(57)【要約】【課題】  良好な真空引き圧力を得ること。【解決手段】  トッププレート１の表面とは反対側の裏面に設けたサブプレート３と、前記トッププレート１の前記表面には格子状に形成した真空引き用溝１ｅと、該真空引き用溝１ｅに連通した真空引き用穴１ａとを有し、前記真空引き用溝１ｅの幅寸法の面積の総和を前記表面で接触する前記被加熱物３１の接触面積の６％以上とし、前記真空引き用穴１ａの面積の総和を前記真空引き用溝１ｅの幅寸法の面積の総和の０．１％以上とし、前記真空引き用穴部に裏面より形成した有底の補助穴１ｃを設けた。【選択図】  図３
2006040754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トッププレートと、該トッププレートの表面上に被加熱物を搭載し該被加熱物を加熱する電気ヒータとを含む熱板装置において、前記トッププレートの前記表面とは反対側の前記トッププレートの裏面に設けた少なくとも一枚の板材からなるサブプレートと、前記トッププレート及び前記サブプレート間に介在する真空引き経路溝に影響しないシール材を有し、前記トッププレートの前記表面には格子状に形成した真空引き用溝と、該真空引き用溝に連通した真空引き用穴とを有し、前記トッププレートの裏面もしくは前記サブプレートの前記トッププレート側表面には、前記トッププレートの真空引き用溝及び真空引き用穴に連通した前記トッププレートの真空引き用溝よりも大きな断面積を持つ真空引き経路溝を形成したことを特徴とした熱板装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱板装置において、前記トッププレートの前記表面に有する前記真空引き用溝の幅寸法の面積の総和を前記表面で接触する前記被加熱物の接触面積の６％以上とし、前記真空引き用穴の面積の総和を前記真空引き用溝の幅寸法の面積の総和の０．１％以上としたことを特徴とする熱板装置。
【請求項３】
請求項１記載の熱板装置において、前記真空引き用穴を極小化するために前記トッププレートの前記裏面より開けた前記真空引き用穴より断面積の大きい有底の補助穴を有することを特徴とする熱板装置。
【請求項４】
請求項１記載の熱板装置において、前記真空引き用穴を前記真空引き用溝の交点に配設し、前記真空引き用溝の幅寸法を前記真空引き用穴の寸法の最大値とすることを特徴とする熱板装置。
【請求項５】
請求項１記載の熱板装置において、前記真空引き用溝、前記真空引き用穴に連通する真空引き用吸引路を前記トッププレートの前記裏面の中心に配設することを特徴とする熱板装置。
【請求項６】
請求項１記載の熱板装置において、前記トッププレートと前記サブプレートとを同一材質等にて熱膨張率を同一もしくは近似とすることで、加熱時及び冷却時ともに前記トッププレートの平面度を維持することを特徴とする熱板装置。
【請求項７】
請求項１記載の熱板装置において、前記真空引き用溝を前記トッププレートの前記表面にウェハサイズ別に配設し、ウェハサイズごとに真空引きできることを特徴とする熱板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物を所定温度に加熱する熱板装置に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の製造工程においては、電子部品のような被加熱物を一定の温度条件下で耐えられるかを検査するために被加熱物を熱板装置によって一定の温度に保温し各種の電気的特性を測定し、被加熱物の品質をチェックする検査が行われている。
【０００３】
半導体の検査では、被加熱物を真空引きして熱板装置に吸い付け、上部より被加熱物の端子部へ測定用端子を降ろし、被加熱物の端子部に当てて検査を行う。
【０００４】
図８及び図９は先行技術における熱板装置を示している。
【０００５】
図８及び図９において、熱板装置は、金属板材またはセラミックからなるトッププレート１と、トッププレート１の表面上に被加熱物（図示せず）を搭載して被加熱物を加熱する電気ヒータ７と、電気ヒータ７を内側で挟むようにトッププレート１に固定されている断熱材１１とを有している。
【０００６】
１枚から成るトッププレート１の表面には真空引き用穴１ｃ及び溝１ｅが形成されている。
【０００７】
真空引き用穴１ｃ及び溝１ｅは、その真空引き能力及び、機械加工等の能力によりある程度の穴径、溝幅を必要とする。
