(57)【要約】      （修正有）【課題】トッププレートの表面抵抗を低下させて安定した測定結果を得ることができると共に製造コストを低減することができ、更に、トッププレートに高電圧を印加してもトッププレートを下側の部材から電気的に確実に絶縁し、トッププレートからのリーク電流を確実に防止することができる載置台を提供する。【解決手段】載置台２０は、半導体ウエハの載置面を有する無酸素銅からなるトッププレート２１と、このトッププレート２１の下面２１Ａ及び側面２１Ｂの下部を連続的に被覆するアルミナからなる絶縁皮膜２２と、この絶縁皮膜２２と接触するように配置され且つ無酸素銅からなる冷却ジャケット（下部板状体）２３と、を備え、アルミナは、純度が９９．９９重量％以上で、トッププレート２１の下面２１Ａでは０．４ｍｍ以上で１．０ｍｍ未満の厚さに形成されている。【選択図】図２
2010080673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体を載置する載置台において、上記被検査体の載置面を有する導電性材料からなる上部板状体と、この上部板状体の上記載置面とは反対側の面及び側面の少なくとも下部を連続的に被覆する電気絶縁材料からなる絶縁皮膜と、この絶縁皮膜と接触するように配置され且つ導電性材料からなる下部板状体と、を備え、上記電気絶縁性材料は、純度が９９．９９重量％以上のアルミナで、上記上部板状体の下面では０．４ｍｍ以上で１．０ｍｍ未満の厚さに形成されていることを特徴とする載置台。
【請求項２】
上記絶縁皮膜は、絶縁性無機材料によって含浸処理されていることを特徴とする請求項１に記載の載置台。
【請求項３】
上記絶縁性皮膜は、溶射により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の載置台。
【請求項４】
上記溶射は、大気プラズマ溶射であることを特徴とする請求項３に記載の載置台。
【請求項５】
上記上部板状体と上記絶縁皮膜の間に、これら両者の熱膨張係数の間にある熱膨張係数を有する中間層が介在することを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の載置台。
【請求項６】
上記中間層は、ニッケルとアルミニウムを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項５に記載の載置台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被検査体の電気的特性検査を行う際に、被検査体を載置する載置台に関し、更に詳しくは、例えば安定した印加電圧を得ることができる載置台に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査装置は、一般に、被検査体（例えば、半導体ウエハ）を搬送するローダ室と、ローダ室から搬送された半導体ウエハの電気的特性検査を行うプローバ室と、を備えている。プローバ室は、半導体ウエハを載置する移動可能な載置台と、載置台の上方に配置されたプローブカードと、半導体ウエハとプローブカードの複数のプローブとのアライメントを行うアライメント機構と、を備え、アライメント後の半導体ウエハと複数のプローブとを電気的に接触させ、テスタからの検査用信号に基づいて所定の電気的特性検査を行う。
【０００３】
載置台は、例えば図３及び図４の（ａ）に示すように、半導体ウエハ（図示せず）を載置するトッププレート１と、このトッププレート１の下面に絶縁シート２を介して配置された冷却ジャケット３及び面ヒータ４と、面ヒータ４の下面に隙間を介して配置された絶縁体５と、トッププレート１上に半導体ウエハを吸着固定する吸着手段と、を備え、ＸＹステージ（図示せず）上に昇降可能に配置されている。冷却ジャケット３及び面ヒータ４は、トッププレート１より小径に形成されて、それぞれの外周面にはリング部材６が配置されている。このリング部材６は、冷却ジャケット３及び面ヒータ４の外周面に密着し、外径がトッププレート１の外径と実質的に同一径に形成されている。また、絶縁体５の外周縁部にはリング状突起５Ａが全周に亘って形成され、このリング状突起５Ａがリング部材６と密着している。半導体ウエハの検査を行う時には、半導体ウエハはトップレート１上に吸着固定され、載置台がＸＹステージを介してＸ、Ｙ方向へ移動すると共に昇降機構を介して半導体ウエハを昇降させ、半導体ウエハとプローブカードの複数のプローブとが電気的に接触し、所定の電気的特性検査が行われる。
【０００４】
