(57)【要約】【課題】熱交換金属ユニットが発生した熱流を効率良くウェハまで伝達させる。【解決手段】熱交換金属ユニット３０と、絶縁層２０と、ウェハ５０を固定するチャックトップ１０とがこの順に積層されるウェハチャック１００であって、熱交換金属ユニット３０と絶縁層２０との間、及び絶縁層２０とチャックトップ１０との間との何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材４０ａ，４０ｂを備える。また、ウェハ５０をリテーナ１５でチャックトップ１０に押さえ付け、チャックトップ１０とウェハ５０との間に窒素ガスを通流させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換金属ユニットと、チャックトップとを備えるウェハチャックであって、
前記チャックトップは、
ウェハを固定するリテーナを取り付ける取付部と、
前記ウェハと前記チャックトップとの間にガスを通流させる開口部と
を備えることを特徴とするウェハチャック。
【請求項２】
請求項１に記載のウェハチャックであって、
前記熱交換金属ユニットと前記チャックトップとの間に設けた絶縁層と、
前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材と、
をさらに備えることを特徴とするウェハチャック。
【請求項３】
熱交換金属ユニットと、絶縁層と、ウェハが固定されるチャックトップとがこの順に積層された温度制御型のウェハチャックであって、
前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備える
ことを特徴とするウェハチャック。
【請求項４】
請求項３に記載のウェハチャックであって、
前記板状金属弾性部材は、金網である
ことを特徴とするウェハチャック。
【請求項５】
熱交換金属ユニットと、絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層されたウェハチャックを有する真空プローバ装置であって、
前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備える
ことを特徴とする真空プローバ装置。
【請求項６】
熱交換金属ユニットと、チャックトップとを備えるウェハチャックを有する真空プローバ装置であって、
前記チャックトップは、
ウェハを固定するリテーナを取り付ける取付部と、
前記ウェハと前記チャックトップとの間にガスを通流させる開口部と
を備えることを特徴とする真空プローバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハチャック、及び真空プローバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の高性能化により、多くの産業機器、家電製品で電子制御が行われている。特に、携帯端末機器や、車載機器に搭載される半導体素子は、低温から高温まで、広範囲の温度域における安定動作が要求されており、半導体素子メーカは、ウェハレベルの温度特性試験を実施している。
この温度特性試験は、４Ｋ（−２６９℃） 〜 ＋５００℃の範囲で冷却・加熱されたステージに固定されたウェハに対して温度ストレスや、電気的ストレスを印加し、半導体素子の動作可能温度や特性の温度依存性について計測を行うものである。
【０００３】
ウェハの温度特性試験に使用される加熱冷却ステージ（以下、「ウェハチャック」という。）は、ヒータや冷却器を温度制御するための温度センサの温度と、ウェハ温度とを略等しくする必要がある。例えば、特許文献１は、ウェハチャック上に載置した高熱伝導性シート（カーボンシート）と、該高熱伝導性シート上に載置したウェハとを真空チャックで固定する技術を開示している。特許文献１の技術は、ウェハチャックとウェハとの温度差を低減させたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウェハチャックは、ヒータが発生する電流ノイズをウェハに影響を与えないように構成する必要がある。このために、ウェハチャックは、加熱冷却を行う熱交換ユニットと、ウェハを載置する金属製のチャックトップとの間にセラミックの絶縁層を挿入し、熱交換ユニットとチャックトップとの間に電気的な絶縁を施すことがある。また、ヒータや冷却器を温度制御するための温度センサも電流ノイズを発生することがある。このため、温度センサは、チャックトップに内蔵することなく、熱交換ユニットに内蔵させてしまうことがある。
【０００６】
