JP5371355B2 - Substrate manufacturing method and solar cell element - Google Patents
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Description
本発明は基板の製造方法および太陽電池素子に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a substrate and a solar cell element.
従来、太陽電池素子などをはじめとする半導体基板を作製する場合、インゴットを所定の寸法に切断してブロック状にし、ブロックを接着剤にてスライスベースに接着した後、ワイヤーソー装置などを用いて複数枚に切断して基板を製造していた。 Conventionally, when manufacturing a semiconductor substrate including a solar cell element, etc., an ingot is cut into a predetermined size into a block shape, and after the block is bonded to a slice base with an adhesive, a wire saw device or the like is used. The substrate was manufactured by cutting into a plurality of sheets.
厚さ精度のよい基板を得るために、例えば、特許文献1には初期の切断時の被加工物の送り出し速度(フィード速度)を定常状態での切断時の被加工物の送り出し速度の1.5倍〜4倍とする方法が記載されている。 In order to obtain a substrate with good thickness accuracy, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-133830 discloses a workpiece feed rate (feed rate) at the initial cutting as 1. A method of 5 to 4 times is described.
なお、基板厚みの管理として、基板端部から10mm以上内側の部分を数点測定して基板厚みを管理することが一般的であった。
近年、太陽電池に用いられる基板は厚みが薄型化されており、カーフロス(切断代)を少なくするために線径の小さいワイヤーが用いられる。このとき、ブロックは、中央部分に比べて切断が終了する側の端部において、厚みがばらついて切断されやすいという問題があった。特に、基板の端部の厚みが、基板全体の平均厚みと異なる場合、太陽電池素子の素子工程において、割れやクラック等が発生し歩留まりを低下させる問題があった。 In recent years, a substrate used for a solar cell has been reduced in thickness, and a wire having a small wire diameter is used in order to reduce kerf loss (cutting allowance). At this time, the block has a problem that the thickness varies at the end portion on the side where the cutting is completed as compared with the central portion, and the block is easily cut. In particular, when the thickness of the end portion of the substrate is different from the average thickness of the entire substrate, there is a problem that cracks, cracks, and the like occur in the element process of the solar cell element and the yield decreases.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、厚み精度が向上された基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate with improved thickness accuracy.
本発明の基板の製造方法は、第一の面と、ベースに接着された前記第一の裏側の第二の面とを有する断面形状が略矩形の角型のブロックを準備する工程と、前記第一の面にワイヤーを進め、前記ブロックの切断を開始する工程と、前記ブロックの中心部分を、第一の速度で走行するワイヤーにより切断する工程と、前記第一の速度で前記ブロックを切断した後、前記中心部分より前記第二の面側の前記ブロックを、前記第一の速度より遅い第二の速度で走行するワイヤーにより切断する工程と、を有する。 The method for manufacturing a substrate according to the present invention includes a step of preparing a square block having a substantially rectangular cross-sectional shape having a first surface and a second surface on the first back side bonded to a base; Advance the wire to the first surface, start cutting the block, cut the central portion of the block with a wire traveling at a first speed, and cut the block at the first speed And then cutting the block on the second surface side from the central portion with a wire that travels at a second speed slower than the first speed.
本発明の太陽電池素子は、上述の製造方法により製造されたシリコンからなる基板と、前記基板に形成された半導体接合領域と電極と、を有する。 The solar cell element of this invention has the board | substrate which consists of a silicon | silicone manufactured by the above-mentioned manufacturing method, and the semiconductor junction area | region and electrode which were formed in the said board | substrate.
