JP2001345371A - Supporting container, and semiconductor manufacturing and inspecting apparatus - Google Patents
Supporting container, and semiconductor manufacturing and inspecting apparatusInfo
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、ホットプレ
ート（セラミックヒータ）、静電チャック、ウエハプロ
ーバなど、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等を支持する支持容器、および、該
支持容器とセラミック基板等とからなる半導体製造・検
査装置に関し、特には、より大きなサイズのセラミック
基板等を用いることができる支持容器および半導体製造
・検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a support container for supporting a ceramic substrate or the like used as an apparatus for manufacturing or inspecting a semiconductor, such as a hot plate (ceramic heater), an electrostatic chuck, and a wafer prober. In addition, the present invention relates to a semiconductor manufacturing / inspection apparatus including the support container and a ceramic substrate, and more particularly, to a support container and a semiconductor manufacturing / inspection apparatus capable of using a ceramic substrate or the like having a larger size.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製品は、種々の産業において必要
とされる極めて重要な製品であり、その代表的製品であ
る半導体チップは、例えば、シリコン単結晶を所定の厚
さにスライスしてシリコンウエハを作製した後、このシ
リコンウエハ上に種々の回路等を形成することにより製
造される。2. Description of the Related Art Semiconductor products are extremely important products required in various industries. A typical example of a semiconductor chip is a silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal to a predetermined thickness. Is manufactured by forming various circuits and the like on this silicon wafer.
【０００３】この種の回路等を形成するには、シリコン
ウエハ上に、感光性樹脂を塗布し、これを露光、現像処
理した後、ポストキュアさせたり、スパッタリングによ
り導体層を形成する工程が必要である。このためには、
シリコンウエハを加熱する必要がある。In order to form such a circuit, a process of applying a photosensitive resin on a silicon wafer, exposing and developing the same, and post-curing or forming a conductor layer by sputtering is required. It is. To do this,
It is necessary to heat the silicon wafer.
【０００４】かかるシリコンウエハを加熱するためのヒ
ータとして、従来から、アルミニウム製の基板の裏側に
電気的抵抗体等の抵抗発熱体を備えたものが多用されて
いたが、アルミニウム製の基板は、厚さ１５ｍｍ程度を
要するので、重量が大きくなり、また、嵩張るために取
扱いが容易ではなく、さらに、通電電流に対する温度追
従性という観点でも温度制御性が不充分であり、シリコ
ンウエハを均一に加熱することは容易ではなかった。[0004] As a heater for heating such a silicon wafer, a heater provided with a resistance heating element such as an electric resistor on the back side of an aluminum substrate has been frequently used. A thickness of about 15 mm is required, which increases the weight and is bulky, making it difficult to handle. Further, the temperature controllability is insufficient from the viewpoint of temperature followability with respect to the current flow, and the silicon wafer is heated uniformly. It was not easy to do.
【０００５】そこで、最近では、窒化アルミニウム等の
セラミックを基板として用いたホットプレートが開発さ
れている。これらのヒータでは、曲げ強度等の機械的特
性に優れるため、その厚さを薄くすることができ、ま
た、熱容量を小さくすることができるため、温度追従性
等の諸特性に優れる。Therefore, recently, a hot plate using a ceramic such as aluminum nitride as a substrate has been developed. These heaters are excellent in mechanical properties such as bending strength, so that the thickness can be reduced, and the heat capacity can be reduced, so that the heaters are excellent in various properties such as temperature followability.
【０００６】図１１は、本出願人らが、先に特願平１２
−３３４２９号として出願したセラミック基板を用いた
ホットプレートを模式的に示す断面図である。このホッ
トプレート７０では、例えば、図１１に示したように、
円板形状のセラミック基板３１の内部に、複数の平面視
同心円形状の抵抗発熱体３２が形成されるとともに、有
底孔３４、貫通孔３５および袋孔３８等が形成されてい
る。そして、この有底孔３４には、セラミック基板３１
の温度を測定するための、リード線３６が接続された測
温素子３７が埋め込まれ、さらに、袋孔３８には、ワッ
シャー２９が嵌め込まれ、ワッシャー２９の中心孔に導
電線３３が挿入され、抵抗発熱体３２と接続されてい
る。FIG. 11 shows that the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No.
It is sectional drawing which shows typically the hot plate using the ceramic substrate for which it applied as -33429. In this hot plate 70, for example, as shown in FIG.
A plurality of concentric resistance heating elements 32 are formed inside a disc-shaped ceramic substrate 31 and a bottomed hole 34, a through hole 35, a blind hole 38, and the like are formed. The bottomed hole 34 is provided with the ceramic substrate 31.
A temperature measuring element 37 to which a lead wire 36 is connected for measuring the temperature is embedded, a washer 29 is fitted into the blind hole 38, and a conductive wire 33 is inserted into a center hole of the washer 29. It is connected to the resistance heating element 32.
【０００７】また、円板形状のセラミック基板３１は、
断熱リング８５を介して、略円筒形状の支持容器８０の
上部に嵌め込まれている。この支持容器８０には、略円
筒形状の外枠部８１の内側上部に、セラミック基板７１
と断熱リング８５とを支持する円環形状の基板受け部８
３が設けられるとともに、外枠部８１の内側下部に、放
熱防止用の遮熱板８６をボルト等の連結部材８７を介し
て支持する円環形状の遮熱板受け部８４が設けられてい
る。なお、この支持容器８０の下部には制御機器や電源
等を収めた制御装置が存在しており、導電線３３および
リード線３６が、制御装置内の制御機器に接続されてい
る。Further, the disk-shaped ceramic substrate 31
It is fitted to the upper part of a substantially cylindrical support container 80 via a heat insulating ring 85. The support container 80 includes a ceramic substrate 71 on an upper portion inside a substantially cylindrical outer frame portion 81.
Ring-shaped substrate receiving portion 8 supporting the heat insulating ring 85
3 and an annular heat-shielding plate receiving portion 84 that supports a heat-shielding plate 86 for preventing heat radiation through a connecting member 87 such as a bolt is provided at a lower portion inside the outer frame portion 81. . Note that a control device containing a control device, a power supply, and the like is provided below the support container 80, and the conductive wires 33 and the lead wires 36 are connected to control devices in the control device.
【０００８】通常、精密機器類は高温に弱いため、ホッ
トプレート７０を使用する際、セラミック基板３１から
の放射熱を遮蔽し、精密機器類等が収められた制御装置
を保護する必要がある。そのため、上記制御装置とセラ
ミック基板３１との間には、遮熱板８６が設けられ、さ
らに、制御装置とホットプレート７０との間には放熱フ
ィンが介装されている。このような構成の半導体製造・
検査装置を用いることにより、セラミック基板３１の温
度等を、精度よく制御することができ、さらに、上記制
御装置もホットプレート７０の熱から保護され、正常な
動作が可能となる。Normally, precision instruments are susceptible to high temperatures. Therefore, when using the hot plate 70, it is necessary to shield the radiant heat from the ceramic substrate 31 and protect the control device in which the precision instruments and the like are stored. Therefore, a heat shield plate 86 is provided between the control device and the ceramic substrate 31, and a radiation fin is interposed between the control device and the hot plate 70. Semiconductor manufacturing with such a configuration
By using the inspection device, the temperature and the like of the ceramic substrate 31 can be accurately controlled, and the control device is also protected from the heat of the hot plate 70, so that normal operation can be performed.
【０００９】しかしながら、近年、半導体製品に用いら
れるシリコンウエハは、より大きなサイズのものが要求
されてきており、そのためにシリコンウエハを載置等す
るセラミック基板や支持容器のサイズも大きくならざる
を得ない。しかし、これらの支持容器等を載せるための
放熱フィンを備え、内部に精密機器が収納された制御装
置も、支持容器の大きさに合わせてサイズを変更しなけ
ればならないとすると、経済的な負担が大きくなる。ま
た、放熱フィンを設けない場合であっても、装置に支持
容器を固定することとなり、支持容器の固定スペースを
とってしまい、装置全体が大型化するという問題があっ
た。However, in recent years, silicon wafers used for semiconductor products have been required to have a larger size, and therefore, the size of a ceramic substrate or a supporting container on which the silicon wafer is mounted has to be increased. Absent. However, if the size of the control device, which has radiation fins for mounting these supporting containers and contains precision equipment inside, must be changed according to the size of the supporting containers, it is economically burdensome. Becomes larger. Further, even when the heat radiation fins are not provided, the support container is fixed to the device, and a space for fixing the support container is required, resulting in a problem that the entire device is enlarged.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、支持容器の外枠
よりも外径の小さい円筒部を延設することにより装置を
小型化することができ、また、従来から用いられている
放熱フィンを備えた制御装置を含む装置全体をそのまま
使用することができる半導体製造・検査装置を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has been made smaller by extending a cylindrical portion having an outer diameter smaller than the outer frame of the supporting container. It is another object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing / inspection apparatus which can use the entire apparatus including a control apparatus having a conventionally used radiation fin as it is.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の支持容器は、ス
テージ基板を支持する支持容器であって、略円筒形状の
外枠部および該外枠部の底部に延設された外枠部よりも
直径の小さな円筒部からなることを特徴とするものであ
り、また、本発明の半導体製造・検査装置は、表面もし
くは内部に導体層が設けられた円板形状のセラミック基
板と、該セラミック基板を受ける略円筒形状の外枠部お
よび該外枠部の底部に延設された外枠部よりも直径の小
さな円筒部を含んで構成される支持容器とからなること
を特徴とするものである。A supporting container according to the present invention is a supporting container for supporting a stage substrate, comprising a substantially cylindrical outer frame portion and an outer frame portion extending from the bottom of the outer frame portion. The semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to the present invention further comprises a disc-shaped ceramic substrate provided with a conductor layer on its surface or inside, and a ceramic substrate. And a supporting container including a cylindrical portion having a smaller diameter than the outer frame portion extending to the bottom of the outer frame portion. .
【００１２】本発明の支持容器の外枠部よりも直径の小
さな円筒部には、放熱フィンが形成されてなることが望
ましい。放熱フィンは、装置に悪影響を与える熱を外部
に直接放出させることができるからである。放熱フィン
は、外枠部よりも直径の小さな円筒部に、直接形成され
ていてもよく、放熱フィンが形成された円筒に直径の小
さな円筒部が嵌合されて形成されていてもよい。前者の
場合には、熱伝達性に優れ、後者の場合には、装置本体
からステージ板（セラミック基板、アルミニウム板等）
が組み込まれた外枠部を容易に交換することができる。
また、この外枠部よりも直径の小さな円筒部は、取り外
し可能な状態で上記外枠部に延設されていることが望ま
しい。It is preferable that a heat radiation fin is formed on the cylindrical portion having a smaller diameter than the outer frame portion of the support container of the present invention. This is because the heat radiation fins can directly radiate heat that has an adverse effect on the device to the outside. The radiation fin may be formed directly on a cylindrical portion having a smaller diameter than the outer frame portion, or may be formed by fitting a small-diameter cylindrical portion into a cylinder on which the radiation fin is formed. In the former case, the heat transfer is excellent, and in the latter case, the stage plate (ceramic substrate, aluminum plate, etc.)
Can easily be replaced.
