JP3502034B2 - Wafer prober and ceramic substrate used for wafer prober - Google Patents

Wafer prober and ceramic substrate used for wafer prober

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JP3502034B2
JP3502034B2 JP2000322987A JP2000322987A JP3502034B2 JP 3502034 B2 JP3502034 B2 JP 3502034B2 JP 2000322987 A JP2000322987 A JP 2000322987A JP 2000322987 A JP2000322987 A JP 2000322987A JP 3502034 B2 JP3502034 B2 JP 3502034B2
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wafer prober
wafer
carbon
weight
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

〔発明の詳細な説明〕[Detailed Description of the Invention]

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体は種々の産業において必要とされ
る極めて重要な製品であり、半導体チップは、例えば、
シリコン単結晶を所定の厚さにスライスしてシリコンウ
エハを作製した後、このシリコンウエハに種々の回路等
を形成することにより製造される。この半導体チップの
製造工程においては、シリコンウエハの段階でその電気
的特性が設計通りに動作するか否かを測定してチェック
するプロービング工程が必要であり、そのために所謂プ
ローバが用いられる。
2. Description of the Related Art Semiconductors are extremely important products required in various industries.
It is manufactured by slicing a silicon single crystal into a predetermined thickness to manufacture a silicon wafer, and then forming various circuits and the like on the silicon wafer. In the manufacturing process of this semiconductor chip, a probing process for measuring and checking whether or not the electrical characteristics of the silicon wafer operate as designed is necessary at the stage of the silicon wafer, and a so-called prober is used for that purpose.

【0003】このようなプローバとして、例えば、特許
第2587289号公報、特公平3−40947号公
報、特開平11−31724号公報等には、アルミニウ
ム合金やステンレス鋼などの金属製チャックトップを有
するウエハプローバが開示されている。このようなウエ
ハプローバでは、例えば、図12に示すように、ウエハ
プローバ501上にシリコンウエハWを載置し、このシ
リコンウエハWにテスタピンを持つプローブカード60
1を押しつけ、加熱、冷却しながら電圧を印加して導通
テストを行う。なお、図12において、V3 は、プロー
ブカード601に印加する電源33、V 2 は、抵抗発熱
体41に印加する電源32、V1 は、チャックトップ導
体層2とガード電極5に印加する電源31であり、この
電源31は、グランド電極6にも接続され、接地されて
いる。
An example of such a prober is a patent.
No. 2587289, Japanese Patent Publication No. 3-4047
In Japanese Patent Laid-Open No. 11-31724, there is
Has a chuck top made of metal such as aluminum alloy or stainless steel
A wafer prober is disclosed. Such a
In the haplober, for example, as shown in FIG.
Place the silicon wafer W on the prober 501 and
Probe card 60 with tester pins on recon wafer W
Press 1 and apply voltage while heating and cooling to conduct electricity.
Do the test. In FIG. 12, V3 Is a plow
Power supply 33, V applied to the bucard 601 2 Resistance heating
Power supply 32, V applied to body 411 Led chuck top
A power source 31 applied to the body layer 2 and the guard electrode 5,
The power supply 31 is also connected to the ground electrode 6 and is grounded.
There is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
金属製のチャックトップを有するウエハプローバには、
次のような問題があった。
However, a wafer prober having such a metal chuck top has the following problems.
There were the following problems.

【0005】まず、金属製であるため、チャックトップ
の厚みは15mm程度と厚くしなければならない。この
ようにチャックトップを厚くするのは、薄い金属板で
は、プローブカードのテスタピンによりチャックトップ
が押され、チャックトップの金属板に反りや歪みが発生
してしまい、金属板上に載置されるシリコンウエハが破
損したり傾いたりしてしてしまうからである。このた
め、チャックトップを厚くする必要があるが、その結
果、チャックトップの重量が大きくなり、またかさばっ
てしまう。
First, since it is made of metal, the thickness of the chuck top must be increased to about 15 mm. In order to make the chuck top thicker, a thin metal plate is pressed on the chuck top by the tester pins of the probe card, warping or distorting the metal plate of the chuck top, and placing it on the metal plate. This is because the silicon wafer may be damaged or tilted. Therefore, it is necessary to make the chuck top thick, but as a result, the weight of the chuck top becomes large and bulky.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
金属製のチャックトップに代えて、剛性の高いセラミッ
ク基板の表面に導体層を設けてこれをチャックトップ導
体層とすることを想起した。このセラミック基板は、剛
性が高いため、その厚さを薄くすることができ、その結
果、熱容量を小さくして、ある程度迅速な昇温、降温を
行うことができるが、通常、使用されている焼結体をそ
のまま使用したのでは、昇温、降温特性が充分とは言え
ず、改良の余地があった。
Therefore, the present inventors have
It was recalled that instead of the chuck top made of metal, a conductor layer was provided on the surface of a ceramic substrate having high rigidity and used as the chuck top conductor layer. Since this ceramic substrate has high rigidity, its thickness can be made thin, and as a result, the heat capacity can be made small and the temperature can be raised and lowered quickly to some extent. If the bonded body was used as it was, the temperature rising and cooling characteristics could not be said to be sufficient, and there was room for improvement.

【0007】また、この焼結体からなるセラミック基板
上にシリコンウエハを載置して加熱する際、セラミック
基板の赤外光透過率等が高いと、輻射熱を充分に利用す
ることができないために熱効率が悪いという問題があっ
た。また、明度が高すぎる場合には、ガード電極、グラ
ンド電極の形状が見えてしまうため、外観上好ましくな
く、商品価値が低下するという問題があった。
When a silicon wafer is placed on a ceramic substrate made of this sintered body and heated, if the infrared light transmittance of the ceramic substrate is high, the radiant heat cannot be fully utilized. There was a problem of poor thermal efficiency. Further, if the lightness is too high, the shapes of the guard electrode and the ground electrode are visible, which is not preferable in terms of appearance and reduces the commercial value.

【0008】そこで、本発明者らはさらに検討を重ね、
セラミック基板を製造する際に、炭素材料を所定量添加
することにより、高温における熱伝導率が高く、昇温、
降温特性が優れたセラミック基板を得ることができるこ
とを見出した。
Therefore, the present inventors have made further studies,
When manufacturing a ceramic substrate, by adding a predetermined amount of carbon material, high thermal conductivity at high temperature, temperature rise,
It was found that it is possible to obtain a ceramic substrate having excellent temperature lowering characteristics.

【0009】さらに、炭素材料を所定量添加して黒色化
することにより、ガード電極、グランド電極を隠蔽する
ことができ、かつ、シリコンウエハを加熱する際に輻射
熱を利用することができることを見いだし、本発明を完
成するに至った。
Further, it was found that the guard electrode and the ground electrode can be concealed and the radiant heat can be utilized when heating the silicon wafer by adding a predetermined amount of carbon material to make it black. The present invention has been completed.

【0010】即ち、本発明のウエハプローバは、セラミ
ック基板の表面にチャックトップ導体層が形成されると
ともに、前記セラミック基板の底面または内部に発熱体
を有してなり、半導体ウエハのプロービングを行なうた
めのウエハプローバであって、前記セラミック基板は
0〜5100ppmの炭素を含有していることを特徴と
する。また、本発明のウエハプローバとして機能する
ラミック基板は、セラミック基板の表面にチャックトッ
プ導体層が形成されるとともに、前記セラミック基板
底面または内部に発熱体を有してなり、半導体ウエハの
プロービングを行なうためのウエハプローバとして機能
するセラミック基板であって、前記セラミック基板は8
0〜5100ppmの炭素を含有していることを特徴と
する
[0010] That is, a wafer prober according to the present invention, together with the chuck top conductive layer is formed on the surface of the ceramic substrate, Ri Na has a bottom surface or internal to the heating element of the ceramic substrate, performing probing semiconductor wafer Was
A fit of a wafer prober, the ceramic substrate 8
It is characterized by containing 0 to 5100 ppm of carbon. Also, cell <br/> ceramic substrate which serves as a wafer prober according to the present invention, together with the chuck top conductive layer on the surface of the ceramic substrate is formed, it becomes to have a heating element on the bottom or inside of the ceramic substrate, Semiconductor wafer
Functions as a wafer prober for probing
A ceramic substrate, wherein the ceramic substrate is 8
Characterized that you have to contain carbon of 0~5100ppm

【0011】た、上記セラミック基板のJIS Z 8
721に基づく明度は、N4以下であることが望まし
い。
[0011] Also, the above-mentioned ceramic substrate JIS Z 8
The brightness based on 721 is preferably N4 or less.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明のウエハプローバ(以下、
ウエハプローバに使用されるセラミック基板も含む)
は、セラミック基板の表面にチャックトップ導体層が形
成されるとともに、上記セラミックス基板の底面または
内部に発熱体を有してなるウエハプローバであって、上
記セラミック基板は炭素を含有していることを特徴とす
るウエハプローバである。また、本発明のセラミック基
板は、ウエハプローバに使用され、具体的には、半導体
ウエハのプロービング用ステージ(いわゆるチャックト
ップ)として機能する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The wafer prober of the present invention (hereinafter,
(Including ceramic substrates used in wafer probers)
Is chuck top conductive layer on the surface of the ceramic substrate is formed Rutotomoni, the bottom surface of the ceramic substrate or
A wafer prober having a heating element therein, wherein the ceramic substrate contains carbon. Further, the ceramic substrate of the present invention is used for a wafer prober, and specifically functions as a probing stage (so-called chuck top) for a semiconductor wafer.

【0013】本発明では、上記セラミック基板は、炭素
を含有しているので、特に高温における熱伝導率が高く
なり、迅速な昇温、降温を行うことができる。さらに、
チャックトップの厚さを金属に比べて薄くすることがで
きるため、熱容量が小さくなり、昇温、降温特性をより
向上させることができる。
In the present invention, since the ceramic substrate contains carbon, the thermal conductivity becomes high, especially at high temperatures, and rapid temperature rising / falling can be performed. further,
Since the thickness of the chuck top can be made thinner than that of metal, the heat capacity can be reduced and the temperature rising / falling characteristics can be further improved.

【0014】また、上記セラミック基板は、炭素を含有
しており、その含有量を一定以上とすることにより、黒
色化され、ガード電極、グランド電極を隠蔽することが
できる。また、セラミックは一般的に、高温になると熱
伝導率が低下するのであるが、炭素を含有させることに
より、高温での熱伝導率の低下を抑制して、高温でも高
い熱伝導率を維持することができる。
Further, the ceramic substrate contains carbon, and by setting the content to a certain level or more, it is blackened and the guard electrode and the ground electrode can be hidden. Further, ceramics generally have a low thermal conductivity at high temperatures, but the inclusion of carbon suppresses the reduction in thermal conductivity at high temperatures and maintains high thermal conductivity even at high temperatures. be able to.

【0015】また本発明では、剛性の高いセラミックか
らなる基板を使用しているため、プローブカードのテス
タピンによりチャックトップが押されてもチャックトッ
プが反ることはなく、チャックトップの厚さを金属に比
べて薄くすることができる。
Further, in the present invention, since the substrate made of highly rigid ceramic is used, even if the chuck top is pushed by the tester pin of the probe card, the chuck top does not warp, and the thickness of the chuck top is made of metal. It can be made thinner than.

【0016】図1は、本発明のウエハプローバの一実施
形態を模式的に示した断面図であり、図2は、その平面
図であり、図3は、その底面図であり、図4は、図1に
示したウエハプローバにおけるA−A線断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of the wafer prober of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, FIG. 3 is a bottom view thereof, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the wafer prober shown in FIG.

【0017】このウエハプローバ101では、平面視円
形状のセラミック基板3の表面に同心円形状の溝7が形
成されるとともに、溝7の一部にシリコンウエハを吸引
するための複数の吸引孔8が設けられており、溝7を含
むセラミック基板3の大部分にシリコンウエハの電極と
接続するためのチャックトップ導体層2が円形状に形成
されている。
In this wafer prober 101, concentric circular grooves 7 are formed on the surface of the ceramic substrate 3 which is circular in plan view, and a plurality of suction holes 8 for sucking the silicon wafer are formed in a part of the grooves 7. The chuck top conductor layer 2 for connecting to the electrodes of the silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 3 including the groove 7.

【0018】一方、セラミック基板3の底面には、シリ
コンウエハの温度をコントロールするために、図3に示
したような平面視同心円形状の発熱体41が設けられて
おり、発熱体41の両端には、外部端子ピン191が接
続、固定されている。また、セラミック基板3の内部に
は、ストレイキャパシタやノイズを除去するためにガー
ド電極5とグランド電極6とが設けられているが、この
セラミック基板3は、所定量の炭素を含有しているため
黒色化し、ガード電極5とグランド電極6とが隠蔽され
ている。
On the other hand, on the bottom surface of the ceramic substrate 3, there are provided concentric heating elements 41 in plan view as shown in FIG. 3 in order to control the temperature of the silicon wafer. Has an external terminal pin 191 connected and fixed thereto. Further, a guard electrode 5 and a ground electrode 6 are provided inside the ceramic substrate 3 to remove stray capacitors and noise, but since the ceramic substrate 3 contains a predetermined amount of carbon. It is blackened and the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are hidden.

