JP2001196425A - Wafer prober and ceramic board used for the same - Google Patents

Wafer prober and ceramic board used for the same

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JP2001196425A
JP2001196425A JP2000313461A JP2000313461A JP2001196425A JP 2001196425 A JP2001196425 A JP 2001196425A JP 2000313461 A JP2000313461 A JP 2000313461A JP 2000313461 A JP2000313461 A JP 2000313461A JP 2001196425 A JP2001196425 A JP 2001196425A
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JP
Japan
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wafer prober
electrode
ceramic
guard electrode
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000313461A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Ito
淳 伊藤
Yasuji Hiramatsu
靖二 平松
Yasutaka Ito
康隆 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer prober in which a ceramic board is hardly separated from a guard electrode and/or a ground electrode due to the difference in thermal expansion between a surrounding ceramic and the guard electrode and/or the ground electrode. SOLUTION: A chuck top conductor layer is formed on the surface of a ceramic board, a guard electrode and/or a ground electrode is provided on the ceramic board for the formation of a wafer prober, and at least the guard electrode and/or the ground electrode is, at least, partially formed of conductive sintered material.

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】このようなウエハプローバとして、例え
ば、特許第2587289号公報、特公平3−4094
7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14参
照)。このようなウエハプローバでは、例えば、図13
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。なお、図13にお
いて、V3 は、プローブカード601に印加する電源3
3、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 wafer prober, for example,
For example, Japanese Patent No. 2587289, Japanese Patent Publication No. 3-4094
No. 7, JP-A-11-31724, etc.
Chuck top made of metal such as minium alloy or stainless steel
A wafer prober having a probe is disclosed (see FIG. 14).
See). In such a wafer prober, for example, FIG.
As shown in FIG.
C, and place tester pins on the silicon wafer W.
Press the probe card 601 while heating and cooling
And a continuity test is performed. Note that FIG.
And VThree Is the power supply 3 applied to the probe card 601
3, V Two Is the power supply 32 applied to the resistance heating element 41,1 
Is applied to the chuck top conductor layer 2 and the guard electrode 5
The power supply 31 is connected to the ground electrode 6.
Connected and grounded.

【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】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。
Further, despite the use of a metal having a high thermal conductivity, the temperature rise and fall characteristics are poor, and the temperature of the chuck top plate does not quickly follow changes in voltage or current amount. It is difficult to control, and if a silicon wafer is placed at a high temperature, the temperature cannot be controlled.

【0007】[0007]

【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
を用い、この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、このセラミック基板にガード電極およ
び/またはグランド電極が形成されたウエハプローバを
想起するに至ったが、このガード電極等をタングステン
等の高融点金属の金属板で構成した場合、これらの金属
と周囲のセラミックとの熱膨張差に起因して、ガード電
極等とセラミック基板とが剥離するという問題が発生し
た。
Therefore, the present inventors used a rigid ceramic instead of a metal chuck top and formed a chuck top conductor layer on the surface of the ceramic substrate. Although a wafer prober on which a guard electrode and / or a ground electrode is formed has been recalled, when this guard electrode or the like is formed of a metal plate of a high melting point metal such as tungsten, the heat between these metals and the surrounding ceramics is not considered. There has been a problem that the guard electrode and the like are separated from the ceramic substrate due to the difference in expansion.

【0008】本発明者らは、上記課題に鑑みて鋭意研究
した結果、このセラミック基板のガード電極等の少なく
とも一部を導電性焼結体で構成することにより、上記し
た問題を解決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。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the above problems, and as a result, it has been found that at least part of the guard electrode and the like of the ceramic substrate is made of a conductive sintered body to solve the above-mentioned problems. They found what they could do and completed the present invention.

【0009】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ると
ともに、上記セラミック基板にガード電極および/また
はグランド電極が配設されたウエハプローバであって、
上記ガード電極および/または上記グランド電極の少な
くとも一部が導電性焼結体で構成されていることを特徴
とする。また、本発明のセラミック基板は、その表面に
チャックトップ導体層が形成されるとともに、ガード電
極および/またはグランド電極が配設されたセラミック
基板であって、前記ガード電極および/または前記グラ
ンド電極の少なくとも一部が導電性焼結体で構成されて
いることを特徴とする。
That is, a wafer prober according to the present invention is a wafer prober in which a chuck top conductor layer is formed on a surface of a ceramic substrate, and a guard electrode and / or a ground electrode are disposed on the ceramic substrate.
At least a part of the guard electrode and / or the ground electrode is made of a conductive sintered body. Further, the ceramic substrate of the present invention is a ceramic substrate having a chuck top conductor layer formed on a surface thereof and a guard electrode and / or a ground electrode provided thereon, wherein the guard electrode and / or the ground electrode are provided. It is characterized in that at least a part is made of a conductive sintered body.

【0010】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上記セラミック基板において、上
記ガード電極および/または上記グランド電極の表面は
導電性セラミックで構成されているか、上記ガード電極
および/または上記グランド電極の全部が導電性セラミ
ックで構成されているか、または、上記ガード電極およ
び/または上記グランド電極は高融点金属で形成されて
いることが望ましい。
[0010] In the wafer prober and the ceramic substrate used for the wafer prober, the surface of the guard electrode and / or the ground electrode is made of a conductive ceramic, or the guard electrode and / or the ground. Desirably, all of the electrodes are made of conductive ceramic, or the guard electrode and / or the ground electrode is made of a high melting point metal.

【0011】[0011]

【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はチャックトップ導体層が
形成され、上記セラミック基板には、ガード電極および
/またはグランド電極が形成されたウエハプローバであ
って、上記ガード電極および/または上記グランド電極
の少なくとも一部が導電性焼結体で構成されていること
を特徴とする。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 on which a chuck top conductor layer is formed on a surface of a ceramic substrate, and a guard electrode and / or a ground electrode is formed on the ceramic substrate, wherein at least the guard electrode and / or the ground electrode is provided. It is characterized in that a part is made of a conductive sintered body. 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).

【0012】本発明では、上記ガード電極および/また
は上記グランド電極の少なくとも一部が導電性焼結体で
構成されているので、これらの電極と周囲のセラミック
との熱膨張差に起因するガード電極等とセラミック基板
との剥離は発生しにくい。また、上記ガード電極および
/または上記グランド電極の少なくとも一部(表面)を
導電性セラミックで構成することにより、例えば、50
0℃以上の高温まで加熱した場合にも、周囲のセラミッ
クとガード電極等が反応することによる電極の導電率の
変動を発生しにくくすることができる。なお、上記導電
性焼結体としては、例えば、高融点金属、導電性セラミ
ック等が挙げられる。
In the present invention, since at least a part of the guard electrode and / or the ground electrode is made of a conductive sintered body, the guard electrode is caused by a difference in thermal expansion between these electrodes and the surrounding ceramic. Peeling between the ceramic substrate and the like hardly occurs. Further, by forming at least a part (surface) of the guard electrode and / or the ground electrode with conductive ceramic, for example, 50%
Even when heating to a high temperature of 0 ° C. or more, fluctuations in the electrical conductivity of the electrode due to the reaction between the surrounding ceramic and the guard electrode or the like can be suppressed. The conductive sintered body includes, for example, a high melting point metal, a conductive ceramic, and the like.

