WO2001091166A1

WO2001091166A1 - Dispositif de fabrication et de controle d'un semi-conducteur

Info

Publication number: WO2001091166A1
Application number: PCT/JP2001/004438
Authority: WO
Inventors: Yasuji Hiramatsu; Yasutaka Ito
Original assignee: Ibiden Co., Ltd.
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2001-11-29
Also published as: US20020180466A1; EP1296360A1; US7071551B2; US20040099708A1

Description

明細書

半導体製造 ·検査装置

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、ゥェハプローバなど、半導体の製造用や検査用として用いられる半導体製造.検査装置に関する。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ゃウェハプローパ等が用いられてきた。 '

ところが、このような金属製のヒータは、以下のような問題があった。

まず、金属製であるため、ヒータ板の厚みは、 1 5 mm程度と厚くしなければならない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因する熱膨張により、反り、歪み等が発生してしまい、金属板上に载置したシリコンウェハが破損したり傾いたりしてしま.うからである。しかしながら、ヒータ板の厚みを厚くすると、ヒータの重量が重くなり、また、嵩張ってしまうという問題があった。

また、発熱体に印加する電圧や電流量を変えることにより、加熱温度を制御するのであるが、金属板が厚いために、電圧や電流量の変化に対してヒータ板の温度が迅速に追従せず、温度制御しにくいという問題もあった。，

そこで、特開平 4— 3 2 4 2 7 6号公報では、基板として、熟伝導率が高く、強度も大きい非酸化物セラミックである窒化アルミニウムを使用し、この窒化ァルミ: ηゥム基板中に発熱体が形成され、この発熱体にタンダステンからなるスル一ホールが接続され、このスルーホールにニクロム線（リード）がろう付けされたセラミックヒータが提案されている。発明の要約 '

し力しながら、このような構成からなるセラミックヒータでは、リード線がろぅ材を用いてろう付けされているため、例えば、 4 0 0〜5 0 0 °Cの高温領域で長期閬使用した場合、ろう材が酸化等により劣化したり、ポイドが発生したりしてろう材の接着力が低下し、場合によっては、外部端子がセラミック基板より外れてしまうという問題があった。

また、外部端子が外れないとしても、例えば、ろう材の酸化等の変質により、接合部分の抵抗が高くなると、その部分で発熱したり、抵抗発熱体全体に流れる電流値が変化したりし、セラミック基板の温度制御に支障を来す場合があった。 . さらに、外部端子がろう付け等により接続されていると、上記セラミック基板を支持容器に配設し、配線等を行った後、セラミック基板を取り外そうとした場合に、取り外しが容易に行えないという問題もあった。

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あり、長期間に渡つてセラミック基板に形成された導体層と外部端子との接続を良好に維持することができ、かつ、セラミック基板を支持容器より容易に取り外す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。

また、本発明の他の目的は、ホットプレート、静電チャック、ウェハプローパ等として好適に用いることができる半導体製造，検査装置を提供することにある。本発明は、その表面または内部に導体層が形成されたセラミック基板と支持容器とからなり、上記導体層に外部端子が接続されてなる半導体製造 ·検査装置であって、

上記導体層と上記外部端子との接続は、弾性体の弾性力等を利用し、上記導体層に上記外部端子を圧着せしめることにより、または、上記導体層に接続された他の導体層に上記外部端子を圧着せしめることにより行われていることを特徴とする半導体製造 ·検査装置である。

本突明の半導体製造 ·検査装置では、上記の通り、セラミック基板の表面または内部に配設された導体層と外部端子との接続が、弾性体の弾性力等を利用し、上記導体層等に上記外部端子を圧着することにより行われている。従って、ろう材等を介して外部端子を接着した場合のように、ろう材等の劣化により、外部端子と導体層との接続不良が発生することはなく、長期間に渡って良好な接続状態を維持することができる。また、導体層と外部端子との接続が両者を接触させることにより行われているため、支持容器よりセラミック基板を容易に取り外すことができる。

弾性体としては、板状バネゃコイルバネを使用することができる。また、コィルバネゃ板状パネの材質としては、金属が挙げられ、上記金属としては、例えば、ステンレス、インコネル、鋼鉄、アルミニウム、ニッケル、銅等が挙げられる。また、セラミック基板に設けられた導体層と外部端子との接続、または、上記他の導体層と外部端子との接続は、非酸化性金属層を介してなされることが望ましい。導体層ゃ該導体層に接続する他の導体層の表面の酸ィヒを防止するためである。

非酸化性金属としては、例えば、貴金属、ニッケル、ステンレス等が挙げられるが、特にュッケルと貴金属との組み合わせが望ましい。このような非酸化性金属層の厚さは、 0 . 0 1〜1 0 0 μ πιが好ましい。

上記貴金属としては、例えば、金、白金、パラジウム等が挙げられる。このような貴金属層の厚さは、 0 . 0 1〜1 μ πιが望ましく、ニッケル層の厚さは、 0 .

1〜： L O /z mが望ましい。

さらに、上記セラミック基板の半導体処理面の反対面側で、上記導体層と上記外部端子との接続、または、前記他の導体層と前記外部端子との接続が行われることが望ましい。上記外部端子を伝って熱が逃散することを防止できるからである。

なお、特開平 3— 2 3ひ 4 8 9号では、石油気化器用セラミックヒータに関して、発熱体を露出させて、リード線の端子をばねで押し当てて接続する技術が開示されている。

しかしながら、この技術は、半導体製造 ·検查装置に関するものではなく、仮にこの技術を半導体製造 ·検査装置に使用しても、半導体処理面側に発熱体を露出させて、外部端子を押し当てることとなるため、外部端子を伝て熱が逃散してしまい、半導体処理面の温度均一性が低下するという問題が新たに発生することから、上記公報の存在により本発明の新規性または進歩性が何ら阻却されるものではないことを付記しておく。図面の簡単な説明図 1は、本発明の半導体製造 ·検査装置の一例であるセラミックヒータを模式的に示す平面図である。