【0019】本発明のウエハプローバは、例えば、図1
〜4に示したような構成を有するものである。以下にお
いて、上記ウエハプローバを構成する各部材、および、
本発明のウエハプローバの他の実施形態について、順次
詳細に説明していくことにする。
The wafer prober of the present invention is shown in FIG.
~ 4 has a configuration as shown. In the following, each member constituting the wafer prober, and
Other embodiments of the wafer prober of the present invention will be sequentially described in detail.

【0020】本発明では、セラミック基板が炭素を含有
しているため、高温における熱伝導率が高く、昇温、降
温特性が優れている。なお、所定量以上の炭素を含有さ
せることにより、セラミック基板を黒色化して、ガード
電極、グランド電極等を隠蔽することができ、また、黒
体輻射熱を利用して効率よくシリコンウエハを加熱する
ことができる。
In the present invention, since the ceramic substrate contains carbon, the thermal conductivity at high temperature is high and the temperature rising / falling characteristics are excellent. By containing a predetermined amount or more of carbon, the ceramic substrate can be blackened to hide the guard electrode, the ground electrode, etc., and the black wafer radiant heat can be used to efficiently heat the silicon wafer. You can

【0021】セラミック基板中の炭素の含有量は、80
5100ppmが好ましい。炭素含有量が80ppm
未満ではセラミック基板の高温における熱伝導率が低下
し、昇温、降温特性が悪化する。さらに、セラミック基
板の白色化、透明化が進行し、色ムラも発生しやすい。
一方、炭素含有量が5100ppmを超えると、炭素を
均一に分散させるのが難しく、炭素が焼結を阻害するた
め、焼結密度が低下し、高温における熱伝導率が逆に低
下してしまう。
The content of carbon in the ceramic substrate is 80
~ 5100 ppm is preferred. Carbon content is 80 ppm
If it is less than 1, the thermal conductivity of the ceramic substrate at high temperature is lowered, and the temperature rising / falling characteristics are deteriorated. Further, whitening and transparency of the ceramic substrate progress, and color unevenness easily occurs.
On the other hand, when the carbon content exceeds 5100 ppm, it is difficult to disperse the carbon uniformly, and the carbon hinders the sintering, so that the sintered density decreases and the thermal conductivity at high temperature decreases on the contrary. .

【0022】炭素含有量が5100ppm以下であって
も、体積抵抗率が低く、セラミック基板中にそのままガ
ード電極、グランド電極、抵抗発熱体等を形成すると、
絶縁破壊が発生するおそれがある場合もある。しかしな
がら、ガード電極、グランド電極、抵抗発熱体等の周囲
を被覆するように、ガラス層等からなる絶縁層を形成す
ることにより、抵抗発熱体等の内部や電極相互、電極と
抵抗発熱体との間に絶縁破壊が発生するおそれはなくな
り、ウエハプローバ(ウエハプローバ用セラミック基
板)としての機能を確保することが可能となる。炭素の
含有量は、100〜5000ppmが望ましく、500
〜2000ppmがより望ましい。ガード電極やグラン
ド電極等を充分に隠蔽することができ、高温時の熱伝導
率の低下を防止することができる。
Even if the carbon content is 5100 ppm or less, the volume resistivity is low, and if the guard electrode, the ground electrode, the resistance heating element, etc. are directly formed in the ceramic substrate,
In some cases, dielectric breakdown may occur. However, by forming an insulating layer made of a glass layer or the like so as to cover the periphery of the guard electrode, the ground electrode, the resistance heating element, etc., the inside of the resistance heating element, the mutual electrodes, and the electrode and the resistance heating element There is no risk of dielectric breakdown between them, and the function as a wafer prober (ceramic substrate for wafer prober) can be ensured. The content of carbon is preferably 100 to 5000 ppm, and 500
-2000 ppm is more desirable. It is possible to sufficiently hide the guard electrode, the ground electrode, etc., and prevent the thermal conductivity from decreasing at high temperatures.

【0023】炭素(カーボン)は、グラファイトやアセ
チレンブラックなどのX線回折で検出可能な結晶性のも
のでもよく、石油等を不完全燃焼させることにより製造
したカーボンブラック等のX線回折で検出不能の非晶質
のものでもよく、両者の混合物でもよい。また、生成形
体を脱脂する際、アクリル樹脂等からなるバインダを非
酸化性雰囲気で脱脂することにより、炭素として焼結体
中に残留させる方法を用いてもよい。このようにして炭
素をセラミック基板中に含有させることにより、セラミ
ック基板の高温熱伝導率を向上させることができる。特
に、結晶質の炭素を用いると、高温の熱伝導率をより向
上させることができる。一方、非晶質の炭素を用いる
と、高温における体積抵抗率の低下を抑制することがで
きる。
Carbon may be a crystalline substance such as graphite or acetylene black which can be detected by X-ray diffraction, and cannot be detected by X-ray diffraction of carbon black or the like produced by incomplete combustion of petroleum or the like. May be amorphous or a mixture of both. Further, when degreasing the green molded body, a method may be used in which the binder made of an acrylic resin or the like is degreased in a non-oxidizing atmosphere so that carbon remains in the sintered body. By thus containing carbon in the ceramic substrate, the high temperature thermal conductivity of the ceramic substrate can be improved. In particular, when crystalline carbon is used, the high temperature thermal conductivity can be further improved. On the other hand, when amorphous carbon is used, a decrease in volume resistivity at high temperature can be suppressed.

【0024】図13は、炭素を800ppm含有したセ
ラミック基板の温度と体積抵抗率との関係を模式的に示
したグラフであるが、温度が上昇するに従って、体積抵
抗率が低下している。また、結晶質の炭素(カーボン)
を使用した場合には、非晶質の炭素(カーボン)を使用
した場合よりも体積抵抗率が低下している。また、図1
4は、炭素を800ppm含有したセラミック基板の温
度と熱伝導率との関係を模式的に示したグラフである。
図14に示したように、結晶質の炭素を使用した方が高
温熱伝導率が高くなっている。従って、体積抵抗率と熱
伝導率のどちらを優先するかで、結晶性の炭素と非晶質
の炭素との配合量を調整する。ただし、非晶質の炭素を
使用しても、無添加のものと比較すると、高温における
熱伝導率の低下は小さくなる。
FIG. 13 is a graph schematically showing the relationship between the temperature and the volume resistivity of the ceramic substrate containing 800 ppm of carbon. The volume resistivity decreases as the temperature rises. Also, crystalline carbon
In the case of using, the volume resistivity is lower than in the case of using amorphous carbon. Also, FIG.
4 is a graph schematically showing the relationship between temperature and thermal conductivity of a ceramic substrate containing 800 ppm of carbon.
As shown in FIG. 14, the high temperature thermal conductivity is higher when crystalline carbon is used. Therefore, the blending amount of crystalline carbon and amorphous carbon is adjusted by giving priority to either volume resistivity or thermal conductivity. However, even if amorphous carbon is used, the decrease in the thermal conductivity at high temperature is smaller than that of the non-added carbon.

【0025】上記セラミック基板のJIS Z 872
1に基づく明度は、N4以下であることが望ましい。明
度とは、物体表面の反射率が大きいか、小さいかを判定
する視覚の属性を示す尺度である。JIS Z 872
1に基づく明度は、無彩色を基準としており、理想的な
黒の明度を0とし、理想的な白の明度を10とする。理
想的な黒と理想的な白との間で、その色の明るさの知覚
が等歩度となるように各色を10分割し、N0〜N10
の記号で表示する。実際の窒化アルミニウム焼結体の明
度を測定する際には、N0〜N10に対応する各標準色
票と、窒化アルミニウム焼結体の表面色とを比較し、窒
化アルミニウム焼結体の明度を決定する。この際、原則
として小数点一位まで明度を決定し、かつ小数点一位の
値は0または5とする。
JIS Z 872 of the above ceramic substrate
The lightness based on 1 is preferably N4 or less. The brightness is a scale indicating a visual attribute for determining whether the reflectance of the object surface is high or low. JIS Z 872
The lightness based on 1 is based on an achromatic color, and the ideal lightness of black is 0 and the ideal lightness of white is 10. Between ideal black and ideal white, each color is divided into 10 so that the perception of the brightness of the color becomes equal, and N0 to N10 are divided.
Display with the symbol. When measuring the brightness of an actual aluminum nitride sintered body, the standard color charts corresponding to N0 to N10 are compared with the surface color of the aluminum nitride sintered body to determine the brightness of the aluminum nitride sintered body. To do. At this time, in principle, the lightness is determined up to the first decimal place, and the value at the first decimal place is 0 or 5.

【0026】上記セラミック基板のJIS Z 872
1に基づく明度がN4以下であれば、黒色化度が大きい
ので、加熱の際に黒体輻射熱を充分に利用することがで
き、また、内部のガード電極やグランド電極等を充分に
隠蔽することができる。
JIS Z 872 of the above ceramic substrate
When the lightness based on 1 is N4 or less, the degree of blackening is large, so it is possible to fully utilize the black body radiant heat during heating, and also to sufficiently hide the internal guard electrode, ground electrode, etc. You can

【0027】セラミック基板に炭素を含有させるため
に、セラミック基板の原料であるセラミック粉末を混合
してグリーンシートを作製する際に炭素粉末を添加する
が、その際には、例えば、ショ糖等の糖や炭化させやす
い高分子物質等を炭化させたものやカーボンブラック等
を使用することができる。
In order to contain carbon in the ceramic substrate, carbon powder is added when the ceramic powder as a raw material of the ceramic substrate is mixed to produce a green sheet. In that case, for example, sucrose or the like is added. It is possible to use carbonized materials such as carbonized sugars and polymer substances that are easily carbonized.

【0028】本発明のウエハプローバで使用されるセラ
ミック基板は、窒化物セラミック、炭化物セラミックお
よび酸化物セラミックに属するセラミックから選ばれる
少なくとも1種であることが望ましい。
The ceramic substrate used in the wafer prober of the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of nitride ceramics, carbide ceramics and oxide ceramics.

【0029】上記窒化物セラミックとしては、金属窒化
物セラミック、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。また、上
記炭化物セラミックとしては、金属炭化物セラミック、
例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、
炭化タンタル、炭化タンステン等が挙げられる。
Examples of the nitride ceramics include metal nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride and titanium nitride. Further, as the above-mentioned carbide ceramics, metal carbide ceramics,
For example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide,
Examples thereof include tantalum carbide and tantalum carbide.

【0030】上記酸化物セラミックとしては、金属酸化
物セラミック、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージ
ェライト、ムライト等が挙げられる。これらのセラミッ
クは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the oxide ceramics include metal oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite and mullite. These ceramics may be used alone or in combination of two or more.

【0031】これらのセラミックの中では、窒化物セラ
ミック、炭化物セラミックの方が酸化物セラミックに比
べて望ましい。熱伝導率が高いからである。また、窒化
物セラミックの中では窒化アルミニウムが最も好適であ
る。熱伝導率が180W/m・Kと最も高いからであ
る。
Among these ceramics, nitride ceramics and carbide ceramics are more preferable than oxide ceramics. This is because the thermal conductivity is high. Aluminum nitride is most preferable among the nitride ceramics. This is because the highest thermal conductivity is 180 W / m · K.

【0032】本発明におけるチャックトップのセラミッ
ク基板の厚さは、チャックトップ導体層より厚いことが
必要であり、具体的には1〜10mmが望ましい。ま
た、本発明においては、シリコンウエハの裏面を電極と
して使用するため、セラミック基板の表面にチャックト
ップ導体層が形成されている。
The thickness of the ceramic substrate of the chuck top in the present invention needs to be thicker than that of the chuck top conductor layer, and specifically 1 to 10 mm is desirable. Further, in the present invention, since the back surface of the silicon wafer is used as an electrode, the chuck top conductor layer is formed on the front surface of the ceramic substrate.

【0033】上記チャックトップ導体層の厚さは、1〜
20μmが望ましい。1μm未満では抵抗値が高くなり
すぎて電極として働かず、一方、20μmを超えると導
体の持つ応力によって剥離しやすくなってしまうからで
ある。
The thickness of the chuck top conductor layer is from 1 to
20 μm is desirable. This is because if it is less than 1 μm, the resistance value becomes too high to function as an electrode, and if it exceeds 20 μm, peeling easily occurs due to the stress of the conductor.

【0034】チャックトップ導体層としては、例えば、
銅、チタン、クロム、ニッケル、貴金属(金、銀、白金
等)、タングステン、モリブデンなどの高融点金属から
選ばれる少なくとも1種の金属を使用することができ
る。
As the chuck top conductor layer, for example,
At least one metal selected from refractory metals such as copper, titanium, chromium, nickel, noble metals (gold, silver, platinum, etc.), tungsten, molybdenum, etc. can be used.

【0035】チャックトップ導体層は、金属や導電性セ
ラミックからなる多孔質体であってもよい。多孔質体の
場合は、後述するような吸引吸着のための溝を形成する
必要がなく、溝の存在を理由としたウエハの破損を防止
することができるだけでなく、表面全体で均一な吸引吸
着を実現できるからである。このような多孔質体として
は、金属焼結体を使用することができる。また、多孔質
体を使用した場合は、その厚さは、1〜200μmで使
用することができる。多孔質体とセラミック基板との接
合は、半田やろう材を用いる。
The chuck top conductor layer may be a porous body made of metal or conductive ceramic. In the case of a porous body, it is not necessary to form a groove for suction and adsorption as described later, it is possible to prevent the damage of the wafer due to the existence of the groove and also to uniformly suck and adsorb the entire surface. This is because A metal sintered body can be used as such a porous body. Moreover, when a porous body is used, the thickness thereof can be 1 to 200 μm. A solder or a brazing material is used for joining the porous body and the ceramic substrate.

【0036】チャックトップ導体層としては、ニッケル
を含むものであることが望ましい。硬度が高く、テスタ
ピンの押圧に対しても変形等しにくいからである。チャ
ックトップ導体層の具体的な構成としては、例えば、初
めにニッケルスパッタリング層を形成し、その上に無電
解ニッケルめっき層を設けたものや、チタン、モリブデ
ン、ニッケルをこの順序でスパッタリングし、さらにそ
の上にニッケルを無電解めっきもしくは電解めっきで析
出させたもの等が挙げられる。
The chuck top conductor layer preferably contains nickel. This is because the hardness is high and it is difficult to deform even when the tester pin is pressed. As a concrete configuration of the chuck top conductor layer, for example, a nickel sputtering layer is first formed, and an electroless nickel plating layer is provided thereon, or titanium, molybdenum and nickel are sputtered in this order, and The thing etc. which made nickel deposit on it by electroless plating or electrolytic plating etc. are mentioned.

【0037】また、チタン、モリブデン、ニッケルをこ
の順序でスパッタリングし、さらにその上に銅およびニ
ッケルを無電解めっきで析出させたものであってもよ
い。銅層を形成することでチャックトップ電極の抵抗値
を低減させることができるからである。
Alternatively, titanium, molybdenum, and nickel may be sputtered in this order, and copper and nickel may be deposited thereon by electroless plating. This is because the resistance value of the chuck top electrode can be reduced by forming the copper layer.

【0038】さらに、チタン、銅をこの順でスパッタリ
ングし、さらにその上にニッケルを無電解めっきもしく
は無電解めっきで析出させたものであってもよい。ま
た、クロム、銅をこの順でスパッタリングし、さらにそ
の上にニッケルを無電解めっきもしくは無電解めっきで
析出させたものとすることも可能である。
Further, titanium and copper may be sputtered in this order, and nickel may be deposited thereon by electroless plating or electroless plating. Alternatively, chromium and copper may be sputtered in this order, and nickel may be deposited thereon by electroless plating or electroless plating.

【0039】上記チタン、クロムは、セラミックとの密
着性を向上させることができ、また、モリブデンはニッ
ケルとの密着性を改善することができる。チタン、クロ
ムの厚みは0.1〜0.5μm、モリブデンの厚みは
0.5〜7.0μm、ニッケルの厚みは0.4〜2.5
μmが望ましい。
Titanium and chromium can improve the adhesion to ceramics, and molybdenum can improve the adhesion to nickel. The thickness of titanium and chromium is 0.1 to 0.5 μm, the thickness of molybdenum is 0.5 to 7.0 μm, and the thickness of nickel is 0.4 to 2.5.
μm is desirable.

【0040】上記チャックトップ導体層の表面には、貴
金属層(金、銀、白金、パラジウム)が形成されている
ことが望ましい。貴金属層は、卑金属のマイグレーショ
ンによる汚染を防止することができるからである。貴金
属層の厚さは、0.01〜15μmが望ましい。
It is desirable that a precious metal layer (gold, silver, platinum, palladium) be formed on the surface of the chuck top conductor layer. This is because the noble metal layer can prevent contamination due to migration of the base metal. The thickness of the noble metal layer is preferably 0.01 to 15 μm.

【0041】本発明においては、セラミック基板に温度
制御手段を設けておくことが望ましい。加熱または冷却
しながらシリコンウエハの導通試験を行うことができる
からである。
In the present invention, it is desirable to provide the ceramic substrate with temperature control means. This is because the continuity test of the silicon wafer can be performed while heating or cooling.

【0042】上記温度制御手段としては図1に示した発
熱体41のほかに、ペルチェ素子であってもよい。発熱
体を設ける場合は、冷却手段としてエアー等の冷媒の吹
きつけ口などを設けておいてもよい。発熱体は、複数層
設けてもよい。この場合は、各層のパターンは相互に補
完するように形成されて、加熱面からみるとどこかの層
にパターンが形成された状態が望ましい。例えば、互い
に千鳥の配置になっている構造である。
As the temperature control means, a Peltier element may be used in addition to the heating element 41 shown in FIG. When the heating element is provided, a blowing port for a cooling medium such as air may be provided as a cooling means. The heating element may be provided in a plurality of layers. In this case, it is desirable that the patterns of the respective layers are formed so as to complement each other, and the pattern is formed in any of the layers as viewed from the heating surface. For example, a structure in which staggered arrangement is provided.

【0043】発熱体としては、例えば、金属または導電
性セラミックの焼結体、金属箔、金属線等が挙げられ
る。金属焼結体としては、タングステン、モリブデンか
ら選ばれる少なくとも1種が好ましい。これらの金属は
比較的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗値を有する
からである。
Examples of the heating element include a sintered body of metal or conductive ceramic, a metal foil, a metal wire and the like. The metal sintered body is preferably at least one selected from tungsten and molybdenum. This is because these metals are relatively difficult to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat.

【0044】また、導電性セラミックとしては、タング
ステン、モリブデンの炭化物から選ばれる少なくとも1
種を使用することができる。さらに、セラミック基板の
外側に発熱体を形成する場合には、金属焼結体として
は、貴金属(金、銀、パラジウム、白金)、ニッケルを
使用することが望ましい。具体的には銀、銀−パラジウ
ムなどを使用することができる。上記金属焼結体に使用
される金属粒子は、球状、リン片状、もしくは球状とリ
ン片状の混合物を使用することができる。
As the conductive ceramic, at least one selected from carbides of tungsten and molybdenum is used.
Seeds can be used. Further, when the heating element is formed on the outside of the ceramic substrate, it is desirable to use a noble metal (gold, silver, palladium, platinum) or nickel as the metal sintered body. Specifically, silver, silver-palladium, or the like can be used. The metal particles used in the metal sintered body may be spherical, flaky, or a mixture of spherical and flaky.

【0045】金属焼結体中には、金属酸化物を添加して
もよい。上記金属酸化物を使用するのは、窒化物セラミ
ックまたは炭化物セラミックと金属粒子を密着させるた
めである。上記金属酸化物により、窒化物セラミックま
たは炭化物セラミックと金属粒子との密着性が改善され
る理由は明確ではないが、金属粒子表面および窒化物セ
ラミックまたは炭化物セラミックの表面はわずかに酸化
膜が形成されており、この酸化膜同士が金属酸化物を介
して焼結して一体化し、金属粒子と窒化物セラミックま
たは炭化物セラミックが密着するのではないかと考えら
れる。
A metal oxide may be added to the metal sintered body. The reason why the above metal oxide is used is to bring the nitride ceramic or the carbide ceramic into close contact with the metal particles. It is not clear why the metal oxide improves the adhesion between the nitride ceramic or the carbide ceramic and the metal particle, but a slight oxide film is formed on the surface of the metal particle and the surface of the nitride ceramic or the carbide ceramic. Therefore, it is considered that the oxide films are sintered and integrated with each other through the metal oxide, and the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic adhere to each other.

【0046】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素(B 23 )、アル
ミナ、イットリア、チタニアから選ばれる少なくとも1
種が好ましい。これらの酸化物は、発熱体の抵抗値を大
きくすることなく、金属粒子と窒化物セラミックまたは
炭化物セラミックとの密着性を改善できるからである。
Examples of the above metal oxide include, for example, oxidation.
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O3 ), Al
At least one selected from Mina, Yttria, and Titania
Seeds are preferred. These oxides increase the resistance value of the heating element.
Metal particles and nitride ceramic or
This is because the adhesion with the carbide ceramic can be improved.

【0047】上記金属酸化物は、金属粒子に対して0.
1重量%以上10重量%未満であることが望ましい。抵
抗値が大きくなりすぎず、金属粒子と窒化物セラミック
または炭化物セラミックとの密着性を改善することがで
きるからである。
The above-mentioned metal oxide has a metal content of 0.
It is desirable to be 1% by weight or more and less than 10% by weight. This is because the resistance value does not become too large and the adhesion between the metal particles and the nitride ceramic or the carbide ceramic can be improved.

【0048】また、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホ
ウ素(B23 )、アルミナ、イットリア、チタニアの
割合は、金属酸化物の全量を100重量部とした場合
に、酸化鉛が1〜10重量部、シリカが1〜30重量
部、酸化ホウ素が5〜50重量部、酸化亜鉛が20〜7
0重量部、アルミナが1〜10重量部、イットリアが1
〜50重量部、チタニアが1〜50主部が好ましい。但
し、これらの合計が100重量部を超えない範囲で調整
されることが望ましい。これらの範囲が特に窒化物セラ
ミックとの密着性を改善できる範囲だからである。
The proportions of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania are such that when the total amount of metal oxide is 100 parts by weight, lead oxide is 1 to 1. 10 parts by weight, 1 to 30 parts by weight of silica, 5 to 50 parts by weight of boron oxide, 20 to 7 of zinc oxide.
0 parts by weight, alumina 1 to 10 parts by weight, yttria 1
.About.50 parts by weight, and titania is preferably 1 to 50 parts by weight. However, it is desirable that the total amount of these components be adjusted within a range not exceeding 100 parts by weight. This is because these ranges are ranges in which the adhesion with the nitride ceramic can be improved.

【0049】発熱体をセラミック基板の表面に設ける場
合は、発熱体の表面は、金属層410で被覆されている
ことが望ましい(図11(e)参照)。発熱体は、金属
粒子の焼結体であり、露出していると酸化しやすく、こ
の酸化により抵抗値が変化してしまう。そこで、表面を
金属層で被覆することにより、酸化を防止することがで
きるのである。
When the heating element is provided on the surface of the ceramic substrate, it is desirable that the surface of the heating element is covered with the metal layer 410 (see FIG. 11 (e)). The heating element is a sintered body of metal particles, and if it is exposed, it is easily oxidized, and this oxidation changes the resistance value. Therefore, by coating the surface with a metal layer, oxidation can be prevented.

【0050】金属層の厚さは、0.1〜10μmが望ま
しい。発熱体の抵抗値を変化させることなく、発熱体の
酸化を防止することができる範囲だからである。被覆に
使用される金属は、非酸化性の金属であればよい。具体
的には、金、銀、パラジウム、白金、ニッケルから選ば
れる少なくとも1種以上が好ましい。なかでもニッケル
がさらに好ましい。発熱体には電源と接続するための端
子が必要であり、この端子は、半田を介して発熱体に取
り付けるが、ニッケルは半田の熱拡散を防止するからで
ある。接続端子しては、コバール製の端子ピンを使用す
ることができる。なお、発熱体をヒータ板内部に形成す
る場合は、発熱体表面が酸化されることがないため、被
覆は不要である。発熱体をヒータ板内部に形成する場
合、発熱体の表面の一部が露出していてもよい。
The thickness of the metal layer is preferably 0.1 to 10 μm. This is because the range can prevent oxidation of the heating element without changing the resistance value of the heating element. The metal used for coating may be a non-oxidizing metal. Specifically, at least one selected from gold, silver, palladium, platinum and nickel is preferable. Of these, nickel is more preferable. This is because the heating element needs a terminal for connecting to a power source, and this terminal is attached to the heating element via solder, but nickel prevents heat diffusion of the solder. A terminal pin made by Kovar can be used as the connection terminal. In addition, when the heating element is formed inside the heater plate, the surface of the heating element is not oxidized, and thus coating is unnecessary. When the heating element is formed inside the heater plate, a part of the surface of the heating element may be exposed.

【0051】発熱体として使用する金属箔としては、ニ
ッケル箔、ステンレス箔をエッチング等でパターン形成
して発熱体としたものが望ましい。パターン化した金属
箔は、樹脂フィルム等ではり合わせてもよい。金属線と
しては、例えば、タングステン線、モリブデン線等が挙
げられる。
As the metal foil used as the heating element, it is desirable to use a nickel foil or a stainless foil as a heating element by patterning by etching or the like. The patterned metal foil may be laminated with a resin film or the like. Examples of the metal wire include a tungsten wire and a molybdenum wire.

【0052】温度制御手段としてペルチェ素子を使用す
る場合は、電流の流れる方向を変えることにより発熱、
冷却両方行うことができるため有利である。ペルチェ素
子は、図7に示すように、p型、n型の熱電素子440
を直列に接続し、これをセラミック板441などに接合
させることにより形成される。ペルチェ素子としては、
例えば、シリコン・ゲルマニウム系、ビスマス・アンチ
モン系、鉛・テルル系材料等が挙げられる。
When a Peltier element is used as the temperature control means, heat is generated by changing the direction of current flow.
This is advantageous because both cooling can be performed. As shown in FIG. 7, the Peltier element is a p-type or n-type thermoelectric element 440.
Are connected in series and are joined to a ceramic plate 441 or the like. As a Peltier element,
For example, a silicon / germanium-based material, a bismuth / antimony-based material, a lead / tellurium-based material, or the like can be used.

【0053】本発明では、温度制御手段とチャックトッ
プ導体層との間に少なくとも1層以上の導電層が形成さ
れていることが望ましい。図1におけるガード電極5と
グランド電極6が上記導体層に相当する。ガード電極5
は、測定回路内に介在するストレイキャパシタをキャン
セルするための電極であり、測定回路(即ち、図1のチ
ャックトップ導体層2)の接地電位が与えられている。
また、グランド電極6は、温度制御手段からのノイズを
キャンセルするために設けられている。これらの電極の
厚さは、1〜20μmが望ましい。薄すぎると、抵抗値
が高くなり、厚すぎるとセラミック基板が反ったり、熱
衝撃性が低下するからである。
In the present invention, it is desirable that at least one conductive layer is formed between the temperature control means and the chuck top conductive layer. The guard electrode 5 and the ground electrode 6 in FIG. 1 correspond to the conductor layer. Guard electrode 5
Is an electrode for canceling the stray capacitor interposed in the measurement circuit, and is supplied with the ground potential of the measurement circuit (that is, the chuck top conductor layer 2 in FIG. 1).
The ground electrode 6 is provided to cancel noise from the temperature control means. The thickness of these electrodes is preferably 1 to 20 μm. If it is too thin, the resistance value will be high, and if it is too thick, the ceramic substrate will warp and the thermal shock resistance will decrease.

【0054】これらのガード電極5、グランド電極6
は、図4に示したような格子状に設けられていることが
望ましい。即ち、円形状の導体層51の内部に矩形状の
導体層非形成部52が多数整列して存在する形状であ
る。このような形状としたのは、導体層上下のセラミッ
ク同士の密着性を改善するためである。本発明のウエハ
プローバのチャックトップ導体層形成面には図2に示し
たように溝7と空気の吸引孔8が形成されていることが
望ましい。吸引孔8は、複数設けられて均一な吸着が図
られる。シリコンウエハWを載置して吸引孔8から空気
を吸引してシリコンウエハWを吸着させることができる
からである。
These guard electrode 5 and ground electrode 6
Are preferably provided in a grid pattern as shown in FIG. That is, a large number of rectangular conductor layer non-forming portions 52 are arranged inside the circular conductor layer 51. This shape is used to improve the adhesion between the ceramics above and below the conductor layer. It is desirable that the surface of the wafer prober of the present invention on which the chuck top conductor layer is formed is provided with the groove 7 and the air suction hole 8 as shown in FIG. A plurality of suction holes 8 are provided to achieve uniform suction. This is because the silicon wafer W can be placed and the air can be sucked from the suction holes 8 to suck the silicon wafer W.

【0055】本発明におけるウエハプローバとしては、
例えば、図1に示すようにセラミック基板3の底面に発
熱体41が設けられ、発熱体41とチャックトップ導体
層2との間にガード電極5の層とグランド電極6の層と
がそれぞれ設けられた構成のウエハプローバ101、図
5に示すようにセラミック基板3の内部に扁平形状の発
熱体42が設けられ、発熱体42とチャックトップ導体
層2との間にガード電極5とグランド電極6とが設けら
れた構成のウエハプローバ201、図6に示すようにセ
ラミック基板3の内部に発熱体である金属線43が埋設
され、金属線43とチャックトップ導体層2との間にガ
ード電極5とグランド電極6とが設けられた構成のウエ
ハプローバ301、図7に示すようにペルチェ素子44
(熱電素子440とセラミック基板441からなる)が
セラミック基板3の外側に形成され、ペルチェ素子44
とチャックトップ導体層2との間にガード電極5とグラ
ンド電極6とが設けられた構成のウエハプローバ401
等が挙げられる。いずれのウエハプローバも、溝7と吸
引孔8とを必ず有している。
As the wafer prober in the present invention,
For example, as shown in FIG. 1, a heating element 41 is provided on the bottom surface of the ceramic substrate 3, and a layer of the guard electrode 5 and a layer of the ground electrode 6 are provided between the heating element 41 and the chuck top conductor layer 2, respectively. The wafer prober 101 having the above structure is provided with the flat heating element 42 inside the ceramic substrate 3 as shown in FIG. 5, and the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are provided between the heating element 42 and the chuck top conductor layer 2. A wafer prober 201 having a structure in which a metal wire 43 as a heating element is embedded inside the ceramic substrate 3 as shown in FIG. 6, and a guard electrode 5 is formed between the metal wire 43 and the chuck top conductor layer 2. A wafer prober 301 having a structure provided with a ground electrode 6, and a Peltier device 44 as shown in FIG.
The Peltier element 44 (consisting of the thermoelectric element 440 and the ceramic substrate 441) is formed on the outside of the ceramic substrate 3.
Wafer prober 401 having a structure in which the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are provided between the chuck top conductor layer 2 and the chuck top conductor layer 2.
Etc. Each wafer prober always has a groove 7 and a suction hole 8.

【0056】本発明では、図1〜7に示したようにセラ
ミック基板3の内部に発熱体42、43が形成され(図
5〜6)、セラミック基板3の内部にガード電極5、グ
ランド電極6(図1〜7)が形成されるため、これらと
外部端子とを接続するための接続部(スルーホール)1
6、17、18が必要となる。スルーホール16、1
7、18は、タングステンペースト、モリブデンペース
トなどの高融点金属、タングステンカーバイド、モリブ
デンカーバイドなどの導電性セラミックを充填すること
により形成される。
In the present invention, heating elements 42 and 43 are formed inside the ceramic substrate 3 as shown in FIGS. 1 to 7 (FIGS. 5 to 6), and the guard electrode 5 and the ground electrode 6 are formed inside the ceramic substrate 3. (FIGS. 1 to 7) are formed, and therefore a connecting portion (through hole) for connecting these to external terminals 1
6, 17, 18 are required. Through holes 16, 1
7, 18 are formed by filling a refractory metal such as tungsten paste or molybdenum paste, or a conductive ceramic such as tungsten carbide or molybdenum carbide.

【0057】また、接続部(スルーホール)16、1
7、18の直径は、0.1〜10mmが望ましい。断線
を防止しつつ、クラックや歪みを防止できるからであ
る。このスルーホールを接続パッドとして外部端子ピン
を接続する(図11(g)参照)。
Further, the connecting portions (through holes) 16, 1
The diameter of 7, 18 is preferably 0.1 to 10 mm. This is because it is possible to prevent cracks and distortions while preventing disconnection. External terminal pins are connected using the through holes as connection pads (see FIG. 11 (g)).

【0058】接続は、半田、ろう材により行う。ろう材
としては銀ろう、パラジウムろう、アルミニウムろう、
金ろうを使用する。金ろうとしては、Au−Ni合金が
望ましい。Au−Ni合金は、タングステンとの密着性
に優れるからである。
Connection is made with solder or brazing material. As a brazing material, silver brazing, palladium brazing, aluminum brazing,
Use gold wax. Au-Ni alloy is preferable for gold brazing. This is because the Au-Ni alloy has excellent adhesion to tungsten.

【0059】Au/Niの比率は、〔81.5〜82.
5(重量%)〕/〔18.5〜17.5(重量%)〕が
望ましい。Au−Ni層の厚さは、0.1〜50μmが
望ましい。接続を確保するに充分な範囲だからである。
また、10-6〜10-5Paの高真空で500℃〜100
0℃の高温で使用するとAu−Cu合金では劣化する
が、Au−Ni合金ではこのような劣化がなく有利であ
る。また、Au−Ni合金中の不純物元素量は全量を1
00重量部とした場合に1重量部未満であることが望ま
しい。
The Au / Ni ratio is [81.5 to 82.
5 (wt%)] / [18.5 to 17.5 (wt%)] is desirable. The thickness of the Au—Ni layer is preferably 0.1 to 50 μm. This is because the range is sufficient to secure the connection.
Moreover, at a high vacuum of 10 −6 to 10 −5 Pa, 500 ° C. to 100 ° C.
When used at a high temperature of 0 ° C., the Au—Cu alloy deteriorates, but the Au—Ni alloy is advantageous because it does not deteriorate. The total amount of impurity elements in the Au-Ni alloy is 1
When the amount is 00 parts by weight, it is preferably less than 1 part by weight.

【0060】本発明では、必要に応じてセラミック基板
に熱電対を埋め込んでおくことができる。熱電対により
発熱体の温度を測定し、そのデータをもとに電圧、電流
量を変えて、温度を制御することができるからである。
熱電対の金属線の接合部位の大きさは、各金属線の素線
径と同一か、もしくは、それよりも大きく、かつ、0.
5mm以下がよい。このような構成によって、接合部分
の熱容量が小さくなり、温度が正確に、また、迅速に電
流値に変換されるのである。このため、温度制御性が向
上してウエハの加熱面の温度分布が小さくなるのであ
る。上記熱電対としては、例えば、JIS−C−160
2(1980)に挙げられるように、K型、R型、B
型、S型、E型、J型、T型熱電対が挙げられる。
In the present invention, a thermocouple can be embedded in the ceramic substrate if necessary. This is because the temperature of the heating element can be measured with a thermocouple and the temperature can be controlled by changing the voltage and current amount based on the data.
The size of the joining portion of the metal wires of the thermocouple is equal to or larger than the wire diameter of each metal wire, and 0.
5 mm or less is preferable. With such a configuration, the heat capacity of the joint portion is reduced, and the temperature is converted into a current value accurately and quickly. Therefore, the temperature controllability is improved and the temperature distribution on the heating surface of the wafer is reduced. As the thermocouple, for example, JIS-C-160
2 (1980), K type, R type, B type
Type, S type, E type, J type, and T type thermocouples.

【0061】図8は、以上のような構成の本発明のウエ
ハプローバを設置するための支持容器11を模式的に示
した断面図である。この支持容器11には、冷媒吹き出
し口12が形成されており、冷媒注入口14から冷媒が
吹き込まれる。また、吸引口13から空気を吸引して吸
引孔8を介してウエハプローバ上に載置されたシリコン
ウエハ(図示せず)を溝7に吸い付けるのである。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the support container 11 for installing the wafer prober of the present invention having the above structure. A coolant outlet 12 is formed in the support container 11, and the coolant is blown from the coolant inlet 14. Further, air is sucked from the suction port 13 and the silicon wafer (not shown) placed on the wafer prober is sucked into the groove 7 through the suction hole 8.

【0062】図9(a)は、支持容器の他の一例を模式
的に示した水平断面図であり、(b)は、(a)図にお
けるB−B線断面図である。図9に示したように、この
支持容器21では、ウエハプローバがプローブカードの
テスタピンの押圧によって反らないように、多数の支持
柱15が設けられている。支持容器は、アルミニウム合
金、ステンレスなどを使用することができる。
FIG. 9 (a) is a horizontal sectional view schematically showing another example of the supporting container, and FIG. 9 (b) is a sectional view taken along line BB in FIG. 9 (a). As shown in FIG. 9, the support container 21 is provided with a large number of support columns 15 so that the wafer prober does not warp due to the pressing of the tester pins of the probe card. An aluminum alloy, stainless steel, etc. can be used for a support container.

【0063】次に、本発明のウエハプローバの製造方法
の一例を図10〜11に示した断面図に基づき説明す
る。 (1)まず、酸化物セラミック、窒化物セラミック、炭
化物セラミックなどのセラミックの粉体を炭素(カーボ
ン)、バインダおよび溶剤と混合してグリーンシート3
0を得る。
Next, an example of the method for manufacturing the wafer prober of the present invention will be described with reference to the sectional views shown in FIGS. (1) First, a powder of ceramics such as oxide ceramics, nitride ceramics, and carbide ceramics is mixed with carbon, a binder, and a solvent to produce the green sheet 3
Get 0.

【0064】前述したセラミック粉体としては、例え
ば、窒化アルミニウム、炭化ケイ素などを使用すること
ができ、必要に応じて、イットリアなどの焼結助剤など
を加えてもよい。また、炭素は、ショ糖や高分子物質を
炭化させたものであってもよく、カーボンブラック等の
炭素粉末であってもよい。また、カーボンは、結晶性の
ものであっもよく、非晶質のものであってもよい。
As the above-mentioned ceramic powder, for example, aluminum nitride, silicon carbide or the like can be used, and if necessary, a sintering aid such as yttria may be added. The carbon may be carbonized from sucrose or a high molecular substance, or may be carbon powder such as carbon black. The carbon may be crystalline or amorphous.

【0065】また、バインダとしては、アクリル系バイ
ンダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニ
ルアルコールから選ばれる少なくとも1種が望ましい。
さらに、溶媒としては、α−テルピネオール、グリコー
ルから選ばれる少なくとも1種が望ましい。これらを混
合して得られるペーストをドクターブレード法でシート
状に成形してグリーンシート30を作製する。
The binder is preferably at least one selected from acrylic binders, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol.
Further, the solvent is preferably at least one selected from α-terpineol and glycol. The paste obtained by mixing these is formed into a sheet by a doctor blade method to produce a green sheet 30.

【0066】グリーンシート30に、必要に応じてシリ
コンウエハの支持ピンを挿入する貫通孔や熱電対を埋め
込む凹部を設けておくことができる。貫通孔や凹部は、
パンチングなどで形成することができる。グリーンシー
ト30の厚さは、0.1〜5mm程度が好ましい。
If necessary, the green sheet 30 may be provided with through holes for inserting the support pins of the silicon wafer and recesses for embedding the thermocouple. Through holes and recesses
It can be formed by punching or the like. The thickness of the green sheet 30 is preferably about 0.1 to 5 mm.

【0067】次に、グリーンシート30にガード電極、
グランド電極を印刷する。印刷は、グリーンシート30
の収縮率を考慮して所望のアスペクト比が得られるよう
に行い、これによりガード電極印刷体50、グランド電
極印刷体60を得る。印刷体は、導電性セラミック、金
属粒子などを含む導電性ペーストを印刷することにより
形成する。
Next, the green sheet 30 is provided with a guard electrode,
Print the ground electrode. Printed on the green sheet 30
Is performed so as to obtain a desired aspect ratio in consideration of the contraction rate of the guard electrode printed matter 50 and the ground electrode printed matter 60. The printed body is formed by printing a conductive paste containing conductive ceramics, metal particles and the like.

【0068】これらの導電性ペースト中に含まれる導電
性セラミック粒子としては、タングステンまたはモリブ
デンの炭化物が最適である。酸化しにくく、熱伝導率が
低下しにくいからである。また、金属粒子としては、例
えば、タングステン、モリブデン、白金、ニッケルなど
を使用することができる。
Carbide of tungsten or molybdenum is most suitable as the conductive ceramic particles contained in these conductive pastes. This is because it is difficult to oxidize and the thermal conductivity does not easily decrease. Further, as the metal particles, for example, tungsten, molybdenum, platinum, nickel or the like can be used.

【0069】導電性セラミック粒子、金属粒子の平均粒
子径は0.1〜5μmが好ましい。これらの粒子は、大
きすぎても小さすぎてもペーストを印刷しにくいからで
ある。このようなペーストとしては、金属粒子または導
電性セラミック粒子85〜97重量部、アクリル系、エ
チルセルロース、ブチルセロソルブおよびポリビニルア
ルコールから選ばれる少なくとも1種のバインダ1.5
〜10重量部、α−テルピネオール、グリコール、エチ
ルアルコールおよびブタノールから選ばれる少なくとも
1種の溶媒を1.5〜10重量部混合して調製したぺー
ストが最適である。さらに、パンチング等で形成した孔
に、導電ペーストを充填してスルーホール印刷体16
0、170を得る。
The average particle diameter of the conductive ceramic particles and the metal particles is preferably 0.1 to 5 μm. This is because it is difficult to print the paste when these particles are too large or too small. As such a paste, 85 to 97 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles, at least one binder selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve and polyvinyl alcohol 1.5
The paste prepared by mixing 10 to 10 parts by weight, 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from α-terpineol, glycol, ethyl alcohol and butanol is most suitable. Further, the holes formed by punching or the like are filled with a conductive paste, and the through-hole printed body 16 is formed.
You get 0,170.

【0070】次に、図10(a)に示すように、印刷体
50、60、160、170を有するグリーンシート3
0と、印刷体を有さないグリーンシート30を積層す
る。発熱体形成側に印刷体を有さないグリーンシート3
0を積層するのは、スルーホールの端面が露出して、発
熱体形成の焼成の際に酸化してしまうことを防止するた
めである。もしスルーホールの端面が露出したまま、発
熱体形成の焼成を行うのであれば、ニッケルなどの酸化
しにくい金属をスパッタリングする必要があり、さらに
好ましくは、Au−Niの金ろうで被覆してもよい。
Next, as shown in FIG. 10A, the green sheet 3 having the printed bodies 50, 60, 160 and 170.
0 and the green sheet 30 having no printed body are laminated. Green sheet 3 that does not have a printed body on the heating element formation side
The reason why 0 is stacked is to prevent the end face of the through hole from being exposed and being oxidized during firing for forming the heating element. If the firing for forming the heating element is performed with the end face of the through hole exposed, it is necessary to sputter a metal that is difficult to oxidize such as nickel, and more preferably, even if it is covered with Au—Ni gold brazing. Good.

【0071】(2)次に、図10(b)に示すように、
積層体の加熱および加圧を行い、グリーンシートおよび
導電ペーストを焼結させる。加熱温度は、1000〜2
000℃、加圧は100〜200kg/cm2 が好まし
く、これらの加熱および加圧は、不活性ガス雰囲気下で
行う。不活性ガスとしては、アルゴン、窒素などを使用
することができる。この工程でスルーホール16、1
7、ガード電極5、グランド電極6が形成される。ま
た、セラミック基板は、カーボンを含んでいるので、黒
色化される。
(2) Next, as shown in FIG.
The laminated body is heated and pressed to sinter the green sheet and the conductive paste. The heating temperature is 1000-2
The pressure and pressure are preferably 100 to 200 kg / cm 2 , and the heating and pressurization are performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, argon, nitrogen or the like can be used. Through holes 16 and 1 in this process
7, the guard electrode 5, and the ground electrode 6 are formed. Further, since the ceramic substrate contains carbon, it is blackened.

【0072】(3)次に、図10(c)に示すように、
マスクを介したサンドブラスト処理等により、焼結体の
表面に溝7を設ける。 (4)次に、図10(d)に示すように、焼結体の底面
に導電ペーストを印刷してこれを焼成し、発熱体41を
作製する。形成された発熱体41は、セラミック基板の
表面にしっかりと密着する。
(3) Next, as shown in FIG.
Grooves 7 are provided on the surface of the sintered body by sandblasting or the like through a mask. (4) Next, as shown in FIG. 10 (d), a conductive paste is printed on the bottom surface of the sintered body and fired to produce the heating element 41. The formed heating element 41 firmly adheres to the surface of the ceramic substrate.

【0073】(5)次に、図11(e)に示すように、
ウエハ載置面(溝形成面)にチタン、モリブデン、ニッ
ケル等をスパッタリングした後、無電解ニッケルめっき
等を施し、チャックトップ導体層2を設ける。このとき
同時に、発熱体41の表面にも無電解ニッケルめっき等
により保護層410を形成する。
(5) Next, as shown in FIG.
After sputtering titanium, molybdenum, nickel or the like on the wafer mounting surface (groove forming surface), electroless nickel plating or the like is performed to provide the chuck top conductor layer 2. At the same time, a protective layer 410 is formed on the surface of the heating element 41 by electroless nickel plating or the like.

【0074】(6)次に、図11(f)に示すように、
溝7から裏面にかけて貫通する吸引孔8、外部端子接続
のための袋孔180を設ける。袋孔180の内壁は、そ
の少なくとも一部が導電化され、その導電化された内壁
は、ガード電極5、グランド電極6などと接続されてい
ることが望ましい。
(6) Next, as shown in FIG.
A suction hole 8 penetrating from the groove 7 to the back surface and a blind hole 180 for connecting an external terminal are provided. It is preferable that at least a part of the inner wall of the blind hole 180 is made conductive, and the made conductive inner wall is connected to the guard electrode 5, the ground electrode 6, and the like.

【0075】(7)最後に、図11(g)に示すよう
に、発熱体41表面の取りつけ部位に半田ペーストを印
刷した後、外部端子ピン191を乗せて、加熱してリフ
ローする。加熱温度は、200〜500℃が好適であ
る。
(7) Finally, as shown in FIG. 11 (g), after the solder paste is printed on the mounting portion on the surface of the heating element 41, the external terminal pins 191 are mounted and heated for reflow. The heating temperature is preferably 200 to 500 ° C.

【0076】また、袋孔180にも金ろうを介して外部
端子19、190を設ける。さらに、必要に応じて、有
底孔を設け、その内部に熱電対を埋め込むことができ
る。半田は銀−鉛、鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合
金を使用することができる。なお、半田層の厚さは、
0.1〜50μmが望ましい。半田による接続を確保す
るに充分な範囲だからである。
External terminals 19 and 190 are also provided in the bag hole 180 through a brazing filler metal. Further, if necessary, a bottomed hole may be provided and a thermocouple may be embedded inside the hole. As the solder, an alloy such as silver-lead, lead-tin, bismuth-tin can be used. The thickness of the solder layer is
0.1 to 50 μm is desirable. This is because the range is sufficient to secure the connection with solder.

【0077】なお、上記説明ではウエハプローバ101
(図1参照)を例にしたが、ウエハプローバ201(図
5参照)を製造する場合は、発熱体をグリーンシートに
印刷すればよい。また、ウエハプローバ301(図6参
照)を製造する場合は、セラミック粉末中にガード電
極、グランド電極として金属板を、また金属線を発熱体
にして埋め込み、焼結すればよい。さらに、ウエハプロ
ーバ401(図7参照)を製造する場合は、ペルチェ素
子を溶射金属層を介して接合すればよい。
In the above description, the wafer prober 101
Although the wafer prober 201 (see FIG. 5) is manufactured, the heating element may be printed on the green sheet. Further, when the wafer prober 301 (see FIG. 6) is manufactured, a metal plate as a guard electrode and a ground electrode in the ceramic powder, and a metal wire as a heating element may be embedded and sintered. Further, when the wafer prober 401 (see FIG. 7) is manufactured, the Peltier element may be joined via the sprayed metal layer.

【0078】[0078]

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 (実施例1)ウエハプローバ101(図1参照)の製造 (1)まず、ショ糖を空気中、500℃で加熱すること
によりカーボンを得た。次に、窒化アルミニウム粉末
(トクヤマ社製、平均粒径1.1μm)100重量部、
イットリア(平均粒径0.4μm)4重量部、上記のカ
ーボン0.09重量部、および、1─ブタノールおよび
エタノールからなるアルコール53重量部を混合して得
た混合組成物を、ドクターブレード法を用いて成形し、
厚さ0.47mmのグリーンシートを得た。
The present invention will be described in more detail below. (Example 1) Production of wafer prober 101 (see Fig. 1) (1) First, carbon was obtained by heating sucrose in air at 500 ° C. Next, 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm),
Using a doctor blade method, a mixed composition obtained by mixing 4 parts by weight of yttria (average particle size 0.4 μm), 0.09 part by weight of the above carbon, and 53 parts by weight of alcohol consisting of 1-butanol and ethanol was used. Molded using
A green sheet having a thickness of 0.47 mm was obtained.

【0079】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、パンチングにて発熱体と外部端
子ピンと接続するためのスルーホール用の貫通孔を設け
た。 (3)平均粒子径1μmのタングステンカーバイド粒子
100重量部、アクリル系バインダ3.0重量部、α─
テルピネオール溶媒3.5重量および分散剤0.3重量
部を混合して導電性ペーストAとした。また、平均粒子
径3μmのタングステン粒子100重量部、アクリル系
バインダ1.9重量部、α─テルピネオール溶媒を3.
7重量部、分散剤0.2重量部を混合して導電性ペース
トBとした。
(2) Next, this green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, a through hole for through hole for connecting the heating element and the external terminal pin was provided by punching. (3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, 3.0 parts by weight of an acrylic binder, α-
3.5 parts by weight of a terpineol solvent and 0.3 part by weight of a dispersant were mixed to prepare a conductive paste A. Also, 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, and α-terpineol solvent were added in an amount of 3.
7 parts by weight and 0.2 parts by weight of a dispersant were mixed to prepare a conductive paste B.

【0080】次に、グリーンシートに、この導電性ペー
ストAを用いたスクリーン印刷で、格子状のガード電極
用印刷体50、グランド電極用印刷体60を印刷印刷し
た。また、端子ピンと接続するためのスルーホール用の
貫通孔に導電性ペーストBを充填した。
Next, the grid-shaped print body for guard electrode 50 and the print body for ground electrode 60 were printed on the green sheet by screen printing using the conductive paste A. Further, the conductive paste B was filled in the through holes for through holes for connecting to the terminal pins.

【0081】さらに、印刷されたグリーンシートおよび
印刷がされていないグリーンシートを50枚積層して1
30℃、80kg/cm2 の圧力で一体化することによ
り積層体を作製した(図10(a)参照)。
Further, 50 printed green sheets and 50 unprinted green sheets are laminated to form 1
A laminated body was produced by integrating at 30 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 (see FIG. 10A).

【0082】(4)次に、この積層体を窒素ガス中で6
00℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150kg/
cm2 で3時間ホットプレスし、厚さ3mmの窒化アル
ミニウム板状体を得た。得られた板状体を、直径230
mmの円形状に切り出してセラミック製の板状体とした
(図10(b)参照)。スルーホール16、17の大き
さは、直径0.2mm、深さ0.2mmであった。ま
た、ガード電極5、グランド電極6の厚さは10μm、
ガード電極5の形成位置は、ウエハ載置面から1mm、
グランド電極6の形成位置は、ウエハ載置面から1.2
mmであった。また、ガード電極5およびグランド電極
6の導体非形成領域(方形)の1辺の大きさは、0.5
mmであった。
(4) Next, this laminated body was subjected to 6 in nitrogen gas.
Degreasing at 00 ℃ for 5 hours, 1890 ℃, pressure 150kg /
It was hot-pressed at cm 2 for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate-shaped body having a thickness of 3 mm. The obtained plate-shaped body has a diameter of 230
A circular plate of mm was cut out to obtain a ceramic plate-like body (see FIG. 10B). The through holes 16 and 17 had a diameter of 0.2 mm and a depth of 0.2 mm. The thickness of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 is 10 μm,
The formation position of the guard electrode 5 is 1 mm from the wafer mounting surface,
The formation position of the ground electrode 6 is 1.2 from the wafer mounting surface.
It was mm. The size of one side of the conductor non-formation area (square) of the guard electrode 5 and the ground electrode 6 is 0.5.
It was mm.

【0083】(5)上記(4)で得た板状体を、ダイア
モンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、SiC等に
よるブラスト処理で表面に熱電対のための凹部(図示せ
ず)およびウエハ吸着用の溝7(幅0.5mm、深さ
0.5mm)を設けた。(図10(c))。
(5) After polishing the plate-like body obtained in (4) above with a diamond grindstone, a mask is placed and a blast treatment with SiC or the like is performed on the surface to form a concave portion for a thermocouple (not shown). Further, a groove 7 (width 0.5 mm, depth 0.5 mm) for adsorbing the wafer was provided. (FIG.10 (c)).

【0084】(6)さらに、ウエハ載置面に対向する面
に発熱体41を印刷した。印刷は導電ペーストを用い
た。導電ペーストは、プリント配線板のスルーホール形
成に使用されている徳力化学研究所製のソルベストPS
603Dを使用した。この導電ペーストは、銀/鉛ペー
ストであり、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素、
アルミナからなる金属酸化物(それぞれの重量比率は、
5/55/10/25/5)を銀100重量部に対して
7.5重量部含むものであった。また、銀の形状は平均
粒径4.5μmでリン片状のものであった。
(6) Further, the heating element 41 is printed on the surface facing the wafer mounting surface. The printing used conductive paste. The conductive paste is Solbest PS manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho, which is used for forming through holes in printed wiring boards.
603D was used. This conductive paste is a silver / lead paste, including lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide,
Metal oxide made of alumina (the weight ratio of each is
5/55/10/25/5) in an amount of 7.5 parts by weight based on 100 parts by weight of silver. Further, the silver had a scaly shape with an average particle size of 4.5 μm.

【0085】(7)導電ペーストを印刷したヒータ板を
780℃で加熱焼成して、導電ペースト中の銀、鉛を焼
結させるとともにセラミック基板3に焼き付けた。さら
に硫酸ニッケル30g/l、ほう酸30g/l、塩化ア
ンモニウム30g/lおよびロッシェル塩60g/lを
含む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴にヒータ板
を浸漬して、銀の焼結体41の表面に厚さ1μm、ホウ
素の含有量が1重量%以下のニッケル層410を析出さ
せた。この後、ヒータ板は、120℃で3時間アニーリ
ング処理を施した。銀の焼結体からなる発熱体は、厚さ
が5μm、幅2.4mmであり、面積抵抗率が7.7m
Ω/□であった(図10(d))。
(7) The heater plate on which the conductive paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductive paste and bake it on the ceramic substrate 3. Further, the heater plate was dipped in an electroless nickel plating bath made of an aqueous solution containing 30 g / l of nickel sulfate, 30 g / l of boric acid, 30 g / l of ammonium chloride and 60 g / l of Rochelle salt, and the surface of the silver sintered body 41 was immersed. A nickel layer 410 having a thickness of 1 μm and a boron content of 1 wt% or less was deposited. Then, the heater plate was annealed at 120 ° C. for 3 hours. The heating element made of a silver sintered body has a thickness of 5 μm, a width of 2.4 mm, and an area resistivity of 7.7 m.
It was Ω / □ (Fig. 10 (d)).

【0086】(8)溝7が形成された面に、スパッタリ
ング法により、順次、チタン層、モリブデン層、ニッケ
ル層を形成した。スパッタリングのための装置は、日本
真空技術株式会社製のSV−4540を使用した。スパ
ッタリングの条件は気圧0.6Pa、温度100℃、電
力200Wであり、スパッタリング時間は、30秒から
1分の範囲内で、各金属によって調整した。得られた膜
の厚さは、蛍光X線分析計の画像から、チタン層は0.
3μm、モリブデン層は2μm、ニッケル層は1μmで
あった。
(8) A titanium layer, a molybdenum layer, and a nickel layer were sequentially formed on the surface where the groove 7 was formed by a sputtering method. As an apparatus for sputtering, SV-4540 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd. was used. The conditions of sputtering were atmospheric pressure of 0.6 Pa, temperature of 100 ° C., and electric power of 200 W, and the sputtering time was adjusted within the range of 30 seconds to 1 minute by each metal. The thickness of the obtained film was 0. 0 for the titanium layer from the image of the fluorescent X-ray analyzer.
3 μm, the molybdenum layer was 2 μm, and the nickel layer was 1 μm.

【0087】(9)硫酸ニッケル30g/l、ほう酸3
0g/l、塩化アンモニウム30g/lおよびロッシェ
ル塩60g/lを含む水溶液からなる無電解ニッケルめ
っき浴に、上記(8)で得られたセラミック板を浸漬
し、スパッタリングにより形成された金属層の表面に厚
さ7μm、ホウ素の含有量が1重量%以下のニッケル層
を析出させ、120℃で3時間アニーリングした。発熱
体表面は、電流を流さず、電解ニッケルめっきで被覆さ
れない。
(9) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 3
The surface of the metal layer formed by sputtering by immersing the ceramic plate obtained in (8) above in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing 0 g / l, ammonium chloride 30 g / l and Rochelle salt 60 g / l Then, a nickel layer having a thickness of 7 μm and a boron content of 1% by weight or less was deposited and annealed at 120 ° C. for 3 hours. The surface of the heating element does not carry an electric current and is not covered with electrolytic nickel plating.

【0088】さらに、表面にシアン化金カリウム2g/
l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナトリウム
50g/lおよび次亜リン酸ナトリウム10g/lを含
む無電解金めっき液に、93℃の条件で1分間浸漬し、
ニッケルめっき層15上に厚さ1μmの金めっき層を形
成した(図11(e)参照)。
Furthermore, potassium gold cyanide 2 g /
1, ammonium chloride 75 g / l, sodium citrate 50 g / l, and sodium hypophosphite 10 g / l in an electroless gold plating solution at 93 ° C. for 1 minute.
A gold plating layer having a thickness of 1 μm was formed on the nickel plating layer 15 (see FIG. 11 (e)).

【0089】(10)溝7から裏面に抜ける空気吸引孔
8をドリル加工により形成し、さらにスルーホール1
6、17を露出させるための袋孔180を設けた(図1
0(f)参照)。この袋孔180にNi−Au合金(A
u81.5重量%、Ni18.4重量%、不純物0.1
重量%)からなる金ろうを用い、970℃で加熱リフロ
ーしてコバール製の外部端子ピン19、190を接続さ
せた(図11(g)参照)。また、発熱体に半田(スズ
90重量%/鉛10重量%)を介してコバール製の外部
端子ピン191を形成した。
(10) An air suction hole 8 extending from the groove 7 to the rear surface is formed by drilling, and the through hole 1 is further formed.
A bag hole 180 is provided to expose 6 and 17 (see FIG. 1).
0 (f)). Ni-Au alloy (A
u 81.5% by weight, Ni 18.4% by weight, impurities 0.1
(% By weight) was used to heat and reflow the solder at 970 ° C. to connect the external terminal pins 19 and 190 made of Kovar (see FIG. 11 (g)). Further, an external terminal pin 191 made of Kovar was formed on the heating element via solder (90% by weight of tin / 10% by weight of lead).

【0090】(11)次に、温度制御のための複数熱電
対を凹部に埋め込み、ウエハプローバヒータ101を得
た。
(11) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the recess to obtain a wafer prober heater 101.

【0091】(実施例2)(4)の工程において、グリ
ーンシートを積層することにより作製した積層体を酸素
を含有する窒素ガス雰囲気中、300℃で6時間脱脂を
行ったほかは、実施例1と同様にしてウエハプローバを
製造した。
(Example 2) In the process of (4), the laminate prepared by laminating the green sheets was degreased at 300 ° C for 6 hours in a nitrogen gas atmosphere containing oxygen. A wafer prober was manufactured in the same manner as in 1.

【0092】(実施例3)(1)の工程において、カー
ボンを0.6重量部添加したほかは、実施例1と同様に
してウエハプローバを製造した。
Example 3 A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 0.6 part by weight of carbon was added in the step (1).

【0093】(実施例4) (1)炭化珪素粉末(屋久島電工社製 ダイヤシック
C−1000、平均粒径1.1μm)100重量部、イ
ットリア(平均粒径0.4μm)4重量部、および、1
−ブタノールおよびエタノールからなるアルコール53
重量部を混合して得た混合組成物を、ドクターブレード
を用いて成形し,厚さ0.47mmのグリーンシートを
得た。炭化珪素粉末中には、5重量%の炭素が原料段階
で含有されている。
(Example 4) (1) Silicon carbide powder (Yakushima Electric Co., Ltd. Diasik
C-1000, average particle size 1.1 μm) 100 parts by weight, yttria (average particle size 0.4 μm) 4 parts by weight, and 1
-Alcohol 53 consisting of butanol and ethanol
The mixed composition obtained by mixing the parts by weight was molded using a doctor blade to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm. The silicon carbide powder contains 5% by weight of carbon at the raw material stage.

【0094】(2)次に、このグリーンシートに絶縁の
ためのガラスペーストを塗布した後、80℃で5時間乾
燥させ、続いてパンチングにて発熱体と外部端子とを接
続するためのスルーホール用の貫通孔を設けた。
(2) Next, a glass paste for insulation is applied to this green sheet and then dried at 80 ° C. for 5 hours, followed by punching through holes for connecting the heating element and external terminals. A through hole is provided.

【0095】(3)平均粒子径1μmのタングステンカ
ーバイド粒子100重量部、アクリル系バインダ3.0
重量部、α−テルピネオール溶媒3.5重量部および分
散剤0.3重量部を混合して導体ペーストAとした。ま
た、平均粒子径3μmのタングステン粒子100重量
部、アクリル径バインダ1.9重量部、α−テルピネオ
ール溶媒3.7重量部および分散剤0.2重量部を混合
して導体ペーストBとした。
(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm and an acrylic binder of 3.0
By weight, 3.5 parts by weight of the α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductor paste A. Further, 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an α-terpineol solvent and 0.2 part by weight of a dispersant were mixed to prepare a conductor paste B.

【0096】次に、グリーンシートのガラスペースト塗
布面に、この導体ペーストAを用いたスクリーン印刷
で、格子状のガード電極用印刷体、グランド電極用印刷
体を印刷した。印刷後、さらにガラスペーストを塗布し
て電極を被覆した。また、外部端子と接続するためのス
ルーホール用の貫通孔に導体ペーストBを充填した。
Next, a grid-like printed body for guard electrodes and a printed body for ground electrodes were printed on the surface of the green sheet to which the glass paste was applied by screen printing using the conductor paste A. After printing, glass paste was further applied to cover the electrodes. Further, the conductor paste B was filled in the through holes for through holes for connecting to the external terminals.

【0097】さらに、上記工程により導体ペーストが印
刷されたグリーンシートおよび導体ペーストが印刷され
ていないグリーンシートを50枚積層して130℃、8
0kg/cm2 の圧力で一体化することにより積層体を
作製した。
Further, 50 green sheets printed with the conductor paste and 50 green sheets not printed with the conductor paste were laminated by the above-mentioned process, and the temperature was kept at 130 ° C. for 8 hours.
A laminated body was produced by integrating at a pressure of 0 kg / cm 2 .

【0098】(4)次に、この積層体を窒素ガス中、6
00℃で5時間脱脂し、1890℃、圧力150kg/
cm2 で3時間ホットプレスし、厚さ3mmの窒化アル
ミニウム板状体を得た。得られた板状体を、直径300
mmの円形状に切り出してセラミック製の板状体とし
た。スルーホールの大きさは、直径0.2mm、深さ
0.2mmであった。また、ガード電極、グランド電極
の厚さは10μm、ガード電極の形成位置は、ウエハ載
置面から1mm、グランド電極の形成位置は、ウエハ載
置面から1.2mmであった。また、ガード電極および
グランド電極の導体非形成領域の1辺の大きさは、0.
5mmであった。
(4) Next, this laminated body was subjected to 6
Degreasing at 00 ℃ for 5 hours, 1890 ℃, pressure 150kg /
It was hot-pressed at cm 2 for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate-shaped body having a thickness of 3 mm. The plate-shaped body thus obtained has a diameter of 300.
A circular plate of mm was cut out to obtain a ceramic plate-like body. The size of the through hole was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth. The thickness of the guard electrode and the ground electrode was 10 μm, the formation position of the guard electrode was 1 mm from the wafer mounting surface, and the formation position of the ground electrode was 1.2 mm from the wafer mounting surface. Further, the size of one side of the conductor non-formation region of the guard electrode and the ground electrode is 0.
It was 5 mm.

【0099】(5)上記(4)で得た板状体を、ダイア
モンド砥石で研磨した後、テトラエチルシリケート25
重量部、エタノール37.6重量部および塩酸0.3重
量部からなる混合液を24時間、攪拌しながら加水分解
重合させたゾル溶液をスピンコートで塗布し、ついで8
0℃で5時間乾燥させ、1000℃で1時間焼成してセ
ラミック基板11の表面に厚さ2μmのSiO2 膜から
なる絶縁層を形成した。さらに、この絶縁層を有するセ
ラミック基板に、マスクを載置し、SiC等によるブラ
スト処理で表面に熱電対のための凹部およびウエハ吸着
用の溝(幅0.5mm、深さ0.5mm)を設けた。
(5) After polishing the plate-like body obtained in (4) above with a diamond grindstone, tetraethyl silicate 25
A mixed solution consisting of 3 parts by weight of ethanol, 37.6 parts by weight of ethanol and 0.3 part by weight of hydrochloric acid was hydrolyzed and polymerized while stirring for 24 hours, and then applied by spin coating.
It was dried at 0 ° C. for 5 hours and baked at 1000 ° C. for 1 hour to form an insulating layer made of a SiO 2 film having a thickness of 2 μm on the surface of the ceramic substrate 11. Further, a mask is placed on the ceramic substrate having this insulating layer, and a recess for a thermocouple and a groove for wafer adsorption (width 0.5 mm, depth 0.5 mm) are formed on the surface by blasting with SiC or the like. Provided.

【0100】(6)さらに、ウエハ載置面に対向する面
に発熱体を形成するための層を印刷した。印刷は導体ペ
ーストを用いた。この導体ペーストは、プリント配線板
のスルーホール形成に使用されている徳力化学研究所社
製のソルベストPS603Dを使用した。この導体ペー
ストは、銀/鉛ペーストであり、酸化鉛、酸化亜鉛、シ
リカ、酸化ホウ素、アルミナからなる金属酸化物(それ
ぞれの重量比率は、5/55/10/25/5)を銀1
00重量部に対して7.5重量部含むものであった。ま
た、銀の形状は平均粒径4.5μmでリン片状のもので
あった。
(6) Further, a layer for forming a heating element was printed on the surface facing the wafer mounting surface. The conductor paste was used for printing. As this conductor paste, Solbest PS603D manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho Co., Ltd., which is used for forming through holes in printed wiring boards, was used. This conductor paste is a silver / lead paste, and a metal oxide consisting of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, and alumina (the weight ratio of each is 5/55/10/25/5) is silver 1
The amount was 7.5 parts by weight based on 00 parts by weight. Further, the silver had a scaly shape with an average particle size of 4.5 μm.

【0101】(7)導体ペーストを印刷したヒータ板を
780℃で加熱焼成して、導体ペースト中の銀、鉛を焼
結させるとともにセラミック基板に焼き付けた。さらに
硫酸ニッケル30g/l、ほう酸30g/l、塩化アン
モニウム30g/lおよびロッシェル塩60g/lを含
む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴にヒータ板を
浸漬して、銀の焼結体の表面に厚さ1μm、ホウ素の含
有量が1重量%以下のニッケル層を析出させた。この
後、ヒータ板は、120℃で3時間アニーリング処理を
施した。銀の焼結体からなる発熱体は、厚さが5μm、
幅2.4mmであり、面積抵抗率が7.7mΩ/□であ
った。
(7) The heater plate on which the conductor paste was printed was heated and fired at 780 ° C. to sinter silver and lead in the conductor paste and bake it on the ceramic substrate. Further, the heater plate is immersed in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing 30 g / l of nickel sulfate, 30 g / l of boric acid, 30 g / l of ammonium chloride, and 60 g / l of Rochelle salt to make a thick film on the surface of the sintered silver body. A nickel layer having a thickness of 1 μm and a boron content of 1% by weight or less was deposited. Then, the heater plate was annealed at 120 ° C. for 3 hours. The heating element made of a silver sintered body has a thickness of 5 μm,
The width was 2.4 mm, and the sheet resistivity was 7.7 mΩ / □.

【0102】(8)溝が形成された面に、スパッタリン
グ法により、順次、チタン層、モリブデン層、ニッケル
層を形成した。スパッタリングのための装置は、日本真
空技術社製のSV−4540を使用した。スパッタリン
グの条件は気圧0.6Pa、温度100℃、電力200
Wであり、スパッタリング時間は、30秒から1分の範
囲内で、各金属によって調整した。得られた膜の厚さ
は、蛍光X線分析計の画像から、チタン層は0.3μ
m、モリブデン層は2μm、ニッケル層は1μmであっ
た。
(8) A titanium layer, a molybdenum layer, and a nickel layer were sequentially formed on the surface where the groove was formed by a sputtering method. As an apparatus for sputtering, SV-4540 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd. was used. The sputtering conditions are atmospheric pressure of 0.6 Pa, temperature of 100 ° C., and electric power of 200.
W and the sputtering time was adjusted for each metal within the range of 30 seconds to 1 minute. The thickness of the obtained film was 0.3 μm for the titanium layer from the image of the fluorescent X-ray analyzer.
m, the molybdenum layer was 2 μm, and the nickel layer was 1 μm.

【0103】(9)硫酸ニッケル30g/l、ほう酸3
0g/l、塩化アンモニウム30g/lおよびロッシェ
ル塩60g/lを含む水溶液からなる無電解ニッケルめ
っき浴に、上記(8)で得られたセラミック板を浸漬
し、スパッタリングにより形成された金属層の表面に厚
さ7μm、ホウ素の含有量が1重量%以下のニッケル層
を析出させ、120℃で3時間アニーリングした。発熱
体表面は、電流を流さず、電解ニッケルめっきで被覆さ
れない。
(9) Nickel sulfate 30 g / l, boric acid 3
The surface of the metal layer formed by sputtering by immersing the ceramic plate obtained in (8) above in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing 0 g / l, ammonium chloride 30 g / l and Rochelle salt 60 g / l Then, a nickel layer having a thickness of 7 μm and a boron content of 1% by weight or less was deposited and annealed at 120 ° C. for 3 hours. The surface of the heating element does not carry an electric current and is not covered with electrolytic nickel plating.

【0104】さらに、表面にシアン化金カリウム2g/
l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナトリウム
50g/lおよび次亜リン酸ナトリウム10g/lを含
む無電解金めっき液に、93℃の条件で1分間浸漬し、
ニッケルめっき層上に厚さ1μmの金めっき層を形成し
た。
Furthermore, potassium gold cyanide 2 g /
1, ammonium chloride 75 g / l, sodium citrate 50 g / l, and sodium hypophosphite 10 g / l in an electroless gold plating solution at 93 ° C. for 1 minute.
A gold plating layer having a thickness of 1 μm was formed on the nickel plating layer.

【0105】(10)溝から裏面に抜ける空気吸引孔を
ドリル加工により形成し、さらにスルーホールを露出さ
せるための袋孔を設けた。この袋孔にNi−Au合金
(Au81.5重量%、Ni18.4重量%、不純物
0.1重量%)からなる金ろうを用い、970℃で加熱
リフローしてコバール製の外部端子を接続させた。ま
た、発熱体に半田(スズ90重量%/鉛10重量%)を
介してコバール製の外部端子を設けた。
(10) An air suction hole extending from the groove to the back surface was formed by drilling, and a blind hole for exposing the through hole was provided. Gold brazing made of Ni-Au alloy (Au 81.5% by weight, Ni 18.4% by weight, impurities 0.1% by weight) was used for this blind hole, and reflowed by heating at 970 ° C. to connect an external terminal made of Kovar. It was Further, an external terminal made of Kovar was provided on the heating element via solder (90% by weight of tin / 10% by weight of lead).

【0106】(11)次に、温度制御のための複数熱電
対を凹部に埋め込み、ウエハプローバヒータを得た。こ
のウエハプローバヒータのガード電極およびグランド電
極は、ガラスからなる絶縁層により被覆されている。
(11) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the recess to obtain a wafer prober heater. The guard electrode and the ground electrode of this wafer prober heater are covered with an insulating layer made of glass.

【0107】(実施例5)(4)の工程において、酸素
を含有する窒素ガスを還流させ、グリーンシートを積層
することにより作製した積層体を300℃で6時間脱脂
を行ったほかは、実施例1と同様にしてウエハプローバ
を製造した。
(Example 5) In the process of (4), except that the nitrogen gas containing oxygen was refluxed and the green sheet was laminated to perform degreasing at 300 ° C. for 6 hours. A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0108】(実施例6)(1)の工程において、さら
に、2重量%のグラファイトを添加したほかは、実施例
4と同様にしてウエハプローバを製造した。
Example 6 A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 4 except that 2% by weight of graphite was further added in the step (1).

【0109】(比較例1)(4)の工程において、酸素
を含有する窒素ガスを還流させ、グリーンシートを積層
することにより作製した積層体を300℃で24時間脱
脂し、全炭素分析で検出できない程度まで炭素量を減少
させたほかは、実施例1と同様にしてウエハプローバを
製造した。
(Comparative Example 1) In the step of (4), nitrogen gas containing oxygen was refluxed, and a laminate produced by laminating green sheets was degreased at 300 ° C. for 24 hours and detected by total carbon analysis. A wafer prober was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the carbon content was reduced to such an extent that it could not be achieved.

【0110】評価方法 (i)カーボン含有量の測定セラミック基板を砕いて粉
末状にした後800℃に加熱し、発生するCO量を測定
することにより、カーボン含有量の測定を行った。 (ii)熱伝導率、体積抵抗率の測定製造したウエハプロ
ーバから柱状のサンプルを切り出し、レーザフラッシュ
法で200℃における熱伝導率を測定した。また、20
0℃における体積抵抗率は、三端子法で測定した。
[0110] crushed measurement ceramic substrate of the evaluation methods (i) a carbon content was heated to 8 00 ° C. After the powder, by measuring the C O amount generated was measured carbon content. (Ii) Measurement of Thermal Conductivity and Volume Resistivity A columnar sample was cut out from the manufactured wafer prober, and the thermal conductivity at 200 ° C. was measured by the laser flash method. Also, 20
The volume resistivity at 0 ° C. was measured by the three-terminal method.

【0111】(iii) 明度の測定 JIS Z 8721に準拠して明度を測定した。 (iv)最高温度と最低温度との差の測定 ウエハプローバを200℃まで昇温し、熱電対が15ヶ
所に設けられたシリコンウエハをウエハプローバ上に載
置してシリコンウエハの温度を測定し、最高温度と最低
温度との差を調べた。これらの結果を、下記の表1に示
した。
(Iii) Measurement of lightness Lightness was measured according to JIS Z 8721. (iv) Measurement of the difference between the maximum temperature and the minimum temperature The temperature of the silicon wafer is measured by raising the temperature of the wafer prober to 200 ° C. and placing the silicon wafer with 15 thermocouples on the wafer prober. , The difference between the highest temperature and the lowest temperature was investigated. The results are shown in Table 1 below.

【0112】[0112]

【表1】 [Table 1]

【0113】表1に示したように、実施例1〜に係る
ウエハプローバでは、炭素の含有量が805100
pmの範囲にあり、200℃における熱伝導率は、10
0W/m・K以上と良好であった。なお、参考例4の場
合は、セラミック基板の材料に、窒化アルミニウムより
も熱伝導率が低い炭化珪素を使用したが、炭素の含有量
を増加したことにより、熱伝導率を向上させることがで
きた。参考例5の場合は、炭素の含有量が45ppmと
少ないため、200℃における熱伝導率が98W/m・
Kと低かった。また、参考例6の場合は、炭素の含有量
が60000ppmと多すぎるため、炭素が焼結を阻害
し、200℃における熱伝導率が90W/m・Kと低か
った。一方、比較例1に係るウエハプローバでは、上述
のカーボン含有量の測定方法により炭素を検出すること
ができない程度に炭素量が少なく、その結果、200℃
における熱伝導率は80W/m・Kと、さらに低下し
た。
As shown in Table 1, in the wafer probers according to Examples 1 to 3 , the carbon content was 80 to 5100 p.
the thermal conductivity at 200 ° C. is 10
It was as good as 0 W / m · K or more. In the case of Reference Example 4, although silicon carbide having a lower thermal conductivity than aluminum nitride was used as the material of the ceramic substrate, the thermal conductivity can be improved by increasing the carbon content. It was In the case of Reference Example 5, since the carbon content is as low as 45 ppm, the thermal conductivity at 200 ° C. is 98 W / m.
It was as low as K. Further, in the case of Reference Example 6, since the carbon content was too large as 60000 ppm, carbon hindered sintering and the thermal conductivity at 200 ° C. was as low as 90 W / m · K. On the other hand, in the wafer prober according to Comparative Example 1, the carbon content was so small that carbon could not be detected by the above-described carbon content measuring method, and as a result, 200 ° C.
The thermal conductivity at 80 W / mK decreased further.

【0114】また、実施例12、参考例5では、炭素
の含有量は5000ppm以下であり、200℃での体
積抵抗率は1.0×1012Ω・cm以上と大きいが、実
施例3のように、炭素の含有量が5000ppmを超え
ると、200℃での体積抵抗率が1.0×1011Ω・c
mに低下してしまった。従って、高い体積抵抗率を確保
したい場合は、炭素の含有量を5000ppm以下に調
製することが最も望ましい。さらに、参考例4、6の場
合には、炭素の含有量が50000ppm以上であり、
体積抵抗率が1.0×104 Ω・cmと低いため、その
ままセラミック基板の内部に電極を形成しようとする
と、セラミック基板に絶縁破壊が発生するおそれがあ
る。しかし、電極の周囲を絶縁層で被覆すれば、セラミ
ック基板が絶縁破壊するおそれはなくなり、ウエハプロ
ーバとして、充分に機能させることができる。
In Examples 1 and 2 and Reference Example 5, the carbon content is 5000 ppm or less, and the volume resistivity at 200 ° C. is as high as 1.0 × 10 12 Ω · cm or more. As shown in 3, when the carbon content exceeds 5000 ppm, the volume resistivity at 200 ° C. is 1.0 × 10 11 Ω · c.
It has fallen to m. Therefore, in order to secure a high volume resistivity, it is most desirable to adjust the carbon content to 5000 ppm or less. Further, in the case of Reference Examples 4 and 6, the carbon content is 50000 ppm or more,
Since the volume resistivity is as low as 1.0 × 10 4 Ω · cm, if an electrode is directly formed inside the ceramic substrate, dielectric breakdown may occur in the ceramic substrate. However, by covering the periphery of the electrode with an insulating layer, there is no risk of dielectric breakdown of the ceramic substrate, and it is possible to sufficiently function as a wafer prober.

【0115】また、実施例1〜3、参考例4〜6に係る
ウエハプローバでは、電極等をぼぼ隠蔽することができ
る。即ち、実施例13、参考例6に係るウエハプ
ローバは、黒色であり、実施例2に係るウエハプローバ
は、淡いあずき色であった。いずれもJIS Z 872
1に基づく明度は4以下であり、ガード電極等を充分に
隠蔽することができた。さらに、参考例5に係るウエハ
プローバは、むらがある褐色がかった色であり、明度は
5.5であったが、ガード電極等をほぼ隠蔽することが
できた。一方、比較例1に係るウエハプローバは、乳白
色であり、明度は8.5と高いため、ガード電極等の輪
郭がセラミック基板の裏側から見えてしまっていた。
Further, in the wafer probers according to Examples 1 to 3 and Reference Examples 4 to 6, the electrodes and the like can be hidden. That is, the wafer probers according to Examples 1 and 3 and Reference Examples 4 and 6 were black, and the wafer probers according to Example 2 were pale maroon. Both are JIS Z 872
The brightness based on 1 was 4 or less, and the guard electrode and the like could be sufficiently hidden. Further, the wafer prober according to Reference Example 5 had an uneven brownish color and a lightness of 5.5, but could almost conceal the guard electrode and the like. On the other hand, the wafer prober according to Comparative Example 1 was milky white and had a high brightness of 8.5, so that the contours of the guard electrode and the like were visible from the back side of the ceramic substrate.

【0116】また、最高温度と最低温度との差(温度分
布)に関しては、実施例1〜に係るウエハプローバ、
すなわち、炭素の含有量が805100ppmである
ウエハプローバで、1℃以内と小さく、また、実施例
5、6に係るウエハプローバでも、2℃以内と小さい。
しかし、比較例1に係るウエハプローバにおいて、温度
差は8℃と大きくなった。これは、セラミック基板が炭
素を全く含有せず、高温での熱伝導率が低いため、温度
差が大きくなったのではないかと推定している。
Regarding the difference (temperature distribution) between the maximum temperature and the minimum temperature, the wafer prober according to the first to third embodiments is used.
That is, the wafer prober having a carbon content of 80 to 5100 ppm has a small value of 1 ° C. or less, and the wafer probers according to Examples 5 and 6 have a small value of 2 ° C. or less.
However, in the wafer prober according to Comparative Example 1, the temperature difference was as large as 8 ° C. This is presumed to be because the ceramic substrate does not contain carbon at all and the thermal conductivity at high temperature is low, so that the temperature difference becomes large.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明のように、本願発明のウエハプ
ローバでは、セラミック基板が炭素を含有しているの
で、高温における熱伝導率が高く、昇温、降温特性に優
れている。また、セラミック基板が炭素を所定量以上含
有していると、黒色化され、ガード電極、グランド電極
を隠蔽することができ、また、高温での熱伝導率も確保
される。
As described above, in the wafer prober of the present invention, since the ceramic substrate contains carbon, the thermal conductivity at high temperature is high and the temperature rising and cooling characteristics are excellent. Further, when the ceramic substrate contains a predetermined amount of carbon or more, it is blackened, the guard electrode and the ground electrode can be concealed, and the thermal conductivity at high temperature is secured.

【0118】また、その体積抵抗率が、高温において余
り低下しなければ、絶縁破壊が生じることはないので、
セラミック基板内に電極等を形成することができ、たと
え、体積抵抗率が低くなっても、低下の程度が小さけれ
ば、電極や抵抗発熱体の周囲に絶縁層を形成することに
より、セラミック基板に絶縁破壊が発生するのを防止す
ることができる。
If the volume resistivity does not drop so much at high temperature, dielectric breakdown will not occur.
It is possible to form electrodes, etc. in the ceramic substrate, and even if the volume resistivity is low, if the degree of decrease is small, an insulating layer is formed around the electrodes and the resistance heating element to form a ceramic substrate. It is possible to prevent the occurrence of dielectric breakdown.

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

【図1】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a wafer prober of the present invention.

【図2】図1に示したウエハプローバの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the wafer prober shown in FIG.

【図3】図1に示したウエハプローバの底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the wafer prober shown in FIG.

【図4】図1に示したウエハプローバのA−A線断面図
である。
4 is a cross-sectional view of the wafer prober shown in FIG. 1 taken along the line AA.

【図5】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of the wafer prober of the present invention.

【図6】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing an example of the wafer prober of the present invention.

【図7】本発明のウエハプローバの一例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 7 is a sectional view schematically showing an example of the wafer prober of the present invention.

【図8】本発明のウエハプローバを支持容器と組み合わ
せた場合を模式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing a case where the wafer prober of the present invention is combined with a support container.

【図9】(a)は、本発明のウエハプローバを他の支持
容器と組み合わせた場合を模式的に示す縦断面図であ
り、(b)は、そのB−B線断面図である。
9A is a vertical cross-sectional view schematically showing a case where the wafer prober of the present invention is combined with another supporting container, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line BB thereof.

【図10】(a)〜(d)は、本発明のウエハプローバ
の製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
10 (a) to 10 (d) are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the wafer prober of the present invention.

【図11】(e)〜(g)は、本発明のウエハプローバ
の製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
11 (e) to (g) are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the wafer prober of the present invention.

【図12】本発明のウエハプローバを用いて導通テスト
を行っている状態を模式的に示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view schematically showing a state in which a continuity test is performed using the wafer prober of the present invention.

【図13】炭素を含有したセラミック基板の温度と体積
抵抗率との関係を模式的に示したグラフである。
FIG. 13 is a graph schematically showing the relationship between temperature and volume resistivity of a ceramic substrate containing carbon.

【図14】炭素を含有したセラミック基板の温度と熱伝
導率との関係を模式的に示したグラフである。
FIG. 14 is a graph schematically showing a relationship between temperature and thermal conductivity of a carbon-containing ceramic substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301、401 ウエハプローバ 2 チャックトップ導体層 3 セラミック基板 5 ガード電極 6 グランド電極 7 溝 8 吸引口 10 断熱材 11 支持容器 12 冷媒吹き出し口 13 吸引口 14 冷媒注入口 15 支持柱 16、17、18 スルーホール 180 袋孔 19、190、191 外部端子ピン 41、42 発熱体 410 保護層 43 金属線 44 ペルチェ素子 440 熱電素子 441 セラミック基板 51 導体層 52 導体層非形成部 101, 201, 301, 401 Wafer prober 2 Chuck top conductor layer 3 Ceramic substrate 5 Guard electrode 6 ground electrode 7 groove 8 suction port 10 Insulation 11 Support container 12 Refrigerant outlet 13 Suction port 14 Refrigerant inlet 15 Support pillars 16, 17, 18 through holes 180 bag holes 19, 190, 191 External terminal pin 41, 42 heating element 410 Protective layer 43 metal wire 44 Peltier element 440 thermoelectric element 441 ceramic substrate 51 conductor layer 52 Conductor layer non-formation part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01R 31/28 H01L 21/68 N H01L 21/68 H05B 3/10 C H05B 3/10 G01R 31/28 K (56)参考文献 特開 平10−32239(JP,A) 特開 平8−64663(JP,A) 特開 平10−98092(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/66 G01R 1/06 G01R 1/073 G01R 31/26 G01R 31/28 H01L 21/68 H05B 3/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI G01R 31/28 H01L 21/68 N H01L 21/68 H05B 3/10 C H05B 3/10 G01R 31/28 K (56) References JP-A-10-32239 (JP, A) JP-A-8-64663 (JP, A) JP-A-10-98092 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/66 G01R 1/06 G01R 1/073 G01R 31/26 G01R 31/28 H01L 21/68 H05B 3/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 セラミック基板の表面にチャックトップ
導体層が形成されるとともに、前記セラミック基板の底
面または内部に発熱体を有してなり、半導体ウエハのプ
ロービングを行なうためのウエハプローバであって、 前記セラミック基板は80〜5100ppmの炭素を含
有していることを特徴とするウエハプローバ。
Together with the chuck top conductive layer is formed to 1. A surface of the ceramic substrate, wherein Ri Na has a bottom surface or internal to the heating element of the ceramic substrate, a semiconductor wafer flop
A wafer prober for performing roving , wherein the ceramic substrate contains 80 to 5100 ppm of carbon.
【請求項2】 セラミック基板のJIS Z 8721
に基づく明度は、N4以下である請求項1に記載のウエ
ハプローバ。
2. A ceramic substrate according to JIS Z 8721.
The wafer prober according to claim 1, wherein the lightness based on is less than N4.
【請求項3】 セラミック基板の表面にチャックトップ
導体層が形成されるとともに、前記セラミック基板の底
面または内部に発熱体を有してなり、半導体ウエハのプ
ロービングを行なうためのウエハプローバとして機能す
るセラミック基板であって、 前記セラミック基板は80〜5100ppmの炭素を含
有して いることを特徴とするウエハプローバとして機能
するセラミック基板
3.Ceramic substrateChuck top on the surface of
With the conductor layer formed,The ceramic substrateBottom of
Do not have a heating element on the surface or insideThe semiconductor wafer
Functions as a wafer prober for roving
A ceramic substrate, The ceramic substrate contains 80 to 5100 ppm of carbon.
Have Wafer prober characterized byFunction as
DoCeramic substrate
【請求項4】 セラミック基板のJIS Z 8721
に基づく明度は、N4以下である請求項に記載のウエ
ハプローバとして機能するセラミック基板。
4. A ceramic substrate according to JIS Z 8721.
Ceramic substrate brightness, which functions as a wafer prober according to claim 1 is N4 or less based on.
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