检验板式PECVD微波能力的方法技术

本发明专利技术公开一种检验板式PECVD微波能力的方法，包括步骤：S1、设计镀膜参数；S2、选取待测石英管，仅开启待测石英管的单一端微波系统，同时通入反应气，采用镀膜参数对硅片进行镀膜，获取测试片样本；S3、逐一对每根石英管每端的微波系统循环操作S2；S4、分别选取各组测试片样本上平行于微波传导方向的同一列测试片作为测试列，检测各测试列中各个测试片的膜厚，若测试列中膜厚最大值与最小值的差值不大于20nm，则与之对应的待测石英管测试端微波能力正常；若否，则与之对应的待测石英管的测试端微波能力异常。本发明专利技术提供的方法可以精准锁定微波传导异常的石英管，以及发生异常的微波端，排查出镀膜不均匀、产能降低的原因。

【技术实现步骤摘要】
检验板式PECVD微波能力的方法
本专利技术涉及硅电池制造
，尤其涉及一种检验板式PECVD微波能力的方法。
技术介绍
板式PECVD沉积氮化硅膜的原理为借助微波使含有薄膜组成原子的气体电离形成等离子体进行反应，从而在基片上沉积出所期望的薄膜。微波的能力是否正常很大因素上决定了氮化硅膜的沉积是否能达标。微波是指频率为300MHz～300GHz的电磁波，微波的能力会随传输距离的增加呈现递减的趋势。正常情况下，线性的微波功率从输入端开始会沿着石英管的方向逐渐衰退；但当石英管等硬件出现异常时，微波功率的衰退趋势会发生骤变，从而影响微波的能力，使基片的镀膜效果发生异样。现有的板式PECVD反应仓通常使用六根石英管和铜质天线组成同轴系统，在工作时，同时向六根石英管中通入反应气体，并开启每根石英管两端的微波形成高频电场，以将各个石英管内的反应气体电离为等离子体附着在硅片表面形成氮化硅薄膜。目前产业化的PECVD企业对石英管进行排障时，大多采用相对判定的方法，该方法的步骤为：(1)首先设计出合适的工艺参数，独立开启每根石英管的特气输入通道，同时打开该石英管两端的微波，测试出该石英管的膜厚和折射率；如此循环，通过6次检测收集出每根石英管的膜厚和折射率；(2)对六组石英管的膜厚和折射率进行横向比较，若某一石英管的数据与其他相比差异明显，即可以初步判定该石英管的特气流量计可能存在异常；(3)对该异常石英管采取措施以解决。上述方法通过某一石英管膜厚和折射率数据的不匹配，判断出该石英管的特气流量计出现了比较严重的偏高或者偏低现象，从而排查出PECVD装置生产电池片转换效率低的原因；但是却无法解决在生产过程中所出现的镀膜不均和色差的问题，因为采用上述方法对各组石英管的数据进行横向比对时，不会出现明显的数据异常，因此无法找出是因哪一根石英管发生故障而影响了整个设备的微波能力，同时更无法精确锁定出该石英管哪一端的微波能力发生了减弱，目前尚未有相应的排障方法，因此，当微波传导在氮化硅膜沉积过程出现异常时，通常采取的方式是，盲目的更换所有的石英管，这无疑会增加生产成本，且即使更换石英管也往往不能从根本上解决因微波传导异常所带来的镀膜不均的色差问题，因此亟需一种能够准确排查和检验微波能力的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种检验板式PECVD微波能力的方法，该方法可以精准锁定微波传导异常的石英管，以及发生异常的微波端，排查出镀膜不均匀、产能降低的原因。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种检验板式PECVD微波能力的方法，包括以下步骤：S1、以单根正常石英管的单一端微波系统提供镀膜所需的微波功率为条件，设计镀膜参数，以使生成的镀膜厚度为50-100nm；S2、任选一根石英管作为待测石英管，关闭其余石英管上的微波系统，仅开启所述待测石英管的单一端微波系统，同时向所述待测石英管中通入反应气，采用S1中所述镀膜参数对硅片进行镀膜，获取测试片样本；S3、逐一对每根石英管每端的微波系统循环操作S2，分别获得一一对应的测试片样本；S4、分别选取各组测试片样本上平行于微波传导方向的同一列测试片作为测试列，检测各组所述测试列中各个测试片的膜厚，并进行纵向比对，若所述测试列中膜厚最大值与最小值的差值不大于20nm，则与之对应的待测石英管测试端微波能力正常；若否，则与之对应的待测石英管的测试端微波能力异常。当然除了通过测量膜厚并纵向比对来判断石英管的微波能力，在实际应用中还可以通过横向比对各测试列上镀膜颜色的变化趋势来判断，具体地：若S4中各测试列的颜色变化趋势是从深到浅逐渐变淡，则与之对应的待测石英管测试端微波能力正常；若有突变，则与之对应的待测石英管测试端的异常。该判断方法可以作为一种辅助手段，直观筛查并快速粗略锁定异常的石英管，最终的判断结果还应以对测试列膜厚的纵向比对结果来判定。作为一种可选的实施例，S4还包括检测各组所述测试列中各个测试片的折射率，通过横向比对各组所述测试列中测试片的膜厚和折射率，找出膜厚和/或折射率与其他组明显异常的测试列，进而对应判断出特气流量计异常的石英管；所述明显异常包括：所述测试列中测试片的膜厚与折射率之间呈正相关；或者所述测试列中各测试片的膜厚与折射率均呈负相关，但是某一测试列中各测试片的膜厚相较于其他测试列的膜厚差值大于10nm。作为一种可选的实施例，所述镀膜数据包括微波功率、反应气的流量、相位、带速、微波开启时间与微波关闭时间脉冲的比值；其中，所述微波功率为3000-4000W；所述反应气包括NH3和SiH4，所述NH3的流量为500-700sccm，所述SiH4的流量为200-300sccm；所述相位为30-80度；所述比值为8:8；所述带速为40-60cm/min。作为一种可选的实施例，所述微波功率为3500W；所述反应气包括NH3和SiH4，所述NH3的流量为600sccm，所述SiH4的流量为250sccm；所述相位为50度；所述带速为50cm/min；所述比值为8:8。SCCM(StandardCubicCentimeterperMinute)是表示每分钟标准毫升。作为一种可选的实施例，S2中所述硅片为单晶硅片或多晶硅片。作为一种可选的实施例，S2中所述硅片在镀膜之前至少经过制绒、扩散、去除背面及四周PN结、去除PSG和/或BSG的步骤。作为一种可选的实施例，S2中所述硅片在镀膜之前还叠加了氧化铝沉积、热氧化或SE激光步骤中的一步或几步。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的板式PECVD微波能力检验方法能够精准锁定微波传导异常的石英管以及异常的微波端，可作为一种排查镀膜不均、产能过低的方法，采用本专利技术得到的检测结果可以明确发生问题的原因，从而能有针对性的对问题部位进行维护，有效解决因微波传导异常导致的PECVD镀膜不均匀产生色差品质不良问题，和因微波异常导致的带速偏低影响产能的问题，进而提升氮化硅减反射钝化薄膜的性能，提升产能。采用本申请所述的方法进行检测时，其设计思路为：先制定检测所需的镀膜参数，该镀膜参数的设定依据为以单根正常石英管的单一端微波系统提供镀膜所需的微波功率为条件，因此其可作为后续检测每根石英管每端微波能力的标准参数，而且采用该镀膜参数在检测单根石英管单一端微波能力时可以生成厚度为50-100nm的镀膜，该厚度的镀膜能够满足后续的检测工具的识别，从而提高基础数据的准确度，进而提升比对精度；然后在检测时仅打开待检测的某一根石英管所对应的反应气，及该待测石英管单一端的微波系统对硅片进行镀膜，即关闭除了待测石英管以外其他石英管的微波系统，仅由待测石英管一端的微波系统提供镀膜所需的微波功率，然后根据设定的镀膜参数，例如温度、气体流量、带速、相位等工艺参数，获取具有50-100nm膜厚的测试片；如此循环，对所有石英管的每一端逐一检测，获得一一对应的测试片样本；接着分别选取各组测试片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检验板式PECVD微波能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、以单根正常石英管的单一端微波系统提供镀膜所需的微波功率为条件，设计镀膜参数，以使生成的镀膜厚度为50-100nm；/nS2、任选一根石英管作为待测石英管，关闭其余石英管上的微波系统，仅开启所述待测石英管的单一端微波系统，同时向所述待测石英管中通入反应气，采用S1中所述镀膜参数对硅片进行镀膜，获取测试片样本；/nS3、逐一对每根石英管每端的微波系统循环操作S2，分别获得一一对应的测试片样本；/nS4、分别选取各组测试片样本上平行于微波传导方向的同一列测试片作为测试列，检测各组所述测试列中各个测试片的膜厚，并进行纵向比对，若所述测试列中膜厚最大值与最小值的差值不大于20nm，则与之对应的待测石英管测试端微波能力正常；若否，则与之对应的待测石英管的测试端微波能力异常。/n

