JP2005019823A

JP2005019823A - 半導体基板の製造方法

Info

Publication number: JP2005019823A
Application number: JP2003184727A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Nishizawa; 孝昭西澤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】スラリーを複数回繰り返し使用しても切削性の低下を招くことなく、スライス基板に与える影響を抑制し、インゴットの落下による破損を防止した半導体基板の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体材料から成るインゴット３を支持部材９に接着し、支持部材９をワークプレート４上に載置した上で、このインゴット３をスライスして複数のウエハを形成する半導体基板の製造方法において、前記支持部材９はガラス材からなるとともに、前記支持部材９とワークプレート４の間に緩衝材１２を介在させてスライスする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体基板の製造方法に関し、特に太陽電池素子などを形成するための半導体基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子や太陽電池に用いられる半導体基板は、チョコラルスキー法や鋳造法で作成された単結晶や多結晶の半導体インゴットから形成される。
【０００３】
例えば多結晶シリコン基板は一般的にキャスティング法と呼ばれる方法で製造される。このキャスティング法とは、離型材を塗布した黒鉛などからなる鋳型内のシリコン融液を冷却固化することによってシリコンインゴットを形成する方法である。
【０００４】
このシリコンインゴットの端部を除去したり、所望の大きさに切断して切り出し、切り出したインゴットを所望の厚みにスライスして多結晶シリコン基板を得る。
【０００５】
このようなインゴットから一定の厚みの基板を切り出す装置としてワイヤーソーが用いられる。
【０００６】
このワイヤーソーによるインゴットのスライス方法を図３を用いて説明する。同図において、１はスラリー供給ノズル、２はスラリー受け、３ａ、３ｂはインゴット、４はワークプレート、５は間隔保持用ローラ、６はワイヤー、７はディップ槽、８はワイヤー供給リールである。
【０００７】
このワイヤーソーは、直径約１００〜３００μｍのピアノ線などの一本のワイヤー６を通常２〜４本の間隔保持用ローラー５上に設けた多数の溝に巻きつけて一定ピッチで互いに平行となるように配置し、ワイヤーを一方向または双方向に走行させる。
【０００８】
このワイヤー６にスラリー供給ノズル１からスラリー受け２を介してスラリーと呼ばれるオイルまたは水にＳｉＣなどの砥粒を混合した切削液を供給しながらインゴット３（３ａ、３ｂ）をワイヤー６に押圧してインゴット３の下方から上方に向けて徐々にスライスしていく。つまり、ワイヤー６によって運ばれた砥粒の切削力によってインゴット３をスライスする。スラリーは下方で回収し複数回繰り返して使用する。
【０００９】
このワイヤーソーによるスライスによれば、多数の半導体基板を同時にスライスすることができ、また、外周刃や内周刃などを使用する他のスライス方法と比べてスライス精度が高くかつ使用しているワイヤーが細いためカーフロス（切り代）を少なくできるという利点がある。
【００１０】
図４はワークプレート４とインゴット３の従来の固定方法を説明するための図である。同図において、３はインゴット、４はワークプレート、９は支持部材、１０はクランプ、１１は接着剤を示す。
【００１１】
インゴット３をカーボンなどからなる支持部材９にエポキシ系接着剤などで接着し、その支持部材９をワークプレート４にクランプ１０で固定して、ワイヤーソーにセットし、スライスすることで複数の基板が形成される。
【００１２】
このとき、支持部材９の一部までスライスすることで、インゴット３をすべてスライスすることができる。その後、この複数の基板を支持部材９に接着した状態で洗浄して乾燥し、そして、基板を支持部材９から剥離するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
また、このとき使用する支持部材９としてはカーボン板以外にガラスを使用することも一般的に行われている（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開平６−４５２９７号公報
【００１５】
【特許文献２】
特開２００３−１４５４０７号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、支持部材９にカーボン板を使用した場合、支持部材９の一部までスライスする際に、カーボンの切り粉がスラリーに混入し、これにより、スラリーの切削性を低下させたり、ワイヤーが滑りスライス基板に悪影響を及ぼすという問題が発生することがあった。
【００１７】
また、ワイヤーの撓みを回避しておかないと、ワイヤーに付着した砥粒がカーボン板に剥ぎ取られてしまい、インゴットに到着しないことで、スライス基板に悪影響を及ぼすという問題もあった。
【００１８】
このとき、支持部材９にガラス材を使用することで、上記問題を解決することができる。これはガラス材の場合、ワイヤーに付着した砥粒が剥ぎ取られることが少ないからである。
【００１９】
