JP2007035999A - Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same - Google Patents

Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same Download PDF

Info

Publication number
JP2007035999A
JP2007035999A JP2005218489A JP2005218489A JP2007035999A JP 2007035999 A JP2007035999 A JP 2007035999A JP 2005218489 A JP2005218489 A JP 2005218489A JP 2005218489 A JP2005218489 A JP 2005218489A JP 2007035999 A JP2007035999 A JP 2007035999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chuck top
wafer
support
preferable
prober
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005218489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Awazu
知之 粟津
Katsuhiro Itakura
克裕 板倉
Masuhiro Natsuhara
益宏 夏原
Hirohiko Nakada
博彦 仲田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2005218489A priority Critical patent/JP2007035999A/en
Priority to TW095126977A priority patent/TW200721363A/en
Priority to US11/492,223 priority patent/US20070023320A1/en
Publication of JP2007035999A publication Critical patent/JP2007035999A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer holding body for wafer probers capable of accurate measurement by reducing deformation (deflection) in a chuck top, to provide a heater unit for mounting the wafer holding body, and to provide the wafer prober having the heater unit. <P>SOLUTION: The wafer holding body for wafer probers is used to inspect a semiconductor, and comprises at least the chuck top and a support for supporting the chuck top, and then the ratio (diameter/thickness) of the maximum diameter of the chuck top to the maximum thickness is 5 or larger and 100 or smaller. The ratio of the maximum diameter to the maximum thickness is preferably 10 or larger and 50 or smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウェハ載置面に半導体ウェハを載置し、プローブカードをウェハに押し当ててウェハの電気的特性を検査するためのウェハプローバに使用されるウェハ保持体およびヒータユニット、それらを搭載したウェハプローバに関するものである。   The present invention relates to a wafer holder and heater unit used in a wafer prober for mounting a semiconductor wafer on a wafer mounting surface and inspecting the electrical characteristics of the wafer by pressing a probe card against the wafer. The present invention relates to a wafer prober.

従来、半導体の検査工程では、被処理物である半導体基板(ウェハ)に対して加熱処理が行われる。すなわち、ウェハを通常の使用温度よりも高温に加熱して、不良になる可能性のある半導体チップを加速的に不良化させて取り除き、出荷後の不良の発生を予防するバーンインが行われている。バーンイン工程では、半導体ウェハに半導体回路を形成した後、個々のチップに切断する前に、ウェハを加熱しながら各チップの電気的な性能を測定して、不良品を取り除いている。このバーンイン工程において、スループットの向上のために、プロセス時間の短縮が強く求められている。   Conventionally, in a semiconductor inspection process, a heat treatment is performed on a semiconductor substrate (wafer) that is an object to be processed. In other words, the wafer is heated to a temperature higher than the normal use temperature, and semiconductor chips that may become defective are accelerated and removed, and burn-in is performed to prevent the occurrence of defects after shipment. . In the burn-in process, after a semiconductor circuit is formed on a semiconductor wafer and before cutting into individual chips, the electrical performance of each chip is measured while heating the wafer to remove defective products. In this burn-in process, reduction of process time is strongly demanded in order to improve throughput.

このようなバーンイン工程では、半導体基板を保持し、半導体基板を加熱するためのヒータが用いられている。従来のヒータは、ウェハの裏面全面をグランド電極に接触させる必要があるので、金属製のものが用いられていた。金属製の平板ヒータの上に、回路を形成したウェハを載置し、チップの電気的特性を測定する。測定時は、通電用の電極ピンを多数備えたプローブカードと呼ばれる測定子を、ウェハに数10kgfから数百kgfの力で押さえつけるため、ヒータが薄いと変形してしまい、ウェハとグランド電極との間に接触不良が発生することがある。そのため、ヒータの剛性を保つ目的で、厚さ15mm以上の厚い金属板を用いる必要があり、ヒータの昇降温に長時間を要し、スループット向上の大きな障害となっていた。   In such a burn-in process, a heater for holding the semiconductor substrate and heating the semiconductor substrate is used. A conventional heater is made of metal because the entire back surface of the wafer needs to be in contact with the ground electrode. A wafer on which a circuit is formed is placed on a metal flat heater, and the electrical characteristics of the chip are measured. At the time of measurement, a probe called a probe card having a large number of electrode pins for energization is pressed against the wafer with a force of several tens kgf to several hundred kgf. Poor contact may occur between them. Therefore, in order to maintain the rigidity of the heater, it is necessary to use a thick metal plate having a thickness of 15 mm or more, and it takes a long time to raise and lower the temperature of the heater.

また、バーンイン工程では、チップに電気を流して電気的特性を測定するが、近年のチップの高出力化に伴い、電気的特性の測定時に、チップが大きく発熱し、場合によっては、チップが自己発熱によって、破壊することがあるので、測定後には、急速に冷却することが求められる。また、測定中は、できるだけ均熱であることが求められている。そこで、金属の材質を、熱伝導率が403W/mKと高い銅(Cu)が用いられていた。   In the burn-in process, electricity is supplied to the chip and the electrical characteristics are measured. With the recent increase in the output of the chip, the chip generates a large amount of heat when measuring the electrical characteristics. Since it may break down due to heat generation, it is required to cool rapidly after measurement. In addition, it is required to be as uniform as possible during the measurement. Therefore, copper (Cu) having a high thermal conductivity of 403 W / mK has been used as the metal material.

そこで、特許文献1では、厚い金属板の代わりに、薄くても剛性が高く、変形しにくいセラミックス基板の表面に薄い金属層を形成することにより、変形しにくくかつ熱容量が小さいウェハプローバが提案されている。この文献によれば、剛性が高いので接触不良を起こすことがなく、熱容量が小さいので、短時間で昇温及び降温が可能であるとされている。そして、ウェハプローバを設置するための支持台として、アルミニウム合金やステンレスなどを使用することができるとされている。   Therefore, Patent Document 1 proposes a wafer prober that is difficult to deform and has a small heat capacity by forming a thin metal layer on the surface of a ceramic substrate that is thin but highly rigid and difficult to deform, instead of a thick metal plate. ing. According to this document, since the rigidity is high, contact failure does not occur and the heat capacity is small, so that the temperature can be raised and lowered in a short time. And it is supposed that an aluminum alloy, stainless steel, etc. can be used as a support stand for installing a wafer prober.

しかし、特許文献1に記載されているように、ウェハプローバをその最外周のみで支持すると、プローブカードの押圧によって、ウェハプローバが反ることがあるので、多数の支柱を設けるなどの工夫が必要であった。   However, as described in Patent Document 1, if the wafer prober is supported only at its outermost periphery, the wafer prober may be warped by pressing the probe card. Met.

更に、近年、半導体プロセスの微細化に伴い、プロービング時の単位面積あたりの荷重が増加するとともに、プローブカードとプローバとの位置合わせの精度も求められている。プローバは、通常、ウェハを所定の温度に加熱し、プロービング時に所定の位置に移動し、プローブカードを押し当てるという動作を繰り返す。このとき、プローバを所定の位置にまで動かすために、その駆動系に関しても高い位置精度が要求されている。   Furthermore, in recent years, with the miniaturization of semiconductor processes, the load per unit area during probing increases, and the accuracy of alignment between the probe card and the prober is also required. The prober normally repeats the operation of heating the wafer to a predetermined temperature, moving to a predetermined position during probing, and pressing the probe card. At this time, in order to move the prober to a predetermined position, high positional accuracy is also required for the drive system.

しかしながら、ウェハを所定の温度、すなわち100〜200℃程度の温度に加熱した際、その熱が駆動系に伝わり、駆動系の金属部品類が熱膨張し、これにより精度が損なわれるという問題点がある。更にはプロービング時の荷重の増加により、ウェハを載置するプローバ自体の剛性も要求されるようになってきた。すなわち、プローバ自体がプロービング時の荷重により変形すると、プローブカードのピンがウェハに均一に接触できなくなり、検査ができなくなる、あるいは最悪、ウェハが破損するという問題点がある。このため、プローバの変形を抑えるため、プローバが大型化してしまい、その重量が増加し、この重量増が駆動系の精度に影響を及ぼすという問題点があった。また更には、プローバの大型に伴い、プローバの昇温及び冷却時間が非常に長くなり、スループットが低下するという問題点も存在していた。   However, when the wafer is heated to a predetermined temperature, that is, a temperature of about 100 to 200 ° C., the heat is transmitted to the drive system, and the metal parts of the drive system are thermally expanded, thereby impairing accuracy. is there. Furthermore, due to an increase in load during probing, the rigidity of the prober itself on which the wafer is placed has been required. That is, if the prober itself is deformed by a load during probing, the pins of the probe card cannot be uniformly contacted with the wafer, and inspection cannot be performed, or worst, the wafer is damaged. For this reason, in order to suppress the deformation of the prober, there is a problem that the prober is enlarged and its weight increases, and this weight increase affects the accuracy of the drive system. Furthermore, with the large size of the prober, there has been a problem that the temperature of the prober is increased and the cooling time becomes very long and the throughput is lowered.

更に、スループットを向上するために、プローバの昇降温速度を向上するために、冷却機構が設けられていることが多い。しかしながら、従来は冷却機構が例えば特許文献1のように空冷であったり、金属製ヒータの直下に冷却板を設けたりしていた。前者の場合、空冷であるがために、冷却速度が遅いという問題点があった。また後者の場合でも、冷却板が金属であり、プロービング時に、この冷却板に直接プローブカードの圧力がかかるため、変形しやすいという問題点があった。   Further, in order to improve the throughput, a cooling mechanism is often provided in order to improve the temperature raising / lowering speed of the prober. However, conventionally, the cooling mechanism is air-cooled as in Patent Document 1, for example, or a cooling plate is provided directly below the metal heater. In the former case, there is a problem that the cooling rate is slow because of air cooling. Even in the latter case, since the cooling plate is made of metal and the probe card pressure is directly applied to the cooling plate at the time of probing, there is a problem that it is easily deformed.

また、プローバはプロービング時にかかる応力でチャックトップに荷重がかかり、変形が発生する。この変形によるたわみが大きいと、プローブカードに多量に取り付けられたプローブピンとウェハの接触状態にばらつきが発生し、測定時に誤差が発生し、正確な評価できないといった問題があった。
特開2001−033484号公報
In addition, the prober is deformed by applying a load to the chuck top due to stress applied during probing. When the deflection due to this deformation is large, there is a variation in the contact state between the probe pins attached to the probe card and a large amount of the wafer, an error occurs during measurement, and there is a problem that accurate evaluation cannot be performed.
JP 2001-033484 A

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、チャックトップの変形(たわみ)を減少させ、さらに、均熱性を高めることにより、正確な測定を実現できるウェハプローバ用ウェハ保持体およびそれを搭載したヒータユニット、及び該ヒータユニットを備えたウェハプローバを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems. That is, the present invention provides a wafer prober wafer holder capable of realizing accurate measurement by reducing deformation (deflection) of the chuck top and further improving heat uniformity, and a heater unit equipped with the wafer holder, and the heater unit It is an object of the present invention to provide a wafer prober provided with

本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体は、半導体を検査するためのウェハプローバ用ウェハ保持体であって、前記保持体は少なくともチャックトップと、該チャックトップを支持する支持体とからなり、前記チャックトップの最大直径と最大厚みの比(直径/厚み)が5以上100以下であることを特徴とする。前記最大直径と最大厚みの比は10以上50以下であることが好ましい。   A wafer holder for a wafer prober according to the present invention is a wafer holder for a wafer prober for inspecting a semiconductor, and the holder comprises at least a chuck top and a support that supports the chuck top, and the chuck The ratio (diameter / thickness) of the maximum diameter and the maximum thickness of the top is 5 or more and 100 or less. The ratio of the maximum diameter to the maximum thickness is preferably 10 or more and 50 or less.

前記チャックトップの材質は、金属とセラミックスの複合体であることが好ましく、アルミニウムと炭化珪素の複合体あるいはシリコンと炭化珪素の複合体であることが更に好ましい。また、前記チャックトップの材質は、セラミックスであってもよい。   The material of the chuck top is preferably a composite of metal and ceramic, and more preferably a composite of aluminum and silicon carbide or a composite of silicon and silicon carbide. The chuck top may be made of ceramic.

前記支持体の材質は、セラミックスもしくは2種以上のセラミックスの複合体であることが好ましく、アルミナ、窒化ケイ素、ムライト、アルミナとムライトの複合体、のいずれかであることがより好ましい。   The material of the support is preferably ceramics or a composite of two or more kinds of ceramics, more preferably alumina, silicon nitride, mullite, or a composite of alumina and mullite.

以上のようなウェハプローバ用ウェハ保持体を備えたウェハプローバ用のヒータユニットや該ヒータユニットを備えたウェハプローバである。   A heater unit for a wafer prober provided with a wafer holder for a wafer prober as described above, or a wafer prober provided with the heater unit.

本発明によれば、チャックトップの変形(たわみ)を低減することができるので、ウェハを破損することなく、ウェハの電気的特性を正確に測定することのできるウェハプローバを提供することができる。   According to the present invention, since the deformation (deflection) of the chuck top can be reduced, it is possible to provide a wafer prober capable of accurately measuring the electrical characteristics of the wafer without damaging the wafer.

本発明の実施の形態を図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態の一例である。本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体1は、チャックトップ導体層3を有するチャックトップ2と、該チャックトップを支持する支持体4とからなり、チャックトップ2と支持体4との間の一部に空隙5を有する。この空隙5を有することで、断熱効果を高めることができる。空隙の形状には特に制約はなく、チャックトップで発生した熱やあるいは冷気が支持体に伝わる量を極力抑えた形状とすればよい。該支持体4は、有底円筒形状とすることにより、チャックトップと支持体の接触面積を小さくすることができ、空隙5を容易に形成することができるので好ましい。このような空隙5を形成することにより、チャックトップと支持体との間は、大部分が空気層となり、効率的な断熱構造とすることができる。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an example of an embodiment of the present invention. A wafer holder 1 for a wafer prober according to the present invention includes a chuck top 2 having a chuck top conductor layer 3 and a support 4 that supports the chuck top, and a part between the chuck top 2 and the support 4. There are gaps 5 in them. By having this void 5, the heat insulation effect can be enhanced. There are no particular restrictions on the shape of the gap, and the shape may be such that the amount of heat or cold generated at the chuck top transmitted to the support is minimized. It is preferable that the support 4 has a bottomed cylindrical shape because the contact area between the chuck top and the support can be reduced and the gap 5 can be easily formed. By forming such a gap 5, most of the space between the chuck top and the support becomes an air layer, and an efficient heat insulating structure can be obtained.

