JP4388362B2

JP4388362B2 - 半導体インゴットの切断方法

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Publication number: JP4388362B2
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Description

本発明は、スライスベースの一面に接着した直方体形状を有する半導体インゴットを切断用のワイヤーを備えたワイヤーソー装置で切断する際の半導体インゴットとスライスベースとの接着方法を改良した半導体インゴットの切断方法に関する。

従来、多結晶シリコンなどで太陽電池用半導体基板を形成する場合、例えば鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを形成し、このインゴットを所定の寸法に切断して半導体インゴットを形成し、該半導体インゴットをエポキシ系などの接着剤にてガラスやカーボン材もしくは樹脂製のスライスベースに接着した後、半導体インゴットをワイヤーソー装置で複数枚に切断して形成していた。

半導体インゴット１を切断する際に用いられるワイヤーソー装置は、図４に示すようにスライスベース３と接着した半導体インゴット１を設置して、これを切断する際に上方の数箇所から砥粒スラリーと呼ばれるオイルまたは水にＳｉＣなどの砥粒が混合された切削液を供給し、直径約１００〜３００μｍのピアノ線などからなる一本のワイヤー５をワイヤー供給リール１１からメインローラー８上に設けられた一定間隔でワイヤー５がはまる多数の溝に巻きつけて互いに平行に配置させる。

すなわち、半導体インゴット１を切断する場合、上方から砥粒スラリーを供給するとともに、２本のメインローラー８間に複数本張られたワイヤー５を高速で移動走行させながら、複数の半導体インゴット１をワイヤー５に向けて徐々に下降させて半導体インゴット１に押しつけることによって半導体インゴット１を切断し、半導体基板を作製する。

このワイヤーソー装置による切断では、多数の半導体インゴット１を同時に切断することができ、また外周刃や内周刃などを使用する他の切断方法と比べて切断精度が高く、かつ使用しているワイヤーが細いためにカーフロス（切断ロス）を少なくできるという利点がある。

図５は従来の半導体インゴットとスライスベースとの接着方法を示す図である。半導体インゴット１とスライスベース３の接着は、半導体インゴット１とスライスベース３の間にエポキシ系の接着剤２を挟み込む状態で接着される。図６に示されるように、まず半導体インゴット１の一面にエポキシ系の接着剤２を塗布する（ａ）。次に接着剤２が塗布された接着面を下にしてスライスベース３の上に半導体インゴット１を貼り合わせる（ｂ）。その後、図５（ｃ）に示すように、貼り合わせた半導体インゴット１とスライスベース３が動かないように側面押さえ１３で半導体インゴット１とスライスベース３を固定し、上部押さえ１４で半導体インゴット１に荷重をかけ、ホットプレート１２にて下部から加熱することによって、接着剤２を完全硬化させ、半導体インゴット１とスライスベース３との接着を行う。

半導体インゴット１はスライスベース３と接着した状態で切断されるため、切断してもバラバラになることはなく、切断後、半導体基板洗浄装置にて洗浄を行い、切断された半導体インゴット１からスライスベース３は剥離され、複数枚の半導体基板が形成される。
特開平１０−１０６９７９号公報

この従来の半導体インゴット１とスライスベース３との接着方法では、主剤と硬化剤からなる２液性のエポキシ系の接着剤２を用いて、半導体インゴット１をカーボン材やガラスもしくは樹脂性のスライスベース３に接着する。このとき半導体インゴット１の周囲から接着剤２が、図７に示すようにはみ出してしまうという問題があった。

このように半導体インゴット１の周囲から接着剤２がはみ出した状態で半導体インゴット１をワイヤーソー装置で切断し、洗浄装置にて洗浄を行い、複数枚の半導体基板を形成すると、図８に示すようにはみ出した接着剤２が洗浄工程において除去しきれず、特に半導体基板１６の両角部に付着し、凸形状を有する接着剤残渣１５として残ることがある。この接着剤残渣１５があるとデバイス工程での割れ、欠け発生などの弊害となるため、カッターなどで除去作業を行うが、このような作業は、手作業であるため生産性が低下し、また半導体基板１６が薄いため除去作業により割れを発生させ、歩留りを低下させるという問題があった。

