上饶光电多晶清洗工艺参数-2011.9.20

（工艺技术）制绒清洗工艺文件江西天能电力股份有限公司合格的多晶硅片6.1.2工装、设备：片架（小花蓝）清洗花篮美工刀6.1.3工艺过程6.1.3.1穿戴好工作服、工作帽、口罩和一次性手套。

6.1.3.2准备好片架、装片记录表以及工序流程卡。

6.1.3.3查看配料单，确认原材料信息以及数量，并填写装片记录和工序流程卡。

6.1.3.4检查硅片包装箱确认包装无撞击破损后打开，取出硅片包装盒，在装片记录上记录相关信息。

6.1.3.5打开硅片包装盒，从中抽取一片，按照检验标准分别检查其外观。

6.1.3.6取出包装盒内的硅片，并撵成扇形轻轻插入片架内。

6.1.3.7将装好硅片的片架分批按顺序整齐摆放在台面上，并将工序流程卡记录准确。

6.1.3.8将片架放入清洗花篮中每个清洗花篮中放置3×4个插片后的片架。

准备下一步腐蚀清洗。

6.1.3.8注意事项1.每个片架最多可以插片 25 片。

插片过程中对硅片进行检验，不合格硅片挑出。

每装 100 片硅片需要更换一次手套，如装片过程中手套破损需及时更换。

2.插片处打开包装箱拿取硅片时，遵循少量多次的原则，不允许一次拿过量的硅片。

3.插片时，手中拿的硅片数量在 50-100 片。

4.确保没有缺陷片流出。

5.确认在单个片槽内没有双片现象；各项数据的准确性和完整性。

装片过程中需及时将碎片、裂纹片以及其它与检验标准不相符合的硅片挑出，并做好记录。

6.2腐蚀清洗6.2.1开机打开氮气阀门、压缩空气阀门、纯水阀门，打开总电源→PLC 电源→各分电源6.2.2准备工作6.2.2.1确认各机械手是否在原点位置。

6.2.2.2确认各槽清洗状态正常，各槽内按工艺条件正确配液，见《清洗配液作业指导书》。

6.2.2.3确认各槽排水阀关闭，无漏液等，各槽内注入规定的溶液。

6.2.2.4确认各槽控制系统工作正常，程序准确，参数设定准确。

6.2.2.5点检各设备动力参数在规定范围内。

6.2.3关机6.2.2.1关机前先把水及药液完全排出（各槽逐个排液，防止副槽水溢流），把机械手打回原点。

多晶清洗培训手册第一章设备及参数简介1.多晶清洗的概念及基本原理。

现行工艺中的多晶清洗是将去损工艺和制绒工艺相结合的清洗工艺。

工艺原理是利用HF-HNO3为反应液在硅片表面进行各向同性腐蚀，使得硅片表面形成类似半球形状的“凹陷”。

2.多晶清洗的设备组成。

图一图二图三图四清洗制绒设备每条线包括一台RENA和自动上卸片机各一台，其中RENA共有六个槽体，分别为刻蚀槽、水洗槽、碱洗槽、水洗槽、酸洗槽（HF+HCL）、水洗槽，最后还包括一个烘干区（如图四）。

其中，刻蚀槽是形成绒面的反应槽，图一显示为刻蚀槽主槽，生产状态下主槽内浸满药液，硅片浸在药液中进行反应（由于反应放热，而我们工艺要求的温度在10度左右，图二为冷却柜，生产状态下药液会经过冷却柜进行循环，以达到降温目的）；碱洗槽的作用是去掉硅片在刻蚀槽中的反应产物多空硅，酸洗槽的作用是去掉重金属离子及表面氧化层，每个槽末端都带有一个风刀，其作用是将药液吹回前一个槽,以防止药液间互相污染；自动上片机的作用是实现自动化上下料，以降低碎片率和人为污染。

