Для виготовлення інтегральних мікросхем в ряді випадків необхідне формування потрібного малюнка в шарах оксиду або нітриду кремнію. Малюнок може бути отриманий за допомогою фотолітографії, коли захисною маскою при травленні служить фоторезист. Для травлення оксиду кремнію можна використовувати розчини різної концентрації плавикової кислоти у воді, а також інші травители, що містять плавиковий кислоту. Травлення йде згідно реакції:
При цьому виділяються бульбашки газоподібного SiF4. які викликають відшаровування фоторезиста при фотолітографії і збільшують роз'ятрювання оксиду. Тому при травленні оксиду кремнію з використанням фоторезистивной маски застосовується буферний травитель, в який, крім плавикової кислоти, додається фтористий амоній NH4 F. При цьому концентрація іонів фтору збільшується і газоподібна сполука SiF4 перекладається в стійке SiF
Склад буферного травителя такий: 10 см 3 49% -ний HF, 100 см 3 NH4 F (450 г NH4 F на 650 см 3 H2 O). Швидкість травлення термічно вирощеного SiO2 в буферному Травители 20 нм / хв. Швидкість травлення окисних плівок, отриманих піролітичним осадженням або будь-якими іншими методами, вище, ніж швидкість травлення термічно вирощених. Наявність домішок також впливає на швидкість травлення оксиду кремнію. Скло, що містять бор (боросилікатниє - БСС) і фосфор (фосфоросілікатние - ФСС), труяться приблизно вдвічі швидше, ніж оксид кремнію.
Для травлення нітриду кремнію може використовуватися плавикова кислота. Швидкість травлення Si3 N4 в концентрованої плавикової кислоті може становити 7 - 10 нм / хв при різних способах створення шарів нітриду кремнію. Для поліпшення рівномірності травлення може використовуватися травитель з додаванням NH4 F (45 г HF, 200 г NH4 F, 300 г H2 O) або HF (49% -ний): NH4 F (40% -ний) = 1: 7. Швидкість травлення при цьому дещо знижується.
В технології ІМС часто виникає необхідність в тому, що труїть подвійного шару: Si3 N4 на SiO2 або SiO2 на Si3 N4. Оскільки в травителях, що містять плавиковий кислоту, швидкість травлення оксиду кремнію істотно вище швидкості травлення нітриду кремнію, при травленні Si3 N4 окисел буде руйнуватися. Травителем для Si3 N4. не вплине на оксид, є фосфорна кислота H3 PO4. Травлення Si3 N4 у фосфорній кислоті йде інтенсивно зі швидкістю 1 - 20 нм / хв при температурі 150 - 200 ° С, при цьому з розчину інтенсивно випаровується вода і травитель збагачується P2 O5. Швидкість травлення нітриду кремнію падає. Зі збільшенням вмісту P2 O5 починає труїтися окисел кремнію. При температурі 180 ° С швидкість травлення Si3 N4 у водному 90% -ому розчині H3 PO4 дорівнює 10 нм / хв, а швидкість травлення SiO2 на порядок величини менше.
Промивання пластин в воді
Після хімічного травлення з поверхні пластин необхідно видалити залишки травителя. Це досягається промиванням їх в спеціально очищеній воді, оскільки звичайна водопровідна вода, що містить величезну кількість розчинених у ній неорганічних і органічних речовин, на підходить для цієї мети.
Очищення води може проводитися різними способами: дистиляцією, ионообменом, електродіалізом і ін. Найкращими якостями володіє двічі і тричі дистильована вода. Однак в умовах масового виробництва багаторазова дистиляція води виявляється дуже дорогим і малопродуктивним способом. У виробництві застосовується деіонізованной, тобто очищена від неорганічних іонів вода.
Очищення води здійснюється за допомогою іонообмінних смол. Неорганічні домішки знаходяться у вигляді іонів: катіонів Fe 2+. Cu +. Na + і т.д. або аніонів NO
(R - H) + M + (R - M) + H +,
потім в колонку з анионитом, де аніони U - заміщають гідроксильну групу:
(R - OH) + U - (R - U) + OH -.
Протони і гідроксильні групи з'єднуються в молекули води:
Чистота води, вільної від іонів, визначається по її питомому опору. Власне опір води при температурі 20 ° С становить 24 МОмсм. У виробництві вода повинна містити домішка в кількості 10 -6%, що становить 2,610 15 іон / см 3 (у перекладі на натрій). Це відповідає питомому опору води 15 - 20 МОмсм.