JPH0653650A - Multilayer wiring structure body - Google Patents

Multilayer wiring structure body

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JPH0653650A
JPH0653650A JP12137593A JP12137593A JPH0653650A JP H0653650 A JPH0653650 A JP H0653650A JP 12137593 A JP12137593 A JP 12137593A JP 12137593 A JP12137593 A JP 12137593A JP H0653650 A JPH0653650 A JP H0653650A
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JP
Japan
Prior art keywords
wiring structure
silicide
carbide
multilayer wiring
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP12137593A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Niwa
勝弘 丹羽
Masuichi Eguchi
益市 江口
Masaya Asano
昌也 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP12137593A priority Critical patent/JPH0653650A/en
Publication of JPH0653650A publication Critical patent/JPH0653650A/en
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4614Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards the electrical connections between the circuit boards being made during lamination
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4673Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
    • H05K3/4676Single layer compositions

Landscapes

  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent corrosion of wiring conductor due to local battery effect generated between different kinds of metals by providing a film formed by particular elements between a metal wiring and a polyimide group insulating film. CONSTITUTION:A first metal wiring layer, a first polyimide group insulating film covering the metal wiring and a second metal wiring connected to the first metal wiring layer through an aperture formed on the polyimide insulating film formed on a substrate are provided as the minimum structuring unit. A film consisting of at least one element selcted from oxide, nitride, carbide, boride, silicide and sulfide is provided between the metal wiring and a plyimide group insulating film formed on the upper surface of the metal wiring. Thereby, corrosion of wiring conductor by local battery effect generated between different kinds of metals (copper and chromium) can be prevented and a problem of safety in the working coming from use of solution including chromium can be solved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多層配線構成体に関す
るものであり、さらに詳しくは、ポリイミド系樹脂を層
間絶縁膜として用いた高密度実装用多層配線構成体に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer wiring structure, and more particularly to a high density packaging multilayer wiring structure using a polyimide resin as an interlayer insulating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリイミド系樹脂を層間絶縁膜として用
いた高密度実装用多層配線構成体としては、金属配線に
銅を用いた銅−ポリイミド多層配線構成体が知られてい
る(例えば「日経エレクトロニクス」145〜158
頁、1984年8月27日号)。ところが、配線金属と
して銅および、ニッケルなどの金属を使用するとポリイ
ミドの耐熱性が低下するという問題があった(例えば斎
木他、昭和50年電子通信学会全国大会予稿集、37
8、380頁,三浦他、電子情報通信学会論文誌C、vo
l.J71-C No.11 1510〜1515頁、1988年11月)。そ
こで、銅についてはポリイミド層と銅の界面にクロムの
薄膜を設ける方法が一般的に採用されている。またポリ
イミド層と銅の界面にクロメ−ト処理被膜を設ける方法
などが提案されている(特開平4−39990号公
報)。
2. Description of the Related Art A copper-polyimide multilayer wiring structure using copper as a metal wiring is known as a multilayer wiring structure for high-density mounting using a polyimide resin as an interlayer insulating film (for example, "Nikkei Electronics"). 145-158
P., August 27, 1984 issue). However, there has been a problem that the heat resistance of polyimide is deteriorated when a metal such as copper and nickel is used as a wiring metal (for example, Saiki et al., Proceedings of 1975 National Convention of The Institute of Electronics and Communication Engineers, 37).
8, 380 pages, Miura et al., IEICE Transactions C, vo
J. J71-C No. 11 pp. 1510-1515, November 1988). Therefore, for copper, a method of providing a thin film of chromium at the interface between the polyimide layer and copper is generally adopted. Further, a method of providing a chromate-treated coating on the interface between the polyimide layer and copper has been proposed (JP-A-4-39990).

【0003】しかし、かかる従来の方法は異種金属間
(銅とクロム間)で局部的に発生する電池効果により配
線導体が腐食する、クロムを含む溶液を使用するため、
作業上安全性に問題がある、などの欠点があった。
However, since such a conventional method uses a solution containing chromium in which the wiring conductor is corroded by the cell effect locally generated between different metals (between copper and chromium),
There were some drawbacks such as safety problems in work.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
を解決せしめ、信頼性が高い多層配線構成体を提供する
ことを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve such problems and provide a highly reliable multilayer wiring structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
以下の構成により達成される。
The object of the present invention is as follows.
This is achieved by the following configuration.

【0006】(1)基板上に形成した第1層の金属配線
と該第1層の金属配線を覆う第1層のポリイミド系絶縁
膜と、該第1層のポリイミド系絶縁膜に形成された開口
を介して前記第1層の金属配線に接続された第2層の金
属配線とを最小構成単位として具備した多層配線構成体
において、金属配線と該金属配線の上面に形成される前
記ポリイミド系絶縁膜との間に、酸化物、窒化物、炭化
物、ホウ化物、ケイ化物および硫化物の群から選ばれる
少なくとも1つの成分からなる膜を設けたことを特徴と
する多層配線構成体。
(1) A first layer of metal wiring formed on a substrate, a first layer of polyimide-based insulating film that covers the first layer of metal wiring, and a first layer of polyimide-based insulating film. In a multi-layer wiring structure including, as a minimum structural unit, a second-layer metal wiring connected to the first-layer metal wiring through an opening, the polyimide wiring formed on the metal wiring and the upper surface of the metal wiring. A multilayer wiring structure characterized in that a film made of at least one component selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, borides, silicides and sulfides is provided between the insulating film and the insulating film.

【0007】(2)(1)項記載の膜が下記の一般式1
で示される酸化物からなることを特徴とする多層配線構
成体。
(2) The film described in the item (1) has the following general formula 1
A multilayer wiring structure comprising an oxide represented by:

【0008】一般式1;AnOm (ただしAはTi、Al、Y、La、Mg、Ta、V、
Ni、Mn、B、Fe、Zr、Co、Be、Bi、C
e、Dy、Er、Eu、Ga、Gd、Ge、Hf、M
o、Nb、Pb、Nd、Sb、Sm、Sn、Tb、Wお
よびSiの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Oは
酸素、並びにn、mは1以上の整数) (3)(1)項記載の膜が下記の一般式2で示される酸
化物からなることを特徴とする多層配線構成体。
General formula 1; AnOm (where A is Ti, Al, Y, La, Mg, Ta, V,
Ni, Mn, B, Fe, Zr, Co, Be, Bi, C
e, Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Ge, Hf, M
at least one element selected from the group consisting of o, Nb, Pb, Nd, Sb, Sm, Sn, Tb, W and Si, O is oxygen, and n and m are integers of 1 or more) (3) (1) A multilayer wiring structure characterized in that the film as described comprises an oxide represented by the following general formula 2.

【0009】一般式2;XnZmOs (ただしXはCo、Mg、Cu、Zn、La、Ba、M
n、Fe、Ni、Pb、Sr、Li、Bi、Ca、Cd
およびKの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Zは
Al、Co、Fe、Nb、Ti、Ta、Sn、Taおよ
びZrの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Oは酸
素、並びにn、m、sは1以上の整数) (4)(1)項記載の膜が窒化物からなることを特徴と
する多層配線構成体。
General formula 2; XnZmOs (where X is Co, Mg, Cu, Zn, La, Ba, M
n, Fe, Ni, Pb, Sr, Li, Bi, Ca, Cd
And at least one element selected from the group of K, Z is at least one element selected from the group of Al, Co, Fe, Nb, Ti, Ta, Sn, Ta and Zr, O is oxygen, and n, m, (s is an integer of 1 or more) (4) A multilayer wiring structure in which the film according to item (1) is made of nitride.

