JP5430143B2 - 基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は基板の製造方法に関する。

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。

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。

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。
特開平６−１５５２７８号公報

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、図６に示されるように基板の厚み精度が悪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、太陽電池素子の製造工程において、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。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、基板の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。

本発明の基板の製造方法は、平面を有し断面形状が略矩形の角型のブロックを準備する工程と、前記ブロックの前記平面に向かって第一の速度で走行するワイヤーを進め、前記ブロックの切断を開始する工程と、前記第一の速度より速い第二の速度で走行するワイヤーにより、前記第一の速度で切断された前記ブロックの中心部分を切断する工程と、を有する。

本発明は、上述した構成により、基板の厚みばらつきが低減された太陽電池素子を製造することができる。特に、基板の端部（切断開始部分）の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みとなり、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。

以下、本発明の実施の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。

（第一の実施形態）
本実施形態の基板の製造方法は、平面を有するブロックを準備する工程と、ブロックの平面に第一の速度で走行するワイヤーを進め、ブロックの切断を開始する工程と、第一の速度より速い第二の速度で走行するワイヤーにより、第一の速度で切断されたブロックの中心部分を切断する工程と、を有する。

ブロック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、高さ方向に沿って四箇所の側面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。

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。

そして、スライスベース２に接着された半導体ブロック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。

第一の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。

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１００μｍ〜１８０μｍ、より好ましくは１４０μｍ以下である。

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。

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程度の大きさを有している。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。

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設けられる。

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の平面１ｓに向かって第一の速度で走行するワイヤー３を進め、ブロック１の切断を開始する。
（ウ）その後、第一の速度より速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の中心部分を切断する。

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。第一の実施形態においてはワイヤー３を往復走行させずに一方向走行させることによって、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。

上記工程（イ）〜（ウ）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に近づけ、ワイヤー３にブロック１の平面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。

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、切削液が基板内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、ワイヤー３の断線が低減されたスライスが可能となる。

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。

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。

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（第二の速度）よりも初期の切断時（第一の速度）の方が遅い。ここで、第二の速度は、中心部分の切断時の定常状態のワイヤー３の速度をいう。このようなスライス条件にすることによって、図２に示されるように切り初めの部分において、厚みが厚い基板と厚みの薄い基板が交互に形成されにくく、切り始めの端部の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みに管理することができる。

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。特に基板１aの端部から１０ｍｍまでの範囲の厚みを測定する場合には非接触型の厚み測定装置を用いることが好ましい。なお、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１５ｍｍ離れた４つのB点からなる計５点の厚みを測定し、その平均値とした。切り初め端部の厚みは、基板端部から２〜５ｍｍ離れたＣ点の厚みを測定した。

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初期の切断時（切断開始時）の方を小さくすることによって、切り初め端部（切断開始部分）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。

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初期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。

なお、初期の切断時における走行速度、供給流量、フィード速度とは、ワイヤー３に対向したブロック１の端面１ｓから１ｍｍの深さまでを切断する際の最低速度、最低流量を意味することとし、ブロック１の中心部分を切断する走行速度、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、ブロック１の切り初め端面１ｓを０とし、切り終わり端面を１としたとき、１／３〜２／３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、図４（ａ）、（ｂ）に示されるようにワイヤーの走行速度を初期の切断時から段階的または連続的に速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抑制することができる。

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のフィード速度を初期の切断時から段階的または連続的に大き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。

また、ワイヤー３の走行速度は、ブロックの切り初め端面１ｓから２ｍｍ以上５０ｍｍ以下、より好ましくは５〜２０ｍｍの深さ範囲で中心部分の切断時における走行速度にすることによって、切り始めの端部の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みに管理することができる。

さらに、ワイヤーの走行速度の変化に合わせて、切削液の供給流量または／およびブロックのフィード速度も、ブロックの切り初め端面１ｓから２ｍｍ以上５０ｍｍ以下、より好ましくは５〜２０ｍｍの深さ範囲で中心部分の切断時における供給流量、フィード速度にすることで、切り始めの端部の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みに管理しつつ、切削性を高めてスライスにかかる時間を抑えることができる。

