JP2001118888A - ウエハプローバおよびウエハプローバに使用されるセラミック基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で昇温、降温特性に優れており、しか
も、プローブカードを押圧した場合にも反りがなく、シ
リコンウエハの破損や測定ミスを有効に防止することが
でき、また、均質なプローバが得られるため量産に適し
ているウエハプローバを提供すること。 【解決手段】 多結晶セラミック基板の表面に導体層が
形成されてなることを特徴とするウエハプローバ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

〔発明の詳細な説明〕

【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。

【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（図１３参照）。
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６０１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。Ｖ₂ は、発熱体４１用の
電源、Ｖ₁ は、チャックトップ電極（チャックトップ導
体層）２およびガード電極５に印加するための電源であ
る。また、グランド電極６は接地されており、０電位で
ある。チャックトップ電極２およびガード電極５は同電
位であり、ストレイキャパシタ（浮遊容量）をキャンセ
ルさせることができる。ガード電極５とグランド電極６
はいずれもスルーホール１６、１７により外部端子に接
続される。また、プローブピンを備えたプローブ６０１
にも電源Ｖ₃ により電圧が印加されて、導通試験を実施
する。

【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。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。

【０００５】また、熱伝導率が高い金属を使用している
にもかかわらず、昇温、降温特性が悪く、電圧や電流量
の変化に対してチャックトップ板の温度が迅速に追従し
ないため温度制御をしにくく、高温でシリコンウエハを
載置すると温度制御不能になってしまう。そこで、上記
課題を解決するために金属製のチャックトップに代え
て、半導体と同種の単結晶性セラミックに導体層を設け
て、これをチャックトップ導体層とすることにより、薄
くしても反りが発生しないウエハプローバ用ステージが
得られることが、実開昭６２−１８０９４４号公報に記
載されている。また、特開昭６２−２９１９３７号公報
にも、セラミックを用いたウエハプローバ用ステージが
開示されている。

【０００６】しかしながら、このような単結晶性セラミ
ックを使用すると、結晶方位が存在するため結晶方位に
よって熱伝導率や強度が異なり、最適の結晶方位を見つ
けださなければならないという問題があった。本願発明
は、上記課題に鑑み、特に結晶方位などを考慮しなくて
も軽量で昇温、降温特性に優れており、しかも、プロー
ブカードを押圧した場合にも反りがなく、シリコンウエ
ハの破損や測定ミスを有効に防止することができるウエ
ハプローバを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために単結晶性セラミックに代えて、多結晶性
セラミックに導体層を設けてこれをチャックトップとし
ており、このためチャックトップは、薄くしても反りが
発生せず、また、多結晶体であるため結晶方位なども考
慮しなくともよく、焼結体をどのように切り出しても均
一な熱伝導率と強度が得られるのである。また、単結晶
では、切り出す方向にずれが生じると、熱伝導率が変わ
ったり、反り量がかわるため、各製品ごとに補正検定し
なければならず、量産には向かないが、本発明ではこの
ような問題がない。

【０００８】さらに、本発明者らは、金属製のチャック
トップを有するウエハプローバでは、熱伝導率が高い金
属を使用しているにもかかわらず、昇温、降温特性が悪
くなるのは、金属板の厚みが厚すぎて熱容量が大きくな
ってしまうためであることを突き止めるとともに、セラ
ミックを使用することにより、熱伝導率が金属より劣っ
ていても、厚みを薄くして熱容量を小さくすることがで
き、昇温、降温特性を改善することができるという、従
来の常識とは全く逆の新たな技術思想に想到し、本発明
を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明は、多結晶セラミック基板の
表面に導体層（チャックトップ導体層）が形成されてな
ることを特徴とするウエハプローバとウエハプローバに
使用されるセラミック基板（いわゆるチャックトップと
呼ばれるプロービング用ステージ）である。なお、以下
の説明では、ウエハプローバの意味を最も広義に解釈す
るものとし、電源やプローブを含めたウエハプローバシ
ステムのみならず、ウエハプローバに使用されるユニッ
ト、特にウエハプローバに使用されるセミック基板、即
ち、チャックトップ（プロービング用ステージ）も含め
るものとする。このチャックトップがウエハプローバの
本体といってもよいからである。