【０００８】
また、トッププレート１を薄くすることで工具の破損を低減することが考えられるが、トッププレート１の表面温度分布の均一化を図るため、およびプローブピン接圧による変形を防ぐためトッププレート１はある程度の厚み寸法が必要である。
【０００９】
トッププレート１が分割されていない場合には、図９のようにトッププレート１の側面に吸引路３ｃを形成する構造が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、真空引き用溝をリング状パターンで形成した場合、長方形の半導体チップ上の電子部品はその配置や大きさ等により、真空吸着される程度が異なり温度の不均一が生じる。
【００１１】
これを防ぐため半導体チップと隣りの半導体チップの境界にあたるスクライブラインの部分に真空引き用溝を形成することが提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開平３−４３１２７号公報
【特許文献２】特開平７−８６３４２号公報
【特許文献３】特開平７−２６３５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、先行技術におけるスクライブラインの部分に真空引き用溝を形成することは、半導体チップの大きさは統一されていないため、対象となる半導体装置ごとに専用の熱板装置が必要となり多大な手間とコストかかるという問題がある。
【００１４】
また、半導体素子部に真空引き用溝がある場合、先行技術における真空引き用穴径、及び真空引き用溝幅では、真空引き用溝幅が広い為、真空吸引による被加熱物ウェハの真空引き用溝部で凹み変形の他、微細化した電子部品の端子部が真空引き用穴、溝に落ち込んでしまうことから真空引き用溝に落ち込んだ端子部は均一なプローブピン接圧とならず、正確な測定ができないという問題がある。
【００１５】
また、検査される電子部品自体を微細化する要求が高まっており、真空引き用穴の径を小さくするために、穴加工用ドリル径は細くなり、加工深さが深いため、工具の破損が著しくなるという問題がある。
【００１６】
さらに、金属プレートを薄くすることで工具の破損を低減することが考えられるが、被加熱物の温度を均一に保ち、プロービング接圧を均一にして接触抵抗による測定誤差を低減し、トッププレートの表面温度分布の均一化を図り、プローブピン接圧が面内で均一に加わるよう１０μｍ以内の平面度とともにプローブピン接圧による変形を防ぐ為、トッププレートの厚み寸法を確保した上で、微細に調整しなければならないという問題がある。
【００１７】
また、トッププレートが分割されていない場合、トッププレート側面に吸引路３ｃを形成する構造が一般的であるが、側面から吸引を行うので、均一な吸着を行うためにトッププレートの側面から中心付近まで吸引路用穴を開ける必要がある。
【００１８】
それ故に、本発明の課題は、電子部品の微細化に対応した熱板装置を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の課題は、半導体装置の種類によらず同一の熱板で被加熱物を均一にトッププレートの平面上に吸着できる熱板装置を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の他の課題は、真空引き用穴径および真空引き用溝幅が極小であっても真空引き用穴深さを浅くすることで容易に加工することができる熱板装置を提供することにある。
【００２１】
また、本発明の他の課題は、良好な真空引き圧力を得ることができる熱板装置を提供することにある。
【００２２】
また、本発明の他の課題は、真空引き用穴の配置も真空引き用溝の交点に任意に形成でき、真空引き用穴を容易に形成することができる熱板装置を提供することにある。
【００２３】
また、本発明の他の課題は真空引き用溝の配置をウェハサイズごとに任意に形成でき各ウェハサイズごとに最適な真空引き用圧力を得ることができる熱板装置を提供することにある。
【００２４】