なお、接着剤２の量をはみ出さない程度まで減らすと、スライス終了間際やスライス終了後の洗浄装置内にて接着力不足による半導体基板脱落の不具合が発生し、歩留りを低下させるという問題があった。

また、半導体基板の端面に残った接着剤２の残渣はある程度の厚みを有するときには、容易に半導体基板の端面から剥離することができるが、半導体インゴットの周囲から接着剤２がはみ出したときに、端面に対して薄く引き延ばされてしまい、接着剤２の残渣が剥離しにくくなり、部分的に残ってしまうこともあった。

特許文献１には、スライスベースを半導体基板側端部分に接着する接着剤へ液体窒素を吹き付け、または液体窒素中へ浸漬することで、接着剤を除去するスライスベース除去装置が開示されている。しかし、このスライスベース除去装置においてはスリット部から露出するスライスベース及び接着剤の部分のみを除去するため、はみ出した接着剤を除去しきれないという問題があった。また、半導体基板をスライスベース除去装置に設置するためにスライスベースも切断する必要があるため、高コストとなり生産性が低下するという問題もある。

本発明はこのような従来の半導体インゴットとスライスベースとの接着方法の問題点に鑑みてなされたものであり、半導体基板の表面や端面の接着剤残渣を低減させて、接着剤残渣除去の作業にともなう割れや欠けの発生を抑制し、半導体基板がスライスベースから脱落したり歩留りを低下させたりすることなく半導体基板を形成することができる半導体インゴットの切断方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる半導体インゴットの切断方法は、スライスベースの一面に接着した直方体形状を有する半導体インゴットを切断用のワイヤーを備えたワイヤーソー装置で切断する方法であって、前記スライスベースの一面と前記半導体インゴットとの接着面には、細長形状を有する、第１の粘着性両面テープと第２の粘着性両面テープとが貼り付けられて、スライスベースと半導体インゴットとを相互に接着するとともに、前記第１の粘着性両面テープは、前記接着面において、前記ワイヤーが前記半導体インゴットに入る側の端部に貼り付けられ、前記第２の粘着性両面テープは、前記接着面において、前記ワイヤーが前記半導体インゴットから出る側の端部に貼り付けられ、前記第１の粘着性両面テープと前記第２の粘着性両面テープとの間には、接着剤を存在させてなる。このように構成したので、接着剤が第１の粘着性両面テープと第２の粘着性両面テープとの間に挟まれた領域に存在し、半導体インゴットの短手方向の両端からはみ出すことがない。このため、半導体基板を形成した際に、半導体基板の両角部（短手方向の両端に該当）に接着剤残渣が付着することを抑制できる。また、半導体基板の端面に対しても、接着剤が薄く引き延ばされることがなく、端面に残った接着剤を簡単に剥離できるから、接着剤残渣が残ることがない。

本発明の請求項１にかかる半導体インゴットの切断方法は、前記接着面の外郭線は、前記スライスベースの一面の外周よりも内側に存在してなる。このような構成によれば、接着面の外側にスライスベースが存在するので、スライスベースに対して安定して半導体インゴットを接着することができる。

本発明の請求項１にかかる半導体インゴットの切断方法は、前記接着剤は、前記第１の粘着性両面テープと前記第２の粘着性両面テープとの間隙に充填されるとともに、前記間隙から前記スライスベースの一面上へはみ出されてなる。間隙からはみ出されているのは、粘着性両面テープが貼られている方向、すなわちワイヤー走行方向に対して、ほぼ垂直方向なので、半導体インゴットの長手方向の両端に位置する半導体基板以外には接着剤残渣が付着する恐れがない。また、スライスベースが半導体インゴットを保持する力を向上させることができるとともに、必要十分な接着剤の量として半導体インゴットが接着固定されるので、切断した後に、スライスベースから半導体基板の脱落を抑制することができる。

