[电子标准]-SJT10311-1992.pdf

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1、L 9 9 中 华 人 民 共 和 国 电 子 行 业 标 准 s J / T 1 0 3 1 1 一9 2 低压化学气相淀积设备 通用技术条件 G e n e r i c s p e c i f i c a t i o n o f l o w P r e s s u r e C h e m i c a l v a p o r D e p o s i t i o n s y s t e m 1 9 9 2 - 0 6 - 0 5 发布1 9 9 2 - 1 2 - 0 1 实施 中华人民共和国机械电子工业部发布 中华人民共和国电子行业标准 低压化学气相淀积设备 通用技术条件 S J / T 1

2、 0 3 1 1 -9 2 Ge n e r i c S p e c i f i c a t i o n o f l o w P r e s s u r e C h e mi c a l v a p o r D e p o s i t i o n S y s t e m 主题内容和适用范围 ， . ， 主题内容 本标准规定了低压化学气相淀积( L P C V D ) 设备的技术术语及薄膜厚度( 以下简称膜厚) 均匀性的计算公式、 产品分类、 技术要求、 试验方法、 检验规则及包装、 运输、 贮存等方面的要 求 。 1 . 2 适用范围 本标准适用干卧式热壁型低压化学气相淀积设备( 以下简称 L

3、 P C VD设备) 的设计、 制造 及工艺应用。其它形式的L P C VD设备的研制亦应参照使用。 2 引用标准 S J 2 0 6 5半导体器件生产用扩散炉测试方法 S J 1 4 2电子工业专用设备总技术要求 S J 9 4 6电子测试仪器电气、 机械结构基本要求 G B 1 9 1包装储运图示标志 G B 6 3 8 8 运输包装收发货标志 3术语及公式 3 . 1 淀积温度 淀积各种微电子固体薄膜时所需要的工艺温度. 3 . 2 系统极限真空度 在规定的时间内L P C V D设备系统处于密闭状态下抽气所能达到的最低压强值。 3 . 3淀积压强 在淀积薄膜的工艺过程中， 满足工艺要求

4、的工作压强。 34 气密性 表征系统密封性能优劣的程度。 3 . 5 膜厚均匀性 表征淀积膜厚度不均匀程度的最大误差分布称为膜厚均匀性， 通常用片内均匀性.片间 中华人民共和国机械电子工业部 1 9 9 2 - 0 6 - 1 5发布1 9 9 2 - 1 2 - 0 1 实施 一1 一 S J / T 1 0 3 1 1 -9 2 均匀性和批间均匀性共同说明膜厚均匀性分 布的情况 . 计算通用公式为: 式 中: o a误差百分 比 一 士 叁 振鲁x 1 0 0 % 8 - 二 同组测试数据中的最大值 a m 。 同组测试数据中的最小值 否同组测试数据的算术平均值 一 告 客 a ; 3 .

5、 6 温度梯度 是指在温区长度范围内两个最外端测试点的温度差值。 产品分类 按反应管数可分为单管或多管。L P C VD设备可用于完成一种或多种微电子固体薄膜的 制备工艺 。 非卧式反应管结构型式的 LP C VD设备 同样按单室或多室分 类。 5 技术要求 . 5 . 1 外观及一般要求 5 . 1 . ， 设备的外观及外形 L P C V D设备的外观结构应符合下列原则: a . 布局合理 、 美观大方、 结构紧凑( 积木式排列) 、 显示清晰; b . 操作方便， 易于维修; c . 设备机柜内外表面及金属零件外表面的涂( 镀) 层不应有明显的凹痕、 划伤、 龟裂、 起 泡、 露底、 针

6、孔、 脱落和锈蚀等缺陷， 表面平整色泽均匀; d ， 名牌粘接牢固， 字迹和内容应清楚无误; e . 紧固件连接牢固， 无松动现象， 开关、 旋钮等的调整应方便， 操作灵活可靠。 5 . 1 . 2 一般要求 L P C V D设备应符合本技术条件要求， 并按规定程序批准的图纸和有关技术文件制造， 并 具有良好的工艺实用性和安全性。 5 . 2 主要技术指标及性能 5 . 2 . 1 晶片规格 D 5 0 , 7 5 , 1 0 0 m m等 5 . 2 . 2 装片量-5 0片/ 每批 5 . 2 . 3 温度范围3 0 0 -1 0 0 0 C 5 . 2 . 4 温区长度及精度镇士1 “