ところで、トッププレート１は、図４の（ｂ）に示すように、例えば純度９９．５重量％のアルミナ等のセラミックス焼結体１Ａと、このセラミック焼結体１Ａの上下両面に形成された金、ニッケル等の導電性金属からなる第１、第２導電体膜１Ｂ、１Ｃと、を有している。第１、第２導電体膜１Ｂ、１Ｃは、いずれも例えばイオンプレーティング等によって第１、第２電極として形成されている。そこで、以下では、第１導電体膜１Ｂを第１電極１Ｂ、第２導電体膜１Ｃを第２電極１Ｃとして説明する。第１、第２電極１Ｂ、１Ｃは、それぞれテスタ側に接続され、テスタ側から所定の検査用信号が印加される。また、絶縁シート２は、例えばシリコンゴム等の耐熱性樹脂によって形成され、冷却ジャケット３をトッププレート１から電気的に絶縁している。冷却ジャケット３及びリング状部材６は、銅等の導電性金属によって形成され、第２電極１Ｃと同様に検査用信号が印加される。この冷却ジャケット３の内部に冷媒が循環する流路３Ａが形成され、冷媒が冷却ジャケット３Ａ内を循環する間にトッププレート１を介して半導体ウエハを冷却する。絶縁体５は、ジルコンコージライト等のセラミック焼結体によって形成されている。
【０００５】
而して、半導体ウエハの電気的特性検査を行う場合には、トッププレート１上に半導体ウエハを載置し、載置台がＸ、Ｙ及びＺ方向に移動し、半導体ウエハに形成された電極パッドとプローブ（図示せず）とを電気的に接触させて所定の検査を行う。この際、プローブカードのプローブから検査用電圧を印加すると共に第１電極１Ｂにバイアス電圧を印加して、例えばＣ−Ｖ法等による容量測定等を行う。
【０００６】
また、例えば特許文献１、２にこの種の載置台が記載されている。特許文献１の載置台は、トッププレートが石英、ポリテトラフルオロエチレン等の絶縁材によって形成され、その上面に金蒸着等によって形成された導電体層が形成され、その下面にシールド部材が配置されている。特許文献２には絶縁材料からなるトッププレートの上面にのみ導電体膜が形成された載置台が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１３８７４５
【特許文献２】特開昭６２−２９１９３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の図３及び図４に示す載置台は、トッププレート１がセラミック焼結体１Ａを主体によって形成され、このセラミック焼結体１Ａの上下両面にイオンプレーティングによって第１、第２電極１Ｂ、１Ｃが形成されているため、セラミック焼結体１Ａを一定の品質に維持することが難しく、その表面に形成された第１、２電極１Ｂ、１Ｃが１μｍ程度と極めて薄く表面抵抗が高くなり、半導体ウエハの電気的特性の測定結果に誤差を生じる虞があった。また、トッププレート１は、セラミック焼結体１Ａを主体に形成され、しかもその表面に第１、第２電極１Ｂ、１Ｃをイオンプレーティングして形成されているため、トッププレート１の製造コストが高いという問題もあった。第１、第２電極１Ｂ、１Ｃの表面抵抗を低くするために、第１、第２電極を無電解メッキや電解メッキによって厚くする方法もあるが、この場合には高温測定時の温度変化によりセラミック焼結体１Ａから剥離する虞があった。
【０００９】
一方、特許文献１、２の技術の場合にもトッププレートが絶縁材料とその上面に形成された導電体膜とからなるため、導電体膜の表面抵抗が高く、測定結果に悪影響を及ぼす虞がある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、トッププレート（上部板状体）の表面抵抗を低下させて安定した測定結果を得ることができると共に製造コストを低減することができ、更に、トッププレートに高電圧を印加してもトッププレートを下側の部材から電気的に確実に絶縁し、トッププレートからのリーク電流を確実に防止することができる載置台を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の載置台は、被検査体を載置する載置台において、上記被検査体の載置面を有する導電性材料からなる上部板状体と、この上部板状体の上記載置面とは反対側の面及び側面の少なくとも下部を連続的に被覆する電気絶縁材料からなる絶縁皮膜と、この絶縁皮膜と接触するように配置され且つ導電性材料からなる下部板状体と、を備え、上記電気的絶縁性材料は、純度が９９．９９重量％以上のアルミナで、上記上部板状体の下面では０．４以上１．０ｍｍ未満の厚さに形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の載置台は、請求項１に記載の発明において、上記絶縁皮膜は、絶縁性無機材料によって含浸処理されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載の載置台は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記絶縁性皮膜は、溶射により形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載の載置台は、請求項３に記載の発明において、上記溶射は、大気プラズマ溶射であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項５に記載の載置台は、請求項１〜請求項４に記載の発明において、上記上部板状体と上記絶縁皮膜の間に、これら両者の熱膨張係数の間にある熱膨張係数を有する中間層が介在することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項６に記載の載置台は、請求項５に記載の発明において、上記中間層は、ニッケルとアルミニウムを主成分とする合金からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トッププレート（上部板状体）の表面抵抗を低下させて安定した測定結果を得ることができると共に製造コストを低減することができ、更に、トッププレートに高電圧を印加してもトッププレートを下側の部材から電気的に確実に絶縁し、トッププレートからのリーク電流を確実に防止することができる載置台を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１、図２に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明の載置台の一実施形態を適用した検査装置の構造の一例を部分的に破断して示す正面図、図２の（ａ）〜（ｃ）はいずれも図１に示す検査装置に適用された載置台を示す図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は載置台の絶縁皮膜の一部を拡大して示す断面図、（ｃ）は載置台の一部を拡大して示す断面図である。
【００１９】
まず、本実施形態の載置台を備えた検査装置について図１及び図２を参照しながら説明する。検査装置は、例えば図１に示すように、半導体ウエハＷの電気的特性検査を行うプローバ室１０と、プローバ室１０に半導体ウエハＷを搬送するローダ室（図示せず）と、を備えている。
【００２０】
プローバ室１０は、図１に示すように、半導体ウエハＷを載置する載置台２０と、載置台２０をＸ、Ｙ方向へ移動させるＸＹテーブル３０と、載置台２０の上方に配置されたプローブカード４０と、プローブカード４０の複数のプローブ４１と載置台２０上の半導体ウエハＷの複数の電極パッド（図示せず）とのアライメントを行うアライメント機構（図示せず）と、プローブカード４０の上面の複数の端子電極と電気的に接続されたテストヘッド５０と、を備え、アライメント機構によって載置台２０上の半導体ウエハＷの複数の電極パッドとプローブカード４０の複数のプローブ１５Ａとのアライメントを行った後、複数のプローブ４１と複数の電極パッドとを電気的に接触させて半導体ウエハＷの電気的特性検査を行う。電気的特性検査を行う時には、テスタ（図示せず）からテストヘッド５０を介してプローブカード４０の複数のプローブ４１へ高周波信号等の検査用信号を印加すると共に載置台２０の載置面にバイアス電圧を印加して、Ｃ−Ｖ法による容量測定等の電気的特性検査を行う。
【００２１】
載置台２０は、例えば図２の（ａ）に示すように、例えば半導体ウエハＷを載置面で真空吸着できる上部板状体（トッププレート）２１と、トッププレート２１の載置面とは反対側の面（下面）２１Ａ及び側面２１Ｂの上部近傍までを連続的に被覆する電気絶縁材料からなる絶縁皮膜２２と、この絶縁皮膜２２と接触するように配置され且つ導電性材料からなる下部板状体（冷却ジャケット）２３と、冷却ジャケット２３の下面全面に密着する面ヒータ２４と、面ヒータ２４の下方に配置された絶縁体２５と、これらの部材を一体的に昇降させる昇降機構（図示せず）と、を備えている。また、トッププレート２１から絶縁体２５に至る部材は、所定の角度範囲内で一体的にθ方向へ回転可能になっている。
【００２２】
而して、トッププレート２１は、導電性材料によって形成されている。導電性材料は、導電性金属であれば特に制限されない。トッププレート２１の導電性材料としては、例えば電導性に優れた無酸素銅が好ましい。トッププレート２１の厚さは、半導体ウエハＷの大きさにもよるが、例えば３００ｍｍ径の半導体ウエハＷ用のトッププレート２１は、検査用の高周波信号等に対する低抵抗性と機械的強度を確保するため、厚さが少なくとも１０ｍｍあることが好ましい。本実施形態では、トッププレート２１は、例えば１４．８ｍｍの厚さに形成されている。側面２１Ｂを被覆する絶縁皮膜２２は、トッププレート２１の無垢の面と冷却ジャケット２３との間でのリーク電流を防止するため、下面２１Ａから１０ｍｍ以上離して形成されていることが好ましい。
【００２３】
また、無酸素銅からなるトッププレート２１の表面にはニッケル、アルミニウム等の酸化し難い金属の無電解めっきによりめっき層（図示せず）が施されていることが好ましい。このめっき層によりトッププレート２１の無酸素銅に対して耐酸化性が付与され、トッププレート２１としての電気的特性を長時間に渡って維持することができる。めっき層は、無酸素銅の酸化を防止することができれば、その厚さは特に制限されない。本実施形態では、めっき層は例えば３μｍの厚さに形成されている。