本発明の請求項２にかかる半導体インゴットの切断方法は、請求項１に記載の半導体インゴットの切断方法において、前記第１の粘着性両面テープおよび前記第２の粘着性両面テープは、いずれもその幅が前記接着面の幅の５〜１０％であり、かつ、その厚みが１００〜２００μｍとしたので、接着剤残渣を有効に低減し、半導体インゴットをスライスベースに接着する力を最適にするとともに、適度な厚みを有するので作業の際に半導体インゴットや半導体基板に加えられた衝撃を緩和するという作用効果も得られ、割れや欠けが生じにくい。

本発明の請求項３にかかる半導体インゴットの切断方法は、請求項１または２に記載の半導体インゴットの切断方法において、前記接着剤は、有機系の接着剤としたので、簡単に半導体基板の端面から接着剤を剥離することができるとともに、適度な弾性を有することから、粘着性両面テープとともに作業の際に半導体インゴットや半導体基板に加えられた衝撃を緩和するという効果も得られ、割れや欠けが生じにくい。

以上述べたように、本発明の半導体インゴットの切断方法によれば次のような効果が得られる。

接着剤が、スライスベースと半導体インゴットの間の、第１の粘着性両面テープと第２の粘着性両面テープとの間に挟まれた領域に存在し、半導体インゴットの短手方向の両端からはみ出すことがない。このため、半導体基板を形成した際に、半導体基板の両角部に接着剤残渣が付着することを抑制できる。また、半導体基板の端面に対しても、接着剤が薄く引き延ばされることがなく、端面に残った接着剤を簡単に剥離できるから、接着剤残渣が残ることがない。そのため、接着剤残渣の除去作業を行う必要がないため生産性の低下を抑制することができ、除去作業などによる基板の割れ発生も低減できるため歩留りの低下も抑制することができる。

さらに、粘着性両面テープが半導体インゴットの両端部に付着しているため、スライス終了間際やスライス終了後の洗浄装置内にて接着力不足による半導体基板脱落の不具合も抑制することができる。

接着面の外郭線は、スライスベースの一面の外周よりも内側に存在するように構成したので、接着面の外側にスライスベースが存在するので、スライスベースに対して安定して半導体インゴットを接着することができる。

接着剤が、第１の粘着性両面テープと第２の粘着性両面テープとの間隙に充填され、粘着性両面テープが貼られている方向、すなわちワイヤー走行方向に対して、ほぼ垂直方向となった間隙からスライスベースの一面上へ接着剤がはみ出すように構成されているので、半導体インゴットの長手方向の両端に位置する半導体基板以外には接着剤残渣が付着する恐れがない。また、スライスベースが半導体インゴットを保持する力を向上させることができ、必要十分な接着剤の量として半導体インゴットが接着固定されるので、切断した後に、スライスベースから半導体基板の脱落を抑制することができる。

第１の粘着性両面テープおよび第２の粘着性両面テープは、いずれもその幅が前記接着面の幅の５〜１０％であり、かつ、その厚みが１００〜２００μｍとしたので、接着剤残渣を有効に低減し、半導体インゴットをスライスベースに接着する力を最適にするとともに、適度な厚みを有するので作業の際に半導体インゴットや半導体基板に加えられた衝撃を緩和するという作用効果も得られ、割れや欠けが生じにくい。

接着剤は、有機系の接着剤としたので、簡単に半導体基板の端面から接着剤を剥離することができるとともに、適度な弾性を有することから、粘着性両面テープとともに作業の際に半導体インゴットや半導体基板に加えられた衝撃を緩和するという効果も得られ、割れや欠けが生じにくい。

以上のように、本発明の半導体インゴットの切断方法によれば、接着剤残渣の付着による接着剤残渣の除去作業を行う必要がないため、高い歩留りで半導体基板を得ることができ、また、同時に大量の半導体基板を用い、高い品質が要求される太陽電池用半導体基板の作製に対して、極めて適している。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図４に示すように、ワイヤーソー装置は、スラリーノズル６の下部に、複数のスラリー受け７を並べて配設し、これらのスラリー受け７の間に、本発明にかかる接着方法によってスライスベース３の一面に接着された直方体形状を有する半導体インゴット１を配置し、メインローラー８間にある複数の切断用のワイヤー５に砥粒スラリーを供給しながら、ワイヤー５を高速で移動走行させ、半導体インゴット１を徐々に下降させてワイヤー５に押しつけることによって、半導体インゴット１を切断し、複数の半導体基板を得るものである。また、切断中に落下するかもしれない半導体基板の端材がメインローラー８へ巻き込むのを防止するために端材巻き込み防止板９を設け、さらに防ぎきれなかったときのためにディップ槽１０を設けている。またディップ槽１０は、砥粒スラリーの回収や切断するときに発生する切粉の回収の目的をも有している。

