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JP2012129269A - Inductor element with core and method of manufacturing the same - Google Patents

Inductor element with core and method of manufacturing the same Download PDF

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JP2012129269A
JP2012129269A JP2010277712A JP2010277712A JP2012129269A JP 2012129269 A JP2012129269 A JP 2012129269A JP 2010277712 A JP2010277712 A JP 2010277712A JP 2010277712 A JP2010277712 A JP 2010277712A JP 2012129269 A JP2012129269 A JP 2012129269A
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wiring
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coil
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俊 保坂
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Abstract

【課題】半導体基板上に形成するインダクタのインダクタンスを大きくすること。
【解決手段】半導体基板上に形成された少なくとも1層からなるコイル配線のコイル中央孔に別基板に形成されたコアを挿入する。コアをコイル中央孔に固定した後、別基板は分離する。コアは別基板に接合材を介してコア材(磁性体)の薄板を付着させて、パターニングする。半導体基板上に形成されたコイル中央孔は流動性接着剤が入っていて、コアを挿入した後に流動性接着剤が硬化してコアが固定される。コアが固定された後に接合剤の接着力を低下させて別基板を分離する。コア材はバルクと同じ高透磁率を有するので、非常に大きなインダクタンスを持つインダクタを形成できる。
【選択図】図1
To increase the inductance of an inductor formed on a semiconductor substrate.
A core formed on another substrate is inserted into a coil central hole of a coil wiring formed of at least one layer formed on a semiconductor substrate. After fixing the core to the coil center hole, the separate substrate is separated. The core is patterned by attaching a thin plate of a core material (magnetic material) to another substrate via a bonding material. The coil center hole formed on the semiconductor substrate contains a fluid adhesive, and after the core is inserted, the fluid adhesive is cured and the core is fixed. After the core is fixed, the adhesive strength of the bonding agent is reduced to separate another substrate. Since the core material has the same high magnetic permeability as the bulk, an inductor having a very large inductance can be formed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体装置に搭載する高性能のインダクタおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a high-performance inductor mounted on a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

ICのインダクタ素子やオンチップコイルは、Si基板上の層間絶縁膜の間に、配線パターンを螺旋状に形成し、コイル内部を空洞、または絶縁膜で被って構成されている。インダクタンスの大きなコイルを形成するためには、コイルの巻き数を増やしたり、寸法を大きくする必要があり、占有面積が大きくなるという問題がある。これを解決するために、コイル中央部を開口し、開口部に軟磁性体粒子を接着性材料で塗布・固化して形成する方法が提案されている。しかし、この方法による透磁率は10程度であり、大きな効果を見込めない。(特許文献1)   An IC inductor element and an on-chip coil are configured such that a wiring pattern is spirally formed between interlayer insulating films on a Si substrate, and the inside of the coil is covered with a cavity or an insulating film. In order to form a coil having a large inductance, it is necessary to increase the number of turns of the coil or to increase the size thereof, and there is a problem that the occupied area becomes large. In order to solve this, a method has been proposed in which a coil central portion is opened and soft magnetic particles are applied and solidified with an adhesive material in the opening. However, the magnetic permeability by this method is about 10, and a great effect cannot be expected. (Patent Document 1)

特許4200631Patent 4200631

ICのインダクタ素子やオンチップコイルにおいて、コイル内部にコアのないインダクタは、インダクタンスを大きくするには、コイルの巻き数を増やしたり、寸法を大きくしたりする必要があり、占有面積が大きくなるという問題がある。一方、コイル内部にコアを設ける従来型は、コアとして軟磁性体粒子を接着性材料で塗布・固化して形成するために、透磁率が10程度であるため、大きな効果を見込めない上、プロセスも複雑である。   In an inductor element or on-chip coil of an IC, an inductor without a core inside the coil needs to increase the number of turns of the coil or increase the size in order to increase the inductance, and the occupied area increases. There's a problem. On the other hand, the conventional type in which the core is provided inside the coil is formed by applying and solidifying soft magnetic particles with an adhesive material as the core, and the magnetic permeability is about 10, so that a large effect cannot be expected. Is also complicated.

本発明は、半導体素子が形成された基板或いはインダクタ配線が形成された基板に対して、別基板に付着させた透磁率が高いコアを、付着させることにより、高性能のインダクタ素子を形成するものである。
半導体素子が形成された半導体基板にインダクタ素子を形成する場合には、半導体素子が形成された半導体基板にインダクタ配線を形成し、その中心部に別基板に付着させた透磁率の高いコアを付着させる。別基板はその後に除去するか取り除く。或いは、別基板(第2基板)に形成されたコア付のインダクタを半導体素子が形成された半導体基板(一般的に第1基板と呼んでも良い)に付着させる。第2基板はその後除去するか取り除く。さらに、この時も、別基板(第1基板と区別する意味で、一般的に第2基板と呼んでも良い)に形成されたインダクタ配線の中心部にさらに別の基板(第1基板、第2基板と区別する意味で、一般的に第3基板と呼んでも良い)に付着させた透磁率の高いコアを付着させる。第3基板はその後除去するか取り除く。
単独のインダクタ素子を形成する場合には、基板に形成されたインダクタ配線の中心部に別の基板に付着させた透磁率の高いコアを付着させる。別基板はその後除去するか取り除く。
The present invention forms a high-performance inductor element by attaching a core having a high magnetic permeability attached to another substrate to a substrate on which a semiconductor element is formed or an inductor wiring is formed. It is.
When an inductor element is formed on a semiconductor substrate on which a semiconductor element is formed, an inductor wiring is formed on the semiconductor substrate on which the semiconductor element is formed, and a core with high magnetic permeability attached to another substrate is attached to the central portion of the inductor wiring. Let The other substrate is then removed or removed. Alternatively, an inductor with a core formed on another substrate (second substrate) is attached to a semiconductor substrate (generally referred to as a first substrate) on which a semiconductor element is formed. The second substrate is then removed or removed. Furthermore, at this time, another substrate (first substrate, second substrate) is formed at the center of the inductor wiring formed on another substrate (which may be generally referred to as a second substrate in order to distinguish from the first substrate). In order to distinguish it from the substrate, a core having a high magnetic permeability that is generally attached to the third substrate may be attached. The third substrate is then removed or removed.
In the case of forming a single inductor element, a core with high magnetic permeability attached to another substrate is attached to the central portion of the inductor wiring formed on the substrate. The other substrate is then removed or removed.

本発明のインダクタ素子は、その中心部に透磁率の高いコアを搭載しているため、非常に高性能である。すなわち、従来のインダクタ素子に比較すると、インダクタンスをかなり大きくすることができ、Q値も格段に向上することできる。所望の特性を持つインダクタンスを有するインダクタのサイズを大幅に小さくできる。しかも製造方法が非常に簡単であるため製造コストを大幅に下げることもできる。 The inductor element of the present invention has a very high performance because a core with high magnetic permeability is mounted at the center thereof. That is, compared with the conventional inductor element, the inductance can be considerably increased and the Q value can be remarkably improved. The size of an inductor having an inductance having desired characteristics can be greatly reduced. Moreover, since the manufacturing method is very simple, the manufacturing cost can be greatly reduced.

図1は、本発明の第1の実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明のコア33をコイル中央孔17内に固定する方法について説明する図である。FIG. 2 is a view for explaining a method of fixing the core 33 of the present invention in the coil central hole 17. 図3は、インダクタを記号で示した図である。FIG. 3 is a diagram showing the inductor by a symbol. 図4は、本発明の第1の実施形態を応用した別の実施形態を示す。FIG. 4 shows another embodiment to which the first embodiment of the present invention is applied. 図4は、本発明の第1の実施形態を応用した別の実施形態を示す。FIG. 4 shows another embodiment to which the first embodiment of the present invention is applied. 図4は、本発明の第1の実施形態を応用した別の実施形態を示す。FIG. 4 shows another embodiment to which the first embodiment of the present invention is applied. 図4は、本発明の第1の実施形態を応用した別の実施形態を示す。FIG. 4 shows another embodiment to which the first embodiment of the present invention is applied. 図5は、本発明におけるコイル配線パターンの平面図の1例である。FIG. 5 is an example of a plan view of a coil wiring pattern in the present invention. 図6は、本発明の第1の実施形態におけるさらに別の例である。FIG. 6 is still another example in the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施形態におけるさらに別の例である。FIG. 6 is still another example in the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施形態におけるさらに別の例である。FIG. 6 is still another example in the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施形態におけるさらに別の例である。FIG. 6 is still another example in the first embodiment of the present invention. 図7は、図6に示す製造方法の変形を示す図である。FIG. 7 is a view showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図7は、図6に示す製造方法の変形を示す図である。FIG. 7 is a view showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図7は、図6に示す製造方法の変形を示す図である。FIG. 7 is a view showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図7は、図6に示す製造方法の変形を示す図である。FIG. 7 is a view showing a modification of the manufacturing method shown in FIG. 図8は、サポート基板に磁性体を付着させパターニングする方法について説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a patterning method by attaching a magnetic material to a support substrate. 図9は、磁気シールド材を有する場合のサポート基板を作製する方法を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing a support substrate in the case of having a magnetic shield material. 図9は、磁気シールド材を有する場合のサポート基板を作製する方法を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing a support substrate in the case of having a magnetic shield material. 図10は、磁気シールド材を有する場合のサポート基板を作製する他の方法を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining another method for producing a support substrate having a magnetic shield material. 図10は、磁気シールド材を有する場合のサポート基板を作製する他の方法を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining another method for producing a support substrate having a magnetic shield material. 図11は、本発明のインダクタを搭載した半導体装置の構造を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the structure of a semiconductor device equipped with the inductor of the present invention. 図12は、本発明の磁性体が付着された別のサポート基板の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of another support substrate to which the magnetic body of the present invention is attached. 図13は、本発明の第4の実施形態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. 図14は、第3の実施形態の変形例を占めす図である。FIG. 14 occupies a modification of the third embodiment. 図15は、本発明の横型インダクタの基本的な構造を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a basic structure of the lateral inductor of the present invention. 図16は、横型インダクタの製造方法について説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a method for manufacturing a horizontal inductor. 図17は、横型インダクタの別の製造方法を説明する図である。FIG. 17 is a diagram for explaining another method for manufacturing a horizontal inductor. 図18は、本発明の横型インダクタにおける製造方法の1実施形態を説明する図である。FIG. 18 is a diagram for explaining an embodiment of a method for manufacturing a horizontal inductor according to the present invention. 図19は、感光性膜を下層のコイル配線となる第1の導電体膜上に用いたプロセスを説明する図である。FIG. 19 is a diagram for explaining a process in which the photosensitive film is used on the first conductor film to be the lower coil wiring. 図20は、本発明の横型インダクタにおける1実施形態のプロセスを説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a process of an embodiment of the horizontal inductor according to the present invention. 図21は、本発明の横型インダクタにおける1つのプロセスを示す図である。FIG. 21 is a diagram showing one process in the lateral inductor of the present invention. 図22は、図17に示す横型インダクタの製造方法のバリエーションである。FIG. 22 shows a variation of the method for manufacturing the horizontal inductor shown in FIG. 図23は、本発明の縦型インダクタの1つの実施形態の製造方法を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a manufacturing method of one embodiment of the vertical inductor of the present invention. 図23は、本発明の縦型インダクタの1つの実施形態の製造方法を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a manufacturing method of one embodiment of the vertical inductor of the present invention. 図24は、図23のバリエーションを示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a variation of FIG. 図25は、本発明の横型インダクタを用いて作製したトロイダルコイルを示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a toroidal coil manufactured using the lateral inductor of the present invention. 図26は、本発明の縦型インダクタを用いて作製したパッケージの構造を示す図である。FIG. 26 is a view showing the structure of a package manufactured using the vertical inductor of the present invention. 図27は、基板上に多数形成した本発明のインダクタ素子パッケージを他の基板に実装する方法について説明する図である。FIG. 27 is a view for explaining a method of mounting a large number of inductor element packages of the present invention formed on a substrate on another substrate.

本発明における第1の実施形態の概要を図1に基づき説明する。その概要を説明すれば、半導体基板上に形成された少なくとも1層からなるコイル配線のコイル中央孔に別基板に形成されたコアを挿入する。コアをコイル中央孔に固定した後、別基板は分離する。コアは別基板に接合材を介してコア材(磁性体)の薄板を付着させて、パターニングする。半導体基板上に形成されたコイル中央孔は流動性接着剤が入っていて、コアを挿入した後に流動性接着剤が硬化してコアが固定される。コアが固定された後に接合剤の接着力を低下させて別基板を分離する。コア材はバルクと同じ高透磁率を有するので、非常に大きなインダクタンスを持つインダクタを形成できる。さらに説明すると、本発明のインダクタは、半導体基板、絶縁性基板、または導電性基板である第1の基板上に少なくとも1層のコイル配線を形成する工程と、第2の基板上に形成されたコアを前記コイル配線の内側に配置する工程と、第2の基板からコアを分離する工程とを含むコア付きインダクタの製造方法によって製造される。この場合、コイル配線を形成する工程の後で、流動性接着剤を塗布する工程か、コイル配線の内側の底部に接着層を形成する工程か、または第2の基板上に形成されたコアに接着層を形成する工程のいずれかの工程、或いはこれらを組み合わせた工程をさらに含む製造方法によって製造される。或いは、本発明のインダクタは、半導体基板、絶縁性基板、または導電性基板である第1の基板上に少なくとも1層のコイル配線を形成する工程と、コイル配線の内側に中央孔を形成する工程と、第2の基板上に形成されたコアを前記中央孔に挿入する工程と、第2の基板からコアを分離する工程とを含むコア付きインダクタの製造方法によって製造される。さらに、この場合、コイル配線の内側に中央孔を形成する工程の後で、流動性接着剤を塗布する工程か、中央孔の底部に接着層を形成する工程か、または第2の基板上に形成されたコアに接着層を形成する工程のいずれかの工程、或いはこれらを組み合わせた工程をさらに含む製造方法によって製造される。 The outline of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The outline will be described. A core formed on a separate substrate is inserted into a coil central hole of a coil wiring formed of at least one layer formed on a semiconductor substrate. After fixing the core to the coil center hole, the separate substrate is separated. The core is patterned by attaching a thin plate of a core material (magnetic material) to another substrate via a bonding material. The coil center hole formed on the semiconductor substrate contains a fluid adhesive, and after the core is inserted, the fluid adhesive is cured and the core is fixed. After the core is fixed, the adhesive strength of the bonding agent is reduced to separate another substrate. Since the core material has the same high magnetic permeability as the bulk, an inductor having a very large inductance can be formed. More specifically, the inductor according to the present invention is formed on the second substrate by forming at least one layer of coil wiring on the first substrate which is a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a conductive substrate. Manufactured by a method of manufacturing an inductor with a core including a step of disposing a core inside the coil wiring and a step of separating the core from the second substrate. In this case, after the step of forming the coil wiring, the step of applying a fluid adhesive, the step of forming an adhesive layer on the inner bottom of the coil wiring, or the core formed on the second substrate It is manufactured by a manufacturing method further including any one of the steps of forming the adhesive layer or a combination of these steps. Alternatively, in the inductor of the present invention, a step of forming at least one layer of coil wiring on a first substrate which is a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a conductive substrate, and a step of forming a central hole inside the coil wiring And a method of manufacturing a cored inductor including a step of inserting a core formed on a second substrate into the central hole and a step of separating the core from the second substrate. Furthermore, in this case, after the step of forming the central hole inside the coil wiring, a step of applying a fluid adhesive, a step of forming an adhesive layer at the bottom of the central hole, or on the second substrate It is manufactured by a manufacturing method further including any step of forming an adhesive layer on the formed core, or a step combining these steps.

図1(a)に示すように、シリコン基板11上の絶縁膜(SiO膜、SiN膜、SiON膜など)12上にコイル配線となる導電体配線13を形成する。図1(a)においては、2層の導電体配線13、15で示しているが、1層配線でも良いし、3層以上の配線でも良い。導電体膜として、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、タングステン(W)、銅(Cu)、金(Au)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)などの金属やこれらの合金、或いは、多結晶シリコン(PolySi)、アモルファスシリコン、或いは、タングステンシリサイド(WSi)、モリブデンシリサイド、チタンシリサイド等のシリサイド、導電性プラスチック、或いは、これらの複合材料を用いることができる。1層目と2層目の配線は連結しても良く、このときはスパイラル状、或いは螺旋状に連結する。すなわち、1層目の配線13の開始点は所望の電極に接続しているが、1層目の配線13の終点は2層目の配線15の開始点に接続する。1層目の配線13と2層目の配線15は層間絶縁膜14により隔絶しているが、1層目の配線13の終点は2層目の配線15の開始点が層間絶縁膜に形成されたコンタクト孔に形成された導電体膜により電気的に接続している。2層目の配線15の終端は所望の電極に接続している。尚、3層目以上の多層配線になったときもこの繰り返しで接続できる。これらの電極間に電圧を印加すれば、電流が1層目から2層目以降へ(または。この逆に)流れていく。また、各配線を接続せず、各配線ごとに電流を流してコイルを制御することもできる。また、縦に配線をスパイラル状に積層せずに、横、すなわち平面的に二重、三重にスパイラル状に巻いても良い。インダクタ(コイル)のインダクタンスは巻き数をnとすれば、ほぼnに比例して大きくなる。 As shown in FIG. 1A, a conductor wiring 13 serving as a coil wiring is formed on an insulating film (SiO film, SiN film, SiON film, etc.) 12 on a silicon substrate 11. In FIG. 1A, two-layer conductor wirings 13 and 15 are shown, but a single-layer wiring or three-layer or more wiring may be used. As conductor films, metals such as aluminum (Al), titanium (Ti), tungsten (W), copper (Cu), gold (Au), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), and these An alloy, polycrystalline silicon (PolySi), amorphous silicon, tungsten silicide (WSi), silicide such as molybdenum silicide, titanium silicide, conductive plastic, or a composite material thereof can be used. The first layer and the second layer wiring may be connected, and in this case, they are connected spirally or spirally. That is, the starting point of the first layer wiring 13 is connected to a desired electrode, but the end point of the first layer wiring 13 is connected to the starting point of the second layer wiring 15. The first-layer wiring 13 and the second-layer wiring 15 are separated from each other by the interlayer insulating film 14, but the end point of the first-layer wiring 13 is formed at the starting point of the second-layer wiring 15 in the interlayer insulating film. Electrical connection is made by a conductor film formed in the contact hole. The end of the second layer wiring 15 is connected to a desired electrode. It should be noted that the connection can be repeated in this manner even when the third or more layers are formed. When a voltage is applied between these electrodes, a current flows from the first layer to the second and subsequent layers (or vice versa). Further, it is possible to control the coil by flowing current for each wiring without connecting each wiring. Further, the wirings may be wound spirally in the horizontal, ie, planar, double or triple, without vertically stacking the wirings in a spiral shape. The inductance of the inductor (coil) increases in proportion to n 2 when the number of turns is n.

このようにスパイラ状或いは円形状或いは矩形形状の環状に形成した配線の中央部17を除去しコイル中央孔17を形成する。2層目の配線15(多層配線の場合は、その最上層)を形成した後、通常はその上に絶縁膜16を形成し、さらにコイルの中央部をフォトリソ法を用いて開口する。その開口部下にある絶縁膜をドライエッチングによりエッチングする。開口部下にある絶縁膜は、通常はシリコン基板11上の絶縁膜12、その上の絶縁膜14、その上の絶縁膜16の積層膜であるが、下地電極上のコンタクト孔や配線間の接続孔を形成するときにコイル中央孔17に存在する絶縁膜も除去することが可能であるから、その1部がないこともある。コイル配線13や15の内側ギリギリまでコイル中央孔17をあけても良い。この場合は、コイル中央孔17に入り込むコアと配線との距離をかなり接近させることができ、所望のインダクタンスを得る場合において、サイズを小さくできる。さらに、コイル配線13、15の内側部分も1部エッチング除去することもできる。この場合、コイル中央孔17にコイル配線13、15が露出し、コイル中央孔17に入り込むコアと接触しないように、コイル中央孔17を形成した後に、絶縁膜18を形成する。このような問題がない場合には、この絶縁膜18を形成しなくても良い。 Thus, the coil central hole 17 is formed by removing the central portion 17 of the wiring formed in a spira-like, circular or rectangular shape. After forming the second layer wiring 15 (the uppermost layer in the case of a multilayer wiring), an insulating film 16 is usually formed thereon, and the central portion of the coil is opened using a photolithographic method. The insulating film under the opening is etched by dry etching. The insulating film under the opening is usually a laminated film of the insulating film 12 on the silicon substrate 11, the insulating film 14 thereon, and the insulating film 16 thereon. Since it is possible to remove the insulating film present in the coil center hole 17 when forming the hole, there may be no part of it. The coil central hole 17 may be opened to the inner side of the coil wirings 13 and 15. In this case, the distance between the core and the wire entering the coil center hole 17 can be made considerably closer, and the size can be reduced when obtaining a desired inductance. Further, the inner portions of the coil wirings 13 and 15 can also be removed by etching. In this case, after the coil center hole 17 is formed so that the coil wirings 13 and 15 are exposed to the coil center hole 17 and do not come into contact with the core entering the coil center hole 17, the insulating film 18 is formed. If there is no such problem, the insulating film 18 may not be formed.

尚、コイル中央孔17を形成するために、絶縁膜をエッチングしなくても形成される場合もある。たとえば、1層目のコイル配線を垂直形状にエッチングして形成し、その後CVD法でコンフォーマブルな絶縁膜を積層するとコイル配線の内側には中央孔が形成される。コイル配線の厚みが厚ければそれに対応した深い中央孔が形成される。2層以上のコイル配線を形成するときは、上下のコイル配線の間には絶縁膜が形成され、上下のコイル配線を接続する接続孔を形成するときに、もエッチングしておけば、特別に中央孔だけをあける工程を付加する必要はない。また、絶縁膜として感光性樹脂を使用したり、他の絶縁膜と感光性樹脂を併用したりするときにも、コイル配線同士の接続孔をフォトリソ法により形成するときにコイル配線の内側の中央孔に相当する部分も同様にフォトリソ法により開口すれば良い。 In some cases, the insulating film is not etched to form the coil center hole 17. For example, when a first layer of coil wiring is formed by etching into a vertical shape and then a conformable insulating film is laminated by a CVD method, a central hole is formed inside the coil wiring. If the coil wiring is thick, a deep central hole corresponding to it is formed. When two or more layers of coil wiring are formed, an insulating film is formed between the upper and lower coil wirings, and if a connection hole for connecting the upper and lower coil wirings is also etched, There is no need to add a process of making only the central hole. In addition, when using a photosensitive resin as an insulating film, or when using another insulating film and a photosensitive resin together, the center inside the coil wiring is used when the connection hole between the coil wirings is formed by photolithography. Similarly, the portion corresponding to the hole may be opened by the photolithography method.

次に、流動性接着剤19を塗布する。コイル中央孔17は窪んでいるので、他の部分よりも流動性接着剤19は厚く塗布されている。次にサポート基板31に形成されたコア33をコイル中央孔17に挿入する。コア33はコイル中央孔17に挿入できるようにコイル中央孔17のサイズ(横方向に関して)より小さく形成されている。縦方向に関しては、コア33は柱状に形成されていて、コア33を完全にコイル中央孔17内部に入り込ませても良いし、高さを大きく作りコイル中央孔17から頭を出すようにしても良い。コア33はサポート基板31に接合剤により付着している。コア33を完全にコイル中央孔17内部に入り込ませる場合において、コイル中央孔17内部に入り込ませるためには、サポート基板31にコア33を付着させている接合剤の厚みを調節する必要がある。また、コイル中央孔17の底を1層目のコイル配線より低くして、挿入した磁性体33の底が1層目のコイル配線より低くすれば、コイル配線13がコア33を巻いている状態となり、インダクタンスやQ値も向上する。 Next, the fluid adhesive 19 is applied. Since the coil center hole 17 is recessed, the fluid adhesive 19 is applied thicker than other portions. Next, the core 33 formed on the support substrate 31 is inserted into the coil center hole 17. The core 33 is formed smaller than the size of the coil center hole 17 (with respect to the lateral direction) so that the core 33 can be inserted into the coil center hole 17. With respect to the vertical direction, the core 33 is formed in a columnar shape, and the core 33 may be completely inserted into the coil center hole 17, or the height may be increased so that the head protrudes from the coil center hole 17. good. The core 33 is attached to the support substrate 31 with a bonding agent. In order to allow the core 33 to completely enter the coil center hole 17, it is necessary to adjust the thickness of the bonding agent that adheres the core 33 to the support substrate 31 in order to enter the coil center hole 17. Further, when the bottom of the coil center hole 17 is made lower than the coil wiring of the first layer and the bottom of the inserted magnetic body 33 is made lower than the coil wiring of the first layer, the coil wiring 13 is wound around the core 33 Thus, the inductance and the Q value are also improved.

サポート基板31上のコア33をシリコン基板11上のコイル中央孔17に正確に挿入するには、サポート基板31をシリコン基板11に正確に合わせこむ必要がある。シリコン基板11とサポート基板31にアライメントマークをそれぞれ形成したり、或いは、既に形成されたパターンに直接合わせ込んだりすることができる。また、合わせこんだ後、もしくは合わせこみながら、シリコン基板11を搭載した装置(或いは、基台)に対して、サポート基板31を搭載した装置を、平行を保持しながら、垂直に近づけていき、サポート基板31上のコア33をシリコン基板11上のコイル中央孔17に正確に挿入できる。現状でも、この合わせ誤差は6σで0.5μm程度であるが、将来はnm(ナノメートル)オーダーで合わせこむことができると言われている。従って、その時代の合わせ込み精度に応じてサポート基板31上のコア33のサイズとシリコン基板11上のコイル中央孔17の孔サイズを決める必要がある。サポート基板31上のコア33をシリコン基板11上のコイル中央孔17に挿入すると、コイル中央孔17内には流動性接着剤19が入っているので、コア33は流動性接着剤19の中に浸入する。コイル中央孔17内の流動性接着剤19は、コア33が入った分だけ外側に押出されてくる。 In order to accurately insert the core 33 on the support substrate 31 into the coil center hole 17 on the silicon substrate 11, it is necessary to accurately align the support substrate 31 with the silicon substrate 11. Alignment marks can be formed on the silicon substrate 11 and the support substrate 31, respectively, or can be directly aligned with the already formed pattern. In addition, after or after fitting, the device on which the support substrate 31 is mounted is brought close to the device (or the base) on which the silicon substrate 11 is mounted, while maintaining the parallelism. The core 33 on the support substrate 31 can be accurately inserted into the coil center hole 17 on the silicon substrate 11. Even at present, this alignment error is about 0.5 μm at 6σ, but it is said that it can be adjusted in the nm (nanometer) order in the future. Therefore, it is necessary to determine the size of the core 33 on the support substrate 31 and the hole size of the coil central hole 17 on the silicon substrate 11 in accordance with the fitting accuracy of the time. When the core 33 on the support substrate 31 is inserted into the coil central hole 17 on the silicon substrate 11, the fluid adhesive 19 is contained in the coil central hole 17, so that the core 33 is contained in the fluid adhesive 19. Infiltrate. The fluid adhesive 19 in the coil center hole 17 is pushed outward by the amount of the core 33.

図1(b)に示すように、コア33がコイル中央孔17内の所定位置まで入り込んだときに、サポート基板31の接近を停止する。この後、サポート基板31からコア33を外す。サポート基板31からコア33を外す方法として、加熱して接合剤32の接合力を小さくしたり、解消したりすれば良い。たとえば、流動性接着剤19の硬化温度が80℃以上であり、接合剤32の軟化温度を90℃以上となるような材料を選定する場合には、まず、約80℃〜90℃で熱処理を行い、流動性接着剤19を硬化させてコアを固定する。次に90℃以上で熱処理を行えば、接合剤32の接合力は低下して、コア33をサポート基板31から分離できる。このような材料として、たとえば、流動性接着剤19として多数のエポキシ系接着剤がある。(田岡化学工業製のテクノダインAHは、80〜100℃で硬化する。)接合剤32としてアクリル系接着剤がある。(グルーラボ有限会社のGL−3005シリーズは、90〜100℃の熱水または加熱により容易に剥離する。) As shown in FIG. 1B, the approach of the support substrate 31 is stopped when the core 33 enters a predetermined position in the coil center hole 17. Thereafter, the core 33 is removed from the support substrate 31. As a method of removing the core 33 from the support substrate 31, the bonding force of the bonding agent 32 may be reduced or eliminated by heating. For example, when selecting a material in which the curing temperature of the fluid adhesive 19 is 80 ° C. or higher and the softening temperature of the bonding agent 32 is 90 ° C. or higher, first, heat treatment is performed at about 80 ° C. to 90 ° C. Then, the fluid adhesive 19 is cured to fix the core. Next, if heat treatment is performed at 90 ° C. or higher, the bonding force of the bonding agent 32 decreases, and the core 33 can be separated from the support substrate 31. As such a material, for example, there are many epoxy adhesives as the fluid adhesive 19. (Technodyne AH manufactured by Taoka Chemical Industries is cured at 80 to 100 ° C.) As the bonding agent 32, there is an acrylic adhesive. (GL-3005 series of Glue Lab Co., Ltd. is easily peeled off by hot water or heating at 90 to 100 ° C.)

或いは、接合剤32として金属系材料を用いても良い。たとえば、150℃〜300℃に融点を持つ半田合金を用いる。融点以下で硬化する流動性接着剤19を用いて、融点以下の熱処理で流動性接着剤19を硬化させて、コア33を固定し、次に融点以下の熱処理で接合剤32を融かしてコア33をサポート基板31から外す。
或いは、接合剤として紫外線照射により剥離する接着剤を用いても良い。流動性接着剤19を所定の条件で硬化させてコア33を固定した後、紫外線を照射して接合剤32の接着性を小さくして、コア33をサポート基板31から外す。
Alternatively, a metal material may be used as the bonding agent 32. For example, a solder alloy having a melting point of 150 ° C. to 300 ° C. is used. Using the fluid adhesive 19 that cures below the melting point, the fluid adhesive 19 is cured by heat treatment below the melting point, the core 33 is fixed, and then the bonding agent 32 is melted by heat treatment below the melting point. The core 33 is removed from the support substrate 31.
Alternatively, an adhesive that peels off by ultraviolet irradiation may be used as the bonding agent. After the fluid adhesive 19 is cured under predetermined conditions to fix the core 33, ultraviolet rays are irradiated to reduce the adhesiveness of the bonding agent 32, and the core 33 is removed from the support substrate 31.

流動性接着剤19として、シラノール系等の無機系SOG(Spin On Glass)や水素化シルセシキオキサン(HSQ)タイプの無機系塗布膜を用いることもできる。またポリイミド等の有機系ポリマー塗布膜やメチルシルセスキシオキサン(MSQ)等の有機系SOG膜を用いることもできる。流動性接着剤を用いるときには、信頼性を向上させるために、CVD法やPVD法で積層した絶縁膜と併用しても良い。たとえば、CVD法やPVD法で絶縁膜を積層してから流動性接着剤を塗布するという方法もある。
以上のように、接合剤32や流動性接着剤19を上手に選定することにより、コア33をコイル中央孔17内に固定して、サポート基板31と分離できる。
As the fluid adhesive 19, an inorganic coating film of inorganic type SOG (Spin On Glass) such as silanol type or hydrogenated silsesquioxane (HSQ) type can also be used. An organic polymer coating film such as polyimide or an organic SOG film such as methylsilsesquioxane (MSQ) can also be used. When a fluid adhesive is used, it may be used in combination with an insulating film laminated by a CVD method or a PVD method in order to improve reliability. For example, there is a method of applying a fluid adhesive after laminating an insulating film by a CVD method or a PVD method.
As described above, by appropriately selecting the bonding agent 32 and the fluid adhesive 19, the core 33 can be fixed in the coil center hole 17 and separated from the support substrate 31.

或いは、サポート基板31を電磁石として、接合剤32を用いずにコア33を直接サポート基板に付着させておく。コア33は磁性体であるからサポート基板に付着する。コア33の挿入が完了してから、サポート基板32の電磁石を解除すれば、コア33は簡単にサポート基板31から分離する。この方法を用いれば、接合剤32の特性を考慮する必要がないので、種々の流動性接着剤19を用いることができる。
尚、流動性接着剤という用語を用いたが、ここでいう接着剤とは、コア33を固定しシリコン基板11上の絶縁膜に付着するという意味における接着性であり、通常の接着剤とは異なる意味も持つ。
Alternatively, the support substrate 31 is used as an electromagnet, and the core 33 is directly attached to the support substrate without using the bonding agent 32. Since the core 33 is a magnetic material, it adheres to the support substrate. If the electromagnet of the support board 32 is released after the insertion of the core 33 is completed, the core 33 is easily separated from the support board 31. If this method is used, it is not necessary to consider the characteristics of the bonding agent 32, so various fluid adhesives 19 can be used.
In addition, although the term fluid adhesive was used, the adhesive here is adhesive in the sense that the core 33 is fixed and adheres to the insulating film on the silicon substrate 11, and what is a normal adhesive? It also has a different meaning.

図1(c)は、サポート基板31からコア33が分離した状態を示す。コア33はコイル中央孔17内に固定されている。硬化した流動性接着剤19の表面とコア33の上面は必ずしも同じレベルにはならず、表面が平坦とはならない。コア33は露出しているので、この後、保護膜としての絶縁膜を積層してコア33をカバーしても良い。この絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などであるが、CVD法やPVD法により積層することができる。或いは、SOGやポリイミドなどの塗布膜をコートして熱処理を行い固化しても良い。耐湿性を向上させるには、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜を積層するのが良い。或いは、これらの絶縁膜を併用しても良い。
表面を平坦化したいときは、図1(c)に示す状態の後に、SOGやポリイミドなどの有機系塗布膜を塗布して平坦にしたり、さらにCMP(Chemical−Mechanical Polishing)等により表面研磨したりして平坦化しても良い。
FIG. 1C shows a state where the core 33 is separated from the support substrate 31. The core 33 is fixed in the coil center hole 17. The surface of the cured fluid adhesive 19 and the upper surface of the core 33 are not necessarily at the same level, and the surface is not flat. Since the core 33 is exposed, an insulating film as a protective film may be laminated thereafter to cover the core 33. The insulating film is a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like, and can be stacked by a CVD method or a PVD method. Alternatively, a coating film such as SOG or polyimide may be coated and heat-treated to be solidified. In order to improve the moisture resistance, it is preferable to stack a silicon nitride film or a silicon oxynitride film. Alternatively, these insulating films may be used in combination.
When it is desired to flatten the surface, after the state shown in FIG. 1 (c), an organic coating film such as SOG or polyimide is applied to be flattened, or the surface is polished by CMP (Chemical-Mechanical Polishing) or the like. And may be flattened.

コア33の電位を安定化するために、コア33の下面および/または上面を他の電極へ接続しても良い。或いは、コイル配線を取り巻くようにコア33と下面電極および上面電極と接続しても良い。或いは、電気的に接続しなくともコイル配線を取り巻くように作っても良い。 In order to stabilize the potential of the core 33, the lower surface and / or the upper surface of the core 33 may be connected to another electrode. Alternatively, the core 33 may be connected to the lower surface electrode and the upper surface electrode so as to surround the coil wiring. Or you may make so that coil wiring may be surrounded, without electrically connecting.

図2は、図1とは異なる方法でコア33をコイル中央孔17内に固定する方法について説明する図である。図2に示す方法においては、流動性接着剤19を使用しない。その代わりに、サポート基板31に付着したコア33の底面に接着層34を付着させる。接着層34をコア33に付着させる方法も種々ある。たとえば、コア33がサポート基板31上にパターニングされた後で、接着液のある場所にサポート基板31を運び、コア33の底面を浸漬すれば良い。柱状のコア33の周り全体に接着液を付着させても良いし、図2(a)に示すようにコア33の底面のみに付着させても良い。この工程は、サポート基板の移動の一連の工程で行うことができるので、工程負荷が少ない。 FIG. 2 is a view for explaining a method of fixing the core 33 in the coil center hole 17 by a method different from that in FIG. In the method shown in FIG. 2, the fluid adhesive 19 is not used. Instead, the adhesive layer 34 is attached to the bottom surface of the core 33 attached to the support substrate 31. There are various methods for attaching the adhesive layer 34 to the core 33. For example, after the core 33 is patterned on the support substrate 31, the support substrate 31 may be carried to a place where the adhesive liquid exists and the bottom surface of the core 33 may be immersed. The adhesive liquid may be attached to the entire periphery of the columnar core 33, or may be attached only to the bottom surface of the core 33 as shown in FIG. Since this step can be performed in a series of steps of moving the support substrate, the process load is small.

次に、図2(b)に示すように、サポート基板31をシリコン基板11に接近させて、コイル中央孔17内の底面にコア33を接着層34を介して付着させる。接着層34は低融点金属や低融点合金であっても良い。シリコン基板11を融点以上の温度に加熱して低融点金属等を融かしてその後融点以下へシリコン基板11の温度を下げてシリコン基板11側へコア33を付着し固定させる。その後サポート基板31からコア33を分離する。この場合は、接合剤32の接着力が弱くなる温度が低融点金属などの融点より高いものを使用すれば良い。紫外線照射などにより接着力を弱くする材料を接合剤32に用いても良い。或いは、逆にサポート基板31からコア33を分離してコア33をコイル中央孔17内に置いてから、シリコン基板11を加熱してコア33をシリコン基板に付着させても良い。たとえば、接着層34が接着硬化する温度よりも低い温度で接着力が低下する材料を接合材32に用いると良い。コイル中央孔17内の底面にコア33を置いた後で、接合材の接着力が低下する温度以上にサポート基板を加熱してコア33をサポート基板31から分離する。その後接着層が接着硬化する温度よりも高い温度でシリコン基板を加熱してコア33をコイル中央孔17の底面に付着させる。 Next, as shown in FIG. 2B, the support substrate 31 is brought close to the silicon substrate 11, and the core 33 is attached to the bottom surface in the coil center hole 17 via the adhesive layer 34. The adhesive layer 34 may be a low melting point metal or a low melting point alloy. The silicon substrate 11 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point to melt the low melting point metal or the like, and then the temperature of the silicon substrate 11 is lowered to the melting point or lower to attach and fix the core 33 to the silicon substrate 11 side. Thereafter, the core 33 is separated from the support substrate 31. In this case, a material having a temperature at which the adhesive strength of the bonding agent 32 becomes weaker than a melting point such as a low melting point metal may be used. A material that weakens the adhesive force by ultraviolet irradiation or the like may be used for the bonding agent 32. Alternatively, the core 33 may be separated from the support substrate 31 and the core 33 may be placed in the coil center hole 17 and then the silicon substrate 11 may be heated to adhere the core 33 to the silicon substrate. For example, a material whose adhesive strength is reduced at a temperature lower than the temperature at which the adhesive layer 34 is adhesively cured may be used for the bonding material 32. After placing the core 33 on the bottom surface in the coil center hole 17, the support substrate is heated to a temperature at which the adhesive strength of the bonding material is lowered to separate the core 33 from the support substrate 31. Thereafter, the silicon substrate is heated at a temperature higher than the temperature at which the adhesive layer adheres and cures, and the core 33 is attached to the bottom surface of the coil center hole 17.