ところで、ウェハが大口径になればなるほど、絶縁層やチャックトップは、表面の反りや非平坦性（面精度）の問題が顕著になる。この反りや非平坦性は、熱交換ユニットと絶縁像との間や、該絶縁層とチャックトップとの間に空隙を発生させる。この空隙は、熱交換ユニットからチャックトップまでの熱伝導にムラを生じさせ、チャックトップへの熱流を低減させる。この結果、ウェハチャックは、熱交換ユニットとチャックトップやウェハとの温度差を増大させてしまい、チャックトップやウェハの温度制御を難しくしてしまう。
【０００７】
特許文献１の技術は、ウェハチャックの最上段であるチャックトップとウェハとの間の熱伝導性を高める技術である。つまり、特許文献１の技術は、チャックトップと熱交換ユニットとの間に絶縁層が挿入されたウェハチャックのことは考慮されていない。このため、特許文献１の技術は、チャックトップの熱分布のムラを解消することができず、熱交換ユニットが発生した熱流を効率良くウェハまで伝達することができない。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、熱交換金属ユニットで発生した熱流を効率良くウェハまで伝達させることができるウェハチャック、及び真空プローバ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の一の手段は、熱交換金属ユニットと、チャックトップとを備えるウェハチャックであって、前記チャックトップは、ウェハを保持するリテーナを取り付ける取付部と、前記ウェハと前記チャックトップとの間にガス（例えば、窒素ガス）を通流させる開口部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
チャックトップは、ウェハの径が大きくなればなるほど、反りや面精度の問題が大きくなる。ウェハとチャックトップとの間に通流させるガスは、ウェハとチャックトップとの境界にできる空隙を埋め、チャックトップからウェハまでの熱伝導のムラを解消する。このため、熱流が熱交換金属ユニットからチャックトップを介してウェハまで効率良く伝達する。
【００１１】
また、本発明の他の手段は、熱交換金属ユニットと、絶縁層と、ウェハを固定するチャックトップとをこの順に積層するウェハチャックであって、前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層とチャックトップとの間との何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
板状金属弾性部材（例えば、銅メッシュ）は、熱伝導率が高い。熱交換金属ユニットと、絶縁層と、チャックトップとは、ウェハの径が大きくなればなるほど、反りや面精度の問題が大きくなる。板状金属弾性部材は、熱交換金属ユニットと絶縁層との境界、及び絶縁層とチャックトップとの境界にできる空隙を埋め、熱交換金属ユニットからチャックトップまでの熱伝導のムラを解消する。このため、熱流が熱交換金属ユニットからチャックトップを介してウェハまで効率良く伝達する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱交換金属ユニットが発生した熱流を効率良くウェハまで伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態である真空プローバ装置の構成図、及びプロービング状態を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態であるウェハチャックの平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態であるウェハチャックの断面図、及び正面図である。
【図４】リテーナの平面図、正面図、及び側面図である。
【図５】平織、綾織の銅メッシュの例を示す平面図、及び断面図である。
【図６】平畳織、綾畳織の銅メッシュの例を示す平面図、及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１６】
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態である真空プローバ装置の構成図であり、図１（ｂ）は、プロービング状態を示す図である。
