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JP2001210686A - Wafer prober and ceramic substrate for use in wafer probers - Google Patents

Wafer prober and ceramic substrate for use in wafer probers

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Publication number
JP2001210686A
JP2001210686A JP2000322987A JP2000322987A JP2001210686A JP 2001210686 A JP2001210686 A JP 2001210686A JP 2000322987 A JP2000322987 A JP 2000322987A JP 2000322987 A JP2000322987 A JP 2000322987A JP 2001210686 A JP2001210686 A JP 2001210686A
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JP
Japan
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ceramic substrate
wafer
carbon
wafer prober
weight
Prior art date
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JP2000322987A
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Japanese (ja)
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Atsushi Ito
淳 伊藤
Yasuji Hiramatsu
靖二 平松
Yasutaka Ito
康隆 伊藤
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer prober which has a high thermal conductivity at high temperatures and superior temperature rise and fall characteristics, allows to cover the guard electrode and the ground electrode, can utilize radiation heats for heating silicon wafers, and ensure a thermal conductivity at high temperatures. SOLUTION: The ceramic substrate for use in wafer probers has a chuck top conductor layer formed on its surface and the ceramic substrate characteristically contains carbon.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

〔発明の詳細な説明〕[Detailed description of the invention]

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体は種々の産業において必要とされ
る極めて重要な製品であり、半導体チップは、例えば、
シリコン単結晶を所定の厚さにスライスしてシリコンウ
エハを作製した後、このシリコンウエハに種々の回路等
を形成することにより製造される。この半導体チップの
製造工程においては、シリコンウエハの段階でその電気
的特性が設計通りに動作するか否かを測定してチェック
するプロービング工程が必要であり、そのために所謂プ
ローバが用いられる。
2. Description of the Related Art Semiconductors are extremely important products required in various industries.
The silicon wafer is manufactured by slicing a silicon single crystal to a predetermined thickness to produce a silicon wafer, and then forming various circuits and the like on the silicon wafer. In the semiconductor chip manufacturing process, a probing process is required to measure and check whether or not the electrical characteristics operate as designed at the stage of the silicon wafer. For this purpose, a so-called prober is used.

【0003】このようなプローバとして、例えば、特許
第2587289号公報、特公平3−40947号公
報、特開平11−31724号公報等には、アルミニウ
ム合金やステンレス鋼などの金属製チャックトップを有
するウエハプローバが開示されている。このようなウエ
ハプローバでは、例えば、図12に示すように、ウエハ
プローバ501上にシリコンウエハWを載置し、このシ
リコンウエハWにテスタピンを持つプローブカード60
1を押しつけ、加熱、冷却しながら電圧を印加して導通
テストを行う。なお、図12において、V3 は、プロー
ブカード601に印加する電源33、V 2 は、抵抗発熱
体41に印加する電源32、V1 は、チャックトップ導
体層2とガード電極5に印加する電源31であり、この
電源31は、グランド電極6にも接続され、接地されて
いる。
As such a prober, for example, a patent
No. 2587289, Japanese Patent Publication No. 3-40947
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-31724 disclose aluminum aluminum.
With metal chuck top made of metal alloy, stainless steel, etc.
A wafer prober is disclosed. Such a wafer
In a haploaver, for example, as shown in FIG.
A silicon wafer W is placed on the prober 501, and
Probe card 60 having tester pins on recon wafer W
Press 1 and apply voltage while heating and cooling to conduct
Perform a test. In FIG. 12, VThree Is a pro
Power supply 33, V Two Is resistance heating
Power supply 32 applied to body 41, V1 The chuck top led
A power supply 31 applied to the body layer 2 and the guard electrode 5;
The power supply 31 is also connected to the ground electrode 6 and is grounded.
I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
金属製のチャックトップを有するウエハプローバには、
次のような問題があった。
However, a wafer prober having such a metal chuck top includes:
There were the following problems.

【0005】まず、金属製であるため、チャックトップ
の厚みは15mm程度と厚くしなければならない。この
ようにチャックトップを厚くするのは、薄い金属板で
は、プローブカードのテスタピンによりチャックトップ
が押され、チャックトップの金属板に反りや歪みが発生
してしまい、金属板上に載置されるシリコンウエハが破
損したり傾いたりしてしてしまうからである。このた
め、チャックトップを厚くする必要があるが、その結
果、チャックトップの重量が大きくなり、またかさばっ
てしまう。
First, since the chuck top is made of metal, the thickness of the chuck top must be as thick as about 15 mm. The reason why the chuck top is made thicker is that, in the case of a thin metal plate, the chuck top is pressed by the tester pin of the probe card, and the metal plate of the chuck top is warped or distorted, and is placed on the metal plate. This is because the silicon wafer is damaged or tilted. For this reason, it is necessary to make the chuck top thick, but as a result, the weight of the chuck top becomes large and bulky.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
金属製のチャックトップに代えて、剛性の高いセラミッ
ク基板の表面に導体層を設けてこれをチャックトップ導
体層とすることを想起した。このセラミック基板は、剛
性が高いため、その厚さを薄くすることができ、その結
果、熱容量を小さくして、ある程度迅速な昇温、降温を
行うことができるが、通常、使用されている焼結体をそ
のまま使用したのでは、昇温、降温特性が充分とは言え
ず、改良の余地があった。
Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
Instead of a metal chuck top, a conductor layer was provided on the surface of a highly rigid ceramic substrate and used as a chuck top conductor layer. Since the ceramic substrate has high rigidity, its thickness can be reduced. As a result, the heat capacity can be reduced and the temperature can be raised and lowered more or less quickly. If the aggregate was used as it was, the heating and cooling characteristics could not be said to be sufficient, and there was room for improvement.

【0007】また、この焼結体からなるセラミック基板
上にシリコンウエハを載置して加熱する際、セラミック
基板の赤外光透過率等が高いと、輻射熱を充分に利用す
ることができないために熱効率が悪いという問題があっ
た。また、明度が高すぎる場合には、ガード電極、グラ
ンド電極の形状が見えてしまうため、外観上好ましくな
く、商品価値が低下するという問題があった。
In addition, when a silicon wafer is placed on a ceramic substrate made of this sintered body and heated, if the ceramic substrate has a high infrared light transmittance or the like, radiant heat cannot be sufficiently utilized. There was a problem that thermal efficiency was poor. If the brightness is too high, the shapes of the guard electrode and the ground electrode become visible, which is not preferable in appearance, and has a problem that the commercial value is reduced.

【0008】そこで、本発明者らはさらに検討を重ね、
セラミック基板を製造する際に、炭素材料を所定量添加
することにより、高温における熱伝導率が高く、昇温、
降温特性が優れたセラミック基板を得ることができるこ
とを見出した。
Accordingly, the present inventors have further studied and
When manufacturing a ceramic substrate, by adding a predetermined amount of carbon material, the thermal conductivity at high temperatures is high,
It has been found that a ceramic substrate having excellent temperature drop characteristics can be obtained.

【0009】さらに、炭素材料を所定量添加して黒色化
することにより、ガード電極、グランド電極を隠蔽する
ことができ、かつ、シリコンウエハを加熱する際に輻射
熱を利用することができることを見いだし、本発明を完
成するに至った。
Further, it has been found that, by adding a predetermined amount of a carbon material and blackening, a guard electrode and a ground electrode can be concealed, and radiant heat can be used when heating a silicon wafer. The present invention has been completed.

【0010】即ち、本発明のウエハプローバは、セラミ
ック基板の表面にチャックトップ導体層が形成されてな
るウエハプローバであって、上記セラミック基板は炭素
を含有していることを特徴とする。また、本発明のウエ
ハプローバに使用されるセラミック基板は、炭素を含有
し、その表面にチャックトップ導体層が形成されている
ことを特徴とする。
That is, a wafer prober of the present invention is a wafer prober in which a chuck top conductor layer is formed on a surface of a ceramic substrate, wherein the ceramic substrate contains carbon. The ceramic substrate used in the wafer prober of the present invention contains carbon, and has a chuck top conductor layer formed on the surface thereof.

【0011】上記ウエハプローバおよび上記ウエハプロ
ーバに使用されるセラミック基板において、上記セラミ
ック基板中の炭素の含有量は、50〜50000ppm
であることが望ましい。また、上記セラミック基板のJ
IS Z 8721に基づく明度は、N4以下であるこ
とが望ましい。
In the wafer prober and the ceramic substrate used for the wafer prober, the content of carbon in the ceramic substrate is 50 to 50,000 ppm.
It is desirable that In addition, J of the above ceramic substrate
The brightness based on IS Z 8721 is desirably N4 or less.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明のウエハプローバ(以下、
ウエハプローバに使用されるセラミック基板も含む)
は、セラミック基板の表面にチャックトップ導体層が形
成されてなるウエハプローバであって、上記セラミック
基板は炭素を含有していることを特徴とするウエハプロ
ーバである。また、本発明のセラミック基板は、ウエハ
プローバに使用され、具体的には、半導体ウエハのプロ
ービング用ステージ(いわゆるチャックトップ)として
機能する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A wafer prober of the present invention (hereinafter, referred to as a wafer prober)
(Including ceramic substrates used for wafer probers)
Is a wafer prober in which a chuck top conductor layer is formed on a surface of a ceramic substrate, wherein the ceramic substrate contains carbon. Further, the ceramic substrate of the present invention is used for a wafer prober, and specifically functions as a stage for probing a semiconductor wafer (a so-called chuck top).

【0013】本発明では、上記セラミック基板は、炭素
を含有しているので、特に高温における熱伝導率が高く
なり、迅速な昇温、降温を行うことができる。さらに、
チャックトップの厚さを金属に比べて薄くすることがで
きるため、熱容量が小さくなり、昇温、降温特性をより
向上させることができる。
In the present invention, since the ceramic substrate contains carbon, the thermal conductivity particularly at a high temperature is increased, so that the temperature can be rapidly increased and decreased. further,
Since the thickness of the chuck top can be made smaller than that of metal, the heat capacity is reduced, and the temperature rise and temperature fall characteristics can be further improved.

【0014】また、上記セラミック基板は、炭素を含有
しており、その含有量を一定以上とすることにより、黒
色化され、ガード電極、グランド電極を隠蔽することが
できる。また、セラミックは一般的に、高温になると熱
伝導率が低下するのであるが、炭素を含有させることに
より、高温での熱伝導率の低下を抑制して、高温でも高
い熱伝導率を維持することができる。
The above-mentioned ceramic substrate contains carbon. By setting the content to a certain level or more, the ceramic substrate is blackened, and the guard electrode and the ground electrode can be concealed. In general, ceramics generally have a low thermal conductivity at high temperatures, but contain carbon to suppress a decrease in thermal conductivity at high temperatures and maintain high thermal conductivity at high temperatures. be able to.

【0015】また本発明では、剛性の高いセラミックか
らなる基板を使用しているため、プローブカードのテス
タピンによりチャックトップが押されてもチャックトッ
プが反ることはなく、チャックトップの厚さを金属に比
べて薄くすることができる。
In the present invention, since the substrate made of a ceramic having high rigidity is used, even if the chuck top is pushed by the tester pin of the probe card, the chuck top does not warp, and the thickness of the chuck top is reduced by the metal. Can be made thinner than.

【0016】図1は、本発明のウエハプローバの一実施
形態を模式的に示した断面図であり、図2は、その平面
図であり、図3は、その底面図であり、図4は、図1に
示したウエハプローバにおけるA−A線断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the wafer prober of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, FIG. 3 is a bottom view thereof, and FIG. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the wafer prober shown in FIG.

【0017】このウエハプローバ101では、平面視円
形状のセラミック基板3の表面に同心円形状の溝7が形
成されるとともに、溝7の一部にシリコンウエハを吸引
するための複数の吸引孔8が設けられており、溝7を含
むセラミック基板3の大部分にシリコンウエハの電極と
接続するためのチャックトップ導体層2が円形状に形成
されている。
In the wafer prober 101, concentric grooves 7 are formed on the surface of the ceramic substrate 3 having a circular shape in plan view, and a plurality of suction holes 8 for sucking a silicon wafer are formed in a part of the grooves 7. The chuck top conductor layer 2 for connection with the electrode of the silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 3 including the groove 7.

【0018】一方、セラミック基板3の底面には、シリ
コンウエハの温度をコントロールするために、図3に示
したような平面視同心円形状の発熱体41が設けられて
おり、発熱体41の両端には、外部端子ピン191が接
続、固定されている。また、セラミック基板3の内部に
は、ストレイキャパシタやノイズを除去するためにガー
ド電極5とグランド電極6とが設けられているが、この
セラミック基板3は、所定量の炭素を含有しているため
黒色化し、ガード電極5とグランド電極6とが隠蔽され
ている。
On the other hand, on the bottom surface of the ceramic substrate 3, a heating element 41 having a concentric circular shape in plan view as shown in FIG. 3 is provided to control the temperature of the silicon wafer. Has external terminal pins 191 connected and fixed. Further, a guard electrode 5 and a ground electrode 6 are provided inside the ceramic substrate 3 for removing stray capacitors and noise, but since the ceramic substrate 3 contains a predetermined amount of carbon. It is blackened, and the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are hidden.