【００２４】
このトッププレート２１は、図２の（ａ）に示すようにテストヘッド５０に同軸ケーブル５１の中心導体５１Ａを介して電気的に接続されている。そして、検査時にプローブ４１から半導体ウエハＷの電極パッドに検査用信号を印加すると同時にテストヘッド５０からトッププレート２１に検査用信号を印加し、Ｃ−Ｖ法等により半導体ウエハＷの所定の容量測定等を行う。トッププレート２１を上述の厚さにすることで、トッププレート２１の表面抵抗が小さくなるため、テストヘッド５０から印加された検査用信号が安定し、信頼性の高い検査を行うことができる。
【００２５】
また、トッププレート２１の上面にはウエハ吸着用の第１の溝２１Ｃが同心円状に複数形成され、これらの溝２１Ｃは互いに径方向に形成されたウエハ吸着用の第２の溝（図示せず）によって互いに連結されている。各第１の溝２１Ｃの底部にはトッププレート２１の内部に形成された排気用の通路（図示せず）が複数箇所で開口し、排気用の通路に接続された排気装置によってトッププレート２１上の半導体ウエハＷを真空吸着し、半導体ウエハＷをトッププレート２１上に固定するようにしてある。
【００２６】
絶縁皮膜２２は、電気絶縁材料によって形成されている。電気絶縁材料は、検査時にトッププレート２１と冷却ジャケット２３の間を電気的に確実に絶縁できる材料であれば特に制限されないが、高絶縁性、高耐電圧性及び高耐熱性の材料が好ましい。このような電気絶縁材料としては、例えば非金属の無機材料が好ましく、中でもアルミナ、イットリア等のセラミックスが好ましい。例えばアルミナ、イットリアであれば、それぞれの純度が９９．９９重量％以上のものが好ましい。例えば従来技術では、純度９９．５重量％のアルミナ焼結体で実現していた耐電圧性を、純度９９．９９重量％以上のアルミナの溶射皮膜で実現することができる。
【００２７】
絶縁皮膜２２は、トッププレート２１の底面２１Ａ及び側面２１Ｂで同一の厚さに形成されていることが好ましい。絶縁皮膜２２がトッププレート２１の側面２１Ｂの上端近傍まで形成されていることにより、トッププレート２１の無垢の側面を導電性材料からなる冷却ジャケット２３から遠ざけて、トッププレート２１に高電圧が印加された場合でもトッププレート２１から冷却ジャケット２３側へのリーク電流を確実に防止し、トッププレート２１の電位を安定化することができる。この絶縁皮膜２２は、種々の手法によって形成することができるが、例えば溶射技術によって形成されていることが好ましい。絶縁皮膜２２がアルミナ溶射によって形成されている場合には、アルミナ溶射膜のマイクロクラックへシリカ（ＳｉＯ２）を含浸させて、絶縁皮膜２２の表面での吸湿性を抑制することが好ましい。絶縁皮膜２２は、溶射技術以外にも、塗布や蒸着によっても形成することができる。
【００２８】
絶縁皮膜２２の厚さは、検査時にトッププレート２１と冷却ジャケット２３間の電気的に確実に絶縁できる厚さであれば特に制限されないが、例えば０．４ｍｍ以上で１．０ｍｍ未満の範囲が好ましい。０．４ｍｍ未満になると耐電圧性が低下し、１．０ｍｍを超えると必要以上の耐電圧のオーバースペックになってコスト的に高くなる。本実施形態では、絶縁皮膜２２は、純度９９．９９重量％以上のアルミナで例えば０．７ｍｍの厚さに形成されている。この場合には、実験により、２５０℃で１２ＫＶでも絶縁破壊がないことを確認されている。
【００２９】
また、図２の（ｂ）に示すように絶縁皮膜２２にはトッププレート２１との中間層２２Ａが形成されている。この中間層２２Ａは、トッププレート２１の熱膨張係数と絶縁皮膜２２の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する無機材料であり、高温時の熱膨張による絶縁皮膜２２の割れを防止している。中間層２２Ａの無機材料としては、例えばニッケルとアルミニウムを主成分とする合金等の金属材料が好ましい。中間層２２Ａの厚さは、６０〜９０μｍの範囲が好ましい。中間層２２Ａの厚さがこの範囲を逸脱するとトッププレート２１と絶縁皮膜２２との間の熱膨張差を緩和する機能が低下する。本実施形態では、中間層２２Ａは、例えば６０μｍの厚さに形成されている。
【００３０】
冷却ジャケット２３は、上述のように導電性材料によってトッププレート２１より小径に形成されている。導電性材料は、導電性のある金属であれば特に制限されない。冷却ジャケット２３の導電性材料としては、例えば無酸素銅が好ましい。この冷却ジャケット２３には同軸ケーブル５１の外部導体が接続され、冷却ジャケット２３は、トッププレート２１と同じ検査用信号が印加され、トッププレート２１から電流がリークしないようにしてある。冷却ジャケット２３の厚さは、半導体ウエハＷの大きさによって好ましい範囲が異なる。本実施形態では、冷却ジャケット２３は、１０．０ｍｍの厚さに形成されている。
