m, 3.0 mm and 5.0 mm through holes were formed, respectively. These through-holes are the through-holes 15 for inserting the support pins for supporting the silicon wafer, the through-holes 18 and the like.

【００６２】(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。(3) A conductor was prepared by mixing 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 0.3 part by weight of a dispersant. Paste A was prepared.

【００６３】平均粒子径３μｍのタングステン粒子１０
０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をグリーンシート上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、図１に示し
たような同心円パターンとし、導体ペースト層の幅を１
０ｍｍ、その厚さを１２μｍとした。また、スルーホー
ルとなる貫通孔部分に導体ペーストＢを充填し、表面層
となるグリーンシートの金属層２０を形成する部分に
は、図３に示した３個の円形の貫通孔をお互いが接する
ように形成し、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、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３７枚、下
側に１３枚、１３０℃、８０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で積層
した。Tungsten particles 10 having an average particle diameter of 3 μm
A conductor paste B was prepared by mixing 0 part by weight, 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 the green sheet by screen printing to form a conductor paste layer. The printing pattern is a concentric circle pattern as shown in FIG. 1, and the width of the conductor paste layer is 1
The thickness was 0 mm and the thickness was 12 μm. Also, the three circular through holes shown in FIG. 3 are in contact with each other at the portions where the through holes that become the through holes are filled with the conductor paste B and the metal layer 20 of the green sheet that becomes the surface layer is formed. And formed with the conductive paste B. 37 green sheets on which the tungsten paste was not printed were laminated on the upper side (heated surface) and 13 sheets were laminated on the lower side, at 130 ° C. and a pressure of 80 kg / cm ² .

【００６４】(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１５０ｋｇ
／ｃｍ² で１０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２３０ｍｍの円板状
に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍ（アスペク
ト比：１６６６）の発熱体１２を有するセラミックヒー
タとした。なお、スルーホール１８の大きさは、直径
０．２ｍｍ、深さ０．２ｍｍであり、表面の１０μｍが
グリーンシート内に添加させたカーボンとスルーホール
内に充填されたタングステンとの反応により炭化してい
た。また、３個の金属層２０の直径は、２．５ｍｍであ
った。(4) Next, the obtained laminate was placed in a nitrogen gas,
Degreasing at 600 ℃ for 5 hours, 1890 ℃, pressure 150kg
/ Cm ² was hot-pressed for 10 hours to obtain an aluminum nitride plate having a thickness of 3 mm. This was cut into a disk shape of 230 mm, and a ceramic heater having a heating element 12 having a thickness of 6 μm and a width of 10 mm (aspect ratio: 1666) was provided inside. The size of the through hole 18 is 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth, and 10 μm on the surface is carbonized by the reaction between the carbon added in the green sheet and the tungsten filled in the through hole. Was there. The diameter of the three metal layers 20 was 2.5 mm.

【００６５】(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１４
を設けた。(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. 14
Was set up.

【００６６】(6) さらに、図３に示した円形の金属層２
０が３個集合した部分の中央をドリルでえぐり取って直
径５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの袋孔１７とし、この袋孔１
７にＮｉ−Ａｕ合金（Ａｕ：８１．５重量％、Ｎｉ：１
８．４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
端子を接続した。なお、外部端子は、タングステンから
なる３個の金属層２０により支持、接続される構造とな
っている。(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、セラミックヒータの製造を完了し
た。(6) Further, the circular metal layer 2 shown in FIG.
The center of the part where three 0s are gathered is cut with a drill to form a bag hole 17 with a diameter of 5mm and a depth of 0.5mm.
7 to Ni-Au alloy (Au: 81.5% by weight, Ni: 1
Using a gold brazing material composed of 8.4% by weight and impurities: 0.1% by weight, reflow was performed by heating at 970 ° C., and external terminals made of Kovar were connected. The external terminals are supported and connected by three metal layers 20 made of tungsten. (7) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes to complete the production of the ceramic heater.

