本發(fā)明涉及石墨舟清洗，具體涉及一種等離子體處理石墨舟的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著光伏技術(shù)的不斷進步，隧道氧化物鈍化接觸(topcon)太陽能電池技術(shù)已經(jīng)成為了當前主流的電池技術(shù)，量產(chǎn)效率已經(jīng)達到25％以上，且目前topcon太陽能電池的產(chǎn)能仍在持續(xù)擴張中。

2、而在topcon太陽能電池制備工藝中，等離子增強化學氣相沉積(pecvd)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。其中，鈍化接觸薄膜(隧道氧化硅+摻雜多晶硅薄膜)和減反鈍化膜(氮化硅)的制備都需要用到pecvd設(shè)備。光伏產(chǎn)線上的pecvd設(shè)備均是采用石墨舟載具來承載電池片，而石墨舟載具在經(jīng)過多次薄膜沉積工藝后，表面會變得比較粗糙，且電阻率等參數(shù)會發(fā)生變化，導致繼續(xù)進行薄膜沉積時會使得薄膜的均勻性和電性能等變差，這時就需要對石墨舟載具進行清洗。

3、目前，太陽能電池產(chǎn)線比較先進的清洗方法是采用等離子干法清洗技術(shù)，因為該技術(shù)具有清洗簡單，清洗時間短，尾氣處理方便，無需洗舟房和專門的洗舟人員等優(yōu)點，大大增加了石墨舟的時效性。等離子干法清洗技術(shù)包括電容耦合等離子體(ccp)清洗技術(shù)，遠程等離子體(rps)清洗技術(shù)等，但不管是哪種等離子干法清洗技術(shù)，都是將氟化氣體進行電離從而產(chǎn)生活性氟自由基和氟等離子體，其與石墨舟表面的薄膜發(fā)生反應(yīng)形成氣態(tài)生成物從而達到清洗石墨舟的目的。

4、然而，活性氟自由基和氟等離子體在與表面薄膜反應(yīng)的過程中，生成的氣態(tài)生成物(如sif4，f2，nf2等)有一部分會被石墨舟內(nèi)的孔隙所吸附，此外還會形成一些固態(tài)副產(chǎn)物，與石墨舟上的碳單質(zhì)反應(yīng)形成氟碳薄膜附著在石墨舟表面。這些被吸附的氣態(tài)生成物和氟碳薄膜在石墨舟后續(xù)鍍舟和薄膜沉積過程中會持續(xù)釋放出來，導致在鍍舟或薄膜沉積工藝時出現(xiàn)漏率過大報警現(xiàn)象，這嚴重影響了石墨舟的運轉(zhuǎn)效率，從而影響太陽能電池的產(chǎn)能。此外，如不將吸附的氣態(tài)生成物和附著的氟碳薄膜處理掉，也會對形成的薄膜造成污染，從而使得太陽能電池性能下降。

5、過去，在半導體制造領(lǐng)域的刻蝕工序也要使用到氟化氣體對多晶硅和氮化硅等薄膜進行刻蝕，也會遇到清洗后有殘留物等問題，目前已經(jīng)提出了多種濕法和干法的方式去除等離子體干法刻蝕清洗過程中殘留物的方法。

6、濕法處理方法包括rca清洗、hf浸洗和h2so4/h2o2清洗，此外還有uv臭氧的處理方法。但是發(fā)現(xiàn)上述方法都存在明顯的缺點，1)上述濕法處理過程都需要很長的時間，這會導致等離子體干法清洗石墨舟的時效性大大降低，從而降低其清洗產(chǎn)能，增大生產(chǎn)成本；2)需要新增濕法處理設(shè)備和增加化學藥劑的使用，同樣會增加生產(chǎn)成本；3)濕法化學清洗方法與低預算的原位清洗需求不相容。

7、高溫處理法也是一種處理干法清洗過程中殘留物的方法之一，其優(yōu)勢是不需要額外的化學試劑，可以降低成本。但是缺點也比較明顯：1)需要增加額外的高溫處理設(shè)備，且降低了時效性；2)高溫過程容易損傷石墨舟，導致石墨舟壽命縮短。

8、此外，現(xiàn)有技術(shù)中還提及了利用nh3等離子體處理石墨舟表面殘留物氟碳薄膜和石墨舟內(nèi)部的氣態(tài)殘留物。nh3等離子體雖然可以去除殘留物，但nh3等離子體與氟碳薄膜和石墨舟內(nèi)部的氣態(tài)殘留物會發(fā)生反應(yīng)，形成六氟硅酸銨等固態(tài)粉末，容易造成真空管道堵管和真空泵堵泵等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種原理簡單、操作便捷且清潔效率高的等離子體處理石墨舟的方法。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種等離子體處理石墨舟的方法，包括以下步驟：

