(57)【要約】  【課題】煩雑な工程が不要でかつ低コスト、しかもワイヤーを劣化させることなく、ワイヤー表面の砥粒スラリーを保持する能力を高く保つことができ、切断の際に半導体基板を汚染することのないワイヤーソー装置を提供する。  【解決手段】表面にメッキ層が設けられた金属線材のワイヤー６を、高速で移動させるとともに砥粒スラリーを供給しながら半導体インゴット３に押しつけることによって、半導体インゴット３を切断して半導体基板を形成するワイヤーソー装置であって、ワイヤー６の経路上には、ワイヤー６と半導体インゴット３とが接触する点よりも前に、ワイヤー６と摺擦して前記メッキ層を除去する摺擦体１０が備えられてなる。  【選択図】図１
2005153035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にメッキ層が設けられた金属線材のワイヤーを、高速で移動させるとともに砥粒スラリーを供給しながら半導体インゴットに押しつけることによって、この半導体インゴットを切断して半導体基板を形成するワイヤーソー装置であって、前記ワイヤーの経路上には、このワイヤーと前記半導体インゴットとが接触する点よりも前に、このワイヤーと摺擦して前記メッキ層を除去する摺擦体が備えられてなるワイヤーソー装置。
【請求項２】
前記ワイヤーは鉄または鉄合金を主成分とする金属線材であり、前記メッキ層は銅と亜鉛を主成分とするブラスメッキ層としてなる請求項１に記載のワイヤーソー装置。
【請求項３】
前記ワイヤーは、前記半導体インゴットを切断するのと同時に前記摺擦体をも切断するように構成されてなる請求項１または２に記載のワイヤーソー装置。
【請求項４】
前記摺擦体は、前記半導体インゴットと接触した状態で固定されてなる請求項３に記載のワイヤーソー装置。
【請求項５】
前記摺擦体は、その主成分をガラスとしてなる請求項１から４のいずれかに記載のワイヤーソー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に半導体インゴットを切断して、例えば、太陽電池半導体基板などに好適に用いることができる半導体基板を作製するためのワイヤーソー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多結晶シリコンなどを用いて太陽電池用半導体基板を形成する場合、例えば鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを形成し、このインゴットを所定の寸法に切断して半導体インゴットを形成した後、この半導体インゴットをワイヤーソー装置で複数枚に切断して形成していた。
【０００３】
図７は従来技術にかかるワイヤーソー装置を説明する図である。
【０００４】
半導体インゴットを切断する際に用いられるワイヤーソー装置は、図７に示すように半導体インゴット３を設置して、これを切断する際に上方の数箇所から砥粒スラリーと呼ばれるオイルまたは水にＳｉＣなどの砥粒が混合された切削液を供給し、直径約１００〜３００μｍのピアノ線などからなる一本のワイヤー６をワイヤー供給リール９からメインローラー５上に設けられた一定間隔でワイヤー６がはまる多数の溝に巻きつけて互いに平行に配置させる。
【０００５】
すなわち、半導体インゴット３を切断する場合、上方から砥粒スラリーを供給するとともに、２本のメインローラー５間に複数本張られたワイヤー６を高速で移動させながら、複数の半導体インゴット３をワイヤー６に向けて徐々に下降させて半導体インゴット３に押しつけることによって半導体インゴット３を切断し、半導体基板を作製する。
【０００６】
このワイヤーソー装置による切断では、多数の半導体インゴット３を同時に切断することができ、また外周刃や内周刃などを使用する他の切断方法と比べて切断精度が高く、かつ使用しているワイヤーが細いためにカーフロス（切断ロス）を少なくできるという利点がある。
【０００７】
