JP3325676B2 - Slicing method of silicon ingot - Google Patents
Slicing method of silicon ingotInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はシリコンインゴットのス
ライス加工方法の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a method for slicing a silicon ingot.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シリコンは、太陽電池の材料として工業
生産の面からも資源の面からも優れた材料であり、現在
太陽光発電として実用化されているものはほとんどシリ
コン太陽電池である。しかし、将来のエネルギー源とし
て使用するためには、より一層のコスト低下を図る必要
がある。現在、電力用太陽電池としては、結晶シリコン
を用いたものが主流であるが、更なる低コストを実現す
るためには、結晶シリコンウエハの低コスト化が不可欠
であり、特に、スライスコストの低減が必要である。太
陽電池用結晶シリコンウエハの従来の一般的な製造方法
は、固体シリコンを加熱炉内で融解、凝固させたシリコ
ンインゴットを、バンドソーや外周刃により整形加工
し、その後マルチワイヤーソー等によりスライス加工を
行う方法である。ウエハコストの内訳としては、インゴ
ット成長が４割、整形加工が１割、スライス加工５割で
ある。従って、ウエハコスト低減のためには、スライス
加工のコスト低減が必要不可欠である。2. Description of the Related Art Silicon is a material excellent in terms of both industrial production and resources as a material for a solar cell, and silicon solar cells which are currently in practical use for photovoltaic power generation are mostly used. However, in order to use it as a future energy source, it is necessary to further reduce costs. At present, the mainstream of solar power cells uses crystalline silicon, but in order to achieve even lower costs, it is indispensable to reduce the cost of crystalline silicon wafers. is necessary. The conventional general method of manufacturing crystalline silicon wafers for solar cells is to shape and shape a silicon ingot obtained by melting and solidifying solid silicon in a heating furnace with a band saw or peripheral blade, and then slicing with a multi-wire saw. How to do it. The breakdown of the wafer cost is 40% for ingot growth, 10% for shaping, and 50% for slicing. Therefore, in order to reduce the wafer cost, it is essential to reduce the cost of the slice processing.
【０００３】一般的な太陽電池用ウエハのスライス加工
方法であるマルチワイヤーソーの切断原理及びその加工
工程を以下図２の概略説明図に基いて説明する。マルチ
ワイヤーソーは、図２に示すように、一本のワイヤ１
（通常真鍮メッキしたピアノ線）を溝切りした複数のロ
ーラ２に巻き付け、ローラ２を回転させてワイヤ１を走
行させ同時に油に砥粒をまぜたスラリー４ａをワイヤ１
にノズル４から吹き付けながらシリコンインゴット６を
切断させる方法である。図中、７は加工テーブル（加工
用固定台）である。また、一般的なスライス加工工程は
以下に示すとおりである。 （１）切断終了後ウエハが倒れないように、シリコンイ
ンゴット６を捨て板（炭素板、ガラス板など）に接着剤
により接着する。 （２）それを加工テーブル７にセットし、マルチワイヤ
ーソー１により切断する。 （３）切断後、ウエハを捨て板から剥がし、カセットに
収納する。 （４）ウエハを洗浄する。The principle of cutting a multi-wire saw, which is a general method of slicing a wafer for a solar cell, and the processing steps thereof will be described below with reference to the schematic explanatory view of FIG. The multi-wire saw is, as shown in FIG.
(Usually a brass-plated piano wire) is wound around a plurality of grooved rollers 2, the rollers 2 are rotated to run the wire 1, and at the same time, the slurry 4 a in which abrasive grains are mixed with oil is applied to the wire 1.
