SEMI 표준 참조
반도체 웨이퍼 및 기판에 적용 가능한 주요 SEMI 표준(M1, M53, M59 등)에 대한 빠른 참조입니다.
개요
SEMI 표준은 웨이퍼 치수(M1)부터 입자 계수(M53), 평탄도 측정(M59)에 이르기까지 글로벌 웨이퍼 공급망의 상호 운용성을 유지하는 공통 사양, 테스트 방법 및 용어를 정의합니다. 이 참고 자료는 기판 재료의 조달 및 적격성 평가와 가장 관련된 표준을 요약합니다.
여기에 언급된 표준은 내부 프로세스 문서 및 고객 사양 시트에 사용되는 최신 SEMI 국제 표준 개정판입니다. 내부 사양을 해당 SEMI 표준에 매핑하는 방법에 대한 지침은 엔지니어링 팀에 문의하세요.
주요 SEMI 표준
SEMI M1 — 연마된 단결정 실리콘 웨이퍼
50.8mm에서 450mm까지 연마된 단결정 실리콘 웨이퍼에 대한 직경, 결정 방향, 도핑 유형, 노치 형상 및 웨이퍼 마킹 요구 사항을 정의하여 대부분의 다른 웨이퍼 표준에서 참조하는 기본 사양을 형성합니다.
에피택셜 실리콘 웨이퍼 사양
CMOS, BiCMOS 및 전력 장치 제조에 사용되는 실리콘 에피 웨이퍼에 대한 에피택셜 층 두께, 두께 균일성, 저항률 및 결함 기준(슬립 라인, 적층 결함, 헤이즈)을 다룹니다.
화합물 반도체 웨이퍼 사양(GaAs/InP)
RF, 광전자공학, LED 및 광전지 응용 분야에 사용되는 GaAs 및 InP 화합물 반도체 웨이퍼에 대한 직경, 식각 피트 밀도, 결정 방향 및 도핑 요구 사항을 지정합니다.
SEMI M53 — 입자 수 및 표면 스캐닝
웨이퍼 직경에 맞게 가장자리 배제 영역을 확장하여 COP(결정 유래 입자) 및 표면 결함을 감지하기 위한 레이저 표면 스캐닝 방법과 입자 크기 비닝을 설정합니다.
표면 금속 오염 사양
SC1/SC2 세척 후 VPD-ICP-MS, TXRF 또는 SIMS로 측정한 미량 금속 오염(Fe, Cu, Ni, Cr, Na 등)에 대한 허용 한계를 1등급(가장 엄격함)부터 4등급까지 설정합니다.
SOI 웨이퍼 사양
FD-SOI, RF-SOI 및 전력 SOI 변형을 포괄하는 Smart Cut™, BESOI 또는 SIMOX로 생산된 실리콘 온 절연체 웨이퍼에 대한 상부 실리콘 및 매립 산화물(BOX) 두께, 균일성 및 결함 요구 사항을 정의합니다.
SiC 웨이퍼 사양(4H/6H)
EV 인버터, 5G GaN RF 및 그리드 전력 애플리케이션에 사용되는 4H-SiC 및 6H-SiC 웨이퍼에 대한 폴리타입, 직경, 마이크로파이프 밀도(MPD) 및 기저면 전위(BPD) 제한을 지정합니다.
GaN-on-Substrate 에피택셜 웨이퍼 사양
전력 HEMT, RF 장치 및 microLED에 사용되는 GaN-on-substrate 웨이퍼에 대한 기판 옵션(Si, SiC, 사파이어), XRD 요동 곡선 선폭, 보우 및 GaN 에피택셜 두께를 다룹니다.
테스트 방법
각 표준은 공급업체와 제조공장 전체에서 일관되고 반복 가능한 측정을 위해 검증된 테스트 방법과 장비를 지정합니다.
2개의 외부 프로브를 통해 전류를 전달하고 선형 배열의 2개 내부 프로브에 걸쳐 전압을 판독하여 도펀트 농도와 직접적인 상관관계를 갖는 벌크 저항률을 측정합니다.
푸리에 변환 적외선 분광법은 장치 열주기 동안 산소 침전을 제어하는 데 중요한 실리콘의 격자간 산소 및 치환 탄소 농도를 정량화합니다.
비접촉 정전식 또는 광학 스캐닝은 기계적 클램핑 없이 전체 웨이퍼 표면에 걸쳐 TTV, 보우, 워프 및 사이트 기반 평탄도(SFQR)를 결정합니다.
자동화된 레이저 광산란 시스템은 고급 노드 검증을 위해 표면 입자와 COP(결정 유래 입자)를 90nm 미만 크기까지 감지하고 분류합니다.
이 표준을 사용하는 방법
입고 품질 검사
공급업체 적합성 인증서에 대해 들어오는 웨이퍼 로트를 감사할 때 위의 매개변수 임계값을 사용하여 허용 기준과 거부 제한을 정의합니다.
공급업체 및 제조공장 자격
새로운 제조 시설을 인증하거나 두 번째 소스를 승인할 때 측정 결과를 직접 비교할 수 있도록 공급업체가 사용하는 것과 동일한 SEMI 테스트 방법을 참조하세요.
맞춤형 사양 제도
관련 SEMI 기준에서 시작하여 프로세스 노드에 중요한 매개변수만 강화하여 비용을 부풀리는 불필요하게 제한적인 사양을 피하세요.
팹 간 프로세스 이전
웨이퍼 형상과 오염 사양을 SEMI 용어에 맞춰 내부 제조공장이나 아웃소싱 파운드리 간에 공정 레시피를 예측 가능하게 전달할 수 있습니다.
매개변수 참조
아래 매개변수는 여러 SEMI 표준에 걸쳐 나타나며 웨이퍼 형상 및 품질 사양에 대한 공통 어휘를 형성합니다.
SEMI MF1530에 따라 웨이퍼 전체에서 측정된 최대 두께와 최소 두께의 차이입니다.
웨이퍼의 중앙 표면이 중심점에서 기준 평면으로부터 벗어난 정도를 측정하며, 비클램프(고정하지 않은) 상태에서 SEMI MF1390 표준에 따라 측정됩니다.
SEMI MF1390에 따라 참조 평면에서 중앙 표면의 최대 거리와 최소 거리 간의 차이입니다.
사이트 전면 참조 최소 제곱 범위 — SEMI M1에 정의된 리소그래피 초점 예산 책정에 사용되는 사이트 기반 평탄도 측정법입니다.
SEMI M59에 따라 웨이퍼 가장자리 근처의 환형 영역은 평탄도 및 입자 사양에서 제외됩니다.
SEMI M1에 정의된 웨이퍼 방향 및 전도도 유형을 나타내는 데 사용되는 결정학적 참조 기능입니다.
TXRF 또는 VPD-ICP-MS를 사용하여 SEMI MF1724에 따라 측정된 웨이퍼 표면의 미량 금속 농도입니다.
SEMI M50에 따라 측정된 지정된 크기 임계값에서 웨이퍼 표면의 광점 결함 수입니다.
표준의 진화
SEMI 웨이퍼 표준은 업계가 더 큰 직경과 더 엄격한 리소그래피 공차로 전환함에 따라 함께 발전해 왔습니다. 초기 100mm 및 150mm 사양은 방향 정렬을 위해 주 플랫(primary flat)에 의존했지만, 200mm 및 300mm 표준은 고처리량 자동화 핸들링을 지원하기 위해 노치 기반 기준 방식으로 전환되었습니다.
장치 형상이 축소되고 초점 심도 예산이 단축됨에 따라 평탄도 측정 기준은 TIR과 같은 전체 웨이퍼 측정에서 SFQR과 같은 사이트 기반 측정으로 전환되었습니다. SFQR은 단일 리소그래피 노출 필드 내에서 중요한 로컬 평탄도를 더 잘 포착합니다.