更にまた、本発明の他の課題は、真空引き用穴の配置と組合せにより、真空引きのバラツキを容易に抑えることができ、中心部に吸引路を設けることが容易である熱板装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明によれば、トッププレートと、該トッププレートの表面上に被加熱物を搭載し該被加熱物を加熱する電気ヒータとを含む熱板装置において、前記トッププレートの前記表面とは反対側の前記トッププレートの裏面に設けた少なくとも一枚の板材からなるサブプレートと、前記トッププレート及び前記サブプレート間に介在する真空引き経路溝に影響しないシール材を有し、前記トッププレートの前記表面には格子状に形成した真空引き用溝と、該真空引き用溝に連通した真空引き用穴とを有し、前記トッププレートの裏面もしくは前記サブプレートの前記トッププレート側表面には、前記トッププレートの真空引き用溝及び真空引き用穴に連通した前記トッププレートの真空引き用溝よりも大きな断面積を持つ真空引き経路溝を形成したことを特徴とする熱板装置が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る熱板装置によれば、真空引き経路溝に向かって前記トッププレートの真空引き用穴を多数設けることにより、真空引き用溝及び真空引き用穴を微細化することにより良好な真空チャック保持力を保ちながらプローブピン圧接部が前記真空引き用溝上及び前記真空引き用穴上か否かに依存せず、一定した接圧を得ることができる。
【００２７】
また、本発明に係る熱板装置によれば、真空引き用溝を極小にすることにより、真空引き用溝のパターンをスクライブライン上に配置することなく、真空引きのバラツキを抑える目的から最適に設計された格子状の真空引き用溝を形成することができる。
【００２８】
また、本発明に係る熱板装置によれば、真空引き用穴の配置も真空引き用溝の交点に任意に形成でき、被加熱物の真空引き圧力のバラツキを抑えるような配置に真空引き用穴を形成することが容易にできる。
【００２９】
また、本発明に係る熱板装置によれば、真空引き用溝を極小にすることにより、真空引き圧力の低下が生じるが、被加熱物がトッププレートに接触する面積に対し、真空引き用溝幅の面積の総和が６％以上となるようなパターンとし、真空引き用溝幅の面積の総和に対し、真空引き用穴径の面積の総和が０．１％以上になる本数を形成することにより、良好な真空引き圧力を得ることができる。
【００３０】
また、本発明に係る熱板装置によれば、トッププレートの厚み寸法を制限するか、或いはトッププレートの被加熱物の搭載側でない裏面より、被加熱物の搭載側における真空引き用穴に繋がる補助穴を開けておくことにより、真空引き用穴径が極小であってもその深さを浅くすることで容易に加工することができる。
【００３１】
また、本発明に係る熱板装置によれば、真空引き用穴及び真空引き用溝に繋がる吸引路を中心に配置すると、各々の真空引き用穴の真空度が均一になるため、被加熱物を均一にトッププレートの平面上に吸着できる。
【００３２】
さらに、本発明に係る熱板装置によれば、真空引き用穴の配置と真空引き用溝との組合せにより、真空引きのバラツキを容易に抑えることができ、トッププレート及びサブプレートとが２分割できるため、中心部に吸引路を設けることが容易である。
【００３３】
さらにまた、本発明に係る熱板装置によれば、真空引き用溝をウェハサイズに合わせて配置することでウェハサイズに左右されること無く被加熱物を均一にトッププレートの平面上に吸着できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の熱板装置は、金属板材からなるトッププレートと、該トッププレートの表面上に被加熱物、被冷却物を搭載し該被加熱物を加熱する電気ヒータと被冷却物を冷却する冷却装置とを含む熱板装置において、前記トッププレートの前記表面とは反対側の前記トッププレートの裏面に設けた少なくとも一枚の金属板材からなるサブプレートと、前記トッププレート及び前記サブプレート間に介在するたシール材を有する。
【００３５】
前記トッププレートの前記表面には、格子状に形成した真空引き用溝と、該真空引き用溝に連通した真空引き用穴とを有し、前記真空引き用溝の幅寸法の面積の総和を前記表面で接触する前記被加熱物の接触面積の６％以上とし、前記真空引き用穴の面積の総和を前記真空引き用溝の幅寸法の面積の総和の０．１％以上とし、前記真空引き用穴部に裏面より形成した有底の補助穴を設けたことにより実現した。
【００３６】