Is a method of cutting the silicon ingot 6 while spraying the silicon ingot 6 from the nozzle 4. In the figure, reference numeral 7 denotes a processing table (fixing table for processing). The general slicing process is as follows. (1) The silicon ingot 6 is bonded to a discarded plate (carbon plate, glass plate, or the like) with an adhesive so that the wafer does not fall down after the cutting. (2) It is set on the processing table 7 and cut by the multi-wire saw 1. (3) After cutting, the wafer is peeled off from the discarded plate and stored in a cassette. (4) Wash the wafer.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで上記工程の中
で、（３）工程のウエハのカセットへの収納は現在作業
員が手作業で行っており、太陽電池のように多数枚処理
を必要とする場合にはウエハの低コスト化の大きな障害
となっているのが現状である。また、図２に見られるよ
うに、従来のスライス加工方法においては、加工テーブ
ル７を上方に押し上げることで、マルチワイヤーソー１
によりシリコンインゴット６の上方から切断が行なわれ
るものであるが、この場合はワイヤー１とインゴット６
との間に楔状の空隙が発生し易くなり、そのため、この
空隙に砥粒が残留固着し、加工面に割れや傷を発生する
原因となる。In the above-mentioned process, the wafer is stored in the cassette in the process (3) by a worker at present, and it is necessary to process a large number of wafers like a solar cell. At present, it is a major obstacle to reducing the cost of the wafer. Further, as shown in FIG. 2, in the conventional slicing method, the multi-wire saw 1 is pushed up by pushing the processing table 7 upward.
Is cut from above the silicon ingot 6 by using the wire 1 and the ingot 6.
A wedge-shaped void is likely to be generated between them, so that abrasive grains remain and adhere to this void, which causes cracks and scratches on the processed surface.
【０００５】そこで、たとえば特開平１−３１６１６２
号公報には、上記の構成を上下逆にして、加工テーブル
７を上部に配置し、加工テーブル７を下方に押し下げる
ことによって、マルチワイヤーソー１によりシリコンイ
ンゴット６を下方から切断する方法が開示されており、
この手段によれば空隙が発生してもスラリー４ａによっ
て砥粒が充分流動するので前記の如き問題は生じない、
とされている。しかしながら、ウエハ加工後のカセット
への収納工程についての言及はなされておらず、従っ
て、この点についての改良はまだ解決を見ていないのが
実状である。従って、本発明の目的は、高い加工精度を
維持しながら、現在手作業で行なわれているシリコンウ
エハのカセットへの収納を自動化することを可能とする
シリコンインゴットのスライス加工方法を提供すること
にある。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei.
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873 discloses a method in which the processing table 7 is arranged on the upper side, the processing table 7 is pressed down, and the silicon ingot 6 is cut from below by the multi-wire saw 1 by turning the processing table 7 downward. And
According to this means, even if voids are generated, the abrasive grains sufficiently flow by the slurry 4a, so that the above-described problem does not occur.
It has been. However, no reference is made to the process of storing the wafer in the cassette after processing the wafer, and therefore, an improvement in this regard has not yet been solved. Accordingly, an object of the present invention is to provide a silicon ingot slicing method capable of automating manual storage of silicon wafers in a cassette while maintaining high processing accuracy. is there.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は標記課題を解決
するためなされたものであって、その要旨とするところ
は、捨て板に接着され、さらに加工用固定台上に固定さ
れたシリコンインゴットをスライス加工するに際し、該
シリコンインゴットを切断後、ウエハ収納用カセットを
ウエハ収納位置に上昇せしめるとともに、前記固定台内
もしくは切断手段に設けられた加熱手段により、加熱を
行なって前記接着部を剥離して、切断済のウエハを前記
捨て板から分離せしめ、前記収納用カセット内に直接収
納せしめるシリコンインゴットのスライス加工方法にあ
