(57)【要約】【課題】多結晶シリコンウエハの割れを浸透探傷法によって検出する方法において、浸透液を除去することなく割れを検出すること。【解決手段】多結晶シリコンウエハ２０には、結晶粒界に沿ってそのウエハの一方の面から他方の面に貫通する割れ２１が発生している。水洗い等の前処理を施した多結晶シリコンウエハ２０（図１（ａ））に、水洗性蛍光浸透液２２を塗布すると、浸透液２２は、毛管現象によって割れ２１に浸透し、浸透液２２を塗布した面から、反対側の面の開口部２１１に到達する（図１（ｂ））。図１（ｂ）において、矢印Ｚ１方向から多結晶シリコンウエハ２０に紫外線を照射すると、割れ２１の開口部２１１の蛍光体が発光する。したがって矢印Ｚ１方向から多結晶シリコンウエハ２０を観察すると、割れ２１を検出することができる。【選択図】　　　　　　　　図１
2004109014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多結晶シリコンウエハの一方の面に浸透液を塗布し、該多結晶シリコンウエハの他方の面を観察して該多結晶シリコンウエハの割れを検出することを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、浸透液を含ませた浸透液塗布シート又は浸透液を含ませた浸透液塗布ローラによって浸透液を塗布することを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、前記浸透液に蛍光浸透液を用い、前記多結晶シリコンウエハの他方の面に紫外線を照射して観察することを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法。
【請求項４】
多結晶シリコンウエハの一方の面に蛍光浸透液を塗布し、該多結晶シリコンウエハの他方の面に紫外線を照射して該多結晶シリコンウエハの割れを検出する多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、側壁に平面型光源を備えた観察室を用いて観察することを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法。
【請求項５】
請求項４に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、前記平面型光源にフィルム状ＥＬを用いることを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法。
【請求項６】
多結晶シリコンウエハの一方の面に浸透液を塗布する手段、該多結晶シリコンウエハの他方の面を観察する観察室を備えていることを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置。
【請求項７】
請求項６に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置において、前記浸透液を塗布する手段は、浸透液を含ませる浸透液塗布シート又は浸透液を含ませる浸透液塗布ローラであることを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置において、前記観察室は、平面型光源を備えていることを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、太陽電池等の材料として使用する多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法及び浸透探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多結晶シリコンウエハは、太陽電池等の半導体材料として使用されているが、一般には、インゴットをワイヤーソーサによって厚さ２００〜４００μｍ程度にスライスして形成する。そのインゴットは、冷却する際内部の熱応力の不均衡性が原因で中心部に微細な割れ（ひび）の生じることがある。またそのインゴットをスライスする際ワイヤーソーサのワイヤぶれや振動によってスライスした多結晶シリコンウエハに割れの生じることもある。
前記インゴットの冷却時やスライス時の割れは、殆どの場合多結晶シリコンの結晶粒界に沿って生じるが、結晶は、ランダムな方向に多数生成するため、一般に割れの形状は複雑で、かつ多くの割れは、多結晶シリコンウエハの一方の面から他方の面に貫通している。
【０００３】
このような多結晶シリコンウエハの割れの探傷には、一つの方法として浸透探傷法が考えられる。そこで図６を用いて従来の浸透探傷法を説明する。
まず割れ（或いはきず）８１のある被検査体８０を、水洗い、乾燥等の前処理を施し（図６（ａ））、被検査体８０の表面に浸透液８２を塗布する（図６（ｂ））。浸透液８２は、毛管現象により割れ８１の内部に浸透する。
【０００４】
