JP4462143B2 - Wafer holder and wafer prober provided with wafer holder - Google Patents
Wafer holder and wafer prober provided with wafer holder Download PDFInfo
- Publication number
- JP4462143B2 JP4462143B2 JP2005220353A JP2005220353A JP4462143B2 JP 4462143 B2 JP4462143 B2 JP 4462143B2 JP 2005220353 A JP2005220353 A JP 2005220353A JP 2005220353 A JP2005220353 A JP 2005220353A JP 4462143 B2 JP4462143 B2 JP 4462143B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chuck top
- wafer
- support
- preferable
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 88
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 78
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 71
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 description 42
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 description 34
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 25
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 19
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 18
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 14
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 11
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 9
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 8
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 7
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 6
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N perfluorotributylamine Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)N(C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、ウェハの電気的特性を検査するためのウェハプローバに使用されるウェハ保持体及びヒータユニット、それらを搭載したウェハプローバに関するものである。 The present invention relates to a wafer holder and a heater unit used in a wafer prober for inspecting electrical characteristics of a wafer, and a wafer prober equipped with them.
従来、半導体の検査工程では、被処理物である半導体基板（ウェハ）に対して加熱処理（バーンイン）が行われてきた。即ち、ウェハを通常の使用温度よりも高温に加熱することにより、不良になる可能性のある半導体チップを加速的に不良化させて取り除き、出荷後の不良の発生を予防することが行われてきた。このバーンイン工程では、半導体ウェハに半導体回路を形成した後、個々のチップに切断する前に、ウェハを加熱しながら各チップの電気的な性能を測定して、不良品を取り除いている。また、このバーンイン工程には、スループットの向上のために、プロセス時間の短縮が強く求められている。 Conventionally, in a semiconductor inspection process, a heat treatment (burn-in) has been performed on a semiconductor substrate (wafer) that is an object to be processed. In other words, by heating the wafer to a temperature higher than the normal use temperature, semiconductor chips that may become defective are accelerated and removed to prevent the occurrence of defects after shipment. It was. In this burn-in process, after forming a semiconductor circuit on a semiconductor wafer and before cutting into individual chips, the electrical performance of each chip is measured while heating the wafer to remove defective products. Further, in this burn-in process, reduction of process time is strongly demanded in order to improve throughput.
このようなバーンイン工程では、半導体基板を保持し、半導体基板を加熱するためのヒータが用いられている。従来のヒータは、ウェハの裏面全面をグランド電極に接触させる必要があるので、金属製のものが用いられていた。即ち、金属製の平板ヒータの上に、回路を形成したウェハを載置して、チップの電気的特性を測定していた。測定時には、通電用の電極ピンを多数備えたプローブカードと呼ばれる測定子を、ウェハに数１０ｋｇｆから数百ｋｇｆの力で押さえつけるため、ヒータが薄いと変形してしまい、ウェハとプローブピンとの間に接触不良が発生することがある。そのため、ヒータには剛性を保つ目的で厚さ１５ｍｍ以上の厚い金属板を用いる必要があり、ヒータの昇温及び降温に長時間を要し、スループット向上の大きな障害となっていた。 In such a burn-in process, a heater for holding the semiconductor substrate and heating the semiconductor substrate is used. A conventional heater is made of metal because the entire back surface of the wafer needs to be in contact with the ground electrode. That is, a wafer on which a circuit is formed is placed on a flat metal heater, and the electrical characteristics of the chip are measured. At the time of measurement, a probe called a probe card having a large number of electrode pins for energization is pressed against the wafer with a force of several tens kgf to several hundred kgf. Therefore, if the heater is thin, it is deformed, and between the wafer and the probe pin, Contact failure may occur. For this reason, it is necessary to use a thick metal plate having a thickness of 15 mm or more for the purpose of maintaining rigidity, and it takes a long time for the heater to rise and fall, which has been a major obstacle to improving the throughput.
また、バーンイン工程では、チップに電気を流して電気的特性を測定するが、近年のチップの高出力化に伴い、電気的特性の測定時にチップが大きく発熱し、場合によっては、チップが自己発熱によって破壊することがあるので、測定後には急速に冷却することが求められている。また、測定中は、できるだけ均熱であることが求められる。そこで、金属の材質として、従来は熱伝導率が４０３Ｗ／ｍＫと高い銅（Ｃｕ）が用いられていた。 In the burn-in process, the electrical characteristics are measured by supplying electricity to the chip. With the recent increase in output of the chip, the chip generates a large amount of heat when measuring the electrical characteristics, and in some cases, the chip self-heats. Therefore, it is required to cool rapidly after the measurement. Moreover, it is calculated | required to be as uniform as possible during a measurement. Therefore, conventionally, copper (Cu) having a high thermal conductivity of 403 W / mK has been used as a metal material.
このような従来の問題に対して、特開２００１−０３３４８４号公報には、ヒータとして厚い金属板の代わりに、薄くても剛性が高く、変形しにくいセラミックス基板の表面に薄い金属層を形成することにより、変形しにくく且つ熱容量が小さいウェハプローバが提案されている。このセラミックス基板の表面に導体層を形成したウェハプローバは、剛性が高いので接触不良を起こすことがなく、且つ熱容量が小さいので、短時間で昇温及び降温が可能であるとされている。そして、ウェハプローバを設置するための支持台として、アルミニウム合金やステンレスなどを使用することができるとされている。 In order to solve such a conventional problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-033484 discloses that instead of a thick metal plate, a thin metal layer is formed on the surface of a ceramic substrate that is thin but has high rigidity and is difficult to deform. Therefore, a wafer prober that is difficult to deform and has a small heat capacity has been proposed. A wafer prober in which a conductor layer is formed on the surface of the ceramic substrate has high rigidity so that contact failure does not occur and the heat capacity is small, so that it is possible to raise and lower the temperature in a short time. And it is supposed that an aluminum alloy, stainless steel, etc. can be used as a support stand for installing a wafer prober.
しかし、上記特開２００１−０３３４８４号公報に記載されているように、ウェハプローバをその最外周のみで支持すると、プローブカードの押圧によって、ウェハプローバが反ることがあるので、多数の支柱を設けるなどの工夫が必要であった。 However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-033484, when the wafer prober is supported only at its outermost periphery, the wafer prober may be warped by pressing the probe card. It was necessary to devise such as.
更に、近年の半導体デバイスの微細化に伴い、プロービング時の単位面積あたりの荷重が増加するとともに、プローブカードとプローバとの位置合わせの精度も求められている。ウェハプローバは、通常、ウェハを所定の温度に加熱し、プロービング時に所定の位置に移動し、プローブカードを押し当てるという動作を繰り返す。このとき、ウェハプローバを所定の位置にまで動かすために、その駆動系に関しても高い位置精度が要求されている。 Furthermore, with the recent miniaturization of semiconductor devices, the load per unit area during probing increases and the accuracy of alignment between the probe card and the prober is also required. The wafer prober normally repeats the operation of heating the wafer to a predetermined temperature, moving to a predetermined position during probing, and pressing the probe card. At this time, in order to move the wafer prober to a predetermined position, high positional accuracy is also required for the drive system.
しかしながら、ウェハを所定の温度、即ち１００〜２００℃程度の温度に加熱した際、その熱が駆動系に伝わって駆動系の金属部品類が熱膨張し、これにより位置精度が損なわれるという問題点があった。更には、プロービング時の荷重の増加により、ウェハを載置するウェハプローバ自体の剛性も要求されるようになってきた。即ち、ウェハプローバ自体がプロービング時の荷重により変形すると、プローブカードのピンがウェハに均一に接触できず、検査ができなくなったり、最悪の場合にはウェハが破損したりするという問題点があった。 However, when the wafer is heated to a predetermined temperature, that is, about 100 to 200 ° C., the heat is transmitted to the drive system, and the metal parts of the drive system are thermally expanded, thereby impairing the position accuracy. was there. Furthermore, due to an increase in load during probing, the rigidity of the wafer prober itself on which the wafer is placed has been required. That is, if the wafer prober itself is deformed by the load during probing, the probe card pins cannot be uniformly contacted with the wafer, and inspection cannot be performed, or in the worst case, the wafer may be damaged. .
そこで、ウェハプローバの変形を抑えるために、ウェハプローバを大型化することが考えられるが、その場合は重量が増加し、この重量増が駆動系の精度に影響を及ぼすという問題点があった。また更には、ウェハプローバの大型に伴い、ウェハプローバの昇温及び冷却時間が非常に長くなり、スループットが低下するという問題点も存在していた。 In order to suppress the deformation of the wafer prober, it is conceivable to increase the size of the wafer prober. In this case, however, there is a problem in that the weight increases and this weight increase affects the accuracy of the drive system. Furthermore, along with the large size of the wafer prober, there has been a problem that the temperature rise and cooling time of the wafer prober becomes very long and the throughput decreases.
更に、スループットを向上させるために、ウェハプローバに冷却機構を設けて昇降温速度を向上することが一般に行われている。しかしながら、従来の冷却機構は、例えば、特開２００１−０３３４８４号公報に記載のように空冷であったり、金属製ヒータの直下に冷却板を設けたりしていた。前者の場合、空冷であるために、冷却速度が遅いという問題点があった。また、後者の場合でも、冷却板が金属であり、プロービング時には冷却板に直接プローブカードの圧力がかかるため、変形しやすいという問題点があった。
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、高剛性であり、断熱効果を高めることにより、位置精度の向上や、均熱性の向上、更にはチップの急速な昇温と冷却ができるウェハプローバ用のウェハ保持体、それを搭載したウェハプローバ用ヒータユニット、及びそのヒータユニットを搭載したウェハプローバを提供することを目的とする。 The present invention is a wafer prober that is highly rigid in view of the above-described conventional circumstances and that improves the heat insulation effect, thereby improving positional accuracy, improving heat uniformity, and further enabling rapid temperature rise and cooling of the chip. An object of the present invention is to provide a wafer holder, a heater unit for a wafer prober on which the wafer holder is mounted, and a wafer prober on which the heater unit is mounted.
上記目的を達成するため、本発明が提供するウェハ保持体は、ウェハを載置して固定するチャックトップと、チャックトップを支持する支持体とを有するものであって、前記支持体はチャックトップと接触する円管部と円管部を支える台座部とからなり、前記チャックトップの厚みを１としたとき、円管部の径方向に垂直な方向の厚みが０.１以上５.０以下であり、且つ台座部の厚みが０.５以上１０.０以下であることを特徴とする。また、前記円管部と前記台座部とが、一体に形成されていることが好ましい。 In order to achieve the above object, a wafer holder provided by the present invention includes a chuck top for mounting and fixing a wafer, and a support for supporting the chuck top, the support being a chuck top. And a pedestal portion that supports the circular pipe portion. When the thickness of the chuck top is 1, the thickness in the direction perpendicular to the radial direction of the circular pipe portion is 0.1 or more and 5.0 or less. And the thickness of the pedestal is 0.5 or more and 10.0 or less. Moreover, it is preferable that the said circular pipe part and the said base part are integrally formed.
上記本発明のウェハ保持体においては、前記円管部と前記台座部の間又は前記円管部と前記チャックトップとの間に、前記円管部の肉厚以下の直径を有する複数の柱状体を前記円管部の全周に沿って有し、該柱状体の径方向に垂直な方向の厚みと前記円管部の径方向に垂直な方向の厚みの合計は、前記チャックトップの厚みを１としたとき、０.１以上５.０以下であることが好ましい。 In the wafer holder of the present invention, a plurality of columnar bodies having a diameter equal to or less than a thickness of the circular tube portion between the circular tube portion and the pedestal portion or between the circular tube portion and the chuck top. the has along the entire circumference of the circular tube portion, the sum of the columnar body in the radial direction perpendicular to the direction of thickness between the circular tube portion perpendicular direction thickness in the radial direction of the thickness of the chuck top When it is 1, it is preferably 0.1 or more and 5.0 or less.
