化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造光伏器件時，通常使用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposit1n，簡稱CVD)方法來對無定形薄膜和微晶薄膜進行沉積。CVD由于采用氣體介質(zhì)，更易于沉積復(fù)雜形狀的工件，只要工件浸沒在工作氣體中即可在表面沉積所需薄膜。具體而言，通過將前體反應(yīng)氣體注入PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n，等離子體增強化學(xué)氣相沉積)腔室，然后利用由射頻(RF)或直流放電形成的等離子體將所述氣體裂解成活性離子或自由基。PECVD工藝在半導(dǎo)體、太陽能電池、TFT面板制造領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。由于CVD腔室是封閉的真空系統(tǒng)，在成膜時，基板和腔室內(nèi)壁都會有膜層沉積，當(dāng)腔室內(nèi)壁的膜沉積到一定厚度時，很容易脫落而掉在基板上，導(dǎo)致基板產(chǎn)生缺陷，嚴(yán)重影響良率。因此，每進行一定張數(shù)基板時，就需要進行RPSC(Remote Plasma Source Clean，遠(yuǎn)程等離子源清洗)清洗，將腔室側(cè)壁上的薄膜洗掉。這一過程與干法刻蝕原理相同。
[0003 ]傳統(tǒng)的清潔PECVD腔室的化學(xué)氣相沉積方法是將清潔氣體注入腔室中并且激發(fā)等離子體，為確保腔室內(nèi)部的膜被完全清洗干凈，需要根據(jù)技術(shù)員經(jīng)驗設(shè)置一定的清洗時間，在RPSC清洗干凈后，再進行一段時間清洗，然后停止。但這種技術(shù)方案受限于操作人員所掌握的知識和經(jīng)驗，并且無法精確地實時確定對不同器件沉積進行清洗所需要的時間，容易消耗大量不必要的清洗氣體，造成資源浪費，并且通常需要多次觀察、調(diào)整清洗時間才能完成對腔室的完全清洗，清洗效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測技術(shù)方案，實現(xiàn)對CVD腔室沉積清洗的自動監(jiān)測，在沉積清洗結(jié)束時自動終結(jié)對CVD腔室的清洗，節(jié)省清洗時間，減少資源浪費和提尚沉積效率。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明實施例提供一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法，包括:
[0006]將三氟化氮氣體通入CVD腔室進行清洗；
[0007]將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析；
[0008]檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜；若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光束的頻譜；若否，則發(fā)出清洗終點指令，停止對CVD腔室的清洗。
[0009]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析，包括:
[0010]通過光纖將在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束傳輸至分光儀;所述分光儀對接收到的光束進行分光后傳輸至光譜儀;所述光譜儀對所述分光儀所傳輸?shù)墓馐M行頻譜分析。
[0011]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜，包括:
[0012]通過清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;根據(jù)所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果，判斷在CVD腔室清洗過程產(chǎn)生的光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;若否，則產(chǎn)生RPSC清洗終點信息。
[0013]進一步地，所述的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法，還包括:CVD控制終端在檢測到所述RPSC清洗終點信息時，發(fā)出結(jié)束RPSC清洗指令，停止對所述CVD腔室的清洗。
[0014]另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，包括:
[0015]清洗裝置，用于將三氟化氮氣體通入CVD腔室進行清洗；
[0016]光譜分析裝置，用于將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析；
[0017]監(jiān)測控制裝置，用于檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光束的頻譜;若否，則發(fā)出清洗終點指令，停止對CVD腔室的清洗。
[0018]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述光譜分析裝置，包括:光纖、分光儀和光譜儀;通過光纖將在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束傳輸至所述分光儀;所述分光儀，用于對接收到的光束進行分光后傳輸至光譜儀;所述光譜儀，用于對所述分光儀所傳輸?shù)墓馐M行頻譜分析。
[0019]優(yōu)選地，所述監(jiān)測控制裝置，包括:
[0020]清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;根據(jù)所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果，判斷在CVD腔室清洗過程產(chǎn)生的光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;若否，則產(chǎn)生RPSC清洗終點信息。
[0021 ]進一步地，所述監(jiān)測控制裝置還包括:CVD控制終端，用于在檢測到所述RPSC清洗終點信息時，發(fā)出結(jié)束RPSC清洗指令，停止對所述CVD腔室的清洗。
[0022]實施本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測技術(shù)方案，可以獲得以下有益效果:
[0023]本發(fā)明實施例提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測技術(shù)方案，通過三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析，利用四氟化硅的光譜特點，從CVD腔室導(dǎo)出的光束中檢測是否存在四氟化硅光譜，以作為是否終結(jié)對CVD腔室進行清洗的控制信號，實現(xiàn)了對CVD腔室沉積清洗的自動監(jiān)測，在沉積清洗結(jié)束時自動終結(jié)對CVD腔室的清洗，節(jié)省清洗時間，減少資源浪費和提高沉積效率。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法的一個實施例的步驟流程圖。
