CN108364866B - 非晶硅表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种非晶硅表面处理方法，非晶硅表面处理方法包括如下步骤：在真空腔室内，对含氧气体进行第一次电离操作，形成第一等离子体，采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作；其中，所述含氧气体为氧气、二氧化氮中的至少一种；在真空腔室内，对碳氟气体、氢气和氩气的混合气体进行第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作。上述处理方法，第一等离子体中的活性氧分子对混合物中的有机物具有较好的清除作用，第二等离子体能够较好地去除混合物中的二氧化硅，能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及显示设备制造技术领域，特别是涉及一种非晶硅表面处理方法及准分子激光退火处理传送系统。
背景技术
LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)工艺中，通常会涉及将非晶硅(Amorphous Silicon，A-Si)经过ELA(Excimer Laser Annealing，准分子激光退火)转变成P-Si(polycrystalline silicon，多晶硅)的过程。
然而，非晶硅表面在与空气接触时，使得非晶硅表面容易形成一层混合物，该混合物以有机物和二氧化硅为主，该混合物的存在会严重影响非晶硅的ELA效果，由此也会造成P-Si的电气特性性能变差，进而影响薄膜晶体管的性能。
虽然，LTPS工艺中，在ELA前一般采用DHF(Dilute Hydrofluoric Acid，稀氟氢酸)处理非晶硅表面的混合物。但经DHF处理后的基板会存在一定的损伤，使得非晶硅表面会出现不同程度的MURA(不均匀、有斑点、不均匀的痕迹)现象，其MURA的存在会严重影响薄膜晶体管的性能。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够较好地去除非晶硅表面的混合物以及能够减少非晶硅表面出现MURA的非晶硅表面处理方法及准分子激光退火处理传送系统。
一种非晶硅表面处理方法，包括如下步骤：
在真空腔室内，对含氧气体进行第一次电离操作，形成第一等离子体，采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作；其中，所述含氧气体为氧气、二氧化氮中的至少一种；
在真空腔室内，对碳氟气体、氢气和氩气的混合气体进行第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作。
在其中一个实施例中，在所述第二次干法刻蚀操作之后，所述非晶硅表面处理方法还包括如下步骤：
在真空腔室内，对氧气进行第三次电离操作，形成第三等离子体，采用所述第三等离子体对经过第二次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第三次干法刻蚀操作。
在其中一个实施例中，所述第一次电离操作中，所述含氧气体的流量为300sccm-600sccm。
在其中一个实施例中，所述第一次电离操作中，所述含氧气体的流量为480sccm-500sccm。
在其中一个实施例中，第一次干法刻蚀操作为反应离子刻蚀或者电感耦合式等离子刻蚀。
在其中一个实施例中，所述第一次干法刻蚀操作持续时间为20秒～30秒。
在其中一个实施例中，所述第一次电离操作中，所述含氧气体的流量为492sccm。
在其中一个实施例中，所述碳氟气体为C2H5、C2HF5、C4F8、C5F8、CHF3和CH2F2中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为“40-80”：“10-50”：“200-300”。
在其中一个实施例中，所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为“50-60”：“40-45”：“270-280”。
在其中一个实施例中，所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为57：43：276。
在其中一个实施例中，第二次干法刻蚀操作为反应离子刻蚀或者电感耦合式等离子刻蚀。在其中一个实施例中，所述第二次干法刻蚀操作的持续时间为10秒～30秒。
上述非晶硅表面处理方法，通过采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作，第一等离子体中的活性氧分子对混合物中的有机物具有较好的清除作用，反应方程式为：O*+CxHyOz→CO2+H2O，如此，能够达到清洁非晶硅表面的目的。通过采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，能够较好地去除混合物中的二氧化硅，碳氟气体、氢气和氩气的混合气体经电离形成CFx +、F+、H+、Ar+等粒子，其会与非晶硅层表面的混合物中的二氧化硅发生如下反应：CFx ++SiO2→SiF4+CO2+etc，F++Si→SiF4，H++F+→HF，F+的存在会造成Si大量刻蚀，通过加入氢气，电离后产生的H+与F+结合，大量消耗F+，还能够减少对非晶硅的刻蚀，提高了刻蚀选择比，从而能够较好地去除非晶硅表面的混合物且对非晶硅的影响较小。如此，相对于传统的通过DHF处理非晶硅表面的混合物的方法，经过上述非晶硅表面处理方法处理后对基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
