JP2001168177A - Ceramic board for manufacturing and inspecting semiconductor device - Google Patents

Ceramic board for manufacturing and inspecting semiconductor device

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JP2001168177A JP35053299A JP35053299A JP2001168177A JP 2001168177 A JP2001168177 A JP 2001168177A JP 35053299 A JP35053299 A JP 35053299A JP 35053299 A JP35053299 A JP 35053299A JP 2001168177 A JP2001168177 A JP 2001168177A
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康隆 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic board for a semiconductor manufacturing apparatus capable of preventing warpage in the ceramic board, and damage to a silicon wafer mounted on the ceramic board due to warpage. SOLUTION: The ceramic board for manufacturing and inspecting a semiconductor wafer, or keeps a predetermined distance from its surface. A surface roughness of the ceramic board is Rmax=0.1 to 250 μm on the basis of JIS R 0601. The surface roughness on the mounting and supporting surface of the ceramic board is the same as that of its opposite side, or the difference of the surface roughness is not more than 50% between the mounting and support surface of the board and its opposite side surface.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体製造・
検査装置に使用されるセラミック板関し、特には、大型
のシリコンウエハを載置でき、ウエハの破損等が起きな
い半導体製造・検査装置用セラミック板に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention mainly relates to semiconductor manufacturing and
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic plate used for an inspection device, and more particularly to a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection device on which a large silicon wafer can be mounted and the wafer is not damaged.

【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。このような半導体チ
ップの製造工程において、例えば、静電チャック、ホッ
トプレート、ウエハプローバ、サセプタなど、セラミッ
ク基板をベースとして使用する半導体製造・検査装置が
盛んに用いられている。
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 such a semiconductor chip manufacturing process, for example, a semiconductor manufacturing / inspection apparatus using a ceramic substrate as a base, such as an electrostatic chuck, a hot plate, a wafer prober, and a susceptor, has been actively used.

【0003】このような半導体製造・検査装置として、
例えば、特許第2587289号公報、特開平10−7
2260号公報などには、これらの用途に使用されるセ
ラミック基板が開示されている。
As such a semiconductor manufacturing / inspection apparatus,
For example, Japanese Patent No. 2587289, JP-A-10-7
No. 2260 discloses a ceramic substrate used for these applications.

【0004】上記公報などに開示されているセラミック
基板は、いずれもその直径が6インチ(150mm)程
度か、厚さが8mm以上のものであった。ところが、最
近のシリコンウエハの大型化にともない、セラミック基
板に関しても、直径が8インチ以上のものが求められる
ようになってきている。
The ceramic substrates disclosed in the above publications have a diameter of about 6 inches (150 mm) or a thickness of 8 mm or more. However, with the recent increase in the size of silicon wafers, ceramic substrates having a diameter of 8 inches or more have been required.

【0005】また、シリコンウエハの製造工程では、セ
ラミック基板の内部に発熱体が埋設されたものを使用し
て加熱する必要があり、さらに、その熱容量を小さくし
て温度追従性を向上させるために、厚さを10mm未満
にすることが必要となってきている。さらに、特開平7
─280462号公報によれば、このセラミックヒータ
では、シリコンウエハを載置するか、または、一定の間
隔保って保持する面(以下、ウエハ載置・保持面とい
う)のJIS R 0601に基づく面粗度をRmax
=2μm未満とし、その反対側面の上記面粗度を、熱線
の乱反射が起こるのに充分な粗度、すなわちRmax=
2〜200μmに調整している。
[0005] In the process of manufacturing a silicon wafer, it is necessary to use a ceramic substrate in which a heating element is buried inside for heating, and further, in order to reduce the heat capacity and improve the temperature followability. It has become necessary to reduce the thickness to less than 10 mm. Further, Japanese Patent Application Laid-Open
According to Japanese Patent Publication No. 280462, in this ceramic heater, a surface on which a silicon wafer is mounted or held at a predetermined interval (hereinafter, referred to as a wafer mounting / holding surface) is roughened in accordance with JIS R0601. Degree Rmax
= 2 μm or less, and the surface roughness of the opposite side is set to a value sufficient to cause irregular reflection of heat rays, that is, Rmax =
It is adjusted to 2 to 200 μm.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな粗化処理を施した大型で薄いセラミック基板に発熱
体を形成したセラミックヒータを用いると、高温領域で
反りが発生するという問題が生じた。そこで、このよう
な問題が生じる原因を探究したところ、次のようなメカ
ニズムであることが判った。
However, when a ceramic heater in which a heating element is formed on a large and thin ceramic substrate subjected to such a roughening treatment is used, there is a problem that warpage occurs in a high temperature region. Therefore, when the cause of such a problem was investigated, it was found that the mechanism was as follows.

【0007】このセラミックヒータでは、ウエハ載置・
保持面よりもその反対側面の方が面粗度が大きい。この
ため高温でヤング率が低下すると、粗度の大きいウエハ
載置・保持面に対向する面の方が若干伸長しやすくな
り、そのために反りが発生してしまう。また、セラミッ
ク基板の両主面の面粗度が大きすぎると、面粗度をウエ
ハ載置・保持面とその反対側面とで同一としても、ウエ
ハ載置・保持面の方が収縮しやすくなって反りが発生
し、一方、面粗度を極めて小さくして平坦化しようとす
ると、研磨やブラスト処理の条件を過酷にしなければな
らなくなり、そのために研磨処理等に起因して、セラミ
ック基板の表面に応力が残存し、この応力が高温で開放
されるために逆に反りが発生しやすくなる。
In this ceramic heater, the wafer mounting
The opposite side has a greater surface roughness than the holding surface. For this reason, when the Young's modulus decreases at a high temperature, the surface opposite to the wafer mounting / holding surface having a large roughness becomes slightly easier to elongate, thereby causing warpage. Also, if the surface roughness of both main surfaces of the ceramic substrate is too large, the wafer mounting / holding surface is more likely to shrink even if the surface roughness is the same for the wafer mounting / holding surface and the opposite side surface. On the other hand, if the surface roughness is made extremely small and flattening is required, the conditions for polishing and blasting must be severe. Is left at a high temperature, and consequently, warpage is likely to occur.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
なセラミック基板の反り発生の問題を解決するために研
究を重ねた結果、セラミック基板の両主面の面粗度を所
定の範囲内に調節し、かつ、ウエハ載置・保持面と反対
側面との面粗度の差を50%以下に調整することによ
り、セラミック基板に反りが発生するのを防止すること
ができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted various studies to solve the problem of warpage of the ceramic substrate, and as a result, have determined that the surface roughness of both main surfaces of the ceramic substrate is within a predetermined range. By adjusting the difference in surface roughness between the wafer mounting / holding surface and the opposite side surface to 50% or less, it is possible to prevent the ceramic substrate from warping. The present invention has been completed.

【0009】即ち本発明は、セラミック基板の表面に半
導体ウエハを載置するか、または、半導体ウエハを上記
セラミック基板の表面から一定の距離に保持する半導体
製造・検査装置用セラミック板において、上記セラミッ
ク基板のJIS R 0601に基づく面粗度は、Rm
ax=0.1〜250μmであり、かつ、上記セラミッ
ク基板のウエハ載置・保持面の面粗度とその反対側面の
面粗度が同じであるか、もしくは、ウエハ載置・保持面
の面粗度とその反対側面の面粗度との差が、50%以下
であることを特徴とする半導体製造・検査装置用セラミ
ック板である。上記半導体製造・検査装置用セラミック
板において、上記セラミック基板は円板状であり、その
直径は200mm以上、その厚さは50mm以下である
ことが望ましい。
That is, the present invention relates to a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus for mounting a semiconductor wafer on a surface of a ceramic substrate or holding the semiconductor wafer at a predetermined distance from the surface of the ceramic substrate. The surface roughness of the substrate based on JIS R 0601 is Rm
ax = 0.1 to 250 μm, and the surface roughness of the wafer mounting / holding surface of the ceramic substrate is the same as the surface roughness of the opposite side, or the surface of the wafer mounting / holding surface A ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, wherein the difference between the roughness and the surface roughness of the opposite side is 50% or less. In the above-mentioned ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus, it is desirable that the ceramic substrate has a disk shape and has a diameter of 200 mm or more and a thickness of 50 mm or less.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の半導体製造・検査装置用
セラミック板は、セラミック基板の表面に半導体ウエハ
を載置するか、または、半導体ウエハを上記セラミック
基板の表面から一定の距離に保持する半導体製造・検査
装置用セラミック板において、上記セラミック基板のJ
IS R 0601に基づく面粗度は、Rmax=0.
1〜250μmであり、かつ、上記セラミック基板のウ
エハ載置・保持面の面粗度とその反対側面の面粗度が同
じであるか、もしくは、ウエハ載置・保持面の面粗度と
その反対側面の面粗度との差が、50%以下であること
を特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to the present invention, a semiconductor wafer is mounted on a surface of a ceramic substrate or a semiconductor wafer is held at a predetermined distance from the surface of the ceramic substrate. In a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection device, the J
The surface roughness based on IS R 0601 is Rmax = 0.
1 to 250 μm, and the surface roughness of the wafer mounting / holding surface of the ceramic substrate and the surface roughness of the opposite side are the same, or the surface roughness of the wafer mounting / holding surface and the The difference from the surface roughness of the opposite side surface is 50% or less.

