JP2010194706A - Method of manufacturing substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a substrate improved in thickness accuracy of the substrate. <P>SOLUTION: This method includes processes for: preparing a block 1, a wire 3 for cutting the block 1 in a lower part of the block 1 and a dip tank 6 having machining liquid 11 up to a position not in contact with the wire 3 in a lower part of the wire 3; advancing a lower surface of the block 1 to the traveling wire 3 and starting cutting of the block 1; and cutting the block 1, while dipping the cut region of the block 1 in the machining liquid 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は例えば半導体基板等の基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a substrate such as a semiconductor substrate.

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.

ワイヤーソーにおけるスライス方法に、初めから砥粒をワイヤーに固着させた砥粒固着ワイヤーで切断する方法（固着砥粒タイプ）がある。当該方法において、クーラント液（加工液）をディップ槽に貯留し、クーラント液の液中にワイヤーを走行させることにより、ワイヤーにクーラント液を供給してブロックを切断する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。   As a slicing method in a wire saw, there is a method (fixed abrasive grain type) of cutting with an abrasive fixed wire in which abrasive particles are fixed to the wire from the beginning. In this method, a coolant liquid (working fluid) is stored in a dip tank, and a wire is run in the coolant liquid to supply coolant liquid to the wire and cut the block (for example, , See Patent Document 1).

特開２００６−１８１６８８号公報JP 2006-181688 A

しかしながら、従来の方法においては、半導体基板にマイクロクラックが発生し、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おそれがある。   However, in the conventional method, micro cracks are generated in the semiconductor substrate, and there is a risk that cracks, cracks, etc. occur in the element process of the solar cell element and the yield is lowered.

そこで本発明は、マイクロクラックの発生を低減させ、歩留まりを向上させる基板の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate that reduces the occurrence of microcracks and improves the yield.

本発明に係る基板の製造方法は、ブロックと、前記ブロックを切断するワイヤーと、加工液とを準備する工程と、前記ワイヤーにより、前記ブロックの切断を開始する工程と、前記ブロックの切断された領域の少なくとも一部を前記加工液に浸漬させながら前記ブロックをさらに切断する工程と、を有する。   The method for manufacturing a substrate according to the present invention includes a step of preparing a block, a wire for cutting the block, and a processing liquid, a step of starting cutting of the block by the wire, and the cutting of the block. And further cutting the block while immersing at least a part of the region in the processing liquid.

本発明によれば、上述した工程により、ワイヤーの断線や切削性等の問題を低減することができる。特に加工液がクーラント液である場合、ブロックの切断領域およびワイヤーを十分に冷却することができる。このため、マイクロクラックの発生を低減させ、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, problems such as wire breakage and machinability can be reduced by the above-described steps. In particular, when the machining fluid is a coolant, the block cutting region and the wire can be sufficiently cooled. For this reason, generation | occurrence | production of a microcrack is reduced and the yield fall by generation | occurrence | production of the crack in the element process of a solar cell element, a crack, etc. does not arise easily.

本発明に係る基板の製造方法におけるワイヤーソー装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically one embodiment of a wire saw device in a manufacturing method of a substrate concerning the present invention. （ａ）は本発明に係る基板の製造方法におけるワイヤーソー装置の一実施形態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ方向からみた部分断面図である。(A) is sectional drawing which shows typically one Embodiment of the wire saw apparatus in the manufacturing method of the board | substrate which concerns on this invention, (b) is the fragmentary sectional view seen from the X direction of (a).

以下、本発明の実施形態に係る基板の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a substrate manufacturing method according to an embodiment 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、ブロックと、このブロックの下部にこれを切断するワイヤーと、このワイヤーの下部にこのワイヤーと接触しない位置まで加工液を有するディップ槽とを準備する工程と、ブロックの下面を走行するワイヤーに向けて進め、ブロックの切断を開始する工程と、ブロックの切断された領域の少なくとも一部を加工液に浸漬させながらブロックを切断する工程と、を有する。   The substrate manufacturing method of the present embodiment includes a step of preparing a block, a wire for cutting the block at the lower portion of the block, and a dip tank having a processing liquid up to a position not in contact with the wire at the lower portion of the wire, The process includes a step of proceeding toward the wire running on the lower surface of the block and starting the cutting of the block, and a step of cutting the block while immersing at least a part of the cut region of the block in the processing liquid.