図2(c)は、コア33がコイル中央孔17内付着した状態を示す。この状態では、柱状のコア33の側壁部とコイル中央孔17の側壁部の間にはわずかに隙間が生じる。この隙間はサポート基板とシリコン基板の合わせ誤差を考慮する必要があるため必然的に生じる。このままの状態で使用すると水分がたまったりして不具合が生じる場合には、図2(d)に示すように絶縁膜20を積層してコア33や隙間をカバーする。この絶縁膜20は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などであるが、CVD法やPVD法により積層することができる。或いは、SOGやポリイミドなどの塗布膜をコートして熱処理を行い固化しても良い。或いは、これらの絶縁膜を併用することもできる。 FIG. 2C shows a state where the core 33 is attached in the coil center hole 17. In this state, a slight gap is generated between the side wall portion of the columnar core 33 and the side wall portion of the coil central hole 17. This gap is inevitably generated because it is necessary to consider the alignment error between the support substrate and the silicon substrate. If a problem occurs due to accumulation of moisture when used in this state, the insulating film 20 is laminated to cover the core 33 and the gap as shown in FIG. The insulating film 20 is a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like, and can be laminated by a CVD method or a PVD method. Alternatively, a coating film such as SOG or polyimide may be coated and heat-treated to be solidified. Alternatively, these insulating films can be used in combination.

図3は、インダクタを記号で示したものである。インダクタはコイルとも呼ばれるが、コイルは、JISC5602「電子機器用受動部品用語」では、「コイル:一般的には、絶縁体の表面上に導体を巻いて作った自己インダクタンスを持つ部品」と定義されている。これに対して、インダクタは「誘導素子」を意味するが、「巻き線1個のコイル」をインダクタと呼ぶ場合もあり、インダクタとコイルの違いが明確ではない。本明細書および請求の範囲においては、コイルとインダクタの区別はせずに、「絶縁体の表面上に導体を巻いて作った自己インダクタンスを持つ部品(素子)」と考える。すなわち、巻き線1個の場合もコイルまたはインダクタと呼び、巻き線2個以上のものもコイルまたはインダクタと呼ぶ。 FIG. 3 shows the inductor by a symbol. An inductor is also called a coil, but a coil is defined in JIS C5602 “Passive component terms for electronic equipment” as “coil: a component having a self-inductance that is generally made by winding a conductor on the surface of an insulator”. ing. On the other hand, an inductor means an “inductive element”, but “a coil with one winding” may be called an inductor, and the difference between the inductor and the coil is not clear. In the present specification and claims, the coil and the inductor are not distinguished from each other and are considered as “a component (element) having a self-inductance formed by winding a conductor on the surface of an insulator”. That is, the case of one winding is also called a coil or an inductor, and the case of two or more windings is also called a coil or an inductor.

図3に示すインダクタ40の両端の端子AおよびBには交流または直流電圧がかかる。インダクタの中心には核(コア、芯)41が入っていて、このコア41を導体42が取り巻いている。このコア41を取り巻いている導体42をコイル配線42と呼ぶ。尚、コイル配線42は、両端の端子A〜Bを含めて用いる場合もある。このインダクタ40の自己インダクタンスLはだいたい、L=k*u*nS/lと表され、巻き数nの二乗、巻き線の内部の断面積S、コアの透磁率uに比例し、コイルの長さlに反比例する。従って、コアの材質によってLの値が変化する。kは長岡係数である。u=(真空透磁率)*比透磁率で、比透磁率は空芯(空気)の場合は1.0、鉄芯では、約18000、Mn-Zn系フェライトでは1000〜20000、パーマロイでは約20000以上である。また、インダクタの品質を表すQ値は、Q=ωL/rで示され、各周波数ωとLに比例し、実効抵抗値rに反比例する。このことから、Lを大きくすることがインダクタの品質を向上させることが分かる。従って、コアに高透磁率μを持つ物質を使用できれば、高性能でしかもサイズの小さなインダクタを作製できる。 An AC or DC voltage is applied to terminals A and B at both ends of the inductor 40 shown in FIG. A core (core) 41 is placed in the center of the inductor, and a conductor 42 surrounds the core 41. A conductor 42 surrounding the core 41 is called a coil wiring 42. The coil wiring 42 may be used including the terminals A to B at both ends. The self-inductance L of the inductor 40 is approximately expressed as L = k * u * n 2 S / l, and is proportional to the square of the number of turns n, the cross-sectional area S inside the winding, and the magnetic permeability u of the core. Is inversely proportional to the length l. Therefore, the value of L varies depending on the core material. k is a Nagaoka coefficient. u = (vacuum permeability) * relative permeability, relative permeability is 1.0 for air core (air), about 18000 for iron core, 1000-20000 for Mn-Zn ferrite, about 20000 for permalloy That's it. The Q value indicating the quality of the inductor is indicated by Q = ωL / r, and is proportional to each frequency ω and L and inversely proportional to the effective resistance value r. From this, it can be seen that increasing L improves the quality of the inductor. Therefore, if a material having a high magnetic permeability μ can be used for the core, an inductor having a high performance and a small size can be manufactured.

図4は、本発明の第1の実施形態を応用した別の実施形態を示す。図4(a)に示すように、シリコン基板51上の絶縁膜52上に電極・配線53が形成されている。シリコン基板51にはトランジスタ等の能動素子や抵抗等の受動素子が形成されているが、図4においては、インダクタに直接関係する部分のみを示す。すなわち、電極・配線53(53−1)および53(53−2)はインダクタの両端子(図3に示す、A,B、Aが53−1にBが53−2に対応すると仮定する)に接続する電極・配線である。53(53−3)はインダクタには接続していないが、インダクタの電磁界が外側に漏れるのを遮断する電極・配線である。この53(53−3)はフローティング(浮遊)状態でも良いが、電位を安定させたり制御したりするためにシリコン基板51や他の電極配線や半導体素子へ接続しても良い。本発明のインダクタは半導体装置が完成した後に組み込むこともできるので、電極・配線は、アルミニウム(Al)や銅(Cu)や金(Au)その他の金属或いはこれらの合金で形成される。或いは、本発明のインダクタは半導体装置が完成する前にも組み込むことができるので、その場合は、上記の材料に加えて、多結晶シリコン(Poly−Si)、タングステンシリサイド(WSi)やチタンシリサイド(TiSi)やモリブデンシリサイド(MoSi)等の金属シリサイド、クロウム(Cr)、タングステン(W)やチタニウム(Ti)やモリブデン(Mo)等の高融点金属、導電性炭素、或いは高導電性ポリマー、これらの複合物であっても良い。また、電極・配線53(53−1〜53−3)は絶縁膜54で被われていて、インダクタ端子に接続する部分55(55−1、55−2)は開口している。絶縁膜54は、CVDやPVD法により積層したシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、SOGやポリイミド膜等の絶縁膜を塗布して熱処理して硬化した絶縁膜やこれらの複合膜などである。開口部55を形成するときは、フォトリソ法とエッチング法により開口できる。或いは、感光性ポリミミド等の感光性絶縁膜を用いれば、フォトレジスト膜やエッチング法を用いなくても、感光性ポリイミド膜を塗布しプリベーク後開口部を露光法により形成でき、本熱処理により所望特性を有する絶縁膜54を形成できる。 FIG. 4 shows another embodiment to which the first embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 4A, electrodes / wirings 53 are formed on an insulating film 52 on a silicon substrate 51. Although active elements such as transistors and passive elements such as resistors are formed on the silicon substrate 51, only the portion directly related to the inductor is shown in FIG. That is, the electrodes / wirings 53 (53-1) and 53 (53-2) are both terminals of the inductor (assuming that A, B, A correspond to 53-1, and B corresponds to 53-2 shown in FIG. 3). It is an electrode / wiring connected to. 53 (53-3) is an electrode / wiring that is not connected to the inductor but blocks the electromagnetic field of the inductor from leaking outside. 53 (53-3) may be in a floating state, but may be connected to the silicon substrate 51, another electrode wiring, or a semiconductor element in order to stabilize or control the potential. Since the inductor of the present invention can be incorporated after the semiconductor device is completed, the electrodes and wiring are formed of aluminum (Al), copper (Cu), gold (Au), other metals, or alloys thereof. Alternatively, the inductor of the present invention can be incorporated even before the semiconductor device is completed. In that case, in addition to the above materials, polycrystalline silicon (Poly-Si), tungsten silicide (WSi), titanium silicide ( Metal silicide such as TiSi) and molybdenum silicide (MoSi), refractory metal such as chromium (Cr), tungsten (W), titanium (Ti) and molybdenum (Mo), conductive carbon, or highly conductive polymer, It may be a composite. The electrodes / wirings 53 (53-1 to 53-3) are covered with the insulating film 54, and the portions 55 (55-1, 55-2) connected to the inductor terminals are opened. The insulating film 54 is a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an insulating film such as SOG or a polyimide film laminated by CVD or PVD, and an insulating film cured by heat treatment or a composite film thereof. It is. When the opening 55 is formed, the opening 55 can be formed by a photolithography method and an etching method. Alternatively, if a photosensitive insulating film such as photosensitive polymimide is used, a photosensitive polyimide film can be applied and the prebaked opening can be formed by an exposure method without using a photoresist film or an etching method. The insulating film 54 having the above can be formed.

53−3は電磁界を遮断する電極・配線であるが、他の電極・配線53−1、53−2と同時に同じ材料で形成しても良いし、或いは、シールド性を向上させるために別の材料(たとえば、磁性体)で形成しても良い。 Reference numeral 53-3 denotes an electrode / wiring that blocks the electromagnetic field, but it may be formed of the same material as the other electrodes / wirings 53-1, 53-2, or may be separated to improve the shielding property. You may form with the material (for example, magnetic body).

次に、第1層目のコイル配線となる材料を積層し、フォトリソ法により所望のコイル配線を作る。この状態を図4(b)に示す。図4(a)の状態から、第1層目のコイル配線56となる材料を積層する。この材料は、Al,Cu、シリサイド、高融点金属、導電性炭素、高導電性ポリマー、或いはこれらの複合物である。Q値を高くするには、抵抗が低い方が良いので、好適にはAl、Cu、金(Au)、またはこれらの合金或いは複合物である。この材料56は、CVD法、PVD法、メッキ法、或いは塗布法により形成する。コイル配線56は電極・配線53と開口部55−1や55−2で接続している。この接続性を高めるために、開口部55(55−1、55−2)において電極・配線53(53−1、53−2)上に存在する不純物や残存絶縁膜を除去しても良い。たとえば、第1層目のコイル配線56の積層前に、ウエットエッチングやドライエッチングなどの前処理を行うことができる。或いは、スパッター法で積層する前には同じスパッター装置を用いて逆スパッター(スパッタエッチング)を行うこともできる。さらに、接続性や密着性を向上させるために電極・配線53(53−1、53−2)と56の間にバリアメタルを介在させても良い。このバイアメタルとして、チタンタングステン(TiW)やチタンナイトライド(TiN)やチタンタングステン(TiW)やチタニウム(Ti)、或いはこれらの複合物がある。もちろん、接続性や密着性を向上できる他の材料でも良い。 Next, a material for a first layer coil wiring is laminated, and a desired coil wiring is formed by a photolithography method. This state is shown in FIG. From the state of FIG. 4A, a material to be the first layer coil wiring 56 is laminated. This material is Al, Cu, silicide, refractory metal, conductive carbon, highly conductive polymer, or a composite thereof. In order to increase the Q value, it is preferable that the resistance is low. Therefore, Al, Cu, gold (Au), or an alloy or composite thereof is preferable. This material 56 is formed by a CVD method, a PVD method, a plating method, or a coating method. The coil wiring 56 is connected to the electrode / wiring 53 through the openings 55-1 and 55-2. In order to improve this connectivity, impurities or residual insulating film present on the electrode / wiring 53 (53-1, 53-2) may be removed in the opening 55 (55-1, 55-2). For example, pre-processing such as wet etching or dry etching can be performed before the first-layer coil wiring 56 is stacked. Alternatively, reverse sputtering (sputter etching) can also be performed using the same sputtering apparatus before lamination by the sputtering method. Furthermore, a barrier metal may be interposed between the electrodes / wirings 53 (53-1, 53-2) and 56 in order to improve connectivity and adhesion. Examples of the via metal include titanium tungsten (TiW), titanium nitride (TiN), titanium tungsten (TiW), titanium (Ti), and a composite thereof. Of course, other materials that can improve connectivity and adhesion may be used.

次に、所望のパターンのコイル配線56を形成形成するために、フォトレジストを塗布し光露光法によりコイル配線以外の除去したい部分を開口し、パターニングされたフォトレジストをベークして固める。この後、露出したコイル配線材料56をエッチングして所望のコイル配線56を得る。コイル配線上のレジストはウエット法またはドライ法(アッシング法)により取り除かれ、図4(b)に示すパターンが得られる。図4は、シリコン基板の断面を示しているので、図4(b)においては、コイル配線56−1と56−3は分離されて示されているが、実際にはコイル配線56はスパイラル状になっていて、コイル配線56−1と56−3は連続してつながっている。ただし、一方の電極・配線53−2は、コイル配線が多層構造になっている場合は、この1層目のスパイラル配線(56−1および56−3)とは接続しない。この段階で1層目のコイル配線層56−2を電極・配線53−2上に形成する目的は、深い接続孔を形成しないようにするためである。深い接続孔を形成する場合、接続孔を形成するときに、エッチング時間が長くなりエッチング装置に負荷がかかったり、深い接続孔において導電性膜の被覆性や接続性が困難となったりする可能性がある。そこで、電極・配線53−2を開口し(開口部55−2)第1層目のコイル配線56形成時にこの部分にコイル配線56−2をパターニングして残しておく。 Next, in order to form and form a coil wiring 56 having a desired pattern, a photoresist is applied, a portion other than the coil wiring is removed by a light exposure method, and the patterned photoresist is baked and hardened. Thereafter, the exposed coil wiring material 56 is etched to obtain a desired coil wiring 56. The resist on the coil wiring is removed by a wet method or a dry method (ashing method), and a pattern shown in FIG. 4B is obtained. 4 shows a cross section of the silicon substrate. In FIG. 4B, the coil wirings 56-1 and 56-3 are shown separately, but the coil wiring 56 is actually spiral. The coil wirings 56-1 and 56-3 are connected continuously. However, one electrode / wiring 53-2 is not connected to the spiral wiring (56-1 and 56-3) of the first layer when the coil wiring has a multilayer structure. The purpose of forming the first coil wiring layer 56-2 on the electrode / wiring 53-2 at this stage is to prevent the formation of deep connection holes. When forming a deep connection hole, the etching time may become longer when the connection hole is formed, and the etching apparatus may be overloaded, or it may be difficult to cover and connect the conductive film in the deep connection hole. There is. Therefore, the electrode / wiring 53-2 is opened (opening 55-2), and the coil wiring 56-2 is patterned and left in this portion when the first layer coil wiring 56 is formed.

図5はコイル配線パターンの平面図の1例である。図5(a)は、図4(b)の状態に対応する平面図の1例である。破線で示す73は電極・配線パターンであり、図4における53に対応する。73−1で示すパターンが電極・配線53−1に、73−2に示すパターンが電極・配線53−2に対応する。73−3は電極・配線53−3に対応する。75は図4における絶縁膜54に開けられた開口部であり、75−1が電極・配線73−1の上の開口部で、75−2が電極・配線73−2の上の開口部である。76は第1層目のコイル配線であり、四角形状にコイル配線が巻かれている。四角形状は円形状でも良いし、多角形状でも良いし、或いは楕円形状でも良い。第1層目のコイル配線76は、開口部75−1において電極・配線73−1とコンタクトしていて、この部分をコイル配線の端子部76−1と称する。第1層目のコイル配線76は、端子部76−1から始まって四角形状に1周分巻かれて、第1層目コイル配線76と第2層目のコイル配線79のコンタクト部分まで巻かれている。この部分を第1層目のコイル配線のコンタクト部分76−4と称する。この部分には、第2層目のコイル配線79とのコンタクト孔78が形成されている。 FIG. 5 is an example of a plan view of a coil wiring pattern. FIG. 5A is an example of a plan view corresponding to the state of FIG. 73 shown by a broken line is an electrode / wiring pattern and corresponds to 53 in FIG. The pattern indicated by 73-1 corresponds to the electrode / wiring 53-1, and the pattern indicated by 73-2 corresponds to the electrode / wiring 53-2. 73-3 corresponds to the electrode / wiring 53-3. 75 is an opening formed in the insulating film 54 in FIG. 4, 75-1 is an opening on the electrode / wiring 73-1, and 75-2 is an opening on the electrode / wiring 73-2. is there. Reference numeral 76 denotes a first layer coil wiring, in which the coil wiring is wound in a square shape. The quadrangular shape may be a circular shape, a polygonal shape, or an elliptical shape. The coil wiring 76 of the first layer is in contact with the electrode / wiring 73-1 in the opening 75-1, and this portion is referred to as a terminal part 76-1 of the coil wiring. The coil wiring 76 of the first layer starts from the terminal portion 76-1 and is wound for one round in a square shape, and is wound up to the contact portion between the first layer coil wiring 76 and the second layer coil wiring 79. ing. This portion is referred to as a first layer coil wiring contact portion 76-4. In this portion, a contact hole 78 with the coil wiring 79 of the second layer is formed.

図3におけるインダクタの一方の端子Aは76−1に対応するが、他方の端子Bと接続する電極・配線である73−2には前述したように、接続配線を信頼性良く形成するために、開口部75−2が開けられ、第1層目のコイル配線がその開口部75−2を覆うように形成されている。このコイル配線を76−2と称する。図5(a)から分かるように、76−2は環状の第1のコイル配線76とは接続していない。図4(b)における56−3は、図5(a)における76−3に対応している。尚、コイル配線が1層だけの時には、図5(a)に示す1巻きでコイル配線は終了する。従って、76−2と76−4は一致する。コイル配線はできるだけ1周させた方が自己インダクタンスLが大きくなるので、一方の電極・配線73−1の近くに他方の電極・配線73−2を持ってくるのが良い。図5(a)においては、76−4の位置に73−2を持ってくると良い。本発明は、透磁率が10000以上のコアを用いることができるので、1巻きでも(すなわち、1層でも)所定のインダクタンスを得ることも可能である。1巻きの場合には、第2層目のコイル配線とのコンタクト孔78は不要なので、非常に簡単な工程で済む。 In FIG. 3, one terminal A of the inductor corresponds to 76-1, but 73-2, which is an electrode / wiring connected to the other terminal B, has a connection wiring with high reliability as described above. The opening 75-2 is opened, and the first layer coil wiring is formed to cover the opening 75-2. This coil wiring is referred to as 76-2. As can be seen from FIG. 5A, 76-2 is not connected to the annular first coil wiring 76. 56-3 in FIG.4 (b) respond | corresponds to 76-3 in Fig.5 (a). When there is only one layer of coil wiring, the coil wiring is completed with one turn shown in FIG. Therefore, 76-2 and 76-4 match. Since the self-inductance L increases when the coil wiring is made as much as possible, it is preferable to bring the other electrode / wiring 73-2 near one electrode / wiring 73-1. In FIG. 5 (a), 73-2 should be brought to the position 76-4. In the present invention, since a core having a magnetic permeability of 10,000 or more can be used, a predetermined inductance can be obtained even with one turn (that is, even with one layer). In the case of one winding, since the contact hole 78 with the coil wiring of the second layer is unnecessary, a very simple process is sufficient.

電極・配線73−3は電磁界をシールドすることが目的なので、できるだけコイル配線76全体を取り囲むようにパターニングする。すなわち、電極・配線73−1や73−2と接触しない程度に広い部分に敷き詰めるようにすると良い。ただし、余り広いとその上の絶縁膜の特性が劣化する場合(たとえば、絶縁膜にクラックを生ずる場合など)には、電極・配線73―3にスリットを入れたりすることが効果的である。尚、73−3を設ける必要がなければ不要であることは言うまでもない。 Since the electrode / wiring 73-3 is intended to shield the electromagnetic field, it is patterned so as to surround the entire coil wiring 76 as much as possible. That is, it is preferable to cover a wide area so as not to contact the electrodes / wirings 73-1 and 73-2. However, if the characteristics of the insulating film on it deteriorates if it is too wide (for example, when a crack occurs in the insulating film), it is effective to make a slit in the electrode / wiring 73-3. Needless to say, this is not necessary if it is not necessary to provide 73-3.

図4に戻って、次に図4(c)に示すように、絶縁膜(第2絶縁膜と称する)57を1層目のコイル配線56上に積層する。第2絶縁膜は、1層目のコイル配線56と2層目のコイル配線61が接続孔以外で接触しないようにするために積層される。第2絶縁膜として、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化幕、SOG塗布膜、ポリイミド膜や或いはこれらの複合膜を使用できる。平坦にする必要がある場合には、SOG膜やポリイミド膜などの塗布膜、バイアススパッターまたはバイアスCVDによる平坦化絶縁膜、或いはエッチバック法やCMPによる研磨法などを用いることができる。 Returning to FIG. 4, next, as shown in FIG. 4C, an insulating film (referred to as a second insulating film) 57 is laminated on the first-layer coil wiring 56. The second insulating film is laminated so that the first-layer coil wiring 56 and the second-layer coil wiring 61 do not come into contact with each other except for the connection holes. As the second insulating film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride screen, an SOG coating film, a polyimide film, or a composite film thereof can be used. When flattening is required, a coating film such as an SOG film or a polyimide film, a planarization insulating film by bias sputtering or bias CVD, an etching back method, or a polishing method by CMP can be used.

次に図4(c)に示すように、フォトレジスト58を塗布し、露光法により、1層目のコイル配線56と2層目のコイル配線とのコンタクト孔を開けるべき部分のフォトレジスト58を開口する。59がこの開口部である。このフォトレジスト58をマスクとして、開口部59から下地の絶縁膜57をエッチングし、コンタクト孔60(図4(d)に示す)を開口する。このエッチングは、ウエットエッチングでもドライエッチングでも良い。コンタクト孔60のサイズを大きくしたくないときは、ドライエッチング特に異方性ドライエッチングを行う。コンタクト孔60を形成した後に、フォトレジストをウエットまたはドライ(アッシング)で除去する。尚、絶縁膜57を感光性ポリイミド膜などの感光性絶縁膜で形成すると、フォトレジスト58を用いなくても、直接絶縁膜57を露光法により、コンタクト孔60を形成できる。感光性ポリイミド膜は、フォトレジスト膜と同様な方法、すなわち塗布法によりシリコン基板51上にコートし、プリベークした後でマスクまたはレチクルを用いて露光する。露光後現像液などに浸漬しコンタクト孔60を開口する。その後熱処理し、ポリイミド膜を絶縁膜として要求される特性を得る。感光性絶縁膜を用いれば、CVDやPVD法による絶縁膜形成工程や、コンタクト孔エッチング工程を省略することができる。 Next, as shown in FIG. 4C, a photoresist 58 is applied, and a portion of the photoresist 58 where a contact hole is to be formed between the first layer coil wiring 56 and the second layer coil wiring is formed by an exposure method. Open. 59 is this opening. Using this photoresist 58 as a mask, the underlying insulating film 57 is etched from the opening 59 to open a contact hole 60 (shown in FIG. 4D). This etching may be wet etching or dry etching. When it is not desired to increase the size of the contact hole 60, dry etching, particularly anisotropic dry etching is performed. After the contact hole 60 is formed, the photoresist is removed by wet or dry (ashing). If the insulating film 57 is formed of a photosensitive insulating film such as a photosensitive polyimide film, the contact hole 60 can be formed directly by the exposure method without using the photoresist 58. The photosensitive polyimide film is coated on the silicon substrate 51 by a method similar to that for the photoresist film, that is, a coating method, pre-baked, and then exposed using a mask or a reticle. After exposure, the contact hole 60 is opened by dipping in a developing solution or the like. Thereafter, heat treatment is performed to obtain characteristics required for the polyimide film as an insulating film. If a photosensitive insulating film is used, an insulating film forming process by a CVD or PVD method and a contact hole etching process can be omitted.

尚、コイル配線が一層で良いときには、上記のコンタクト孔はパッド開口部として使用することもできる。この場合には、インダクタの端子自体をパッド開口部として使用し、半導体素子の外部から電圧(交流電圧や直流電圧)を印加することもできる。或いは、インダクタ素子のコイル配線は、電極・配線53に接続し、他の電極・配線の領域にパッド電極を設けることもできる。 When only one coil wiring is required, the contact hole can be used as a pad opening. In this case, the inductor terminal itself can be used as a pad opening, and a voltage (AC voltage or DC voltage) can be applied from the outside of the semiconductor element. Alternatively, the coil wiring of the inductor element can be connected to the electrode / wiring 53 and a pad electrode can be provided in the area of the other electrode / wiring.

次に図4(e)に示すように、2層目のコイル配線材料61を積層する。コンタクト孔60の内部にもコイル配線材料61が積層する。コイル配線材料61は1層目のコイル配線材料と同じ材料である方が、コンタクト抵抗を増大させないので好ましいが、余りコンタクト抵抗が増大させない場合は異なる導電体材料でも良い。異なる材料でも接触抵抗を下げる導電体材料を間に介在すれば良い。また、絶縁膜57に対して密着性が良くない場合には、密着性を向上させる導電体材料を積層すれば良い。たとえば、コイル配線材料がクロウム(Cr)やCuの場合には、Tiを薄く積層してからこれらの導電体膜を積層しても良い。コンタクト孔60へのコイル配線材料61の被覆性(ステップカバレッジ)が悪く、断線等の問題が発生するおそれがある場合には、コンタクト孔60を順テーパーにして被覆性を向上することができる。或いは、バイアススパッターやバイアスCVDで導電体膜を積層しても良い。或いは、メッキ法でコイル配線材料61を成長させても良い。メッキ法の場合には、シード層を形成してからメッキを行う方法がある。たとえば、コイル配線材料61がCuである場合、Cuは絶縁膜との密着性も良くなく、また、無電解メッキでは十分に成長できない場合があるので、最初にTiをPVD法で積層し、絶縁膜57との密着性を確保し、次にCuをPVD法で積層する。所望の厚みを積層した後、Cuメッキを行う。Cuの電解メッキは硫酸銅溶液等のメッキ液にシリコン基板51を浸漬して行う。 Next, as shown in FIG. 4E, a second layer coil wiring material 61 is laminated. A coil wiring material 61 is also laminated inside the contact hole 60. The coil wiring material 61 is preferably the same material as the first-layer coil wiring material because it does not increase the contact resistance. However, if the contact resistance does not increase much, a different conductor material may be used. It is only necessary to interpose a conductor material that lowers the contact resistance between different materials. In the case where the adhesion to the insulating film 57 is not good, a conductor material that improves the adhesion may be stacked. For example, when the coil wiring material is chromium (Cr) or Cu, these conductor films may be laminated after thinly laminating Ti. When the coverage (step coverage) of the coil wiring material 61 to the contact hole 60 is poor and problems such as disconnection may occur, the contact hole 60 can be forward tapered to improve the coverage. Alternatively, the conductor film may be laminated by bias sputtering or bias CVD. Alternatively, the coil wiring material 61 may be grown by a plating method. In the case of the plating method, there is a method of performing plating after forming a seed layer. For example, when the coil wiring material 61 is Cu, Cu does not have good adhesion to the insulating film, and may not grow sufficiently by electroless plating. Adhesion with the film 57 is ensured, and then Cu is laminated by the PVD method. After laminating the desired thickness, Cu plating is performed. The electrolytic plating of Cu is performed by immersing the silicon substrate 51 in a plating solution such as a copper sulfate solution.

2層目のコイル配線61を積層した後に、フォトレジスト62を塗布してコイル配線として残したい部分以外のフォトレジスト62を露光法により除去して所望のフォトレジストパターン62を得る。このフォトレジストをマスクにして2層目のコイル配線61をエッチングし不要なコイル配線材料を除去する。エッチング終了後フォトレジスト62をウエットまたはドライ法によりリムーブする。この状態を図4(f)に示す。図4(f)に示すように、2層目のコイル配線は、1層目のコイル配線56の終端部(図5(a)における76−4)でコンタクト孔60−1を介して1層目のコイル配線56と接続している。この接続部が61−1である。この接続部61−1から61−3を通って環状に巻かれている。また、インダクタの他方の端子と接続する電極・配線53−2(ここには、既に開口部55−2を介して1層目のコイル配線材料56−2が形成されている)とコンタクト孔60−2を介して2層目の配線61−2が形成される。コイル配線が2層で終わるときは、この61−2と実質的なコイル配線61(61−1から61−3へ巻かれている配線)と連続的につながる。3層以上のコイル配線の場合には、この繰り返しがなされる。 After the second-layer coil wiring 61 is laminated, a photoresist 62 is applied and the photoresist 62 other than the portion to be left as the coil wiring is removed by an exposure method to obtain a desired photoresist pattern 62. Using this photoresist as a mask, the second-layer coil wiring 61 is etched to remove unnecessary coil wiring material. After the etching is completed, the photoresist 62 is removed by a wet or dry method. This state is shown in FIG. As shown in FIG. 4 (f), the second layer coil wiring is the first layer via the contact hole 60-1 at the terminal portion (76-4 in FIG. 5 (a)) of the first layer coil wiring 56. It is connected to the coil wiring 56 of the eye. This connecting portion is 61-1. It is wound in an annular shape through the connecting portions 61-1 to 61-3. Further, the electrode / wiring 53-2 (here, the first layer coil wiring material 56-2 is already formed through the opening 55-2) and the contact hole 60 connected to the other terminal of the inductor. -2 is formed through the second line 61-2. When the coil wiring ends in two layers, the 61-2 and the substantial coil wiring 61 (wiring wound from 61-1 to 61-3) are continuously connected. This process is repeated in the case of three or more layers of coil wiring.

図5(b)は、図4(f)における状態を平面的に見たものである。1層目のコイル配線76を破線で示している。環状に巻かれた1層目のコイル配線76の終端部76−4でコンタクト孔78−1(図4の60−1に対応)を介して2層目のコイル配線81(図4の61に対応)に接続する。この部分が81−1で、図4の61−1に対応する。2層目のコイル配線81も2層目のコイル配線81−3(図4の61−3に対応)を通って矩形形状に環状に巻かれる。矩形形状は、1層目のコイル配線と同様に、三角形形状、四角形形状、多角形形状、円形形状、楕円形形状等でも良い。コイル配線81は1周した後さらに巻かれて、他方の電極・配線73−2に1層目のコイル配線材料76−2およびコンタクト孔78−2を介して接続する。3層以上コイル配線があるときは、以上の繰り返しとなる。また、図4や図5においては、1層目のコイル配線は1周分、2層目のコイル配線は1周分(正確には図5においては、もう少し余分に)巻かれているが、インダクタンスLは巻き数の二乗に比例するので、もっと巻き数を増やしても良い。巻き数を増やす方法としては図5に示すように平面的に巻いていく方法と縦方向に積み重ねていく方法がある。 FIG. 5B is a plan view of the state in FIG. The first layer coil wiring 76 is indicated by a broken line. The second-layer coil wiring 81 (corresponding to 61 in FIG. 4) is connected to the terminal portion 76-4 of the first-layer coil wiring 76 wound in an annular shape through a contact hole 78-1 (corresponding to 60-1 in FIG. Connect). This portion is 81-1 and corresponds to 61-1 in FIG. The second layer coil wiring 81 is also annularly wound into a rectangular shape through the second layer coil wiring 81-3 (corresponding to 61-3 in FIG. 4). The rectangular shape may be a triangular shape, a quadrangular shape, a polygonal shape, a circular shape, an elliptical shape, or the like, similarly to the first layer coil wiring. The coil wiring 81 is further wound after one round, and is connected to the other electrode / wiring 73-2 via the first layer coil wiring material 76-2 and the contact hole 78-2. When there are three or more layers of coil wiring, the above is repeated. 4 and 5, the first layer coil wiring is wound for one turn, and the second layer coil wiring is wound for one turn (exactly, in FIG. 5, a little extra), Since the inductance L is proportional to the square of the number of turns, the number of turns may be increased. As a method of increasing the number of windings, there are a method of winding in a plane as shown in FIG. 5 and a method of stacking in the vertical direction.

図4に戻る。次に図4(g)に示すように2層目のコイル配線61上に絶縁膜63を積層する。この絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、SOGやポリイミド膜などの塗布膜、或いはこれらの複合膜である。
次に、図4(h)に示すように、コイル配線の内側部分の絶縁膜を除去する(すなわち、コイル配線中央孔を形成する)ために、フォトレジスト64を塗布し、露光法によりコイル配線の内側部分65を窓明けする。この窓明け部分65のサイズは、絶縁膜を除去して、コア(芯9)を挿入して埋め込んだときにこのコアがコイル配線に接触しない程度であって、電気特性も信頼性も問題ないレベルのサイズにする必要があるとともに、インダクタ性能を向上させるために可能な限りコアがコイル配線に接近できる程度のサイズにする。
Returning to FIG. Next, as shown in FIG. 4G, an insulating film 63 is laminated on the second layer coil wiring 61. This insulating film is a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a coating film such as SOG or a polyimide film, or a composite film thereof.
Next, as shown in FIG. 4 (h), in order to remove the insulating film on the inner part of the coil wiring (that is, to form a coil wiring central hole), a photoresist 64 is applied and the coil wiring is formed by an exposure method. The inner part 65 of the window is opened. The size of the window opening portion 65 is such that when the insulating film is removed and the core (core 9) is inserted and embedded, the core does not contact the coil wiring, and there is no problem in electrical characteristics and reliability. In addition to the size of the level, the size of the core should be as close as possible to the coil wiring in order to improve the inductor performance.

フォトレジスト64の窓明け部分65の下には、絶縁膜63、絶縁膜57、絶縁膜54、その下にさらに電極・配線53−3が存在する。ただし、これまで説明をしていないが、開口部55、接続孔60を形成するときに、同時に絶縁膜54、絶縁膜57を除去することができるので、その場合は、電極・配線53−3の上には絶縁膜63が存在するだけである。この窓明けされた部分65に存在する絶縁膜を除去して、図4(i)に示すように、コイル配線中央孔66を形成する。絶縁膜の除去は、ウエットエッチングまたはドライエッチングで行う。たとえば、絶縁膜がシリコン酸化膜(SiO)系である場合には、ウエットエッチングではフッ酸系エッチング液を用いたり、ドライエッチングではCFガス等のCF系ガスやCHF系ガス、SF系ガスなどを用いたりできる。電極・配線53−3は、絶縁膜のエッチングストッパーとなるが、電極・配線53−3上に少し絶縁膜を残すようにエッチングしても良い。 Below the window opening portion 65 of the photoresist 64, there are an insulating film 63, an insulating film 57, an insulating film 54, and an electrode / wiring 53-3 therebelow. However, although not described so far, the insulating film 54 and the insulating film 57 can be removed at the same time when the opening 55 and the connection hole 60 are formed. There is only an insulating film 63 on the top. The insulating film present in the windowed portion 65 is removed to form a coil wiring center hole 66 as shown in FIG. The insulating film is removed by wet etching or dry etching. For example, when the insulating film is a silicon oxide film (SiO), a hydrofluoric acid-based etchant is used for wet etching, or a CF-based gas such as CF 4 gas, a CHF-based gas, an SF-based gas, or the like is used for dry etching. Can be used. The electrode / wiring 53-3 serves as an etching stopper for the insulating film. However, the electrode / wiring 53-3 may be etched to leave a little insulating film on the electrode / wiring 53-3.

