JP2008218993A - Method of recycling scrap wafer, and method for producing silicon substrate for solar cell - Google Patents

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哲雄 鈴木
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貴之 平野
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Yoshihiko Onishi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of recycling scrap wafer which can reduce waste in resources for recycling, and regenerate it under conditions similar to those of a single crystal, by making a silicon wafer into a regenerated ingot without melting the silicon wafer, and to provide a manufacturing method of a silicon substrate for use in a solar cell. <P>SOLUTION: The method of recycling the scrap wafer includes procedures of a film removal step S3 for removing a film formed on the scrap wafer W; a mirror-finishing step S5 for mirror-finishing front and rear faces having the scrap wafer film removed; an arranging step S8 for overlapping the mirror-finished scrap wafers, with their crystal orientations aligned and arranged in a cylindrical form; and a heating step S9 for putting the scrap wafers, arranged in the cylindrical form into a heating furnace and heating in the range of 400-1,350°C and making the wafers mutually bond by diffusion and producing a regenerated ingot IG. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体デバイスを生産するときに試験用として使用されたものや、あるいは、不良品となり製品として使用できないスクラップウエハを再利用するスクラップウエハ再利用方法、および、スクラップウエハを再生して太陽電池用シリコン基板とする太陽電池用シリコン基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for reusing a scrap wafer that has been used for testing when producing semiconductor devices, or a scrap wafer that becomes defective and cannot be used as a product, and a method for recycling a scrap wafer and The present invention relates to a method for manufacturing a silicon substrate for a solar cell as a silicon substrate for a battery.

一般に、シリコンウエハは、一枚の有効エリアの中に複数の電子回路が形成され、電子回路ごとに切り出されてIC,LSI等の半導体デバイスとして、家電製品や機械の制御機構等に搭載されて使用されている。このIC,LSI等の所望の半導体デバイスの製造過程では、使用済みテストウエハや、不良ウエハ等の使用できないスクラップウエハが発生する。   In general, a silicon wafer has a plurality of electronic circuits formed in a single effective area, cut out for each electronic circuit, and mounted as a semiconductor device such as an IC or LSI on a home appliance or a machine control mechanism. in use. In the manufacturing process of a desired semiconductor device such as an IC or LSI, a used test wafer or a scrap wafer that cannot be used such as a defective wafer is generated.

そのため、従来、発生したスクラップウエハは、膜除去、研磨、洗浄等の各工程を経て、テストウエハとして再利用されたり、また、スクラップウエハの膜除去後に溶解されて多結晶太陽電池用原料、あるいは、セラミック原料等に再利用されたりしている。なお、製品として使用できない太陽電池用のシリコンウエハの再利用方法の一例(例えば、特許文献1、2参照)を以下に説明する。   Therefore, conventionally generated scrap wafers are reused as test wafers through each process of film removal, polishing, cleaning, etc., or are dissolved after film removal of scrap wafers, or raw materials for polycrystalline solar cells, or It is reused as a ceramic raw material. In addition, an example (for example, refer patent document 1, 2) of the reuse method of the silicon wafer for solar cells which cannot be used as a product is demonstrated below.

シリコンウエハの再利用方法は、半導体デバイス製造過程において発生し、廃棄されることになった規格外のシリコンウエハを、選別工程により選別して、化学処理工程で表面を削ることと、物理処理工程により表面を削ることを行っている。そして、化学的活性化工程により、シリコンウエハの表面を活性化して、その後、マイクロ波乾燥工程により乾燥させることで、規格外のシリコンウエハを太陽電池用シリコン基板として再利用している(特許文献1)。   The silicon wafer recycling method involves sorting out non-standard silicon wafers that have been generated and discarded in the semiconductor device manufacturing process by a sorting process, and shaving the surface in a chemical processing process, and a physical processing process. The surface is shaved by. Then, the surface of the silicon wafer is activated by the chemical activation process, and then dried by the microwave drying process, thereby reusing the non-standard silicon wafer as a silicon substrate for solar cells (Patent Document). 1).

また、別例のシリコンウエハの再利用方法は、特性不良を示す太陽電池セルを含むシリコンウエハを、シリコンウエハの表面層に形成された不純物層と、不純物層上に形成された表面銀電極膜及び反射防止膜と、シリコンウエハの裏面に形成された裏面銀電極膜とアルミニウム電極層とからなる太陽電池セルにおいて、フッ酸処理にて反射防止膜と表裏面の銀電極膜を除去する工程および塩酸処理にてアルミニウム電極層を除去する工程をこの順又は逆順で行った後、硝酸とフッ酸の混合液処理または水酸化ナトリウム処理にて不純物層を除去する工程を行う。   Another example of a method for reusing a silicon wafer includes a silicon wafer including a solar battery cell exhibiting a characteristic defect, an impurity layer formed on a surface layer of the silicon wafer, and a surface silver electrode film formed on the impurity layer And a step of removing the antireflection film and the front and back silver electrode films by hydrofluoric acid treatment in a solar cell comprising an antireflection film, and a backside silver electrode film and an aluminum electrode layer formed on the backside of the silicon wafer; After the step of removing the aluminum electrode layer by the hydrochloric acid treatment is performed in this order or the reverse order, the step of removing the impurity layer by the mixed solution treatment of nitric acid and hydrofluoric acid or the sodium hydroxide treatment is performed.

そして、表面の不純物層を除去したシリコンウエハは、再び前記した太陽電池セルが形成されて再利用されるか、あるいは、溶解して多結晶インゴットとして再生して再び太陽電池用シリコン基板として再利用されている(特許文献2)。
特開2003−101056号公報 特開2005−166814号公報
Then, the silicon wafer from which the impurity layer on the surface has been removed is reused after the above-described solar cells are formed again, or it is dissolved and regenerated as a polycrystalline ingot and reused again as a silicon substrate for solar cells. (Patent Document 2).
JP 2003-101056 A JP 2005-166814 A

しかし、従来のシリコンウエハの再利用方法では、以下に示すような問題点が存在していた。
一枚ごとに表面を除去して使用するシリコンウエハの再利用方法では、例えば、700μmの厚みから再利用する場合には、必要となる再生ウエハの厚みが300μmであると、400μmを削って使用することになり、無駄が多く発生していた。
However, the conventional method for reusing a silicon wafer has the following problems.
In the method of reusing a silicon wafer that is used after removing the surface for each sheet, for example, when reusing from a thickness of 700 μm, if the required thickness of the reclaimed wafer is 300 μm, the thickness of 400 μm is used. As a result, a lot of waste was generated.

また、インゴットに再生して使用するシリコンウエハの再利用方法では、各膜等を除去した後に溶解して多結晶インゴットを作成して再利用しているため、単結晶のままの再利用ができなかった。   In addition, in the method of reusing silicon wafers that are regenerated and used in ingots, each film is removed and then melted to create and reuse a polycrystalline ingot, so it can be reused as a single crystal. There wasn't.

本発明は前記の問題に鑑み創案されたものであり、再利用する際に資源の無駄を少なくし、シリコンウエハを溶解することなく再生インゴットにすることで、単結晶に近い状態で再利用できるスクラップウエハ再利用方法および太陽電池用シリコン基板の製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and can be reused in a state close to a single crystal by reducing the waste of resources when reusing and making a recycled ingot without melting the silicon wafer. It is an object of the present invention to provide a method for recycling a scrap wafer and a method for manufacturing a silicon substrate for a solar cell.

本発明は、前記課題を解決するために、つぎのようなスクラップウエハ再利用方法とした。すなわち、スクラップウエハ再利用方法は、正規製品であるシリコンウエハとして利用できないスクラップウエハについて、円柱状の再生インゴットにして再利用するスクラップウエハ再利用方法において、前記スクラップウエハに形成された膜を除去する膜除去工程と、前記スクラップウエハの膜を除去した表裏面を鏡面に研磨する鏡面研磨工程と、前記鏡面に研磨されたスクラップウエハの結晶方位を揃えて重ね合わせ、円柱状に整列させる整列工程と、前記円柱状に整列させた前記スクラップウエハを加熱炉に入れて400℃〜1350℃の範囲で加熱することで前記スクラップウエハ同士を拡散接合させ再生インゴットを製造する加熱工程と、を含む手順とした。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following scrap wafer recycling method. That is, the scrap wafer reuse method is a scrap wafer reuse method in which a scrap wafer that cannot be used as a regular product silicon wafer is reused as a cylindrical recycle ingot, and the film formed on the scrap wafer is removed. A film removal step, a mirror polishing step for polishing the front and back surfaces of the scrap wafer removed to a mirror surface, an alignment step for aligning the crystal orientations of the polished scrap wafer on the mirror surface and aligning them in a columnar shape, and A heating step in which the scrap wafers arranged in a columnar shape are placed in a heating furnace and heated in a range of 400 ° C. to 1350 ° C. to diffuse and bond the scrap wafers together to produce a regenerated ingot. did.

このような手順により、スクラップウエハ再利用方法では、予め設定された基準により分類されたスクラップウエハに、膜除去工程によりスクラップウエハの膜が機械的あるいは化学的な処理により除去される。そして、スクラップウエハ再利用方法では、鏡面研磨工程によりスクラップウエハの表裏面を鏡面に形成し、さらに、整列工程により結晶方位ごとに揃えて円柱状に重ね合わせて整列させる。次いで、スクラップウエハ再利用方法では、加熱工程により、整列させたスクラップウエハを加熱炉に入れ、400℃〜1350℃の範囲で加熱することで重ね合わせた各スクラップウエハの当接面同士を拡散接合させて再生インゴットを形成し、単結晶に近い状態の類似単結晶インゴットとする。   With such a procedure, in the scrap wafer recycling method, the film of the scrap wafer is removed by mechanical or chemical treatment in the film removal process from the scrap wafer classified according to a preset standard. In the scrap wafer recycling method, the front and back surfaces of the scrap wafer are formed into mirror surfaces by a mirror polishing process, and are aligned and aligned in a cylindrical shape for each crystal orientation by an alignment process. Next, in the scrap wafer recycling method, the contact surfaces of the stacked scrap wafers are diffusion bonded to each other by putting the aligned scrap wafers in a heating furnace and heating them in the range of 400 ° C. to 1350 ° C. by a heating process. Thus, a regenerated ingot is formed to obtain a similar single crystal ingot in a state close to a single crystal.

