JPH02286222A - 重合体積層構造体の層間接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水蒸気プラズマを用いた重合体表面の処理に
関するもので、具体的にいうと、水蒸気プラズマを用い
て重合体表面を処理することによって、第１の重合体表
面の、第２の重合体表面への接着を促進させること、さ
らに具体的には、水蒸気プラズマを用いたポリイミド表
面の処理に関するものである。

〔従来の技術〕

マイクロエレクトロニクス分野において１重合体の使用
が増加してきている。パターニングされた導電体を含む
層の間の誘電層として、重合体は多層構造内で使用され
る。半導体チップ等の電子デバイスを上に電気的に取り
付ける基板として。

これらの多層構造は使用されつる。電子デバイスを上に
電気的に取り付けるセラミック基板の上部導電体配線層
としても、これらの多層構造は使用できる０例えば半導
体チップのような電子デバイスの上部導電層としても、
これらの多層構造は使用できる。

第１の重合体を形成し、その上に導電体のバタ−ンを形
成することによって多層重合体導電体構造が製造される
。第２の重合体層は、導電体のパターン上に配置される
。第１の重合体層上の導体パターンへの電気的な接続の
ために、第２の重合体層は導電性のスルー・ホールを有
する。第２の導電体のパターンは、第２の重合体層上に
配置される。導電性スルー・ホールは、第１の重合体層
上の導電体のパターンと第２の重合体層上の導電体のパ
ターンとを、電気的に相互接続する。いくつかの導電層
及び重合体層を有する構造は、これらの工程を繰り返す
ことによって製造できる。

多層の重合体構造を製造する際の問題の１つに。

隣接する重合体層互いに接着させなければならないとい
うことがある。そこで接着層を隣接する重合体層の間に
配置する。しかしながらマイクロエレクトロニクスの応
用に対しては、多層重合体・金属構造を製造する際の熱
処理に接着剤が耐えられないということが、一般的に知
られている。これらの熱処理の結果として接着剤が劣化
し、隣接する重合体層は剥がれてしまう。

ＩＢＭ　　　ＴＤＢ％　Ｖｏｌ、２２、ＮＯｏ　１、１
９７９年６月号、ｐ、４２　ｒポリイミドの改良した接
着方法（Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　
Ａｄｈｅｓｉｏｎ　ｏｆｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ）　Ｊで
は、硬化したポリイミド層を、テトラ−アルキルアンモ
ニウム水酸化物塩及び酢酸の積木溶液で処理することを
記述している。未硬化のポリイミドの層を、処理した表
面上に付着させ、ポリイミド層に硬化させる。化合結合
が２つのポリイミド層の間に形成され、それによって層
の間の接着が高められると考えられている。水酸化物塩
の使用は、ポリイミド層の間にイオンを導入するという
欠点を有する。これらのイオンが混入すると、ポリイミ
ド層の間に配置されて、電気的に分離されているはずの
導電体の間に低レベルの電流が流れることになる。

そこで本発明は、水蒸気プラズマで重合体表面を処理し
、その層の第２の重合体層への接着を高めている。

米国特許第４，３８２，１０１号では、ヘリウムやアル
ゴンのようなガス、及び酸素中のテトラフッ化炭素のよ
うな混合ガスのプラズマで表面を処理することによって
、ポリイミド層のような重合体層への金属層の接着を増
強することについて記述している。

米国特許第４，７６５，８６０号では、ヘリウム、ネオ
ン、アルゴン、窒素、酸素、空気、亜酸化窒素、−酸化
窒素、二酸化窒素、−酸化炭素、二酸化炭素、シアン化
臭素、二酸化イオウ、硫化水素や同様のものの１つ又は
それ以上の低温プラズマに１例えばポリイミド層のよう
な重合体層をさらすことによって１重合体層への金属層
の接着を高めることについて記述している。

米国特許第４，７５５，４２４号では、重合体表面をコ
ロナ放電にあてることによって、微細な突起を持つ重合
体層への金属層の接着を高めることを記述している。

米国特許第４，７４０，２８２号では、レンズへのたん
白質の付着を避けるために１合成プラスチックの接眼レ
ンズに対する処理について記述している。レンズははじ
め、Ａ、Ｃ，の電気的放電の存在下において、低圧水素
を流す表面処理を行うことによって、レンズ表面を架橋
させ、次に架橋させた表面をヒドロキシル・ラジカルで
親水性化させることによって、処理される。

