WO2001059833A1 - Carte en ceramique destinee a la production de semi-conducteurs et a des dispositifs de controle - Google Patents

Carte en ceramique destinee a la production de semi-conducteurs et a des dispositifs de controle Download PDF

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WO2001059833A1
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ceramic
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diameter
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Yasutaka Ito
Yasuji Hiramatsu
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Ibiden Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention mainly relates to a ceramic substrate used as a device for manufacturing or inspecting a semiconductor, such as a hot plate (ceramic heater), an electrostatic chuck, a ceramic substrate for a wafer probe, and the like.
  • metal heaters have poor temperature control characteristics, and have a problem that they are thick and heavy, so they are heavy and bulky, and have poor corrosion resistance to corrosive gases.
  • heaters using ceramics such as aluminum nitride instead of metal heaters have been developed.
  • Such a ceramic heater has the advantage that, because the rigidity of the ceramic substrate itself is high, it is possible to prevent the substrate from warping or the like without making the thickness too large. Particularly suitable for electrostatic chucks.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-16464 discloses a hot plate made of aluminum nitride ceramic having a diameter of 30 O mm and a thickness of 17 mm. .
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems.As a result of the large ceramic substrate having a diameter exceeding 25 Omm, the heat-raising characteristics and the thermal uniformity of the ceramic substrate are reduced. In addition to the fact that the ceramic substrate contains oxygen, the sinterability is improved by adding oxygen to the ceramic substrate to reduce the heat conduction barrier between the ceramic particles, and the thickness is 25 mm or less. It was found that by adjusting the heat capacity and reducing the heat capacity itself, the temperature rise characteristics and soaking properties could be improved.
  • the thickness of the ceramic substrate is adjusted to 25 mm or less in order to reduce the heat capacity of the ceramic substrate.
  • the resistance heating element is provided inside the ceramic substrate, the distance from the heating surface is shortened accordingly, and a temperature distribution similar to the pattern of the resistance heating element is generated. Therefore, it was found that by providing a conductor such as a resistance heating element on the back side of the ceramic substrate, the distance between the heating surface and the resistance heating element can be secured, and the temperature rise characteristics and the uniform heat property can be improved.
  • the present invention has been completed.
  • the present invention can prevent such warpage.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-16464 discloses a hot plate made of an aluminum nitride ceramic having a diameter of 30 O mm and a thickness of 17 mm. There is no mention or suggestion of the problem of warpage, and the above publication does not hinder the novelty and inventive step of the present invention.
  • a first aspect of the present invention is a ceramic substrate having a conductor on a surface or inside of a ceramic substrate, wherein the ceramic substrate contains oxygen, the ceramic substrate has a disk shape, and a diameter of 25. Not more than 0 mm and not more than 25 mm thick This is a ceramic substrate for semiconductor manufacturing and inspection equipment.
  • a second aspect of the present invention is a ceramic substrate having a conductor on a surface of the ceramic substrate, wherein the ceramic substrate has a disk shape, a diameter of which exceeds 25 O mm, and a thickness of which is 25 mm or less.
  • This is a ceramic substrate for semiconductor manufacturing and inspection equipment.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an electrostatic chuck which is an embodiment of a ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the electrostatic chuck shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of the electrostatic chuck shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the electrostatic electrode of the electrostatic chuck.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the electrostatic electrode of the electrostatic chuck.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a wafer prober as one embodiment of the ceramic substrate of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of the wafer prober shown in FIG.
  • FIGS. 8A to 8D are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the electrostatic chuck.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a hot plate as one embodiment of the ceramic substrate of the present invention. Explanation of reference numerals
  • the ceramic substrate for a semiconductor manufacturing / inspection device of the present invention is a ceramic substrate having a conductor inside or on the surface of the ceramic substrate, the ceramic substrate having a disc shape, a diameter exceeding 25 O mm, Its thickness is less than 25 mm.
  • the ceramic substrate preferably contains oxygen or is an oxide ceramic.
  • the diameter of the ceramic substrate is set to a large one exceeding 250 mm, while the thickness is adjusted to 25 mm or less to suppress an increase in the overall weight. Further, it is possible to prevent the heat capacity of the ceramic substrate from becoming too large, and it is possible to obtain a ceramic substrate having a uniform temperature distribution so as not to hinder processing of a semiconductor wafer.
  • the thickness of the ceramic substrate exceeds 25 mm, the heat capacity of the ceramic substrate will increase.
  • the temperature control means is provided for heating and cooling, the temperature following ability will be reduced due to the large heat capacity.
  • the thickness of the ceramic substrate is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less. If “I O im” is exceeded, the heat capacity at 200 or more increases, and the temperature controllability and the temperature uniformity of the surface on which the semiconductor wafer is mounted are likely to decrease.
  • the ceramic substrate is used in a temperature range of 100 to 700. This is because in the temperature range above 100, the Young's modulus of the ceramic is reduced and warpage is likely to occur, and the effect of the present invention is beneficial.
  • the ceramic substrate has a plurality of through holes into which lifter pins of a semiconductor wafer are inserted. If there is a through-hole, the Young's modulus decreases at a temperature of 100 or more, the strain at the time of processing is released, and warpage is likely to occur, and the effect of the present invention becomes remarkable.
  • the diameter of the through hole is desirably 0.5 mm to 30 mm.
  • the semiconductor wafer in addition to placing the semiconductor wafer in contact with one surface of the ceramic substrate, the semiconductor wafer is supported by a lifter pin, a support pin, or the like. In some cases (see Figure 9).
  • a wafer processing surface Such a mounting / holding surface of a semiconductor wafer is hereinafter referred to as a wafer processing surface.
  • a concave portion is formed in a ceramic substrate, and a support pin is provided so that a tip of the concave portion slightly protrudes from a wafer processing surface, and a semiconductor wafer is supported by the support pin.
  • the separation distance is desirably 50 to 500 / in.
  • the semiconductor wafer When heating while keeping the distance between the ceramic substrate and the semiconductor wafer constant, the semiconductor wafer cannot be heated uniformly unless the distance between the semiconductor wafer and the holding surface of the ceramic substrate is constant. For this reason, it is necessary to reduce the amount of warpage of the ceramic substrate, and the present invention works particularly advantageously.
  • the amount of warpage is desirably less than 70; m in the range of 100 to 700. If it exceeds 70 / zm, the distance between the processing surface (heating surface) of the ceramic substrate and the semiconductor wafer becomes uneven, and the semiconductor wafer cannot be heated uniformly.
  • the diameter of the ceramic substrate exceeds 250 mm is that the diameter of the semiconductor wafer is mainly 10 inches or more. Because it is It is desirable that the ceramic substrate be 12 inches (300 mm) or more. This is because it will become the mainstream of next-generation semiconductor wafers. If the diameter of the ceramic substrate exceeds 25 O mm, warping tends to occur due to its own weight at high temperatures. Such warpage is remarkable in ceramics having a thickness of 25 mm or less. In the present invention, such a warp can be prevented by providing a conductor in a specific region of the ceramic where such a warp at high temperature is likely to occur.
  • the conductor is desirably provided in a region extending from the opposite side of the wafer processing surface of the ceramic substrate to a position of 60% in the thickness direction or on the opposite side. Warpage is caused by its own weight or, in the case of a ceramic substrate for a wafer prober (hereinafter referred to as a prober), by the pressure of the probe. For this reason, when warping occurs, a pulling force acts on the opposite side of the wafer processing surface.
  • a prober a wafer prober
  • Examples of the conductor include a conductive ceramic, metal foil, sintered metal, and metal wire.
  • the Young's modulus of a metal does not easily decrease even at high temperatures, and even if the Young's modulus of the ceramic decreases at high temperatures, the presence of metal foil, metal sintered body, metal wire, etc. Since the whole Young's modulus can be prevented from decreasing, the conductive ceramic also has a bonding structure and a crystal structure similar to a metal because it is conductive. It is possible to prevent the substrate from warping at a high temperature.
  • the conductor functions as a resistance heating element, it is desirable to provide the ceramic substrate in a region from the side opposite to the wafer processing surface to a position of 50% in the thickness direction or on the opposite side.
  • the ceramic substrate for a semiconductor device of the present invention it is desirable to use a ceramic substrate having a Young's modulus of 280 OGPa or more in a temperature range up to 250.000. If the Young's modulus is less than 28 OGPa, it is difficult to reduce the amount of warpage during heating because the rigidity is too low, and the warp may damage the semiconductor wafer. It is.
  • the maximum pore diameter is 50 / xm or less.
  • the withstand voltage at high temperatures is particularly high, and when pores are present, the fracture toughness increases. Or either the design for this is the change by request characteristics.
  • the pore diameter of the maximum pore is desirably 50 // m or less. If the pore diameter of the maximum pore exceeds 50 m, the withstand voltage characteristics cannot be secured at high temperatures, especially at 200 or more.
  • the pore diameter of the largest pore is 10 m or less. This is because the amount of warpage at 20 or more becomes small.
  • the porosity and the maximum pore diameter are adjusted by the pressurization time, pressure, temperature, and additives such as SiC and BN during sintering. Since SiC and BN hinder sintering, pores can be introduced.
  • the measurement of the maximum pore diameter is performed by preparing five samples, polishing the surface of the sample to a mirror surface, and photographing the surface with an electron microscope at a magnification of 2000 to 500 times. . Then, the largest pore diameter is selected from the photographed images, and the average of 50 shots is defined as the largest pore diameter.
  • the nitride ceramic substrate desirably contains 0.05 to 10% by weight of oxygen. If the content is less than 0.05% by weight, the withstand voltage cannot be secured, and the warpage at a high temperature cannot be prevented. If the content exceeds 10% by weight, the withstand voltage of the oxide at a high temperature can be prevented. This is because the withstand voltage also decreases due to the deterioration of the characteristics, and when the oxygen content exceeds 10% by weight, the thermal conductivity decreases and the temperature rise and fall characteristics decrease. In particular, 0.1 to 5% by weight is optimal.
  • Oxygen can be obtained by heating the raw material in air or oxygen, or by adding a sintering aid. Can be introduced.
  • oxygen-containing ceramics oxygen-containing nitride ceramics, oxygen-containing carbide ceramics, and oxide ceramics
  • Young's modulus at high temperatures is unlikely to decrease.
  • the porosity is measured by the Archimedes method. Pulverize the sintered body, put the pulverized material in an organic solvent or mercury, measure the volume, calculate the true specific gravity from the weight and volume of the pulverized material, and calculate the porosity from the true specific gravity and apparent specific gravity It is.
  • the ceramic material constituting the ceramic substrate of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a nitride ceramic, a carbide ceramic, and an oxide ceramic.
  • nitride ceramic examples include metal nitride ceramics, for example, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, and the like.
  • carbide ceramic examples include metal carbide ceramics, for example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, tansten carbide and the like.
  • oxide ceramic examples include metal oxide ceramics, such as alumina, zirconia, cordierite, and mullite.
  • These ceramics may be used alone or in combination of two or more.
  • nitride ceramics and oxide ceramics are preferred. This is because warpage hardly occurs at high temperatures.
  • Aluminum nitride is the most preferable among the nitride ceramics. This is because the thermal conductivity is as high as 18 O W / m ⁇ K.
  • a sintering aid in the ceramic substrate.
  • Alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and rare earth oxides can be used as sintering aids.
  • these sintering aids in particular, C a ⁇ and Y 2
  • N a 2 0, L i 2 0, R b 2 0 3 are preferred. Also, you can use alumina. These contents, from 0.1 to 2 0 weight 0/0 is preferred.
  • the ceramic substrate desirably contains 50 to 500 ppm of carbon.
  • the ceramic substrate can be blackened, and radiant heat can be sufficiently utilized when used as a heater.
  • the carbon may be amorphous or crystalline.
  • the use of amorphous carbon prevents the volume resistivity from decreasing at high temperatures, and the use of crystalline materials prevents the decrease in thermal conductivity at high temperatures. Because you can. Therefore, depending on the application, both a crystalline carbon and an amorphous carbon may be used in combination.
  • the carbon content is more preferably from 200 to 2000 ppm.
  • the carbon When carbon is contained in the ceramic substrate, it is desirable that the carbon be contained so that the brightness becomes N6 or less as a value based on the provisions of JIS Z8721. This is because a material having such a lightness is excellent in radiant heat and concealing property.
  • N is the ideal black lightness
  • 0 is the ideal white lightness
  • 10 is the perceived brightness of the color between these black lightness and white lightness.
  • Each color is divided into 10 so as to have the same rate, and displayed by the symbols N0 to N10.
  • the actual measurement of the lightness is performed by comparing with the color chart corresponding to NO to N10. In this case, the first decimal place is 0 or 5.
  • the ceramic substrate of the present invention is a ceramic substrate used for an apparatus for manufacturing a semiconductor or inspecting a semiconductor.
  • the apparatus include an electrostatic chuck, a wafer prober, a hot plate, and a susceptor. And the like.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of an electrostatic chuck which is an embodiment of the ceramic substrate of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A of the electrostatic chuck shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of the electrostatic chuck shown in FIG.
  • an electrostatic electrode layer including a chuck positive electrostatic layer 2 and a chuck negative electrostatic layer 3 is embedded inside a ceramic substrate 1 having a circular shape in plan view.
  • a silicon wafer 9 is placed on the electrostatic chuck 101 and is grounded.
  • the ceramic layer formed on the electrostatic electrode layer so as to cover the electrostatic electrode layer functions as a dielectric film for adsorbing a silicon wafer.
  • the ceramic dielectric film 4 is used.
  • the chuck positive electrode electrostatic layer 2 is composed of a semicircular portion 2a and a comb tooth portion 2b, and the chuck negative electrode electrostatic layer 3 is also a semicircular portion 3a and a comb.
  • the chuck positive electrode electrostatic layer 2 and the chuck negative electrode electrostatic layer 3 are disposed to face each other so as to intersect the comb teeth 2 b and 3 b.
  • the electrostatic layer 2 and the chuck negative electrostatic layer 3, is a + side and one side of each DC power source connected, the DC voltage V 2 is adapted to be applied.
