JP2001196426A - ウエハプローバ装置およびウエハプローバ装置に使用されるセラミック基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定回路内に介在するストレイキャパシタを
キャンセルすることができ、このストレイキャパシタに
起因するノイズが発生せず、誤動作が発生しないウエハ
プローバ装置を提供すること。 【解決手段】 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、前記セラミック基板にガード電極が
配設されたウエハプローバ、および、電源を含んで構成
されるウエハプローバ装置であって、前記電源により、
前記チャックトップ導体層と前記ガード電極とが、概ね
同電位となるように電圧が印加されていることを特徴と
するウエハプローバ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

〔発明の詳細な説明〕

【０００２】

【従来の技術】半導体は種々の産業において必要とされ
る極めて重要な製品であり、半導体チップは、例えば、
シリコン単結晶を所定の厚さにスライスしてシリコンウ
エハを作製した後、このシリコンウエハに種々の回路等
を形成することにより製造される。この半導体チップの
製造工程においては、シリコンウエハの段階でその電気
的特性が設計通りに動作するか否かを測定してチェック
するプロービング工程が必要であり、そのために所謂プ
ローバが用いられる。

【０００３】このようなプローバとして、例えば、特許
第２５８７２８９号公報、特公平３−４０９４７号公
報、特開平１１−３１７２４号公報等には、アルミニウ
ム合金やステンレス鋼などの金属製チャックトップを有
するウエハプローバが開示されている。このようなウエ
ハプローバでは、例えば、ウエハプローバ上にシリコン
ウエハを載置し、このシリコンウエハにテスタピンを持
つプローブカードを押しつけ、加熱、冷却しながら電圧
を印加して導通テストを行う。

【０００４】ところが、このような金属製のチャックト
ップを有するウエハプローバには、次のような問題があ
った。まず、金属製であるため、チャックトップの厚み
は１５ｍｍ程度と厚くしなければならない。このように
チャックトップを厚くするのは、薄い金属板では、プロ
ーブカードのテスタピンによりチャックトップが押さ
れ、チャックトップの金属板に反りや歪みが発生してし
まい、金属板上に載置されるシリコンウエハが破損した
り傾いたりしてしてしまうからである。このため、チャ
ックトップを厚くする必要があるが、その結果、チャッ
クトップの重量が大きくなり、またかさばってしまうと
いう問題があった。

【０００５】また、熱伝導率が高い金属を使用している
にもかかわらず、昇温、降温特性が悪く、電圧や電流量
の変化に対してチャックトップ板の温度が迅速に追従し
ないため温度制御をしにくく、高温でシリコンウエハを
載置すると温度制御不能になってしまうという問題があ
った。

【０００６】本発明者らは、上記課題を解決するために
鋭意研究した結果、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基板として用い、その表面に導
体層を設けてこれをチャックトップ導体層し、さらに、
このセラミック基板に発熱手段を設けることを想起し
た。

【０００７】しかしながら、セラミック基板は誘電率が
高いため、チャックトップ導体層上にシリコンウエハを
載置し、このシリコンウエハにテスタピンを持つプロー
ブカードのテスタピンを押しつけて導通テストを行う
際、このセラミック基板の高誘電性に起因して測定回路
内にストレイキャパシタが発生するとともに、このスト
レイキャパシタに起因してノイズが発生し、ウエハプロ
ーバ装置を誤動作させる原因となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑みてなされたものであり、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ことができるため、こ
のストレイキャパシタに起因するノイズが発生すること
がなく、誤動作が発生しないウエハプローバ装置および
該ウエハプローバ装置に使用されるセラミック基板を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のウエハプローバ
装置は、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
極が配設されたウエハプローバ（以下、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、ガード電極が
配設されたセラミック基板を含む）、および、電源を含
んで構成されるウエハプローバ装置であって、上記電源
により、上記チャックトップ導体層と上記ガード電極と
が、概ね同電位となるように電圧が印加されていること
を特徴とするウエハプローバ装置である。