ブロックはインゴットの端部を切断することで加工される。このようなインゴットは、例えば、単結晶シリコンまたは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を用いる場合、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（正方形状を含む）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。   The block is machined by cutting the end of the ingot. Such an ingot is made of, for example, single crystal silicon or polycrystalline silicon. For example, when a single crystal silicon ingot is used, since the single crystal silicon ingot has a cylindrical shape, silicon having a substantially rectangular cross section (including a square shape) is obtained by cutting four end portions in the height direction. You can get a block. In addition, what has a corner | angular part in circular shape in the said cross-sectional shape shall also be considered as a rectangle.

多結晶シリコンインゴットは例えば略直方体であり、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いる。このような場合、シリコンブロックは断面形状が矩形（正方形状を含む）であり、例えば１５６ｍｍ×１５６ｍｍ×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。   The polycrystalline silicon ingot is, for example, a substantially rectangular parallelepiped, and has a size that allows a plurality of silicon blocks to be taken out. In such a case, the silicon block has a rectangular cross section (including a square shape), and is formed in a rectangular parallelepiped of, for example, 156 mm × 156 mm × 300 mm. In addition, what the corner | angular part was chamfered in the said cross-sectional shape shall be considered as a rectangle.

図１に示すように、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。   As shown in FIG. 1, the traveling wire 3 and the square block 1 fixed to the slice base 2 are pressed against each other, and the block 1 is cut by the wire 3 to manufacture a substrate.

ブロック１は、カーボン材、ガラスまたは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、アクリル系もしくはアクリレート系の樹脂、またはワックスなどの接着剤からなり、基板にスライス後、この基板をスライスベース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。なお、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１０により装置内に１本又は複数本配置される。   The block 1 is bonded to the slice base 2 made of a material such as a carbon material, glass or resin by an adhesive or the like. The adhesive consists of an adhesive such as a thermosetting two-component epoxy-based, acrylic-based or acrylate-based resin, or wax. After slicing the substrate, the substrate can be easily peeled off from the slice base 2. An adhesive whose adhesive strength is reduced by raising the temperature is used. One or a plurality of blocks 1 bonded to the slice base 2 are arranged in the apparatus by the work holder 10.

ワイヤー３は、供給リール７から供給され、巻取リール８に巻き取られる。ワイヤー３は、供給リール７と巻取リール８との間において、複数のメインローラ５に巻かれ、メインローラ５間に複数本に張られている。ワイヤー３は、例えば鉄または鉄合金を主成分とするピアノ線からなり、線径は８０μｍ〜１８０μｍ、より好ましくは１２０μｍ以下である。本実施形態において、ワイヤー３は、ワイヤーの周囲にダイヤモンドもしくは炭化珪素からなる砥粒がニッケルまたは銅・クロムによるメッキにて固着された砥粒固着ワイヤーである。この場合、砥粒の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下とした方がよい。   The wire 3 is supplied from the supply reel 7 and taken up on the take-up reel 8. The wire 3 is wound around a plurality of main rollers 5 between the supply reel 7 and the take-up reel 8 and is stretched between the main rollers 5. The wire 3 is made of, for example, a piano wire whose main component is iron or an iron alloy, and has a wire diameter of 80 μm to 180 μm, more preferably 120 μm or less. In the present embodiment, the wire 3 is an abrasive fixed wire in which abrasive grains made of diamond or silicon carbide are fixed around the wire by plating with nickel, copper, or chromium. In this case, the average grain size of the abrasive grains is preferably 5 μm or more and 30 μm or less.