7、C/ ( 4 0 0 -8 0 0 mm) 注: 在温区范围内， 温度梯度。 - 3 0 可调 5 . 2 . 5 温度稳定性簇士1 0C / 2 4 h 5 . 2 . 6 系统极限真空度 a . 除气体管路以外的部 分优于。 . 4 p a / l O m i n 内 b . 整个系统( 从泵口到气体源瓶减压器出口处) 优于 1 . 3 3 p a / l O min内 一2 一 S J / T 1 0 3 1 1 -9 2 5 . 2 . 7 淀积压强可控可调 5 . 2 . 8 工艺气体采用质量流量控制器( 以下简称MF C ) 控制。 ( 精度(士2 % F S响应时间成l o )

8、5 . 2 . 9 工艺过程控制方式自动或手动 5 . 2 . 1 0 运动机械动作平稳， 噪声小。 5 . 3 安全要求 由于L P C VD工艺中使用易燃、 易爆和有毒危险性气体， 为了保证设备使用安全和人身安 全， 特提出以下要求: 5 . 3 . 1 L P C V D设备的整个工艺系统: 真空排气装置、 加热炉、 净化工作台、 气体管路等， 以及 配套的石英反应管、 冷却水路、 必要的连接机构、 安全连锁及气源瓶柜等关键部件， 都必须安全 可靠的工作.整机要求和装配要求应符合S J 9 4 6 第 2 条和第 4 条的要求。 5 . 3 . 2 在气路部分、 气源瓶柜、 真空排气部分

9、等机柜上方要设有排风口， 以便与用户厂房内的 排风设施相连接。 5 . 3 . 3 设备应有良 好的废气、 废液排放措 施。 ( 参见附录A ) 对易燃、 易 爆、 有毒等危险品 应有 相应的安全措施， 凡室温下或者极易相互发生化学反应的气体源瓶不允许放在同一个气瓶柜 内。 5 . 3 . 4 在设备的气密性和极限真空度达不到第5 . 2 . 6 条中的所规定的技术要求时， 绝不允许 使用危险气体。 5 . 3 . 5 气路管道及管路部件要使用耐腐蚀不锈钢材料。 5 . 3 . 6 设备各机柜外壳及泵电机外壳都要可靠接地。 接地电阻小于4 S E 。 电源进线插头或接线 端子对地绝缘电阻不小于

10、2 M . 5 . 3 . 7 电源引入端与机壳间应能承受 1 5 0 O V( 5 O H z ) 交流电压试验， 历时 l m i n无击穿和飞弧 现象。 5 . 4 电源要求 设备在电网电压3 8 0 V/ 2 2 0 V士1 0 %内变化， 频率为 5 0 Hz 条件下， 应能正常工作。 5 . 5 工艺指标( 确保值) 表 1 膜 种 类 项目 均匀性 片内片间批间 折 射 率 淀积速率 人/ mi n 装 片 童 ( 片/ 每批) 数据 S i , N, G 士4%( 士5%( 士5%2 0 0士0 . 0 54 0 - 6 0)5 0 p o ly -S i ( 士4%成 士4%

11、簇 士5%6 0 - 1 0 05 0 S i O, ( L TO) 簇 士5%镇 士6%5士6%1 . 5 0 士0 . 05 1 . 5 0 工 0 . 05 6 0- 8 035 0 6 0- 8 0妻5 0 Si O, ( HTO) (士5%( 士6%镇士6% P SG( 士7%G 士7%(士6%1 00 - 2 0 035 0 BP S G 注,Q 1 B P S G膜的工艺指标在本标准中不做明确规定。 一3一 S J / T 1 0 3 1 1 -9 2 淀积速串值供参考 表中均匀性数据是使用包括硅烷在内的任何一种硅源时的结果. 5 . 6 使用环境要求 大气压: 8 6 -1 0

