一种用于链式干法制绒和真空镀膜的抽真空设备的制造方法

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一种用于链式干法制绒和真空镀膜的抽真空设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及晶硅太阳能电池生产设备领域,具体而言,涉及一种适用于链式干法制绒和PECVD真空镀膜生产晶硅太阳能电池工艺的设备抽真空的设备。
【背景技术】
[0002]晶硅太阳能电池具有工艺简单、太阳能转化效率较高等优点而被大规模应用,而今开始有取代传统化石能源等趋势。
[0003]在晶硅电池的生产中,RIE干法制绒和PECVD真空镀膜是两个重要的真空工艺技术。RIE干法制绒是在真空化学气氛下经等离子激发形成低反射率的粗糙表面。而等离子强化的化学气相沉积(PECVD)真空镀膜是用在正表面氮化硅抗反射膜和背表面氧化铝和氮化硅钝化膜的形成。
[0004]现有技术中,RIE干法制绒和PECVD真空镀膜技术的通常工艺流程为:将硅片在大气中放置在载板上,载板通过滑轮传输到装载腔中,在装载腔抽真空抽到1Pa左右。然后再传输到工艺腔接受RIE刻蚀或PECVD镀膜。工艺完成后,载板进入卸载腔(放气腔),在卸载腔经过几次氮气吹扫后通入氮气或大气至大气压。载板传输出卸载腔。然后硅片从载板上取下进行下一道工序。载板循环到装载区进行新一波硅片处理。装载腔在载板输出后,进行几次氮气吹扫,然后通入氮气或大气至大气压接受新的载板。同样的卸载腔要抽真空后接受下一块完成工艺的载板。
[0005]装载腔、卸载腔抽真空,一般会各由一个栗进行控制,而且在操作过程中需要在处理时间上合拍才可以使得工艺顺利进行,尤其是为了实现更高的产能,达到一定的经济效益,载板在装载腔停留的总时间是有限的。比如一块能装40片硅片的载板,它的节拍时间是40秒钟才可以满足3600片/小时以上的硅片的处理能力。在此情况下,因传输和吹扫也需要时间,抽真空的时间就非常有限,经计算需要在8秒钟时间内完成,抽真空到10Pa。这就对真空栗的抽速提出了更高的要求,而市售的普遍使用的栗(例如英国Edward IQX500栗)一般需要12秒钟才可以抽到1Pa的真空度,并不能满足操作要求。当设计和选择更大栗的时候,用电量、噪音等就发现随之增加。所以需要提高栗的抽速而又不会增加设备总体运营成本。
[0006]有鉴于此,特提出本实用新型。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的第一目的在于提供一种干法制绒工艺流程中所用的抽真空设备,所述抽真空设备很好的适用于RIE干法制绒生产太阳能多晶硅电池系统,具有简化了处理方法,提高了产能,操作方便,成本低,创造了显著的经济效益,通过采用两个功率较小的栗,并通过配合控制阀,实现两个栗之间相互匹配共同作用,在一个链式连续循环生产体系,装载腔和卸载腔交替抽真空和回填空气以达到在最少时间内完成装载和卸载工作,非常科学有效。
[0008]本实用新型的第二目的在于提供采用该真空系统进行抽真空的方法,所述抽真空方法可以与抽真空设备相配套适应,通过软件设计指令顺利且低成本的完成整个抽真空操作。
[0009]为了实现本实用新型的上述目的,特采用以下技术方案:
[0010]本实用新型实施例提供了一种适用于链式干法制绒生产多晶硅工艺的抽真空设备,该设备包括以下组件:用于硅片进行刻蚀工艺前抽真空的装载腔、用于将硅片完成刻蚀工艺后进行回填大气卸料的卸载腔、第一真空栗以及第二真空栗;
[0011]所述装载腔同时与所述第一真空栗、第二真空栗连接,所述卸载腔同时与所述第一真空栗、第二真空栗连接。
[0012]现有技术中的RIE干法制绒技术的通常工艺流程为:将硅片在大气中放置在载板上,载板通过滑轮传输到装载腔中,在装载腔抽真空抽到1Pa左右。然后再传输到工艺腔接受RIE刻蚀或PECVD镀膜。工艺完成后,载板进入卸载腔(放气腔),在卸载腔经过几次氮气吹扫后通入氮气或大气至大气压。载板传输出卸载腔。然后硅片从载板上取下到下一道工序。载板循环到装载区进行新一波硅片处理。装载腔在载板输出后,进行几次氮气吹扫,然后通入氮气或大气至大气压接受新的载板。同样的卸载腔要抽真空后接受下一块完成工艺的载板。
