[发明专利]用于硅片刻蚀的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及化学刻蚀技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于硅片刻蚀的方法及设备。

背景技术

常规制造晶体硅太阳能电池包括制绒、扩散、清洗刻蚀、PECVD、丝网印刷工序等。其中，在电池片的扩散工序中，通常会产生一层含磷的二氧化硅，俗称磷硅玻璃，并且在硅片边缘也形成一层PN结，边缘的这层PN结会在硅片做成电池片后导通电池片的上下两极而发生漏电现象。而清洗刻蚀工序的主要目的就是去除磷硅玻璃和边缘处的PN结。去除磷硅玻璃所用药液为HF，其化学反应方程式为：

SiO₂+4HF=SiF₄+2H₂O，

刻蚀时所用药液为HF和HNO₃的混合溶液，涉及化学方程式为：

SiO₂+4HF=SiF₄+2H₂O，

SiF₄+2HF=H₂SiF₆，

HNO₃+Si=SiO₂+NO_x↑+H₂O。

目前常用的硅片的刻蚀方法有如下两种。

第一，先用HF对硅片进行去磷硅玻璃，然后再对硅片进行刻蚀。该工艺的流程及刻蚀设备分别显示在图1（a）、1（b）中。如图1（b）中所示，硅片60A先在HF水刀42A的喷洒下走过，去掉上下表面的磷硅玻璃，再在含有HF、HNO₃的混酸溶液中的滚轮50A上走过。通过酸液的张力作用下，混酸溶液吸附在硅片60A下表面和边缘，从而刻蚀掉硅片60A的下表面和边缘。该刻蚀方法的缺点是刻蚀过程中会产生大量的酸性气体，但是，硅片的上表面此时已经没有磷硅玻璃的保护，从而使方阻上升，这加大了工艺控制的难度。

第二，先对硅片进行刻蚀，然后再去磷硅玻璃。该工艺的流程及刻蚀设备分别显示在图2（a）、2（b）中，硅片60B先在HF、HNO₃混酸槽滚轮50B上走过，在酸液张力作用和二氧化硅的毛细现象作用下，酸液粘附在硅片60B下表面和边缘上，从而对硅片60B下表面和边缘进行刻蚀，刻蚀之后再在HF水刀42B的喷洒下走过，从而去掉上下表面的磷硅玻璃。该刻蚀方法的缺点是由于二氧化硅的亲水性使酸液会浸入硅片从而产生黑边。此外，该工艺过程非常容易导致过刻。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于硅片刻蚀的方法，所述方法可以有效地解决硅片刻蚀过程产生的黑边或者方阻上升问题。

本发明的另一个目的在于提出一种用于硅片刻蚀的设备，由此可以有效地解决硅片刻蚀过程产生的黑边或者方阻上升问题。

根据本发明实施例的用于硅片刻蚀的方法，所述硅片的上表面、下表面以及边缘处形成有磷硅玻璃，所述刻蚀方法包括以下步骤：

（a）去除所述硅片的所述边缘和所述下表面处的磷硅玻璃；

（b）对所述硅片的边缘和下表面进行刻蚀，以去除所述硅片上的PN结；以及

（c）去除所述硅片的所述上表面的所述磷硅玻璃。

根据本发明实施例的用于硅片的刻蚀方法，由于采用选择性去除磷硅玻璃的方法先去除硅片需要进行刻蚀区域的磷硅玻璃，即先去除硅片下表面处的磷硅玻璃，使刻蚀工艺过程中硅片的边缘不会产生黑边，并且硅片无需刻蚀区域的磷硅玻璃，即上表面处的磷硅玻璃保护了刻蚀过程中产生的酸性气体对硅片的腐蚀作用，从而有效防止硅片方阻的上升，同时降低了工艺控制的难度。

另外，根据本发明上述实施例的用于硅片刻蚀的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，在所述步骤（a）中，采用包含HF的第一溶液去除所述硅片的边缘和下表面的磷硅玻璃。

进一步可选地，所述第一溶液进一步含有硫酸。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤（a）之后且在所述步骤（b）之前，除去所述硅片上剩余的第一溶液。

根据本发明的一个实施例，除去所述硅片上剩余的第一溶液进一步包括：采用吸酸滚轮和风刀中的至少一个除去所述硅片的上表面和下表面上的剩余的第一溶液。

由此，吸酸滚轮可吸附硅片的上表面和下表面处残余的第一溶液，风刀可加快硅片的上表面和下表面处残余的第一溶液的挥发，从而彻底去除硅片上残余的第一溶液，避免第一溶液影响硅片的刻蚀工艺。