【0013】また本発明では、剛性の高いセラミック基
板を使用し、このセラミック基板にガード電極および/
またはグランド電極を配設することにより、これらが補
強的効果を有し、プローブカードのテスタピンが押圧さ
れた場合でも、反りを防止することができる。そのた
め、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。
Further, in the present invention, a ceramic substrate having high rigidity is used, and a guard electrode and / or
Alternatively, by arranging the ground electrodes, these have a reinforcing effect, and even when the tester pins of the probe card are pressed, warpage can be prevented. Therefore, the thickness of the chuck top can be made smaller than that of metal.

【0014】図1(a)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、(b)は、
その部分拡大断面図である。また、図2は、図1に示し
たウエハプローバの平面図であり、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. 1A is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a wafer prober of the present invention, and FIG.
It is the elements on larger scale sectional view. 2 is a plan view of the wafer prober shown in FIG. 1, FIG. 3 is a bottom view thereof, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the wafer prober shown in FIG.

【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。
In this wafer prober, 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.

【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、固定されている。さらに、セラミック基板3の内部
には、ストレイキャパシタをキャンセルするためのガー
ド電極5(5a、5b)が設けられるとともに、温度制
御手段からのノイズをキャンセルするためのグランド電
極6(6a、6b)が設けられている。
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, inside the ceramic substrate 3, a guard electrode 5 (5a, 5b) for canceling the stray capacitor is provided, and a ground electrode 6 (6a, 6b) for canceling noise from the temperature control means. Is provided.

【0017】また、このガード電極5は、タングステン
カーバイト等の導電性セラミックからなる表面電極層5
bとタングステン等の高融点金属からなる内部電極層5
aとから構成され、また、グランド電極6も、導電性セ
ラミックからなる表面電極層6bと高融点金属からなる
内部電極層6aとから構成されている。なお、ガード電
極5とグランド電極6とは、表面の一部が導電性セラミ
ックから構成されていてもよく、その全部が導電性セラ
ミックから構成されていてもよい。また、ガード電極5
とグランド電極6とは、高融点金属で形成されていても
よい。図2以降においては、ガード電極5とグランド電
極6とを、1層で表す。
The guard electrode 5 is a surface electrode layer 5 made of a conductive ceramic such as tungsten carbide.
b and internal electrode layer 5 made of a refractory metal such as tungsten
The ground electrode 6 also includes a surface electrode layer 6b made of conductive ceramic and an internal electrode layer 6a made of a high melting point metal. Note that a part of the surface of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 may be made of conductive ceramic, or the whole may be made of conductive ceramic. The guard electrode 5
And the ground electrode 6 may be formed of a high melting point metal. In FIG. 2 and subsequent figures, the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are represented by one layer.

【0018】図1〜4に示したウエハプローバ装置で
は、ガード電極5およびグランド電極6を、セラミック
基板3の内部に形成しているが、これらガード電極およ
びグランド電極は、セラミック基板の外に設けられてい
てもよい。
In the wafer prober shown in FIGS. 1 to 4, the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are formed inside the ceramic substrate 3, but the guard electrode and the ground electrode are provided outside the ceramic substrate. It may be.

【0019】図8は、その両主面に、それぞれチャック
トップ導体層およびガード電極が配設され、前記ガード
電極上に絶縁体を介してグランド電極が配設されたウエ
ハプローバ装置に使用されるセラミック基板を模式的に
示す断面図である。
FIG. 8 shows a wafer prober apparatus in which a chuck top conductor layer and a guard electrode are provided on both main surfaces thereof, and a ground electrode is provided on the guard electrode via an insulator. It is sectional drawing which shows a ceramic substrate typically.

【0020】このウエハプローバ装置に使用されるセラ
ミック基板73では、吸着面にチャックトップ導体層7
2が形成されるとともに、底面にガード電極75が形成
され、このガード電極75の上にアルミナ等のセラミッ
ク板77が配設され、セラミック板77の上にグランド
電極76が設けられている。
In the ceramic substrate 73 used in this wafer prober device, the chuck top conductor layer 7
2, a guard electrode 75 is formed on the bottom surface, a ceramic plate 77 of alumina or the like is provided on the guard electrode 75, and a ground electrode 76 is provided on the ceramic plate 77.

【0021】なお、セラミック基板77は、セラミック
基板73上に形成された絶縁層74を介して結合されて
おり、セラミック基板73とセラミック板77との間
は、ガード電極75と絶縁層74とで完全に充填されて
おり、吸引孔78は、これらセラミック基板73、絶縁
層74およびセラミック板77を貫通するように形成さ
れている。
The ceramic substrate 77 is connected via an insulating layer 74 formed on the ceramic substrate 73, and a gap between the ceramic substrate 73 and the ceramic plate 77 is formed by a guard electrode 75 and the insulating layer 74. The suction hole 78 is completely filled, and is formed so as to penetrate the ceramic substrate 73, the insulating layer 74, and the ceramic plate 77.

【0022】この絶縁層74は、例えば、シリカゾル等
の無機接着剤をセラミック基板の底面に塗布した後、セ
ラミック板77をその上に重ねて加熱処理することによ
り形成されており、充分な耐熱性と接着力を有する。
The insulating layer 74 is formed, for example, by applying an inorganic adhesive such as silica sol to the bottom surface of a ceramic substrate, and then superposing a ceramic plate 77 thereon and performing heat treatment. And has adhesive strength.

【0023】また、このウエハプローバ装置に使用され
るセラミック基板73では、その内部に発熱体71が設
けられている。
The ceramic substrate 73 used in this wafer prober device has a heating element 71 provided therein.

【0024】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.

【0025】上述したように、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。
As described above, the 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 (ie, the chuck top conductor layer 2 in FIG. 1). I have. The ground electrode 6 is provided to cancel noise from the temperature control unit.

【0026】ガード電極5、グランド電極6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、または、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
ミックから選ばれる少なくとも1種を使用することがで
きるが、本発明では、ガード電極5および/またはグラ
ンド電極6の少なくとも一部は、上記高融点金属および
/または上記導電性セラミックの焼結体で構成されてい
る。
As the guard electrode 5 and the ground electrode 6,
For example, copper, titanium, chromium, nickel, precious metals (gold,
At least one selected from refractory metals such as silver and platinum), tungsten and molybdenum, or at least one selected from conductive ceramics such as tungsten carbide and molybdenum carbide can be used. At least a part of the guard electrode 5 and / or the ground electrode 6 is made of a sintered body of the refractory metal and / or the conductive ceramic.