真空プローバ装置２００は、気密又は真空状態で封止されたパッケージ構造を必要とするデバイスをウェハ状態で測定する装置である。このようなデバイスは、ＭＥＭＳタイミングデバイス、ＲＦ ＭＥＭＳタイミングデバイススイッチ、角速度センサや、非冷却赤外線センサがある。これらのデバイスは、動作時の空気抵抗を低減し、機械的Ｑ値を向上させたり、気体による熱伝導誤差を排除する断熱特性を向上させたり、するため、真空封止が必要である。真空プローバ装置２００は、ウェハチャック１００と、ＸＹＺθステージ１１０と、真空チャンバ１２０と、電子計測器１５０と、プローブカード１６０とを備えている。なお、プローブカード１６０は、マニピュレータ式であっても構わない。
【００１７】
ウェハチャック１００は、その上面に測定対象であるウェハ５０を載置・固定するものである。ウェハチャック１００は、上面に固定されたウェハ５０を加熱冷却するものであり、ヒータ３２と温度センサ３３（図３（ｂ））とを内蔵している。ＸＹＺθステージ１１０は、ウェハチャック１００をＸＹＺθ方向に移動させるものであり、ウェハチャック１００の移動に伴い、ウェハ５０を移動させる。
【００１８】
また、真空チャンバ１２０は、ウェハチャック１００と、ＸＹＺθステージ１１０と、プローブカード１６０とを収納する。真空チャンバ１２０は、真空中で計測を行うためのものであり、例えば、半導体素子のインピーダンス特性を真空環境で計測することができる。真空ポンプ１３０は、真空チャンバ１２０の内部を真空にするために、空気を排出する装置である。
【００１９】
電子計測器１５０は、例えば、半導体パラメータアナライザや、インピーダンスアナライザであり、半導体素子の電流-電圧特性や、電圧-容量特性、インピーダンス特性を評価することができる。プローブカード１６０は、プローブ１６１をウェハ５０の特定部に接触させて、電圧、電流を印加すると共に、該特定部の電圧、電流、位相などを測定するものである。プローブカード１６０と電子計測器１５０とは、テストケーブル１６５、及びハーメチック電流導入端子（図示せず）を介して接続される。なお、プローブカード１６０やマニピュレータ（図示せず）は、複数のプローブ１６１を備えている。
【００２０】
図１（ｂ）において、プローブ１６１は、ウェハ５０に形成された半導体素子（例えば、ＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ）に接触させられ、該半導体素子の電位や電流を測定するためのものである。
【００２１】
ウェハ５０は、複数の半導体素子が形成されている。図１（ｂ）は、何れか一つの半導体素子（ＭＯＳトランジスタ）の特性を測定している様子を示している。ＭＯＳトランジスタは、ドレイン（Ｄｒａｉｎ）、ゲート（Ｇａｔｅ）、ソース（Ｓｏｕｒｃｅ）がサブストレート（ウェハ５０）に形成されており、各部の電位、及び電流が測定される。
【００２２】
ところで、本実施形態のウェハチャック１００と比較する比較例としてのウェハチャック１０１は、ヒータ３２を備えている。このため、比較例としてのウェハチャック１０１は、ヒータ３２が発生する電流ノイズがプローブ１６１に流れ込み、プローブ１６１の測定電位に影響を与えてしまうことがある。
【００２３】
図２は、ウェハチャックの平面図であり、図３（ａ）は、ウェハチャックのＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は、ウェハチャックの正面図である。
そこで、本実施形態のウェハチャック１００は、金属製の熱交換ユニット３０と、絶縁層としてのインシュレータ２０と、金属で形成されたチャックトップ１０との三層構造を基本構成としている。つまり、インシュレータ２０は、ヒータ３２が発生する電流ノイズをウェハ５０に流れ込ませないようにしている。ここで、インシュレータ２０は、アルミナ等のセラミックで形成されている。
【００２４】
さらに、本実施形態のウェハチャック１００は、チャックトップ１０とインシュレータ２０との間に金網としての銅メッシュ４０ａが介挿され、インシュレータ２０と熱交換ユニット３０との間に銅メッシュ４０ｂが介挿されている点が特徴構成としている。
【００２５】
この銅メッシュ４０ａ，４０ｂは、チャックトップ１０とインシュレータ２０との間、及び該インシュレータ２０と熱交換ユニット３０との間の接触熱抵抗を低減させ、熱交換ユニット３０と、チャックトップ１０との温度差を小さくする目的で介挿されている。また、銅メッシュ４０ａ，４０ｂは、銅線（銅の熱伝導率：３９８［Ｗ／ｍＫ］）が板状に編まれているので、厚さ方向、及び面内の熱伝導率がアルミナ（熱伝導率：３２［Ｗ／ｍＫ］）よりも高い。
【００２６】
図５，６は、銅メッシュの例を示す平面図、及び断面図である。特に、図５（ａ）（ｂ）は、平織を示し、図５（ｃ）（ｄ）は、綾織を示し、図６（ａ）（ｂ）は、平畳織を示し、図６（ｃ）（ｄ）は、綾畳織を示している。なお、各図は、最密構造で記載されており、縦線、及び横線が屈曲しているが、縦線、及び横線の間隔を拡げれば屈曲が少なくなる。
【００２７】
平織は、縦線と横線とが一定の間隔を保ち、１本ずつ交互に交わった最も基本的な織り方である。一方、綾織は、縦線と横線が一定の間隔を保ち、互いに２本以上ずつ乗り越えて交わった織り方である。綾織は、線が２本に跨がるため、線の曲折角度が大きくなる。平畳織は、横線が相接するように並んだ織り方である。平畳織は、高い強度が得られ、補強用として適する。綾畳織は、横線が相接するように並び、かつ互いに２本以上ずつ乗り越えて交わった織り方である。綾畳織は、他の織り方と比べ、最も微細なろ過粒度を得ることが可能であり、また表面の平滑さを有している。
【００２８】
本実施形態の銅メッシュ４０ａ，４０ｂは、チャックトップ１０、インシュレータ２０や、熱交換ユニット３０と接触する接触領域４１，４２の数を増加させるため、平織（図５（ａ）（ｂ））を採用しているが、綾織、平畳織、綾畳織であっても構わない。
図５（ｂ）において、銅メッシュ４０（４０ａ，４０ｂ）は、縦線、及び横線の線径の３倍の厚さｔ３を有しているように描かれている。しかしながら、接触領域４１の厚さｔ２や、接触領域４２の厚さｔ１は、線径の２倍になっている。つまり、銅メッシュ４０ａ，４０ｂは、接触領域４１で間隔（ｔ３−ｔ２）の空間ができ、接触領域４２で間隔（ｔ３−ｔ１）の空間ができている。言い換えれば、銅メッシュ４０ａ，４０ｂは、線材の弾性により、接触領域４１，４２の位置が厚さ方向に間隔（ｔ３−ｔ２）又は間隔（ｔ３−ｔ１）だけ変位可能な弾性部材としての性質を有している。この弾性部材としての性質は、隣接する縦線や横線との間隔を若干広げれば、顕著である。
【００２９】
ここで、図２，３の説明に戻る。ウェハチャック１００は、断面視円形状のチャックトップ１０を備え、冷却用エアＩＮポート３６，冷却用エアＯＵＴポート３５、ガス導入ポート３７を設けている。チャックトップ１０は、複数の窒素出射口１１と、複数のリテーナ用タップ孔１２とが放射状に配置されている。窒素出射口１１は、窒素ガス（Ｎ２）を出射する開口部である。窒素ガスは、チャックトップ１０とウェハ５０との間を通流し（図３（ａ）参照）、チャックトップ１０とウェハ５０との間にできた空隙内に滞留する。完全に真空な空隙は、熱流が伝達しないが、窒素ガスが滞留した空隙は、熱流が伝達する。このため、窒素ガスは、その通流により、チャックトップ１０とウェハ５０との間の温度差を低減する作用を有する。また、出射された窒素ガスは、真空ポンプ１３０（図１）が回収する。
【００３０】
なお、複数の窒素出射口１１は、不活性ガス（広義）として、安価な窒素ガス（Ｎ２）を出射するが、アルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）等の希ガス（狭義の不活性ガス）を出射しても構わない。また、ウェハチャック１００は、窒素ガスを導入するため、ガス導入ポート３７（図２）を備えている。リテーナ用タップ孔１２は、取付部としてのリテーナ１５をセラミックボルト６０ａ，６０ｂで固定するタップ孔であり、ウェハ５０をリテーナ１５で保持するために設けている。
【００３１】
図４は、リテーナの平面図、正面図、及び側面図である。
リテーナ１５は、長さＬ、幅Ｗ、厚みｔの平面視で略長方形状の板状の樹脂、金属やセラミック等の弾性部材である。リテーナ１５は、長手方向の一端側に長孔１５ａが形成されており、他端側の一面側に切り欠き部１５ｂが形成されている。
【００３２】
リテーナ１５は、長孔１５ａにＭ３皿ネジが挿入されて、チャックトップ１０と固定されるものである。切り欠き部１５ｂは、長さＬ１、深さｔ１に切り欠けられている。切り欠き部１５ｂとチャックトップ１０の上面との間は、ウェハ５０の外周部が挿入される空間である。つまり、リテーナ１５は、水平面内を放射方向に移動可能にチャックトップ１０を固定して、ウェハ５０を切り欠き部１５ｂで保持するものである。ここで、図３では、窒素の通流を強調するために、ウェハ５０、及びリテーナ１５は、チャックトップ１０の上面から離間して描かれている。なお、リテーナ１５は、樹脂等の弾性部材であるので、切り欠き部１５ｂの深さｔ１をウェハ５０の厚みよりも浅くしておけば、ウェハ５０をチャックトップ１０にクランプすることができる。
【００３３】
インシュレータ２０は、電気的に絶縁する絶縁物であり、アルミナ等のセラミックで形成されている。また、インシュレータ２０は、中心部に窒素通流孔２１が開孔している。窒素通流孔２１は、チャックトップ１０の複数の窒素出射口１１と連通している。窒素通流孔２１は、チャックトップ１０との境界部と、熱交換ユニット３０との境界部とで径が異なっている。チャックトップ１０とインシュレータ２０との境界であって、窒素通流孔２１の外周には、Ｏリング６５が配設されている。また、インシュレータ２０と熱交換ユニット３０との境界であって、窒素通流孔２１の外周には、Ｏリング６６が配設されている。Ｏリング６５，６６は、窒素通流孔２１から銅メッシュ４０ａ，４０ｂへの窒素ガスの漏洩を防いでいる。
【００３４】
インシュレータ２０は、複数のボルト孔２０ａと、複数のボルト孔２０ｂとが開孔している。ボルト孔２０ａは、セラミックボルト６０ａで熱交換ユニット３０と固定する孔である。ボルト孔２０ｂは、セラミックボルト６０ｂでチャックトップ１０と固定する孔である。熱交換ユニット３０は、ボルト孔２０ｂに対応するように、複数のボルト用タップ孔３０ａが開口しており、チャックトップ１０は、ボルト孔２０ａに対応するように、リテーナ用タップ孔１２がボルト用タップ孔を兼用している。
【００３５】
熱交換ユニット３０は、金属製であり、加熱部３８と冷却部３９とから構成されている。加熱部３８は、ヒータ３２と温度センサ３３とを内蔵する（図３（ｂ）参照）。冷却部３２は、ヒータ３２で加熱された筐体を空冷するものであり、冷却エアポート３５，３６を設けている。
【００３６】
熱交換ユニット３０は、中心部の温度センサ３３を避けるように、窒素ガスが通流する窒素通流孔３１，３１，・・・を複数設けている。複数の窒素通流孔３１，３１，・・・は、インシュレータ２０の窒素通流孔２１の大径側に連通している。熱交換ユニット３０は、複数のボルト用タップ孔３０ａが開孔しており、セラミックボルト６０ａでインシュレータ２０と固定される。
【００３７】
また、温度センサ３３は、熱交換ユニット３０よりもチャックトップ１０に内蔵した方が、チャックトップ１０の温度を目標温度に保つことができる。しかしながら、温度センサ３３も電流ノイズのノイズ源になり得るので、本実施形態のウェハチャック１００は、温度センサ３３を加熱部３１の中心部のインシュレータ２０側に内蔵している。
【００３８】
以上説明した通り、本実施形態のウェハチャック１００は、チャックトップ１０とインシュレータ２０との間に銅メッシュ４０ａを介挿させ、インシュレータ２０と熱交換ユニット３０との間に銅メッシュ４０ｂを介挿させている。そして、この銅メッシュ４０ａ，４０ｂにより、ウェハチャック１００は、接触熱抵抗を減少させ、熱交換ユニット３０とチャックトップ１０との間の温度差を低減させている。
【００３９】
ところで、ウェハ５０の径が大きくなればなるほど、チャックトップ１０とインシュレータ２０と熱交換ユニット３０とは、表面の反りや非平坦性の問題が顕著になる。このため、比較例のウェハチャック１０１は、チャックトップ１０とインシュレータ２０との接合面、及びインシュレータ２０と熱交換ユニット３０との接合面は、空隙が発生し易くなる。この空隙内が真空であると、熱伝導しないので、比較例のウェハチャック１０１は、空隙が存在する部分と空隙が無い部分とで熱伝導にムラが生じる問題点がある。この熱伝導のムラのため、比較例のウェハチャック１０１は、熱交換ユニット３０からチャックトップ１０まで、効率的に熱流が伝達されず、チャックトップ１０の温度が上昇または降下しにくくなる。
【００４０】
このため、比較例のウェハチャック１０１は、熱交換ユニット３０の上面温度と、チャックトップ１０の温度とが異なるので、熱交換ユニット３０の温度を制御する温度センサ３３をチャックトップ１０に内蔵させて、チャックトップ１０の温度を基準に温度制御する必要があった。
【００４１】
この点、本実施形態のウェハチャック１００は、チャックトップ１０とインシュレータ２０との接合面、及びインシュレータ２０と熱交換ユニット３０との接合面に銅メッシュ４０ａ，４０ｂが介挿されている。このため、ウェハチャック１００は、比較例のウェハチャック１０１に比較して、熱伝導のムラの問題が改善する。したがって、ウェハチャック１００は、熱交換ユニット３０からチャックトップ１０まで、効率的に熱流が伝達され、熱交換ユニット３０に内蔵された温度センサ３３の温度と、チャックトップ１０の温度とが近似する。
【００４２】
また、本実施形態の真空プローバ装置２００（図１）は、チャックトップ１０とウェハ５０との間に窒素ガスを通流させることにより、真空中よりも熱伝導性を向上させている。つまり、ウェハチャック１００は、熱交換ユニット３０に内蔵された温度センサ３３の温度と、ウェハ５０の温度とが近似する。したがって、本実施形態のウェハチャック１００は、温度センサ３３を熱交換ユニット３０に内蔵させて、温度センサ３３の電流ノイズがプローブ１６１（図１）に影響を及ぼさないようにすることができる。