  • a resistance heating element 5 having a concentric circular shape in plan view as shown in FIG. 3 is provided inside the ceramic substrate 1 in order to control the temperature of the silicon wafer 9. External terminal pins 6 are connected and fixed to both ends, and a voltage is applied. Although not shown in FIGS. 1 and 2, this ceramic substrate 1 supports a bottomed hole 11 for inserting a temperature measuring element and a silicon wafer 9 as shown in FIG. A through hole 12 for inserting a lifter pin (not shown) is formed. Note that the resistance heating element 5 may be formed on the bottom surface of the ceramic substrate. Further, an RF electrode may be embedded in the ceramic substrate 1 as necessary.
  • the electrostatic chuck includes an electrostatic electrode layer and a resistance heating element, and has, for example, a configuration as shown in FIGS.
  • members constituting the electrostatic chuck that are not described in the description of the ceramic substrate plate will be described.
  • the ceramic dielectric film 4 on the electrostatic electrode is desirably made of the same material as the other parts of the ceramic substrate. Green sheets and the like can be manufactured in the same process, and after laminating them, a ceramic substrate can be manufactured by firing once. because u cut.
  • the ceramic dielectric film contains carbon, as in the other parts of the ceramic substrate. This is because the electrostatic electrode can be hidden, and radiant heat can be used.
  • the ceramic dielectric film preferably contains an alkali metal oxide, an alkaline earth metal oxide, and a rare earth oxide. These act as sintering aids and the like, and can form a high-density dielectric film.
  • the thickness of the ceramic dielectric film is desirably 50 to 500 O / im. If the thickness of the ceramic dielectric film is less than 50 m, a sufficient withstand voltage cannot be obtained because the film thickness is too thin, and when the silicon wafer is placed and adsorbed, the ceramic dielectric film is formed. On the other hand, if the thickness of the ceramic dielectric film exceeds 500 in, the distance between the silicon wafer and the electrostatic electrode becomes longer, and the ability to adsorb the silicon wafer becomes lower. It is because.
  • the thickness of the ceramic dielectric film is more preferably from 100 to 150; ⁇ .
  • the electrostatic electrode formed in the ceramic substrate examples include a sintered body of metal or conductive ceramic, a metal foil, and the like.
  • the metal sintered body is preferably made of at least one selected from tungsten and molybdenum.
  • the metal foil is also desirably made of the same material as the metal sintered body. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have sufficient conductivity as electrodes.
  • the conductive ceramic at least one selected from carbides of tungsten and molybdenum can be used as the conductive ceramic.
  • FIG. 4 and 5 are horizontal cross-sectional views schematically showing electrostatic electrodes of another electrostatic chuck.
  • a semicircular shape is formed inside the ceramic substrate 1.
  • the chuck positive electrode electrostatic layer 22 and the chuck negative electrode electrostatic layer 23 are formed.
  • the chuck positive electrode electrostatic layer 3 2 having a shape obtained by dividing a circle into four inside the ceramic substrate 1 is formed.
  • a, 32b and a chuck negative electrode electrostatic layer 33a, 33b are formed.
  • the two positive electrode electrostatic layers 22a and 22b and the two chuck negative electrode electrostatic layers 33a and 33b are formed so as to cross each other.
  • the number of divisions is There is no particular limitation, and the number may be five or more, and the shape is not limited to a sector.
  • the resistance heating element may be provided on one side of the ceramic substrate as shown in FIG. 1, or may be provided on the bottom surface of the ceramic substrate. In the case where a resistance heating element is provided, a blowing port for a refrigerant such as air may be provided as a cooling means in a support container into which the electrostatic chuck is fitted.
  • the resistance heating element examples include a sintered body of metal or conductive ceramic, a metal foil, and a metal wire.
  • the metal sintered body at least one selected from tungsten and molybdenum is preferable. This is because these metals are relatively hard to oxidize and have a sufficient resistance to generate heat.
  • the conductive ceramic at least one selected from carbides of tungsten and molybdenum can be used.
  • a resistance heating element when a resistance heating element is formed on the bottom surface 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, scaly, or a mixture of spherical and scaly.
  • a metal oxide may be added to the metal sintered body.
  • the use of the metal oxide is for bringing the ceramic substrate and the metal particles into close contact with each other. It is not clear why the metal oxide improves the adhesion between the ceramic substrate and the metal particles.However, the surface of the metal particles has a slight oxide film formed thereon, and the ceramic substrate is made of an oxide. Of course, even in the case of non-oxide ceramic, an oxide film is formed on the surface. Therefore, it is considered that this oxide film is sintered and integrated on the surface of the ceramic substrate via the metal oxide, and the metal particles adhere to the ceramic substrate.
  • the metal oxide for example, lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 0 3), alumina, yttria, is at least one selected from titania. This is because these oxides can improve the adhesion between the metal particles and the ceramic substrate without increasing the resistance value of the resistance heating element.
  • the metal oxide is used in an amount of 0.1 part by weight or more and 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal particles. Desirably less than parts by weight. By using the metal oxide in this range, the resistance value does not become too large, and the adhesion between the metal particles and the ceramic substrate can be improved.
  • the resistance heating element is a sintered body of metal particles, and is easily oxidized when exposed, and the oxidation changes the resistance value. Thus, oxidation can be prevented by coating the surface with a metal layer.
  • the thickness of the metal layer is preferably 0.1 to 10 ⁇ . This is because the range of the resistance heating element can be prevented from being oxidized without changing the resistance value of the resistance heating element.
  • the metal used for the coating may be a non-oxidizing metal. Specifically, at least one selected from gold, silver, palladium, platinum, and nickel is preferable. Among them, nickel is more preferable.
  • the resistance heating element needs a terminal to connect to the power supply, and this terminal is attached to the resistance heating element via solder, but nickel prevents thermal diffusion of the solder. Kovar terminal pins can be used as connection terminals.
  • the resistance heating element When the resistance heating element is formed inside the heater plate, no coating is required because the surface of the resistance heating element is not oxidized. When the resistance heating element is formed inside the heater plate, a part of the surface of the resistance heating element may be exposed.
  • the metal foil to be used as the resistance heating element it is preferable to use a nickel foil or a stainless steel foil as a resistance heating element by patterning by etching or the like.
  • the patterned metal foil may be bonded with a resin film or the like.
  • a metal wire for example, Examples include a tungsten wire and a molybdenum wire.
  • the ceramic substrate is a wafer prober.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the wafer prober of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the wafer prober shown in FIG.
  • a groove 47 having a concentric circular shape in a plan view is formed on the surface of a ceramic substrate 43 having a circular shape in a plan view, and a plurality of grooves 47 for sucking a silicon wafer are formed in a part of the groove 47.
  • the suction hole 48 is provided, and a chuck top conductor layer 42 for connecting to an electrode of a silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 43 including the groove 47.
  • a heating element 49 having a concentric circular shape in plan view as shown in FIG. 3 is provided on the bottom surface of the ceramic substrate 43 to control the temperature of the silicon wafer.
  • External terminal pins (not shown) are connected and fixed to both ends.
  • a guard electrode 45 and a ground electrode 46 (see FIG. 7) having a lattice shape in a plan view are provided in order to remove a storage capacitor noise.
  • the material of the guard electrode 45 and the ground electrode 46 may be the same as that of the electrostatic electrode.
  • the thickness of the chuck top conductor layer 42 is desirably 1 to 20 // in. If it is less than 1 / zm, the resistance becomes too high to act as an electrode, while if it exceeds 20 ⁇ , the conductor tends to peel off due to the stress of the conductor.
  • chuck top conductor layer 42 use is made of at least one metal selected from high melting point metals such as copper, titanium, chromium, nickel, precious metals (gold, silver, platinum, etc.), tungsten, molybdenum, and the like. can do.
  • high melting point metals such as copper, titanium, chromium, nickel, precious metals (gold, silver, platinum, etc.), tungsten, molybdenum, and the like. can do.
  • a silicon wafer on which integrated circuits are formed is placed on the wafer prober, and a probe card with a tester bin is pressed against the silicon wafer, and a voltage is applied while heating and cooling to conduct. Tests can be performed.
  • a method of manufacturing a ceramic substrate according to the present invention will be described with reference to cross-sectional views shown in FIGS.
  • a green sheet 50 is produced by mixing a ceramic powder such as an oxide ceramic, a nitride ceramic, and a carbide ceramic with a binder and a solvent to prepare a mixed composition, and then performing molding. .
  • a ceramic powder such as an oxide ceramic, a nitride ceramic, and a carbide ceramic
  • a binder and a solvent to prepare a mixed composition
  • carbon is contained, the above-mentioned crystalline carbon or amorphous carbon is used and its amount is adjusted according to the desired properties.
  • ceramic powder for example, aluminum nitride, silicon carbide and the like can be used, and if necessary, a sintering aid such as yttrium may be added.
  • amorphous carbon when using amorphous carbon as carbon, it is desirable to produce amorphous carbon, but it is also possible to mix a green sheet with amorphous carbon.
  • a pure amorphous carbon can be obtained by calcining a hydrocarbon consisting of only C, H and ⁇ , preferably a saccharide (sucrose ⁇ cellulose) at 300 to 500 ° C. in air. Can be manufactured.
  • crystalline carbon crystalline carbon black or crushed graphite may be used.
  • Several or one green sheet 50 laminated on the green sheet on which the electrostatic electrode layer printed body 51 described later is formed is a layer to be a ceramic dielectric film.
  • the composition may be different from that of the ceramic substrate.
  • a ceramic substrate may be manufactured first, an electrostatic electrode layer may be formed thereon, and a ceramic dielectric film may be formed thereon.
  • the binder is preferably at least one selected from an acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol. Further, the solvent is preferably at least one selected from ⁇ -terbineol and glycol.
  • a paste obtained by mixing these is formed into a sheet by a doctor blade method to produce a green sheet 50.
  • the green sheet 50 may be provided with a through hole for inserting a lifter pin of a silicon wafer and a concave portion for burying a thermocouple as necessary.
  • the thickness of the green sheet 50 is preferably about 0.1 to 5 mm.
  • Printing is performed so as to obtain a desired aspect ratio in consideration of the shrinkage ratio of the green sheet 50, thereby obtaining the electrostatic electrode layer print 51 and the resistance heating layer print 52.
  • the printed body is formed by printing a conductive paste containing conductive ceramic, metal particles, and the like.
  • Tungsten or molybdenum carbide is most suitable as the conductive ceramic particles contained in these conductive pastes. This is because they are not easily oxidized and the thermal conductivity does not easily decrease.
  • metal particles for example, tungsten, molybdenum, platinum, nickel, and the like can be used.
  • the average particle diameter of the conductive ceramic particles and the metal particles is preferably 0.1 to 5 / m. This is because it is difficult to print the conductive paste when these particles are too large or too small.
  • Such pastes may include 85 to 97 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles, at least one binder 1.5 selected from acryl-based, ethynolecellulose, butyl cellulose, and polyvinyl alcohol.
  • a conductor paste prepared by mixing at least 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from terbineol, glycol, ethyl alcohol and butanol is most suitable.
  • the holes formed by punching or the like are filled with a paste for a conductor to obtain through-hole prints 53, 54.
  • a green sheet 50 having prints 51, 52, 53, 54 and a green sheet 50 having no prints are provided. Are laminated. Several or one green sheet 50 is laminated on the green sheet on which the electrostatic electrode layer printed body 51 is formed. Grease with no printed body on the resistance heating element formation side The reason for stacking the gates 50 is to prevent the end faces of the through holes from being exposed and being oxidized during firing for forming the resistance heating element. If baking for forming the resistance 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 to coat it with Au-Ni gold solder. May be.
  • the laminate is heated and pressed to sinter the green sheet and the conductive paste.
  • the heating temperature is, 1 000 ⁇ 200 0 ° C
  • the pressure is preferably 1 0 0 ⁇ 2 0 0 k gZc m 2, these heat and pressure, under an inert gas atmosphere.
  • the inert gas argon, nitrogen, or the like can be used.
  • through holes 16 and 17, chuck positive electrode electrostatic layer 2, chuck negative electrode electrostatic layer 3, resistance heating element 5 and the like are formed.
  • blind holes 13 and 14 for connecting external terminals are provided.
  • At least a part of the inner walls of the blind holes 13 and 14 is made conductive, and the conductive inner walls are formed with the chuck positive electrostatic layer 2, the chuck negative electrostatic layer 3, the resistance heating element 5, and the like. It is desirable to be connected.
  • external terminals 6 and 18 are provided in blind holes 13 and 14 through gold brazing. Further, if necessary, a bottomed hole 12 can be provided, and a thermocouple can be embedded therein.
  • alloys such as silver-lead, tin-lead, and bismuth soot can be used.
  • the thickness of the solder layer is preferably 0.1 to 50 ⁇ . This is because the range is sufficient to secure the connection by soldering.
  • the electrostatic chuck 101 (see FIG. 1) is taken as an example.
  • a resistance heating element is first buried. Then, a groove is formed on the surface of the ceramic substrate, and then a metal layer is formed by applying sputtering, plating, or the like to the surface portion where the groove is formed.
  • This aluminum nitride sintered body was processed into a disk shape, and the surface polishing amount was changed to obtain a diameter of 280 mm, a thickness of 19 mm (Example 1), a diameter of 31 Omm, and a thickness of 5 mm ( Example 2)
  • a ceramic substrate having a diameter of 350 mm and a thickness of 3 mm (Example 3) was obtained.
  • a conductor paste was printed by screen printing on the bottom surface 91a of the ceramic substrate 91 obtained in (1) above.
  • the printing pattern was a concentric pattern as shown in FIG.
  • the conductor paste used was Solvent PS 603D manufactured by Tokuka Chemical Laboratory, which is used to form through holes in printed wiring boards.
  • This conductor paste is a silver-lead paste, and based on 100 parts by weight of silver, lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight), oxide It contained 7.5 parts by weight of a metal oxide consisting of boron (25% by weight) and alumina (5% by weight).
  • the silver particles had an average particle size of 4.5 / im and were flake-like.
  • the sintered body on which the conductor paste is printed is heated and baked at 780 ° C to sinter silver and lead in the conductor paste and to sinter the ceramic paste onto the ceramic substrate 91 to obtain a resistance heating element. 92 formed.
  • the silver-lead resistance heating element 92 had a thickness of 5 ⁇ , a width of 2.4 mm, and a sheet resistivity of 7.7 mQZ.