【００６７】（実施例２）カーボンを含有しないほかは
同じ組成のグリーンシート用ペーストを調製し、また、
タングステン粉末の代わりにタングステンカーバイト粉
末を含有するほかは同じ組成のスルーホール用ペースト
を調製したほかは、実施例１の場合と同様にして、セラ
ミックヒータを製造した。Example 2 A green sheet paste having the same composition except that it does not contain carbon was prepared.
A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a paste for through holes having the same composition was prepared except that a tungsten carbide powder was contained instead of the tungsten powder.

【００６８】（実施例３）基本的には、実施例１と同様
であるが、スルーホールとなる貫通孔部分のうち、発熱
体側に導体ペーストＡを孔深さの１／２程度充填し、残
りの空隙に導電ペーストＢを充填した。(Embodiment 3) Basically the same as in Embodiment 1, except that the conductor paste A is filled in the heating element side of the through-hole portion to be a through hole at about 1/2 of the hole depth. The remaining voids were filled with the conductive paste B.

【００６９】（実施例４） (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重量部を配合したペース
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。(Example 4) (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) 4 parts by weight, 11.5 parts by weight of an acrylic binder, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 53 parts by weight of an alcohol consisting of 1-butanol and ethanol are used to form a paste by a doctor blade method. Thus, a green sheet having a thickness of 0.47 mm was obtained.

【００７０】(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１．８ｍ
ｍ、３．０ｍｍ、５．０ｍｍ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。(2) Next, this green sheet was dried at 80 ° C. for 5 hours and punched to a diameter of 1.8 m.
m, 3.0 mm, 5.0 mm, through holes for inserting semiconductor wafer support pins, and through holes for connecting to external terminals were provided.

【００７１】(3) 平均粒径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。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半
円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。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Ａを充填した。(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle size of 1 μm, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, 3.5 parts by weight of an α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of a dispersant are mixed to form a conductor. Paste A was prepared. This conductor paste A was printed on a green sheet by screen printing to form a conductor paste layer. The print pattern is
A concentric pattern was used. In addition, a conductor paste layer having a semicircular electrostatic electrode pattern was formed on another green sheet. Further, the conductor paste A was filled in the through holes for through holes for connecting the external terminals.

【００７２】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℃、８ＭＰａ（８０ｋｇ／ｃｍ
² ）の圧力で圧着して積層体を形成した。34 green sheets on which the tungsten paste was not printed were laminated on the upper side (heating surface) and 13 sheets on the lower side of the green sheet which had been subjected to the above-mentioned treatment, and a conductor paste consisting of an electrostatic electrode pattern was formed thereon. The green sheets with the printed layers are laminated, and two green sheets without the tungsten paste are further laminated thereon, and these are laminated at 130 ° C. and 8 MPa (80 kg / cm).
The pressure was applied under pressure of ² ) to form a laminate.

【００７３】(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１５ＭＰａ
（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。これを２３０
ｍｍの円板状に切り出し、図５に示したような、内部に
厚さ６μｍ、幅１０ｍｍの抵抗発熱体５００および厚さ
１０μｍのチャック正極静電層２００、チャック負極静
電層３００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,
Degreasing at 600 ℃ for 5 hours, 1890 ℃ pressure 15 MPa
(150 kg / cm ² ) was hot pressed for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate-like body having a thickness of 3 mm. 230 this
5 mm, cut into a disk shape, and nitriding as shown in FIG. 5 having a resistance heating element 500 having a thickness of 6 μm and a width of 10 mm, and a chuck positive electrode electrostatic layer 200 and a chuck negative electrode electrostatic layer 300 having a thickness of 10 μm. The plate-shaped body made of aluminum was used.

【００７４】(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：２．０ｍｍ）を設けた。(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).

【００７５】(6) さらに、スルーホール１６０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を接続させた。なお、外部端
子の接続は、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。(6) Further, the portion where the through hole 160 is formed is cut out to form a bag hole, and the bag hole is filled with Ni.
Using gold brazing made of -Au, reflowing was performed at 700 ° C, and external terminals made of Kovar were connected. The connection of the external terminals is preferably a structure in which the tungsten support supports at three points. This is because connection reliability can be secured.