本発明は、上述した工程により、厚みばらつきが低減された基板を製造することができる。特に、基板の端部(切断終了部分)の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みとなり、基板を太陽電池素子として用いる場合、太陽電池素子の素子工程における割れやクラック等の発生による歩留まり低下が生じにくい。 According to the present invention, a substrate with reduced thickness variation can be manufactured by the above-described steps. In particular, when the thickness of the end portion (cutting end portion) of the substrate is substantially the same as the average thickness of the entire substrate and the substrate is used as a solar cell element, the yield decreases due to the occurrence of cracks or cracks in the element process of the solar cell element. Is unlikely to occur.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態の基板の製造方法は、第一の面1sと、ベース2に接着された第一の面1sの裏側の第二の面1tとを有するブロック1を準備する工程と、第一の面1sにワイヤーを進め、ブロック1の切断を開始する工程と、ブロック1の中心部分を、第一の速度で走行するワイヤー3により切断する工程と、第一の速度でブロック1を切断した後、中心部分より第二の面1t側のブロックを、第一の速度より遅い第二の速度で走行するワイヤー3により切断する工程と、を有する。ここで、本実施形態において、ブロック1の中心部分を切断するワイヤーの走行速度(第一の速度)、切削液の供給流量、フィード速度とは、定常状態で切断している際の速度、流量であり、第一の面1sから第二の面1tまでの長さをaとしたとき、第一の面1sから1/3a以上2/3a未満の範囲を切断するときにおける平均速度、平均流量を意味することとする。また、第一の速度で切断されたブロックの第二の面1t側を切断するワイヤーの走行速度(第二の速度)、切削液の供給流量、フィード速度とは、2/3a以上17/20a未満の範囲における最低速度、最低流量を意味することとする。
The substrate manufacturing method of the present embodiment includes a step of preparing a
ブロック1はインゴットの端部を切断することで形成される。このようなインゴットは、例えば、単結晶シリコンや、多結晶シリコンからなる。例えば、単結晶シリコンのインゴットが用いられた場合、単結晶シリコンインゴットは円柱形状であるため、高さ方向に四箇所の端部を切断することにより、断面形状が略矩形(正方形を含む)のシリコンブロックを得ることができる。なお、上記断面形状において角部が円弧状を有するものも矩形とみなすこととする。また、多結晶シリコンインゴットは一般的に略直方体で、複数本のシリコンブロックを取り出すことができる大きさを有しており、シリコンブロックは断面形状が矩形(正方形を含む)で、例えば156×156×300mmの直方体に形成される。なお、上記断面形状において角部が面取りされたものも矩形とみなすこととする。
図1は、本実施形態に係る基板の製造方法で使用するワイヤーソー装置を示す斜視図である。図1に示す構成において、走行するワイヤー3とスライスベース2に固定された角型のブロック1とを押し当てて、ワイヤー3によってブロック1を切断し、基板を製造する。
FIG. 1 is a perspective view showing a wire saw apparatus used in the substrate manufacturing method according to the present embodiment. In the configuration shown in FIG. 1, the
ブロック1は、カーボン材もしくはガラス、樹脂等の材質からなるスライスベース2上に接着剤などによって接着される。接着剤としては熱硬化型二液性のエポキシ系や、アクリル系・リアクレート系またはワックスなどの接着剤からなり、スライス後、基板1aをスライスベース2から剥離しやすくするために、温度を上げることで接着力が低下する接着剤が用いられる。
The
そして、スライスベース2に接着されたブロック1はワークホルダーにより装置内に1本又は複数本配置される。図1においては2本配置されている。
Then, one or a plurality of
本実施形態においては砥粒を含む切削液を供給することによってワイヤー3のラッピング作用でブロック1を切断する遊離砥粒タイプのワイヤーソー装置が用いられる。
In the present embodiment, a loose abrasive type wire saw device that cuts the
ワイヤーソー装置のワイヤー3は、メインローラー5に巻かれており、例えば鉄または鉄合金を主成分とするピアノ線を用いればよく、線径は100μm〜180μm、より好ましくは140μm以下である。
The
切削液は、例えば炭化珪素、アルミナ、ダイヤモンド等の砥粒、鉱物油、界面活性剤及び分散剤からなるラッピングオイルを混合して構成され、複数の開口部を有する供給ノズル4より複数本に張られたワイヤー3に切削液が供給される。砥粒の平均粒径としては、例えば5μm〜20μmで粒度分布が狭いものが用いられる。供給ノズル4に供給する切削液の供給流量はブロックの大きさや本数によって適宜設定される。また、切削液を循環して使用してもよく、その際に新しい砥粒を追加供給するようにしても構わない。
