JP3995253B2 - 感光性ポリイミドパターンの形成方法及び該パターンを有する電子素子 - Google Patents
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Description
本発明は、配線等の金属膜上に形成される感光性ポリイミドパターンの形成方法に関する。又、本発明は、感光性ポリイミドパターンを導体上の絶縁層とする半導体装置、薄膜磁気ヘッド、薄膜インダクタなどの薄膜磁気素子等の電子素子に関する。
半導体装置、薄膜磁気ヘッド、薄膜インダクタなどの薄膜磁気素子等の電子素子において、層間絶縁膜やパッシベーション膜としての有機材料の使用が検討されている。中でも、ポリイミドは、耐熱性、機械的特性及び誘電率等の電気的特性に優れている。
現在では、工程面で有利な感光性タイプが主流となってきている。特に、リソグラフィーによる精密加工が可能な高耐熱性樹脂として感光性ポリイミドは有用である。
ポリイミドパターンを得る方法としては、感光基を有したポリアミド酸（感光性ポリイミド前駆体）に紫外線を照射することで架橋させ、現像液で現像して未露光部を除去した後、加熱硬化によってイミド環を形成し、ポリイミドパターンを得るものである。
この感光性ポリイミド前駆体には、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体とイオン結合型感光性ポリイミド前駆体とがある。エステル結合型感光性ポリイミド前駆体としては、例えば、下記式（１）で表されるような構造を有するものが知られており、式（１）の構造では、ポリアミド酸分子中のカルボキシル基に感光基であるメタクリレートエチル基がエステル結合されている（特許文献１又は特許文献２参照）。
一方、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体としては、ポリアミド酸分子中のカルボキシル基又はその塩に感光性基をイオン結合させたものであり、例えば、下記式（２）で表されるような構造を有するものが知られている（特許文献３参照）。
上記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体は、Ｃｕ等の金属上にパターニングしても良好なパターニングが可能であるが、それから得られるポリイミド膜の応力が大きいため、パターン形成された基板に反りを与えたり、多層に形成した場合には各層間の剥がれ等のトラブルが発生する。一方、イオン型感光性ポリイミド前駆体は、それから得られるポリイミド膜の応力は小さい。しかしながら、Ｃｕ等の金属上にパターニングしようとすると、下記式（３）に示すように金属と錯体を形成することが知られている。このような錯体が形成されると現像液に不溶となり、良好なパターンが得られないという問題が生じる。そのため、金属上に直接、応力の小さいポリイミドパターンを形成することは困難であった。
これを回避するために、従来、金属配線等が形成された基板をオゾン処理などにより酸化して金属配線表面に酸化被膜を形成し、その上にイオン結合型感光性ポリイミド前駆体を塗布して、露光、現像、加熱処理によりポリイミドパターンを得る方法（特許文献４参照）、金属配線等が形成された基板表面上に有機ケイ素化合物被膜を形成し、その上にイオン結合型感光性ポリイミド前駆体を塗布して、露光、現像、加熱処理によりポリイミドパターンを得、さらに、４００℃に加熱して有機ケイ素被膜を二酸化ケイ素被膜に変換した後、露出部の二酸化ケイ素被膜を除去する方法（特許文献５参照）、などが知られている。しかしながら、これらの手法は、いずれも、ポリイミドパターニング後に露出した表面に残存する酸化物、有機物の除去が必要となり、工程が繁雑である。
特許文献６には、ポリイミド前駆体を塗布する前に、非常に薄いポリイミドの膜、具体的には、膜厚１００ｎｍ以下のポリイミドのプリベーク膜を形成し、その上にポリイミド前駆体を塗布してパターン形成することにより、Ｃｕイオンのポリイミド膜への拡散を抑制する方法が提案されている。ここでは、下層のプリベーク膜として、感光性、非感光性（可溶性）のいずれのポリイミド前駆体も使用できるとしており、実施例１では、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体を溶剤で希釈して塗布し、プリベークした後、溶剤希釈していないイオン結合型感光性ポリイミド前駆体を塗布し、プリベークして、露光、現像処理を行うことで、ポリイミドパターンを得ている。しかしながら、この方法では、下層に形成される薄いプリベーク膜は、銅錯体化してしまうため、薄い膜とは言えども残膜の問題は解消されていない。又、実施例２，３では非感光性ポリイミド前駆体を使用しており、その点では銅錯体化は起こらないが、現像時に上層の感光性ポリイミドパターンをマスクに除去するため、現像液がパターン内部に侵入することが懸念される。さらにこのような薄い膜では、銅の浸透を完全に抑制することができず、上層の感光性ポリイミド前駆体の錯体化が起こり、現像不良を引き起こすという問題がある。
本発明の目的は、パターン精度に優れ、パターニング工程も繁雑とならない応力の少ない感光性ポリイミドパターンを形成することにある。
又、本発明の他の目的は、このような応力の少ないポリイミド膜を絶縁層として有する電子素子を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、銅等の金属上に塗布する感光性ポリイミド前駆体として、下層にエステル結合型感光性ポリイミド前駆体を用い、上層にイオン結合型感光性ポリイミド前駆体を用いることにより、エステル結合型感光性ポリイミド、イオン結合型感光性ポリイミドそれぞれの欠点を補い、応力が少なく、パターン精度も良好な感光性ポリイミドパターンの提供が可能となったものである。
すなわち本発明は、
（１） 金属導体上に感光性ポリイミドパターンを形成する方法であって、下記の（Ａ）〜（Ｅ）の工程をこの順に行うことを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（Ａ）金属導体上にエステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を塗布してエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成する工程、