ディップ槽６はブロック１の切断された領域が浸漬される加工液を備える。また、このディップ槽６は、切断時に発生するブロック１の切屑および加工液を回収する目的で設けられる。基板部間は表面張力を受け易いが、ブロック１の切断された領域を加工液に浸漬させることにより、基板間の表面張力の影響が緩和され断線や切削性等の問題を低減することができる。   The dip tank 6 includes a processing liquid in which the cut area of the block 1 is immersed. The dip tank 6 is provided for the purpose of recovering chips and machining fluid of the block 1 generated during cutting. Although the surface tension is easily received between the substrate portions, the influence of the surface tension between the substrates is alleviated by immersing the cut region of the block 1 in the processing liquid, and problems such as disconnection and machinability can be reduced. .

このような加工液がクーラント液である場合、クーラント液は、例えばグリコール等の水溶性溶剤からなり、複数の開口部を有する供給ノズル４の開口部より、複数本のワイヤー３に対して供給される。供給ノズル４に供給するクーラント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、クーラント液を循環して使用してもよく、その際にクーラント液中に含まれる砥粒や切屑等を除去して使用される。   When such a working fluid is a coolant, the coolant is made of a water-soluble solvent such as glycol, and is supplied to the plurality of wires 3 from the openings of the supply nozzle 4 having a plurality of openings. The The supply flow rate of the coolant liquid supplied to the supply nozzle 4 is appropriately set according to the size and number of blocks. Further, the coolant liquid may be circulated and used, and the abrasive grains and chips contained in the coolant liquid are removed at that time.

メインローラ５は、ブロック１の下方に配置される第１メインローラ５ａと第２メインローラ５ｂとを含む。また、メインローラ５は、例えば、エステル系、エーテル系・尿素系等のウレタンゴム、またはニューライト等の樹脂からなり、直径１５０〜５００ｍｍ、長さ２００〜１０００ｍｍ程度の大きさを有している。メインローラ５の表面には、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が設けられている。これら溝の間隔とワイヤー３の直径との関係によって、基板の厚みが定まる。   The main roller 5 includes a first main roller 5a and a second main roller 5b arranged below the block 1. The main roller 5 is made of, for example, urethane rubber such as ester, ether or urea, or resin such as neurite, and has a diameter of 150 to 500 mm and a length of about 200 to 1000 mm. . A large number of grooves for arranging the wires 3 supplied from the supply reel 7 at predetermined intervals are provided on the surface of the main roller 5. The thickness of the substrate is determined by the relationship between the interval between the grooves and the diameter of the wire 3.

また、別の実施形態として、加工液として砥粒を含む切削液を用いてもよい。このような切削液は、例えば、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を用いることで供給できる。この場合、使用するワイヤー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８０μｍ〜１８０μｍ、より好ましくは１２０μｍ以下とする。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、界面活性剤およ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る。また切削液は、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。   As another embodiment, a cutting fluid containing abrasive grains may be used as the processing fluid. Such a cutting fluid can be supplied, for example, by using a loose abrasive type wire saw device that cuts the block 1 by the lapping action of the wire 3. In this case, the wire 3 to be used is wound around the main roller 5, and for example, a piano wire mainly composed of iron or an iron alloy may be used, and the wire diameter is 80 μm to 180 μm, more preferably 120 μm or less. The cutting fluid is configured by mixing wrapping oil composed of abrasive grains such as silicon carbide, alumina, diamond, mineral oil, surfactant and dispersant. The cutting fluid is supplied to a plurality of wires 3 stretched from a supply nozzle 4 having a plurality of openings. As the average particle size of the abrasive grains, for example, those having a narrow particle size distribution of 5 μm to 20 μm are used. The supply flow rate of the cutting fluid supplied to the supply nozzle 4 is appropriately set depending on the size and number of blocks. Further, the cutting fluid may be circulated and used, and new abrasive grains may be additionally supplied at that time.