The cutting fluid is configured by mixing lapping oil composed of abrasive grains such as silicon carbide, alumina, and diamond, mineral oil, a surfactant and a dispersant, and stretched to a plurality of nozzles from a
メインローラー5は、例えば、エステル系やエーテル系・尿素系のウレタンゴムやニューライト等の樹脂からなり、直径150〜500mm、長さ200〜1000mm程度のである。メインローラー5の表面には、ワイヤー供給リール7から供給されたワイヤー3を所定間隔に配列させるための多数の溝部が設けられている。この溝部の間隔とワイヤー3の直径との関係によって、基板の厚みが定まる。
The
ディップ槽6は、切断時に発生するブロックの屑や切削液の回収を目的としてワイヤー3の下方に設けられる。
The
以下に、ワイヤーソー装置を用いたスライス方法について説明する。
(ア)まず、複数列に設けられたワイヤー3と、ブロック1とを準備する。
(イ)次に、ブロック1の第一の面1sに対し走行するワイヤー3を進め、ブロック1の切断を開始する。
(ウ)その後、第一の速度で走行するワイヤー3により、ブロック1の中心部分を切断する。
(エ)そして、第一の速度より遅い第二の速度で走行するワイヤー3により、第一の速度で切断されたブロック1を続けて切断する。
Below, the slicing method using a wire saw apparatus is demonstrated.
(A) First, the
(A) Next, the
(C) Thereafter, the central portion of the
(D) Then, the
上記工程(ア)について説明する。
ワイヤー3はワイヤー供給リール7から供給され、メインローラー5に巻きつけて所定間隔に配列している。メインローラー5が所定の回転速度で回転させることによって、ワイヤー3の長手方向にワイヤー3を走行させることができる。ワイヤー3を往復走行させずに一方向走行させる場合、ワイヤー3を回転させる主軸を駆動させるモーターの負荷を減らし装置寿命を延ばすことができる。
The step (a) will be described.
The
上記工程(イ)〜(エ)について説明する。
ブロック1の切断は、切断部近傍に設けられた供給ノズル4より、走行しているワイヤー3に向かって切削液を供給しながら、ブロック1を下降させて、ワイヤー3にブロック1の第一の面1sを相対的に押圧することによりなされる。ブロック1は、例えば厚さ200μm以下の複数枚の基板1aに分割される。このとき、ワイヤー3の張力、ワイヤー3が走行する速度(走行速度)、ブロックを下降させる速度(フィード速度)は適宜制御されている。
The steps (a) to (d) will be described.
The cutting of the
本実施形態においては遊離砥粒タイプのワイヤーソー装置を用いてワイヤー3を一方向に走行させることにより、ワイヤー3に供給する切削液が一方向でブロックに供給されることから、切削液が基板間に安定して入り込み、スライス後の基板1aの厚みバラツキを低減させるとともに、ワイヤー3の断線が低減されたスライスが可能となる。
In this embodiment, since the cutting fluid supplied to the
そして、ブロック1をスライスすると同時に、スライスベース2も2〜5mm程度切断され、基板1aはスライスベース2に接着された状態で次工程の洗浄工程に投入される。
At the same time as slicing the
洗浄工程では、まず灯油などからなる洗油で、スライス加工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1a表面を完全に乾燥させて、スライスベース2から剥離することで基板1aが完成する。
In the washing process, sludge and the like adhering at the time of slicing are first removed by washing with kerosene. After that, wipe the oil with an alkaline detergent, and then wash away the detergent with water. Then, the surface of the substrate 1a is completely dried by hot air or air and peeled off from the
インゴット1がシリコンからなる場合、上記方法によって得られた基板1aは、半導体接合領域と電極を形成することで太陽電池素子として利用できる。
When the
