DE10147761A1

DE10147761A1 - Verfahren zur Herstellen von Siliciumwafern

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Publication number: DE10147761A1
Application number: DE10147761A
Authority: DE
Inventors: Kimihiko Kajimoto; Junzou Wakuda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP3649393B2; US20020036182A1; US6679759B2; US20040102139A1; JP2002176014A; DE10147761B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen von Siliciumwafern angegeben, das über einen Schritt verfügt, bei dem an einer Seitenfläche eines zum Herstellen der Siliciumwafer verwendeten Siliciumblocks oder Siliciumstapels vorhandene feine Unebenheiten eingeebnet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Si liciumwafern.

Die Nachfrage nach Siliciumwafern nimmt entsprechend der Verbreitung von Solarzellen und dergleichen von Jahr zu Jahr zu. Zum Beispiel benötigt eine Solarzelle ungefähr 54 Sili ciumwafer mit 5 × 5 Zoll², also viel mehr Siliciumwafer, als bei ICs und LSIs erforderlich sind.

Zu Siliciumwafern gehören solche aus polykristallinem und solche aus einkristallinem Silicium; diese werden gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

Ein Wafer aus polykristallinem Silicium wird dadurch erhal ten, dass ein rechteckiger Barren aus Polysilicium herge stellt wird, derselbe mit einer Bandsäge 20 (Fig. 4) in meh rere Blöcke 1 zerteilt wird und dann jeder Block in Scheiben zerschnitten wird (Fig. 5). Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Seitenfläche 19 eines Siliciumblocks, einen Rand 21 eines Siliciumblocks sowie Siliciumwafer 46.

Ein Wafer aus einkristallinem Silicium wird dadurch erhal ten, dass ein durch ein Kristallzüchtungsverfahren herge stellter zylindrischer Siliciumbarren (im Allgemeinen mit 1 m Länge) in zylindrische Blöcke geeigneter Größe (im All gemeinen mit einer Länge von 40 bis 50 cm) zersägt wird, je der Block geschliffen wird, um einen ebenen, als Ausrich tungsfläche bezeichneten Abschnitt herzustellen, und der Si liciumblock in Scheiben zerschnitten wird.

Wenn ein Siliciumwafer mit hoher Dimensionsgenauigkeit benö tigt wird, wird bei Blöcken aus sowohl polykristallinem als auch einkristallinem Silicium ein Schleifvorgang ausgeführt. Genauer gesagt, wird der Schleifvorgang dadurch ausgeführt, dass ein Schleifkörner enthaltendes Schleifrad 45, wie ein kreisförmiger Schleifstein, oder ein Diamantrad mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, der Siliciumblock 1 gegen die ses gedrückt wird und die beiden relativ zueinander bewegt werden. Die Fig. 6 zeigt einen uniaxialen Tisch 7, eine Richtung 11, entlang der sich dieser Tisch 7 bewegt, einen Motor 5 zum drehenden Antreiben des Polierrads, einen zwei achsigen Tisch 6 und eine Richtung 10, entlang der sich der Tisch 6 seitlich bewegt.

Bei einem herkömmlichen Prozess zum Herstellen von Silicium wafern wurde ein Prozess zum Verbessern der Dimensionsgenau igkeit des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels oder ein Prozess zum Beseitigen von Ungleichmäßigkeiten an der Ober fläche des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels ausge führt.

Ein dabei erhaltener Siliciumwafer wird an der Seitenfläche bearbeitet (die als Randfläche oder Umfangsfläche bezeichnet werden kann).

Die Umfangsverarbeitung erfolgt dadurch, dass die Umfangs - flächen der Siliciumwafer einzeln auf gewünschte Konfigura tion geschliffen werden, was auf dieselbe Weise wie bei ei nem Verfahren zum Bearbeiten eines Glassubstrats, wie im Do kument JP-A-10(1998)-154321 beschrieben, oder durch chemi sches Polieren (Ätzen) erfolgt.