また、本発明は、上記した本発明に係るいずれかのウェハ保持体を備えることを特徴とするウェハプローバ用ヒータユニット、及びそのヒータユニットを備えたウェハプローバウェハプローバを提供するものである。 The present invention also provides a heater unit for a wafer prober comprising any one of the wafer holders according to the present invention, and a wafer prober wafer prober provided with the heater unit.
本発明によれば、高い荷重を加えてもチャックトップの変形が小さく、ウェハとの接触不良を防止することができ、且つまた、ウェハをチャックトップ上に載置して加熱したときウェハ保持体の駆動系の温度上昇を防止することで、ウェハとプローブカードとの位置精度を高めることが可能な、高剛性で且つ断熱効果に優れたウェハ保持体を提供することができる。 According to the present invention, even when a high load is applied, the deformation of the chuck top is small, contact failure with the wafer can be prevented, and when the wafer is placed on the chuck top and heated, the wafer holder By preventing the temperature of the drive system from rising, it is possible to provide a wafer holder that is capable of enhancing the positional accuracy between the wafer and the probe card and that has high rigidity and excellent heat insulation effect.
本発明によるウェハ保持体の基本的な構造を、図１を参照して説明する。本発明のウェハプローバ用のウェハ保持体１は、チャックトップ導体層３を有するチャックトップ２と、このチャックトップ２を支持する支持体４とからなり、更に支持体４は台座部４１と円管部４２とからなっている。支持体４を台座部４１と円管部４２とからなる有底円筒形状とすることにより、チャックトップ２と支持体４の接触面積を小さくすることができ、チャックトップ２と支持体４の間の一部に空隙５を容易に形成することができる。この空隙５を形成することにより、チャックトップ２と支持体４との間は大部分が空気層となり、効率的な断熱構造とすることができる。空隙５の形状には特に制約はなく、チャックトップ２で発生した熱あるいは冷気が支持体４に伝わる量を極力抑え得る形状とすればよい。
The basic structure of the wafer holder according to the present invention will be described with reference to FIG. A
本発明によるウェハ保持体１では、チャックトップ２の厚みを１.０としたとき、円管部４２の厚みは０.１以上５.０以下とする。この円管部４２の厚みが０.１未満では、ウェハ加熱時の熱が駆動系に伝わり、駆動系の金属部品類が熱膨張してしまうので好ましくない。また、上記円管部４２の厚みが５.０より大きくなると、円管部４２が変形しやすくなるため好ましくない。一方、チャックトップ２の厚みを１.０としたとき、台座部４１の厚みは０.５以上１０.０以下とする。この台座部４１の厚みが０.５未満では、台座部４１が変形しやすくなり、１０.０よりも大きい場合には、台座部４１の熱容量がチャックトップ２に比べて増大するため、チャックトップ１の温度制御性が悪化すると同時に、ヒータの昇降温に長時間を要し、スループットが低下するため好ましくない。
In the
上記円管部４２の肉厚は、２０ｍｍ以下であることが好ましい。円管部４２の肉厚が２０ｍｍを超えると、チャックトップ２から支持体４への熱伝達量が大きくなるため好ましくない。ただし、円管部４２の肉厚が１ｍｍ未満になると、ウェハを検査する際にプローブカードを押し当てたときの圧力により、円管部４２が変形したり、破損したりするため好ましくない。最も好ましい円管部４２の肉厚は１０〜１５ｍｍである。また、円管部４２のうちチャックトップと接触する部分の肉厚については、２〜５ｍｍ程度とすることが、支持体４の強度と断熱性のバランスが良いため好ましい。
The wall thickness of the
また、前記円管部と台座部とは、一体に形成されていることが好ましい。「一体に形成」とは、荷重が掛かった際に、円管部と台座部との間に滑り、隙間などが生じないという意味であり、例えば、円筒状の部材の内側をくりぬいて円管部と台座部を形成してもよいし、円管状と円板状の部材を別々に作製した後、ガラス、セラミックスペースト等により接合して円管部と台座部を一体に形成することもできる。ネジ止め、クランプ等、機械的に結合したものは一体に形成されている状態には含まれない。円管部と台座部を一体に形成することにより、そうでない場合に比べ、支持体が変形しにくくなるため好ましい。 Moreover, it is preferable that the said circular pipe part and the base part are integrally formed. “Integrally formed” means that when a load is applied, there is no slip or gap between the circular tube portion and the pedestal portion. The cylindrical portion and the pedestal portion may be formed, or after the tubular and disc-shaped members are separately manufactured, the circular tube portion and the pedestal portion may be integrally formed by bonding with glass, ceramic paste, or the like. . Mechanically coupled items such as screws and clamps are not included in the integrally formed state. By forming the circular tube portion and the pedestal portion integrally, it is preferable because the support body is less likely to be deformed than in other cases.
前記支持体は、図３に示すように円管部４２と台座部４１との間に柱状体４３を有しているか、あるいは図４に示すように円管部４２とチャックトップ２との間に柱状体４３を有していることが好ましい。この柱状体４３により、ウェハ保持体の駆動系への伝熱経路が細くなるとともに、チャックトップ−柱状体間、柱状体−円管部間、柱状体−台座部間などの接触界面が熱抵抗として作用するため、ウェハ保持体の駆動系に伝わる熱量をより一層低減させることができる。
The support body has a
上記柱状体４３の配置は、図５に示すように、同心円状に均等あるいはそれに近似した状態で８個以上配置することが好ましい。特に近年ではウェハの大きさが８〜１２インチと大型化しているため、８個よりも少ない数量では柱状体４３間の距離が長くなり、プローブカードのピンをチャックトップに載置されているウェハに押し当てた際、各柱状体４３の間で撓みが発生しやすくなるため好ましくない。柱状体の断面形状は、どのような多角形であっても良く、その形状に関しては特に制約はないが、例えば、円形、三角形、四角形などであってよい。
As shown in FIG. 5, it is preferable that eight or more of the
図３〜４に示すように円管部４２と柱状体４３を組み合わせて用いる場合には、前記チャックトップ２の厚みを１としたとき、柱状体４３と円管部４２の厚みの合計を０.１以上５.０以下とするのが好ましい。柱状体４３と円管部４２の厚みの合計が０.１未満であると、ウェハ加熱時の熱が駆動系に伝わり、駆動系の金属部品類が熱膨張してしまうので好ましくない。また、柱状体４３と円管部４２の厚みの合計が５.０より大きくなると、円管部４２が変形しやすくなるため好ましくない。
As shown in FIGS. 3 to 4, when the
上記支持体を構成する円管部と台座部は、ヤング率が２００ＧＰａ以上であることが好ましい。これらのヤング率が２００ＧＰａ未満である場合には、台座部の厚みを薄くできないため、空隙部の容積を十分確保できず、十分な断熱効果が期待できない。更に後述する冷却モジュールを搭載する場合、そのスペースを十分に確保できない。また、３００ＧＰａ以上のヤング率を有する材料を用いれば、支持体の変形を大幅に低減することができ、支持体をより小型化、軽量化できるため、ヤング率３００ＧＰａ以上が特に好ましい。 The circular pipe part and the pedestal part constituting the support preferably have a Young's modulus of 200 GPa or more. When these Young's moduli are less than 200 GPa, the thickness of the pedestal portion cannot be reduced, so that the volume of the gap cannot be secured sufficiently and a sufficient heat insulating effect cannot be expected. Furthermore, when the cooling module described later is mounted, the space cannot be secured sufficiently. In addition, if a material having a Young's modulus of 300 GPa or more is used, deformation of the support can be greatly reduced, and the support can be further reduced in size and weight. Therefore, a Young's modulus of 300 GPa or more is particularly preferable.
また、支持体を構成する円管部と台座部の熱伝導率は、４０Ｗ／ｍＫ以下であることが好ましい。支持体の熱伝導率が４０Ｗ／ｍＫを超えると、チャックトップに加えられた熱が容易に支持体に伝わり、駆動系の精度に影響を及ぼすため好ましくない。近年ではプロービング時の温度として１５０℃という高温が要求されるため、支持体の熱伝導率は１０Ｗ／ｍＫ以下であることが更に好ましく、５Ｗ／ｍＫ以下になると、支持体から駆動系への熱の伝達量が大幅に低下するため特に好ましい。 Moreover, it is preferable that the heat conductivity of the circular pipe part and pedestal part which comprise a support body is 40 W / mK or less. If the thermal conductivity of the support exceeds 40 W / mK, the heat applied to the chuck top is easily transferred to the support and affects the accuracy of the drive system, which is not preferable. In recent years, since a high temperature of 150 ° C. is required as a temperature during probing, the thermal conductivity of the support is more preferably 10 W / mK or less, and when it is 5 W / mK or less, the heat from the support to the drive system is increased. This is particularly preferable because the amount of transmission of slag is greatly reduced.
これらを満たす具体的な支持体の材質としては、ムライト、アルミナ、ムライトとアルミナの複合体（ムライト−アルミナ複合体）が好ましい。ムライトは熱伝導率が小さく断熱効果が大きい点で、アルミナはヤング率が大きく剛性が高い点で好ましい。特にムライト−アルミナ複合体は、熱伝導率がアルミナより小さく且つヤング率がムライトより大きくいため、総合的に好ましい。 As a specific material of the support that satisfies these conditions, mullite, alumina, and a composite of mullite and alumina (mullite-alumina composite) are preferable. Mullite is preferable because it has a low thermal conductivity and a large heat insulating effect, and alumina is preferable because it has a high Young's modulus and high rigidity. In particular, a mullite-alumina composite is generally preferable because it has a thermal conductivity smaller than that of alumina and a Young's modulus larger than that of mullite.
上記柱状体の材質としては、熱伝導率が３０Ｗ／ｍＫ以下のものが好ましい。これよりも熱伝導率が高い材質では、断熱効果が低下するため好ましくない。具体的な柱状体の材質としては、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、ムライト、ムライト−アルミナ複合体、ステアタイト、コージライト、ステンレス、ガラス（繊維）、ポリイミドやエポキシ、フェノールなどの耐熱樹脂、あるいはこれらの複合体を使用することができる。 As a material of the columnar body, a material having a thermal conductivity of 30 W / mK or less is preferable. A material having a higher thermal conductivity than this is not preferable because the heat insulation effect is lowered. Specific columnar materials include silicon nitride (Si 3 N 4 ), mullite, mullite-alumina composite, steatite, cordierite, stainless steel, glass (fiber), heat-resistant resin such as polyimide, epoxy, phenol, Alternatively, these complexes can be used.
