一种太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池片制造装备、等离子刻蚀、真空反应腔技术领域，尤其是一种太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构。
【背景技术】
[0002]等离子刻蚀(RIE)广泛应用于微电子器件制造，包括半导体芯片、液晶显示薄膜晶体管(TFT)驱动器、微电机体系、太阳能干法制绒等。它的基本理念是含有氟和氯的前质气体(例如SF6, CF4, CCl4, (:12等)在等离子作用下离化产生F和Cl等具有强力化学活性的自由基、离子对基板表面进行刻蚀反应。为形成等离子体，需要在真空腔体里实现。一般说来能够承受真空压力的有效材料是钢。但是钢或铁跟F或Cl能产生化学反应，并且当沾染到微电子器件上时对其性能会产生负面影响。
[0003]为解决污染问题，业界通常用铝合金或阳极氧化铝来做(RIE)的腔体材料。但是铝合金不好焊接，所以必须从一整块的铝合金铸件来掏空加工。这样不仅材料成本高，而且加工成本高。尤其在本发明应用中把RIE用于太阳能电池片表面制绒(称干法制绒)，需要巨大的腔体，其宽度超过I米以上。这样加工成本非常高。
[0004]RIE工艺反应腔必须具有以下功能要素:1、承受真空压力不能有大的变形；2、耐化学腐蚀；3、不能产生对硅片污染金属离子。目前，国外设备的工艺反应腔的制造方法是用单一的铝合金铸件，整体掏空切削加工成型。此方法的主要缺点是:(I)大型反应腔体加工难度大，费用高；(2)由于大型腔体承受真空压力，而铝合金的强度相对较低，腔壁厚度增大，设备总体尺寸加大；(3)反应腔与门阀和其他腔体联结相对困难。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的技术的不足，本发明提供了一种太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构，该腔体主体由多块不锈钢板材拼装焊接而成，不锈钢板材的表面喷镀特氟龙涂层，特氟龙涂层表面镶嵌可拆卸的铝合金内衬铠装板。
[0007]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述特氟龙涂层为PTFE，PFA，或FEP (美国DuPond杜邦公司)材料。
[0008]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述不锈钢板材表面经过喷砂处理。
[0009]根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述合金内衬铠装板为铝板或表面经过深度阳极氧化处理的铝内衬铠装板。
[0010]本发明的有益效果是，
(1)相比于整块铝加工，多块不锈钢板材焊接形成的腔体和可拆卸的小块铝合金内衬铠装板降低了加工难度，减少了交工费用；
(2)多块不锈钢板材和可拆卸的小块铝合金内衬铠装板的组合在真空压力下腔体形变小；
(3)多块不锈钢板材和可拆卸的小块铝合金内衬铠装板的组合拆装方便，可有效解决反应腔与门阀和其他腔体联结困难的问题；
(4)铝合金内衬铠装板具有耐化学腐蚀，能有效阻挡高能粒子对涂层的轰击，并且不会对娃片造成金属离子污染。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]图1是RIE工艺反应腔腐蚀示意图。
[0013]图2是国外设备工艺反腔结构示意图。
[0014]图3是本发明反应腔结构示意图。
[0015]图4是图3中反应腔I部结构放大示图。
[0016]图中，1、工艺化学气体入口，2、工艺反应腔体，3、上平行电极板，4、RF射频电源，5、化学气体产生的F、Cl自由基可能对腔体的腐蚀，6、因腔体的腐蚀而产生金属离子析出和污染，7、化学气体产生的F、Cl自由基，对硅片的刻蚀，8、等离子体，9、真空泵，10、下平行电极板，11、晶片，12、不锈钢板材，13、特氟龙(PTFE)涂层，14、铝合金内衬铠装板，15、铝合金紧固件。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，等离子刻蚀(RIE)工艺反应腔腐蚀示意图。1、表示工艺化学气体入口 ；2、是工艺反应腔体；3、是上平行电极板；4、是RF射频电源；5、表示化学气体产生的F、Cl自由基可能对腔体的腐蚀；6、表示因腔体的腐蚀而产生金属离子析出和污染；7、表示化学气体产生的F、Cl自由基，对硅片的刻蚀；8、为等离子体；9、为真空泵；10、为下平行电极板；11、为晶片。RF射频电源4把高频电压加到平行电极板3、10上，对腔体内低压化学气体放电产生等离子体。这种具有化学活性的等离子体8，通常由氯气和碳氟气体放电产生的，它不仅含有电子、离子，还有大量的活性自由基，如Cl、F、Cl-、F-等。这些化学气体产生的F、C1自由基7在鞘层电压的作用下，轰击裸露的晶片11表面从而对晶片11的各向异性刻蚀。另一方面，在工艺进行时，腔体处于等离子体中，化学气体产生的F、C1自由基可能对腔体的腐蚀5会与腔壁金属的Fe等反应并进去到气氛中，Fe离子因腔体的腐蚀而产生金属离子析出和污染6附着在基板表面，对基板产生致命的金属离子污染。
