研究開発された技術紹介

太陽電池の普及にはﾓｼﾞｭｰﾙのｺｽﾄﾀﾞｳﾝが重要な課題である。特に、結晶型ｼﾘｺﾝ太陽電池ではｼﾘｺﾝｳｴﾊの薄化が検討されており、切屑を低減し、厚さ100μM以下にスライスする新たな加工技術が求められている。埼玉大学より、ｼﾘｺﾝ内部へのﾚｰｻﾞｰ照射による加工技術が提案されている。本加工技術に対応したﾚｰｻﾞｰ加工装置の試験試作装置の開発と実用化検証を実施する

機械加工であるマルチワイヤーソーを利用するプロセス以上の生産性でシリコンウエハを切り出し可能な手段として、レーザーを使った新しい加工原理に基づく新たな高精度・微細加工手段を開発する
(新技術)
・レーザによるシリコン内部加工による薄化技術、シリコン内部の高精度加工が可能な光学技術を開発する
・高精度位置決め、安定化機構の組込みシリコンの結晶方位に影響されない薄化技術を開発する
(新技術の特徴)
・従来の工程と比較して、薄化によるウエハ反りが発生しない
・研削液を使用しないドライな条件で加工が可能になる

・加工条件の最適化研究
‐レーザービーム特性と加工後の剥離状態との相関を明らかにし、標準的加工条件を設定した
・薄化ウエハ品質評価技術の開発
‐薄化ウエハの品質状態を、ラマン分光分析・電子顕微鏡観察などにより欠陥有無・結晶状態・応力分布などの評価・解析、剥離後のシリコンウエハ品質について加工面精度を測定した
・シリコン内部を高精度に加工可能な光学技術の組込み開発
・位置の安定化機構技術の組込み開発
・試験試作装置の設計と製作、加工高速化機構の組込み開発

・シリコンウエハのスライス加工技術
・加工装置を利用した加工実験による用途開発
・量産加工装置の開発・提供
・シリコン以外の材料加工

・目標とする試験試作装置の開発は達成したが、スループットの向上に限界が認められた
‐この改善には、加工条件におけるレーザー照射間隔の拡大および多列照射の効果的活用が求められる

・加工材料費の削減、プロセスの合理化に寄与
‐従来の加工技術(マルチワイヤーソー)では、加工プロセスに加工液などのコストがかかり、シリコンウエハの切り出しでは、部材の無駄が生じていた
‐本加工技術の利用により、加工材料費の削減に繋がるだけではなく、新たな製造プロセスの創出によって、生産プロセスの合理化が期待できる
・加工技術を利用したサービスラインナップの拡大へと寄与
‐当初は、シリコンウエハを加工対象としていたが、他の結晶部材への応用が可能であることを確認した
‐SiC、サファイア基板の加工も可能である
・加工技術導入前の事前検討が可能
‐顧客の要求に対して、サポインで製作した加工試験試作装置を活用した加工実験の実施ができる
‐よって、本格的な導入前に技術の利用価値判断が可能である

・本成果を広く知ってもらうために、対外発表を行なった結果、加工実験の依頼があり継続検討中である
・実用化における最大課題である加工時間短縮について、光学系および加工条件を補完検討中である
・これらの活動により、具体的用途開発と、それに対応した加工装置の設計と製作の実現を目指す