国家标准 GB/T15862一2012 代替GB/T15862一1995 离子注入机通用规范 Generalspeeifieationofionimplantationequipment 2012-11-05发布 2013-02-15实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T15862一2012 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T158621995(《离子注人机通用技术条件》本标准与GB/T15862一1995相比主要变化如下 -GBn193一1983由GB/T13384一1992代替; -增加术语“注人角度”(见3.6),“最大晶片传输效率”(见3.7),并在性能指标及测试方法中做相应要求(见6.4.6); 环境温度调整为23C士2C;相对湿度规定范围30%~50%见5.1.3). -安全要求中增加“警示标识”的条款见6.3.1); 去掉表3,表4; 均匀性测量增加了热波探针法测量条件和方法(见6.4.4.1b)); 重复性测量增加了批间重复性测量方法(见6.4.5.2): 检验规则去掉例行检验项本标准由工业和信息化部提出本标准由电子技术标准化研究所归口本标准起草单位;电子科技集团公司第四十八研究所本标准主要起草人;郭健辉、彭立波、罗宏洋本标准所代替标准的历次版本发布情况为 -GB/T15862一1995
GB/T15862一2012 离子注入机通用规范范围本标准规定了离子注人机的术语、产品分类、技术要求,试验、检验规则和标志包装、,运输、贮存本标准适用于半导体工艺用电能离子注人机其他离子注人机亦可参照使用规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件包装储运图示标志 GB/T191 GB/T4857.7一2005包装运输包装件基本试验第7部分:正弦定频振动试验方法 GB/T5080.7一1986设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 GB/T6388一1986运输包装收发货标志 GB/T13384一1992机电产品包装通用技术条件 GB18209.1机械安全指示、标志和操作第1部分,关于视觉、听觉和触觉信号的要求 S/T142电子工业专用设备通用规范 sI/T1276金属镀层和化学处理层质量检验技术要求 S/T10674涂料涂覆通用技术条件术语下列术语和定义适用于本文件 3.1 束能量 beamenergy 到达靶上离子所具有的动能注单位为电子伏特(eV. 3. 2 着靶束流beamcurentotarget 单位时间内靶上接收到的离子束电荷量注:单位为安培(A. unifor 均匀性 rmity 表征注人离子剂量不均匀的程度用相对标准偏差表示重复性 repeatability 表征片间或批间)在相同条件下注人离子剂量不重复的程度,用相对标准偏差表示
GB/T15862一2012 3.5 真空度 Vacuum 不引束条件下,离子注人机真空室所能达到的最低压强 3.6 注入角度implantangle 离子束方向与晶片被注人表面法线方向之间的夹角最大晶片传输效率mechaniealthroughput 在单位时间内,设备传输晶片的最大数量(不包含注人过程) 产品分类 4.1离子注人机按能量高低分为 a 低能离子注人机 b中能离子注人机; c高能离子注人机兆伏离子注人机 d 离子注人机按束流大小分为小束流离子注人机 a 中束流离子注人机; b c)强流离子注人机; d)超强流离子注人机技术要求 5.1工作条件 5.1.1气压:86kPa106kPa 55 .1.2环境温度;23C士2C; 5. .1.3相对湿度:30%一50%; 5 1.4净化间;洁净度由具体产品标准规定; . 1.5供电电压;三相五线制,交流电压380V士10%;频率50Hz士1%; 5.1.6接地电阻;4Q -般要求 5.2 离子注人机的控制方式、主要装置、任选件、备件,应在具体产品标准和说明书中明确规定和说明 5.3外观要求 5.3.1设备的外观布置应整齐、美观、平整,表面不应有明显的凸起、凹陷、粗糙不平划伤、锈蚀等缺陷,符合SI/T142的要求 5.3.2标牌安装牢固、字迹清晰 5.3. 油漆涂覆的零部件,其漆层应平整清洁、牢固光滑、色泽一致,不得有流挂,起泡、划痕等缺陷,符 3 合SI/T10674的要求电镀及化学涂覆的零件,其表面应光滑细致、无斑点、锈蚀、起泡、烧痕等缺陷,符合I/T1276
