工艺故障排除指南(PECVD)
太阳能电池PECVD故障解除
1．设备工程师常见故障解决方法一．“Boat not correct on Paddle“ （舟在浆上位置不正确）1. 在CESAR屏幕上按“return（返回）/enter（确认）” 键确定错误信息2. 输入“ab”确认程序退出信息3. 切换到system（系统）/handling（处理）, 将lift（升降机）移到Storage3 （储存架3）4. 检查boat（舟）是否正确放置在paddle（浆）上，如果没有，用绝热手套将其放置正确。
5. 在CESAR菜单中选择Service（服务）/TAB recovery （恢复）handling6. 设置manual（手动）/boat（舟）/position（位置）/set point（设定点）=07. 如果boat（舟）不移动，设置manual（手动）/boat （舟）/speed（速度）=1508. 如果“Boat not correct on Paddle（舟在浆上位置不正确）”还是不消失，尝试如下操作：１．在CESAR菜单中选择manual（手动）tab/vacuum(真空度)/pressure（压力）=minimum（最小值），Gas（气体）/N2NO（氮气阀门）=open(开)，直到”Atmo reached（压力到达）”, 关闭N2NO（Gas/N2NO=close）。
２．在打开机器大门之前将auto/hand 设置成hand ３．抓住paddle(j浆)的柄，用手移动paddle （浆）４．设置manual（手动）/boat（舟）/position（位置）/set point（设定值）=0５．在CESAR菜单中选择Service（服务）/TAB recovery （恢复）handling（手动）, 这时炉门应该自动关闭６．如果没有，选择manual（手动）/boat（舟）/service （服务）/homing（回原点）=start二．“boat already on paddle” （舟已在浆上）1. 在CESAR菜单中选service tab/InitDevs, 由此安装了各种器件，SLS 向上。
PECVD常见问题
PECVD常见问题
1.一线工艺腔抽真空经常达不到工艺要求（一般到不了e-3）。
并且在加载工艺后抽真空压强有时出现上升现象。
2.二线进料腔传输马达震动较大，在传输过程中伴有较大声
响，马达发热严重。
3.一线工艺腔位置传感器密封玻璃破碎，导致真空抽不下去。
4.一线微波头大部分已经到了使用寿命，剩下的待换。
5.二线进料腔盖板曾经受力过大导致所有盖板打开后关不
上。
6.二线进料腔红外加热管损坏严重，已断了12根，盖板及
陶瓷片较一线明显偏黑。
并且已烧断3个保险丝。
7.二线在加载工艺后连续出现进料腔工艺腔及加热器3交流
接触器报警。
8.二线门板开关接触不良。
9.一线曾经出现微波天线无法进出现象。
10.一二线微波电源接线时常接触不良。
11.一线2号微波头换上曾经风扇不转。
12.更换工艺腔机械臂具体操作过程。
13.PNOZ错误是怎么回事。
PECVD的原理与故障分析
PECVD的原理与故障分析摘要薄膜制备工艺在超大规模集成电路技术中有着非常广泛的应用，按照其成膜方法可分为两大类：物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积（CVD）。
等离子增强型化学气相淀积（PECVD）是化学气相淀积的一种，其淀积温度低是它最突出的优点。
PECVD淀积的薄膜具有优良的电学性能、良好的衬底附着性以及极佳的台阶覆盖性，正由于这些优点使其在超大规模集成电路、光电器件、MEMS等领域具有广泛的应用。
本文简要介绍了PECVD工艺的种类、设备结构及其工艺原理，根据多年对设备维护的经验，介绍了等离子增强型化学气相淀积（PECVD）设备的基本结构，总结了这类设备的常见故障及解决措施。
1PECVD的种类1.1射频增强等离子体化学气相淀积（RF-PECVD）等离子体化学气相淀积是在低压化学气相淀积的同时，利用辉光放电等离子对过程施加影响，在衬底上制备出多晶薄膜。
这种方法是日本科尼卡公司在1994年提出的，其等离子体的产生方法多采用射频法，故称为RF-PECVD。
其射频电场采用两种不同的耦合方式，即电感耦合和电容耦合[1]。
1.2甚高频等离子体化学气相淀积（VHF-PECVD）采用RF-PECVD技术制备薄膜时，为了实现低温淀积，必须使用稀释的硅烷作为反应气体，因此淀积速度有限。
