CN204189774U - 硅片湿法刻蚀机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于控制刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内液位的硅片湿法刻蚀机。该硅片湿法刻蚀机包括机体，机体上设置有用于输送硅片的输送滚轮，在输送滚轮的下方沿硅片的移动方向依次设置有刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽、干燥槽，通过在刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内设置挡板，所述挡板均由固定板与活动板组成，所述活动板通过滑轨结构连接在固定板上，这样设置有无需复杂的控制系统，只需调整活动板上边缘的位置，多余的液体会从活动板上边缘自动溢流到溢流区进而通过连通管流入对应的储液盒内，整个过程无需控制，而且刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内的液位可以始终保持在与活动板上边缘平起的位置，控制起来非常方便。适合在太阳能电池领域推广应用。

Description

硅片湿法刻蚀机

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其是一种硅片湿法刻蚀机。

背景技术

太阳能电池原理主要是以半导体材料硅为基体，利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质：当掺入硼、磷等杂质时，硅晶体中就会存在着一个空穴，形成n型半导体；同样，掺入磷原子以后，硅晶体中就会有一个电子，形成p型半导体，p型半导体与n型半导体结合在一起形成pn结，当太阳光照射硅晶体后，pn结中n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区中的电子往n型区移动，从而形成从n型区到p型区的电流，在pn结中形成电势差，这就形成了太阳能电池。

太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。目前在单晶硅太阳电池的制备工艺中，扩散工序是采取将两片硅片并列放置操作，由于气流的关系，不可避免地在硅片的非扩散面边缘同样形成N区，从而导致硅片短路。因此，需要在扩散后增加一步刻蚀工艺，将硅片上下表面隔断。刻蚀技术是太阳能电池片制造工艺中一项相当重要的步骤。刻蚀分为干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀一般利用等离子体进行材料的蚀刻，各同向性好、可控性高，但成本较高，设备复杂。湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应过程，利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的，因为重复性好、低成本、生产效率高、设备简单，在太阳能电池行业中得到广泛应用。

目前，所使用的湿法刻蚀机主要包括机体，所述机体上设置有用于输送硅片的输送滚轮，在输送滚轮的下方沿硅片的移动方向依次设置有刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽、干燥槽，它是利用沾液方式来进行湿法刻蚀的，蚀刻槽内放置足量的刻蚀液体液，使得放置于输送滚轮上的硅片漂浮在刻蚀液面上，刻蚀液对硅片的四周以及背面进行腐蚀，硅片上方设置有用于喷洒刻蚀液的喷管，喷管将刻蚀液喷洒在硅片的正面，完成对硅片正面的腐蚀，浸没在液面下的输送滚轮带动硅片的平移传送，通过调节传送滚轮转速来控制刻蚀时间。上述湿法刻蚀机在使用过程中存在以下问题：首先，湿法刻蚀对于刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内的液位有严格的要求，其液位不能过高，如果液位过高，使得硅片完全浸入液体内会使得硅片漂浮在液面上，输送滚轮起不到传送硅片的作用，如果液位过低，则无法对硅片的背面和四周进行刻蚀、碱系、清洗都工序，由于刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽上方均设置有喷洒相应液体的喷管，这就使得刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内每时每刻都有液体注入，如何保证刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内的液位始终处于一个位置是解决问题的关键，现有的湿法刻蚀是通过液位计、控制器、排液管、排液阀等设备实现液位的自动控制，但是，由于喷管喷洒液体的量不稳定，且排液管的排液流量也不稳定，因而对于液位的自动控制存在诸多不便，不但需要复杂昂贵的控制系统，同时控制精度也不能达到满意的要求；其次，现有的湿法刻蚀机在干燥阶段是采用气刀吹干硅片表面的水珠，气刀一般是由空气压缩机将空气压缩后再将压缩空气从一个狭小的缝隙吹出形成，压缩空气的温度不同，其压强也不同，进而气刀的吹力也不尽相同，如果气刀的吹力时而大时而小，则很难将硅片表面所有的小水珠吹干净，没有吹干的硅片对于后续生产存在较大的影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便于控制刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内液位的硅片湿法刻蚀机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该硅片湿法刻蚀机，包括机体，所述机体上设置有用于输送硅片的输送滚轮，在输送滚轮的下方沿硅片的移动方向依次设置有刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽、干燥槽，所述刻蚀槽下方设置有用于储存刻蚀液的第一储液盒，刻蚀槽上方设置有多个用于喷洒刻蚀液的第一喷管，所述第一储液盒上连接有第一补液管，所述多个第一喷管分别与第一补液管连通，所述第一补液管上设置有第一液泵；所述碱洗槽下方设置有用于储存碱液的第二储液盒，碱洗槽上方设置有多个用于喷洒碱液的第二喷管，所述第二储液盒上连接有第二补液管，所述多个第二喷管分别与第二补液管连通，所述第二补液管上设置有第二液泵；所述清洗槽下方设置有用于储存清洗液的第三储液盒，清洗槽上方设置有多个用于喷洒清洗液的第三喷管，所述第三储液盒上连接有第三补液管，所述多个第三喷管分别与第三补液管连通，所述第三补液管上设置有第三液泵；所述干燥槽内设置有多个气刀发生装置，多个气刀发生装置分别设置在硅片的上下两侧，所述刻蚀槽内设置有第一挡板，所述第一挡板将刻蚀槽分为刻蚀区与第一溢流区，所述第一溢流区底部设置有与第一储液盒连通的第一连通管；所述碱槽内设置有第二挡板，所述第二挡板将碱槽分为碱洗区与第二溢流区，所述第二溢流区底部设置有与第二储液盒连通的第二连通管；所述清洗槽内设置有第三挡板，所述第三挡板将清洗槽分为清洗区与第三溢流区，所述第三溢流区底部设置有与第三储液盒连通的第三连通管；所述第一挡板、第二挡板、第三挡板均由固定板与活动板组成，所述固定板的一侧面设置有滑轨，所述活动板朝向固定板的侧面设置有与滑轨相匹配的滑槽。