浸透液は、一般に染色浸透液、蛍光浸透液が使用されている。また浸透液８２の塗布法には、浸漬法、刷毛塗り法、スプレー法、シャワー法、静電塗布法等がある。
【０００５】
次に被検査体８０の表面に塗布した浸透液８２は、割れ８１の内部に浸透した部分を除いて除去する（図６（ｃ））。浸透液除去法は、浸透液８２が水性か油性か等により異なるが、一般に布等で拭取る方法や水洗いする方法等がとられている。浸透液８２を除去した後、被検査体８０の表面に現像剤８３を塗布する（図６（ｄ））。割れ８１の内部に浸透した浸透液は、現像剤８３に吸い出されて、割れ８１の開口部の周辺に広がり、割れの拡大像８４を形成する（図６（ｅ））。
【０００６】
この現像処理後、矢印Ｚ０方向から被検査体８０の表面を観察して割れ８１を検出する（図６（ｅ））。その際蛍光浸透液を用いた場合には、被検査体８０の表面に紫外線を照射すると拡大像８４が発光し、割れ８１の検出が容易になる。また染色浸透液を用いた場合には、染色顔料の色（例えば赤色）により割れ８１を判別することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の浸透探傷法は、被検査体に浸透液を塗布した後、その塗布した浸透液を除去する作業が必要になる。また被検査体をエアーチャック等で吊下げて搬送する場合には、その浸透液除去作業のために被検査体を搬送装置から一旦取外さなければならない。そのために被検査体が多結晶シリコンウエハのように薄く脆いものの場合には、浸透液除去工程において、被検査体の破損が発生して歩留まりが低下する。かつ検査工程が長くなり、検査コストが高くなる。また浸透液除去作業は、割れに浸透した浸透液を除去しないように細心の注意を払わなければならないが、経験の浅い検査者の場合には、割れ内の浸透液も除去してしまい、割れを検出できないことがある。
【０００８】
さらに従来の浸透探傷法は、一般には、浸透液除去後現像処理を行うため、被検査体の破損の機会が一層多くなり、かつ検査工程も一層長くなる。
本願発明は、前記従来の浸透探傷法の問題点に鑑み、被検査体に塗布した浸透液を除去することなく、即ち浸透液除去工程を省略して割れを検出でき、かつ現像工程も必要でない多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法及び浸透探傷装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法は、多結晶シリコンウエハの一方の面に浸透液を塗布し、該多結晶シリコンウエハの他方の面を観察して該多結晶シリコンウエハの割れを検出することを特徴とする。
請求項２に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法は、請求項１に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、浸透液を含ませた浸透液塗布シート又は浸透液を含ませた浸透液塗布ローラによって浸透液を塗布することを特徴とする。
請求項３に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法は、請求項１又は請求項２に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、前記浸透液に蛍光浸透液を用い、前記多結晶シリコンウエハの他方の面に紫外線を照射して観察することを特徴とする。
請求項４に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法は、多結晶シリコンウエハの一方の面に蛍光浸透液を塗布し、該多結晶シリコンウエハの他方の面に紫外線を照射して該多結晶シリコンウエハの割れを検出する多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、側壁に平面型光源を備えた観察室を用いて観察することを特徴とする。
請求項５に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法は、請求項４に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法において、前記平面型光源にフィルム状ＥＬを用いることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置は、多結晶シリコンウエハの一方の面に浸透液を塗布する手段、該多結晶シリコンウエハの他方の面を観察する観察室を備えていることを特徴とする。
請求項７に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置は、請求項６に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置において、前記浸透液を塗布する手段は、浸透液を含ませる浸透液塗布シート又は浸透液を含ませる浸透液塗布ローラであることを特徴とする。
