WO2004088733A1 - ダミーウエハ - Google Patents

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WO2004088733A1
WO2004088733A1 PCT/JP2004/004514 JP2004004514W WO2004088733A1 WO 2004088733 A1 WO2004088733 A1 WO 2004088733A1 JP 2004004514 W JP2004004514 W JP 2004004514W WO 2004088733 A1 WO2004088733 A1 WO 2004088733A1
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WO
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layers
layer
carbon fiber
cfrp
tensile modulus
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PCT/JP2004/004514
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English (en)
French (fr)
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Daisuke Uchida
Takashi Kobayashi
Kenichi Aoyagi
Shinichi Takemura
Original Assignee
Nippon Oil Coroporation
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Publication date
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Priority to EP04724415A priority patent/EP1610360A4/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins

Definitions

  • the present invention relates to a dummy wafer used in a semiconductor manufacturing process for a semiconductor integrated circuit, a semiconductor memory, and the like.
  • An object of the present invention is to provide a dummy wafer which is rigid and has high strength even if it is thin and has a large diameter of up to 0.75 mm, is relatively inexpensive, and can respond to an optical sensor.
  • Another object of the present invention is to provide a dummy wafer having low dust generation and a dummy wafer having heat resistance.
  • the wafer substrate has a plurality of one-dimensional reinforced CFRP layers, which are layers of a carbon fiber reinforced plastic made of a cured molded product of a one-way pre-preder in which carbon fibers are oriented in one direction,
  • a tensile elastic modulus of a carbon fiber in a part of the plurality of one-dimensional reinforced CFRP layers is higher than a tensile elastic modulus of a carbon fiber in another layer.
  • the wafer substrate has two skin layers each located on the main surface side, and a core layer located between the two skin layers;
  • Each of the two skin layers has a plurality of the one-dimensional reinforced CFRP layers,
  • the orientation direction of one of the two outermost CFRP layers which is the one-dimensional reinforced CFRP layer located closest to the main surface in each of the two skin layers, is taken as a reference direction
  • the other outermost CFRP layer is The orientation direction of the carbon fiber is in an angle range of 120 ° to 120 ° with respect to the reference direction
  • the tensile modulus of the carbon fibers in the two outermost CFRP layers is 200 GPa to 60 OGPa
  • Each of the two skin layers is oriented in an angle range of + 75 ° to 1090 ° with respect to the reference direction and has a tensile modulus of 4 OGPA to 1000 GPa, and any outermost CFRP One-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fibers higher than the tensile modulus of the carbon fibers in the layer, or oriented in the angle range of 1 75 ° to 1 90 ° with respect to the reference direction Z and the tensile modulus.
  • the core layer is a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fibers oriented in an angle range of + 30 ° to -60 ° with respect to the reference direction and having a tensile modulus of 400 GPa to 1000 GPa, and Z or The dummy wafer according to 6), having a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fibers oriented in an angle range of 30 ° to 160 ° and having a tensile modulus of 400 GPa to 1000 GPa.
  • the wafer substrate has two skin layers located on the main surface side, and a core layer located between the two skin layers,
  • Each of the two skin layers is a layer made of a carbon fiber reinforced plastic made of a cured molded product of a one-way pre-preder in which carbon fibers are oriented in one direction.
  • the other outermost CFRP layer is The orientation direction of the carbon fiber is 120 ° to +20 with respect to the reference direction. In the angle range of
  • Each of the two outermost CFRP layers has a tensile modulus of carbon fiber of 200 GPa to 60 OGPa,
  • Each of the two skin layers is oriented in an angle range of + 75 ° to + 90 ° with respect to the reference direction, and has a tensile modulus of elasticity of carbon fiber of the outermost CFRP layer included in the skin layer.
  • a carbon fiber-containing one-dimensional reinforced CFRP layer having a tensile modulus of 1.5 to 3.0 times the tensile elasticity ⁇ 4 rate of the carbon fiber of the outermost CFRP layer included in the skin layer,
  • the core layer has a one-dimensional reinforced CF RP layer containing carbon fibers oriented in an angle range of 120 ° to + 20 ° with respect to the reference direction and having a tensile modulus of 200 GPa to 400 GPa,
  • a dummy worm characterized in that it has a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fiber oriented in the angle range of 75 ° to 190 ° and having a tensile modulus of 200 GPa to 400 GPa.
  • At least one of the two skin layers is further oriented in an angle range of + 30 ° to 1060 ° with respect to the reference direction, and has a tensile modulus of carbon of the outermost CFRP layer included in the skin layer.
  • a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fiber that is 1.5 to 3.0 times the tensile modulus of the fiber or in an angle range of 30 ° to 160 ° with respect to the reference direction.
  • the dummy wafer according to 9) having a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fibers having a tensile elastic modulus of 1.5 to 3.0 times the carbon fiber of the outermost CFRP layer.
  • the wafer substrate has a processing surface
  • a coating layer that covers the processing surface and is made of a resin that is resistant to a polar solvent and that is cured at a temperature of 70 ° C or less.
  • FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of the dummy wafer of the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a cross-sectional view along AA ′.
  • FIGS. 2A and 2B are schematic cross-sectional views showing other forms of the dummy wafer of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one form of a wafer substrate.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the dummy wafer manufactured in Example 1.
  • the shape of the dummy wafer of the present invention is not particularly limited, but is usually the same as the shape of a prime wafer used in an actual semiconductor product.
  • the standard is defined as SEMI (Semi-ductor Equ imenta nt Material lnternati on al; standard). The same is true.
  • CFRP Carbon fiber reinforced plastic
  • CFRP can be obtained by impregnating a matrix resin into a reinforcing fiber mainly composed of carbon fiber to form a pre-preg, laminating the pre-preda as required, and then curing the matrix resin.
  • thermosetting resin a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and a mixture of two or more of them can be used, and a thermosetting resin is particularly preferably used.
  • Thermosetting resins include epoxy resin, aramide resin, bismaleimide resin, phenol resin, furan resin, urea resin, unsaturated polyester resin, epoxy acrylate resin, diaryl phthalate resin, butyl ester resin, thermosetting polyimide Thermosetting resins such as resin and melamine resin can be used, and epoxy resins are preferred.
  • the thermoplastic resins include nylon resin, liquid crystalline aromatic polyamide resin, polyester resin, liquid crystalline aromatic polyester resin, polypropylene resin, polyetherphone resin, polyphenylene sulfide resin, polyetheretherketone resin, polysulfone resins, polyvinylidene chloride Bulle resin, vinylon resin, Aramido; can be used Kitsuki fact, resin and fluorine resin.
  • the matrix resin is preferably 5,000 to 10,000 poise at 25 ° C., more preferably 10,000 to 1,000 poise, more preferably 100,000 poise to 1.0,000. 0 voice, more preferably 50,000 voice to 150,000 voice, of 50.
  • C has a viscosity of preferably from 1,000 poise to 300,000 vise, more preferably from 1,000 poise to 10,000 vise.
  • the number By setting the number to 0.000 or more, it is possible to excellently prevent the prepreg once adhered at the time of laminating the prepreg from being easily peeled off at the time of laminating the prepreg and making it difficult to correct the lamination of the prepreg.
  • the viscosity at 50 ° C to be not less than 1,000 voids, the resin impregnation property is good, and the resin flow property at the time of molding can be excellently prevented.
  • the viscosity of the resin By setting the viscosity of the resin to be equal to or less than 30,000 voids, it is possible to excellently prevent the resin flowability at the time of molding from being small and impairing the resin impregnation.
  • the amount of the matrix resin contained in the pre-preda is preferably 20% by mass based on the total amount of the reinforcing fibers and the matrix resin, irrespective of whether or not a force containing an optional component such as a filler is contained therein. To 50% by mass, more preferably 2.5% to 45% by mass. . (Heat-resistant epoxy resin composition)
  • the heat resistance temperature of the dummy wafer can be raised to 230 ° C, and extremely good composite physical properties and excellent
  • Art gas is a gas that comes out of the resin and can be a source of contamination in the semiconductor manufacturing process.
  • epoxy resins can be used as the epoxy resin used in the above epoxy resin composition.
  • Bisphenol A type epoxy resin phenol novolac type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, bisphenol F type
  • An epoxy resin composition comprising one or a combination of two or more selected from epoxy resins and diaminodiphenyl sulfone is preferred.
  • a bisphenol A type epoxy resin which is liquid at 20 is preferably used.
  • being liquid at 20 ° C. means that the viscosity of the resin at the temperature is in the range of 1 poise to 100 poise, preferably in the range of 10 poise to 500 poise.
  • Illustrative examples of bisphenol A-type epoxy resin that is liquid at 20 ° C are: Epototo YD128, YD134 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), Epicot 828, 834 (or more) Bisphenol A type epoxy resin which is commercially available under a trade name or product number such as Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.).
  • the content of the bisphenol A-type epoxy resin in the epoxy resin composition is preferably 20 to 40 parts by mass, more preferably 25 to 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the entire epoxy resin. It is selected in the range of parts by mass to 35 parts by mass.
  • the content of the bisphenol A type epoxy resin is preferably 20 to 40 parts by mass, more preferably 25 to 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the entire epoxy resin. It is selected in the range of parts by mass to 35 parts by mass.
  • phenol novolak-type epoxy resin a phenol novolak-type epoxy resin having a viscosity at 52 ° C. of from 10 to 300, preferably from 10 to 200, is preferably used.
  • resins that can be used include Epoxy Coat 152, 154 (more than oiled shell epoxyne ⁇ ), DEN 431, 438, 439 (more than Dow Chemical), Examples include phenol novolak type epoxy resins which are commercially available under trade names or product numbers such as phenothot YP50, YDPN 638 (manufactured by Toto Kasei). By using this, the composite physical properties, heat resistance and moisture resistance of the composite material can be improved.
  • the content of the phenol-novolac epoxy resin in the epoxy resin composition is preferably from 40 to 60 parts by mass, more preferably from 45 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the entire epoxy resin. Selected in the range of 5 parts by weight.
  • glycidylamine type epoxy resin a tetrafunctional glycidylamine type epoxy resin is preferable, and more specifically, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is preferable.
  • This type of tetrafunctional glycidylamine type epoxy resin is available from trade names such as Yepotato YH434 (Tokyo Kasei), ELM434 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and Epikote 600 (Yukasen Shell Epoxy). Or sold under the product number.
  • This component is selected in a range of preferably 10 parts by mass to 30 parts by mass, more preferably 15 parts by mass to 25 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total epoxy resin.
  • Bisphenol F-type epoxy is a condensation product of bisphenol F and epichlorohydrin.
  • Bisphenol F type epoxy with an epoxy equivalent in the range of 150 to 190 and a viscosity at 25 ° C in the range of 4.0 to 4.5 voids It is preferable to use xylyl butter.
  • Commercially available products include Epikote 807 (manufactured by Yuka Shell Epoxy), Epotote YDF170 (manufactured by Toto Kasei), Epicron 830 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals).
  • the blending amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total epoxy resin. Preferably it is selected from a range of 15 parts by mass or less.
  • a phenoxy resin can be used as another component.
  • a phenoxy resin represented by the following formula or an epoxy-modified phenoxy resin can be used.
  • Specific examples of the phenoxy resin include those commercially available under the trade name or the product number such as YP50 (Tohto Kaseinet: h) and PKHH (manufactured by Phenoxyssiacs).
  • the content can be selected in the range of preferably 5 to 20 parts by mass, more preferably 7 to 18 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total epoxy resin. .
  • diaminodiphenylsulfone 4,4, diaminodiphenylsulfone and 3,3,1-diaminodiphenylsulfone can be used, and 4,4, diaminodiphenylsulfone is preferred.
  • This is a component that functions as a curing agent.
  • Seika Cure-1 S (trade name, manufactured by Wakayama Kasei Kogyo Co., Ltd.) can be suitably used.
  • Seika Cure S is a powder having an average particle size of 8 ⁇ to 9 ⁇ .
  • the amount used is preferably in the range of 30 parts by mass to 50 parts by mass, more preferably 35 parts by mass to 45 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total epoxy resin in the epoxy resin composition. Selected in the range of parts.
  • the content is set to 30 parts by mass or more, the material properties, heat resistance, and flexibility when CFRP is formed are excellent, and by setting the content to 50 parts by mass or less, the epoxy resin composition can be easily formed into a fiber bundle. Can be impregnated.
  • diaminodiphenyl sulfone is fine particles having a diameter of from 0.1 ⁇ m to 10 m dispersed in the epoxy resin composition.
  • the epoxy resin composition may contain, if necessary, an epoxy resin, a toughness-imparting agent, a filler, a colorant, etc. other than those described above as long as the 'I' viability is not impaired.
  • the amount of filler added is the above epoxy resin Usually about 5 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin in the composition Door can be.
  • Examples of usable coloring agents include azo pigments, phthalocyanine-based pigments, quinacridone-based pigments, and anthraquinone-based pigments as organic pigments, and titanium dioxide, graphite, cobalt violet, and red iron oxide as inorganic pigments.
  • a curing agent or a curing accelerator other than the above diaminodiphenyl sulfone can be added to the epoxy resin composition as necessary.
  • the hardening agent include diaminodiphenylsulfone and diaminogetylbenzene
  • examples of the curing accelerator include boron trifluoride monoethylamine complex and boron trichloride monoethylamine complex. it can.
  • pitch-based carbon fibers and polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fibers can be used.
  • the tensile elastic modulus of the carbon fiber used is preferably 40 OGPa or more, more preferably 50 OGPa or more, and still more preferably 60 OGPa or more.
  • the tensile modulus of the carbon fiber used is preferably 1 OOOGPa or less, more preferably 90 OGPa or less, and even more preferably 800 GPa or less.
  • Pitch-based carbon fibers can be suitably used as the carbon fibers having such a tensile modulus. It is preferable to use pitch carbon fibers also from the viewpoint of cost.
  • the pitch-based carbon fiber is a carbon fiber obtained from pitch
  • the PAN-based carbon fiber is a carbon fiber obtained from polyacrylonitrile.
  • the carbon fiber may be glass fiber, aramide fiber, stainless steel fiber, copper fiber, nickel fiber, titanium fiber, tungsten fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, titanium carbide. It can also be used in combination with fiber, boron nitride or other fibers.
  • the form of the above-mentioned reinforcing fiber is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose such as one-dimensional reinforcement, two-dimensional reinforcement, three-dimensional reinforcement, and random reinforcement.
  • reinforced fibers are staple fibers, woven fabrics, non-woven fabrics, unidirectional materials, two-dimensional fabrics, three-dimensional fabrics, etc. More specifically, felts, mats, braids, perif, pseudo-isotropic materials, plain weaves, satin weaves Materials such as twill weave, mosaic weave, leno weave and the like can be laminated and used.
  • CFRP can be manufactured by a generally known method.