（Ｂ）前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層の上に、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を塗布してイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成する工程、
（Ｃ）マスクを介して露光し、マスクパターンを潜像として前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層に転写する工程、
（Ｄ）現像処理する工程、及び
（Ｅ）前記現像処理後のエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及びイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層をキュアして、ポリイミドパターンを形成する工程
（１） 金属導体上に感光性ポリイミドパターンを形成する方法であって、下記の（Ａ）〜（Ｅ）の工程をこの順に行うことを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（Ａ）金属導体上にエステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を塗布してエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成する工程、
（Ｂ）前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層の上に、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を塗布してイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成する工程、
（Ｃ）マスクを介して露光し、マスクパターンを潜像として前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層に転写する工程、
（Ｄ）現像処理する工程、及び
（Ｅ）前記現像処理後のエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及びイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層をキュアして、ポリイミドパターンを形成する工程
（２） 前記（１）において、前記（Ａ）工程で形成されるエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層の膜厚が０．１５〜５μｍの範囲であることを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（３） 上記において、前記（Ａ）工程で前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層をプリベークした後、前記（Ｂ）工程のイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成することを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（４） 上記において、前記（Ｂ）工程で前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層をプリベークした後、前記（Ｃ）工程を行うことを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（５） 上記において、前記（Ｃ）工程の後であって前記（Ｄ）工程の前に、感光反応を促進するための加熱処理を行うことを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（６） 上記において、前記金属導体が、銅又は銅合金であることを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（７） 金属導体上に形成された感光性ポリイミドパターンからなる絶縁層を有する電子素子において、前記感光性ポリイミドパターンは、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び該エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層上に形成されたイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層の積層構造を一括して露光・現像・キュアして得られることを特徴とする電子素子。
（８） 前記（７）において、前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層は、膜厚が０．１５〜５μｍの範囲で形成されたものであることを特徴とする電子素子。
（９） 前記電子素子は、磁性材料からなる層で挟まれた絶縁層を有し、該絶縁層中に、スパイラル状に形成された導電性のコイル導体が埋め込まれた薄膜磁気素子であって、少なくとも該コイル導体上の前記絶縁層の一部が、前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び該エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層上に形成された前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層の積層構造を一括して露光・現像・キュアして得られることことを特徴とする（７）又は（８）に記載の電子素子。
（１０） 前記薄膜磁気素子は、薄膜インダクタ又は薄膜磁気ヘッドである（９）に記載の電子素子。
（１１） 前記薄膜磁気素子は、コモンモードチョークコイルであり、
磁性材料で形成された第１の磁性基板と、