Further, it is desirable that the cylindrical portion having a smaller diameter than the outer frame portion is detachably extended from the outer frame portion.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態に則して
本発明を説明するが、本発明は、この実施形態に限定さ
れることなく、本発明の効果を損なわない範囲で改変で
きることはいうまでもない。この実施の形態では、半導
体製造・検査装置は、１または２以上の回路からなる抵
抗発熱体が設けられた円板形状のセラミック基板と、略
円筒形状の外枠部、該外枠部の内側上部に設けられ、断
熱リングを介して嵌め込まれた上記セラミック基板を支
持する円環形状の基板受け部、および、該外枠部の内側
下部に設けられ、放熱防止用の遮熱板を連結部材を介し
て支持する円環形状の遮熱板受け部を含んで構成される
支持容器とからなる。また、上記外枠部の底部には、該
外枠部よりも直径が小さく、放熱フィンを有するか、ま
たは、放熱フィンを嵌合することができるように構成さ
れた円筒部が延設されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments and can be modified within a range that does not impair the effects of the present invention. Needless to say. In this embodiment, a semiconductor manufacturing / inspection apparatus includes a disk-shaped ceramic substrate provided with a resistance heating element including one or more circuits, a substantially cylindrical outer frame portion, and an inner side of the outer frame portion. A ring-shaped substrate receiving portion provided at an upper portion and supporting the ceramic substrate fitted via a heat insulating ring, and a heat shield plate provided at an inner lower portion of the outer frame portion for preventing heat radiation from a connecting member; And a support container including an annular heat-shielding plate receiving portion that supports the heat-shielding plate via the support container. In addition, a cylindrical portion having a smaller diameter than the outer frame portion and having a radiation fin or configured to fit the radiation fin is provided at the bottom of the outer frame portion. I have.
【００１４】上記半導体製造・検査装置は、その底部に
外枠部よりも直径の小さな円筒部が延設された構成とな
っており、上記円筒部は、従来の精密機器収納部に設け
られた放熱フィンを有する冷却器（以下、放熱フィンと
いう）にそのまま嵌め込むことができるようになってい
る。従って、上記放熱フィン等を新たに作製し直す必要
がなく、従来から用いられている放熱フィンを備えた制
御装置をそのまま使用することができる。The above-mentioned semiconductor manufacturing / inspection apparatus has a configuration in which a cylindrical portion having a smaller diameter than the outer frame portion is extended at a bottom portion thereof, and the cylindrical portion is provided in a conventional precision instrument housing portion. It can be fitted directly into a cooler having a radiating fin (hereinafter referred to as a radiating fin). Therefore, it is not necessary to newly manufacture the above-mentioned heat radiation fins and the like, and the control device provided with the heat radiation fins conventionally used can be used as it is.
【００１５】以下に、本発明の半導体製造・検査装置を
図面に基づいて説明する。図１は、本発明の半導体製造
・検査装置の一例であるホットプレートを模式的に示す
縦断面図であり、図２は、その平面図である。Hereinafter, a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a hot plate as an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof.
【００１６】本発明の半導体製造・検査装置は、抵抗発
熱体３２が形成されたセラミック基板３１と支持容器１
０とからなり、セラミック基板３１は、断面視Ｌ字型の
断熱リング１５を介して、支持容器１０の上部に嵌め込
まれている。円板形状のセラミック基板３１の内部に
は、複数の回路からなる同心円形状の抵抗発熱体３２が
設けられ、これらの抵抗発熱体端部３２ａには、袋孔３
８が形成され、抵抗発熱体端部３２ａと導電線３３とは
スルーホール３９を介して接続されている。また、中央
に近い部分には、支持ピン（図示せず）を挿入するため
の貫通孔３５が形成されるとともに有底孔３４が形成さ
れ、リード線３６を接続した測温素子３７が有底孔３４
に挿入されている。The semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention comprises a ceramic substrate 31 on which a resistance heating element 32 is formed and a supporting container 1.
The ceramic substrate 31 is fitted on the upper portion of the support container 10 via the heat insulating ring 15 having an L-shape in cross section. A concentric resistance heating element 32 composed of a plurality of circuits is provided inside a disk-shaped ceramic substrate 31, and a blind hole 3 is formed in the resistance heating element end 32 a.
8 are formed, and the end 32a of the resistance heating element and the conductive wire 33 are connected through a through hole 39. In a portion near the center, a through hole 35 for inserting a support pin (not shown) is formed, and a bottomed hole 34 is formed. A temperature measuring element 37 to which a lead wire 36 is connected has a bottomed hole. Hole 34
Has been inserted.
【００１７】支持容器１０は、略円筒形状の外枠部１１
と、外枠部１１の内側上部および下部にそれぞれ設けら
れた共に円環形状の基板受け部１３および遮熱板受け部
１４と、外枠部１１の底面に設けられ、外枠部１１より
も直径の小さな円筒部１２とから構成され、これらは一
体に形成されている。そして、基板受け部１３は、断熱
リング１５を介して嵌め込まれたセラミック基板３１を
支持し、遮熱板受け部１４は、ボルト等の連結部材１７
を介して放熱防止用の遮熱板１６を支持している。The support container 10 has a substantially cylindrical outer frame portion 11.
A ring-shaped substrate receiving portion 13 and a heat-shielding plate receiving portion 14 provided on an inner upper portion and a lower portion of the outer frame portion 11, respectively, and provided on a bottom surface of the outer frame portion 11, And a cylindrical portion 12 having a small diameter, which are integrally formed. The substrate receiving portion 13 supports the ceramic substrate 31 fitted via the heat insulating ring 15, and the heat shield plate receiving portion 14 is connected to a connecting member 17 such as a bolt.
A heat shield plate 16 for preventing heat radiation is supported via the.
【００１８】遮熱板１６には、冷媒導入管１８が設けら
れており、セラミック基板３１を冷却する際に、冷却エ
アー等を導入することができるようになっている。ま
た、支持ピンを挿通する貫通孔３５と連通する保護管１
９が形成されている。また、支持容器１０下部の円筒部
１２には、放熱フィン１２０が嵌め込まれるようになっ
ており、放熱フィン１２０の下側には制御機器を収めた
制御装置が存在し、この制御装置内の制御機器に導電線
３３とリード線３６とが接続される。The heat shield plate 16 is provided with a refrigerant introduction pipe 18 so that cooling air or the like can be introduced when the ceramic substrate 31 is cooled. Further, the protection tube 1 communicating with the through hole 35 through which the support pin is inserted.
9 are formed. Further, a radiation fin 120 is fitted into the cylindrical portion 12 below the support container 10, and a control device containing a control device is provided below the radiation fin 120. The conductive wire 33 and the lead wire 36 are connected to the device.
【００１９】支持容器１０の材質としては特に限定され
ないが、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属等が挙げられる。
外枠部１１は、略円筒形状であり、その内径は、使用す
るセラミック基板により決定されるが、２５０ｍｍ以上
のセラミック基板を断熱リングを介して嵌め込むことが
できる大きさが好ましい。The material of the support container 10 is not particularly limited, and examples thereof include metals such as iron and SUS.
The outer frame portion 11 has a substantially cylindrical shape, and its inner diameter is determined by the ceramic substrate to be used. However, it is preferable that the outer frame portion 11 be large enough to fit a ceramic substrate of 250 mm or more via a heat insulating ring.
【００２０】円筒部１２の外径は、放熱フィンに嵌め込
むことができる大きさ、すなわち、２００〜２４３ｍｍ
に設定されている。The outer diameter of the cylindrical portion 12 is large enough to be fitted into the radiation fin, that is, 200 to 243 mm.
Is set to
【００２１】本発明の半導体製造・検査装置を作動させ
ると、抵抗発熱体３２は発熱し、セラミック基板３１は
昇温するが、上記セラミック基板３１内に埋設された測
温素子３７により、セラミック基板３１の温度が測定さ
れ、測定データが制御機器にインプットされ、印加電圧
（電流）量が制御されるので、セラミック基板３１の温
度は一定値にコントロールされる。円筒部１２の外径
は、丁度放熱フィンに嵌め込むことができる大きさとな
っているので、制御機器や電源が収納され、放熱フィン
を備えた制御装置上に放熱フィンを介して上記ホットプ
レートを据えつけることができる。そして、上記放熱フ
ィンの働きにより、下部の制御装置が高温にならず、常
温に近い温度に保たれる。When the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention is operated, the resistance heating element 32 generates heat and the temperature of the ceramic substrate 31 rises, but the ceramic substrate 31 is embedded in the ceramic substrate 31 by the temperature measuring element 37. The temperature of the ceramic substrate 31 is controlled to a constant value because the temperature of the ceramic substrate 31 is measured, the measured data is input to the control device, and the amount of applied voltage (current) is controlled. Since the outer diameter of the cylindrical portion 12 is large enough to be fitted into the radiating fin, the control device and the power supply are stored, and the hot plate is placed on the control device having the radiating fin via the radiating fin. Can be installed. Then, by the function of the radiation fins, the temperature of the lower control device does not become high, but is maintained at a temperature close to normal temperature.
【００２２】ホットプレート３０等の本発明の半導体製
造・検査装置において、セラミック基板３１に埋設され
る抵抗発熱体３２は、貴金属（金、銀、白金、パラジウ
ム）、タングステン、モリブデン、ニッケル等の金属、
または、タングステン、モリブデンの炭化物等の導電性
セラミックからなるものであることが望ましい。抵抗値
を高くすることが可能となり、断線等を防止する目的で
厚み自体を厚くすることができるとともに、酸化しにく
く、熱伝導率が低下しにくいからである。これらは、単
独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。In the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention such as the hot plate 30, the resistance heating element 32 embedded in the ceramic substrate 31 is made of a metal such as a noble metal (gold, silver, platinum, palladium), tungsten, molybdenum or nickel. ,
Alternatively, it is desirable to be made of a conductive ceramic such as carbide of tungsten or molybdenum. This is because the resistance value can be increased, the thickness itself can be increased for the purpose of preventing disconnection, and the like, and it is hard to be oxidized and the thermal conductivity does not easily decrease. These may be used alone or in combination of two or more.
【００２３】また、抵抗発熱体３２は、セラミック基板
３１全体の温度を均一にする必要があることから、図２
に示すような同心円形状のパターンや同心円形状のパタ
ーンと屈曲線形状のパターンとを組み合わせたものが好
ましい。また、抵抗発熱体３２の厚さは、１〜５０μｍ
が望ましく、その幅は、５〜２０ｍｍが好ましい。Since the resistance heating element 32 needs to make the temperature of the entire ceramic substrate 31 uniform, FIG.
And a combination of a concentric pattern or a concentric pattern and a bent line pattern as shown in FIG. The thickness of the resistance heating element 32 is 1 to 50 μm.
And the width is preferably 5 to 20 mm.
【００２４】抵抗発熱体３２の厚さや幅を変化させるこ
とにより、その抵抗値を変化させることができるが、こ
の範囲か最も実用的だからである。抵抗発熱体３２の抵
抗値は、薄く、また、細くなるほど大きくなる。The resistance value can be changed by changing the thickness and width of the resistance heating element 32, but this range is most practical. The resistance value of the resistance heating element 32 becomes thinner and becomes larger as it becomes thinner.
