CN114899125B - 一种链式硅晶片去psg层设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种链式硅晶片去PSG层设备，包括：根据实现的功能分为入料端传输段、水膜传输段、工艺传输段、清洗传输段、风干传输段、冷却段和出料传输段的传输装置，以及与各传输段对应的水膜生成装置、工艺槽、清洗设备和风机设备。在工艺传输段中供液管均匀地分布在工艺区底部，供液管的设置方向与硅晶片的设置方向保持一致，且在高度方向上倾斜设置，以降低工艺槽内液体扰动，尽可能地保持工艺槽内液面高度和流动方向的一致性，保证腐蚀效果的均匀性。并且通过使腐蚀液的流动方向与传输辊转动先相同后相反，通过腐蚀液流动方向的改变，使腐蚀更加均匀。

Description

一种链式硅晶片去PSG层设备
技术领域
本申请属于半导体光伏硅晶片生产技术领域，尤其是涉及一种链式硅晶片去PSG层设备。
背景技术
硅晶片是一种用于生产太阳能电池片的半导体材料，太阳能电池硅晶片通常要经过清洗—制绒—扩散—刻蚀等工艺，在太阳能电池片经过扩散工艺后，硅片表面会形成一层PSG层，必须去除。
PSG即在硅晶片表面的二氧化硅和五氧化二磷，在扩散工艺后容易在硅晶片表面留存，PSG的存在会影响外观和电性能，因此需要对太阳能电池硅晶片去除PSG层。
中国CN106784161A一种PERC太阳能电池的抛光刻蚀方法，包括的步骤为：步骤1、利用滚轮将已进行制绒扩散处理的硅片向前传送，利用喷淋设备向硅片的上表面滴水形成水膜；步骤2、滚轮继续将硅片向前传送至第一HF槽(工艺槽)，滚轮的底部浸在第一HF槽内的HF溶液中，滚轮带液转动过程中硅片的底部与滚轮上的HF溶液接触，去除所述硅片背面及边缘的PSG；步骤3、用去离子水冲洗硅片的上下表面，对硅片进行烘干处理。现有技术中，如何在工艺槽中维持工艺液面稳定，以及如何保证腐蚀液顺利经传输辊带动到硅晶片底部为提高硅晶片去PSG效果的关键影响因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种去PSG效果好的链式硅晶片去PSG层设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种链式硅晶片去PSG层设备，包括：
外壳体，所述外壳体前后两端为开口，分别用于上料和下料；
传输装置，为由平行的传输辊构成的辊式传输带且根据实现的功能分为若干段，包括，入料端传输段、水膜传输段、工艺传输段、清洗传输段、风干传输段、冷却段和出料传输段；
水膜生成装置，设置于水膜传输段，用于在硅晶片上表面生成水膜；
工艺槽，对应于工艺传输段设置，工艺槽内用于盛装腐蚀液并且所述工艺传输段的每个传输辊均部分淹没于腐蚀液内，所述工艺传输段的传输辊转动时，工艺槽内的腐蚀液能够沿传输辊上成型的上液槽带动到硅晶片的下表面；工艺槽包括槽体、位于槽体的中间和两端的溢流区、位于相邻两个溢流区之间的工艺区，工艺区底部设置有供液管，供液管均匀地分布在工艺区底部，供液管的设置方向与硅晶片的设置方向保持一致，且在高度方向上倾斜设置，并且工艺槽内的腐蚀液的流动方向与传输辊转动方向先相同后相反；
清洗设备，设置于清洗传输段，为浸洗设备和/或喷洗设备；
风机设备，设置于风干传输段上方和/或下方，用于向风干传输段喷出的气体。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，所述工艺传输段的传输辊上的上液槽为螺纹，相邻的传输辊上的螺纹的螺旋方向相反。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，所述工艺传输段的传输辊上的上液槽为环形槽，且相邻的传输辊的环形槽相互啮合；
或者
所述工艺槽内设置有对准上液槽的毛刷；
或者
