(57)【要約】【課題】本発明の目的は、スライス台の適正化を図ることにより、固定砥粒ワイヤーを用いた場合であっても、固定砥粒ワイヤーとスライス台との間で滑りが発生することなく、確実にインゴットの切断を行える太陽電池用シリコンインゴットの切断方法を提供することにある。【解決手段】スライス台１０に接着固定されたインゴット２０を、固定砥粒ワイヤー３０が少なくともスライス台１０の接着面に切り込む位置Ｘに達するまで切断する方法であり、前記スライス台１０の接着面１０ａの表面粗さ（Ｒａ）が、3μm以上であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライス台に接着固定されたインゴットを、固定砥粒ワイヤーソーが少なくともスライス台の接着面に切り込む位置に達するまで切断する太陽電池用シリコンインゴットの切断方法において、
前記スライス台の接着面の表面粗さ（Ｒａ）が、3μm以上であることを特徴とする太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【請求項２】
前記スライス台の材質が樹脂材料からなる請求項１記載の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【請求項３】
前記樹脂材料は、フェノール樹脂ベースのレジンである請求項２記載の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【請求項４】
前記スライス台の接着面の硬さが、ショアＤ硬度で85〜95の範囲である請求項１〜３のいずれか１項記載の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンインゴットの切断方法、特に、固定砥粒ワイヤーを用いて切断する太陽電池用シリコンインゴットの切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池用シリコンウェーハの製造工程において、シリコンインゴットをウェーハ状に切断するスライス工程が行われる。そして、スライス工程では、加工効率の向上や、大型インゴットの切断にも適用できる点から、一般的に、ワイヤーソー装置を用いたインゴットの切断が行われる。例えば特許文献１には、マルチワイヤーソーを用いたインゴットの切断方法が開示されている。
【０００３】
また、ワイヤーソーによる切断方法としては、油性、或いは水溶性のオイル等に、ＧＣ（緑色炭化珪素）等の砥粒を混合したスラリーを供給しながら切断する方法（遊離砥粒を用いた切断）と、ダイヤモンド等の砥粒を電着等によって表面に固着させたワイヤーを用いて、油性或いは水性のオイル（クーラント）、又は水を供給しながら切断する方法（固定砥粒ワイヤーを用いた切断）が挙げられる。
【０００４】
上述の、遊離砥粒による切断は、加工する上でのコストは安価であるがインゴットを切断する際、切削加工点おいて、ごく一部の砥粒しか切削に寄与しないので加工速度が遅くなることや、切断に使用したスラリーの産業廃棄物処理が必要であるので環境面から、好ましいとはいえない。また、切断後の洗浄においても砥粒、オイル、Ｓｉ切削屑の除去に対して一般的には洗浄剤を用いた洗浄が必要である。一方、固定砥粒ワイヤーによる切断は遊離砥粒を使用しないので廃スラリー、廃水等の産業廃棄物の発生が軽減され、更に固定された砥粒（例えばダイヤモンド）がワイヤーの走行に合わせてインゴットを切削することで切削効率が高く、切断時間の大幅な短縮化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開１０−４４１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の固定砥粒ワイヤーを用いたインゴットの切断は、インゴットの切断が進み、インゴットを接着固定するスライス台の接着面に接触する位置にまで前記固定砥粒ワイヤーが達した際、前記固定砥粒ワイヤーの砥粒と前記スライス台の表面との間で滑りが発生し、スライス台との接着面近傍のインゴット部分について切断できないという問題があった。この場合、前記シリコンインゴットを固定砥粒ワイヤーの方へ強く押圧した場合でも、滑りによって確実な切断が行えず、固定砥粒ワイヤーの撓みが大きくなる結果、固定砥粒ワイヤーの断線を引き起こす恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、スライス台の適正化を図ることにより、固定砥粒ワイヤーを用いた場合であっても、固定砥粒ワイヤーとスライス台との間で滑りが発生することなく、確実にインゴットの切断を行える太陽電池用シリコンインゴットの切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、スライス台に接着固定されたインゴットを、固定砥粒ワイヤーが少なくともスライス台の接着面に切り込む位置に達するまで切断する太陽電池用シリコンインゴットの切断方法について、上記の課題を解決するため検討を重ねた結果、前記スライス台の接着面の表面粗さ（Ｒａ）を、3μm以上とすることで、前記固定砥粒ワイヤーの砥粒がスライス台の接着面上の凹凸に引っかかるため、上述の固定砥粒ワイヤーとスライス台との滑りが抑制でき、確実にインゴットの切断ができることを見出した。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）スライス台に接着固定されたインゴットを、固定砥粒ワイヤーが少なくともスライス台の接着面に切り込む位置に達するまで切断する太陽電池用シリコンインゴットの切断方法において、前記スライス台の接着面の表面粗さ（Ｒａ）が、3μm以上であることを特徴とする太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【００１０】
