專利名稱：一種預(yù)清洗方法及等離子體設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，涉及一種預(yù)清洗方法及等離子體設(shè)備。
背景技術(shù)：
SiN(氮化硅)等減反膜是太陽能電池的重要組成部分，通常采用平板式結(jié)構(gòu)的PECVD(等離子體增強型化學氣相沉積)設(shè)備制作。而且可以采用直接法和間接法兩種工藝制作減反膜。在實際工藝過程中，利用直接法制作的SiN膜具有以下優(yōu)點S卩，膜結(jié)構(gòu)致密，可以實現(xiàn)表面鈍化和體鈍化，從而可以提高少子的壽命，進而可以提高短路電流。因此，減反膜常采用直接法制作。但是，采用直接法制作減反膜時需要將盛放硅片的載板接地，這使得減反膜只能在硅片的上表面制作，即只能采用上鍍膜方式在硅片表面制作減反膜。然而，這種鍍膜方式容易使硅片被工藝過程所產(chǎn)生的顆粒污染，不僅影響外觀，而且會使并阻降低。因此，在制作減反膜之前需要對反應(yīng)腔室進行預(yù)清洗。目前是采用RPS (遠程等離子體系統(tǒng))清洗結(jié)合原位清洗對反應(yīng)腔室進行預(yù)清洗。圖1為常用的平板式結(jié)構(gòu)的PECVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖。請參閱圖1，PECVD設(shè)備包括反應(yīng)腔室1，在反應(yīng)腔室I頂端的外側(cè)設(shè)有用于預(yù)清洗的遠程等離子體系統(tǒng)4，在反應(yīng)腔室I頂端的內(nèi)側(cè)設(shè)有采用勻流方式設(shè)計的電極板3，其可以向反應(yīng)腔室I提供反應(yīng)氣體。在反應(yīng)腔室I底部的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于盛放硅片的載板2，在載板2的底部設(shè)有用于調(diào)節(jié)載板2高度的升降機構(gòu)5。預(yù)清洗時，為了提高預(yù)清洗的均勻性，需要借助升降機構(gòu)5增大電極板3和載板2之間的距離，在制作減反膜時再將電極板3和載板2之間的距離調(diào)整為正常的距離。在預(yù)清洗過程中，增大電極板3和載板2之間的距離將導(dǎo)致清洗速率降低，這將影響整個太陽能電池的生產(chǎn)效率。另外，用于調(diào)節(jié)載板2高度的升降機構(gòu)5的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對等離子體加工設(shè)備中存在的上述缺陷，提供一種預(yù)清洗方法及用于預(yù)清洗的等離子體設(shè)備，其不僅能夠均勻地清洗電極板和載板，而且清洗效率高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種預(yù)清洗方法，主要用于通過等離子體預(yù)清洗反應(yīng)腔室內(nèi)的載板和電極板，在預(yù)清洗所述載板時，將所述載板接負偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述載板；在預(yù)清洗所述電極板時，將所述載板接正偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述電極板。優(yōu)選地，在進行所述預(yù)清洗后，將所述載板接地，等離子體均勻地分布在載板與電極板之間的區(qū)域，用于在放置在載板上的被加工工件的表面沉積SiN減反膜。優(yōu)選地，所述等離子體是由遠程等離子體系統(tǒng)產(chǎn)生的等離子體與原位預(yù)清洗氣體產(chǎn)生的等離子體的混合。優(yōu)選地，所述遠程等離子體系統(tǒng)與所述原位清洗所用的預(yù)清洗氣體同時啟輝。優(yōu)選地，所述預(yù)清洗氣體為NF3。本發(fā)明還提供一種等離子體設(shè)備，包括反應(yīng)腔室，在所述反應(yīng)腔室的底部的內(nèi)側(cè)設(shè)有載板，在所述反應(yīng)腔室頂部的內(nèi)側(cè)設(shè)有電極板，所述載板與直流電源連接，并且在預(yù)清洗載板時，所述載板與所述直流電源的負極連接；在預(yù)清洗所述電極板時，所述載板與所述直流電源的正極連接。優(yōu)選地,所述載板還與大地連接。優(yōu)選地，在所述載板與所述直流電源之間設(shè)有選擇開關(guān)，借助所述選擇開關(guān)使所述載板與所述直流電源的正極、負極或與地連接。優(yōu)選地，所述選擇開關(guān)為繼電器。