日本化学学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ　５ｏｃｉｅｔｙｏｆＪａｐａｎ）Ｎｏ、１１．１
９８７年＊ｐ−１９９５の論文は、ポリ・エチレンテレ
フタレート・フィルムをＨ，Ｏプラズマで処理すると、
フィルムのぬれ性及び重合体フィルム上へ付着されるコ
バルト・フィルムの接着を改善できることについて記述
している。

Ｆｒｅｓａｎｉｕｓ　Ｚ、　Ａｎａｌ、　Ｃｈｅｗ、　
（１９８４）　　３１９　；ｐ、８４１−８４４の論文
は、角度分解した電子分光法（Ａｎｇｌｅ　Ｒｅｖｏｌ
ｖｅｄ　Ｅ　Ｓ　ＣＡ）にょるＨ、０プラズマ処理され
たポリスチレン表面の研究を記述している。その研究は
、ｏ３プラズマ処理と比較し、炭酸塩及びエステルの結
合の濃度がより高いことを示した。　ジャーナル・ポリ
マー（Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｐｏｌｙｍｅｒ）　１９８０年
８月号、Ｖｏｌ、２１゜ｐ、８０５の論文は、ポリ・エ
チレンテレフタレ−トのフィルムの電気的放電処理につ
いて記述している。この処理は、２枚のフィルム間の自
己接着を促進させた。

高分子誌（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｃｒｏｍｏｌｅ
ｃｕｌｅｇ）　１９８４年、１７．ｐｐ、１０１３−１
０１９の論文は、ポリエチレン・フィルムの酸素、水又
は水素ガス・プラズマ処理、及び処理した表面の高解像
Ｘ線光電子分光分析法を用いた分析について記述してい
る。

Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｖｉｄａ　Ｃｏｕｃｈｅｓ　Ｍｉｎｅ
ｓ　（仏）Ｎｏ、２３７．５ｕｐｐ１．−１９８７．ｐ
、５３−５５の論文は、重合体表面のアルゴン−酸素の
マイクロ波放電処理を記述している。

材料研究誌（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ）１９８６年５月号の「プラズマ
変成した高分子の種々の方法の表面分光的研究」は、高
分子フィルム表面上の水酸基の高濃度混合したＡ　ｒ　
／　Ｈｍ　Ｏガスの混合から発生する。ＲＦ−プラズマ
・グロー放電でのポリメチルメタクリレート・フィルム
の処理を記述している。

第１及び第２の重合体層の接着を高めるために、水蒸気
プラズマで高分子表面を処理することを引用した技術は
、単独で又は組合わせても教示していない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、少なくとも一方の重合体表面を、水蒸
気プラズマで処理することによって１重合体表面相互間
の接着を促進させることである。

本発明のもう１つの目的は、ポリイミド表面の水蒸気プ
ラズマを用いた処理によって、ポリイミド重合体表面相
互間の接着を促進させることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、水蒸気プラズマを用いて少なくとも一方の重
合体表面を処理することによって、重合体表面相互間の
接着を促進させる方法である。

具体的には、本発明の態様では、重合体材料は芳香族重
合体であり、特に好ましい重合体はポリイミド材料であ
る。

〔実施例〕

本発明は、第２の重合体層への第１の重合体層の改良さ
れた剥離強度を得るためのプロセスに関する。第１の重
合体層上に第２の重合体層を配置する前に、水蒸気プラ
ズマを用いてこれらの重合体層の少なくとも一方の重合
体層の表面を処理することによって、剥離強度は改善さ
れる。ガス・プラズマは、電界がガスに作用して形成さ
れる。

例えば、無線周波数ジェネレータによって電界が与えら
れる。つまり、主として電子誘発性の電離によってラジ
カル種を発生させるために、ガスと作用するのに必要な
電界を与える。そしてこれらの種が重合体材料の最外の
原子と相−互作用し、それによって、次に付着される層
とより強く結合する表面となる。

