專利名稱：處理室的清潔的制作方法
處理室的清潔本發(fā)明涉及方法和處理室，所述方法和所述處理室依據(jù)了相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的主題。用于電子或者光電子應(yīng)用的基底，例如半導(dǎo)體元件或者和太陽能電池，優(yōu)選是在處理室中利用PVD，CVD或者PECVD法(PVD 物理氣相沉積；CVD 化學(xué)氣相沉積；PECVD 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)來處理，其中，反應(yīng)氣體被導(dǎo)入到處理室中，并沉積在基底上。在WO 2009/0033552中公開了用于大面積基底等離子體涂覆的加工系統(tǒng)，其中基底面積可達(dá)Im2甚至更大。等離子體在處理室中產(chǎn)生于電極與對(duì)應(yīng)電極之間，待處理的基底被帶入到電極和對(duì)應(yīng)電極之間。反應(yīng)氣體經(jīng)過組裝在電極上的氣體噴淋。該氣體噴淋包括帶有大量排出口的氣體噴淋出口板，在它們的幫助下反應(yīng)氣體被均勻的導(dǎo)入處理室中。等離子體沉積的涂覆速度和質(zhì)量受很多加工參數(shù)的影響，特別是反應(yīng)氣體壓力、 流速和組成，等離子體的功率密度和激發(fā)頻率，基底溫度和電極與對(duì)應(yīng)電極之間的距離，也就是基底表面與相應(yīng)的對(duì)應(yīng)電極之間的距離。這種涂覆法的缺點(diǎn)在于，反應(yīng)氣體不僅結(jié)合在基底上，而且同時(shí)在處理室的部分區(qū)域涂覆。對(duì)處理室的涂覆可以導(dǎo)致粒子從涂層上剝落并污染基底。當(dāng)出現(xiàn)這種基底污染時(shí)，將導(dǎo)致涂覆質(zhì)量的損害。因此對(duì)涂覆處理室進(jìn)行清潔十分重要。對(duì)此，優(yōu)選具有腐蝕性的清潔氣體被導(dǎo)入處理室中，清潔被污染的平面。因?yàn)樵谇鍧嵄旧磉^程中以及清潔完成后的一定時(shí)間內(nèi)無法在真空室中進(jìn)行涂覆，因此這種清潔被期望能盡可能快的進(jìn)行。出于技術(shù)層面，基本上有兩種清潔方法為人們所知。在原位清潔方法中，清潔氣體直接在處理室中被激發(fā)，相較而言，在遠(yuǎn)程等離子體清潔方法中，清潔氣體的激發(fā)在外部設(shè)備中進(jìn)行，并且將被激發(fā)的清潔氣體在低壓下導(dǎo)入處理室中。目前主要是氟化氮NF3被作為清潔氣體進(jìn)行使用。通過氟化氮激發(fā)制備好的氟類或者說氟基可以將用于太陽能電池涂覆的硅化物，例如二氧化硅，氧氮化硅和/或氮化硅， 從被污染的平面上剝落。然而氟化氮是一種有害環(huán)境的氣體，它是溫室氣體并且在大氣中的半衰期長達(dá)數(shù)百年。此外，由于近幾年其需求明顯提高，氟化氮非常昂貴。為了代替氟化氮，在技術(shù)上提供了其他的氟氣混合物，例如四氟化碳CF4,六氟化硫SF6，或者由氬、氮和氟Ar/隊(duì)/^2組成的混合物。特別是在文獻(xiàn)EP 1 138 802 A2中提到了使用的氟分子含量至少為50Vol%的清潔氣體，其中室壓在370mT和450mT之間，室溫或者至少室內(nèi)待清潔的物體的溫度升至大約450°C。本發(fā)明的目的在于，提供清潔處理室內(nèi)部空間組件表面的方法，該方法避免使用氟化氮，但可實(shí)現(xiàn)迅速且有效的清潔。這一目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的方案。根據(jù)本發(fā)明的清潔方法，利用清潔氣體的沖擊來清潔至少一個(gè)處理室內(nèi)部區(qū)域所配置組件的表面，所述清潔氣體包括氟氣，其中所述處理室具有至少一個(gè)電極和對(duì)應(yīng)電極用以生成等離子體，所述等離子體用于處理基底，其特征在于，
-用總-分壓大于5mbar的氟氣和/或氣態(tài)氟化合物來沖擊待清潔的組件，禾口/ 或-熱活化氟氣和/或者氣態(tài)氟化合物，以及-加熱待清潔組件至溫度<350°C。特別的，但不是必要的，處理室被設(shè)計(jì)并且裝配用于CVD-或者PECVD-處理表面積大于Im2的平面基底。優(yōu)選的，基底、電極和對(duì)應(yīng)電極的表面呈平面。優(yōu)選為所稱的表面設(shè)計(jì)。也就是說，基底、電極和對(duì)應(yīng)電極的表面也可以呈凹或凸?fàn)?。在無定型或者微晶態(tài)的涂覆過程中反應(yīng)氣體壓力為100 至2000 ，特別是 1300Pa,并且功率密度為0. 0Iff/cm3至5W/cm3，特別優(yōu)選為lW/cm3。