JPH038578B2 - - Google Patents
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- JPH038578B2 JPH038578B2 JP59143965A JP14396584A JPH038578B2 JP H038578 B2 JPH038578 B2 JP H038578B2 JP 59143965 A JP59143965 A JP 59143965A JP 14396584 A JP14396584 A JP 14396584A JP H038578 B2 JPH038578 B2 JP H038578B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、太陽電池その他の光電変換素子等に
用いられている多結晶シリコンウエハの製造皿用
離型剤に関する。 〔従来の技術〕 従来、多結晶シリコンウエハは、各種の方法に
よつて製造されていたが、種々の問題点を抱えて
いた。即ち、最も一般的なインゴツト法はシリコ
ン母材にインゴツトを鋳造した後、これをスライ
スすることによりウエハを得るようにしている
が、スライス作業が煩雑であると共に、スライス
時の材料ロスが大きく、コスト高の製品となり、
大量生産に向かないものであつた。 また、このようなスライスによらない方法とし
てリボン法とキヤステイング法（鋳造法）がある
が、何れも大型の太陽電池素材等が得られない難
点があり、更にキヤステイング法では、シリコン
結晶粒が非常に細かくなつて大きな結晶粒が得ら
れない為、当該ウエハによつて得られる太陽電池
の光電変換率も２〜３％と極度に悪くなる欠陥を
持つている。 そこで、本出願人は、上記諸法の欠陥を大幅に
改善することができる多結晶シリコンウエハの製
造方法として、既に、シリコン母材を溶融し、こ
の融液を、石英またはカーボンで形成され、かつ
回転状態にある製造皿上に滴下し、遠心力を有効
利用することにより所望拡径状態の融液薄層を形
成し、同層の固化後、これを製造皿から剥離する
方法（スピン法）を提案した。 このスピン法は、多くの優れた特徴を持つてい
るが、融液薄層が製造皿に癒着してしまうことか
ら、該融液薄層の剥離に際し、破損し易く、作業
が煩雑で熟練を要求され、大量生産の隘路となつ
ている。 また、上記の溶融したシリコン母材融液を製造
皿に直接滴下して融液薄層を形成することから、
同融液中に、製造皿の成分が拡散し易く、特に同
皿がカーボン製である場合には、炭素が汚染不純
物として融液中に混入し、製品たるウエハの特性
に悪影響を及ぼすという問題を有していた。 この問題を解決するため、既に製造皿の上面
に、粉末であるSi3N4、SiO2、SiO、SiC、BN等
の離型剤による膜を形成し、同膜の上面にシリコ
ン母材の融液を滴下して融液薄層を形成し、これ
を固化させることも行なわれている。 しかしながら、このような離型剤層によるとき
は、シリコン母材の融液を製造皿に滴下させた際
の衝撃により、該融液中に離型剤が混入してしま
い、製品たるシリコンウエハの特性と品質が低下
し易いばかりでなく、前記融液の衝撃により離型
剤層が剥離飛散してしまうこともあり、かかる個
所では、融液と製造皿との直接接触により製造皿
の成分が融液中に混入して結晶上の欠陥を生起さ
せ、その特性、品質を低下させてしまうという問
題を有していた。 そこで、有機溶剤にシリコン系粉末を溶解し
て、これを製造皿に塗布した後乾燥させて第１層
となし、さらに同層上にあつてスパツタリングに
より離型剤による第２層を積層させるようにした
離型剤層も用いられているが、これによれば、固
形化によつて前記粉末層の欠陥は改善できるもの
の、多層形成であるため、作業が煩雑であること
と、離型剤が固化していることにより、シリコン
母材融液を滴下した際に離型剤層が割れて剥離し
てしまうという問題点があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、このような従来の実情に鑑みてなさ
れたもので、シリコン母材の融液を、上面に離型
剤層の形成された製造皿上に滴下させ、所望の融
液薄層を形成し、これを固化した後に製造皿から
剥離して多結晶シリコンウエハを製造する場合、
上記融液中に離型剤成分が混入する恐れをなくす
ると共に、滴下の際の衝撃により離型剤が損傷す
ることもなく、高品質、高特性の多結晶シリコン
ウエハを製造することのできる離型剤層の形成方
法を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る多結晶シリコンウエハの製造皿用
離型剤層形成方法は、所期の目的を達成するた
め、シリコン母材の融液が流下供給される製造皿
の表面に塗布するための離型剤用溶液として、有
機溶剤中にSiO2を濃度１〜５％となるように溶
解するとともに、この溶液にSi3N4、SiO、SiO2、