り、なおこの場合、加熱温度を４０〜８０℃の範囲とす
ることは有効である。すなわち、第１の要旨は、捨て板
に接着され、さらに加工用固定台上に固定されたシリコ
ンインゴットをスライス加工するに際し、該シリコンイ
ンゴット切断後、溝が切られたウエハ収納用カセットを
ウエハ収納位置に上昇させ、前記固定台もしくは切断手
段を加熱することで、前記接着部を剥離し、切断済のウ
エハを前記捨て板から分離し、及び、該捨て板から分離
したウエハを前記収納用カセット内に直接収納すること
を特徴とするシリコンインゴットのスライス加工方法に
ある。 第２の要旨は、所定ピッチで溝切りした複数のロ
ーラに一本のワイヤを該溝を介して該所定ピッチで巻き
付け、該ローラ間で移動する該ワイヤによりシリコンイ
ンゴットを該所定ピッチでスライス加工するシリコンイ
ンゴットのスライス加工方法において、捨て板に接着さ
れ、さらに加工用固定台上に固定された前記シリコンイ
ンゴットをスライス加工するに際し、該シリコンインゴ
ット切断後、前記ローラの溝と同様のピッチで溝が切ら
れたウエハ収納用カセットをウエハ収納位置に上昇さ
せ、前記固定台もしくは前記ワイヤを加熱することで、
前記接着部を剥離し、切断済のウエハを前記捨て板から
分離し、及び、該捨て板から分離したウエハを前記収納
用カセット内に直接収納することを特徴とするシリコン
インゴットのスライス加工方法にある。 第３の要旨は、
前記切断手段は、ワイヤであり、前記ワイヤに通電する
ことで、加熱することを特徴とする要旨１に記載のシリ
コンインゴットのスライス加工 方法にある。 第４の要旨
は、前記捨て板に接着された切断済のウエハを、前記ウ
エハ収納用カセットに収納するに際し、前記加工用固定
台または前記ワイヤを振動させることを特徴とする要旨
２または３に記載のシリコンインゴットのスライス加工
方法にある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and its gist is to provide a silicon ingot which is adhered to a discarded plate and further fixed on a fixing stand for processing. When the silicon ingot is sliced, the wafer storage cassette is raised to the wafer storage position after the silicon ingot is cut, and the adhesive is peeled off by heating by the heating means provided in the fixing table or the cutting means. Then, there is a method of slicing a silicon ingot in which the cut wafer is separated from the discarded plate and directly stored in the storage cassette, and in this case, the heating temperature may be in the range of 40 to 80 ° C. It is valid. That is, the first gist is a discard board
Adhered to silicon and fixed on a processing base
When slicing an ingot,
After cutting the ingot, remove the grooved wafer storage cassette.
Raise to the wafer storage position,
By heating the step, the bonded portion is peeled off, and the cut
Separating Eha from the discard plate, and separating from the discard plate
Directly storing the wafers in the storage cassette
Silicon ingot slicing method characterized by
is there. The second point is that a plurality of grooves cut at a predetermined pitch
One wire around the roller at the predetermined pitch through the groove.
And the wire moving between the rollers
Silicon ingot for slicing ingots at the predetermined pitch
In the method of slicing ngot,
And the silicon wafer fixed on a processing base.
When slicing an ingot, the silicon ingot
After cutting, the grooves are cut at the same pitch as the grooves of the rollers.
Raised wafer storage cassette to the wafer storage position.
By heating the fixed base or the wire,
Peeling off the bonded part, and removing the cut wafer from the discard plate
Storing the separated wafer and the separated wafer from the discard plate
Characterized by being stored directly in the cassette
Ingot slice method. The third point is,
The cutting means is a wire, and energizes the wire
In this way, heating can be performed by
It is in the method of slicing a coning ingot . Fourth summary
Removes the cut wafer bonded to the discard plate,
When storing in EHA storage cassette, fix for processing
Gist characterized by vibrating the table or the wire
Slicing of silicon ingot according to 2 or 3
In the way.