高頻發(fā)生器的輸出功率為50W至50kW，優(yōu)選為lkW。激發(fā)頻率為IMHz至150MHz，優(yōu)選為13. 56MHz。根據(jù)本發(fā)明提供了氟氣，或者鑒于其較小的利用率，一種氟氣混合物，作為清潔氣體進(jìn)行使用，其中在室內(nèi)的總-分壓至少在處理室部分區(qū)域大于5mbar，優(yōu)選大于20mbar。 優(yōu)選使用氟分子，然而也可以使用原子態(tài)的氟。令人驚喜的是，有顯示表明，利用根據(jù)本發(fā)明的氟氣或者氣態(tài)氟化合物的高分壓可以使清潔速率明顯提高。從而優(yōu)選地可以將組件表面上由例如生產(chǎn)太陽能電池所需的硅化物，例如二氧化硅、氧氮化硅和/或者氮化硅，所造成的污染或者說寄生層進(jìn)行清潔。然而這種應(yīng)用也可以考慮用于其他的污染?？?分壓為20mbar至IOOOmbar有特別的有益效果，其中當(dāng)分壓為250_500mbar 時(shí)獲得了非常好的結(jié)果。清潔氣體可以在氟分壓為20mbar至IOOOmba時(shí)被導(dǎo)入和/或在所提到的氟化合物分壓為20mbar至IOOOmbar時(shí)被導(dǎo)入處理室。清潔氣體可以是氟氣或者在介質(zhì)氣體中的氟氣，所述介質(zhì)氣體例如氮或者氬的惰性氣體，氟在介質(zhì)氣體中的摩爾濃度為1 %、10 %、20 %、30 %以及更多。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于清潔至少一個(gè)處理室內(nèi)部所配置的組件的方法，其特征在于，優(yōu)選利用溫控裝置對(duì)氟氣進(jìn)行熱活化，其中待清潔的組件溫度< 350°C。 在這種方法中，待清潔組件仍用含有被熱活化的氟的清潔氣體進(jìn)行沖擊，其中與通常的熱腐蝕不同的是，待清潔的組件或者其表面沒有被加熱或者僅相對(duì)輕微地被加熱，特別是與在諸如PECVD-或者CVD的等離子體處理過程中對(duì)組件的加熱相比。根據(jù)本發(fā)明的這一方面，組件還可以將污染，換言之帶有諸如二氧化硅、氧氮化硅和/或者氮化硅的硅化物的涂層清除掉。然而在此情況下這種應(yīng)用也可以考慮用于其他的污染。特別是待清潔的組件的溫度< 250°C、< 200°C、< 150°C、< 100°C或者為20°C至 60°C。清潔氣體的熱活化可通過清潔氣體與比待清潔組件溫度更高的加熱表面的接觸來完成。有事實(shí)表明，熱活化也可以在處理室外部完成，例如尤其是在溫度> 350°C的加熱管段 (遠(yuǎn)程熱活化)中完成。還提供了用于清潔的氟氣的熱活化，然而其與傳統(tǒng)的熱腐蝕不同，待清潔的組件具有相對(duì)較低的溫度。令人驚喜的是，有事實(shí)表明，這種氟的熱活化可以清潔處理室的內(nèi)部表面，并且有效降低由殘?jiān)蛘呒纳鷮铀斐傻幕孜廴?，特別是當(dāng)待清潔組件的選擇適當(dāng)時(shí)。用于產(chǎn)生等離子體的電極由于處理室的寄生層而成為特別棘手的區(qū)域，特別是當(dāng)其帶有排放口例如用于反應(yīng)氣體的內(nèi)置氣體噴淋時(shí)，容易干擾涂覆并且因此為安全性帶來很大負(fù)擔(dān)且必須被徹底清潔。所述方法可以與熱腐蝕相結(jié)合。在熱腐蝕中，物體或者表面在高溫時(shí)，對(duì)物體或者表面的腐蝕是可以理解的，此時(shí)利用了提升待腐蝕表面的溫度來來加快腐蝕速率。相應(yīng)的另外的優(yōu)選實(shí)施例同樣可以進(jìn)一步提高清潔效果，在清潔之前或者進(jìn)行中，對(duì)處理室部分， 特別是寄生涂層的易干擾的處理室部分進(jìn)行加熱。當(dāng)待清潔的組件至少是電極、對(duì)應(yīng)電極和/或氣體分流器時(shí)，和/或者至少是電極，對(duì)應(yīng)電極和/或用作氟氣熱活化的溫控裝置的氣體分流器時(shí)，鑒于寄生層特別棘手的組件，可以通過空間上排列緊密的溫控裝置完成清潔。有事實(shí)表明，不同的組件可升至不同的溫度。例如外部溫控裝置可調(diào)至較高的溫度，例如溫度> 350°C，相比較而言電極溫度可升至20°C至80°C并且對(duì)應(yīng)電極溫度可升至180°C。在用清潔氣體沖擊之前，利用等離子體處理用含硅涂層進(jìn)行涂覆的基底，并且至少在待清潔的組件上形成了含硅殘?jiān)?，可以由此需要提供一個(gè)整合的涂覆-清潔方法。當(dāng)使用清潔氣體進(jìn)行沖擊時(shí)，待清潔的組件的溫度最高為等離子體處理時(shí)組件溫度的1. 8倍，優(yōu)選低于60°C，特別優(yōu)選低于20°C，以此在清潔中可以降低待清潔組件的熱負(fù)載以及所必需的能量消耗。