CN101651170B - 全自动化多晶槽式酸处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种全自动化多晶槽式酸处理设备，包括处理槽以及处理液循环用的储存罐，所述处理槽包含内槽与外槽，其中内槽下部设有液体的注入口、循环口和排液口，内槽顶面四周形成溢流以及内槽四壁侧面开一定数量的孔，从孔中连续排出药液并能达到循环。本发明处理设备从槽的下部到槽的顶部形成四面溢流，液体状态向上形成层流化，设置在内槽侧面的整流板使处理槽上部的断面积大于下部断面积以此来减少液体的滞流，使之形成对流的方式，可以确保被处理物的表面温度和浓度均匀，以及提高刻蚀后的表面精度。

Description

全自动化多晶槽式酸处理设备
技术领域
本发明涉及一种半导体技术领域中的制绒设备，具体地说，涉及的是一种全自动化多晶槽式酸处理设备。
背景技术
制绒是对硅片表面进行各向同性腐蚀，形成微沟，降低硅片表面的反射率，促使太阳在硅片表面进行多级反射，提升光的利用率。在太阳能晶硅电池的制备工艺中，制绒工艺是关系到太阳能电池表面的光吸收的重要部分，也是提高太阳能电池转换效率的重要途径之一。
在多晶制绒工艺中，酸制绒处理设备是很重要的一部份，现有多晶酸制绒处理设备是由处理槽(含内、外槽)和循环储存罐(处理液用)所构成。但存在以下几个问题：
1：酸制绒处理设备的基板表面的要求是刻蚀中要确保被处理物的表面温度和浓度要均匀。在处理大量的被处理物时，要确保所有表面整体的温度、浓度达到均匀性是很难做到的。
2：将大量的被处理物一次性放入处理槽中处理时，按现有的方法(槽的构造也仅是从槽底部的注入到槽上部的溢流)即使没有强烈的反应热的发生，基板的上下温度差和浓度差也是必然要发生的，为此很难保证被处理物处理完毕后表面的均一性，并且如何提高刻蚀后的表面精度也是很困难的问题。
3：为改善浓度及温度不均匀的问题，如果仅仅将循环流量大幅度的增加，会带来上部液面极端上升的问题。如此不仅给设备小型化带来了障碍，也存在下面喷淋过程中达不到完全喷淋等问题(比如传送机械手以及带把手的花篮会使下面喷淋不到位等)。
4：按现有的方法，即使在处理槽下部设置整流板也难实现从下到上的均匀层流化，还会在槽下部、中部以及基板表面形成乱流或滞流领域。相反在槽内如果是强制液体乱流排出的构造，从下到上的液流同样也一定会发生滞流现象。这样就会造成滞流部分的温度、浓度不均匀，滞流部分的颗粒也会形成对被处理物污染。
5：按以往的方法：通过化学处理去除的异物，根据化学反应之后其比重及形状差，要想高效率的向外排出是困难的。这些异物会在槽下部形成沉淀，上升液流和下降液流带着沉淀物一上一下的反冲会在清洗物表面多次通过，因此槽内很难保证被处理物的清洁度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种全自动化多晶槽式酸处理设备，可以确保被处理物的表面温度和浓度均匀，以及提高刻蚀后的表面精度，解决背景技术存在的问题。
为实现以上目的，本发明提供了一种全自动化多晶槽式酸处理设备，包括处理槽以及处理液循环用的储存罐，所述处理槽包含内槽与外槽，其中内槽下部设有液体的注入口、循环口和排液口，内槽顶面四周形成溢流以及内槽四壁侧面开一定数量的孔，从孔中连续排出药液并可以达到循环。
进一步的，在所述内槽带孔壁面的外侧设置可控制用的流量调节板。
较佳的，所述内槽壁面开孔的面积和处理槽的高度是形成比例的。随着液面高度变化，上开孔直径大于下开孔。
基于上述的结构，槽内处理清洗物时，由于侧壁开孔上下按比例变化并在外部配备了流量调节板，以及内槽底部具备排液口，所以可达到从内槽下部到上部错开时间排液以及侧壁排液量可控。
上述处理设备至少要具备药液温度控制系统、药液浓度管理系统，并具备全部系统的自动控制功能。
本发明处理设备从槽的下部到槽的顶部形成四面溢流，液体状态向上形成层流化，设置在内槽侧面的整流板使处理槽上部的断面积大于下部断面积以此来减少液体的滞流，使之形成对流的方式，最终解决上述背景技术中的问题。
市场上销售的由垂直轴水平旋转组成的洗衣甩干机，它是双层结构在内侧槽外周围开孔来达到甩干时将全部的液体排出，提高干燥效率。但本发明与此构造是完全不同的，本发明的处理槽不是以从孔中向外部排出处理完毕的废液为目的的，而是要带走化学反应发热量以及提高处理液浓度均匀性。
采用上述的技术方案之后，本发明在处理大量的被处理物时，可以确保所有表面整体的温度、浓度达到均匀性；保证被处理物处理完毕后表面的均一性，并且提高刻蚀后的表面精度；改善浓度及温度不均匀的问题，且喷淋过程中达到完全喷淋；可以避免造成滞流部分的温度、浓度不均匀，从而降低滞流部分颗粒对被处理物的污染；保证槽内被处理物的清洁度。
附图说明
图1-1到图1-5为本发明一个实施例处理槽结构示意图；