VHF-PECVD技术由于VHF激发的等离子体比常规的射频产生的等离子体电子温度更低、密度更大[2]，因而能够大幅度提高薄膜的淀积速率，在实际应用中获得了更广泛的应用。
1.3介质层阻挡放电增强化学气相淀积（DBD-PECVD）DBD-PECVD是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电（又称介质阻挡电晕放电或无声放电）。
这种放电方式兼有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行特点，正逐渐用于制备硅薄膜中[3]。
1.4微波电子回旋共振等离子体增强化学气相淀积（MWECR-PECVD）MWECR-PECVD是利用电子在微波和磁场中的回旋共振效应，在真空条件下形成高活性和高密度的等离子体进行气相化学反应。
PECVD工艺概论
⑨Utility供给—工作气体SiH4、PH3、NH3、H2、NF3、N2、 Utility供给—工作气体SiH Ar、高纯99.999%N CDA、 Ar、高纯99.999%N2、CDA、PCW(Process Cooling Water)、 Water)、DI(De_ionized Water)。
⑧真空系统—主要包括真空规(B-gauge：1mtorr~10torr和C真空系统—主要包括真空规(B-gauge：1mtorr~10torr和 gauge：10torr~760torr)以及各种valve（ gauge：10torr~760torr)以及各种valve（Vacuum valve and Throttle valve）。排出的气体在Scrubber处进行溶水 valve）。排出的气体在Scrubber处进行溶水 或燃烧处理。
3.2 Multi层薄膜 Multi层薄膜
Layer name Film Thickness Source gas 描述
g-SiNx:H g-SiNx:L Multi a-Si:L a-Si:H n+ a-Si a-
3500± 3500±10%Å 500± 500±10%Å 500± 500±15%Å 1300± 1300±20%Å 500± 500±20%Å
②PI测试 PI测试
4.工艺不良分析 4.工艺不良分析
①Wall性paticle：主要由于diffuser以及chamber Wall性paticle：主要由于diffuser以及chamber 内壁film脱落，或者说cleanseason的时候做的不 内壁film脱落，或者说cleanseason的时候做的不 够彻底，仍有残留的film存在。 够彻底，仍有残留的film存在。 ②Discolor：指的是glass表面颜色不均匀，说明 Discolor：指的是glass表面颜色不均匀，说明 glass 沉积膜的厚度不同，虽然很少发生，但是对于 yield影响很大，主要原因在于沉积膜的过程中， yield影响很大，主要原因在于沉积膜的过程中， susceptor上面垫了东西，即有东西掉在上面，这 susceptor上面垫了东西，即有东西掉在上面，这 样直接导致了glass与diffuser之间的spacing不一 样直接导致了glass与diffuser之间的spacing不一 致，而根据4.3所讲的，spacing正是影响薄膜 致，而根据4.3所讲的，spacing正是影响薄膜 uniformity的主要因素。 uniformity的主要因素。
PECVD一般异常处理
PECVD：等离子增强化学气相淀积，英文全称为Plasma Enhance Chemical Vapour Deposition目录：一、镀膜原理二、管式PECVD镀膜的各工艺参数具体控制范围三、PECVD膜的作用、简述膜的特性。
四、常见的异常情况管P部分平板部分一、镀膜原理所谓等离子体，是指气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部分外层电子脱离原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合组成的一种形态，这种形态就称为等离子态。