以下に、固着砥粒タイプにおける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。ワイヤー３は供給リール７から供給され、ガイドローラ９によりメインローラ５に案内され、ワイヤー３をメインローラ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を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。また、メインローラー５の回転方向を変化させることによりワイヤー３を往復運動させる。このとき、供給リール７からワイヤー３を供給する長さの方がワイヤー巻取リール８からワイヤー３を供給する長さよりも長くし、新線をメインローラ５に供給するようにする。   Below, the slicing method using the wire saw apparatus in a fixed abrasive grain type is demonstrated. The wire 3 is supplied from the supply reel 7 and guided to the main roller 5 by the guide roller 9, and the wire 3 is wound around the main roller 5 and arranged at a predetermined interval. The wire 3 can be run in the longitudinal direction of the wire 3 by rotating the main roller 5 at a predetermined rotation speed. Further, the wire 3 is reciprocated by changing the rotation direction of the main roller 5. At this time, the length for supplying the wire 3 from the supply reel 7 is longer than the length for supplying the wire 3 from the wire take-up reel 8, and the new line is supplied to the main roller 5.

ブロック１の切断は、高速に走行しているワイヤー３に向かって加工液を供給しながら、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）、および、ブロックを下降させる速度（フィード速度）は、それぞれ適宜制御されている。例えば、ワイヤー１３の最大走行速度は、５００ｍ／ｍｉｎ以上１０００ｍ／ｍｉｎ以下に設定され、最大フィード速度は３５０μｍ／ｍｉｎ以上１１００μｍ／ｍｉｎ以下に設定する。   The block 1 is cut by lowering the block 1 and relatively pressing the block 1 against the wire 3 while supplying the machining fluid toward the wire 3 running at high speed. The block 1 is divided into a plurality of substrates having a thickness of 200 μm or less, for example. At this time, the tension of the wire 3, the speed at which the wire 3 travels (travel speed), and the speed at which the block is lowered (feed speed) are appropriately controlled. For example, the maximum traveling speed of the wire 13 is set to 500 m / min or more and 1000 m / min or less, and the maximum feed speed is set to 350 μm / min or more and 1100 μm / min or less.

なお、遊離砥粒タイプのワイヤーソー装置を用いたスライス方法においては、加工液としてクーラント液の代わりに切削液を用いる。また、ワイヤー３を往復走行させずに一方向走行させてもよい。   In the slicing method using the loose abrasive type wire saw apparatus, a cutting fluid is used as a working fluid instead of a coolant. Alternatively, the wire 3 may travel in one direction without reciprocating.

本実施形態における基板の製造方法においては、図２に示すように、ブロック１の切断された領域（ワイヤー３が通過した後の領域）の少なくとも一部をディップ槽６に満たした加工液１１に浸漬させながらブロック１を切断する。このとき、ディップ槽６の加工液１１の液面は走行しているワイヤー３と接触しない位置にある。特に、加工液１１の液面とワイヤー３との距離は、３ｃｍ以上、より好ましくは５ｃｍ以上とすることで、ワイヤー３が高速に走行しても、加工液を巻き散らすことなく切断することができる。切断されたブロックの加工部分（以下、基板部という）１ａ同士の間隔は狭いため、毛細血管現象により加工液１１が染み上がり、基板部１ａ間の表面張力の影響が緩和され断線や切削性等の問題を低減することができる。加工液１１がクーラント液である場合、染み上がった加工液１１は、切断領域の閉じられた空間内において高速に走行するワイヤー３に巻き込まれブロック１の切断領域およびワイヤー３を十分に冷却することができる。また、加工液１１の液中にワイヤー３を走行させることがないので、ワイヤー３が加工液の乱流の影響を受けることなく、ワイヤー３がぶれない。このためマイクロクラックの発生を低減することができる。   In the substrate manufacturing method according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the processing liquid 11 in which at least a part of the cut area of the block 1 (the area after the wire 3 passes) is filled in the dip tank 6 is used. The block 1 is cut while being immersed. At this time, the liquid level of the machining liquid 11 in the dip tank 6 is in a position where it does not come into contact with the traveling wire 3. In particular, the distance between the liquid surface of the machining liquid 11 and the wire 3 is 3 cm or more, more preferably 5 cm or more, so that the machining liquid can be cut without being scattered even when the wire 3 runs at a high speed. it can. Since the distance between the processed portions (hereinafter referred to as substrate portions) 1a of the cut block is narrow, the processing liquid 11 soaks up due to the capillary phenomenon, and the influence of the surface tension between the substrate portions 1a is alleviated, and the wire breakage, cutting ability, etc. Problems can be reduced. When the machining liquid 11 is a coolant liquid, the soaked machining liquid 11 is caught in the wire 3 that travels at high speed in the closed space of the cutting area, and sufficiently cools the cutting area of the block 1 and the wire 3. Can do. Moreover, since the wire 3 is not run in the liquid of the machining liquid 11, the wire 3 is not affected by the turbulent flow of the machining liquid and the wire 3 is not shaken. For this reason, generation | occurrence | production of a microcrack can be reduced.