このような従来のワイヤーソー装置に用いられるワイヤー６の製造過程において、ワイヤー６の表面には銅と亜鉛を主成分としたブラスメッキ処理が施されている。このブラスメッキ処理を施す理由は、防錆効果を付与するためと、特にワイヤー６を引き伸ばす伸線加工においてダイスにワイヤー６を通過させる際に潤滑効果を得る、またダイスの磨耗を起こしにくくするためである。よって、ワイヤー６の表面にブラスメッキ処理が施されていないと、ダイスを通してワイヤー６を引き伸ばす際にワイヤー６とダイス間の潤滑が悪いため、伸線速度が低下するだけでなくワイヤーの表面に多数の傷が発生することとなり品質が劣化する。また、ダイスの磨耗も早くなり生産性が悪くなるため、ワイヤー６を製造する際にブラスメッキ処理は必要不可欠なものとなっている。
【特許文献１】特開平１１−１０５１４号公報
【特許文献２】特開平９−２５４００６号公報
【特許文献３】特開平９−２５４１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、ワイヤー６にはブラスメッキ処理が施されているが、これによりワイヤー６の表面が非常に滑らかとなり、ワイヤー６の表面に砥粒スラリーを供給してもそれを保持する能力が弱く、かつワイヤー６は高速で走行しているために、砥粒スラリーがすぐ下に落ちてしまう。このため、ワイヤー６と半導体インゴット３との接触部分に砥粒スラリーが供給されにくくなり、切断速度を上げることができないという問題があった。
【０００９】
また、ワイヤー６の表面のメッキ層が半導体基板に付着して、基板が金属不純物などで汚染され、太陽電池用半導体基板として用いたときに、太陽電池の特性を悪化させて、十分な効率が得られないことがあるという問題もあった。例えば、ワイヤー６の表面に銅や銅合金メッキされている場合に半導体シリコンインゴットを切断すれば、銅はワイヤーの素材である鉄に比べてシリコン中における拡散係数が大きいので、ワイヤーソーによる切断時の発熱によって、切断面からシリコン中に銅が拡散してしまう可能性がある。このように一度拡散した金属不純物は、切断の後工程の洗浄工程やエッチング工程などによって除去することは難しかった。
【００１０】
このような問題を解決するために、特許文献１には、螺旋状にねじれた形状を有し、その表面に砥粒スラリーを保持できる凹部、溝や穴が形成されたワイヤーが開示されている。さらに、特許文献２には、ワイヤーの中心軸に対する断面形状を多角形または楕円形にしたり、ワイヤーに用いる素線を複数にしてねじられた状態にしたりする内容が開示されている。ワイヤーを上記のような形状にすることにより、ワイヤー表面の砥粒スラリーを保持する能力を高めることができる。しかしながら、ワイヤーの加工に工数がかかり、高コストになるという問題があった。また、メッキ層の金属不純物が半導体基板に拡散する問題については解決できない。
【００１１】
特許文献３には、ワイヤーの表面に銅または銅合金メッキ層を形成して最終仕上げの伸線を行った後、化学的研磨と物理的研磨と電界研磨との任意の組み合わせによって銅または銅合金メッキ層を剥離することで、ワイヤーの伸線時の潤滑が円滑に行われてワイヤーの表面に傷などが発生しにくくなるため品質が劣化することなく、その後にワイヤー表面の銅または銅合金メッキ層を剥離してワイヤー装置に用いることで、切り出したウェハーなどが、金属不純物などで汚染されないことが開示されている。しかし、上記研磨方法を用いると、例えば、物理的研磨では銅または銅合金メッキ層を剥離したのちに洗浄液で洗浄し、水洗、防錆工程を経てワイヤーを巻き取るため、工数がかかり高コストになるという問題があった。
【００１２】
また、物理的研磨において、例えば砥石、または砥粒を介在する研磨布、またはサンドブラストの吹き付けによって完全にメッキ層を剥離するには難しく、ワイヤーの表面を傷つけたり、ワイヤーが削られて細線化したりする可能性もある。また、物理的研磨によって大まかにメッキ層を剥離した後、化学的研磨によって完全にメッキ層を剥離した場合、化学的研磨の際にワイヤー表面のメッキ層のない部分が化学処理されてしまうため、ワイヤーの品質が劣化するという問題があった。