本実施形態における基板1aの製造方法においては、ワイヤー3の走行速度は、ブロック1の中心部分の切断時の速度(第一の速度)よりも、ブロック1の第二の面1t側を切断する時の速度(すなわち、中心部分切断後となる後半の切断時の速度、第二の速度)の方が遅い。ここで、ブロックを切断する場合、ブロックの中心部分の切断終了後は、一般的に、図2に示すように、基板間が表面張力の力を受け易い。特に、基板が薄型化されている場合、基板間において表面張力の影響を受け易く、ブロックの切り初め側の端部間は、互いに引き合う力が生じ接触し易い。このような接触部分では、切削液が排出されにくくなることから、基板間に存在する切削液の量が多くなり、切削性が高くなり易い。また、ワイヤー3のねじれ等の影響からワイヤー3は一方の基板1aに寄り易く、このためワイヤー3を挟む2つの基板1aに対するワイヤー3の切削量は、一方の基板1aに対して大きくなりやすい。これらの要因から、基板1aの厚みは、切断が終了する側の端部においてばらつきやすい。しかしながら、本実施形態においてワイヤー3の走行速度を遅くすることによって、単位時間当たりに通過するワイヤー長さが短くなり切削性を低減させるとともに、ねじれ等の影響を低減することができ、切り終わりの部分において、基板の厚みにばらつきが生じにくく、切断が終了する側の基板端部の厚みと基板全体の平均厚みとをほぼ同じに管理することができる。このようなワイヤー3の第一の速度は、例えば、600m/min以上1000m/min以下であり、第二の速度は、400m/min以上600m/min未満である。このような速度範囲とすることにより、ワイヤーが断線することなくスライスしやすい。
In the manufacturing method of the substrate 1a in the present embodiment, the traveling speed of the
基板1aの厚みは、接触型または非接触型の厚み測定装置を用いて測定することができる。なお、本実施形態において基板1aの全体の平均厚みは図3に示される中央A点と隣接する端部から各々30mm離れた8つのB点からなる計9点の厚みを測定し、その平均値とした。切り終わり端部の厚みは、基板上端部から30mm、側端部から5mm離れたC点の厚みを測定した。また、バリ(基板の端部にできる出っ張り)の確認においては基板上端部(ブロック切断の終端部分)から2mm離れたD点の厚みを測定した。 The thickness of the substrate 1a can be measured using a contact-type or non-contact-type thickness measuring device. In the present embodiment, the total average thickness of the substrate 1a is measured by measuring the thickness of a total of nine points consisting of eight points B each 30 mm away from the center A point shown in FIG. It was. The thickness at the end of cutting was measured at the point C 30 mm away from the upper edge of the substrate and 5 mm away from the side edge. Further, in the confirmation of burrs (protrusions formed at the end of the substrate), the thickness of point D, which was 2 mm away from the upper end of the substrate (end of block cutting), was measured.
また、ワイヤー3の走行速度を変化させるとともに、切削液の供給流量も中心部分の切断時よりも後半の切断時の方を小さくすることによって、切り終わり端部(切断終了部分)の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みに、さらに精度よく管理できるとともに、基板全体の厚みバラツキを抑えることができる。このような切断工程における切削液の供給流量の関係は、例えば、後半の切断時の供給流量は中心部分の切断時の供給流量の70%以上90%以下である。このような範囲とすることにより、ワイヤーが断線することなく均一な厚みでスライスしやすい。
In addition, by changing the traveling speed of the
なお、ブロックの大きさや本数によって切削液の供給流量は異なるが、例えば、長さ300mmのブロック1を2本スライスする場合には、ブロック1の中心部分の切断時において80L/min以上150L/min以下で用いられる。
The supply flow rate of the cutting fluid varies depending on the size and number of blocks. For example, when slicing two
さらに、ワイヤー3の走行速度を変化させるとともに、ブロック1をワイヤー3に向けて移動させるフィード速度も、中心部分の切断時よりも後半の切断時の方を遅くすることによって、ワイヤー3の断線等の問題を低減し、基板全体の厚みバラツキを抑えることができる。このような切断工程におけるブロック1のフィード速度の関係は、例えば、後半の切断時のフィード速度は中心部分の切断時のフィード速度の70%以上90%以下である。なお、ブロックの大きさや本数によってブロックのフィード速度は異なるが、例えば、長さ300mmのブロックを2本スライスする場合には、中心部分の切断時において220μm/min以上500μm/min以下で用いられる。このような範囲とすることにより、ワイヤーが断線することなく均一な厚みでスライスしやすい。
Furthermore, while changing the traveling speed of the
また、図4(a)、(b)に示されるように、ワイヤーの走行速度を、ブロック1の中心部分から第二の面側へ進むに従い、段階的または連続的に遅くしていくことにより、ワイヤー3にかかる負担を軽減することができ、ワイヤー3が断線するといった問題を低減することができる。
Also, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the wire traveling speed is decreased stepwise or continuously as it proceeds from the central portion of the