図 2は、図 1に示したセラミックヒータの縦断面図である。

図 3は、図 1に示すセラミックヒータにおける抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法を模式的に示す部分拡大断面図である。

図 4は、セラミック基板の底面に抵抗発熱体が形成されたセラ.ミックヒータにおける抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。

図 5は、セラミック基板の底面に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータにおける抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。

図 6は、セラミック基板の底面に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータにおける抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。

図 7は、セラミック基板の内部に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータにおける抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。

図 8は、セラミック基板の内部に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータにおける抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。

図 9は、セラミック基板の内部に抵抗努熱体が形成されたセラミックヒータにおける抵抗発熱体端部と外部端子との接続方法の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。，

図 1 0において、（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 ) に示した静電チャックの A— A線断面図である。

図 1 1は、本発明に係る静電チャックに埋設されている静電電極の一例を模式的に示す水平断面図である。

図 1 2は、静電チャックに埋設されている静電電極の更に別の一例を模式的に示す水平断面図である。

図 13は、本発明の半導体製造 ·検査装置の一例であるウェ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。

図 14は、図 13に示したセラミック基板を模式的に示す平面図である。 ,図 15は、図 13に示したセラミック基板の A— A線断面図である。

図 16において、（a) 〜（c) は、本発明の半導体製造 ·検査装置の一例であるセラミックヒータの製造方法を模式的に示す断面図である。符号の説明

2 チャックトップ導体層

6 ガード電極

- 7 グランド電極

8 溝

9 吸引口

11 断熱リング

12 支持容器

13, 43 外部端子

14 底板

14 a 貫通孔

15 中底板

16 板パネ

1 7 リード線

18 配線

19 ガイド管

20 セラミックヒータ

21、 31、 61、 71、 81 セラミック基板

21 a、 31 a 加熱面

21 b、 31 b 底面

21 c 凹部 2 2、 5 1、 6 6 抵抗発熱体

2 4 有底孔

2 5 貫通孔

2 7 冷却管

2 8 測温素子

2 9 シリコンゥェパ

3 7 袋孔

3 8、 6 8 スノレーホ一ノレ

3 9 非酸化性金属層

4 4 コィルバネ

4 5 端子支持具

4 5 a ストッパー

4 6 碍子

6 2、 7 2 , 8 2 a 8 2 b チャック正極静電層

6 3、 7 3、 8 3 a 8 3 b チャック負極静電層

6 4 誘電体膜

1 3 0 連結部材

1 4 0 固定具

2 2 0 金属被覆層発明の詳細な開示

本発明の半導体製造 ·検査装置は、その表面または内部に導体層が形成されたセラミック基板と支持容器とからなり、上記導体層に外部端子が接続されてなる半導体製造' 查装置であって、

上記導体層と上記外部端子との接続は、弾性体の弾性力等を利用し、上記導体層に上記外部端子を圧着せしめることにより、または、上記導体層に接続された他の導体層に上記外部端子を圧着せしめることにより行われていることを特徴とする。以下に、本発明の半導体製造 ·検査装置について、図面に基づいて説明する。図 lは、本発明の半導体製造 ·検査装 Sの一実施形態であるセラミックヒータ

(以下、ホットプレートともいう）の一例を模式的に示す底面図であり、図 2は、このセラミックヒータを模式的に示す縦断面図である。，

セラミック基板 2 1は、円板形状に形成されており、抵抗発熱体 2 2は、セラミック基板 2 1の底面に同心円状のパターンに形成されている。また、これら抵抗発熱体 2 2は、互いに近い二重の同心円同士が 1組の回路として、 1本の線になるよう接続されている。

また、中央に近い部分には、シリコンウェハの運搬等に用いるリフターピンを挿入するための複数の貫通孔 2 5が形成されるとともに、この貫通孔 2 5の直下に貫通孔 2 5に連通するガイド管 1 9が設置され、支持容器 1 2の底板 1 4にも、これらに連通する貫通孔が形成されている。

一方、セラミック基板 2 1の底面には、熱電対等の測温素子 2 8を挿入するための有底孑し 2 4が形成され、この測温素子 2 8より配線 1 8が導出され、底 ¾の貫通孔 1 4 aより外部引き出されている。

このような構成のセラミック基板 2 1は、断熱リング 1 1を介して円筒形状の支持容器 1 2の上部に嵌め込まれ、ボルト等の連結部材 1 3 0によりネジ止めされ、支持容器 1 2に固定されている。また、この支持容器 1 2の中程には、中板 1 5が取り付けられ、さらに支持容器 1 2の下部に、底板 1 4が取り付けられている。 - ,

そして、この中板 1 5の抵抗発熱体 2 2の端部 2 2 aに近い部分には、パネ綱等からなる板バネ 1 6が設置され、この板パネ 1 6により外部端子 1 3が抵抗発熱体 2 2の端部 2 2 aに圧着せしめられ、これにより、電気的な接続が図られている。

また、この外部端子 1 3には、リード線 1 7が取り付けられており、このリード線 1 7は、底板の貫通孔 1 4 aより外部に引き出され、電源（図示せず）との捧続が図られている。なお、外部端子 1 3の接続方法については、後で詳しく説明する。

支持容器 1 2の底板 1 4には冷媒導入管 2 7が固定され、支持容器 1 2の内部に冷却用のエアー等を流し込むことができるようになつている。なお、中板 1 5 には、底板 1 4に設けるガイド管 1. 9、冷媒導入管 2 9等の邪魔にならないように、貫通孔が形成されている。

底板 1 4は、支持容器 1 2と一体に形成されていてもよく、また、板パネ 1 6 は、底板 1 4に設けられていてもよレ、。

上述のように、セラミック基板 2 1には、リフターピンを挿通するための貫通孔 2 5が複数個設けられているが、この複数のリフターピンでシリコンウェハを支持することにより、セラミック基板の上面より一定の距離離間させた状態でシリコンウェハを保持し、加熱等を行うことができる。