スラリーノズル６の下部にあるスラリー受け７は複数本に張られたワイヤー５にムラなく均等に砥粒スラリーが供給できるように設けられており、砥粒スラリーは例えば、砥粒と鉱物油、界面活性剤、分散剤からなるラッピングオイルを混合して構成される。

メインローラー８は、例えば直径２００〜３５０ｍｍ、長さ４００〜５００ｍｍのウレタンゴムなどからなり、その表面に４００〜６００μｍ程度の所定間隔でワイヤー５がはまる多数の溝（不図示）が形成されている。この溝の間隔とワイヤー５の直径との関係によって、最終製品である半導体基板の厚みが定まる。

ワイヤー５はワイヤー供給リール１１から供給され、メインローラー８上に設けられた所定間隔の溝に巻きつけ配列される。なお、ワイヤー５は、例えば、直径１４０〜１８０μｍ程度を有する鉄または鉄合金を主成分とするピアノ線が使用されている。このワイヤー５はメインローラー８を所定の回転速度で回転させることによって、移動走行させることができ、通常、４００〜７００ｍ／ｍｉｎ程度となるように高速に移動走行される。

図１に本発明の請求項１にかかる半導体インゴットとスライスベースとの接着方法を示し、図２に図１に示された半導体インゴットをワイヤーソー装置で切断する場合のワイヤーとの位置関係を示す。

半導体インゴット１は、例えば鋳造法などによって形成された多結晶シリコンのインゴットを所定の寸法、例えば１５０×１５０×３００ｍｍの直方体に切り出したものなどで構成される。またスライスベース３はカーボン材もしくはガラス、樹脂などの材質が使用される。

そして、スライスベース３の一面と半導体インゴット１との接着面には、第１の粘着性両面テープ４ａと第２の粘着性両面テープ４ｂとが貼り付けられて、スライスベース３と半導体インゴット１とを相互に接着し、第１の粘着性両面テープ４ａと第２の粘着性両面テープ４ｂとの間には、接着剤２が存在している。

このような第１、第２の粘着性両面テープ４（４ａ、４ｂ）は、いずれも細長形状を有し、図１、図２に示すように、スライスベース３の一面と半導体インゴット１との接着面の長辺側の両端部に貼り付けられている。すなわち、第１の粘着性両面テープ４ａは、ワイヤー５が半導体インゴット１に入る側の接着面端部に、第２の粘着性両面テープ４ｂは、ワイヤー５が半導体インゴット１から出る側の接着面端部にそれぞれ貼り付けられている。なお、第１の粘着性両面テープ４ａと第２の粘着性テープ４ｂとは貼り付ける位置が異なるだけでいずれも同じものである。

本発明にかかる半導体インゴット１とスライスベース３との接着方法の手順は次の通りである。まず、半導体インゴット１の一面の両端に第１の粘着性両面テープ４ａおよび第２の粘着性両面テープ４ｂを貼り付けた後、これらの粘着性両面テープ４（４ａ、４ｂ）の間の同一面に熱硬化型二液性のエポキシ系の接着剤２を塗布し、スライスベース３と貼り合わせる。図５（ｃ）に示すような治具を用いて、貼り合わせた半導体インゴット１とスライスベース３が動かないように側面押さえ１３で半導体インゴット１とスライスベース３を固定し、上部押さえ１４で半導体インゴット１に荷重をかけ、ホットプレート１２にて下部から加熱することによって、エポキシ系の接着剤２を完全硬化させ、半導体インゴット１とスライスベース３との接着を行う。