また、ブロック１がディップ槽６の加工液１１に浸漬した後、適宜供給ノズルから供給される加工液１１の供給量を調整してもよい。特に、加工液１１が切削液の場合、切削性が変化するため一定となるように適宜調整される。   In addition, after the block 1 is immersed in the machining liquid 11 in the dip tank 6, the supply amount of the machining liquid 11 supplied from the supply nozzle may be adjusted as appropriate. In particular, when the machining fluid 11 is a cutting fluid, the machinability changes, so that the machining fluid 11 is appropriately adjusted to be constant.

また、切断後得られる基板サイズが１５ｃｍ以上となるブロック１の１／３以上、より好ましくは半分以上の高さが切断された後、ブロック１の切断された領域の少なくとも一部が加工液１１に浸漬するように、ディップ槽６内の加工液１１の高さを調整する。ブロック１の１／３以上、より好ましくは半分以上の高さが切断された後は、基板間が特に表面張力の力を受け易い。基板が薄型化されている場合、基板部１ａ間において表面張力の影響をさらに受け易く、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て接触し易い。固着砥粒タイプのワイヤーソー装置においてはこのような接触部分で切断中のワイヤー３に負荷がかかり、ワイヤー３が断線しやすい。また、遊離砥粒タイプのワイヤーソー装置においては、このような接触部分で切削液が排出されにくくなることから、基板部１ａ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。しかしながら、ブロック１の切り初め側の切断された領域を加工液１１に浸漬させることにより、基板間の表面張力の影響が緩和され断線や切削性等の問題を低減することができる。また、切断開始時から加工液１１に浸漬する場合に比べ、安定して切断を行うことができるため、基板の表面粗さおよびうねりを小さくすることができる。   Further, after cutting a height of 1/3 or more, more preferably half or more of the block 1 having a substrate size of 15 cm or more obtained after cutting, at least a part of the cut region of the block 1 is processed liquid 11. The height of the processing liquid 11 in the dip tank 6 is adjusted so as to be immersed in the dip tank. After the height of 1/3 or more, more preferably half or more, of the block 1 is cut, the substrate is particularly susceptible to surface tension. When the substrate is thinned, it is more susceptible to the influence of surface tension between the substrate portions 1a, and the end portions on the cutting start side of the block are easily brought into contact with each other. In the fixed abrasive type wire saw device, a load is applied to the wire 3 being cut at such a contact portion, and the wire 3 is easily broken. Further, in the loose abrasive type wire saw device, the cutting fluid is hardly discharged at such a contact portion, so that the amount of the cutting fluid existing between the substrate portions 1a increases, and the machinability is likely to increase. . However, by immersing the cut area on the cutting start side of the block 1 in the processing liquid 11, the influence of the surface tension between the substrates is alleviated, and problems such as disconnection and machinability can be reduced. In addition, since the cutting can be performed stably as compared with the case of immersing in the processing liquid 11 from the start of cutting, the surface roughness and undulation of the substrate can be reduced.

