SEMI 標準參考
半導體晶圓和基板的關鍵SEMI標準快速參考 — M1、M53、M59等。
概述
SEMI標準定義了維持全球晶圓供應鏈互通性的通用規格、測試方法及術語——從晶圓尺寸（M1）、微粒計數（M53）到平坦度計量（M59）。本參考資料彙整了與基板材料採購及驗證最相關的標準。
本文引用的標準均為目前適用的SEMI國際標準版本，用於我們內部製程文件及客戶規格表。如需協助將您的內部規格對應至適用的SEMI標準，請聯繫我們的工程團隊。
主要SEMI標準
SEMI M1 — 拋光單晶矽晶圓
定義50.8mm至450mm拋光單晶矽晶圓的直徑、晶向、摻雜類型、凹槽幾何與標記要求，作為其他多數晶圓標準所參照的基礎規格。
磊晶矽晶圓規格
涵蓋用於CMOS、BiCMOS與功率元件製造的矽磊晶晶圓之磊晶層厚度、厚度均勻性、電阻率與缺陷標準（滑移線、堆垛層錯、Haze）。
化合物半導體晶圓規格（GaAs／InP）
規定用於RF、光電、LED與光伏應用之GaAs與InP化合物半導體晶圓的直徑、腐蝕坑密度、晶向與摻雜要求。
SEMI M53 — 微粒計數與表面掃描
建立雷射表面掃描方法與粒徑分級，用於偵測晶體原生顆粒（COPs）與表面缺陷，並依晶圓直徑訂定邊緣排除區。
表面金屬污染規格
訂定經SC1/SC2清洗後，以VPD-ICP-MS、TXRF或SIMS量測之微量金屬污染（Fe、Cu、Ni、Cr、Na等）驗收限值，分級自Grade 1（最嚴格）至Grade 4。
SOI晶圓規格
定義以Smart Cut™、BESOI或SIMOX製程生產之絕緣體上矽晶圓的頂層矽與埋氧層（BOX）厚度、均勻性與缺陷要求，涵蓋FD-SOI、RF-SOI與功率SOI等變體。
SiC晶圓規格（4H／6H）
規定用於電動車逆變器、5G GaN RF與電網電力應用之4H-SiC與6H-SiC晶圓的晶型、直徑、微管密度（MPD）與基面差排（BPD）限值。
GaN-on-基板磊晶晶圓規格
涵蓋用於功率HEMT、RF元件與microLED之GaN-on-基板晶圓的基板選項（Si、SiC、藍寶石）、XRD搖擺曲線半高寬、翹曲與GaN磊晶厚度。
測試方法
每項標準均規定了經驗證的測試方法與設備，以確保不同供應商與晶圓廠之間量測結果的一致性與可重現性。
透過線性排列的四根探針，將電流通過外側兩根探針並量測內側兩根探針間的電壓，量測體電阻率並直接對應摻雜濃度。
傅立葉轉換紅外光譜量化矽中間隙氧與置換碳的濃度，對於控制元件熱循環過程中的氧沉澱至關重要。
非接觸式電容或光學掃描可在不進行機械夾持的情況下，測定整片晶圓表面的TTV、彎曲度、翹曲度與位點平坦度（SFQR）。
自動化雷射光散射系統可偵測並分級表面微粒與晶體原生顆粒（COPs），量測門檻低於90nm，適用於先進製程節點驗證。
如何使用這些標準
進料品質檢驗
使用上述參數門檻值，在依供應商合格證書稽核進料晶圓批次時，訂定驗收標準與拒收限值。
供應商與晶圓廠認證
採用與供應商相同的SEMI測試方法，確保在認證新晶圓廠或核准第二供應來源時，量測結果可直接比較。
客製化規格制定
以相關SEMI基準規格為起點，僅收緊對您製程節點真正重要的參數，避免不必要地嚴苛規格而墊高成本。
跨廠製程移轉
將晶圓幾何與污染規格對齊SEMI術語，使製程配方能在內部廠區或委外代工廠之間可預測地移轉。
參數參考
以下參數出現於多項SEMI標準中，構成晶圓幾何形狀與品質規格的共通詞彙。
依SEMI MF1530標準，晶圓上量測到的最大與最小厚度之差。
依SEMI MF1390標準，晶圓中心點之中值表面與參考平面的偏差，於未夾持狀態下量測。
依SEMI MF1390標準，中值表面與參考平面之最大與最小距離之差。
位點正面基準最小平方範圍——一種以位點為基礎的平坦度指標，用於微影對焦預算，定義於SEMI M1。
依SEMI M59標準，晶圓邊緣附近排除於平坦度與微粒規格之外的環狀區域。
依SEMI M1標準定義，用於標示晶圓方向與導電類型的晶體參考特徵。
依SEMI MF1724標準，使用TXRF或VPD-ICP-MS量測晶圓表面的微量金屬濃度。
依SEMI M50標準，於指定尺寸門檻下量測晶圓表面的光點缺陷數量。
標準的演進
SEMI晶圓標準隨著產業轉向更大直徑與更嚴苛微影公差而不斷演進。早期100mm與150mm規格依賴主要平邊進行方向標示，而200mm與300mm標準則改採凹槽定位，以支援高產能自動化搬運。
隨著元件尺寸縮小、對焦深度預算趨緊，平坦度指標已從整片晶圓量測（如TIR）轉向以位點為基礎的指標（如SFQR），後者能更準確反映單一微影曝光場內具意義的局部平坦度。