JP2013124931A - Inspection method and manufacturing method of polycrystalline silicon wafer, and applications of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多結晶シリコンウエハの検査方法およびそれにより得られた多結晶シリコンウエハの用途に関する。 The present invention relates to a method for inspecting a polycrystalline silicon wafer and the use of the polycrystalline silicon wafer obtained thereby.
地球環境に様々な問題を引き起こしている石油などの代替として自然エネルギーの利用が注目されている。その中でも太陽電池は大きな設備を必要とせず、稼働時に騒音などを発生しないことから、日本や欧州などで特に積極的に導入されてきている。
カドミウムテルルなどの化合物半導体を用いた太陽電池も一部で実用化されているが、物質自体の安全性やこれまでの実績、またコストパフォーマンスの面から、結晶シリコンウエハ（基板）を用いた太陽電池（結晶シリコン太陽電池）が大きなシェアを占めている。
The use of natural energy is attracting attention as an alternative to oil, which is causing various problems in the global environment. Among them, the solar cell does not require a large facility and does not generate noise during operation, and thus has been particularly actively introduced in Japan and Europe.
Solar cells using compound semiconductors such as cadmium tellurium have also been put into practical use. However, in terms of the safety of the material itself, past achievements, and cost performance, the solar cell using a crystalline silicon wafer (substrate) Batteries (crystalline silicon solar cells) occupy a large share.
結晶シリコン太陽電池は、用いるウエハによって単結晶シリコン太陽電池および多結晶シリコン太陽電池の２つに大別され、前者は光電変換効率が高いものの、コスト高になることから、後者が多用されている。
多結晶シリコン太陽電池の基板として一般的に広く用いられている多結晶シリコンウエハは、キャスト法や電磁キャスト法により、坩堝内で溶融シリコンを一方向凝固させて大きな多結晶シリコンインゴットを得た後、バンドソーなどを用いて角柱状のシリコンブロックに切り出し、さらにワイヤーソーなどを用いてスライスしウエハ化したものである。
Crystalline silicon solar cells are broadly classified into two types, single crystal silicon solar cells and polycrystalline silicon solar cells, depending on the wafer used. The former has high photoelectric conversion efficiency, but the latter is frequently used because of high cost. .
A polycrystalline silicon wafer, which is generally widely used as a substrate for polycrystalline silicon solar cells, is obtained by unidirectionally solidifying molten silicon in a crucible by a casting method or electromagnetic casting method to obtain a large polycrystalline silicon ingot. Then, it is cut into a prismatic silicon block using a band saw or the like, and further sliced using a wire saw or the like into a wafer.
多結晶シリコン太陽電池では、電池特性検査において、暗時逆方向漏れ電流（Ｉｄ）不良がしばしば立て続けに発生する。
暗時逆方向漏れ電流（Ｉｄ）とは、その名の通り、光非照射下で多結晶シリコン太陽電池のｐｎ接合に逆方向バイアスをかけた時に流れる電流のことであり、用途や目的によって適切な値より大きなものを不良とするのが一般的である。
Ｉｄ不良の原因としては、太陽電池の製造プロセスに起因するもの、ウエハの比抵抗（低抵抗）によるもの、ＳｉＣなど異物によるものなど、様々な原因が考えられる。
In polycrystalline silicon solar cells, dark reverse leakage current (Id) defects often occur in succession in battery characteristic inspection.
Dark reverse leakage current (Id) is, as the name suggests, a current that flows when a reverse bias is applied to the pn junction of a polycrystalline silicon solar cell without light irradiation. Generally, a value larger than a certain value is regarded as defective.
As the cause of Id failure, there are various causes such as those caused by the manufacturing process of the solar cell, those caused by the specific resistance (low resistance) of the wafer, and those caused by foreign matters such as SiC.
例えば、非特許文献１には、キャスト法による多結晶シリコンインゴットを用いて製造された多結晶シリコン太陽電池のＩｄ不良の原因の１つとして、数μｍ径程度の窒素ドープＮ型ＳｉＣフィラメントが示されている。
ＳｉＣフィラメントは、一方向凝固中に結晶粒界に沿って析出し、高さ、すなわち一方向凝固の方向に、ある範囲にわたって分布しているため、このようなタイプのＩｄ不良はブロックの高さ方向に連続して発生する傾向がある。通常、ＳｉＣフィラメントが析出する際には同時にＳｉＮフィラメントも析出するため、結晶粒界にはそれらのいずれかあるいは両者の混合物の析出が確認される。ＳｉＮフィラメントはそれ自体ではＩｄ不良の原因とはならないが、通常近傍にＳｉＣフィラメントが析出しているため、以後はどちらも含めてＳｉＣフィラメントとする。
For example, Non-Patent Document 1 shows a nitrogen-doped N-type SiC filament having a diameter of several μm as one of the causes of Id failure of a polycrystalline silicon solar cell manufactured using a polycrystalline silicon ingot by a casting method. Has been.
Since SiC filaments precipitate along grain boundaries during unidirectional solidification and are distributed over a range in height, i.e., direction of unidirectional solidification, this type of Id failure is the height of the block. There is a tendency to occur continuously in the direction. Usually, when a SiC filament precipitates, a SiN filament also precipitates at the same time, so that any one of them or a mixture of both is confirmed at the crystal grain boundary. The SiN filament itself does not cause the Id defect, but since the SiC filament is usually deposited in the vicinity, the SiC filament including both of them is used as the SiC filament.
本発明者らは、多結晶シリコンウエハおよびそれを用いて製造した太陽電池の様々な評価を行った結果、窒素ドープＮ型ＳｉＣフィラメントが、Ｉｄ不良の大きな部分を占めていることを見出した。ウエハの比抵抗によるＩｄ不良も連続して発生する可能性があるが、それは単にキャスト法によるシリコンインゴット製造時のシリコン原料に起因するものであり、原料の調整で対応可能である。
このように多結晶シリコン太陽電池のさらなる低コスト化のためには、ＳｉＣフィラメントによるＩｄ不良を回避する必要がある。しかしながら、上記の非特許文献１には、その対応策が示されていない。
As a result of various evaluations of a polycrystalline silicon wafer and a solar cell manufactured using the same, the present inventors have found that nitrogen-doped N-type SiC filaments occupy a large part of Id defects. There may be a continuous occurrence of Id defects due to the specific resistance of the wafer, but this is simply caused by the silicon raw material when the silicon ingot is manufactured by the casting method, and can be dealt with by adjusting the raw material.
Thus, in order to further reduce the cost of the polycrystalline silicon solar cell, it is necessary to avoid Id defects due to the SiC filament. However, the countermeasures are not shown in Non-Patent Document 1 described above.
通常の多結晶シリコンウエハの検査方法では、ウエハの外観を検査して、面内に異物が存在しないか、基準値を超える段差がないか、結晶粒径が細かくないか、などをみる。
最近では赤外線を用いた透過型の検査装置も採用され始めている。赤外線ではウエハ内部も検査できるため、例えば検査装置に設けられたカメラの分解能以上のサイズであれば、表面からは確認できない、バルク内部に存在する異物などを確認できる。しかしながら、基本的には従来の外観検査と同様に、１枚１枚のウエハに対して各項目が合格しているか否かを検査する必要がある。
In an ordinary method for inspecting a polycrystalline silicon wafer, the appearance of the wafer is inspected to determine whether there is a foreign substance in the surface, whether there is a step exceeding a reference value, and whether the crystal grain size is fine.