（２）前記スライス台の材質が、樹脂からなる上記（１）記載の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【００１１】
（３）前記樹脂材料は、フェノール樹脂ベースのレジンである上記（２）記載の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【００１２】
（４）前記スライス台の硬さが、ショアＤ硬度で８５〜９５の範囲である上記（１）〜（３）のいずれか１項記載の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、固定砥粒ワイヤーを用いた場合であっても、固定砥粒ワイヤーとスライス台との間で滑りが発生することなく、確実にインゴットの切断を行える太陽電池用シリコンインゴットの切断方法の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による太陽電池用シリコンインゴットの切断方法を説明するための図である。
【図２】従来の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法を説明するための図である。
【図３】本発明による太陽電池用シリコンインゴットの切断装置について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による太陽電池用シリコンインゴットの切断方法について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による太陽電池用シリコンインゴットの切断方法を説明するため、インゴット及びそれを接着固定したスライス台と、固定砥粒ワイヤーの断面を、模式的に示した図であり、(ａ)はインゴットの切断前、(ｂ)はインゴットの切断後の状態を示す。図２は、従来の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法を説明するため、インゴット及びそれを接着固定したスライス台と、固定砥粒ワイヤーの断面を、模式的に示した図であり、(ａ)はインゴットの切断前、(ｂ)はインゴットの切断後の状態を示す。
【００１６】
本発明の太陽電池用シリコンインゴットの切断方法は、図１(ａ)及び(ｂ)に示すように、スライス台１０に接着固定されたインゴット２０を、固定砥粒ワイヤー３０へ近づけていき（図１(ａ)）、該固定砥粒ワイヤー３０が少なくともスライス台１０の接着面に切り込む位置Ｘに達するまで切断する（図１(ｂ)）方法である。
【００１７】
そして、本発明のシリコンインゴットの切断方法は、前記スライス台１０の接着面１０ａの表面粗さ（Ｒａ）が、3μm以上であることを特徴とする。
【００１８】
上記構成を採用することで、前記固定砥粒ワイヤー３０の砥粒がスライス台１０の接着面１０ａ上の凹凸に引っかかるため、固定砥粒ワイヤー３０とスライス台１０との滑りを有効に抑制でき、前記スライス台１０の切り込み位置Ｘに達するまで切り込むことできる結果、前記固定砥粒ワイヤーの破損等が発生することなく、確実かつ迅速なインゴット２０の切断が可能となる。
【００１９】
ここで、前記接着面１０ａの表面粗さとは、表面粗さ計等を用いて、任意の１０箇所を測定したときの表面粗さの平均をいい、表面粗さを3μm（Ｒａ）以上としたのは、3μm未満の場合、前記接着面１０ａと前記固定砥粒ワイヤー３０の固定砥粒との間で滑りが発生し、確実なインゴットの切断ができないからである。
【００２０】
なお、従来のスライス台（例えばガラス製からなるスライス台）を用いたシリコンインゴットの切断方法では、前記固定砥粒ワイヤー３０の固定砥粒とスライス台１００の表面１００ａとの間で滑りが発生し、図２(ｂ)に示すように、スライス台１００の所定の切り込み位置Ｘまで、前記固定砥粒ワイヤー３０を切り込むことができず、シリコンインゴット２０が切断できない恐れがある。
【００２１】
なお、前記スライス台とは、シリコンインゴット２０を接着固定し、固定砥粒ワイヤーによって切断する際のインゴット２０の支持台としての役目を果たすための部材であり、通常、図１(ｂ)に示すように、前記シリコンインゴット２０を切断する際、スライス台１０の接着面１０ａを超えて、その内部（切り込み位置Ｘ）まで固定砥粒ワイヤーに切り込ませることで、インゴット２０の切断を確実なものとする。
【００２２】
また、前記スライス台１０は、接着面１０ａの表面粗さが3μm（Ｒａ）以上であれば特に限定はしないが、具体的に用いられるスライス台１０の材質としては、樹脂材からなることが好ましい。比較的容易に上述の接着面１０ａの表面粗さを実現することができるためであり、その他の材料を用いた場合、所望の表面粗さを実現できない恐れがあるからである。
【００２３】
さらに、前記樹脂材料は、フェノール樹脂ベースであることがより好適である。その他の材料を用いた場合、例えば、上述の表面粗さを実現するためのスライス台１０の材料として、樹脂（レジン）の他には半導体シリコンインゴット２０の切断に一般的に使用されるカーボン材が考えられるが、カーボン材からなるスライス台１０は粗さが小さいにも関わらずスライス台１０の切断が可能であるが、カーボン材からなるスライス台１０はレジン材に比べて硬度が低く、切断厚みの薄い太陽電池用シリコンインゴット２０の切断においてはスライス台１０切断時にウェーハの割れが発生する恐れがあるため、材質としては適していないからである。さらに、カーボン材からなるスライス台１０は、レジン材からなるスライス台１０と比較して高価であり、低コストでの生産が必須である太陽電池用シリコンインゴットの切断には適さないからである。なお、フェノール樹脂ベースのレジンとは、一般的な主成分であれば特に限定はしないが、樹脂材料中のフェノール樹脂の割合が最低50質量％以上含有することをいう。
【００２４】
さらにまた、前記スライス台の接着面の硬さは、ショアＤ硬度で85〜95の範囲であることが好ましい。硬度が85未満の場合、スライス台１０と前記シリコンインゴット２０との高度差が大きくなりすぎるため、スライス台１０にワイヤーソー３０が達した際に、ワイヤーソー３０に蛇行が発生し、切断したウェーハを弾き飛ばし、スライス台１０から落下させる恐れがあるためである。一方、95を超えると、接着面１０ａが硬すぎるため、前記ワイヤーソー３０の固定砥粒の磨耗が大きくなり、使用期間の低下を招く恐れがあるからである。
【００２５】
なお、前記スライス台１０の切り込み位置Ｘは、少なくとも前記シリコンインゴット２０との接触面から、前記スライス台１０の内部であれば、特に限定はしないが、一般的に、前記スライス台１０の接触面１０ａから3〜7mm程度の位置である。また、前記スライス台２０は、通常、図１(ａ)及び(ｂ)に示すように、ワークプレート４０によって接着保持された状態で使用される。
【００２６】
本発明によるシリコンインゴットの切断方法に用いられる固定砥粒ワイヤー３０は、表面に固定砥粒が付着されたワイヤーのことである。この固定砥粒ワイヤーを用いれば、砥粒とオイル、或いはクーラントの混合液であるスラリー使用することなく、前記シリコンインゴット２０の切断を行うことができる。
【００２７】
また、前記固定砥粒ワイヤー３０の固定砥粒を構成する具体的な材料としては、特に限定はしないが、確実にシリコンインゴット２０の切断を行える点から、例えば、ダイヤモンドを用いることができる。
【００２８】
さらに、前記固定砥粒ワイヤー３０は、図３に示すように、複数のローラー３１（通常２本〜４本）に１本のワイヤーをローラーの長手方向に螺旋状に巻き掛け、ワイヤー３０の送り出し、巻き戻しを繰り返しながら前記シリコンインゴット２０を下降することで切断を行うことができる。
【００２９】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００３０】
（実施例）
実施例は、前記スライス台１０が、レジン材（フェノール樹脂ベース）からなり表１に示す条件によって、太陽電池用シリコンインゴット２０の切断を行った。
なお、スライス台の表面粗さ（μm）、切断時の、固定砥粒ワイヤーの砥粒の種類、固定砥粒ワイヤーの走行速度（m／min）、インゴット切断速度（mm／min）についても表１に示す。
【００３１】
（比較例）
比較例として、前記スライス台１０が、ガラス製であること以外は、実施例１と同様の条件によって、太陽電池用シリコンインゴット２０の切断を行った。
なお、スライス台の表面粗さ（μm）、切断時の、固定砥粒ワイヤーの砥粒の種類、固定砥粒ワイヤーの走行速度（m／min）、インゴット切断速度（mm／min）については、表１に示す。
【００３２】
（評価方法）
各実施例及び比較例で切断を行ったシリコンインゴット２０について、切断が確実に行われていたかどうかの確認を行った。１つのインゴットについて、切断した全ウェーハの枚数に対する確実に切断できているウェーハの枚数の割合（％）を算出することで評価をおこなった。切断できているウェーハの割合（％）については表１に示す。
【００３３】
【表１】
2011005818.tif 000003
【００３４】
表１から、スライス台の適正化が図られている実施例については、表面粗さの小さいスライス台を用いた比較例に比べて、シリコンインゴットの切断の確実性について優れた結果を示しており、スライス台の適正化によって、シリコンインゴットの切断の確実性が向上したことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明によれば、固定砥粒ワイヤーを用いた場合であっても、固定砥粒ワイヤーとスライス台との間で滑りが発生することなく、確実にインゴットの切断を行える太陽電池用シリコンインゴットの切断方法を提供することが可能になった。
【符号の説明】
【００３６】
１０、１００    スライス台
２０    太陽電池用シリコンインゴット、シリコンインゴット
３０    ワイヤー
３１    ローラー
４０    ワークプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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