Da eine Solarzelle eine große Anzahl von Siliciumwafern im Vergleich zu einem IC und einem LSI benötigt, benötigt die oben angegebene Umfangsverarbeitung für jeden der Silicium wafer viel Zeit sowie hohe Investitionen in Anlagen und Ar beit. Dies kann zu einer Verzögerung der Versorgung mit Si liciumwafern führen, die hinter dem Bedarf zurückbleibt. Ferner sind bei einer Ätzbearbeitung Anlagen zur Abwasserbe handlung erforderlich, was ebenfalls zu einem Problem hin sichtlich der Anlagenkosten führt.

Ohne Umfangsverarbeitung kann jedoch ein Siliciumwafer bei einem späteren Herstellschritt für eine Solarzelle reißen, was die Produktausbeute senkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterwafern zu schaffen, mit dem ein Wa fer solcher Qualität erzielt wird, dass die Gefahr der Riss bildung bei späteren Herstellschritten gering ist.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass feine Unebenheiten eingeebnet werden, die an einer Seitenfläche eines Silicium blocks oder eines Siliciumstapels vorhanden sind, der zum Herstellen von Siliciumwafern verwendet wird.

Dabei wird die Seitenfläche des Blocks oder des Stapels so eingeebnet, dass die Dimensionsgenauigkeit verbessert ist und Unebenheiten an der Oberfläche beseitigt sind, d. h., dass die Seitenfläche so weit eingeebnet ist, dass sie über eine Oberflächenrauigkeit Ry von 8 µm oder weniger, vorzugs weise 6 µm oder weniger verfügt.

Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden aus der nach folgenden detaillierten, an Hand von Figuren veranschaulich ten Beschreibung deutlicher erkennbar.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines Siliciumwafers gemäß einem Verfahren 1 der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines Siliciumwafers gemäß einem Verfahren 2 der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 3 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen der Oberflächenrauigkeit der Umfangsfläche von Si liciumwafern und dem Rissverringerungs-Verhältnis bei Solar zellen aus derartigen Siliciumwafern;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Zersägen eines Siliciumbarrens in Sili ciumblöcke;

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Zerteilen eines Siliciumblocks in Sili ciumwafer; und

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines herkömmlichen Schleifprozesses für einen Silicium block.

Durch die Erfindung wird ein Siliciumblock oder ein Sili ciumstapel zum Einebnen feiner Unebenheiten an einer Seiten fläche poliert, was schnell ausgeführt werden kann, was zum Ergebnis hat, dass aus dem Block oder Stapel hergestellte Wafer bei späteren Verfahrensschritten weniger leicht rei ßen, was die Ausbeute verbessert.

Als Ergebnis umfangreicher Forschungen zum Überwinden der eingangs genannten Probleme hat es sich herausgestellt, dass feine Unebenheiten an der Seitenfläche eines Siliciumblocks oder Siliciumstapels zur Rissbildung bei Siliciumwafern führen. Es hat sich ergeben, dass diese Rissbildung verhin dert wird, und damit die Ausbeute wirkungsvoll verbessert wird, wenn die feinen Unebenheiten eingeebnet werden, bevor der Siliciumblock oder Siliciumstapel in Siliciumwafer zer teilt wird.

Der hier verwendete Begriff "Siliciumstapel" bedeutet einen Siliciumblock in Form eines runden oder rechteckigen Zylin ders, in dem mindestens zwei Siliciumwafer aufgestapelt sind. Der Begriff "Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels" bedeutet eine Fläche, die eine Umfangsflä che des Siliciumwafers bildet.

Verfahren 1

Gemäß dem Verfahren 1 der Erfindung wird ein Gemisch aus Schleifkörnern und einem fluiden Medium auf eine Seitenflä che des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels gesprüht, ein Polierelement wird mit der zu polierenden Seitenfläche in Kontakt gebracht, und der Siliciumblock oder der Silici umstapel und das Polierelement werden unter Anwesenheit der genannten Schleifkörner relativ zueinander verschoben, wo durch die Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Silicium stapels mechanisch und physikalisch poliert wird. Dadurch werden feine Unebenheiten an der Seitenfläche des Silicium blocks oder des Siliciumstapels eingeebnet.

Die Schleifkörner können bekannte Schleifkörner sein, z. B. aus Diamant, GC (Grüncarborundum), C (Carborundum), CBN (ku bisches Bornitrid) und dergleichen.

