本发明专利技术涉及一种用于真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层的方法，所述方法如下，将腔体温度升高到400℃‑450℃后，在将液氮冷却物通入，直到温度骤降到50℃后停止通入，降温过程限制在1min内，通过温控系统控制氮气通入与关闭。该技术方案用于实现真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层,沉积膜层的快速分离，可以广泛运用于各种使用CVD或PVD的真空镀膜设备中。
A Method for Separating and Depositing Film Layer for Accessories in Vacuum Coating Cavity
The present invention relates to a method for separating and depositing a film layer on the fittings of a vacuum coating chamber. The method is as follows: after raising the temperature of the chamber to 400 The technology scheme is used to separate the deposited film from the parts in the vacuum coating chamber, and to separate the deposited film quickly. It can be widely used in various vacuum coating equipments using CVD or PVD.
【技术实现步骤摘要】
一种用于真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层的方法
本专利技术涉及一种方法，具体涉及一种用于真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层的方法，属于材料应用领域。
技术介绍
随着目前现代化工业生产的快速发展，各种新型薄膜材料层出不穷，CVD和PVD技术运用日益广泛。PVD即物理气相沉积，是当前广泛应用的先进的表面处理技术；其工作原理就是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应物沉积在基材上。CVD(ChemicalVaporDeposition,化学气相沉积)，则是把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。CVD和PVD有一定的相似性，一般均需要在高真空腔体中进行，以保证沉积气氛的纯净，从而保证沉积薄膜的特性稳定。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备，晶硅电池片的生产也不例外。在现有技术中，晶硅电池的生产主要流程通常为制绒-扩散-刻蚀-镀膜-丝网印刷烧结-检测。其中，镀膜通常是采用PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition,等离子增强化学气相沉积法)。这里单独介绍一种板式PECVD设备，具体介绍一下它的设备和成膜原理。设备结构图如图1所示。硅片在系统中运动过程为：自动化上料-进入上料腔-预加热-进入工艺腔镀膜-冷却腔降温-下料腔开始下料，利用镀膜载板和等离子发生器等系列设备，在真空，高温环境中将参与反应的工艺气体NH3和SiH4分解为离子状态，然后在永磁体的作用下沉积到达硅片表面,镀膜具体运动过程为：经过刻蚀阶段后的硅片通过花篮装载运入PECVD设备的自动化上，自动化将硅片放入特定石墨框载板上，然后运动的传输滚轮将石墨框送入板式PECVD设备的上料腔，经过加热腔将硅片加热到450℃，同时真空泵将腔体压力抽到5e-2mbar，然后进入工艺腔进行沉积氮化硅膜，工艺结束后进入冷却腔进行降温，然后载有硅片的石墨框通过下料腔离开腔体，最后石墨框通过自动化回框系统回到上料取片放片位置进行下料。此工艺所镀的氮化硅薄膜的生长主要包含以下三个基本过程：（一）在非平衡等离子体中，电子与反应气体发生初级反应，使得反应气体NH3和SiH4发生分解，形成离子和活性基团的混合物；（二）各种活性基团向薄膜生长表面和腔体扩散输运，同时发生各反应物之间的次级反应；（三）到达生长表面的各种初级反应和次级反应产物被吸附并与表面发生反应，同时伴随有气相分子物的再放出。总的反应方程式为：3SIH4+4NH3=Si3N4+2H2。工艺生产获得的氮化硅(Si3N4)膜是深蓝色减反膜，其具有卓越的抗氧化和绝缘性能，同时具有良好的阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力；它的化学稳定性也很好，除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外，其它酸与它基本不起作用。然而，在太阳能电池生产过程中，PECVD工序由于设备或工艺的异常，容易出现镀膜外观不合格电池片。最常见的就是掉渣片，掉渣片是由于设备上长期沉积的氮化硅颗粒掉到硅片表面，导致被颗粒遮挡部位不能正常镀上氮化硅膜的硅片。而且这种沉积在设备上的氮化硅还会堵塞工艺气体的管路，造成下次镀膜异常，这种问题在使用了Roth&Rua公司生产的板式PECVD设备用间接法镀膜的时候尤为突出，为了防止此类问题的发生，需要进行定期设备维护与管理，但是在维护过程中附着在腔体表面的氮化硅层是很难彻底清理干净的。