(57)【要約】      （修正有）【課題】電気回路を品質良く形成することができる半導体基板、および基板の切断方法を提供する。【解決手段】基板の切断方法は、半導体基板７上に膜を設置し、膜からマスクを形成し、マスクを用いて電気回路を形成し、電気回路が形成された半導体基板を分割する場所に溝部８を形成し、溝部に沿ってレーザー光を照射して半導体基板を分割する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に膜を設置し前記膜からマスクを形成し前記マスクを用いて電気回路を形成し、
前記電気回路が形成された前記半導体基板を分割する場所に溝部を形成し、
前記溝部に沿ってレーザー光を照射して前記半導体基板を分割することを特徴とする基板の切断方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の切断方法であって、
前記溝部の表面に微細な凹凸を形成することを特徴とする基板の切断方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板の切断方法であって、
前記半導体基板上に前記溝部を形成するためのマスクを設置し、
前記半導体基板を第１エッチング液に浸漬して前記溝部を形成することを特徴とする基板の切断方法。
【請求項４】
第１面と、
前記第１面と対向する第２面と、
前記第１面及び前記第２面と交差する側面と、
前記第１面と前記側面との間に設置された溝部と、を備え、
前記溝部には表面に微細な凹凸が設置されていることを特徴とする半導体基板。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体基板であって、
前記溝部の断面形状は曲面を含むことを特徴とする半導体基板。
【請求項６】
互いに対向する第１面及び第２面を有する半導体基板の前記第１面に膜を設置し前記膜からマスクを形成し前記マスクを用いて電気回路を形成し、
前記第２面を研削して前記半導体基板を薄くし、
前記半導体基板を第１エッチング液に浸漬して前記研削により損傷した層を除去し、
前記研削により損傷した層の除去と並行して行われ、前記半導体基板を前記第１エッチング液に浸漬して前記第１面の前記半導体基板を分割する場所に溝部を形成し、
前記溝部に沿ってレーザー光を照射して前記半導体基板を分割することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板を第２エッチング液に浸漬して、前記溝部の表面に微細な凹凸を形成し、
前記溝部の表面に微細な凹凸を形成することと並行して行われ、前記半導体基板を前記第２エッチング液に浸漬して前記第２面に微細な凹凸を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の切断方法、半導体基板及び太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気回路や構造物を形成した半導体基板を切断して分割するとき、ダイシングブレードを用いて切断する方法が広く活用されている。半導体基板が薄いときや曲線形状に切断するときにはダイシングブレードを利用できない。このときには、レーザー光を半導体基板に照射して切断するレーザーダイシング法が用いられる。
【０００３】
レーザーダイシング法を用いて半導体基板を切断する方法が特許文献１に開示されている。それによると、まず、ドライエッチング法で切断する場所に凹部を形成する。次に、凹部にレーザーを照射して半導体基板を切断している。半導体基板にレーザー光を集光して照射するとき、照射された場所では半導体基板を構成する分子が昇華して雰囲気中を進行する。このとき昇華した分子が急激に冷却されて結合する。その結果、半導体基板から突起が形成される。この突起をデブリという。
【０００４】
凹部の深さはデブリが突出する長さより深くなっている。デブリは凹部から突出せず、凹部の中に収容される。従って、次工程にて半導体基板を基板に実装するときにもデブリが基板に当たって分離することが抑制される。デブリが半導体基板から分離するとデブリの一部が半導体基板に付着する。そして、付着したデブリが半導体基板や基板に損傷を与える可能性がある。
【０００５】
また、半導体基板を切断する形状に半導体基板に凹部を形成している。次に、フォトリソグラフィ法を用いて配線や電極等の回路を形成している。フォトリソグラフィ法では半導体基板上に感光性樹脂膜を設置して、感光性樹脂膜に所定のパターンに光を照射する。光が照射された場所では樹脂膜が改質される。そして、改質された膜を残して改質されていない膜を除去する方法と、改質された膜を除去して改質されていない膜を残す方法とがある。残された膜をマスクにして、エッチング等の工程を行って回路が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６６４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体基板上に感光性樹脂膜を設置するとき、スピンコーター等の装置を用いて膜厚が均一の膜を形成する。スピンコーターは半導体基板上に感光性樹脂膜の材料を流動させる。特許文献１では半導体基板上に凹部が形成されているので、感光性樹脂膜の材料が基板上を流れるときに凹部が流体抵抗になる。このため、半導体基板上には感光性樹脂膜の材料が流動し易い場所と流動し難い場所が混在する。従って、マスクになる感光性樹脂膜の膜厚が不均一になるので所定のパターンの感光性樹脂膜を精度良く設置することが難しくなる。その結果、電気回路を品質良く形成することができなかった。そこで、マスクになる膜の膜厚を均一に設置して、電気回路を品質良く形成することができる半導体基板が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の基板の切断方法は、半導体基板上に膜を設置し前記膜からマスクを形成し前記マスクを用いて電気回路を形成し、前記電気回路が形成された前記半導体基板を分割する場所に溝部を形成し、前記溝部に沿ってレーザー光を照射して前記半導体基板を分割することを特徴とする。
【０００９】
上記の基板の切断方法は、前記溝部の表面に微細な凹凸を形成することが好ましい。
【００１０】
