JP7213080B2 - 載置台 - Google Patents
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Description
また、近年の検査装置では、高温や低温での電子デバイスの電気的特性検査を行うことができるように、ウェハが載置される載置台に、加熱手段や冷却手段が設けられているものもある。
また、トッププレートを安価な金属材料から形成する場合もある。その場合、面ヒータに用いられている金属発熱体とトッププレートとを電気的に絶縁するため、上記金属発熱体の周囲にマイカ等からなる電気的絶縁部が必要となる。マイカ等は、トッププレート等の隣接する部材と熱膨張率が大きく異なるので、この熱膨張率の差を補うために厚くする必要がある。そのため、マイカ等を用いると電気的絶縁部の熱容量が増大する。また、上述の電気的絶縁部にシリコン樹脂を用いることが考えられるが、シリコーン樹脂は耐熱性が低いため、面ヒータのパワー密度が制限される。つまり、トッププレートを金属材料から形成すると、面ヒータに対する電気的絶縁部の熱容量や耐熱性の関係で、載置台を用いた高速加熱を行うことができない。
また、プローブカード11は、インターフェース12を介してテスタ4へ接続されている。各プローブ11aは、電気的特性検査時にウェハWの各電子デバイスの電極に接触し、テスタ4からの電力をインターフェース12を介して電子デバイスへ供給し、且つ、電子デバイスからの信号をインターフェース12を介してテスタ4へ伝達する。
中心分割体130aは、平面視円状に形成され、互いに対向する側面に電極133が形成されている。
外側分割体130b~130dは、平面視円弧環状に形成され、径方向の両側面に電極133が形成されている。
分割体130a~130dに形成されている電極133のうち、信号電位となる電極133にはそれぞれ外部から電線L1が接続されている。
また、分割体130a~130dに形成されている電極133のうち、接地電位となる一の電極133には外部から電線L2が接続され、接地電位となる他の電極133は、上記一の電極133と直接的または間接的に電線L3を介して接続されている。
蓋層140と溝層150は、冷却層として機能するものである。冷却層とは、天井層110の裏面側に設けられ、冷却媒体により当該天井層110を冷却する層である。
上述の蓋層140は、高濃度に不純物が添加され導電率が高いSi単結晶基板により構成され、その表面と裏面にSi酸化膜141、142が形成され側面に電極143が形成されている。蓋層140は、電極143を介して接地電位あるいは出力インピーダンスの低い電位に接続される。
ステージ10の作製方法は、Si単結晶基板の両面または片面にSi酸化膜を形成し、加熱層130を含む複数の層それぞれを作製する各層作製工程と、上記複数の層における積層方向に互いに隣接する層を、上記Si酸化膜を介して接合する接合工程、とを含む。以下、上述の各層作製工程と接合工程とを具体的に説明する。
この工程では、Siインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板の、天井層110の裏面に相当する面に、熱酸化処理によってSi酸化膜111が形成され、天井層110が作製される。
この工程では、高濃度に不純物が添加されたSiインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板の表面と裏面に、熱酸化処理によってSi酸化膜121、122が形成される。それと共に、上記Si単結晶基板の側面に、メタライズ処理によって電極123が形成される。これにより、電磁シールド層120が作製される。
この工程では、高濃度に不純物が添加されたSiインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板が、加熱層130の分割体130a~130dの形状にさらに切り出される。切り出された加工体それぞれの表面と裏面に、熱酸化処理によってSi酸化膜131、132が形成されると共に、それぞれの側面に、メタライズ処理によって電極133が形成される。これにより、加熱層130の分割体130a~130dが作製される。また、この工程では、分割体130a~130dに対し、電線L1~L3が接続される。