次にフォトレジスト64をリムーブした後に、流動性接着材67を塗布する。図4(j)に示すように、流動性接着材67はコイル中央孔66に厚くたまる。流動性接着剤67として、前述した材料以外に、ポリイミドやフォトレジストやSOG等の絶縁膜系塗布膜でも良い。この流動性接着剤がコイル中央孔66にたまっていて流動性がある状態で、コア71を付着させたサポート基板68を用意して、シリコン基板51に対してサポート基板68をパターン合わせしながら接近させていく。コア71は、高透磁率を持つ磁性体であり、コイル中央孔66に挿入できるようにあらかじめパターニングされている。シリコン基板51上には多数の半導体デバイスが形成されていて多数のコイル中央孔が存在する。これらの多数のコイル中央孔にコアを挿入するので、サポート基板68にも多数のコアが正確な位置に形成されている必要がある。図4(j)に示すサポート基板には、柱状のコア71の上端に磁気シールド材70が結合している。磁気シールド材70は、磁性体材料や導電体材料であるが、電磁気シールド効果を向上させるに高透磁率を持つ磁性体が良い。従って、コア71と同じ材料であっても良い。コア71と磁気シール材70は接着により付着していても良いし、一体物になっていても良い。同一材料である場合には、一体物として容易に作成できる。たとえば、サポート基板68に接合剤69を介してコアおよび磁気シールド材料となる高透磁率を持つ磁性体の薄板を張り付ける。磁性体薄板上にフォトレジストを塗布し露光法によりコアとなるべき部分にフォトレジストを残す。このフォトレジストをマスクにして薄板をウエット法またはドライ法によりエッチングする。コアが所望の厚さになった所でエッチングをやめる。次にこのフォトレジストをリムーブした後に、再度フォトレジストを塗布し、コアより大きいサイズで磁気シールドのサイズにフォトレジストをパターニングする。このフォトレジストをマスクにして磁性体を完全にエッチングする。エッチングが終了した後で、フォトレジストをリムーブして図4(j)に示すコア71および磁気シールド70のパターンを有するサポート基板68を得ることができる。コア71のサイズはコイル中央孔66に入る程度の大きさであるが、磁気シールドの大きさは、コイル配線をできるだけ広くカバーするようにすれば、電磁気シールドの効果が高まる。 Next, after removing the photoresist 64, a fluid adhesive 67 is applied. As shown in FIG. 4 (j), the fluid adhesive 67 accumulates thickly in the coil center hole 66. As the fluid adhesive 67, in addition to the materials described above, an insulating coating film such as polyimide, photoresist, or SOG may be used. In a state where the fluid adhesive is accumulated in the coil center hole 66 and has fluidity, a support substrate 68 to which the core 71 is attached is prepared, and the support substrate 68 is brought close to the silicon substrate 51 while patterning. I will let you. The core 71 is a magnetic material having a high magnetic permeability, and is previously patterned so that it can be inserted into the coil center hole 66. A large number of semiconductor devices are formed on the silicon substrate 51, and a large number of coil center holes exist. Since cores are inserted into the large number of coil center holes, it is necessary that the support substrate 68 has a large number of cores formed at accurate positions. In the support substrate shown in FIG. 4J, a magnetic shield material 70 is coupled to the upper end of the columnar core 71. The magnetic shield material 70 is a magnetic material or a conductor material, but a magnetic material having a high magnetic permeability is preferable for improving the electromagnetic shielding effect. Therefore, the same material as the core 71 may be used. The core 71 and the magnetic seal material 70 may be adhered by adhesion or may be an integral object. In the case of the same material, it can be easily created as an integral object. For example, a thin magnetic plate having a high magnetic permeability, which serves as a core and a magnetic shield material, is attached to the support substrate 68 via a bonding agent 69. Photoresist is coated on the magnetic thin plate, and the photoresist is left in the portion to be the core by an exposure method. Using this photoresist as a mask, the thin plate is etched by a wet method or a dry method. Stop etching when the core has reached the desired thickness. Next, after removing the photoresist, the photoresist is applied again, and the photoresist is patterned to a size larger than the core and to the size of the magnetic shield. The magnetic material is completely etched using this photoresist as a mask. After the etching is completed, the photoresist can be removed to obtain the support substrate 68 having the pattern of the core 71 and the magnetic shield 70 shown in FIG. The size of the core 71 is large enough to enter the coil center hole 66. However, if the size of the magnetic shield covers the coil wiring as wide as possible, the effect of the electromagnetic shield is enhanced.

次に図4(k)にしめすように、サポート基板68を下げていき、コア71をコイル中央孔66の中に挿入する。コイル中央孔66の中には流動性接着剤67が存在するので、コア71は流動性接着剤67の中に浸漬する。コア71の浸漬した分だけ流動性接着剤67はコイル中央孔66の外側に押し出される。所定の深さまで達したら、サポート基板68とシリコン基板51の接近を停止させる。図4(l)に停止状態における寸法を記載する。磁気シールド70の底面が流動性接着剤67に接触し少し浸漬した状態を停止位置とするのが良い。接触する前に停止すると磁気シールド70と流動性接着剤67との間に隙間ができて信頼性上問題を生じる場合がある。また、磁気シールド70の底面がシリコン基板51に接近しすぎるとシリコン基板51が損傷を受けたり割れたりする可能性がある。さらに、コア71の側面がコイル中央孔66の側壁に接触しないようにするとともに、コア底面が半導体基板51(すなわち、電極・配線53−3)に接触しないようにする。 Next, as shown in FIG. 4K, the support substrate 68 is lowered and the core 71 is inserted into the coil center hole 66. Since the fluid adhesive 67 exists in the coil center hole 66, the core 71 is immersed in the fluid adhesive 67. The fluid adhesive 67 is pushed out of the coil center hole 66 by the amount of immersion of the core 71. When the depth reaches a predetermined depth, the approach between the support substrate 68 and the silicon substrate 51 is stopped. FIG. 4 (l) shows the dimensions in the stopped state. A state where the bottom surface of the magnetic shield 70 is in contact with the fluid adhesive 67 and is slightly immersed is preferably set as the stop position. If it stops before contacting, a gap may be formed between the magnetic shield 70 and the fluid adhesive 67, causing a problem in reliability. Further, if the bottom surface of the magnetic shield 70 is too close to the silicon substrate 51, the silicon substrate 51 may be damaged or cracked. Further, the side surface of the core 71 is prevented from contacting the side wall of the coil center hole 66 and the bottom surface of the core is prevented from contacting the semiconductor substrate 51 (that is, the electrode / wiring 53-3).

コア71の厚みをa、コア71の底面と電極・配線53−3との距離をb、コア71の横幅をc、コア71とコイル中央孔66の一方の側面との距離をd、コア71とコイル中央孔66の一方の側面との距離をe、磁気シールド70の底面と絶縁膜63との距離(すなわち、その部分における流動性接着剤67の厚み)をf、磁気シールド70の底面と接触していない流動性接着剤67の厚みをg、磁気シールド70の厚みをhとする。f+i=a+bであるように、条件を定める。たとえば、a=20μmでb=0.3μmなら、i=20μm、f=0.3μmとする。中央孔66の横幅=c+d+eとなるが、d=e=1μmとして、中央孔66の横幅が102μmであれば、c=100μmとなる。磁気シールドの効果は、1μm程度あれば効果が出てくるので、hは1μm以上とする。尚、g>fとなるようにする。また、磁気シールドを用いないときは、コア71が直接接合材に付着しているので、コア71が完全に流動性接着剤67に浸漬しないようにするのが良い。従って、a+b>i+fとし、この場合は、f=gである。何故なら、この後熱処理して流動性接着剤67を固化するので、接合剤69やサポート基板68が流動性接着剤67に付着しないようにするのが良い。ただし、流動性接着剤67を固化する前に、接合剤69から磁気シールド70やコア71を外すこともできる場合には、この限りではない。a=2μmでb=0.3μmなら、たとえば、i=2μm、f=0.3μmとする。 The thickness of the core 71 is a, the distance between the bottom surface of the core 71 and the electrode / wiring 53-3 is b, the lateral width of the core 71 is c, the distance between the core 71 and one side surface of the coil central hole 66 is d, the core 71 And the distance between the bottom surface of the magnetic shield 70 and the insulating film 63 (that is, the thickness of the fluid adhesive 67 at that portion) f, and the bottom surface of the magnetic shield 70. Let g be the thickness of the fluid adhesive 67 that is not in contact, and h be the thickness of the magnetic shield 70. The conditions are determined so that f + i = a + b. For example, if a = 20 μm and b = 0.3 μm, i = 20 μm and f = 0.3 μm. The lateral width of the central hole 66 = c + d + e. However, when d = e = 1 μm and the lateral width of the central hole 66 is 102 μm, c = 100 μm. Since the effect of the magnetic shield is obtained if it is about 1 μm, h is set to 1 μm or more. Note that g> f. Further, when the magnetic shield is not used, it is preferable that the core 71 is not completely immersed in the fluid adhesive 67 because the core 71 is directly attached to the bonding material. Therefore, a + b> i + f, and in this case, f = g. This is because the fluid adhesive 67 is solidified by heat treatment thereafter, so that the bonding agent 69 and the support substrate 68 are preferably prevented from adhering to the fluid adhesive 67. However, this is not the case when the magnetic shield 70 and the core 71 can be removed from the bonding agent 69 before the fluid adhesive 67 is solidified. If a = 2 μm and b = 0.3 μm, for example, i = 2 μm and f = 0.3 μm.

磁気シールドがない場合には、コア71を流動性接着剤67中に完全に埋めても良いが、このときは、接合剤69を厚くつけて、コア71と接合していない接合剤69は除去しておくと良い。たとえば、i=3μmで、a=2.5μmであるときは、接合剤の厚みを0.5μm以上にしておく。このようにすれば、サポート基板68が半導体基板51上のパターンと接触することはない。また、コア71を流動性接着剤67の外側まで出しても良い。たとえば、i=1.5μmでb=0.3μm、aが3.0μm、f=0.5μmであるときは、コアが1.3μm外側へ出てくる。コア71が飛び出していても特に問題なければ、そのままでも良いが、耐湿性などの信頼性上問題があれば、SiNx膜やSiNxOy膜をCVD法で積層してコア71をカバーすれば良い。或いは、平坦化を行ったり、研磨してコアを削っても良い。 When there is no magnetic shield, the core 71 may be completely buried in the fluid adhesive 67. However, in this case, the bonding agent 69 is thickened and the bonding agent 69 not bonded to the core 71 is removed. It is good to keep. For example, when i = 3 μm and a = 2.5 μm, the thickness of the bonding agent is set to 0.5 μm or more. In this way, the support substrate 68 does not come into contact with the pattern on the semiconductor substrate 51. Further, the core 71 may be extended to the outside of the fluid adhesive 67. For example, when i = 1.5 μm, b = 0.3 μm, a is 3.0 μm, and f = 0.5 μm, the core comes out 1.3 μm. If there is no particular problem even if the core 71 protrudes, it may be left as it is. However, if there is a problem in reliability such as moisture resistance, the core 71 may be covered by stacking a SiNx film or a SiNxOy film by the CVD method. Alternatively, the core may be removed by flattening or polishing.

図4(k)または(l)の状態で、熱処理を行い流動性接着剤67を固化させコア71および磁気シールド70を固定させる。その後、接合剤69から磁気シールドを外し、サポート基板68も取り外す。たとえば、流動性接着剤67としてポリイミドを用いて、約150℃の温度である程度固化させる。150℃〜250℃で接着性が小さくなる材料を接合剤69として用いて、その後、150〜250℃で加熱して、サポート基板68からコア71、磁気シールド材70を分離させる。その後、約300℃で本熱処理を行い、ポリイミドを完全に固化させて安定化させる。たとえば、温度が上がると接着性が低下するものとして熱可塑性接着剤がある。 4 (k) or (l), heat treatment is performed to solidify the fluid adhesive 67 and fix the core 71 and the magnetic shield 70. Thereafter, the magnetic shield is removed from the bonding agent 69, and the support substrate 68 is also removed. For example, polyimide is used as the flowable adhesive 67 and solidified to some extent at a temperature of about 150 ° C. A material whose adhesiveness is reduced at 150 to 250 ° C. is used as the bonding agent 69, and then heated at 150 to 250 ° C. to separate the core 71 and the magnetic shield material 70 from the support substrate 68. Thereafter, the main heat treatment is performed at about 300 ° C. to completely solidify and stabilize the polyimide. For example, there is a thermoplastic adhesive as a material whose adhesiveness decreases as the temperature rises.

図4(m)は、サポート基板68を分離した後のシリコン基板51の状態を示す。コア71がコイル中央孔66に入り込んで固定されている。また、磁気シールド材70は、固化した流動性接着剤70の上に付着して固定されている。
次に、図4(n)に示すように、絶縁膜72を積層し、コア71、磁気シールド70をカバーする。コア71、磁気シールド70は磁性体であるから、外気に接触すると湿気により劣化する可能性がある。また、流動性接着剤67も吸湿する可能性もあるので、絶縁膜72でカバーする必要がある。絶縁膜としては、CVD法で形成したシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜が望ましい。尚、この後にパッド電極を開口するプロセスを行っても良い。この開口されたパッド電極を用いてインダクタを搭載した半導体装置の電気特性を測定することができる。
FIG. 4M shows a state of the silicon substrate 51 after the support substrate 68 is separated. The core 71 enters the coil center hole 66 and is fixed. Further, the magnetic shield material 70 is adhered and fixed on the solidified fluid adhesive 70.
Next, as shown in FIG. 4N, an insulating film 72 is stacked to cover the core 71 and the magnetic shield 70. Since the core 71 and the magnetic shield 70 are magnetic bodies, they may be deteriorated by moisture when they come into contact with the outside air. Moreover, since the fluid adhesive 67 may also absorb moisture, it is necessary to cover it with the insulating film 72. As the insulating film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film formed by a CVD method is desirable. A process for opening the pad electrode may be performed after this. The electrical characteristics of the semiconductor device on which the inductor is mounted can be measured using the opened pad electrode.

図6は、本発明の第1の実施形態におけるさらに別の例である。図6(a)は、半導体基板91に形成された半導体装置を示す。半導体基板91は、シリコン、ゲルマニウム等の単一元素半導体、ガリウムヒ素やインジウムリン等の二元系化合物半導体、三元系半導体等の基板、或いはSOI(Silicon On Insulator)等の貼り合わせ基板、炭素基板なども含む。また、基板とはウエハも含む。半導体基板上には多数の半導体チップが形成され、個々の半導体チップは半導体装置或いは半導体デバイスとして、通信用、プロセッサー用、メモリ用、画像処理用、電源用などの広範な用途のICまたは個別半導体装置として使用される。図6(a)に示す半導体装置は、本発明のインダクタを使用するすべての半導体装置を対象とする。図6(a)には、本発明のインダクタおよびその製造方法を説明するために必要な部分のみを示すが、他の半導体素子、たとえばトランジスタ等の能動素子、抵抗やコンデンサなどの受動素子、これらを含む回路や配線なども形成されている。 FIG. 6 is still another example in the first embodiment of the present invention. FIG. 6A shows a semiconductor device formed on the semiconductor substrate 91. The semiconductor substrate 91 is a single element semiconductor such as silicon or germanium, a binary compound semiconductor such as gallium arsenide or indium phosphide, a substrate such as a ternary semiconductor, or a bonded substrate such as SOI (Silicon On Insulator), carbon. Also includes substrates. Further, the substrate includes a wafer. A large number of semiconductor chips are formed on a semiconductor substrate, and each semiconductor chip is used as a semiconductor device or semiconductor device as an IC or individual semiconductor for a wide range of applications such as communication, processor, memory, image processing, and power supply. Used as a device. The semiconductor device shown in FIG. 6A is intended for all semiconductor devices using the inductor of the present invention. FIG. 6 (a) shows only the part necessary for explaining the inductor of the present invention and the manufacturing method thereof, but other semiconductor elements such as active elements such as transistors, passive elements such as resistors and capacitors, and the like. A circuit, wiring, etc. including these are also formed.

図6(a)において、半導体基板91上に絶縁膜92が存在し、その上に電極・配線93(93−1〜93−5)が形成されている。電極・配線93−1は、本発明のインダクタの1つの端子に接続する電極・配線であり、その上面が開口されている。電極・配線93−2は、本発明のインダクタの他方の端子に接続する電極・配線であり、その上面が開口されている。開口部を95と番号付けしているが、開口部95−1は電極・配線93−1の開口部であり、開口部95−2は電極・配線93−2の開口部である。電極・配線93−3は、コイルで発生する電磁界を遮断するために、コイル中央孔となる部分の下に設けている。 6A, an insulating film 92 exists on a semiconductor substrate 91, and electrodes / wirings 93 (93-1 to 93-5) are formed thereon. The electrode / wiring 93-1 is an electrode / wiring connected to one terminal of the inductor of the present invention, and its upper surface is opened. The electrode / wiring 93-2 is an electrode / wiring connected to the other terminal of the inductor of the present invention, and its upper surface is opened. Although the opening is numbered 95, the opening 95-1 is the opening of the electrode / wiring 93-1, and the opening 95-2 is the opening of the electrode / wiring 93-2. The electrode / wiring 93-3 is provided under a portion serving as a coil central hole in order to block an electromagnetic field generated in the coil.

電極・配線93−4や93−5は、コイルで発生する電磁界を遮断するために、コイル配線の周辺となる部分の下に設けている。電極・配線93−3〜5は、電極。配線上の絶縁膜94をエッチングするときのエッチングストッパーとしても機能する。電極・配線93−3〜5の材料は、93−1および93−2と同じである場合は、93−1および03−2を形成するときに同時に形成できるので、工程増にはならずコストアップにはならない。しかし、磁界シールドの効果を高めるには、高透磁率の材料が良いので、53−1および53−2と異なる材料を用いても良い。尚、電磁界をシールドする必要がないとき、余り効果がないときには、93−3〜5を備えなくても良い。電磁界をシールドするためには、できるだけコイル配線をカバーした方が良いので、他の電極・配線とショートしたり、或いは絶縁膜にクラックが入ったりして、電気特性や信頼性に影響を与えないようにして、可能な限り広い面積をカバーした方が良い。 The electrodes / wirings 93-4 and 93-5 are provided under a portion around the coil wiring in order to block an electromagnetic field generated in the coil. Electrodes and wirings 93-3 to 5-5 are electrodes. It also functions as an etching stopper when etching the insulating film 94 on the wiring. When the materials of the electrodes and wirings 93-3 to 93-3 are the same as those of 93-1 and 93-2, they can be formed at the same time as the formation of 93-1 and 03-2. It will not be up. However, in order to enhance the effect of the magnetic field shield, a material having a high magnetic permeability is good, and therefore, a material different from 53-1 and 53-2 may be used. In addition, when there is no need to shield the electromagnetic field, and when there is not much effect, it is not necessary to provide 93-3-5. In order to shield the electromagnetic field, it is better to cover the coil wiring as much as possible. Therefore, it may cause short circuit with other electrodes / wiring, or cracks in the insulating film, affecting the electrical characteristics and reliability. It is better to cover as much area as possible.

次に、図6(b)に示すように、シード層96を積層する。シード層96は導電体、特に金属膜であるが、メッキの起点になるので、メッキ金属と同じ材料とするのが望ましい。たとえば、銅メッキを行う場合には、銅または銅合金とするのが良い。シード層96の材料が絶縁膜96および電極・配線93に対して密着性が良くない場合やその後の熱処理などにより反応して特性が劣化する場合などは、バリアメタルを積層してからシード層96を積層する。このバリアメタルは電極・配線93との接合の改善にもなる。たとえば、電極・配線93がアルミニウムまたはアルミニウム合金でシード層96が銅または銅合金である場合には、バリアメタルとして、チタン(Ti)、TiN、TiW、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)、タンタルタングステン(TaW)などを積層する。電極・配線93の膜厚は0.3μm〜2μm、バリアメタルの厚みは0.01〜0.5μm、シード層の厚みは0.1〜2μmである。シード層および/またはバリアメタルはスパッター法や蒸着法、或いはCVD法により積層される。 Next, as shown in FIG. 6B, a seed layer 96 is stacked. The seed layer 96 is a conductor, particularly a metal film, but is preferably the same material as the plating metal because it serves as a starting point for plating. For example, when performing copper plating, it is good to use copper or a copper alloy. When the material of the seed layer 96 has poor adhesion to the insulating film 96 and the electrode / wiring 93 or when the characteristics deteriorate due to a reaction due to subsequent heat treatment or the like, the seed layer 96 is deposited after the barrier metal is laminated. Are laminated. This barrier metal also improves the bonding with the electrode / wiring 93. For example, when the electrode / wiring 93 is aluminum or an aluminum alloy and the seed layer 96 is copper or a copper alloy, titanium (Ti), TiN, TiW, tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), Tantalum tungsten (TaW) or the like is stacked. The thickness of the electrode / wiring 93 is 0.3 μm to 2 μm, the thickness of the barrier metal is 0.01 to 0.5 μm, and the thickness of the seed layer is 0.1 to 2 μm. The seed layer and / or the barrier metal are laminated by sputtering, vapor deposition, or CVD.

次に、図6(c)に示すように、シード層96上にフォトレジスト97を形成する。フォトレジストは塗布により形成しても良いし、感光性フィルムを半導体基板91上に添付しても良い。次に、図6(d)に示すように、露光法によりコイル配線を形成する部分98を窓明けする。たとえば、窓明け部98−1はコイル配線が半導体装置側の電極・配線93−1と接続する部分のコイル配線形成部分であり、窓明け部98−2はコイル配線形成部分であり、窓明け部98−3はコイル配線が半導体装置側の他方の電極・配線93−3と接続する部分のコイル配線形成部分である。窓明け部98の深さは、コイル配線の厚みと同程度か、それより小さくする。たとえば、厚さ10μmのコイル配線を形成するときは、レジスト97の厚みを約10μm以上とする。コイル配線の厚みはコイルのインダクタンスの値を決めるので、窓明け部98の深さ、すなわちフォトレジストまたはドライフィルム97の厚みを決定できる。フォトレジストやドライフィルム97は感光性ポリイミドその他の感光性ポリマーや感光性樹脂や感光性フィルムや感光性ソルダーレジストでも良い。 Next, as shown in FIG. 6C, a photoresist 97 is formed on the seed layer 96. The photoresist may be formed by coating, or a photosensitive film may be attached on the semiconductor substrate 91. Next, as shown in FIG. 6D, a portion 98 where the coil wiring is formed is opened by an exposure method. For example, the window opening portion 98-1 is a coil wiring forming portion where the coil wiring is connected to the electrode / wiring 93-1 on the semiconductor device side, and the window opening portion 98-2 is a coil wiring forming portion. The portion 98-3 is a coil wiring forming portion where the coil wiring is connected to the other electrode / wiring 93-3 on the semiconductor device side. The depth of the window opening portion 98 is set to be equal to or smaller than the thickness of the coil wiring. For example, when forming a coil wiring having a thickness of 10 μm, the thickness of the resist 97 is set to about 10 μm or more. Since the thickness of the coil wiring determines the value of the inductance of the coil, the depth of the window opening portion 98, that is, the thickness of the photoresist or the dry film 97 can be determined. The photoresist or dry film 97 may be photosensitive polyimide or other photosensitive polymer, photosensitive resin, photosensitive film, or photosensitive solder resist.

次に図6(e)に示すように、窓明け部分で露出したシード層96をもとにしてメッキ金属99を成長させる。メッキ金属が銅である場合には、たとえば、半導体基板を硫酸銅溶液に浸漬し、半導体基板を一方の電極にして他方の電極との間に電界を印加する。所定厚みのメッキ層99を成長させるが、窓明け部98の深さ(レジストの厚さ)以上に成長させるとメッキ天井部できのこ状に成長するので好ましくはない。メッキはウエットが一般的であるが、ドライメッキすなわち、選択CVD法を用いて金属膜99を成長させることもできる。 Next, as shown in FIG. 6E, a plated metal 99 is grown based on the seed layer 96 exposed at the window opening portion. When the plating metal is copper, for example, the semiconductor substrate is immersed in a copper sulfate solution, and the electric field is applied between the semiconductor substrate as one electrode and the other electrode. Although the plating layer 99 having a predetermined thickness is grown, it is not preferable to grow it to a depth greater than the depth of the window opening portion 98 (resist thickness) because it grows in a mushroom shape on the plating ceiling portion. The plating is generally wet, but the metal film 99 can also be grown using dry plating, that is, selective CVD.

次に図6(f)に示すように、フォトレジスト97をウエット法またはドライ法(アッシング)により除去すると、メッキ層99のないシード層96が露出する。次に、図6(g)に示すように、シード層96をエッチングする。このエッチングは、半導体基板91の全面エッチングである。エッチング方法としては、ドライエッチングとウエットエッチングがある。ウエットエッチングにおいて、シード層が銅の場合には、硫酸―過酸化水素水系や塩化鉄系などのエッチング液に半導体基板91を浸漬するか、エッチング液をスプレー状に半導体基板91上にシャワーしたりして、エッチングする。バリアメタルが積層している場合には、バリアメタルはシード層より薄いので、シード層と同じエッチング液でエッチングできることが多い。たとえば、シード層が銅の場合にバリアメタルとしてチタンを使用したとき、上記のウエットエッチング液でチタンもエッチングできる。図6(f)の状態でエッチングを行うため、シード層96をエッチングしているときに、当然メッキ層99もエッチングされる。シード層96と同じ材料の場合は、シード層96とメッキ層99の形成方法が異なっていてもその両者のエッチング速度は余り異ならないが、大きく異なるとメッキ層99が極端にエッチングされたり、或いはシード層が極端にエッチングされてキノコ状の形状になったりするので、エッチング液の選定や条件出しが重要である。また、バリアメタルが存在する場合、バリアメタルのエッチング速度がシード層のエッチング速度より小さい場合には、メッキ層99やシード層96のエッチングされすぎないように注意する必要がある。或いは、バリアメタルのエッチング速度が速い場合には廂ができないように注意する執拗がある。上記のようにシード層96のエッチング時にメッキ層もエッチングされるので、そのエッチング量を考えてメッキ層の厚みを決定する。たとえば、バリアメタルも含めたシード層厚みを1μmとして、バリアメタルも含めたシード層のエッチング量をオーバーエッチングも含めて1.2μm行うとしたとき、コイル配線の全体の厚みを10μmにしたいとすれば、メッキ層の厚みを約10.2μmとすれば良い。以上のようにしてコイル配線が形成される。 Next, as shown in FIG. 6F, when the photoresist 97 is removed by a wet method or a dry method (ashing), the seed layer 96 without the plating layer 99 is exposed. Next, as shown in FIG. 6G, the seed layer 96 is etched. This etching is a whole surface etching of the semiconductor substrate 91. Etching methods include dry etching and wet etching. In the wet etching, when the seed layer is copper, the semiconductor substrate 91 is immersed in an etching solution such as sulfuric acid-hydrogen peroxide solution or iron chloride, or the etching solution is sprayed on the semiconductor substrate 91 or sprayed. And etching. When the barrier metal is laminated, the barrier metal is thinner than the seed layer, so that it can often be etched with the same etching solution as the seed layer. For example, when titanium is used as the barrier metal when the seed layer is copper, titanium can also be etched with the above-described wet etching solution. Since the etching is performed in the state of FIG. 6F, the plating layer 99 is naturally etched when the seed layer 96 is being etched. In the case of the same material as the seed layer 96, even if the formation methods of the seed layer 96 and the plating layer 99 are different, the etching rates of the two are not so different, but if they are greatly different, the plating layer 99 is extremely etched, or Since the seed layer is extremely etched and becomes a mushroom-like shape, it is important to select an etching solution and set conditions. Further, when a barrier metal is present, care must be taken so that the plating layer 99 and the seed layer 96 are not etched too much when the barrier metal etching rate is lower than the seed layer etching rate. Alternatively, there is a relentless caution to prevent wrinkling when the barrier metal etching rate is high. As described above, since the plating layer is also etched when the seed layer 96 is etched, the thickness of the plating layer is determined in consideration of the etching amount. For example, if the seed layer thickness including the barrier metal is 1 μm and the etching amount of the seed layer including the barrier metal is 1.2 μm including over-etching, the total thickness of the coil wiring is 10 μm. For example, the thickness of the plating layer may be about 10.2 μm. The coil wiring is formed as described above.

次に、図6(h)に示すように、感光性ポリイミド膜100を塗布する。塗布後プリベークした後、図6(i)に示すように、露光法により、コイル中央孔101を開口する。また、露光法により、同時にコイル周辺部も開口する。このポリイミド開口部分102(102−1、102−2)にも磁性体が挿入されて、電磁シ−ルドの役割を果たす。ポリイミド開口部101および102を開口した後、熱処理を行いポリイミドを硬化させて安定化する。このように感光性ポリイミド膜を用いることにより、絶縁膜とフォトレジストの兼用ができるため、材料費が節約できるだけでなく、工程が簡略化できる。露光前のプリベークは80℃〜120℃で行われることが多い。ポリイミド膜の最終熱処理条件は、信頼性レベルにより異なるが、約250〜500℃で行われる。この工程後の熱処理温度も考慮して決定する。 Next, as shown in FIG. 6H, a photosensitive polyimide film 100 is applied. After pre-baking after application, the coil center hole 101 is opened by an exposure method as shown in FIG. Further, the peripheral portion of the coil is simultaneously opened by the exposure method. A magnetic material is also inserted into the polyimide opening 102 (102-1, 102-2), and serves as an electromagnetic shield. After opening the polyimide openings 101 and 102, heat treatment is performed to cure and stabilize the polyimide. By using the photosensitive polyimide film as described above, the insulating film and the photoresist can be used together, so that not only the material cost can be saved but also the process can be simplified. Pre-baking before exposure is often performed at 80 to 120 ° C. The final heat treatment condition of the polyimide film is performed at about 250 to 500 ° C., although it varies depending on the reliability level. The heat treatment temperature after this process is also taken into consideration.

次に、図6(j)に示すように、ポリイミド膜100の開口部101および102において電極・配線93上の絶縁膜94をエッチングする。エッチング方法には、ウエットエッチング法とドライエッチング法がある。絶縁膜94がシリコン酸化膜であるときは、ウエットエッチングの場合はたとえば、フッ酸系溶液でエッチングでき、ドライエッチングの場合はたとえば、CF4やC4F8等のフッ素系ガス、CHF3等のCHF系ガス、SF6等のSF系ガスなどがある。電極・配線93がエッチングストッパーとなるため、多少のオーバーエッチングを行っても電極・配線93を余りエッチングさせずにできる。また、半導体シリコン基板91の全面エッチングであるから、ポリイミド膜100もエッチングされるため、コイル配線99上のポリイミド膜100の厚みが薄くなるので、それを考慮してポリイミド膜100の厚みを決定する必要がある。また、熱処理によりポリイミド膜100の厚みは縮小するので、この縮小分も考慮してポリイミド膜100の厚みを決定する。 Next, as shown in FIG. 6J, the insulating film 94 on the electrode / wiring 93 is etched in the openings 101 and 102 of the polyimide film 100. Etching methods include a wet etching method and a dry etching method. When the insulating film 94 is a silicon oxide film, it can be etched with a hydrofluoric acid solution in the case of wet etching, and a fluorine gas such as CF4 and C4F8, a CHF gas such as CHF3 in the case of dry etching, There are SF gases such as SF6. Since the electrode / wiring 93 serves as an etching stopper, the electrode / wiring 93 is not etched much even if some over-etching is performed. Further, since the entire surface of the semiconductor silicon substrate 91 is etched, the polyimide film 100 is also etched, so that the thickness of the polyimide film 100 on the coil wiring 99 is reduced. Therefore, the thickness of the polyimide film 100 is determined in consideration thereof. There is a need. Further, since the thickness of the polyimide film 100 is reduced by the heat treatment, the thickness of the polyimide film 100 is determined in consideration of the reduced amount.

次に、図6(k)に示すように、流動性接着剤101を塗布する。流動性接着剤101は、使用状態で液体状である。流動性接着剤101を半導体基板91上にたとえば滴下して半導体基板91をスピンさせて半導体基板91上に均一に塗布する。窪みには厚く塗られ凸部分には薄く塗られる。たとえば、図6(k)に示すように、ポリイミド開口部101、102には厚くなり、コイル配線部99上には薄くなる。流動性絶縁膜101が電極・配線93上やポリイミド膜100上に直接形成すると特性が良くない場合には、流動性接着剤101を塗布する前に、CVD法やPVD法を用いて薄く(たとえば、0.1μm〜2μm)絶縁膜(SiOx、SiNx、SiOxNy膜等)を積層しても良い。一方、サポート基板107には、接合層106を介して、磁性体薄板105と柱状の磁性体104がパターニングされて付着している。磁性体104−3はコイル配線のコアとなる。また磁性体104−1および104−2は、コイル配線99の外側を取り囲む。また、磁性体薄板105はコア配線99の上部を覆う。磁性体104−1、104−2は半導体基板91のポリイミド開口部102−1、102−2に挿入できるようにパターニングされている。コア104−3はコイル中央孔101に挿入できるようにパターニングされている。 Next, as shown in FIG. 6K, a fluid adhesive 101 is applied. The fluid adhesive 101 is in a liquid state in use. The fluid adhesive 101 is dropped onto the semiconductor substrate 91, for example, and the semiconductor substrate 91 is spun and applied onto the semiconductor substrate 91 uniformly. The dents are thick and the convex parts are thin. For example, as shown in FIG. 6 (k), the polyimide openings 101 and 102 are thick, and the coil wiring 99 is thin. If the characteristics are not good when the fluid insulating film 101 is directly formed on the electrode / wiring 93 or the polyimide film 100, the film is thinly formed using the CVD method or the PVD method before applying the fluid adhesive 101 (for example, , 0.1 μm to 2 μm) insulating films (SiOx, SiNx, SiOxNy films, etc.) may be laminated. On the other hand, the magnetic thin plate 105 and the columnar magnetic body 104 are patterned and attached to the support substrate 107 via the bonding layer 106. The magnetic body 104-3 becomes a core of coil wiring. The magnetic bodies 104-1 and 104-2 surround the outside of the coil wiring 99. The magnetic thin plate 105 covers the upper part of the core wiring 99. The magnetic bodies 104-1 and 104-2 are patterned so that they can be inserted into the polyimide openings 102-1 and 102-2 of the semiconductor substrate 91. The core 104-3 is patterned so that it can be inserted into the coil center hole 101.

半導体基板91のアライメントマークまたは実パターンに対して、サポート基板107のアライメントマークまたは実パターンを正確に合わせて両基板を接近させて、コア104−3をコイル中央孔101へ、磁性体104−1、104−2をそれぞれポリイミド開口部102−1、102−2へ挿入する。
次に図6(l)に示すように、挿入が完了した後、流動性接着剤104を固化して、磁性体104−1〜104−3、および磁性体薄板105を固定する。さらに接合層106を軟化し接着力を低下させて磁性体薄板105を分離する。この状態を図6(l)に示す。この後、図6(n)に示すように、図5(n)に示す場合と同様に、絶縁膜106を積層して、磁性体104−1〜3を保護することができる。図6(n)に示すように、本実施形態におけるコイルは、縦方向に一巻きで横方向(平面方向)にも一巻き(正確には、図5(b)に示す場合から分かるように、約1巻き半)のコイルであり、コイル中心に磁性体コアが入っている。従って、コアがない場合(空芯コイル)に比較して透磁率の分だけインダクタンスが増大する。本発明は、たとえば、非常に大きな透磁率を持つ強磁性体であるFe、Co,Niやこれらの合金をコイル配線のコアに使うことができるので、高性能のコイルを作成できる。たとえば、パーマロイ(Fe−Ni合金)の薄板をコアとして使用すれば、透磁率が約20000以上であるから、同じサイズならば空芯コイルの約20000倍以上のインダクタンスを得ることができ、同じインダクタンスであるならば、サイズを1/20000以下とすることができる。また、Q値も非常に向上できる。さらに、本実施形態においては、コイル配線が磁性体で取り囲まれているので、電磁界をシールドできるので、高品質のコイルとなる。また、プロセスが非常に簡単なため、作製が容易であり、プロセス安定度も非常に高い。しかも通常の半導体装置に簡単にコイル(インダクタ)を接続し組み込みできるので、非常に小型のインダクタ付き半導体装置となる。また、磁性体としてフェライトなどの絶縁性を持つものを使うこともできる。その場合、絶縁体であるから、コイル配線にかなり接近させることができるし、或いはコイル配線と接触してもコイル配線から電気が流れることはないというメリットもある。
The alignment mark or actual pattern of the support substrate 107 is accurately aligned with the alignment mark or actual pattern of the semiconductor substrate 91 to bring both substrates close to each other so that the core 104-3 moves to the coil center hole 101 and the magnetic body 104-1. , 104-2 are inserted into the polyimide openings 102-1 and 102-2, respectively.
Next, as shown in FIG. 6 (l), after the insertion is completed, the fluid adhesive 104 is solidified, and the magnetic bodies 104-1 to 104-3 and the magnetic thin plate 105 are fixed. Further, the magnetic layer 105 is separated by softening the bonding layer 106 and reducing the adhesive force. This state is shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 6 (n), similarly to the case shown in FIG. 5 (n), an insulating film 106 can be stacked to protect the magnetic bodies 104-1 to 104-3. As shown in FIG. 6 (n), the coil in the present embodiment has one turn in the vertical direction and one turn in the horizontal direction (planar direction) (more precisely, as can be seen from the case shown in FIG. 5 (b)). About one and a half turns), and a magnetic core is contained in the center of the coil. Therefore, the inductance increases by the permeability compared to the case without the core (air core coil). In the present invention, for example, Fe, Co, Ni, which are ferromagnetic materials having very high magnetic permeability, and alloys thereof can be used for the core of the coil wiring, so that a high-performance coil can be produced. For example, if a thin plate of permalloy (Fe—Ni alloy) is used as the core, the magnetic permeability is about 20000 or more. Therefore, if the size is the same, an inductance about 20000 times or more that of the air-core coil can be obtained. The size can be reduced to 1/20000 or less. Also, the Q value can be greatly improved. Furthermore, in the present embodiment, since the coil wiring is surrounded by the magnetic material, the electromagnetic field can be shielded, so that a high quality coil is obtained. In addition, since the process is very simple, the fabrication is easy and the process stability is very high. In addition, since a coil (inductor) can be easily connected and incorporated in a normal semiconductor device, a very small semiconductor device with an inductor is obtained. Moreover, what has insulation, such as a ferrite, can also be used as a magnetic body. In that case, since it is an insulator, it can be brought close to the coil wiring, or even when it comes into contact with the coil wiring, there is an advantage that electricity does not flow from the coil wiring.

図7は、図6に示す製造方法の変形である。図7(a)〜図7(j)までは、図6(a)〜図6(j)と同じであるので、説明を省略する。図7(j)に示すように、コイル中央孔101、ポリイミド開口部102(102−1、102−2)、これらの開口部における電極・配線93上の絶縁膜94も除去されている。 FIG. 7 is a modification of the manufacturing method shown in FIG. Since FIGS. 7A to 7J are the same as FIGS. 6A to 6J, the description thereof is omitted. As shown in FIG. 7 (j), the coil center hole 101, the polyimide openings 102 (102-1, 102-2), and the insulating film 94 on the electrodes / wirings 93 in these openings are also removed.

次に、図7(k)に示すように、パターニングされた磁性体112(112−1〜112−3)が付着したサポート基板110を半導体基板91にパターン合わせを行いながら接近させる。サポート基板110が透明なガラス基板であるならば、ガラス基板110を通して光を透過させ半導体基板91とパターン合わせができる。サポート基板110が光に対して不透明な基板、たとえばシリコン基板やセラミック基板、或るいは金属製基板であるならば、反射光を用いたパターン合わせができる。或いは、サポート基板を通す電磁波、赤外線や紫外線やX線などを用いてアライメントできるし、或いは、半導体基板91の合わせマークに合わせたサポート基板110に貫通孔をあけてその孔を通してアライメント合わせが可能となる。いずれにしても非常に高精度にサポート基板110と半導体基板91を合わせることが可能である。半導体基板91に対して、サポート基板110を垂直方向に接近させることも高精度にできるので、パターニングされた磁性体をポリイミド開口部へ高精度に挿入することができる。また、垂直方向への移動距離のコントロールは現状でも0.1μmの制御が可能であるから、問題なく半導体基板91に磁性体を付着できる。 Next, as shown in FIG. 7K, the support substrate 110 to which the patterned magnetic bodies 112 (112-1 to 112-3) are attached is brought close to the semiconductor substrate 91 while performing pattern matching. If the support substrate 110 is a transparent glass substrate, light can be transmitted through the glass substrate 110 and pattern matching with the semiconductor substrate 91 can be performed. If the support substrate 110 is a substrate opaque to light, such as a silicon substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate, pattern matching using reflected light can be performed. Alternatively, alignment can be performed using electromagnetic waves, infrared rays, ultraviolet rays, X-rays, or the like that pass through the support substrate, or alignment can be performed through a through hole formed in the support substrate 110 corresponding to the alignment mark of the semiconductor substrate 91. Become. In any case, it is possible to match the support substrate 110 and the semiconductor substrate 91 with very high accuracy. Since the support substrate 110 can be brought close to the semiconductor substrate 91 in the vertical direction with high accuracy, the patterned magnetic body can be inserted into the polyimide opening with high accuracy. Further, since the vertical movement distance can be controlled to 0.1 μm even at present, the magnetic substance can be attached to the semiconductor substrate 91 without any problem.