【０００７】[0007]
【作用】本発明においては、シリコンインゴットを固定
するための加工用固定台内もしくは該シリコンインゴッ
トを切断するためのマルチワイヤーソーなどの切断手段
に加熱手段を設ける一方、該シリコンインゴットの下方
にシリコンウエハ収納用カセットを上昇待機可能な如く
配置されているので、前記シリコンインゴットの切断が
完了したのち、前記加熱手段を付勢することにより、該
シリコンインゴットに接着されている捨て板との間の接
着剤が軟化もくしは溶融されることにより剥離し、スラ
イスされたシリコンウエハが自動的にその下方の収納位
置に待機中のウエハ収納用カセット内に収納されること
になり、手作業を一切必要としなくなる。According to the present invention, the heating means is provided in a processing fixture for fixing the silicon ingot or in a cutting means such as a multi-wire saw for cutting the silicon ingot, while the silicon ingot is provided below the silicon ingot. Since the wafer storage cassette is arranged so as to be able to stand up, the cutting of the silicon ingot is completed, and then the heating means is urged so that the gap between the wafer storage cassette and the discard plate adhered to the silicon ingot is removed. The adhesive softens or melts and peels off, and the sliced silicon wafer is automatically stored in the standby wafer storage cassette at the lower storage position, eliminating any manual work. No longer needed.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明のシリコンインゴット
のスライス加工方法を実施するための装置の一態様を示
す概略説明図である。同図に見られるように、装置の構
成としては、ワイヤ１を走行させる３本のメインローラ
部２及びシリコンインゴット６を接着剤９により捨て板
８に固定し、その捨て板８を固定する加工用固定台部７
からなる。更にシリコンインゴット６切断後、シリコン
ウエハを収納するために昇降機能を備えたカセット５を
備えている。また、４はスラリーノズルであり、１０は
加工用固定台７内に内蔵された加熱手段（ヒータ）であ
る。さらに、３ａ，３ｂはマルチワイヤーソー用ワイヤ
を供給および巻取りするための新線リールならびに巻取
りリールである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one embodiment of an apparatus for carrying out the silicon ingot slicing method of the present invention. As can be seen from the figure, the configuration of the device is such that three main roller portions 2 for running the wire 1 and the silicon ingot 6 are fixed to the discard plate 8 with an adhesive 9 and the discard plate 8 is fixed. Fixing base 7
Consists of Further, a cassette 5 having an elevating function for accommodating a silicon wafer after cutting the silicon ingot 6 is provided. Reference numeral 4 denotes a slurry nozzle, and reference numeral 10 denotes a heating means (heater) built in the processing base 7. Reference numerals 3a and 3b denote a new reel and a take-up reel for supplying and winding multi-wire saw wires.
【０００９】この場合、図１におけるマルチワイヤーソ
ー用のワイヤ１とローラ２、リール３ａ，３ｂとの関係
は次のようになる。すなわちワイヤ１は、新線リール３
ａからガイドローラ列などを経て、複数の溝付きローラ
２に所定のピッチで多量に巻掛けられた後、ガイドロー
ラ列などを経て、巻取りリール３ｂに巻取られる。そし
て、このワイヤ１は、溝付きローラ２に往復回転運動を
与えることにより、溝付きローラ２の間で往復直線運動
を繰り返しながら送り方向に走行する。In this case, the relationship between the wire 1 for a multi-wire saw in FIG. 1, the roller 2, and the reels 3a and 3b is as follows. That is, the wire 1 is a new wire reel 3
a, a large amount is wound around the plurality of grooved rollers 2 at a predetermined pitch through a guide roller row and the like, and then wound up on a take-up reel 3b through the guide roller row and the like. The wire 1 travels in the feed direction while repeating reciprocating linear movement between the grooved rollers 2 by giving reciprocating rotational movement to the grooved rollers 2.