【００１３】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、煩雑な工程が不要でかつ低コスト、しかもワイヤーを劣化させることなく、ワイヤー表面の砥粒スラリーを保持する能力を高く保つことができ、切断の際に半導体基板を汚染することのないワイヤーソー装置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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかるワイヤーソー装置は、表面にメッキ層が設けられた金属線材のワイヤーを、高速で移動させるとともに砥粒スラリーを供給しながら半導体インゴットに押しつけることによって、この半導体インゴットを切断して半導体基板を形成するワイヤーソー装置であって、前記ワイヤーの経路上には、このワイヤーと前記半導体インゴットとが接触する点よりも前に、このワイヤーと摺擦して前記メッキ層を除去する摺擦体が備えられてなる。
【００１５】
このような構成としたので、摺擦体によってワイヤー表面のメッキ層を剥離させる動作と半導体インゴットを切断する動作とを連続して同時に行うことができる。また、ワイヤー表面のメッキ層が剥離して、ワイヤー表面の滑らかさが減少するため、ワイヤー表面の砥粒スラリーを保持する能力が向上する。さらに、ワイヤー表面のメッキ層を切断直前まで剥離させないので、ワイヤー表面を保護する効果を最大限に高めることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項２にかかるワイヤーソー装置は、請求項１に記載のワイヤーソー装置において、前記ワイヤーは鉄または鉄合金を主成分とする金属線材であり、前記メッキ層は銅と亜鉛を主成分とするブラスメッキ層としてなることから、安価かつ高性能のワイヤーとすることができる。
【００１７】
本発明の請求項３にかかるワイヤーソー装置は、請求項１または２に記載のワイヤーソー装置において、前記ワイヤーは前記半導体インゴットを切断するのと同時に前記摺擦体をも切断するように構成されてなるようにしたので、常に摺擦体の新しい部分でワイヤーのメッキ層を剥離させることができる。
【００１８】
本発明の請求項４にかかるワイヤーソー装置は、請求項３に記載のワイヤーソー装置において、前記摺擦体は、前記半導体インゴットと接触した状態で固定されてなるようにしたので、摺擦体と半導体インゴットとを一体として取り扱うことができ、それぞれの位置が安定して定まる。そのため、極めて簡単な工程で安定して摺擦体の作用を行わせることができる。
【００１９】
本発明の請求項５にかかるワイヤーソー装置は、請求項１から４のいずれかに記載のワイヤーソー装置において、前記摺擦体はその主成分をガラスとしてなるようにしたので、ワイヤーに対してほとんどダメージを与えることがない。
【００２０】
なお、本発明において、摺擦するとは、互いに接触した状態で摩擦することを指すものとする。
【発明の効果】
【００２１】
上述のように、本発明の請求項１にかかるワイヤーソー装置によれば、摺擦体によってワイヤー表面のメッキ層を剥離させる動作と半導体インゴットを切断する動作とを連続して同時に行うので、極めて効率的であるとともに、メッキ層を剥離させた状態で半導体インゴットの切断を行うので、切断された半導体基板を汚染することがない。そして、ワイヤー表面のメッキ層の剥離に伴い、ワイヤー表面の滑らかさが減少するため、ワイヤー表面の砥粒スラリーを保持する能力が向上し、ワイヤーと半導体インゴットとの接触部分への砥粒スラリー供給量が増加し、切断速度を上げ、切断時間を短縮することができる。特に、ワイヤーを複数回使用した時において、使用１回目のときにおける良品取れ率が高くなり、生産性が向上する。さらに、ワイヤー表面のメッキ層を切断直前まで剥離させないので、ワイヤー表面を保護する効果を最大限に高めることができ、ワイヤーが酸化したり錆びたりすることによる劣化を防止することができる。
【００２２】
