JP2002372351A - Supporting container and semiconductor manufacturing/ inspecting equipment - Google Patents

Supporting container and semiconductor manufacturing/ inspecting equipment

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JP2002372351A
JP2002372351A JP2001180735A JP2001180735A JP2002372351A JP 2002372351 A JP2002372351 A JP 2002372351A JP 2001180735 A JP2001180735 A JP 2001180735A JP 2001180735 A JP2001180735 A JP 2001180735A JP 2002372351 A JP2002372351 A JP 2002372351A
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JP
Japan
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ceramic substrate
resistance heating
plate
ceramic
semiconductor
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Application number
JP2001180735A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Kariya
Hiroyuki Sakaguchi
洋之 坂口
悟 苅谷
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
イビデン株式会社
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a supporting container capable of enhancing the cooling speed of a ceramic substrate when a hot plate unit is formed by using the ceramic substrate having a resistance heater. SOLUTION: The supporting container for supporting the ceramic substrate has a plate-shaped body, having refrigerant discharging pipes fixed thereto provided integrally or separately on an inner side of an outer frame of a cylindrical shape. The number n of the refrigerant pipes satisfies the relation represented by formula (1), n>=r<1.78> ×2.94×10<-4> , (wherein n represents the number of the pipes and r represents the inner diameter (mm) of the supporting container).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、半導体の製
造用や検査用の装置として用いられるホットプレート
(セラミックヒータ)、静電チャック、ウエハプローバ
等を構成する支持容器およびこれを用いた半導体製造・
検査装置に関し、特には、冷却速度が速い半導体製造・
検査装置を構成する支持容器および半導体製造・検査装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a support container constituting a hot plate (ceramic heater), an electrostatic chuck, a wafer prober and the like used as an apparatus for manufacturing and inspecting semiconductors, and using the same. Semiconductor manufacturing
Inspection equipment, especially semiconductor manufacturing and cooling
The present invention relates to a support container and a semiconductor manufacturing / inspection device that constitute an inspection device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製品は、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、その代表的製品であ
る半導体チップは、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
リコンウエハ上に種々の回路等を形成することにより製
造される。
2. Description of the Related Art Semiconductor products are extremely important products required in various industries. A typical example of a semiconductor chip is a silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal to a predetermined thickness. Is manufactured by forming various circuits and the like on this silicon wafer.
【0003】この種の回路等を形成するには、シリコン
ウエハ上に、感光性樹脂を塗布し、これを露光、現像処
理した後、ポストキュアさせたり、スパッタリングによ
り導体層を形成する工程が必要である。このためには、
シリコンウエハを加熱する必要がある。
In order to form such a circuit, a process of applying a photosensitive resin on a silicon wafer, exposing and developing the same, and post-curing or forming a conductor layer by sputtering is required. It is. To do this,
It is necessary to heat the silicon wafer.
【0004】かかるシリコンウエハを加熱するためのヒ
ータとして、従来から、アルミニウム製の基板の裏側に
電気的抵抗体等の抵抗発熱体を備えたものが多用されて
いたが、アルミニウム製の基板は、厚さ15mm程度を
要するので、重量が大きくなり、また、嵩張るために取
扱いが容易ではなく、さらに、通電電流に対する温度追
従性という観点でも温度制御性が不充分であり、シリコ
ンウエハを均一に加熱することは容易ではなかった。
[0004] As a heater for heating such a silicon wafer, a heater provided with a resistance heating element such as an electric resistor on the back side of an aluminum substrate has been frequently used. A thickness of about 15 mm is required, which increases the weight and is bulky, making it difficult to handle. Further, the temperature controllability is insufficient from the viewpoint of temperature followability with respect to the current flow, and the silicon wafer is heated uniformly. It was not easy to do.
【0005】そこで、最近では、窒化アルミニウム等の
セラミックを基板として用いたセラミックヒータが開発
されている。これらのヒータでは、曲げ強度等の機械的
特性に優れるため、その厚さを薄くすることができ、ま
た、熱容量を小さくすることができるため、温度追従性
等の諸特性に優れる。
Therefore, a ceramic heater using a ceramic such as aluminum nitride as a substrate has recently been developed. These heaters are excellent in mechanical properties such as bending strength, so that the thickness can be reduced, and the heat capacity can be reduced, so that the heaters are excellent in various properties such as temperature followability.
【0006】ところで、近年の半導体製品の製造におい
ては、スループットに要する時間の短縮化が要求されて
おり、昇温時間のみならず、冷却時間の短縮化の強い要
請がある。そこで、半導体製造・検査装置では、通常、
ヒータとして機能するセラミック基板を支持容器に設置
してホットプレートユニットとし、このホットプレート
ユニットの冷却を行う際には、冷却機構を用い、例え
ば、支持容器に強制冷却用の冷媒を供給して、上記セラ
ミック基板を強制冷却する。
In recent years, in the manufacture of semiconductor products, it is required to reduce the time required for the throughput, and there is a strong demand not only for the temperature raising time but also for the cooling time. Therefore, in semiconductor manufacturing and inspection equipment, usually,
A ceramic substrate functioning as a heater is placed in a support container to form a hot plate unit, and when cooling the hot plate unit, a cooling mechanism is used, for example, by supplying a coolant for forced cooling to the support container, The ceramic substrate is forcibly cooled.
【0007】すなわち、上記支持容器の底板または遮熱
板には、強制冷却用の冷媒を支持容器内に供給するため
の冷媒供給管、および、この冷媒を外部に排出するため
の冷媒排出管が設けられていた。
That is, the bottom plate or the heat shield plate of the support container has a refrigerant supply pipe for supplying a refrigerant for forced cooling into the support container and a refrigerant discharge pipe for discharging the refrigerant to the outside. Was provided.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の支持容器を用いたホットプレートユニットは、上記
支持容器内に供給した冷媒を外部に排出する冷媒排出管
の個数が少なかったため、冷媒の供給速度を大きくして
も排出速度を大きくすることができず、また、冷媒の供
給速度を大きくしすぎると、支持容器内の圧力が上昇す
る等して危険な状態となるため、冷媒の供給速度を大き
くすることが困難で、セラミック基板の冷却効率に劣る
ものであった。特に、近年のシリコンウエハ等の被加熱
物の大口径化に伴って、セラミック基板も大口形化して
おり、セラミック基板の冷却を迅速に行うことが特に困
難となってきている。
However, in the hot plate unit using the above-mentioned conventional support container, the number of refrigerant discharge pipes for discharging the refrigerant supplied in the support container to the outside is small. However, if the supply speed of the refrigerant is too high, the pressure in the support container will increase, and a dangerous state will occur. It was difficult to increase the size, and the cooling efficiency of the ceramic substrate was poor. In particular, as the diameter of a heated object such as a silicon wafer has increased in recent years, the size of the ceramic substrate has also increased, and it has become particularly difficult to rapidly cool the ceramic substrate.
【0009】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたもので、抵抗発熱体を有するセラミック基板
の冷却速度を向上させることができる支持容器と該支持
容器を用いた半導体製造・検査装置とを提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a supporting container capable of improving the cooling rate of a ceramic substrate having a resistance heating element, and a semiconductor manufacturing / inspection using the supporting container. It is intended to provide an apparatus.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の支持容器は、セ
ラミック基板を支持する支持容器であって、円筒形状の
外枠の内側に、冷媒排出管が固定された板状体が一体ま
たは別個に設けられているとともに、上記冷媒排出管の
数nは、下記数式(1)に示す関係を有することを特徴
とする。 n≧r1.78×2.94×10−4・・・(1) (式中、nは、冷媒排出管の数を表し、rは、支持容器
の内径(mm)を表す)
A support container according to the present invention is a support container for supporting a ceramic substrate, wherein a plate-like body to which a refrigerant discharge pipe is fixed is integrally or separately provided inside a cylindrical outer frame. And the number n of the refrigerant discharge pipes has a relationship represented by the following equation (1). n ≧ r 1.78 × 2.94 × 10 -4 (1) (where n represents the number of refrigerant discharge pipes, and r represents the inner diameter (mm) of the support container)
【0011】本発明の支持容器は、円筒形状の外枠の内
側に、一体または別個に設けられた板状体に配設された
冷媒排出管の個数が、支持容器の内径に対して上記数式
(1)に示した関係を有するものである。このように、
本発明の支持容器は、円筒形状の外枠の内側に一体また
は別個に設けられた板状体に設ける冷媒排出管の個数
を、支持容器の内径に合わせて適宜規定し、また、その
個数も多いため、該支持容器でヒータとして機能するセ
ラミック基板を支持し、ホットプレートユニットを形成
した場合、支持容器内に供給した冷媒の排出効率に優
れ、支持容器内に冷媒を好適に循環させることができ、
セラミック基板の温度を迅速に低下させることができ
る。
[0011] In the supporting container of the present invention, the number of refrigerant discharge pipes provided in a plate member provided integrally or separately inside the cylindrical outer frame is determined by the above formula with respect to the inner diameter of the supporting container. It has the relationship shown in (1). in this way,
The support container of the present invention appropriately defines the number of the refrigerant discharge pipes provided on the plate-shaped body integrally or separately provided inside the cylindrical outer frame in accordance with the inner diameter of the support container, and also the number thereof. In many cases, the supporting container supports the ceramic substrate functioning as a heater, and when a hot plate unit is formed, the refrigerant supplied to the supporting container has excellent discharge efficiency, and the refrigerant can be circulated appropriately in the supporting container. Can,
The temperature of the ceramic substrate can be rapidly reduced.
【0012】また、本発明の半導体製造・検査装置は、
上述した本発明の支持容器にセラミック基板が固定され
てなることを特徴とする。
Further, the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention
A ceramic substrate is fixed to the above-described support container of the present invention.
【0013】本発明の半導体製造・検査装置は、上述し
た本発明の支持容器にセラミック基板が固定されてい
る。従って、上記本発明の支持容器で説明した通り、上
記支持容器内に供給した冷媒の排出効率に優れ、支持容
器内に冷媒を好適に循環させることができる。
In the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, a ceramic substrate is fixed to the above-described support container of the present invention. Therefore, as described in the support container of the present invention, the refrigerant supplied into the support container has excellent discharge efficiency, and the refrigerant can be suitably circulated in the support container.
【0014】また、本発明の半導体製造・検査装置にお
いて、上記セラミック基板には抵抗発熱体が設けられて
いることが望ましい。この場合、上記セラミック基板は
セラミックヒータとして機能し、本発明の半導体製造・
検査装置は、ホットプレートユニットとして機能する。
従って、一旦加熱させたセラミック基板を冷却する場
合、上記支持容器内に好適に冷媒を循環させることがで
きるため、上記セラミック基板の温度を迅速に低下させ
ることができる。
Further, in the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, it is preferable that a resistance heating element is provided on the ceramic substrate. In this case, the ceramic substrate functions as a ceramic heater, and the semiconductor manufacturing and manufacturing method of the present invention is used.
The inspection device functions as a hot plate unit.
Therefore, when cooling the ceramic substrate once heated, the coolant can be preferably circulated in the support container, so that the temperature of the ceramic substrate can be rapidly reduced.
【0015】このように、本発明の半導体製造・検査装
置は、本発明の支持容器にセラミック基板が支持固定さ
れたものである。従って、以下においては、本発明の支
持容器および該支持容器を用いた本発明の半導体製造・
検査装置をまとめ、一つの発明として説明することにす
る。以下、本発明をさらに詳細に説明する。
As described above, in the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, the ceramic substrate is supported and fixed on the support container of the present invention. Therefore, in the following, the supporting container of the present invention and the semiconductor manufacturing and manufacturing of the present invention using the supporting container
The inspection apparatus will be summarized and described as one invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態に則して
本発明を説明するが、本発明は、この実施形態に限定さ
れることなく、本発明の効果を損なわない範囲で改変で
きることはいうまでもない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the embodiments of the present invention. Needless to say.
【0017】本発明の支持容器は、セラミック基板を支
持する支持容器であって、円筒形状の外枠の内側に、冷
媒排出管が固定された板状体が一体または別個に設けら
れているとともに、上記冷媒排出管の数nは、下記数式
(1)に示す関係を有することを特徴とする。 n≧r1.78×2.94×10−4・・・(1) (式中、nは、冷媒排出管の数を表し、rは、支持容器
の内径(mm)を表す)
The support container of the present invention is a support container for supporting a ceramic substrate, wherein a plate-like body to which a refrigerant discharge pipe is fixed is provided integrally or separately inside a cylindrical outer frame. The number n of the refrigerant discharge pipes has a relationship represented by the following equation (1). n ≧ r 1.78 × 2.94 × 10 -4 (1) (where n represents the number of refrigerant discharge pipes, and r represents the inner diameter (mm) of the support container)
【0018】また、本発明の半導体製造・検査装置は、
上記本発明の支持容器にセラミック基板が固定されてな
ることを特徴とする。
Further, the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention
A ceramic substrate is fixed to the support container of the present invention.