上記の基板の切断方法は、前記半導体基板上に前記溝部を形成するためのマスクを設置し、前記半導体基板を第１エッチング液に浸漬して前記溝部を形成することが好ましい。
【００１１】
本願の半導体基板は、第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面と交差する側面と、前記第１面と前記側面との間に設置された溝部と、を備え、前記溝部には表面に微細な凹凸が設置されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の半導体基板では、前記溝部の断面形状は曲面を含むことが好ましい。
【００１３】
本願の太陽電池の製造方法は、互いに対向する第１面及び第２面を有する半導体基板の前記第１面に膜を設置し前記膜からマスクを形成し前記マスクを用いて電気回路を形成し、前記第２面を研削して前記半導体基板を薄くし、前記半導体基板を第１エッチング液に浸漬して前記研削により損傷した層を除去し、前記研削により損傷した層の除去と並行して行われ、前記半導体基板を前記第１エッチング液に浸漬して前記第１面の前記半導体基板を分割する場所に溝部を形成し、前記溝部に沿ってレーザー光を照射して前記半導体基板を分割することを特徴とする。
【００１４】
上記の太陽電池の製造方法は、前記半導体基板を第２エッチング液に浸漬して、前記溝部の表面に微細な凹凸を形成し、前記溝部の表面に微細な凹凸を形成することと並行して行われ、前記半導体基板を前記第２エッチング液に浸漬して前記第２面に微細な凹凸を形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態にかかわる太陽電池の構成を示す概略分解斜視図。
【図２】太陽電池の構造を示す模式側断面図。
【図３】太陽電池の構造を示す模式側断面図。
【図４】半導体基板の溝部の構造を示す要部模式側面図。
【図５】テクスチャーの外観を示す図。
【図６】太陽電池の製造方法のフローチャート。
【図７】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図８】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図９】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１０】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１１】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１２】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１３】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１４】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１５】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１６】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１７】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１８】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１９】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図２０】第２の実施形態にかかわる電子時計の構成を示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１７】
（第１の実施形態）
本実施形態では、太陽電池と、この太陽電池の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる太陽電池の構造について図１〜図５に従って説明する。図１は、太陽電池の構成を示す概略分解斜視図である。図１に示すように、太陽電池１は光電変換素子２及び配線基板３を備えている。太陽電池１は光電変換モジュールともいう。また、光電変換素子２のみでも太陽電池といわれる。つまり、太陽電池は光電変換素子２の形態と光電変換素子２に配線基板３が設置された形態との両方を示す。
【００１８】
太陽電池１は板状であり、厚み方向から見たときの太陽電池１の形状は曲線を含んだ形状であっても良い。他にも、太陽電池１の平面形状は曲線だけで構成されても良く、直線だけで構成されても良い。他にも、太陽電池１の平面形状は曲線と直線とを含む形状であっても良い。
【００１９】
光電変換素子２は第１導電接続部４及び第２導電接続部５を備えている。配線基板３は第１配線３ａ及び第２配線３ｂを備えている。そして、第１導電接続部４は第１配線３ａと電気的に接続されている。第２導電接続部５は第２配線３ｂと電気的に接続されている。光電変換素子２が光６を受光するとき第１配線３ａと第２配線３ｂとの間に電圧が生ずる。
【００２０】
図２及び図３は太陽電池の構造を示す模式側断面図である。図２に示すように、太陽電池１は半導体基板７を備えている。半導体基板７にはシリコン基板やガリウムヒ素基板の単結晶基板を用いることができる。本実施形態では、例えば、半導体基板７にシリコン基板の単結晶基板を用いている。結晶性を有する基板を半導体基板７として用いることにより太陽電池１は発電効率の良くすることができる。
【００２１】
半導体基板７は互いに対向する第１面７ａ及び第２面７ｂを有する。半導体基板７において配線基板３を向く側の面を第１面７ａとする。半導体基板７において第１面７ａと対向する面を第２面７ｂとする。半導体基板７は周囲に側面７ｃを備え、側面７ｃは第１面７ａ及び第２面７ｂと交差する。そして、第１面７ａと側面７ｃとの間に溝部８が設置されている。この溝部８の断面形状は曲面を含んでいる。この溝部８の断面形状は半導体基板７の側面７ｃ側から溝部８を見たときの断面形状である。
【００２２】
第２面７ｂには微細な凹凸としての第１テクスチャー９が形成されている。第１テクスチャー９は照射される光６が反射されることを低減する。そして、光６により供給されるエネルギーを第１テクスチャー９が半導体基板７に吸収しやすくする。