Das Medium zum Aufsprühen der Schleifkörner kann eine Flüs sigkeit wie Wasser, eine alkalische Lösung, Mineralöl, ein Glycol (Polyethylenglycol, Propylenglycol (PG)) oder der gleichen, oder ein Gas wie Luft oder ein Inertgas, z. B. Stickstoff, Helium, Neon, Argon oder dergleichen, sein. Die Schleifkörner können im Verhältnis von ungefähr 0,5-1,5 kg zu 1 kg des flüssigen Mediums oder ungefähr 0,01-2 : 1 kg zu 1 l des gasförmigen Mediums zugemischt sein.

Das Polierelement kann aus Stahl, Harz, Tuch, Schwamm oder dergleichen bestehen. Genauer gesagt, kann es eine Stahl bürste, eine Harzbürste, ein Schwammrad oder dergleichen sein. Das Polierelement kann die Schleifkörner z. B. an sei ner Oberfläche und/oder in seinem Inneren enthalten.

Das Verfahren 1 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 de taillierter beschrieben.

Ein Polierelement 13 ist auf einem Polierrad 4 so angeord net, dass es mit der Seitenfläche 9 eines zu polierenden Si liciumblocks 1 in Kontakt treten kann. Durch einen Motor 5 wird es mit hoher Drehzahl entlang einer in der Fig. 1 dar gestellten Richtung 12 gedreht. Dabei wird aus einer Düse 3 ein Gemisch 8 von Schleifkörnern 14 und einem Medium 15 (dies kann als "Aufschlämmung" oder "dispergierte Schleif körner" bezeichnet werden) ausgesprüht. Ferner wird der Si liciumblock 1 durch einen uniaxialen Tisch 7 entlang der in der Fig. 1 dargestellten Richtung 11 hin- und herbewegt. Entsprechend der Drehbewegung des Polierrads 4 und der Hin- und Herbewegung des uniaxialen Tisches 7 wird die Seitenflä che 9 vollständig poliert, wodurch feine Unebenheiten besei tigt werden. Die Aufschlämmung 8 wird dazu verwendet, dass die Schleifkörner 14 in das Polierelement 13 des Polierrads 4 eindringen, so dass die Seitenfläche 9 mit den Schleifkör nern 14 poliert wird. Ferner dient das Medium 15 in der Auf schlämmung 8 zum Mitnehmen von abgeschabtem Silicium und überflüssigen Schleifkörnern 14 sowie zum Kühlen der Seiten fläche 9.

Die Fig. 1 zeigt einen zweiachsigen Tisch 6, der sich in ei ner Querrichtung 10 und einer vertikalen Richtung 31 bewegen kann und der dazu verwendet wird, das Polierrad 4 zu ver stellen.

Verfahren 2

Gemäß dem Verfahren 2 der Erfindung wird ein Medium auf eine Seitenfläche eines Siliciumblocks oder eines Siliciumstapels gesprüht, ein Polierelement mit Schleifkörnern auf seiner Oberfläche und/oder in seinem Inneren wird mit der zu polie renden Seitenfläche in Kontakt gebracht, und der Silicium block oder der Siliciumstapel und das Polierelement werden relativ zueinander verstellt, so dass die Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels mechanisch und phy sikalisch poliert wird. Dadurch werden feine Unebenheiten an der Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Siliciumsta pels eingeebnet.

Das Medium zum Aufsprühen der Schleifkörner kann die oben angegebene Flüssigkeit oder das Gas sein. Die Flüssigkeit oder das Gas müssen die Schleifkörner nicht enthalten. Das Polierelement mit den Schleifkörnern auf seiner Oberflä che und/oder in seinem Inneren kann aus Stahl, Harz, Tuch, Schwamm oder dergleichen bestehen, und auf seiner Oberfläche und/oder in seinem Inneren Schleifkörper, wie solche aus Diamant, GC (Grüncarborundum), C (Carborundum), CBN (kubi sches Bornitrid) oder dergleichen, enthalten. Genauer ge sagt, kann das Polierelement eine Stahlbürste, eine Harz bürste, ein Schwammrad oder dergleichen sein.