注：酸槽、碱槽、三个水洗槽,都如图三为喷淋形式，硅片并未浸在药液中（酸洗槽除外---虽然酸槽为喷淋式，但片子仍要求浸在药液中）。

3.多晶清洗参数控制我们只对经常用到的一些界面参数做简单介绍，若需要进一步了解电机参数，请参照设备说明书。

◆刻蚀槽（1）Firstfill volume：初始配液药液的总体积。

（2）Concentrations of chemical（HNO3）：为初始配液HNO3的设定浓度，单位为g/L。

（3）Concentrations of chemical（HF）：为初始配液HF 的设定浓度，单位为g/L。

（4）Quality（Kg）：此项是对药液使用时间的规范，要求反应掉“100”Kg的硅重新配液。

（5）Sillconentry for replenish HNO3（Kg）：每反应掉（0.050）Kg的硅，自动填加一次HNO3。

1、多晶材料本身各类缺陷较单晶材料多，少数载流子寿命短；
2、多晶硅材料表面绒面的陷光效果较单晶材料差。 少数载流子寿命是由于材料本身的特性决定的，当材料选定后就很难改变，所以，要 缩小多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池之间效率上的差距，提高多晶硅材料表面的陷 光效果是最有希望的办法，也就是采用绒面技术。 目前，已经出现的多晶硅绒面技术主要有： 1、机械刻槽：对硅片的厚度要求很高，会增加材料成本； 2、等离子蚀刻：陷光效果最好，但是对设备及加工系统要求较高； 3、酸腐蚀：成本最低，绒面的陷光效果在不断改善，已大量应用在多晶硅电池生产过 程中，该技术国内最早申请专利是无锡尚德季敬佳博士、施正荣博士于2006年3月份 申请的。
1、Si + 4HNO3 = SiO2 + 4NO2 + 2H2O
2、SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 3、SiF4 + HF= H2SiF6 1.1、NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
1.2、Si + HNO2 = SiO2 + NO +H2O
1.3、HNO3 + NO + H2O = HNO2 这种腐蚀方法是对多晶硅进行各向同性腐蚀与晶粒的晶向无关,因此可以在多 晶硅表面形成均匀的多晶硅绒面。
喷淋
刻蚀槽 冲洗1 碱洗
H2O
HF/HNO3/H2SO4 H2O KOH
喷淋水膜
去除非扩散面PN结 漂洗 中和残留酸
冲洗2
酸洗 冲洗3 风刀 下料
H2O
HF H2O 空气 无
漂洗
去除扩散面磷硅玻璃层 漂洗 热风吹干 下片
RENA工艺控制规范（参考）
蚀刻槽 碱洗槽

多晶清洗工艺工程技术中心宋文涛2008.09摘要：1.概述2.一次清洗（扩散前清洗）3.二次清洗（去磷硅玻璃清洗）4.操作注意事项5.安全注意事项1.1整个产业链2.1一次清洗的目的：a. 去除切割硅片时硅片表面产生的损伤层，清除硅片表面的油类分子及金属杂质。

b.对硅片表面进行织构化处理，降低硅片表面对光的反射率。

酸制绒继续腐蚀继续腐蚀扫描电镜照片2.2一次清洗设备2.4一次清洗中各反应原理：制绒槽：HF-HNO3溶液，去除表面油污、切割损伤层以及制备绒面；反应如下：3Si + 18HF + 4HNO3 3H2SiF6+ 8H2O + 4NO碱洗槽：NaOH溶液，主要中和残留在硅片表面的酸，同时发生下列化学反应：Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2酸洗槽：HF去除硅片在清洗过程中形成的很薄的SiO2 层，反应如下：SiO2+6HF = H2[SiF6]+2H2OHCL,HF同一些金属离子络合，使金属离子脱离硅片表面。

3.1二次清洗的目的：在形成PN结的扩散过程中，在硅片表面生长了一层一定厚度的磷硅玻璃，磷硅玻璃不导电，为了形成良好的欧姆接触，减少光的反射，在沉积减反射膜之前，必须把磷硅玻璃腐蚀掉。

3.3 二次清洗腐蚀原理：扩散中磷硅玻璃的形成：4 POCl3+ 3 O2= 2 P2O5+ 6 Cl2在较高的温度的时候，P2O5作为磷源与Si发生了如下反应：2 P2O5 +5 Si = 5 SiO2+ 4 P去除SiO2SiO2+6HF = H2[SiF6]+2H2O所以去磷硅玻璃清洗实质上就是去除硅片表面的SiO2。

4.操做注意事项：正确使用劳保用品，防患于未然控制溶液倒出的速度用力均匀叉子和片盒要有一定的角度轻微振动，有助于气泡释放表面疏水时，表明已合格均匀，缓慢5. 安全注意事项：HNO3、HF、NaOH、HCl、都是强腐蚀性的化学药品，其溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。