【0011】本明細書で面粗度の差とは、下記の(1)
式により計算される値をいうものとする。 面粗度の差(%)=〔(大きい面粗度−小さい面粗度)/大きい面粗度〕×10 0・・・(1) 従って、本発明の半導体製造・検査装置用セラミック板
では、ウエハ載置・保持面の方が面粗度が大きくてもよ
く、ウエハ載置・保持面の反対側面の方が面粗度が大き
くてもよい。
In this specification, the difference in surface roughness is defined by the following (1)
It means the value calculated by the formula. Surface roughness difference (%) = [(large surface roughness−small surface roughness) / large surface roughness] × 100 (1) Therefore, in the ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, Alternatively, the wafer mounting / holding surface may have a higher surface roughness, and the opposite surface of the wafer mounting / holding surface may have a higher surface roughness.

【0012】本発明では、まず、セラミック基板のJI
S R 0601に基づく面粗度がRmax=0.1〜
250μmに調節されているため、「従来技術」の項に
記載したような問題、すなわちウエハ載置・保持面が収
縮しやすくなったり、表面に応力が残留することはな
い。さらに、ウエハ載置・保持面の面粗度とその反対側
面の面粗度が同じであるか、または、ウエハ載置・保持
面の面粗度とその反対側面の面粗度との差が50%以下
に調整されているため、面粗度の相違が大きすぎること
に起因する反りの発生もない。
In the present invention, first, the JI of the ceramic substrate is
The surface roughness based on SR0601 is Rmax = 0.1 to
Since the thickness is adjusted to 250 μm, the problem described in the section of “Prior Art”, that is, the wafer mounting / holding surface does not easily shrink and no stress remains on the surface. Further, the surface roughness of the wafer mounting / holding surface and the surface roughness of the opposite side are the same, or the difference between the surface roughness of the wafer mounting / holding surface and the surface roughness of the opposite side is different. Since the surface roughness is adjusted to 50% or less, there is no occurrence of warpage due to an excessively large difference in surface roughness.

【0013】特に、面粗度の差は、20%以下が最適で
ある。面粗度の差を20%以下とすることで、直径20
0mm以下の円板セラミック基板の反り量を5μm以下
とすることができ、半導体ウエハの加熱特性を向上さ
せ、ウエハプローバの検査誤差を無くし、また、静電チ
ャックのチャック力を向上させることが可能になるから
である。従って、この半導体製造・検査装置用セラミッ
ク板の上にシリコンウエハ等を載置して加熱しても、反
りに起因してシリコンウエハが破損することはない。
In particular, the difference in surface roughness is optimally 20% or less. By making the difference in surface roughness 20% or less, the diameter 20
The warpage of a disc ceramic substrate of 0 mm or less can be reduced to 5 μm or less, improving the heating characteristics of semiconductor wafers, eliminating inspection errors of wafer probers, and improving the chucking force of electrostatic chucks. Because it becomes. Therefore, even if a silicon wafer or the like is placed on the ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus and heated, the silicon wafer is not damaged due to the warpage.

【0014】本発明で使用するセラミック基板は、直径
が200mm以上、厚さが50mm以下であることが望
ましい。これは、半導体ウエハの直径が8インチ以上が
主流となり、大型化が求められているからである。
The ceramic substrate used in the present invention preferably has a diameter of 200 mm or more and a thickness of 50 mm or less. This is because a semiconductor wafer having a diameter of 8 inches or more is mainly used, and a large size is required.

【0015】また、8インチ以上の直径の大きなセラミ
ック基板ほど、高温での反りが発生しやすく、本発明の
構成が効果的に作用する大きさである。上記セラミック
基板の直径は、12インチ(300mm)以上であるこ
とがより望ましい。次世代の半導体ウエハの主流となる
大きさだからである。
Further, a ceramic substrate having a diameter of 8 inches or more is likely to be warped at a high temperature, and has such a size that the structure of the present invention works effectively. More preferably, the diameter of the ceramic substrate is 12 inches (300 mm) or more. This is because the size will be the mainstream of next-generation semiconductor wafers.

【0016】上記セラミック基板の厚さは50mm以下
が好ましいとしているのは、50mmを超えると、セラ
ミック基板の熱容量が大きくなり、温度制御手段を設け
て加熱、冷却すると温度追従性が低下してしまうからで
ある。
The reason why the thickness of the ceramic substrate is preferably 50 mm or less is that if the thickness exceeds 50 mm, the heat capacity of the ceramic substrate becomes large, and if a temperature control means is provided for heating and cooling, the temperature followability is reduced. Because.

【0017】また、50mm以下の薄いセラミック基板
ほど、高温での反りが発生しやすく、本発明の構成が効
果的に作用するのである。セラミック基板の厚さは、5
mm以下がより望ましい。5mmを超えると熱容量が大
きくなり、温度制御性、ウエハ載置・保持面の温度均一
性が低下するからである。
In addition, a thin ceramic substrate having a thickness of 50 mm or less is more likely to be warped at a high temperature, and the structure of the present invention works effectively. The thickness of the ceramic substrate is 5
mm or less is more desirable. If the thickness exceeds 5 mm, the heat capacity increases, and the temperature controllability and the temperature uniformity of the wafer mounting / holding surface deteriorate.

【0018】本発明のセラミック板では、25〜800
℃まで温度範囲におけるヤング率が280GPa以上で
あるセラミックを使用することが望ましい。このような
セラミックとしては特に限定されないが、例えば、窒化
物セラミック、炭化物セラミック等が挙げられる。
In the ceramic plate of the present invention, 25 to 800
It is desirable to use a ceramic having a Young's modulus of 280 GPa or more in the temperature range up to ° C. Such a ceramic is not particularly limited, and examples thereof include a nitride ceramic and a carbide ceramic.

【0019】ヤング率が280GPa未満であると、剛
性が低すぎるため、加熱時の反り量を小さくすることが
困難となる。
If the Young's modulus is less than 280 GPa, the rigidity is too low, so that it is difficult to reduce the amount of warpage during heating.

【0020】窒化物セラミックとしては、例えば、窒化
アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素等が挙げられる。
炭化物セラミックとしては、例えば、炭化ケイ素、炭化
ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タング
ステン等が挙げられる。上記窒化アルミニウムを使用す
る場合には、50重量%を超えた量が窒化アルミニウム
から構成される組成のものが好ましい。この場合に使用
される他のセラミックとしては、例えば、アルミナ、サ
イアロン、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
Examples of the nitride ceramic include aluminum nitride, silicon nitride, and boron nitride.
Examples of the carbide ceramic include silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide. When the above-mentioned aluminum nitride is used, a composition in which the amount of aluminum nitride exceeds 50% by weight is preferably aluminum nitride. Other ceramics used in this case include, for example, alumina, sialon, silicon carbide, silicon nitride and the like.

【0021】上記セラミック基板のヤング率は、2種類
以上のセラミックを混合あるいは積層して使用すること
により、また、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、希土類金属、カーボン等を添加することにより制御
することができる。上記アルカリ金属、アルカリ土類金
属としては、Li、Na、Ca、Rbなどが望ましく、
希土類金属としてはYが望ましい。またカーボンは非晶
質、結晶質いずれのものも使用することができる。さら
にカーボンは100〜5000ppmの含有量が望まし
い。このような含有量とすることにより、セラミック板
を黒色化することができるからである。
The Young's modulus of the ceramic substrate is controlled by mixing or laminating two or more types of ceramics, and by adding, for example, an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, or carbon. can do. As the alkali metal and alkaline earth metal, Li, Na, Ca, Rb and the like are desirable,
Y is desirable as the rare earth metal. As the carbon, either amorphous or crystalline carbon can be used. Further, the content of carbon is desirably 100 to 5000 ppm. This is because such a content makes it possible to blacken the ceramic plate.

【0022】本発明では、セラミック基板の内部に導体
層を設け、この導体層を、例えば、発熱体、ガード電
極、グランド電極、静電電極などとして機能させること
ができる。また、セラミック基板の表面に導体層を設
け、この導体層を、例えば、発熱体、チャックトップ電
極などとして機能させることができる。さらに、セラミ
ック基板の内部に、発熱体とガード電極とグランド電極
のような、複数の導体層を設けることもできる。また、
静電電極を設けた場合には、静電チャックとして機能す
る。
In the present invention, a conductor layer is provided inside the ceramic substrate, and this conductor layer can function as, for example, a heating element, a guard electrode, a ground electrode, an electrostatic electrode, and the like. In addition, a conductor layer is provided on the surface of the ceramic substrate, and this conductor layer can function as, for example, a heating element, a chuck top electrode, or the like. Further, a plurality of conductor layers such as a heating element, a guard electrode, and a ground electrode can be provided inside the ceramic substrate. Also,
When an electrostatic electrode is provided, it functions as an electrostatic chuck.

