JPS59186204A - 配線構造体の成形方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄膜磁気へノドや半導体装置等の電子部品用の
配線構造体の成形方法に関するものにして、特に、この
配線構造体の絶縁層を平坦にする成形方法に関するもの
である。

〔発明の背景〕

近年、薄膜プロセスによって成形される電子部品におい
てはパターンの微細化が進むとともに、何層にも積層し
てパターンを成形する多層化の要求がある。この要求に
対処するためには下地の凹凸を平坦化する技術が必要で
ある。この要求に対して従来から絶縁体層に有機高分子
化合物を用いる方法が知られている。例えば網台型ポリ
イミドは半導体素子の多層配線用の層間絶縁膜として使
われている。これは縮合型ポリイミドが優れた種々の性
質（例えば、加工性、耐熱性、電気的特性機械的性質）
を持っているためである。

ところが最近になって、さらに高精度な平坦化が磁気ヘ
ッドの分野で要求されるようになった。

１だ、半導体の分野でも２層以上多層化する場合や微細
化がさらに進むと平坦化に対する要求が非常に厳しいも
のとなる。

このような要求に対しては前記しだ縮合型ポリイミドで
はもはや対処できなくなってきた。すなわち第１図に示
すように、基板１上に配線２を形成し、この配線２の上
に網台型ポリイミドを塗布、硬化してポリイミド絶縁体
層６を形成して配線構造体を成形した場合、基板１上に
形成された配線２の段差によって、この配線２を被覆す
るポリイミド絶縁体層６は配線２の上と、配線２の間の
基板１の上とで同じ高さにならず、ポリイミド絶縁体層
６０表面にうねりを生ずるという欠点があった。

このため、この絶縁体層の上に例えば磁性膜を形成する
と磁性膜自体もうねりを生じ、磁気特性が低下するとい
う問題点があった。壕だ、例えば半導体装置の微細な多
層配線を行う場合、フォトリソグラフィー技術を適用す
る際の大きな問題点となっていた。すなわち、フォトリ
ソグラフィーは一般にフォトレジストをスピンコードし
、露光、現像シてエツチングレジストのパターンを得る
のであるが、段差の凹部ではフォトレジストは厚く、凸
部では逆に薄くなり均一ガ露光条件が得られないだめ、
同一線幅のレジストパターンが必要な場合でも不要に狭
い部分や逆に不要に幅広い部分が生じ、多層の微細パタ
ーンの形成は非常に困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を解決し、平坦
な絶縁体層を得ることができる配線構造体の成形方法を
提供せんとするものである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために、本発明者等は配線構造体
の絶縁材料の流動性について多数の実験と種々の検討を
行った結果、絶縁材料として下記の一般式〔Ａ〕まだは
〔Ｂ〕に示す付加重合汲イミドオリゴマを用いて塗布、
硬化すると平坦な絶縁体層が得られることを見いだすに
至った。

本発明は上記したオリゴマの溶液を導体パターンが設け
られた基板上に塗布することを含む。次に、この塗布膜
を加熱処理してオリゴマを融触、流動化させることによ
って下地導体パターンの凹凸を平坦化する。さらに、加
熱を行うことにより絶縁膜としての特性を満足する強靭
な薄膜とする。

本発明に用いるオリゴマは、融解温度と架橋温度の間に
実質的に作業できる程度の温度差があり、しかも、架橋
して耐熱性の高い構造を与えるエチニル基を末端に有し
ていることを特徴とする。上記の一般式〔Ａ〕捷たは〔
Ｂ〕で表わされる構造のオリゴマのｎは１以上１０以下
が好ましい。ｎが１より小さいと塗布したとき粉が析出
する。ｎが１０を超えると溶媒不溶となり塗膜が形成で
きない。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例につき、さらに詳細に説明する。

実施例　１ 第２図を参照して、単一層の導体パターンを平坦化した
配線構造体について説明する。

基板１の全面に約２μｍの層厚さの導体層を蒸着によシ
堆積しくスパッタリングによって堆積しても同じ効果を
得た）、フォトエツチング技法を用いて線幅８μｍ、線
間隔４μｍの配線２の導体パターンを形成した（この配
線パターンはめつき技法を用いて行っても同じ効果を得
た）。次に、下記一般式ＣＡＩに示す数平均分子量が約
１５０００オリゴマをＮ−、、’チルー２−ピロリドン
に溶解して４０重量係の溶液にして、回転塗布、次いで
２００℃で６０分間、さらにＮ２雰囲気中６５０℃で６
０分間熱処理して、層厚さ４μｍの絶縁体層４を形成し
た。このように形成した絶縁体層の上面のうねり高さは
０．１５μＩｎ以下という良好な平坦面を有していた。

