(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド砥粒を含むブラシの毛が回転軸線を中心として半径方向に放射状に延びるホイール型のダイヤモンドブラシを、前記回転軸線を中心に回転させながら、前記ダイヤモンドブラシの外周を、多結晶Ｓｉインゴットの表面に押し付けて、前記多結晶Ｓｉインゴットの表面を機械的に研磨し、
前記ダイヤモンドブラシによる研磨の後に、前記多結晶Ｓｉインゴットに対して、歪・破砕層を除去するためにショットピーニング処理を行うことを特徴とする多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項２】
前記ダイヤモンドブラシは、ブラシ間に、研磨屑を排除するための間隙を有することを特徴とする請求項１記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項３】
前記ダイヤモンドブラシによる研磨は、切込み１ｍｍ以上で行うことを特徴とする請求項１または２記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項４】
前記ダイヤモンドブラシのホイール幅は、多結晶Ｓｉインゴットの幅より狭いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項５】
ブラシの毛が多結晶Ｓｉインゴットの表面を上からたたくように前記ダイヤモンドブラシを回転させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項６】
前記ダイヤモンドブラシの研磨量は５０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項７】
ショットピーニング処理に用いる砥粒は、前記ダイヤモンドブラシのダイヤモンド砥粒より細かいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項８】
ショットピーニング処理に用いる砥粒は、Ｃ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項９】
前記ダイヤモンドブラシを砥石でドレッシングして、目詰まりを除去することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【請求項１０】
前記ダイヤモンドブラシのドレッシングに用いる砥石の砥粒は、Ｃ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒であることを特徴とする請求項９記載の多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池などに用いられる多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｓｉウエハの需要は、太陽電池などの普及に伴い年々増加している。１枚の太陽電池モジュールは、５インチの四角形型のＳｉウエハを５４枚程度用いて製造される。そのため、ＩＣ（Integrated Circuit）およびＬＳＩ（Large Scale Integration）などに使用されるＳｉウエハの量と比べて、太陽電池に使用されるＳｉウエハの量は非常に多い。
【０００３】
太陽電池には、主に多結晶Ｓｉウエハが使用される。これは、単結晶Ｓｉウエハに比べ、多結晶Ｓｉウエハは、製造方法が比較的容易で、低コストで製造できるからである。
【０００４】
多結晶Ｓｉウエハを製造するには、まず、四角形型の多結晶Ｓｉインゴットを製造する。次に、多結晶Ｓｉインゴットを、バンドソーなどによって切断し、多数の四角形型の多結晶Ｓｉブロックにする。そして、多結晶Ｓｉブロックの寸法精度を出すために、多結晶Ｓｉブロックの表面を研削する。
【０００５】
多結晶Ｓｉブロックの寸法精度を出すためには、たとえば砥粒を含む円筒状の砥石またはダイヤモンドホイールを用いる。図６は砥石６による多結晶Ｓｉブロック５の研削を示す図であり、図７はカップ型ダイヤモンドブラシ７による多結晶Ｓｉブロック５の研磨を示す図である。たとえば、高速回転している砥石６に多結晶Ｓｉブロック５の表面を押し付けて、それらを相対的に移動させることによって、多結晶Ｓｉブロック５の表面を研削する。上述の説明では、多結晶Ｓｉインゴットをブロックにしてから研削を行うが、インゴットの状態で同様の研削を行ってもよい。
【０００６】