【００１０】上記ウエハプローバにおいて、上記多結晶
セラミック基板には温度制御手段が設けられていること
が望ましく、上記多結晶セラミック基板は、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。また、上記温度制御手段は、ペルチェ素子
であるか、または、発熱体であることが望ましい。

【００１１】また、上記ウエハプローバにおいて、上記
セラミック基板中には、少なくとも１層の導体層が形成
されいることが望ましく、上記セラミック基板の表面に
は溝が形成されていることが望ましい。また、上記多結
晶セラミック基板の表面には溝が形成され、その溝に
は、空気の吸引孔が形成されていることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下の説明では、多結晶セラミッ
ク基板をセラミック基板と称する。一般にセラミック
は、金属ではない無機単結晶、無機多結晶、無機非晶質
体を総称する。本発明では、セラミックを多結晶に限定
したのである。本発明のウエハプローバでは、セラミッ
ク基板の表面に導体層（チャックトップ導体層）が形成
されてなることを特徴とする。以下、導体層をチャック
トップ導体層ということにする。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小さくすることができる。

【００１３】また、チャックトップの厚さを金属に比べ
て小さくすることができるため、熱伝導率が金属より低
いセラミックであっても結果的に熱容量が小さくなり、
昇温、降温特性を改善することができる。

【００１４】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。

【００１５】このウエハプローバでは、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。

【００１６】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、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。

【００１７】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。

【００１８】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。いずれも多結晶
セラミックでなければならない。

【００１９】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、炭化タングステン等が挙げられる。

【００２０】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。

【００２１】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。前記セラミック中には、カーボンを２００〜１００
０ｐｐｍ含むことが望ましい。セラミック内の電極パタ
ーンを隠蔽し、かつ、高輻射熱が得られるからである。
カーボンは、Ｘ線回折で検出可能な結晶質または検出不
能な非晶質の一方または両方であってもよい。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。チャップ導体層は、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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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電解めっきで析出さ
せたものとすることも可能である。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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 ₂ Ｏ₃ ）、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。

【００３６】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。

【００３７】また、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホ
ウ素（Ｂ₂ Ｏ₃ ）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２０〜７０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重量部が好ましい。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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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）。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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、０．５
ｍｍ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−１６０２
（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。

【００５０】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台１１を模式的に示し
た断面図である。この支持台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。図９
（ａ）は、支持台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、この支持台では、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。
支持台は、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。

【００５１】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バインダおよ
び溶剤と混合してグリーンシート３０を得る。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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】（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。

【００５９】（３）次に、図１０（ｃ）に示すように、
焼結体の表面に溝７を設ける。溝７は、ドリル、サンド
ブラスト等により形成する。 （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。

【００６０】（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。

【００６１】（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、グランド電極などと接続されていることが望
ましい。 （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。

【００６２】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。

【００６３】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、セラミック粉体にガード電極、
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。

【００６４】

【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）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
１．１μｍ）１００重量部、イットリア（平均粒径０．
４μｍ）４重量部、アクリルバインダ１１．５重量部、
分散剤０．５重量部および１−ブタノールとエタノール
とからなるアルコール５３重量部を混合した組成物を用
い、ドクターブレード法により成形を行って厚さ０．４
７ｍｍのグリーンシートを得た。

【００６５】（２）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。

【００６６】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３．７重量および分散剤０．２重
量部を混合して導電性ペーストＢとした。

【００６７】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。

【００６８】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）。

【００６９】（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４ｍｍ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３．０ｍｍ、深さ３．０ｍｍ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１．２ｍ
ｍ、グランド電極６の形成位置は、ウエハ載置面から
３．０ｍｍであった。