【００２３】
半導体基板７の第１面７ａにはｐ＋拡散領域１０及びｎ＋拡散領域１１が形成されている。ｐ＋拡散領域１０の配線基板３側には第１配線１２及び第２配線１３が重ねて設置されている。そして、ｐ＋拡散領域１０、第１配線１２及び第２配線１３は電気的に接続されている。
【００２４】
半導体基板７と第１配線１２との間には第１層間絶縁膜１４が設置されている。そして、第１層間絶縁膜１４と第２配線１３との間には第２層間絶縁膜１５が設置されている。従って、第１配線１２及び第２配線１３はｐ＋拡散領域１０以外の半導体基板７と絶縁されている。第２配線１３の配線基板３側にはパッシベーション膜１６が設置されている。パッシベーション膜１６は第２配線１３や第２層間絶縁膜１５を覆う膜である。そして、パッシベーション膜１６は第２配線１３や第２層間絶縁膜１５が塵等に接触して損傷を受けることを抑制する。他にも、パッシベーション膜１６は第２配線１３や第２層間絶縁膜１５が酸素等の気体や水分に反応して劣化することを抑制する。
【００２５】
第１配線１２や第２配線１３の構成材料には、例えば、アルミニウム、チタン、銅のような金属の単体または合金等を用いることができる。パッシベーション膜１６、第１層間絶縁膜１４及び第２層間絶縁膜１５の構成材料には、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム等を用いることができる。
【００２６】
パッシベーション膜１６は第２配線１３と対向する場所の一部に孔が形成され、第２配線１３は一部が露出している。そして、露出した部分が第２配線電極パッド１３ａになっている。第２配線電極パッド１３ａは正極の電極になっている。第２配線電極パッド１３ａには第１導電接続部４が設置されている。
【００２７】
配線基板３は絶縁基板３ｃを備え、絶縁基板３ｃの光電変換素子２側に第１配線３ａ及び第２配線３ｂが設置されている。そして、第２配線電極パッド１３ａは第１導電接続部４を介して第１配線３ａと電気的に接続されている。従って、ｐ＋拡散領域１０と第１配線３ａとは電気的に接続されている。パッシベーション膜１６と絶縁基板３ｃとは接着剤１７により接着されている。
【００２８】
第１導電接続部４には、例えば導電ペースト、導電シート、金属材料、はんだ、ろう材等を用いることができる。接着剤１７には例えば、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性の樹脂材料を用いることができる。
【００２９】
第２面７ｂにはパッシベーション膜１８が設置されている。パッシベーション膜１８は、反射防止膜の機能を有してもよい。第２面７ｂは光６を受光する受光面１９になっている。
【００３０】
図３に示すように、ｎ＋拡散領域１１の配線基板３側には第３配線２１及び第４配線２２が重ねて設置されている。そして、ｎ＋拡散領域１１、第３配線２１及び第４配線２２は電気的に接続されている。
【００３１】
半導体基板７と第３配線２１との間には第１層間絶縁膜１４が設置されている。そして、第１層間絶縁膜１４と第４配線２２との間には第２層間絶縁膜１５が設置されている。従って、第３配線２１及び第４配線２２はｎ＋拡散領域１１以外の半導体基板７と絶縁されている。
【００３２】
第１配線１２と第３配線２１とは第２層間絶縁膜１５により絶縁されている。そして、第２配線１３と第４配線２２とは第２層間絶縁膜１５により絶縁されている。
【００３３】
第４配線２２の配線基板３側にはパッシベーション膜１６が設置されている。パッシベーション膜１６は第４配線２２や第２層間絶縁膜１５を覆う膜である。そして、パッシベーション膜１６は第４配線２２や第２層間絶縁膜１５が酸素等の気体に反応して劣化することを抑制する。
【００３４】
第３配線２１や第４配線２２の構成材料には第１配線１２や第２配線１３と同様の構成材料が用いられている。
【００３５】
パッシベーション膜１６は第４配線２２と対向する場所の一部に孔が形成され、第４配線２２は一部が露出している。そして、露出した部分が第４配線電極パッド２２ａになっている。第４配線電極パッド２２ａは負極の電極になっている。第４配線電極パッド２２ａには第２導電接続部５が設置されている。従って、ｎ＋拡散領域１１と第２配線３ｂとは電気的に接続されている。
【００３６】
第４配線電極パッド２２ａは第２導電接続部５を介して第２配線３ｂと電気的に接続されている。第２導電接続部５には、第１導電接続部４と同様の構成材料が用いられている。本実施形態では、例えば、第１導電接続部４及び第２導電接続部５の材料に導電ペーストが用いられている。
【００３７】
ｐ＋拡散領域１０及びｎ＋拡散領域１１からパッシベーション膜１６までの範囲が光電変換素子２の電気回路２３である。電気回路２３にはｐ＋拡散領域１０、ｎ＋拡散領域１１、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１５、第１配線１２、第２配線１３、第３配線２１、第４配線２２及びパッシベーション膜１６が含まれている。
【００３８】
図４は半導体基板の溝部の構造を示す要部模式側面図である。図４に示すように、側面７ｃ側の溝部８にはデブリ２４が形成されている。デブリ２４は半導体基板７を構成するシリコンが突出したものである。シリコン基板を分割するとき、側面７ｃに沿ってレーザー光を集光して照射する。照射された場所では半導体基板７を構成するシリコン分子が昇華して雰囲気中を進行する。このとき昇華したシリコン分子が急激に冷却されて結合する。その結果、半導体基板７から突出するデブリ２４が形成される。
【００３９】
半導体基板７の厚み方向において、溝部８の深さはデブリ２４の長さより長くなっている。このため、デブリ２４は第１面７ａより配線基板３側へは突出しない。従って、光電変換素子２と配線基板３とを接合するとき、デブリ２４は配線基板３に当たり難くなっている。デブリ２４が配線基板３に当たるときデブリ２４が折れて、半導体基板７から分離する。分離したデブリの一部が半導体基板７に付着する。そして、付着したデブリが半導体基板７が設置されたシリコンウエハー等に損傷を与える可能性がある。半導体基板７には溝部８が形成されているので、デブリ２４が半導体基板７から分離することが低減されている。