さらに、ワイヤー3の走行速度の変化に合わせて、切削液の供給流量または/およびブロック1のフィード速度を、ブロック1の中心部分の切断時から第二の面1t側へ進むに従い、段階的または連続的に小さくしていくことによって、基板全体の厚みバラツキを抑えることができる。ここで段階的とは、速度または流量をある値で一定時間維持した後、変化させる場合のことをいい、連続的とは速度または流量をある値で一定時間維持することなく時間と共に変化させる場合のことをいう。
Further, in accordance with the change in the traveling speed of the
また、ブロック1の切り終わりの部分となる第二の面1tの切断時に切削液の供給流量を後半の切断時に比べて大きくすることにより、バリを低減することができる。
Further, the burr can be reduced by increasing the supply flow rate of the cutting fluid when cutting the second surface 1t, which is the end of cutting of the
さらに、ブロック1の切り終わりの部分となる第二の面1tの切断時にワイヤー3の走行速度を第二の速度に比べて小さくすることにより、バリの形成をより低減することができる。ブロック1の切り終わり部分はスライスベース2と接着されていることから、その界面において切削性が異なるため、一般的にバリが形成され易いが、切削液の供給量を大きくして切削性を高めつつ、ワイヤー3の走行速度を小さくして丁寧にスライスすることによって、バリの形成が低減できるものと考えられる。このような第二の面1tを切断するときの走行速度は、例えば、第二の速度の66%以上85%以下とすることでバリの形成を低減しやすい。
Furthermore, the burr formation can be further reduced by making the traveling speed of the
また、切削液の供給流量を大きくするタイミングとしては、ブロック1の17/20a以上19/20a以下の範囲の切断時がよく、ブロック1の第二の面1tを切断するときの供給流量は、例えば、中心部分の切断時と同等とすればよい。また、ワイヤー3の走行速度を小さくするタイミングとしては、ブロック1の17/20a以上19/20a以下の範囲の切断時がよい。
Further, as the timing for increasing the supply flow rate of the cutting fluid, it is preferable to cut the
また、図5(a)に示されるようにワイヤー3の走行速度と、切削液の供給流量とは、切断工程において定常状態となる。図5(a)において、ワイヤー3の走行速度が遅くなるタイミングは、切削液の供給流量が小さくなるタイミングより早いか、または同じである。つまり、ワイヤー3の第一の速度から速度を落とすまでにブロック1が切断された深さ(切断位置)Xは、切削液の供給流量が小さくなるまでにブロック1が切断された深さ(切断位置)Yよりも浅いか、または同じとなる。第一の速度を600m/min以上1000m/min以下、第二の速度を400m/min以上600m/min未満、後半の切断時の供給流量は中心部分の切断時の供給流量の70%以上90%以下とすることで、切削性を落とさずに、またワイヤー3に負担をかけることなくブロック1をスライスすることができる。
Further, as shown in FIG. 5A, the traveling speed of the
さらに、図5(b)に示されるようにワイヤー3の走行速度と、ブロック1のフィード速度とは、切断工程において定常状態となる。図5(b)において、ワイヤー3の走行速度が遅くなるタイミングは、ブロック1のフィード速度が遅くなるタイミングより早いまたは同じである。つまり、ワイヤー3の第一の速度から速度を落とすまでにブロック1が切断された深さ(切断位置)Xは、ブロック1のフィード速度が遅くなるまでにブロック1が切断された深さ(切断位置)Zよりも浅くするか、または同じとなる。第一の速度を600m/min以上1000m/min以下、第二の速度を400m/min以上600m/min未満、後半の切断時のフィード速度は中心部分の切断時のフィード速度の70%以上90%以下とすることで、切削性を落とさずに、またワイヤー3に負担をかけることなくブロック1をスライスすることができる。なお、図5(b)の縦軸において走行速度の値とフィード速度の値との整合性はなく、実際はフィード速度に比べて走行速度の方がはるかに大きい。
Furthermore, as shown in FIG. 5B, the traveling speed of the
さらに、切削液の供給流量が小さくなるまでにブロック1が切断された深さ(切断位置)Yはブロック1のフィード速度が遅くなるまでにブロック1が切断された深さ(切断位置)Zよりも浅くするか、または同じにする。スライス条件を上記範囲に制御することにより、切削性を落とさずに、またワイヤー3に負担をかけることなくブロック1をスライスすることができる。
Further, the depth (cutting position) Y at which the