图中：处理槽1，内槽1.1，外槽1.2，注入口1.3，循环口1.4，排液口1.5，孔1.6，流量调节板1.7。
图2-1到图2-4为本发明实施例中处理液循环用的储存罐结构示意图；
图中：储存罐2，循环进液口2.1，内槽2.2。
图3为本发明实施例总体原理图；
图中：药液温度控制系统3.1、药液浓度管理系统3.2。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，以下的描述仅用于理解本发明技术方案之用，不用于限定本发明的范围。
如图所示，本发明提供了一种全自动化多晶槽式酸处理设备，在该实施例中，包括处理槽1和处理液循环用的储存罐2组成，这与现有技术相同。
如图1-1到图1-5所示，处理槽1包含内槽1.1与外槽1.2内槽下部设有液体的注入口1.3、循环口1.4和排液口1.5，内槽1.1顶面四周形成溢流以及内槽1.1四壁侧面开一定数量的孔1.6，从孔中连续排出药液并可以达到循环。
在所述内槽1.1带孔壁面的外侧设置可控制用的流量调节板1.7。
所述内槽1.1壁面开孔的面积和处理槽的高度是形成比例的。随着液面高度变化，上开孔直径大于下开孔。
如图1-3所示，上述内槽1.1与外槽1.2，内、外槽所构成的处理槽和处理液循环用的储存罐构成的一体化处理液循环系统，即药液循环系统。
上述处理设备至少要具备温度控制系统3.1、药液浓度管理系统3.2，并具备全部系统的自动控制功能。
如图2-1到图2-4所示，处理液循环用的储存罐2的循环进液口2.1通过回水管路与外槽1.4相连；这样构成了药液循环系统，从而通过循环增加内槽1.1的温度均匀性，达到最佳制绒效果。
如图3所示，本发明实施例总体原理图。药液浓度管理系统3.2分四路供给内槽2.2(即图1-3中的1.2)，其中两路由HNO3、HF原液箱通过泵、流量计、气控阀直接供给，另两路通过HNO3、HF称量槽流量计、气控阀供给；这样精确控制药液每次的加入量，从而保证了内槽2.2内部药液浓度的恒定性，进一步保证制绒效果在无人为干扰的情况下的一致性。
本实施例中：
1：将大量的清洗物放入处理槽中做一次性的清洗时，为解决上述难题在与清洗物基板平行的壁面上，按一定的距离和数量开孔1.7，开孔的高度要求和清洗物的高度一样。槽顶部的溢流和开口部所排出的液体是全部流向外槽的方式(内槽1.1到外槽1.2)，在内槽1.1的底部设置了从外部储存罐2供给内槽中的注入口1.3和液体交换时为排废液用的排液口1.5，外槽1.2也设置有从内槽1.1(对应图2中的2.2)溢流排出的液体再移送到外部循环储存槽内的排出口1.4。就这样被处理物在处理中使液体形成连续循环来达到所要求的温度均匀化。
2：为控制所排出的液量，减少所发生的压损在开孔的处理内槽1.1的外侧设置了可调试的流量调节板1.7。处理槽1壁面开孔部的面积和处理槽1的高度形成比例，上孔直径大于近邻的下孔直径，以此比例使各孔的高度排出的量及基板表面水平方向的流速达到均匀。
4：液体循环时内槽1.1顶部溢流、内槽1.1壁面开孔部位液体排出的同时，内槽1.1连续或间断式的从槽下部排液口1.5自动排液。液体循环时可在内槽1.1顶部溢流，同时液体也可从内槽1.1壁面开孔处排出，此构造即可达到控制药液循环的连接性，也可从处理槽1下部自动排出药液(如图3所示)。
5：此处理槽1内至少放置一个以上的温度计、浓度计来监控槽内的温度变化，也可根据槽内浓度的变化控制处理液的供给量、排出量以及工艺过程中新处理液的补充量，这些功能都可通过自动控制达到(如图3所示)。
本实施例采用上述的处理设备后，多晶槽式制绒产量：每3.5-4分钟一篮，每篮200片，一小时15-17篮＝3000-3400片，转换效率为16％-16.75％，输出功率范围3.9-4.07W。与以往的技术相比(比如常见的链式平面制绒)1.碎片率低  2.转换率高  3.节约药液成本  4.安全性能高。

Claims (3)

1.一种全自动化多晶槽式酸处理设备，包括处理槽以及处理液循环用的储存罐，其特征在于，所述处理槽包含内槽与外槽，其中内槽下部设有液体的注入口、循环口和排液口，内槽顶面四周形成溢流以及内槽四壁侧面开一定数量的孔，从孔中连续排出药液到外槽并与储存罐相配合达到循环的目的；
在所述内槽带孔壁面的外侧设置可控制用的流量调节板，所述内槽壁面开孔的面积和处理槽的高度是形成比例的，随着液面高度变化，上开孔直径大于下开孔。
2.根据权利要求1所述的全自动化多晶槽式酸处理设备，其特征在于：所述处理设备至少具备药液温度控制系统、药液浓度管理系统，并具备全部系统的自动控制功能。
3.根据权利要求1所述的全自动化多晶槽式酸处理设备，其特征在于：所述内、外槽所构成的处理槽和循环储存罐构成一体化处理液循环系统。
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