【００１０】以下に、本発明によるシリコンインゴット
６のスライス加工方法を具体例に基いて説明する。先
ず、シリコンインゴット６を、加熱することにより容易
にはがすことができる接着剤９（例えば、日化精工社
製：ＮＣ−１５Ｋ）により、ワイヤにより切り込み可能
な捨て板８（ガラス板、炭素製板、木製板等）に固定す
る。次に、捨て板８に固定されたシリコンインゴット６
を加工用固定台７にクランプ等により固定する。次に、
ワイヤ１の走行速度６〜１０ｍ／ｓで、スラリーノズル
４から砥粒（例えばＧＣ＃６００）を油に溶かした液
（スラリー）をワイヤ１にかけながら加工用固定台７を
下降速度０．３〜１ｍｍ／分で下降させて切断する。切
断は、捨て板の約２〜５ｍｍの深さまで行う。Hereinafter, a method of slicing the silicon ingot 6 according to the present invention will be described with reference to specific examples. First, a discard plate 8 (glass plate, carbon plate) that can be cut with a wire by an adhesive 9 (for example, NC-15K manufactured by Nikka Seiko Co., Ltd.) that can be easily removed by heating the silicon ingot 6. , Wooden board, etc.). Next, the silicon ingot 6 fixed to the discard plate 8
Is fixed to the processing fixture 7 by a clamp or the like. next,
At a traveling speed of the wire 1 of 6 to 10 m / s, a liquid (slurry) obtained by dissolving abrasive grains (for example, GC # 600) in oil from the slurry nozzle 4 is applied to the wire 1 while lowering the processing fixed table 7 at a speed of 0.3 to 0.3 m / s. Cut by cutting at 1 mm / min. The cut is made to a depth of about 2-5 mm of the discard plate.
【００１１】切断終了後、ローラ２の溝と同様のピッチ
で溝が切られたシリコンウエハ収納用カセット５をゆっ
くりと上昇させてウエハを収納する。切断終了後もワイ
ヤ１は加工用固定台７から抜かない方が、ウエハの収納
が容易であることが分かっている。この時、ウエハを完
全に収納させなくてもある程度（例えば、１５ｍｍ程
度）収納できればよい。また、ウエハの収納を容易にす
るため、加工用固定台７を若干振動させたり、ワイヤ１
を超音波などにより振動させる方法も可能である。ウエ
ハ収納完了後、加工用固定台７に内蔵されている加熱手
段１０により加熱して、シリコンウエハを捨て板８から
剥がす。使用する接着剤９にもよるが、加熱温度は４０
°〜８０℃の範囲が適当であり、特に実施例で使用した
ＮＣ−１５Ｋでは約６０℃が良い。また、加熱手段とし
てワイヤ１に通電することによりワイヤ１を直接加熱し
て、剥離させても良い。After the completion of the cutting, the silicon wafer storage cassette 5 in which the grooves are cut at the same pitch as the grooves of the rollers 2 is slowly raised to store the wafers. It has been found that when the wire 1 is not pulled out from the processing base 7 even after the cutting, the wafer can be easily stored. At this time, it is sufficient that the wafer can be stored to some extent (for example, about 15 mm) without completely storing the wafer. Further, in order to facilitate the storage of the wafer, the processing fixing table 7 is slightly vibrated,
Can be vibrated by ultrasonic waves or the like. After the wafer storage is completed, the silicon wafer is peeled off from the discard plate 8 by heating by the heating means 10 built in the processing fixing table 7. The heating temperature is 40, depending on the adhesive 9 used.
The range of ° C to 80 ° C is appropriate, and particularly about 60 ° C for NC-15K used in Examples. Alternatively, the wire 1 may be directly heated by applying a current to the wire 1 as a heating means to separate the wire.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明によれば、従来は手作業で行なわれていたインゴッ
ト切断後のウエハを自動的にカセットに収納することが
可能になり、スライス工程の大幅なコストダウンがはか
れる上、工程の大幅な時間短縮も可能となるものであ
り、実用上の効果は極めて顕著である。As is clear from the above embodiments, according to the present invention, wafers after ingot cutting, which has been conventionally performed manually, can be automatically stored in a cassette. The cost of the slicing process can be significantly reduced, and the time of the process can be significantly reduced. The practical effect is extremely remarkable.
