T/GVS 014-2024 半导体设备用低温泵评价规范

ICS23.160

CCSJ78

TGVS

团体标准

T/GVS014—2024

半导体设备用低温泵评价规范

Evaluationspecificationforcryogenicvacuumpumpsusedin

semiconductorequipment

2024-08-02发布2024-08-02实施

广东省真空学会发布

T/GVS014—2024

目次

前言..................................................................................II

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4分类................................................................................2

5基本要求............................................................................2

6评价要求............................................................................3

7评价方法............................................................................4

8评价结果............................................................................4

附录A（规范性）评价指标的权重........................................................5

附录B（规范性）200mm口径低温泵评价指标和判定依据...................................6

附录C（规范性）300mm口径低温泵评价指标和判定依据..................................10

参考文献..............................................................................14

I

T/GVS014—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意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。

本文件由中山凯旋真空科技股份有限公司提出。

本文件由广东省真空学会归口。

本文件起草单位：中山凯旋真空科技股份有限公司、上海纳乇真空技术有限公司、中国科学技术大

学、散裂中子源科学中心、中山市深中标准质量研究中心、佛仪科技（佛山）有限公司、佛山力合创新

中心有限公司。

本文件主要起草人：胡湘娥、黎树中、李晓刚、叶俊文、王鹏程、胡勇、王楠茜、陈淑曲、余彦飞、

肖永能、林涛、欧慧敏。

II

T/GVS014—2024

半导体设备用低温泵评价规范

1范围

本文件规定了半导体设备用低温泵评价的分类、基本要求、评价要求、评价方法、评价结果。

本文件适用于半导体设备用低温泵的评价。

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。

GB/T150.1压力容器第1部分：通用要求

GB/T150.2压力容器第2部分：材料

GB/T150.3压力容器第3部分：设计

GB/T150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收

GB/T3163真空技术术语

GB/T6070真空技术法兰尺寸

GB/T6071超高真空法兰

GB/T14775操纵器一般人类工效学要求

GB/T16709.1真空技术管路配件的装配尺寸第1部分：非刀口法兰型

GB/T16709.2真空技术管路配件的装配尺寸第2部分：刀口法兰型

GB/T22360—2008真空泵安全要求

GB/Z25756真空技术可烘烤法兰刀口法兰尺寸

GB/T35076机械安全生产设备安全通则

JB/T11081真空技术制冷机低温泵

ISO21360-1:2020真空技术真空泵性能测量的标准方法第1部分：总则（Vacuum

technology—Standardmethodsformeasuringvacuum–pumpperformance—Part1:General

description）

3术语和定义

GB/T3163、JB/T11081界定的及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

半导体设备用低温泵cryogenicvacuumpumpsusedinsemiconductorequipment

配套应用于半导体产业相关设备的、以GM制冷机为冷源的低温泵。

3.2

降温时间cooldowntime

在低于10Pa的起始压力下，从室温起动低温泵到低温泵二级冷头温度达到20K所经历的时间。

3.3

最低工作压力minimumoperationalpressure

启动低温泵后24h，在低温泵入口端测试罩上测得的压力。

3.4

抽气速率（体积流率）pumpingspeed(volumeflowrate)

1

T/GVS014—2024

在理想状态下，单位时间从测试罩流过泵入口的气体体积。

但实际上，当泵在规定条件下工作，对给定气体的体积流率（S）通常约定为该气体的流量（Q，

Pa·m3/s或Pa·L/s）与给定测试罩内规定位置的平衡压力（p，Pa）之比。即：

𝑆=𝑄/𝑝··············································································(1)

本文件抽气速率采用的单位是升每秒（L/s）。

3.5

抽气容量gascapacity

低温泵连续运转时抽速下降到初始测量值时的50%时所累计抽走的气体量，单位是Pa·L。在抽走

这部分气体后低温泵还必须具有将测试罩内压力抽到＜6.65×10-5Pa所用时间≤30s的能力。

3.6

对氩气的最大抽气能力（允许氩气最大流量）maximumthroughputforargon

在某一给定压力下，单位时间内从测试罩流入泵进口法兰且能够导致低温泵二级冷头温度上升到

20K并稳定在20K的最大氩气流量，单位为Pa·L/s。

3.7

渡越容量（最大气体负载耐量）crossovervalue

在通入测试气体期间，低温泵二级冷头温度保持在20K或20K以下时，允许瞬间流入低温泵的

最大氮气气体容量，单位为Pa·L。

3.8

快速再生时间rapidregenerationtime

从二级冷头温度≤17K开始，通过吹扫阀向泵内充入干燥氮气，并开启冷头加热功能，当二级冷头

温度上升到100K后关闭氮气吹扫阀和加热功能，二级冷头再次降温到17K时所需要的时间。

3.9

完全再生时间fullregenerationtime

从二级冷头温度≤17K开始，通过吹扫阀向泵内充入干燥氮气，并开启冷头加热功能，当二级冷头

温度上升到310K后关闭氮气吹扫阀和加热功能，二级冷头再次降温到17K时所需要的时间。

3.10

平均无故障运行间隔时间meantimebetweenfailure(MTBF)