前記第１の磁性基板上に形成された第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層中に埋め込まれ、スパイラル状に形成された導電性のコイル導体と、
前記コイル導体の内周側及び外周側の第２の絶縁層に形成され、前記第１の絶縁層が露出する開口部と、
少なくとも前記開口部を埋め込んで形成された磁性層と、
前記磁性層上に固着され、磁性材料で形成された第２の磁性基板と、
前記コイル導体の端子部に接続され、前記第１及び第２の磁性基板の側面を横切って配置された電極端子と
を有し、少なくとも前記導体コイル上に形成される前記第２の絶縁層の一部が、コイル導体上に形成された前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び該エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層上に形成された前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層の積層構造を、前記開口部を形成するようにパターン化した後、キュアしたポリイミド膜であることを特徴とする（９）に記載の電子素子。
磁性材料で形成された第１の磁性基板と、
前記第１の磁性基板上に形成された第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層中に埋め込まれ、スパイラル状に形成された導電性のコイル導体と、
前記コイル導体の内周側及び外周側の第２の絶縁層に形成され、前記第１の絶縁層が露出する開口部と、
少なくとも前記開口部を埋め込んで形成された磁性層と、
前記磁性層上に固着され、磁性材料で形成された第２の磁性基板と、
前記コイル導体の端子部に接続され、前記第１及び第２の磁性基板の側面を横切って配置された電極端子と
を有し、少なくとも前記導体コイル上に形成される前記第２の絶縁層の一部が、コイル導体上に形成された前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び該エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層上に形成された前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層の積層構造を、前記開口部を形成するようにパターン化した後、キュアしたポリイミド膜であることを特徴とする（９）に記載の電子素子。
（１１） 前記コイル導体は絶縁層を介して複数層形成されており、各コイル導体上に形成される絶縁層が、前記積層構造をキュアしたポリイミド膜であることを特徴とする（１０）の電子素子。
（１２） 前記コイル導体の上層又は下層には、絶縁層を介して前記コイル導体と前記電極端子との電気的接続を行うための引き出し電極層が設けられ、該引き出し電極層上に形成される絶縁層が、前記積層構造をキュアしたポリイミド膜であることを特徴とする（１０）又は（１１）の電子素子。
（１３） 上記のいずれかに記載の電子素子において、前記金属導体は、銅又は銅合金から構成されることを特徴とする電子素子。
本発明によれば、金属上に良好なパターンを有した応力の小さいポリイミド膜パターンが得られる。
本発明で使用するエステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物とは、前記背景技術に示したようなポリイミド前駆体を主体とし、これに光架橋反応を促進するための光重合開始剤、光感度を高めるための増感剤、基体との接着性を改良するための接着助剤、イミド化反応を促進するための熱重合開始剤、保存時の組成物粘度や光感度の安定性を向上させるための熱重合開始剤、塗布を容易にするための溶剤等、公知の添加剤が含まれていても良い。通常、市販されている感光性ポリイミド溶液は、これらの添加剤が含まれている。
以下、本発明にかかる感光性ポリイミドパターン形成方法を、薄膜磁気素子の１つであるコモンモードチョークコイルの製造に適用して説明する。
図１は、チップ型コモンモードチョークコイルを構成する場合の分解斜視図、図２は一部の製造工程の工程断面図である。実際の製造時には、複数個の部品を同時に作製するが、本実施形態では、１素子分で説明する。
図１に示すように、チップ型コモンモードチョークコイルは、第１磁性基板１の主面上にインピーダンス調整用絶縁層２，第１引き出し電極層３、絶縁層４，第１コイル導体層（スパイラル状コイル導体パターン）５、絶縁層６，第２コイル導体層（スパイラル状コイル導体パターン）７、絶縁層８，第２引き出し電極層９，絶縁層１０，磁性層１１，接着層１２及び第２磁性基板１３の順で積層一体化して構成されている。
第１磁性基板１及び第２磁性基板１３は、焼結フェライト、複合フェライト等であり、インピーダンス調整用絶縁膜２は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁性に優れ、加工性の良い材料から構成される。絶縁層４，６，８，１０は、感光性ポリイミドから構成され、本発明にかかる感光性ポリイミドパターン形成方法により形成される。第１及び第２の引き出し電極層３，９やスパイラル状コイル導体パターンである第１及び第２コイル導体層５，７は、金属を真空成膜法（蒸着、スパッタ法等）やメッキ法にて形成され、導電性及び加工性よりＣｕ、Ａｌ等が好ましく、特に好ましくはＣｕ又はＣｕ合金が使用できる。本実施形態ではＣｕを用いている。磁性層１１は、フェライト等の磁粉をエポキシ樹脂などの樹脂に混入したものが使用される。
上記チップ型コモンモードチョークコイルの製造は、第１磁性基板１の主面全面に絶縁樹脂からなるインピーダンス値調整用絶縁層２を１〜２０μｍの膜厚で形成する。形成方法としては、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、印刷法等の塗布法、あるいは薄膜形成工法が採用される。特に薄膜形成工法を用いることによりインピーダンス値調整用絶縁層２として、バラツキの小さい高精度のものが成膜できる。この結果、インピーダンス値のバラツキが抑えられる。