  • Electroless nickel plating consisting of an aqueous solution containing nickel sulfate 80 g ⁇ , sodium hypophosphite 24 g // l, sodium acetate 12 gZl, boric acid 8 gZl, and ammonium chloride 6/1
  • the sintered body prepared in (4) above was immersed in the bath, and a 1-zm-thick metal coating layer 92a (nickel layer) was deposited on the surface of the silver-lead heating element 92. I let you.
  • a silver-lead solder paste (made by Tanaka Kikinzoku) was printed by screen printing on the area where the terminals to secure the connection to the power supply were to be attached, forming a solder layer. Then, terminal pins 93 made of Kovar are placed on the solder layer, and 420. After reflow by heating at C, the terminal pin 93 was attached to the surface of the heating element 92 (metal coating layer 92a).
  • thermocouple for temperature control was inserted into the bottomed hole 94, filled with polyimide resin, and cured at 190 ° C for 2 hours to obtain a ceramic heater 90 (see Fig. 9).
  • Example Test 2 240mm diameter, 5 mm thick (Test Example 1), 3 1 Omm diameter, the thickness of 30 mm (Example Test 2), the diameter of 300 mm, a thickness at 1 7 mm, added to Y 2 0 3 A hot plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the heat was adjusted so that no heat was generated (Test Example 3).
  • a metal foil serving as a resistance heating element was buried in a mold, and the heating element was formed at a position 33% from the back surface.
  • the diameter is 240 mm, the thickness is 5 mm (Test Example 4), the diameter is 310 mm, the thickness is 30 mm (Test Example 5), the diameter is 300 mm, the thickness is 17 mm (Test A hot plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment was performed in Example 6).
  • Alumina 93 wt%, S i 0 2: 5 wt%, C a O: 0.5 wt 0/0, Mg O: 0. 5 weight 0/0, T I_ ⁇ 2: 0.5 by weight 0/0, Accession Rirubainda: 1 1.5 part by weight, dispersant using 0.5 parts by weight of 1-butanol consists of ethanol ⁇ alcohol 53 parts by weight were mixed paste, subjected to molding by the doctor blade method Thus, a green sheet 50 having a thickness of 0.47 mm was obtained.
  • Conductor paste ⁇ was prepared.
  • This conductive paste was printed on a green sheet 50 by screen printing to form a conductive paste layer.
  • the printing pattern was a concentric pattern.
  • a conductor base was filled in a through hole for a through hole for connecting an external terminal.
  • the laminate obtained was degreased 5 hours 6 00 ° C, 1 60 0 ° C, pressure 1 5 0 k gZc m 2 at 2 hours hot Topuresu, 3 mm thick
  • An alumina plate was obtained.
  • the diameter is 28 Omm
  • the thickness is 19 mm (Example 4)
  • the diameter is 310 mm
  • the thickness is 5 mm (Example 5)
  • the diameter is 350 mm
  • the thickness is 3 mm
  • An alumina ceramic substrate of (Example 6) was obtained. These ceramic substrates have a resistance heating element 5 with a thickness of 6 ⁇ and a width of 1 Omm inside.
  • thermocouples After polishing the plate-like body obtained in (5) with a diamond grindstone, a mask is placed, and a blasting treatment with SiC or the like is performed on the surface to form bottomed holes for thermocouples.
  • blind holes 13 and 14 (FIG. 8 (c)
  • gold holes made of Ni—Au are provided in the blind holes 13 and 14.
  • the external terminals 6 and 18 made of Kovar were connected with the heating riff at 700 ° C. (FIG. 8 (d)).
  • thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes, and the production of a hot plate having a resistance heating element was completed.
  • Table 2 shows the locations of the heating elements.
  • diameter is 240 mm
  • thickness is 5 mm
  • diameter is 310 mm
  • thickness is 30 mm
  • diameter is 300
  • a hot plate was manufactured in the same manner as in Examples 4 to 6, except that the thickness and the thickness were adjusted to 17 mm (Test Example 12).
  • a hot plate was manufactured in the same manner as in Example 5, except that 20 green sheets 50 were laminated on the upper side (heating surface) and 19 green sheets were laminated on the lower side.
  • a hot plate was manufactured in the same manner as in Example 5, except that 10 green sheets 50 were laminated on the upper side (heating surface) and 29 green sheets were laminated on the lower side.
  • a conductor paste ⁇ was prepared by mixing 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 ⁇ , 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an ⁇ -terbineol solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersant. .
  • the conductive paste was printed on the green sheet 50 by screen printing to form a conductive paste layer.
  • the printing pattern was a concentric pattern.
  • a conductor paste layer composed of an electrostatic electrode pattern having the shape shown in FIG. 2 was formed on another green sheet 50.
  • the conductor base B was filled in the through hole for the through hole for connecting the external terminal.
  • green sheet 50 on which the pattern of the resistance heating element is formed 34 to 60 green sheets 50 on which the tongue paste is not printed are stacked on the upper side (heating surface) and 13 to 30 sheets on the lower side.
  • a green sheet 50 on which a conductive paste layer composed of an electrostatic electrode pattern is printed is laminated thereon, and two green sheets 50 on which a tungsten paste is not printed are further laminated thereon.
  • the laminate was formed by pressure bonding at a pressure of 0 kgZcm 2 (FIG. 8 (a)).
  • thermocouples Next, after polishing the plate-like body obtained in (5) with a diamond grindstone, a mask is placed, and a blasting process using SiC or the like is performed on the surface to form bottomed holes for thermocouples. (Diameter: 1.2 mm, Depth: 2.0 mm).
  • the holes 13 and 14 are made of gold brass made of Ni-Au. After heating and reflow at C, the external terminals 6 and 18 made of Kovar were connected (FIG. 8 (d)).
  • connection reliability can be ensured.
  • thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed hole, and the manufacture of the electrostatic chuck having the resistance heating element was completed.
  • the diameter of the ceramic substrate is 24 Omm, the thickness is 5 mm (Test Example 18), the diameter is 31 Omm, the thickness is 3 Omm (Test Example 19), the diameter is 300 mm, thickness Example except that was adjusted to 17 mm (Test Example 20)?
  • a ceramic substrate was manufactured in the same manner as in Examples 9 to 9.
  • a ceramic substrate was manufactured in the same manner as in Examples 7 to 9, except that 20 green sheets 50 were laminated on the upper side (heating surface) and 19 green sheets were laminated on the lower side.
  • a ceramic substrate was manufactured in the same manner as in Examples 7 to 9, except that 10 green sheets 50 were laminated on the upper side (heating surface) and 29 green sheets were laminated on the lower side.
  • Test Example 23 A ceramic substrate was manufactured in the same manner as in Example 8, except that no nitrite was added to aluminum nitride.
  • a ceramic substrate was manufactured in the same manner as in Example 8, except that 40 parts by weight of aluminum nitride was added to aluminum nitride.
  • a conductor paste ⁇ was prepared by mixing 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 m, 1.9 parts by weight of an ataryl solvent, 3.7 parts by weight of an a-terbineol solvent and 0.2 parts by weight of a dispersant. .
  • the conductive paste was printed on a green sheet by screen printing to form a conductive paste layer having an electrostatic electrode pattern having the shape shown in FIG.
  • one green sheet on which the electrostatic electrode pattern is printed is laminated on the upper side (heating surface), and 48 green sheets are laminated on the lower side.
  • the laminate was formed by pressure bonding at 80 ° C. and a pressure of 80 kgZcm 2 .
  • a mask was placed on the bottom surface of the plate-like body obtained in (4) above, and a concave portion (not shown) for a thermocouple and the like was provided on the surface by blasting treatment with SiC or the like.
  • a resistance heating element was printed on the side opposite to the wafer processing surface. Printing was performed using conductor paste.
  • the conductor paste used was a solvent paste PS603D manufactured by Tokuka Chemical Laboratories, which is used for forming through holes in printed wiring boards.
  • the conductor base is a silver Z lead paste, and 100 parts by weight of silver is a metal oxide composed of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, and alumina (the weight ratio of each is 5Z55Z10Z25Z5). 7.5 parts by weight.
  • the silver was scaly with an average particle size of 4.5 m.
  • the 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 to sinter the ceramic paste on the ceramic substrate. Furthermore, the plate was immersed in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing nickel sulfate 30 gZl, boric acid 30 gZl, ammonium chloride 30 gZ1 and Rochelle salt 60/1, and the silver was fired. body 1 5 thick 1 mu Iotaita the surface, the boron content to precipitate the 1 wt% or less of the nickel layer. Thereafter, the plate was subjected to an annealing treatment at 12 for 3 hours.
  • the resistance heating element made of a silver sintered body had a thickness of 5 jLi in, a width of 2.4 mm, and an area resistivity of 7.7 ⁇ glo.
  • a blind hole for exposing the through hole 16 is formed on the ceramic substrate.
  • a gold solder made of Ni—Au alloy Au 81.5 weight / 0 , Ni 18.4% by weight, impurities 0.1% by weight
  • the external terminal pins made of Kovar were connected.
  • Kovar external terminal pins were formed on the resistance heating element via solder (tin 9 lead 1).
  • thermocouples for temperature control were embedded in the concave portions to obtain an electrostatic chuck.
  • the amount of warpage at 450 ° C, heating time, surface temperature uniformity, and oxygen amount were examined. Table 3 shows the results.
  • Conductive paste A 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle size of 1 / m, 3.0 parts by weight of an atalyl binder, 3.5 parts by weight of a terbineol solvent, and 3 parts by weight of a dispersant are mixed.
  • Conductive paste A was used.
  • tungsten particles having an average particle diameter of 3 xm 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 xm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an ⁇ -terbineol solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersing agent are mixed to conduct electricity.
  • Sex paste ⁇ 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 xm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an ⁇ -terbineol solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersing agent are mixed to conduct electricity.
  • Sex paste ⁇ 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 xm, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an ⁇ -terbineol solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersing agent are mixed to conduct electricity.
  • Sex paste ⁇ 100 parts by weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 x
  • a grid-shaped printed body for a guard electrode and a printed body for a ground electrode were printed on a green sheet by screen printing using the conductive paste.
  • the conductive paste B was filled in the through hole for the through hole for connecting to the terminal pin. Further, 50 sheets of printed green sheets and unprinted green sheets were laminated and integrated at 130 with a pressure of 80 kgcm 2 to produce a laminate.
  • this laminate was degreased in a nitrogen gas at 600 at 5 hours, and hot-pressed at 1890 ° C and a pressure of 150 kgZcm 2 for 3 hours to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride.
  • a plate-like body was obtained.
  • the obtained plate was cut into a circular shape having a diameter of 30 Omm to obtain a plate made of Mic.
  • the size of the through hole 16 was 0.2 mm in diameter and 0.2 mm in depth.
  • the thickness of the guard electrode 45 and the ground electrode 46 was 10 ⁇ , the formation position of the guard electrode 45 was lmm from the wafer processing surface, and the formation position of the ground electrode 46 was 1.2 mm from the wafer processing surface. .
  • the size of one side of the conductor non-forming region 46a of the guard electrode 45 and the ground electrode 46 was 0.5 mm.
  • a layer for forming the heating element 49 was printed on the surface facing the wafer processing surface. Printing was performed using a conductor paste.
  • the conductor paste used was Solvent PS 603D manufactured by Tokuka Chemical Laboratory, which is used to form through holes in printed wiring boards.
  • This conductor paste is a silver lead paste, and is a metal oxide composed of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide, and alumina (the weight ratio of each is 5/5 5/1 0/25/5) Was contained in 7.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silver.
  • the silver was scaly with an average particle size of 4.5 ⁇ m.
  • the heater plate on which the conductive paste was printed was heated and baked at 780 to sinter silver and lead in the conductive paste and to bake it on the ceramic substrate 43. Furthermore, the heater plate was immersed in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing 30 gZl of nickel sulfate, 30 gZl of boric acid, 30 gZ1 of ammonium chloride, and 60 gZ1 of mouth shell salt, and the silver sintered body was 49 1 / im thickness on the surface of 9 and 1 weight of boron content. The following nickel layer (not shown) was deposited. Thereafter, the heater plate was annealed at 120 ° C. for 3 hours. The heating element made of silver sintered body had a thickness of 5 / m, a width of 2.4 mm, and a sheet resistivity of 7. ⁇ / port.
  • a titanium layer, a molybdenum layer, and a nickel layer were sequentially formed on the surface where the grooves 47 were formed by sputtering.
  • a device for sputtering SV-4540 manufactured by Japan Vacuum Engineering Co., Ltd. was used. Sputtering conditions are atmospheric pressure 0.6 ⁇ a, the temperature was 100, the power was 200 W, and the sputtering time was in the range of 30 seconds to 1 minute, and was adjusted for each metal.
  • the thickness of the obtained film was 0.3 / zm for the titanium layer, 2 ⁇ for the molybdenum layer, and 1 ⁇ for the nickel layer from the image of the X-ray fluorescence spectrometer.
  • the heating element surface does not conduct current and is not covered with electrolytic nickel plating.
  • the electroless plating solution containing 2 g of potassium potassium cyanide, 75 g of ammonium chloride, 50 g of sodium citrate and 101 of sodium hypophosphite on the surface has the following conditions: For 1 minute to form a 1 im-thick gold-plated layer on the nickel plating layer.
  • thermocouples for temperature control were buried in the concave portions to obtain a wafer prober heater 201.
  • the amount of warpage at 200 ° C., the heating time, and the amount of oxygen were examined. Table 3 shows the results.
  • Silicon carbide powder fired at 500 ° C for 1 hour (average particle size: 1.1 ⁇ m, manufactured by Yakushima Electric Works) 100 parts by weight, carbon 4 parts by weight, acrylic binder 11.5 parts by weight, dispersant 0.5 weight
  • a green sheet 50 having a thickness of 0.47 mm was obtained by molding using a paste obtained by mixing 53 parts by weight of alcohol consisting of 1 part of butanol and ethanol with a doctor blade method. And of these green sheets Of these, a glass paste was applied to the green sheet for forming the conductor layer and the green sheet as the uppermost layer. The green sheets forming the conductor layer were sandwiched by applying glass paste to the top and bottom of the conductor paste. Then, the same processing as in (2) to (8) of Examples 7 to 9 was performed to manufacture an electrostatic chuck.
  • the diameter and thickness of the obtained electrostatic chuck and the position of the conductor layer in the electrostatic chuck were 28 Omm in diameter, 19 mm in thickness, 45% from the back surface (Example 12), and 31.0 in diameter. mm, thickness 5 mm, 33% from back side (Example 13), diameter 350 mm, thickness 3mm, 20% from back side (Example 14).