Recently, a transmission type inspection apparatus using infrared rays has begun to be adopted. Since the inside of the wafer can be inspected with infrared rays, for example, if the size is larger than the resolution of the camera provided in the inspection apparatus, foreign matter existing in the bulk that cannot be confirmed from the surface can be confirmed. However, basically, it is necessary to inspect whether each item has passed each wafer as in the conventional appearance inspection.
そこで、本発明は、多結晶シリコンウエハの不良品、特に太陽電池のＩｄ不良の原因となるＳｉＣフィラメントが結晶粒界に存在する不良品のみを効率的に選別するための多結晶シリコンウエハの検査方法およびそれにより得られた多結晶シリコンウエハの用途を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention is an inspection of a polycrystalline silicon wafer for efficiently sorting out only defective products of a polycrystalline silicon wafer, in particular, only defective products in which SiC filaments that cause Id defects of solar cells are present at grain boundaries. It is an object of the present invention to provide a method and use of a polycrystalline silicon wafer obtained thereby.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記のような従来からの多結晶シリコンウエハの検査方法における問題点を特定することに成功し、多結晶シリコンウエハの不良品、特にＳｉＣフィラメントが結晶粒界に存在する不良品のみを効率的に選別する検査方法を見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors succeeded in identifying the problems in the conventional method for inspecting a polycrystalline silicon wafer as described above. The present inventors have found an inspection method for efficiently selecting only defective products, particularly defective products in which SiC filaments are present at crystal grain boundaries, and have reached the present invention.
かくして、本発明によれば、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別するための基準物性値に基づいて、多結晶シリコンブロックをスライス加工して得られた一連の多結晶シリコンウエハ群の中から不良品または良品を選別する検査方法であり、
１枚の多結晶シリコンウエハが有する前記基準物性値に対応する物性値と、その多結晶シリコンウエハがスライス加工時に隣接していた多結晶シリコンウエハが有する前記基準物性値に対応する物性値とを相対比較し、前記一連の多結晶シリコンウエハ群の各多結晶シリコンウエハが有する各物性値の傾向に基づいて、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別することを特徴とする多結晶シリコンウエハの検査方法が提供される。
Thus, according to the present invention, a series of polycrystalline silicon wafer groups obtained by slicing a polycrystalline silicon block based on reference physical property values for selecting defective or good polycrystalline silicon wafers. This is an inspection method for selecting defective or good products from
A physical property value corresponding to the reference physical property value of one polycrystalline silicon wafer, and a physical property value corresponding to the reference physical property value of the polycrystalline silicon wafer adjacent to the polycrystalline silicon wafer at the time of slicing A polycrystalline silicon wafer characterized by selecting a defective or non-defective product of the polycrystalline silicon wafer based on a relative comparison and a tendency of each physical property value of each polycrystalline silicon wafer of the series of polycrystalline silicon wafer groups An inspection method is provided.
また、本発明によれば、上記の多結晶シリコンウエハの検査方法により良品として選別された多結晶シリコンウエハおよびその多結晶シリコンウエハを用いて製造された多結晶シリコン太陽電池が提供される。 The present invention also provides a polycrystalline silicon wafer selected as a non-defective product by the method for inspecting a polycrystalline silicon wafer and a polycrystalline silicon solar cell manufactured using the polycrystalline silicon wafer.
本発明によれば、多結晶シリコンウエハの不良品、特に太陽電池のＩｄ不良の原因となるＳｉＣフィラメントが結晶粒界に存在する不良品のみを効率的に選別するための多結晶シリコンウエハの検査方法およびそれにより得られた多結晶シリコンウエハの用途を提供することができる。
すなわち、本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法は、一般的にキャスト法や電磁キャスト法などにより製造された多結晶シリコンインゴットを加工して得られた多結晶シリコンウエハの検査方法として好適であり、本発明によれば、Ｉｄ不良発生率の低い多結晶シリコンウエハを効率的に選別することができ、ウエハの不良率が低下することで、低価格の多結晶シリコン太陽電池および太陽電池モジュールを市場に供給することができ、それらのさらなる普及に貢献できる。
According to the present invention, inspection of a polycrystalline silicon wafer for efficiently sorting out only defective products of a polycrystalline silicon wafer, in particular, defective products in which SiC filaments that cause Id failures of solar cells are present at the grain boundaries. The method and use of the resulting polycrystalline silicon wafer can be provided.
That is, the method for inspecting a polycrystalline silicon wafer of the present invention is generally suitable as a method for inspecting a polycrystalline silicon wafer obtained by processing a polycrystalline silicon ingot manufactured by a casting method or an electromagnetic casting method. According to the present invention, it is possible to efficiently select a polycrystalline silicon wafer having a low Id defect occurrence rate, and a low-cost polycrystalline silicon solar cell and a solar cell module can be obtained by reducing the defect rate of the wafer. It can be supplied to the market and can contribute to further dissemination of them.
また、多結晶シリコンウエハの検査方法は、次の工程：
（１）前記多結晶シリコンブロックをスライス加工して得られた一連の多結晶シリコンウエハ群の中から、スライス面において、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別するための基準物性値としての基準結晶粒径以下の結晶粒の最大集合領域を有する多結晶シリコンウエハを確認する工程、
（２）前記最大集合領域を基準領域とし、その基準領域を有する多結晶シリコンウエハを基準ウエハとし、その基準ウエハを不良品として選別する工程、
（３）前記基準ウエハに隣接する多結晶シリコンウエハ中の前記基準領域に対応する領域内に、基準結晶粒径以下の結晶粒が所定許容数以上存在する場合にその多結晶シリコンウエハを不良品として選別し、存在しない場合にその多結晶シリコンウエハを良品として選別して検査を終了する工程、および
（４）工程（３）において多結晶シリコンウエハを不良品として選別した場合、その多結晶シリコンウエハに隣接する未検査の多結晶シリコンウエハについて、不良品が選別されなくなるまで工程（３）を繰り返す工程
を含む場合に、上記の効果がさらに発揮される。
In addition, the polycrystalline silicon wafer inspection method includes the following steps:
(1) As a standard physical property value for selecting defective or non-defective polycrystalline silicon wafers on a slice plane from a series of polycrystalline silicon wafer groups obtained by slicing the polycrystalline silicon block A step of confirming a polycrystalline silicon wafer having a maximum aggregate region of crystal grains of a reference crystal grain size or less,
(2) a step of setting the maximum gathering area as a reference area, a polycrystalline silicon wafer having the reference area as a reference wafer, and selecting the reference wafer as a defective product;
(3) If there are more than a predetermined allowable number of crystal grains below the reference crystal grain size in a region corresponding to the reference region in the polycrystalline silicon wafer adjacent to the reference wafer, the polycrystalline silicon wafer is defective. And if the non-existent polycrystalline silicon wafer is selected as a non-defective product and the inspection is terminated, and (4) if the polycrystalline silicon wafer is selected as a defective product in step (3), the polycrystalline silicon wafer The above effect is further exhibited when the process includes the step of repeating the step (3) until an uninspected polycrystalline silicon wafer adjacent to the wafer is not sorted out.