また、本発明の熱板装置は通常、被加熱物、被冷却物上面より多数のプローブピンが被加熱物、被冷却物の端子部に押し付けられて電気回路を形成するところから、均一な押圧になるようトッププレート表面は数μｍの平面度を要求される。
【００３７】
一方、加熱、冷却を繰り返すことから、前記シール部で一体化した前記トッププレートと前記サブプレートを同一材質で構成することにより一枚構成と同等な平面度を実現した。尚、強度要求、高絶縁抵抗要求等の使用要求に際しては、熱膨張率の近似する材質であれば、異材質でも選択の範囲となる。
【実施例１】
【００３８】
以下に、本発明に係る熱板装置の実施例１について、図面を参照して説明する。  図１は、実施例１における熱板装置を示している。図２は、熱板装置の一部を拡大して示している。
【００３９】
図１及び図２において、熱板装置は、金属板材によって作られているトッププレート１と、金属板材によって作られているサブプレート３と、トッププレート１及びサブプレート３間に介在されている環状のシール部材５と、サブプレート３の裏面側に設けられている加熱用の電気ヒータ７と、電気ヒータ７の下方でサブプレート３にネジ９によって固定されている断熱材１１とを有している。
【００４０】
トッププレート１及びサブプレート３は、これらが２分割できるように、ネジ１３によって相互に固定されている。
【００４１】
サブプレート３の表面には、サブプレート溝３ａが形成されている。サブプレート３にはサブプレート溝３ａに繋がるように吸引路３ｃが形成されている。
【００４２】
被加熱物３１を搭載する側であるトッププレート１の表面から板厚方向には、図２に拡大して示した真空引き用穴１ａが形成されている。
【００４３】
真空引き用穴１ａは、穴径が極小になると、穴の深さに制限が生じるが、真空引き用穴１ａの穴径が極小であっても、その深さ寸法が浅ければ加工が容易である。
【００４４】
なお、トッププレート１に被加熱物３１を搭載する側でない裏面より、被加熱物３１の搭載側の真空引き用穴１ａに繋がる有底の補助穴１ｃを開けておくことにより、穴径が極小であってもその深さを浅くすることで容易に加工することができる。
【００４５】
トッププレート１における表面には、図３及び図４にも示した真空引き用溝１ｅが形成されている。
【００４６】
真空引き用溝１ｅは真空引き用穴１ａが極小になることにより、真空引き用溝１ｅの幅寸法も極小にする必要がある。溝幅を極小化する加工は、加工前平面を平坦化することにより深さ送り量を微小にすることで容易に実現できる。
【００４７】
また、略Ｖ字状に真空引き用溝を形成し、その溝加工によるバリ取りと合わせ平面研削、研磨することも有効な手段である。
【００４８】
しかし、真空引き用溝１ｅを極小にすることにより、真空引き圧力の低下が生じる恐れがあるので、図１に示した被加熱物３１がトッププレート１に接触する面積に対し、真空引き用溝の面積の総和が６％以上となるパターンとし、真空引き用溝１ｅの面積の総和に対し、真空引き用穴１ａの面積の総和が０．１％以上になる本数を形成することにより良好な真空引き圧力を得る。
【００４９】
例えば、被加熱物３１が直径２００ｍｍのウェハなどの場合、被加熱物３１の面積は３１４１６ｍｍ２となる。
【００５０】
真空引き用溝１ｅの面積の総和は３１４１６×０．０６＝１８８５ｍｍ２以上となる真空引き用溝１ｅの配置とすれば良い。
【００５１】
また真空引き用溝１ｅ面積が１８８５ｍｍ２とすれば、真空引き用穴１ａの面積の総和は１８８５×０．００１＝１．８８５ｍｍ２以上となる真空引き用穴の配置とすれば良い。
【００５２】
真空引き用溝１ｅは、幅は極小とはいえ電子部品の配置、大きさ等により、電子部品の端子部が真空引き用溝１ｅに落ちることがあり得るので、これを防ぐため電子部品の配置、大きさを考慮した真空引き用溝１ｅのパターンとして、図３及び図４のように格子状に形成することが有効である。
【００５３】
格子状に真空引き用溝１ｅを形成することにより、真空引き用穴１ａの配置もその交点に任意に形成でき、被加熱物３１の真空引きのバラツキを押さえるように配置することによって真空引き用穴１ａを形成する。
【００５４】
格子状に形成した溝の終端部は外部に連通しない構造とする。
【００５５】
トッププレート１及びサブプレート３は金属板材としたが、セラミック製の板材であってもかまわない。
【００５６】
その場合、真空引き用穴１ａ、補助穴１ｃ、真空引き用溝１ｅ、サブプレート溝３ａ、吸引路３ｃの形成は、金属板材と異なってセラミック特有の方法を用いなければならない場合があるが、公知の方法を用いればよい。