また、前記スクラップウエハ再利用方法において、前記整列工程と加熱工程との間あるいは加熱工程中に、前記スクラップウエハの重ね合わせ方向に圧力をかける手順とした。
このような手順により、接合後の再生インゴットの結晶欠陥を低減して、より単結晶に近い状態の類似単結晶インゴットとすることができる。
Further, in the scrap wafer recycling method, the procedure is to apply pressure in the stacking direction of the scrap wafers between the alignment step and the heating step or during the heating step.
By such a procedure, the crystal defect of the reproduction | regeneration ingot after joining can be reduced, and it can be set as the similar single crystal ingot of the state nearer to a single crystal.

また、前記スクラップウエハ再利用方法において、前記鏡面研磨工程と整列工程との間に、前記スクラップウエハの表面を洗浄すると共に、その表面への酸化膜の形成または親水性を付与する表面調整工程を行う手順とした。   Further, in the scrap wafer recycling method, a surface adjustment step of cleaning the surface of the scrap wafer between the mirror polishing step and the alignment step and forming an oxide film on the surface or imparting hydrophilicity to the surface. The procedure was to be performed.

表面への親水性の付与は、例えば、表面に水酸基を導入することで行われるが、表面の水酸基同士が水素結合により、シリコン表面をより接近させるため、過熱時のシリコン拡散接合が効果的に行え、接合強度が増大する効果がある。接合強度が増大すると、拡散接合後は接合界面の欠陥の少ない純粋な単結晶により近い状態となる。また、表面に熱酸化等の方法で酸化膜を形成すると、表面の酸化シリコン同士の拡散接合がシリコンの拡散接合よりも低温で始まるため、接合強度が増大すると考えられる。更に、不純物を酸化膜が吸収してシリコン中の不純物濃度を低減する効果も期待できる。   Giving hydrophilicity to the surface is done, for example, by introducing hydroxyl groups on the surface. Since the hydroxyl groups on the surface bring the silicon surfaces closer together by hydrogen bonding, silicon diffusion bonding during overheating is effective. This is effective in increasing the bonding strength. When the bonding strength increases, the state after the diffusion bonding becomes closer to a pure single crystal with few defects at the bonding interface. Further, when an oxide film is formed on the surface by a method such as thermal oxidation, it is considered that the bonding strength increases because the diffusion bonding between the silicon oxides on the surface starts at a lower temperature than the diffusion bonding of silicon. Furthermore, an effect that the oxide film absorbs impurities and reduces the impurity concentration in silicon can be expected.

親水性を付与する方法としては、例えば、SCl洗浄を行うことで達成される。ここでいう親水性とは、スクラップウエハWの表面に代表的には水酸基のような極性を有する官能基が導入された状態をいう。
熱酸化膜形成は、スクラップウエハから膜を除去した表面に、所定の温度で過熱して熱酸化膜を形成する工程である。例えば、850〜1000℃の温度の雰囲気中に所定時間スクラップウエハWを曝すことで、50nm〜200nm(好ましくは70nm〜150nm、さらに好ましくは85nm〜125nm)の厚みの熱酸化膜をスクラップウエハの表面(表裏面)に形成することができる。更に、熱酸化膜を形成した後、その熱酸化膜の表面に親水性を付与することもできる。
The method for imparting hydrophilicity can be achieved, for example, by performing SCl cleaning. The hydrophilicity here means a state in which a functional group having a polarity such as a hydroxyl group is introduced into the surface of the scrap wafer W.
The thermal oxide film formation is a process in which a thermal oxide film is formed by heating at a predetermined temperature on the surface from which the film is removed from the scrap wafer. For example, by exposing the scrap wafer W to an atmosphere at a temperature of 850 to 1000 ° C. for a predetermined time, a thermal oxide film having a thickness of 50 nm to 200 nm (preferably 70 nm to 150 nm, more preferably 85 nm to 125 nm) is formed on the surface of the scrap wafer. (Front and back) can be formed. Furthermore, after forming the thermal oxide film, hydrophilicity can be imparted to the surface of the thermal oxide film.

さらに、前記スクラップウエハ再利用方法において、前記膜除去工程の前に、前記スクラップウエハのサイズを測定してサイズ別に分類すると共に、前記スクラップウエハに膜が形成されているか否かを判別して分類する形状分類工程を行う手順とした。ここでサイズとはスクラップウエハの径のことを指す。
このような手順により、スクラップウエハ再利用方法では、はじめに形状分類工程によりスクラップウエハのサイズ別および膜の有無により分類するため、スクラップウエハの状態の多様性に対応できる。
Further, in the scrap wafer recycling method, before the film removal step, the size of the scrap wafer is measured and classified according to size, and whether or not a film is formed on the scrap wafer is classified. It was set as the procedure which performs the shape classification | category process to perform. Here, the size refers to the diameter of the scrap wafer.
By such a procedure, in the scrap wafer recycling method, the shape is classified according to the size of the scrap wafer and the presence / absence of a film in the shape classification process, so that it is possible to cope with the variety of scrap wafer states.

そして、前記スクラップウエハ再利用方法において、前記膜除去工程と鏡面研磨工程の間に、前記膜を除去したスクラップウエハおよび前記形状分類工程で膜が無いと分類された前記スクラップウエハの表裏面において鏡面の有無を検出してその鏡面の有無により分類する鏡面分類工程を行い、前記鏡面研磨工程が前記鏡面分類工程で鏡面が無いと分類された前記スクラップウエハの表裏面を鏡面に研磨する手順とした。
このような手順により、スクラップウエハ再利用方法では、鏡面分類工程により鏡面の有無によりスクラップウエハを分類することで、スクラップウエハの状態の多様性に対応できる。
And in the scrap wafer recycling method, between the film removal step and the mirror polishing step, the scrap wafer from which the film has been removed and the mirror surface on the front and back surfaces of the scrap wafer classified as having no film in the shape classification step The mirror surface classification step of detecting the presence or absence of the mirror surface and performing classification according to the presence or absence of the mirror surface is performed, and the mirror surface polishing step is a procedure for polishing the front and back surfaces of the scrap wafer classified as having no mirror surface in the mirror surface classification step to a mirror surface .
By such a procedure, in the scrap wafer recycling method, the scrap wafer is classified according to the presence / absence of the mirror surface by the mirror surface classification process, so that the variety of scrap wafer states can be dealt with.

また、前記スクラップウエハ再利用方法において、前記鏡面研磨工程と整列工程との間に、前記鏡面研磨工程で鏡面に研磨されたスクラップウエハおよび前記鏡面分類工程ですでに鏡面に研磨されていた前記スクラップウエハをP型であるかN型であるかにより分類し、かつ、比抵抗を検出して予め設定された比抵抗範囲ごとに分類する性能分類工程を行い、前記性能分類工程により分類された前記スクラップウエハ毎に、前記整列工程により円柱状に整列させる手順とした。
このような手順により、スクラップウエハ再利用方法では、性能分類工程によりスクラップウエハがP型であるかN型であるか、および、比抵抗を検出して分類することで、スクラップウエハの状態の多様性に対応できる。
Further, in the scrap wafer recycling method, between the mirror polishing step and the alignment step, the scrap wafer polished to a mirror surface in the mirror polishing step and the scrap already polished to a mirror surface in the mirror surface classification step The wafer is classified according to whether it is P-type or N-type, and a performance classification step is performed in which a specific resistance is detected and classified according to a predetermined specific resistance range. The procedure for aligning the scrap wafers in a columnar shape by the alignment process was used.
By such a procedure, in the scrap wafer recycling method, the scrap wafer state can be classified by detecting and classifying whether the scrap wafer is P-type or N-type by the performance classification process and the specific resistance. Can cope with gender.

表面への親水性の付与は、例えば、表面に水酸基を導入することで行われるが、表面の水酸基同士が水素結合により、シリコン表面をより接近させるため、過熱時のシリコン拡散接合が効果的に行え、接合強度が増大する効果がある。接合強度が増大すると、拡散接合後は接合界面の欠陥の少ない純粋な単結晶により近い状態となる。また、表面に熱酸化等の方法で酸化膜を形成すると、表面の酸化シリコン同士の拡散接合がシリコンの拡散接合よりも低温で始まるため、接合強度が増大すると考えられる。更に、不純物を酸化膜が吸収してシリコン中の不純物濃度を低減する効果も期待できる。   Giving hydrophilicity to the surface is done, for example, by introducing hydroxyl groups on the surface. Since the hydroxyl groups on the surface bring the silicon surfaces closer together by hydrogen bonding, silicon diffusion bonding during overheating is effective. This is effective in increasing the bonding strength. When the bonding strength increases, the state after the diffusion bonding becomes closer to a pure single crystal with few defects at the bonding interface. Further, when an oxide film is formed on the surface by a method such as thermal oxidation, it is considered that the bonding strength increases because the diffusion bonding between the silicon oxides on the surface starts at a lower temperature than the diffusion bonding of silicon. Furthermore, an effect that the oxide film absorbs impurities and reduces the impurity concentration in silicon can be expected.