  • Silicon carbide powder fired at 500 in air for 1 hour (average particle size: lzm, manufactured by Yakushima Denko) 100 parts by weight, 4 parts by weight of carbon, and 11.5 parts by weight of an acrylic resin binder are mixed.
  • the resultant was placed in a hexagonal column forming die and hot-pressed in a nitrogen atmosphere at 1890: 150 for 3 hours under a pressure of 150 kg / cm 2 to obtain a silicon carbide sintered body.
  • the same processing as in (2) to (6) of Example 1 was performed to manufacture a ceramic substrate.
  • This sintered body was processed into a disk shape and had a diameter of 300 mm and a thickness of 3 mm (Example 1
  • Example 15 Same as Example 15 except that the diameter is 240 mm, the thickness is 5 mm, 33% from the back side (Test Example 25), the diameter is 31 Omm, the thickness is 30 mm, the 33% from the back side (Test Example 2
  • thermoviewer IR1620 12-0012 manufactured by Nippon Datum
  • the temperature at each location on the wafer processing surface of the ceramic substrate was measured, and the temperature difference between the minimum temperature and the maximum temperature was determined.
  • the temperature was raised to 450 ° C, cooled to 25 ° C, and the amount of warpage was measured using a shape measuring instrument (Kyocera Nanoway).
  • a sample sintered under the same conditions as the sintered body according to the example was pulverized in a tandasten mortar, and 0.01 g of the sample was collected and subjected to oxygen heating at a sample heating temperature of 2200 ° C and a heating time of 30 seconds.
  • Example 1 2 8 0 1 9 Back 5 1 6 0 5 1.6
  • Example 2 3 1 0 5 Back 1 0 9 6 4 1.6
  • Test example 5 3 1 0 3 0 None 1 0
  • Test example 6 3 0 0 1 7 None 7 0
  • Test example 9 3 0 0 1 7 3 3% 3 0 from the back
  • Test example 10 2 4 0 5 None 1 0
  • Test example 11 1 0 3 0 None L 0
  • Test Example 13 3 0 0 5 50% from the back 2 0 3 0 2 0
  • Test Example 14 3 0 0 5 6 6% from the back 7 0 3 0 2 0
  • Example 7 2 R uo 19 From the back 45% 1 Linn 70.4
  • Example 8 tj 1 o 5 From the back 33% 1 ⁇ q R 40.8
  • Example 9 u J 0 3 From the back 2 0% 1 0 qn 4 1.6
  • Example 11 o Q 3 Back side Un 1.6 Test example 15? A 5 From the back side 3 3% 10 qn 4 1.
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  • Test Example 22 3 0 0 5 6% from the back 8 0 9 0 1, 6
  • Test Example 2 3 3 0 0 5 3 3 from the back % 8 0 1 1 0 1 0 ⁇ 0 .05
  • Test example 24 3 0 0 5 33% from the back 3 0 5 1 0 1 0 1 6
  • Example 12 2 8 0 1 9 4 5% from the back side 10 2 0 0 6 0.3
  • Example 13 3 1 0 5 Back side From 3 3% 1 0 9 6 3 0, 3
  • Example 14 3 5 0 3 From the back 20% 1 0 9 0 3 0.3
  • Example 15 3 0 0 3 Back 1 0 9 0 2 0.3
  • Test example 25 2 4 0 5 3 3% from back side 1 0 9 0 3 0, 3
  • Test example 26 3 1 0 3 0 3 3% from back side 5 1 0 0 0 1 0 0.3
  • Test example 27 3 0 0 I 7 Back side From 3 3% 7 0 1 0 0 0 1 0 ⁇ 0.05
  • the ceramic substrate such as the hot plate according to the example has a short heating time, has excellent temperature followability,
  • the thickness of the ceramic substrate is 25 mm or less.
  • a semiconductor wafer or the like when placed, it may be caused by non-uniform temperature of the wafer processing surface.

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Description

j 明細書
半導体製造 ·検査装置用セラミック基板
技術分野
本発明は、 主に、 ホットプレート （セラミックヒータ） 、 静電チヤ、 ク、 ゥ ェハプローバ用のセラミック基板など、 半導体の製造用や検査用の装置として用 いられるセラミック基板に関する。 背景技術
エッチング装置や、 化学的気相成長装置等を含む半導体製造、 検査装置等に おいては、 従来、 ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属製基材を用いたヒ ータや、 ウェハプローバ等が用いられてきた。
しかしながら、 金属製のヒータでは温度制御特性が悪く、 また厚みも厚くな るため重く嵩張るという問題があり、 腐食性ガスに対する耐蝕性も悪いという問 題を抱えていた。
このような問題を解決するため、 金属製のものに代えて、 窒化アルミニウム などのセラミックを使用したヒータが開発されてきた。
このようなセラミックヒ一タでは、 セラミック基板自体の剛性が高いため、 その厚さを余り厚くしなくても、 基板の反り等を防止することができるという利 点を有しており、 ウェハプローバゃ静電チャックには特に好適である。
また、 近年、 半導体ウェハが大型化し、 その直径が大きくなるに従い、 この 半導体ウェハの製造や検査に用いる静電チヤック等においては、 大型化した半導 体ウェハを載置するため、 セラミック基板の直径を大きくしなければならず、 例 えば特開平 1 1一 7 4 0 6 4号公報などには、 直径 3 0 O mm, 厚さ 1 7 mmの 窒化アルミニウムセラミックからなるホットプレートが開示されている。
発明の要約
このように静電チヤック等が大型化すると、 半導体素子等の製造の際に要求 されるセラミック基板の昇温特性や均熱性が低下してしまうという問題があった。 本発明者らは上記問題を解決するために鋭意研究した結果、 その直径が 2 5 O mmを超える うな大型のセラミック基板の昇温特性や均熱性が低下する理由 として、 セラミック基板の熱容量が大きくなるためであることを知見するととも に、 セラミック基板に酸素を含有させることにより焼結性を向上させてセラミッ ク粒子間の熱伝導の障壁を小さくし、 かつ、 その厚さを 2 5 mm以下に調整して、 熱容量そのものを小さくすることにより、 昇温特性や均熱性を改善できることを 知見した。
また、 その直径が 2 5 0 mmを超えるような大型のセラミック基板では、 そ の厚さを 2 5 mm以内に調整すると、 高温で反りが発生しやすくなるが、 導電体 をセラミック基板のウェハ処理面の反対側面から厚さ方向に 6 0 %の位置に形成 し、 さらにセラミック自体を酸素を含有する窒化物セラミックまたは酸化物セラ ミックにすることでほぼ完全に反りを無くすことができることを知見し、 本発明 を完成させた。
さらに、 円板状のセラミック基板の直径が 2 5 0 m m以上の場合に、 セラミ ック基板の熱容量を小さくするためにその厚さを 2 5 mm以下に調整することに なるが、 その場合に、 抵抗発熱体をセラミック基板の内部に設けると加熱面との 距離がその分短くなり、 抵抗発熱体のパターンに相似した温度分布が発生してし まう。 そこで、 抵抗発熱体などの導電体をセラミック基板の裏側に設けることで 加熱面と抵抗発熱体との距離を確保することができ、 昇温特性、 均熱性を向上さ せることができることを知見し、 本発明を完成させた。
また、 セラミック基板の厚さを 2 5 mm以下に調整すると高温で反りが発生 しゃすくなるが、 本発明ではこのような反りをも防止することができる。
なお、 特開平 1 1一 7 4 0 6 4号公報には、 直径 3 0 O mm , 厚さ 1 7 m m の窒化ァゥミニゥムセラミックからなるホットプレートが開示されているが、 高 温での反りの問題については記載も、 示唆もされておらず、 従って、 上記公報は、 本発明の新規性、 進歩性を阻却するものではない。
第一の本発明は、 セラミック基板の表面または内部に導電体を有するセラミ ック基板であって、 上記セラミック基板は酸素を含有し、 そのセラミック基板は 円板状であり、 その直径は 2 5 0 mmを超え、 その厚さは 2 5 mm以下であるこ とを特徴とする半導体製造 ·検査装置用セラミック基板である。
第二の本発明 、 セラミック基板の表面に導電体を有するセラミック基板で あって、 上記セラミック基板は円板状であり、 その直径は 2 5 O mmを超え、 そ の厚さは 2 5 mm以下であることを特徴とする半導体製造 ·検査装置用セラミッ ク基板である。
上記第一の本発明と第二の本発明では、 導電体の形成位置が異なり、 酸素を 含有するか否かが異なるが、 その他の構成要件は、 同一であるので、 以下におい ては、 二つの発明を合わせて、 その内容を説明することにする。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板の一実施形態であ る静電チャックを模式的に示す縦断面図である。
図 2は、 図 1に示した静電チヤックの A— A線断面図である。
図 3は、 図 1に示した静電チヤックの B— B線断面図である。
図 4は、 静電チャックの静電電極の一例を模式的に示す断面図である。
図 5は、 静電チヤックの静電電極の一例を模式的に示す断面図である。
図 6は、 本発明のセラミック基板の一実施形態であるウェハプローバを模式 的に示す断面図である。
図 7は、 図 6に示したウェハプローバにおける A— A線断面図である。
図 8は、 （a ) 〜 （d ) は、 静電チャックの製造工程の一部を模式的に示す 断面図である。
図 9は、 本発明のセラミック基板の一実施形態であるホッ トプレートを模式 的に示す断面図である。 符号の説明
1 0 1 静電チャック
1、 4 3 セラミック基板
2、 2 2、 3 2 a、 3 2 b チャック正極静電層
3、 2 3、 3 3 a、 3 3 チャック負極静電層 2 a、 3 a 半円弧状部
2 b、 3 b ^歯部
― 4 セラミック誘電体膜
5、 4 9 抵抗発熱体
6 , 1 8 外部端子ピン
9 シリコンウェハ
1 1 有底孔
1 2 貫通孔
1 6 スノレーホ一ノレ
4 2 チャック トップ導体層
4 5 ガード電極
4 6 グランド電極
4 7 溝
4 8 吸引孔 発明の詳細な開示
本発明の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板は、 セラミック基板の内部 または表面に導電体を有するセラミック基板であって、 そのセラミック基板は円 板状であり、 その直径は 2 5 O m mを超え、 その厚さは 2 5 m m以下であること を特徴とする。 上記セラミック基板は、 酸素を含有しているか、 または、 酸化物 セラミックであることが好ましい。
本発明のセラミック基板においては、 上記セラミック基板の直径を 2 5 0 m mを超える大型のものとする一方、 その厚さを 2 5 m m以下に調整して全体の重 量の増加を抑えているので、 セラミック基板の熱容量が大きくなりすぎるのを防 止することができ、 半導体ウェハの加工等において支障のない程度に均一な温度 分布を有するセラミック基板とすることができる。
セラミック基板の厚さが 2 5 m mを超えると、 セラミック基板の熱容量が大 きくなり、 特に、 温度制御手段を設けて加熱、 冷却すると、 熱容量の大きさに起 因して温度追従性が低下してしまう。 c
5
セラミック基板の厚さは、 1 0 m m以下、 特に 5 m m以下がより望ましい。 l O imを超える'と、 2 0 0で以上での熱容量が大きくなり、 温度制御性、 半導 体ウェハを載置する面の温度均一性が低下しやすくなる。
前記セラミック基板は、 1 0 0〜 7 0 0での温度領域で使用される。 1 0 0で 以上の温度領域では、 セラミックのヤング率が低下してそりが発生しやすく、 本 発明の効果が有益だからである。
前記セラミック基板は、 半導体ウェハのリフターピンを挿入する貫通孔を複 数有してなることが望ましい。 貫通孔を有する場合、 1 0 0で以上の温度でヤン グ率が低下して、 加工時のひずみが解放されそりが生じやすく、 本発明の効果が 顕著となるからである。 貫通孔の直径は、 0 . 5 mm〜 3 0 m mが望ましい。 なお、 本発明のセラミック基板では、 半導体ウェハをセラミック基板の一面 に接触させた状態で載置するほか、 半導体ウェハをリフタ一ピンや支持ピンなど で支持し、 セラミックス基板との間に一定の間隔を保って保持する場合もある (図 9参照） 。 このような半導体ウェハの載置 ·保持面を、 以下においては、 ゥ ェハ処理面と表現する。 支持ピンで支持する場合には、 例えば、 セラミック基板 に凹部を形成し、 この凹部に先端がウェハ処理面よりわずかに突出するように、 支持ピンを設け、 この支持ピンで半導体ウェハを支持する。
なお、 セラミック基板と半導体ウェハとの距離を一定に保って加熱する場合、 その離間距離は、 5 0〜5 0 0 0 /i inが望ましい。
