JP2002083848A

JP2002083848A - 半導体製造・検査装置

Info

Publication number: JP2002083848A
Application number: JP2000297464A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Hiramatsu; 靖二平松; Yasutaka Ito; 康隆伊藤
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-03-22
Also published as: WO2002003452A1

Abstract

(57)【要約】【課題】抵抗発熱体等を発熱させた際、昇温や保温を
効率よく行うことができ、降温時においても、効率よく
冷却することができる半導体製造・検査装置を提供する
こと。【解決手段】その表面または内部に導体が形成された
セラミック基板が板状体を有する支持容器に配設されて
なる半導体製造・検査装置であって、前記板状体のＪＩ
ＳＢ０６０１に基づく面粗度がＲａ＝２０μｍ以下
であることを特徴とする半導体製造・検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、ホットプレ
ートユニット、静電チャック、ウエハプローバなど、半
導体の製造用や検査用として用いられる半導体製造・検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エッチング装置や、化学的気相成長装置
等を含む半導体製造・検査装置等においては、従来、ス
テンレス鋼やアルミニウム合金などの金属製基材を用い
たヒータやウエハプローバ等が用いられてきた。

【０００３】ところが、このような金属製のヒータは、
以下のような問題があった。まず、金属製であるため、
ヒータ板の厚みは、１５ｍｍ程度と厚くしなければなら
ない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因する熱膨
張により、反り、歪み等が発生してしまい、金属板上に
載置したシリコンウエハが破損したり傾いたりしてしま
うからである。しかしながら、ヒータ板の厚みを厚くす
ると、ヒータの重量が重くなり、また、嵩張ってしまう
という問題があった。

【０００４】また、発熱体に印加する電圧や電流量を変
えることにより、加熱温度を制御するのであるが、金属
板が厚いために、電圧や電流量の変化に対してヒータ板
の温度が迅速に追従せず、温度制御しにくいという問題
もあった。

【０００５】そこで、例えば、特開平４−３２４２７６
号公報では、基板として、熱伝導率が高く、強度も大き
い非酸化物セラミックである窒化アルミニウムをセラミ
ック基板として使用したホットプレートが提案されてい
る。通常、このような抵抗発熱体が形成されたセラミッ
ク基板を用いてホットプレートユニットを構成する場
合、中底板を有する筒状の支持容器に抵抗発熱体を有す
るセラミック基板を配設し、セラミック基板の抵抗発熱
体と外部電源等とを接続することによりホットプレート
として機能させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成からなるホットプレートユニットに通電し、抵
抗発熱体を発熱させてセラミック基板を昇温させると、
抵抗発熱体の発熱量に対して、セラミック基板の温度が
迅速に追従せず、セラミック基板が効率よく昇温しない
ことがあった。これは、特に、セラミック基板の底面に
抵抗発熱体を設けたセラミック基板において顕著であっ
た。また、一定温度を維持する場合において、必要な電
力量が大きくなってしまう場合があった。

【０００７】さらに、一旦昇温したセラミック基板を冷
却する場合、通常、支持容器、セラミック基板および中
底板で形成された空間内に冷媒を導入し、循環させるこ
とによりにセラミック基板を冷却するが、従来のホット
プレートユニットでは、その冷却効率が低いものであっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題点に鑑み、セラミック基板の昇温効率および冷却効
率等に優れるホットプレートユニットを得ることを目的
に鋭意研究を行った結果、このホットプレートユニット
の昇温効率および冷却効率等の不良の一因は、セラミッ
ク基板の下部に設けた板状体のセラミック基板側の表面
の面粗度が大きいことにあり、その面粗度を一定の値以
下に収めることにより、ホットプレートユニット等のヒ
ータを有する半導体製造・検査装置の昇温効率および冷
却効率等を向上させることができることを見い出し、本
発明を完成するに至った。また、このような効果はセラ
ミック基板を加熱基板とする場合に限らず、金属基板を
加熱基板とする場合でも同様であることを見出した。

【０００９】すなわち本発明は、その表面または内部に
導体が形成されたセラミック基板などの加熱用基板が板
状体を有する支持容器に配設されてなる半導体製造・検
査装置であって、上記板状体のＪＩＳＢ０６０１に
基づく面粗度がＲａ＝２０μｍ以下であることを特徴と
する半導体製造・検査装置である。

【００１０】ホットプレートユニット等の半導体製造・
検査装置は、セラミック基板や金属基板（以下「セラミ
ック基板等」ともいう）の加熱基板に設けられた抵抗発
熱体に電流を流して発熱させた際、熱がセラミック基板
等の中を伝搬して加熱面に到達することにより、該加熱
面上に載置または離間して支持したシリコンウエハ等の
被加熱物を加熱することができる。

【００１１】しかし、抵抗発熱体から放出された熱は、
当然に、セラミック基板等の加熱面の反対側にも伝わ
る。該方向に放出された熱はセラミック基板等の加熱に
供することがないため、セラミック基板等の昇温効率が
あまり良くならない。このため、セラミック基板等の加
熱面の反対側に板状体を設けて、抵抗発熱体から放出さ
れた熱を反射させて昇温時や加熱時の熱効率の向上を図
っている。

【００１２】また、通常、セラミック基板等の下部に設
けた配線や外部機器等は熱に弱いものであるため、この
板状体は、これらの配線や外部機器等を熱から保護する
目的も担っている。

【００１３】この板状体のセラミック基板等加熱基板側
の表面の面粗度が大きいと、セラミック基板等の昇温効
率が低下する。これは、抵抗発熱体から放出された熱が
中底板で乱反射するために熱線の反射率が低下し、セラ
ミック基板等に反射して戻ってくる熱量が減少し、放熱
量が多くなるため、昇温効率や保温効率等が低下するも
のと考えられる。

【００１４】また、同様に板状体のセラミック基板等加
熱基板側の表面の面粗度が大きいと、ホットプレートユ
ニット等の冷却効率が余りよくない。これは、冷媒を導
入し循環させてホットプレートユニット等の半導体製造
・検査装置を冷却する際、板状体の表面付近を循環する
冷媒の気流に乱れが生じる。この気流の乱れが冷媒全体
の循環を妨害し、セラミック基板等を均一に冷却するこ
とができず、半導体製造・検査装置の冷却効率が低下す
るものと考えられる。

【００１５】しかしながら、本発明の半導体製造・検査
装置は、上記の通り、板状体のＪＩＳＢ０６０１に基
づく面粗度をＲａ＝２０μｍ以下としているので、この
板状体は、抵抗発熱体からの熱線を良好に反射し、放射
冷却等の放熱による温度の低下が少ないため、ホットプ
レートユニット等の昇温効率や一定の温度を維持する際
の保温効率が優れたものとなる。

【００１６】また、一旦昇温した後、冷媒を導入して半
導体製造・検査装置を冷却させる際、板状体の表面付近
での冷媒の気流・液流に乱れが殆ど発生しないため、良
好に冷媒を循環させることができ、半導体製造・検査装
置の冷却効率も優れたものとなる。

【００１７】冷媒は、上記したように、液体、気体のど
ちらであってもよいが、抵抗発熱体の短絡を防止する観
点から気体であることが望ましい。気体としては、例え
ば、窒素、アルゴン、ヘリウム、フロンなどの不活性気
体、空気などが挙げられる。また、液体としては、例え
ば、水、エチレングリコールなどが挙げられる。

【００１８】本発明の半導体製造・検査装置において、
上記板状体のＪＩＳＢ０６０１に基づく面粗度は、
Ｒａ＝０．０５〜２０μｍであることが望ましい。ま
た、前記板状体には、開口が形成されてなることが望ま
しい。開口を設けることにより、冷却媒体の排出を良好
にすることができるとともに、熱容量を小さくすること
ができ、冷却速度を向上させることができる。

【００１９】上記開口は、直径が１〜１００ｍｍが望ま
しい。１ｍｍ未満では、冷却媒体の排出を良好に行うこ
とが困難となり、１００ｍｍを超えるとヒータからの熱
を遮蔽する効果が大きく減少するからである。開口率は
３％以上が好ましい。開口率が３％未満では、熱容量が
大きくなって降温時間を短くすることができないからで
ある。

【００２０】上記板状体には、突起もしくは窪みが形成
されてなることが望ましい。突起や窪みを形成すること
により、板状体の歪みをなくすことができるからであ
る。板状体が歪んでいると支持容器自体を歪ませること
になり、その結果、セラミック基板等をも歪ませること
にもなってしまう。

【００２１】セラミック基板等が歪むと半導体ウエハと
セラミック基板等の加熱基板との距離が不均一になり、
半導体ウエハを均一に加熱することができなくなった
り、セラミック基板等と半導体ウエハとが密着せず、や
はり半導体ウエハの均一加熱が困難になる。さらに、板
状体が歪むと反射熱がセラミック基板等に不均一に照射
されるため、やはり、半導体ウエハの均一加熱ができな
い。突起や窪みは、碁盤の目のように、マトリック状に
配列されてなることが望ましい。

【００２２】なお、言うまでもないが、本発明における
上記板状体の面粗度の規定は、このような突起、窪み、
開口のない部分に関するものである。冷媒の気流・液流
の乱れは、冷媒と板状体の面接触により発生するもので
あり、局所的な突起や窪みは気流の乱れに大きな影響を
与えないからである。また、開口からは冷媒流体が排出
されてしまうため、気流の乱れには関与しない。このよ
うな突起の高さや窪みの深さは、５ｍｍ以下が望まし
い。窪みや突起が大きすぎると、逆に板状体が歪んでし
まうからである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の半導体製造・検査装置
は、その表面または内部に導体が形成されたセラミック
基板等の加熱基板が板状体を有する支持容器に配設され
てなる半導体製造・検査装置であって、上記板状体のＪ
ＩＳＢ０６０１に基づく面粗度がＲａ＝２０μｍ以
下であることを特徴とする。上記板状体は、支持容器の
底板でもよく、底板とセラミック基板の間に配置された
中底板でもよい。以下、セラミック基板を加熱基板と
し、中底板を例にして本発明の半導体製造・検査装置の
説明を行うが、本発明は、これに限定されるものではな
い。

【００２４】なお、上述したように、セラミック基板を
使用しない場合には、金属基板を使用する。具体的に
は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄から選ばれる少
なくとも１種以上の金属からなる金属基板を使用するこ
とが望ましい。金属基板には、絶縁性のシールを施した
発熱線をネジなどで固定するか、あるいは発熱体をシリ
コンラバーで挟んでこれをネジ等で金属基板に固定した
ものを使用することができる。

【００２５】まず、本発明の半導体製造・検査装置につ
いて、図面に基づいて説明する。本発明の半導体製造・
検査装置を構成するセラミック基板に抵抗発熱体のみが
設けられた場合には、ホットプレートとしての機能を有
し、シリコンウエハ等の被加熱物を所定の温度に加熱す
ることができる。

【００２６】図１は、本発明の半導体製造・検査装置の
一実施形態であるホットプレートユニットの一例を模式
的に示す底面図であり、図２は、このホットプレートユ
ニットを模式的に示す縦断面図である。

【００２７】セラミック基板２１は、円板状に形成され
ており、抵抗発熱体２２は、セラミック基板２１の底面
に同心円状のパターンに形成されている。また、これら
抵抗発熱体２２は、互いに近い二重の同心円同士が１組
の回路として、１本の線になるように接続されている。

【００２８】また、中央に近い部分には、シリコンウエ
ハの運搬等に用いるリフターピンを挿入するための複数
の貫通孔２５が形成されるとともに、この貫通孔２５の
直下に貫通孔２５に連通するガイド管１９が設置され、
支持容器１２の底板１４にも、これらに連通する貫通孔
が形成されている。

【００２９】一方、セラミック基板２１の底面には、熱
電対等の測温素子２８を挿入するための有底孔２４が形
成され、この測温素子２８より配線１８が導出され、底
板１４の貫通孔１４ａより外部に引き出されている。

【００３０】このような構成のセラミック基板２１は、
断熱リング１１を介して円筒形状の支持容器１２に嵌め
込まれ、ボルト等の連結部材１３０と押さえ用金具１４
０により断熱リング方向に押さえ付けられ、これにより
支持容器１２に固定されている。また、この支持容器１
２のなかほどには、中底板１５が取り付けられ、さらに
支持容器１２の下部に、底板１４が取り付けられてい
る。なお、支持容器１２と底板１４とは一体に形成され
ていてもよい。

【００３１】なお、図１、２に示したホットプレートユ
ニット２０では、セラミック基板２１を断熱リング１１
を介して支持容器１２に嵌め込んでいるが、セラミック
基板を支持容器の上に載置し、ボルト等の連結部材を用
い、断熱部材等を介して支持容器の上面に固定すること
により、ホットプレートユニットを構成してもよい。

【００３２】一方、抵抗発熱体２２の端部２２ａには、
断面視Ｔ字型の外部端子１３が接続され、この外部端子
１３は中底板１５に設けた貫通孔より引き出され、ソケ
ット１６を介してリード線１７と接続されており、この
リード線１７は、底板１４の貫通孔１４ａより外部に引
き出され、電源（図示せず）との接続が図られている。

【００３３】支持容器１２の底板１４には冷媒導入管２
７が固定され、支持容器１２の内部に冷却用のエアー等
を流し込むことができるようになっている。なお、中底
板１５には、底板１４に設けるガイド管１９、冷媒導入
管２９等の邪魔にならないように、貫通孔が形成されて
いる。

【００３４】なお、セラミック基板２１には、リフター
ピンを挿通するための貫通孔２５が複数個設けられてい
るが、この複数のリフターピンでシリコンウエハを支持
することにより、セラミック基板の上面より一定の距離
離間させた状態でシリコンウエハを載置し、加熱等を行
うことができる。

【００３５】また、セラミック基板２１に貫通孔や凹部
を形成し、この貫通孔等に先端が尖塔状または半球状の
支持ピンをセラミック基板２１よりわずかに突出させた
状態で挿入、固定し、この上にシリコンウエハを載置す
ることにより、シリコンウエハをセラミック基板２１の
上面より一定の距離離間させた状態で載置することがで
きる。

【００３６】次に、本発明の半導体製造・検査装置を構
成する中底板について詳しく説明する。本発明の半導体
製造・検査装置において、中底板は、抵抗発熱体から放
射された熱を反射して、セラミック基板の保温効果を向
上させたり、セラミック基板の下方に設けた配線や外部
機器等を熱から保護する、所謂、遮熱の目的で形成され
ている。

【００３７】中底板１５に何の処理も施さない場合に
は、表面は一様な平坦面ではなく凹凸が形成されてお
り、この凹凸は、通常、Ｒａで２０μｍを超える程度の
大きさとなっているため、以下に説明するような不都合
が生ずる。

【００３８】しかしながら、本発明の半導体製造・検査
装置１０においては、研磨等を行うことにより、中底板
１５のＪＩＳＢ０６０１に基づく面粗度（以下、単
に面粗度ともいう）をＲａ＝２０μｍ以下に調整してい
る。従って、中底板１５は、抵抗発熱体からの熱線を良
好に反射し、セラミック基板１１の昇温効率や保温効率
は優れたものとなる。また、昇温後の冷却時にも、良好
に冷媒を循環させることができ、セラミック基板１１の
冷却効率も優れたものとなる。また、中底板に配線を固
定させることもできる。

【００３９】中底板１５の面粗度Ｒａが２０μｍを超え
たものであると、抵抗発熱体２２から放射された熱が中
底板１５の表面で乱反射し、熱線の反射率が低下してし
まい、放射熱が大きくなって、セラミック基板１１の昇
温効率や保温効率が低下する。また、冷媒導入管２７か
ら導入された冷媒の気流が、中底板の表面付近で乱され
るため、セラミック基板１１を均一に冷却することがで
きず、セラミック基板１１の冷却効率が低下する。

【００４０】なお、同様の面粗度の調整は、底板に対し
て行ってもよい。この場合にも、底板の面粗度を調整す
ることにより、中底板１５の面粗度を調整した場合と同
様の効果が発生する。底板の面粗度を調整した場合に、
本発明の効果が発生するためには、中底板が存在しない
ことが望ましい。

【００４１】中底板１５（底板）の面粗度は、Ｒａ＝
０．０５〜２０μｍの範囲に調整されていることが望ま
しい。中底板１５の面粗度Ｒａが０．０５μｍ未満であ
っても、昇温特性等に関しては、特に不都合は生じな
い。しかし、これ以上面粗度を小さくするためには、長
時間の研磨処理等が必要になり、時間的、経済的に不利
である。

【００４２】また、中底板１５（底板）の面粗度は、Ｒ
ｍａｘで５００μｍ以下の範囲に調整されていることが
望ましい。中底板１５の面粗度Ｒｍａｘが５００μｍを
超えると、流体の流れに乱れが発生しやすくなり、降温
時間にばらつきが発生しやすくなるからである。

【００４３】図１５、図１６は、中底板の表面を示す顕
微鏡写真と、表面状態をキーエンス社製のレーザ変位計
で測定した結果を示すグラフとを組み合わせて表示した
説明図である。図１５に示す中底板は、Ｒｍａｘ＝０．
８μｍ、Ｒａ＝０．１μｍ、図１６に示す中底板は、Ｒ
ｍａｘ＝３．８μｍ、Ｒａ＝０．６μｍである。図１５
に示す中底板は、ほぼ鏡面であり、図１６に示す中底板
は、若干粗い面が形成されている。

【００４４】中底板１５（底板）の面粗度を２０μｍ以
下に調整する方法としては特に限定されず、例えば、♯
５０〜♯８００のダイヤモンド砥石を使用して、中底板
１５（底板）の表面を研磨する方法の他、ダイヤモンド
砥粒を用いて鏡面処理を施す方法等が挙げられる。

【００４５】中底板１５（底板）を構成する材料は特に
限定されず、例えば、金属、樹脂、セラミック等が挙げ
られる。

【００４６】上記金属としては特に限定されず、例え
ば、アルミニウム、ＳＵＳ、銅、ニッケル等が挙げられ
る。また、これらの金属材料で中底板１５を形成する場
合は、セラミック基板側の表面に金、銀等の貴金属の膜
が形成されていることが望ましい。貴金属の膜を形成す
ることにより、表面が熱線等をさらに効率よく反射する
からである。

【００４７】上記金、銀等の貴金属膜を金属表面に形成
する方法としては特に限定されず、例えば、電解めっ
き、無電解めっき、スパッタリング等の方法が挙げられ
る。

【００４８】上記樹脂としては特に限定されず、例え
ば、ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、フ
ッ素樹脂等の耐熱性樹脂が挙げられる。これらの樹脂の
中ではポリイミド樹脂が望ましい。熱安定性が極めて高
く、機械的性質、電気的特性も優れたものであるからで
ある。

【００４９】上記セラミックとしては特に限定されず、
例えば、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物
セラミック等が挙げられる。上記樹脂や上記セラミック
を用いて中底板を形成した場合にも、熱反射効率を上げ
るために、セラミック基板側の表面が貴金属で被覆され
ていることが望ましい。

【００５０】また、中底板１５（底板）は略円板状であ
ることが望ましいが、その直径は特に限定されず、セラ
ミック基板の大きさに合わせて適宜調整される。また、
その厚さについても特に限定されず、使用する材料に合
わせて適宜調整される。

【００５１】さらに、中底板には、図１３（ｂ）に示す
ように開口２６０ａが形成されていてもよい。開口２６
０ａを設けることにより冷却媒体を良好に排出すること
ができる。また、開口を設けることにより、中底板の熱
容量を小さくすることができ、冷却速度を向上させるこ
とができる。開口２６０ａの直径は、１〜１００ｍｍが
望ましい。１ｍｍ未満では、冷却媒体の排出を充分に行
うことができず、１００ｍｍを超えると、ヒータからの
熱を遮蔽する効果がないからである。

【００５２】上記板状体には、突起もしくは窪みが形成
されてなることが望ましい。突起や窪みによって板状体
の歪みをなくすことができるからである。板状体が歪ん
でいると支持容器自体を歪ませることになり、その結
果、セラミック基板が歪んでしまう。

【００５３】セラミック基板が歪むと半導体ウエハとセ
ラミック基板との距離が不均一になり、半導体ウエハを
均一に加熱することがができなくなったり、セラミック
基板と半導体ウエハとが密着せず、半導体ウエハの均一
加熱が困難になる。さらに、板状体が歪むと反射熱がセ
ラミック基板に不均一に照射されるため、やはり、半導
体ウエハの均一加熱ができない。突起や窪みは、碁盤の
目のように、マトリック状に配列されてなることが望ま
しい。

【００５４】図１４は、窪みの顕微鏡写真と窪みの形状
（深さと位置）を示すグラフを組み合わせた表示した説
明図である。上方に見える白い部分が窪みであり、約１
１７μｍの深さを持つ。このような窪みが、図１３
（ｂ）に示すように、碁盤の目のように配列されること
により、板状態の平面度を高くすることができる。

【００５５】実測では、板状体に窪みや突起を形成する
ことにより、平坦度を１ｍｍ以下に調整することができ
る。また、言うまでもないが、本発明の面粗度の規定
は、このような突起、窪み、開口のない部分の面粗度で
ある。冷媒の気流・液流の乱れは、冷媒と板状体の面接
触により発生するものと思われ、局所的な突起や窪みは
気流の乱れに大きな影響を与えないからである。また、
開口からは冷媒流体が排出されてしまうため、気流の乱
れには関与しない。このような突起の高さや窪みの深さ
は、５ｍｍ以下が望ましい。窪みや突起が大きすぎる
と、逆に板状体が歪んでしまうからである。

【００５６】突起や窪みは、例えばサーモスタットのよ
うな電源制御部品を装着するために形成されたものであ
ってもよい。中底板は、支持容器の外枠と連結されてい
る必要はなく、例えば図１３に示すように、中底板を底
板に設けた板バネで支持しててもよい。板バネで支持す
ることにより、支持容器の外枠と非接触で中底板を支持
することができ、中底板の熱膨張や収縮により支持容器
が歪むことがない。

【００５７】図１３（ａ）は、本発明の別の実施形態に
係る半導体製造・検査装置（ホットプレートユニット）
を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示
したホットプレートユニットを構成する底板を模式的に
示した斜視図である。

【００５８】このホットプレートユニット２５０では、
支持容器は、外枠２７０と底板２６０から構成され、底
板２６０の内側には、約１００〜２００μｍの窪み２６
０ｋが碁盤目状に形成されている。また、底板２６０に
は、開口２６０ａが複数形成されており、この開口２６
０ａより排気が行われる。なお、図示はしないが、排気
は排気管（排気ポート）を設けて行ってもよい。その場
合には、概ね容器内は密封されることになる。

【００５９】さらに支持容器内には、複数の開口２５６
ａを有する中底板２５６が設けられてているが、この中
底板２５６は、底板２６０に設けられた板バネ２５４に
より支持されている。底板２６０には、中底板２５６の
開口２５６ａに嵌合する冷媒供給管（供給ポート）２５
８が配置されており、この冷媒供給管２５８より、中底
板２５６により仕切られた空間に冷媒が供給されるよう
になっている。底板２６０や中底板２５６に形成する開
口の直径は１種類である必要はなく、２種類以上であっ
てもよい。

【００６０】セラミック基板２１１の貫通孔２１５の直
下には、スリーブ２５７が設置され、リフターピンが挿
通されるようになっており、このリフターピンを上下す
ることにより、シリコンウエハ２１９を上下させること
ができるようになっている。

【００６１】一方、支持容器の上部には断熱リング２５
２が設置されており、断熱リング２５２には、ピン２５
１が嵌め込まれて支持容器の外枠２７０に固定されてい
る。また、断熱リング２５２には、セラミック基板２１
１が装着されており、このセラミック基板２１１は、固
定板２５３により押さえられ、固定されている。

【００６２】このセラミック基板２１１は、表面に絶縁
層２１８が形成され、底面には、この絶縁層２１８を介
して抵抗発熱体２１２が形成され、ヒータとして機能す
るようになっている。また、シリコンウエハ２１９を加
熱する加熱面には、支持ピン２５９が形成され、シリコ
ンウエハを加熱面より一定離間させた状態で支持するこ
とができるようになっている。

【００６３】さらに、発熱体２１２の端部には、給電端
子２１３が半田で固定されており、この給電端子２１３
に配線２６２を有するソケット２５５が嵌め込まれ、電
源と接続するようになっている。

【００６４】次に、本発明の半導体製造・検査装置を構
成するセラミック基板について詳しく説明する。上記セ
ラミック基板の材料はとしては特に限定されないが、例
えば、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セ
ラミック等が挙げられる。

【００６５】上記窒化物セラミックとしては、金属窒化
物セラミック、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。また、上
記炭化物セラミックとしては、金属炭化物セラミック、
例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、
炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】また、上記セラミック材料は、焼結助剤を
含有していてもよい。上記焼結助剤としては、例えば、
アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類
酸化物等が挙げられる。これらの焼結助剤のなかでは、
ＣａＯ、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｎａ₂ Ｏ、Ｌｉ₂ Ｏ、Ｒｂ₂ Ｏが好
ましい。これらの含有量としては、０．１〜１０重量％
が好ましい。また、アルミナを含有していてもよい。

【００６９】本発明の半導体製造・検査装置を構成する
セラミック基板は、明度がＪＩＳＺ８７２１の規定に
基づく値でＮ４以下のものであることが望ましい。この
ような明度を有するものが輻射熱量、隠蔽性に優れるか
らである。また、このようなセラミック基板は、サーモ
ビュアにより、正確な表面温度測定が可能となる。

【００７０】ここで、明度のＮは、理想的な黒の明度を
０とし、理想的な白の明度を１０とし、これらの黒の明
度と白の明度との間で、その色の明るさの知覚が等歩度
となるように各色を１０分割し、Ｎ０〜Ｎ１０の記号で
表示したものである。そして、実際の測定は、Ｎ０〜Ｎ
１０に対応する色票と比較して行う。この場合の小数点
１位は０または５とする。

【００７１】このような特性を有するセラミック基板
は、セラミック基板中にカーボンを１００〜５０００ｐ
ｐｍ含有させることにより得られる。カーボンには、非
晶質のものと結晶質１ものとがあり、非晶質のカーボン
は、セラミック基板の高温における体積抵抗率の低下を
抑制することでき、結晶質のカーボンは、セラミック基
板の高温における熱伝導率の低下を抑制することができ
るため、その製造する基板の目的等に応じて適宜カーボ
ンの種類を選択することができる。

【００７２】非晶質のカーボンとしては、例えば、Ｃ、
Ｈ、Ｏだけからなる炭化水素、好ましくは、糖類を、空
気中で焼成することにより得ることができ、結晶質のカ
ーボンとしては、グラファイト粉末等を用いることがで
きる。また、アクリル系樹脂を不活性雰囲気（窒化ガ
ス、アルゴンガス）下で熱分解させた後、加熱加圧する
ことによりカーボンを得ることができるが、このアクリ
ル系樹脂の酸価を変化させることにより、結晶性（非晶
性）の程度を調整することができる。

【００７３】上記セラミック基板は、円板形状であり、
直径２００ｍｍ以上が望ましく、２５０ｍｍ以上が最適
である。半導体装置に用いられる円板形状のセラミック
基板は、温度の均一性が要求されるが、直径の大きな基
板ほど、温度が不均一になりやすいからである。

【００７４】上記セラミック基板の厚さは、５０ｍｍ以
下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましい。また、１
〜５ｍｍが最適である。厚みは、薄すぎると高温での反
りが発生しやすく、厚すぎると熱容量が大きくなり過ぎ
て昇温降温特性が低下するからである。

【００７５】また、上記セラミック基板の気孔率は、０
または５％以下が望ましい。高温での熱伝導率の低下、
反りの発生を抑制できるからである。本発明の半導体製
造・検査装置で用いるセラミック基板は、１５０℃以上
で使用することができるが、２００℃以上で使用するこ
とが望ましい。

【００７６】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
抵抗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。

【００７７】上記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、Ｊ
ＩＳ−Ｃ−１６０２（１９８０）に挙げられるように、
Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対が挙げられ
る。

【００７８】図３は、本発明の他の実施形態を示すもの
で、セラミック基板の内部に抵抗発熱体が配設されたセ
ラミック基板の抵抗発熱体の近傍を模式的に示した部分
拡大断面図である。

【００７９】図示はしていないが、セラミック基板３１
は、図１の場合と同様に、円板状に形成されており、抵
抗発熱体２２は、セラミック基板３１の内部に同心円状
のパターンに形成されている。また、これら抵抗発熱体
２２は、その回路の両端の真下にスルーホール３８が形
成され、袋孔３７が形成されることによりスルーホール
３８が外部に露出している。

【００８０】そして、この袋孔３７に露出したスルーホ
ール３８に、半田またはろう材等を用いて外部端子１３
がスルーホール３８に接着され、スルーホール３８を介
して外部端子１３と抵抗発熱体２２との電気的な接続が
図られている。

【００８１】スルーホール３８は、図４に示すように、
セラミック基板３１の底面に露出するように形成され、
袋孔が形成されていなくてもよい。また、図５に示すよ
うに、スルーホール３８の表面にＮｉ層３９ａとＡｕ層
３９ｂとからなる非酸化性金属層３９を形成し、この非
酸化性金属層３９を介して接続させてもよい。この場
合、非酸化性金属層３９は、スパッタリングやめっき処
理等により形成することができるが、このようなめっき
処理等を施す前に、スルーホール表面の研磨等を行い、
酸化物層等を除去することが望ましい。

【００８２】スルーホール３８は、タングステン、モリ
ブデン等の金属、または、これらの炭化物等からなり、
その直径は、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することができるからで
ある。袋孔３７のサイズとしては特に限定されず、丁
度、外部端子１３の頭の部分を挿入することができる大
きさであればよい。

【００８３】本発明において、抵抗発熱体は、貴金属
（金、銀、白金、パラジウム）、鉛、タングステン、モ
リブデン、ニッケル等の金属、または、タングステン、
モリブデンの炭化物等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。抵抗値を高くすることが可能と
なり、断線等を防止する目的で厚み自体を厚くすること
ができるとともに、酸化しにくく、熱伝導率が低下しに
くいからである。これらは、単独で用いてもよく、２種
以上を併用してもよい。

【００８４】また、抵抗発熱体は、セラミック基板全体
の温度を均一にする必要があることから、図１に示すよ
うな同心円形状のパターンや同心円形状のパターンと屈
曲線形状のパターンとを組み合わせたものが好ましい。
また、抵抗発熱体の厚さは、１〜５０μｍが望ましく、
その幅は、５〜２０ｍｍが望ましい。

【００８５】抵抗発熱体の厚さや幅を変化させることに
より、その抵抗値を変化させることができるが、この範
囲が最も実用的だからである。抵抗発熱体の抵抗値は、
薄く、また、細くなるほど大きくなる。なお、抵抗発熱
体を内部に設けると、加熱面２１ａと抵抗発熱体２２と
の距離が近くなり、表面の温度の均一性が低下するた
め、抵抗発熱体２２自体の幅を広げる必要がある。ま
た、セラミック基板の内部に抵抗発熱体２２を設けるた
め、窒化物セラミック等との密着性を考慮する必要性が
なくなる。

【００８６】抵抗発熱体は、断面が方形、楕円形、紡錘
形、蒲鉾形状のいずれでもよいが、偏平なものであるこ
とが望ましい。偏平の方が加熱面に向かって放熱しやす
いため、加熱面への熱伝搬量を多くすることができ、加
熱面の温度分布ができにくいからである。なお、抵抗発
熱体は螺旋形状でもよい。

【００８７】セラミック基板の表面または内部に抵抗発
熱体を形成するためには、金属や導電性セラミックから
なる導体ペーストを用いることが好ましい。即ち、図
１、２に示すようにセラミック基板２１の表面に抵抗発
熱体を形成する場合には、通常、焼成を行って、セラミ
ック基板２１を製造した後、その表面に上記導体ペース
ト層を形成し、焼成することより、抵抗発熱体を作製す
る。一方、図３〜５に示すようにセラミック基板３１の
内部に抵抗発熱体を形成する場合には、グリーンシート
上に上記導体ペースト層を形成した後、グリーンシート
を積層、焼成することにより、内部に抵抗発熱体を作製
する。

【００８８】上記導体ペーストとしては特に限定されな
いが、導電性を確保するため金属粒子または導電性セラ
ミック粒子が含有されているほか、樹脂、溶剤、増粘剤
などを含むものが好ましい。

【００８９】上記金属粒子や導電性セラミック粒子の材
料としては、上述したものが挙げられる。これら金属粒
子または導電性セラミック粒子の粒径は、０．１〜１０
０μｍが好ましい。０．１μｍ未満と微細すぎると、酸
化されやすく、一方、１００μｍを超えると、焼結しに
くくなり、抵抗値が大きくなるからである。

【００９０】上記金属粒子の形状は、球状であっても、
リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場
合、上記球状物と上記リン片状物との混合物であってよ
い。上記金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン
片状物との混合物の場合は、金属粒子間の金属酸化物を
保持しやすくなり、抵抗発熱体とセラミック基板との密
着性を確実にし、かつ、抵抗値を大きくすることができ
るため有利である。

【００９１】上記導体ペーストに使用される樹脂として
は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げら
れる。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアル
コール等が挙げられる。増粘剤としては、セルロース等
が挙げられる。

【００９２】抵抗発熱体用の導体ペーストをセラミック
基板の表面に形成する際には、上記導体ペースト中に上
記金属粒子のほかに金属酸化物を添加し、上記金属粒子
および上記金属酸化物を焼結させたものとすることが好
ましい。このように、金属酸化物を金属粒子とともに焼
結させることにより、セラミック基板と金属粒子とをよ
り密着させることができる。

【００９３】上記金属酸化物を混合することにより、セ
ラミック基板との密着性が改善される理由は明確ではな
いが、金属粒子表面や非酸化物からなるセラミック基板
の表面は、その表面がわずかに酸化されて酸化膜が形成
されており、この酸化膜同士が金属酸化物を介して焼結
して一体化し、金属粒子とセラミックとが密着するので
はないかと考えられる。また、セラミック基板を構成す
るセラミックが酸化物の場合は、当然に表面が酸化物か
らなるので、密着性に優れた導体層が形成される。

【００９４】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、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
る少なくとも１種が好ましい。これらの酸化物は、抵抗
発熱体の抵抗値を大きくすることなく、金属粒子とセラ
ミック基板との密着性を改善することができるからであ
る。

【００９５】上記酸化鉛、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、重
量比で、酸化鉛が１〜１０、シリカが１〜３０、酸化ホ
ウ素が５〜５０、酸化亜鉛が２０〜７０、アルミナが１
〜１０、イットリアが１〜５０、チタニアが１〜５０で
あって、その合計が１００重量部を超えない範囲で調整
されていることが好ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特にセラミック基板
との密着性を改善することができる。

【００９６】上記金属酸化物の金属粒子に対する添加量
は、０．１重量％以上１０重量％未満が好ましい。ま
た、このような構成の導体ペーストを使用して抵抗発熱
体を形成した際の面積抵抗率は、１〜４５ｍΩ／□が好
ましい。面積抵抗率が４５ｍΩ／□を超えると、印加電
圧量に対して発熱量は大きくなりすぎて、表面に抵抗発
熱体を設けたセラミック基板では、その発熱量を制御し
にくいからである。なお、金属酸化物の添加量が１０重
量％以上であると、面積抵抗率が５０ｍΩ／□を超えて
しまい、発熱量が大きくなりすぎて温度制御が難しくな
り、温度分布の均一性が低下する。

【００９７】抵抗発熱体がセラミック基板の表面に形成
される場合には、抵抗発熱体の表面部分に、金属被覆層
が形成されていることが好ましい。内部の金属焼結体が
酸化されて抵抗値が変化するのを防止するためである。
形成する金属被覆層の厚さは、０．１〜１０μｍが好ま
しい。

【００９８】上記金属被覆層を形成する際に使用される
金属は、非酸化性の金属であれば特に限定されないが、
具体的には、例えば、金、銀、パラジウム、白金、ニッ
ケル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、
２種以上を併用してもよい。これらのなかでは、ニッケ
ルが好ましい。なお、抵抗発熱体をセラミック基板の内
部に形成する場合には、抵抗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。

【００９９】また、抵抗発熱体２２またはスルーホール
３８に接続する外部端子１３の材料としては特に限定さ
れず、例えば、ニッケル、コバール等の金属が挙げられ
る。また、外部端子１３の形状は、接触面の面積を大き
くするため、断面視Ｔ字型のものが好ましい。また、そ
のサイズは、使用するセラミック基板２１の大きさ、抵
抗発熱体２２の大きさ等によって適宜調整されるため特
に限定されないが、軸部分の直径は０．５〜１０ｍｍ、
軸部分の長さは３〜２０ｍｍが好ましい。

【０１００】本発明の半導体製造・検査装置の具体例と
しては、例えば、静電チャック、ウエハプローバ、ホッ
トプレート、サセプタ等が挙げられる。上記ホットプレ
ートユニットは、セラミック基板の表面または内部に抵
抗発熱体のみが設けられた装置であり、これにより、シ
リコンウエハ等の被加熱物を所定の温度に加熱すること
ができる。

【０１０１】本発明の半導体製造・検査装置を構成する
セラミック基板の表面または内部に抵抗発熱体を設ける
とともに、セラミック基板の内部に静電電極を設けた場
合には静電チャックとして機能する。上記静電電極は、
例えば、貴金属（金、銀、白金、パラジウム）、鉛、タ
ングステン、モリブデン、ニッケル等の金属、または、
タングステン、モリブデンの炭化物等の導電性セラミッ
クからなるもの等が挙げられる。これらは、単独で用い
てもよく、２種以上を併用してもよい。

【０１０２】図６（ａ）は、静電チャックを構成するセ
ラミック基板を模式的に示す縦断面図であり、（ｂ）
は、（ａ）に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断面図で
ある。この静電チャック６０では、セラミック基板６１
の内部にチャック正負極静電層６２、６３が埋設され、
それぞれスルーホール６８０と接続され、その電極上に
セラミック誘電体膜６４が形成されている。

【０１０３】また、セラミック基板６１の内部には、抵
抗発熱体６６とスルーホール６８とが設けられ、シリコ
ンウエハ２９を加熱することができるようになってい
る。なお、セラミック基板６１には、必要に応じて、Ｒ
Ｆ電極が埋設されていてもよい。

【０１０４】また、図示はしていないが、スルーホール
６８の下部には、スルーホール６８を露出させる袋孔が
設けられており、このセラミック基板６１を図２に示し
た支持容器１２に配設した場合には、上述したホットプ
レートユニット２０と同様に静電チャック６０の昇温効
率および冷却効率等に優れたものとなる。

【０１０５】また、（ｂ）に示したように、静電チャッ
ク６０は、通常、平面視円形状に形成されており、セラ
ミック基板６１の内部に（ｂ）に示した半円弧状部６２
ａと櫛歯部６２ｂとからなるチャック正極静電層６２
と、同じく半円弧状部６３ａと櫛歯部６３ｂとからなる
チャック負極静電層６３とが、互いに櫛歯部６２ｂ、６
３ｂを交差するように対向して配置されている。

【０１０６】この静電チャックを使用する場合には、チ
ャック正極静電層６２とチャック負極静電層６３とにそ
れぞれ直流電源の＋側と−側を接続し、直流電圧を印加
する。これにより、この静電チャック上に載置されたシ
リコンウエハが静電的に吸着されることになる。

【０１０７】図７および図８は、他の静電チャックにお
ける静電電極を模式的に示した水平断面図であり、図７
に示す静電チャック７０では、セラミック基板７１の内
部に半円形状のチャック正極静電層７２とチャック負極
静電層７３が形成されており、図８に示す静電チャック
８０では、セラミック基板８１の内部に円を４分割した
形状のチャック正極静電層８２ａ、８２ｂとチャック負
極静電層８３ａ、８３ｂが形成されている。また、２枚
の正極静電層８２ａ、８２ｂおよび２枚のチャック負極
静電層８３ａ、８３ｂは、それぞれ交差するように形成
されている。なお、円形等の電極が分割された形態の電
極を形成する場合、その分割数は特に限定されず、５分
割以上であってもよく、その形状も扇形に限定されな
い。

【０１０８】本発明の半導体製造・検査装置を構成する
セラミック基板の表面または内部に抵抗発熱体を設け、
さらに、セラミック基板の表面にチャックトップ導体層
を設け、内部にガード電極やグランド電極を設けた場合
には、ウエハプローバとして機能する。

【０１０９】図９は、上記ウエハプローバを構成するセ
ラミック基板の一実施形態を模式的に示した断面図であ
り、図１０は、その平面図であり、図１１は、図９に示
したセラミック基板におけるＡ−Ａ線断面図である。

【０１１０】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８が形成され
るとともに、溝８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９が設けられており、溝８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。

【０１１１】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１に示
したような平面視同心円形状の抵抗発熱体５１が設けら
れている。このウエハプローバを図２に示した支持容器
１２に配設した場合には、上述したホットプレートユニ
ット２０と同様にこのウエハプローバの昇温効率および
冷却効率等も優れたものとなる。

【０１１２】また、セラミック基板３の内部には、スト
レイキャパシタやノイズを除去するために図１１に示し
たような格子形状のガード電極６とグランド電極７（図
示せず）とが設けられている。なお、符号５２は、電極
非形成部を示している。このような矩形状の電極非形成
部５２をガード電極６の内部に形成しているのは、ガー
ド電極６を挟んだ上下のセラミック基板３をしっかりと
接着させるためである。

【０１１３】このような構成のウエハプローバでは、支
持容器に収められたセラミック基板の上に集積回路が形
成された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ことがで
きる。

【０１１４】次に、本発明の半導体製造・検査装置の製
造方法の一例として、ホットプレートユニットの製造方
法について説明する。まず、底面に抵抗発熱体を有する
セラミック基板を備えたホットプレートユニットの製造
方法について説明する（図１、２参照）。

【０１１５】（１）セラミック基板の製造工程上述した窒化アルミニウム等のセラミック粉末に必要に
応じてイットリア等の焼結助剤やバインダ等を配合して
スラリーを調製した後、このスラリーをスプレードライ
等の方法で顆粒状にし、この顆粒を金型などに入れて加
圧することにより板状などに成形し、生成形体（グリー
ン）を作製する。スラリー調整時に、非晶質や結晶質の
カーボンを添加してもよい。

【０１１６】次に、この生成形体を加熱、焼成して焼結
させ、セラミック製の板状体を製造する。この後、所定
の形状に加工することにより、セラミック基板２１を製
造するが、焼成後にそのまま使用することができる形状
としてもよい。加圧しながら加熱、焼成を行うことによ
り、気孔のないセラミック基板２１を製造することが可
能となる。加熱、焼成は、焼結温度以上であればよい
が、窒化物セラミックでは、１０００〜２５００℃であ
る。

【０１１７】次に、セラミック基板に、必要に応じて、
図示はしないが、シリコンウエハを支持するための支持
ピンを挿入する貫通孔となる部分、シリコンウエハを運
搬等するためのリフターピンを挿入する貫通孔となる部
分、熱電対などの測温素子を埋め込むための有底孔とな
る部分等を形成する。

【０１１８】（２）セラミック基板に導体ペーストを印
刷する工程導体ペーストは、一般に、金属粒子、樹脂、溶剤からな
る粘度の高い流動物である。この導体ペーストをスクリ
ーン印刷などを用い、抵抗発熱体を設けようとする部分
に印刷を行うことにより、導体ペースト層を形成する。
また、抵抗発熱体は、セラミック基板全体を均一な温度
にする必要があることから、例えば、同心円形状とする
か、または、同心円形状と屈曲線形状とを組合わせたパ
ターンに印刷することが好ましい。導体ペースト層は、
焼成後の抵抗発熱体２２の断面が、方形で、偏平な形状
となるように形成することが好ましい。

【０１１９】（３）導体ペーストの焼成セラミック基板２１の底面に印刷した導体ペースト層を
加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去するとともに、金属粒
子を焼結させ、セラミック基板２１の底面に焼き付け、
抵抗発熱体２２を形成する。加熱焼成の温度は、５００
〜１０００℃が好ましい。

【０１２０】導体ペースト中に上述した金属酸化物を添
加しておくと、金属粒子、セラミック基板および金属酸
化物が焼結して一体化するため、抵抗発熱体とセラミッ
ク基板との密着性が向上する。

【０１２１】（４）金属被覆層の形成抵抗発熱体２２表面には、金属被覆層（図示せず）を設
けることが望ましい。上記金属被覆層は、電解めっき、
無電解めっき、スパッタリング等により形成することが
できるが、量産性を考慮すると、無電解めっきが最適で
ある。

【０１２２】（５）端子等の取り付け抵抗発熱体２２の回路の端部２２ａに、外部端子１３を
半田等により取り付ける。また、有底孔２４に熱電対等
の測温素子２８を挿入し、ポリイミド等の耐熱樹脂、セ
ラミック等で封止する。

【０１２３】（６）次に、支持容器１２を用意し、抵抗
発熱体２２を有するセラミック基板を、断熱リング１１
を介して支持容器１２に嵌め込む。

【０１２４】（７）板状体の研磨支持容器１２に取り付けられる板状体（中底板１５）の
セラミック基板側の表面をダイヤモンド砥粒で鏡面処
理、又は、♯５０〜♯８００のダイヤモンド砥石を使用
して研磨等を行うことにより、ＪＩＳＢ０６０１に
基づく面粗度がＲａ＝２０μｍ以下となるように研磨す
る。また、刻印板等を板状体の表面に押し付けることに
より、窪みや突起を形成してもよい。また、パンチング
等により、開口を形成してもよい。この後、めっきやス
パッタリング等を施すことにより、表面に貴金属の層を
形成してもよい。

【０１２５】次に、図２に示したように、この中底板１
５を支持容器１２に取り付け、外部端子１３を中底板１
５に形成した貫通孔から引出し、リード線１７と接続さ
れたソケット１６を外部端子１３に挿入することで、外
部端子１３とリード線１７とを接続する。

【０１２６】（８）この後、その他の治具を有する底板
１４を図１、２に示すように支持容器１２に取り付ける
ことにより、半導体製造・検査装置の製造を終了する。

【０１２７】上記ホットプレートユニットを製造する際
に、セラミック基板の内部に静電電極を設けることによ
り静電チャックを製造することができ、また、加熱面に
チャックトップ導体層を設け、セラミック基板の内部に
ガード電極やグランド電極を設けることによりウエハプ
ローバを製造することができる。

【０１２８】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、金属箔等をセラミック基板の内部に埋設すればよ
い。また、セラミック基板の表面に導体層を形成する場
合には、スパッタリング法やめっき法を用いることがで
き、これらを併用してもよい。

【０１２９】次に、本発明の半導体製造・検査装置の製
造方法の他の一例として、上記ホットプレートユニット
とは構成の異なるホットプレートユニットの製造方法に
ついて説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）は、ホットプレ
ートユニットを構成する内部に抵抗発熱体を有するセラ
ミック基板の製造方法を模式的に示した断面図である。

【０１３０】（１）グリーンシートの作製工程まず、窒化物セラミックの粉末をバインダ、溶剤等と混
合してペーストを調製し、これを用いてグリーンシート
を作製する。上述したセラミック粉末としては、窒化ア
ルミニウム等を使用することができ、必要に応じて、イ
ットリア等の焼結助剤を加えてもよい。また、グリーン
シートを作製する際、結晶質や非晶質のカーボンを添加
してもよい。

【０１３１】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。

【０１３２】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５
０を作製する。グリーンシート５０の厚さは、０．１〜
５ｍｍが好ましい。次に、得られたグリーンシートに、
必要に応じて、シリコンウエハを支持するための支持ピ
ンを挿入する貫通孔となる部分、シリコンウエハを運搬
等するためのリフターピンを挿入する貫通孔となる部
分、熱電対などの測温素子を埋め込むための有底孔とな
る部分、抵抗発熱体を外部端子と接続するためのスルー
ホールとなる部分等を形成する。後述するグリーンシー
ト積層体を形成した後に、上記加工を行ってもよい。

【０１３３】（２）グリーンシート上に導体ペーストを
印刷する工程グリーンシート５０上に、金属ペーストまたは導電性セ
ラミックを含む導体ペーストを印刷し、導体ペースト層
４２０を形成し、スルーホールとなる部分に導体ペース
トを充填し、充填層４９０を形成する。これらの導電ペ
ースト中には、金属粒子または導電性セラミック粒子が
含まれている。上記金属粒子であるタングステン粒子ま
たはモリブデン粒子等の平均粒子径は、０．１〜５μｍ
が好ましい。平均粒子が０．１μｍ未満であるか、５μ
ｍを超えると、導体ペーストを印刷しにくいからであ
る。

【０１３４】このような導体ペーストとしては、例え
ば、金属粒子または導電性セラミック粒子８５〜８７重
量部；アクリル系、エチルセルロース、ブチルセロソル
ブ、ポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種
のバインダ１．５〜１０重量部；および、α−テルピネ
オール、グリコールから選ばれる少なくとも１種の溶媒
を１．５〜１０重量部を混合した組成物（ペースト）が
挙げられる。

【０１３５】（３）グリーンシートの積層工程上記（１）の工程で作製した導体ペーストを印刷してい
ないグリーンシート５０を、上記（２）の工程で作製し
た導体ペースト層４２０を印刷したグリーンシート５０
の上下に積層する（図１２（ａ））。このとき、上側に
積層するグリーンシート５０の数を下側に積層するグリ
ーンシート５０の数よりも多くして、導体ペースト層４
２０の形成位置を底面の方向に偏芯させる。具体的に
は、上側のグリーンシート５０の積層数は２０〜５０枚
が、下側のグリーンシート５０の積層数は５〜２０枚が
好ましい。

【０１３６】（４）グリーンシート積層体の焼成工程グリーンシート積層体の加熱、加圧を行い、グリーンシ
ート５０および内部の導体ペーストを焼結させ、セラミ
ック基板４１を作製する。加熱温度は、１０００〜２０
００℃が好ましく、加圧の圧力は、１０〜２０ＭＰａが
好ましい。加熱は、不活性ガス雰囲気中で行う。不活性
ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素などを使用する
ことができる。

【０１３７】得られたセラミック基板４１に、測温素子
を挿入するための有底孔４４やリフターピンを挿通する
ための貫通孔４５を設け（図１２（ｂ））、続いて、外
部端子を挿入するための袋孔４８等を設ける（図１２
（ｃ））。有底孔４４、貫通孔４５および袋孔４８は、
表面研磨後に、ドリル加工やサンドブラストなどのブラ
スト処理を行うことにより形成することができる。

【０１３８】袋孔４８より露出したスルーホール４９
に、外部端子４３を半田等により取り付ける（図１２
（ｄ））。また、有底孔に熱電対等の測温素子を挿入
し、ポリイミド等の耐熱樹脂、セラミック等で封止す
る。

【０１３９】（５）次に、支持容器１２を用意し、抵抗
発熱体２２を有するセラミック基板を、断熱リング１１
を介して支持容器１２に嵌め込む。

【０１４０】（６）板状体の研磨支持容器１２に取り付けられる板状体（中底板１５）の
表面をダイヤモンド砥粒で鏡面処理、又は、♯５０〜♯
８００のダイヤモンド砥石を使用して研磨をすることに
より、ＪＩＳＢ０６０１に基づく面粗度がＲａ＝２
０μｍ以下となるように研磨する。また、刻印板等を板
状体の表面に押し付けることにより、窪みや突起を形成
してもよい。また、パンチング等により、開口を形成し
てもよい。この後、めっきやスパッタリングにより、セ
ラミック基板側の表面に貴金属層を形成してもよい。

【０１４１】そして、図２に示したように、中底板１５
を支持容器１２に取り付け、外部端子１３を中底板１５
に形成した貫通孔から引出し、リード線１７と接続され
たソケット１６を外部端子３３に挿入することで、外部
端子３３とリード線１７とを接続する。

【０１４２】（７）この後、その他の治具を有する底板
１４を図１、２に示すように支持容器１２に取り付ける
ことにより、ホットプレートユニット（半導体製造・検
査装置）の製造が終了する。

【０１４３】上記ホットプレートユニットでは、その上
にシリコンウエハ等を載置するか、または、シリコンウ
エハ等を支持ピンで保持させた後、シリコンウエハ等の
加熱や冷却を行いながら、種々の操作を行うことができ
る。

【０１４４】上記ホットプレートユニットを製造する際
に、セラミック基板の内部に静電電極を設けることによ
り静電チャックを製造することができ、また、加熱面に
チャックトップ導体層を設け、セラミック基板の内部に
ガード電極やグランド電極を設けることによりウエハプ
ローバを製造することができる。

【０１４５】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、抵抗発熱体を形成する場合と同様にグリーンシー
トの表面に導体ペースト層を形成すればよい。また、セ
ラミック基板の表面に導体層を形成する場合には、スパ
ッタリング法やめっき法を用いることができ、これらを
併用してもよい。

【０１４６】

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。な
お、板状体表面の粗度Ｒａ、Ｒｍａｘは、形状測定器
（東京精密社製サーフコム９２０Ａ）により測定し
た。写真は、キーエンス社製のレーザ変位計により測
定、観察した結果である。

【０１４７】（実施例１）ホットプレートユニットの製
造（図１、２参照）（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、酸化イットリウム（Ｙ₂ Ｏ
₃ ：イットリア、平均粒径：０．４μｍ）４重量部、ア
クリルバインダ１２重量部およびアルコールからなる組
成物のスプレードライを行い、顆粒状の粉末を作製し
た。

【０１４８】（２）次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体（グリーン）を得た。（３）加工処理の終わった生成形体を温度：１８００
℃、圧力：２０ＭＰａでホットプレスし、厚さが３ｍｍ
の窒化アルミニウム焼結体を得た。次に、この焼結体か
ら直径２１０ｍｍまたは３１０ｍｍの円板体を切り出
し、セラミック性の板状体（セラミック基板２１）とし
た。

【０１４９】次に、この板状体にドリル加工を施し、シ
リコンウエハのリフターピンを挿入する貫通孔２５、熱
電対を埋め込むための有底孔２４（直径：１．１ｍｍ、
深さ：２ｍｍ）を形成した。

【０１５０】（４）上記（３）で得た焼結体の底面に、
スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷した。印刷パタ
ーンは、図１に示したような同心円状とした。導体ペー
ストとしては、プリント配線板のスルーホール形成に使
用されている徳力化学研究所製のソルベストＰＳ６０３
Ｄを使用した。この導体ペーストは、銀−鉛ペーストで
あり、銀１００重量部に対して、酸化鉛（５重量％）、
酸化亜鉛（５５重量％）、シリカ（１０重量％）、酸化
ホウ素（２５重量％）およびアルミナ（５重量％）から
なる金属酸化物を７．５重量部含むものであった。ま
た、銀粒子は、平均粒径が４．５μｍで、リン片状のも
のであった。

【０１５１】（５）次に、導体ペーストを印刷した焼結
体を７８０℃で加熱、焼成して、導体ペースト中の銀、
鉛を焼結させるとともに焼結体に焼き付け、抵抗発熱体
２２を形成した。銀−鉛の抵抗発熱体２２は、厚さが５
μｍ、幅２．４ｍｍ、面積抵抗率が７．７ｍΩ／□であ
った。

【０１５２】（６）硫酸ニッケル８０ｇ／ｌ、次亜リン
酸ナトリウム２４ｇ／ｌ、酢酸ナトリウム１２ｇ／ｌ、
ほう酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム６ｇ／ｌの濃度の水
溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記（５）で作
製した焼結体を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体２２の表面
に厚さ１μｍの金属被覆層２２０（ニッケル層）（図示
せず）を析出させた。

【０１５３】（７）外部端子１３を取り付ける部分に、
スクリーン印刷により、銀−鉛半田ペースト（田中貴金
属社製）を印刷して、半田ペースト層を形成した。次い
で、半田ペースト層の上にコバール製の外部端子１３を
載置して、４２０℃で加熱リフローし、外部端子１３を
半田層１３０を介して抵抗発熱体２２の端部に取り付け
た。

【０１５４】（８）温度制御のための熱電対を有底孔に
挿入し、ポリイミド樹脂を充填し、１９０℃で２時間硬
化させた。

【０１５５】（９）次に、支持容器１２を用意し、抵抗
発熱体２２を有するセラミック基板２１を、断熱リング
１１を介して支持容器１２に嵌め込んだ。

【０１５６】（１０）中底板の研磨次に、支持容器１２に取り付けられるＳＵＳ製の中底板
１５のセラミック基板側の表面のバフ研磨を行い、ＪＩ
ＳＢ０６０１に基づく面粗度がＲａ＝０．１μｍ、
Ｒｍａｘ＝０．８μｍとなるようにした。

【０１５７】次に、図２に示したように、この中底板１
５を支持容器１２に取り付け、外部端子１３を中底板１
５に形成した貫通孔から引出し、リード線１７と接続さ
れたソケット１６を外部端子１３に挿入することで、外
部端子１３とリード線１７とを接続した。

【０１５８】（１１）この後、その他の治具を有する底
板１４を図１、２に示すように支持容器１２に取り付
け、ホットプレートの製造を終了した。

【０１５９】（実施例２）ホットプレートユニット（図
３、１２参照）（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、酸化イットリウム（Ｙ
₂ Ｏ₃ ：イットリア、平均粒径：０．４μｍ）４重量
部、アクリルバインダ１１．５重量部、分散剤０．５重
量部および１−ブタノールとエタノールとからなるアル
コール５３重量部を混合したペーストを用い、ドクター
ブレード法により成形を行って、厚さ０．４７ｍｍのグ
リーンシート５０を作製した。

【０１６０】（２）次に、このグリーンシート５０を８
０℃で５時間乾燥させた後、スルーホールとなる部分等
をパンチングにより形成した。

【０１６１】（３）平均粒子径１μｍのタングステンカ
ーバイト粒子１００重量部、アクリル系バインダ３．０
重量部、α−テルピネオール溶媒３．５重量部および分
散剤０．３重量部を混合して導体ペーストＡを調製し
た。

【０１６２】平均粒子径３μｍのタングステン粒子１０
０重量部、アクリル系バインダ１．９重量部、α−テル
ピネオール溶媒３．７重量部および分散剤０．２重量部
を混合して導体ペーストＢを調製した。この導体ペース
トＡをグリーンシート５０上にスクリーン印刷で印刷
し、抵抗発熱体２２用の導体ペースト層２２０を形成し
た。印刷パターンは、図１に示したような同心円パター
ンとし、導体ペースト層の幅を１０ｍｍ、その厚さを１
２μｍとした。また、スルーホールとなる部分に導体ペ
ーストＢを充填し、充填層４９０を形成した。

【０１６３】上記処理の終わったグリーンシート５０
に、タングステンペーストを印刷しないグリーンシート
５０を上側（加熱面）に３７枚、下側に１３枚、１３０
℃、８ＭＰａの圧力で積層した（図１２（ａ））。

【０１６４】（４）次に、得られた積層体を窒素ガス
中、６００℃で５時間脱脂し、１８９０℃、圧力１５Ｍ
Ｐａで１０時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの窒化アル
ミニウム焼結体を得た。これを２３０ｍｍの円板状に切
り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍ（アスペクト
比：１６６６）の抵抗発熱体４２およびスルーホール４
９を有するセラミック基板４１とした（図１２
（ｂ））。

【０１６５】（５）次に、（４）で得られた板状体を、
ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、Ｓｉ
Ｃ等によるブラスト処理で、リフターピンを挿通するた
めの貫通孔４５および表面に熱電対を埋設するための有
底孔４４を設けた。

【０１６６】（６）さらに、スルーホール４９の真下
を、ドリルでえぐり取って直径３．０ｍｍ、深さ０．５
ｍｍの袋孔４８を形成し、スルーホール４８を露出させ
た（図１２（ｃ））。そして、この袋孔４８にＮｉ−Ａ
ｕからなる金ろうを用い、７００℃で加熱リフローさ
せ、コバール製の外部端子を接続した（図１２
（ｃ））。

【０１６７】（７）温度制御のための複数の熱電対を有
底孔４４に埋め込み、ポリイミド樹脂を充填し、１９０
℃で２時間硬化させた。

【０１６８】（８）次に、支持容器１２を用意し、抵抗
発熱体４２を有するセラミック基板４１を、断熱リング
１１を介して支持容器１２に嵌め込んだ。

【０１６９】（９）中底板の研磨支持容器１２に取り付けられる厚さ１．５ｍｍのアルミ
ナ製の中底板１５のセラミック基板側の表面を１０μｍ
の粒径のＳｉＣ砥粒で１ｋｇ／ｃｍ² に荷重で研磨し、
ＪＩＳＢ０６０１に基づく面粗度がＲａ＝１０μ
ｍ、Ｒｍａｘ＝１００μｍとなるようにした。

【０１７０】次に、図２に示したように、この中底板１
５を支持容器１２に取り付け、外部端子１３を中底板１
５に形成した貫通孔から引出し、リード線１７と接続さ
れたソケット１６を外部端子１３に挿入することで、外
部端子１３とリード線１７とを接続した。

【０１７１】（１０）この後、その他の治具を有する底
板１４を図１、２に示すように支持容器１２に取り付
け、ホットプレートの製造を終了した。

【０１７２】（実施例３）中底板１５に実施例２と同様
にして研磨処理を施した後、以下の条件でニッケルめっ
き、金めっきを施したほかは、実施例１と同様にして、
ホットプレートを製造した。

【０１７３】中底板１５を、塩化ニッケル３０ｇ／ｌ、
次亜リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌ、クエン酸ナトリウム
１０ｇ／ｌを含むｐＨが５の無電解ニッケルめっき液に
２０分間浸漬して、表面に厚さが５μｍのニッケルめっ
き層３９ａを形成し、さらに、シアン金カリウム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を含む無
電解めっき浴に９３℃で２３秒間浸漬し、厚さ０．０３
μｍの金めっき層３９ｂを形成した。このときの中底板
１５の表面粗度は、Ｒａ＝１μｍ、Ｒｍａｘ＝１０μｍ
であった。

【０１７４】（実施例４）厚さ１．５ｍｍ、直径３２０
ｍｍのＳＵＳ製の円板の表面を♯２２０のダイヤモンド
砥石で１ｋｇ／ｃｍ² の荷重で研磨し、表面の面粗度を
Ｒａ＝０．６μｍ、Ｒｍａｘ＝３．８μｍとした。次
に、パンチングによって開口を形成し、さらに表面に直
径０．３ｍｍ程度のピンが形成された刻印板を１０ｋｇ
／ｃｍ² の圧力で、ＳＵＳ製の円板に押しつけ、図１３
に示すように、表面に深さ１３０μｍ程度の窪みを碁盤
の目のように縦横に形成した。この円板を底板としてＳ
ＵＳ製の外枠とを溶接して一体化し、支持容器とした。
円板には、直径３０ｍｍの開口が５個、８ｍｍの開口が
８０個、１０ｍｍの開口が１０個形成され、開口率が１
０％となっている。この支持容器と実施例１と同じ条件
で製造したセラミック基板を図１、２に示すように組み
合わせ、ホットプレートユニットとした。

【０１７５】（実施例５）厚さ１．５ｍｍで直径３２０
ｍｍのＳＵＳ製の円板の表面を♯８０のダイヤモンド砥
石で１ｋｇ／ｃｍ² の荷重で研磨し、表面の面粗度をＲ
ａ＝１８μｍ、Ｒｍａｘ＝２１０μｍとした。次に、表
面に直径０．３ｍｍ程度のピンが形成された刻印板を１
０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で、ＳＵＳ製の円板に押しつけ、
図１３に示すように、その表面に深さ１３０μｍ程度の
窪みを碁盤の目のように縦横に形成した。この円板を底
板としてＳＵＳ製の外枠とを一体化溶接して支持容器と
した。この支持容器と実施例１と同じ条件で製造したセ
ラミック基板を図１、２に示すように組み合わせ、ホッ
トプレートユニットとした。

【０１７６】（実施例６）厚さ１．５ｍｍのアルミナ製
の中底板１５のセラミック基板側の表面を♯２２０のダ
イヤモンド砥石で１ｋｇ／ｃｍ² の荷重で研磨し、ＪＩ
ＳＢ０６０１に基づく面粗度がＲａ＝０．５μｍ、
Ｒｍａｘ＝６μｍとなるようにしたほかは、実施例１と
同様にしてホットプレートユニットを製造した。

【０１７７】（実施例７）ガラス布にポリイミド樹脂を
含浸させたプリプレグを５層積層し、両面をＲａ＝０．
０１μｍの鏡面ステンレス板で挟みこみ、２２０℃、１
００ｋｇ／ｃｍ² で加圧してポリイミド基板を製造し、
直径２３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板とした。この円板に
パンチングにより、直径１０ｍｍの孔を２０個開けて開
口率５％とした。

【０１７８】上記工程により、ポリイミド板の表面も鏡
面ステンレス板の表面が転写され、Ｒａ＝０．０１μ
ｍ、Ｒｍａｘ＝０．１５μｍの粗度を有する面が形成さ
れていた。この中底板を、図１３に示すように、支持容
器の３箇所に設けた板バネ２５４上に載置し、ネジで固
定した。樹脂は金属よりも熱膨張率が大きいため、その
まま固定すると支持容器に歪みが発生する。そこで、板
バネ２５４を使用して熱膨張率差を板バネで吸収し、か
つ、外枠２７０が歪まないようにしたのである。また、
抵抗発熱体を有するセラミック基板としては、実施例１
と同様の条件で製造したものを使用した。

【０１７９】（実施例８）ガラス布にポリイミド樹脂を
含浸させたプリプレグを５層積層し、表面が粒径２０μ
ｍのＳｉＣ粒子を用いたサンドブラスト処理でエンボス
加工されたステンレス板で挟みこみ、２２０℃、１００
ｋｇ／ｃｍ² で加圧してポリイミド基板を製造し、直径
２３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板とした。上記工程によ
り、ポリイミド板の表面もエンボス加工されたステンレ
ス板の表面が転写され、Ｒａ＝１０μｍ、Ｒｍａｘ＝９
５μｍの粗度を有する面が形成されていた。この円板に
パンチングにより、直径１０ｍｍの孔を２０個開けて開
口率５％とした。この中底板を、図１３に示すように、
支持容器の３箇所にもうけた板バネ２５４上に載置し、
ネジで固定した。また、抵抗発熱体を有するセラミック
基板としては、実施例１と同様の条件で製造したものを
使用した。

【０１８０】（実施例９）厚さ１５ｍｍ、直径３００ｍ
ｍのアルミニウム円板の片面に、シリコンラバーで発熱
線を挟んだヒータをネジで固定して加熱板とした。この
加熱板を実施例１の支持容器に取り付けた。

【０１８１】（比較例１）中底板１５に研磨処理を全く
施さず、そのまま支持容器１２に取り付けたほかは、実
施例１と同様にして、ホットプレートを製造した。この
ときの中底板１５の表面粗度は、Ｒａ＝２５μｍ、Ｒｍ
ａｘ＝２５０μｍであった。

【０１８２】（比較例２）ガラス布にポリイミド樹脂を
含浸させたプリプレグを５層積層し、表面が粒径３０μ
ｍのＳｉＣ粒子を用いたサンドブラスト処理でエンボス
加工されたステンレス板で挟みこみ、２２０℃、１００
ｋｇ／ｃｍ² で加圧してポリイミド基板を製造し、直径
２３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板とした。上記工程によ
り、ポリイミド板の表面もエンボス加工されたステンレ
ス板の表面が転写され、Ｒａ＝２５μｍ、Ｒｍａｘ＝２
６０μｍの粗度を有する面が形成されていた。この円板
にパンチングにより、直径１０ｍｍの孔を２０個開けて
開口率５％とした。この中底板を図１３に示すように、
支持容器の３箇所にもうけた板バネ２５４上に載置して
ネジで固定した。また、抵抗発熱体を有するセラミック
基板としては、実施例１と同様の条件で製造したものを
使用した。

【０１８３】（比較例３）厚さ１５ｍｍ、直径３００ｍ
ｍのアルミニウム円板の片面に、シリコンラバーで発熱
線を挟んだヒータをネジで固定して加熱板とした。この
加熱板を比較例１の支持容器に取り付けた。

【０１８４】このようにして得られた実施例１〜９およ
び比較例１〜３に係るホットプレートユニットに通電
し、３００℃まで昇温した後、冷媒として室温の空気を
用い、０．０１ｍ³ ／分の流速で冷媒導入管２７から空
気を吹き込み、冷却した。そして、このホットプレート
ユニットにつき、以下のような基準で評価を行った。

【０１８５】評価方法（１）昇温時間および降温時間の測定ホットプレートが３００℃まで昇温する時間および３０
０〜２５０℃まで降温する時間を測定した。ただし、樹
脂板を使用する場合は、２００℃まで昇温する時間およ
び２００〜１５０℃まで降温する時間を測定した。

【０１８６】（２）降温時間のばらつき上記（１）の方法で降温時間を測定し、下記の（１）式
で表される１０回の降温時間のばらつきを計算した。降温時間のばらつき（％）＝〔（最も長い時間−最も短い時間）／平均時間〕× １００・・・（１）

【０１８７】（３）シリコンウエハの温度の均一性加熱中のシリコンウエハの温度をサーモビュア（日本デ
ータム社製ＩＲ６２０１２−００１２）で測定し、最
大温度と最低温度の差で表した。（４）板状体の平坦度１点を０（基点）とし、他の任意の７箇所が基点からど
れだけ変位しているかをレーザ変位計でしらべてその平
均を平坦度とした。

【０１８８】

【表１】１２

【０１８９】上記表１に示したように、実施例１〜９に
係るホットプレートユニットでは、短時間で昇温降温を
行うことができ、昇温降温効率が高いことがわかった。
また、同じ温度を保持するのに対しても、少量の電力が
済むことがわかった。一方、比較例１〜３に係るホット
プレートユニットでは、中底板の粗度が大きいことに起
因して、加熱効率や冷却効率が悪く、実施例に比べて、
昇温降温に長い時間を要している。

【０１９０】また、実施例１と実施例４との比較から分
かるように、開口を設けることにより降温時間をさらに
短縮することができる。また、実施例４と実施例５との
比較から分かるように、平坦度を高くすることで、シリ
コンウエハの温度を均一化することができる。また、実
施例２と実施例５との比較から分かるように、Ｒｍａｘ
が２００μｍを超えると降温時間がばらつく。

【０１９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体製造
・検査装置によれば、板状体のＪＩＳＢ０６０１に基
づく面粗度がＲａ＝２０μｍ以下であるので、抵抗発熱
体等による昇温、保温を効率よく行うことができ、降温
時においても、効率よく冷却することができる。さら
に、本発明の半導体製造・検査装置によれば、半導体ウ
エハを均一に加熱することができ、降温時間のばらつき
もすくなくすることができ、良好な特性を有するシリコ
ンウエハ等の半導体関連製品を安定して製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造・検査装置の一例であるホ
ットプレートユニットを模式的に示す平面図である。

【図２】図１に示したホットプレートユニットの縦断面
図である。

【図３】内部に抵抗発熱体が形成されたセラミック基板
における抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例
を模式的に示す部分拡大断面図である。

【図４】内部に抵抗発熱体が形成されたセラミック基板
における抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例
を模式的に示す部分拡大断面図である。

【図５】内部に抵抗発熱体が形成されたセラミック基板
における抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例
を模式的に示す部分拡大断面図である。

【図６】（ａ）は、本発明に係る静電チャックを構成す
るセラミック基板を模式的に示す縦断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）に示した静電チャックのＡ−Ａ線断面
図である。

【図７】本発明に係る静電チャックに埋設されている静
電電極の一例を模式的に示す水平断面図である。

【図８】静電チャックに埋設されている静電電極の更に
別の一例を模式的に示す水平断面図である。

【図９】本発明の半導体製造・検査装置の一例であるウ
エハプローバを構成するセラミック基板を模式的に示す
断面図である。

【図１０】図９に示したセラミック基板を模式的に示す
平面図である。

【図１１】図９に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断面
図である。

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の半導体製造・検
査装置の一例であるホットプレートユニットを構成する
セラミック基板の製造方法を模式的に示す断面図であ
る。

【図１３】（ａ）は、本発明の半導体製造・検査装置一
例であるホットプレートユニットの別の実施形態を模式
的に示す断面図であり、（ｂ）は、ホットプレートユニ
ットの支持容器を構成する底板を模式的に示す斜視図で
ある。

【図１４】窪みが形成された中底板の表面を示す顕微鏡
写真と、表面形状をレーザ変位計で測定した結果を示す
グラフとを組み合わせて表示した説明図である。

【図１５】中底板の表面を示す顕微鏡写真と、表面形状
をレーザ変位計で測定した結果を示すグラフとを組み合
わせて表示した説明図である。

【図１６】中底板の表面を示す顕微鏡写真と、表面形状
をレーザ変位計で測定した結果を示すグラフとを組み合
わせて表示した説明図である。

【符号の説明】

２チャックトップ導体層６ガード電極７グランド電極８溝９吸引口１１断熱リング１２支持容器１３、４３外部端子１４底板１４ａ貫通孔１５中底板１７リード線１８配線１９ガイド管２０セラミックヒータ２１、３１、６１、７１、８１セラミック基板２１ａ、３１ａ加熱面２１ｂ、３１ｂ底面２２、４２、５１、６６抵抗発熱体２４、４４有底孔２５、４５貫通孔２７冷却管２８測温素子２９シリコンウエハ３７、４８袋孔３８、４９、６８スルーホール６２、７２、８２ａ、８２ｂチャック正極静電層６３、７３、８３ａ、８３ｂチャック負極静電層６４誘電体膜１３０連結部材１４０押さえ用金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その表面または内部に導体が形成された
基板が板状体を有する支持容器に配設されてなる半導体
製造・検査装置であって、前記板状体のＪＩＳＢ０
６０１に基づく面粗度が、Ｒａ＝２０μｍ以下であるこ
とを特徴とする半導体製造・検査装置。
【請求項２】前記板状体のＪＩＳＢ０６０１に基
づく面粗度がＲａ＝０．０５〜２０μｍである請求項１
に記載の半導体製造・検査装置。
【請求項３】前記板状体は、支持容器の底板または中
底板である請求項１または２に記載の半導体製造・検査
装置。
【請求項４】前記板状体には、開口が形成されてなる
請求項１〜３のいずれか１に記載の半導体製造・検査装
置。
【請求項５】前記板状体には、突起もしくは窪みが形
成されてなる請求項１〜４のいずれか１に記載の半導体
製造・検査装置。
【請求項６】前記基板は、セラミック基板である請求
項１〜５のいずれか１に記載の半導体製造・検査装置。
【請求項７】前記基板は、金属基板である請求項１〜
５のいずれか１に記載の半導体製造・検査装置。