図7(k)から分かるように、図7における実施形態では、流動性接着剤を用いずに、磁性体112(112−1〜112−3)の底面に接着剤113(113−1〜113−3)を付着させる。この付着方法は種々考えられる。たとえば、接着剤液にサポート基板に付着した磁性体112の底面を浸漬して付着させる方法がある。接着剤113は、たとえば熱硬化性の接着剤である。たとえば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂がある。或いは、導電性接着剤も用いることができる。 As can be seen from FIG. 7 (k), in the embodiment in FIG. 7, the adhesive 113 (113-1 to 113) is formed on the bottom surface of the magnetic body 112 (112-1 to 112-3) without using the fluid adhesive. -3) is adhered. Various attachment methods are conceivable. For example, there is a method in which the bottom surface of the magnetic body 112 attached to the support substrate is immersed in an adhesive solution for attachment. The adhesive 113 is, for example, a thermosetting adhesive. For example, there are epoxy resins, acrylic resins, and phenol resins. Alternatively, a conductive adhesive can also be used.

また、図7においては、磁性体112を連結した電磁シールド用の磁性体を用いていない。この理由は、この電磁シールド用磁性体を用いると開口部101、102と磁性体112(112−1〜112−3)との間に生じる隙間(空間)114を埋めることができないからである。接着剤113を介して磁性体112が電極・配線93に接触したときにサポート基板91へのサポート基板110の接近を停止する。この状態が図7(l)に示されている。この図からも分かるように、サポート基板110は半導体基板91の最上部であるポリイミド100に接触しないようにする。この理由は、接触するとポリイミド100や、しいては半導体装置へ損傷を与えることを防止するためである。このために、磁性体112の厚みを調整し、半導体基板91の最上部であるポリイミド膜100の上面より少し上に来るようにする。 Moreover, in FIG. 7, the magnetic body for electromagnetic shielding which connected the magnetic body 112 is not used. This is because the gap (space) 114 generated between the openings 101 and 102 and the magnetic body 112 (112-1 to 112-3) cannot be filled when this electromagnetic shielding magnetic body is used. When the magnetic body 112 comes into contact with the electrode / wiring 93 via the adhesive 113, the approach of the support substrate 110 to the support substrate 91 is stopped. This state is shown in FIG. As can be seen from this figure, the support substrate 110 is prevented from contacting the polyimide 100 which is the uppermost portion of the semiconductor substrate 91. The reason for this is to prevent damage to the polyimide 100 or the semiconductor device when contacted. For this purpose, the thickness of the magnetic body 112 is adjusted so that it is slightly above the upper surface of the polyimide film 100 that is the uppermost portion of the semiconductor substrate 91.

この後、熱処理を行い、接着剤113を硬化させて磁性体112を電極・配線93に固定する。その後接合剤111の接着力を弱めて、サポート基板110から磁性体112を分離する。たとえば、接着剤113を硬化させる温度よりも高い温度で軟化して接着力が低下する材料を接合剤111に使用すれば良い。たとえば、熱硬化性樹脂がある。この状態を示したものが図7(m)である。すなわち、磁性体112−3は、コイル中央孔101に入り込み、電極配線93−3の上に固定されている。磁性体112−1、112−2は、コイル周辺部を囲むようにして電極・配線93−1、93−2の上に固定される。導電性接着剤を用いれば、磁性体112と電極・配線93と電気的に接続するので、電磁界シールドの性能が向上する。電極・配線上の絶縁膜94を除去する目的は、この他に、磁性体112の底面の位置をできるだけ下げて、コイル配線を高さ方向にカバーできるようにすることもある。本発明のコイルは極めて性能が良いので、そこまでする必要がなければ、絶縁膜94をエッチング除去しなくても良い。このエッチング工程がなければプロセスがさらに簡略化される。 Thereafter, heat treatment is performed to cure the adhesive 113 and fix the magnetic body 112 to the electrode / wiring 93. Thereafter, the adhesive force of the bonding agent 111 is weakened, and the magnetic body 112 is separated from the support substrate 110. For example, a material that softens at a temperature higher than the temperature at which the adhesive 113 is cured and has a low adhesive force may be used for the bonding agent 111. For example, there is a thermosetting resin. FIG. 7 (m) shows this state. That is, the magnetic body 112-3 enters the coil center hole 101 and is fixed on the electrode wiring 93-3. The magnetic bodies 112-1 and 112-2 are fixed on the electrodes / wirings 93-1 and 93-2 so as to surround the periphery of the coil. If the conductive adhesive is used, the magnetic body 112 and the electrode / wiring 93 are electrically connected, so that the performance of the electromagnetic field shield is improved. In addition to this, the purpose of removing the insulating film 94 on the electrodes / wiring may be to lower the position of the bottom surface of the magnetic body 112 as much as possible so that the coil wiring can be covered in the height direction. Since the coil of the present invention has extremely good performance, the insulating film 94 does not have to be removed by etching if it is not necessary to achieve this. Without this etching step, the process is further simplified.

次に、図7(n)に示すように、絶縁膜115を形成し、隙間(空間)114を埋めるとともに、磁性体112を絶縁体でカバーして保護する。ポリイミドやSOGなどの流動性絶縁膜は、狭い隙間(空間)114を埋めることが比較的むずかしいので、その場合は、CVD法によって絶縁膜を形成することが良い。耐湿性を向上させるならば、SiNx膜やSiNxOy膜等の窒素含有膜が望ましい。 Next, as shown in FIG. 7 (n), an insulating film 115 is formed to fill the gap (space) 114, and the magnetic body 112 is covered and protected by an insulator. A fluid insulating film such as polyimide or SOG is relatively difficult to fill a narrow gap (space) 114. In that case, it is preferable to form the insulating film by a CVD method. In order to improve moisture resistance, a nitrogen-containing film such as a SiNx film or a SiNxOy film is desirable.

以上のように図7に示す方法によっても、コアをコイル中央孔およびコイル配線の周辺に配置することができる。この場合天井部には磁性体がないので、電磁シールドの効果は図6に示す場合に比較して少し弱い。 As described above, the core can be arranged around the coil central hole and the coil wiring also by the method shown in FIG. In this case, since there is no magnetic body on the ceiling, the effect of the electromagnetic shield is slightly weaker than that shown in FIG.

図8は、サポート基板に磁性体を付着させパターニングする方法について説明する図である。サポート基板の材料として、ガラス、セラミック、シリコン、金属板等を用いることができる。半導体基板側のサイズに対して、同程度の大きさであるが、大きくても良いし、小さくても良い。半導体基板の形状と必ずしも同じでなくても良い。通常半導体基板は円板(平面的には円形)状であるから、アライメントを考えると同一形状が良いが、矩形や楕円形でも良い。要は、多数のコイルを形成する必要がある半導体基板に対して、1回の操作でサポート基板からコイル中央孔および/またはコイル周辺の開口部へコア等の磁性体を挿入できるようにすることが必要である。ただし、サポート基板を小さくしてステップアンドリピート方式(ステッパーと同じ)で磁性体を搭載する方法を排除しない。 FIG. 8 is a diagram for explaining a patterning method by attaching a magnetic material to a support substrate. As a material for the support substrate, glass, ceramic, silicon, metal plate, or the like can be used. Although it is the same size as the size on the semiconductor substrate side, it may be larger or smaller. The shape of the semiconductor substrate is not necessarily the same. Since the semiconductor substrate is usually a disc (circular in plan), the same shape is preferable in consideration of alignment, but it may be rectangular or elliptical. In short, for a semiconductor substrate on which a large number of coils need to be formed, a magnetic material such as a core can be inserted from the support substrate into the coil central hole and / or the opening around the coil with a single operation. is required. However, it does not exclude a method of mounting a magnetic body in a step-and-repeat method (same as a stepper) by reducing the support substrate.

図8(a)に示すように、サポート基板121上に接合剤122を形成し、磁性体の薄板を貼り付ける。磁性体としては、所望の透磁率を持つ材料を選択する。すなわち、この材料は、インダクタの持つインダクタンスやインダクタのサイズ、コイルの巻き数、コイル配線の抵抗などによって決まる。たとえば、高透磁率の材料として、パーマロイ、強磁性体のFe、Co、Niなど種々のものがある。磁性体の厚みは、これまでの説明からも分かるように、コイル中央孔の深さと同程度の厚みとなる。最近は、10μm以下の非常に薄い薄板も形成できるので、本発明においてもサポート基板に貼り付けた状態で使用できるが、もっと薄くしたい場合とか、厚い磁性体を薄くしたときには、サポート基板121上に接合剤122を介して貼り付けた後で、全面エッチングを行って薄くしても良いし、グラインダーで研磨して薄くすることもできる。CMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いることにより、精度の良い厚さの磁性体を得ることができる。 As shown in FIG. 8A, a bonding agent 122 is formed on a support substrate 121, and a thin magnetic plate is attached. As the magnetic material, a material having a desired magnetic permeability is selected. That is, this material is determined by the inductance of the inductor, the size of the inductor, the number of turns of the coil, the resistance of the coil wiring, and the like. For example, various materials such as permalloy, ferromagnetic Fe, Co, and Ni are available as materials having high magnetic permeability. As can be understood from the above description, the thickness of the magnetic body is approximately the same as the depth of the coil central hole. Recently, a very thin thin plate having a thickness of 10 μm or less can also be formed. In the present invention, it can be used in a state where it is attached to a support substrate. After pasting through the bonding agent 122, the entire surface may be etched to reduce the thickness, or may be polished by a grinder to reduce the thickness. By using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, it is possible to obtain a magnetic material having a precise thickness.

磁性体の薄板を貼り付ける方法でなくとも、スパッターや蒸着等のPVD(物理気相成長)やCVD(化学気相成長)を用いてサポート基板上に形成しても良い。このときも接合剤122上に積層する。スパッターの場合、ターゲットとして磁性体を用いて、タッゲートにAr等の不活性ガスでスパッターしてサポート基板上に積層する。ナノメートルレベルで厚みをコントロールできるので、正確な厚みの磁性体をサポート基板上に形成できる。
接合剤122として、熱処理、紫外線照射により接合力がなくなったり弱まったりする材料を用いる。たとえば、熱可塑性樹脂や、半田等の金属である。これまで説明したように磁性体を半導体基板側に接着するまでは、磁性体はサポート基板121に強固に付着している必要がある。磁性体124を半導体基板に硬く接着してから、サポート基板121から磁性体を分離させる方法として、磁性体を半導体基板側に接着する接着剤の硬化温度より接合剤122の軟化温度や融点が高いものを使用すれば良い。このような組合せの樹脂や金属はたくさんあるので、その中からより良いものを選択すれば良い。たとえば、250℃以下で固化する熱硬化性樹脂を半導体基板側と接着する接着剤に選定し、300℃以上で軟化する熱可塑性樹脂を接合剤122として用いれば良い。
Instead of attaching a magnetic thin plate, it may be formed on the support substrate using PVD (physical vapor deposition) or CVD (chemical vapor deposition) such as sputtering or vapor deposition. At this time, it is laminated on the bonding agent 122. In the case of a sputter, a magnetic material is used as a target, and a tag gate is sputtered with an inert gas such as Ar and stacked on a support substrate. Since the thickness can be controlled at the nanometer level, a magnetic material having an accurate thickness can be formed on the support substrate.
As the bonding agent 122, a material whose bonding force is lost or weakened by heat treatment or ultraviolet irradiation is used. For example, a thermoplastic resin or a metal such as solder. As described above, the magnetic body needs to be firmly attached to the support substrate 121 until the magnetic body is bonded to the semiconductor substrate side. As a method of separating the magnetic material from the support substrate 121 after the magnetic material 124 is firmly bonded to the semiconductor substrate, the softening temperature and melting point of the bonding agent 122 are higher than the curing temperature of the adhesive that bonds the magnetic material to the semiconductor substrate side. Use something. There are many resins and metals in such combinations, and a better one can be selected from them. For example, a thermosetting resin that solidifies at 250 ° C. or lower may be selected as an adhesive that adheres to the semiconductor substrate side, and a thermoplastic resin that softens at 300 ° C. or higher may be used as the bonding agent 122.

次に、図8(b)に示すように、フォトレジストを塗布(あるいは感光性ドライフィルムを貼付して、磁性体を残すべき部分上にフォトレジスト等を露光法(プリベーク、現像、ポストベーク等を含む)により残すようにパターニングする。次に図8(c)に示すように、フォトレジストをマスクにして、磁性体をエッチングする。磁性体のエッチングにはウエットエッチングやドライエッチングがある。たとえば、鉄の場合、塩素ガスなどを用いたドライエッチングを行う。また、COガスとNH3ガスを混合してドライエッチングすることもできる。ウエットエッチングの場合は、希硫酸系や希塩酸系や塩化第二鉄系のエッチング液を用いれば良い。尚、ウエットエッチングの場合や等方性ドライエッチングの場合、フォトレジストのマスクに対してサイドエッチングとなりエッチング側面がテーパー状になる(すなわち、フォトレジスト側が幅が小さくなる)ので、このテーパー形状を考慮したコイル中央孔などを作製することもできる。たとえば、磁性体のこのテーパー形状がスムーズに挿入できるように、コイル中央孔などもテーパー形状(開口部上部(挿入側)は広く、開口部底部が狭くなるようなテーパー形状)とする。もちろん、コイル中央孔が垂直形状に近い孔でも、テーパー形状の磁性体パターンはスムーズに入る。異方性ドライエッチングの場合は、フォトレジスト124の形状に近いパターンが得られるので、サイズのコントロールが容易である。尚、Fe以外の強磁性体やパーマロイなども同様にエッチング可能である。 Next, as shown in FIG. 8B, a photoresist is applied (or a photosensitive dry film is pasted, and a photoresist or the like is applied on the portion where the magnetic material is to be left by an exposure method (pre-baking, developing, post-baking, etc. Then, the magnetic material is etched using the photoresist as a mask, as shown in Fig. 8C. There are wet etching and dry etching, for example. In the case of iron, dry etching using chlorine gas, etc. Further, dry etching can also be performed by mixing CO gas and NH 3 gas.In the case of wet etching, dilute sulfuric acid, dilute hydrochloric acid, or secondary chloride is used. In the case of wet etching or isotropic dry etching, a photoresist mask may be used. Since the etching side surface is tapered and the etched side surface is tapered (that is, the width on the photoresist side is reduced), a coil center hole or the like can be produced in consideration of the tapered shape. The coil center hole, etc. is also tapered so that the taper shape can be inserted smoothly (taper shape with a wide opening top (insertion side) and a narrow bottom of the opening). The taper-shaped magnetic pattern smoothly enters even with holes close to 1. In the case of anisotropic dry etching, a pattern close to the shape of the photoresist 124 can be obtained, and the size can be easily controlled. The same ferromagnetic material and permalloy can also be etched.

次にフォトレジストを除去して、図8(d)に示すように、磁性体パターン123(123−1〜123−3)が得られる。このようにして、サポート基板上に磁性体パターン123を形成できる。尚、磁性体のない部分の接合剤122は残しておいても良いが除去しても良い。接合剤の厚みは約0.1μm〜10μmで良いので、特に接合剤の厚みが薄い場合は、エッチング時(特にドライエッチング時)に接合剤が削れてなくなってしまう可能性もあるが特に問題はない。 Next, the photoresist is removed to obtain magnetic patterns 123 (123-1 to 123-3) as shown in FIG. In this way, the magnetic pattern 123 can be formed on the support substrate. Note that the bonding agent 122 in the portion without the magnetic material may be left or removed. Since the thickness of the bonding agent may be about 0.1 μm to 10 μm, particularly when the bonding agent is thin, there is a possibility that the bonding agent may not be scraped off during etching (particularly during dry etching). Absent.

図9は、磁気シールド材を有する場合のサポート基板を作製する方法を説明する図である。図9(a)に示すように、サポート基板131上に接合剤132を付着させる。接合剤132は、塗布用または貼付法により付着させる。その上に、磁気シールド材133となる材料を積層または付着する。磁気シールドは、高透磁率を持つ材料ほどその効果が大きいので、磁気シールド材133は高透磁率の材料が良い。従って、この後で積層または付着する磁性体の材料と同じ材料でも良い。もちろん、高透磁率の材料で異なる材料でも良い。次に磁性体の薄板134を積層または付着させる。磁気シールド材133や磁性体134はPVD法やCVD法で積層しても良い。 FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing a support substrate in the case of having a magnetic shield material. As shown in FIG. 9A, the bonding agent 132 is attached on the support substrate 131. The bonding agent 132 is attached for application or by a sticking method. On top of that, a material to be the magnetic shield material 133 is laminated or adhered. Since the magnetic shield material is more effective as a material having a high magnetic permeability, the magnetic shield material 133 is preferably a material having a high magnetic permeability. Therefore, the same material as the material of the magnetic body to be laminated or adhered thereafter may be used. Of course, different materials may be used with high magnetic permeability. Next, a magnetic thin plate 134 is laminated or adhered. The magnetic shield material 133 and the magnetic body 134 may be laminated by a PVD method or a CVD method.

次に図9(b)に示すように、フォトリソ法により、フォトレジストのパターン135を形成する。次に図9(c)に示すように、フォトレジスト135をマスクとして磁性体134をエッチングし、磁性体134(134−1〜134−3)をパターニングする。磁気シールド材133と磁性体134が異なる材料のときは、エッチング速度がある程度異なるので、このエッチング速度差を利用して磁気シールド材133を余りエッチングしないようにする。同一材料のときでも、磁性体134と磁気シールド材133との境界においてエッチングが不連続となるので、磁気シールド材を余りエッチングしないようにすることができる。 Next, as shown in FIG. 9B, a photoresist pattern 135 is formed by photolithography. Next, as shown in FIG. 9C, the magnetic body 134 is etched using the photoresist 135 as a mask, and the magnetic bodies 134 (134-1 to 134-3) are patterned. When the magnetic shield material 133 and the magnetic body 134 are different materials, the etching rate differs to some extent. Therefore, the etching rate difference is used to prevent the magnetic shield material 133 from being etched excessively. Even when the same material is used, the etching is discontinuous at the boundary between the magnetic body 134 and the magnetic shield material 133, so that the magnetic shield material can be prevented from being etched excessively.

次に磁性体134のエッチングが完了した後、フォトレジスト135を除去すると、図9(d)に示すようにな磁性体134(134−1〜134−3)のパターンを得る。次に、図9(e)に示すように、磁気シールド材133をパターニングするために、フォトレジスト136を所望のパターンにして、図9(f)に示すように、このフォトレジスト136をマスクにして磁気シールド材133をエッチングする。この後フォトレジスト136を除去して、図9(g)に示すように、磁気シールド133を所望のパターンに形成できる。このようにして、磁性体134(134−1〜134−3)のパターンと磁気シールド133のパターンを作製できる。 Next, after the etching of the magnetic body 134 is completed, the photoresist 135 is removed to obtain a pattern of the magnetic body 134 (134-1 to 134-3) as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 9E, in order to pattern the magnetic shield material 133, the photoresist 136 is formed into a desired pattern, and as shown in FIG. 9F, this photoresist 136 is used as a mask. Then, the magnetic shield material 133 is etched. Thereafter, the photoresist 136 is removed, and the magnetic shield 133 can be formed in a desired pattern as shown in FIG. In this manner, the pattern of the magnetic body 134 (134-1 to 134-3) and the pattern of the magnetic shield 133 can be produced.

図10は、磁気シールド材を有する場合のサポート基板を作製する他の方法を説明する図である。図10(a)に示すように、磁気シールド材と磁性体を同一材料とする磁性体143を接合剤142を介してサポート基板141上に付着または積層する。次に、図10(b)に示すように、フォトレジストまたは感光性ドライフィルムでパターニング(144)する。このパターニング144をマスクにして磁性体143を所望の量だけエッチングする。磁性体143は磁気シールドとなる分(145で示す)だけ残す。このようにして、図10(c)に示すように、磁性体のパターン143(143−1〜143−3)を形成する。その後フォトレジスト144を除去した図が図10(d)である。次に図10(e)に示すように、磁気シールド材となる部分を形成するためにフォトレジスト146をパターニングする。次に図10(f)に示すように、このフォトレジスト146をマスクにして、磁気シールド材145をエッチングし、所望の形状のパターン145−1を得る。この後フォトレジスト146を除去して、図10(g)に示すように、磁気シールド145−1を所望のパターンに形成できる。このようにして、同じ磁性体材料を用いて、磁性体143(143−1〜143−3)のパターンと磁気シールド145(145−1)のパターンを作製できる。 FIG. 10 is a diagram for explaining another method for producing a support substrate having a magnetic shield material. As shown in FIG. 10A, a magnetic body 143 made of the same material as the magnetic shield material is attached or laminated on the support substrate 141 via a bonding agent 142. Next, as shown in FIG. 10B, patterning is performed with a photoresist or a photosensitive dry film (144). The magnetic material 143 is etched by a desired amount using the patterning 144 as a mask. The magnetic body 143 is left as much as the magnetic shield (indicated by 145). Thus, as shown in FIG.10 (c), the magnetic body pattern 143 (1433-1 to 143-3) is formed. FIG. 10D is a view after the photoresist 144 is removed. Next, as shown in FIG. 10E, a photoresist 146 is patterned in order to form a portion to be a magnetic shield material. Next, as shown in FIG. 10F, the magnetic shield material 145 is etched using the photoresist 146 as a mask to obtain a pattern 145-1 having a desired shape. Thereafter, the photoresist 146 is removed, and the magnetic shield 145-1 can be formed in a desired pattern as shown in FIG. Thus, the pattern of the magnetic body 143 (143-1 to 143-3) and the pattern of the magnetic shield 145 (145-1) can be produced using the same magnetic material.

図11は、本発明の第3の実施形態を示す図である。図11に示す図は、本発明のインダクタを搭載した半導体装置の構造を示している。図11に基いて、この第3の実施形態に示されるインダクタの製造方法を説明する。半導体基板501上に形成された絶縁膜502の上に電極・配線503が形成されている。503(503−1、503−2)は、インダクタの端子が接続される電極・配線である。 FIG. 11 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. The figure shown in FIG. 11 shows the structure of a semiconductor device equipped with the inductor of the present invention. Based on FIG. 11, a manufacturing method of the inductor shown in the third embodiment will be described. Electrodes / wirings 503 are formed on an insulating film 502 formed on the semiconductor substrate 501. Reference numeral 503 (503-1, 503-2) denotes electrodes / wirings to which inductor terminals are connected.

電極・配線503の上に絶縁膜504を形成し、電極・配線503の一部を開口する。電極・配線503は、この開口部505(505−1、505−2)を通してインダクタ(コイル)配線に接続する。次にコイル配線506を積層する。コイルの品質を向上するには、Q値を高くすると良い。Q値を高くするにはコイル配線の抵抗を下げると良い。コイル配線の材料が同じであれば、コイル配線の断面積を大きくすれば良い。横方向へサイズを大きくし、厚みを厚くすれば良い。厚みを厚くするためには、PVDやCVD法で導電体膜を厚く成長させる方法があるが、5μm以上の厚みは時間がかかり生産性が悪くなる。メッキ法も同様であり、20μm以上のメッキは時間がかかる。そこで、この第3の実施形態では、コイル配線もサポート基板にあらかじめ作成しておき、サポート基板に付着したコイル配線を半導体基板に付着させる。サポート基板に付着したコイル配線を厚いコイル配線508と称し、前述した半導体基板501上に積層したコイル配線506と区別する。 An insulating film 504 is formed on the electrode / wiring 503 and a part of the electrode / wiring 503 is opened. The electrode / wiring 503 is connected to the inductor (coil) wiring through the opening 505 (505-1, 505-2). Next, the coil wiring 506 is laminated. In order to improve the quality of the coil, it is preferable to increase the Q value. In order to increase the Q value, it is preferable to decrease the resistance of the coil wiring. If the material of the coil wiring is the same, the cross-sectional area of the coil wiring may be increased. The size may be increased in the lateral direction to increase the thickness. In order to increase the thickness, there is a method in which the conductor film is grown thickly by PVD or CVD. However, if the thickness is 5 μm or more, it takes time and the productivity is deteriorated. The plating method is the same, and plating of 20 μm or more takes time. Therefore, in the third embodiment, the coil wiring is also prepared in advance on the support substrate, and the coil wiring attached to the support substrate is attached to the semiconductor substrate. The coil wiring attached to the support substrate is referred to as a thick coil wiring 508 and is distinguished from the coil wiring 506 laminated on the semiconductor substrate 501 described above.

積層したコイル配線506をパターニングし、電極・配線503(503−1、503−2)と接続し、将来コアを配置する場所を巻くように、環状に形成する。次にサポート基板に付着した厚いコイル配線508をこのパターニングされたコイル配線506に付着させる。サポート基板に付着した厚いコイル配線508の底部に接着剤507を付着させ、この接着剤507を介して厚いコイル配線508をコイル配線506に付着させる。厚いコイル配線508とコイル配線506は電気的に接続する必要があるので、この接着剤507は導電性接着剤である。或いは、融点の低い金属や合金でも良い。サポート基板に厚いコイル配線508を形成する方法は、前述した磁性体を付着させた方法と同じ方法を使用できる。たとえば、所定の厚みを持つ導電体薄板をサポート基板に貼り付ける。この時の接合剤は熱可塑性(熱軟化性)接着剤などである。貼り付けた導電体膜を半導体基板501に搭載できるように、多数のコイル配線にパターニングする。このパターニングされたコイル配線が厚いコイル配線508である。尚、コイル配線506の材質と厚いコイル配線508の材質は同じでも良いし、異なっていても良い。また、コイル配線506は途中で切れていても良い。その後の導電は厚いコイル配線508に電気が流れるので問題はない。厚いコイル配線508を接着剤507を介してコイル配線506に付着し、この接着剤の硬化温度以上で熱処理して厚いコイル配線508をコイル配線506に固定する。その後でサポート基板に厚いコイル配線508を接合している接合剤の軟化温度まで上げて接合剤の接着力をなくすか弱めて、厚いコイル配線508とサポート基板を分離する。 The laminated coil wiring 506 is patterned, connected to the electrode / wiring 503 (503-1, 503-2), and formed in an annular shape so as to wind a place where a core is to be disposed in the future. Next, the thick coil wiring 508 attached to the support substrate is attached to the patterned coil wiring 506. An adhesive 507 is attached to the bottom of the thick coil wiring 508 attached to the support substrate, and the thick coil wiring 508 is attached to the coil wiring 506 through the adhesive 507. Since the thick coil wiring 508 and the coil wiring 506 need to be electrically connected, the adhesive 507 is a conductive adhesive. Alternatively, a metal or alloy having a low melting point may be used. As a method of forming the thick coil wiring 508 on the support substrate, the same method as the method of attaching the magnetic material described above can be used. For example, a conductor thin plate having a predetermined thickness is attached to the support substrate. The bonding agent at this time is a thermoplastic (thermosoftening) adhesive or the like. The pasted conductor film is patterned into a large number of coil wirings so that the semiconductor substrate 501 can be mounted. This patterned coil wiring is a thick coil wiring 508. The material of the coil wiring 506 and the material of the thick coil wiring 508 may be the same or different. The coil wiring 506 may be cut off halfway. Subsequent conduction is not a problem because electricity flows through the thick coil wiring 508. The thick coil wiring 508 is attached to the coil wiring 506 via the adhesive 507, and is heat-treated at a temperature equal to or higher than the curing temperature of the adhesive to fix the thick coil wiring 508 to the coil wiring 506. Thereafter, the thick coil wiring 508 and the support substrate are separated from each other by raising or lowering the adhesive strength of the bonding agent that joins the thick coil wiring 508 to the support substrate to eliminate or weaken the adhesive.

次に、絶縁膜509を積層しコイル配線506および厚いコイル配線508をカバーする。次に、サポート基板に付着したパターニングされた磁性体511をコイルの内部空間(コイル中央孔)に挿入し、磁性体511底部に付着させた接着剤510を介して、コイルの内部空間(コイル中央孔)の底に付着する。サポート基板から磁性体511を分離する方法は前述したものと同様である。次に保護膜としての絶縁膜512を積層し、磁性体511をカバーする。第3の実施形態においても前述した流動性接着剤や感光性絶縁膜を使用することもできる。本発明においては、CVD法やPVD法により絶縁膜を積層すると厚いコイル配線508およびコイル配線506の形状にコンフォーマルに近いカバレッジで積層するので、厚いコイル配線508およびコイル配線506の内側には、これらのコイル配線の形状に近いコイル中央孔が形成されるので、容易に磁性体511を挿入できる。 Next, an insulating film 509 is stacked to cover the coil wiring 506 and the thick coil wiring 508. Next, the patterned magnetic body 511 attached to the support substrate is inserted into the internal space (coil central hole) of the coil, and the internal space (coil center) of the coil is passed through the adhesive 510 attached to the bottom of the magnetic body 511. Adhere to the bottom of the hole). The method for separating the magnetic body 511 from the support substrate is the same as described above. Next, an insulating film 512 as a protective film is laminated to cover the magnetic body 511. Also in the third embodiment, the fluid adhesive and the photosensitive insulating film described above can be used. In the present invention, when an insulating film is laminated by the CVD method or the PVD method, the thick coil wiring 508 and the coil wiring 506 are laminated with a conformal coverage. Since the coil center hole close to the shape of these coil wirings is formed, the magnetic body 511 can be easily inserted.

次に、磁性体が付着された別のサポート基板の例を示す。半導体基板の上部はいろいろな凹凸があり、磁性体を半導体基板に磁性体を挿入し付着し分離するという一連の工程中に、半導体基板のこのような凹凸の最上部にサポート基板が接触しないようにしなければならない。特に、磁性体の厚みが薄く中央孔の深さより小さい厚みのときでも使用できるサポート基板について説明する。図12(a)に示すように、サポート基板151上に、接合剤152を付着する。この接合剤152の厚みは、挿入する磁性体の厚みと挿入されるコイル配線中央孔(ポリイミド開口部なども含む)の深さを考慮して、サポート基板151が半導体基板上のパターンに接触しないように決定する。たとえば、磁性体の厚みが2μm、コイル配線中央孔の深さが2.1μm、磁性体の底に付着する接着剤の厚みが0.1μm、全体のばらつきの最大値が0.3μm、サポート基板と半導体基板の上下方向の余裕度を0.2μmとすると、サポート基板141が半導体基板上のパターンに接触しないようにするためには、磁性体底部からサポート基板の平坦部(磁性体のない所)までの距離は、2.5μm以上なければならない。この場合は、接合剤152の厚みを0.5μm以上とする。 Next, an example of another support substrate to which a magnetic material is attached is shown. The upper part of the semiconductor substrate has various irregularities, so that the support substrate does not come into contact with the uppermost part of the irregularities of the semiconductor substrate during a series of processes in which the magnetic substance is inserted into the semiconductor substrate, attached and separated. Must be. In particular, a support substrate that can be used even when the thickness of the magnetic material is small and smaller than the depth of the central hole will be described. As shown in FIG. 12A, a bonding agent 152 is attached on the support substrate 151. In consideration of the thickness of the magnetic material to be inserted and the depth of the central hole of the coil wiring to be inserted (including the polyimide opening), the thickness of the bonding agent 152 does not contact the support substrate 151 with the pattern on the semiconductor substrate. To be determined. For example, the thickness of the magnetic material is 2 μm, the depth of the coil wiring center hole is 2.1 μm, the thickness of the adhesive adhering to the bottom of the magnetic material is 0.1 μm, the maximum variation is 0.3 μm, the support substrate In order to prevent the support substrate 141 from coming into contact with the pattern on the semiconductor substrate, when the margin in the vertical direction of the semiconductor substrate is 0.2 μm, the flat portion of the support substrate (where there is no magnetic material) ) Must be 2.5 μm or more. In this case, the thickness of the bonding agent 152 is 0.5 μm or more.

接合剤152は熱可塑性ポリマーのようにある温度以上で接着力が低下するものが良い。従って、プロセス可能な範囲内に融点を持つ金属や合金でも良い。或いは、無機物でも良い。塗布法で付着しても良いし、シート状のものを付着しても良い。次に磁性体153を接合剤152の上に付着させる。次に図12(b)に示すように、フォトリソ法により、フォトレジスト154を所望のパターンに形成する。 The bonding agent 152 is preferably a material whose adhesive strength is lowered at a certain temperature or more like a thermoplastic polymer. Therefore, a metal or alloy having a melting point within a processable range may be used. Or an inorganic substance may be sufficient. You may adhere by the apply | coating method and you may adhere a sheet-like thing. Next, the magnetic body 153 is attached on the bonding agent 152. Next, as shown in FIG. 12B, a photoresist 154 is formed in a desired pattern by photolithography.

次に、このフォトレジスト154をマスクにして磁性体153をエッチングし、さらに接合剤152もエッチングする。この接合剤は完全にエッチングしても良いし、或いは所定の深さが得られたならば途中でエッチングを終了しても良い。また、接合剤152をエッチングしてもまだ深さが不足しているようでアレバ、サポート基板151もエッチングしても良い。磁性体153のパターンは余りサイドエッチングすると形状が変化し特性が変化する可能性もあるので、できるだけサイドエッチングを抑えた方が良い(尚、前述したように積極的にサイドエッチングを行う場合もある。)が、接合剤やサポート基板は、最終的には不要なので、しっかりと磁性体153がサポート基板に固定されていれば、多少のサイドエッチングは問題ない。 Next, the magnetic body 153 is etched using the photoresist 154 as a mask, and the bonding agent 152 is also etched. The bonding agent may be completely etched, or the etching may be terminated halfway when a predetermined depth is obtained. Moreover, even if the bonding agent 152 is etched, the depth still seems to be insufficient, and the AREVA and the support substrate 151 may also be etched. If the pattern of the magnetic material 153 is excessively side etched, the shape may change and the characteristics may change. Therefore, it is better to suppress side etching as much as possible (in addition, as described above, side etching may be actively performed). However, since the bonding agent and the support substrate are finally unnecessary, if the magnetic body 153 is firmly fixed to the support substrate, there is no problem with some side etching.

図12(d)は、フォトレジスト154を除去した後のサポート基板上に形成されたパターンを示す図である。磁性体153も接合剤152もパターニングされており、磁性体の底(ここでは上になっているが)からサポート基板までの距離が磁性体153の厚みよりも接合剤152の厚み分大きくなっている。この距離がもっと必要ならば、接合剤152の厚みを大きくしたり、さらにサポート基板151をエッチングすれば良い。この結果、サポート基板を半導体基板のパターンに接触させることがなく、コイル配線中央孔やポリイミド開口部へ磁性体153を挿入し付着し固定し、さらにサポート基板151から磁性体を分離できる。尚、接合剤152を半導体基板側に残し、軟化溶融させて、磁性体との間の隙間や空間へ流し込んで隙間や空間を埋めることもできる。 FIG. 12D is a diagram showing a pattern formed on the support substrate after the photoresist 154 is removed. Both the magnetic body 153 and the bonding agent 152 are patterned, and the distance from the bottom of the magnetic body (although it is above) to the support substrate is larger than the thickness of the magnetic body 153 by the thickness of the bonding agent 152. Yes. If this distance is necessary, the thickness of the bonding agent 152 may be increased or the support substrate 151 may be further etched. As a result, the magnetic substrate 153 can be inserted into, attached to, and fixed to the central hole of the coil wiring and the polyimide opening, and the magnetic substrate can be separated from the support substrate 151 without contacting the support substrate with the pattern of the semiconductor substrate. Alternatively, the bonding agent 152 can be left on the semiconductor substrate side, softened and melted, and poured into the gap or space between the magnetic bodies to fill the gap or space.

図13は、本発明の第4の実施形態を示す図である。この実施形態においては、サポート基板にコイル配線とコアをあらかじめ作製しておく。すなわち、コア付きのインダクタがサポート基板に形成されていて、このコア付きのインダクタを半導体基板に作製されている半導体装置(デバイス)に付着させるものである。図13においては、コイル配線が半導体基板に形成されるまでは、図11の場合と同様であるから、図11と同じ番号を用いる。すなわち、半導体基板501上にコイル配線506が積層され所望の形状にパターニングされている。 FIG. 13 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, coil wiring and a core are produced in advance on a support substrate. That is, an inductor with a core is formed on a support substrate, and the inductor with a core is attached to a semiconductor device (device) manufactured on a semiconductor substrate. In FIG. 13, until the coil wiring is formed on the semiconductor substrate, it is the same as in the case of FIG. That is, the coil wiring 506 is laminated on the semiconductor substrate 501 and patterned into a desired shape.