このように上記製造方法で形成された基板1aは基板端部の厚みの管理ができていることから、太陽電池素子の素子工程において、割れやクラック等の発生を防ぎ、高い歩留まりにて太陽電池素子を作製することができる。 Thus, since the substrate 1a formed by the above-described manufacturing method can manage the thickness of the end portion of the substrate, in the element process of the solar cell element, the generation of cracks and cracks is prevented, and the solar cell is produced with a high yield. An element can be manufactured.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることが出来る。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Many corrections and changes can be added within the scope of the present invention.
例えば、インゴット1を切断することなく、そのままスライス工程を行っても構わない。
For example, the slicing process may be performed as it is without cutting the
(実施例1)
以下、実施例について説明する。
まず、ガラス板からなるスライスベースにエポキシ系接着剤を塗布し、156mm×156mm×300mmの直方体の多結晶シリコンブロックをスライスベースに配置し、接着剤を硬化させた。図1に示されるように、2本のスライスベースに接着したシリコンブロックをワイヤーソー装置に設置し、炭化珪素の砥粒(#1200)、鉱物油、界面活性剤及び分散剤からなる切削液を一方向に走行しているワイヤー(線径130μm)に供給しながら、スライスベースに接着したブロックをスライスして、平均厚み200μmのシリコン基板を作製した。中心部分の切断時のスライス条件は、ワイヤーの第一の走行速度を700m/min、切削液の供給流量を120L/min、シリコンブロックのフィード速度を270μm/min後半の切断時のスライス条件は、ワイヤーの第二の走行速度を300m/min、350m/min、400m/min、450m/min、500m/min、550m/min、600m/min、650m/minの8条件(No.1〜No.8)、切削液の供給流量を120L/min、シリコンブロックのフィード速度を220μm/min、とした。なお、切り始め端部から120mm切断した際に第二の面側の切断時の条件となるように、各値を中心部分の値から連続的に小さくした。
Example 1
Examples will be described below.
First, an epoxy-based adhesive was applied to a slice base made of a glass plate, a rectangular parallelepiped polycrystalline silicon block of 156 mm × 156 mm × 300 mm was placed on the slice base, and the adhesive was cured. As shown in FIG. 1, a silicon block bonded to two slice bases is installed in a wire saw device, and a cutting fluid comprising silicon carbide abrasive grains (# 1200), mineral oil, a surfactant, and a dispersant is added. While supplying the wire (wire diameter 130 μm) running in one direction, the block adhered to the slice base was sliced to produce a silicon substrate having an average thickness of 200 μm. Slicing conditions at the time of cutting the central part are 700 m / min for the first traveling speed of the wire, 120 L / min for the supply flow rate of the cutting fluid, and slicing conditions for the second half of the feed speed of the silicon block are 270 μm / min. The second traveling speed of the wire is set to eight conditions (No. 1 to No. 8) of 300 m / min, 350 m / min, 400 m / min, 450 m / min, 500 m / min, 550 m / min, 600 m / min, and 650 m / min. ), The cutting fluid supply flow rate was 120 L / min, and the feed rate of the silicon block was 220 μm / min. In addition, each value was continuously made small from the value of a center part so that it might become the conditions at the time of the cutting | disconnection on the 2nd surface side when it cuts 120 mm from the cutting start edge part.
また、比較例のスライス条件はワイヤーの走行速度を700m/min、切削液の供給流量を120L/min、シリコンブロックのフィード速度を270μm/minで一定とした。 The slicing conditions of the comparative example were constant at a wire traveling speed of 700 m / min, a cutting fluid supply flow rate of 120 L / min, and a silicon block feed speed of 270 μm / min.
各条件において得られたシリコン基板の平均厚みと、インゴットのうち切断が終了した側のシリコン基板の端部(第二の面側)の厚みを測定し、その差を絶対値で評価した。なお、厚みの差は500枚測定した際の平均値である。また、各条件におけるワイヤーの断線率についても確認を行った。断線率は1000回スライスを行った際の断線の回数を百分率で評価した。 The average thickness of the silicon substrate obtained under each condition and the thickness of the end portion (second surface side) of the silicon substrate on the side where cutting was completed in the ingot were measured, and the difference was evaluated as an absolute value. The difference in thickness is an average value when 500 sheets are measured. Moreover, the wire breakage rate under each condition was also confirmed. The disconnection rate was evaluated as a percentage of the number of disconnections when slicing 1000 times.
その結果を表1に表す。 The results are shown in Table 1.
表1に示されるように、ワイヤーの第二の走行速度を第一の速度よりも遅くすることにより、基板の平均厚みと切り終わり端部の厚みの差が小さくなることが確認された。特に、600mm/min以下とすることによって、より効果的に厚みの差を抑えることができ、また、400mm/min以上、また、フィード速度を遅くすることによって、ワイヤーが断線することなくスライスすることができた。 As shown in Table 1, it was confirmed that by making the second traveling speed of the wire slower than the first speed, the difference between the average thickness of the substrate and the thickness of the end of the cut end was reduced. In particular, by setting the thickness to 600 mm / min or less, the difference in thickness can be suppressed more effectively, and by slicing the wire without disconnection by reducing the feed speed to 400 mm / min or more. I was able to.
(実施例2)
次に、実施例1のスライス条件の一部を下記の条件として、シリコンブロックのスライスを実施した。後半の切断時のスライス条件については、第二の速度を500m/min、切削液の供給流量を75L/min、84L/min、90L/min、95L/min、108L/min、115L/minの6条件(No.9〜No.14)、フィード速度を220μm/minとした。
(Example 2)
Next, slicing of the silicon block was performed under the following conditions as part of the slicing conditions of Example 1. Regarding the slicing conditions at the time of cutting in the latter half, the second speed is 500 m / min, the cutting fluid supply flow rate is 75 L / min, 84 L / min, 90 L / min, 95 L / min, 108 L / min, 115 L / min. Conditions (No. 9 to No. 14) and the feed rate were 220 μm / min.
各条件において得られたシリコン基板の平均厚みと切り終わり側面端部の厚みを測定し、その差を絶対値で評価した。また、各条件におけるワイヤーの断線率についても確認を行った。 The average thickness of the silicon substrate obtained in each condition and the thickness of the side edge at the end of cutting were measured, and the difference was evaluated as an absolute value. Moreover, the wire breakage rate under each condition was also confirmed.
その結果を表2に表す。 The results are shown in Table 2.
No.5と結果とNo.9〜14の結果から、切削液の供給流量を中心部分の切断時の条件よりも小さくすることにより、基板の平均厚みと切り終わり端部の厚みの差が小さくなることが確認された。特に、後半の切断時における切削液の供給流量を108L/min以下、つまり後半の切断時の供給流量を中心部分の切断時の供給流量の90%以下とすることによって、より効果的に厚みの差を抑えることができ、また、84L/min以上、つまり後半の切断時の供給流量を中心部分の切断時の供給流量の70%以上とすることによって、ワイヤーが断線することなくスライスすることができた。 No. No. 5, results and No. From the results of 9 to 14, it was confirmed that the difference between the average thickness of the substrate and the thickness of the end of the cut end is reduced by making the supply flow rate of the cutting fluid smaller than the condition at the time of cutting the central portion. In particular, when the supply flow rate of the cutting fluid at the time of the latter half cutting is 108 L / min or less, that is, the supply flow rate at the latter half cutting is 90% or less of the supply flow rate at the time of cutting the central portion, the thickness can be more effectively increased. The difference can be suppressed, and more than 84 L / min, that is, the supply flow rate at the time of cutting in the latter half is set to 70% or more of the supply flow rate at the cutting of the central portion, so that the wire can be sliced without disconnection. did it.