本発明の方法は、次の３つのようにして使うことができ
る。（１）第１の完全に硬化した重合体の表面の少なく
とも一部分を水蒸気プラズマで処理する。そして、第２
の完全に硬化した重合体の表面を、第１の重合体表面の
処理した部分に対して配置する。（２）第１及び第２の
完全に硬化した重合体の表面の少なくとも一部分を、水
蒸気プラズマで処理する。その後、それぞれの表面の処
理した部分を、互いに向き合わせて配置する。（３）完
全に硬化した重合体の表面の少なくとも一部分を水蒸気
プラズマで処理し、その後１代表的には液体であるよう
な不完全硬化重合体を完全に硬化した重合体の処理部分
上に配置し、完全に硬化状態になるまで硬化する。

応用（１）及び（２）では１代表的には、完全に硬化し
た表面を１表面の間で十分に化学結合できる位の高い温
度において、互いに約５０ｐｓｉ以上で、加熱圧着する
０例えば、重合体表面がポリイミド材料である場合は残
っているポリアミック酸をイミド化し、重合体表面上の
残っている水酸基を脱水してエーテル結合を形成する。

温度は２００℃以上が適切であり、できれば約３７５℃
以上が好ましいが、重合体が劣化しない程度にとどめる
。

水蒸気プラズマの発生は、この分野では一般的に周知で
ある。　ＲＦ　（無線周波数）の電界が与えられるよう
な、陽極及び陰極の間にガスを供給することによって、
一般的にプラズマを発生させる。

ＲＦの電界は、ガスを荷電粒子に解離させる。水蒸気プ
ラズマ内において、水の分子はヒドロキシル・イオン及
び陽子に解離される。プラズマで処理されることになる
基板は、陽極又は陰極のどちらかに置かれる。プラズマ
及びプラズマを発生させる方法は一般的に、化学技術百
科事典（Ｅｎｃｙｃｌｏｐｓｄｉａ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）第３版の補遺の「プラ
ズマ技術」に記述されている。引用によって、この文献
の教示を本明細書に含ませることにする。

一方の重合体の少なくとも一部を、水蒸気プラズマで処
理することによって、第２の重合体への第１の重合体の
剥離強度を増強するという反応は、大気温度（約２０℃
ないし約２５℃）からガラス転移温度又は処理される重
合体の融解温度までの範囲で実行されうる０本発明を実
施するに好ましい重合体材料は、約２５０℃以上のガラ
ス転移温度を有するポリイミド材料である０本発明のプ
ロセスで使われる他の操作パラメータのうち、圧力は１
０−’ａｔ−なしＮ　Ｌｔ　５　ａｔｍであり、約５０
ｍτｏｒｒないし約３００　Ｔｏｒｒがこのましい。直
流（Ｄ、Ｃ，）、交流（Ａ、Ｃ，）、可聴周波数（Ａ、
Ｆ、）、中間周波数（１，Ｆ、）、無線周波数（Ｒ，Ｆ
、）、マイクロ波周波数などの様々な電源から供給され
る電力でよい、使用される出力密度は、単位面積当りの
電力が約１０′″’Ｗ／ａＪないし約１０ｏＯＷ／ｄの
範囲である。好ましい出力密度は、約１Ｏ−２Ｗ／ｄな
いし約１０−’Ｗ／ｃｄである。使用される電力は、い
かなる電気エネルギー源からでも得られる。水蒸気プラ
ズマを用いた重合体の処理は、約０．１分から約１時間
又はそれ以上の持続時間の間室なわれる。処理時間は、
温度、圧力及び電力を含む他の操作条件に依存し１重合
体の表面が第２の重合体の表面へ結合しやすくなるよう
に表面の処理を十分に行う時間である０本発明では、プ
ラズマを含む水蒸気を用いて重合体の表面を処理した後
、比較的短時間で第２のポリイミド体を付着させること
を意図しているが、もし望まれるなら、長くとも約８日
又はそれ以上の持続時間の範囲の期間、大気にさらすこ
とによって、プラズマ処理した重合体をエージングする
ことができる。