【0023】上記導体層を構成する材料としては、例え
ば、金属焼結体、非焼結性金属体、導電性セラミックの
焼結体などが挙げられる。上記金属焼結体、上記非焼結
性金属体の原料としては、例えば、高融点金属等を使用
することができる。上記高融点金属としては、例えば、
タングステン、モリブデン、ニッケルおよびインジウム
などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2
種以上を併用してもよい。また、上記導電性セラミック
としては、例えば、タングステンまたはモリブデンの炭
化物が挙げられる。
Examples of the material forming the conductor layer include a metal sintered body, a non-sintered metal body, and a sintered body of a conductive ceramic. As a raw material of the metal sintered body and the non-sinterable metal body, for example, a high melting point metal or the like can be used. As the high melting point metal, for example,
Tungsten, molybdenum, nickel and indium, and the like. These may be used alone or 2
More than one species may be used in combination. Examples of the conductive ceramic include carbides of tungsten and molybdenum.

【0024】このような発熱体、ガード電極、グランド
電極などが設けられたセラミック板は、例えば、ホット
プレート(セラミックヒータ)、静電チャック、ウエハ
プローバなどとして使用することができる。
The ceramic plate provided with such a heating element, a guard electrode, a ground electrode, and the like can be used as, for example, a hot plate (ceramic heater), an electrostatic chuck, a wafer prober, and the like.

【0025】図1は、本発明の半導体製造・検査装置用
セラミック板の一実施形態であるセラミックヒータの一
例を模式的に示す平面図であり、図2は、上記セラミッ
クヒータの一部を模式的に示す部分拡大断面図である。
セラミック基板11は、円板状に形成されており、発熱
体12は、セラミック基板11のウエハ載置・保持面の
全体の温度が均一になるように加熱するため、セラミッ
ク基板11の底面に同心円状のパターンに形成されてい
る。
FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of a ceramic heater which is an embodiment of a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing a part of the ceramic heater. It is a partial expanded sectional view shown typically.
The ceramic substrate 11 is formed in a disk shape, and the heating element 12 is concentrically formed on the bottom surface of the ceramic substrate 11 in order to heat the wafer mounting / holding surface of the ceramic substrate 11 so that the entire temperature becomes uniform. It is formed in a pattern of a shape.

【0026】また、これら発熱体12は、互いに近い二
重の同心円同士を1組として、1本の線になるように接
続され、その両端に入出力の端子となる端子ピン13が
接続されている。また、中央に近い部分には、支持ピン
16を挿入するための貫通孔15が形成され、さらに、
測温素子を挿入するための有底孔14が形成されてい
る。
The heating elements 12 are connected to form a single line with a pair of double concentric circles close to each other, and terminal pins 13 serving as input / output terminals are connected to both ends thereof. I have. Further, a through hole 15 for inserting the support pin 16 is formed in a portion near the center, and further,
A bottomed hole 14 for inserting a temperature measuring element is formed.

【0027】また、図2に示したように、支持ピン16
は、その上にシリコンウエハ19を載置して上下させる
ことができるようになっており、これにより、シリコン
ウエハ19を図示しない搬送機に渡したり、搬送機から
シリコンウエハ19を受け取ったりすることができる。
発熱体12は、セラミック基板11の内部で、その中心
または中心よりウエハ載置・保持面に偏芯した位置に形
成されていてもよい。
Further, as shown in FIG.
Is capable of placing the silicon wafer 19 thereon and moving it up and down, thereby transferring the silicon wafer 19 to a carrier (not shown) or receiving the silicon wafer 19 from the carrier. Can be.
The heating element 12 may be formed in the ceramic substrate 11 at the center thereof or at a position eccentric to the wafer mounting / holding surface from the center.

【0028】発熱体12のパターンとしては、例えば、
同心円、渦巻き、偏心円、屈曲線などが挙げられるが、
ヒータ板全体の温度を均一にすることができる点から、
図1に示したような同心円状のものが好ましい。
As the pattern of the heating element 12, for example,
Concentric circles, spirals, eccentric circles, bending lines, etc.
From the point that the temperature of the entire heater plate can be made uniform,
A concentric one as shown in FIG. 1 is preferred.

【0029】セラミック基板の内部または底面に発熱体
12を形成するためには、金属や導電性セラミックから
なる導電ペーストを用いることが望ましい。即ち、セラ
ミック基板の内部に発熱体を形成する場合には、グリー
ンシート上に導体ペースト層を形成した後、グリーンシ
ートを積層、焼成することにより、内部に発熱体を作製
する。一方、表面に発熱体を形成する場合には、通常、
焼成を行ってセラミック基板を製造した後、その表面に
導体ペースト層を形成し、焼成することにより発熱体を
作製する。
In order to form the heating element 12 inside or on the bottom of the ceramic substrate, it is desirable to use a conductive paste made of metal or conductive ceramic. That is, when a heating element is formed inside a ceramic substrate, a heating element is manufactured by forming a conductor paste layer on a green sheet, and then laminating and firing the green sheet. On the other hand, when a heating element is formed on the surface,
After baking to produce a ceramic substrate, a conductor paste layer is formed on the surface of the ceramic substrate, and baking is performed to produce a heating element.

【0030】上記導体ペーストとしては特に限定されな
いが、導電性を確保するための金属粒子または導電性セ
ラミックが含有されているほか、樹脂、溶剤、増粘剤な
どを含むものが好ましい。
The conductive paste is not particularly limited, but preferably contains not only metal particles or conductive ceramic for ensuring conductivity, but also resin, solvent, thickener and the like.

【0031】上記金属粒子としては、例えば、貴金属
(金、銀、白金、パラジウム)、鉛、タングステン、モ
リブデン、ニッケルなどが好ましい。これらは、単独で
用いてもよく、2種以上を併用してもよい。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。
As the metal particles, for example, noble metals (gold, silver, platinum, palladium), lead, tungsten, molybdenum, nickel and the like are preferable. These may be used alone or in combination of two or more. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat.

【0032】上記導電性セラミックとしては、例えば、
タングステン、モリブデンの炭化物などが挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用しても
よい。これら金属粒子または導電性セラミック粒子の粒
径は、0.1〜100μmが好ましい。0.1μm未満
と微細すぎると、酸化されやすく、一方、100μmを
超えると、焼結しにくくなり、抵抗値が大きくなるから
である。
As the conductive ceramic, for example,
Tungsten, molybdenum carbide and the like can be mentioned.
These may be used alone or in combination of two or more. The metal particles or conductive ceramic particles preferably have a particle size of 0.1 to 100 μm. If it is too fine, less than 0.1 μm, it is liable to be oxidized, while if it exceeds 100 μm, sintering becomes difficult and the resistance value becomes large.

【0033】上記金属粒子の形状は、球状であっても、
リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場
合、上記球状物と上記リン片状物との混合物であってよ
い。上記金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン
片状物との混合物の場合は、金属粒子間の金属酸化物を
保持しやすくなり、発熱体12と窒化物セラミック等と
の密着性を確実にし、かつ、抵抗値を大きくすることが
できるため有利である。
Even if the shape of the metal particles is spherical,
It may be scaly. When these metal particles are used, they may be a mixture of the above-mentioned spheres and the above-mentioned flakes. When the metal particles are flakes or a mixture of spheres and flakes, the metal oxide between the metal particles can be easily held, and the adhesion between the heating element 12 and the nitride ceramic or the like can be improved. And it is advantageous because the resistance value can be increased.

【0034】導体ペーストに使用される樹脂としては、
例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ
る。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコ
ールなどが挙げられる。増粘剤としては、セルロースな
どが挙げられる。
As the resin used for the conductor paste,
For example, an epoxy resin, a phenol resin, and the like can be given. Examples of the solvent include isopropyl alcohol. Examples of the thickener include cellulose and the like.

【0035】上記導体ペーストには、上記したように、
金属粒子に金属酸化物を添加し、発熱体12を金属粒子
および金属酸化物を焼結させたものとすることが望まし
い。このように、金属酸化物を金属粒子とともに焼結さ
せることにより、セラミック基板である窒化物セラミッ
クと金属粒子とを密着させることができる。
As described above, the conductive paste is
It is desirable that a metal oxide be added to the metal particles and that the heating element 12 be formed by sintering the metal particles and the metal oxide. As described above, by sintering the metal oxide together with the metal particles, the nitride ceramic as the ceramic substrate and the metal particles can be adhered to each other.