なお、セラミック基板の上面に直接シリコンウェハを載置してもよい。

また、セラミック基板 2 1に貫通孔ゃ凹部を形成し、この貫通孔等に先端が尖塔状または半球状の支持ピンをセラミック基板 2 1よりわずかに突出させた状態で挿入、固定し、この上にシリコンウェハを支持することにより、シリコンゥェハをセラミック基板 2 1の上面より一定の距離離間させた状態で保持することができる。，

次に、外部端子 1 3の接続方法について、詳しく説明する。

図 3は、板バネ 1 6を用いた外部端子 1 3と抵抗発熱体 2 2の接続方法を模式的に示す断面図であり、図 4は、板パネ 1 6.を用いた場合の別の実施形態を模式的に示す断面図である。

図 3に示したように、外部端子 1 3は、断面視： Γ字形状をなしており、下端には、リード線 1 7が接続されている。中板 1 5には、テープ状のパネ鋼を、その断面が図 3に示した形状となるように、その一部を屈曲させることにより形成した板パネ 1 6が置されており、この最上部には外部端子 1 3を挿通させるための貫通孔 1 6 aが形成されている。

そして、この貫通孔 1 6 aに外部端子 1 3を揷通し、セラミック基板 2 1を支持容器 1 ' 2に嵌め込むことにより、図 3のように、抵抗発熱体 2 2の端部 2 2 a に外部端子 2 2が圧着された状態となり、外部端子 1 3と抵抗発熱体 2 2との電気的な接続が行われる。なお、抵抗発熱体 2 2には、抵抗発熱体 2 2の酸化等を防止するために金属被覆層 2 2 0が設けられている。

外部端子 1 3の下端には、リード線 1 7が接続されているが、このリード線 1 7と外部端子 1 3との接続も、物理的な垮触により行われている。すなわち、接続前の外部端子 1 3の下端は、リード線 1 7を狭持することができるように、断面視 U字状または V字状に屈曲した形状となっており、この屈曲部分にリ一ド線 1 7を入れた後、両側から圧力をかけて屈曲部を潰して一体化させ、リード線.1 7を外部端子 1 3の下端で狭持する。

上記方法を用いる場合、図 4に示したように、抵抗発熱体端部 2 2 aの外部端子 1 3 ' を接続させる部分の両側に凹部 2 1 _Cを形成し、この凹部 2 1 cに断面がコ字形状で中央に貫通孔を有する固定具 1 4 0を挿入、固定してもよい。この場合、固定具 1 4 0にバネを用いれば、容易に固定することができる。また、固定具が外部端子 1 3 ' と一体に形成されていてもよい。

このように固定具 1 4 0を用いた場合、セラミック基板 2 1の所定の場所に外部端子 1 3 ' を固定することができるので、セラミック基板 2 1の熱膨張や冷却時の収縮等により、抵抗発熱体 2 2の位置が少しずれた場合であっても、外部端子 1 3 ' は抵抗発熱体 2 2の端部と良好に接触し、接続状態が維持される。図 5は、コイルバネを用いた場合の外部端子と抵抗発熱体の別の接続方法を模式的に示す断面図であり、図 6は、コイルパネを用いた場合の別の実施形態を模式的に示す断面図である。

この場合には、図 5に示すように、略円筒形状の端子支持具 4 5に外部端子 4 3の棒状の部分が揷入され、この端子支持具 4 5に内包されたコィルパネ 4 4の弾性力により外部端子 4 3が上に押し上げられ、抵抗発熱体端部 2 2 aに圧着されている。この端子支持具 4 5の内部には、コイルパネ 4 4を支持するためのストッパー 4 5 aが形成されており、このような構成の端子支持具 4 5が肉厚円筒形状の碍子 4 6に嵌め込まれ、固定されている。また、碍子 4 6は、中板 1 5に貫通孔に嵌め込まれ、固定されている。図示していないが、外部端子 4 3の下端では、図 3、' 4に示した外部端子 1 3の場合と同様の方法を用いて、リード線 1 7が狭持されている。

この場合にも、図 6に示すように、断面がコ字状の固定具 4 8を用いることにより、セラミック基板 2 1が熱膨張や冷却時に収縮した場合にも、抵抗発熱体 2 2と外部端子 4 3との間に、ずれを生じさせず、良好な接続状態を維持することができるようにすることができる。この場合にも、外部端子 4 3と固定具 4 8とは、一体化されていてもよい。

このようこ、セラミック基板の半導体処理面の反対面側で、上記導体層と上記外部端子との接続、または、上記他の導体層と上記外部端子との接続が行われるているため、半導体処理面の温度均一性を確保することができる。特にセラミツクヒータを 1 0 0 °C以上に昇温した場合の温度均一性を改善することができる。以上、図 3〜6を用いて、外部端子の接続方法を説明したが、本発明で用いる方法は、パネを用いて外部端子を抵抗発熱体に圧着することにより、接続を行う方法であれば、上記方法に限定されるものではない。

板状パネ 1 6やコイルバネ 4 4の材料としては特に限定されないが、例えば、炭素系、シリコンマンガン系、クロムバナジウム系の綱、ステンレス綱、ンコネル、アルミニウム、ニッケル、銅等が挙げられる。

外部端子 2 3の材料も特に限定されず、例えば、ニッケル、コバール等の金属が挙げられる。

外部端子 2 3の形状は、接触面の面積を大きくするため、断面視 T字型のものが好ましい。また、そのサイズは、使用するセラミック基板 2 1の大きさ、抵抗発熱体 2 2の大きさ等によって適宜調整されるため特に限定されないが、軸部分の直径は 0 . 5 ~ 1 0 mm、軸部分の長さは 3〜 2 0 mmが好ましい。

なお、図 1に示したセラミックヒータでは、セラミック基板を断熱リングを介して支持容器に嵌め込んでいるが、セラミック基板を支持容器の上に載置し、ポルト等の連結部材を用い、断熱部材等を介して支持容器の上面に固定することにより、セラミックヒータを構成してもよい。

図 7は、本発明の他の実施形態を示しすもので、セラミック基板の内部に抵抗発熱体が配設されたセラミックヒータの抵抗発熱体の近傍を模式的に示した部分拡大断面図である。

図示はしていないが、セラミック基板 3 1は、図 1の場合と同様に、円板形状に形成されており、抵抗発熱体 2 2は、セラミック基板 3 1の内部に同心円状のパターンに形成されている。また、これら抵抗発熱体 2 2は、その回路の両端の真下にスルーホール 3 8が形成され、袋孔 3 7が形成されることによりスルーホール 3 8が露出している。

そして、図 3に示した場合と同様に、この袋孔 3 7に露出したスルーホル 3 8に、板バネ 1 6の弾力性を利用して外部端子 1 3が圧着され、スルーホール 3 8を介して外部端子 1 3と抵抗発熱体 2 2との電気的な接続が行われている。スルーホール 3 8は、図 8に示すように、底面に露出するように形成され、袋孔が形成されていなくてもよレ、。また、図 9に示すように、スルーホール 3 8の表面に N i層 3 9 aと A u層 3 9 とからなる非酸ィ匕性金属層 3 9を形成し、この非酸化性金属層 3 9を介して接続させてもよい。この場合、非酸化性金属層 3 9は、スパッタリングやめつき処理等により形成することがきるが、このようなめつき処理等を施す前に、スルーホール表面の研磨等を行い、酸化物層等を除去する.ことが望ましい。 * 上述のように、上記セラミックヒータでは、金属バネ（板パネ 1 6、コイノレバネ 4 4 ) の弾性力を利用し、上記抵抗発熱体の端部に、直接またはスルーホールに外部端子を圧着することにより、抵抗発熱体端部と外部端子の接続が行われている。従って、ろう材等を用いた場合のように、ろう材等の劣化により、外部端子と導体層との接続不良が発生することはなく、長期間に渡って良好な接続状態を維持することができる。 '

スルーホーノレ 3 8は、タングステン、モリプデン等の金属、または、これらの炭化物等からなり、その直径は、 0 . 1〜 1 0 mmが望ましい。断線を防止しつつ、クラックや歪みを防止することができるからである。

袋孔 3 7のサイズとしては特に限定されず、丁度、外部端子 1 3の頭の部分を挿入することができる大きさであればよい。

本発明において、抵抗発熱体は、貴金属（金、銀、白金、パラジウム〉、鉛、タングステン、モリブデン、ュッケル等の金属、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種上を併用してもよレ、。

また、抵抗発熱体は、セラミック基板全体の温度を均一にする必要があること力ら、図 1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、抵抗発熱体の厚さは、 1〜5 0 μ πιが望ましく、その幅は、 5〜 2 O mmが望ましい。

抵抗発熱体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、この範囲が最も実用的だからである。抵抗発熱体の抵抗値は、薄く、また、細くなるほど大きくなる。

.なお、抵抗発熱体を内部に設けると、加熱面 2 1 aと抵抗発熱体 2 2との距離が近くなり、表面温度の均一性が低下するため、抵抗発熱体 2 2自体の幅を広げる、要がある。また、セラミック基板の内部に抵抗発熱体 2 2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。

抵抗発熱体は、断面が方形、楕円形、紡錘形、蒲鋅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レ、。偏平の方が加熱面に向かって放熱しやすいため、加熱面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、抵抗発熱体ば螺旋形状でもよい。

セラミック基板の底面または内部に抵抗発熱体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体ペーストを用いることが好ましい。

即ち、図 1、 2に示すようにセラミック基板 2 1の表面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 2 1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、抵抗発熱体を作製する。一方、図 4に示すようにセラミック基板 3 1の内部に抵抗発熱体を形成する場合には、グリーンシート上に上記導体ペースト層を形成した、グリーンシートを積層、焼成することにより、内部に抵抗突熱体を作製する。

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。

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〜： Ι Ο Ο μ mが好ましい。 0 . 1 μ πι未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、 1 0 0 At mを超えると、焼結しにくぐなり、抵値が大きくなるかである。

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。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。上記導体ペーストに使用される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フエ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。

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ィ匕物を添加し、上金属粒子およぴ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。

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。

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 ₂0 ₃) 、アルミナ、イットリアおょぴ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。

上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素（B ₂0 ₃) 、アルミナ、イットリァ、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、重量比で、酸化が 1〜1 0、シリカが 1〜 3 0、酸化ホウ素が 5〜 5 0、酸化亜口、が 2 0〜7 0、アルミナが 1〜 1 0、イットリアが 1〜5 0、チタニアが 1〜 5 0 であって、その合計が 1 0 0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。

上記金属酸ィヒ物の金属粒子に対する添加量は、 0 . 1重量％以上 1 0重量％未満が好ましい。また、このような構成の導体ぺ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、 1〜4 5 ιη Ω /口が好ましい。

面積抵抗率が 4 δ πι Ω Ζ口を超えると、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 1 0重量％以上であると、面積抵抗率が 5 Ο ιη Ω Ζ口を超えてしまい、発熱量が大きくなりすぎて温度制御が難しくなり、温度分布の均一性が低下する。

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 , 1〜1 0 μ πιが好ましい。

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。，

このように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に抵抗発熱体が設けられた場合には、ヒータとしての機能を有するため、シリコンウェハ等の被加熱物を所定の温度に加熱することができる。

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 2 1、 3 1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。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、窒化アルミ二ゥム、窒化ケィ素、窒化ホ素、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、炭化タング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、コージエライト、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、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、窒ィ匕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ノ m · Kと最も高いからである。，

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、 C a O、 Y ₂0 ₃、 N a ₂0、 L i ₂0、 R b ₂0が好ましい。これらの含有量としては、 0 . 1〜1 0重量⁰ /₀ が好ましい。また、アルミナを含有していてもよい。