需要进一步说明的是，通过采用氩气与碳氟气体和氢气一起电离操作形成第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，在此过程中，通过加入氩气，能够进一步减少F+对非晶硅的刻蚀，从而相较于仅仅使用碳氟气体和氢气处理时，能够提高刻蚀比，使得对于基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
附图说明
图1为本发明一实施方式的非晶硅表面处理方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例1处理后的样品经过ELA后的电镜下示意图；
图3为对比例1处理后的样品经过ELA后的电镜下示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如，一种非晶硅表面处理方法，包括如下步骤：在真空腔室内，对含氧气体进行第一次电离操作，形成第一等离子体，采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作；其中，所述含氧气体为氧气、二氧化氮中的至少一种；在真空腔室内，对碳氟气体、氢气和氩气的混合气体进行第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作。又如，非晶硅层亦可理解为设置有非晶硅层的基板。需要说明的是，如何在基板上设置非晶硅层，请参考现有技术，本申请在此不再赘述。
为了进一步说明上述非晶硅表面处理方法，又一个例子是，请参阅图1，非晶硅表面处理方法，包括如下步骤：
S110：在真空腔室内，对含氧气体进行第一次电离操作，形成第一等离子体，采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作；其中，所述含氧气体为氧气、二氧化氮中的至少一种；
需要说明的是，在非晶硅ELA前，其与空气接触时，洁净环境的空气中不可避免地会存在漂浮的有机物，从而容易使得有机物漂浮在非晶硅表面。此外，非晶硅与空气中的氧气接触时，容易形成一层以二氧化硅为主的氧化物。有机物和以二氧化硅为主的氧化物若不去除，对于ELA性能具有重要的影响，会严重影响非晶硅的ELA效果，由此也会造成P-Si的电气特性性能变差，进而影响薄膜晶体管的性能。
本实施例中，通过采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作，含氧气体经过电离后形成第一等离子体，第一等离子体中的活性氧分子(O*)对混合物中的有机物具有较好的清除作用，反应方程式为：O*+CxHyOz→CO2+H2O，如此，能够达到清洁非晶硅表面的目的。
一实施例中，所述第一次电离操作中，所述含氧气体的流量为300sccm-600sccm，如此，形成的第一等离子体能够对混合物中的有机物具有更好的清除作用。尤其需要说明的是，当含氧气体的流量过低，即低于300sccm时，形成的第一等离子体能够对混合物中的有机物较难达到较好的清除作用，使得对混合物中的有机物难以去除彻底，此外，进行第一次干法刻蚀操作的处理时间也会相应延长，而当含氧气体的流量过高，例如高于600sccm时，含氧气体极容易对非晶硅产生较大影响，会影响ELA效果以及产品质量，经过申请人多次实验反复证实，通过所述含氧气体的流量为300sccm-600sccm，如此既能够较好地去除混合物中的有机物，还对非晶硅产生的影响较小，几乎没有影响。优选的，所述含氧气体的流量为480sccm-500sccm，如此，既能够更好地去除混合物中的有机物，还对非晶硅产生的影响更小。更优选的，所述第一次电离操作中，所述含氧气体的流量为492sccm，如此，既能够更好地去除混合物中的有机物，还对非晶硅产生的影响更小。优选的，所述含氧气体为氧气，如此，既能够更好地去除混合物中的有机物，还对非晶硅产生的影响更小。
一实施例中，所述第一次电离操作中，形成所述第一等离子体的射频信号源(RFSource)为1000W-3000W，射频偏压(RF Bias)为500W-1000W，如此，能够较好地形成所述第一等离子体，形成的第一等离子体中的活性氧分子(O*)对混合物中的有机物具有较好的清除作用。优选的，所述第一次电离操作中，形成所述第一等离子体的射频信号源(RFSource)为2000W，射频偏压(RF Bias)为900W，如此，能够较好地形成所述第一等离子体，形成的第一等离子体中的活性氧分子(O*)对混合物中的有机物具有更好的清除作用。
例如，所述第一次干法刻蚀操作为RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)或ICP(inductive coupled plasma，电感耦合式等离子刻蚀)。如此，能够较好地进行干法刻蚀操作。