【0010】(5)(1)項記載の膜が炭化物からなる
ことを特徴とする多層配線構成体。
(5) A multilayer wiring structure characterized in that the film according to item (1) is made of a carbide.

【0011】(6)(1)項記載の膜がホウ化物からな
ることを特徴とする多層配線構成体。 (7)(1)項記載の膜がケイ化物からなることを特徴
とする多層配線構成体。 (8)(1)項記載の膜が硫化物からなることを特徴と
する多層配線構成体。
(6) A multilayer wiring structure characterized in that the film according to item (1) is made of boride. (7) A multilayer wiring structure wherein the film according to item (1) is made of silicide. (8) A multilayer wiring structure in which the film according to item (1) is made of sulfide.

【0012】本発明における基板としてはシリコン、ア
ルミニウム、セラミックス、サファイヤなどが用いられ
るが、これらに限定されない。
As the substrate in the present invention, silicon, aluminum, ceramics, sapphire, etc. are used, but the substrate is not limited to these.

【0013】本発明における金属配線としては、銅、ニ
ッケルおよび/または、銅合金、ニッケル合金が、単独
或いはアルミニウム、金、クロム、白金、銀など電気伝
導性の材料との複層で、所望の機能を果たすように、パ
ターン状または全面に形成された層であることが好まし
い。これらの配線は、通常、真空蒸着、スパッタリン
グ、メッキなどにより形成される。
As the metal wiring in the present invention, copper, nickel and / or a copper alloy, a nickel alloy may be used alone or in a multi-layer with an electrically conductive material such as aluminum, gold, chromium, platinum or silver. It is preferably a layer formed in a pattern or entirely so as to fulfill the function. These wirings are usually formed by vacuum vapor deposition, sputtering, plating or the like.

【0014】本発明における酸化物としては、下記の一
般式1または一般式2で示される酸化物を挙げることが
できる。
Examples of the oxide in the present invention include oxides represented by the following general formula 1 or general formula 2.

【0015】一般式1;AnOm (ただしAはTi、Al、Y、La、Mg、Ta、V、
Ni、Mn、B、Fe、Zr、Co、Be、Bi、C
e、Dy、Er、Eu、Ga、Gd、Ge、Hf、M
o、Nb、Pb、Nd、Sb、Sm、Sn、Tb、Wお
よびSiの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Oは
酸素、並びにn、mは1以上の整数) 一般式2;XnZmOs (ただしXはCo、Mg、Cu、Zn、La、Ba、M
n、Fe、Ni、Pb、Sr、Li、Bi、Ca、Cd
およびKの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Zは
Al、Co、Fe、Nb、Ti、Ta、Sn、Taおよ
びZrの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Oは酸
素、並びにn、m、sは1以上の整数)本発明における
一般式1で示される酸化物の具体的な例としては、Al
2 3、ZrO2 、MgO、NiO、TiO2 、Ti2
3 、MoO3 、B2 3 、CoO、Y2 3 、GeO
2 、SiO2 などが挙げられるが、これらに限定される
ものではない。
General formula 1; AnOm (where A is Ti, Al, Y, La, Mg, Ta, V,
Ni, Mn, B, Fe, Zr, Co, Be, Bi, C
e, Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Ge, Hf, M
at least one element selected from the group consisting of o, Nb, Pb, Nd, Sb, Sm, Sn, Tb, W and Si, O is oxygen, and n and m are integers of 1 or more. General formula 2; XnZmOs (however, X is Co, Mg, Cu, Zn, La, Ba, M
n, Fe, Ni, Pb, Sr, Li, Bi, Ca, Cd
And at least one element selected from the group of K, Z is at least one element selected from the group of Al, Co, Fe, Nb, Ti, Ta, Sn, Ta and Zr, O is oxygen, and n, m, (s is an integer of 1 or more) Specific examples of the oxide represented by the general formula 1 in the present invention include Al
2 O 3 , ZrO 2 , MgO, NiO, TiO 2 , Ti 2
O 3 , MoO 3 , B 2 O 3 , CoO, Y 2 O 3 , GeO
2 , SiO 2, and the like, but are not limited to these.

【0016】本発明における一般式2で示される酸化物
の具体的な例としては、BaTiO3 、MgAl
2 4 、PbTiO3 、PbZrO3 、SrZrO3
どが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples of the oxide represented by the general formula 2 in the present invention include BaTiO 3 and MgAl.
2 O 4 , PbTiO 3 , PbZrO 3 , SrZrO 3 and the like can be mentioned, but the present invention is not limited thereto.

【0017】本発明における窒化物としては、下記の一
般式3で示される窒化物を挙げることができる。
As the nitride in the present invention, a nitride represented by the following general formula 3 can be mentioned.

【0018】一般式3;MnNm (ただしMは金属元素、ケイ素またはホウ素、Nは窒
素、およびn、mは1以上の整数)本発明における窒化
物の具体的な例としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウ
ム、窒化ホウ素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化バナ
ジウム、窒化ジルコニウムなどが挙げられるが、これら
に限定されるものではない。
General formula 3; MnNm (where M is a metal element, silicon or boron, N is nitrogen, and n and m are integers of 1 or more). Specific examples of the nitride in the present invention include silicon nitride and nitride. Examples thereof include, but are not limited to, aluminum, boron nitride, tantalum nitride, titanium nitride, vanadium nitride, zirconium nitride and the like.

【0019】本発明における炭化物としては、下記の一
般式4で示される炭化物を挙げることができる。
Examples of the carbide in the present invention include carbides represented by the following general formula 4.

【0020】一般式4;MnCm (ただしMは金属元素、ケイ素またはホウ素、Cは炭
素、およびn、mは1以上の整数)本発明における炭化
物の具体的な例としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭
化タンタル、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ニオ
ブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化ハフニウム、
炭化モリブデンなどが挙げられるが、これらに限定され
るものではない。
General formula 4; MnCm (where M is a metal element, silicon or boron, C is carbon, and n and m are integers of 1 or more). Specific examples of the carbide in the present invention include silicon carbide and boron carbide. , Tantalum carbide, titanium carbide, zirconium carbide, niobium carbide, tungsten carbide, chromium carbide, hafnium carbide,
Examples thereof include, but are not limited to, molybdenum carbide and the like.

【0021】本発明におけるホウ化物としては、下記の
一般式5で示されるホウ化物を挙げることができる。
Examples of the boride in the present invention include boride represented by the following general formula 5.

【0022】一般式5;MnBm (ただしMは金属元素、Bはホウ素、およびn、mは1
以上の整数)本発明におけるホウ化物の具体的な例とし
ては、ホウ化バナジウム、ホウ化ランタン、ホウ化タン
タル、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化タン
グステン、ホウ化ハフニウム、ホウ化モリブデンなどが
挙げられるがこれらに限定されるものではない。
General formula 5: MnBm (where M is a metallic element, B is boron, and n and m are 1
Specific examples of borides in the present invention include vanadium boride, lanthanum boride, tantalum boride, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, hafnium boride, molybdenum boride and the like. However, the present invention is not limited to these.

【0023】本発明におけるケイ化物としては、下記の
一般式6で示されるケイ化物を挙げることができる。
As the silicide in the present invention, the silicide represented by the following general formula 6 can be mentioned.

【0024】一般式6;MnSim (ただしMは金属元素、またはホウ素、Siはケイ素、
およびn、mは1以上の整数)本発明におけるケイ化物
の具体的な例としては、ケイ化ホウ素、ケイ化クロム、
ケイ化バナジウム、ケイ化タンタル、ケイ化チタン、ケ
イ化ジルコニウム、ケイ化タングステン、ケイ化ハフニ
ウム、ケイ化モリブデン、ケイ化ニオブなどが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。
General formula 6; MnSim (where M is a metal element or boron, Si is silicon,
And n and m are integers of 1 or more. Specific examples of the silicide in the present invention include boron silicide, chromium silicide,
Examples thereof include, but are not limited to, vanadium silicide, tantalum silicide, titanium silicide, zirconium silicide, tungsten silicide, hafnium silicide, molybdenum silicide, and niobium silicide.