【００３１】
冷却ジャケット２３の下面には冷媒の流路２３Ａとなる溝が形成され、冷却ジャケット２３の下面には冷却ジャケット２３と同一径に形成された面ヒータ２４が被覆されている。面ヒータ２４によって被覆された冷却ジャケット２３の溝が冷媒の流路２３として形成され、冷媒タンク（図示せず）の冷媒が供給部２３Ｂを介して冷却ジャケット２３の流路２３Ａ内を循環してトッププレート２１を冷却し、半導体ウエハＷの低温検査をするようにしてある。また、面ヒータ２４がトッププレート２１を加熱し、半導体ウエハＷの高温検査を行うようにしてある。
【００３２】
冷却ジャケット２３と面ヒータ２４の外周には導電性材料からなるリング部材２５が配置されている。このリング２５は内周面が冷却ジャケット２３及び面ヒータ２４の外周面と密着し、その外径がトッププレート２１の外径と同一径に形成されている。面ヒータ２４の下方には隙間を介して絶縁体２５が配置されている。絶縁体２５の外周縁部にはリング状突起２５Ａが形成され、このリング状突起２５Ａの上面がリング部材２６の下面と密着し、面ヒータ２４と絶縁体２５の上面との間に所定の隙間を形成している。この絶縁体２５は面ヒータ２４側と熱的に遮断すると共に電気的に遮断している。絶縁体２５は、従来と同様に例えばアルミナ等のセラミックスによって形成されている。本実施形態では、リング状突起２５Ａは、例えば８．５４ｍｍの高さに形成され、絶縁体２５は、例えば１０．９ｍｍの厚さに形成されている。
【００３３】
また、図２の（ｃ）に示すように上記の各部材には貫通孔２０Ａが複数箇所（例えば、３箇所）に周方向等間隔を空けて形成され、これらの貫通孔２０Ａにピン２７が昇降可能に配置されている。これらのピン２７は、トッププレート２１の載置面において半導体ウエハＷを昇降させ、ローダ室との間で半導体ウエハＷの受け渡しを行うようにしている。尚、２８はブッシュである。
【００３４】
次に、動作について説明する。プローバ室１０内で載置台２０がローダ室からプリアライメントされた半導体ウエハＷを受け取ると、ピン２７が下降してウエハＷをトッププレート２１上に載置すると、排気装置が駆動して半導体ウエハＷをトッププレート２１の載置面に吸着固定する。次いで、ＸＹテーブル３０が作動して載置台２０がＸ方向及びＹ方向へ移動し、アライメント機構を介して半導体ウエハＷとプローブカード４０のプローブ４１とのアライメントを行う。
【００３５】
然る後、載置台２０がプローブ４１の真下へ移動し、昇降機構を介してトッププレート２１等が一体的に上昇し、半導体ウエハＷの電極パッドとプローブ４１とが接触し、更にトッププレート２１がオーバードライブされて半導体ウエハＷの電極パッドとプローブ４１とが電気的に接触する。この状態でテストヘッド５０からプローブ４１を介して半導体ウエハＷへ高周波信号を印加すると共にトッププレート２１へ検査用信号を印加する。
【００３６】
この時、トッププレート２１は、無酸素銅によって所定の厚さに形成されて表面抵抗が低いため、トッププレート２１には所望の検査用信号が印加され、０Ｖの電圧であっても電位が安定し、Ｃ−Ｖ法等による容量測定等の電気的特性検査を確実且つ安定的に行うことができる。また、トッププレート２１の側面２１Ｂは上端近傍まで絶縁皮膜２２によって被覆されているため、トッププレート２１に高電圧を印加してもトッププレート２１から冷却ジャケット２３へのリーク電流を防止することができ、安定した検査を行うことができ、信頼性を高めることができる。また、絶縁皮膜２２は極めて耐電圧性が高いため、トッププレート２１に高電圧の検査用信号を印加しても絶縁皮膜２２が絶縁破壊することもない。
【００３７】
半導体ウエハＷの検査を終了した後、載置台２０はローダ室側へ移動し、検査済みの半導体ウエハをローダ室へ引き渡すと共に次の半導体ウエハを受け取って上述の検査を繰り返す。
【００３８】
以上説明したように本実施形態によれば、半導体ウエハＷの載置面を有する無酸素銅からなるトッププレート２１と、このトッププレート２１の下面２１Ａ及び側面２１Ｂの下部を連続的に被覆するアルミナからなる絶縁皮膜２２と、この絶縁皮膜２２と接触するように配置され且つ無酸素銅からなる冷却ジャケット２３と、冷却ジャケット２３の下面に密着する面ヒータ２４と、を備え、アルミナは、純度が９９．９９重量％以上で、トッププレート２１の下面２１Ａでは０．４ｍｍ以上で１．０ｍｍ未満の厚さに形成されているため、トッププレート２１の表面抵抗が低く、トッププレート２１に低電圧から高電圧まで如何なるバイアス電圧を印加しても安定した電位を得ることができ、しかも２５０℃の高温で１２ＫＶの高い直流電圧でも絶縁破壊しない高い耐電圧性を得ることができ、高温検査であってもトッププレート２１からのリーク電流を確実に防止して、安定した信頼性の高いＣ−Ｖ法等による容量測定等の電気的特性検査を高い信頼性を持って行うことができる。
