JPS60101805A - 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〕 本発明は配線構造体の成形方法に関する。

〔発明の背景〕

近年、薄膜プロセスに工って成形さｎ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も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。例えば縮合型ポリ
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ｎた種々の性
質（例えば、刀ロエ性、耐熱性、電気的特性機械的性質
）を待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へ
づドの分野で要求されるようになった。

また、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た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・　３　・ ゎち第１図に示すように、基板１上に導体層２を形成し
、この導体層２の上に縮合型ポリイミドを塗布、硬化し
てポリイミド絶縁体層３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、
この導体層２を被覆するポリイミド絶縁体層３は導体層
２の上と、導体層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３の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３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。また、例えば半導体装置の微細な
多層配線を行う場合、７オトリングラフイー技術を適用
する際の大きな問題点となっていた。すなわち、フォト
リングラフイーは一般に７オトレジストをスビンコー）
１．、ｍ−ｘ、現ｓしてエヅチングレジストのパターン
ヲ得るのであるが、段差の四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な露光条件が得らルない
ため、同一線幅のレジストパターンが必、４　。

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〕

本出願に係る第１の発明は、きわめて平坦な絶縁体層を
有する配線構造体の成形方法を提供することを目的とす
る。

本出願に係る第２の発明は、きわめて平坦な絶縁体層を
有する多層の配線構造体の成形方法を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

本出願に係る第１の発明は、所定のパターンを有する導
体層を基板上に形成し、次いで、前記導体層上に、所定
のパターンを有する絶縁体１−を形成して成形する配線
構造体において、下記（Ａ）又は（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。この発明によれば、きわめて平坦な絶縁体
層を有する配線構造体を成形することができる。

本出願に係る第２の発明は、所定のパターンを有する導
体層を基板上に形成し、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、ざらに、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ｆ）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）又は〔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。この発明にょ几ば、きわめて平
坦な絶縁体層を有する多層の配線構造体を成形すること
ができる。

〔ル゛］ リ　Ｕ　開３　Ｕ ＣＢ〕 表わし、Ｈ＝１〜１０である。） 上記〔八〕又はＣＢ＋なる一般式で表ゎさルる化合物を
用いて絶縁体層を形成するには、たとえば該化合物の浴
液を、導体層が設けられた基板上に塗布すルば工い。

絶縁体層の成形は、たとえば、上記塗布膜を訓熱処理し
て化合物を溶融、流動化さぞ下地導体層の凹凸を平坦化
し、さらに、刀Ω熱を行うことにょ・　７　・ って行なう。

本出願に係る発明に用いる化合物は、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かあり、しか
も、架橋して高分子量のポリマを与える反応基金木端に
有している。該化合物のｎは１〜１０であり、ｎが１１
９小さいと形成時に粉が析出する。ｎが１０を超えると
溶媒不溶となり絶縁層の形成かできない。

〔発明の実施例〕

まず本出願に係る第１の発明の実施例を第２図に基でき
実施例１〜実施例４として説明する。

実施例　１ 纂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り
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）、フォトエヴチング技法を用いて線幅８μｍ、線
間隔４μｍの導体層２の導体パターンを形成した（この
配線パターンはめっき技法を用いて行っても同じ効果を
得た）。次に、・　８　・ 下記一般式〔Ａ１〕に示す数平均分子量が約３０００の
オリゴマのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（濃度４０
１量％〕を回転盆石、次いで２００℃で５０分間、さら
にＮ２雰囲気千３００℃で３０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．
１５μｍ以下という良好な平坦面を有していた。

こルは絶縁体＠を形成する前の導体層２による表面凹凸
の７．５％以下の値である。

〔Ａ１〕 実施例　２ 本実Ａ　？１ｌｉｃ　Ｂ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＠４上に、ここには図示
しないが、実施例１と同様にして導体層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υ高ざは［Ｌ２μｍ以下であった。また、上
部の導体を蒸Ｎ（あるいはスパダタリング）した後の絶
縁体層の表面にふくれやクラ・ｌりは認められず、蒸着
Ｃあるいはスバ・ツタリング）プロセスに十分耐工らｎ
ることを確認した。

実施例３ 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〔Ａ２〕に示す数平均分子ｔが約３０００のオ１１
ゴマを用いて形成した。すなわちオリゴマのＮ−メチル
−２−ピロリドン溶ｆｉ（濃度４０重量％）を回転塗布
、次いで２００℃で３０分間、さらにＮ２雰囲気中、３
００℃で３０分間熱、１１ 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享は０．２μ
ｍ以下であった。

〔八２〕 　Ｈ 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〔Ａ３〕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。丁なわち、オリゴマｉＮ、Ｎ−
ジメチルアセトアミドに溶膿して４５重量％の溶ｇにし
て、回転塗布、次いで２００℃で３０分間、さらにＮ２
雰曲気甲、６００℃で３０分間熱処理して層厚さ４μｍ
の絶、１２゜ 縁体層を形成した。このようにして形成した絶縁体層上
面のうねり高さは０．２μｍ以下であった。