在清潔氣體沖擊之前，基底被含硅層腐蝕并且至少在待清潔的組件上形成含硅殘?jiān)?，也可以?yīng)用本方法。電極、對(duì)應(yīng)電極、電極所配置的氣體分流器，對(duì)應(yīng)電極所配置的基底-支撐面或者處理室的鍋爐壁面的至少部分區(qū)域可以作為待清潔的表面，和/或使用清潔氣體進(jìn)行沖擊時(shí)，待清潔表面的溫度最高達(dá)到等離子體處理時(shí)表面溫度的1. 8倍，優(yōu)選低于60°C，特別優(yōu)選低于20°C。通過避免在電極、對(duì)應(yīng)電極、氣體分流器、基底-支撐面和/或處理室的鍋爐壁面的表面區(qū)域上殘?jiān)男纬?，的確可以使棘手的區(qū)域完全沒有污染并且可以由此縮減在部分區(qū)域上清潔氣體所耗的清潔費(fèi)用。覆蓋可以通過結(jié)構(gòu)-機(jī)械覆蓋裝置或者結(jié)構(gòu)-電覆蓋裝置來完成，當(dāng)表面置于暗室遮光區(qū)域內(nèi)在其中未形成等離子體時(shí)，這種最新的應(yīng)用沒有造成污染。在等離子體處理過程中，將基底放置在支撐面上，特別是實(shí)現(xiàn)基底支撐面的覆蓋時(shí)，以至于其沒有污染。特別是可以通過基底完成覆蓋，以至于在等離子體處理過程中基底-支撐面上沒有造成殘?jiān)奈廴?。覆蓋降低了清潔所需的時(shí)間并且減少了用于清潔所必需的氣體量。此外，大部分的大面積支撐面都可加熱或調(diào)溫，并由此作為熱活化特別是氟氣的清潔氣體的裝置。特別地，支撐裝置的至少部分表面可被選擇用作待清潔表面，其中支撐裝置被配置至基底-支撐面。支撐裝置在等離子體處理過程中提供對(duì)基底的支撐。特別地，支撐裝置可以與支撐面絕熱和/或電絕緣，以至于當(dāng)支撐面達(dá)到高溫，例如溫度> 350°C時(shí)，支撐裝置的溫度< 350°C，特別是< 80°C或者為20°C至60°C。在清潔氣體的沖擊過程中，電極所配置的氣體分流器的排氣板與對(duì)應(yīng)電極的距離被設(shè)置為2mm至100mm，清潔氣體可以對(duì)電極和對(duì)應(yīng)電極的范圍都進(jìn)行沖擊。由此特別的有益效果在于，當(dāng)對(duì)應(yīng)電極加熱時(shí)，以此相較的電極和/或氣體分流器呈較低溫度，例如溫度保持在等離子體處理特別是涂覆時(shí)的溫度范圍內(nèi)。支撐面可以設(shè)置為對(duì)應(yīng)電極，并且同樣地，或者也獨(dú)立于對(duì)應(yīng)電極加熱，由此如上述的清潔氣體的熱活化可以非常簡單地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)除了氟氣之外，將特別是氮或氬的一種惰性氣體應(yīng)用于清潔氣體時(shí)，這種方法的操作變得更加簡單，因?yàn)榭紤]到對(duì)室組件和流通系統(tǒng)的腐蝕，這種氣體混合物更易于控制。氬還有額外的優(yōu)勢(shì)，即特別是不與硅的涂層成分發(fā)生結(jié)合，并且由此沒有如同使用氮?dú)鈺r(shí)預(yù)期的粉塵污染。當(dāng)在處理室內(nèi)部和/或外部(遠(yuǎn)程等離子體清潔)進(jìn)行清潔氣體的等離子體激發(fā)時(shí)，以此形成氟類，使清潔氣體的反應(yīng)性可以進(jìn)一步提高。根據(jù)本發(fā)明的處理室裝配有電極和對(duì)應(yīng)電極，其中至少有一個(gè)用以形成等離子體，用于基底的等離子體處理，并且根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法來實(shí)施，其遵循如下配置，其中使用總-分壓大于5mbar的氟氣或者氣態(tài)氟化合物對(duì)待清潔組件進(jìn)行沖擊的裝置禾P/或?qū)⒎鷼饣蛘邭鈶B(tài)氟化合物熱活化和將待清潔組件加熱至溫度< 350°C的裝置。根據(jù)本發(fā)明的用于基底等離子體處理的裝置包括一個(gè)結(jié)構(gòu)形式-在電極與對(duì)應(yīng)電極之間的范圍內(nèi)布置的用于電容耦合激發(fā)的等離子體放電的裝置，以及-將一定量的至少一種可活化氣體傳導(dǎo)至等離子體放電范圍中的裝置，其中-基底，所述基底配置在或者可以配置在電極與對(duì)應(yīng)電極之間，對(duì)應(yīng)電極位于待處理的基底的表面區(qū)域與電極之間。等離子體的放電特別是在當(dāng)激發(fā)頻率為IMHz至150MHz時(shí)進(jìn)行，優(yōu)選為13. 56MHz。 優(yōu)選地，電極或?qū)?yīng)電極帶有或可以帶有外殼電位。然而帶有浮動(dòng)電極和/或者對(duì)應(yīng)電極設(shè)置也是可以考慮的。