JP5061751B2 - ウェハプローバ用ウェハ保持体 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハ載置面に載置した半導体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、及びそれを搭載したウェハプローバに関するものである。

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）に対して加熱処理が行われる。即ち、ウェハを通常の使用温度よりも高温に加熱して、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バーンインが行われている。

このバーンイン工程では、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。具体的には、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、チャックトップのウェハ載置面に半導体ウェハを載置し、ウェハを加熱しながらプローブカードをウェハに押し当ててウェハの電気的特性を検査する。尚、ウェハの加熱には、チャックトップに設けたヒータが用いられている。

このようなバーンイン工程で用いるチャックトップは、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、金属製のものが使用されていた。この平板状の金属製チャックトップ上にウェハを載置して電気的特性を測定するが、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が、ウェハに数１０ｋｇｆから数１００ｋｇｆの力で押し付けられる。そのため、金属製のチャックトップ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。

上記したチャックトップの変形による接触不良をなくすため、剛性を保つ目的で、従来はチャックトップとして厚さ１５ｍｍ以上の厚い金属板が使用されていた。そのため、このバーンイン工程においては、スループット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にもかかわらず、ヒータの昇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。

この問題を解決するために、特開２００１−０３３４８４号公報や特開２００６−２５３６３０号公報には、チャックトップとして高剛性のセラミックス材料を用いることが記載されている。特に特開２００６−２５３６３０号公報には、スループット向上のために、チャックトップと支持体との空隙部に支持部材を配置した断熱構造が開示されている。

特開２００１−０３３４８４号公報 特開２００６−２５３６３０号公報

近年においては、更なるウェハ内での高均熱化が要求されており、３００ｍｍウェハ内で±０.５℃以下の温度レンジが求められている。しかし、上記特許文献に記載の方法によれば、チャックトップの高剛性を確保してスループットの向上を図ることはできるが、上記した高均熱化の要求を満たすことは難しく、特にチャックトップに高絶縁性が要求される静電チャックにおいては、熱伝導率が犠牲になるため、温度レンジは±３℃程度に過ぎなかった。

本発明は、このような従来の事情に鑑み、チャックトップの高剛性を損なうことなく、断熱構造に優れていて、広範囲の温度域でウェハの温度分布の均一性に優れ、且つ軽量化を図ることのできるウェハプローバ用ウェハ保持体、並びに、このウェハ保持体を備えたウェハプローバを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者らは、チャックトップの高剛性を損なうことなく高い均熱性を得るために、熱拡散のための均熱板として、高熱伝導率材料をチャックトップの裏面（ウェハ載置面の反対側の面）側に取り付けることを試みた。その結果、均熱板の大きさや取り付け構造を適切に設定することで、チャックトップの温度レンジが従来の±１℃から±０.５℃に向上し、更に静電チャックにおいては±３℃の温度レンジが±１.５℃になることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

即ち、本発明が提供するウェハプローバ用ウェハ保持体は、表面にチャックトップ導体層を有するチャックトップと、チャックトップのウェハ載置面と反対の裏面側に設けた高熱伝導材料からなる均熱板と、チャックトップと均熱板の間に配置され且つ両部品より剛性の低いクッション材と、チャックトップを支持する有底円筒状の支持体と、均熱板の裏面側に支持体と接触しないように設けた加熱体とからなり、該均熱板は−５５℃〜２００℃の温度範囲において該チャックトップの外径に対して９５％以上の外径を有している。

また、上記本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体は、該支持体には該チャックトップの裏面外周部に当接して支持する複数の突出部を残して切欠溝穴Ｍ１が設けられ、該均熱板と該クッション材には該支持体の各突出部と接触しないように複数の切欠溝穴Ｍ２が設けられると共に、該均熱板と該クッション材及び該加熱体が該支持体の切欠溝穴Ｍ１を埋めるように設置されており、該支持体の切欠溝穴Ｍ１の合計面積は、該均熱板の切欠溝穴Ｍ２の合計面積の５０％以上である。

上記本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体においては、前記均熱板の裏面側に、冷却制御可能な冷却ユニットを備えることができる。また、前記均熱板と冷却ユニットを一体化させてもよい。

本発明は、また、上記した本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体を搭載したことを特徴とするウェハプローバを提供するものである。