セラミック基板と半導体ウェハとの距離を一定に保って加熱する場合は、 半 導体ウェハとセラミック基板の保持面との距離が一定にならないと、 半導体ゥェ ハを均一に加熱することができない。 このため、 セラミック基板の反り量を小さ くする必要があり、 本発明が特に有利に作用する。
本発明では、 反り量は、 1 0 0〜 7 0 0 の範囲で、 7 0 ; m未満であること が望ましい。 7 0 /z mを超えると、 セラミック基板の処理面 （加熱面） と半導体 ウェハとの距離が不均一になってしまい、 半導体ウェハの均一加熱ができないか らである。
セラミック基板の直径が 2 5 0 m mを超えるものとしているのは、 半導体ゥ ェハの直径は、 1 0インチ以上が主流となり、 セラミック基板にも大型化が求め られているからである。 上記セラミック基板は、 1 2インチ （3 0 0 mm) 以上 であることが望 しい。 次世代の半導体ウェハの主流となるからである。 また、 セラミック基板の直径が 2 5 O mmを超えるものは高温で自重等により反りが発 生しやすくなる。 このような反りは厚さ 2 5 mm以下のセラミックで顕著である。 本発明では、 このような高温での反りが発生しやすいセラミックの特定領域に導 電体を設けることでこのような反りを防止することができるのである。
上記導電体は、 セラミック基板のウェハ処理面の反対側面から厚さ方向に 6 0 %の位置までの領域または上記反対側面に設けることが望ましい。 反りは、 自 重により発生するか、 または、 ウェハプローバ用のセラミック基板 （以下、 ゥェ ハプローバという） の場合は、 プローブの圧力により発生する。 このため、 反り が発生する場合は、 ウェハ処理面の反対側面に引っ張りの力が働くことになるが、 本発明では導電体を設けることでこの引っ張りの力に抗することができ、 反りを 防止することができる。
上記導電体としては、 導電性セラミック、 金属箔、 金属焼結体、 金属線など が挙げられる。
金属は一般に高温になってもヤング率が低下しにく く、 高温領域でセラミツ クのヤング率が.低下しても、 金属箔、 金属焼結体、 金属線などが存在することに より、 全体のヤング率低下を防止することができ、 また、 上記導電性セラミック も、 導電性であるが故に金属と類似の結合構造や結晶構造を持っため、 高温での ヤング率が低下しにくく、 セラミック基板の高温での反り防止が可能になる。 また、 上記導電体が抵抗発熱体として機能する場合は、 セラミック基板のゥ ェハ処理面の反対側面から厚さ方向に 5 0 %の位置までの領域または上記反対側 面に設けることが望ましい。 これは、 発熱体からセラミック基板の内部を通って ウェハ処理面に熱が伝達される場合、 セラミック基板中で拡散して均熱化するた めであり、 ウェハ処理面と発熱体との距離は大きい方がウェハ処理面の表面温度 を均一化しやすいからである。
また、 本発明の半導体装置用用セラミック基板では、 2 5 8 0 0でまでの温 度範囲におけるヤング率が 2 8 O G P a以上であるセラミック基板を使用するこ とが望ましい。 ヤング率が 2 8 O G P a未満であると、 剛性が低すぎるため、 加熱時の反り 量を小さくするこ'とが困難となり、 その反りに起因して、 半導体ウェハが破損す る場合があるからである。
本発明では、 気孔が全く存在しないか、 気孔が存在する場合はその最大気孔 の気孔径は 5 0 /x m以下であることが望ましい。
気孔が存在しない場合は、 高温での耐電圧が特に高くなり、 逆に気孔が存在 する場合は、 破壊靱性値が高くなる。 このためどちらの設計にするかは、 要求特 性によって変わるのである。
気孔の存在によって破壊靱性値が高くなる理由が明確ではないが、 クラック の進展が気孔によって止められるからであると推定している。
本発明では、 最大気孔の気孔径が 5 0 // m以下であることが望ましい。 最大気 孔の気孔径が 5 0 mを超えると高温、 特に 2 0 0で以上での耐電圧特性を確保 できなくなるからである。
最大気孔の気孔径は 1 0 m以下であることがよりが望ましい。 2 0 以上 での反り量が小さくなるからである。
気孔率や最大気孔の気孔径は、 焼結時の加圧時間、 圧力、 温度、 S i Cや B Nなどの添加物で調整する。 S i Cや B Nは焼結を阻害するため、 気孔を導入さ せることができる。
最大気孔の気孔径の測定は、 試料を 5個用意し、 その表面を鏡面研磨し、 2 0 0 0〜 5 0 0 0倍の倍率で表面を電子顕微鏡で 1 0箇所撮影することにより行 う。 そして、 撮影された写真で最大の気孔径を選び、 5 0ショットの平均を最大 気孔の気孔径とする。
上記窒化物セラミック基板は、 0 . 0 5〜 1 0重量％の酸素を含有している ことが望ましい。 0 . 0 5重量％未満では、 耐電圧を確保することができず、 ま た、 高温での反りを防ぐことができず、 逆に 1 0重量％を超えると酸化物の高温 での耐電圧特性の低下により、 耐電圧はやはり低下してしまうからであり、 また、 酸素量が 1 0重量％を超えると熱伝導率が低下して昇温降温特性が低下するから である。 特に 0 . 1〜 5重量％が最適である。
酸素は、 原料を空気中あるいは酸素中で加熱するか、 あるいは焼結助剤を添 加することで導入することができる。
また、 酸素含肴のセラミック （酸素含有の窒化物セラミック、 酸素含有の炭 化物セラミック、 酸化物セラミック） は高温で反りが発生しにくレ、。 高温でのャ ング率が低下しにくいからである。
気孔率は、 アルキメデス法により測定する。 焼結体を粉砕して有機溶媒中あ るいは水銀中に粉砕物を入れて体積を測定し、 粉砕物の重量と体積から真比重を 求め、 真比重と見かけの比重から気孔率を計算するのである。
本発明のセラミック基板を構成するセラミック材料は特に限定されるもので はなく、 例えば、 窒化物セラミック、 炭化物セラミック、 酸化物セラミック等が 挙げられる。
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 ミユウム、 窒化ケィ素、 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 化ケィ素、 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。
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、 ジルコニァ、 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。
これらのセラミックの中では、 窒化物セラミック、 酸化物セラミックが好ま しい。 高温で反りが発生しにくいからである。
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 1 8 O W/m · Kと最も高いからである。
本発明においては、 セラミック基板中に焼結助剤を含有することが望ましい。 焼結助剤としては、 アルカリ金属酸化物、 アルカリ土類金属酸化物、 希土類 酸化物を使用することができ、 これらの焼結助剤のなかでは、 特に C a〇、 Y 2
0 3、 N a 2 0、 L i 2 0、 R b 2 0 3が好ましい。 また、 アルミナを使用して もよレ、。 これらの含有量としては、 0 . 1〜2 0重量0 /0が望ましい。
本発明では、 セラミック基板中に 5 0〜5 0 0 0 p p mのカーボンを含有し ていることが望ましい。 カーボンを含有させることにより、 セラミック基板を黒色化することができ、 ヒータとして使用'する際に輻射熱を充分に利用することができるからである。 カーボンは、 非晶質のものであっても、 結晶質のものであってもよい。 非晶 質の力一ボンを使用した場合には、 高温における体積抵抗率の低下を防止するこ とができ、 結晶質のものを使用した場合には、 高温における熱伝導率の低下を防 止することができるからである。 従って、 用途によっては、 結晶質の力一ボンと 非晶質の力—ボンの両方を併用してもよい。 また、 カーボンの含有量は、 2 0 0 〜2 0 0 0 p p mがより好ましレヽ。
セラミック基板にカーボンを含有させる場合には、 その明度が J I S Z 8 7 2 1の規定に基づく値で N 6以下となるようにカーボンを含有させることが 望ましい。 この程度の明度を有するものが輻射熱量、 隠蔽性に優れるからである。 ここで、 明度の Nは、 理想的な黒の明度を 0とし、 理想的な白の明度を 1 0 とし、 これらの黒の明度と白の明度との間で、 その色の明るさの知覚が等歩度と なるように各色を 1 0分割し、 N 0〜N 1 0の記号で表示したものである。
実際の明度の測定は、 N O〜N 1 0に対応する色票と比較して行う。 この場 合の小数点 1位は 0または 5とする。
本発明のセラミック基板は、 半導体の製造や半導体の検査を行うための装置 に用いられるセラミック基板であり、 具体的な装置としては、 例えば、 静電チヤ ック、 ウェハプロ一バ、 ホットプレート、 サセプタ等が挙げられる。
図 1は、 本発明のセラミック基板の一実施形態である静電チャックの一例を 模式的に示した縦断面図であり、 図 2は、 図 1に示した静電チャックにおける A 一 A線断面図であり、 図 3は、 図 1に示した静電チャックにおける B— B線断面 図である。
この静電チヤック 1 0 1では、 平面視円形状のセラミック基板 1の内部に、 チャック正極静電層 2とチャック負極静電層 3とからなる静電電極層が埋設され ている。 また、 静電チャック 1 0 1上には、 シリコンウェハ 9が載置され、 接地 されている。
この静電電極層上に、 該静電電極層を被覆するように形成されたセラミック 層は、 シリコンウェハを吸着するための誘電体膜として機能するので、 以下にお いては、 セラミック誘電体膜 4ということとする。
図 2に示した うに、 チャック正極静電層 2は、 半円弧状部 2 aと櫛歯部 2 bとカゝらなり、 チャック負極静電層 3も、 同じく半円弧状部 3 aと櫛歯部 3 bと からなり、 これらのチャック正極静電層 2とチャック負極静電層 3とは、 櫛歯部 2 b、 3 bを交差するように対向して配置されており、 このチャック正極静電層 2およびチャック負極静電層 3には、 それぞれ直流電源の +側と一側とが接続さ れ、 直流電圧 V 2が印加されるようになっている。
また、 セラミック基板 1の内部には、 シリコンウェハ 9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抵抗発熱体 5が設けられ ており、 抵抗発熟体 5の両端には、 外部端子ピン 6が接続、 固定され、 電圧 ェ が印加されるようになっている。 図 1、 2には示していないが、 このセラミック 基板 1には、 図 3に示したように、 測温素子を挿入するための有底孔 1 1とシリ コンウェハ 9を支持して上下させる （リフタピン、 図示せず） を挿通するための 貫通孔 1 2が形成されている。 なお、 抵抗発熱体 5は、 セラミック基板の底面に 形成されていてもよい。 また、 セラミック基板 1には、 必要に応じて R F電極が 埋設されていてもよい。
この静電チヤック 1 0 1を機能させる際には、 チヤック正極静電層 2とチヤ ック負極静電層 3とに直流電圧 V 2を印加する。 これにより、 シリコンウェハ 9 は、 チャック正極静電層 2とチヤック負極静電層 3との静電的な作用によりこれ らの電極にセラミック誘電体膜 4を介して吸着され、 固定されることとなる。 こ のようにしてシリコンウェハ 9を静電チヤック 1 0 1上に固定させた後、 このシ リコンウェハ 9に、 C V D等の種々の処理を施す。
上記静電チャックは、 静電電極層と抵抗発熱体とを備えており、 例えば、 図 丄〜 3に示したような構成を有するものである。 以下においては、 上記静電チヤ ックを構成する各部材で、 上記セラミック基板板の説明で記載していないものに ついて、 説明していくことにする。
上記静電電極上のセラミック誘電体膜 4は、 セラミック基板のほかの部分と 同じ材料からなることが望ましい。 同じ工程でグリーンシート等を作製すること ができ、 これらを積層した後、 一度の焼成でセラミック基板を製造することがで u きるからである。
上記セラミッ 誘電体膜は、 セラミック基板のほかの部分と同様に、 カーボ ンを含有していることが望ましい。 静電電極を隠蔽することができ、 輻射熱を利 用することができるからである。
また、 上記セラミック誘電体膜は、 アルカリ金属酸化物、 アルカリ土類金属 酸化物、 希土類酸化物を含んでいることが望ましい。 これらは、 焼結助剤等の働 きをし、 高密度の誘電体膜を形成することができるからである。
上記セラミック誘電体膜の厚さは、 5 0 ~ 5 0 0 O /i mであることが望ましレ、。 上記セラミック誘電体膜の厚さが 5 0 m未満であると、 膜厚が薄すぎるために 充分な耐電圧が得られず、 シリ コンウェハを載置し、 吸着した際にセラミック誘 電体膜が絶縁破壊する場合があり、 一方、 上記セラミック誘電体膜の厚さが 5 0 0 0 inを超えると、 シリコンウェハと静電電極との距離が遠くなるため、 シリ コンウェハを吸着する能力が低くなってしまうからである。 セラミック誘電体膜 の厚さは、 1 0 0〜 1 5 0 0 ;χ πιがより好ましい。
セラミック基板内に形成される静電電極としては、 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種からなるものが好ましい。 金属箔 も、 金属焼結体と同じ材質からなることが望ましい。 これらの金属は比較的酸化 しにくく、 電極として充分な導電性を有するからである。 また、 導電性セラミツ 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。
図 4および図 5は、 他の静電チャックにおける静電電極を模式的に示した水 平断面図であり、 図 4に示す静電チャック 2 0では、 セラミック基板 1の内部に 半円形状のチャック正極静電層 2 2とチャック負極静電層 2 3が形成されており、 図 5に示す静電チャックでは、 セラミック基板 1の内部に円を 4分割した形状の チャック正極静電層 3 2 a、 3 2 bとチャック負極静電層 3 3 a、 3 3 bが形成 されている。 また、 2枚の正極静電層 2 2 a、 2 2 bおよび 2枚のチャック負極 静電層 3 3 a、 3 3 bは、 それぞれ交差するように形成されている。
なお、 円形等の電極が分割された形態の電極を形成する場合、 その分割数は 特に限定されず、 5分割以上であってもよく、 その形状も扇形に限定されない。 抵抗発熱体は、'図 1に示したように、 セラミック基板の內部に設けてもよく、 セラミック基板の底面に設けてもよい。 抵抗発熱体を設ける場合は、 静電チヤッ クを嵌め込む支持容器に、 冷却手段としてエアー等の冷媒の吹きつけ口などを設 けてもよい。
抵抗発熱体としては、 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。
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、 セラミック基板の底面に抵抗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、 銀一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。
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、 セラミック基板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、 セラミック基板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、 金属粒子の表面はわずかに酸化膜が形成されており、 セラミック基板は、 酸化物 の場合は勿論、 非酸化物セラミックである場合にも、 その表面には酸化膜が形成 されている。 従って、 この酸化膜が金属酸化物を介してセラミック基板表面で焼 結して一体化し、 金属粒子とセラミック基板とが密着するのではないかと考えら れる。
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 2 0 3 ) 、 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、 抵抗発熱体の抵抗値を大きくすることなく、 金属 粒子とセラミック基板との密着性を改善できるからである。