多結晶Ｓｉブロックの表面研削後、多結晶Ｓｉブロックをスライスして、多結晶Ｓｉウエハにする。さらに、多結晶Ｓｉウエハの端面処理を行う。多結晶Ｓｉウエハに端面処理を行わない場合、多結晶Ｓｉウエハの形成以降の工程で割れが発生し易く、歩留りを落とす結果となる。
【０００７】
特開平１０−１５４３２１号公報には、ガラス基板の端面を１枚ずつ所定の形状に研削する端面処理の方法が開示されている。特開２０００−３１７７９０号公報には、半導体ウエハの端面処理方法が開示されている。多結晶Ｓｉウエハの場合も、これらと同様の端面処理が行われている。
【０００８】
また他にも、エッチングで多結晶Ｓｉウエハの表面処理および端面処理を行う方法がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
エッチングで多結晶Ｓｉウエハの表面処理および端面処理を行う場合、大量の廃液を処理する設備が必要となる。
【００１０】
特開平１０−１５４３２１号公報または特開２０００−３１７７９０号公報のように、１枚ずつ端面処理を行う方法では、膨大な時間、設備および労力がかかる。それに伴って、設備のコストおよび人件費が膨大になる。特に太陽電池の場合は、使用される多結晶Ｓｉウエハの量が非常に多いので、この問題は重大である。さらに、多結晶Ｓｉウエハの供給が多結晶Ｓｉウエハの需要に追いつかなくなることも予想される。
【００１１】
この問題を解決する方法として、インゴットあるいはブロックの状態で表面処理を行い、その後でスライスしてウエハを形成する方法がある。
【００１２】
多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法として、前述の図６のように砥石６によって表面を研削する方法がある。しかしながら砥石は硬いので、この方法では研削を微小な切込みでしか行えない。したがってこの方法では、多大な時間と工程数とが必要となる。また砥石による研削は、金属などの延性材料には適するが、セラミックなどの脆性材料には適さない。これは、脆性材料を硬い砥石で研削すると、脆性材料にダメージ・クラックが入りやすいからである。したがって脆性材料である多結晶Ｓｉインゴットに、砥石による研削は適さない。
【００１３】
また多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法として、前述の図７のようにカップ型ダイヤモンドブラシ７によって表面を研磨する方法がある。カップ型ダイヤモンドブラシ７は、ブラシの毛にダイヤモンド砥粒を含み、ブラシの毛が回転軸線Ｌ３と平行に延びる円形のブラシである。このカップ型ダイヤモンドブラシ７を回転軸線Ｌ３を中心に回転させ、ブラシ先端を多結晶Ｓｉインゴットの表面に押し付けて研磨する。
【００１４】
この方法は、砥石による研削に比べて、容易に高精度かつ短時間で表面処理ができるという点で優れている。しかしながら、カップ型ダイヤモンドブラシによる表面処理には、以下のような問題点がある。
【００１５】
第１の問題点は、木目状に研磨ムラができ平坦度がでないことである。多結晶Ｓｉインゴットは、多くの結晶粒の集まりであり、結晶粒界はやや硬いという特性がある。そのため、カップ型ダイヤモンドブラシによる研磨では、軟らかい部分は研磨できるが、硬い結晶粒界の部分はブラシの毛が逃げて研磨できない。その結果、木目状に研磨ムラができ平坦度がでない。たとえば番手＃８００、直径φ２００ｍｍのカップ型ダイヤモンドブラシを用いて、周速度１０００ｍｍ／ｓｅｃで実施した結果、多結晶Ｓｉインゴットの表面は面粗さＲｙ２μｍであった。
【００１６】
第２の問題点は、研磨能力がないことである。カップ型ダイヤモンドブラシは、先端でブラシの毛が円形に密集しており、この密集したブラシ全面を、多結晶Ｓｉインゴットの表面に押し付けて研磨するので、接触面積が大きくなり、回転モータにかかる負荷が大きくなる。そのため、回転モータの回転数を上げられず、研磨能力が低い。
【００１７】
第３の問題点は、歪・破砕層を取りきれないことである。カップ型ダイヤモンドブラシによる研磨だけでは、十分な研磨ができず、完全に歪・破砕層を取りきれない。
【００１８】
本発明の目的は、多結晶Ｓｉインゴットの表面を均一に研磨し、また多結晶Ｓｉインゴットの表面の歪・破砕層を除去する多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ダイヤモンド砥粒を含むブラシの毛が回転軸線を中心として半径方向に放射状に延びるホイール型のダイヤモンドブラシを、前記回転軸線を中心に回転させながら、前記ダイヤモンドブラシの外周を、多結晶Ｓｉインゴットの表面に押し付けて、前記多結晶Ｓｉインゴットの表面を機械的に研磨し、