本発明によれば、高剛性で反りや変形の心配がなく、断熱構造に優れていて、ウェハ載置面の熱伝導率が高く、広範囲の温度域でウェハの温度分布の均一性に優れたウェハプローバ用ウェハ保持体を提供することができる。また、更に冷却ユニットを搭載することにより、チャックトップの昇降温速度を向上させることができる。

従って、本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体を搭載することによって、反りや変形によるウェハとプローブピンとの間の接触不良を起こすことがなくなり、位置精度に優れると共に、ウェハ全面において均熱性に優れていて、しかも短時間で昇温、降温が可能なウェハプローバを得ることができる。

本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体について、図１を参照して具体的に説明する。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、チャックトップ２と同径の均熱板７及びクッション材８と、チャックトップ２を支持する有底円筒状の支持体４とからなり、チャックトップ２と支持体４との間には空気層である空隙５が存在している。支持体４は有底円筒形状であるため、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、同時に空隙５を容易に形成することができる。

このチャックトップ２と支持体４の間の空隙５には、均熱板７に取り付けた加熱体６が支持体４に接触しないように収納されている。チャックトップ２の載置面２ａに搭載したウェハの検査時などには、加熱体６でチャックトップ２を加熱するが、この加熱時あるいは冷却時に空隙５が断熱効果を高める作用を果たしている。空隙５の形状には特に制約はなく、加熱体６で発生した熱や冷気が支持体４に伝わる量を極力抑える形状とすることが好ましい。尚、加熱体６は、均熱板７にネジ止め等の機械的手法で固定することができる。また、加熱体６は抵抗発熱体を備え、温度制御可能なものである。

均熱板７は、加熱時や冷却時の熱拡散を促進するため、チャックトップ２の裏面（ウェハ載置面２ａの反対側の面）側に取り付けてある。均熱板７の材質としては、高熱伝導率を有する材料を使用することが好ましく、例えば、銅、アルミニウム、グラファイト、カーボンナノファイバーなどの金属材料、窒化硼素、窒化アルミニウムなどのセラミックス材、若しくは、これらの複合材料等を用いることができる。

上記均熱板７は、−５５℃〜２００℃の温度範囲において、チャックトップ２の外径に対して９５％以上の外径を有していることが必要である。均熱板７がチャックトップ２に対し上記外径比を有することによって、通常のウェハプローバの使用温度域において、チャックトップの温度の均一性（均熱性）を大幅に向上することができる。

上記均熱板７とチャックトップ２の間には、熱接触を良くするために、両部品よりも剛性の低いクッション材８が挿入されている。このクッション材８は、熱膨張による互いの伸びや反りを吸収し、且つ均熱板７とチャックトップ２の間の熱抵抗を下げる役割を果たしている。クッション材８の材質としては、高熱伝導で低剛性な材料が好ましく、例えば、グラファイト、窒化硼素、高熱伝導材が分散されたシリコン樹脂などを用いることができる。

上記均熱板７及びクッション材８は、ネジ止め等の機械的手法によってチャックトップ２の裏面に固定される。その際、加熱体６と同様に、均熱板７及びクッション材８は支持体４と接触しないことが好ましい。均熱板７やクッション材８が支持体４と接触していると、その接触部付近の均熱を乱し、且つ支持体４に熱が逃げるため、チャックトップ２の均熱性の低下を招くからである。

そこで、有底円筒状の支持体４には、図２に示すように、外周部分に複数の突出部４ａを残して、切欠溝穴Ｍ１（図中に斜線で示す部分）を形成する。尚、この切欠溝穴Ｍ１とは、有底円筒状の支持体４の円筒の内側部分（図中に示す点線の内側）を含むものである。また、この切欠溝穴Ｍ１を設けることで支持体４に残った複数の突起部４ａが、チャックトップ２の裏面外周部を当接支持することになるため、接触部の面積が小さい断熱構造とすることができる。尚、突出部４ａの断面形状は円形に限らず、任意の形状であってよい。

一方、均熱板７とクッション材８には、例えば均熱板７について図示した図３及び図４に示すように、支持体４に接触しないように複数の切欠溝穴Ｍ２（図中に斜線で示す部分）を設ける。切欠溝穴Ｍ２の断面形状は、図３に示すような円形や、図４に示すような楕円ないし台形のほか、三角形や四角形などの多角形、その他の形状であってもよく、これらの形状の組み合わせでもよい。尚、加熱体６が均熱板７やクッション材８と同等の大きさの場合には、支持体４に接触しないように、均熱板７やクッション材８と同様に、加熱体６にも切欠溝穴Ｍ２を設けることができる。