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は、明度が J I S Z 8 7 2 1の規定に基づく値で N 6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、サーモピュアにより、正確な表面温度測定が可能となる。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、 Ν Ο〜Ν 1 0の記号で表示したものである。

そして、実際の測定は、 N 0〜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。

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 1 0 0 ~ 5 0 0 0 p p 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。

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、グラフア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、このアタ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。

上記セラミック基板は、円板形状であり、直径 2 0 O mm以上が望ましく、 2 5 0 mm以上が最適である。

半導体装置に用いられる円板形状のセラミック基板は、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。

上記セラミック基板の厚さは、 5 0 mm以下が好ましく、 2 0 mm以下がより好ましい。また、 l〜5 mm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、上記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。

本発明の半導体製造 ·検査装置で用いるセラミック基板は、 1 5 0 °C以上で使用することができるが、 2 0 0 以上で使用することが望ましい。

本発明では、必要に応じてセラミック基板に熱電対を埋め込んでおくことができる。熱電対により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。

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 . 5 mm以下がよい。このような構成によつて、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ェ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 I S— C—1 6 0 2 ( 1 9 8 0 ) 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。

本発明の半導体製造 ·検査装置の具体例としては、例えば、静電チャック、ゥェハプローバ、ホットプレート、サセプタ等が挙げられる。

上記セラミックヒータ（ホットプレート）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、シリコンウェハ等の被加熱物を所定の温度に加熱することができる。

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の内部に静電電極を毂けた場合には、静電チヤックとして機能する。

上記静電電極は、例えば、貴金属（金、銀、白金、パラジウム）、鉛、タンダステン、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。

図 1 0 ( a ) は、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。 ^の静電チヤック 6 0では、セラミック基板 6 1の内部にチヤック.正負極静電層 6 2、 6 3が埋設され、それぞれスルーホール 6 8 0と接続され、その電極上にセラミック誘電体膜 6 4が形成されている。 . . .

また、セラミック基板 6 1の内部には、抵抗発熱体 6 6とスルーホール 6 8とが設けられ、シリコンウェハ 2 9を加熱することができるようになつている。なお、セラミック基板.6 1には、必要に応じて、 R F電極が埋設されていてもよレ、。また、図示はしていないが、スルーホール 6 8の下部には、スルーホール 6 8 を.露出させる袋孔が設けられており、このセラミック基板 3を支持容器に配設した場合には、袋孔に露出したスルーホール 6 8に、図 7に示したセラミックヒータの場合と同様に、板パネの弾性力を利用して、外部端子が圧着されることにより、外部電源との接続が図られるようになつている。

また、（b ) に示したように、静電チャック 6 0は、通常、平面視円形状に形成されており、セラミック基板 6 1の内部に（b ) に示した半円弧状部 6 2 aと櫛黹部 6 2 bとからなるチャック正極静霉層 6 2と、同じく半円弛状部 6 3 aと櫛歯部 3 3 bとからなるチャック負極静電層 6 3とが、互いに櫛歯部 6 2 b、 6 3 bを交差するように対向して配置されている。 '

この静 ¾チャックを使用する場合には、チャック正極静電層 6 2とチャック負極静電層 6 3とにそれぞれ直流電源の +側と一側を接続し、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シリコンウェハが静電的に吸着されることになる。

図 1 1および図 1 2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 1 1に示す静電チャック 7 0では、セラミック基板 7 1の内部に半円形状のチャック正極静電層 7 2とチャック負極静電層 7 3が形成されており、図 1 2に示す静電チャック 8 pでは、セラミック基板 8 1の内部に円を 4分割した形状のチャック正極静電層 8 2 a、 8 2 bとチャック負極静電層 8 3 a、 8 3 bが形成されている。また、 2枚の正極静電層 8 2 a、 8 2 bおよぴ 2 枚のチヤック負極静電層 8 3 a、 8 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。本発明の半導体製造 ·検查装置を構成するセラミック基板の表面にチヤックトップ導体層を設け、內部にガード電極やグランド電極を設けた場合には、ウェハプローバとして機能する。

図 1 3は、上記ウェ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 1 4は、その平面図であり、図 1 5は、図 1 3に示したセラミック基板における A— A線断面図である。

このウェハプローパでは、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ェ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ェハの電極と接続するためのチャックトツプ導体層 2が円形状に形成されている。

一方、セラミック基板 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 1に示したような平面視同心円形状の抵抗発熱体 5 1が設け,られている。このウェハプローバを支持容器に設置した場合には、図 2に示した場合と同様に、啄パネの弾性力を利用して、抵抗発熱体 5 1の両端に外部端子が圧着され、電源との接続が図られるようになつている。

また、セラミック基板 3の内部には、ストレイキャパシタゃノイズを除去するために図 1 5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 5 2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 5 2をガード電極 6の内部に形成しているのは、ガ一ド電極 6を挟んだ上下のセラミック基板 3をしつかりと接着させるためである。このような構成のウェハプローバでは、支持容器に収められたセラミック基板の上に集積回路が形成されたシリコンウェハを载置し、このシリコンウェ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。

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、セラミックヒ —タの製造.方法について説明する。

まず、セラミック基板の底面に抵抗発熱体を有するセラミックヒータの製造方法について説明する（図 1、 2参照）。

( 1 ) セラミック基板の製造工程 ' · . 上述した窒化アルミニウム等のセラミック粉末に必要に応じてイツトリア等の焼結助剤やバインダ等を配合してスラリーを調製した後、このスラリーをスプレ一ドライ等の方法で顆粒状にし、この顆粒を金型などに入れて加圧することにより板状などに成形し、生成形体（グリーン）を作製する。 .スラリー調整時に、非晶質ゃ結晶質のカーボンを添加してもよい。

