铜电镀工艺流程有几步？

铜电镀工艺流程主要分为四步：

1.种子层——技术成熟，PVD成为主流

种子层制备：直接在TCO上电镀，镀层和TCO间的接触为物理接触，附着力主要为范德华力，容易引起电极脱落，且在TCO 上电镀金属是非选择性的，需在电镀之前在透明导电薄膜表面沉积种子层（一般为100nm），增加电镀金属与TCO之间的附 着性能。 种子层材料：种子层的材料可以采用金属铜（Cu）、镍（Ni）、铜镍合金进行制备，超高深径比或特殊结构可能需要采用金 种子层。

种子层工艺：种子层制备方法包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、印刷、喷涂等。目前主流方法为PVD大 面积沉积，PVD技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源（固体或液体）表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离 子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，在异质结的制备过程中，透明 导电薄膜和种子层的制备可以使用一台PVD设备，只需将靶材更换为金属铜。

2.图形化——铜电镀核心环节之一

图形化是核心步骤，通过图形转移技术获得电极设计图案，实现选择性电镀。具体工序包括掩膜、曝光、显影等。掩膜：主要作用是遮盖非刻蚀部分，在电镀环节保护不需要被电镀的部分。其材料主要分为干膜、湿膜。 1）干膜：干膜是一种高分子的化合物，它通过紫外线的照射后能够产生一种聚合反应形成一种稳定的物质附着于板面，从而达 到阻挡电镀和蚀刻的功能。干膜由于制造环节较多以及三明治结构导致材料成本不易下降，成本较高，不适用于光伏行业。 2）湿膜：湿膜是一种感光油墨，对紫外线敏感，并且能通过紫外线固化的一种油墨。由于其成本较低且栅线宽度窄的优势，在 光伏行业较为常用，但是由于工艺相较于干膜多了烘干，因此部分情况存在着油墨残留的部分。

显影：按显影效果不同可分为正负光刻胶，正光刻胶是指在光刻过程中，暴露在光线下的部分可溶于光刻胶显影剂，而未曝 光部分仍然溶于显影剂。负光刻胶刚好和正光刻胶相反，是指在光刻工艺中，暴露在光线下的部分不溶于显影剂，未曝光部 分则可以被光刻胶显影剂所溶解。由于正胶成本是负胶的两倍，且光伏栅线要求较窄，现在一般都走负胶路线。

曝光显影是将所需要的图形转移到感光材料上。目前曝光显影的工艺主要有：1）传统掩膜+显影；2）激光直写（LDI）；3） 激光开槽；4）喷墨打印，其中传统掩膜光刻技术中的投影式曝光、激光直写技术（LDI）是目前较为主流技术。 传统掩膜光刻技术：掩膜光刻，由光源发出的光束经掩膜版在感光材料上成像。具体又可分为接近式、接触式、投影式光刻。 相较于接触式光刻和接近式光刻技术，投影式光刻技术更加先进，通过投影的原理能够在使用相同尺寸掩膜版的情况下获得 更小比例的图像，从而实现更精细的成像。具有设备复杂程度低，产能潜力大，降本空间大的优势。代表厂商为苏大维格。

激光直写（LDI）：直写光刻也称无掩膜光刻，是指计算机控制的高精度光束聚焦投影至涂覆有感光材料的基材表面上，无 需掩膜直接进行扫描曝光。目前由于介入光伏较早，所以进展相较于曝光式光刻技术更快，但是也存在着设备造假较贵和设 备产能提升存在局限性的问题。代表厂商为芯碁微装。 激光开槽：激光开槽可以省去曝光显影的步骤，直接在掩膜层上形成电极设计图案。但是精确控制激光对HJT掩膜开槽具有 较高技术壁垒，需要在不损伤本征多晶硅层和掺杂多晶硅层的前提下打开掩膜。代表厂商为帝尔激光。

3.金属化——铜电镀核心环节之二

金属化（又称电镀）是铜电镀的核心环节之一，利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。目前主流 的技术路线：1）垂直式电镀（东威科技为代表）；2）水平式电镀（捷得宝为代表）；3）插片式电镀（罗博特科为代表）。垂直电镀：垂直电镀广泛应用于PCB电镀铜工艺，夹爪夹住阴电极，竖着挂在电镀槽中进行铜电镀。 1）优势：设备较为成熟，头部设备厂商已有供货。东威科技交付客户2台第二代光伏铜电镀设备，并公告宣布第三代光伏铜 电镀设备可实现节拍为8000片/小时的垂直电镀技术。2）缺点：①产能受限：根据垂直镀的工艺流程，由于受限于机械结构限制单槽夹持的电池片数目，以及考虑夹住硅片并进行 上下移动的耗时，垂直镀路线的产能有受限的可能；②均匀性：由于垂直部分溶液溶度，电流大小不同，电镀过程也存在均匀 性的问题。

金属化（又称电镀）是铜电镀的核心环节之一，利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。目前主 流的技术路线：1）垂直式电镀（东威科技为代表）；2）水平式电镀（捷得宝为代表）；3）插片式电镀（罗博特科为代表）。

水平电镀：水平电镀与垂直电镀方法和原理相似，都必须具有阴阳两极，通电后产生电极反应使电解液主成份产生电离，使 带电的正离子向电极反应区的负相移动；带电的负离子向电极反应区的正相移动，于是产生金属沉积镀层和放出气体。 1）优点：①产能相对较高：由于无需手动安装和悬挂即可适应大范围的尺寸，实现全自动操作，因此有助于产能提升；②均匀 性：由于电池表面接触溶液均匀，也保证了最终产品的均匀性和稳定性。 2）缺点：需运用毛刷使得导电滚轮和硅片的沟槽进行有效接触，因此要求毛刷具备导电性佳、细软等特点，这种材料较难获取。

金属化（又称电镀）是铜电镀的核心环节之一，利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。目前主 流的技术路线：1）垂直式电镀（东威科技为代表）；2）水平式电镀（捷得宝为代表）；3）插片式电镀（罗博特科为代表）。插片式电镀：将电池片设置在阴极导电支架上，向下插入使得一个导电支撑单元位于相邻量个阳极板组件之间。 1）优点：电镀速率快，产能高的优点。根据罗博特科发明专利，该种电镀方式可实现双面电镀，单线可做到14000整片/小时， 破片率＜0.02%。 2）缺点：消耗铜离子速率较快，后续可能出现铜离子能否补充到位的问题。

4.后处理——技术工艺成熟

后处理的主要作用是去除感光材料和种子层，露出TCO层。 工艺主要包括干法和湿法：湿法蚀刻使用溶液腐蚀和刮掉表面，可以快速且廉价的加工，但是加工精度较低，一般适用于尺 度较大（大于3nm）的情况以及用来腐蚀硅片上某些层或用来去除干法刻蚀后的残留物；干法蚀刻不使用溶液，而是使用气 体撞击基板表面进行刮擦，特点是加工精度高。之前，刻蚀后的光刻胶是用湿法完成的，但是湿法很难去除刻蚀中发生变质 的光刻胶，同时存在废液处理问题，因此干法刻蚀去胶成为趋势。蚀刻技术较为成熟：铜种子层的刻蚀工艺已经在半导体行业使用了几十年，技术较为成熟。目前干法刻蚀市场占比90%，湿 法刻蚀占比10%。