特別地，配置了控制設(shè)備，其可以控制用于清潔氣體的供給-排放的泵裝置以及所期望氟分壓的設(shè)定。氟氣或者氣態(tài)氟化合物的熱活化的裝置可以至少包括電極、電極所配置的氣體分流器、對(duì)應(yīng)電極、對(duì)應(yīng)電極所配置的基底-支撐面和/或處理室外部所配置的熱活化裝置的至少部分。根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施例，清潔氣體氟類的熱激發(fā)可以有選擇地或者額外的通過配置于處理室外部的加熱裝置或者溫控裝置來實(shí)現(xiàn)。特別優(yōu)選的是，清潔氣體在進(jìn)到入口前通過可加熱平面被導(dǎo)入處理室中。同時(shí)，可加熱平面可以在其他可加熱絲或者可加熱的導(dǎo)通管段之下。對(duì)待清潔的處理室需要考慮的是，其經(jīng)常被設(shè)計(jì)成用于具有大面積的待涂覆裝置 (> lm2)。這就意味著，不僅涂覆質(zhì)量，而且清潔質(zhì)量也可以與電極和對(duì)應(yīng)電極之間的距離有關(guān)。對(duì)此有實(shí)例表明，當(dāng)電極或者對(duì)應(yīng)電極之間距離小到10至20mm時(shí)，有利于氟氣的激發(fā)。當(dāng)設(shè)備配置有可以彼此可相對(duì)移動(dòng)的電極和對(duì)應(yīng)電極時(shí)，在電極和/或?qū)?yīng)電極的清洗過程中可以保持二者之間的距離小，并且在隨之產(chǎn)生的狹窄縫隙中可以引入活化的氟氣，使電極與對(duì)應(yīng)電極相向而立的表面被熱活化氟以相對(duì)較高的流量密度沖擊。此外，處理室的特征在于，氣體分流器優(yōu)選設(shè)計(jì)安裝了溫控裝置。這樣的氣體分流器可用于均勻的等離子體處理，例如涂覆，其中溫控裝置使相向位置上的電極乃至其他組件的清潔成為可能。在本發(fā)明的另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，清潔氣體經(jīng)內(nèi)置在電極上的氣體分流器，例如用于涂覆氣體的氣體分流器，被導(dǎo)入處理室中。為了保證氣體均勻進(jìn)入處理室內(nèi)，氣體分流器裝有排氣板，在其平面上含有大量規(guī)則排列的氣體排出口。裝配在諸如電極和/或者對(duì)應(yīng)電極上的溫控裝置可以有利地(受控的或者受調(diào)節(jié)的)進(jìn)行控溫，例如利用在閉合回路中環(huán)流的加熱液體。優(yōu)選應(yīng)用導(dǎo)熱油質(zhì)，例如借助于處理室外置的循環(huán)恒溫器來保持溫度的暫時(shí)穩(wěn)定。以下將借助繪制在附圖中的實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。其顯示了

圖1為根據(jù)本發(fā)明用于基底等離子體處理的待清潔裝置的縱面圖；圖2為在氟或者含氟氣體組分的不同總分壓下，熱活化氟/氮混合物的腐蝕速率與清潔氣體溫度之間關(guān)聯(lián)的曲線圖。圖1顯示了優(yōu)選的用于處理平面基底2的反應(yīng)器1的圖解示意圖。該反應(yīng)器可特別裝配用作PECVD-反應(yīng)器。反應(yīng)器1包括處理室3，處理室3帶有用于生成等離子體的電極4和對(duì)應(yīng)電極5。在此幫助下可以對(duì)基底2的表面進(jìn)行處理，尤其是涂覆的處理。電極4、 5有大面積的金屬板制成，并且在電源下(未在圖1中繪出)可以在處理室3中形成電場， 該電源通常是激發(fā)頻率為IMHz至150MHz的高頻-供電電源，優(yōu)選為13. 56MHz。優(yōu)選地，電極和相關(guān)組件由抗氟材料(特別是金屬)制成或者具有由抗氟材料制成的涂層。反應(yīng)器1適于處理例如面積達(dá)Im2或更大的大面積平面基底。反應(yīng)器1尤其適用于高效薄片太陽能模塊生產(chǎn)中工序的操作，例如對(duì)無定型或者微晶態(tài)硅-薄層-太陽能電池。如在圖1中所示，電極4、5 二者共同構(gòu)成了處理室3的相向而立的兩壁。處理室 3裝配在帶有可拆除外殼8的真空室7中，可拆除外殼8具有一個(gè)用于基底進(jìn)出的開口 10。 開口 10可以通過閉合裝置9來進(jìn)行真空密封閉合。為了真空室7的密閉，在外室12的相向位置配置了墊圈11。這些墊圈因此優(yōu)選由抗氟材料制成。真空室7可以具有任何形狀并且可以具有特別是圓形或者矩形的橫截面。嵌入真空室7中的處理室3可以具有特別是扁平立柱體或者扁平直角六面體的形狀。有事實(shí)表明，本發(fā)明可以應(yīng)用于其他設(shè)計(jì)的反應(yīng)器， 特別是帶有其他處理室-和/或電極形狀的反應(yīng)器。