しかしながら、この場合、支持部材９であるガラス材と直接接触するワークプレート４の表面に凹凸があったり、支持部材９とワークプレート４の間にごみなどの異物が挟まったりすると、支持部材９であるガラス材が割れ、インゴット３が落下して破損するなどの問題があった。
【００２０】
本発明はこのような問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的はスラリーを複数回繰り返し使用しても切削性の低下を招くことなく、スライス基板に与える影響を抑制し、インゴットの落下による破損を防止した半導体基板の製造方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に係る半導体基板の製造方法においては、半導体材料から成るインゴットを支持部材に接着し、この支持部材をワークプレートに固定し、しかる後にこのインゴットをスライスして複数の基板を形成する半導体基板の製造方法において、前記支持部材はガラス材からなるとともに、前記支持部材とワークプレートの間に緩衝材を介在させたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項２に係る半導体基板の製造方法は、前記緩衝材が弾性を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項３に係る半導体基板の製造方法は、前記緩衝材が接着性を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項４に係る半導体基板の製造方法は、前記緩衝材が樹脂シートであることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項５に係る半導体基板の製造方法は、前記支持部材を前記ワークプレートにクランプ固定したことを特徴とする。
【００２６】
【発明実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。
【００２７】
本発明においても、インゴットから一定の厚みの基板を切り出す装置としてワイヤーソーが用いられる。
【００２８】
このワイヤーソーの基本構造は図３に示す従来のものと同様である。
【００２９】
すなわち、直径約１００〜３００μｍのピアノ線などの一本のワイヤー６を通常２〜４本の間隔保持用ローラー５上に設けた多数の溝に巻きつけて一定ピッチで互いに平行となるように配置し、ワイヤー６を一方向または双方向に走行させる。
【００３０】
このワイヤー６にスラリー供給ノズル１からスラリー受け２を介してスラリーと呼ばれるオイルまたは水にＳｉＣなどの砥粒を混合した切削液を供給しながらインゴット３（３ａ、３ｂ）をワイヤー６に押圧してインゴット３の下方から上方に向けて徐々にスライスしていく。つまり、ワイヤー６によって運ばれた砥粒の切削力によってインゴット３をスライスする。スラリーは下方で回収し複数回繰り返して使用する。
【００３１】
図１は本発明に係る半導体基板の製造方法を説明する図であって、ワークプレートにインゴットを固定する方法を説明する。
【００３２】
同図において、３はインゴット、４はワークプレート、９は支持部材、１１は接着剤、１２は緩衝材を示す。
【００３３】
そして、本発明によれば、支持部材９はガラス材からなっているとともに、支持部材９とワークプレート４の間に緩衝材１２を介在させてスライスすることを特徴とする。
【００３４】
このようなガラス材は、例えば青板ガラス、白板ガラス、石英板ガラスなど、板状のものであればどのようなものでも構わない。しかしそのコストの観点から青板ガラスを選択するのが適当である。
【００３５】
支持部材９としてガラス材を使用することにより、スラリーの切削性を低下させたり、ワイヤーが滑りスライス基板に悪影響を及ぼすという問題点が解消され、さらにワイヤーの撓みを回避しておかないとスライス基板に悪影響を及ぼすという問題点が解消される。
【００３６】
また、ガラス材からなる支持部材９とワークプレート４の間に緩衝材１２を介在させてスライスすることにより、支持部材９であるガラスと直接接触するワークプレート４の表面に凹凸があったり、支持部材９とワークプレート４の間にごみなどの異物が挟まったりしても、これらの影響を緩衝材１２が緩和することになるので、支持部材９であるガラスがすべての衝撃を受け割れるといった問題を抑制することができる。
【００３７】
緩衝材１２としては接着剤、樹脂、または樹脂シート、発泡スチロール、発泡ウレタン、石膏、ワックスなどがあげられる。
【００３８】
また、緩衝材１２は弾性を有するのが望ましい。すなわち、弾性を有する緩衝材１２を用いることで、支持部材９であるガラス材と直接接触するワークプレート４の表面に凹凸があったり、支持部材９とワークプレート４の間にごみなどの異物が挟まったりしても、これらの影響を緩衝材１２が吸収し、これにより、支持部材９であるガラス材への衝撃はなくなり、割れるといった問題を抑止することができる。
【００３９】
このような弾性を有する緩衝材としては弾性接着剤、弾性樹脂またはシート、発泡スチロール、発泡ウレタンなどがあげられる。
【００４０】
また、緩衝材が接着性を有していれば、ワークプレート４と支持部材９を機械的に固定する必要がなくなるため更に有効である。
【００４１】
図２は本発明に係る半導体基板の別の製造方法を説明する図である。
【００４２】
同図において、３はインゴット、４はワークプレート、９は支持部材、１０はクランプ、１１は接着剤、１２は緩衝材を示す。
【００４３】
緩衝材１２として接着性を有する材料を使用した場合には図１に示すようにワークプレート４と支持部材９を、緩衝材を用いて直接固定する。
【００４４】