また、本発明の請求項２にかかるワイヤーソー装置によれば、ワイヤーは鉄または鉄合金を主成分とする金属線材であり、メッキ層は銅と亜鉛を主成分とするブラスメッキ層としたので、安価かつ高性能のワイヤーとすることができ、高い生産性および低コストとすることができる。
【００２３】
そして、本発明の請求項３にかかるワイヤーソー装置によれば、常に摺擦体の新しい部分でワイヤーのメッキ層を剥離させることができるので、メッキ層が剥離されたワイヤーの表面は均一で安定した状態となる。その結果、砥粒スラリーの保持能力が安定し、切断速度や切断状態を均一で安定させることができる。
【００２４】
さらに、本発明の請求項４にかかるワイヤーソー装置によれば、半導体インゴットに接触した状態で摺擦体を固定しているので、摺擦体と半導体インゴットとを一体として取り扱うことができ、それぞれの位置が安定して定まる。これによって、低コストで、工程が煩雑になることなく安定して摺擦体としての作用を行わせることができる。
【００２５】
また、本発明の請求項５にかかるワイヤーソー装置によれば、ガラスの摺擦体はワイヤーによって容易に切断され、同時にワイヤーの表面からメッキ層を確実に除去することができるから、ワイヤーに対してはほとんどダメージを与えることがなく、ワイヤーの表面を傷つけたり、ワイヤーが削られて細線化したりすることがなく、ワイヤーを長寿命とすることができる。
【００２６】
以上のように、本発明のワイヤーソー装置によれば、高い生産性と低コストで大量の半導体基板を得ることができ、メッキの金属成分などの付着によって半導体基板の特性に悪影響を与えることがないので、同時に大量の半導体基板を用い、高い品質が要求される太陽電池用半導体基板の作製に対して、極めて適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明にかかるワイヤーソー装置を示す斜視図であり、図２はワイヤーソー装置の切断状態を示す模式図である。図１、２において、１はスラリーノズル、２はスラリー受け、３は半導体インゴット、４はスライス台、５はメインローラー、６はワイヤー、６ａはブラスメッキ層、７は端材巻き込み防止板、８はディップ槽、９はワイヤー供給リール、１０は本発明における摺擦体の一例であるガラス板を示す。
【００２９】
図１に示すように、ワイヤーソー装置は、スラリーノズル１の下部に、複数のスラリー受け２を並べて配設し、これらのスラリー受けの間に、スライス台４にエポキシ樹脂などによって接着された半導体インゴット３を配置し、メインローラー５間にある複数のワイヤー６に砥粒スラリーを供給しながら、ワイヤー６を高速で移動走行させ、半導体インゴット３を徐々に下降させてワイヤー６に押しつけることによって、半導体インゴット３を切断し、複数の半導体基板を得るものである。また、切断中に落下するかもしれない半導体基板の端材がメインローラー５へ巻き込むのを防止するために端材巻き込み防止板７を設け、さらに防ぎきれなかったときのためにディップ槽８を設けている。またディップ槽８は、砥粒スラリーの回収や切断するときに発生する切粉の回収の目的をも有している。
【００３０】
スラリーノズル１の下部にあるスラリー受け２は複数本に張られたワイヤー６にムラなく均等に砥粒スラリーが供給できるように設けられており、砥粒スラリーは例えば、砥粒と鉱物油、界面活性剤、分散剤からなるラッピングオイルを混合して構成される。
【００３１】
半導体インゴット３は、例えば鋳造法などによって形成された多結晶シリコンのインゴットを所定の寸法、例えば１５０×１５０×３００ｍｍの直方体に切り出したものなどで構成される。この半導体インゴット３の一面にエポキシ系樹脂などの接着剤などを塗り、カーボン材またはガラス材のスライス台４に接着されている。したがって、半導体インゴットは切断してもバラバラになることがなく、その状態で次工程の洗浄工程に投入される。
【００３２】
洗浄工程ではまず灯油などからなる洗油で、スライス時に付着したスラッジなどを落とす。その後アルカリ系の洗剤で油をおとし、その後その洗剤を水で洗い流す。そして熱風やエアーなどにより、基板表面を完全に乾燥させてからスライス台から剥離させることにより半導体基板が完成する。
