Структурные эффекты плазмохимической обработки тонких полимидных пленок и покрытий в технологии устройств микросистемной техники

• Автор: Жукова, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Глава 1. Применение полиимидных пленок и покрытий и их плазмохимической обработки в технологии устройств микросистемной техники (Обзор литературы)
1.1. Применение полиимидных пленок и покрытий в конструкциях и
технологии устройств микросистемной техники
1.2. Исходные компоненты, способы формирования и имидизация, структура и
свойства полиимидных пленок и покрытий
1.2.1. Типы и способы получения полиимидных пленок и покрытий
1.2.2. Структура и свойства полиимидных пленок и покрытий
1.3. Модификация структуры и свойств полиимидных покрытий и пленок при
плазмохимической обработке
1.4. Травление полиимидных покрытий и пленок в кислородсодержащей
плазме
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследований (образцы полиимидных пленок и покрытий) и
оборудование для их получения и обработки
2.2. Методы исследования
2.2.1. Определение характеристической вязкости растворов и молекулярной
массы ПАК
2.2.2. Определение геометрических параметров
2.2.3. Определение смачивания жидкостями и энергетических характеристик
поверхностей
2.2.4. Исследования химического состава и надмолекулярной структуры
2.2.5. Исследование физических и физико-механических свойств
2.2.6. Определение кинетики и распределение интенсивности травления

Глава 3. Исследования модифицирующих эффектов и кинетики травления при
плазмохимической обработке тонких полиимидных пленок и покрытий
3.1. Модификация поверхностных свойств тонких полиимидных пленок и
покрытий под влиянием плазмохимической обработки
3.1.1. Зависимость свободной поверхностной энергии пленок и покрытий от условий имидизации и химического строения полиимидов
3.1.2. Влияние режимов плазмохимической обработки на состав и свойства поверхности тонких полиимидных пленок и покрытий различного химического строения
3.1.3. Возможности модификации поверхностных свойств сочетанием обработки кремнийорганическими соединениями и ВЧ-плазмой воздуха
3.2. Влияние плазмохимической обработки на структуру и объемные свойства
тонких полиимидных пленок и покрытий
3.2.1. ИК-спектроскопические и рентгеноструктурные исследования
3.2.2. Физико-механические свойства тонких полиимидных пленок, подвергнутых плазмохимической обработке
3.2.3. Исследования сорбции и диффузии воды в обработанных ВЧ-плазмой воздуха тонких полиимидных пленках и покрытиях
3.2.4. Исследования поверхностного потенциала и диэлектрической проницаемости тонких полиимидных пленок и покрытий, подвергнутых обработке в ВЧ-плазме воздуха
3.3. Стойкость к плазмохимическому травлению тонких полиимидных пленок
и покрытий различной структуры при их утонении
3.4. Корреляция скорости травления и профиля рельефа, формируемого при глубинном травлении полиимидных пленок и покрытий в ЭЦР-плазме
3.5. Кинетика травления полиимидных «жертвенных» слоев из капиллярных
зазоров

Глава 4. Решение ряда проблем технологии устройств микросистемой техники
плазмохимической обработкой тонких полиимидных пленок и покрытий
4.1. Получение тонких полиимидных пленок большой площади
4.2. Получение гибких полиимидных подложек для тестовых элементов устройств рентгеновской оптики
4.3. Получение систем капиллярных структур для микрожидкостных устройств
4.4. Получение исполнительных элементов микромеханических компонентов инфракрасного датчика на основе тонких полиимидных пленок (мембранных структур)
4.5. Получение балочных структур на основе полиимидных «жертвенных»
слоев
4.6. Получение неохлаждаемых матричных микроболометрических
приемников ИК-излучения
Выводы по работе
Литература
Приложение 1. Методика и протокол измерений геометрических размеров
тестовых образцов микромостиковых структур
Приложение 2. Заключения об использовании результатов диссертационной работы

2.2.4. Исследования химического состава и надмолекулярной структуры
Химическое строение необработанных и обработанных ВЧ-плазмой воздуха полиимидных пленок исследовали методом ИК-спектроскопии. ИК-спектры поглощения пленок снимали с помощью спектрофотометра 8ресог<1 М80, а также ИК-Фурье спектрофотометра Регкш-Е1тег 1710 в частотном диапазоне 4000 - 400 см'1.
Исследования химического состава поверхности полиимидных покрытий проводили методом электронной спектроскопии для химического анализа (ЭСХА) на рентгеновском фотоэлектронном спектрометре ШЬег БГА-ЮО с анализатором МАС—2 (М§Ка, 100Вт, 15 кВ, 20 мА). Положение пиков (энергии связи) калибровали по стандартному пику (284,6 эВ).
Концентрацию карбоксильных групп на поверхности полиимидных пленок и покрытий оценивали с помощью метода рН-метрии по экспериментально определенным углам натекания буферных растворов, определенных методом проекции капли на экран. Точность измерений при этом составляла 1 градус. Для расчета концентрации функциональных групп СООН использовали уравнение, представленное в [154]:
[СООН]

капни
где [СООН] — равновесная концентрация карбоксильных групп (моль/см2), рНпер — точка перегиба функции 0-ДрН), 8КШ1Ли - площадь капли (см2), занимаемая ей на поверхности полиимида.
(сое©)3
у 'ътку) ууы О — ЪЮЪК? т

^ = [я- V ■ (ЗІП®) ]-[2/3- СО50 +
где V - объем капли (см) на поверхности полиимида, 0 - экспериментально полученный угол натекания, град.
Надмолекулярную структуру полиимидов исследовали по рентгенодифрактограммам с помощью рентеновского дифрактометра общего назначения ДРОН-4-07 (Россия).