上述のように、第１の粘着性両面テープ４ａおよび第２の粘着性両面テープ４ｂは、いずれも半導体インゴット１上へ、ワイヤー５の走行方向とほぼ垂直となるように貼り付けてあり、半導体インゴット１とスライスベース３を接着する接着剤２は、二本の粘着性両面テープ４（４ａ、４ｂ）の間に挟まれた領域に存在し、これらの粘着性両面テープ４（４ａ、４ｂ）で堰き止められるため、接着剤２が半導体インゴット１の短手方向の両端側にはみ出すことはない。

このようにして、半導体インゴット１とスライスベース３とを接着した後、図４に示すように、メインローラー８間にある複数の切断用のワイヤー５に砥粒スラリーを供給しながら、ワイヤー５を高速で移動走行させ、半導体インゴット１を徐々に下降させてワイヤー５に押しつけることによって、半導体インゴット１を切断し、複数の半導体基板を得る。このとき、半導体インゴット１を切断すると同時に、スライスベース３も２〜３ｍｍ切断されるが、半導体インゴット１はスライスベース３に接着された状態で切断するため、切断してもバラバラになることはなく、その状態で次工程の洗浄工程に投入される。

洗浄工程ではまず灯油などからなる洗油で、スライス時に付着したスラッジなどを落とす。その後アルカリ系の洗剤で油をおとし、その後洗剤を水で洗い流す。そして熱風やエアーなどにより、基板表面を完全に乾燥させて、スライスベース３から剥離することにより半導体基板が完成する。

本発明にかかる接着方法を用いた場合、半導体インゴット１の両端に粘着性両面テープ４を貼り付けることで、粘着性両面テープ４により接着剤２が堰き止められるため、半導体インゴット１の短手方向の両端部から接着剤２がはみ出すことはない。従来技術において問題となる半導体基板の両角部の接着剤残渣は、図７、図８からもわかるように、いずれも短手方向の両端部からはみ出した接着剤２が原因となっている。したがって、この短手方向の両端部からの接着剤２のはみ出しを粘着性両面テープ４によって堰き止めるようにした本発明の構成によれば、従来の問題を解決することができる。

また、半導体基板の端面に対しても、接着剤２が薄く引き延ばされることがなく、粘着性両面テープ４によって堰き止められた接着剤２が、ある程度の厚みを有して端面に存在するので、端面に残った接着剤２を簡単に剥離でき、接着剤２の残渣が残ることがない。

このように、半導体基板が形成された際、半導体基板の両角部や端面に接着剤２の残渣が無い状態となり、接着剤２の残渣の除去作業を行う必要がないため生産性の低下を抑制することができ、除去作業などによる半導体基板の角部などの割れ発生も低減できるため歩留りの低下も抑制することができる。

また、粘着性両面テープ４が両端部に付着しているため、スライス終了間際やスライス終了後の洗浄装置内にて接着力不足による基板脱落の不具合も抑制することができる。

また、本発明の一実施形態の半導体インゴットとスライスベースとの切断方法によれば、図１に示すように、スライスベース３は、半導体インゴット１よりも大きなサイズとし、これらの接着面の外郭線（すなわち、小さい方＝半導体インゴット１側の接着面の外郭線）は、スライスベース３の一面の外周よりも内側に存在するように構成することが望ましい。このような構成によれば、半導体インゴット１の接着面スライスベース３の一面の方が大きいので、スライスベースに対して安定して半導体インゴットを接着することができる。

次に図３によって、本発明の他の実施形態の半導体インゴット１とスライスベース３との切断方法について説明する。
図３は、これらの接着部分の拡大図を示す。
接着剤２は、第１の粘着性両面テープ４ａと第２の粘着性両面テープ４ｂとの間隙に充填されるとともに、間隙からスライスベース３の一面上へはみ出させている。
間隙からはみ出されているのは、粘着性両面テープ４が貼られている方向、すなわちワイヤー５走行方向に対して、ほぼ垂直方向なので、半導体インゴット１の長手方向の両端に位置する半導体基板以外には接着剤２の残渣が付着する恐れがない。

なお、半導体インゴット１の長手方向の両端に位置する半導体基板には、接着剤２が付着するものの、本発明の粘着性両面テープ４によって接着剤２が堰き止められる効果によって、特に問題となる両角部に対しては、接着剤２の残渣の付着が抑えられる。