[0025]圖2是本發(fā)明提供的對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析的一種可實現(xiàn)方式的步驟流程圖。
[0026]圖3是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗過程中四氟化硅光譜強度變化圖。
[0027]圖4是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0030]參見圖1，是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法的一個實施例的步驟流程圖。
[0031 ]在本實施例中，所述的化學(xué)氣相沉積(CVD)清洗終點監(jiān)測方法，主要包括以下步驟SI ?S4:
[0032]步驟S1:將三氟化氮氣體(NF3)通入CVD腔室進行清洗；
[0033]步驟S2:將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析；
[0034]步驟S3:檢測所述光束中是否存在四氟化硅(SiF4)光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光束的頻譜(停留在步驟S3);若否，則執(zhí)行步驟S4;
[0035 ]步驟S4:發(fā)出清洗終點指令，停止對CVD腔室的清洗。
[0036]參看圖2，是本發(fā)明提供的對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析的一種可實現(xiàn)方式的步驟流程圖。
[0037]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述步驟S2，將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析時，具體包括:
[0038]步驟S21:通過光纖將在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束傳輸至分光儀；
[0039]步驟S22:所述分光儀對接收到的光束進行分光后傳輸至光譜儀；
[0040]步驟S23:所述光譜儀對所述分光儀所傳輸?shù)墓馐M行頻譜分析。
[0041 ]具體實施時，可以在需要清洗的CVD腔室或PECVD(等離子體增強化學(xué)氣相沉積)工藝腔室側(cè)壁設(shè)置石英觀察窗，并將光纖安裝在觀察窗上;利用光纖將待清洗的工藝腔室內(nèi)的光束傳輸至分光儀中；經(jīng)分光儀分光后，將特定光(四氟化硅)的光學(xué)信息傳送到光譜儀，利用光譜儀監(jiān)測工藝腔室內(nèi)的清洗反應(yīng)。等離子體中處于激發(fā)態(tài)的原子或分子基團會發(fā)出特定波長的光，并且光的強度與激發(fā)原子和基團的濃度相關(guān)。因此，優(yōu)選地，所述步驟S3在檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜，具體包括:
[0042]通過清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;根據(jù)所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果，判斷在CVD腔室清洗過程產(chǎn)生的光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;若否，則產(chǎn)生RPSC清洗終點信息。
[0043]進一步地，在本實施例提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法中，還包括:CVD控制終端在檢測到所述RPSC清洗終點信息時，發(fā)出結(jié)束RPSC清洗指令，停止對所述CVD腔室的清洗。
[0044]在本實施例中，CVD工藝腔室在進行RPSC(遠(yuǎn)程等離子源清洗)清洗時，利用NF3解離出的F離子(氟離子)，與腔室內(nèi)壁的沉積(通常為硅化合物)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生四氟化硅氣體，排出腔室。通過監(jiān)測四氟化硅濃度，即可判斷RPSC是否完成。其主要反應(yīng)過程包括:①NF3—N2+F* ；② F*+Si—SiF4i。
[0045]當(dāng)三氟化氮NF3與腔室內(nèi)壁膜層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，光譜儀可以監(jiān)測到四氟化硅光譜。當(dāng)腔室內(nèi)部膜層完全反應(yīng)后(即清洗干凈)，四氟化硅光譜消失。RPSC清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到四氟化硅光譜消失時，即作為RPSC清洗結(jié)束的時機，判定當(dāng)前時刻已到RPSC清洗終點。RPSC清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)將得到的RPSC清洗終點信息發(fā)送給CVD控制終端，CVD控制終端發(fā)出結(jié)束RPSC清洗指令，進入CVD方法的下一步驟。
[0046]具體實施時，通常難以精確地確定光譜完全消失，因此，在清洗反應(yīng)過程中，等離子體發(fā)出的光經(jīng)系統(tǒng)收集處理后，通過監(jiān)測SiF4特征光波強度，當(dāng)四氟化硅光譜強度降低到一定程度后，即認(rèn)為RPSC清洗完成，通過CVD控制終端及時結(jié)束清洗。
[0047]參看圖3，是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗過程中四氟化硅光譜強度變化圖。
[0048]與上述實施例提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法相對應(yīng)，本發(fā)明實施例還提供了一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)。
[0049]參看圖4，是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]在本實施例中，化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)主要包括:
[0051 ]清洗裝置100，用于將三氟化氮氣體通入CVD腔室進行清洗；
[0052]光譜分析裝置200，用于將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析；
[0053]監(jiān)測控制裝置300，用于檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光束的頻譜;若否，則發(fā)出清洗終點指令，停止對CVD腔室的清洗。
[0054]參看圖5，是本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]具體實施時，本實施例在圖4實施例的基礎(chǔ)上，進一步地，所述光譜分析裝置200，包括:光纖201、分光儀202和光譜儀203。其中，通過光纖201將在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束傳輸至所述分光儀202;所述分光儀203，用于對接收到的光束進行分光后傳輸至光譜儀204;所述光譜儀204，用于對所述分光儀203所傳輸?shù)墓馐M行頻譜分析。
[0056]優(yōu)選地，所述監(jiān)測控制裝置300，包括:
