太阳能电池-湿法刻蚀工艺指导书.doc

1、1设计文件名称 Edge Isolation & PSG Selective Emitter 工艺操作规程 T-IS-026产品型号名称 156156 多晶绒面电池 共 6 页 第 1 页1、工艺目的：通过化学反应，将硅片上下表面的 PN 结刻断，以达到正面与背面绝缘的目的；另外经过化学反应，刻蚀掉未被蜡覆盖的硅片表面的一定深度，做选择性发射极；最后用 BDG 去除inkjet 工序中的喷涂的层蜡，用 KOH 药液去除硅片表面的多孔硅；同时用 HF 去除表面的磷硅玻璃层。 2、设备及工具：Edge Isolation & PSG Selective Emitter 、电子天平、PVC 手套、口

2、罩、防护服、防护眼罩、防护套袖、橡胶手套、防酸碱胶鞋、GP Solar 电阻测试仪（边缘电阻） 、浓度分析仪等。3、适用范围本工艺适用于 Edge Isolation & PSG Selective Emitter。4、职责本工艺操作规程由工艺工程师负责调试、修改、解释。5、材料：合格的多晶硅片（INKJET 后） 、HF（49%,电子级，工作压力 3-5bar，KOH（49%,电子级，工作压力 3-5bar） 、HNO 3（65%，电子级，工作压力 3-5bar） ，DI 水（工作压力 3-5bar） 、压缩空气（工作压力 6-7bar，除油，除水，除粉尘） ，Butyldiglycol（2

3、 一（2 一丁氧乙氧基）乙醇）（BDG）（100%，电子级，工作压力3-5bar） ，冷却水（入水：工作压力 3-4bar，最大入水温度 25C，出水工作压力：最大 2bar），新鲜空气（Fresh air 用于旋转器腔室） （工作压力 100Pa） ，乙二醇（制冷机） 。6、工艺描述： 26.1、工艺条件： 环境温度： + 22C to + 24C； 环境湿度: 45 to 65 % RH at 24C；T-IS-026设计文件名称 Edge Isolation & PSG Selective Emitter 工艺操作规程共 6 页 第 2 页36.2、工艺原理：Edge Isolation

4、 & PSG Selective Emitter 工艺主要包括三部分：HNO3+HF(周边刻蚀)- HNO 3+HF（刻蚀掉一定深度的未被蜡层覆盖的 PN 结）-KOH+BDG+Antifoam（中和掉多余的酸以及去除硅片表面的的多孔硅和 inkjet 工序中喷涂的层蜡）- HF(去除硅片表面的磷硅玻璃) 。 本工艺过程中，首先用滚轮将硝酸带出将滚轮与硅片接触的背面氧化，形成氧化硅后，然后氢氟酸与氧化硅反应生成络合物六氟硅酸（H 2SiF6） ，刻断 PN 结，从而使正面与背面绝缘。然后硅片经过喷淋 HNO3+HF 的混合药液，将未被 inkjet 层蜡覆盖的深 PN 结刻蚀掉一定深度，变成工

5、艺要求的深度；选择性刻蚀之后经过 KOH 溶液去除硅片表面的多孔硅，同时用 BDG 去除掉 inkjet 工序中喷涂的层蜡；最后利用 HF 酸将硅片正面的磷硅玻璃层去除；用 DI 水洗，压缩空气烘干硅片表面即可。主要反应方程式如下：M2 和 M4 槽： Si+4HNO 3=SiO2+4NO2+2H 2OSiO2+4HF=SiF4+2H 2O SiF4+2HF=H2SiF6 M槽： 暂无：6.3、工艺要求：1、刻蚀槽的刻蚀深度要控制在.um，绝缘电阻大于 1K。超出此（小于.）范围要通知当班技术员进行调节，传送系统的速度范围控制在 0.2 - 6.0 m/min ，正常工作状态下的工作速度为 1