【００３３】
メインローラー５は、例えば直径２００〜３５０ｍｍ、長さ４００〜５００ｍｍのウレタンゴムなどからなり、その表面に４００〜６００μｍ程度の所定間隔でワイヤー６がはまる多数の溝（不図示）が形成されている。この溝の間隔とワイヤー６の直径との関係によって、最終製品である半導体基板の厚みが定まる。
【００３４】
ワイヤー６はワイヤー供給リール９から供給され、メインローラー５上に設けられた所定間隔の溝に巻きつけ配列される。なお、ワイヤー６は、例えば、直径１４０〜１８０μｍ程度を有する鉄または鉄合金を主成分とするピアノ線が使用され、新品の状態においては、ＪＩＳ  Ｇ  ３５０２  ＳＷＲＳ８２Ａに記載された銅と亜鉛を主成分とするブラスメッキ処理が施され、その表面はブラスメッキ層６ａ（図２に図示）が形成されて極めて滑らかな状態となっている。このワイヤー６はメインローラー５を所定の回転速度で回転させることによって、走行移動させることができ、通常、４００〜７００ｍ／ｍｉｎ程度となるように高速に走行移動される。
【００３５】
本発明におけるワイヤーソー装置では、図１または２に示すように、ワイヤー６の経路上において、ワイヤー６が供給される側の半導体インゴット３の端面側に、摺擦体として、例えば厚み５ｍｍ〜２０ｍｍのガラス板１０をスライス台４にエポキシ樹脂などによって接着し、半導体インゴット３と接触させた状態で固定することにより、ワイヤー６が半導体インゴット３と直接接触する前に、この摺擦体であるガラス板１０によって摺擦される。
【００３６】
これにより、ワイヤー６がガラス板１０を通過して摺擦される際にワイヤー表面に施されたブラスメッキ層６ａが削られ剥離除去される。その結果、ワイヤー６表面の砥粒スラリーを保持する能力が高くなる。その後に、ワイヤー６が半導体インゴット３と接触して通過するため、ワイヤー６と半導体インゴット３との接触部分への砥粒スラリー供給量が増加する。よって、切断速度を上げることができ、切断時間を短縮することができる。
【００３７】
そして、摺擦体であるガラス板１０によってワイヤー６表面のブラスメッキ層６ａを剥離させる動作と半導体インゴット３を切断する動作とを連続して同時に行うことができるので、極めて効率的であるとともに、ブラスメッキ層６ａを剥離させた状態で半導体インゴット３の切断を行うので、切断された半導体基板がブラスメッキ層６ａに含まれる金属などによって汚染されることがない。さらに、ワイヤー６表面のブラスメッキ層６ａを切断直前まで剥離させないので、ワイヤー６表面を保護する効果を最大限に高めることができ、ワイヤー６が酸化したり錆びたりすることによる劣化を防止することができる。
【００３８】
特に、従来のワイヤーソー装置においては、ワイヤー６表面のブラスメッキ層６ａのため、ワイヤー６を最初に使用するときの良品取れ率が悪かったが、ワイヤー６を摺擦体であるガラス板１０を通過させて摺擦することによりワイヤー６表面のブラスメッキ層６ａが剥離し、ワイヤー６表面の砥粒スラリーを保持する能力が高くなるため、最初に使用するときの良品取れ率が高くなり、生産性が向上する。
【００３９】
ワイヤー表面から剥離したブラスメッキ層６ａは供給された砥粒スラリーにより流され、ワイヤー表面のブラスメッキ層６ａが剥離した後すぐにワイヤー６が半導体インゴット３を通過するため、ワイヤー表面のブラスメッキ層６ａを剥離したのちに洗浄液で洗浄し、水洗、防錆工程を経る必要がない。よって、低コストで、工程が煩雑になることなく半導体基板を形成することができる。
【００４０】
ところで、剥離したブラスメッキ層６ａが回収した砥粒スラリー中に蓄積し、ブラスメッキ層６ａに含まれる金属不純物が直接、半導体インゴット３の切断面に接触して、切り出された半導体基板が汚染される可能性がある。しかしながら、このような金属不純物は半導体基板に拡散しておらず付着しているだけであるため、切り出された半導体基板を洗浄したり、切断により生じた表面のダメージ層をアルカリエッチングなどで除去したりする工程において、金属不純物で汚染された部分を除去することができる。
【００４１】
