在半导体制造中，BOE（Buffered Oxide Etchant，缓冲氧化物刻蚀液）主要用于刻蚀二氧化硅（SiO₂），同时对硅（Si）或金属层的腐蚀速率极低。BOE刻蚀通常用于去除浅层氧化物（如栅极氧化层、介质层）或修正光刻胶残留后的氧化层。以下是关于BOE刻蚀使用的槽子类型及相关工艺的详细说明：
一、槽子类型
塑料槽（Polypropylene, PP 或 PTFE材质）
适用性：BOE对塑料（如聚丙烯PP、聚四氟乙烯PTFE）无腐蚀性，因此常用塑料槽作为容器。
优点：成本低、易加工、耐腐蚀性强。
典型应用：实验室小规模刻蚀或批量处理时的浸泡槽。
玻璃槽（耐酸玻璃）
适用性：BOE对玻璃腐蚀较弱，但需使用耐酸玻璃（如硼硅玻璃）。
优点：透明可视，便于观察刻蚀过程。
缺点：长期使用可能被HF成分缓慢腐蚀，需定期更换。
不锈钢槽（316L不锈钢）
适用性：BOE中的HF会与不锈钢反应，因此需选择高耐腐蚀性的316L不锈钢。
优点：机械强度高，适合工业级批量处理。
缺点：成本较高，需定期清洁维护。
特氟龙（PFA/PTFE）槽
适用性：BOE对特氟龙完全无腐蚀，是理想选择。
优点：化学惰性极强，适用于高精度要求的工艺。
缺点：成本高，适合高端制程。
二、典型工艺流程
槽子准备
清洁槽体，确保无残留颗粒或污染物。
对于塑料或特氟龙槽，可直接注入BOE；对于玻璃或不锈钢槽，需检查是否有腐蚀迹象。
BOE配方
典型配比：
HF:NH₄F:H₂O = 1:6:10（体积比），pH≈5。
HF负责刻蚀SiO₂，NH₄F作为缓冲剂调节反应速率，水稀释降低腐蚀性。
温度控制：常温（20~25℃），高温可能加速反应但影响均匀性。
刻蚀方式
浸泡法：将晶圆浸入BOE槽中，时间根据氧化层厚度调整（通常1~5分钟）。
喷淋法：通过喷嘴均匀喷洒BOE，适用于大批量自动化生产。
后处理
去离子水冲洗：高纯水（18.2 MΩ·cm）多次冲洗，去除BOE残留。
干燥：氮气吹干或旋干，防止水渍残留。
三、关键考虑因素
耐腐蚀性：
BOE中的HF会腐蚀金属（如铝、铜），因此槽体材料必须抗氢氟酸腐蚀。
优先选择PTFE、PP或耐酸玻璃。
温度控制：
BOE刻蚀通常在常温下进行，但工业化生产可能需要加热（如30~40℃）以加速反应。
槽体需配备温控系统（如加热盘或冷却循环）。
流体动力学设计：
喷淋槽需确保BOE均匀覆盖晶圆表面，避免局部腐蚀不均。
浸泡槽需设计为垂直或水平放置，避免气泡附着影响刻蚀均匀性。
颗粒控制：
槽体需配备过滤系统（如0.1~0.2 μm过滤器），防止BOE中的颗粒污染晶圆。
四、应用场景
栅极氧化物去除：
在制备新氧化层前，用BOE去除原有SiO₂层，确保界面洁净。
浅沟槽隔离（STI）工艺：
刻蚀浅层氧化物，形成隔离结构。
光刻胶剥离后清洗：
去除光刻胶残留下的氧化层，避免污染后续工艺。
BOE刻蚀常用的槽子材料包括塑料（PP/PTFE）、耐酸玻璃和316L不锈钢，其中PTFE槽因其化学惰性最强而成为最优选择。槽体设计需重点考虑耐腐蚀性、温度控制和颗粒控制，以确保刻蚀均匀性和晶圆表面质量。