等离子体在化学气相沉积中有如下作用：(1).将反应物中的气体分子激活成活性离子，降低反应所需的温度；(2).加速反应物在基片表面的扩散作用（表面迁移作用），提高成膜速度；(3).对于基体表面及膜层表面具有溅射清洗作用，溅射掉那些结合不牢的粒子，从而加强了形成的薄膜和基片的附着力；(4).由于反应物中的原子、分子、离子和电子之间的碰撞、散射作用，使形成的薄膜厚度均匀间接等离子：等离子没有直接和硅片接触（Roth&Rau, 岛津）直接等离子：等离子直接接触硅片( Centrotherm )间接等离子直接等离子等离子不直接接触硅片等离子直接接触硅片，会对硅片表面造成轰击等离子高能量密度等离子低能量密度高效的间接激活方式point-of-use的激活方式downstream丧失有活性的反应物downstream短，反应物可以被激活高频限制沉积区域低频可以满足较大的沉积区域存在混合和沉积的均匀性问题混合和沉积降至最低的不均匀硅片不会影响等离子的控制硅片会影响等离子的控制，会造成色差等影响没有等离子加热等离子加热硅片，钝化效果会加强只会由于机器本身产生色差片除了机器本身，还有其他原因产生色差片原理：管式PECVD的原理就是通过脉冲射频激发受热的稀薄气体进行辉光放电形成等离子体，通过两片相对应的石墨片加相反的交变电压使等离子在极板间加速撞击气体，运动到硅片表面完成镀膜过程。
影响镀膜效果主要的机器本身工艺参数有：(1).镀膜工艺时候真空压力(2).镀膜工艺温度(3).镀膜工艺气体流量比(4).镀膜工艺和总气体流量(5).射频功率以及脉冲开关时间(6).等离子体的沉积方向由于管式PECVD是直接镀膜过程，镀膜效果会受到很多外界因素的干扰，并且这些干扰对膜的质量产生很严重的影响；(1).石墨舟本身的使用状况(2).硅片表面形貌的差异二、管式PECVD镀膜的各工艺参数具体控制范围1.镀膜工艺时候真空压力真空压力对镀膜速率而言很重要，是成膜较为关键的因素，目前在尚德镀膜工艺保持稳定的情况下，管式PECVD的真空压力为；156多晶：1700 mTorr ，大约相当于226.65 Pa。
pecvd详解
为了保证设备的稳定和安全运行，用户必须遵守、坚持维护及测试规定，并且要周期性维护。
设备的维护、操作、安装等任务必须由有资质的人员执行。
这些人必须非常熟悉整个机械的设计和功能，包括电力系统！他们必须能采取适当措施，以排除对健康和安全的风险以及设备的伤害!安全说明要认真研究，以防人员伤亡或设备损坏!我们对由于维护不正确而造成的人员伤害及材料损伤不负责任！表2中的安排详细描述了正常操作下SiNA必要的维护。
如果有必要，可根据经验来调整维护计划。
维护工作必须由经过正确的训练和指导的技术员完成！部件每天每周每月每年真空规PKR251比较压力并调整大气压调定点（如果必要）检查并清洁PKR251 Baratron比较压力并调整真空压力调定点（如果必要）TPR265比较压力并调整大气压和真空压强调定点（如果必要）检查并清洁TPR265泵GV600N2流量，水和油水平/质量检查检查管路和泵的接口更换油，清洁冷却水套EH4200水流量和油水平/质量检查检查管路和泵的接口更换油传送装置马达检查传送带驱动装置和滑轮检查张紧装置滑轮真空旋转接头检查传送带驱动滑轮（内/外）润滑定位探测器清洁（工艺腔）清扫所有探测器硅片托架检查所有导轨每半年清洁一次托架阀闸门阀真空检测+目视检查清洁润滑角阀(LC+ULC)真空检测清洁角阀(PC)真空检测清洁辅助冷却目视检查水的质量清洁过滤器单元；清洁设施系统水流量监视器（半年）压缩空气检查除水器+压力排空除水器工艺气体检查压力氮气检查压力检查气柜上N2的压力开关是否正确调整腔体盖板密封检查、清洁取出、清洁更换上料腔清洁密封圈+栅彻底清洁工艺腔清洁密封圈+栅彻底清洁下料腔清洁密封圈+栅彻底清洁等离子源石英管更换屏蔽罩清洁彻底清洁气体喷头目视检查所有进气孔清洁风扇目视检查所有过滤器清洁过滤器表2 推荐的SiNA系统的维护计划。
PECVD常见问题及其解决方案
清洁感应器
总电源无法开启
欠压保护继电器烧坏
Load chamber: water failure WW1（或是其它数字序号）
Process chamber: water failure WW3（或其它数字序号）
Microwave 7: gen. error(1-8号任意一个等离子源，即微波源有错误不能启动)
刚刚启动控制软件的时候
不明，但与冷却水压有关
结束工艺后往工艺腔中填充氮气的时候
System: water failure WW5(或者是其它数字序号)
1.刚刚开机的时候；
2.启动等离子源半分钟到2分钟之内。
冷却水流量不过，原因是水压超出正常范围
首先关闭停止工艺，关闭软件，调整冷却水进水口和出水口的水压进水3±0.2bar，出水2±0.2bar，再启动软件
启动等离子体后0.5-2分钟内
与冷却水有关，可能会与上述错误同时发生
同上
加热器报错
Load chamber: infrared heater error contactor