前記ダイヤモンドブラシによる研磨の後に、前記多結晶Ｓｉインゴットに対して、歪・破砕層を除去するためにショットピーニング処理を行うことを特徴とする多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法である。
【００２０】
本発明に従えば、ホイール型のダイヤモンドブラシを、その回転軸線を中心に回転させながら、前記ダイヤモンドブラシの外周を、多結晶Ｓｉインゴットの表面に押し付けて、多結晶Ｓｉインゴットの表面を研磨する。カップ型ダイヤモンドブラシによる研磨の場合は、密集したブラシ全面が多結晶Ｓｉインゴットの表面に接触するのに対し、ホイール型ダイヤモンドブラシによる研磨の場合は、ダイヤモンドブラシの一部しか多結晶Ｓｉインゴットの表面に接触しない。したがって、カップ型ダイヤモンドブラシによる研磨に比べ、多結晶Ｓｉインゴットとの接触面積が小さい。そのため、ダイヤモンドブラシを回転させる回転モータに負荷がかからず、回転モータの回転数を上げることができる。その結果、ブラシの毛が多結晶Ｓｉインゴットに対して硬く作用し、多結晶Ｓｉインゴットの硬度ムラに依存せず、均一な研磨が可能となる。
しかもダイヤモンドブラシによる研磨の後に、ショットピーニング処理を行い、多結晶Ｓｉインゴットの表面の歪・破砕層を除去する。したがって後の工程で、割れおよびカケが発生し難くなる。
【００２１】
また本発明は、前記ダイヤモンドブラシは、ブラシ間に、研磨屑を排除するための間隙を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、ブラシ間に、間隙が設けられるので、その間隙から研磨屑を排除することができる。したがってダイヤモンドブラシは、目詰まりし難く、研磨能力を持続することができる。
【００２３】
また本発明は、前記ダイヤモンドブラシによる研磨は、切込み１ｍｍ以上で行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、切込み１ｍｍ以上で多結晶Ｓｉインゴットの表面を研磨するので、多結晶Ｓｉインゴットの硬度ムラに依存せず、均一な研磨が可能となる。
【００２５】
また本発明は、前記ダイヤモンドブラシのホイール幅は、多結晶Ｓｉインゴットの幅より狭いことを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、ダイヤモンドブラシのホイール幅は、多結晶Ｓｉインゴットの幅より狭い。ダイヤモンドブラシのホイール幅を狭くすると、ダイヤモンドブラシと多結晶Ｓｉインゴットとの接触面積が小さくなり、研磨の負荷を軽減できる。したがって、局所的に高切込みで多結晶Ｓｉインゴットを研磨することができ、均一な研磨を高能率で行うことができる。
【００２７】
また本発明は、ブラシの毛が多結晶Ｓｉインゴットの表面を上からたたくように前記ダイヤモンドブラシを回転させることを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、ブラシの毛が多結晶Ｓｉインゴットの表面を上からたたくようにダイヤモンドブラシを回転させるので、多結晶インゴットにチッピングが発生し難い。
【００２９】
また本発明は、前記ダイヤモンドブラシの研磨量は５０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、ダイヤモンドブラシの研磨量を５０μｍ以上１００μｍ以下とするので、前工程のバンドソーなどによる切断で発生した歪・破砕層を除去できる。
【００３３】
また本発明は、ショットピーニング処理に用いる砥粒は、前記ダイヤモンドブラシのダイヤモンド砥粒より細かいことを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、ダイヤモンドブラシのダイヤモンド砥粒より細かい砥粒をショットピーニング処理に用いる。そのため、ダイヤモンドブラシによる研磨以上のダメージを多結晶Ｓｉインゴットに与えることがない。したがって、ダイヤモンドブラシによる研磨では除去できない微細な歪・破砕層を除去することができる。
【００３７】