上記金属酸化物は、 金属粒子 1 0 0重量部に対して 0 . 1重量部以上 1 0重 量部未満であることが望ましい。 この範囲で金属酸化物を用いることにより、 抵 抗値が大きくなり'すぎず、 金属粒子とセラミック基板との密着性を改善すること ができるからである。
また、 酸化鉛、 酸化亜鉛、 シリカ、 酸化ホウ素 （B 20 3) 、 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 1 0 0重量部とした場合に、 酸化 鉛が 1〜1 0重量部、 シリカが 1〜3 0重量部、 酸化ホウ素が 5〜5 0重量部、 酸化亜鉛が 2 0〜 7 0重量部、 アルミナが 1〜 1 0重量部、 イットリアが 1〜5 0重量部、 チタニアが 1〜5 0主部が好ましい。 但し、 これらの合計が 1 0 0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セラミツ ク基板との密着性を改善できる範囲だからである。
抵抗発熟体をセラミック基板の底面に設ける場合は、 抵抗発熱体の表面は、 金属層で被覆されていることが望ましい。 抵抗発熱体は、 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。
金属層の厚さは、 0 . 1〜1 0 μ πιが望ましい。 抵抗発熱体の抵抗値を変化さ せることなく、 抵抗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。 抵抗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、 半田を介して抵抗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、 抵抗発熱体をヒータ板内部に形成する場合は、 抵抗発熱体表面が酸化 されることがないため、 被覆は不要である。 抵抗発熱体をヒータ板内部に形成す る場合、 抵抗発熱体の表面の一部が露出していてもよい。
抵抗発熱体として使用する金属箔としては、 ニッケル箔、 ステンレス箔をェ ツチング等でパターン形成して抵抗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。
本発明のセラ ック基板の表面および内部に導電体が配設され、 上記内部の 導電体が、 ガード電極またはグランド電極のいずれか少なく とも一方である場合 には、 上記セラミック基板は、 ウェハプローバとして機能する。
図 6は、 本発明のウェ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 7は、 図 6に示したウェハプローバにおける A— A線断面図である。 このウェハプローバ 2 0 1では、 平面視円形状のセラミック基板 4 3の表面 に平面視同心円形状の溝 4 7が形成されるとともに、 溝 4 7の一部にシリコンゥ ェハを吸引するための複数の吸引孔 4 8が設けられており、 溝 4 7を含むセラミ ック基板 4 3の大部分にシリコンウェハの電極と接続するためのチャック トップ 導体層 4 2が円形状に形成されている。
—方、 セラミック基板 4 3の底面には、 シリコンウェ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 4 9が設けられて おり、 発熱体 4 9の両端には、 外部端子ピン （図示せず） が接続、 固定されてい る。
また、 セラミック基板 4 3の内部には、 ス トレイキャパシタゃノイズを除去 するために平面視格子形状のガード電極 4 5とグランド電極 4 6 (図 7参照） と が設けられている。 ガード電極 4 5とグランド電極 4 6の材質は、 静電電極と同 様のものでよい。
上記チャック トップ導体層 4 2の厚さは、 1〜2 0 // inが望ましい。 1 /z m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、 2 0 ιη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。
チャック トップ導体層 4 2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。
このような構成のウェハプローバでは、 その上に集積回路が形成されたシリ コンウェハを載置した後、 このシリコンウェハにテスタビンを持つプローブカー ドを押しつけ、 加熱、 冷却しながら電圧を印加して導通テス トを行うことができ る。 次に、 本発明のセラミック基板の製造方法に関し、 静電チャックの製造方法 を一例として、 図 8 ( a ) 〜 （d ) 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バインダおよび溶剤と混合して混合組成物を調製した後、 成形を行うことにより、 グリーンシート 5 0を作製する。 カーボンを含有させる 場合には、 目的とする特性に応じて、 上記結晶質カーボンまたは非晶質カーボン を使用し、 その量を調節する。
上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、 炭化ケィ素 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 えてもよレ、。
カーボンとして非晶質力一ボンを使用する場合には、 非晶質カーボンを製造 しておくことが望ましいが、 グリーンシート中に非晶質カーボンとなるものを混 合してもよい。 例えば、 C、 H、 〇だけからなる炭化水素、 好ましくは糖類 （シ ョ糖ゃセルロース） を、 空気中、 3 0 0〜5 0 0 °Cで焼成することにより、 純粋 な非晶質カーボンを製造することができる。 結晶質力一ボンとしては、 結晶質の カーボンブラックやグラフアイ トを粉砕したものを用いることができる。
後述する静電電極層印刷体 5 1が形成されたグリーンシー トの上に積層する 数枚または 1枚のグリーンシート 5 0は、 セラミック誘電体膜となる層であるの で、 目的等により、 その組成をセラミック基板と異なる組成としてもよレ、。
また、 まず先にセラミック基板を製造しておき、 その上に静電電極層を形成 し、 さらにその上にセラミック誘電体膜を形成することもできる。
また、 バインダとしては、 アクリル系バインダ、 ェチルセルロース、 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—テルビネオ一ル、 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 5 0を作製する。
グリーンシート 5 0に、 必要に応じてシリコンウェハのリフターピンを挿入 する貫通孔ゃ熱電対を埋め込む凹部を設けておくことができる。 貫通孔ゃ凹部は、 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 5 0の厚さは、 0 . 1〜 5 mm程度が好ましい。
( 2 ) 次に、 グリーンシート 5 0に静電電極層や抵抗発熱体となる導体べ一 ストを印刷する。
印刷は、 グリーンシート 5 0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、 これにより静電電極層印刷体 5 1、 抵抗発熱体層印刷体 5 2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。
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。
導電性セラミック粒子、 金属粒子の平均粒子径は 0 . l〜5 / mが好ましい。 これらの粒子は、 大きすぎても小さすぎても導体用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 8 5〜 9 7重量部、 ァクリル系、 ェチノレセルロース、 ブチルセ口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 . 5〜1 0重量部、 ひ一 テルビネオール、 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〜 1 0重量部混合して調製した導体用ペーストが 最適である。
さらに、 パンチング等で形成した孔に、 導体用ペース トを充填してスルーホ ール印刷体 5 3、 5 4を得る。
( 3 ) 次に、 図 8 ( a ) に示すように、 印刷体 5 1、 5 2、 5 3、 5 4を有 するグリーンシート 5 0と、 印刷体を有さないグリーンシー ト 5 0とを積層する。 静電電極層印刷体 5 1が形成されたグリーンシート上には、 数枚または 1枚のグ リーンシート 5 0を積層する。 抵抗発熱体形成側に印刷体を有さないグリー ート 50を積層するのは、 スルーホールの端面が露出して、 抵抗発熱体形成の焼 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、 抵抗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— N iの 金ろうで被覆してもよい。
(4) 次に、 図 8 (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体ペース トを焼結させる。 加熱温度は、 1 000〜 200 0°C、 加圧は 1 0 0〜 2 0 0 k gZc m2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、 スル一ホール 1 6、 17、 チャック正極静電 層 2、 チャック負極静電層 3、 抵抗発熱体 5等が形成される。
(5) 次に、 図 8 ( c ) に示すように、 外部端子接続のための袋孔 1 3、 1 4を設ける。
袋孔 1 3、 1 4の内壁は、 その少なく ともその一部が導電化され、 導電化さ れた内壁は、 チャック正極静電層 2、 チャック負極静電層 3、 抵抗発熱体 5等と 接続されていることが望ましい。
(6) 最後に、 図 8 (d ) に示すように、 袋孔 1 3、 14に金ろうを介して 外部端子 6、 1 8を設ける。 さらに、 必要に応じて、 有底孔 1 2を設け、 その内 部に熱電対を埋め込むことができる。
半田は銀一鉛、 鉛一スズ、 ビスマスー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. 1〜50 μπι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。
なお、 上記説明では静電チャック 1 0 1 (図 1参照） を例にしたが、 ウェハ プローバを製造する場合には、 例えば、 静電チャックの場合と同様に、 初めに抵 抗発熱体が埋設されたセラミック基板を製造し、 その後、 セラミック基板の表面 に溝を形成し、 続いて、 溝が形成された表面部分にスパッタリングおよびめつき 等を施して、 金属層を形成すればよい。
発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例 1〜 3 ) ホッ トプレート （図 9参照）
(1) 空気中で 500°C、 1時間焼成した窒化アルミニウム粉末 （トクャマ社 製、 平均粒径 1. 1 μ m) 1 00重量部、 酸化ィットリウム （Y2 03 ：イット リア、 平均粒径 0. 4 / m) 4重量部、 アク リル系樹脂バインダ 1 1. 5重量部 を混合し、 六角柱の成形型に入れて窒素雰囲気中、 1 890°C、 圧力 1 50 k g /cm2 の条件で 3時間ホッ トプレスして窒化アルミニウム焼結体を得た。 この 窒化アルミニウム焼結体を円板状に加工し、 また、 表面研磨量を変えることによ り、 直径 280 mm, 厚さ 1 9 mm (実施例 1 ) 、 直径 31 Omm、 厚さ 5 mm (実施例 2) 、 直径 350mm、 厚さ 3 mm (実施例 3 ) のセラミック基板を得 た。
(2) 上記 （ 1 ) で得たセラミック基板 9 1の底面 9 1 aに、 スクリーン印 刷にて導体ペース トを印刷した。 印刷パターンは、 図 3に示したような同心円状 のパターンとした。
導体ペース トとしては、 プリント配線板のスルーホール形成に使用されてい る徳カ化学研究所製のソルべスト P S 603 Dを使用した。
この導体ペース トは、 銀—鉛ぺ一ス トであり、 銀 1 00重量部に対して、 酸 化鉛 （5重量％) 、 酸化亜鉛 （55重量％) 、 シリカ （10重量％) 、 酸化ホウ 素 （25重量％) およびアルミナ （5重量％) からなる金属酸化物を 7. 5重量 部含むものであった。 また、 銀粒子は、 平均粒径が 4. 5 /imで、 リ ン片状のも のであった。
(3) 次に、 導体ペース トを印刷した焼結体を 780°C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 91に焼き付け、 抵 抗発熱体 92を形成した。 銀一鉛の抵抗発熱体 92は、 厚さが 5 μπι、 幅 2. 4 mm、 面積抵抗率が 7. 7mQZ口であった。
( 4 ) 硫酸二ッケル 80 g Ζ〗 、 次亜リン酸ナトリウム 24 g // l、 酢酸ナ トリウム 1 2 gZ l、 ほう酸 8 gZ l、 塩化アンモニゥム 6も / 1を含む水溶液 からなる無電解ニッケルめっき浴に上記 （4) で作製した焼結体を浸漬し、 銀一 鉛の発熱体 92の表面に厚さ 1 zmの金属被覆層 92 a (ニッケル層） を析出さ せた。
(5) 電源との接続を確保するための端子を取り付ける部分に、 スクリーン 印刷により、 銀一鉛半田ペースト （田中貴金属製） を印刷して半田層を形成した。 ついで、 半田層の上にコバール製の端子ピン 9 3を载置して、 420。Cで加熱リ フローし、 端子ピン 93を発熱体 92 (金属被覆層 92 a) の表面に取り付けた。
(6) 温度制御のための熱電対を有底孔 94に挿入し、 ポリイミ ド樹脂を充 填し、 1 90°Cで 2時間硬化させ、 セラミックヒータ 90 (図 9参照） を得た。
(試験例 1〜 3 )
直径を 240mm、 厚さを 5mm (試験例 1 ) 、 直径を 3 1 Omm、 厚さを 30 mm (試験例 2 ) 、 直径を 300 mm, 厚さを 1 7 mmで、 Y203 を添カロ しない （試験例 3) ように調整した以外は、 実施例 1 と同様にしてホットプレー トを製造した。 なお、 試験例 3では、 抵抗発熱体となる金属箔を成形型中に埋設 し、 発熱体の形成位置を裏面から 33%の位置とした。
(試験例 4〜 6 )
発熱体を設けず、 直径を 240mm、 厚さを 5 mm (試験例 4 ) 、 直径を 3 10 mm, 厚さを 30 mm (試験例 5 ) 、 直径を 300mm, 厚さを 1 7 mm (試験例 6) に調整した以外は、 実施例 1と同様にしてホットプレートを製造し た。
上記実施例 1〜 3および試験例 1〜 6に係るホッ トプレートについて、 下記 する方法により 450DCでの反り量、 昇温時間、 表面の温度均一性及び酸素量を 調べた。 但し、 試験例 4〜6に係るホッ トプレートでは、 反り量のみを調べた。 その結果を表 1に示した。
(実施例 4〜6) アルミナホットプレート
( 1 ) アルミナ ： 93重量％、 S i 02 ： 5重量％、 C a O ： 0. 5重量0 /0、 Mg O ： 0. 5重量0 /0、 T i〇2 ： 0. 5重量0 /0、 アク リルバインダ： 1 1. 5 重量部、 分散剤： 0. 5重量部および 1—ブタノールとエタノールとからなるァ ルコール 53重量部を混合したペーストを用い、 ドクターブレード法による成形 を行って、 厚さ 0. 47 mmのグリーンシート 50を得た。
(2) 次に、 これらのグリーンシートを 80°Cで 5時間乾燥させた後、 加工が 必要なグリーンシートに対し、 パンチングにより直径 1. 8mm、 3. 0 mm, 5. Ommの半導体ウェハ用のリフタ一ピンを挿入する貫通孔となる部分、 外部 端子と接続するためのスルーホールとなる部分を設けた。