【００２５】なお、抵抗発熱体３２を内部に設けると、
加熱面３１ａと抵抗発熱体３２との距離が近くなり、表
面の温度の均一性が低下するため、抵抗発熱体３２自体
の幅を広げる必要がある。また、セラミック基板３１の
内部に抵抗発熱体３２を設けるため、窒化物セラミック
等との密着性を考慮する必要性がなくなる。When the resistance heating element 32 is provided inside,
Since the distance between the heating surface 31a and the resistance heating element 32 is reduced and the uniformity of the surface temperature is reduced, it is necessary to increase the width of the resistance heating element 32 itself. In addition, since the resistance heating element 32 is provided inside the ceramic substrate 31, there is no need to consider adhesion to nitride ceramics or the like.
【００２６】抵抗発熱体３２は、断面が方形、楕円形、
紡錘形、蒲鉾形状のいずれでもよいが、偏平なものであ
ることが望ましい。偏平の方が加熱面に向かって放熱し
やすいため、加熱面３１ａへの熱伝搬量を多くすること
ができ、加熱面の温度分布ができにくいからである。な
お、抵抗発熱体３２は螺旋形状でもよい。The resistance heating element 32 has a square or elliptical cross section.
Any of a spindle shape and a kamaboko shape may be used, but a flat shape is desirable. This is because the flat surface is more likely to dissipate heat toward the heating surface, so that the amount of heat propagation to the heating surface 31a can be increased, and the temperature distribution on the heating surface is hardly obtained. The resistance heating element 32 may have a spiral shape.
【００２７】また、抵抗発熱体３２は、底面３１ｂから
厚さ方向に５０％までの領域に形成することが望まし
い。加熱面３１ａに温度分布が発生するのを防止し、半
導体ウエハを均一に加熱するためである。なお、図１に
示したホットプレート３０では、抵抗発熱体３２は、セ
ラミック基板３１に埋設されているが、抵抗発熱体を底
面３１ｂに設けてもよい。It is desirable that the resistance heating element 32 be formed in an area of up to 50% in the thickness direction from the bottom surface 31b. This is to prevent a temperature distribution from occurring on the heating surface 31a and to uniformly heat the semiconductor wafer. In the hot plate 30 shown in FIG. 1, the resistance heating element 32 is embedded in the ceramic substrate 31, but the resistance heating element may be provided on the bottom surface 31b.
【００２８】セラミック基板３１の底面３１ｂまたは内
部に抵抗発熱体３２を形成するためには、金属や導電性
セラミックからなる導電ペーストを用いることが好まし
い。即ち、セラミック基板３１の底面３１ｂに抵抗発熱
体を形成する場合には、通常、焼成を行って、セラミッ
ク基板３１を製造した後、その表面に上記導体ペースト
層を形成し、焼成することより、抵抗発熱体を形成す
る。一方、図１に示すようにセラミック基板３１の内部
に抵抗発熱体３２を形成する場合には、グリーンシート
上に上記導電ペースト層を形成した後、グリーンシート
を積層、焼成することにより、内部に抵抗発熱体３２を
形成する。In order to form the resistance heating element 32 on or inside the bottom surface 31b of the ceramic substrate 31, it is preferable to use a conductive paste made of metal or conductive ceramic. That is, when a resistance heating element is formed on the bottom surface 31b of the ceramic substrate 31, usually, after firing, the ceramic substrate 31 is manufactured, and then the conductor paste layer is formed on the surface thereof and fired. Form a resistance heating element. On the other hand, when the resistance heating element 32 is formed inside the ceramic substrate 31 as shown in FIG. 1, the conductive paste layer is formed on the green sheet, and then the green sheet is laminated and fired to form the inside. The resistance heating element 32 is formed.
【００２９】上記導体ペーストとしては特に限定されな
いが、導電性を確保するため金属粒子または導電性セラ
ミック粒子が含有されているほか、樹脂、溶剤、増粘剤
などを含むものが好ましい。The above-mentioned conductive paste is not particularly limited, but preferably contains not only metal particles or conductive ceramic particles for ensuring conductivity, but also contains a resin, a solvent, a thickener and the like.
【００３０】上記金属粒子や導電性セラミック粒子の材
料としては、上述したものが挙げられる。これら金属粒
子または導電性セラミック粒子の粒径は、０．１〜１０
０μｍが好ましい。０．１μｍ未満と微細すぎると、酸
化されやすく、一方、１００μｍを超えると、焼結しに
くくなり、抵抗値が大きくなるからである。Examples of the material for the metal particles and the conductive ceramic particles include those described above. The particle size of these metal particles or conductive ceramic particles is 0.1 to 10
0 μm is preferred. If it is too fine, less than 0.1 μm, it is liable to be oxidized, while if it exceeds 100 μm, sintering becomes difficult and the resistance value becomes large.
【００３１】上記金属粒子の形状は、球状であっても、
リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場
合、上記球状物と上記リン片状物との混合物であってよ
い。Although the shape of the metal particles is spherical,
It may be scaly. When these metal particles are used, they may be a mixture of the above-mentioned spheres and the above-mentioned flakes.
【００３２】上記金属粒子がリン片状物、または、球状
物とリン片状物との混合物の場合は、金属粒子間の金属
酸化物を保持しやすくなり、抵抗発熱体とセラミック基
板との密着性を確実にし、かつ、抵抗値を大きくするこ
とができるため有利である。When the metal particles are flakes or a mixture of spheres and flakes, the metal oxide between the metal particles can be easily held, and the adhesion between the resistance heating element and the ceramic substrate can be improved. This is advantageous because it can ensure the performance and can increase the resistance value.
【００３３】上記導体ペーストに使用される樹脂として
は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂等が挙げられる。また、溶剤としては、例えば、イ
ソプロピルアルコール等が挙げられる。増粘剤として
は、セルロース等が挙げられる。Examples of the resin used for the conductor paste include an acrylic resin, an epoxy resin, and a phenol resin. Examples of the solvent include isopropyl alcohol. Examples of the thickener include cellulose and the like.
【００３４】抵抗発熱体用の導体ペーストをセラミック
基板の表面に形成する際には、上記導体ペースト中に上
記金属粒子のほかに金属酸化物を添加し、上記金属粒子
および上記金属酸化物を焼結させたものとすることが好
ましい。このように、金属酸化物を金属粒子とともに焼
結させることにより、セラミック基板と金属粒子とをよ
り密着させることができる。When forming a conductor paste for a resistance heating element on the surface of a ceramic substrate, a metal oxide is added to the conductor paste in addition to the metal particles, and the metal particles and the metal oxide are sintered. It is preferable that they are tied. As described above, by sintering the metal oxide together with the metal particles, the ceramic substrate and the metal particles can be more closely adhered.
【００３５】上記金属酸化物を混合することにより、セ
ラミック基板との密着性が改善される理由は明確ではな
いが、金属粒子表面や非酸化物からなるセラミック基板
の表面は、その表面がわずかに酸化されて酸化膜が形成
されており、この酸化膜同士が金属酸化物を介して焼結
して一体化し、金属粒子とセラミックとが密着するので
はないかと考えられる。また、セラミック基板を構成す
るセラミックが酸化物の場合は、当然に表面が酸化物か
らなるので、密着性に優れた導体層が形成される。It is not clear why mixing the above metal oxide improves the adhesion to the ceramic substrate, but the surface of the metal substrate or the surface of the ceramic substrate made of non-oxide has a slight surface. It is considered that the oxide film is oxidized to form an oxide film, and the oxide films are sintered and integrated via the metal oxide, so that the metal particles and the ceramic adhere to each other. Further, when the ceramic constituting the ceramic substrate is an oxide, the surface is naturally made of an oxide, so that a conductor layer having excellent adhesion is formed.
【００３６】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 Ｏ3 ）、アル
ミナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
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することができるからであ
る。As the metal oxide, for example, oxidized
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B Two OThree ), Al
Selected from the group consisting of Mina, Yttria and Titania
At least one is preferred. These oxides have resistance
Metal particles and ceramics can be used without increasing the resistance of the heating element.
This is because the adhesion to the substrate can be improved.
You.
【００３７】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素（Ｂ2 Ｏ3 ）、アルミナ、イットリア、チタニアの割
合は、金属酸化物の全量を１００重量部とした場合、重
量比で、酸化鉛が１〜１０、シリカが１〜３０、酸化ホ
ウ素が５〜５０、酸化亜鉛が２０〜７０、アルミナが１
〜１０、イットリアが１〜５０、チタニアが１〜５０で
あって、その合計が１００重量部を超えない範囲で調整
されていることが好ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特にセラミック基板
との密着性を改善することができる。The ratio of the above-mentioned lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania is as follows: 1-10, silica 1-30, boron oxide 5-50, zinc oxide 20-70, alumina 1
-10, yttria 1-50, titania 1-50, and the total is preferably adjusted so as not to exceed 100 parts by weight. By adjusting the amounts of these oxides in these ranges, the adhesion to the ceramic substrate can be particularly improved.
【００３８】上記金属酸化物の金属粒子に対する添加量
は、０．１重量％以上１０重量％未満が好ましい。ま
た、このような構成の導体ペーストを使用して抵抗発熱
体を形成した際の面積抵抗率は、１〜４５ｍΩ／□が好
ましい。The amount of the metal oxide added to the metal particles is preferably 0.1% by weight or more and less than 10% by weight. The area resistivity when the resistance heating element is formed using the conductor paste having such a configuration is preferably 1 to 45 mΩ / □.
【００３９】面積抵抗率が４５ｍΩ／□を超えると、印
加電圧量に対して発熱量は大きくなりすぎて、表面に抵
抗発熱体を設けた半導体装置用セラミック基板では、そ
の発熱量を制御しにくいからである。なお、金属酸化物
の添加量が１０重量％以上であると、面積抵抗率が５０
ｍΩ／□を超えてしまい、発熱量が大きくなりすぎて温
度制御が難しくなり、温度分布が生ずるようになる。If the area resistivity exceeds 45 mΩ / □, the heat generation becomes too large with respect to the applied voltage, and it is difficult to control the heat generation in a ceramic substrate for a semiconductor device having a resistance heating element on the surface. Because. When the addition amount of the metal oxide is 10% by weight or more, the sheet resistivity is 50%.
It exceeds mΩ / □, and the calorific value becomes too large, so that temperature control becomes difficult and a temperature distribution occurs.
【００４０】抵抗発熱体がセラミック基板の表面に形成
される場合には、抵抗発熱体の表面部分に、金属被覆層
が形成されていることが好ましい。内部の金属焼結体が
酸化されて抵抗値が変化するのを防止するためである。
形成する金属被覆層の厚さは、０．１〜１０μｍが好ま
しい。When the resistance heating element is formed on the surface of the ceramic substrate, it is preferable that a metal coating layer is formed on the surface of the resistance heating element. This is to prevent the internal metal sintered body from being oxidized to change the resistance value.
The thickness of the metal coating layer to be formed is preferably 0.1 to 10 μm.
【００４１】上記金属被覆層を形成する際に使用される
金属は、非酸化性の金属であれば特に限定されないが、
具体的には、例えば、金、銀、パラジウム、白金、ニッ
ケル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、
２種以上を併用してもよい。これらのなかでは、ニッケ
ルが好ましい。なお、抵抗発熱体をセラミック基板の内
部に形成する場合には、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。The metal used for forming the metal coating layer is not particularly limited as long as it is a non-oxidizing metal.
Specifically, for example, gold, silver, palladium, platinum, nickel and the like can be mentioned. These may be used alone,
Two or more kinds may be used in combination. Of these, nickel is preferred. When the resistance heating element is formed inside the ceramic substrate, no coating is required because the surface of the resistance heating element is not oxidized.