(実施例3)
次に、実施例1のスライス条件の一部を下記記載の条件として、シリコンブロックのスライスを実施した。後半の切断時のスライス条件については、ワイヤーの第二の走行速度を600m/min、切削液の供給流量を90L/minとし、切り終わり時における切削液の供給流量を110L/min、ワイヤーの走行速度を400m/min、450m/min、510m/min、550m/min、600m/minの5条件(No.15〜19)、とした。なお、切り始め端部から145mm切断した際に終端部分の切断時の条件となるようにした。
(Example 3)
Next, the slicing of the silicon block was performed under the conditions described below as part of the slicing conditions of Example 1. Regarding the slicing conditions at the time of cutting in the latter half, the second traveling speed of the wire is 600 m / min, the cutting fluid supply flow rate is 90 L / min, the cutting fluid supply flow rate at the end of cutting is 110 L / min, and the wire traveling The speed was set to 5 conditions (Nos. 15 to 19) of 400 m / min, 450 m / min, 510 m / min, 550 m / min, and 600 m / min. In addition, it was made to become the conditions at the time of cutting | disconnection of a termination | terminus part, when cutting 145 mm from the cutting start edge part.
各条件において得られたシリコン基板の平均厚みと切り終わり終端部分の厚みを測定し、20μm以上のバリについては×、20μm以上10μm以下のバリには△、10μm以下のバリについては○とした。 The average thickness of the silicon substrate obtained in each condition and the thickness of the end portion of the cut end were measured.
その結果を表3に表す。 The results are shown in Table 3.
No.15〜19の結果から、終端部分の切断において後半の切断時の条件よりも切削液の供給流量を大きくし、ワイヤーの走行速度を小さくすることにより、バリが減少することが確認された。特に、終端部分の切断時におけるワイヤーの走行速度を510m/min以下、つまり終端部分の切断時のワイヤーの走行速度を後半の切断時のワイヤーの走行速度の85%以下とすることによって、より効果的にバリの発生を低減させ、バリの厚みも抑えることができた。 No. From the results of 15 to 19, it was confirmed that the burr was reduced by increasing the supply flow rate of the cutting fluid and lowering the traveling speed of the wire in the cutting of the terminal portion than in the latter cutting conditions. In particular, the wire traveling speed at the time of cutting the terminal portion is 510 m / min or less, that is, the wire traveling speed at the time of cutting the terminal portion is set to 85% or less of the wire traveling speed at the latter half of cutting. In particular, the generation of burrs was reduced and the thickness of the burrs could be suppressed.
1 :ブロック
1a :基板
1s:ブロックの切断が開始される側の第一の面
1t:ブロックの切断が終了される側の第二の面
3 :ワイヤー
1: Block 1a: Substrate 1s: First surface 1t on the side where cutting of the block is started:
Claims (16)
前記第一の面にワイヤーを進め、前記ブロックの切断を開始する工程と、
前記ブロックの中心部分を、第一の速度で走行するワイヤーにより切断する工程と、
前記第一の速度で前記ブロックを切断した後、前記中心部分より前記第二の面側の前記ブロックを、前記第一の速度より遅い第二の速度で走行するワイヤーにより切断する工程と、を有する基板の製造方法。 Preparing a square block having a substantially rectangular cross-sectional shape having a first surface and a second surface on the first back side bonded to a base;
Advancing a wire to the first surface and starting cutting the block;
Cutting the central portion of the block with a wire traveling at a first speed;
Cutting the block on the second surface side from the central portion after cutting the block at the first speed with a wire traveling at a second speed slower than the first speed; and A method for manufacturing a substrate.
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