【0019】本発明のウエハプローバは、例えば、図1
〜4に示したような構成を有するものである。以下にお
いて、上記ウエハプローバを構成する各部材、および、
本発明のウエハプローバの他の実施形態について、順次
詳細に説明していくことにする。
The wafer prober of the present invention is, for example, shown in FIG.
It has a configuration as shown in FIGS. Hereinafter, each member constituting the wafer prober, and
Other embodiments of the wafer prober according to the present invention will be sequentially described in detail.

【0020】本発明では、セラミック基板が炭素を含有
しているため、高温における熱伝導率が高く、昇温、降
温特性が優れている。なお、所定量以上の炭素を含有さ
せることにより、セラミック基板を黒色化して、ガード
電極、グランド電極等を隠蔽することができ、また、黒
体輻射熱を利用して効率よくシリコンウエハを加熱する
ことができる。
In the present invention, since the ceramic substrate contains carbon, the thermal conductivity at high temperatures is high, and the temperature rise and fall characteristics are excellent. In addition, by containing a predetermined amount or more of carbon, the ceramic substrate can be blackened, the guard electrode, the ground electrode, and the like can be hidden, and the silicon wafer can be efficiently heated by using blackbody radiation heat. Can be.

【0021】セラミック基板中の炭素の含有量は、50
〜50000ppmが好ましい。炭素含有量が50pp
m未満ではセラミック基板の高温における熱伝導率が低
下し、昇温、降温特性が悪化する。さらに、セラミック
基板の白色化、透明化が進行し、色ムラも発生しやす
い。一方、炭素含有量が50000ppmを超えると、
炭素を均一に分散させるのが難しく、炭素が焼結を阻害
するため、焼結密度が低下し、高温における熱伝導率が
逆に低下してしまう。
The content of carbon in the ceramic substrate is 50
50,000 ppm is preferred. 50pp carbon content
If it is less than m, the thermal conductivity of the ceramic substrate at high temperatures decreases, and the temperature rise and temperature fall characteristics deteriorate. Further, whitening and transparency of the ceramic substrate progress, and color unevenness is likely to occur. On the other hand, if the carbon content exceeds 50,000 ppm,
It is difficult to uniformly disperse carbon, and carbon hinders sintering, so that the sintering density decreases and the thermal conductivity at high temperatures decreases.

【0022】炭素含有量が50000ppm以下であっ
ても、体積抵抗率が低く、セラミック基板中にそのまま
ガード電極、グランド電極、抵抗発熱体等を形成する
と、絶縁破壊が発生するおそれがある場合もある。しか
しながら、ガード電極、グランド電極、抵抗発熱体等の
周囲を被覆するように、ガラス層等からなる絶縁層を形
成することにより、抵抗発熱体等の内部や電極相互、電
極と抵抗発熱体との間に絶縁破壊が発生するおそれはな
くなり、ウエハプローバ(ウエハプローバ用セラミック
基板)としての機能を確保することが可能となる。炭素
の含有量は、100〜5000ppmが望ましく、50
0〜2000ppmがより望ましい。ガード電極やグラ
ンド電極等を充分に隠蔽することができ、高温時の熱伝
導率の低下を防止することができる。
Even if the carbon content is 50,000 ppm or less, the volume resistivity is low, and if a guard electrode, a ground electrode, a resistance heating element, or the like is formed on a ceramic substrate as it is, dielectric breakdown may occur. . However, by forming an insulating layer made of a glass layer or the like so as to cover the periphery of the guard electrode, the ground electrode, the resistance heating element, and the like, the inside of the resistance heating element and the like, between the electrodes, and between the electrode and the resistance heating element. There is no danger of dielectric breakdown occurring between them, and the function as a wafer prober (ceramic substrate for wafer prober) can be ensured. The carbon content is desirably 100 to 5000 ppm, and is preferably 50 to 50 ppm.
0-2000 ppm is more desirable. The guard electrode, the ground electrode, and the like can be sufficiently concealed, and a decrease in thermal conductivity at high temperatures can be prevented.

【0023】炭素(カーボン)は、グラファイトやアセ
チレンブラックなどのX線回折で検出可能な結晶性のも
のでもよく、石油等を不完全燃焼させることにより製造
したカーボンブラック等のX線回折で検出不能の非晶質
のものでもよく、両者の混合物でもよい。また、生成形
体を脱脂する際、アクリル樹脂等からなるバインダを非
酸化性雰囲気で脱脂することにより、炭素として焼結体
中に残留させる方法を用いてもよい。このようにして炭
素をセラミック基板中に含有させることにより、セラミ
ック基板の高温熱伝導率を向上させることができる。特
に、結晶質の炭素を用いると、高温の熱伝導率をより向
上させることができる。一方、非晶質の炭素を用いる
と、高温における体積抵抗率の低下を抑制することがで
きる。
The carbon may be crystalline, such as graphite or acetylene black, which can be detected by X-ray diffraction, and cannot be detected by X-ray diffraction, such as carbon black produced by incomplete combustion of petroleum or the like. May be used, or a mixture of both may be used. When degreasing the formed body, a method may be used in which a binder made of an acrylic resin or the like is degreased in a non-oxidizing atmosphere so as to remain in the sintered body as carbon. By including carbon in the ceramic substrate in this manner, the high-temperature thermal conductivity of the ceramic substrate can be improved. In particular, when crystalline carbon is used, the thermal conductivity at high temperatures can be further improved. On the other hand, when amorphous carbon is used, a decrease in volume resistivity at a high temperature can be suppressed.

【0024】図13は、炭素を800ppm含有したセ
ラミック基板の温度と体積抵抗率との関係を模式的に示
したグラフであるが、温度が上昇するに従って、体積抵
抗率が低下している。また、結晶質の炭素(カーボン)
を使用した場合には、非晶質の炭素(カーボン)を使用
した場合よりも体積抵抗率が低下している。また、図1
4は、炭素を800ppm含有したセラミック基板の温
度と熱伝導率との関係を模式的に示したグラフである。
図14に示したように、結晶質の炭素を使用した方が高
温熱伝導率が高くなっている。従って、体積抵抗率と熱
伝導率のどちらを優先するかで、結晶性の炭素と非晶質
の炭素との配合量を調整する。ただし、非晶質の炭素を
使用しても、無添加のものと比較すると、高温における
熱伝導率の低下は小さくなる。
FIG. 13 is a graph schematically showing the relationship between the temperature and the volume resistivity of a ceramic substrate containing 800 ppm of carbon. As the temperature rises, the volume resistivity decreases. Also, crystalline carbon (carbon)
Is lower in volume resistivity than in the case of using amorphous carbon (carbon). FIG.
FIG. 4 is a graph schematically showing the relationship between the temperature and the thermal conductivity of a ceramic substrate containing 800 ppm of carbon.
As shown in FIG. 14, the high-temperature thermal conductivity is higher when crystalline carbon is used. Therefore, the blending amount of the crystalline carbon and the amorphous carbon is adjusted depending on which of the volume resistivity and the thermal conductivity is prioritized. However, even when amorphous carbon is used, the decrease in thermal conductivity at high temperatures is small as compared with the case where no carbon is added.

【0025】上記セラミック基板のJIS Z 872
1に基づく明度は、N4以下であることが望ましい。明
度とは、物体表面の反射率が大きいか、小さいかを判定
する視覚の属性を示す尺度である。JIS Z 872
1に基づく明度は、無彩色を基準としており、理想的な
黒の明度を0とし、理想的な白の明度を10とする。理
想的な黒と理想的な白との間で、その色の明るさの知覚
が等歩度となるように各色を10分割し、N0〜N10
の記号で表示する。実際の窒化アルミニウム焼結体の明
度を測定する際には、N0〜N10に対応する各標準色
票と、窒化アルミニウム焼結体の表面色とを比較し、窒
化アルミニウム焼結体の明度を決定する。この際、原則
として小数点一位まで明度を決定し、かつ小数点一位の
値は0または5とする。
JIS Z 872 for the above ceramic substrate
The brightness based on 1 is desirably N4 or less. The lightness is a scale indicating a visual attribute for determining whether the reflectance of the object surface is large or small. JIS Z 872
The lightness based on 1 is based on an achromatic color, and the ideal black lightness is 0 and the ideal white lightness is 10. Between the ideal black and the ideal white, each color is divided into 10 so that the perception of the brightness of the color becomes equal, and N0 to N10
Display with the symbol. When measuring the brightness of an actual aluminum nitride sintered body, each standard color chart corresponding to N0 to N10 is compared with the surface color of the aluminum nitride sintered body to determine the brightness of the aluminum nitride sintered body. I do. At this time, the brightness is determined to one decimal place in principle, and the value of one decimal place is set to 0 or 5.

【0026】上記セラミック基板のJIS Z 872
1に基づく明度がN4以下であれば、黒色化度が大きい
ので、加熱の際に黒体輻射熱を充分に利用することがで
き、また、内部のガード電極やグランド電極等を充分に
隠蔽することができる。
JIS Z 872 for the above ceramic substrate
If the lightness based on No. 1 is N4 or less, the degree of blackening is large, so that black body radiant heat can be sufficiently utilized at the time of heating, and the internal guard electrode, ground electrode, and the like are sufficiently concealed. Can be.

【0027】セラミック基板に炭素を含有させるため
に、セラミック基板の原料であるセラミック粉末を混合
してグリーンシートを作製する際に炭素粉末を添加する
が、その際には、例えば、ショ糖等の糖や炭化させやす
い高分子物質等を炭化させたものやカーボンブラック等
を使用することができる。
In order to make the ceramic substrate contain carbon, carbon powder is added when green powder is produced by mixing ceramic powder which is a raw material of the ceramic substrate. In this case, for example, sucrose or the like is used. Those obtained by carbonizing sugar or a polymer substance which is easily carbonized, carbon black or the like can be used.

【0028】本発明のウエハプローバで使用されるセラ
ミック基板は、窒化物セラミック、炭化物セラミックお
よび酸化物セラミックに属するセラミックから選ばれる
少なくとも1種であることが望ましい。
The ceramic substrate used in the wafer prober of the present invention is desirably at least one selected from ceramics belonging to nitride ceramics, carbide ceramics and oxide ceramics.

【0029】上記窒化物セラミックとしては、金属窒化
物セラミック、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。また、上
記炭化物セラミックとしては、金属炭化物セラミック、
例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、
炭化タンタル、炭化タンステン等が挙げられる。
Examples of the nitride ceramic include metal nitride ceramics, for example, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride and the like. Further, as the carbide ceramic, metal carbide ceramic,
For example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide,
Examples include tantalum carbide and tansten carbide.

【0030】上記酸化物セラミックとしては、金属酸化
物セラミック、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージ
ェライト、ムライト等が挙げられる。これらのセラミッ
クは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the oxide ceramic include metal oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite, and mullite. These ceramics may be used alone or in combination of two or more.

【0031】これらのセラミックの中では、窒化物セラ
ミック、炭化物セラミックの方が酸化物セラミックに比
べて望ましい。熱伝導率が高いからである。また、窒化
物セラミックの中では窒化アルミニウムが最も好適であ
る。熱伝導率が180W/m・Kと最も高いからであ
る。
Among these ceramics, nitride ceramics and carbide ceramics are more preferable than oxide ceramics. This is because the thermal conductivity is high. Also, among nitride ceramics, aluminum nitride is most preferred. This is because the thermal conductivity is the highest at 180 W / m · K.

【0032】本発明におけるチャックトップのセラミッ
ク基板の厚さは、チャックトップ導体層より厚いことが
必要であり、具体的には1〜10mmが望ましい。ま
た、本発明においては、シリコンウエハの裏面を電極と
して使用するため、セラミック基板の表面にチャックト
ップ導体層が形成されている。
The thickness of the chuck top ceramic substrate in the present invention must be greater than the thickness of the chuck top conductor layer, and specifically, is preferably 1 to 10 mm. In the present invention, a chuck top conductor layer is formed on the surface of the ceramic substrate in order to use the back surface of the silicon wafer as an electrode.

【0033】上記チャックトップ導体層の厚さは、1〜
20μmが望ましい。1μm未満では抵抗値が高くなり
すぎて電極として働かず、一方、20μmを超えると導
体の持つ応力によって剥離しやすくなってしまうからで
ある。
The thickness of the chuck top conductor layer is 1 to
20 μm is desirable. If the thickness is less than 1 μm, the resistance value becomes too high to function as an electrode, while if it exceeds 20 μm, the conductor tends to be peeled off due to the stress of the conductor.