【0036】上記金属酸化物を混合することにより、窒
化物セラミック等との密着性が改善される理由は明確で
はないが、金属粒子表面や窒化物セラミックの表面は、
わずかに酸化されて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等とが密着するのではないかと考
えられる。
It is not clear why mixing the above metal oxide improves the adhesion with nitride ceramics and the like, but the surface of metal particles and the surface of nitride ceramic are
It is considered that the oxide film is slightly oxidized to form an oxide film, and the oxide films are sintered and integrated via the metal oxide, so that the metal particles adhere to the nitride ceramic or the like.

【0037】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、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
る少なくとも1種が好ましい。これらの酸化物は、発熱
体12の抵抗値を大きくすることなく、金属粒子と窒化
物セラミックとの密着性を改善することができるからで
ある。
As the metal oxide, for example, oxidized
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B Two OThree ), Al
Selected from the group consisting of Mina, Yttria and Titania
At least one is preferred. These oxides are exothermic
The metal particles can be nitrided without increasing the resistance of the body 12.
Because it can improve the adhesion with the ceramic
is there.

【0038】上記酸化鉛、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、重
量比で、酸化鉛が1〜10、シリカが1〜30、酸化ホ
ウ素が5〜50、酸化亜鉛が20〜70、アルミナが1
〜10、イットリアが1〜50、チタニアが1〜50で
あって、その合計が100重量部を超えない範囲で調整
されていることが望ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特に窒化物セラミッ
クとの密着性を改善することができる。
The ratio of the above-mentioned lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania is as follows: 1-10, silica 1-30, boron oxide 5-50, zinc oxide 20-70, alumina 1
-10, yttria 1-50, titania 1-50, and the total is preferably adjusted within a range not exceeding 100 parts by weight. By adjusting the amounts of these oxides in these ranges, the adhesion to the nitride ceramic can be particularly improved.

【0039】上記金属酸化物の金属粒子に対する添加量
は、0.1重量%以上10重量%未満が好ましい。ま
た、このような構成の導体ペーストを使用して発熱体1
2を形成した際の面積抵抗率は、1〜45mΩ/□が好
ましい。面積抵抗率が45mΩ/□を超えると、印加電
圧量に対して発熱量は大きくなりすぎて、表面に発熱体
12を設けたセラミック基板11では、その発熱量を制
御しにくいからである。なお、金属酸化物の添加量が1
0重量%以上であると、面積抵抗率が50mΩ/□を超
えてしまい、発熱量が大きくなりすぎて温度制御が難し
くなり、温度分布の均一性が低下する。
The amount of the metal oxide added to the metal particles is preferably 0.1% by weight or more and less than 10% by weight. The heating element 1 is formed by using the conductor paste having such a configuration.
2 is preferably from 1 to 45 mΩ / □. If the area resistivity exceeds 45 mΩ / □, the amount of heat generated becomes too large with respect to the applied voltage, and it is difficult to control the amount of heat generated in the ceramic substrate 11 provided with the heating element 12 on the surface. The amount of metal oxide added is 1
If the content is 0% by weight or more, the sheet resistivity exceeds 50 mΩ / □, the amount of generated heat becomes too large, temperature control becomes difficult, and the uniformity of the temperature distribution decreases.

【0040】発熱体12がセラミック基板11の表面に
形成される場合には、発熱体12の表面部分に、図2に
示すような金属被覆層12aが形成されていることが望
ましい。内部の金属焼結体が酸化されて抵抗値が変化す
るのを防止するためである。形成する金属被覆層12a
の厚さは、0.1〜10μmが好ましい。
When the heating element 12 is formed on the surface of the ceramic substrate 11, it is desirable that a metal coating layer 12a as shown in FIG. This is to prevent the internal metal sintered body from being oxidized to change the resistance value. Metal coating layer 12a to be formed
Is preferably 0.1 to 10 μm.

【0041】金属被覆層12aを形成する際に使用され
る金属は、非酸化性の金属であれば特に限定されない
が、具体的には、例えば、金、銀、パラジウム、白金、
ニッケルなどが挙げられる。これらは、単独で用いても
よく、2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、
ニッケルが好ましい。
The metal used for forming the metal coating layer 12a is not particularly limited as long as it is a non-oxidizing metal. Specifically, for example, gold, silver, palladium, platinum,
Nickel and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these,
Nickel is preferred.

【0042】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.

【0043】次に、本発明の半導体製造・検査装置用セ
ラミック板の製造方法について説明する。まず、図1に
示したセラミッ基板11の底面に発熱体12が形成され
たセラミック板の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to the present invention will be described. First, a method for manufacturing a ceramic plate in which the heating element 12 is formed on the bottom surface of the ceramic substrate 11 shown in FIG. 1 will be described.

【0044】(1) セラミック板の作製工程 上述した窒化アルミニウムなどの窒化物セラミックに必
要に応じてイットリア等の焼結助剤やバインダ等を配合
してスラリーを調製した後、このスラリーをスプレード
ライ等の方法で顆粒状にし、この顆粒を金型などに入れ
て加圧することにより板状などに成形し、生成形体(グ
リーン)を作製する。
(1) Preparation of Ceramic Plate A slurry is prepared by blending a sintering aid such as yttria or a binder as necessary with the above-described nitride ceramic such as aluminum nitride, and then spray-drying the slurry. The resulting granules are put into a mold or the like and pressed into a plate or the like to form a green body.

【0045】次に、生成形体に、必要に応じて、シリコ
ンウエハを支持するための支持ピン16を挿入する貫通
孔15となる部分や熱電対などの測温素子を埋め込むた
めの有底孔14となる部分を形成する。
Next, if necessary, a portion serving as a through hole 15 for inserting a support pin 16 for supporting a silicon wafer and a bottomed hole 14 for embedding a temperature measuring element such as a thermocouple are formed in the formed body. Is formed.

【0046】次に、この生成形体を加熱、焼成して焼結
させ、セラミック製の板状体を製造する。この後、所定
の形状に加工することにより、セラミック基板11を作
製するが、焼成後にそのまま使用することができる形状
としてもよい。加圧しながら加熱、焼成を行うことによ
り、気孔のないセラミック基板11を製造することが可
能となる。加熱、焼成は、焼結温度以上であればよい
が、窒化物セラミックでは、1000〜2500℃であ
る。
Next, the formed body is heated, fired and sintered to produce a ceramic plate. After that, the ceramic substrate 11 is manufactured by processing into a predetermined shape, but may be a shape that can be used as it is after firing. By performing heating and firing while applying pressure, it is possible to manufacture a ceramic substrate 11 having no pores. Heating and firing may be performed at a temperature equal to or higher than the sintering temperature.

【0047】(2) セラミック基板に導体ペーストを印刷
する工程 導体ペーストは、一般に、金属粒子、樹脂、溶剤からな
る粘度の高い流動物である。この導体ペーストをスクリ
ーン印刷などを用い、発熱体を設けようとする部分に印
刷を行うことにより、導体ペースト層を形成する。発熱
体は、セラミック基板全体を均一な温度にする必要があ
ることから、図1に示すような同心円状からなるパター
ンに印刷することが望ましい。導体ペースト層は、焼成
後の発熱体12の断面が、方形で、偏平な形状となるよ
うに形成することが望ましい。
(2) Step of Printing Conductive Paste on Ceramic Substrate The conductive paste is generally a high-viscosity fluid composed of metal particles, resin and solvent. The conductor paste is printed on a portion where the heating element is to be provided by screen printing or the like to form a conductor paste layer. Since the heating element needs to keep the entire temperature of the ceramic substrate at a uniform temperature, it is desirable to print the heating element in a concentric pattern as shown in FIG. The conductor paste layer is desirably formed so that the cross section of the heating element 12 after firing has a rectangular and flat shape.

【0048】(3) 導体ペーストの焼成 セラミック基板11の底面に印刷した導体ペースト層を
加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去するとともに、金属粒
子を焼結させ、セラミック基板11の底面に焼き付け、
発熱体12を形成する。加熱焼成の温度は、500〜1
000℃が好ましい。導体ペースト中に上述した金属酸
化物を添加しておくと、金属粒子、セラミック基板およ
び金属酸化物が焼結して一体化するため、発熱体とセラ
ミック基板との密着性が向上する。
(3) Firing of the conductive paste The conductive paste layer printed on the bottom surface of the ceramic substrate 11 is heated and fired to remove the resin and the solvent, and sinter the metal particles.
The heating element 12 is formed. The heating and firing temperature is 500 to 1
000 ° C. is preferred. If the above-described metal oxide is added to the conductor paste, the metal particles, the ceramic substrate and the metal oxide are sintered and integrated, so that the adhesion between the heating element and the ceramic substrate is improved.

