JP2002231661A - 半導体結晶インゴットの支持台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インゴットの支持台に要求される強度、剛
性、耐熱性、寸法安定性、耐油性、硬度などの諸物性を
全て備えた半導体結晶インゴットの支持台を提供する。 【解決手段】 熱硬化性樹脂に無機質充填材と補強繊維
を配合した成形材料で成形された略矩形板状の半導体結
晶インゴットの支持体とする。熱硬化性樹脂１００重量
部に対して、無機質充填材の配合量を２５０〜４５０重
量部、補強繊維の配合量を３０〜１００重量部とする。
無機質充填材を多量に配合することによって耐熱性、寸
法安定性、硬度などを向上させると共に、補強繊維によ
って強度や剛性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体結晶インゴ
ットをスライスしてウエハを造る際に該インゴットを固
定支持する支持台に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、半導体結晶インゴット
（以下、インゴットという）からウエハを造るときに
は、インゴットを支持台に載置して接着剤等で固定し、
切削油を施しながらワイヤソー等でインゴットを所定の
厚みにスライスしている。

【０００３】このようなインゴットの支持台としては、
従来から、底面にガラス板を貼り合わせて補強したグラ
ファイト製の支持台が多用されており、また、最近で
は、補強材等を配合した合成樹脂製の支持台も開発され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インゴット
の支持台には、強度（取扱い時に破損せず、インゴット
をスライス後も支持できる強度）、剛性（切断時の振動
に耐える剛性）、耐熱性（加工時の熱に耐える耐熱
性）、寸法安定性（加工時の熱で膨脹し難く加工精度を
確保できる寸法安定性）、耐油性（切削油に侵されない
耐油性）、硬度（ワイヤソーによるスムースな切断と停
止が可能な硬度）などの諸物性が要求されている。けれ
ども、上記のグラファイト製の支持台は、ガラス板で補
強されてはいるものの、脆弱質で強度が充分とは言いが
たく、また、上記の合成樹脂製の支持台は、合成樹脂の
熱膨脹係数が大きいため、耐熱寸法安定性があまり良く
ないという問題があり、上記の要求物性を全て備えた支
持台は未開発の状態である。

【０００５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であって、上記の要求物性を全て備えたインゴットの支
持台を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係るインゴットの支持台は、熱
硬化性樹脂に無機質充填材と補強繊維を配合した成形材
料を成形してなることを特徴とするものである。

【０００７】そして、請求項２に係る支持台は、上記請
求項１の支持台において、その成形材料が、熱硬化性樹
脂１００重量部に、無機質充填材を２５０〜４５０重量
部、補強繊維を３０〜１００重量部配合したものである
ことを特徴とし、更に、請求項３に係る支持台は、上記
請求項１又は２の支持台において、その熱硬化性樹脂が
不飽和ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂であり、無機
質充填材が炭酸カルシウムであり、補強繊維がガラス繊
維であることを特徴とするものである。

【０００８】請求項１のインゴットの支持台は熱硬化性
樹脂製であるが、無機質充填材が配合されているため、
耐熱性、寸法安定性、硬度などが向上し、且つ、補強繊
維が配合されているため、強度や剛性も向上する。

【０００９】特に、請求項２の支持台のように無機質充
填材が２５０〜４５０重量部と多量に配合されている
と、耐熱性、寸法安定性、硬度等の向上が顕著であり、
しかも補強繊維が３０〜１００重量部配合されている
と、無機質充填材の配合量が多量であっても、該補強繊
維の補強作用によって支持台が脆弱化する心配はない。

【００１０】また、請求項１，２の支持台のように熱硬
化性樹脂に無機質充填材と補強繊維を配合した成形材料
を成形してなるものは、耐油性もあるので短時間のうち
に切削油に侵される心配もない。

【００１１】熱硬化性樹脂や無機質充填材や補強繊維
は、入手できる公知のものが全て使用可能であるが、好
ましいものの代表例は、請求項３の支持台のように熱硬
化性樹脂として不飽和ポリエステル樹脂又はエポキシ樹
脂を使用し、無機質充填材として炭酸カルシウムを使用
し、補強繊維としてガラス繊維を使用したものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の具
体的な実施形態を詳述する。