[0013]装载腔、卸载腔抽真空,一般会各由一个栗进行控制,而且在操作过程中需要在处理时间上合拍才可以使得工艺顺利进行,尤其是为了实现更高的产能,达到一定的经济效益,载板在装载腔停留的总时间是有限的。比如一块能装40片硅片的载板,它的节拍时间是40秒钟才可以满足3600片/小时以上的硅片的处理能力。在此情况下,因传输和吹扫也需要时间,抽真空的时间就非常重要,经计算需要在8秒钟时间内完成,抽真空到10Pa。这就对真空栗的抽速提出了更高的要求,而市售的普通的栗一般需要12秒钟才可以抽到1Pa的真空度,并不能满足操作要求。当设计和选择更大栗的时候,用电量、噪音等就发现随之增加。所以需要提高栗的抽速而又不会增加设备总体运营成本。鉴于成本以及生产产量的需求,现有技术的通常的制造工艺并不能满足要求,本实用新型为了解决以上出现的技术问题,特提供了一种适用于干法制绒生产多晶硅工艺的抽真空设备,该设备除了用于硅片进行刻蚀的装载腔以及用于将硅片进行卸料的卸载腔,还包括第一真空栗以及第二真空栗,装载腔同时与两个真空栗连接,卸载腔也同时与这两个真空栗连接,这样当装载腔工作需要抽真空时,两个真空栗同时工作进行抽真空,当卸载腔工作时两个真空栗同时工作对卸载腔进行抽真空,当然如果卸载腔以及装载腔都不工作时,这时两台真空栗可以都不工作,根据具体操作条件自由进行选择,这样设计抽真空系统既可以实现低成本,采用两台相对功率比较小的栗就可以满足操作要求,而且还能实现8S内抽真空到10Pa,不会延误多晶硅太阳能电池的正常生产。
[0014]进一步的,为了进一步优化抽真空系统,该抽真空设备还包括第一连接管道,第二连接管道以及第三连接管道、总控制阀,所述第一连接管道的一端连接装载腔,另一端连接第一真空栗,所述第二连接管道的一端连接卸载腔,另一端连接第二真空栗,所述第三连接管道分别与第一连接管道、第二连接管道连通,所述总控制阀设置于所述第三连接管道上。
[0015]这样一来装载腔通过第一连接管道与第一真空栗连接,卸载腔通过第二连接管道与第二真空栗连接,然后第一连接管道又通过第三连接管道与第二连接管道连通,相当于将两个真空栗完美的连通,方便装载腔或者卸载腔工作时使用,为了方便控制在第三连接管道上设置有控制阀,具体工作时,工作原理如下:在装载腔需要抽真空时,控制阀为打开状态,这样第一真空栗和第二真空栗同时工作,加快抽真空,缩短抽真空至1pa的时间至8s内;
[0016]当抽真空完毕,总控制阀关闭,当硅片进入卸载腔,当第二真空栗需要吹大气时,总控制阀再打开,通过第一真空栗和第二真空栗同时对卸载腔抽真空,这样可以加快硅片卸载的时间,因为卸载腔要抽真空后才能再接受下一块工艺的载板。可见使用不仅方便,还提高了工作效率,降低了操作成本。
[0017]优选地,第一连接管道,第二连接管道以及第三连接管道的管道直径最好控制在100-200mm之间,管径需要控制在适宜的范围内,不能太粗造价成本比较高,但是如果太细会影响抽气速度,因此需要控制在合适的范围内。
[0018]优选地,总控制阀选择为擦板、角阀以及球阀中的其中一种,球阀由阀杆带动,并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。亦可用于流体的调节与控制,其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力,特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换,同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连,球阀流动阻力小,重量轻但是不适于流量太大的流体通过,实际应用时可根据需要进行自由选择,另外更优的还能通过控制系统实现自动控制阀门,不需要人工进行操作,更加方便智能。
[0019]优选地,所述第一真空栗以及第二真空栗的功率控制在1000-6000W之间,更优选地,功率为4000W。功率不用太大,小功率即可满足要求,两栗连用完全满足工作需要。还有在进行真空栗选型时,所述第一真空栗以及第二真空栗为罗茨栗。
[0020]另外,为了方便真空栗后续如果损坏比较好维修也更有益于控制,最好分别在第一连接管道上与第二连接管道上设置安全控制阀,这样第一安全控制阀设置于所述第一连接管道上,所述第二安全控制阀设置于所述第二连接管道上,方便及时拆卸控制。
[0021]本实用新型除了提供一种适用于链式干法制绒生产多晶硅工艺的抽真空设备,还提供了与之相适应的适用于该抽真空设备进行抽真空的方法,包括如下步骤:
[0022]总控制阀打开以实现第一真空栗、第二真空栗同时工作进行装载腔抽真空,抽真空完毕后总控制阀关闭,然后总控制阀再打开以实现第一真空栗、第二真空栗同时工作对卸载腔抽真空。
[0023]优选地,第一真空栗、第二真空栗同时工作进行装载腔抽真空的时间控制在8s以内,优选6-7s;还有装载腔的真空度最好控制在10-15Pa之间。
[0024]当然上述方法可以通过系统软件直接实现,该方法可以实现较短时间完成硅片的干法制绒,节省了工作效率。
[0025]现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
[0026](I)本实用新型实施例提供了一种适用链式于干法制绒生产多晶硅工艺的抽真空设备,所述抽真空设
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