【００４２】このように、上記した半導体製造・検査装
置を構成するセラミック基板には、抵抗発熱体が設けら
れており、ヒータとしての機能を有し、半導体ウエハ等
の被加熱物を所定の温度に加熱することができる。な
お、以上の説明では、上記導体層として、抵抗発熱体が
設けられたセラミック基板を例にとって説明したが、導
体層は、抵抗発熱体に限定されず、ウエハプローバで
は、セラミック基板の表面にチャックトップ導体層、内
部にガード電極、グランド電極が形成される。また、静
電チャックでは、セラミック基板の内部に静電電極やＲ
Ｆ電極が形成される。本発明の半導体製造・検査装置を
構成するセラミック基板３１の材料は特に限定されない
が、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。As described above, the ceramic substrate constituting the above-described semiconductor manufacturing / inspection apparatus is provided with a resistance heating element, has a function as a heater, and heats an object to be heated such as a semiconductor wafer at a predetermined temperature. Can be heated. In the above description, a ceramic substrate provided with a resistance heating element has been described as an example of the conductor layer. However, the conductor layer is not limited to the resistance heating element. A guard electrode and a ground electrode are formed inside the top conductor layer. In an electrostatic chuck, an electrostatic electrode or R
An F electrode is formed. The material of the ceramic substrate 31 constituting the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a nitride ceramic, a carbide ceramic, and an oxide ceramic.
【００４３】上記窒化物セラミックとしては、金属窒化
物セラミック、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、窒化ホウ素等が挙げられる。また、上記炭化物セラ
ミックとしては、金属炭化物セラミック、例えば、炭化
ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化タンタル等が挙げられ
る。Examples of the nitride ceramic include metal nitride ceramics, for example, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride and the like. Examples of the carbide ceramic include metal carbide ceramics such as silicon carbide, zirconium carbide, and tantalum carbide.
【００４４】上記酸化物セラミックとしては、金属酸化
物セラミック、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージ
ェライト、ムライト等が挙げられる。これらのセラミッ
クは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。Examples of the oxide ceramic include metal oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite, and mullite. These ceramics may be used alone or in combination of two or more.
【００４５】これらのセラミックの中では、窒化物セラ
ミック、炭化物セラミックの方が酸化物セラミックに比
べて望ましい。熱伝導率が高いからである。また、窒化
物セラミックの中では窒化アルミニウムが最も好適であ
る。熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと最も高いからであ
る。Among these ceramics, nitride ceramics and carbide ceramics are more preferable than oxide ceramics. This is because the thermal conductivity is high. Also, among nitride ceramics, aluminum nitride is most preferred. This is because the thermal conductivity is the highest at 180 W / m · K.
【００４６】また、上記セラミック材料は、焼結助剤を
含有していてもよい。上記焼結助剤としては、例えば、
アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類
酸化物等が挙げられる。これらの焼結助剤のなかでは、
ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｎａ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏ、Ｒｂ2 Ｏが好
ましい。これらの含有量としては、０．１〜１０重量％
が好ましい。また、アルミナを含有していてもよい。Further, the ceramic material may contain a sintering aid. As the sintering aid, for example,
Examples thereof include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and rare earth oxides. Among these sintering aids,
CaO, Y 2 O 3, Na 2 O, Li 2 O, Rb 2 O are preferred. Their content is 0.1 to 10% by weight.
Is preferred. Further, it may contain alumina.
【００４７】本発明にかかる半導体装置用セラミック基
板は、明度がＪＩＳ Ｚ ８７２１の規定に基づく値で
Ｎ４以下のものであることが望ましい。このような明度
を有するものが輻射熱量、隠蔽性に優れるからである。
また、このようなセラミック基板は、サーモビュアによ
り、正確な表面温度測定が可能となる。It is desirable that the ceramic substrate for a semiconductor device according to the present invention has a brightness of N4 or less as a value based on JIS Z 8721. This is because a material having such brightness is excellent in radiant heat and concealing property.
Further, such a ceramic substrate can accurately measure the surface temperature by using a thermoviewer.
【００４８】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１０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１０分割し、Ｎ０〜Ｎ１０の記号で
表示したものである。そして、実際の測定は、Ｎ０〜Ｎ
１０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。Here, the lightness N is defined as 0 for an ideal black lightness, 10 for an ideal white lightness, and a brightness of the color between these black lightness and white lightness. Each color is divided into ten so that the perception of the color is equal, and displayed by symbols N0 to N10. And the actual measurement is N0-N
The comparison is made with the color chart corresponding to No. 10. In this case, the first decimal place is 0 or 5.
【００４９】このような特性を有するセラミック基板
は、セラミック基板中にカーボンを５０〜５０００ｐｐ
ｍ含有させることにより得られる。カーボンには、非晶
質のものと結晶質のものとがあり、非晶質のカーボン
は、セラミック基板の高温における体積抵抗率の低下を
抑制することでき、結晶質のカーボンは、セラミック基
板の高温における熱伝導率の低下を抑制することができ
るため、その製造する基板の目的等に応じて適宜カーボ
ンの種類を選択することができる。The ceramic substrate having such characteristics has a carbon content of 50 to 5000 pp in the ceramic substrate.
m. There are two types of carbon, amorphous and crystalline.Amorphous carbon can suppress a decrease in volume resistivity of a ceramic substrate at a high temperature. Since the decrease in thermal conductivity at high temperatures can be suppressed, the type of carbon can be appropriately selected according to the purpose of the substrate to be manufactured.
【００５０】非晶質のカーボンとしては、例えば、Ｃ、
Ｈ、Ｏだけからなる炭化水素、好ましくは、糖類を、空
気中で焼成することにより得ることができ、結晶質のカ
ーボンとしては、グラファイト粉末等を用いることがで
きる。また、アクリル系樹脂を不活性雰囲気（窒化ガ
ス、アルゴンガス）下で熱分解させた後、加熱加圧する
ことによりカーボンを得ることができるが、このアクリ
ル系樹脂の酸価を変化させることにより、結晶性（非晶
性）の程度を調整することができる。As the amorphous carbon, for example, C,
Hydrocarbons consisting solely of H and O, preferably saccharides, can be obtained by baking in air, and graphite powder or the like can be used as crystalline carbon. In addition, carbon can be obtained by thermally decomposing the acrylic resin in an inert atmosphere (nitriding gas, argon gas) and then heating and pressurizing. By changing the acid value of the acrylic resin, The degree of crystallinity (amorphity) can be adjusted.
【００５１】本発明の半導体装置用セラミック基板は、
円板形状が好ましく、直径２００ｍｍ以上が望ましく、
２５０ｍｍ以上が最適である。円板形状の半導体装置用
セラミック基板は、温度の均一性が要求されるが、直径
の大きな基板ほど、温度が不均一になりやすいからであ
る。The ceramic substrate for a semiconductor device of the present invention comprises:
A disc shape is preferable, and a diameter of 200 mm or more is desirable,
250 mm or more is optimal. This is because a disc-shaped ceramic substrate for a semiconductor device requires uniform temperature, but a substrate having a larger diameter tends to have a non-uniform temperature.
【００５２】本発明の半導体装置用セラミック基板の厚
さは、５０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好
ましい。また、１〜１０ｍｍが最適である。厚みは、薄
すぎると高温での反りが発生しやすく、厚すぎると熱容
量が大きくなり過ぎて昇温降温特性が低下するからであ
る。また、本発明の半導体装置用セラミック基板の気孔
率は、０または５％以下が望ましい。高温での熱伝導率
の低下、反りの発生を抑制できるからである。本発明の
半導体装置用セラミック基板は、２００℃以上で使用す
ることができる。The thickness of the ceramic substrate for a semiconductor device of the present invention is preferably 50 mm or less, more preferably 20 mm or less. Also, 1 to 10 mm is optimal. If the thickness is too small, warpage at a high temperature is apt to occur, and if the thickness is too large, the heat capacity becomes too large and the temperature rise and fall characteristics deteriorate. The porosity of the ceramic substrate for a semiconductor device of the present invention is desirably 0 or 5% or less. This is because a decrease in thermal conductivity at a high temperature and the occurrence of warpage can be suppressed. The ceramic substrate for a semiconductor device of the present invention can be used at 200 ° C. or higher.
【００５３】本発明の半導体製造・検査装置では、図１
に示したように、セラミック基板に形成された有底孔に
熱電対を埋め込んでおくことが望ましい。熱電対により
抵抗発熱体の温度を測定し、そのデータをもとに電圧、
電流量を変えて、温度を制御することができるからであ
る。In the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, FIG.
As shown in the above, it is desirable to embed a thermocouple in a bottomed hole formed in the ceramic substrate. The temperature of the resistance heating element is measured with a thermocouple, and the voltage and
This is because the temperature can be controlled by changing the amount of current.
【００５４】上記熱電対の金属線の接合部位の大きさ
は、各金属線の素線径と同一か、もしくは、それよりも
大きく、かつ、０．５ｍｍ以下がよい。このような構成
によって、接合部分の熱容量が小さくなり、温度が正確
に、また、迅速に電流値に変換されるのである。このた
め、温度制御性が向上してウエハの加熱面の温度分布が
小さくなるのである。上記熱電対としては、例えば、Ｊ
ＩＳ−Ｃ−１６０２（１９８０）に挙げられるように、
Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対が挙げられ
る。The size of the junction of the metal wires of the thermocouple is preferably equal to or larger than the element diameter of each metal wire and 0.5 mm or less. With such a configuration, the heat capacity of the junction is reduced, and the temperature is accurately and quickly converted to a current value. For this reason, the temperature controllability is improved and the temperature distribution on the heated surface of the wafer is reduced. Examples of the thermocouple include J
As listed in IS-C-1602 (1980),
K-type, R-type, B-type, E-type, J-type, and T-type thermocouples are exemplified.
【００５５】図３は、本発明の半導体製造・検査装置の
一例であるホットプレートの別の実施形態を模式的に示
した断面図である。このホットプレート４０は、セラミ
ック基板３１と支持容器２０とからなり、セラミック基
板３１は、図１に示したセラミック基板３１と同様に構
成されており、このセラミック基板３１が断熱リング１
５を介して、支持容器２０の上部に嵌め込まれている。FIG. 3 is a sectional view schematically showing another embodiment of a hot plate which is an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention. The hot plate 40 includes a ceramic substrate 31 and a support container 20. The ceramic substrate 31 is configured similarly to the ceramic substrate 31 shown in FIG.
5, it is fitted into the upper part of the support container 20.
【００５６】支持容器２０は、略円筒形状の外枠部２１
と、外枠部２１の内側上部および下部にそれぞれ設けら
れた共に円環形状の基板受け部２３および遮熱板受け部
２４とを有し、これらは一体に形成されている。一方、
外枠部２１の底面には、上部円環状部２２ｂと下部円環
状部２２ｃとが、放熱フィン２２ｄを有する中間部２２
ａを介して連結された円筒部２２が存在し、中間部２２
ａの円筒部分の直径は、外枠部２１よりも小さい。ま
た、円筒部２２は、外枠部２１等とは分離され、取り外
し可能な状態で延設されており、そのため、この円筒部
２２は、遮熱板１６とともに、ボルト等の連結部材２７
を介して、遮熱板受け部２４に支持、固定されている。The support container 20 has a substantially cylindrical outer frame portion 21.