【００４３】
ところで、チャックトップ１０とウェハ５０との間は、温度変化によるウェハの反り、チャックトップとウェハとの間のダストの噛み込み、チャックトップの傷、温度変化によるチャックの反り、ウェハ裏面の平坦度により、真空状態の空間が形成される。ここで、チャックトップ１０とウェハ５０との間に、カーボンシートや、軟質金属であるインジウムシート（熱伝導率：８１．７［Ｗ／ｍＫ］）を挿入し、空隙を埋めて熱伝導を向上させることが考えられる。しかしながら、インジウムは、融点が１５６．４℃と低く、＋２００℃以上の高温試験に使用することができない問題点を有する。また、カーボンシートは、数Ω程度の抵抗値を有しており、パワー半導体などウェハの裏面を電極とする構造の半導体素子では、この抵抗値が電気測定の試験結果に悪影響を及ぼしてしまう問題点を有する。なお、本実施形態の真空プローバ装置２００は、真空中でウェハ５０をチャックトップ１０に載置するものなので、真空チャックを用いることなく、ウェハ５０を取付部としてのリテーナ１５で固定している。
【００４４】
ところで、銅のヤング率Ｅは、１１０［×１０９Ｎ／ｍ２］であり、インジウムのヤング率は、１０．８［×１０９Ｎ／ｍ２］よりも高い値である。金属メッシュ（銅メッシュ４０）は、複数の屈曲線材を所定間隔（等間隔）で配列したものであるので、単位長さ当りの線長Ｌが長く、１本当りの断面積Ａも少ない。したがって、金属メッシュのばね定数Ｋ＝ＥＡ／Ｌは、板材よりも小さな値になる。
【００４５】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態のウェハチャック１００は、チャックトップ１０とインシュレータ２０との間、及び該インシュレータ２０と熱交換ユニット３０との間に、銅メッシュ４０ａ，４０ｂを介挿させたが、銅（熱伝導率：３９８［Ｗ／ｍＫ］、ヤング率：１１０［×１０９Ｎ／ｍ２］）に限らず、鉄（熱伝導率：８０．３［Ｗ／ｍＫ］、ヤング率：２００［×１０９Ｎ／ｍ２］）、ステンレス、アルミニウム（熱伝導率：２３７［Ｗ／ｍＫ］、ヤング率：６８．３［×１０９Ｎ／ｍ２］）等の金属や、これらのメッキ品を用いた金属メッシュ（金網）であっても構わない。 
【００４６】
（２）前記実施形態のインシュレータ２０は、電気的に絶縁性が高く、セラミックの中では最も汎用的なアルミナセラミックで形成したが、電気的絶縁性が高く、許容範囲の熱伝導率を有するサファイヤや、窒化ホウ素セラミックで形成しても構わない。この場合であっても、チャックトップ１０とインシュレータ２０との間、及び該インシュレータ２０と熱交換ユニット３０との間に空隙ができることは変わらない。このため、サファイヤや窒化ホウ素セラミックを用いたウェハチャックは、板状金属弾性部材としての銅メッシュ４０ａ，４０ｂを介挿させて、空隙を熱伝導させる効果を有する。
【００４７】
（３）前記実施形態の熱交換ユニット３０は、ヒータ３２を用いる加熱部３８と、冷却エアを通流させる冷却部３９とを備えていたが、例えば、ペルチェ素子を用いたりすることもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  チャックトップ
１１  窒素出射口（開口部）
１２  リテーナ用タップ孔
１５  リテーナ（取付部）
２０  インシュレータ（絶縁層）
２１  窒素通流孔
３０  熱交換ユニット（熱交換金属ユニット）
３１  窒素通流孔
３２  ヒータ
３３  温度センサ
３５，３６  冷却エアポート
３７  ガス導入ポート
４０，４０ａ，４０ｂ  銅メッシュ（板状金属弾性部材、金網）
５０  ウェハ
１００，１０１  ウェハチャック（真空プローバ用ウェハチャック）
１１０  ＸＹＺθステージ
１２０  真空チャンバ
１３０  真空ポンプ
１５０  電子計測器
１６０  プローブカード
１６１  プローブ
２００  真空プローバ装置
【図１】
2018074099.tif 000003
【図２】
2018074099.tif 000004
【図３】
2018074099.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018074099.tif 000007
【図６】
