[发明专利]一种具有多种刻蚀模式的刻蚀系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种刻蚀系统，特别涉及一种具有多种刻蚀模式的刻蚀系统。

背景技术

TCO（Transparentconductingoxide）玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃 ，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。

TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，现在ITO类型的导电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年，晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展，目前薄膜太阳能电池占世界光伏 市场份额已超过10％，光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。

在太阳能电池中，晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线，前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制p-i-n半导体膜，再镀制背电极。

TCO玻璃镀膜工艺太阳能TCO镀膜玻璃当前以FTO玻璃为主，AZO玻璃是未来的发展方向TCO薄膜主要包括In、Sn、Zn以及Cd的氧化物及其复合多元氧化物等。透明导电氧化物的镀膜原料和工艺很多，通过科学研究进行不断的筛选，透明导电的镀膜原料和工艺很多，通过科学研究进行不断的筛选，目前主要有ITO、FTO、AZO三种TCO玻璃与光伏电池的性能要求相匹配。

ITO镀膜玻璃是一种非常成熟的产品，具有透过率高，膜层牢固，导电性好等特点，初期曾应用于光伏电池的前电极。但随着光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必须具备提高光散射的能力，而ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能也较差。铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格较高。ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。

ITO的导电性能在目前是最好的，最低电阻率达10-5Ωcm量级，但是ITO玻璃因In离子在薄膜太阳能电池制作的PEVCD工艺中会被H离子还原，导致光透过率衰减80%，电性大幅下降，同时In是稀有金属，价格昂贵，所以不太适用于薄膜太阳能电池前电极；FTO是带有雾度的产品，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点，利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品；AZO目前研究进展迅速，电阻率和光透性都优于FTO，且原料丰富，稳定性好，是未来的发展方向，但目前在制绒方面存在问题，并且长期稳定性问题，暴露在大气中它会吸附氧和水汽，目前工业化应用还不成熟。     镀膜工艺主要采用APCVD或磁控溅射法目前，TCO镀膜方法主要采用化学气相沉积法（FTO玻璃），和磁控溅射法（AZO玻璃）。     溅射沉积薄膜主要以惰性气体放电而产生的正离子轰击固体阴极，入射离子与靶材发生碰撞，从而把被溅射物质做成的靶材表面原子轰击出来，被溅射出来的原子带有一定的动能，会沿一定的方向射向衬底，在衬底上沉积出薄膜。磁控溅射法镀的膜均匀性较好，但是就我们国家来说，高质量靶材的制备工艺还不成熟，需要从国外进口，生产成本就相应较高。另外，由于磁控溅射法必须在一定的真空条件下进行，因而在一定程度上限制了透明导电玻璃的有效制备面积。     化学气相沉积法是利用气态(蒸气)先驱物，在高温衬底表面或附近，进行原子或分子间的化学反应，形成一层固态沉积物的过程。这种方法生产的产品成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜等优点。

TCO镀膜玻璃具有透光、导电等物理性能，广泛应用于液晶显示屏、电致发光、太阳能电池等领域。AZO镀膜玻璃是一种重要的TCO玻璃，采用真空溅射后刻蚀工艺，具有尺寸大（大于2200mm×2600mm）、膜厚分布均匀（<±2%）等特征，更重要的是刻蚀工艺可以根据后续薄膜电池需求自由设计膜层的微观形貌和光学性能，这使AZO玻璃在光伏薄膜电池应用中显示出了巨大的市场潜力。

根据薄膜电池的应用需求,AZO玻璃需要具备特定的微观形貌和好的均匀性分布,这对刻蚀系统提出了很高的要求,尤其对于大面积镀膜玻璃,例如市场上常见的1100mm×1400mm和2200mm×2600mm等规格。在现有的刻蚀工艺中，利用低浓度盐酸作为刻蚀溶液的湿法工艺具有成本低、刻蚀速度快、刻蚀时间易于调整等特征，适合大规模生产应用，成为TCO玻璃领域研究的重点。