Die Flüssigkeit oder das Gas, die aufgesprüht werden, dienen zum Entfernen von abgeschabtem Silicium und Schleifkörnern, die von der Oberfläche und/oder dem Inneren des Polierele ments ausgetreten sind, von der Oberfläche des Silicium blocks oder des Siliciumstapels. Wenn eine Flüssigkeit oder ein Gas verwendet wird, die bzw. das Schleifkörner enthält, können die Flüssigkeit oder das Gas leicht rückgewonnen wer den, und Schleifkörner und abgeschabtes Silicium werden leicht getrennt.

Das Verfahren 2 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 de tailliert beschrieben.

Der Unterschied gegenüber dem Verfahren 1 besteht darin, dass das Polierelement 17 mit den Schleifkörnern einer Ober fläche oder in seinem Inneren auf dem Polierrad 4 angeordnet ist, so dass es mit der Seitenfläche 9 des zu polierenden Siliciumblocks 1 in Kontakt treten kann, wobei dann eine Po lierflüssigkeit oder ein Poliergas 16 mit einem Medium 18 aufgesprüht wird. D. h., dass die Seitenfläche 9 des Sili ciumblocks 1 durch die Schleifkörner 14 (nicht dargestellt) des Polierelements 17 poliert wird. Die Polierflüssigkeit oder das Poliergas 16 wird auf die Seitenfläche 9 des zu po lierenden Siliciumblocks 1 aufgesprüht, um abgeschabtes Si licium, überflüssige Schleifkörner (Kornbruch) und während des Polierens erzeugte Abfallprodukte zu entfernen und die Seitenfläche 9 zu kühlen. Andere Komponenten als die oben angegebenen sind durch dieselben Bezugszahlen wie in der Fig. 1 gekennzeichnet.

Durch dieses Verfahren wird eine Verunreinigung der Seiten fläche durch abgeschabtes Silicium, Kornbruch und Abfall stoffe verhindert, und derartige Abfallstoffe haften nach dem Polieren nicht an der Seitenfläche an. Demgemäß ist eine Verringerung der Bearbeitungsqualität verhindert. Wenn eine Polierflüssigkeit verwendet wird, können das Entfernen des abgeschabten Siliciums und der Abfallstoffe leicht unter Verwendung eines Filters oder dergleichen ausgeführt werden, was das Erfordernis beseitigt, die Flüssigkeit bei jedem Po lierprozess auszutauschen.

Die durch das obige Verfahren eingeebnete Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels zeigt vorzugsweise eine Oberflächenrauigkeit Ry von 8 µm oder weniger, bevor zugter 6 µm oder weniger. Wenn der so erhaltene Silicium block oder Siliciumstapel mit einer Oberflächenrauigkeit von 8 µm in Siliciumwafer zerteilt wird, um eine Solarzelle her zustellen, ist die Ausbeute von Solarzellen erhöht, da Be schädigungen an Siliciumwafern klein sind.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Sili ciumwafers besteht für den Querschnitt des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels, d. h. die von vorne gesehene Form des Siliciumwafers, keine spezielle Beschränkung. Jedoch ist es bevorzugt, dass der Querschnitt vier Hauptlinien auf weist, die mit benachbarten Linien einen Winkel von jeweils ungefähr 90° bilden. D. h., dass der Querschnitt vorzugswei se ein Rechteck oder beinahe ein Rechteck ist, das zueinan der parallele Gegenseiten aufweist. Ein Siliciumblock oder ein Siliciumstapel mit einem derartigen Querschnitt ist be vorzugt, da zwei voneinander abgewandte Seitenflächen gleichzeitig poliert und eingeebnet werden können. Dies er laubt eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit. Ferner müssen, wenn der Siliciumblock oder der Siliciumstapel rechteckig oder beinahe rechteckig ist, das Polierrad und der Siliciumblock oder der Siliciumstapel nicht genau posi tioniert werden, was das Erfordernis einer teuren Anlage be seitigt.

Alternativ kann der rechteckige oder beinahe rechteckige Querschnitt des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels aus vier Linien bestehen, die mit benachbarten Linien jeweils über eine andere Linie oder Kurve verbunden sind. D. h., dass der Querschnitt abgerundete Ecken mit jeweils einer Kurve oder einem Bogen aufweisen kann.

Beispiele

Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiele weiter de tailliert beschrieben, wobei jedoch zu beachten ist, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist.