【００４０】
溝部８の断面形状は曲面を含んでいる。半導体基板７に溝部８を形成する方法にはドライ方式とウエット方式がある。曲面を含んでいる溝部８はウエット方式で形成することができる。ウエット方式はドライ方式に比べて、製造装置が簡易である。従って、製造装置を多く設置し易い。そして、ウエット方式は一度に多くの半導体基板７をエッチング液に浸漬して溝部８を形成することができる為ドライ方式に比べて生産性良く溝部を形成できる。従って、半導体基板７は生産性良く溝部８を形成することができる。
【００４１】
溝部８には表面に微細な凹凸としての第２テクスチャー２５が設置されている。溝部８に沿ってレーザー光を照射することにより、半導体基板７が切断され側面７ｃが形成されている。そして、溝部８の表面には第２テクスチャー２５が設置されている。溝部８の表面が鏡面のときに比べて、溝部８の表面に第２テクスチャー２５があるときには、溝部８がレーザー光を吸収し易い。従って、効率良く半導体基板７が加熱されるので、生産性良く半導体基板７を切断することができる。
【００４２】
図５はテクスチャーの外観を示す図である。図５は第１テクスチャー９の外観を示す例である。尚、第２テクスチャー２５の外観も同じ外観になっている。テクスチャーは多数のピラミッド状突起で構成される。テクスチャーは光の反射を抑制し、入射する光量を増大させることができる。半導体基板７が例えばＳｉ（１００）面を主面とする基板である場合、Ｓｉ（１１１）面を傾斜面とするピラミッド状突起がテクスチャーとして好適に用いられる。
【００４３】
次に上述した太陽電池１の製造方法について図６〜図１９にて説明する。図６は、太陽電池の製造方法のフローチャートであり、図７〜図１９は太陽電池の製造方法を説明するための模式図である。図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１は回路形成工程に相当し、半導体基板７上の第１面７ａに電気回路２３を形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２はマスク形成工程である。この工程は、半導体基板７上に溝部８を形成するためのマスクを形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は研削工程である。この工程は、半導体基板７の第２面７ｂを研削して半導体基板７を薄くする工程である。次にステップＳ４に移行する。
【００４４】
ステップＳ４は溝部形成工程である。この工程は、半導体基板７を第１エッチング液に浸漬して研削により損傷した層を除去する工程である。さらに、この工程は、電気回路２３が形成された半導体基板７を第１エッチング液に浸漬して半導体基板７を分割する場所の第１面７ａに溝部８を形成する工程である。研削により損傷した層の除去と溝部８を形成とは並行して行われる。
【００４５】
次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５はテクスチャー形成工程である。この工程は、半導体基板７を第２エッチング液に浸漬して、第２面７ｂに第１テクスチャー９を形成する工程である。さらに、この工程は、半導体基板７を第２エッチング液に浸漬して、溝部８の表面に第２テクスチャー２５を形成する工程である。第２面７ｂに第１テクスチャー９を形成することと溝部８の表面に第２テクスチャー２５を形成することとは並行して行われる。
【００４６】
次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６はマスク除去工程である。この工程は、ステップＳ２で設置したマスクを除去する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７はレーザーダイシング工程である。この工程は、溝部８に沿ってレーザー光を照射して半導体基板７を分割する工程である。
【００４７】
次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は配線基板設置工程である。この工程は、光電変換素子２に配線基板３を設置する工程である。以上の工程により太陽電池１の製造工程を終了する。尚、ステップＳ１の回路形成工程からステップＳ７のレーザーダイシング工程に示す製造方法が基板の切断方法に該当する。
【００４８】
次に、図７〜図１９を用いて、図６に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図７及び図８はステップＳ１の回路形成工程に対応する図である。図７に示すように、半導体基板としての半導体ウエハー２６を用意する。半導体ウエハー２６は複数の光電変換素子２を切り出すための母材として用いられる。半導体ウエハー２６の厚みは特に限定されないが、本実施形態では、例えば、７００μｍ〜８００μｍに設定している。
【００４９】
半導体基板７の第１面７ａに対応する面を半導体ウエハー２６の第１面としてのウエハー回路面２６ａとする。ウエハー回路面２６ａは鏡面に加工されている。半導体ウエハー２６上に電気回路２３を設置する。電気回路２３の形成にはフォトグラフィ法が用いられる。フォトグラフィ法ではまず、半導体ウエハー２６上に膜２０を設置する。この膜２０は感光性樹脂膜である。この膜２０を所定のパターンで露光しエッチングしてマスク２０ａを形成する。そして、マスク２０ａを用いて電気回路２３を設置する。
【００５０】
図８に示すように、半導体ウエハー２６上に電気回路２３を設置する。まず、ウエハー回路面２６ａにｐ＋拡散領域１０及びｎ＋拡散領域１１を形成する。ｐ＋拡散領域１０及びｎ＋拡散領域１１は、半導体ウエハー２６に不純物イオンを注入した後、活性化アニール処理を施すことにより形成される。
【００５１】
続いて、半導体ウエハー２６上に、第１層間絶縁膜１４、第１配線１２、第３配線２１、第２層間絶縁膜１５、第２配線１３、第４配線２２及びパッシベーション膜１６を設置する。
【００５２】