請求項８に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置は、請求項６又は請求項７に記載の多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置において、前記観察室は、平面型光源を備えていることを特徴とする多結晶シリコンウエハの浸透探傷装置。
あることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図５を参照して、本願発明の実施の形態に係る多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法及び浸透探傷装置を説明する。
【００１２】
図１は、本願発明の実施の形態に係る多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法を説明する図である。なお各図に共通の部分は同じ符号を使用している。
まず図１について説明する。
多結晶シリコンウエハ２０は、大きさ１３５ｍｍ×１３５ｍｍ、厚さ３００μｍで、一方の面から他方の面へ割れ２１が貫通している。２２は、水洗性蛍光浸透液である。
【００１３】
多結晶シリコンウエハは、ランダムな方向に多数の結晶が生成するため、割れは、多くの場合結晶粒界に沿って発生し、複雑な形状となる。また大半の割れは、多結晶シリコンウエハの一方の面から他方の面へ貫通している。例えば、多結晶シリコンウエハを用いて太陽電池を形成する場合、１枚の多結晶シリコンウエハに多数の太陽電池用セルを形成するが、貫通割れのある部分のセルは導通しないため、１枚の多結晶シリコンウエハの発電能力が低下してしまう。そこでその貫通割れの検出が重要になる。
【００１４】
図１の場合、洗浄等の前処理を施した多結晶シリコンウエハ２０（図１（ａ））に水洗性蛍光浸透液２２を塗布すると、浸透液２２は、毛管現象によって割れ２１に浸透し、浸透液塗布面と反対側の面の割れの開口部２１１に到達する（図１（ｂ））。
図１（ｂ）の状態で、矢印Ｚ１の方向から多結晶シリコンウエハ２０を観察すると、割れ２１の開口部２１１を検出することができる。この場合、矢印Ｚ１の方向から多結晶シリコンウエハ２０に紫外線を照射すると、割れ２１の開口部２１１の蛍光体が発光するから、割れ２１を容易に検出することができる。
【００１５】
図１の場合、浸透液２２は、多結晶シリコンウエハ２０に塗布したままで、除去する必要がないから、塗布液の除去工程が不要になる。そのため浸透液除去時の多結晶シリコンウエハの破損がなくなり、かつ検査工程が簡単になる。また割れ２１の検出は、浸透液の塗布後、浸透液を塗布してない面（観察面）を観察して行うから、経験の浅い検査者であっても容易に割れ２１を検出することができる。
なお浸透液２２は、水洗性蛍光浸透液に代えて、染色浸透液を用いてもよい。
【００１６】
次に図２、図３により、本願発明の実施の形態に係る多結晶シリコンウエハ搬送装置とシート型浸透液塗布装置について説明する。図２（ａ）は、図２（ｂ）のＸ２−Ｘ２部分の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ１−Ｘ１部分の断面図であり、図３は、平面図である。
【００１７】
多結晶シリコンウエハ２０は、ベルトコンベア３０の窓部３１の４角に設けたエアーチャック３２により保持して搬送する。
多結晶シリコンウエハ２０は、長繊維材料、多孔質材料等からなる吸湿性を有する浸透液塗布シート１１と接触してベルトコンベア３０により矢印Ｙ１方向へ移動する。浸透液塗布シート１１は、供給用のリール（ローラ）１２２から巻取り用のリール（ローラ）１２１へ巻き取られるようにして矢印Ｙ２方向へ移動する。その際浸透液塗布シート１１は、多結晶シリコンウエハ２０とメッシュ状フレーム１３の間を、多結晶シリコンウエハ２０と接触して移動する。また浸透液塗布シート１１は、スリット状中空部からなるノズル６１よって浸透液が噴射され、その浸透液を含んだ状態で多結晶シリコンウエハ２０に接触する。したがって多結晶シリコンウエハ２０は、浸透液塗布シート１１と接触するとき浸透液が塗布される。浸透液は、ポンプ６０によってノズル６１へ供給される。
【００１８】
メッシュ状フレーム１３は、プラスチック等からなり、支持部１５に装着した吸湿材１４の表面を覆うように装着してある。吸湿材１４は、浸透液塗布シート１１と同じ材料を用いている。浸透液塗布シート１１は、吸湿材１４と直接接触すると、円滑に移動できないためメッシュ状フレーム１３を設けてその移動を円滑にしている。吸湿材１４は、浸透液塗布シート１１が多結晶シリコンウエハ２０に浸透液を塗布する際、余分の浸透液があるときは、メッシュ状フレーム１３を介してその余分の浸透液を吸収する。