所述供液管的出口对准传输辊。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，传输装置的每个传输辊的一端设置有传动齿轮，且传输辊的一端设置有传动杆，传动杆上对应于每个传输辊处都设置有与传动齿轮啮合的扇形齿轮，传动杆转动时，同时带动每根传输辊一同转动。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，溢流区与工艺区之间设置有溢流挡板，溢流挡板上设置有沿竖直方向设置的长条孔，同时顶部为波浪形的溢流孔，且溢流挡板顶部为斜面。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，工艺区内的腐蚀液淹没传输辊的一半到三分之二处。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，在工艺传输段的首末两端还设置有第一过渡段和和第二过渡段，第一过渡段和和第二过渡段的传输辊上具有若干环形凸起，第一过渡段和和第二过渡段的底部为集液槽。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，清洗传输段前后两端设置有第一阻水辊和第二阻水辊，第一阻水辊和第二阻水辊分别设置于一传输辊上方，能够沿竖直方向滑动，用于压过硅晶片的上表面，以清除硅晶片上表面的液体。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，清洗传输段和风干传输段上还设置有压辊，压辊与所述压辊下方的传输辊一一对应设置。
优选地，本发明的链式硅晶片去PSG层设备，浸洗设备包括能够盛放清水的浸洗槽，硅晶片完全或者半淹没在浸洗槽的清水中完成清洗，清水喷管设置于清洗传输段的上方，能够喷出清水。
本发明的有益效果是：
1，本申请的链式硅晶片去PSG层设备，供液管均匀地分布在工艺区底部，供液管的设置方向与硅晶片的设置方向保持一致，且在高度方向上倾斜设置，以降低工艺槽内液体扰动，尽可能地保持工艺槽内液面高度和流动方向的一致性，保证腐蚀效果的均匀性。并且通过使腐蚀液的流动方向与传输辊转动先相同后相反，通过腐蚀液流动方向的改变，使腐蚀更加均匀。
2.工艺传输段的辊子通过咬合的辊子方便上液槽进行排液和上液，方便清洗液填充进入上液槽内，或者设置毛刷，通过毛刷与传输辊上的上液槽配合，使上液槽内的液体更容易流入和流出，同时，毛刷也能够将上液槽内可能的杂质扫出，防止对硅晶片造成影响，或者所述供液管的出口对准传输辊，供液管喷出的新的腐蚀液能够直接进入上液槽内。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的链式硅晶片去PSG层设备的示意图；
图2是本申请实施例的传输装置的立体图；
图3是本申请实施例的传输装置中入料端传输段和水膜传输段的立体图；
图4是本申请实施例的传输装置中槽体的立体图；
图5是本申请实施例中溢流挡板的立体图；
图6是本申请实施例中清洗传输段和风干传输段的结构图；
图中的附图标记为：
1 外壳体；
2 水膜生成装置；
3 传输装置；
5 风机设备；
31 入料端传输段；
32 水膜传输段；
33 第一过渡段；
34 工艺传输段；
35 第二过渡段；
36 清洗传输段；
37 风干传输段；
38 冷却段；
39 出料传输段；
41 第一阻水辊；
42 清水喷管；
43 第二阻水辊；
44 压辊；
60 槽体；
61 辊子安装座；
62 供液管；
64 溢流区；
641 溢流孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例
本实施例提供一种链式硅晶片去PSG层设备，如图1所示，包括：
外壳体1，所述外壳体1前后两端为开口，分别用于上料和下料；
传输装置3，如图2所示，为由平行的传输辊构成的辊式传输带且根据实现的功能分为若干段，包括，入料端传输段31、水膜传输段32、工艺传输段34、清洗传输段36、风干传输段37、冷却段38和出料传输段39；各段的长度根据实际生产工艺来进行，整个传输装置3也不一定为直线，可以根据实际情况，设置成弯道；
水膜生成装置2，设置于水膜传输段32，用于在硅晶片上表面生成水膜；