ワイヤー３の第一の速度は、例えば、２００ｍ／ｍｉｎ以上５００ｍ／ｍｉｎ以下であり、第二の速度は、６００ｍ／ｍｉｎ以上１０００ｍ／ｍｉｎ以下である。

また、切削液の供給流量において、初期の切断時の供給流量は中心部分の切断時の供給流量の６０％以上８０％以下である。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。

また、ブロック１のフィード速度において、初期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３０％以上６０％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。

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の走行速度が定常状態となるタイミングは、切削液の供給流量が定常状態となるタイミングより遅いまたは同じである。ワイヤー３の第一の速度が、第二の速度になるまでにブロック１が切断された深さ（切断位置）Ｘは、切削液の供給流量が切断開始時から定常状態になるまでにブロック１が切断された深さ（切断位置）Ｙよりも深いか、または同じにする。つまり、ワイヤー３の走行速度よりも切削液の供給流量の方が早いまたは同じタイミングで中心部分の値まで大きくなることを意味している。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。

さらに、図５（ｂ）に示すようにワイヤー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（ａ）において、ワイヤーの３の走行速度が定常状態となるタイミングは、シリコンブロック１のフィード速度が定常状態となるタイミングより早いまたは同じである。ここで、定常状態（中心部分の切断時）のワイヤー３の速度を第二の速度という。ワイヤー３の第一の速度が、第二の速度になるまでにブロック１が切断された深さ（切断位置）Ｘは、ブロック１のフィード速度が切断開始時から定常状態に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。つまり、ブロック１のフィード速度よりもワイヤー３の走行速度の方が早いまたは同じタイミングで中心部分の値まで大きくなることを意味している。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。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。

（第二の実施形態）
次に、第二の実施形態について、第一の本実施形態と異なる点を説明する。第二の実施形態においては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固着砥粒タイプのワイヤーソー装置が用いられる。

本実施形態におけるワイヤー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。ワイヤー３は、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や銅・クロムによるメッキにて固着されている。砥粒の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下とした方がよい。

そして、切削液の変わりにクーラント液が用いられ、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。

以下に、本実施形態の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の平面１ｓに向かって第一の速度で走行するワイヤー３を進め、ブロック１の切断を開始する。
（ウ）その後、第一の速度より速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の中心部分を切断する。

上記工程（ア）について説明する。
第二の実施形態においてはワイヤー３を往復走行させることによって、ワイヤー３に固着した砥粒を有効に利用し、生産性を向上させることができる。

上記工程（イ）〜（ウ）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に向かってクーラント液を供給しながら、ブロック１を下降させてワイヤー３に近づけ、ワイヤー３にブロック１の平面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。

本実施形態における基板１aの製造方法においても、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（第二の速度）よりも初期の切断時（第一の速度）の方が遅い。このようなスライス条件にすることによって、図２に示されるように切り初めの部分において、厚みが厚い基板と厚みの薄い基板が交互に形成されにくく、切り始めの端部の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みに管理することができる。なお、本実施形態のワイヤー３は一方向に定常速度で走行した後、減速して一旦停止し、逆方向に加速走行して定常速度となり、その後減速走行して停止し、再度逆方向に走行する（往復走行）。そのため、ここでいう走行速度とは定常速度のことを意味する。

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のフィード速度も、中心部分の切断時よりも初期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。また、フィード速度においても上記で述べた往復運動するワイヤー３の走行速度に合わせて速度調節、つまりワイヤー３の走行速度が遅くなるときにフィード速度を遅くし、走行速度が速くなるときにフィード速度が速くなるように行われてもよい。そのため、速度調節が行われる場合におけるフィード速度とは定常速度のことを意味する。

また、ワイヤーの走行速度やワイヤー３の走行速度の変化に合わせて、フィード速度を初期の切断時から段階的または連続的に速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できる。