また、多結晶シリコンウエハの検査方法は、基準結晶粒径が５ｍｍ以下、特に２ｍｍ以下である場合に、さらに基準領域が１００ｍｍ2以上である場合に、さらにまた所定許容数が１である場合に、上記の効果がさらに発揮される。
さらに、多結晶シリコンウエハの検査方法は、多結晶シリコンウエハが太陽電池用であり、かつ不良品が太陽電池を作製したときに暗時逆方向漏れ電流不良となる多結晶シリコンウエハである場合に、好適に実施でき、上記の効果がさらに発揮される。
なお、上記結晶粒径を評価するにあたり、多結晶シリコンウエハ表面によく見られるΣ３粒界はここでは粒界とみなさないこととする。なぜならΣ３粒界は、結晶成長中の積層欠陥あるいは結晶成長後のストレスにより導入された粒界であり、組成的過冷却によって生じる結晶粒界とは明らかに起源が異なるものだからである。ここで、Σ３粒界とは、その粒界の両側の結晶が（１１１）面に関して鏡面対称となっている粒界を意味し、ウエハでは直線状の特徴的な粒界として確認でき、複数のΣ３粒界が密集して平行に入ることもある。
In addition, the inspection method of the polycrystalline silicon wafer is performed when the reference crystal grain size is 5 mm or less, particularly 2 mm or less, when the reference area is 100 mm 2 or more, and when the predetermined allowable number is 1. The above effects are further exhibited.
Furthermore, the method for inspecting a polycrystalline silicon wafer is when the polycrystalline silicon wafer is for a solar cell and the defective product is a polycrystalline silicon wafer that causes a reverse leakage current failure in the dark when the solar cell is manufactured. It can be carried out suitably, and the above effects are further exhibited.
In evaluating the crystal grain size, the Σ3 grain boundary often found on the surface of the polycrystalline silicon wafer is not regarded as a grain boundary here. This is because the Σ3 grain boundary is a grain boundary introduced due to stacking faults during crystal growth or stress after crystal growth, and the origin is clearly different from the crystal grain boundary caused by compositional supercooling. Here, the Σ3 grain boundary means a grain boundary in which the crystals on both sides of the grain boundary are mirror-symmetric with respect to the (111) plane, and can be confirmed as a linear characteristic grain boundary on the wafer. Sometimes the Σ3 grain boundaries are packed in parallel.
本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法は、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別するための基準物性値に基づいて、多結晶シリコンブロックをスライス加工して得られた一連の多結晶シリコンウエハ群の中から不良品または良品を選別する検査方法であり、１枚の多結晶シリコンウエハが有する前記基準物性値に対応する物性値と、その多結晶シリコンウエハがスライス加工時に隣接していた多結晶シリコンウエハが有する前記基準物性値に対応する物性値とを相対比較し、前記一連の多結晶シリコンウエハ群の各多結晶シリコンウエハが有する各物性値の傾向に基づいて、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別することを特徴とする。 The method for inspecting a polycrystalline silicon wafer according to the present invention is a series of polycrystalline silicon wafers obtained by slicing a polycrystalline silicon block based on standard physical property values for selecting defective or non-defective polycrystalline silicon wafers. An inspection method for selecting defective or non-defective products from a wafer group, wherein a physical property value corresponding to the reference physical property value of one polycrystalline silicon wafer and the polycrystalline silicon wafer were adjacent at the time of slicing A relative comparison is made with a physical property value corresponding to the reference physical property value possessed by the polycrystalline silicon wafer, and based on the tendency of each physical property value possessed by each polycrystalline silicon wafer in the series of polycrystalline silicon wafer groups. It is characterized by sorting out defective or non-defective products.
本発明の経緯について説明する。
本発明者らは、まず、ＳｉＣフィラメントによるＩｄ不良が発生した太陽電池を評価して、結晶粒界にＳｉＣフィラメントが存在するウエハには、結晶粒径１ｍｍ程度以下の細かい結晶粒が多いこと、またＳｉＣフィラメントの導電率が高いために、ウエハ面内に上記のような細かい結晶粒が１つでもあれば、ＳｉＣフィラメント部分でのリークによりＩｄ不良になることを見出した（但し、Ｉｄ不良判定基準が緩い場合にはこの限りではなく、その基準に対し上記細かい結晶粒数のウエハ内での許容値（所定許容値）を評価しておく）。
The background of the present invention will be described.
First, the inventors evaluated a solar cell in which an Id defect due to a SiC filament occurred, and a wafer having a SiC filament at a crystal grain boundary has many fine crystal grains having a crystal grain size of about 1 mm or less. Further, since the SiC filament has a high conductivity, it has been found that if there is even one of the fine crystal grains as described above in the wafer surface, an Id defect is caused by a leak in the SiC filament portion (however, an Id defect determination is made). This is not limited to the case where the standard is loose, and an allowable value (predetermined allowable value) in the wafer having the fine crystal grain number is evaluated with respect to the standard).
そこで、本発明者らは、多結晶シリコンウエハの検査工程において、例えば結晶粒径１ｍｍ以下の結晶を１つ以上有するウエハを不良ウエハとして選別し、それら以外の良品ウエハを用いて太陽電池を作製したところ、Ｉｄ不良の発生率を大幅に低減させることができた。
しかしながら、検査工程において選別された不良ウエハを用いて太陽電池を作製したところ、大部分のウエハではＩｄ不良が発生しなかった。このことは、上記の検査基準が適切でなく、不良でない大量の良品ウエハを不良と判定させてしまうこと、つまり太陽電池のＩｄ不良の原因となるＳｉＣフィラメントが結晶粒界に存在する不良ウエハのみを効率的に選別できないことを意味する。
Therefore, the present inventors selected a wafer having one or more crystals having a crystal grain size of 1 mm or less as a defective wafer in a polycrystalline silicon wafer inspection process, and produced a solar cell using a non-defective wafer other than those. As a result, the incidence of Id defects could be greatly reduced.
However, when solar cells were produced using defective wafers selected in the inspection process, Id defects did not occur in most wafers. This means that the above inspection standard is not appropriate, and a large number of non-defective non-defective wafers are determined to be defective. That is, only defective wafers in which SiC filaments that cause Id defects of solar cells are present at grain boundaries. Means that it cannot be sorted efficiently.
すなわち、上記の検査方法では、「結晶粒界にＳｉＣフィラメントが存在するウエハには、結晶粒径１ｍｍ程度以下の細かい結晶粒が多い」という事実のみから、全ウエハについて検査して、結晶粒径１ｍｍ以下の結晶を１つ以上有するウエハを不良ウエハとして選別したが、上記の結果から「結晶粒径１ｍｍ以下」という基準は、「結晶粒界にＳｉＣフィラメントが存在するウエハ」の十分条件であって、必要条件ではないことがわかる。 That is, in the above inspection method, only the fact that “a wafer having SiC filaments at the crystal grain boundary has many fine crystal grains having a crystal grain size of about 1 mm or less” is inspected for all wafers, Wafers having one or more crystals of 1 mm or less were selected as defective wafers. From the above results, the criterion of “crystal grain size of 1 mm or less” is a sufficient condition for “wafers having SiC filaments at crystal grain boundaries”. It turns out that this is not a necessary condition.