第１の重合体の処理表面上への第２の重合体の付着はこ
の技術分野で一般的に周知のどんな方法でも達成できる
。例えば、もし第２の重合体が完全に硬化した重合体な
らば、加熱し圧力をかけて第１の重合体の処理表面に積
層できる。もし第２の重合体が未硬化の液体重合体とし
て付着されるならば、例えばスピン塗布や液体重合体中
への処理済み重合体の浸せきや同様の、この分野で一般
的に使用される方法によって、第１の重合体の処理表面
上に液体重合体を付着できる。第２の重合体が完全に硬
化した重合体の時には、どんな厚さも可能である。第２
の重合体がはじめは液体重合体の状態で付着される時は
、代表的には約数千人から数μｍの厚さである。液体の
状態で付着される場合の第２の重合体層の厚さは、液体
重合体の付着の繰返しによって増やすことができる。

本発明のプロセスは、開放系又は閉鎖系のどちらにおい
ても行なうことができる。例えば閉鎖系を使用した時に
は、処理すべき重合体材料を閉じたチャンバー内に置き
、水蒸気をチャンバーへ通過させる。チャンバーは、温
度及び圧力等の操作パラメータについては、あらかじめ
決められた操作条件に保持される。これによってチャン
バーは、２つの電極間で高い電界にかけられる。イオン
。

遊離基及び準安定ガス種からなる水蒸気プラズマの放電
が得られる。プラズマ生成物はあらかじめ決められた期
間の間型合体の表面を処理し、該重合体の表面は変成さ
れる０反応時間の終わりに出力は停止され、処理された
重合体は取り出される。

このあと、プラズマ処理された重合体は、別の未処理の
完全に硬化した重合体に積層されるか、又は別の処理さ
れた完全に硬化した重合体に積層される。もしくは、未
硬化の液体重合体が処理済み表面上にスピン塗布された
後、完全に硬化される。

処理されたポリイミド体で結果として得られる多層重合
体構造は、未処理表面の剥離強度よりも少なくとも１桁
大きい剥離強度を有することが見出された。

本発明におけるもう１つの態様は１重合体の水蒸気プラ
ズマ処理は、開放系内で行なうことができるということ
である。系内において、処理される重合体を２つの電極
間の電界内に置き１重合体の表面上を水蒸気が通過する
間、電界にかける。

重合体は、あらかじめ決められた操作温度に保持される
。あらかじめ決められた期間の開放系内での重合体処理
の次に、変成された重合体を別の未処理の完全に硬化し
た重合体に積層するか、又は別の処理された重合体に積
層する。あるいは、処理表面上へ未硬化の液体重合体を
付着させ、その後固体になるまで硬化する。

本発明に従って処理するのに好ましい重合体は、多芳香
族重合体である。さらに好ましい重合体は。

高いガラス転移温度を持つ多芳香族重合体である。

最も好ましい重合体は５次の群から選択される。

ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリシロキ
サン、フェノール樹脂、ポリサルファイド、ポリアセタ
ール、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリアクリロ
ニトリル、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポリ
メチルメタクリレート、ポリビニルアセタート、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリイソプレン、ポリカーボネ
ート。

ポリエーテル、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、
ポリベンズオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリ
オキサジアゾール、ポリトリアゾール、ポリキノキサリ
ン、ポリイミダゾピロロン。

並びに芳香族成分及びビニルやシクロブタン基から選択
される成分を含む共重合体。ここで芳香族成分及びビニ
ル及びシクロブタン基は、１９８９年６月１３日に出願
された同時係属米国特許出願筒０７／３６６．０８９号
に記載されているようなＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｎ及びＦ
ｅの群の少なくとも１つを含む。

最も好ましい重合体は、ポリイミド型の重合体である。

ポリイミド重合体は、化学技術百科事典（Ｅｎｃｙｃｌ
ｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ）第３版第１８巻、ｐ、７０４　ｒポリイミド
」に記述されている。引用によって、この教示を本明細
書に含ませることにする。

一般的に、ポリイミドは以下の繰り返し単位をここでｎ
は１通常約１０，０００ないし約１０ｏ、ｏｏｏの分子
量を与えるための繰り返し単位数を整数で表わしている
。Ｒは、次からなる群から選択された、少なくとも１つ
の四価の有機ラジカルである。