Beispiel 1 (Zersägen eines Siliciumblocks)

Wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, wurde ein Silicium block 1 aus einem Siliciumbarren unter Verwendung einer Bandsäge 20 zersägt. Die Fig. 4 zeigt eine Seitenfläche 19 des Siliciumblocks und einen Rand 21 desselben.

Vier Seitenflächen 19 des Siliciumblocks 1 wurden durch ein erfindungsgemäßes Verfahren eingeebnet, wodurch in späteren Schritten weniger Wafer mit Rissen auftraten, so dass die Ausbeute der Siliciumwafer verbessert war.

Beispiel 2 (Verfahren 1)

Ein beim Beispiel 1 erhaltener Siliciumblock 1 von 125 × 125 × 250 mm³ wurde durch das Verfahren 1 poliert, um den Effekt der Erfindung zu klären. Als Polierelement 13 und Aufschläm mung 8 wurden ein Schwammrad bzw. ein Gemisch mit Schleif körnern aus GC (#800) mit Polieröl verwendet.

Im Ergebnis wurden die vier Seitenflächen 9 in 16 Minuten poliert. Die Oberflächenrauigkeit Ry der Seitenflächen war durch das Polieren von 20 auf 5,8 µm verringert.

Beispiel 3 (Verfahren 1 unter Verwendung einer Harzbürste)

Ein beim Beispiel 1 erhaltener Siliciumblock 1 von 125 × 125 × 250 mm³ wurde durch das Verfahren 1 poliert, um den Effekt der Erfindung zu klären. Als Polierelement 13 wurde ein Rad (mit einem Durchmesser von 240 mm) verwendet, das mit Haaren aus Nylonharz (0,5 mm Durchmesser, 20 mm Länge) versehen war, die durch einen Epoxidkleber dicht an einem Bodenbe reich von 160-240 mm Durchmesser befestigt waren. Als Auf schlämmung 8 wurde ein Gemisch aus GC-Schleifkörnern (#800) und Polieröl (Gewichtsverhältnis 1 : 1,28) verwendet.

Das Polierelement 13 wurde in solchem Ausmaß an die Oberflä che des Siliciumblocks 1 gedrückt, dass die distalen Enden der Haare aus Nylonharz bis 1,5 mm unter eine Position reichten, an der diese distalen Enden mit der Oberfläche des Siliciumblocks 1 in Kontakt waren. Dann wurde das Polierele ment mit 1800 U/min. gedreht.

Nachdem das Polierelement 13 mit der Oberfläche des Silici umblocks 1 in Kontakt gebracht war, wurde der Siliciumblock 1 entlang seiner Längsrichtung, die rechtwinklig zur Rota tionsachse des Polierelements 13 verlief, mit 0,6 mm/s ver stellt.

Vom Umfang des Polierelements 13 wurde die Aufschlämmung 8 mit 150 l/min. auf die zu polierende Seitenfläche 9 des Si liciumblocks 1 gesprüht.

Im Ergebnis wurden vier Seitenflächen 9 in 12 Minuten po liert. Die Oberflächenrauigkeit Ry wurde durch den Polier vorgang von 12 µm auf 2,8 µm verringert. Das Rissverringe rungs-Verhältnis war das 2,5-fache (der Anteil von Wafern mit Rissen war um 60% verringert, d. h., die Verringerung der Ausbeute durch Risse in Wafern war um 60% gesenkt).

Das Rissverringerungs-Verhältnis ist ein Wert, der dadurch erhalten wird, dass der Anteil (X_A) von Siliciumwafern mit Rissen an zur Herstellung einer Solarzellentafel verwendeten Siliciumwafern mit der Bezugs-Oberflächenrauigkeit Ry = A µm durch den Anteil (X_B) von Siliciumwafern mit Rissen an zur Herstellung einer Solarzellentafel verwendeten Siliciumwa fern mit der Oberflächenrauigkeit Ry = B µm geteilt wird (vorausgesetzt, dass A < B gilt).