また、このように接着剤２がはみ出す程度に接着剤を塗布することによって、スライスベース３が半導体インゴット１を保持する力を向上させることができるとともに、必要十分な接着剤２の量として半導体インゴット１が接着固定されるので、スライス終了間際やスライス終了後の洗浄装置内にて接着力不足による基板脱落の不具合も抑制することができるため、歩留りの低下を抑制することができる。

また、本発明の請求項２にかかる半導体インゴットとスライスベースとの切断方法によれば、第一の粘着性両面テープ４ａおよび第２の粘着性両面テープ４ｂは、いずれもその幅が接着面の幅の５〜１０％であり、かつ、その厚みが１００〜２００μｍとすることが望ましい。この範囲であれば、接着剤２を介して半導体インゴット１とスライスベース３とを貼り付けた場合、接着剤２の量が多くても、半導体インゴット１の短手方向の両端から接着剤２がはみ出すこともなく、また、スライス終了間際やスライス終了後の洗浄装置内にて接着力不足による半導体基板脱落の不具合も抑制することができる。

しかし、粘着性両面テープ４の幅が半導体インゴットの幅の５％未満、または、厚みが１００μｍ未満であれば、接着剤２が粘着性両面テープ４を乗り越え、半導体インゴット１の両端部から接着剤２のはみ出しが若干見られ、洗浄工程の時間を長くすれば接着剤残渣を除去することは可能であるが、生産性が低下する。また、粘着性両面テープ４の幅が半導体インゴットの幅の１０％より広ければ、半導体インゴット１の接着剤２と接する面積が小さくなるため、スライスベース３が半導体インゴット１を保持する力が若干低下するため、基板脱落の不具合が発生する可能性がある。粘着性両面テープ４の厚みが２００μｍより厚ければ、半導体インゴット１とスライスベース３との間隔が広くなるため、接着剤２の量が多く必要となり、高コストとなる。

このように、接着剤２の残渣を有効に低減し、半導体インゴット１をスライスベース３に接着する力を最適にするという効果の外に、これらの粘着性両面テープ４は、適度な厚みを有するので作業の際に半導体インゴット１や半導体基板に加えられた衝撃を緩和するという作用効果も得られ、割れや欠けが生じにくいという効果も奏する。

ここで用いられる粘着性両面テープ４は、例えば基材にはプラスチックフィルムやプラスチック同士の積層体または紙、布、不織布、金属箔などのプラスチックラミネート体やアクリル樹脂やガラス繊維樹脂、ＰＥＴ系などの素材のものを利用することができ、特に対油、対アルカリ、対熱などの理由から、ＰＥＴ系基材を用いることが望ましい。また接着剤部分には天然ゴムや合成ゴムをベースポリマーとしたゴム系感圧接着剤；炭素数が２０以下のアルキル基を有するものを主成分とするアクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系感圧接着剤などがあるが、上記と同様の理由より後者を用いる方が望ましい。

また、本発明の請求項３に係る半導体インゴットとスライスベースとの切断方法によれば、接着剤２は有機系の接着剤とすることが望ましい。このように有機系の接着剤を用いることにより、簡単に半導体基板１から接着剤２を剥離することができるとともに、適度な弾性を有することから、粘着性両面テープ４と有効に作用し合って、作業の際に半導体インゴット１や半導体基板に加えられた衝撃を緩和し、割れや欠けをより一層生じにくくする効果がある。

接着剤２としては、熱硬化型二液性のエポキシ系の接着剤を好適に用いることができるが、エポキシ系に限らず、例えばポリウレタン系、アクリル系、フェノール系接着剤でもよい。中でも臭気や加熱硬化時間、対湯・対アルカリ、対熱などの理由からエポキシ系の接着剤を用いることが望ましい。

以上のように、本発明の半導体インゴットの切断方法にかかる半導体インゴットとスライスベースとの接着方法によれば、接着剤２の残渣の付着を有効に抑制することができるため、手作業による接着剤残渣の除去作業を行う手間を軽減することができ、その結果、高い歩留りで半導体基板を得ることができ、また、同時に大量の半導体基板を用い、高い品質が要求される太陽電池用半導体基板の作製に対して極めて適している。

