硅片表面等离子清洗工艺

太阳能硅片表面等离子体清洗工艺硅片表面残留颗粒的等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗流程，然后进行该气体等离子体启辉。 去除硅片表面颗粒的等离子体清洗方法过程控制容易， 清洗彻底，无反应物残留，所霈工艺气体无毒，成本低，劳动量小，工作效率高。等离子硅片清洗条件参数：1、 硅片表面残留颗粒的等离子体清洗方法， 它包括以下步骤： 首先进行气体冲洗流程，然后进行该气体等离子体启辉；所用气体选自 02、 Ar 、 N2 中的任一种；气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力 10-40 毫托，工艺气体流量 100-500sccm，时间 1-5s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力 1040 毫托，工艺气体流量 100-500sccm，上电极功率 250-400W ，时间 1-10s。2、如 1 所述的等离子体清洗方法，其特征在于所用气体为 02。3、 等离子体清洗方法， 其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为： 腔室压力 15 毫托，工艺气体流量 300sccm，时间 3s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力 15 毫托，工艺气体流量 300sccm，上电极功率 300W ，时间 Ss。4、等离子体清洗方法，其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力 10-20毫托，工艺气体流量 100-300sccm，时间 1-5s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力 10-20毫托，工艺气体流量 100-300sccm，上电极功率 250-400W ，时闾 1-5s。5、 等离子体清洗方法， 其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为： 腔室压力 15 毫托，工艺气体流量 300sccm，时间 3s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力 15 毫托，工艺气体流量 300sccm，上电极功率 300W ，时间 Ss 说 明 书等离子清洗涉及刻蚀工艺领域，并且完全满足去除刻蚀工艺后硅片表面残留颗粒的清洗。背景技术在刻蚀过程中，颗粒的来源很多：刻蚀用气体如 Cl2 、 HBr 、 CF4 等都具有腐蚀性，刻蚀结束后会在硅片表面产生一定数量的颗粒； 反应室的石英盖也会在等离子体的轰击作用下产生石英颗粒；反应室内的内衬 ( liner) 也会在较长时间的刻蚀过程中产生金属颗粒。刻蚀后硅片表面残留的颗粒会阻碍导电连接， 导致器件损坏。 因此， 在刻蚀工艺过程中对颗粒的控制很重要。目前， 常用的去除硅片表面颗粒的方法有两种： 一种是标准清洗 ( RCA) 清洗技术， 另一种是用硅片清洗机进行兆声清洗。 RCA 清洗技术所用清洗装置大多是多槽浸泡式清洗系统。其清洗工序为：一号液 ( SC-1)(NH40H+H202) —，稀释的 HF(DHF)(HF+H20) —，二号液( SC-2)(HCl+ H202) 。其中， SC． 1 主要是去除颗粒沾污（粒子） ，也能去除部分金属杂质。去除颗粒的原理为：硅片表面由于 H202 氧化作用生成氧化膜（约 6nm，呈亲水性） ，该氧化膜又被 NH40H 腐蚀，腐蚀后立即发生氧他，氧化和腐蚀反复进行，附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。自然氧化膜约 0.6nm 厚，与 NH40H 和 H202 的浓度及清洗液温度无关。 SC-2 是用 H202 和 HCL 的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与未被氧化的金属作用生成盐， 并随去离子水冲洗而被去除， 被氧化的金属离子与 CL- 作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。 RCA 清洗技术存在以下缺陷： 需要人工操作，劳动量大，操作环境危险；工艺复杂，清洗时间长，生产效率低；清洗溶剂长期浸泡容易对硅片过腐蚀或留下水痕，影响器件性能；清洗剂和超净水消耗量大，生产成本高；去除粒子效果较好，但去除金属杂质 Al 、 Fe 效果欠佳。用硅片清洗机进行兆声清洗是将硅片吸附在静电卡盘 ( chuck)上，清洗过程中硅片不断旋转， 清洗液喷淋在硅片表面。 可以进行不同转速和喷淋时间的设置， 连续完成多步清洗步骤。典型工艺为：兆声 _氨水 +双氧水（可以进行加温） _水洗 _盐酸 +双氧水 -水洗 _兆声一甩干。