JPS6095805A - 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、薄膜プロセスによって成形される電子部品におい
ては・やターンの微細化が進むとともに、何層にも積層
して・リーンを成形する多ｊ１ヒの要求がある。こ９豊
求に対処するためにはＦ地の凹凸を平坦化する技術が必
要である。この要求に苅して従来から絶縁体層に有機篩
分子化合物を用いる方法が知られている。例えば縮金型
ｄ？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、８口」二性、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ヘ
ッドの分野で要求されるようになった。

−また、ヤ導体の分野でも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。すなわち第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
上に形成きれた配線２の段差によって、この導体層２を
仮積ｒろ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の上とで同じ鳥さにならず、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、例えは、十尋体装置の微
細な多層配線をイ１う場合、フォトリソグラノイー技術
を適用する際の大きな問題点となっていた。すなわち、
フオトリ゛ツク゛ラフイーは一般にフォトレノストをス
ピンコードし、露光、現１象してエツチングレノストの
・やターンを？誇るのであるが、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蒔光条注
がイ！ｆられないため、同一線幅のＶノストノやターン
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ｑ４１１・そターンの形成は非常に
困難であった。

〔発明のｉ］的〕

水出ｈ＞ｔｒ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。

〔発明の概委〕

不出ｊ順に係る第１の発明は、所定の・セターノを有す
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・セ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）なる一般式で表わ坏れ
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廟
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・ぐターンを有する
漕８体層を基板上に形１或し、次いで、前記導体層−Ｆ
に、所定の・ぐ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・Ｐターンを有する導体
層および絶縁体層を操り返し積層し、複数層の導体１響
を形成して成形する配線構造体において、下記ＣＡ）　
なる一般式で表わされる化合物を用いて前ｄ己絶縁体層
を形成することを特徴とする。この発ツＪによれば、き
わめて平坦な絶縁体層をイイする多層の配線構造体を成
形することができる。

〔Ａ〕

上記〔Ａ〕　なる一般式で表わきれ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れはよい。

絶縁体層の成形は、たとえば、上記塗布膜を加熱処理し
て該化合物を溶融、流動化させ下地導体層の凹凸を平坦
化し、さらに、）ＪＩ］熱を行なうことによって行なう
。

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があり、しか
も、架橋して高分子酸のポリマを−与える反応基を末端
に有している。化合物のｎは１〜」０であり、ｎが１．
１：り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ができない。

〔発ＩＪＩの）６施例〕 １ず本山１顧に係る第１の発明の実施例を第２図に基づ
き友／／ｉ！ｉ例１〜寿側倒４として説明側る。

実施例Ｊ 第２図を参照して、単一層の導体・ぞターンを平坦イヒ
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１卑さの導体層を蒸？ｉ’
ｉ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）、フォトエツチング技法を用いて線幅８
μｍ、線間隔４μｍの導体層２の導体・ぞターンを形成
した（この配線・や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、Ｆ記一般式〔Δｌ〕に示す
数平均分子量が約３０００の到すコ゛マをＮ−メチル−
２−ピロリドン、に溶解して４（ｌ　ｔｉ目の淫を液に
して、□回転塗布、次いで２００　’Ｃで、３０分間、
さらにＮ２　雰囲気中３００１Ｃで：３０分間熱処１し
て、層厚烙４μｍの絶は体層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。

これは絶縁体層を形成する前の導体層による表面凹凸の
７５％以下の１１「ｔである。

〔Ａｌ〕

〃 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。

μ側倒１と全く同１）Ｒにして、第２図に示す単一層の
配線構造体を成形した。次に杷＾・咬体層４上に、ここ
には図・示しないが、実施例１と同様にして碑体層２の
パターンを形成し、次いで絶は体層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ｌ　ｉｎ＋のうねり高さは０．２１導ｍ以下
であった。また、上部の導体を蒸′Ｉｔ、Ｔ（あるいは
スパッタリング）した陵の絶縁体層の表面にふくれやク
ラックは認められず、蒸職あるいはスパッタリング）プ
ロセスに十汁血１えられることをｌｉ（＃認した。

実施例３ 実施例１と同様にして、学一層の導体・やターンを平坦
化した配線構造体を成形した。ただし、絶縁体層は下ｎ
己一般式〔Ａ２〕に示す数平均分子量が約２０００のオ
リコゞマを用いて形成した。すなわち、オリコ゛マをＮ
−メチル−２−ピロリド／に溶解して４０重＠係の溶液
にして、回転塗布、次いで２ＧＯ’Ｇで、Ｊ）０汁間、
芒らにＮ２　外囲気中、３００℃で３０分間熱処理して
層Ｊ９．さ４μｍのｅ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きは０．２μＩｎ
以下であった。

〔Ａ２〕 実施例４ 実施例１と同１）１にして、単一層の導体・ぐターンを
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
オリゴマを用いて形１戊した。すなわち、オリゴマをＮ
、Ｎ−ツメチルアセトアミドに溶解して４５重＃係の溶
液にして、回転塗布、次いで２００℃で３０分間、さら
にＮ２雰囲気中、３００’Ｃ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
た絶縁体層上面のうねり高さは０．２μｍ以下であった
。