前記円管部とチャックトップもしくは柱状体との接触部分の表面粗さは、Ｒａで０.１μｍ以上であることが好ましい。表面粗さがＲａで０.１μｍ未満である場合、円管部とチャックトップもしくは柱状体との接触面積が増加すると共に、両者の間の隙間が相対に小さくなるため、Ｒａが０.１μｍ以上の場合に比較して熱の伝達量が大きくなるからである。また、表面粗さの上限は特に限定されないが、表面粗さがＲａで５μｍ以上の場合、その表面を処理するためのコストが高くなることがある。表面粗さをＲａで０.１μｍ以上にするための手法としては、研磨加工やサンドブラスト等による処理が好適である。ただし、その研磨条件やブラスト条件を適切化して、Ｒａで０.１μｍ以上に制御する必要がある。 The surface roughness of the contact portion between the circular tube portion and the chuck top or the columnar body is preferably 0.1 μm or more in terms of Ra. When the surface roughness Ra is less than 0.1 μm, the contact area between the circular tube portion and the chuck top or the columnar body increases, and the gap between the two becomes relatively small, so that Ra is 0.1 μm or more. This is because the amount of heat transfer is larger than in the case of. Moreover, although the upper limit of surface roughness is not specifically limited, When surface roughness is 5 micrometers or more by Ra, the cost for processing the surface may become high. As a method for setting the surface roughness to Ra of 0.1 μm or more, a process such as polishing or sandblasting is suitable. However, it is necessary to optimize the polishing conditions and blasting conditions so that Ra is controlled to 0.1 μm or more.
前記支持体の円管部の外周部とチャックトップとの接触面との直角度、及び前記支持体の柱状体の外周部とチャックトップとの接触面との直角度は、測定長１００ｍｍに換算して、１０ｍｍ以下であることが好ましい。これらの直角度が１０ｍｍを超えると、チャックトップから加わった圧力が支持体の円管部あるいは柱状体に加わる際に、円管部や柱状体自身の変形が発生しやすくなるため好ましくない。 The perpendicularity between the outer peripheral part of the circular tube part of the support and the contact surface of the chuck top and the perpendicularity between the outer peripheral part of the columnar body of the support and the contact surface of the chuck top are converted into a measurement length of 100 mm. And it is preferable that it is 10 mm or less. If the squareness exceeds 10 mm, the pressure applied from the chuck top is applied to the circular tube portion or the columnar body of the support, and therefore, the circular tube portion and the columnar body itself are likely to be deformed, which is not preferable.
また、本発明のウェハ保持体においては、図６及び図７に示すように、支持体４の中心部付近に、支持棒７が具備されていることが好ましい。この支持棒７は、チャックトップ２にプローブカードが押し付けられた際に、チャックトップ２の変形を抑えることができる。この支持棒７の材質としては、支持体４の材質と同一であることが好ましい。支持体及び支持棒は、ともにチャックトップを加熱する発熱体から熱を受けるため熱膨張する。このとき支持体と支持棒の材質が異なると、熱膨張係数差により支持体と支持棒の間に段差が生じ、これによってチャックトップが変形しやすくなるため好ましくない。
In the wafer holder of the present invention, it is preferable that a support bar 7 is provided near the center of the
支持棒の大きさとしては、特に制約はないが、断面積が０.１ｃｍ２以上であることが好ましい。断面積がこれ未満である場合には、チャックトップを支持する効果が十分でなく、支持棒が変形しやすくなるためである。しかし、支持棒の断面積が１００ｃｍ２を超えると、後述するように支持体の空隙内に挿入される冷却モジュールの大きさが小さくなり、冷却効率が低下するため好ましくない。また、支持棒の形状としては、円柱状、三角柱状、四角柱状など特に制約はない。支持棒を支持体に固定する方法としては、特に制約はないが、活性金属によるロウ付けや、ガラス付け、ネジ止めなどを使用でき、これらの中ではネジ止めが特に好ましい。ネジ止めすることによって、脱着が容易となり、更には固定時に熱処理を行わないため、支持体や支持棒の熱処理による変形を抑えることができるためである。 Although there is no restriction | limiting in particular as a magnitude | size of a support bar, It is preferable that a cross-sectional area is 0.1 cm < 2 > or more. This is because if the cross-sectional area is less than this, the effect of supporting the chuck top is not sufficient, and the support bar is easily deformed. However, if the cross-sectional area of the support bar exceeds 100 cm 2 , the size of the cooling module inserted into the gap of the support becomes small as will be described later, which is not preferable. Further, the shape of the support rod is not particularly limited, such as a cylindrical shape, a triangular prism shape, or a quadrangular prism shape. The method for fixing the support bar to the support is not particularly limited, but brazing with active metal, glassing, screwing, and the like can be used, and among these, screwing is particularly preferable. This is because screwing makes it easy to attach and detach, and furthermore, since heat treatment is not performed at the time of fixation, deformation of the support and the support rod due to heat treatment can be suppressed.
また、本発明のウェハ保持体は、図８に示すように、チャックトップ２を加熱するための発熱体６を備えることが好ましい。近年の半導体のプロービングにおいては、ウェハを１００〜２００℃の温度に加熱する場合が多いからである。しかしながら、発熱体を備える場合、チャックトップを加熱する発熱体の熱が支持体に伝わると、ウェハ支持体下部に設けた駆動系に熱が伝わり、駆動系の各部品の熱膨張差により、機械精度にズレを生じ、チャックトップのウェハ載置面の平面度、平行度を著しく劣化させる原因となる。これに対して、支持体が基本的に円管部と台座部で構成される本発明のウェハ保持体は、断熱構造であることから平面度及び平行度を著しく劣化させることはなく、更に中空構造であることから円柱形状の支持体に比べて軽量化を図ることができる。
Moreover, the wafer holder of the present invention preferably includes a
また、発熱体６は、図９に示すように、抵抗発熱体６１をマイカなどの絶縁体６２で挟み込んだものが、構造として簡便であるので好ましい。抵抗発熱体は金属材料を使用することができ、例えば、ニッケル、ステンレス、銀、タングステン、モリブデン、クロム、及びこれらの金属の合金を用いることができる。これらの金属の中では、ステンレスとニクロムが好ましい。ステンレスあるいはニクロムは、発熱体の形状に加工する時、エッチングなどの手法により、抵抗発熱体回路パターンを比較的に精度良く形成することができる。また、安価であり、耐酸化性を有するので、使用温度が高温であっても長期間の使用に耐えることができるので好ましい。
Further, as shown in FIG. 9, it is preferable that the
また、抵抗発熱体を挟み込む絶縁体としては、耐熱性を有する絶縁体であれば特に制約はない。例えば、上記したマイカや、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを使用できる。このような絶縁性の樹脂で抵抗発熱体を挟み込む場合、抵抗発熱体で発生した熱をよりスムースにチャックトップに伝えるために、樹脂中にフィラーを分散させることができる。樹脂中に分散するフィラーの役割は、シリコン樹脂等の熱伝導を高める役割があり、材質としては樹脂との反応性が無ければ特に制約はなく、例えば、窒化硼素、窒化アルミニウム、アルミナ、シリカなどを挙げることができる。尚、発熱体は、例えば搭載部にネジ止め等の機械的手法で固定することができる。 The insulator that sandwiches the resistance heating element is not particularly limited as long as it is a heat-resistant insulator. For example, the above-described mica, silicon resin, epoxy resin, phenol resin, or the like can be used. When the resistance heating element is sandwiched between such insulating resins, a filler can be dispersed in the resin in order to more smoothly transmit the heat generated by the resistance heating element to the chuck top. The role of the filler dispersed in the resin is to increase the thermal conductivity of silicon resin and the like, and there is no particular limitation as long as there is no reactivity with the resin as the material. For example, boron nitride, aluminum nitride, alumina, silica, etc. Can be mentioned. The heating element can be fixed to the mounting portion by a mechanical method such as screwing.
チャックトップに取り付けた発熱体に給電するための電極部は、図１０に示すように、支持体４の円管部４２に貫通孔４４を設け、その内部に電極線８や電磁シールド電極を挿通することが好ましい。この場合、貫通穴４４の形成位置としては、支持体４の円管部４２の中心部付近が特に好ましい。形成される貫通穴４４が円管部４２の外周部に近い場合、プローブカードの圧力による影響で、円管部４２で支える支持体４の強度が低下し、貫通穴４４の近傍で支持体４が変形しやすいため好ましくない。尚、図１０以外の図面では、簡略化のため電極線や貫通孔は省略している。
As shown in FIG. 10, the electrode portion for supplying power to the heating element attached to the chuck top is provided with a through
上記支持体の表面には、金属層が形成されていることが好ましい。チャックトップを加熱するための発熱体からは電磁波が発生し、これがウェハの検査時にノイズとなって影響を及ぼすが、支持体に金属層を形成すれば、この電磁波を遮断（電磁シールド）することができるため好ましい。金属層を形成する方法としては、特に制約はないが、例えば、銀、金、ニッケル、銅などの金属粉末にガラスフリットを添加した導体ペーストを、刷毛などで塗布して焼き付けても良い。 A metal layer is preferably formed on the surface of the support. An electromagnetic wave is generated from the heating element for heating the chuck top, which acts as noise when inspecting the wafer. However, if a metal layer is formed on the support, this electromagnetic wave is blocked (electromagnetic shield). Is preferable. The method for forming the metal layer is not particularly limited. For example, a conductive paste obtained by adding glass frit to a metal powder such as silver, gold, nickel, or copper may be applied and baked with a brush.
また、金属層の形成は、アルミニウムやニッケルなどの金属の溶射あるいはメッキなどにより形成することも可能である。また、これらの手法を組み合わせることも可能であり、例えば、導体ペーストを焼き付けた後、ニッケルなどの金属をメッキしても良いし、金属の溶射後にメッキを形成しても良い。これらの手法のうち、特にメッキまたは溶射が好ましい。メッキは密着強度が強く、信頼性が高いため好ましい。一方、溶射は比較的低コストで金属膜を形成することができるため好ましい。 The metal layer can also be formed by thermal spraying or plating of a metal such as aluminum or nickel. Also, these methods can be combined. For example, after baking a conductive paste, a metal such as nickel may be plated, or plating may be formed after metal spraying. Of these methods, plating or thermal spraying is particularly preferable. Plating is preferable because it has high adhesion strength and high reliability. On the other hand, thermal spraying is preferable because a metal film can be formed at a relatively low cost.
上記金属層の形成方法としては、支持体の表面の少なくとも一部に導体を取り付けることも可能である。使用する材質については、導体であれば特に制約は無く、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウムなどを挙げることができる。導体を取り付ける方法としては、上記材質の金属箔又は金属板を支持体の外径よりも大きい寸法でリング形状に成形し、これを支持体の側面に取り付けることができる。また、支持体の台座部分にも、金属箔あるいは金属板を取り付けてもよく、側面に取り付けた金属箔と接続することでより、シールド効果を高めることができる。 As a method for forming the metal layer, it is possible to attach a conductor to at least a part of the surface of the support. The material to be used is not particularly limited as long as it is a conductor, and examples thereof include stainless steel, nickel, and aluminum. As a method of attaching the conductor, a metal foil or a metal plate of the above material can be formed into a ring shape with a size larger than the outer diameter of the support, and this can be attached to the side surface of the support. Further, a metal foil or a metal plate may be attached to the pedestal portion of the support, and the shielding effect can be enhanced by connecting to the metal foil attached to the side surface.
更に、金属箔あるいは金属板を支持体内部の空隙に取り付けても良く、これを側面及び底面に取り付けた金属箔や金属板と接続することでより、シールド効果を更に高めることができる。このような手法を採用することによって、メッキや導体ペーストを塗布する場合に比較して、比較的安価に電磁シールド効果を得ることができるため好ましい。金属箔及び金属板と支持体の固定方法に関しては、特に制約はないが、例えば金属ネジを用いて、金属箔や金属板を支持体に取り付けることができる。また、支持体の台座部と側面部の金属箔及び金属板を一体化することが好ましい。 Furthermore, a metal foil or a metal plate may be attached to the gap inside the support, and the shield effect can be further enhanced by connecting it to the metal foil or metal plate attached to the side and bottom surfaces. Adopting such a method is preferable because an electromagnetic shielding effect can be obtained at a relatively low cost as compared with the case of applying plating or conductive paste. Although there is no restriction | limiting in particular about the fixing method of metal foil and a metal plate, and a support body, For example, metal foil and a metal plate can be attached to a support body using a metal screw. Moreover, it is preferable to integrate the base part of a support body, the metal foil of a side part, and a metal plate.