(3) 平均粒子径 3 / inのタングステン粒子 1 0 0重量部、 アク リル系バイン ダ 1. 9重量部、 α—テルビネオール溶媒 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 Βを調製した。
この導電性ペース ド Βをグリーンシ一ト 5 0にスクリーン印刷で印刷し、 導 体ペース ト層を形成した。 印刷パターンは、 同心円パターンとした。
(4) さらに、 外部端子を接続するためのスルーホール用の貫通孔に導体べ 一ス ト Βを充填した。
抵抗発熱体のパターンが形成されたグリーンシート 5 0に、 さらに、 導体ぺ —ス トを印刷しないグリーンシート 5 0を上側 （加熱面） に 34〜6 0枚、 下側 に 1 3〜3 0枚積層し、 これらを 1 3 0 、 8 0 k gZc m2の圧力で圧着して 積層体を形成した （図 8 (a) ) 。 発熱体の形成位置を表 2に示す。
(5) 次に、 得られた積層体を空気中、 6 00°Cで 5時間脱脂し、 1 60 0°C、 圧力 1 5 0 k gZc m2 で 2時間ホッ トプレスし、 厚さ 3 mmのアルミナ板状体 を得た。 加工条件、 研磨条件を変えて、 直径 2 8 Omm, 厚さ 1 9 mm (実施例 4) 、 直径 3 1 0 mm, 厚さ 5 mm (実施例 5 ) 、 直径 3 5 0mm、 厚さ 3 mm (実施例 6) のアルミナ製のセラミック基板を得た。 これらのセラミック基板は、 内部に厚さ 6 μπι、 幅 1 Ommの抵抗発熱体 5を有する。
(6) 次に、 （5) で得られた板状体を、 ダイヤモンド砥石で研磨した後、 マスクを載置し、 S i C等によるブラスト処理で表面に熱電対のための有底孔
(直径： 1. 2mm、 深さ ： 2. 0mm) を設けた。
(7) さらに、 スルーホールが形成されている部分をえぐり取って袋孔 1 3、 1 4とし （図 8 (c) ) 、 この袋孔 1 3、 1 4に N i — Auからなる金ろうを用 い、 7 00°Cで加熱リフ口一してコバール製の外部端子 6、 1 8を接続させた (図 8 (d) ) 。
なお、 外部端子の接続は、 タングステンの支持体が 3点で支持する構造が望 ましい。 接続信頼性を確保することができるからである。 ( 8 ) 次に、 温度制御のための複数の熱電対を有底孔に埋め込み、 抵抗発熱 体を有するホットプレート製造を完了した。
(試験例 7〜 9 )
セラミック基板の直径を 2 4 0 rnm、 厚さを 5 mm (試験例 7 ) 、 直径を 3 1 Omm, 厚さを 3 0 mm (試験例 8 ) 、 直径を 3 0 0 mm, 厚さを 1 7 mmで、 窒化アルミニウムを用い、 Y 2 03を含有しない （試験例 9 ) ように調整した以 外は、 実施例 4〜 6と同様にしてセラミック基板を製造した。 発熱体の形成位置 を表 2に示す。
(試験例 1 0〜 1 2 )
発熱体を設けず、 直径を 2 4 0 mm、 厚さを 5 mm (試験例 1 0 ) 、 直径を 3 1 0 mm、 厚さを 3 0 mm (試験例 1 1 ) 、 直径を 3 0 0 mm, 厚さを 1 7 m m (試験例 1 2) に調整した以外は、 実施例 4〜6と同様にしてホットプレート を製造した。
(試験例 1 3 )
グリーンシート 5 0を上側 （加熱面） に 2 0枚、 下側に 1 9枚積層した以外 は、 実施例 5と同様にしてホッ トプレートを製造した。
(試験例 1 4 )
グリーンシート 5 0を上側 （加熱面） に 1 0枚、 下側に 2 9枚積層した以外 は、 実施例 5と同様にしてホットプレートを製造した。
上記実施例 4〜 6および試験例 7〜 1 4に係るホッ トプレートについて、 下 記する方法により 4 5 0ででの反り量、 昇温時間、 表面の温度均一性を調べた。 但し、 試験例 1 0〜 1 2に係るホットプレートでは、 反り量のみを調べた。 その 結果を表 2に示した。
(実施例 7〜 9) ヒータ付き A 1 N製の静電チャック （図 1〜3 ) の製造 ( 1 ) 次に、 空気中、 5 0 で 1時間焼成した窒化アルミニウム粉末 （トク ャマ社製、 平均粒径 1. 1 μ m) 1 0 0重量部、 イットリア （平均粒径： 0. 4 τ ) 1、 2、 4重量部、 アクリルバインダ 1 1 . 5重量部、 分散剤 0. 5重量 部および 1—ブタノールとエタノールとからなるアルコール 5 3重量部を混合し たペーストを用い、 ドクターブレード法による成形を行って、 厚さ 0. 4 7 mm のグリーンシート 50を得た。
(2) 次に、 これらのグリーンシート 50を 80°Cで 5時間乾燥させた後、 カロ ェが必要なグリーンシートに対し、 パンチングにより直径 1. 8mm、 3. 0 m m、 5. Ommの半導体ウェハのリフタ一ピンを挿入する貫通孔となる部分、 外 部端子と接続するためのスルーホールとなる部分を設けた。
(3) 平均粒子径 1 zmのタングステンカーバイ ト粒子 1 00重量部、 アタリ ル系バインダ 3. 0重量部、 α—テルビネオール溶媒 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 Αを調製した。
平均粒子径 3 μπιのタングステン粒子 1 00重量部、 ァクリル系バインダ 1. 9重量部、 α—テルビネオール溶媒 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 Βを調製した。
この導電性ペース ト Αをグリーンシート 50にスク リ一ン印刷で印刷し、 導 体ペース ト層を形成した。 印刷パターンは、 同心円パターンとした。 また、 他の グリーンシ一ト 50に図 2に示した形状の静電電極パターンからなる導体ペース ト層を形成した。
(4) さらに、 外部端子を接続するためのスルーホール用の貫通孔に導体べ ースト Bを充填した。
抵抗発熱体のパターンが形成されたグリーンシート 50に、 さらに、 タング ステンペース トを印刷しないグリーンシート 50を上側 （加熱面） に 34〜60 枚、 下側に 1 3〜30枚積層し、 その上に静電電極パターンからなる導体ペース ト層を印刷したグリーンシート 50を積層し、 さらにその上にタングステンぺー ス トを印刷していないグリーンシート 50を 2枚積層し、 これらを 1 30 、 8 0 k gZ cm2の圧力で圧着して積層体を形成した （図 8 (a) ) 。
(5) 次に、 得られた積層体を窒素ガス中、 600°Cで 5時間脱脂し、 1 8 9 0°C、 圧力 1 50 k gZc m2 で 3時間ホットプレスし、 加工条件、 研磨条件を 変えて、 直径 280 mm, 厚さ 1 9 mm (実施例 7 ) 、 直径 3 1 0mm、 厚さ 5 mm (実施例 8) 、 直径 350mm、 厚さ 3 mm (実施例 9) の基板とし、 内部 に厚さ 6 ίζπ 幅 1 0mmの抵抗発熱体 5および厚さ 1 0 μιηのチヤック正極静 電層 2、 チャック負極静電層 3を有する窒化アルミニウム製の板状体とした （図 8 (b) ) 。 発熱体の形成位置を表 3に示す。
(6) 次に、 （5) で得られた板状体を、 ダイヤモンド砥石で研磨した後、 マスクを載置し、 S i C等によるブラス ト処理で表面に熱電対のための有底孔 (直径： 1. 2mm、 深さ ： 2. 0 mm) を設けた。
(7) さらに、 スルーホールが形成されている部分をえぐり取って袋孔 1 3、
14とし （図 8 (c) ) 、 この袋孔 1 3、 14に N i—Auからなる金ろうを用 レ、、 700。Cで加熱リフローしてコバール製の外部端子 6、 1 8を接続させた (図 8 (d) ) 。
なお、 外部端子の接続は、 タングステンの支持体が 3点で支持する構造が望 ましい。 接続信頼性を確保することができるからである。
(8) 次に、 温度制御のための複数の熱電対を有底孔に埋め込み、 抵抗発熱 体を有する静電チャックの製造を完了した。
(試験例 1 5〜： 7 ) 、
セラミック基板の直径を 240 mm、 厚さを 5 mm (試験例 1 5 ) 、 直径を 3 1 Omm, 厚さを 3 Omm (試験例 1 6) 、 直径を 300mm、 厚さを 1 7 m mで Y203を添加しない （試験例 1 7) ように調整した以外は、 実施例 7〜9 と同様にしてセラミック基板を製造した。
(試験例 1 8〜 20 )
発熱体を設けず、 セラミック基板の直径を 24 Omm、 厚さを 5 mm (試験 例 1 8) 、 直径 3 1 Omm、 厚さを 3 Omm (試験例 1 9) 、 直径を 300 mm, 厚さを 1 7mm (試験例 20) に調整した以外は、 実施例？〜 9と同様にしてセ ラミック基板を製造した。
(試験例 21 )
グリーンシート 50を上側 （加熱面） に 20枚、 下側に 1 9枚積層した以外 は、 実施例 7〜9と同様にしてセラミック基板を製造した。
(試験例 22 )
グリーンシート 50を上側 （加熱面） に 1 0枚、 下側に 29枚積層した以外 は、 実施例 7〜9と同様にしてセラミック基板を製造した。
(試験例 23 ) 窒化アルミニウムにィッ トリァを全く添加しなかった以外は、 実施例 8と同 様にしてセラミック基板を製造した。
(試験例 24 )
窒化アルミニウムにィッ トリァを 4 0重量部添加した以外は、 実施例 8と同 様にしてセラミック基板を製造した。
上記実施例 7〜 9および試験例 1 5〜 24に係る静電チャックについて、 下 記する方法により 4 5 0°Cでの反り量、 昇温時間、 温度均一性および酸素量を調 ベた。 但し、 試験例 1 8〜20の静電チャックについては、 反り量のみを調べた。 その結果を表 3に示した。
(実施例 1 0) 静電チャックの製造
( 1) 空気中で、 5 0 0°C、 1時間焼成した窒化アルミニウム粉末 （トクャマ 社製、 平均粒径 1. 1 μ m) 1 0 0重量部、 イッ トリア （平均粒径： 0. 4 μ m) 4重量部、 アクリルバインダ 1 1. 5重量部、 分散剤 0. 5重量部および、 1ーブタノールとエタノールとからなるアルコール 5 3重量部を混合したペース トを用レ、、 ドクターブレード法による成形を行って、 厚さ 0. 4 7mmのダリー ンシートを得た。
(2) 次に、 これらのグリーンシートを 8 0°Cで 5時間乾燥させた後、 加工が 必要なグリーンシートに、 パンチングにより直径 1. 8mm、 3. 0mm, 5. Ommの半導体ウェハのリフターピンを挿入する貫通孔となる部分、 外部端子と 接続するためのスルーホールとなる部分を設けた。
(3) 平均粒子径 1 μιηのタングステン力一バイ ト粒子 1 0 0重量部、 ァクリ ル系バインダ 3. 0重量部、 α—テルビネオール溶媒 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 Αを調製した。
平均粒子径 3 mのタングステン粒子 1 00重量部、 アタリル系バインダ 1. 9重量部、 a—テルビネオール溶媒 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 Βを調製した。
この導電性ペース ト Αをグリーンシートにスク リーン印刷で印刷し、 図 5に 示した形状の静電電極パターンからなる導体ペースト層を形成した。
さらに、 外部端子を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。
静電電極パターンを印刷したグリーンシートに、 さらに、 タングステンぺー ス トを印刷しないグリーンシートを上側 （加熱面） に 1枚、 下側にグリーンシー トを 4 8枚積層し、 これらを 1 3 0°C、 8 0 k gZ c m2の圧力で圧着して積層 体を形成した。
(4) 次に、 得られた積層体を窒素ガス中、 6 0 0°Cで 5時間脱脂し、 1 8 9 0°C、 圧力 1 5 0 k gZ c m2で 3時間ホッ トプレスし、 厚さ 3 mmの窒化アル ミニゥム板状体を得た。 これを 3 0 Ommの円板状に切り出し、 内部に厚さ 1 0 umのチヤック正極静電層 2およびチヤック負極静電層 3を有する窒化アルミ二 ゥム製の板状体とした。
(5) 上記 （4) で得た板状体の底面にマスクを载置し、 S i C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） 等を設けた。
(6) 次に、 ウェハ処理面の反対側面に抵抗発熱体を印刷した。 印刷は導体. ペース トを用いた。 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 されている徳カ化学研究所製のソルべス ト P S 6 0 3 Dを使用した。 この導体べ 一ス トは、 銀 Z鉛ペース トであり、 酸化鉛、 酸化亜鉛、 シリカ、 酸化ホウ素、 ァ ルミナからなる金属酸化物 （それぞれの重量比率は、 5Z55Z10Z25Z 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. 5 mでリン片状のものであった。
(7) 導体ペース トを印刷した板状体を 7 8 0°C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。 さらに硫酸二 ッケル 30 gZ l、 ほう酸 30 gZ l、 塩化アンモニゥム 3 0 gZ 1およびロッ シェル塩 6 0 / 1 を含む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に板状体を浸 漬して、 銀の焼結体 1 5の表面に厚さ 1 μιη、 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、 板状体に、 1 2 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抵抗発熱体は、 厚さが 5 jLi in、 幅 2 . 4 mmであり、 面積 抵抗率が 7. 7 πιΩグロであった。
(8) 次に、 セラミ ック基板にスルーホール 1 6を露出させるための袋孔を 設けた。 この袋孔に N i — Au合金 （Au 8 1. 5重量。 /0、 N i 1 8. 4重量％、 不純物 0. 1重量％) からなる金ろうを用い、 9 70でで加熱リフローしてコバ —ル製の外部端子ピンを接続させた。 また、 抵抗発熱体に半田 （スズ 9ノ鉛 1 ) を介してコバール製の外部端子ピンを形成した。
( 9) 次に、 温度制御のための複数熱電対を凹部に埋め込み、 静電チャック を得た。 得られた静電チャックについて、 450°Cでの反り量、 昇温時間、 表面 の温度均一性および酸素量を調べた。 その結果を表 3に示した。
(実施例 1 1 ) ウェハプローバ 20 1 (図 6参照） の製造
(1) 空気中、 500°C、 1時間焼成した窒化アルミニウム粉末 （トクャマ社 製、 平均粒径 1. 1 m) 1 0 0重量部、 イッ トリア （平均粒径 0. 4 μ m) 4 重量部、 実施例 1で得られた非晶質カーボン 0. 9重量部、 および、 1ーブタノ ールおよびエタノールからなるアルコール 5 3重量部を混合してた混合組成物を、 ドクターブレード法を用いて成形し、 厚さ 0. 4 7mmのグリーンシートを得た。
(2) 次に、 このグリーンシートを 80°C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 1 / mのタングステンカーバイ ド粒子 1 00重量部、 アタリ ル系バインダ 3. 0重量部、 ひ一テルビネオール溶媒 3. 5重量および分散剤◦. 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 3 ;x mのタングステン粒子 1 0 0重量部、 アクリル系バイン ダ 1. 9重量部、 α—テルビネオール溶媒を 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 Βとした。
次に、 グリーンシートに、 この導電性ペース ト Α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。 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。 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一 トを 5 0枚積層して 1 3 0で、 8 0 k g c m 2の圧力で一体化することにより 積層体を作製した。