一实施例中，所述第一次干法刻蚀操作持续时间为20秒～30秒，优选的，所述第一次干法刻蚀操作持续时间为26秒，如此，第一等离子体中的活性氧分子(O*)对混合物中的有机物具有较好的清除作用。尤其需要说明的是，当所述含氧气体为氧气，所述含氧气体的流量为492sccm，形成所述第一等离子体的射频信号源(RF Source)为2000W，射频偏压(RFBias)为900W，如此，既能够更好地去除混合物中的有机物，还对非晶硅产生的影响更小。
其它实施例中，所述含氧气体为氧气和二氧化氮，所述氧气和所述二氧化氮的流量比为1：1.8，所述氧气的流量为200sccm，所述二氧化氮的流量为360sccm，形成所述第一等离子体的射频信号源(RF Source)为2000W，射频偏压(RF Bias)为900W，如此，既能够更好地去除混合物中的有机物，还对非晶硅不产生影响。
S120：在真空腔室内，对碳氟气体、氢气和氩气的混合气体进行第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作。
通过采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，能够较好地去除混合物中的二氧化硅，碳氟气体、氢气和氩气的混合气体经电离形成CFx +、F+、H+、Ar+等粒子，其会与非晶硅层表面的混合物中的二氧化硅发生如下反应：CFx ++SiO2→SiF4+CO2+etc，F++Si→SiF4，H++F+→HF，F+的存在会造成Si大量刻蚀，通过加入氢气，电离后产生的H+与F+结合，大量消耗F+，还能够减少对非晶硅的刻蚀，提高了刻蚀选择比，从而能够较好地去除非晶硅表面的混合物且对非晶硅的影响较小。如此，相对于传统的通过DHF处理非晶硅表面的混合物的方法，经过上述非晶硅表面处理方法处理后对基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
尤其需要说明的是，通过仅仅采用碳氟气体和氢气处理时，刻蚀比较小，依然会对非晶硅层产生损伤，使得非晶硅表面依然容易出现MURA。本实施例中，通过采用氩气与碳氟气体和氢气一起电离操作形成第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，在此过程中，通过加入氩气，能够进一步减少F+对非晶硅的刻蚀，从而相较于仅仅使用碳氟气体和氢气处理时，能够提高刻蚀比，使得对于基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
一实施例中，所述碳氟气体为C2H5、C2HF5、C4F8、C5F8、CHF3和CH2F2中的至少一种。如此，能够较好地去除非晶硅表面的混合物且对非晶硅的影响较小。优选的，所述碳氟气体为C2HF5和C4F8中的至少一种，如此，能够更好地去除非晶硅表面的混合物而对非晶硅的影响更小。
一实施例中，所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为“40-80”：“10-50”：“200-300”，如此，能够更好地去除非晶硅表面的混合物而对非晶硅的影响更小。又如，所述碳氟气体的流量为40sccm-80sccm，所述氢气的流量为10sccm-50sccm，又如，所述氩气的流量为200sccm-300sccm，经申请人反复证实，通过所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为“40-80”：“10-50”：“200-300”，且所述氩气的流量为200sccm-300sccm，能够进一步减少F+对非晶硅的刻蚀，从而相较于仅仅使用碳氟气体和氢气处理时，能够进一步提高刻蚀比，使得对于基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。优选的，所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为“50-60”：“40-45”：“270-280”。更优选的，所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为57：43：276，又如，所述氩气的流量为276sccm，如此，能够进一步减少F+对非晶硅的刻蚀，从而相较于仅仅使用碳氟气体和氢气处理时，能够进一步提高刻蚀比，使得对于基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
一实施例中，形成所述第二等离子体的射频信号源(RF Source)为3000W-4000W，射频偏压(RF Bias)为3000W-4500W，如此，能够较好地形成第二等离子体，形成的第二等离子体能够更好地去除非晶硅表面的混合物而对非晶硅的影响更小。优选的，形成所述第二等离子体的射频信号源(RF Source)为3500W，射频偏压(RF Bias)为3500W，如此，能够更好地形成第二等离子体，形成的第二等离子体能够更好地去除非晶硅表面的混合物而对非晶硅的影响更小。