【0027】従って、このガード電極5、グランド電極
6は、表面またはその一部が導電性焼結体で構成されて
いてもよく、全部が導電性焼結体で構成されていてもよ
い。また、表面を導電性セラミックで構成することによ
り、500℃以上の高温まで加熱した場合にも、周囲の
セラミックとガード電極等が反応することによる電極の
導電率の変動が発生しにくい。
Therefore, the guard electrode 5 and the ground electrode 6 may have a surface or a part thereof made of a conductive sintered body, or may be made entirely of a conductive sintered body. In addition, since the surface is made of a conductive ceramic, even when the surface is heated to a high temperature of 500 ° C. or more, a change in the conductivity of the electrode due to the reaction between the surrounding ceramic and the guard electrode or the like hardly occurs.

【0028】ガード電極5およびグランド電極6の全体
の厚さは、1〜20μmが望ましい。これらの電極の厚
さが1μm未満では抵抗が高くなり、一方、20μmを
超えると耐熱衝撃性が低下するからである。これらの表
面に導電性セラミックからなる表面電極層5b、6bを
形成する場合には、その厚さは、内部電極層6aの厚さ
の5〜50%が望ましい。5%未満では、熱膨張率の差
を完全に吸収することができないため、クラック等が入
りやすく、一方、50%を超えると、電極の抵抗が変化
するため、使用しずらい。
The total thickness of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 is preferably 1 to 20 μm. If the thickness of these electrodes is less than 1 μm, the resistance increases, while if it exceeds 20 μm, the thermal shock resistance decreases. When surface electrode layers 5b and 6b made of conductive ceramic are formed on these surfaces, the thickness thereof is desirably 5 to 50% of the thickness of internal electrode layer 6a. If it is less than 5%, the difference in the coefficient of thermal expansion cannot be completely absorbed, so that cracks and the like are likely to occur. On the other hand, if it exceeds 50%, the resistance of the electrode changes, making it difficult to use.

【0029】ガード電極5およびグランド電極6は、図
4に示したように格子状に設けられていることが望まし
い。導体層上下のセラミック同士の密着性を改善でき、
熱衝撃が加えられた場合でもクラックが発生したり、ガ
ード電極5、グランド電極6とセラミックの界面で剥離
が生じないからである。
The guard electrode 5 and the ground electrode 6 are desirably provided in a lattice as shown in FIG. The adhesion between ceramics above and below the conductor layer can be improved,
This is because, even when a thermal shock is applied, no crack occurs and no separation occurs at the interface between the guard electrode 5, the ground electrode 6, and the ceramic.

【0030】さらに、チャックトップ導体層2とガード
電極5との間にコンデンサが構成されるが、ガード電極
5を格子状とすると無用な静電容量を小さくすることが
できる。格子の導体非形成部分は、図4に示したような
方形であってもよく、円、楕円であってもよい。また、
導体非形成部分が方形の場合には、その角にアールが設
けられていてもよい。
Further, a capacitor is formed between the chuck top conductor layer 2 and the guard electrode 5. When the guard electrode 5 is formed in a lattice shape, unnecessary capacitance can be reduced. The portion of the grid where the conductor is not formed may be a square as shown in FIG. 4, a circle or an ellipse. Also,
When the conductor-free portion is rectangular, a radius may be provided at the corner.

【0031】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.

【0032】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.

【0033】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.

【0034】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.

【0035】上記セラミック中には、カーボンを50〜
5000ppm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。
In the above ceramic, 50 to 50 carbon atoms are contained.
It is desirable to contain 5000 ppm. This is because the electrode pattern in the ceramic is concealed and high radiant heat is obtained. The carbon may be one or both of crystalline or non-detectable amorphous by X-ray diffraction.

【0036】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.

【0037】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.

【0038】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.

【0039】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。
The chap 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.

【0040】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。
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.

【0041】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.

【0042】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 thereon by electroless plating. This is because the resistance of the chuck top electrode can be reduced by forming the copper layer.

【0043】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.

【0044】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.

【0045】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.

【0046】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.

【0047】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.

【0048】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.

【0049】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.

【0050】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.

【0051】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,
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.

【0052】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.

【0053】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 oxide 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.

【0054】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12(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. 12E). 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.

【0055】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.

【0056】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 preferable 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.

【0057】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 element is used as the temperature control means, heat generation,
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.

【0058】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。
It is desirable that a groove 7 and an air suction hole 8 are formed on the surface of the wafer prober according to the present invention on which the chuck top conductor layer is formed, as shown in FIG. A plurality of suction holes 8 are provided to achieve uniform suction. Silicon wafer W
This is because the silicon wafer W can be sucked by sucking air from the suction hole 8 while placing the wafer.

【0059】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.

【0060】また、本発明のウエハプローバとしては、
図8に示すように、セラミック基板73の両主面に、そ
れぞれチャックトップ導体層72およびガード電極75
が配設され、ガード電極75上に絶縁体であるセラミッ
ク板77を介してグランド電極76が配設された構成の
ウエハプローバ501も挙げられる。
Further, as the wafer prober of the present invention,
As shown in FIG. 8, the chuck top conductor layer 72 and the guard electrode 75 are provided on both main surfaces of the ceramic substrate 73, respectively.
Is provided, and a wafer prober 501 having a configuration in which a ground electrode 76 is provided on a guard electrode 75 via a ceramic plate 77 which is an insulator.

【0061】本発明では、図1〜8に示したようにセラ
ミック基板3の内部に発熱体42、43、71が形成さ
れ(図5、6、8)、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)16、17、18、87が必要となる。
In the present invention, as shown in FIGS. 1 to 8, heating elements 42, 43, and 71 are formed inside the ceramic substrate 3 (FIGS. 5, 6, and 8), and the guard electrode 5 is provided inside the ceramic substrate 3. Since the ground electrodes 6 (FIGS. 1 to 7) are formed, connection portions (through holes) 16, 17, 18, and 87 for connecting these and external terminals are required.

【0062】スルーホール16、17、18、87は、
ガード電極5、グランド電極6の端部付近から延設さ
れ、袋孔180によりセラミック基板の底部に露出し、
外部端子ピン19、190により接続されていてもよ
く、側面の付近に袋孔(図示せず)により露出し、外部
端子により接続されていてもよい。スルーホール16、
17、18、87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から
なるものであることが望ましい。また、スルーホール1
6、17、18、87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12(g)参照)。
The through holes 16, 17, 18, 87 are
The guard electrode 5 and the ground electrode 6 are extended from the vicinity of the ends, and are exposed at the bottom of the ceramic substrate through the blind holes 180.
The connection may be made by external terminal pins 19 and 190, or may be exposed by a blind hole (not shown) near the side surface and may be connected by an external terminal. Through hole 16,
17, 18, and 87 are desirably made of a high melting point metal such as tungsten paste or molybdenum paste, or a conductive ceramic such as tungsten carbide or molybdenum carbide. In addition, through hole 1
The diameters of 6, 17, 18, and 87 are 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. 12 (g)).