And a ring-shaped substrate receiving portion 23 and a heat-shielding plate receiving portion 24, which are provided on the upper and lower portions of the inner side of the outer frame portion 21, respectively, and are integrally formed. on the other hand,
An upper annular portion 22b and a lower annular portion 22c are formed on the bottom surface of the outer frame portion 21 by an intermediate portion 22 having a radiation fin 22d.
a, there is a cylindrical portion 22 connected through
The diameter of the cylindrical portion a is smaller than the outer frame portion 21. Further, the cylindrical portion 22 is separated from the outer frame portion 21 and the like, and extends in a detachable state. Therefore, the cylindrical portion 22 is connected to the heat shield plate 16 and the connecting members 27 such as bolts.
, And is supported and fixed to the heat shield plate receiving portion 24.
【００５７】遮熱板１６の内部の構造や配線等は、図１
に示したホットプレート３０と略同様であり、また、放
熱フィン２２ｄを有する円筒部２２の下方には制御装置
が存在し、この制御装置内の制御機器に導電線３３とリ
ード線３６とが接続されるようになっている。円筒部２
２の円筒部分の直径は、図１に示した円筒部１２の直径
と同様である。The internal structure, wiring, etc. of the heat shield plate 16 are shown in FIG.
And a control device is provided below the cylindrical portion 22 having the radiating fins 22d. The conductive wires 33 and the lead wires 36 are connected to control devices in the control device. It is supposed to be. Cylindrical part 2
The diameter of the cylindrical portion 2 is the same as the diameter of the cylindrical portion 12 shown in FIG.
【００５８】このホットプレート４０を作動させると、
抵抗発熱体３２は発熱し、セラミック基板３１は昇温す
るが、上記セラミック基板３１内に埋設された測温素子
３７により、セラミック基板３１の温度が測定され、測
定データが制御機器にインプットされ、印加電圧（電
流）量が制御されるので、セラミック基板３１の温度は
一定値にコントロールされる。また、円筒部２２は、制
御機器に取り付けることができるようになっているの
で、制御機器や電源が収納され、制御装置上に本発明の
半導体製造・検査装置を据えつけることができ、上記放
熱フィンの働きにより、下部の制御装置をほぼ常温に保
つことができる。また、直径の小さな円筒部を装置本体
に嵌合すればよいので、嵌合部分を大きくする必要もな
く、装置を大型化する必要もない。さらに、ステージ基
板を大型化しても、嵌合部分は従来と同じ大きさのもの
を使用することができるため、装置本体は、そのままで
よい。When this hot plate 40 is operated,
The resistance heating element 32 generates heat, and the temperature of the ceramic substrate 31 rises. However, the temperature of the ceramic substrate 31 is measured by the temperature measuring element 37 embedded in the ceramic substrate 31, and measured data is input to the control device. Since the amount of applied voltage (current) is controlled, the temperature of the ceramic substrate 31 is controlled to a constant value. In addition, since the cylindrical portion 22 can be attached to a control device, the control device and a power supply are housed therein, and the semiconductor manufacturing / inspection device of the present invention can be installed on the control device. By the action of the fins, the lower control device can be kept at almost normal temperature. In addition, since the cylindrical portion having a small diameter only needs to be fitted to the apparatus main body, there is no need to increase the size of the fitting portion and to enlarge the apparatus. Further, even if the size of the stage substrate is increased, the fitting portion can have the same size as that of the related art, so that the apparatus main body may be left as it is.
【００５９】以上、本発明の本半導体製造・検査装置と
して、ホットプレートを例にとって説明した。本発明の
半導体製造・検査装置の具体例としては、上記ホットプ
レートのほかに、例えば、静電チャック、ウエハプロー
バ、サセプタ等が挙げられる。The hot plate has been described as an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention. Specific examples of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention include, for example, an electrostatic chuck, a wafer prober, and a susceptor in addition to the hot plate.
【００６０】上記ホットプレート（セラミックヒータ）
は、セラミック基板の表面または内部に抵抗発熱体のみ
が設けられた装置であり、これにより、半導体ウエハ等
の被加熱物を所定の温度に加熱することができる。The above hot plate (ceramic heater)
Is a device in which only a resistance heating element is provided on the surface or inside of a ceramic substrate, whereby an object to be heated such as a semiconductor wafer can be heated to a predetermined temperature.
【００６１】一方、本発明の半導体製造・検査装置を構
成するセラミック基板の内部に導電層として静電電極を
設けた場合には、静電チャックとして機能する。上記静
電電極に用いる金属としては、例えば、貴金属（金、
銀、白金、パラジウム）、タングステン、モリブデン、
ニッケルなどが好ましい。また、上記導電性セラミック
としては、例えば、タングステン、モリブデンの炭化物
などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２
種以上を併用してもよい。On the other hand, when an electrostatic electrode is provided as a conductive layer inside a ceramic substrate constituting the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, it functions as an electrostatic chuck. Examples of the metal used for the electrostatic electrode include noble metals (gold,
Silver, platinum, palladium), tungsten, molybdenum,
Nickel is preferred. Examples of the conductive ceramic include carbides of tungsten and molybdenum. These may be used alone or 2
More than one species may be used in combination.
【００６２】図４（ａ）は、静電チャックに用いられる
セラミック基板を模式的に示す縦断面図であり、（ｂ）
は、（ａ）に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断面図で
ある。この静電チャック用のセラミック基板では、セラ
ミック基板６１の内部にチャック正負電極層６２、６３
が埋設され、それぞれスルーホール６８０と接続され、
その電極上にセラミック誘電体膜６４が形成されてい
る。FIG. 4A is a longitudinal sectional view schematically showing a ceramic substrate used for an electrostatic chuck, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ceramic substrate shown in FIG. In this ceramic substrate for an electrostatic chuck, chuck positive / negative electrode layers 62 and 63 are provided inside a ceramic substrate 61.
Are buried and connected to the through holes 680, respectively.
A ceramic dielectric film 64 is formed on the electrode.
【００６３】一方、セラミック基板６１の内部には、抵
抗発熱体６６とスルーホール６８とが設けられ、シリコ
ンウエハ２９等の被加熱物を加熱することができるよう
になっている。なお、セラミック基板６１には、必要に
応じて、ＲＦ電極が埋設されていてもよい。On the other hand, inside the ceramic substrate 61, a resistance heating element 66 and a through hole 68 are provided so that an object to be heated such as the silicon wafer 29 can be heated. Note that an RF electrode may be embedded in the ceramic substrate 61 as necessary.
【００６４】また、（ｂ）に示したように、セラミック
基板６１は、通常、平面視円形状に形成されており、セ
ラミック基板６１の内部に（ｂ）に示した半円弧状部６
２ａと櫛歯部６２ｂとからなるチャック正極静電層６２
と、同じく半円弧状部６３ａと櫛歯部６３ｂとからなる
チャック負極静電層６３とが、互いに櫛歯部６２ｂ、６
３ｂを交差するように対向して配置されている。As shown in (b), the ceramic substrate 61 is usually formed in a circular shape in plan view, and the semi-circular portion 6 shown in (b) is provided inside the ceramic substrate 61.
Chuck positive electrode electrostatic layer 62 composed of 2a and comb teeth 62b
And the chuck negative electrode electrostatic layer 63, which is also composed of a semicircular portion 63 a and a comb tooth 63 b,
3b so as to cross each other.
【００６５】このような構成のセラミック基板が図１に
示した支持容器１０と略同じ構造および機能を有する支
持容器に嵌め込まれ、この支持容器が放熱フィンを有す
る制御装置に嵌め込まれ、静電チャックとして動作す
る。この際、チャック正極静電層６２とチャック負極静
電層６３とに制御装置内の直流電源から延びた配線の＋
側と−側を接続し、直流電圧を印加する。これにより、
この静電チャック上に載置された半導体ウエハが静電的
に吸着され、半導体ウエハに種々の加工を施すことが可
能となる。The ceramic substrate having such a structure is fitted into a supporting container having substantially the same structure and function as the supporting container 10 shown in FIG. 1, and this supporting container is fitted into a control device having heat-radiating fins, and the electrostatic chuck is mounted. Works as At this time, the positive electrode of the wiring extending from the DC power source in the control device is connected to the chuck positive electrode electrostatic layer 62 and the chuck negative electrode electrostatic layer 63.
Side and-side are connected, and a DC voltage is applied. This allows
The semiconductor wafer mounted on the electrostatic chuck is electrostatically attracted, and various processing can be performed on the semiconductor wafer.
【００６６】図５および図６は、他の静電チャックを構
成するセラミック基板の静電電極を模式的に示した水平
断面図であり、図５に示す静電チャック用のセラミック
基板では、セラミック基板１１１の内部に半円形状のチ
ャック正極静電層１１２とチャック負極静電層１１３が
形成されており、図６に示す静電チャック用のセラミッ
ク基板では、セラミック基板１２１の内部に円を４分割
した形状のチャック正極静電層１２２ａ、１２２ｂとチ
ャック負極静電層１２３ａ、１２３ｂとが形成されてい
る。また、２枚の正極静電層１２２ａ、１２２ｂおよび
２枚のチャック負極静電層１２３ａ、１２３ｂ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。FIGS. 5 and 6 are horizontal sectional views schematically showing electrostatic electrodes of a ceramic substrate constituting another electrostatic chuck. In the ceramic substrate for an electrostatic chuck shown in FIG. A chuck positive electrode electrostatic layer 112 and a chuck negative electrode electrostatic layer 113 having a semicircular shape are formed inside a substrate 111. In the ceramic substrate for an electrostatic chuck shown in FIG. Chuck positive electrode electrostatic layers 122a and 122b and chuck negative electrode electrostatic layers 123a and 123b having divided shapes are formed. Further, the two positive electrode electrostatic layers 122a and 122b and the two chuck negative electrode electrostatic layers 123a and 123b are formed to cross each other. In the case of forming an electrode in which a circular electrode or the like is divided, the number of divisions is not particularly limited, and may be five or more, and the shape is not limited to a sector.
【００６７】本発明の半導体製造・検査装置を構成する
セラミック基板の表面にチャックトップ導体層を設け、
内部の導体層として、ガード電極やグランド電極を設け
た場合には、ウエハプローバとして機能する。A chuck top conductor layer is provided on the surface of a ceramic substrate constituting the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention,
When a guard electrode or a ground electrode is provided as an internal conductor layer, it functions as a wafer prober.
【００６８】図７は、本発明のウエハプローバを構成す
るセラミック基板の一実施形態を模式的に示した断面図
であり、図８は、その平面図であり、図９は、図７に示
したウエハプローバにおけるＡ−Ａ線断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the ceramic substrate constituting the wafer prober of the present invention, FIG. 8 is a plan view thereof, and FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the wafer prober in FIG.
【００６９】このウエハプローバでは、平面視円形状の
セラミック基板３の表面に同心円形状の溝８が形成され
るとともに、溝８の一部にシリコンウエハを吸引するた
めの複数の吸引孔９が設けられており、溝８を含むセラ
ミック基板３の大部分にシリコンウエハの電極と接続す
るためのチャックトップ導体層２が円形状に形成されて
いる。In this wafer prober, a concentric groove 8 is formed on the surface of the ceramic substrate 3 having a circular shape in plan view, and a plurality of suction holes 9 for sucking a silicon wafer are provided in a part of the groove 8. The chuck top conductor layer 2 for connecting to an electrode of a silicon wafer is formed in a circular shape on most of the ceramic substrate 3 including the groove 8.