用硅片清洗机进行兆声清洗的缺陷表现为： 只能进行单片清洗， 单片清洗时间长， 导致生产效率较低；清洗剂和超净水消耗量大，生产成本高。等离子清洗硅片表面颗粒原理：等离子体清洗方法的原理为：依靠处于“等离子态”的物质的“活化作用， ，达到去除物体表面颗粒的目的。它通常包括以下过程： a．无机气体被激发到等离子态； b．气相物质被吸附在固体表面； c．被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子； d．产物分子解析形成气相； e．反应残余物脱离表面。等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗（ purge）流程，然后进行该气体等离子体启辉。所用工艺气体选自 02、 Ar 、 N2 中的任一种。优选地，所用工艺气体选02。以上所述的等离子体清洗方法， 氕体冲洗流程的工艺参数设置为： 腔室压力 10-40 毫托，工艺气体流量 100-500sccm， 时间 1-5s； 启辉过程的工艺参数设置为： 腔室压力 10-40 毫托，工艺气体流量 100-500sccm，上电极功率 250-400W ，时间 1-10s。优选地，气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力 10-20 毫托，工艺气体流量100-300sccm，时间 1-5s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力 10-20 毫托，工艺气体流量100-300sccm，上电极功率 250-400W ，时间 1.Ss。更优选地， 气体冲洗流程的工艺参数设置为： 腔室压力 15 毫托， 工艺气体流量 300sccm，时间 3s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力 15 毫托，工艺气体流量 300sccm，上电极功率 300W ，时间 Ss。等离子清洗硅片后效果：本发明所述的去除硅片表面颗粒的等离子体清洗方法过程控制容易， 清洗彻底， 无反应物残留，所需工艺气体无毒，成本低，劳动量小，工作效率高。附图说明图 1 等离子体清洗前后的 CD-SEM （关键尺寸量测仪器）图片；其中， CD: Criticaldimension 关键尺寸。图 2 等离子体清洗前后的 FE-SEM（场发射显微镜）图片；其中， FE: field emission 场发射。图 3 等离子体清洗前后的 particle（粒子）图片。在进行完 BT（ break through 自然氧化层去除步骤） 、 ME（ Main Etch 主刻步骤） 、 OE（过刻步骤） 的刻蚀过程后， 立即在 ICP 等离子体刻蚀机 ( PM2) 中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行 02 的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为 15 毫托，02 流量为 300sccm，通气时间为 3s;然后，进行含有 02 的启辉过程：腔室压力设置为 15 毫托， 02 流量为 300sccm，上 RF 的功率设置为 300W．启辉时间为 Ss。采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。在进行完 BT 、 ME 、 OE 的刻蚀过程后，立即在 ICP 等离子体刻蚀机 ( PM2) 中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行 Ar 的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为 10 毫托， Ar 流量为 100sccm，通气时间为 Ss;然后，进行含有 Ar 的启辉过程：腔室压力设置为 10 毫托， Ar 流量为 100sccm， 上 RF 的功率设置为 400W ， 启辉时间为 10s。采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。在进行完 BT 、 ME 、 OE 的刻蚀过程后，立即在 ICP 等离子体刻蚀机 ( PM2) 中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行 N2 的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为 40 毫托， N2 流量为 500sccm，通气时间为 Ss;然后，进行含有 N2 的启辉过程：腔室压力设置为 40 毫托， N2 流量为 500sccm， 上 RF 的功率设置为 250W ， 启辉时间为 10s。采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。南京世锋科技等离子研究中心 QQ283588329 电话： 13926990573 冯涛说 明 书 附 图