優(yōu)選地，在所述載板與所述直流電源之間設(shè)有射頻過濾器。優(yōu)選地，在所述反應(yīng)腔室頂端的外側(cè)設(shè)有遠程等離子體系統(tǒng)，在所述電極板上設(shè)有勻流孔，預(yù)清洗氣體自所述電極板上的勻流孔內(nèi)進入所述反應(yīng)腔室。優(yōu)選地，所述電極板通過匹配器與射頻電源連接。優(yōu)選地，所述載板通過支撐柱與直流電源的正極、負極或與地連接；其中，所述載板以及支撐柱均采用導(dǎo)電材料制成；在所述載板和支撐柱的接觸位置設(shè)有接地片，用以使載板與支撐柱保持地電連接。本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明提供的預(yù)清洗方法是在預(yù)清洗所述載板時，將所述載板接負偏壓；在預(yù)清洗所述電極板時，將所述載板接正偏壓，通過調(diào)節(jié)載板上的電壓使等離子體靠近載板或電極板，從而分別對載板和電極板進行預(yù)清洗。該預(yù)清洗方法不需增加電極板和載板之間的距離即可對電極板和載板分別進行均勻地預(yù)清洗，因此預(yù)清洗效率高，從而可以提高太陽能電池的生產(chǎn)效率，而且，可以降低等離子體加工設(shè)備的制造成本。另外，本發(fā)明提供的等離子體設(shè)備，借助直流電源使載板在預(yù)清洗所述載板時攜帶負偏壓，在預(yù)清洗所述電極板時攜帶正偏壓，以分別對載板和電極板進行預(yù)清洗。該用于預(yù)清洗的等離子體設(shè)備不需增加電極板和載板之間的距離即可對電極板和載板分別進行均勻地預(yù)清洗，因此預(yù)清洗效率高，從而可以提高太陽能電池的生產(chǎn)效率；而且，無需采用升降機構(gòu)，從而降低了等離子體加工設(shè)備的制造成本。


圖1為常用的平板式結(jié)構(gòu)的PECVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為本發(fā)明提供的等離子體設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖；圖3為載板接直流電源的負極時等離子體在反應(yīng)腔室內(nèi)的分布狀態(tài)圖；圖4為載板接直流電源的正極時等離子體在反應(yīng)腔室內(nèi)的分布狀態(tài)圖；圖5為載板接地時等離子體在反應(yīng)腔室內(nèi)的分布狀態(tài)圖。
具體實施例方式為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的預(yù)清洗方法及等離子體設(shè)備進行詳細描述。本實施例提供一種預(yù)清洗方法，主要用于通過等離子體對反應(yīng)腔室內(nèi)的載板和電極板進行預(yù)清洗，在預(yù)清洗所述載板時，所述載板接負偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述載板，從而對載板的表面進行預(yù)清洗；在預(yù)清洗所述電極板時，所述載板接正偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述電極板，從而對電極板的表面進行預(yù)清洗。在預(yù)清洗完成后，將載板接地，使等離子體均勻地分布在載板與電極板之間的區(qū)域，從而對在放置在載板上的被加工工件的表面沉積SiN減反膜。反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體是通過遠程等離子體系統(tǒng)產(chǎn)生的等離子體與原位預(yù)清洗氣體產(chǎn)生的等離子體的混合，通過兩種等離子體的結(jié)合可以提高等離子體中離子的濃度，從而提高鞘層的電壓，這不僅可以提高預(yù)清洗的效率，而且可以將反應(yīng)腔室內(nèi)各個角落的SiN顆粒清洗,從而提高清洗的均勻性。在實際工藝過程中，優(yōu)選使遠程等離子體系統(tǒng)與原位清洗所用的預(yù)清洗氣體同時啟輝，以提高預(yù)清洗工藝的穩(wěn)定性。另外，原位清洗所用的預(yù)清洗氣體可以選用nf3。本實施例提供的預(yù)清洗方法通過調(diào)節(jié)載板上的電壓使等離子體靠近載板或電極板，從而分別對載板和電極板進行預(yù)清洗。該方法不需增加電極板和載板之間的距離即可對電極板和載板分別進行均勻地預(yù)清洗，因此預(yù)清洗效率高，從而可以提高太陽能電池的生產(chǎn)效率，而且，可以降低等離子體加工設(shè)備的制造成本。