【0049】(4) 金属被覆層の形成 発熱体12表面には、金属被覆層12aを設けることが
望ましい(図2参照)。金属被覆層12aは、電解めっ
き、無電解めっき、スパッタリング等により形成するこ
とができるが、量産性を考慮すると、無電解めっきが最
適である。
(4) Formation of Metal Coating Layer It is desirable to provide a metal coating layer 12a on the surface of the heating element 12 (see FIG. 2). The metal coating layer 12a can be formed by electrolytic plating, electroless plating, sputtering, or the like, but in consideration of mass productivity, electroless plating is optimal.

【0050】(5) 端子等の取り付け 発熱体12のパターンの端部に電源との接続のための外
部端子13を半田で取り付ける。また、有底孔14に熱
電対を挿入し、ポリイミド等の耐熱樹脂、セラミックで
封止し、セラミックヒータ10とする。
(5) Attachment of Terminals and the Like An external terminal 13 for connection to a power supply is attached to the end of the pattern of the heating element 12 by soldering. In addition, a thermocouple is inserted into the bottomed hole 14 and sealed with a heat-resistant resin such as polyimide or ceramic to obtain a ceramic heater 10.

【0051】次に、セラミック基板の内部に発熱体が形
成されたセラミック板の製造方法について説明する。 (1) セラミック基板の作製工程 まず、窒化物セラミックの粉末をバインダ、溶剤等と混
合してペーストを調製し、これを用いてグリーンシート
を作製する。上述したセラミック粉末としては、窒化ア
ルミニウムなどを使用することができ、必要に応じて、
イットリア等の焼結助剤を加えてもよい。イットリアの
量は、5重量%以上が好ましい。焼結体中に1重量%以
上のイットリウムを残留させることができ、ヤング率を
25〜800℃の温度領域で280GPa以上に調整す
ることができるからである。イットリウムの残留量が1
重量%未満の場合、ヤング率が25℃付近で280GP
a未満となるため好ましくない。
Next, a method of manufacturing a ceramic plate having a heating element formed inside a ceramic substrate will be described. (1) Step of Producing Ceramic Substrate First, a nitride ceramic powder is mixed with a binder, a solvent, and the like to prepare a paste, and a green sheet is produced using the paste. As the above-mentioned ceramic powder, aluminum nitride or the like can be used, and if necessary,
A sintering aid such as yttria may be added. The amount of yttria is preferably at least 5% by weight. This is because 1 wt% or more of yttrium can be left in the sintered body, and the Young's modulus can be adjusted to 280 GPa or more in a temperature range of 25 to 800 ° C. 1 yttrium residue
If the weight is less than 280 GP at around 25 ° C.
a is less than a.

【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。
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.

【0053】これらを混合して得られるペーストをドク
ターブレード法でシート状に成形してグリーンシートを
作製する。グリーンシートの厚さは、0.1〜5mmが
好ましい。次に、得られたグリーンシートに、必要に応
じて、シリコンウエハを支持するための支持ピンを挿入
する貫通孔となる部分、熱電対などの測温素子を埋め込
むための有底孔となる部分、発熱体を外部の端ピンと接
続するためのスルーホールとなる部分等を形成する。後
述するグリーンシート積層体を形成した後に、上記加工
を行ってもよい。
A paste obtained by mixing these is formed into a sheet by a doctor blade method to produce a green sheet. The thickness of the green sheet is preferably 0.1 to 5 mm. Next, in the obtained green sheet, if necessary, a portion serving as a through hole for inserting a support pin for supporting a silicon wafer, and a portion serving as a bottomed hole for embedding a temperature measuring element such as a thermocouple. Then, a portion serving as a through hole for connecting the heating element to an external end pin is formed. The above processing may be performed after forming a green sheet laminate described later.

【0054】(2) グリーンシート上に導体ペーストを印
刷する工程 グリーンシート上に、金属ペーストまたは導電性セラミ
ックを含む導電性ペーストを印刷する。これらの導電ペ
ースト中には、金属粒子または導電性セラミック粒子が
含まれている。タングステン粒子またはモリブデン粒子
の平均粒子径は、0.1〜5μmが好ましい。平均粒子
が0.1μm未満であるか、5μmを超えると、導体ペ
ーストを印刷しにくいからである。
(2) Step of Printing Conductive Paste on Green Sheet A conductive paste containing a metal paste or a conductive ceramic is printed on the green sheet. These conductive pastes contain metal particles or conductive ceramic particles. The average particle diameter of the tungsten particles or molybdenum particles is preferably from 0.1 to 5 μm. If the average particle size is less than 0.1 μm or more than 5 μm, it is difficult to print the conductive paste.

【0055】このような導体ペーストとしては、例え
ば、金属粒子または導電性セラミック粒子85〜87重
量部;アクリル系、エチルセルロース、ブチルセロソル
ブ、ポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも1種
のバインダ1.5〜10重量部;および、α−テルピネ
オール、グリコールから選ばれる少なくとも1種の溶媒
を1.5〜10重量部を混合した組成物(ペースト)が
挙げられる。
As such a conductive paste, for example, 85 to 87 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles; 1.5 to 10 parts by weight of at least one kind of binder selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol And a composition (paste) obtained by mixing 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from α-terpineol and glycol.

【0056】(3) グリーンシートの積層工程 導体ペーストを印刷していないグリーンシートを、導体
ペーストを印刷したグリーンシートの上下に積層する。
このとき、上側に積層するグリーンシートの数を下側に
積層するグリーンシートの数よりも多くして、発熱体の
形成位置を底面の方向に偏芯させる。具体的には、上側
のグリーンシートの積層数は20〜50枚が、下側のグ
リーンシートの積層数は5〜20枚が好ましい。
(3) Green Sheet Laminating Step Green sheets on which the conductor paste is not printed are laminated above and below the green sheet on which the conductor paste is printed.
At this time, the number of green sheets stacked on the upper side is made larger than the number of green sheets stacked on the lower side, and the formation position of the heating element is eccentric toward the bottom. Specifically, the number of stacked green sheets on the upper side is preferably 20 to 50, and the number of stacked green sheets on the lower side is preferably 5 to 20.

【0057】(4) グリーンシート積層体の焼成工程 グリーンシート積層体の加熱、加圧を行い、グリーンシ
ートおよび内部の導体ペーストを焼結させる。加熱温度
は、1000〜2000℃が好ましく、加圧の圧力は、
100〜200kg/cm2 が好ましい。加熱は、不活
性ガス雰囲気中で行う。不活性ガスとしては、例えば、
アルゴン、窒素などを使用することができる。
(4) Step of firing green sheet laminate The green sheet laminate is heated and pressed to sinter the green sheet and the internal conductive paste. The heating temperature is preferably from 1000 to 2000 ° C.,
100-200 kg / cm 2 is preferred. Heating is performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, for example,
Argon, nitrogen and the like can be used.

【0058】なお、焼成を行った後に、測温素子を挿入
するための有底孔を設けてもよい。有底孔は、表面研磨
後に、ドリル加工やサンドブラストなどのブラスト処理
を行うことにより形成することができる。また、内部の
発熱体と接続するためのスルーホールに端子を接続し、
加熱してリフローする。加熱温度は、半田処理の場合に
は90〜110℃が好適であり、ろう材での処理の場合
には、900〜1100℃が好適である。さらに、測温
素子としての熱電対などを耐熱性樹脂で封止し、セラミ
ックヒータとする。
After firing, a bottomed hole for inserting a temperature measuring element may be provided. The bottomed hole can be formed by performing blasting such as drilling or sand blasting after surface polishing. Also, connect the terminal to the through hole to connect with the internal heating element,
Heat and reflow. The heating temperature is preferably from 90 to 110 ° C. in the case of the soldering treatment, and is preferably from 900 to 1100 ° C. in the case of the treatment with the brazing material. Further, a thermocouple or the like as a temperature measuring element is sealed with a heat-resistant resin to form a ceramic heater.

【0059】[0059]

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 (実施例1)セラミックヒータ (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重量部を混合したペーストを
用い、ドクターブレード法により成形を行て厚さ0.4
7mmのグリーンシートを得た。
The present invention will be described in more detail below. (Example 1) Ceramic heater (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size: 1.1 μm), yttria (average particle size: 0.1 μm)
4 μm) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight,
Using a paste obtained by mixing 0.5 parts by weight of a dispersant and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol, the mixture was molded by a doctor blade method to a thickness of 0.4.
A 7 mm green sheet was obtained.

【0060】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、パンチングにより直径1.8m
m、3.0mmおよび5.0mmの貫通孔をそれぞれ形
成した。これらの貫通孔は、シリコンウエハを支持する
支持ピンを挿入するための貫通孔となる部分、スルーホ
ールとなる部分等である。 (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を調整した。
(2) Next, the green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, punch 1.8m in diameter
m, 3.0 mm and 5.0 mm through holes were respectively formed. These through holes are a portion to be a through hole for inserting a support pin for supporting the silicon wafer, a portion to be a through hole, and the like. (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.