なお本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。

例えば、上述の説明では、複数のワイヤーを所定間隔に配置して半導体インゴットを剪断するマルチワイヤーソー装置の例によって説明したが、これに限るものではなく、一本のワイヤーによって切断加工を行うシングルタイプのワイヤーソー装置であっても、本発明の効果を良好に奏する。

以下、本発明の実施例について説明する。

上述の実施形態に記載した方法にしたがって、以下のように試料を準備した。

まず、１５０ｍｍ角＊Ｌ＝３００ｍｍの半導体インゴット１として多結晶シリコンインゴットを準備した。その後、ＰＥＴ系基材とアクリル系感圧接着剤を素材とする耐熱性の粘着性両面テープを第１の粘着性両面テープ４ａ、第２の粘着性両面テープ４ｂとして、半導体インゴット１の接着面の長手方向の両端に貼り付けた。なお、粘着性両面テープ４については、幅と厚みを変えて、数種類の試料の作製を行った。次に、主剤と硬化剤からなる熱硬化型のエポキシ系の接着剤２を所定量を混合して２０ｇ塗布し、カーボン材からなるスライスベース３の一面に対して、この半導体インゴット１の接着面を貼り合わせた。半導体インゴット１の接着面は１５０×３００ｍｍであるのに対し、スライスベース３の一面は１５０×３２０ｍｍであった。

その後、図５（ｃ）に示した治具を用いて、貼り合わせた半導体インゴット１とスライスベース３が動かないように側面押さえ１３で半導体インゴット１とスライスベース３を固定し、上部押さえ１４で半導体インゴット１に荷重をかけ、ホットプレート１２にて下部から約１２０度で加熱することによって、エポキシ系の接着剤２を完全硬化させ、半導体インゴット１とスライスベース３との接着を行った。

このようにして作製されたスライスベース３が接着した半導体インゴット１の試料を、図４に示すワイヤーソー装置に２本セットし、ＳｉＣ砥粒スラリーを供給しながら、１８０μｍの直径を有するピアノ線のワイヤー５を５００ｍ／ｍｉｎで走行させ切断し、洗浄して半導体基板を形成した。このとき、半導体インゴット１とスライスベース３とを接着したときにおける接着剤２のはみ出し状態と、得られた半導体基板についての接着剤残渣率（％）と脱落率（％）について評価を行った。

接着剤残渣率の算出方法としては、２本の半導体インゴットから得られた半導体基板全数を目視により観察を行い、半導体基板の接着剤残渣の存在を確認した。また脱落率の算出方法としては、２本の半導体インゴットから得られた半導体基板全数に対する脱落した半導体基板の枚数の百分率で行っている。

なお、粘着性両面テープ４の幅と厚みを変えたものについても、上述の評価を行った。このとき粘着性両面テープ４の幅は半導体インゴット１の接着面の幅に対する百分率で表している。

また、比較例として、粘着性両面テープ４を貼り付けず、接着剤２の塗布量を変えたものについても、上述の評価を行った。

これらの結果を表１に示す。表１の評価結果において、記号で示した内容は以下の通りである。

（接着剤のはみ出し状態）◎：ワイヤー走行方向に対して垂直な方向にのみはみ出し、○：一部半導体インゴットの短手方向の両端からはみ出しあり、△：はみ出し不足、▲：はみ出し無し、×：半導体インゴットの全周囲からはみ出し

表１より、粘着性両面テープ４を貼り付けず、接着剤２のみで半導体インゴット１とスライスベース３を接着した本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１〜３については、試料Ｎｏ．１は接着剤残渣が確認され、接着剤２の塗布量を１５ｇ、１０ｇと減らした試料Ｎｏ．２、３は、ほとんど接着剤残渣が確認されなかったが、半導体基板の脱落が見られ、不満足な結果であった。

