Chemische Reinigung — RCA, Piranha, Lösungsmittel | GINECHIP

< 10 adds @ 0.2μmPartikelentfernung

< 1×10¹⁰ at/cm²Metallkontamination

RCA · Piranha · HF-lastReinigungschemie

< 0.15nm RaOberflächenrauheit

Übersicht

Chemische Reinigung ist die Grundlage für alle nachfolgenden Prozesse. GINECHIP bietet RCA, Piranha, HF-last, Megaschall im ISO-1-Reinraum.

Multi-Chemie-Plattform: bis zu 50 Wafer pro Charge.

Reinigungsdienste

RCA-Standardreinigung

RCA-Standardreinigung: SC-1 + SC-2. Entfernung von Organik, Partikeln, Metallen.

SC-1: NH₄OH/H₂O₂/H₂O (1:1:5)SC-2: HCl/H₂O₂/H₂O (1:1:6)Temperature: 75–80°CMegasonic agitation: 0.8–1.2 MHzParticle removal > 99% @ ≥0.2μmMetals: < 1×10¹⁰ atoms/cm²

Piranha-Reinigung (SPM)

Piranha: H₂SO₄/H₂O₂ bei 120-150°C. Entfernung von Organik und Resist.

H₂SO₄/H₂O₂ ratio: 3:1 to 7:1Temperature: 120–150°COrganic residue removal: completeResist strip capabilityPre-diffusion clean qualifiedChemical oxide: 1.0–1.5nm SiO₂

HF-Last-Reinigung

HF-last: Oxidentfernung, H-terminierte Oberfläche.

HF concentration: 0.5–2%Etch rate: ~20 Å/min SiO₂H-terminated, hydrophobic surfaceOxide regrowth delay: 4–8 hoursMarangoni/IPA dry integrationPre-epi, pre-metal clean qualified

Megaschall-Reinigung

Megaschall: 0,8-1,2 MHz. Entfernung von Submikron-Partikeln.

Frequency: 0.8–1.2 MHzPower density: 5–15 W/cm²Particle removal: ≥0.1μmNo cavitation damage to patternsCompatible with SC-1, SC-2, DISingle-wafer and batch modes

Marangoni-Trocknung

Marangoni-Trocknung: Gradient der Oberflächenspannung, fleckenfrei.

Marangoni: gradient surface-tension dryingIPA vapor: direct exposure + N₂ dryWater mark free (verified by laser scan)Throughput: 50–100 wafers/hourParticle adders: < 5 @ 0.2μmCompatible with all pre-clean sequences

Prozessablauf

Eingangsinspektion

Sichtprüfung, ID-Verifikation, Zustandsbewertung.

SPM Organik-Entfernung

Piranha entfernt Organik, Resist, Kohlenwasserstoffe bei 120-150°C.

HF Oxidentfernung

Verdünnte HF entfernt Oxid und legt die Si-Oberfläche frei.

SC-1 Partikelentfernung

NH₄OH/H₂O₂ + Megaschall entfernt Partikel bis 0,1 μm.

SC-2 Metallentfernung

HCl/H₂O₂ entfernt Metalle auf < 1×10¹⁰ Atome/cm².

HF-Last Passivierung

Letzte HF erzeugt H-terminierte hydrophobe Oberfläche.

Marangoni-Trocknung & Inspektion

Fleckenfreie Trocknung + Laserscan zur Zertifizierung.

Qualitätsspezifikationen

Parameter	Target Spec	Method
Partikelanzahl	≤ 10 adds @ 0.2μm	KLA-Tencor Surfscan SP2/SP3/SP5
Eisen (Fe)	< 1×10¹⁰ atoms/cm²	TXRF / VPD-ICP-MS
Kupfer (Cu)	< 5×10⁹ atoms/cm²	TXRF / VPD-ICP-MS
Nickel/Chrom (Ni/Cr)	< 1×10¹⁰ atoms/cm²	TXRF / VPD-ICP-MS
Oberflächenrauheit	< 0.15nm (Si substrate)	AFM (2μm × 2μm scan)
Natives Oxid	< 0.7nm (HF-last)	Spectroscopic ellipsometry
Kontaktwinkel	> 70° (hydrophobic)	Goniometer
Organischer Rückstand	< 1 monolayer equivalent	XPS survey scan (C 1s peak)

Messungen im ISO-1-Reinraum. Analysezertifikate.

Reinigungschemie

SC-1 (Standardreinigung 1)

SC-1: NH₄OH/H₂O₂/H₂O bei 75–80°C. Entfernung von Organik und Partikeln.

SC-2 (Standardreinigung 2)

SC-2: HCl/H₂O₂/H₂O bei 75–80°C. Metallentfernung < 1×10¹⁰ Atome/cm².

Anwendungsspezifische Protokolle

Pre-Diffusions-Reinigung

Pre-Diffusions-Reinigung: Metalle < 1×10¹⁰ Atome/cm².

SPM → HF → SC-1 → SC-2 Carbon: < 1 monolayer Metals: < 5×10⁹ at/cm² Gate oxide quality qualified

Pre-Epi-Reinigung

Pre-Epi-Reinigung: atomar saubere Oberfläche. Ra < 0,2 nm.

SPM → SC-1 → HF-last C: below XPS detection O: < 0.1 monolayer N₂ transfer: < 4 hrs

Pre-Bond-Reinigung

Pre-Bond-Reinigung: Entfernung von Organik, Partikeln, Oxid. Ra < 0,15 nm.

SC-1 (megasonic) → HF Particle: < 5 adds @ 0.2μm Ra: ≤ 0.15nm AFM Fusion / anodic bond qualified

Kontaminationskontrolle

Kontaminationskontrollprogramm. ISO-Klasse 1.

Chemische Reinheit

Chemikalien SEMI Grade 2+. Echtzeitüberwachung.

Werkzeuge & Automatisierung

Vollautomatische Nassbank-Systeme mit Roboter-Handling.

Substratkompatibilität

Kompatibel mit Si, SOI, Glas, Quarz, Saphir, SiC, GaAs, InP, GaN.

Partikelentfernungsleistung

Mehrstufige Partikelentfernung: > 99% für Partikel > 0,2 μm.

Qualität & Zertifizierung

QA-Programm: Partikelzählung, ICP-MS, Kontaktwinkel.

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ISO 9001:2015 zertifiziert SEMI-Standards konform ISO-Klasse-1-Reinraum Roboter-Wafer-Handling