T-ZJCX 0049-2024 碳化硅衬底激光剥离设备

ICS31.550CCSL95团体标准T/ZJCX0049—2024浙江省企业技术创新协会发布T/ZJCX0049—2024 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4工作条件 2 26试验方法 5 68标志、包装、运输和贮存 7IT/ZJCX0049—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由浙江省企业技术创新协会提出并归口。本文件主要起草单位：西湖仪器（杭州）技术有限公司。本文件参与起草单位：西湖大学、西湖大学光电研究院、北京天科合达半导体股份有限公司、山西烁科晶体有限公司、浙江材孜科技有限公司、河北同光半导体股份有限公司。本文件主要起草人：仇旻、刘东立、俞小英、朱佳凯、刘峰江、陈文轩、刘春俊、魏汝省、王明华、崔景光。1T/ZJCX0049—2024碳化硅衬底激光剥离设备本文件规定了碳化硅衬底激光剥离设备的术语和定义、工作条件、技术要求、试验方法、检验规则、标志、标签、包装、运输和贮存。本文件适用于碳化硅衬底激光剥离设备的生产和检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款，其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GB2894安全标志及其使用导则GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T6388运输包装收发货标志GB/T7247.1激光产品的安全第1部分：设备分类、要求GB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T10320激光设备和设施的电气安全GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T18490.1机械安全激光加工机第1部分：通用安全要求GB/T24342工业机械电气设备保护接地电路连续性试验规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。激光剥离laserslicing2T/ZJCX0049—2024将光子能量低于材料禁带宽度的激光聚焦到晶体材料表面以下一定深度，在晶体材料内部进行激光扫描，通过多光子过程形成多道改质层，以改质层为基础产生沿晶体解理面延展的裂纹，使裂纹在晶体的整个面内连接，并在外力作用下将晶圆从晶体上剥离。3.2碳化硅衬底激光剥离设备laserslicingequipmentforSiCsubstrate采用激光剥离技术，将碳化硅衬底从晶锭上剥离的设备。3.3激光扫描laserscanning激光光斑依次扫过样品需要加工的部位，使被扫区域发生材料改性，形成改质层。4工作条件供电电源：220V，4kW，20A三脚扁插头（单相），供电频率：50Hz。4.2环境温度环境温度：22℃±2℃。4.3湿度湿度：55±10%RH。4.4空气洁净度要求空气洁净度：ISOClass4。4.5气源要求气源：0.5MPa～0.7MPa，150L/min。5技术要求5.1外观要求5.1.1产品外观应整洁，表面不应有划伤、裂纹、毛刺，表面涂层不应起泡、龟裂、脱落。5.1.2开关、按键和旋钮的控制、调节应准确，灵敏和可靠。零部件应紧固无松动，结构上应有足够的机械稳定性。5.1.3各种功能应正常工作，说明功能的文字和图形应正确清晰。使用说明书应能指导用户正确使用和维护。3T/ZJCX0049—20245.2功能要求5.2.1设备功能5.2.1.1设备的激光加工模块应实现在碳化硅晶体表面以下一定深度形成完整连接的改质层。5.2.1.2设备的自动剥离模块应实现从激光加工过后的碳化硅晶体上剥离出衬底。5.2.1.3设备应具备剥离不同尺寸和类型晶锭的能力，并且可以自定义晶圆剥离厚度。5.2.2设备保护功能5.2.2.1设备应具备控制激光出光与关闭功能。5.2.2.2设备应配置紧急运行模式（EMO）。5.2.2.3设备应具备限位保护机构。5.2.3软件系统功能5.2.3.1应具备对激光加工参数进行编辑和状态调整功能。5.2.3.2应具备生产日志功能，可以将设备运行状态和生产情况进行统计记录。5.3性能要求5.3.1设备应包含激光加工模块和自动剥离模块。5.3.2设备运行动作应平稳、连续。5.3.3设备适用的晶锭规格、实现的技术指标应符合表1的要求。表1技术指标5.4设备安全5.4.1设备机构安全设计4T/ZJCX0049—20245.4.1.1应符合GB/T7247.1以及GB/T18490.1中相关条款要求。5.4.1.2设备机构安全设计还应符合如下要求：a)光路应密封在设备中，操作员只能通过观察窗或显示屏幕，观察激光情况；b)启动加工时，防护门处于打开状态，系统会报警，无法启动；c)应具有紧急运行模式（EMO）；d)应按照GB2894相关要求，张贴激光防护安全标志和操作规程（SOP）。