また本発明は、ショットピーニング処理に用いる砥粒は、Ｃ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒であることを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、ショットピーニング処理に、硬度の高いＣ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒を用いるので、多結晶Ｓｉインゴットの表面の歪・破砕層を効果的に除去することができる。
【００３９】
また本発明は、前記ダイヤモンドブラシを砥石でドレッシングして、目詰まりを除去することを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、ダイヤモンドブラシを砥石でドレッシングするので、ダイヤモンドブラシが目詰まりして研磨能力が低下したときに、研磨屑の排除およびダイヤモンドブラシの目立てができ、ダイヤモンドブラシを再生することができる。
【００４１】
また本発明は、前記ダイヤモンドブラシのドレッシングに用いる砥石の砥粒は、Ｃ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒であることを特徴とする。
【００４２】
本発明に従えば、ダイヤモンドブラシのドレッシングに、硬度の高いＣ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒を含む砥石を用いるので、研磨屑の排除およびダイヤモンドブラシの目立てを効果的に行うことができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
多結晶Ｓｉインゴットおよび多結晶Ｓｉブロックは、バンドソーなどで切断される。切断後は、面精度が悪く、微小な凹凸が存在する。この微小な凹凸は、後の工程で割れまたはカケが発生する原因になる。そのため、この微小な凹凸を除去するために表面処理を行う必要がある。以下、本発明である多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法を、図面を用いて説明する。
【００４８】
まず、本発明の第１の実施形態であるホイール型ダイヤモンドブラシを用いた多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法を説明する。
【００４９】
図１はホイール型ダイヤモンドブラシ１による多結晶Ｓｉインゴット２の研磨を示す図であり、図２はホイール型ダイヤモンドブラシ１の斜視図である。
【００５０】
ホイール型ダイヤモンドブラシ１は、円筒状の基部１１にブラシの毛１２が放射状に植えられて構成され、回転軸線Ｌ１まわりに回転する。ブラシの毛１２は、ダイヤモンド砥粒を含有し、基部１１の回転軸線Ｌ１を中心として半径方向に延びるように植えられる。このホイール型ダイヤモンドブラシ１は、図示しない平面研削盤に装着される。
【００５１】
平面研削盤は、ホイール型ダイヤモンドブラシ１を、回転軸線Ｌ１を中心に回転させる。そして平面研削盤は、回転するホイール型ダイヤモンドブラシ１の外周を多結晶Ｓｉインゴット２の表面に押し付ける。このとき平面研削盤は、ホイール型ダイヤモンドブラシ１の回転軸線Ｌ１が多結晶Ｓｉインゴット２の研磨される表面と平行になるように、ホイール型ダイヤモンドブラシ１を多結晶Ｓｉインゴット２に押し付け、多結晶Ｓｉインゴット２の表面に沿って、ホイール型ダイヤモンドブラシ１を移動させる。
【００５２】
従来のカップ型ダイヤモンドブラシ７による研磨に比べ、ホイール型ダイヤモンドブラシ１による研磨では、ブラシの毛１２と多結晶Ｓｉインゴット２との接触面積が小さい。そのため、ホイール型ダイヤモンドブラシ１による研磨では、ホイール型ダイヤモンドブラシ１を回転させる回転モータに負荷がかからず、回転モータの回転数を上げることができる。またホイール型ダイヤモンドブラシ１による研磨では切込みを深くすることができる。
【００５３】
実際に、カップ型ダイヤモンドブラシ７では、切込み０．５ｍｍ程度であったが、ホイール型ダイヤモンドブラシ１では、切込み１ｍｍ以上が可能であった。切込み１ｍｍとは、ブラシの毛がインゴット表面に接触しないとしたら、インゴット表面より１ｍｍ下にブラシの毛の先端がくるようにダイヤモンドブラシの位置を設定することである。
【００５４】
このようにホイール型ダイヤモンドブラシ１による研磨では、高切込み、高回転数がとれ、ブラシの毛１２が多結晶Ｓｉインゴット２に対して硬く作用する。その結果、多結晶Ｓｉインゴット２の硬度ムラに依存せず、均一な研磨が可能となる。
【００５５】