第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１５及びパッシベーション膜１６は絶縁性材料を蒸着法等によって成膜した後、得られた被膜をパターニングすることによって形成される。第１配線１２、第３配線２１、第２配線１３及び第４配線２２は導電性材料を蒸着法等によって成膜した後、得られた被膜をパターニングすることによって形成される。パターニングにはフォトグラフィ法が用いられる。フォトグラフィ法ではマスク２０ａになる膜２０を設置して露光する。マスク２０ａになる膜２０は露光した部分が改質される。そして、マスク２０ａになる膜２０をエッチングしてマスクを形成する。
【００５３】
従来の方法では溝部８を形成した後に電気回路２３を形成していた。溝部８があることによりマスク２０ａになる膜２０の膜厚を均一にすることが難しかった為、電気回路２３を品質良く形成できなかった。本実施形態では溝部８を形成する前に電気回路２３を形成している。従って、電気回路２３を形成する工程では溝部８のない半導体ウエハー２６に電気回路２３を形成することができる。従って、マスク２０ａになる膜２０の膜厚を均一にできる為、電気回路２３を品質良く形成することができる。
【００５４】
図９はステップＳ２のマスク形成工程に対応する図である。図９に示すように、ステップＳ２において、半導体ウエハー２６上のウエハー回路面２６ａに電気回路２３を覆ってマスクとしての溝部用マスク２７を設置する。そして、溝部用マスク２７にスリット２７ａが設置される。スリット２７ａの形成にはフォトグラフィ法が用いられる。スリット２７ａは半導体ウエハー２６を切断する形状に沿って配置される。スリット２７ａの幅は特に限定されないが本実施形態では、例えば、１μｍ程度である。
【００５５】
溝部用マスク２７にはプラズマ窒化シリコン（ｐＳｉＮ）の膜が設置されている。プラズマ窒化シリコンはステップＳ４の溝部形成工程で用いられる第１エッチング液の主成分である水酸化カリウム（ＫＯＨ）に対して耐性があるので、マスクとして機能させることができる。
【００５６】
図１０はステップＳ３の研削工程に対応する図である。図１０に示すように、ステップＳ３において、半導体ウエハー２６の第２面としてのウエハー表面２６ｂを研削して半導体ウエハー２６の厚み２６ｔを１００μｍ〜２００μｍ程度に薄くする。ウエハー表面２６ｂはウエハー回路面２６ａと反対側の面である。半導体ウエハー２６の研削には公知の精密グラインダーを用いて行う。
【００５７】
図１１〜図１３はステップＳ４の溝部形成工程に対応する図である。図１１に示すように、ステップＳ４において、ウエットエッチング装置２８を用意する。ウエットエッチング装置２８はエッチング槽２９を備えている。エッチング槽２９には加熱装置３０及び攪拌装置３１が設置されている。エッチング槽２９の中には第１エッチング液３２が投入されている。第１エッチング液３２は水酸化カリウムを主原料とする溶液である。
【００５８】
加熱装置３０は電力にて加熱する電熱ヒーターである。攪拌装置３１は回転子３１ａと回転子３１ａを回転させるモーター３１ｂを備えている。回転子３１ａは内部に磁石を備えている。モーター３１ｂは回転軸に磁石が設置され、磁石を回転する。そして、モーター３１ｂは回転子３１ａに回転磁場を供給する。回転子３１ａはエッチング槽２９の内部に配置されている。そして、回転磁場により回転して第１エッチング液３２を攪拌する。
【００５９】
エッチング槽２９の中には治具３３に並べられた複数の半導体ウエハー２６が設置されている。ウエットエッチング装置２８は制御装置３４を備え、制御装置３４は加熱装置３０及び攪拌装置３１の動作を制御する。そして、制御装置３４は第１エッチング液３２の温度と回転子３１ａの回転数を制御する。半導体ウエハー２６は攪拌された一定温度の第１エッチング液３２に所定の時間の間浸漬される。
【００６０】
図１２に示すように、半導体ウエハー２６のウエハー回路面２６ａではスリット２７ａから第１エッチング液３２が入って半導体ウエハー２６を腐食する。その結果、半導体ウエハー２６のウエハー回路面２６ａには溝部８が形成される。溝部８の深さは特に限定されないが、本実施形態では、例えば、１０μｍから３０μｍに設定されている。このようにして、電気回路２３が形成された半導体ウエハー２６を第１エッチング液３２に浸漬し、半導体ウエハー２６を分割する場所のウエハー回路面２６ａに溝部８を形成する。尚、ウエハー回路面２６ａは半導体基板７の第１面７ａに相当する面である。
【００６１】
半導体ウエハー２６は第１エッチング液３２に浸漬されて、ウエハー表面２６ｂも第１エッチング液３２に腐食される。そして、半導体ウエハー２６のウエハー表面２６ｂでは研削により損傷した層が除去される。そして、研削により損傷した層の除去と溝部８を形成とは並行して行われる。
【００６２】
図１３に示すように、溝部用マスク２７には光電変換素子２の形状にスリット２７ａが設置されている。そして、スリット２７ａの形状に沿って、溝部８が形成されている。１枚の半導体ウエハー２６から複数の光電変換素子２が形成されるので、半導体ウエハー２６には複数の溝部８が形成される。
【００６３】
このように、溝部８は第１エッチング液３２に半導体ウエハー２６を腐食させるウエットエッチング方式で形成されている。ウエット方式はプラズマを用いたドライエッチング方式に比べて、製造装置が簡易である為、多数設置することが容易である。そして、ウエットエッチング方式は一度に多くの半導体ウエハー２６を第１エッチング液３２に浸漬して溝部８を形成することができる為ドライエッチング方式に比べて生産性良く溝部８を形成できる。従って、この方法は生産性良く溝部８を形成することができる。
【００６４】
本実施形態では半導体ウエハー２６上に電気回路２３を形成した後で、半導体ウエハー２６に溝部８を形成している。従来の方法では溝部８を形成した後に電気回路２３を形成していた。電気回路２３を形成する工程ではマスク２０ａになる膜２０を設置して露光する工程がある。溝部８があることによりマスク２０ａになる膜２０の膜厚を均一にすることが難しかった為、電気回路２３を品質良く形成できなかった。
【００６５】
この方法では電気回路２３を形成した後で溝部８を形成している。従って、電気回路２３を形成する工程では溝部８のない半導体ウエハー２６に電気回路２３を形成することができる。従って、マスク２０ａになる膜２０の膜厚を均一にできる為、電気回路２３を品質良く形成することができる。
【００６６】