親水性を付与する方法としては、例えば、SCl洗浄を行うことで達成される。ここでいう親水性とは、スクラップウエハWの表面に代表的には水酸基のような極性を有する官能基が導入された状態をいう。
熱酸化膜形成は、スクラップウエハから膜を除去した表面に、所定の温度で過熱して熱酸化膜を形成する工程である。例えば、850〜1000℃の温度の雰囲気中に所定時間スクラップウエハWを曝すことで、50nm〜200nm(好ましくは70nm〜150nm、さらに好ましくは85nm〜125nm)の厚みの熱酸化膜をスクラップウエハの表面(表裏面)に形成することができる。更に、熱酸化膜を形成した後、その熱酸化膜の表面に親水性を付与することもできる。
The method for imparting hydrophilicity can be achieved, for example, by performing SCl cleaning. The hydrophilicity here means a state in which a functional group having a polarity such as a hydroxyl group is introduced into the surface of the scrap wafer W.
The thermal oxide film formation is a process in which a thermal oxide film is formed by heating at a predetermined temperature on the surface from which the film is removed from the scrap wafer. For example, by exposing the scrap wafer W to an atmosphere at a temperature of 850 to 1000 ° C. for a predetermined time, a thermal oxide film having a thickness of 50 nm to 200 nm (preferably 70 nm to 150 nm, more preferably 85 nm to 125 nm) is formed on the surface of the scrap wafer. (Front and back) can be formed. Furthermore, after forming the thermal oxide film, hydrophilicity can be imparted to the surface of the thermal oxide film.

そして、前記スクラップウエハ再利用方法において、前記加熱工程の後に前記再生インゴットから板状の板状ウエハを切り出す切出工程と、この切出工程により切り出した板状ウエハを平坦化すると共に、前記板状ウエハの加工変質層を取除く変質層除去工程と、を行う手順とした。
このような手順により、スクラップウエハ再利用方法では、切出工程により再生インゴットから板状ウエハを切り出して使用できるため、スクラップウエハを単体で再利用する場合と比較して無駄になる素材が少なくて済む。
In the scrap wafer recycling method, after the heating step, a cutting step of cutting out a plate-like plate-like wafer from the recycled ingot, and flattening the plate-like wafer cut out by the cutting step, the plate And a deteriorated layer removing step of removing the work damaged layer of the wafer.
With such a procedure, the scrap wafer recycling method can cut and use a plate-like wafer from a recycled ingot by a cutting process, so that less material is wasted than when scrap wafers are reused alone. That's it.

なお、前記スクラップウエハ再利用方法であって、前記再生インゴットを切り出す切出工程において、前記再生インゴットの軸線方向に平行な方向に板状ウエハを切り出す手順としてもよい。
このような手順によれば、板状ウエハ表面に垂直方向に電流が流れる電子素子に再利用する場合は、結晶界面や酸化膜が生成されやすい接合界面が板状ウエハの表裏面間に平行に挟まれて半導体デバイスの特性が劣化することを防止できる。
In the scrap wafer recycling method, in the cutting step of cutting out the recycled ingot, a procedure may be used in which a plate-like wafer is cut out in a direction parallel to the axial direction of the recycled ingot.
According to such a procedure, when it is reused for an electronic device in which a current flows in a direction perpendicular to the surface of the plate-like wafer, a crystal interface and a bonding interface where an oxide film is likely to be generated are parallel between the front and back surfaces of the plate-like wafer. It is possible to prevent the characteristics of the semiconductor device from being deteriorated by being sandwiched.

また、太陽電池用シリコン基板の製造方法としては、製品であるシリコンウエハとして利用できないスクラップウエハについて、円柱状の再生インゴットを製造し、その再生インゴットから切り出して太陽電池用シリコン基板を製造する太陽電池用シリコン基板の製造方法において、前記スクラップウエハに形成された膜を除去する膜除去工程と、前記スクラップウエハの膜を除去した表裏面を鏡面に研磨する鏡面研磨工程と、前記鏡面に研磨されたスクラップウエハの結晶方位を揃えて重ね合わせ、円柱状に整列させる整列工程と、前記円柱状に整列させた前記スクラップウエハを加熱炉に入れて400℃〜1350℃の範囲で加熱することで前記スクラップウエハ同士を拡散接合させ再生インゴットを製造する加熱工程と、前記再生インゴットから太陽電池用シリコン基板の厚みに対応して板状の板状ウエハを切り出す切出工程と、前記板状ウエハを平坦化すると共に、前記板状ウエハの加工変質層を取除く変質層除去工程と、を含む手順とした。   In addition, as a method for manufacturing a silicon substrate for a solar cell, a solar cell is manufactured by manufacturing a cylindrical regenerated ingot for a scrap wafer that cannot be used as a product silicon wafer, and cutting the regenerated ingot to manufacture a silicon substrate for a solar cell. In the silicon substrate manufacturing method, a film removal step for removing the film formed on the scrap wafer, a mirror polishing step for polishing the front and back surfaces from which the film of the scrap wafer was removed to a mirror surface, and the mirror surface were polished Alignment process of aligning crystal orientations of scrap wafers and aligning them in a columnar shape, and putting the scrap wafers aligned in a columnar shape into a heating furnace and heating them in a range of 400 ° C. to 1350 ° C. A heating step of manufacturing a recycled ingot by diffusion bonding the wafers; A cutting step of cutting out a plate-like plate-like wafer corresponding to the thickness of the silicon substrate for the solar cell from the base plate, and an altered layer for flattening the plate-like wafer and removing a work-affected layer of the plate-like wafer And a removal step.

このような手順により、太陽電池用シリコン基板の製造方法では、スクラップウエハから膜を除去して鏡面に研磨し、結晶方位を揃えて円柱状に整列して加熱することで、単結晶に近い類似単結晶の再生インゴットを製造し、その再生インゴットから板状ウエハを切り出して平坦化および変質層の除去を行うことで太陽電池用シリコン基板を効率よく製造している。   By such a procedure, in the method of manufacturing a silicon substrate for solar cells, the film is removed from the scrap wafer, polished to a mirror surface, aligned in a cylindrical shape with the crystal orientation aligned, and heated, similar to a single crystal. A single crystal regenerated ingot is manufactured, a plate-like wafer is cut out from the regenerated ingot, and the silicon substrate for solar cells is efficiently manufactured by flattening and removing the altered layer.

本発明に係るスクラップウエハ再利用方法および太陽電池用シリコン基板の製造方法は、つぎに示すように優れた効果を奏するものである。
スクラップウエハ再利用方法は、スクラップウエハの膜を除去し、かつ、鏡面にして、整列して加熱することで、単結晶に近い状態の再生インゴットを作成することができるため、例えば、太陽電池素材(太陽電池用シリコン基板)に無駄を少なくして効率よく再利用することが可能となる。
The scrap wafer recycling method and the solar cell silicon substrate manufacturing method according to the present invention have excellent effects as described below.
Since the scrap wafer recycling method can remove the scrap wafer film, make it a mirror surface, align it and heat it, and can create a regenerated ingot in a state close to a single crystal. It is possible to efficiently reuse the (silicon substrate for solar cell) with less waste.

スクラップウエハ再利用方法は、再生インゴットから所定厚みに切り出した単結晶に近い状態のシリコンウエハとして再度利用できるため、応用範囲が広く、切り出し方向によっては、大面積のウエハ素材として効率良く再利用することが可能となる。   The scrap wafer recycling method can be reused as a silicon wafer in a state close to a single crystal cut out from a recycled ingot to a predetermined thickness, so it has a wide range of applications and can be reused efficiently as a large-area wafer material depending on the cutting direction. It becomes possible.

スクラップウエハ再利用方法は、表面調整工程をさらに行うことで、再生インゴットの製造時に単結晶により近い状態となり、例えば、単結晶により類似した効率の良い太陽電池用素材として使用することが可能となる。また、スクラップウエハ再利用方法は、形状分類工程、鏡面分類工程、あるいは、性能分類工程の少なくとも一つを行うことで、スクラップウエハの状態の多様性に対応できる。さらに、スクラップウエハ再利用方法は、加熱工程の前または加熱工程中にスクラップウエハの重ね合わせ方向に圧力をかけることで、接合後の再生インゴットの結晶欠陥を低減して、より単結晶に近い状態の類似単結晶インゴットとすることができる。   In the scrap wafer recycling method, the surface adjustment process is further performed, so that the state becomes closer to the single crystal when the recycled ingot is manufactured. For example, the single wafer can be used as a more efficient solar cell material similar to the single crystal. . In addition, the scrap wafer recycling method can cope with the variety of scrap wafer states by performing at least one of a shape classification process, a mirror surface classification process, or a performance classification process. Furthermore, the scrap wafer recycling method reduces the crystal defects of the recycled ingot after bonding by applying pressure in the stacking direction of the scrap wafer before or during the heating process, and is closer to a single crystal. A similar single crystal ingot.

太陽電池用シリコン基板の製造方法は、再生インゴットを製造するため、その再生インゴットを切断するときの切代に相当する以外は、有効に再利用することができるため、再利用効率が高くなる。また、ほぼ単結晶として再利用できるため、効率の良い太陽電池用シリコン基板を提供することができる。   Since the manufacturing method of the silicon substrate for solar cells manufactures a regenerated ingot, it can be effectively reused except that it corresponds to a cutting allowance for cutting the regenerated ingot, so that the recycle efficiency is increased. Further, since it can be reused almost as a single crystal, an efficient silicon substrate for solar cells can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、スクラップウエハ再利用方法の手順を示すフローチャート、図2は、スクラップウエハ再利用方法の手順を示す模式図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing the procedure of the scrap wafer reuse method, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the procedure of the scrap wafer reuse method.

図1および図2に示すように、スクラップウエハ再利用方法Sにより使用されるスクラップウエハWは、製造工程において発生する不良なシリコンウエハや、製品として扱う前のテストで使用されるテスト用シリコンウエハ等、正規製品として使用できないシリコンウエハである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the scrap wafer W used in the scrap wafer recycling method S is a defective silicon wafer generated in the manufacturing process or a test silicon wafer used in a test before being handled as a product. A silicon wafer that cannot be used as a regular product.