启动等离子源后0.5-2分钟之内，且这三个报错一般同时出现
一般是由于冷却水流量报警时间超过微波电源的最长允许时间，微波电源启动安全联锁,启动加热器报警。
停止工艺，关闭软件，重新调整冷却水压，进水3±0.2bar，出水2±0.2bar，再启动软件
Process chamber: heater 2 error contactor
System: N2pressure to low
在连续向上料、下料和工艺腔中充氮气的时候
氮气压力过低，是进气口流量不够的表现
某个腔的压力开关出错，无法发送“>900mbar”或“<1mbar”的信号，导致腔与腔之间的闸门阀无法打开
PECVD简单故障处理
PECVD简单故障处理刘奥运2012年02月29日1舟信息设置与加载项手动添加舟信息删除舟信息选取该项表示工艺结后舟信息自动删除选取该项表示将舟设为准备状态选取该项表示退舟工艺结束后,将该舟信息屏蔽选择该项表示该舟自动运行一次选择该项表示不能自动加载工艺选取该项表示工艺运行时,该舟必须被载入3ＣＥＳＡＲ主操作界面炉管号当前工艺信息炉温设置值PLC 状态外部炉温内部炉温TGA 状态炉管状态尾气状态PADDLE 位置SLS 位置炉门状态PID 设置值工艺运行时间高频电源的状态高频电源的设置值/实际值/电压/电流/脉冲开启/关断宽度4故障现象应对措施1.当机械臂在抓舟的过程中出现下面报警信息时“The boat sensor has detected no boat in thegrip ,although a boat should be in the grip, please check boat In grip sensor and try again ”请检察左右机械臂两个抓手的微开关是否被压下:2.当退舟时如果发生这样的报警:“BOAT FAITURE”或是EXCEPTION AT BOATLOADING SYSTEM：BOAT IS NOT CORRECTON PADDLE ,REMOVE PROBLEM MANUALLY ANDTHEN FREE DEVICE WITH SERVICE FUNCTION , RECOVERY -HANDLING ”PRESS ANY KEY TO CONTINUE具体ＣＭＩ报警画面如下图所示:请仔细观察舟在桨上的位置是否正确，舟的脚是否碰到炉管。
在位置正确和脚不碰炉管的情况下先按下回车键，再执行“MANUAL—SERVICE—RECOVERY—HANDLING”命令。
如果伴随出现其它异常，请通知设备人员处理。
异常情况5在如下几种条件下:会出现如右图所示报警时:1.空舟在SLS的高位退出2.舟随桨在正常退出时,发生舟在桨上的位置不正确,或是发生舟桨分离3.舟在随桨正常退出过程中,TGA的信号被遮挡住,或是受到其它形式的干扰,致使其信号发生改变.4.其实通讯或是TGA本身的机械故障.这种报警出现后,桨通常情况下会停滞不前,并且不能复位,这时我们要根据提示先按下回车,而后根据图中提示进行操作,大多数在整个退舟过程中会出现两次这种对话框,同样操作再次执行即可.64.当在机械臂运行舟的过程中发生下面报警信息时：Can…t move topaddle ,because it‟s occupied or tube ready is missing或“UNABLE TO MOVE PROCESS BOAT TO PADDLE，POSSIBLY THE TUBE IS NOT READY”如图一所示可能的原因有两种：1.此时炉管的状态是BUSY状态，这时要执行下列操作：先将炉管内充入N2达到一个大气压，然后关闭N2，再执行MANUAL-BOAT -SERVICE-HOMING-START，此时桨会左右移动，并重新到达0位，炉管的状态，会由BUSY变成READY。
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微波反射功率异常，或用微波检漏仪检测有泄漏
关闭工艺，重新安装微波天线或换管
沉压后颜色异常
折射率不在1.9-2.1范围内
调整NH3和SiH4流量比例和总流量时折射率达到要求
膜层颜色黯淡无光泽
反应腔室漏气或气压偏高
通知设备人员检修
SiH4流量过高
降低SiH4流量，但要保证折射率正常。
工艺故障排除指南
多单晶硅太阳电池
工序
故障表现
诊断
措施
PECVD
整体镀膜颜色不符要求
氮化硅层厚度偏离正常厚度
调整带速至颜色符合要求，偏蓝升高带速，偏红降低带速
石墨托盘两边和中间镀膜颜色有差异
两边和中间沉积速率不同
调节两边微波峰值功率或T分钟，严重的要打开腔室手工透孔。