この工程では、高濃度に不純物が添加されたSiインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板の表面と裏面に、熱酸化処理によってSi酸化膜141、142が形成される。それと共に、上記Si単結晶基板の側面に、メタライズ処理によって電極143が形成される。これにより、蓋層140が作製される。
(E)溝層作製工程
この工程では、Siインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板の、蓋層140側の面に相当する面に、エッチング処理あるいは機械加工によって溝151が形成される。また、Si単結晶基板の、蓋層140側の面に相当する面に、熱酸化処理によってSi酸化膜152が形成される。これにより、溝層150が作製される。
なお、接合工程での接合が適切に行われるには、Si酸化膜の接合面には平坦性が求められるため、上述の熱酸化処理がエッチング処理の後に行われるとよい。また、熱酸化処理がエッチング処理の前に行われる場合は、エッチング処理後にSi酸化膜152の平坦化処理が行われる。
なお、プラズマ化低温接合の代わりに、イオンビーム等を用いて接合面を活性化させる常温接合を行うようにしてもよい。
また、上述のプラズマ化低温接合や常温接合を行うために十分な平坦度をSi酸化膜の接合面が有していない場合は、Si酸化膜の接合面の平坦化処理を事前に行うようにしてもよい。
また、加熱層130に対する電気的絶縁部として機能するSi酸化膜131、122と、加熱層130や電磁シールド層120を構成するSi単結晶基板との間で、熱膨張率に差がない。そのため、上記電気的絶縁部としてのSi酸化膜131、122を薄くすることができ、上記電気的絶縁部の熱容量を抑えることができる。さらに、加熱層130のパワー密度が、当該加熱層130に対する電気的絶縁部の耐熱性に律速されるところ、Siは、溶融温度が約1300℃であり耐熱性が高い。そのため、電気的絶縁部にSi酸化膜131、122を用いることで、加熱層130のパワー密度を大きくすることができる。したがって、ステージ10を用いてウェハWを高速に加熱することができる。
なお、Si酸化膜は、8MV/cm以上の絶縁性があるため、Si酸化膜による電気的絶縁部を薄くしても、高い絶縁耐力を得ることができる。
また、電気的絶縁部としてのSi酸化膜131、122は上述のように薄くすることができるため、当該電気的絶縁部としてのSi酸化膜131、122により熱伝導が妨げられるのを防ぐことができる。
なお、天井層110のウェハWの搭載面の平坦性を向上させるために、上記搭載面を熱酸化処理し、Si酸化膜を形成するようにしてもよい。
なお、加熱層130に用いるSi単結晶基板の不純物の濃度を調整することにより、加熱層130のパワー密度を調整することができる。
なお、本実施形態では、電磁シールド層120と天井層110とは別々に設けられていたが、天井層110を、高濃度に不純物が添加され導電率が高いSi単結晶基板により構成し、天井層110が電磁シールド層120を兼ねるようにしてもよい。これにより、加熱層130で生じた電磁波がステージ10の表面(ウェハ搭載面)側から出射されるのを防ぎつつ、ステージ10全体の熱容量を抑えることができる。
また、本実施形態では、天井層110がSi単結晶基板により構成されるため、ウェハWがSi基板から構成される場合には、天井層110とウェハWとで熱膨張率に差がない。そのため、電気的特性検査時等に、ウェハWが熱膨張や熱収縮したときに、ウェハWと天井層110が擦れて傷等が生じることがない。
また、加熱層130等の電極は側面に形成されていたが、表面や裏面に形成してもよい。この場合は、高濃度不純物添加処理により形成される電極を用いることが好ましい。またこの場合、電極の上のSi酸化膜が形成される。
図5の加熱層130の外側分割体130b~130dでは径方向の側面に電極133が形成されていた。それに対し、図6の外側分割体200は、周方向の側面に電極201が形成されている。また、図6の外側分割体200の径方向内側の側部にはスリット202が形成されている。したがって、外側分割体200内において電流が略一様に流れるため、当該外側分割体200を均一に加熱することができる。
ステージ10を構成する各層は、サファイアやアルミナ、シリコンカーバイド、ダイヤモンドの単結晶基板または多結晶基板など、酸化物が形成されるものにより構成されてもよい。
(1)被処理体が載置される載置台であって、
表面に前記被処理体が載置される天井層と、前記天井層の裏面側に設けられ、当該天井層を加熱する加熱層と、を含む複数の層が積層されて成り、
前記複数の層はそれぞれ、シリコン単結晶基板またはシリコン多結晶基板により構成され、
前記複数の層はそれぞれ、積層方向に隣接する他の層と、前記シリコン単結晶基板または前記シリコン多結晶基板に形成された酸化膜を介して互いに接合されている、載置台。
前記(1)によれば、載置台の各層を、安価で入手可能なシリコン単結晶基板またはSiシリコン多結晶基板によって構成しているため、低コストで載置台を作製することができる。また、加熱層に対する電気的絶縁部として機能する酸化膜と、加熱層を構成するシリコン単結晶基板またはシリコン多結晶基板との間で、熱膨張率に差がない。そのため、上記電気的絶縁部としての酸化膜を薄くすることができ、上記電気的絶縁部の熱容量を抑えることができる。さらに、電気的絶縁部に酸化膜を用いることで、加熱層のパワー密度を大きくすることができる。したがって、載置台を用いて被処理体を高速に加熱することができる。
前記積層方向に開口する溝を有する溝層と、
前記溝層の前記溝の開口部を覆うように当該溝層に対して設けられ、前記溝と共に冷却媒体の流路を形成する蓋層とを含む、前記(2)に記載の載置台。
前記(6)によれば、加熱層で生じた電磁波が、天井層の表面側すなわち被処理体の搭載面側から出射されるのを防ぎつつ、載置台全体の熱容量を抑えることができる。
前記(7)によれば、加熱層で生じた電磁波が、載置台の裏面側から出射されるのを防ぎつつ、載置台全体の熱容量を抑えることができる。
前記載置台は、
表面に前記被処理体が載置される天井層と、前記天井層の裏面側に設けられ、当該天井層を加熱する加熱層と、を含む複数の層が積層されて成り、
当該作製方法は、
シリコン単結晶基板またはシリコン多結晶基板の両面または片面に酸化膜を形成し、前記複数の層それぞれを作製する各層作製工程と、
前記複数の層における積層方向に互いに隣接する層を、前記酸化膜を介して、互いに接合する接合工程、とを含む、載置台の作成方法。
110 天井層
111 酸化膜
130 加熱層
131 酸化膜
W ウェハ
Claims (7)
- 被処理体が載置される載置台であって、
表面に前記被処理体が載置される天井層と、前記天井層の裏面側に設けられ、当該天井層を加熱する加熱層と、を含む複数の層が積層されて成り、
前記複数の層はそれぞれ、シリコン単結晶基板またはシリコン多結晶基板により構成され、
前記複数の層はそれぞれ、積層方向に隣接する他の層と、前記シリコン単結晶基板または前記シリコン多結晶基板に形成された酸化膜を介して互いに接合され、
前記複数の層は、前記天井層と前記加熱層との間に設けられ、前記加熱層で生じる電磁波の当該載置台の外部への放射を抑制する電磁シールド層を含む、載置台。 - 被処理体が載置される載置台であって、
表面に前記被処理体が載置される天井層と、前記天井層の裏面側に設けられ、当該天井層を加熱する加熱層と、を含む複数の層が積層されて成り、
前記複数の層はそれぞれ、シリコン単結晶基板またはシリコン多結晶基板により構成され、
前記複数の層はそれぞれ、積層方向に隣接する他の層と、前記シリコン単結晶基板または前記シリコン多結晶基板に形成された酸化膜を介して互いに接合され、
前記天井層は、不純物が添加された前記シリコン単結晶基板または前記シリコン多結晶基板により構成され、前記加熱層で生じる電磁波の当該載置台の外部への放射を抑制する電磁シールド層を兼ねる、載置台。 - 前記複数の層は、前記天井層の裏面側に設けられ、当該天井層を冷却する冷却層を含む、請求項1または2に記載の載置台。
- 前記冷却層は、
前記積層方向に開口する溝を有する溝層と、
前記溝層の前記溝の開口部を覆うように当該溝層に対して設けられ、前記溝と共に冷却媒体の流路を形成する蓋層とを含む、請求項3に記載の載置台。 - 前記加熱層は、当該加熱層への電力供給用の電極が側面に形成されている、請求項1~4のいずれか1項に記載の載置台。
- 前記複数の層は、前記加熱層の裏面側に設けられた、他の電磁シールド層を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の載置台。
- 前記加熱層は、積層方向視において複数の分割体に分割されており、前記複数の分割体は個別に制御可能に構成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の載置台。
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