なお１７は、リール１２１の回転軸、１６１，１６２は、回転軸１７の回転軸保持部、４０は、回転軸保持部１６１，１６２等の固定部である。
【００１９】
図４は、本願発明の実施の形態に係るローラ型浸透液塗布装置の断面図である。図４（ａ）は、図４（ｂ）のＸ５−Ｘ５部分の断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ４−Ｘ４部分の断面図である。
図４の浸透液塗布装置は、回転自在の浸透液塗布ローラ５２の表面に長繊維材料、多孔質材料等からなる吸湿材５３を装着し、その吸湿材５３が多結晶シリコンウエハ２０に接触して浸透液を塗布する。多結晶シリコンウエハ２０は、吸湿材５３に接触した状態でベルトコンベア３０とともに矢印Ｙ１方向へ移動する。そのため浸透液塗布ローラ５２は、多結晶シリコンウエハ２０の移動に伴い矢印Ｙ３方向へ回転する。また浸透液塗布ローラ５２の吸湿材５３は、浸透液容器５０の浸透液５１に接触した状態で回転するため、常に浸透液を含んだ状態で多結晶シリコンウエハ２０に接触する。
なお５５は、浸透液塗布ローラ５２を回転自在に保持する軸、５４１，５４２は、軸５５の軸保持部である。
【００２０】
図５は、本願発明の実施の形態に係る観察室の断面図である。
７０は、観察室で、その内面に紫外線を発生する平面型光源７１を配置してある。本実施の形態は、平面型光源７１にフィルム状ＥＬ（エレクトロルミネセンス）（サンワイズ（株）社製ＥＬＰ−Ａ１）を用いたが、周知の平面型光源でよい。
浸透液２２が塗布された多結晶シリコンウエハ２０は、ベルトコンベア３０によって観察室７０へ運ばれる。その際平面型光源７１は、ベルトコンベア３０の窓部３１から多結晶シリコンウエハ２０の観察面（浸透液２２を塗布してない面）へ紫外線を照射する。したがって多結晶シリコンウエハ２０に貫通割れがある場合には、その割れの開口部が発光する。
なお浸透液として染色浸透液を用いる場合には、平面型光源７１は、可視光線を発光するものを使用する。
【００２１】
前記実施の形態は、浸透液塗布装置として、シート型浸透液塗布装置とローラ型浸透液塗布装置について説明したが、それらに限らず、スプレー型塗布法、静電塗布法等周知の塗布法を採用することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
本願発明は、多結晶シリコンウエハに塗布した浸透液を除去することなく、浸透液を塗布したままの状態で、多結晶シリコンウエハの割れを観察することができるから、塗布液の除去工程が不要になる。その結果浸透液除去時の多結晶シリコンウエハの破損がなくなるから、多結晶シリコンウエハの歩留まりを高くすることができる。また浸透液の除去工程が不要になるから、検査工程が簡単になり、検査コストを低減することができる。そして本願発明は、現像工程が必要でないから、現像剤が不要になり、かつ検査工程が簡単になる。したがって多結晶シリコンウエハの破損率は、一層低くなり、かつ検査コストも一層低減できる。
【００２３】
本願発明は、多結晶シリコンウエハ２０に浸透液を塗布した後、浸透液を除去することなく、観察できるから、従来のように浸透液を除去する際、割れに浸透した浸透液も除去してしまい、割れを検出し損なうこともない。したがって経験の浅い検査者であっても容易に割れを検出することができる。
本願発明は、多結晶シリコンウエハに浸透液を塗布した後、浸透液を除去する必要がないから、従来のように浸透液除去作業のために多結晶シリコンウエハを搬送装置から取外す必要がなく、浸透液塗付、観察を連続して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る多結晶シリコンウエハの浸透探傷方法を説明する図である。
【図２】本願発明の実施の形態に係る多結晶シリコンウエハ搬送装置とシート型浸透液塗布装置の断面図である。
【図３】本願発明の実施の形態に係る多結晶シリコンウエハ搬送装置の平面図である。
【図４】本願発明の実施の形態に係る多結晶シリコンウエハ搬送装置とローラ型浸透液塗布装置の断面図である。
【図５】本願発明の実施の形態に係る観測室の断面図である。
【図６】従来の浸透探傷法を説明する図である。
【符号の説明】
１１　　浸透液塗布シート
１２１，１２２　　リール
１３　　メッシュ状フレーム
１４　　吸湿材
１５　　支持部
１６、１６２　　回転軸保持部
１７　　回転軸
２０　　多結晶シリコンウエハ
２１　　割れ
２１１　　割れの開口部
２２　　浸透液
３０　　ベルトコンベア
３１　　窓部
３２　　エアーチャック
４０　　固定部
５０　　浸透液容器
５１　　浸透液
５２　　ローラ
５３　　吸湿材
６０　　ポンプ
６１　　ノズル
７０　　観察室
７１　　平面型光源
【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】
2004109014.tif 000008