同樣的有事實(shí)表明，本發(fā)明包括了這樣的實(shí)施方式，處理室本身是一個(gè)真空室。電極4裝配在真空室7中的支持結(jié)構(gòu)37中，所述支持結(jié)構(gòu)37在圖1的實(shí)施例中由外殼后壁19構(gòu)成。因此，電極4安裝在外殼后壁19的間隙38中并且于其通過介電材料 20隔離開。對(duì)應(yīng)電極5帶有位于電極4相向面上用于基底支持的裝置21。裝置21優(yōu)選由固定裝置構(gòu)成，并包括一個(gè)或者多個(gè)用作支持裝置的壓頭31，所述壓頭31可以將基底延邊緣擠壓到作為基底-支撐面的對(duì)應(yīng)電極5的表面如上。支持裝置可以由指狀或者框狀構(gòu)成。 特別是支持裝置與對(duì)應(yīng)電極3機(jī)械連接，然而同時(shí)與其絕熱和/或電絕緣。特別是當(dāng)對(duì)應(yīng)電極3和基底-支撐面fe的溫度> 350°C時(shí)，支持裝置的溫度保持為20°C至100°C。如通過圖1所表示的，在處理的操作過程中對(duì)應(yīng)電極5以這樣的方式覆蓋在支持結(jié)構(gòu)37的間隙38上，即在對(duì)應(yīng)電極5的邊緣區(qū)域23與間隙38的邊緣區(qū)域M之間形成了縫隙25?？p隙25具有尺寸大約為Imm的寬度?？p隙寬度遵循這樣一種原則來測量，即一方面在處理的操作過程中等離子體可以保持在處理室3的內(nèi)部，另一方面，在處理室3與真空室7其余的內(nèi)部空間之間絕對(duì)不會(huì)形成大的壓差。為了基底的涂覆或者腐蝕，反應(yīng)氣體被導(dǎo)入處理室3中。這里反應(yīng)氣體從源頭通過導(dǎo)入通道13進(jìn)入氣體分流器15中，經(jīng)此導(dǎo)出流入處理室3中。實(shí)施例中顯示的氣體分流器15包括氣室16，所述氣室16帶有位于對(duì)應(yīng)電極5相向面上的排氣板17，排氣板17帶有大量的用于氣體通過的排出口(未繪出)。在排氣板17 大約1. 0m2-2. Om2的平面上通常裝有幾千個(gè)排出口。被選的表面或組件可以在等離子體處理過程中進(jìn)行覆蓋。保覆蓋可以通過結(jié)構(gòu)-機(jī)械覆蓋裝置或者結(jié)構(gòu)-電覆蓋裝置來完成，此處應(yīng)用后者，當(dāng)表面置于暗室遮光區(qū)域內(nèi)并由此未形成等離子體時(shí)，則不會(huì)造成污染。例如未發(fā)生縫隙25的污染。在圖1的裝置中，等離子體處理過程中基底2被安放在基底-支撐面如上。由此通過基底完成特別是基底-支撐面的覆蓋，以至于它沒有發(fā)生污染。尤其是可通過基底2 這樣完成覆蓋，以致在等離子體處理過程中避免在基底-支撐面如上形成殘?jiān)?。在本發(fā)明一個(gè)異于圖1所示的結(jié)構(gòu)形式中，對(duì)應(yīng)電極5帶有未超出或者僅稍微超出了氣體噴淋區(qū)域的邊緣區(qū)域23，以至于因此未發(fā)生污染。裝配在處理室3之外的真空室7的區(qū)域通過真空導(dǎo)管沈與真空泵沈‘相連，由于真空室7具有較大體積，以至于通過真空泵26 ’的動(dòng)力這一簡單的方式，使得自處理室3 經(jīng)縫隙25導(dǎo)入真空室7的氣流達(dá)到高均勻度。處理室3配備了帶有泵裝置的控制器和控制裝置，這種結(jié)構(gòu)目的在于，在處理室 3中至少暫時(shí)且在部分區(qū)域內(nèi)，含氟清潔氣體的氣態(tài)氟化合物分壓大于5mbar，優(yōu)選調(diào)為 20mbar 至 IOOOmbar0有事實(shí)表明，在清潔過程中一般沒有基底放置在處理室中。為了處理室3或者以及真空室7的清潔，清潔氣體被導(dǎo)入處理室3中。對(duì)此，清潔氣體一般自源頭14經(jīng)例如通道13的導(dǎo)入通道進(jìn)入氣體分流器15中，自此流入處理室3內(nèi)。優(yōu)選地，源頭14和/或?qū)胪ǖ揽煽狗謮撼^5mbar，優(yōu)選超過20mbar、IOOmbar、500mbar或者超過lOOOmbar。在清潔過程中清潔氣體可用不同的方法被泵出。在另一種情況下，在清潔過程中清潔氣體以一定時(shí)間間隔流過處理室3，并且在稍后時(shí)間被泵出。為了達(dá)到特別好的清洗效果，反應(yīng)器1裝配了加熱-或溫控裝置27、29、30。借助于這種裝置27、29、30，可以控制或者調(diào)節(jié)在清洗過程中對(duì)電極4和/或?qū)?yīng)電極5或者支撐面fe的熱能供給。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出，溫控裝置可以僅對(duì)諸如電極4或者對(duì)應(yīng)電極5的電極起作用。