SiC、BNなどの離型材粉末を混合して混合溶液
をつくり、当該混合溶液を上記製造皿の表面に塗
布した後、これを加熱処理して、離型剤粉末と固
化状態の酸化硅素とが共存した組成の離型剤層を
上記製造皿の表面に形成することを特徴とする。 〔作用〕 本発明は、上記の通り構成することによつて、
製造皿上に、SiO2の有機溶媒による溶液だけで
なく離型剤粉末が混入共存状態にて配され、これ
が加熱されるので、出来上つた離型剤層は粉末状
の要素が残存し、半固形化の状態となる。 すなわち離型剤粉末を混入し、しかもこれの固
定化材料として酸化硅素（SiO2）の有機溶媒に
よる溶液を使用することにより、シリコン母材の
融液を滴下した際にも、前記既応粉末離型剤の如
き飛散を阻止でき、シリコンウエハの特性、品質
を保持向上させると共に、完全な固形化ではない
ため、上記融液の滴下により、離型剤層が割れる
如き支障も解消され、所期の目的を達成すること
ができる。 〔実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の一実施例につい
て詳述する。 第１図、第２図において、１は製造皿で、シリ
コンとの反応性が少い石英（SiO2）やカーボン
(c)等の材質で各種寸法の円形多角形等、所望形状
のしかも、使用すべき表面１ａを持つたものを任
意選択して用いる。 そして、この製造皿１の表面１ａ上に本発明に
係る離型剤層Ａを形成する。 この離型剤層Ａを形成するには、先ずポリビニ
ルアルコール（PVA）等の有機溶剤中に酸化硅
素（SiO2）を１〜５％の濃度となるように溶解
する。 次に、この溶液に離型剤粉末を混合する。 その混合比率は、溶液10c.c.に対して離型剤粉末
５ｇ程度とするのがよく、当該粉末としては、
SiO、SiC、Si3N4等のシリコン系粉末が適当であ
り、またBN等も用いることができる。 このようにして得られた離型剤添加の混合溶液
を、刷毛またはスプレー等を用いて製造皿１の表
面１ａに塗布し、これを加熱炉で高温乾燥（約
600℃以上）することにより、所要の離型剤層Ａ
が得られる。 多結晶シリコンウエハの製造に際しては、この
ようにして、製造皿１の表面１ａに離型剤層Ａが
形成されたならば、この製造皿１を第１図に示す
如き設備に装置する。 即ち、当該設備によれば、製造皿１はターンテ
ーブル機構８の回収受皿１０内にあつて、その回
転軸９と同軸となるよう載置され、当該回転軸９
の駆動により回収受皿１０と同期して回転され
る。 次に坩堝４にシリコン母材を投入して、これを
溶融用熱源５により加熱融解し、当該融液を坩堝
４の転動によつて漏斗７へ放流すればこの漏斗７
に受承された流液は、その流出口７′から図中点
線で示すように製造皿１の離型剤層Ａにあつて、
その略中心部Acに滴下する。 そして、この際ターンテーブル機構８は予め回
転させておくのがよいが滴下と同時の回転でも、
滴下完了後融液が固化しないうちに回転を開始さ
せてもよく、当該回転による遠心力によつて融液
は拡径方向へ流動する。 そして、この拡径流動する融液は、上記離型剤
層Ａの全面にわたり、その外周縁まで拡径され、
余剰供給の融液は当該外周縁から遠心力により放
出され、この結果製造皿１の形状に見合つた融液
薄層３が第２図のように形成され、これを自然放
冷か適宜の冷却手段によつて固化して多結晶シリ
コンウエハが製造皿１の上記離型剤層Ａ上に形成
される。 尚、上記シリコン母材としては、金属級シリコ
ン、半導体級高純度シリコンなどを用いるように
し、同母材は坩堝４の外周側に配設された電気的
ヒーター等による溶融用熱源５によつて、当該シ
リコンの溶融温度1420℃を考慮して加熱すること
により、これを溶融し得るようになつており、も
ちろん適時当該加熱を停止したり、加熱条件を制
御可能にしておく。 ここで、前記のように本発明にあつて有機溶剤
中に溶解される酸化硅素（SiO2）の濃度を特定
したのは、当該濃度によつて、製造される多結晶
シリコンウエハの純度すなわち、その比抵抗が、
下表のように左右されるからである。
用いられている多結晶シリコンウエハの製造皿用
離型剤に関する。 〔従来の技術〕 従来、多結晶シリコンウエハは、各種の方法に
よつて製造されていたが、種々の問題点を抱えて
いた。即ち、最も一般的なインゴツト法はシリコ
ン母材にインゴツトを鋳造した後、これをスライ
スすることによりウエハを得るようにしている
が、スライス作業が煩雑であると共に、スライス
時の材料ロスが大きく、コスト高の製品となり、
大量生産に向かないものであつた。 また、このようなスライスによらない方法とし
てリボン法とキヤステイング法（鋳造法）がある
が、何れも大型の太陽電池素材等が得られない難
点があり、更にキヤステイング法では、シリコン
結晶粒が非常に細かくなつて大きな結晶粒が得ら
れない為、当該ウエハによつて得られる太陽電池
の光電変換率も２〜３％と極度に悪くなる欠陥を
持つている。 そこで、本出願人は、上記諸法の欠陥を大幅に