また、摺擦体としては、一例として、主成分がガラスからなるガラス板１０を用いた例によって説明した。ここで説明したガラス板１０はピアノ線からなるワイヤー６によって容易に切断され、同時にワイヤー６の表面からブラスメッキ層６ａを確実に除去することができる。したがって、例えば特許文献３に記載されている従来例と比べて、ワイヤー６の表面を傷つけたり、ワイヤー６が削られて細線化したり、化学研磨液を使用しないためワイヤー６が化学処理されワイヤー６の品質が劣化することもなく、ブラスメッキ層６ａのみを剥離することができ、ワイヤー６を長寿命とすることができる。
【００４２】
なお、このガラス板１０の材質としては、特に限定するものではなく、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの一般的なガラスの材料を用いることができるが、極めて安価で入手が簡単であることから、ソーダガラスを用いることがより望ましい。
【００４３】
さらに、摺擦体としては、ガラスを主成分とする材料以外に、例えば半導体インゴットがシリコンの場合、結晶シリコン、金属シリコン、炭化珪素なども用いることができる。切粉は砥粒スラリーとともに回収され、繰り返し使用されるが、本発明は半導体インゴットと摺擦体を同時にスライスするため、摺擦体の切粉も砥粒スラリーの中に混入することになる。しかし半導体インゴットと同一元素、もしくはその化合物からなる摺擦体を使用すれば、繰り返し使用時にも半導体インゴットに悪影響を及ぼすことはない。
【００４４】
しかし硬度が高すぎればワイヤーの断線や寿命の低下を招き、高価なものを使用すればコストの高騰につながるため、ガラスを使用することが望ましい。
【００４５】
図１および図２に示したように、ワイヤー６は半導体インゴット３を切断するのと同時に摺擦体であるガラス板１０をも切断するような位置にガラス板１０を配置した構成とすることが望ましい。このようにすれば、半導体インゴット３を切断するのと同時にガラス板１０も切断されるから、常にガラス板１０の新しい部分でワイヤー６のブラスメッキ層６ａを剥離させることができるので、ブラスメッキ層６ａが剥離されたワイヤー６の表面は均一で安定した状態となる。その結果、砥粒スラリーの保持能力が安定し、切断速度や切断状態を均一に保ち安定させることができる。このような構成とするためには、例えば、ガラス板１０のサイズを半導体インゴット３の端面のサイズとほぼ等しくするか、若干大きくした状態で、図１および図２に示した位置にガラス板１０を配置すればよい。
【００４６】
ガラス板１０の高さが半導体インゴット３の高さと同じ場合、半導体インゴット３に最初はガラス板１０を通っていないワイヤー６が接触することになる。ワイヤー６は半導体インゴット３の下降速度と比較し、極めて高速で走行しているため、ブラスメッキ層６ａに被覆されたワイヤー６が接触する半導体インゴット３はごくわずかであり、問題を発生させるには至らない。
【００４７】
しかし、ガラス板１０の高さを半導体インゴット３の高さより高くしておけば、半導体インゴット３には最初からブラスメッキ層６ａが剥離されたワイヤー６が接触することになり、問題の発生を完全に防止することができる。
【００４８】
また、図２に示したように、複数のワイヤー６を所定間隔で配置したマルチワイヤーソー装置の場合、ワイヤー６が半導体インゴット３に接する前に、摺擦体であるガラス板１０を複数回摺擦するような位置にガラス板１０を配置してもよい。図２では、ワイヤー６によって、ガラス板１０は２回摺擦を受けている例を示している。このようにワイヤー６と摺擦体（ガラス板１０）とを複数回摺擦するようにすれば、ワイヤー６の表面のブラスメッキ層６ａを確実に剥離除去することができる。
【００４９】
そして、摺擦体は、半導体インゴット３と接触した状態で固定することが望ましい。例えば、図１および図２では、摺擦体であるガラス板１０は半導体インゴット３と接触した状態でスライス台４に固定されている。このようにすれば、ガラス板１０と半導体インゴット３とを一体として扱うことができるので取り扱いが楽であるばかりか、ワイヤー６を高速で移動させても、ガラス板１０は位置が触れることがなく安定した状態で半導体インゴット３と接触しているため、低コストで、工程が煩雑になることなく安定して摺擦体としての作用を行わせることができる。
