BOE腐蝕機是半導(dǎo)體制造工藝中用于去除硅片表面氧化硼（B?O?）或二氧化硅（SiO?）薄膜的專用設(shè)備，廣泛應(yīng)用于集成電路、有源區(qū)光刻、MEMS器件等制程環(huán)節(jié)。其核心功能是通過化學(xué)腐蝕液（通常為氫氟酸與氟化物的緩沖溶液，簡稱BOE溶液）對硅片表面的氧化層進行精準(zhǔn)、均勻的腐蝕，同時避免對硅基底或其他材料的損傷。

1. 設(shè)備結(jié)構(gòu)與材質(zhì)

• 槽體設(shè)計：采用耐腐蝕性的材料（如聚四氟乙烯、聚丙烯或PFA涂層），可抵抗強酸性腐蝕液長期浸泡，確保設(shè)備壽命。

• 加熱與溫控系統(tǒng)：配備高精度加熱模塊和溫度傳感器，實時監(jiān)控并調(diào)節(jié)腐蝕液溫度（通常控制在40℃±2℃），以優(yōu)化反應(yīng)速率和均勻性。

• 液體循環(huán)系統(tǒng)：通過溢流槽設(shè)計和循環(huán)泵強制驅(qū)動腐蝕液流動，避免局部濃度差異導(dǎo)致的腐蝕不均；部分機型集成氮氣鼓泡功能，減少氣泡附著對硅片表面的影響。

• 安全防護：具備防腐蝕密封蓋、緊急排液裝置及泄漏檢測傳感器，確保操作安全性。

2. 核心功能與技術(shù)特點

• 腐蝕原理：利用HF與氟化物（如NH?F或KHF?）的緩沖溶液，在特定溫度下與氧化硅反應(yīng)生成可溶性絡(luò)合物，實現(xiàn)選擇性腐蝕。

  緩沖劑可穩(wěn)定pH值，減緩HF消耗，延長溶液使用壽命。

• 均勻性控制：通過動態(tài)液體流動（如噴淋或循環(huán)）、硅片垂直運動（手動或自動提拉）以及超聲波輔助（部分型號），消除氣泡并確保腐蝕液與硅片全面接觸，減少邊緣侵蝕或中心殘留。

• 參數(shù)可調(diào)性：支持調(diào)節(jié)HF濃度（通常5%-49%）、溶液溫度（20℃-50℃）、腐蝕時間（秒級至分鐘級）及硅片運動速度，適應(yīng)不同厚度氧化層（5nm-數(shù)百納米）的腐蝕需求。

3. 操作流程與優(yōu)勢

• 操作步驟：

1. 配置BOE腐蝕液并注入槽體，設(shè)定溫度與循環(huán)參數(shù)；

2. 人工或機械手臂將硅片垂直浸入腐蝕液；

3. 通過上下提動硅片（頻率可調(diào)）促進酸液更新，避免氣泡滯留；

4. 腐蝕完成后取出硅片，用去離子水沖洗并干燥。

• 優(yōu)勢：

• 高效性：單片處理時間通常為1-5分鐘，適合小批量或研發(fā)場景；

• 低成本：相比干法刻蝕設(shè)備，BOE腐蝕機結(jié)構(gòu)簡單、維護便捷，初期投入低；

• 選擇性好：對氧化硅腐蝕速率高（約0.1-1μm/min），而對硅基底幾乎無損傷。

4. 應(yīng)用領(lǐng)域與局限性

• 典型應(yīng)用：

• 集成電路制造中的有源區(qū)光刻膠去除；

• MEMS器件釋放前的犧牲層腐蝕；

• 功率器件場氧層開口制備。

• 局限性：

• 無法實現(xiàn)圖形化腐蝕（需結(jié)合光刻掩膜）；

• 腐蝕速率受硅片表面形貌影響，深槽或高深寬比結(jié)構(gòu)可能存在均勻性問題；

• 廢液處理成本較高，需配套中和與回收系統(tǒng)。

5. 技術(shù)參數(shù)與選型建議

• 關(guān)鍵參數(shù)：

• 腐蝕槽尺寸：φ100mm-φ300mm（兼容不同硅片尺寸）；

• 溫度控制精度：±0.5℃；

• 腐蝕液流量：5-20L/min（可調(diào)）；

• 硅片運動方式：手動提拉、電動升降或旋轉(zhuǎn)抖動。

• 選型要點：

• 根據(jù)產(chǎn)能需求選擇手動型或自動化機型（如集成機械臂的批量腐蝕系統(tǒng)）；

• 針對特殊工藝（如低溫腐蝕或超薄氧化層）選擇帶制冷功能的型號；

• 優(yōu)先配備超聲波或氮氣鼓泡功能以提升均勻性。

BOE腐蝕機以其操作簡單、成本低廉的特點，成為半導(dǎo)體實驗室和中小批量生產(chǎn)中的工具，尤其適用于對氧化層均勻性和邊緣平整度要求較高的場景。