【0034】チャックトップ導体層としては、例えば、
銅、チタン、クロム、ニッケル、貴金属(金、銀、白金
等)、タングステン、モリブデンなどの高融点金属から
選ばれる少なくとも1種の金属を使用することができ
る。
As the chuck top conductor layer, for example,
At least one metal selected from refractory metals such as copper, titanium, chromium, nickel, precious metals (such as gold, silver, and platinum), tungsten, and molybdenum can be used.

【0035】チャックトップ導体層は、金属や導電性セ
ラミックからなる多孔質体であってもよい。多孔質体の
場合は、後述するような吸引吸着のための溝を形成する
必要がなく、溝の存在を理由としたウエハの破損を防止
することができるだけでなく、表面全体で均一な吸引吸
着を実現できるからである。このような多孔質体として
は、金属焼結体を使用することができる。また、多孔質
体を使用した場合は、その厚さは、1〜200μmで使
用することができる。多孔質体とセラミック基板との接
合は、半田やろう材を用いる。
The chuck top conductor layer may be a porous body made of metal or conductive ceramic. In the case of a porous body, it is not necessary to form a groove for suction and suction as described later, and not only can the wafer be prevented from being damaged due to the presence of the groove, but also a uniform suction and suction over the entire surface. It is because it can realize. As such a porous body, a metal sintered body can be used. When a porous body is used, the thickness can be 1 to 200 μm. For joining the porous body and the ceramic substrate, solder or brazing material is used.

【0036】チャックトップ導体層としては、ニッケル
を含むものであることが望ましい。硬度が高く、テスタ
ピンの押圧に対しても変形等しにくいからである。チャ
ックトップ導体層の具体的な構成としては、例えば、初
めにニッケルスパッタリング層を形成し、その上に無電
解ニッケルめっき層を設けたものや、チタン、モリブデ
ン、ニッケルをこの順序でスパッタリングし、さらにそ
の上にニッケルを無電解めっきもしくは電解めっきで析
出させたもの等が挙げられる。
It is desirable that the chuck top conductor layer contains nickel. This is because the hardness is high and the tester pin is hardly deformed even when pressed. As a specific configuration of the chuck top conductor layer, for example, a nickel sputtering layer is formed first, an electroless nickel plating layer is provided thereon, and titanium, molybdenum, and nickel are sputtered in this order. A material obtained by depositing nickel thereon by electroless plating or electrolytic plating may be used.

【0037】また、チタン、モリブデン、ニッケルをこ
の順序でスパッタリングし、さらにその上に銅およびニ
ッケルを無電解めっきで析出させたものであってもよ
い。銅層を形成することでチャックトップ電極の抵抗値
を低減させることができるからである。
Alternatively, titanium, molybdenum, and nickel may be sputtered in this order, and copper and nickel may be further deposited by electroless plating. This is because the resistance of the chuck top electrode can be reduced by forming the copper layer.

【0038】さらに、チタン、銅をこの順でスパッタリ
ングし、さらにその上にニッケルを無電解めっきもしく
は無電解めっきで析出させたものであってもよい。ま
た、クロム、銅をこの順でスパッタリングし、さらにそ
の上にニッケルを無電解めっきもしくは無電解めっきで
析出させたものとすることも可能である。
Further, titanium and copper may be sputtered in this order, and nickel may be further deposited thereon by electroless plating or electroless plating. It is also possible to sputter chromium and copper in this order, and further deposit nickel thereon by electroless plating or electroless plating.

【0039】上記チタン、クロムは、セラミックとの密
着性を向上させることができ、また、モリブデンはニッ
ケルとの密着性を改善することができる。チタン、クロ
ムの厚みは0.1〜0.5μm、モリブデンの厚みは
0.5〜7.0μm、ニッケルの厚みは0.4〜2.5
μmが望ましい。
Titanium and chromium can improve the adhesion to ceramic, and molybdenum can improve the adhesion to nickel. Titanium and chromium have a thickness of 0.1 to 0.5 μm, molybdenum has a thickness of 0.5 to 7.0 μm, and nickel has a thickness of 0.4 to 2.5
μm is desirable.

【0040】上記チャックトップ導体層の表面には、貴
金属層(金、銀、白金、パラジウム)が形成されている
ことが望ましい。貴金属層は、卑金属のマイグレーショ
ンによる汚染を防止することができるからである。貴金
属層の厚さは、0.01〜15μmが望ましい。
Preferably, a noble metal layer (gold, silver, platinum, palladium) is formed on the surface of the chuck top conductor layer. This is because the noble metal layer can prevent contamination due to migration of the base metal. The thickness of the noble metal layer is desirably 0.01 to 15 μm.

【0041】本発明においては、セラミック基板に温度
制御手段を設けておくことが望ましい。加熱または冷却
しながらシリコンウエハの導通試験を行うことができる
からである。
In the present invention, it is desirable to provide a temperature control means on the ceramic substrate. This is because the conduction test of the silicon wafer can be performed while heating or cooling.

【0042】上記温度制御手段としては図1に示した発
熱体41のほかに、ペルチェ素子であってもよい。発熱
体を設ける場合は、冷却手段としてエアー等の冷媒の吹
きつけ口などを設けておいてもよい。発熱体は、複数層
設けてもよい。この場合は、各層のパターンは相互に補
完するように形成されて、加熱面からみるとどこかの層
にパターンが形成された状態が望ましい。例えば、互い
に千鳥の配置になっている構造である。
The temperature control means may be a Peltier element in addition to the heating element 41 shown in FIG. When a heating element is provided, a blowing port for a refrigerant such as air may be provided as cooling means. A plurality of heating elements may be provided. In this case, it is desirable that the patterns of the respective layers are formed so as to complement each other, and that the pattern is formed on any layer when viewed from the heating surface. For example, the structure is a staggered arrangement.

【0043】発熱体としては、例えば、金属または導電
性セラミックの焼結体、金属箔、金属線等が挙げられ
る。金属焼結体としては、タングステン、モリブデンか
ら選ばれる少なくとも1種が好ましい。これらの金属は
比較的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗値を有する
からである。
Examples of the heating element include a sintered body of metal or conductive ceramic, a metal foil, a metal wire and the like. As the metal sintered body, at least one selected from tungsten and molybdenum is preferable. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat.

【0044】また、導電性セラミックとしては、タング
ステン、モリブデンの炭化物から選ばれる少なくとも1
種を使用することができる。さらに、セラミック基板の
外側に発熱体を形成する場合には、金属焼結体として
は、貴金属(金、銀、パラジウム、白金)、ニッケルを
使用することが望ましい。具体的には銀、銀−パラジウ
ムなどを使用することができる。上記金属焼結体に使用
される金属粒子は、球状、リン片状、もしくは球状とリ
ン片状の混合物を使用することができる。
The conductive ceramic may be at least one selected from carbides of tungsten and molybdenum.
Seeds can be used. Further, when a heating element is formed outside the ceramic substrate, it is desirable to use a noble metal (gold, silver, palladium, platinum) or nickel as the metal sintered body. Specifically, silver, silver-palladium, or the like can be used. The metal particles used in the metal sintered body may be spherical, scaly, or a mixture of spherical and scaly.

【0045】金属焼結体中には、金属酸化物を添加して
もよい。上記金属酸化物を使用するのは、窒化物セラミ
ックまたは炭化物セラミックと金属粒子を密着させるた
めである。上記金属酸化物により、窒化物セラミックま
たは炭化物セラミックと金属粒子との密着性が改善され
る理由は明確ではないが、金属粒子表面および窒化物セ
ラミックまたは炭化物セラミックの表面はわずかに酸化
膜が形成されており、この酸化膜同士が金属酸化物を介
して焼結して一体化し、金属粒子と窒化物セラミックま
たは炭化物セラミックが密着するのではないかと考えら
れる。
A metal oxide may be added to the metal sintered body. The use of the metal oxide is for bringing the nitride ceramic or carbide ceramic and the metal particles into close contact. Although it is not clear why the metal oxide improves the adhesion between the nitride ceramic or the carbide ceramic and the metal particles, an oxide film is slightly formed on the surface of the metal particles and the surface of the nitride ceramic or the carbide ceramic. It is considered that the oxide films are sintered and integrated via the metal oxide, and the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic adhere to each other.

【0046】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素(B 23 )、アル
ミナ、イットリア、チタニアから選ばれる少なくとも1
種が好ましい。これらの酸化物は、発熱体の抵抗値を大
きくすることなく、金属粒子と窒化物セラミックまたは
炭化物セラミックとの密着性を改善できるからである。
As the metal oxide, for example, oxidized
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B Two OThree ), Al
At least one selected from Mina, Yttria and Titania
Species are preferred. These oxides increase the resistance of the heating element.
Metal particles and nitride ceramic or
This is because the adhesion with the carbide ceramic can be improved.

【0047】上記金属酸化物は、金属粒子に対して0.
1重量%以上10重量%未満であることが望ましい。抵
抗値が大きくなりすぎず、金属粒子と窒化物セラミック
または炭化物セラミックとの密着性を改善することがで
きるからである。
The above metal oxide is used in an amount of 0.
It is desirable that the content be 1% by weight or more and less than 10% by weight. This is because the resistance value does not become too large, and the adhesion between the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic can be improved.

【0048】また、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホ
ウ素(B23 )、アルミナ、イットリア、チタニアの
割合は、金属酸化物の全量を100重量部とした場合
に、酸化鉛が1〜10重量部、シリカが1〜30重量
部、酸化ホウ素が5〜50重量部、酸化亜鉛が20〜7
0重量部、アルミナが1〜10重量部、イットリアが1
〜50重量部、チタニアが1〜50主部が好ましい。但
し、これらの合計が100重量部を超えない範囲で調整
されることが望ましい。これらの範囲が特に窒化物セラ
ミックとの密着性を改善できる範囲だからである。
The ratio of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania is such that when the total amount of metal oxides is 100 parts by weight, 10 parts by weight, 1 to 30 parts by weight of silica, 5 to 50 parts by weight of boron oxide, 20 to 7 parts of zinc oxide
0 parts by weight, alumina 1 to 10 parts by weight, yttria 1
-50 parts by weight and 1-50 parts of titania are preferred. However, it is desirable that the total be adjusted so that the total does not exceed 100 parts by weight. This is because these ranges are ranges in which the adhesion with the nitride ceramic can be particularly improved.

【0049】発熱体をセラミック基板の表面に設ける場
合は、発熱体の表面は、金属層410で被覆されている
ことが望ましい(図11(e)参照)。発熱体は、金属
粒子の焼結体であり、露出していると酸化しやすく、こ
の酸化により抵抗値が変化してしまう。そこで、表面を
金属層で被覆することにより、酸化を防止することがで
きるのである。
When the heating element is provided on the surface of the ceramic substrate, it is desirable that the surface of the heating element be covered with a metal layer 410 (see FIG. 11E). The heating element is a sintered body of metal particles, and is easily oxidized when exposed, and the oxidation changes the resistance value. Therefore, oxidation can be prevented by coating the surface with a metal layer.

【0050】金属層の厚さは、0.1〜10μmが望ま
しい。発熱体の抵抗値を変化させることなく、発熱体の
酸化を防止することができる範囲だからである。被覆に
使用される金属は、非酸化性の金属であればよい。具体
的には、金、銀、パラジウム、白金、ニッケルから選ば
れる少なくとも1種以上が好ましい。なかでもニッケル
がさらに好ましい。発熱体には電源と接続するための端
子が必要であり、この端子は、半田を介して発熱体に取
り付けるが、ニッケルは半田の熱拡散を防止するからで
ある。接続端子しては、コバール製の端子ピンを使用す
ることができる。なお、発熱体をヒータ板内部に形成す
る場合は、発熱体表面が酸化されることがないため、被
覆は不要である。発熱体をヒータ板内部に形成する場
合、発熱体の表面の一部が露出していてもよい。
The thickness of the metal layer is desirably 0.1 to 10 μm. This is because the oxidation of the heating element can be prevented without changing the resistance value of the heating element. The metal used for coating may be a non-oxidizing metal. Specifically, at least one selected from gold, silver, palladium, platinum, and nickel is preferable. Among them, nickel is more preferable. The heating element requires a terminal for connection to a power supply, and this terminal is attached to the heating element via solder. Nickel prevents heat diffusion of the solder. As connection terminals, terminal pins made of Kovar can be used. In the case where the heating element is formed inside the heater plate, the heating element surface is not oxidized, and thus no coating is required. When the heating element is formed inside the heater plate, a part of the surface of the heating element may be exposed.

