基于管式PECVD鍍膜時間的防錯程序設計與應用

郭 麗， 武紋平， 陳 麗

(1.山西潞安太陽能科技有限責任公司，山西 長治 046011；2.山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046299)

引 言

鍍減反射膜PECVD是多晶硅太陽能電池制備過程的一道重要工序，其薄膜沉積時間決定膜層厚薄，而薄膜的厚薄又反映著減反射的效果即反射光的利用率[1-2]。本文使用的工藝設備為Centrotherm管式鍍膜設備，其鍍膜時間由CCC(Centrotherm Cell Controller)電腦軟件的DLV(Direct Link Varaiation)直接鏈接變化管理這一文件單獨控制。每一個工藝管的沉積時間都對應一個DLV數值，都由DLV這個文件直接控制與管理。而對于產線來說，DLV值需時常人為改動。若DLV改動無區間閾值限制，勢必會誤操作導致異常工藝而產生的不合格片，嚴重降低該工藝合格率。因此，建立DLV防錯區間的判定對本工藝有著重要意義。

1 存在問題

在PECVD工藝配方中增加目前產線鍍膜工藝量產的重點是提高產線合格率。由于現有的PECVD工藝沉積時間是人為手動錄入的，而這個錄入無上下限閾值就會存在操作員誤操作情況，這樣的工藝在使用時會有以下問題。

1) 無DLV報錯程序。當DLV文件輸入與過大或過小時，會造成工藝顏色異常，導致達不到半成品標準的外觀要求。

2) 無人機界面的交互提示、無預警的響應。這樣發現異常不能夠觸發報警并立即終止該工藝，導致異常工藝步驟繼續進行進而產生大量的不合格品。

3) 無后續的相關DLV異常工藝監測記錄。后續的工藝大歷史記錄可對各工藝狀態進行實時觀測，沒有相關記錄會對后續查找分析帶來極大的不便。

本文補充相應的DLV報錯程序代碼并完善庫函數，使工藝中DLV一旦超出閾值就會立即響應激活該代碼語句，同時又不會影響無誤DLV的工藝，有效地降低了產線的不合格率。

2 實驗方案

2.1 實驗環境

實驗使用的工藝設備為德國Centrotherm公司管式鍍膜設備，其鍍膜時間由CCC電腦軟件的DLV文件單獨控制。操作系統為Windows XP，硬件配置內存為1.98 GB,Intel(R) Core(TM)2 Quad CPU Q9400@2.66 Hz四核 CPU。

2.2 實驗原理

本實驗對管式PECVD設備無鍍膜時間的DLV上下限的界定的問題，提供了一種閾值判定方法，簡化的工藝流程示意如第109頁圖1所示。其具體方案如下。

1) 根據當前DLV沉積時間為給定一個上下限期望值，即容度值(a,b)。

2) 在工藝中對PECVD的DLV范圍進行檢測。在生產工藝自動調取輸入沉積時間DLV數據文件并判定其是否在其值是否在(a,b)閾值區間。

當調用的DLV文件的DLV值在范圍內，則工藝過程判定正常，工藝繼續進行，直到工藝結束；否則判定為異常，系統將在電腦界面顯示DLV錯誤報警提示，同時進入第二次DLV值的判定過程。

圖1 鍍膜時間閾值范圍判定方法流程圖

在第二次判定中會在人機交互界面彈出對話框詢問是否繼續工藝，若輸入值為“是”則判定為工藝繼續，系統將在電腦界面顯示工藝繼續，并且工藝反應繼續進行直到工藝結束；否則工藝中止，同時工藝舟會退出。

2.3 實驗驗證過程

2.3.1 DLV報錯的監測

為驗證補充程序能否順得進行，故意將測試配方KH1的DLV第一層沉積時間由原實際要求配方的工藝時間100 s改錯為109 s，測試結果如圖2所示。

圖2 CESAD電腦中當DLV超出閾值范圍時的報警提示圖

在CCC電腦中補充DLV判定程序，報警’DLV ERROR!(OK:Continue,AB:Abort)’提示會在人機交互界面顯示，直觀明顯便于操作員發現與處理。如需繼續進行按提示輸入’OK’，否則輸入’AB’，操作簡單，對人為輸入錯誤起到了有效預防作用。

2.3.2 歷史查找記錄

Protocol Analyzer是CCC電腦軟件中是工藝爐管監測查找工具，可以查看所有工藝爐管的歷史紀錄。protocol上有記錄如圖3。

圖3 CCC電腦中Protocol Analyzer下工藝運行及異常報警信息記錄圖

在輸入非指定范圍DLV時，在Protocol Analyzer可方便查找的后續工藝運行情況。可具體查看機臺、爐管、時間和詳細的報警信息。 在此時便看到，錯誤沉積時間109 s下，報警信息’Warning,check dlv range’提示DLV輸入范圍有誤。

3 結論

本文補充了DLV閾值沉積時間限定的程序，使工藝中有了相應的DLV防錯、報錯警示的自動化程序，有效了起到預防員工的誤操作的作用，并建立了誤操作后的再次預防機制，極大穩定了鍍膜工藝，降低了產線DLV異常工藝所導致的不良率。