6、.58 m/min，为保证设备碎片率较稳定，应尽量使各段传输速度一致。当工艺稳定后每隔两个小时（有待确定）测量一次刻蚀深度和绝缘电阻。2、当刻蚀深度偏离规定时应当调节温度或带速，不允许手动添加化学试剂。当调节传输速度不能解决问题时，由技术人员进行手动补液并做相应的记录，包括：时间、原因、补充量、签字。3、刻边槽（Edge Isolation-Etch:x）的温度要控制在 0C以下，选择性刻蚀槽（Emitter-Etch）的温度要控制在4-10 0C，碱槽（Strip / Post-Strip Process）温度要4控制在25 0C以下，HF酸槽（PSG-Process）温度要控制在内。4、刻

7、蚀完毕后，目测背面的刻痕宽度及正面阴影宽度（1 次/小时） ，是否满足工艺要求，当发现有连续超出要求时，应通知当班技术员进行调节。5、刻蚀槽内的气流直接影响刻蚀效果，因此通过调节排风量来保证刻蚀槽内的气流均匀稳定，并且在正常生产时要保证所有工位的上盖是关闭的。6.4、工艺控制点：1、主要质量控制点：刻蚀深度控制在.之间，单位绝缘电阻1k 欧姆。以上二个参数在正常生产时至少每隔两个小时测量一次。当更换药液和停产一段时间再生产时及参数不正常时，要求增加测量次数，确保工艺的正常运行，避免造成大量的不合格。 2、刻蚀槽的刻蚀速率会随着硅片清洗量的增加而改变，新换的药液反应速度可能较慢，刻蚀量小，若出现

8、此种情况，需要降低带速，随着生产的进行，要求每隔一个小时测量一次刻蚀深度，当刻蚀速度稳定后，要求至少每隔两个小时测量一次刻蚀深度。调整带速（配合相对应的机械手进行调节）：以保证刻蚀深度控制在规定范围内。3、当工艺方案因随车间的工艺调整而变化时，工艺人员应当 及时通知并做好相应的记录。4、刻蚀槽液位控制，液位不能过小，太小造成滚轮接触不到药液，从而影响药液与硅片的接触，造成表大量的表面不合格；也为过大，可能造成翻液，造成硅片正面接触药液，对整个电池的电参数很大影响（可能造成漏电，低效） 。抑或将滚轮附近的气孔淹没起不到相应的排风作用，也增大了相应的正面侵蚀痕迹。但液位高低原则上以硅片能够接触到药

9、液，边缘刻蚀正常为准（刻蚀量、绝缘电阻） 。5、刻蚀槽温度保证在左右，随着温度的升高，刻蚀速率会加快，所以在温度未降到工艺控制范围内时禁止生产。6、碱洗槽温度要求 23 。碱洗槽药液冷却依靠公司内部供应冷却水。当发现碱洗槽温度超过控制范围时，及时通知相关负责人进行检查调整7、碱洗槽喷淋量要求，且首先保证下喷淋量充足，以便使硅片背面多孔硅刻蚀充分。8、压缩空气风干 Dryer 处风刀频率及流量的控制太小，易造成硅片不能完全风干；过5大易产生碎片。风刀频率设置，以硅片上下表面能够被完全风干为前提。6.5、工艺流程：装载HF ,HNO3 边缘刻蚀(M02)Rinse1+风刀 1(M03)HF ,HN

10、O3选择性刻蚀(M04)Rinse2(M05)KOH、BDG 和 Antifoam（止泡剂）去蜡(M06)Rinse3(M07)HF 去除磷硅玻璃层 (08)Rinse4(M0901)压缩空气风干(M0902)卸载6.6、工艺方案：（见附表 3） 7、工艺准备：7.1、工艺洁净管理：操作人员需戴口罩，操作时戴洁净手套，并保持室内正压，严禁随便开启门窗,以保持室内洁净度。7.2、设备准备：确认设备能正常运行,DI 水、压缩空气等压力及流量正常。7.3、原材料准备：观察外观是否正常，常见的不合格片包括微晶、表面斑点（蓝斑、黑点） 、污渍（水印，酸碱未洗干净的硅片） 、卡痕、崩边、缺角、裂纹、锯痕、

