Questões de Engenharia Química do ano 2012

A busca constante pelo aumento na integração de dispositivos em sistemas integrados é caracterizada por uma acentuada redução nas dimensões verticais e horizontais. Essa redução das dimensões dos dispositivos faz melhorar seu desempenho. Dentre as reduções dimensionais, está a da espessura do óxido de porta do capacitor. Porém, essa redução gradual na espessura do óxido de porta não pode ser acompanhada de perdas de qualidade e/ou confiabilidade, de robustez dielétrica, e introdução de mecanismos parasitários. Assim, para manter ou mesmo aumentar a qualidade dos óxidos, apesar da redução na espessura, faz-se necessário um maior cuidado e um maior controle de contaminação metálica nas lâminas ou nas soluções, pois podem causar diretamente nas lâminas de SiO₂:

• A. elevação da aderência.
• B. oxidação.
• C. degradação.
• D. elevação da rugosidade.
• E. aumento da uniformidade.

Durante a fabricação dos Circuitos Integrados, após o processamento das lâminas, elas seguem para uma etapa em que cada circuito é testado. Os circuitos que não passarem no teste são marcados na lâmina com uma gota de tinta para serem descartados em uma etapa posterior. O rendimento de um processo de fabricação de circuitos é dado pela relação entre a quantidade de circuitos bons pela quantidade de circuitos total na lâmina. O rendimento de uma lâmina depende fortemente da área do circuito e da densidade de defeitos na lâmina. Esses defeitos podem ser atribuídos a algumas partículas de poeira no substrato ou que caem no substrato durante o processamento e que podem causar defeitos como

• A. elevada aderência.
• B. diminuição da rugosidade.
• C. espalhamento do resiste.
• D. aumento da uniformidade.
• E. dopagem seletiva.

A limpeza das lâminas é fundamental num processo de microfabricação. Para garantir uma limpeza eficaz, com a menor quantidade possível de impurezas, em geral, segue-se um processo padrão RCA (Radio Corporation of America). Esse processo consiste de uma sequência de etapas. A etapa SC1 tem como objetivo, principalmente, a eliminação de contaminantes

• A. orgânicos.
• B. atômicos.
• C. inorgânicos.
• D. iônicos.
• E. poliméricos.

Controlar os defeitos gerados na lâmina é mais crítico para dispositivos/circuitos com menores características de tamanho, alta densidade e em lâminas maiores. Dessa forma, a indústria eletrônica tem investido cada vez mais em minimizar os defeitos na máscara. Isso porque os defeitos em uma máscara/retículo acabam causando defeitos na lâmina (substrato) ou desvio de padrão. Um dos defeitos comuns que ocorrem na máscara/retículo é a contaminação com sujeira ou manchas na parte clara da máscara/retículo. Em óptica litográfica, esses defeitos podem ter a seguinte consequência:

• A. bloquear a luz e imprimir, na lâmina, uma região transparente onde deveria ser opaca.
• B. bloquear a luz e imprimir, na lâmina, uma região opaca onde deveria ser transparente.
• C. permitir que toda a luz chegue à lâmina, tornando-a opaca.
• D. bloquear a luz e imprimir, na lâmina, uma região transparente onde deveria ser translúcida.
• E. permitir que toda a luz chegue à lâmina, tornando-a translúcida.

Antes do uso, as lâminas de Silício são limpas quimicamente para remover partículas e contaminações da superfície. Além disso, também devem ser eliminados os vestígios de impurezas orgânicas, inorgânicas e metálicas. Um procedimento bastante conhecido e usado nos laboratórios e nas indústrias de fabricação de Circuito Integrado para a limpeza destas partículas é denominado RCA (Radio Corporation of America). Em uma das etapas do processo RCA, as lâminas de Silício são imersas em uma solução SC2, para a eliminação de

• A. gorduras e resíduos inorgânicos.
• B. resíduos inorgânicos e microorganismos.
• C. resíduos inorgânicos e resíduos orgânicos.
• D. gorduras e alguns metais pesados.
• E. resíduos orgânicos e gordura.