【００７６】(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
の製造を完了した。(7) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes to complete the manufacture of the electrostatic chuck having the resistance heating element.

【００７７】（実施例５） (1) 窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径：
１．１μｍ）１０００重量部、イットリア（平均粒径：
０．４μｍ）４０重量部、ＳｉＣ１０重量部、１−ブタ
ノールおよびエタノールからなるアルコール５３０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。(Example 5) (1) Aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size:
1.1 μm) 1000 parts by weight, yttria (average particle size:
0.4 μm) 40 parts by weight, 10 parts by weight of SiC, 530 parts by weight of alcohol consisting of 1-butanol and ethanol were mixed to obtain a mixed composition, which was molded using a doctor blade method to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm. Got the sheet.

【００７８】(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
ピンとを接続するためのスルーホール用の貫通孔を設け
た。(2) Next, this green sheet was dried at 80 ° C. for 5 hours, and then through holes for through holes for connecting the heating element and the external terminal pins were provided by punching.

【００７９】(3) 平均粒径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とした。(3) A conductor was prepared by mixing 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle size of 1 μm, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, 3.5 parts by weight of an α-terpineol solvent and 0.3 part by weight of a dispersant. This is Paste A.

【００８０】次に、グリーンシートに、この導体ペース
トＡを用いたスクリーン印刷で、格子状のガード電極印
刷体、グランド電極用印刷体を印刷した。また、端子ピ
ンと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Ａ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５０枚積層し
た１３０℃、８ＭＰａ（８０ｋｇ／ｃｍ² ）の圧力で一
体化することにより積層体を作製した。Next, a grid-shaped guard electrode printed material and a ground electrode printed material were printed on the green sheet by screen printing using the conductor paste A. Further, the conductor paste A was filled in the through holes for through holes for connecting to the terminal pins. Furthermore, a laminated body was produced by stacking 50 printed green sheets and 50 unprinted green sheets together at 130 ° C. under a pressure of 8 MPa (80 kg / cm ² ).

【００８１】(4) 次に、この積層体を窒素ガス中で６０
０℃で５時間脱脂し、１８９０℃、１５ＭＰａ（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。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４６０の大きさは、直径０．２
ｍｍ、深さ０．２ｍｍであった。また、ガード電極４
５、グランド電極４６の厚さは１０μｍ、ガード電極４
５の形成位置は、ウエハ載置面から１ｍｍ、グランド電
極４６の形成位置は、ウエハ載置面から１．２ｍｍであ
った。また、ガード電極４５およびグランド電極４６の
導体非形成領域の１辺の大きさは、０．５ｍｍであっ
た。(4) Next, this laminated body is subjected to 60% in nitrogen gas.
Degreasing was performed at 0 ° C for 5 hours, and at 1890 ° C, 15 MPa (150
It was hot-pressed at (kg / cm ² ) for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate 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 460 is 0.2
mm and the depth was 0.2 mm. In addition, the guard electrode 4
5, the thickness of the ground electrode 46 is 10 μm, the guard electrode 4
The formation position of 5 was 1 mm from the wafer mounting surface, and the formation position of the ground electrode 46 was 1.2 mm from the wafer mounting surface. The size of one side of the conductor non-forming region of the guard electrode 45 and the ground electrode 46 was 0.5 mm.

【００８２】(5) 上記(4) で得た板状体を、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凹部およびウエハ
吸着用の溝４７（幅０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）を設
けた。(5) After polishing the plate-like body obtained in (4) above with a diamond grindstone, a mask is placed on the surface and a blast treatment using SiC or the like is performed to form a concave portion for a thermocouple and a wafer adsorption portion on the surface. A groove 47 (width 0.5 mm, depth 0.5 mm) was provided.