改善することができる多結晶シリコンウエハの製
造方法として、既に、シリコン母材を溶融し、こ
の融液を、石英またはカーボンで形成され、かつ
回転状態にある製造皿上に滴下し、遠心力を有効
利用することにより所望拡径状態の融液薄層を形
成し、同層の固化後、これを製造皿から剥離する
方法（スピン法）を提案した。 このスピン法は、多くの優れた特徴を持つてい
るが、融液薄層が製造皿に癒着してしまうことか
ら、該融液薄層の剥離に際し、破損し易く、作業
が煩雑で熟練を要求され、大量生産の隘路となつ
ている。 また、上記の溶融したシリコン母材融液を製造
皿に直接滴下して融液薄層を形成することから、
同融液中に、製造皿の成分が拡散し易く、特に同
皿がカーボン製である場合には、炭素が汚染不純
物として融液中に混入し、製品たるウエハの特性
に悪影響を及ぼすという問題を有していた。 この問題を解決するため、既に製造皿の上面
に、粉末であるSi3N4、SiO2、SiO、SiC、BN等
の離型剤による膜を形成し、同膜の上面にシリコ
ン母材の融液を滴下して融液薄層を形成し、これ
を固化させることも行なわれている。 しかしながら、このような離型剤層によるとき
は、シリコン母材の融液を製造皿に滴下させた際
の衝撃により、該融液中に離型剤が混入してしま
い、製品たるシリコンウエハの特性と品質が低下
し易いばかりでなく、前記融液の衝撃により離型
剤層が剥離飛散してしまうこともあり、かかる個
所では、融液と製造皿との直接接触により製造皿
の成分が融液中に混入して結晶上の欠陥を生起さ
せ、その特性、品質を低下させてしまうという問
題を有していた。 そこで、有機溶剤にシリコン系粉末を溶解し
て、これを製造皿に塗布した後乾燥させて第１層
となし、さらに同層上にあつてスパツタリングに
より離型剤による第２層を積層させるようにした
離型剤層も用いられているが、これによれば、固
形化によつて前記粉末層の欠陥は改善できるもの
の、多層形成であるため、作業が煩雑であること
と、離型剤が固化していることにより、シリコン
母材融液を滴下した際に離型剤層が割れて剥離し
てしまうという問題点があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、このような従来の実情に鑑みてなさ
れたもので、シリコン母材の融液を、上面に離型
剤層の形成された製造皿上に滴下させ、所望の融
液薄層を形成し、これを固化した後に製造皿から
剥離して多結晶シリコンウエハを製造する場合、
上記融液中に離型剤成分が混入する恐れをなくす
ると共に、滴下の際の衝撃により離型剤が損傷す
ることもなく、高品質、高特性の多結晶シリコン
ウエハを製造することのできる離型剤層の形成方
法を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る多結晶シリコンウエハの製造皿用
離型剤層形成方法は、所期の目的を達成するた
め、シリコン母材の融液が流下供給される製造皿
の表面に塗布するための離型剤用溶液として、有
機溶剤中にSiO2を濃度１〜５％となるように溶
解するとともに、この溶液にSi3N4、SiO、SiO2、
SiC、BNなどの離型材粉末を混合して混合溶液
をつくり、当該混合溶液を上記製造皿の表面に塗
布した後、これを加熱処理して、離型剤粉末と固
化状態の酸化硅素とが共存した組成の離型剤層を
上記製造皿の表面に形成することを特徴とする。 〔作用〕 本発明は、上記の通り構成することによつて、
製造皿上に、SiO2の有機溶媒による溶液だけで
なく離型剤粉末が混入共存状態にて配され、これ
が加熱されるので、出来上つた離型剤層は粉末状
の要素が残存し、半固形化の状態となる。 すなわち離型剤粉末を混入し、しかもこれの固
定化材料として酸化硅素（SiO2）の有機溶媒に
よる溶液を使用することにより、シリコン母材の
融液を滴下した際にも、前記既応粉末離型剤の如
き飛散を阻止でき、シリコンウエハの特性、品質
を保持向上させると共に、完全な固形化ではない
ため、上記融液の滴下により、離型剤層が割れる
如き支障も解消され、所期の目的を達成すること
ができる。 〔実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の一実施例につい
て詳述する。 第１図、第２図において、１は製造皿で、シリ
コンとの反応性が少い石英（SiO2）やカーボン
(c)等の材質で各種寸法の円形多角形等、所望形状
のしかも、使用すべき表面１ａを持つたものを任
意選択して用いる。 そして、この製造皿１の表面１ａ上に本発明に
係る離型剤層Ａを形成する。 この離型剤層Ａを形成するには、先ずポリビニ
ルアルコール（PVA）等の有機溶剤中に酸化硅
素（SiO2）を１〜５％の濃度となるように溶解
する。 次に、この溶液に離型剤粉末を混合する。 その混合比率は、溶液10c.c.に対して離型剤粉末
５ｇ程度とするのがよく、当該粉末としては、
