基于管式PECVD鍍膜時(shí)間的防錯(cuò)程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用

郭 麗， 武紋平， 陳 麗

(1.山西潞安太陽能科技有限責(zé)任公司，山西 長治 046011；2.山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)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(shí)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(shè)備為Centrotherm管式鍍膜設(shè)備，其鍍膜時(shí)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(dú)控制。每一個(gè)工藝管的沉積時(shí)間都對(duì)應(yīng)一個(gè)DLV數(shù)值，都由DLV這個(gè)文件直接控制與管理。而對(duì)于產(chǎn)線來說，DLV值需時(shí)常人為改動(dòng)。若DLV改動(dòng)無區(qū)間閾值限制，勢(shì)必會(huì)誤操作導(dǎo)致異常工藝而產(chǎn)生的不合格片，嚴(yán)重降低該工藝合格率。因此，建立DLV防錯(cuò)區(qū)間的判定對(duì)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(chǎn)線鍍膜工藝量產(chǎn)的重點(diǎn)是提高產(chǎn)線合格率。由于現(xiàn)有的PECVD工藝沉積時(shí)間是人為手動(dòng)錄入的，而這個(gè)錄入無上下限閾值就會(huì)存在操作員誤操作情況，這樣的工藝在使用時(shí)會(huì)有以下問題。

1) 無DLV報(bào)錯(cuò)程序。當(dāng)DLV文件輸入與過大或過小時(shí)，會(huì)造成工藝顏色異常，導(dǎo)致達(dá)不到半成品標(biāo)準(zhǔn)的外觀要求。

2) 無人機(jī)界面的交互提示、無預(yù)警的響應(yīng)。這樣發(fā)現(xiàn)異常不能夠觸發(fā)報(bào)警并立即終止該工藝，導(dǎo)致異常工藝步驟繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)而產(chǎn)生大量的不合格品。

3) 無后續(xù)的相關(guān)DLV異常工藝監(jiān)測(cè)記錄。后續(xù)的工藝大歷史記錄可對(duì)各工藝狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，沒有相關(guān)記錄會(huì)對(duì)后續(xù)查找分析帶來極大的不便。

本文補(bǔ)充相應(yīng)的DLV報(bào)錯(cuò)程序代碼并完善庫函數(shù)，使工藝中DLV一旦超出閾值就會(huì)立即響應(yīng)激活該代碼語句，同時(shí)又不會(huì)影響無誤DLV的工藝，有效地降低了產(chǎn)線的不合格率。

2 實(shí)驗(yàn)方案

2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)使用的工藝設(shè)備為德國Centrotherm公司管式鍍膜設(shè)備，其鍍膜時(shí)間由CCC電腦軟件的DLV文件單獨(dú)控制。操作系統(tǒng)為Windows XP，硬件配置內(nèi)存為1.98 GB,Intel(R) Core(TM)2 Quad CPU Q9400@2.66 Hz四核 CPU。

2.2 實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)對(duì)管式PECVD設(shè)備無鍍膜時(shí)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(jù)當(dāng)前DLV沉積時(shí)間為給定一個(gè)上下限期望值，即容度值(a,b)。

2) 在工藝中對(duì)PECVD的DLV范圍進(jìn)行檢測(cè)。在生產(chǎn)工藝自動(dòng)調(diào)取輸入沉積時(shí)間DLV數(shù)據(jù)文件并判定其是否在其值是否在(a,b)閾值區(qū)間。

當(dāng)調(diào)用的DLV文件的DLV值在范圍內(nèi)，則工藝過程判定正常，工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行，直到工藝結(jié)束；否則判定為異常，系統(tǒng)將在電腦界面顯示DLV錯(cuò)誤報(bào)警提示，同時(shí)進(jìn)入第二次DLV值的判定過程。

圖1 鍍膜時(shí)間閾值范圍判定方法流程圖

在第二次判定中會(huì)在人機(jī)交互界面彈出對(duì)話框詢問是否繼續(xù)工藝，若輸入值為“是”則判定為工藝?yán)^續(xù)，系統(tǒng)將在電腦界面顯示工藝?yán)^續(xù)，并且工藝反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行直到工藝結(jié)束；否則工藝中止，同時(shí)工藝舟會(huì)退出。

2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程

2.3.1 DLV報(bào)錯(cuò)的監(jiān)測(cè)

為驗(yàn)證補(bǔ)充程序能否順得進(jìn)行，故意將測(cè)試配方KH1的DLV第一層沉積時(shí)間由原實(shí)際要求配方的工藝時(shí)間100 s改錯(cuò)為109 s，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 CESAD電腦中當(dāng)DLV超出閾值范圍時(shí)的報(bào)警提示圖

在CCC電腦中補(bǔ)充DLV判定程序，報(bào)警’DLV ERROR!(OK:Continue,AB:Abort)’提示會(huì)在人機(jī)交互界面顯示，直觀明顯便于操作員發(fā)現(xiàn)與處理。如需繼續(xù)進(jìn)行按提示輸入’OK’，否則輸入’AB’，操作簡單，對(duì)人為輸入錯(cuò)誤起到了有效預(yù)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(jiān)測(cè)查找工具，可以查看所有工藝爐管的歷史紀(jì)錄。protocol上有記錄如圖3。

圖3 CCC電腦中Protocol Analyzer下工藝運(yùn)行及異常報(bào)警信息記錄圖

在輸入非指定范圍DLV時(shí)，在Protocol Analyzer可方便查找的后續(xù)工藝運(yùn)行情況?？删唧w查看機(jī)臺(tái)、爐管、時(shí)間和詳細(xì)的報(bào)警信息。 在此時(shí)便看到，錯(cuò)誤沉積時(shí)間109 s下，報(bào)警信息’Warning,check dlv range’提示DLV輸入范圍有誤。

3 結(jié)論

本文補(bǔ)充了DLV閾值沉積時(shí)間限定的程序，使工藝中有了相應(yīng)的DLV防錯(cuò)、報(bào)錯(cuò)警示的自動(dòng)化程序，有效了起到預(yù)防員工的誤操作的作用，并建立了誤操作后的再次預(yù)防機(jī)制，極大穩(wěn)定了鍍膜工藝，降低了產(chǎn)線DLV異常工藝所導(dǎo)致的不良率。