CN219418996U - 一种载具和硅片表面处理系统 - Google Patents

Abstract

一种载具和硅片表面处理系统，属于非晶硅电池生产技术领域，用以承载非晶硅电池的硅片，硅片的一表面包括处理区和非处理区；载具包括：载具本体，载具本体开设有镂空区，用以在承载硅片时完全显露处理区；承载部，承载部安装于载具本体，用以承接非处理区的至少部分区域；通过在载具上设置镂空区，能够完全显露硅片的处理区，在进行曝光时，无需经过硅片的翻面步骤，即可实现硅片的双面曝光，优化了生产流程，有效的提升了生产效率。

Description

一种载具和硅片表面处理系统

技术领域

本申请涉及非晶硅电池生产技术领域，具体而言，涉及一种载具和硅片表面处理系统。

背景技术

对于非晶硅铜栅线电池的电极制备，主要为先对表面附着有铜种子层的硅片进行感光胶涂覆形成感光胶层，后对感光胶层进行选择性激光曝光，在显影后去除呈栅线图形的感光胶层，以露出硅片表面的铜种子层，在露出的铜种子层上电镀生长出一层铜电极。

目前的选择性激光曝光，只能单面曝光。而非晶硅电池是双面电池，因此需要先曝光一面，进行翻面后再曝光另一面；导致处理效率较低。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种载具和硅片表面处理系统，其不需要经过硅片的翻面步骤，即可实现对硅片的两表面进行处理。

第一方面，本申请实施例提供了一种载具，用以承载硅片，硅片的一表面包括处理区和非处理区；载具包括：

载具本体，载具本体开设有镂空区，用以在承载硅片时完全显露处理区；

承载部，承载部安装于载具本体，用以承接非处理区的至少部分区域；和

吸附件，吸附件安装于承载部，用以在承载硅片时固定硅片。

采用以上设计，通过在载具上设置镂空区，且镂空区和硅片的处理区相对应，在载具承载硅片时，能够完全显露硅片的处理区，在进行曝光时，可以同时实现硅片两面的处理，无需经过硅片的翻面步骤，即可实现硅片的双面曝光，优化了生产流程，有效的提升了生产效率，同时，在载具承载硅片进行水平方向上的运输过程中，吸附件可对硅片进行暂时的固定，避免硅片在载具上发生位置的偏移，而导致处理区未被完全显露，进而导致处理的硅片出现残次品。

结合第一方面，本申请可选的实施方式中，吸附件为负压吸附件，负压吸附件连通负压产生单元。

在上述实现过程中，吸附件被配置为负压吸附件，本领域技术人员也可以根据实际情况选择其他的吸附件，只要能实现在载具承载硅片进行运输的过程的暂时固定即可。

结合第一方面，本申请可选的实施方式中，负压吸附件包括壳体，壳体内设有内腔，内腔连通负压产生单元，壳体开设有吸附孔，用以与非处理区接触产生吸附作用，吸附孔连通内腔。

在上述实现过程中，各负压吸附件的内腔可以是单独的，也可以是相互连通的，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

结合第一方面，本申请可选的实施方式中，载具本体、承载部和吸附件为一体成型。

采用以上设计，在整个装置的安装过程中，无需单独对各部件进行组装，实现整个装置的快捷安装。

结合第一方面，本申请可选的实施方式中，载具还包括定位斗，定位斗安装于载具本体，定位斗设有斗状通道，斗状通道的最小端与承载部相接，斗状通道的最小端和硅片的大小匹配，用以在承载硅片时对硅片进行定位以使处理区和镂空区对应。

采用以上设计，利用定位斗的斗状通道上大下小的特性，将定位斗通道下端的大小配置为和硅片大小相匹配，在硅片放置过程中，即使存在一定的偏差，硅片也能顺着定位斗的通道下滑，最终下滑至载具时，实现硅片的处理区正好对应载具的镂空区，达到一定的自动纠偏的效果。

结合第一方面，本申请可选的实施方式中，吸附件的吸附部呈回形框状分布，吸附部围合于镂空区。

采用以上设计，能够对硅片四周都实现固定和承载，起到良好的承接效果和固定效果，本领域技术人员可根据实际情况对需要承载和固定的位置进行选择和取舍。

第二方面，本申请实施例还提供了一种硅片表面处理系统，系统包括：如上的载具。

该硅片表面处理系统是基于上述载具来实现，该载具的具体设计可参照上述内容，由于该硅片表面处理系统采用了上述载具的部分或全部技术方案，因此至少具有上述载具的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

结合第二方面，本申请可选的实施方式中，系统还包括：

移动单元，移动单元连接载具，用于驱动载具发生移动；

硅片表面处理单元，硅片表面处理单元设于载具的移动路线上，用以对硅片两表面进行处理。

采用以上设计，移动单元驱动承载有硅片的载具进行移动，并且其移动路线经过硅片表面处理单元，硅片表面处理单元即可对载具上的硅片的两表面进行处理。

结合第二方面，本申请可选的实施方式中，系统还包括：硅片供给单元，用以向载具供给硅片；硅片供给单元包括运送轨道和转运单元，转运单元设于运送轨道和载具之间，用以实现硅片的转运。

在上述实现过程中，硅片被置于运送轨道上进行运输，直至到达转运位置后，启动转运单元将硅片从运送轨道转运至载具上，实现硅片位置转移的自动化，有效的提高了硅片的处理效率。

结合第二方面，本申请可选的实施方式中，系统还包括：夹片纠偏机构，夹片纠偏机构设于运送轨道两侧，用以纠正硅片的位置。

在上述实现过程中，硅片在运送轨道上进行运输，当到达夹片纠偏机构时，启动夹片纠偏机构对硅片进行位置调整，使其能够在后续的运送中准确到达转运单元对应的转运位置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的硅片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的载具的机构示意图；

图3为图2中A－A处的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的系统的俯视图；

图5为本实用新型实施例提供的系统的侧视图。

图标：1－硅片，11－处理区，12－非处理区，2－载具，21－载具本体，211－镂空区，22－承载部，23－吸附件，231－壳体，232－内腔，233－吸附孔，24－定位斗，3－移动单元，4－硅片表面处理单元，41－上处理单元，42－下处理单元，5－硅片供给单元，51－运送轨道，52－夹片纠偏机构，53－转运单元，6－运送单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

对于非晶硅铜栅线电池的电极制备，主要为先对表面附着有铜种子层的硅片进行感光胶涂覆形成感光胶层，后对感光胶层进行选择性激光曝光，在显影后去除呈栅线图形的感光胶层，以露出硅片表面的铜种子层，在露出的铜种子层上电镀生长出一层铜电极。目前的激光曝光电极图形，只能单面曝光。而非晶硅电池是双面电池，因此需要先曝光一面，进行翻面后再曝光另一面；导致处理效率较低。

非晶硅电池在扩散后会镀一层透明导电薄膜(ITO)，用于保护PN结，同时起到传输载流子的作用。发明人在发明过程中发现：硅片1的边缘部分是不需要进行处理的，同时后续在ITO上制备铜种子层时和后续制作电极时，也会存在此种情况。因此，在镀透明导电薄膜(ITO)时，可以将硅片1放置在特制镂空载板中，通过溅射靶材同时在硅片1正背面制备一层ITO，正面(N面)的ITO将完全覆盖硅片1表面，背面(P面)虽然会有载板边框遮住一部分硅片1边缘，致使此部分不会覆盖上ITO，但是控制载板的遮挡部分恰好为硅片1不需要进行处理的边缘部分，实现不需要翻面即可对硅片1的双面进行处理。

请参照图4和图5，本实施例提供了一种硅片表面处理系统，系统包括：载具2、移动单元3和硅片表面处理单元4。

关于载具2，载具2是用来承载硅片1的，硅片1的结构请参照图1，硅片1的一表面包括处理区11和非处理区12；需要说明的是，处理区11和非处理区12是根据实际情况划定，并非真实存在。载具2的结构请参照图2和图3，载具2包括：载具本体21、承载部22和吸附件23。

关于载具本体21，载具本体21开设有镂空区211，用以在承载硅片1时完全显露处理区11；本领域技术人员可以理解的是，镂空区211的形状和大小和硅片1的处理区11相匹配，故可根据待处理的硅片1选取和制备合适的镂空区对应的载具。

