制绒工艺规程

文件名称 多晶制绒工艺规范 部门 众达工艺部 文件类型 内部技术文件一、目的：硅片在切割过程中会在表面形成大约 10μ m 厚的损伤层，这一层因为与硅片基体的状态已经不同，基本上已经剥离于集体，会严重影响半导体器件（太阳电池）的性能。清洗工序制绒工艺就是利用硅片的这一层损伤层，通过硝酸对其氧化制绒，形成高低不平的表面，大大增加电池片表面的受光面积，减少反射，从而提高太阳电池的转换效率。二、原理：在制绒过程中，首先是硝酸在损伤层与缺陷处将硅片氧化，形成氧化硅，然后氢氟酸与氧化硅反应生长硅的络合物（ H2SiF6）与水，这样去损伤层与制绒同时进行，从而缩短了工艺流程。制绒工艺主要包括三部分 ：硝酸与氢氟酸混合液 → 氢氧化钾 → 盐酸与氢氟酸混合溶液在制绒过程中，首先是硝酸在损伤层与缺陷处将硅片氧化，形成氧化硅，然后氢氟酸与氧化硅反应生成硅的络合物（ H2SiF6）与水，这样去损伤层与制绒同时进行，从而缩短了工艺流程。制绒之后的硅片经过 KOH溶液去除硅片表面的多孔硅， 再经过 DI 水冲洗去掉表面残留的碱液。 最后利用 HF 与 HCl的混合溶液除去硅片表面的各种金属离子等杂质， 并用 DI 水冲洗酸性表面，最后用压缩空气将硅片表面吹干。制绒过程的反应方程式如下： 1) Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O 2) SiO2+4HF=SiF4+2H2O 3) SiF4+2HF=H2SiF6 总反应方程式： Si+2HNO3+6HF → H2SiF6+NO+NO2+3H2O 三、设备及工具：RENA制绒机、电子天平、 PVC手套、口罩、显微镜四、工艺原料及工艺要求：合格的多晶硅片、 HNO3（ 65%、电子级） 、 HF（ 40%、电子级） 、 KOH（ 50%、电子级） 、 HCl（ 37%、电子级） 、 DI 水 （大于 15 MΩ · cm、 6bar） 、冷却水（ 4bar） 、压缩空气（ 6 bar，除油、除水、除粉尘） 、排风（ 0.01bar） 、环境温度常温 20℃ 、相对湿度 40％～ 60％ 。五、制绒工艺流程：上料→ HNO3、 HF制绒→风刀 1→冲洗 1→ KOH 腐蚀→风刀 2→冲洗 2→ HF、 HCl 清洗→风刀 3→冲洗 3→风刀吹干→下料。六、 工艺准备：1、工艺洁净管理：操作时需戴口罩、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。2、设备准备 :确认设备能正常运行 ,工艺温度、冷却水、压缩空气等压力及流量正常。3、原材料准备 :硅片需经抽检合格后方可投入，将不合格硅片挑拣出来。常见的不合格片包括：崩边、缺角、裂纹、锯痕、手印、孔洞、微晶、含氮化硅的硅片等。4、工装工具准备：备齐用于工艺生产的 PVC手套、口罩。5、工艺准备：确认设定的制绒工艺名称及参数正确无误。6、初始配液参数RENA 反应槽 项目 参数 备注 库特勒 反应槽 项目 参数 备注1 制绒槽纯水 109L 1 制绒槽纯水 80L 2 HF 32L 2 HF 37.5L 3 HNO 3 196L 3 HNO 3 180L 4 碱洗槽 电导率 50~70ms 4 碱洗槽 电导率 50~70ms 5 酸洗槽纯水 106L 5 酸洗槽纯水 100L 6 HF 26L 6 HF 30L 7 HCl 44L 7 HCl 60L 8 混合化学品时间 5min 8 混合化学品时间 5min 七、 工艺操作 ：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。2、自动装载操作：硅片的自动装载速度不得大于设备的传输速度，以保证在设备的装载区不会出现叠片现象。3、取片时要随时将碎片取出并准确记录每一道的碎片情况，如发现硅片有未风干的现象则将湿硅片挑拣出来并及时向班组长反映情况，通过调整设备及工艺解决问题。4、 RENA工艺操作规范：1) 减薄量控制范围： 156 正常片 0.38~0.42g/pcs;返工片 0.08~0.12g/pcs,125 正常片 0.23~0.28g/pcs;返工片 0.06~0.09g/pcs。2) 带速控制范围： 1.3~1.5m/min ,建议控制在 1.35m/min 。3) 制绒槽温度控制范围：正常片设定值 8℃ ，波动区间 7~9℃ ；返工片设定值 5℃ ，波动区间 4~6℃ 。4) 循环流量控制范围： 120~150L/min， 建议设定值 ： 135L/min5) 减薄量记录规范：开线每隔 10 分钟称测一次，针对温度，带速，填补量做好相应更改；正常生产时每隔一小时称测一次，作好记录。6) 换液：制绒槽（ HNO3， HF 槽）换液为 60~70 万片更换一次，更换前排空并对制绒槽做好清洗。碱洗槽和酸洗槽使用寿命为 200 小时，更换前做好清洗。5、库特勒工艺操作规范：八、 安全操作： 制绒工序大量使用强酸、碱等化学药品，了解酸、碱的知识对安全生产是十分必要的。酸碱对人体和衣物有强烈的腐蚀作用，而且有些有毒性和氧化作用。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艺操作规程进行作业。2、 硅片的装卸应该在 10000 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。3、 操作时务必小心，不可损伤或沾污硅片。4、腐蚀槽在反应过程中会产生有毒气体，要保证良好的通风并注意防护，避免蒸气对人体的毒害。5、操作要穿戴适当的防护用品，如防护服、防护眼罩、防酸碱手套、防酸碱套袖、口罩等。6、设备内部或周围严禁接触和堆放易燃易爆等危险品。8、在机器运行过程中任何人不得将头、手伸入工作腔体，以免发生危险。9、为防止硅片沾污，制绒后的硅片应尽量避免较长时间暴露在空气中，应尽快转入扩散工序。编制 审 核 批 准日 期