【００３９】
この際、絶縁皮膜２２は極めて高い絶縁性を有し、しかもトッププレート２１の下面２１Ａは勿論のこと側面２１Ｂの上端近傍まで被覆しているため、高電圧を印加しても絶縁破壊することがなく、しかもトッププレート２１から冷却ジャケット２３へのリーク電流を防止することができ、高電圧を印加するパワーデバイス等であっても信頼性の高い検査を行うことができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、絶縁皮膜２２が大気プラズマ溶射によって形成されているため、緻密な微細構造を持つ皮膜として形成され、更に、絶縁皮膜２２にはシリカが含浸処理されているため、電気的絶縁性を更に高めることができる。また、トッププレート２１と絶縁皮膜２２の間に、これら両者２１、２２と中間の熱膨張係数を有する中間層２２Ａが介在するため、高温検査による大きな温度変化があっても絶縁皮膜２２にひび割れを生じる虞がない。更に、中間層２２Ａは、ニッケルとアルミニウムを主成分とする合金によって６０〜９０μｍの厚さに形成されているため、絶縁皮膜２２のひび割れをより確実に防止することができる。
【実施例】
【００４１】
実施例１
本実施例では、大気プラズマ溶射法を用いて表１〜表４に示すように絶縁皮膜及び中間層（ニッケル・アルミニウム合金：熱膨張係数が１１×１０−６／℃）の目標膜厚をそれぞれ変化させて下面及び側面の下部に連続的に形成して、トッププレートを模したＮｏ.１〜１２の試料及びＮｏ.２１〜３２の試料をテストピースとして作製した。但し、表１、表２の試料Ｎｏ.１〜１２は中間層が６０μｍの場合を示し、表３、表４の試料Ｎｏ.２１〜３２は中間層が９０μｍの場合を示している。絶縁皮膜は目標膜厚を設定し、各目標膜厚について３つずつ試料を作製した。
【００４２】
テストピース（無酸素銅：熱膨張係数が１８×１０−６／℃）に絶縁皮膜を形成する際には、予め準備されたテストピース（外径：３０．５ｍｍ、厚さ：１４．８ｍｍ）の底面及び側面の下部に連続的にニッケル及びアルミニウムを主成分とする合金粉末を用いて従来公知の大気プラズマ溶射を行って中間層を形成した。次いで、９０％以上が１０〜４５μｍの粒度範囲にあり、その中心粒径が１４〜２６μｍのアルミナ粉末（純度：９９．９９重量％）を用いて大気プラズマ溶射を行って中間層の表面にアルミナ溶射膜（アルミナの熱膨張係数が５．９×１０−６／℃）を形成した後、アルミナ溶射膜のマイクロクラックに対してシリカ（ＳｉＯ２）による含浸処理を施して吸湿性を低下させた。テストピース、中間層及び絶縁皮膜は、それぞれ１８×１０−６／℃、１１×１０−６／℃及び５．９×１０−６／℃の熱膨張係数を有している。従って、中間層は、テストピースと絶縁皮膜の中間の熱膨張係数である。
【００４３】
そして、Ｎｏ.１〜１２の試料を表１に示す各温度までそれぞれ加熱した後、室温に戻してぞれぞれの絶縁皮膜の電気的絶縁性の評価を行い、その結果を表１に示した。また、試料Ｎｏ.１〜１２を表２に示す各温度まで加熱し、それぞれの温度を維持したまま絶縁皮膜の電気的絶縁性の評価を行い、その結果を表２に示した。また、試料Ｎｏ.２１〜３２についても表１、表２に示す条件と同一要領で試験を行い、その結果を表３及び表４に示した。表１〜表４に示す結果から以下のことが判った。尚、以下の各表において、○印は耐電圧力が良好な結果を示している。
【００４４】
表１、表２に示す試料Ｎｏ.１〜１２（中間層：６０μｍ）の試験結果によれば、絶縁皮膜が４００μｍの試料Ｎｏ.１〜３では２００℃、２５０℃に加熱した後、常温下で１２ＫＶの直流電圧を印加して電気的絶縁性の試験を行っても絶縁破壊を生じ難いが、それ以上に加熱した後同様の試験を行うと絶縁破壊を起こした。
【００４５】
これに対して、絶縁皮膜が７００μｍの試料Ｎｏ.４〜６、１０００μｍの試料Ｎｏ.７〜９、１５００μｍの試料Ｎｏ.１０〜１２の場合には表１、表２の結果が示すように、いずれも上記温度に加熱後室温に戻して同様に試験を行っても絶縁破壊することがなく、また、２００℃、２５０℃に加熱し、その温度を維持したまま同様の試験を行うと、７００μｍ、１５００μｍの場合には絶縁破壊をすることがなかった。しかし、１０００μｍの場合には上記二者より電気的絶縁性が低下し、２００℃を維持したままでは１１．９ＫＶ、２５０℃を維持したままでは１０．３ＫＶで絶縁破壊を起こした。また、これらの試料の場合には２００℃、２５０℃に加熱し、それぞれの温度を維持したまま同様に試験を行うと全て絶縁破壊した。
【００４６】
従って、絶縁皮膜は７００μｍ程度が最も好ましく、４００μｍより厚く１０００μｍ未満の範囲で条件によっては電気的絶縁性を確保できる。絶縁皮膜が４００μｍでは高温を維持すると絶縁破壊する虞があるため、４００μｍ以下の膜厚は好ましくない。１０００μｍ以上になると電気的絶縁性が良いが、コストが上昇し好ましくない。また、ニッケル・アルミニウム合金の中間層を６０μｍに設定することで、トッププレートと絶縁皮膜の熱膨張率の差を中間層によって緩和することができ、絶縁皮膜の性能を十分に活かせることができる。