【0063】袋孔180の作製に関しては、グリーンシ
ートを作製した後、このグリーンシートにパンチング等
により袋孔180となる貫通孔を設けてもよく、セラミ
ック基板を作製した後、サンドブラスト、ドリル等によ
り袋孔180を形成してもよい。
Regarding the production of the bag hole 180, after the green sheet is produced, a through hole which becomes the bag hole 180 may be formed in the green sheet by punching or the like. After the ceramic substrate is produced, sand blasting, drilling or the like is used. A blind hole 180 may be formed.

【0064】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.

【0065】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.

【0066】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.

【0067】K型は、Ni/Cr合金とNi合金の組合
せ、R型はPt−13%Rh合金とPtの組合せ、B型
は、Pt−30%Rh合金とPt−65%Rh合金の組
合せ、S型は、Pt−10%Rh合金とPtの組合せ、
E型は、Ni/Cr合金とCu/Ni合金の組合せ、J
型はFeとCu/Ni合金の組合せ、T型は、CuとC
u/ni合金の組合せである。
The K type is a combination of a Ni / Cr alloy and a Ni alloy, the R type is a combination of a Pt-13% Rh alloy and Pt, and the B type is a combination of a Pt-30% Rh alloy and a Pt-65% Rh alloy. , S type is a combination of Pt-10% Rh alloy and Pt,
Type E is a combination of Ni / Cr alloy and Cu / Ni alloy, J
The mold is a combination of Fe and Cu / Ni alloy, and the T mold is Cu and C
It is a combination of u / ni alloys.

【0068】図9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、冷媒の吹き出し
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. 9 is a cross-sectional view schematically showing the support base 11 on which the wafer prober of the present invention having the above-described configuration is installed. The support base 11 has a coolant outlet 12 formed therein, and the coolant is blown from the 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.

【0069】図10(a)は、支持台の他の一例を模式
的に示した縦断面図であり、(b)は、(a)図におけ
るB−B線断面図である。図10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。
FIG. 10 (a) is a longitudinal sectional view schematically showing another example of the support table, and FIG. 10 (b) is a sectional view taken along line BB in FIG. 10 (a). As shown in FIG. 10, a large number of support columns 15 are provided on this support so that the wafer prober does not warp due to the pressing of the tester pins of the probe card.
Is provided. For the support, an aluminum alloy, stainless steel, or the like can be used.

【0070】次に、本発明のウエハプローバの製造方法
の一例を図11〜12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。
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 green sheet 30 is obtained by mixing a ceramic powder such as an oxide ceramic, a nitride ceramic, and a carbide ceramic with a binder and a solvent. As the ceramic powder described above, for example, aluminum nitride,
Silicon carbide or the like can be used, and if necessary,
A sintering aid such as yttria may be added.

【0071】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.

【0072】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 needed. 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.

【0073】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.

【0074】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 difficult to be oxidized and the thermal conductivity is not easily reduced. Further, as the metal particles, for example, tungsten, molybdenum, platinum, nickel and the like can be used.

【0075】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。
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.

【0076】表面を導電性セラミック、内部を高融点金
属とする場合には、例えば、グリーンシート中にカーボ
ン等を混合しておき、焼結過程においてタングステンと
カーボン等とを反応させ、タングステンの炭化物等を生
成させることにより、表面層を導電性セラミックとする
方法や、導電性ペーストを印刷する際、グリーンシート
上に導電性セラミック粉末を含むペーストを印刷した
後、金属粉末を含むペーストを印刷し、さらにその上に
導電性セラミック粉末を含むペーストを印刷して、金属
粉末を含むペースト層を完全に包む構造とすること等が
挙げられる。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160、17
0を得る。
When the surface is made of a conductive ceramic and the inside is made of a high melting point metal, for example, carbon or the like is mixed in a green sheet, and tungsten and carbon are reacted in a sintering process to form tungsten carbide. By producing a method such as a method of making the surface layer a conductive ceramic, or when printing a conductive paste, after printing a paste containing a conductive ceramic powder on a green sheet, printing a paste containing a metal powder. And printing a paste containing a conductive ceramic powder thereon to completely wrap the paste layer containing the metal powder. Further, holes formed by punching or the like are filled with a conductive paste to form through-hole prints 160 and 17.
Get 0.

【0077】次に、図11(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. 11A, 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.

【0078】(2)次に、図11(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。
(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.

【0079】(3)次に、図11(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11(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。
(3) Next, as shown in FIG.
Grooves 7 are provided on the surface of the sintered body. The groove 7 is formed by a drill, sand blast, or the like. (4) Next, as shown in FIG. 11D, a conductive paste is printed on the bottom surface of the sintered body, and the printed paste is fired to produce the heating element 41.

【0080】(5)次に、図12(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), the chuck top conductor layer 2 is provided by performing electroless nickel plating or the like. 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.

【0081】(6)次に、図12(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や、外部端子接
続のための袋孔180をドリル、サンドブラスト等によ
り形成する。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、
グランド電極などと接続されていることが望ましい。内
壁を導電化するためには、グリーンシート30を作製し
た際、袋孔180の内壁となる部分に、導電ペースト層
を形成しておく必要がある。
(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 formed by drilling, sand blasting or the like. At least a part of the inner wall of the blind hole 180 is made conductive, and the made inner wall is formed of a guard electrode,
It is desirable to be connected to a ground electrode or the like. In order to make the inner wall conductive, it is necessary to form a conductive paste layer on a portion to be the inner wall of the blind hole 180 when the green sheet 30 is manufactured.

【0082】(7)最後に、図12(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. 12 (g), after solder paste is printed on the mounting portion on the surface of the heating element 41, the external terminal pins 191 are placed thereon, and heating is performed to reflow. The heating temperature is preferably from 200 to 500C.

【0083】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 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.

【0084】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。
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 manufacturing the wafer prober 301 (see FIG. 6), a guard electrode is provided on the ceramic powder.
What is necessary is just to embed and sinter a metal plate as a ground electrode and a metal wire as a heating element. Further, when manufacturing the wafer prober 401 (see FIG. 7), the Peltier element may be joined via a sprayed metal layer.

【0085】また、ウエハプローバ501(図8参照)
を製造する場合は、発熱体をグリーンシートに印刷して
セラミック基板を形成した後、底面にガード電極を形成
し、そのセラミック基板に、グランド電極を配設したセ
ラミック板を無機接着材で接合すればよい。
Also, a wafer prober 501 (see FIG. 8)
When manufacturing a ceramic substrate, a heating element is printed on a green sheet to form a ceramic substrate, a guard electrode is formed on the bottom surface, and a ceramic plate provided with a ground electrode is bonded to the ceramic substrate with an inorganic adhesive. I just need.