【００７０】（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）およびシリコンウエハ吸着用の溝７（幅０．５ｍ
ｍ、深さ０．５ｍｍ）を設けた（図１０（ｃ）参照）。

【００７１】（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。

【００７２】（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））。

【００７３】（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。

【００７４】（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、および、硫酸ニッケル２５０〜３５０ｇ／ｌ、
塩化ニッケル４０〜７０ｇ／ｌ、ホウ酸３０〜５０ｇ／
ｌを含み、硫酸でｐＨ２．４〜４．５に調整した電解ニ
ッケルめっき浴を用いて、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。

【００７５】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）。

【００７６】（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
９／鉛１）を介してコバール製の外部端子ピン１９１を
形成した。

【００７７】（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。 （１２）このウエハプローバ１０１を図８の断面形状を
有するステンレス製の支持台にセラミックファイバー
（イビデン社製 商品名 イビウール）からなる断熱材
１０を介して組み合わせた。この支持台１１は冷却ガス
の噴射ノズル１２を有し、ウエハプローバ１０１の温度
調整を行うことができる。また、吸引口１３から空気を
吸引してシリコンウエハの吸着を行う。

【００７８】（実施例２）ウエハプローバ２０１（図５
参照）の製造 （１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
１．１μｍ）１００重量部、イットリア（平均粒径０．
４μｍ）４重量部、アクリルバイダー１１．５重量部、
分散剤０．５重量部および１−ブタノールとエタノール
とからなるアルコール５３重量部を混合した組成物を、
ドクターブレード法により成形し、厚さ０．４７ｍｍの
グリーンシートを得た。

【００７９】（２）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。

【００８０】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３．７重量および分散剤０．２重
量部を混合して導電性ペーストＢとした。

【００８１】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、グランド電極用印刷体を印刷した。さらに、
発熱体を図３に示すように同心円パターンとして印刷し
た。

【００８２】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。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１３０℃、８０ｋｇ
／ｃｍ² の圧力で一体化し、積層体を作製した。

【００８３】（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。これを直径２３０ｍｍの円状に
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２．０ｍｍ、深さ３．０ｍｍであった。
また、ガード電極５、グランド電極６の厚さは６μｍ、
ガード電極５の形成位置は、ウエハ載置面から０．７ｍ
ｍ、グランド電極６の形成位置は、ウエハ載置面から
１．４ｍｍ、発熱体の形成位置は、ウエハ載置面から
２．８ｍｍであった。

【００８４】（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）およびシリコンウエハ吸着用の溝７（幅０．５ｍ
ｍ、深さ０．５ｍｍ）を設けた。

【００８５】（６）溝７が形成された面にスパッタリン
グにてチタン、モリブデン、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、スパ
ッタリングの時間は、３０秒から１分の間で、各金属に
より調整した。得られた膜は、蛍光Ｘ線分析計の画像か
らチタンは０．５μｍ、モリブデンは４μｍ、ニッケル
は１．５μｍであった。

【００８６】（７）硫酸ニッケル３０ｇ／ｌ、ほう酸３
０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム３０ｇ／ｌ、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（６）で得られたセラミック板３を浸漬して、スパ
ッタリングにより形成された金属層の表面に厚さ７μ
ｍ、ホウ素の含有量が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。

【００８７】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、次亜リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌからなる
無電解金めっき液に９３℃の条件で１分間浸漬して、ニ
ッケルめっき層上に厚さ１μｍの金めっき層を形成し
た。

【００８８】（８）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１６、
１７を露出させるための袋孔１８０を設けた。この袋孔
１８０にＮｉ−Ａｕ合金（Ａｕ８１．５重量％、Ｎｉ１
８．４重量％、不純物０．１重量％）からなる金ろうを
用い、９７０℃で加熱リフローしてコバール製の外部端
子ピン１９、１９０を接続させた。外部端子１９、１９
０は、Ｗ製でもよい。