そして、この均熱板７とクッション材８を、支持体４の切欠溝穴Ｍ１を埋めるように設置する。その際、例えば均熱板７について図示した図５及び図６に示すように、切欠溝穴Ｍ１を設けた支持体４の複数の突出部４ａを、均熱板７及びクッション材８の切欠溝穴Ｍ２に挿通することによって、均熱板７とクッション材８が支持体４と接触しないように配置することができる。

上記支持体４に設ける切欠溝穴Ｍ１の合計面積が、均熱体７に設けた切欠溝穴Ｍ２（クッション材８に設けたものでもよい）の合計面積の５０％以上となるように、切欠溝穴Ｍ１と切欠溝穴Ｍ２を形成することが好ましい。これにより、均熱板７やクッション材８から支持体４への熱の逃げを抑制し、均熱板７が均熱の乱れを補償して、チャックトップ２の均熱性を更に向上させることができる。

また、図７に示すように、支持体４の中心部付近に、チャックトップ２を支持する支持棒９を設けることができる。この場合、均熱板７及びクッション材８が支持棒９に接触しないことが好ましい。そのため、例えば均熱板について図示した図８に示すように、均熱板７及びクッション材８の中心部に貫通穴を形成し、この貫通穴に支持棒９を挿通してチャックトップ２を支持することが好ましい。

上記加熱体６としては、図９に示すように、抵抗発熱体６ａを絶縁体６ｂ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６ａには、金属材料を使用することができる。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、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簡単に且つ比較的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、高温で長時間の使用に耐える利点がある。

また、抵抗発熱体６ａを挟み込む絶縁体６ｂとしては、耐熱性を有するものであれば特に制約はなく、例えば、マイカ、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。絶縁性の樹脂で抵抗発熱体を挟み込む場合、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。フィラーの材質としては、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。

本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体は、図１０に示すように、支持体４の円筒部内に冷却ユニット１０を具備することができる。冷却ユニット１０は、チャックトップ２を冷却する必要が生じた際に、その熱を奪うことでチャックトップ２を急速に冷却する。また、チャックトップ２を加熱する際は、冷却ユニット１０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、冷却ユニット１０は可動式であることが好ましい。

可動式の冷却ユニット１０の場合、エアシリンダーなどの昇降手段１１を用いて冷却ユニット１０を上下方向に移動させる。このように可動式とすることで、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、可動式の冷却ユニットの場合、空冷に比べて冷却能力が高いうえ、冷却ユニットにプロービング時のプローブカードによる圧力が全くかからないため、圧力による冷却ユニットの変形も起こらない。

また、チャックトップの冷却速度を優先する場合は、冷却ユニットを均熱板に固定しても良い。固定の形態としては、図１１に示すように、均熱板７の下面に冷却ユニット１０を設置し、その下面に抵抗発熱体を絶縁体で挟み込んだ構造の加熱体６を設置して固定することができる。また、別の固定の形態としては、図１２に示すように、均熱板と冷却ユニットを一体成型した均熱冷却ユニット１２を用い、その均熱冷却ユニット１２の下面に抵抗発熱体を絶縁体で挟み込んだ構造の加熱体６を固定する方法がある。

上記いずれの固定の形態においても、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ユニット及び加熱体を固定する場合、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。

冷却ユニットの材質としては、特に制約はないが、アルミニウムや銅、それらの合金は、熱伝導率が比較的高いため、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、ステンレスやマグネシウム合金、ニッケル、その他の金属材料を使用することもできる。冷却ユニットに耐酸化性を付与するため、表面にニッケル、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。

また、冷却ユニットの材質としてセラミックスを使用することもできる。セラミックスの種類に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いため、チャックトップから素早く熱を奪うことができるので好ましい。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。更に、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。

以上のように冷却ユニットの材質は、種々選択できるため、用途によって材質を選択すればよい。これらの材質の中では、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優れ、また熱伝導率も高く、価格的にも比較的安価であるため、特に好ましい。

上記冷却ユニットは、その内部に冷媒を流すこともできるが、特に固定式の場合には冷媒を流さずに昇温することも可能である。この場合、冷却ユニット内に冷媒が流れないため、抵抗発熱体で発生した熱が冷媒に奪われて系外に逃げることがなく、より効率的な昇温が可能となる。しかし、固定式の場合であっても、冷却時には冷却ユニットに冷媒を流すことで、効率的にチャックトップを冷却することができる。