多結晶シリコンウエハ中に「結晶粒径１ｍｍ以下」の細かい結晶粒が存在する原因としては、本発明において問題になるＳｉＣフィラメントが結晶粒界に存在することに加えて、ただ単に確率的に結晶粒径の細かい結晶粒が存在すること、結晶成長中の単一結晶粒内に双相やすべりが入って発生した細かい結晶粒が存在することなどが挙げられる。上記の検査工程では、後者の２つの原因によって「結晶粒径１ｍｍ以下」の細かい結晶粒が存在するウエハが不良ウエハとして選別されたものと考えられる。 The reason why fine crystal grains having a crystal grain size of 1 mm or less exist in the polycrystalline silicon wafer is that the SiC filament which is a problem in the present invention is present at the crystal grain boundaries, and the crystal grains are merely stochastic. Examples include the presence of fine crystal grains having a small particle diameter, and the presence of fine crystal grains generated by entering a dual phase or slip in a single crystal grain during crystal growth. In the above inspection process, it is considered that a wafer having fine crystal grains having a crystal grain diameter of 1 mm or less is selected as a defective wafer due to the latter two causes.
図２（ａ）〜（ｃ）は、多結晶シリコンインゴット中の結晶粒の存在パターンを示す概略断面図である。各図面は、多結晶シリコンインゴットの縦方向、つまり結晶成長方向に沿った断面を示している。したがって、図中の矢印ＧＯは一方向凝固の「結晶成長方向」を表し、ＧＯに垂直な矢印ＳＯはインゴットをウエハにスライスする「スライス方向」を表す。 2A to 2C are schematic cross-sectional views showing the existence patterns of crystal grains in the polycrystalline silicon ingot. Each drawing shows a cross section along the longitudinal direction of the polycrystalline silicon ingot, that is, the crystal growth direction. Therefore, the arrow GO in the figure represents the “crystal growth direction” of unidirectional solidification, and the arrow SO perpendicular to GO represents the “slice direction” for slicing the ingot into the wafer.
図２（ａ）は、ＳｉＣフィラメントが結晶粒界に存在するために、細かい結晶粒３が存在する多結晶シリコンインゴットの概略断面図である。
細かい結晶粒３は、一方向凝固の結晶成長の際に、結晶粒界にＳｉＣフィラメントが析出している部分で組成的過冷却状態になり、融液中でシリコンおよびＳｉＣ、ＳｉＮの結晶核が発生して形成されたものと考えられる。この組成的過冷却状態は面内で広がりをもちかつ時間的にも継続すると考えられ、融液中で発生した結晶核が結晶上に降り積もり付着することで、結晶粒径が１ｍｍ以下の領域が形成されたものと考えられる。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of a polycrystalline silicon ingot in which fine crystal grains 3 exist because SiC filaments exist at the crystal grain boundaries.
Fine crystal grains 3 are compositionally supercooled at the portion where SiC filaments are precipitated at the crystal grain boundaries during crystal growth by unidirectional solidification, and silicon, SiC, and SiN crystal nuclei are formed in the melt. It is thought that it was generated. This compositional supercooled state is considered to spread in the plane and continue over time, and crystal nuclei generated in the melt fall on the crystal and adhere to it, so that a region having a crystal grain size of 1 mm or less is formed. It is thought that it was formed.
図２（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ単に確率的に発生した細かい結晶粒４が存在する多結晶シリコンインゴットおよび結晶成長中の単一結晶粒内に双相やすべりが多重に入って発生した細かい結晶粒５が存在する多結晶シリコンインゴットの概略断面図である。 2 (b) and 2 (c) show that a polycrystalline silicon ingot in which fine crystal grains 4 are generated only in a stochastic manner and a single crystal grain during crystal growth are generated by multiple twin phases and slips. 2 is a schematic cross-sectional view of a polycrystalline silicon ingot in which fine crystal grains 5 exist.
そこで、図２（ａ）〜（ｃ）の多結晶シリコンインゴットをそれぞれＡ−Ａ’断面、Ｂ−Ｂ’断面およびＣ−Ｃ’断面でスライスしたウエハを比較すると、すべてのウエハには細かい結晶粒が存在する。したがって、１枚のウエハに対して外観の検査基準を設けて良品または不良品を選別する従来の検査方法では、すべてのウエハが不良品として選別される。しかしながら、本発明者らは、図２（ｂ）および（ｃ）の多結晶シリコンインゴットからスライスされたウエハを用いて太陽電池を作製してもＩｄ不良となる確率が極めて低いことを確認している。 Therefore, when the wafers obtained by slicing the polycrystalline silicon ingots of FIGS. 2A to 2C along the AA ′, BB ′, and CC ′ sections are compared, all the wafers have fine crystals. There are grains. Therefore, in the conventional inspection method in which a good or defective product is selected by setting an appearance inspection standard for one wafer, all wafers are selected as defective products. However, the present inventors have confirmed that even if a solar cell is fabricated using a wafer sliced from the polycrystalline silicon ingot of FIGS. 2B and 2C, the probability of Id failure is extremely low. Yes.
そこで、図２（ａ）のような不良ウエハ（ウエハＡ）と、図２（ｂ）および（ｃ）のような良品ウエハ（それぞれウエハＢおよびＣ）とを効率的に選別し得る検査方法が必要になる。
本発明者らは、ウエハＢおよびＣを含む図２（ｂ）および（ｃ）のインゴットと比較して、ウエハＡを含む図２（ａ）のインゴットには、結晶粒径の細かい結晶粒が存在する領域が結晶成長方向およびスライス方向に連続して広がりをもつことを見出した。
すなわち、ＳｉＣフィラメントが存在する細かい結晶粒がインゴットの特定領域に存在することから、１つのインゴットからスライスして得られるウエハを１枚ずつ検査するのではなく、特定の検査基準を設け、スライスして得られるウエハをスライスした順に並べた一連（組）のウエハとして検査することにより、良品または不良品を効率よく選別できることを見出した。
Therefore, there is an inspection method that can efficiently sort a defective wafer (wafer A) as shown in FIG. 2A and non-defective wafers (wafers B and C, respectively) as shown in FIGS. 2B and 2C. I need it.
In comparison with the ingots of FIGS. 2B and 2C that include the wafers B and C, the inventors of the ingot of FIG. It was found that the existing region has a continuous spread in the crystal growth direction and the slice direction.
In other words, since fine crystal grains with SiC filaments exist in a specific region of the ingot, a specific inspection standard is set instead of inspecting wafers obtained by slicing from one ingot one by one. It was found that the non-defective product or the defective product can be efficiently sorted by inspecting as a series (set) of wafers arranged in the sliced order.