次に、インピーダンス値調整用絶縁層２上に金属膜を真空成型法あるいはメッキ法にて成膜し、所望の形状のパターニングを有する第１引き出し電極３を形成する。パターニングには、インピーダンス値調整用絶縁層２上に金属膜を全面に成膜した後、公知のフォトリソグラフィーを用いたエッチング法にて所望のパターンを形成する方法、あるいは、インピーダンス値調整用絶縁層２上にレジスト膜を成膜し、公知のフォトリソグラフィーを用いてパターンを形成した後、パターン内に金属を成膜するアディティブ法などが採用できる。
次に、第１引き出し電極３上に、本発明になる感光性ポリイミド絶縁層４をパターン状に形成する。このパターンは、次の工程で形成する第１コイル導体５のスパイラル状パターンの中央部及び外周領域、並びに引き出し電極３と第１コイル導体とを接続するためのコンタクトホールを形成する。
続いて、スパイラル状コイル導体パターンである第１コイル導体５を形成する。形成方法は、第１引き出し電極３と同様の方法である。
さらに、絶縁層６、スパイラル状コイル導体パターンである第２コイル導体７、絶縁層８、第２引き出し電極９、絶縁層１０を順次形成する。絶縁層６，８，１０は絶縁層４と同様に、後述する感光性ポリイミド絶縁層のパターン形成方法により製造する。第２コイル導体７、第２引き出し電極９は第１引き出し電極３と同様に形成する。これにより、図２（Ａ）に示すような、第１磁性基板１上にコイル導体パターンを内蔵した積層体２０が得られる。この積層体２０は、中央領域及び外周領域にインピーダンス値調整用絶縁層２を残し、その他の絶縁層を除去した樹脂除去部２１（凹部）及び樹脂除去部２２（切り欠き部）を有する。
次に、この積層体２０の上面より、図２（Ｂ）の塗布工程にて磁粉含有の樹脂１１’を印刷する。このとき、樹脂除去部２１，２２も埋め込み塗布する。続いて、該樹脂層を硬化させて、図２（Ｂ）に示す凹凸のある磁性層１１を形成する。
続いて、磁性層１１表面を研磨して、図２（Ｃ）に示すように表面の凹凸を軽減するように平坦化工程を行う。さらに、平坦化した磁性層１１表面に接着剤を塗布して接着層１２を設け、第２磁性基板１３を貼り付ける。
前記した通り、上記は１素子分図での説明であるが、実際は複数個同時に基板上で作成される。この基板上に作成されたものを１素子形状のチップに切断後、チップ外面に外部電極を前記コイル導体の端子部に接続するように、前記第１及び第２の磁性基板の側面を横切って配置する。以上の工程により、チップ型コモンモードチョークコイルが製造される。
次に、感光性ポリイミド絶縁層のパターン形成方法について詳述する。
図３は、本発明になる感光性ポリイミド絶縁層のパターン形成方法を模式的に示す工程断面図であり、この例では、コイル導体パターン上に絶縁層を形成する場合を説明する。他の部分は省略している。
ここでは、基板３１上にＣｕからなるコイル導体３２が図３（Ａ）に示すようにパターン状に形成されている。これらの上に、図３（Ｂ）に示したようにエステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を塗布し、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層３３を形成する。形成したエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層３３は、必要により、プリベークしても良い。このとき、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層３３の膜厚は、適用する部位や基板材料等により一概に限定できないが、０．１５μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましい。この膜厚が０．１５μｍ未満では、次工程で塗布するイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層３４の銅錯体形成を抑制することができず、現像不良が発生する場合がある。一方、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層３３の膜厚の上限は５μｍ以下とするのが好ましく、より好ましくは３μｍ未満とする。この膜厚が５μｍを超えると、硬化後の残留応力が大きくなり、ひび割れが起こったり、剥離が生じる場合がある。
このエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層３３の上にイオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を所望の絶縁層膜厚まで塗布し、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層３４を形成する。形成したイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層３４は、必要によりプリベークしても良い（図３（Ｃ））。
次に、図３（Ｄ）に示すように、マスク３５を介して、所望のパターンに露光する。露光は、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層３４及びエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層３３中の感光基が反応して架橋構造を形成する波長の光を用いるが、Ｈｇ−ブロードバンドのように波長領域の広い露光光を使用するのが好ましい。これにより、下層のエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層３３にまで十分に露光光が到達し、露光不足を防止することができる。図３（Ｄ）では、３６は露光部（潜像）、３７は未露光部である。場合によっては、感光反応を促進するための加熱処理を露光後に行っても良い。
続いて、未露光部３７を溶解除去する現像工程を実施する（図３（Ｅ））。まず、２−メチルピロリドン等の公知の現像液を用い、未露光部を溶解除去し、イソプロピルアルコール等のリンス液を用いてリンス処理する。
このように未露光部を除去した後、キュア（イミド化）を行う。イミド化は、イミド環形成のための脱水閉環反応であり、加熱処理、例えば、４００℃で１時間加熱する。このとき、酸素の影響を避けるため、窒素等の不活性ガス中で行うのが望ましい。
このようにして、図３（Ｆ）に示すポリイミドパターン３８が形成される。
