ワイヤソー装置に用いられるスライス台

【課題】太陽電池用の単結晶シリコンインゴットのような略直方体状であって、角部にＣ面やＲ面のような面取り部が形成された単結晶シリコンインゴットの切断終了段階の切削精度を向上させること。
【解決手段】走行するワイヤ２に対して研削液５を供給しながら、略直方体状であり角部に面取り部Ｃが形成された単結晶シリコンインゴットＳを下面に保持したスライス台６を下降させることにより、ワイヤ２により単結晶シリコンインゴットＳを切断するワイヤソー装置１であって、スライス台６が、単結晶シリコンインゴットＳの面取り部Ｃを覆うガイド部８を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用の単結晶シリコンインゴットのような略直方体状であって、角部にＣ面やＲ面のような面取り部が形成された単結晶シリコンインゴットを切断するワイヤソー装置に用いられるスライス台に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤソーにより半導体用の単結晶や多結晶のシリコンインゴットをウェハに切断する際には、シリコンインゴットが固定されたスライス台を下降させ、走行するワイヤへ押し付けることにより、同時に多数枚のウェハに切断する。通常、シリコンインゴットは円柱状であるため、スライス台にはこのシリコンインゴットの円柱形状にほぼ等しいＲ面が形成されており、シリコンインゴットはこのスライス台のＲ面にエポキシ等の接着剤を用いて接着される（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
一方で、太陽電池用の単結晶シリコンウェハの場合は、配置面積の都合上、矩形に成形されている。このような太陽電池用の単結晶シリコンウェハは、まず円柱状の単結晶シリコンインゴットが正四角柱状に成形された後、上述のような手順でウェハに切断されることにより製造される。この場合、単結晶シリコンインゴットは正四角柱状であるため、スライス台には平板状のものが用いられている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
なお、実際の太陽電池用の単結晶シリコンインゴットは、有効面積を増やすために完全な正四角柱状ではなく、四隅に大きなＣ面やＲ面などの面取り部が形成されているが、スライス台に対してこの面取り部を除く平面部だけでの接着で十分な接着強度が得られ、単結晶シリコンインゴットを保持可能であるため、前述と同様の平板状のスライス台が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３５５３１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７１５６号公報
【特許文献３】特開２００５−１５３０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、単結晶シリコンインゴットが大型化するにつれて、単結晶シリコンインゴットの面取り部が切断される切断終了段階において、切削精度が悪くなることが新たに問題となってきている。
【０００７】
そこで、本発明は、太陽電池用の単結晶シリコンインゴットのような略直方体状であって、角部にＣ面やＲ面のような面取り部が形成された単結晶シリコンインゴットの切断終了段階の切削精度を向上させることが可能なワイヤソー装置に用いられるスライス台を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討の結果、図６に示すように、研削液供給ノズル４から供給される研削液５が、メインローラ３間で高速で移動走行するワイヤ２に乗って移動し、単結晶シリコンインゴットＳとスライス台２０との間の面取り部Ｃに巻き込まれることによって、切断済みのウェハ部分が振動してしまうことが、切断終了段階において切削精度が悪くなる主原因であることを見出した。
【０００９】