スクラップウエハ再利用方法Sは、スクラップウエハWを用いて予め設定された基準により分類する形状分類工程SA(サイズ別分類工程S1、膜の有無分類工程S2)と、膜除去工程S3と、鏡面分類工程S4と、鏡面研磨工程S5と、性能分類工程S6と、表面調整工程S7と、整列工程S8と、加熱工程S9と、により類似単結晶インゴット(再生インゴット)を製造している。そして、スクラップウエハ再利用方法Sでは、さらに、製造した類似単結晶インゴットを切出工程S10と、変質層除去工程SB(ラッピング工程[=平坦化工程]S11、エッチング工程S12)とを行い、スクラップウエハWを再利用するものである。以下、各工程について説明する。   The scrap wafer reusing method S includes a shape classification process SA (classification process by size S1, film presence / absence classification process S2), a film removal process S3, and a mirror surface classification. A similar single crystal ingot (regenerated ingot) is manufactured by the step S4, the mirror polishing step S5, the performance classification step S6, the surface adjustment step S7, the alignment step S8, and the heating step S9. In the scrap wafer recycling method S, the manufactured similar single crystal ingot is further subjected to a cutting step S10 and a deteriorated layer removing step SB (lapping step [= planarization step] S11, etching step S12), and scrap The wafer W is reused. Hereinafter, each step will be described.

図1および図2に示すように、形状分類工程SAは、スクラップウエハWの外形を測定してサイズ別に分類するサイズ別分類工程S1と共に、スクラップウエハWの表面に形成された膜(酸化膜、表面電極膜等)の有無により分類する膜の有無分類工程S2とを行う工程である。なお、スクラップウエハWに形成されている膜は、より具体的には、Al、W、Ti、Cu等の金属膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜等である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the shape classification step SA includes a film (oxide film, oxide film) formed on the surface of the scrap wafer W together with a size-specific classification step S <b> 1 that measures the outer shape of the scrap wafer W and classifies it according to size. This is a step of performing the presence / absence classification step S2 of the film classified according to the presence / absence of the surface electrode film). More specifically, the film formed on the scrap wafer W is a metal film such as Al, W, Ti, or Cu, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a polysilicon film, or the like.

この形状分類工程SAは、スクラップウエハWのサイズ別に分類するサイズ別分類工程S1と、スクラップウエハWの表面に形成された膜の有無により分類する膜の有無分類工程S2とを、どちらを先に行っても構わない。   In this shape classification step SA, either the size-specific classification step S1 for classification according to the size of the scrap wafer W or the film presence / absence classification step S2 for classification based on the presence / absence of a film formed on the surface of the scrap wafer W. You can go.

形状分類工程SAにおいてサイズ別分類工程S1によりサイズ別にスクラップウエハWを分類する場合には、例えば、スクラップウエハWのサイズとしては、直径300mm、200mmである場合がほとんどで、その他、150mm、125mm、100mmの直径のものもあるが、数としては少ない。そのため、サイズ別分類工程S1は、搬送径路中あるいは測定位置において、測定手段1を使用して行う。測定手段1は、例えば、スクラップウエハWの側面に接触する複数の触針1aによりサイズを測定して判別するものである。   In the shape classification process SA, when the scrap wafers W are classified by size in the size classification process S1, for example, the scrap wafer W has a diameter of 300 mm or 200 mm in most cases. In addition, 150 mm, 125 mm, Some have a diameter of 100 mm, but the number is small. Therefore, the size-specific classification step S1 is performed using the measuring means 1 in the conveyance path or at the measurement position. The measuring means 1 is, for example, for determining by measuring the size with a plurality of styluses 1a that are in contact with the side surface of the scrap wafer W.

また、サイズ別分類工程S1では、スクラップウエハWの外形サイズ(直径)が測定されて分類できる手段であればよく、例えば、スクラップウエハWの映像からサイズを測定して判別することや、さらに、スクラップウエハWに光(レーザ光)を走査して外径を計測することでサイズ別に分類すること等であっても構わない。なお、サイズ別分類工程S1では、サイズの測定(計測)を、スクラップウエハWの搬送径路中であっても、搬送先の測定箇所において行っても構わない。   In the size-specific classification step S1, any means capable of measuring and classifying the outer size (diameter) of the scrap wafer W may be used. For example, the size can be determined by measuring the size of the scrap wafer W, For example, the scrap wafer W may be classified by size by scanning light (laser light) and measuring the outer diameter. In the size-specific classification step S1, the size measurement (measurement) may be performed in the conveyance path of the scrap wafer W or in the measurement location of the conveyance destination.

形状分類工程SAにおいて膜の有無によりスクラップウエハWを分類する膜の有無分類工程S2は、スクラップウエハWの表面または裏面に膜が有るか無いかによりスクラップウエハWを分類する工程である。この膜の有無分類工程は、検出手段2により膜の有無を検出して分類している。検出手段2は、例えば、搬送径路中あるいは検出位置にスクラップウエハWの載置面に接触できる窓部2aがあり、その窓部2aからと、その窓部に対向する上方からスクラップウエハWの表裏面に探針(図示せず)を接触させることで表面抵抗を測定して判定している。すなわち、スクラップウエハWの表面側の抵抗と、スクラップウエハWの裏面側の抵抗とが一致する場合には、膜が無いと判定し、また、一致しない場合には、膜が有ると判定することで、スクラップウエハWの表裏面における膜の有無を判定している。なお、スクラップウエハWの表面および裏面に光を当てて、その当てた光の反射状態により、膜の有無を判定するようにしても構わない。また、膜の有無分類工程S2では、スクラップウエハWの一面の表面抵抗を測定し、次に、反転させて他面の表面抵抗を測定するようにしても構わない。   The film presence / absence classification step S2 for classifying the scrap wafer W according to the presence / absence of a film in the shape classification step SA is a step of classifying the scrap wafer W based on whether or not there is a film on the front or back surface of the scrap wafer W. In the film presence / absence classification step, the detection unit 2 detects and classifies the presence / absence of a film. The detection means 2 includes, for example, a window portion 2a that can contact the placement surface of the scrap wafer W in the conveyance path or at a detection position, and the surface of the scrap wafer W from above the window portion 2a and from above the window portion. The surface resistance is measured and determined by bringing a probe (not shown) into contact with the back surface. That is, if the resistance on the front surface side of the scrap wafer W and the resistance on the rear surface side of the scrap wafer W match, it is determined that there is no film, and if the resistance does not match, it is determined that there is a film. Thus, the presence or absence of a film on the front and back surfaces of the scrap wafer W is determined. Note that light may be applied to the front and back surfaces of the scrap wafer W, and the presence or absence of a film may be determined based on a reflection state of the applied light. Further, in the film presence / absence classification step S2, the surface resistance of one surface of the scrap wafer W may be measured, and then reversed to measure the surface resistance of the other surface.

膜除去工程S3は、スクラップウエハWに形成されている膜を除去する工程である。この膜除去工程S3は、機械的手段あるいは化学的手段である膜除去手段3により、スクラップウエハWの膜を除去している。膜除去手段3は、例えば、機械的手段であるグラインディング、ラッピング(平坦面研磨)、ブラストにより表面の膜を除去することや、あるいは、化学的手段である化学エッチングを行うことで表面の膜を除去する。なお、膜除去工程S3は、膜除去手段3である機械的手段および化学的手段の両方を用いて行っても構わない。   The film removal step S3 is a step of removing the film formed on the scrap wafer W. In this film removing step S3, the film of the scrap wafer W is removed by the film removing means 3 which is mechanical means or chemical means. The film removing means 3 is, for example, a film on the surface by removing the surface film by mechanical means such as grinding, lapping (flat surface polishing), blasting, or by performing chemical etching as a chemical means. Remove. The film removal step S3 may be performed using both mechanical means and chemical means which are the film removal means 3.

また、化学エッチングによる膜の除去は、例えば、フッ酸、希フッ酸(例えば、HF:HO=1:100)、フッ酸と硝酸の混合物、硝酸、硫酸と過酸化水素の混合物、塩酸、フッ酸と塩酸の混合物などの無機酸類、水酸化カリウム(ナトリウム)水溶液、水酸化四級アルキルアンモニウム水溶液などのアルカリ溶液類が主に使用される。また、スクラップウエハWの膜がレジストなど有機皮膜であった場合には、アルカノールアミンに代表される有機アミン類も使用される。膜の除去を行う場合、これらの薬液に、スクラップウエハWを浸漬させ各種膜を溶解あるいは剥離させる。なお、レジストが有機皮膜であるか否かの判断は、目視による外観観察、有機溶剤への溶解試験、膜の一部を採取して赤外分光分析を実施するなどで判断している。 Further, the removal of the film by chemical etching is, for example, hydrofluoric acid, diluted hydrofluoric acid (for example, HF: H 2 O = 1: 100), a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid, a mixture of nitric acid, sulfuric acid and hydrogen peroxide, hydrochloric acid Inorganic acids such as a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid, and alkaline solutions such as aqueous potassium hydroxide (sodium) solution and aqueous quaternary alkylammonium hydroxide are mainly used. Further, when the film of the scrap wafer W is an organic film such as a resist, organic amines represented by alkanolamine are also used. When removing the film, the scrap wafer W is immersed in these chemicals to dissolve or peel off various films. Note that whether or not the resist is an organic film is determined by visual appearance observation, a dissolution test in an organic solvent, and performing infrared spectroscopic analysis by collecting a part of the film.