【0086】[0086]

【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。
The present invention will be described in more detail below. (Example 1) Production of wafer prober 101 (see FIG. 1) (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 composition obtained by mixing 0.5 part by weight of a dispersant and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol, molding was performed by a doctor blade method to a thickness of 0.4.
A 7 mm green sheet was obtained.

【0087】(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。
(2) After drying this green sheet at 80 ° C. for 5 hours, a through-hole for a through-hole for connecting a heating element and an 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.

【0088】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。
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, α
-Conductive paste B was prepared by mixing 3.7 parts by weight of a terpineol solvent and 0.2 parts by weight of a dispersant.

【0089】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 guard electrode printed body 50 and a ground electrode printed body 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.

【0090】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11(a)参照)。
Further, 50 printed green sheets and 50 unprinted green sheets are laminated and
A laminate was produced by integrating at 30 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 (see FIG. 11A).

【0091】(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11(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、グランド電極6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 formed with a diameter of 230
The plate was cut into a circular shape of mm to obtain a ceramic plate (see FIG. 11B). 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. Further, the size of one side of the non-conductor-formed region of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 was 0.5 mm.

【0092】(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粒子
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0.5
mm、深さ0.5mm)を設けた(図11(c)参
照)。
(5) After polishing the plate-like body obtained in (4) above with a diamond grindstone, a mask is placed, and blast processing with SiC particles or the like is performed on the surface to form a concave portion for a thermocouple (not shown). ) And a groove 7 for adsorbing a silicon wafer (width 0.5
mm and a depth of 0.5 mm) (see FIG. 11C).

【0093】(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.

【0094】(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11(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. 11D).

【0095】(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 a sputtering method. 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.

【0096】(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。
(9) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 3
Electroless nickel plating bath comprising an aqueous solution containing 0 g / l, ammonium chloride 30 g / l and Rochelle salt 60 g / l, and nickel sulfate 250-350 g / l,
Nickel chloride 40-70 g / l, boric acid 30-50 g /
The ceramic plate obtained in the above (8) is immersed in an electrolytic nickel plating bath containing sulfuric acid and adjusted to pH 2.4 to 4.5 with sulfuric acid, and has a thickness on the surface of the metal layer formed by sputtering. 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.

【0097】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12(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. 12E).

【0098】(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を同様にドリル
加工により設けた(図12(f)参照)。この袋孔18
0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
ピン19、190を接続させた(図12(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。
(10) An air suction hole 8 extending from the groove 7 to the back surface is formed by drilling.
Bag holes 180 for exposing 6 and 17 were similarly provided by drilling (see FIG. 12 (f)). This blind hole 18
0 is a Ni-Au alloy (Au 81.5% by weight, Ni18.
(4% by weight, 0.1% by weight of impurities), and heated and reflowed at 970 ° C. to connect the external terminal pins 19 and 190 made of Kovar (see FIG. 12 (g)).
Also, external terminal pins 191 made of Kovar were formed on the heating element via solder (tin 9 / lead 1).

【0099】(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9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は冷媒吹
き出し口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から冷媒や空気
を吸引してシリコンウエハの吸着を行う。
(11) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were buried in the recesses to obtain a wafer prober heater 101. (12) This wafer prober 101 was combined with a stainless steel support having the cross-sectional shape of FIG. 9 via a heat insulating material 10 made of ceramic fiber (trade name: IBIWOOL, manufactured by IBIDEN Co., Ltd.). The support table 11 has a coolant outlet 12, and can adjust the temperature of the wafer prober 101. In addition, the suction port 13 sucks a coolant or air to suck the silicon wafer.

【0100】(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、カーボン粉末0.9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。
Embodiment 2 A wafer prober 201 (FIG. 5)
(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,
0.5 parts by weight of dispersant, 0.9 parts by weight of carbon powder and alcohol 53 comprising 1-butanol and ethanol
The composition in which parts by weight were mixed was molded by a doctor blade method to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm.

【0101】(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。
(2) After drying the green sheet at 80 ° C. for 5 hours, a through-hole for a through-hole for connecting a heating element and an 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.

【0102】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。
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, α
-Conductive paste B was prepared by mixing 3.7 parts by weight of a terpineol solvent and 0.2 parts by weight of a dispersant.

【0103】次に、グリーンシートに、この導電性ペー
ストB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、
導電ペーストAを用い、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。
Next, a grid-shaped printed body for a guard electrode and a printed body for a ground electrode were printed on the green sheet by screen printing using the conductive paste B. further,
Using the conductive paste A, the heating element was printed as a concentric pattern as shown in FIG.

【0104】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。
The conductive paste B was filled in a through hole for a through hole for connecting to a terminal pin. Further, 50 printed green sheets and unprinted green sheets are laminated on each other at 130 ° C. and 80 kg.
/ Cm 2 to obtain a laminate.

【0105】(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。また、ガード電極5、グランド電
極6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. This was cut into a circular shape having a diameter of 230 mm to obtain a ceramic plate. The size of the through hole was 2.0 mm in diameter and 3.0 mm in depth.
The thickness of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 is 6 μm,
The formation position of the guard electrode 5 is 0.7 m from the wafer mounting surface.
m, the formation position of the ground electrode 6 was 1.4 mm from the wafer mounting surface, and the formation position of the heating element was 2.8 mm from the wafer mounting surface. Further, the size of one side of the non-conductor-formed region of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 was 0.5 mm.

【0106】(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粒子
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0.5
mm、深さ0.5mm)を設けた。
(5) The plate obtained in the above (4) is polished with a diamond grindstone, a mask is placed, and a blast treatment with SiC particles or the like is performed on the surface to form a concave portion for a thermocouple (not shown). ) And a groove 7 for adsorbing a silicon wafer (width 0.5
mm, depth 0.5 mm).

【0107】(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。
(6) Titanium, molybdenum and nickel layers were 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 an atmospheric pressure of 0.6 Pa, a temperature of 100 ° C., and a power of 200 W. The sputtering time was adjusted from 30 seconds to 1 minute for each metal. The obtained film was 0.5 μm for titanium, 4 μm for molybdenum, and 1.5 μm for nickel from the image of the X-ray fluorescence spectrometer.

【0108】(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。
(7) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 3
The ceramic plate 3 obtained in (6) is immersed in an electroless nickel plating bath comprising 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. 7μ thick
A nickel layer having a content of m and boron of 1% by weight or less was deposited and annealed at 120 ° C. for 3 hours.