を持ち、さらにカルボニル、オキシ、サルフオ。

サルファイド、エーテル、シロキサン、ホスフィン酸化
物、ヘキサフルオロイソプロピリデン及びサルファイド
のラジカルを持つ、そしてＲ工は、脂肪族有機ラジカル
からなる群又は、次に示す群から選ばれた少なくとも１
つの二価のラジカルである。

Ｒ２は、二価の脂肪族炭化水素ラジカルからなる群から
選ばれ、それは工ないし４つの炭素原子ここでＲ３は、
Ｒ２，シリコ、アミノのラジカルからなる群から選ばれ
た二価の有機ラジカルである。ＲもしくはＲよ又はその
両方のラジカルを２つ以上含む重合体、特にアミドラジ
カルを含むＲ□の多数連続を含む重合体が使用できる。

ポリイミドは様々な業者から市販され入手可能であり、
次の３つの種類がある。ａ）ポリアミック酸前駆体の溶
液（例えばデュポン社のビラリン（ＤｕＰｏｎｔ　　Ｐ
ｙｒａｌｉｎ））、ｂ）あらかじめイミド化されたポリ
イミド（例えばデュポン社のカプトン・フィルム（Ｄｕ
Ｐｏｎｔ　Ｋａｐｔｏｎ　ｆｉｌｍ）又はＣ）あらかじ
めイミド化された粉末（例えばチバガイギー社のマトリ
ミド５２１８　（Ｃｉｂａ−Ｇａｉｇｙ　　Ｍａｔｒｉ
ｍｉｄ５２１８））又は溶液（例えばチバガイギー社の
プロピミド（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ　　Ｐｒｏｂｉｍｉ
ｄｅ））　。

市販のポリイミドの化学的性質は、上記記載の多くの成
分例を含んでいるが、本発明に従う使用に好ましい重合
体は、ピロメリトニ無水物（ＰＭＤＡ）及びオキシジア
ニリン（ＯＤＡ、４．４’−ジアミノジフエニルエーテ
ルとも言う、）である。本発明に従う使用に好ましい別
の重合体は、ペンゾフエノンテトラ力ルポキシルニ無水
物（ＢＴＤＡ）及びＯＤＡや１．３−フェニレンジアミ
ンの重合体、及び３．３′−ビフェニレンジアミン（Ｐ
ＤＡ）（７１重合体である。ＰＭＤＡ−ＯＤＡに基づく
ポリイミド・フィルムは、アリード社（Ａｌｌｉｅｄ　
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の商品名アビカル（Ａｐｉｃ
ａｌ）及びデュポン社の商品名カプトンから入手できる
。ＢＰＤＡ−ＰＤＡに基づくフィルムは、宇部興産（Ｕ
　Ｂ　Ｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のユビレクス（υ
Ｐｉ１ｅｘ）及び日立化成（Ｈｉｔａｃｈｉ　Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）のＰＩＱ−Ｌｌｏｏから入
手できる６本発明に従う有効な別のポリイミドの商品名
は、ロジャース社（Ｒｏｇｅｒｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ）のデュリミド（Ｄｕｒｉｓｉｄ）及びデュポン社
のビラリン・シリーズＰＩ−２５２５及びＰＩ２５６６
である。

液体ポリイミドは、約１００℃ないし約４００℃の温度
で約１分ないし約１０時間硬化される。

以下の例は１本発明のプロセス及び水蒸気プラズマを用
いて処理した結果の、第１及び第２のポリイミド体の改
良された接着を例示している０本発明は、これらの例の
みに限定されない。

液体の蒸気導入のために、ＭＫＳ型１１５０Ａ−８ＰＯ
Ｏ３−８８質量流量計がプラズマ・チャンバーに加えら
れた。この多岐管は、液体貯槽及び可変の漏出弁からな
る。ポジ型遮断弁が貯槽を分離し、同時に別のポジ型遮
断弁が真空チャンバーから多岐管全体を分離する。多岐
管は市販の加熱テープで被包され、温度がシュウ動式単
巻変圧器によって制御される。