スクラップウエハWから膜の溶解あるいは剥離を行う際、液の攪拌、循環、スクラップウエハWを浸漬させた容器、あるいは、スクラップウエハWを載置している載置面を振動させる動作を併用しても構わない。また、複数種類の薬液を組み合わせて膜の除去を行うこともあり、例えば、水酸化ナトリウム水溶液で処理した後、フッ酸に浸漬させることで、スクラップウエハWの膜を除去している。なお、ここでは通常は化学的手段により膜除去を試み、それだけでは膜を除去できない場合に機械的手段を採用している。ウエハ表面にパターンの跡が存在する場合には機械的手段が必須となる。また、化学的性質が極端に異なる複数の膜が積層されている場合、単一の薬液では全ての膜を除去できないので、例えば、有機溶剤に浸漬して、レジスト膜を除去した後にフッ酸に浸漬して残りの金属膜や誘電体膜を除去する。あるいは、銅や銀のような貴な金属膜が存在する場合、硝酸に浸漬してそれらを除去した後にフッ酸に浸漬して誘電体膜を除去している。   When dissolving or peeling the film from the scrap wafer W, the agitation and circulation of the liquid, the container in which the scrap wafer W is immersed, or the operation of vibrating the placement surface on which the scrap wafer W is placed are used in combination. It doesn't matter. Further, the film may be removed by combining a plurality of types of chemical solutions. For example, after being treated with an aqueous sodium hydroxide solution, the film of the scrap wafer W is removed by dipping in hydrofluoric acid. Here, the film removal is usually attempted by chemical means, and mechanical means are employed when the film cannot be removed by itself. If there is a trace of the pattern on the wafer surface, mechanical means are essential. Also, when multiple films with extremely different chemical properties are stacked, it is not possible to remove all the films with a single chemical solution.For example, after immersing in an organic solvent and removing the resist film, The remaining metal film and dielectric film are removed by immersion. Alternatively, when a noble metal film such as copper or silver is present, the dielectric film is removed by immersing in hydrofluoric acid after immersing in nitric acid to remove them.

鏡面分類工程S4は、スクラップウエハWの表裏面に鏡面が形成されているか否かによりスクラップウエハWを分類する工程である。この鏡面分類工程S4は、鏡面検出手段4により鏡面の検出を行い分類している。鏡面検出手段4は、例えば、スクラップウエハWに光を照射して反射した光の光量により鏡面の有無を判定し分類している。なお、スクラップウエハWの表裏面について鏡面の有無を判定しているため、鏡面検出手段4では、スクラップウエハWを反転させるか、あるいは、表裏面に光を照射できるように設けた窓部分から光を照射するように構成されている。   The mirror surface classification step S4 is a step of classifying the scrap wafer W depending on whether or not the mirror surface is formed on the front and back surfaces of the scrap wafer W. In this mirror surface classification step S4, the mirror surface detection means 4 detects and classifies the mirror surface. The mirror surface detection means 4 determines and classifies the presence or absence of a mirror surface by, for example, the amount of light reflected by irradiating the scrap wafer W with light. In addition, since the presence or absence of the mirror surface is determined for the front and back surfaces of the scrap wafer W, the mirror surface detection unit 4 inverts the scrap wafer W or emits light from a window portion provided so that light can be irradiated to the front and back surfaces. It is comprised so that it may irradiate.

鏡面研磨工程S5は、スクラップウエハWの表裏面を鏡面に研磨する工程である。この鏡面研磨工程S5では、研磨手段5によりスクラップウエハWの研磨されていない表面および裏面が研磨される。研磨手段5は、例えば、ラッピング装置によりラッピングされ、研磨装置(砥石研磨、バフ研磨等)により鏡面に研磨している(シリコンウエハの研磨と同じ手段)。なお、研磨されたスクラップウエハWは洗浄されて研磨粉等が除去される。   The mirror polishing step S5 is a step of polishing the front and back surfaces of the scrap wafer W to a mirror surface. In this mirror polishing step S5, the unpolished front and back surfaces of the scrap wafer W are polished by the polishing means 5. The polishing means 5 is lapped by, for example, a lapping apparatus and polished to a mirror surface by a polishing apparatus (grinding stone polishing, buff polishing, etc.) (same means as that for polishing a silicon wafer). Note that the polished scrap wafer W is washed to remove polishing powder and the like.

性能分類工程S6は、スクラップウエハWの性能に応じて分類する工程である。この性能分類工程S6では、P型であるかN型であるかの判定と、比抵抗の値を検出して予め設定された値の範囲内であるかにより分類している。P型およびN型の判定は、シリコンウエハにホウ素、アルミニウム、リン、砒素等がドープされているため、例えば、熱起電力法が用いられ、ASTM F42(米国材料試験協会;American Society for Testing and Materials)に従って熱の伝わり方が測定されて行われる。そして、測定された値によりN型とP型に分類される。   The performance classification step S6 is a step of classifying according to the performance of the scrap wafer W. In the performance classification step S6, the classification is performed based on the determination as to whether the type is P-type or N-type and whether the value of the specific resistance is within a preset value range. The P-type and N-type determinations are made by using, for example, the thermoelectromotive force method because the silicon wafer is doped with boron, aluminum, phosphorus, arsenic, and the like. ASTM F42 (American Society for Testing and Testing Society and The method of heat transfer is measured and performed according to Materials. And it classify | categorizes into N type and P type by the measured value.

また、比抵抗の測定は、ASTM F84で規定された四探針法あるいはASTM F673に規定された渦電流法を用いて測定される。この比抵抗の範囲は、再利用の用途に応じて適切な値に均一とみなせる範囲に区切られことになる。例えば、太陽電池用シリコン基板に再利用される場合には、P型で比抵抗が0.3〜30Ω・cm程度の範囲であることが望ましい。   The specific resistance is measured using a four-probe method defined by ASTM F84 or an eddy current method defined by ASTM F673. This specific resistance range is divided into ranges that can be regarded as uniform to an appropriate value according to the reuse application. For example, when it is reused for a silicon substrate for a solar cell, it is desirable that it is P type and has a specific resistance in the range of about 0.3 to 30 Ω · cm.

表面調整工程S7は、スクラップウエハWの表面(表裏面)に付着している微粒子や金属不純物を除去するため、また、シリコンの接合強度を増大させるために行われる工程である。この表面調整工程S7は、例えば、RCA Standard Clean(RCA洗浄)によりスクラップウエハWを洗浄している。RCA洗浄が行われたスクラップウエハWの表面には、親水性基が形成され、スクラップウエハWを拡散接合させるために好ましい状態となる。また、表面調整工程S7において、酸化膜の形成を行ってもよい。スクラップウエハWは、所定温度に加熱した状態を所定時間保つことで、表面に酸化膜を形成することができる。さらに、ここで酸化膜が形成された場合、その表面をRCA洗浄することで表面に親水性を付与してもよい。   The surface adjustment step S7 is a step performed to remove fine particles and metal impurities adhering to the surface (front and back surfaces) of the scrap wafer W and to increase the bonding strength of silicon. In the surface adjustment step S7, the scrap wafer W is cleaned by, for example, RCA Standard Clean (RCA cleaning). A hydrophilic group is formed on the surface of the scrap wafer W that has been subjected to RCA cleaning, which is a preferable state for diffusion bonding the scrap wafer W. In the surface adjustment step S7, an oxide film may be formed. The scrap wafer W can form an oxide film on the surface by maintaining the state heated to a predetermined temperature for a predetermined time. Furthermore, when an oxide film is formed here, hydrophilicity may be imparted to the surface by RCA cleaning of the surface.

整列工程S8は、スクラップウエハWに形成されているオリエンテーションフラットW0(あるいはノッチ)に合わせて揃えることで、結晶方位を合わせて円柱状に整列させる工程である。この整列工程S8は、予め決まった円柱長さになるまでスクラップウエハWが重ね合わせて整列される。整列工程S8では、例えば、整列手段としてロボットハンドでオリエンテーションフラットW0が揃った状態に積み重ねることで整列させている。なお、スクラップウエハWは、オリエンテーションフラットW0あるいはノッチが形成されていないものであるときに、X線を照射して回折光を検出することで結晶方位を検出し、その検出した結晶方位の方向に合わせて整列させられる。   The alignment step S8 is a step in which the crystal orientation is aligned and aligned in a cylindrical shape by aligning with the orientation flat W0 (or notch) formed on the scrap wafer W. In the alignment step S8, the scrap wafers W are aligned and aligned until a predetermined cylinder length is reached. In the alignment step S8, for example, alignment is performed by stacking the orientation flats W0 in an aligned state with a robot hand as alignment means. In addition, when the scrap wafer W has no orientation flat W0 or notch, the crystal orientation is detected by irradiating X-rays and detecting the diffracted light, and in the direction of the detected crystal orientation. To be aligned.

加熱工程S9は、円筒状に整列したスクラップウエハWを所定の温度により所定時間で加熱する工程である。この加熱工程S9は、例えば、雰囲気調整炉を使用して400〜1350℃(適正範囲は500〜1100℃)の範囲で、1時間〜10時間において加熱している。なお、加熱工程S9では、加熱しながら加圧するようにしても構わない。加圧する場合には、スクラップウエハW上に錘を載せた状態で加圧しながら加熱する方法やホットプレス装置等を用いて行う。また、加熱工程S9を行う直前にスクラップウエハWを重ね合わせ方向に予め加圧するようにしても構わない。   The heating step S9 is a step of heating the scrap wafers W arranged in a cylindrical shape at a predetermined temperature for a predetermined time. In this heating step S9, for example, heating is performed in the range of 400 to 1350 ° C. (the appropriate range is 500 to 1100 ° C.) for 1 to 10 hours using an atmosphere adjustment furnace. In addition, in heating process S9, you may make it pressurize, heating. When pressurizing, a method of heating while pressing with a weight placed on the scrap wafer W, a hot press apparatus, or the like is used. Alternatively, the scrap wafer W may be preliminarily pressurized in the overlapping direction immediately before performing the heating step S9.

加熱工程S9では、加熱温度と接合強度との関係から、加熱温度の範囲を400〜1350℃の範囲において行われる。スクラップウエハWは、自然酸化膜で界面が覆われている場合、400℃未満ではウエハ界面が自然酸化膜表面の水酸基同士の水素結合による接着にとどまっており、十分な接合強度を得ることができない。また、シリコンの融点が1414℃であるため、加熱温度が1350℃を超えると、温度制御が困難になる。   In heating process S9, the range of heating temperature is performed in the range of 400-1350 degreeC from the relationship between heating temperature and joining strength. When the interface of the scrap wafer W is covered with a natural oxide film, if the temperature is lower than 400 ° C., the wafer interface remains only bonded by hydrogen bonding between hydroxyl groups on the surface of the natural oxide film, and sufficient bonding strength cannot be obtained. . Further, since the melting point of silicon is 1414 ° C., if the heating temperature exceeds 1350 ° C., temperature control becomes difficult.

