1
УДК 621.923.74
Некоторые особенности планаризации поверхности
подложек изделий микро- и наносистемной техники
© В.В. Холевин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрен процесс тотальной планаризации поверхности подложек изделий
микро- и наносистемной техники методом химико-механического полирования.
Отличие процесса планаризации подложек МЭМС/НЭМС-устройств состоит в
том, что на одной обрабатываемой поверхности могут располагаться элементы
с размерами, отличающимися на два (и более) порядка. В то же время для большин-
ства обрабатываемых поверхностей характерны значительные перепады высоты
исходного микрорельефа, кроме того, обрабатываемая поверхность может иметь
участки из различных материалов, существенно отличающихся по физико-механи-
ческим и химическим свойствам, а подложки обладают повышенной склонностью
к хрупкому разрушению. В процессе планаризации необходимо обеспечить эффек-
тивное сглаживание микрорельефа обрабатываемой поверхности при минимальной
величине припуска на обработку. Проведено теоретическое исследование процесса
химико-механического полирования. Рассмотрены факторы, влияющие на скорость
локального изнашивания обрабатываемой поверхности. Предложена математи-
ческая модель для определения скорости изнашивания, учитывающая действие
режимных факторов и условий обработки. Разработана математическая модель
для оценки интегральной величины износа в произвольно выбранной точке поверх-
ности подложки. Представлена методика расчета распределения величин износа по
обрабатываемой поверхности, которая позволяет учитывать распределение (поля)
скоростей абразивной среды, давления, температуры, химической активности
среды, геометрию поверхности полировальника. Приведены результаты расчета
распределения величин износа по обрабатываемой поверхности для некоторых
режимов обработки. Результаты вычислительных экспериментов, проведенных
с использованием разработанных математических моделей, позволяют сделать
вывод о возможности эффективного управления процессом планаризации методом
химико-механического полирования для повышения коэффициента планаризации.
Ключевые слова:
микро- и наносистемная техника, подложка, химическая планари-
зация, химико-механическое полирование, абразивный износ.
Современный этап создания новых изделий микро- и наносистем-
ной техники характеризуется постоянно возрастающими требованиями
к операциям планаризации поверхности подложек и соответственно
повышенным интересом к разработке новых методов и средств плана-
ризации поверхности. Упрощенный вариант схемы технологического
процесса тотальной планаризации многоуровневой металлизации пред-