  • CFRP can be obtained by impregnating a thermosetting resin into a reinforcing fiber added to the above-described form with a matrix resin to form a pre-preda, and then laminating and curing and molding, that is, curing molding. it can.
  • the so-called hot menoleto method in which the reinforcing fibers are impregnated by heating to 60 ° C to 90 ° C, can be preferably used.
  • the content of the matrix resin in the produced pre-preda is preferably in the range of 20% by mass to 50% by mass, more preferably 25% by mass to 45% by mass, based on the total amount of the reinforcing fiber and the matrix.
  • Fillers can be added to the matrix resin as desired.
  • the filler include myriki, alumina, talc, finely divided silica, wollastonite, sepiolite, base magnesium sulfate, calcium carbonate, and polytetrafluoroethylene.
  • Fluoroethylene powder, zinc powder, aluminum powder, organic fine particles, that is, acrylic fine particles, epoxy resin fine particles, polyamide fine particles, polyurethane fine particles, and the like can be given.
  • the prepreg is finally formed into CFRP.
  • an autocrepe molding method, a sheet rolling molding method, or the like can be used as the molding method.
  • the pre-preda is laminated so as to have a shape suitable for the dummy wafer, and is usually heated at 110 ° C to 150 ° C for 30 minutes in an autoclave or by a press. By heating and curing for 3 hours, CFRP can be obtained.
  • the obtained CFRP is stable in quality and has less voids.
  • Preferred molding conditions when the above epoxy resin composition is used are a heating temperature of 150 ° C. to 200 ° C. and a curing time of 30 minutes to 2 hours.
  • FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of the dummy wafer of the present invention, and FIG. Top view, (b) is AA, sectional view.
  • This dummy wafer is composed of a wafer substrate 1.
  • the wafer substrate is in the form of a plate, in particular a disk, and has a main surface 2a on the upper surface side, a main surface 2b inverted from the lower surface, and an end surface 3, and a notch 4 which is a notch for alignment. Having.
  • the dummy wafer does not need to be composed of only the wafer substrate, and for example, may have a coating layer on the wafer substrate according to a desired purpose such as dust generation prevention and scratch prevention.
  • the dummy wafer shown in FIG. 2A has an end face coating layer 4 on the end face of the wafer substrate 1 to cover the end face.
  • the dummy wafer shown in FIG. 2 (b) has main surface coating layers 5a and 5b on the main surface of the wafer substrate 1 to cover the respective main surfaces.
  • the coating layer can be formed of, for example, a resin. In the case where the notch is provided by a mechanical machine, a coating layer can be provided on the processed surface.
  • the wafer substrate can be made of a single plate-like carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • CFRP layer may be a plate-like laminate that is S-welded and laminated in the thickness direction.
  • the wafer substrate can be bonded to the CFRP layer and have another layer that is the same shape as the wafer substrate but with a reduced thickness.
  • other layers include a layer made of a resin and a layer made of a fiber-reinforced plastic without using carbon fibers as main reinforcing fibers.
  • the wafer substrate having a plurality of CFRP layers may have a CFRP layer of the same shape, dimensions and material all laminated with the same orientation, but this is not necessarily required.
  • the multiple CFRP layers may differ in one or more of thickness, material, and orientation.
  • the wafer substrate may be formed by laminating CFRP layers of the same shape, size, and material with different orientations.
  • CFRP has the property that it is difficult to bend in the direction of orientation of the carbon fiber and easily bends in the direction perpendicular to it. It is preferable that a plurality of CFRPs have different orientations in that the isotropic 1 "life of the wafer substrate on which these are laminated is improved.
  • the wafer substrate has a plurality of one-dimensional reinforced CFRP layers, which are layers of a carbon fiber reinforced plastic made of a cured molded product of a one-way pre-preder in which the carbon fibers are oriented in the negative direction, and a plurality of one-dimensional reinforced layers.
  • CFRP layers the tensile modulus of carbon fibers in some layers is higher than the tensile modulus of carbon fibers in other layers.
  • FIG. 3 schematically shows a wafer substrate having skin layers 11a and 11b located on the two main surface sides, respectively, and a core layer 12 sandwiched therebetween.
  • the properties of the skin layer and the outermost layer are more important than the core layer for the bending resistance of the dummy wafer.
  • the carbon fibers to be laminated have different elastic moduli.
  • the outermost layer of the skin layer (the reinforcing direction, that is, the orientation direction of the carbon fibers is the reference direction of the dummy wafer) is medium or highly elastic.
  • the angle display is defined as a counterclockwise direction as a + direction.
  • the wafer substrate has two skin layers located on the main surface side, respectively, and a core layer located between the two skin layers.
  • Each of the two skin layers has a plurality of CFRP layers, and the orientation direction of one of the two outermost CFRP layers, which is the one-dimensional reinforced CFRP layer located closest to the main surface, in each of the two skin layers.
  • the orientation direction of the carbon fiber of the other outermost CFRP layer is in an angle range of 20 ° to + 20 ° with respect to the reference direction
  • the tensile modulus of the carbon fibers in the two outermost CFRP layers is 200 GPa to 6 O OGPa
  • Each of the two skin layers is oriented in an angle range of + 75 ° to + 90 ° with respect to the reference direction, has a tensile modulus of 4 O OGPa to 1000 GPa, and has any outermost CFRP layer.
  • the core layer is a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fibers oriented in an angle range of + 30 ° to + 60 ° with respect to the reference direction and having a tensile modulus of 400 GPa to 1000 GPa, and Z or Dummy wafers having a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fibers oriented in the angular range of 30 ° to 160 ° and having a tensile modulus of 400 GPa to 1000 GPa.
  • the bending stiffness is obtained by multiplying the bending elastic modulus of the layer by the cube of the distance from the neutral axis and the thickness of the layer, so the outermost layer is most likely to be affected by the distance from the neutral axis.
  • the thickness of each of the two skin layers is 10% to 45% of the total thickness of the two skin layers and the core layer.
  • a dummy wafer having a wafer substrate including carbon fiber reinforced plastic,
  • the wafer substrate has two skin layers located on the main surface side, and a core layer located between the two skin layers,
  • Each of the two skin layers is a unidirectional pre-preparer in which carbon fibers are oriented in a negative direction.
  • the orientation direction of one of the two outermost CFRP layers which is the one-dimensional reinforced CFRP layer located closest to the main surface, in each of the two skin layers is taken as a reference direction
  • the other outermost CFRP layer The orientation direction of the carbon fiber is within an angle range of 20 ° to + 20 ° with respect to the reference direction.
  • Each of the two outermost CFRP layers has a tensile modulus of carbon fiber of 20 OGPa to 60 OGPa,
  • Each of the two skin layers is oriented in an angle range of + 75 ° to 1090 ° with respect to the reference direction, and has a tensile modulus of elasticity of carbon fiber of the outermost CFRP layer included in the skin layer.
  • the layer has a one-dimensional reinforced CFRP layer containing carbon fibers oriented in an angle range of 120 ° to 120 ° with respect to the reference direction and having a tensile modulus of 20 OGPa to 400 GPa,
  • At least one of the two skin layers further has an outermost CFRP layer oriented in an angle range of + 30 ° to + 60 ° with respect to the reference direction and having a tensile modulus of elasticity in the skin layer.
  • a carbon fiber cloth layer is further provided on each main surface from the viewpoint of preventing peeling of the surface layer during machining.
  • the wafer substrate can be manufactured, for example, by machining a plate-shaped CRFP into a desired shape such as a circle. Alternatively, it can be manufactured by joining a plurality of plate-shaped CFRPs as necessary to form an integrated sheet-like member having a desired thickness, and machining this into a desired shape. It can be manufactured by combining and joining at least one plate-like C FRP and a plate-like member made of another material to form an integrated plate-like member, and machining this into a desired shape.
  • SEMI Ml. 14-95 specifies guidelines for 300 mm to 400 mm mirror-finished single-crystal silicon wafers. The requirements for dimensions and tolerances described in these guidelines are summarized in Table 1.
  • the dummy wafer used in place of such a silicon wafer should have the same shape and dimensions as the silicon wafer, but as shown in Table 1, its thickness is as thin as 0.8 mm, and in some cases, it is 0 mm. It is required to be as thin as 5 mm.
  • quasi-isotropic lamination for example, 0/90/45 ° It is more preferable that the elastic modulus of each reinforcing fiber is appropriately changed.
  • CFRP flexural rigidity
  • the processed surface is coated with a resin that is resistant to polar solvents and that cures at a low temperature of 70 ° C or less (hereinafter referred to as coating resin).
  • coating resin a resin that is resistant to polar solvents and that cures at a low temperature of 70 ° C or less
  • machined surface refers to a portion where carbon fibers in CFRP are exposed by machining such as machining, and specifically, a cut surface, a polished surface, an R-machined surface, a hole-machined surface, a thin-machined surface, etc. .
  • machining such as machining, and specifically, a cut surface, a polished surface, an R-machined surface, a hole-machined surface, a thin-machined surface, etc.
  • the end surface of the wafer substrate is a machined surface formed by machining, it is preferable to provide a coating layer on the end surface as shown in FIG.
  • This coating also has the effect of protecting the end face, such as preventing scratches.
  • the coating resin examples include an acrylic resin, an ultraviolet-curable epoxy resin, a room-temperature / medium-temperature-curable epoxy resin, a moisture-curable silicone resin, and a mixture of two or more resins selected from these.
  • the mixing mass ratio of two resins selected from these resins is preferably from 1: 0.05 to 0.05: 1.
  • the resin is resistant to polar solvents, it means that the coated surface does not easily melt, swell, or stick when wiped with a cloth soaked in a polar solvent. This means that dust and dust such as carbon fine particles derived from carbon fibers are not substantially scattered. Furthermore, it means that the cloth used for wiping the resin-coated surface is not substantially contaminated with the fine carbon particles.
  • electrolyte 14 refers to an acetone-based or alcohol-based solvent and the like, for example, acetone, getyl ketone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and mixtures thereof.
  • acrylic resin examples include polyester acrylate, urethane acrylate, polyether acrylate, epoxy acrylate, polybutadiene acrylate, silicone acrylate, acrylic acrylate, and mixtures thereof.
  • a peroxide for room temperature curing or a catalyst for UV curing Can be added to cure the resin at room temperature or by irradiation with ultraviolet light.
  • the room temperature / medium temperature curable epoxy resin is an epoxy resin which is usually cured at 10 ° C to 90 ° C, preferably at 20 ° C to 80 ° C. Curing at 90 ° C or lower can prevent thermal deformation of the CFRP member.
  • an epoxy resin obtained by reacting an alicyclic amine and / or an aromatic amamine with an epoxy resin can be preferably used.
  • the ultraviolet-curable epoxy resin for example, a liquid bisphenol-type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, or a mixture thereof can be used.
  • An aromatic diazonium salt, an aromatic rhododium salt, an aromatic sulfonium salt, a methazine compound or a mixture thereof can be added to a UV-curable epoxy resin as a curing catalyst.
  • silicone resin an alkyd-modified silicone resin, an epoxy-modified silicone resin, a moisture-curable alcohol-type silicone resin, a moisture-curable oxime-type silicone resin, and an addition-reaction-type silicone resin can be used.
  • Moisture-curable alcohol-type silicone resin, moisture Cured oxime-type silicone resins are preferred.
  • moisture-curable alcohol-type silicone resin examples include SR240, SR240, SR240, and SR216 (trade names, manufactured by Toray Dow Koung Silicone Co., Ltd.). And KE 4895 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can be used. ,
  • dibutyltin diacetate, dibutyltin diallate, and a mixture thereof are used as a curing catalyst for the moisture-curable alcohol-type silicone resin.
  • the moisture-hardened oxime-type silicone resin include SR2405 and SR2411 (trade names, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) and KE444 (trade names) And Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can be used.
  • dibutyltin diacetate and dibutyltin dilaurate are used similarly to the moisture-curable alcohol-type silicone resin. And mixtures thereof.
  • a coating resin diluted to 5 to 60 parts by mass with a solvent is applied to the processed surface of a single wafer, and the applied resin is heated and cured at 70 ° C or less. Is preferably used. According to this method, a dummy wafer having a processing surface covered with a resin (coating resin) that is resistant to a polar solvent and that cures at a low temperature of 70 ° C. or less can be obtained.
  • the concentration of the coating resin diluted with the solvent By setting the concentration of the coating resin diluted with the solvent to 5 parts by mass or more, the coating obtained by applying the diluted coating resin to the processed surface can be prevented from becoming thin.By setting the concentration to 60 parts by mass or less, It is possible to excellently prevent unevenness due to uneven coating on the surface of the member after the applied coating resin is cured.
  • the method of applying the coating resin is not particularly limited, and any method can be used as appropriate. However, any method can be used as long as it can be applied and coated on the processed surface of the dummy wafer, and brush coating, spray spraying, roll coating, and the like can be employed.
  • the thickness of the coating layer obtained by applying and curing the coating resin diluted with a solvent is, for example, 5 ⁇ ! 330 ⁇ .
  • the thickness is, for example, 5 ⁇ ! 330 ⁇ .
  • the curing temperature of the coating resin is preferably 20 ° C. to 70 ° C., and by curing at 70 ° C. or lower, it is possible to prevent the dummy wafer from being warped or deformed by heat during curing. Can be prevented.
  • Example 1 Stacking of dummy wafer
  • the dummy wafer shown in Fig. 4 was created by the following procedure.
  • Bisphenol A type epoxy resin Yepototo YD128 (trade name, Toto i ⁇ M) 30 parts by mass, phenol nopolak type epoxy resin Yepotote YDPN 638 (trade name, Toto Kaseinet: fc). 50 parts by mass, phenoxy resin 10 parts by mass of Enototo YP50 (trade name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) were mixed at 200 ° C for 1.5 hours and cooled to 90 ° C.
  • Epototo YH434 (trade name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), which is a glycidylamine type epoxy resin, and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone (DDS), which is a curing agent (trade name: Seika Cure I S, 40 parts by mass were uniformly mixed under vacuum degassing to obtain a heat-resistant epoxy resin composition, which was then transferred to another container and cooled.
  • Unidirectional prepreg sheet obtained by impregnating the pitch-based carbon fibers having a tensile modulus of 80 OGP a in one direction and impregnating with the epoxy resin composition obtained in (1) above (fiber mass per unit area: 70 gZm 2.
  • Resin content 38 mass%, thickness 0.067mm
  • the volume ratio in the skin layer of the cured product of the former pre-predder using pitch-based carbon fibers was 43%, and the remaining 57% was the cured product of the latter pre-predder using PAN-based carbon fibers.
  • the pre-prepared sheet containing the pitch-based carbon fibers becomes CFRP layers 22a and 22b containing the pitch-based carbon fibers, and the pre-prepared sheet containing the PAN-based carbon fibers contains the PAN-based carbon fibers.
  • the CFRP layers are 21a and 21b (these are the outermost CFRP layers).