【0051】発熱体として使用する金属箔としては、ニ
ッケル箔、ステンレス箔をエッチング等でパターン形成
して発熱体としたものが望ましい。パターン化した金属
箔は、樹脂フィルム等ではり合わせてもよい。金属線と
しては、例えば、タングステン線、モリブデン線等が挙
げられる。
As the metal foil used as the heating element, it is desirable to use a nickel foil or a stainless steel foil as a heating element by forming a pattern by etching or the like. The patterned metal foil may be bonded with a resin film or the like. Examples of the metal wire include a tungsten wire and a molybdenum wire.

【0052】温度制御手段としてペルチェ素子を使用す
る場合は、電流の流れる方向を変えることにより発熱、
冷却両方行うことができるため有利である。ペルチェ素
子は、図7に示すように、p型、n型の熱電素子440
を直列に接続し、これをセラミック板441などに接合
させることにより形成される。ペルチェ素子としては、
例えば、シリコン・ゲルマニウム系、ビスマス・アンチ
モン系、鉛・テルル系材料等が挙げられる。
When a Peltier device is used as the temperature control means, the direction of current flow is changed to generate heat.
This is advantageous because both cooling can be performed. As shown in FIG. 7, the Peltier element is a p-type or n-type thermoelectric element 440.
Are connected in series and joined to a ceramic plate 441 or the like. As a Peltier element,
For example, a silicon-germanium-based material, a bismuth-antimony-based material, a lead / tellurium-based material, and the like can be given.

【0053】本発明では、温度制御手段とチャックトッ
プ導体層との間に少なくとも1層以上の導電層が形成さ
れていることが望ましい。図1におけるガード電極5と
グランド電極6が上記導体層に相当する。ガード電極5
は、測定回路内に介在するストレイキャパシタをキャン
セルするための電極であり、測定回路(即ち、図1のチ
ャックトップ導体層2)の接地電位が与えられている。
また、グランド電極6は、温度制御手段からのノイズを
キャンセルするために設けられている。これらの電極の
厚さは、1〜20μmが望ましい。薄すぎると、抵抗値
が高くなり、厚すぎるとセラミック基板が反ったり、熱
衝撃性が低下するからである。
In the present invention, it is preferable that at least one or more conductive layers are formed between the temperature control means and the chuck top conductive layer. The guard electrode 5 and the ground electrode 6 in FIG. 1 correspond to the conductor layer. Guard electrode 5
Is an electrode for canceling the stray capacitor interposed in the measurement circuit, and is supplied with the ground potential of the measurement circuit (that is, the chuck top conductor layer 2 in FIG. 1).
The ground electrode 6 is provided to cancel noise from the temperature control unit. The thickness of these electrodes is desirably 1 to 20 μm. If the thickness is too small, the resistance value increases, and if the thickness is too large, the ceramic substrate warps or the thermal shock resistance decreases.

【0054】これらのガード電極5、グランド電極6
は、図4に示したような格子状に設けられていることが
望ましい。即ち、円形状の導体層51の内部に矩形状の
導体層非形成部52が多数整列して存在する形状であ
る。このような形状としたのは、導体層上下のセラミッ
ク同士の密着性を改善するためである。本発明のウエハ
プローバのチャックトップ導体層形成面には図2に示し
たように溝7と空気の吸引孔8が形成されていることが
望ましい。吸引孔8は、複数設けられて均一な吸着が図
られる。シリコンウエハWを載置して吸引孔8から空気
を吸引してシリコンウエハWを吸着させることができる
からである。
The guard electrode 5 and the ground electrode 6
Are desirably provided in a lattice shape as shown in FIG. That is, the shape is such that a large number of rectangular conductor layer non-formed portions 52 are aligned and present inside the circular conductor layer 51. This shape is used to improve the adhesion between the ceramics above and below the conductor layer. It is desirable that a groove 7 and an air suction hole 8 are formed on the chuck top conductor layer forming surface of the wafer prober according to the present invention as shown in FIG. A plurality of suction holes 8 are provided to achieve uniform suction. This is because the silicon wafer W can be placed and the air can be sucked from the suction holes 8 to suck the silicon wafer W.

【0055】本発明におけるウエハプローバとしては、
例えば、図1に示すようにセラミック基板3の底面に発
熱体41が設けられ、発熱体41とチャックトップ導体
層2との間にガード電極5の層とグランド電極6の層と
がそれぞれ設けられた構成のウエハプローバ101、図
5に示すようにセラミック基板3の内部に扁平形状の発
熱体42が設けられ、発熱体42とチャックトップ導体
層2との間にガード電極5とグランド電極6とが設けら
れた構成のウエハプローバ201、図6に示すようにセ
ラミック基板3の内部に発熱体である金属線43が埋設
され、金属線43とチャックトップ導体層2との間にガ
ード電極5とグランド電極6とが設けられた構成のウエ
ハプローバ301、図7に示すようにペルチェ素子44
(熱電素子440とセラミック基板441からなる)が
セラミック基板3の外側に形成され、ペルチェ素子44
とチャックトップ導体層2との間にガード電極5とグラ
ンド電極6とが設けられた構成のウエハプローバ401
等が挙げられる。いずれのウエハプローバも、溝7と吸
引孔8とを必ず有している。
As the wafer prober in the present invention,
For example, as shown in FIG. 1, a heating element 41 is provided on the bottom surface of the ceramic substrate 3, and a layer of the guard electrode 5 and a layer of the ground electrode 6 are provided between the heating element 41 and the chuck top conductor layer 2. 5, a flat heating element 42 is provided inside the ceramic substrate 3 as shown in FIG. 5, and a guard electrode 5 and a ground electrode 6 are provided between the heating element 42 and the chuck top conductor layer 2. 6, a metal wire 43 as a heating element is buried inside the ceramic substrate 3 as shown in FIG. 6, and a guard electrode 5 is provided between the metal wire 43 and the chuck top conductor layer 2. The wafer prober 301 provided with the ground electrode 6 and the Peltier element 44 as shown in FIG.
(Composed of a thermoelectric element 440 and a ceramic substrate 441) is formed outside the ceramic substrate 3 and the Peltier element 44
Wafer prober 401 having a configuration in which guard electrode 5 and ground electrode 6 are provided between the electrode and chuck top conductor layer 2.
And the like. Each wafer prober always has a groove 7 and a suction hole 8.

【0056】本発明では、図1〜7に示したようにセラ
ミック基板3の内部に発熱体42、43が形成され(図
5〜6)、セラミック基板3の内部にガード電極5、グ
ランド電極6(図1〜7)が形成されるため、これらと
外部端子とを接続するための接続部(スルーホール)1
6、17、18が必要となる。スルーホール16、1
7、18は、タングステンペースト、モリブデンペース
トなどの高融点金属、タングステンカーバイド、モリブ
デンカーバイドなどの導電性セラミックを充填すること
により形成される。
In the present invention, the heating elements 42 and 43 are formed inside the ceramic substrate 3 as shown in FIGS. 1 to 7 (FIGS. 5 and 6), and the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are formed inside the ceramic substrate 3. (FIGS. 1 to 7) are formed, so that a connection portion (through hole) 1 for connecting these to an external terminal is formed.
6, 17, and 18 are required. Through hole 16, 1
7 and 18 are formed by filling a high melting point metal such as a tungsten paste or a molybdenum paste, or a conductive ceramic such as tungsten carbide or molybdenum carbide.

【0057】また、接続部(スルーホール)16、1
7、18の直径は、0.1〜10mmが望ましい。断線
を防止しつつ、クラックや歪みを防止できるからであ
る。このスルーホールを接続パッドとして外部端子ピン
を接続する(図11(g)参照)。
The connection portions (through holes) 16, 1
The diameter of 7, 18 is desirably 0.1 to 10 mm. This is because cracks and distortion can be prevented while preventing disconnection. External terminal pins are connected using the through holes as connection pads (see FIG. 11 (g)).

【0058】接続は、半田、ろう材により行う。ろう材
としては銀ろう、パラジウムろう、アルミニウムろう、
金ろうを使用する。金ろうとしては、Au−Ni合金が
望ましい。Au−Ni合金は、タングステンとの密着性
に優れるからである。
The connection is made by solder or brazing material. As brazing materials, silver brazing, palladium brazing, aluminum brazing,
Use gold brazing. As the gold solder, an Au-Ni alloy is desirable. This is because the Au-Ni alloy has excellent adhesion to tungsten.

【0059】Au/Niの比率は、〔81.5〜82.
5(重量%)〕/〔18.5〜17.5(重量%)〕が
望ましい。Au−Ni層の厚さは、0.1〜50μmが
望ましい。接続を確保するに充分な範囲だからである。
また、10-6〜10-5Paの高真空で500℃〜100
0℃の高温で使用するとAu−Cu合金では劣化する
が、Au−Ni合金ではこのような劣化がなく有利であ
る。また、Au−Ni合金中の不純物元素量は全量を1
00重量部とした場合に1重量部未満であることが望ま
しい。
The ratio of Au / Ni is [81.5-82.
5 (% by weight)] / [18.5 to 17.5 (% by weight)] is desirable. The thickness of the Au—Ni layer is desirably 0.1 to 50 μm. This is because the range is sufficient to secure the connection.
In addition, 500 ° C. to 100 ° C. in a high vacuum of 10 −6 to 10 −5 Pa
When used at a high temperature of 0 ° C., the Au—Cu alloy deteriorates, but the Au—Ni alloy is advantageous because such deterioration does not occur. The total amount of impurity elements in the Au—Ni alloy is 1
When the amount is 00 parts by weight, it is desirably less than 1 part by weight.

【0060】本発明では、必要に応じてセラミック基板
に熱電対を埋め込んでおくことができる。熱電対により
発熱体の温度を測定し、そのデータをもとに電圧、電流
量を変えて、温度を制御することができるからである。
熱電対の金属線の接合部位の大きさは、各金属線の素線
径と同一か、もしくは、それよりも大きく、かつ、0.
5mm以下がよい。このような構成によって、接合部分
の熱容量が小さくなり、温度が正確に、また、迅速に電
流値に変換されるのである。このため、温度制御性が向
上してウエハの加熱面の温度分布が小さくなるのであ
る。上記熱電対としては、例えば、JIS−C−160
2(1980)に挙げられるように、K型、R型、B
型、S型、E型、J型、T型熱電対が挙げられる。
In the present invention, a thermocouple can be embedded in a ceramic substrate as needed. This is because the temperature of the heating element can be measured by a thermocouple, and the temperature and the amount of current can be changed based on the data to control the temperature.
The size of the joining portion of the metal wires of the thermocouple is equal to or larger than the element diameter of each metal wire.
5 mm or less is preferable. With such a configuration, the heat capacity of the junction is reduced, and the temperature is accurately and quickly converted to a current value. For this reason, the temperature controllability is improved and the temperature distribution on the heated surface of the wafer is reduced. As the thermocouple, for example, JIS-C-160
2 (1980), K-type, R-type, B-type
Type, S type, E type, J type, and T type thermocouples.

【0061】図8は、以上のような構成の本発明のウエ
ハプローバを設置するための支持容器11を模式的に示
した断面図である。この支持容器11には、冷媒吹き出
し口12が形成されており、冷媒注入口14から冷媒が
吹き込まれる。また、吸引口13から空気を吸引して吸
引孔8を介してウエハプローバ上に載置されたシリコン
ウエハ(図示せず)を溝7に吸い付けるのである。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a supporting container 11 for installing the wafer prober of the present invention having the above-described structure. A coolant outlet 12 is formed in the support container 11, and the coolant is blown from a coolant inlet 14. Further, air is sucked from the suction port 13 to suck a silicon wafer (not shown) mounted on the wafer prober into the groove 7 through the suction hole 8.

【0062】図9(a)は、支持容器の他の一例を模式
的に示した水平断面図であり、(b)は、(a)図にお
けるB−B線断面図である。図9に示したように、この
支持容器21では、ウエハプローバがプローブカードの
テスタピンの押圧によって反らないように、多数の支持
柱15が設けられている。支持容器は、アルミニウム合
金、ステンレスなどを使用することができる。
FIG. 9A is a horizontal sectional view schematically showing another example of the supporting container, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line BB in FIG. 9A. As shown in FIG. 9, a large number of support columns 15 are provided in the support container 21 so that the wafer prober does not warp due to the pressing of the tester pins of the probe card. For the support container, an aluminum alloy, stainless steel, or the like can be used.

【0063】次に、本発明のウエハプローバの製造方法
の一例を図10〜11に示した断面図に基づき説明す
る。 (1)まず、酸化物セラミック、窒化物セラミック、炭
化物セラミックなどのセラミックの粉体を炭素(カーボ
ン)、バインダおよび溶剤と混合してグリーンシート3
0を得る。
Next, an example of a method of manufacturing a wafer prober according to the present invention will be described with reference to the sectional views shown in FIGS. (1) First, a ceramic powder such as an oxide ceramic, a nitride ceramic, and a carbide ceramic is mixed with carbon (carbon), a binder, and a solvent to form a green sheet 3.
Get 0.