SiO、SiC、Si3N4等のシリコン系粉末が適当であ
り、またBN等も用いることができる。 このようにして得られた離型剤添加の混合溶液
を、刷毛またはスプレー等を用いて製造皿１の表
面１ａに塗布し、これを加熱炉で高温乾燥（約
600℃以上）することにより、所要の離型剤層Ａ
が得られる。 多結晶シリコンウエハの製造に際しては、この
ようにして、製造皿１の表面１ａに離型剤層Ａが
形成されたならば、この製造皿１を第１図に示す
如き設備に装置する。 即ち、当該設備によれば、製造皿１はターンテ
ーブル機構８の回収受皿１０内にあつて、その回
転軸９と同軸となるよう載置され、当該回転軸９
の駆動により回収受皿１０と同期して回転され
る。 次に坩堝４にシリコン母材を投入して、これを
溶融用熱源５により加熱融解し、当該融液を坩堝
４の転動によつて漏斗７へ放流すればこの漏斗７
に受承された流液は、その流出口７′から図中点
線で示すように製造皿１の離型剤層Ａにあつて、
その略中心部Acに滴下する。 そして、この際ターンテーブル機構８は予め回
転させておくのがよいが滴下と同時の回転でも、
滴下完了後融液が固化しないうちに回転を開始さ
せてもよく、当該回転による遠心力によつて融液
は拡径方向へ流動する。 そして、この拡径流動する融液は、上記離型剤
層Ａの全面にわたり、その外周縁まで拡径され、
余剰供給の融液は当該外周縁から遠心力により放
出され、この結果製造皿１の形状に見合つた融液
薄層３が第２図のように形成され、これを自然放
冷か適宜の冷却手段によつて固化して多結晶シリ
コンウエハが製造皿１の上記離型剤層Ａ上に形成
される。 尚、上記シリコン母材としては、金属級シリコ
ン、半導体級高純度シリコンなどを用いるように
し、同母材は坩堝４の外周側に配設された電気的
ヒーター等による溶融用熱源５によつて、当該シ
リコンの溶融温度1420℃を考慮して加熱すること
により、これを溶融し得るようになつており、も
ちろん適時当該加熱を停止したり、加熱条件を制
御可能にしておく。 ここで、前記のように本発明にあつて有機溶剤
中に溶解される酸化硅素（SiO2）の濃度を特定
したのは、当該濃度によつて、製造される多結晶
シリコンウエハの純度すなわち、その比抵抗が、
下表のように左右されるからである。
上記のとおり、この発明によれば、スピン法等
により多結晶シリコンウエハを製造するに際し、
製造皿の表面にシリコン母材融液の溶着性が弱い
離型剤層が形成されることとなるので、剥離作業
が簡易かつ能率的となつて、シリコンウエハの破
損もないとともに、結晶粒径を大きくすべく高温
化した際でも、離型剤層とウエハとの癒着が生じ
ない。 また、この発明によれば、離型剤粉末の粒子を
固定化する材料として酸化硅素（SiO2）が使用
されているので、シリコン母材融液を滴下して、
融液薄層を形成する際従来の離型剤粉末層の如く
当該粉末が飛散してしまい、製造皿の表面が不本
意に露呈し、この結果同皿の成分がシリコンウエ
ハ内に混入するといつた恐れも皆無となり、太陽
電池ウエハ等の製品特性、品質を大幅に向上する
ことができると共に、しかも離型剤粉末と固化状
態の酸化硅素（SiO2）とが共存する組成である
ため、完全な固形物のようにシリコン母材融液の
注湯による衝撃にも強く、従つて損傷により当該
離型剤層が剥離してしまうといつたこともないの
で、この点からも上記ウエハの特性を低下させて
しまうような心配がない。
により多結晶シリコンウエハを製造するに際し、
製造皿の表面にシリコン母材融液の溶着性が弱い
離型剤層が形成されることとなるので、剥離作業
が簡易かつ能率的となつて、シリコンウエハの破
損もないとともに、結晶粒径を大きくすべく高温
化した際でも、離型剤層とウエハとの癒着が生じ
ない。 また、この発明によれば、離型剤粉末の粒子を
固定化する材料として酸化硅素（SiO2）が使用
されているので、シリコン母材融液を滴下して、
融液薄層を形成する際従来の離型剤粉末層の如く
当該粉末が飛散してしまい、製造皿の表面が不本
意に露呈し、この結果同皿の成分がシリコンウエ
ハ内に混入するといつた恐れも皆無となり、太陽
電池ウエハ等の製品特性、品質を大幅に向上する
ことができると共に、しかも離型剤粉末と固化状
態の酸化硅素（SiO2）とが共存する組成である
ため、完全な固形物のようにシリコン母材融液の
注湯による衝撃にも強く、従つて損傷により当該
離型剤層が剥離してしまうといつたこともないの
で、この点からも上記ウエハの特性を低下させて
しまうような心配がない。
第１図は本発明により得た製造皿により多結晶
シリコンウエハを製造する設備例を示す斜視説明
図、第２図は同製造皿上に製品が得られた状態の
正面説明図である。 Ａ……離型剤層、１……製造皿、１ａ……製造
皿の表面。
シリコンウエハを製造する設備例を示す斜視説明
図、第２図は同製造皿上に製品が得られた状態の
正面説明図である。 Ａ……離型剤層、１……製造皿、１ａ……製造