通过设置镂空区211，且镂空区211和硅片1的处理区11相对应，在载具承载硅片1时，能够完全显露硅片1的处理区11，以曝光处理进行举例说明：在进行曝光时，硅片1的正面是完全显露的，可以对硅片1的整个正面进行曝光处理，而硅片1的背面的部分区域是显露的，可以对背面显露的这部分区域进行曝光，当选择的是合适的载具时，背面这个显露的区域正好就是处理区11，也即需要处理曝光的区域，这样处理后的硅片和经过正反完全曝光两面的硅片达到的效果无异，但是采用该镂空设计的载具，在对硅片进行处理时，无需经过硅片1的翻面步骤，即可实现硅片1的双面曝光，优化了生产流程，有效的提升了生产效率。本领域技术人员可以理解的是，对硅片处理的其他步骤(例如制备铜薄膜)和曝光处理具有相似的过程和实现原理，在此不一一列举说明。

关于承载部22，承载部22安装于载具本体21，用以承接非处理区12的至少部分区域。

需要说明的是，承载部22也应当避免和处理区11接触，以免遮挡处理区11，承载部22可以只接触非处理区12的部分区域，但是为了更大的接触面积，一般而言，承载部22是和非处理区12的形状对应的，实现承载部22和非处理区12的全部区域接触。

关于吸附件23，吸附件23安装于承载部22，用以在承载硅片1时固定硅片1。

当载具2在发生水平移动时，特别是载具2突然启动和突然停止时，由于惯性作用，载具2上的硅片1依然保持之前的运动状态，故硅片1和载具2非常容易发生相对的位移，导致硅片1的处理区11偏移出镂空区211，进而导致处理区11未被完全显露，产生不良品，通过吸附件23的设置，实现对硅片1的固定，同时该固定不对硅片1的取出造成困难，可以避免硅片1在载具2上发生位置的偏移，有效的提高了硅片处理的良率。

在一些实施例中，吸附件23的吸附部可以被配置为呈回形框状分布，吸附部围合于镂空区。吸附部即为和硅片接触、产生吸附作用的部位。如图2所示，本实施例中，把承载部22和吸附件23均配置为回形框状，吸附部即图中的吸附孔233沿着吸附件23的形状均匀间隔的分布，图中吸附孔233即为吸附件23的吸附部，且吸附孔233只是示例性的设置为单排，在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际需要将吸附孔设置为双排、三排等多排结构。

考虑到载具2安装是的便捷性，在一些实施例中，载具本体21、承载部22和吸附件23为一体成型。在整个载具2的安装过程中，无需单独对各部件进行组装，实现载具2的快捷安装。在载具2的一侧设有安装部，安装部通过螺纹或卡接等方式和移动单元连接。

作为一种选择，吸附件23可以为软质材料制备的吸盘，该吸盘具有一般呈圆形、中间凹陷的盘状，在使用时和硅片1进行贴合，并施力使吸盘中间凹陷的空气排出，利用内外大气压力的差别实现对硅片1的吸附固定。

作为一种选择，吸附件23可以利用磁铁吸附，在选用磁铁吸附时，需要在硅片1的非处理区设置必要的配合件，配合件可以通过卡接或粘接等方式和硅片1进行固定，配合件能够和磁铁发生吸引作用，例如磁铁或金属材质等，当选用此种方式时，吸附件23和配合件可以在表层敷设一层保护材质，保护材质为不污染硅片表面的材质，例如pp材质。

作为一种选择，吸附件23可以为负压吸附件，负压吸附件连通负压产生单元。进一步的，负压吸附件包括壳体231，壳体231内设有内腔232，内腔232连通负压产生单元，壳体231开设有吸附孔233，用以与非处理区12接触产生吸附作用，吸附孔233连通内腔232。

更进一步的，壳体231设有连通孔，连通孔通过导通管和负压产生单元连通，由于载具2需要发生水平移动，故导通管被配置为软质材料制备，例如橡胶等材质，连通孔可以被设置在任意位置，只需满足和负压产生单元连通即可；为了美观，也为了避免载具2移动时带动导通管移动而导致的导通管干涉其他部件的问题，本实施例中，将连通孔配制在载具2连接移动单元3的一侧，导通管被配置到移动单元3内，可有效的不免导通管的运动和其他部件产生干涉，同时使得整个机器整洁美观。

各吸附孔233对应的内腔232可以是单独的，但是单独的情况下，可能导致各吸附孔233产生的吸附力不同，而考虑到在后续从载具2上拿取硅片1时，由于吸附力不同，可能导致一侧脱落，而另一侧仍被吸附，造成硅片1的损坏，同时，每个内腔232均需配制连通孔和导通管，导致导通管和其他部件的干涉问题很难被规避，更多的连接位置也增加了漏气的可能性，因此，一般情况下，各吸附孔233对应的内腔232是连通的，达到各吸附孔233的吸附力相同的效果，可避免拿取时造成硅片损坏的问题，同时节省了导通管，减小了运动路径设计的难度和漏气的可能性。

为了实现一定的纠偏效果，在一些实施例中，请参照图2和图3，载具2还包括定位斗24，定位斗24安装于载具本体21，定位斗设有斗状通道，斗状通道的最小端与承载部22相接，斗状通道的最小端和硅片的大小匹配，用以在承载硅片1时对硅片1进行定位以使处理区11和镂空区211对应。在放置硅片1时，若硅片1的位置偏差较大，硅片1可顺着定位斗24的坡度下滑，而定位斗24的最小端口和镂空区211的大小和位置是相匹配和对应的，当硅片1下滑到最下端口时，可自然而然的实现处理区11和镂空区211对应，进而实现处理区11的完全显露。

关于移动单元3，移动单元3连接载具2，用于驱动载具2发生移动。

作为一种选择，移动单元3可以选自电动伸缩杆；载具2安装于电动伸缩杆的伸缩杆上，电动伸缩杆的伸缩方向顺着载具2的移动方向设置，启动电动伸缩杆即可实现载具2沿着设定的运动方向移动。

作为一种选择，移动单元3可以选自丝杆螺母，丝杆和驱动单元传动连接，螺母套接在丝杆上，丝杆的转动可实现螺母在丝杆上移动，载具2安装于螺母上，丝杆的延伸方向和载具2的移动方向平行，启动驱动单元来驱使丝杆正反转动，即可实现载具2的往复运动，驱动单元一般被配置为伺服电机，以便实现对载具2的位置的控制，在其他实施例中，也可以选择螺母和驱动单元传动连接，其实现原理和前述类似，在此不一一赘述。

关于硅片表面处理单元4，硅片表面处理单元4设于载具2的移动路线上，用以对硅片1两表面进行处理。

采用以上设计，把硅片表面处理单元4设于载具2的移动路线上，可以在硅片1的运送过程中对其两表面进行处理，无需额外步骤，有效的提升了处理效率。

可选的，硅片1表面处理单元的数量为两个，分别为上处理单元41和下处理单元42，当载具2运送硅片1经过上处理单元41和下处理单元42时，即完成了硅片1上下两表面的处理，上处理单元41和下处理单元42可以选择错开设置，但是为了减少确定硅片1位置传感器的数量，一般选择上处理单元41和下处理单元42相对设置，采用该设计，只需判断一次硅片1的位置，同时，可以对硅片1的上下表面同时处理，减少硅片1的停顿时间，提高处理效率。

在一些实施例中，硅片表面处理系统还包括：硅片供给单元5，用以向载具2供给硅片1；硅片供给单元5包括运送轨道51和转运单元53，转运单元53设于运送轨道51和载具2之间，用以实现硅片1的转运。

运送轨道51一般可以选自输送带、辊道等常见的输送机构。

转运机构对硅片1的拿取方式可以选自吸取和抓取等，结构一般可以选自机械爪或平移吸取机构等，机械爪可在其抓取部设置对准单元，实现对硅片1的识别对位，以便实现准确的抓取，平移吸取机构包括水平轨道、吸取部件，水平轨道设于运送轨道51和载具2之间，吸取部件安装于水平轨道，以实现在运送轨道51和载具2之间的位置变化，同时吸取部件可发生一定的上下位移，以实现对硅片1的吸取，吸取部件的上下位移可通过采用伸缩杆实现，吸取部件在水平轨道上的移动可以采用丝杆螺母实现。

由于平移吸取机构只能沿着设定的轨道运动，不能产生垂直于轨道的位移，故对硅片1在运送轨道51上的位置有一定要求，需要硅片1准确的到达转运位置，才能实现准确的抓取，本实施例中，硅片表面处理系统还包括：夹片纠偏机构52，夹片纠偏机构52设于运送轨道51两侧，用以纠正硅片1的位置。具体的，夹片纠偏机构52包括两个能够发生相向和相离纠偏件，两纠偏件分别安装于运送轨道51相对的两侧，且以硅片1转运位置的中线成对称分布，两纠偏件的运动速度相同，相向运动时，可将硅片1的中线调整至和硅片1转运位置的中线重合。

硅片1在运送轨道51上移动，当到达夹片纠偏机构52时，两侧的夹片纠偏机构52相向运动，对硅片1实现夹的动作，从而实现硅片1沿轨道运送方向的正确位置，而后硅片1到达设定的转运位置，启动转运单元53，对硅片1进行转运，关于硅片1是否到达设定的转运位置，可通过运送速度和运送间隔获得，但是该方法需要的配合度较高，一般而言，可借助传感器对硅片1位置进行检测，例如可在设定的转运位置处设定传感器，当硅片1到达时，传感器获得信号，启动转运单元53，此时移动单元3带动载具2到设定的接受位置等待承载硅片1，转运单元53将硅片1运至设定的接受位置后放下硅片1，关于硅片1是否到达设定的接受位置，也可以采用传感器来检测硅片1的位置。

在一些实施例中，硅片表面处理系统还包括：硅片1的运送单元6，运送单元6和硅片供给单元5具有相同的部件且呈镜像排布，且硅片1的运送单元6的驱动顺序和硅片供给单元5的驱动顺序相反。

运送单元6的设计，能够实现处理后的硅片1的及时运出，实现载具2的回用，提高载具2的利用率。

整个硅片表面处理系统的实现原理如下：硅片1被置于运送轨道51上进行运输，到达夹片纠偏机构52时，启动夹片纠偏机构52，夹片纠偏机构52对硅片1进行夹的动作实现硅片1的位置调整，使其能够在后续的运送中准确到达转运单元53对应的转运位置，到达转运位置后，启动转运单元53将硅片1从运送轨道51转运至载具2上，此时，启动移动单元3，移动单元3驱动承载有硅片1的载具2进行移动，并且其移动路线经过硅片表面处理单元4，硅片表面处理单元4即可对硅片1的两表面进行处理，处理完成后，移动单元3继续驱动载具2进行移动直至到达运送单元6的转运位置，将处理完成后的硅片1转运至运送单元6送出。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种载具，其特征在于，用以承载硅片，所述硅片的一表面包括处理区和非处理区；所述载具包括：

载具本体，所述载具本体开设有镂空区，用以在承载所述硅片时完全显露所述处理区；

承载部，所述承载部安装于所述载具本体，用以承接所述非处理区的至少部分区域；和

吸附件，所述吸附件安装于所述承载部，用以在承载所述硅片时固定所述硅片。

2.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述吸附件为负压吸附件，所述负压吸附件连通负压产生单元。

3.根据权利要求2所述的载具，其特征在于，所述负压吸附件包括壳体，所述壳体内设有内腔，所述内腔连通所述负压产生单元，所述壳体开设有吸附孔，用以与所述非处理区接触产生吸附作用，所述吸附孔连通所述内腔。

4.根据权利要求2所述的载具，其特征在于，所述载具本体、所述承载部和所述吸附件为一体成型。

5.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述载具还包括定位斗，所述定位斗安装于所述载具本体，所述定位斗设有斗状通道，所述斗状通道的最小端与所述承载部相接，所述斗状通道的最小端和所述硅片的大小匹配，用以在承载所述硅片时对所述硅片进行定位以使所述处理区和所述镂空区对应。

6.根据权利要求2所述的载具，其特征在于，所述吸附件的吸附部呈回形框状分布，所述吸附部围合于所述镂空区。

7.一种硅片表面处理系统，其特征在于，所述系统包括：权利要求1至6中任意一项所述的载具。

8.根据权利要求7所述的硅片表面处理系统，其特征在于，所述系统还包括：

移动单元，所述移动单元连接所述载具，用于驱动所述载具发生移动；

硅片表面处理单元，所述硅片表面处理单元设于所述载具的移动路线上，用以对硅片两表面进行处理。

9.根据权利要求7所述的硅片表面处理系统，其特征在于，所述系统还包括：硅片供给单元，用以向所述载具供给所述硅片；所述硅片供给单元包括运送轨道和转运单元，所述转运单元设于所述运送轨道和所述载具之间，用以实现硅片的转运。

10.根据权利要求9所述的硅片表面处理系统，其特征在于，所述系统还包括：夹片纠偏机构，所述夹片纠偏机构设于所述运送轨道两侧，用以纠正所述硅片的位置。