研究開発された技術紹介

結晶シリコン太陽電池需要増大予測に伴い、シリコンウエハー製造方法が遊離砥粒から固定砥粒ワイヤー方式に移行されようとしているが、固定砥粒ワイヤー方式ではソーマークやスクラッチ疵発生の為、シリコンウエハーの生産性向上、切断ロス低減や低コスト化ができない。スクラッチ疵発生メカニズムを解明し、ソーマークやスクラッチ疵を10μM以下に低減できる固定砥粒ワイヤーソーの特性に合致した切断油を研究開発する

固定砥粒ワイヤーソーの特性に合致した切断油を開発する
・スクラッチ疵深さを20μm→10μmに半減する最適切断油と基盤技術の開発
・ダイヤモンド固定砥粒ワイヤーソー方式によるシリコンウエハー製造の生産効率向上と大幅な低コスト化
(新技術)
(特徴)
・高粘性高分子化合物の適用
・表面張力低下剤(濡れ性向上剤)
・潤滑添加剤(摩擦係数低下、焼付抑制)
・冷却材(含水タイプ→乳化分散財等)

・シリコンウエハー切断面の研究に基づく、固定砥粒ワイヤーソー方式の検討
-固定砥粒ワイヤーでシリコンインゴットを切断し、遊離砥粒ワイヤーソー方式と固定砥粒ワイヤーソー方式の切断性の相違(ソーマーク、スクラッチ疵の発生)を確認
-ダイヤモンド固定砥粒ワイヤーにはニッケル電着ワイヤーとレジンワイヤーがあるが、前者の方が切断後の摩耗も切断されたウエハー表面の変化も少ないことを確認
-ダイヤモンド固定砥粒特性を検証し、電着ワイヤーは砥粒が潰れて摩耗するが、レジンより良好なことを確認⇒図1
・スクラッチ疵を抑制する固定砥粒ワイヤーソー用の最適切断油の開発
-スクラッチ疵の発生原因は、ワイヤーソーとシリコンの接触箇所に噛み込む脱落砥粒や発生シリコン切り屑と考え、切断油の機能として切り屑の除去性能、砥粒に作用する切削力を低下させる性能を重視
-「グリコール25%＋グリコールのエーテル化物5%＋水70%」の切断油でスクラッチ疵＝8.85mを達成。「グリコール70%＋水30%」＝14.03mのスクラッチ傷の深さを60%に低減⇒図2
-試作油により、遊離砥粒の切断時間を1/4～1/6に短縮することが可能に

試作油MWA-62を開発し、シリコンインゴットのマルチワイヤーソー切断において良好な切断面が得られることが川下企業で確認できた。

・H27年度の実用化を目指し、補完研究中
・電着固定砥粒ワイヤー用切断油の無償サンプルあり

・生産性向上→固定砥粒ワイヤーへの対応により、生産性は遊離砥粒ワイヤーの2倍以上に
・低コスト化1→ウェハー厚みを180μmから120μm切断可能にし、生産枚数を1インゴット当たり20%以上増加
・低コスト化2→ワイヤーソー径120μmを100μmに対応することで、カーフロスを20%程度減少させると予測

実用化・製品化を目指した補完研究等を展開
・サポイン事業において完成していない切断油の製品化を図るため、補完研究を継続中
・固定砥粒ワイヤーのうち、電着では製品化を達成し、さらなる低コスト化研究を継続中。また、レジン固定砥粒ワイヤー用切断油を研究中
・国内スライスメーカーの事業撤退・縮少がなされており、国内市場における事業化見通しは厳しくなっている

国内スライスメーカーの撤退が相次ぎ、事業化の目途がなく、事業は中断中