通過在加熱的電極4或者對(duì)應(yīng)電極5上對(duì)清潔氣體的熱激發(fā)產(chǎn)生了足夠數(shù)量的氟基，以使相向而立(對(duì)應(yīng))的電極5、4得到清潔。在圖1的實(shí)施例中顯示了在電極4、5上安裝的溫控裝置，其中對(duì)應(yīng)電極5的溫控裝置包括裝置四，它裝在真空室7中的對(duì)應(yīng)電極5之下。對(duì)應(yīng)電極5，特別是基底-支撐面 fe可以借助于這個(gè)裝置四進(jìn)行一定程度加溫，以至于可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)化的清潔。有利的是，通過放置的基底2，基底-支撐面fe未被污染，以至于這部分元件不需清潔。通過加熱至溫度 > 350°C的表面fe到電極4或者氣體分流器15之間非常短的距離，當(dāng)清潔過程中溫度不是必須高于20°C至80°C時(shí)，可對(duì)電極4和氣體分流器15進(jìn)行非常有效的清潔。原則上溫控裝置也可以設(shè)計(jì)在電極4上。電極4和/或?qū)?yīng)電極5 二者都可被這樣設(shè)置，即裝置四與電極4、5集成。
為了衡量裝置27J9或30所需的加熱功率可以進(jìn)行測量操作，對(duì)此電極4、5在其另一相向面上安裝了熱感應(yīng)器40、40'。借助于這些熱感應(yīng)器40、40'，可以針對(duì)不同的高頻-規(guī)格、氣流量以及其他參數(shù)來測量作為溫控裝置27、29、30的功率函數(shù)的電極4、5的局部溫度?；谶@些測量可以優(yōu)化瞬間加熱功率，必要時(shí)還優(yōu)化了溫控裝置27、29、30的位置排布。還可以獲得在清潔過程中熱感應(yīng)器40、40'的測量值，并且應(yīng)用于溫控裝置27、29、 30的功率的全程控制。除了溫控裝置27、四、30，上述同樣的方案還可應(yīng)用于電極4、5中的一個(gè)或者雙方，電極4可通過流經(jīng)氣體分流器15的加熱氣體實(shí)現(xiàn)接觸，或者升至所期望的溫度。當(dāng)對(duì)此使用清潔氣體本身時(shí)，有特別的有益效果。例如可以通過可用溫控裝置加熱的導(dǎo)入通道 13加熱，或者應(yīng)用可加熱平板或者可加熱絲進(jìn)行傳導(dǎo)。對(duì)此排氣板17也可被加熱。由此排氣板17可以借助隔板35與電極4相連，該隔板由具有高導(dǎo)熱性的材料制成，以至于排氣板17和電極4熱結(jié)合在一起。在清潔過程中， 電極4(以及隨之一起的排氣板17)也可以利用經(jīng)通道36在電極4中環(huán)流的加熱液體進(jìn)行加溫。電極4的加溫是可控或者可調(diào)節(jié)的。特別是熱感應(yīng)器40'可以在排氣板17的區(qū)域內(nèi)作用，其用作控制溫控裝置流體的測量值可被電極4應(yīng)用。以下將根據(jù)本發(fā)明腐蝕方法與傳統(tǒng)的腐蝕方法進(jìn)行對(duì)比。在待對(duì)比的腐蝕方法中都以處理室為基礎(chǔ)，其中在處理室進(jìn)行用于光電元件的硅-薄層沉積，該薄層用4. 5μπι μ C-硅或者無定型硅涂覆。該薄層大多由廣泛應(yīng)用于太陽能電池的諸如二氧化硅，氧氮化硅和/或氮化硅的硅化物制成。該薄層首先出現(xiàn)在包含有氣體分流器的電極4上。該電極利用溫控裝置加溫至大約60°C ；對(duì)應(yīng)電極被加熱至大約 200°C。在涂覆過程中電極之間的相互距離為14mm，電極的面積皆為大約2m2。a)傳統(tǒng)方法(遠(yuǎn)程-等離子體、3KW、微波)遠(yuǎn)程-等離子體-設(shè)備(公司R3T ；用微波激發(fā))被正面螺栓固定在反應(yīng)器上。兩個(gè)電極的距離從14mm升至180mm并且被激發(fā)的NF3通過小孔流入處理室中，并以平流態(tài)流向電極平面。氣體流量為2slm(公升每分鐘)。在腐蝕過程中室內(nèi)的壓力為2mbar。45分鐘后腐蝕步驟結(jié)束。對(duì)反應(yīng)器的目測顯示了統(tǒng)一清潔的表面。腐蝕過程的持續(xù)時(shí)間通過尾氣分析來確定一旦再?zèng)]有SiF4生成，則腐蝕過程結(jié)束。b)根據(jù)本發(fā)明的方法電極間距離為14mm。清潔氣體即含20% F2的N2經(jīng)整合在電極上的氣體噴淋(氣體分流器)以ISslm的流速進(jìn)入處理室中-其中沒有被任何一種放電激發(fā)。當(dāng)15分鐘后處理室總體積為510升，處理室氣壓恒定為250mbar時(shí)，由此關(guān)閉反應(yīng)氣體泵的閥門。接下來的15分鐘氣體混合物以ISslm的流速進(jìn)入鍋爐。最后流速為Oslm并且再對(duì)鍋爐內(nèi)部泵抽10分鐘。