したがって、加熱工程S9における加熱温度の最適範囲は、ウエハ表面の酸化膜の構造や厚みにもよるが400℃以上であり、ここでは実用的な範囲の下限値を500℃以上としている。また、加熱工程S9での加熱温度の上限値は、1350℃以下において、ここでは、加熱時のスペーサに通常用いる石英ガラス材の耐熱性から1100℃以下としている。さらに、加熱時間は、使用する炉の種類や大きさ、接合させるウエハ厚みや、直径により異なるが、実用的には、1時間〜10時間である。なお、炉内雰囲気は、塵埃の付着等が問題にならない清浄なものであれば、特に限定されるものではない。この加熱工程S9によりスクラップウエハWが円柱状の再生インゴットIGとして製造される。   Therefore, the optimum range of the heating temperature in the heating step S9 is 400 ° C. or higher although it depends on the structure and thickness of the oxide film on the wafer surface, and the lower limit of the practical range is 500 ° C. or higher here. Further, the upper limit value of the heating temperature in the heating step S9 is 1350 ° C. or less, and here, it is 1100 ° C. or less because of the heat resistance of the quartz glass material usually used for the spacer during heating. Further, although the heating time varies depending on the type and size of the furnace to be used, the thickness of the wafer to be bonded, and the diameter, it is practically 1 hour to 10 hours. The furnace atmosphere is not particularly limited as long as it is a clean atmosphere in which dust adhesion does not cause a problem. By this heating step S9, the scrap wafer W is manufactured as a cylindrical regenerated ingot IG.

加熱工程S9により製造された再生インゴットIGは、スクラップウエハWの接合面に結晶界面や酸化膜が生成される可能性があるが、他の部分はすべて単結晶のままの構成である。したがって、再生インゴットIGは、結晶界面の酸化膜の厚みは数μm以下であるから、単結晶の状態で使用できる割合が大きく、完全な多結晶のウエハに比較して、単結晶として使用できる状態にかなり近いため、例えば、太陽電池用シリコン基板として再利用する場合に優れている。   The recycled ingot IG manufactured by the heating step S9 may have a crystal interface or an oxide film formed on the bonding surface of the scrap wafer W, but all other parts are configured as single crystals. Therefore, since the thickness of the oxide film at the crystal interface of the regenerated ingot IG is several μm or less, the ratio that can be used in a single crystal state is large, and it can be used as a single crystal compared to a complete polycrystalline wafer. For example, it is excellent when it is reused as a silicon substrate for solar cells.

切出工程S10は、製造された再生インゴットIGを板状の板状ウエハWsに切り出す工程である。この切出工程S10では、切断手段として、例えば、ワイヤヤスリ(ワイヤソー)あるいはダイヤモンドカッタ(内周切断機)により、再生インゴットIGから所定の厚みの板状ウエハに切り出される。なお、切出工程S10では、例えば、太陽電池用シリコン基板として再生したスクラップウエハWを再利用するのであれば、一例として、300μmの厚みに切断されることになる。   The cutting step S10 is a step of cutting the manufactured regenerated ingot IG into a plate-like plate-like wafer Ws. In the cutting step S10, as a cutting means, for example, a wire wafer (wire saw) or a diamond cutter (inner peripheral cutting machine) is used to cut out the regenerated ingot IG into a plate-like wafer having a predetermined thickness. In the cutting step S10, for example, if the scrap wafer W recycled as the silicon substrate for solar cells is reused, it is cut to a thickness of 300 μm as an example.

また、切断方向は、再生インゴットIGとなる円柱の軸線方向に直交する方向、あるいは、円柱の軸線方向に平行な方向であっても構わない。円柱の軸線方向に平行な方向に切り出されることで、板状ウエハWsは、長方形(図示せず)に形成され、あるいは、さらに切断することで、所定の四角形(図示せず)に形成することができる。また、太陽電池などの板状ウエハ表面に垂直方向に電流が流れる電子素子に再利用する場合は、円柱状インゴットの軸線方向に平行な方向に切り出されることで(図示せず)、結晶界面や酸化層が生成されやすい接合界面が板状ウエハの表裏面間に平行に挟まれてデバイスの特性が劣化することを防止できる。   In addition, the cutting direction may be a direction orthogonal to the axial direction of the cylinder that is the reproduction ingot IG, or a direction parallel to the axial direction of the cylinder. The plate-like wafer Ws is formed into a rectangle (not shown) by being cut out in a direction parallel to the axial direction of the cylinder, or formed into a predetermined rectangle (not shown) by further cutting. Can do. In addition, when reused for an electronic element in which a current flows in a direction perpendicular to the surface of a plate-like wafer such as a solar cell, it is cut out in a direction parallel to the axial direction of the cylindrical ingot (not shown), and the crystal interface or It is possible to prevent a device interface from being deteriorated due to a bonding interface in which an oxide layer is easily generated being sandwiched in parallel between the front and back surfaces of a plate-like wafer.

変質層除去工程SBは、切り出された板状ウエハWsの表面を平坦化するためにラッピング工程S11と、このラッピング工程S11の後に薬品洗浄を行うエッチング工程S12とを行う工程である。このラッピング工程S11は、板状ウエハWsを研磨(ラッピング)して切断加工歪層を小さくし、厚みのばらつきやムラを小さくしている。   The deteriorated layer removing step SB is a step of performing a lapping step S11 and an etching step S12 for performing chemical cleaning after the lapping step S11 in order to flatten the surface of the cut plate-like wafer Ws. In the lapping step S11, the plate-like wafer Ws is polished (lapped) to reduce the cut strain layer, thereby reducing variations in thickness and unevenness.

エッチング工程S12は、ラッピングした板状ウエハWsの表面を化学薬品洗浄(エッチング)する工程である。このエッチング工程S12は、板状ウエハWsの切断加工歪層を薬品洗浄(エッチング)により完全に除去すると同時に、ウエハ表面に付着した研磨剤、ワックス、金属不純物、パーティクル(付着ごみ)を除去している。
この変質層除去工程SBを経ることで、板状ウエハWsは、単結晶に近い類似単結晶基板として使用することができるものとなる。
The etching step S12 is a step of chemically cleaning (etching) the surface of the lapped plate-like wafer Ws. In this etching step S12, the cutting distortion layer of the plate-like wafer Ws is completely removed by chemical cleaning (etching), and at the same time, the abrasive, wax, metal impurities, and particles (attached dust) adhering to the wafer surface are removed. Yes.
Through this deteriorated layer removal step SB, the plate-like wafer Ws can be used as a similar single crystal substrate close to a single crystal.

そして、板状ウエハWsを太陽電池用シリコン基板として使用する場合には、変質層除去工程SBの後で、反射防止膜が形成される反射防止膜形成工程が行われ、さらに電極形成工程が行われる。なお、反射防止膜としては、p−CVD法によりSiN膜が形成される。その後、受光面電極としてAgペーストを形成し、また、裏面電極としてAlペーストを印刷し、乾燥し、焼成して電極を形成され、さらに、特性および外観などの検査を行ないモジュール製造工程が行われる。   When the plate-like wafer Ws is used as a silicon substrate for a solar cell, an antireflection film forming step in which an antireflection film is formed is performed after the deteriorated layer removing step SB, and an electrode forming step is further performed. Is called. As the antireflection film, a SiN film is formed by p-CVD. Thereafter, an Ag paste is formed as a light-receiving surface electrode, and an Al paste is printed as a back electrode, dried and baked to form an electrode. Further, inspection of characteristics and appearance is performed, and a module manufacturing process is performed. .

以上、説明した各工程は、ここでは、スクラップウエハWのサイズ別等の分類を予め行っておくことで、膜除去工程S3と、鏡面研磨工程S5と、整列工程S8と、加熱工程S9を行うことで、再生インゴットIGを製造することができる。
そして、鏡面研磨工程S5と整列工程S8の間に表面調整工程S7を行うことで、加熱工程S9により製造される再生インゴットIGを、より単結晶に近い状態にすることができる。
In the above-described steps, here, the film removal step S3, the mirror polishing step S5, the alignment step S8, and the heating step S9 are performed by classifying the scrap wafers W according to size. Thereby, the reproduction | regeneration ingot IG can be manufactured.
And by performing surface adjustment process S7 between mirror surface polishing process S5 and alignment process S8, reproduction | regeneration ingot IG manufactured by heating process S9 can be made into a state closer to a single crystal.

さらに、膜除去工程S3の前に形状分類工程SA、膜除去工程S3と鏡面研磨工程S5の間に鏡面分類工程S4、あるいは、鏡面研磨工程S5と整列工程S8との間に性能分類工程S6をそれぞれ単独であるいは併せて行うことで、スクラップウエハWの種類が多様となっても対応することができるようになる。   Further, before the film removal step S3, the shape classification step SA, the mirror removal step S4 between the film removal step S3 and the mirror polishing step S5, or the performance classification step S6 between the mirror polishing step S5 and the alignment step S8. By performing each independently or in combination, it becomes possible to cope with various types of scrap wafers W.

また、再生インゴットIGを製造した後に切出工程S10と、変質層除去工程SB(S11、S12)を行うことで、類似単結晶基板として、太陽電池用シリコン基板に使用することができる。   Moreover, after manufacturing reproduction | regeneration ingot IG, it can use for a silicon substrate for solar cells as a similar single crystal substrate by performing cutting-out process S10 and altered layer removal process SB (S11, S12).