また、フィード速度は、ワイヤー３の走行速度やワイヤー３の走行速度の変化に合わせて、ブロックの切り初め端面１ｓから２ｍｍ以上５０ｍｍ以下、より好ましくは５〜２０ｍｍの深さ範囲で中心部分の切断時における走行速度またフィード速度にすることによって、切り始めの端部の厚みが基板全体の平均厚みとほぼ同じ厚みに管理することができる。

ワイヤー３の第一の速度は、例えば、３５０ｍ／ｍｉｎ以上５００ｍ／ｍｉｎ以下であり、第二の速度は、６００ｍ／ｍｉｎ以上１０００ｍ／ｍｉｎ以下である。

また、ブロック１のフィード速度において、初期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４０％以上８０％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３５０μｍ／ｍｉｎ以上１１００μｍ／ｍｉｎ以下で用いられる。

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、高い歩留まりで太陽電池素子を作製することができる。

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。

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。

（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設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１２０μｍ）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。スライス条件は、初期の切断時におけるワイヤーの走行速度を１５０ｍ／ｍｉｎ、１８０ｍ／ｍｉｎ、２００ｍ／ｍｉｎ、３００ｍ／ｍｉｎ、３５０ｍ／ｍｉｎ、４００ｍ／ｍｉｎ、５００ｍ／ｍｉｎ、６００ｍ／ｍｉｎの８条件、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１５０μｍ／ｍｉｎ、中心部分の切断時における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とした。なお、切り始め端部から１０ｍｍ切断した際に中心部分の切断時の条件となるように、各値を連続的に大きくした。

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とした。

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初め端部の厚みを測定し、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５０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。
その結果を表1に表す。

表１に示されるように、初期の切断時におけるワイヤーの走行速度を中心部分の切断時の条件よりも遅くすることにより、基板の平均厚みと切り初め端部の厚みの差が小さくなることが確認された。なお、比較例においては、目視確認により切り初め端部が厚い基板と薄い基板が交互に形成されていたが、実施例のＮｏ．１〜８では初期の切断時におけるワイヤーの走行速度を遅くすることにより上記問題を抑制していることが確認できた。特に、５００ｍｍ／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、２００ｍｍ／ｍｉｎ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。

（実施例２）
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。スライス条件については、初期の切断時におけるワイヤーの走行速度を３５０ｍ／ｍｉｎ、切削液の供給流量を６０Ｌ／ｍｉｎ、７２Ｌ／ｍｉｎ、８０Ｌ／ｍｉｎ、９０Ｌ／ｍｉｎ、９６Ｌ／ｍｉｎ、１１０Ｌ／ｍｉｎの６条件とした。

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初め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。
その結果を表２に表す。

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初め端部の厚みの差が小さくなることが確認された。特に、初期の切断時における切削液の供給流量を９６Ｌ／ｍｉｎ以下、つまり初期の切断時の供給流量を中心部分の切断時の供給流量の８０％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、７２Ｌ／ｍｉｎ以上、つまり初期の切断時の供給流量を中心部分の切断時の供給流量の６０％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。

（実施例３）
まず、カーボン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設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、グリコールからなるクーラント液を双方向に走行しているダイヤモンドの砥粒（平均粒径１０μｍ）が固着したワイヤー（線径１２０μｍ）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。スライス条件は、初期の切断時におけるワイヤーの走行速度を３００ｍ／ｍｉｎ、３５０ｍ／ｍｉｎ、４００ｍ／ｍｉｎ、４５０ｍ／ｍｉｎ、５００ｍ／ｍｉｎ、５５０ｍ／ｍｉｎ、６００ｍ／ｍｉｎ、７００ｍ／ｍｉｎの８条件、シリコンブロックのフィード速度を３００μｍ／ｍｉｎ、中心部分の切断時におけるワイヤーの走行速度を８００ｍ／ｍｉｎ、シリコンブロックのフィード速度を５００μｍ／ｍｉｎとした。なお、切り始め端部から１０ｍｍ切断した際に中心部分の切断時の条件となるように、各値を連続的に大きくした。

また、比較例のスライス条件はワイヤーの走行速度を８００ｍ／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５００μｍ／ｍｉｎとした。