【技术特征摘要】
1.一种检验板式PECVD微波能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以单根正常石英管的单一端微波系统提供镀膜所需的微波功率为条件，设计镀膜参数，以使生成的镀膜厚度为50-100nm；
S2、任选一根石英管作为待测石英管，关闭其余石英管上的微波系统，仅开启所述待测石英管的单一端微波系统，同时向所述待测石英管中通入反应气，采用S1中所述镀膜参数对硅片进行镀膜，获取测试片样本；
S3、逐一对每根石英管每端的微波系统循环操作S2，分别获得一一对应的测试片样本；
S4、分别选取各组测试片样本上平行于微波传导方向的同一列测试片作为测试列，检测各组所述测试列中各个测试片的膜厚，并进行纵向比对，若所述测试列中膜厚最大值与最小值的差值不大于20nm，则与之对应的待测石英管测试端微波能力正常；若否，则与之对应的待测石英管的测试端微波能力异常。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4还包括检测各组所述测试列中各个测试片的折射率，通过横向比对各组所述测试列中测试片的膜厚和折射率，找出膜厚和/或折射率与其他组明显异常的测试列，进而对应判断出特气流量计异常的石英管。
其中，所述明显异常包括：所述测试列中测试片的膜厚与折射率之间呈正相关；或者所述测试列中各测试片的膜厚与折射率均呈负...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱少杰，王贵梅，赵江雷，
申请(专利权)人：晶澳太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13