JPH03183612A - 炭化珪素シートの製造法 - Google Patents

炭化珪素シートの製造法

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JPH03183612A
JPH03183612A JP1319980A JP31998089A JPH03183612A JP H03183612 A JPH03183612 A JP H03183612A JP 1319980 A JP1319980 A JP 1319980A JP 31998089 A JP31998089 A JP 31998089A JP H03183612 A JPH03183612 A JP H03183612A
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Masashi Shigeto
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上のIII用分野〕 本発明は、半導体ウェハーの切断や、その他の超精密切
断に使用される炭化珪素ブレード及び、耐酸化性を有し
た面状発熱体などに用いられる炭化珪素シート及びその
製造法に関するものである。
[従来の技術] 従来、切断用のブレードは、金属製あるいは、繊維強化
プラスチツク複合材を支持材とし、切断部分には通常、
ダイヤモンドの砥粒を金属に埋め込んだり、樹脂で固め
たものが使用されている。
薄い切断ブレードにはダイヤモンドの外、炭化珪素製の
ものがあるが、研削して薄くすることは難しいので、−
M的には厚さ200um程度のものが蒸着法でつくられ
ている。蒸着法は黒鉛基材に酸化珪素と炭素とを高温、
減圧下で反応させ、発生するガス(主としてSiO)を
基材に導き、そこで膜状炭化珪素として析出させる方法
である。その他有機珪素ポリマーのシートを焼成して炭
化珪素を主成分とするシートも提案されている(特開平
1−249660) 。
[発明が解決しようとする課題1 ダイヤモンド砥粒を用いるブレードでは厚さは50um
程度が限度であり、半導体ウェハーの切断や超精密切断
には不向きであり、また高価でもある。
蒸着法による炭化珪素ブレードは厚さ200μm程度の
ものは製造可能であるが、それよりも薄く、特にI00
um以下のようにすると、炭化珪素とμ″、鉛との熱膨
張率の差異から、炭化珪素に生じた残留歪のため、黒鉛
除夫後に炭化珪素シー トに反りが生じるなどの問題が
あって、そのような薄いシートは従来つくられていない
。またこの蒸着法によるものは極めて緻密となり、かえ
って切断・[I4能には都合が悪く、さらに結晶が独立
し、粒界がはっきりしているので、引張り強度は弱い。
前記特開平1−249660の方法では厚さ5011m
稈度まで薄くすることが可能であるが、かなりの量の炭
素と二酸化珪素がシート中に残り、用途が限定される。
本発明の目的は実用的に炭化珪素からなり、反りがなく
、切断性能に優れた極めて薄い炭化珪素シートを提供す
ることにある。
[課題を解決するための手段1 蒸着法による炭化珪素は反りの問題や切断性能の問題が
あることに鑑み、極めて薄く、かつ気孔のある炭素質(
黒鉛を含む)シートを用い、これを蒸着法により全体を
炭化珪素化することにより、これらの問題が解決できる
ことを見出し、本発明に至ったものである。
即ち、本発明は厚さが5〜100μm、密度が理論値の
50〜95%、引張り強度が15kgf / m m″
以上ある炭化珪素シー1〜、及びその製造法は有機質シ
ートを焼成した炭素質あるいは黒鉛質シートを基材とし
、これを蒸着法で炭化珪素化してシートにする方法であ
る。
炭化Fl素シートは5um未満だと強度が弱く、実用化
が難しく、また100μmを超えるものは切断ブレード
としては価値が低い。このシートの密度は理論値の50
〜95%であり、適度な気孔があるので切断の性能がよ
く、引張り強度も+5kgf /mlT12以上あるの
で問題はない。
このシートの製造法は先ず有機質シー1へを焼成して炭
素質あるいは黒鉛質のシー1−をつくる。このシートは
適度な気孔をもったものとなる。4−f機宜シー1へは
紙、あるいはポリカブ1〜ン、ポリキノリン、POD(
ポリオキサジアゾール)などの比較的炭化率の高い樹脂
のシート、フィルムなどが使用でき、その厚さは7〜1
50μmが適当である。この焼成はArガスやN2ガス
、あるいは真空中などの非酸化性雰囲気中で800℃以
上で行なう。
この温度が黒鉛化以上であれば黒鉛質シー[・どなる。
シートは焼成中収縮しやすいので(面積で約50%収縮
)、反りやうねりがないように焼成する必要がある。こ
のためには、あらかじめ表面を仕上げた黒鉛材や平滑な
黒鉛シート等で有機質シトを挾み、焼成するのがよい。
昇温速度は特に限定されないが、800℃位まではlO
℃/分より遅い速度で焼成すれば目的にあった気孔をも
つ炭素質あるいは黒鉛質のシートが得られる。このシー
トの厚みはほぼ5〜10041mである。
このようにして得られた炭素質あるいは黒鉛質シー刊・
を基材とし、炭化珪素化すれば所望の炭化■素シートが
得られる。その方法は、従来から行なわれている炭素と
 SlOガスとの反応による炭化珪素化法で実現可能で
ある。
具体的には炭素または黒鉛と二酸化珪素(Sin□)の