12、 6 k p a ; 温度: 5 - - 4 0 C; 相对湿度: 不大于 8 5 %; 具有空调的清洁间; 室内无强电磁干扰， 无强光直接照射， 没有明显的振动。 5 . 了 运输环境和包装的要求 温度: 一4 0 -+5 5 C; 相对湿度: 9 0 % ( 2 5 C ) ; L P C V D设备的包装箱及被包装的设备按S J 1 4 2 运输试验b项的规定进行. 试验后包装 箱不损坏、 不变形、 设备完好并符合相应等级的技术要求 5 . 8 可靠性要求 L P C V D设备能稳定可靠的工作( 参见附录 B ) , 6 试验方法 6 . ， 外观和结构检查 6 . 1 . 1 用测量

13、工具对照图纸检验外形尺寸， 目 视检验外观， 用手检验转动机构均应符合5 . 1 条要求。 6 . 2 主要技术指标及性能测试方法 6 . 2 . 1 温度试验 在温度范围内选择3 0 0 和1 0 0 0 两个 温度值之间的任一温度值进行温区长度及精度单 点稳定性的试验。 试验方法按s 7 2 0 6 5 第 4 条和第 5 条进行。应符合5 . 2 . 3 和 5 . 2 . 4 条规定。 6 . 2 . 2 气密性试验 对整个L P C V D设备应进行工作压强试 验， 对管路系统应进行气密 性试验。 6 . 2 . 2 . 1 系统极限真空度试验 使用经过校准并符合精度要求的真空测量仪

14、器， 测试系统的真空度应符合 5 . 2条的规定. 6 . 2 - 2 . 2 淀积压强试验 在6 . 2 . 2 . 2 条试验合格的基础上， 设定一个压强值( 取4 0 - 2 7 0 P a 之间 的任一 值) ， 卜 系 统 应能进行压强的调节和稳定的控制， 应符合 5 . 2 . 7 条规定。 6 . 2 - 2 . 3 气密性试验 a . 氦质谱仪检漏法 气路部件的气体管道、 阀门、 接头、 质量流量控制器的各连接处， 用氦质谱仪检测其气密 性， 应无漏气现象( 漏气率不大于 1 X 1 0 - a t m c c / s e c ) , b . 正压检漏法 在L P C V D设

15、备中， 把从气源瓶减压器出口 到反应管气体入口之间的气路部件和外连接 管道做为一整体。开启气路部分的阀门、 MF C , 通入正压2 . 9 O X 1 0 p a ( 3 k g f / c m ) 高纯N : 气， 并密闭进、 出口， 关闭全部阀门及 MF C， 经过 2 4 h后. 打开气路部件中的各阀门并接通MF C 电源， 使M F C 控制阀处于开通状态， 观察压力表指针变化， 表压下降值不超过1 . 9 6 X 1 0 p a 一4 一 S ,1 / e 1 0 3 1 1 -9 2 ( 0 . 2 0 k g f / c m ) 对于有毒气体管路， 表压下降 值不超过1 . 9

16、 6 X 1 0 p a ( 0 . 0 2 0 k g f / c m ) , c . 负压检漏法 L P C V D设备的气体连接管道， 从气源瓶减压器出口 处断 开， 并用堵头把管道接口 密闭。 对整个L P C VD系统进行抽真空排气。当达到极限真空度后， 再继续抽 1 0 mi n ， 使接入系统的 压力表指针处于负压的最大值位置。关闭气路部分所有阀门及MF C， 然后停止抽真空静态保 持 2 4 h . 再次观察压力表指针， 在开启气路部件中的各阀门和接通 MF C电源的情况下， 表压上 升值不超过 1 . 9 6 X 1 0 p a ( 0 . 2 0 k g f / c m )