【００４７】
【表１】
2010080673.tif 000003
【００４８】
【表２】
2010080673.tif 000004
【００４９】
また、表３、表４に示す試料Ｎｏ.２１〜３２の試験結果によれば、絶縁皮膜が４００μｍの試料Ｎｏ.２１〜２３では常温下では１２ＫＶの直流電圧に対する絶縁性を有するものの、２００℃、２５０℃加熱後の常温下での同様の絶縁性試験、及び２００℃、２５０℃に維持したままの絶縁性試験のいずれも場合にも絶縁破壊を起こした。
【００５０】
これに対して、絶縁皮膜が７００μｍの試料Ｎｏ.２４〜２６、１０００μｍの試料Ｎｏ.２７〜２９、１５００μｍの試料Ｎｏ.３０〜３２の場合には表３、表４の結果が示すように、いずれも上記温度に加熱後室温に戻して同様に試験を行っても絶縁破壊することがなかった。また、２００℃、２５０℃に加熱し、その温度を維持したまま同様の試験を行っても７００μｍ、１０００μｍ、１５００μｍのいずれの場合にも１０ＫＶまでは絶縁破壊をすることがなかった。つまり、試料Ｎｏ.２１〜３２も、試料Ｎｏ.１〜１２に準じた結果が得られた。
【００５１】
従って、中間層がニッケル・アルミニウム合金で６０〜９０μｍの膜厚範囲の場合には、トッププレートと絶縁皮膜間の熱膨張率の差を中間層によって緩和して常温と高温間で温度サイクルがあっても絶縁皮膜にひび割れを起こすことなく、絶縁皮膜本来の高い電気的絶縁性を保持し、絶縁破壊することなく高温で高電圧を印加する試験を行えることが判った。
【００５２】
【表３】
2010080673.tif 000005
【００５３】
【表４】
2010080673.tif 000006
【００５４】
実施例２
本実施例では、実施例１で用いられた純度：９９．９９重量％のアルミナ粉末に代えてやや純度の低いアルミナ粉末（純度：９９．９重量％）を用いて絶縁皮膜を形成した以外は試料Ｎｏ.１〜１２と同一要領で、表５及び表６に示すＮｏ.４１〜５２の試料を作製し、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表５及び表６に示した。
【００５５】
表５、表６に示す試料Ｎｏ.４１〜５２の試験結果によれば、絶縁皮膜が４００μｍの試料Ｎｏ.４１〜４３はいずれも常温下でも１２ＫＶで絶縁破壊を起こした。これに対して、絶縁皮膜が７００μｍから１５００μｍの試料Ｎｏ.４４〜５２の場合には、常温下での１２ＫＶの直流電圧の印加による電気的絶縁性試験は勿論のこと、２００℃、２５０℃及び３００℃に加熱した後、常温に戻し、常温下で１２ＫＶの直流電圧の印加による電気的絶縁性試験でも絶縁破壊をしなかった。次いで、これらの試料を２００℃に加熱し、その温度を維持したまま同様の電気的絶縁性試験を行ったところ、７００μｍの試料Ｎｏ.４４は６．５２ＫＶ、１０００μｍの試料Ｎｏ.４７は６．９３ＫＶ、１５００μｍの試料Ｎｏ.６０、６２はいずれも６．５８ＫＶ、８．６２ＫＶで絶縁破壊を起こした。７００μｍの試料Ｎｏ.４５について２５０℃に加熱し、その温度で同様の電気的絶縁性試験を行っても５．９２ＫＶで絶縁破壊を起こした。
【００５６】
従って、アルミナの純度が９９．９９重量％未満に低下すると、ニッケル・アルミニウム合金からなる中間層を最適の膜厚範囲内に設定してトッププレートと絶縁皮膜の熱膨張差を緩和し、常温と高温との間の温度サイクルによる絶縁皮膜のひび割れを防止したとしても、絶縁皮膜自体の電気的絶縁性が低く、高温下で高電圧を印加する試験を行えないことが判った。
【００５７】
【表５】
2010080673.tif 000007
【００５８】
【表６】
2010080673.tif 000008
【００５９】
実施例３
本実施例では、実施例１で用いられた６０μｍのＮｉ−Ａｌに代えてアルミニウム（熱膨張係数：２３．５×１０−６／℃）を用いて５０μｍ厚の中間層を形成した以外は、実施例１と同一要領で表７及び表８に示すＮｏ.６１〜７２の試料を作製し、実施例１と同様の試験を行い、その結果を表７及び表８に示した。
【００６０】
表７、表８に示す試料Ｎｏ.６１〜７２の試験結果によれば、絶縁皮膜が４００μｍの試料Ｎｏ. ６１〜６２はいずれも常温下でも１２ＫＶで絶縁破壊を起こした。これに対して、絶縁皮膜が７００μｍから１５００μｍの試料Ｎｏ.６４〜７２の場合には、常温下での１２ＫＶの直流電圧の印加による電気的絶縁性試験は勿論のこと、２００℃、２５０℃及び３００℃に加熱した後、常温下で１２ＫＶの直流電圧の印加による電気的絶縁性試験でも絶縁破壊をしなかった。また、これらの試料を２００℃に加熱し、その温度を維持したまま同様の電気的絶縁性試験をおこなっても、いずれも絶縁破壊をしなかった。しかし、これらの試料を２５０℃に加熱し、その温度を維持したまま同様の試験を行うと７００μｍの試料Ｎｏ.６４、６５の場合にはいずれも１１ＫＶ前後の電圧で絶縁破壊を起こし、１０００μｍの場合には絶縁破壊をしないものもあり、１５００μｍの場合にはいずれも絶縁破壊をしなかった。
