(57)【要約】【課題】  インゴットのロス率を少なくするインゴットの切断によりウエーハを製造する方法の提供。【解決手段】  研削加工された四側面を有するインゴット２０の一側面２０ａを研磨加工し、この研磨加工された側面２０ａに支持板２２を接着剤２１で貼付して積層体ｗとし、この前記積層体の支持板２２を上方にインゴット一側面を下方に向けて積層体を下降させながらワイヤー３２でインゴットをスライシング加工し、厚み８０〜１２０μｍのウエーハを生産する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削加工された四側面を有するインゴットブロックの一側面を研磨加工し、前記研磨加工された側面に支持板を接着剤で貼付して支持板／接着剤／インゴットブロックの積層体とし、前記積層体の支持板を上方にインゴットブロック一側面を下方に向けて積層体を下降させ、ワイヤーカット切断装置の複数本のワイヤーに積層体のインゴットブロック一側面を当接させてスライシング加工を開始し、積層体の下降によりワイヤーが前記支持板を切断もしくは前記支持板の途中まで切り込みを行うことを特徴とする、角柱状インゴットのスライシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの端面となる四側面が研削加工された角柱状インゴットブロック（以下、単に「角柱状インゴット」と記載する）をワイヤーカットによるスライシング加工して厚み８０〜１２０μｍのウエーハを多数生産する際の、ウエーハに生じるチッピングを防止できる四角柱状インゴットのスライシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光電池基板のシリコンウエーハ（基盤）を製造する原材料に円柱状シリコンインゴットの四側面が研削加工された角柱状インゴット（ワーク）が使用されている。この角柱状インゴットはワイヤーカット・スライシング加工して厚み２００〜４２０μｍのウエーハを多数生産する。しかし、このワイヤーカット・スライシング加工する際、ウエーハにチッピングが生じるので、インゴットのウエーハの端面となる四側面を研磨加工またはエッチング処理した後、ワイヤーカット・スライシング加工を実施している。
【０００３】
特許第３６４８２３９号明細書（特許文献１）は、シリコンウエーハ製造用のシリコンブロックに面取りを行った後、シリコンブロックの、シリコンウエーハの端面となる四側面を機械的に研磨し表面粗さ（Ｒｙ）を８μｍ以下とした後、スライス加工して多数のシリコンウエーハを生産する方法を提案する。
【０００４】
また、特許第３４０５４１１号明細書（特許文献２）は、角柱状多結晶シリコンインゴットの四側面をブラシ研磨加工した後、スライス加工して多数の多結晶シリコンウエーハを生産する方法を提案する。
【０００５】
また、特開２００９−２３３７９４号公報（特許文献３）は、シリコンインゴットを所定形状に切断加工することにより製造されるシリコンブロックを、スライス加工することでシリコンウエーハが形成される加工工程前にその表面を研削／研磨するシリコンブロックの研削研磨機であって、前記シリコンブロックの表面を研削／研磨する際、前記シリコンブロックの長手方向の前後を機械的にチャッキングする保持機構を備えたことを特徴とするシリコンブロックの研削研磨機、を提案する。
【０００６】
さらに、米国公開特許第２００８／０２２３３５１Ａ１明細書（特許文献４）は、エッチング処理された四角柱状多結晶シリコンインゴットを厚み２００〜３３０μｍのウエーハに多数スライシングする方法を開示する。
【０００７】
一方、特開２０１２−４９１８３号公報（特許文献５）は、インゴット２０の切断（スライス）を行うワーヤーソウを利用する切断装置３０を開示する（図１参照）。この切断装置３０は、４本の軸３１ａ〜３１ｄと、軸３１ａ〜３１ｄに等間隔に巻き掛けられたワイヤー３２と、図示しないワイヤー３２の駆動装置とを備えている。この切断装置３０では、駆動装置によりワイヤー３２を走行させた状態で、インゴット２０をワイヤー３２を通過させることにより、インゴット２０を切断し、ウエーハ(基板)１５を作製する。上記切断工程は、ワイヤー３２に砥粒が分散したスラリーを供給しながら行う遊離砥粒方式で行う、または、ダイヤモンド砥粒等の砥粒が固定されたワイヤー３２を用いる固定砥粒方式で行われる。
【０００８】
また、特開２００９−９９７３４号公報（特許文献６）は、鋳造によって成形されたシリコンインゴットを切断して複数のシリコンブロックとし、次いで該シリコンブロックをスライスして多数のシリコンウエーハとするシリコンウエーハの製造方法において、鋳造
によって成形されたシリコンインゴットを切断して複数のシリコンブロックとするに際して、予めシリコンインゴットの少なくとも一面を平らに研削する研削工程と、シリコンインゴットを、その平らに研削された面を下向きにして基台上に載置し、該シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出すシリコンブロック切り出し工程とを含むことを特徴とするシリコンウエーハの製造方法を提案する。この特許文献の段落０００４には、従来、多結晶シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出す方法として、多結晶シリコンインゴットをカーボン固定治具にエポキシ樹脂接着剤で固定し、ついで、ダイソーで多結晶シリコンインゴットを前記固定治具の全部、または、途中まで切断し複数のインゴットブロックに製造していた（特開２００４−１１４５０３号公報）と記載する。
【０００９】
なお、スライス加工されたウエーハは、太陽光電池作成の際、ｐ側電極とｎ側電極をシリコン基板面に形成後、裏面のシリコン基板をさらにカップホイール型研削砥石で研削加工して肉厚をさらに薄くし、その研削加工面を研磨パッドにより５〜１０μｍ厚みを取り去る研磨加工工程に供せられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３６４８２３９号明細書
【特許文献２】特許第３４０５４１１号明細書
【特許文献３】特開２００９−２３３７９４号公報
【特許文献４】米国公開特許第２００８／０２２３３５１Ａ１明細書
【特許文献５】特開２０１２−４９１８３号公報
【特許文献６】特開２００９−９９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者らは、太陽光電池の生産価格を押し下げてそれを利用した太陽光電池発電パネルの需要を拡大するために、角柱状インゴットからスライスされるウエーハの厚み２００〜４００μｍを８０〜１２０μｍとするとインゴットから生産されるウエーハの枚数も２倍以上となり、また、後工程の研削加工工程の取り代量が減るので太陽光電池用基板の加工時間も短縮できる、と着想した。
【００１２】
発明者らは、株式会社岡本工作機械製作所製のインゴット四面取り機“ＳｉＳＧ１５６Ｈ”（商品名）を用い、研削加工により表面粗さ（Ｒｙ）が２μｍ程度の四側面を有する１５５ｍｍ角の多結晶シリコンインゴットをポリエチレンワックス(軟化点温度  ８６℃)で石英ガラス製支持板（治具）に貼付した積層体を被加工物（ワーク）とし、この被加工物を上記特許文献５記載の切断装置３０（図１参照）に掛けてワイヤーソウカット（スライシング加工）を試みたところ、ワイヤーがインゴット上面から離れる際に得られたウエーハの少量枚数にチッピングが生じることを発見した。
【００１３】
本発明は、四角柱状インゴットを厚み８０〜１２０μｍウエーハの多数枚にスライシング加工できる方法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】
請求項１の発明は、研削加工された四側面を有するインゴットブロックの一側面を研磨加工し、前記研磨加工された側面に支持板を接着剤で貼付して支持板／接着剤／インゴットブロックの積層体とし、前記積層体の支持板を上方にインゴットブロック一側面を下方に向けて積層体を下降させ、ワイヤーカット切断装置の複数本のワイヤーに積層体のインゴットブロック一側面を当接させてスライシング加工を開始し、積層体の下降によりワイ
ヤーが前記支持板を切断もしくは前記支持板の途中まで切り込みを行うことを特徴とする、角柱状インゴットのスライシング方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
研削加工された四側面を有するインゴットブロックの研磨加工される側面の数は、一側面であるので、特許文献１〜３の研磨加工方法の１／４の研磨加工時間で済む。また、剛体のインゴット支持板を用いたことによりワイヤーがインゴットから離れる際のチッピングの発生が抑制された。さらに、従来よりも薄肉のウエーハ厚みにスライスするので、原料ロス率も１／２以下とすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はワイヤーカット式切断装置を用いてインゴットをスライシング加工している状態を示す図である。
【図２】図２はワイヤーカットされる積層体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明のインゴットのスライシング方法を説明する。
被加工物（ワーク）である積層体は、図２に示すように研削加工された四側面を有するインゴットブロックの一側面２０ａを研磨加工し、前記研磨加工された前記側面２０ａに支持板２２を接着剤２１で貼付して製造される支持板／接着剤／インゴットブロックの積層体構造ｗを示す。
【００１８】
接着剤２１としては、ポリエチレンワックス、カルバナル蝋などの軟化点温度が６５〜１０５℃のホットメルト接着剤、溶剤型ポリイミド樹脂接着剤（耐熱性温度２８０〜４００℃）、熱分解発泡型アクリル系樹脂接着剤等が使用できる。安価なのは、ホットメルト接着剤である。しかし、切断された支持板からウエーハを剥離するのに容易な接着剤は、後者の溶剤型ポリイミド樹脂接着剤、熱分解発泡型アクリル系樹脂接着剤である。特にこのましいのは、耐熱性のあるポリイミド樹脂である。接着剤２１の塗布厚み（乾燥した固形体）は１０〜１００μｍで充分である。
【００１９】
ポリイミド樹脂接着剤に用いる溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジグライム、ガンマーブチロラクトンなどが利用できる。この溶剤は、スライス加工されたウエーハ２０を支持板２２より剥離させる際の溶剤としても利用できる。
【００２０】
支持板２２としては、石英ガラス板、無機アルカリ強化ガラス板、珪酸ソーダガラス（普通ガラス）板、合成サファイア板等の８００℃以上の耐熱性を有する透明性支持板、ポリカーボネート製板、ポリメチルメタクリレート樹脂製板、ＰＥＥＫ、ＰＢＴ、ナイロン６，１０、ポリサルホン樹脂、ポリアセタール樹脂等のエンジニアリングプラスチック樹脂製板等が使用できる。特に、透明性の支持板が好ましい。透明性支持板２２であると、上方の透明支持板２２側からウエーハ２０にチッピングが生じていないかの観察が容易となる。支持板２２の厚みは３００〜２，０００μｍでよい。支持板の厚みは、薄いほど材料費の節約になる。
【００２１】
前記積層体ｗの支持板２２を上方にインゴットブロック一側面を下方に向けて積層体を下降させ、ワイヤーカット切断装置３０の複数本のワイヤー３２に積層体のインゴットブロック一側面を当接させてスライシング加工を開始し、前記積層体ｗの下降によりワイヤー３２が前記支持板２２を切断するまで、もしくは前記支持板２２の途中まで切り込みを行い、インゴットを厚み８０〜１２０μｍのウエーハ多数枚にスライス加工する。
【実施例】
【００２２】
実施例１
インゴットブロックの一側面の研磨加工
長さ５５０ｍｍ、一辺１５５ｍｍ角の正方形断面状多結晶シリコンインゴットブロックを研磨テーブル上に載置し、ついで、このシリコンインゴットブロックの上方を向いている側面に、セリア研磨液を供給しながら研磨パッドを回転および揺動しながら研磨加工
し、表面粗さがＲａ０．２２μｍ、Ｒｙ１．８９μｍの一側面のみが研磨加工されたシリコンインゴットを製造した。
【００２３】
積層体ｗの製造
上記一側面のみが研磨加工されたシリコンインゴットの研磨加工面に溶融したワックス（軟化点温度８２℃）を塗布（厚み２０μｍ）し、ついで、厚み６００μｍの石英ガラス支持板を貼り付けて積層体を調製した。
【００２４】
上記積層体ｗの支持板２２を図１に示す切断装置３０の治具２３に固定し、この積層体ｗを下降させて積層体ｗのインゴットブロック２０下面を前記ワイヤーカット切断装置３０の複数本のワイヤー３２に当接させてスライシング加工を開始し、前記積層体ｗの下降によりワイヤー３２が前記支持板２２を切断するまで切り込みを行い、厚み約１２０μｍのウエーハを多数枚生産した。
【００２５】
切断された支持板２２が取り除かれたウエーハ多数枚についてチッピング発生の有無を観察したが、チッピングを生じているウエーハは見当たらなかった。
【００２６】
実施例２
実施例１において、ワイヤー３２の太さをより細く変えるとともに、ワイヤーの間隔を狭める、および接着剤として溶剤型ポリイミド樹脂接着剤を用いる外は同様にして、厚み約９０μｍのウエーハ多数を生産した。切断された支持板２２が取り除かれたウエーハ多数枚についてチッピング発生の有無を観察したが、チッピングを生じているウエーハは見当たらなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のインゴットの切断方法は、厚み８０〜１２０μｍと極薄のウエーハを一度に多数枚生産することが可能となった。
【符号の説明】
【００２８】
ｗ  積層体
２０  インゴットブロック
２１  接着剤
２２  支持板
３０  ワイーヤー切断装置
３２  ワイヤー
【図１】
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【図２】
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