【００１０】また、本発明のセラミック基板は、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、上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ていることを特徴とするウエハプロ
ーバ装置に使用されるセラミック基板である。本発明の
セラミック基板は、上記ウエハプローバ装置に使用さ
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。このよ
うに上記セラミック基板は、上記ウエハプローバ装置を
構成する一部品であるので、以下においては、ウエハプ
ローバ装置とともに説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のウエハプローバ装置は、
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が配設
されたウエハプローバ、および、電源を含んで構成され
るウエハプローバ装置であって、上記電源により、上記
チャックトップ導体層と上記ガード電極とが、概ね同電
位となるように電圧が印加されていることを特徴とす
る。「概ね」とあるのは、チャックトップ導体層とガー
ド電極との電位差が、チャックトップ導体層の電位の±
１０％以内であることを意味する。

【００１２】本発明では、セラミック基板の表面に形成
されたチャックトップ導体層と、上記セラミック基板に
配設されたガード電極とに同電位となるように電圧が印
加されるので、これにより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ことができ、このストレ
イキャパシタに起因するノイズの発生を防止することが
できる。その結果、このウエハプローバ装置に誤動作が
発生することはない。

【００１３】また、本発明では、剛性の高いセラミック
基板を使用し、かつ、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しているので、これ
らが補強効果を有し、プローブカードのテスタピンによ
りチャックトップが押されてもチャックトップが反るこ
とはなく、チャックトップの厚さを金属に比べて小さく
することができる。

【００１４】また、チャックトップの厚さを金属に比べ
て小さくすることができるため、熱伝導率が金属より低
いセラミックであっても結果的に熱容量が小さくなり、
昇温、降温特性を改善することができる。

【００１５】図１は、本発明のウエハプローバを含んで
構成されたウエハプローバ装置の一実施形態を模式的に
示した概念図である。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のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【００１６】このウエハプローバ装置を構成するウエハ
プローバ１０１では、平面視円形状のセラミック基板３
の表面（吸着面）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。

【００１７】一方、セラミック基板３の内部にガード電
極５とグランド電極６とが設けられており、ガード電極
５はスルーホール１６、外部端子ピン（図示せず）およ
び配線を介して定電圧電源３１と接続されている。ま
た、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４
１の両端には、外部端子ピン１９１が接続、固定されて
いる。

【００１８】このガード電極５は、誘電率の比較的高い
セラミック基板に起因して、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に設けられた電極
であり、定電圧電源３１により、測定回路（即ち図１の
チャックトップ導体層２）の接地電位と同じ電位Ｖ₁ が
与えられている。即ち、グランド電極６とチャックトッ
プ導体層２との間、および、グランド電極６とガード電
極５との間に、通常、１００Ｖの電圧（Ｖ₁ ）を印加
し、かつ、チャックトップ導体層２とガード電極５とに
同じ接地電位を与え、ストレイキャパシタをキャンセル
している。

【００１９】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、接地されてお
り、発熱体４１には、所定の温度に発熱させるために、
所定の電圧（Ｖ₂ ）が印加されている。発熱体４１に印
加する電圧は、直流である。

【００２０】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、セラミック基板の表面に設けられて
いてもよい。

【００２１】図８は、セラミック基板の両主面に、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（セラミック基板）を模式的に
示す断面図である。

【００２２】このウエハプローバ（セラミック基板）で
は、吸着面にチャックトップ導体層７２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にグランド電極７６が設けられて
いる。

【００２３】なお、セラミック板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。

【００２４】この絶縁層７４は、例えば、シリカゾル等
の無機接着材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とを有する。
また、このウエハプローバ（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。なお、発
熱体はグランド電極に、例えば、シリコンゴム、樹脂、
セラミック等の絶縁体を介して接触させて配設してもよ
い。

【００２５】このように構成されたウエハプローバ（セ
ラミック基板）は、図１に示したウエハプローバ（セラ
ミック基板）と同様の機能を有する。

【００２６】本発明のウエハプローバ装置を構成するウ
エハプローバは、例えば、図１〜４、８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
ローバ装置を構成する各部材、および、本発明のウエハ
プローバ装置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。