このようにして、図３（Ｆ）に示すポリイミドパターン３８が形成される。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例１
７．６ｃｍ（３インチ）φのフェライト基板上に、１５μｍ−Ｌ／ｓ、厚さ５μｍ、８００μｍ角のＣｕコイルを形成した。この上に、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物として、旭化成（株）製商品名「パイメルＧ−７６５０Ｅ」を１．０μｍ厚さに塗布し、１００℃で１０分間、ホットプレートで加熱し、その後、室温まで冷却した。
７．６ｃｍ（３インチ）φのフェライト基板上に、１５μｍ−Ｌ／ｓ、厚さ５μｍ、８００μｍ角のＣｕコイルを形成した。この上に、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物として、旭化成（株）製商品名「パイメルＧ−７６５０Ｅ」を１．０μｍ厚さに塗布し、１００℃で１０分間、ホットプレートで加熱し、その後、室温まで冷却した。
次に、この上に、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物として、東レ（株）製商品名「フォトニースＵＫ−５１００」を９．０μｍ厚で塗布し、１００℃で１０分間、ホットプレートで加熱し、その後、室温まで冷却した。
次に、キヤノン製露光装置「Canon PLA」を用い、露光波長としてＨｇ−ブロードバンドにて、コイル中心に対して１ｍｍ角となる部分を開口したマスクを用い露光した。露光後には、例えば、１００℃で１分間加熱して感光反応を促進するようにしても良い。
露光後、２−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を用いて現像し、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）にてリンス処理した。この結果、残膜もなく未露光部はきれいに除去されていた。
最後に、窒素雰囲気中、４００℃で１時間加熱し、加熱キュアしてポリイミドパターンを形成した。形成されたポリイミドパターンを確認したが、ひび割れや剥離等は確認されなかった。
上記において、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層の塗布膜厚を種々変更して、ポリイミドパターンを形成した。結果を下記表１に示す。
上記実施例に示した材料の組み合わせでは、０．３μｍ以上、３．０μｍ未満の範囲で良好なポリイミドパターンの形成が可能であった。
比較例１
実施例１において、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物として、旭化成（株）製商品名「パイメルＧ−７６５０Ｅ」を１０μｍ厚で塗布し、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体を塗布せずに、露光・現像・硬化キュア工程を実施した。その結果、絶縁膜にクラックが入り、一部は剥離してしまった。
実施例１において、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物として、旭化成（株）製商品名「パイメルＧ−７６５０Ｅ」を１０μｍ厚で塗布し、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体を塗布せずに、露光・現像・硬化キュア工程を実施した。その結果、絶縁膜にクラックが入り、一部は剥離してしまった。
比較例２
実施例１において、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成せず、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物のみを１０μｍ厚に塗布して、露光・現像・硬化キュア工程を実施した。その結果、現像時に良好なポリイミドパターンが得られなかった。
実施例１において、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成せず、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物のみを１０μｍ厚に塗布して、露光・現像・硬化キュア工程を実施した。その結果、現像時に良好なポリイミドパターンが得られなかった。
上記の実施形態においては、薄膜磁気素子、特にチップ型コモンモードチョークコイルの絶縁層として感光性ポリイミドパターンの形成方法を説明したが、本発明はこれに限定されず、導体上に感光性ポリイミドパターンを形成する半導体素子、プリント配線基板、受光・発光素子などの様々な分野への適用が可能である。
１，１３ 磁性基板
２ インピーダンス値調整用絶縁層
４，６，８，１０ 絶縁層
３，９ 引き出し電極層
５，７ コイル導体層
１１ 磁性層
１２ 接着層
２０ 積層体
２１，２２ 樹脂除去部分
３１ 基板
３２ コイル導体
３３ エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層
３４ イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層
３５ マスク
３６ 露光部（潜像）
３７ 未露光部
３８ ポリイミドパターン
２ インピーダンス値調整用絶縁層
４，６，８，１０ 絶縁層
３，９ 引き出し電極層
５，７ コイル導体層
１１ 磁性層
１２ 接着層
２０ 積層体
２１，２２ 樹脂除去部分
３１ 基板
３２ コイル導体
３３ エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層
３４ イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層
３５ マスク
３６ 露光部（潜像）
３７ 未露光部
３８ ポリイミドパターン
Claims (13)
- 銅又は銅合金から構成される金属導体上に感光性ポリイミドパターンを形成する方法であって、下記の（Ａ）〜（Ｅ）の工程をこの順に行うことを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