また、冷却ユニットには、その内部に流路を設けて、冷媒を流すことも可能である。このように冷媒を流すことで、加熱体から冷却ユニットに伝達された熱を素早く取り除くことができるため、更には加熱体の冷却速度を向上できるため、スループット向上の点で特に好ましい。冷却ユニット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、比熱の大きさや価格を考慮すると水が最も好ましい。

冷却ユニットの内部に設ける流路の好適な例としては、２枚のアルミニウム板を用意し、その一方のアルミニウム板に流路に相当する溝を機械加工等によって形成する。そして、耐食性や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。残り１枚のアルミニウム板にもニッケルメッキを施し、上記の溝を形成したアルミニウム板に張り合わせる。このとき、流路の周囲には水が漏れないように、例えばＯ−リング等を挿入し、ネジ止めや溶接によって２枚のアルミニウム板を一体化する。

あるいは、別の例として、２枚の銅（無酸素銅）板を用意し、その一方の銅板に流路に相当する溝を機械加工等によって形成する。この銅板に、もう一方の銅板と、流路の出入口となるステンレス製のパイプとを同時にロウ付け接合する。接合した銅板の全表面に、耐食性や耐酸化性を向上させるために、ニッケルメッキを施す。

更に別の形態として、アルミニウム板もしくは銅板等の冷却板に、冷媒を流すためのパイプを取り付けることで、冷却ユニットとすることができる。この場合は、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、パイプと冷却板の密着性を向上させるために、両者の間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。

本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体は、ウェハ等の被処理物を加熱、検査するために、好適に用いることができる。例えば、ウェハプローバに搭載し、あるいはハンドラ装置やテスター装置に適用すれば、高剛性、高熱伝導率である特性に活かすことができる。

［実施例１］
本発明によるウェハプローバ用ウェハ保持体を以下のごとく作製した。即ち、純度９９.５％、直径３１０ｍｍ、厚み１５ｍｍのアルミナ基板を用意した。このアルミナ基板のウェハ搭載面側に、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て全体の反り量を１０μｍとし、表面粗さをＲａで０.０２μｍに仕上げてウェハ載置面を形成することで、チャックトップとした。

次に、支持体として、直径３１０ｍｍ、厚み４０ｍｍの円柱状のムライト−アルミナ複合体を準備した。このムライト−アルミナ複合体に、内径２９５ｍｍ、深さ２０ｍｍのザグリ加工を施して、有底円筒状の支持体とした。更に、この有底円筒体の支持体の外周部を、直径５ｍｍの突出部が等間隔に残るように深さ５ｍｍだけ切削して、チャックトップと接触して支持する３２個の突出部を設けた。この場合、支持体の切欠溝穴Ｍ１の合計面積は約７５０００ｍｍ^２である。

また、クッション材として、直径３１０ｍｍ、厚み０.５ｍｍの絶縁性シリコン樹脂シートを用意した。更に、均熱板として、直径３１０ｍｍ、厚み２ｍｍの無酸素銅円板を用意した。これらのクッション材と均熱板には、支持体外周部に形成された３２個の突出部に接触しないように、共に直径８ｍｍの円形の切欠溝穴Ｍ２を３２箇所設けた。この場合、均熱板（あるいはクッション材）の切欠溝穴Ｍ２の合計面積は約１６００ｍｍ^２であり、従って切欠溝穴の合計面積比Ｍ１／Ｍ２は約４６００％である。

上記チャックトップのウェハ載置面とは反対側の面（裏面）に、絶縁性シリコン樹脂シートのクッション材を張り、その下面に無酸素銅円板の均熱板を重ね、更に加熱体を取り付けて、これらを３個以上のネジで固定して一体化した。尚、加熱体は、ステンレス箔を所定のパターンにエッチングして得た抵抗発熱体を、絶縁性シリコン樹脂シートで挟み込んだものである。

このようにクッション材と均熱板と加熱体を取り付けたチャックトップを、上記支持体の３２個の突出部上に搭載して、本発明による実施例１のウェハ保持体を得た。また、従来のウェハプローバ用ウェハ保持体として、均熱板とクッション材が存在しない以外は上記本発明のウェハ保持体と同じ構造のものを準備し、これを比較例１のウェハ保持体とした。