代表的なプラズマ操作のパラメータは、基本圧力が０．
１μＴｏｒｒないし１μＴｏｒｒ、電極温度が約２５℃
、プラズマ圧力が約１００　ｍＴｏｒｒないし３００　
ｍＴｏｒｒ、そしてＲＦ高出力約５０Ｗである。

水蒸気プラズマ処理による表面の変化を明らかにするた
めに、ポリスチレン（平均分子量＝４゜４００．０００
．ＰＤＩ＝１．０６）を処理し、試験した。静滴法（０
，０５ｍＱ前進（ａｄｖａｎｃｉｎｇ）０．０２５ｍＡ
後退（ｒｅｃｅｄｉｎｇ）　）を用いた水の接触角測定
は、このプラズマ処理による著しい変化を明示した。処
理前のポリスチレンの接触角は、前進９０°、後退８０
°であった。水蒸気プラズマ処理したポリスチレンの接
触角は、前進３°後退１°以下であった。初期膜厚４０
０人から最終膜厚９０人まで、水蒸気プラズマでエッチ
グしたポリスチレン・フィルムの透過ＦＴＩＲ分光分析
は、プラズマ照射前には表われなかった、１０００＞−
’及び１７５００ｍ−’における新しい帯スペクトルが
表われた。これは１表面のヒドロキシル化／カルボキシ
ル化の概念と一致する。

水蒸気プラズマ処理の効果が認められたので、以下に記
述するように１重合体同志の接着の試験を行なった。

例１゜ 電子ビームを用いて、Ｓｉウェーハ上にＣｒを５００人
蒸着する。ＲＣ５８７８（デュポン社によって製造され
たＰＭＤＡ−ＯＤＡ）ポリイミドを５．５±０．７μｍ
厚さでスピン塗布し、ブリ・ベークし、４００’Ｃで硬
化させる。液体の重合体をクロム層上へスピン塗布する
。クロム層は、接着層として作用する。後で行なう剥離
試験において剥離の開始を容易にする２、５μｍ厚さの
Ｃｕの離説ダム（ｒａｌｅａｓｅ　ｄａ履）を、電子ビ
ームを用いて蒸着する。ウェーハは、測定基準サンプル
及び水蒸気プラズマ処理用サンプルに分割される。

プラズマの条件は、５０　Ｗ、　　１７５　ｍＴｏｒｒ
及び電極温度２５℃であった。サンプルを再び組み合わ
せ、さきに付着させたポリイミド層上にＰＭＤＡ−ＯＤ
Ａを三層にスピン塗布する。新しく付着させた液体のポ
リイミド前駆体を、各層ごとに１００℃で５分間ブリ・
ベークする。最後の層が付着された後、１００℃で２０
時間ブリ・ベークする。

その後、構造体を４００℃で３０分間ないし１時間硬化
する。幅５＋ｍ＋の剥離線は、厚さ１６．２±２．１μ
ｍであった。５ｍｍ幅の線が、第２のポリイミド層内で
切断された＠　４．５５ｍ／ｗｉｎの速度の振幅（スト
ローク）制御を用いた９０℃における剥離試験が実行さ
れた。測定基準サンプルの剥離強度は５±１　ｇ　／　
ｍ　ｍであり、水蒸気プラズマ処理したサンプルの剥離
強度は９０±８ｇ／ｍｍであった。前述のようにして測
定される。４００℃で硬化したＲＣ５８７８の水の接触
角は、測定基準サンプルが前進６５±３°及び後退４５
±３″であり、水蒸気プラズマ処理したサンプルは前進
１２±２°及び後退３±２′であった。

例２・ カプトンＲ（デュポン社の商標）を、水蒸気プラズマで
処理する。２枚のカプトン・シートを、水蒸気プラズマ
で処理する。２枚のシートの処理表面を互いに１０００
ｐｓｉで３７５℃で６０分間の条件で積層する。測定さ
れた接着強度は、積層した未処理のカプトン・シートの
値がゼロであるのに対し、処理したカプトン・シートは
３０ｇ／　ｍ　ｍであった。カプトン・シートは約２ｍ
１ｌ（５，０８Ｘ１０″″”ｍｍ）の厚さであった。プ
ラズマ処理条件は、例１と同じである。