目前常规的清理氮化硅的方法是使用角磨机来打磨主体部分，人工使用一字起和锥子去除管路槽体部分的氮化硅附着物，但是这种方法费时费力，严重影响实际生产中产品产量，影响出货量；还有一种可用的方法是使用喷砂设备直接去除腔体表面氮化硅层，喷砂利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度。喷砂设备虽可以快速干净的清理表面附着的氮化硅，但是四处飞溅的喷料是很难彻底清理干净，后续也有可能会造成设备的运行故障。因此，十分有必要寻找一种高效可靠的方法对设备真空腔体及腔室中的配件薄膜进行定期清理。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层的方法，该技术方案用于实现真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层,沉积膜层的快速分离，可以广泛运用于各种使用CVD或PVD的真空镀膜设备中。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种用于真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层的方法，其特征在于，所述方法如下，将腔体温度升高到400℃-450℃后，在将液氮冷却物通入，直到温度骤降到50℃后停止通入，降温过程限制在1min内，通过温控系统控制氮气通入与关闭。由于氮化硅与腔体内部结构钢材的热膨胀系数不同（氮化硅的线膨胀系数为2.8~3.2×10-6/℃(20~1000℃)，腔体内部不锈钢材料的热膨胀系数为15×10-6/℃(20~1000℃)），在德拜特征温度以上时，冷却降温后两者收缩率不同，氮化硅层收缩较小，造成两者接触面界面应力增大，同时当晶界处于高的应力状态时，氮化硅沉积层强度降低，会产生裂纹，使氮化硅层从不锈钢腔体中自动脱落。在PECVD设备腔体内部氮化硅沉积膜层的去除方法，所述方法如下：步骤一：利用载板传送硅片并在上面镀膜，工艺气体NH3和SiH4通过出口和进入等离子发生器等系列设备，在真空、高温环境中将参与反应的工艺气体NH3和SiH4分解为离子状态，形成高密度等离子区，然后在永磁体的作用下沉积到达硅片表面；同时，在腔体内部沉积氮化硅膜层；步骤二：可在设备腔体内部使用电弧喷涂的方式喷上一层涂层，步骤三：然后在正常工艺生产时的控制温度450℃左右环境下，在设备维护清理前将工艺结束，直接开启液氮冷却系统，将温度从450℃直接降低到50℃，降温时间控制在一分钟左右，步骤四：这时温控系统就会自动停止液氮通入，液氮流量0.05-0.15slpm，同时打开真空泵（防止压力过大），在这一过程中氮气会直接吹扫设备内部，无须人工清理，干净快捷，腔体表面不会由于多次清理出现损伤，不会对腔体内部工艺镀膜的氛围造成破坏，不会改变薄膜性质。所述步骤二具体如下：可在设备腔体内部使用电弧喷涂的方式喷上一层涂层，厚度在300μm～500μm之间，材料选用BA717无机耐热聚釉陶瓷防腐防氧化漆，利用涂层保证在多次升温降温过程中腔体材料不会发生变化，保证设备后续运行中的密封性和工艺稳定性。可拆卸配件氮化硅沉积膜层的去除方法：在现代工业生产中，马弗炉作为一种加热设备被广泛使用，水泥、建材行业中用于小型工件的热加工或处理，医药行业中用于药品的检验、医学样品的预处，分析化学行业中用于水质分析、环境分析等领域的样品处理，因此，可考虑采用马弗炉作为可拆卸配件的加热设备，利用相同的技术原理清理工艺生产中配件表面的氮化硅沉积膜层。先将需要清理的配件按照正确的操作依次拆下，将拆下的配件放入特制的马弗炉中进行加热降温，待工艺程序执行完将配件取出，最后按照拆卸顺序装上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层的方法，其特征在于，所述方法如下，将腔体温度升高到400℃‑450℃后，在将液氮冷却物通入，直到温度骤降到50℃后停止通入，降温过程限制在1min内，通过温控系统控制氮气通入与关闭。
【技术特征摘要】
1.一种用于真空镀膜腔体内配件分离沉积膜层的方法，其特征在于，所述方法如下，将腔体温度升高到400℃-450℃后，在将液氮冷却物通入，直到温度骤降到50℃后停止通入，降温过程限制在1min内，通过温控系统控制氮气通入与关闭。2.采用权利要求1所述方法在PECVD设备腔体内部氮化硅沉积膜层的去除方法，其特征在于，所述方法如下：步骤一：利用载板传送硅片并在上面镀膜，工艺气体NH3和SiH4通过出口和进入等离子发生器等系列设备，在真空、高温环境中将参与反应的工艺气体NH3和SiH4分解为离子状态，形成高密度等离子区，然后在永磁体的作用下沉积到达硅片表面；同时，在腔体内部沉积氮化硅膜层；步骤二：可在设备腔体内部使用电弧喷涂的方式喷上一层涂层，步骤三：然后在正常工艺生产时的控制温度450℃左右环境下，在设备维护清理前将工艺结束，直接开启液氮冷却系统，将温度从450℃直接降低到50℃，降温时间控制在一分钟左右，步骤四：这时温控系统就会自动停止液氮通入，液氮...
【专利技术属性】
技术研发人员：皇韶峰，朱豪杰，
申请(专利权)人：江苏华恒新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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