  • Unidirectional prepreg sheet obtained by uniformly arranging pitch-based carbon fibers having a tensile modulus of 60 OGPa in one direction and impregnating the epoxy resin composition (fiber mass per unit area) : 50 g / m Resin content: 38% by mass, thickness: 0.048 mm) and a glass fiber fabric having glass fibers in two orthogonal directions are impregnated with the epoxy luster composition obtained in (1) above.
  • the unidirectional prepreg sheet having the pitch-based carbon fiber having a tensile modulus of 600 GPa was set so that the reinforcing direction was + 45 ° with respect to the reference direction of the dummy wafer.
  • the reinforcement direction is -45 with respect to the reference direction of the dummy wafer.
  • the unidirectional pre-predator sheet having the pitch-based carbon fiber having a tensile modulus of 60 OGP a is laminated one by one so that the reinforcing direction is + 45 ° with respect to the reference direction of the dummy wafer, and the auto pre-prepared sheet is auto-stacked. It was cured by crepe to produce a 0.258 mm thick core layer.
  • the volume ratio in the core layer of the cured product of the former pre-preda using pitch-based carbon fibers was 74%, and the remaining 26% was the cured product of the latter pre-preda using glass fibers.
  • the laminate of the pre-prepared sheet containing the pitch-based carbon fiber becomes CFRP layers 23a and 23b containing the pitch-based carbon fiber when the dummy wafer is completed, and the pre-prepared sheet containing the glass fiber is made of glass fiber-reinforced plastic containing the glass fiber. Layer 24.
  • Two skin layers are prepared, and the core layer is arranged and joined between the two skin layers. Further, a carbon fiber woven fabric having a tensile modulus of 230 GPa (satin weave, thickness 1mm) to form a carbon fiber cloth layer, and the thickness is 0. A 77 Omm CFRP plate was obtained. This cloth layer becomes carbon fiber cloth layers 31a and 3 lbs when completed. A disk-shaped wafer substrate with a diameter of 300 mm was obtained from the CFRP plate by machining. Note that the orientation directions of the carbon fibers of the outermost CF RP layers existing in the two skin layers were aligned.
  • a moisture-curing alcohol-type silicone coating agent SR2410 (trade name, Toray Dow Koyung) 'Silicon Corporation, resin concentration 20 parts by mass, solvent: rig mouth-in') was applied to the caro surface using a brush. After drying the applied silicone coating agent, it was cured in a drying oven at 50 ° C. for 1 hour to form a coating layer 4 to obtain a dummy wafer, in order to further sufficiently cure the coating agent.
  • a strip-shaped test piece having a width of 2 Omm and a length of 8 Omm (X thickness of 0.770 mm) was cut out.
  • the cut-out direction of the test piece is such that the reference direction of the dummy wafer matches the length direction of the test piece (0 ° test piece), and the direction of the test piece is 90 ° with respect to the reference direction of the dummy wafer. It was classified into two types, one that matches the direction (90 ° test piece).
  • the flexural modulus was measured by a three-point bending test. The distance between the fulcrums in the three-point bending test was 6 Omm.
  • Table 2 the dummy wafer in Example 1 was isotropic with a small difference in the bending elasticity at 90 ° with respect to the reference direction and the reference direction.
  • a graphite plate (mass: lkg) with almost the same shape as the dummy wafer was placed on the dummy wafer, and then placed in an electric furnace at 200 ° C in air for 10 minutes. Thereafter, the sample was taken out of the furnace, left at room temperature for 10 minutes and air-cooled, and subjected to 50 thermal shock tests. As a result, no abnormality such as warpage or peeling occurred. In addition, there was no change in mass before and after the test.
  • Example 2 The vacuum degree 7. 0X 10- 3 P a following conditions to evaluate the outgas JP ⁇ production.
  • the dummy wafer of Example 1 had good art gas characteristics with respect to the mass loss and the deviation of the recondensable substance amount ratio.
  • Example 2
  • An epoxy resin composition was prepared in the same manner as in Example 1.
  • PAN-based carbon fibers having a tensile modulus of 23 OGPa are unidirectionally aligned and unidirectionally prepreg sheet obtained by impregnating the epoxy resin composition obtained in (1) above (fiber mass per unit area: Three types of unidirectional carbon fiber pre-predator sheets of 45 g / m 2 , resin content: 38% by mass, and thickness of 0.047 mm) were used.
  • a one-way pre-predeer sheet having a pitch-based carbon fiber having a bow I tension elasticity of 50 OGPa and a one-way pre-predeer sheet having a pitch-based carbon fiber having a bow I tension elasticity of 80 OGP a are used.
  • a unidirectional pre-predesheet having a PAN-based carbon fiber having a tensile modulus of 23 OGPa is used.
  • one unidirectional pre-predator sheet (pitch-reinforced carbon fiber with a tensile modulus of 50 OGPa) (the reinforcement direction is the reference direction of the dummy wafer) is placed, and the tensile elasticity is placed on it.
  • One-way pre-prepared sheets having a pitch-based carbon fiber with a rate of 80 OGP a were laminated one by one so that the reinforcing direction was 90 °, + 45 °, and -45 ° in order with respect to the reference direction of the dummy wafer. .
  • a unidirectional pre-predator sheet having a PAN-based carbon fiber having a tensile modulus of 23 OGPa is laminated from above, so that the reinforcing direction is the reference direction of the dummy wafer, and a tensile modulus of elasticity of 23 ′ is placed thereon.
  • Two unidirectional pre-prepared sheets with PAN-based carbon fiber of OGP a are laminated so that the reinforcing direction is orthogonal to the reference direction of the dummy wafer, and PAN-based carbon fiber with a tensile modulus of 23 OGP a is further placed thereon.
  • One unidirectional pre-preda sheet having the following was laminated so that the strengthening direction was the reference direction of the dummy wafer.
  • a unidirectional pre-predator sheet having pitch-based carbon fibers having a tensile modulus of 800 GPa is further placed thereon so that the reinforcing direction is set at 1 45 °, + 45 °, and 90 ° in order with respect to the reference direction of the dummy evaporator.
  • a unidirectional pre-predacy with pitch-based carbon fibers with a tensile modulus of 50 OGPa One sheet was laminated so that the strengthening direction was the reference direction of the dummy wafer.
  • the laminated structure of the dummy wafer according to Example 2 includes (500 GPa, 0 °, 1 layer), (800 GPa, 90 °, 1 layer), (800 GPa, + 45 °, (1 layer), (800GPa, 45 °, 1 layer), (230GPa, 0 °, 1 layer), (230GPa, 90 °, 2 layers), (230GPa, 0 °, 1 layer), (800GPa, -45 °, 1st layer), (800GPa, + 45 °, 1st layer), (800GPa, 90., 1st layer) and (500GPa, 0 °, 1st layer).
  • (500 GPa, 0 °, one layer) indicates that there is one one-dimensional reinforced CFRP layer in which carbon fibers having a tensile modulus of 500 GPa are oriented in the 0 ° direction (the same applies hereinafter).
  • Example 2 After providing a carbon fiber cloth layer on each of the main surfaces of the above-mentioned prepredder laminate in the same manner as in Example 1, it was cured by autoclaving. From this CFRP plate, a 0.772 mm thick, 300 mm diameter was obtained. A disk-shaped wafer substrate was obtained.
  • a dummy wafer was prepared in the same manner as in Example 1 except that this wafer substrate was used.
  • a strip-shaped test piece having a width of 2 Omm and a length of 8 Omm (thickness of 0.772 mm) was cut out.
  • the cut-out direction of the test piece is such that the reference direction of the dummy wafer matches the length direction of the test piece (0 ° test piece), and the direction of the test piece is 90 ° with respect to the reference direction of the dummy wafer. What matches the direction
  • Example 2 (90 ° test piece). Using the test piece, the flexural modulus was measured by a three-point bending test. The distance between the fulcrums in the three-point bending test was 6 Omm. As shown in Table 1, the dummy wafer in Example 2 was isotropic with a small difference in flexural modulus at 90 ° with respect to the reference direction and the reference direction.
  • a graphite plate (mass: l kg) with almost the same shape as the dummy wafer was placed on the dummy wafer, and then placed in an electric furnace at 200 ° C for 10 minutes in the atmosphere. After that, they were taken out of the furnace and left at room temperature for 10 minutes to be cooled by air. As a result, no abnormality such as warpage or peeling occurred. There was no change in mass before and after the test.
  • the vacuum degree 7. 0 X 10- 3 P a following conditions to evaluate the outgassing characteristics.
  • the dummy wafer of Example 2 had good gas gas characteristics with respect to mass loss, resimulated substance amount ratio, and deviation.
  • An epoxy resin composition was prepared in the same manner as in Example 1.
  • the skin layer includes a 0.052 mm-thick pre-prepared sheet and a PAN-based carbon fiber having a tensile modulus of 38 OGPa.
  • a unidirectional pre-predeer sheet having a tensile modulus of 23 OGPa and a PAN-based carbon fiber having a tensile modulus of 23 OGPa is used as the core layer.
  • a substrate having a skin layer and a core layer was integrally molded.
  • the laminating order first, of the unidirectional pre-prepared sheets containing PAN-based carbon fibers with a tensile modulus of 23 OGPa, a 0.052 mm-thick pre-prepared sheet (the reinforcing direction is the 0 ° direction of the dummy wafer) ), And a unidirectional pre-predator sheet having PAN-based carbon fiber with a tensile modulus of 38 OGPa is placed on it, and the strengthening direction is 90 °, + 45 ° in order to the 0 ° direction of the dummy wafer. One sheet each was stacked so that it would be 45 °.
  • One pre-prepader sheet of 052 mm was laminated so that the strengthening direction was the 0 ° direction of the dummy wafer.
  • the laminated structure of the dummy wafer according to the third embodiment is, in order from one main surface side, (230 GPa, 0 °, 1 layer), (380 GPa, 90 °, 1 layer), (380 GPa, + 45 ° , 1 layer), (380GPa, 45 °, 1 layer), (230GPa, 0 °, 1 layer), (230GPa, 90 °, 2 layers), (230GPa, 0 °, 1 layer) , (380GPa, 45 °, 1st layer), (380GPa, + 45 °, 1st layer), (380GPa, 90 °, 1st layer) and (230GPa, 0 °, 1st layer).
  • a carbon fiber cloth layer was provided on each of the main surfaces of the prepreg laminate in the same manner as in Example 1 and then hardened by autoclave. From this CFRP plate, a 0.74 mm thick, 300 mm diameter plate was obtained. A disk-shaped wafer substrate was obtained.
  • a dummy wafer was prepared in the same manner as in Example 1 except that this wafer substrate was used.
  • a strip-shaped test piece having a width of 2 Omm and a length of 80 mm (X thickness of 0.774 mm) was cut out.
  • the cut-out direction of the test piece is that the reference direction of the dummy wafer is the same as the length direction of the test piece (0 ° test piece), and the direction of the test piece is 90 ° with respect to the reference direction of the dummy wafer.
  • the direction (90 ° test piece) that coincided with the vertical direction was used.
  • the flexural modulus was measured by a three-point bending test. The distance between the fulcrums in the three-point bending test was 6 Omm.
  • Table 2 the dummy wafer in Example 2 was isotropic, with a small difference in flexural modulus at 90 ° with respect to the reference direction and the reference direction.
  • Thickness change The thickness of the center of the dummy wafer and the circumference of 3 Omm, 6 Omm, 90 mm, 120 mm, and 15 Omm (circumferential portion of the dummy wafer) in the radial direction from the center were measured every 15 °. The number of thickness measurement points was 121. The difference between the maximum thickness and the minimum thickness was 0.02 mm, and the dummy wafer of Example 3 had a uniform thickness.
  • & plate (mass: l kg) with almost the same shape as the dummy wafer was placed on the dummy wafer, and then placed in an electric furnace at 200 ° C in air for 10 minutes. Thereafter, the sample was taken out of the furnace, left at room temperature for 10 minutes and air-cooled, and subjected to 50 thermal shock tests. As a result, no abnormality such as warpage or peeling occurred. In addition, there was no change in mass before and after the test.
  • Example 4 Outgassing characteristics were evaluated under the conditions of a vacuum degree of 7.0 X 10-3 Pa or less.
  • the dummy wafer of Example 3 had good art gas characteristics with respect to the mass loss and the deviation of the recondensable substance amount ratio.
  • Example 4
  • An epoxy resin composition was prepared in the same manner as in Example 1.
  • Unidirectional prepreg sheet obtained by pulling PAN-based carbon fibers having a tensile modulus of 23 OGP a in one direction and impregnating the epoxy resin composition obtained in (1) above (fiber mass per unit area: 70 g / m 2, resin content: 37 mass 0/0, were used thickness 0. 072mm).
  • the unidirectional pre-prepared sheet with AN-based carbon fiber is reinforced in order with the reinforcing direction to the reference direction of the dummy wafer.
  • a total of eight sheets were stacked, one each at 0 °, 90 °, + 45 °, -45 °, one 45 °, + 45 °, 90 ° and 0 °.
  • a carbon fiber cloth layer was provided on each of the main surfaces of the pre-preda laminate in the same manner as in Example 1 and then cured by autoclaving. From this CFRP plate, a thickness of 0.776 mm and a diameter of 300 mm were obtained. Was obtained.
  • a dummy wafer was prepared in the same manner as in Example 1, except that this wafer substrate was used, and that no coating layer was provided on the processed surface.
  • Example 1 the processed surface was wiped with a dust-free clean cloth impregnated with ethanol, and black stains were observed on the clean cloth. No such phenomenon was observed on surfaces other than the machined surface.
  • a strip-shaped test piece having a width of 20111111 and a length of 80111111 (X thickness: 0.776 mm) was cut out.
  • the cut-out direction of the test piece is such that the reference direction of the dummy wafer matches the length direction of the test piece (0 ° test piece), and the direction of the test piece is 90 ° with respect to the reference direction of the dummy wafer.
  • the flexural modulus was measured by a three-point bending test. The distance between the fulcrums in the three-point bending test was 6 Omm.
  • Example 4 had a larger difference in flexural modulus at 90 ° with respect to the reference direction and the reference direction as compared with Examples 1 to 3, and anisotropy was observed in rigidity.
  • J'I4 had enough to be used as a dummy wafer.
  • Table 2 Mechanical property tests
  • a dummy wafer which is rigid, has high strength, is relatively inexpensive, and is responsive to an optical sensor.
  • dummy wafers with low dust generation and dummy wafers with heat resistance were provided.