之后打開鍋爐并且對(duì)形成的硅層進(jìn)行目測。結(jié)果是完全干凈的鍋爐。令人驚喜的是，不僅熱至200°C的對(duì)應(yīng)電極是被腐蝕干凈的；而且相較而言冷至60°C的電極也被完全清潔了。本發(fā)明中F2-氣體在較熱的對(duì)應(yīng)電極上被激發(fā)，并且因而還足以在較冷的電極上激發(fā)，以使此處也被有效腐蝕。對(duì)此，電極之間大約為14mm的小距離是有利的。根據(jù)本發(fā)明方法(方法b)，經(jīng)過40分鐘的總時(shí)長(從進(jìn)氣到泵抽結(jié)束)，電極和氣體噴淋上4. 5 μ m的涂層被完全去除了。對(duì)比使用R3T遠(yuǎn)程-等離子體-儀器在功率為 3KW和NF3流速為^lm的條件下的傳統(tǒng)方法，使用根據(jù)本發(fā)明的方法更加快捷。
1
如同b)中所提到的，可以肯定的是，通過加熱對(duì)應(yīng)電極實(shí)現(xiàn)了氟基的熱激發(fā)，的確有利于快速和徹底的清潔效果。對(duì)此還進(jìn)行了氟/氮混合物的腐蝕速率與待腐蝕表面溫度之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。圖2的圖形表示了熱活化氟/氮混合物在一輪腐蝕中以nm/s為單位(y-軸)的腐蝕速率，與以。C為單位(χ-軸)的溫度之間的相對(duì)關(guān)系。其中選擇了分壓為250mbar的
氟/氮混合物。在圖2所繪制的圖形中100表示了，與分壓基本上最高為Imbar的低壓條件下的腐蝕相比，自溫度大約為100°C分壓為250mbar時(shí)的腐蝕速率有顯著提高，其中當(dāng)數(shù)值高于 150°C時(shí)腐蝕速率達(dá)到了大于8nm/s。當(dāng)溫度為200°C時(shí)腐蝕速率已增至三倍。因此將電極溫度盡可能提高是有利的，其中必須考慮基于結(jié)構(gòu)的安全和限制，為了不縮短板狀反應(yīng)器、電極或者其他組件的使用壽命。作為好的平衡點(diǎn)溫度為大約200°C， 其表現(xiàn)出了令人滿意的腐蝕速率。其他的電極大多具有較低的溫度，例如20°C至100°C或者60°C至100°C，其溫度優(yōu)選最高比等離子體處理時(shí)高15%，例如基底的等離子體沉積。
權(quán)利要求
1.一種利用清潔氣體沖擊來清潔在處理室內(nèi)部區(qū)域中配置的至少一個(gè)組件的表面的方法，所述清潔氣體包括氟氣，其中所述處理室具有至少一個(gè)電極和對(duì)應(yīng)電極來生成等離子體，所述等離子體用于對(duì)基底進(jìn)行等離子體處理，特別是用于對(duì)表面積大于Im2的平面基底進(jìn)行CVD-或者PECVD-處理，其特征在于，-用總-分壓大于5mbar的氟氣或氣態(tài)氟化合物沖擊待清潔的組件；和/或-熱活化氟氣或氣態(tài)氟化合物；以及加熱待清潔組件至溫度< 350°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，用總-分壓大于5mbar的氟氣或者氣態(tài)氟化合物來沖擊所述內(nèi)部區(qū)域。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在利用清潔氣體沖擊之前，利用等離子體處理優(yōu)選用硅或含硅化合物層進(jìn)行涂覆的基底，并且至少在待清潔的組件上形成了優(yōu)選硅或含硅化合物的殘?jiān)?br> 4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，當(dāng)利用清潔氣體沖擊之前，利用等離子體處理被腐蝕的基底，并且至少在待清潔的組件上形成了優(yōu)選硅或含硅化合物的殘?jiān)?br> 5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，電極、對(duì)應(yīng)電極、電極所配置的氣體分流器、對(duì)應(yīng)電極所配置的基底-支撐面或者處理室的鍋爐壁面的部分區(qū)域中的至少一部分作為待清潔的表面，和/或在使用清潔氣體進(jìn)行沖擊過程中，待清潔表面的溫度最高達(dá)到等離子體處理時(shí)溫度的1. 8倍，優(yōu)選低于60°C，特別優(yōu)選低于20°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，避免在電極、對(duì)應(yīng)電極、氣體分流器、基底-支撐面和/或處理室的鍋爐壁面的表面區(qū)域上形成殘?jiān)?