圖2為本發(fā)明提供的等離子體設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖。請參閱圖2，用于預(yù)清洗的等離子體設(shè)備包括反應(yīng)腔室10，反應(yīng)腔室10的頂端設(shè)有上蓋12，在上蓋12與腔室壁11之間通過聚四氟13密封。在反應(yīng)腔室10頂部的內(nèi)側(cè)設(shè)有電極板14，電極板14上設(shè)有勻流孔15，預(yù)清洗氣體通過勻流孔15進入反應(yīng)腔室10。電極板14通過匹配器16與射頻電源17連接。預(yù)清洗氣體進入反應(yīng)腔室10后被射頻功率激發(fā)而產(chǎn)生等離子體，從而可以對設(shè)置在反應(yīng)腔室10內(nèi)的電極板、載板等位置進行原位清洗。在上蓋12的上方設(shè)有遠程等離子體系統(tǒng)18，遠程等離子體系統(tǒng)18的解離度可以達到90%以上，解離后的離子和自由基在濃度和壓力的作用下流入反應(yīng)腔室10，與沉積在反應(yīng)腔室10內(nèi)的SiN顆粒發(fā)生反應(yīng)并將其除去，從而達到清洗反應(yīng)腔室10的目的。本實施例通過遠程等離子體系統(tǒng)18清洗和原位清洗相結(jié)合的方式對反應(yīng)腔室10進行清洗，利用原位清洗均勻性較好的特點，改善了遠程等離子體系統(tǒng)18清洗的均勻性，使電極板14邊緣得到有效地清洗。這可以減少等離子體設(shè)備的開蓋頻率，縮短維護周期，從而提高等離子體設(shè)備的利用率。在反應(yīng)腔室10的底部設(shè)有下電極19，下電極19包括承載被加工工件的載板20以及支撐載板20的支撐柱21，載板20和支撐柱21均采用導(dǎo)電材料制成。在載板20和支撐柱21的接觸位置設(shè)有接地片23，用以使載板20與支撐柱21保持良好地電連接。支撐柱21通過選擇開關(guān)25與直流電源24連接，借助選擇開關(guān)25可以使支撐柱21與直流電源24的正極、負極或與地連接。選擇開關(guān)25可以采用繼電器等具有選擇功能的任意開關(guān)。在直流電源24與選擇開關(guān)25之間還設(shè)有RF(射頻)過濾器26，RF過濾器26可以提高作用在載板20上的偏壓的精度。本實施例通過直流電源24來調(diào)節(jié)作用在載板20上的偏壓，從而使反應(yīng)腔室10內(nèi)的等離子體聚集在載板20或電極板14附近，以使等離子體中的離子與載板20和電極板14表面的SiN顆粒反應(yīng)，從而將載板20和電極板14清洗干凈。圖3為載板接直流電源的負極時等離子體在反應(yīng)腔室內(nèi)的分布狀態(tài)圖。當載板20接直流電源24的負極時，反應(yīng)腔室10內(nèi)的等離子體聚集在載板20附近，從而可以對載板20進行清洗。圖4為載板接直流電源的正極時等離子體在反應(yīng)腔室內(nèi)的分布狀態(tài)圖。當載板20接直流電源24的正極時，反應(yīng)腔室10內(nèi)的等離子體聚集在電極板24附近，從而可以對電極板24進行清洗。圖5為載板接地時等離子體在反應(yīng)腔室內(nèi)的分布狀態(tài)圖。當載板20接地時，等離子體均勻地分布在載板20與電極板14之間的區(qū)域，此時可以在放置在載板20上的被加工工件的表面沉積SiN減反膜。換言之，本實施例是通過調(diào)節(jié)載板20的電位分別實現(xiàn)對載板20、電極板14的清洗以及實施沉積SiN減反膜的工藝。本實施例提供的用于預(yù)清洗的等離子體設(shè)備，借助直流電源使載板在預(yù)清洗所述載板時攜帶負偏壓，在預(yù)清洗所述電極板時攜帶正偏壓，以分別對載板和電極板進行預(yù)清洗。該用于預(yù)清洗的等離子體設(shè)備不需增加電極板和載板之間的距離即可對電極板和載板分別進行均勻地預(yù)清洗，因此 預(yù)清洗效率高，從而可以提高太陽能電池的生產(chǎn)效率；而且，無需采用升降機構(gòu)，從而降低了等離子體加工設(shè)備的制造成本。