GB/T15862一2012 的规定 5.3.5紧固件连接牢固,无松动现象 5.4安全要求设备上应对“高压、毒害、运动部件" 5.4.1 "等做答示标识,符合GB182o8.1的要求 5 .4.2设备应有良好的射线防护设施,在距机器外表面50mm处检测射线剂量应小于0.06mR/h 55 .4 3 在离子源送气管路,气源瓶柜,真空排气部分等机柜上方要设有标准尺寸的排风口,以便与用户房内的排气设施相连接离子源送气管路活动连接采用耐腐蚀不锈钢材料的金属密封,气体管路和控制元件能适应低压气瓶(SDs气体)使用设备如果采用有毒有害工艺气体,用户应在气柜和气体管路区间设置对应的气体泄漏检测报警装置高压区应隔离,进人高压区的门上应有安全联锁装置和自动放电装置 5.4. 设备应有保障人身安全和设备安全的高压放电、过载、短路、停电、停水、停气等故障的防护装置 5.4.5 和报警联锁装置,在操作区设置必要的紧急开关 5.4.6设备的三相电源人线口与机壳之间应耐1500V的交流电压、1min不被击穿和不产生放电,其漏电流不大于1.0mA 设备应有全面的地线布置,并有一点接地,而且应有明显的接地标志 5.5主要性能要求 5.5.1束能量束能量范围应按表1规定的范围在具体产品标准中给出,能量按单电荷计算表1 类别能量范围/keV <100 低能离子注人机中能离子注人机 100300 高能离子注人机 >300l000 兆伏离子注人机 >l000 5.5.2 着靶束流着靶束流大小按表2规定的范围在具体产品标准中给出束流稳定性应不大于10%/h. 表2 类束流范围小束流离子注人机 nA-I心中束流离子注人机 100nA一2000 uA 强流离子注人机 2mA30mA 超强流离子注人机 >30mA 5.5.3注入元素注人元素的种类和质量应在具体产品标准中给出
GB/T15862一2012 5.5.4均匀性在具体产品标准中应给出均匀性指标 5.5.5重复性在具体产品标准中应规定重复性指标 5.5.6最大晶片传输效率在具体产品标准中应规定最大晶片传输效率指标 5.5.7真空度真空室真空度应优于8×10-Pa 5.5.8注入角度对具有可控注人角度的产品,应规定注人角度的范围和角度控制的精度 5.5.9可靠性设备平均失效间工作时间MF>10bh平均维修时间MTTR<4h 5.6包装运输要求离子注人机部件的包装箱,在运输过程中不能损坏和变形,应能保证设备完好试验方法 6.1一般要求检查按具体产品标准规定的要求检查外观要求检查用目视法检查离子注人机外观和外表面安全要求试验 6.3.1检查设备的警示标识 6.3.2射线剂量测试仪器.x射线剂量仪,经专业计量机构检定,并在检定合格有效期内测试条件:在离子注人机工作范围内最大能量和最大束流下进行测试方法;用X射线剂量仪探头在距离子注人机的外表面50mm处,测量X射线剂量 6.3.3排气设施目视检查排气设施 6.3.4安全联锁检查高压区门的安全联锁装置进行相应的联锁试验
GB/T15862一2012 6.3.5防护和报警装置高压放电、过载、停电、停水、停气等试验,检查防护装置和报警装置 6.3.6耐压装置用自动击穿装置测试耐压性能，三相电源的人线口与机壳之间在1500V的交流电压下,1min内是否被击穿与存在放电现象,并从自动击穿装置上读出漏电流大小 6.3.7接地测试目视检查接地标志是否明显主要性能测试 6.4.1束能量低能、中能离子注人机采用0.5级静电高压表,其量程应适用于离子注人机的加速电压把静电高压表的一端接离子源,另一端接大地把注人机上的束能量即电压)指示数值与静电高压表指示值比较,其误差应小于1%,然后用注人机上的束能量即电压)指示器测试束能量高能和兆伏离子注人机能量采用核反应方法测试 