【００８３】(6) さらに、ウエハ載置面に対向する面に
発熱体４９を形成するための層を印刷した。印刷は、導
体ペーストを用いた。導体ペーストは、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。この導体ペース
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１０
０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４．５μｍでリン片状のもので
あった。(6) Further, a layer for forming the heating element 49 was printed on the surface facing the wafer mounting surface. The conductor paste was used for printing. The conductor paste used was Solvest PS603D manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho, which is used for forming through holes in printed wiring boards. This conductor paste is a silver / lead paste, and a metal oxide composed of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, and alumina (the weight ratio of each is 5/55/10/25/5) is added to silver 10.
The content was 7.5 parts by weight with respect to 0 parts by weight. Further, the silver had a scaly shape with an average particle size of 4.5 μm.

【００８４】(7) 導体ペーストを印刷したセラミック基
板を７８０℃で加熱焼成して、導体ペースト中の銀、鉛
を焼結させるとともにセラミック基板４３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６
０ｇ／ｌを含む水溶液からなる無電解ニッケルメッキ浴
にヒータ板を浸漬して、銀の焼結体４９の表面に厚さ１
μｍ、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、ヒータ板は、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２．４ｍｍであり、面積
抵抗率が７．７ｍΩ／□であった。(7) The ceramic substrate on which the conductor paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead contained in the conductor paste and to bake on the ceramic substrate 43. Further, nickel sulfate 30 g / l, boric acid 30 g /
1, ammonium chloride 30 g / l and Rochelle salt 6
The heater plate was immersed in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing 0 g / l to form a silver sintered body 49 with a thickness of 1
A nickel layer (not shown) having a thickness of μm and a boron content of 1 wt% or less was deposited. After this, the heater plate is heated to 120 ° C.
Annealed 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 / □.

【００８５】(8) 溝４７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０．６Ｐａ、温度１００℃、電
力２００Ｗであり、スパッタリング時間は、３０秒から
１分の範囲内で、各金属によって調製した。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．
３μｍ、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 47 was formed by a sputtering method. As an apparatus for sputtering, SV-4540 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd. was used. The conditions of sputtering were 0.6 Pa of atmospheric pressure, 100 ° C. of temperature, and 200 W of electric power, and the sputtering time was within the range of 30 seconds to 1 minute and was adjusted by each metal. The thickness of the obtained film was 0. 0 for the titanium layer from the image of the fluorescent X-ray analyzer.
3 μm, the molybdenum layer was 2 μm, and the nickel layer was 1 μm.

【００８６】(9) 硫酸ニッケル３０ｇ／ｌ、ほう酸３０
ｇ／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メッ
キ浴に、上記(8) で得られたセラミック板を浸漬し、ス
パッタリングにより形成された金属層の表面に厚さ７μ
ｍ、ホウ酸の含有量が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、電界ニッケルメッキで被覆されな
い。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５０ｇ／
ｌおよび次亜リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌを含む無電解
金メッキ液に、９３℃の条件で１分間浸漬し、ニッケル
メッキ層上に厚さ１μｍの金メッキ層を形成した。(9) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 30
The surface of the metal layer formed by sputtering by immersing the ceramic plate obtained in (8) above in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing g / l, ammonium chloride 30 g / l and Rochelle salt 60 g / l Thickness 7μ
m, and a nickel layer having a boric acid content of 1% by weight or less was deposited and annealed at 120 ° C. for 3 hours. The surface of the heating element does not carry an electric current and is not covered by electrolytic nickel plating. Further, on the surface, potassium gold cyanide 2 g / l, ammonium chloride 75 g / l, sodium citrate 50 g / l
1 and an electroless gold plating solution containing 10 g / l of sodium hypophosphite were immersed for 1 minute at 93 ° C. to form a gold plating layer having a thickness of 1 μm on the nickel plating layer.

【００８７】(10)溝４７から裏面に抜ける空気吸引孔４
８をドリル加工により形成し、さらにスルーホール４６
０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（Ａｕ８１．５重量％、Ｎｉ１
８．４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
子ピンを接続させた。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ピ
ンを形成した。(10) Air suction hole 4 that escapes from groove 47 to the back surface
8 is formed by drilling, and the through hole 46
A blind hole (not shown) for exposing 0 was provided. Ni-Au alloy (Au 81.5% by weight, Ni1
Using a gold braze composed of 8.4% by weight and 0.1% by weight of impurities, reflow was performed by heating at 970 ° C., and external terminal pins made of Kovar were connected. In addition, external terminal pins made of Kovar were formed on the heating element via solder (90% by weight tin / 10% by weight lead).

【００８８】(11)次に、温度制御のための熱電対を複数
凹部に埋め込み、ウエハプローバヒータ２０１を得た。(11) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the recesses to obtain the wafer prober heater 201.

【００８９】（比較例１）カーボンを含有しないほかは
同じ組成のグリーンシート用ペーストを調製したほか
は、実施例１の場合と同様にして、セラミックヒータを
製造した。Comparative Example 1 A ceramic heater was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a green sheet paste having the same composition except that it did not contain carbon was prepared.

【００９０】上記実施例１〜５および比較例１で得られ
たセラミックヒータ、静電チャックおよびウエハプロー
バについて、４００℃で１０００時間放置し、スルーホ
ール部分のクラックの発生具合を顕微鏡により観察し
た。また、加熱前後のスルーホール部分の体積抵抗率を
測定し、その結果を表１に示した。The ceramic heaters, electrostatic chucks, and wafer probers obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were left to stand at 400 ° C. for 1000 hours, and the degree of cracking in the through holes was observed with a microscope. Further, the volume resistivity of the through hole portion before and after heating was measured, and the results are shown in Table 1.

【００９１】[0091]

【表１】 [Table 1]

【００９２】その結果、実施例１〜５のセラミックヒー
タ、静電チャックおよびウエハプローバにおいては、ス
ルーホール部分にクラックは全く観察されなかったのに
対し、比較例１のセラミックヒータにおいては、スルー
ホール部分にクラックが観察された。また、表１より明
らかなように、実施例ではスルーホール部分の体積抵抗
率が加熱前後では変化しないのに対し、比較例１では、
加熱後のスルーホール部分の体積抵抗率が極端に高くな
ってしまった。これは、Ｗ₂ Ｃが発熱体とスルーホール
の界面に生成したためであると考えられる。As a result, in the ceramic heaters of Examples 1 to 5, the electrostatic chuck and the wafer prober, no cracks were observed in the through holes, whereas in the ceramic heater of Comparative Example 1, the through holes were formed. A crack was observed on the part. Further, as is clear from Table 1, in Comparative Example 1, the volume resistivity of the through hole portion did not change before and after heating, whereas in Comparative Example 1,
The volume resistivity of the through hole after heating became extremely high. It is considered that this is because W ₂ C was generated at the interface between the heating element and the through hole.

【００９３】[0093]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体製造
・検査装置用セラミック基板によれば、スルーホール部
分の外部端子との接続信頼性に優れた半導体製造・検査
装置用セラミック基板を提供することができる。As described above, according to the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspecting equipment of the present invention, it is possible to provide the ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspecting equipment having excellent connection reliability with the external terminals in the through holes. be able to.

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

【図１】本発明に係るセラミックヒータの一例を模式的
に示す底面図である。FIG. 1 is a bottom view schematically showing an example of a ceramic heater according to the present invention.

【図２】本発明に係るセラミックヒータの一部を模式的
に示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view schematically showing a part of a ceramic heater according to the present invention.

【図３】（ａ）は、図２に示したセラミックヒータの部
分拡大断面図であり、（ｂ）は、その底面図である。3 (a) is a partially enlarged sectional view of the ceramic heater shown in FIG. 2, and FIG. 3 (b) is a bottom view thereof.

【図４】別の実施形態に係るセラミックヒータの部分拡
大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a ceramic heater according to another embodiment.

【図５】本発明に係る静電チャックの一例を模式的に示
す断面図である。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図６】本発明に係るウエハプローバの一例を模式的に
示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view schematically showing an example of a wafer prober according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ セラミックヒータ １１ ヒータ板 １２ 発熱体 １３ 外部端子 １４ 有底孔 １５ 貫通孔 １６ 支持ピン １７ 袋孔 １８（１８ａ、１８ｂ） スルーホール １９ シリコンウエハ ２０ 金属層 ２１ 金ろう 10 Ceramic heater 11 heater plate 12 heating element 13 External terminal 14 Bottomed hole 15 through holes 16 Support pins 17 bag holes 18 (18a, 18b) Through hole 19 Silicon wafer 20 metal layers 21 Gold wax

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/74 Ｈ０５Ｂ 3/74 Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA04 AA21 BA06 BB14 CA02 CA05 CA39 3K092 PP20 QA05 QB02 QB08 QB43 QC02 QC13 QC31 QC42 RF03 RF11 RF19 RF27 VV22 VV40 4M106 AA01 BA01 DD30 5F031 CA02 HA02 HA17 HA33 HA37 JA01 JA46 MA32 MA33 PA11─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) H05B 3/74 H05B 3/74 F term (reference) 3K034 AA02 AA04 AA21 BA06 BB14 CA02 CA05 CA39 3K092 PP20 QA05 QB02 QB08 QB43 QC02 QC13 QC31 QC42 RF03 RF11 RF19 RF27 VV22 VV40 4M106 AA01 BA01 DD30 5F031 CA02 HA02 HA17 HA33 HA37 JA01 JA46 MA32 MA33 PA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 セラミック基板の内部に、導電体と外部
端子との電気的接続を確保するためのスルーホールが形
成された半導体製造・検査装置用セラミック基板におい
て、前記スルーホールの少なくとも一部が導電性セラミ
ックからな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 for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, wherein a through hole for ensuring electrical connection between a conductor and an external terminal is formed inside a ceramic substrate. At least a part of the through hole is provided. Ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment, which is made of conductive ceramic. 【請求項２】 前記スルーホールの外周表面は、導電性
セラミックからなる請求項１に記載の半導体製造・検査
装置用セラミック基板。2. The ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the through hole is made of a conductive ceramic. 【請求項３】 前記スルーホールの全部が、導電性セラ
ミックからなる請求項１または２に記載の半導体製造・
検査装置用セラミック基板。3. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein all of the through holes are made of a conductive ceramic.
Ceramic substrate for inspection equipment. 【請求項４】 前記スルーホールのうち、前記導電体と
接続する側が、導電性セラミックからなる請求項１〜３
のいずれか１に記載の半導体製造・検査装置用セラミッ
ク基板。4. The conductive ceramic is provided on a side of the through hole that is connected to the conductor.
2. A ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment according to any one of 1. 【請求項５】 前記導電体は、発熱体である請求項１〜
４のいずれか１に記載の半導体製造・検査装置用セラミ
ック基板。5. The electric conductor is a heating element.
4. A ceramic substrate for semiconductor manufacturing / inspection equipment according to any one of 4 above. 【請求項６】 前記導電体は、発熱体であり、セラミッ
クヒータとして機能する請求項１〜５のいずれか１に記
載の半導体製造・検査装置用セラミック基板。6. The ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus according to claim 1, wherein the conductor is a heating element and functions as a ceramic heater. 【請求項７】 前記導電体は、ガード電極またはグラン
ド電極であり、ウエハプローバとして機能する請求項１
〜６のいずれか１に記載の半導体製造・検査装置用セラ
ミック基板。7. The conductor is a guard electrode or a ground electrode, and functions as a wafer prober.
6. A ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to any one of 6 to 6. 【請求項８】 前記導電体は、静電電極であり、静電チ
ャックとして機能する請求項１〜７のいずれか１に記載
の半導体製造・検査装置用セラミック基板。8. The ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspecting apparatus according to claim 1, wherein the conductor is an electrostatic electrode and functions as an electrostatic chuck.