次に、本実施形態において、より効果的な研磨を実現するための方法を説明する。
【００５６】
第１の方法として、ホイール型ダイヤモンドブラシ１のブラシ間に、間隙を設ける。
【００５７】
図３は、ブラシ間に間隙３１を有するホイール型ダイヤモンドブラシ３の斜視図である。ホイール型ダイヤモンドブラシ３のブラシの毛は密生しているが、図３のようにブラシの毛が植えられていない間隙３１が形成される。間隙３１は、図３に示すようにホイール型ダイヤモンドブラシ３の側面に対して斜めに設けられる。したがってインゴットに押し付けて研磨するとき、研磨された研磨屑が間隙３１を案内され、ブラシの側面から排除される。またブラシ間の間隙３１は、複数設けられる。ブラシ間に設けられる間隙３１は、研磨屑を排除し易くする効果がある。したがって、ブラシ間に間隙３１を有するホイール型ダイヤモンドブラシ３は、目詰まりし難く、研磨能力を持続することができる。
【００５８】
実際に、ブラシ間に間隙３１を有するホイール型ダイヤモンドブラシ３は、１００回の研磨テストでも目詰まりが少なく、ドレッシングが不要であった。
【００５９】
間隙の設け方は、上記の限りではない。たとえば上記斜めの間隙３１に加え、逆方向に斜めとなる間隙を設け、間隙が斜めにクロスするようにしてもよい。また、基部１１の横方向（回転軸線Ｌ２に平行）に複数の間隙を設けてもよいし、基部１１の縦方向（周方向）に複数の間隙を設けてもよい。また、基部１１の横方向および縦方向にそれぞれ複数の間隙を設け、間隙が縦横にクロスするようにしてもよい。
【００６０】
第２の方法として、切込み１ｍｍ以上で研磨する。
多結晶Ｓｉインゴット２の表面精度およびホイール型ダイヤモンドブラシ１の毛先の精度から、切込みを１ｍｍ以上とする。切込みを１ｍｍ以上とすることで、より均一な研磨が可能となる。
【００６１】
番手♯８００、直径φ２００ｍｍのホイール型ダイヤモンドブラシ１を用いて、切込み１ｍｍ、周速度１０００ｍｍ／ｓｅｃで実施した結果、面粗さＲｙ１．８μｍ、うねり１０μｍ以下と良好な結果が得られた。
【００６２】
第３の方法として、ホイール型ダイヤモンドブラシ１のホイール幅を、多結晶Ｓｉインゴット２の幅より狭くする。
【００６３】
ホイール型ダイヤモンドブラシ１のホイール幅が狭いほど、ブラシの毛１２と多結晶Ｓｉインゴット２との接触面積が小さくなる。したがって、局所的に高切込みで多結晶Ｓｉインゴット２を研磨することができ、均一な研磨を高能率で行うことができる。
【００６４】
実際に、ホイール型ダイヤモンドブラシ１のホイール幅を２０ｍｍにした結果、高切込みでも研磨負荷の上昇がなく、容易に多結晶Ｓｉインゴット２を研磨できた。
【００６５】
第４の方法として、ダウンカットで研磨する。
ダウンカットとは、ブラシの毛１２が多結晶Ｓｉインゴット２を上から下にたたきつけるようにホイール型ダイヤモンドブラシ１を回転させる状態を示す。平面研削盤は、ダウンカットで研磨するために、ホイール型ダイヤモンドブラシ１が多結晶Ｓｉインゴット２に対して相対的に移動する方向と、ホイール型ダイヤモンドブラシ１と多結晶Ｓｉインゴット２との接触面におけるホイール型ダイヤモンドブラシ１の回転方向とが反対になるようにホイール型ダイヤモンドブラシ１を回転させる。ダウンカットで研磨すると、研磨によるチッピングおよびカケの発生が抑制できる。
【００６６】
実際に、ダウンカットではなくアップカットで研磨したときは、エッジのチッピングが発生したが、ダウンカットで研磨したときは、チッピングが発生しなかった。
【００６７】
第５の方法として、研磨量を５０μｍ以上１００μｍ以下とする。
ホイール型ダイヤモンドブラシ１の研磨量を５０μｍ以上１００μｍ以下とすることで、余分に多結晶Ｓｉインゴット２を研磨することなく、前工程のバンドソーなどによる切断で発生した歪・破砕層を除去できる。
【００６８】
上述の５つの方法を、ホイール型ダイヤモンドブラシ１による研磨に適用することで、より効果的な研磨が可能となる。
【００６９】
ホイール型ダイヤモンドブラシ１は、研磨を繰返し行うことによって、目詰まりして研磨能力が低下する。そこで、砥石を用いてホイール型ダイヤモンドブラシ１をドレッシングする。
【００７０】
図４は、ホイール型ダイヤモンドブラシ１のドレッシングを示す図である。多結晶Ｓｉインゴット２の代わりに砥石４を研磨することで、ホイール型ダイヤモンドブラシ１のドレッシングを行う。このドレッシングによって、ブラシ間の研磨屑が排除される。またこのドレッシングによって、ブラシの毛１２の目立てができる。ホイール型ダイヤモンドブラシ１は、このようにして再生される。