これは絶縁体層を形成する前の配線による表面凹凸の７
．５％以下の値である。

〔Ａ〕

実施例　２ 本実施例においては、複数層の導体パターンを平坦化し
た配線構造体を成形した例について説明する。

実施例１と全く同様にして、第２図に示す単一層の配線
構造体を成形した。次に絶縁体層４上に、ここには図示
しないが、実施例１と同様にして配線２のパターンを形
成し、次いで絶縁体層４を形成して２層の配線構造体を
成形した。このようにして形成した上部の絶縁体層の上
面のうねり高さは０．２μｍ以下であった。まだ、上部
の導体を蒸着（あるいはスパッタリング）しだ後の表面
にふくれやクラックは認められず、蒸着（あるいはスパ
ッタリング）プロセスに十分耐えられることを確認した
。

実施例　ろ 実施例１と同様にして、単一層の導体パターンを平坦化
した配線構造体を成形した。ただし、絶縁体層は下記一
般式〔Ｂ１〕に示す数平均分子量が約１３００のオリゴ
マを用いて形成した。すなわちオリゴマをＮ−メチル−
２−ピロリドンに溶解して４５重量係の溶液にして、回
転塗布、次いで２００℃で６０分間、さらに、Ｎ２雰囲
気中、６５０℃で３０分間熱処理して層厚さ４μｍの絶
縁体層を形成した。このようにして形成した絶縁体層の
上面のうねり高さは０．２μｍ以下であった。

１１ 実施例　４ 実施例１と同様にして、単一層の導体パターンを平坦化
した配線構造体を成形した。ただし、絶縁体層は下記の
一般式〔Ｂ２〕に示す数平均分子量が約２０００のオリ
ゴマを用いて形成した。すなわち、オリゴマをＮ、Ｎ−
ジメチルアセトアミドに溶解して４０重量％の溶液にし
て、回転塗布、次いで２００℃で６０分間、さらにＮ２
雰囲気中、３５０℃で３０分間熱処理して層厚さ４μｍ
の絶縁体層を形成した。このようにして形成した絶縁体
層の上面のうねり高さは０．１５μｍ以下であった。

〔Ｂ２〕 実施例　５ 第６図を参照して、本実施例の薄膜磁気ヘッドの導体コ
イルの成形について説明する。

セラミック基板５の全面に平坦な下地膜６を形成した。

この下地膜６上に２μｍの厚さのパーマロイラスパンク
リングで堆積し、フォトエツチング技法によってパター
ン形成し、下部磁性体層７を形成した。次にギャップス
ペーサとして約１μＩｎの厚さの無機絶縁膜（例えばＡ
１２０３）８をスパッタリングで堆積し、フォトエツチ
ング技法によってパターン化した。その上に１００ＯＡ
のＣｒ、１．５μｍのＣｕ、１０００人のＣｒを順次蒸
着しくスパッタリングでも同じ効果を得だ）、フォトエ
ツチング技法によって線幅８μｍ、線間隔４μｍにパタ
ーン化し、第１層導体コイル９を形成した。次に、実施
例１で用いたものと全く同じオリゴマの４０重量％溶液
を塗布、次いで２００℃で３０分間、さらにＮ２雰囲気
中、３５０℃で６０分間加熱処理して層厚さ６μｍの第
１絶縁体層１０を形成した。

次に第１層導体コイル９と同様に約１．７μｍの厚さの
第２導体コイル１１を、また第１絶縁体層１０と同様に
して約６μｍの厚さの第２絶縁体層１２を順次形成した
。

以上のようにして構成した基板全面に２μｍの厚すノパ
ーマロイをスパッタリングで堆積し、フ第１・エツチン
グ技法によってパターン化し、上部磁性体層１６とした
。

このように成形して得られた第２絶縁体層１２の上面の
うねり高さは０．１２μｍ、Ｌ、Ｉ、下であり、磁勿ヘ
ッドの磁気特性は満足すべきものであった。

実施例　６ 実施例５と同様にして、薄膜磁気ヘッドの導体コイルを
成形した。ただし、絶縁体層は実施例６で用いたものと
全く同じオリゴマを用いた。すなわち、第１絶縁体層お
よび第２絶縁体層は次のようにして形成した。まず、オ
リゴマの４５重量％の溶液を塗布、次いで２００℃で６
０分間、さらにＮ２雰囲気中、３５０℃で６０分間熱処
理して層厚さ５μｍの絶縁体層を形成した。

このようにして形成した第２絶縁体層の上面のうねり高
さは０．２μｍ以下であり、磁気ヘッドの磁気特性は満
足すべきものであった。

実施例　７ 実施例５と同様にして、薄膜磁気ヘッドの導体コイルを
形成した。ただし、絶縁体層は実施例４で用いたものと
全く同じオリゴマを用いた。すなわち、第１絶縁体層お
よび第２絶縁体層は次のようにして形成した。まず、オ
リゴマの４０重量％の溶液を塗布、次いで２００℃で３
０分間、さらにＮ２雰囲気中、６５０℃で６０分間熱処
理して層厚さ６μｍの絶縁体層を形成した。