【0025】本発明における硫化物としては、下記の一
般式7で示される硫化物を挙げることができる。
Examples of the sulfide used in the present invention include sulfides represented by the following general formula 7.

【0026】一般式7;MnSm (ただしMは金属元素、Sは硫黄、およびn、mは1以
上の整数)本発明における硫化物の具体的な例として
は、硫化タングステン、硫化モリブデン、硫化ニオブ、
硫化ビスマスなどが挙げられるが、これらに限定される
ものではない。
General formula 7: MnSm (where M is a metal element, S is sulfur, and n and m are integers of 1 or more). Specific examples of the sulfide in the present invention include tungsten sulfide, molybdenum sulfide, and niobium sulfide. ,
Examples thereof include, but are not limited to, bismuth sulfide.

【0027】ここで一般式1または2で示される酸化物
の膜とは、100%純粋な酸化物のみからなる膜を意味
するのではなく、一般式1および2で示される酸化物を
主として含む膜を意味する。すなわち上記一般式で示さ
れる化合物の他に、異種の酸化物、窒化物、炭化物など
の化合物が添加されていても構わない。主としてとは、
50mol%以上含まれていることをいう。一般式3〜
7で示される窒化物、ケイ化物、ホウ化物、硫化物の膜
についても同様である。
Here, the oxide film represented by the general formula 1 or 2 does not mean a film composed only of 100% pure oxide, but mainly contains the oxide represented by the general formulas 1 and 2. Means the membrane. That is, in addition to the compound represented by the above general formula, compounds such as different oxides, nitrides, and carbides may be added. Mainly and
It means that the content is 50 mol% or more. General formula 3 to
The same applies to the nitride, silicide, boride, and sulfide films shown by 7.

【0028】本発明における酸化物膜の形成方法として
は、公知の形成方法を用いることができ、例えばスパッ
タリング法、CVD法、ゾルゲル法、電子ビーム蒸着法
などが挙げられるが好ましくはスパッタリング法、ゾル
ゲル法である。ゾルゲル法としては、例えば金属アルコ
キシド化合物含有溶液を用い、スピンコーティングやデ
ィップコーティングなどで薄膜を形成する方法を挙げる
ことができる。この薄膜は必要に応じて加熱しても良
い。金属アルコキシド化合物含有溶液の例としては、市
販のSOG溶液を挙げることができる。ここでいうSO
G溶液とは、ケイ素アルコキシドや水酸化ケイ素などの
ケイ素化合物を含有する二酸化ケイ素系無機薄膜形成用
塗布液である。たとえばOCD−TYPE2(東京応化
製)、OCD−TYPE7(東京応化製)、“アトロ
ン”NSi−500(日曹化成製)などを挙げることが
できる。このSOG溶液を用いる方法では、配線の平坦
化効果にも優れている。
As the method for forming the oxide film in the present invention, a known forming method can be used, and examples thereof include a sputtering method, a CVD method, a sol-gel method and an electron beam evaporation method, but a sputtering method and a sol-gel method are preferable. Is the law. Examples of the sol-gel method include a method of forming a thin film by spin coating or dip coating using a solution containing a metal alkoxide compound. This thin film may be heated if necessary. A commercially available SOG solution can be mentioned as an example of the metal alkoxide compound-containing solution. SO here
The G solution is a coating solution for forming a silicon dioxide-based inorganic thin film containing a silicon compound such as silicon alkoxide or silicon hydroxide. For example, OCD-TYPE2 (manufactured by Tokyo Ohka), OCD-TYPE7 (manufactured by Tokyo Ohka), "Atron" NSi-500 (manufactured by Nisso Kasei) and the like can be mentioned. The method using this SOG solution is also excellent in the flattening effect of the wiring.

【0029】本発明における窒化物膜、炭化物膜、ホウ
化物膜、ケイ化物膜および硫化物膜の形成方法として
は、公知の形成方法を用いることができ、例えばスパッ
タリング法、CVD法、電子ビーム蒸着法などが挙げら
れるが、好ましくはスパッタリング法である。
As the method for forming the nitride film, the carbide film, the boride film, the silicide film and the sulfide film in the present invention, known forming methods can be used, for example, sputtering method, CVD method, electron beam evaporation. Examples of the method include, but the sputtering method is preferable.

【0030】また酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜、ホウ
化物膜、ケイ化物膜および硫化物膜形成の前に予め金属
配線を接着改良剤処理または接着改良処理し、その後こ
れらの膜を形成しても良い。接着改良剤処理に用いられ
る接着改良剤としては、例えばアミノプロピルトリエト
キシシランなどのアミノシラン化合物、アルミニウムキ
レート化合物、金属アルコキシド化合物などを挙げるこ
とができる。市販の接着改良剤としてはAP−420
(東レ製)、VM−651(Du pont製)などを
挙げることができる。また接着改良処理としては、たと
えば金属配線表面をドライエッチングやウエットエッチ
ングなどにより荒らす処理を挙げることができる。
Further, before forming the oxide film, the nitride film, the carbide film, the boride film, the silicide film and the sulfide film, the metal wiring is previously treated with an adhesion improving agent or an adhesion improving treatment, and then these films are formed. You may. Examples of the adhesion improver used for the adhesion improver treatment include aminosilane compounds such as aminopropyltriethoxysilane, aluminum chelate compounds, and metal alkoxide compounds. AP-420 as a commercially available adhesion improver
(Manufactured by Toray), VM-651 (manufactured by Du Pont), and the like. As the adhesion improving treatment, for example, a treatment for roughening the surface of the metal wiring by dry etching, wet etching or the like can be mentioned.

【0031】本発明における酸化物膜、窒化物膜、炭化
物膜、ホウ化物膜、ケイ化物膜、硫化物膜の膜厚は特に
制限はしないが、好ましくは10nm以上であり、より
好ましくは50nm以上であり、さらに好ましくは10
0nm以上である。
The thickness of the oxide film, the nitride film, the carbide film, the boride film, the silicide film, and the sulfide film in the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more, more preferably 50 nm or more. And more preferably 10
It is 0 nm or more.