【００８９】（９）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２０１を得た。 （１０）このウエハプローバ２０１を図９の断面形状を
持つステンレス製の支持台にセラミックファイバー（イ
ビデン社製：商品名 イビウール）からなる断熱材１０
を介して組み合わせた。この支持台１１には、ウエハプ
ローバの反り防止のための支持柱１５が形成されてい
る。また、吸引口１３から空気を吸引してシリコンウエ
ハの吸着を行う。

【００９０】（実施例３） ウエハプローバ３０１（図
６参照）の製造 （１）厚さ１０μｍのタングステン箔を打抜き加工する
ことにより格子状の電極を形成した。格子状の電極２枚
（ぞれぞれガード電極５、グランド電極６となるもの）
およびタングステン線を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重量部とともに、成形型中
に入れて窒素ガス中で１８９０℃、圧力１５０ｋｇ／ｃ
ｍ² で３時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの窒化アルミ
ニウム板状体を得た。これを直径２３０ｍｍの円状に切
り出して板状体とした。 （２）この板状体に対し、実施例２の（５）〜（１０）
の工程を実施し、ウエハプローバ３０１を得、実施例１
と同様にウエハプローバ３０１を図８に示した支持台１
１上に載置した。

【００９１】（実施例４） ウエハプローバ４０１（図
７参照）の製造 実施例１の（１）〜（５）、および、（８）〜（１０）
を実施した後、さらにウエハ載置面に対向する面にニッ
ケルを溶射し、この後、鉛・テルル系のペルチェ素子を
接合させ、ウエハプローバ４０１を得、実施例１と同様
にウエハプローバ４０１を図８に示した支持台１１上に
載置した。

【００９２】（実施例５） 炭化珪素をセラミック基板
とするウエハプローバの製造 以下に記載する事項または条件以外は、実施例３の場合
と同様にして、ウエハプローバを製造した。即ち、平均
粒径１．０μｍの炭化ケイ素粉末１００重量部を使用
し、また、格子状の電極２枚（ぞれぞれガード電極５、
グランド電極６となるもの）、および、表面にテトラエ
トキシシラン１０重量％、塩酸０．５重量％および水８
９．５重量％からなるゾル溶液を塗布したタングステン
線を使用し、１９００℃の温度で焼成した。なお、ゾル
溶液は焼成でＳｉＯ₂ となって絶縁層を構成する。次
に、実施例５で得られたウエハプローバ４０１を、実施
例１と同様に図８に示した支持台１１上に載置した。

【００９３】（実施例６） アルミナをセラミック基板
とするウエハプローバの製造 以下に記載する工程または条件以外は、実施例１の場合
と同様にして、ウエハプローバを製造した。アルミナ粉
末（トクヤマ製、平均粒径１．５μｍ）１００重量部、
アクリルバイダー１１．５重量部、分散剤０．５重量部
および１−ブタノールとエタノールとからなるアルコー
ル５３重量部を混合した組成物を、ドクターブレード法
を用いて成形し、厚さ０．５ｍｍのグリーンシートを得
た。また、焼成温度を１０００℃とした。次に、実施例
６で得られたウエハプローバを、実施例１と同様に図８
に示した支持台１１上に載置した。

【００９４】（実施例７）（１）平均粒子径３μｍのタ
ングステン粉末を円板状の成形治具に入れて、窒素ガス
中で温度１８９０℃、圧力１５０ｋｇ／ｃｍ² で３時間
ホットプレスして、直径２００ｍｍ、厚さ１１０μｍの
タングステン製の多孔質チャックトップ導体層を得た。

【００９５】（２）次に、実施例１の（１）〜（４）、
および、（５）〜（７）と同様の工程を実施し、ガード
電極、グランド電極、発熱体を有するセラミック基板を
得た。

【００９６】（３）上記（１）で得た多孔質チャックト
ップ導体層を金ろう（実施例１の（１０）と同じもの）
の粉末を介してセラミック基板に載置し、９７０℃でリ
フローした。 （４）実施例１の（１０）〜（１２）と同様の工程を実
施してウエハプローバを得た。この実施例で得られたウ
エハプローバは、チャックトップ導体層と半導体ウエハ
とが均一に吸着する。