【0061】平均粒子径3μmのタングステン粒子10
0重量部、アクリル系バインダ1.9重量部、α−テル
ピネオール溶媒3.7重量および分散剤0.2重量部を
混合して導電性ペーストBを調整した。
Tungsten particles 10 having an average particle diameter of 3 μm
A conductive paste B was prepared by mixing 0 parts by weight, 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.

【0062】この導電性ペーストAをグリーンシートに
スクリーン印刷で印刷し、発熱体用の導体ペースト層を
形成した。印刷パターンは、図1に示したような同心円
パターンとした。上記処理の終わったグリーンシート
に、印刷処理をしていないグリーンシートを上側(加熱
面)に37枚、下側に13枚積層し、130℃、80K
g/cm2 の圧力で一体化することにより積層体を作製
した。また、スルーホールとなる貫通孔部分に導体ペー
ストBを充填した。
The conductive paste A was printed on a green sheet by screen printing to form a conductive paste layer for a heating element. The printing pattern was a concentric pattern as shown in FIG. On the green sheet after the above-mentioned processing, 37 sheets of unprinted green sheets are laminated on the upper side (heating surface) and 13 sheets on the lower side.
The laminated body was produced by integrating under a pressure of g / cm 2 . In addition, the conductive paste B was filled in the through-hole portion to be a through-hole.

【0063】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150
kg/cm2 で10時間ホットプレスし、厚さ3mmの
窒化アルミニウム板状体を得た。これを300mmの円
板状に切り出し、内部に厚さ6μm、幅10mmの発熱
体を有するセラミックヒータとし、次に、平均粒子径
2.5μmのSiCを両面に吹きつけるサンドブラスト
処理を行い、ウエハ載置・保持面の面粗度をJIS B
0601 Rmax=2μm、反対側面の面粗度をR
max=2.3μmとした。なお、スルーホールの大き
さは、直径0.2mm、深さ0.2mmであった。
(4) Next, the obtained laminate was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, and at 1890 ° C. under a pressure of 150 ° C.
It was hot-pressed at kg / cm 2 for 10 hours to obtain an aluminum nitride plate having a thickness of 3 mm. This was cut into a 300 mm disk, and a ceramic heater having a heating element with a thickness of 6 μm and a width of 10 mm was formed therein. Then, sand blasting was performed by spraying SiC having an average particle diameter of 2.5 μm on both surfaces, and the wafer was mounted. The surface roughness of the mounting / holding surface is JIS B
0601 Rmax = 2 μm, and the surface roughness of the opposite side is R
max = 2.3 μm. The size of the through hole was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth.

【0064】(5)次に、上記(4)で得られた板状体
を、ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、
SiC等によるブラスト処理で表面に熱電対のための有
底孔14を設けた。
(5) Next, the plate-like body obtained in the above (4) is polished with a diamond grindstone, and a mask is placed thereon.
A bottomed hole 14 for a thermocouple was provided on the surface by blasting with SiC or the like.

【0065】(6)さらに、ドリル加工により直径5m
m、深さ0.5mmの袋孔を形成し、この袋孔にNi−
Au合金(Au:81.5重量%、Ni:18.4重量
%、不純物:0.1重量%)からなる金ろうを用い、9
70℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子を接続
した。なお、外部端子は、タングステンからなる3個の
金属層により支持、接続される構造となっている。 (7)次に、温度制御のための複数の熱電対を有底孔に
埋め込み、セラミックヒータの製造を完了した。
(6) Further, the diameter is 5 m by drilling.
m, and a blind hole having a depth of 0.5 mm was formed.
Using gold brazing made of an Au alloy (Au: 81.5% by weight, Ni: 18.4% by weight, impurities: 0.1% by weight), 9
After heating and reflow at 70 ° C., an external terminal made of Kovar was connected. The external terminals are supported and connected by three metal layers made of tungsten. (7) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes, and the manufacture of the ceramic heater was completed.

【0066】(実施例2) (1)窒化アルミニウム粉末(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12重量部およびアルコール
からなる組成物のスプレードライを行い、顆粒状の粉末
を作製した。
Example 2 (1) Aluminum Nitride Powder (Average Particle Size: 1.1 μm)
100 parts by weight, yttria (average particle size: 0.4 μm) 4
The composition consisting of parts by weight, 12 parts by weight of an acrylic binder and alcohol was spray-dried to prepare a granular powder.

【0067】(2)次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体(グリーン)を得た。
(2) Next, the granular powder was placed in a mold and formed into a flat plate to obtain a formed product (green).

【0068】(3)加工処理の終った生成形体を180
0℃、圧力:200kg/cm2 でホットプレスし、厚
さが3mmの窒化アルミニウム板状体を得た。次に、こ
の板状体から直径300mmの円板体を切り出し、資平
均粒子径5μmのアルミナ粒子を両面に吹きつけるサン
ドブラスト処理を行い、ウエハ載置・保持面の面粗度を
JIS B 0601 Rmax=7μm、反対側面の
面粗度をRmax=7.5μmとした。さらに、板状体
にドリル加工を施し、半導体ウエハの支持ピンを挿入す
る貫通孔15となる部分、熱電対を埋め込むための有底
孔14となる部分(直径:1.1mm、深さ:2mm)
を形成した。
(3) The processed form is processed by 180
Hot pressing was performed at 0 ° C. under a pressure of 200 kg / cm 2 to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride plate. Next, a disk having a diameter of 300 mm is cut out from the plate and subjected to sandblasting in which alumina particles having an average particle diameter of 5 μm are sprayed on both surfaces, and the surface roughness of the wafer mounting / holding surface is determined according to JIS B0601 Rmax. = 7 µm, and the surface roughness of the opposite side surface was Rmax = 7.5 µm. Further, a drilling is performed on the plate-like body, and a portion serving as a through hole 15 for inserting a support pin of a semiconductor wafer and a portion serving as a bottomed hole 14 for embedding a thermocouple (diameter: 1.1 mm, depth: 2 mm) )
Was formed.

【0069】(4)上記(3)の加工を施した板状体
に、スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷した。印刷
パターンは、図1に示したような同心円状のパターンと
した。導体ペーストとしては、プリント配線板のスルー
ホール形成に使用されている徳力化学研究所製のソルベ
ストPS603Dを使用した。この導体ペーストは、銀
−鉛ペーストであり、銀100重量部に対して、酸化鉛
(5重量%)、酸化亜鉛(55重量%)、シリカ(10
重量%)、酸化ホウ素(25重量%)およびアルミナ
(5重量%)からなる金属酸化物を7.5重量部含むも
のであった。また、銀粒子は、平均粒径が4.5μm
で、リン片状のものであった。
(4) A conductor paste was printed by screen printing on the plate-like body subjected to the processing of (3) above. The printing pattern was a concentric pattern as shown in FIG. As the conductor paste, Solvest PS603D manufactured by Tokuri Chemical Laboratory, which is used for forming through holes in a printed wiring board, was used. This conductor paste is a silver-lead paste, and lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight) and silica (10% by weight) are based on 100 parts by weight of silver.
% By weight), 7.5 parts by weight of a metal oxide composed of boron oxide (25% by weight) and alumina (5% by weight). The silver particles have an average particle size of 4.5 μm.
And it was scaly.

【0070】(5)次に、導体ペーストを印刷したヒー
タ板11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ヒータ板11に焼き付
け、発熱体12を形成した。銀−鉛の発熱体は、厚さが
5μm、幅2.4mm、面積抵抗率が7.7mΩ/□で
あった。
(5) Next, the heater plate 11 on which the conductor paste is printed is heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductor paste and to bake the heater plate 11 to form the heating element 12. did. The silver-lead heating element had a thickness of 5 μm, a width of 2.4 mm, and a sheet resistivity of 7.7 mΩ / □.

【0071】(6)硫酸ニッケル80g/l、次亜リン
酸ナトリウム24g/l、酢酸ナトリウム12g/l、
ほう酸8g/l、塩化アンモニウム6g/lの濃度の水
溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記(5)で作
製したヒータ板11を浸漬し、銀−鉛の発熱体12の表
面に厚さ1μmの金属被覆層(ニッケル層)12aを析
出させた。
(6) Nickel sulfate 80 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g / l,
The heater plate 11 prepared in the above (5) is immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution having a concentration of boric acid of 8 g / l and ammonium chloride of 6 g / l. A metal coating layer (nickel layer) 12a was deposited.

【0072】(7)電源との接続を確保するための外部
端子13を取り付ける部分に、スクリーン印刷により、
銀−鉛半田ペースト(田中貴金属製)を印刷して半田層
を形成した。ついで、半田層の上にコバール製の外部端
子13を載置して、420℃で加熱リフローし、外部端
子13を発熱体の表面に取り付けた。
(7) Screen printing is applied to the portion where the external terminal 13 for securing the connection with the power supply is attached.
A solder layer was formed by printing silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku). Next, the external terminal 13 made of Kovar was placed on the solder layer, and heated and reflowed at 420 ° C. to attach the external terminal 13 to the surface of the heating element.