また、ブロックを加工液に浸漬させる工程において加工液１１の液面の高さを変動させることによって、ブロック１が加工液１１に浸漬する深さを調整でき、また、液面がワイヤー３と接触しないように調整することができる。液面の高さは、加工液１１の供給量と排出量を調整すればよい。また、加工液１１は供給ノズル４へ供給する以外に、別途ディップ槽６への供給口を設けて、この供給口から供給してもよい。   Further, the depth at which the block 1 is immersed in the machining liquid 11 can be adjusted by changing the height of the liquid level of the machining liquid 11 in the step of immersing the block in the machining liquid, and the liquid level is in contact with the wire 3. Can be adjusted to not. The height of the liquid level may be adjusted by adjusting the supply amount and discharge amount of the machining liquid 11. In addition to supplying the machining liquid 11 to the supply nozzle 4, a supply port to the dip tank 6 may be provided separately and supplied from this supply port.

また、ブロック１の１／３以上、より好ましくは半分以上の高さが切断された後にブロック１の切り初め側の端部が加工液に浸漬する高さまで、予めディップ槽６に加工液を満たしておいてもよい。これにより、別途、加工液を調節する機構を設けることなく、表面張力の影響を緩和することができる。   In addition, the dip tank 6 is previously filled with the processing liquid until the height at which the end of the block 1 at the beginning of cutting is immersed in the processing liquid after the height of 1/3 or more, more preferably more than half of the block 1 is cut. You may keep it. Thereby, the influence of surface tension can be relieved, without providing the mechanism which adjusts a process liquid separately.

また、ディップ槽６内の加工液１１に超音波を照射するようにしてもよい。これにより、基板部１ａ間の表面張力の影響が緩和され断線や切削性等の問題をさらに低減することができる。   Moreover, you may make it irradiate the process liquid 11 in the dip tank 6 with an ultrasonic wave. Thereby, the influence of the surface tension between the board | substrate parts 1a is relieve | moderated, and problems, such as a disconnection and machinability, can further be reduced.

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、ワイヤー３がブロックから引き抜かれる。この際、スライスベース２に接着した状態で基板を取り出すことができる。このとき、ブロック１の少なくとも一部、特にブロック１の切り初め側の端部をディップ槽６内の加工液１１に浸漬しながらブロック１よりワイヤー３を引き抜く。ブロック１を加工液１１に浸漬させることにより、基板間の表面張力の影響が緩和され、ブロック１の切り初め側の端部間が狭くなるのを低減できる。このため、ワイヤー３を引き抜くときに、ワイヤー３に付着した砥粒によって基板を傷つけることを低減できる。   Then, simultaneously with slicing the block 1, the slice base 2 is also cut by about 2 to 5 mm, and the wire 3 is pulled out from the block. At this time, the substrate can be taken out while being adhered to the slice base 2. At this time, the wire 3 is pulled out from the block 1 while immersing at least a part of the block 1, in particular, the end of the block 1 on the cutting start side in the processing liquid 11 in the dip tank 6. By immersing the block 1 in the processing liquid 11, the influence of the surface tension between the substrates is alleviated, and it is possible to reduce the narrowing between the end portions on the cutting start side of the block 1. For this reason, when the wire 3 is pulled out, it is possible to reduce damage to the substrate due to the abrasive grains attached to the wire 3.

また、特に固着砥粒タイプにおいては、ワイヤー３を引き抜く際にワイヤー３を走行させながら引き抜く。固着砥粒タイプはワイヤー３に直接砥粒が接着して固定されているため、遊離砥粒タイプに比べ基板を傷つけ易いが、ワイヤー３を走行させることでワイヤー３と基板との接触抵抗が小さくなり、砥粒によって基板を傷つけることを低減できる。このとき、ワイヤー３を引き抜くときの走行速度が切断中の走行速度よりも遅くすることによって、さらに基板を傷つけることを低減できる。ワイヤー３の走行速度としては、１０ｍ／ｍｉｎ以上、１００ｍ／ｍｉｎ以下に設定される。また、ワイヤー３を引き抜くときのフィード速度は、１ｍｍ／ｍｉｎ以上、１０ｍｍ／ｍｉｎ以下に設定される。   In particular, in the fixed abrasive type, when the wire 3 is pulled out, the wire 3 is pulled while running. In the fixed abrasive type, since the abrasive grains are directly bonded and fixed to the wire 3, the substrate is more easily damaged than the free abrasive type, but by moving the wire 3, the contact resistance between the wire 3 and the substrate is small. Therefore, it is possible to reduce damage to the substrate by the abrasive grains. At this time, when the traveling speed when the wire 3 is pulled out is slower than the traveling speed during cutting, the damage to the substrate can be further reduced. The traveling speed of the wire 3 is set to 10 m / min or more and 100 m / min or less. Further, the feed speed when the wire 3 is pulled out is set to 1 mm / min or more and 10 mm / min or less.