【００１３】図１は本発明の一実施形態に係るインゴッ
トの支持台を示した斜視図である。

【００１４】この支持台Ａは、上面１が円弧状に凹曲す
る凹曲面に形成された矩形板状の支持台であって、該上
面１には細かい凹凸（不図示）が形成されている。この
上面１の凹凸は、インゴット２を接着したときの接着強
度を高める役目を果たすもので、具体的には、高低差が
０．２〜０．３ｍｍ程度の凹凸が好適である。また、支
持台Ａの底面にも、高低差が０．１ｍｍ程度の更に細か
い凹凸を形成することが好ましく、このような凹凸を形
成すると、底面の接着面積が増えるので、ワイヤーソー
などの切断装置に接着した支持台Ａをインゴットのスラ
イス後に取り外す際に接着剤が切断装置に残らないとい
う利点がある。尚、上面１の凹凸も、上記のように接着
強度を高め、それによってインゴットのスライス片を除
去するときに接着剤がスライス片に残らないようにする
ものである。

【００１５】この支持台Ａの寸法は、インゴット２のサ
イズに対応して適宜決定すればよいが、例えば８インチ
のインゴット２を接着して支持させる場合は、支持台Ａ
の幅寸法Ｗを７０〜８０ｍｍ程度、支持台Ａの厚さＴを
１８〜２０ｍｍ程度、上面１の曲率半径Ｒを１０２ｍｍ
程度に設定することが好ましい。なお、支持台Ａの長さ
は、インゴット２の長さよりも若干長い寸法とするのが
好ましい。

【００１６】この支持台Ａは、熱硬化性樹脂に無機質充
填材と補強繊維を配合した成形材料を成形用金型に充填
し、加熱、加圧して、上記のような細かい凹凸のある矩
形板状に成形した点に大きい特徴を有するものである。

【００１７】熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、その他の公知
の熱硬化性樹脂が全て使用可能であるが、その中でも、
不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂が、成形性その
他の物性、経済性等の観点から好ましく使用される。

【００１８】また、無機質充填材としては、炭酸カルシ
ウム、シリカ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化マグ
ネシウム、その他の公知の無機質充填材が全て使用可能
であるが、その中でも、最もポピュラーで安価な炭酸カ
ルシウムが好ましく使用される。無機質充填材の粒径は
特に制限されないが、熱硬化性樹脂との混練性が良い５
〜５０μｍ程度の平均粒径を有するものが好適である。

【００１９】更に、補強繊維としては、ガラス繊維、カ
ーボン繊維、合成繊維、その他の公知の高強度の繊維が
全て使用可能であるが、その中でも、安価で補強効果の
大きいガラス繊維が好ましく使用される。補強繊維の太
さや長さは特に制限されないが、混練性や補強効果を考
慮すると、線径が６〜２０μｍ程度の太さで６〜２４ｍ
ｍ程度の長さを有する短繊維が好適である。

【００２０】上記の無機質充填材は、上記の熱硬化性樹
脂１００重量部に対して２５０〜４５０重量部の割合で
多量に配合することが重要である。無機質充填材の配合
量が２５０重量部より少なくなると、得られる支持台Ａ
の耐熱性、寸法安定性、硬度等を充分に向上させること
が難しくなる。一方、４５０重量部より多くなると、得
られる支持台Ａが脆弱化し、補強繊維を配合して補強し
ても強度を向上させることが難しくなる。

【００２１】また、上記の補強繊維は、上記の熱硬化性
樹脂１００重量部に対して３０〜１００重量部の割合で
配合することが重要である。補強繊維の配合量が３０重
量部より少なくなると、得られる支持台Ａの強度や剛性
を向上させることが難しくなり、１００重量部より多く
なると、成形性が低下するといった不都合を生じる。

【００２２】尚、場合によっては、上記の他に難燃剤、
着色剤、離型剤その他の添加剤を適量添加してもよい。

【００２３】以上のような組成の成形材料を成形金型に
充填し、加熱、加圧して、図１に示すような矩形板状に
成形した支持台Ａは、熱硬化性樹脂を使用していても、
無機質充填材が多量に配合されているため、後述の実験
データから裏付けられるように、耐熱性、寸法安定性、
硬度等が良好であり、且つ、補強繊維が配合されている
ため、後述の実験データから裏付けられるように、強度
や剛性も良好である。そして、この成形材料で成形され
た支持台Ａは、耐油性もある。

【００２４】このように、本発明の支持台Ａは耐熱性、
寸法安定性、硬度、強度、耐油性等の要求物性を全て備
えているため、この支持台Ａにインゴット２を接着剤で
接着して切削油を施しながらワイヤソーでスライスする
際、その振動に耐えて、スムースな切断と停止が可能と
なり、切削油で侵されることもなく、スライス中は勿
論、スライス後も確実に支持して加工工程へ移すことが
でき、加工工程の熱に耐えてほとんど膨脹することなく
高い精度で加工することが可能になる。

