Schmid太阳能电池片设备介绍（下）.ppt

6.过滤芯,主要用于过滤液体用，其中化学槽过滤芯孔径是50um，纯水槽过滤芯孔径是5um。,50um,5um,7.抽水泵,功能：可抽走泄露到设备底部的液体。当某模组设备底部液体过高，抽水泵自动工作将液体抽走。抽水泵上方有两个开关按钮，可手动控制抽水泵的开与关。在抽水泵的上方还有一个压力表，用来控制泵的气压，此压力表的范围值为2-4ba,8.冷冻机,功能：对药液进行制冷。,冷冻机上有五根管道1.外围冷却水进水2.外围冷却水出水3.IPA进水管，平时要保持常闭。4.冷冻机冷却水出水5.冷冻机冷却水进水,冷冻机工作原理：用含有IPA的纯水进药液进行散热，用外围冷却水对IPA进行散热。,冷冻机设置界面,此为冷冻机设置界面，现在显示的是冷冻机的出水温度。出水温度一定要小于我们刻蚀液所需的温度，否则就无法起到制冷的效果按P键可以进温度SET1和SET2进行设置：总的原则是SET2温度要大于SET1的温度，刻蚀液温度要大于出水温度。,9.三通阀门,功能：主要用于控制液体流向，有三个阀门，故叫三通阀门。,气动控制,即可气动，也可手动,10.排风,除了MO2有两个排风管道，M02-M07每个模组均有一个排风管道。M02模组和M06模组的排风管道还有风速感应器，如果排风较小，则设备会报警，过小，则会报警并自动停机。,M02模组的排风感应,M06模组的排风感应,在此感应模块有两盏灯，绿灯为显示值，正常为绿灯在第三格，如果绿灯在红灯以下，则设备开始报警。,注：排风量是由外围来控制，设备控制不了。如果排风过低，应及时联系外围工程师。,二洗设备相对于一洗，最大的不同是刻蚀槽利用毛吸滚轮带来的液体对硅片底部进行腐蚀。,1.刻蚀槽分两个部分，中间隔一道旋转盘。硅片经过旋转盘时会上升旋转180度。主要是由于硅片在滚轮上行走，硅片底部的刻蚀液会向聚集在后部，导致硅片前后刻蚀不均。故要设计此旋转盘。2.硅片会经常在旋转盘处卡片，会导致大量的碎片。原因：硅片旋转时会将水洒向前面的感应器，导致感应不灵敏，所以旋转盘会有一些错误的动作。解决办法：要求员工上班前要擦拭感应器。,感应器,旋转盘,碱洗槽,功能：1.中和硅片表面的酸2.去除制绒生产的多孔硅,采用浸泡式碱洗，如果使用喷射管则易发生堵塞现象。左右两边采用海绵轮管，有效隔绝硅片上的液体，即保证不污染下个槽，也能保证不被其他槽污染。药水浓度是通过电导率来计算和控制，简单有效。,酸洗槽,功能：1.去除表面的金属杂质离子2.去除残留在硅片表面的氧化层,DOSINGBOX可以精确到毫升,排风感应器，及时检测排风,机器背后有HF感应器，如泄漏立即报警。,冲洗,功能：清洗残留在硅片表面的化学药剂。,海绵滚轮可以减少原硅片上的药水进入下个槽，减少交叉污染,前置一风刀，用来隔绝酸液,每个喷淋头都有一个对应的手动控制阀门,冲水流量的设置相当重要。,流量小,清洗不干净，污染下个槽,流量大,浪费水碎片,干燥,功能：干燥硅片,可以将空气自动加热，不需要特别加热器。原理是通过空气压缩，经过粗过滤和细过滤摩擦后自动加热。（对空气没有特别要求，不需要任何压缩空气）,3.工艺原理及异常处理,SCHMID是通过化学反应来进行硅的刻蚀的，其反应体系很复杂。以下是其中的几个反应方程式：Si+2HNO3+6HF=H2SiF6+2HNO2+2H2O3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO+8H2O3Si+2HNO3+18HF=3H2SiF6+2NO+4H2O+3H25Si+6HNO3+30HF=5H2SiF6+2NO2+4NO+10H2O+3H2,SHMID刻蚀机理：,尽管很复杂，但刻蚀反应不外分成两步：硝酸/亚硝酸（HNO2）将硅氧化成二氧化硅（主要是亚硝酸将硅氧化）。二氧化硅和氢氟酸反应（快反应），生成四氟化硅和水（快反应），四氟化硅又和水化合成氟硅酸进入溶液。,第一步硅的氧化,链的触发硝酸将硅氧化成二氧化硅，生成二氧化氮或一氧化氮Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O(慢反应)Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O(慢反应)链的扩展二氧化氮、一氧化氮与水反应，生成亚硝酸，亚硝酸很快地将硅氧化成二氧化硅2NO2+H2O=HNO2+HNO3(快反应)Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O(快反应)（第一步的主反应）4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反应)只要有少量的二氧化氮生成，就会和水反应变成亚硝酸，只要少量的一氧化氮生成，就会和硝酸、水反应很快地生成亚硝酸，亚硝酸会很快的将硅氧化，生成一氧化氮，一氧化氮又与硝酸、水反应。造成硅的快速氧化，硝酸则最终被还原成氮氧化物。最终硅片背面（与刻蚀溶液接触）被氧化,第二步二氧化硅的溶解,二氧化硅生成以后，很快与氢氟酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O;(四氟化硅是气体)SiF4+2HF=H2SiF6。总反应SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O最终刻蚀掉的硅以氟硅酸的形式进入溶液。,SCHMID刻蚀的机理溶液变绿,亚硝酸本身并不是特别稳定，它会慢慢分解，在时刻时停的小批量生产时，溶液中的亚硝酸浓度的平衡点不会超过一定的限度，刻蚀溶液会一直保持无色。大批量生产时，亚硝酸浓度平衡点会有所上升，亚硝酸浓度的略微增加，会导致有一个有趣的现象溶液颜色变成淡绿色和绿色。只要刻蚀正常，溶液颜色变绿不会对片子效率产生任何影响。刻蚀不合格片时可能会将一些杂质引入刻蚀溶液，污染刻蚀溶液，但这与变绿无关。,对于刻蚀溶液而言，氢氟酸和硝酸二者之间只要有一个少了，另一者就是再多，刻蚀速率照样很低。一般补液HNO3与HF的体积比为1：1,SCHMID刻蚀工艺的关键刻蚀槽补液,一洗,二洗,一洗腐蚀硅片重量较二洗多，所以一洗补液量也比二洗高,调节温度,和反应物浓度一样，温度对化学反应速率的影响也很大，刻蚀反应也不例外。在工艺未凋整期间，刻蚀溶液温度一般定为8摄氏度（刻蚀槽内的刻蚀溶液，不是储备槽）。在稳定刻蚀的时候，偏差一般在正负0.5度以内。偏差一般不允许超过正负1.5度。温度可以作为刻蚀速率的调节手段，但是这是最后的手段。由于温度较高的情况下，刻蚀溶液在刻蚀槽时会不稳定，所以一般不宜长时间超过10度，当前我们的补液能保证刻蚀速率不下降，所以我们无需调高刻蚀溶液的温度。,初配液,初始配液可能会出现溶液不均匀现象，导致局部刻蚀速率过快，容易出现暗纹。这时不需要其他动作，跑200后就能恢复正常。,此配方不是最终的溶液配方，因为调剂时已经多次添加溶液，技术部未能给出实际初配液配比，以上配方仅供参考用。,工艺要求,一洗：1.腐蚀厚度要在3.8-4.2um之间。2.腐蚀面颜色要深，并且没有明显的暗纹3.表面干净，没有任何水渍以及他们脏污。4.扩散前少子寿命合格。,二洗：1.腐蚀厚度要在1.2-1.3um之间。2.腐蚀面颜色要亮，最好四周有明显的亮边。3.正表面干净，没有残留任何液体。4.用PN类型导电测试仪测腐蚀面四周，显示皆为”P“型。测正表面四个角以及四周，显示皆为”N“型。,酸织构异常处理流程,1.腐蚀厚度异常,可通过降低温度、提高带速、或者手动添加纯水来降低腐蚀厚度，通过增加温度、降低带速、添加酸液来提高腐蚀厚度。,如果腐蚀均匀性异常，此种情况多出在手动补液之后，溶液不均匀，可以停机，待溶液回流到储液槽，再start跑200片激活片后，均匀性能恢复正常；若还不能恢复正常，可联系技术部工程师重新配液。,2.硅片表面较亮,此情况一般是药液浓度过高或者HNO3比例过高。可补加适量的纯水来降低药液浓度，或者补加HF来更改以降低HNO3比例。,3.硅片出来后表面有水渍，以及导致扩散后发蓝,增加吹干的风量，一般提高5%，这样的吹干温度也会跟着提高。可能表面化学试剂未取出干净，可以在酸槽多补加HCL或者HF。,4.硅片表面暗纹较多,此情况一般也是药液浓度过高或者HF比例过高。可手动补加适量的纯水或者补加HNO3以降低HF比例。,5.扩散前少子寿命低,此情况一般是硅片表面的杂质离子未去除干净，一般在MO6模组中添加适量的HCL，如不能改善，则需要停机对设备进行清洗，如还不能改善，则要考虑是否为来料问题,6.扩散前少子寿命过高,此情况一般属于硅片表面H离子未取出干净，可增加纯水的流量。,7.设备碎片过高,1.可能风刀流量过大，降低M0702模组的鼓风机风力。2.喷淋的水流量过大，尝试降低喷淋水的流量，并且在后续观察对硅片表面有无影响。3.观察活动滚轮有无卡住现象。4.海绵滚轮易发生翘曲，要通知设备部工程师对其调整。,背腐蚀异常处理流程,1.腐蚀厚度异常,1.单道减重连续三组超过1.5,首先可以调整刻蚀槽温度，一般0.5改变1um的刻蚀深度，升温则加大刻蚀度，反之亦然；其次选择调整液位，液位升高1mm减薄增加0.1um，液位通过泵数调节，泵速每增加0.5%，液位增加1mm，反之亦然。2.第二选择往溶液里手动dosing6升的硝酸和2升的氢氟酸，走100片实验片后待溶液充分激活后刻蚀深度可以增加0.1um;3.如腐蚀厚度最大与最小偏差0.05um，此种情况多为生产进片不均匀，刻蚀深度较少的道可以先跑激活片，100片后检测是否恢复正常