【0064】前述したセラミック粉体としては、例え
ば、窒化アルミニウム、炭化ケイ素などを使用すること
ができ、必要に応じて、イットリアなどの焼結助剤など
を加えてもよい。また、炭素は、ショ糖や高分子物質を
炭化させたものであってもよく、カーボンブラック等の
炭素粉末であってもよい。また、カーボンは、結晶性の
ものであっもよく、非晶質のものであってもよい。
As the above-mentioned ceramic powder, for example, aluminum nitride, silicon carbide or the like can be used, and if necessary, a sintering aid such as yttria may be added. The carbon may be carbonized sucrose or a polymer substance, or may be carbon powder such as carbon black. The carbon may be crystalline or amorphous.

【0065】また、バインダとしては、アクリル系バイ
ンダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニ
ルアルコールから選ばれる少なくとも1種が望ましい。
さらに、溶媒としては、α−テルピネオール、グリコー
ルから選ばれる少なくとも1種が望ましい。これらを混
合して得られるペーストをドクターブレード法でシート
状に成形してグリーンシート30を作製する。
The binder is preferably at least one selected from an acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol.
Further, as the solvent, at least one selected from α-terpineol and glycol is desirable. A paste obtained by mixing them is formed into a sheet by a doctor blade method to produce a green sheet 30.

【0066】グリーンシート30に、必要に応じてシリ
コンウエハの支持ピンを挿入する貫通孔や熱電対を埋め
込む凹部を設けておくことができる。貫通孔や凹部は、
パンチングなどで形成することができる。グリーンシー
ト30の厚さは、0.1〜5mm程度が好ましい。
The green sheet 30 may be provided with a through hole for inserting a support pin of a silicon wafer and a concave portion for burying a thermocouple as required. Through holes and recesses
It can be formed by punching or the like. The thickness of the green sheet 30 is preferably about 0.1 to 5 mm.

【0067】次に、グリーンシート30にガード電極、
グランド電極を印刷する。印刷は、グリーンシート30
の収縮率を考慮して所望のアスペクト比が得られるよう
に行い、これによりガード電極印刷体50、グランド電
極印刷体60を得る。印刷体は、導電性セラミック、金
属粒子などを含む導電性ペーストを印刷することにより
形成する。
Next, a guard electrode is provided on the green sheet 30.
Print the ground electrode. The printing is green sheet 30
Is performed so as to obtain a desired aspect ratio in consideration of the shrinkage ratio of the guard electrode, thereby obtaining the guard electrode print 50 and the ground electrode print 60. The printed body is formed by printing a conductive paste containing conductive ceramic, metal particles, and the like.

【0068】これらの導電性ペースト中に含まれる導電
性セラミック粒子としては、タングステンまたはモリブ
デンの炭化物が最適である。酸化しにくく、熱伝導率が
低下しにくいからである。また、金属粒子としては、例
えば、タングステン、モリブデン、白金、ニッケルなど
を使用することができる。
As the conductive ceramic particles contained in these conductive pastes, carbides of tungsten or molybdenum are most suitable. This is because it is hard to be oxidized and the thermal conductivity is hard to decrease. Further, as the metal particles, for example, tungsten, molybdenum, platinum, nickel and the like can be used.

【0069】導電性セラミック粒子、金属粒子の平均粒
子径は0.1〜5μmが好ましい。これらの粒子は、大
きすぎても小さすぎてもペーストを印刷しにくいからで
ある。このようなペーストとしては、金属粒子または導
電性セラミック粒子85〜97重量部、アクリル系、エ
チルセルロース、ブチルセロソルブおよびポリビニルア
ルコールから選ばれる少なくとも1種のバインダ1.5
〜10重量部、α−テルピネオール、グリコール、エチ
ルアルコールおよびブタノールから選ばれる少なくとも
1種の溶媒を1.5〜10重量部混合して調製したぺー
ストが最適である。さらに、パンチング等で形成した孔
に、導電ペーストを充填してスルーホール印刷体16
0、170を得る。
The average particle diameter of the conductive ceramic particles and metal particles is preferably 0.1 to 5 μm. This is because it is difficult to print the paste if these particles are too large or too small. As such a paste, 85 to 97 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles, at least one kind of binder 1.5 selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve and polyvinyl alcohol are used.
The best is a paste prepared by mixing 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from α-terpineol, glycol, ethyl alcohol and butanol. Further, holes formed by punching or the like are filled with a conductive paste to form a through-hole printed body 16.
0, 170 are obtained.

【0070】次に、図10(a)に示すように、印刷体
50、60、160、170を有するグリーンシート3
0と、印刷体を有さないグリーンシート30を積層す
る。発熱体形成側に印刷体を有さないグリーンシート3
0を積層するのは、スルーホールの端面が露出して、発
熱体形成の焼成の際に酸化してしまうことを防止するた
めである。もしスルーホールの端面が露出したまま、発
熱体形成の焼成を行うのであれば、ニッケルなどの酸化
しにくい金属をスパッタリングする必要があり、さらに
好ましくは、Au−Niの金ろうで被覆してもよい。
Next, as shown in FIG. 10A, the green sheet 3 having the prints 50, 60, 160, 170
0 and the green sheet 30 having no printed body are laminated. Green sheet 3 having no printed body on the heating element forming side
The reason why 0 is laminated is to prevent the end face of the through hole from being exposed and being oxidized during firing for forming the heating element. If the baking for forming the heating element is performed while the end face of the through hole is exposed, it is necessary to sputter a metal that is difficult to oxidize, such as nickel. Good.

【0071】(2)次に、図10(b)に示すように、
積層体の加熱および加圧を行い、グリーンシートおよび
導電ペーストを焼結させる。加熱温度は、1000〜2
000℃、加圧は100〜200kg/cm2 が好まし
く、これらの加熱および加圧は、不活性ガス雰囲気下で
行う。不活性ガスとしては、アルゴン、窒素などを使用
することができる。この工程でスルーホール16、1
7、ガード電極5、グランド電極6が形成される。ま
た、セラミック基板は、カーボンを含んでいるので、黒
色化される。
(2) Next, as shown in FIG.
The laminate is heated and pressed to sinter the green sheet and the conductive paste. Heating temperature is 1000-2
000 ° C., the pressure is preferably 100 to 200 kg / cm 2 , and the heating and pressurization are performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, argon, nitrogen, or the like can be used. In this process, the through holes 16, 1
7, a guard electrode 5, and a ground electrode 6 are formed. Further, since the ceramic substrate contains carbon, it is blackened.

【0072】(3)次に、図10(c)に示すように、
マスクを介したサンドブラスト処理等により、焼結体の
表面に溝7を設ける。 (4)次に、図10(d)に示すように、焼結体の底面
に導電ペーストを印刷してこれを焼成し、発熱体41を
作製する。形成された発熱体41は、セラミック基板の
表面にしっかりと密着する。
(3) Next, as shown in FIG.
Grooves 7 are provided on the surface of the sintered body by sandblasting or the like through a mask. (4) Next, as shown in FIG. 10 (d), a conductive paste is printed on the bottom surface of the sintered body and baked to produce the heating element 41. The formed heating element 41 firmly adheres to the surface of the ceramic substrate.

【0073】(5)次に、図11(e)に示すように、
ウエハ載置面(溝形成面)にチタン、モリブデン、ニッ
ケル等をスパッタリングした後、無電解ニッケルめっき
等を施し、チャックトップ導体層2を設ける。このとき
同時に、発熱体41の表面にも無電解ニッケルめっき等
により保護層410を形成する。
(5) Next, as shown in FIG.
After sputtering titanium, molybdenum, nickel or the like on the wafer mounting surface (groove forming surface), electroless nickel plating or the like is performed to provide the chuck top conductor layer 2. At this time, a protective layer 410 is also formed on the surface of the heating element 41 by electroless nickel plating or the like.

【0074】(6)次に、図11(f)に示すように、
溝7から裏面にかけて貫通する吸引孔8、外部端子接続
のための袋孔180を設ける。袋孔180の内壁は、そ
の少なくとも一部が導電化され、その導電化された内壁
は、ガード電極5、グランド電極6などと接続されてい
ることが望ましい。
(6) Next, as shown in FIG.
A suction hole 8 penetrating from the groove 7 to the back surface and a blind hole 180 for connecting an external terminal are provided. It is preferable that at least a part of the inner wall of the blind hole 180 is made conductive, and the inner wall made conductive is connected to the guard electrode 5, the ground electrode 6, and the like.

【0075】(7)最後に、図11(g)に示すよう
に、発熱体41表面の取りつけ部位に半田ペーストを印
刷した後、外部端子ピン191を乗せて、加熱してリフ
ローする。加熱温度は、200〜500℃が好適であ
る。
(7) Finally, as shown in FIG. 11 (g), after the solder paste is printed on the mounting portion on the surface of the heating element 41, the external terminal pins 191 are put thereon, and the reflow is performed by heating. The heating temperature is preferably from 200 to 500C.

【0076】また、袋孔180にも金ろうを介して外部
端子19、190を設ける。さらに、必要に応じて、有
底孔を設け、その内部に熱電対を埋め込むことができ
る。半田は銀−鉛、鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合
金を使用することができる。なお、半田層の厚さは、
0.1〜50μmが望ましい。半田による接続を確保す
るに充分な範囲だからである。
Further, external terminals 19 and 190 are also provided in the blind hole 180 via gold brazing. Furthermore, if necessary, a bottomed hole can be provided, and a thermocouple can be embedded therein. As the solder, alloys such as silver-lead, lead-tin, and bismuth-tin can be used. The thickness of the solder layer is
0.1 to 50 μm is desirable. This is because the range is sufficient to secure the connection by soldering.

【0077】なお、上記説明ではウエハプローバ101
(図1参照)を例にしたが、ウエハプローバ201(図
5参照)を製造する場合は、発熱体をグリーンシートに
印刷すればよい。また、ウエハプローバ301(図6参
照)を製造する場合は、セラミック粉末中にガード電
極、グランド電極として金属板を、また金属線を発熱体
にして埋め込み、焼結すればよい。さらに、ウエハプロ
ーバ401(図7参照)を製造する場合は、ペルチェ素
子を溶射金属層を介して接合すればよい。
In the above description, the wafer prober 101
Although the wafer prober 201 (see FIG. 5) is manufactured by using the example of FIG. 1 (see FIG. 1), the heating element may be printed on a green sheet. When the wafer prober 301 (see FIG. 6) is manufactured, a metal plate may be embedded as a guard electrode and a ground electrode in a ceramic powder, and a metal wire may be embedded as a heating element and sintered. Further, when manufacturing the wafer prober 401 (see FIG. 7), the Peltier element may be joined via a sprayed metal layer.

【0078】[0078]

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 (実施例1)ウエハプローバ101(図1参照)の製造 (1)まず、ショ糖を空気中、500℃で加熱すること
によりカーボンを得た。次に、窒化アルミニウム粉末
(トクヤマ社製、平均粒径1.1μm)100重量部、
イットリア(平均粒径0.4μm)4重量部、上記のカ
ーボン0.09重量部、および、1─ブタノールおよび
エタノールからなるアルコール53重量部を混合して得
た混合組成物を、ドクターブレード法を用いて成形し、
厚さ0.47mmのグリーンシートを得た。
The present invention will be described in more detail below. (Example 1) Production of wafer prober 101 (see Fig. 1) (1) First, sucrose was heated at 500 ° C in air to obtain carbon. Next, 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm),
A mixed composition obtained by mixing 4 parts by weight of yttria (average particle size: 0.4 μm), 0.09 parts by weight of the above carbon, and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol was subjected to a doctor blade method. Molded using
A green sheet having a thickness of 0.47 mm was obtained.

【0079】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、パンチングにて発熱体と外部端
子ピンと接続するためのスルーホール用の貫通孔を設け
た。 (3)平均粒子径1μmのタングステンカーバイド粒子
100重量部、アクリル系バインダ3.0重量部、α─
テルピネオール溶媒3.5重量および分散剤0.3重量
部を混合して導電性ペーストAとした。また、平均粒子
径3μmのタングステン粒子100重量部、アクリル系
バインダ1.9重量部、α─テルピネオール溶媒を3.
7重量部、分散剤0.2重量部を混合して導電性ペース
トBとした。
(2) Next, the green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, a through hole for a through hole for connecting the heating element and the external terminal pin was provided by punching. (3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, α─
A conductive paste A was prepared by mixing 3.5 parts by weight of a terpineol solvent and 0.3 parts by weight of a dispersant. In addition, 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, and α─terpineol solvent in an amount of 3.
A conductive paste B was prepared by mixing 7 parts by weight and 0.2 part by weight of a dispersant.

【0080】次に、グリーンシートに、この導電性ペー
ストAを用いたスクリーン印刷で、格子状のガード電極
用印刷体50、グランド電極用印刷体60を印刷印刷し
た。また、端子ピンと接続するためのスルーホール用の
貫通孔に導電性ペーストBを充填した。
Next, a grid-shaped printed body for guard electrode 50 and a printed body for ground electrode 60 were printed and printed on the green sheet by screen printing using the conductive paste A. In addition, conductive paste B was filled in through holes for through holes for connecting to terminal pins.

【0081】さらに、印刷されたグリーンシートおよび
印刷がされていないグリーンシートを50枚積層して1
30℃、80kg/cm2 の圧力で一体化することによ
り積層体を作製した(図10(a)参照)。
Further, 50 sheets of printed green sheets and unprinted green sheets were laminated and 1
A laminate was produced by integrating at 30 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 (see FIG. 10A).

【0082】(4)次に、この積層体を窒素ガス中で6
00℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150kg/
cm2 で3時間ホットプレスし、厚さ3mmの窒化アル
ミニウム板状体を得た。得られた板状体を、直径230
mmの円形状に切り出してセラミック製の板状体とした
(図10(b)参照)。スルーホール16、17の大き
さは、直径0.2mm、深さ0.2mmであった。ま
た、ガード電極5、グランド電極6の厚さは10μm、
ガード電極5の形成位置は、ウエハ載置面から1mm、
グランド電極6の形成位置は、ウエハ載置面から1.2
mmであった。また、ガード電極5およびグランド電極
6の導体非形成領域(方形)の1辺の大きさは、0.5
mmであった。
(4) Next, this laminate is placed in nitrogen gas for 6 hours.
Degreasing at 00 ° C for 5 hours, 1890 ° C, pressure 150kg /
Hot pressing was performed for 3 hours at 2 cm 2 to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride plate. The obtained plate-like body was formed with a diameter of 230
It was cut out into a circular shape of mm to obtain a ceramic plate (see FIG. 10B). The size of the through holes 16 and 17 was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth. The thickness of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 is 10 μm,
The formation position of the guard electrode 5 is 1 mm from the wafer mounting surface,
The formation position of the ground electrode 6 is set at a distance of 1.2 from the wafer mounting surface.
mm. The size of one side of the conductor non-forming region (square) of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 is 0.5
mm.

【0083】(5)上記(4)で得た板状体を、ダイア
モンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、SiC等に
よるブラスト処理で表面に熱電対のための凹部(図示せ
ず)およびウエハ吸着用の溝7(幅0.5mm、深さ
0.5mm)を設けた。(図10(c))。
(5) The plate-like body obtained in (4) is polished with a diamond grindstone, a mask is placed on the plate, and a blast treatment with SiC or the like is performed on the surface to form a recess for a thermocouple (not shown). Further, a groove 7 (width 0.5 mm, depth 0.5 mm) for wafer suction was provided. (FIG. 10 (c)).

【0084】(6)さらに、ウエハ載置面に対向する面
に発熱体41を印刷した。印刷は導電ペーストを用い
た。導電ペーストは、プリント配線板のスルーホール形
成に使用されている徳力化学研究所製のソルベストPS
603Dを使用した。この導電ペーストは、銀/鉛ペー
ストであり、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素、
アルミナからなる金属酸化物(それぞれの重量比率は、
5/55/10/25/5)を銀100重量部に対して
7.5重量部含むものであった。また、銀の形状は平均
粒径4.5μmでリン片状のものであった。
(6) Further, the heating element 41 was printed on the surface facing the wafer mounting surface. For printing, a conductive paste was used. The conductive paste is Solvest PS manufactured by Tokurika Kagaku Kenkyusho, which is used to form through holes in printed wiring boards.
603D was used. This conductive paste is a silver / lead paste, and includes lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide,
Metal oxide composed of alumina (the weight ratio of each is
5/55/10/25/5) was contained in an amount of 7.5 parts by weight based on 100 parts by weight of silver. The silver had a scaly shape with an average particle size of 4.5 μm.

【0085】(7)導電ペーストを印刷したヒータ板を
780℃で加熱焼成して、導電ペースト中の銀、鉛を焼
結させるとともにセラミック基板3に焼き付けた。さら
に硫酸ニッケル30g/l、ほう酸30g/l、塩化ア
ンモニウム30g/lおよびロッシェル塩60g/lを
含む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴にヒータ板
を浸漬して、銀の焼結体41の表面に厚さ1μm、ホウ
素の含有量が1重量%以下のニッケル層410を析出さ
せた。この後、ヒータ板は、120℃で3時間アニーリ
ング処理を施した。銀の焼結体からなる発熱体は、厚さ
が5μm、幅2.4mmであり、面積抵抗率が7.7m
Ω/□であった(図10(d))。
(7) The heater plate on which the conductive paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductive paste and to bake the ceramic substrate 3. Further, the heater plate is immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution containing 30 g / l of nickel sulfate, 30 g / l of boric acid, 30 g / l of ammonium chloride and 60 g / l of Rochelle salt, so that the surface of the silver sintered body 41 A nickel layer 410 having a thickness of 1 μm and a boron content of 1% by weight or less was deposited. Thereafter, the heater plate was annealed at 120 ° C. for 3 hours. The heating element made of a silver sintered body has a thickness of 5 μm, a width of 2.4 mm, and a sheet resistivity of 7.7 m.
Ω / □ (FIG. 10D).

【0086】(8)溝7が形成された面に、スパッタリ
ング法により、順次、チタン層、モリブデン層、ニッケ
ル層を形成した。スパッタリングのための装置は、日本
真空技術株式会社製のSV−4540を使用した。スパ
ッタリングの条件は気圧0.6Pa、温度100℃、電
力200Wであり、スパッタリング時間は、30秒から
1分の範囲内で、各金属によって調整した。得られた膜
の厚さは、蛍光X線分析計の画像から、チタン層は0.
3μm、モリブデン層は2μm、ニッケル層は1μmで
あった。
(8) A titanium layer, a molybdenum layer, and a nickel layer were sequentially formed on the surface where the grooves 7 were formed by sputtering. As a device for sputtering, SV-4540 manufactured by Japan Vacuum Engineering Co., Ltd. was used. Sputtering conditions were as follows: atmospheric pressure: 0.6 Pa, temperature: 100 ° C., power: 200 W. Sputtering time was adjusted for each metal within a range of 30 seconds to 1 minute. From the image of the X-ray fluorescence spectrometer, the thickness of the obtained film was 0.1 mm for the titanium layer.
The thickness was 3 μm, the thickness of the molybdenum layer was 2 μm, and the thickness of the nickel layer was 1 μm.

【0087】(9)硫酸ニッケル30g/l、ほう酸3
0g/l、塩化アンモニウム30g/lおよびロッシェ
ル塩60g/lを含む水溶液からなる無電解ニッケルめ
っき浴に、上記(8)で得られたセラミック板を浸漬
し、スパッタリングにより形成された金属層の表面に厚
さ7μm、ホウ素の含有量が1重量%以下のニッケル層
を析出させ、120℃で3時間アニーリングした。発熱
体表面は、電流を流さず、電解ニッケルめっきで被覆さ
れない。
(9) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 3
The ceramic plate obtained in the above (8) is immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution containing 0 g / l, ammonium chloride 30 g / l and Rochelle salt 60 g / l, and the surface of the metal layer formed by sputtering. Then, a nickel layer having a thickness of 7 μm and a boron content of 1% by weight or less was deposited and annealed at 120 ° C. for 3 hours. The surface of the heating element does not pass current and is not covered with electrolytic nickel plating.

【0088】さらに、表面にシアン化金カリウム2g/
l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナトリウム
50g/lおよび次亜リン酸ナトリウム10g/lを含
む無電解金めっき液に、93℃の条件で1分間浸漬し、
ニッケルめっき層15上に厚さ1μmの金めっき層を形
成した(図11(e)参照)。
Further, 2 g of potassium potassium cyanide /
l, 75 g / l ammonium chloride, 50 g / l sodium citrate and 10 g / l sodium hypophosphite in an electroless gold plating solution at 93 ° C. for 1 minute,
A gold plating layer having a thickness of 1 μm was formed on the nickel plating layer 15 (see FIG. 11E).

【0089】(10)溝7から裏面に抜ける空気吸引孔
8をドリル加工により形成し、さらにスルーホール1
6、17を露出させるための袋孔180を設けた(図1
0(f)参照)。この袋孔180にNi−Au合金(A
u81.5重量%、Ni18.4重量%、不純物0.1
重量%)からなる金ろうを用い、970℃で加熱リフロ
ーしてコバール製の外部端子ピン19、190を接続さ
せた(図11(g)参照)。また、発熱体に半田(スズ
90重量%/鉛10重量%)を介してコバール製の外部
端子ピン191を形成した。
(10) An air suction hole 8 extending from the groove 7 to the back surface is formed by drilling.
A blind hole 180 for exposing 6 and 17 was provided (FIG. 1).
0 (f)). A Ni-Au alloy (A
u81.5% by weight, Ni 18.4% by weight, impurities 0.1
(% By weight), and heated and reflowed at 970 ° C. to connect the external terminal pins 19 and 190 made of Kovar (see FIG. 11 (g)). Further, an external terminal pin 191 made of Kovar was formed on the heating element via solder (90% by weight of tin / 10% by weight of lead).

【0090】(11)次に、温度制御のための複数熱電
対を凹部に埋め込み、ウエハプローバヒータ101を得
た。
(11) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were buried in the recesses to obtain a wafer prober heater 101.

【0091】(実施例2)(4)の工程において、グリ
ーンシートを積層することにより作製した積層体を酸素
を含有する窒素ガス雰囲気中、300℃で6時間脱脂を
行ったほかは、実施例1と同様にしてウエハプローバを
製造した。
(Example 2) In the step of (4), the laminated body produced by laminating the green sheets was degreased at 300 ° C for 6 hours in a nitrogen gas atmosphere containing oxygen. A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0092】(実施例3)(1)の工程において、カー
ボンを0.6重量部添加したほかは、実施例1と同様に
してウエハプローバを製造した。
Example 3 A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 0.6 parts by weight of carbon was added in the step (1).

【0093】(実施例4) (1)炭化珪素粉末(屋久島電工社製 ダイヤシック
C−1000、平均粒径1.1μm)100重量部、イ
ットリア(平均粒径0.4μm)4重量部、および、1
−ブタノールおよびエタノールからなるアルコール53
重量部を混合して得た混合組成物を、ドクターブレード
を用いて成形し,厚さ0.47mmのグリーンシートを
得た。炭化珪素粉末中には、5重量%の炭素が原料段階
で含有されている。
Example 4 (1) Silicon Carbide Powder (Dia-Chic manufactured by Yakushima Electric Works Co., Ltd.)
C-1000, average particle size 1.1 μm) 100 parts by weight, yttria (average particle size 0.4 μm) 4 parts by weight,
Alcohol 53 consisting of butanol and ethanol
The mixed composition obtained by mixing the parts by weight was molded using a doctor blade to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm. The silicon carbide powder contains 5% by weight of carbon at the raw material stage.

【0094】(2)次に、このグリーンシートに絶縁の
ためのガラスペーストを塗布した後、80℃で5時間乾
燥させ、続いてパンチングにて発熱体と外部端子とを接
続するためのスルーホール用の貫通孔を設けた。
(2) Next, after applying a glass paste for insulation to the green sheet, the green sheet is dried at 80 ° C. for 5 hours, and then a through hole for connecting the heating element to an external terminal by punching. Through-holes are provided.

【0095】(3)平均粒子径1μmのタングステンカ
ーバイド粒子100重量部、アクリル系バインダ3.0
重量部、α−テルピネオール溶媒3.5重量部および分
散剤0.3重量部を混合して導体ペーストAとした。ま
た、平均粒子径3μmのタングステン粒子100重量
部、アクリル径バインダ1.9重量部、α−テルピネオ
ール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量部を混合
して導体ペーストBとした。
(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, and an acrylic binder 3.0
By weight, 3.5 parts by weight of the α-terpineol solvent and 0.3 part by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductor paste A. Further, 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an α-terpineol solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersant were mixed to prepare a conductive paste B.

【0096】次に、グリーンシートのガラスペースト塗
布面に、この導体ペーストAを用いたスクリーン印刷
で、格子状のガード電極用印刷体、グランド電極用印刷
体を印刷した。印刷後、さらにガラスペーストを塗布し
て電極を被覆した。また、外部端子と接続するためのス
ルーホール用の貫通孔に導体ペーストBを充填した。
Next, a grid-shaped printed body for a guard electrode and a printed body for a ground electrode were printed on the glass paste-coated surface of the green sheet by screen printing using the conductive paste A. After printing, a glass paste was further applied to cover the electrodes. In addition, a conductive paste B was filled in a through hole for a through hole for connecting to an external terminal.

【0097】さらに、上記工程により導体ペーストが印
刷されたグリーンシートおよび導体ペーストが印刷され
ていないグリーンシートを50枚積層して130℃、8
0kg/cm2 の圧力で一体化することにより積層体を
作製した。
Further, 50 green sheets on which the conductor paste was printed and green sheets on which the conductor paste was not printed were laminated at 130 ° C. and 8 ° C.
A laminated body was produced by integrating with a pressure of 0 kg / cm 2 .

【0098】(4)次に、この積層体を窒素ガス中、6
00℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150kg/
cm2 で3時間ホットプレスし、厚さ3mmの窒化アル
ミニウム板状体を得た。得られた板状体を、直径300
mmの円形状に切り出してセラミック製の板状体とし
た。スルーホールの大きさは、直径0.2mm、深さ
0.2mmであった。また、ガード電極、グランド電極
の厚さは10μm、ガード電極の形成位置は、ウエハ載
置面から1mm、グランド電極の形成位置は、ウエハ載
置面から1.2mmであった。また、ガード電極および
グランド電極の導体非形成領域の1辺の大きさは、0.
5mmであった。
(4) Next, this laminate is placed in nitrogen gas for 6 hours.
Degreasing at 00 ° C for 5 hours, 1890 ° C, pressure 150kg /
Hot pressing was performed for 3 hours at 2 cm 2 to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride plate. The obtained plate-like body was prepared with a diameter of 300
It was cut out into a circular shape of mm to obtain a ceramic plate. The size of the through hole was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth. The thickness of the guard electrode and the ground electrode was 10 μm, the position where the guard electrode was formed was 1 mm from the wafer mounting surface, and the position where the ground electrode was formed was 1.2 mm from the wafer mounting surface. The size of one side of the conductor non-forming region of the guard electrode and the ground electrode is 0.1 mm.
5 mm.

【0099】(5)上記(4)で得た板状体を、ダイア
モンド砥石で研磨した後、テトラエチルシリケート25
重量部、エタノール37.6重量部および塩酸0.3重
量部からなる混合液を24時間、攪拌しながら加水分解
重合させたゾル溶液をスピンコートで塗布し、ついで8
0℃で5時間乾燥させ、1000℃で1時間焼成してセ
ラミック基板11の表面に厚さ2μmのSiO2 膜から
なる絶縁層を形成した。さらに、この絶縁層を有するセ
ラミック基板に、マスクを載置し、SiC等によるブラ
スト処理で表面に熱電対のための凹部およびウエハ吸着
用の溝(幅0.5mm、深さ0.5mm)を設けた。
(5) The plate obtained in the above (4) is polished with a diamond grindstone,
Sol solution obtained by hydrolyzing and polymerizing a mixed solution consisting of 3 parts by weight of ethanol, 37.6 parts by weight of ethanol and 0.3 part by weight of hydrochloric acid for 24 hours, and spin-coating.
After drying at 0 ° C. for 5 hours and baking at 1000 ° C. for 1 hour, an insulating layer made of a 2 μm thick SiO 2 film was formed on the surface of the ceramic substrate 11. Further, a mask is placed on the ceramic substrate having the insulating layer, and a concave portion for a thermocouple and a groove (0.5 mm in width and 0.5 mm in depth) for a thermocouple are formed on the surface by blasting with SiC or the like. Provided.

【0100】(6)さらに、ウエハ載置面に対向する面
に発熱体を形成するための層を印刷した。印刷は導体ペ
ーストを用いた。この導体ペーストは、プリント配線板
のスルーホール形成に使用されている徳力化学研究所社
製のソルベストPS603Dを使用した。この導体ペー
ストは、銀/鉛ペーストであり、酸化鉛、酸化亜鉛、シ
リカ、酸化ホウ素、アルミナからなる金属酸化物(それ
ぞれの重量比率は、5/55/10/25/5)を銀1
00重量部に対して7.5重量部含むものであった。ま
た、銀の形状は平均粒径4.5μmでリン片状のもので
あった。
(6) Further, a layer for forming a heating element was printed on the surface facing the wafer mounting surface. For printing, a conductor paste was used. As the conductor paste, Solvest PS603D manufactured by Tokurika Kagaku Kenkyusho, which is used for forming through holes in a printed wiring board, was used. This conductor paste is a silver / lead paste, and a metal oxide composed of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, and alumina (the weight ratio of each is 5/55/10/25/5) is converted to silver 1
It contained 7.5 parts by weight with respect to 00 parts by weight. The silver had a scaly shape with an average particle size of 4.5 μm.

【0101】(7)導体ペーストを印刷したヒータ板を
780℃で加熱焼成して、導体ペースト中の銀、鉛を焼
結させるとともにセラミック基板に焼き付けた。さらに
硫酸ニッケル30g/l、ほう酸30g/l、塩化アン
モニウム30g/lおよびロッシェル塩60g/lを含
む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴にヒータ板を
浸漬して、銀の焼結体の表面に厚さ1μm、ホウ素の含
有量が1重量%以下のニッケル層を析出させた。この
後、ヒータ板は、120℃で3時間アニーリング処理を
施した。銀の焼結体からなる発熱体は、厚さが5μm、
幅2.4mmであり、面積抵抗率が7.7mΩ/□であ
った。
(7) The heater plate on which the conductor paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductor paste and to sinter the ceramic paste on the ceramic substrate. Further, the heater plate is immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution containing 30 g / l of nickel sulfate, 30 g / l of boric acid, 30 g / l of ammonium chloride and 60 g / l of Rochelle salt, so that the surface of the silver sintered body is thickened. A nickel layer having a thickness of 1 μm and a boron content of 1% by weight or less was deposited. Thereafter, the heater plate was annealed at 120 ° C. for 3 hours. The heating element made of a silver sintered body has a thickness of 5 μm,
The width was 2.4 mm, and the sheet resistivity was 7.7 mΩ / □.

【0102】(8)溝が形成された面に、スパッタリン
グ法により、順次、チタン層、モリブデン層、ニッケル
層を形成した。スパッタリングのための装置は、日本真
空技術社製のSV−4540を使用した。スパッタリン
グの条件は気圧0.6Pa、温度100℃、電力200
Wであり、スパッタリング時間は、30秒から1分の範
囲内で、各金属によって調整した。得られた膜の厚さ
は、蛍光X線分析計の画像から、チタン層は0.3μ
m、モリブデン層は2μm、ニッケル層は1μmであっ
た。
(8) A titanium layer, a molybdenum layer, and a nickel layer were sequentially formed on the surface where the grooves were formed by sputtering. As a device for sputtering, SV-4540 manufactured by Japan Vacuum Engineering Co., Ltd. was used. The sputtering conditions are as follows: atmospheric pressure 0.6 Pa, temperature 100 ° C., power 200
W, and the sputtering time was adjusted for each metal within the range of 30 seconds to 1 minute. From the image of the X-ray fluorescence spectrometer, the thickness of the obtained film was 0.3 μm for the titanium layer.
m, the molybdenum layer was 2 μm, and the nickel layer was 1 μm.

【0103】(9)硫酸ニッケル30g/l、ほう酸3
0g/l、塩化アンモニウム30g/lおよびロッシェ
ル塩60g/lを含む水溶液からなる無電解ニッケルめ
っき浴に、上記(8)で得られたセラミック板を浸漬
し、スパッタリングにより形成された金属層の表面に厚
さ7μm、ホウ素の含有量が1重量%以下のニッケル層
を析出させ、120℃で3時間アニーリングした。発熱
体表面は、電流を流さず、電解ニッケルめっきで被覆さ
れない。
(9) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 3
The ceramic plate obtained in the above (8) is immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution containing 0 g / l, ammonium chloride 30 g / l and Rochelle salt 60 g / l, and the surface of the metal layer formed by sputtering. Then, a nickel layer having a thickness of 7 μm and a boron content of 1% by weight or less was deposited and annealed at 120 ° C. for 3 hours. The surface of the heating element does not pass current and is not covered with electrolytic nickel plating.

【0104】さらに、表面にシアン化金カリウム2g/
l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナトリウム
50g/lおよび次亜リン酸ナトリウム10g/lを含
む無電解金めっき液に、93℃の条件で1分間浸漬し、
ニッケルめっき層上に厚さ1μmの金めっき層を形成し
た。
Further, 2 g of potassium gold cyanide /
l, 75 g / l ammonium chloride, 50 g / l sodium citrate and 10 g / l sodium hypophosphite in an electroless gold plating solution at 93 ° C. for 1 minute,
A gold plating layer having a thickness of 1 μm was formed on the nickel plating layer.

【0105】(10)溝から裏面に抜ける空気吸引孔を
ドリル加工により形成し、さらにスルーホールを露出さ
せるための袋孔を設けた。この袋孔にNi−Au合金
(Au81.5重量%、Ni18.4重量%、不純物
0.1重量%)からなる金ろうを用い、970℃で加熱
リフローしてコバール製の外部端子を接続させた。ま
た、発熱体に半田(スズ90重量%/鉛10重量%)を
介してコバール製の外部端子を設けた。
(10) An air suction hole that escapes from the groove to the back surface was formed by drilling, and a blind hole for exposing the through hole was provided. An external terminal made of Kovar was connected to the blind hole by heating and reflowing at 970 ° C. using a gold solder made of a Ni—Au alloy (81.5% by weight of Au, 18.4% by weight of Ni, and 0.1% by weight of impurities). Was. Further, an external terminal made of Kovar was provided on the heating element via solder (90% by weight of tin / 10% by weight of lead).

【0106】(11)次に、温度制御のための複数熱電
対を凹部に埋め込み、ウエハプローバヒータを得た。こ
のウエハプローバヒータのガード電極およびグランド電
極は、ガラスからなる絶縁層により被覆されている。
(11) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were buried in the recesses to obtain a wafer prober heater. The guard electrode and the ground electrode of the wafer prober heater are covered with an insulating layer made of glass.

【0107】(実施例5)(4)の工程において、酸素
を含有する窒素ガスを還流させ、グリーンシートを積層
することにより作製した積層体を300℃で6時間脱脂
を行ったほかは、実施例1と同様にしてウエハプローバ
を製造した。
(Example 5) In the step of (4), a nitrogen gas containing oxygen was refluxed, and a laminate produced by laminating green sheets was degreased at 300 ° C for 6 hours. A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0108】(実施例6)(1)の工程において、さら
に、2重量%のグラファイトを添加したほかは、実施例
4と同様にしてウエハプローバを製造した。
Example 6 A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 4 except that in the step of (1), 2% by weight of graphite was further added.

【0109】(比較例1)(4)の工程において、酸素
を含有する窒素ガスを還流させ、グリーンシートを積層
することにより作製した積層体を300℃で24時間脱
脂し、全炭素分析で検出できない程度まで炭素量を減少
させたほかは、実施例1と同様にしてウエハプローバを
製造した。
(Comparative Example 1) In the step (4), a nitrogen gas containing oxygen was refluxed, and a laminate produced by laminating green sheets was degreased at 300 ° C. for 24 hours and detected by total carbon analysis. A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the amount of carbon was reduced to an extent that it was impossible.

【0110】評価方法 (i)カーボン含有量の測定 セラミック基板を砕いて粉末状にした後800℃に加熱
し、発生するCO量を測定することにより、カーボン含
有量の測定を行った。 (ii)熱伝導率、体積抵抗率の測定 製造したウエハプローバから柱状のサンプルを切り出
し、レーザフラッシュ法で200℃における熱伝導率を
測定した。また、200℃における体積抵抗率は、三端
子法で測定した。
[0110]Evaluation method  (I) Measurement of carbon content A ceramic substrate is crushed into powder and then heated to 800 ° C.
By measuring the amount of generated CO,
A weighing measurement was performed. (Ii) Measurement of thermal conductivity and volume resistivity Cut out columnar sample from manufactured wafer prober
And the thermal conductivity at 200 ° C by the laser flash method.
It was measured. The volume resistivity at 200 ° C.
It was measured by the child method.

【0111】(iii) 明度の測定 JIS Z 8721に準拠して明度を測定した。 (iv)最高温度と最低温度との差の測定 ウエハプローバを200℃まで昇温し、熱電対が15ヶ
所に設けられたシリコンウエハをウエハプローバ上に載
置してシリコンウエハの温度を測定し、最高温度と最低
温度との差を調べた。これらの結果を、下記の表1に示
した。
(Iii) Measurement of lightness Lightness was measured according to JIS Z 8721. (iv) Measurement of difference between maximum temperature and minimum temperature The wafer prober was heated to 200 ° C., and a silicon wafer provided with 15 thermocouples was placed on the wafer prober to measure the temperature of the silicon wafer. The difference between the highest and lowest temperatures was investigated. The results are shown in Table 1 below.

【0112】[0112]

【表1】 [Table 1]

【0113】表1に示したように、実施例1〜4に係る
ウエハプローバでは、炭素の含有量が50〜50000
ppmの範囲にあり、200℃における熱伝導率は、1
00W/m・K以上と良好であった。また、実施例4の
場合は、セラミック基板の材料に、窒化アルミニウムよ
りも熱伝導率が低い炭化珪素を使用したが、炭素の含有
量を増加したことにより、熱伝導率を向上させることが
できた。実施例5の場合は、炭素の含有量が45ppm
と少ないため、200℃における熱伝導率が98W/m
・Kと低かった。また、実施例6の場合は、炭素の含有
量が60000ppmと多すぎるため、炭素が焼結を阻
害し、200℃における熱伝導率が90W/m・Kと低
かった。一方、比較例1に係るウエハプローバでは、上
述のカーボン含有量の測定方法により炭素を検出するこ
とができない程度に炭素量が少なく、その結果、200
℃における熱伝導率は80W/m・Kと、さらに低下し
た。
As shown in Table 1, in the wafer probers according to Examples 1 to 4, the carbon content was 50 to 50,000.
ppm and the thermal conductivity at 200 ° C. is 1
It was as good as 00 W / m · K or more. Further, in the case of Example 4, silicon carbide having a lower thermal conductivity than aluminum nitride was used as the material of the ceramic substrate, but the thermal conductivity could be improved by increasing the content of carbon. Was. In the case of Example 5, the carbon content was 45 ppm.
Thermal conductivity at 200 ° C. is 98 W / m
・ It was low with K. In the case of Example 6, since the content of carbon was too large as 60000 ppm, carbon inhibited sintering, and the thermal conductivity at 200 ° C. was as low as 90 W / m · K. On the other hand, in the wafer prober according to Comparative Example 1, the amount of carbon was so small that carbon could not be detected by the above-described method for measuring the carbon content.
The thermal conductivity at 80 ° C. further decreased to 80 W / m · K.

【0114】また、実施例1、2、5では、炭素の含有
量は5000ppm以下であり、200℃での体積抵抗
率は1.0×1012Ω・cm以上と大きいが、実施例3
のように、炭素の含有量が5000ppmを超えると、
200℃での体積抵抗率が1.0×1011Ω・cmに低
下してしまった。従って、高い体積抵抗率を確保したい
場合は、炭素の含有量を5000ppm以下に調製する
ことが最も望ましい。さらに、実施例4、6の場合に
は、炭素の含有量が50000ppm以上であり、体積
抵抗率が1.0×104 Ω・cmと低いため、そのまま
セラミック基板の内部に電極を形成しようとすると、セ
ラミック基板に絶縁破壊が発生するおそれがある。しか
し、電極の周囲を絶縁層で被覆すれば、セラミック基板
が絶縁破壊するおそれはなくなり、ウエハプローバとし
て、充分に機能させることができる。
In Examples 1, 2, and 5, the carbon content was 5000 ppm or less and the volume resistivity at 200 ° C. was as large as 1.0 × 10 12 Ω · cm or more.
When the carbon content exceeds 5000 ppm,
The volume resistivity at 200 ° C. dropped to 1.0 × 10 11 Ω · cm. Therefore, in order to ensure a high volume resistivity, it is most preferable to adjust the carbon content to 5000 ppm or less. Furthermore, in the case of Examples 4 and 6, since the content of carbon is 50,000 ppm or more and the volume resistivity is as low as 1.0 × 10 4 Ω · cm, it is attempted to form an electrode inside the ceramic substrate as it is. Then, dielectric breakdown may occur in the ceramic substrate. However, if the periphery of the electrode is covered with an insulating layer, there is no danger of dielectric breakdown of the ceramic substrate, and the electrode can sufficiently function as a wafer prober.

【0115】また、実施例1〜6に係るウエハプローバ
では、電極等をぼぼ隠蔽することができる。即ち、実施
例1、3、4、6に係るウエハプローバは、黒色であ
り、実施例2に係るウエハプローバは、淡いあずき色で
あった。いずれもJIS Z 8721に基づく明度は
4以下であり、ガード電極等を充分に隠蔽することがで
きた。さらに、実施例5に係るウエハプローバは、むら
がある褐色がかった色であり、明度は5.5であった
が、ガード電極等をほぼ隠蔽することができた。一方、
比較例1に係るウエハプローバは、乳白色であり、明度
は8.5と高いため、ガード電極等の輪郭がセラミック
基板の裏側から見えてしまっていた。
In the wafer probers according to the first to sixth embodiments, the electrodes and the like can be almost hidden. That is, the wafer probers according to Examples 1, 3, 4, and 6 were black, and the wafer prober according to Example 2 was pale maroon. In each case, the brightness based on JIS Z 8721 was 4 or less, and the guard electrode and the like could be sufficiently concealed. Further, the wafer prober according to Example 5 had an uneven brownish color and a brightness of 5.5, but could almost conceal the guard electrode and the like. on the other hand,
Since the wafer prober according to Comparative Example 1 was milky white and had a high brightness of 8.5, the outline of the guard electrode and the like was visible from the back side of the ceramic substrate.

【0116】また、最高温度と最低温度との差(温度分
布)に関しては、実施例1〜4に係るウエハプローバ、
すなわち、炭素の含有量が50〜50000ppmであ
るウエハプローバで、1℃以内と小さく、また、実施例
5、6に係るウエハプローバでも、2℃以内と小さい。
しかし、比較例1に係るウエハプローバにおいて、温度
差は8℃と大きくなった。これは、セラミック基板が炭
素を全く含有せず、高温での熱伝導率が低いため、温度
差が大きくなったのではないかと推定している。
Further, regarding the difference (temperature distribution) between the maximum temperature and the minimum temperature, the wafer probers according to Examples 1 to 4
That is, the wafer prober having a carbon content of 50 to 50,000 ppm is as small as 1 ° C. or less, and the wafer probes according to Examples 5 and 6 are as small as 2 ° C. or less.
However, in the wafer prober according to Comparative Example 1, the temperature difference was as large as 8 ° C. It is presumed that the temperature difference was increased because the ceramic substrate contained no carbon and had low thermal conductivity at high temperatures.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明のように、本願発明のウエハプ
ローバでは、セラミック基板が炭素を含有しているの
で、高温における熱伝導率が高く、昇温、降温特性に優
れている。また、セラミック基板が炭素を所定量以上含
有していると、黒色化され、ガード電極、グランド電極
を隠蔽することができ、また、高温での熱伝導率も確保
される。
As described above, in the wafer prober of the present invention, since the ceramic substrate contains carbon, the thermal conductivity at a high temperature is high, and the temperature rise and fall characteristics are excellent. In addition, when the ceramic substrate contains a predetermined amount or more of carbon, the ceramic substrate is blackened, the guard electrode and the ground electrode can be concealed, and the thermal conductivity at a high temperature is ensured.

【0118】また、その体積抵抗率が、高温において余
り低下しなければ、絶縁破壊が生じることはないので、
セラミック基板内に電極等を形成することができ、たと
え、体積抵抗率が低くなっても、低下の程度が小さけれ
ば、電極や抵抗発熱体の周囲に絶縁層を形成することに
より、セラミック基板に絶縁破壊が発生するのを防止す
ることができる。
If the volume resistivity does not decrease so much at a high temperature, dielectric breakdown does not occur.
An electrode or the like can be formed in a ceramic substrate. Even if the volume resistivity is low, if the degree of the decrease is small, an insulating layer is formed around the electrode and the resistance heating element to form the ceramic substrate. The occurrence of dielectric breakdown can be prevented.

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

【図1】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of a wafer prober of the present invention.

【図2】図1に示したウエハプローバの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the wafer prober shown in FIG.

【図3】図1に示したウエハプローバの底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the wafer prober shown in FIG. 1;

【図4】図1に示したウエハプローバのA−A線断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of the wafer prober shown in FIG. 1;

【図5】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing one example of a wafer prober of the present invention.

【図6】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing one example of a wafer prober of the present invention.

【図7】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing one example of a wafer prober of the present invention.

【図8】本発明のウエハプローバを支持容器と組み合わ
せた場合を模式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a case where the wafer prober of the present invention is combined with a support container.

【図9】(a)は、本発明のウエハプローバを他の支持
容器と組み合わせた場合を模式的に示す縦断面図であ
り、(b)は、そのB−B線断面図である。
9A is a longitudinal sectional view schematically showing a case where the wafer prober of the present invention is combined with another supporting container, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line BB.

【図10】(a)〜(d)は、本発明のウエハプローバ
の製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
FIGS. 10A to 10D are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the wafer prober of the present invention.

【図11】(e)〜(g)は、本発明のウエハプローバ
の製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
11 (e) to (g) are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the wafer prober of the present invention.

【図12】本発明のウエハプローバを用いて導通テスト
を行っている状態を模式的に示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a state where a continuity test is being performed using the wafer prober of the present invention.

【図13】炭素を含有したセラミック基板の温度と体積
抵抗率との関係を模式的に示したグラフである。
FIG. 13 is a graph schematically showing the relationship between the temperature and the volume resistivity of a ceramic substrate containing carbon.

【図14】炭素を含有したセラミック基板の温度と熱伝
導率との関係を模式的に示したグラフである。
FIG. 14 is a graph schematically showing the relationship between the temperature and the thermal conductivity of a ceramic substrate containing carbon.

【符号の説明】 101、201、301、401 ウエハプローバ 2 チャックトップ導体層 3 セラミック基板 5 ガード電極 6 グランド電極 7 溝 8 吸引口 10 断熱材 11 支持容器 12 冷媒吹き出し口 13 吸引口 14 冷媒注入口 15 支持柱 16、17、18 スルーホール 180 袋孔 19、190、191 外部端子ピン 41、42 発熱体 410 保護層 43 金属線 44 ペルチェ素子 440 熱電素子 441 セラミック基板 51 導体層 52 導体層非形成部DESCRIPTION OF SYMBOLS 101, 201, 301, 401 Wafer prober 2 Chuck top conductor layer 3 Ceramic substrate 5 Guard electrode 6 Ground electrode 7 Groove 8 Suction port 10 Insulation material 11 Support container 12 Refrigerant outlet 13 Suction port 14 Refrigerant inlet 15 Support pillars 16, 17, 18 Through holes 180 Cap holes 19, 190, 191 External terminal pins 41, 42 Heating element 410 Protective layer 43 Metal wire 44 Peltier element 440 Thermoelectric element 441 Ceramic substrate 51 Conductive layer 52 Conductive layer non-forming portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01R 31/28 H01L 21/68 N H01L 21/68 H05B 3/10 C H05B 3/10 G01R 31/28 K ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01R 31/28 H01L 21/68 N H01L 21/68 H05B 3/10 C H05B 3/10 G01R 31/28 K

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基板の表面にチャックトップ
導体層が形成されてなるウエハプローバであって、前記
セラミック基板は炭素を含有していることを特徴とする
ウエハプローバ。
1. A wafer prober comprising a ceramic substrate and a chuck top conductor layer formed on a surface thereof, wherein the ceramic substrate contains carbon.
【請求項2】 前記炭素の含有量は、50〜50000
ppmである請求項1に記載のウエハプローバ。
2. The content of carbon is 50 to 50,000.
2. The wafer prober according to claim 1, wherein the concentration is ppm.
【請求項3】 前記セラミック基板のJIS Z 87
21に基づく明度は、N4以下である請求項1または2
に記載のウエハプローバ。
3. The JIS Z 87 of the ceramic substrate.
3. The brightness according to claim 1, wherein the brightness is not more than N4.
2. A wafer prober according to item 1.
【請求項4】 炭素を含有し、その表面にチャックトッ
プ導体層が形成されていることを特徴とするウエハプロ
ーバに使用されるセラミック基板。
4. A ceramic substrate for use in a wafer prober, comprising carbon and having a chuck top conductor layer formed on a surface thereof.
【請求項5】 前記炭素の含有量は、50〜50000
ppmである請求項4に記載のウエハプローバに使用さ
れるセラミック基板。
5. The content of carbon is 50 to 50,000.
The ceramic substrate used in the wafer prober according to claim 4, which is ppm.
【請求項6】 そのJIS Z 8721に基づく明度
は、N4以下である請求項4または5に記載のウエハプ
ローバに使用されるセラミック基板。
6. The ceramic substrate used in a wafer prober according to claim 4, wherein the brightness based on JIS Z 8721 is N4 or less.
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