従来の検査方法は、各ウエハを個別に特定の外観検査基準で検査（選別）する方法であり、スライスした順に並べた１連（組）のウエハを、隣り合うウエハを相対的に特定の検査基準で検査（選別）する本発明の検査方法は、全く新しい発想である。
ここで、特定の検査基準としては、上記のような結晶粒径（基準結晶粒径）や結晶粒径の細かい結晶粒が存在する領域（基準領域）が挙げられ、これらは一例であって、ウエハの良否を選別できる基準であれば特に限定されない。このような検査基準としては、例えば、少数キャリアライフタイム、比抵抗、ウェハサイズ、ウェハ厚さ、ウェハ各辺のなす角度、欠陥密度、フォトルミネッセンス発光強度、キャリア易動度などが挙げられる。
１枚のウエハとその隣り合うウエハとを対比する「基準結晶粒径」のような特定の検査基準を特に「基準物性値」という。
The conventional inspection method is a method in which each wafer is individually inspected (selected) according to a specific appearance inspection standard, and a series (set) of wafers arranged in the sliced order are relatively inspected adjacent to each other. The inspection method of the present invention in which inspection (selection) is performed based on a standard is a completely new idea.
Here, as a specific inspection standard, the above-described crystal grain size (reference crystal grain size) and a region where a crystal grain having a fine crystal grain size exists (reference region) are mentioned, and these are examples, There is no particular limitation as long as it is a standard that can be used to determine whether the wafer is good or bad. Examples of such inspection standards include minority carrier lifetime, specific resistance, wafer size, wafer thickness, angle formed by each side of the wafer, defect density, photoluminescence emission intensity, carrier mobility, and the like.
A specific inspection standard such as “reference crystal grain size” for comparing one wafer with its adjacent wafer is particularly referred to as “reference physical property value”.
基準結晶粒径および基準領域を特定の検査基準とした本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法について具体的に説明する。 A method for inspecting a polycrystalline silicon wafer of the present invention using the reference crystal grain size and the reference region as specific inspection standards will be specifically described.
本発明において検査対象とする多結晶シリコンウエハは、キャスト法や電磁キャスト法などの公知の方法により、坩堝内で溶融シリコンを一方向凝固させて大きな多結晶シリコンインゴットを得た後、バンドソーなどの公知の装置を用いて角柱状の多結晶シリコンブロックに切り出し、さらにワイヤーソーなどの公知の装置を用いて所望の厚さにスライスしウエハ化したものである。
角柱状の多結晶シリコンブロックは、スライス加工時にクラックの発生を防止するなどの目的で、必要に応じて、その表面が研磨加工される。
また、多結晶シリコンウエハは、スライス加工時にその表面に付着した汚れを除去するために、検査前に公知の方法により表面洗浄されるのが好ましい。
A polycrystalline silicon wafer to be inspected in the present invention is obtained by a known method such as a casting method or an electromagnetic casting method, and after a molten silicon is unidirectionally solidified in a crucible to obtain a large polycrystalline silicon ingot, It is cut into a prismatic polycrystalline silicon block using a known apparatus, and further sliced to a desired thickness using a known apparatus such as a wire saw to form a wafer.
The prismatic polycrystalline silicon block has its surface polished as necessary for the purpose of preventing the occurrence of cracks during slicing.
In addition, it is preferable that the surface of the polycrystalline silicon wafer be cleaned by a known method before the inspection in order to remove dirt adhering to the surface during slicing.
多結晶シリコンウエハの厚さは、現状では、１７０〜２００μｍ程度が一般的であるが、傾向としてはコスト削減のため、薄型化の傾向にある。
本発明の検査方法においては、１本の多結晶シリコンブロックをスライス加工した一連（組）の多結晶シリコンウエハは、その順序（並び）が重要であり、スライス加工前の多結晶シリコンブロックの順序が保持もしくは可能な限り保持されるように配列されるか、またはその順序が十分に認識されるように識別される。
At present, the thickness of the polycrystalline silicon wafer is generally about 170 to 200 μm, but the tendency is to reduce the thickness for cost reduction.
In the inspection method of the present invention, the order (arrangement) of a series (set) of polycrystalline silicon wafers obtained by slicing one polycrystalline silicon block is important, and the order of polycrystalline silicon blocks before slicing is determined. Are arranged to be retained or retained as much as possible, or identified so that their order is fully recognized.
次いで、本発明の検査方法により、一連（組）の多結晶シリコンウエハを検査する。
図１を用いて本発明の検査方法を説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。ここでは所定許容数を１とした例につき説明する。
図１は、本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法の一例を示す概略図である。
図１（ａ）〜（ｈ）は、多結晶シリコンインゴットの結晶成長方向ＧＯに垂直な方向にスライスしたウエハの概略断面図である。すなわち、ウエハ（ａ）からウエハ（ｈ）まで多結晶シリコンインゴットの結晶成長方向に配列されている。
Next, a series (set) of polycrystalline silicon wafers are inspected by the inspection method of the present invention.
Although the inspection method of the present invention will be described with reference to FIG. 1, the present invention is not limited thereby. Here, an example in which the predetermined allowable number is 1 will be described.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an inspection method for a polycrystalline silicon wafer according to the present invention.
1A to 1H are schematic cross-sectional views of a wafer sliced in a direction perpendicular to the crystal growth direction GO of the polycrystalline silicon ingot. That is, the wafers (a) to (h) are arranged in the crystal growth direction of the polycrystalline silicon ingot.
工程（１）：前記多結晶シリコンブロックをスライス加工して得られた一連の多結晶シリコンウエハ群の中から、スライス面において、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別するための基準物性値としての基準結晶粒径以下の結晶粒の最大集合領域を有する多結晶シリコンウエハを確認する
すなわち、図１では、基準結晶粒径以下の結晶粒の最大集合領域を有する多結晶シリコンウエハは（ｅ）に相当する。
Step (1): Reference physical property values for selecting defective or non-defective products of the polycrystalline silicon wafer on the slice surface from a series of polycrystalline silicon wafer groups obtained by slicing the polycrystalline silicon block. As shown in FIG. 1, a polycrystalline silicon wafer having a maximum aggregate region of crystal grains having a reference crystal grain size equal to or smaller than the reference crystal grain size is determined as (e ).
工程（２）：前記最大集合領域を基準領域とし、その基準領域を有する多結晶シリコンウエハを基準ウエハとし、その基準ウエハを不良品として選別する。
すなわち、図１では、不良品として選別される基準ウエハは（ｅ）に相当し、その図番２が基準領域に相当する。
Step (2): The maximum gathering area is set as a reference area, a polycrystalline silicon wafer having the reference area is set as a reference wafer, and the reference wafer is selected as a defective product.
That is, in FIG. 1, the reference wafer selected as a defective product corresponds to (e), and the drawing number 2 corresponds to the reference region.
工程（３）：前記基準ウエハに隣接する多結晶シリコンウエハ中の前記基準領域に対応する領域内に、基準結晶粒径以下の結晶粒が所定許容数（ここでは１）以上存在する場合にその多結晶シリコンウエハを不良品として選別し、存在しない場合にその多結晶シリコンウエハを良品として選別して検査を終了する。
すなわち、図１では、隣接する未検査の多結晶シリコンウエハは（ｄ）および（ｆ）に相当し、それらは基準領域に対応する領域内に、基準結晶粒径以下の結晶粒が所定許容数（ここでは１）以上存在するので不良品として選別される。
Step (3): When there are more than a predetermined allowable number (here, 1) of crystal grains below the reference crystal grain size in the region corresponding to the reference area in the polycrystalline silicon wafer adjacent to the reference wafer, The polycrystalline silicon wafer is selected as a defective product. If it does not exist, the polycrystalline silicon wafer is selected as a non-defective product and the inspection is completed.