一方、サポート基板521上に接合剤522を介在してコイル配線523が形成される。このコイル配線523は、別基板で形成したコイル配線を本発明と同様の方法で付着させても良いし、このサポート基板521の上に接合剤522を形成した後に積層するかコイル配線の薄板を貼り付けるかして、その後でコイル配線となるようにパターニングしても良い。前者の場合は、サポート基板521上に磁性体524のパターンを形成しておく。この形成方法は、前述の方法を用いれば良い。次に、別の基板に形成されたパターニングされたコイル配線523(523−1、523−2)を付着させる。この時に用いる接着剤(接着剤Aとする)は熱硬化性樹脂である。別基板とコイル配線が接合している接合剤を接合剤Bとする。接合剤Bは熱可塑性樹脂である。接着剤Aの硬化温度をTA、接合剤Bの軟化温度をTBとする。TA<TBとなるような樹脂を選択する。コイル配線523をサポート基板に付着させ固定するときに、TAとTBの中間の温度で熱処理をする。次にTB以上で熱処理しコイル配線を別基板から分離する。このとき、サポート基板521上の接合剤522が軟化してしまうと良くないので、接合剤522の軟化温度TCはTBより高い材料を用いる。 On the other hand, the coil wiring 523 is formed on the support substrate 521 with the bonding agent 522 interposed. The coil wiring 523 may be formed by attaching a coil wiring formed on a separate substrate in the same manner as in the present invention, or by laminating the bonding agent 522 on the support substrate 521 or by laminating a thin plate of the coil wiring. It may be pasted or patterned to form coil wiring after that. In the former case, the pattern of the magnetic body 524 is formed on the support substrate 521. As the formation method, the above-described method may be used. Next, a patterned coil wiring 523 (523-1, 523-2) formed on another substrate is attached. The adhesive used at this time (referred to as adhesive A) is a thermosetting resin. A bonding agent in which the separate substrate and the coil wiring are bonded is referred to as a bonding agent B. The bonding agent B is a thermoplastic resin. The curing temperature of the adhesive A is TA, and the softening temperature of the bonding agent B is TB. Select a resin such that TA <TB. When the coil wiring 523 is attached and fixed to the support substrate, heat treatment is performed at a temperature between TA and TB. Next, heat treatment is performed at TB or higher to separate the coil wiring from another substrate. At this time, since it is not good if the bonding agent 522 on the support substrate 521 is softened, a material whose softening temperature TC of the bonding agent 522 is higher than TB is used.

後者の場合は、サポート基板521上にコイル配線パターンを形成する。次に、別の基板に形成されたパターニングされた磁性体524を付着させる。この時に用いる接着剤(接着剤Dとする)は熱硬化性樹脂である。別基板と磁性体524が接合している接合剤を接合剤Eとする。接合剤Eは熱可塑性樹脂である。接着剤Dの硬化温度をTD、接合剤Eの軟化温度をTEとする。TD<TEとなるような樹脂を選択する。磁性体524をサポート基板に付着させ固定するときに、TDとTEの中間の温度で熱処理をする。次にTE以上で熱処理しコイル配線を別基板から分離する。このとき、サポート基板521上の接合剤522が軟化してしまうと良くないので、接合剤522の軟化温度TCはTEより高い材料を用いる。 In the latter case, a coil wiring pattern is formed on the support substrate 521. Next, a patterned magnetic body 524 formed on another substrate is attached. The adhesive (adhesive D) used at this time is a thermosetting resin. A bonding agent in which the separate substrate and the magnetic body 524 are bonded is referred to as a bonding agent E. The bonding agent E is a thermoplastic resin. The curing temperature of the adhesive D is TD, and the softening temperature of the bonding agent E is TE. A resin that satisfies TD <TE is selected. When the magnetic body 524 is attached and fixed to the support substrate, heat treatment is performed at a temperature between TD and TE. Next, heat treatment is performed at TE or higher to separate the coil wiring from another substrate. At this time, since it is not good if the bonding agent 522 on the support substrate 521 is softened, a material whose softening temperature TC of the bonding agent 522 is higher than TE is used.

以上のようにしてサポート基板521上にコイル配線523と磁性体524を配置した後で、(磁性体524はコアであり、コイル配線の内側に入り込んでいる。)感光性樹脂(たとえば、感光性ポリイミド)を塗布し、コイル配線523の外側まで覆われるようにパターニングする。この後感光性樹脂の硬化温度以上で熱処理して感光性樹脂を硬化させる。コイル配線は複数サポート基板上に搭載されているが、この段階でコイル配線同士の間には感光性樹脂はなく、図13に示すように接合剤522が露出されている。次に、サポート基板521のコイル配線523および磁性体がある側(サポート基板521の表側)を研磨してコイル配線523の表面を露出させる。或いは全面エッチバックしてコイル配線523の表面上にある樹脂を取り除く。磁性体524の表面も露出する可能性があるが、露出したくないときは、磁性体の高さをコイル配線より低くすれば良い。この段階で単体のコイルまたはインダクタとして完成している。このコイルはコア524を有する。 After arranging the coil wiring 523 and the magnetic body 524 on the support substrate 521 as described above (the magnetic body 524 is a core and enters the inside of the coil wiring), a photosensitive resin (for example, photosensitive Polyimide) is applied and patterned so as to cover the outside of the coil wiring 523. Thereafter, the photosensitive resin is cured by heat treatment at a temperature higher than the curing temperature of the photosensitive resin. Although the coil wiring is mounted on a plurality of support substrates, there is no photosensitive resin between the coil wirings at this stage, and the bonding agent 522 is exposed as shown in FIG. Next, the coil wiring 523 of the support substrate 521 and the side where the magnetic material is present (the front side of the support substrate 521) are polished to expose the surface of the coil wiring 523. Alternatively, the entire surface is etched back to remove the resin on the surface of the coil wiring 523. The surface of the magnetic body 524 may also be exposed, but if it is not desired to be exposed, the height of the magnetic body may be set lower than the coil wiring. At this stage, it is completed as a single coil or inductor. This coil has a core 524.

次に露出したコイル配線523の表面に導電性接着剤を付着させる。この状態が図13に示されている。図13において、磁性体コア524がコイル配線523(523−1、523−2)の内側に挿入されている。コイル配線523と磁性体524の間には感光性樹脂が硬化して埋まっている。また、コイル配線523の外側も硬化した感光性樹脂526で被われている。尚、コイル配線523や磁性体524と感光性樹脂526を直接接触させたくないときは感光性樹脂526を形成する(塗布する)前に保護膜525、たとえばSiOxやSiNxやSIOxNy膜をCVD法で積層しても良い。コイル配線523の表面には導電性接着剤527が付着している。導電性接着剤527は半田等の金属または合金でも良い。フォトリソ法を用いてコイル配線523の表面付近以外を取り除く。図13においては、導電性接着剤527はコイル配線523の表面より少し大きめに記載しているが、確実に下地のコイル配線506と接続する必要がある。ただし、ショートして特性が得られなかったり、信頼性が悪くなるほど大きめにしてはならない。或いは異方性導電性接着剤を全面に塗布またはシート状のものを貼付しても良い。 Next, a conductive adhesive is attached to the exposed surface of the coil wiring 523. This state is shown in FIG. In FIG. 13, the magnetic core 524 is inserted inside the coil wiring 523 (523-1, 523-2). A photosensitive resin is cured and buried between the coil wiring 523 and the magnetic body 524. Further, the outer side of the coil wiring 523 is covered with a cured photosensitive resin 526. When it is not desired to directly contact the coil wiring 523 or the magnetic body 524 with the photosensitive resin 526, a protective film 525, for example, a SiOx, SiNx, or SIOxNy film is formed by a CVD method before the photosensitive resin 526 is formed (applied). You may laminate. A conductive adhesive 527 is attached to the surface of the coil wiring 523. The conductive adhesive 527 may be a metal such as solder or an alloy. A portion other than the vicinity of the surface of the coil wiring 523 is removed by using a photolithography method. In FIG. 13, the conductive adhesive 527 is illustrated to be slightly larger than the surface of the coil wiring 523, but it is necessary to be surely connected to the underlying coil wiring 506. However, it should not be so large that short-circuit characteristics cannot be obtained or reliability deteriorates. Or you may apply | coat an anisotropic conductive adhesive to the whole surface, or may affix a sheet-like thing.

図13に示すように、この後サポート基板521をさらに下げて、コイル配線506とコイル配線523を接着する。異方性導電性接着剤の場合は、縦方向に電流が流れるのでコイル配線506とコイル配線523の間は問題なく電気が伝導し、横方向は電気が流れるのでショートすることもない。さらに、磁性体コア524が露出したときには樹脂でカバーされるので保護膜としての機能も果たす。導電性接着剤の硬化温度TFは、接合剤のTCより低くする。このようにすることによりTF以上TC以下で熱処理をすることにより、まず、コイル配線523を半導体基板501に固定し、その後TC以上に熱処理してサポート基板521からコイル配線523および磁性体524を分離する。このときに接合剤522が半導体基板501側へ一部が残るが、この接合剤522はコイル配線523や磁性体をカバーするので保護膜としての役割もある。ただし除去したい場合には、全面ドライエッチングすることにより除去できる。尚、さらに磁性体524やコイル配線523、506を保護したいときには、CVD法またはPVD法で絶縁膜を積層すれば良い。耐湿性を向上させるにはシリコン窒化膜が最も良い。 As shown in FIG. 13, thereafter, the support substrate 521 is further lowered, and the coil wiring 506 and the coil wiring 523 are bonded. In the case of the anisotropic conductive adhesive, since current flows in the vertical direction, electricity is conducted between the coil wiring 506 and the coil wiring 523 without any problem, and since electricity flows in the horizontal direction, there is no short circuit. Further, when the magnetic core 524 is exposed, it is covered with resin, so that it also functions as a protective film. The curing temperature TF of the conductive adhesive is set lower than the TC of the bonding agent. In this way, by performing heat treatment at TF or more and TC or less, first, the coil wiring 523 is fixed to the semiconductor substrate 501, and then heat treatment is performed at TC or more to separate the coil wiring 523 and the magnetic body 524 from the support substrate 521. To do. At this time, a part of the bonding agent 522 remains on the semiconductor substrate 501 side, but this bonding agent 522 also serves as a protective film because it covers the coil wiring 523 and the magnetic material. However, if it is desired to be removed, the entire surface can be removed by dry etching. In order to further protect the magnetic body 524 and the coil wirings 523 and 506, an insulating film may be laminated by a CVD method or a PVD method. The silicon nitride film is the best for improving the moisture resistance.

図14は、第3の実施形態の変形例である。この実施例においては半導体基板501側の電極にはバンプ電極534が形成され、サポート基板521側のコイル配線の端子はバンプ電極537が形成されている。これらのバンプ電極534と537を接合させる。図13では506はコイル配線であったが、本実施形態では再配線層である。図13における506と少し目的が異なるので別の番号530を付けて区別する。この再配線層530は電極・配線503に接続している。再配線層530の上に絶縁膜531を積層し、再配線層530の外部への接続パッド532を開口する。この開口部532にシード金属533を積層する。セミアディティブ法、アディテイブ法、またはサブトラクト法によりシード層533やバンプ金属534を形成する。バンプ金属534はメッキ法により形成するが、印刷法などで形成することもできる。半導体基板501上に再配線530を形成しているが、本発明においてはインダクタを接続するだけなので、再配線層530および絶縁膜531を使用せず、直接電極・配線503上に形成することもできる。その場合は、プロセスが簡単になる。また、メッキを使わない場合は、たとえば、印刷法によりバンプを形成する場合には、シード層533が必要ない場合もある。 FIG. 14 is a modification of the third embodiment. In this embodiment, bump electrodes 534 are formed on the electrodes on the semiconductor substrate 501 side, and bump electrodes 537 are formed on the terminals of the coil wiring on the support substrate 521 side. These bump electrodes 534 and 537 are joined. In FIG. 13, 506 is a coil wiring, but in this embodiment, it is a rewiring layer. Since the purpose is slightly different from 506 in FIG. The rewiring layer 530 is connected to the electrode / wiring 503. An insulating film 531 is stacked on the rewiring layer 530, and connection pads 532 to the outside of the rewiring layer 530 are opened. A seed metal 533 is stacked in the opening 532. A seed layer 533 and a bump metal 534 are formed by a semi-additive method, an additive method, or a subtractive method. The bump metal 534 is formed by a plating method, but can also be formed by a printing method or the like. Although the rewiring 530 is formed on the semiconductor substrate 501, in the present invention, only the inductor is connected. it can. In that case, the process is simplified. When plating is not used, for example, when the bump is formed by a printing method, the seed layer 533 may not be necessary.

次に、サポート基板側であるが、コイル配線523および磁性体コア524を形成するところまでは図13に示す場合と同じ方法を使用できる。その後で、図13と同様に525で保護膜を形成してコイル配線523や磁性体コア524をカバーしても良い。その次に、感光性樹脂526を塗布し、コイル配線523同士、コイル配線523と磁性体コア524との間に存在する隙間を埋めるとともに表面をある程度平坦化する。これも図13と同様の工程であるが、この後、プリベークし、さらにコイル同士の間やコイル配線の表面部分535を露光法により開口する。開口後ポストベーク、本ベークを行い感光性樹脂を硬化させる。次に、シード層536を積層し、コイル配線523の開口部にバンプ金属を形成する。これでインダクタ単体としての素子ができる。サポート基板521には複数の(多数のと言っても良い)インダクタが搭載されている。それぞれに磁性体コアが挿入されている。 Next, on the support substrate side, the same method as shown in FIG. 13 can be used until the coil wiring 523 and the magnetic core 524 are formed. Thereafter, a protective film may be formed at 525 to cover the coil wiring 523 and the magnetic core 524 as in FIG. Next, a photosensitive resin 526 is applied to fill the gaps existing between the coil wirings 523 and between the coil wirings 523 and the magnetic core 524 and flatten the surface to some extent. This is also the same step as that in FIG. 13, but after this, pre-baking is performed, and further, a surface portion 535 between the coils and the surface of the coil wiring is opened by an exposure method. After opening, post-baking and main baking are performed to cure the photosensitive resin. Next, a seed layer 536 is stacked, and a bump metal is formed in the opening of the coil wiring 523. Thus, an element as a single inductor is formed. On the support substrate 521, a plurality of inductors (which may be said to be a large number) are mounted. A magnetic core is inserted in each.

次に、サポート基板521を半導体基板501にアライメントしながら接近させて、半導体基板501側のバンプ534とサポート基板側のバンプ537を接触させる。バンプ534や537が半田金属の場合は、フラックスを介在させて半田金属の融点に近い温度で熱処理することにより簡単に接合する。銅バンプや金バンプの場合は、圧力を少しかけながら加熱すれば接合するが、超音波をかけて行うのも効果的である。上記の方法でも接合が困難であるときは、導電性接着剤をバンプ間に介在させれば良い。この場合に導電性接着剤は両方のバンプの頭につけても良いがどちらか一方でも良い。また、導電性接着剤シートをバンプの間に挟んで熱圧着しても良い。導電性接着剤は、樹脂に限らず半田金属などでも良い。すなわち、バンプの頭に溶融金属をつけて、他方のバンプへ熱圧着すれば接合できる。これらの作業を不活性ガスの雰囲気中や真空中で行えば、金属の酸化などを防止することもできる。 Next, the support substrate 521 is brought close to the semiconductor substrate 501 while being aligned, and the bump 534 on the semiconductor substrate 501 side and the bump 537 on the support substrate side are brought into contact with each other. When the bumps 534 and 537 are solder metal, they are simply joined by heat treatment at a temperature close to the melting point of the solder metal with a flux interposed therebetween. In the case of copper bumps or gold bumps, bonding is performed by heating while applying a little pressure, but it is also effective to apply ultrasonic waves. If bonding is difficult even with the above method, a conductive adhesive may be interposed between the bumps. In this case, the conductive adhesive may be applied to the heads of both bumps, but either one may be used. Alternatively, the conductive adhesive sheet may be sandwiched between the bumps for thermocompression bonding. The conductive adhesive is not limited to resin and may be solder metal. That is, bonding can be achieved by attaching molten metal to the bump head and thermocompression bonding to the other bump. If these operations are carried out in an inert gas atmosphere or in a vacuum, metal oxidation and the like can be prevented.

次に、接合剤522を軟化させてインダクタをサポート基板から分離する。接合剤522が紫外線などの電磁波で接着能力をなくすか弱くなるものを用いれば、紫外線などの電磁波を照射して分離する。この場合は、サポート基板が、その電磁波を透過するものを選択する。接合剤が熱可塑性樹脂や金属の場合は、その軟化温度や融点がバンプを接合する温度に近いものを選択して、バンプ同士を接合すると同時にサポート基板を分離する。或いは、サポート基板として熱伝導性の良いものを選択して短時間に接合剤522の接着力を弱めるという方法もある。熱硬化性の導電性接着剤の場合は、導電性接着剤の硬化温度よりも高い温度で軟化する接合剤を選択すれば良い。 Next, the bonding agent 522 is softened to separate the inductor from the support substrate. If the bonding agent 522 uses an electromagnetic wave such as ultraviolet rays that loses or weakens the adhesive ability, the bonding agent 522 is separated by irradiation with electromagnetic waves such as ultraviolet rays. In this case, a support substrate that transmits the electromagnetic wave is selected. When the bonding agent is a thermoplastic resin or metal, the one whose softening temperature or melting point is close to the temperature at which the bump is bonded is selected, and the support substrate is separated at the same time as the bump is bonded. Alternatively, there is a method in which a support substrate having a good thermal conductivity is selected and the adhesive strength of the bonding agent 522 is weakened in a short time. In the case of a thermosetting conductive adhesive, a bonding agent that softens at a temperature higher than the curing temperature of the conductive adhesive may be selected.

図14に示す実施形態においては、インダクタ側にも半導体デバイス側にもバンプを形成したが、片方だけで接着できるときはどちらか一方だけでも良い。たとえば、相手側の開口部に露出した電極金属または電極導電体と簡単に接合できるときは相手側だけに凸状のバンプを形成できる。さらに、サポート基板は他の実施例と同様に、半導体基板、絶縁基板、或いは金属基板でも良い。相手側基板とアライメントがしやすく、また精度良くアライメントできる基板が良い。アライメントが精度良くできるにはできるだけ反りがないようにしなければならない。 In the embodiment shown in FIG. 14, bumps are formed on both the inductor side and the semiconductor device side, but if only one side can be bonded, only one of them may be used. For example, convex bumps can be formed only on the other side when it can be easily joined to the electrode metal or electrode conductor exposed in the opening on the other side. Further, the support substrate may be a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a metal substrate, as in the other embodiments. A substrate that is easy to align with the counterpart substrate and that can be accurately aligned is preferable. There must be as little warpage as possible in order to achieve accurate alignment.

本発明においては高い透磁率のコアを挿入できるので、非常に大きなインダクタンスを得ることができるが、コイル配線をスパイラル状に形成すれば、コイル配線の巻き数も簡単に増やすことが可能であるから、さらに大きなインダクタンスを得ることが可能となる。また、コイル配線の抵抗も材質を変えたりサイズを変えたりすることにより、容易に抵抗を下げることができるので、インダクタの品質(Q値)を飛躍的に向上することができる。言い方を変えれば、同じインダクタンスやQ値を持つインダクタはサイズが非常に小さくなるということである。 In the present invention, since a core with high magnetic permeability can be inserted, a very large inductance can be obtained. However, if the coil wiring is formed in a spiral shape, the number of turns of the coil wiring can be easily increased. Further, it is possible to obtain a larger inductance. In addition, since the resistance of the coil wiring can be easily lowered by changing the material or the size, the quality (Q value) of the inductor can be greatly improved. In other words, inductors with the same inductance and Q value are very small in size.

これまでに説明してきたインダクタは、コアが半導体基板表面に対して垂直にたっていてそのまわりをコイル配線が巻いているというもので、コイル配線が半導体基板表面に対してスパイラル状に(すなわち、渦巻き状に)平行に回っている(あるいは、スパイラル状に(すなわち螺旋的に)高さ方向にコアを巻いている)場合のものである。これをコアが半導体表面に対して縦(垂直)に立っているという意味で、縦型インダクタと呼ぶ。これに対して、コアが半導体基板表面に対して横に寝ている場合について説明する。これを横型インダクタと呼ぶ。 The inductors described so far are such that the core is perpendicular to the surface of the semiconductor substrate, and the coil wiring is wound around the core. The coil wiring is spirally formed on the surface of the semiconductor substrate (that is, spirally). In the case where the cores are rotated in parallel (or the core is spirally wound (that is, spirally wound in the height direction)). This is called a vertical inductor in the sense that the core stands vertically (perpendicular) to the semiconductor surface. On the other hand, a case where the core lies on the side of the semiconductor substrate surface will be described. This is called a horizontal inductor.

図15は、本発明の横型インダクタの基本的な構造を示す図である。図15(a)は本発明の横型インダクタを平面的に見たもので、図15(b)はその断面図である。(ただし、断面図図15(b)には関係する部分をすべて記載しているので、手前にあるものも、奥側にあるものも記載されている。)図15においては、インダクタに関係する部分のみを示している。本発明の横型インダクタは半導体基板に容易に組み込むことができるので、縦型インダクタと同じく半導体デバイスと同時並行的に半導体基板内に形成できる。たとえば、2層Al配線を有するLSIにおいて、下になるコイル配線603は1層目のAl配線で兼用でき、上になるコイル配線606は2層目のAl配線で兼用できる。ただし、コア604が厚いときは、1層目と2層目のコイル配線間の絶縁膜を厚くしなければならないので、微細なAl配線間ビアを形成できない場合がある(ビアのアスペクト比が大きくなる)。その時には上になるコイル配線606は別の配線として形成する。また、そのときにはコイル配線606をLSIの2層目のAl配線に接続するには新たな工程を付加しなければならないので、下になるコイル配線603とLSIの1層目のAl配線を接続すれば良い(コイル配線603も1層目のAl配線となっている。あるいは、コイル配線603をLSIの拡散層や配線(PolySiなど)へコンタクトしたり、2層目のAl配線へビアを経由して接続しても良い) FIG. 15 is a diagram showing a basic structure of the lateral inductor of the present invention. FIG. 15A is a plan view of the lateral inductor of the present invention, and FIG. 15B is a cross-sectional view thereof. (However, since all the relevant parts are shown in the sectional view of FIG. 15 (b), those in the foreground and those in the back are also shown.) In FIG. Only the part is shown. Since the horizontal inductor of the present invention can be easily incorporated into a semiconductor substrate, it can be formed in the semiconductor substrate simultaneously with the semiconductor device in the same manner as the vertical inductor. For example, in an LSI having a two-layer Al wiring, the lower coil wiring 603 can also be used as the first-layer Al wiring, and the upper coil wiring 606 can also be used as the second-layer Al wiring. However, when the core 604 is thick, the insulating film between the first and second coil wirings must be thickened, so there are cases in which fine vias between Al wirings cannot be formed (the aspect ratio of the vias is large). Become). At that time, the upper coil wiring 606 is formed as another wiring. At that time, since a new process must be added to connect the coil wiring 606 to the second-layer Al wiring of the LSI, the lower coil wiring 603 and the first-layer Al wiring of the LSI are connected. (The coil wiring 603 is also a first-layer Al wiring. Alternatively, the coil wiring 603 is contacted to an LSI diffusion layer or wiring (PolySi, etc.) or via a via to the second-layer Al wiring. May be connected)

図15(b)から分かるように、半導体基板601上の絶縁膜602内にコイル配線603(603−1)があり、その上に磁性体コア604がある。コイル配線603はコンタクト孔605を通してコア604の上にあるコイル配線606へ接続する。コンタクト孔には導電体膜が積層されている。コイル配線606はコア604を横切って(またいで)、次のコンタクト孔607へ接続する。コンタクト孔605および607には導電体膜が存在する。この導電体膜は上層のコイル配線607と兼用することができる場合があるが、コンタクト孔のアスペクト比が大きくなり上層のコイル配線607がコンタクト孔に充分に入り込まない時は、上層のコイル配線607とは別に形成する。(たとえば、導電体膜を埋め込む。)このコンタクト孔607はコイル配線603−1の隣のコイル配線603−2へ接続する。これを繰り返していき、コア604を下層のコイル配線603とコンタクト孔605と上層のコイル配線606とコンタクト孔607で巻きながらスイラル状にコイル配線が形成されている。この状態は、図15(a)で平面的にみると理解しやすい。太い実線で記載している紙面に平行な配線が下層の配線603(手前から、603−1〜603−4)である。その上に破線で示されたコア604がある。斜めの薄い線で記載している配線は上層のコイル配線606(手前から、606−1〜606−5)である。右側のコンタクト孔605(手前から605−1〜605−4)や左のコンタクト孔607(手前から、607−1〜607−4)は下層のコイル配線603と上層のコイル配線606とつながっている。コア604は絶縁膜2で被われていて、コイル配線603や606、コンタクト孔605や607とは接触しない。本発明においては、サポート基板に付着したコアが半導体基板にアライメントしながら挿入されて配置される。上層のコイル配線606上には絶縁膜が形成され、さらにその上に外部への接続電極・配線610(610−1、2)が形成される。外部への接続電極・配線610(610−1、2)はコンタクト孔(608、609)を通じて上層のコイル配線606に接続する。この結果、外部への接続電極・配線610(610−1)はコンタクト孔608に存在する導電体膜(通常は、接続電極・配線610と同じ)を通り、上層のコイル配線606(606−1)からコンタクト孔605(605−1)に入り下層のコイル配線603(603−1)を通り、コンタクト孔607(607−1)から上層のコイル配線606(606−2)に入り、コンタクト孔605(605−2)から下層のコイル配線603(603−2)を通り、コンタクト孔607(607−2)から上層のコイル配線606(606−3)に入り、コンタクト孔605(605−3)から下層のコイル配線603(603−3)を通り、コンタクト孔607(607−3)から上層のコイル配線606(606−4)を通り、コンタクト孔605(605−4)から下層のコイル配線603(603−4)を通り、コンタクト孔607(607−4)から上層のコイル配線606(606−5)を通り、コンタクト孔609から外部への接続電極・配線610(610−2)へつながる。巻き数を増やすときはこの繰り返しでつないでいけば良い。 As can be seen from FIG. 15B, the coil wiring 603 (603-1) is provided in the insulating film 602 on the semiconductor substrate 601, and the magnetic core 604 is provided thereon. The coil wiring 603 is connected to the coil wiring 606 on the core 604 through the contact hole 605. A conductor film is laminated in the contact hole. The coil wiring 606 crosses the core 604 and is connected to the next contact hole 607. A conductive film is present in the contact holes 605 and 607. In some cases, this conductor film can also be used as the upper layer coil wiring 607. However, when the aspect ratio of the contact hole becomes large and the upper layer coil wiring 607 does not sufficiently enter the contact hole, the upper layer coil wiring 607 is used. Formed separately. (For example, a conductive film is embedded.) The contact hole 607 is connected to the coil wiring 603-2 adjacent to the coil wiring 603-1. By repeating this, the coil wiring is formed in a spiral shape while winding the core 604 with the lower layer coil wiring 603, the contact hole 605, the upper layer coil wiring 606, and the contact hole 607. This state is easy to understand when viewed in plan in FIG. Wirings parallel to the paper surface indicated by thick solid lines are lower layer wirings 603 (from the front, 603-1 to 603-4). Above that is the core 604, shown in broken lines. The wiring indicated by the slanted thin lines is the upper layer coil wiring 606 (from the front, 606-1 to 606-5). The right contact hole 605 (605-1 to 605-4 from the front) and the left contact hole 607 (from the front, 607-1 to 607-4) are connected to the lower layer coil wiring 603 and the upper layer coil wiring 606. . The core 604 is covered with the insulating film 2 and is not in contact with the coil wirings 603 and 606 and the contact holes 605 and 607. In the present invention, the core attached to the support substrate is inserted and arranged while being aligned with the semiconductor substrate. An insulating film is formed on the upper coil wiring 606, and further, connection electrodes / wirings 610 (610-1, 2) to the outside are formed thereon. The external connection electrodes / wirings 610 (610-1, 2) are connected to the upper coil wiring 606 through the contact holes (608, 609). As a result, the connection electrode / wiring 610 (610-1) to the outside passes through the conductor film (usually the same as the connection electrode / wiring 610) in the contact hole 608, and the upper coil wiring 606 (606-1). ) Enters the contact hole 605 (605-1), passes through the lower layer coil wiring 603 (603-1), enters the upper layer coil wiring 606 (606-2) from the contact hole 607 (607-1), and enters the contact hole 605. (605-2) passes through the lower layer coil wiring 603 (603-2), enters the upper layer coil wiring 606 (606-3) from the contact hole 607 (607-2), and contacts the contact hole 605 (605-3). The lower layer coil wiring 603 (603-3) passes through the contact hole 607 (607-3) and the upper layer coil wiring 606 (606-4) passes through. From the hole 605 (605-4) through the lower layer coil wiring 603 (603-4), from the contact hole 607 (607-4) through the upper layer coil wiring 606 (606-5), and from the contact hole 609 to the outside Connection electrode / wiring 610 (610-2) is connected. If you want to increase the number of turns, just repeat this connection.

図15に示すこの基本形から分かるように、横型インダクタの場合には、コイル配線が二層となり、その間にコアが挟まれている。また下のコイル配線と上のコイル配線はコンタクト孔でつながっていく。従って、コイルの巻き数を簡単に増やすことができ、インダクタンスは巻き数の2乗に比例するので非常に大きくなっていく。かつ本発明の高透磁率のコアが挿入されているので、簡単なプロセスで非常に大きなインダクタンスを持つインダクタ(コイル)を作製できる。横型インダクタの製造方法の概要は、コアを内側にしてコイル配線をスパイラル状に巻くコア付きインダクタの製造方法であって、半導体基板、絶縁基板、または導電性基板である第1の基板上に第1のコイル配線を形成する工程と、第1の絶縁膜を形成する工程と、第2の基板に付着したコアを第1の基板に付着させる工程と、コアから第2の基板を分離する工程と、第2の絶縁膜を積層する工程と、第1の配線と第2の配線をスパイラル状に接続するための接続孔を形成する工程と、第2のコイル配線を形成する工程とを含む。第2の基板も半導体基板、絶縁性基板、または金属や導電性物質などの導電性基板で良い。また、第1の半導体基板には半導体デバイスやIC等の電子回路が形成されていて、それらに本発明のインダクタが接続しても良い。 As can be seen from this basic form shown in FIG. 15, in the case of a horizontal inductor, the coil wiring has two layers, and the core is sandwiched therebetween. The lower coil wiring and the upper coil wiring are connected by a contact hole. Therefore, the number of turns of the coil can be easily increased, and the inductance is proportional to the square of the number of turns, and thus becomes very large. In addition, since the high magnetic permeability core of the present invention is inserted, an inductor (coil) having a very large inductance can be manufactured by a simple process. An outline of a method for manufacturing a horizontal inductor is a method for manufacturing an inductor with a core in which a coil wiring is wound in a spiral shape with a core inside, and is formed on a first substrate which is a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a conductive substrate. A step of forming one coil wiring, a step of forming a first insulating film, a step of attaching a core attached to the second substrate to the first substrate, and a step of separating the second substrate from the core And a step of laminating a second insulating film, a step of forming a connection hole for connecting the first wiring and the second wiring in a spiral shape, and a step of forming a second coil wiring. . The second substrate may also be a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a conductive substrate such as a metal or a conductive material. Further, electronic circuits such as semiconductor devices and ICs may be formed on the first semiconductor substrate, and the inductor of the present invention may be connected to them.

図16は、横型インダクタの製造方法について説明する図である。
第1の基板である半導体基板上711に絶縁膜712(第1の絶縁膜)を形成する。絶縁膜は、シリコン酸化膜(SiOx)やシリコン窒化膜(SiNx)やシリコン酸窒化膜(SiOxNy)等であり、CVD法、PVD法などで生成される。或いは、塗布法による無機絶縁膜または有機絶縁膜でも良い。塗布絶縁膜の場合は、適当な熱処理を行う。この絶縁膜712上に導電体膜713を積層する。導電体膜は、導電性PolySi(P、B、AsなどをドープしたPolySi)、Al、Cu、Ti、Cr、Wなどの金属膜、金属シリサイド膜、またはこれらの合金、或いはこれらの導電体膜の複合膜である。この導電体膜を第1の導電体膜とする。
この第1の導電体膜713をフォトリソ法により所望のパターンに形成する。たとえば、図15(a)に示すような長方形状(直方体形状)を並べたパターンにする。この第1の導電体膜713がコイルの下部配線(図15の603)である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a method for manufacturing a horizontal inductor.
An insulating film 712 (first insulating film) is formed over a semiconductor substrate 711 which is a first substrate. The insulating film is a silicon oxide film (SiOx), a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxynitride film (SiOxNy), or the like, and is generated by a CVD method, a PVD method, or the like. Alternatively, an inorganic insulating film or an organic insulating film formed by a coating method may be used. In the case of a coated insulating film, an appropriate heat treatment is performed. A conductor film 713 is stacked on the insulating film 712. The conductor film is made of conductive PolySi (PolySi doped with P, B, As, etc.), metal film such as Al, Cu, Ti, Cr, W, metal silicide film, alloys thereof, or conductor films thereof. It is a composite membrane. This conductor film is referred to as a first conductor film.
The first conductor film 713 is formed in a desired pattern by photolithography. For example, a pattern in which rectangular shapes (cuboid shapes) as shown in FIG. The first conductor film 713 is a lower wiring (603 in FIG. 15) of the coil.

次に第2の絶縁膜714を積層する。絶縁膜は、シリコン酸化膜(SiOx)やシリコン窒化膜(SiNx)やシリコン酸窒化膜(SiOxNy)等であり、CVD法、PVD法などで生成される。または、塗布法による無機絶縁膜または有機絶縁膜でも良い。塗布絶縁膜の場合は、適当な熱処理を行う。或いは、これらの絶縁膜の複合膜でも良い。平坦化が必要な場合は、塗布絶縁膜で平坦化したり、CMPなどで研磨して平坦化する。或いは、エッチバック法を用いる。導電体膜713上の絶縁膜の厚みを所望の厚みとする。たとえば、この上に形成される磁性体膜716が電気的に導通しない厚みとする。 Next, a second insulating film 714 is stacked. The insulating film is a silicon oxide film (SiOx), a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxynitride film (SiOxNy), or the like, and is generated by a CVD method, a PVD method, or the like. Alternatively, an inorganic insulating film or an organic insulating film formed by a coating method may be used. In the case of a coated insulating film, an appropriate heat treatment is performed. Alternatively, a composite film of these insulating films may be used. If flattening is required, the surface is flattened with a coating insulating film or polished by CMP or the like. Alternatively, an etch back method is used. The thickness of the insulating film on the conductor film 713 is set to a desired thickness. For example, the thickness is set such that the magnetic film 716 formed thereon is not electrically conductive.

次に接着層715を積層し、所望の部分以外を除去する。この接着層715上に、サポート基板718上に付着したパターニングされた磁性体膜716をアライメントし付着させる。接着層715は、磁性体層716上(この場合は、底面上)にあらかじめ接着させておき、そのまま絶縁膜714の所定の場所に接着しても良い。熱処理等により、磁性体層716と絶縁膜714を直接接着できる時には、接着層715は不要である。
たとえば、絶縁膜714として、有機系塗布膜(たとえば、ポリイミド膜や有機系SOG膜)や無機系塗布膜(たとえば、SOG膜)を用いても良い。塗布膜の場合には、塗布した状態で磁性体層716を載せて、塗布膜の中に磁性体層716を少し埋め込んでその後塗布膜を固化させ磁性体層716を固定する。あるいは、完全に固化する温度よりも低い温度で熱処理をして塗布膜が軟化している状態で磁性体層716を載せて少し押しつけて、塗布膜に磁性体層716を少し入れ込んで接着させた後、熱処理を行い塗布膜を固化させて磁性体層716を固定する。尚、導電体膜713に直接塗布膜を接着させて信頼性等の問題が懸念される場合には、CVD法等による絶縁膜を薄く積層した後に塗布膜を塗布しても良い。接着層715として、たとえば有機系塗布膜または無機系塗布膜を塗布し、(このような塗布する接着剤を流動性接着剤と呼ぶ。)熱処理(プリベーク)した後磁性体膜716を接着し、さらに熱処理(本ベーク)して固定しても良い。あるいはプリベークせずに塗布膜に直接磁性体膜716を接着した後に熱処理して固定しても良い。このように、接着層715が絶縁膜のときは、他の導電体と導通しないので、接着層715をパターニングしなくても良い。また、流動性接着剤の場合には表面の凹凸も埋めるので、絶縁膜714を平坦化しなくても良い。(もちろん、平坦化しても良い。)
Next, an adhesive layer 715 is laminated, and portions other than the desired portion are removed. On this adhesive layer 715, a patterned magnetic film 716 attached on the support substrate 718 is aligned and attached. The adhesive layer 715 may be bonded in advance on the magnetic layer 716 (in this case, on the bottom surface) and may be bonded to a predetermined place of the insulating film 714 as it is. When the magnetic layer 716 and the insulating film 714 can be directly bonded by heat treatment or the like, the adhesive layer 715 is unnecessary.
For example, as the insulating film 714, an organic coating film (for example, a polyimide film or an organic SOG film) or an inorganic coating film (for example, an SOG film) may be used. In the case of a coating film, the magnetic layer 716 is placed in the coated state, and the magnetic layer 716 is slightly embedded in the coating film, and then the coating film is solidified to fix the magnetic layer 716. Alternatively, heat treatment is performed at a temperature lower than the temperature at which the coating film is completely solidified, and the magnetic layer 716 is placed and pressed a little while the coating film is softened. Then, heat treatment is performed to solidify the coating film, and the magnetic layer 716 is fixed. Note that in the case where a coating film is directly bonded to the conductor film 713 and there is a concern about reliability or the like, the coating film may be applied after thinly depositing an insulating film by a CVD method or the like. As the adhesive layer 715, for example, an organic coating film or an inorganic coating film is applied, (such an adhesive to be applied is called a fluid adhesive), and after heat treatment (pre-baking), the magnetic film 716 is bonded, Further, it may be fixed by heat treatment (main baking). Alternatively, the magnetic film 716 may be directly bonded to the coating film without pre-baking and then fixed by heat treatment. Thus, when the adhesive layer 715 is an insulating film, it does not conduct with other conductors, and thus the adhesive layer 715 may not be patterned. Further, in the case of a fluid adhesive, the surface unevenness is filled, so that the insulating film 714 does not have to be planarized. (Of course, it may be flattened.)

磁性体膜716上にあらかじめ接着層715を形成する方法として、接着剤液へパターニングされた磁性体膜716の上部(図においては底部)を浸して、接着剤を磁性体膜716上に付着させた後、プリベークした後絶縁膜714に接着しても良い。プリベークが不要ならしなくても良い。接着後本ベークして磁性体716を、接着層715を介して絶縁膜714に固定する。 As a method of forming the adhesive layer 715 on the magnetic film 716 in advance, the upper part (bottom part in the drawing) of the patterned magnetic film 716 is immersed in an adhesive solution so that the adhesive is attached onto the magnetic film 716. Then, after pre-baking, the insulating film 714 may be bonded. Pre-baking is not necessary. After the bonding, the main body is baked to fix the magnetic body 716 to the insulating film 714 through the adhesive layer 715.

