Справочник стандартов SEMI
Краткий справочник по ключевым стандартам SEMI для пластин и подложек.
Обзор
Стандарты SEMI определяют общие спецификации, методы испытаний и терминологию, обеспечивающие взаимодействие в глобальной цепочке поставок пластин — от размеров пластин (M1) до подсчёта частиц (M53) и метрологии плоскостности (M59). Этот справочник обобщает стандарты, наиболее актуальные для закупки и квалификации материалов подложек.
Указанные здесь стандарты — это актуальные редакции международных стандартов SEMI, используемые во внутренней технологической документации и спецификациях для заказчиков. Обратитесь к нашей инженерной команде за помощью в сопоставлении ваших внутренних спецификаций с применимым стандартом SEMI.
Ключевые стандарты SEMI
SEMI M1 — полированные монокристаллические кремниевые пластины
Определяет диаметр, кристаллографическую ориентацию, тип легирования, геометрию паза и требования к маркировке полированных монокристаллических кремниевых пластин от 50,8 до 450 мм, образуя базовую спецификацию, на которую опираются большинство других стандартов пластин.
Спецификации эпитаксиальных кремниевых пластин
Охватывает толщину эпитаксиального слоя, равномерность толщины, удельное сопротивление и критерии дефектов (линии скольжения, дефекты упаковки, дымка) для кремниевых эпи-пластин, используемых в производстве CMOS, BiCMOS и силовых приборов.
Спецификации пластин из составных полупроводников (GaAs / InP)
Определяет диаметр, плотность ямок травления, кристаллографическую ориентацию и требования к легированию пластин из составных полупроводников GaAs и InP, используемых в ВЧ, оптоэлектронных, светодиодных и фотоэлектрических приложениях.
SEMI M53 — подсчёт частиц и сканирование поверхности
Устанавливает методологию лазерного сканирования поверхности и классификацию по размеру частиц для обнаружения кристаллообразованных частиц (COP) и поверхностных дефектов, с зонами исключения края, масштабируемыми по диаметру пластины.
Спецификации металлического загрязнения поверхности
Устанавливает предельные значения содержания следовых металлов (Fe, Cu, Ni, Cr, Na и др.), измеряемых методами VPD-ICP-MS, TXRF или SIMS после очистки SC1/SC2, с градацией от Grade 1 (наиболее строгий) до Grade 4.
Спецификации пластин SOI
Определяет толщину верхнего кремния и скрытого оксида (BOX), равномерность и требования к дефектам для пластин «кремний на изоляторе», изготовленных по технологии Smart Cut™, BESOI или SIMOX, включая варианты FD-SOI, RF-SOI и силового SOI.
Спецификации пластин SiC (4H / 6H)
Определяет политип, диаметр, плотность микротрубок (MPD) и предельные значения дислокаций базисной плоскости (BPD) для пластин 4H-SiC и 6H-SiC, используемых в инверторах электромобилей, 5G GaN RF и приложениях энергосети.
Спецификации эпитаксиальных пластин GaN-на-подложке
Охватывает варианты подложек (Si, SiC, сапфир), ширину линии кривой качания XRD, изгиб и толщину эпитаксиального GaN для пластин GaN-на-подложке, используемых в силовых HEMT, ВЧ-приборах и microLED.
Методы испытаний
Каждый стандарт определяет проверенные методы испытаний и оборудование для обеспечения согласованных и воспроизводимых измерений между поставщиками и фабриками.
Измеряет объёмное удельное сопротивление, пропуская ток через два внешних зонда и считывая напряжение между двумя внутренними зондами в линейной решётке, что напрямую коррелирует с концентрацией легирующей примеси.
ИК-Фурье-спектроскопия количественно определяет концентрацию межузельного кислорода и замещающего углерода в кремнии, что критически важно для контроля преципитации кислорода в ходе термоциклирования приборов.
Бесконтактное ёмкостное или оптическое сканирование определяет TTV, изгиб, коробление и локальную плоскостность (SFQR) по всей поверхности пластины без механического зажима.
Автоматизированные системы лазерного светорассеяния обнаруживают и классифицируют поверхностные частицы и кристаллообразованные частицы (COP) с порогом размера менее 90 нм для квалификации передовых техпроцессов.
Как использовать эти стандарты
Входной контроль качества
Используйте приведённые выше пороговые значения параметров для определения критериев приёмки и границ отбраковки при проверке входящих партий пластин по сертификатам соответствия поставщика.
Квалификация поставщиков и фабрик
Используйте те же методы испытаний SEMI, что и ваши поставщики, чтобы результаты измерений были напрямую сопоставимы при квалификации новой фабрики или утверждении второго источника поставок.
Разработка индивидуальных спецификаций
Начните с соответствующей базовой линии SEMI и ужесточайте только те параметры, которые важны для вашего технологического узла, избегая излишне строгих спецификаций, повышающих стоимость.
Перенос процесса между фабриками
Приведите геометрию пластин и спецификации загрязнений в соответствие с терминологией SEMI, чтобы технологические рецепты предсказуемо переносились между внутренними фабриками или сторонними фаундри.
Справочник параметров
Приведённые ниже параметры встречаются в нескольких стандартах SEMI и составляют общий словарь для спецификаций геометрии и качества пластин.
Разница между максимальной и минимальной толщиной, измеренной по всей пластине, согласно SEMI MF1530.
Отклонение срединной поверхности пластины от опорной плоскости в центральной точке, измеренное без зажима, согласно SEMI MF1390.
Разница между максимальным и минимальным расстоянием срединной поверхности от опорной плоскости, согласно SEMI MF1390.
Локальный показатель плоскостности по методу наименьших квадратов, используемый для расчёта бюджета фокуса при литографии, определён в SEMI M1.
Кольцевая область у края пластины, исключённая из требований по плоскостности и частицам, согласно SEMI M59.
Кристаллографический элемент, используемый для обозначения ориентации пластины и типа проводимости, определён в SEMI M1.
Концентрация следовых металлов на поверхности пластины, измеряемая по SEMI MF1724 методом TXRF или VPD-ICP-MS.
Число точечных дефектов на поверхности пластины при заданном пороге размера, измеряемое по SEMI M50.
Эволюция стандартов
Стандарты SEMI для пластин развивались вместе с переходом отрасли к пластинам большего диаметра и более жёстким литографическим допускам. Ранние спецификации для 100 и 150 мм опирались на базовый срез для ориентации, тогда как стандарты для 200 и 300 мм перешли на позиционирование по пазу для поддержки высокопроизводительной автоматической обработки.
По мере уменьшения топологических норм и ужесточения бюджета глубины резкости показатели плоскостности сместились от общепластинных измерений, таких как TIR, к локальным показателям, таким как SFQR, которые точнее отражают локальную плоскостность в пределах одного поля экспонирования.
Готовы начать?
Свяжитесь с нашей инженерной командой, чтобы обсудить ваши требования и получить подробное коммерческое предложение в течение 24 часов.