例如，所述第二次干法刻蚀操作为RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)或ICP(inductive coupled plasma，电感耦合式等离子刻蚀)。如此，能够较好地进行干法刻蚀操作。
一实施例中，所述第二次干法刻蚀操作的持续时间为10秒～30秒，如此，能够更好地去除非晶硅表面的混合物而对非晶硅的影响更小。优选的，所述第二次干法刻蚀操作的持续时间为23秒，如此，能够更好地去除非晶硅表面的混合物而对非晶硅的影响更小。
上述非晶硅表面处理方法，通过采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作，第一等离子体中的活性氧分子对混合物中的有机物具有较好的清除作用，反应方程式为：O*+CxHyOz→CO2+H2O，如此，能够达到清洁非晶硅表面的目的。通过采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，能够较好地去除混合物中的二氧化硅，碳氟气体、氢气和氩气的混合气体经电离形成CFx +、F+、H+、Ar+等粒子，其会与非晶硅层表面的混合物中的二氧化硅发生如下反应：CFx ++SiO2→SiF4+CO2+etc，F++Si→SiF4，H++F+→HF，F+的存在会造成Si大量刻蚀，通过加入氢气，电离后产生的H+与F+结合，大量消耗F+，还能够减少对非晶硅的刻蚀，提高了刻蚀选择比，从而能够较好地去除非晶硅表面的混合物且对非晶硅的影响较小。如此，相对于传统的通过DHF处理非晶硅表面的混合物的方法，经过上述非晶硅表面处理方法处理后对基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
在又一实施例中，在所述第二次干法刻蚀操作之后，所述非晶硅表面处理方法还包括如下步骤：
在真空腔室内，对氧气进行第三次电离操作，形成第三等离子体，采用所述第三等离子体对经过第二次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第三次干法刻蚀操作。
如此，第三等离子体中的活性氧分子(O*)与非晶硅层反应，能够在非晶硅层表面形成一层均匀的纯的SiO2，反应方程式如下：O*+Si→SiO2，如此，一层均匀的纯的SiO2，经过申请人反复研究发现，其能够进一步减少非晶硅表面出现MURA，能够较好地进行ELA进行晶化，从而能够提高产品质量。优选的，所述第三次电离操作中，形成所述第三等离子体的射频信号源(RF Source)为1000W-3000W，射频偏压(RF Bias)为500W-1000W，如此，能够较好地形成所述第三等离子体，形成的第三等离子体中的活性氧分子(O*)能够进一步减少非晶硅表面出现MURA，能够较好地进行ELA进行晶化，从而能够提高产品质量。优选的，所述第三次电离操作中，形成所述第三等离子体的射频信号源(RF Source)为2000W，射频偏压(RFBias)为900W，如此，能够较好地形成所述第三等离子体，形成的第三等离子体中的活性氧分子(O*)能够进一步减少非晶硅表面出现MURA，能够较好地进行ELA进行晶化，从而能够提高产品质量。又如，所述第三次电离操作中，所述氧气的流量为300sccm-600sccm，优选的，所述第三次电离操作中，所述氧气的流量为450sccm-470sccm，更优选的，所述第三次电离操作中，所述氧气的流量为465sccm，如此，能够较好地形成所述第三等离子体，形成的第三等离子体中的活性氧分子(O*)能够进一步减少非晶硅表面出现MURA，能够较好地进行ELA进行晶化，从而能够提高产品质量。又如，所述第三次干法刻蚀操作持续时间为20秒～25秒，优选的，所述第一次干法刻蚀操作持续时间为22秒，如此，能够进一步减少非晶硅表面出现MURA，能够较好地进行ELA进行晶化，从而能够提高产品质量。
例如，所述第三次干法刻蚀操作为RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)或ICP(inductive coupled plasma，电感耦合式等离子刻蚀)。如此，能够较好地进行干法刻蚀操作。
上述非晶硅表面处理方法，通过采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作，第一等离子体中的活性氧分子对混合物中的有机物具有较好的清除作用，反应方程式为：O*+CxHyOz→CO2+H2O，如此，能够达到清洁非晶硅表面的目的。通过采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，能够较好地去除混合物中的二氧化硅，碳氟气体、氢气和氩气的混合气体经电离形成CFx +、F+、H+、Ar+等粒子，其会与非晶硅层表面的混合物中的二氧化硅发生如下反应：CFx ++SiO2→SiF4+CO2+etc，F++Si→SiF4，H++F+→HF，F+的存在会造成Si大量刻蚀，通过加入氢气，电离后产生的H+与F+结合，大量消耗F+，还能够减少对非晶硅的刻蚀，提高了刻蚀选择比，从而能够较好地去除非晶硅表面的混合物且对非晶硅的影响较小。如此，相对于传统的通过DHF处理非晶硅表面的混合物的方法，经过上述非晶硅表面处理方法处理后对基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