ステップＳ４では、半導体ウエハー２６を第１エッチング液３２に浸漬することで、研削により損傷した層の除去と溝部８の形成を並行しておこなっている。従って、研削により損傷した層の除去と溝部８の形成とを別々の工程で行う方法に比べて生産性良く太陽電池１を製造することができる。
【００６７】
図１４及び図１５はステップＳ５のテクスチャー形成工程に対応する図である。図１４に示すように、ステップＳ５において、ウエットエッチング装置２８を用意する。ウエットエッチング装置２８はステップＳ４で使用された装置と同じ装置である。エッチング槽２９の中には第２エッチング液３５が投入されている。第２エッチング液３５には、例えば、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いることができる。
【００６８】
第２エッチング液３５に半導体ウエハー２６を浸漬することにより、半導体ウエハー２６はシリコンの結晶方向に沿って腐食する。その結果、図１５に示すように、半導体ウエハー２６のウエハー表面２６ｂには第１テクスチャー９が形成され、溝部８の表面に第２テクスチャー２５が形成される。従って、溝部８の表面の第２テクスチャー２５と半導体ウエハー２６のウエハー表面２６ｂの第１テクスチャー９とは並行して形成される。
【００６９】
ステップＳ５では、半導体ウエハー２６を第２エッチング液３５に浸漬している。そして、溝部８の第２テクスチャー２５と半導体ウエハー２６のウエハー表面２６ｂの第１テクスチャー９とを並行して形成している。従って、溝部８に第２テクスチャー２５を形成する工程と半導体ウエハー２６のウエハー表面２６ｂの第１テクスチャー９を形成する工程とを別々の工程で行う方法に比べて生産性良く太陽電池１を製造することができる。
【００７０】
図１６はステップＳ６のマスク除去工程に対応する図である。図１６に示すように、ステップＳ６において、溝部用マスク２７を剥離する。半導体ウエハー２６を剥離液に浸漬して半導体ウエハー２６から溝部用マスク２７を除去する。剥離液は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、剥離液にフッ酸を含む水溶液を用いている。
【００７１】
次に、第１テクスチャー９にパッシベーション膜１８を設置する。パッシベーション膜１８は蒸着法にて成膜する。その後、必要に応じて、加熱処理を施す。加熱処理はシンター処理ともいう。これにより、半導体ウエハー２６の特性を最適化できる。
【００７２】
図１７及び図１８はステップＳ７のレーザーダイシング工程に対応する図である。図１７に示すように、ステップＳ７において、半導体ウエハー２６のウエハー表面２６ｂを粘着テープ３６に貼り付ける。粘着テープ３６の外周部にダイシングリングを貼り付けることにより、粘着テープ３６及びそれに貼り付けた半導体ウエハー２６を支持し易くなる。
【００７３】
次に、レーザーダイシング装置３７を用意する。レーザーダイシング装置３７はレーザー光源３７ａ、ＸＹテーブル及び制御装置を備えている。制御装置はＸＹテーブルの移動量やレーザー光源３７ａの射出を制御する。レーザー光源３７ａは半導体ウエハー２６を切断するレーザー光を射出可能であれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、レーザー光源３７ａにＹＡＧレーザー（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）を用いている。レーザー光源３７ａは半導体ウエハー２６に３５５ｎｍの波長のレーザー光３８を射出する。レーザー光源３７ａにはレーザー光３８を集光する光学系を備えている。そして、制御装置はレーザー光３８を集光する場所を制御する。
【００７４】
半導体ウエハー２６を図示しないＸＹテーブルに設置する。そして、予め入力された経路に沿ってレーザー光３８を照射するように制御装置はＸＹテーブルを制御する。レーザー光３８を照射する経路は溝部８に沿って移動する経路になっている。そして、レーザーダイシング装置３７は溝部８に沿ってレーザー光３８を照射して半導体ウエハー２６を分割する。
【００７５】
レーザー光源３７ａは溝部８の第２テクスチャー２５にレーザー光３８を照射する。溝部８の表面が鏡面のときに比べて、溝部８の表面に第２テクスチャー２５があるときには、溝部８がレーザー光３８を吸収し易い。従って、レーザー光３８により効率良く半導体ウエハー２６が加熱されるので、生産性良く半導体ウエハー２６を切断することができる。
【００７６】
図１８に示すように、作業者が粘着テープ３６から半導体基板７をはがして、半導体ウエハー２６から半導体基板７を取り出す。溝部８ではレーザー光３８を照射した場所にデブリ２４が形成される。このデブリ２４の長さが溝部８の深さより短くなるように、溝部８の深さが設定されている。従って、デブリ２４は溝部８に収容されてウエハー回路面２６ａより突出しない。
【００７７】
図１９はステップＳ８の配線基板設置工程に対応する図である。図１９に示すように、ステップＳ８において、第２配線電極パッド１３ａに第１導電接続部４の材料を設置し、第４配線電極パッド２２ａに第２導電接続部５の材料を設置する。さらに、パッシベーション膜１６上に接着剤１７を設置する。次に、接着剤１７にてパッシベーション膜１６と配線基板３とを接着する。続いて、第１導電接続部４を介して第２配線電極パッド１３ａと第１配線３ａとを接続し、第２導電接続部５を介して第４配線電極パッド２２ａと第２配線３ｂとを接続する。第１導電接続部４及び第２導電接続部５が導電ペーストの時には加熱して媒体を除去する。尚、接着剤１７がなくても光電変換素子２と配線基板３とを接合できるときには接着剤１７の設置を省いても良い。以上の工程により太陽電池１が完成する。
【００７８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、半導体ウエハー２６上に電気回路２３を形成している。次に、電気回路２３が形成された半導体ウエハー２６に溝部８を形成している。続いて、溝部８に沿ってレーザー光３８を照射して半導体ウエハー２６を分割している。従来の方法では溝部８を形成した後に電気回路２３を形成していた。電気回路２３を形成する工程にはマスク２０ａになる膜２０を設置して露光する工程がある。溝部８があることによりマスク２０ａになる膜２０の膜厚を均一にすることが難しかった為、電気回路２３を品質良く形成できなかった。