本発明のワイヤソー装置のスライス台は、走行するワイヤに対して研削液を供給しながら、略直方体状であり角部に面取り部が形成された単結晶シリコンインゴットを下降させることにより、ワイヤにより単結晶シリコンインゴットを切断するワイヤソー装置に用いられるスライス台であって、単結晶シリコンインゴットの面取り部を覆うガイド部を備え、ガイド部と単結晶シリコンインゴットの面取り部との間に隙間を有するものである。
【００１０】
本発明によれば、走行するワイヤに乗って移動する研削液の流れが、単結晶シリコンインゴットの面取り部を覆うガイド部によって遮断され、研削液の巻き込みを防止することができる。また、ガイド部と単結晶シリコンインゴットの面取り部との間に隙間を有することによって、研削液がガイド部に衝突した際の振動がガイド部によって吸収され、単結晶シリコンインゴットに伝わらなくなる。また、この隙間により、切断終了後の単結晶シリコンウェハをスライス台から容易に取り外すことが可能となる。さらに、単結晶シリコンインゴットに対するワイヤの接触長さの急激な変化を無くして、ワイヤの横振動を抑制することができる。
【００１１】
ここで、ガイド部は、単結晶シリコンインゴットの面取り部に沿った形状であることが望ましい。これにより、走行するワイヤに乗って移動する研削液が流れ込む空間をできる限り少なくすることができ、研削液の巻き込みをより防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
（１）単結晶シリコンインゴットの面取り部を覆うガイド部を備え、ガイド部と単結晶シリコンインゴットの面取り部との間に隙間を有するスライス台により、走行するワイヤに乗って移動する研削液の流れが、単結晶シリコンインゴットの面取り部を覆うガイド部によって遮断され、研削液の巻き込みを防止することができる。また、ガイド部と単結晶シリコンインゴットの面取り部との間の隙間によって、研削液がガイド部に衝突した際の振動が阻止され、単結晶シリコンインゴットに伝わらなくなるので、単結晶シリコンインゴットの振動による切削精度の悪化を防止することができ、高精度な切削が可能となる。また、この隙間により、切断終了後の単結晶シリコンウェハをスライス台から容易に取り外すことが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。さらに、単結晶シリコンインゴットに対するワイヤの接触長さの急激な変化を無くして、ワイヤの横振動を抑制することができるので、太陽電池用の単結晶シリコンインゴットのような略直方体状であって、角部にＣ面やＲ面のような面取り部が形成された単結晶シリコンインゴットの切断終了段階の切削精度を向上させることが可能となる。
【００１３】
（２）ガイド部が、単結晶シリコンインゴットの面取り部に沿った形状であることにより、走行するワイヤに乗って移動する研削液が流れ込む空間をできる限り少なくすることができ、研削液の巻き込みをより防止することができるので、さらに切断終了段階の切削精度を向上させることが可能となる。
【００１４】
（３）ガイド部と単結晶シリコンインゴットとの面取り部との間に隙間を有することにより、切断終了後の単結晶シリコンウェハをスライス台から容易に取り外すことが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態におけるワイヤソー装置の概略構成図である。
【図２】図１のスライス台に固定された単結晶シリコンインゴットの拡大図である。
【図３】図１のワイヤソー装置による単結晶シリコンインゴットの切断の様子を示す説明図である。
【図４】ガイド部がスライス台本体と別個に形成された例を示すスライス台に固定された単結晶シリコンインゴットの拡大図である。
【図５】図４のスライス台に固定された単結晶シリコンインゴットの切断の様子を示す説明図である。
【図６】従来のワイヤソー装置による単結晶シリコンインゴットの切断の様子を示す説明図である。
【図７】測定点を示す図である。
【図８】実施例１のスライス台を用いた場合のウェハ厚みの測定結果を示す図である。
【図９】実施例２のスライス台を用いた場合のウェハ厚みの測定結果を示す図である。
【図１０】実施例３のスライス台を用いた場合のウェハ厚みの測定結果を示す図である。
【図１１】比較例１のスライス台を用いた場合のウェハ厚みの測定結果を示す図である。