(Rissverringerungs-Verhältnis)_Ry=B = (X_A/X_B)

Wenn z. B. X₂₀ = 1 und X₈ = 0,66 gelten, wird das Rissver ringerungs-Verhältnis wie folgt berechnet:

(Rissverringerungs-Verhältnis)_Ry=B = (X₂₀/X₈) = 1/0,66 = 1,52

Beispiel 4 (Verfahren 2)

Ein beim Beispiel 1 erhaltener Siliciumblock 1 von 125 × 125 × 250 mm³ wurde durch das Verfahren 2 poliert, um den Effekt der Erfindung zu klären. Ein mit Diamantkörnern (#800) ver sehenes Schwammrad wurde als Polierelement 17 verwendet, und Polieröl ohne Schleifkörner wurde als Polierflüssigkeit 16 verwendet.

Im Ergebnis wurden 4 Seitenflächen 9 des Siliciumblocks in 14 Minuten poliert. Die Oberflächenrauigkeit Ry wurde durch das Polieren von 12 auf 5,8 µm verringert.

Beispiel 5 (Verfahren 2, unter Verwendung einer Harzbürste)

Ein beim Beispiel 1 erhaltener Siliciumblock 1 von 125 × 125 × 250 mm³ wurde durch das Verfahren 2 poliert, um den Effekt der Erfindung zu klären. Als Polierelement 17 wurde ein Rad (mit einem Durchmesser von 220 mm) verwendet, das mit Dia mantkörner (#320) enthaltenden Haaren aus Nylonharz (0,4 mm Durchmesser, 15 mm Länge) versehen war, die durch einen Epo xidkleber dicht an einem Bodenbereich von 160-240 mm Durchmesser befestigt waren. Als Polierflüssigkeit 16 wurde die beim Beispiel 3 verwendete Aufschlämmung 8 verwendet. Das Polierelement 17 wurde in solchem Ausmaß an die Oberflä che des Siliciumblocks 1 gedrückt, dass die distalen Enden der Haare aus Nylonharz bis 1,5 mm unter eine Position reichten, an der diese distalen Enden mit der Oberfläche des Siliciumblocks 1 in Kontakt waren. Dann wurde das Polierele ment mit 600 U/min. gedreht.

Nachdem das Polierelement 17 mit der Oberfläche des Silici umblocks 1 in Kontakt gebracht war, wurde der Siliciumblock 1 entlang seiner Längsrichtung, die rechtwinklig zur Rota tionsachse des Polierelements 17 verlief, mit 5 mm/s ver stellt.

Im Ergebnis wurden vier Seitenflächen in 4 Minuten poliert. Die Oberflächenrauigkeit Ry wurde durch den Poliervorgang von 12 µm auf 5 µm verringert. Das Rissverringerungs-Ver hältnis war das 2-fache (der Anteil von Wafern mit Rissen war um 50% verringert, d. h., die Verringerung der Ausbeute durch Risse in Wafern war um 50% gesenkt).

Beispiel 6 (Verfahren 2 unter Verwendung einer Harzbürste)

Der beim Beispiel 5 polierte Siliciumblock 1 wurde für wei tere 4 Minuten poliert, um den Effekt der Erfindung auf die selbe Weise wie beim Beispiel 5 zu klären, jedoch mit der Ausnahme, dass ein Rad (Durchmesser von 220 mm) mit Diamant körner (#800) enthaltenden Haaren aus Nylonharz (0,4 mm Durchmesser, 15 mm Länge), die mit einem Epoxidkleber dicht auf einem Bodenbereich von 160-220 mm Durchmesser befes tigt waren, als Polierelement 17 verwendet wurde.

Im Ergebnis war die Oberflächenrauigkeit Ry durch den Po liervorgang von 12 auf 1 µm verringert.

Im Ergebnis wurde die Oberflächenrauigkeit Ry durch den Po liervorgang von 12 µm auf 1 µm verringert. Das Rissverringe rungs-Verhältnis war das 2,5-fache (der Anteil von Wafern mit Rissen war um 60% verringert, d. h., die Verringerung der Ausbeute durch Risse in Wafern war um 60% gesenkt).

Beispiel 7 (Oberflächenrauigkeit und Rissverringerungs-Ver hältnis)

Ein durch das erfindungsgemäße Verfahren polierter Silicium block wurde durch ein bekanntes Verfahren in Siliciumwafer zerteilt. Mit den so erhaltenen Siliciumwafern wurde eine Solarzellentafel hergestellt, und das Rissverringerungs-Ver hältnis für die Solarzellentafel wurde im Vergleich zu einer solchen bestimmt, die durch ein herkömmliches Verfahren her gestellt worden war. Als Bezugnahme für das Rissverringe rungs-Verhältnis wurde eine Oberflächenrauigkeit Ry von 20 µm bestimmt.

