シリコンブロックの処理方法
【課題】シリコンブロックからウェーハを切り出す際や、切り出したウェーハに発電層を積層する際に、ウェーハが破損するのを防止するためのシリコンブロックの処理方法を提供する。
【解決手段】多結晶または単結晶のシリコンブロック１をスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法において、シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、シリコンブロックを端面に平行な方向にスライスしてシリコンウェーハとする前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程を実施する。前記加工歪み除去工程としては、例えば、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石６を用いて前記シリコンブロック１の柱面３を研削して加工歪を除去する方法が用いられる。このほかに、エッチングによって前記シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する方法を用いてもよい。
【解決手段】多結晶または単結晶のシリコンブロック１をスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法において、シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、シリコンブロックを端面に平行な方向にスライスしてシリコンウェーハとする前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程を実施する。前記加工歪み除去工程としては、例えば、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石６を用いて前記シリコンブロック１の柱面３を研削して加工歪を除去する方法が用いられる。このほかに、エッチングによって前記シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する方法を用いてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶または多結晶のシリコンブロックの歪みを除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
単結晶型または多結晶型のシリコン太陽電池を製造するにあたっては、シリコンインゴットからシリコンブロックを切り出し、更にシリコンブロックをスライスすることにより太陽電池を形成するためのシリコンウェーハを得る。そしてその後、シリコンウェーハの表面に発電層を積層する等の処理を行うことにより、太陽電池となる。
【０００３】
シリコンブロックは、バンドソー等を用いて、例えば一辺が１５ｃｍの正方形の端面を有する四角柱状に切り出される。そして、必要に応じて柱面の角部が面取りされた後、例えば０．３ｍｍの厚みのシリコンウェーハにスライスされる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０４１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの表面には歪みが生じるため、その歪みに起因して、シリコンブロックからのウェーハの切り出し時やウェーハに対する発電層の積層時に、ウェーハが破損するという問題がある。そこで、本発明は、シリコンブロックからウェーハを切り出す際や、切り出したウェーハに発電層を積層する際に、ウェーハが破損するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、多結晶または単結晶のシリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法に関するもので、シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハとする前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が実施されるように構成している。
【０００７】
上記加工歪み除去工程においては、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石を用いてシリコンブロックの柱面を研削して加工歪を除去するようにしてもよいし、エッチングによってシリコンブロックの柱面から加工歪みを除去するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が遂行されるため、シリコンウェーハの外周部分からクラックが生じることがなく、シリコンブロックからシリコンウェーハを切り出す際にシリコンウェーハが損傷したり、シリコンウェーハに発電層を積層する際にシリコンウェーハが損傷したりするのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示すシリコンブロック１は、単結晶または多結晶のシリコンインゴットからバンドソー等を用いて切り出されたものであり、四角柱形状に形成されており、矩形の２つの端面２と、４つの側面である柱面３とを有している。また、柱面と柱面との連結部分である角部４に欠けが生じるのを防止するために、二点鎖線で示されているように、角部４が面取りされ面取り部５が形成されているタイプのものもある。
【００１０】
端面２や柱面３には、シリコンインゴットからの切り出し時に加工歪みが生じるため、シリコンインゴット１をスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、少なくとも柱面３の加工歪みを除去する。
【００１１】
加工歪みの除去には、例えば図２に示す研削砥石６を使用することができる。この研削砥石６は、回転可能な円形のホイール７の下面に、その外周に沿って複数固着されており、個々の研削砥石６は、例えば粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒をボンド材で固めて形成されている。
【００１２】
図２に示すように、研削しようとする柱面３が上方に露出した状態とし、シリコンブロック１を水平方向に移動させながら、円軌道を描いて回転する研削砥石６の下面を柱面３に接触させることにより、柱面３の加工歪みを除去して平面状とすることができる。このときの研削砥石６の回転速度は、例えば６０００ＲＰＭとする。また、研削砥石６の円軌道の最外周の直径が、シリコンブロック１の柱面３の幅より大きくなるように構成すると、シリコンブロック１の水平方向の一度の送りで効率良く加工歪みを除去することができる。一度の送りでは加工歪みを十分に除去できない場合は、複数回水平方向にシリコンブロック１を送りながら研削を行ってもよい。他の柱面３についても同様の研削を行い、すべての柱面３の加工歪みを除去する（加工歪み除去工程）。
【００１３】
なお、加工歪み除去工程は、研削のほかに、ウェットエッチングやドライエッチングによっても実現することができる。ウェットエッチングによる場合は、例えば硝酸とフッ化水素酸とを混合させたエッチング液を用いる。また、ドライエッチングによる場合は、例えばＳＦ６、ＣＦ４等のフッ素系安定ガスをプラズマ化して用いる。
【００１４】
このようにして柱面３の加工歪みが除去された後は、必要に応じて洗浄を行った後、シリコンブロック１を端面２に平行な方向にスライスしてシリコンウェーハを形成する。そしてその後、シリコンウェーハに発電層が積層される等して、太陽電池ウェーハが形成される。
【００１５】
シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、研削砥石による研削、ウェットエッチングまたはドライエッチングによる加工歪み除去工程を実施することとしたため、シリコンウェーハの外周部分からクラックが生じることがなくなり、シリコンブロックからシリコンウェーハを切り出す際にシリコンウェーハが損傷したり、シリコンウェーハに発電層を積層する際にシリコンウェーハが破損したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】シリコンブロックの一例を示す斜視図である。
【図２】加工歪み除去工程の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１７】
１：シリコンブロック ２：端面 ３：柱面 ４：角部 ５：面取り部
６：研削砥石 ７：ホイール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶または多結晶のシリコンブロックの歪みを除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