【００９７】（比較例１）基本的には、特公平３−４０
９４７号公報に記載された方法に準じ、図１３に示す構
造を有する金属製ウエハプローバを作製した。すなわ
ち、このウエハプローバにおいて、チャックトップ１Ｂ
に直径２３０ｍｍ、厚さ１５ｍｍのステンレス鋼、その
下層には雲母３Ｂ、そのさらに下層には直径２３０ｍ
ｍ、厚さ２０ｍｍの銅板１００Ｂが配置されている。ま
た、銅板１００Ｂの下には、雲母３Ｂを介してニクロム
線による発熱体４Ｂが接合されており、さらにその下
に、雲母３Ｂを介してアルミナ断熱板２０Ｂが接合され
ている。チャックトップの表面には溝７が形成されてい
る。次に、比較例１で得られたウエハプローバを、実施
例１と同様に図８に示した支持台１１上に載置した。

【００９８】（比較例２）チャックトップ１Ｂは厚さ
１．５ｍｍのステンレス鋼、その下層には雲母３Ｂ、そ
のさらに下層には厚さ１．５ｍｍの銅板１００Ｂが配置
されているほかは、比較例１と同様に構成されている金
属製ウエハプローバを作製した。次に、比較例２で得ら
れたウエハプローバを、実施例１と同様に図８に示した
支持台１１上に載置した。

【００９９】（比較例３）シリコン単結晶（直径２００
ｍｍ）を＜１００＞、＜１１０＞、＜１２３＞の各結晶
軸に垂直に厚さ５ｍｍにスライスした。この３種類の基
板について、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２μ
ｍ、ニッケル層は１μｍであった。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、および、硫酸ニッケル２５０〜
３５０ｇ／ｌ、塩化ニッケル４０〜７０ｇ／ｌ、ホウ酸
３０〜５０ｇ／ｌを含み、硫酸でｐＨ２．４〜４．５に
調整した電解ニッケルめっき浴を用いて、上記シリコン
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、プローバとした。次に、比較例３で得られたウエハ
プローバを、実施例１と同様に図８に示した支持台１１
上に載置した。

【０１００】評価方法 支持台上に載置された上記実施例および比較例で製造し
たウエハプローバの上に、図１２に示したようにシリコ
ンウエハＷを載置し、加熱などの温度制御を行いなが
ら、プローブカード６０１を押圧して導通テストを行っ
た。その際、１５０℃に昇温するまでの時間をそれぞれ
測定した。また、１５ｋｇ／ｃｍ² の圧力でプローブカ
ードを押圧した場合のウエハプローバの反り量について
測定した。反り量は、京セラ社製 形状測定器、商品名
「ナノウェイ」を使用した。なお、実施例２に係るウエ
ハプローバは、反り防止の支持柱が形成されている支持
台に最初に載置して反り量等を測定した後、支持柱が形
成されていない図８に示した支持台上にも載置し、反り
量等を測定した。結果を下記の表１に示した。

【０１０１】

【表１】

【０１０２】単結晶シリコンは、反り量、熱伝導率が各
結晶方位によって異なるため、最適な結晶方位で切り出
す必要があり、均質なプローバを得ることは難しい。多
結晶であれば均質であり、反り量、熱伝導率もほど一定
なのであるから、反り量の補正がしやすく、また、温度
制御もやりやすい。しかし、単結晶では、わずかに方位
がずれると、反り量も変わり、温度制御のパラメータも
変わってしまう。このため、製品毎に補正が必要であ
り、量産には全く向かない。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明のように、本願発明のウエハプ
ローバは、軽量で昇温、降温特性に優れており、しか
も、プローブカードを押圧した場合にも反りがなく、シ
リコンウエハの破損や測定ミスを有効に防止することが
できる。また、均質なプローバが得られるため、量産に
適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハプローバを一列を模式的に示す
断面図である。