【図１２】比較例２のスライス台を用いた場合のウェハ厚みの測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態におけるワイヤソー装置の概略構成図、図２は図１のスライス台に固定された単結晶シリコンインゴットの拡大図である。
【００１７】
図１において、本発明の実施の形態におけるワイヤソー装置１は、所定間隔で配置された複数のワイヤ２をメインローラ３間で高速で移動走行させ、この走行するワイヤ２に対して研削液供給ノズル４から研削液５を供給しながら、太陽電池用の単結晶シリコンインゴットＳを切断するものである。単結晶シリコンインゴットＳは、スライス台６に保持される。
【００１８】
太陽電池用の単結晶シリコンインゴットＳは、略矩形状断面を有する略直方体状であり、図２に示すように角部にＣ面やＲ面などの面取り部Ｃが形成されたものである。スライス台６は、単結晶シリコンインゴットＳの上部平面に密着する平面状のインゴット保持面７と、このインゴット保持面７の両側に配置されて面取り部Ｃを覆うガイド部８とを有している。
【００１９】
インゴット保持面７は、スライス台６の下面に配置され、単結晶シリコンインゴットＳの上部平面に接着剤によって接着される。ガイド部８は、このガイド部８と面取り部Ｃとの間に隙間が形成されるように、単結晶シリコンインゴットＳの面取り部Ｃに沿う形状に形成されている。なお、本実施形態においては、ガイド部８の下端８ａが面取り部Ｃの下エッジＥと同じ高さとなるように設定されている。また、ガイド部８と面取り部Ｃとの間の隙間は、面取り部Ｃの下エッジＥを基準として縦横方向にそれぞれ５〜１５ｍｍとしている。
【００２０】
上記構成のワイヤソー装置１により、走行するワイヤ２に対して研削液供給ノズル４から研削液５を供給しながら、単結晶シリコンインゴットＳを下面に保持したスライス台６を下降させると、単結晶シリコンインゴットＳはワイヤ２により切断されていく。そして、図３に示すように、単結晶シリコンインゴットＳの面取り部Ｃの下エッジＥに到達した後は、単結晶シリコンインゴットＳとともにガイド部８が切断されていく。
【００２１】
このとき、走行するワイヤ２に対して供給される研削液５は、ワイヤ２に乗って移動し、面取り部Ｃへ向かうが、この研削液５の流れは、単結晶シリコンインゴットＳの面取り部Ｃを覆うガイド部８によって遮断されるので、研削液５は単結晶シリコンインゴットＳとスライス台６との間の面取り部Ｃに巻き込まれず、切断済みのウェハ部分の振動が防止される。これにより、単結晶シリコンインゴットＳの切断終了段階の切削精度が向上する。
【００２２】
また、本実施形態においては、ガイド部８が、単結晶シリコンインゴットＳの面取り部Ｃに沿った形状であるため、走行するワイヤ２に乗って移動する研削液５が流れ込む空間をできる限り少なくすることができている。そのため、研削液５の巻き込みをより防止することができており、さらに切断終了段階の切削精度が向上している。
【００２３】
また、本実施形態においては、ガイド部８と単結晶シリコンインゴットＳの面取り部Ｃとの間に隙間を有するので、研削液５がガイド部８に衝突した際の振動が、このガイド部８によって吸収され、単結晶シリコンインゴットに伝わらないので、単結晶シリコンインゴットＳの振動による切削精度の悪化を防止することができており、高精度な切削が可能となっている。また、この隙間により、切断終了後の単結晶シリコンウェハをスライス台６から容易に取り外すことが可能となっており、生産性が向上している。
【００２４】
また、上記スライス台６は、ガイド部８がスライス台６本体と一体に形成されたものである。これにより、部品点数が少なくなるので取り扱いが容易になるとともに、一体形成することでコストを減らすことが可能であるが、スライス台６本体とガイド部８とを別個に形成されたものとすることも可能である。図４はガイド部がスライス台本体と別個に形成された例を示している。
【００２５】
図４に示す例では、単結晶シリコンインゴットＳを保持するスライス台１０の両側に板状のガイド部１１が配置されている。前述と同様、このガイド部１１の下端面１１ａは単結晶シリコンインゴットＳの下エッジＥと同じ高さであり、下エッジＥとガイド部１１との隙間が５〜１５ｍｍに設定されている。