上記２種類のウェハプローバ用ウェハ保持体について、均熱性を評価した。即ち、加熱体に通電することでウェハを２００℃に加熱して、ウェハ内の温度レンジを測定したところ、実施例１のウェハ保持体では±１.５℃、比較例１のウェハ保持体では±３.０℃であった。この結果から、本発明のウェハ保持体では、均熱板が存在することによって、支持体とチャックトップとの接触部からの熱の逃げ及びチャックトップの外周部からの熱の逃げが大きく緩和され、外周方向への温度勾配が比較的緩やかになり、従来のウェハ保持体に比べて高い均熱化が実現したことが分る。

［実施例２］
チャックトップの材質をＡｌ−ＳｉＣにした以外は、上記実施例１及び比較例１と同様にして、実施例２及び比較例２のウェハプローバ用ウェハ保持体を作製した。上記実施例１と同様に均熱性を評価したところ、ウェハ内の温度レンジは、実施例２のウェハ保持体で±０.５℃、比較例２のウェハ保持体では±１.０℃であった。

［実施例３］
均熱板の外径が温度レンジに与える影響を評価するために、上記実施例１のウェハプローバ用ウェハ保持体に、直径２８０ｍｍ、厚み１０ｍｍの銅板からなるの冷却ユニットを搭載したウェハプローバ用ウェハ保持体を用意した。尚、この冷却ユニットは均熱板の下面に配置して、複数のネジで固定してチャックトップと一体化させた。

ウェハ保持体の均熱板の材質が銅で且つチャックトップの材質がアルミナであって、均熱板とチャックトップの外径を変えた試料１〜４のウェハ保持体について、チャックトップの温度が−５５℃、２０℃、２００℃におけるチャックトップの外径に対する均熱板の外径の比（均熱板／チャックトップ外径比）を調べると共に、均熱性の評価として−５５℃での温度レンジと２００℃での温度レンジを求め、得られた結果を下記表１に示した。

また、ウェハ保持体の均熱板の材質を銅とし、チャックトップの材質がＡｌ−ＳｉＣであって、均熱板とチャックトップの外径を変えた試料５〜８のウェハ保持体について、上記と同様にして均熱板／チャックトップ外径比及び各ウェハ保持体の均熱性を調べ、得られた結果を下記表２に示した。

表１及び表２に示すように、チャックトップの外径に対する均熱板の外径の比が９０％未満の場合は、従来の均熱板がない各ウェハ保持体とほぼ同程度の温度レンジ（上記実施例１〜２参照）であった。これに対して、チャックトップの外径に対する均熱板の外径の比を９５％以上とすることにより、温度レンジが大幅に狭まり、広範囲の温度域で均熱性の向上が認められた。

［実施例４］
ウェハ保持体の均熱板の材質をアルミニウムとし、チャックトップの材質をアルミナまたはＡｌ−ＳｉＣとした以外は上記実施例３と同様にして、均熱板／チャックトップ外径比及び各ウェハ保持体の均熱性を調べた。得られた結果について、チャックトップがアルミナの試料９〜１２の場合を下記表３に、及びチャックトップがＡｌ−ＳｉＣの試料１３〜１６の場合を下記表４に示した。

表３及び表４に示すように、均熱板の材質がアルミニウムの場合にも、チャックトップの外径に対する均熱板の外径の比を９５％以上とすることにより、温度レンジが大幅に狭まり、広範囲の温度域で均熱性の向上が認められた。

ただし、上記実施例３の結果と比較すると、温度レンジの狭まりが小さいことが分る。この理由は、銅の熱伝導率が３８０Ｗ／ｍｍＫ、アルミニウムの熱伝導率が２４０Ｗ／ｍｍＫ、アルミナの熱伝導率が３０Ｗ／ｍｍＫ、Ａｌ−ＳｉＣの熱伝導率が２００Ｗ／ｍｍＫであることから、上記実施例３での銅に対するアルミナ及びＡｌ−ＳｉＣの熱伝導率の差よりも、本実施例４でのアルミニウムに対するアルミナ及びＡｌ−ＳｉＣの熱伝導率の差の方が少ないためである。

［実施例５］
上記実施例１のウェハプローバ用ウェハ保持体において、直径３１０ｍｍ、厚み２ｍｍの無酸素銅の均熱板に代えて、直径３１０ｍｍ、厚み２ｍｍの無酸素銅の均熱板と、直径２８０ｍｍ、厚み１０ｍｍの銅板の冷却ユニットとを一体化した均熱冷却ユニットを搭載して、試料１７のウェハ保持体を作製した。この試料１７のウェハ保持体について、上記実施例１と同様にして均熱性を調べ、得られた結果を下記表５に示した。