，特別是通過結(jié)構(gòu)-機(jī)械或結(jié)構(gòu)-電覆蓋裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，優(yōu)選通過基底對(duì)基底-支撐面進(jìn)行覆蓋，利用這種方法避免在等離子體處理過程中基底-支撐面生成殘?jiān)?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，支撐裝置的至少部分表面被選為待清潔表面， 其中所述支撐裝置配置至基底-支撐面。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將電極和/或裝配在電極上的氣體分流器的至少部分用作進(jìn)行氟氣和/或氣態(tài)氟化合物熱活化的裝置。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將對(duì)應(yīng)電極和/或裝配在對(duì)應(yīng)電極上的基底-支撐面的至少部分作為進(jìn)行氟氣和/或氣態(tài)氟化合物的熱活化的裝置。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，除了氟氣之外，將惰性氣體，特別是氮或氬用作清潔氣體。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，清潔氣體的等離子體激發(fā)在處理室之內(nèi)和/或之外進(jìn)行，和/或熱活化在處理室之外進(jìn)行。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在利用清潔氣體的沖擊過程中， 電極所配置的氣體分流器的排氣板與對(duì)應(yīng)電極所配置的基底-支撐面之間的距離被設(shè)置為 2mm 至 IOOmm0
14.一種處理室，所述處理室具有至少一個(gè)電極和對(duì)應(yīng)電極，所述電極和對(duì)應(yīng)電極用于形成用于基底的等離子體處理的等離子體，并且所述處理室指定并限定用于根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所進(jìn)行的方法，其中用于利用總-分壓大于5mbar的氟氣或氣態(tài)氟化合物對(duì)待清潔組件進(jìn)行沖擊的裝置和/或?qū)Ψ鷼饣蛘邭鈶B(tài)氟化合物進(jìn)行熱活化并將待清潔組件加熱至溫度< 350°C的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的處理室，其特征在于，所述對(duì)氟氣或者氣態(tài)氟化合物進(jìn)行熱活化的裝置包括電極、電極所配置的氣體分流器、對(duì)應(yīng)電極、對(duì)應(yīng)電極所配置的基底-支撐面和/或處理室外部所配置的熱活化裝置的至少部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的處理室，其特征在于，設(shè)置了在等離子體處理過程中，用于避免在電極、對(duì)應(yīng)電極、氣體分流器和/或基底-支撐面上形成殘?jiān)母采w裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的處理室，其特征在于，設(shè)置了配置在對(duì)應(yīng)電極上的基底-支撐面，在對(duì)基底進(jìn)行等離子體處理的過程中，優(yōu)選地通過基底進(jìn)行覆蓋，以使在等離子體處理過程中不在所述基底-支撐面上形成殘?jiān)?br> 全文摘要
一種利用清潔氣體清潔在等離子處理室內(nèi)部區(qū)域中配置的至少一個(gè)組件的方法，所述清潔氣體包括氟氣，其中所述處理室具有至少一個(gè)電極和對(duì)應(yīng)電極來生成等離子體用于等離子體處理，特別是用于對(duì)表面積大于1m2的平面基底進(jìn)行CVD-或者PECVD-處理，其特征在于，用分壓大于5mbar的氣態(tài)氟化合物沖擊內(nèi)部區(qū)域。在另一種利用清潔氣體清潔在處理室內(nèi)部區(qū)域中配置的至少一個(gè)組件的表面的方法V中，所述清潔氣體為氟氣，其中所述處理室設(shè)置有至少一個(gè)電極和對(duì)應(yīng)電極用于生成等離子體，特別是用于對(duì)表面積大于1m2的平面基底進(jìn)行CVD-或者PECVD-處理，借助控溫裝置對(duì)于氟氣進(jìn)行熱活化，其中待清潔的組件具有＜350℃的溫度。
文檔編號(hào)C23C16/44GK102597306SQ201080036325
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月26日
發(fā)明者H·羅斯特, M·格斯勒, R·貝克曼 申請(qǐng)人:萊博德光學(xué)有限責(zé)任公司