縦型インダクタの所でも説明したように、サポート基板718に磁性体膜716を接着層717で付着するときには、たとえば、接着層は熱可塑性(熱軟化性)樹脂または金属(半田等の合金を含む)の接着層とする。その軟化温度(または溶融温度)または融点をT5とする。また、接着層715が熱硬化性樹脂の接着層である場合には、その硬化温度をT6とする。サポート基板718に接着層717を介して付着した磁性体膜716を接着層715に付着して温度T6以上でT5より低い温度で熱処理を行い、磁性体膜716を接着層715にしっかりと固定させる。固定した後で、T5以上の温度で熱処理を行い、サポート基板から磁性体膜715を分離させることができる。接着層717を使用せず、真空吸着や電磁石で磁性体膜716をサポート基板718に付着するときには、温度の制約はない。 As described for the vertical inductor, when the magnetic film 716 is adhered to the support substrate 718 with the adhesive layer 717, for example, the adhesive layer includes a thermoplastic (thermosoftening) resin or a metal (alloy such as solder). ) Adhesive layer. The softening temperature (or melting temperature) or melting point is T5. When the adhesive layer 715 is a thermosetting resin adhesive layer, the curing temperature is T6. The magnetic film 716 attached to the support substrate 718 through the adhesive layer 717 is attached to the adhesive layer 715, and heat treatment is performed at a temperature higher than the temperature T6 and lower than T5, thereby firmly fixing the magnetic film 716 to the adhesive layer 715. . After fixing, the magnetic film 715 can be separated from the support substrate by performing heat treatment at a temperature of T5 or higher. When the magnetic film 716 is attached to the support substrate 718 by vacuum suction or electromagnet without using the adhesive layer 717, there is no temperature restriction.

次に第3の絶縁膜719を積層する。(絶縁膜712が第1の絶縁膜、絶縁膜714が第2の絶縁膜である。)絶縁膜は、シリコン酸化膜(SiOx)やシリコン窒化膜(SiNx)やシリコン酸窒化膜(SiOxNy)等であり、CVD法、PVD法などで生成される。または、塗布法による無機絶縁膜または有機絶縁膜でも良い。塗布絶縁膜の場合は、適当な熱処理を行う。或いは、これらの絶縁膜の複合膜でも良い。平坦化が必要な場合は、塗布絶縁膜で平坦化したり、CMPなどで研磨して平坦化する。或いは、エッチバック法を用いる。 Next, a third insulating film 719 is stacked. (The insulating film 712 is the first insulating film, and the insulating film 714 is the second insulating film.) The insulating film is a silicon oxide film (SiOx), a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxynitride film (SiOxNy), or the like. It is generated by CVD method, PVD method, etc. Alternatively, an inorganic insulating film or an organic insulating film formed by a coating method may be used. In the case of a coated insulating film, an appropriate heat treatment is performed. Alternatively, a composite film of these insulating films may be used. If flattening is required, the surface is flattened with a coating insulating film or polished by CMP or the like. Alternatively, an etch back method is used.

次にフォトリソ法により、所定部分にビアホール(コンタクト孔)720を形成する。このビアホール720は下部配線713と上部配線(図15の606、あるいは図16(c)の722)とをスパイラルに接続するコンタクト孔である。コンタクト孔720をCVD法、PVD法、或いはめっき法により金属膜を積層する。或いは塗布法により導電体膜を形成しても良い(たとえば、導電体ペーストを塗布する)。金属膜として、アルミニウム、Cu、Ti,Cr、半田、W、Mo等、或いはこれらの合金、或いは金属シリサイド膜、或いはこれらの複合膜が挙げられる。ビアホール720を完全に充填しても良いが、問題なければ充填しなくても良い。この721をプラグ配線と呼ぶ。 Next, a via hole (contact hole) 720 is formed in a predetermined portion by photolithography. The via hole 720 is a contact hole that connects the lower wiring 713 and the upper wiring (606 in FIG. 15 or 722 in FIG. 16C) in a spiral. A metal film is laminated on the contact hole 720 by a CVD method, a PVD method, or a plating method. Alternatively, a conductor film may be formed by a coating method (for example, a conductor paste is applied). Examples of the metal film include aluminum, Cu, Ti, Cr, solder, W, Mo, or an alloy thereof, a metal silicide film, or a composite film thereof. The via hole 720 may be completely filled, but may not be filled if there is no problem. This 721 is called plug wiring.

ここで、ビアホール(コンタクト孔)720のサイズとアスペクト比を見積もる。図19(c)に示す記号を用いる。下部配線713上の絶縁膜の厚みをp3(これはコンタクト孔の深さに等しい)、磁性体膜716と下部配線713の間の絶縁膜の厚さをq3、磁性体膜716の厚さをr、磁性体膜716上の絶縁膜の厚さをu3とすると、p3=q3+r+u3となる。q3およびu3は0.5μm以上なら充分であるから、それぞれ1μmとする。p3=4+r(μm)となる。磁性体膜の厚みを1μmとするとp3=5μmとなる。下部配線713および上部配線722の配線幅を5.5μmとするとコンタクト孔サイズは5μm{5μm*5μm(配線の長手方向にはもっと大きく取ることはできる)}は取ることができる。そうするとコンタクト孔のアスペクト比は約1.0となり、PVD法(たとえば、スパッター法)やCVD法で充分コンタクト孔にカバレッジ良好に積層できる。(従って、コンタクト孔内導電体膜と上層の第2の導電体膜と兼用も可能である。) Here, the size and aspect ratio of the via hole (contact hole) 720 are estimated. Symbols shown in FIG. 19C are used. The thickness of the insulating film on the lower wiring 713 is p3 (this is equal to the depth of the contact hole), the thickness of the insulating film between the magnetic film 716 and the lower wiring 713 is q3, and the thickness of the magnetic film 716 is r, where u3 is the thickness of the insulating film on the magnetic film 716, p3 = q3 + r + u3. Since q3 and u3 are sufficient if they are 0.5 μm or more, they are each set to 1 μm. p3 = 4 + r (μm). When the thickness of the magnetic film is 1 μm, p3 = 5 μm. If the wiring width of the lower wiring 713 and the upper wiring 722 is 5.5 μm, the contact hole size can be 5 μm {5 μm * 5 μm (can be made larger in the longitudinal direction of the wiring)}. Then, the aspect ratio of the contact hole is about 1.0, and the PVD method (for example, sputtering method) or the CVD method can be sufficiently stacked on the contact hole with good coverage. (Therefore, the contact hole conductor film can also be used as the upper second conductor film.)

絶縁膜719は、感光性樹脂(たとえば、感光性ポリイミド膜)でも良い。感光性樹脂の場合には、塗布法で半導体基板711上に塗布する。或いは、感光性フィルムを用いても良い。感光性樹脂を塗布後プリベークし、露光法によりコンタクト孔720を開口する。その後、本ベークして感光性樹脂を硬化させて絶縁膜719を得る。感光性樹脂を用いた場合には、フォトリソ工程が不要となるし、感光性樹脂をそのまま絶縁膜719として使用できる。開口したコンタクト孔720の底には絶縁膜714が存在するので、ドライエッチングまたはウエットエッチングでコンタクト孔720底にある絶縁膜714を除去する。絶縁膜714のサイドエッチングを防止するためには、ドライエッチング特に異方性エッチングが良い。尚、絶縁膜714も感光性樹脂で形成することができ、この段階で露光法(現像等も含む露光を利用した一連の窓開け法)によりコンタクト孔720をあけておけば、この部分における絶縁膜714はなくなっているので、エッチングが不要になるか、短時間のエッチングで済む。(その後の処理で、コンタクト孔720におけるコイル配線713上に異物が形成されたり、接着剤715が入り込む可能性もあるので、これらの除去が必要となる場合もある。)感光性樹脂を用いる場合、コイル配線713や磁性体716に感光性樹脂を直接接触したくない場合には、感光性樹脂を形成する前にCVD法やPVD法により絶縁膜を所望の厚み積層しても良い。この場合は、コンタクト孔720を露光法により開口した後で、この絶縁膜の除去が必要となる。 The insulating film 719 may be a photosensitive resin (for example, a photosensitive polyimide film). In the case of a photosensitive resin, it is applied on the semiconductor substrate 711 by a coating method. Alternatively, a photosensitive film may be used. After the photosensitive resin is applied, it is pre-baked and a contact hole 720 is opened by an exposure method. Thereafter, this baking is performed to cure the photosensitive resin, whereby an insulating film 719 is obtained. When the photosensitive resin is used, the photolithography process is not necessary, and the photosensitive resin can be used as it is as the insulating film 719. Since the insulating film 714 exists at the bottom of the opened contact hole 720, the insulating film 714 at the bottom of the contact hole 720 is removed by dry etching or wet etching. In order to prevent side etching of the insulating film 714, dry etching, particularly anisotropic etching is preferable. Note that the insulating film 714 can also be formed of a photosensitive resin. At this stage, if the contact hole 720 is formed by an exposure method (a series of window opening methods using exposure including development), the insulating film in this portion is insulated. Since the film 714 is lost, etching is unnecessary or only a short etching time is required. (Since a foreign substance may be formed on the coil wiring 713 in the contact hole 720 or the adhesive 715 may enter in the subsequent processing, it may be necessary to remove these.) When using a photosensitive resin When it is not desired to directly contact the photosensitive resin with the coil wiring 713 or the magnetic body 716, an insulating film may be laminated by a CVD method or a PVD method before forming the photosensitive resin. In this case, it is necessary to remove the insulating film after opening the contact hole 720 by an exposure method.

磁性体膜716の下部に絶縁膜を付着しておけば、直接下部導電体膜(第1の導電体膜)716に直接磁性体膜716を付着させることができる。たとえば、図21に示す方法のようにより簡単なプロセスで実現できる。図21は本発明の横型インダクタにおける1つのプロセスを示す図であるが、図21(a)に示すように、磁性体膜716の下部に接着性絶縁膜787を付着させる。この接着性絶縁膜787を磁性体716に付着する方法として、たとえば、サポート基板718に磁性体膜716が付着した状態で、接着性絶縁膜の液状体へ磁性体膜716を浸漬(特に、磁性体膜の底部)して、磁性体膜716の底部に接着性絶縁膜787を付着させる。磁性体膜716の底部に付着した接着性絶縁膜の接着性を上げるために軽く熱処理や光照射等を行っても良い。 If an insulating film is attached to the lower part of the magnetic film 716, the magnetic film 716 can be directly attached to the lower conductive film (first conductive film) 716. For example, it can be realized by a simpler process like the method shown in FIG. FIG. 21 is a diagram showing one process in the horizontal inductor according to the present invention. As shown in FIG. 21A, an adhesive insulating film 787 is attached to the lower part of the magnetic film 716. As a method of attaching the adhesive insulating film 787 to the magnetic body 716, for example, the magnetic film 716 is immersed in the liquid body of the adhesive insulating film with the magnetic film 716 attached to the support substrate 718 (in particular, magnetic Then, an adhesive insulating film 787 is attached to the bottom of the magnetic film 716. In order to increase the adhesion of the adhesive insulating film attached to the bottom of the magnetic film 716, light heat treatment, light irradiation, or the like may be performed.

次に、サポート基板718と基板711を接近させて、磁性体膜713に接着性絶縁膜787を介して磁性体膜716を付着させる。サポート基板として特定波長(幅)の光を透過する基板(たとえば、透明ガラス基板や石英基板、透明プラスチック等)を用いれば、当該特定波長(幅)の光を透明ガラス基板の上部から照射して基板711との距離を光学的に正確に(nmオーダーかそれ以下の精度で)測定できるので、接着性絶縁膜787を確実に第1の導電体膜713に付着できる。また、接着性絶縁膜787はこの段階では柔らかいので、サポート基板718と基板711との距離を正確にコントロールして、接着性絶縁膜787の厚みも正確に制御できる。次に熱処理を行い接着性絶縁膜787を硬化させて磁性体膜716を基板711側に固定した後、接着層717の軟化点よりも高い温度にしてサポート基板718から磁性体層716を分離する。この状態が図21(b)である。 Next, the support substrate 718 and the substrate 711 are brought close to each other, and the magnetic film 716 is attached to the magnetic film 713 through the adhesive insulating film 787. If a substrate that transmits light of a specific wavelength (width) is used as the support substrate (for example, a transparent glass substrate, a quartz substrate, or a transparent plastic), the light of the specific wavelength (width) is irradiated from above the transparent glass substrate. Since the distance from the substrate 711 can be measured optically accurately (with accuracy on the order of nm or less), the adhesive insulating film 787 can be reliably attached to the first conductor film 713. Further, since the adhesive insulating film 787 is soft at this stage, the distance between the support substrate 718 and the substrate 711 can be accurately controlled, and the thickness of the adhesive insulating film 787 can also be accurately controlled. Next, heat treatment is performed to cure the adhesive insulating film 787 to fix the magnetic film 716 to the substrate 711 side, and then the magnetic layer 716 is separated from the support substrate 718 at a temperature higher than the softening point of the adhesive layer 717. . This state is shown in FIG.

次に、図21(c)に示すように、CVD法やPVD法や塗布法により絶縁膜788を積層する。その後で、感光性絶縁膜789を塗布しプリベークするか、シート状の感光性絶縁膜を貼りつけて軟化処理を行い、平坦化する。この後のプロセスは前述あるいは後述の通りである。尚、感光性絶縁膜789を第1の導電体膜713や磁性多摩区716上に直接積層しても信頼性や特性上問題なければ、絶縁膜788は必要がない。以上のように、磁性体膜716に接着性絶縁膜を付着させることにより、プロセスがより簡単になる。 Next, as shown in FIG. 21C, an insulating film 788 is stacked by a CVD method, a PVD method, or a coating method. After that, a photosensitive insulating film 789 is applied and prebaked, or a sheet-like photosensitive insulating film is applied and softened to perform planarization. The subsequent process is as described above or later. Even if the photosensitive insulating film 789 is directly laminated on the first conductor film 713 and the magnetic Tama region 716, the insulating film 788 is not necessary if there is no problem in reliability and characteristics. As described above, the process is further simplified by attaching the adhesive insulating film to the magnetic film 716.

有機系塗布膜(たとえば、ポリイミド膜)を絶縁膜として使用するとプロセスをさらに簡単にすることができる。図18は、本発明の横型インダクタにおける製造方法の1実施形態を説明する図である。図18(a)において、第1の導電体膜713の形成までは図17で説明したプロセスと同じである。導電体膜713の上に有機系塗布膜760を厚く塗布する。この塗布された液状の有機系塗布膜760内に基板718に付着した磁性体膜716を挿入し、所定位置まで入れて基板718と基板711の距離を保持して停止させる。この状態で図18(d)に示すように、熱処理を行い有機系塗布膜を硬化させて磁性体膜716を固定させる。この後この熱処理温度よりも高い温度にして接着層717の接着力を弱めて基板718を磁性体716から離す。この他にも種々の方法があることは前述の通りである。ここで、基板718は固化した絶縁膜760と接触させないようにすることが重要である。基板718が絶縁膜760接触すると基板718と絶縁膜760も付着してしまうからである。すなわち、磁性体膜716の底面と導電体膜713の距離をq(磁性体膜716の下にある絶縁膜760の厚みと同じである)、磁性体膜716の厚みをr、接着層717の厚みをs、導電体膜713上の固化後の絶縁膜760の厚みをpとしたとき、p<q+r+sとなるように、有機系塗布膜760を導電体膜713の上に厚く塗布する。たとえば、q=1.0μm(qは0.1μmの厚みがあれば充分である)、r=5μm、s=2μmとすれば、p<8μmとなる。 When an organic coating film (for example, polyimide film) is used as an insulating film, the process can be further simplified. FIG. 18 is a diagram for explaining an embodiment of a method for manufacturing a horizontal inductor according to the present invention. In FIG. 18A, the process up to the formation of the first conductor film 713 is the same as that described in FIG. An organic coating film 760 is thickly applied on the conductor film 713. The magnetic film 716 adhering to the substrate 718 is inserted into the applied liquid organic coating film 760, and the magnetic film 716 is inserted to a predetermined position and stopped while maintaining the distance between the substrate 718 and the substrate 711. In this state, as shown in FIG. 18D, heat treatment is performed to cure the organic coating film and fix the magnetic film 716. Thereafter, the substrate 718 is separated from the magnetic body 716 by lowering the adhesive force of the adhesive layer 717 by raising the temperature higher than the heat treatment temperature. As described above, there are various other methods. Here, it is important that the substrate 718 is not in contact with the solidified insulating film 760. This is because when the substrate 718 is in contact with the insulating film 760, the substrate 718 and the insulating film 760 are also attached. That is, the distance between the bottom surface of the magnetic film 716 and the conductor film 713 is q (the same as the thickness of the insulating film 760 under the magnetic film 716), the thickness of the magnetic film 716 is r, and the adhesive layer 717 When the thickness is s and the thickness of the solidified insulating film 760 on the conductor film 713 is p, the organic coating film 760 is thickly applied on the conductor film 713 so that p <q + r + s. For example, if q = 1.0 μm (q is sufficient if a thickness of 0.1 μm), r = 5 μm, and s = 2 μm, p <8 μm.

図18(c)は基板718を分離した後の図を示している。接着層717を残しているが、接着層717が基板718と一緒に分離する場合もある。接着層717が残る場合も考えて、接着層717がデバイス特性や信頼性に影響を与えないような材料を選ぶ必要がある。多数の材料があるが、たとえば、前述した材料が挙げられる。また、接着層717は軟化あるいは溶融するので、絶縁膜760の表面は平坦になるが、凹凸が残る場合は、塗布絶縁膜で平坦化したり、エッチバック法やCMP法により平坦化しても良い。次に図18(d)に示すように絶縁膜762を形成する。この後のプロセスは図16と同様である。 FIG. 18C shows a view after the substrate 718 is separated. Although the adhesive layer 717 remains, the adhesive layer 717 may be separated together with the substrate 718. Considering the case where the adhesive layer 717 remains, it is necessary to select a material that does not affect the device characteristics and reliability. There are many materials, for example, the materials described above. Further, since the adhesive layer 717 is softened or melted, the surface of the insulating film 760 is flattened. However, if unevenness remains, it may be flattened with a coating insulating film, or flattened by an etch back method or a CMP method. Next, as shown in FIG. 18D, an insulating film 762 is formed. The subsequent process is the same as in FIG.

感光性絶縁膜(たとえば、ポリイミド膜)を絶縁膜として用いるとさらにプロセスが簡便になる。図19は感光性膜770を下層のコイル配線となる第1の導電体膜713上に用いたプロセスを説明する図である。図19(a)に示すように、第1の導電体膜713を形成した後に、感光性膜770を塗布する(塗布後の感光性膜770の厚みをp0)この状態(すなわち、感光性膜は液状)で、パターニングされた磁性体膜716を付着した基板718を基板711に接近させる。図19(b)に示すように、磁性体膜716を感光性膜770の中にすべて浸入させる。基板718も感光性膜770と接触する。第1の導電体膜713と磁性体膜716の距離がq1になった所で基板718の移動を停止させる。(および/または基板711の基板718側への移動も停止する。) If a photosensitive insulating film (for example, a polyimide film) is used as the insulating film, the process is further simplified. FIG. 19 is a diagram for explaining a process in which the photosensitive film 770 is used on the first conductor film 713 to be the lower layer coil wiring. As shown in FIG. 19A, after the first conductor film 713 is formed, a photosensitive film 770 is applied (the thickness of the photosensitive film 770 after application is p0). The substrate 718 with the patterned magnetic film 716 attached is brought close to the substrate 711. As shown in FIG. 19B, the magnetic film 716 is completely infiltrated into the photosensitive film 770. The substrate 718 is also in contact with the photosensitive film 770. The movement of the substrate 718 is stopped when the distance between the first conductor film 713 and the magnetic film 716 reaches q1. (And / or the movement of the substrate 711 toward the substrate 718 is also stopped.)

この状態で磁性体膜716を基板718から分離させる。磁性体膜716を基板718内に搭載した電磁石で基板718に吸着しておけば電磁石の機能を停止すれば磁性体膜716は基板718から離れる。あるいは、磁性体膜716を基板718で真空吸着しておき、真空を解除すれば磁性体膜716は基板718から離れる。磁性体膜716のパターンだけを真空引きするには、磁性体膜716を吸着するマスクを基板718にあらかじめ付着させておくか、基板718に磁性体膜716を吸着する真空引き孔等を形成しておけば良い。あるいは、磁性体膜716を紫外線等の特殊な光や電磁波で付着力をなくすか弱めるタイプの接着層を用いて基板718に付着させておき、停止位置q1の所で当該紫外線等の特殊な光や電磁波を照射して磁性体膜716を基板718から離せば良い。この場合には、基板718は当該紫外線等の特殊な光や電磁波を透過するタイプの材料で構成され、感光性膜760は当該紫外線等の特殊な光や電磁波によって影響されない材料を使用する。 In this state, the magnetic film 716 is separated from the substrate 718. If the magnetic film 716 is attracted to the substrate 718 with an electromagnet mounted in the substrate 718, the magnetic film 716 moves away from the substrate 718 if the function of the electromagnet is stopped. Alternatively, if the magnetic film 716 is vacuum-adsorbed by the substrate 718 and the vacuum is released, the magnetic film 716 is separated from the substrate 718. In order to evacuate only the pattern of the magnetic film 716, a mask for adsorbing the magnetic film 716 is previously attached to the substrate 718, or a vacuum drawing hole for adsorbing the magnetic film 716 is formed on the substrate 718. Just keep it. Alternatively, the magnetic film 716 is attached to the substrate 718 using an adhesive layer that eliminates or weakens the adhesive force with special light such as ultraviolet rays or electromagnetic waves, and special light such as ultraviolet rays at the stop position q1. Alternatively, the magnetic film 716 may be separated from the substrate 718 by irradiation with electromagnetic waves. In this case, the substrate 718 is made of a material that transmits special light such as ultraviolet rays or electromagnetic waves, and the photosensitive film 760 is made of a material that is not affected by the special lights such as ultraviolet rays or electromagnetic waves.

基板718および基板711が停止した状態を示す図19(b)において、第1の導電体膜713上の感光性膜770の厚みをp1とすると、p1=q1+rとなる。基板718と磁性体膜716との間に接着層がなければ、p1は基板718と第1の導電体膜713との距離でもある。基板718を距離測定用の光が透過する材料で形成しておけば、基板718の上部からこの測定光をあて基板718と基板711との距離sを光学的に測定できる。この距離sは極めて正確に測定できる(オングストロームのレベル)ので、基板718と基板711の停止時における距離をs1とすれば、s=s1のときに基板718と基板711を極めて正確に停止することができる。(この様子を、図19(b)において光学的測定器772および測定光773を記載)ここでは、測定光によって感光性膜770が影響されないように感光性膜の材料および測定光の波長や強度を選定する必要がある。(尚、この方法は、他の実施例や実施形態においても応用できることは言うまでもない。) In FIG. 19B in which the substrate 718 and the substrate 711 are stopped, if the thickness of the photosensitive film 770 on the first conductor film 713 is p1, then p1 = q1 + r. If there is no adhesive layer between the substrate 718 and the magnetic film 716, p1 is also the distance between the substrate 718 and the first conductor film 713. If the substrate 718 is formed of a material that transmits light for distance measurement, the measurement light can be applied from above the substrate 718 to optically measure the distance s between the substrate 718 and the substrate 711. Since this distance s can be measured very accurately (angstrom level), if the distance when the substrate 718 and the substrate 711 are stopped is s1, the substrate 718 and the substrate 711 are stopped very accurately when s = s1. Can do. (This state is described with the optical measuring device 772 and the measuring light 773 in FIG. 19B.) Here, the material of the photosensitive film and the wavelength and intensity of the measuring light so that the photosensitive film 770 is not affected by the measuring light. Must be selected. (It goes without saying that this method can be applied to other examples and embodiments.)

液状の感光性膜770内で基板718から分離した磁性体膜716はその自重で沈み第1の導電体膜713の上で停止するが、図19(c)に示すように、磁性体膜716と第1の導電体膜713の間に薄い感光性膜770が残る(厚みq2)。この状態における第1の導電体膜713上の感光性膜の厚みをp2、磁性体膜716上の感光性膜770の厚みをu2とすると、p2=q2+r+u2となり、p2はp1とほぼ等しい。図19(d)に示すように、次にプリベークを行い、マスクを用いて露光法(露光+現像)により感光性膜770の所定部分にコンタクト孔775の窓開けを行う。この後熱処理(硬化熱処理)を行い、感光性膜770を硬化させる。感光性膜770がたとえば、感光性ポリイミド膜(これも種々の種類がある)であるとき、100℃前後の温度でプリベークを行い、熱処理(硬化熱処理)温度は、たとえば。150℃〜200℃で1段目の熱処理を行い、次に300℃〜400℃の温度で2段目の熱処理を行う。この硬化熱処理後において、第1の導電体膜713上における感光性膜770の厚みをp3、第1の導電体膜713と磁性体膜716の間における感光性膜770の厚みをq3、磁性体膜716上の感光性膜770の厚みをu3とすれば、p3=q3+r+u3となる。プリベークや熱処理により感光性膜770は収縮するので、p3<p2、u3<u2、q3<q2となる。収縮度が大きいときや、u2が薄すぎてしまい、u3が薄くなる可能性があるとき(u3がなくなり、磁性体膜716が露出してしまうとき)には、再度感光性膜を塗布してプリベークを行い、再度露光法によりコンタクト孔を窓開けし、さらに硬化熱処理を行い、所定の厚みのu3を得ることができる。あるいは、1度の感光性膜770で所定の厚みu3を確保するために、所定の厚みとなるu2を確保するように感光性膜770の厚みをコントロールする方法もある。u3の厚みは0.1μm以上であれば特性上の問題は発生しないが、プロセス安定性も考慮すれば約0.5μm以上確保するようにすることが望ましい。 The magnetic film 716 separated from the substrate 718 in the liquid photosensitive film 770 sinks by its own weight and stops on the first conductive film 713, but as shown in FIG. 19C, the magnetic film 716. And a thin photosensitive film 770 remains between the first conductive film 713 (thickness q2). If the thickness of the photosensitive film on the first conductive film 713 in this state is p2, and the thickness of the photosensitive film 770 on the magnetic film 716 is u2, then p2 = q2 + r + u2, and p2 is substantially equal to p1. Next, as shown in FIG. 19D, pre-baking is performed, and a contact hole 775 is opened in a predetermined portion of the photosensitive film 770 by an exposure method (exposure + development) using a mask. Thereafter, heat treatment (curing heat treatment) is performed to cure the photosensitive film 770. For example, when the photosensitive film 770 is a photosensitive polyimide film (also of various types), prebaking is performed at a temperature of about 100 ° C., and the heat treatment (curing heat treatment) temperature is, for example. The first heat treatment is performed at 150 to 200 ° C., and then the second heat treatment is performed at a temperature of 300 to 400 ° C. After this curing heat treatment, the thickness of the photosensitive film 770 on the first conductor film 713 is p3, the thickness of the photosensitive film 770 between the first conductor film 713 and the magnetic film 716 is q3, and the magnetic material If the thickness of the photosensitive film 770 on the film 716 is u3, p3 = q3 + r + u3. Since the photosensitive film 770 contracts by pre-baking or heat treatment, p3 <p2, u3 <u2, and q3 <q2. When the degree of shrinkage is large, or when u2 is too thin and u3 may be thin (when u3 disappears and magnetic film 716 is exposed), a photosensitive film is applied again. Pre-baking is performed, a contact hole is opened again by an exposure method, and a curing heat treatment is further performed to obtain u3 having a predetermined thickness. Alternatively, in order to secure a predetermined thickness u3 with a single photosensitive film 770, there is a method of controlling the thickness of the photosensitive film 770 so as to secure u2 having a predetermined thickness. If the thickness of u3 is 0.1 μm or more, there is no problem in characteristics, but it is desirable to secure about 0.5 μm or more in consideration of process stability.

q3の厚みも0.1μmあれば特性上の問題は発生しないが、プロセス安定性も考慮すれば約0.5μm以上確保するようにすることが望ましい。しかし、磁性体膜716は自重で感光性膜770の中に沈んでいる状態なので、所望の厚みを確保できない場合には、第2の導電体膜713を形成した後、薄く(たとえば、約0.1μm〜1.0μm)絶縁膜(SiOx、SiNxやSiOxNy等)をCVD法やPVD法で積層した後で、感光性膜770を塗布する方法もある。この場合には、コンタクト孔775の形成は感光性膜770の窓開けを行った後の硬化熱処理後において、コンタクト孔775には第1の導電体膜上にこの絶縁膜が存在するので、この絶縁膜をエッチングする。エッチングはウエットエッチングとドライエッチングがある。たとえば、絶縁膜がSiOx膜のときには、ウエットエッチングの場合には、HF系のエッチング液を用いて行なうが、感光性膜770はこのエッチング液ではエッチングされないので、絶縁膜SiO2のサイドエッチングが発生するので注意が必要である。ドライエッチングの場合は、絶縁膜のサイドエッチングが起こらないように異方性エッチングが望ましい。ドライエッチング法では、マスクを用いずに全面エッチングを行う場合には、磁性体膜716上の感光性膜770もエッチングされる(選択性の高いエッチングを行えば、エッチング量を少なくすることができる)ので、その分も考慮して感光性膜の厚みu3を決定する必要がある。(前述のように、第2の導電体膜と磁性体膜716との間の厚みは、約0.1μmあれば特性上の問題は発生しないが、プロセス安定性も考慮すれば約0.5μm以上確保するようにすることが望ましい。) If the thickness of q3 is also 0.1 μm, there will be no problem in characteristics, but it is desirable to secure about 0.5 μm or more in consideration of process stability. However, since the magnetic film 716 is submerged in the photosensitive film 770 by its own weight, if the desired thickness cannot be ensured, the second conductive film 713 is formed and then thin (for example, about 0). There is also a method in which a photosensitive film 770 is applied after an insulating film (SiOx, SiNx, SiOxNy, etc.) is laminated by a CVD method or a PVD method. In this case, since the contact hole 775 is formed on the first conductor film after the curing heat treatment after opening the window of the photosensitive film 770, the insulating film is present on the first conductor film. The insulating film is etched. Etching includes wet etching and dry etching. For example, when the insulating film is a SiOx film, wet etching is performed using an HF-based etching solution. However, since the photosensitive film 770 is not etched by this etching solution, side etching of the insulating film SiO2 occurs. So be careful. In the case of dry etching, anisotropic etching is desirable so that side etching of the insulating film does not occur. In the dry etching method, when the entire surface is etched without using a mask, the photosensitive film 770 on the magnetic film 716 is also etched (the etching amount can be reduced by performing etching with high selectivity). Therefore, it is necessary to determine the thickness u3 of the photosensitive film in consideration of that amount. (As described above, if the thickness between the second conductor film and the magnetic film 716 is about 0.1 μm, there is no problem in characteristics, but if the process stability is taken into consideration, the thickness is about 0.5 μm. It is desirable to ensure the above.)

所望の厚みq3を確保できない場合の他の方法として、基板718に付着した磁性体膜716の下部に絶縁膜をあらかしめ積層させておく方法もある。図20は本発明の横型インダクタにおける1実施形態のプロセスを説明する図である。図20(a)に示すように、所定厚み(v1)を有する絶縁膜780を積層した磁性体膜716を付着した基板718を感光性膜718に入れ込んで、第1の導電体膜713と絶縁膜780の距離q1が所定の値になったときに基板718および基板711の移動を停止して、磁性体膜716を基板718から分離させる。その後、図20(c)に示すように、自重で第1の導電体膜713に接近して第1の導電体膜713と絶縁膜780の距離q2で停止する。その後、図20(d)に示すように、コンタクト孔775を露光法により形成して、硬化熱処理を行う。この実施形態では、図20(b)において、p1=q1+v1+r、図20(c)において、p2=q2+v1+r+u2、図20(d)において、p3=q3+v1+r+u3となる。従って、第1の導電体膜713と磁性体膜716の間には必ず絶縁膜780が存在するので、第1の導電体膜713と磁性体膜716との電気的接続を懸念する必要がない。たとえ、q2やq3が0となっても問題はない。しかも、上述した第1の導電体膜713上に絶縁膜を形成してから感光性膜770を塗布せず、第1の導電体膜713上に直接感光性膜770を塗布するウロセスを採用できる。従って、コンタクト775を形成した後で、絶縁膜をエッチングするプロセスを取る必要もない。 As another method when the desired thickness q3 cannot be ensured, there is a method in which an insulating film is previously laminated under the magnetic film 716 attached to the substrate 718. FIG. 20 is a diagram for explaining the process of one embodiment of the lateral inductor of the present invention. As shown in FIG. 20A, a substrate 718 having a magnetic film 716 on which an insulating film 780 having a predetermined thickness (v1) is stacked is put into a photosensitive film 718, and the first conductive film 713 and When the distance q1 of the insulating film 780 reaches a predetermined value, the movement of the substrate 718 and the substrate 711 is stopped, and the magnetic film 716 is separated from the substrate 718. Thereafter, as shown in FIG. 20C, the first conductor film 713 is approached by its own weight and stops at a distance q2 between the first conductor film 713 and the insulating film 780. Thereafter, as shown in FIG. 20D, a contact hole 775 is formed by an exposure method, and a curing heat treatment is performed. In this embodiment, p1 = q1 + v1 + r in FIG. 20B, p2 = q2 + v1 + r + u2 in FIG. 20C, and p3 = q3 + v1 + r + u3 in FIG. 20D. Therefore, since the insulating film 780 always exists between the first conductor film 713 and the magnetic film 716, there is no need to worry about the electrical connection between the first conductor film 713 and the magnetic film 716. . Even if q2 and q3 become 0, there is no problem. In addition, the process of applying the photosensitive film 770 directly on the first conductive film 713 without applying the photosensitive film 770 after forming the insulating film on the first conductive film 713 can be adopted. . Therefore, it is not necessary to take a process of etching the insulating film after the contact 775 is formed.

磁性体膜716上に絶縁膜780を形成する方法も種々存在する。たとえば、磁性体膜716が基板718に付着している状態で、磁性体膜716の先端部(図20(a)では磁性体膜716の下部)を液状絶縁膜に浸漬して、磁性体膜716の先端部に付着させた後、熱処理を行い硬化させて、磁性体膜716上に絶縁膜780を形成することができる。また、たとえば、磁性体の薄板を基板718に付着させた後、磁性体膜上に絶縁膜を積層(CVD法、PVD法、塗布法)させて、所定形状に絶縁膜および磁性体膜をパターニングして、図20(a)に示すように磁性体膜716上に絶縁膜780を形成することができる。この熱処理で溶剤などがコンタクト孔において露出した第1の導電体膜713上に付着したり異物が形成される(これを残しておくと接続性が悪くなる)場合があるので、これを除去するためにコンタクト孔内に導電体膜を形成する前にライトエッチヌグをすることもある。このライトエッチングは逆スパッタやドライエッチングあるいは酸系や有機系溶液の処理などである。 There are various methods for forming the insulating film 780 on the magnetic film 716. For example, while the magnetic film 716 is attached to the substrate 718, the tip of the magnetic film 716 (in FIG. 20A, the lower part of the magnetic film 716) is immersed in a liquid insulating film, and the magnetic film The insulating film 780 can be formed on the magnetic film 716 after being attached to the tip portion of 716 and then cured by heat treatment. Further, for example, after attaching a magnetic thin plate to the substrate 718, an insulating film is stacked on the magnetic film (CVD method, PVD method, coating method), and the insulating film and the magnetic film are patterned into a predetermined shape. Thus, an insulating film 780 can be formed on the magnetic film 716 as shown in FIG. This heat treatment may cause a solvent or the like to adhere to the first conductor film 713 exposed in the contact hole or form a foreign substance (the connection may be deteriorated if this is left). Therefore, light etching may be performed before the conductor film is formed in the contact hole. This light etching is reverse sputtering, dry etching, or treatment of acid or organic solution.

次に、図16(c)に示すように、この上に導電体膜722を積層し所望の形状にパターニングする。(この導電体膜722は図15の606で上部配線である。)この導電体膜722も下層配線713と同様の材料で形成できる。同じ材料でも良いし、異なる材料でも良い。インダクタ(コイル)の特性に合わせて適宜選択すれば良い。導電体膜722はプラグ配線721と兼用することもできる。すなわち、プラグ配線721と導電体膜722を一緒に形成する。(ただし、コンタクト孔720において導電体膜722のステップカバレッジ(被覆性)が良くなければ、プラグ配線721を形成してから導電体膜722を形成した方が良い。)このようにして、下部配線からプラグおよび上部配線、その上部配線からプラグおよび下部配線にスパイラル状に接続でき、コイル配線が形成できる。このインダクタの中央部(内側部分)には磁性体716が存在するので、大きなインダクタンスと高いQ値を持つインダクタを作成できる。しかもLSI法により製造しているので、非常に高精度に微細なインダクタを形成できる。 Next, as shown in FIG. 16C, a conductor film 722 is laminated thereon and patterned into a desired shape. (This conductor film 722 is the upper wiring in 606 of FIG. 15.) This conductor film 722 can also be formed of the same material as the lower layer wiring 713. The same material or different materials may be used. What is necessary is just to select suitably according to the characteristic of an inductor (coil). The conductor film 722 can also be used as the plug wiring 721. That is, the plug wiring 721 and the conductor film 722 are formed together. (However, if the step coverage (coverability) of the conductor film 722 is not good in the contact hole 720, it is better to form the conductor film 722 after forming the plug wiring 721). From the upper wiring to the plug and the upper wiring, and from the upper wiring to the plug and the lower wiring, the coil wiring can be formed. Since the magnetic body 716 exists in the central portion (inner portion) of the inductor, an inductor having a large inductance and a high Q value can be created. Moreover, since it is manufactured by the LSI method, a fine inductor can be formed with very high accuracy.