それに対して、本発明における粘着性両面テープ４を貼り付けて半導体インゴット１とスライスベース３を接着した試料Ｎｏ．４〜２８（８，１３を除く）については、接着剤残渣、半導体基板脱落の発生を抑えることができ、本発明の効果が確認された。

また、接着剤２がスライスベース３の一面上に粘着性両面テープ４の間隙からはみ出している場合、例えば試料Ｎｏ．１２と１３、または試料Ｎｏ．１７と１８を比較した場合、はみ出し不足や、はみ出しがないときに比べ、半導体基板脱落の発生をより効果的に抑制していることが明らかである。

また、粘着性両面テープ４の幅を半導体インゴット１の接着面の幅の５〜１０％、かつ厚みを１００〜２００μｍとした試料Ｎｏ．１０〜１２、１５〜１７、２０〜２２の試料はそれ以外のものと比べて、接着剤残渣、半導体基板脱落の発生をより効果的に抑制していることがわかる。

このように本発明の半導体インゴットの接着方法によれば、半導体インゴットの短手方向の両端部に粘着性両面テープを貼り付けることで、粘着性両面テープより接着剤が堰き止められるため、半導体インゴットの短手方向の両端部から接着剤がはみ出すことがなく、半導体基板の両角部や端面部への接着剤の残渣を抑えることができた。その結果、接着剤残渣の除去作業を軽減し、除去作業に伴う半導体基板の割れ発生も低減できるため、歩留りの低下を抑制することができた。また、粘着性両面テープを所定位置に設けるだけの簡単かつ低コストな構成によって、発明の効果を十分に奏することを確認できた。

本発明にかかる半導体インゴットとスライスベースとの接着状態を示す図である。スライスベースと接着した半導体インゴットをワイヤーソー装置に設置した際のワイヤーとの位置関係を示す図である。本発明にかかる半導体インゴットとスライスベースとの接着状態を示す図である。一般的なワイヤーソー装置の構成を示す図である。従来の半導体インゴットのスライスベースとの接着方法を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体インゴットとスライスベースとの接着方法を説明する図である。（ａ）従来の接着剤のはみ出し状態を示す図であり、（ｂ）はその断面構成を示す図である。従来の半導体基板の接着剤残渣の位置を説明する図である。

符号の説明

１：半導体インゴット
２：接着剤
３：スライスベース
４：粘着性両面テープ
４ａ：第１の粘着性両面テープ
４ｂ：第２の粘着性両面テープ
５：ワイヤー
６：スラリーノズル
７：スラリー受け
８：メインローラー
９：端材巻き込み防止板
１０：ディップ槽
１１：ワイヤー供給リール
１２：ホットプレート
１３：側面押さえ
１４：上部押さえ
１５：接着剤残渣
１６：半導体基板

Claims

スライスベースの一面に接着した直方体形状を有する半導体インゴットを切断用のワイヤーを備えたワイヤーソー装置で切断する方法であって、
前記スライスベースの一面と前記半導体インゴットとの接着面には、細長形状を有する、第１の粘着性両面テープと第２の粘着性両面テープとが貼り付けられて、スライスベースと半導体インゴットとを相互に接着するとともに、
前記第１の粘着性両面テープは、前記接着面において、前記ワイヤーが前記半導体インゴットに入る側の端部に貼り付けられ、
前記第２の粘着性両面テープは、前記接着面において、前記ワイヤーが前記半導体インゴットから出る側の端部に貼り付けられ、
前記第１の粘着性両面テープと前記第２の粘着性両面テープとの間には、接着剤を存在させてなり、
前記接着面の外郭線は、前記スライスベースの一面の外周よりも内側に存在してなり、
該接着剤は、前記第１の粘着性両面テープと前記第２の粘着性両面テープとの間隙に充填されるとともに、前記間隙から前記スライスベースの一面上へはみ出されてなる半導体インゴットの切断方法。
前記第１の粘着性両面テープおよび前記第２の粘着性両面テープは、いずれもその幅が前記接着面の幅の５〜１０％であり、かつ、その厚みが１００〜２００μｍとしてなる請求項１に記載の半導体インゴットの切断方法。
前記接着剤は、有機系の接着剤としてなる請求項１または２に記載の半導体インゴットの切断方法。