次に、この生成形体を加熱、焼成して焼結させ、セラミック製の板状体を製造する。この後、所定の形状に加工することにより、セラミック基板 2 1を製造するが、焼成後にそのまま使用することができる形状としてもよい。加圧しながら加熱、焼成を行うことにより、気孔のないセラミック基板 2 1を製造することが可能となる。加熱、焼成は、焼結温度以上であればよいが、窒化物セラミックでは、 1 0 0 0〜2 5 0 である。次に、セラミック基板に、必要に応じて、図示はしないが、シリコンウェ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、シリンウェハを運搬等するためのフター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等を形成する。

( 2 ) セラミック基板に導体ペーストを印刷する工程

導体ペーストは、一般に、金属粒子、樹脂、溶剤からなる粘度の高い流動物である。この導体ペーストをスクリーン印刷などを用い、抵抗発熱体を設けようとする部分に印刷を行うことにより、導体ペースト層を形成する。また、抵抗発熱体は、セラミック基板全体を均一な温度にする必要があることから、例えば、同心円形状とするか、または、同心円形状と屈曲線形状とを組合わせたパターンに印刷することが好ましい。

導体ペースト層は、焼成後の抵抗発熱体 2 2の断面が、方形で、偏平な形状となるように形成することが好ましい。，

( 3 ) 導体ペーストの焼成

セラミック基板 2 1の底面に印刷した導体ペースト層を加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去するとともに、金属粒子を焼結させ、セラミック基板 2 1の底面に焼き付け、抵抗発熱体 2 2を形成する。加熱焼成の温度は、 5 0 0〜1 0 0 0 °Cが好ましい。

導体ペースト中に上述した金属酸化物を添加しておくと、金属粒子、セラミツク基板おょぴ金属酸化物が焼結して一体化するため、抵抗発熱体とセラミック基板との密着性が向上する。

( 4 ) 金属被覆層の形成

抵抗発熱体 2 2表面には、金属被覆層（図示せず）を設けることが望ましい。上記金属被覆層は、電 Λ？めつき、無電解めつき、スパッタリング等により形成することができるが、暈産性を考慮すると、無電解めつきが最適である。

( 5 ) 端子等の取り付け

抵抗発熱体 2 2の回路の端部には、外部端子 2 3を半田等により取り付けることはせず、外部端子は、後述する方法で支持容器に取り付ける。また、上記有底孔に熱電対を揷入し、ポリイミド等の耐熱樹脂、セラミックで封止する。 ( 6 ) 次に、支持容器 1 2を用意し、図 2に示したように、この支持容器 1 2 に中板 1 5等を取り付けた後、この中板 1 5に板パネ 1 6およぴ外部端子 2 2を取り付け、外部端子 1 3から延びたリード線 1 7を貫通孔 1 4 aを介して外部に引き出すとともに、その他の治具等の配設を行う。

( 7 ) この後、このような抵抗発熱体 2 2を有するセラミック基板を、断熱リング 1 1を介して図 1、 2に示した支持容器 1 2に取り付けることにより、外部端子 1 3と抵抗発熱体 2 2の端部 2 2 aとの接続を行うことができる。

上記セラミックヒータを製造する際に、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ヤッグ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ェハプローバを製造することができる。

セラミック基板の内部に電極を設ける場合には、金属箔等をセラミック基板の内部に埋設すればよい。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つき法を用いることができ、これらを併用してもよレ、。次に、本発明の半導体製造 ·検査装置の製造方法の他の一例として、上記ヒータとは構成の異なるセラミックヒータの製造方法について説明する。

図 1 6 ( a ) 〜（c ) は、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ヒータの製造方法を模式的に示した断面図である。

( 1 ) グリーンシートの作製工程

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。

また、バインダとしては、アクリル系パインダ、ェチノレセ^^ロース、プチセ ΰソルプ、ポリビュ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—テルビネオール、グリコールから選ばれる少なくとも 1種が望ましい。

これらを混合して得られるペーストをドクターブレード法でシート状に成形してグリーンシート 5 0を作製する。

グリーンシート 5 0の厚さは、 0 . l〜5 mm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、シリコンウェ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、シリコンウェハを運搬等するためのリフターピンを揷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、抵抗発熱体を外部端子と接続するためのスルーホールとなる部分 3 8 0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い。

( 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 5 0上に、金属ペーストまたは導電性セラミックを含む導体べーストを印刷し、導体ペースト層 2 2 0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 . l〜5 /z mが好ましい。平均粒子が 0 . l /^ rn未満である力 \ 5 μ ΐηを超えると、導体ペーストを印刷しにくいからである。

このような導体ぺー'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 8 5〜8 7重量部；アクリル系、ェチルセルロース、ブチルセ口ソルブ、ポリビュルアルコールから選ばれる少なくとも 1種のパインダ 1 . 5〜 1 0重量部；および、 α—テルビネオール、グリコールから選ばれる少なくとも 1種の溶媒を 1 . 5 1 0重量部を混合した組成物（ペースト）が挙げられる。

( 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 5 0を、上記（2 ) の工程で作製した導体ペースト層 2 2 0を印刷したグリーンシート 5 0の上下に積層する（図 1 6 ( a ) ) 。

このとき、上側に積層するグリーンシート 5 0の数を下側に積層するグリーンシート 5 0の数よりも多くして、抵抗発熱体 2 2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 5 0の積層数は 2 0〜5 0枚が、下側のグリーンシート 5 0の積層数は 5〜2 0枚が好ましい。

( 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 5 0および内部 © 導体ペーストを焼結させ、セラミク基板 3 1を作製する（図 1 6 ( b ) ) 。加熱温度は、 1 0 0 0〜 2 0 0 0 °Gが好ましく、加圧の圧力は、 1 0〜 2 0 M P a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。

得られたセラミック基板 3 1に、測温素子を揷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 3 7等を設ける（図 1 6 ( c ) ) 。有底孔およぴ袋孔 3 7は、表面研磨後に、ドリル加ェゃ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。

袋孔 3 7より露出したスルーホール 3 8に、外部端子を用いてろう付けすることはせず、図 7に示したように、スルーホール 3 8に外部端子 1 3を接触させることにより、外部端子と抵抗発熱体との接続を行う。

( 5 ) この後、支持容器 1 2を用意し、この支持容器 1 2に中板 1 5を取り付けた後、この中板 1 5に板パネ 1 6および外部端子 1 3を取り付け、外部端子 1 3から延びたリード線 1 7を貫通孔 1 4 aを介して外部に引き出す。

( 6 ) この後、このような抵抗発熱体を有するセラミック基板を、断熱リング 1 1を介して図1、 2に示した支持容器 1 2に取り付けることにより、外部端子 1 3と抵抗発熱体 2 2の端部 2 2 aとの接続を行うことができる。

上記セラミックヒータでは、その上にシリコンウェハ等を載置する力 \ または、シリコンウェハ等を支持ピンで保持させた後、シリコンウェハ等の加熱や冷却を行いながら、種々の操作を行うことができる。 .