6.4.2着靶束流离子注人机上的束流指示表头,采用0.5级精密电流表校准,其精度优于1级离子注人机的粑上接收束流,用束流指示表头测量其数值;对于用积分累积方式计算着靶束流的机型,检查机器的积分累积算法,采用0.5级精密电流表对机器束流测量装置进行校准,最终测试以机器自测的束流指标为准不同机型都规定要求测出1h靶束流的稳定性在测束流过程中,应排除二次电子的影响即从小到大调节二次电子抑制电压,束流读数应由大变小,当抑制电压调到某一值后,束流不再跟随变化,此时测得的束流即是不计二次电子影响的真正离子束流 6.4.3注入元素按图1接好线路,由小到大调节磁分析器电流,在X-Y函数记录仪上画出质谱图并读出质谱图上各峰所对应的磁分析器电流由磁场强度与磁分析器电流的关系曲线,查出质谱图上各峰所对应的磁场强度按式(1)计算出质谱图上各峰所对应的质量数,由质量数确定注人元素磁分析器彩分析器电× X-Y函数记录仪取样电阻图 Q(HR/144?" 1= 式中: 离子的质量数 n
GB/T15862一2012 离子的电荷量,单位为库(C); 磁场强度,单位为安每米(A/m); -磁分析器的偏转半径,单位为厘米(cm); R 离子的加速电压,单位为伏(V) 假定某元素单电荷的峰值位置是I1,则该元素多电荷的位置由表3确定表3 电荷个数 I 多电荷位置 0.707 0.577Im 0.50011 6.4.4均匀性 6.4.4.1测量条件薄层方块电阻法测量条件 a 硅片 100)晶向; 硅片电阻率 P型(1100)ncmm; 硅片尺寸机器指标规定的最大晶片尺寸; P 离子种类: 能量: 机器能量指标的3/4值; 剂量: 2x1o"cm 注人角退火条件高温退火950C,充氮保护,30min; 测量方法薄层方块电阻法测量手段: 四探针,相对标准偏差土0.2%; 每片测试点数: 不少于49个点,距周边5 mm10mm,均布 b 热波探针法测量条件硅片 (100)晶向; 硅片电阻率 P型(1100)Qcm; 硅片尺寸机器指标规定的最大晶片尺寸; 离子种类 3; 能量机器能量指标的3/4值; 剂量: 2X10'cm- 测试时间注人后30min内测量方法热波探针法; 测量手段: 热波探针,相对标准偏差士0.1%; mm10mm 每片测试点数: 不少于49个点,距周边5n n,均布 6. 4.4.2测量方法用标准的P型硅片,在标定的剂量,能量、注人角下注人P+n然后在选定测试条件下完成注人和测试对具有自动计算均匀性指标的测试仪器,可直接采用仪器的计算结果,对于手动测试,则按式(2)计算出a值
GB/T15862一2012 (1/(Nw一1)[(R.)-瓦]y" ×100% 2 o=士 R 式中: 相对标准偏差 (R,) -第i个点测得的薄层电阻率,单位为欧厘米(Qcem); R 入.个AaAwantf的都马放.我他为妹老sa.瓦-Sw心 -剔除奇异点后所保留的测量点数不剔除奇异点的计算,可计为3值 Nw 采用热波探针测试方法,则用热波探针值(Tw)代替相应的R计算重复性测量 6.4.5.1片间重复性测量;测量条件同6.4.！测量方法;用参数一致的硅片10片,在同一时间段和同一次引束调试条件下,完成10片硅片的注人,然后再遵循相同测试条件完成对每片硅片的测试.然后按式(3)算出值当采用热波探针法时,用热波探针值代替R,值计算一厌》-瓦了y" 1/(N ×100% 3 R 式中: R.. -第片(或批)的薄层电阻率测量平均值,单位为欧厘米Q cm; 厅 m),瓦-义风, N片(批)测得薄层电阻率的平均值,单位为欧厘米(Q -片数 N 6. .4.5.2批间重复性测量;测量条件同6.4.4 测量方法;用参数一致的硅片10片,在不同时间段和非同次引束调试条件下,每次注人一片硅片，再遵循相同测试条件完成对硅片的测试依次完成10片硅片的注人和测试,然后按式(3)算出口值当采用热波探针法时,用热波探针值代替R值计算 .4.6最大晶片传输效率 o 按具体产品标准规定的参数,测定1h内,设备传输的晶片数量 .4.7真空度 o 用设备本身配置的高真空计现场测试 6.4.8注入角度用设备本身配置的角度检测装置直接读数;无此配置时,注人角度测量可以转换为测量注人平面的角度,然后换算为注人角度值,需提供实测角度和注人角度的换算算法使用角度测量仪器多次测量求平均值 6.4.9 可靠性验证采用GB/T5080.7一1986中4.2条规定的截尾序贯试验方案4;7概率比进行验证,其结果应符合5.5.9的要求