5.4.2电气安全要求5.4.2.1应符合GB/T5226.1以及GB/T10320中相关条款要求。其中，保护接地电气检测方法参照GB/T24342要求，并应设有过电流、欠电压保护和信号报警装置。5.4.2.2接地保护应符合：保护接地电路的连续性引入10A电流，经过10s时间的验证。接地电阻值≤45.5软件要求5.5.1软件安全设计应符合GB/T7932中相关条款要求。5.5.2软件功能软件应包括以下功能：a)可按激光剥离的工艺流程进行加工参数的设置；b)可编写操作菜单；c)可存储、调用和查询操作菜单。5.5.3权限等级软件应按照不同的用户设定权限，权限至少对应以下三级操作界面：a)一级操作界面（初级权限）；b)二级操作界面（中级权限）；c)三级操作界面（高级权限）。各级权限说明见表2。表2软件权限等级说明5T/ZJCX0049—20246试验方法试验环境按工作环境条件，应符合本文件第4章的要求。6.2外观检查用目测、触摸等感官检查法进行检查，应符合5.1要求。6.3整机功能检查开机启动系统，在操作状态下，按设备操作要求操作键盘、鼠标或触摸屏的功能键，根据设备说明对5.2各功能逐项测试，应符合相应要求。6.4技术指标测试技术指标测试应符合：a）材料损耗：千分表（MPE:±0.001mm）测量样本厚度数据，计算得出产品的材料损耗，总去除量=加工前晶锭厚度-（减薄后晶锭厚度+减薄后晶圆厚度）；减薄后是指把激光烧蚀痕迹和裂纹去除干净时的状态；b）激光加工过程节拍：从加工开始至加工完成物料可被取结束，记录超过50次的样本数据取平均值；c）自动剥离过程节拍：从剥离启动至剥离完成物料可被取结束，记录超过50次的样本数据取平均值。6.5设备安全检查6.5.1电气控制检查电气控制检查应按照以下要求进行：a)试运行启动/停机开关，检查是否能整机上电/断电。试运行停机开关时，应使激光器停止产生激光光束；b)按下EMO开关，设备应立即停止运动，激光器停止出光；c)在设备运行过程中，若触发联锁保护功能，设备应立即停止运动，激光器停止出光；d)激光器在出光状态下，应可通过关闭光闸的方式，使终端无激光输出；e)检查报警保护装置，应能实现相应报警保护功能。6.5.2电气防护检查6T/ZJCX0049—2024电气防护检查按照以下要求进行：a)按照GB/T4208中IP50级规定方法检查电器外壳；b)按照图纸检查是否可靠连接；c)使用接地电阻测量仪测量设备壳体接地电阻；d)使控制箱分别处于过载、漏电、短路状态，检查保护功能是否启动。6.6软件检测6.6.1功能检测按照5.5.2等各项要求，分别验证设备软件是否具备规定的各项功能。6.6.2权限等级检测通过软件分别登入初级、中级和高级的用户权限级别，检查是否只可对应执行如表2的内容。7检验规则7.1检验分类产品检验分为出厂检验和型式检验。7.2出厂检验7.2.1设备经检验合格后，出具产品检验报告和合格文件。每台设备经检验合格后方能出厂，并附上合格文件。7.2.2出厂检验项目、技术要求及试验方法见表3。7.2.3出厂检验项目应全部合格，否则判定为不合格产品。7.2.4被判定为不合格的产品应重新调整至复检合格后，方能出厂。7.2.5出厂检验由制造公司质检部门负责进行。7.3型式检验7.3.1型式检验项目包括本文件规定的全部项目。7.3.2型式检验在下列情况之一时进行：a)结构、材料、工艺有较大变化，可能影响产品性能时；b)产品长期停产后，恢复生产时；c)国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。7.3.3型式检验样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取。7.3.4型式检验样品在成品中随机抽取一台，如检验不合格，应加倍抽样进行复检。如复检合格，则判为合格品；如仍有不合格时，则判为不合格品。7T/ZJCX0049—20247.3.5型式检验技术要求及试验方法等见表3。表3检验项目1√√2---- √√ √√-×√---√√ √√ √√---√√-√√3√√4--√√×√5--√√√√8标志、包装、运输和贮存设备产品标牌应符合GB/T13306的规定，标牌应清晰、牢固，至少包含以下内容：a)商标；b)设备名称；c)设备型号：d)出厂编号；e)外形尺寸；8T/ZJCX0049—2024f)设备重量；g)额定电压；h)额定功率；i)供压范围；j)出厂时间。包装箱外壁信息标记应符合GB/T6388的规定，并至少包含以下内容：a)件号；b)设备尺寸；c)外箱尺寸；d)净重；e)毛重。8.1.3对标志有特殊要求的，应由买卖双方共同商定。8.2.1产品包装应符合GB/T13384的相关要求。8.2.2设备出厂时应有牢固不易磨损的包装，保护设备不受损坏、腐蚀，有合理的防潮、防尘、防震措施，能满足运输、储存的要求。8.2.3经交收检验合格的产品，应连同使用说明书、配套的附件等一起包装。8.2.4包装有特殊要求的，由买卖双方共同商定