进一步的是，所述气刀发生装置包括喷管，所述喷管的两端密封，所述喷管水平设置且垂直于硅片的移动方向，所述喷管朝向硅片的表面沿轴向方向开有气刀缝隙，所述喷管上连接有进气管，进气管的另一端连接有空气压缩机，所述空气压缩机与进气管之间设置有气体加热装置。

进一步的是，所述气体加热装置包括柱状基体，所述柱状基体内设置有圆柱形的气体加热空腔，所述柱状基体上设置有与气体加热空腔连通的进气口与出气口，所述进气口通过气管与空气压缩机的出口连通，所述出气口与进气管连通，所述柱状基体的表面缠绕有加热丝，所述加热丝连接在电源上。

进一步的是，所述加热丝与电源之间设置有温控表，所述气体加热空腔内设置有温度探头，所述温度探头与温控表相连接。

本实用新型的有益效果是：通过在刻蚀槽内设置第一挡板，所述第一挡板将刻蚀槽分为刻蚀区与第一溢流区，所述第一溢流区底部设置有与第一储液盒连通的第一连通管；所述碱槽内设置有第二挡板，所述第二挡板将碱槽分为碱洗区与第二溢流区，所述第二溢流区底部设置有与第二储液盒连通的第二连通管；所述清洗槽内设置有第三挡板，所述第三挡板将清洗槽分为清洗区与第三溢流区，所述第三溢流区底部设置有与第三储液盒连通的第三连通管；所述第一挡板、第二挡板、第三挡板均由固定板与活动板组成，所述固定板的一侧面设置有滑轨，所述活动板朝向固定板的侧面设置有与滑轨相匹配的滑槽，所述活动板通过滑轨结构连接在固定板上，这样设置有无需复杂的控制系统，只需调整活动板上边缘的位置，多余的液体会从活动板上边缘自动溢流到溢流区进而通过连通管流入对应的储液盒内，整个过程无需控制，而且刻蚀槽、碱洗槽、清洗槽内的液位可以始终保持在与活动板上边缘平起的位置，控制起来非常方便，同时也无需复杂昂贵的控制系统，使得生产成本大大降低。

附图说明

图1是本实用新型硅片湿法刻蚀机的结构示意图；

图中标记为：机体1、输送滚轮2、刻蚀槽3、刻蚀区301、第一溢流区302、碱洗槽4、碱洗区401、第二溢流区402、清洗槽5、清洗区501、第三溢流区502、干燥槽6、第一储液盒7、第一喷管8、第一补液管9、第一液泵10、第二储液盒11、第二喷管12、第二补液管13、第二液泵14、第三储液盒15、第三喷管16、第三补液管17、第三液泵18、气刀发生装置19、喷管191、气刀缝隙192、进气管193、空气压缩机194、气体加热装置195、柱状基体1951、气体加热空腔1952、加热丝1953、电源1954、温控表1955、温度探头1956、第一挡板20、第一连通管21、第二挡板22、第二连通管23、第三挡板24、第三连通管25、固定板26、活动板27。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，该硅片湿法刻蚀机，包括机体1，所述机体1上设置有用于输送硅片的输送滚轮2，在输送滚轮2的下方沿硅片的移动方向依次设置有刻蚀槽3、碱洗槽4、清洗槽5、干燥槽6，所述刻蚀槽3下方设置有用于储存刻蚀液的第一储液盒7，刻蚀槽3上方设置有多个用于喷洒刻蚀液的第一喷管8，所述第一储液盒7上连接有第一补液管9，所述多个第一喷管8分别与第一补液管9连通，所述第一补液管9上设置有第一液泵10；所述碱洗槽4下方设置有用于储存碱液的第二储液盒11，碱洗槽4上方设置有多个用于喷洒碱液的第二喷管12，所述第二储液盒11上连接有第二补液管13，所述多个第二喷管12分别与第二补液管13连通，所述第二补液管13上设置有第二液泵14；所述清洗槽5下方设置有用于储存清洗液的第三储液盒15，清洗槽5上方设置有多个用于喷洒清洗液的第三喷管16，所述第三储液盒15上连接有第三补液管17，所述多个第三喷管16分别与第三补液管17连通，所述第三补液管17上设置有第三液泵18；所述干燥槽6内设置有多个气刀发生装置19，多个气刀发生装置19分别设置在硅片的上下两侧，所述刻蚀槽3内设置有第一挡板20，所述第一挡板20将刻蚀槽3分为刻蚀区301与第一溢流区302，所述第一溢流区302底部设置有与第一储液盒7连通的第一连通管21；所述碱洗槽4内设置有第二挡板22，所述第二挡板22将碱洗槽4分为碱洗区401与第二溢流区402，所述第二溢流区402底部设置有与第二储液盒11连通的第二连通管23；所述清洗槽5内设置有第三挡板24，所述第三挡板24将清洗槽5分为清洗区501与第三溢流区502，所述第三溢流区502底部设置有与第三储液盒15连通的第三连通管25；所述第一挡板20、第二挡板22、第三挡板24均由固定板26与活动板27组成，所述固定板26的一侧面设置有滑轨，所述活动板27朝向固定板26的侧面设置有与滑轨相匹配的滑槽，所述活动板27通过滑轨结构连接在固定板26上。通过在刻蚀槽3内设置第一挡板20，所述第一挡板20将刻蚀槽3分为刻蚀区301与第一溢流区302，所述第一溢流区302底部设置有与第一储液盒7连通的第一连通管21；所述碱洗槽4内设置有第二挡板22，所述第二挡板22将碱洗槽4分为碱洗区401与第二溢流区402，所述第二溢流区402底部设置有与第二储液盒11连通的第二连通管23；所述清洗槽5内设置有第三挡板24，所述第三挡板24将清洗槽5分为清洗区501与第三溢流区502，所述第三溢流区502底部设置有与第三储液盒15连通的第三连通管25；所述第一挡板20、第二挡板22、第三挡板24均由固定板26与活动板27组成，所述固定板26的一侧面设置有滑轨，所述活动板27朝向固定板26的侧面设置有与滑轨相匹配的滑槽，所述活动板27通过滑轨结构连接在固定板26上，这样设置有无需复杂的控制系统，只需调整活动板27上边缘的位置，多余的液体会从活动板27上边缘自动溢流到溢流区进而通过连通管流入对应的储液盒内，整个过程无需控制，而且刻蚀槽3、碱洗槽4、清洗槽5内的液位可以始终保持在与活动板27上边缘平起的位置，控制起来非常方便，同时也无需复杂昂贵的控制系统，使得生产成本大大降低。

在上述实施方式中，所述气刀发生装置19包括喷管191，所述喷管191的两端密封，所述喷管191水平设置且垂直于硅片的移动方向，所述喷管191朝向硅片的表面沿轴向方向开有气刀缝隙192，所述喷管191上连接有进气管193，进气管193的另一端连接有空气压缩机194，所述空气压缩机194与进气管193之间设置有气体加热装置195。该气刀发生装置19的工作过程如下：首先空气压缩机194工作将外界空气压缩后进入气体加热装置195对压缩后的空气进行加热，经过加热的压缩空气顺着进气管193进入喷管191内，进而从气刀缝隙192喷出形成气刀，由于压缩空气被气体加热装置195加热后，温度变化不大，因而，可以保证其压强基本一致，进而形成的气刀吹力也基本相同，不会出现气刀的吹力时而大时而小的情况，可以彻底将硅片表面所有的小水珠吹干净，不会对后续生产造成影响。

所述气体加热装置195可以采用现有的各种加热设备，作为优选的是：所述气体加热装置195包括柱状基体1951，所述柱状基体1951内设置有圆柱形的气体加热空腔1952，所述柱状基体1951上设置有与气体加热空腔1952连通的进气口与出气口，所述进气口通过气管与空气压缩机194的出口连通，所述出气口与进气管193连通，所述柱状基体1951的表面缠绕有加热丝1953，所述加热丝1953连接在电源1954上，利用加热丝1953可以快速加热，而且气体加热空腔1952为圆柱形，因而，可以保证压缩空气有足够的加热时间，可以使得所有的压缩空气被加热到同样的温度，加热效果较好。进一步的是，所述加热丝1953与电源1954之间设置有温控表1955，所述气体加热空腔1952内设置有温度探头1956，所述温度探头1956与温控表1955相连接，通过温控表1955可以调整气体加热空腔1952内的温度，使得压缩空气的温度能够根据不同情况自由调整，使用非常方便。

Claims (4)

1.硅片湿法刻蚀机，包括机体(1)，所述机体(1)上设置有用于输送硅片的输送滚轮(2)，在输送滚轮(2)的下方沿硅片的移动方向依次设置有刻蚀槽(3)、碱洗槽(4)、清洗槽(5)、干燥槽(6)，所述刻蚀槽(3)下方设置有用于储存刻蚀液的第一储液盒(7)，刻蚀槽(3)上方设置有多个用于喷洒刻蚀液的第一喷管(8)，所述第一储液盒(7)上连接有第一补液管(9)，所述多个第一喷管(8)分别与第一补液管(9)连通，所述第一补液管(9)上设置有第一液泵(10)；所述碱洗槽(4)下方设置有用于储存碱液的第二储液盒(11)，碱洗槽(4)上方设置有多个用于喷洒碱液的第二喷管(12)，所述第二储液盒(11)上连接有第二补液管(13)，所述多个第二喷管(12)分别与第二补液管(13)连通，所述第二补液管(13)上设置有第二液泵(14)；所述清洗槽(5)下方设置有用于储存清洗液的第三储液盒(15)，清洗槽(5)上方设置有多个用于喷洒清洗液的第三喷管(16)，所述第三储液盒(15)上连接有第三补液管(17)，所述多个第三喷管(16)分别与第三补液管(17)连通，所述第三补液管(17)上设置有第三液泵(18)；所述干燥槽(6)内设置有多个气刀发生装置(19)，多个气刀发生装置(19)分别设置在硅片的上下两侧，其特征在于：所述刻蚀槽(3)内设置有第一挡板(20)，所述第一挡板(20)将刻蚀槽(3)分为刻蚀区(301)与第一溢流区(302)，所述第一溢流区(302)底部设置有与第一储液盒(7)连通的第一连通管(21)；所述碱洗槽(4)内设置有第二挡板(22)，所述第二挡板(22)将碱洗槽(4)分为碱洗区(401)与第二溢流区(402)，所述第二溢流区(402)底部设置有与第二储液盒(11)连通的第二连通管(23)；所述清洗槽(5)内设置有第三挡板(24)，所述第三挡板(24)将清洗槽(5)分为清洗区(501)与第三溢流区(502)，所述第三溢流区(502)底部设置有与第三储液盒(15)连通的第三连通管(25)；所述第一挡板(20)、第二挡板(22)、第三挡板(24)均由固定板(26)与活动板(27)组成，所述固定板(26)的一侧面设置有滑轨，所述活动板(27)朝向固定板(26)的侧面设置有与滑轨相匹配的滑槽。

2.如权利要求1所述的硅片湿法刻蚀机，其特征在于：所述气刀发生装置(19)包括喷管(191)，所述喷管(191)的两端密封，所述喷管(191)水平设置且垂直于硅片的移动方向，所述喷管(191)朝向硅片的表面沿轴向方向开有气刀缝隙(192)，所述喷管(191)上连接有进气管(193)，进气管(193)的另一端连接有空气压缩机(194)，所述空气压缩机(194)与进气管(193)之间设置有气体加热装置(195)。

3.如权利要求2所述的硅片湿法刻蚀机，其特征在于：所述气体加热装置(195)包括柱状基体(1951)，所述柱状基体(1951)内设置有圆柱形的气体加热空腔(1952)，所述柱状基体(1951)上设置有与气体加热空腔(1952)连通的进气口与出气口，所述进气口通过气管与空气压缩机(194)的出口连通，所述出气口与进气管(193)连通，所述柱状基体(1951)的表面缠绕有加热丝(1953)，所述加热丝(1953)连接在电源(1954)上。

4.如权利要求3所述的硅片湿法刻蚀机，其特征在于：所述加热丝(1953)与电源(1954)之间设置有温控表(1955)，所述气体加热空腔(1952)内设置有温度探头(1956)，所述温度探头(1956)与温控表(1955)相连接。