【実施例２】
【００５７】
図５は、熱板装置の実施例２を示している。
【００５８】
なお、この実施例２では、実施例１に示した吸引路３ｃの位置が変更されているのみである。
【００５９】
よって、以下の説明においては、実施例１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６０】
実施例２における熱板装置は、真空引き用穴１ａ及び真空引き用溝１ｅに繋がる真空引き用の吸引路３ｃをサブプレート３の中心に配置している。
【００６１】
真空引き吸引路３ｃは、中心に位置しているので各々の真空引き用穴１ａの真空度が均一になるため、被加熱物３１を均一にトッププレート１の平面状に吸着される。
【００６２】
このような真空引き用穴１ａの配置と真空引き用溝１ｅとの組合せにより、真空引きのバラつきを抑え良好なバランスの真空引き圧力を得ることが可能となる。
【実施例３】
【００６３】
図６は、熱板装置の実施例３を示している。
【００６４】
実施例３における熱板装置は、対応ウェハサイズエリアごとに独立した真空引きエリアを持つことを特徴とする。
【００６５】
真空引き用溝１ｅは、各ウェハサイズごとしか連通しておらず、各ウェハサイズごとにサブプレートに形成された溝３ａおよび真空引き用吸引路３ｃに真空引き用穴１ａにより良好な真空引き圧力を得る。
【００６６】
各エリアはエリアを分割する位置でシール部材５によってシールされている。
【００６７】
本実施例においては、各エリアごと別々の真空引き圧力を得ることができる他、大サイズに適合した熱板装置であっても、小サイズに使用する場合は、被加熱物サイズ外の吸引路３ｃを閉じることにより無駄なくコンバージョン仕様とすることが可能である。
【実施例４】
【００６８】
図７は熱板装置の実施例４を示している。
【００６９】
実施例４における熱板装置はサブプレート３の位置平面上に冷却用の流路３ｅを形成したものである。
【００７０】
この冷却用流路３ｅはサブプレート３の一平面上に直接形成した後、接着、ロー付け等によって蓋をし一体としたもの、パイプを圧入したものを、別部品として形成したもの等を、サブプレート３へ固定したもののいずれかから成り加熱のみならずマイナス数十度の冷却プレートとしても使用できる加熱冷却装置である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の熱板装置は、半導体の製造工程において電子部品のような被加熱物を加熱し、被加熱物を所定温度としてから各種の電気的特性を測定し、被加熱物の品質をチェックするために用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る熱板装置の実施例１を示す断面図である。
【図２】図１に示した熱板装置における真空引き用穴及び溝形状の一部を拡大して示した断面図である。
【図３】図１に示した熱板装置における真空引き用溝のパターンを示す平面図である。
【図４】図３に示した熱板装置における真空引き用溝の一部を拡大して示した平面図である。
【図５】図１に示した熱板装置の実施例２を示す断面図である。
【図６】図１に示した熱板装置の実施例３を示す平面図である。
【図７】図１に示した熱板装置の実施例４を示す断面図である。
【図８】先行技術における熱板装置による金属プレートの構成を示す断面図である。
【図９】図８に示した熱板装置の平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１      トッププレート
１ａ    真空引き用穴
１ｃ    補助穴
１ｅ    真空引き用溝
３      サブプレート
３ａ    サブプレート溝
３ｃ    吸引路
３ｅ    冷却用流路
５      シール部材
７      電気ヒータ
１１    断熱材
【図１】
2006040754.tif 000003
【図２】
2006040754.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006040754.tif 000008
【図７】
2006040754.tif 000009
【図８】
2006040754.tif 000010
【図９】
2006040754.tif 000011