また、チャックトップを加熱する発熱体とチャックトップとの間にも、電磁波を遮断（シールド）するための金属層が形成されていることが好ましい。この金属層は、発熱体等で発生した電磁波や電場などのウェハのプロービングに影響を与えるノイズを遮断する役割がある。このノイズは通常の電気特性の測定には大きな影響を与えないが、特にウェハの高周波特性を測定する場合に顕著に影響するものである。この電磁シールド層としては、例えば金属箔を発熱体とチャックトップとの間に挿入することができ、チャックトップ及び発熱体とは絶縁されている必要がある。この場合、使用する金属箔としては特に制約はないが、発熱体が２００℃程度の温度になるため、ステンレスやニッケル、あるいはアルミニウムなどの金属箔が好ましい。 Further, it is preferable that a metal layer for shielding (shielding) electromagnetic waves is also formed between the heating element for heating the chuck top and the chuck top. This metal layer has a role of blocking noise that affects the probing of the wafer, such as electromagnetic waves and electric fields generated by a heating element. This noise does not have a great influence on the measurement of normal electrical characteristics, but it has a significant influence especially when measuring the high-frequency characteristics of the wafer. As the electromagnetic shield layer, for example, a metal foil can be inserted between the heating element and the chuck top, and the chuck top and the heating element need to be insulated. In this case, the metal foil to be used is not particularly limited, but a metal foil such as stainless steel, nickel, or aluminum is preferable because the heating element has a temperature of about 200 ° C.
また、チャックトップが絶縁体である場合には、チャックトップのウェハ載置面に形成されたチャックトップ導体層との間、若しくはチャックトップが導体である場合には、チャックトップ自身と電磁シールド層との間に、電気回路上コンデンサが形成され、このコンデンサ成分がウェハのプロービング時にノイズとして影響することがある。このため、これらの影響を低減するためには、電磁シールド層とチャックトップとの間に絶縁層を形成することが好ましい。更に、チャックトップと電磁シールド層の間に、絶縁層を介してガード電極を備えることが好ましい。このガード電極は、支持体に形成される金属層と接続されることで、高周波にてウェハの特性を測定する際に影響するノイズの影響を更に低減することができる。即ち、本発明においては、発熱体を含むウェハ保持体全体を導体で覆うことで、高周波におけるウェハ特性測定時のノイズの影響を小さくすることができる。 Also, when the chuck top is an insulator, it is between the chuck top conductor layer formed on the wafer mounting surface of the chuck top, or when the chuck top is a conductor, the chuck top itself and the electromagnetic shield layer In the meantime, a capacitor is formed on the electric circuit, and this capacitor component may affect as a noise when probing the wafer. For this reason, in order to reduce these influences, it is preferable to form an insulating layer between the electromagnetic shield layer and the chuck top. Furthermore, it is preferable to provide a guard electrode between the chuck top and the electromagnetic shield layer via an insulating layer. By connecting the guard electrode to a metal layer formed on the support, it is possible to further reduce the influence of noise that affects the measurement of wafer characteristics at high frequencies. That is, in the present invention, the influence of noise at the time of measuring wafer characteristics at high frequencies can be reduced by covering the entire wafer holder including the heating element with a conductor.
このときの、発熱体と電磁シールド層の間、シールド層とガード層の間、及びガード層とチャックトップ導体層の間に形成する絶縁層の抵抗値は、１０７Ω以上であることが好ましい。この抵抗値が１０７Ω未満の場合、発熱体からの影響によって、チャックトップ導体層に向かって微小な電流が流れ、これがプロービング時のノイズとなり、プロービングに影響を及ぼすため好ましくない。絶縁層の抵抗値を１０７Ω以上とすれば、上記微小電流をプロービングに影響のない程度に低減することができる。特に最近ではウェハに形成される回路パターンも微細化が進んでいるため、上記のようなノイズをできるだけ低減しておく必要があり、絶縁層の抵抗値を１０１０Ω以上とすることで、更に信頼性の高い構造とすることができる。 At this time, the resistance value of the insulating layer formed between the heating element and the electromagnetic shield layer, between the shield layer and the guard layer, and between the guard layer and the chuck top conductor layer is preferably 10 7 Ω or more. . When this resistance value is less than 10 7 Ω, a minute current flows toward the chuck top conductor layer due to the influence of the heating element, which becomes noise during probing, which is not preferable. If the resistance value of the insulating layer is set to 10 7 Ω or more, the minute current can be reduced to an extent that does not affect the probing. In particular, since the circuit pattern formed on the wafer has been miniaturized recently, it is necessary to reduce the noise as described above as much as possible, and by further increasing the resistance value of the insulating layer to 10 10 Ω or more, A highly reliable structure can be obtained.
また上記絶縁層の誘電率は１０以下であることが好ましい。絶縁層の誘電率が１０を超えると、絶縁層を挟み込む電磁シールド層、ガード電極とチャックトップに電荷が蓄えられやすくなり、これがノイズ発生の原因となるため好ましくない。特に最近では、上記のようにウェハ回路の微細化が進展していることから、ノイズを低減しておく必要があり、誘電率は４以下が更に好ましく、２以下とすることが特に好ましい。誘電率を小さくすることで、絶縁抵抗値や静電容量を確保するために必要な絶縁層の厚みを薄くすることができ、絶縁層による熱抵抗を小さくできるため好ましい。 The dielectric constant of the insulating layer is preferably 10 or less. If the dielectric constant of the insulating layer exceeds 10, electric charges are likely to be stored in the electromagnetic shield layer, the guard electrode, and the chuck top that sandwich the insulating layer, which causes noise generation, which is not preferable. Particularly recently, since the miniaturization of the wafer circuit has progressed as described above, it is necessary to reduce noise, and the dielectric constant is more preferably 4 or less, and particularly preferably 2 or less. Reducing the dielectric constant is preferable because the thickness of the insulating layer necessary for securing the insulation resistance value and the capacitance can be reduced, and the thermal resistance due to the insulating layer can be reduced.
更に、チャックトップが絶縁体の場合には、チャックトップ導体層とガード電極の間及び電磁シールド層の間、チャックトップが導体である場合には、チャックトップ自身とガード電極の間及び電磁シールド層の間の静電容量は、５０００ｐＦ以下であることがこのましい。これらの静電容量が５０００ｐＦを超える場合、絶縁層のコンデンサとしての影響が大きくなり、プロービング時にノイズとして影響することがあるからである。特に最近のウェハ回路の微細化に伴い、静電容量として１０００ｐＦ以下であれば、良好なプロービングを実現することができるため特に好ましい。 Further, when the chuck top is an insulator, it is between the chuck top conductor layer and the guard electrode and between the electromagnetic shield layers, and when the chuck top is a conductor, between the chuck top itself and the guard electrodes and the electromagnetic shield layer. It is preferable that the electrostatic capacity during the period is 5000 pF or less. This is because when the capacitance exceeds 5000 pF, the influence of the insulating layer as a capacitor is increased, which may affect noise during probing. In particular, with the recent miniaturization of wafer circuits, a capacitance of 1000 pF or less is particularly preferable because good probing can be realized.
以上述べてきたように、プロービング時に影響を与えるノイズを、絶縁層の抵抗値、誘電率、静電容量を制御することで大幅に低減することができる。このときの絶縁層の厚みとしては、０.２ｍｍ以上が好ましい。装置の小型化や、発熱体からチャックトップの熱伝導を良好に保つためには、絶縁層の厚みが薄い方がよいが、厚みが０.２ｍｍ未満になると、絶縁層自体の欠陥や、耐久性の問題が発生するため好ましくない。絶縁層の理想的な厚みとしては１ｍｍ以上である。この程度の厚みを有しておれば、耐久性の問題も無く、また発熱体からの熱の伝導も良好であるため好ましい。絶縁層の厚みの上限に関しては、特に制約はないが、１０ｍｍ以下であることが好ましい。これ以上の厚みになると、ノイズに関しては遮断する効果が高いものの、発熱体で発生した熱がチャックトップ及びウェハに伝導するまでに時間がかかるため、加熱温度の制御が難しくなる。好ましい厚みとしては、プロービング条件にもよるが、５ｍｍ以下であれば比較的容易に温度制御が可能となるため好ましい。 As described above, noise that affects probing can be greatly reduced by controlling the resistance value, dielectric constant, and capacitance of the insulating layer. The thickness of the insulating layer at this time is preferably 0.2 mm or more. In order to reduce the size of the device and maintain good heat conduction from the heating element to the chuck top, it is better that the thickness of the insulating layer is smaller. However, if the thickness is less than 0.2 mm, defects in the insulating layer itself and durability This is not preferable because of the problem of sexuality. The ideal thickness of the insulating layer is 1 mm or more. It is preferable to have such a thickness because there is no problem of durability and heat conduction from the heating element is good. Although there is no restriction | limiting in particular regarding the upper limit of the thickness of an insulating layer, It is preferable that it is 10 mm or less. If the thickness is greater than this, although noise is effectively cut off, it takes time for the heat generated by the heating element to be conducted to the chuck top and the wafer, making it difficult to control the heating temperature. The preferred thickness depends on the probing conditions, but is preferably 5 mm or less because the temperature can be controlled relatively easily.
また、絶縁層の熱伝導率については、特に制約はないが、上記のように発熱体からの良好な熱伝導を実現するためには、０.５Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。特に絶縁層の熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であれば、更に熱の伝達が良好となるため好ましい。 Further, the thermal conductivity of the insulating layer is not particularly limited, but is preferably 0.5 W / mK or more in order to achieve good heat conduction from the heating element as described above. In particular, it is preferable that the thermal conductivity of the insulating layer is 1 W / mK or more because heat transfer is further improved.
絶縁層の具体的な材料としては、上記特性を満たし、プロービング温度に耐えるだけの耐熱性を有しておれば特に制約は無く、セラミックスや樹脂などを上げることができる。これらの内で、樹脂としては、例えば、シリコン樹脂や、この樹脂中にフィラーを分散したものが好ましく、セラミックスではアルミナ等が好ましい。樹脂中に分散するフィラーの役割は、シリコン樹脂の熱伝導を高める役割があり、材質としては樹脂との反応性無ければ特に制約はなく、例えば、窒化硼素や、窒化アルミニウム、アルミナ、シリカなどを上げることができる。 A specific material of the insulating layer is not particularly limited as long as it satisfies the above characteristics and has heat resistance sufficient to withstand the probing temperature, and ceramics, resins, and the like can be raised. Among these, as the resin, for example, a silicon resin or a resin in which a filler is dispersed is preferable, and alumina or the like is preferable for ceramics. The role of the filler dispersed in the resin is to increase the thermal conductivity of the silicon resin, and there is no particular limitation as long as the material has no reactivity with the resin. For example, boron nitride, aluminum nitride, alumina, silica, etc. Can be raised.
また、絶縁層は、前記電磁シールド層や、ガード電極、発熱体の形成領域と同等以上であることが好ましい。絶縁層の形成領域が小さい場合には、絶縁層で覆われていない部分からノイズの侵入が発生することがあるため好ましくない。 In addition, the insulating layer is preferably equal to or more than the formation region of the electromagnetic shield layer, the guard electrode, and the heating element. When the formation region of the insulating layer is small, noise may enter from a portion that is not covered with the insulating layer, which is not preferable.