【0032】本発明におけるポリイミド系絶縁膜として
は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組
み合わせ、これらをN−メチル−2−ピロリドン、N,
N−ジメチルアセトアミドなどの極性溶媒中で反応させ
て、ポリイミド前駆体のワニスとした後、このポリイミ
ド前駆体のワニスを基板上に塗布して200〜400℃
の範囲で熱処理を行ない脱水縮合することにより得るこ
とができ、公知のものが使用しうる。具体的な例とし
て、ピロメリット酸二無水物と4,4´−ジアミノジフ
ェニルエーテル、3,3´,4,4´−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物と4,4´−ジアミノジフェ
ニルエーテル、3,3´,4,4´−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物と4,4´−ジアミノジフェニルエ
ーテル、ピロメリット酸二無水物と3,3´(または
4,4´)−ジアミノジフェニルスルホン、ピロメリッ
ト酸二無水物および3,3´,4,4´−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物と3,3´(または4,4
´)−ジアミノジフェニルスルホン、3,3´,4,4
´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と3,3
´(または4,4´)−ジアミノジフェニルスルホン、
3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と3,3´(または4,4´)−ジアミノジフェニ
ルスルホン、ピロメリット酸二無水物と4,4´−ジア
ミノジフェニルスルフィド、3,3´,4,4´−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4,4´−ジア
ミノジフェニルスルフィド、3,3´,4,4´−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4´−ジアミノ
ジフェニルスルフィド、3,3´,4,4´−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジア
ミン、3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物とパラフェニレンジアミン、ピロメリット酸
二無水物および3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、ピ
ロメリット酸二無水物および3,3´,4,4´−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジア
ミン、3,3´,4,4´−ジフェニルエーテルテトラ
カルボン酸二無水物と4,4´−ジアミノジフェニルエ
ーテル、3,3´,4,4´−ジフェニルエーテルテト
ラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、ピロ
メリット酸二無水物と4,4´−ジアミノジフェニルエ
ーテルおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメチル
ジシロキサン、などから合成されたポリイミド前駆体の
ワニスが好ましく用いられる。
The polyimide insulating film in the present invention is a combination of tetracarboxylic dianhydride and diamine which are selectively combined with N-methyl-2-pyrrolidone, N,
After reacting in a polar solvent such as N-dimethylacetamide to form a varnish of a polyimide precursor, the varnish of the polyimide precursor is applied onto a substrate and then 200 to 400 ° C.
It can be obtained by performing heat treatment in the range of 1 to dehydration condensation, and known ones can be used. Specific examples include pyromellitic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3. ′, 4,4′-Biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′ (or 4,4 ′)-diaminodiphenyl sulfone, pyromellitic dianhydride Anhydrous and 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′ (or 4,4
′) -Diaminodiphenyl sulfone, 3,3 ′, 4,4
'-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3,3
′ (Or 4,4 ′)-diaminodiphenyl sulfone,
3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′ (or 4,4 ′)-diaminodiphenyl sulfone, pyromellitic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'- Diaminodiphenyl sulfide, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, pyromerit Acid dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride and paraphenylenediamine, pyromellitic dianhydride and 3 , 3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, 3,3', 4,4'-diphenylether tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenylether, 3,3 Synthesized from ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, pyromellitic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane. A varnish of the above polyimide precursor is preferably used.

【0033】ポリイミド前駆体としては、感光性を付与
したものが、直接パターン加工ができ、工程を簡略化で
きるので望ましい。感光性を付与する方法は例えば、特
公昭55−30207号公報、特公昭59−52822
号公報、特開昭53−127723号公報などに記載さ
れている。
As the polyimide precursor, those to which photosensitivity is imparted are preferable because they can be directly patterned and the process can be simplified. The method of imparting photosensitivity is described in, for example, JP-B-55-30207 and JP-B-59-52822.
JP-A-53-127723 and the like.

【0034】次に、本発明の多層配線構成体の製造方法
の一例について説明する。
Next, an example of the method for manufacturing the multilayer wiring structure of the present invention will be described.

【0035】電源と接地層を含む多層アルミナ・セラミ
ック等の基板上に第1層の配線を形成する。配線は基板
上に銅などをスパッタリング等で0.3 μm程度形成し、
電解メッキ等でさらに10μm程度形成後、フォトエッチ
ングすることにより、所望の配線パターンを得る。次に
酸化ジルコニウム等の膜をスパッタリング等により金属
配線上に形成する。
The wiring of the first layer is formed on a substrate such as a multilayer alumina ceramic including a power source and a ground layer. For the wiring, copper etc. is formed on the substrate by sputtering etc. to about 0.3 μm,
A desired wiring pattern is obtained by performing photo-etching after further forming about 10 μm by electrolytic plating or the like. Next, a film of zirconium oxide or the like is formed on the metal wiring by sputtering or the like.

【0036】この基板上にポリイミド系絶縁膜を形成す
る。通常、上部配線との開口(接続孔)を設けるため、
該ポリイミド系絶縁膜をパターン加工する。パターン加
工はいくつかの方法で行うことができる。
A polyimide insulating film is formed on this substrate. Normally, because an opening (connection hole) with the upper wiring is provided,
The polyimide insulating film is patterned. Patterning can be done in several ways.

【0037】感光性を有するポリイミド前駆体を用いる
場合は、塗布、乾燥後、感光性ポリイミド前駆体の膜上
にマスクを置き、紫外線を照射する。ついで、現像を行
う。現像後、熱処理することによりポリイミド系絶縁膜
を得る。感光性を有しないポリイミド前駆体を用いる場
合は、塗布、乾燥、熱処理後、金属薄膜や二酸化ケイ素
などをマスクにして、酸素プラズマでポリイミドをエッ
チングしパターンを形成できる。乾燥は、70〜160
℃の範囲で行なうのが好ましい。熱処理は窒素雰囲気中
で、室温から450℃の温度を選び、段階的に昇温する
かある温度範囲を選び連続的に昇温しながら5分〜5時
間実施する。この熱処理の最高温度は、120〜450
℃、好ましくは、130〜450℃で行うのがよい。例
えば、130℃、200℃、400℃で各々30分熱処
理する。また、室温から400℃まで2時間かけて直線
的に昇温してもよい。
When a polyimide precursor having photosensitivity is used, after coating and drying, a mask is placed on the film of the photosensitive polyimide precursor and ultraviolet rays are irradiated. Then, development is performed. After development, heat treatment is performed to obtain a polyimide insulating film. When a polyimide precursor having no photosensitivity is used, after coating, drying and heat treatment, the polyimide can be etched with oxygen plasma using a metal thin film or silicon dioxide as a mask to form a pattern. Drying is 70-160
It is preferably carried out in the range of ° C. The heat treatment is performed for 5 minutes to 5 hours in a nitrogen atmosphere by selecting a temperature from room temperature to 450 ° C. and gradually raising the temperature or selecting a certain temperature range and continuously raising the temperature. The maximum temperature of this heat treatment is 120-450
C., preferably 130 to 450.degree. C. For example, heat treatment is performed at 130 ° C., 200 ° C., and 400 ° C. for 30 minutes each. Alternatively, the temperature may be linearly raised from room temperature to 400 ° C. over 2 hours.

【0038】上部配線との開口(接続孔)部の酸化ジル
コニウム膜は、過硫酸アンモニウム水溶液で表面をエッ
チングするかプラズマ処理などの手法で除去するのが望
ましい。
It is desirable to remove the zirconium oxide film at the opening (connection hole) with the upper wiring by etching the surface with an aqueous solution of ammonium persulfate or by plasma treatment.

【0039】次に、このようにして得た配線基板上に第
2層の配線を形成する。配線は第1層の配線と同様に、
基板上に銅などをスパッタリング等で0.3 μm程度形成
し、電解メッキ等でさらに10μm程度形成後、フォトエ
ッチングすることにより、2層配線構成体が得られる。
以下同様に、第2層の配線パターン上に酸化ジルコニウ
ム等の膜をスパッタリング等により形成、さらにその上
にポリイミド系絶縁膜を形成後、第3層の配線パターン
を形成すると3層配線構成体が得られる。
Next, the second-layer wiring is formed on the wiring board thus obtained. The wiring is similar to the wiring of the first layer,
A two-layer wiring structure is obtained by forming copper or the like on the substrate to a thickness of about 0.3 μm by sputtering or the like and further forming it to a thickness of about 10 μm by electrolytic plating or the like, and then photoetching.
Similarly, a film of zirconium oxide or the like is formed on the wiring pattern of the second layer by sputtering or the like, a polyimide-based insulating film is further formed thereon, and then a wiring pattern of the third layer is formed to form a three-layer wiring structure. can get.

【0040】[0040]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されない。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0041】実施例1、比較例1 3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物(1モル)と4,4´−ジアミノジフェニルエ
ーテル(0.95モル)およびビス(3−アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサン(0.05モル)を、N−メチル
−2−ピロリドン溶媒中15%の濃度で、50℃、4時
間反応させ、ポリイミド前駆体(A)を合成した。
Example 1 and Comparative Example 1 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (1 mol), 4,4'-diaminodiphenyl ether (0.95 mol) and bis (3-aminopropyl) )
Tetramethyldisiloxane (0.05 mol) was reacted in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent at a concentration of 15% at 50 ° C. for 4 hours to synthesize a polyimide precursor (A).

【0042】シリコン基板上に銅をスパッタリングで0.
3 μm形成し、電解メッキでさらに5 μm形成後、基板
の半分にスパッタリングにより膜厚約100nmの酸化
ジルコニウム膜を形成し、酸化ジルコニウム膜を形成し
た部分(実施例1)と形成していない部分(比較例1)
を作成した。
Copper is sputtered on a silicon substrate to a level of 0.
After forming 3 μm and further forming 5 μm by electroplating, a zirconium oxide film having a film thickness of about 100 nm is formed on half of the substrate by sputtering, and a part where zirconium oxide film is formed (Example 1) and a part not formed (Comparative Example 1)
It was created.

【0043】この基板上にポリイミド前駆体(A)を塗
布、80℃で60分窒素雰囲気中で乾燥し、膜厚10μm
のポリイミド前駆体被膜を形成した。このポリイミド前
駆体被膜を形成した基板をN−メチル−2−ピロリドン
溶媒中に浸漬、ポリイミド前駆体被膜を溶解し、2−プ
ロパノールでリンス後、窒素ブローして乾燥した。つづ
いて基板を10%過硫酸アンモニウム水溶液に1分浸し
た後、水洗し、乾燥した。
A polyimide precursor (A) was coated on this substrate and dried at 80 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere to give a film thickness of 10 μm.
To form a polyimide precursor coating. The substrate having the polyimide precursor coating formed thereon was dipped in a solvent of N-methyl-2-pyrrolidone to dissolve the polyimide precursor coating, rinsed with 2-propanol, and then blown with nitrogen and dried. Subsequently, the substrate was immersed in a 10% ammonium persulfate aqueous solution for 1 minute, washed with water and dried.

【0044】その結果、酸化ジルコニウム膜を形成して
いない部分は溶媒に不溶な残膜があり、10メガΩ以上
の大きな抵抗値を示した。したがって、明らかに界面で
ポリイミド前駆体と銅の反応が起こり、溶媒に不溶な反
応物が生成している。これに対して、酸化ジルコニウム
膜を形成した部分には残膜が無く、1Ω以下の抵抗値を
示した。
As a result, there was a residual film insoluble in the solvent in the portion where the zirconium oxide film was not formed, and a large resistance value of 10 megaΩ or more was exhibited. Therefore, the reaction between the polyimide precursor and copper obviously occurs at the interface, and a reaction product insoluble in the solvent is generated. On the other hand, there was no residual film in the portion where the zirconium oxide film was formed, and the resistance value was 1Ω or less.

【0045】この結果より、酸化ジルコニウム膜を銅上
に形成することにより、界面でのポリイミド前駆体と銅
の反応を防止できることが分かる。
From these results, it is understood that the reaction between the polyimide precursor and copper at the interface can be prevented by forming the zirconium oxide film on copper.

【0046】実施例2、比較例2 3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物(0.5モル)およびピロメリット酸二無水物
(0.5モル)と4,4´−ジアミノジフェニルエーテ
ル(1モル)を、N−メチル−2−ピロリドン溶媒中1
6%の濃度で、60℃、4時間反応させ、ポリイミド前
駆体(B)を合成した。
Example 2 and Comparative Example 2 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (0.5 mol) and pyromellitic dianhydride (0.5 mol) and 4,4 1 -'- diaminodiphenyl ether (1 mol) was added to N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent.
A polyimide precursor (B) was synthesized by reacting at a concentration of 6% at 60 ° C. for 4 hours.

【0047】シリコン基板上に銅をスパッタリングで0.
3 μm形成し、電解メッキでさらに5 μm形成後、スパ
ッタリングにより膜厚約100nmの酸化ジルコニウム
膜を形成した。
Copper is sputtered on a silicon substrate to a density of 0.
After forming a thickness of 3 μm and further forming a thickness of 5 μm by electrolytic plating, a zirconium oxide film having a thickness of about 100 nm was formed by sputtering.

【0048】銅上に酸化ジルコニウム膜を形成した基板
上(実施例2)、および、酸化ジルコニウム膜を形成し
ていない、銅をコーティングしただけの基板上(比較例
2)に、ポリイミド前駆体(B)を塗布し、130℃、
200℃、400℃で各々30分窒素雰囲気中で熱処理
し、膜厚10μmのポリイミド系絶縁膜を形成した。基板
からポリイミド系絶縁膜・銅を剥離し、ポリイミド系絶
縁膜・銅を、10%過硫酸アンモニウム水溶液で銅をエ
ッチングし、水洗後、200℃で30分乾燥し、耐熱性
測定試料を作成した。
A polyimide precursor (comparative example 2) was formed on a substrate having a zirconium oxide film formed on copper (Example 2) and a substrate having no zirconium oxide film formed thereon and only being coated with copper (Comparative Example 2). B) is applied and 130 ° C,
Heat treatment was performed at 200 ° C. and 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to form a polyimide insulating film having a thickness of 10 μm. The polyimide insulating film / copper was peeled from the substrate, the polyimide insulating film / copper was etched with a 10% ammonium persulfate aqueous solution, washed with water, and dried at 200 ° C. for 30 minutes to prepare a heat resistance measurement sample.

【0049】さらに銅を形成してないシリコン基板上
(シリコン基板上ではポリイミドの耐熱性は低下しな
い)に膜厚10μmのポリイミド系絶縁膜を形成し、基板
からポリイミド系絶縁膜を剥離した試料を参考例1とし
た。
Further, a sample was prepared by forming a polyimide insulating film having a film thickness of 10 μm on a silicon substrate on which copper is not formed (the heat resistance of polyimide does not decrease on the silicon substrate), and peeling the polyimide insulating film from the substrate. Reference example 1 was used.

【0050】ポリイミドの耐熱性の測定は島津製作所
(株)TGA30(熱天秤)を用い、サンプル量20m
g、ヘリウム中、昇温速度10℃/minで行い、5%
減量時の温度を調べ、耐熱性とした。各試料の耐熱性は
次のようになった。
The heat resistance of the polyimide was measured using a TGA30 (thermobalance) manufactured by Shimadzu Corporation, and the sample amount was 20 m.
g, in helium, at a heating rate of 10 ° C / min, 5%
The temperature at the time of weight loss was examined to make it heat resistant. The heat resistance of each sample was as follows.

【0051】(実施例2:525℃,比較例2:420
℃,参考例1:525℃)この結果より、酸化ジルコニ
ウム膜を銅上に形成することにより、ポリイミドの耐熱
性は低下しないことが分かる。
(Example 2: 525 ° C., Comparative example 2: 420)
(° C., Reference Example 1: 525 ° C.) From these results, it is found that the heat resistance of the polyimide does not decrease by forming the zirconium oxide film on copper.