【図１】本発明方法を実施するための装置の一態様を示
す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one embodiment of an apparatus for carrying out the method of the present invention.
【図２】一般的なマルチワイヤーソーによる切断方法を
示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a cutting method using a general multi-wire saw.
１ ワイヤ ２ ローラ ３ａ 新線リール ３ｂ 巻取りリール ４ スラリーノズル ４ａ スラリー ５ 収納用カセット ６ シリコンインゴット ７ 加工用固定台 ８ 捨て板 ９ 接着剤 １０ 加熱手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire 2 Roller 3a New line reel 3b Take-up reel 4 Slurry nozzle 4a Slurry 5 Storage cassette 6 Silicon ingot 7 Processing base 8 Discard plate 9 Adhesive 10 Heating means
Claims (4)
上に固定されたシリコンインゴットをスライス加工する
に際し、該シリコンインゴット切断後、溝が切られた ウエハ収納用カセットをウエハ収納位置に
上昇させ、 前記固定台もしくは切断手段を加熱することで、前記接
着部を剥離し、切断済のウエハを前記捨て板から分離
し、及び、該捨て板から分離したウエハを前記収納用カ
セット内に直接収納することを特徴とするシリコンイン
ゴットのスライス加工方法。When slicing a silicon ingot adhered to a discarding plate and further fixed on a processing base, after the silicon ingot is cut , the grooved wafer storage cassette is raised to a wafer storage position. is, the fixing base may properly than it heats the pressurized cutting means, is peeled off the front Symbol bonding portion, separating the cut already wafer from the discarded plate
And, and, slicing method of the silicon ingot, characterized in that for accommodating directly the wafer separated from the plate Te該捨 the accommodating cassette.
一本のワイヤを該溝を介して該所定ピッチで巻き付け、
該ローラ間で移動する該ワイヤによりシリコンインゴッ
トを該所定ピッチでスライス加工するシリコンインゴッ
トのスライス加工方法において、 捨て板に接着され、さらに加工用固定台上に固定された
前記シリコンインゴットをスライス加工するに際し、該
シリコンインゴット切断後、 前記ローラの溝と同様のピッチで溝が切られたウエハ収
納用カセットをウエハ収納位置に上昇させ、 前記固定台もしくは前記ワイヤを加熱することで、前記
接着部を剥離し、切断済のウエハを前記捨て板から分離
し、及び、該捨て板から分離したウエハを前記収納用カ
セット内に直接収納することを特徴とするシリコンイン
ゴットのスライス加工方法。 2. A plurality of rollers which are grooved at a predetermined pitch.
One wire is wound at the predetermined pitch through the groove,
The silicon ingot is moved by the wire moving between the rollers.
Silicon ingot for slicing
In the method of slicing , the glue was attached to a discarded plate and further fixed on a fixed table for processing.
When slicing the silicon ingot,
After cutting the silicon ingot, collect wafers with grooves cut at the same pitch as the grooves of the rollers.
By raising the delivery cassette to the wafer storage position and heating the fixed base or the wire,
Peel off the adhesive and separate the cut wafer from the discard plate
And the wafer separated from the discard plate
Silicone in that it is stored directly in the set
How to slice a got.
る請求項１に記載のシリコンインゴットのスライス加工
方法。 3. The method according to claim 2, wherein the cutting means is a wire, and the wire is heated by energizing the wire.
Slicing of the silicon ingot according to claim 1
Method.
を、前記ウエハ収納用カセットに収納するに際し、前記
加工用固定台または前記ワイヤを振動させることを特徴
とする請求項２または３に記載のシリコンインゴットの
スライス加工方法。 4. A cut wafer bonded to said discard plate.
Is stored in the wafer storage cassette,
It is characterized in that the fixed table for processing or the wire is vibrated.
The silicon ingot according to claim 2 or 3
Slice processing method.
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1993
- 1993-11-29 JP JP29815793A patent/JP3325676B2/en not_active Expired - Fee Related
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