単結晶型または多結晶型のシリコン太陽電池を製造するにあたっては、シリコンインゴットからシリコンブロックを切り出し、更にシリコンブロックをスライスすることにより太陽電池を形成するためのシリコンウェーハを得る。そしてその後、シリコンウェーハの表面に発電層を積層する等の処理を行うことにより、太陽電池となる。
【０００３】
シリコンブロックは、バンドソー等を用いて、例えば一辺が１５ｃｍの正方形の端面を有する四角柱状に切り出される。そして、必要に応じて柱面の角部が面取りされた後、例えば０．３ｍｍの厚みのシリコンウェーハにスライスされる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０４１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの表面には歪みが生じるため、その歪みに起因して、シリコンブロックからのウェーハの切り出し時やウェーハに対する発電層の積層時に、ウェーハが破損するという問題がある。そこで、本発明は、シリコンブロックからウェーハを切り出す際や、切り出したウェーハに発電層を積層する際に、ウェーハが破損するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、多結晶または単結晶のシリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法に関するもので、シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハとする前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が実施されるように構成している。
【０００７】
上記加工歪み除去工程においては、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石を用いてシリコンブロックの柱面を研削して加工歪を除去するようにしてもよいし、エッチングによってシリコンブロックの柱面から加工歪みを除去するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が遂行されるため、シリコンウェーハの外周部分からクラックが生じることがなく、シリコンブロックからシリコンウェーハを切り出す際にシリコンウェーハが損傷したり、シリコンウェーハに発電層を積層する際にシリコンウェーハが損傷したりするのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示すシリコンブロック１は、単結晶または多結晶のシリコンインゴットからバンドソー等を用いて切り出されたものであり、四角柱形状に形成されており、矩形の２つの端面２と、４つの側面である柱面３とを有している。また、柱面と柱面との連結部分である角部４に欠けが生じるのを防止するために、二点鎖線で示されているように、角部４が面取りされ面取り部５が形成されているタイプのものもある。
【００１０】
端面２や柱面３には、シリコンインゴットからの切り出し時に加工歪みが生じるため、シリコンインゴット１をスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、少なくとも柱面３の加工歪みを除去する。
【００１１】
加工歪みの除去には、例えば図２に示す研削砥石６を使用することができる。この研削砥石６は、回転可能な円形のホイール７の下面に、その外周に沿って複数固着されており、個々の研削砥石６は、例えば粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒をボンド材で固めて形成されている。
【００１２】
図２に示すように、研削しようとする柱面３が上方に露出した状態とし、シリコンブロック１を水平方向に移動させながら、円軌道を描いて回転する研削砥石６の下面を柱面３に接触させることにより、柱面３の加工歪みを除去して平面状とすることができる。このときの研削砥石６の回転速度は、例えば６０００ＲＰＭとする。また、研削砥石６の円軌道の最外周の直径が、シリコンブロック１の柱面３の幅より大きくなるように構成すると、シリコンブロック１の水平方向の一度の送りで効率良く加工歪みを除去することができる。一度の送りでは加工歪みを十分に除去できない場合は、複数回水平方向にシリコンブロック１を送りながら研削を行ってもよい。他の柱面３についても同様の研削を行い、すべての柱面３の加工歪みを除去する（加工歪み除去工程）。
【００１３】
なお、加工歪み除去工程は、研削のほかに、ウェットエッチングやドライエッチングによっても実現することができる。ウェットエッチングによる場合は、例えば硝酸とフッ化水素酸とを混合させたエッチング液を用いる。また、ドライエッチングによる場合は、例えばＳＦ６、ＣＦ４等のフッ素系安定ガスをプラズマ化して用いる。
【００１４】
このようにして柱面３の加工歪みが除去された後は、必要に応じて洗浄を行った後、シリコンブロック１を端面２に平行な方向にスライスしてシリコンウェーハを形成する。そしてその後、シリコンウェーハに発電層が積層される等して、太陽電池ウェーハが形成される。
【００１５】
シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、研削砥石による研削、ウェットエッチングまたはドライエッチングによる加工歪み除去工程を実施することとしたため、シリコンウェーハの外周部分からクラックが生じることがなくなり、シリコンブロックからシリコンウェーハを切り出す際にシリコンウェーハが損傷したり、シリコンウェーハに発電層を積層する際にシリコンウェーハが破損したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】シリコンブロックの一例を示す斜視図である。
【図２】加工歪み除去工程の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１７】
１：シリコンブロック ２：端面 ３：柱面 ４：角部 ５：面取り部
６：研削砥石 ７：ホイール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多結晶または単結晶のシリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法であって、
該シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、
該シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハとする前に、該シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が実施される
シリコンブロックの処理方法。
【請求項２】
前記加工歪み除去工程において、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石を用いて前記シリコンブロックの柱面を研削して加工歪を除去する
請求項１に記載のシリコンブロックの処理方法。
【請求項３】
前記加工歪み除去工程において、エッチングによって前記シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する
請求項１に記載のシリコンブロックの処理方法。
【請求項１】
多結晶または単結晶のシリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法であって、
該シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、
該シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハとする前に、該シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が実施される
シリコンブロックの処理方法。
【請求項２】
前記加工歪み除去工程において、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石を用いて前記シリコンブロックの柱面を研削して加工歪を除去する
請求項１に記載のシリコンブロックの処理方法。
【請求項３】
前記加工歪み除去工程において、エッチングによって前記シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する
請求項１に記載のシリコンブロックの処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１５００８０（Ｐ２０１０−１５００８０Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２９９６１（Ｐ２００８−３２９９６１）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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