説明した各工程は、特に連続して行う必要はなく、各工程を単独の処理として行い、次の工程には、搬送機構(図示せず)により搬送して順次処理することとしてもよい。また、各工程は、それぞれの工程で処理されたスクラップウエハWあるいは再生インゴットIGをハンドラ等の移動手段あるいはコンベヤ等の搬送手段を介して、連続して行うように搬送ラインを形成して行っても構わない。   Each of the described steps does not need to be performed continuously, and each step may be performed as a single process, and the next process may be performed by a transport mechanism (not shown) and sequentially processed. In addition, each process is performed by forming a transport line so that the scrap wafer W or the recycled ingot IG processed in each process is continuously performed through a moving unit such as a handler or a transport unit such as a conveyor. It doesn't matter.

つぎに、図1を参照してスクラップウエハ再利用方法Sにより太陽電池用シリコン基板を作成する手順を説明する。
図1に示すように、はじめに、スクラップウエハWは、形状分類工程SAによりウエハサイズによる分類が行われ、各サイズ後に、膜の有無による分類が行われる。そして、膜の有無分類工程で膜が形成されていると分類されたスクラップウエハWは、膜除去工程S3により膜の除去が機械的手段あるいは化学的手段により行われる。膜が除去されたスクラップウエハWあるいは膜が無いと分類されたスクラップウエハWは、鏡面の有無により分類される。鏡面が無いと分類されたスクラップウエハWは、鏡面研磨工程S5により鏡面研磨され次工程に送られる。
Next, a procedure for creating a silicon substrate for solar cells by the scrap wafer recycling method S will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, first, the scrap wafer W is classified according to the wafer size by the shape classification step SA, and after each size, the scrap wafer W is classified according to the presence or absence of a film. The scrap wafer W classified as having a film formed in the film presence / absence classification step is subjected to removal of the film by mechanical means or chemical means in the film removal step S3. The scrap wafer W from which the film has been removed or the scrap wafer W classified as having no film is classified according to the presence or absence of a mirror surface. The scrap wafer W classified as having no mirror surface is subjected to mirror polishing in the mirror polishing step S5 and sent to the next step.

なお、鏡面研磨工程S5では、研磨された後に洗浄されることが望ましい。鏡面に研磨され、あるいは、予め鏡面が形成されていたスクラップウエハWは、性能分類工程S6によりP型あるいはN型に分類され、また、比抵抗を測定して予め設定した範囲であるか否かにより分類される。そして、スクラップウエハWは、分類された毎に、表面調整工程S7によりスクラップウエハWの表面洗浄あるいは表面調整が行われ、整列工程S8によりオリエンテーションフラットW0またはノッチに合わせて重ね円柱状に整列させられる。ついで、加熱工程S9により加熱炉に入れられて500〜1100℃の範囲で、1時間から10時間の範囲で、加圧しながら加熱される。そして、この加熱工程S9により再生インゴットIGが製造される。   In the mirror polishing step S5, it is desirable to clean after polishing. The scrap wafer W polished to a mirror surface or having a mirror surface formed in advance is classified as P-type or N-type by the performance classification step S6, and whether or not it is within a preset range by measuring specific resistance. It is classified by. Each time the scrap wafers W are classified, the surface of the scrap wafers W is cleaned or adjusted in a surface adjustment step S7, and aligned in a stacked cylindrical shape in accordance with the orientation flat W0 or notch in an alignment step S8. . Subsequently, it is put into a heating furnace by heating process S9, and it heats, pressurizing in the range of 500-1100 degreeC for 1 hour to 10 hours. And reproduction | regeneration ingot IG is manufactured by this heating process S9.

再生インゴットIGは、切出工程S10により所定厚みの板状ウエハWsに切り出され、ラッピング工程S11およびエッチング工程S12により平坦化され、かつ、変質層が除去され太陽電池用シリコン基板が製造される。そして、太陽電池用シリコン基板は、反射防止膜形成工程により反射防止膜が形成され、さらに電極形成工程により太陽電池として使用されるときに必要な電極が形成されることになる。さらに、特性および外観などの検査を行ないモジュール製造工程が行われ太陽電池として使用される。
なお、再生インゴットIGを製造するときに、スクラップウエハWの重ね合わせ方向に加圧する加圧工程を行う場合は、整列工程S8と加熱工程S9の間に行う場合であっても構わず、その場合は、ホットプレス装置により所定圧力をかけて行う。
The regenerated ingot IG is cut into a plate-like wafer Ws having a predetermined thickness by the cutting step S10, flattened by the lapping step S11 and the etching step S12, and the altered layer is removed to produce a silicon substrate for solar cells. And the silicon substrate for solar cells is formed with an antireflection film in the antireflection film forming step, and further, necessary electrodes are formed when used as a solar cell in the electrode forming step. Furthermore, a module manufacturing process is performed by inspecting characteristics and appearance, and the module is used as a solar cell.
In addition, when manufacturing the reproduction | regeneration ingot IG, when performing the pressurization process which pressurizes in the stacking direction of the scrap wafer W, it may be the case where it performs between the alignment process S8 and the heating process S9, in that case Is performed by applying a predetermined pressure by a hot press apparatus.

つぎに、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実験内容の説明
はじめに、両面を鏡面研磨したシリコンウエハに対して、つぎの3種類の表面調整を行った。
Next, examples of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to this Example.
Description of Experiment Contents First, the following three types of surface adjustment were performed on a silicon wafer having both surfaces mirror-polished.

(1)ウエハを希フッ酸(HF:HO=1:100)に浸漬して表面の自然酸化膜を取り除いた(第1ウエハ)。
(2)前記した自然酸化膜を取り除く処理後、SCl洗浄(H:NHOH:HO=1:1:5)し表面を親水性に変えた(第2ウエハ)。
(3)前記した自然酸化膜を取り除く処理後、表面に厚さ約100nmの熱酸化膜を形成させ、さらに、SCl洗浄(H:NHOH:HO=1:1:5)し表面を親水性に変える前記(2)と同様なSCl洗浄を行った(第3ウエハ)。
(1) The wafer was immersed in dilute hydrofluoric acid (HF: H 2 O = 1: 100) to remove the natural oxide film on the surface (first wafer).
(2) After the treatment for removing the natural oxide film, the surface was made hydrophilic (second wafer) by SCl cleaning (H 2 O 2 : NH 4 OH: H 2 O = 1: 1: 5).
(3) After the treatment for removing the natural oxide film, a thermal oxide film having a thickness of about 100 nm is formed on the surface, and further, SCl cleaning (H 2 O 2 : NH 4 OH: H 2 O = 1: 1: 5). Then, the same SCl cleaning as in (2) above was performed to change the surface to hydrophilic (third wafer).

つぎに、(1)〜(3)の処理を行った第1ウエハ、第2ウエハ、第3ウエハを、それぞれ重ねて、結晶方位を合わせた後、12kgf/cm(1.18MPa)および60kgf/cm(5.88MPa)の加圧下で300℃、450℃、600℃、900℃、1100℃、1300℃に真空炉中で加熱して2時間保持する加熱処理を行った。
熱処理後、第1ウエハを重ね合わせた第1ウエハインゴット、第2ウエハを重ねた第2ウエハインゴット、第3ウエハを重ね合わせた第3ウエハインゴットを取り出し、ワイヤソーにて接合面に垂直に切断し、接合面の状態を光学顕微鏡およびSEMで調べた。
その結果をつぎの表1にまとめた。
Next, the first wafer, the second wafer, and the third wafer that have been subjected to the processes (1) to (3) are overlapped to align the crystal orientation, and then 12 kgf / cm 2 (1.18 MPa) and 60 kgf. Heat treatment was performed by heating to 300 ° C., 450 ° C., 600 ° C., 900 ° C., 1100 ° C., and 1300 ° C. in a vacuum furnace under a pressure of / cm 2 (5.88 MPa) and maintaining for 2 hours.
After the heat treatment, the first wafer ingot on which the first wafer is overlaid, the second wafer ingot on which the second wafer is overlaid, and the third wafer ingot on which the third wafer is overlaid are taken out and cut perpendicularly to the bonding surface with a wire saw. The state of the joint surface was examined with an optical microscope and SEM.
The results are summarized in Table 1 below.

Figure 2008218993
Figure 2008218993

評価結果
表1に示すように、切断状態、光学顕微鏡観察、SEM観察をつぎの基準により「×」「○」「◎」として判定した。
Evaluation Results As shown in Table 1, the cut state, optical microscope observation, and SEM observation were determined as “×”, “◯”, and “◎” according to the following criteria.

<切断>
×:ウエハが剥離し板状に切断できず
○:板状に切断可能であり全体的な剥離が認められない(部分的な剥離あり)
◎:板状に切断でき目視では全く剥離が認められない
<光顕(光学顕微鏡観察)>
×:全ての貼合わせ面で剥離が認められる
○:全体的な剥離は認められない(部分的な剥離あり)
◎:全く剥離は認められない
<Cutting>
×: Wafer peels off and cannot be cut into a plate shape ○: Can be cut into a plate shape and no overall peeling is observed (with partial peeling)
◎: Can be cut into a plate shape and no peeling is observed visually. <Optical microscope (optical microscope observation)>
X: Peeling is observed on all bonded surfaces. ○: Overall peeling is not observed (with partial peeling).
A: No separation is observed

<SEM(SEM観察)>
×:全ての貼合わせ面で剥離が認められる
○:全体的な剥離は認められない(部分的な剥離あり)
◎:全く剥離は認められない
<SEM (SEM observation)>
X: Peeling is observed on all bonded surfaces. ○: Overall peeling is not observed (with partial peeling).
A: No separation is observed

表1に示すとおり、400〜1350℃の範囲で熱処理されたウエハインゴットは、切断時の剥離が少なく良好である。更に表面を親水性に変えた第2ウエハインゴットをこの処理を行っていない第1ウエハインゴットよりも剥離が少なく良好である。更に表面に酸化膜を形成し、親水化処理を施した第3インゴットは、第2インゴットよりも剥離が少なく良好である。   As shown in Table 1, the wafer ingot heat-treated in the range of 400 to 1350 ° C. is good with little peeling at the time of cutting. Further, the second wafer ingot whose surface has been changed to hydrophilic is less peeled and better than the first wafer ingot not subjected to this treatment. Further, the third ingot, in which an oxide film is formed on the surface and subjected to the hydrophilic treatment, is less peeled and better than the second ingot.

本発明に係るスクラップウエハ再利用方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the scrap wafer reuse method which concerns on this invention. 本発明に係るスクラップウエハ再利用方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the scrap wafer reuse method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 測定手段
1a 触針
2 検出手段
2a 窓部
3 膜除去手段
4 鏡面検出手段
5 研磨手段
IG 再生インゴット
S スクラップウエハ再利用方法
S1 サイズ別分類工程
S2 有無分類工程
S3 膜除去工程
S4 鏡面分類工程
S5 鏡面研磨工程
S6 性能分類工程
S7 表面調整工程
S8 整列工程
S9 加熱工程
S10 切出工程
S11 ラッピング工程
S12 エッチング工程
SA 形状分類工程
SB 変質層除去工程
W0 オリエンテーションフラット
W スクラップウエハ
Ws 板状ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring means 1a Stylus 2 Detection means 2a Window part 3 Film | membrane removal means 4 Mirror surface detection means 5 Polishing means IG Recycle ingot S Scrap wafer reuse method S1 Size classification process S2 Presence / absence classification process S3 Film removal process S4 Mirror surface classification process S5 Mirror polishing process S6 Performance classification process S7 Surface adjustment process S8 Alignment process S9 Heating process S10 Cutting process S11 Lapping process S12 Etching process SA Shape classification process SB Altered layer removal process W0 Orientation flat W Scrap wafer Ws Plate wafer

Claims (10)

正規製品であるシリコンウエハとして利用できないスクラップウエハについて、円柱状の再生インゴットにして再利用するスクラップウエハ再利用方法において、
前記スクラップウエハに形成された膜を除去する膜除去工程と、
前記スクラップウエハの膜を除去した表裏面を鏡面に研磨する鏡面研磨工程と、
前記鏡面に研磨されたスクラップウエハの結晶方位を揃えて重ね合わせ、円柱状に整列させる整列工程と、
前記円柱状に整列させた前記スクラップウエハを加熱炉に入れて400℃〜1350℃の範囲で加熱することで前記スクラップウエハ同士を拡散接合させ再生インゴットを製造する加熱工程と、
を含むことを特徴とするスクラップウエハ再利用方法。
For scrap wafers that cannot be used as silicon wafers, which are regular products, in a scrap wafer recycling method in which a cylindrical recycle ingot is reused,
A film removal step of removing the film formed on the scrap wafer;
A mirror polishing step of polishing the front and back surfaces of the scrap wafer film to a mirror surface;
Aligning and aligning the crystal orientation of the scrap wafer polished on the mirror surface, aligning in a cylindrical shape,
A heating step of manufacturing the recycled ingot by diffusion bonding the scrap wafers by putting the scrap wafers arranged in a columnar shape in a heating furnace and heating in a range of 400 ° C. to 1350 ° C .;
A method for recycling a scrap wafer, comprising:
前記整列工程と前記加熱工程との間、または、前記加熱工程において、前記スクラップウエハの重ね合わせ方向に圧力をかけることを特徴とする請求項1に記載のスクラップウエハ再利用方法。   2. The scrap wafer recycling method according to claim 1, wherein pressure is applied between the alignment step and the heating step or in the overlapping direction of the scrap wafers in the heating step. 前記鏡面研磨工程と前記整列工程との間に、前記スクラップウエハの表面を洗浄すると共に、その表面に酸化膜を形成または親水性を付与する表面調整工程を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスクラップウエハ再利用方法。   2. The surface adjustment step of cleaning the surface of the scrap wafer and forming an oxide film on the surface or imparting hydrophilicity between the mirror polishing step and the alignment step is performed. The scrap wafer recycling method according to claim 2. 前記膜除去工程の前に、前記スクラップウエハのサイズを測定してサイズ別に分類すると共に、前記スクラップウエハに膜が形成されているか否かを判別して分類する形状分類工程を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスクラップウエハ再利用方法。   Before the film removal step, the size of the scrap wafer is measured and classified according to size, and a shape classification step is performed to determine whether or not a film is formed on the scrap wafer. The scrap wafer recycling method according to claim 1 or 2. 前記膜除去工程と前記鏡面研磨工程の間に、前記膜を除去したスクラップウエハおよび前記形状分類工程で膜が無いと分類された前記スクラップウエハの表裏面において鏡面の有無を検出してその鏡面の有無により分類する鏡面分類工程を行い、前記鏡面研磨工程が前記鏡面分類工程で鏡面が無いと分類された前記スクラップウエハの表裏面を鏡面に研磨することを特徴とする請求項4に記載のスクラップウエハ再利用方法。   Between the film removal step and the mirror polishing step, the scrap wafer from which the film has been removed and the presence or absence of a mirror surface are detected on the front and back surfaces of the scrap wafer classified as having no film in the shape classification step. 5. The scrap according to claim 4, wherein a mirror surface classification step is performed to classify according to presence / absence, and the mirror surface polishing step polishes the front and back surfaces of the scrap wafer classified as having no mirror surface in the mirror surface classification step to a mirror surface. Wafer reuse method. 前記鏡面研磨工程と整列工程との間に、前記鏡面研磨工程で鏡面に研磨されたスクラップウエハおよび前記鏡面分類工程ですでに鏡面に研磨されていた前記スクラップウエハをP型であるかN型であるかにより分類し、かつ、比抵抗を検出して予め設定された比抵抗範囲ごとに分類する性能分類工程を行い、前記性能分類工程により分類された前記スクラップウエハ毎に、前記整列工程により円柱状に整列させることを特徴とする請求項4に記載のスクラップウエハ再利用方法。   Between the mirror polishing step and the alignment step, the scrap wafer polished to the mirror surface in the mirror polishing step and the scrap wafer already polished to the mirror surface in the mirror surface classification step are P-type or N-type. And performing a performance classification process for classifying according to whether there is a specific resistance range by detecting specific resistance, and for each scrap wafer classified by the performance classification process, a circle is formed by the alignment process. The scrap wafer recycling method according to claim 4, wherein the scrap wafers are aligned in a columnar shape. 前記性能分類工程と前記整列工程との間に、前記スクラップウエハの表面を洗浄すると共に、その表面に酸化膜を形成または親水性を付与する表面調整工程を行うことを特徴とする請求項5に記載のスクラップウエハ再利用方法。   6. The surface adjustment step of cleaning the surface of the scrap wafer and forming an oxide film on the surface or imparting hydrophilicity between the performance classification step and the alignment step is performed. The scrap wafer recycling method as described. 前記加熱工程の後に前記再生インゴットから板状の板状ウエハを切り出す切出工程と、
この切出工程により切り出した板状ウエハを平坦化すると共に、前記板状ウエハの加工変質層を取り除く変質層除去工程と、を行うことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のスクラップウエハ再利用方法。
A cutting step of cutting a plate-shaped plate-shaped wafer from the regenerated ingot after the heating step;
The flattened plate-like wafer cut out by the cutting step is flattened, and a deteriorated layer removing step of removing a work-affected layer of the plate-like wafer is performed. The method for recycling a scrap wafer according to the item.
前記再生インゴットを切り出す切出工程において、前記再生インゴットの軸線方向に平行な方向に板状ウエハを切り出すことを特徴とする請求項8に記載のスクラップウエハ再利用方法。   9. The scrap wafer recycling method according to claim 8, wherein in the cutting step of cutting out the recycled ingot, a plate-like wafer is cut out in a direction parallel to the axial direction of the recycled ingot. 製品であるシリコンウエハとして利用できないスクラップウエハについて、円柱状の再生インゴットを製造し、その再生インゴットから切り出して太陽電池用シリコン基板を製造する太陽電池用シリコン基板の製造方法において、
前記スクラップウエハに形成された膜を除去する膜除去工程と、
前記スクラップウエハの膜を除去した表裏面を鏡面に研磨する鏡面研磨工程と、
前記鏡面に研磨されたスクラップウエハの結晶方位を揃えて重ね合わせ、円柱状に整列させる整列工程と、
前記円柱状に整列させた前記スクラップウエハを加熱炉に入れて400℃〜1350℃の範囲で加熱することで前記スクラップウエハ同士を拡散接合させ再生インゴットを製造する加熱工程と、
前記再生インゴットから太陽電池用シリコン基板の厚みに対応して板状の板状ウエハを切り出す切出工程と、
前記板状ウエハを平坦化すると共に、前記板状ウエハの加工変質層を取除く変質層除去工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池用シリコン基板の製造方法。
For a scrap wafer that cannot be used as a silicon wafer, which is a product, in a manufacturing method of a solar cell silicon substrate, a cylindrical regenerated ingot is manufactured, and a silicon substrate for a solar cell is manufactured by cutting out from the regenerated ingot.
A film removal step of removing the film formed on the scrap wafer;
A mirror polishing step of polishing the front and back surfaces of the scrap wafer film to a mirror surface;
Aligning and aligning the crystal orientation of the scrap wafer polished on the mirror surface, aligning in a cylindrical shape,
A heating step of manufacturing the recycled ingot by diffusion bonding the scrap wafers by putting the scrap wafers arranged in a columnar shape in a heating furnace and heating in a range of 400 ° C. to 1350 ° C .;
A cutting step of cutting a plate-shaped plate-shaped wafer corresponding to the thickness of the silicon substrate for solar cells from the regenerated ingot;
While flattening the plate-like wafer, a deteriorated layer removing step of removing a work-affected layer of the plate-like wafer;
The manufacturing method of the silicon substrate for solar cells characterized by including.
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