上記セラミックヒータを製造する際に、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ダランド電極を設けることによりウェハプローパを製造することができる。

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つき法を用いることができ、これらを併用してもよい。発明を寒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) セラミックヒータの製造

(1) 窒化アルミニウム粉末（トクャマ社製、平均粒径 1. 1 μηι) 100重量部、酸化ィットリウム（Y ₂ O ₃：イットリア、平均粒径： 0. 4 m) 4重量部、アクリルパインダ 12.重量部おょぴ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。

(2) 次に、この顆粒状の粉末を金型に入れ、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°C、圧力： 20 MP aでホットプレスし、厚さが 3 mm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 21 Ommの円板体を切り出し、セラミック性の板状体（セラミック碁板 21) とした。

次に、この板状体にドリル力卩ェを施し、シリコンウェハのリフター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. lmm, 深さ： 2mm) を形成した。

(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、図 1に示したような同心円状とした。

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德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、銀一鉛ペーストであり、銀 100重量部に対して、酸ィ匕鉛（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/zmで、リン片状のものであった。

(5) 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焼結体に焼き付け、抵抗発熱体 22 を形成した。銀一鉛の抵抗発熱体 2 2は、厚さが 5 μπι、幅 2. 4mm、面積抵抗率が 7. 7πιΩ /口であった。

(6) 硫酸ニッケル 80 gZl、次亜リン酵ナトリウム 24 g/l、酢酸ナトリウム 1 2 g/ 1、ほう酸 8 gZl、塩化アンモニゥム 6 g/ 1の濃度の水溶液力^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、銀一鉛の抵抗発熱体 22の表面に厚さ 1 μ mの金属被覆層 220 (二ッケル層）（図示せず）を析出させた。

(7) 温度制御のための熱電対を有底孔に揷入し、ポリイミド樹脂を充填し、 1 9 0 で 2時間硬化させた。

(8) 次に、支持容器 1 2を用意し、この支持容器 1 2に中板 15を取り付けた後、この中板 1 5に板パネ 1 6および外部端子 2 2を取り付け、外部端子 1 3 から延びたリード線 1 7を貫通孔 1 4 aを介して外部に引き出す。

(9) この後、このような抵抗発熱体 22を底部に有するセラミック基板 2 1 を、断熱リング 1 1を介して図 1、 2に示した支持容器 1 2に取り付けることにより、外部端子 1 3と抵抗赛熱体 2 2の端部 22 aとの接続を行い、セラミックヒータの製造（組み立て）を終了した。

(実施例 2) セラミックヒータ（図 1 6参照）

(1) 窒化アルミニウム粉末（トクャマ社製、平均粒径： 1. Ι μχα) 1 00 重量部、酸化ィットリウム（Υ₂0₃：イットリア、平均粒径： 0. 4 μ ιη) 4 重量部、アクリルバインダ 1 1. 5重量部、分散剤 0. 5重量部おょぴ 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い、ドクターブレード法により成形を行って、厚さ 0. 4 7mmのグリーンシート 5 0を作製した。

(2) 次に、このグリーンシート 50を 8 0°Cで 5時間乾燥させた後、シリコンゥェハを運搬等するリフターピンを揷入するための貫通孔となる部分、スルーホールとなる部分 3 8 0等をパンチングにより形成した。

(3) 平均粒子径 1 πιのタングステンカーバイト粒子 1 0 0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 Aを調製した。

平均粒子径 3 mのタングステン粒子 100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。

この導体ペースト Α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 22用の導体ペースト層 220を形成した。印刷パターンは、図 1に示したような同心円パターンとし、導体ペースト層の幅を 1 Omm、その厚さを

とした。また、スルーホールとなる部分 380に導体ペースト Bを充填した。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°C、 8MP aの圧力で積層した（図 16 (a) ) 。，

(4) 次に、得られた積層体を窒素ガス中、 600°Cで 5時間脱脂し、 189 0T、圧力 15MP aで 10時間ホットプレスし、厚さ 3 mmの窒化アルミニゥム焼結体を得た。これを 23 Ommの円板状に切り出し、内部に厚さ 6 /zm、幅 1 Omm (ァスぺクト比： 1666) の抵抗発熱体 22およびスルーホール 38 を有するセラミック基板 31とした（図 16 (b) ) 。

(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、ガラスビーズ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。

(6) さらに、スルーホール 38の真下を、ドリルでえぐり取って直径 3. 0 mm、深さ 0. 5mmの袋孔 37を形成し、スルーホール 38を露出させた（図 16 (c) ) 。

(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 °Cで 2時間硬化させた。

(8) この後、支持容器 12を用意し、この支持容器 12に中板 1 5を取り付けた後、この中板 15に板バネ 16、および、袋孔 37の直径とほぼ同じ大きさの直径である接続部を有する外部端子 13を取り付け、外部端子 13から延びたリード線 17を貫通孔 14 aを介して外部に引き出す。

(9) 次に、このような内部に抵抗発熱体 22を有するセラミック基板 31を、断熱リング 1 1を介して図 1、 2に示した支持容器 12に取り付けることにより、外部端子が袋孔に露出したスルーホールに圧着され、これにより抵抗発熱体と外部端子の接続が行われ、セラミックヒータの製造（組み立て）を終了する。