〔Ａ３〕 １ 次に本出願に係る第２の発明の実施例を第３図に基づい
て欠側倒５〜実施例７として説明する。

実施例５ 第３図を参照して、本実施例の薄膜磁気ヘッドの４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の厚きの・や−マロイをスパッ
タリングで堆積し、フォトエツチング技法によって・・
？ターン形成し、下部（磁性体１＠７を形成した。次に
ギヤツノスペーサとして約］μｍの）Ｑさの無機絶縁膜
（例えばＡＡ２０３　）　８をス・七ツタリングで堆積
し、フォトエツチング技法によってパターン化した。そ
の上にｌ０ＱＯ＠のＣｒ、１．５μｍのＣｕ、１０００
ＸのＣｒを順次蒸着しくス・やツタリングでも同じ効果
を得た）、フォトエツチング技法によって線幅８μｍ１
線間隔４μｍに／ぞターン化し、第１１１！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重歇チ溶液を塗布、欠いで２０１ＪＣで
、３０分間、さらにＮ２＃、囲気中、３００℃で３０分
間加熱処理して層厚式３μｍの第１絶縁体層ｉｏを形成
した。

次に第１層導体コ４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絶縁体層川と同様にし
て約３μｍの厚烙の第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２　ｌｔｍの厚さ
の・ぞ−マロイをス・ぐツタリングで堆積し、フォトエ
ツチング技法によって・ぞターン化し、上部磁性体層１
３とした１、 このように成形し−Ｃ得られた第２ｅ瞭体層１２の上面
のうねり高さは０．１５μｍ以Ｆであり、磁気ヘレドの
磁気特性は（１２イ足すべきものであった。

実施例６ 実ｈｆｌｊ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杷蘇
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１５爪絹１％の溶液を塗布、次いで２０
０’Ｃで、３０分間、さらにＮ２雰囲気中、；３００”
Ｃで１（０分間熱槽哩して層ｊ厚さ３μｎ］の絶縁体層
を形Ｉ戊した。

このようにして形成した第２絶縁体層の上１ｒｆｌのう
ねり高きは０．２ｚｚｍ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／Ｍ例５と同様にして、Ｙ惇）廃磁気ヘッドの導体コ
イルを形成した。たたし、絶縁体層は実施例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絶鎌体層は次のようにして形成した。ま
ず、オリゴマの・１０重Ｈ，％の浴液を塗布、次いで２
００’Ｃで３０分間、埒らにＮ２雰囲気中、３００′Ｇ
で３０汁間熱処理して＋（イ厚さ：うμｍ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０．１５μｍ以−ドであり、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Ｉｌをの導体を蒸宥して堆積し、フォトエツ
チング技法を用いて、線幅８μｍ、線間隔４１ｔｍ　の
配線／Ｐパターン形！或し、次いでこの配線パターンに
縮合型ポリイミド（例えは米国デュ醪ン社製、商品名・
ぐイラリン）を塗布、加熱処理し、４μｍ　の厚さの絶
縁体層３を形成したところ、絶縁体層３の上面のうねり
高６は０５μｍ以上あり、そのうねり高感は、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〕

本山ｊ如に係る第１の発明によれば、絶は体層が高精度
に平坦化された配線構造体が得られる。

不出ｊ顧に係る第２の究明によれば、絶縁体層が＋’ｊ
６４青度に平坦化された多層の配線構造体が得られろ。

従って微［１１なパターンを形成するフオ（・リソグラ
フィーの操作が有利になるとともに、１１１１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、薄膜磁気ヘッ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、
優れた効襲を砺する。

なお、当然のことではあるが、本出願に１糸る発明の範
囲は前記した友Ｍ４例によってｌ５１１．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ｒる配線構造体の（ト
）ｒｉ川用である。 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ｊ電体の断面図である。 トノ−；板、２・・導体層、３・・・絶縁体層、４・・
・絶縁体層、５・・・基板（セラミック基板）、６・・
下地ＩＢ！、７・・下部磁性体層、８・・・無機絶縁膜
、９・・・導体層（第１層心体コイル）、１．０・・・
絶縁体層、１１・・・＞、？＋導体層第２層導体コイル
９．１２・・・絶縁体層、１３・・上部（丑性体層。 代理人　弁哩士　秋　本　正　火 第１図 ２ 第　３図 第１頁の続き ＠発明者　鍬塚　俊一部　小１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｊ、所定の・ぐターンを有する導体層を基板上に形成し
   、次いで、１１１記導体層上に、所定のパターンを有す
   る絶縁体層を形１．１３１：　Ｌで成形する配線構造体
   においで、下記〔Ａ〕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ｒることを特徴とする配線構
   造体の成形方法。 〔Ａ〕 １ ある。） ？、所定のパターンを廟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・ぞターンを有するｅ
   縁体層を形成し、場らに、前ｄピ絶縁体層上に、所定の
   ・やターンを有する導体層および絶竺体１脅を、僅、す
   返し積層し、複数層の導体層を形ＩＪｉ　（、で成形す
   、る配線構造体において、下記〔Ａ〕なる一般式で表ゎ
   きれる化合物を用いて前記絶縁体層を形成することを％
   徴とする配線構造体の成形方法。 〔Ａ、〕 １ ０ である。）