【0019】本発明の支持容器において、上記板状体に
設けられる冷媒排出管の数は、上記数式(1)に示した
ような支持容器の内径の関数となるように設定している
のである。具体的には、支持容器の内径rが200mm
である場合、上記板状体に設けられる冷媒排出管の数n
は4個以上であり、支持容器の内径rが300mmであ
る場合、上記板状体に設けられる冷媒排出管の数nは8
個以上であり、支持容器の内径rが400mmである場
合、上記板状体に設けられる冷媒排出管の数nは13個
以上である。
In the support container of the present invention, the number of refrigerant discharge pipes provided in the plate is set to be a function of the inner diameter of the support container as shown in the above equation (1). . Specifically, the inner diameter r of the support container is 200 mm
, The number n of the refrigerant discharge pipes provided in the plate-like body
Is 4 or more, and when the inner diameter r of the support container is 300 mm, the number n of the refrigerant discharge pipes provided in the plate-like body is 8
When the inner diameter r of the supporting container is 400 mm or more, the number n of the refrigerant discharge pipes provided in the plate-like body is 13 or more.
【0020】図1(a)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模式的に示
す縦断面図であり、(b)は、板状体を模式的に示す斜
視図である。また、図2は、図1に示したホットプレー
トユニットを構成するセラミック基板の平面図であり、
図3は、図2に示したセラミック基板の部分拡大断面図
である。
FIG. 1A is a longitudinal sectional view schematically showing a hot plate unit which is an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view schematically showing a plate-like body. FIG. FIG. 2 is a plan view of a ceramic substrate constituting the hot plate unit shown in FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of the ceramic substrate shown in FIG.
【0021】このホットプレートユニット100は、例
えば、図1に示したように、セラミック基板21と支持
容器10とからなり、円板形状のセラミック基板21の
表面(底面)の最外周およびその内側に、複数の屈曲線
の繰り返しパターンからなる抵抗発熱体22a〜22l
が形成され、さらにその内側には、四重に、同心円の繰
り返しパターンからなる抵抗発熱体22m〜22pが形
成されており、これら抵抗発熱体22の表面には、抵抗
発熱体の酸化等を防止するための金属被覆層200(図
3参照)が形成されている。そして、抵抗発熱体22の
端部には、外部端子23がろう付け等により接続されて
おり、さらに、外部端子23には、ソケット29を介し
て導電線28が接続されている。
The hot plate unit 100 includes, for example, a ceramic substrate 21 and a supporting container 10 as shown in FIG. , Resistance heating elements 22a to 22l each having a repeating pattern of a plurality of bending lines
The resistance heating elements 22m to 22p are formed in a quadruple and formed in a concentric repetition pattern. The surface of the resistance heating elements 22 prevents oxidation of the resistance heating elements. A metal coating layer 200 (see FIG. 3) is formed. An external terminal 23 is connected to an end of the resistance heating element 22 by brazing or the like, and a conductive wire 28 is connected to the external terminal 23 via a socket 29.
【0022】また、セラミック基板21の底面には、有
底孔24、貫通孔25等が形成されている。貫通孔25
は、リフターピン26(図3参照)を挿通させることに
より、被加熱物である半導体ウエハ19を保持すること
ができるようになっており、また、リフターピン26を
上下させることにより、半導体ウエハ19の受渡し等が
可能である。また、有底孔24には、セラミック基板2
1の温度を測定するために、リード線26が接続された
測温素子27が埋め込まれている。このようなセラミッ
ク基板21は、断面視L字型の断熱リング15を介して
支持容器10の上部の基板支持部16に載置、固定され
ている。
Further, a bottomed hole 24, a through hole 25 and the like are formed on the bottom surface of the ceramic substrate 21. Through hole 25
Can hold the semiconductor wafer 19, which is the object to be heated, by inserting the lifter pins 26 (see FIG. 3), and by moving the lifter pins 26 up and down, Can be delivered. The bottomed hole 24 has a ceramic substrate 2
In order to measure the temperature of No. 1, a temperature measuring element 27 to which a lead wire 26 is connected is embedded. Such a ceramic substrate 21 is placed and fixed on the substrate support 16 above the support container 10 via an insulating ring 15 having an L-shaped cross section.
【0023】セラミック基板21は、断熱リング15に
嵌合された状態で、支持容器10の基板支持部16上に
載置され、基板支持部16とボルト18を介した固定金
具17とで、支持容器10に固定されている。すなわ
ち、ボルト18には固定金具17が取り付けられ、セラ
ミック基板21等を押し付けて固定している。
The ceramic substrate 21 is mounted on the substrate support 16 of the support container 10 in a state fitted to the heat insulating ring 15, and is supported by the substrate support 16 and the fixture 17 via bolts 18. It is fixed to the container 10. That is, the fixing member 17 is attached to the bolt 18 and presses and fixes the ceramic substrate 21 and the like.
【0024】なお、図1において、支持容器10の基板
支持部16には、セラミック基板21が嵌合された断熱
リング15が直接載置され、固定されているが、例え
ば、略円筒形状の外枠部の内側下方にセラミック基板と
断熱リングとを支持する円環形状の基板受け部が設けら
れた断面視L字型の基板支持部材が、支持容器10の基
板支持部16上に載置され、この基板支持部材にボルト
を挿通し、固定金具により、断熱リングおよびセラミッ
ク基板を押し付けて、支持容器10に固定するものであ
ってもよい。
In FIG. 1, a heat insulating ring 15 to which a ceramic substrate 21 is fitted is directly mounted and fixed on a substrate supporting portion 16 of the supporting container 10. An L-shaped substrate support member having a ring-shaped substrate receiving portion that supports a ceramic substrate and a heat insulating ring below the inside of the frame portion is placed on the substrate support portion 16 of the support container 10. Alternatively, a bolt may be inserted through the substrate support member, and the heat insulating ring and the ceramic substrate may be pressed by a fixing bracket to be fixed to the support container 10.
【0025】支持容器10は、円筒形状の外枠11の内
側上部に、略円環形状の基板支持部16が形成されてお
り、外枠11の内側底部に、複数の冷媒排出管13が固
定された板状体12が設けられ、略有底円筒形状となっ
ている。板状体12は外枠11に、ボルト等を介して固
定してもよく、溶接により固定してもよい。また、外枠
11と板状体12とは、一体的に設けられた有底円筒形
状となっていてもよい。
The support container 10 has a substantially annular substrate support 16 formed on the upper inside of a cylindrical outer frame 11, and a plurality of refrigerant discharge pipes 13 fixed to the inner bottom of the outer frame 11. Plate-shaped body 12 is provided, and has a substantially bottomed cylindrical shape. The plate-shaped body 12 may be fixed to the outer frame 11 via a bolt or the like, or may be fixed by welding. Further, the outer frame 11 and the plate-shaped body 12 may have a bottomed cylindrical shape provided integrally.
【0026】また、板状体12には、複数の冷媒排出管
13とともに、複数の冷媒供給管14が設けられてい
る。さらに、支持容器10には、円筒形状の外枠11の
内側上部に、セラミック基板21と断熱リング15とを
支持する円環形状の基板支持部16が設けられている。
なお、図1において、冷媒排出管13は、板状体12に
5個設けられているが、本発明の半導体製造・検査装置
における冷媒排出管13の個数は、上記数式(1)の関
係を満たすように、支持容器10の内径(すなわち、外
枠11の内径)に合わせて適宜設定される。
Further, the plate-shaped body 12 is provided with a plurality of refrigerant supply pipes 14 together with a plurality of refrigerant discharge pipes 13. Further, the support container 10 is provided with an annular substrate support portion 16 for supporting the ceramic substrate 21 and the heat insulating ring 15 on the upper inside of the cylindrical outer frame 11.
In FIG. 1, five refrigerant discharge tubes 13 are provided on the plate-shaped body 12. It is set appropriately according to the inner diameter of the support container 10 (that is, the inner diameter of the outer frame 11) so as to be satisfied.
【0027】また、冷媒排出管13の形成位置としては
特に限定されず、例えば、冷媒供給管14を板状体12
の中心付近に形成した場合、冷媒排出管13は、冷媒供
給管14よりも外側に形成することが望ましい。支持容
器10上にセラミック基板を載置してホットプレートユ
ニットを形成した場合、冷媒供給管14から支持容器1
0内に導入された冷媒の流れを、支持容器10の中心付
近からその外周方向に向かって規則的なものにすること
ができ、冷媒を効率よく外部へ排出させることができる
からである。また、同様の理由により、冷媒供給管14
を板状体12の外周付近に形成した場合、冷媒排出管1
3は、板状体12の中心付近に形成することが望まし
い。なお、冷媒排出管13と冷媒供給管14とは、あま
り近くに形成しないことが望ましい。冷媒供給管14に
より支持容器10内に供給された冷媒がすぐに冷媒排出
管13から外部に排出されてしまい、セラミック基板2
1を迅速に冷却させることができないからである。
The position where the refrigerant discharge pipe 13 is formed is not particularly limited. For example, the refrigerant supply pipe 14 is
, The refrigerant discharge pipe 13 is desirably formed outside the refrigerant supply pipe 14. When a hot plate unit is formed by placing a ceramic substrate on the supporting container 10, the supporting container 1
This is because the flow of the refrigerant introduced into the inner space 0 can be made regular from the vicinity of the center of the support container 10 toward the outer periphery thereof, and the refrigerant can be efficiently discharged to the outside. For the same reason, the refrigerant supply pipe 14
Is formed in the vicinity of the outer periphery of the plate-like body 12, the refrigerant discharge pipe 1
3 is desirably formed near the center of the plate-like body 12. It is desirable that the refrigerant discharge pipe 13 and the refrigerant supply pipe 14 are not formed so close to each other. The refrigerant supplied into the support container 10 by the refrigerant supply pipe 14 is immediately discharged from the refrigerant discharge pipe 13 to the outside, and the ceramic substrate 2
1 cannot be cooled quickly.
【0028】板状体12は、支持容器10の底部に設け
られており、遮熱板として機能する。通常、支持容器1
0の下部には制御機器や電源等を収めた制御装置が存在
しており、導電線28およびリード線26が、制御装置
内の制御機器に接続されている。このような、制御装置
等の精密機器類は高温に弱いため、ホットプレートユニ
ット100を使用する場合、セラミック基板21からの
放射熱を遮蔽し、精密機器類が収められた制御装置を保
護する必要がある。そのため、上記制御装置と、セラミ
ック基板21との間には、遮熱板として機能する板状体
12が設けられている。さらに、必要に応じ、制御装置
とホットプレートユニットとの間には、放熱フィンが介
装されることもある。
The plate 12 is provided at the bottom of the support container 10 and functions as a heat shield. Usually, support vessel 1
A control device containing a control device, a power supply, and the like exists below 0, and the conductive wire 28 and the lead wire 26 are connected to the control device in the control device. Since such precision devices such as control devices are vulnerable to high temperatures, when using the hot plate unit 100, it is necessary to shield the radiant heat from the ceramic substrate 21 and protect the control device containing the precision devices. There is. Therefore, a plate-like body 12 functioning as a heat shield is provided between the control device and the ceramic substrate 21. Furthermore, a radiation fin may be interposed between the control device and the hot plate unit as needed.
【0029】この際、このような構成のホットプレート
ユニット100を用いることにより、セラミック基板2
1の温度等を、精度よく制御することができ、半導体ウ
エハ19を目的とする温度に均一に加熱することができ
るとともに、上記制御装置もホットプレートユニット1
00(セラミック基板21)の熱から保護され、正常な
動作が可能となる。
At this time, by using the hot plate unit 100 having such a configuration, the ceramic substrate 2
1 can be precisely controlled, the semiconductor wafer 19 can be uniformly heated to a target temperature, and the control device is also a hot plate unit 1
00 (ceramic substrate 21) is protected from heat, and normal operation is enabled.
【0030】板状体12は遮熱板として機能し、この板
状体12は、底板であってもよく、中底板であってもよ
い。また、底板と中底板の両方であってもよい。本発明
において、板状体12は、他に遮熱板が存在しない限
り、基本的に遮熱板として機能する。例えば、板状体1
2とセラミック基板21との間に100%熱を遮断する
遮熱板があれば、板状体12は遮熱板と言えず底板と呼
ぶことになるが、通常、100%遮熱することは少ない
ため、板状体12も遮熱板として機能する。また、板状
体12は、中底板であってもよいが、この中底板は、外
枠11の内部であって、底部以外に設けられた場合を指
し、底板の存在を前提とするわけではない。さらに、底
板は、外枠11の底部に形成された場合を指す。
The plate 12 functions as a heat shield plate, and the plate 12 may be a bottom plate or an intermediate bottom plate. Further, both the bottom plate and the middle bottom plate may be used. In the present invention, the plate-shaped body 12 basically functions as a heat shield plate unless another heat shield plate exists. For example, plate 1
If there is a heat shield between the substrate 2 and the ceramic substrate 21 that blocks 100% heat, the plate-shaped body 12 will not be called a heat shield but will be called a bottom plate. Since the number is small, the plate-like body 12 also functions as a heat shield plate. Further, the plate-shaped body 12 may be an inner bottom plate, but this inner bottom plate refers to a case where the inner bottom plate is provided inside the outer frame 11 and other than the bottom portion, and does not assume the presence of the bottom plate. Absent. Further, the bottom plate indicates a case where the bottom plate is formed at the bottom of the outer frame 11.
【0031】また、板状体12は、金属、具体的にはス
テンレス、アルミニウム、銅、スチール、ニッケル、貴
金属から選ばれる少なくとも1種以上の金属で構成され
ていることが望ましい。金属は熱伝導率が高く、比熱が
低いため冷却しやすく、輻射熱によりセラミック基板2
1の冷却を阻害しないからである。
The plate 12 is preferably made of a metal, specifically, at least one metal selected from stainless steel, aluminum, copper, steel, nickel, and noble metals. Metals have high thermal conductivity and low specific heat, so they are easy to cool.
This is because the cooling of No. 1 is not hindered.
【0032】板状体12の厚さは、0.1〜5mmが好
ましい。0.1mm未満では、強度に乏しく、5mmを
超えると熱容量が大きくなるからである。
The thickness of the plate 12 is preferably 0.1 to 5 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, the strength is poor, and if it exceeds 5 mm, the heat capacity becomes large.
【0033】このような板状体12には、複数の冷媒排
出管13が固定されており、冷媒供給管14から支持容
器10内に供給された冷媒は、この冷媒排出管13から
外部に排出される。上述した通り、本発明において、板
状体12に設けられる冷媒排出管13の数は、上記数式
(1)に従って支持容器の内径により適宜決定される。
冷媒排出管13の数が、上記数式(1)から外れる場
合、支持容器10内に冷媒を供給してセラミック基板2
1を冷却する際、上記冷媒の排出効率に劣り、セラミッ
ク基板21を迅速に冷却することができない。
A plurality of refrigerant discharge pipes 13 are fixed to such a plate-like body 12, and the refrigerant supplied from the refrigerant supply pipe 14 into the support container 10 is discharged from the refrigerant discharge pipe 13 to the outside. Is done. As described above, in the present invention, the number of the refrigerant discharge pipes 13 provided in the plate-shaped body 12 is appropriately determined by the inner diameter of the supporting container according to the above-described formula (1).
When the number of the refrigerant discharge pipes 13 deviates from the equation (1), the refrigerant is supplied into the support container 10 and the ceramic substrate 2
When cooling the ceramic substrate 1, the discharge efficiency of the refrigerant is inferior, and the ceramic substrate 21 cannot be cooled quickly.
【0034】また、冷媒排出管13の内径(冷媒排出管
13の平面形状が楕円や方形である場合は平均内径また
は一辺の長さ)は、1〜50mmが望ましい。冷媒排出
管13の内径が1mm未満では、支持容器10に供給し
た冷媒を排出しにくく、一方、冷媒排出管13の内径が
50mmを超えると、板状体12に大きな貫通孔が多数
形成されていることと同様な状態となり、板状体12の
遮熱板としての機能が損なわれてしまう。
The inner diameter of the refrigerant discharge pipe 13 (the average inner diameter or the length of one side when the planar shape of the refrigerant discharge pipe 13 is an ellipse or a square) is preferably 1 to 50 mm. When the inner diameter of the refrigerant discharge pipe 13 is less than 1 mm, it is difficult to discharge the refrigerant supplied to the support container 10. On the other hand, when the inner diameter of the refrigerant discharge pipe 13 exceeds 50 mm, many large through holes are formed in the plate 12. And the function of the plate 12 as a heat shield plate is impaired.
【0035】上記冷媒は、板状体12に設けた冷媒供給
管14から支持容器10内に供給されるのであるが、上
記冷媒は、液体、気体のどちらであってもよいが、抵抗
発熱体22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、フロン等の不活性気体、空気等が挙げられる。
また、液体としては、例えば、水、エチレングリコール
等が挙げられる。
The refrigerant is supplied from the refrigerant supply pipe 14 provided in the plate 12 into the support vessel 10. The refrigerant may be a liquid or a gas. From the viewpoint of preventing the short circuit of No. 22, it is desirable to use gas. Examples of the gas include an inert gas such as nitrogen, argon, helium, and chlorofluorocarbon, and air.
Examples of the liquid include water and ethylene glycol.
【0036】外枠11は円筒形状であり、その内側底部
に板状体12が設けられるとともに、その内側上部には
円環状の基板支持部16が設けられている。外枠11の
内径および基板支持部16の大きさは、セラミック基板
21の大きさ等に合わせて適宜決定されるが、その厚さ
は、0.1〜5mmが望ましい。厚さが0.1mm未満
であると、強度に乏しく、一方、厚さが5mmを超える
と熱容量が大きくなる。
The outer frame 11 has a cylindrical shape, and a plate-like body 12 is provided at an inner bottom portion thereof, and an annular substrate support portion 16 is provided at an inner upper portion thereof. The inner diameter of the outer frame 11 and the size of the substrate support 16 are appropriately determined according to the size of the ceramic substrate 21 and the like, and the thickness thereof is desirably 0.1 to 5 mm. When the thickness is less than 0.1 mm, the strength is poor, while when the thickness exceeds 5 mm, the heat capacity becomes large.
【0037】また、外枠11および基板支持部16の材
質としては、金属、具体的にはステンレス、アルミニウ
ム、銅、スチール、ニッケル、貴金属から選ばれる少な
くとも1種以上の金属で構成されていることが望まし
い。金属は熱伝導率が高く、比熱が低いため冷却しやす
く、輻射熱によりセラミック基板21の冷却を阻害しな
いからである。
The outer frame 11 and the substrate support 16 are made of a metal, specifically, at least one metal selected from stainless steel, aluminum, copper, steel, nickel, and noble metal. Is desirable. This is because the metal has a high thermal conductivity and a low specific heat, so that it is easy to cool, and does not hinder the cooling of the ceramic substrate 21 by radiant heat.
【0038】セラミック基板21の材料は特に限定され
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。
The material of the ceramic substrate 21 is not particularly limited, and examples thereof include a nitride ceramic, a carbide ceramic, and an oxide ceramic.
【0039】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、炭化タンタル等が挙げられ
る。
Examples of the nitride ceramic include metal nitride ceramics, for example, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride and the like. Examples of the carbide ceramic include metal carbide ceramics such as silicon carbide, zirconium carbide, and tantalum carbide.
【0040】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.
【0041】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.
【0042】なお、セラミック基板として窒化物セラミ
ックまたは炭化物セラミック等を使用する際、必要によ
り、絶縁層を形成してもよい。窒化物セラミックは酸素
固溶等により、高温で体積抵抗値が低下しやすく、ま
た、炭化物セラミックは特に高純度化しない限り導電性
を有しており、絶縁層を形成することにより、高温時ま
たは不純物を含有していても、抵抗発熱体22間の短絡
を防止して温度制御性を確保することができるからであ
る。
When a nitride ceramic or a carbide ceramic is used as the ceramic substrate, an insulating layer may be formed if necessary. Nitride ceramics have a tendency to decrease in volume resistance at high temperature due to oxygen solid solution, etc.Carbide ceramics have conductivity unless particularly highly purified. This is because even if impurities are contained, a short circuit between the resistance heating elements 22 can be prevented and temperature controllability can be ensured.
【0043】上記絶縁層としては、酸化物セラミックが
望ましく、具体的には、シリカ、アルミナ、ムライト、
コージェライト、ベリリア等を使用することができる。
このような絶縁層としては、アルコキシドを加水分解重
合させたゾル溶液をセラミック基板にスピンコートして
乾燥、焼成を行ったり、スパッタリング、CVD等で形
成してもよい。また、セラミック基板表面を酸化処理し
て酸化物層を設けてもよい。
The insulating layer is preferably made of an oxide ceramic, specifically, silica, alumina, mullite,
Cordierite, beryllia and the like can be used.
Such an insulating layer may be formed by spin-coating a sol solution obtained by hydrolyzing and polymerizing an alkoxide on a ceramic substrate, followed by drying and firing, or by sputtering, CVD, or the like. Further, an oxide layer may be provided by oxidizing the surface of the ceramic substrate.
【0044】上記絶縁層の厚さは、0.1〜1000μ
mであることが望ましい。0.1μm未満では、絶縁性
を確保することができず、一方、1000μmを超える
と、抵抗発熱体22からセラミック基板21への熱伝導
性を阻害してしまうことがある。さらに、上記絶縁層の
体積抵抗率は、セラミック基板21の体積抵抗率の10
倍以上(同一測定温度)であることが望ましい。10倍
未満では、抵抗発熱体22の短絡を防止することができ
ないからである。
The thickness of the insulating layer is 0.1 to 1000 μm.
m is desirable. If the thickness is less than 0.1 μm, the insulating property cannot be ensured. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, the thermal conductivity from the resistance heating element 22 to the ceramic substrate 21 may be hindered. Further, the volume resistivity of the insulating layer is 10% of the volume resistivity of the ceramic substrate 21.
It is desirable that the temperature be twice or more (the same measurement temperature). If it is less than 10 times, short circuit of the resistance heating element 22 cannot be prevented.
【0045】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、Y23、Na2O、Li2O、Rb2O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。
Further, the ceramic material may contain a sintering aid. As the sintering aid, for example,
Examples thereof include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and rare earth oxides. Among these sintering aids,
CaO, Y 2 O 3, Na 2 O, Li 2 O, Rb 2 O are preferred. The content of these is preferably from 0.1 to 10% by weight. Further, it may contain alumina.
【0046】セラミック基板21は、明度がJIS Z
8721の規定に基づく値でN6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。
The ceramic substrate 21 has a brightness of JIS Z
It is desirable that the value based on the rule of 8721 is N6 or less. This is because a material having such brightness is excellent in radiant heat and concealing property. Further, such a ceramic substrate can accurately measure the surface temperature by using a thermoviewer.
【0047】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。
Here, the lightness N is set such that the ideal black lightness is 0, the ideal white lightness is 10, and the brightness of the color is between these black lightness and white lightness. Each color is divided into ten so that the perception of the color is equal, and displayed by symbols N0 to N10. And the actual measurement is N0-N
The comparison is made with the color chart corresponding to No. 10. In this case, the first decimal place is 0 or 5.
【0048】このような特性を有するセラミック基板2
1は、セラミック基板中にカーボンを50〜5000p
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のものとがあり、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。
The ceramic substrate 2 having such characteristics
No.1 is 50-5000p carbon in ceramic substrate
pm. There are two types of carbon, amorphous and crystalline.Amorphous carbon can suppress a decrease in volume resistivity of a ceramic substrate at a high temperature. Since the decrease in thermal conductivity at high temperatures can be suppressed, the type of carbon can be appropriately selected according to the purpose of the substrate to be manufactured.
【0049】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。
As the amorphous carbon, for example, C,
Hydrocarbons consisting solely of H and O, preferably saccharides, can be obtained by baking in air, and graphite powder or the like can be used as crystalline carbon. In addition, carbon can be obtained by thermally decomposing the acrylic resin in an inert atmosphere (nitriding gas, argon gas) and then heating and pressurizing. By changing the acid value of the acrylic resin, The degree of crystallinity (amorphity) can be adjusted.
【0050】また、セラミック基板21は、円板形状が
好ましく、直径200mm以上が望ましく、250mm
以上が最適である。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。
The ceramic substrate 21 preferably has a disk shape, a diameter of 200 mm or more, and a diameter of 250 mm or more.
The above is optimal. The disc-shaped ceramic substrate is required to have a uniform temperature, but the larger the diameter of the substrate, the more likely the temperature is to be non-uniform.
【0051】セラミック基板21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
〜10mm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。また、セラミ
ック基板21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。このような、セラミック基板21は、20
0℃以上で使用することができる。
The thickness of the ceramic substrate 21 is preferably 50 mm or less, and more preferably 20 mm or less. Also, 1
-10 mm is optimal. If the thickness is too small, warpage at a high temperature is apt to occur, and if the thickness is too large, the heat capacity becomes too large and the temperature rise and fall characteristics deteriorate. The porosity of the ceramic substrate 21 is desirably 0 or 5% or less. This is because a decrease in thermal conductivity at a high temperature and the occurrence of warpage can be suppressed. Such a ceramic substrate 21 has 20
It can be used above 0 ° C.
【0052】また、セラミック基板21には、図1に示
すように、被加熱物を載置する加熱面の反対側から加熱
面に向けて有底孔24を設けるとともに、有底孔24の
底を抵抗発熱体22よりも相対的に加熱面に近く形成
し、この有抵孔24に熱電対等の測温素子27を設ける
ことが望ましい。
As shown in FIG. 1, a bottomed hole 24 is provided in the ceramic substrate 21 from the side opposite to the heating surface on which the object to be heated is placed toward the heating surface. Is formed relatively closer to the heating surface than the resistance heating element 22, and a temperature measuring element 27 such as a thermocouple is desirably provided in the hole 24.
【0053】また、有底孔24の底とセラミック基板2
1の加熱面との距離は、0.1mm〜セラミック基板2
1の厚さの1/2であることが望ましい。これにより、
測温場所が抵抗発熱体22よりもセラミック基板21の
加熱面に近くなり、より正確な半導体ウエハの温度の測
定が可能となるからである。
The bottom of the bottomed hole 24 and the ceramic substrate 2
1 is 0.1 mm to the ceramic substrate 2
It is desirable that the thickness be one half of the thickness of 1. This allows
This is because the temperature measurement place is closer to the heating surface of the ceramic substrate 21 than the resistance heating element 22, and more accurate measurement of the temperature of the semiconductor wafer can be performed.
【0054】有底孔24の底とセラミック基板21の加
熱面との距離が0.1mm未満では、放熱してしまい、
セラミック基板21の加熱面に温度分布が形成され、厚
さの1/2を超えると、抵抗発熱体22の温度の影響を
うけやすくなり、温度制御ができなくなり、やはりセラ
ミック基板21の加熱面に温度分分布が形成されてしま
うからである。
If the distance between the bottom of the bottomed hole 24 and the heating surface of the ceramic substrate 21 is less than 0.1 mm, heat is radiated,
If the temperature distribution is formed on the heating surface of the ceramic substrate 21 and exceeds の of the thickness, the temperature distribution of the resistance heating element 22 tends to be affected, and the temperature cannot be controlled. This is because a temperature distribution is formed.
【0055】有底孔24の直径は、0.3〜5mmであ
ることが望ましい。これは、大きすぎると放熱性が大き
くなり、また、小さすぎると加工性が低下してセラミッ
ク基板21の加熱面との距離を均等にすることができな
くなるからである。
The diameter of the bottomed hole 24 is desirably 0.3 to 5 mm. This is because if it is too large, the heat radiation will be large, and if it is too small, the workability will be reduced and the distance to the heating surface of the ceramic substrate 21 cannot be equalized.
【0056】有底孔24は、図1に示すように、セラミ
ック基板21の中心に対して対称で、かつ、十字を形成
するように複数配列することが望ましい。これは、加熱
面全体の温度を測定することができるからである。
As shown in FIG. 1, a plurality of the bottomed holes 24 are desirably arranged symmetrically with respect to the center of the ceramic substrate 21 so as to form a cross. This is because the temperature of the entire heating surface can be measured.
【0057】測温素子27としては、例えば、熱電対、
白金測温抵抗体、サーミスタ等が挙げられる。また、上
記熱電対としては、例えば、JIS−C−1602(1
980)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。これらのなかで
は、K型熱電対が好ましい。
As the temperature measuring element 27, for example, a thermocouple,
Platinum resistance thermometers, thermistors and the like can be mentioned. As the thermocouple, for example, JIS-C-1602 (1
980), K type, R type, B type, E type
Type, J type, and T type thermocouples. Of these, K-type thermocouples are preferred.
【0058】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半導体ウエハの加熱面の温度
分布が小さくなるのである。
The size of the joining portion of the metal wires of the thermocouple is preferably equal to or larger than the wire diameter of each metal wire and 0.5 mm or less. With such a configuration, the heat capacity of the junction is reduced, and the temperature is accurately and quickly converted to a current value. Therefore, the temperature controllability is improved and the temperature distribution on the heating surface of the semiconductor wafer is reduced.
【0059】断熱リング15は、ポリイミド樹脂、フッ
素樹脂、ベンゾイミダゾール樹脂から選ばれる少なくと
も1種以上の樹脂、あるいは繊維補強した樹脂で構成さ
れていることが望ましい。繊維補強した樹脂としては、
ガラス繊維のファイバーが分散した樹脂等を挙げること
ができる。繊維補強樹脂は、昇温しても軟化してセラミ
ック基板21が傾かないため、半導体ウエハを加熱面か
ら保持して加熱する場合に、離間距離を精度よく確保で
きる。
The heat insulating ring 15 is desirably made of at least one resin selected from a polyimide resin, a fluororesin, and a benzimidazole resin, or a fiber-reinforced resin. As fiber reinforced resin,
Examples of the resin include a resin in which glass fiber is dispersed. Since the fiber-reinforced resin softens even when the temperature rises and the ceramic substrate 21 does not tilt, the separation distance can be accurately secured when the semiconductor wafer is heated from the heating surface.
【0060】また、本発明の半導体製造・検査装置(ホ
ットプレートユニット100)において、抵抗発熱体2
2は、セラミック基板21の底面に形成されているが、
この場合、抵抗発熱体22の表面には、金属被覆層20
0が形成されていることが望ましい。内部の金属焼結体
が酸化されて抵抗値が変化するのを防止するためであ
る。形成する金属被覆層の厚さは、0.1〜10μmが
好ましい。
In the semiconductor manufacturing / inspection apparatus (hot plate unit 100) of the present invention, the resistance heating element 2
2 is formed on the bottom surface of the ceramic substrate 21,
In this case, the surface of the resistance heating element 22 is
It is desirable that 0 is formed. This is to prevent the internal metal sintered body from being oxidized to change the resistance value. The thickness of the metal coating layer to be formed is preferably 0.1 to 10 μm.
【0061】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、後述するが、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。
The metal used for forming the metal coating layer is not particularly limited as long as it is a non-oxidizing metal.
Specifically, for example, gold, silver, palladium, platinum, nickel and the like can be mentioned. These may be used alone,
Two or more kinds may be used in combination. Of these, nickel is preferred. As will be described later, when the resistance heating element is formed inside the ceramic substrate, no coating is required since the surface of the resistance heating element is not oxidized.
【0062】本発明の半導体製造・検査装置に係るセラ
ミック基板は、図4に示すように、その内部に抵抗発熱
体が形成されたものであってもよい。
The ceramic substrate according to the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention may have a resistance heating element formed inside as shown in FIG.
【0063】図4(a)は、その内部に抵抗発熱体が形
成されたセラミック基板の一例を模式的に示す平面図で
あり、(b)は、その部分拡大断面図である。
FIG. 4A is a plan view schematically showing an example of a ceramic substrate having a resistance heating element formed therein, and FIG. 4B is a partially enlarged sectional view thereof.
【0064】図4(a)に示した通り、セラミック基板
41の内部には、セラミック基板41の最外周に、屈曲
線の繰り返しパターンである抵抗発熱体42a〜42d
が配置され、その内部にも、抵抗発熱体42a〜42d
と同形状の屈曲線の繰り返しパターンである抵抗発熱体
42e〜42hおよび42i〜42lが配置されてい
る。
As shown in FIG. 4A, inside the ceramic substrate 41, on the outermost periphery of the ceramic substrate 41, there are provided resistance heating elements 42a to 42d which are a repetitive pattern of bent lines.
Are disposed therein, and the resistance heating elements 42a to 42d are also provided therein.
The resistance heating elements 42e to 42h and 42i to 421, which are the repetitive patterns of the bent lines having the same shape as the above, are arranged.
【0065】また、図4(b)に示すように、抵抗発熱
体42は、セラミック基板41の内部に埋設されている
ため、抵抗発熱体42の端部が存在する部分の真下には
スルーホール48が形成され、このスルーホール48
は、袋孔(図示せず)により外部に露出されるようにな
っている。そして、この袋孔に、外部端子43が嵌合さ
れ、ろう付け等によりスルーホール48と接続されてい
る。なお、この外部端子43には、図1に示したセラミ
ック基板21の外部端子23と同様、ソケットを介して
導電線が接続されており、この導電線は、制御装置や電
源等と導通が図られている(図示せず)。
Further, as shown in FIG. 4B, since the resistance heating element 42 is buried inside the ceramic substrate 41, a through-hole is provided immediately below a portion where the end of the resistance heating element 42 exists. 48 are formed, and the through holes 48 are formed.
Are exposed to the outside through a blind hole (not shown). The external terminal 43 is fitted into the blind hole, and is connected to the through hole 48 by brazing or the like. In addition, similarly to the external terminal 23 of the ceramic substrate 21 shown in FIG. 1, a conductive wire is connected to the external terminal 43 via a socket, and the conductive wire is electrically connected to a control device and a power supply. (Not shown).
【0066】本発明の半導体製造・検査装置において、
セラミック基板に形成される抵抗発熱体パターンは、図
1に示した屈曲線の繰り返しパターンと同心円形状の繰
り返しパターンとからなるものや、図4に示した屈曲線
の繰り返しパターンからなるもののほか、例えば、渦巻
き状のパターン、偏心円状のパターン等を挙げることが
でき、これらのパターンは、単独で形成してもよく、任
意に組み合わせてもよい。
In the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention,
The resistance heating element pattern formed on the ceramic substrate may be, for example, a pattern composed of the repetitive pattern of the bent lines shown in FIG. 1 and the concentric repetitive pattern, a pattern composed of the repetitive pattern of the bent lines shown in FIG. , A spiral pattern, an eccentric pattern, and the like. These patterns may be formed alone or in any combination.
【0067】なお、抵抗発熱体は、少なくとも2以上の
回路に分割されていることが望ましい。このように複数
の回路に分割することにより、各回路に投入する電力を
制御して発熱量を変えることができ、セラミック基板の
加熱面の温度を正確に制御することができるからであ
る。
It is desirable that the resistance heating element is divided into at least two or more circuits. By dividing the circuit into a plurality of circuits in this manner, the amount of heat generated can be changed by controlling the power supplied to each circuit, and the temperature of the heating surface of the ceramic substrate can be accurately controlled.
【0068】また、抵抗発熱体は、貴金属(金、銀、白
金、パラジウム)、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。
The resistance heating element is preferably made of a metal such as noble metal (gold, silver, platinum, palladium), tungsten, molybdenum, nickel, or a conductive ceramic such as carbide of tungsten or molybdenum. . This is because the resistance value can be increased, the thickness itself can be increased for the purpose of preventing disconnection, and the like, and it is hard to be oxidized and the thermal conductivity does not easily decrease. These may be used alone or in combination of two or more.
【0069】また、抵抗発熱体の厚さは、1〜50μm
が望ましく、1〜10μmがより好ましい。また、その
幅は、0.1〜20mmが好ましく、0.1〜5mmが
より好ましい。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
範囲か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。
The thickness of the resistance heating element is 1 to 50 μm.
Is desirably 1 to 10 μm. Further, the width is preferably 0.1 to 20 mm, more preferably 0.1 to 5 mm. The resistance value can be changed by changing the thickness and width of the resistance heating element, but this range is the most practical. The resistance value of the resistance heating element becomes thinner and becomes larger as it becomes thinner.
【0070】なお、抵抗発熱体を図4のように、セラミ
ック基板の内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体との距
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。また、
抵抗発熱体を表面(底面)に設けると、加熱面と抵抗発
熱体との距離が遠くなり、表面の温度の均一性を向上さ
せることができる。また、冷却媒体を直接抵抗体に接触
させて熱交換できるため、セラミック基板の急速降温を
実現できる。
When the resistance heating element is provided inside the ceramic substrate as shown in FIG. 4, the distance between the heating surface and the resistance heating element becomes short, and the uniformity of the surface temperature is reduced. It needs to be widened. Further, since the resistance heating element is provided inside the ceramic substrate, it is not necessary to consider the adhesion to the nitride ceramic or the like. Also,
When the resistance heating element is provided on the surface (bottom surface), the distance between the heating surface and the resistance heating element increases, and the uniformity of the surface temperature can be improved. In addition, since the heat exchange can be performed by bringing the cooling medium into direct contact with the resistor, the temperature of the ceramic substrate can be rapidly lowered.
【0071】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。
The resistance heating element may have any of a square, an elliptical, a spindle-shaped, and a semi-cylindrical-shaped cross section, but is preferably flat. This is because the flat surface is more likely to radiate heat toward the heating surface, so that the amount of heat propagation to the heating surface can be increased, and the temperature distribution on the heating surface is less likely to occur. The resistance heating element may have a spiral shape.
【0072】また、セラミック基板の内部に抵抗発熱体
を形成する場合、底面から厚さ方向に50%までの領域
に形成することが望ましい。加熱面に温度分布が発生す
るのを防止し、半導体ウエハを均一に加熱するためであ
る。
When the resistance heating element is formed inside the ceramic substrate, it is desirable to form the resistance heating element in an area up to 50% in the thickness direction from the bottom surface. This is for preventing a temperature distribution from being generated on the heating surface and uniformly heating the semiconductor wafer.
【0073】セラミック基板の底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
なる導電ペーストを用いることが好ましい。すなわち、
セラミック基板の底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、抵抗発熱体を形成する。一方、図4に示すよ
うにセラミック基板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電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
部に抵抗発熱体を形成する。
In order to form a resistance heating element on the bottom or inside of the ceramic substrate, it is preferable to use a conductive paste made of metal or conductive ceramic. That is,
When forming the resistance heating element on the bottom surface of the ceramic substrate, usually, after firing, the ceramic substrate is manufactured, and then the conductor paste layer is formed on the surface of the ceramic substrate, followed by firing to form the resistance heating element. I do. On the other hand, when a resistance heating element is formed inside a ceramic substrate as shown in FIG. 4, the conductive paste layer is formed on a green sheet, and then the green sheet is laminated and fired, so that the resistance heating element is internally formed. Form the body.
【0074】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
等を含むものが好ましい。
The conductive paste is not particularly limited, but preferably contains not only metal particles or conductive ceramic particles for ensuring conductivity, but also a resin, a solvent, a thickener and the like.
【0075】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。
Examples of the material for the metal particles and the conductive ceramic particles include those described above. The particle size of these metal particles or conductive ceramic particles is 0.1 to 10
0 μm is preferred. If it is too fine, less than 0.1 μm, it is liable to be oxidized, while if it exceeds 100 μm, sintering becomes difficult and the resistance value becomes large.
【0076】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。
Although the shape of the metal particles is spherical,
It may be scaly. When these metal particles are used, they may be a mixture of the above-mentioned spheres and the above-mentioned flakes.
【0077】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。
When the metal particles are flakes or a mixture of spheres and flakes, the metal oxide between the metal particles is easily retained, and the adhesion between the resistance heating element and the ceramic substrate is improved. This is advantageous because it can ensure the performance and can increase the resistance value.
【0078】上記導体ペーストに使用される樹脂として
は、例えば、アクリル樹脂、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。
Examples of the resin used for the conductor paste include an acrylic resin, an epoxy resin, and a phenol resin. Examples of the solvent include isopropyl alcohol. Examples of the thickener include cellulose and the like.
【0079】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。
When forming the conductor paste for the resistance heating element on the surface of the ceramic substrate, a metal oxide is added to the conductor paste in addition to the metal particles, and the metal particles and the metal oxide are sintered. It is preferable that they are tied. As described above, by sintering the metal oxide together with the metal particles, the ceramic substrate and the metal particles can be more closely adhered.
【0080】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。
The reason why the adhesion to the ceramic substrate is improved by mixing the above metal oxide is not clear, but the surface of the metal substrate or the surface of the ceramic substrate made of non-oxide has a slight surface. It is considered that the oxide film is oxidized to form an oxide film, and the oxide films are sintered and integrated via the metal oxide, so that the metal particles and the ceramic adhere to each other. Further, when the ceramic constituting the ceramic substrate is an oxide, the surface is naturally made of an oxide, so that a conductor layer having excellent adhesion is formed.
【0081】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素(B 23)、アルミ
ナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれる
少なくとも1種が好ましい。これらの酸化物は、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。
As the metal oxide, for example,
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B TwoOThree),Aluminum
Selected from the group consisting of na, yttria and titania
At least one is preferred. These oxides are resistive
Metal particles and ceramics can be used without increasing the resistance of the heating element.
This is because adhesion to the backing substrate can be improved.
You.
【0082】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素(B23)、アルミナ、イットリア、チタニアの割合
は、金属酸化物の全量を100重量部とした場合、重量
比で、酸化鉛が1〜10、シリカが1〜30、酸化ホウ
素が5〜50、酸化亜鉛が20〜70、アルミナが1〜
10、イットリアが1〜50、チタニアが1〜50であ
って、その合計が100重量部を超えない範囲で調整さ
れていることが好ましい。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。
The ratio of the above-mentioned lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania is calculated by weight ratio when the total amount of the metal oxide is 100 parts by weight. 1-10, silica 1-30, boron oxide 5-50, zinc oxide 20-70, alumina 1-
10, it is preferable that yttria is 1 to 50 and titania is 1 to 50, and the total is adjusted so as not to exceed 100 parts by weight. By adjusting the amounts of these oxides in these ranges, the adhesion to the ceramic substrate can be particularly improved.
【0083】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、0.1mΩ/□〜10
Ω/□が好ましい。
The amount of the metal oxide added to the metal particles is preferably 0.1% by weight or more and less than 10% by weight. Further, when the resistance heating element is formed using the conductor paste having such a configuration, the sheet resistivity is 0.1 mΩ / □ to 10 mΩ / □.
Ω / □ is preferred.
【0084】面積抵抗率が0.1mΩ/□未満の場合、
発熱量を確保するために、抵抗発熱体パターンの幅を
0.1〜1mm程度と非常に細くしなければならず、こ
のため、パターンのわずかな欠け等で断線したり、抵抗
値が変動し、また、面積抵抗率が10Ω/□を超える
と、抵抗発熱体パターンの幅を大きくしなければ、発熱
量を確保できず、その結果、パターン設計の自由度が低
下し、加熱面の温度を均一にすることが困難となる。
When the sheet resistivity is less than 0.1 mΩ / □,
In order to secure a sufficient amount of heat, the width of the resistance heating element pattern must be very narrow, such as about 0.1 to 1 mm. For this reason, the pattern may be disconnected due to slight chipping of the pattern or the resistance value may vary. If the area resistivity exceeds 10Ω / □, the amount of heat generated cannot be secured unless the width of the resistive heating element pattern is increased. As a result, the degree of freedom in pattern design is reduced and the temperature of the heating surface is reduced. It is difficult to make it uniform.
【0085】このように、上記した半導体製造・検査装
置(ホットプレートユニット)を構成するセラミック基
板には、抵抗発熱体が設けられており、ヒータとしての
機能を有し、半導体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。
As described above, the ceramic substrate constituting the above-described semiconductor manufacturing / inspection apparatus (hot plate unit) is provided with a resistance heating element, has a function as a heater, and serves to heat a semiconductor wafer or the like. The object can be heated to a predetermined temperature.
【0086】以上、本発明の本半導体製造・検査装置に
係るセラミック基板として、セラミック基板に抵抗発熱
体のみが形成されたホットプレートを例にとって説明し
たが、本発明の半導体製造・検査装置に係るセラミック
基板の具体例としては、上記ホットプレートのほかに、
例えば、静電チャック、ウエハプローバ、サセプタ等が
挙げられる。
In the above, the hot plate in which only the resistance heating element is formed on the ceramic substrate has been described as an example of the ceramic substrate according to the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention. As specific examples of the ceramic substrate, in addition to the above hot plate,
For example, an electrostatic chuck, a wafer prober, a susceptor and the like can be mentioned.
【0087】上記ホットプレート(セラミックヒータ)
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、半導体ウエハ等
の被加熱物を所定の温度に加熱することができる。
The above hot plate (ceramic heater)
Is a device in which only a resistance heating element is provided on the surface or inside of a ceramic substrate, whereby an object to be heated such as a semiconductor wafer can be heated to a predetermined temperature.
【0088】一方、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内部に導電層として静電電極を
設けた場合には、静電チャックとして機能する。上記静
電電極に用いる金属としては、例えば、貴金属(金、
銀、白金、パラジウム)、タングステン、モリブデン、
ニッケル等が好ましい。また、上記導電性セラミックと
しては、例えば、タングステン、モリブデンの炭化物等
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。
On the other hand, when an electrostatic electrode is provided as a conductive layer inside a ceramic substrate constituting the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, it functions as an electrostatic chuck. Examples of the metal used for the electrostatic electrode include noble metals (gold,
Silver, platinum, palladium), tungsten, molybdenum,
Nickel and the like are preferred. Examples of the conductive ceramic include carbides of tungsten and molybdenum. These may be used alone or in combination of two or more.
【0089】図5(a)は、静電チャックに用いられる
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。この静電チャック用のセラミック基板では、セラ
ミック基板61の内部にチャック正負電極層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。
FIG. 5A is a longitudinal sectional view schematically showing a ceramic substrate used for an electrostatic chuck, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ceramic substrate shown in FIG. In this ceramic substrate for an electrostatic chuck, chuck positive / negative electrode layers 62 and 63 are provided inside a ceramic substrate 61.
Are buried and connected to the through holes 680, respectively.
A ceramic dielectric film 64 is formed on the electrode.
【0090】一方、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、半導体
ウエハ19等の被加熱物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、RF電極が埋設されていてもよい。
On the other hand, inside the ceramic substrate 61, a resistance heating element 66 and a through hole 68 are provided so that an object to be heated such as the semiconductor wafer 19 can be heated. Note that an RF electrode may be embedded in the ceramic substrate 61 as necessary.
【0091】また、(b)に示したように、セラミック
基板61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6
2a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。
Also, as shown in (b), the ceramic substrate 61 is usually formed in a circular shape in plan view, and the semicircular portion 6 shown in (b) is provided inside the ceramic substrate 61.
Chuck positive electrode electrostatic layer 62 composed of 2a and comb teeth 62b
And the chuck negative electrode electrostatic layer 63, which is also composed of a semicircular portion 63 a and a comb tooth 63 b,
3b so as to cross each other.
【0092】このような構成のセラミック基板が図1に
示した支持容器10と略同じ構造および機能を有する支
持容器に嵌め込まれ、静電チャックとして動作する。こ
の際、チャック正極静電層62とチャック負極静電層6
3とに制御装置内の直流電源から延びた配線の+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半導体ウエハが静電的に吸着
され、半導体ウエハに種々の加工を施すことが可能とな
る。
The ceramic substrate having such a structure is fitted into a support container having substantially the same structure and function as the support container 10 shown in FIG. 1, and operates as an electrostatic chuck. At this time, the chuck positive electrode electrostatic layer 62 and the chuck negative electrode
3 and + and-of the wiring extending from the DC power supply in the control device
Side, and apply DC voltage. As a result, the semiconductor wafer placed on the electrostatic chuck is electrostatically attracted and various processing can be performed on the semiconductor wafer.
【0093】図6および図7は、他の静電チャックを構
成するセラミック基板の静電電極を模式的に示した水平
断面図であり、図6に示す静電チャック用のセラミック
基板210では、セラミック基板211の内部に半円形
状のチャック正極静電層212とチャック負極静電層2
13が形成されており、図7に示す静電チャック用のセ
ラミック基板220では、セラミック基板221の内部
に円を4分割した形状のチャック正極静電層222a、
222bとチャック負極静電層223a、223bとが
形成されている。また、2枚の正極静電層222a、2
22bおよび2枚のチャック負極静電層223a、22
3b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。
FIGS. 6 and 7 are horizontal sectional views schematically showing electrostatic electrodes of a ceramic substrate constituting another electrostatic chuck. In the ceramic substrate 210 for an electrostatic chuck shown in FIG. A semi-circular chuck positive electrode electrostatic layer 212 and a chuck negative electrode electrostatic layer 2 are formed inside a ceramic substrate 211.
In the ceramic substrate 220 for an electrostatic chuck shown in FIG. 7, a chuck positive electrode electrostatic layer 222 a having a shape obtained by dividing a circle into four parts is formed inside the ceramic substrate 221.
222b and chuck negative electrode electrostatic layers 223a and 223b are formed. Further, the two positive electrode electrostatic layers 222a,
22b and two chuck negative electrode electrostatic layers 223a, 22
3b are formed so as to cross each other. In the case of forming an electrode in which a circular electrode or the like is divided, the number of divisions is not particularly limited, and may be five or more, and the shape is not limited to a sector.
【0094】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にチャックトップ導体層を設け、
内部の導体層として、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。
A chuck top conductor layer is provided on the surface of a ceramic substrate constituting the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention,
When a guard electrode or a ground electrode is provided as an internal conductor layer, it functions as a wafer prober.
【0095】図8は、本発明に係る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9は、その平面図であり、図10は、図
8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. 8 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a ceramic substrate constituting a wafer prober according to the present invention, FIG. 9 is a plan view thereof, and FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the wafer prober shown in FIG.
【0096】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の一部に半導体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の大部分に半導体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 8 are formed on the surface of the ceramic substrate 3 having a circular shape in plan view, and a plurality of suction holes 9 for sucking a semiconductor wafer are provided in a part of the grooves 8. The chuck top conductor layer 2 for connecting to the electrode of the semiconductor wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 3 including the groove 8.
【0097】一方、セラミック基板3の底面には、半導
体ウエハの温度をコントロールするために、平面視同心
円形状の抵抗発熱体51が設けられている。抵抗発熱体
51の両端には、図示はしていないが、外部端子が接
続、固定されている。
On the other hand, on the bottom surface of the ceramic substrate 3, a resistance heating element 51 having a concentric circular shape in plan view is provided for controlling the temperature of the semiconductor wafer. Although not shown, external terminals are connected and fixed to both ends of the resistance heating element 51.
【0098】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10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。
Further, a guard electrode 6 and a ground electrode 7 (not shown) having a lattice shape as shown in FIG. 10 are provided inside the ceramic substrate 3 for removing stray capacitors and noise. . Reference numeral 52 indicates an electrode non-forming portion. The reason why such a rectangular electrode non-forming portion 52 is formed inside the guard electrode 6 is to firmly bond the upper and lower ceramic substrates 3 sandwiching the guard electrode 6 therebetween.
【0099】このような構成のセラミック基板が図1に
示したものと略同様の構造の支持容器に嵌め込まれ、ウ
エハプローバとして動作する。このウエハプローバで
は、セラミック基板3の上に集積回路が形成されたシリ
コンウエハ等の被加熱物を載置した後、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付け、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。
The ceramic substrate having such a structure is fitted into a support container having a structure substantially similar to that shown in FIG. 1, and operates as a wafer prober. In this wafer prober, after an object to be heated such as a silicon wafer having an integrated circuit formed thereon is placed on a ceramic substrate 3, a probe card having tester pins is pressed against the silicon wafer, and a voltage is applied while heating and cooling. To perform a continuity test.
【0100】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、抵抗発熱体のみが形成され、
ホットプレート(セラミックヒータ)として機能するセ
ラミック基板の製造方法について説明し、さらに、この
ホットプレートを用いて半導体製造・検査装置(ホット
プレートユニット)を組み立てる方法を簡単に説明す
る。まず、底面に抵抗発熱体を有するセラミック基板を
備えた半導体製造・検査装置の製造方法について説明す
る(図1〜3参照)。
Next, only the resistance heating element is formed on the ceramic substrate constituting the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
A method of manufacturing a ceramic substrate functioning as a hot plate (ceramic heater) will be described, and a method of assembling a semiconductor manufacturing / inspection apparatus (hot plate unit) using the hot plate will be briefly described. First, a method of manufacturing a semiconductor manufacturing / inspection apparatus including a ceramic substrate having a resistance heating element on the bottom surface will be described (see FIGS. 1 to 3).
【0101】(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、この顆粒を金型等に入れて加圧
することにより板状等に成形し、生成形体(グリーン)
を作製する。スラリー調製時に、非晶質や結晶質のカー
ボンを添加してもよい。
(1) Manufacturing Process of Ceramic Substrate A slurry is prepared by blending a sintering aid such as yttria, a binder and the like as necessary with the above-mentioned ceramic powder such as aluminum nitride, and then this slurry is spray-dried. The granules are formed in the same manner as described above, and the granules are placed in a mold or the like and pressed to form a plate or the like, thereby forming a green body (green)
Is prepared. When preparing the slurry, amorphous or crystalline carbon may be added.
【0102】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。
Next, the formed body is heated, fired and sintered to produce a ceramic plate. Thereafter, the ceramic substrate 21 is manufactured by processing into a predetermined shape, but may be a shape that can be used as it is after firing. By performing heating and firing while applying pressure, it is possible to manufacture a ceramic substrate 21 having no pores. Heating and firing may be performed at a temperature equal to or higher than the sintering temperature.
【0103】次に、セラミック基板に、必要に応じて、
図示はしないが、半導体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、半導体ウエハを運搬等
するためのリフターピンを挿入する貫通孔25となる部
分、熱電対等の測温素子27を埋め込むための有底孔2
4となる部分等を形成する。
Next, if necessary, a ceramic substrate is
Although not shown, a portion serving as a through hole for inserting a support pin for supporting the semiconductor wafer, a portion serving as a through hole 25 for inserting a lifter pin for carrying the semiconductor wafer, etc., a temperature measuring element 27 such as a thermocouple, etc. Hole 2 for embedding
4 and the like are formed.
【0104】(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
ーン印刷等を用い、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、図示したような、同
心円形状の繰り返しと屈曲線の繰り返し形状とを組み合
わせたパターンに印刷することが望ましく、また、複数
の屈曲線の繰り返しパターンや、同心円形状の繰り返し
パターンに印刷したものであってもよい。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望ましい。
(2) Step of Printing Conductive Paste on Ceramic Substrate The conductive paste is generally a high-viscosity fluid composed of metal particles, resin and solvent. This conductor paste is printed on a portion where the resistance heating element is to be provided by screen printing or the like to form a conductor paste layer. Further, since the resistance heating element needs to make the entire ceramic substrate a uniform temperature, for example, it is desirable to print a pattern in which a concentric repetition and a repetition of a bent line are combined as shown in the figure. Alternatively, a printed pattern may be a repetitive pattern of a plurality of bent lines or a concentric repetitive pattern. The conductor paste layer is desirably formed so that the cross section of the resistance heating element 22 after firing has a rectangular and flat shape.
【0105】(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。
(3) Firing of Conductive Paste The conductive paste layer printed on the bottom surface of the ceramic substrate 21 is heated and fired to remove the resin and the solvent, and sinter the metal particles.
The resistance heating element 22 is formed. The temperature of heating and firing is 500
~ 1000 ° C is preferred.
【0106】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。
When the above-mentioned metal oxide is added to the conductor paste, the metal particles, the ceramic substrate and the metal oxide are sintered and integrated, so that the adhesion between the resistance heating element and the ceramic substrate is improved. I do.
【0107】(4)金属被覆層の形成 抵抗発熱体22表面には、金属被覆層200を設けるこ
とが望ましい。金属被覆層200は、電解めっき、無電
解めっき、スパッタリング等により形成することができ
るが、量産性を考慮すると、無電解めっきが最適であ
る。
(4) Formation of Metal Coating Layer It is desirable to provide a metal coating layer 200 on the surface of the resistance heating element 22. The metal coating layer 200 can be formed by electrolytic plating, electroless plating, sputtering, or the like, but in consideration of mass productivity, electroless plating is optimal.
【0108】(5)端子等の取り付け 抵抗発熱体22の回路の端部に、外部端子23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27を挿入し、ポリイミド等の耐熱樹脂、セラミッ
ク等で封止することにより、ホットプレート(セラミッ
クヒータ)として機能するセラミック基板21の製造を
終了する。
(5) Attachment of Terminals and the Like External terminals 23 are attached to the ends of the circuit of the resistance heating element 22 by soldering or the like. Further, by inserting a temperature measuring element 27 such as a thermocouple into the bottomed hole 24 and sealing it with a heat-resistant resin such as polyimide, ceramic or the like, the manufacture of the ceramic substrate 21 functioning as a hot plate (ceramic heater) is completed. .
【0109】(6)支持容器の作製 次に、図1に示したような、その内側上部に円環形状の
基板支持部16と、その内側底部に板状体12とを有す
る支持容器10を作製する。支持容器10は、有底円筒
形状であり、外枠11と板状体12とを一体として形成
することが望ましい。また、板状体12に、下記数式
(1)を満たすだけの冷媒排出管13を固定する。
(6) Preparation of Support Container Next, as shown in FIG. 1, a support container 10 having a ring-shaped substrate support portion 16 on the inner upper side and a plate-like body 12 on the inner bottom portion is prepared. Make it. The support container 10 has a bottomed cylindrical shape, and it is desirable that the outer frame 11 and the plate-shaped body 12 be formed integrally. Further, the refrigerant discharge pipe 13 that satisfies the following mathematical expression (1) is fixed to the plate-like body 12.
【0110】 n≧r1.78×2.94×10−4・・・(1) (式中、nは、冷媒排出管の数を表し、rは、支持容器
の内径(mm)を表す)
N ≧ r 1.78 × 2.94 × 10 −4 (1) (wherein, n represents the number of refrigerant discharge pipes, and r represents the inner diameter (mm) of the support container. )
【0111】具体的には、支持容器10の内径rが20
0mmである場合、板状体12に設ける冷媒排出管の数
nは4個以上であり、支持容器10の内径rが300m
mである場合、板状体12に設ける冷媒排出管の数nは
8個以上であり、支持容器10の内径rが400mmで
ある場合、板状体12に設ける冷媒排出管の数nは13
個以上である。また、板状体12に、上述した冷媒排出
管13とともに、冷媒供給管14も設ける。
Specifically, the inner diameter r of the support container 10 is 20
In the case of 0 mm, the number n of the refrigerant discharge pipes provided in the plate-shaped body 12 is four or more, and the inner diameter r of the support container 10 is 300 m
m, the number n of the refrigerant discharge pipes provided in the plate 12 is eight or more, and when the inner diameter r of the support container 10 is 400 mm, the number n of the refrigerant discharge pipes provided in the plate 12 is
Number or more. Further, a coolant supply pipe 14 is provided on the plate-like body 12 together with the coolant discharge pipe 13 described above.
【0112】(7)半導体製造・検査装置(ホットプレ
ートユニット)の組み立て この後、得られたホットプレートとして機能するセラミ
ック基板21を、図1に示したように、断熱リング15
を介して、支持容器10の基板支持部16上に載置し、
ボルト18を介した固定金具17により、支持容器10
に固定する。そして、測温素子27に接続したリード線
26や、ソケット29を介して外部端子23と接続した
導電線28を板状体12通して外部へ引き出すことによ
り、ホットプレートユニット100の製造を完了する。
(7) Assembly of Semiconductor Manufacturing / Inspection Apparatus (Hot Plate Unit) Then, the obtained ceramic substrate 21 functioning as a hot plate is placed on the heat insulating ring 15 as shown in FIG.
Is placed on the substrate support 16 of the support container 10 via
The supporting container 10 is fixed by the fixing bracket 17 through the bolt 18.
Fixed to. Then, the lead wire 26 connected to the temperature measuring element 27 and the conductive wire 28 connected to the external terminal 23 via the socket 29 are drawn out to the outside through the plate-like body 12 to complete the manufacture of the hot plate unit 100. .
【0113】このようなホットプレートユニット100
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。
Such a hot plate unit 100
When manufacturing an electrostatic chuck, an electrostatic chuck can be manufactured by providing an electrostatic electrode inside a ceramic substrate, a chuck top conductor layer is provided on a heating surface, and a guard electrode or a ground electrode is provided inside the ceramic substrate. Is provided, a wafer prober can be manufactured.
【0114】次に、その内部に抵抗発熱体が形成され、
ホットプレートとして機能するセラミック基板の製造方
法を図11(a)〜(d)に示した断面図に基づき説明
し、さらに、このセラミック基板を用いて半導体製造・
検査装置(ホットプレートユニット)を組み立てる方法
を簡単に説明する。
Next, a resistance heating element is formed therein.
A method of manufacturing a ceramic substrate functioning as a hot plate will be described with reference to the cross-sectional views shown in FIGS. 11A to 11D.
A method of assembling the inspection device (hot plate unit) will be briefly described.
【0115】(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。
(1) Step of Producing Green Sheet First, a paste is prepared by mixing nitride ceramic powder with a binder, a solvent, and the like, and a green sheet is produced using the paste. Aluminum nitride or the like can be used as the above-mentioned ceramic powder, and a sintering aid such as yttria may be added as necessary. Further, when producing a green sheet, crystalline or amorphous carbon may be added.
【0116】また、バインダとしては、アクリル系バイ
ンダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニ
ルアルコールから選ばれる少なくとも1種が望ましい。
さらに溶媒としては、α−テルピネオール、グリコール
から選ばれる少なくとも1種が望ましい。
The binder is preferably at least one selected from an acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol.
Further, as the solvent, at least one selected from α-terpineol and glycol is desirable.
【0117】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、半導体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、半導体ウエハを運搬等す
るためのリフターピンを挿通する貫通孔となる部分、熱
電対等の測温素子を埋め込むための有底孔となる部分、
抵抗発熱体と外部端子とを接続するためのスルーホール
となる部分等を形成する。なお、上記支持ピンを挿入す
るための貫通孔や、リフターピンを挿通するための貫通
孔および測温素子を埋め込むための有底孔となる部分
は、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く、焼結体とした後に、上記加工を
行ってもよい。
The paste obtained by mixing them is formed into a sheet by a doctor blade method to form a green sheet 5.
0 is produced. The thickness of the green sheet 50 is 0.1 to
5 mm is preferred. Next, on the obtained green sheet,
As necessary, a portion serving as a through hole for inserting a support pin for supporting a semiconductor wafer, a portion serving as a through hole for inserting a lifter pin for carrying a semiconductor wafer, and a temperature measuring element such as a thermocouple are embedded. Part that becomes a bottomed hole for
A portion serving as a through hole for connecting the resistance heating element to the external terminal is formed. In addition, the through hole for inserting the support pin, and the portion serving as a bottomed hole for embedding a through hole for inserting a lifter pin and a temperature measuring element, after forming a green sheet laminate described later, The above processing may be performed, or the above processing may be performed after forming the sintered body.
【0118】(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、抵抗発熱体42
となる導体ペースト層420、スルーホール48となる
部分に導体ペーストを充填し、充填層480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、5μmを超えると、導体ペーストを印刷
しにくいからである。
(2) Step of Printing Conductive Paste on Green Sheet A conductive paste containing a metal paste or a conductive ceramic is printed on the green sheet 50 and the resistance heating element 42 is printed.
The conductive paste is filled in portions of the conductive paste layer 420 and the through holes 48 to form a filling layer 480. These conductive pastes contain metal particles or conductive ceramic particles. The average particle diameter of the metal particles such as tungsten particles or molybdenum particles is preferably 0.1 to 5 μm. Average particle is 0.1μm
When the thickness is less than 5 μm or more, it is difficult to print the conductive paste.
【0119】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。
Examples of such a conductive paste include 85 to 87 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles; 1.5 to 10 parts by weight of at least one kind of binder selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol. And a composition (paste) obtained by mixing 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from α-terpineol and glycol.
【0120】(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、充填層480を印刷したグリ
ーンシート50の上下に積層する(図11(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420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。
(3) Green Sheet Laminating Step The green sheet 50 on which the conductive paste prepared in the above step (1) is not printed is replaced with the conductive paste layer 420 and the filling layer 480 prepared in the above step (2). The green sheets 50 are laminated on and under the printed green sheet 50 (FIG. 11A). At this time, the number of green sheets 50 stacked on the upper side is made larger than the number of green sheets 50 stacked on the lower side, and the formation position of the conductive paste layer 420 is decentered toward the bottom. Specifically, the number of stacked green sheets 50 on the upper side is preferably 20 to 50, and the number of stacked green sheets 50 on the lower side is preferably 5 to 20.
【0121】(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、窒素等を使用するこ
とができる。
(4) Green Sheet Laminate Firing Step The green sheet laminate is heated and pressurized to sinter the green sheet 50 and the internal conductive paste to produce a ceramic substrate 41. Heating temperature is 1000-20
The temperature is preferably 00 ° C., and the pressure is preferably 10 to 20 MPa. Heating is performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, for example, argon, nitrogen, or the like can be used.
【0122】次に、上記グリーンシートの作製工程で、
測温素子を挿入するための有底孔や、リフターピンを挿
通するための貫通孔を設けなかった場合、ここで、有底
孔44や貫通孔45を設け(図11(b))、続いて、
外部端子を挿入するための袋孔49等を設ける(図11
(c))。有底孔44、貫通孔45および袋孔49は、
表面研磨後に、ドリル加工やサンドブラスト等のブラス
ト処理を行うことにより形成することができる。
Next, in the step of producing the green sheet,
When a bottomed hole for inserting a temperature measuring element and a through hole for inserting a lifter pin were not provided, a bottomed hole 44 and a through hole 45 were provided here (FIG. 11B). hand,
A blind hole 49 for inserting an external terminal is provided (FIG. 11).
(C)). The bottomed hole 44, the through hole 45, and the blind hole 49
After the surface is polished, it can be formed by performing blast processing such as drilling or sand blasting.
【0123】(5)端子等の取り付け 次に、袋孔49より露出したスルーホール48に、外部
端子43を半田やろう材等により取り付ける(図11
(d))。また、有底孔44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(図示せず)ことで、その内部に抵抗発熱体が形成さ
れたセラミック基板の製造を終了する。なお、加熱温度
は、半田処理の場合には90〜450℃が好適であり、
ろう材での処理の場合には、900〜1100℃が好適
である。
(5) Attachment of Terminals and the like Next, the external terminals 43 are attached to the through holes 48 exposed from the blind holes 49 by soldering or brazing material (FIG. 11).
(D)). In addition, a temperature measuring element such as a thermocouple is inserted into the bottomed hole 44 and sealed with a heat-resistant resin such as polyimide, ceramic, or the like (not shown) to form a ceramic substrate having a resistance heating element formed therein. End production. The heating temperature is preferably 90 to 450 ° C. in the case of soldering,
In the case of processing with a brazing material, 900 to 1100 ° C. is suitable.
【0124】この後、得られたセラミック基板を、上述
したその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おける
(6)、(7)と同様の工程を経ることで、ホットプレ
ートユニットの製造を完了する。
Thereafter, the obtained ceramic substrate is subjected to the same steps as (6) and (7) in the above-described method for manufacturing a hot plate unit having a ceramic substrate having a resistance heating element on its bottom surface. Then, the production of the hot plate unit is completed.
【0125】このような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抵抗発熱体を形成す
るとともに、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抵抗発熱体とと
もに、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。
When manufacturing such a hot plate unit, an electrostatic chuck can be manufactured by forming a resistance heating element inside a ceramic substrate and providing an electrostatic electrode. A wafer prober can be manufactured by providing a chuck top conductor layer and providing a guard electrode and a ground electrode together with a resistance heating element inside a ceramic substrate.
【0126】セラミック基板の内部に静電電極、ガード
電極およびグランド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
面にチャックトップ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。
In the case where an electrostatic electrode, a guard electrode and a ground electrode are provided inside a ceramic substrate, a conductive paste layer may be formed on the surface of the green sheet in the same manner as when forming a resistance heating element. When the chuck top conductor layer is formed on the surface of the ceramic substrate, a sputtering method or a plating method can be used, and these may be used in combination.
【0127】[0127]
【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 (実施例1〜3)半導体製造・検査装置(ホットプレー
トユニット)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、酸化イットリウム(Y
23:イットリア、平均粒径:0.4μm)4重量部、
アクリル系樹脂バインダ11.5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。
The present invention will be described in more detail below. (Examples 1 to 3) Production of semiconductor production / inspection apparatus (hot plate unit) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm), yttrium oxide (Y
2 O 3 : yttria, average particle size: 0.4 μm) 4 parts by weight,
A composition comprising 11.5 parts by weight of an acrylic resin binder and alcohol was spray-dried to prepare a granular powder.
【0128】(2)次に、この顆粒状の粉末を断面が六
角形状の金型に入れ、六角形の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の円板体を切り出し、セラミック製の
板状体(セラミック基板)とした。
(2) Next, this granular powder was placed in a mold having a hexagonal cross section and formed into a hexagonal flat plate to obtain a green body. (3) Temperature of the formed body after processing is 1800
℃, pressure: hot press at 20MPa, thickness 3mm
Was obtained. Next, a disk having a diameter of 210 mm was cut out from the sintered body to obtain a ceramic plate (ceramic substrate).
【0129】次に、この板状体にドリル加工を施し、半
導体ウエハのリフターピンを挿入する貫通孔25となる
部分、熱電対を埋め込むための有底孔24となる部分
(直径:1.1mm、深さ:2mm)を形成した。
Next, a drilling is performed on the plate-like body, and a portion serving as a through hole 25 for inserting a lifter pin of a semiconductor wafer and a portion serving as a bottomed hole 24 for embedding a thermocouple (diameter: 1.1 mm) , Depth: 2 mm).
【0130】(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に示したよな同心円状と屈曲線の繰り返し
パターンとの組み合わせとした。導体ペーストとして
は、プリント配線板のスルーホール形成に使用されてい
る徳力化学研究所製のソルベストPS603Dを使用し
た。この導体ペーストは、銀−鉛ペーストであり、銀1
00重量部に対して、酸化鉛(5重量%)、酸化亜鉛
(55重量%)、シリカ(10重量%)、酸化ホウ素
(25重量%)およびアルミナ(5重量%)からなる金
属酸化物を7.5重量部含むものであった。また、銀粒
子は、平均粒径が4.5μmで、リン片状のものであっ
た。
(4) On the bottom of the sintered body obtained in (3),
The conductor paste was printed by screen printing. The printing pattern was a combination of a concentric pattern and a repeated pattern of bent lines as shown in FIG. As the conductor paste, Solvest PS603D manufactured by Tokuri Chemical Laboratory, which is used for forming through holes in a printed wiring board, was used. This conductor paste is a silver-lead paste,
The metal oxide consisting of lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight), boron oxide (25% by weight) and alumina (5% by weight) was It contained 7.5 parts by weight. The silver particles had a mean particle size of 4.5 μm and were scaly.
【0131】(5)次に、導体ペーストを印刷したセラ
ミック基板を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5μm、幅2.4mm、面積抵抗率が7.7mΩ
/□であった。
(5) Next, the ceramic substrate on which the conductive paste is printed is heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductive paste and to bake the sintered body to form a resistance heating element 22. did. The silver-lead resistance heating element 22
The thickness is 5 μm, the width is 2.4 mm, and the sheet resistivity is 7.7 mΩ.
/ □.
【0132】(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32の表面
に厚さ1μmの金属被覆層(ニッケル層)を析出させ
た。
(6) Nickel sulfate 80 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g / l,
The sintered body prepared in the above (5) was immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution having a concentration of boric acid of 8 g / l and ammonium chloride of 6 g / l, and a thickness of 1 μm was formed on the surface of the silver-lead resistance heating element 32. Was deposited.
【0133】(7)電源との接続を確保するための外部
端子23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。ついで、半田ペースト層の上に
コバール製の外部端子23を載置して、420℃で加熱
リフローし、外部端子23を抵抗発熱体22の表面に取
り付け、続いて導電線28を有するソケット29を外部
端子に取り付けた。
(7) Screen printing is performed on the portion to which the external terminal 23 for securing the connection with the power source is attached.
A silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) was printed to form a solder paste layer. Next, an external terminal 23 made of Kovar is placed on the solder paste layer and reflowed by heating at 420 ° C., and the external terminal 23 is attached to the surface of the resistance heating element 22. Attached to external terminals.
【0134】(8)温度制御のための熱電対を有底孔2
4に挿入し、ポリイミド樹脂を充填し、190℃で2時
間硬化させ、ホットプレートユニットを構成するセラミ
ック基板の製造を終了した。
(8) A thermocouple for controlling temperature is provided in the bottomed hole 2
4 and filled with a polyimide resin and cured at 190 ° C. for 2 hours to complete the production of the ceramic substrate constituting the hot plate unit.
【0135】この後、この抵抗発熱体22を有するセラ
ミック基板21を図1に示したような構成の支持容器1
0に断熱リング15を介して支持し、固定するととも
に、測温素子27(熱電対)からのリード線26および
抵抗発熱体22の端部からの導電線28を図1に示した
ように配設した。
After that, the ceramic substrate 21 having the resistance heating element 22 is mounted on the supporting container 1 having the structure shown in FIG.
1 through a heat insulating ring 15 and fixed thereto, and a lead wire 26 from a temperature measuring element 27 (thermocouple) and a conductive wire 28 from the end of the resistance heating element 22 are arranged as shown in FIG. Established.
【0136】この支持容器10はステンレス製であり、
外枠11の内径および板状体12の直径は220mmで
あり、厚さは1.5mmであった。また、断熱リング1
5は、ガラス繊維で補強されたフッ素樹脂である。ま
た、ボルト18、固定金具17、冷媒排出管13、冷媒
供給管14もステンレス製である。
The supporting container 10 is made of stainless steel.
The inner diameter of the outer frame 11 and the diameter of the plate-like body 12 were 220 mm, and the thickness was 1.5 mm. Insulation ring 1
5 is a fluororesin reinforced with glass fibers. Further, the bolt 18, the fixture 17, the refrigerant discharge pipe 13, and the refrigerant supply pipe 14 are also made of stainless steel.
【0137】また、板状体12には、直径10mmの内
径を有する冷媒排出管13を5個(実施例1)、10個
(実施例2)、20個(実施例3)設けた。なお、この
実施例1〜3に係る半導体製造・検査装置において、上
記数式(1)により決定される冷媒排出管13の個数は
5個以上である。
Further, the plate-shaped body 12 is provided with five (Example 1), ten (Example 2) and 20 (Example 3) refrigerant discharge pipes 13 having an inner diameter of 10 mm. In the semiconductor manufacturing / inspection apparatuses according to the first to third embodiments, the number of the refrigerant discharge pipes 13 determined by the above equation (1) is five or more.
【0138】(実施例4〜6)半導体製造・検査装置
(ホットプレートユニット)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を得た。
(Examples 4 to 6) Production of semiconductor production / inspection apparatus (hot plate unit) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Co., average particle size 1.1 μm), yttria (average particle size 0) .
4 μm) 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight,
Using a paste obtained by mixing 0.5 parts by weight of a dispersant and 53 parts by weight of an alcohol composed of 1-butanol and ethanol, the mixture was molded by a doctor blade method to a thickness of 0.1 part.
A 47 mm green sheet 50 was obtained.
【0139】(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、パンチングにより直径1.
8mm、3.0mmおよび5.0mmの貫通孔をそれぞ
れ形成した。これらの貫通孔は、リフターピンを挿入す
るための貫通孔45となる部分、スルーホール48とな
る部分等である。 (3)平均粒子径1μmのタングステンカーバイド粒子
100重量部、アクリル系バインダ3.0重量部、α−
テルピネオール溶媒3.5重量および分散剤0.3重量
部を混合して導体ペーストAを調整した。
(2) Next, this green sheet 50
After drying at 0 ° C. for 5 hours, a diameter of 1.
8 mm, 3.0 mm and 5.0 mm through holes were formed, respectively. These through holes are a portion to be a through hole 45 for inserting a lifter pin, a portion to be a through hole 48, and the like. (3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, α-
A conductor paste A was prepared by mixing 3.5 parts by weight of a terpineol solvent and 0.3 parts by weight of a dispersant.
【0140】平均粒子径3μmのタングステン粒子10
0重量部、アクリル系バインダ1.9重量部、α−テル
ピネオール溶媒3.7重量および分散剤0.2重量部を
混合して導体ペーストBを調整した。
Tungsten particles 10 having an average particle diameter of 3 μm
A conductive paste B was prepared by mixing 0 parts by weight, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an α-terpineol solvent and 0.2 part by weight of a dispersant.
【0141】この導体ペーストAをグリーンシートにス
クリーン印刷で印刷し、抵抗発熱体42となる導体ペー
スト層420を形成した。印刷パターンは、図4に示す
ように、屈曲線の繰り返しパターン(抵抗発熱体42a
〜42lに相当)とした。また、スルーホール48とな
る貫通孔部分に導体ペーストBを充填した。
The conductor paste A was printed on a green sheet by screen printing to form a conductor paste layer 420 to be the resistance heating element. The printing pattern is, as shown in FIG. 4, a repetitive pattern of bent lines (the resistance heating element 42a).
~ 42l). In addition, the conductive paste B was filled in the through-hole portion to be the through hole 48.
【0142】上記処理の終わったグリーンシートに、印
刷処理を施していないグリーンシートを上側(加熱面)
に37枚、下側に13枚積層し、130℃、8MPa
(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)。
The green sheet which has not been subjected to the printing process is placed on the green sheet which has been subjected to the above-mentioned process (upside of the heated surface).
37 sheets and 13 sheets on the lower side, 130 ° C, 8MPa
(80 Kg / cm 2 ) to produce a laminated body (see FIG. 11A).
【0143】(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(150kg/cm2 )で10時間ホットプレス
し、厚さ3mmの窒化アルミニウム板状体を得た。これ
を210mmの円板状に切り出し、内部に厚さ6μm、
幅10mmの抵抗発熱体42を有するセラミック基板4
1とした。なお、スルーホール48の大きさは、直径
0.2mm、深さ0.2mmであった。
(4) Next, the obtained laminate was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, and at 1890 ° C. under a pressure of 15M.
Hot pressing was performed at Pa (150 kg / cm 2 ) for 10 hours to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride plate. This is cut out into a 210 mm disk shape and has a thickness of 6 μm inside.
Ceramic substrate 4 having a resistance heating element 42 having a width of 10 mm
It was set to 1. The size of the through hole 48 was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth.
【0144】(5)さらに、得られた板状体の底面に、
マスクを載置し、SiC等によるブラスト処理で表面に
測温素子のための有底孔44を設け(図11(b)参
照)、また、ドリル加工により、直径5mm、深さ0.
5mmの袋孔49を形成し、スルーホール48を露出さ
せた(図11(c)参照)。
(5) Further, on the bottom of the obtained plate,
A mask is placed, and a bottomed hole 44 for a temperature measuring element is provided on the surface by blasting with SiC or the like (see FIG. 11B), and a diameter of 5 mm and a depth of 0.
A 5 mm bag hole 49 was formed to expose the through hole 48 (see FIG. 11C).
【0145】(6)スクリーン印刷により、袋孔49
に、銀−鉛半田ペースト(田中貴金属社製)を印刷して
半田層を形成した(図示せず)。ついで、半田層の上に
コバール製の外部端子43を載置して、420℃で加熱
リフローし、外部端子43をスルーホール48の表面に
取り付けた(図11(d)参照)。
(6) The bag holes 49 are formed by screen printing.
Then, a silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) was printed to form a solder layer (not shown). Next, an external terminal 43 made of Kovar was placed on the solder layer, and heated and reflowed at 420 ° C. to attach the external terminal 43 to the surface of the through hole 48 (see FIG. 11D).
【0146】温度制御のための測温素子を有底孔44に
はめ込み、セラミック接着剤(東亜合成社製 アロンセ
ラミック)を埋め込んで固定させ、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を終了した。
A temperature measuring element for temperature control was fitted into the bottomed hole 44, and a ceramic adhesive (Aron Ceramic manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) was embedded and fixed, and the production of the ceramic substrate constituting the hot plate unit was completed.
【0147】(7)次に、実施例1と同様にして、製造
したセラミック基板を、図1に示した支持容器10と同
様の支持容器に断熱リングを介して支持し、固定すると
ともに、抵抗発熱体42および測温素子からの配線を引
き出し、ホットプレートユニットの製造を完了した。
(7) Next, in the same manner as in Example 1, the manufactured ceramic substrate is supported via a heat insulating ring in a support container similar to the support container 10 shown in FIG. The wiring from the heating element 42 and the temperature measuring element was drawn out, and the manufacture of the hot plate unit was completed.
【0148】ここで、本実施例2に係るホットプレート
ユニットにおいて、上記支持容器を構成する外枠の内径
および板状体の直径は220mmであり、上記板状体に
は、直径10mmの内径を有する冷媒排出管を5個(実
施例4)、10個(実施例5)、20個(実施例6)設
けた。なお、この実施例4〜6に係る半導体製造・検査
装置において、上記数式(1)により決定される冷媒排
出管の個数は5個以上である。
Here, in the hot plate unit according to the second embodiment, the inner diameter of the outer frame constituting the support container and the diameter of the plate are 220 mm, and the inner diameter of the plate is 10 mm. Five (Example 4), 10 (Example 5), and 20 (Example 6) refrigerant discharge pipes were provided. In the semiconductor manufacturing / inspection apparatuses according to the fourth to sixth embodiments, the number of refrigerant discharge pipes determined by the above equation (1) is five or more.
【0149】(比較例1)基本的には実施例1と同様で
あるが、支持容器10を構成する板状体12に冷媒排出
管13を2個設けた。
(Comparative Example 1) Basically the same as in Example 1, except that two refrigerant discharge pipes 13 were provided in the plate-like body 12 constituting the support container 10.
【0150】(比較例2)基本的には実施例4と同様で
あるが、支持容器を構成する板状体に冷媒排出管を2個
設けた。
(Comparative Example 2) Basically the same as in Example 4, except that two refrigerant discharge pipes were provided in a plate-like body constituting a supporting container.
【0151】(実施例7〜9)この実施例では、実施例
1と同様であるがセラミック基板の直径を310mmと
した。また、支持容器において、外枠の内径および板状
体の直径は320mmであった。また、板状体には、そ
の内径が10mmの冷媒排出管を9個(実施例7)、2
0個(実施例8)、30個(実施例9)設けた。なお、
この実施例7〜9に係る半導体製造・検査装置におい
て、上記数式(1)により決定される冷媒排出管の個数
は9個以上である。
(Examples 7 to 9) In this example, the same as Example 1, but the diameter of the ceramic substrate was 310 mm. In the support container, the inner diameter of the outer frame and the diameter of the plate were 320 mm. Further, the plate-shaped body was provided with nine refrigerant discharge pipes having an inner diameter of 10 mm (Example 7),
0 (Example 8) and 30 (Example 9) were provided. In addition,
In the semiconductor manufacturing / inspection apparatuses according to the seventh to ninth embodiments, the number of refrigerant discharge pipes determined by the above equation (1) is nine or more.
【0152】(実施例10〜12)この実施例では、実
施例4と同様であるがセラミック基板の直径を310m
mとした。また、支持容器において、外枠の内径および
板状体の直径は320mmであった。また、板状体に
は、その内径が10mmの冷媒排出管を9個(実施例1
0)、20個(実施例11)、30個(実施例12)設
けた。なお、この実施例10〜12に係る半導体製造・
検査装置において、上記数式(1)により決定される冷
媒排出管の個数は9個以上である。
(Embodiments 10 to 12) In this embodiment, the same as embodiment 4, but the diameter of the ceramic substrate is 310 m
m. In the support container, the inner diameter of the outer frame and the diameter of the plate were 320 mm. Further, the plate-shaped body has nine refrigerant discharge pipes having an inner diameter of 10 mm (Example 1).
0), 20 (Example 11), and 30 (Example 12). In addition, the semiconductor manufacturing and
In the inspection device, the number of refrigerant discharge pipes determined by the above equation (1) is nine or more.
【0153】(比較例3)基本的には実施例7と同様で
あるが、支持容器を構成する板状体に冷媒排出管を4個
設けた。
(Comparative Example 3) Basically the same as Example 7, except that four refrigerant discharge pipes were provided in a plate-like body constituting a supporting container.
【0154】(比較例4)基本的には実施例10と同様
であるが、支持容器を構成する板状体に冷媒排出管を4
個設けた。
(Comparative Example 4) Basically the same as in Example 10, except that a refrigerant discharge pipe is provided on a plate-like body constituting a supporting container.
Provided.
【0155】評価方法 (1)降温時間 セラミック基板を200℃まで加熱した後、冷媒供給管
から冷媒(窒素)を支持容器内に供給し、25℃まで降
温するのに要する時間を測定した。
[0155]Evaluation method  (1) Cooling time After the ceramic substrate is heated to 200 ° C, the refrigerant supply pipe
Supply the refrigerant (nitrogen) into the support vessel from
The time required to warm up was measured.
【0156】[0156]
【表1】 [Table 1]
【0157】表1に示した結果より明らかなように、セ
ラミック基板を200℃から25℃まで降温するのに要
する時間は、実施例1〜6では、35〜45秒であり、
実施例7〜12では、30〜40秒であり、いずれの実
施例でも降温時間は比較的短い。
As is clear from the results shown in Table 1, the time required to lower the temperature of the ceramic substrate from 200 ° C. to 25 ° C. is 35 to 45 seconds in Examples 1 to 6,
In Examples 7 to 12, the heating time is 30 to 40 seconds, and the temperature decreasing time is relatively short in each of Examples.
【0158】これに対し、比較例1〜4では、セラミッ
ク基板を200℃から25℃まで降温するのに要する時
間は、80〜120秒と長時間を要した。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, the time required to lower the temperature of the ceramic substrate from 200 ° C. to 25 ° C. was as long as 80 to 120 seconds.
【0159】[0159]
【発明の効果】以上説明したように本発明の支持容器お
よび半導体製造・検査装置によれば、高速降温を実現す
ることができる。
As described above, according to the support container and the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, it is possible to realize a high-speed temperature drop.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】(a)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模式的に示す断面図
であり、(b)は、支持容器を構成する板状体を模式的
に示す斜視図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a hot plate unit as an example of a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a schematic view showing a plate-like body constituting a support container. It is a perspective view shown in FIG.
【図2】図1に示したセラミック基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the ceramic substrate shown in FIG.
【図3】図1に示したセラミック基板の一部を拡大した
部分拡大断面図である。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view in which a part of the ceramic substrate shown in FIG. 1 is enlarged.
【図4】(a)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
基板の別の実施形態を模式的に示す平面図であり、
(b)は、(a)に示したセラミック基板の部分拡大断
面図である。
FIG. 4A is a plan view schematically showing another embodiment of a ceramic substrate constituting a hot plate unit which is an example of a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention;
(B) is a partial enlarged sectional view of the ceramic substrate shown in (a).
【図5】(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。
5A is a longitudinal sectional view schematically showing a ceramic substrate constituting an electrostatic chuck, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view of FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the ceramic substrate shown in FIG.
【図6】静電チャックを構成するセラミック基板の別の
一例を模式的に示す水平断面図である。
FIG. 6 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the ceramic substrate constituting the electrostatic chuck.
【図7】静電チャックを構成するセラミック基板のさら
に別の一例を模式的に示す水平断面図である。
FIG. 7 is a horizontal sectional view schematically showing still another example of the ceramic substrate constituting the electrostatic chuck.
【図8】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。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a ceramic substrate constituting a wafer prober as an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
【図9】図8に示したセラミック基板を模式的に示す平
面図である。
9 is a plan view schematically showing the ceramic substrate shown in FIG.
【図10】図8に示したセラミック基板のA−A線断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view taken along line AA of the ceramic substrate shown in FIG. 8;
【図11】(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 a method of manufacturing a ceramic substrate constituting a hot plate unit which is an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
10 支持容器 11 外枠部 12 板状体 13 冷媒排出管 14 冷媒排出管 15 断熱リング 16 基板支持部 17 固定金具 18 ボルト 19 半導体ウエハ 21 セラミック基板 22 抵抗発熱体 23 外部端子 24 有底孔 25 貫通孔 26 リード線 27 測温素子 28 導電線 29 ソケット 100 ホットプレートユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Support container 11 Outer frame part 12 Plate-shaped body 13 Refrigerant discharge pipe 14 Refrigerant discharge pipe 15 Heat insulation ring 16 Substrate support part 17 Fixture 18 Bolt 19 Semiconductor wafer 21 Ceramic substrate 22 Resistance heating element 23 External terminal 24 Bottom hole 25 Penetration Hole 26 Lead wire 27 Temperature measuring element 28 Conductive wire 29 Socket 100 Hot plate unit
フロントページの続き Fターム(参考) 3K034 AA02 AA03 AA04 AA08 AA10 AA16 AA19 AA34 AA37 BA04 BA13 BA15 BB06 BB14 BC04 BC12 BC16 HA01 HA10 JA01 JA09 3L044 AA02 AA04 BA09 CA04 CA14 DA01 DA02 DB01 DB02 KA04 5F031 CA02 HA17 HA37 HA38 5F046 KA04 KA10 Continued on the front page F-term (reference)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 セラミック基板を支持する支持容器であ
    って、円筒形状の外枠の内側に、冷媒排出管が固定され
    た板状体が一体または別個に設けられているとともに、
    前記冷媒排出管の数nは、下記数式(1)に示す関係を
    有することを特徴とする支持容器。 n≧r1.78×2.94×10−4・・・(1) (式中、nは、冷媒排出管の数を表し、rは、支持容器
    の内径(mm)を表す)
    1. A support container for supporting a ceramic substrate, wherein a plate-shaped body to which a refrigerant discharge pipe is fixed is provided integrally or separately inside a cylindrical outer frame;
    A support container, wherein the number n of the refrigerant discharge pipes has a relationship represented by the following equation (1). n ≧ r 1.78 × 2.94 × 10 -4 (1) (where n represents the number of refrigerant discharge pipes, and r represents the inner diameter (mm) of the support container)
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の支持容器にセラミック
    基板が支持固定されてなることを特徴とする半導体製造
    ・検査装置。
    2. A semiconductor manufacturing / inspection apparatus, wherein a ceramic substrate is supported and fixed to the support container according to claim 1.
  3. 【請求項3】 前記セラミック基板には抵抗発熱体が設
    けられてなる請求項2に記載の半導体製造・検査装置。
    3. The semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to claim 2, wherein a resistance heating element is provided on said ceramic substrate.
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