A falta da adesão do fotorresiste em muitas películas da superfície do filme é um problema geralmente encontrado no processamento do silício. A fim de promover a adesão, a superfície da lâmina é tratada com um promotor de adesão como o hexametildisilazano (HMDS, (H3C)3-Si-NH-Si-(CH3)3) antes da aplicação do fotorresiste. Esse tratamento fornece uma boa adesão do fotorresiste para uma variedade de filmes, incluindo o dióxido de silício contendo o fósforo, silício policristalino, nitreto de silício (Si3N4) e o alumínio. O HMDS pode ser aplicado diretamente sobre o substrato ou aplicado em pressão reduzida, em um forno a vácuo, com o objetivo principal de

• A. formar uma camada bimolecular na superfície da lâmina, tornando-a hidrofóbica, o que permite a condensação de umidade.
• B. formar uma camada bimolecular na superfície da lâmina, tornando-a hidrofóbica, o que impede a condensação de umidade.
• C. formar uma camada monomolecular na superfície da lâmina, tornando-a hidrofílica, o que permite a condensação de umidade.
• D. formar uma camada monomolecular na superfície da lâmina, tornando-a hidrofóbica, o que impede a condensação de umidade.
• E. funcionar como equalizador para lâminas com mesmos tempos de estocagem.

No processamento de um fotorresiste, as distintas viscosidades decorrentes determinam a sua espessura em função da velocidade de rotação do substrato durante seu espalhamento. Depois de espalhado sobre o substrato, o fotorresiste deve passar por um cozimento pré-exposição, a temperaturas superiores à de sua transição vítrea (55°C), para que evapore o solvente do resiste. Em seguida, deve ser exposto à radiação ultravioleta. Um enxágue final é utilizado para a remoção final de resíduos que permanecem sobre o substrato, a fim de se evitar a contaminação. Esse enxágue final, em geral, é realizado com

• A. Acetona.
• B. Água boricada.
• C. Amônia.
• D. Água oxigenada.
• E. Álcool iso-propílico.

A cromagem ou cromação é um processo pertencente à galvanoplastia que utiliza a tecnologia de imersão em produtos químicos sobre um material. A deposição de cromo, em geral, ocorre através de eletrodeposição (processo eletrolítico de revestimento de superfícies com metais) a fim de torná-lo mais resistente à corrosão, para alterar suas características elétricas ou apenas por motivos estéticos. A parte inicial do processo de cromagem por imersão (o processo mais tradicional) consiste na preparação da peça por meio de banhos químicos controlados (lavagens, desengraxes, decapagem e ativação) capazes de remover impurezas, metais de base desgastados ou simplesmente para preparo da peça em bruto. Com isso, gera um grande volume de efluentes contendo metais pesados. Isso acarreta um impacto diretamente em custos com licenciamento ambiental, certificações de processos e tratamento de rejeitos líquidos, sólidos e gasosos. Dessa forma, a automatização do processo de cromagem em larga escala, com relação à minimização dos impactos ambientais, possibilita

• A. minimizar o volume de efluente químico gerado.
• B. diminuir os custos do licenciamento ambiental.
• C. aumento do consumo de produtos químicos.
• D. aumentar o tempo de escorrimento.
• E. utilizar solventes clorados.

Antes do uso, as lâminas de silício são limpas quimicamente para remover partículas e contaminações da superfície, assim como alguns vestígios de impurezas orgânicas, inorgânicas e metálicas. Um procedimento bastante utilizado é o SC1. Com relação a esse procedimento-padrão, uma observação é feita: a solução não deve ser fervida. Essa observação tem o seguinte objetivo:

• A. Propiciar a decomposição de H₂O₂ e a volatilização da amônia.
• B. Produzir os gases H₂ e O₂.
• C. Evitar a decomposição de H₂O₂ e a volatilização da amônia.
• D. Evitar um excessivo borbulhamento e formação de bolhas.
• E. Evitar o desperdício de energia.

Nos últimos anos, tem-se inserido continuamente a automatização na produção de Circuitos Integrados em larga escala. No caso específico do sistema de dosagem, têm sido desenvolvidos equipamentos para operacionalizar, de forma automatizada e exata, a dosagem de produtos químicos necessárias ao processo produtivo. Em razão do seu conceito de operação, o sistema de dosagem progressiva

• A. não necessita de ajuste da vazão via curso de bomba.
• B. é indicado somente para serviços de dosagem elevada (da ordem de 2.500L/h ou superiores).
• C. é indicado somente para serviços de dosagem baixa (da ordem de 0,25L/h).
• D. necessita de ajuste da vazão via curso de bomba.
• E. não permite a integração e/ou intertravamento com outras variáveis de processo.