比較のために、上記実施例１のウェハプローバ用ウェハ保持体に、直径２８０ｍｍ、厚み１０ｍｍの銅板からなるの冷却ユニットを搭載し、且つチャックトップの外径に対する均熱板の外径の比が１００％であるウェハ保持体（上記実施例３の試料３）における均熱性データを下記表５に併記した。

表５から分るように、試料１７のウェハ保持体の方が試料３のウェハ保持体よりも均熱性が向上している。このことは、試料３のウェハ保持体では均熱板と冷却ユニットの間に熱抵抗があるのに対して、均熱板と冷却ユニットを一体化した試料１７のウェハ保持体は両者間の熱抵抗がないため熱拡散効果が増したことを意味する。

［実施例６］
上記実施例１のウェハプローバ用ウェハ保持体において、支持体の切欠溝穴Ｍ１の合計面積と、均熱板の切欠溝穴Ｍ２の合計面積との比、即ちＭ１／Ｍ２を、下記表６に示すように４６００％から４０％の間で変化させた７種類のウェハ保持体を作製した。

得られた各ウェハ保持体について、上記実施例１と同様にして均熱性を調べ、得られた結果を下記表６に示した。この表６に示すように、切欠溝穴Ｍ１の合計面積と切欠溝穴Ｍ２の合計面積の比が５０％以上であれば、広範囲の温度域で優れた均熱性が得られることが分った。

本発明におけるウェハ保持体の一具体例を示す概略の断面図である。 本発明のウェハ保持体における支持体の切欠溝穴の一例を示す正面図である。 本発明のウェハ保持体における均熱板の切欠溝穴の一例を示す正面図である。 本発明のウェハ保持体における均熱板の切欠溝穴の他の例を示す正面図である。 本発明のウェハ保持体における支持体と均熱板の配置の一例を示す正面図である。 本発明のウェハ保持体における支持体と均熱板の配置の他の一例を示す正面図である。 本発明におけるウェハ保持体の他の具体例を示す概略の断面図である。 図７のウェハ保持体における支持体と均熱板と支持棒の配置の一例を示す正面図である。 本発明のウェハ保持体における加熱体の一具体例を示す概略の断面図である。 本発明における冷却ユニットを備えたウェハ保持体の一具体例を示す概略の断面図である。 本発明における冷却ユニットを備えたウェハ保持体の他の具体例を示す概略の断面図である。 本発明における冷却ユニットを備えたウェハ保持体の更に他の具体例を示す概略の断面図である。

符号の説明

１ ウェハ保持体
２ チャックトップ
２ａ 載置面
３ チャックトップ導体層
４ 支持体
４ａ 突出部
５ 空隙
６ 加熱体
６ａ 抵抗発熱体
６ｂ 絶縁体
７ 均熱板
８ クッション材
９ 支持棒
１０ 冷却ユニット
１１ 昇降手段
１２ 均熱冷却ユニット

Claims (4)

1. 表面にチャックトップ導体層を有するチャックトップと、チャックトップのウェハ載置面と反対の裏面側に設けた高熱伝導材料からなる均熱板と、チャックトップと均熱板の間に配置され且つ両部品より剛性の低いクッション材と、チャックトップを支持する有底円筒状の支持体と、均熱板の裏面側に支持体と接触しないように設けた加熱体とからなり、該均熱板は−５５℃〜２００℃の温度範囲において該チャックトップの外径に対して９５％以上の外径を有し、該支持体には該チャックトップの裏面外周部に当接して支持する複数の突出部を残して切欠溝穴Ｍ１が設けられ、該均熱板と該クッション材には該支持体の各突出部と接触しないように複数の切欠溝穴Ｍ２が設けられると共に、該均熱板と該クッション材及び該加熱体が該支持体の切欠溝穴Ｍ１を埋めるように設置されており、該支持体の切欠溝穴Ｍ１の合計面積が、該均熱板の切欠溝穴Ｍ２の合計面積の５０％以上であることを特徴とするウェハプローバ用ウェハ保持体。
2. 前記均熱板の裏面側に、冷却制御可能な冷却ユニットを備えることを特徴とする、請求項１に記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。
3. 前記均熱板と冷却ユニットが一体化していることを特徴とする、請求項２に記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のウェハプローバ用ウェハ保持体を搭載したことを特徴とするウェハプローバ。

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