そして、取り出された基板はスライスベース２に接着された状態で次工程の洗浄工程に投入される。   Then, the substrate taken out is put into the next cleaning step while being bonded to the slice base 2.

洗浄工程では、洗浄液としてアルカリ液または中性液を用い、基板に付着した水溶性クーラント、オイルや汚れが洗浄され、その後洗剤を水で洗い流す。そして、熱風またはエアーなどにより、基板表面を完全に乾燥させて、スライスベース２から剥離することで基板１ａが完成する。   In the cleaning process, an alkaline liquid or a neutral liquid is used as a cleaning liquid, and water-soluble coolant, oil, and dirt adhering to the substrate are cleaned, and then the detergent is washed away with water. Then, the substrate surface is completely dried by hot air or air and peeled off from the slice base 2 to complete the substrate 1a.

このように、上記製造方法で形成された基板は、基板におけるマイクロクラックの発生が低減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抑制することができ、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 generation | occurrence | production of the microcrack in a board | substrate can reduce the board | substrate formed with the said manufacturing method, generation | occurrence | production of a crack, a crack, etc. can be suppressed in the element process of a solar cell element, and is high. A solar cell element can be manufactured with a yield.

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できる。   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 ingot 1.

以下、本発明に係る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た。次に、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設置し、接着剤を硬化させた。そして、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、ダイヤモンドの砥粒をＮｉメッキで固着したワイヤー（線径＝１２０μｍ、砥粒粒径＝１４μｍ、平均直径Ｄ＝１４８μｍ）を双方向に走行させながら、スライスベースに接着したブロックをスライスして、１５６角、平均厚み２００μｍのシリコン基板を作製した。   Examples according to the present invention will be described below. First, an epoxy adhesive was applied to a slice base made of a glass plate. Next, a rectangular parallelepiped polycrystalline silicon block of 156 mm × 156 mm × 300 mm was placed on the slice base, and the adhesive was cured. Then, a silicon block bonded to two slice bases was placed in a wire saw device, and diamond abrasive grains were fixed by Ni plating (wire diameter = 120 μm, abrasive grain diameter = 14 μm, average diameter D = 148 μm) The block bonded to the slice base was sliced while traveling in both directions, and a 156 square silicon substrate having an average thickness of 200 μm was produced.

このとき、ディップ槽に加工液を満たし、ブロックの１／３と、半分の高さが切断された後、初めてブロック１の切断端部が加工液に浸漬する条件１，２と、切断開始時からブロックが加工液に浸漬する条件３（比較例）と、ディップ槽に加工液を満たさずにブロックを切断する条件４（比較例）において、ワイヤーの断線率と、スライスした際におけるスライスの不良率と、基板の４点曲げ試験における破壊強度を評価した。基板の４点曲げ試験は、外部支点間距離を１３０ｍｍ、内部支点間距離を８０ｍｍとし、得られたシリコン基板に対して加重を加えて破壊したときの最大曲げ応力を求める。曲げ強さの計算に関してはＪＩＳ R １６０１（２００８）に準拠した。   At this time, after filling the dip tank with the processing liquid and cutting 1/3 of the block and half the height, conditions 1 and 2 where the cut end of the block 1 is immersed in the processing liquid for the first time, and at the start of cutting In the condition 3 (comparative example) where the block is immersed in the machining fluid and the condition 4 (comparative example) where the block is cut without filling the dip tank with the machining fluid, the wire breakage rate and the slice defect when slicing Rate and fracture strength in a 4-point bending test of the substrate. In the 4-point bending test of the substrate, the distance between the external fulcrums is 130 mm, the distance between the internal fulcrums is 80 mm, and the maximum bending stress when the obtained silicon substrate is broken by applying a load is obtained. The bending strength was calculated according to JIS R 1601 (2008).