【００７１】
ホイール型ダイヤモンドブラシ１のドレッシングに用いる砥石４には、Ｃ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒を含む砥石を用いる。このような砥石は、ドレッシング効果が高い。上記砥粒の中でも、Ａ砥粒およびＷＡ砥粒は、やや軟らかい。このＡ砥粒またはＷＡ砥粒を含む砥石の方が、Ｃ砥粒またはＧＣ砥粒を含む砥石より、ドレッシングに適している。
【００７２】
ホイール型ダイヤモンドブラシ１を回転数５００ｒｐｍで回転させ、ＷＡ♯８００ステック砥石４を切込み１ｍｍで研磨した結果、ブラシ間のＳｉ研磨屑が排除され、良好な目立てができた。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施形態である多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法を説明する。本実施形態では、ホイール型ダイヤモンドブラシによる研磨と、ショットピーニング処理とによって多結晶Ｓｉインゴットの表面処理を行う。
【００７４】
本実施形態では、最初に第１の実施形態のように、ホイール型ダイヤモンドブラシ１を用いて多結晶Ｓｉインゴット２の表面を研磨する。ホイール型ダイヤモンドブラシ１で研磨した多結晶Ｓｉインゴット２の表面からは、ほとんどの歪・破砕層が除去されているが、ブラシの毛１２に含まれるダイヤモンド砥粒の粒径以下の微細な歪・破砕層は除去されていない。この微細な歪・破砕層を除去するために、本実施形態ではショットピーニング処理を行う。
【００７５】
図５は、ショットピーニング処理を示す図である。ショットピーニング処理では、圧縮空気を利用して、砥粒を多結晶Ｓｉインゴット２に噴射させる。
【００７６】
ショットピーニング処理には、硬度の高いＣ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒、ＷＡ砥粒またはダイヤモンド砥粒を用いる。このような硬度の高い砥粒を用いることで、多結晶Ｓｉインゴット２の表面の歪・破砕層を効果的に除去することができる。
【００７７】
直径８ｍｍのノズルを有する装置を用いて、エア圧力３．１ｋｇ／ｃｍ2で♯８００（１０〜３０μｍ）のＷＡ砥粒を多結晶Ｓｉインゴット２に噴射した結果、加工時間２０ｓｅｃで２０〜４０μｍの深さの加工ができ、歪・破砕層除去の効果があることが確認できた。
【００７８】
ショットピーニング処理には、ホイール型ダイヤモンドブラシ１のブラシの毛１２に含まれるダイヤモンド砥粒より細かい砥粒を用いる。この場合、加工レートは落ちるが、ホイール型ダイヤモンドブラシ１による研磨では除去できない微細な歪・破砕層を除去することができる。
【００７９】
番手♯８００、直径φ２００ｍｍのホイール型ダイヤモンドブラシ１を用いて、切込み１ｍｍ、周速度１０００ｍｍ／ｓｅｃで多結晶Ｓｉインゴット２の表面を研磨した結果、多結晶Ｓｉインゴット２の表面は、面粗さＲｙ１．８μｍとなった。この多結晶Ｓｉインゴット２を、＃１０００の砥粒を用いて、ショットピーニング処理した結果、多結晶Ｓｉインゴット２の表面は、面粗さＲｙ１．５μｍ以下となった。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施形態である多結晶Ｓｉインゴットの表面処理方法を説明する。本実施形態では、ホイール型ダイヤモンドブラシによる研磨なしで、ショットピーニング処理によって多結晶Ｓｉインゴットの表面処理を行う。本実施形態のショットピーニング処理は、第２の実施形態のショットピーニング処理と同様である。
【００８１】
ショットピーニング処理には、硬度の高いＣ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒、ＷＡ砥粒またはダイヤモンド砥粒を用いる。このように硬度の高い砥粒を用いることで、多結晶Ｓｉインゴット２の表面の歪・破砕層を効果的に除去することができる。
【００８２】
本実施形態では、粗砥粒を用いる段階および仕上砥粒を用いる段階の２段階でショットピーニング処理を行う。このように２段階で処理することで、多結晶Ｓｉインゴット２の表面の歪・破砕層を効果的に除去することができる。
【００８３】
粗砥粒を♯２４０とし、仕上げ砥粒を♯８００とした場合、面粗さＲｙ２μｍ以内で、加工深さ８０μｍの加工が可能であった。
【００８４】