【００２６】
このような構成においても、前述と同様に、走行するワイヤ２に対して供給される研削液５は、ワイヤ２に乗って移動し、面取り部Ｃへ向かうが、この研削液５の流れは、図５に示すように、単結晶シリコンインゴットＳの面取り部Ｃを覆うガイド部１１によって遮断されるので、研削液５は単結晶シリコンインゴットＳとスライス台６との間の面取り部Ｃに巻き込まれず、切断済みのウェハ部分の振動が防止される。
【実施例】
【００２７】
上記実施形態における図２のスライス台６を用いたワイヤソー装置１による単結晶シリコンインゴットの切断試験を行った。試験条件は表１に示す通りである。実施例としてガイド部８と面取り部Ｃとの間の隙間を、面取り部Ｃの下エッジＥを基準として縦横方向にそれぞれ５ｍｍ（実施例１）、１０ｍｍ（実施例２）、１５ｍｍ（実施例３）としたスライス台６を用いた。また、比較例として、上記隙間を２０ｍｍ（比較例１）としたスライス台および図６のスライス台２０（比較例２）を用いた。
【００２８】
【表１】

【００２９】
図７は測定点を示す図、図８〜図１０はそれぞれ実施例１〜３のスライス台を用いた場合のウェハ厚みの測定結果を示す図、図１１および図１２はそれぞれ比較例１，２のスライス台を用いた場合のウェハ厚みの測定結果を示す図である。図８〜図１２は、ワイヤ２の新線側で切断したもの３つ、中央で切断したもの３つ、旧線側で切断したもの３つのサンプルについて、それぞれ図７に示す各測定点（１）〜（９）で測定を行ったウェハ厚みを示している。
【００３０】
図８〜図１０から分かるように、実施例１〜３のスライス台６を用いた場合、新線側、中央、旧線側のいずれで切断しても、ウェハ厚みのばらつきは切削開始段階から切削終了段階までほとんど変化なく、切削精度が向上している。また、比較例１のスライス台を用いた場合、切削終了段階におけるウェハ厚みのばらつきが大きくなっており、隙間が１５ｍｍを超えると研削液５がこの隙間部分に浸入しやすくなった結果、切削精度が悪化していることが確認できた。
【００３１】
一方、比較例２のスライス台２０を用いた場合、研削液５の流れが直接面取り部Ｃに巻き込まれるため、切削終了段階におけるウェハ厚みのばらつきが顕著である。なお、上記隙間を５ｍｍ未満とし、研削液がガイド部８に衝突した際の振動がシリコンインゴットＳに伝わらない程度までは隙間を少なくすることも可能である。しかし、この場合、切削精度の悪化はないが、ウェハの取り外しが困難となるため、５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のワイヤソー装置およびこれに用いられるスライス台は、太陽電池用の単結晶シリコンインゴットのような略直方体状であって、角部にＣ面やＲ面のような面取り部が形成された単結晶シリコンインゴットを切断する装置として有用である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｓ単結晶シリコンインゴット
Ｃ面取り部
１ワイヤソー装置
２ワイヤ
３メインローラ
４研削液供給ノズル
５研削液
６，１０スライス台
７インゴット保持面
８，１１ガイド部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するワイヤに対して研削液を供給しながら、略直方体状であり角部に面取り部が形成された単結晶シリコンインゴットを下降させることにより、前記ワイヤにより前記単結晶シリコンインゴットを切断するワイヤソー装置に用いられるスライス台であって、
前記単結晶シリコンインゴットの面取り部を覆うガイド部を備え、前記ガイド部と前記単結晶シリコンインゴットの面取り部との間に隙間を有するスライス台。
【請求項２】
前記ガイド部が、前記単結晶シリコンインゴットの面取り部に沿った形状である請求項１記載のスライス台。
【請求項３】
前記ガイド部は前記スライス台本体と一体に成形されたものである請求項１または２に記載のスライス台。
【請求項４】
前記ガイド部は前記スライス台本体と別個に形成されたものである請求項１または２に記載のスライス台。

【図１】