例３゜ 例１の記載と同条件で、上記同時係属米国出願筒０７／
３６６．０８９号の液体ビス（ハイドロキシジメチルシ
リル）ベンゼンを、水蒸気プラズマ処理したポリイミド
層上に付着させ、２００℃で硬化させた。

例４゜ ３．３′−ビフェニレンテトラカルボン酸二無水物及び
１，４−フェニレンジアミンの重合体である。ＢＰＤＡ
−ＰＤＡ表面上の水蒸気プラズマ処理の効果を研究した
。ＢＰＤＡ−ＰＤＡに基づくフィルムは、宇部興産のユ
ビレクス及び日立化成のＰＩＱ−Ｌｌｏｏから入手でき
る。Ｘ線励起光電子スペクトル解析（ｘｐｓ）の結果は
、水蒸気プラズマ処理するとカルボニル及びエーテル成
分が増加することに起因して、表面で酸素が増加するこ
とを示した。剥離試験の結果は、接着の顕著な増強を実
証した。この増強は、８５℃／８１相対温度で４００時
間の環境試験後も観察される。

例５゜ 重合体同志の接着を増強させる方法としての、水蒸気プ
ラズマの有効な条件の範囲をさらに限定するために、拡
張実験マトリクスを実行させた。

以下のような実験パラメータが、調べられた。すなわち
、ＲＦ出力は約５０Ｗから約２００Ｗ、実行圧力は約５
０　ｍＴｏｒｒから約３００　ｍＴｏｒｒ、実行持続時
間は約５分から約３５分、及び水蒸気プラズマ処理後に
重合体を被覆するまでの経過時間は約１時間から約４８
時間について調べた０本実験には次からなるサンプルが
使用された。シリコンのウェーハ上には、２５０人の蒸
着されたクロム及びトリアルキルアミノプロピルシラン
（接着促進剤として用いられる）を有し、３５０℃で１
時間硬化された２、８μｍのＰＭＤＡ−ＯＤＡを有し、
さらに後で行なう剥離試験の開始を容易にするための２
μｍの銅の離脱ダムが設けられている。

前の詳述に従って重合体を水蒸気プラズマで処理し、そ
の後ＰＩ３８７８ポリイミドを１８μｍ付着させ、３５
０℃で１時間硬化させた。

９０℃における剥離試験では、用いられたすべてのプラ
ズマ条件で１重合体同志の界面接着強度は１８μｍの厚
さの重合体層の引張り強度を超えるということが示され
た。数字の上では、この強度は１２５±２８ｇ／ｍｍ以
上である。続いてサンプルは、８５℃／８１相対湿度に
おける恒温・恒温試験に１０００時間かけられた。１０
００時間の恒温・恒温試験後、剥離強度は８９．５±Ｉ
Ｉｇ／ｍｍに落ちた。しかしながら１０００時間のスト
レス後でさえ、重合体同志の界面接着強度は、重合体剥
離層の引張り強度よりも依然として高かった。水蒸気プ
ラズマ処理を行なわなかったサンプルの１０００時間の
ストレス後の剥離強度は、１１．６±３．０ｇ／ｍｍで
あり、水蒸気プラズマ処理したサンプルよりも低かった
。

〔発明の効果〕

本発明の方法を用いて、水蒸気プラズマで重合体表面を
処理することによって１重合体同志の接着力を促進させ
ることができた。

出願人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人　弁理士　　頓　宮　孝　− （外１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記（ａ）〜（ｃ）の工程からなる方法。 （ａ）第１及び第２の重合体を与える工程。 （ｂ）前記重合体のうちの少なくとも一方の重合体の表
   面の少なくとも一部分を水蒸気プラズマで処理する工程
   。 （ｃ）一方の重合体の水蒸気プラズマ処理された表面を
   他方の重合体の表面に接着させる工程。
2. （２）下記（ａ）〜（ｄ）の工程からなる方法。 ａ）重合体を与える工程。 ｂ）前記重合体の表面の少なくとも一部分を水蒸気プラ
   ズマで処理する工程。 ｃ）前記水蒸気プラズマ処理された表面上に、液体重合
   体を付着する工程。 ｄ）前記液体重合体を硬化させる工程。