【0073】(8)温度制御のための熱電対をポリイミ
ドで封止し、セラミックヒータ10を得た。
(8) A thermocouple for temperature control was sealed with polyimide to obtain a ceramic heater 10.

【0074】(実施例3)静電チャック(図3〜5参
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、アクリルバインダ11.5重量
部、分散剤0.5重量部、ショ糖0.2重量部および1
−ブタノールとエタノールとからなるアルコール53重
量部を混合したペーストを用い、ドクターブレード法に
よる成形を行って、厚さ0.47mmのグリーンシート
を得た。
Example 3 Production of Electrostatic Chuck (See FIGS. 3 to 5) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Co., average particle size 1.1 μm), yttria (average particle size:
0.4 μm) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight, dispersant 0.5 parts by weight, sucrose 0.2 parts by weight and 1
Using a paste obtained by mixing 53 parts by weight of alcohol composed of butanol and ethanol, molding was performed by a doctor blade method to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm.

【0075】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、加工が必要なグリーンシートに
対し、パンチングにより直径1.8mm、3.0mm、
5.0mmの半導体ウエハ支持ピンを挿入する貫通孔と
なる部分、外部端子と接続するためのスルーホールとな
る部分を設けた。
(2) Next, the green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, the green sheet that needs to be processed is punched with a diameter of 1.8 mm, 3.0 mm,
A portion serving as a through hole for inserting a 5.0 mm semiconductor wafer support pin and a portion serving as a through hole for connecting to an external terminal were provided.

【0076】(3)平均粒子径1μmのタングステンカ
ーバイト粒子100重量部、アクリル系バインダ3.0
重量部、α−テルピネオール溶媒3.5重量部および分
散剤0.3重量部を混合して導体ペーストAを調製し
た。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重量部および分散剤0.2重量部を混合
して導体ペーストBを調製した。この導電性ペーストA
をグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導体ペー
スト層を形成した。印刷パターンは、同心円パターンと
した。また、他のグリーンシートに図4に示した形状の
静電電極パターンからなる導体ペースト層を形成した。
(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, acrylic binder 3.0
By weight, 3.5 parts by weight of the α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductor paste A. A conductive paste B was prepared by mixing 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. This conductive paste A
Was printed on a green sheet by screen printing to form a conductor paste layer. The printing pattern was a concentric pattern. Further, a conductor paste layer composed of an electrostatic electrode pattern having the shape shown in FIG. 4 was formed on another green sheet.

【0077】さらに、外部端子を接続するためのスルー
ホール用の貫通孔に導体ペーストBを充填した。抵抗発
熱体のパターンが形成されたグリーンシート500に、
さらに、タングステンペーストを印刷しないグリーンシ
ート500′を上側(加熱面)に34枚、下側に13枚
積層し、その上に静電電極パターンからなる導体ペース
ト層を印刷したグリーンシート500を積層し、さらに
その上にタングステンペーストを印刷していないグリー
ンシート500′を2枚積層し、これらを130℃、8
0kg/cm2 の圧力で圧着して積層体を形成した(図
5(a))。
Further, a conductive paste B was filled in a through hole for a through hole for connecting an external terminal. On the green sheet 500 on which the pattern of the resistance heating element is formed,
Further, 34 green sheets 500 ′ on which no tungsten paste is printed are laminated on the upper side (heating surface) and 13 green sheets are laminated on the lower side, and a green sheet 500 on which a conductive paste layer composed of an electrostatic electrode pattern is printed is laminated thereon. Further, two green sheets 500 'on which no tungsten paste is printed are further laminated thereon,
The laminate was formed by pressure bonding at a pressure of 0 kg / cm 2 (FIG. 5A).

【0078】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150
kg/cm2 で3時間ホットプレスし、厚さ3mmの窒
化アルミニウム板状体を得た。これを230mmの円板
状に切り出し、内部に厚さ6μm、幅10mmの抵抗発
熱体50および厚さ10μmのチャック正極静電層2
0、チャック負極静電層30を有する窒化アルミニウム
製の板状体とした(図5(b))。
(4) Next, the obtained laminate was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, and at 1890 ° C. under a pressure of 150
It was hot-pressed at kg / cm 2 for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate having a thickness of 3 mm. This was cut out into a 230 mm disk shape, and a resistance heating element 50 having a thickness of 6 μm and a width of 10 mm and a chuck positive electrode electrostatic layer 2 having a thickness of 10 μm were formed therein.
0, a plate made of aluminum nitride having the chuck negative electrode electrostatic layer 30 (FIG. 5B).

【0079】(5)次に、(4)で得られた板状体を、
ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、Si
C等によるブラスト処理で表面に熱電対のための有底孔
(直径:1.2mm、深さ:2.0mm)を設けた。こ
のときのセラミック表面の粗度は、Rmax=3μmで
あった。また、ウエハ載置・保持面を研磨して、Rma
x=1.5μmとした。
(5) Next, the plate obtained in (4) is
After polishing with a diamond grindstone, a mask is placed and Si
A bottomed hole (diameter: 1.2 mm, depth: 2.0 mm) for a thermocouple was provided on the surface by blasting treatment with C or the like. At this time, the roughness of the ceramic surface was Rmax = 3 μm. In addition, the wafer mounting / holding surface is polished so that Rma
x = 1.5 μm.

【0080】(6)さらに、スルーホールが形成されて
いる部分をえぐり取って袋孔130、140とし(図5
(c))、この袋孔130、140にNi−Auからな
る金ろうを用い、700℃で加熱リフローしてコバール
製の外部端子60、180を接続させた(図5
(d))。なお、外部端子の接続は、タングステンの支
持体が3点で支持する構造が望ましい。接続信頼性を確
保することができるからである。
(6) Further, the portions where the through holes are formed are cut out to form blind holes 130 and 140 (FIG. 5).
(C)) Using a brazing filler metal made of Ni-Au in the blind holes 130 and 140, the external terminals 60 and 180 made of Kovar were connected by heating and reflow at 700 ° C. (FIG. 5).
(D)). The connection of the external terminals is desirably a structure in which a tungsten support is supported at three points. This is because connection reliability can be ensured.

【0081】(7)次に、温度制御のための複数の熱電
対を有底孔に埋め込み、抵抗発熱体を有する静電チャッ
クの製造を完了した。完成した静電チャック(図3)
は、セラミック基板100中に、ヒータ(抵抗発熱体)
パターン50と正負極チャック静電層(静電電極)2
0、30が埋設されてなる。正負極チャック静電層(静
電電極)20、30は、図4にあるように、櫛歯電極2
0bと櫛歯電極30bが対向し、櫛歯電極同士を電気的
に接続する接続電極20a、30aが存在する。正負極
チャック静電層(静電電極)20、30上には、厚さ約
300μmのセラミック誘電体膜40が形成されてな
る。セラミック誘電体膜40は、50〜2000μmの
範囲で設定できる。
(7) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes, and the manufacture of the electrostatic chuck having the resistance heating element was completed. Finished electrostatic chuck (Fig. 3)
Is a heater (resistance heating element) in the ceramic substrate 100.
Pattern 50 and positive / negative chuck electrostatic layer (electrostatic electrode) 2
0 and 30 are buried. The positive and negative chuck electrostatic layers (electrostatic electrodes) 20 and 30 are, as shown in FIG.
0b and the comb electrode 30b face each other, and there are connection electrodes 20a and 30a for electrically connecting the comb electrodes. On the positive and negative chuck electrostatic layers (electrostatic electrodes) 20 and 30, a ceramic dielectric film 40 having a thickness of about 300 μm is formed. The ceramic dielectric film 40 can be set in the range of 50 to 2000 μm.

【0082】実施例4 実施例3と同様であるが、(5)でセラミック基板10
0の両面をサンドブラストで処理し、両面とも表面の粗
度をRmax=3μmとした。
Embodiment 4 The same as Embodiment 3 except that the ceramic substrate 10
0 was treated by sandblasting, and the surface roughness of both surfaces was set to Rmax = 3 μm.

【0083】(比較例1)本比較例では、実施例1の
(1)〜(4)と同様にして窒化アルミニウム板状体を
得た後、ウエハの載置面に平均粒子径0.5μmのSi
C粒子を吹きけるサンドブラスト処理を行い、一方、反
対側面に5μmのSiC粒子を吹きつけるサンドブラフ
ト処理を行い、その後、実施例1の(5)〜(7)と同
様にしてセラミックヒータを得た。得られたセラミック
ヒータのウエハ載置・保持面の面粗度は、JIS B
0601 Rmax=1μmであり、反対側面の面粗度
は、Rmax=4.8μmであった。
Comparative Example 1 In this comparative example, an aluminum nitride plate was obtained in the same manner as in (1) to (4) of Example 1, and the average particle diameter was 0.5 μm on the mounting surface of the wafer. Si
A sand blasting process for blowing C particles was performed, while a sand blasting process for blowing 5 μm SiC particles on the opposite side was performed. Thereafter, a ceramic heater was obtained in the same manner as in (5) to (7) of Example 1. The surface roughness of the wafer mounting / holding surface of the obtained ceramic heater is JIS B
0601 Rmax = 1 μm, and the surface roughness of the opposite side surface was Rmax = 4.8 μm.

【0084】(比較例2)本比較例では、実施例1の
(1)〜(4)と同様にして窒化アルミニウム板状体を
得た後、両面に平均粒子径0.1μmのSiC粒子を吹
きつけるサンドブラスト処理を行い、その後、実施例1
の(5)〜(7)と同様にしてセラミックヒータを得
た。得られたセラミックヒータのウエハ載置・保持面の
面粗度は、JIS B 0601 Rmax=0.08
μmであり、反対側面の面粗度は、Rmax=0.07
μmであった。
(Comparative Example 2) In this comparative example, an aluminum nitride plate was obtained in the same manner as in (1) to (4) of Example 1, and SiC particles having an average particle diameter of 0.1 μm were coated on both surfaces. A sand blasting process is performed, and then, Example 1 is performed.
A ceramic heater was obtained in the same manner as (5) to (7). The surface roughness of the wafer mounting / holding surface of the obtained ceramic heater was JIS B 0601 Rmax = 0.08.
μm, and the surface roughness of the opposite side surface is Rmax = 0.07.
μm.

【0085】(比較例3)本比較例では、実施例1の
(1)〜(4)と同様にして窒化アルミニウム板状体を
得た後、両面に平均粒子径250μmのSiC粒子を吹
きつけるサンドブラスト処理を行い、その後、実施例1
の(5)〜(7)と同様にしてセラミックヒータを得
た。得られたセラミックヒータのウエハ載置・保持面の
面粗度は、JIS B 0601 Rmax=260μ
mであり、反対側面の面粗度は、Rmax=210μm
であった。 (参考例)比較例1と同様であるが、直径を150mm
(6インチ)とした。
Comparative Example 3 In this comparative example, after obtaining an aluminum nitride plate in the same manner as in (1) to (4) of Example 1, SiC particles having an average particle diameter of 250 μm are sprayed on both surfaces. A sand blasting process was performed, and then Example 1
A ceramic heater was obtained in the same manner as (5) to (7). The surface roughness of the wafer mounting / holding surface of the obtained ceramic heater is JIS B 0601 Rmax = 260 μm
m, and the surface roughness of the opposite side is Rmax = 210 μm
Met. (Reference Example) The same as Comparative Example 1 except that the diameter was 150 mm.
(6 inches).

【0086】評価方法 実施例1〜2および比較例1〜3で得られたセラミック
ヒータを600℃まで昇温し、常温に戻した後、その反
り量を調べた。反り量は、京セラ社製 形状測定器
「ナノウエイ」を使用して測定した。その結果を下記の
表1に示した。
[0086]Evaluation method  Ceramics obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3
After heating the heater to 600 ° C and returning it to normal temperature,
The amount was checked. The amount of warpage is measured by a Kyocera shape measuring instrument.
It was measured using a “nanoway”. The result is
The results are shown in Table 1.

【0087】[0087]

【表1】 [Table 1]

【0088】表1に示したように、実施例1〜2に係る
セラミックヒータは、Rmax=0.1〜250μmの
範囲にあり、かつ、両面の面粗度の差が13%(実施例
1)、7%(実施例2)と小さいので、その反り量も3
μm(実施例1、2)と小さかったのに対し、比較例1
に係るセラミックヒータは、両面の面粗度の差が79%
と大きいので、反り量が10μmと大きく、比較例2に
係るセラミックヒータは、両面の面粗度の値が小さすぎ
るので、応力により反りが発生し、やはり反り量が10
μmと大きく、比較例3に係るセラミックヒータは、両
面の面粗度の値が大きすぎるので、やはり反り量が10
μmと大きかった。また、参考例にみられるように、直
径200mm未満では、反りは殆ど発生しない。
As shown in Table 1, in the ceramic heaters according to Examples 1 and 2, Rmax was in the range of 0.1 to 250 μm, and the difference in surface roughness between both surfaces was 13% (Example 1). ) And 7% (Example 2), the warpage amount is also 3%.
μm (Examples 1 and 2) and Comparative Example 1
Ceramic heater according to the above, the difference in surface roughness of both surfaces is 79%
Therefore, the warpage amount is as large as 10 μm, and the ceramic heater according to Comparative Example 2 has a warpage due to stress because the surface roughness value of both surfaces is too small.
μm, and the ceramic heater according to Comparative Example 3 also has a warpage amount of 10 because the surface roughness value of both surfaces is too large.
It was as large as μm. Further, as seen from the reference example, if the diameter is less than 200 mm, the warp hardly occurs.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明のように、本願発明の半導体製
造・検査装置用セラミック板によれば、セラミック基板
の両主面の面粗度が上記所定の範囲に調整され、かつ、
ウエハ載置・保持面と反対側面との面粗度の差が50%
以下に調整されているので、セラミック基板に反りが発
生し、この反りに起因してシリコンウエハに破損等が発
生するのを防止することができる。
As described above, according to the ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, the surface roughness of both main surfaces of the ceramic substrate is adjusted to the above-mentioned predetermined range, and
50% difference in surface roughness between the wafer mounting / holding surface and the opposite side
Since the following adjustment is made, it is possible to prevent the ceramic substrate from being warped and the silicon wafer from being damaged due to the warpage.

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

【図1】本発明の半導体製造・検査装置用セラミック板
の一例であるセラミックヒータを模式的に示す平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a ceramic heater which is an example of a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.

【図2】図1に示したセラミックヒータの一部を模式的
に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of the ceramic heater shown in FIG.

【図3】本発明の半導体製造・検査装置用セラミック板
の一例である静電チャックを模式的に示す縦断面図であ
る。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing an electrostatic chuck which is an example of a ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.

【図4】図3に示した静電チャックのA−A線断面図で
ある。
4 is a cross-sectional view of the electrostatic chuck shown in FIG. 3, taken along the line AA.

【図5】(a)〜(d)は、静電チャックの製造工程を
模式的に断面図である。
FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the electrostatic chuck.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セラミックヒータ 11 ヒータ板 11a ウエハ載置・保持面 11b 底面 12 発熱体 12a 金属被覆層 13 外部端子 14 有底孔 15 貫通孔 16 支持ピン 19 シリコンウエハ 20 チャック正極静電層 30 チャック負極静電層 20a、30a 接続電極 20b、30b 櫛歯電極 40 セラミック誘電体膜 50 抵抗発熱体 100 セラミック基板 101 静電チャック Reference Signs List 10 ceramic heater 11 heater plate 11a wafer mounting / holding surface 11b bottom surface 12 heating element 12a metal coating layer 13 external terminal 14 bottomed hole 15 through hole 16 support pin 19 silicon wafer 20 chuck positive electrode electrostatic layer 30 chuck negative electrode electrostatic layer 20a, 30a Connection electrode 20b, 30b Comb-tooth electrode 40 Ceramic dielectric film 50 Resistance heating element 100 Ceramic substrate 101 Electrostatic chuck

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基板の表面に半導体ウエハを
載置するか、または、半導体ウエハを前記セラミック基
板の表面から一定の距離に保持する半導体製造・検査装
置用セラミック板において、前記セラミック基板のJI
S R 0601に基づく面粗度は、Rmax=0.1
〜250μmであり、かつ、前記セラミック基板のウエ
ハ載置・保持面の面粗度とその反対側面の面粗度が同じ
であるか、もしくは、ウエハ載置・保持面の面粗度とそ
の反対側面の面粗度との差が、50%以下であることを
特徴とする半導体製造・検査装置用セラミック板。
1. A ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus wherein a semiconductor wafer is mounted on a surface of a ceramic substrate or a semiconductor wafer is held at a predetermined distance from the surface of the ceramic substrate.
The surface roughness based on SR0601 is Rmax = 0.1
250250 μm, and the surface roughness of the wafer mounting / holding surface of the ceramic substrate and the surface roughness of the opposite side surface are the same, or the surface roughness of the wafer mounting / holding surface and the opposite. A ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection device, wherein a difference from a side surface roughness is 50% or less.
【請求項2】 前記セラミック基板は、円板状であり、
その直径は200mm以上、その厚さは50mm以下で
ある請求項1に記載の半導体製造・検査装置用セラミッ
ク板。
2. The ceramic substrate has a disk shape,
2. The ceramic plate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to claim 1, wherein the diameter is 200 mm or more and the thickness is 50 mm or less.
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