第２の実施形態または第３の実施形態に示すようなショットピーニング処理を施された多結晶Ｓｉインゴット２は、歪・破砕層が少なく、割れおよびカケが少ないという特徴を持つ。実際に、ショットピーニング処理された多結晶Ｓｉインゴット２をスライスウエハとした場合、ハンドリング後工程の割れ歩留まりは９８．４％であった。ショットピーニング処理されなかった多結晶Ｓｉインゴット２をスライスウエハとした場合、ハンドリング後工程の割れ歩留りは９６．１％であった。つまり、ショットピーニング処理を行うことで、２．３％高い歩留まりを維持することができた。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ダイヤモンドブラシを回転させる回転モータに負荷がかからず、回転モータの回転数を上げることができる。その結果、ブラシの毛が多結晶Ｓｉインゴットに対して硬く作用し、多結晶Ｓｉインゴットの硬度ムラに依存せず、均一な研磨が可能となる。
しかもダイヤモンドブラシによる研磨の後に、ショットピーニング処理を行い、多結晶Ｓｉインゴットの表面の歪・破砕層を除去する。したがって後の工程で、割れおよびカケが発生し難くなる。
【００８６】
また本発明によれば、ブラシ間に設けられる間隙から研磨屑を排除することができる。したがって、ダイヤモンドブラシは、目詰まりし難く、研磨能力を持続することができる。
【００８７】
また本発明によれば、切込み１ｍｍ以上で多結晶Ｓｉインゴットの表面を研磨するので、多結晶Ｓｉインゴットの硬度ムラに依存せず、均一な研磨が可能となる。
【００８８】
また本発明によれば、ダイヤモンドブラシのホイール幅は、多結晶Ｓｉインゴットの幅より狭いので、局所的に高切込みで多結晶Ｓｉインゴットを研磨することができ、均一な研磨を高能率で行うことができる。
【００８９】
また本発明によれば、ブラシの毛が多結晶Ｓｉインゴットの表面を上からたたくようにダイヤモンドブラシを回転させるので、多結晶Ｓｉインゴットにチッピングが発生し難い。
【００９０】
また本発明によれば、ダイヤモンドブラシの研磨量を５０μｍ以上１００μｍ以下とするので、前工程のバンドソーなどによる切断で発生した歪・破砕層を除去できる。
【００９２】
また本発明によれば、ダイヤモンドブラシのダイヤモンド砥粒より細かい砥粒をショットピーニング処理に用いる。そのため、ダイヤモンドブラシによる研磨以上のダメージを多結晶Ｓｉインゴットに与えることがない。したがって、ダイヤモンドブラシによる研磨では除去できない微細な歪・破砕層を除去することができる。
【００９４】
また本発明によれば、ショットピーニング処理に、硬度の高いＣ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒を用いるので、多結晶Ｓｉインゴットの歪・破砕層を効果的に除去することができる。
【００９５】
また本発明によれば、ダイヤモンドブラシが目詰まりして研磨能力が低下したときに、研磨屑の排除およびダイヤモンドブラシの目立てができ、ダイヤモンドブラシを再生することができる。
【００９６】
また本発明によれば、ダイヤモンドブラシのドレッシングに、硬度の高いＣ砥粒、ＧＣ砥粒、Ａ砥粒またはＷＡ砥粒を含む砥石を用いるので、研磨屑の排除およびダイヤモンドブラシの目立てを効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホイール型ダイヤモンドブラシ１による多結晶Ｓｉインゴット２の研磨を示す図である。
【図２】ホイール型ダイヤモンドブラシ１の斜視図である。
【図３】ブラシ間に間隙３１を有するホイール型ダイヤモンドブラシ３の斜視図である。
【図４】ホイール型ダイヤモンドブラシ１のドレッシングを示す図である。
【図５】ショットピーニング処理を示す図である。
【図６】砥石６による多結晶Ｓｉブロック５の研削を示す図である。
【図７】カップ型ダイヤモンドブラシに７よる多結晶Ｓｉブロック５の研磨を示す図である。
【符号の説明】
１，３  ホイール型ダイヤモンドブラシ
２  多結晶Ｓｉインゴット
４  砥石
１１  基部
１２  ブラシの毛
３１  間隙
Ｌ１，Ｌ２  回転軸線
【図１】
0003895965.tif 000002
【図２】
0003895965.tif 000003
【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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