しかしながら、図２に示すようにクランプ１０などで機械的にワークプレート４と支持部材９をとめることにより、緩衝材に接着性がなくてもワークプレート４と支持部材９を固定することが可能になる。
【００４５】
特に樹脂シートを用いることで、スライス後、緩衝材を繰り返し使用することができるようになるとともに、支持部材９であるガラス材を破損しなくても、ワークプレート４からインゴット３を取り外すことができる。
【００４６】
また、ガラス材を破損させないので、スライス後、従来のように支持部材９と半導体基板を貼りつけたまま洗浄、乾燥を行うことができる。さらに破損したガラスをワークプレート４からはがすという手間が発生することも未然に防ぐことができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態例に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で種々変更や改良等はなんら差し支えない。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、半導体材料から成るインゴットを支持部材に接着し、支持部材をワークプレートに固定した上で、このインゴットをスライスして複数の基板を形成する半導体基板の製造方法において、前記支持部材はガラス材からなるとともに、この支持部材とワークプレートの間に緩衝材を介在させてスライスする。このように支持部材としてガラス材を使用することにより、従来のごとく、カーボン材を使用していたときのように、カーボンの切り粉がスラリーに混入し、スラリーの切削性を低下させたり、ワイヤーが滑りスライス基板に悪影響を及ぼすという問題、また、ワイヤーに付着している砥粒がカーボンによって剥ぎ取られてしまい、ワイヤーの撓みを回避しておかないとスライス基板に悪影響を及ぼすという問題を回避することができた。
【００４９】
よって、スラリーの繰り返し使用回数が増加するとともに、スライス基板の厚みの不均一や、表面の傷、波うちなどの問題を未然に防ぐことができ、高い効率でもって半導体基板を製造することができるようになった。
【００５０】
また、本発明によれば、ガラス材からなる支持部材とワークプレートの間に緩衝材を介在させてスライスすることにより、支持部材であるガラス材と直接接触するワークプレートの表面に凹凸があったり、支持部材とワークプレートの間にごみなどの異物が挟まったりしても、これらの影響を緩衝材が緩和することになるので、支持部材であるガラス材がすべての衝撃を受け割れるといった問題を抑制することができる。
【００５１】
さらにまた、このような緩衝材は弾性を有していたほうがよく、これにより、支持部材であるガラスと直接接触するワークプレートの表面に凹凸があったり、支持部材とワークプレートの間にごみなどの異物が挟まったりしても、これらの影響を緩衝材が吸収することになり、その結果、支持部材であるガラス材への衝撃はなくなり、割れるといった問題を抑止したり、解消できる。
【００５２】
したがって、支持部材であるガラス材を繰り返し使用することができるとともに、ガラス材が割れ、インゴット３が落下するという問題の発生を未然に回避することができる。
【００５３】
また、緩衝材は接着性を有するものでもよく、これにより、ワークプレートと支持部材を機械的に固定する必要がなくなり、その結果、支持部材であるガラス材の割れを更に有効に抑止することができる。
【００５４】
さらにまた、緩衝材は樹脂シートであってもよく、これにより、スライス後に緩衝材を繰り返し使用することができるとともに、支持部材であるガラス材を破損したり、特別な剥離液で支持部材と半導体基板を洗浄したりしなくても、ワークプレートからインゴットを取り外すことができる。また、ガラスを破損させないので、スライス後、従来のように支持部材と半導体基板を貼りつけたまま洗浄、乾燥を行うことができる。さらに破損したガラス材をワークプレートからはがすという手間が発生することも未然に防ぐことができる。よって、作業性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体基板の形成方法の一実施例を説明するための図である。
【図２】本発明に係る半導体基板の形成方法の他の実施例を説明するための図である。
【図３】一般的な半導体基板の形成装置であるワイヤーソーの構造を説明するための図である。
【図４】従来の半導体基板の形成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１・・・スラリー供給ノズル、２・・・スラリー受け、３・・・インゴット、４・・・ワークプレート、５・・・間隔保持用ローラ、６・・・ワイヤー、７・・・ディップ槽、８・・・ワイヤー供給リール、９・・・支持部材、１０・・・クランプ、１１・・・接着剤、１２・・・緩衝材

Claims

半導体材料から成るインゴットを支持部材に接着し、この支持部材をワークプレートに固定し、しかる後にこのインゴットをスライスして複数の基板を形成する半導体基板の製造方法において、前記支持部材はガラス材からなるとともに、前記支持部材とワークプレートの間に緩衝材を介在させたことを特徴とする半導体基板の製造方法。
前記緩衝材が弾性を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の製造方法。
前記緩衝材が接着性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体基板の製造方法。
前記緩衝材が樹脂シートであることを特徴とする請求項１ないし３に記載の半導体基板の製造方法。
前記支持部材を前記ワークプレートにクランプ固定したことを特徴とする請求項１ないし４に記載の半導体基板の製造方法。