【００２５】図２は、本発明の他の実施形態に係るイン
ゴットの支持台を示した斜視図である。

【００２６】この支持台Ｂは、上面１を平坦面に形成し
た以外は前述の支持台Ａと同様の矩形板状に成形したも
のであり、成形材料も支持台Ａのものと同じであるか
ら、説明を省略する。このように、支持台は、その上面
を必ずしも凹曲面にする必要がなく、平坦面のままにし
てもよいものである。尚、この平坦な上面１や底面に
も、接着強度を高めるために前述の細かい凹凸（不図
示）が形成される。

【００２７】次に、本発明の効果を裏付けるために行っ
た物性試験について説明する。

【００２８】［試験片イについての物性試験］不飽和ポ
リエステル樹脂１００重量部に、無機質充填材として炭
酸カルシウム（平均粒径：１５μｍ）を３５０重量部、
補強繊維としてガラス短繊維（線径１２μｍ、平均長さ
１３ｍｍ）を５０重量部均一に混練して成形材料を調製
した。この成形材料をプレス金型に充填し、温度１４５
℃、内部圧力７０ｋｇ／ｃｍ²で加熱、加圧してブロッ
ク状の成形体を得た後、これを切断して試験片イを作製
した。

【００２９】そして、この試験片イについて、比重、強
度(曲げ強度)、剛性（曲げ剛性）、耐熱性（熱変形温
度）、寸法安定性（線膨脹率）、硬度（ショア硬度）を
それぞれ測定した。その結果を下記の表１に示す。

【００３０】尚、曲げ強度と曲げ剛性はＪＩＳ Ｋ ６
９１１（５．１７）の試験方法によって、熱変形温度は
ＪＩＳ Ｋ ７２０６の試験方法によって、線膨脹率は
ＡＴＭＳ Ｄ ６９６の試験方法Yによって、ショア硬
度はショア硬度計Ｄ（東洋精機（株）製）を用いて測定
したものである。

【００３１】［試験片ロについての物性試験］不飽和ポ
リエステル樹脂に代えてエポキシ樹脂を用いた以外は上
記と同様にして試験片ロを作製し、この試験片ロについ
て上記と同様の物性試験を行った。その結果を下記の表
１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】この表１の結果を見れば、試験片イ，ロ
は、曲げ強度が９９Ｎ／ｍｍ² ，１１０Ｎ／ｍｍ² であ
って、インゴットの支持台として充分な強度を有してお
り、曲げ剛性も１０００Ｎ／ｍｍ² ，９００Ｎ／ｍｍ²
と優れていることが判る。そして、試験片イ，ロのショ
ア硬度（ショアＤ）は９０と８５であり、インゴットの
支持台として充分な硬度を有することが判る。また、試
験片イ，ロの熱変形温度はいずれも１５０℃以上、線膨
脹率はいずれも２×１０^-5／℃以下であり、インゴット
の支持台に要求される耐熱性と優れた寸法安定性を有す
ることが判る。

【００３４】更に、上記の物性試験に加えて、試験片
イ，ロを切削油に８時間浸漬して、表面の変化の有無に
より耐油性の良否を調べたところ、試験片イ，ロはいず
れも膨潤などの変化がなく、良好な耐油性を有すること
が判った。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のインゴットの支持台は、要求される強度、剛性、耐熱
性、寸法安定性、硬度、耐油性等の諸物性が良好である
ため、接着剤で固定支持したインゴットを容易且つ確実
にスライスして精度良く加工することができるといった
効果奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインゴットの支持台
を示した斜視図である。

【図２】本発明の他の実施形態に係るインゴットの支持
台を示した斜視図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ インゴットの支持台 １ 支持台の上面 ２ インゴット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱硬化性樹脂に無機質充填材と補強繊維を
   配合した成形材料を成形してなる半導体結晶インゴット
   の支持台。
2. 【請求項２】成形材料が、熱硬化性樹脂１００重量部
   に、無機質充填材を２５０〜４５０重量部、補強繊維を
   ３０〜１００重量部配合したものである請求項１に記載
   の支持台。
3. 【請求項３】熱硬化性樹脂が不飽和ポリエステル樹脂又
   はエポキシ樹脂であり、無機質充填材が炭酸カルシウム
   であり、補強繊維がガラス繊維である請求項１又は請求
   項２に記載の支持台。