Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Некоторые особенности планаризации поверхности подложек изделий микро- и наносистемной техники

Опубликовано: 15.10.2013

Авторы: Холевин В.В.

Опубликовано в выпуске: #6(18)/2013

DOI: 10.18698/2308-6033-2013-6-803

Раздел: Наноинженерия

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 большинства обрабатываемых поверхностей характерны значительные перепады высоты исходного микрорельефа, кроме того, обрабатываемая поверхность может иметь участки из различных материалов, существенно отличающихся по физико-механическим и химическим свойствам, а подложки обладают повышенной склонностью к хрупкому разрушению. В процессе планаризации необходимо обеспечить эффективное 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 математическая модель для определения скорости изнашивания, учитывающая действие режимных факторов и условий обработки. Разработана математическая модель для оценки интегральной величины износа в произвольно выбранной точке поверхности 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.


Литература
[1] Холевин В.В. Исследование процесса химико-механического полирования деталей и узлов микросистемной техники. Наука и Образование: электронное научно-техническое издание, 2011, вып. 10. URL: htpp://technomag.edu.ru/issue/207707.html (дата обращения 10.10.11)
[2] Нестеров Ю.И., Скворцов К.Ф., Холевин В.В. Прогрессивные методы финишной обработки монокристаллических подложек ИС. Труды МВТУ, 1980, № 331. Технологические проблемы производства электронно-вычислительной аппаратуры, с. 20-39
[3] Варадан В., Виной К., Джозе К. ВЧМЭМС и их применение. Москва, Техносфера, 2004, 528 с.
[4] Sniegowski J.J. Chemical-mechanical polishing: enhancing the manufacturability of MEMS. Intelligent Micromachines Deportament, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM 87185.-spie96-3.pdf
[5] Lebrecht von Trotha et al. Advanced MEMS fabrication using CMP. Semiconductor International, 8/1/2004
[6] Гольдштейн Р.В., Осипенко М.Н. Химико-механическое полирование. Часть 1. Основные закономерности: обзор. Вестник Пермского Государственного технического университета, 2011, № 3, с. 26-42
[7] Гольдштейн Р.В., Осипенко М.Н. Химико-механическое полирование. Часть 2. Модель локального взаимодействия. Вестник Пермского Государственного технического университета, 2011, № 3, с. 43-57