次に、図16(d)に示すように、絶縁膜723を形成する。この絶縁膜723はコイル配線の保護膜となる。コイル全体を保護したければ、コイルの外側にある絶縁膜719、714、712を除去してから絶縁膜723を形成する。絶縁膜としてはCVD法、PVD法によって形成されるSiOx、SiNy、SiOxNyなど、或いはポリイミドなどの有機樹脂膜、SOGなどの無機塗布膜、或いはこれらの複合膜である。耐湿性などの信頼性を高めるためには、CVD法やPVD法による絶縁膜が良く特にCVD法によるSiNy、SiOxNy膜が良い。たとえば、パターニングされたコイル配線722上にCVD法によりSiOxNy膜を0.1μm〜1.0μm積層し、その上に感光性ポリイミドを形成して、フォトリソ法により開口し、その開口部をマスクにしてSiOxNy膜をエッチングし、開口部724(724−1、724−2)を形成することができる。もちろん感光性ポリイミドだけならば、エッチングは不要となる。(ただし、開口部724において露出した導電体膜722上に異物(たとえば、ポリイミド膜の熱処理時によるアウトガス成分が付着したり、開口時や熱処理時に導電体膜722が変質した場合)が存在して、接触が悪くなったときには、ライトエッチ(ウエットまたはドライエッチング、あるいは逆スパッター(Ar等によるスパッターエッチング)など)を行っても良い。)感光性樹脂を用いなければ、やはりフォトリソ法を用いて、絶縁膜723に開口部724を形成する。この開口部724はパッドとなり、プロバーなどでインダクタの特性を測定できる。 Next, as shown in FIG. 16D, an insulating film 723 is formed. This insulating film 723 serves as a protective film for coil wiring. In order to protect the entire coil, the insulating films 719, 714, and 712 on the outside of the coil are removed, and then the insulating film 723 is formed. As the insulating film, SiOx, SiNy, SiOxNy, etc. formed by CVD method, PVD method, organic resin film such as polyimide, inorganic coating film such as SOG, or a composite film thereof. In order to improve reliability such as moisture resistance, an insulating film by a CVD method or a PVD method is preferable, and an SiNy or SiOxNy film by a CVD method is particularly preferable. For example, a SiOxNy film of 0.1 μm to 1.0 μm is laminated on the patterned coil wiring 722 by a CVD method, a photosensitive polyimide is formed on the SiOxNy film, an opening is formed by a photolithography method, and the opening is used as a mask. The opening 724 (724-1, 724-2) can be formed by etching the SiOxNy film. Of course, if only photosensitive polyimide is used, etching is unnecessary. (However, foreign matters (for example, when an outgas component due to heat treatment of the polyimide film is attached or the conductor film 722 is altered during opening or heat treatment) exist on the conductor film 722 exposed in the opening 724). When the contact becomes worse, light etching (wet or dry etching, or reverse sputtering (sputter etching with Ar, etc.)) may be performed.) If a photosensitive resin is not used, the photolithographic method is also used. An opening 724 is formed in the insulating film 723. The opening 724 serves as a pad, and the characteristics of the inductor can be measured with a prober or the like.

図16(d)においては、開口部724−1と724−2は同一のコイル配線722上に存在するように記載されているが、コイル配線722はスパイラル状に形成されているので、図15からも分かるように、異なるコイル配線にそれぞれ形成されている。すなわち、開口部724−1と724−2は図3で示すコイルの両端子A、Bに対応する。本発明を用いることにより、半導体装置や半導体デバイスが形成された半導体基板上に高性能のインダクタ素子を搭載できるし、或いは半導体装置や半導体デバイスを形成するプロセスに合わせて一緒に半導体基板上に高性能のインダクタ素子を形成できる。また、この後スクリーン印刷などで、パッド部724を導電体(たとえば、半田ペースト)で埋めて少し凸状(たとえば、バンプ)にすることもでき、チップ化した後で配線基板に搭載することもできる。この後、半導体装置としてチップ化(個片に)するためにダイシングして、インダクタを搭載した半導体チップができる。あるいは、パッド部724にシード層等を形成してメッキ法によりバンプを形成することもできる。
同じ基板上に形成された他の素子(たとえば、抵抗、インダクタ、コンデンサ、トランジスタ、IC等)と接続する場合は、下層(第1の)導電体膜713あるいは上層(第2の)導電体膜722と接続すれば良く、この場合には、開口部724の形成は不要となる。あるいは、同じチップ状の他の素子に接続するパッド部とこの開口部(パッド部)724とワイヤボンディングしてワイヤ接続することもできるし、この開口部724を形成後に再配線して接続しても良い。
In FIG. 16D, the openings 724-1 and 724-2 are described so as to exist on the same coil wiring 722. However, since the coil wiring 722 is formed in a spiral shape, FIG. As can be seen from the above, different coil wirings are formed. That is, the openings 724-1 and 724-2 correspond to both terminals A and B of the coil shown in FIG. By using the present invention, a high-performance inductor element can be mounted on a semiconductor substrate on which a semiconductor device or a semiconductor device is formed, or a high-performance inductor element can be formed on the semiconductor substrate together with a process for forming the semiconductor device or the semiconductor device. A high performance inductor element can be formed. Further, the pad portion 724 can be filled with a conductor (for example, solder paste) to be slightly convex (for example, bump) by screen printing or the like, and can be mounted on a wiring board after being formed into a chip. it can. Thereafter, the semiconductor device is diced to form a chip (divided into individual pieces), and a semiconductor chip on which an inductor is mounted can be obtained. Alternatively, a seed layer or the like can be formed on the pad portion 724 and a bump can be formed by a plating method.
When connecting to other elements (for example, resistors, inductors, capacitors, transistors, ICs, etc.) formed on the same substrate, the lower layer (first) conductor film 713 or the upper layer (second) conductor film In this case, the opening 724 is not required to be formed. Alternatively, the pad portion connected to another element of the same chip shape and the opening (pad portion) 724 can be wire-bonded by wire bonding, or the opening 724 can be re-wired and connected after forming. Also good.

本発明の横型インダクタ素子(縦型も同様)は、上記の構造で単独でもインダクタ素子パッケージとして使用できる。たとえば、図16(d)に示すような形状でダイシングして、プリント配線基板やICチップ上に実装して、インダクタンス素子として使用できる。この場合、開口部(パッド部)724は外部接続用電極となる。また、インダクタ素子のまわりは保護膜723で保護されているので、外部環境にも強い信頼性の良好なインダクタ素子となる。たとえば、ダイシングラインに沿ってインダクタ素子の周辺について、コンタクト孔720の形成時に同時に絶縁膜(714や712等、このときに基板711も一部エッチング除去される)を除去したり、各種導電体膜のエッチングの時に当該導電体膜を除去しておけば、工程の付加も(負荷も)なくインダクタ素子全体(基板711側を除く)を保護膜723で被覆することができる。 The horizontal inductor element of the present invention (the same applies to the vertical type) can be used alone as an inductor element package with the above structure. For example, it can be diced in a shape as shown in FIG. 16D and mounted on a printed wiring board or IC chip to be used as an inductance element. In this case, the opening (pad part) 724 serves as an external connection electrode. Further, since the periphery of the inductor element is protected by the protective film 723, the inductor element is strong in the external environment and has good reliability. For example, on the periphery of the inductor element along the dicing line, an insulating film (714, 712, etc., part of which is also removed by the substrate 711 at this time) is removed at the time of forming the contact hole 720, or various conductor films If the conductor film is removed at the time of etching, the entire inductor element (except for the substrate 711 side) can be covered with the protective film 723 without any additional process (no load).

本発明の横型インダクタを用いた場合のインダクタンスを見積もってみる。コイル配線の太さを1μm(0.001mm)、コイルの幅1mm、コイルの高さを5μm(0.005mm)、基板厚み0.3mmとし、巻き数を500回(配線ピッチ2μm、コイルの長さが1mmに相当)とすれば、コアを入れない場合には、108.5μH、比透磁率10000の材料(厚さ約3μm)を入れると、1085000μH(1.085H)となる。コイルのサイズが1mm*1mm*0.005mm(パッケージサイズは1mm*1mm*0.3mm)と非常に小さいにもかかわらず、非常に大きなインダクタンスを持つことが分かる。本発明は、コイルサイズや巻き数やコアの材料を自由に選定できるので、広い範囲のインダクタンスを持つインダクタを半導体デバイスに容易に搭載できる。さらに、外部とコンタクト(たとえば、ワイアボンドで接続)することもできる。 Let us estimate the inductance when the horizontal inductor of the present invention is used. The thickness of the coil wiring is 1 μm (0.001 mm), the coil width is 1 mm, the coil height is 5 μm (0.005 mm), the substrate thickness is 0.3 mm, the number of turns is 500 times (wiring pitch is 2 μm, and the coil length is If the core is not inserted, 108.5 μH and a material having a relative permeability of 10,000 (thickness of about 3 μm) are added to 1085000 μH (1.085 H). Although the size of the coil is 1 mm * 1 mm * 0.005 mm (the package size is 1 mm * 1 mm * 0.3 mm), it can be seen that the coil has a very large inductance. In the present invention, the coil size, the number of turns and the core material can be freely selected, so that an inductor having a wide range of inductance can be easily mounted on a semiconductor device. Further, it can be contacted with the outside (for example, connected with a wire bond).

本発明は、上述した製造方法からも分かるように、上述したようにインダクタ単体としても形成できる。しかもウエハレベルパッケージとしても使用できる。すなわち、図16(d)に示す構造のものを多数半導体基板(ウエハ)上に並べていけば良い。インダクタ単体にするときは、シリコン基板等の半導体基板に限らず、セラミックやガラスや石英などの絶縁基板、或いはアルミや銅や磁性体等の金属基板でも良い。絶縁基板の場合には絶縁膜712を省くこともできる。これを個片化すれば、チップインダクタができる。基板の厚さを0.3mmとすれば、(インダクタ自体の厚み自由に調節できるが、仮に3μmとすれば、基板の厚さに比べれば無視できる。)1mm*1mm*0.3mmのサイズで1Hの大きなインダクタンスを持つ非常に小さくて薄いチップインダクタとなる。このインダクタは周囲が基板と絶縁膜(保護膜)で囲まれていて、非常に強固なパッケージとなる。 As can be understood from the above-described manufacturing method, the present invention can be formed as a single inductor as described above. Moreover, it can be used as a wafer level package. That is, a large number of the structures shown in FIG. 16D may be arranged on the semiconductor substrate (wafer). When a single inductor is used, it is not limited to a semiconductor substrate such as a silicon substrate, but may be an insulating substrate such as ceramic, glass or quartz, or a metal substrate such as aluminum, copper or magnetic material. In the case of an insulating substrate, the insulating film 712 can be omitted. If this is separated into pieces, a chip inductor can be formed. If the thickness of the substrate is 0.3 mm (the thickness of the inductor itself can be adjusted freely, but if it is 3 μm, it can be ignored compared to the thickness of the substrate). The size is 1 mm * 1 mm * 0.3 mm It becomes a very small and thin chip inductor having a large inductance of 1H. The periphery of the inductor is surrounded by a substrate and an insulating film (protective film), resulting in a very strong package.

図17は、横型インダクタの別の製造方法を説明する図である。
図17(a)に示すように、731は半導体基板、732は絶縁膜、下部配線733を形成する方法は、図16で説明した製造方法と同じである。次に絶縁膜734を厚く形成する。平坦化を行っても良い。フォトリソ法により、下部配線733の領域の上にある中央部(あるいは、コイル内側部)749を窓明けして(コイル配線中央孔749、と呼ぶ)、下部配線733の領域の上にある中央部の絶縁膜734をエッチングする。下部配線733上に所定の厚みを残してエッチングをストップする。或いは、全部エッチングした後で、下部配線733上に所定の厚みとなるように絶縁膜735を積層しても良い。このとき、下部配線733がエッチングストッパ材となるが、下部配線733のない領域(配線733と隣の配線733の間)には絶縁膜が存在するので、完全にエッチングした場合には、中央部(コイル配線中央孔749の底部)は凹凸が存在する可能性がある。そこで、絶縁膜をCVD法等で積層した後で、塗布法やエッチバック法などで平坦化しても良い。
或いは、734として感光性樹脂(感光性ポリイミドなど)を塗布し、プリベークした後露光法により下部配線733の中央部749を窓明けし、本ベークして感光性樹脂を硬化しても良い。この場合、下部配線733は露出しているので、下部配線733上に所定の厚みとなるように絶縁膜735を積層しても良い。
FIG. 17 is a diagram for explaining another method for manufacturing a horizontal inductor.
As shown in FIG. 17A, a method of forming a semiconductor substrate 731, an insulating film 732, and a lower wiring 733 is the same as the manufacturing method described in FIG. Next, the insulating film 734 is formed thick. Planarization may be performed. The central portion (or coil inner portion) 749 above the region of the lower wiring 733 is opened by a photolithographic method (referred to as a coil wiring central hole 749), and the central portion above the region of the lower wiring 733 is formed. The insulating film 734 is etched. Etching is stopped leaving a predetermined thickness on the lower wiring 733. Alternatively, the insulating film 735 may be stacked over the lower wiring 733 so as to have a predetermined thickness after the entire etching. At this time, although the lower wiring 733 serves as an etching stopper material, an insulating film exists in a region where the lower wiring 733 is not present (between the wiring 733 and the adjacent wiring 733). There is a possibility that unevenness exists at the bottom of the coil wiring center hole 749. Therefore, the insulating film may be stacked by a CVD method or the like and then flattened by a coating method or an etch back method.
Alternatively, a photosensitive resin (photosensitive polyimide or the like) may be applied as 734, and after prebaking, the central portion 749 of the lower wiring 733 may be opened by an exposure method, and the photosensitive resin may be cured by baking. In this case, since the lower wiring 733 is exposed, an insulating film 735 may be stacked on the lower wiring 733 so as to have a predetermined thickness.

次に接着層736を絶縁膜735上に付着させる。接着層736が流動性を有していればこの段階で、コイル配線中央孔749の底における絶縁膜735の凹凸も埋まる。
次にこの中央部の凹み部分(コイル配線中央孔749)に磁性体膜737を位置合わせを行い、サポート基板739に付着した磁性体膜737をコイル配線中央孔に挿入し、接着層736に付着させる。磁性体膜737は、サポート基板739に接合剤738を介して付着している。磁性体膜737を接着層736に固定した後、磁性体膜737をサポート基板739から分離させる。
Next, an adhesive layer 736 is attached over the insulating film 735. If the adhesive layer 736 has fluidity, the unevenness of the insulating film 735 at the bottom of the coil wiring center hole 749 is filled at this stage.
Next, the magnetic film 737 is aligned with the recessed portion (coil wiring center hole 749) in the center, and the magnetic film 737 attached to the support substrate 739 is inserted into the coil wiring center hole and attached to the adhesive layer 736. Let The magnetic film 737 is attached to the support substrate 739 through the bonding agent 738. After fixing the magnetic film 737 to the adhesive layer 736, the magnetic film 737 is separated from the support substrate 739.

次に、図17(b)に示すように、絶縁膜740を所定厚み磁性体膜737上に積層する。形成前に絶縁膜734のくぼみ部の周囲(磁性体膜737と絶縁膜734の窪み部749の側面との間)に少し隙間ができているが、CVD法等で積層後は埋め込みが行われ、隙間がなくなる。ただし、ステップカバレッジが悪い場合は、内部にボイド(空洞)が形成される可能性がある。信頼性や特性が問題なければ、空洞が存在したままにしておいても良いが、空洞を塗布法を用いて埋めても良い。
また絶縁膜740の上面に凹凸が存在して問題となる場合には、塗布法、エッチバック法、研磨法等を用いて、絶縁膜740の表面を平たん化しても良い。
Next, as shown in FIG. 17B, an insulating film 740 is laminated on the magnetic film 737 having a predetermined thickness. Before forming, there is a slight gap around the recess of the insulating film 734 (between the magnetic film 737 and the side surface of the recessed portion 749 of the insulating film 734). , The gap disappears. However, when the step coverage is poor, a void (cavity) may be formed inside. If there is no problem in reliability and characteristics, the cavity may be left as it is, but the cavity may be filled using a coating method.
In the case where unevenness is present on the upper surface of the insulating film 740, which causes a problem, the surface of the insulating film 740 may be flattened using a coating method, an etch back method, a polishing method, or the like.

あるいは、コイル配線中央孔749を形成後に、流動性絶縁膜を塗布してコイル配線中央孔749を埋めて、流動性がある状態でコイル配線中央孔749の中に、サポート基板739に付着した磁性体膜737を挿入して、磁性体膜737を絶縁膜735に載せるか、流動性絶縁膜中に置き、流動性絶縁膜を固化させて磁性体膜737を固定し、その後で、接着層736の接着性を弱めて基板739を磁性体膜737から分離するという、前述したプロセスと同様のプロセスを採用することもできる。このプロセスによれば、接着層736は不要となるし、コイル配線中央孔749の側面と磁性体層737の間に生じる隙間もなくなる。さらに、磁性体膜737を自重で沈めた場合に流動性絶縁膜の粘度や比重との関係で磁性体膜737と下部配線733の間に流動性絶縁膜が残るので、あるいは磁性体膜737の下部(底部)に絶縁膜を付着させたものを流動性絶縁膜中に挿入し自重で沈めた場合にも、磁性体膜737と下部配線733の間に流動性絶縁膜と合わせて充分な厚みの絶縁膜が残るので、下部配線733と磁性体膜737の間の絶縁膜735も不要となり、プロセスが簡単となる。 Alternatively, after forming the coil wiring center hole 749, a fluid insulating film is applied to fill the coil wiring center hole 749, and the magnetic material attached to the support substrate 739 in the coil wiring center hole 749 in a fluid state. The body film 737 is inserted, and the magnetic film 737 is placed on the insulating film 735 or placed in the fluid insulating film, and the fluid insulating film is solidified to fix the magnetic film 737, and then the adhesive layer 736. A process similar to the above-described process of separating the substrate 739 from the magnetic film 737 by weakening the adhesive property can be employed. According to this process, the adhesive layer 736 is not necessary, and there is no gap generated between the side surface of the coil wiring center hole 749 and the magnetic layer 737. Further, when the magnetic film 737 is submerged by its own weight, the fluid insulating film remains between the magnetic film 737 and the lower wiring 733 due to the viscosity or specific gravity of the fluid insulating film, or the magnetic film 737 Even when an insulating film attached to the lower part (bottom part) is inserted into the fluid insulating film and submerged by its own weight, a sufficient thickness is provided between the magnetic film 737 and the lower wiring 733 together with the fluid insulating film. Thus, the insulating film 735 between the lower wiring 733 and the magnetic film 737 is not necessary, and the process is simplified.

これ以降のプロセスは、図16に示した製造方法と同じで、コンタクト孔741が形成され、コンタクト孔741にはプラグ配線742が形成される。さらに、図17(c)に示すように、上部配線金属743を形成する。また、上部配線金属を保護したり、絶縁したければ、この後、絶縁膜744を形成しても良い。 The subsequent processes are the same as those in the manufacturing method shown in FIG. 16, and a contact hole 741 is formed, and a plug wiring 742 is formed in the contact hole 741. Further, as shown in FIG. 17C, an upper wiring metal 743 is formed. If the upper wiring metal is to be protected or insulated, an insulating film 744 may be formed thereafter.

図22は図17に示す横型インダクタの製造方法のバリエーションである。図22(a)に示すように、絶縁膜732を形成し、第1の導電層733をパターニングし形成した後、絶縁膜734を積層し、コイル(インダクタ)のコアとなる磁性体膜を形成すべき領域および第1の導電層733と上部のコイル配線(第2の導電層)とのコンタクト孔を形成すべき領域を含む領域750の窓開けを行う。図17においては、少なくとも磁性体膜を形成すべき部分(コイル配線中央孔749)を形成したが、この実施形態では、この領域に加えてコンタクト孔を形成すべき領域も含むより大きな領域の窓開けを行う。この領域をコンタクト・磁性体膜形成領域750と呼ぶ。絶縁膜734はCVD法やPVD法あるいは塗布法による絶縁膜でも良いし、これらを複合した絶縁膜でも良い。次にフォトリソ法を用いて、感光性膜をパターニングし、これをマスクにして絶縁膜734をエッチングしてコンタクト・磁性体膜形成領域750を形成する。第1の導電層733に感光性の液状塗布膜を形成しても問題なければ、感光性絶縁膜(たとえば、感光性ポリイミド膜)を塗布して絶縁膜734としても良い。この場合には露光法(露光+現像)だけによりコンタクト・磁性体膜形成領域750を形成できる。たとえば、感光性ポリイミド膜を塗布し、100℃〜130℃でプリベークした後、露光法によりコンタクト・磁性体膜形成領域750を窓開けし、150℃〜200℃でキュアし、300℃〜350℃で硬化させ、図22(a)に示す絶縁膜パターン734を得る。 FIG. 22 shows a variation of the manufacturing method of the horizontal inductor shown in FIG. As shown in FIG. 22A, after forming the insulating film 732 and patterning the first conductive layer 733, the insulating film 734 is laminated to form a magnetic film that becomes the core of the coil (inductor). A window is opened in a region 750 including a region to be formed and a region in which a contact hole between the first conductive layer 733 and the upper coil wiring (second conductive layer) is to be formed. In FIG. 17, at least a portion where the magnetic film is to be formed (coil wiring center hole 749) is formed, but in this embodiment, a window in a larger region including a region where a contact hole is to be formed in addition to this region. Open it. This region is called a contact / magnetic film formation region 750. The insulating film 734 may be an insulating film formed by a CVD method, a PVD method, or a coating method, or may be an insulating film that combines these. Next, using a photolithography method, the photosensitive film is patterned, and using this as a mask, the insulating film 734 is etched to form a contact / magnetic film forming region 750. If there is no problem even if a photosensitive liquid coating film is formed on the first conductive layer 733, a photosensitive insulating film (for example, a photosensitive polyimide film) may be applied to form the insulating film 734. In this case, the contact / magnetic film formation region 750 can be formed only by the exposure method (exposure + development). For example, after a photosensitive polyimide film is applied and prebaked at 100 ° C. to 130 ° C., a contact / magnetic film forming region 750 is opened by an exposure method, cured at 150 ° C. to 200 ° C., and 300 ° C. to 350 ° C. The insulating film pattern 734 shown in FIG.

次に、感光性絶縁膜(たとえば、感光性ポリイミド膜)751を塗布すると、窓開けされたコンタクト・磁性体膜形成領域750に厚くたまる。このコンタクト・磁性体膜形成領域750における磁性体膜形成領域に、接着層738を介してサポート基板739に付着した磁性体膜737を挿入する。図22(b)に示すように、磁性体膜737の一部が浸漬した所で磁性体膜737の挿入を停止する。特に液状の感光性絶縁膜751が接着層738に接触しないようにして停止することが重要である。(正確には、液状の感光性絶縁膜751はプリベークにより少し収縮するので、プリベーク後に感光性絶縁膜751が接着層738に接触しない状態であれば良い。) Next, when a photosensitive insulating film (for example, photosensitive polyimide film) 751 is applied, the contact / magnetic film forming region 750 having a window is thickened. The magnetic film 737 attached to the support substrate 739 is inserted into the magnetic film forming region in the contact / magnetic film forming region 750 via the adhesive layer 738. As shown in FIG. 22B, the insertion of the magnetic film 737 is stopped when a part of the magnetic film 737 is immersed. In particular, it is important to stop the liquid photosensitive insulating film 751 so as not to contact the adhesive layer 738. (To be exact, since the liquid photosensitive insulating film 751 is slightly shrunk by pre-baking, it is sufficient that the photosensitive insulating film 751 is not in contact with the adhesive layer 738 after pre-baking.)

この状態で、感光性絶縁膜751をプリベークする。この温度をT13とする。このプリベークにより液状感光性絶縁膜751は少し固まるので、磁性体膜737も半固定される。プリベーク温度はある程度許容幅がある(低い方の温度をT11、高い方の温度をT12とする)ので、T13はT11に近い温度とする(T11=<T13<T12)。次にT13より高くT12に近い温度T14でプリベークする(T11<T13<T14=<T12)。接着層738の軟化温度をT15としたとき、T11<T15<T14となるようなT15を有する接着剤を接着層738として用いる。T13でプリベークしたときには、接着層738は軟化しないので、磁性体膜737が動くことなく感光性絶縁膜751に半固定され、T14で2回目のプリベークすることにより接着層738が軟化するので、磁性体膜737をサポート基板739から分離することができる。図22(c)はこの分離した状態を示す図である。磁性体膜737の上部は感光性絶縁膜751より上方へ出ていて、磁性体膜737の下部は感光性絶縁膜751の中に埋まっている。 In this state, the photosensitive insulating film 751 is pre-baked. This temperature is T13. Since the liquid photosensitive insulating film 751 is slightly hardened by this pre-baking, the magnetic film 737 is also semi-fixed. Since the pre-bake temperature has a certain tolerance (the lower temperature is T11 and the higher temperature is T12), T13 is a temperature close to T11 (T11 = <T13 <T12). Next, pre-baking is performed at a temperature T14 higher than T13 and close to T12 (T11 <T13 <T14 = <T12). When the softening temperature of the adhesive layer 738 is T15, an adhesive having T15 that satisfies T11 <T15 <T14 is used as the adhesive layer 738. When prebaked at T13, the adhesive layer 738 is not softened, so the magnetic film 737 is semi-fixed to the photosensitive insulating film 751 without moving, and the adhesive layer 738 is softened by pre-baking at T14 for the second time. The body film 737 can be separated from the support substrate 739. FIG. 22C is a diagram showing this separated state. The upper part of the magnetic film 737 protrudes above the photosensitive insulating film 751, and the lower part of the magnetic film 737 is buried in the photosensitive insulating film 751.

磁性体膜737がサポート基板739から分離しても磁性体膜737は感光性絶縁膜751に半固定されているので、大きな衝撃が加わらない限り動くことはない。次に、図22(d)に示すように、プリベークした感光性絶縁膜751の上にさらに感光性絶縁膜752(2層目の感光性絶縁膜752)を塗布し、磁性体膜737全体を被覆する。次に、この感光性絶縁膜752をプリベーク(温度T15)する。感光性絶縁膜752と感光性絶縁膜751は同じ材料であるとプリベーク温度を管理しやすいが、異なる材料である場合は、プリベーク温度T15はT15<T12であるような材料を用いる。 Even if the magnetic film 737 is separated from the support substrate 739, since the magnetic film 737 is semi-fixed to the photosensitive insulating film 751, it does not move unless a large impact is applied. Next, as shown in FIG. 22D, a photosensitive insulating film 752 (second photosensitive insulating film 752) is further applied on the pre-baked photosensitive insulating film 751, and the entire magnetic film 737 is coated. Cover. Next, this photosensitive insulating film 752 is pre-baked (temperature T15). If the photosensitive insulating film 752 and the photosensitive insulating film 751 are made of the same material, the prebake temperature can be easily managed. However, if they are different materials, a material such that the prebake temperature T15 is T15 <T12 is used.

次に、露光法により感光性絶縁膜752および751にコンタクト孔753を形成する。尚下側の感光性絶縁膜751は3回のプリベークを行っているので、露光による感度が低下している可能性がある。その場合には、露光量を増加させるなど、通常の条件とは異なる露光条件(現像条件の含む)を選定する必要がある。コンタクト孔753を形成した後、硬化熱処理を行い(必要なら、キュア処理などの熱処理も行なう)、感光性絶縁膜を硬化させる。このときの熱処理で、コンタクト孔753で露出した第1の導電体膜753が変質したり異物が付着したときには、コンタクト孔に導電体膜754を形成する前に、前述したようにライトエッチングなどを行って異物等を除去してから、コンタクト孔に導電体膜754を形成する。その後、図16や図17等で説明したように、第2導電体膜を形成する。 Next, contact holes 753 are formed in the photosensitive insulating films 752 and 751 by an exposure method. Since the lower photosensitive insulating film 751 has been pre-baked three times, the sensitivity due to exposure may be reduced. In that case, it is necessary to select exposure conditions (including development conditions) different from normal conditions such as increasing the exposure amount. After the contact hole 753 is formed, a curing heat treatment is performed (a heat treatment such as a curing treatment is also performed if necessary) to cure the photosensitive insulating film. When the first conductor film 753 exposed in the contact hole 753 is denatured or foreign matter is attached by the heat treatment at this time, light etching or the like is performed as described above before forming the conductor film 754 in the contact hole. After the removal of foreign matters and the like, a conductor film 754 is formed in the contact hole. Thereafter, as described with reference to FIGS. 16 and 17, a second conductor film is formed.

図22(c)に示す状態(プリベークした感光性絶縁膜751に磁性体膜737の一部が埋まっている状態)の後で、露光法により1回目のコンタクト孔を窓開けすることもできる。この窓開けをした後、硬化熱処理を行って(キュア処理も必要なら行なう)、感光性絶縁膜751を完全に固化して磁性体膜を感光性絶縁膜751に固定した後、2層目の感光性膜を塗布する。塗布により窓開けした1回目コンタクト孔も2層目の感光性絶縁膜が入り込むが、プリベーク後に露光法により、1回目のコンタクト孔と同じ場所に2回目のコンタクト孔を開ける。この方法により、エッチング等を使わずに、露光法だけによりコンタクト孔を形成することができる。この場合2回露光を行うので、合わせずれの問題が生じるが、2回目のコンタクト孔形成のときに1回目のコンタクト孔を含むように少し大きめにコンタクト孔を形成できるようにすれば、1回目にあけたコンタクト孔に入り込んだ感光性絶縁膜はすべてなくすことができ、しかも2回目のコンタクト孔(上層側)サイズが1回目のコンタクト孔(下層側)サイズより大きくなっているので、コンタクト孔への導電体膜754の形成は用意となる。 After the state shown in FIG. 22C (a state where a part of the magnetic film 737 is buried in the pre-baked photosensitive insulating film 751), the first contact hole can be opened by an exposure method. After opening the window, a curing heat treatment is performed (a curing process is also performed if necessary), and the photosensitive insulating film 751 is completely solidified to fix the magnetic film to the photosensitive insulating film 751. A photosensitive film is applied. The second-layer photosensitive insulating film also enters the first contact hole opened by coating, but the second contact hole is opened at the same location as the first contact hole after pre-baking by the exposure method. By this method, the contact hole can be formed only by the exposure method without using etching or the like. In this case, since the exposure is performed twice, a problem of misalignment occurs. However, if the contact hole can be formed slightly larger so as to include the first contact hole when the second contact hole is formed, the first time It is possible to eliminate all of the photosensitive insulating film that has entered the contact hole formed in the contact hole, and the second contact hole (upper layer side) size is larger than the first contact hole (lower layer side) size. The formation of the conductor film 754 is prepared.

尚、図22(d)に示すように、磁性体膜737と第1の導電体膜の厚みをq5、第1の導電体膜上の厚みをu5としたとき、所定の厚みq5やu5が得られるように、サポート基板739に付着した磁性体膜737を挿入してプリベークして、適切なq4を確保し{図22(a)または図22(b)}、磁性体737上に適切な厚みの感光性絶縁膜752を塗布する{図22(c)}必要がある。 As shown in FIG. 22D, when the thickness of the magnetic film 737 and the first conductor film is q5 and the thickness on the first conductor film is u5, the predetermined thickness q5 or u5 is As shown, a magnetic film 737 attached to the support substrate 739 is inserted and pre-baked to ensure an appropriate q4 {FIG. 22 (a) or FIG. 22 (b)}. It is necessary to apply a photosensitive insulating film 752 having a thickness {FIG. 22 (c)}.

図23は縦型インダクタの1つの実施形態の製造方法を示す図である。
図23(a)に示すように、シリコンウエハ等の基板101上に絶縁膜102を形成して、さらに導電体膜102を形成して、所望の形状のパターン103(103−1)を形成する。(この配線はインダクタの一番下側の配線となるので、第1配線103とも呼ぶ。)基板101はガラス基板、石英基板、セラミック基板などでも良い。熱処理温度が余り高くなければプラスチック基板でも良い。ガラス基板や石英基板、あるいは透明プラスチック基板であれば、基板裏面からも観察できるし、後に形成する貫通ビア(孔)を形成するときは、パターン合わせが容易である。或いはポリイミド基板、ガラスエポキシ基板等のCOBに用いられる材料基板でも良い。基板が絶縁基板である場合には、絶縁膜102を形成しなくても良い場合もある。導電体パターン103(103−1、103−2)と基板が導通しないようにすることが必要である。この導電体パターン103(103−2)はインダクタの一方の電極となる。絶縁膜102は、シリコン酸化膜(SiOx)、シリコン窒化膜(SiNx)やシリコン酸窒化膜(SiNxOy)等であり、熱酸化法、熱窒化法や、CVD法やPVD法などにより形成する。或いは、SOG膜などを塗布し熱処理で固化しても良い。或いは、ポリイミド膜やレジスト膜等の有機絶縁膜を形成して熱処理で固化しても良い。あるいはこれらの絶縁膜を組み合わせて積層しても良い。導電体膜103はアルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)、タングステン(W)、金(Au)、クロウム(Cr)、ニッケル(Ni)、各種シリサイド膜(TiSix、CrSix、Wsix、NiSix等)、あるいはこれらの複合膜などであり、PVD法やCVD法などで形成される。導電体膜103のパターンは、環状にコアを囲んだ配線パターン103(103−1、103−2)となっていて、その端部が電極・配線103−2となっている。ここには後に基板裏面から貫通孔(ビア)が形成される。当然配線パターン103(103−1、103−2)はつながっている。配線パターン103の端部の電極・配線103−2は外側へ延びて外部電極へつながる電極・配線103−3となっている。
FIG. 23 is a diagram illustrating a manufacturing method of one embodiment of the vertical inductor.
As shown in FIG. 23A, an insulating film 102 is formed on a substrate 101 such as a silicon wafer, and a conductor film 102 is further formed to form a pattern 103 (103-1) having a desired shape. . (Because this wiring is the lowermost wiring of the inductor, it is also referred to as the first wiring 103.) The substrate 101 may be a glass substrate, a quartz substrate, a ceramic substrate, or the like. If the heat treatment temperature is not too high, a plastic substrate may be used. If it is a glass substrate, a quartz substrate, or a transparent plastic substrate, it can be observed from the back side of the substrate, and pattern alignment is easy when a through via (hole) to be formed later is formed. Alternatively, a material substrate used for COB such as a polyimide substrate or a glass epoxy substrate may be used. When the substrate is an insulating substrate, the insulating film 102 may not be formed. It is necessary to prevent the conductor pattern 103 (103-1, 103-2) and the substrate from conducting. This conductor pattern 103 (103-2) serves as one electrode of the inductor. The insulating film 102 is a silicon oxide film (SiOx), a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxynitride film (SiNxOy), or the like, and is formed by a thermal oxidation method, a thermal nitridation method, a CVD method, a PVD method, or the like. Alternatively, an SOG film or the like may be applied and solidified by heat treatment. Alternatively, an organic insulating film such as a polyimide film or a resist film may be formed and solidified by heat treatment. Or you may laminate | stack combining these insulating films. The conductor film 103 is made of aluminum (Al), copper (Cu), titanium (Ti), tungsten (W), gold (Au), chromium (Cr), nickel (Ni), various silicide films (TiSix, CrSix, Wsix, NiSix or the like) or a composite film of these, etc., and is formed by a PVD method or a CVD method. The pattern of the conductor film 103 is a wiring pattern 103 (103-1, 103-2) that surrounds the core in an annular shape, and its end is an electrode / wiring 103-2. Here, through holes (vias) are formed later from the back surface of the substrate. Of course, the wiring pattern 103 (103-1, 103-2) is connected. The electrode / wiring 103-2 at the end of the wiring pattern 103 is an electrode / wiring 103-3 that extends outward and is connected to an external electrode.

次に図23(a)に示すように、絶縁膜104を積層し、上下のインダクタ(コイル)配線103および107がコンタクト孔105以外では導通しないようにする。絶縁膜104は、シリコン酸化膜(SiOx)、シリコン窒化膜(SiNx)やシリコン酸窒化膜(SiNxOy)等であり、CVD法やPVD法などにより形成する。或いは、SOG膜などを塗布し熱処理で固化しても良い。或いは、ポリイミド膜やレジスト膜等の有機絶縁膜を形成して熱処理で固化しても良い。あるいはこれらの絶縁膜を組み合わせて積層しても良い。既に導電体膜103を形成しているので、この導電体膜103が絶縁膜104の形成時やその後の熱処理プロセスにおいて変質しないように、絶縁膜104の種類や特にプロセス温度に注意が必要である。たとえば、導電体膜がアルミニウム(Al)の場合には、ヒロックやボイドの発生を軽減したり、ストレスマイグレーションを発生しないようにする必要がある。 Next, as shown in FIG. 23A, an insulating film 104 is laminated so that the upper and lower inductor (coil) wires 103 and 107 do not conduct except in the contact hole 105. The insulating film 104 is a silicon oxide film (SiOx), a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxynitride film (SiNxOy), or the like, and is formed by a CVD method, a PVD method, or the like. Alternatively, an SOG film or the like may be applied and solidified by heat treatment. Alternatively, an organic insulating film such as a polyimide film or a resist film may be formed and solidified by heat treatment. Or you may laminate | stack combining these insulating films. Since the conductor film 103 has already been formed, it is necessary to pay attention to the type of the insulating film 104 and particularly to the process temperature so that the conductor film 103 is not altered during the formation of the insulating film 104 or in the subsequent heat treatment process. . For example, when the conductor film is aluminum (Al), it is necessary to reduce the generation of hillocks and voids and to prevent the occurrence of stress migration.

下地の配線パターン103により絶縁膜104の凹凸が大きくなり、絶縁膜104上に形成する導電体膜107のパターニングが困難になる場合には、絶縁膜104を平坦化する必要がある。たとえば、絶縁膜104としてSOG(Spin On Glass)膜や有機系絶縁膜を塗布し固化することによって平坦化したり、絶縁膜をある程度厚く積んでCMP(化学的機械的研磨)法で絶縁膜を研磨して平坦化したり、あるいは、CVDやPVD法で絶縁膜を形成した後SOGや有機系絶縁膜を塗布して平坦化したり、あるいはさらにこれをCMP法やエッチバック法で平坦化したり、これらを組み合わせたりして平坦化することができる。 In the case where the unevenness of the insulating film 104 becomes large due to the underlying wiring pattern 103 and the patterning of the conductor film 107 formed on the insulating film 104 becomes difficult, the insulating film 104 needs to be planarized. For example, the insulating film 104 is flattened by applying and solidifying an SOG (Spin On Glass) film or an organic insulating film, or the insulating film is deposited to a certain extent and polished by the CMP (Chemical Mechanical Polishing) method. Or flatten by applying an SOG or organic insulating film after forming an insulating film by CVD or PVD, or flattening this by CMP or etchback. It can be combined and flattened.