スライスの不良率に関する不良項目としては、スライス痕の有無、凹凸の有無、うねりの有無であり、このうち１つでも該当するものがあれば不良と判断し、全枚数のうち不良の発生している基板の枚数から不良率を算出した。その結果を表1に表す。   Defect items related to the defect rate of slices include the presence or absence of slice marks, the presence or absence of irregularities, and the presence or absence of undulations. The defect rate was calculated from the number of substrates. The results are shown in Table 1.

Figure 2010194706
Figure 2010194706

表１に示すように、条件１〜４の結果から、条件１、２において、ワイヤーの断線率、スライスの不良率、および基板の破壊強度のいずれも、比較例である条件３、４に比べて大きく改善した。   As shown in Table 1, from the results of conditions 1 to 4, in conditions 1 and 2, all of the wire breakage rate, slice failure rate, and substrate break strength are compared to conditions 3 and 4 which are comparative examples. Greatly improved.

１ ：ブロック
１ａ ：基板
３ ：ワイヤー
６ ：ディップ槽
１１ ：加工液（クーラント液または切削液） 1: Block 1a: Substrate 3: Wire 6: Dip tank 11: Processing fluid (coolant fluid or cutting fluid)

Claims (7)

ブロック、該ブロックを切断するワイヤー、および加工液を準備する工程と、
前記ワイヤーにより、前記ブロックの切断を開始する工程と、
前記ブロックの切断された領域の少なくとも一部を前記加工液に浸漬させながら前記ブロックをさらに切断する工程と、
を有する基板の製造方法。 Preparing a block, a wire for cutting the block, and a working fluid;
Starting the cutting of the block with the wire;
Further cutting the block while immersing at least a part of the cut region of the block in the working fluid;
The manufacturing method of the board | substrate which has this. 前記ブロックの切断方向において前記ブロックの半分が切断された後、前記ブロックの切断された領域の少なくとも一部を前記加工液に浸漬させることを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。   The substrate manufacturing method according to claim 1, wherein at least a part of the cut region of the block is immersed in the processing liquid after half of the block is cut in the cutting direction of the block. 前記ブロックを前記加工液に浸漬させる工程において、前記加工液の液面の高さを変動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate according to claim 1, wherein in the step of immersing the block in the processing liquid, the height of the liquid level of the processing liquid is changed. ブロック、該ブロックを切断するワイヤー、および加工液を準備する工程と、
前記ワイヤーにより、前記ブロックの切断を開始する工程と、
前記ブロックの切断後、前記ブロックの少なくとも一部を前記加工液に浸漬させながら前記ブロックより前記ワイヤーを引き抜く工程と、
を有する基板の製造方法。 Preparing a block, a wire for cutting the block, and a working fluid;
Starting the cutting of the block with the wire;
After cutting the block, the step of pulling out the wire from the block while immersing at least a part of the block in the processing liquid;
The manufacturing method of the board | substrate which has this. 前記ワイヤーを引き抜く工程は、前記ワイヤーを走行させながら引き抜くことを特徴とする請求項４に記載の基板の製造方法。   The method of manufacturing a substrate according to claim 4, wherein in the step of pulling out the wire, the wire is pulled out while running. 前記ワイヤーを引き抜く工程は、前記ワイヤーを引き抜くときの前記ワイヤーの走行速度が、切断中の前記ワイヤーの走行速度よりも遅いことを特徴とする請求項５に記載の基板の製造方法。   6. The method of manufacturing a substrate according to claim 5, wherein in the step of pulling out the wire, a traveling speed of the wire when the wire is pulled out is slower than a traveling speed of the wire being cut. 前記ブロックの切断途中に、前記ブロックの切断された領域の少なくとも一部を前記加工液に浸漬させることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の基板の製造方法。   The substrate manufacturing method according to any one of claims 4 to 6, wherein at least a part of the cut region of the block is immersed in the processing liquid during the cutting of the block.
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