上記絶縁層について、以下に実例を示す。例えば、絶縁層として、窒化硼素を分散させたシリコン樹脂を用いる。この材料の誘電率は２である。電磁シールド層とガード電極の間、ガード電極とチャックトップの間に、窒化硼素分散シリコン樹脂を絶縁層として挟み込む場合、１２インチウェハ対応のチャックトップであれば、例えば直径３００ｍｍに形成することができる。このとき、絶縁層の厚みを０.２５ｍｍとすれば、静電容量を５０００ｐＦとすることができ、更に厚みを１.２５ｍｍ以上とすれば、静電容量を１０００ｐＦとすることができる。この材料の体積抵抗率は、９×１０１５Ω・ｃｍであるため、直径が３００ｍｍの場合、厚みを０.８ｍｍ以上とすれば、抵抗値を１×１０１２Ω程度にすることができる。また、この絶縁層の材質の熱伝導率は５Ｗ／ｍＫ程度であるため、プロービングを行う条件によって厚みを選択することができるが、厚みを１.２５ｍｍ以上とすれば、静電容量及び抵抗値ともに十分な値とすることができる。 Examples of the insulating layer will be described below. For example, a silicon resin in which boron nitride is dispersed is used as the insulating layer. The dielectric constant of this material is 2. When a boron nitride-dispersed silicon resin is sandwiched between the electromagnetic shield layer and the guard electrode and between the guard electrode and the chuck top as an insulating layer, the chuck top can be formed to a diameter of, for example, 300 mm if it is compatible with a 12-inch wafer. . At this time, if the thickness of the insulating layer is 0.25 mm, the capacitance can be 5000 pF, and if the thickness is 1.25 mm or more, the capacitance can be 1000 pF. Since the volume resistivity of this material is 9 × 10 15 Ω · cm, when the diameter is 300 mm, if the thickness is 0.8 mm or more, the resistance value can be about 1 × 10 12 Ω. Moreover, since the thermal conductivity of the material of this insulating layer is about 5 W / mK, the thickness can be selected depending on the probing conditions. However, if the thickness is 1.25 mm or more, the capacitance and the resistance value Both can be set to a sufficient value.
チャックトップについては、一般に、反りが３０μｍ以上であるとプロービング時のプローバの針が片あたりを起こし、特性を評価できないか、又は接触不良により誤って不良判定をすることで、歩留まりを必要以上に悪く評価してしまうため好ましくない。また、チャックトップ導体層の表面と支持体の台座部裏面との平行度が３０μｍ以上であっても、同様に接触不良を生じ好ましくない。室温時にチャックトップの反り及び平行度が共に３０μｍ以下で良好であっても、２００℃あるいは−７０℃でのプロービング時に反り及び平行度が３０μｍ以上となると、上記と同様に好ましくない。即ち、プロービングを行う温度範囲全域において、上記の反り及び平行度が共に３０μｍ以下であることが好ましい。 For the chuck top, in general, if the warpage is 30 μm or more, the prober probe will cause contact with the piece, and the characteristics cannot be evaluated, or the defect is judged erroneously due to poor contact, resulting in an unnecessarily high yield. Since it evaluates badly, it is not preferable. Further, even if the parallelism between the surface of the chuck top conductor layer and the back surface of the pedestal of the support is 30 μm or more, contact failure is similarly caused, which is not preferable. Even if both the warp and parallelism of the chuck top are good at 30 μm or less at room temperature, if the warp and parallelism are 30 μm or more during probing at 200 ° C. or −70 ° C., it is not preferable as described above. That is, it is preferable that both the warpage and the parallelism are 30 μm or less over the entire temperature range in which probing is performed.
チャックトップのウェハ載置面には、チャックトップ導体層を形成する。チャックトップ導体層を形成する目的としては、半導体製造で通常使用される腐食性のガス、酸やアルカリの薬液、有機溶剤、水などからチャックトップを保護する役割がある。また、チャックトップに載置するウェハとの間で、チャックトップより下部からの電磁ノイズを遮断し、アースに落とす役割がある。 A chuck top conductor layer is formed on the wafer mounting surface of the chuck top. The purpose of forming the chuck top conductor layer is to protect the chuck top from corrosive gases, acid and alkali chemicals, organic solvents, water, and the like that are normally used in semiconductor manufacturing. Also, it has a role of blocking electromagnetic noise from below the chuck top and dropping it to the ground with the wafer placed on the chuck top.
チャックトップ導体層の形成方法としては、特に制約はなく、導体ペーストをスクリーン印刷によって塗布した後焼成する方法、あるいは蒸着やスパッタ等の方法、あるいは溶射やメッキ等の方法が挙げられる。これらのうちでも、特に溶射法とメッキ法が好ましい。これらの方法においては、導体層を形成する際に熱処理を伴わないため、チャックトップ自体に熱処理による反りが発生せず、またコストが比較的安価であるため、特性の優れた安価な導体層を形成することができる利点がある。 The method for forming the chuck top conductor layer is not particularly limited, and examples thereof include a method in which a conductor paste is applied by screen printing and baking, a method such as vapor deposition and sputtering, or a method such as spraying and plating. Of these, thermal spraying and plating are particularly preferable. In these methods, since the heat treatment is not performed when forming the conductor layer, the chuck top itself is not warped by the heat treatment, and the cost is relatively low. Therefore, an inexpensive conductor layer having excellent characteristics is formed. There are advantages that can be formed.
特に、チャックトップ上に溶射膜を形成し、その上にメッキ膜を形成することが特に好ましい。溶射膜は、セラミックスや金属−セラミックスとの密着性がメッキ膜より優れている。溶射される材料、例えばアルミニウムやニッケル等が溶射時に若干の酸化物や窒化物あるいは酸窒化物を形成し、これらの化合物がチャックトップの表面層と反応して強固に密着するためである。しかし、溶射膜はこれらの化合物が含まれるため、膜の導電率が低くなる。これに対してメッキはほぼ純粋な金属を形成することができるため、チャックトップとの密着強度は溶射膜ほど高くはないが、導電性に優れた導体層を形成することができる。そこで、下地に溶射膜を形成し、その上にメッキ膜を形成すると、メッキ膜は溶射膜に対して共に金属であることから良好な密着強度を有し、更には良好な電気伝導性も付与することができるため、特に好ましい。 In particular, it is particularly preferable to form a sprayed film on the chuck top and form a plating film thereon. The sprayed film has better adhesion with ceramics or metal-ceramics than the plated film. This is because the material to be sprayed, such as aluminum or nickel, forms some oxides, nitrides or oxynitrides during spraying, and these compounds react with the surface layer of the chuck top and adhere firmly. However, since the sprayed film contains these compounds, the conductivity of the film is lowered. On the other hand, since plating can form a substantially pure metal, the adhesion strength with the chuck top is not as high as that of the sprayed film, but a conductor layer having excellent conductivity can be formed. Therefore, when a sprayed film is formed on the base and a plated film is formed thereon, the plated film is a metal with respect to the sprayed film, so it has good adhesion strength and also provides good electrical conductivity. This is particularly preferable.
更に、チャックトップ導体層の表面さはＲａで０.１μｍ以下であることが好ましい。チャックトップ導体層の表面粗さがＲａで０.１μｍを超えると、発熱量の大きな素子の測定をする場合、プロービング時に素子自身の自己発熱により発生する熱をチャックトップから放熱することができず、素子自身が昇温されて熱破壊してしまうことがある。チャックトップ導体層の表面粗さをＲａで０.０２μｍ以下にすれば、より効率よく放熱できるため好ましい。 Furthermore, it is preferable that the surface of the chuck top conductor layer has a Ra of 0.1 μm or less. If the surface roughness of the chuck top conductor layer exceeds 0.1 μm Ra, when measuring a device with a large calorific value, the heat generated by the self-heating of the device during probing cannot be dissipated from the chuck top. In some cases, the temperature of the device itself is increased and the device is thermally destroyed. If the surface roughness of the chuck top conductor layer is set to Ra of 0.02 μm or less, it is preferable because heat can be radiated more efficiently.
チャックトップの発熱体を加熱して、例えば２００℃でプロービングする際、支持体下面の温度は１００℃以下であることが好ましい。支持体下面の温度が１００℃を超えると、支持体下部に備わるプローバの駆動系に熱膨張係数差による歪を生じ、その精度が損なわれるため、プロービング時の位置ずれ、反り、平行度の悪化によるプローブの片あたりなどの不具合を生じ、正確な素子の評価ができなくなる。また、２００℃昇温測定後に室温測定をする際、２００℃から室温までの冷却に要する時間が長くなるため、スループットが低下する。 For example, when probing at 200 ° C. by heating the heating element on the chuck top, the temperature of the lower surface of the support is preferably 100 ° C. or lower. If the temperature of the lower surface of the support exceeds 100 ° C, the prober drive system provided at the lower part of the support will be distorted due to the difference in thermal expansion coefficient and the accuracy will be lost. As a result, a defect such as a contact of a piece of the probe occurs, and accurate element evaluation cannot be performed. Further, when the room temperature is measured after the temperature rise measurement at 200 ° C., the time required for cooling from 200 ° C. to room temperature becomes longer, so the throughput is lowered.
上記チャックトップのヤング率は２５０ＧＰａ以上であることが好ましい。ヤング率が２５０ＧＰａ未満であると、プロービング時にチャックトップに加わる荷重によりチャックトップに撓みが発生するので、チャックトップ上面の平面度及び平行度が著しく劣化する。このため、プローブピンの接触不良が発生するので、正確な検査ができず、更にはウェハの破損を招くこともある。このため、チャックトップのヤング率は２５０ＧＰａ以上が好ましく、３００ＧＰａ以上が更に好ましい。 The Young's modulus of the chuck top is preferably 250 GPa or more. If the Young's modulus is less than 250 GPa, the chuck top bends due to the load applied to the chuck top during probing, and the flatness and parallelism of the upper surface of the chuck top are significantly deteriorated. For this reason, poor contact of the probe pins occurs, so that an accurate inspection cannot be performed, and the wafer may be damaged. For this reason, the Young's modulus of the chuck top is preferably 250 GPa or more, and more preferably 300 GPa or more.
また、チャックトップの熱伝導率は１５Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ未満である場合、チャックトップ上に載置するウェハの温度分布が悪くなるため好ましくない。熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上であれば、プロービングに支障の無い程度の均熱性を得ることができる。このような熱伝導率の材料としては、純度９９.５％のアルミナ（熱伝導率３０Ｗ／ｍＫ）を挙げることができる。特に熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましく、このような熱伝導率を有する材料としては、窒化アルミニウム（１７０Ｗ／ｍＫ）、Ｓｉ−ＳｉＣ複合体（１７０〜２２０Ｗ／ｍＫ）などがある。この程度の熱伝導率になると、均熱性に非常に優れたチャックトップとすることができる。 The thermal conductivity of the chuck top is preferably 15 W / mK or more. When the thermal conductivity is less than 15 W / mK, the temperature distribution of the wafer placed on the chuck top is deteriorated, which is not preferable. If the thermal conductivity is 15 W / mK or more, it is possible to obtain a soaking temperature that does not hinder probing. An example of such a material having thermal conductivity is alumina having a purity of 99.5% (thermal conductivity 30 W / mK). In particular, the thermal conductivity is preferably 170 W / mK or more, and examples of the material having such a thermal conductivity include aluminum nitride (170 W / mK), Si-SiC composite (170 to 220 W / mK), and the like. . With this level of thermal conductivity, it is possible to obtain a chuck top that is extremely excellent in heat uniformity.
チャックトップの厚みは８ｍｍ以上であることが好ましい。厚みが８ｍｍ未満であると、プロービング時にチャックトップに加わる荷重によりチャックトップに撓みを生じ、チャックトップ上面の平面度及び平行度が著しく劣化することにより、プローブピンの接触不良により正確な検査ができず、更にはウェハの破損を招くこともある。このため、チャックトップの厚みは８ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上が更に好ましい。 The thickness of the chuck top is preferably 8 mm or more. If the thickness is less than 8mm, the chuck top will bend due to the load applied to the chuck top during probing, and the flatness and parallelism of the top surface of the chuck top will be significantly deteriorated. Furthermore, the wafer may be damaged. For this reason, the thickness of the chuck top is preferably 8 mm or more, and more preferably 10 mm or more.
チャックトップを形成する材質としては、金属−セラミックスの複合体、セラミックス、金属が好ましい。金属−セラミックスの複合体としては、比較的熱伝導率が高く、ウェハを加熱した際に均熱性が得られやすいアルミニウムと炭化ケイ素との複合体、又はシリコンと炭化ケイ素との複合体のいずれかであることが好ましい。これらのうちシリコンと炭化ケイ素の複合体は、ヤング率が特に高く、且つ熱伝導率も高いため特に好ましい。 The material forming the chuck top is preferably a metal-ceramic composite, ceramic, or metal. As a metal-ceramic composite, either a composite of aluminum and silicon carbide, or a composite of silicon and silicon carbide, which has a relatively high thermal conductivity and is easy to obtain soaking when the wafer is heated, is used. It is preferable that Among these, a composite of silicon and silicon carbide is particularly preferable because it has a particularly high Young's modulus and a high thermal conductivity.
また、これらの複合材料は導電性を有するため、発熱体を形成する手法としては、例えば、チャックトップのウェハ載置面の反対側の面に、溶射やスクリーン印刷等の手法によって絶縁層を形成し、その上に導体層をスクリーン印刷し、あるいは蒸着等の手法によって導体層を所定のパターンに形成し、発熱体とすることができる。 In addition, since these composite materials are conductive, as a method of forming the heating element, for example, an insulating layer is formed on the surface opposite to the wafer mounting surface of the chuck top by a method such as spraying or screen printing. Then, the conductor layer is screen-printed thereon, or the conductor layer is formed in a predetermined pattern by a technique such as vapor deposition, whereby a heating element can be obtained.
また、ステンレスやニッケル、銀、モリブデン、タングステン、クロム及びこれらの合金などの金属箔を、エッチングにより所定の発熱体パターンを形成し、発熱体とすることができる。この場合、チャックトップとの絶縁層は、上記と同様の手法によって形成することもできるが、例えば絶縁性のシートをチャックトップと発熱体との間に挿入することもでき、上記の手法に比べ非常に安価に、しかも容易に絶縁層を形成することができるため好ましい。絶縁層として使用できる樹脂は、耐熱性という観点から、マイカ、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂などが上げられる。この中でも特にマイカは、耐熱性、電気絶縁性に優れ加工性し易く、しかも安価であるため好ましい。 Further, a predetermined heating element pattern can be formed by etching a metal foil such as stainless steel, nickel, silver, molybdenum, tungsten, chromium, and alloys thereof to form a heating element. In this case, the insulating layer with the chuck top can be formed by the same method as described above. For example, an insulating sheet can be inserted between the chuck top and the heating element. This is preferable because an insulating layer can be easily formed at a very low cost. Examples of the resin that can be used as the insulating layer include mica, epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, and silicon resin from the viewpoint of heat resistance. Of these, mica is particularly preferable because it is excellent in heat resistance and electrical insulation, is easy to process, and is inexpensive.
また、チャックトップの材質として、セラミックスは、上記のように絶縁層を形成する必要が無いため、比較的利用しやすい。この場合の発熱体の形成方法としては、上記と同様の手法を選択することができる。セラミックスの材質の中でも、特にアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ムライト、アルミナとムライトの複合体が好ましい。これらの材料はヤング率が比較的高いため、プローブカードの押し当てによる変形が小さいため特に好ましい。これらのうち、アルミナに関しては、比較的コストも安く、また高温における電気的特性も優れ、特に純度が９９.６％以上のアルミナは高温の絶縁性が高いため好ましい。即ち、アルミナは一般に基板を焼結する際に、焼結温度を低下させるために、シリコンやアルカリ土類金属等の酸化物などを添加しているが、これが純粋なアルミナの高温での電気絶縁性などの電気的特性を低下させるため、純度は９９.６％以上のものが好ましく、９９.９％以上のものが更に好ましい。 Further, as a material for the chuck top, ceramic is relatively easy to use because it is not necessary to form an insulating layer as described above. As a method for forming the heating element in this case, the same method as described above can be selected. Among the ceramic materials, alumina, aluminum nitride, silicon nitride, mullite, and a composite of alumina and mullite are particularly preferable. Since these materials have a relatively high Young's modulus, they are particularly preferable because deformation due to pressing of the probe card is small. Of these, alumina is relatively inexpensive and has excellent electrical characteristics at high temperatures. In particular, alumina having a purity of 99.6% or more is preferable because of high insulation properties at high temperatures. In other words, alumina generally adds oxides such as silicon and alkaline earth metals to lower the sintering temperature when the substrate is sintered. This is the electrical insulation of pure alumina at high temperatures. The purity is preferably 99.6% or more, more preferably 99.9% or more, in order to reduce the electrical characteristics such as property.
更に、チャックトップの材質として、金属を適用することも可能である。この場合、特にヤング率の高いタングステンやモリブデン及びこれらの合金を使用することが好ましい。具体的な合金としては、タングステンと銅の合金、モリブデンと銅の合金が上げられる。これらの合金は、タングステンやモリブデンに銅を含浸させて作製することができる。これらの金属に対しても、上記のセラミックス−金属の複合体と同様に導電体であるため、上記の手法をそのまま適用して、チャックトップ導体層を形成し、発熱体を形成することでチャックトップとして使用することができる。 Further, a metal can be applied as the material of the chuck top. In this case, it is particularly preferable to use tungsten, molybdenum and alloys thereof having a high Young's modulus. Specific examples of the alloy include an alloy of tungsten and copper and an alloy of molybdenum and copper. These alloys can be produced by impregnating copper into tungsten or molybdenum. Since these metals are also conductors like the ceramic-metal composites described above, the above method is applied as they are to form a chuck top conductor layer and a heating element to form a chuck. Can be used as a top.
尚、ウェハ検査時にチャックトップに３.１ＭＰａの荷重を加えたとき、その撓み量は３０μｍ以下であることが好ましい。チャックトップには、プローブカードからウェハを検査するための多数のピンがウェハを押し付けるため、その圧力がチャックトップにも影響を及ぼし、少なからずチャックトップも撓む。このときの撓み量が３０μｍを超えると、プローブカードのピンをウェハに均一に押しあてることができないため、ウェハの検査ができなくなるからである。この圧力を加えた場合の撓み量としては、更に好ましくは１０μｍ以下である。 In addition, when a load of 3.1 MPa is applied to the chuck top during wafer inspection, the amount of deflection is preferably 30 μm or less. A number of pins for inspecting the wafer from the probe card press the wafer against the chuck top, so that the pressure also affects the chuck top, and the chuck top is bent at least. This is because if the amount of deflection at this time exceeds 30 μm, the pins of the probe card cannot be uniformly pressed against the wafer, so that the wafer cannot be inspected. The amount of deflection when this pressure is applied is more preferably 10 μm or less.
本発明のウェハ保持体においては、図１１に示すように、支持体４の円管部４２内に冷却モジュール９を具備することができる。冷却モジュール９は、チャックトップ２を冷却する必要が生じた際に、チャックトップ２に当接させてその熱を奪うことにより、チャックトップ２を急速に冷却することができる。また、チャックトップ２を加熱する際には、冷却モジュール９をチャックトップ２から離間させることで、効率よく昇温することができるため、冷却モジュール９は可動式であることが好ましい。
In the wafer holder of the present invention, the
冷却モジュールを可動式にする手法としては、図１１に示すように、台座部４１に設けたエアシリンダーなどの昇降手段１０を用いることができる。このように構成することで、チャックトップの冷却速度を大幅に向上させ、スループットを増加させることができるため好ましい。また、冷却モジュールには、プロービング時のプローブカードの圧力が全くかからないため、冷却モジュールは圧力による変形もなく、更には空冷に比べ冷却能力も高い。
As a method of making the cooling module movable, as shown in FIG. 11, elevating means 10 such as an air cylinder provided on the
また、チャックトップによる冷却速度を優先する場合は、冷却モジュールをチャックトップに固定しても良い。固定の形態としては、図１２に示すように、チャックトップ２のウェハ載置面と反対側の面に抵抗発熱体を絶縁体で挟み込んだ構造の発熱体６を設置し、その下面に冷却モジュール９を固定することができる。また、別の実施形態として、図１３に示すように、チャックトップ２のウェハ載置面と反対側の面に直接冷却モジュール９を設置し、更にその下面に抵抗発熱体を絶縁体で挟み込んだ構造の発熱体６を固定する方法がある。
In addition, when priority is given to the cooling rate by the chuck top, the cooling module may be fixed to the chuck top. As a fixing form, as shown in FIG. 12, a
この際、チャックトップのウェハ載置面と反対側の面と冷却モジュールとの間に、変形能と耐熱性を有し且つ熱伝導率の高い軟性材を挿入し、更に冷却モジュールの下面に抵抗発熱体を絶縁体で挟み込んだ構造の発熱体を固定する方法もある。発熱体と冷却モジュールの間に互いの平面度や反りを緩和できる軟性材を備えることで、接触面積を確保することができ、本来備える冷却モジュールの冷却能力を発揮することでできるようになり、冷却速度を高めることができる。 At this time, a soft material having deformability and heat resistance and high thermal conductivity is inserted between the surface of the chuck top opposite to the wafer mounting surface and the cooling module, and resistance is further applied to the lower surface of the cooling module. There is also a method of fixing a heating element having a structure in which the heating element is sandwiched between insulators. By providing a soft material that can relieve the flatness and warpage of each other between the heating element and the cooling module, it is possible to secure the contact area, and to demonstrate the cooling capacity of the originally provided cooling module, The cooling rate can be increased.
いずれの手法においても、冷却モジュールの固定方法については特に制約はないが、例えば、ネジ止めやクランプといった機械的な手法で固定することができる。また、ネジ止めでチャックトップと冷却モジュール及び絶縁ヒータを固定する場合、ネジの個数を３個以上、更には６個以上とすることで、両者の密着性が高まり、チャックトップの冷却能力がより向上するため好ましい。 In any of the methods, there is no particular limitation on the method of fixing the cooling module, but the cooling module can be fixed by a mechanical method such as screwing or clamping. In addition, when fixing the chuck top, cooling module, and insulated heater with screws, the number of screws is set to 3 or more, and more than 6 to improve the adhesion between the two, and the cooling capacity of the chuck top is improved. It is preferable because it improves.