That is, in FIG. 1, adjacent uninspected polycrystalline silicon wafers correspond to (d) and (f), and in the region corresponding to the reference region, crystal grains having a reference crystal grain size equal to or smaller than a predetermined allowable number are obtained. Since (1 here) or more exist, it is selected as a defective product.
工程（４）：工程（３）において多結晶シリコンウエハを不良品として選別した場合、その多結晶シリコンウエハに隣接する未検査の多結晶シリコンウエハについて、不良品が選別されなくなるまで工程（３）を繰り返す。
すなわち、図１では、隣接する未検査の多結晶シリコンウエハは（ｃ）および（ｇ）、次いで（ｂ）に相当し、それらは基準領域に対応する領域内に、基準結晶粒径以下の結晶粒が所定許容数（ここでは１）以上存在するので不良品として選別される。
また、図１の（ａ）および（ｈ）は、基準領域に対応する領域内に、基準結晶粒径以下の結晶粒が存在しない（所定許容数（ここでは１）未満）ことから、それぞれ良品として選別される。
Step (4): When the polycrystalline silicon wafer is selected as a defective product in the step (3), the non-inspected polycrystalline silicon wafer adjacent to the polycrystalline silicon wafer is selected until the defective product is not selected. repeat.
That is, in FIG. 1, adjacent uninspected polycrystalline silicon wafers correspond to (c) and (g), and then (b), which are crystals having a crystal grain size equal to or smaller than the reference crystal grain size in a region corresponding to the reference region. Since there are more than a predetermined allowable number of grains (here 1), the grains are selected as defective.
1 (a) and 1 (h) show that there are no crystal grains smaller than the reference crystal grain size in the region corresponding to the reference region (less than a predetermined allowable number (here, 1)). As screened.
ここで、図１における図番１は結晶粒であるが、基準領域外にあり、基準領域内の結晶粒との繋がりがないため、上記の検査対象からは外れ、この結晶粒を有するだけでは不良品として選別されない。
図１（ａ）〜（ｈ）の多結晶シリコンウエハの物性と検査（選別）結果は表１のようにまとめられる。
Here, the figure number 1 in FIG. 1 is a crystal grain, but it is outside the reference region and has no connection with the crystal grain in the reference region. Not sorted as defective.
The physical properties and inspection (selection) results of the polycrystalline silicon wafers of FIGS.
上記の各工程における多結晶シリコンウエハの確認および選別の手段は、特に限定されず、光学顕微鏡などの機器を用いてもよい、簡便であることから目視観察が特に好ましい。 The means for confirming and selecting the polycrystalline silicon wafer in each of the above steps is not particularly limited, and visual observation is particularly preferable because an instrument such as an optical microscope may be used.
基準結晶粒径は、多結晶シリコンウエハに要求される仕様などにより設定すればよいが、例えば、多結晶シリコンウエハが太陽電池用であり、太陽電池のＩｄ不良を回避するためには、５ｍｍ以下であるのが好ましく、２ｍｍ以下であるのがより好ましく、１ｍｍ以下であるのが特に好ましい。
基準結晶粒径が５ｍｍを超えると、不良と選別された多結晶シリコンウエハの中に、結晶粒界にＳｉＣフィラメントが存在しないものの割合が高くなる傾向にあり、本発明検査方法の効率が低下することがある。
The reference crystal grain size may be set according to specifications required for a polycrystalline silicon wafer. For example, the polycrystalline silicon wafer is for a solar cell, and in order to avoid Id defects of the solar cell, it is 5 mm or less. Preferably, it is 2 mm or less, more preferably 1 mm or less.
When the reference crystal grain size exceeds 5 mm, the proportion of the polycrystalline silicon wafer selected as defective does not have SiC filaments at the crystal grain boundary tends to increase, and the efficiency of the inspection method of the present invention decreases. Sometimes.
また、基準領域は、上記の基準結晶粒径と同様に、太陽電池のＩｄ不良を回避するためには、１００ｍｍ2以上であるのが好ましく、２００ｍｍ2以上であるのがより好ましく、４００ｍｍ2以上であるのが特に好ましい。
基準領域が１００ｍｍ2未満では、図２（ｂ）、（ｃ）のような現象突発的に多数発生した領域も基準領域と判定されてしまうことがある。
Further, the reference region is preferably 100 mm 2 or more, more preferably 200 mm 2 or more, and more preferably 400 mm 2 or more in order to avoid the Id defect of the solar cell, similarly to the above-mentioned reference crystal grain size. Is particularly preferred.
If the reference area is less than 100 mm 2 , an area where a large number of phenomena occur suddenly as shown in FIGS. 2B and 2C may be determined as the reference area.
上記のように、本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法は、多結晶シリコンウエハが太陽電池用であり、不良品が太陽電池を作製したときに暗時逆方向漏れ電流不良となる多結晶シリコンウエハである場合に、好適である。 As described above, the method for inspecting a polycrystalline silicon wafer according to the present invention is such that the polycrystalline silicon wafer is for solar cells, and the defective product has a reverse leakage current failure in the dark when a solar cell is produced. It is suitable when it is a wafer.
（多結晶シリコンウエハ）
本発明の多結晶シリコンウエハは、本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法により良品と選別されることにより得られる。
また、必要に応じて、公知の方法により多結晶シリコンウエハの表面を研磨加工してもよい。
(Polycrystalline silicon wafer)
The polycrystalline silicon wafer of the present invention is obtained by sorting out the non-defective product by the polycrystalline silicon wafer inspection method of the present invention.
If necessary, the surface of the polycrystalline silicon wafer may be polished by a known method.
（多結晶シリコン太陽電池）
本発明の多結晶シリコン太陽電池は、本発明の多結晶シリコンウエハを用いて製造される。
多結晶シリコン太陽電池セルは、例えば、本発明の多結晶シリコンウエハを用いて、公知の太陽電池セルプロセスにより製造することができる。すなわち、公知の材料を用いて、公知の方法により、ｐ型の不純物がドープされたシリコンウエハの場合、ｎ型の不純物をドープしてｎ型層を形成してｐｎ接合を形成し、表面電極および裏面電極を形成して多結晶シリコン太陽電池セルを得る。同様に、ｎ型の不純物がドープされたシリコンウエハの場合、ｐ型の不純物をドープしてｐ型層を形成してｐｎ接合を形成し、表面電極および裏面電極を形成して多結晶シリコン太陽電池セルを得る。あるいは、これらシリコン同士のｐｎ接合を利用したものの他にも、薄い絶縁層を挟んで金属を蒸着するなどしたＭＩＳ型太陽電池、例えば多結晶ウエハと反対の導電型のアモルファスなどのシリコン薄膜を成膜し、異なる構造のｐ型、ｎ型シリコンヘテロ接合を利用したものなどがある。また、その複数個を電気的に接続して、多結晶シリコン太陽電池モジュールを得る。
(Polycrystalline silicon solar cell)
The polycrystalline silicon solar cell of the present invention is manufactured using the polycrystalline silicon wafer of the present invention.