Es wurden Gruppen von jeweils 10.000 Siliciumwafern mit Oberflächenrauigkeiten Ry von 0,1, 1, 2, 4, 6, 8, 10 bzw. 20 µm hergestellt, und mittels einer Herstelllinie für So larzellenmodule wurden daraus Solarzellenmodule hergestellt. Die Fig. 4 zeigt die Ergebnisse. In der Fig. 4 ist die Ober flächenrauigkeit 1% (µm) auf der Ordinate aufgetragen, und das Rissverringerungs-Verhältnis (Vielfaches) für die Solar zellentafel ist auf der Abszisse aufgetragen.

Im Bereich von Ry 6-8 µm wurde eine Verringerung von Wa fern mit Rissen von 1,5 oder mehr beobachtet. D. h., dass eine Oberflächenrauigkeit Ry von 8 µm oder weniger hinsicht lich einer Verringerung von Wafern mit Rissen wirksam ist.

Beispiel 8

Wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, wurde ein rechteckiger Barren aus Polysilicium (mit einer Länge von 250 mm) in Si liciumblöcke I in Form quadratischer Prismen (125 × 125 mm²) unter Verwendung einer Bandsäge 20 zertrennt. Wenn die Band säge ausreichend genau ist, ist es nicht erforderlich, die Oberfläche des Siliciumblocks zu schleifen. Die Ränder 21 des Siliciumblocks 1 wurden abgeschnitten und abgerundet, um den Block fertigzustellen.

Die Oberflächen des so erhaltenen Siliciumblocks, die zu Um fangsflächen von Siliciumwafern werden, wurden durch das er findungsgemäße Verfahren mechanisch und physikalisch po liert. Dann wurde, wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, der Siliciumblock 1 mit einer Drahtsäge (nicht dargestellt) zer trennt, um ungefähr 470 Siliciumwafer 46 zu erhalten.

Durch die Erfindung ist eine Poliertechnik zum Einebnen fei ner Unebenheiten an der Seitenfläche eines Siliciumblocks oder eines Siliciumstapels innerhalb kurzer Periode geschaf fen, das eine Verringerung von Siliciumwafern mit Rissen und damit eine Verbesserung der Ausbeute von Siliciumwafern er laubt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Siliciumwafern, gekenn zeichnet durch den Schritt des Einebnens feiner Rauigkeiten an einer Seitenfläche eines zum Herstellen der Siliciumwafer verwendeten Siliciumblocks oder Siliciumstapels.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einebnens das Aufsprühen eines Gemischs von Schleifkörnern und einem Medium auf die Seitenfläche des Si liciumblocks oder des Siliciumstapels, das In-Kontakt-Brin gen des Polierelements mit der zu polierenden Seitenfläche und eine Relativverschiebung des Siliciumblocks oder des Si liciumstapels und des Polierelements unter Anwesenheit der Schleifkörner umfasst, so dass die Seitenfläche des Silici umblocks oder des Siliciumstapels mechanisch und physika lisch poliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einebnens das Aufsprühen eines Mediums auf die Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Siliciumsta pels, das In-Kontakt-Bringen eines Polierelements mit Schleifkörnern an seiner Oberfläche und/oder in seinem Inne ren mit der zu polierenden Seitenfläche und eine Relativver schiebung des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels und des Polierelements unter Anwesenheit der Schleifkörner um fasst, so dass die Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels mechanisch und physikalisch poliert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass das Polieren ausgeführt wird, während das Gemisch aus den Schleifkörnern und dem Medium oder alleine das Me dium aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die eingeebnete Seitenfläche des Silici umblocks oder des Siliciumstapels eine Oberflächenrauigkeit Ry von 8 µm oder weniger aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeebnete Seitenfläche des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels eine Oberflächenrauigkeit Ry von 6 µm oder weniger aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der Querschnitt des Siliciumblocks oder des Siliciumstapels aus vier Hauptlinien besteht, die zu be nachbarten Linien jeweils einen Winkel von ungefähr 90° bil den.