【００５０】
以上のように、本発明のワイヤーソー装置によれば、高い生産性と低コストで大量の半導体基板を得ることができ、メッキの金属成分などの付着によって半導体基板の特性に悪影響を与えることがないので、同時に大量の半導体基板を用い、高い品質が要求される太陽電池用半導体基板の作製に対して、極めて適している。
【００５１】
なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００５２】
例えば、上述の説明では、複数のワイヤーを所定間隔に配置して半導体インゴットを剪断するマルチワイヤーソー装置の例によって説明したが、これに限るものではなく、一本のワイヤーによって切断加工を行うシングルタイプのワイヤーソー装置であっても、そのワイヤーの経路上において、ワイヤーと半導体インゴットとが接触する点よりも前に摺擦体が備えられて、このワイヤーの表面のメッキを摺擦して剥離するように構成されていれば、本発明の効果を良好に奏する。
【００５３】
また、上述の説明では、摺擦体のガラス板１０を半導体インゴット３に接触させた状態でスライス台４に固定した例によって説明したが、例えば、スライス台４にガラス板１０を動かないように保持する機構を設けたり、ガラス板１０自体を厚くしたりしてスライス台４上で安定した状態で載置できるようにすれば、半導体インゴット３から距離を置いて配置しても構わない。
【００５４】
また例えば、図３に示すように、摺擦体のガラス板１０は半導体インゴット３のうちワイヤー６が最初に接触する面に接着させても構わない。このようにすることにより、確実に摺擦体のガラス板１０を通過したワイヤー６が半導体インゴット３に接触するようになる。しかしこの場合、全てのワイヤー６に摺擦体のガラス板１０を通過させるために適切な厚みの摺擦体のガラス板１０を接着させる必要がある。またスライス後の基板とガラス板を剥がしやすくするために、接着剤は例えば溶剤で溶解するエポキシ系の接着剤などを使用する必要がある。このようにすることにより外力を加えることなく、化学的な処理により基板とガラスを剥離させることができる。また半導体インゴット３に接着させるガラス面を粗面化しておくことも剥離を容易にする対策となる。
【００５５】
また図４に示すように、半導体インゴット３に対しワイヤー６の走方向上流側にあたる側面側に摺擦体のガラス板１０を配置することによっても本発明の効果を得ることができる。このとき摺擦体のガラス板１０は半導体インゴット３に接着しても良いし、スライス台４に固定してもよい。
【００５６】
さらに本発明では、摺擦体１０はワイヤー６の経路上で、ワイヤー６と半導体インゴットが接触する点よりも前にあれば良く、半導体インゴット３やスライス台に接着して固定しても構わないし、例えば図５に示すようにワイヤー６の経路の途中に摺擦体のガラス板１０を設けることも可能である。
【００５７】
ワイヤー６の表面に被覆したブラスメッキ層６ａは摺擦体１０で完全に除去されていなくてもよい。完全に除去されていなくても全体に薄くなっていたり、部分的に剥離したりしていれば、摺擦体１０をまったく通過していない、表面にブラスメッキ層６ａのあるワイヤー６を使用したときよりも、ブラスメッキ層６ａが簡単に剥離する状態となるので、半導体インゴット３と接触して、極めて簡単にブラスメッキ層６ａのない状態になるからである。
【実施例】
【００５８】
図１の実施形態の本発明のワイヤーソー装置に１５０ｍｍ角×Ｌ＝２８０ｍｍの半導体インゴット３として多結晶シリコンインゴットを２本セットし、ワイヤー６が供給される側の多結晶シリコンインゴット３の端面に摺擦体として厚み１０ｍｍ、高さと幅が１５０ｍｍのガラス板１０をインゴット３およびスライス台４に接着剤を用いて貼り付け、ＳｉＣ砥粒スラリーを供給しながら、１８０μｍの直径を有する０．２μｍのブラスメッキ層６ａが設けられたピアノ線のワイヤー６を５００ｍ／ｍｉｎで走行させ切断試験を実施した。
【００５９】
さらに、摺擦体について、ガラス板の代わりに同サイズの結晶シリコン板を用いて試験を行った。
【００６０】
また、図３、図４、図５の各実施形態の本発明のワイヤーソー装置でも、同様にして切断試験を行った。なお、図３、図４の実施形態においては、多結晶シリコンインゴットの一面に１５０ｍｍ×２８０ｍｍのガラス板を摺擦体として貼り付け、本発明のワイヤーソー装置として試験を行った。さらに図５の実施形態においては、ワイヤー６の経路上に３０ｍｍ角×１５ｍｍのガラス板を摺擦体として設置し、本発明のワイヤーソー装置として試験を行った。
【００６１】
さらに、比較例として、摺擦体を設けない従来のワイヤーソー装置（図６）でも同様にして多結晶シリコンインゴットの切断の試験を行った。
【００６２】
なお、本発明の効果を明確にするために、多結晶シリコンインゴットの送り速度を図６に示した従来のワイヤーソー装置の標準条件の１．２倍として試験を行っている。
【００６３】
これらの切断試験を行った試料については、良品取れ率（％）、金属不純物の有無によって評価を行った。表１に結果を示す。良品取れ率の算出方法としては、切断したウェハーを５０枚の金属顕微鏡により観察を行い、ウェハーのエッジのチッピングの存在を確認した。また、ＸＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザー）により切断面の金属不純物の存在を確認した。
【表１】
2005153035.tif 000003
【００６４】
表１に示すように、従来のワイヤーソー装置では、ワークの送り速度が大きいために、切断したウェハーにチッピングが見られ、さらにワイヤー６のブラスメッキ層６ａを起源とする金属不純物が検出された。それに対して、本発明にかかるワイヤーソー装置では、ワークの送り速度が上昇しているにもかかわらず、すべて良品取れ率が９５％以上となり、切断面から金属不純物も検出されなかった。
【００６５】
このように本発明のワイヤーソー装置によれば、ワイヤー６の表面からブラスメッキ層６ａを剥離しながら切断するので、ワイヤー６表面の砥粒スラリーを保持する能力を高く保つことができ、その結果高い切削能力が得られること、切断された基板を金属不純物などによって汚染することがないことを確認することができた。また、摺擦体を所定位置に設けるだけの簡単かつ低コストな構成によって、発明の効果を十分に奏することを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明にかかるワイヤーソー装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるワイヤーソー装置の切断状態を示す図である。
【図３】本発明にかかるワイヤーソー装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明にかかるワイヤーソー装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明にかかるワイヤーソー装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図６】従来のワイヤーソー装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１：スラリーノズル
２：スラリー受け
３：シリコンインゴット
４：スライス台
５：メインローラー
６：ワイヤー
６ａ：ブラスメッキ層
７：端材巻き込み防止板
８：ディップ槽
９：ワイヤー供給リール
１０：ガラス板（摺擦体）
【図１】
2005153035.tif 000004
【図２】
2005153035.tif 000005
【図３】
2005153035.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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