前記チャックトップの最大直径と最大厚みの比(直径/厚み)が、5以上100以下である。この比が、100を超えると、プロービングにより加わる荷重によってチャックトップにたわみが生じ、チャックトップ上面の平面度や平行度が著しく悪化する。そのために、プローブピンの接触不良により正確な測定ができなくなることを見出した。また、前記比が、5未満であると、チャックトップの側面からの熱の影響を受ける。すなわち、上下面の面積に比較して、外周面の面積が大きくなりすぎて、上下面からだけの熱の収支だけで制御できないことを見出した。その結果、チャックトップのウェハ載置面の均熱性が悪くなり、正確な測定ができなくなることを見出した。前記最大直径と最大厚みの比は、10以上50以下であることがより好ましい。特に、チャックトップに用いた材料のヤング率が、250GPa以上である場合に、前記最大直径と最大厚みの比は、有効である。また、前記空隙5を設けた構造では、負荷荷重によりたわみが発生しやすいため、前記最大直径と最大厚みの比は、より重要である。   The ratio (diameter / thickness) of the maximum diameter and the maximum thickness of the chuck top is 5 or more and 100 or less. When this ratio exceeds 100, the chuck top is deflected by a load applied by probing, and the flatness and parallelism of the chuck top upper surface are remarkably deteriorated. Therefore, it has been found that accurate measurement cannot be performed due to poor contact of the probe pin. Further, when the ratio is less than 5, it is affected by heat from the side surface of the chuck top. That is, it has been found that the area of the outer peripheral surface becomes too large compared to the area of the upper and lower surfaces, and cannot be controlled only by the heat balance from the upper and lower surfaces. As a result, it was found that the temperature uniformity of the wafer mounting surface of the chuck top deteriorates and accurate measurement cannot be performed. The ratio of the maximum diameter to the maximum thickness is more preferably 10 or more and 50 or less. In particular, when the Young's modulus of the material used for the chuck top is 250 GPa or more, the ratio of the maximum diameter to the maximum thickness is effective. In the structure in which the gap 5 is provided, the deflection of the load is likely to occur, so the ratio between the maximum diameter and the maximum thickness is more important.

チャックトップには、加熱体6を備えることが好ましい。これは近年の半導体のプロービングにおいては、ウェハを100〜200℃の温度に加熱する必要が多いからである。このためもしチャックトップを加熱する加熱体の熱を支持体に伝わることを防止することができなければ、ウェハプローバ支持体下部に備わる、駆動系に熱が伝わり、各部品の熱膨張差により、機械精度にズレを生じ、チャックトップ上面(ウエハ載置面)の平面度、平行度を著しく劣化させる原因となる。しかし、本構造は断熱構造であることから平面度平行度を著しく劣化させることはない。さらに、中空構造であることから、円柱形状の支持体に比べ軽量化が図れる。   The chuck top is preferably provided with a heating element 6. This is because in recent semiconductor probing, it is often necessary to heat the wafer to a temperature of 100 to 200 ° C. For this reason, if it is not possible to prevent the heat of the heating body that heats the chuck top from being transmitted to the support, heat is transmitted to the drive system provided at the bottom of the wafer prober support, and due to the difference in thermal expansion of each component, This causes a deviation in machine accuracy, which causes a significant deterioration in the flatness and parallelism of the chuck top upper surface (wafer mounting surface). However, since this structure is a heat insulating structure, the flatness parallelism is not significantly deteriorated. Furthermore, since it is a hollow structure, weight reduction can be achieved compared with a cylindrical support.

図2に示すように、加熱体6は、抵抗発熱体61をマイカなどの絶縁体62で挟み込んだものが構造として簡便であるので好ましい。抵抗発熱体は、金属材料を使用することができる。例えば、ニッケルやステンレス、銀、タングステン、モリブデン、クロムおよびこれらの金属の合金の、例えば金属箔を用いることができる。これらの金属の中では、ステンレスとニクロムが好ましい。ステンレスあるいはニクロムは、発熱体の形状に加工する時、エッチングなどの手法により、抵抗発熱体回路パターンを比較的に精度良く形成することができる。また、安価であり、耐酸化性を有するので、使用温度が高温であっても長期間の使用に耐えることができるので好ましい。また発熱体を挟み込む絶縁体としては、耐熱性を有する絶縁体であれば特に制約はない。例えば上記のようにマイカや、シリコン樹脂やエポキシ樹脂、フェノール樹脂など特に制約はない。またこのような絶縁性の樹脂で発熱体を挟み込む場合、発熱体で発生した熱をよりスムースにチャックトップに伝えるために、樹脂中にフィラーを分散させることができる。樹脂中に分散するフィラーの役割は、シリコン樹脂等の熱伝導を高める役割があり、材質としては、樹脂との反応性が無ければ特に制約はなく、例えば窒化硼素や、窒化アルミニウム、アルミナ、シリカなどの物質を上げることができる。加熱体は、搭載部にネジ止め等の機械的手法で固定することができる。   As shown in FIG. 2, the heating element 6 is preferably a structure in which a resistance heating element 61 is sandwiched between insulators 62 such as mica because the structure is simple. A metal material can be used for the resistance heating element. For example, nickel, stainless steel, silver, tungsten, molybdenum, chromium, and alloys of these metals, for example, metal foils can be used. Of these metals, stainless steel and nichrome are preferred. When stainless steel or nichrome is processed into the shape of a heating element, a resistance heating element circuit pattern can be formed with relatively high accuracy by a technique such as etching. In addition, since it is inexpensive and has oxidation resistance, it can withstand long-term use even at high temperatures, which is preferable. The insulator that sandwiches the heating element is not particularly limited as long as it has heat resistance. For example, as described above, there are no particular restrictions such as mica, silicon resin, epoxy resin, and phenol resin. In addition, when the heating element is sandwiched between such insulating resins, a filler can be dispersed in the resin in order to transfer the heat generated by the heating element to the chuck top more smoothly. The role of the filler dispersed in the resin is to increase the thermal conductivity of silicon resin, etc., and the material is not particularly limited as long as there is no reactivity with the resin. For example, boron nitride, aluminum nitride, alumina, silica Can raise the substance. The heating element can be fixed to the mounting portion by a mechanical method such as screwing.

また、支持体のヤング率は200GPa以上であることが好ましい。支持体のヤング率が200GPa未満である場合には、底部の厚みを薄くできないため、空隙部の容積を十分確保できず、断熱効果が期待できない。さらに後述する冷却モジュールを搭載するスペースも確保できない。また、より好ましいヤング率は300GPa以上である。300GPa以上のヤング率を有する材料を用いれば、支持体の変形も大幅に低減することができるため、支持体をより小型化、軽量化できるため特に好ましい。   The Young's modulus of the support is preferably 200 GPa or more. When the Young's modulus of the support is less than 200 GPa, the thickness of the bottom cannot be reduced, so that the volume of the gap cannot be secured sufficiently and a heat insulating effect cannot be expected. Furthermore, a space for mounting a cooling module described later cannot be secured. A more preferable Young's modulus is 300 GPa or more. Use of a material having a Young's modulus of 300 GPa or more is particularly preferable because deformation of the support can be significantly reduced, and the support can be further reduced in size and weight.

また、支持体の熱伝導率は、40W/mK以下であることが好ましい。支持体の熱伝導率が40W/mKを超えると、チャックトップに加えられた熱が、容易に支持体に伝わり、駆動系の精度に影響を及ぼすため好ましくない。近年ではプロービング時の温度として150℃という高温が要求されるため、支持体の熱伝導率は10W/mK以下であることが特に好ましい。またより好ましい熱伝導率は5W/mK以下である。この程度の熱伝導率になると、支持体から駆動系への熱の伝達量が大幅に低下するためである。これらを満たす具体的な支持体の材質は、ムライトもしくは窒化ケイ素、アルミナ、ムライトとアルミナの複合体(ムライト−アルミナ複合体)であることが好ましい。特にムライトは熱伝導率が小さく断熱効果が大きい点が、アルミナはヤング率が大きく、剛性が高い点で好ましい。ムライト−アルミナ複合体は熱伝導率がアルミナより小さく且つヤング率がムライトより大きく、総合的に好ましい。   Moreover, it is preferable that the heat conductivity of a support body is 40 W / mK or less. When the thermal conductivity of the support exceeds 40 W / mK, the heat applied to the chuck top is easily transmitted to the support and affects the accuracy of the drive system, which is not preferable. In recent years, since a high temperature of 150 ° C. is required as a temperature during probing, the thermal conductivity of the support is particularly preferably 10 W / mK or less. A more preferable thermal conductivity is 5 W / mK or less. This is because the amount of heat transferred from the support to the drive system is significantly reduced when the thermal conductivity is this level. The specific material of the support that satisfies these conditions is preferably mullite or silicon nitride, alumina, or a composite of mullite and alumina (mullite-alumina composite). In particular, mullite is preferable because it has a low thermal conductivity and a large heat insulating effect, and alumina is preferable because it has a high Young's modulus and high rigidity. The mullite-alumina composite is generally preferable because it has a thermal conductivity smaller than that of alumina and a Young's modulus larger than that of mullite.

有底円筒形状の支持体の円筒部分の肉厚は、20mm以下であることが好ましい。20mmを超えると、チャックトップから支持体への熱伝達量が大きくなるため、好ましくない。このため、チャックトップを支持する支持体の円筒部分の肉厚は、10mm以下が好ましい。但し、肉厚が1mm未満になると、ウェハを検査する際に、ウェハにプローブカードを押し当てるが、そのときの押さえつけ圧力により、支持体の円筒部分が変形したり、最悪破損したりするため好ましくない。最も好ましい厚みとしては10mmから15mmである。さらに、円筒部のうちチャックトップと接触する部分の肉厚は2〜5mmが好ましい。この程度の厚みが、支持体の強度と断熱性のバランスが良く、好ましい。   The wall thickness of the cylindrical portion of the bottomed cylindrical support is preferably 20 mm or less. If it exceeds 20 mm, the amount of heat transfer from the chuck top to the support increases, which is not preferable. For this reason, the thickness of the cylindrical portion of the support that supports the chuck top is preferably 10 mm or less. However, if the wall thickness is less than 1 mm, the probe card is pressed against the wafer when inspecting the wafer. This is preferable because the cylindrical portion of the support is deformed or worst damaged by the pressing pressure at that time. Absent. The most preferred thickness is 10 mm to 15 mm. Furthermore, the thickness of the portion of the cylindrical portion that contacts the chuck top is preferably 2 to 5 mm. This thickness is preferable because the balance between the strength of the support and the heat insulation is good.

また、支持体の円筒部分の高さは、10mm以上であることが好ましい。10mm未満であると、ウェハ検査時にプローブカードからの圧力がチャックトップに加わり、更に支持体にまで伝わるため、支持体の底部にたわみを生じ、このためチャックトップの平面度を悪化させるため好ましくない。   Moreover, it is preferable that the height of the cylindrical part of a support body is 10 mm or more. If it is less than 10 mm, the pressure from the probe card is applied to the chuck top at the time of wafer inspection, and further transmitted to the support, which causes the bottom of the support to bend, and this deteriorates the flatness of the chuck top. .

支持体の底部の厚みは、10mm以上であることが好ましい。支持体底部の厚みが10mm未満であるとウェハ検査時にプローブカードからの圧力がチャックトップに加わり、更に支持体にまで伝わるため、支持体の底部にたわみを生じ、このためチャックトップの平面度を悪化させるため好ましくない。好ましくは、10mmから35mmである。35mm以下であれば小型化でき好適である。また、支持体の円筒部と底部を一体ではなく分離した構造とすることも可能である。この場合、分離された円筒部と底部は互いに界面を有するため、この界面が熱抵抗層となり、チャックトップから支持体に伝わる熱がこの界面で一端遮断されるため、底部の温度が上昇しにくくなるため好ましい。   The thickness of the bottom of the support is preferably 10 mm or more. If the thickness of the bottom of the support is less than 10 mm, the pressure from the probe card is applied to the chuck top during wafer inspection and is further transmitted to the support, resulting in deflection at the bottom of the support, and thus the flatness of the chuck top is reduced. It is not preferable because it deteriorates. Preferably, it is 10 mm to 35 mm. If it is 35 mm or less, it can reduce in size and is suitable. Moreover, it is also possible to have a structure in which the cylindrical portion and the bottom portion of the support are separated from each other. In this case, since the separated cylindrical part and the bottom part have an interface with each other, this interface becomes a thermal resistance layer, and heat transmitted from the chuck top to the support is interrupted at this interface, so that the temperature of the bottom part is unlikely to rise. Therefore, it is preferable.

チャックトップを支持する支持体の支持面には断熱構造を有することが好ましい。この断熱構造としては、支持体に切り欠き溝を形成し、チャックトップと支持体の接触面積を小さくすることで断熱構造を形成することができる。チャックトップに切り欠き溝を形成し、断熱構造を形成することも可能である。この場合、チャックトップのヤング率が250GPa以上有していることが必要である。すなわち、チャックトップにはプローブカードの圧力が加わるため、切り欠きが存在すると、ヤング率が小さい材料である場合には、その変形量がどうしても大きくなり、変形量が大きくなると、ウェハの破損や、チャックトップ自身の破損につながることがある。しかし、支持体に切り欠きを形成すれば上記のような問題は発生しないため、好ましい。切り欠きの形状としては図3に示すように、同心円状の溝21を形成したものや、図4に示すように放射線状に溝22を形成したもの、あるいは、突起を多数形成したものなど、形状には特に制約はない。但し、いずれの形状においても対称な形状にする必要がある。形状が対称でない場合は、チャックトップに掛かる圧力を均一に分散することができなくなり、チャックトップの変形や、破損に影響するため好ましくない。   The support surface of the support that supports the chuck top preferably has a heat insulating structure. As this heat insulating structure, a heat insulating structure can be formed by forming a notch groove in the support and reducing the contact area between the chuck top and the support. It is also possible to form a heat insulation structure by forming a notch groove in the chuck top. In this case, it is necessary that the chuck top has a Young's modulus of 250 GPa or more. That is, since the pressure of the probe card is applied to the chuck top, if there is a notch, if the material has a small Young's modulus, the amount of deformation is inevitably large, and if the amount of deformation is large, the wafer breaks, The chuck top itself may be damaged. However, it is preferable to form a notch in the support because the above problem does not occur. As the shape of the notch, as shown in FIG. 3, a concentric groove 21 is formed, a groove 22 is formed radially as shown in FIG. 4, or a plurality of protrusions are formed, etc. There is no particular restriction on the shape. However, it is necessary to make it symmetrical in any shape. If the shape is not symmetrical, the pressure applied to the chuck top cannot be uniformly distributed, and this is unfavorable because it affects deformation and breakage of the chuck top.

また、断熱構造の形態として、図5に示すように、チャックトップと支持体の間に、複数の柱状部材23を設置することが好ましい。配置は同心円状に均等あるいはそれに類似した配置で8個以上あることが好ましい。特に近年ではウェハの大きさが8〜12インチと大型化しているため、これよりも少ない数量では、柱状部材間の距離が長くなり、プローブカードのピンをチャックトップに載置されているウェハに押し当てた際、柱状部材間で撓みが発生しやすくなるため、好ましくない。一体型である場合に比べ、チャックトップとの接触面積が同一の場合、チャックトップと柱状部材、柱状部材と支持体間と界面を2つ形成することができるため、その界面が熱抵抗層となり、熱抵抗層を2倍に増加できるため、チャックトップで発生した熱を効果的に断熱することが可能となる。この柱状部材の形状としては円柱状であっても良いし、三角柱、四角柱、さらにはどのような多角形であっても良く、その形状に対しては特に制約はない。いずれにしろ、このように柱状部材を挿入することによってチャックトップから支持体への熱を遮断することができる。   Further, as a form of the heat insulating structure, it is preferable to install a plurality of columnar members 23 between the chuck top and the support as shown in FIG. Preferably, there are eight or more concentric circles that are equally or similar to each other. Particularly in recent years, since the size of the wafer has increased to 8 to 12 inches, if the quantity is smaller than this, the distance between the columnar members becomes longer, and the pins of the probe card are placed on the wafer mounted on the chuck top. Since it becomes easy to generate | occur | produce between columnar members when pressing, it is not preferable. Compared to the integrated type, when the contact area with the chuck top is the same, two interfaces can be formed between the chuck top and the columnar member, and between the columnar member and the support. Since the heat resistance layer can be increased by a factor of 2, it is possible to effectively insulate the heat generated at the chuck top. The columnar member may have a cylindrical shape, a triangular column, a quadrangular column, or any polygonal shape, and there is no particular limitation on the shape. In any case, the heat from the chuck top to the support can be blocked by inserting the columnar member in this way.

前記断熱構造に使用する柱状部材の材質としては熱伝導率が30W/mK以下であることが好ましい。これよりも熱伝導率が高い場合、断熱効果が低下するため、好ましくない。柱状部材の材質としてはSi、ムライト、ムライト−アルミナ複合体、ステアタイト、コージライト、ステンレス、ガラス(繊維)、ポリイミドやエポキシ、フェノールなどの耐熱樹脂やこれらの複合体を使用することができる。 The columnar member used for the heat insulating structure preferably has a thermal conductivity of 30 W / mK or less. If the thermal conductivity is higher than this, the heat insulating effect is lowered, which is not preferable. As the material of the columnar member, use a heat resistant resin such as Si 3 N 4 , mullite, mullite-alumina composite, steatite, cordierite, stainless steel, glass (fiber), polyimide, epoxy, phenol, or a composite thereof. Can do.

前記支持体とチャックトップもしくは柱状部材との接触部分の表面粗さがRa0.1μm以上であることが好ましい。表面粗さがRa0.1μm未満である場合、支持体とチャックトップもしくは柱状部材との接触面積が増加すると共に、両者の間の隙間が相対に小さくなるため、Ra0.1μm以上の場合に比較して熱の伝達量が大きくなるため好ましくない。また、表面粗さの上限は特にはない。但し、表面粗さRaが5μm以上の場合、その表面を処理するためのコストが高くなることがある。表面粗さをRa0.1μm以上にするための手法としては、研磨加工や、サンドブラスト等による処理を行うと良い。但しこの場合においては、その研磨条件やブラスト条件を適切化し、Ra0.1μm以上に制御する必要がある。   The surface roughness of the contact portion between the support and the chuck top or the columnar member is preferably Ra 0.1 μm or more. When the surface roughness is less than Ra 0.1 μm, the contact area between the support and the chuck top or the columnar member increases and the gap between the two becomes relatively small. This is not preferable because the amount of heat transfer increases. There is no particular upper limit on the surface roughness. However, when the surface roughness Ra is 5 μm or more, the cost for treating the surface may increase. As a method for setting the surface roughness to Ra 0.1 μm or more, it is preferable to perform a process such as polishing or sandblasting. However, in this case, it is necessary to make the polishing conditions and blasting conditions appropriate and control them to Ra 0.1 μm or more.

また支持体底部の表面粗さはRa0.1μm以上であることが好ましい。上記と同様に、支持体底部の表面粗さが粗いことによって、駆動系への熱の伝達量も小さくすることができる。また前記支持体の底部と円筒部が分離できる場合、その接触部の表面粗さは少なくともそのどちらかがRa0.1μm以上であることが好ましい。これより小さい表面粗さでは、円筒部分から底部への熱の遮断効果小さい。更に前記柱状部材の支持体との接触面、さらにはチャックトップとの接触面の表面粗さについてもRa0.1μm以上であることが好ましい。この柱状部材に付いても同様表面粗さを大きくすることで支持体への熱の伝わりを小さくすることができる。以上のように、各部材に界面を形成し、その界面の表面粗さをRa0.1μm以上とすることで支持体底部への熱の伝達量を低減することができるため、結果的に発熱体への電力供給量も低減することができる。   The surface roughness of the bottom of the support is preferably Ra 0.1 μm or more. Similarly to the above, since the surface roughness of the bottom of the support is rough, the amount of heat transferred to the drive system can be reduced. Moreover, when the bottom part and cylindrical part of the said support body can be isolate | separated, it is preferable that at least one of the surface roughness of the contact part is Ra0.1micrometer or more. When the surface roughness is smaller than this, the heat shielding effect from the cylindrical portion to the bottom is small. Furthermore, the surface roughness of the contact surface of the columnar member with the support, and further the contact surface with the chuck top is preferably Ra 0.1 μm or more. Even with this columnar member, the transfer of heat to the support can be reduced by increasing the surface roughness. As described above, the amount of heat transferred to the bottom of the support can be reduced by forming an interface in each member and setting the surface roughness of the interface to Ra 0.1 μm or more. The amount of electric power supplied to can also be reduced.

前記支持体の円筒部分の外周部と支持体のチャックトップとの接触面、または前記支持体の円筒部分の外周部と柱状部材のチャックトップとの接触面、との直角度は、測定長100mmに換算して、10mm以下であることが好ましい。例えば、直角度が10mmを超えると、チャックトップから加わった圧力が支持体の円筒部分に加わる際に、円筒部分自身の変形が発生しやすくなるため好ましくない。   The perpendicularity between the contact surface between the outer peripheral portion of the cylindrical portion of the support and the chuck top of the support or the contact surface between the outer peripheral portion of the cylindrical portion of the support and the chuck top of the columnar member is 100 mm in measurement length. Preferably, it is 10 mm or less. For example, if the squareness exceeds 10 mm, it is not preferable because the cylindrical portion itself is likely to be deformed when the pressure applied from the chuck top is applied to the cylindrical portion of the support.

支持体の表面には、金属層が形成されていることが好ましい。チャックトップを加熱するための発熱体から発生する電磁波が、ウェハの検査時にノイズとなり、影響を及ぼすが、支持体に金属層を形成すれば、この電磁波を遮断することができるため好ましい。金属層を形成する方法としては、特に制約はない。例えば、銀や金、ニッケル、銅などの金属粉末にガラスフリットを添加した導体ペーストをはけなどで塗布して焼き付けても良い。   A metal layer is preferably formed on the surface of the support. An electromagnetic wave generated from a heating element for heating the chuck top becomes a noise and has an effect when inspecting the wafer, but it is preferable to form a metal layer on the support because the electromagnetic wave can be blocked. There is no restriction | limiting in particular as a method of forming a metal layer. For example, a conductive paste in which glass frit is added to metal powder such as silver, gold, nickel, or copper may be applied and baked with a brush or the like.

またアルミニウムやニッケルなどの金属を溶射により形成してもよい。また、表面にメッキで金属層を形成することも可能である。また、これらの手法を組み合わせることも可能である。すなわち、導体ペーストを焼き付けた後、ニッケルなどの金属をメッキしても良いし、溶射後にメッキを形成しても良い。これらの手法のうち特にメッキまたは溶射が好ましい。メッキは密着強度が強く、信頼性が高いため好ましい。また溶射は比較的低コストで金属膜を形成することができるため好ましい。   Further, a metal such as aluminum or nickel may be formed by thermal spraying. It is also possible to form a metal layer on the surface by plating. It is also possible to combine these methods. That is, after baking the conductor paste, a metal such as nickel may be plated, or the plating may be formed after thermal spraying. Of these methods, plating or thermal spraying is particularly preferable. Plating is preferable because it has high adhesion strength and high reliability. Thermal spraying is preferable because a metal film can be formed at a relatively low cost.

また、金属層は、支持体の表面の少なくとも一部に導体を具備することでもよい。使用する材質については、導体であれば特に制約は無い。例えば、ステンレスや、ニッケル、アルミニウムなどを挙げることができる。   The metal layer may include a conductor on at least a part of the surface of the support. The material to be used is not particularly limited as long as it is a conductor. For example, stainless steel, nickel, aluminum, etc. can be mentioned.

導体を具備する方法は、支持体の側面にリング形状の導体を取り付けることが可能である。前記材質の金属箔を支持体の外径よりも大きい寸法でリング形状に成形し、これを支持体の側面に取り付けることができる。また支持体の底面部分に、金属箔あるいは金属板を取り付けてもよく、側面に取り付けた金属箔と接続することでより電磁波を遮断する効果を高めることができる。また、支持体内部の空間を利用し、金属箔あるいは金属板を有底円筒形空間内に取り付けても良く、側面及び底面に取り付けた金属箔と接続することでより遮断効果を高めることができる。このような手法を採用することによって、メッキや導体ペーストを塗布する場合に比較して、比較的安価に上記効果を得ることができるため好ましい。金属箔および金属板と支持体の固定方法に関しては特に制約はないが、例えば金属ネジを用いて、金属箔及び金属板を支持体に取り付けることができる。また支持体の底面部と側面部の金属箔及び金属板を一体化することが好ましい。   In the method including a conductor, a ring-shaped conductor can be attached to the side surface of the support. The metal foil of the said material can be shape | molded in a ring shape with a dimension larger than the outer diameter of a support body, and this can be attached to the side surface of a support body. Moreover, you may attach a metal foil or a metal plate to the bottom face part of a support body, and can heighten the effect which interrupts | blocks electromagnetic waves more by connecting with the metal foil attached to the side surface. In addition, using the space inside the support, a metal foil or a metal plate may be attached in the bottomed cylindrical space, and the blocking effect can be further enhanced by connecting to the metal foil attached to the side and bottom surfaces. . Adopting such a method is preferable because the above-described effects can be obtained at a relatively low cost compared to the case of applying plating or conductive paste. Although there is no restriction | limiting in particular about the fixing method of metal foil and a metal plate, and a support body, For example, metal foil and a metal plate can be attached to a support body using a metal screw. Moreover, it is preferable to integrate the metal foil and metal plate of the bottom face part and the side face part of the support.

また、図6に示すように、支持体4の中心部付近には、支持棒7が具備されていることが好ましい。この支持棒は、チャックトップにプローブカードが押し付けられた際に、チャックトップの変形を抑えることができる。このときの中心部の支持棒の材質としては、支持体の材質と同一であることが好ましい。支持体、支持棒ともにチャックトップを加熱する加熱体から熱を受けるため、熱膨張する。このとき支持体の材質が異なると熱膨張係数差により支持体と支持棒の間に段差が生じ、これによってチャックトップが変形しやすくなるため好ましくない。支持棒の大きさとしては、特に制約はないが、断面積が0.1cm以上であることが好ましい。断面積がこれ以下である場合には、支持の効果が十分でなく、支持棒が変形しやすくなるため好ましくない。また断面積は100cm以下であることが好ましい。これ以上の断面積を有する場合、後述するが、支持体の円筒部分に挿入される冷却モジュールの大きさが小さくなり、冷却効率が低下するため好ましくない。また支持棒の形状としては、円柱形状や、三角柱、四角柱など特に制約はない。支持棒を支持体に固定する方法としては、特に制約はない。活性金属によるロウ付けや、ガラス付け、ネジ止めなどが上げられる。これらの中では、ネジ止めが特に好ましい。ネジ止めすることによって、脱着が容易となり、さらには固定時に熱処理を行わないため、支持体や、支持棒の熱処理による変形を抑えることができるためである。 Further, as shown in FIG. 6, a support bar 7 is preferably provided near the center of the support 4. This support bar can suppress deformation of the chuck top when the probe card is pressed against the chuck top. At this time, the material of the support rod at the center is preferably the same as the material of the support. Since both the support and the support bar receive heat from the heating body that heats the chuck top, they expand thermally. If the material of the support is different at this time, a step is generated between the support and the support rod due to the difference in thermal expansion coefficient, which is not preferable because the chuck top is easily deformed. Although there is no restriction | limiting in particular as a magnitude | size of a support rod, It is preferable that a cross-sectional area is 0.1 cm < 2 > or more. When the cross-sectional area is less than this, the effect of support is not sufficient, and the support rod is easily deformed, which is not preferable. The cross-sectional area is preferably 100 cm 2 or less. When the cross-sectional area is larger than this, as will be described later, the size of the cooling module inserted into the cylindrical portion of the support is reduced, and cooling efficiency is lowered, which is not preferable. The shape of the support rod is not particularly limited, such as a cylindrical shape, a triangular prism, or a quadrangular prism. There is no restriction | limiting in particular as a method of fixing a support rod to a support body. Brazing with active metal, glassing, screwing, etc. can be raised. Among these, screwing is particularly preferable. By screwing, it becomes easy to attach and detach, and further, since heat treatment is not performed at the time of fixing, deformation of the support and the support rod due to heat treatment can be suppressed.

またチャックトップを加熱する加熱体とチャックトップとの間にも電磁波を遮断(シールド)するための金属層が形成されていることが好ましい。この電磁シールド電極層は、加熱体等で発生した電磁波や電場などのウェハのプロービングに影響を与えるノイズを遮断する役割がある。このノイズは通常の電気特性の測定には大きな影響は与えないが、特にウェハの高周波特性を測定する場合に顕著に影響するものである。この電磁シールド電極層は、例えば金属箔を加熱体とチャックトップとの間に挿入することができ、チャックトップ及び加熱体とは絶縁されている必要がある。この場合、使用する金属箔としては特に制約はないが、加熱体が200℃程度の温度になるため、ステンレスやニッケル、あるいはアルミニウムなどの箔が好ましい。   Further, it is preferable that a metal layer for shielding (shielding) electromagnetic waves is also formed between the heating body for heating the chuck top and the chuck top. The electromagnetic shield electrode layer has a role of blocking noise that affects the probing of the wafer, such as electromagnetic waves and electric fields generated by a heating body. Although this noise does not have a great influence on the measurement of normal electrical characteristics, it particularly affects the measurement of the high frequency characteristics of the wafer. In this electromagnetic shield electrode layer, for example, a metal foil can be inserted between the heating body and the chuck top, and the chuck top and the heating body need to be insulated. In this case, the metal foil to be used is not particularly limited, but since the heating body has a temperature of about 200 ° C., a foil of stainless steel, nickel, aluminum, or the like is preferable.

チャックトップと電磁シールド電極層との間の絶縁層の役割は、チャックトップが絶縁体である場合にはチャックトップのウェハ載置面に形成されたチャックトップ導体層との間、もしくはチャックトップが導体である場合には、チャックトップ自身と電磁シールド層との間に、電気回路上コンデンサが形成され、このコンデンサ成分がウェハのプロービング時にノイズとして影響することがある。このため、これらの影響を低減するためには、電磁シールド電極層とチャックトップとの間に絶縁層を形成することで上記ノイズを低減することができる。   When the chuck top is an insulator, the role of the insulating layer between the chuck top and the electromagnetic shield electrode layer is between the chuck top conductor layer formed on the wafer mounting surface of the chuck top or the chuck top. In the case of a conductor, a capacitor on an electric circuit is formed between the chuck top itself and the electromagnetic shield layer, and this capacitor component may affect as a noise when probing the wafer. For this reason, in order to reduce these influences, the noise can be reduced by forming an insulating layer between the electromagnetic shield electrode layer and the chuck top.

更に、チャックトップと電磁シールド電極層との間に、絶縁層を介してガード電極層を備えることが好ましい。該ガード電極層は、前記支持体に形成される金属層と接続することで、ウェハの高周波特性を測定するときに影響するノイズをさらに低減することができる。すなわち、本発明においては、発熱体を含む支持体全体を導体で覆うことで、高周波におけるウェハ特性測定時のノイズの影響を小さくすることができる。   Furthermore, it is preferable to provide a guard electrode layer through an insulating layer between the chuck top and the electromagnetic shield electrode layer. The guard electrode layer can be further connected to a metal layer formed on the support to further reduce noise that affects the high frequency characteristics of the wafer. That is, in the present invention, the influence of noise at the time of measuring wafer characteristics at high frequencies can be reduced by covering the entire support including the heating element with a conductor.

このとき、加熱体と電磁シールド電極層との間、電磁シールド電極層とガード電極層との間、ガード電極層とチャックトップとの間の絶縁層の抵抗値は10Ω以上であることが好ましい。抵抗値が10Ω未満の場合、加熱体からの影響によって、チャックトップ導体層に向かって微小な電流が流れ、これがプロービング時のノイズとなり、プロービングに影響を及ぼすため好ましくない。絶縁層の抵抗値を10Ω以上とすれば、上記微小電流をプロービングに影響のない程度に低減することができるため好ましい。特に最近ではウェハに形成される回路パターンも微細化が進んでいるため、上記のようなノイズをできるだけ低減しておく必要があり、絶縁層の抵抗値を1010Ω以上とすることで、更に信頼性の高い構造とすることができる。 At this time, the resistance value of the insulating layer between the heating body and the electromagnetic shield electrode layer, between the electromagnetic shield electrode layer and the guard electrode layer, and between the guard electrode layer and the chuck top may be 10 7 Ω or more. preferable. When the resistance value is less than 10 7 Ω, a minute current flows toward the chuck top conductor layer due to the influence from the heating element, which becomes a noise during probing, which is not preferable. It is preferable to set the resistance value of the insulating layer to 10 7 Ω or more because the minute current can be reduced to an extent that does not affect the probing. In particular, since the circuit pattern formed on the wafer has been miniaturized recently, it is necessary to reduce the noise as described above as much as possible, and by further increasing the resistance value of the insulating layer to 10 10 Ω or more, A highly reliable structure can be obtained.

また前記絶縁層の誘電率は10以下であることが好ましい。絶縁層の誘電率が10を超えると、絶縁層を挟み込む電磁シールド電極層、ガード電極層とチャックトップに電荷が蓄えられやすくなり、これがノイズ発生の原因となるため好ましくない。特に最近では、上記のようにウェハ回路の微細化が進展していることから、ノイズを低減しておく必要があり、誘電率は4以下、更には2以下とすることが特に好ましい。誘電率を小さくすることで、絶縁抵抗値や静電容量を確保するために必要な絶縁層の厚みを薄くすることができ、絶縁層による熱抵抗を小さくできるため好ましい。   The dielectric constant of the insulating layer is preferably 10 or less. If the dielectric constant of the insulating layer exceeds 10, electric charges are likely to be stored in the electromagnetic shield electrode layer, the guard electrode layer, and the chuck top that sandwich the insulating layer, which causes noise generation, which is not preferable. Particularly recently, since the miniaturization of the wafer circuit has progressed as described above, it is necessary to reduce noise, and the dielectric constant is particularly preferably 4 or less, and further preferably 2 or less. Reducing the dielectric constant is preferable because the thickness of the insulating layer necessary for securing the insulation resistance value and the capacitance can be reduced, and the thermal resistance due to the insulating layer can be reduced.

さらにチャックトップが絶縁体の場合は、チャックトップ導体層とガード電極層との間、及びチャックトップ導体層と電磁シールド電極層との間、チャックトップが導体である場合には、チャックトップ自身とガード電極層との間、チャックトップと電磁シールド電極層との間の静電容量は5000pF以下であることがこのましい。5000pFを超える静電容量を有する場合、絶縁層のコンデンサとしての影響が大きくなり、プロービング時にノイズとして影響することがあるため好ましくない。特に上記のようにウェハ回路の微細化に伴い、特に静電容量として1000pF以下であれば、良好なプロービングを実現することができるため、特に好ましい。   Furthermore, when the chuck top is an insulator, between the chuck top conductor layer and the guard electrode layer, and between the chuck top conductor layer and the electromagnetic shield electrode layer, and when the chuck top is a conductor, the chuck top itself The capacitance between the guard electrode layer and between the chuck top and the electromagnetic shield electrode layer is preferably 5000 pF or less. When the capacitance exceeds 5000 pF, the influence of the insulating layer as a capacitor is increased, which may be affected as noise during probing, which is not preferable. In particular, with the miniaturization of the wafer circuit as described above, it is particularly preferable that the electrostatic capacity is 1000 pF or less because good probing can be realized.

以上述べてきたように、プロービング時に影響を与えるノイズを絶縁層の抵抗値、誘電率、静電容量を上記の範囲内に制御することで大幅に低減することができる。このときの絶縁層の厚みとしては、0.2mm以上が好ましい。本来装置の小型化や、加熱体からチャックトップの熱伝導を良好に保つためには、絶縁層の厚みが薄い方がよいが、厚みが0.2mm未満になると、絶縁層自体の欠陥や、耐久性の問題が発生するため好ましくない。絶縁層の理想的な厚みとしては1mm以上である。この程度の厚みを有しておれば、耐久性の問題も無く、また加熱体からの熱の伝導も良好であるため、好ましい。厚みの上限に関しては、特に制約はないが、10mm以下であることが好ましい。これ以上の厚みを有する場合、ノイズに関しては、遮断する効果が高いものの、加熱体で発生した熱が、チャックトップ、及びウェハに伝導するまでに時間がかかるため、加熱温度の制御がしにくくなるため好ましくない。好ましい厚みとしては、プロービング条件にもよるが5mm以下であれば、比較的容易に温度制御が可能となるため、好ましい。   As described above, noise that affects probing can be significantly reduced by controlling the resistance value, dielectric constant, and capacitance of the insulating layer within the above ranges. The thickness of the insulating layer at this time is preferably 0.2 mm or more. Originally, in order to reduce the size of the device and to maintain good heat conduction from the heating body to the chuck top, it is better that the thickness of the insulating layer is thin, but if the thickness is less than 0.2 mm, Since the problem of durability occurs, it is not preferable. The ideal thickness of the insulating layer is 1 mm or more. A thickness of this level is preferable because there is no problem of durability and heat conduction from the heating body is good. Although there is no restriction | limiting in particular regarding the upper limit of thickness, It is preferable that it is 10 mm or less. If it has a thickness greater than this, noise is highly effective in blocking, but it takes time until the heat generated in the heating element is conducted to the chuck top and wafer, making it difficult to control the heating temperature. Therefore, it is not preferable. The preferred thickness is preferably 5 mm or less, although it depends on the probing conditions, because the temperature can be controlled relatively easily.

また絶縁層の熱伝導率については、特に制約はないが、上記のように加熱体からの良好な熱伝導を実現するためには0.5W/mK以上であることが特に好ましい。また1W/mK以上であれば、さらに熱の伝達が良好となるため、好ましい。   Further, the thermal conductivity of the insulating layer is not particularly limited, but it is particularly preferably 0.5 W / mK or more in order to realize good thermal conduction from the heating body as described above. Moreover, if it is 1 W / mK or more, since heat transfer becomes further favorable, it is preferable.

絶縁層の具体的な材料として、上記特性を満たし、プロービング温度に耐えるだけの耐熱性を有しておれば特に制約は無く、セラミックスや樹脂などを上げることができる。これらの内、樹脂としては、例えばシリコン樹脂や、この樹脂中にフィラーを分散したものや、アルミナ等のセラミックスが好ましく用いることができる。樹脂中に分散するフィラーの役割は、シリコン樹脂の熱伝導を高める役割があり、材質としては、樹脂との反応性無ければ特に制約はなく、例えば窒化硼素や、窒化アルミニウム、アルミナ、シリカなどの物質を上げることができる。   A specific material for the insulating layer is not particularly limited as long as it satisfies the above characteristics and has heat resistance sufficient to withstand the probing temperature, and ceramics and resins can be raised. Among these, as the resin, for example, a silicon resin, a resin in which a filler is dispersed in the resin, or a ceramic such as alumina can be preferably used. The role of the filler dispersed in the resin is to increase the thermal conductivity of the silicon resin, and the material is not particularly limited as long as there is no reactivity with the resin. For example, boron nitride, aluminum nitride, alumina, silica, etc. The substance can be raised.

また前記絶縁層の形成領域は、前記電磁シールド電極層や、ガード電極層、加熱体の形成領域と同等以上であることが好ましい。形成領域が小さい場合には、絶縁層で覆われていない部分からノイズの侵入が発生することがあるため好ましくない。   Moreover, it is preferable that the formation region of the insulating layer is equal to or more than the formation region of the electromagnetic shield electrode layer, the guard electrode layer, and the heating body. When the formation region is small, noise may enter from a portion not covered with the insulating layer, which is not preferable.

以下に例を挙げて説明する。例えば、前記絶縁層として、窒化硼素を分散させたシリコン樹脂を絶縁層として用いる。この材料の誘電率は2である。前記電磁シールド電極層とガード電極層との間、ガード電極層とチャックトップとの間に窒化硼素分散シリコン樹脂を絶縁層として挟み込む場合、12インチウェハ対応のチャックトップであれば、例えば直径300mmに形成することができる。このとき、絶縁層の厚みを0.25mmとすれば、静電容量は5000pFとすることができる。更に厚みを1.25mm以上とすれば静電容量は1000pFとすることができる。この材料の体積抵抗率は、9×1015Ω・cmであるため、抵抗値は、直径300mmの場合、厚み0.8mm以上とすれば抵抗値を1×1012Ω程度にすることができる。また本材質の熱伝導率は5W/mK程度有するため、プロービングを行う条件によって、厚みを選択することができるが、厚みを1.25mm以上とすれば静電容量、抵抗値ともに十分な値とすることができる。 An example will be described below. For example, a silicon resin in which boron nitride is dispersed is used as the insulating layer. The dielectric constant of this material is 2. When sandwiching a boron nitride-dispersed silicon resin as an insulating layer between the electromagnetic shield electrode layer and the guard electrode layer and between the guard electrode layer and the chuck top, if the chuck top is compatible with a 12-inch wafer, for example, the diameter is 300 mm. Can be formed. At this time, if the thickness of the insulating layer is 0.25 mm, the capacitance can be set to 5000 pF. Furthermore, if the thickness is 1.25 mm or more, the capacitance can be 1000 pF. Since the volume resistivity of this material is 9 × 10 15 Ω · cm, the resistance can be reduced to about 1 × 10 12 Ω when the diameter is 300 mm and the thickness is 0.8 mm or more. . In addition, since this material has a thermal conductivity of about 5 W / mK, the thickness can be selected depending on the probing conditions. However, if the thickness is 1.25 mm or more, both the capacitance and the resistance are sufficient. can do.

図7に拡大した断面図を示すが、支持体4の円筒部41には加熱体に給電するための電極や電磁シールド電極を挿通するための貫通穴42が形成されていることが好ましい。この場合、貫通穴の形成位置としては、支持体の円筒部の中心部付近が特に好ましい。形成される貫通穴が外周部に近い場合、プローブカードの圧力による影響で、支持体の円周部で支える支持体の強度が低下し、貫通穴近傍で支持体が変形するため好ましくない。なお、図7以外の図面では、電極や貫通孔は省略している。   Although an enlarged cross-sectional view is shown in FIG. 7, it is preferable that the cylindrical portion 41 of the support body 4 is formed with a through hole 42 for inserting an electrode for supplying power to the heating body and an electromagnetic shield electrode. In this case, the position where the through hole is formed is particularly preferably near the center of the cylindrical portion of the support. When the formed through hole is close to the outer periphery, the strength of the support supported by the circumferential portion of the support decreases due to the influence of the pressure of the probe card, and the support deforms in the vicinity of the through hole, which is not preferable. In the drawings other than FIG. 7, electrodes and through holes are omitted.

チャックトップの反りが30μm以上であると、プロービング時のプローバの針が片あたりを起こし、特性を評価できないまたは接触不良により誤って不良判定をすることで歩留まりを必要以上に悪く評価してしまうため好ましくない。また、チャックトップ導体層の表面と支持体の底部裏面との平行度が30μm以上であっても同様に接触不良を生じ好ましくない。室温時にチャックトップの反り及び平行度が30μm以下で良好であっても、200℃でのプロービング時に反り、平行度が30μm以上となると前記に同様好ましくない。-70℃でのプロービング時においても同様である。すなわち、プロービングを行う温度範囲全域において反り、および平行度ともに30μm以下であることが好ましい。   If the warping of the chuck top is 30 μm or more, the probe needle at the time of probing will cause contact with one piece, and the characteristics cannot be evaluated, or the defect is judged erroneously due to poor contact, and the yield is evaluated worse than necessary. It is not preferable. Further, even if the parallelism between the surface of the chuck top conductor layer and the bottom rear surface of the support is 30 μm or more, contact failure is similarly caused, which is not preferable. Even when the warp and parallelism of the chuck top are good at 30 μm or less at room temperature, if the warp and parallelism are 30 μm or more when probing at 200 ° C., it is not preferable as described above. The same applies when probing at -70 ° C. That is, it is preferable that both the warp and the parallelism are 30 μm or less over the entire temperature range for probing.

チャックトップのウェハ載置面には、チャックトップ導体層を形成する。チャックトップ導体層を形成する目的としては半導体製造で通常使用される腐食性のガス、酸、アルカリの薬液、有機溶剤、水などからチャックトップを保護する、且つチャックトップに載置するウェハとの間にチャックトップより下部からの電磁ノイズを遮断するため、アースに落とす役割がある。   A chuck top conductor layer is formed on the wafer mounting surface of the chuck top. The purpose of forming the chuck top conductor layer is to protect the chuck top from corrosive gases, acids, alkali chemicals, organic solvents, water, etc., which are usually used in semiconductor manufacturing, and with the wafer placed on the chuck top. In order to cut off electromagnetic noise from below the chuck top, there is a role to drop to the ground.

チャックトップ導体層の形成方法としては、特に制約はなく、導体ペーストをスクリーン印刷によって塗布した後焼成する、あるいは蒸着やスパッタ等の手法、あるいは溶射やメッキ等の手法が挙げられる。これらのうちでも、特に溶射法とメッキ法が好ましい。これらの手法においては、導体層を形成する際に、熱処理を伴わないため、チャックトップ自体に、熱処理による反りが発生しないこと、またコストが比較的安価であるために特性の優れた安価な導体層を形成することができる。特にチャックトップ上に溶射膜を形成し、その上にメッキ膜を形成することが特に好ましい。これは、溶射膜は、セラミックスや、金属−セラミックスとの密着性は、メッキ膜より優れている。これは溶射される材料、例えばアルミニウムやニッケル等は、溶射時に若干の酸化物や窒化物あるいは酸窒化物を形成する。そしてその形成された化合物がチャックトップの表面層と反応し、強固に密着することができる。   The method for forming the chuck top conductor layer is not particularly limited, and examples thereof include a technique of applying a conductor paste by screen printing and baking, or a technique such as vapor deposition or sputtering, or a technique such as spraying or plating. Of these, thermal spraying and plating are particularly preferable. In these methods, since the heat treatment is not involved in forming the conductor layer, the chuck top itself does not warp due to the heat treatment, and the cost is relatively low, so that the inexpensive conductor having excellent characteristics. A layer can be formed. In particular, it is particularly preferable to form a sprayed film on the chuck top and form a plating film thereon. This is because the thermal sprayed film has better adhesion to ceramics or metal-ceramics than the plated film. This is because the material to be sprayed, such as aluminum or nickel, forms some oxide, nitride or oxynitride during spraying. The formed compound reacts with the surface layer of the chuck top and can be firmly adhered.

しかし、溶射された膜にはこれらの化合物が含まれるため、膜の導電率が低くなる。それに対してメッキは、ほぼ純粋な金属を形成することができるため、チャックトップとの密着強度は溶射膜ほど高くは無い変わりに、導電性に優れた導体層を形成することができる。そこで、下地に溶射膜を形成し、その上にメッキ膜を形成すると、メッキ膜は溶射膜に対しては、溶射膜が金属であることから良好な密着強度を有し、さらには良好な電気伝導性も付与することができるため、特に好ましい。   However, since the sprayed film contains these compounds, the conductivity of the film is lowered. On the other hand, since plating can form a substantially pure metal, the adhesion strength with the chuck top is not as high as that of the sprayed film, but a conductor layer having excellent conductivity can be formed. Therefore, when a sprayed film is formed on the base and a plated film is formed thereon, the plated film has good adhesion strength with respect to the sprayed film because the sprayed film is a metal, and further has a good electrical property. Since conductivity can also be provided, it is particularly preferable.

さらにチャックトップ上の導体層の表面さはRaで0.1μm以下であることが好ましい。面粗さが0.1μmを超えると、発熱量の大きな素子の測定をする場合、プロービング時に素子自身の自己発熱により発生する熱をチャックトップから放熱することができず素子自身が昇温されて熱破壊してしまうことがある。面粗さはRaで0.02μm以下であるとより効率よく放熱できるため好ましい。   Further, the surface thickness of the conductor layer on the chuck top is preferably 0.1 μm or less in terms of Ra. If the surface roughness exceeds 0.1 μm, when measuring a device with a large calorific value, the heat generated by the device itself during probing cannot be dissipated from the chuck top, and the device itself is heated. Thermal destruction may occur. The surface roughness Ra is preferably 0.02 μm or less because heat can be radiated more efficiently.

チャックトップの発熱体を加熱し例えば200℃でプロービングする際、支持体下面の温度が100℃以下であることが好ましい。100℃を超えると、支持体下部に備わるプローバの駆動系に熱膨張係数差による歪を生じその精度が損なわれ、プロービング時の位置ずれや、反り、平行度の悪化によるプローブの片あたりなど不具合を生じ、正確な素子の評価ができなくなる。また、200℃昇温測定後に室温測定をする際、200℃から室温までの冷却に時間を要するためスループットが悪くなる。   When the heating element of the chuck top is heated and probing at 200 ° C., for example, the temperature of the lower surface of the support is preferably 100 ° C. or less. If the temperature exceeds 100 ° C, the prober drive system at the bottom of the support will be distorted due to the difference in thermal expansion coefficient, and its accuracy will be impaired. As a result, the device cannot be evaluated accurately. In addition, when measuring room temperature after measuring temperature rise at 200 ° C., it takes time to cool from 200 ° C. to room temperature, resulting in poor throughput.

チャックトップのヤング率は250GPa以上であることが好ましい。ヤング率が250GPa未満であると、プロービング時にチャックトップに加わる荷重によりチャックトップに撓みが発生するので、チャックトップ上面の平面度、平行度が著しく劣化する。このため、プローブピンの接触不良が発生するので、正確な検査ができない、さらにはウェハの破損を招くこともある。このため、チャックトップのヤング率は250GPa以上が好ましく、さらには300GPa以上が好ましい。   The Young's modulus of the chuck top is preferably 250 GPa or more. If the Young's modulus is less than 250 GPa, the chuck top bends due to the load applied to the chuck top during probing, and the flatness and parallelism of the chuck top upper surface are significantly deteriorated. For this reason, contact failure of the probe pin occurs, so that an accurate inspection cannot be performed, and further, the wafer may be damaged. For this reason, the Young's modulus of the chuck top is preferably 250 GPa or more, and more preferably 300 GPa or more.

またチャックトップの熱伝導率は15W/mK以上であることが好ましい。15W/mK未満である場合、チャックトップ上に載置するウェハの温度分布が悪くなり好ましくない。このため熱伝導率が15W/mK以上であれば、プロービングに支障の無い程度の均熱性を得ることができる。このような熱伝導率の材料としては、純度99.5%のアルミナ(熱伝導率30W/mK)を挙げることができる。特に好ましくは170W/mK以上であることが好ましい。このような熱伝導率を有する材料としては、窒化アルミニウム(170W/mK)、Si−SiC複合体(170W/mK〜220W/mK)などがある。この程度の熱伝導率になると、均熱性に非常に優れたチャックトップとすることができる。   The thermal conductivity of the chuck top is preferably 15 W / mK or more. When it is less than 15 W / mK, the temperature distribution of the wafer placed on the chuck top is deteriorated, which is not preferable. For this reason, if the thermal conductivity is 15 W / mK or more, it is possible to obtain heat uniformity so as not to hinder probing. An example of such a material having thermal conductivity is alumina having a purity of 99.5% (thermal conductivity 30 W / mK). Particularly preferred is 170 W / mK or more. Examples of the material having such thermal conductivity include aluminum nitride (170 W / mK), Si—SiC composite (170 W / mK to 220 W / mK), and the like. With this level of thermal conductivity, it is possible to obtain a chuck top that is extremely excellent in heat uniformity.

チャックトップの厚みは8mm以上であることが好ましい。厚みが8mm未満であるとプロービング時にチャックトップに加わる荷重によりチャックトップに撓みを生じ、チャックトップ上面の平面度、平行度が著しく劣化することにより、プローブピンの接触不良により正確な検査ができない、さらにはウェハの破損を招くこともある。このため、チャックトップの厚みは8mm以上が好ましく、さらには10mm以上が好ましい。   The thickness of the chuck top is preferably 8 mm or more. If the thickness is less than 8 mm, the chuck top will bend due to the load applied to the chuck top during probing, and the flatness and parallelism of the upper surface of the chuck top will be significantly deteriorated. Furthermore, the wafer may be damaged. For this reason, the thickness of the chuck top is preferably 8 mm or more, and more preferably 10 mm or more.

チャックトップを形成する材質は、金属−セラミックスの複合体や、セラミックス、金属が好ましい。金属−セラミックスの複合体としては、比較的熱伝導率が高く、ウェハを加熱した際に均熱性が得られやすいアルミニウムと炭化ケイ素との複合体、又はシリコンと炭化ケイ素との複合体のいずれかであることが好ましい。これらのうち、特にシリコンと炭化ケイ素の複合体はヤング率が特に高く、熱伝導率も高いため特に好ましい。   The material forming the chuck top is preferably a metal-ceramic composite, ceramic, or metal. As a metal-ceramic composite, either a composite of aluminum and silicon carbide, or a composite of silicon and silicon carbide, which has a relatively high thermal conductivity and is easy to obtain soaking when the wafer is heated, is used. It is preferable that Among these, a composite of silicon and silicon carbide is particularly preferable because it has a particularly high Young's modulus and a high thermal conductivity.

またこれらの複合材料は導電性を有するため、発熱体を形成する手法としては、例えばウェハ載置面の反対側の面に、溶射やスクリーン印刷等の手法によって絶縁層を形成し、その上に導体層をスクリーン印刷し、あるいは蒸着等の手法によって導体層を所定のパターンに形成し、発熱体とすることができる。   In addition, since these composite materials have electrical conductivity, a heating element is formed by, for example, forming an insulating layer on the surface opposite to the wafer mounting surface by a technique such as spraying or screen printing, and on the surface. The conductor layer can be formed into a predetermined pattern by screen printing or vapor deposition or the like to form a heating element.

また、ステンレスやニッケル、銀、モリブデン、タングステン、クロム及びこれらの合金などの金属箔を、エッチングにより所定の発熱体パターンを形成し発熱体とすることができる。この手法においては、チャックトップとの絶縁を、上記と同様の手法によって形成することもできるが、例えば絶縁性のシートをチャックトップと発熱体との間に挿入することができる。この場合、上記の手法に比べ、非常に安価に、しかも容易に絶縁層を形成することができるため好ましい。この場合に使用できる樹脂としては、耐熱性という観点からマイカシートや、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂などが上げられる。この中でも特にマイカが好ましい。その理由としては、耐熱性、電気絶縁性に優れ加工性し易く、しかも安価である。   Further, a metal foil such as stainless steel, nickel, silver, molybdenum, tungsten, chromium, and alloys thereof can be formed into a heating element by forming a predetermined heating element pattern by etching. In this method, the insulation from the chuck top can be formed by the same method as described above. For example, an insulating sheet can be inserted between the chuck top and the heating element. This is preferable because the insulating layer can be easily formed at a lower cost than the above method. Examples of the resin that can be used in this case include mica sheet, epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, and silicon resin from the viewpoint of heat resistance. Of these, mica is particularly preferable. The reason for this is that it is excellent in heat resistance and electrical insulation, is easy to process, and is inexpensive.

またチャックトップの材質としてのセラミックスは、上記のように絶縁層を形成する必要が無いため、比較的利用しやすい。またこの場合の発熱体の形成方法としては、上記と同様の手法を選択することができる。セラミックスの材質の中でも特にアルミナや窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ムライト、アルミナとムライトの複合体が好ましい。これらの材料はヤング率が比較的高いため、プローブカードの押し当てによる変形が小さいため、特に好ましい。これらのうち、アルミナに関しては、比較的コストも安く、また高温における電気的特性も優れているため、最も優れている。特に純度が99.6%以上のアルミナに関しては、高温の絶縁性が高い。更に99.9%以上の純度を有するものが特に好ましい。すなわち、アルミナは一般に基板を焼結する際に、焼結温度を低下させるために、シリコンやアルカリ土類金属等の酸化物などを添加しているが、これが純粋なアルミナの高温での電気絶縁性などの電気的特性を低下させているため、純度は99.6%以上のものが好ましく、さらには99.9%以上のものが好ましい。   Further, ceramics as the material of the chuck top is relatively easy to use because there is no need to form an insulating layer as described above. In this case, a method similar to the above can be selected as a method for forming the heating element. Among the ceramic materials, alumina, aluminum nitride, silicon nitride, mullite, and a composite of alumina and mullite are particularly preferable. Since these materials have a relatively high Young's modulus, they are particularly preferable because deformation due to pressing of the probe card is small. Among these, alumina is the most excellent because it is relatively inexpensive and has excellent electrical characteristics at high temperatures. In particular, alumina having a purity of 99.6% or higher has high insulation properties at high temperatures. Further, those having a purity of 99.9% or more are particularly preferable. In other words, alumina generally adds oxides such as silicon and alkaline earth metals to lower the sintering temperature when the substrate is sintered. This is the electrical insulation of pure alumina at high temperatures. Therefore, the purity is preferably 99.6% or more, and more preferably 99.9% or more.

また、チャックトップの材質として金属を適用することも可能である。この場合、特にヤング率の高いタングステンやモリブデン及びこれらの合金を使用することも可能である。具体的な合金としてはタングステンと銅の合金、モリブデンと銅の合金が上げられる。これらの合金は、タングステンやモリブデンに銅を含浸させて作製することができる。これらの金属に対しても、上記のセラミックス−金属の複合体と同様に導電体であるため、上記の手法をそのまま適用して、チャックトップ導体層を形成し、発熱体を形成することでチャックトップとして使用することができる。   It is also possible to apply metal as the material of the chuck top. In this case, it is also possible to use tungsten, molybdenum and alloys thereof having a particularly high Young's modulus. Specific examples of the alloy include an alloy of tungsten and copper and an alloy of molybdenum and copper. These alloys can be produced by impregnating copper into tungsten or molybdenum. Since these metals are also conductors like the ceramic-metal composites described above, the above method is applied as they are to form a chuck top conductor layer and a heating element to form a chuck. Can be used as a top.

チャックトップに3.1MPaの荷重を加えたときに、そのたわみ量は30μm以下であることが好ましい。チャックトップには、プローブカードからウェハを検査するための多数のピンがウェハを押し付けるため、その圧力がチャックトップにも影響を及ぼし、少なからずチャックトップも撓む。このときの撓み量が30μmを超えると、プローブカードのピンがウェハに均一に押しあてることができないため、ウェハの検査ができなくなり、好ましくない。この圧力を加えた場合の撓み量としては、更に好ましくは10μm以下である。   When a load of 3.1 MPa is applied to the chuck top, the amount of deflection is preferably 30 μm or less. A number of pins for inspecting the wafer from the probe card press the wafer against the chuck top, so that the pressure also affects the chuck top, and the chuck top is bent at least. If the amount of bending exceeds 30 μm at this time, the pins of the probe card cannot be uniformly pressed against the wafer, so that the wafer cannot be inspected, which is not preferable. The amount of deflection when this pressure is applied is more preferably 10 μm or less.

本発明においては、図8に示すように、支持体4の円筒部内に冷却モジュール8を具備することができる。冷却モジュールは、チャックトップを冷却する必要が生じた際に、その熱を奪うことで、チャックトップを急速に冷却することができる。またチャックトップを加熱する際は、冷却モジュールをチャックトップから離間させることで、効率よく昇温することができるため、可動式であることが好ましい。冷却モジュールを可動式にする手法としては、エアシリンダーなどの昇降手段9を用いる。このようにすることで、チャックトップの冷却速度を大幅に向上させ、スループットを増加させることができるため好ましい。またこの手法においては、冷却モジュールに、プロービング時のプローブカードの圧力が全くかからないため、冷却モジュールの圧力による変形もなく、更には、空冷に比べ冷却能力も高いため好ましい。   In the present invention, as shown in FIG. 8, a cooling module 8 can be provided in the cylindrical portion of the support 4. The cooling module can quickly cool the chuck top by removing the heat when the chuck top needs to be cooled. Further, when the chuck top is heated, the temperature can be increased efficiently by separating the cooling module from the chuck top. As a method for making the cooling module movable, elevating means 9 such as an air cylinder is used. This is preferable because the cooling rate of the chuck top can be greatly improved and the throughput can be increased. Also, this method is preferable because the cooling module is not subjected to any probe card pressure during probing, so that it is not deformed by the pressure of the cooling module, and further has a higher cooling capacity than air cooling.

また、チャックトップの冷却速度を優先する場合は、冷却モジュールをチャックトップに固定しても良い。固定の形態としては、図9に示すように、チャックトップ2のウェハ載置面の反対側に抵抗発熱体を絶縁体で挟み込んだ構造の加熱体6を設置し、その下面に冷却モジュール8を固定することができる。また別の実施形態としては、図10に示すように、チャックトップ2のウェハ載置面の反対側に直接冷却モジュール8を設置し、さらにその下面に抵抗発熱体を絶縁体で挟み込んだ構造の加熱体6を固定する方法がある。この時、チャックトップ2のウェハ載置面の反対側と冷却モジュール8の間に、変形能と耐熱性を有し、かつ熱伝導率の高い軟性材を挿入することもできる。チャックトップと冷却モジュールの間に互いの平面度や反りを緩和できる軟性材を備えることで、接触面積をより広くすることができ、本来備える冷却モジュールの冷却能力をより発揮することが出来るので、冷却速度を高めることができる。   When priority is given to the cooling speed of the chuck top, the cooling module may be fixed to the chuck top. As a fixed form, as shown in FIG. 9, a heating element 6 having a structure in which a resistance heating element is sandwiched between insulators is installed on the opposite side of the wafer mounting surface of the chuck top 2, and a cooling module 8 is provided on the lower surface thereof. Can be fixed. As another embodiment, as shown in FIG. 10, a cooling module 8 is directly installed on the opposite side of the wafer mounting surface of the chuck top 2, and a resistance heating element is sandwiched between insulators on the lower surface thereof. There is a method of fixing the heating body 6. At this time, a soft material having deformability and heat resistance and high thermal conductivity can be inserted between the opposite side of the wafer mounting surface of the chuck top 2 and the cooling module 8. By providing a soft material that can relieve the flatness and warpage between the chuck top and the cooling module, the contact area can be increased, and the cooling capacity of the cooling module that is originally provided can be further demonstrated. The cooling rate can be increased.

いずれの手法においても固定方法については特に制約はないが、例えばネジ止めや、クランプといった機械的な手法で固定することができる。またネジ止めでチャックトップと冷却モジュール及び絶縁ヒータを固定する場合、ネジの個数を3個以上、更には6個以上とすることで両者の密着性が高まり、チャックトップの冷却能力がより向上するため好ましい。   There is no particular limitation on the fixing method in any of the methods, but the fixing can be performed by a mechanical method such as screwing or clamping. In addition, when fixing the chuck top, cooling module, and insulated heater with screws, the number of screws is set to 3 or more, and further to 6 or more, the adhesiveness between them increases, and the cooling capacity of the chuck top further improves. Therefore, it is preferable.

また、本構造の場合においては、支持体の空隙中に冷却モジュールが搭載されても良いし、支持体上に冷却モジュールを搭載し、その上にチャックトップを搭載するような構造にしても良い。いずれの方法においても、チャックトップと冷却モジュールが固定されているため、冷却速度を可動式の場合に比較して、速くすることができる。また冷却モジュール部が、支持体部に搭載されることで、冷却モジュールのチャックトップとの接触面積が増加し、より素早くチャックトップを冷却することができる。   In the case of this structure, the cooling module may be mounted in the gap of the support, or the cooling module may be mounted on the support and the chuck top may be mounted thereon. . In any method, since the chuck top and the cooling module are fixed, the cooling rate can be increased as compared with the movable type. In addition, since the cooling module unit is mounted on the support body, the contact area of the cooling module with the chuck top increases, and the chuck top can be cooled more quickly.

このように、チャックトップに対して冷却モジュールを固定する場合、冷却モジュールに冷媒を流さずに昇温することも可能である。この場合、冷却モジュール内に冷媒が流れないため、発熱体で発生した熱が冷媒に奪われ、系外に逃げることが無いため、より効率的な昇温が可能となる。しかしこの場合であっても、冷却時に冷却モジュールに冷媒を流すことで、効率的にチャックトップを冷却することができる。   Thus, when fixing a cooling module with respect to a chuck | zipper top, it is also possible to heat up, without flowing a refrigerant | coolant to a cooling module. In this case, since the refrigerant does not flow into the cooling module, the heat generated in the heating element is lost to the refrigerant and does not escape to the outside of the system, so that the temperature can be increased more efficiently. However, even in this case, the chuck top can be efficiently cooled by flowing the coolant through the cooling module during cooling.

更に、チャックトップと冷却モジュールを一体化することも可能である。この場合、一体化する際に使用するチャックトップおよび冷却モジュールの材質としては、特に制約はないが、冷却モジュール内に冷媒を流すための流路を形成する必要があることから、チャックトップ部と、冷却モジュール部との熱膨張係数差は小さい方が好ましく、当然のことながら、同材質であることが好ましい。   Further, the chuck top and the cooling module can be integrated. In this case, the material of the chuck top and the cooling module used for the integration is not particularly limited, but it is necessary to form a flow path for flowing the coolant in the cooling module. The difference in coefficient of thermal expansion from the cooling module is preferably small, and of course, the same material is preferable.

この場合使用する材質としては、上記のチャックトップの材質として記載したセラミックスや、セラミックスと金属の複合体を使用することができる。この場合、ウェハ載置面側には、チャックトップ導体層を形成すると共に、その反対面側には、冷却するための流路を形成し、更に該チャックトップと同材質の基板を、例えば、ロウ付けや、ガラス付けなどの手法で一体化することでウェハ保持体を作製することができる。また当然のことながら、貼り付ける側の基板側に流路を形成しても良いし、両方の基板に流路を形成しても良い。また、ネジ止めにより一体化することも可能である。   In this case, as the material to be used, ceramics described as the material of the chuck top or a composite of ceramics and metal can be used. In this case, a chuck top conductor layer is formed on the wafer mounting surface side, a flow path for cooling is formed on the opposite surface side, and a substrate made of the same material as the chuck top is formed, for example, A wafer holder can be manufactured by integrating by a technique such as brazing or glassing. As a matter of course, the flow path may be formed on the side of the substrate to be attached, or the flow path may be formed on both substrates. It is also possible to integrate by screwing.

このように、チャックトップと冷却モジュールを一体化させることによって、上記に記載したようにチャックトップに冷却モジュールを固定した場合よりも更に素早くチャックトップを冷却することができる。   In this way, by integrating the chuck top and the cooling module, the chuck top can be cooled more quickly than when the cooling module is fixed to the chuck top as described above.

また、本手法においては、一体化されたチャックトップの材質として、金属を使用することもできる。金属は、上記セラミックスやセラミックスと金属の複合体に比較して、加工が容易、安価であるため、冷媒の流路を形成しやすい。しかし、一体化したチャックトップとして金属を使用した場合、プロービング時に加わる圧力によって撓みが発生することがある。このため、図11に示すように、一体化したチャックトップ2のウェハ載置面の反対側に、チャックトップ変形防止用基板10を設置することで撓みを防止することができる。   In this method, a metal can also be used as the material of the integrated chuck top. Metals are easier to process and less expensive than the ceramics or ceramic / metal composites, and therefore, it is easy to form a refrigerant flow path. However, when metal is used as an integrated chuck top, bending may occur due to pressure applied during probing. For this reason, as shown in FIG. 11, bending can be prevented by installing the chuck top deformation preventing substrate 10 on the opposite side of the wafer mounting surface of the integrated chuck top 2.

チャックトップ変形防止用基板としては、ヤング率が250GPa以上の基板が好ましく用いられる。また、このチャックトップ変形防止用基板は、図12に示すように、支持体内に形成された空隙内に収容しても良いし、チャックトップ変形防止用基板を一体化されたチャックトップと支持体の間に挿入するようにしても良い。またこのチャックトップ変形防止用基板と一体化されたチャックトップとは、上記に記載したようにネジ止め等の機械的な手法によって固定しても良いし、ロウ付けやガラス付けなどの手法によって固定しても良い。また前記、チャックトップに冷却モジュール固定した場合と同様に、チャックトップを昇温、あるいは高温でキープする場合は冷媒を流さず、冷却時に冷媒を流すことによって、より効率的に昇降温できるため好ましい。   A substrate having a Young's modulus of 250 GPa or more is preferably used as the chuck top deformation preventing substrate. Further, as shown in FIG. 12, the chuck top deformation preventing substrate may be accommodated in a gap formed in the support body, or the chuck top deformation preventing substrate and the support body integrated with each other. You may make it insert between. Further, the chuck top integrated with the chuck top deformation preventing substrate may be fixed by a mechanical method such as screwing as described above, or by a method such as brazing or glassing. You may do it. Further, as in the case where the cooling module is fixed to the chuck top, when the chuck top is heated or kept at a high temperature, it is preferable because the coolant can be raised and lowered more efficiently by flowing the coolant without cooling. .

また、チャックトップの材質が金属である場合の本実施の形態においては、例えばチャックトップの材質として表面が酸化や変質が発生しやすい、または電気導電性が高くない場合には、ウェハ載置面の表面に改めてチャックトップ導体層を形成することができる。この手法に関しては、上記に記載したように、ニッケル等の耐酸化性を有するメッキを施したり、溶射との組合せによってチャックトップ導体層を形成し、ウェハ載置面の表面を研磨することで形成することができる。   Further, in the present embodiment in which the chuck top material is metal, for example, when the surface is likely to be oxidized or deteriorated as the chuck top material, or the electrical conductivity is not high, the wafer mounting surface A chuck top conductor layer can be formed anew on the surface. Regarding this method, as described above, it is formed by plating with oxidation resistance such as nickel, forming a chuck top conductor layer by combination with thermal spraying, and polishing the surface of the wafer mounting surface can do.

また本構造においても、必要に応じて上記に記載した電磁シールド層やガード電極層の形成が可能である。この場合は、絶縁された発熱体を上記のように金属で覆い、更に絶縁層を介してガード電極層を形成し、ガード電極層とチャックトップとの間に絶縁層を形成する。更にチャックトップ変形防止用基板によって、一体的にチャックトップに固定すればよい。   Also in this structure, the electromagnetic shield layer and the guard electrode layer described above can be formed as necessary. In this case, the insulated heating element is covered with metal as described above, a guard electrode layer is formed via an insulating layer, and an insulating layer is formed between the guard electrode layer and the chuck top. Furthermore, the chuck top deformation prevention substrate may be integrally fixed to the chuck top.

本構造において、冷却モジュールと一体化されたチャックトップの支持体に対する設置方法としては、冷却モジュール部を、支持体に形成された空隙部に設置しても良いし、またチャックトップと冷却モジュールとをネジ止めした場合と同様に、冷却モジュール部で支持体に設置される構造としても良い。   In this structure, as an installation method for the support of the chuck top integrated with the cooling module, the cooling module may be installed in a gap formed in the support, or the chuck top and the cooling module Similarly to the case where the screw is screwed, the cooling module unit may be installed on the support.

冷却モジュールの材質としては特に制約はないが、アルミニウムや銅及びその合金は、熱伝導率が比較的高いため、急速にチャックトップの熱を奪うことができるため、好ましく用いられる。またステンレスやマグネシウム合金、ニッケル、その他の金属材料を使用することができる。又この冷却モジュールに、耐酸化性を付与するために、ニッケルや金、銀といった耐酸化性を有する金属膜をメッキや溶射等の手法を用いて形成することができる。   Although there is no restriction | limiting in particular as a material of a cooling module, Since aluminum, copper, and its alloy have comparatively high thermal conductivity, they can take away the heat | fever of a chuck | zipper top rapidly, and are used preferably. Further, stainless steel, magnesium alloy, nickel, and other metal materials can be used. In order to impart oxidation resistance to the cooling module, a metal film having oxidation resistance such as nickel, gold, or silver can be formed using a technique such as plating or thermal spraying.

また冷却モジュールの材質としてセラミックスを使用することもできる。この場合の材質としては、特に制約はないが、窒化アルミニウムや炭化珪素は熱伝導率が比較的高いため、チャックトップから素早く熱を奪うことができるため好ましい。また窒化珪素や酸窒化アルミニウムにおいては、機械的強度が高く、耐久性に優れているため好ましい。またアルミナやコージェライト、ステアタイトなどの酸化物セラミックスは比較的安価であるため好ましい。以上のように冷却モジュールの材質は、種々選択できるため、用途によって材質を選択すればよい。これらの中では、アルミニウムにニッケルメッキを施したものや、銅にニッケルメッキを施したものが耐酸化性にも優れ、また熱伝導率も高く、価格的も比較的安価であるため、特に好ましい。   Ceramics can also be used as the material for the cooling module. The material in this case is not particularly limited, but aluminum nitride and silicon carbide are preferable because heat conductivity is relatively high and heat can be quickly taken from the chuck top. Silicon nitride and aluminum oxynitride are preferable because of high mechanical strength and excellent durability. Oxide ceramics such as alumina, cordierite, and steatite are preferable because they are relatively inexpensive. As described above, since the material of the cooling module can be variously selected, the material may be selected depending on the application. Among these, aluminum plated with nickel and copper plated with nickel are particularly preferable because they have excellent oxidation resistance, high thermal conductivity, and are relatively inexpensive. .

またこの冷却モジュールの内部に、冷媒を流すことも可能である。このようにすることで加熱体から冷却モジュールに伝達された熱を素早く冷却モジュールから取り除くことができるため、更に加熱体の冷却速度を向上できるため好ましい。   It is also possible to flow a coolant through the cooling module. By doing in this way, since the heat transmitted from the heating body to the cooling module can be quickly removed from the cooling module, the cooling rate of the heating body can be further improved, which is preferable.

好適な例としては、2枚のアルミニウム板を用意し、その一方のアルミニウム板に水を流す流路を機械加工等によって形成する。そして耐食性、耐酸化性を向上させるために、ニッケルメッキを前面に施す。そしてもう一枚のニッケルメッキを施したアルミニウム板を張り合わせる。このとき流路の周囲には水が漏れないように例えばO-リング等を挿入し、ネジ止めや溶接によって2枚のアルミニウム板を張り合わせる。   As a preferred example, two aluminum plates are prepared, and a flow path for flowing water through one of the aluminum plates is formed by machining or the like. Nickel plating is applied to the front surface in order to improve corrosion resistance and oxidation resistance. Then, another aluminum plate with nickel plating is attached. At this time, an O-ring or the like is inserted around the flow path so that water does not leak, and two aluminum plates are bonded together by screwing or welding.

あるいは2枚の銅(無酸素銅)板を用意し、その一方の銅板に水を流す流路を機械加工等によって形成する。もう一方の銅板と、冷媒出入り口のステンレス製のパイプとを同時にロウ付け接合する。接合した冷却版を耐食性、耐酸化性を向上させるために、ニッケルメッキを全面に施す。また、別の形態としては、アルミニウム板もしくは銅板等の冷却板に冷媒を流すパイプを取り付けることで冷却モジュールとすることができる。この場合パイプの断面形状に近い形状のザグリ溝を冷却板に形成しパイプを密着させることで更に冷却効率を上げることができる。また、冷却パイプと冷却板の密着性を向上させるために介在層として熱伝導性の樹脂やセラミックス等を挿入してもよい。   Alternatively, two copper (oxygen-free copper) plates are prepared, and a flow path for flowing water to one of the copper plates is formed by machining or the like. The other copper plate and the stainless steel pipe at the inlet / outlet of the refrigerant are brazed and joined simultaneously. In order to improve the corrosion resistance and oxidation resistance of the joined cooling plate, nickel plating is applied to the entire surface. Moreover, as another form, it can be set as a cooling module by attaching the pipe which flows a refrigerant | coolant to cooling plates, such as an aluminum plate or a copper plate. In this case, the cooling efficiency can be further increased by forming a counterbore groove having a shape close to the cross-sectional shape of the pipe on the cooling plate and closely contacting the pipe. Moreover, in order to improve the adhesiveness of a cooling pipe and a cooling plate, you may insert thermally conductive resin, ceramics, etc. as an intervening layer.

また別の形態としては、アルミニウムや銅に、冷媒を流すことのできるパイプを固定して冷却モジュールとすることもできる。この場合パイプとアルミニウムや銅との接触面積を確保するため、アルミニウムや銅などの金属板に冷却パイプの断面形状とほぼ同形状の溝加工を施したり、あるいは金属板とパイプの間に樹脂などの変形能を有する物質を挟み込んでも良い。また逆にパイプの断面形状の一部に平面形状を形成し、これを金属板に固定しても良い。また金属板とパイプの固定方法は、金属バンドなどを用いてネジ止めしても良いし、もちろん溶接や、ロウ付けすることも可能である。   Moreover, as another form, the pipe which can flow a refrigerant | coolant can be fixed to aluminum or copper, and it can also be set as a cooling module. In this case, in order to secure the contact area between the pipe and aluminum or copper, the metal plate such as aluminum or copper is subjected to groove processing substantially the same as the cross-sectional shape of the cooling pipe, or resin or the like is provided between the metal plate and pipe. A substance having the deformability may be sandwiched. Conversely, a planar shape may be formed in a part of the cross-sectional shape of the pipe, and this may be fixed to the metal plate. The metal plate and the pipe may be fixed by screwing using a metal band or the like, or of course, welding or brazing.

またこれら冷却モジュール内に流す冷媒としては、例えばフロリナートやガルデン、水などの液体や、あるいは窒素や大気、ヘリウムなどの気体であっても構わない。このとき流す冷媒については特に制約はなく、用途によって使い分ければよい。   Moreover, as a refrigerant | coolant which flows in these cooling modules, liquids, such as Florinart, Galden, and water, or gases, such as nitrogen, air | atmosphere, and helium, may be sufficient, for example. There is no restriction | limiting in particular about the refrigerant | coolant sent at this time, What is necessary is just to use properly by a use.

本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体は、ウェハ等の被処理物を加熱、検査するために好適に用いることができる。例えば、ウェハプローバあるいはハンドラ装置あるいはテスター装置に適用すれば、高剛性、高熱伝導率である特性を特に活かすことができるので、好適である。   The wafer holder for a wafer prober of the present invention can be suitably used for heating and inspecting a workpiece such as a wafer. For example, if it is applied to a wafer prober, a handler device or a tester device, the characteristics of high rigidity and high thermal conductivity can be particularly utilized, which is preferable.

純度99.5%、直径305mmで表1に示す厚みのアルミナ基板を用意した。このアルミナ基板のウェハ搭載面に、ウェハを真空チャックするための同心円状の溝と、貫通孔を形成し、更にそれぞれウェハ載置面にニッケルメッキを施し、チャックトップ導体層を形成した。その後、チャックトップ導体層を研磨加工し、全体の反り量を10μmとし、表面粗さをRaで0.02μmに仕上げ、チャックトップとした。   An alumina substrate having a purity of 99.5% and a diameter of 305 mm and a thickness shown in Table 1 was prepared. Concentric grooves and through holes for vacuum chucking the wafer were formed on the wafer mounting surface of the alumina substrate, and nickel plating was applied to the wafer mounting surface to form a chuck top conductor layer. Thereafter, the chuck top conductor layer was polished, the total warpage amount was 10 μm, the surface roughness was finished to 0.02 μm with Ra, and the chuck top was obtained.

次に支持体として直径305mm、厚み40mmの円柱状のムライト−アルミナ複合体を準備した。この支持体に、内径直径285mm、深さ20mmの座グリ加工を施した。またそれぞれのチャックトップには電磁シールド電極層としてマイカで絶縁したステンレス箔を取り付け、さらにマイカで挟み込んだ発熱体を取り付けた。発熱体はステンレスの箔を、所定のパターンでエッチングした。また支持体には、発熱体に給電するための電極を接続するための貫通孔を形成した。次にこの支持体の側面、および底面に金属層をアルミニウムの溶射によって形成した。   Next, a cylindrical mullite-alumina composite having a diameter of 305 mm and a thickness of 40 mm was prepared as a support. This support was subjected to spot facing with an inner diameter of 285 mm and a depth of 20 mm. In addition, a stainless steel foil insulated with mica was attached to each chuck top as an electromagnetic shield electrode layer, and a heating element sandwiched between mica was attached. As the heating element, stainless steel foil was etched in a predetermined pattern. Further, a through hole for connecting an electrode for supplying power to the heating element was formed in the support. Next, a metal layer was formed on the side and bottom surfaces of the support by thermal spraying of aluminum.

次に支持体の上に発熱体と電磁シールド電極層を取り付けたチャックトップを搭載し、ウェハプローバ用ウェハ保持体とした。   Next, a chuck top on which a heating element and an electromagnetic shield electrode layer were mounted was mounted on the support to obtain a wafer holder for a wafer prober.

上記ウェハプローバ用ウェハ保持体の発熱体に通電することでウェハを150℃に加熱して、プロービングを連続的に行った。この結果を表1に示す。直径と厚みの比が5以上100以下のものは10時間連続でプロービングを行っても問題なかったが、前記比が、5未満のものは、2時間後には、チャックトップに反りを生じプローブピンが片あたりしプロービングできなくなった。また、直径と厚みの比が、100を超えるものはチャックトップのウェハ載置面の均熱性が悪く、正確な測定ができなかった。   By energizing the heating element of the wafer prober wafer holder, the wafer was heated to 150 ° C. and probing was performed continuously. The results are shown in Table 1. When the ratio of diameter to thickness was 5 or more and 100 or less, there was no problem even when probing was performed continuously for 10 hours, but when the ratio was less than 5, the probe top warped after 2 hours. Can no longer be probed. Moreover, when the ratio of diameter to thickness exceeded 100, the heat uniformity of the wafer mounting surface of the chuck top was poor, and accurate measurement could not be performed.

また、上記ウェハプローバ用ウェハ保持体のチャックトップの直径275mmの位置に、直径20mmの荷重センサで、荷重(100kg)を加えて、たわみの大きさを測定した。その結果を表1に示す。   Further, a load (100 kg) was applied to a position of 275 mm in diameter of the chuck top of the wafer holder for the wafer prober with a load sensor having a diameter of 20 mm, and the amount of deflection was measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2007035999
Figure 2007035999

表1から判るように、直径と厚みの比が、100を超えるとたわみ量が多くなり、正確な測定ができなかった。   As can be seen from Table 1, when the ratio of diameter to thickness exceeds 100, the amount of deflection increases, and accurate measurement cannot be performed.

支持体の金属層を溶射ではなく、ステンレス製の金属箔をネジ止めとしたこと以外は、実施例1のNo.5と同様のウェハプローバ用ウェハ保持体で、実施例1と同様に、150℃に加熱してプロービングを行ったところ、10時間連続でプロービングを行っても問題は生じなかった。   No. 1 of Example 1 except that the metal layer of the support was not thermally sprayed but a stainless steel metal foil was screwed. When the probing was performed by heating to 150 ° C. in the same manner as in Example 1 with the same wafer holder for wafer prober as in No. 5, no problem occurred even if probing was continued for 10 hours.

比較のため、支持体の金属層を取り外して、プロービングを行ったところ、実施例1の条件では、10時間連続でプロービングを行っても問題は生じなかったが、高周波に関するプロービングでは、ノイズの影響を受けて、うまくプロービングできないことがあった。更に、電磁シールド電極層を取り外して、プロービングを行ったところ、発熱体から発生していると推定されるノイズの影響で、ウェハの特性を測定することができなかった。   For comparison, the metal layer of the support was removed and probing was performed. Under the conditions of Example 1, no problem occurred even when probing was performed continuously for 10 hours. In response, I was unable to probe properly. Further, when the electromagnetic shield electrode layer was removed and probing was performed, the characteristics of the wafer could not be measured due to the influence of noise estimated to be generated from the heating element.

直径305mmあるいは直径205mmで表2に示す厚みのSi−SiC基板を用意した。このSi−SiC基板のウェハ搭載面に、ウェハを真空チャックするための同心円状の溝と、貫通孔を形成し、更にそれぞれウェハ載置面にニッケルメッキを施し、チャックトップ導体層を形成した。その後、チャックトップ導体層を研磨加工し、全体の反り量を10μmとし、表面粗さをRaで0.02μmに仕上げ、チャックトップとした。   A Si—SiC substrate having a diameter of 305 mm or a diameter of 205 mm and a thickness shown in Table 2 was prepared. Concentric grooves and through holes for vacuum chucking the wafer were formed on the wafer mounting surface of the Si-SiC substrate, and nickel plating was applied to the wafer mounting surface to form a chuck top conductor layer. Thereafter, the chuck top conductor layer was polished, the total warpage amount was 10 μm, the surface roughness was finished to 0.02 μm with Ra, and the chuck top was obtained.

次に支持体として直径305mm及び直径205mm、厚み40mmの円柱状のムライト−アルミナ複合体を準備した。この支持体に、内径直径285mm及び185mm、深さ20mmの座グリ加工を施した。またそれぞれのチャックトップには電磁シールド電極層としてマイカで絶縁したステンレス箔を取り付け、さらにマイカで挟み込んだ発熱体を取り付けた。発熱体はステンレスの箔を、所定のパターンでエッチングした。また支持体には、発熱体に給電するための電極を接続するための貫通孔を形成した。次にこの支持体の側面、および底面に金属層をアルミニウムの溶射によって形成した。   Next, a cylindrical mullite-alumina composite having a diameter of 305 mm, a diameter of 205 mm, and a thickness of 40 mm was prepared as a support. This support was subjected to spot facing with an inner diameter of 285 mm and 185 mm and a depth of 20 mm. In addition, a stainless steel foil insulated with mica was attached to each chuck top as an electromagnetic shield electrode layer, and a heating element sandwiched between mica was attached. As the heating element, stainless steel foil was etched in a predetermined pattern. Further, a through hole for connecting an electrode for supplying power to the heating element was formed in the support. Next, a metal layer was formed on the side and bottom surfaces of the support by thermal spraying of aluminum.

次に支持体の上に発熱体と電磁シールド電極層を取り付けたチャックトップを搭載し、ウェハプローバ用ウェハ保持体とした。   Next, a chuck top on which a heating element and an electromagnetic shield electrode layer were mounted was mounted on the support to obtain a wafer holder for a wafer prober.

上記ウェハプローバ用ウェハ保持体の発熱体に通電することでウェハを150℃に加熱して、プロービングを連続的に行った。この結果を表2に示す。直径と厚みの比が5以上100以下のものは10時間連続でプロービングを行っても問題なかったが、前記比が、5未満のものは、2時間後には、チャックトップに反りを生じプローブピンが片あたりしプロービングできなくなった。また、直径と厚みの比が、100を超えるものはチャックトップのウェハ載置面の均熱性が悪く、正確な測定ができなかった。   By energizing the heating element of the wafer prober wafer holder, the wafer was heated to 150 ° C. and probing was performed continuously. The results are shown in Table 2. When the ratio of diameter to thickness was 5 or more and 100 or less, there was no problem even when probing was performed continuously for 10 hours, but when the ratio was less than 5, the probe top warped after 2 hours. Can no longer be probed. Moreover, when the ratio of diameter to thickness exceeded 100, the heat uniformity of the wafer mounting surface of the chuck top was poor, and accurate measurement could not be performed.

また、上記ウェハプローバ用ウェハ保持体のチャックトップの直径275mmあるいは直径175mmの位置に、直径20mmの荷重センサで、荷重(100kg)を加えて、たわみの大きさを測定した。その結果を表2に示す。   Further, a load (100 kg) was applied to the position of the chuck top of the wafer prober for wafer prober having a diameter of 275 mm or a diameter of 175 mm with a load sensor having a diameter of 20 mm, and the amount of deflection was measured. The results are shown in Table 2.

Figure 2007035999
Figure 2007035999

表1から判るように、直径と厚みの比が、100を超えるとたわみ量が多くなり、正確な測定ができなかった。   As can be seen from Table 1, when the ratio of diameter to thickness exceeds 100, the amount of deflection increases, and accurate measurement cannot be performed.

支持体の金属層を溶射ではなく、ステンレス製の金属箔をネジ止めとしたこと以外は、実施例3のNo.9と同様のウェハプローバ用ウェハ保持体で、実施例3と同様に、150℃に加熱してプロービングを行ったところ、10時間連続でプロービングを行っても問題は生じなかった。   No. of Example 3 except that the metal layer of the support was not thermally sprayed but a stainless steel metal foil was screwed. The wafer holder for wafer probers similar to 9 was heated at 150 ° C. for probing in the same manner as in Example 3. When probing was continued for 10 hours, no problem occurred.

比較のため、支持体の金属層を取り外して、プロービングを行ったところ、実施例3の条件では、10時間連続でプロービングを行っても問題は生じなかったが、高周波に関するプロービングでは、ノイズの影響を受けて、うまくプロービングできないことがあった。更に、電磁シールド電極層を取り外して、プロービングを行ったところ、発熱体から発生していると推定されるノイズの影響で、ウェハの特性を測定することができなかった。   For comparison, the metal layer of the support was removed and probing was performed. Under the conditions of Example 3, no problem occurred even when probing was performed continuously for 10 hours. In response, there were cases where probing was not successful. Further, when the electromagnetic shield electrode layer was removed and probing was performed, the characteristics of the wafer could not be measured due to the influence of noise estimated to be generated from the heating element.

本発明によれば、ウェハ載置面に半導体ウェハを載置し、プローブカードをウェハに押し当ててウェハの電気的特性を検査するためのウェハプローバに使用されるウェハ保持体およびヒータユニット、それらを搭載したウェハプローバに関して、チャックトップのたわみを低減することが可能となり、ウェハを破損することなく、正確な測定を可能とするウェハプローバ用ウェハ保持体を提供することが可能となる。   According to the present invention, a wafer holder and a heater unit used in a wafer prober for mounting a semiconductor wafer on a wafer mounting surface and inspecting the electrical characteristics of the wafer by pressing a probe card against the wafer, As a result, it is possible to reduce the deflection of the chuck top, and to provide a wafer holder for a wafer prober that enables accurate measurement without damaging the wafer.

本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の断面構造の一例を示す。An example of the cross-sectional structure of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown. 本発明の加熱体の断面構造の一例を示す。An example of the cross-sectional structure of the heating body of this invention is shown. 本発明の断熱構造の一例を示す。An example of the heat insulation structure of this invention is shown. 本発明の断熱構造の他の例を示す。The other example of the heat insulation structure of this invention is shown. 本発明の断熱構造の他の例を示す。The other example of the heat insulation structure of this invention is shown. 本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の断面構造の他の例を示す。The other example of the cross-section of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown. 本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の電極部の断面構造の一例を示す。An example of the cross-sectional structure of the electrode part of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown. 本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の断面構造の他の例を示す。The other example of the cross-section of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown. 本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の断面構造の他の例を示す。The other example of the cross-section of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown. 本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の断面構造の他の例を示す。The other example of the cross-section of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown. 本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の断面構造の他の例を示す。The other example of the cross-section of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown. 本発明のウェハプローバ用ウェハ保持体の断面構造の他の例を示す。The other example of the cross-section of the wafer holder for wafer probers of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 ウェハプローバ用ウェハ保持体
2 チャックトップ
3 チャックトップ導体層
4 支持体
5 空隙
6 加熱体
7 支持棒
8 冷却モジュール
9 昇降手段
10 チャックトップ変形防止用基板
21 環状溝
22 放射状溝
23 円柱
41 支持体円筒部
42 貫通孔
61 抵抗発熱体
62 絶縁体


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer holder for wafer probers 2 Chuck top 3 Chuck top conductor layer 4 Support body 5 Gap 6 Heating body 7 Support rod 8 Cooling module 9 Lifting means 10 Chuck top deformation prevention substrate 21 Annular groove 22 Radial groove 23 Cylinder 41 Support body Cylindrical portion 42 Through hole 61 Resistance heating element 62 Insulator


Claims (9)

半導体を検査するためのウェハプローバ用ウェハ保持体であって、前記保持体は少なくともチャックトップと、該チャックトップを支持する支持体とからなり、前記チャックトップの最大直径と最大厚みの比(直径/厚み)が5以上100以下であることを特徴とするウェハプローバ用ウェハ保持体。   A wafer holder for a wafer prober for inspecting a semiconductor, wherein the holder comprises at least a chuck top and a support for supporting the chuck top, and a ratio (diameter of the maximum diameter and the maximum thickness of the chuck top). / Thickness) is 5 or more and 100 or less, a wafer holder for a wafer prober. 前記最大直径と最大厚みの比が10以上50以下であることを特徴とする請求項1に記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。   The wafer holder for a wafer prober according to claim 1, wherein the ratio of the maximum diameter to the maximum thickness is 10 or more and 50 or less. 前記チャックトップの材質が、金属とセラミックスの複合体であることを特徴とする請求項1又は2に記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。   The wafer holder for a wafer prober according to claim 1 or 2, wherein the chuck top is made of a composite of metal and ceramics. 前記チャックトップの材質が、アルミニウムと炭化珪素の複合体あるいはシリコンと炭化珪素の複合体であることを特徴とする請求項3に記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。   The wafer holder for a wafer prober according to claim 3, wherein the chuck top is made of a composite of aluminum and silicon carbide or a composite of silicon and silicon carbide. 前記チャックトップの材質が、セラミックスであることを特徴とする請求項1又は2に記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。   3. The wafer holder for a wafer prober according to claim 1, wherein the chuck top is made of ceramics. 前記支持体の材質が、セラミックスもしくは2種以上のセラミックスの複合体であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。   6. A wafer holder for a wafer prober according to claim 1, wherein the material of the support is ceramics or a composite of two or more ceramics. 前記支持体の材質が、アルミナ、窒化ケイ素、ムライト、アルミナとムライトの複合体、のいずれかであることを特徴とする請求項6に記載のウェハプローバ用ウェハ保持体。   The wafer holder for a wafer prober according to claim 6, wherein the material of the support is any one of alumina, silicon nitride, mullite, and a composite of alumina and mullite. 請求項1乃至7のいずれかに記載したウェハプローバ用ウェハ保持体を備えたことを特徴とするウェハプローバ用のヒータユニット。   A heater unit for a wafer prober comprising the wafer holder for a wafer prober according to any one of claims 1 to 7. 請求項8に記載したヒータユニットを備えたことを特徴とするウェハプローバ。





A wafer prober comprising the heater unit according to claim 8.





JP2005218489A 2005-07-25 2005-07-28 Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same Pending JP2007035999A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005218489A JP2007035999A (en) 2005-07-28 2005-07-28 Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same
TW095126977A TW200721363A (en) 2005-07-25 2006-07-24 Wafer holder, heater unit having the wafer holder, and wafer prober having the heater unit
US11/492,223 US20070023320A1 (en) 2005-07-25 2006-07-25 Wafer holder, heater unit having the wafer holder, and wafer prober having the heater unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005218489A JP2007035999A (en) 2005-07-28 2005-07-28 Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007035999A true JP2007035999A (en) 2007-02-08

Family

ID=37794874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005218489A Pending JP2007035999A (en) 2005-07-25 2005-07-28 Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007035999A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008199006A (en) * 2007-01-24 2008-08-28 Asml Holding Nv Wafer chuck and method of forming wafer chuck

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001230287A (en) * 1999-11-25 2001-08-24 Ibiden Co Ltd Wafer prober and testing stage used therefor
JP2003163244A (en) * 2001-11-28 2003-06-06 Taiheiyo Cement Corp Wafer prober
JP2004306254A (en) * 2003-03-27 2004-11-04 Ibiden Co Ltd Vacuum chuck
JP2005045184A (en) * 2003-07-25 2005-02-17 Taiheiyo Cement Corp Movable stage
JP2005125446A (en) * 2003-10-23 2005-05-19 Taiheiyo Cement Corp Vacuum suction tool
JP2005203537A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Taiheiyo Cement Corp Lightweight high rigid ceramic member

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001230287A (en) * 1999-11-25 2001-08-24 Ibiden Co Ltd Wafer prober and testing stage used therefor
JP2003163244A (en) * 2001-11-28 2003-06-06 Taiheiyo Cement Corp Wafer prober
JP2004306254A (en) * 2003-03-27 2004-11-04 Ibiden Co Ltd Vacuum chuck
JP2005045184A (en) * 2003-07-25 2005-02-17 Taiheiyo Cement Corp Movable stage
JP2005125446A (en) * 2003-10-23 2005-05-19 Taiheiyo Cement Corp Vacuum suction tool
JP2005203537A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Taiheiyo Cement Corp Lightweight high rigid ceramic member

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008199006A (en) * 2007-01-24 2008-08-28 Asml Holding Nv Wafer chuck and method of forming wafer chuck
JP4719230B2 (en) * 2007-01-24 2011-07-06 エーエスエムエル ホールディング エヌ.ブイ. Wafer chuck and method for forming wafer chuck

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3945527B2 (en) Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same
JP4049172B2 (en) Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same
JP2007035747A (en) Wafer holder, and wafer prober equipped with the same
JP2007043042A (en) Wafer holder and manufacturing method thereof, wafer prober mounting same, and semiconductor heating device
JP2007035899A (en) Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober mounting the same
JP4063291B2 (en) Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same
JP2007042911A (en) Wafer holder and wafer prober mounted with the same
US7495460B2 (en) Body for keeping a wafer, heater unit and wafer prober
JP4462140B2 (en) Wafer prober chuck top, wafer holder, and wafer prober including the same
JP4433478B2 (en) Heating device and wafer prober equipped with the same
JP4646715B2 (en) Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with the same
JP5067050B2 (en) Wafer holder for wafer prober and wafer prober mounted therewith
JP2007042960A (en) Wafer holder and wafer prober mounting same
JP4155288B2 (en) Wafer holder and wafer prober equipped with the same
JP2007042909A (en) Wafer holder and wafer prober mounted with the same
JP2007035737A (en) Wafer holder, and wafer prober provided with wafer holder
JP2007235171A (en) Wafer holder for wafer prober and wafer prober mounting the same
JP5500421B2 (en) Wafer holder and wafer prober equipped with the same
JP4356661B2 (en) Wafer holder and wafer prober equipped with the same
JP2007042908A (en) Wafer holder and wafer prober mounted with the same
JP2010186765A (en) Wafer supporter for wafer prober and wafer prober carrying the same
JP4462143B2 (en) Wafer holder and wafer prober provided with wafer holder
JP2007035999A (en) Wafer holding body for wafer prober, and wafer prober for mounting the same
JP2008124513A (en) Wafer holder and wafer prober installed with the same
JP2007042910A (en) Chuck top for wafer prober and wafer prober mounted with the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20061227

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Effective date: 20090521

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090602

A521 Written amendment

Effective date: 20090730

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20100216

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20100415

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101102