(4) 次に、 この積層体を窒素ガス中で 600でで 5時間脱脂し、 1 890°C、 圧力 1 5 0 k gZc m2で 3時間ホッ トプレスし、 厚さ 3 mmの窒化アルミニゥ ム板状体を得た。 得られた板状体を、 直径 30 Ommの円形状に切り出 ミック製の板状体とした。 スルーホール 1 6の大きさは、 直径 0. 2mm、 深さ 0. 2 mmであった。
また、 ガード電極 45、 グランド電極 46の厚さは 10 μπι、 ガード電極 45 の形成位置は、 ウェハ処理面から lmm、 グランド電極 46の形成位置は、 ゥェ ハ処理面から 1. 2mmであった。 また、 ガード電極 45およびグランド電極 4 6の導体非形成領域 46 aの 1辺の大きさは、 0. 5 mmであった。
(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、 S i C等によるブラス小処理で表面に熱電対のための凹部およびゥェ ハ吸着用の溝 47 (幅 0. 5mm、 深さ 0. 5 mm) を設けた。
(6) さらに、 ウェハ処理面に対向する面に発熱体 4 9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。 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カ化学研究所製のソルべスト P S 603D を使用した。 この導体ペース トは、 銀ノ鉛ペース 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 /5 5/1 0/25/5) を銀 100重量部に対して 7. 5重量部含むものであ つた。
また、 銀の形状は平均粒径 4. 5 μ mでリン片状のものであった。
(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、 導電ぺー ス ト中の銀、 鉛を焼結させるとともにセラミック基板 43に焼き付けた。 さらに 硫酸ニッケル 30 gZ l、 ほう酸 30 gZ l、 塩化アンモニゥム 30 gZ 1およ び口ッシェル塩 60 gZ 1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 4 9の表面に厚さ 1 /i m、 ホウ素の含有量が 1重 量。ん以下のニッケル層 （図示せず） を析出させた。 この後、 ヒータ板は、 1 2 0°C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 5 / m、 幅 2. 4 mmであり、 面積抵抗率が 7. πιΩ/ 口であった。
(8) 溝 47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. 6 Ρ a、 温度 1 0 0 、 電力 2 0 0 Wであり、 スパッタリング時間は、 3 0秒〜 1分 の範囲內で、 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. 3 /z m、 モリブデン層は 2 μπι、 ニッケル層は 1 ιη であった。
(9) 硫酸ニッケル 3 O gZし ほう酸 30 gZ】 、 塩化アンモニゥム 30 gZ 1および口ッシェル塩 6 0 gZ 1を含む水溶液からなる無電解ニッケルめつ 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 7 μ τη、 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。
さらに、 表面にシアン化金カリウム 2 gノ 1、 塩化アンモニゥム 7 5 gZ 1、 クェン酸ナトリウム 5 0 gZ ]および次亜リン酸ナトリウム 1 0 1を含む無 電解金めつき液に、 9 3 の条件で 1分間浸漬し、 ニッケルめっき層上に厚さ 1 i mの金めつき層を形成した。
( 1 0) 溝 4 7から裏面に抜ける空気吸引孔 4 8をドリル加工により形成し、 さらにスルーホール 1 6を露出させるための袋孔 （図示せず） を設けた。 この袋 孔に N i — Au合金 （Au 8 1 . 5重量％、 7 1 1 8. 4重量％、 不純物0. 1 重量％) からなる金ろうを用い、 9 7 0°Cで加熱リフローしてコバール製の外部 端子ピンを接続させた。 また、 発熱体に半田 （スズ 9 0重量％Z鉛 1 0重量0 /。） を介してコバール製の外部端子ピンを形成した。
(1 1) 次に、 温度制御のための複数熱電対を凹部に埋め込み、 ウェハプロ ーバヒータ 2 0 1を得た。 得られたウェハプローバヒータ 2 0 1について、 2 0 0°Cでの反り量、 昇温時間および酸素量を調べた。 その結果を表 3に示した。
(実施例 1 2〜1 4) ヒータ付き S i C製の静電チャック
5 0 0 °Cで 1時間焼成した炭化珪素粉末 （屋久島電工社製 平均粒径 1. 1 μ m) 100重量部、 カーボン 4重量部、 アクリルバインダ 11. 5重量部、 分散 剤 0. 5重量部および 1ーブタノールとエタノールとからなるアルコール 53重 量部を混合したペース トを用い、 ドクターブレード法による成形を行って、 厚さ 0. 4 7 mmのグリーンシート 5 0を得た。 そして、 これらのグリーンシートの うち、 導体層を形成するためのグリーンシートゃ最上層となるグリーンシートに は、 ガラスペーストを塗布した。 なお、 導体層を形成するグリーンシートには、 導体ペース トの上下にガラスペーストを塗布し、 サンドイッチ状態とした。 そし て、 実施例 7〜9の （2) 〜 （8) と同様の加工を行って、 静電チャックを製造 した。
得られた静電チヤックの直径、 厚さおよび静電チヤック中の導体層の位置は、 それぞれ、 直径 28 Omm、 厚さ 1 9mm、 裏面から 45% (実施例 1 2) 、 直 径 3 1 0 mm, 厚さ 5mm、 裏面から 33 % (実施例 1 3) 、 直径 350 mm, 厚さ 3mm、 裏面から 20% (実施例 1 4 ) となった。
(実施例 1 5) S i Cホットプレート
空気中、 500でで 1時間焼成した炭化珪素粉末 （屋久島電工社製 平均粒径 】 . l zm) 1 00重量部、 カーボン 4重量部、 アク リル系樹脂バインダ 1 1. 5重量部を混合し、 六角柱の成形型に入れて窒素雰囲気中、 1 890 ：、 圧力 1 50 k g/c m2 の条件で 3時間ホッ トプレスして炭化珪素焼結体を得た。 そし て、 実施例 1の （2) 〜 （6) と同様の加工を行って、 セラミック基板を製造し た。 この焼結体を円板状に加工して、 直径 300mm、 厚さ 3mm (実施例 1
5) とし、 この表面にガラスペーストを塗布し、 空気中において 1000°Cで焼 成して、 絶縁層を形成した後、 この絶縁層上に導体ペース トを印刷し、 ホッ トプ レートを得た。
(試験例 25〜 27 )
実施例 1 5と同様であるが、 直径 24 0 mm, 厚さ 5 mm、 裏面から 3 3 % (試験例 25) 、 直径 3 1 Omm, 厚さ 30 mm, 裏面から 3 3 % (試験例 2
6) 、 直径 240m, 厚さ 1 7mm、 裏面から 33%、 S i C未焼成 （試験例 2
7) のとなるような条件で製造した。
実施例 1 2〜 1 5、 試験例 25〜 27について、 450 °Cでの反り量、 昇温時 間、 表面の温度均一性および酸素量を調べた。 その結果を表 4に示した。
(試験例 28 )
試験例 6、 14と同様であるが、 リフターピン用の貫通孔を形成しなかった。 リフターピン用の貫通孔を形成しない場合は、 450°Cに昇温しても反り量が 1 0 m程度しかなかった。
上記実施例及び試験例に係るセラミック基板は、 以下の方法により評価を行 つた。
評価方法
(1) 表面温度の均一性
サーモビユア （日本データム社製 I R 1 620 1 2— 0012) を用いて、 セラミック基板のウェハ処理面における各場所での温度を測定し、 最低温度と最 高温度との温度差を求めた。
(2) 昇温特性
450°Cまで昇温するために必要な時間を測定した。
(3) 反り量
450°Cまで昇温して、 25 °Cまで冷却し、 形状測定器 （京セラ社製 ナノウ エイ） を用いて、 反り量を測定した。
(4) 酸素含有量
実施例にかかる焼結体と同条件で焼結させた試料をタンダステン乳鉢で粉砕 し、 これの 0. 0 1 gを採取して試料加熱温度 2200°C、 加熱時間 30秒の条 件で酸素 ·窒化同時分析装置 （LECO社製 TC一 1 36型） で測定した。
关她 リ INO 熟 ifeh体 反り重 昇温哼間 温度均一性 酸素量
(mm) (mm) 形成位置 m) (fi) (°C) (w t %) 実施例 1 2 8 0 1 9 裏面 5 1 6 0 5 1. 6 実施例 2 3 1 0 5 裏面 1 0 9 6 4 1. 6 実施例 3 3 5 0 3 裏面 1 0 9 0 4 1. 6 試験例 1 2 4 0 5 裏面 1 0 9 0 4 1. 6 試験例 2 3 1 0 3 0 裏 |£ 5 】 0 0 0 1 0 1 · 6 試験例 3 3 0 0 1 7 裏面から 3 3 % 3 0 1 0 0 0 1 0 ぐ 0. 0 5 試験例 4 2 4 0 5 なし 1 0
試験例 5 3 1 0 3 0 なし 1 0
試験例 6 3 0 0 1 7 なし 7 0
実施例 No 直径 発熱体形成位置 反り量 昇温時間 温度均一性
(mm) (mm) m) (分） (。c) 実施例 4 2 8 0 1 9 寞面から 4 5 % 1 0 3 0 1 5 実施例 5 3 1 0 5 裏面から 3 3 % 1 0 2 0 1 0 実施例 6 3 5 0 3 裏面から 2 0 % 1 0 Z 0 1 0 試験例 7 2 4 0 5 裏面から 3 3 % 1 0 2 0 1 0 試験例 8 3 1 0 3 0 裏面から 3 3 % 5 5 0 2 0 試験例 9 3 0 0 1 7 裏面から 3 3 % 3 0
試験例 10 2 4 0 5 なし 1 0
試験例 11 3 1 0 3 0 なし L 0
試験例 12 3 0 0 1 7 なし 7 0
試験例 13 3 0 0 5 裏面から 5 0 % 2 0 3 0 2 0 試験例 14 3 0 0 5 裏面から 6 6 % 7 0 3 0 2 0
嫩 2 実施例 No 直径 厚さ 発熱体形成位置 反り量 昇温時間 温度均一性 酸素量
( m m) ( m m) (秒） c )
実施例 7 2 R u o 1 9 裏面から 4 5 % 1 Li n n 7 0 . 4 実施例 8 tj 1 o 5 裏面から 3 3 % 1 π q R 4 0 . 8 実施例 9 u J 0 3 裏面から 2 0 % 1 0 q n 4 1 . 6 実施例 10 o n 3 1 fl q n 3 1 . 6 実施例 11 o Q 3 裏面 U n 1 . 6 試験例 15 ? A 5 裏面から 3 3 % 1 0 q n 4 1 . 6 試験例 16 fl 3 0 裏面から 3 3 %
Figure imgf000035_0001
1 0 n 0 L 0 1 . 6 試験例 17 o n 1 7 裏面から 3 3 % υ π υ 1 o n n 1 0 < 0 . 0 5 試験例 18 0 λ n υ 5 なし π
試験例 19 u 1 o 3 0 なし 1 0
試験例 20 3 0 0 1 7 なし 8 0
試験例 21 3 0 0 5 裏面から 5 0 % 2 0 9 0 7 1 . 6 試験例 22 3 0 0 5 裏面から 6 6 % 8 0 9 0 1 ， 6 試験例 23 3 0 0 5 裏面から 3 3 % 8 0 1 1 0 1 0 < 0 . 0 5 試験例 24 3 0 0 5 裏面から 3 3 % 5 0 1 1 0 1 0 1 6
3 実施例 No 直- 厚さ 癸執体形 ^曆 ^人り 'ノ ft ifiU乂 ー J 1土 Bぉ査糸里暴
(mm) (mm; ( m) (秒） (°C) (重量％) 実施例 12 2 8 0 1 9 裏面から 4 5 % 1 0 2 0 0 6 0. 3 実施例 13 3 1 0 5 裏面から 3 3 % 1 0 9 6 3 0， 3 実施例 14 3 5 0 3 裏面から 2 0 % 1 0 9 0 3 0. 3 実施例 15 3 0 0 3 裏面 1 0 9 0 2 0. 3 試験例 25 2 4 0 5 裏面から 3 3 % 1 0 9 0 3 0， 3 試験例 26 3 1 0 3 0 裏面から 3 3 % 5 1 0 0 0 1 0 0. 3 試験例 27 3 0 0 I 7 裏面から 3 3 % 7 0 1 0 0 0 1 0 < 0. 0 5
表 1〜4に示した結果より明らかなように、 実施例に係るホッ トプレート等 のセラミック基板では、 昇温時間が短く、 温度追従性に優れるとともに、 表面の
温度均一性にも優れる。 また、 高温での反り量を小さくすることができる。
5 産業上利用の可能性
以上説明のように、 本発明では、 上記セラミック基板の厚さが 2 5 m m以下
であるので、 実用的に均一な温度分布をウェハ処理面に与えることができ、 例え
ば、 半導体ウェハ等を載置した際に、 ウェハ処理面の温度の不均一性に起因する
破損等を防止することができる。
Figure imgf000037_0001

Claims

請求の範囲
1 . セラミック基板の表面または內部に導電体を有するセラミック基板であ つて、
前記セラミック基板は酸素を含有し、 そのセラミック基板は円板状であり、 その直径は 2 5 O mmを超え、 その厚さは 2 5 m m以下であることを特徴とする 半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
2 . 前記セラミックは、 窒化物セラミックまたは酸化物セラミックである請 求の範囲 1に記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
3 - 前記セラミックは、 炭化物セラミックである請求の範囲 1に記載の半導 体製造 ·検査装置用セラミック基板。
4 - 1 0 0〜7 0 0 °Cの温度領域で使用される請求の範囲 1〜3のいずれか 1 に記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
5 - 半導体ウェハのリフタ一ピンを挿入する貫通孔を複数有してなる請求の 範囲 1〜4のいずれか 1に記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
6 . 前記導電体は、 セラミック基板のウェハ処理面の反対側面から厚さ方向 に 6 0 %の位置までの領域に形成されている請求の範囲 1〜5のいずれか 1に記 載の半導体製造♦検査装置用セラミック基板。
7 . セラミック基板の表面に導電体を有するセラミック基板であって、 前記 セラミック基板は円板状であり、 その直径は 2 5 O mmを超え、 その厚さは 2 5 m m以下であることを特徴とする半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
8 . 前記セラミックは、 酸素含有の窒化物セラミックまたは酸化物セラ ク クである請求の範囲 7に記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
9 . 前記セラミックは、 酸素含有の炭化物セラミックである請求の範囲 7に 記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
1 0 . ウェハの処理面の反対側面に導電体が形成されている請求の範囲 7〜 9のいずれか 1に記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
1 1 . 1 0 0〜7 0 0 °Cの温度領域で使用される請求の範囲 7〜 1 0のいずれ か 1に記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
1 2 . 半導体ウェハのリフターピンを挿入する貫通孔を複数有してなる請求 の範囲 7〜 1 1のいずれか 1に記載の半導体製造 ·検査装置用セラミック基板。
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