皿の表面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリコン母材の融液が流下供給される製造皿
の表面に塗布するための離型剤用溶液として、有
機溶剤中にSiO2を濃度１〜５％となるように溶
解するとともに、この溶液にSi3N4、SiO、SiO2、
SiC、BNなどの離型材粉末を混合して混合溶液
をつくり、当該混合溶液を上記製造皿の表面に塗
布した後、これを加熱処理して、離型剤粉末と固
化状態の酸化硅素とが共存した組成の離型剤層を
上記製造皿の表面に形成することを特徴とする多
結晶シリコンウエハの製造皿用離型剤層形成方
法。 ２ 溶液に混合される離型剤粉末の量が、当該溶
液10c.c.に対し５ｇの割合である特許請求の範囲第
１項記載の多結晶シリコンウエハの製造皿用離型
剤層形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143965A JPS6123313A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 多結晶シリコンウエハの製造皿用離型剤層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143965A JPS6123313A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 多結晶シリコンウエハの製造皿用離型剤層形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123313A JPS6123313A (ja) | 1986-01-31 |
| JPH038578B2 true JPH038578B2 (ja) | 1991-02-06 |
Family
ID=15351169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59143965A Granted JPS6123313A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 多結晶シリコンウエハの製造皿用離型剤層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123313A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484467A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池の製造方法 |
| SE508968C2 (sv) * | 1996-12-19 | 1998-11-23 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande för att göra elastiska kulor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129377A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-09 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of polycrystalline silicone semiconductor |
| JPS57181175A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Hoxan Corp | Manufacture of polycrystalline silicon wafer |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59143965A patent/JPS6123313A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129377A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-09 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of polycrystalline silicone semiconductor |
| JPS57181175A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Hoxan Corp | Manufacture of polycrystalline silicon wafer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6123313A (ja) | 1986-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |