JP2010150080A

JP2010150080A - Method for processing silicon block

Info

Publication number: JP2010150080A
Application number: JP2008329961A
Authority: JP
Inventors: Keiji Honjo; 慶司本庄
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2010-07-08

Abstract

【課題】シリコンブロックからウェーハを切り出す際や、切り出したウェーハに発電層を積層する際に、ウェーハが破損するのを防止するためのシリコンブロックの処理方法を提供する。
【解決手段】多結晶または単結晶のシリコンブロック１をスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法において、シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、シリコンブロックを端面に平行な方向にスライスしてシリコンウェーハとする前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程を実施する。前記加工歪み除去工程としては、例えば、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石６を用いて前記シリコンブロック１の柱面３を研削して加工歪を除去する方法が用いられる。このほかに、エッチングによって前記シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する方法を用いてもよい。
【選択図】図２Provided is a silicon block processing method for preventing a wafer from being damaged when a wafer is cut out from a silicon block or when a power generation layer is laminated on the cut wafer.
In a silicon block processing method performed before a silicon wafer is formed by slicing a polycrystalline or single crystal silicon block, the silicon block is formed in a quadrangular prism shape having a rectangular end face, and Before slicing the silicon block in a direction parallel to the end face to form a silicon wafer, a processing strain removing process is performed to remove processing strain from the pillar surface of the silicon block. As the processing strain removal step, for example, a method of removing the processing strain by grinding the column surface 3 of the silicon block 1 using a grinding wheel 6 containing diamond abrasive grains having a particle size of 5 μm or less is used. In addition, a method of removing processing strain from the column surface of the silicon block by etching may be used.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、単結晶または多結晶のシリコンブロックの歪みを除去する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for removing strain in a single crystal or polycrystalline silicon block.

単結晶型または多結晶型のシリコン太陽電池を製造するにあたっては、シリコンインゴットからシリコンブロックを切り出し、更にシリコンブロックをスライスすることにより太陽電池を形成するためのシリコンウェーハを得る。そしてその後、シリコンウェーハの表面に発電層を積層する等の処理を行うことにより、太陽電池となる。 In manufacturing a monocrystalline or polycrystalline silicon solar cell, a silicon wafer for forming a solar cell is obtained by cutting a silicon block from a silicon ingot and further slicing the silicon block. Then, a solar cell is obtained by performing a process such as laminating a power generation layer on the surface of the silicon wafer.

シリコンブロックは、バンドソー等を用いて、例えば一辺が１５ｃｍの正方形の端面を有する四角柱状に切り出される。そして、必要に応じて柱面の角部が面取りされた後、例えば０．３ｍｍの厚みのシリコンウェーハにスライスされる（例えば特許文献１参照）。 The silicon block is cut into a quadrangular prism shape having a square end face with a side of 15 cm, for example, using a band saw or the like. And if the corner | angular part of a pillar surface is chamfered as needed, it slices, for example to the silicon wafer of thickness 0.3mm (for example, refer patent document 1).

特開２００４−３０４１２７号公報JP 2004-304127 A

しかし、シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの表面には歪みが生じるため、その歪みに起因して、シリコンブロックからのウェーハの切り出し時やウェーハに対する発電層の積層時に、ウェーハが破損するという問題がある。そこで、本発明は、シリコンブロックからウェーハを切り出す際や、切り出したウェーハに発電層を積層する際に、ウェーハが破損するのを防止することを目的とする。 However, since the surface of the silicon block cut out from the silicon ingot is distorted, there is a problem that the wafer is damaged when the wafer is cut out from the silicon block or when the power generation layer is stacked on the wafer. is there. Accordingly, an object of the present invention is to prevent the wafer from being damaged when the wafer is cut out from the silicon block or when a power generation layer is stacked on the cut wafer.

本発明は、多結晶または単結晶のシリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に行うシリコンブロックの処理方法に関するもので、シリコンブロックは、矩形の端面を有する四角柱形状に形成されていて、シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハとする前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が実施されるように構成している。 The present invention relates to a silicon block processing method performed before slicing a polycrystal or single crystal silicon block to form a silicon wafer, and the silicon block is formed in a quadrangular prism shape having a rectangular end face. Before the silicon block is sliced into a silicon wafer, a processing strain removing process for removing processing strain from the pillar surface of the silicon block is performed.

上記加工歪み除去工程においては、粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を含む研削砥石を用いてシリコンブロックの柱面を研削して加工歪を除去するようにしてもよいし、エッチングによってシリコンブロックの柱面から加工歪みを除去するようにしてもよい。 In the processing strain removing step, the processing surface may be removed by grinding the column surface of the silicon block using a grinding wheel containing diamond abrasive grains having a particle size of 5 μm or less, or by etching. Processing distortion may be removed from the column surface.

本発明では、シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、シリコンブロックの柱面から加工歪みを除去する加工歪み除去工程が遂行されるため、シリコンウェーハの外周部分からクラックが生じることがなく、シリコンブロックからシリコンウェーハを切り出す際にシリコンウェーハが損傷したり、シリコンウェーハに発電層を積層する際にシリコンウェーハが損傷したりするのを防止することができる。 In the present invention, before the silicon block is formed by slicing the silicon block, a processing strain removing process for removing the processing strain from the pillar surface of the silicon block is performed, so that a crack may be generated from the outer peripheral portion of the silicon wafer. In addition, it is possible to prevent the silicon wafer from being damaged when the silicon wafer is cut out from the silicon block, or from being damaged when the power generation layer is laminated on the silicon wafer.

図１に示すシリコンブロック１は、単結晶または多結晶のシリコンインゴットからバンドソー等を用いて切り出されたものであり、四角柱形状に形成されており、矩形の２つの端面２と、４つの側面である柱面３とを有している。また、柱面と柱面との連結部分である角部４に欠けが生じるのを防止するために、二点鎖線で示されているように、角部４が面取りされ面取り部５が形成されているタイプのものもある。 A silicon block 1 shown in FIG. 1 is cut out from a monocrystalline or polycrystalline silicon ingot using a band saw or the like, is formed in a quadrangular prism shape, and has two rectangular end faces 2 and four side faces. And a column surface 3. Further, in order to prevent the corner 4 that is the connecting portion between the column surfaces from being chipped, the corner 4 is chamfered to form the chamfered portion 5 as shown by a two-dot chain line. There are some types.

端面２や柱面３には、シリコンインゴットからの切り出し時に加工歪みが生じるため、シリコンインゴット１をスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、少なくとも柱面３の加工歪みを除去する。 Since the end surface 2 and the column surface 3 are subjected to processing distortion when being cut out from the silicon ingot, at least the processing strain on the column surface 3 is removed before the silicon ingot 1 is sliced to form a silicon wafer.

加工歪みの除去には、例えば図２に示す研削砥石６を使用することができる。この研削砥石６は、回転可能な円形のホイール７の下面に、その外周に沿って複数固着されており、個々の研削砥石６は、例えば粒径が５μｍ以下のダイヤモンド砥粒をボンド材で固めて形成されている。 For example, a grinding wheel 6 shown in FIG. 2 can be used to remove the processing distortion. A plurality of grinding wheels 6 are fixed to the lower surface of a rotatable circular wheel 7 along the outer periphery thereof. Each grinding wheel 6 is made of, for example, diamond abrasive grains having a grain size of 5 μm or less, which are hardened with a bonding material. Is formed.