17、 。 对于有毒气体管路， 表压上升值不超过 1 . 9 6 X 1 0 p a ( 0 . 0 2 0 k g f / c m ) e 6 . 2 . 3 气体流量试验 MF C的满量程要满足各工艺气体的实际需要， 若 MF C是采用高纯 N: 气进行定标( 以 MF C制造厂说明书为依据) ， 使用时要根据制造厂提供的换算系数进行换算. 工艺气体流量的 控制精度和响应时间应符合 5 . 2 . 8 条规定。 6 . 3 安全检查 6 . 3 . 1 安全接地装置和安全联锁装置的检查， 用目测法检查， 及万用表检查; 应符合 5 . 3 . 1 和 5 . 3 . 6 条的要求。 6 . 3

18、. 2 废气废液排放检查， 目测设备的废气、 废液排放情况应符合 5 . 3 . 2 和5 . 3 . 3条的要求. 6 . 3 . 3 危险气体的检查， 设备使用危险气体前， 应认真检查管路气密性和极限真空度应符合 5 . 3 . 4 的规定。 6 . 3 . 4 绝缘电阻检查， 用 5 0 0 V , 1 级兆欧表连接在设备的电源插头与机壳两端( 电源开关置 于接通位置， 但电源插头不接入电网) 施加测试电压 l m i n后， 读取绝缘电阻的数值， 不小于 2M b . 连续批量生产的产品. 至少每年进行一次例行检验; c . 改进设计和主要工艺或更换主要元器件和材料; d . 产品创优

19、、 评比。 7 . 2 . 3 例行检验的产品应在交收检验合格的产品中随机抽取， 其数量应不少于2台。 7 . 2 . 4 例行检验的项目见表3 , 表 3 序号检验项目技术要求试验方法 1 全部交收检验项目 5. 1 5 56 . 1 - 6 . 5 2 运输环境和包装 3 76 . 7 2 . 低温贮存1 . 了C . 7 . 1 2 b 高温贮存 乞 . 了 6 . 7 . 2 2 c 湿度贮存5 . 76 . 7 . 3 3 包装检验 5 . 76 . 7 . 4 4 可靠性检验5 . 86 ， 8 2 . 5 检验中出 现故障. 或某项不合格， 应查明 故障原因， 排除故障， 提出故

20、障分析报告， 继续 7 s ,1 / r 1 0 3 1 1 -9 2 或重新进行该项检验。若再次出现故障时， 应查明故障原因， 排除故障， 提出故障分析报告后， 重新进行例行检验。在重新进行检验时又出现故障. 则判该产品例行检验不合格. 7 . 2 . 6 经过例行试验的产品不能作正品出厂。 8 标志、 包装、 运输和贮存 8 . 1 标志 8 . 1 . 1 L P C V D设备上应有清晰、 牢固的下列标志: 产品商标、 产品名称、 型号、 制造厂、 产品 编号及制造 日 期。 8 . 1 . 2 设备气路部件的外连管道接口处及气源瓶柜内的气体管道连接处均应用铭牌标明气 体名称或化学分子

21、式。 8 . 1 . 3 包装箱箱面上应有下列标志: a ， 产品型号、 名称及标记; b . 货物到站; c 收货单位; d . 发货地点; e . 发货单位; f . 箱号或件数; 9 . 总重量; h . 净重量; i . 箱体尺寸: 长X宽x高( mm) o 81 . 4 包装运输作业标志 按G B 1 9 1 的规定在包装箱上明显的部位注明不褪色的“ 精密设备” 、 “ 小 L轻放” 、 “ 防 潮” 、 “ 向上” 和“ 易碎” 等标志。 8 . 2 包装方法 8 . 2 . 1 L P C V D设备采用分类分箱包装， 被包装部件用塑料袋包封后， 再装入加有缓冲材料 的包装箱内固

22、定牢靠， 放入干燥剂， 包装箱内应有防雨油毡。对于气路外接管道接口和排气接 口应分别密闭好。 82 . 2 完整的包装箱内应附有: 产品合格证、 使用说明书、 装箱清单、 备附件等有关随机文件 及附件。 8 . 2 . 3 将包装箱牢固封闭， 并用捆扎带紧固牢靠。 8 . 3 运输 8 . 3 . ， 包装好的产品应能适应以任何运输工具的运输， 但在运输过程中应防止雨雪直接淋 袭。 8 . 3 . 2 包装好的产品在搬运中应避免跌落。 8 . 3 . 3 包装好的产品应能通过规定的包装试验， 以保证产品在运输过程中的安全。 84贮存 8 . 4 . 1 L P C V D设备的所有包装箱应集中

