基于管式PECVD镀膜时间的防错程序设计与应用

郭 丽， 武纹平， 陈 丽

(1.山西潞安太阳能科技有限责任公司，山西 长治 046011；2.山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046299)

引 言

镀减反射膜PECVD是多晶硅太阳能电池制备过程的一道重要工序，其薄膜沉积时间决定膜层厚薄，而薄膜的厚薄又反映着减反射的效果即反射光的利用率[1-2]。本文使用的工艺设备为Centrotherm管式镀膜设备，其镀膜时间由CCC(Centrotherm Cell Controller)电脑软件的DLV(Direct Link Varaiation)直接链接变化管理这一文件单独控制。每一个工艺管的沉积时间都对应一个DLV数值，都由DLV这个文件直接控制与管理。而对于产线来说，DLV值需时常人为改动。若DLV改动无区间阈值限制，势必会误操作导致异常工艺而产生的不合格片，严重降低该工艺合格率。因此，建立DLV防错区间的判定对本工艺有着重要意义。

1 存在问题

在PECVD工艺配方中增加目前产线镀膜工艺量产的重点是提高产线合格率。由于现有的PECVD工艺沉积时间是人为手动录入的，而这个录入无上下限阈值就会存在操作员误操作情况，这样的工艺在使用时会有以下问题。

1) 无DLV报错程序。当DLV文件输入与过大或过小时，会造成工艺颜色异常，导致达不到半成品标准的外观要求。

2) 无人机界面的交互提示、无预警的响应。这样发现异常不能够触发报警并立即终止该工艺，导致异常工艺步骤继续进行进而产生大量的不合格品。

3) 无后续的相关DLV异常工艺监测记录。后续的工艺大历史记录可对各工艺状态进行实时观测，没有相关记录会对后续查找分析带来极大的不便。

本文补充相应的DLV报错程序代码并完善库函数，使工艺中DLV一旦超出阈值就会立即响应激活该代码语句，同时又不会影响无误DLV的工艺，有效地降低了产线的不合格率。

2 实验方案

2.1 实验环境

实验使用的工艺设备为德国Centrotherm公司管式镀膜设备，其镀膜时间由CCC电脑软件的DLV文件单独控制。操作系统为Windows XP，硬件配置内存为1.98 GB,Intel(R) Core(TM)2 Quad CPU Q9400@2.66 Hz四核 CPU。

2.2 实验原理

本实验对管式PECVD设备无镀膜时间的DLV上下限的界定的问题，提供了一种阈值判定方法，简化的工艺流程示意如第109页图1所示。其具体方案如下。

1) 根据当前DLV沉积时间为给定一个上下限期望值，即容度值(a,b)。

2) 在工艺中对PECVD的DLV范围进行检测。在生产工艺自动调取输入沉积时间DLV数据文件并判定其是否在其值是否在(a,b)阈值区间。

当调用的DLV文件的DLV值在范围内，则工艺过程判定正常，工艺继续进行，直到工艺结束；否则判定为异常，系统将在电脑界面显示DLV错误报警提示，同时进入第二次DLV值的判定过程。

图1 镀膜时间阈值范围判定方法流程图

在第二次判定中会在人机交互界面弹出对话框询问是否继续工艺，若输入值为“是”则判定为工艺继续，系统将在电脑界面显示工艺继续，并且工艺反应继续进行直到工艺结束；否则工艺中止，同时工艺舟会退出。

2.3 实验验证过程

2.3.1 DLV报错的监测

为验证补充程序能否顺得进行，故意将测试配方KH1的DLV第一层沉积时间由原实际要求配方的工艺时间100 s改错为109 s，测试结果如图2所示。

图2 CESAD电脑中当DLV超出阈值范围时的报警提示图

在CCC电脑中补充DLV判定程序，报警’DLV ERROR!(OK:Continue,AB:Abort)’提示会在人机交互界面显示，直观明显便于操作员发现与处理。如需继续进行按提示输入’OK’，否则输入’AB’，操作简单，对人为输入错误起到了有效预防作用。

2.3.2 历史查找记录

Protocol Analyzer是CCC电脑软件中是工艺炉管监测查找工具，可以查看所有工艺炉管的历史纪录。protocol上有记录如图3。

图3 CCC电脑中Protocol Analyzer下工艺运行及异常报警信息记录图

在输入非指定范围DLV时，在Protocol Analyzer可方便查找的后续工艺运行情况。可具体查看机台、炉管、时间和详细的报警信息。 在此时便看到，错误沉积时间109 s下，报警信息’Warning,check dlv range’提示DLV输入范围有误。

3 结论

本文补充了DLV阈值沉积时间限定的程序，使工艺中有了相应的DLV防错、报错警示的自动化程序，有效了起到预防员工的误操作的作用，并建立了误操作后的再次预防机制，极大稳定了镀膜工艺，降低了产线DLV异常工艺所导致的不良率。