【0052】実施例3、比較例3 シリコン基板上にニッケルをスパッタリングで0.5 μm
形成し、スパッタリングにより、膜厚約100nmの酸
化ジルコニウム膜を形成した。酸化ジルコニウム膜を形
成した基板上(実施例3)、および酸化ジルコニウムを
形成していない基板上(比較例3)に前記ポリイミド前
駆体(B)を塗布し、130℃、200℃、400℃で
各々30分窒素雰囲気中で熱処理し、膜厚10μmのポリ
イミド系絶縁膜を形成した。基板からポリイミド系絶縁
膜を剥離し、耐熱性測定試料(実施例3)を作成した。
Example 3 and Comparative Example 3 Nickel was sputtered on a silicon substrate to a thickness of 0.5 μm.
Then, a zirconium oxide film having a thickness of about 100 nm was formed by sputtering. The polyimide precursor (B) was applied onto a substrate having a zirconium oxide film formed thereon (Example 3) and a substrate having no zirconium oxide formed thereon (Comparative Example 3) at 130 ° C., 200 ° C. and 400 ° C. Each was heat-treated in a nitrogen atmosphere for 30 minutes to form a polyimide insulating film having a thickness of 10 μm. The polyimide insulating film was peeled from the substrate to prepare a heat resistance measurement sample (Example 3).

【0053】ポリイミドの耐熱性の測定は実施例2と同
様の方法で行った。各試料の耐熱性はつぎのようになっ
た。
The heat resistance of the polyimide was measured by the same method as in Example 2. The heat resistance of each sample was as follows.

【0054】(実施例3:525℃,比較例3:450
℃,参考例1:525℃)この結果より、酸化ジルコニ
ウム膜をニッケル上に形成することにより、ポリイミド
の耐熱性は低下しないことが分かる。
(Example 3: 525 ° C., Comparative Example 3: 450
(° C., Reference Example 1: 525 ° C.) From these results, it is understood that the heat resistance of the polyimide is not lowered by forming the zirconium oxide film on nickel.

【0055】実施例4、比較例4 実施例1のポリイミド前駆体(A)348gにジメチル
アミノエチルメタクリレート31g,ミヒラーズケトン
2.6gをN−メチル−2−ピロリドン31gに溶解し
た溶液を添加混合して感光性ポリイミド前駆体(C)を
合成した。
Example 4, Comparative Example 4 To 348 g of the polyimide precursor (A) of Example 1, a solution of 31 g of dimethylaminoethyl methacrylate and 2.6 g of Michler's ketone in 31 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added and mixed. A photosensitive polyimide precursor (C) was synthesized.

【0056】99.5%アルミナ・セラミック基板上に銅を
スパッタリングで0.3 μm形成し、電解メッキでさらに
10μm形成後、フォトエッチングすることにより、配線
パターンを作成した。基板の半分にスパッタリングによ
り膜厚約100nmの酸化ジルコニウム膜を形成し、酸
化ジルコニウム膜を形成した部分(実施例4)と形成し
ていない部分(比較例4)を作成した。
Copper was sputtered to a thickness of 0.3 μm on a 99.5% alumina-ceramic substrate and further electroplated.
After forming 10 μm, a wiring pattern was created by photoetching. A zirconium oxide film having a film thickness of about 100 nm was formed on half of the substrate by sputtering, and a portion where the zirconium oxide film was formed (Example 4) and a portion where it was not formed (Comparative Example 4) were prepared.

【0057】この基板上に感光性ポリイミド前駆体
(C)を塗布、80℃で120分窒素雰囲気中で乾燥
し、膜厚20μmの感光性ポリイミド前駆体皮膜を形成し
た。キャノン(株)製紫外線露光機PLA−501Fを
用い、マスクを介して300mJ/cm2 露光した。N
−メチル−2−ピロリドン70部、メタノール30部か
らなる現像液中に超音波を印加しながら浸漬現像し、2
−プロパノールでリンス、窒素ブローして乾燥した。こ
の様にして、配線パターンに対応する開口(ビアホー
ル)を感光性ポリイミド前駆体被膜に形成した。次に、
130℃、200℃、400℃で各々30分窒素雰囲気
中で熱処理し、膜厚10μmのポリイミド系絶縁膜を形成
した。ビアホール部の酸化膜を除去するため、10%過
硫酸アンモニウム水溶液で1分間エッチングし、水洗後
乾燥した。
The photosensitive polyimide precursor (C) was applied onto this substrate and dried at 80 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere to form a photosensitive polyimide precursor film having a film thickness of 20 μm. Using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., 300 mJ / cm 2 exposure was performed through a mask. N
-Methyl-2-pyrrolidone was developed by immersion in a developing solution consisting of 70 parts of methanol and 30 parts of methanol while applying ultrasonic waves.
-Rinse with propanol, blow with nitrogen and dry. In this way, openings (via holes) corresponding to the wiring patterns were formed in the photosensitive polyimide precursor film. next,
Heat treatment was carried out at 130 ° C., 200 ° C. and 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to form a polyimide insulating film having a film thickness of 10 μm. In order to remove the oxide film in the via hole portion, the film was etched with a 10% ammonium persulfate aqueous solution for 1 minute, washed with water and dried.

【0058】次に、銅をスパッタリングで0.3 μm、電
解メッキでさらに10μm形成後、フォトエッチングする
ことにより、第2層配線パターンを形成し、2層配線構
成体を得た。次にこの2層配線構成体の第1層配線と第
2層配線の導通を調べたところ、酸化ジルコニウム膜を
形成した部分は導通が良好であったが、酸化ジルコニウ
ム膜を形成していない部分は導通が不良であった。
Next, copper was formed by sputtering to a thickness of 0.3 μm and electrolytic plating was further formed to a thickness of 10 μm, followed by photoetching to form a second-layer wiring pattern to obtain a two-layer wiring structure. Next, when the conduction between the first-layer wiring and the second-layer wiring of this two-layer wiring structure was examined, the portion where the zirconium oxide film was formed showed good conduction, but the portion where the zirconium oxide film was not formed. Had poor continuity.

【0059】この結果より、本発明の多層配線構成体は
接続(導通)信頼性に優れていることがわかる。
From these results, it can be seen that the multilayer wiring structure of the present invention has excellent connection (conduction) reliability.

【0060】実施例5、比較例5 実施例1および比較例1で酸化物膜として酸化ジルコニ
ウム膜を形成した代わりに、チタン酸バリウム膜を形成
したこと以外は全く同様に、基板上にチタン酸バリウム
膜を形成した部分(実施例5)と形成していない部分
(比較例5)を作成し、つづいてポリイミド前駆体被膜
を形成した。このポリイミド前駆体被膜を形成した基板
をN−メチル−2−ピロリドン溶媒中に浸漬、ポリイミ
ド前駆体被膜を溶解し、2−プロパノールでリンス後、
窒素ブローして乾燥した。つづいて基板を10%過硫酸
アンモニウム水溶液に1分浸した後、水洗し、乾燥し
た。
Example 5, Comparative Example 5 In the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1, except that a barium titanate film was formed instead of the zirconium oxide film as the oxide film, titanic acid was formed on the substrate. A portion where the barium film was formed (Example 5) and a portion where it was not formed (Comparative Example 5) were prepared, and subsequently a polyimide precursor coating was formed. The substrate on which this polyimide precursor coating has been formed is immersed in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent to dissolve the polyimide precursor coating, and rinsed with 2-propanol,
It was blown with nitrogen and dried. Subsequently, the substrate was immersed in a 10% ammonium persulfate aqueous solution for 1 minute, washed with water and dried.

【0061】その結果、チタン酸バリウム膜を形成して
いない部分は溶媒に不溶な残膜があり、10メガΩ以上
の大きな抵抗値を示した。したがって、明らかに界面で
ポリイミド前駆体と銅の反応が起こり、溶媒に不溶な反
応物が生成している。これに対して、チタン酸バリウム
膜を形成した部分には残膜が無く、1Ω以下の抵抗値を
示した。
As a result, there was a residual film insoluble in the solvent in the portion where the barium titanate film was not formed, and a large resistance value of 10 megaΩ or more was shown. Therefore, the reaction between the polyimide precursor and copper obviously occurs at the interface, and a reaction product insoluble in the solvent is generated. On the other hand, there was no residual film in the portion where the barium titanate film was formed, and the resistance value was 1Ω or less.

