被災地企業のシーズ支援プログラムH25～27年度

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共同研究技術シーズ技術的支援平成26年度被災地企業のシーズ支援プログラム（福島再生可能エネルギー研究開発拠点機能強化事業）幸田敬太郎1・白木太一郎1 ・笹澤純人1・本名秀美2 ・近藤道雄2 1日特エンジニアリング株式会社2独立行政法人産業技術総合研究所再生可能エネルギー研究センター芯線径80µm以下のダイアモンドワイヤーで切断した厚さ80μm以下のシリコンウエーハの品質を、産総研の有するレーザー顕微鏡やライフタイム測定装置を用いて評価する。スライス条件と表面粗さやダメージ層との関係を明らかにする。産総研による技術シーズの評価方法世界シェアNo.1のコイル巻線機では、独自のテンションコントロール技術で細線の断線を抑止した高度な安定動作が可能であり、これを極細のワイヤーソーに応用して、極薄の太陽電池用シリコンウエーハをスライス加工する。日特エンジニアリング（株）が保有する技術シーズ高度のテンション制御技術で、極細のワイヤーソーを用いたシリコン基板のスライスが可能に。→カーフロス（切りしろ）、ダメージ層とシリコン基板厚の低減で太陽電池材料コストの大幅な削減が期待される！•極細のダイヤモンドワイヤーを用いて、シリコン結晶を薄く切り出すことで、太陽電池の材料コストを１／２以下に削減。•しかし、ワイヤーが細くウエーハが薄いとワイヤー走行の不安定性から断線や破損が生じやすく、加工歩留りが低下するおそれがある。•日特エンジニアリングが有するテンション値自動フィードバック方式による細線精密制御技術で、極細のワイヤーでも安定走行が可能に。•スライス条件の最適化で、スループットを維持しつつ、ワイヤーの長寿命化およびダメージ層厚の低減を実現へ。細線精密制御によるシリコンウエーハのスライス技術企業のシーズと産総研の評価結果：•細線精密制御による極薄型シリコンウエーハのスライス加工。•厚さ80μmに切り出したウエーハの表面粗さ、ダメージ層厚を評価。研究成果（何が分かったか）：•ワイヤー走行速度最大2000m/分、テンション精度0.3gのワイヤーソーを試作。•芯線径80μmのダイヤモンドワイヤーで、厚さ80μmのウエーハ切出しに成功。•ワーク送り速度を0.01mm/sから0.005mm/sに下げることで、ウエーハ表面のスクラッチ痕が減少し、ライフタイムで評価したダメージ層の推定厚は10μm以上から約5μmに低減した。•ワイヤーソーの細線精密制御技術で極薄型のシリコンウエーハをスライス加工でき、加工条件によってダメージ層低減の可能性が示された。今後の展開（予想含む）：•芯線径50μmのワイヤーを用いた厚さ50μm以下のシリコンウエーハ切出し。•スループット、材料コストを考慮したスライス加工条件の最適化。•加工事例の蓄積と装置改良によるワイヤーソーマシンの商品化。•マルチワイヤーソー、156mm角太陽電池用ウエーハへの技術展開。インゴット送り速度0.01mm/s（左）と0.005mm/s（右）でスライスした80μm厚ウエーハの表面レーザー顕微鏡写真本研究は、独立行政法人産業技術総合研究所の平成26年度被災地企業のシーズ支援プログラム事業にて、課題名「細線精密制御による極超薄シリコン基板の作製技術の開発評価｣として採択されたもので、産業技術総合研究所より技術的協力・支援を受けたものです。結論備考5µm送り速度0.01mm/s（上）と0.005mm/s（下）でスライスしたウエーハの表面粗さ分布（ハイパス処理後）00.20.40.60.811.2024681012キャリア寿命（最大値で正規化）片面エッチング深さ（μm）送り速度（両面0.01mm/s)送り速度（片面0.005mm/s）スライス後にウエーハ表面を化学エッチングした際のキャリア寿命の変化（相対値）シリコンインゴット5µm細線精密制御による極超薄シリコン基板の作製技術の開発評価