【００６１】
従って、無酸素銅より熱膨張係数が大きいアルミニウムを中間層とすると、トッププレートと絶縁皮膜との熱膨張率の差を十分に緩和することができず、２５０℃以上でその影響が顕在化し始め、７００〜９００μｍの絶縁皮膜ではひび割れを起こして電気的絶縁性が低下し、高温での高電圧を印加する試験には好ましくなく、かろうじてコスト高になる１０００μｍの絶縁皮膜のみが電気的絶縁性を維持できる。つまり、コスト面を考えれば、アルミニウムは中間層として好ましくないことが判った。
【００６２】
【表７】
2010080673.tif 000009
【００６３】
【表８】
2010080673.tif 000010
【００６４】
実施例４
本実施例では、実施例１で用いられた６０μｍのＮｉ−Ａｌに代えて１５０μｍの銅（熱膨張率：１６．６×１０−６／℃）を用いて中間層を形成した以外は、実施例１に準じて表９及び表１０に示す絶縁皮膜をトッププレートに施し、実施例１と同一要領で試験を行い、その結果を表９及び表１０に示した。
【００６５】
表９、表１０に示すＮｏ.８１〜９２の試料の試験結果によれば、絶縁皮膜が４００μｍのＮｏ.８１〜８３の試料ではいずれも１０ＫＶで絶縁破壊を起こす確率が高く、２００℃に加熱した後常温下で同様の試験を行ったところいずれも絶縁破壊を起こした。これに対して、絶縁皮膜が７００μｍから１５００μｍの試料Ｎｏ.８５〜９２の場合には、２００℃、２５０℃及び３００℃に加熱した後、常温下で１２ＫＶの直流電圧を印加して電気的絶縁性の試験を行っても絶縁破壊をしなかった。次いで、７００〜９００μｍの試料を２００℃に加熱し、その温度で同様の試験を行ったところ、１５００μｍのみが絶縁破壊を起こさなかった。２５０℃に加熱し、その温度で同様の試験を行ったところ、７００〜９００μｍのいずれの試料も絶縁破壊を起こした。
【００６６】
従って、中間層の熱膨張率がトッププレートの熱膨張率と絶縁皮膜の熱膨張率の間の値であっても、トッププレートの熱膨張率に近い場合には、温度サイクルがあっても常温下では絶縁皮膜の電気的絶縁性を保持できるものの、高温下では高電圧を印加する試験を行えないことが判った。
【００６７】
【表９】
2010080673.tif 000011
【００６８】
【表１０】
2010080673.tif 000012
【００６９】
また、上記各実施例の各試料において、３００℃まで加熱し、その温度を維持したまま上述の絶縁性試験を行った結果、７００〜１５００μｍのいずれも電気的絶縁性が極端に低下し、中間層を設けた場合であっても３００℃の高温下で高電圧を印加する試験には適しないことを確認している。
【００７０】
尚、本発明は、上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて適宜設計変更することができる。また、上記実施形態では、絶縁皮膜を溶射技術によって形成する場合について説明したが、その他、塗布や蒸着等の手段によっても形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、検査装置の載置台に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の載置台の一実施形態を適用した検査装置の構造の一例を部分的に破断して示す正面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はいずれも図１に示す検査装置に適用された載置台を示す図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は載置台の絶縁皮膜の一部を拡大して示す断面図、（ｃ）は載置台の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】従来の載置台の一例を示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す載置台を示す断面図で、（ａ）はその右半分の断面図、（ｂ）はトッププレートの断面を拡大して示す断面図ある。
【符号の説明】
【００７３】
２０    載置台
２１    トッププレート（上部板状体）
２１Ａ  下面
２１Ｂ  側面
２１Ｃ  吸着用の溝
２２    絶縁皮膜
２２Ａ  中間層
２３    冷却ジャケット（下部板状体）
【図１】
2010080673.tif 000013
【図２】
2010080673.tif 000014
【図３】
2010080673.tif 000015
【図４】
2010080673.tif 000016