〔Ａ３〕 ＨＣミＣＣ ←たたし　ｌ（１は　、ｎ＝＋−ｉ〜ｉ０である。）次
に不出願に係る第２の発明の実施例を第３図に基づいて
実施例５〜実施例７として説明する。

実施例　５ 第３図を参照して、不実施例の薄膜磁気へヴドの導体コ
イルの成形について説明する。

セラミヴク基板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にスバ・ツ
タリングで堆積し、フォトエツチング技法によってパタ
ーン形成し、下部磁性体層７を形成した。次にギヤー１
１スペーサとして約１μｍの厚さの無機絶縁膜（例えば
Ａ１２０５）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１００Ｏ
ＡのＣｒ＋１．５μｍのＣｕ、１０００にのｃｒを順次
蒸着しくスパッタリングでも同じ効果を得た）、７ｔト
エヴチング技法によって線幅８μｍ、線間隔４μｌｌｌ
ＩＣ／（ターン化し、第１＠導体コイル９を形成した。

次に、実施例１で用い−ｆＣものと全く同じオリゴマの
４０重量％溶液を塗布１次いで２００℃で３０分間、ざ
らにＮ２雰曲気甲、３５０℃で３０分間加熱処理して層
厚さ３μｍの第１絶縁体層１０を形成し友。

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３μｍの厚さの第２絶縁体層１２を順次形成した
。

以上の工すにして構成した基板全面に２μｍの厚すのパ
ーマロイをスパダタリングで堆積し、フォトエツチング
技法に工ってパターン化し、上部磁性体層」６と、した
。

このよりに成形して得られた第２絶縁体層１２の上面の
つねり高さは０．２μｍ以下であり、磁気ヘッドの磁気
特性は満足すべＰものであった。

実施例　６ 実施例５と同種にして、薄膜磁気へ−ｌドの導体コイル
を成形した。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絶縁体層は次の工うにして形成し友。まず、
オリゴマの４５重′ｊｊｋｙ；の溶液をｍ石、次いで２
００℃で３０分間、さらにＮ２雰曲気甲、３５０℃で３
０分間熱処理して層厚づ３μｍの絶縁体層全形成した。

この工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Ｖ％磁気へ・Ｉ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、薄膜磁気へ・Ｉドの導体コイル
を形成した。ただし、絶縁体層を工実施例３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絶縁体層は次の工すにして形成した。まず、
オリゴマの４０ｉ１（ｔ％の溶液を塗布、次いで２００
℃で３０分間、さらにＮ２雰囲気甲、３００℃で３０分
間熱処理して層厚さ３μｍの絶縁体層を形成した。

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

ちなみに、従来技術に２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、フォトエづチン
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縮合型ポリイ
ミド（例えば米国デュポン社製、商品名バイラリン）を
塗布、刀ｎ熱処理し、４μｍの厚さの絶縁体層３を形成
したところ、絶縁体層３の上面のりねり高さは０．５μ
ｍ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〕

本出願に係る第１の発明によれば、絶縁体層が高精度に
平坦化さｔ′Ｌ、た配線構造体が得ら几る。

本出願に係る第２の発明によれば、絶縁体層が高精度に
平坦化された多層の配線構造体が得られ　Ｉｏ　Ｑ る。従って微細なパターンを形成するフォトリソグラフ
ィーの操作か有利になるとともに、何層に４ａ層した豆
体配線講造体の製造が可能になった。

特に、薄膜磁気へりドを構成した場合に、上部磁性体層
に不要な凹凸を作らないので磁気回路的に有効であり、
優れた効果を奏する。

なお、当然のことではあるが％本出願に係る発明の範囲
は前記した実施例によって限定されるものではない。

【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置ｆ
Ｍ構造体の断面図である。 第３図は本発明の他の実施例の薄膜磁気ヘッドの例の複
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・・・導体層％３・・・絶縁体層、４
・・・絶縁体層、５・・・基板（セラミ・ツク基板）、
６・・・下地膜、７・・・下部磁性体層、８・・・無機
絶縁膜、９・・・導、１６　。 体層（第１層導体コイル）、１０・・・絶縁体層。 １１・・・導体層（第２層導体コイル）、１２・・・絶
縁体層、１３・・・土部磁性体層。 代理人弁理士　高欄　明　天 十　１　図 才？図 才３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　所定のパターンを有する導体層を基板上に形成し
   、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ｆｌｉ！構造体にｐいて、
   下記ＬＡ）又は（ＢＪなる一般式で表わさルる化合物を
   用いて前記絶縁体層を形成することを特徴とする配＃構
   造体の成形方法。 （Ａｌ θＨ ０ １０５０へ匡）′を表わし、ｎ＝＝１〜１０である。）
   ２、　所定のパターンを有する導体層を基板上に形成し
   、次いで前記導体層上に、所定のパターンを有する絶線
   体層全形成し、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２工び絶線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２いて
   、下記ＣＡＩ又は〔ＢＪなる一般式で表ゎさｆ′Ｌ、る
   化合ｖｌ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。 ＣＡ） “←°′０′二。−≧ｄ叫◎′−〇パ （Ｊ２　１ ＯＨ である。） （Ｂ） を表わし、ｎ＝１〜１ｏである。）