Cuバリア層としてのポリイミド基質上の窒素ガスを伴う反応性スパッタモリブデン薄膜の接着特性に関する研究

NICR、MO、およびMO-N薄銅拡散バリアフィルムは、DC反応性マグネトロンスパッタリングにより、ガラス基板上にスピンコートされた200のUM厚のポリイミドフィルムに堆積します。3つのシステムの接着力は、酸素血漿前処理、スパッタリングの出力密度、水分含有量、およびアニーリング後の治療に依存して、マイクロスクラッチテスト分析によって測定されます。3つのシステムの接着力の値は、酸素プラズマ処理時間に直線的に比例します。堆積電力密度が増加すると、測定された接着力も増加します。スパッタリングプロセスを開始する前にポリマー基質に吸着された湿気の存在は、すべてのシステムの接着力を大幅に減少させます。スパッタリング後12時間Cでの150度Cでのアニーリング治療後も、バリアフィルムとポリマー基質の間の接着を劣化させます。オーガー電子分光法は、接着力がバリア層/ポリマー界面で形成された化合物のタイプに大きく依存していることを明らかにしています。窒素含有量の関数としてのMONシステムの接着特性の変化は、ポリマー基質上のMon（x）O（y）界面層の機械的安定性の観点から説明されています。

NiCr, Mo, and Mo-N thin copper diffusion barrier films are deposited on 200 um thick polyimide films spin-coated on glass substrates by dc reactive magnetron sputtering. The adhesion forces for three systems are measured by micro-scratch test analysis depending on oxygen plasma pretreatment, sputtering power density, moisture contents, and post annealing treatment. The values of adhesion forces for the three systems are linearly proportional to the oxygen plasma treatment time. As deposition power density increases, measured adhesion forces also increase. The existence of moisture adsorbed in the polymer substrate prior to initiating the sputtering process significantly reduces the adhesion force for all systems. Post annealing treatment at 150 degrees C for 12 hours after sputtering also deteriorates the adhesion between the barrier films and polymer substrate. Auger electron spectroscopy reveals that adhesion forces are significantly dependent on the types of compounds formed at the barrier layer/polymer interface. Changes in the adhesion properties of the MoN system as a function of the nitrogen content are explained in terms of the mechanical stability of the MoN(x)O(y) interface layer on the polymer substrate.