Modélisation du collage moléculaire à l'aide d'un modèle cohésif et une stratégie de contact non linéaire : application au collage de wafer de silicium ou de pièces métal/métal

摘要

Le collage moléculaire est une technique émergente d'assemblage direct entre deux wafers de silicium ou entre deux pièces en cuivre sans requérir l’emploi d’adhésif supplémentaire. Dans le vide, les deux surfaces sont libres d’interagir et de créer des liaisons lorsqu’elles sont suffisamment proches. Lorsque des défauts sont présents, comme une désorientation cristallographique, ou lorsque la liaison est réalisée dans l'air, le collage est ralenti et son efficacité diminuée en terme d'énergie d'adhérence. Le but de cette étude est de mieux comprendre le processus de collage et d'étudier l'influence des caractéristiques de liaison et d’interaction des surfaces sur l’onde de collage, sa vitesse ainsi que les contraintes engendrées. Une stratégie spécifique basée sur un schéma de contact mécanique non linéaire est proposé pour décrire le processus de collage. Nous montrons que la méthodologie est capable de décrire le collage de manière réaliste, en tenant compte à la fois des interactions normales et tangentielles. Celles-ci sont prises en compte avec une loi traction-ouverture inspirée d’une description atomistique des interactions. L'influence des caractéristiques de cohésion (contrainte maximum / ouverture maximum du modèle cohésif) sur le front d'onde de collage est étudié. L’objectif est de tenter d’obtenir des informations locales sur le processus de collage à partir de l’observation macroscopique de l’onde d’assemblage. Les avantages de la stratégie proposée ici vis-à-vis d’une approche cohésive « classique » seront également discutés.