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Abstract

炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を含むダミーウエハ。ＣＦＲＰを含むウエハ基体を有するダミーウエハであって、基体が各主表面側にある二つのスキン層とその間のコア層を有し、各スキン層は一方向プリプレグの硬化成形物からなる一次元強化層を複数有し、各スキン層中で最も主表面側にある一次元強化層（最外層）の一方の配向方向を基準に、他方の最外層は特定方向に配向し、各最外層のＣＦの引張弾性率は特定範囲内で、各スキン層は特定方向に配向し引張弾性率が特定範囲内であるＣＦを含む一次元強化層を有し、コア層が特定方向に配向し引張弾性率が特定範囲内であるＣＦを含む一次元強化層を有し且つ特定方向に配向し引張弾性率が特定範囲内であるＣＦを含む一次元強化層を有する。このダミーウエハは高強度、安価でかつ光センサにも反応しやすい。

Description

明 細 書
ダミーウエノヽ 技術分野
本発明は、 半導体集積回路や半導体メモリなどの半導体製造プロセスにおいて 用いられるダミーウェハに関する。 背景技術
従来、 半導体集積回路、 半導体メモリ等の半導体製造プロセスにおいては、 例 えば、 プラズマエッチング装置、 CVD装置、 スパッタリング装置等の各種処理 装置の稼働テスト、 バッチ処理時のウェハーの枚数合わせ、 ローデイング効果対 策等のために、 実際の I Cパターンが形成されていないダミーウェハーを用いて 各種処理を行う、 いわゆるダミー処理が行われている。 また、 プラズマ CVD装 置等の各種プラズマ装置の反応室のクリ一二ングをプラズマクリ一-ングにより 行う場合に、 例えば、 基板保持電極をプラズマから保護するためにもダミーゥェ ハーが用いられている。
従来より、 半導体デバイスの製造プロセスにおレ、て使用されるダミーウェハー としては、 以下のようなものがあり、 それぞれに問題があった。
(a) シリコン製ダミーウェハー：高価で脆く再使用できない。 使用量はウェハ 一と同数なので半導体製造コストを大幅に押し上げる。
(b) 石英製ダミーウェハー：光センサに反応しにくい。
(c) セラミックス製ダミーウェハー：重い。 光センサに反応しにくい場合があ る。
(d) ガラス状カーボン製ダミーゥヱハー：発塵の問題がある。
これらの問題を解決するための技術が、 例えば特開 2002— 1 75959号 公報に示されているが、 強度等の点において、 未だ改善の余地がある。 発明の開示
本発明は、 例えば直径 30 OmmX厚さ 0. 5 mn！〜 0. 75mmという大 径で薄型であっても剛性があって高強度であり、 比較的安価で、 光センサにも反 応しゃすいダミーゥェハを提供することを目的とする。 さらに低発麈性のダミー ウェハ、 また耐熱性があるダミーゥェハを提供することを目的とする。
更に好ましくは S E M I規格以下という極めて薄いダミーウェハでもその曲げ 剛性が実質的に均一で平面性に優れるダミーゥヱハを提供することを目的とする。 本発明により、 以下のダミーウェハが提供される。
1 ) 炭素繊維強化プラスチックを含むことを特^¾とするダミーウェハ。
2) 炭素繊維強化プラスチックを含むウェハ基体を有する 1) 記載のダミーゥ ェハ
3) 前記炭素繊維強化プラスチックが、 弓 I張弾性率が 400 GP a以上の炭素 繊維を含む 2) 記載のダミーウェハ。
4) 前記炭素繊維がピッチ系炭素繊維である 3) 記載のダミーウェハ。
5) 前記ウェハ基体が、 炭素繊維強化プラスチックからなる層である CFRP 層を複数有する 2) 記載のダミーウェハ。
6) 前記ウェハ基体が、 炭素繊維が一方向に配向した一方向プリプレダの硬化 成形物からなる炭素繊維強化プラスチックからなる層である一次元強化 CFRP 層を複数有し、
該複数の一次元強化 C F R P層のうちの、 一部の層 炭素繊維の引張弾性率が、 他の層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い 5) 記載のダミーウェハ。
7) 前記ウェハ基体が、 それぞれ主表面側に位置する二つのスキン層と、 該ニ つのスキン層の間に位置するコア層とを有し、
該二つのスキン層は、 いずれも、 前記一次元強化 CFRP層を複数有し、 該二つのスキン層のそれぞれにおいて最も主表面側に位置する一次元強化 C F R P層である二つの最外 CFRP層の一方の炭素繊維の配向方向を基準方向とした とき、 他方の最外 C F R P層の炭素繊維の配向方向は該基準方向に対して一 2 0° 〜十 20° の角度範囲にあり、
該二つの最外 CFRP層中の炭素繊維の引張弾性率はいずれも 200GPa〜6 0 OGP aであり、
該二つのスキン層は、 いずれも、 該基準方向に対して + 75° 〜十 90° の角度 範囲に配向し且つ引張弾性率が 4 O OGP a〜1000 G P aであっていずれの 最外 C F R P層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い炭素繊維を含有する一次元強 化 CFRP層おょぴ Zまたは該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の角度範囲 に配向し且つ引張弾性率が 400GPa〜1000GP aであっていずれの最外 C F R P層の炭素繊維の弓 I張弾性率よりも高レ、炭素繊維を含有する一次元強化 C FRP層を有し、
該コア層は、 該基準方向に対して +30° 〜十 60° の角度範囲に配向し且つ引 張弾性率が 400GPa〜1000GP aである炭素繊維を含有する一次元強化 CFRP層および Zまたは一 30° 〜一 60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性 率が 400GPa〜1000GP aである炭素繊維を含有する一次元強化 C F R P層を有する 6) 記載のダミーウェハ。
8) 該二つのスキン層のそれぞれの厚さは、 該二つのスキン層とコア層の合計 の厚さの 10 %〜 45 %である 7 ) 記載のダミ一ウェハ。
9 ) 炭素繊維強化プラスチックを含むウェハ基体を有するダミ一ウェハであつ て、
前記ウェハ基体が、 それぞれ主表面側に位置する二つのスキン層と、 該二つのス キン層の間に位置するコア層とを有し、
該二つのスキン層は、 いずれも、 炭素繊維が一方向に配向した一方向プリプレダ の硬化成形物からなる炭素繊維強化ブラスチックからなる層である一次元強化 C FRP層を複数有し、
該二つのスキン層のそれぞれにおいて最も主表面側に位置する一次元強化 C F R P層である二つの最外 C F R P層の一方の炭素繊維の配向方向を基準方向とした とき、 他方の最外 C F R P層の炭素繊維の配向方向は該基準方向に対して一 2 0° 〜+20。 の角度範囲にあり、
該二つの最外 C F R P層の炭素繊維の引張弾性率はいずれも 200GPa〜60 OGP aであり、
該二つのスキン層は、 いずれも、 該基準方向に対して + 75° 〜+90° の角 度範囲に配向し且つ引張弾性率がそのスキン層に含まれる最外 C F R P層の炭素 繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含有する一次元強化 C FRP層おょぴ Zまたは該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の角度範囲に 配向し且つ引張弹性率がそのスキン層に含まれる最外 C F R P層の炭素繊維の引 張弾 ^4率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含有する一次元強化 CFRP層 を有し、
該コア層が、 該基準方向に対して一 20° 〜+20° の角度範囲に配向し引張 弾性率が 200GPa〜400GPaである炭素繊維を含有する一次元強化 C F RP層を有するとともに、 該基準方向に対して + 75° 〜+90° の角度範囲 に配向し引張弹' 14率が 20 OGP a〜400 G P aである炭素繊維を含有する一 次元強化 CFRP層および Zまたは該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の 角度範囲に配向し引張弾性率が 200GPa〜400GPaである炭素繊維を含 有する一次元強化 C F R P層を有することを特^:とするダミーウェム。
10) 前記二つのスキン層の少なくとも一方が、 更に、 前記基準方向に対して + 30° 〜十 60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性率がそのスキン層に含ま れる最外 CFRP層の炭素繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊 維を含有する一次元強化 CFRP層おょぴ または前記基準方向に対して— 3 0° 〜一 60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性率がそのスキン層に含まれる 最外 CFRP層の炭素繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を 含有する一次元強化 CFRP層を有する 9) 記載のダミーウェハ。
11) さらに、 それぞれの主表面に炭素繊維クロス層を有する 6) 〜10) の 何れか一項記載のダミーゥェハ。
12) 前記炭素繊維強化プラスチックに含まれるマトリックス樹脂が、 硬化剤 としてジアミノジフエニルスルホンを含むエポキシ樹脂組成物を含む 1) 〜1 1 ) の何れか一項記載のダミ一ウェハ。
13) 前記ウェハ基体が加工面を有し、
該加工面を被覆する、 極性溶媒に対して耐性を有しかつ 70°C以下の温度で硬化 する樹脂からなる被覆層を有する 2) 〜： 12) の何れか一項記載のダミーウェハ。 本明細書において、 数値範囲.を表す rXi Xd という表現は、 別段の断りが ない限り、 と X2 との間め範囲であって および X2を含む範囲を意味する。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明のダミーウェハの一形態を示す模式図であって、 （a) は上面 図、 （b) は A— A' 断面図である。
図 2 (a) 、 （b) は、 それぞれ本発明のダミーウェハの他の形態を示す模式 的断面図である。
図 3は、 ウェハ基体の一形態を示す模式的断面図である。
図 4は、 実施例 1で製造したダミーウェハの模式的断面図である。
1 ： ウェハ基体、 2 a、 2b :主表面、 3 ：端面、 、 4 ：端面被覆層、 5 a、 5 b ：主表面被覆層、 11 a、 b ：スキン層、 12 ：コア層、 21 a、 b ：引張 弾性率 230 GP aの PAN系炭素繊維を含む CFRP層、 22 a、 b ：引張弹 性率 80 OGP aのピッチ系炭素繊維を含む CFRP層、 23 a、 b ：ガラス繊 維強化プラスチック層、 24 ：引張弾性率 600 GP aのピッチ系炭素繊維を含 む CFRP層、 31 a、 b :炭素繊維クロス層。 発明を実施するための最良の形態
〔ダミーウェハ〕
本発明のダミーウェハの形状には特段の制限はないが、 通常、 実際の半導体製 品に用いられるプライムウェハと同じ形状とされる。 プライムウェハの形状につ いては、.例えは、、 SEMI (S emi c on du c t o r Equ i pme n t a n d Ma t e r i a l s I n t e r n a t i on a l; スタンダード ίこ定 められている。 ダミーゥェハの寸法にっ 、ても同様である。
炭素繊維強化プラスチック （以下、 CFRPという。 ） は軽量で割れにくく、 平面精度を高くすることや歪みを少なくすることが容易であり、 光センサにも反 応しゃすく、 しかもシリコンなどに比べて安価である。 本発明のダミーウェハは 、 このように優れた CFRPを含むため、 これらの点において極めて優れたもの である。 また、 CFRPは石英等のように透明ではないため、 光センサーも容易 に反応する。
〔CFRP中のマトリックス樹脂〕
CFRPは炭素繊維を主とする強化繊維にマトリックス樹脂を含浸してプリプ レグとし、 プリプレダを必要に応じて積層したのち、 マトリックス樹脂を硬化さ せて得ることができる。
マトリックス樹脂としては熱硬化性樹脂、 熱可塑性樹脂およびこれらの 2以上 の混合物が使用でき、 特に熱硬化性樹脂が好ましく使用できる。
熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、 ァラミド樹脂、 ビスマレイミド樹脂、 フ ェノール樹脂、 フラン樹脂、 尿素樹脂、 不飽和ポリエステル樹脂、 エポキシァク リレート樹脂、 ジァリルフタレート樹脂、 ビュルエステル樹脂、 熱硬化性ポリイ ミド榭脂、 メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができ、 エポキシ樹脂 が好ましい。 熱可塑性樹脂としては、 ナイロン樹脂、 液晶性芳香族ポリアミド樹脂、 ポリエ ステル樹脂、 液晶性芳香族ポリエステル樹脂、 ポリプロピレン樹脂、.ポリエーテ ル ルホン樹脂、 ポリフエ二レンサルファイド樹脂、 ポリエーテルエーテルケト ン榭脂、 ポリスルホン樹脂、 ポリ塩化ビュル樹脂、 ビニロン樹脂、 ァラミド;樹月旨 、 フッ素樹脂等の樹脂を使用することができる。
〔マトリックス樹脂の物性〕
マトリックス榭脂は、 2 5 °Cで好ましくは 5， 0 0 0ボイズ〜 1 , · 0 0 0， 0 0 0ポィズ、 より好ましくは 1 0 , 0 0 0ポィズ〜 1， 0 0 0， 0 0 0ボイズ、 さらに好ましくは 5 0 , 0 0 0ボイズ〜 1 5 0， 0 0 0ボイズの、 5 0。Cでは好 ましくは 1 , 0 0 0ポィズ〜 3 0 , 0 0 0ボイズ、 より好ましくは 1 , 0 0 0ポ ィズ〜 1 0 , 0 0 0ボイズの粘度を有している。 C F R P製造用のマトリックス 樹脂の 2 5 °Cでの粘度を 1， 0 0 0 , 0 0 0ボイズ以下とすることにより、 プリ プレダが固くなってタックネスが低下することを優れて防止でき、 5 , 0 0 0ポ ィズ以上とすることにより、 タックネスが強くプリプレグ積層時に一度貼り合わ せたプリプレダが剥がれにくくなってプリプレダの積層の修正などが難しくなる ことを優れて防止できる。 また、 5 0 °Cでの粘度を 1， 0 0 0ボイズ以上とする ことにより、 樹脂の含浸性が良く、 成形時のレジンフロー性が大きくなることを 優れて防止でき、 5 0 °Cでの粘度を 3 0， 0 0 0ボイズ以 Tとすることにより、 成形時のレジンフロー性が小さく樹脂の含浸性が劣ることを優れて防止できる。
〔プリプレダ中のマトリックス樹脂の量〕
プリプレダ中に含まれるマトリックス樹脂の量は、 これにフィラーなどの任意 成分が含まれている力 \ 含まれていないかに拘らず、 強化繊維とマトリックス樹 脂の総量に対して好ましくは 2 0質量％〜 5 0質量％、 より好ましくは 2. 5質量 %〜4 5質量％の範囲で選ばれる。. 〔耐熱性ェポキシ榭脂組成物〕
硬化剤としてジァミノジフエニルスルホンを使用したエポキシ樹脂組成物をマ トリックス樹脂として使用すれば、 ダミーウェハの耐熱温度を 2 3 0 °Cまで高め ることができ、 極めて良好なコンポジット物性と優れた耐熱性及び実質的にァゥ トガスのないダミーウェハを製造することができる。 ァゥトガスは樹脂から外部 に出てくるガスであり、 これが半導体製造プロセスの汚染源となる場合がある。 上記エポキシ樹脂組成物に用いるエポキシ樹脂としては各種のエポキシ樹脂を 使用することができるが、 ビスフエノール A型エポキシ樹脂、 フエノールノボラ ック型エポキシ樹脂、 グリシジルァミン型エポキシ樹脂、 ビスフエノール F型ェ ポキシ樹脂から選ばれる 1あるいは 2以上の組み合わせとジァミノジフヱニルス ルホンからなるエポキシ樹脂組成物が好ましい。
ビスフエノール A型エポキシ樹脂としては、 2 0 で液状のビスフエノール A 型エポキシ樹脂が好ましく使用される。 ここで、 2 0 °Cで液状とは当該温度で榭 脂の粘度が 1ポィズ〜 1 0 0 0ポィズ、 好ましくは 1 0ポィズ〜 5 0 0ポィズの 範囲にあることをいう。 2 0 °Cで液状のビスフエノール A型エポキシ樹脂の具体 例を示せば、 ェポトート YD 1 2 8、 YD 1 3 4 (以上東都化成社製） 、 ェピコ —ト 8 2 8、 8 3 4 (以上油化シェルエポキシ社製） 等の商品名ないしは商品番 号で市販されているビスフエノ一ル A型エポキシ樹脂を挙げることができる。 ェ ポキシ樹脂組成物におけるビスフエノール A型エポキシ樹脂の含有量は、 全ェポ キシ榭脂 1 0 0質量部に対して、 好ましくは 2 0質量部〜 4 0質量部、 より好ま しくは 2 5質量部〜 3 5質量部の範囲で選ばれる。 ビスフエノ一ル A型エポキシ 樹脂の含有量を 2 0質量部以上とすることにより、 エポキシ樹脂組成物の粘度が 高くなつて炭素繊維等の繊維束 の含浸が難しくなることを良好に防止でき、 中 間材であるプリプレダにしたときのタック （粘着性） が低下することを良好に防 止できる。 一方、 4 0質量部以下とすることにより、 プリプレダにしたときのタ ックが強くなってその取り扱いが難しくなることを良好に防止でき、 複合材料に したときのコンポジット物性が低下し、 耐熱性、 耐湿性が低下することを良好に 防止できる。
フエノールノボラック型エポキシ樹脂としては、 5 2 °Cでの粘度が 1 0ボイズ 〜3 0 0 0ボイズ、 より好ましくは 1 0ボイズ〜 2 0 0 0ボイズのフエノールノ ポラック型エポキシ樹脂が好ましく使用される。 使用可能な樹脂の具体例として は、 ェピコ一ト 1 5 2、 1 5 4 (以上油化シェルエポキシネ ± ) 、 D E N 4 3 1 、 4 3 8、 4 3 9 (以上ダウケミカル社製） 、 フエノトート Y P 5 0、 YD P N 6 3 8 (東都化成社製） 等の商品名ないしは商品番号で市販されているフエノー ルノボラック型エポキシ樹脂を挙げることができる。 これを使用することで複合 材料のコンポジット物性、 耐熱性及び耐湿性を向上させることができる。 フヱノ —ルノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ樹脂組成物中の含有量は、 全エポキシ 樹脂 1 0 0質量部に対して、 好ましくは 4 0質量部〜 6 0質量部、 より好ましく は 4 5質量部〜 5 5質量部の範囲で選択される。
グリシジルァミン型ェポキシ榭脂としては、 4官能グリシジルァミン型ェポキ シ樹脂が好ましく、 より詳しくはテトラグリシジルジァミノジフエニルメタンが 好ましい。 この種の 4官能グリシジルァミン型エポキシ樹脂は、 ェポトート YH 4 3 4 (東都化成標） 、 E LM4 3 4 (住友化学工業社製） 、 ェピコート 6 0 4 (油化シェルエポキシ） 等の商品名ないしは商品番号で市販されている。 この 成分をエポキシ樹脂組成物中に配合することによって C F R Pのコンポジット物 性、 耐熱性及び耐湿性を一段と向上させること できる。 この含有量は、 全ェポ キシ樹脂 1 0 0質量部に対して、 好ましくは 1 0質量部〜 3 0質量部、 より好ま しくは 1 5質量部〜 2 5質量部の範囲で選ばれる。
ビスフエノール F型エポキシ榭月旨は、 ビスフエノール Fとェピクロロヒ ドリン との縮合反応生成物である。 エポキシ当量が 1 5 5〜1 9 0の範囲にあり、 2 5 °Cでの粘度が 4. 0ボイズ〜 4. 5ボイズの範囲にあるビスフエノール F型ェポ キシ榭脂を使用することが好ましレ、。 市販品では、 ェピコート 8 0 7 (油化シェ ルエポキシ社製） 、 ェポトート Y D F 1 7 0 (東都化成社製） 、 ェピクロン 8 3 0 (大日本インキ化学工業社製） 等がある。 エポキシ樹脂組成物にビスフエノー ル F型エポキシ樹脂を配合する場合、その配合量は全エポキシ樹脂 1 0 0質量部 に対して、 好ましくは 5 0質量部以下、 より好ましくは 4 0質量部以下、 さらに 好ましくは 1 5質量部以下の範囲から選ぶ。 この含有量を 5 0質量部以下とする ことにより、 最終的に得られるエポキシ樹脂組成物の粘度調整を容易にすること ができ、 適正なプリプレダの製造を容易にすることができ、 硬化物のガラス転移 温度が低下することを防止して優れた耐熱性を得ることができる。
さらに他の成分としてフエノキシ樹脂を使用することができ、 典型的には下式 で示されるフエノキシ榭脂又はこれをエポキシ変性したものが使用できる。 フエ ノキシ樹脂の具体例としては、 Y P 5 0 (東都化成ネ： h ) 、 P KHH (フエノキ シァソシエイツネ土製） などの商品名ないしは商品番号で市販されているものを用 いることができる。 その含有量は、 全エポキシ樹脂 1 0 0質量部に対して、 好ま しくは 5質量部〜 2 0質量部の範囲、 より好ましくは 7質量部〜 1 8質量部の範 囲で選ぶことができる。
ジアミノジフエニルスルホンとしては、 4、 4， ージアミノジフエニルスルホ ンと 3、 3， 一ジアミノジフエニルスルホンが使用でき、 4、 4， ージアミノジ フエニルスルホンが好ましい。 これは硬化剤として機能する成分であって、 これ には例えばセイカキュア一 S (商品名、 和歌山化成工業社製） を好適に使用する ことができる。 このセイカキュア一 Sは平均粒径 8 μ ηι〜9 μ ηιの粉末である。 使用量は、 上記エポキシ樹脂組成物中に全エポキシ樹脂 1 0 0質量部に対して、 . 好ましくは 3 0質量部〜 5 0質量部の範囲で、 より好ましくは 3 5質量部〜 4 5 質量部の範囲で選ばれる。 3 0質量部以上とすることにより、 C F R Pにしたと きの物†生、 耐熱性、 而ぉ显性が優れ、 5 0質量部以下とすることによりエポキシ樹 脂組成物を繊維束へ容易に含浸することができる。 ジァミノジフエニルスルホンは、 直径 0 1 μ m〜 1 0 mの微粒子で上記 エポキシ榭脂組成物中に分散していることが好ましい。 この分散には、 エーダー 、 3本ロールなどの適当な手段を用いて混練する公知の分散方法を採用できる。 上記エポキシ樹脂組成物には、 必要に応じ、 その' I"生能を損なわない範囲で上記 した以外のエポキシ樹脂、 靭性付与剤、 フィラー、 着色剤等を配合することがで きる。 フィラーとしては、 例えば、 マイ力、 アルミナ、 タルク、 微粉状シリカ、 ウォラストナイト、 セピオライト、 塩基性硫酸マグネシウム、 亜鉛末、 アルミ二 ゥム粉、 クレー、 炭酸カルシウム、 二酸化チタン、 硫酸カルシウム、 硫酸バリゥ ム、 カーボンブラックなどの無機充填剤、 テフロン粉末、 ポリエチレン粉末、 ポ リアミド粉末、 E VA (エチレン酢酸ビニル共重合体） 粉末などの有機充填剤が ある。 フィラーを添加する場合、 フィラーの添加量は上記エポキシ樹脂組成物中 に全エポキシ樹脂 1 0 0質量部に対して、 通常 5質量部〜 6 0質量部程度とする ことができる。
使用可能な着色剤としては有機顔料ではァゾ顔料、 フタロシアニン系顔料、 キ ナクリ ドン系顔料、 アンスラキノン系顔料等、 無機顔料では二酸化チタン、 黄鉛 、 コバルトバイオレット、 ベンガラ等が例として挙げられる。
また、 上記エポキシ樹脂組成物には、 上記したジァミノジフエニルスルホン以 外の硬化剤ないしは硬化促進剤を、 必要に応じて配合することができる。 その硬 ィ匕剤としては、 ジァミノジフエニルスルホン、 ジァミノジェチルベンゼン等が例 示でき、 硬化促進剤としては、 三フッ化ホウ素モノェチルアミン錯体、 三塩化ホ ゥ素モノエチルァミン錯体等が例示できる。
〔C F R P中の炭素繊維〕
C F R Pに含まれる炭素繊維としては、 ピッチ系炭素繊維やポリアクリロニト リル （P AN) 系炭素繊維を用いることができる。 シリコンウェハと同等以上の 引張弾性率とする観点から、 使用する炭素繊維の引張弾性率は 4 0 O G P a以上 が好ましく、 5 0 O G P a以上がより好ましく、 6 0 O G P a以上がさらに好ま しい。 また、 ハンドリングや成形性の観点から、 使用する炭素繊維の引張弾性率 は 1 OOOGPa以下が好ましく、 90 OGP a以下がより好ましく、 800G P a以下がさらに好ましい。 このような引張弾性率を有する炭素繊維としてピッ チ系炭素繊維を好適に用いることができる。 ピツチ系炭素繊維を用いることはコ ストの観点からも好ましい。 なお、 ピッチ系炭素繊維はピッチから得られる炭素 繊維であり、 PAN系炭素繊維はポリアクリロ二トリルから得られる炭素繊維で あ 。
CFRPの強化繊維として炭素繊維のみを用いることもできるが、 炭素繊維を ガラス繊維、 ァラミド繊維、 ステンレス繊維、 銅繊維、 ニッケル繊維、 チタン繊 維、 タングステン繊維、 炭化ケィ素繊維、 アルミナ繊維、 炭化チタン繊維、 窒化 ホゥ素 その他の繊維と組み合わせて用いることもできる。
上記した強化繊維の形態としては特に限定されず、 一次元強化、 二次元強化、 三次元強化、 ランダム強化等目的に応じて適宜選択することができる。 例えば強 化繊維を短繊維、 織布、 不織布、 一方向材、 二次元織物、 三次元織物等、 より具 体的にはフェルト、 マット、 組布、 ヮリフ、 疑似等方材、 平織、 朱子織、 綾織、 模紗織り、 からみ織等の材料を積層して使用することもできる。
〔CFRPの製造〕
CFRPは通常知られた方法により製造できる。 例えば前記のような形態に加 ェした強化繊維にマトリックス樹月旨として熱硬化性樹脂を含浸してプリプレダと し、 さらにこれらを積層して硬化および成形すなわち硬化成形することにより C F R Pとすることができる。 中でも強化繊維に一方向材を使用したプリプレダを 、 0° 、 ±45° 、 90° 等の組で適宜配向させて積層し、 所定の弾性率を有 する成形物を得ることが好適な製造方法である。
前記強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させる方法としては公知の方法を適宜 採用できるが、 マトリックス棚旨として熱硬化性樹脂を用いる場合、 樹脂を通常
60°C〜90°Cに加温して強化繊維に含浸させる、 いわゆるホットメノレト法を好 ましく採用することができる。 製造されたプリプレダ中のマトリックス樹脂の含 量は強化繊維とマトリックス榭月旨の総量に対して好ましくは 20質量％〜 50質 量％、 より好ましくは 25質量％〜 45質量％の範囲である。
マトリックス樹脂には所望に応じてフィラーを添加することができ、 該フイラ 一としてはマイ力、 アルミナ、 タルク、 微粉状シリカ、 ウォラストナイト、 セピ ォライト、 塩基†生硫酸マグネシウム、 炭酸カルシウム、 ポリテトラフルォロェチ レン粉末、 亜鉛末、 アルミニウム粉、 有機微粒子、 すなわちアクリル微粒子、 ェ ポキシ樹脂微粒子、 ポリアミド微粒子、 ポリウレタン微粒子等が挙げられる。 プレブレグは最終的に CFRPに成形される。 その成形法としてはオートクレ ープ成形法、 シートローリング成形法などが使用できる。 例えば、 マトリックス 樹脂に熱硬化性樹脂を使用する場合、 プリプレダをダミーウェハに適した形状に なるように積層して、 オートクレープ中または加圧プレス等により通常 110°C 〜150°Cで 30分〜 3時間、 加熱硬化させることにより CFRPとすることが できる。 得られた CFRPは品質が安定で、 ボイドの少ないものを得ることがで さる。
上記エポキシ樹脂組成物を使用した場合の好ましい成形条件は、 加熱温度 15 0 °C〜 200 °C、 硬化時間 30分〜 2時間である。
ダミーウェハは精密な加工精度を必要とするので、 得られた CFRPをダミー ウェハに適した形状にさらに機械加工などにより加工することができる。
〔ダミーウェハの構造〕
以下、 CFRPを含むダミ一ウェハの形態にっ 、て図面を参照しつつ詳しく述 ベる。
図 1は、 本発明のダミーウェハの一形態を示す模式図であって、 図 1 (a) は 上面図、 同 （b) は A— A， 断面図である。 このダミーウェハはウェハ基体 1か らなる。 ウェハ基体は板状、 特には円板状であり、 上面側の主表面 2 a、 下面翻 の主表面 2 b、 および端面 3を有し、 また位置あわせのための切り欠きであるノ ツチ 4を有する。
ダミーウェハはウェハ基体のみからなる必要はなく、 例えば、 ウェハ基体上に 発塵防止や引つ搔き傷防止等、 所望の目的に応じた被覆層を有することもできる 。 図 2 (a) に示すダミーウェハは、 ウェハ基体 1の端面に、 端面を被覆する端 面被覆層 4を有する。 図 2 (b) に示すダミーウェハは、 ウェハ基体 1の主表面 に、 それぞれの主表面を被覆する主表面被覆層 5 aおよび 5 bを有する。 ウェハ 基体 1上に一方の主表面被覆層 （5 aまたは 5 b) のみを有してもよいし、 一方 もしくは両方の主表面被覆層に加えて端面被覆層を有するなど、 様々なパリエー ションがぁり得る。 被覆層は例えば樹脂で形成することができる。 またノツチを 機械カ卩ェによって設けた場合、 その加工面に被覆層を設けることもできる。
〔ウェハ基体〕
ウェハ基体は、 一つの板状炭素繊維強化プラスチック （CFRP) からなるこ とができ、 また例えば、 目的とするウェハ基体と同形でただし厚さが薄い、 複数 の CFRPからなる層 （以下、 CFRPからなる層を CFRP層という。 ） 力 S接 合されて厚さ方向に積層した板状積層体であってもよい。 さらに例えばウェハ基 体が、 CFRP層にカ卩えて、 ウェハ基体と同形でただし厚さが薄い他の層を有す ることもできる。 他の層としては、 例えば樹脂からなる層や、 炭素繊維を主な強 化繊維としな 、繊維強化ブラスチックからなる層を挙げることができる。
複数の CFRP層を有するウェハ基体は、 全て同じ形状、 寸法、 材料の CFR P層が、 同じ配向性をもって積層されたものであってもよいが、 必ずしもこのよ. うな構成である必要はない。 複数の CFRP層が、 厚さ、 材料および配向性のう ちの一つ以上において異なるものであってもよい。 例えば、 ウェハ基体が、 同じ形状、 寸法、 材料の C F R P層が、 異なる配向性 をもって積層されたものであってもよい。 C F R Pは炭素繊維の配向方向にはた わみにくく、 それと直交する方向にはたわみやすいという性質を有する。 複数の C F R Pの配向性が異なっていると、 これらが積層したウェハ基体のたわみの等 方 1"生が向上するという点で好ましい。