図２に示すように、研削しようとする柱面３が上方に露出した状態とし、シリコンブロック１を水平方向に移動させながら、円軌道を描いて回転する研削砥石６の下面を柱面３に接触させることにより、柱面３の加工歪みを除去して平面状とすることができる。このときの研削砥石６の回転速度は、例えば６０００ＲＰＭとする。また、研削砥石６の円軌道の最外周の直径が、シリコンブロック１の柱面３の幅より大きくなるように構成すると、シリコンブロック１の水平方向の一度の送りで効率良く加工歪みを除去することができる。一度の送りでは加工歪みを十分に除去できない場合は、複数回水平方向にシリコンブロック１を送りながら研削を行ってもよい。他の柱面３についても同様の研削を行い、すべての柱面３の加工歪みを除去する（加工歪み除去工程）。 As shown in FIG. 2, the column surface 3 to be ground is exposed upward, and the lower surface of the grinding wheel 6 that rotates while drawing a circular orbit while moving the silicon block 1 in the horizontal direction is formed on the column surface 3. By making it contact, the processing distortion of the column surface 3 can be removed and it can be made flat. The rotational speed of the grinding wheel 6 at this time is set to 6000 RPM, for example. Further, if the diameter of the outermost circumference of the circular orbit of the grinding wheel 6 is configured to be larger than the width of the column surface 3 of the silicon block 1, machining distortion can be efficiently removed by a single horizontal feed of the silicon block 1. be able to. If the processing distortion cannot be sufficiently removed by one feed, grinding may be performed while feeding the silicon block 1 a plurality of times in the horizontal direction. The same grinding is performed on the other column surfaces 3 to remove the processing distortion of all the column surfaces 3 (processing distortion removing step).

なお、加工歪み除去工程は、研削のほかに、ウェットエッチングやドライエッチングによっても実現することができる。ウェットエッチングによる場合は、例えば硝酸とフッ化水素酸とを混合させたエッチング液を用いる。また、ドライエッチングによる場合は、例えばＳＦ_６、ＣＦ_４等のフッ素系安定ガスをプラズマ化して用いる。 The processing strain removal step can be realized by wet etching or dry etching in addition to grinding. In the case of wet etching, for example, an etching solution in which nitric acid and hydrofluoric acid are mixed is used. In the case of dry etching, for example, a fluorine-based stable gas such as SF ₆ or CF ₄ is used as a plasma.

このようにして柱面３の加工歪みが除去された後は、必要に応じて洗浄を行った後、シリコンブロック１を端面２に平行な方向にスライスしてシリコンウェーハを形成する。そしてその後、シリコンウェーハに発電層が積層される等して、太陽電池ウェーハが形成される。 After the processing distortion of the column surface 3 is removed in this way, the silicon block 1 is sliced in a direction parallel to the end surface 2 after being cleaned as necessary to form a silicon wafer. Thereafter, a solar cell wafer is formed by, for example, laminating a power generation layer on the silicon wafer.

シリコンブロックをスライスしてシリコンウェーハを形成する前に、研削砥石による研削、ウェットエッチングまたはドライエッチングによる加工歪み除去工程を実施することとしたため、シリコンウェーハの外周部分からクラックが生じることがなくなり、シリコンブロックからシリコンウェーハを切り出す際にシリコンウェーハが損傷したり、シリコンウェーハに発電層を積層する際にシリコンウェーハが破損したりするのを防止することができる。 Before the silicon wafer is formed by slicing the silicon block, the processing distortion removal process by grinding with a grinding wheel, wet etching, or dry etching is performed, so that no cracks are generated from the outer periphery of the silicon wafer. It is possible to prevent the silicon wafer from being damaged when the silicon wafer is cut out from the block, or from being damaged when the power generation layer is laminated on the silicon wafer.

シリコンブロックの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a silicon block. 加工歪み除去工程の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a process distortion removal process.

Explanation of symbols

１：シリコンブロック２：端面３：柱面４：角部５：面取り部
６：研削砥石７：ホイール 1: Silicon block 2: End face 3: Column face 4: Corner 5: Chamfer 6: Grinding wheel 7: Wheel

Claims

A method of processing a silicon block which is performed before slicing a polycrystalline or single crystal silicon block to form a silicon wafer,
The silicon block is formed in a quadrangular prism shape having a rectangular end face,
A processing method of a silicon block, in which a processing strain removing step of removing processing strain from a pillar surface of the silicon block is performed before slicing the silicon block into a silicon wafer.

2. The silicon block processing method according to claim 1, wherein in the processing strain removing step, the processing strain is removed by grinding a column surface of the silicon block using a grinding wheel including diamond abrasive grains having a particle size of 5 μm or less.

The method of processing a silicon block according to claim 1, wherein in the processing strain removing step, processing strain is removed from a pillar surface of the silicon block by etching.