11、手印、孔洞、含氮化硅的硅片等。7.4、工装工具准备：备齐用于工艺生产的 PVC 手套、口罩、防护眼罩、防护面罩、防护套袖、防护服、防酸碱手套、防酸碱胶鞋等。7.5、设备准备：确认工艺名称及设定的边缘刻蚀工艺、选择性刻蚀、碱洗去蜡工艺和 HF 刻蚀所对应的参数。 8、工艺操作：8.1、在工艺准备完成后，选择正确的工艺方案，点击开始进入自动运行模式。T-IS-026设计文件名称 Edge Isolation & PSG Selective Emitter 工艺操作规程共 6 页 第 4 页8.2 装片操作6（1）自动装载操作：硅片的自动装载速度不得大于 Edge Isolation & PSG S

12、elective Emitter input convyer 的传输速度，以保证在 Edge Isolation & PSG Selective Emitter 的装载区不会出现叠片现象，现在主题设备以及两台机械手能进行通信，若修改的速度不合适，将出现报警，设备不按照修改的动作。8.3 卸载操作（1）自动卸载操作：操作人员应随时观察硅片的传输情况，防止硅片有叠片、碎片、未吹干等现象，及时通知班组长及相应的技术人员，最快时间对所产生的问题进行解决，以免造成更大的损失。8.4 注意事项（1）卸载时要随时将碎片取出并准确记录每一道的碎片情况，如发现硅片有未吹干的现象则将湿硅片挑拣出来，当出现连续未吹

13、干的硅片以及某一道连续出现碎片时要向班组长上报此情况，查找相关问题，对处理问题的过程，做好相应的记录。（2）工艺过程中操作人员要随时检查设备运行情况（连片、卡片、碎片） 、刻蚀效果，当出现刻蚀量太小、边缘刻蚀没刻断或沾不到药液时要通知班组长或技术人员进行调节。（3）通过称刻蚀量以及测电池片的绝缘电阻观察工艺的稳定性，在未进行工艺更改的情况下，如果刻蚀量出现较大的波动（按相关的工艺要求设定误差值范围） ，应立即通知技术人员进行相应调整。（4）关于称重记录问题:各班组严格按照工艺要求去记录相应的数据，保证数据的准确性，完整性（时间、班组、负责人、温度、液位、边缘电阻等） 。（5）表面合格的硅片才可

14、转入下工序，严禁将表面不合格或者前表面洗后片转入下工序（一方面涉及到车间的成品率，另一方面影响本班组月考核分数） 。（6）完工后详细填写完工转交单，要求字迹工整、各处信息准确无误，与硅片一同转入 PECVD 工序，并做好交接工作。 9、测试及检查：9.1 新换 HNO3/HF 槽药液，需等到槽温实际值降到设定值时方可进行投片生产。9.2 5 道称 5 片，每两个时称一次，保证测试的客观性和准确性。9.3 批量投入生产前需先投入称重片，以观测实际刻蚀深度。要保证刻蚀量在正常工艺范围内。正常生产时每两个小时需要称重一次，当 5 片中有 2 片的刻蚀量超出范围时，应调整传送速度或者刻蚀槽的问题，直至