【００７０】一方、セラミック基板３の底面には、シリ
コンウエハの温度をコントロールするために、平面視同
心円形状の抵抗発熱体５１が設けられている。抵抗発熱
体５１の両端には、図示はしていないが、外部端子が接
続、固定されている。On the other hand, on the bottom surface of the ceramic substrate 3, a resistance heating element 51 having a concentric circular shape in plan view is provided for controlling the temperature of the silicon wafer. Although not shown, external terminals are connected and fixed to both ends of the resistance heating element 51.
【００７１】また、セラミック基板３の内部には、スト
レイキャパシタやノイズを除去するために図９に示した
ような格子形状のガード電極６とグランド電極７（図示
せず）とが設けられている。なお、符号５２は、電極非
形成部を示している。このような矩形状の電極非形成部
５２をガード電極６の内部に形成しているのは、ガード
電極６を挟んだ上下のセラミック基板３をしっかりと接
着させるためである。A guard electrode 6 and a ground electrode 7 (not shown) having a lattice shape as shown in FIG. 9 are provided inside the ceramic substrate 3 for removing stray capacitors and noise. . Reference numeral 52 indicates an electrode non-forming portion. The reason why such a rectangular electrode non-forming portion 52 is formed inside the guard electrode 6 is to firmly bond the upper and lower ceramic substrates 3 sandwiching the guard electrode 6 therebetween.
【００７２】このような構成のセラミック基板が図１に
示したものと略同様の構造の支持容器に嵌め込まれ、こ
の支持容器を制御装置上に設けられた放熱フィンに嵌め
込まれ、ウエハプローバとして動作する。このウエハプ
ローバでは、セラミック基板３の上に集積回路が形成さ
れたシリコンウエハを載置した後、このシリコンウエハ
にテスタピ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。The ceramic substrate having such a structure is fitted into a support container having substantially the same structure as that shown in FIG. 1, and this support container is fitted into a radiation fin provided on a control device, and operates as a wafer prober. I do. In this wafer prober, after a silicon wafer on which an integrated circuit is formed is placed on a ceramic substrate 3, a probe card having tester pins is pressed against the silicon wafer, and heating is performed.
A continuity test can be performed by applying a voltage while cooling.
【００７３】次に、本発明の半導体製造・検査装置の製
造方法の一例として、ホットプレートの製造方法につい
て説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）は、本発明の半導体
製造・検査装置を構成するセラミック基板の内部に抵抗
発熱体を有するセラミック基板の製造工程を模式的に示
した断面図である。Next, a method of manufacturing a hot plate will be described as an example of a method of manufacturing a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention. FIGS. 10A to 10D are cross-sectional views schematically showing steps of manufacturing a ceramic substrate having a resistance heating element inside a ceramic substrate constituting a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
【００７４】（１）セラミック基板の作製工程 まず、窒化物セラミックの粉末をバインダ、溶剤等と混
合してペーストを調製し、これを用いてグリーンシート
を作製する。上述したセラミック粉末としては、窒化ア
ルミニウム等を使用することができ、必要に応じて、イ
ットリア等の焼結助剤を加えてもよい。また、グリーン
シートを作製する際、結晶質や非晶質のカーボンを添加
してもよい。(1) Step of Producing Ceramic Substrate First, a paste is prepared by mixing nitride ceramic powder with a binder, a solvent, and the like, and a green sheet is produced using the paste. Aluminum nitride or the like can be used as the above-mentioned ceramic powder, and a sintering aid such as yttria may be added as necessary. Further, when producing a green sheet, crystalline or amorphous carbon may be added.
【００７５】また、バインダとしては、アクリル系バイ
ンダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニ
ルアルコールから選ばれる少なくとも１種が望ましい。
さらに溶媒としては、α−テルピネオール、グリコール
から選ばれる少なくとも１種が望ましい。The binder is preferably at least one selected from an acrylic binder, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol.
Further, as the solvent, at least one selected from α-terpineol and glycol is desirable.
【００７６】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５０の厚さは、０．１〜
５ｍｍが好ましい。次に、得られたグリーンシートに、
必要に応じて、シリコンウエハを支持するための支持ピ
ンを挿入する貫通孔となる部分、熱電対などの測温素子
を埋め込むための有底孔となる部分、抵抗発熱体と外部
端子とを接続するためのスルーホールとなる部分３９０
等を形成する。後述するグリーンシート積層体を形成し
た後に、上記加工を行ってもよく、焼結体とした後に、
上記加工を行ってもよい。The paste obtained by mixing these is formed into a sheet by a doctor blade method to form a green sheet 5.
0 is produced. The thickness of the green sheet 50 is 0.1 to
5 mm is preferred. Next, on the obtained green sheet,
If necessary, a part to be a through hole to insert a support pin for supporting a silicon wafer, a part to be a bottomed hole to embed a temperature measuring element such as a thermocouple, and connect a resistance heating element to an external terminal 390 to be a through hole for
Etc. are formed. After forming a green sheet laminate described later, the above-described processing may be performed, and after forming a sintered body,
The above processing may be performed.
【００７７】（２）グリーンシート上に導体ペーストを
印刷する工程 グリーンシート５０上に、金属ペーストまたは導電性セ
ラミックを含む導体ペーストを印刷し、導体ペースト層
３２０を形成する。これらの導電ペースト中には、金属
粒子または導電性セラミック粒子が含まれている。上記
金属粒子であるタングステン粒子またはモリブデン粒子
等の平均粒子径は、０．１〜５μｍが好ましい。平均粒
子が０．１μｍ未満であるか、５μｍを超えると、導体
ペーストを印刷しにくいからである。(2) Step of Printing Conductive Paste on Green Sheet A conductive paste containing a metal paste or a conductive ceramic is printed on the green sheet 50 to form a conductive paste layer 320. These conductive pastes contain metal particles or conductive ceramic particles. The average particle diameter of the metal particles such as tungsten particles or molybdenum particles is preferably 0.1 to 5 μm. If the average particle size is less than 0.1 μm or more than 5 μm, it is difficult to print the conductive paste.
【００７８】このような導体ペーストとしては、例え
ば、金属粒子または導電性セラミック粒子８５〜８７重
量部；アクリル系、エチルセルロース、ブチルセロソル
ブ、ポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種
のバインダ１．５〜１０重量部；および、α−テルピネ
オール、グリコールから選ばれる少なくとも１種の溶媒
を１．５〜１０重量部を混合した組成物（ペースト）が
挙げられる。As such a conductive paste, for example, 85 to 87 parts by weight of metal particles or conductive ceramic particles; 1.5 to 10 parts by weight of at least one kind of binder selected from acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol And a composition (paste) obtained by mixing 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from α-terpineol and glycol.
【００７９】（３）グリーンシートの積層工程 上記（１）の工程で作製した導体ペーストを印刷してい
ないグリーンシート５０を、上記（２）の工程で作製し
た導体ペースト層３２０を印刷したグリーンシート５０
の上下に積層する（図１０（ａ））。このとき、上側に
積層するグリーンシート５０の数を下側に積層するグリ
ーンシート５０の数よりも多くして、抵抗発熱体３２の
形成位置を底面の方向に偏芯させる。具体的には、上側
のグリーンシート５０の積層数は２０〜５０枚が、下側
のグリーンシート５０の積層数は５〜２０枚が好まし
い。(3) Green Sheet Laminating Step The green sheet 50 on which the conductive paste prepared in the above step (1) is not printed is replaced with the green sheet on which the conductive paste layer 320 prepared in the above step (2) is printed. 50
(FIG. 10A). At this time, the number of green sheets 50 stacked on the upper side is made larger than the number of green sheets 50 stacked on the lower side, and the formation position of the resistance heating element 32 is decentered in the direction of the bottom surface. Specifically, the number of stacked green sheets 50 on the upper side is preferably 20 to 50, and the number of stacked green sheets 50 on the lower side is preferably 5 to 20.
【００８０】（４）グリーンシート積層体の焼成工程 グリーンシート積層体の加熱、加圧を行い、グリーンシ
ート５０および内部の導体ペーストを焼結させ、セラミ
ック基板３１を作製する（図１０（ｂ））。加熱温度
は、１０００〜２０００℃が好ましく、加圧の圧力は、
１００〜２００ｋｇ／ｃｍ2 が好ましい。加熱は、不活
性ガス雰囲気中で行う。不活性ガスとしては、例えば、
アルゴン、窒素などを使用することができる。(4) Green Sheet Laminate Firing Step The green sheet laminate is heated and pressurized to sinter the green sheet 50 and the internal conductive paste to produce a ceramic substrate 31 (FIG. 10B). ). The heating temperature is preferably from 1000 to 2000 ° C.,
100-200 kg / cm 2 is preferred. Heating is performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, for example,
Argon, nitrogen and the like can be used.
【００８１】得られたセラミック基板３１に、測温素子
を挿入するための有底孔（図示せず）や、外部端子を挿
入するための袋孔３８等を設ける（図１０（ｃ））。有
底孔および袋孔３８は、表面研磨後に、ドリル加工やサ
ンドブラストなどのブラスト処理を行うことにより形成
することができる。The obtained ceramic substrate 31 is provided with a bottomed hole (not shown) for inserting a temperature measuring element, a blind hole 38 for inserting an external terminal, and the like (FIG. 10C). The bottomed hole and the blind hole 38 can be formed by performing blasting such as drilling or sand blasting after surface polishing.
【００８２】次に、袋孔３８より露出したスルーホール
３８に導電性セラミック等からなるワッシャー２９を嵌
め込み、導電線３３を金ろう等を用いて接続する（図１
０（ｄ））。なお、加熱温度は、半田処理の場合には９
０〜４５０℃が好適であり、ろう材での処理の場合に
は、９００〜１１００℃が好適である。さらに、測温素
子としての熱電対などを耐熱性樹脂で封止し、ホットプ
レート用のセラミック基板とする。この後、得られたセ
ラミック基板を断熱リング１５を介して図１、３に示し
たような構造の支持容器１０に嵌め込み、この熱電対等
の測温素子３７や抵抗発熱体３２からの配線を設け、円
筒部１２、２２を放熱フィンを備えた制御装置の放熱フ
ィンに嵌め込むか、制御装置に取り付け、その下の制御
機器との配線を接続する。Next, a washer 29 made of a conductive ceramic or the like is fitted into the through hole 38 exposed from the blind hole 38, and the conductive wire 33 is connected using a gold solder or the like (FIG. 1).
0 (d)). The heating temperature is 9 in the case of soldering.
The temperature is preferably from 0 to 450 ° C, and in the case of treatment with a brazing material, the temperature is preferably from 900 to 1100 ° C. Further, a thermocouple or the like as a temperature measuring element is sealed with a heat-resistant resin to form a ceramic substrate for a hot plate. Thereafter, the obtained ceramic substrate is fitted through a heat insulating ring 15 into a supporting container 10 having a structure as shown in FIGS. 1 and 3, and wiring from a temperature measuring element 37 such as a thermocouple and a resistance heating element 32 is provided. Then, the cylindrical portions 12 and 22 are fitted to the radiating fins of the control device provided with the radiating fins, or are attached to the control device, and the wiring to the control device thereunder is connected.
【００８３】このホットプレートでは、その上にシリコ
ンウエハ等を載置するか、または、シリコンウエハ等を
支持ピンで保持させた後、シリコンウエハ等の被加熱物
の加熱を行うとともに、種々の操作を行うことができ
る。In this hot plate, a silicon wafer or the like is placed on the hot plate, or after the silicon wafer or the like is held by support pins, an object to be heated such as the silicon wafer is heated and various operations are performed. It can be performed.