2018074099.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月15日(2017.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換金属ユニットと、絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層された真空プローバ用ウェハチャックであって、
前記チャックトップは、
ウェハを固定するリテーナを取り付ける取付部と、
前記ウェハと前記チャックトップとの間にガスを通流させる開口部とを備え、
前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材をさらに備える
ことを特徴とする真空プローバ用ウェハチャック。
【請求項２】
熱交換金属ユニットと、電気的絶縁層と、ウェハが固定されるチャックトップとがこの順に積層された温度制御型の真空プローバ用ウェハチャックであって、
前記熱交換金属ユニットと前記電気的絶縁層との間、及び前記電気的絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備え、
前記電気的絶縁層は、アルミナ、サファイヤ、及び窒化ホウ素セラミックの何れか一つであり、
前記熱交換金属ユニットは、温度センサを内蔵している
ことを特徴とする真空プローバ用ウェハチャック。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の真空プローバ用ウェハチャックであって、
前記板状金属弾性部材は、金網である
ことを特徴とする真空プローバ用ウェハチャック。
【請求項４】
熱交換金属ユニットと、電気的絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層されたウェハチャックを有する真空プローバ装置であって、
前記熱交換金属ユニットと前記電気的絶縁層との間、及び前記電気的絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備え、
前記電気的絶縁層は、アルミナ、サファイヤ、及び窒化ホウ素セラミックの何れか一つであり、
前記熱交換金属ユニットは、温度センサを内蔵している
ことを特徴とする真空プローバ装置。
【請求項５】
熱交換金属ユニットと、絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層されたウェハチャックを有する真空プローバ装置であって、
前記チャックトップは、
ウェハを固定するリテーナを取り付ける取付部と、
前記ウェハと前記チャックトップとの間にガスを通流させる開口部とを備え、
前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材をさらに備える
ことを特徴とする真空プローバ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、真空プローバ用ウェハチャック、及び真空プローバ装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、熱交換金属ユニットで発生した熱流を効率良くウェハまで伝達させることができる真空プローバ用ウェハチャック、及び真空プローバ装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の一の手段は、熱交換金属ユニットと、絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層された真空プローバ用ウェハチャックであって、前記チャックトップは、ウェハを保持するリテーナを取り付ける取付部と、前記ウェハと前記チャックトップとの間にガス（例えば、窒素ガス）を通流させる開口部とを備え、前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材をさらに備えることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の他の手段は、熱交換金属ユニットと、電気的絶縁層と、ウェハを固定するチャックトップとをこの順に積層された真空プローバ用ウェハチャックであって、前記熱交換金属ユニットと前記電気的絶縁層との間、及び前記電気的絶縁層とチャックトップとの間との何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備え、前記電気的絶縁層は、アルミナ、サファイヤ、及び窒化ホウ素セラミックの何れか一つであり、前記熱交換金属ユニットは、温度センサを内蔵していることを特徴とする。