【0062】この結果より、チタン酸バリウム膜を銅上
に形成することにより、界面でのポリイミド前駆体と銅
の反応を防止できることが分かる。
From these results, it is understood that the reaction between the polyimide precursor and copper at the interface can be prevented by forming the barium titanate film on copper.

【0063】実施例6 実施例2で酸化物膜として酸化ジルコニウム膜を形成し
た代わりに、チタン酸バリウム膜を形成したこと以外は
全く同様に、耐熱性測定試料を作成し、耐熱性を測定し
た。
Example 6 A heat resistance measurement sample was prepared and heat resistance was measured in exactly the same manner as in Example 2, except that a barium titanate film was formed instead of the zirconium oxide film as the oxide film. .

【0064】その結果耐熱性は525℃であった。As a result, the heat resistance was 525 ° C.

【0065】この結果と比較例2、および参考例1よ
り、チタン酸バリウム膜を銅上に形成することにより、
ポリイミドの耐熱性は低下しないことが分かる。
From these results and Comparative Example 2 and Reference Example 1, by forming a barium titanate film on copper,
It can be seen that the heat resistance of the polyimide does not decrease.

【0066】実施例7、比較例6 実施例4および比較例4において、酸化ジルコニウム膜
を形成した代わりに窒化ジルコニウム膜を形成したこと
以外は全く同様に2層配線構成体を得た。次にこの2層
配線構成体の第1層配線と第2層配線の導通を調べたと
ころ、窒化ジルコニウム膜を形成した部分は導通が良好
であったが、窒化ジルコニウム膜を形成していない部分
は導通が不良であった。
Example 7, Comparative Example 6 A two-layer wiring structure was obtained in exactly the same manner as in Example 4 and Comparative Example 4, except that a zirconium nitride film was formed instead of the zirconium oxide film. Next, when the conduction between the first-layer wiring and the second-layer wiring of this two-layer wiring structure was examined, the portion where the zirconium nitride film was formed showed good conduction, but the portion where the zirconium nitride film was not formed. Had poor continuity.

【0067】実施例8、比較例7 実施例4および比較例4において、酸化ジルコニウム膜
を形成した代わりに炭化ジルコニウム膜を形成したこと
以外は全く同様に2層配線構成体を得た。次にこの2層
配線構成体の第1層配線と第2層配線の導通を調べたと
ころ、炭化ジルコニウム膜を形成した部分は導通が良好
であったが、炭化ジルコニウム膜を形成していない部分
は導通が不良であった。
Example 8, Comparative Example 7 A two-layer wiring structure was obtained in exactly the same manner as in Example 4 and Comparative Example 4, except that a zirconium carbide film was formed instead of the zirconium oxide film. Next, when the conduction between the first-layer wiring and the second-layer wiring of this two-layer wiring structure was examined, the portion where the zirconium carbide film was formed showed good conduction, but the portion where the zirconium carbide film was not formed. Had poor continuity.

【0068】実施例9、比較例8 実施例4および比較例4において、酸化ジルコニウム膜
を形成した代わりにホウ化ジルコニウム膜を形成したこ
と以外は全く同様に2層配線構成体を得た。次にこの2
層配線構成体の第1層配線と第2層配線の導通を調べた
ところ、ホウ化ジルコニウム膜を形成した部分は導通が
良好であったが、ホウ化ジルコニウム膜を形成していな
い部分は導通が不良であった。
Example 9, Comparative Example 8 A two-layer wiring structure was obtained in exactly the same manner as in Example 4 and Comparative Example 4, except that a zirconium boride film was formed instead of the zirconium oxide film. Next this 2
When the conduction between the first layer wiring and the second layer wiring of the layer wiring structure was examined, the conduction was good in the portion where the zirconium boride film was formed, but the conduction was observed in the portion where the zirconium boride film was not formed. Was bad.

【0069】実施例10、比較例9 実施例4および比較例4において、酸化ジルコニウム膜
を形成した代わりにケイ化ジルコニウム膜を形成したこ
と以外は全く同様に2層配線構成体を得た。次にこの2
層配線構成体の第1層配線と第2層配線の導通を調べた
ところ、ケイ化ジルコニウム膜を形成した部分は導通が
良好であったが、ケイ化ジルコニウム膜を形成していな
い部分は導通が不良であった。
Example 10, Comparative Example 9 A two-layer wiring structure was obtained in exactly the same manner as in Example 4 and Comparative Example 4, except that a zirconium silicide film was formed instead of the zirconium oxide film. Next this 2
When the conduction between the first-layer wiring and the second-layer wiring of the layer wiring structure was examined, the conduction was good in the portion where the zirconium silicide film was formed, but the conduction was observed in the portion where the zirconium silicide film was not formed. Was bad.

【0070】実施例11、比較例10 実施例4および比較例4において、酸化ジルコニウム膜
を形成した代わりに硫化モリブデン膜を形成したこと以
外は全く同様に2層配線構成体を得た。次にこの2層配
線構成体の第1層配線と第2層配線の導通を調べたとこ
ろ、硫化モリブデン膜を形成した部分は導通が良好であ
ったが、硫化モリブデン膜を形成していない部分は導通
が不良であった。
Example 11, Comparative Example 10 A two-layer wiring structure was obtained in exactly the same manner as in Example 4 and Comparative Example 4, except that a molybdenum sulfide film was formed instead of the zirconium oxide film. Next, when the conduction between the first-layer wiring and the second-layer wiring of this two-layer wiring structure was examined, the conduction was good at the portion where the molybdenum sulfide film was formed, but the portion where the molybdenum sulfide film was not formed. Had poor continuity.

【0071】実施例12、比較例11 実施例4および比較例4において、スパッタリングによ
り酸化ジルコニウム膜を形成した代わりにOCD−TY
PE7(東京応化製)を用い、1.5μm二酸化ケイ素
膜を形成したこと以外は全く同様に2層配線構成体を得
た。次にこの2層配線構成体の第1層配線と第2層配線
の導通を調べたところ、二酸化ケイ素膜を形成した部分
は導通が良好であったが、二酸化ケイ素膜を形成してい
ない部分は導通が不良であった。
Example 12, Comparative Example 11 In Example 4 and Comparative Example 4, instead of forming the zirconium oxide film by sputtering, OCD-TY was used.
A two-layer wiring structure was obtained in exactly the same manner, except that PE7 (manufactured by Tokyo Ohka) was used to form a 1.5 μm silicon dioxide film. Next, when the conduction between the first-layer wiring and the second-layer wiring of this two-layer wiring structure was examined, the portion where the silicon dioxide film was formed showed good conduction, but the portion where the silicon dioxide film was not formed Had poor continuity.

