Verdict結論
兩者都是能溶解矽氧化膜的氫氟酸系藥液,但DHF只是以水稀釋氫氟酸的溶液,BHF則是在氫氟酸中加入氟化銨的緩衝溶液。DHF主要用於清洗,在短時間內去除晶圓表面薄的原生氧化層與表面金屬。BHF藉由緩衝作用使蝕刻速率長時間保持穩定,光阻也不易剝落,因此用於將厚氧化膜精確削去固定量的圖形加工。
主要差異
| 比較項目 | DHF(稀氫氟酸) | BHF(緩衝氫氟酸) |
|---|---|---|
| 組成 | 以超純水稀釋氫氟酸(HF) | 氫氟酸+氟化銨(NH₄F) |
| 濃度範例 | HF約0.5~數%(1:100、1:50等) | NH₄F:HF=6:1、10:1等 |
| 主要用途 | 清洗(去除原生氧化層・表面金屬) | 氧化膜的圖形蝕刻 |
| 去除的氧化膜厚度 | 數nm左右的薄膜 | 數十nm~μm的厚膜 |
| 蝕刻速率的穩定性 | 隨使用容易變化 | 因緩衝作用長時間保持穩定 |
| 對光阻的影響 | 處理時間短,不太會造成問題 | 酸性溫和,光阻不易剝落 |
| 處理後的矽表面 | 氫終端,呈疏水性 | 去除氧化膜的部分為氫終端 |
DHF擔任清洗的收尾角色
DHF在RCA清洗等清洗流程中,用來去除晶圓表面形成的薄原生氧化層,以及被包覆在氧化膜中的金屬。處理時間短,約數十秒~數分鐘,處理後的矽表面以氫終端,呈現排斥水的狀態。若在閘極氧化或磊晶成長之前進行,就能從潔淨的矽表面開始下一道製程;但時間一久又會再次生成氧化層,因此要管理到下一道製程的等待時間。
BHF擔任氧化膜的加工角色
BHF用於以光阻圖形為遮罩,將厚氧化膜溶解到預定深度的濕式蝕刻。氟化銨作為緩衝劑,補充被消耗的氟成分,因此即使處理大量晶圓,蝕刻速率也幾乎維持不變,能精確削去目標量。由於酸性溫和,光阻不易剝落,且幾乎不溶解矽與氮化膜,因此可以保留底層、只去除氧化膜。
與乾式蝕刻的區分使用
微細圖形的氧化膜加工,目前幾乎都以乾式蝕刻進行,因為濕式蝕刻在橫向也會同樣溶解,無法維持微細尺寸。另一方面,在不希望底層受到電漿損傷、需要大範圍溶解去除犧牲層,或希望以變異小的方式批次處理時,BHF等濕式蝕刻至今仍在使用。DHF作為清洗製程,即使在先進產品中也不可或缺。
常見問題
DHF與BHF可以用於相同目的嗎?
兩者都能溶解氧化膜,但擅長的工作不同。DHF適合在短時間內去除薄原生氧化層的清洗,BHF則適合在保持穩定速率的同時,將厚氧化膜削去固定量的加工。用錯了,就會造成過度蝕刻或變異。
BOE與BHF是同一種東西嗎?
是同一種藥液。BOE是Buffered Oxide Etch(緩衝氧化物蝕刻液)的縮寫,指在氫氟酸中加入氟化銨的溶液。在日本多稱為BHF或緩衝氫氟酸。