また例えばウェハ基体が、 炭素繊維がー方向に s向した一方向プリプレダの硬 化成形物からなる炭素繊維強化ブラスチックからなる層である一次元強化 C F R P層を複数有し、 複数の一次元強化 C F R P層のうちの、 一部の層の炭素繊維の 引張弾性率が、 他の層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い形態がある。
図 3に、 二つの主表面側にそれぞれ位置するスキン層 1 1 aおよび 1 1 bと、 これらに挟まれるコア層 1 2を有するウェハ基体を模式的に示す。
図 3に示されるようなウェハ基体において、 ダミーウェハの曲げに対する強度 にはコア層よりスキン層、 しかも最外層の特性が重要である。
実質的に均一な曲げ剛性を得る （ダミーゥェハは薄 、ものほど曲げ剛性の弱レ、 部分から橈んでしまレ、やす 、から、 均一な曲げ特性は薄 Vヽもの程重要な特性にな る） には積層する炭素繊維の弾性率を異なるものにすることが更に好ましく、 ス キン層の最外層 （その強化方向すなわち炭素繊維の配向方向をダミーウェハの基 準方向とする） には中または高弾性率の炭素繊維を使用し、 その内側層 （この層 を基準方向と異なる方向、 例えば 9 0 ° に配向させるとさらにょい） には最外 層よりも高弾性率の炭素繊維を使用することが好ましい。 なお、 本明細書中、 角 度表示については反時計回りを +方向とする。
.ウェハ基体の好ましい形態例として、 ウェハ基体が、 それぞれ主表面側に位置 する二つのスキン層と、 該二つのスキン層の間に位置するコア層とを有し、 該二つのスキン層は、 いずれも、 前記一次元強化 C F R P層を複数有し、 該二つのスキン層のそれぞれにおいて最も主表面側に位置する一次元強化 C F R P層である二つの最外 C F R P層の一方の炭素繊維の配向方向を基準方向とした とき、 他方の最外 CFRP層の炭素繊維の配向方向は該基準方向に対して一 20 ° 〜+20° の角度範囲にあり、
該二つの最外 CFRP層中の炭素繊維の引張弾性率はいずれも 200GP a〜6 O OGPaであり、
該二つのスキン層は、 いずれも、 該基準方向に対して + 75° 〜+90° の角度 範囲に配向し且つ引張弾性率が 4 O OGPa〜 1000 G P aであっていずれの 最外 C F R P層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い炭素繊維を含有する一次元強 化 CFRP層および/または該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の角度範囲 に配向し且つ引張弾性率が 4 OOGPa〜1000GP aであっていずれの最外 CFR P層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い炭素繊維を含有する一次元強化 C FRP層を有し、
該コア層は、 該基準方向に対して +30° 〜+60° の角度範囲に配向し且つ引 張弾性率が 400GPa〜1000GP aである炭素繊維を含有する一次元強化 CFRP層および Zまたは一 30° 〜一 60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性 率が 400GPa〜1000 GP aである炭素繊維を含有する一次元強化 C FR P層を有するダミーウェハが挙げられる。
曲げ剛性は、 レイヤーの曲げ弾性率に対して中立軸からの距離の 3乗とレイヤ 一厚みを乗じたものとなるので、 最外層は中立軸からの距離の影響を最も受けや すいため、 好ましくは、 該二つのスキン層のそれぞれの厚さは、 該二つのスキン 層とコア層の合計の厚さの 10%〜45%である。 他の好ましい形態として、 炭素繊維強化プラスチックを含むウェハ基体を有す るダミーウェハであって、
前記ウェハ基体が、 それぞれ主表面側に位置する二つのスキン層と、 該二つのス キン層の間に位置するコア層とを有し、
該二つのスキン層は、 いずれも、 炭素繊維がー方向に配向した一方向プリプレダ の硬化成形物からなる炭素繊維強化プラスチックからなる層である一次元強化 C FRP層を複数有し、
該二つのスキン層のそれぞれにおいて最も主表面側に位置する一次元強化 CFR P層である二つの最外 CFRP層の一方の炭素繊維の配向方向を基準方向とした とき、 他方の最外 CFRP層の炭素繊維の配向方向は該基準方向に対して一 20 ° 〜+20° の角度範囲にあり、，
該二つの最外 CFRP層の炭素繊維の引張弾性率はいずれも 20 OGP a〜60 OGP aであり、
該二つのスキン層は、 いずれも、 該基準方向に対して + 75° 〜十 90° の角 度範囲に配向し且つ引張弾性率がそのスキン層に含まれる最外 C F R P層の炭素 繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含有する一次元強化 C FRP層おょぴ Zまたは該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の角度範囲に 配向し且つ引張弹性率がそのスキン層に含まれる最外 C F R P層の炭素繊維の引 張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含有する一次元強化 CFRP層 を有し、 該コア層が、 該基準方向に対して一 20° 〜十 20° の角度範囲に配 向し引張弾性率が 20 OGP a〜400 G P aである炭素繊維を含有する一次元 強化 CFRP層を有するとともに、 該基準方向に対して +75° 〜十 90° の 角度範囲に配向し引張弾性率が 20 OGP a〜400 G P aである炭素繊維を含 有する一次元強化 CFRP層おょぴ Zまたは該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の角度範囲に配向し引張弾性率が 200GP a〜400GP aである炭 素繊維を含有する一次元強化 C F R P層を有するダミ一ウェハが挙げられる。 このダミーウェハにおいて、 前記二つのスキン層の少なくとも一方が、 更に、 前記基準方向に対して +30° 〜+60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性率 がそのスキン層に含まれる最外 CFRP層の炭素繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含有する一次元強化 C F R P層おょぴ Zまたは前記基 準方向に対して一 30° 〜一 60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性率がその スキン層に含まれる最外 CFRP層の炭素繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0 倍である炭素繊維を含有する一次元強化 CFRP層を有することが好ましレ、。 上記各形態のダミーウェハにおいて、 機械加工時に表層の剥離を防止する観点 から、 さらに、 それぞれの主表面に炭素繊維クロス層を有することが好ましい。
〔ウェハ基体の製造〕
ウェハ基体は、 例えば、 板状の CRFPを円状等所望の形状に機械加工するこ とによって製造することができる。 あるいは必要に応じて複数の板状 C F R Pを 接合して所望の厚さの一体ィヒされた板状部材とし、 これを所望の形状に機械加工 することにより製造することができる。 1以上の板状 C F R Pと、 他の材料から 成る板状部材を組み合わせて接合し、 一体化された板状部材とし、 これを所望の 形状に機械加工することにより製造することができる。
CS EM Iスタンダード〕
シリコンウェハについては、 例えば、 SEMI Ml. 14— 95に、 300 mm〜400mm鏡面単結晶シリコンゥ ハのガイドラインが定められている。 このガイドラインに記載される、 寸法及び許容誤差に対する要求条件を表 1にま とめる。
このようなシリコンウェハの代わりに用いられるダミーウェハは、 形状、 寸法 をシリコンウェハと同じとすべきであるが、 表 1に示されるように、 その厚さは 0. 8mmと薄く、 場合によっては 0. 5 mmと更に薄いものを要求されている 。 このように薄いダミーウェハを製造するためには、 薄いプリプレダシートを多 数積層することが好ましい。 複数のプリプレダを用いることで、 ダミーウェハ設 計上の自由度が得られ、 例えば SEMIスタンダードの要求寸法 ·許容誤差等に 適合するダミーウェハを容易に得ることができるからである。 特には、 複数のプ リプレダシートの配向性を変えて、 疑似等方積層 （例えば 0/90/45° の 組合せ） し、 それぞれの強化繊維の弾性率も適宜変更することがより好ましい。
C F R Pの曲げ剛性の異方性を解消できるからである。 このような目的のため、 厚さ 10 Ομπι以下のプリプレダシートを用いて、 CFRPを製造することが好 ましい。 CFRP製造に用いるプリプレダが、 全て厚さ 30 μπ！〜 100 μηιの プリプレダシートであることがより好ましい。
Figure imgf000021_0001
〔加工面の被覆〕
ウェハ基体が加工面を有する場合は、 極性溶剤に対して耐性を有しかつ 70°C 以下の低温で硬化する樹脂 （以下、 被覆樹脂という。 ） で加工面が被覆されてい ることが好ましい。 ここでいう加工面とは、 機械加工等の加工により C F R P中 の炭素繊維が露出した部分をいい、 具体的には切断面、 研磨面、 R加工面、 穴加 工面、 薄加工面等である。 例えば、 ウェハ基体の端面が機械加工によって形成さ れた加工面である場合、 図 2 ( a ) のように端面に被覆層を設けることが好まし い。 加工面を被覆することにより、 加工面からの炭素による汚染を防止して、 C F R P製ダミーウェハが本来有している軽量性および高剛性を活かしつつ、 精密 機器材料を汚染しにくく処理したダミーウェハを得ることができる。 またこの被 覆は、 引つ搔き傷防止など、 端面保護の効果もある。
被覆榭脂としては、 例えば、 アクリル樹脂、 紫外線硬化型エポキシ樹脂、 室温 一中温硬化型エポキシ樹脂、 湿気硬化型シリコーン樹脂等あるいはこれらから選 ばれる 2種以上の樹脂の混合物が挙げられる。
例えば、 これら樹脂から選ばれる 2種類の樹脂の混合質量比は、 1 : 0. 0 5 〜0 . 0 5 : 1が好ましい。
樹脂が極性溶剤に対して耐性があるとは、 極性溶剤を含ませた布で樹脂塗布面 を拭いても容易に塗布面が溶けたり、 膨潤したり、 ベたついたりせず、 ダミーゥ ェハから炭素繊維起源の炭素微粒子等のゴミや塵が実質的に飛散しないことを意 味レ 更に樹脂塗布面の拭き取りに使用した布が炭素微粒子等で実質的に汚染さ れないことをいう。
極 '14溶剤とは、 アセトン系あるいはアルコール系の溶剤等であり、 例えばァセ トン、 ジェチルケトン、 メチルェチルケトン、 メタノール、 エタノール、 イソプ 口ピルアルコールぉよびこれらの混合物等をいう。
前記アクリル樹脂としては、 ポリ.エステルアタリレート、 ウレタンァクリレー ト、 ポリエーテルアタリレート、 エポキシァクリレート、 ポリブタジエンアタリ レート、 シリコーンアタリレート、 アクリルアタリレートおよびこれらの混合物 等がある。
これら被覆樹脂に、 室温硬化のための過酸化物または紫外線硬化のための触媒 を添加して、 室温または紫外線照射により樹脂を硬化することができる。
室温一中温硬化型エポキシ樹脂とは、 通常 1 0 °C〜9 0 °C、 好ましくは 2 0 °C 〜 8 0 °Cで硬化するエポキシ樹脂である。 9 0 °C以下で硬化すれば C F R P部材 の熱変形を防止することができる。 前記室温一中温硬化型エポキシ樹脂としては 、 脂環式ァミンおよび/あるいは芳香族ァミンとエポキシ樹脂とのェポキシド反 応物によるものを好ましく用いることができる。
前記紫外線硬化型エポキシ樹脂としては、 例えば液状のビスフエノール型ェポ キシ榭脂、 脂環式エポキシ樹脂あるいはこれらの混合物等を用いることができる 。 芳香族ジァゾニゥム塩、 芳香族ョードニゥム塩、 芳香族スルホニゥム塩、 メタ 口セン化合物おょぴこれらの混合物等を、 硬化触媒として紫外線硬化型エポキシ 樹脂に添加できる。
前記シリコーン樹脂としては、 アルキド変性型シリコーン樹脂、 エポキシ変性 型シリコーン樹脂、 湿気硬化アルコール型シリコーン樹脂、 湿気硬化ォキシム型 シリコーン樹脂、 付加反応型シリコーン樹脂が使用できる力 湿気硬化アルコー ル型シリコーン樹脂、 湿気硬化ォキシム型シリコーン樹脂が好ましい。
前記湿気硬化アルコール型シリコーン樹脂としては、 例えば S R 2 4 1 0、 S R 2 4 0 6、 S R 2 4 2 0、 S R 2 4 1 .6 (各々商品名、 東レ 'ダウコーユング •シリコーン （株） 製） 、 K E 4 8 9 5 (商品名、 信越化学 （株） 製） が使用で さる。 、
前記湿気硬化アルコール型シリコーン樹脂の硬化触媒としては、 ジプチル錫ジ ァセテ一ト、 ジブチル錫ジラゥレートおよびこれらの混合物等が使用される。 前記湿気硬ィ匕ォキシム型シリコーン樹脂としては、 例えば S R 2 4 0 5、 S R 2 4 1 1 (各々商品名、 東レ ·ダウコ一二ング ·シリコーン （株） 製） 、 K E 4 4 5 (商品名、 信越化学 （株） 製） が使用できる。
前記湿気硬化ォキシム犁シリコーン榭脂の硬化触媒としてほ、 湿気硬化アルコ ール型シリコーン樹脂と同様にジプチル錫ジアセテート、 ジブチル錫ジラウレー トおよびこれらの混合物等が使用できる。
被覆方法としては、 溶剤で 5質量部〜 6 0質量部に希釈した被覆樹脂を、 ダミ 一ウェハの加工面に塗布して、 塗布された該榭脂を 7 0 °C以下で加熱硬化させる 方法が好ましく用いられる。 この方法により、 極性溶剤に対して耐性を有しかつ 7 0 °C以下の低温で硬化する樹脂 （被覆樹脂） で加工面が被覆されているダミー ウェハが得られる。 溶剤で希釈した被覆樹脂の濃度を 5質量部以上とすることに より、 希釈被覆樹脂を加工面に塗布して得られる被膜が薄くなるのを防止でき、 6 0質量部以下とすることにより、 塗布された被覆樹月旨が硬化後に部材表面に塗 りムラによる凹凸が生じることを優れて防止できる。
被覆樹脂の塗布方法は特に限定されず、 どのような方法も適宜使用できるが、 ダミーウェハの加工面に塗布被覆できればよく、 刷毛塗り、 スプレー吹き付け、 ロール塗り等を採用できる。
溶剤で希釈した被覆樹脂を塗布 ·硬化して得られる被覆層の厚さは、 例えば 5 μ π！〜 3 0 μ πιであることができる。 3 0 μ m以下とすることにより、 乾燥に長 時間かかることを防止でき、 また、 液だれやムラを優れて防止できる。 一方 5 μ m以上とすることにより、 被覆の効果が良好に得られる。
前記被覆樹脂の硬化温度は、 2 0 °C〜 7 0 °Cが好ましく、 7 0 °C以下で硬化す ることにより、 硬化の際、 ダミーウェハに熱による反りや変形が生じることを優 れて防止できる。 実施例 1 ダミーウェハの積層成形
以下に示す手順で、 図 4に示すダミーウェハを作成した。
( 1 ) 複合材料用樹脂組成物の製造