【００８４】上記ホットプレート用のセラミック基板を
製造する際に、セラミック基板の内部に静電電極を設け
ることにより静電チャック用セラミック基板を製造する
ことができ、また、加熱面にチャックトップ導体層を設
け、セラミック基板の内部にガード電極やグランド電極
を設けることによりウエハプローバ用セラミック基板を
製造することができる。When the ceramic substrate for the hot plate is manufactured, a ceramic substrate for an electrostatic chuck can be manufactured by providing an electrostatic electrode inside the ceramic substrate. By providing a guard electrode and a ground electrode inside the ceramic substrate, a ceramic substrate for a wafer prober can be manufactured.
【００８５】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、抵抗発熱体を形成する場合と同様にグリーンシー
トの表面に導体ペースト層を形成すればよい。また、セ
ラミック基板の表面に導体層を形成する場合には、スパ
ッタリング法やめっき法を用いることができ、これらを
併用してもよい。When the electrodes are provided inside the ceramic substrate, a conductive paste layer may be formed on the surface of the green sheet in the same manner as when forming the resistance heating element. When a conductor layer is formed on the surface of the ceramic substrate, a sputtering method or a plating method can be used, and these may be used in combination.
【００８６】[0086]
【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 （実施例１）ホットプレートの製造 （１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
１．１μｍ）１００重量部、酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ
3 ：イットリア、平均粒径：０．４μｍ）４重量部、ア
クリル系樹脂バインダー１１．５重量部およびアルコー
ルからなる組成物のスプレードライを行い、顆粒状の粉
末を作製した。The present invention will be described in more detail below. (Example 1) Production of hot plate (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size: 1.1 μm), yttrium oxide (Y 2 O)
3 : A composition comprising 4 parts by weight of yttria, average particle size: 0.4 μm), 11.5 parts by weight of an acrylic resin binder and alcohol was spray-dried to prepare a granular powder.
【００８７】（２）次に、この顆粒状の粉末を断面が六
角形状の金型に入れ、六角形の平板状に成形して生成形
体（グリーン）を得た。 （３）加工処理の終わった生成形体を温度：１８００
℃、圧力：２００ｋｇ／ｃｍ2 でホットプレスし、厚さ
が３ｍｍの窒化アルミニウム焼結体を得た。次に、この
焼結体から直径２１０ｍｍの円板体を切り出し、セラミ
ック製の板状体（セラミック基板）とした。(2) Next, this granular powder was placed in a mold having a hexagonal cross section and formed into a hexagonal flat plate to obtain a green body. (3) Temperature of the formed body after processing is 1800
Hot pressing was performed at 200 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 to obtain an aluminum nitride sintered body having a thickness of 3 mm. Next, a disk having a diameter of 210 mm was cut out from the sintered body to obtain a ceramic plate (ceramic substrate).
【００８８】次に、この板状体にドリル加工を施し、半
導体ウエハの支持ピンを挿入する貫通孔となる部分、熱
電対を埋め込むための有底孔となる部分（直径：１．１
ｍｍ、深さ：２ｍｍ）を形成した。Next, a drilling process is performed on the plate-like body, and a portion serving as a through hole for inserting a support pin of a semiconductor wafer and a portion serving as a bottomed hole for embedding a thermocouple (diameter: 1.1)
mm, depth: 2 mm).
【００８９】（４）上記（３）で得た焼結体の底面に、
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、同心円状とした。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力化
学研究所製のソルベストＰＳ６０３Ｄを使用した。この
導体ペーストは、銀−鉛ペーストであり、銀１００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４．５μｍで、リン片状のものであった。(4) On the bottom surface of the sintered body obtained in the above (3),
The conductor paste was printed by screen printing. The printing pattern was concentric. As the conductor paste, Solvest PS603D manufactured by Tokuri Chemical Laboratory, which is used for forming through holes in a printed wiring board, was used. 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), and boron oxide (25% by weight). And 7.5 parts by weight of a metal oxide comprising alumina (5% by weight). The silver particles had a mean particle size of 4.5 μm and were scaly.
【００９０】（５）次に、導体ペーストを印刷したセラ
ミック基板を７８０℃で加熱、焼成して、導体ペースト
中の銀、鉛を焼結させるとともに焼結体に焼き付け、抵
抗発熱体を形成した。銀−鉛の抵抗発熱体３２は、厚さ
が５μｍ、幅２．４ｍｍ、面積抵抗率が７．７ｍΩ／□
であった。(5) Next, the ceramic substrate 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 them on a sintered body to form a resistance heating element. . The silver-lead resistance heating element 32 has a thickness of 5 μm, a width of 2.4 mm, and a sheet resistivity of 7.7 mΩ / □.
Met.
【００９１】（６）硫酸ニッケル８０ｇ／ｌ、次亜リン
酸ナトリウム２４ｇ／ｌ、酢酸ナトリウム１２ｇ／ｌ、
ほう酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム６ｇ／ｌの濃度の水
溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記（５）で作
製した焼結体を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体３２の表面
に厚さ１μｍの金属被覆層（ニッケル層）を析出させ
た。(6) Nickel sulfate 80 g / l, sodium hypophosphite 24 g / l, sodium acetate 12 g / l,
The sintered body prepared in the above (5) was immersed in an electroless nickel plating bath composed of an aqueous solution having a concentration of boric acid of 8 g / l and ammonium chloride of 6 g / l, and a thickness of 1 μm Was deposited.
【００９２】（７）電源との接続を確保するための外部
端子を取り付ける部分に、スクリーン印刷により、銀−
鉛半田ペースト（田中貴金属社製）を印刷して半田ペー
スト層を形成した。ついで、半田ペースト層の上にコバ
ール製の外部端子を載置して、４２０℃で加熱リフロー
し、外部端子を抵抗発熱体の表面に取り付け、続いて導
電線を有するソケットを外部端子に取り付けた。(7) The screen is printed by screen printing on a portion to which an external terminal for securing connection to a power source is attached.
A lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) was printed to form a solder paste layer. Next, an external terminal made of Kovar was placed on the solder paste layer, heated and reflowed at 420 ° C., and the external terminal was attached to the surface of the resistance heating element, and then a socket having a conductive wire was attached to the external terminal. .
【００９３】（８）温度制御のための熱電対を有底孔に
挿入し、ポリイミド樹脂を充填し、１９０℃で２時間硬
化させ、ホットプレート用のセラミック基板の製造を終
了した。この後、この抵抗発熱体を有するセラミック基
板を図１に示したような構成の支持容器１０に嵌め込
み、測温素子（熱電対）からのリード線および抵抗発熱
体の端部からの導電線を図１に示したように配設し、さ
らに、このホットプレート３０の支持容器１０を構成す
る円筒部１２を制御装置の放熱フィンに嵌め込み、制御
機器との配線の接続を行った。(8) A thermocouple for temperature control was inserted into the bottomed hole, filled with a polyimide resin, and cured at 190 ° C. for 2 hours to complete the production of the ceramic substrate for the hot plate. Thereafter, the ceramic substrate having the resistance heating element is fitted into a support container 10 having a configuration as shown in FIG. 1, and a lead wire from a temperature measuring element (thermocouple) and a conductive wire from an end of the resistance heating element are connected. The hot plate 30 was disposed as shown in FIG. 1, and the cylindrical portion 12 of the support container 10 of the hot plate 30 was fitted into a radiating fin of the control device to connect wires to the control device.
【００９４】（９）この後、ホットプレートに通電し、
セラミック基板の加熱面を２５０℃に保持しながら、シ
リコンウエハを加熱した。その結果、シリコンウエハは
均一に加熱され、シリコンウエハの破損等は発生せず、
制御装置の温度も殆ど上昇せず、ホットプレートを設計
通りに動作させることができた。(9) Thereafter, the hot plate is energized,
The silicon wafer was heated while the heating surface of the ceramic substrate was kept at 250 ° C. As a result, the silicon wafer is heated uniformly, and no damage to the silicon wafer occurs.
The temperature of the control device hardly increased, and the hot plate could be operated as designed.
【００９５】（実施例２）ホットプレート（図１０参
照） （１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒
径：１．１μｍ）１００重量部、酸化イットリウム（Ｙ
2 Ｏ3 ：イットリア、平均粒径：０．４μｍ）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−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
ブレード法により成形を行って、厚さ０．４７ｍｍのグ
リーンシート５０を作製した。(Example 2) Hot plate (see FIG. 10) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama, average particle size: 1.1 μm), yttrium oxide (Y
2 O 3 : yttria, average particle diameter: 0.4 μm) 4 parts by weight, 11.5 parts by weight of an acrylic binder, 0.5 parts by weight of a dispersant, and a paste obtained by mixing 53 parts by weight of alcohol composed of 1-butanol and ethanol Was molded by a doctor blade method to produce a green sheet 50 having a thickness of 0.47 mm.
【００９６】（２）次に、このグリーンシート５０を８
０℃で５時間乾燥させた後、シリコンウエハを支持する
支持ピンを挿入するための貫通孔となる部分およびスル
ーホールとなる部分等をパンチングにより形成した。(2) Next, this green sheet 50
After drying at 0 ° C. for 5 hours, a portion serving as a through hole and a portion serving as a through hole for inserting a support pin for supporting a silicon wafer were formed by punching.
【００９７】（３）平均粒子径１μｍのタングステンカ
ーバイト粒子１００重量部、アクリル系バインダ３．０
重量部、α−テルピネオール溶媒３．５重量部および分
散剤０．３重量部を混合して導体ペーストＡを調製し
た。(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm, acrylic binder 3.0
By weight, 3.5 parts by weight of the α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductor paste A.
【００９８】平均粒子径３μｍのタングステン粒子１０
０重量部、アクリル系バインダ１．９重量部、α−テル
ピネオール溶媒３．７重量部および分散剤０．２重量部
を混合して導体ペーストＢを調製した。そして、スルー
ホール用の貫通孔に導体ペーストＢを充填した後、導体
ペーストＡをグリーンシート上にスクリーン印刷で印刷
し、抵抗発熱体３２用の導体ペースト層３２０を形成し
た。印刷パターンは、同心円パターンとし、導体ペース
ト層の幅を１０ｍｍ、その厚さを１２μｍとした。上記
処理の終わったグリーンシートに、タングステンペース
トを印刷しないグリーンシートを上側（加熱面）に３７
枚、下側に１３枚、１３０℃、８０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力
で積層した（図１０（ａ））。Tungsten particles 10 having an average particle size of 3 μm
A conductive paste B was prepared by mixing 0 parts by weight, 1.9 parts by weight of an acrylic binder, 3.7 parts by weight of an α-terpineol solvent, and 0.2 parts by weight of a dispersant. After filling the through-hole for the through hole with the conductive paste B, the conductive paste A was printed on the green sheet by screen printing to form the conductive paste layer 320 for the resistance heating element 32. The printing pattern was a concentric pattern, the width of the conductive paste layer was 10 mm, and its thickness was 12 μm. On the green sheet after the above processing, a green sheet on which the tungsten paste is not printed is placed on the upper side (heating surface).
13 sheets were stacked on the lower side at 130 ° C. under a pressure of 80 kg / cm 2 (FIG. 10A).