下面结合具体实施例，继续对本发明予以说明。
选取在将要在ELA前的两组产品，该两组产品均形成非晶硅层之后。
实施例1
一种非晶硅表面处理方法，包括如下步骤：
在真空腔室内，对含氧气体进行第一次电离操作，形成第一等离子体，采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作；其中，所述含氧气体为氧气，所述含氧气体的流量为492sccm，形成所述第一等离子体的射频信号源(RF Source)为2000W，射频偏压(RF Bias)为900W，所述第一次干法刻蚀操作为RIE，所述第一次干法刻蚀操作持续时间为26秒；
在真空腔室内，对碳氟气体、氢气和氩气的混合气体进行第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作；其中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为57：43：276，碳氟气体为C4F8，C4F8的流量为57sccm，氢气的流量为43sccm，所述氩气的流量为276sccm；形成所述第二等离子体的射频信号源(RF Source)为3500W，射频偏压(RF Bias)为3500W，所述第二次干法刻蚀操作为RIE，所述第二次干法刻蚀操作的持续时间为23秒。
之前将经过实施例1中非晶硅表面处理方法处理后的非晶硅经过ELA工艺晶化后，放置在电镜下观察，观察结果见图2。
对比例1
直接将未经过处理的非晶硅经过ELA工艺晶化后，放置在电镜下观察，观察结果见图3。
根据图2可以看出，实施例1的A-Si表面没有混合物时，P-Si晶粒完整，晶界明显，ELA晶化效果好。根据图3可以看出，对比例1的A-Si表面存在混合物时，P-Si无明显晶粒，排列也是无序的，ELA晶化效果差。
上述非晶硅表面处理方法，通过采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作，第一等离子体中的活性氧分子对混合物中的有机物具有较好的清除作用，反应方程式为：O*+CxHyOz→CO2+H2O，如此，能够达到清洁非晶硅表面的目的。通过采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，能够较好地去除混合物中的二氧化硅，碳氟气体、氢气和氩气的混合气体经电离形成CFx +、F+、H+、Ar+等粒子，其会与非晶硅层表面的混合物中的二氧化硅发生如下反应：CFx ++SiO2→SiF4+CO2+etc，F++Si→SiF4，H++F+→HF，F+的存在会造成Si大量刻蚀，通过加入氢气，电离后产生的H+与F+结合，大量消耗F+，还能够减少对非晶硅的刻蚀，提高了刻蚀选择比，从而能够较好地去除非晶硅表面的混合物且对非晶硅的影响较小。如此，相对于传统的通过DHF处理非晶硅表面的混合物的方法，经过上述非晶硅表面处理方法处理后对基板及非晶硅的损伤极小，从而能够减少非晶硅表面出现MURA，从而能够提高产品质量。
一实施例中，在所述非晶硅表面处理方法中，在采用所述第二等离子体对经过第二次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作之后，所述非晶硅表面处理方法还包括如下步骤：
将经过第二次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层传送至ELA处理机台中，以进行ELA操作。需要说明的是，如何在ELA处理机台中进行ELA操作请参考现有技术，本申请在此不再赘述。又如，所述非晶硅层设置于基板上，所述将经过第二次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层传送至ELA处理机台中，具体为：待所述基板上的所述非晶硅层经所述第二次干法刻蚀操作处理后，将所述基板传送至ELA处理机台中，又如，将基板传送至ELA处理机台中包括如下步骤：
将基板传送至传送腔室A内，其中传送腔室A为真空状态；
将传送腔室A内的基板传送至处于真空状态的缓冲腔室B内中，待基板处于缓冲腔室B中后，向缓冲腔室B中充入氮气，直至缓冲腔室B内的气压处于标准大气压状态，即为充满氮气的大气压状态；
将处于充满氮气的大气压状态的缓冲腔室B的基板传送至传送腔室B中，其中传送腔室B中的气压为充满氮气的大气压状态；
将处于充满氮气的大气压状态的传送腔室B的基板传送如ELA机台中，ELA机台中的气压为充满氮气的大气压状态；ELA机台中设置有ELA设备，以对基板上的非晶硅操作进行ELA操作。
如此，上述非晶硅表面处理方法，能够减少处理好的A-Si表面与空气的接触时间，从而进一步地能够减少非晶硅表面出现MURA，能够提高产品质量。
一实施例中，在经过ELA操作之后，所述非晶硅表面处理方法还包括如下步骤：将基板传送至传送腔室B中，其中，传送腔室B为充满氮气的大气压状态；
将处于充满氮气的大气压状态的缓冲腔室B的基板传送至缓冲腔室B中，其中，缓冲腔室B为充满氮气的大气压状态；