[0018]如图2所示，现有技术中的RIE工艺反应腔体采用单一的铝合金铸件，是整体掏空切削加工成型的，加工比较麻烦。与载板传输、气体分布、真空抽气、真空检测、离子源安装的许多加工特征不是本发明的主要改进点，故不在示意图上完全表示了。
[0019]如图3、4所示，本发明的反应腔结构示意图。腔体主结构由多块不锈钢板材12拼装焊接而成。不锈钢板材12的表面喷镀特氟龙涂层13。为了增强特氟龙涂层13与不锈钢板材12表面的结合力，不锈钢板材12表面需喷砂处理。经过高温固化的特氟龙涂层13，能有效防止工艺活性气体对不锈钢板材12表面的化学腐蚀。特氟龙涂层13表面镶嵌可拆卸的铝合金内衬铠装板14。铝合金内衬铠装板14可直接是铝板，或者是表面经过深度氧化处理的铝内衬铠装板。铝合金内衬铠装板14边缘做成插口式，相互之间的搭接没有垂直通缝，这样能有效阻挡高能粒子对特氟龙涂层13的直接轰击。铝合金内衬铠装板14，通过铝合金紧固件15，固定在不锈钢板材12上。若铝合金内衬铠装板14需要清洗或更换，可拆除铝合金紧固件15，从而方便拆卸铝合金内衬铠装板14。本发明的铝合金内衬铠装板具有耐蚀性，能有效阻挡高能粒子对涂层的轰击，并且不会对硅片造成金属离子污染。
[0020]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明，所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于太阳能干法制绒领域。对于液晶显示、电子IC制造等相关(RIE)刻蚀设备，以及在不脱离本发明构思的前提下，派生的系列产品，例如具备用氟化合物自动清洗腔体功能的等离子源强化的真空镀膜(PECVD)腔体，都应当视为属于本发明，所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【主权项】
1.一种太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构，其特征是， 该腔体主体由多块不锈钢板材拼装焊接而成，不锈钢板材的表面喷镀特氟龙涂层，特氟龙涂层表面镶嵌可拆卸的铝合金内衬铠装板。2.根据权利要求1所述的太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构，其特征是，所述特氟龙涂层为PTFE，PFA,或FEP材料。3.根据权利要求1所述的太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构，其特征是，所述不锈钢板材表面经过喷砂处理。4.根据权利要求1所述的太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构，其特征是，所述铝合金内衬铠装板为铝板或者表面经过深度阳极氧化处理的铝内衬铠装板。
【专利摘要】本发明涉及太阳能电池片制造装备、等离子刻蚀、真空反应腔技术领域，尤其是一种太阳能电池干法制绒工艺用的反应腔的腔体结构。腔体主体由多块不锈钢板材拼装焊接而成，不锈钢板材的表面喷镀特氟龙涂层，特氟龙涂层表面镶嵌可拆卸的铝合金内衬铠装板。特氟龙涂层为PTFE，PFA，或FEP材料。所述不锈钢板材表面经过喷砂处理。铝合金内衬铠装板为铝板或者表面经过深度阳极氧化处理的铝内衬铠装板。本发明降低了加工难度，减少了交工费用；在承受大型腔体的真空压力下变形小；拆装方便，可有效解决反应腔与门阀和其他腔体联结困难的问题；铝合金内衬铠装板具有耐化学腐蚀，能有效阻挡高能粒子对涂层的轰击，并且不会对硅片造成金属离子污染。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN104934505
【申请号】CN201510396125
【发明人】黄培恩, 谭兴波, 贾云涛, 上官泉元
【申请人】常州比太科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月8日