（Ａ）前記金属導体上にエステル結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を塗布してエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成する工程、
（Ｂ）前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層の上に、イオン結合型感光性ポリイミド前駆体組成物を塗布してイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成する工程、
（Ｃ）マスクを介して露光し、マスクパターンを潜像として前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層に転写する工程、
（Ｄ）現像処理する工程、及び
（Ｅ）前記現像処理後のエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及びイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層をキュアして、ポリイミドパターンを形成する工程 - 請求項１において、前記（Ａ）工程で形成されるエステル結合型感光性ポリイミド前駆体層の膜厚が０．１５〜５μｍの範囲であることを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
- 請求項１又は２において、前記（Ａ）工程で前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層をプリベークした後、前記（Ｂ）工程のイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層を形成することを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
- 請求項１〜３のいずれか１項において、前記（Ｂ）工程で前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層をプリベークした後、前記（Ｃ）工程を行うことを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
- 請求項１〜４のいずれか１項において、前記（Ｃ）工程の後であって前記（Ｄ）工程の前に、感光反応を促進するための加熱処理を行うことを特徴とする感光性ポリイミドパターンの形成方法。
- 銅又は銅合金から構成される金属導体上に形成された感光性ポリイミドパターンからなる絶縁層を有する電子素子において、前記感光性ポリイミドパターンは、エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び該エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層上に形成されたイオン結合型感光性ポリイミド前駆体層の積層構造を一括して露光・現像・キュアして得られることを特徴とする電子素子。
- 請求項６において、前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層は、膜厚が０．１５〜５μｍの範囲で形成されたものであることを特徴とする電子素子。
- 前記電子素子は、磁性材料からなる層で挟まれた絶縁層を有し、該絶縁層中に、スパイラル状に形成された銅又は銅合金から構成される導電性のコイル導体が埋め込まれた薄膜磁気素子であって、少なくとも該コイル導体上の前記絶縁層の一部が、前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び該エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層上に形成された前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層の積層構造を一括して露光・現像・キュアして得られることことを特徴とする請求項６又は７に記載の電子素子。
- 前記薄膜磁気素子は、薄膜インダクタである請求項８に記載の電子素子。
- 前記薄膜磁気素子は、薄膜磁気ヘッドである請求項８に記載の電子素子。
- 前記薄膜磁気素子は、コモンモードチョークコイルであり、
磁性材料で形成された第１の磁性基板と、
前記第１の磁性基板上に形成された第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層中に埋め込まれ、スパイラル状に形成された銅又は銅合金から構成される導電性のコイル導体と、
前記コイル導体の内周側及び外周側の第２の絶縁層に形成され、前記第１の絶縁層が露出する開口部と、
少なくとも前記開口部を埋め込んで形成された磁性層と、
前記磁性層上に固着され、磁性材料で形成された第２の磁性基板と、
前記コイル導体の端子部に接続され、前記第１及び第２の磁性基板の側面を横切って配置された電極端子と
を有し、少なくとも前記コイル導体上に形成される第２の絶縁層の一部が、コイル導体上に形成された前記エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層及び該エステル結合型感光性ポリイミド前駆体層上に形成された前記イオン結合型感光性ポリイミド前駆体層の積層構造を、前記開口部を形成するようにパターン化した後、キュアしたポリイミド膜であることを特徴とする請求項８に記載の電子素子。 - 請求項１１記載の電子素子において、前記コイル導体は絶縁層を介して複数層形成されており、各コイル導体上に形成される絶縁層が、前記積層構造をキュアしたポリイミド膜であることを特徴とする電子素子。
- 請求項１１又は１２に記載の電子素子において、前記コイル導体の上層又は下層には、絶縁層を介して前記コイル導体と前記電極端子との電気的接続を行うための銅又は銅合金から構成される引き出し電極層が設けられ、該引き出し電極層上に形成される絶縁層が、前記積層構造をキュアしたポリイミド膜であることを特徴とする電子素子。
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