CN206098357U - 一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置 - Google Patents
一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其包括设置在蚀刻机最后一级水洗槽出口处的电阻率测试机构、以及依次设置在蚀刻机出料口处的冷却机构、自动取片机构和PL监测机构；还设有中控模块，所述电阻率测试机构和PL监测机构均与中控模块连接，所述中控模块控制所述电阻率测试机构测试最后一级水洗槽出口流出液的电阻率，所述中控模块控制所述PL监测机构扫描分析清洗后的硅片表面图像。本实用新型能够在线监测太阳能电池片的清洁程度，减少其受到的污染，提高产品良率，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，具体涉及一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置。
背景技术
光伏发电是利用太阳光能使半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。目前，人们通常所说太阳光发电就是太阳能光伏发电，亦称太阳能电池发电，其核心部件是太阳能电池片。
洁净的硅片是太阳能电池片制造过程中的基本要求，太阳能电池片在制造过程中如果遭到尘粒、有机物、金属的污染，很容易造成电池片转化效率降低，形成短路等问题。因此，太阳能电池都是在超净的无尘无菌室内进行的，操作时工作人员都要穿超净的工作服并经过严格的除尘处理。在制作过程中除了要排除外界的污染源外，在集成电路的某些制造步骤之前均需要进行硅片的清洗工作，清洗用水都是超纯水，以防止任何污染情况的出现。分析证明，在生产大规模集成电路时产生的不合格产品中由于污染造成的不合格产品占不合格产品总量的67%，因此，太阳能电池片在制造过程中清洗的干净程度非常重要。
然而，现有的槽式湿法蚀刻机在制造太阳能电池过程中，无法在线检测电池片的清洗效果，这就造成相当一部分电池片在外观以及转换效率上均受极大影响。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，能够在线监测太阳能电池片的清洁程度，减少其受到的污染，提高产品良率，降低成本。
为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其包括设置在蚀刻机最后一级水洗槽出口处的电阻率测试机构、以及依次设置在蚀刻机出料口处的冷却机构、自动取片机构和PL监测机构；
还设有中控模块，所述电阻率测试机构和PL监测机构均与中控模块连接，所述中控模块控制所述电阻率测试机构测试最后一级水洗槽出口流出液的电阻率，所述中控模块控制所述PL监测机构扫描分析清洗后的硅片表面图像。
上述技术方案中，所述冷却机构包括对称设置在蚀刻机出料口两侧的冷却气体出风口。
进一步地，所述冷却气体为惰性气体。优选地，所述惰性气体为氮气。
进一步地，所述自动取片机构包括机械臂和设置在机械臂前端的机械爪。
进一步地，所述自动取片机构包括机械臂和设置在机械臂前端的真空吸盘。
进一步地，所述PL监测机构包括测试平台、设置在测试平台正上方的图像采集模块、设置在图像采集模块一侧的激发光源、以及与图像采集模块连接的图像处理分析模块，所述图像采集模块连接到中控模块的控制输出端，所述图像处理分析模块连接到中控模块的控制输入端。
进一步地，还包括报警模块，所述报警模块连接到中控模块的控制输出端。
优选地，所述报警模块为报警指示灯或蜂鸣器。
优选地，所述中控模块的控制输出端还设有显示模块，用于显示最后一级水洗槽出口流出液的电阻率和清洗后的硅片表面图像。
本实用新型的工作过程如下：在槽式湿法蚀刻机制造太阳能电池过程中，设置在蚀刻机最后一级水洗槽出口处的电阻率测试机构测试最后一级水洗槽出口流出液的电阻率，并将测得的电阻率数据传输到中控模块且在显示模块上显示，将测得的电阻率数据与中控模块数据库中定义的干净的流出液的参数范围进行对比，如果流出液干净，则继续下面的生产工序，如果流出液不干净，则中控模块控制报警模块发出报警；
清洗完的硅片经热风干后被送至出料口，对称设置在出料口两侧的冷却气体出风口对硅片进行降温，再由自动取片机构随机抽取硅片并移至PL监测机构的测试平台上，PL监测机构扫描分析硅片表面图像并将图像处理分析数据传输到中控模块，中控模块控制显示模块显示硅片表面图像，一旦硅片表面不干净，则控制报警模块发出报警。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1．本实用新型在蚀刻机最后一级水洗槽出口处增设电阻率测试机构，通过监测电阻率的大小可以判断硅片是否已被清洗干净，避免未被清洗干净的硅片流到后续生产工序中；
2．本实用新型在出料口处增设PL监测机构，随机抽测硅片表面清洁程度，能够及时有效地监测硅片的状况，避免未被清洗干净或受污染的硅片流到后续生产工序中，减少了制程成本；
3．本实用新型在出料口处增设冷却机构，可降低硅片表面温度，不但解决了因硅片表面温度高而影响PL监测效果的问题，而且能够有效防止硅片表面温度高使环境中的水汽及尘埃吸附到硅片上，避免硅片被二次污染；
4．本实用新型结构简单，易于制备，能够双重在线实时监测硅片清洗制程污染情况，适于推广应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构框图。
其中：1、上料口；2、工艺槽；3、水洗槽；4、热风干机构；5、出料口；6、电阻率测试机构；7、冷却机构；8、自动取片机构；9、PL监测机构。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：
参见图1所示，一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，该槽式湿法蚀刻机依次包括上料口1，复数级交替设置的工艺槽2和水洗槽3、热风干机构4和出料口5，本实用新型的在线监测装置包括设置在蚀刻机最后一级水洗槽出口处的电阻率测试机构6、以及依次设置在蚀刻机出料口处的冷却机构7、自动取片机构8和PL监测机构9；
还设有中控模块，所述电阻率测试机构和PL监测机构均与中控模块连接，所述中控模块控制所述电阻率测试机构测试最后一级水洗槽出口流出液的电阻率，所述中控模块控制所述PL监测机构扫描分析清洗后的硅片表面图像。
本实施例中，所述冷却机构包括对称设置在蚀刻机出料口两侧的冷却气体出风口。
为避免与热烘干的硅片发生化学反应，所述冷却气体为惰性气体，本实用新型所指的惰性气体除常规的氦气、氖气、氩气、氪气等之外，还包含有在高温下不与硅片发生化学反应的气体，优选为氮气。
需要指出的是，所述自动取片机构包括机械臂和设置在机械臂前端的机械爪；还可以包括机械臂和设置在机械臂前端的真空吸盘，且本实用新型的自动取片机构并不局限于上述两种结构，自动取片机构在使用前需要进行清洁，避免硅片被二次污染。
所述PL监测机构包括测试平台、设置在测试平台正上方的图像采集模块、设置在图像采集模块一侧的激发光源、以及与图像采集模块连接的图像处理分析模块，所述图像采集模块连接到中控模块的控制输出端，所述图像处理分析模块连接到中控模块的控制输入端。
其中，激发光源选用特定波长的激光，图像采集模块选用高灵敏度高分辨率的照相机，PL监测机构在工作时，通过激发光源提供一定能量的光子，被测硅片中处于基态的电子在吸收这些光子后进入激发态，处于激发态的电子属于亚稳态，在短时间内会回到基态，并发出以一定波长的红外光为波峰的荧光，再利用照相机进行感光，然后将图像送入图像处理分析模块中进行分析。
还包括报警模块，所述报警模块连接到中控模块的控制输出端。
所述报警模块为报警指示灯或蜂鸣器。
所述中控模块的控制输出端还设有显示模块，用于显示最后一级水洗槽出口流出液的电阻率和清洗后的硅片表面图像。
本实用新型的工作过程如下：在槽式湿法蚀刻机制造太阳能电池过程中，设置在蚀刻机最后一级水洗槽出口处的电阻率测试机构测试最后一级水洗槽出口流出液的电阻率，并将测得的电阻率数据传输到中控模块且在显示模块上显示，将测得的电阻率数据与中控模块数据库中定义的干净的流出液的参数范围进行对比，如果流出液干净，则继续下面的生产工序，如果流出液不干净，则中控模块控制报警模块发出报警；
清洗完的硅片经热风干后被送至出料口，对称设置在出料口两侧的冷却气体出风口对硅片进行降温，再由自动取片机构随机抽取硅片并移至PL监测机构的测试平台上，PL监测机构扫描分析硅片表面图像并将图像处理分析数据传输到中控模块，中控模块控制显示模块显示硅片表面图像，一旦硅片表面不干净，则控制报警模块发出报警。
Claims (10)
1.一种用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：其包括设置在蚀刻机最后一级水洗槽出口处的电阻率测试机构、以及依次设置在蚀刻机出料口处的冷却机构、自动取片机构和PL监测机构；
还设有中控模块，所述电阻率测试机构和PL监测机构均与中控模块连接，所述中控模块控制所述电阻率测试机构测试最后一级水洗槽出口流出液的电阻率，所述中控模块控制所述PL监测机构扫描分析清洗后的硅片表面图像。
2.根据权利要求1所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述冷却机构包括对称设置在蚀刻机出料口两侧的冷却气体出风口。
3.根据权利要求2所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述冷却气体为惰性气体。
4.根据权利要求3所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
5.根据权利要求1所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述自动取片机构包括机械臂和设置在机械臂前端的机械爪。
6.根据权利要求1所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述自动取片机构包括机械臂和设置在机械臂前端的真空吸盘。
7.根据权利要求1所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述PL监测机构包括测试平台、设置在测试平台正上方的图像采集模块、设置在图像采集模块一侧的激发光源、以及与图像采集模块连接的图像处理分析模块，所述图像采集模块连接到中控模块的控制输出端，所述图像处理分析模块连接到中控模块的控制输入端。
8.根据权利要求1所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块连接到中控模块的控制输出端。
9.根据权利要求8所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述报警模块为报警指示灯或蜂鸣器。
10.根据权利要求1所述的用于槽式湿法蚀刻机的在线监测装置，其特征在于：所述中控模块的控制输出端还设有显示模块，用于显示最后一级水洗槽出口流出液的电阻率和清洗后的硅片表面图像。
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|---|---|---|---|---|
| CN109283394A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-29 | 中山大学 | 一种光暗电导率及激活能测量系统和方法 |
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| CN109283394B (zh) * | 2018-10-23 | 2021-07-02 | 中山大学 | 一种光暗电导率及激活能测量系统和方法 |
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