CN208538890U - 一种实现硅片刻蚀抛光的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现硅片刻蚀抛光的设备，包括：用于去除硅片下表面PSG层的链式设备、用于刻蚀抛光硅片的槽式设备、连接链式设备和槽式设备的搬送设备。本实用新型通过链式设备和槽式设备组合的方式完成硅片刻蚀抛光，硅片生产品质好，通过搬送设备将链式设备上处理完成的硅片搬送至槽式设备进行处理，自动化程度高。

Description

一种实现硅片刻蚀抛光的设备

技术领域

本实用新型涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种实现硅片刻蚀抛光的设备。

背景技术

常规PERC太阳能电池的生产流程一般包括：制绒、扩散、刻蚀去PSG、镀膜、丝网印刷及烧结、测试分选等工序。非PERC太阳能电池生产流程为：制绒、扩散、刻蚀去PSG、PECVD、丝网印刷及烧结、测试分选，以及其他太阳能电池制造流程。

两种太阳能电池的生产均包含硅片刻蚀去PSG工序，现有设备多采用皮带或滚轮传送硅片进行刻蚀，硅片上容易出现黑斑、皮带印、滚轮印或脏片等缺陷，PERC电池的不良率非常高，这种设备已不适合应用在市场上。

因此，如何设计一种提高硅片刻蚀抛光质量的设备是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提出一种实现硅片刻蚀抛光的设备，该设备通过链式设备和槽式设备组合的方式完成硅片刻蚀抛光，硅片生产品质好。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种实现硅片刻蚀抛光的设备，包括：用于去除硅片下表面PSG层的链式设备和用于刻蚀抛光硅片的槽式设备。

链式设备内依次排列有喷淋接水槽、前酸洗槽、冲洗接水槽、前烘干槽，喷淋接水槽的上方设有喷淋装置，冲洗接水槽的上方设有冲洗装置，硅片由若干个滚轮水平传递依次经过喷淋接水槽至前烘干槽，前酸洗槽内的液位高于滚轮的最低点、低于滚轮的最高点。

槽式设备内依次排列有第一清洗槽、第一水槽、刻蚀抛光槽、清洗槽组、酸洗槽、水洗槽及烘干槽组，硅片放置在花篮内，通过机械手将花篮依次放入第一清洗槽至烘干槽组中。

实现硅片刻蚀抛光的设备还包括：连接链式设备和槽式设备的搬送设备，搬送设备将链式设备上处理完成的硅片搬送至槽式设备进行处理。

优选的，清洗槽组包括第二水槽、第二清洗槽、第三水槽。

优选的，第一水槽、第二水槽和第三水槽的结构相同，水槽内设有外接鼓泡器的鼓泡管，水槽的侧壁上设有水溢流口。

优选的，烘干槽组包括慢提拉槽和烘干槽。

优选的，第一清洗槽、第一水槽、第二水槽、第三水槽、刻蚀抛光槽、第二清洗槽和慢提拉槽均带有加热器件，通过加热器件对槽中液体进行加热。

优选的，慢提拉槽和烘干槽均设有洁净风下压系统，洁净风下压系统包括：设置在槽体上方的进风腔，设于进风腔内的幽浮扇、均流板和过滤器，进风腔的出风口向下设置，通过幽浮扇将环境中的空气吸入进风腔中，空气经过匀流板后再经过过滤器从出风口喷出。

优选的，慢提拉槽和烘干槽的周围均排布了一圈吸风系统，吸风系统包括：排布在槽体周围的一圈管道，管道上设有若干个小孔，管道与一排风管道相连接，排风管道内设有抽风器件。

优选的，水洗槽内设有水平传送机构，水洗槽的上方设有隔板，隔板下部位于水洗槽的中间位置并延伸至液面以下，承装硅片的花篮放置在该水平传送机构上，从水中将花篮由隔板的一侧传送至另一侧。

优选的，刻蚀抛光槽和酸洗槽的结构相同，刻蚀抛光槽包括：主槽、围设于主槽外侧的副槽、将副槽内液体抽至主槽内的循环泵，循环泵的工作接口通过管路连接到主槽和副槽，主槽的侧壁设有药液溢流口，副槽用于承接从药液溢流口溢出的药液。

与现有技术相比，本实用新型通过链式设备完成硅片刻蚀抛光之前的去PSG层工艺，利用滚轮带液去除硅片背面及边缘PSG层，水膜保护硅片上表面的PN结不被破坏，通过槽式设备完成硅片刻蚀抛光工艺，利用花篮将硅片放置在各槽体内，硅片背面与滚轮、皮带等无接触，避免硅片背面污染和摩擦，大幅提高硅片的生产质量。

附图说明

下面结合优选实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型中总设备的俯视示意图；

图2是本实用新型中刻蚀抛光槽或酸洗槽的结构示意图；

图3是本实用新型中水洗槽的结构示意图；

图4是本实用新型中洁净风下压系统和吸风系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的设备分为三段设备的组合，共同完成抛光刻蚀工艺，第一段为链式设备1、第二段为搬送设备2、第三段为槽式设备3，利用搬送设备2将第一段和第三段连接起来，不需要人工搬运硅片4，具体是搬送设备2将硅片4从链式设备1的下料位置搬送至槽式设备3的上料位置，搬送设备2采用传送带等结构，也可以采用机械手等自动化部件。

为便于描述且避免混淆，将该实现硅片刻蚀抛光的设备称为总设备，总设备可进行晶硅电池片生产制造过程中非扩散面的刻蚀抛光，晶硅硅片在扩散工序完成之后，硅片4的上表面为PN结层及PSG层，下表面以及侧面边缘也存在少量多余的PN结层及PSG层，这些多余的PSG层在做刻蚀抛光前需要完全去除，而上表面的PSG层需要保留，使用链式设备1去除硅片4的多余PSG层后，再使用槽式设备3对硅片4进行刻蚀抛光。

具体来说，链式设备1内依次排列有喷淋接水槽、前酸洗槽、冲洗接水槽、前烘干槽，喷淋接水槽的上方设有喷淋装置，冲洗接水槽的上方设有冲洗装置。硅片4由若干个滚轮水平传递依次经过喷淋接水槽、前酸洗槽、冲洗接水槽、前烘干槽，利用喷淋装置均匀的喷淋出去离子水覆盖在硅片4的上表面，即基底硅片的扩散面，其中水膜能够均匀的平铺在硅片4的上表面，水量约为5mg-8mg；然后，利用前酸洗槽内的HF溶液去除硅片4的下表面及侧面边缘的PSG层，HF的质量分数大约在2%-8%，反应温度为室温；然后，利用去离子水进行冲洗硅片4的上表面后，对硅片4烘干处理。前酸洗槽内的液位高于滚轮的最低点、低于滚轮的最高点，优选是液位高度在滚轮轴心位置上方的1/3~2/3高度处，即基底硅片的下表面能够直接接触传动轴滚轮，由滚轮带液行走，行走过程中硅片4的下表面与HF溶液发生化学反应，实现去除背面PSG的作用，硅片4的上表面由水膜保护不与HF溶液接触，不发生化学反应。

具体来说，槽式设备3内依次排列有第一清洗槽、第一水槽、刻蚀抛光槽、清洗槽组、酸洗槽、水洗槽及烘干槽组，清洗槽组包括第二水槽、第二清洗槽、第三水槽，烘干槽组包括慢提拉槽和烘干槽。硅片4放置在花篮5内，通过机械手将花篮5依次放入第一清洗槽、第一水槽、刻蚀抛光槽、第二水槽、第二清洗槽、第三水槽、慢提拉槽、烘干槽中。其中，刻蚀抛光槽可以根据需要设置2-3个同样的槽，以满足设备产能需求。

第一水槽、第二水槽和第三水槽均设有鼓泡功能和溢流功能。其中鼓泡的控制方式可设置为有篮鼓泡或者无篮鼓泡，有篮鼓泡是指水槽内有花篮的时候才鼓泡、没有花篮不鼓泡，无篮鼓泡是指水槽内没有花篮时鼓泡，有花篮时不要鼓泡，鼓泡是由外接鼓泡器的鼓泡管通入水槽中实现。水槽的侧壁上设有水溢流口，随着反应的进行，需要补充新的去离子水进入到水槽中，当水槽的去离子水超过水溢流口时，多余的去离子水会通过水溢流口溢流掉，以此来实现去离子水的更新，保持去离子水的洁净。

如图2所示，刻蚀抛光槽设有鼓泡功能、溢流功能和循环功能，其鼓泡功能与上述水槽的鼓泡功能一致，鼓泡管9通入水槽中实现，水槽内设有外接鼓泡器的鼓泡管。刻蚀抛光槽包括：主槽6、围设于主槽6外侧的副槽7、将副槽内液体抽至主槽内的循环泵8，循环泵8的工作接口通过管路连接到主槽6和副槽7，主槽6的侧壁设有药液溢流口，副槽7用于承接从药液溢流口溢出药液，当主槽6的药液超过药液溢流口时，多余的药液会通过药液溢流口流到副槽7中，循环泵8从副槽7抽液打入到主槽6，主槽6中还设有均流板10，通过均流板10将主槽6分为上腔和下腔，循环泵8将副槽7中的药液抽到下腔中，液体经过均流板10流至上腔，以此来达到均匀药液的作用。

酸洗槽也设有鼓泡功能、溢流功能和循环功能，其结构与刻蚀抛光槽一致。

第一水槽、第二水槽、第三水槽、刻蚀抛光槽、第二清洗槽和慢提拉槽均带有加热器件，通过加热器件对槽中液体进行加热。

如图3所示，水洗槽为水下潜送槽，水洗槽内设有水平传送机构11，水洗槽的上方设有隔板12，隔板12下部位于水洗槽的中间位置并延伸至液面以下，承装硅片4的花篮5放置在该水平传送机构11上，从水中将花篮5由隔板12的一侧传送至另一侧，其结构在专利号200820094928.0中有详细介绍，在此不做赘述。

慢提拉槽和烘干槽均设计有洁净风下压系统，洁净风下压系统具体是指在槽体13上方设置进风腔14，进风腔14内设有幽浮扇，通过幽浮扇将环境中的空气吸入进风腔14中，进风腔14的出风口向下设置，进风腔14内设有匀流板和过滤器，空气经过匀流板后再经过过滤器从出风口喷出。

如图4所示，慢提拉槽和烘干槽的周围均排布了一圈吸风系统，吸风系统具体是在槽体13周围排布了一圈管道15，管道15上设计了一定数量的小孔，管道15与排风管道16相连接，排风管道16内设有抽风器件。下压风系统与吸风系统组合起来可形成一道风帘，此风帘将槽体13内外完全隔离，防止非洁净的风进入到槽体13内，提高硅片品质。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现硅片刻蚀抛光的设备，其特征在于包括：用于去除硅片下表面PSG层的链式设备和用于刻蚀抛光硅片的槽式设备；

所述链式设备内依次排列有喷淋接水槽、前酸洗槽、冲洗接水槽、前烘干槽，所述喷淋接水槽的上方设有喷淋装置，所述冲洗接水槽的上方设有冲洗装置，所述硅片由若干个滚轮水平传递依次经过喷淋接水槽至前烘干槽，所述前酸洗槽内的液位高于所述滚轮的最低点、低于所述滚轮的最高点；

所述槽式设备内依次排列有第一清洗槽、第一水槽、刻蚀抛光槽、清洗槽组、酸洗槽、水洗槽及烘干槽组，所述硅片放置在花篮内，通过机械手将花篮依次放入第一清洗槽至烘干槽组中。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：连接所述链式设备和槽式设备的搬送设备，所述搬送设备将所述链式设备上处理完成的硅片搬送至槽式设备进行处理。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，清洗槽组包括第二水槽、第二清洗槽、第三水槽。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，第一水槽、第二水槽和第三水槽的结构相同，水槽内设有外接鼓泡器的鼓泡管，水槽的侧壁上设有水溢流口。

5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述烘干槽组包括慢提拉槽和烘干槽。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一清洗槽、第一水槽、第二水槽、第三水槽、刻蚀抛光槽、第二清洗槽和慢提拉槽均带有加热器件，通过加热器件对槽中液体进行加热。

7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述慢提拉槽和烘干槽均设有洁净风下压系统，所述洁净风下压系统包括：设置在槽体上方的进风腔，设于所述进风腔内的幽浮扇、均流板和过滤器，所述进风腔的出风口向下设置，通过幽浮扇将环境中的空气吸入进风腔中，空气经过匀流板后再经过过滤器从出风口喷出。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述慢提拉槽和烘干槽的周围均排布了一圈吸风系统，所述吸风系统包括：排布在所述槽体周围的一圈管道，所述管道上设有若干个小孔，所述管道与一排风管道相连接，所述排风管道内设有抽风器件。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述水洗槽内设有水平传送机构，水洗槽的上方设有隔板，隔板下部位于水洗槽的中间位置并延伸至液面以下，承装硅片的花篮放置在该水平传送机构上，从水中将花篮由隔板的一侧传送至另一侧。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述刻蚀抛光槽和酸洗槽的结构相同，刻蚀抛光槽包括：主槽、围设于主槽外侧的副槽、将副槽内液体抽至主槽内的循环泵，循环泵的工作接口通过管路连接到主槽和副槽，主槽的侧壁设有药液溢流口，副槽用于承接从药液溢流口溢出的药液。