このように冷却モジュールを固定する構造においては、支持体の空隙中に冷却モジュールを搭載し、あるいは支持体上に冷却モジュールを搭載して、その上にチャックトップを搭載するような構造にしても良い。いずれの方法においても、チャックトップと冷却モジュールが固定されているため、可動式の場合に比較して冷却速度を速くすることができる。また、冷却モジュール部が、支持体部に搭載されることで、冷却モジュールのチャックトップとの接触面積が増加し、より素早くチャックトップを冷却することが可能となる。 In this structure for fixing the cooling module, the cooling module is mounted in the gap of the support, or the cooling module is mounted on the support and the chuck top is mounted thereon. good. In any method, since the chuck top and the cooling module are fixed, the cooling rate can be increased as compared with the movable type. Further, by mounting the cooling module part on the support part, the contact area of the cooling module with the chuck top increases, and the chuck top can be cooled more quickly.
このように、チャックトップに対して冷却モジュールを固定する場合、冷却モジュールに冷媒を流さずに昇温することも可能である。この場合、冷却モジュール内に冷媒が流れないため、発熱体で発生した熱が冷媒に奪われ、系外に逃げることが無いため、より効率的な昇温が可能となる。しかし、この場合であっても、冷却時には冷却モジュールに冷媒を流すことによって、効率的にチャックトップを冷却することができる。 Thus, when fixing a cooling module with respect to a chuck | zipper top, it is also possible to heat up, without flowing a refrigerant | coolant to a cooling module. In this case, since the refrigerant does not flow into the cooling module, the heat generated in the heating element is lost to the refrigerant and does not escape to the outside of the system, so that the temperature can be increased more efficiently. However, even in this case, the chuck top can be efficiently cooled by flowing the coolant through the cooling module during cooling.
更に、チャックトップと冷却モジュールを一体化することも可能である。チャックトップと冷却モジュールを一体化させることによって、上記したようにチャックトップに冷却モジュールを固定した場合よりも、更に素早くチャックトップを冷却することができる。この場合、一体化する際に使用するチャックトップ及び冷却モジュールの材質としては、特に制約はないが、冷却モジュール内に冷媒を流すための流路を形成する必要があることから、チャックトップ部と冷却モジュール部との熱膨張係数差は小さい方が好ましく、当然のことながら同材質であることが好ましい。 Further, the chuck top and the cooling module can be integrated. By integrating the chuck top and the cooling module, the chuck top can be cooled more quickly than when the cooling module is fixed to the chuck top as described above. In this case, the material of the chuck top and the cooling module used for integration is not particularly limited, but it is necessary to form a flow path for flowing a coolant in the cooling module. It is preferable that the difference in thermal expansion coefficient with the cooling module is smaller, and it is naturally preferable that the same material be used.
この場合使用する材質としては、上記のチャックトップの材質として記載したセラミックスや、セラミックスと金属の複合体を使用することができる。この場合、ウェハ載置面側にはチャックトップ導体層を形成すると共に、その反対側の面には冷却するための流路を形成し、更にチャックトップと同材質の基板を、例えばロウ付けやガラス付けなどの手法で一体化することができる。また、当然のことながら、貼り付ける側の基板に流路を形成しても良いし、両方の基板に流路を形成しても良い。また、ネジ止めにより一体化することも可能である。 In this case, as the material to be used, ceramics described as the material of the chuck top or a composite of ceramics and metal can be used. In this case, a chuck top conductor layer is formed on the wafer mounting surface side, a flow path for cooling is formed on the opposite surface, and a substrate made of the same material as the chuck top is brazed, for example. It can be integrated by techniques such as glassing. As a matter of course, the flow path may be formed on the substrate to be attached, or the flow path may be formed on both substrates. It is also possible to integrate by screwing.
また、一体化されたチャックトップと冷却モジュールとの材質として、金属を使用することもできる。金属はセラミックスやセラミックスと金属の複合体に比較して、加工が容易であるため、冷媒の流路を形成しやすい。しかし、一体化したチャックトップとして金属を使用した場合、プロービング時に加わる圧力によって撓みが発生することがある。その場合には、図１４に示すように、冷却モズールを一体化したチャックトップ２のウェハ載置面と反対側の面に、変形防止用基板１１を設置することで、チャックトップ２の撓みを防止することができる。チャックトップの変形防止用基板としては、ヤング率が２５０ＧＰａ以上の基板が好ましい。
Moreover, a metal can also be used as a material for the integrated chuck top and cooling module. Since metal is easier to process than ceramics or a composite of ceramics and metal, it is easy to form a refrigerant flow path. However, when metal is used as an integrated chuck top, bending may occur due to pressure applied during probing. In that case, as shown in FIG. 14, the deformation of the
また、この変形防止用基板１１は、図１５に示すように、支持体４の空隙５内に収容しても良いし、変形防止用基板を一体化されたチャックトップと支持体の間に挿入するようにしても良い。変形防止用基板は、ネジ止め等の機械的な手法によるか又はロウ付けやガラス付けなどの手法によって、チャックトップに固定する。尚、このようにチャックトップと冷却モジュールが金属製で且つ一体化されている場合も、チャックトップを昇温あるいは高温でキープする場合には冷媒を流さず、冷却時には冷媒を流すことによって、より効率的に昇降温することができる。
Further, as shown in FIG. 15, the
また、金属のチャックトップにおいては、例えば、チャックトップの材質として表面が酸化又は変質しやすい場合や、電気導電性が高くない場合には、ウェハ載置面の表面に改めてチャックトップ導体層を形成することができる。この手法に関しては、上記したように、ニッケル等の耐酸化性を有する金属のメッキを施すか、溶射とメッキの組合せによって導体層を形成し、そのウェハ載置面の表面を研磨することでチャックトップ導体層を形成することができる。 In the case of a metal chuck top, for example, if the surface of the chuck top is likely to be oxidized or deteriorated, or if the electrical conductivity is not high, a chuck top conductor layer is formed on the surface of the wafer mounting surface. can do. With respect to this method, as described above, a metal layer having oxidation resistance such as nickel is plated, or a conductor layer is formed by a combination of thermal spraying and plating, and the surface of the wafer mounting surface is polished to chuck. A top conductor layer can be formed.
また、このような構造においても、必要に応じて上記した電磁シールド層やガード電極の形成が可能である。この場合は、絶縁された発熱体を上記のように金属で覆い、更に絶縁層を介してガード電極を形成し、ガード電極とチャックトップ間に絶縁層を形成する。更にチャックトップの変形防止用基板によって、一体的にチャックトップに固定すればよい。 Also in such a structure, the above-described electromagnetic shield layer and guard electrode can be formed as necessary. In this case, the insulated heating element is covered with metal as described above, a guard electrode is formed via an insulating layer, and an insulating layer is formed between the guard electrode and the chuck top. Further, the chuck top may be integrally fixed to the chuck top by a deformation prevention substrate.
尚、冷却モジュールと一体化されたチャックトップの支持体に対する設置方法としては、冷却モジュール部を、支持体に形成された空隙部に設置しても良いし、またチャックトップと冷却モジュールとをネジ止めした場合と同様に、冷却モジュール部で支持体に設置される構造としても良い。 As a method of installing the chuck top integrated with the cooling module on the support, the cooling module may be installed in a gap formed in the support, or the chuck top and the cooling module may be screwed together. Similarly to the case of stopping, a structure may be adopted in which the cooling module unit is installed on the support.
上記冷却モジュールの材質としては、特に制約はないが、アルミニウムや銅及びその合金は、熱伝導率が比較的高く、急速にチャックトップの熱を奪うことができるため好ましい。また、ステンレス、マグネシウム合金、ニッケル、その他の金属材料を使用することもできる。また、この冷却モジュールに、耐酸化性を付与するために、ニッケル、金、銀といった耐酸化性を有する金属膜を、メッキや溶射等の手法を用いて形成することができる。 The material of the cooling module is not particularly limited, but aluminum, copper, and alloys thereof are preferable because they have a relatively high thermal conductivity and can quickly deprive the heat of the chuck top. Also, stainless steel, magnesium alloy, nickel, and other metal materials can be used. Further, in order to impart oxidation resistance to the cooling module, a metal film having oxidation resistance such as nickel, gold, and silver can be formed using a technique such as plating or thermal spraying.
また、冷却モジュールの材質としてセラミックスを使用することもできる。この場合のセラミックスとしては、特に制約はないが、窒化アルミニウムや炭化珪素は熱伝導率が比較的高く、チャックトップから素早く熱を奪うことができるため好ましい。また、窒化珪素や酸窒化アルミニウムは、機械的強度が高く、耐久性に優れているため好ましい。また、アルミナ、コージェライト、ステアタイトなどの酸化物セラミックスは、比較的安価であるため好ましい。以上のように冷却モジュールの材質は、種々選択できるため、用途に応じて材質を選択すればよい。これらの中では、アルミニウムにニッケルメッキを施したものや、銅にニッケルメッキを施したものが耐酸化性にも優れ、また熱伝導率も高く、価格的も比較的安価であるため特に好ましい。 Ceramics can also be used as the material for the cooling module. There are no particular restrictions on the ceramic in this case, but aluminum nitride and silicon carbide are preferable because they have a relatively high thermal conductivity and can quickly remove heat from the chuck top. Silicon nitride and aluminum oxynitride are preferable because they have high mechanical strength and excellent durability. Oxide ceramics such as alumina, cordierite, and steatite are preferable because they are relatively inexpensive. As described above, since the material of the cooling module can be variously selected, the material may be selected according to the application. Among these, aluminum plated with nickel and copper plated with nickel are particularly preferable because they are excellent in oxidation resistance, have high thermal conductivity, and are relatively inexpensive.
また、冷却モジュールの内部に冷媒を流すことも可能である。冷媒を流すことで、発熱体から冷却モジュールに伝達された熱を素早く取り除くことができ、更に発熱体の冷却速度を向上できるため好ましい。冷却モジュール内に流す冷媒としては、水やフロリナートなどが選択でき、特に制約はないが、比熱の大きさや価格を考慮すると、水が最も好ましい。 It is also possible to flow a coolant through the cooling module. By flowing the refrigerant, it is preferable because the heat transmitted from the heating element to the cooling module can be quickly removed and the cooling rate of the heating element can be further improved. Water or Fluorinert can be selected as the coolant flowing in the cooling module and is not particularly limited, but water is most preferable in consideration of the specific heat and the price.
内部に冷媒を流す冷却モジュールの好適な例としては、２枚のアルミニウム板を用意し、その片方のアルミニウム板に水を流す流路を機械加工等によって形成する。そして耐食性、耐酸化性を向上させるために、ニッケルメッキを全面に施す。更に他方のアルミニウム板にニッケルメッキを施し、これら両方のアルミニウム板を張り合わせる。このとき流路の周囲には、水が漏れないように例えばＯ-リング等のシール材を挿入することが好ましい。 As a suitable example of the cooling module for flowing the refrigerant inside, two aluminum plates are prepared, and a flow path for flowing water through one of the aluminum plates is formed by machining or the like. In order to improve corrosion resistance and oxidation resistance, nickel plating is applied to the entire surface. Further, nickel plating is applied to the other aluminum plate, and both of these aluminum plates are bonded together. At this time, it is preferable to insert a sealing material such as an O-ring around the flow path so that water does not leak.
あるいは、２枚の銅（無酸素銅）板を用意し、片方の銅板に水を流す流路を機械加工等によって形成し、他方の銅板と冷媒出入り口のステンレス製のパイプとを、同時にロウ付け接合する。接合した冷却板を、耐食性、耐酸化性を向上させるために、ニッケルメッキを全面に施す。また、別の形態としては、アルミニウム板又は銅板等の冷却板に、冷媒を流すパイプを取り付けることで冷却モジュールとすることができる。この場合、パイプの断面形状に近い形状のザグリ溝を冷却板に形成し、パイプを密着させることで更に冷却効率を上げることができる。また、冷却パイプと冷却板の密着性を向上させるために、介在層として熱伝導性の樹脂やセラミックス等を挿入してもよい。 Alternatively, two copper (oxygen-free copper) plates are prepared, a flow path for flowing water to one copper plate is formed by machining, and the other copper plate and a stainless steel pipe at the refrigerant inlet / outlet are brazed simultaneously. Join. Nickel plating is applied to the entire surface of the joined cooling plates in order to improve corrosion resistance and oxidation resistance. Moreover, as another form, it can be set as a cooling module by attaching the pipe | tube which flows a refrigerant | coolant to cooling plates, such as an aluminum plate or a copper plate. In this case, the cooling efficiency can be further increased by forming a counterbore groove having a shape close to the cross-sectional shape of the pipe in the cooling plate and bringing the pipe into close contact with each other. Moreover, in order to improve the adhesiveness of a cooling pipe and a cooling plate, you may insert thermally conductive resin, ceramics, etc. as an intervening layer.
本発明のウェハ保持体は、ウェハ保持体を移動させるための駆動系を設けることにより、ウェハの電気的特性を検査するためのウェハプローバとして好適に使用することができる。また、ウェハプローバ以外にも、高剛性且つ高熱伝導率である特性を活かし、例えば、ハンドラ装置あるいはテスター装置に適用することができる。 The wafer holder of the present invention can be suitably used as a wafer prober for inspecting the electrical characteristics of a wafer by providing a drive system for moving the wafer holder. In addition to the wafer prober, it can be applied to, for example, a handler device or a tester device by taking advantage of the characteristics of high rigidity and high thermal conductivity.
［実施例１］
純度９９.５％のシリコンと炭化ケイ素の複合体（Ｓｉ−ＳｉＣ）からなり、直径３１０ｍｍ、厚み１０ｍｍの基板を用意した。このＳｉ−ＳｉＣ基板のウェハ載置面に、ウェハを真空チャックするための同心円状の溝と貫通孔を形成し、更にそのウェハ載置面にニッケルメッキを施してチャックトップ導体層を形成した。その後、チャックトップ導体層を研磨加工し、全体の反り量を１０μｍとし、表面粗さをＲａで０.０２μｍに仕上げて、チャックトップとした。
[Example 1]
A substrate having a diameter of 310 mm and a thickness of 10 mm was prepared from a composite of 99.5% purity silicon and silicon carbide (Si—SiC). Concentric grooves and through holes for vacuum chucking the wafer were formed on the wafer mounting surface of the Si-SiC substrate, and the wafer mounting surface was further nickel-plated to form a chuck top conductor layer. Thereafter, the chuck top conductor layer was polished, the total warpage amount was set to 10 μm, and the surface roughness was finished to 0.02 μm with Ra to obtain a chuck top.
次に、支持体の円管部として、外径３１０ｍｍ、内径２９０ｍｍ（従って肉厚１０ｍｍ）、及び下記表１に示す厚みを有する試料１〜８のムライト−アルミナ複合体を準備した。また、支持体の台座部として、直径３１０ｍｍ、及び厚みが下記表１に示すムライト−アルミナ複合体を準備した。これらの円管部と台座部をネジ止めにて固定して、それぞれ試料１〜８の支持体とした。
Next, mullite-alumina composites of
上記チャックトップには、ウェハ載置面と反対側の面にガード電極としてマイカで絶縁したステンレス箔を取り付け、更にマイカで挟み込んだ発熱体を取り付けた。発熱体はステンレスの箔を、所定のパターンでエッチングして形成した。ガード電極と発熱体は、支持体の円管部内に収まる位置に配置した。また、支持体の円管部には、図１０に示すように貫通孔を形成し、発熱体に給電する電極線を挿通した。更に、支持体の側面及び底面にはアルミニウムを溶射して、ガード電極とした。 A stainless steel foil insulated with mica as a guard electrode was attached to the chuck top on the surface opposite to the wafer mounting surface, and a heating element sandwiched between mica was attached. The heating element was formed by etching a stainless foil with a predetermined pattern. The guard electrode and the heating element were arranged at a position that fits within the circular tube portion of the support. Further, as shown in FIG. 10, a through hole was formed in the circular tube portion of the support, and an electrode wire for supplying power to the heating element was inserted. Furthermore, aluminum was sprayed on the side and bottom surfaces of the support to form guard electrodes.
得られた支持体の上に、発熱体と電磁シールド層を取り付けたチャックトップを搭載し、図８に示すウェハプローバ用のウェハ保持体を完成させた。これら試料１〜８のウェハ保持体をウェハプローバに搭載し、下記表２に示す３通りの検査条件において、１０時間連続で半導体の検査を行った。得られた結果を、下記表２に併せて示した。
A chuck top provided with a heating element and an electromagnetic shield layer was mounted on the obtained support, and a wafer holder for a wafer prober shown in FIG. 8 was completed. The wafer holders of
［実施例２］
外径３１０ｍｍ、厚み６０ｍｍの円柱状のムライト−アルミナ複合体を準備し、その表面に直径２９０ｍｍ、深さ３０ｍｍの座繰り加工を施して有底円管形状とすることによって、厚み３０ｍｍの円管部と厚み３０ｍｍの台座部が一体不可分の試料９の支持体を形成した。
[Example 2]
A cylindrical mullite-alumina composite with an outer diameter of 310 mm and a thickness of 60 mm is prepared, and a countersink process with a diameter of 290 mm and a depth of 30 mm is applied to the surface to form a bottomed circular tube shape, thereby forming a circular tube with a thickness of 30 mm. The support part of the
上記支持体以外は上記実施例１と同様にして、試料９のウェハ保持体を完成させた。このウェハ保持体上にウェハプローバに搭載し、下記表２に示す３通りの検査条件において、１０時間連続で半導体の検査を行った。得られた結果を、下記表２に併せて示した。
A wafer holder for
［実施例３］
直径１０ｍｍ、厚み５ｍｍのムライト−アルミナ複合体の柱状体を１６個準備した。これら１６個の柱状体を、上記実施例２で作製したものと同型の支持体とチャックトップとの間に、図５に示すように均等に載置して、試料１０の支持体とした。
[Example 3]
Sixteen columnar bodies of mullite-alumina composite having a diameter of 10 mm and a thickness of 5 mm were prepared. These 16 columnar bodies were placed evenly as shown in FIG. 5 between the same type of support as in Example 2 and the chuck top to provide a support for the
上記１６個の柱状体を備えた支持体以外は上記実施例１と同様にして、試料１０のウェハ保持体を完成させた。このウェハ保持体上にウェハプローバに搭載し、下記表２に示す３通りの検査条件において、１０時間連続で半導体の検査を行った。得られた結果を、下記表２に併せて示した。
A wafer holder for
上記の結果から分かるように、チャックトップの厚みｔ１を１としたとき、この厚みｔ１に対する支持体の円管部の厚みｔ２を０.１以上５.０以下に、台座部の厚みｔ３を０.５以上１０.０以下に制御することによって、高い荷重を加えてもウェハ保持体が変形することがなく、接触不良をなくすことができた。更に、柱状体を有する場合に、チャックトップの厚みｔ１を１としたとき、柱状体の厚みｔ４と円管部の厚みｔ２の合計を０.１以上５.０以下とすれば、２００℃で２００ｋｇｆの荷重を加えても、接触不良をなくすことができた。 As can be seen from the above results, when the thickness t1 of the chuck top is 1, the thickness t2 of the circular tube portion of the support with respect to this thickness t1 is 0.1 or more and 5.0 or less, and the thickness t3 of the pedestal portion is 0. By controlling the pressure between 0.5 and 10.0, the wafer holder was not deformed even when a high load was applied, and contact failure could be eliminated. Further, in the case of having a columnar body, assuming that the thickness t1 of the chuck top is 1, the total thickness of the columnar body t4 and the thickness t2 of the circular tube portion is 0.1 or more and 5.0 or less. Even when a load of 200 kgf was applied, poor contact could be eliminated.
１ ウェハ保持体
２ チャックトップ
３ チャックトップ導体層
４ 支持体
４１ 台座部
４２ 円管部
４３ 柱状体
４４ 貫通孔
５ 空隙
６ 発熱体
６１ 抵抗発熱体
６２ 絶縁体
７ 支持棒
８ 電極線
９ 冷却モジュール
１０ 昇降手段
１１ 変形防止用基板
DESCRIPTION OF
Claims (5)
A wafer prober comprising the heater unit according to claim 4.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005220353A JP4462143B2 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Wafer holder and wafer prober provided with wafer holder |
| TW095126977A TW200721363A (en) | 2005-07-25 | 2006-07-24 | Wafer holder, heater unit having the wafer holder, and wafer prober having the heater unit |
| US11/492,223 US20070023320A1 (en) | 2005-07-25 | 2006-07-25 | Wafer holder, heater unit having the wafer holder, and wafer prober having the heater unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005220353A JP4462143B2 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Wafer holder and wafer prober provided with wafer holder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007036093A JP2007036093A (en) | 2007-02-08 |
| JP4462143B2 true JP4462143B2 (en) | 2010-05-12 |
Family
ID=37794945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005220353A Active JP4462143B2 (en) | 2005-07-25 | 2005-07-29 | Wafer holder and wafer prober provided with wafer holder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4462143B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI757314B (en) * | 2016-07-28 | 2022-03-11 | 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 | Substrate holding device, method for manufacturing such a device, and apparatus and method for processing or imaging a sample |
-
2005
- 2005-07-29 JP JP2005220353A patent/JP4462143B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007036093A (en) | 2007-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3945527B2 (en) | Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same | |
| JP2007035899A (en) | Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober mounting the same | |
| JP4049172B2 (en) | Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same | |
| JP2007035747A (en) | Wafer holder, and wafer prober equipped with the same | |
| JP2007043042A (en) | Wafer holder and manufacturing method thereof, wafer prober mounting same, and semiconductor heating device | |
| US20090045829A1 (en) | Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with same | |
| JP4063291B2 (en) | Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same | |
| JP2007042911A (en) | Wafer holder and wafer prober mounted with the same | |
| JP4462140B2 (en) | Wafer prober chuck top, wafer holder, and wafer prober including the same | |
| US7495460B2 (en) | Body for keeping a wafer, heater unit and wafer prober | |
| JP4433478B2 (en) | Heating device and wafer prober equipped with the same | |
| JP4646715B2 (en) | Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same | |
| JP5067050B2 (en) | Wafer holder for wafer prober and wafer prober mounted therewith | |
| JP2007042960A (en) | Wafer holder and wafer prober mounting same | |
| JP4155288B2 (en) | Wafer holder and wafer prober equipped with the same | |
| US20070046306A1 (en) | Wafer holder, heater unit having the wafer holder, and wafer prober having the heater unit | |
| JP2007035737A (en) | Wafer holder, and wafer prober provided with wafer holder | |
| JP2007235171A (en) | Wafer holder for wafer prober and wafer prober mounting the same | |
| JP2010186765A (en) | Wafer supporter for wafer prober and wafer prober carrying the same | |
| JP4462143B2 (en) | Wafer holder and wafer prober provided with wafer holder | |
| JP5500421B2 (en) | Wafer holder and wafer prober equipped with the same | |
| JP4356661B2 (en) | Wafer holder and wafer prober equipped with the same | |
| JP2007042908A (en) | Wafer holder and wafer prober mounted with the same | |
| JP2007208186A (en) | Wafer holder, semiconductor manufacturing device mounted with the same and wafer prober | |
| JP2007035999A (en) | Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090521 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090526 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090716 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100126 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100208 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4462143 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |