Ο 47^ 50]0 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明說明（ί) [技術領域] 本發明主要係關於半導體產業所使用之半導體製造· 檢查裝置雌瓷纖、陶瓷加熱器、 測器，特別㈣於-種能防止電氣軸越作、靜電夾持力 的降低，及能觸雜随生、_____製 造·檢查裝置用陶瓷基板。 1 [習知技術] 半導體製品，驗半_晶圓切感雜形成爲 触刻光阻劑，經進行半導體晶圓之倉虫刻等步驟加以製造。 該感光性樹脂爲液體，係使用旋轉塗布器等塗布於半 導體晶圓表面，塗布後爲了使溶劑等飛散必須使其乾燥， 因此係將已塗布之半導體晶圓裝載於加熱器上進行加熱。 此外’在濺鍍等步驟亦須加熱矽晶圓。 從前，作爲上述用途所使用之金屬製加熱器，係採用 在鋁板背面配置有電阻發熱體者。 然而’上述金屬製加熱器有下述之問題。 首先’由於係金屬製，因此加熱板之厚度，須爲 15mm左右之較厚的板。此係因薄金屬板將會因加熱所引 起的熱膨脹’而產生板彎或變形等情形、使裝載於金屬板 上之丰導體破損或傾斜之故。但是，若加厚加熱板之厚度 ’又會使加熱器的重量加重，而有體積變大的問題。 此外’係藉由改變施加於電阻發熱體之電壓或電流來 控制加熱溫度，但由於金屬板較厚，因此加熱板之溫度無 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------装----.<----訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 47250)0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（>) 法迅速隨電壓或電流的變化而變化，而亦有難以進行溫度 控制的問題。 因此，如日本專利特開平9-306642號公報、特開平4-324276號公報等之記載般，提出了使用熱傳導率高、強度 亦大之非氧化物陶瓷的A1N作爲基板，於此A1N基板中形 成有電阻發熱體之陶瓷加熱器。 此外，例如在日本專利第2798570號公報中，亦揭示 了於A1N基板中形成有電阻發熱體，且爲了將半導體晶圓 保持於加熱器上，而進一步在ALN基板中埋設靜電電極之 靜電夾頭。 [發明欲解決之課業題、及其方法] 然而，當使用此種在ALN基板中形成有電阻發熱體等 之加熱器或靜電夾頭時，與使用採鋁板之加熱器相較，竟 有在控制上產生錯誤動作、靜電夾持力降低、或使檢查裝 置產生錯誤動作等無法理解的現象。 又，亦有因半導體晶圓中之配線缺陷而產生導通不良 的問題。此外，亦實際觀察到被認爲係自陶瓷脫離之微粒 ，附著於半導體晶圓表面的問題。 本發明人，針對上述習知技術之問題加以銳意檢討的 結果，意外的發現其原因係起因於自ALN基板所放出之α 線，以及若將該α線維持在一定値以下，即能防止錯誤動 作或靜電夾持力的降低，再者，不僅能減少附著於半導體 晶圓表面之陶瓷粒子，亦能使半導體晶圓之配線缺陷的發 4 (請先閱讀背面之注咅心事項再填寫本頁) 裘 • ^1 ϋ n AT· n H9 訂----- 線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 47250)0 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7_ 五、發明說明（+ ) 生率趨近於〇，而完成了本發明。 亦即，本發明係一種半導體製造*檢查裝置用陶瓷基 板，其特徵在於：半導體之製造•檢查用裝置所使用之陶 瓷基板中，自陶瓷基板表面所放射出之α線量在0.250c/ cm2 hr 以下，實質上在 0.0001 〜0.25()0/(:1112 hr 之間。 又，本發明之使用該陶瓷基板之陶瓷加熱器，係在陶 瓷基板之表面或內部設置發熱體而構成，用以對半導體晶 圓或半導體製品等進行加熱，其特徵在於：自上述陶瓷基 板表面所放射出之α線量在〇.250c/cm2 hr以下，實質上 在 0.0001 〜0.250c/cm2 hr 之間。 又，本發明之靜電夾頭，係在陶瓷基板內部埋設電極( 靜電電極)而構成，其特徵在於：自上述陶瓷基板表面所放 射出之α線量在0.250c/cm2 hr以下，實質上在0.0001〜 0.250c/cm2 hr 之間。 又，本發明之晶圓探測器，係在陶瓷基板表面形成導 體層而構成，其特徵在於：自上述陶瓷基板表面（導體層形 成面）所放射出之α線量在0.250c/cm2 hr以下，實質上在 0.000Ί 〜0.2500/(:1112 hr 之間。 [圖式之簡單說明] 圖1係槪略地顯示本發明之陶瓷加熱器之一例的仰視 圖。 圖2係槪略地顯示圖1所示之陶瓷加熱器之一部份的 截面圖。 5 ------------'装----1----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 A7 _B7_ 五、發明說明（斗） 圖3(a)係槪略地顯示本發明之靜電夾頭的縱截面圖， (b)係(a)所示之靜電夾頭的A-A線截面圖。 圖4(a)〜（d)係顯示本發明之晶圓探測器之製造步驟之 一部份的槪要圖。 圖5(e)〜（g)係顯示本發明之晶圓探測器之製造步驟之 一部份的槪要圖。 [符號說明] 2 夾頭頂導體層 3 陶瓷基板 5 屏蔽電極 6 接地電極 7 槽 8 空氣吸入口 10 陶瓷加熱器 11 加熱板 12 電阻發熱體 13 外部端子 14 有底孔 15 貫通孔 16 支撐銷 17 袋孔 18 透孔 19 半導體晶圓 6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装.--------訂.---- 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4725〇1〇 A7 B7 五、發明說明（>) 20 靜電夾頭 21 陶瓷基板 22 夾頭正極靜電層 23 夾頭負極靜電層 22a、23a 半圓弧狀部 22b 、 23b 梳齒部 36、37 透孔 38 袋孔 39 、 390 、 391 外部端子 40 陶瓷電介質膜 41 電阻發熱體 410 鎳層 101 晶圓探測器 [發明之揭示] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如前所述，本發明人等針對上述習知技術之問題加以 銳意檢討的結果，意外的發現其原因係起因於自ALN基板 所放出之α線。 亦即，自基板產生α線，此α線使得半導體晶圓上產 生多數之電子、電洞對。因此，半導體晶圓本身將帶靜電 ，由於此靜電的關係而吸附陶瓷基板所產生的微粒，或引 起因陶瓷基阪內部所設置之熱電偶所產生之加熱器的錯誤 動作或晶圓探測器的錯誤動作。再者，亦可推測由於在半 導體晶圓上產生了多數之電子、電洞對，因而抵消靜電夾 7 —---— — — III — — *--I Γ I — I 訂·11 1 —---I ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 47215〇ί〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 B7 五、發明說明（) 頭之電極所產生之靜電，使夾持力降低。 如前所述的，加熱器、靜電夾頭、晶圓探測器雖其用 途各不相同，但習知技術之問題，可推斷係因《線使得半 導體晶圓上產生之電子、電洞對之故。 因此，若能將陶瓷基板之表面（導體層形成面）所放射 出之α線量抑制在一定値以下，則不論在任何用途中皆能 謀求問題之解決。 將本發明之陶瓷基板使用於陶瓷加熱器時，雖將熱電 偶設於陶瓷基板，但若α線量超過0.250c/cm2 hr，則產 生之α線即飛入半導體晶圓而產生電子、電洞對，而誤判 測定之溫度，此點被認爲係造成錯誤動作之原因。因此種 錯誤動作使得晶圓裝載面之溫度達到一定的時間產生延遲 〇 又，在靜電夾頭之情形時，若α線量超過0.250c/cm2 hr ’則產生之a線即撞擊半導體晶圓而產生電子、電洞對 進而產生電荷，此電荷抵消靜電電極在晶圓上所產生之電 何’因庫倫力及強森-拉貝克效果(Johnson-Rahbeck Effect) 使吸附力降低。 再者，於晶圓探測器之情形中，將半導體晶圓裝載於 導體層（夾頭頂導體層）、壓接測試針施以導通測試，當α 線量超過〇.25〇C/cm2 hr時，α線即使半導體晶圓產生電 子、電洞對，進而成爲雜訊造成導通測試判定的錯§吳。 此外，若α線量超過0.250c/cm2 hr，〇線即飛入陶 瓷基板上所魏之半晶em產生私、電_而產生
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X n ^^1 I - I n f— 1 nt 1^1 l·— a— n n· I I— n I n. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 8 4725010 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（卩） 靜電，由於此靜電的關係使陶瓷基板所產生之微粒吸附在 半導體晶圓上。若吸附有微粒，當使用光罩進行曝光時， 即會產生配線缺陷。 本發明之半導體之製造.檢查用裝置所使用之陶瓷基 板’其特徵在於：自半導體晶圓表面所放射出之^線量在 0.250c/cm2 hr 以下’實質上在 〇 〇〇〇1〜〇.25〇c/cm2 hr 之 間。 在此範圍內，即能防止加熱器及探測器等之電性錯誤 動作、靜電夾持力的降低，以及微粒附著於半導體晶圓， 進而能消除配線缺陷。 又使α線量在〇.〇5〇c/cm2 hr以下，能使微粒之附 著量在10個/cm2以下。 附，一提的，本發明係藉減低〇：線量，以防止上述電 性錯5吳動作、靜電夾持力的降低，以及微粒之產生，此種 電性錯if動作、靜電夾持力的降低，以及微粒之附著、配 線缺陷i產生等問題與α線量間之因果關係，此無人猜想 到的關夢爲本發明所首見’即使其解決方式本身爲單純之 j 手法’但亦不妨礙本發明之進步性。 又：’有關氮化銘之〇;線量，於「新陶瓷」Vol. 11、 Νο·9 1998「A1N陶瓷最近的進步與應用」中雖有記載，但 作爲半導體製造.檢查裝置加以使用者，既無記載亦無暗 不。因，其本身不至阻礙本發明之進步性。 本發明中’陶瓷基板之厚度以0.5〜5〇mm較佳。若較 〇.5mm薄時，因強度降低易破損，另一方面，若較5〇mm 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) ------------^..—,<----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 47250)0 經濟部智慧財產局員工消費合作.社印制衣 A7 ^—__ 五、發明說明（^ ) 厚時，卜 、 闳熱不易傳導，使加熱效率變差。特別是，在 2〇〇1〇1以卞最佳。此係由於能減少內部之α線量之故。 又’陶瓷基板以圓盤狀，其直徑在20〇mm以上者較佳 …由於具有此種大面積之陶瓷基板因α線而產生障礙 的機率較高，本發明之效果顯著之故。 片又，雖然最好是不存在氣孔，但若有氣孔存在時，以 虱孔率在5%以下，最大氣孔徑在50//m以下者較佳。此 係由於超過此範圍時，氣孔中即會有空氣，當α線通過氣 孔日寸產生等離子，而降低高溫(2〇〇°C以上)下的耐絕緣性。 以下’分別說明本發明之各用途。 本發明之陶瓷加熱器，係在陶瓷基板表面或內部設置 發熱體而成，其特徵在於：自上述陶瓷基板表面所放射出 之α線量在0.250C/Cm2 hr以下，實質上在〇 〇〇〇1〜 0.250c/cm2 hr 之間。 若使用本發明之陶瓷加熱器，由於自陶瓷基板表面所 放射出之〇：線量在0.250c/cm2 hr以下，因此〇：線之關係 使半導體晶圓上產生電子、電洞對，藉此產生靜電、或直 接將雜訊賦予熱電偶使測溫數據不至混亂，此外，若在 0.250c/cm2 hr以下’則半導體晶圓上不易產生靜電，能 減少微粒之吸附量。 又，本發明中，α線之放射量以〇最爲理想，但在技 術面、經濟面上使其不滿0·0001是非常困難的，另—‘方面 ，若α線量超過〇.250c/cm2 hr時，因〇：線之關係產生之 靜電使微粒吸附於半導體晶圓，而造成破壞半導體晶圓之 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4梘格（210 X 297公釐） -------------裝----·.----訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
472S 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（q ) 機能的損傷。 α線之產生主因，係作爲氮化物之原料的氧化鋁或二 氧化矽中的放射性核鈾(U)或社(Th)。因此，在自原料氧化 鋁或二氧化矽中去除鈾或钍後，以還原氮化法等合成氮化 物陶瓷。 鈾或钍之去除方法，例如於「粉狀物粉末冶金協會演 講槪要集pll4 Spring 1980年」中所記載的，係使平均粒 子徑2〜3/zm之多孔質7-Fe03粒子含浸異丙氧化鈦之醇 類溶液，接著，將醇鹽加水分解後使鈦氫氧化物等吸附於 r-Fe03以作爲鈾吸附劑，將此分散於原料溶液中。 例如，將鈾吸附劑分散於自鋁礬土所得之鋁酸蘇打水 溶液中以鹼性條件吸附鈾，分離吸附劑後，使鋁酸蘇打成 爲氫氧化鋁加以沉澱、再加以乾燥、燒成而成爲氧化鋁。 又’該文獻中雖僅著眼於鈾，但發明人確認了钍亦具 有相同的效果。又，市面上亦有販賣α線量較低者，亦可 購入使用。 以上述方式所獲得之氧化鋁等以還原氮化法加以氮化 。還原氮化法，係將Si02或αι2ο3邊以碳黑等之碳加以還 原邊與氮氣反應之方法。1 此外，特開平9-48668號公報中雖揭示有以直接氮化 法或間接氮化法所製造之半導體製造裝置用氮化鋁燒結體 ’但對原料氧化銘並無任何論述，再者，由於自錦攀土會 混入鈾或钍，因此僅以直接氮化法製造並無法減少鈾或钍 的量。 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------------訂---------' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______B7___ 五、發明說明（/C ) 本發明之陶瓷加熱器，係用來加熱半導體晶圓所使用 之陶瓷加熱器，於氮化物陶瓷基板表面或內部設有發熱體 0 圖1係示意地顯示本發明之陶瓷加熱器之一例的仰視 圖，圖2係顯示其一部份的部份擴大截面圖。 由氮化物陶瓷所構成之陶瓷基板(以下稱爲“加熱板” )11，係形成爲圓板狀，電阻發熱體12，由於須以加熱板 11之晶圓加熱面(上面)全體之溫度均等之方式進行加熱， 因此於加熱板U內部形成同心圓狀的圖案。此外，該等電 阻發熱體12，係以相接近之雙重同心圓作爲一組，連接成 一條線，於其兩端連接作爲輸出入端子之外部端子13。又 ，接近中央的部份，形成有用以插通支撐半導體晶圓19之 支撐銷16的貫通孔I5，此外，形成有用以插入測溫元件 之有底孔14。 又，圖1〜圖2所示之陶瓷加熱器10中，電阻發熱體 12係設於加熱板11的內部，但亦可設於加熱板11的底面 〇 以下，針對構成本發明之陶瓷加熱器之構件等加以詳 細說明。 本發明之陶瓷加熱器10，係使用氮化物陶瓷，此係因 熱膨脹係數較金屬爲小，即使做的較薄，亦不至彎曲、或 變形’因此能將加熱板11作的又輕又薄之故。 此外，由於加熱板11之熱傳導率高、且加熱板本身薄 ，因此加熱板11之表面溫度能迅速地追隨電阻加熱體的溫 12 &張尺度用中國國家標準（CNS^A4規格（21〇>< 297公釐) _ ' '"' ------------^衣--------- ! ---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 472500 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（丨丨） 度變化。亦即，藉由改變電壓、電流使電阻加熱體之溫度 變化，即能良好地控制加熱板11的表面溫度。 作爲上述陶瓷，可以是氮化物陶瓷、氧化物陶瓷、碳 化物陶瓷，其中尤以氮化物陶瓷最爲適合。 氮化物陶瓷，由於其熱傳導率高、昇溫、降溫特性優 異，因此被使用於裝載晶圓或近接式支撐晶圓之陶瓷板。 由於晶圓之配線缺陷係在陶瓷板之裝載等情形中所產 生的現象，因此本發明就氮化物陶瓷而言，尤具有顯著之 效果。 作爲氮化物陶瓷，例如有氮化鋁、氮化矽、氮化硼、 氮化鈦等。上述氮化物可單獨使用、亦可倂用二種以上。 上述氮化物中，以氮化鋁最佳。此係因氮化鋁之熱傳 導率爲180W/m K，係最高之故。 又，作爲氧化物陶瓷，例如有氧化鋁、二氧化矽等， 作爲碳化物陶瓷，例如有碳化砂等。 氮化物陶瓷基板之表面或內部所形成之電阻發熱體12 ’以至少分割爲一個以上之電路者較佳。此係因藉電路之 分割’能控制供應各電路之電力以改變發熱量，而能調整 半導體晶圓之加熱面的溫度之故。 電阻發熱體I2之圖案’例如可以是同心圓、螺旋狀、 偏心圓、彎曲線等，但考慮加熱板全體之溫度的均等性， 以圖1所不之冋心圓狀者較佳。 將電阻發熱體I2形成於加熱板u之表面時，將含有 金屬粒子之導體糊塗布加熱板11的表面以形成既定圖案之 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公笼） . ----------袭---------訂---------線 "-請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 47250j0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（α) 導體膠層後，將此燒附於其上，於加熱板11之表面燒結金 屬粒子之方法較佳。又，金屬之燒結，只要金屬粒子間、 以及金屬粒子與陶瓷熔接在一起即可。 於加熱板11之表面形成電阻發熱體時，電阻發熱體之 厚度以1〜30 μ m較佳、若爲1〜10 μ m則更佳。又，於加 熱板.11之內部形成電阻發熱體時，其厚度以1〜50/zm較 佳。 又，於加熱板11之表面形成電阻發熱體時，電阻發熱 體之寬度以0.1〜20mm較佳、若爲0.1〜5mm則更佳《又 ，於加熱板U之內部形成電阻發熱體時，電阻發熱體之寬 度以5〜20ym較佳。 電阻發熱體12，雖能以其寬度或厚度使電阻値具有變 化，但以上述範圍最爲實用。電阻發熱體越薄、越細，其 電阻値越大。若將電阻發熱體121形成於加熱板11之內部 ，其厚度及寬度皆較大，將電阻發熱體12設於內部時，由 於加熱面與電阻發熱體12間之距離較短，表面溫度之均一 性降低，因此須加寬電阻發熱體本身的寬度，此外，由於 將電阻發熱體I2設於內部，不需考慮與氮化物陶瓷之黏著 性，因此能使用鎢、鉬等之高熔點金屬或鎢、鉬等之碳化 物，而提高電阻値，故以防止斷線等爲目的而將厚度本身 加厚亦可。是以，電阻發熱體12以上述之厚度或寬度者較 佳。 電阻發熱體12，其截面形狀爲矩形或橢圓形皆可、且 以扁平者較佳。此係因扁平者較易向晶圓加熱面放熱’加 14 本紙張尺度_中關家標準（CNS)A4祕（21G χ 29ϋ) ------------"----Λ----訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 47250)0 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明說明（ο ) 熱面之溫度分布不易形成之故。 截面之寬厚比(電阻發熱體之寬度/電阻發熱體之厚度 )以10〜5000者較佳。 此係因調整於此範圍’即能加大電阻發熱體12之電阻 値，且能確保加熱面之溫度的均一性之故。 當電阻發熱體12之厚度一定時，若寬厚比較上述範圍 小的話，加熱板11之向晶圓加熱方向的熱傳導量變小，與 電阻發熱體12之圖案近似的熱分布即會產生於加熱面，反 之，若寬厚比過大的話，電阻發熱體12中央之正上方部份 即會成爲高溫，結果，與電阻發熱體12之圖案近似的熱分 布即會產生於加熱面。因此’考慮溫度分布，前述截面之 寬厚比，以10〜5000較佳。 將電阻發熱體12形成於加熱板11之表面時，將長寬 比設爲10〜200，而將電阻發熱體12形成於加熱板11之 內部時，將長寬比設爲200〜5000較佳。 將電阻發熱體12形成於加熱板11之內部時，長寬比 較大’此係因設於內部時，由於加熱面與電阻發熱體12間 之距離變短，表面之溫度均一性降低，因此需將電阻發熱 體12本身做成扁平之故。 將電阻發熱體12偏心形成於加熱板11之內部時的位 置，以接近對向於加熱板11之加熱面的面(底面），相對於 加熱面到底面之距離50%〜99%之位置者較佳。 若在50%以下，由於過於接近加熱面，會產生溫度分 布，反之，若超過99%，加熱板11本身即會翹起，使半導 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I - ------. I I I Γ I I I JST·--------, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4725〇1〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7_____一 五、發明說明（A ) 體晶圓破損之故。 又，將電阻發熱體12形成於加熱板11之內部時，可 設置複數層之電阻發熱體形成層。此時，各層之圖案，以 互補的方式將電阻發熱體12形成於各層，自晶圓加熱面上 方俯視時，在每一區域中皆形成有圖案之狀態較佳。此構 造，例如有互爲鋸齒狀配置的構造。 此外，將電阻發熱體12設於加熱板11之內部，且使 該電阻發熱體12的一部份露出亦可。 作爲導體糊，並無特別限制，但除了含有用以確保導 電性之金屬粒子或導電性陶瓷之外，以含有樹脂、溶劑' 增黏劑等者較佳。 作爲上述金屬粒子，以例如貴金屬(金、銀、白金、鈀 )、鉛、鎢、鉬、鎳等較佳。該等可單獨使用，亦可倂用二 種以上。該等金屬，由於比較不易氧化，具有發熱所需之 充分的電阻値。 作爲上述導電性陶瓷，例如有鎢、鉬之碳化物等。該 等碳化物可單獨使用，亦可倂用二種以上。 該等金屬粒子或導電性陶瓷粒子之粒徑，以〇」〜100 μ m較佳。若不滿0 _ 1 μ m則過於微細，容易氧化，另一方 面，若超過，則不易燒結電阻値變大之故。 上述金屬粒子之形狀，可爲球狀，亦可爲鱗片狀。使 用該等金屬粒子時，可以是上述球狀與上述鱗片狀之混合 物。 若上述金屬粒子爲鱗片狀、或球狀與鱗片狀之混合物 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------j----訂--------< (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4725〇j〇 A7 B7 五、發明說明（θ) 時，由於易於保持金屬粒子間之金屬氧化物，使電阻發熱 體12與氮化物陶瓷等之黏著性更爲確實，且增大電阻値， 因此非常有利。 作爲使用於導體糊之樹脂，例如有環氧樹脂、酚醛樹 脂等。又，作爲溶劑，例如有異丙醇等。作爲增黏劑，例 如有纖維素等。 如上所述，導體糊中，於金屬粒子中添加金屬氧化物 ，使電阻發熱體爲金屬粒子及金屬氧化物所燒結成者較佳 。以此方式，藉將金屬氧化物與金屬粒子一起燒結，即能 將作爲加熱板之氮化物陶瓷與金屬粒子緊密地黏合。 藉混合金屬氧化物，即能改善與氮化物陶瓷之黏著性 的理由雖不明確，但一般被認爲係由於金屬粒子表面或氮 化物陶瓷表面受到些微之氧化而形成有氧化膜’該氧化膜 彼此間透過金屬氧化物燒結爲一體’而使金屬粒子與氮化 物陶瓷緊密黏合。 作爲上述金屬氧化物，以自例如由氧化給、氧化鋅、 二氧化砂、氧化硼（B2〇3)、氧化鋁、三氧化二紀以及二氧 化鈦所構成之群中所選出之至少一種者較佳。 此係因上述之氧化物’不至使電阻發熱體12之電阻値 變大，能改善金屬粒子與氮化物陶瓷之黏著性之故。 上述氧化給、氧化鋅、二氧化砍、氧化硼(®2〇3)'氧 化銘.、三氧化二釔、二氧化鈦之比例’在以金屬氧化物之 全量作爲100重量分時，其重量比，氧化鉛爲1〜10、二 氧化砍1〜30、氧化硼爲5〜50、氧化鋅爲2〇〜70、氧化 17 I 紙張尺 (CNS)A4 餘（21Q x 2¥^楚） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裘.111,1----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4725〇1〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（…） 鋁1〜10、三氧化二釔爲1〜50、二氧化鈦爲1〜50 ’其合 計在不超過100重量分之範圍加以調整者較佳。 在該等範圍內、調整該等氧化物之量，特別能改善金 屬粒子與氮化物陶瓷之黏著性。 上述金屬氧化物之相對於金屬粒子之添加量，以0.1 重量％以上、10重量％不滿者較佳。又，使用此種構成之 導體糊形成電阻發熱體Π時之單位面積電阻率，以1〜 45m Ω/□較佳。 此係因面積電阻率超過45mQ/□時，相對於施加電 _壓量，發熱量會變的過大，使得將電阻發熱體12設於加熱 板表面之加熱板11，不易控制該發熱量之故。又，若金屬 氧化物之添加量爲10重量％以上的話，面積電阻率即會超 過50πιΩ/□，發熱量過大使溫度控制難以進行，而降低 溫度分布之均等性。 當電阻發熱體12係設於加熱板11之表面時，於電阻 發熱體12的表面部份形成有金屬覆蓋層者較佳。此係因能 防止內部之金屬燒結體氧化，而導致電阻値變化之故。所 形成之金屬覆蓋層之厚度，以0.1〜10 M m較佳。 形成金屬覆蓋層時所使用之金屬，只是是非氧化性金 屬的話並無特別限制，具體而言’例如有金、銀、鈀、白 金、鎳等。該等可單獨使用、亦可倂用二種以上。該等金 屬中，尤以鎳爲佳。 電阻發熱體12上需有用以和電源連接之端子，該端子 係透過焊料安裝於電阻發熱體I2，而鎳可防止焊料的熟擴 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------^----JST--------- (請先閲讀背面之注音？事項再填寫本頁) 47250)0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（q) 散。作爲連接端子，例如有科瓦合金(covar)製的外部端子 13 0 又，將電阻發熱體12形成於加熱板U之內部時，由 於電阻發熱體表面不.至被氧化，因此不需加以覆蓋。將電 阻發熱體12形成於加熱板11內部時，電阻發熱體的一部 份可自表面露出，或者將用以連接電阻發熱體之透孔設於 端子部份，將外部端子連接、固定於該透孔亦可。 連接外部端子時，作爲焊料，可使用銀-鉛、鉛-錫、 鉍-錫等之合金。又，焊料層之厚度，以0J〜5〇#m較佳 。此範圍係爲了確保以焊料之連接所需之範圍之故。 又，如圖2所示，可在加熱板11設置貫通孔15，於 該貫通孔15插通一支撐銷(未圖示），以將半導體晶圓交至 未圖示之搬送機、或自搬送機接過半導體晶圓。 本發明之陶瓷加熱器’可使半導體晶圓離開陶瓷基板 50〜5〇0"m進行加熱。藉離開陶瓷基板，可使之不易受到 陶瓷基板表面溫度分布的影響。此時，係以支擦銷16支撑 於陶瓷基板上使之分離以進行加熱。 其次，說明本發明之陶瓷加熱器的製造方法。 首先’針對電阻加熱體係形成於加熱板1 1底面之陶瓷 加熱器加以說明。 (1)加熱板之製作步驟 於上述氮化鋁等之氮化物陶瓷粉末中，視需要配合C 氧化一紀寺之助燒結劑或結合劑等gji製成獎液(slurry)後， 將此漿液以噴射乾燥等方法做成顆粒狀，將此顆粒置人丰莫 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 297公釐） ------------装---------訂·-------I (請先閱讀背面之注咅W事項再填寫本頁) 472150)0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（β) 具加壓成板狀，以製作生(green)成形體。 欲使陶瓷加熱器具有靜電夾頭機能時，亦可將靜電夾 頭用之金屬箔等埋入生成形體中。 其次，視需要於生成形體上，形成用來支撐半導體晶 圓之支撐銷所插通之貫通孔的部份、或用來埋入熱電偶等 之測溫元件之有底孔的部份。又’在製成燒結體後進行上 述加工亦可。 其次，對此生成形體進行加熱、燒成以使之燒結，製 造陶瓷製的板狀體。之後，加工成既定形狀以製作加熱板 11，但亦可使之成爲燒成後即可使用的形狀。在加壓之同 時進行加熱、燒成，即能製造沒有氣孔的加熱板11。加熟 、燒成只要在燒結溫度以上即可，氮化物陶瓷爲1〇〇〇〜 2500〇C 0 (2) 於加熱板印刷導體糊之歩驟 一般來說，導體糊係由金屬粒子、樹脂、溶劑所構成 之黏度較高的流體。將此導體糊，使用網版印刷等在欲設 置電阻發熱體的部份進行印刷’以形成導體糊層。電阻發 熱體，由於須使加熱板全體成爲均一之溫度’因此最好是 能如圖1所示的，印刷成由同心圓所構成之圖案。 導體糊層，以燒成後之電阻發熱體12之截面形成爲方 形、且爲扁平形狀者較佳。 (3) 導體糊之燒成 對加熱板11底面所印刷之導體糊層進行加壓燒成，除 去樹脂、溶劑，且使金屬粒子燒結以燒成於加熱板11底面 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝---------訂--------- (請先閱讀背面之注意»項再填寫本頁：> 4721500 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ή ) ，形成電阻發熱體12。加熱燒成之溫度以500〜1000°C較 佳。 若能在導體糊中預先添加上述金屬氧化物，由於金屬 粒子、加熱板以及金屬氧化物燒結成爲一體，因此電阻發 熱體與加熱板間之黏著性即能提升。 (4) 金屬覆蓋層之形成 電阻發熱體12表面，最好是能設置金屬覆蓋層。金屬 覆蓋層可以電鍍、化學鍍、濺鍍等方式加以形成，但考慮 量產性，以化學鍍最佳。 (5) 端子等之安裝 於電阻發熱體12之圖案的端部，焊接用以和電源連接 之端子(外部端子13)。又，以銀焊料、金焊料等將熱電偶 固定於有底孔Η，以聚醯亞胺等之耐熱樹脂加以密封，結 束陶瓷加熱器之製造。 接著，針對電阻加熱體12係形成於加熱板11內部之 陶瓷加熱器的製造方法(參照圖1〜圖2)加以說明。 (1)加熱板之製作步驟 首先，將氮化物陶瓷粉末與結合劑、溶劑等加以混合 調製漿液，以此漿液製作生片(Green sheet)。 作爲上述氮化物陶瓷粉末，可使用氮化鋁等，亦可視 需要添加三氧化二釔等之助燒結劑。 又，作爲結合劑，以自丙烯酸系結合劑、乙基纖維素 、丁基溶纖劑、聚乙烯醇中所選擇之至少一種者較佳。 再者，作爲溶媒，以自萜品醇、乙二醇中所選擇之至 21 - - - - - - - - - ----^· ! I -------- — — I I I 、 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公楚） 4725〇ί〇 Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 ___ _Β7_ 五、發明說明（/) 少一種者較佳。 混合上述所得之漿液以刮刀（d〇ct〇r blade)法做成薄片 狀，以製作生片。 生片之厚度，以0.1〜5mm較佳。 其次，視需要於生片上，形成用來支撐半導體晶圓之 支撐銷所插通之貫通孔15的部份，或用來埋入熱電偶等之 測溫元件之有底孔的部份，以及用以將電阻發熱體與外部 端子連接之透孔18的部份等。上述加工可在形成後述生片 積層體後，或者在燒成成燒結體後加以進行。 (2) 於加熱板印刷導體糊之步驟 於生片上，印刷金屬糊或含導電性陶瓷之導電糊。 此時，不僅形成用來形成電阻發熱體之導體糊層，亦 可設置用來形成靜電夾頭之導體糊層。 該等導體糊層中，含有金屬粒子或導電性陶瓷粒子。 鎢粒子或鉬粒子之平均粒子徑以0.1〜5 μιη較佳。此 係因不滿0.1 或超過5 時，導體糊之印刷困難之故 〇 作爲此種導體糊，例如有金屬粒子或導電性陶瓷粒子 85〜87重量分；自丙烯酸系、乙基纖維素、乙二醇單丁醚 、聚乙烯醇中所選擇之至少一種結合劑1.5〜10重量分； 以及，自結品醇、乙二醇中所選擇之至少一種溶媒1.5〜10 重量分所混合而成之組成物(膠狀）。 (3) 生片之積層步驟 將沒有印刷導體糊的生片，上下積層於印刷有導體糊 22 本紙張尺度適用中國國家標ί· (^NS) A4規格（210 X 297公釐）' ' --II---I I -------t I I _ 訂.1111_1 I - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4725〇ί〇 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 Α7 _______Β7______ 五、發明說明（y) 之生片。 此時，使積層於上側之生片的數量多於積層於下側之 生片的數量，使電阻發熱體之形成位置向底面方向偏心。 具體而言，上側之生片的積層片數以20〜50片，下 側之積層片數以5〜2〇較佳。 (4)生片積層體之燒成步驟 對生片積層體進行加熱、加壓，使生片及內部之導體 膠燒結。 加熱溫度以1000〜2000°c較佳，加壓之壓力以100〜 200kg/cm2較佳。加熱係在惰性氣體環境中進行。作爲惰 性氣體，例如可使用氬、氮等之氣體。 又，在進行燒成後，設置用以插入測溫元件之有底孔 亦可。此有底孔，可在表面硏磨後，藉進行噴砂等的衝擊 處理來形成。此外，在用來與內部之電阻發熱體連接之透 孔連接端子，進行熔焊。加熱溫度以200〜500°C較爲合適 〇 再者，以金焊料、銀焊料等焊接作爲測溫元件之熱電 偶，以聚醯亞胺等之耐熱樹脂加以密封，結束陶瓷加熱器 之製造。 接著，說明本發明之靜電夾頭。 本發明之靜電夾頭，係於氮化物陶瓷基板內部埋設靜 電電極而構成，其特徵在於：自上述陶瓷基板之半導體晶 圓加熱面所放射之α線量爲0.250c/cm2 hr以下，實質上 在 0.0001 〜0.250c/cm2 hr 之間。 23 紙張尺度i用中國標準(^NS)A4規格（210 X 297公髮）— "'"" ---------------------^---------^ (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 4721500 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 -------- 五、發明說明（V， 構成本發明之靜電夾頭之氮化物陶瓷基板材料，係# 用與本發明之陶瓷加熱器相同之材料，以相伺之方法_@ 陶瓷基板。因此，自半導體晶圓裝載面所放射之α線量， 實質上在0.0001〜〇..250c/cm2 hr之間，因α線之關係在 晶圓表面不易產生電荷，其結果因靜電電荷使產品於晶圓 之電荷不易被抵消，而能防止因強森-拉貝克效果使吸附力 降低。 又，只要在〇.250c/cm2 hr以下，半導體晶圓上即不 易產生靜電，而能減少微粒之吸附量。 α線之放射量，以〇最爲理想，但在技術面、經濟面 上欲使其不滿0.0001是非常困難，另一方面，若α線量超 過0.250c/cm2 hr，因α線所產生之靜電將使微粒吸附於 半導體晶圓，而造成使半導體晶圓之機能受到破壞的傷害 〇 圖3⑷係示意地顯示靜電夾頭的縱截面圖，（b)係(a)所 示之靜電夾頭之A-A線截面圖。 該靜電夾頭2〇,於陶瓷基板21之內部埋設夾頭正負 電極層22、23，於該電極上形成有厚5〜1500gm之陶瓷 介電膜40。此外，於陶瓷基板21之內部，設有電阻發熱 體I2，而能進行政晶圓9之加熱。又，視需要於陶瓷基板 21埋設RF電極亦可。 又’如圖3(b)所不，靜電夾頭2〇，通常係形成爲俯視 呈圓形狀，於陶瓷基板21內部，由半圓弧狀部22a與梳齒 部22b所構成之夾頭正極靜電層22，及由半圓弧狀部23a 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4 ^格（210 X 297公爱） ------------^---------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 47250)0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（V1]) 與梳齒部23b所構成之夾頭負極靜電層23，以梳齒部22b 、23b相互交錯之方式對向配置。 使用該靜電夾頭時’分別於夾頭正極靜電層22與夾頭 負極靜電層23連接直流電源之+側與一側，施加直流電壓 。據此，裝載於靜電夾頭上之半導體晶圓即被靜電吸附。 該靜電夾頭’如圖3所示，可將電阻發熱體埋設於陶 瓷基板21內部’此外，亦可將電阻發熱體形成於陶瓷基板 21的表面(底面）。 上述靜電夾頭之製造方法，除了在生片表面將導體糊 塗布爲夾頭正極靜電層22與夾頭負極靜電層23，或於生 形成體中將金屬箔埋設爲夾頭正極靜電層22與夾頭負極靜 電層23外，與陶瓷加熱器之製造方法大致相同。 接著，說明本發明之晶圓探測器。 該晶圓探測器中，自半導體裝載面所放射出之^線量 爲0.0001〜0.250c/cm2 hr ’因α線的關係於夾頭頂層不易 產生雜訊信號，能防止導通測試之誤判。 又，只要在〇.250c/cm2 hr以下’半導體晶圓上即不 易產生靜電，亦能減少微粒之吸附量。 本發明之晶圓探測器，係於陶瓷基板表面形成夾頭頂 導體層而構成。 於夾頭頂導體層上裝載晶圓，壓接具有測試針之探針 板(probe card)加以導通進行檢查。 夾頭頂導體層上形成有貴金屬層，此貴金屬層，不至 阻礙與晶圓背面之電氣導通，能防止夾頭頂導體層中之硼 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — —----- 1 I If—--I-----I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 47250)0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4) 或磷、陶瓷中之三氧化二紀1、鈉等之擴散。 作爲貴金屬，以自金、銀、白金'鈀中所選出之至少 一種者較佳。 本發明之晶圓探測器’由於係使用剛性較高之陶瓷基 板，因此即使以探針卡之測試針壓接於夾頭頂’夾頭頂亦 不至翹起，相較於金屬可使夾頭頂之厚度更薄。 又，由於相較於金屬可使夾頭頂之厚度更薄，因此即 ί吏是:熱傳導率較金屬爲低之陶瓷，結果其熱容量較小，能 改善昇溫、降溫特性。 前述夾頭頂導體層之厚度，以1〜ΙΟ^ιη較佳。此係 因不滿l//m時，電阻値過高而無法發揮電極的作爲，超 過10^m時，將由於導體所具有之應力而變得容易剝離之 故。 作爲夾頭頂導體層，可使用自銅、鈦、落鉻、鎳、貴 金屬（金、銀、白金等）、鎢、鉬等之高熔點金屬中所選出 之一種以上者。 作爲夾頭頂導體層，最好是能含有鎳。此係因硬度較 高、對測試針之壓接等亦不易變形之故。 本發明之晶圓探測器，最好是能埋設有屏蔽電極與接 地電極。屏蔽電極’係用以抵消存在於測定電路內之寄生 電容，並賦予測定電路(即夾頭頂導體層）之接地電位。此 外，接地電極，係爲了抵消來自溫度控制機構之雜訊而設 置。 本發明之晶圓探測器的夾頭頂導體層形成面，最好是 26 ------------^---------訂---------線. ，， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 4725〇1〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7____ 五、發明說明（〆） ^ 形成有槽與空氣之吸入孔。此係因裝載晶圓並自吸7力 次人孔吸 入空氣後，即能吸附晶圓w之故。 本發明之半導體製造•檢查裝置，可在150〜9()()。 使用。 [發明之最佳實施形態] 以下，進一步的詳細說明本發明。 (合成例）氮化鋁合成例 ⑴在平均粒徑3//m之多孔質r-FQO3上，含浸含〇 $ 重量％之鹽酸的10重量％之異丙氧化鈦的乙基醇水溶、液， 於25°C放置24小時，加水使之分解而獲得鈾 '钍吸附劑 〇 (2) 將鋁礬土粉末1000重量和10%氫氧化鈉水溶液一 起放入鐵氟龍容器，將此置入高壓鍋中，以190°c處理5 小時後，加以過濾與紅泥分離而獲得鋁酸蘇打水溶液。 (3) 以1N鹽酸將該鋁酸蘇打水溶液調整爲PH=12，使 吸附劑分散後，以50°C進行了 0.5小時振動放置。此外， 以同樣之方式調製1小時、2小時、3小時、4小時、5小 時、6小時振動放置者，獲得合計7種類的液體。 (4) 過濾分離出吸附劑，以鹽酸將過濾液調整爲PH=8.5 ，析出氫氧化鋁沉澱物後，以蒸餾水洗淨後在80°C下進行 了 5小時的乾燥。再於空氣中以1000°C燒成爲氧化鋁。‘ (5) 將上述(4)所製造之氧化鋁1000重量分與353重量 分之石墨加以混合，於氮氣流中以1950°C反應5小時，之 27 -------------^--------tT---------線 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^97公釐) — 4725〇1〇 A7 B7 五、發明說明（>) 後將未反應之碳以35〇°C加以氧化去除而成爲氮化鋁。 (6)使用球磨機打碎該氮化鋁，以風力分級機加以分級 出平均粒子徑1.1/zm者。 將進行6小時振動放置之粉末設爲A、進行5小時者 設爲B、4小時者設爲C、3小時者設爲D、2.5小時者爲 E、2小時者爲F、1小時者爲G、0.5小時者設爲Η。將各 粉末與轴及钍之含有量顯示與下述表1。 表1 鈾含有量 (ppb) 钍含有量 (ppb) 鈾含有量 (PPb) 钍含有量 (ppb) 粉末A 4.5 0.9 粉末E 150 20 粉末B 5.0 4.5 粉末F 590 4 粉末C 51 26 粉末G 600 5 粉末D 67 20 粉末Η 650 30 (實施例1)表面具有發熱體之陶瓷加熱器的製造 (1) 進行由前述平均粒徑氮化鋁粉末Α〜G者 100重量分、三氧化二釔(平均粒徑〇.4#m)4重量分、丙烯 酸系結合劑12重量分及醇類所構成之組合物的噴射乾燥， 製作顆粒狀的粉末。 (2) 其次，將此顆粒狀的粉末放入模具中，成形爲網板 狀而獲得生(green)成形體。 (3) 其次，以l8〇〇t、壓力200kg/cm2熱壓生成形體 ，獲得厚度爲3mm之氮化鋁板狀體。接著，自該板狀體切 出210mm之圓板體，以作爲陶瓷製板狀體(加熱板）。對該 板狀體施以鑽孔加工，以形成半導體晶圓之支撐銷所插通 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · n n —ml kn n n 一-OJ0 n 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472500 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4) 之貫通孔的部份，以及用以埋入熱電偶之有底孔的部份（直 徑 1.1mm、深度 2mm)。 (4) 於上述(3)所獲得之加熱板上，以網版印刷印刷了導 電糊。印刷圖案，係如圖1所示之同心圓狀圖案。作爲導 體膠，係使用了印刷電路板之透孔形成時所使用之德力化 學硏究所製索路貝斯脫(商品名)PS603D ° 該導體膠係銀-鉛膠，相對於銀1〇〇分’包含由氧化鉛 (5重量％)、氧化鋅(55重量％)、二氧化矽（10重量％)、氧 化硼(25重量％)及氧化鋁(5重量％)所構成之金屬氧化物7.5 重量分者。又，銀粒子係平均粒子徑爲4.5/zm、鱗片狀者 〇 (5) 接著，將印刷了導體膠之加熱板以780°C加熱、燒 成，使導體膠中之銀、鉛燒結，同時燒印於加熱板11上， 形成電阻發熱體12。銀-鉛之電阻發熱體，其厚度爲5//m 、面積電阻率爲7.7γπΩ/：]。 (6) 將上述(5)所製作之加熱板11浸漬於硫酸鎳sog/i 、次磷酸鈉24g/l、醋酸鈉12g/丨、硼酸8g/l、氯化銨 6g/l之濃度的水溶液所構成之化學鎳鍍液中，於銀-錯電 阻發熱體12的表面析出厚度爲Ιμηι之金屬覆蓋層(鎳層) 〇 (7) 於安裝用以確保與電源連接之端子的部份，以網板 印刷，印刷銀·鉛焊料膠(田中貴金屬製)以形成焊料層。 接著，於焊料層上裝載科瓦合金製之外部端子，以 420°C進行熔焊，將外部端子安裝於電阻發熱體之表面。 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝---------訂---------線' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4725〇1〇 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（j) (8)以81.7金-18.3鎳之金焊料連接用以進行溫度控制 之熱電偶，（l〇30°C加熱熔接）’獲得了陶瓷加熱器。 (實施例2)內部具有發熱體及靜電電極之靜電夾頭的製造 (1) 使用混合前述氮化鋁粉末A〜G者1〇〇重量分、三 氧化二釔(平均粒徑0.4#m)4重量分、丙烯結合劑11.5重 量分、分散劑0.5重量分以及由丁醇-[1]與乙醇所構成之醇 類53.重量分的組成物，實施以刮刀法進行之成形，獲得厚 度爲0.47mm之生片。 (2) 其次，將此生片在80°C下乾燥5小時後，以打孔法 設置直徑1.8mm、3.0mm、5.0mm之半導體晶圓支撐銷所 插通之貫通孔15的部份，與用以連接外部端子之透孔18 的部份。 (3) 接著，混合平均粒子徑l/im之碳化鎢粒子100重 量分、丙燦酸系結合劑3.0重量分、結品醇溶媒3.5重量 分及分散劑0.3重量分，調製了導體膠A。 再混合平均粒子徑3 之鎢粒子100重量分 '丙烯 酸系結合劑1.9重量分、萜品醇溶媒3.7重量分及分散劑 0.2重量分，調製了導體膠B。 將此導體膠A以網板印刷印刷於生片上，形成導體膠 層。印刷圖案爲圖1所示之同心圓圖案。又，於其他生片 上形成了圖3所示形狀之由靜電電極途經所構成之導體膠 層。 進一步的，在用來連接外部端子之透孔用的貫通孔中 30 -------------f----1----訂·--------線 / - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^_____B7 __ 五、發明說明（>1 ) 充塡了導體膠B。 於結束上述處理的生片上，再進一步的以130°C、 8〇kg/cm2之壓力，於上側積層37片、下側積層13片未 印刷鎢膠之生片。 (4) 其次，將所得之積層體於氮氣中，以600°C進行5 小時之脫脂，再以1890°C、150kg/cm2之壓力進行3小時 的熱壓，獲得厚度3mm之氮化鋁板狀體。將此切割爲 230mm之圓板狀，作成內部具有厚6 β m、寬l〇mm之電阻 發熱體及靜電電極之陶瓷製板狀體。 (5) 其次，將在(4)中所獲得之板狀體以鑽石磨石加以硏 磨後，裝載遮罩(mask)，以SiC等進行噴砂處理於表面設 置熱電偶用之有底孔(直徑1.2mm、深度2.0mm)。 (6) 進一步的，將透孔的一部份挖出作爲凹部，於此凹 部使用由Ni-Au所構成之金焊料，以700°C進行溶焊以連 接科瓦合金製的外部端子。 又，外部端子之連接，以3點支撐鎢之支撐體的構造 較佳。此係因能確保連接可靠度之故。 (7) 其次，將用以進行溫度控制之複數個熱電偶埋入有 底孔，完成具有靜電夾頭之陶瓷加熱器。又，電介質膜之 厚度爲1000 /z m。 (實施例3)晶圓探測器之製造 (1)使用混合前述氮化鋁粉末A〜G(平均粒徑1.1//m) 者100重量分、三氧化二釔(平均粒徑0.4//m)4重量分、 31 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） ------------褒---------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 47250)0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（p) 丙烯結合劑11.5重量分、分散劑0.5重量分以及由丁醇- [1]與乙醇所構成之酒精53重量分的組成物’以刮刀法加 以形成，獲得厚度爲〇.47mm之生片30。 (2) 其次，將此生片在8(TC下乾燥5小時後’以打孔法 設置用以連接電阻發熱體與外部端子之透孔用孔。 (3) 接著，混合平均粒子徑之碳化鎢粒子100蔞 量分、丙烯酸系結合劑3.0重量分、萜品醇溶媒3·5重裊 分及分散劑〇·3重量分，作爲導體膠A ° 再混合平均粒子徑3//m之鎢粒子1〇〇重量分、丙烯 酸系結合劑1 ·9重量分、植品醇溶媒3 ·7重亘分及分B女劑 0.2重量分，作爲導體膠B。 將此導體膠A於生片3〇上以網板印刷’將屏蔽電極 用印刷體、接地電極用印刷體印刷成格子狀’描繪電極®1 案加以印刷。 又，在用來連接外部端子之透孔用的貫通孔中充塡了 導體膠B。 進一步的，將印刷之生片30及未印刷之生片30積層 50片，以130。(：、80kg/cm2之壓力加以一體化（圖4(a)) ° (4) 將所得之積層體於氮氣中，以600°C進行5小時之 脫脂，再以189〇°C、l5〇kg/cm2之壓力進行3小時的熱壓 ，獲得厚度3mm之氮化鋁板狀體。將此切割爲230mm之 圓板狀，作爲陶瓷基板3(圖4(b))。透孔36、37之大小舄 直徑0.2mm、深度0.2mm。此外，屏蔽電極5、接地電極6 之厚度爲屏蔽電極5之形成位置距離電阻發熱體 32 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------^----^----訂---------線. Γ清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4725〇j〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（^丨） 41爲1mm，接地電極6之形成位置距離槽形成面1.2mm。 (5) 其次，將在(4)中所獲得之陶瓷基板3以鑽石磨石加 以硏磨後，裝載遮罩(mask)，以SiC等進行噴砂處理於表 面設置熱電偶用之凹部（未圖示）及晶圓吸附用之槽7(寬度 〇.5mm、深度 0.5mm)(圖 4(c))。 (6) 進一步的，於形成槽7之背面印刷電阻發熱體。此 印刷使用了導體糊。作爲此導體糊，係使用印刷電路板之 透孔形成時所使用之德力化學硏究所製的索路貝斯脫(商品 名）PS603D。該導體糊，係銀/鉛膠，相對銀之量包含由 氧化鉛、氧化鋅、二氧化矽、氧化硼、氧化鋁所構成之金 屬氧化物（各個之重量比率爲，5/55/10/25/5)7.5重量 %者。 此外，銀之形狀爲平均粒徑4.5 μπι之鱗片狀者。 (7) 將印刷有導體糊之陶瓷基板3以780°C加熱燒成’ .於導體糊中燒結銀、鉛，同時將其燒成於陶瓷基板3 ’以 形成電阻發熱體41。進一步的，將陶瓷板浸漬於由硫酸鎳 30g/l、硼酸30g/l、氯化銨30g/卜羅謝爾鹽6〇g/l之 濃度的水溶液所構成之化學鎳鍍液中，於銀燒結體的表面 析出厚度爲1 、硼之含有量在1重量％以下的鎳層410 。再以120°C進行了 3小時之退火。 電阻發熱體41之圖案，厚度爲5//m、寬度爲2.4mm ，單位面積電阻率爲7.7ιηΩ/Ε](圖4(d))。 (8) 於形成槽7之面，以濺鍍法形成了銶、銷' 鎳層。 用以進行濺鍍之裝置’係使用日本真空技術股份有限公司 33 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） n n 1 n ID _ a n n !--- - n-i-r--OJ· it l n n I n I (請先閱讀背面之注音3事項再填寫本頁) 4725〇ί〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 _____Β7___ 五、發明說明（A) 製的SV-454〇。在氣壓0.6Pa、溫度10〇°C、電力200W的 條件下，自30秒到1分鐘間，根據各金屬調整了時間。 所得之膜，根據螢光X光分析儀之畫像，鈦爲0.3# m 、錨爲2/im、鎳爲l//m。 (9) 將(8)中所得之陶瓷板浸漬於由硫酸鎳30g/l、硼酸 30g/l、氯化鞍 30g/l、羅謝爾鹽(Rochelle salt)60g/l 之 濃度的水溶液所構成之化學鎳鍍液中’於槽7的表面析出 厚度爲、硼之含有量在1重量％以下的鎳層，再以 120°C進行了 3小時之退火。 進一步的，將表面於由氰化金鉀2g/l、氯化銨75g/l 、檸檬酸鈉50g/l、次磷酸鈉10g/l所構成之化學金鍍液 中，在93°C的條件下浸漬1分鐘，於鎳鍍層上形成厚1/z m之金鍍層，作爲夾頭頂導體層2(圖5(e))。 (10) 以鑽孔加工形成自槽7穿透至背面的空氣吸入孔8 ，再進一步設置了用以露出透孔之袋孔38(圖5(f))。於此 袋孔38，使用由Ni-Au合金(Au81.5、Nil8·4、雜質〇.1)所 構成之金焊料，以970°C進行熔焊，連接了外部端子39、 390(圖 5(g))。 又，於電阻發熱體41(鎳層410)透過焊料(錫9/給1) 連接外部端子391並加以固定。 (Π)將用以進行溫度控制之複數個熱電偶埋入凹部， 獲得了晶圓探測器。 (比較例1)表面具有發熱體之陶瓷加熱器的製造 34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G X 297公爱) ^ ~ ------------.裝·---^----訂·--------1^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 47250)0 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 _ 五、發明說明（A ) (1)除了使用平均粒徑爲1.1//m之氮化鋁粉末Η外， 以和實施例1相同之方法製造了陶瓷加熱器。 (比較例2)內部具有發熱體及靜電夾頭用靜電電極之陶瓷加 熱器的製造 (1)除了使用平均粒徑爲1.1//m之氮化鋁粉末Η外， 以和實施例2相同之方法製造了內部具有發熱體及靜電夾 頭用靜電電極之陶瓷加熱器。 (比較例3)晶圓探測器 (1)除了使用平均粒徑爲1.1 βηι之氮化鋁粉末Η外， 以和實施例3相同之方法製造了晶圓探測器。 針對以上述實施例1〜3及比較例1〜3所得之陶瓷加 熱器、靜電夾頭及晶圓探測器，測量了所放射之α線量。 又，於此等陶瓷加熱器、靜電夾頭及晶圓探測器上裝載半 導體晶圓，調查了加熱器是否有錯誤動作、靜電夾持力以 及微粒之附著量。其結果顯示於表2。 α射線量之測定條件如下： 測定裝置 低水平α射線測定裝置ACS - 4000 施加電壓 1.9Kv 計量氣體 PR-10氣體(Ar90%、甲烷10%) 試料面積 387cm2 全計量時間 99小時 35 ------------^---------訂.--------*5^' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 472 50]0 A7 B7 五、發明說明（抖） 系數效率 80% 誤差範圍 ±0.003c/cm2 hr 加熱器之錯誤動作，係根據熱電偶之溫度數據，將昇 溫縱向分佈圖表化，以判斷是否有顯著脫離昇溫縱向分佈 之數據。 又，靜電夾持力係以測力計(load cell)加以測定。進一 步的，晶圓探測器之錯誤動作的有無，係以一般市售之具 有金屬製夾頭頂板之晶圓探測器，實施被判爲良品之1〇〇 片矽晶圓的導通實驗，以是否有任一片爲不良品之情形加 以判斷。 又，附著於晶圓之微粒數的測定，係以下述方式加以 進行。亦即，於陶瓷基板上裝載矽晶圓，以300°C使用加 熱器後，電子顯微鏡測定晶圓之鏡面(Ra=〇.3 ym)上所附著 之粒徑在上之微粒數。 具體而言，準備5片已結束加熱試驗之矽晶圓，針對 1片晶圓，以電子顯微鏡拍攝任意的1〇個位置，計算0.2 //m以上之微粒數，依據此數量與拍攝照片之視野面積算 出每lcm2之微粒數量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表2 36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
A B 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（“） 粉 末 aWS. (c/cm2 hr) 錯瓣 贿力 (g/cm2) 獅勺 鍵爾乍 mm Ccm2) A 0.001 te / » NN — —- 7 B 0.005 Arr — — 9 實 C 0.021 frrp ΙΤΤΓ / Μ N — — 8 施 D 0.027 4γγγ ττπ： j\ w 一 — 7 例 E 0.048 M /»w — — 8 1 F 0.210 itnl. ztn: J\\\ — — 20 G 0.240 -frrr mu y i \\ — — 30 A 0.001 鈿 125 — — B 0.005 ^ryr. ittr /1 w 120 — — 實 C 0.021 M y\\\ 119 — — 施 D 0.027 /\ w 118 — — 例 E 0.048 te / 1 N \ 118 — — 2 F 0.210 4ml 無 123 — — G 0.240 /\w 121 — — A 0.001 M J\ w — /far itrr J\S\ —* B 0.005 M /\ w — /fnT- ΤΤΓΓ j\w — 實 C J).021 M — άπχ. mr j\w — 施 D 0.027 & J\\\ — Μ jw\ — 例 E 0.048 te n w — fnT. Hit ；t — 3 F 0.210 M 一 rfnr； ΤΓΤΠ y» — G 0.240 te j \w — ifrnl ΤΤΤΓ i \ w — t 獅!J1 H 0.260 有 — — 120 t_2 H 0.260 有 100 — — H 0.260 有 — 有 — 結果，如表2所示，實施例1之陶瓷加熱器之情形中 ，當α線量(cm2 hr)在0.001到0.240c/cm2 hr時沒有錯誤 動作。然而，一旦超過〇.250c/cm2 hr時即出現了錯誤動 作。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） ---------------------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472150)0 A7 _ B7_ 五、發明說明（W ) 實施例2之靜電夾頭之情形中，當α線量（cm2 hr)在 0.001 到 0.240c/cm2 hr 時，得到了 I20g/cm2 之夾持力。 實施例3之晶圓探測器之情形中，當α線量(cm2 hr)在 0.001到0.240c/cm2 hr時沒有錯誤動作。 爲何會產生此等臨界値之理由雖然並不明確，但可以 推測或係因α線的關係而在矽晶圓上產生電子、電洞對， 當此達到一定數量以上時，電荷量增加而產生靜電。 此外，α 線量(cm2 hr)在 0.001 到 〇.〇48c/cm2 hr 之間 ，微粒數約爲7〜9個/cm2，相對於此，在〇.〇48c/cm2 hr之到0.240c/cm2 hr之間時，微粒數則約爲20〜30個/ cm2。進一步的，在0_260c/cm2 hr時則爲120個/cm2以 上。 對靜電夾頭與晶圓探測器，則未測定微粒數。此係因 靜電夾頭之情形時，無法判斷究竟是因電極所產生之靜電 所造成，亦或者是起因於α線。此外，晶圓探測器之情形 時，則由於矽晶圓與陶瓷基板不直接接觸，而幾乎沒有微 粒附著之故。 [產業上之可利用性] 若使用以上說明之本發明的陶瓷加熱器、靜電夾頭及 晶圓探測器的話’由於所放射出之“線量少，能防止加熱 器、晶圓探測器等之錯誤動作或夾持力的降低，且能減少 附著於半導體晶圓之微粒數量，因此能消除半導體晶圓之 酉己線缺陷。 38 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------“----訂·111丨丨I* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)