【００２７】上述したように、ウエハプローバを構成す
るセラミック基板３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と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とが設けられ
ている。これらの導体層は、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することができ、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。

【００２８】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。

【００２９】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。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、上記導電性セラミックで構成されてい
ることが望ましい。

【００３０】ガード電極５およびグランド電極６の厚さ
は、１〜２０μｍが望ましい。これらの電極の厚さが１
μｍ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。

【００３１】定電圧電源３１、３２、３３、８１、８
２、８３は、特に限定されるものではなく、通常用いら
れている定電圧を発生する装置を用いることができる。
定電圧電源３１、８１は、ガード電極５、７５とグラン
ド電極６、７６との間、および、チャックトップ導体層
２、７２とグランド電極６、７６との間に挿入され、こ
れらの電圧が制御されている。また、プローブカード６
０１のテスタピンには、別の定電圧電源３３、８３が接
続され、これによりプローブカード６０１の電圧が制御
されている。

【００３２】図１に示したウエハプローバ１０１では、
定電圧電源３１、３２、３３を用いているが、本発明で
は、これらの定電圧電源の代わりに、定電流電源を用い
ることもできる。

【００３３】本発明のウエハプローバ装置に使用される
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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】上記セラミック中には、カーボンを１００
〜２０００ｐｐｍ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。

【００３８】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（吸着面）に
チャックトップ導体層が形成されている。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】チャックトップ導体層は、金属や導電性セ
ラミックからなる多孔質体であってもよい。多孔質体の
場合は、後述するような吸引吸着のための溝を形成する
必要がなく、溝の存在を理由としたウエハの破損を防止
することができるだけでなく、表面全体で均一な吸引吸
着を実現できるからである。このような多孔質体として
は、金属焼結体を使用することができる。また、多孔質
体を使用した場合は、その厚さは、１〜２００μｍで使
用することができる。多孔質体とセラミック基板との接
合は、半田やろう材を用いる。

【００４２】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。ま
た、ニッケルを含むチャックトップ導体層では、マイグ
レーションがおきにくい。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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。上記温度制御手段としては図３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。

【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。

【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。

【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。

【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 ₂ Ｏ₃ ）、アル
ミナ、イットリア、チタニアから選ばれる少なくとも１
種が好ましい。これらの酸化物は、発熱体の抵抗値を大
きくすることなく、金属粒子と窒化物セラミックまたは
炭化物セラミックとの密着性を改善できるからである。

【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。

【００５３】また、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホ
ウ素（Ｂ₂ Ｏ₃ ）、アルミナ、イットリア、チタニアの
割合は、金属酸化物の全量を１００重量部とした場合
に、酸化鉛が１〜１０重量部、シリカが１〜３０重量
部、酸化ホウ素が５〜５０重量部、酸化亜鉛が２０〜７
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００５８】本発明で用いるウエハプローバの吸着面に
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。

【００５９】本発明におけるウエハプローバ装置として
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
を定電圧電源３１等と組み合わせたウエハプローバ装
置、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を定電圧電源又
は定電流電源（図示せず）と組み合わせたウエハプロー
バ装置、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を定電圧
電源又は定電流電源（図示せず）と組み合わせたウエハ
プローバ装置、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を定
電圧電源又は定電流電源（図示せず）と組み合わせたウ
エハプローバ装置等が挙げられる。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。

【００６０】また、本発明のウエハプローバ装置として
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を定電圧電源８１等と組み
合わせたウエハプローバ装置も挙げられる。

【００６１】本発明で用いるウエハプローバでは、図１
〜８に示したようにセラミック基板３、７３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、１
８、８７が必要となる。スルーホール１６、１７、１
８、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
クを充填することにより形成される。

【００６２】また、接続部（スルーホール）１６、１
７、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１６、１７、１８、８７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）。

【００６３】袋孔（図示せず）の作成に関しては、グリ
ーンシートを作成した後、このグリーンシートにパンチ
ング等により袋孔となる貫通孔を設けてもよく、セラミ
ック基板を作成した後、サンドブラスト、ドリル等によ
り袋孔を形成してもよい。

【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。

【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。

【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
上してウエハの吸着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。

【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。

【００６８】図９は、以上のような構成の本発明で用い
るウエハプローバを設置するための支持台１１を模式的
に示した断面図である。この支持台１１には、冷媒吹き
出し口１２が形成されており、冷媒注入口１４から冷媒
が吹き込まれる。また、吸引口１３から空気を吸引して
吸引孔８を介してウエハプローバ上に載置されたシリコ
ンウエハ（図示せず）を溝７に吸い付けるのである。

【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２１では、ウエハプローバがプローブカードのテ
スタピンの押圧によって反らないように、多数の支持柱
１５が設けられている。支持台は、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。

【００７０】さらに、この支持台１１、２１には、ガー
ド電極５、グランド電極６、発熱体４１からの配線を外
に取り出すための配線や端子等（図示せず）が設けられ
ているため、これらの配線等を用いて定電圧電源等（図
示せず）との接続等を行い、シリコンウエハの導通テス
トを行うウエハプローバ装置を組み立てる。そして、グ
ランド電極６とチャックトップ導体層２との間、およ
び、グランド電極とガード電極５との間に、例えば、１
００Ｖの電圧を印加し、チャックトップ導体層２とガー
ド電極５とに同じ接地電位を与えることにより、ストレ
イキャパシタをキャンセルする。

【００７１】次に、本発明のウエハプローバ装置を構成
するウエハプローバ（セラミック基板）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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】導電性セラミック粒子、金属粒子の平均粒
子径は０．１〜５μｍが好ましい。これらの粒子は、大
きすぎても小さすぎてもペーストを印刷しにくいからで
ある。このようなペーストとしては、金属粒子または導
電性セラミック粒子８５〜９７重量部、アクリル系、エ
チルセルロース、ブチルセロソルブおよびポリビニルア
ルコールから選ばれる少なくとも１種のバインダ１．５
〜１０重量部、α−テルピネオール、グリコール、エチ
ルアルコールおよびブタノールから選ばれる少なくとも
１種の溶媒を１．５〜１０重量部混合して調製したぺー
ストが最適である。さらに、パンチング等で形成した孔
に、導電ペーストを充填してスルーホール印刷体１６
０、１７０を得る。

【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。

【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。

【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。

【００８０】（５）次に、図１２（ｅ）に示すように、
吸着面（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。

【００８１】（６）次に、図１２（ｆ）に示すように、
溝７から底面にかけて貫通する吸引孔８、外部端子接続
のための袋孔１８０を設ける。袋孔１８０の内壁は、そ
の少なくとも一部が導電化され、その導電化された内壁
は、ガード電極、グランド電極などと接続されているこ
とが望ましい。 （７）最後に、図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。

【００８２】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。

【００８３】この後、ガード電極５に接続された外部端
子１９に定電圧電源３１からの配線をソケット等を介し
て接続し、同様に、チャックトップ導体層２、発熱体４
１、グランド電極６、プローブカード６０１等からの配
線を定電圧電源３１、３２、３３に接続することによ
り、ウエハプローバ装置を組み立てる。

【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。

【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
セラミック基板を成形した後、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剤で接合すればよい。

【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
とウエハプローバ装置の組み立て （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。

【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。

【００８８】また、平８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。

【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。

【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）。

【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４ｍｍの窒化アル
ミニウム板状体を得た。得られた板状体を、直径２３０
ｍｍの円形状に切り出してセラミック製の板状体とした
（図１１（ｂ）参照）。スルーホール１６、１７の大き
さは、直径３．０ｍｍ、深さ３．０ｍｍであった。ま
た、ガード電極５、グランド電極６の厚さは１０μｍ、
ガード電極５の形成位置は、吸着面から１．２ｍｍ、グ
ランド電極６の形成位置は、吸着面から３．０ｍｍであ
った。

【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等に
よるブラスト処理で吸着面に熱電対のための凹部（図示
せず）およびシリコンウエハ吸着用の溝７（幅０．５ｍ
ｍ、深さ０．５ｍｍ）を設けた（図１１（ｃ）参照）。

【００９３】（６）さらに、吸着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ＰＳ６０３Ｄ
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。

【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））。

【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。

【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。

【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）。

【００９８】（１０）溝７から底面に抜ける空気吸引孔
８をドリル加工により形成し、さらにスルーホール１
６、１７を露出させるための袋孔１８０を設けた（図１
２（ｆ）参照）。この袋孔１８０にＮｉ−Ａｕ合金（Ａ
ｕ８１．５重量％、Ｎｉ１８．４重量％、不純物０．１
重量％）からなる金ろうを用い、９７０℃で加熱リフロ
ーしてコバール製の外部端子ピン１９、１９０を接続さ
せた（図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。

【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を介して載置した。この支持台１１は冷却ガスの噴
射ノズル１２を有し、ウエハプローバ１０１の温度調整
を行うことができ、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ことができる。

【０１００】さらに、この支持台１１には、ガード電極
５、グランド電極６、発熱体４１からの配線を外に取り
出すための配線や端子等（図示せず）が設けられている
ため、これらの配線等を用いて定電圧電源等（図示せ
ず）との接続等を行い、シリコンウエハの導通テストを
行うことができるウエハプローバ装置を組み立てた。そ
して、グランド電極とチャックトップ導体層２との間、
および、グランド電極とガード電極５との間に１００Ｖ
の電圧を印加し、チャックトップ導体層２とガード電極
５とに同じ接地電位を与えた。

【０１０１】（実施例２）ウエハプローバ２０１（図５
参照）の製造とウエハプローバ装置の組み立て （１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
１．１μｍ）１００重量部、イットリア（平均粒径０．
４μｍ）４重量部、アクリルバイダー１１．５重量部、
分散剤０．５重量部および１−ブタノールとエタノール
とからなるアルコール５３重量部を混合した組成物を、
ドクターブレード法により成形し、厚さ０．４７ｍｍの
グリーンシートを得た。

【０１０２】（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。

【０１０３】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。

【０１０４】次に、グリーンシートに、この導電性ペー
ストＡを用いたスクリーン印刷で、格子状のガード電極
用印刷体、グランド電極用印刷体を印刷した。さらに、
発熱体を図３に示すように同心円パターンとして印刷し
た。

【０１０５】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。

【０１０６】（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、吸着面から０．７ｍｍ、グ
ランド電極６の形成位置は、吸着面から１．４ｍｍ、発
熱体の形成位置は、吸着面から２．８ｍｍであった。

【０１０７】（５）上記（４）で得た板状体を、ダイア
モンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、ＳｉＣ等に
よるブラスト処理で表面に熱電対のための凹部（図示せ
ず）およびシリコンウエハ吸着用の溝７（幅０．５ｍ
ｍ、深さ０．５ｍｍ）を設けた。

【０１０８】（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。

【０１０９】（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。

【０１１０】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。

【０１１１】（８）溝７から底面に抜ける空気吸引孔８
をドリル加工により形成し、さらにスルーホール１６、
１７を露出させるための袋孔１８０を設けた。この袋孔
１８０にＮｉ−Ａｕ合金（Ａｕ８１．５重量％、Ｎｉ１
８．４重量％、不純物０．１重量％）からなる金ろうを
用い、９７０℃で加熱リフローしてコバール製の外部端
子ピン１９、１９０を接続させた。外部端子１９、１９
０は、Ｗ製でもよい。

【０１１２】（９）温度制御のための複数熱電対を凹部
に埋め込み、ウエハプローバヒータ２０１を得た。 （１０）このウエハプローバ２０１を図９の断面形状を
持つステンレス製の支持台にセラミックファイバー（イ
ビデン社製：商品名 イビウール）からなる断熱材１０
を介して載置した。この支持台１１には、ウエハプロー
バの反り防止のための支持柱１５が形成され、吸引口１
３から空気を吸引してシリコンウエハの吸着を行うこと
ができるように構成されている。

【０１１３】さらに、この支持台２１には、ガード電極
５、グランド電極６、発熱体４１からの配線を外に取り
出すための配線や端子等（図示せず）が設けられている
ため、これらの配線等を用いて定電圧電源等（図示せ
ず）との接続等を行い、シリコンウエハの導通テストを
行うことができるウエハプローバ装置を組み立てた。そ
して、グランド電極とチャックトップ導体層２との間、
および、グランド電極とガード電極５との間に１００Ｖ
の電圧を印加し、チャックトップ導体層２とガード電極
５とに同じ接地電位を与えた。

【０１１４】（実施例３） ウエハプローバ３０１（図
６参照）の製造とウエハプローバ装置の組み立て （１）厚さ１０μｍのタングステン箔を打抜き加工する
ことにより格子状の電極を形成した。格子状の電極２枚
（ぞれぞれガード電極５、グランド電極６となるもの）
およびタングステン線を窒化アルミニウム粉末（トクヤ
マ社製、平均粒径１．１μｍ）１００重量部、イットリ
ア（平均粒径０．４μｍ）４重量部とともに、成形型中
に入れて窒素ガス中で１８９０℃、圧力１５０ｋｇ／ｃ
ｍ² で３時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの窒化アルミ
ニウム板状体を得た。これを直径２３０ｍｍの円状に切
り出して板状体とした。 （２）この板状体に対し、実施例２の（５）〜（１０）
の工程を実施し、ウエハプローバ３０１を得、実施例１
と同様にウエハプローバ３０１を図９に示した支持台１
１上に載置し、実施例１の場合と同様にしてウエハプロ
ーバ装置を組み立てた。そして、グランド電極とチャッ
クトップ導体層２との間、および、グランド電極とガー
ド電極５との間に１００Ｖの電圧を印加し、チャックト
ップ導体層２とガード電極５とに同じ接地電位を与え
た。

【０１１５】（実施例４） ウエハプローバ４０１（図
７参照）の製造とウエハプローバ装置の組み立て 実施例１の（１）〜（５）、および、（８）〜（１０）
を実施した後、さらに吸着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、実施例１の場合と同様にしてウエハプローバ装置を
組み立てた。そして、グランド電極とチャックトップ導
体層２との間、および、グランド電極とガード電極５と
の間に１００Ｖの電圧を印加し、チャックトップ導体層
２とガード電極５とに同じ接地電位を与えた。

【０１１６】（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とウエハプローバ装置の組
み立て 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、実施
例１の場合と同様にしてウエハプローバ装置を組み立て
た。そして、グランド電極とチャックトップ導体層２と
の間、および、グランド電極とガード電極５との間に１
００Ｖの電圧を印加し、チャックトップ導体層２とガー
ド電極５とに同じ接地電位を与えた。

【０１１７】（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とウエハプローバ装置の組
み立て 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、実施例１の場合と同様
にしてウエハプローバ装置を組み立てた。そして、グラ
ンド電極とチャックトップ導体層２との間、および、グ
ランド電極とガード電極５との間に１００Ｖの電圧を印
加し、チャックトップ導体層２とガード電極５とに同じ
接地電位を与えた。

【０１１８】（実施例７）多孔質チャックトップ導体層
を含むウエハプローバの製造とウエハプローバ装置の組
み立て （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。

【０１１９】（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。

【０１２０】（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。次に、実施例７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、実施例１の場合と同様にしてウエハプローバ
装置を組み立てた。そして、グランド電極とチャックト
ップ導体層２との間、および、グランド電極とガード電
極５との間に１００Ｖの電圧を印加し、チャックトップ
導体層２とガード電極５とに同じ接地電位を与えた。

【０１２１】（比較例１）実施例１と同様にして、ウエ
ハプローバを製造した後、実施例１と同様にしてウエハ
プローバ装置を組み立てた。そして、グランド電極とチ
ャックトップ導体層２との間には、１００Ｖの電圧を印
加し、グランド電極とガード電極５との間には回路を形
成せず、チャックトップ導体層２とガード電極５との電
位を異なったものとした。

【０１２２】評価方法 支持台上に載置された上記実施例および比較例で製造し
たウエハプローバの上に、図１に示したように良品のシ
リコンウエハＷを載置し、１５０℃に加熱しながら、プ
ローブカード６０１を押圧して導通テストを行い、誤動
作の有無を調べた。その結果を下記の表１に示した。

【０１２３】

【表１】

【０１２４】上記表１より明らかなように、ガード電極
を備え、チャックトップ導体層２とガード電極５とに同
じ接地電位を与えたウエハプローバ装置（実施例１〜
７）では、正しい判定がなされているのに対し、ガード
電極を備えてはいるものの、チャックトップ導体層２と
ガード電極５とに同じ接地電位を与えなかったウエハプ
ローバ装置（比較例１）では、ノイズにより誤った判定
がなされてしまう。

【０１２５】

【発明の効果】以上説明のように、本発明のウエハプロ
ーバ装置では、チャックトップ導体層と上記ガード電極
とが、概ね同電位となるように電圧が印加されているの
で、測定回路内に介在するストレイキャパシタをキャン
セルすることができ、このストレイキャパシタに起因す
るノイズが発生せず、誤動作が発生しないウエハプロー
バ装置を提供することができる。また、本発明のウエハ
プローバに使用されるセラミック基板は、上記ウエハプ
ローバ装置に使用されるセラミック基板であり、このセ
ラミック基板を使用することにより、ストレイキャパシ
タに起因するノイズが発生せず、誤動作が発生しないウ
エハプローバ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハプローバを含んで構成されたウ
エハプローバ装置の一例を模式的に示す断面図である。

【図２】図１に示したウエハプローバの平面図である。

【図３】図１に示したウエハプローバの底面図である。

【図４】図１に示したウエハプローバのＡ−Ａ線断面図
である。

【図５】本発明のウエハプローバ装置を構成するウエハ
プローバの一例を模式的に示す断面図である。

【図６】本発明のウエハプローバ装置を構成するウエハ
プローバの一例を模式的に示す断面図である。

【図７】本発明のウエハプローバ装置を構成するウエハ
プローバの一例を模式的に示す断面図である。

【図８】本発明のウエハプローバ装置を構成するウエハ
プローバの一例を模式的に示す断面図である。

【図９】本発明で用いるウエハプローバを支持台と組み
合わせた場合を模式的に示す断面図である。

【図１０】（ａ）は、本発明で用いるウエハプローバを
他の支持台と組み合わせた場合を模式的に示す縦断面図
であり、（ｂ）は、そのＢ−Ｂ線断面図である。

【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明で用いるウエハプ
ローバの製造工程の一部を模式的に示す断面図である。

【図１２】（ｅ）〜（ｇ）は、本発明で用いるウエハプ
ローバの製造工程の一部を模式的に示す断面図である。

【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 ７ 溝 ８、７８ 吸引孔 １０ 断熱材 １１ 支持台 １２ 吹き出し口 １３ 吸引口 １４ 冷媒注入口 １５ 支持柱 １６、１７、１８、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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   ード電極が配設されたウエハプローバ、および、電源を
   含んで構成されるウエハプローバ装置であって、前記電
   源により、前記チャックトップ導体層と前記ガード電極
   とが、概ね同電位となるように電圧が印加されているこ
   とを特徴とするウエハプローバ装置。
2. 【請求項２】 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、ガード電極が配設されたセラミック基
   板、および、電源を含んで構成されるウエハプローバ装
   置であって、前記電源により、前記チャックトップ導体
   層と前記ガード電極とが、概ね同電位となるように電圧
   が印加されていることを特徴とするウエハプローバ装
   置。
3. 【請求項３】 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ていることを
   特徴とするウエハプローバ装置に使用されるセラミック
   基板。