如此，能够确保经过ELA后处理后，非晶硅转变为多晶硅后，能够减少非晶硅表面与空气的接触时间，从而进一步地能够减少出现MURA，能够提高产品质量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种非晶硅表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
在真空腔室内，对含氧气体进行第一次电离操作，形成第一等离子体，采用所述第一等离子体对非晶硅层进行第一次干法刻蚀操作；其中，所述含氧气体为氧气和二氧化氮中的至少一种；
在真空腔室内，对碳氟气体、氢气和氩气的混合气体进行第二次电离操作，形成第二等离子体，采用所述第二等离子体对经过第一次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第二次干法刻蚀操作，其中，氢气电离后形成的H+与碳氟气体电离后形成的F+结合，以减少对非晶硅的刻蚀。
2.根据权利要求1所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，在所述第二次干法刻蚀操作之后，所述非晶硅表面处理方法还包括如下步骤：
在真空腔室内，对氧气进行第三次电离操作，形成第三等离子体，采用所述第三等离子体对经过第二次干法刻蚀操作处理后的所述非晶硅层进行第三次干法刻蚀操作。
3.根据权利要求1所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，所述第一次电离操作中，所述含氧气体的流量为300sccm-600sccm。
4.根据权利要求3所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，所述第一次干法刻蚀操作为反应离子刻蚀。
5.根据权利要求3所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，所述第一次干法刻蚀操作为电感耦合式等离子刻蚀。
6.根据权利要求4至5任一项中所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，所述第一次干法刻蚀操作持续时间为20秒～30秒。
7.根据权利要求1所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，所述碳氟气体为C2H5、C2HF5、C4F8、C5F8、CHF3和CH2F2中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，所述第二次电离操作中，碳氟气体、氢气和氩气的流量比为“40-80”：“10-50”：“200-300”。
9.根据权利要求8所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，第二次干法刻蚀操作为反应离子刻蚀或者电感耦合式等离子刻蚀。
10.根据权利要求9所述的非晶硅表面处理方法，其特征在于，所述第二次干法刻蚀操作的持续时间为10秒～30秒。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101122749A (zh) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻图形的形成方法 |
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| CN104925739A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 二氧化硅的刻蚀方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101122749A (zh) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻图形的形成方法 |
| CN103346065A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-10-09 | 上海和辉光电有限公司 | 激光退火的方法及装置 |
| CN104925739A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 二氧化硅的刻蚀方法 |
| CN105097984A (zh) * | 2014-05-12 | 2015-11-25 | 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 | 一种硅基异质结太阳能电池钝化层前期处理方法 |
| CN106298446A (zh) * | 2015-06-29 | 2017-01-04 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 用于清洁等离子体处理室和衬底的方法 |
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