(実施例 3)

スルーホールが露出した形態のセラミック基板を製造し、露出したスルーホール表面に研磨処理等を施した後、以下の条件でニッケルめっき、金めつきを施したほかは、実施例 2と同様にして、セラミックヒータを製造した。

研磨後のスルーホール表面を、塩化ニッケル 30 gZl、次亜リン酸ナトリウム 10 g/ 1、タエン酸ナトリウム 10 gZlを含む pHが 5の無電解ニッケルめっき液に 20分間浸漬して、スルーホール開口部に厚さが 5 μιηのニッケルめつき層 39 aを形成し、さらに、シアン金カリウム 2 gZl、塩化アンモニゥム 75 g/ クェン酸ナトリウム 50 g/1、次亜リン酸ナトリウム 1 O gZl を含む無電解めつき浴に 93 で 23秒間浸漬し、厚さ 0. 03 mの金めつき層 39 bを形成した。

(比較例 1〜 2 )

抵抗発熱体端部と外部端子との接続を、 Au/N i合金（Au ： 82%、 N i ： 18%) からなるろう材を用い、 980°Cで加熱リフローすることにより行つた以外は、実施例 1、 2と同様にして抵抗熱体を有するセラミック基板を製造した。なお、比較例 2では、袋孔より露出したスルーホールに外部端子をろう付けした。

この後、この外部端子が接続されたセラミック基板を断熱リング 1 1を介して支持容器 12に取り付け、リ一ド線やその他の配線を底板 14の貫通孔 14 aより引き出し、セラミックヒータの製造を終了した。

(比較例 3 )

スルーホールを形成しなかった以外は、実施例 2の（1) 〜（5) と同様の方法で、セラミック基板を製造した後、このセラミック基板の半導体処理面側を研削加工して、抵抗発熱体の端部を含む領域を露出させ、露出した抵抗発熱体の表面に、実施例 1の（6) と同様の方法で、金属被覆層を形成した。

この後、特開平 3— 230489号に開示されている方法で、板パネ状の外部端子を抵抗 I熱体の端部に押し当てて接続した。

また、熱電対を有底孔に埋め込み、ポリイミド樹脂を充填し、 1 9 0 °Cで 2時間硬化させた。

次に、このような外部端子が接続されたセラミック基板を支持容器に取り付け、外部端子から延びたリード線を外部に引き出すことにより、セラミックヒータの製造（組み立て）を終了した。

このようにして得られた実施例 1〜 3およぴ比較例 1〜 3に係るセラミックヒータを、 2 5 °Cで一定時間保った後、 4 5 0 °Cに昇温して一定時間保ち、再ぴ冷却して 2 5 °Cに保つ工程を 1 0 ΟΌ回繰り返すヒートサイクル試験を行い、外部端子と抵抗発熱体との接続状態を調査した。

その結果、実施例 1〜 3に係るセラミックヒータでは、全ての接続部分は良好な接続状態を保っており、接続性に問題はなかったが、比較例 1〜 2に係るセラミックヒータでは、ろう材の劣化が始まっており、脱落した。

また、実施例 1〜 3および比較例 3に係るセラミックヒータついて、 3 0 0 °Cまで畀温し、セラミック基板の半導体処理面の最高温度と最低温度の差をサーモビユアで測定した。

温度差は、実施例 1で 5 °C、実施例 2で 6 °C、実施例 3では 6 °Cと小さかったが、比較例 3では、 1 5 °Cと大きく、特に、外部端子周辺の温度が著しく低いものとなつていた。

これは、外部端子を伝ってセラミック基板の熱が逃散しているためであると考えられた。

さらに、実施例 1、 2および比較例 3に係るセラミックヒータについて、 2 5 ¾で一定時間保った後、 4 5 CTCに昇温して一定時間保ち、再び冷却して 2 5 °C に保つ工程を 5 0 0 0回繰り返すヒートサイクル試験を行い、外部端子と導体層との接触部分を光学顕微鏡で観察したところ、実施例 1および比較例 3では、外部端子と導体層との接触部分が磨り減っていた。

し力し、実施例 2のように、外部端子と導体層との接触が袋孔（凹）内で行われている場合は、外部端子が固定されているため、外部端子と導体層との接触部分が磨り減っていなかった。産業上利用の可能性

以上説明したように本発明の半導体製造♦検查装置によれば、セラミック基板に形成された導体層と外部端子との揆続は、弾性体の弾性力等を利用し、上記導体 '層等に上記外部端子を圧着せしめることにより行われている。従って、ろう材等を介して外部端子を接着した場合のように、ろう材等の劣化により、外部端子と導体層との接続不良が発生するこ-とはなく、長期間に渡って良好な接続状態を維持することができる。また、導体層と外部端子との接続が両者を接触させることこより行われているため、支持容器よりセラミック基板を容易に取り外すことができる。

Claims

請求の範囲

1 . その表面または内部に導体層が形成されたセラミック基板と支持容器とからなり、前記導体層に外部端子が接続されてなる半導体製造 ·検査装置であって、前記導体層と前記外部端子との接続は、前記導体層に前記外部端子を圧着せしめることにより、または、前記導体層に接続された他の導層に前記外部端子を圧着せしめることにより行われていることを特徴とする半導体製造 ·検査装置。

2 . 前記導体層と前記外部端子との接続、または、前記他の導体層と前記外部端子との接続は、弾性体の弾性を利用して行われる請求の範囲 1に記載の半導体製造 ·検査装置。

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3 . 前記導体層と前記外部端子との接続、または、前記他の導体層と前記外部端子との接続は、非酸化性金属層を介してなされる請求の範囲 1または 2に記载の半導体製造 ·検査装置。

4. .前記セラミック基板の半導体処理面の反対面側で、前記導体層と前記外部端子との接続、または、前記他の導体層と前記外部端子との接続が行われる請求の範囲 1〜 3のいずれか 1に記載の半導体製造.検査装置。