Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-09T14:56:11Z No. of bitstreams: 1 ruybatistasantiagoneto.pdf: 3879740 bytes, checksum: efd2689558be4c8a9b9f696e63002401 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-29T12:04:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ruybatistasantiagoneto.pdf: 3879740 bytes, checksum: efd2689558be4c8a9b9f696e63002401 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T12:04:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ruybatistasantiagoneto.pdf: 3879740 bytes, checksum: efd2689558be4c8a9b9f696e63002401 (MD5) Previous issue date: 2009-12-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O ataque químico de sílica (SiO2) por ácido fluorídrico (HF) é uma reação importante, usada na fabricação de circuitos integrados, cujo mecanismo não é ainda totalmente entendido. Um aspecto curioso desta reação é que sua velocidade pode ser alterada por campos elétricos na interface ácido-sílica. Um modelo teórico para explicar este efeito é baseado na suposição que a reação química somente pode acontecer quando o HF aproxima da superfície da sílica, com os átomos de flúor voltados para esta superfície, com um eixo molecular fazendo um pequeno ângulo com sua normal. Desta forma uma orientação parcial dessas moléculas em um campo elétrico modifica a taxa de ataque. Este modelo prevê uma relação não linear entre velocidade de ataque e campo elétrico. Na literatura o modelo é usado em medidas de intensidade de campos elétricos gravados em amostras de sílica por meio de polarização térmica. Estas medidas confiam no modelo teórico mencionado acima para o regime não linear. Todavia este modelo havia sido testado somente na região onde a relação entre taxa de ataque e campo elétrico é praticamente linear, em que os campos elétricos possuem valores muito menores que os campos gravados. No presente trabalho vamos descrever as medidas realizadas para investigar este efeito na região não linear. Para perceber a não linearidade precisamos medir a velocidade de ataque com extrema precisão na presença de altos valores de campo. Isto é feito por um método interferométrico utilizando feixe de laser expandido e uma sofisticada análise de imagens de franjas. Adotando estes procedimentos fomos capazes de obter os primeiros sinais de um comportamento não linear. O confronto entre os valores obtidos experimentalmente e os valores previstos no modelo teórico indicou a necessidade de se acrescentar pequenas correções no modelo. Após as correções, a discrepância entre os valores experimentais e teóricos se tornou da mesma ordem dos erros experimentais. Os estudos teóricos da reação HF-sílica na literatura partem da hipótese que somente uma molécula participa no passo inicial da reação. Mas os resultados do presente trabalho indicam que a reação de ataque é iniciada por duas moléculas de HF atuando simultaneamente. / Etching of silica (SiO2) with hydrofluoric acid (HF) is an important chemical reaction, used in fabrication of integrated circuits, whose mechanism is not fully understood. One curios aspect of this reaction is that its velocity can be changed by electric fields in the acid– silica interface. A theoretical model of the effect is based on the hypothesis that the chemical reaction can only take place if the HF molecule approaches the silica surface with the F atom pointing towards the silica surface so that the molecular axis forms a small angle with the surface normal vector. This way a partial orientation of the molecules in an electric field modifies the etching velocity. This model predicts a non-linear relation between etching velocity and electric field. In literature the model is used in order to measure electric fields recorded in silica samples by an electro-thermal poling process. In this application, one trusts the theoretic model in the non-linear regime although the model had been tested only in the liner region where the electric fields are much smaller that in the poled glass samples. In the present woke one describes measurements made to investigate the effect in the non-linear regime. In order to detect the non-linearity one has to measure the etching velocity with extremely high precision and in the presence of high electric fields. This was done with an interferometric method using an expended laser beam and a sophisticated analysis of fringe images. With these methods, one obtained first non-linear signals. A comparison of experimental values with theoretical predictions indicated that some corrections of the theoretical model had to be made. With these corrections theoretical values coincided the the experimental data within experimental uncertainties. In literature, theoretic studies of the HF- silica reaction use the hypothesis that only one HF molecule participates in the primary step of the reaction. But the results of the present work indicate that the etching reaction initiates with two HF molecules acting at the same time.