ビスフエノ一ル A型エポキシ樹脂としてェポトート Y D 1 2 8 (商品名、 東都 i ±M) 3 0質量部、 フエノールノポラック型エポキシ樹脂としてェポトート Y D P N 6 3 8 (商品名、 東都化成ネ： fc ) .5 0質量部、 フエノキシ樹脂としてフ エノトート YP50 (商品名、 東都化成社製） 10質量部を 200°Cで 1. 5時 間混合し、 これを 90°Cに冷却した。 これにグリシジルァミン型エポキシ樹脂で あるェポトート YH434 (商品名、 東都化成社製） 20質量部と、 硬化剤であ る 4、 4' —ジアミノジフエ-ルスルホン （DDS) (商品名：セイカキュア一 S、 和歌山化成工業社製） 40質量部を真空脱気下に均一混合して耐熱性のェポ キシ榭脂組成物を得た後、 これを他の容器に移し替えて冷却した。
(2) スキン層の作製
引張弾性率 80 OGP aのピッチ系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 (1) で得たエポキシ榭脂組成物を含浸させて得た一方向プリプレダシート （単位面積 当り繊維質量： 70 gZm2、 樹脂含有量： 38質量％、 厚み 0. 067mm) を、 その強化方向がダミーウェハの基準方向に対して 90° 方向となるように 1枚と、 引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 (1) で得たエポキシ樹脂組成物に含浸させて得た一方向プリプレダシート （単 位面積当り繊維質量： 85 gZm2、 樹脂含有量： 38質量％、 厚み 0. 089 mm) を 1枚 （その強化方向がダミーウェハの基準方向すなわち 0° 方向とな る） 積層して、 オートクレーブにより硬化し、 厚み 0. 156mmのスキン層を 作製した。 なおピッチ系炭素繊維を用いた前者のプリプレダの硬化成形物のスキ ン層における体積割合は 43%とし、 残りの 57%は PAN系炭素繊維を用いた 後者のプリプレダの硬化成形物とした。 また、 上記ピッチ系炭素繊維を含むプリ プレダシートは、 ダミーウェハ完成時にはピッチ系炭素繊維を含む C F R P層 2 2 aおよび 22bとなり、 上記 PAN系炭素繊維を含むプリプレダシートは、 P AN系炭素繊維を含む CFRP層 21 aおよび 21 bとなる （これらが最外 CF RP層となる） 。
(3) コア層の作製
引張弾性率 60 OGP aのピッチ系炭素繊維を一方向に引き揃えて前記ェポキ シ榭脂組成物に含浸させて得た一方向プリプレダシート （単位面積当り繊維質量 ： 50 g/m 樹脂含有量： 38質量％、 厚み 0. 048mm) 、 および直交 する 2方向にガラス繊維を有するガラス繊維織物に、 上記 (1) で得たエポキシ 榭月旨組成物を含浸させて得たガラス繊維織物プリプレダシート （単位面積当り繊 維質量： 80 g/m 樹脂含有量： 3 5質量％、 厚み 0. 066 mm) を使用 し、 最初に引張弾性率 60 OGP aのピッチ系炭素繊維を有する一方向プリプレ グシートをその強化方向がダミーウェハの基準方向に対して +4 5° となるよ うに、 次に上記引張弾性率 600 GP aのピッチ系炭素繊維を有する一方向プリ プレダシートを、 その強化方向がダミーウェハの基準方向に対して— 45。 と なるように、 それぞれ 1枚ずつ積層した。 さらにこの上に、 上記ガラス繊維織物 プリプレダシートを、 その強化方向のひとつが、 ダミーウェハの基準方向と一致 するように、 1枚積層した。 最後にこの上に、 上記引張弾性率 600 G P aのピ ツチ系炭素繊維を有する一方向プリプレダシートをその強ィ匕方向がダミーウェハ の基準方向に対して一 45° となるように、 次に上記引張弾性率 60 OGP a のピッチ系炭素繊維を有する一方向プリプレダシートを、 その強化方向がダミー ウェハの基準方向に対して +45° となるように、 それぞれ 1枚ずつ積層して 、 オートクレープにより硬化し、 厚み 0. 258mmのコア層を作製した。
なおピッチ系炭素繊維を用いた前者のプリプレダの硬化成形物のコア層におけ る体積割合は 74 %とし、 残りの 26 %はガラス繊維を用いた後者のプリプレダ の硬化成形物とした。 上記ピッチ系炭素繊維を含むプリプレダシートの積層体は 、 ダミーゥェハ完成時にはピッチ系炭素繊維を含む CFRP層 23 aおよび 23 bとなり、 ガラス繊維を含むプリプレダシートは、 ガラス繊維を含むガラス繊維 強化プラスチック層 24となる。
(4) ウェハ基体の作製
上記スキン層を二つ用意し、 これらの間に上記コア層を配置させて接合し、 さ らに両スキン層の表面に、 それぞれ引張弾性率 230 GP aの炭素繊維の織物 ( 朱子織、 厚み 1mm) を積層して炭素繊維クロス層を形成させて、 厚み 0. 77 Ommの CFRP板を得た。 このクロス層は完成時に炭素繊維クロス層 31 aおよび 3 l bとなる。 この CFRP板から機械加工により、 直径 300 mmの 円盤状のウェハ基体を得た。 なお、 二つのスキン層にそれぞれ存在する最外 CF R P層の炭素繊維の配向方向は揃えた。
(5) 加工面樹脂被覆処理
上記円板状 C F R P板の加工面である端部を、 ェタノールをしみこませた無塵 のクリーンクロス （ポリエステルニット） で拭った後、 湿気硬化アルコール型シ リコーンコーティング剤 SR2410 (商品名、 東レ ·ダウコーユング'シリコ ーン （株） 製、 樹脂濃度 20質量部、 溶剤： リグ口イン） をハケを用いて前記カロ 工面に塗布した。 塗布されたシリコーンコーティング剤を乾燥後、 さらに十分に コーティング剤の硬ィ匕を進めるため、 50°Cの乾燥炉中で 1時間硬化させ、 被覆 層 4を形成し、 ダミーゥェハを得た。
このとき、 塗布面の塗りムラや凹凸はなかった。 その後、 エタノールをしみこ ませた無塵のクリーンクロス （ポリエステルニット） で塗布面を十分拭ったが、 ダミーゥェハ端部の被覆樹脂塗布面およびクリーンクロスの汚れは観察されなか つた 0
(6) 機械的物性の試験 （曲げ剛性の均一性）
上記ダミーウェハより、 幅 2 OmmX長さ 8 Omm (X厚み 0. 770mm ) の短冊状の試験片を切り出した。 試験片の切り出し方向は、 ダミーウェハの基 準方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの （0° 試験片） 、 およびダミー ウェハの基準方向に対して 90° 方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの (90° 試験片） の 2種'類とした。 上記試験片を使用し、 三点曲げ試験により 曲げ弾性率を測定した。 三点曲げ試験における支点間距離は 6 Ommとした。 . 表 2に示す通り、 実施例 1におけるダミーウェハは、 基準方向および基準方向 に対して 90° に関する曲.げ弾' 率の差が小さい、 等方性を有していた。
(7) 平面精度の試験 上記ダミーウェハの中心、 および中心から半径方向に 3 Omm、 6 Omm, 9 Omra、 12 Omm, および 15 Omm (ダミーウェハの円周部） の円周につい て、 15° 毎に厚みを測定した。 厚みの測定点数は、 121点となった。 最大 厚みと最小厚みとの差は、 0. 02mmであり、 実施例 1のダミーウェハは均一 な厚みを有していた。
(8) 耐熱性
上記ダミーウェハに、 ダミーウェハとほぼ同形状の黒鉛板 （質量 l k g) を載 せた状態で、 大気中 200°Cの電気炉に 10分間投入した。 その後、 炉外に取り 出し、 10分間室温に放置して空冷するという熱衝撃試験を 50サイクル行った 。 その結果、 反りや剥離等の異状は全く生じなかった。 また、 試験前後の質量変 化も全くなかった。
(9) ァゥトガス検査
真空度 7. 0X 10— 3P a以下の条件により、 アウトガス特†生を評価した。 実施例 1のダミーウェハは、 質量損失およぴ再凝縮物質量比レヽずれに関しても良 好なァゥトガス特性を有していた。 実施例 2
(1) 複合材料用樹脂組成物の構造
実施例 1と同様にエポキシ樹月旨組成物を作成した。
(2) ダミーウェハの作製.
弓 I張弾性率 5 OOGP aのピッチ系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 （1 ) で得たエポキシ樹脂組成物を含浸させて得た一方向プリプレダシート （単位面積 当り繊維質量： 50gZm2、 樹脂含有量： 38質量％、 厚み 0. 048mm) 、 引張弾性率 8 O OGP aのピッチ系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 （1) で得たエポキシ樹脂組成物を含浸させて得た一方向プリプレダシート （単位面積 当り繊維質量： 50 !112、 樹脂含有量： 38質量°/0、 厚み 0. 048mm) 、 および引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 (1) で得たエポキシ樹脂組成物に含浸させて得た一方向プリプレダシート （単 位面積当り繊維質量： 45 g/m2、 樹脂含有量： 38質量％、 厚み 0. 047 mm) の 3種類の一方向炭素繊維プリプレダシートを使用した。
スキン層には、 弓 I張弾性率 50 OGP aのピッチ系炭素繊維を有する一方向プ リプレダシートおよび、 弓 I張弾性率 80 OGP aのピッチ系炭素繊維を有する一 方向プリプレダシートを使用し、 コア層には、 引張弾性率 23 OGP aの PAN 系炭素繊維を有する一方向プリプレダシ一トを使用し、 上記スキン層およびコア 層に使用する一方向プリプレダを積層した後、 スキン層およびコア層を有するゥ ェハ基体を一体成形した。
積層順に関しては、 最初に引張弾性率 50 OGP aのピッチ系炭素繊維を有す る一方向プリプレダシート （その強化方向がダミーウェハの基準方向となる） を 1枚配置し、 その上に引張弾性率 80 OGP aのピッチ系炭素繊維を有する一方 向プリプレダシートを、 強化方向がダミーウェハの基準方向に対して順に 90 ° 、 +45° 、 一45° となるように、 それぞれ 1枚ずつ積層した。
次にこの上から、 引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向 プリプレダシートを、 強化方向がダミーウェハの基準方向となるように 1枚積層 し、 その上に引張弾性率 23' OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向プリプ レダシートを、 強化方向がダミーゥェハの基準方向に対して直交するように 2枚 積層し、 さらにその上に、 引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を有する 一方向プリプレダシートを、 強化方向がダミーウェハの基準方向となるように 1 枚積層した。
さらにこの上に、 引張弾性率 800 GP aのピッチ系炭素繊維を有する一方向 プリプレダシートを、 強化方向がダミーゥエバの基準方向に対して順に一 45 ° 、 +45° 、 90° となるように、 それぞれ 1枚ずつ積層し、 最後にこの上 に、 引張弾性率 50 OGP aのピッチ系炭素繊維を有する一方向プリプレダシー トを、 強化方向がダミ一ウェハの基準方向となるように 1枚積層した。
すなわち実施例 2に関するダミ一ウェハの積層構成は、 一方の主表面から順に (500GP a、 0° 、 1層） 、 （800GP a、 90° 、 1層） 、 （800 GP a、 +45° 、 1層） 、 （800GP a、 一45° 、 1層） 、 （230G P a、 0° 、 1層） 、 （230GP a、 90° 、 2層） 、 （230GP a、 0 ° 、 1層） 、 （800GP a、 —45° 、 1層） 、 （800GP a、 +45° 、 1層） 、 （800GP a、 90。 、 l層） および （500GP a、 0° 、 1 層） を有する。 ここで （500GP a、 0° 、 1層） は、 引張弹性率 500G P aの炭素繊維が 0° 方向に配向した一次元強化 CFRP層が一層あることを 示す （以下において同じ） 。
上記プリプレダ積層体に対して、 実施例 1と同様に炭素繊維クロス層をそれぞ れの主表面に設けた後、 オートクレープで硬化し、 この CFRP板より、 厚み 0 . 772mm, 直径 300 mmの円盤状のウェハ基体を得た。
このウェハ基体を用いたこと以外は実施例 1と同様にダミーウェハを作成した
(3) 機械的物†生試験
上記ダミーウェハより、 幅 2 OmmX長さ 8 Omm ( 厚み0. 772mm ) の短冊状の試験片を切り出した。 試験片の切り出し方向は、 ダミーウェハの基 準方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの （0° 試験片） 、 およびダミー ウェハの基準方向に対して 90° 方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの
(90° 試験片） の 2種類とした。 上記試験片を使用し、 三点曲げ試験により 曲げ弾性率を測定した。 三点曲げ試験における支点間距離は 6 Ommとした。 表 1に示す通り、 実施例 2におけるダミーウェハは、 基準方向および基準方向 に対して 90° に関する曲げ弾性率の差が小さい、 等方性を有していた。
(4) 厚み変化 ·
上記ダミーウェハの中心、 および中心から半径方向に 3 Omm、 6 Omm, 9 0mm, 12 Omm, および 150mm (ダミーウェハの円周部） の円周につい て、 15° 毎に厚みを測定した。 厚みの測定点数は、 121点となった。 最大 厚みと最小厚みの差は、 0. 02 mmであり、 実施例 2のダミーウェハは均一な 厚みを有していた。
(5) 耐熱性
上記ダミーウェハ上に、 ダミーウェハとほぼ同形状の黒鉛板 （質量 l k g) を 載せた状態で、 大気中 200°Cの電気炉に 10分間投入した。 その後、 炉外に取 り出し、 10分間室温に放置して空冷するという熱衝撃試験を 50サイクル行つ た。 その結果、 反りや剥離等の異状は全く生じなかった。 また、 試験前後の質量 変化も全くなかった。
(6) アウトガス検査
真空度 7. 0 X 10— 3P a以下の条件により、 アウトガス特性を評価した。 実施例 2のダミーゥェハは、 質量損失および再?疑縮物質量比 、ずれに関しても良 好なァゥトガス特性を有していた。 実施例 3
(1) 複合材料用樹脂組成物の製造
実施例 1と同様にエポキシ樹脂組成物を作成した。
(2) ダミーウェハの作製
引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 (1) で得たエポキシ樹脂組成物を含浸させて得た一方向プリプレダシート （単位面積 当り繊維質量： 50
Figure imgf000031_0001
樹脂含有量： 38質量。/。、 厚み 0. 052mm) 、 引張弾性率 38 OGP aの PAN系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 (1) で得たエポキシ樹脂組成物を含浸させて得た一方向プリプレダシート （単位面積 当り繊維質量： 45 g/m2、 樹脂含有量： 38質量％、 厚み 0. 047mm) 、 および引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 (1) で得たエポキシ樹脂組成物に含浸さえて得た一方向プリプレダシート （単 位面積当り繊維質量： 45 g/m2、 榭脂含有量： 38質量％、 厚み 0. 047 mm) の 3種類の一方向炭素繊維プリプレダシートを使用した。