GB/T15862一2012 6.5 包装运输试验按GB/T4857.7一2005中8.3的规定,将离子注人机固定于振动试验台上,振动频率4Hlz,振幅 0.35mm,持续时间60min,试验结束后,检验包装箱应完好无损,开机测试产品是否符合技术要求检验规则 7.1检验分类离子注人机的检验分定型检验,交收检验 7.2定型检验定型检验由生产单位质量检验部门负责实施 7.2.1 7.2. 有下列情况之一进行定型检验: a)新品研制 b 改进设计或主要工艺,或更换主要元器件及材料时; e交收检验结果与前次定型检验有较大差别时 7.2.3定型检验项目见表4 7.2.4检验中任一项出现故障时,应停止检验,查出故障原因,排除故障后,重新进行定型检验重新检验中若再次出现故障,则该机判为不合格,但允许进行一次返修后,再次交验表4 试验项目序号技术要求章条号测试方法章条号定型检验交收检验 -般要求 5.2 6.1 外观要求 5.3 6,2 安全要求 5.4 6.3 5.5.1 6.4.1 束能量着粑束流 5.5.2 6.4.2 注人元素 5.5.3 6,4.3 均匀性 5.5.4 6,4.4 重复性 5.5.5 6.4.5 最大晶片传输效率 5.5.6 6.4.6 5 .5.7 真空度 l0 6.4.7 1l 注人角度 5,5,.8 6,4.8 12 可靠性 5.5.9 6.4.9 13 包装运输 5.6 6.5 注;“o”表示在该类检验中应进行的检验项目 7.3交收检验交收检验在用户现场安装调试完成后由供方代表与需方的质量部门共同组织实施
GB/T15862一2012 7.3.2交收检验项目见表4 7.3.3交收检验合格后,供需双方签署合格证书标志、包装,运输、贮存标志 8.1.1离子注人机应有字迹清晰的标牌,标牌应固定在明显的部位 8.1.2标牌应有下列内容: 名称; a b》型号; 制造单位 d出厂编号 e 电源要求及额定功率; f 制造日期 8.1.3运输包装收发货应按GB/T6388一1986中第2章的规定,至少有下列标志商品分类图示标志; a b) 品名规格数量; d 重量; e)体积:长×宽×高(mm); 收货地点和单位 f g)发货单位包装运输作业标志 8.1.4 按GB/T191的规定,在包装箱的明显部位上注明“易碎物品”、“怕雨”“向上”,“重心”“由此吊起”等标志 8.2包装 8.2.1离子注人机一般部件采用净化防尘包装,关键部件采用净化防尘及真空包装木制包装箱应有防雨措施包装应符合GB/T13384一1992中5.1“箱装”,5.5.2“防潮包装”及5.55“防震包装”等标志 8.2. 包装箱内应有随机文件;产品合格证书、使用说明书、装箱清单和备件等 2 8.2.3包装必须牢固可靠,包装箱牢固封闭,边角用扎带坚固,防止开裂 8.3运输包装好的产品能适应各类工具装车运输装车和运输过程中应有防止跌落的紧固措施 8.4贮存离子注人机设备的所有包装箱应集中存放在防晒、防淋、防潮、环境温度一5C40C,相对湿度不大于75%的清洁,通风良好的库房内

离子注入机通用规范GB/T15862-2012

离子注入机是一种重要的半导体材料制备设备，具有广泛的应用前景。为了保证离子注入机的工作性能和安全可靠性，减少产品缺陷率，提高生产效率，国家制定了离子注入机通用规范GB/T15862-2012。

一、规范适用范围

GB/T15862-2012规范适用于离子注入机的设计、制造、调试、使用和维护。

二、术语和定义

GB/T15862-2012中列举了离子注入机相关的术语和定义，如离子源、束线、注入器、加速电压等。

三、技术要求

GB/T15862-2012对离子注入机的各项技术要求进行了详细规定，包括机械结构、电气控制、离子源、束线、注入器等方面。例如，针对机械结构方面，规范中要求离子注入机的外观应美观、整洁，各部件之间应严密配合，保证设备的稳定性和可靠性。

四、试验方法

GB/T15862-2012中规定了离子注入机的各项试验方法，如机械强度试验、电气安全试验、性能试验等。这些试验方法可以有效检测离子注入机的性能和安全可靠性，提高产品质量。

总之，离子注入机通用规范GB/T15862-2012是行业标准化的重要成果，其实施可以促进离子注入机技术的发展与进步，为推动半导体产业的健康发展发挥积极作用。