可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)清洗方法，主要用于通過等離子體預(yù)清洗反應(yīng)腔室內(nèi)的載板和電極板，其特征在于，在預(yù)清洗所述載板時，將所述載板接負偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述載板；在預(yù)清洗所述電極板時，將所述載板接正偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述電極板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)清洗方法，其特征在于，在進行所述預(yù)清洗后，將所述載板接地，等離子體均勻地分布在載板與電極板之間的區(qū)域，用于在放置在載板上的被加工工件的表面沉積SiN減反膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)清洗方法，其特征在于，所述等離子體是由遠程等離子體系統(tǒng)產(chǎn)生的等離子體與原位預(yù)清洗氣體產(chǎn)生的等離子體的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)清洗方法，其特征在于，所述遠程等離子體系統(tǒng)與所述原位清洗所用的預(yù)清洗氣體同時啟輝。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)清洗方法，其特征在于，所述預(yù)清洗氣體為NF3。
6.一種等離子體設(shè)備，包括反應(yīng)腔室，在所述反應(yīng)腔室的底部的內(nèi)側(cè)設(shè)有載板，在所述反應(yīng)腔室頂部的內(nèi)側(cè)設(shè)有電極板，其特征在于，所述載板與直流電源連接，并且在預(yù)清洗載板時，所述載板與所述直流電源的負極連接；在預(yù)清洗所述電極板時，所述載板與所述直流電源的正極連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體設(shè)備，其特征在于，所述載板還與大地連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體設(shè)備，其特征在于，在所述載板與所述直流電源之間設(shè)有選擇開關(guān)，借助所述選擇開關(guān)使所述載板與所述直流電源的正極、負極或與地連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體設(shè)備，其特征在于，所述選擇開關(guān)為繼電器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體設(shè)備，其特征在于，在所述載板與所述直流電源之間設(shè)有射頻過濾器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體設(shè)備，其特征在于，在所述反應(yīng)腔室頂端的外側(cè)設(shè)有遠程等離子體系統(tǒng)，在所述電極板上設(shè)有勻流孔，預(yù)清洗氣體自所述電極板上的勻流孔內(nèi)進入所述反應(yīng)腔室。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體設(shè)備，其特征在于，所述電極板通過匹配器與射頻電源連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體設(shè)備，其特征在于，所述載板通過支撐柱與直流電源的正極、負極或與地連接； 其中，所述載板以及支撐柱均采用導(dǎo)電材料制成； 在所述載板和支撐柱的接觸位置設(shè)有接地片，用以使載板與支撐柱保持地電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)清洗方法及等離子體設(shè)備，主要用于通過等離子體預(yù)清洗反應(yīng)腔室內(nèi)的載板和電極板，在預(yù)清洗所述載板時，將所述載板接負偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述載板；在預(yù)清洗所述電極板時，將所述載板接正偏壓，以使所述反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體靠近所述電極板。該預(yù)清洗方法不需增加電極板和載板之間的距離即可對電極板和載板分別進行均勻地預(yù)清洗，因此預(yù)清洗效率高，從而可以提高太陽能電池的生產(chǎn)效率，而且，可以降低等離子體加工設(shè)備的制造成本。
文檔編號C23C16/44GK103035466SQ20111029931
公開日2013年4月10日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者白志民 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責任公司