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初め端部の厚みを測定し、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、各条件における基板にワイヤーの跡が残るソーマークの不良率についても確認を行った。
その結果を表３に表す。

表１に示されるように、初期の切断時におけるワイヤーの走行速度を中心部分の切断時の条件よりも遅くすることにより、基板の平均厚みと切り初め端部の厚みの差が小さくなることが確認された。なお、比較例においては、目視確認により切り初め端部が厚い基板と薄い基板が交互に形成されていたが、実施例のＮｏ．１５〜２２では初期の切断時におけるワイヤーの走行速度を遅くすることにより上記問題を抑制していることが確認できた。特に、３５０ｍｍ／ｍｉｎ以上５００ｍｍ／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、ソーマークの不良を抑えてスライスすることができた。

本発明の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示す概略図である。 本発明の基板の製造方法における切り初め端部の一実施形態を示す拡大図である。 基板の厚みを測定する場所を示した図である。 （ａ）、（ｂ）は基板の製造方法におけるワイヤー走行速度の経時変化の一実施形態を示す図である。 （ａ）は基板の製造方法におけるワイヤー走行速度と切削液の供給流量の経時変化を示す図であり、（ｂ）は基板の製造方法におけるワイヤー走行速度とブロックのフィード速度の経時変化の一実施形態を示す図である。 従来の基板の製造方法における切り初め端部の拡大図である。

符号の説明

１ ：ブロック
１ａ ：基板
１ｓ：ブロックの平面
３ ：ワイヤー

Claims (13)

1. 平面を有し断面形状が略矩形の角型のブロックを準備する工程と、
   前記ブロックの前記平面に向かって第一の速度で走行するワイヤーを進め、前記ブロックの切断を開始する工程と、
   前記第一の速度より速い第二の速度で走行するワイヤーにより、前記第一の速度で切断された前記ブロックの中心部分を切断する工程と、
   を有する基板の製造方法。
2. 前記ブロックの切断は、砥粒を含む切削液が供給されて行われ、前記切削液の供給流量は、前記ブロックの前記中心部分の切断時よりも切断開始時の方が小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
3. 前記ブロックを前記ワイヤーに向けて移動させるフィード速度は、前記ブロックの前記中心部分の切断時よりも切断開始時の方が遅いことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の基板の製造方法。
4. 前記ワイヤーの走行速度を切断開始時から段階的または連続的に速くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板の製造方法。
5. 前記切削液の供給流量を切断開始時から段階的にまたは連続的に大きくすることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の基板の製造方法。
6. 前記ブロックのフィード速度を切断開始時から段階的にまたは連続的に速くすることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の基板の製造方法。
7. 前記ワイヤーの走行速度を、前記ブロックの前記平面から２ｍｍ以上５０ｍｍ以下の深さ範囲で前記第一の速度から前記第二の速度に移行することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基板の製造方法。
8. 前記第一の速度は、２００ｍ／ｍｉｎ以上５００ｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の基板の製造方法。
9. 前記第二の速度は、６００ｍ／ｍｉｎ以上１０００ｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の基板の製造方法。
10. 前記切断開始時の前記切削液の供給流量は、前記中心部分の切断時の前記切削液の供給流量の６０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の基板の製造方法。
11. 前記切断開始時の前記ブロックのフィード速度は、前記中心部分の切断時のフィード速度の３０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載の基板の製造方法。
12. 前記ワイヤーの前記第一の速度が、前記第二の速度になるまでに前記ブロックが切断された深さは、前記切削液の供給流量が切断開始時から定常状態になるまでに前記ブロックが切断された深さよりも深いか、または同じであることを特徴とする請求項２〜１１のいずれかに記載の基板の製造方法。
13. 前記ワイヤーの前記第一の速度が、前記第二の速度になるまでに前記ブロックが切断された深さは、前記ブロックのフィード速度が切断開始時から定常状態になるまでに前記ブロックが切断された深さよりも浅い、または同じであることを特徴とする請求項３〜１２のいずれかに記載の基板の製造方法。

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