【図２】図１に示したウエハプローバの平面図である。

【図３】図１に示したウエハプローバの底面図である。

【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。

【図５】本発明のウエハプローバを一列を模式的に示す
断面図である。

【図６】本発明のウエハプローバを一列を模式的に示す
断面図である。

【図７】本発明のウエハプローバを一列を模式的に示す
断面図である。

【図８】本発明のウエハプローバを支持台と組み合わせ
た場合を模式的に示す断面図である。

【図９】（ａ）は、本発明のウエハプローバを他の支持
台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。

【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。

【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。

【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。

【図１３】従来のウエハプローバを模式的に示す断面図
である。

【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 支持台 １２ 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 康隆 岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１−１ イビデ ン株式会社内 (72)発明者 古川 正和 岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１−１ イビデ ン株式会社内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多結晶セラミック基板の表面に導体層が
   形成されてなることを特徴とするウエハプローバ。
2. 【請求項２】 前記導体層は、チャックトップ導体層で
   ある請求項１に記載のウエハプローバ。
3. 【請求項３】 前記多結晶セラミック基板には、温度制
   御手段が設けられてなる請求項１または２に記載のウエ
   ハプローバ。
4. 【請求項４】 前記多結晶セラミック基板は、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種である請
   求項１〜３のいずれか１に記載のウエハプローバ。
5. 【請求項５】 前記温度制御手段は、ペルチェ素子であ
   る請求項３または４に記載のウエハプローバ。
6. 【請求項６】 前記温度制御手段は、発熱体である請求
   項３または４に記載のウエハプローバ。
7. 【請求項７】 前記多結晶セラミック基板中には、少な
   くとも１層の導体層が形成されてなる請求項１〜６のい
   ずれか１に記載のウエハプローバ。
8. 【請求項８】 前記多結晶セラミック基板の表面には溝
   が形成されてなる請求項１〜７のいずれか１に記載のウ
   エハプローバ。
9. 【請求項９】 前記多結晶セラミック基板の表面には溝
   が形成され、その溝には、空気の吸引孔が形成されてな
   る請求項１〜８のいずれか１に記載のウエハプローバ。
10. 【請求項１０】 前記導体層は、多孔質体である請求項
    １〜９のいずれか１に記載のウエハプローバ。
11. 【請求項１１】 多結晶セラミック基板の表面に導体層
    が形成されてな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。
12. 【請求項１２】 前記導体層は、チャックトップ導体層
    である請求項１１に記載のウエハプローバに使用される
    セラミック基板。
13. 【請求項１３】 前記多結晶セラミック基板には、温度
    制御手段が設けられてなる請求項１１または１２に記載
    のウエハプローバに使用されるセラミック基板。
14. 【請求項１４】 前記多結晶セラミック基板は、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
    請求項１１〜１３のいずれか１に記載のウエハプローバ
    に使用されるセラミック基板。
15. 【請求項１５】 前記温度制御手段は、ペルチェ素子で
    ある請求項１３または１４に記載のウエハプローバに使
    用されるセラミック基板。
16. 【請求項１６】 前記温度制御手段は、発熱体である請
    求項１３または１４に記載のウエハプローバに使用され
    るセラミック基板。
17. 【請求項１７】 前記多結晶セラミック基板中には、少
    なくとも１層の導体層が形成されてなる請求項１１〜１
    ６のいずれか１に記載のウエハプローバに使用されるセ
    ラミック基板。
18. 【請求項１８】 前記多結晶セラミック基板の表面には
    溝が形成されてなる請求項１１〜１７のいずれか１に記
    載のウエハプローバに使用されるセラミック基板。
19. 【請求項１９】 前記多結晶セラミック基板の表面には
    溝が形成され、その溝には、空気の吸引孔が形成されて
    なる請求項１１〜１８のいずれか１に記載のウエハプロ
    ーバに使用されるセラミック基板。
20. 【請求項２０】 前記導体層は、多孔質体である請求項
    １１〜１９のいずれか１に記載のウエハプローバに使用
    されるセラミック基板。