23、存放， 必须存放于防尘、 防晒、 防潮及通风良好的室 内。 8 . 4 . 2 产品存放期超过一年者， 在发往使用单位前， 必须开箱检查， 确认无锈斑、 霉迹及其它 损失时， 方可重新封箱发货。 一8 一 S J / T 1 0 3 1 1 -9 2 附录 关于低压化学气相淀积( L P C V D ) 设备排废处理的补充说明 ( 参考件) 由于L P C V D工艺较为复杂， 反应副产物成份较多， 所以各种型号的 L P C VD设备必须有 良好的排废措施。 A 1 排废口要保证畅通， 排废通道内直径不小于S O m m， 并且设有与工艺线厂房( 或工艺试验 室) 排风管道口相连接的接口。

24、A 2 必要时还要附带专门的尾气处理装置与 L P C VD设备配套使用. A 3 当设备的排废措施与净化厂房内的排废设施不协调时， 设备制造单位要和设备使用单位 协商解决。 附录B 关于低压化学 气相淀积( L P CVD) 设备 “ 通 用技术条件” 中可盆性亲欲的说明 ( 参考件) L P C V D设备的工作机理涉及到机械、 自动控制、 热力学、 流体力学、 真空物理、 化学、 半导 体物理及计算机等多种学科和先进技术的综合应用， 由于工艺性和安全性极为重要， 随着自动 化程度的不断提高， 对于设备的稳定可靠性提出了更高的要求。为此， 本通用技术条件中提出 了可靠性的条款。 B i 从

25、事L P C V D设备研究和制造的单 位必须进行可靠 性设计。 B 2 对于 批量( 3 台以上) 生产的各种型号L P C V D设备进行可靠性统计， 并在产品标准中给 出以下指示: a . MT B F ( 平均无故障工作时间) ( 单位为小时) b . MT T R( 平均维修时间)( 单位为小时) c . Up t i m e s ( 开机率)( %) B 3 由于各种国产L P C V D 设备的 复杂程度及自 动化水平、 功能及性能方面存在着差异. 所以 本通用技术条件对上述几项可靠性指标不做统一的定量规定。 待今后有关L P C V D设备( 或者其他类型的C V D设备) 的

26、可靠性标准条例( 或管理规范 等) 制定后， L P C VD设备研制单位应遵照执行。 附录C 关于淀积薄膜厚度测量的规定 ( 参考件) 在考核低压化学气相淀积( L P C V D ) 薄膜厚度均匀性分布的指标时， 必然要涉及到膜厚度 测量的方法和仪器， 本“ 通用技术条件” 作如下规定: 一9一 S J / T 1 0 3 1 1 -9 2 C 1 对于氮化硅( S i a N, ) 和氧化硅( S i0, ) 膜厚度的测量。 在硅衬底上淀积氮化硅或氧化硅薄膜， 厚度 为1 0 0 0一 1 2 0 0 入 ， 使用椭园偏振光测盆仪或 带有数据处理系统的测厚仪器进行测量。 C 2 对于多晶

27、硅( p o l y -S i ) 膜厚度的测量: 在 硅 衬 底上 淀 积 一 层 氧 化 硅， 然 后 再 在 氧 化 硅 上淀 积 多 晶 硅， 厚度 为1 0 0 0 1 2 0 0 入 ， 使 用台阶仪或带有数据处理系统的测厚仪器进行测量。 C 3 对于P S G , B P S G , W膜的厚度测量方法由 设备使用单位根据各自 的工艺情况自 定. C Q 测试内容和方法以及膜厚均匀性计算公式见本标准的第 6 . 5 . 3 条和第 3 . 5条。 附加说明: 本标准由机械电子工业部电子标准化厂研究所提出。 本标准由国营建中机器厂负责起草。 本标准主要起草人: 王学忠、 刘映光。