このようにして形成した第２絶縁体層の上面のうねシ高
さは０．１５μｍ以下であり、磁気ヘッドの磁気特性は
満足すべきものであった。

ちなみに、従来技術において、第１図の基板１全面に約
２μｍの厚さの導体を蒸着して堆積し、ノーｒ　）エツ
チング技法を用いて、線幅８μｍ、線間隔４μｍの配線
パターンを形成し、次いでこの配線パターンに網台型ポ
リイミド（例えば米国デーボン社製、商品名バイラリン
）を塗布、加熱処理し、４μｍの厚さの絶縁体層６を形
成したところ、絶縁体層乙の上面のうねり高さは０．５
μｍη以上あり、そのうねり高さは、実施例１〜７の場
合に比べて２．５倍以上であった。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明の方法によれば、絶縁体層を
高精度に平坦化することができるので、微細なパターン
を形成するフォトリソグラフィーの操作が有利になると
ともに、何層にも積層した立体配線構造体の製造が可能
になった。特に、薄膜磁気へノドを構成した場合に、上
部磁性体層に不要な凹凸を作ら力いので磁気回路的に有
効であり、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の単層の導体を有する配線構造体の断面
図である。 第２図は本発明の一実施例の単層の導体を有する配線構
造体の断面図である。 第６図は本発明の他の実施例の薄膜磁気へノドの例の複
数層の導体を有する配線構造体の断面図である。 １・基板　　　　　　　２・・・配線 ６・・・絶縁体層（従来例） ４・・・絶縁体層　　　　　５・セラミック基板６・・
・下地膜　　　　　　７−・・下部磁性体層８・・無機
絶縁膜　　　　９・・第１層導体コイル１０・・第１絶
縁体層　　　１１・・第２層導体コイル１２　　第２絶
縁体層　　　１ろ・・上部磁性体層代理人弁理士　中村
純之助 手続補正書 昭和５８年６月１６日 特許庁長官　殿 事件の表示　　昭和５８年特許願第５８６３０号発明の
名称　　配線構造体の成形方法 補正をする者 事件との関係　　　　　　特許出願人 代理人 補正の内容　　添付別紙のとおシ。 補正の内容 １、　特許請求の範囲を別紙のように補正する。 ２、明細書の第７頁第５行〜第８行、同第１１頁第２行
〜第５行および同第１２頁第２行鵡第５行の化学構造式 と訂正する。 ３、　明細書の第７頁第１６行「オリゴマを融触」を。 「オリゴマを溶融」と訂正する。 別紙 特許請求の範囲 （１）基板上に所定のパターンを有する導体層を形成し
、次いで前記導体層上に所定のパターンを有する絶縁体
層を形成して成形する配線構造体において、下記［Ａ）
またはＣＢ）なる一般式で表わされる化合物を用いて前
記絶縁体層を形成することを特徴とする配線構造体の成
形方法。 ［Ａ） 〔Ｂ〕 す ｎ＝１〜１０） （２）　　基板上に所定のパターンを有する導体層を／ 形成し、前記導体層上に所定のパターンを有する絶縁体
層を形成し、さらに前記絶縁体層上に所定のパターンを
有する導体層および絶縁体層を繰り返し積層し、複数層
の導体層を形成して成形する配線構造体において、下記
（Ａ）または〔Ｂ〕なる一般式で表わされる化合物を用
いて前記絶縁体層を形成することを特徴とする配線構造
体の成形方法。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に所定のパターンを有する導体層を形成し
   、次いで前記導体層上に所定のパターンを有する絶縁体
   層を形成して成形する配線構造体において、下記〔Ａ〕
   または〔Ｂ〕なる一般式で表わされる化合物を用いて前
   記絶縁体層を形成することを特徴とする配線構造体の成
   形方法。 〔Ｂ〕 １ １］−１〜１０）
2. （２）基板上に所定のパターンを有する導体層を形成し
   、前記導体層上に所定のパターンを有する絶縁体層を形
   成し、さらに前記絶縁体層上に所定のパターンを有する
   導体層および絶縁体層を繰り返し積層し、複数層の導体
   層を形成して成形する配線構造体において、下記（Ａ〕
   ｔたは〔Ｂ〕なる一般式で表わされる化合物を用いて前
   記絶縁体層を形成することを特徴とする配線構造体の成
   形方法。 ）ｌ Ｏ ＣＢ） ］ｌ ｎ　＝　１〜１０）