[0057]清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)301，用于實時監(jiān)測所述光譜儀204的頻譜分析結(jié)果;根據(jù)所述光譜儀204的頻譜分析結(jié)果，判斷在CVD腔室清洗過程產(chǎn)生的光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光譜儀204的頻譜分析結(jié)果;若否，則產(chǎn)生RPSC清洗終點信息。
[0058]進一步地，所述監(jiān)測控制裝置300還包括:CVD控制終端302，用于在檢測到所述RPSC清洗終點信息時，發(fā)出結(jié)束RPSC清洗指令，停止對所述CVD腔室的清洗。
[0059]本實施例提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)的基本工作原理與上述實施例提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法對應(yīng)相同，在此不再贅述。
[0060]本發(fā)明實施例提供的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測技術(shù)方案，通過三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析，利用四氟化硅的光譜特點，從CVD腔室導(dǎo)出的光束中檢測是否存在四氟化硅光譜，以作為是否終結(jié)對CVD腔室進行清洗的控制信號，實現(xiàn)了對CVD腔室沉積清洗的自動監(jiān)測，在沉積清洗結(jié)束時自動終結(jié)對CVD腔室的清洗，節(jié)省清洗時間，減少資源浪費和提高沉積效率。實施本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以提前判斷出RPSC清洗終點，及時停止清洗，既節(jié)省了清洗時間，又節(jié)約了NF3氣體，具有很大的實用價值。
[0061]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法，其特征在于，包括: 將三氟化氮氣體通入CVD腔室進行清洗； 將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析； 檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光束的頻譜;若否，則發(fā)出清洗終點指令，停止對CVD腔室的清洗。2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法，其特征在于，所述將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析，包括: 通過光纖將在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束傳輸至分光儀； 所述分光儀對接收到的光束進行分光后傳輸至光譜儀;所述光譜儀對所述分光儀所傳輸?shù)墓馐M行頻譜分析。3.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法，其特征在于，所述檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜，包括: 通過清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;根據(jù)所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果，判斷在CVD腔室清洗過程產(chǎn)生的光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;若否，則產(chǎn)生RPSC清洗終點信息。4.如權(quán)利要求3所述的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法還包括: CVD控制終端在檢測到所述RPSC清洗終點信息時，發(fā)出結(jié)束RPSC清洗指令，停止對所述CVD腔室的清洗。5.一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 清洗裝置，用于將三氟化氮氣體通入CVD腔室進行清洗； 光譜分析裝置，用于將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析； 監(jiān)測控制裝置，用于檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光束的頻譜;若否，則發(fā)出清洗終點指令，停止對CVD腔室的清洗。6.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜分析裝置，包括:光纖、分光儀和光譜儀； 通過光纖將在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束傳輸至所述分光儀； 所述分光儀，用于對接收到的光束進行分光后傳輸至光譜儀； 所述光譜儀，用于對所述分光儀所傳輸?shù)墓馐M行頻譜分析。7.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測控制裝置，包括: 清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;根據(jù)所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果，判斷在CVD腔室清洗過程產(chǎn)生的光束中是否存在四氟化硅光譜;若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光譜儀的頻譜分析結(jié)果;若否，則產(chǎn)生RPSC清洗終點信息。8.如權(quán)利要求7所述的化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測控制裝置還包括: CVD控制終端，用于在檢測到所述RPSC清洗終點信息時，發(fā)出結(jié)束RPSC清洗指令，停止對所述CVD腔室的清洗。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測方法，包括：將三氟化氮氣體通入CVD腔室進行清洗；將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析；檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜；若是，則繼續(xù)監(jiān)測所述光束的頻譜；若否，則發(fā)出清洗終點指令，停止對CVD腔室的清洗。本發(fā)明還提供了一種化學(xué)氣相沉積清洗終點監(jiān)測系統(tǒng)，包括：清洗裝置，用于將三氟化氮氣體通入CVD腔室進行清洗；光譜分析裝置，用于將三氟化氮氣體在對CVD腔室清洗過程中產(chǎn)生的光束進行頻譜分析；監(jiān)測控制裝置，用于檢測所述光束中是否存在四氟化硅光譜。本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有節(jié)省清洗時間，減少資源浪費和提高沉積效率的優(yōu)點。
【IPC分類】C23C16/44, C23C16/52
【公開號】CN105714270
【申請?zhí)枴緾N201610237897
【發(fā)明人】李端明, 李成, 蔡盛潔, 祝漢泉, 蘇君海, 李建華
【申請人】信利（惠州）智能顯示有限公司