【0109】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。
Further, 2 g of potassium potassium cyanide /
1, 75 g / l ammonium chloride, 50 g / l sodium citrate, and 10 g / l sodium hypophosphite for 1 minute at 93 ° C. in an electroless gold plating solution to give a thickness of 1 μm on the nickel plating layer. Was formed.

【0110】(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を同様にドリル加工
により設けた。この袋孔180にNi−Au合金(Au
81.5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。外部端子19、190は、W製でもよい。
(8) An air suction hole 8 that passes through the groove 7 to the back surface
Are formed by drilling, and through holes 16 and
Similarly, a blind hole 180 for exposing 17 was provided by drilling. A Ni-Au alloy (Au
The external terminal pins 19 and 190 made of Kovar were connected by heating and reflowing at 970 ° C. using a gold braze composed of 81.5% by weight, Ni 18.4% by weight, and impurities 0.1% by weight). The external terminals 19 and 190 may be made of W.

【0111】(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。この
ウエハプローバをガード電極、グランド電極が露出する
ように切断して、その組成をEPMAで測定したとこ
ろ、表面はタングステンの炭化物により構成されている
ことがわかった。 (10)このウエハプローバ201を図10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21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。
(9) A plurality of thermocouples for temperature control were buried in the recesses to obtain a wafer prober heater 201. This wafer prober was cut so that the guard electrode and the ground electrode were exposed, and its composition was measured by EPMA. As a result, it was found that the surface was composed of tungsten carbide. (10) The wafer prober 201 was combined with a stainless steel support having the cross-sectional shape shown in FIG. 10 via a heat insulating material 10 made of ceramic fiber (manufactured by IBIDEN, trade name: IBIWOOL). On the support table 21, a support column 15 for preventing warpage of the wafer prober is formed. Further, air is sucked from the suction port 13 to suck the silicon wafer.

【0112】(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重量部およびカーボン粉末
0.9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/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9に示した支持台1
1上に載置した。なお、このウエハプローバをガード電
極、グランド電極が露出するように切断して、その組成
をEPMAで測定したところ、表面はタングステンの炭
化物により構成されていることがわかった。
Example 3 Manufacture of Wafer Prober 301 (see FIG. 6) (1) A grid-like electrode was formed by punching a 10 μm-thick tungsten foil. Two grid-like electrodes (they become guard electrode 5 and ground electrode 6, respectively)
And a tungsten wire together with 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Co., average particle size 1.1 μm), 4 parts by weight of yttria (average particle size 0.4 μm) and 0.9 part by weight of carbon powder are put into a molding die. This was hot-pressed at 1890 ° C. under a pressure of 150 kg / cm 2 for 3 hours in a nitrogen gas to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride plate.
This was cut into a circular shape having a diameter of 230 mm to obtain a plate-like body. (2) For this plate-like body, (5) to (10) of Example 2
Step 1 was performed to obtain a wafer prober 301.
Similarly, the wafer prober 301 is mounted on the support base 1 shown in FIG.
1. The wafer prober was cut so that the guard electrode and the ground electrode were exposed, and the composition was measured by EPMA. As a result, it was found that the surface was composed of tungsten carbide.

【0113】(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9に示した支持台11上に
載置した。
(Example 4) Production of wafer prober 401 (see FIG. 7) (1) to (5) and (8) to (10) of Example 1
After that, nickel is further sprayed on the surface opposite to the wafer mounting surface, and thereafter, a lead / tellurium-based Peltier element is joined to obtain a wafer prober 401, and the wafer prober 401 is mounted in the same manner as in Example 1. It was mounted on the support 11 shown in FIG.

【0114】(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9に示した支持台11上に載置した。
Example 5 Production of a Wafer Probe Using Silicon Carbide as a Ceramic Substrate A wafer prober was produced in the same manner as in Example 3 except for the following items or conditions. That is, 100 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle diameter of 1.0 μm was used, and two grid-like electrodes (guard electrodes 5 and 5, respectively) were used.
Ground electrode 6), and 10% by weight of tetraethoxysilane, 0.5% by weight of hydrochloric acid and 8% by weight of water on the surface.
It was fired at a temperature of 1900 ° C. using a tungsten wire coated with a 9.5 wt% sol solution. The sol solution becomes SiO 2 by firing to form an insulating layer. Next, the wafer prober 401 obtained in the fifth embodiment was placed on the support 11 shown in FIG.

【0115】(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9
に示した支持台11上に載置した。
(Example 6) Production of a wafer prober using alumina as a ceramic substrate A wafer prober was produced in the same manner as in Example 1 except for the steps or conditions described below. 100 parts by weight of alumina powder (manufactured by Tokuyama, average particle size 1.5 μm)
A composition obtained by mixing 11.5 parts by weight of an acrylic binder, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol was molded by a doctor blade method to form a composition having a thickness of 0.5 mm. I got a green sheet. The firing temperature was set to 1000 ° C. Next, the wafer prober obtained in the sixth embodiment is replaced with the wafer prober shown in FIG.
Was placed on the support 11 shown in FIG.

【0116】(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2
00mm、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。
Example 7 (1) Tungsten powder having an average particle diameter of 3 μm was put in a disk-shaped forming jig and hot-pressed at 1890 ° C. under a pressure of 150 kg / cm 2 in nitrogen gas for 3 hours. , Diameter 2
A porous chuck top conductor layer made of tungsten and having a thickness of 00 mm and a thickness of 110 μm was obtained.

【0117】(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。
(2) Next, (1) to (4) of Example 1
Then, the same steps as (5) to (7) were performed to obtain a ceramic substrate having a guard electrode, a ground electrode, and a heating element.

【0118】(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に半導体ウエハ
が均一に吸着する。
(3) The porous chuck top conductor layer obtained in the above (1) is made of gold brazing (the same as (10) in Example 1).
Was placed on a ceramic substrate via the above powder, and reflowed at 970 ° C. (4) The same steps as (10) and (12) of Example 1 were performed to obtain a wafer prober. In the wafer prober obtained in this embodiment, the semiconductor wafer is uniformly adsorbed on the chuck top conductor layer.

【0119】(実施例8) (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。
Example 8 (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 composition obtained by mixing 0.5 part by weight of a dispersant and 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol, molding was performed by a doctor blade method to a thickness of 0.4.
A 7 mm green sheet was obtained.

【0120】(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
て導電性ペーストとした。
(2) After drying this green sheet at 80 ° C. for 5 hours, a through-hole for a through-hole for connecting the heating element to an external terminal pin was provided by punching. (3) 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 part by weight of a dispersant were mixed to form a conductive paste.

【0121】次に、グリーンシートに、この導電性ペー
スト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を充填した。
Next, a grid-shaped guard electrode printed body 50 and a ground electrode printed body 60 were printed and printed on the green sheet by screen printing using this conductive paste. In addition, a conductive paste was filled in a through hole for a through hole for connecting to a terminal pin.

【0122】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11(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. 11A).

【0123】(4)この後、実施例1と同様に焼成を行
って板状体を得た後、直径230mmの円形状に切り出
してセラミック製の板状体とし、続いて、実施例1と同
様にダイアモンド研磨、発熱体の印刷、焼成を行い、め
っき、スパッタリング等を行ってウエハプローバを得
た。そして、得られたウエハプローバを図9に示した支
持台に載置した。
(4) Thereafter, firing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a plate-like body, and then cut into a circular shape having a diameter of 230 mm to obtain a ceramic plate-like body. Similarly, a wafer prober was obtained by performing diamond polishing, printing and baking of a heating element, plating, sputtering, and the like. Then, the obtained wafer prober was placed on the support table shown in FIG.

【0124】(比較例1)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。実施例1の(1)〜(2)と同様の工程
を実施して得られたグリーンシート上に、厚さ100μ
mのタングステン板を加工することにより形成したガー
ド電極用金属板、グランド電極用金属板を載置した。実
施例1の(3)と同様の工程を実施して得られた導電性
ペーストBを、スルーホール用の貫通孔に充填した。さ
らに、金属板が載置されたグリーンシート、および、金
属板が載置されていないグリーンシートを50枚積層し
て130℃、80kg/cm2 の圧力で一体化すること
により積層体を作製した。
(Comparative Example 1) A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the steps or conditions described below. A green sheet having a thickness of 100 μm was formed on the green sheet obtained by performing the same steps as in (1) and (2) of Example 1.
A metal plate for a guard electrode and a metal plate for a ground electrode formed by processing a tungsten plate having a thickness of m were mounted. The conductive paste B obtained by performing the same process as in (3) of Example 1 was filled in a through hole for a through hole. Further, a green body on which a metal plate was mounted and 50 green sheets on which no metal plate was mounted were laminated and integrated at 130 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 to produce a laminate. .

【0125】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10に示した支持台11に載置
した。
Next, the wafer prober obtained in Comparative Example 1 was placed on the support 11 shown in FIG.

【0126】評価方法 (1)導通テスト 支持台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13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。
この導通テストでは、チャックトップ導体層およびガー
ド電極にそれぞれ100Vを印加した。また、グランド
電極は、接地した。ガード電極には、必要に応じて電圧
を印加することができる。
[0126]Evaluation method  (1) Continuity test Manufactured in the above Examples and Comparative Examples placed on a support base
On the wafer prober, as shown in FIG.
While placing the wafer W and performing temperature control such as heating,
The probe card 601 was pressed to perform a continuity test.
In this continuity test, the chuck top conductor layer and the
100V was applied to each of the electrodes. Also ground
The electrodes were grounded. Apply voltage to the guard electrode as necessary.
Can be applied.

【0127】(2)抵抗値の測定 上記実施例および比較例に係るウエハプローバについ
て、600℃の雰囲気で24時間置いた後、デジタルマ
ルチメーターを用いて加熱前と加熱後のガード電極およ
びグランド電極の抵抗値を測定した。
(2) Measurement of Resistance Values The wafer probers according to the above Examples and Comparative Examples were left in an atmosphere at 600 ° C. for 24 hours, and then heated and heated using a digital multimeter. Was measured.

【0128】(3)ヒートサイクル試験 上記実施例および比較例に係るウエハプローバについ
て、−55℃で5分間保持した後、150℃で5分間保
持するヒートサイクルを1000回繰り返すヒートサイ
クル試験を行った。
(3) Heat cycle test The wafer probers according to the above Examples and Comparative Examples were subjected to a heat cycle test in which a heat cycle of holding at −55 ° C. for 5 minutes and then holding at 150 ° C. for 5 minutes was repeated 1,000 times. .

【0129】(4)耐熱衝撃試験 上記実施例および比較例に係るウエハプローバについ
て、200℃まで加熱した後、水中投下する耐熱衝撃試
験を行った。これらの結果を下記の表1に示した。
(4) Thermal shock test The wafer probers according to the above Examples and Comparative Examples were heated to 200 ° C. and then subjected to a thermal shock test in which the wafer probes were dropped in water. The results are shown in Table 1 below.

【0130】[0130]

【表1】 [Table 1]

【0131】上記導通テストの結果、実施例1〜8およ
び比較例1に係るウエハプローバでは、セラミック基板
には殆ど反りが発生せず、良好に導通テストを行うこと
ができた。
As a result of the continuity test, in the wafer probers according to Examples 1 to 8 and Comparative Example 1, the ceramic substrate was hardly warped, and the continuity test was successfully performed.

【0132】また、表1に示した結果より明らかなよう
に、実施例1〜7に係るウエハプローバでは、600℃
で24時間置いた後も、殆ど抵抗率に変化がなかったの
に対し、比較例1に係るウエハプローバでは、抵抗率が
大きく変化していた。また、実施例8に係るウエハプロ
ーバは、一部が導通不良となり、良品率が低下してしま
った。
Further, as is clear from the results shown in Table 1, the wafer probers according to Examples 1 to 7 had a temperature of 600 ° C.
After 24 hours, there was almost no change in resistivity, whereas the wafer prober according to Comparative Example 1 had a large change in resistivity. Further, in the wafer prober according to the eighth embodiment, a part of the wafer prober had poor conduction, and the non-defective product rate was lowered.

【0133】実施例1〜7に係るウエハプローバでは、
ガード電極および/またはグランド電極の少なくとも一
部が導電性セラミックにより構成されているので、周囲
のセラミックとガード電極等が反応することによる電極
の導電率の変動が発生しにくいためであると考えられ
る。
In the wafer probers according to the first to seventh embodiments,
It is considered that since at least a part of the guard electrode and / or the ground electrode is made of a conductive ceramic, a change in the conductivity of the electrode due to the reaction between the surrounding ceramic and the guard electrode or the like is unlikely to occur. .

【0134】また、実施例1〜7に係るウエハプローバ
では、ヒートサイクル試験や耐熱衝撃試験により、ガー
ド電極等にクラックや剥離が発生しなかったのに対し、
比較例1に係るウエハプローバでは、ガード電極等にク
ラックが発生し、セラミック基板とガード電極等との剥
離が発生した。一方、実施例8に係るウエハプローバで
は、ヒートサイクル試験により、小さなクラックが発生
していたが、剥離は発生していなかった。
In the wafer probers according to Examples 1 to 7, cracks and peeling did not occur on the guard electrode and the like in the heat cycle test and the thermal shock test.
In the wafer prober according to Comparative Example 1, cracks occurred in the guard electrode and the like, and peeling between the ceramic substrate and the guard electrode and the like occurred. On the other hand, in the wafer prober according to Example 8, small cracks were generated by the heat cycle test, but no peeling was generated.

【0135】これは、実施例1〜8に係るウエハプロー
バでは、ガード電極および/またはグランド電極の少な
くとも一部が導電性焼結体により構成されているためで
あると考えられる。
It is considered that this is because in the wafer probers according to Examples 1 to 8, at least a part of the guard electrode and / or the ground electrode is made of a conductive sintered body.

【0136】[0136]

【発明の効果】以上の説明のように、本発明のウエハプ
ローバは、ガード電極および/またはグランド電極の少
なくとも一部が導電性焼結体により構成されているの
で、セラミック基板とガード電極等との剥離が発生しに
くい。また、ガード電極および/またはグランド電極の
少なくとも一部を導電性セラミックにより構成すること
で、これらの電極と周囲のセラミックとの熱膨張差に起
因するセラミック基板の破損は発生しにくく、また、5
00℃以上の高温まで温度が上昇した場合にも、周囲の
セラミックとガード電極等が反応することによる電極の
導電率の変動が発生しにくいウエハプローバを得ること
ができる。また、本発明のウエハプローバは、プローブ
カードを押圧した場合でも反りがなく、ウエハの破損や
測定ミスを防止し、かつ昇温、降温特性に優れる。
As described above, in the wafer prober of the present invention, at least a part of the guard electrode and / or the ground electrode is formed of a conductive sintered body, so that the ceramic substrate and the guard electrode and the like are not included. Peeling is less likely to occur. Further, since at least a part of the guard electrode and / or the ground electrode is made of a conductive ceramic, the ceramic substrate is unlikely to be damaged due to a difference in thermal expansion between these electrodes and the surrounding ceramic.
Even when the temperature rises to a high temperature of 00 ° C. or higher, it is possible to obtain a wafer prober in which the conductivity of the electrode is less likely to change due to the reaction between the surrounding ceramic and the guard electrode and the like. Further, the wafer prober of the present invention does not warp even when the probe card is pressed, prevents breakage of the wafer and measurement errors, and has excellent temperature rising and falling characteristics.

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

【図1】(a)は、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り、(b)は、その部分拡大断面
図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing an example of a wafer prober of the present invention, and FIG. 1B is a partially enlarged cross-sectional view thereof.

【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の一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing one example of a wafer prober of the present invention.

【図9】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。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a case where the wafer prober of the present invention is combined with a support.

【図10】(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。
FIG. 10A is a longitudinal sectional view schematically showing a case where the wafer prober of the present invention is combined with another support table, and FIG. 10B is a sectional view taken along the line BB.

【図11】(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. 11A to 11D are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the wafer prober of the present invention.

【図12】(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。
FIGS. 12E to 12G are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the wafer prober of the present invention.

【図13】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. 13 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a continuity test is performed using the wafer prober of the present invention.

【図14】従来のウエハプローバを模式的に示す断面図
である。
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a conventional wafer prober.

【符号の説明】 101、201、301、401、501 ウエハプロ
ーバ 2、72 チャックトップ導体層 3、73 セラミック基板 5、75 ガード電極 6、76 グランド電極 5a、6a 表面電極層 5b、6b 内部電極層 7 溝 8、78 吸引孔 10 断熱材 11 支持台 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、87 スルーホール 180 袋孔 19、190、191 外部端子ピン 41、42、71 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 Signs] 101, 201, 301, 401, 501 Wafer prober 2, 72 Chuck top conductor layer 3, 73 Ceramic substrate 5, 75 Guard electrode 6, 76 Ground electrode 5a, 6a Surface electrode layer 5b, 6b Internal electrode layer 7 Groove 8, 78 Suction hole 10 Insulation material 11 Support base 12 Refrigerant outlet 13 Suction port 14 Refrigerant inlet 15 Support post 16, 17, 18, 87 Through hole 180 Bag hole 19, 190, 191 External terminal pins 41, 42 , 71 Heating element 410 Protective layer 43 Metal wire 44 Peltier element 440 Thermoelectric element 441 Ceramic substrate 51 Conductive layer 52 Conductive layer non-formed 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) H05K 3/46 G01R 31/28 K ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05K 3/46 G01R 31/28 K

Claims (8)

【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
導体層が形成されるとともに、前記セラミック基板にガ
ード電極および/またはグランド電極が配設されたウエ
ハプローバであって、前記ガード電極および/または前
記グランド電極の少なくとも一部が導電性焼結体で構成
されていることを特徴とするウエハプローバ。
1. A wafer prober having a chuck top conductor layer formed on a surface of a ceramic substrate and a guard electrode and / or a ground electrode disposed on the ceramic substrate, wherein the guard electrode and / or the ground electrode are provided. A wafer prober, wherein at least a part of the electrode is made of a conductive sintered body.
【請求項2】 前記ガード電極および/または前記グラ
ンド電極の表面のみが導電性セラミックで構成されてい
る請求項1に記載のウエハプローバ。
2. The wafer prober according to claim 1, wherein only the surface of said guard electrode and / or said ground electrode is made of conductive ceramic.
【請求項3】 前記ガード電極および/または前記グラ
ンド電極の全部が導電性セラミックで構成されている請
求項1に記載のウエハプローバ。
3. The wafer prober according to claim 1, wherein all of said guard electrode and / or said ground electrode are made of conductive ceramic.
【請求項4】 前記ガード電極および/または前記グラ
ンド電極は高融点金属で形成されてなる請求項1に記載
のウエハプローバ。
4. The wafer prober according to claim 1, wherein said guard electrode and / or said ground electrode is formed of a high melting point metal.
【請求項5】 その表面にチャックトップ導体層が形成
されるとともに、ガード電極および/またはグランド電
極が配設されたセラミック基板であって、前記ガード電
極および/または前記グランド電極の少なくとも一部が
導電性焼結体で構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。
5. A ceramic substrate on which a chuck top conductor layer is formed and a guard electrode and / or a ground electrode are provided, wherein at least a part of the guard electrode and / or the ground electrode is provided. A ceramic substrate used for a wafer prober, comprising a conductive sintered body.
【請求項6】 前記ガード電極および/または前記グラ
ンド電極の表面のみが導電性セラミックで構成されてい
る請求項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 5, wherein only the surface of said guard electrode and / or said ground electrode is made of conductive ceramic.
【請求項7】 前記ガード電極および/または前記グラ
ンド電極の全部が導電性セラミックで構成されている請
求項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。
7. The ceramic substrate used in a wafer prober according to claim 5, wherein all of said guard electrode and / or said ground electrode are made of conductive ceramic.
【請求項8】 前記ガード電極および/または前記グラ
ンド電極は高融点金属で形成されてなる請求項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。
8. The ceramic substrate used in a wafer prober according to claim 5, wherein said guard electrode and / or said ground electrode is formed of a high melting point metal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012194874A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Shin Etsu Polymer Co Ltd Inspection tool
JP2013105196A (en) * 2011-11-10 2013-05-30 Shin Etsu Polymer Co Ltd Inspection jig

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