混合物、あるいは珪素と二酸化珪素を加熱して発生ずる
SiOガスを用いればよい。その他Siを蒸発させ、そ
の蒸気を炭素あるいは黒鉛質シートと反応させてSiC
とすることも可能である。
本発明の場合、基材となる炭素あるいは7F、 fQシ
ート全体を炭化珪素化する必要がある。その方法は、例
えば図1に示したような反応容器1の底部に二酸化珪素
と黒鉛の粉末をl:1に混合した原料2を収納した黒鉛
容器3を置き、これより間隔を置いて、炭素質あるいは
黒鉛質シート4を目皿状の支持台5上に□く。次いで上
記反応容器内を +00Torr程度に減圧し、ヒータ
ー6でl 7 [10から1900℃程度に加熱しSi
Oガスと反応させると、炭化珪素シートが得られる。
このような方法を用いることで、5から 10011m
の厚みを持つ炭化珪素よりなるシーI・の作製が可能に
なった。この方〆去で作製したシートの密度は理論値の
50〜95%、引張り強度が15kgf /mrn2以
上であり、25kgf / m rn’程度まで可能な
ので周速度6000m /分の高速回転に耐えるブレー
ドとすることができる。
なお、本発明で得られた、炭化珪素シー1−は、その比
抵抗は0.1〜lOΩ・clllであり、放電加工も可
能であり、放電加工用の電極としての使用も可能である
[実施例j 実施例1 11み約35Iimのポリ2.6−(4−フェニルキノ
リン)フィルムを、平面性Eげした黒鉛板にはさみ、真
空下で5℃/分の昇温速度で1000℃に加熱し、炭素
質シートを得た。厚みは、約30umであった。この炭
素質シートを二、酸化珪素粉末と黒g+>粉床からなる
SiO発生部から約50mm離したところに置き、 1
00Torr、 1850℃で1峙間加熱し、S10ガ
スと接触させ厚み30amの炭化珪素シートを11Pた
実施例2 ポリ2.6− (4−フェニルキノリン)を蟻酸に溶か
し、石英ガラスに塗布し、乾燥させた。乾燥後そのまま
上に石英ガラスをのせ、真空下で5℃/分の昇温速度で
800℃に加熱し、炭素質シートを得た。厚みは、約8
umであった。この炭素質シーi−を、実施例1と同様
にSiOガスと接触させ厚み7gmの炭化珪素シートを
得た。
実施例3 厚み25μmのポリカプトンフィルムを50m+nに切
断し平面仕上げした黒鉛板にはさみ、実施例1と同様に
炭素化、炭化珪素化して21tLmの炭化珪素シートを
得た。
実施例4 厚み4571m及び9DI1mの市販のリンター紙をそ
れぞれ、平面性−Lげした黒鉛板にはさみ、真空下で1
0℃/分の昇温速度で1000℃に加熱し炭素質シート
を得た。このシートを実施例1と同様に炭化珪素化して
35LLmと71amの炭化珪素シートを得た。
[比較例] 黒鉛成形体上に実施例1と同様の方法で炭化珪素膜を5
01Lm蒸着し、黒鉛を酸化除去し炭化珪素膜を得た。
これらのシートについて、強度と、密度及び反りを調べ
た結果を表1に示す。表より従来の化学気相蒸着法で得
られた物と同程度の強度を持ち、反りのない炭化珪素シ
ートが得られた。なお、比較例のものは密度がほぼ理論
値であるのに拘らず引張り強度が弱いのは納品が独立し
、粒界がはっきりしているためと思われる。
表    1 試?4 厚み 引張り強度 密度 (理論値に 対する%) 反りの 程度 実施例1 〃 2 ノ13 〃 4 ツノ 比較例 ○はガラス板上に置いたとき反り認められず。
×はガラス板上に置いたとき50uII+程度の反りが
認められた。
(切断試験) 30mmφmm−ドを用い周速度3000m /分(約
30.000rpm ) 、切断速度1m/分で、シリ
コンウェハーに深さ 2011umの溝切を行なった。
この時、シリコンウェハーの溝が180μmの深さ(ブ
レード□が20a m摩耗〉になったところで、切断距
離の比較を行なった。結果を表2に石ず。
表   2 傘)切断抵抗が高く、破壊した。
以上のように、比較例に記した密度の高い炭化珪素に比
べ、密度の低い炭化珪素を用いることで、切断能力が向
上することを確認した。
[発明の効果] 以上説明したように、比較的入手しやすい材料で、今ま
で得られていない厚みの薄い炭化珪素シートの作製が可
能になった。このシートは、半導体回路切断用や超精密
切断用のブレード、面状発熱体等に利用できる。なお、
使用形状への加工は、放電加工またはレーザー加工が可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、炭素質シートを炭化珪素化するための反応装
置の概略断面図である。 l・・・・・・反応容器、2・・−・・炭素と二酸化珪
素の混合粉末、3・・−・・−容器、4・・・・・・炭
素質シート、5・・・・・・支持金、6−・・・・・シ
ート。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)厚さが5〜100μm、密度が理論値の50〜9
    5%、引張り強度が15kgf/mm^2以上である炭
    化珪素シート。
  2. (2)有機質シートを焼成した炭素質あるいは黒鉛質の
    シートを基材とし、これを炭化珪素化することを特徴と
    する炭化珪素シートの製造法。
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