[实用新型]无掩膜局域蚀刻装置、无掩膜局域蚀刻系统

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳电池技术领域，具体涉及无掩膜局域蚀刻装置和无掩膜局域蚀刻系统。 

背景技术

局域蚀刻(又称为局域腐蚀或局域刻蚀)是利用化学或物理的方法，在材料表面的某一个或一个以上的特定区域，将一层或一层以上的化学组成或物理性质不同的材料去除，使该材料形成特定的空间或/和材料结构，以便形成有特定光学性能、电学性能和/或光电性能的器件。现有的局域蚀刻技术主要有一下几种。 

A.光刻 

光刻是一种有掩膜的化学蚀刻，其是先在材料表面覆盖一层保护膜即光刻胶，然后用光照射该保护膜上的一定区域，使被照射区域的保护膜分解，或使被照射区域以外的保护膜分解，然后使用化学试剂将保护膜分解区域或未被分解的区域露出的表面材料蚀刻掉。该方法的优点主要是：蚀刻得到的蚀刻坑的线宽可以很小，能达到30纳米；蚀刻对剩下的材料的损伤也很小。但光刻致命的弱点一是使用的光刻胶对环境污染大；二是光刻工艺的成本较高。 

B.等离子蚀刻 

等离子蚀刻是在放置被蚀刻材料的腔体内通入一种或多种工作气体，在电场作用下产生等离子体，接着该等离子体轰击材料表面需要蚀刻的表面，直到达到一定蚀刻深度。不需要蚀刻的 材料表面区域被掩膜板覆盖，以达到保护作用。等离子蚀刻的优点是掩膜板可以重复利用，但不足之处是：蚀刻后排出的氟化物等废气一般较难处理，该废气对环境的污染也较大，还有，蚀刻的速度也较慢。 

C.电子束蚀刻 

电子束蚀刻是用电子束直接轰击材料表面需要蚀刻的区域，使该区域出现一定的凹坑结构。该方法优点是蚀刻结构的线宽最小，甚至可达到10纳米，但是该方法工艺速度非常慢，设备昂贵，成本很高。 

D.激光蚀刻 

在对蚀刻线宽要求不高的情况下，即线宽可以大于5微米，有的器件蚀刻工艺可以采用激光蚀刻方法。激光蚀刻是采用高能量密度的激光，照射材料表面需要蚀刻的区域，该区域的表面材料经受受热、融化、汽化、形成等离子体、挥发、溅射等一系列复杂的物理甚至化学等过程，最终形成一定形状的凹坑。该方法的优点是不需要掩膜，蚀刻速度很快，但其缺点是蚀刻后对材料表层有损伤，损伤层深度一般达到10微米以上。激光蚀刻后，还要需要对其损伤的区域进行后继的化学或物理处理，以消除这些损伤。 

发明内容

以上传统蚀刻方法的主要问题是：1.光刻技术需要光刻胶，该光刻胶对环境污染较大，成本较高；2.等离子蚀刻也需要掩膜，所产生的氟化物等废气对环境污染较大；3.电子束蚀刻工艺速度很慢，价格昂贵；4.激光蚀刻对被蚀刻材料损伤很大。 

针对传统的蚀刻方法所存在的问题，本实用新型提出一种无掩膜局域蚀刻装置、无掩膜局域蚀刻方法及无掩膜局域蚀刻系统， 具体提供了以下的装置、方法及系统。 

一种无掩膜局域蚀刻装置，包括： 

供液管，其向被蚀刻物的表面提供化学试剂；以及 

排液管，其将上述化学试剂与上述被蚀刻物反应后的物质从上述表面去除； 

其中，上述排液管和上述供液管中的一个为内管，另一个为外管，上述外管的蚀刻端口的形状与上述被蚀刻物的被蚀刻处的形貌和/或形状相对应。 

该装置还包括连接部件，其以上述供液管和上述排液管可相对移动的方式，将上述供液管和上述排液管连接。 

上述被蚀刻物包括太阳电池或太阳电池组件，上述表面包括上述太阳电池或太阳电池组件的正面、背面和/或侧面。 

在上述外管和上述要被蚀刻的表面之间的密封部件。 

上述外管的蚀刻端口的形状为凹槽形状。 

上述连接部件以将上述供液管和上述排液管的连接处密封的方式，将将上述供液管和上述排液管连接。 

上述连接部件包括波纹管、弹簧部件、螺纹部件或其组合。 

上述排液管的内部为负压。 

一种无掩膜局域蚀刻系统，包括上述任一项所述的无掩膜局域蚀刻装置。 

上述化学试剂包括H₂O、H₃PO₄、HNO₃、HF、NaOH、KOH、有机溶剂或其混合物。 

一种无掩膜局域蚀刻方法，包括以下步骤： 

利用供液管向被蚀刻物的表面提供化学试剂； 

利用排液管将上述化学试剂与上述被蚀刻物反应后的物质从上述表面去除；以及 

通过使上述供液管和上述排液管相对移动，调节蚀刻速度、 蚀刻深度和/或蚀刻形貌。