【００９９】（４）次に、得られた積層体を窒素ガス
中、６００℃で５時間脱脂し、１８９０℃、圧力１５０
ｋｇ／ｃｍ2 で１０時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの
窒化アルミニウム焼結体を得た。これを２３０ｍｍの円
板状に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍ（アス
ペクト比：１６６６）の抵抗発熱体３２を有するホット
プレートとした（図１０（ｂ））。(4) Next, the obtained laminate was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 5 hours, and at 1890 ° C. under a pressure of 150
It was hot-pressed at kg / cm 2 for 10 hours to obtain a 3 mm-thick aluminum nitride sintered body. This was cut out into a disk shape of 230 mm, and a hot plate having therein a resistance heating element 32 having a thickness of 6 μm and a width of 10 mm (aspect ratio: 1666) was formed (FIG. 10B).
【０１００】（５）次に、（４）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、Ｓｉ
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
を設けた。(5) Next, the plate obtained in (4) is
After polishing with a diamond grindstone, a mask is placed and Si
A bottomed hole for a thermocouple was formed on the surface by blasting with C or the like.
【０１０１】（６）さらに、板状体にドリル加工を施し
て袋孔３８とし（図１０（ｃ））、この袋孔３８にＷ製
のワッシャー２９を嵌め込んだ後、導電線３３を中心孔
に挿入し、Ｎｉ−Ａｕ合金（Ａｕ：８１．５重量％、Ｎ
ｉ：１８．４重量％、不純物：０．１重量％）からなる
金ろうを用い、９７０℃で加熱リフローすることによ
り、ワッシャー２９および導電線３３をろう付けし、導
電線３３をスルーホール３８を介して抵抗発熱体３２の
端部と接続した（図１０（ｄ））。(6) Further, the plate is drilled to form a blind hole 38 (FIG. 10C). After a W washer 29 is fitted into the blind hole 38, the conductive wire 33 is centered. Inserted into the hole, Ni-Au alloy (Au: 81.5% by weight, N
(i: 18.4% by weight, impurities: 0.1% by weight), and by heating and reflowing at 970 ° C., the washer 29 and the conductive wire 33 are brazed. (FIG. 10 (d)).
【０１０２】（７）温度制御のための複数の熱電対を有
底孔に埋め込み、ポリイミド樹脂を充填し、１９０℃で
２時間硬化させ、ホットプレート用セラミック基板を製
造した。 （８）この後、実施例１と略同様にして、図３に示した
支持容器２０に嵌め込んで配線等を行い、さらに、完成
したホットプレート４０を制御装置に嵌め込み、制御機
器との配線を接続した。(7) A plurality of thermocouples for temperature control were embedded in the bottomed holes, filled with a polyimide resin, and cured at 190 ° C. for 2 hours to manufacture a hot plate ceramic substrate. (8) Thereafter, in substantially the same manner as in the first embodiment, wiring and the like are performed by fitting into the support container 20 shown in FIG. 3, and further, the completed hot plate 40 is fitted into the control device, and wiring with the control device is performed. Connected.
【０１０３】（９）この後、ホットプレート４０に通電
し、セラミック基板３１の加熱面３１ａを２５０℃に保
持しながら、シリコンウエハを加熱した。その結果、シ
リコンウエハは均一に加熱され、シリコンウエハの破損
等は発生せず、制御装置の温度も殆ど上昇せず、ホッド
プレート４０を設計通りに動作させることができた。(9) Thereafter, a current was supplied to the hot plate 40, and the silicon wafer was heated while the heating surface 31a of the ceramic substrate 31 was maintained at 250 ° C. As a result, the silicon wafer was uniformly heated, the silicon wafer was not damaged, the temperature of the control device hardly increased, and the hod plate 40 could be operated as designed.
【０１０４】[0104]
【発明の効果】以上説明したように本発明の支持容器お
よび半導体製造・検査装置によれば、上記支持容器の底
部に支持容器の外枠より外径の小さな円筒部が設けられ
ているので、従来から用いられている放熱フィン等を備
えた制御装置をそのまま使用することができる。As described above, according to the support container and the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention, the cylindrical portion having the outer diameter smaller than the outer frame of the support container is provided at the bottom of the support container. A control device having a conventionally used radiation fin or the like can be used as it is.
【図１】本発明の半導体製造・検査装置の一例であるホ
ットプレートを模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a hot plate which is an example of a semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
【図２】図１に示したホットプレートの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the hot plate shown in FIG.
【図３】本発明の半導体製造・検査装置の一例であるホ
ットプレートの別の実施形態を模式的に示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a hot plate as an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
【図４】（ａ）は、本発明に係る静電チャックを構成す
るセラミック基板を模式的に示す縦断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断
面図である。FIG. 4A is a longitudinal sectional view schematically showing a ceramic substrate constituting an electrostatic chuck according to the present invention,
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of the ceramic substrate shown in FIG.
【図５】本発明に係る静電チャックを構成するセラミッ
ク基板の別の一例を模式的に示す水平断面図である。FIG. 5 is a horizontal sectional view schematically showing another example of the ceramic substrate constituting the electrostatic chuck according to the present invention.
【図６】本発明に係る静電チャックを構成するセラミッ
ク基板のさらに別の一例を模式的に示す水平断面図であ
る。FIG. 6 is a horizontal sectional view schematically showing still another example of the ceramic substrate constituting the electrostatic chuck according to the present invention.
【図７】本発明の半導体製造・検査装置の一例であるウ
エハプローバを構成するセラミック基板を模式的に示す
断面図である。FIG. 7 is a sectional view schematically showing a ceramic substrate constituting a wafer prober which is an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
【図８】図７に示したセラミック基板を模式的に示す平
面図である。8 is a plan view schematically showing the ceramic substrate shown in FIG.
【図９】図７に示したセラミック基板のＡ−Ａ線断面図
である。9 is a sectional view of the ceramic substrate shown in FIG. 7 taken along line AA.
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の半導体製造・検
査装置の一例であるホットプレートの製造方法の一部を
模式的に示す断面図である。FIGS. 10A to 10D are cross-sectional views schematically showing a part of a method for manufacturing a hot plate which is an example of the semiconductor manufacturing / inspection apparatus of the present invention.
【図１１】本出願人が先に出願したホットプレートを模
式的に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a hot plate filed by the present applicant earlier.
１０、２０ 支持容器 １１、２１ 外枠部 １２、２２ 円筒部 １３、２３ 基板受け部 １４、２４ 遮熱板受け部 １５ 断熱リング １６ 遮熱板 １７、２７ 連結部材 １８ 冷媒導入管 １９ 保護管 ２０ 支持容器 ２２ａ 中間部 ２２ｂ 上部円環状部 ２２ｃ 下部円環状部 ２９ ワッシャー ３０、４０ ホットプレート ３１ セラミック基板 ３１ａ 加熱面 ３２ 抵抗発熱体 ３３ 導電線 ３４ 有底孔 ３５ 貫通孔 ３６ リード線 ３７ 測温素子 ３８ 袋孔 ３９ スルーホール 10, 20 Support container 11, 21 Outer frame part 12, 22 Cylindrical part 13, 23 Substrate receiving part 14, 24 Heat shield plate receiving part 15 Heat insulating ring 16 Heat shield plate 17, 27 Connecting member 18 Refrigerant introduction pipe 19 Protection pipe 20 Support container 22a Intermediate portion 22b Upper annular portion 22c Lower annular portion 29 Washer 30, 40 Hot plate 31 Ceramic substrate 31a Heating surface 32 Resistance heating element 33 Conductive wire 34 Bottom hole 35 Through hole 36 Lead wire 37 Temperature measuring element 38 Blind hole 39 through hole
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Claims (8)
て、略円筒形状の外枠部および該外枠部の底部に延設さ
れた外枠部よりも直径の小さな円筒部からなることを特
徴とする支持容器。1. A supporting container for supporting a stage substrate, comprising: a substantially cylindrical outer frame portion; and a cylindrical portion having a smaller diameter than an outer frame portion extending from a bottom portion of the outer frame portion. And supporting container.
は放熱フィンが形成されてなる請求項１に記載の支持容
器。2. The support container according to claim 1, wherein a radiation fin is formed in a cylindrical portion having a smaller diameter than the outer frame portion.
リングを介して嵌め込まれた前記ステージ基板を支持す
る円環形状の基板受け部を有する請求項１または２に記
載の支持容器。3. The support container according to claim 1, further comprising an annular substrate receiving portion provided at an upper portion inside the outer frame portion and supporting the stage substrate fitted through a heat insulating ring.
防止用の遮熱板を連結部材を介して支持する円環形状の
遮熱板受け部が形成された請求項１〜３のいずれか１に
記載の支持容器。4. An annular heat-shielding plate receiving portion provided at an inner lower portion of the outer frame portion and supporting a heat-shielding plate for preventing heat radiation through a connecting member. The support container according to any one of claims 1 to 7.
円板形状のセラミック基板と、該セラミック基板を受け
る略円筒形状の外枠部および該外枠部の底部に延設され
た外枠部よりも直径の小さな円筒部を含んで構成される
支持容器とからなることを特徴とする半導体製造・検査
装置。5. A disk-shaped ceramic substrate provided with a conductor layer on the surface or inside thereof, a substantially cylindrical outer frame portion for receiving the ceramic substrate, and an outer frame portion extending at the bottom of the outer frame portion. A semiconductor manufacturing / inspection apparatus, comprising: a supporting container including a cylindrical portion having a smaller diameter than the supporting container.
な円筒部には、放熱フィンが形成されてなる請求項５に
記載の半導体製造・検査装置。6. The semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to claim 5, wherein a radiation fin is formed in a cylindrical portion having a smaller diameter than an outer frame portion of the support container.
部に設けられ、断熱リングを介して嵌め込まれた前記ス
テージ基板を支持する円環形状の基板受け部が形成され
ている請求項５または６に記載の半導体製造・検査装
置。7. The support container is provided with an annular substrate receiving portion provided at an upper portion inside the outer frame portion and supporting the stage substrate fitted via a heat insulating ring. 7. The semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to 5 or 6.
に設けられ、放熱防止用の遮熱板を連結部材を介して支
持する円環形状の遮熱板受け部を有する請求項５〜７の
いずれか１に記載の半導体製造・検査装置。8. The support container has an annular heat shield plate receiving portion provided at a lower portion inside the outer frame portion and supporting a heat shield plate for preventing heat radiation via a connecting member. 8. The semiconductor manufacturing / inspection apparatus according to any one of items 7 to 7.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170452A JP2001345371A (en) | 2000-03-30 | 2000-06-07 | Supporting container, and semiconductor manufacturing and inspecting apparatus |
| PCT/JP2000/005045 WO2001011664A1 (en) | 1999-08-09 | 2000-07-28 | Support container and semiconductor manufacturing/inspecting device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093200 | 2000-03-30 | ||
| JP2000-93200 | 2000-03-30 | ||
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001345371A true JP2001345371A (en) | 2001-12-14 |
Family
ID=26588820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000170452A Pending JP2001345371A (en) | 1999-08-09 | 2000-06-07 | Supporting container, and semiconductor manufacturing and inspecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001345371A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022039407A (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-10 | 株式会社オリジン | Mounting stand, heating device, soldering device, and insert fixing method |
-
2000
- 2000-06-07 JP JP2000170452A patent/JP2001345371A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022039407A (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-10 | 株式会社オリジン | Mounting stand, heating device, soldering device, and insert fixing method |
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