スキン層には、 引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向プ リプレダシートのうち、 厚み 0. 052mmのプリプレダシート、 および、 引張 弾性率 38 OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向プリプレダシートを使用 し、 コア層には、 引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向プ リプレダシートのうち厚み 0. 047mmのプリプレダシートを使用し、 上記ス キン層およびコア層に使用する一方向プリプレダを積層した後、 スキン層および コァ層を有するゥヱハ基体を一体成形した。
積層順に関しては、 最初に、 引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を有 する一方向プリプレダシートのうち、 厚み 0. 052mmのプリプレダシート （ その強化方向がダミーウェハの 0° 方向となる） を 1枚配置し、 その上に引張 弾性率 38 OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向プリプレダシートを、 強 化方向がダミーウェハの 0° 方向に対して順に 90° 、 +45° 、 一45° と なるように、 それぞれ 1枚ずつ積層した。
次にこの上から、 引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向 プリプレダシ トのうち厚み 0. 047mmのプリプレダシートを、 強化方向が ダミーウェハの 0° 方向となるように 1枚積層し、 その上に引張弾性率 230 GP aの PAN系炭素繊維を有する一方向プリプレダシートのうち厚み 0. 04 7 mmのプリプレダシートを、 強化方向がダミーウェハの 0° 方向に対して直 交するように 2枚積層し、 さらにその上に、 引張弹 I1生率 23 OGP aの PAN系 炭素繊維を有する一方向プリプレダシートのうち厚み 0. 047mmのプリプレ グシートを、 強ィ匕方向がダミーウェハの 0° 方向となるように 1枚積層した。 さらにこの上に、 引張弾性率 38 OGP aの PAN系炭素繊維を有する一方向 プリプレダシ トを、 強化方向がダミーウェハの 0° 方向に対して順に一 45 ° 、 +45° 、 90° となるように、 それぞれ 1枚ずつ積層し、 最後にこの上 に、 引張弾性率 230 G P aの P AN系炭素繊維を有する一方向プリプレダシー トのうち、 厚み 0. 052mmのプリプレダシートを、 強化方向がダミーウェハ の 0° 方向となるように 1枚積層した。
すなわち実施例 3に関するダミーウェハの積層構成は、 一方の主表面側から順 に、 （230GP a、 0° 、 1層） 、 （380GP a、 90° 、 1層） 、 (3 80GP a、 +45° 、 1層） 、 （380GP a、 一45° 、 1層） 、 （23 0GP a、 0° 、 1層） 、 （230GP a、 90° 、 2層） 、 （230GP a 、 0° 、 1層） 、 （380GP a、 一 45° 、 1層） 、 （380GP a、 +4 5° 、 1層） 、 （380GP a、 90° 、 1層） および （230GP a、 0° 、 1層） を有する。
上記プリプレダ積層体に対して、 実施例 1と同様に炭素繊維クロス層をそれぞ れの主表面に設けた後、 オートクレープで硬化し、 この CFRP板より、 厚み 0 . 774mm、 直径 300 mmの円盤状のウェハ基体を得た。
このウェハ基体を用いたこと以外は実施例 1と同様にしてダミ一ウェハを作成 し /こ o
(3) 機械的物性試験
上記ダミーウェハより、 幅 2 OmmX長さ 80mm (X厚み 0. 774mm ) の短冊状の試験片を切り出した。 試験片の切り出し方向は.、 ダミーウェハの基 準方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの （0° 試験片） 、 およびダミー ウェハの基準方向に対して 90° 方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの (90° 試験片） の 2種類とした。 上記試験片を使用し、 三点曲げ試験により 曲げ弾性率を測定した。 三点曲げ試験における支点間距離は 6 Ommとした。 表 2に示す通り、 実施例 2におけるダミーウェハは、 基準方向および基準方向 に対して 90° 関する曲げ弾性率の差が小さい、 等方性を有していた。
(4) 厚み変化 ダミーウェハの中心、 および中心から半径方向に 3 Omm、 6 Omm, 90m m、 120mm, およぴ 15 Omm (ダミーウェハの円周部） の円周について、 15° 毎に厚みを測定した。 厚みの測定点数は、 121点となった。 最大厚み と最小厚みの差は、 0. 02mmであり、 実施例 3のダミーウェハは均一な厚み を有していた。
(5) 耐熱性
上記ダミーウェハに、 ダミーウェハとほぼ同形状の黒 |&板 （質量 l k g) を載 せた状態で、 大気中 200°Cの電気炉に 10分間投入した。 その後、 炉外に取り 出し、 10分間室温に放置して空冷するという熱衝撃試験を 50サイクル行った 。 その結果、 反りや剥離等の異状は全く生じなかった。 また、 試験前後の質量変 化も全くなかった。
(6) ァゥトガス検査
真空度 7. 0 X 10— 3 P a以下の条件により、 アウトガス特性を評価した。 実施例 3のダミーウェハは、 質量損失おょぴ再凝縮物質量比レヽずれに関しても良 好なァゥトガス特性を有していた。 実施例 4
(1) 複合材料用樹脂組成物の製造
実施例 1と同様にエポキシ樹脂組成物を作成した。
(2) ダミーウェハの作製
引張弾性率 23 OGP aの PAN系炭素繊維を一方向に引き揃えて上記 (1) で得たエポキシ樹脂組成物に含浸さえて得た一方向プリプレダシート （単位面積 当り繊維質量： 70 g/m2、 樹脂含有量： 37質量0 /0、 厚み 0. 072mm) を使用した。
積層順に関しては、 上記引張弾性率 2300 &の？ AN系炭素繊維を有する 一方向プリプレダシートを、 強化方向がダミーウェハの基準方向に対して、 順に 0° 、 90° 、 +45° 、 —45° 、 一 45° 、 +45° 、 90° および 0° となるように、 それぞれ 1枚ずつ、 合計 8枚積層した。
上記プリプレダ積層体に対して、 実施例 1と同様に炭素繊維クロス層をそれぞ れの主表面に設けた後、 オートクレープで硬化し、 この CFRP板より、 厚み 0 . 776 mm, 直径 300 mmの円盤状のウェハ基体を得た。
このウェハ基体を用 、たこと、 およぴ加工面に被覆層を設けなかつたこと以外 は実施例 1と同様にダミーウェハを作成した。
実施例 1と同様エタノールをしみこませた無塵のクリーンクロスにより加工面 を拭いたところ、 クリーンクロスに黒い汚れが認められた。 加工面以外の面につ いてはこのような現象は見られなかった。
(3) 機械的物性試験
上記ダミーウェハより、 幅20111111 長さ80111111 (X厚み 0. 776mm ) の短冊状の試験片を切り出した。 試験片の切り出し方向は、 ダミーウェハの基 準方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの （0° 試験片） 、 およびダミー ウェハの基準方向に対して 90° 方向が上記試験片の長さ方向と一致するもの (90° 試験片） の 2種類とした。 上記試験片を使用し、 三点曲げ試験により 曲げ弾性率を測定した。 三点曲げ試験における支点間距離は 6 Ommとした。 表 1に示す通り、 実施例 4におけるダミーウェハは、 実施例 1〜3に比べて、 基準方向および基準方向に対して 90° に関する曲げ弾性率の差が大きく、 剛 性に関して異方性が認められた。 し力、し、 ダミーウェハとして使用可能な程度の 岡 |J'I4は備えていた。 表 2 機械的物性試験
Figure imgf000036_0001
産業上の利用可能性
本発明により、 剛性があって高強度であり、 比較的安価で、 光センサにも反応 しゃすいダミーウェハが提供された。 さらに低発塵性のダミーウェハ、 また耐熱 性があるダミーゥェハが提供された。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 炭素繊維強化プラスチックを含むことを特徴とするダミーゥエノ、。
2. 炭素繊維強化ブラスチックを含むウェハ基体を有する請求項 1記載のダミ 一ウェハ。
3. 前記炭素繊維強化プラスチックが、 引張弾性率が 400 GP a以上の炭素 繊維を含む請求項 2記載のダミ一ウェハ。
4. 前記炭素繊維がピッチ系炭素繊維である請求項 3記載のダミーウェハ。
5. 前記ウェハ基体が、 炭素繊維強化プラスチックからなる層である CFRP 層を複数有する請求項 2記載のダミ一ウェハ。
6. 前記ウェハ基体が、 炭素繊維が一方向に配向した一方向プリプレダの硬化 成形物からなる炭素繊維強化ブラスチックからなる層である一次元強化 C F R P 層を複数有し、
該複数の一次元強化 C FRP層のうちの、 一部の層の炭素繊維の引張弾性率が、 他の層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い請求項 5記載のダミーウェハ。
7. 前記ウェハ基体が、 それぞれ主表面側に位置する二つのスキン層と、 該ニ つのスキン層の間に位置するコア層とを有し、
該二つのスキン層は、 いずれも、 前記一次元強化 CFRP層を複数有し、 該二つのスキン層のそれぞれにおいて最も主表面側に位置する一次元強化 C F R P層である二つの最外 C F R P層の一方の炭素繊維の配向方向を基準方向とした とき、 他方の最外 CFRP層の炭素繊維の配向方向は該基準方向に対して一 20 ° 〜+20° の角度範囲にあり.、
該二つの最外 C F R P層中の炭素繊維の弓 I張弾性率は!/、ずれも 200GPa〜6 0 OGP aであり、
該二つのスキン層は、 いずれも、 該基準方向に対して + 75° 〜十 90° の角度 範囲に配向し且つ引張弾性率が 400GPa〜100 OGP aであっていずれの 最外 C F R P層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い炭素繊維を含有する一次元強 化 CFRP層および Zまたは該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の角度範囲 に配向し且つ引張弾性率が 400GPa〜1000GP aであっていずれの最外 C F R P層の炭素繊維の引張弾性率よりも高い炭素繊維を含有する一次元強ィ匕 C FRP層を有し、
該コア層は、 該基準方向に対して +30° 〜十.60° の角度範囲に配向し且つ引 張弾性率が 400GPa〜1000GPaである炭素繊維を含有する一次元強化 CFRP層および/または一 30° 〜一 60° の角度範囲に配向し且つ引張弹' 14 率が 400GPa〜： L OOOGPaである炭素繊維を含有する一次元強ィ匕 C F R P層を有する請求項 6記載のダミーウェハ。
8. 該二つのスキン層のそれぞれの厚さは、 該二つのスキン層とコア層の合計 の厚さの 10 %〜 45 %である請求項 7記載のダミ一ウェハ。
9. 炭素繊維強化ブラスチックを含むゥェハ基体を有するダミ一ゥェハであつ て、
前記ウェハ基体が、 それぞれ主表面側に位置する二つのスキン層と、 該二つのス キン層の間に位置するコア層とを有し、
該二つのスキ /層は、 いずれも、 炭素繊維がー方向に配向した一方向プリプレダ の硬化成形物からなる炭素繊維強化ブラスチックからなる層である一次元強化 C FRP層を複数有し、
該二つのスキン層のそれぞれにおいて最も主表面側に位置する一次元強化 C F R P層である二つの最外 CFRP層の一方の炭素繊維の配向方向を基準方向とした とき、 他方の最外 CFRP層の炭素繊維の配向方向は該基準方向に対して一 20 ° 〜+ 20° の角度範囲にあり、
該二つの最外 C F R P層の炭素繊維の引張弾性率はいずれも 200GPa〜60 0 G P aであり、
該二つのスキン層は、 いずれも、 該基準方向に対して + 75° 〜+90° の角 度範囲に配向し且つ引張弾性率がそのスキン層に含まれる最外 C F R P層の炭素 繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含有する一次元強化 C FRP層および Zまたは該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の角度範囲に 配向し且つ引張弾¾率がそのスキン層に含まれる最外 C F R P層の炭素繊維の引 張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含有する一次元強化 CFRP層 を有し、
該コア層が、 該基準方向に対して一 20° 〜+20° の角度範囲に配向し引張 弾 it率が 200GPa〜400GPaである炭素繊維を含有する一次元強化 C F RP層を有するとともに、 該基準方向に対して + 75° 〜十 90° の角度範囲 に配向し引張弾性率が 20 OGP a〜400 G P aである炭素繊維を含有する一 次元強化 CFRP層および/または該基準方向に対して一 75° 〜一 90° の 角度範囲に配向し引張弾性率が 20 OGP a〜400 G P aである炭素繊維を含 有する一次元強化 CFRP層を有することを特徴とするダミーウェハ。
10. 前記二つのスキン層の少なくとも一方が、 更に、 前記基準方向に対して + 30° 〜+60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性率がそのスキン層に含ま れる最外 CFRP層の炭素繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊 維を含有する一次元強化 C F R P層および Zまたは前記基準方向に対して一 30 ° 〜一 60° の角度範囲に配向し且つ引張弾性率がそのスキン層に含まれる最 外 CFRP層の炭素繊維の引張弾性率の 1. 5倍〜 3. 0倍である炭素繊維を含 有する一次元強化 C F R P層を有する請求項 9記載のダミーウェハ。
11. さらに、 それぞれの主表面 ίこ炭素繊維クロス層を有する請求項 6〜10 の何れか一項記載のダミーウェハ。
12. 前記炭素繊維強化プラスチックに含まれるマトリックス樹脂が、 硬化剤 としてジァミノジフエニルスルホンを含むエポキシ樹脂組成物を含む請求項 1〜 11の何れか一項記載のダミーゥェハ。
13. 前記ウェハ基体が加工面を有し、 該加工面を被覆する、 極性溶媒に対して耐性を有しかつ 70°C以下の温度で硬化 する樹脂からなる被覆層を有する請求項 2〜12の何れか一項記載のダミーゥェ ノヽ„
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