A polycrystalline silicon solar cell can be manufactured, for example, by a known solar cell process using the polycrystalline silicon wafer of the present invention. That is, in the case of a silicon wafer doped with a p-type impurity by a known method using a known material, an n-type impurity is doped to form an n-type layer to form a pn junction, and the surface electrode And a back surface electrode is formed and a polycrystalline silicon solar cell is obtained. Similarly, in the case of a silicon wafer doped with n-type impurities, a p-type impurity is doped to form a p-type layer to form a pn junction, and a surface electrode and a back electrode are formed to form a polycrystalline silicon solar A battery cell is obtained. Alternatively, in addition to those using pn junctions between silicon, MIS type solar cells in which a metal is vapor-deposited with a thin insulating layer interposed therebetween, for example, a silicon thin film of amorphous type having a conductivity type opposite to that of a polycrystalline wafer is formed. There are films that use p-type and n-type silicon heterojunctions with different structures. Further, a plurality of them are electrically connected to obtain a polycrystalline silicon solar cell module.
本明細書においては、「太陽電池セル」と「太陽電池モジュール」とを含む概念として、単に「太陽電池」と称する。したがって、例えば、「多結晶シリコン太陽電池」と記載されたものがあれば、それは「多結晶シリコン太陽電池セル」および「多結晶シリコン太陽電池モジュール」を含む意味となる。 In the present specification, the concept including “solar battery cell” and “solar battery module” is simply referred to as “solar battery”. Therefore, for example, what is described as “polycrystalline silicon solar cell” is meant to include “polycrystalline silicon solar cell” and “polycrystalline silicon solar cell module”.
以下に試験例により本発明を具体的に説明するが、この試験例により本発明が限定されるものではない。また、基準となる数値などについても適宜状況に応じて変更することができる。 The present invention will be specifically described below with reference to test examples, but the present invention is not limited to these test examples. In addition, the reference numerical value can be appropriately changed according to the situation.
（試験例）
キャスト法により製造された多結晶シリコンインゴットを、バンドソーを用いて１５６ｍｍ×１５６ｍｍ×２５０ｍｍサイズのブロック２５本に加工し、さらにワイヤーソーを用いて１５６ｍｍ×１５６ｍｍ×厚さ０．１８ｍｍサイズにスライスして、多結晶シリコンウエハ約１７，０００枚を得、洗浄した。
次いで、得られた多結晶シリコンウエハを、本発明の検査方法および従来の検査方法で良品および不良品を選別して、各検査における不良発生率（％）を求めた。
本発明の検査方法は上記の通りであり、検査における基準結晶粒径を１ｍｍ、基準領域を４ｃｍ2（４００ｍｍ2）、所定許容数を１とした。
また、従来の検査方法は、本発明の検査方法と同様に基準結晶粒径を１ｍｍとし、この基準結晶粒径以下の結晶粒が存在するウエハを不良品として選別した。
(Test example)
A polycrystalline silicon ingot produced by the cast method is processed into 25 blocks of 156 mm x 156 mm x 250 mm size using a band saw, and further sliced into a size of 156 mm x 156 mm x thickness 0.18 mm using a wire saw About 17,000 polycrystalline silicon wafers were obtained and cleaned.
Subsequently, the obtained polycrystalline silicon wafer was classified into non-defective products and defective products by the inspection method of the present invention and the conventional inspection method, and the defect occurrence rate (%) in each inspection was obtained.
The inspection method of the present invention is as described above. The reference crystal grain size in the inspection is 1 mm, the reference region is 4 cm 2 (400 mm 2 ), and the predetermined allowable number is 1.
Further, in the conventional inspection method, the reference crystal grain size is set to 1 mm as in the inspection method of the present invention, and wafers having crystal grains smaller than the reference crystal grain size are selected as defective products.
また、得られた多結晶シリコンウエハを通常の太陽電池セルプロセスに投入して太陽電池を作製し、各太陽電池の暗時逆方向漏れ電流（Ｉｄ）を測定した。
次いで、各検査において良品と選別されたウエハから太陽電池を作製した場合のＩｄ不良発生率（％）および各検査において不良品と選別されたウエハから太陽電池を作製した場合のＩｄ不良発生率（％）を求めた。
なお、未検査の場合には、すべてのウエハが良品として選別されたものとして、すべてのウエハのＩｄ不良発生率（％）を求めた。
得られた結果を表２に示す。
Moreover, the obtained polycrystalline silicon wafer was put into a normal solar battery cell process to produce a solar battery, and the dark reverse leakage current (Id) of each solar battery was measured.
Next, the Id defect occurrence rate (%) when a solar cell is manufactured from a wafer selected as a non-defective product in each inspection and the Id defect occurrence rate when a solar cell is manufactured from a wafer selected as a defective product in each inspection ( %).
In the case of uninspected, the Id defect occurrence rate (%) of all wafers was determined on the assumption that all wafers were selected as non-defective products.
The obtained results are shown in Table 2.
表２の結果から次のことがわかる。
本発明の検査方法で不良品と選別されたウエハ１．４％のうち、実際に作製した太陽電池のＩｄ不良発生率は９６．０％であり、一方、従来の検査方法で不良品と選別されたウエハ２１．０％のうち、実際に作製した太陽電池のＩｄ不良発生率は６．１％であり、本発明の検査方法は、従来の検査方法に比べて不良品の選別精度が高い。
また、本発明の検査方法で良品と選別されたウエハ（９８．６％）のうち、実際に作製した太陽電池のＩｄ不良発生率は０．３％であり、一方、従来の検査方法で良品と選別されたウエハ（７９．０％）のうち、実際に作製した太陽電池のＩｄ不良発生率は０．３％であり、両検査方法に差異はない。
The following can be seen from the results in Table 2.
Of the 1.4% of wafers selected as defective by the inspection method of the present invention, the actually produced solar cell has an Id defect occurrence rate of 96.0%, while it is selected as defective by the conventional inspection method. Of the 21.0% of the wafers produced, the actually produced solar cell has an Id defect occurrence rate of 6.1%, and the inspection method of the present invention has higher accuracy of sorting defective products than the conventional inspection method. .
Further, among the wafers (98.6%) selected as non-defective products by the inspection method of the present invention, the actually produced solar cell has an Id defect occurrence rate of 0.3%, while the conventional inspection method is non-defective. Among the wafers selected (79.0%), the actually produced solar cell has an Id defect occurrence rate of 0.3%, and there is no difference between the two inspection methods.
すなわち、ウエハ検査において、良品として選別されるべきところを不良品として選別される割合は、ウエハ全数に対して、本発明の検査方法では０．０５６％であり、一方、従来の検査方法では１９．７％であり、本発明の検査方法は、従来の検査方法に比べて不良品の選別精度が高い。
したがって、本発明の検査方法によれば、太陽電池の作製に至るまでにＩｄ不良となるウエハを、従来の検査方法に比べてより高い精度で選別することができるので、太陽電池の生産歩留りが向上し、太陽電池の低価格化、ひいては普及に貢献できる。
In other words, in the wafer inspection, the ratio of selecting a non-defective product as a defective product is 0.056% in the inspection method of the present invention with respect to the total number of wafers, while 19% in the conventional inspection method. The inspection method of the present invention has a higher accuracy of sorting defective products than the conventional inspection method.