【0072】実施例13、比較例12 実施例4および比較例4において、スパッタリングによ
り酸化ジルコニウム膜を形成する前に、基板の半分にA
P−420(東レ製)を塗布した後、塗布された基板の
半分上に、スパッタリングにより酸化ジルコニウム膜を
形成したこと以外は全く同様に2層配線構成体を得た。
次にこの2層配線構成体の第1層配線と第2層配線の導
通を調べたところ、酸化ジルコニウム膜を形成した部分
は導通が良好であったが、酸化ジルコニウム膜を形成し
ていない部分は導通が不良であった。
Example 13, Comparative Example 12 In Example 4 and Comparative Example 4, half of the substrate was formed with A before forming the zirconium oxide film by sputtering.
After applying P-420 (manufactured by Toray), a two-layer wiring structure was obtained in exactly the same manner except that a zirconium oxide film was formed on half of the applied substrate by sputtering.
Next, when the conduction between the first-layer wiring and the second-layer wiring of this two-layer wiring structure was examined, the portion where the zirconium oxide film was formed showed good conduction, but the portion where the zirconium oxide film was not formed. Had poor continuity.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に形成した第1層の金属配線と該第
1層の金属配線を覆う第1層のポリイミド系絶縁膜と、
該第1層のポリイミド系絶縁膜に形成された開口を介し
て前記第1層の金属配線に接続された第2層の金属配線
とを最小構成単位として具備した多層配線構成体におい
て、金属配線と該金属配線の上面に形成される前記ポリ
イミド系絶縁膜との間に、酸化物、窒化物、炭化物、ホ
ウ化物、ケイ化物および硫化物の群から選ばれる少なく
とも1つの成分からなる膜を設けたことを特徴とする多
層配線構成体。
1. A first layer of metal wiring formed on a substrate, and a first layer of polyimide-based insulating film covering the first layer of metal wiring,
A multi-layer wiring structure comprising, as a minimum structural unit, a second-layer metal wiring connected to the first-layer metal wiring through an opening formed in the first-layer polyimide-based insulating film. And a film made of at least one component selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, borides, silicides and sulfides between the polyimide insulating film formed on the upper surface of the metal wiring. A multilayer wiring structure characterized by the above.
【請求項2】請求項1記載の膜が下記の一般式1で示さ
れる酸化物からなることを特徴とする多層配線構成体。 一般式1;AnOm (ただしAはTi、Al、Y、La、Mg、Ta、V、
Ni、Mn、B、Fe、Zr、Co、Be、Bi、C
e、Dy、Er、Eu、Ga、Gd、Ge、Hf、M
o、Nb、Pb、Nd、Sb、Sm、Sn、Tb、Wお
よびSiの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Oは
酸素、並びにn、mは1以上の整数)
2. A multilayer wiring structure, wherein the film according to claim 1 comprises an oxide represented by the following general formula 1. General formula 1; AnOm (where A is Ti, Al, Y, La, Mg, Ta, V,
Ni, Mn, B, Fe, Zr, Co, Be, Bi, C
e, Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Ge, Hf, M
at least one element selected from the group consisting of o, Nb, Pb, Nd, Sb, Sm, Sn, Tb, W and Si, O is oxygen, and n and m are integers of 1 or more)
【請求項3】請求項1記載の膜が下記の一般式2で示さ
れる酸化物からなることを特徴とする多層配線構成体。 一般式2;XnZmOs (ただしXはCo、Mg、Cu、Zn、La、Ba、M
n、Fe、Ni、Pb、Sr、Li、Bi、Ca、Cd
およびKの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Zは
Al、Co、Fe、Nb、Ti、Ta、Sn、Taおよ
びZrの群から選ばれる少なくとも1つの元素、Oは酸
素、並びにn、m、sは1以上の整数)
3. A multilayer wiring structure wherein the film according to claim 1 is composed of an oxide represented by the following general formula 2. General formula 2; XnZmOs (where X is Co, Mg, Cu, Zn, La, Ba, M
n, Fe, Ni, Pb, Sr, Li, Bi, Ca, Cd
And at least one element selected from the group of K, Z is at least one element selected from the group of Al, Co, Fe, Nb, Ti, Ta, Sn, Ta and Zr, O is oxygen, and n, m, (s is an integer of 1 or more)
【請求項4】請求項1記載の膜が窒化物からなることを
特徴とする多層配線構成体。
4. A multilayer wiring structure wherein the film according to claim 1 is made of nitride.
【請求項5】窒化物が窒化ケイ素、窒化アルミニウム、
窒化ホウ素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化バナジウ
ムおよび窒化ジルコニウムの群から選ばれる少なくとも
1つの窒化物であることを特徴とする請求項4記載の多
層配線構成体。
5. The nitride is silicon nitride, aluminum nitride,
The multilayer wiring structure according to claim 4, which is at least one nitride selected from the group consisting of boron nitride, tantalum nitride, titanium nitride, vanadium nitride, and zirconium nitride.
【請求項6】請求項1記載の膜が炭化物からなることを
特徴とする多層配線構成体。
6. A multilayer wiring structure characterized in that the film according to claim 1 is made of a carbide.
【請求項7】炭化物が炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タ
ンタル、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ニオブ、
炭化タングステン、炭化クロム、炭化ハフニウムおよび
炭化モリブデンの群から選ばれる少なくとも1つの炭化
物であることを特徴とする請求項6記載の多層配線構成
体。
7. The carbide is silicon carbide, boron carbide, tantalum carbide, titanium carbide, zirconium carbide, niobium carbide,
7. The multilayer wiring structure according to claim 6, which is at least one carbide selected from the group consisting of tungsten carbide, chromium carbide, hafnium carbide and molybdenum carbide.
【請求項8】請求項1記載の膜がホウ化物からなること
を特徴とする多層配線構成体。
8. A multilayer wiring structure, wherein the film according to claim 1 is made of boride.
【請求項9】ホウ化物がホウ化バナジウム、ホウ化ラン
タン、ホウ化タンタル、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニ
ウム、ホウ化タングステン、ホウ化ハフニウムおよびホ
ウ化モリブデンの群から選ばれる少なくとも1つのホウ
化物であることを特徴とする請求項8記載の多層配線構
成体。
9. The boride is at least one boride selected from the group consisting of vanadium boride, lanthanum boride, tantalum boride, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, hafnium boride and molybdenum boride. The multilayer wiring structure according to claim 8, wherein the multilayer wiring structure is provided.
【請求項10】請求項1記載の膜がケイ化物からなるこ
とを特徴とする多層配線構成体。
10. A multilayer wiring structure wherein the film according to claim 1 is made of silicide.
【請求項11】ケイ化物がケイ化ホウ素、ケイ化クロ
ム、ケイ化バナジウム、ケイ化タンタル、ケイ化チタ
ン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化タングステン、ケイ化
ハフニウム、ケイ化モリブデンおよびケイ化ニオブの群
から選ばれる少なくとも1つのケイ化物であることを特
徴とする請求項10記載の多層配線構成体。
11. A silicide is selected from the group consisting of boron silicide, chromium silicide, vanadium silicide, tantalum silicide, titanium silicide, zirconium silicide, tungsten silicide, hafnium silicide, molybdenum silicide and niobium silicide. The multilayer wiring structure according to claim 10, which is at least one silicide selected.
【請求項12】請求項1記載の膜が硫化物からなること
を特徴とする多層配線構成体。
12. A multilayer wiring structure wherein the film according to claim 1 is made of sulfide.
【請求項13】硫化物が硫化タングステン、硫化モリブ
デン、硫化ニオブおよび硫化ビスマスの群から選ばれる
少なくとも1つの硫化物であることを特徴とする請求項
12記載の多層配線構成体。
13. The multilayer wiring structure according to claim 12, wherein the sulfide is at least one sulfide selected from the group consisting of tungsten sulfide, molybdenum sulfide, niobium sulfide and bismuth sulfide.
JP12137593A 1992-06-03 1993-05-24 Multilayer wiring structure body Pending JPH0653650A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001174795A (en) * 1999-11-23 2001-06-29 Samsung Sdi Co Ltd Liquid crystal display device
JP2007189446A (en) * 2006-01-12 2007-07-26 Yokogawa Electric Corp Clock reproducing device
AU2006202381B2 (en) * 2006-06-05 2014-02-20 Bluescope Steel Limited Coated clips

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