工艺槽，如图4所示，对应于工艺传输段34，工艺槽内用于盛装腐蚀液并且所述工艺传输段34的每个传输辊均部分淹没于腐蚀液内，所述工艺传输段34的传输辊转动时，工艺槽内的腐蚀液能够沿传输辊上成型的螺纹(上液槽)带动到硅晶片的下表面，也即腐蚀液不会浸泡硅晶片；螺纹为梯形螺纹，为了使腐蚀液能够更加均匀的带到硅晶片下表面，螺纹应该尽可能地密集，所述工艺传输段34的辊子，通过咬合的辊子方便上液槽进行排液和上液，方便清洗液填充进入上液槽内(清洗液受表面张力的作用，清洗液可能会在上液槽内形成空腔室)，同时为了保持硅晶片的直线运动，相邻的辊子组上的螺纹的螺旋方向相反，并且相邻辊子组的辊子不啮合；作为一种变形，所述传输辊上的上液槽也可以是环形槽(环形槽可能在加工上比螺纹更难一些)，但是环形槽可以使所有的工艺传输段34的辊子都啮合在一起，同时，由于不像螺纹那样会使硅晶片产生便移；工艺槽包括槽体60、位于槽体60的中间和两端的溢流区64、位于相邻两个溢流区64之间的工艺区，工艺区底部设置有供液管62，槽体60长度方向的两端为用于安装传输辊的辊子安装座61。(当然，整个传输装置3的辊子都是安装于类似的结构上)。供液管62均匀地分布在工艺区底部，供液管62的设置方向与硅晶片的设置方向保持一致，且在高度方向上倾斜设置，以降低工艺区内液体扰动，尽可能地保持工艺区内液面高度一致，工艺区内的腐蚀液淹没传输辊的一半到三分之二处；腐蚀液的流动方向与传输辊转动先相同后相反(通过供液管62内通入的腐蚀液形成流动的动力，也可以通过溢流挡板高度设置使腐蚀液从图4中间流出，当然也可以设置成向两侧流出)，通过腐蚀液流动方向的改变，使腐蚀更加均匀；
清洗设备，设置于清洗传输段36，为浸洗设备和/或喷洗设备(浸洗设备和喷洗设备可以选择一个设置或者两个都设置，两个都设置时先后顺序也是可以自由调整的，图6中为浸洗设备与喷洗设备设置在同一个区域)，浸洗设备包括能够盛放清水的浸洗槽，硅晶片完全或者半淹没在浸洗槽的清水中完成清洗，清水喷管42设置于清洗传输段36的上方，能够喷出清水；
风机设备5，设置于风干传输段37上方和/或下方，用于向风干传输段37喷出的气体，气体可以是室温或者加热的空气、氮气等；
冷却段38可以为单纯的传输辊，硅晶片在传输辊上传输一段距离在空气中就可以实现冷却，此为自然冷却，当然也可以进行吹风加强冷却；
进一步地，传输装置3的每个传输辊的一端设置有传动齿轮，且传输辊的一端设置有传动杆，传动杆上对应于每个传输辊处都设置有与传动齿轮啮合的扇形齿轮，传动杆转动时，同时带动每根传输辊一同转动，进而实现转动的同步进行。
进一步地，溢流区64与工艺区之间设置有溢流挡板，如图5所示，溢流挡板上设置有沿竖直方向设置的长条孔，以方便调整设置高度，同时顶部为波浪形的溢流孔641，且溢流挡板顶部为斜面，方便腐蚀液释放表面张力，使腐蚀液能够及时流出，以维持液面稳定。
当然作为一种替代的实施方式，在工艺区位于传输辊的下方设置有毛刷，毛刷与传输辊上的上液槽配合，使上液槽内的液体更容易流入和流出，同时，毛刷也能够将上液槽内可能的杂质扫出，防止对硅晶片造成影响；
作为另一种替代的实施方式，所述供液管62的出口对准传输辊，以使从供液管62流出的新的腐蚀液能够及时进入上液槽内。
硅晶片依次经过水膜-腐蚀-清洗-吹干-冷却后完成去PSG的整个过程。
在工艺传输段34的首末两端还设置有第一过渡段33和和第二过渡段35，第一过渡段33和和第二过渡段35的传输辊上具有若干环形凸起，以降低传输辊与硅晶片的接触面积，第一过渡段33和和第二过渡段35的底部为集液槽，硅晶片下表面的液体在重力作用下流到集液槽内。
第一阻水辊41和第二阻水辊43设置于清洗传输段36前后两端，为聚四氟乙烯(PTFE)材质，第一阻水辊41和第二阻水辊43分别设置于一传输辊上方，能够沿竖直方向滑动，用于压过硅晶片的上表面，以清除硅晶片上表面的液体。
清洗传输段36和风干传输段37上还设置有压辊44，压辊44与所述压辊44下方的传输辊一一对应设置，共同转动，并且压住硅晶片，以防止硅晶片在清水或者风力作用下发生运动，所述压辊44上设置有柔性的凸环。
本文中关于某传输段的前后是指传输方向上的前后。
另外需要注意的是，如果腐蚀液具有毒性，为防止腐蚀液有毒气体挥发影响操作工人身体健康，需要在外壳体1的顶端设置抽风机，将有毒气体抽走。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，包括：
外壳体(1)，所述外壳体(1)前后两端为开口，分别用于上料和下料；
传输装置(3)，为由平行的传输辊构成的辊式传输带且根据实现的功能分为若干段，包括，入料端传输段(31)、水膜传输段(32)、工艺传输段(34)、清洗传输段(36)、风干传输段(37)、冷却段(38)和出料传输段(39)；
水膜生成装置(2)，设置于水膜传输段(32)，用于在硅晶片上表面生成水膜；
工艺槽，对应于工艺传输段(34)设置，工艺槽内用于盛装腐蚀液并且所述工艺传输段(34)的每个传输辊均部分淹没于腐蚀液内，所述工艺传输段(34)的传输辊转动时，工艺槽内的腐蚀液能够沿传输辊上成型的上液槽带动到硅晶片的下表面；工艺槽包括槽体(60)、位于槽体(60)的中间和两端的溢流区(64)、位于相邻两个溢流区(64)之间的工艺区，工艺区底部设置有供液管(62)，供液管(62)均匀地分布在工艺区底部，供液管(62)的设置方向与硅晶片的设置方向保持一致，且在高度方向上倾斜设置，并且工艺槽内的腐蚀液的流动方向与传输辊转动方向先相同后相反；
清洗设备，设置于清洗传输段(36)，为浸洗设备和/或喷洗设备；
风机设备(5)，设置于风干传输段(37)上方和/或下方，用于向风干传输段(37)喷出的气体。
2.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，所述工艺传输段(34)的传输辊上的上液槽为螺纹，相邻的传输辊上的螺纹的螺旋方向相反。
3.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，所述工艺传输段(34)的传输辊上的上液槽为环形槽，且相邻的传输辊的环形槽相互啮合；
或者
所述工艺槽内设置有对准上液槽的毛刷；
或者
所述供液管的出口对准传输辊。
4.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，传输装置(3)的每个传输辊的一端设置有传动齿轮，且传输辊的一端设置有传动杆，传动杆上对应于每个传输辊处都设置有与传动齿轮啮合的扇形齿轮，传动杆转动时，同时带动每根传输辊一同转动。
5.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，溢流区(64)与工艺区之间设置有溢流挡板，溢流挡板上设置有沿竖直方向设置的长条孔，同时顶部为波浪形的溢流孔(641)，且溢流挡板顶部为斜面。
6.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，工艺区内的腐蚀液淹没传输辊的一半到三分之二处。
7.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，在工艺传输段(34)的首末两端还设置有第一过渡段(33)和第二过渡段(35)，第一过渡段(33)和第二过渡段(35)的传输辊上具有若干环形凸起，第一过渡段(33)和第二过渡段(35)的底部为集液槽。
8.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，清洗传输段(36)前后两端设置有第一阻水辊(41)和第二阻水辊(43)，第一阻水辊(41)和第二阻水辊(43)分别设置于一传输辊上方，能够沿竖直方向滑动，用于压过硅晶片的上表面，以清除硅晶片上表面的液体。
9.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，清洗传输段(36)和风干传输段(37)上还设置有压辊(44)，压辊(44)与所述压辊(44)下方的传输辊一一对应设置。
10.根据权利要求1所述的链式硅晶片去PSG层设备，其特征在于，浸洗设备包括能够盛放清水的浸洗槽，硅晶片完全或者半淹没在浸洗槽的清水中完成清洗，清水喷管(42)设置于清洗传输段(36)的上方，能够喷出清水。
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