Therefore, according to the inspection method of the present invention, wafers that have Id defects before the production of solar cells can be selected with higher accuracy than conventional inspection methods, so that the production yield of solar cells can be increased. It is possible to improve the cost of solar cells and contribute to the spread.
１ ＳｉＣフィラメントが存在しない細かい結晶粒
２ 基準領域
３ ＳｉＣフィラメントが存在する細かい結晶粒
４ 単に確率的に発生した細かい結晶粒
５ 結晶成長中の単一結晶粒内に双相やすべりが多重に入って発生した細かい結晶粒
ＳＯ スライス方向
ＧＯ 結晶成長方向
Ａ−Ａ’ スライス断面
Ｂ−Ｂ’ スライス断面
Ｃ−Ｃ’ スライス断面
1 Fine crystal grains without SiC filaments 2 Reference region 3 Fine crystal grains with SiC filaments 4 Fine crystal grains just generated stochastically 5 Double phase and slip are included in a single crystal grain during crystal growth Generated fine crystal grains SO Slice direction GO Crystal growth direction AA 'Slice cross section BB' Slice cross section CC 'Slice cross section
本発明は、多結晶シリコンウエハの検査方法および製造方法ならびにそれにより得られた多結晶シリコンウエハの用途に関する。 The present invention relates to a method for inspecting and manufacturing a polycrystalline silicon wafer, and an application of the polycrystalline silicon wafer obtained thereby.
また、本発明によれば、上記の多結晶シリコンウエハの検査方法により良品として選別された多結晶シリコンウエハおよびその多結晶シリコンウエハを用いて製造された多結晶シリコン太陽電池が提供される。
さらに、本発明によれば、上記の多結晶シリコンウエハの検査方法を用いる多結晶シリコンウエハの製造方法であり、
多結晶シリコンブロックをスライス加工して多結晶シリコンウエハを得る工程と、
前記スライス加工された多結晶シリコンウエハに対して前記検査方法を用いて不良品または良品を選別して良品を得る工程と
を含むことを特徴とする多結晶シリコンウエハの製造方法が提供される。
The present invention also provides a polycrystalline silicon wafer selected as a non-defective product by the method for inspecting a polycrystalline silicon wafer and a polycrystalline silicon solar cell manufactured using the polycrystalline silicon wafer.
Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a polycrystalline silicon wafer using the above-described inspection method for a polycrystalline silicon wafer,
A step of slicing a polycrystalline silicon block to obtain a polycrystalline silicon wafer;
A step of selecting defective or non-defective products by using the inspection method on the sliced polycrystalline silicon wafer to obtain non-defective products;
A method for producing a polycrystalline silicon wafer is provided.
（多結晶シリコンウエハ）
本発明の多結晶シリコンウエハは、本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法により良品と選別されることにより得られる。
また、必要に応じて、公知の方法により多結晶シリコンウエハの表面を研磨加工してもよい。
すなわち、本発明の多結晶シリコンウエハの製造方法は、多結晶シリコンブロックをスライス加工して多結晶シリコンウエハを得る工程と、前記スライス加工された多結晶シリコンウエハに対して本発明の多結晶シリコンウエハの検査方法を用いて不良品または良品を選別して良品を得る工程とを含むことを特徴とする。
(Polycrystalline silicon wafer)
The polycrystalline silicon wafer of the present invention is obtained by sorting out the non-defective product by the polycrystalline silicon wafer inspection method of the present invention.
If necessary, the surface of the polycrystalline silicon wafer may be polished by a known method.
That is, the method for producing a polycrystalline silicon wafer according to the present invention includes a step of slicing a polycrystalline silicon block to obtain a polycrystalline silicon wafer, and the polycrystalline silicon wafer according to the present invention for the sliced polycrystalline silicon wafer. And a step of selecting a defective product or a good product by using a wafer inspection method to obtain a good product.
Claims (9)
１枚の多結晶シリコンウエハが有する前記基準物性値に対応する物性値と、その多結晶シリコンウエハがスライス加工時に隣接していた多結晶シリコンウエハが有する前記基準物性値に対応する物性値とを相対比較し、前記一連の多結晶シリコンウエハ群の各多結晶シリコンウエハが有する各物性値の傾向に基づいて、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別することを特徴とする多結晶シリコンウエハの検査方法。 Based on the standard physical property values for selecting defective or non-defective polycrystalline silicon wafers, the defective or non-defective products are selected from a series of polycrystalline silicon wafers obtained by slicing the polycrystalline silicon block. Inspection method,
A physical property value corresponding to the reference physical property value of one polycrystalline silicon wafer, and a physical property value corresponding to the reference physical property value of the polycrystalline silicon wafer adjacent to the polycrystalline silicon wafer at the time of slicing A polycrystalline silicon wafer characterized by selecting a defective or non-defective product of the polycrystalline silicon wafer based on a relative comparison and a tendency of each physical property value of each polycrystalline silicon wafer of the series of polycrystalline silicon wafer groups Inspection method.
（１）前記多結晶シリコンブロックをスライス加工して得られた一連の多結晶シリコンウエハ群の中から、スライス面において、多結晶シリコンウエハの不良品または良品を選別するための基準物性値としての基準結晶粒径以下の結晶粒の最大集合領域を有する多結晶シリコンウエハを確認する工程、
（２）前記最大集合領域を基準領域とし、その基準領域を有する多結晶シリコンウエハを基準ウエハとし、その基準ウエハを不良品として選別する工程、
（３）前記基準ウエハに隣接する多結晶シリコンウエハ中の前記基準領域に対応する領域内に、基準結晶粒径以下の結晶粒が所定許容数以上存在する場合にその多結晶シリコンウエハを不良品として選別し、存在しない場合にその多結晶シリコンウエハを良品として選別して検査を終了する工程、および
（４）工程（３）において多結晶シリコンウエハを不良品として選別した場合、その多結晶シリコンウエハに隣接する未検査の多結晶シリコンウエハについて、不良品が選別されなくなるまで工程（３）を繰り返す工程
を含む請求項１に記載の多結晶シリコンウエハの検査方法。 The polycrystalline silicon wafer inspection method includes the following steps:
(1) As a standard physical property value for selecting defective or non-defective polycrystalline silicon wafers on a slice plane from a series of polycrystalline silicon wafer groups obtained by slicing the polycrystalline silicon block A step of confirming a polycrystalline silicon wafer having a maximum aggregate region of crystal grains of a reference crystal grain size or less,
(2) a step of setting the maximum gathering area as a reference area, a polycrystalline silicon wafer having the reference area as a reference wafer, and selecting the reference wafer as a defective product;
(3) If there are more than a predetermined allowable number of crystal grains below the reference crystal grain size in a region corresponding to the reference region in the polycrystalline silicon wafer adjacent to the reference wafer, the polycrystalline silicon wafer is defective. And if the non-existent polycrystalline silicon wafer is selected as a non-defective product and the inspection is terminated, and (4) if the polycrystalline silicon wafer is selected as a defective product in step (3), the polycrystalline silicon wafer 2. The method for inspecting a polycrystalline silicon wafer according to claim 1, comprising a step of repeating step (3) until an uninspected polycrystalline silicon wafer adjacent to the wafer is not sorted out.
Priority Applications (2)
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