15、工艺稳定。79.4 当工艺稳定后，每三个小时需进行一次刻蚀量和绝缘电阻的测量。具体测量方式如下：T-IS-026设计文件名称 Edge Isolation & PSG Selective Emitter 工艺操作规程共 6 页 第 5 页1、先利用电子天平称量 5 片（5 道设备）刻蚀前硅片的质量，将此质量按顺序填写在工序刻蚀深度记录表中，同时记录好班次、称重时间、硅片数（即称重时设备从维护结束已生产的硅片数） 、工艺条件（如刻蚀温度、传输速度等参数） ，并按照第 1、25，完成整个工艺后按照第 1、25 道的顺序取出此称重硅片，再称量刻蚀后硅片的重量，填入表格，利用电子表格的公式直接求出刻蚀

16、深度、刻蚀速率等值。9.5、将硅片刻蚀上面朝上放入 GP Solar 电阻测试仪，边缘与内部的 3 个小柱保持良好的接触（切勿有角度） 。然后将上盖轻轻放下，读取显示屏上最初显示电阻值并记录。当电阻低于 1K 时通知工艺员调整。 ）9.7 Edge Isolation & PSG Selective Emitter 设备的维护周期为：五道设备：150万片。新换 HNO3/HF 槽药液后，需要在“刻蚀深度记录表”中认真填写更换时间、更换班组。9.8 硅片表面无可见污物、水印、指印、崩边、缺角等缺陷方可转下。10、安全操作：10.1、员工上岗前必须经过专业培训，要严格按照本工序设备安全操作规程和工

17、艺操作规程进行作业。10.2、刻蚀操作应在万级的洁净环境中进行，注意保持室内洁净度，进出时随手关门。要及时擦洗设备，保证设备的洁净。接触硅片时必须带 PVC 手套，并且当手套接触硅片以外的物品导致手套沾污后，必须更换新的清洁手套。10.3、因设备维护或其他原因需要向下水道排放酸液时，要提前通知外围人员做相应准备，在收到外围人员的通知后方可排液。10.4、更换化学药品时须由专人负责，两人同时进行作业，穿好防护服，戴好防护眼罩、防酸碱套袖和手套，小心处理，换好药液后及时填写化学药品更换记录。 注意：在更换前一定要先确认药液名称是否为自己需要的。在更换完后，再次确认药品名称，并填写药品更换纪录。最后

18、由另一人确认药品名称、填写的药品更换纪录信息与药品桶上无误并签字。810.5、为防止硅片沾污，刻蚀后的硅片需在 30 分钟内转到 PECVD 工序。10.6、在机器运行过程中任何人不得将头、手伸入工作室，以免发生危险。10.7、设备内部或周围严禁接触和堆放易燃易爆等危险品。10.8、盛过强碱、强酸的容器不可随意丢弃，应先倾倒干净，用水冲洗多遍，然后进行一般清洁处理。10.9、当有酸、碱大量外泄时，可用细砂吸收，将砂撮走后，再用水冲洗地面（详细的泄露处理见本工序看板） 。10.10、设备运行时一定要有专人看守，工作结束后，操作人员在关闭设备电源后方可离开。11、设备维护内容维护是为了更好的生产，

19、无论对设备还是对工艺，都是必须的，所以在各班组维护时一定要确保维护质量，避免二次停机维护，减少不必要的维护停机时间，快速合理的安排维护任务，并由相应的长白班人员进行协助维护，同时做好相应的监督工作。主要内容如下：1、更换各槽药液和纯水，如果需要的话，更换化学药品药液2、清理各槽内及槽子边沿的碎片3、如需要的话，更换制冷机用乙二醇 4、查看各棉滚轮的脱水状态（依脱水状态为准） ，一般更换周期为半年4、检查各液体管路是否存在漏液等情况，并处理5、检查传感器是否传感正确灵敏，并处理6、检查滤芯是否需要更换，若需要更换，及时更换7、检查线路、气路是否正常工作8、检查设备是否存在其他安全隐患，若有，就必须解除隐患后再进行正常生产。9、擦拭相应的设备门窗，维护好现场的卫生。9SE作业指导书车间:电池车间编制:冯中柯审核:翟金叶10审定:批准:时间: 2010-7-5