4、步驟s1、將干法清洗后的石墨舟轉(zhuǎn)移到pecvd鍍舟機臺；

5、步驟s2、將石墨舟放入pecvd爐管內(nèi)，并在石墨舟中插入電極；

6、步驟s3、將pecvd爐管抽真空并加熱；

7、步驟s4、當pecvd爐管內(nèi)壓力和溫度達到預設(shè)值時，通入工藝氣體；

8、步驟s5、向石墨舟上施加射頻電源，將工藝氣體電離形成等離子體，等離子體與石墨舟表面的氟碳薄膜發(fā)生化學反應(yīng)；

9、步驟s6、抽出pecvd爐管內(nèi)反應(yīng)形成的產(chǎn)物，完成石墨舟清洗。

10、作為本發(fā)明的進一步改進，還包括以下步驟：

11、步驟s7、石墨舟清洗完成后關(guān)閉射頻電源并停止通氣，清洗工藝氣體管道，將工藝氣體管道和爐管抽真空后進行檢漏；

12、步驟s8、檢漏通過后，進行鍍舟工藝；

13、步驟s9、鍍舟完成后抽真空，清洗工藝氣體管道后充入氮氣至常壓，打開爐門，取出石墨舟。

14、作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟s4中，當pecvd爐管內(nèi)的壓力抽至5pa以下、溫度為400～500℃時，通入工藝氣體，并使得pecvd爐管內(nèi)的壓力保持在100～300pa。

15、作為本發(fā)明的進一步改進，所述工藝氣體為h2或n2或h2與n2的混合氣體。

16、作為本發(fā)明的進一步改進，所述工藝氣體的總流量為2000～15000sccm。

17、作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟s5中，射頻電源的頻率為40khz～200khz，射頻電源的功率為5000～10000w。

18、作為本發(fā)明的進一步改進，所述射頻電源的功率分階段提升至5000～10000w。

19、作為本發(fā)明的進一步改進，所述射頻電源放電的時間為10～60min。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

21、1、本發(fā)明的等離子體處理石墨舟的方法，利用等離子體技術(shù)處理干法清洗后的石墨舟，在不影響鍍舟工藝和薄膜沉積工藝的前提下通過等離子體技術(shù)將吸附的氣態(tài)生成物和附著的氟碳薄膜等反應(yīng)掉，從而解決了鍍舟工藝和薄膜沉積工藝過程中的漏率過大報警問題和太陽能電池性能下降問題。

22、2、針對濕法處理的缺點，本發(fā)明采用干法等離子體處理技術(shù)，通過在pecvd鍍舟設(shè)備中使用電容耦合等離子生成技術(shù)將h2或n2或兩者的混合氣體進行電離得到氫等離子體或氮等離子體，在一定溫度下與石墨舟上的氣態(tài)和薄膜殘留物反應(yīng)，得到揮發(fā)性的氣態(tài)物質(zhì)，從而解決了石墨舟漏率過大報警的問題，同時本發(fā)明的方法還不需要增加額外的設(shè)備，可以實現(xiàn)在線處理石墨舟，從而大大提升了石墨舟的處理效率，提高了時效性。此外，本發(fā)明的方法不需要高溫，可以減少石墨舟的損傷。最后，本發(fā)明中的氫等離子體和氮等離子體與殘留物反應(yīng)不會形成固體粉末，而是形成hf或nf3等氣態(tài)物質(zhì)，不會對真空管道造成堵塞，提高了pecvd鍍舟設(shè)備的運行平穩(wěn)性。

技術(shù)特征：

1.一種等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，還包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，所述步驟s4中，當pecvd爐管內(nèi)的壓力抽至5pa以下、溫度為400～500℃時，通入工藝氣體，并使得pecvd爐管內(nèi)的壓力保持在100～300pa。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，所述工藝氣體為h2或n2或h2與n2的混合氣體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，所述工藝氣體的總流量為2000～15000sccm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，所述步驟s5中，射頻電源的頻率為40khz～200khz，射頻電源的功率為5000～10000w。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，所述射頻電源的功率分階段提升至5000～10000w。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體處理石墨舟的方法，其特征在于，所述射頻電源放電的時間為10～60min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種等離子體處理石墨舟的方法，包括以下步驟：步驟S1、將干法清洗后的石墨舟轉(zhuǎn)移到PECVD鍍舟機臺；步驟S2、將石墨舟放入PECVD爐管內(nèi)，并在石墨舟中插入電極；步驟S3、將PECVD爐管抽真空并加熱；步驟S4、當PECVD爐管內(nèi)壓力和溫度達到預設(shè)值時，通入工藝氣體；步驟S5、向石墨舟上施加射頻電源，將工藝氣體電離形成等離子體，等離子體與石墨舟表面的氟碳薄膜發(fā)生化學反應(yīng)；步驟S6、抽出PECVD爐管內(nèi)反應(yīng)形成的產(chǎn)物，完成石墨舟清洗。本發(fā)明具有原理簡單、操作便捷且清洗效率高等特點，并且可以實現(xiàn)在線處理石墨舟，從而大大提升了石墨舟的處理效率，提高了時效性。

技術(shù)研發(fā)人員：黃嘉斌,楊彬,趙增超,鄧新新,成秋云
受保護的技術(shù)使用者：湖南紅太陽光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9