【００７９】
本実施形態の方法では電気回路２３を形成した後で溝部８を形成している。従って、電気回路２３を形成する工程では溝部８のない半導体ウエハー２６に電気回路２３を形成することができる。従って、マスク２０ａになる膜２０の膜厚を均一にできる為、電気回路２３を品質良く形成することができる。
【００８０】
（２）本実施形態によれば、溝部８の表面に第２テクスチャー２５を形成している。溝部８の表面が鏡面のときに比べて、溝部８の表面に第２テクスチャー２５があるときには、溝部８がレーザー光３８を吸収し易い。従って、レーザー光３８により効率良く半導体ウエハー２６が加熱されるので、生産性良く半導体ウエハー２６を切断することができる。
【００８１】
（３）本実施形態によれば、半導体ウエハー２６上に溝部８を形成するための溝部用マスク２７を設置している。そして、半導体ウエハー２６を第１エッチング液３２に浸漬して溝部８を形成している。半導体ウエハー２６に溝部８を形成する方法にはドライ方式とウエット方式がある。この方法はウエット方式に相当する。ウエット方式はドライ方式に比べて、製造装置が簡易である為、製造装置を多数設置することが容易である。そして、ウエット方式は一度に多くの半導体ウエハー２６を第１エッチング液３２に浸漬して溝部８を形成することができる為、ドライ方式に比べて生産性良く溝部８を形成できる。従って、本実施形態の方法は生産性良く溝部８を形成することができる。
【００８２】
（４）本実施形態によれば、電気回路２３を形成した後で溝部８を形成している。従って、電気回路２３を形成する工程では溝部８のない半導体ウエハー２６に電気回路２３を形成することができる。従って、マスク２０ａになる膜２０の膜厚を均一にできる為、電気回路２３を品質良く形成することができる。また、半導体ウエハー２６を第１エッチング液３２に浸漬することで、研削により損傷した層の除去と溝部８の形成を並行しておこなっている。従って、研削により損傷した層の除去と溝部８の形成とを別々の工程で行う方法に比べて生産性良く太陽電池１を製造することができる。
【００８３】
（５）本実施形態によれば、半導体ウエハー２６を第２エッチング液３５に浸漬している。そして、溝部８の表面と半導体ウエハー２６のウエハー表面２６ｂとにテクスチャーを並行して形成している。従って、溝部８の表面に第２テクスチャー２５を形成する工程とウエハー表面２６ｂに第１テクスチャー９を形成する工程とを別々の工程で行う方法に比べて生産性良く太陽電池１を製造することができる。
【００８４】
（第２の実施形態）
次に、太陽電池１を搭載した電子時計の一実施形態について図２０の電子時計の構成を示す概略斜視図を用いて説明する。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００８５】
図２０に示すように、電子機器としての電子時計４１はケース４２を備えている。ケース４２には表示パネル４３、太陽電池４４、回路基板４５及び操作ボタン４６等が設置されている。ケース４２は一部が透明になっており、操作者は表示パネル４３及び太陽電池４４を目視可能になっている。
【００８６】
操作ボタン４６は一部がケース４２から露出しており、操作者が操作ボタン４６を押して操作できるようになっている。回路基板４５は現在時刻等の演算を行い、表示パネル４３に表示する。操作者は操作ボタン４６を操作して回路基板４５に指示信号を入力する。回路基板４５は指示信号に従って、演算を行う。そして、演算により得られた情報を表示パネル４３に表示する。
【００８７】
電子時計４１を照射する光の一部はケース４２を通過して太陽電池４４を照射する。そして、太陽電池４４は電力を発生させて回路基板４５に電力を供給する。そして、太陽電池４４には上記の太陽電池１が用いられている。太陽電池１では電気回路２３が品質良く形成されているので、太陽電池１の信頼性が高い。従って、電子時計４１は信頼性の高い太陽電池４４を備えた電子機器とすることができる。
【００８８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１エッチング液３２に半導体ウエハー２６を浸漬して溝部８を形成した。他にも、半導体ウエハー２６にレーザー光３８を照射して溝部８を形成しても良い。このとき、レーザー光３８の光強度や集光具合を調整する。このときにも、電気回路２３を形成した後に溝部８を形成することにより精度良く電気回路２３を形成することができる。
【００８９】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、太陽電池１の製造方法を説明した。この製造方法は太陽電池１の半導体基板７以外にも各種の半導体基板に適用することができる。各種の電気回路が設置された半導体基板やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が設置された半導体基板の製造方法に上記の製造方法を適用することができる。このときにも、電気回路やＭＥＭＳを形成した後に溝部８を形成することにより精度良く電気回路やＭＥＭＳを形成することができる。
【００９０】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【００９１】
基板の切断方法は、半導体基板上に膜を設置し前記膜からマスクを形成し前記マスクを用いて電気回路を形成し、前記電気回路が形成された前記半導体基板を分割する場所に溝部を形成し、前記溝部に沿ってレーザー光を照射して前記半導体基板を分割することを特徴とする。
【００９２】
この方法によれば、半導体基板上に電気回路を形成している。このとき、半導体基板上に膜を設置し膜からマスクを形成している。そして、マスクを用いて電気回路を形成している。次に、電気回路が形成された半導体基板に溝部を形成している。続いて、溝部に沿ってレーザー光を照射して半導体基板を分割している。従来の方法では溝部を形成した後に電気回路を形成していた。電気回路を形成する工程にはマスクになる膜を設置して露光する工程がある。溝部があることによりマスクになる膜の膜厚を均一にすることが難しかった為、電気回路を品質良く形成できなかった。
【００９３】
この方法では電気回路を形成した後で溝部を形成している。従って、電気回路を形成する工程では溝部のない半導体基板に電気回路を形成することができる。従って、マスクになる膜の膜厚を均一にできる為、電気回路を品質良く形成することができる。
