[发明专利]一种原子层沉积在线监控系统

说明书

本发明公开了一种原子层沉积在线监控系统，所述监控系统设有检测元件、信号转化装置、信号处理系统和工艺控制系统；所述检测元件设置在原子层沉积设备的气流流动处；所述检测元件与信号转化装置连接，信号转化装置将检测元件的信号进行转化处理；信号处理系统与信号转化装置和工艺控制系统连接，信号转化装置将实时工艺状态传送到信号处理系统；工艺控制系统将实时的理论工艺状态传送到信号处理系统，信号处理系统将实时工艺状态和理论工艺状态的拟合，实时监控工艺状态。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造设备的技术领域,具体涉及在线监测及记录原子层沉积的工艺稳定性的装置。

背景技术

原子层沉积(Atomic layer deposition，ALD)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积与普通的化学气相沉积有相似之处。但在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。此沉积技术最初是在20世纪70年代由芬兰的科学家提出。

当前,原子层沉积(ALD)技术作为最先进的薄膜沉积技术之一，已广泛应用于国外先进的高科技制造业。随着现代科学技术的不断发展，ALD在工业量产上的运用也日趋成熟，但对于ALD量产设备工业稳定性的有效监控及记录至今仍然不够完善，在生产线上只能靠对结果的分析才能发现设备工艺出现问题，对风险的监控既被动又拖延，且维护过程死板，无法根据实际工艺长期情况进行有针对性、合理地维护，所以急需有效的在线监控系统来对产线上的设备进行工艺稳定性的监控及长期纪录。

发明内容

本发明是针对原子层沉积设备，用椭偏仪、质谱仪、折射仪、X射线荧光光谱分析仪、石英秤、X射线质谱仪等设备，对原子层沉积设备的工艺过程进行在线监控，并建立长期的数据库统计，便于操作者进行在线产线监测、问题跟踪、工艺稳定性分析以及针对性地维护。

原子层沉积在线监控系统技术方案如下：所述监控系统设有检测元件、信号转化装置、信号处理系统和工艺控制系统；

所述检测元件设置在原子层沉积设备的气流流动处；

所述检测元件与信号转化装置连接，信号转化装置将检测元件的信号进行转化处理；

信号处理系统与信号转化装置和工艺控制系统连接，信号转化装置将实时工艺状态传送到信号处理系统；工艺控制系统将实时的理论工艺状态传送到信号处理系统，信号处理系统将实时工艺状态和理论工艺状态的拟合，实时监控工艺状态。

所述在线监控系统设有报警系统，信号处理系统监测到实时工艺状态和理论工艺状态的拟合出现异常，启动报警系统。

所述信号处理系统记录工艺状态并储存数据，进行整体趋势分析，并根据整体趋势情况设定维护提醒。

信号处理系统根据检测元件的监测，对每日样品进行标准偏差的估算，并记录在中心数据处理系统中，通过观察每日样品标准偏差图来分析不合格品情况以及维修情况。

所述在线监控系统设有中心数据处理系统，信号处理系统与中心数据处理系统连接，中心数据处理系统记录信号处理系统的数据。

所述检测元件设置在原子层沉积设备的反应腔内或者设置在真空泵与反应腔连接的管道内，或者设置在其他任何有反应腔内的气流流动的地方。优选地检测元件可以在反应腔内任何位置，也可以在抽离反应腔后的泵管内任何位置。检测元件根据需要可以设置1个或者多个。

所述信号转化装置将检测元件的物理变化特性转化为电信号，通过电路反馈到信号处理系统，实时工艺状态与理论工艺状态拟合，实时显示工艺状态的状况，显示现有工艺状态是否处于正常的范围内或者出现偏离。

所述信号转化装置为椭偏仪、质谱仪、折射仪、X射线荧光光谱分析仪、石英秤、X射线质谱仪中的一种或者多种组合。

本发明专利的核心优点：