低温泵运行期间相邻两次故障发生的平均间隔时长，单位为h。

4分类

根据低温泵高真空法兰公称通径尺寸大小，分为200mm（8吋）口径低温泵、300mm（12吋）口径

低温泵等。根据低温泵的结构分为立式低温泵（常用于离子注入机）和卧式低温泵（常用于半导体PVD

设备）。

5基本要求

5.1低温泵系统

5.1.1真空端

5.1.1.1真空法兰应符合GB/T6070、GB/T16709.1、GB/T16709.2和GB/Z25756的规定。

5.1.1.2真空腔体的漏率应≤10-7Pa·L/s。

5.1.1.3气缸应选用防锈、耐高低温、耐氧化、耐酸碱，并具有良好机械性能的材料，一、二级气缸

的组装同轴度应优于0.15。

5.1.1.4制冷机一级冷头工作温度应≤90K，制冷量应≥10W，二级冷头工作温度应≤25K，制冷量

应≥3W。

5.1.1.5温度传感器应可监测10K～340K范围内的温度，且测量精度不低于0.5K。

5.1.2氦端

2

T/GVS014—2024

5.1.2.1回热器填料应选用高体积比热容的材料，至少大于氦气的体积比热容。

5.1.2.2选用叠层丝网为回热填料时，丝网的目数应为150目～300目。

5.1.2.3选用球状铅丸为回热填料时，铅丸的球径应为0.2mm～0.4mm。

5.1.3压缩机

5.1.3.1一台压缩机可提供的高压氦气流量应满足可以驱动3台及以上低温泵运行。

5.1.3.2压缩机输出高压氦气的压力应≥1.4MPa。

5.1.3.3压缩机回路中的制冷介质漏率≤1×10-3Pa·L/s。

5.1.3.4压缩机运行过程中产生的最大噪声应≤60db（距离3m处测试）。

5.1.3.5压缩机应具备冷却水温度过高自动保护功能。

5.1.3.6压缩机应具备涡旋泵温度过高自动保护功能。

5.1.3.7吸附器更换周期应≥15000h。

5.1.3.8压缩机所涉及的压力容器部件应符合GB/T150.1、GB/T150.2、GB/T150.3、GB/T150.4

的规定。

5.1.4控制系统

低温泵控制系统，可对单台或多台低温泵（含压缩机）进行控制，可实现快速再生、完全再生、网

络群组再生、一级冷头温度和二级冷头温度独立控制功能。

5.1.5附件

低温泵系统应包括各类功能接口、阀门、泄压阀、高压氦管、电缆、数据线、冷头供电电源（箱）、

控制器、手操器、加热带等。

5.2安全性

5.2.1低温泵安全要求应符合GB/T22360—2008中第5章的规定。

5.2.2低温泵安全标识应符合GB/T22360—2008中第6章的规定。

5.2.3机械设备安全标识应符合GB/T35076的规定。

5.3可靠性

平均无故障运行间隔时间≥10000h。

6评价要求

6.1评价原则

6.1.1科学性

指标体系中的各项指标应有机结合，互相独立且不重复、不矛盾，并能准确反映低温泵的特性。

6.1.2全面性

根据产品研发、生产和使用等各方面特点，建立设备综合评价指标体系，应尽可能涵盖低温泵关键

技术要求。

6.1.3适用性

评价内容、指标、范围适用于半导体设备用低温泵，并易于操作和评价。

6.2评价指标

半导体设备用低温泵评价指标分为一级指标和二级指标,其中一级指标包括元件及材料指标、加工

工艺指标、性能参数指标、使用维护指标和工业设计指标，二级指标为一级属性指标中的具体评价项目，

3

T/GVS014—2024

见图1所示。一级指标的权重赋值见表A.1，以200mm、300mm口径低温泵为例，给出具体的评价指标内

容和判定依据，分别见表B.1、表C.1。

图1半导体设备用低温泵评价指标体系

7评价方法

7.1评价方式

应在满足本文件第5章的基础上按照评价指标进行量化评价。

7.2计分指标

评价方法采用评分制。

7.3计分方法

评价指标逐层细化，二级指标得分为所对应具体评价指标得分之和，一级指标得分为所对应二级

指标得分之和，总得分为一级指标得分之和。

8评价结果

半导体设备用低温泵综合评价结果分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，见表1。

表1半导体设备用低温泵等级

等级评价分数

Ⅰ大于或等于90分

Ⅱ大于等于80分，小于90分

Ⅲ大于等于70分，小于80分

Ⅳ小于70分

4

T/GVS014—2024

附录A

（规范性）

评价指标的权重

评价指标的权重赋值按表A.1确定。

表A.1评价指标的权重赋值

序号一级指标权重赋值

1元件及材料指标0.15

2加工工艺指标0.10

3性能参数指标0.55

4使用维护指标0.15

5工业设计指标0.05

5

T/GVS014—2024

附录B

（规范性）

200mm口径低温泵评价指标和判定依据

针对一级指标和二级指标的要求，给出具体的指标内容和判定依据，200mm口径低温泵评价指标和

判定依据，见表B.1。

表B.1200mm口径低温泵评价指标和判定依据

序

一级指标二级指标指标内容a指标说明判定依据

号

电机应为永磁三相低速电机

（2分）

重要部件企业或供应商提供

1-

（5分）泵口真空法兰应符合GB/T6071、的设计文件或说明

GB/Z25756的规定

（3分）

壳体应为304或者316不锈钢，表

面粗糙度Ra＜1.6μm

（2.5分）

元件及材料一级挡板材质应为紫铜，外表面镀

（15分）亮镍，表面粗糙度Ra＜1.6μm关键部件选用

（2.5分）处于国际先进

关键材料水平的材料，如企业或供应商提供

2吸附材料应为活性炭或性能优于活

（10分）冷板、吸附材的设计文件或说明

性炭的材料，比表面积≥1100

料、真空内部材

m2/g

料等

（2.5分）

氦管应为不锈钢丝网编制网护套

管，承压≥2.7MPa

（2.5分）