【００９４】
上記の基板の切断方法は、前記溝部の表面に微細な凹凸を形成することが好ましい。
【００９５】
この方法によれば、溝部の表面に微細な凹凸を形成している。溝部の表面が鏡面のときに比べて、溝部の表面に微細な凹凸があるときには、溝部がレーザー光を吸収し易い。従って、レーザー光により効率良く半導体基板が加熱されるので、生産性良く半導体基板を切断することができる。
【００９６】
上記の基板の切断方法は、前記半導体基板上に前記溝部を形成するためのマスクを設置し、前記半導体基板を第１エッチング液に浸漬して前記溝部を形成することが好ましい。
【００９７】
この方法によれば、半導体基板上に溝部を形成するためのマスクを設置している。そして、半導体基板を第１エッチング液に浸漬して溝部を形成している。半導体基板に溝部を形成する方法にはドライ方式とウエット方式がある。この方法はウエット方式に相当する。ウエット方式はドライ方式に比べて、製造装置が簡易である為、製造装置を多数設置することが容易である。そして、ウエット方式は一度に多くの半導体基板を第１エッチング液に浸漬して溝部を形成することができる為ドライ方式に比べて生産性良く溝部を形成できる。従って、この方法は生産性良く溝部を形成することができる。
【００９８】
本願の半導体基板は、第１面と、前記第１面と対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面と交差する側面と、前記第１面と前記側面との間に設置された溝部と、を備え、前記溝部には表面に微細な凹凸が設置されていることを特徴とする。
【００９９】
この構成によれば、半導体基板は第１面、第２面、側面及び溝部を備えている。第１面及び第２面は互いに対向する。側面は第１面及び第２面と交差する。溝部は第１面と側面との間に設置されている。そして、溝部には表面に微細な凹凸が設置されている。
【０１００】
溝部に沿ってレーザー光を照射することにより、半導体基板を品質良く切断して側面を形成することができる。そして、溝部の表面に微細な凹凸を形成している。溝部の表面が鏡面のときに比べて、溝部の表面に微細な凹凸があるときには、溝部がレーザー光を吸収し易い。従って、効率良く半導体基板が加熱されるので、生産性良く半導体基板を切断することができる。
【０１０１】
上記の半導体基板では、前記溝部の断面形状は曲面を含むことが好ましい。
【０１０２】
この構成によれば、溝部の断面形状は曲面を含んでいる。半導体基板に溝部を形成する方法にはドライ方式とウエット方式がある。曲面を含んでいる溝部はウエット方式で形成することができる。ウエット方式はドライ方式に比べて、製造装置が簡易である為、製造装置を多数設置することが容易である。そして、ウエット方式は一度に多くの半導体基板を第１エッチング液に浸漬して溝部を形成することができる為、ドライ方式に比べて生産性良く溝部を形成できる。従って、この構造の半導体基板は生産性良く溝部を形成することができる。
【０１０３】
本願の太陽電池の製造方法は、互いに対向する第１面及び第２面を有する半導体基板の前記第１面に膜を設置し前記膜からマスクを形成し前記マスクを用いて電気回路を形成し、前記第２面を研削して前記半導体基板を薄くし、前記半導体基板を第１エッチング液に浸漬して前記研削により損傷した層を除去し、前記研削により損傷した層の除去と並行して行われ、前記半導体基板を前記第１エッチング液に浸漬して前記第１面の前記半導体基板を分割する場所に溝部を形成し、前記溝部に沿ってレーザー光を照射して前記半導体基板を分割することを特徴とする。
【０１０４】
この製造方法によれば、半導体基板は互いに対向する第１面及び第２面を有する。まず、半導体基板の第１面に電気回路を形成している。このとき、半導体基板上に膜を設置し膜からマスクを形成している。そして、マスクを用いて電気回路を形成している。次に、第２面を研削して薄くしている。続いて、半導体基板を第１エッチング液に浸漬している。これにより、研削により損傷した層を除去している。これと並行して、第１面の半導体基板を分割する場所に溝部を形成している。そして、溝部に沿ってレーザー光を照射して半導体基板を分割している。
【０１０５】
従って、この方法では電気回路を形成した後で溝部を形成している。従って、電気回路を形成する工程では溝部のない半導体基板に電気回路を形成することができる。従って、マスクになる膜の膜厚を均一にできる為、電気回路を品質良く形成することができる。また、半導体基板を第１エッチング液に浸漬することで、研削により損傷した層の除去と溝部の形成を並行して行っている。従って、研削により損傷した層の除去と溝部の形成とを別々の工程で行う方法に比べて生産性良く太陽電池を製造することができる。
【０１０６】
上記の太陽電池の製造方法は、前記半導体基板を第２エッチング液に浸漬して、前記溝部の表面に微細な凹凸を形成し、前記溝部の表面に微細な凹凸を形成することと並行して行われ、前記半導体基板を前記第２エッチング液に浸漬して前記第２面に微細な凹凸を形成することが好ましい。
【０１０７】
この製造方法によれば、半導体基板を第２エッチング液に浸漬している。そして、溝部の表面と第２面とに微細な凹凸を並行して形成している。従って、溝部の表面に微細な凹凸を形成する工程と第２面に微細な凹凸を形成する工程とを別々の工程で行う方法に比べて生産性良く太陽電池を製造することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
７…半導体基板、７ａ…第１面、７ｂ…第２面、７ｃ…側面、８…溝部、９…微細な凹凸としての第１テクスチャー、２０…膜、２０ａ…マスク、２３…電気回路、２５…微細な凹凸としての第２テクスチャー、２６…半導体基板としての半導体ウエハー、２６ａ…第１面としてのウエハー回路面、２６ｂ…第２面としてのウエハー表面、２７…マスクとしての溝部用マスク、３２…第１エッチング液、３５…第２エッチング液、３８…レーザー光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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