次にこの絶縁膜104にコンタクト孔105(105−1、105−2)を形成する。このコンタクト孔105は第2の配線107と第1の配線103との導通を取るためのコンタクト孔である。感光性膜を形成し所定箇所に露光法で窓開けをして、その窓を用いて露出している絶縁膜104をエッチング除去してコンタクト孔105を形成する。絶縁膜104のエッチングはドライエッチングやウエットエッチングで行なう。絶縁膜104がシリコン酸化膜(SiOx)であるときは、ドライエッチングの場合にはCF系(CF4等)やCHF(CHF3等)系等のエッチングガスを用いてエッチングできる。絶縁膜が感光性絶縁膜(たとえば感光性ポリイミド膜)である場合には、露光法(現像も含む)だけによりコンタクト孔105を形成することができ、プロセスも簡便になる。ただし、この場合、コンタクト孔形成後の熱処理により露出した導電体膜103の表面に薄い有機系膜が形成される場合があるので、導電体膜106や107を形成する前に軽いエッチングを行う必要がある。コンタクト孔105−1はインダクタ(コイル)配線105(105−1)およびその上のインダクタ(コイル)配線107(107−1)を接続するためのものであるが、コンタクト孔105−2は外部電極への接続を行うためのものである。 Next, contact holes 105 (105-1, 105-2) are formed in the insulating film 104. This contact hole 105 is a contact hole for establishing electrical connection between the second wiring 107 and the first wiring 103. A photosensitive film is formed, a window is opened at a predetermined location by an exposure method, and the exposed insulating film 104 is etched away using the window to form a contact hole 105. The insulating film 104 is etched by dry etching or wet etching. When the insulating film 104 is a silicon oxide film (SiOx), in the case of dry etching, etching can be performed using an etching gas such as CF (CF4, etc.) or CHF (CHF3, etc.). When the insulating film is a photosensitive insulating film (for example, a photosensitive polyimide film), the contact hole 105 can be formed only by an exposure method (including development), and the process becomes simple. However, in this case, since a thin organic film may be formed on the surface of the conductor film 103 exposed by the heat treatment after the contact hole is formed, it is necessary to perform light etching before forming the conductor films 106 and 107. There is. The contact hole 105-1 is for connecting the inductor (coil) wiring 105 (105-1) and the inductor (coil) wiring 107 (107-1) thereon, but the contact hole 105-2 is an external electrode. To make a connection to.

次に、コンタクト孔105へ導電体膜106(106−1、106−2)を形成する。この導電体膜106を介して第1の配線(電極)103と第2の配線(電極)107と接続する。従って、導電体膜106と107は兼用が可能であるが、コンタクト孔で導電体膜106を平坦化する場合には、別々に形成する。たとえば、選択CVD法でコンタクト孔部分だけに金属膜等を形成する場合や、メッキ法でコンタクト孔だけに金属メッキする場合である。導電体膜106や107は第1の配線・電極103と同様な導電体膜で適宜最適な導電体膜を選択すれば良い。第1の配線103も第2の配線107もインダクタ(コイル)配線であるから円形状や多角形状や楕円形状や曲線形状の環状でコアを囲んでいて、コンタクト孔105−1は配線103−2および107−2の近くに存在している。 Next, a conductor film 106 (106-1, 106-2) is formed in the contact hole 105. The first wiring (electrode) 103 and the second wiring (electrode) 107 are connected through the conductor film 106. Therefore, the conductor films 106 and 107 can be used together, but when the conductor film 106 is planarized by the contact hole, they are formed separately. For example, when a metal film or the like is formed only on the contact hole portion by a selective CVD method, or when only a contact hole is plated by a plating method. The conductor films 106 and 107 may be the same conductor film as the first wiring / electrode 103 and an optimum conductor film may be selected as appropriate. Since both the first wiring 103 and the second wiring 107 are inductor (coil) wiring, the core is surrounded by a circular, polygonal, elliptical, or curved ring, and the contact hole 105-1 is connected to the wiring 103-2. And 107-2.

次に図23(b)に示すように、第2の配線107の上に絶縁膜108を形成する。この絶縁膜108も絶縁膜104と同様の絶縁膜である。ただし、同じ絶縁膜である必要はなく、異なる絶縁膜でも良く適宜最適なものを選択すれば良い。次にコンタクト孔109(109−1、109−2)を形成し、導電体膜110(110−1、110−2)を形成し、さらに第3の{インダクタ(コイル)}配線111(111−1〜3)をパターニングし形成する。この内容も前述したコンタクト孔105、導電体膜106および第2の配線107の場合と同じである。第2の配線107は107−2の所でコンタクト孔109−1における導電体膜110−1を介して第3の配線111−2に接続し第3の配線111はコアの周りを環状に取り囲むように接続して111(111−1)へつながっている。また、外部電極へつながる電極・配線107−3はコンタクト孔109−2に形成された導電体膜110−2を介してパターニングされた導電体膜111−3へ接続する。 Next, as shown in FIG. 23B, an insulating film 108 is formed on the second wiring 107. This insulating film 108 is also an insulating film similar to the insulating film 104. However, the insulating films do not have to be the same, and different insulating films may be selected as appropriate. Next, contact holes 109 (109-1, 109-2) are formed, conductor films 110 (110-1, 110-2) are formed, and third {inductor (coil)} wiring 111 (111-) is formed. 1-3) are formed by patterning. This content is also the same as in the case of the contact hole 105, the conductor film 106, and the second wiring 107 described above. The second wiring 107 is connected to the third wiring 111-2 via the conductive film 110-1 in the contact hole 109-1 at 107-2, and the third wiring 111 surrounds the core in a ring shape. And connected to 111 (111-1). The electrode / wiring 107-3 connected to the external electrode is connected to the patterned conductor film 111-3 through the conductor film 110-2 formed in the contact hole 109-2.

次に図23(c)に示すように、第3の配線111の上に絶縁膜112を形成する。この絶縁膜112も絶縁膜108と同様の絶縁膜である。ただし、同じ絶縁膜である必要はなく、異なる絶縁膜でも良く適宜最適なものを選択すれば良い。次にコンタクト孔113(113−1、113−2)を形成し、導電体膜114(114−1、114−2)を形成し、さらに第4の{インダクタ(コイル)}配線115(115−1〜3)をパターニングし形成する。この内容も前述したコンタクト孔109、導電体膜110および第3の配線111の場合と同じである。第3の配線111は111−1の所でコンタクト孔113−1における導電体膜114−1を介して第4の配線115−1に接続し第4の配線115はコアの周りを環状に取り囲むように接続して115(115−2)へつながっている。また、外部電極へつながる電極・配線111−3はコンタクト孔113−2に形成された導電体膜114−2を介してパターニングされた導電体膜115−3へ接続する。 Next, as shown in FIG. 23C, an insulating film 112 is formed on the third wiring 111. This insulating film 112 is also an insulating film similar to the insulating film 108. However, the insulating films do not have to be the same, and different insulating films may be selected as appropriate. Next, contact holes 113 (113-1, 113-2) are formed, conductor films 114 (114-1, 114-2) are formed, and fourth {inductor (coil)} wiring 115 (115-) is formed. 1-3) are formed by patterning. This content is also the same as in the case of the contact hole 109, the conductor film 110, and the third wiring 111 described above. The third wiring 111 is connected to the fourth wiring 115-1 through the conductor film 114-1 in the contact hole 113-1 at the location 111-1, and the fourth wiring 115 surrounds the core in a ring shape. And connected to 115 (115-2). The electrode / wiring 111-3 connected to the external electrode is connected to the patterned conductor film 115-3 through the conductor film 114-2 formed in the contact hole 113-2.

次に図23(d)に示すように、第4の配線115の上に絶縁膜116を形成する。この絶縁膜116も絶縁膜108と同様の絶縁膜である。ただし、同じ絶縁膜である必要はなく、異なる絶縁膜でも良く適宜最適なものを選択すれば良い。次に、環状に形成されたインダクタ(コイル)配線103、107、111および115に囲まれた領域にコアを挿入するための穴を形成するために、感光性膜117を形成し、その穴になるべき領域の窓118を形成する。 Next, as shown in FIG. 23D, an insulating film 116 is formed on the fourth wiring 115. This insulating film 116 is also an insulating film similar to the insulating film 108. However, the insulating films do not have to be the same, and different insulating films may be selected as appropriate. Next, in order to form a hole for inserting the core in a region surrounded by the annularly formed inductor (coil) wirings 103, 107, 111 and 115, a photosensitive film 117 is formed, and the hole is formed in the hole. A window 118 of the area to be formed is formed.

次に図23(e)に示すように、この窓118の下に存在する絶縁膜116、112、108、104を順次エッチングして。コア挿入穴119を形成する。一番下の絶縁膜102の途中までエッチングする。尚、絶縁膜102を完全にエッチングして基板102まで達しても良い。コアが完全にインダクタ(コイル)配線の中央に入り込みコアを取り囲ませるためには、一番下のインダクタ(コイル)配線、すなわち第1の配線103のレベルよりも下方までコア挿入穴119を形成した方が良い。コアが第1配線103よりも下になればインダクタンス値も増加する。後述するように流動性の液状タイプの絶縁膜を塗布してコアを挿入すると、コアを押し込んでもコアの底に液状タイプの絶縁膜が残る可能性があるときには、基板101に達するまで絶縁膜102もエッチングしても良い。場合によっては、基板もエッチングした方が良い。ただし、その部分を別の目的で利用する場合(たとえば、トランジスタや抵抗などを形成している)には基板をエッチングすることはできないことは当然である。このようにすれば挿入するコアの底部を確実に第1配線のレベルより下に配置させることができる。液状タイプの絶縁膜を直接基板に接触させたくなければ、CVD法やPVD法で絶縁膜(SiOx、SiNx等)を形成後に液状タイプの絶縁膜を塗布すれば良い。 Next, as shown in FIG. 23E, the insulating films 116, 112, 108, and 104 existing under the window 118 are sequentially etched. A core insertion hole 119 is formed. Etching is performed halfway through the lowermost insulating film 102. Note that the insulating film 102 may be completely etched to reach the substrate 102. In order for the core to completely enter the center of the inductor (coil) wiring and surround the core, the core insertion hole 119 is formed below the level of the lowermost inductor (coil) wiring, that is, the first wiring 103. Better. If the core falls below the first wiring 103, the inductance value also increases. As will be described later, when a fluid type liquid insulating film is applied and the core is inserted, there is a possibility that the liquid type insulating film may remain at the bottom of the core even if the core is pushed in. Etching may also be performed. In some cases, it is better to etch the substrate. However, when the portion is used for another purpose (for example, a transistor or a resistor is formed), it is natural that the substrate cannot be etched. In this way, the bottom of the core to be inserted can be surely disposed below the level of the first wiring. If it is not desired to directly contact the liquid type insulating film with the substrate, the liquid type insulating film may be applied after the insulating film (SiOx, SiNx, etc.) is formed by the CVD method or the PVD method.

次に、図23(f)に示すように、液状タイプの絶縁膜120を塗布すると、液状タイプの絶縁膜120はコア挿入穴119の中にたまる。液状タイプの絶縁膜は、たとえばSOG膜などの無機系塗布絶縁膜(たとえば、シラノール系{Si(OH)4})や有機系塗布絶縁膜(たとえば、ポリイミド、有機SOG膜)がある。この状態で、別基板130に接着層132を介して接着しているコア134をコア挿入穴119へ入れていく。基板130としてガラスや石英や透明プラスチックなどの透明基板を用いれば、基板130の上方から基板101上のパターンが見えるので、コア134とコア挿入穴(孔)119の位置合わせを非常に正確に行なうことができ、コア挿入穴119の中にコア134を挿入することができる。コア挿入穴119に溜まっていた液状タイプの絶縁膜120は挿入されたコア134に押し出されて、挿入穴119の外側へ押し出される。尚、接着層132は熱可塑性の接着層である。 Next, as shown in FIG. 23 (f), when the liquid type insulating film 120 is applied, the liquid type insulating film 120 accumulates in the core insertion hole 119. Examples of the liquid type insulating film include an inorganic coating insulating film (for example, silanol-based {Si (OH) 4}) such as an SOG film and an organic coating insulating film (for example, polyimide, organic SOG film). In this state, the core 134 bonded to the separate substrate 130 via the adhesive layer 132 is put into the core insertion hole 119. If a transparent substrate such as glass, quartz, or transparent plastic is used as the substrate 130, the pattern on the substrate 101 can be seen from above the substrate 130. Therefore, the core 134 and the core insertion hole (hole) 119 are very accurately aligned. The core 134 can be inserted into the core insertion hole 119. The liquid type insulating film 120 accumulated in the core insertion hole 119 is pushed out by the inserted core 134 and pushed outside the insertion hole 119. The adhesive layer 132 is a thermoplastic adhesive layer.

図23(g)はコア挿入孔119へコア134が挿入した状態を示す。コア挿入孔119の底面および側面の隙間には液状タイプの絶縁膜120が残り、液状タイプの絶縁膜120の中にコアが埋められたような状態になる。コア挿入孔119の底面部に存在する液状タイプの絶縁膜120は圧縮された状態で存在するが、液状タイプの絶縁膜120はコア134とインダクタ本体(基板101側)との緩衝材的な(クッション材としての)役目も果たし、コア134からインダクタ本体(基板101側)への挿入によるダメッジを除去している。の深さd1(図23(e)に記載するように、絶縁膜116の上面からコア挿入孔119の底面までの距離)がコアの高さhより大きいときは、接着層132が液状タイプの絶縁膜120に接触した状態か、接触する前にコア134の挿入を停止し、インダクタ本体(基板101側)へのダメッジを与えないようにする。コア134の挿入は基板130の基板101に対する移動の精度により支配(および/または基板130に対する基板101の移動精度)されるが、機械的な制御や電子的な制御を組み合わせることにより非常に精度良く制御できる。(たとえば、約0.1μmの制御も可能である。)hがd1より大きなときには、コア134の底部がコア挿入孔119の底面に達する前に停止させる。コア挿入孔119が基板101側に入り込んだ場合においても同様であり、この場合には、コアはインダクタ(コイル)の第1配線103よりも低い所に入るので、より大きなインダクタンスを得ることができる。 FIG. 23G shows a state where the core 134 is inserted into the core insertion hole 119. The liquid type insulating film 120 remains in the gap between the bottom surface and the side surface of the core insertion hole 119, and the core is buried in the liquid type insulating film 120. The liquid type insulating film 120 existing on the bottom surface of the core insertion hole 119 exists in a compressed state, but the liquid type insulating film 120 is a buffer material between the core 134 and the inductor body (substrate 101 side) ( It also serves as a cushioning material, and removes damage caused by insertion from the core 134 into the inductor body (substrate 101 side). When the depth d1 (the distance from the top surface of the insulating film 116 to the bottom surface of the core insertion hole 119 as described in FIG. 23E) is greater than the core height h, the adhesive layer 132 is a liquid type. The insertion of the core 134 is stopped before or in contact with the insulating film 120 so as not to damage the inductor body (substrate 101 side). The insertion of the core 134 is governed by the accuracy of movement of the substrate 130 with respect to the substrate 101 (and / or the accuracy of movement of the substrate 101 with respect to the substrate 130), but is very accurate by combining mechanical control and electronic control. Can be controlled. (For example, control of about 0.1 μm is possible.) When h is larger than d1, the core 134 is stopped before the bottom of the core 134 reaches the bottom of the core insertion hole 119. The same applies to the case where the core insertion hole 119 enters the substrate 101 side. In this case, since the core enters a place lower than the first wiring 103 of the inductor (coil), a larger inductance can be obtained. .

次に熱処理を行い液状タイプの絶縁膜120を固化させて、コア134をコア挿入孔119内に固定する。液状タイプの絶縁膜120の固化温度をT1とし、実際のプロセスの固化する熱処理温度をT2とし、接着層132の軟化温度をT3とする。T1<T2<T3とすることが重要である。すなわち、接着層が硬化している状態で液状タイプの絶縁膜120を固化させて、コア134をコア挿入孔119内に固定する。コア134がコア挿入孔199に固定された後に、プロセス温度T4をT3より高い温度に保持し、基板101に対して基板130を上方へ移動させれば、コア134は基板130から分離される。この状態を図23(h)に示す。液状タイプの絶縁膜120と接着層132についてT1<T2<T3を満足する材料は多数存在するので、適宜選択すれば良い。たとえば、液状タイプの絶縁膜120として使用する無機系塗布絶縁膜(シラノール系{Si(OH)4})は約350℃〜約400℃の温度で固化し、接着層132として使用する熱可塑性接着際STAYSTIC(商品名、CSPM社製)は約400℃以上で軟化する。従って、上記条件を満足している。あるいは、たとえば、液状タイプの絶縁膜120として有機系絶縁膜ポリイミド膜(350℃以上で硬化)を使用することもできる。 Next, heat treatment is performed to solidify the liquid type insulating film 120, and the core 134 is fixed in the core insertion hole 119. The solidification temperature of the liquid type insulating film 120 is T1, the heat treatment temperature for solidification in the actual process is T2, and the softening temperature of the adhesive layer 132 is T3. It is important that T1 <T2 <T3. That is, the liquid type insulating film 120 is solidified in a state where the adhesive layer is cured, and the core 134 is fixed in the core insertion hole 119. After the core 134 is fixed to the core insertion hole 199, the core 134 is separated from the substrate 130 by holding the process temperature T <b> 4 at a temperature higher than T <b> 3 and moving the substrate 130 upward with respect to the substrate 101. This state is shown in FIG. Since there are many materials that satisfy T1 <T2 <T3 for the liquid type insulating film 120 and the adhesive layer 132, they may be appropriately selected. For example, an inorganic coating insulating film (silanol-based {Si (OH) 4}) used as the liquid type insulating film 120 is solidified at a temperature of about 350 ° C. to about 400 ° C., and is used as the adhesive layer 132. STAYSTIC (trade name, manufactured by CSPM) softens at about 400 ° C or higher. Therefore, the above conditions are satisfied. Alternatively, for example, an organic insulating film polyimide film (cured at 350 ° C. or higher) can be used as the liquid type insulating film 120.

コア134がコア挿入孔119から食みだし、固化後の絶縁膜120の最上面120−1より出ている場合には、さらに液状タイプの絶縁膜を塗布して平坦化するか、或いは、その後エッチング法または研磨法により平坦化しても良い。プロセス上はみ出ていても問題なければそのままでも良い。コア134全部がコア挿入孔119内に入り込んでいる場合(接着層132の表面が平坦なときにはコア134全部がコア挿入孔119内に入り込むことは少ないが、コア134の部分だけ接着層を厚くするプロセスを行えばコア132全体をコア挿入孔119内に入れ込むことができる。)は、その部分が窪みになっているが、プロセス上問題がなければ、そのままでも良い。しかし窪みになっている状態がプロセス上問題あれば、上述の平坦化を行えば良い。 When the core 134 protrudes from the core insertion hole 119 and protrudes from the uppermost surface 120-1 of the solidified insulating film 120, a liquid type insulating film is further applied and flattened, or etching is performed thereafter. Planarization may be performed by a method or a polishing method. If it does not cause any problems, it can be left as it is. When all the cores 134 enter the core insertion hole 119 (when the surface of the adhesive layer 132 is flat, the entire core 134 rarely enters the core insertion hole 119, but the adhesive layer is thickened only by the portion of the core 134. If the process is performed, the entire core 132 can be inserted into the core insertion hole 119.) is a depression, but may be left as it is if there is no problem in the process. However, if the indented state is a problem in the process, the above-described planarization may be performed.

図23(e)で、コア挿入孔119を形成した後で、液状タイプの絶縁膜120をコア挿入孔119には余り多くためないようにして、(すなわち、薄く塗布する)コア134を挿入しても良い。この場合にはコア134とコア挿入孔119の間には液状タイプの絶縁膜120が入り込むようなるが、コア134の上部は液状タイプの絶縁膜120で覆われない恐れもある。その場合には、液状タイプの絶縁膜120を固化してコア134を固定させ、コア134を基板130から分離した後で、再度液状タイプの絶縁膜を塗布してコア134をカバーする。必要なら、CVD法やPVD法による絶縁膜と組み合わせても良い。また、この後平坦化しても良い。 In FIG. 23 (e), after the core insertion hole 119 is formed, the core 134 is inserted so that the liquid type insulating film 120 is not excessively accumulated in the core insertion hole 119 (that is, thinly applied). May be. In this case, the liquid type insulating film 120 enters between the core 134 and the core insertion hole 119, but the upper part of the core 134 may not be covered with the liquid type insulating film 120. In that case, after the liquid type insulating film 120 is solidified to fix the core 134 and the core 134 is separated from the substrate 130, the liquid type insulating film is applied again to cover the core 134. If necessary, it may be combined with an insulating film formed by CVD or PVD. Further, it may be flattened thereafter.

図23(h)においては、厚さhのコア134がコア挿入孔119に入り、表面が平坦化され、コア134の表面が露出している。この後、図23(i)に示すように、絶縁膜123を積層する。この絶縁膜は、SiOx、SiNx、SiOxNy等の絶縁膜であり、CVD法やPVD法、塗布法、あるいはこれらの組みわせなどで形成される。その後、第4の{インダクタ(コイル)}配線115(115−1、3)(さらにコイル配線を重ねるときは、最上層のコイル配線)上に、コンタクト孔124(124−1、2)を形成し、コンタクト孔124に導電体膜125(125−1、2)を形成し、さらに外部への取り出し電極・配線となる導電体膜126を積層し、電極・配線126(126−1、162−2)をパターニングし形成する。これによって、電極126−1は最下層の第1のコイル配線103から、コア134を周りながら下から上へスパイラル状につながり、最上層のコイル配線115におけるコンタクト孔124−2の導電体膜125−2を介して他方の電極・配線126−2へつながり、コイル(インダクタ)が完成する。尚、コンタクト孔124内の導電体膜125と電極・配線126は兼用することができる。また、コンタクト孔内の導電体膜125および電極・配線126は形成せず、コンタクト孔124を最上層のコイル配線のパッド開口部とすることもできる。また、電極・配線126上に、またはこれと兼用してバンプ電極を形成することもできる。 In FIG. 23 (h), the core 134 having a thickness h enters the core insertion hole 119, the surface is flattened, and the surface of the core 134 is exposed. Thereafter, as shown in FIG. 23I, an insulating film 123 is laminated. This insulating film is an insulating film such as SiOx, SiNx, or SiOxNy, and is formed by a CVD method, a PVD method, a coating method, or a combination thereof. Thereafter, contact holes 124 (124-1, 2) are formed on the fourth {inductor (coil)} wiring 115 (115-1, 3) (or the uppermost coil wiring when the coil wiring is overlapped). Then, a conductor film 125 (125-1, 2) is formed in the contact hole 124, and a conductor film 126 to be taken out to the outside as an electrode / wiring is laminated, and the electrode / wiring 126 (126-1, 162- 2) is formed by patterning. Thus, the electrode 126-1 is spirally connected from the lowermost first coil wiring 103 around the core 134 from the bottom to the top, and the conductor film 125 in the contact hole 124-2 in the uppermost coil wiring 115 is connected. -2 is connected to the other electrode / wiring 126-2 to complete the coil (inductor). The conductor film 125 and the electrode / wiring 126 in the contact hole 124 can be used together. Further, the conductor film 125 and the electrode / wiring 126 in the contact hole are not formed, and the contact hole 124 can be used as a pad opening of the uppermost coil wiring. A bump electrode can also be formed on the electrode / wiring 126 or in combination therewith.

図23に示す実施例では、最下層のコイル配線103に接続する電極・配線126−1が無理なく最上層に接続している。コンタクト孔も順次形成されていくので、余分な工程を付加することもないし、コンタクト孔のアスペクト比も高くないので、配線の信頼性も問題ない。コイル(インダクタ)配線の巻き数を多くするには、さらに上の方(縦)に配線を重ねても良いし、横方向(平面的)に配線を2重、3重あるいはn重(n=4、5、・・・)に増やしても良い。巻き数を増やすことにより、さらにインダクタンスやQ値を増大できる。 In the embodiment shown in FIG. 23, the electrode / wiring 126-1 connected to the lowermost coil wiring 103 is connected to the uppermost layer without difficulty. Since the contact holes are also formed sequentially, no additional process is added, and the aspect ratio of the contact holes is not high, so there is no problem with the reliability of the wiring. In order to increase the number of turns of the coil (inductor) wiring, the wiring may be overlapped further upward (vertically), or the wiring may be doubled, tripled, or n-folded in the lateral direction (planar) (n = 4, 5, ...) may be increased. By increasing the number of turns, the inductance and Q value can be further increased.

図24は図23のバリエーションを示す図である。図24に示すように、コイル配線の内側は配線のパターニングをしないで板状に重ねていく。図24(a)は、図23(d)と類似の図であるが、コイル配線103、107、111、115の内側はその都度パターニングしていないので、板状になっていて配線になっていない。この状態で、コア挿入穴119を形成するための感光性膜117をパターニングし、その穴になるべき領域の窓118を形成する。図24(b)に示すように、次にこれをマスクとしてコア挿入穴119を形成する。このとき、最初に絶縁膜116をエッチングし、次にコイル配線115をエッチングし、次に絶縁膜112をエッチングし、次にコイル配線111をエッチングし、次に絶縁膜108をエッチングし、次にコイル配線107をエッチングし、次に絶縁膜104をエッチングし、次にコイル配線103をエッチングし、最後に絶縁膜102をエッチングする。(コア134を最下層の配線103のレベルよりも下に入れ込むために基板101をエッチングする場合もある。)このエッチングはドライエッチングで行ない絶縁膜と導電体膜を順次エッチングしていくので、かなり選択比の高いエッチングが可能であり、各エッチングにおいてエッチング残りの非常に少ない条件で行なうことができる。しかもサイドエッチングの少ない垂直に近いパターン通りのエッチングが可能である。このようにして、コア挿入穴119が形成される。 FIG. 24 shows a variation of FIG. As shown in FIG. 24, the inside of the coil wiring is stacked in a plate shape without patterning the wiring. FIG. 24 (a) is similar to FIG. 23 (d), but the inside of the coil wirings 103, 107, 111, 115 is not patterned each time. Absent. In this state, the photosensitive film 117 for forming the core insertion hole 119 is patterned to form a window 118 in a region to be the hole. Next, as shown in FIG. 24B, a core insertion hole 119 is formed using this as a mask. At this time, first, the insulating film 116 is etched, then the coil wiring 115 is etched, then the insulating film 112 is etched, then the coil wiring 111 is etched, then the insulating film 108 is etched, The coil wiring 107 is etched, then the insulating film 104 is etched, then the coil wiring 103 is etched, and finally the insulating film 102 is etched. (The substrate 101 may be etched in order to insert the core 134 below the level of the lowermost wiring 103.) This etching is performed by dry etching, and the insulating film and the conductor film are sequentially etched. Etching with a considerably high selectivity is possible, and each etching can be performed under a condition with very little etching residue. In addition, it is possible to perform etching according to a nearly vertical pattern with little side etching. In this way, the core insertion hole 119 is formed.

次に、挿入穴119に露出した配線を被覆するために、絶縁膜121(たとえば、SiOx、SiNy、SiOxNy等)をCVD法やPVD法で積層する。コア挿入穴の深さは、約2μm〜約200μm(あるいは、〜約500μm)でしかも垂直壁であるが、コア挿入穴の直径は約50μm〜約200μm(あるいは、約200μm以上)と広く取ることができるので、アスペクト比もそれほど大きくないので、コア挿入穴の側面にコンフォーマルに近い状態で積層することができる。この側壁の絶縁膜の厚みは、この後で液状の絶縁膜も形成されるので、約0.1μm以上あれば良い。次に液状絶縁膜120をコア挿入穴119に塗布法で形成し、これまで説明したことと同様に、サポート基板190に付着したコア134を挿入する。この後のプロセスはこれまでに説明したことと同様である。図24に示すバリエーションは、コア挿入穴119がコイル配線と重なり、コア134を接近させることができ、よりインダクタンス値を高めることができる。しかも、垂直なコア挿入穴をパターン通りに形成できる。絶縁膜と導電体膜の繰り返しエッチングもガス条件やその他のエッチング条件を適宜変えていけば良いので、同一の装置で短時間に実現できるので、工程付加は少ないか殆どない。 Next, in order to cover the wiring exposed in the insertion hole 119, an insulating film 121 (for example, SiOx, SiNy, SiOxNy, etc.) is laminated by a CVD method or a PVD method. The core insertion hole has a depth of about 2 μm to about 200 μm (or about 500 μm) and a vertical wall, but the core insertion hole has a diameter of about 50 μm to about 200 μm (or more than about 200 μm). Therefore, since the aspect ratio is not so large, it can be laminated in a state close to conformal on the side surface of the core insertion hole. The insulating film on the side wall may have a thickness of about 0.1 μm or more because a liquid insulating film is also formed thereafter. Next, the liquid insulating film 120 is formed in the core insertion hole 119 by a coating method, and the core 134 attached to the support substrate 190 is inserted as described above. The subsequent process is the same as described above. In the variation shown in FIG. 24, the core insertion hole 119 overlaps with the coil wiring, the core 134 can be brought closer, and the inductance value can be further increased. In addition, vertical core insertion holes can be formed according to the pattern. Repeated etching of the insulating film and the conductor film can be realized in a short time with the same apparatus because the gas conditions and other etching conditions may be changed as appropriate, so that there are few or almost no additional processes.

図25は、本発明の横型インダクタを用いて作製したトロイダルコイルを示す。図25(a)は円板ドーナツ状のトロイダルコイル、図25(b)は矩形板ドーナツ状のコイルである。図25(a)に示すように、外部につながる下層のコイル配線1001(点線で示す)から上層のコイル配線1002に入り、次に点線で示す下層のコイル配線1003に入り、円板ドーナツ状のコア1005のまわりをまいて、上層のコイル配線1004から外部へ出ていく。(コイル配線1001は上層でも良い。コイル配線1004は下層でも良い。)本発明を使えば、このようなパターンも簡単にできる。まず基板上に絶縁膜を形成しその上にコイル配線1001、1003を形成し、次に絶縁膜を積層して、円板ドーナツ状のコア1005を付着し、次に絶縁膜を形成して、コンタクト孔を形成し導電体膜でコンタクト孔を埋めて、次に上層のコイル配線1002、1004を形成する。 FIG. 25 shows a toroidal coil manufactured using the lateral inductor of the present invention. FIG. 25A shows a toroidal coil having a circular donut shape, and FIG. 25B shows a coil having a rectangular donut shape. As shown in FIG. 25 (a), the lower layer coil wiring 1001 (indicated by the dotted line) connected to the outside enters the upper layer coil wiring 1002, and then enters the lower layer coil wiring 1003 indicated by the dotted line. It goes around the core 1005 and goes out from the upper layer coil wiring 1004. (The coil wiring 1001 may be an upper layer. The coil wiring 1004 may be a lower layer.) If the present invention is used, such a pattern can be simplified. First, an insulating film is formed on a substrate, coil wirings 1001 and 1003 are formed thereon, then an insulating film is laminated, a disk donut-shaped core 1005 is attached, and then an insulating film is formed. A contact hole is formed and the contact hole is filled with a conductor film, and then upper coil wirings 1002 and 1004 are formed.

また、図25(b)に示すように、外部につながる下層のコイル配線1006(点線で示す)から上層のコイル配線1007に入り、次に点線で示す下層のコイル配線1008に入り、矩形板ドーナツ状のコア1010のまわりをまいて、上層のコイル配線1009から外部へ出ていく。(コイル配線1006は上層でも良い。コイル配線1009は下層でも良い。)本発明を使えば、このようなパターンも簡単にできる。まず基板上に絶縁膜を形成しその上にコイル配線1006、1008を形成し、次に絶縁膜を積層して、矩形板ドーナツ状のコア1010を付着し、次に絶縁膜を形成して、コンタクト孔を形成し導電体膜でコンタクト孔を埋めて、次に上層のコイル配線1007、1009を形成する。この結果、図25に示すようなトロイダルコイルを簡単に作製できる。 Also, as shown in FIG. 25 (b), the lower layer coil wiring 1006 (indicated by the dotted line) connected to the outside enters the upper layer coil wiring 1007, and then enters the lower layer coil wiring 1008 indicated by the dotted line. The core core 1010 is scattered around and goes out from the upper layer coil wiring 1009. (The coil wiring 1006 may be an upper layer. The coil wiring 1009 may be a lower layer.) If the present invention is used, such a pattern can be simplified. First, an insulating film is formed on a substrate, coil wirings 1006 and 1008 are formed thereon, then an insulating film is laminated, a rectangular plate donut-shaped core 1010 is attached, and then an insulating film is formed, A contact hole is formed and the contact hole is filled with a conductor film, and then upper coil wirings 1007 and 1009 are formed. As a result, a toroidal coil as shown in FIG. 25 can be easily produced.

図26は、本発明の縦型インダクタを用いて作製したパッケージの構造を示す図である。絶縁基板12上に第1の導電体配線14を形成し、その上に絶縁膜15を形成する。絶縁膜15にコンタク孔16を形成し、そのコンタクト孔16に導電体膜を形成し、さらに第2の導電体配線17を形成し、その上に絶縁膜18を形成する。絶縁膜18にコンタク孔19を形成し、そのコンタクト孔19に導電体膜を形成し、さらに第3の導電体配線20を形成し、その上に絶縁膜21を形成する。次に絶縁膜21にコンタク孔22を形成し、そのコンタクト孔22に導電体膜を形成し、さらに第4の導電体配線23を形成し、その上に絶縁膜24を形成する。もっと導電体配線層を重ねるときにはこのプロセスを繰り返す。次にこれらの導電体配線はスパイラル状(環状)にまわっていて、これらの導電体配線の内側にコア挿入孔を形成して、コア25を挿入する、その後絶縁膜26を形成してコア25を被覆する。次にコンタクト孔27を形成し、そのコンタクト孔27に導電体膜を形成し、さらに電極・配線28を形成する。この電極・配線28は外部の素子等への接続電極になる。一方、絶縁基板12の裏側から導電体配線14に対してコンタクト孔13を形成し、このコンタクト孔13に導電体膜を形成して、絶縁基板12の裏側に電極・配線11を形成する。この電極・配線11は外部の素子等への接続電極になる。尚、コンタクト孔13を絶縁基板12に形成してから、コンタクト孔に導電体膜を形成して導電体配線14を形成しても良い。絶縁基板はガラスや石英や透明プラスチチック等の透明絶縁基板でも良いし、セラミック基板やエポキシ基板等の絶縁基板でも良い。このようなプロセスで、本発明のインダクタ素子パッケージを形成できる。両側の電極11および28に電圧をかけ導電体配線に電流を流せば、インダクタとして動作させることができる。 FIG. 26 is a view showing the structure of a package manufactured using the vertical inductor of the present invention. A first conductor wiring 14 is formed on the insulating substrate 12, and an insulating film 15 is formed thereon. A contact hole 16 is formed in the insulating film 15, a conductor film is formed in the contact hole 16, a second conductor wiring 17 is further formed, and an insulating film 18 is formed thereon. A contact hole 19 is formed in the insulating film 18, a conductor film is formed in the contact hole 19, a third conductor wiring 20 is formed, and an insulating film 21 is formed thereon. Next, a contact hole 22 is formed in the insulating film 21, a conductor film is formed in the contact hole 22, a fourth conductor wiring 23 is formed, and an insulating film 24 is formed thereon. This process is repeated for more conductor wiring layers. Next, these conductor wirings are spirally (annular), a core insertion hole is formed inside these conductor wirings, the core 25 is inserted, and then an insulating film 26 is formed to form the core 25. Coating. Next, a contact hole 27 is formed, a conductor film is formed in the contact hole 27, and an electrode / wiring 28 is further formed. The electrode / wiring 28 serves as a connection electrode to an external element or the like. On the other hand, a contact hole 13 is formed from the back side of the insulating substrate 12 to the conductor wiring 14, a conductor film is formed in the contact hole 13, and the electrode / wiring 11 is formed on the back side of the insulating substrate 12. The electrode / wiring 11 serves as a connection electrode to an external element or the like. Alternatively, the conductor wiring 14 may be formed by forming a conductor film in the contact hole after the contact hole 13 is formed in the insulating substrate 12. The insulating substrate may be a transparent insulating substrate such as glass, quartz, or transparent plastic, or may be an insulating substrate such as a ceramic substrate or an epoxy substrate. By such a process, the inductor element package of the present invention can be formed. When a voltage is applied to the electrodes 11 and 28 on both sides and a current is passed through the conductor wiring, it can be operated as an inductor.

図27は、基板上に多数形成した本発明のインダクタ(横型、縦型)素子パッケージを他の基板(たとえば、実装基板やIC基板上など)に実装する方法について説明する図である。図27(a)に示すように、インダクタ素子パッケージを多数形成した基板8001を接着層8003を介してサポート基板8005へ付着し、基板8001をダイシング等しインダクタ素子パッケージを個々に分離する。この段階では個々のインダクタ素子パッケージは接着層8003に付着しているのでバラバラになることはない。次に、パターニングした接着層8009を付着した基板8007を準備する。この接着層8009はインダクタ素子パッケージと接着できるような大きさにパターニングされている。また、インダクタ素子を実装する実装基板のピッチに合わせて接着層8009が形成されている。次に、27(b)に示すように、基板8007の接着層8009のパターンを接着すべきインダクタ素子パッケージ(図27では、8001−2や8002−5)にアライメントしながら接着層8009を接着すべきインダクタ素子パッケージ8001に付着させる。次に基板8007を持ちあげて(サポート基板8005を下げても良い)、紫外線をあてたり熱をかけるなどして接着層8003との接着力を弱めたインダクタ素子パッケージ8001(8001−2、8001−5)を接着層から分離する。次に図27(c)に示すように、実装基板8013上に形成されインダクタ素子パッケージを実装すべき電極・配線層8017(実装基板側の個々の実装単位8015(8015−1、2)に形成されている)のパターンに、基板8007に付着したインダクタ素子パッケージの電極・配線8011をアライメントしながら接近させて、図27(d)に示すようにインダクタ素子パッケージ8001(8001−2や8002−5)の電極・配線8011を実装基板8013の電極・配線8017に付着させる。次に、基板8007を持ちあげて(実装基板8013を下げても良い)、紫外線をあてたり熱をかけるなどして接着層8009の接着力を弱めたインダクタ素子パッケージを基板8007から分離する。この結果図27(e)に示すように個々のインダクタ素子パッケージ8001(8001−2、8001−5)が実装基板8013に一括で搭載される。次に、図27(f)に示すように、隣のインダクタ素子パッケージ8001(8001−3、8001−6)を基板8007に接着層8009に付着させて、実装基板8013に搭載していく。実装基板8013において実装単位8015をインダクタ素子パッケージのサイズの整数倍で設計しておけば、このように多数のインダクタ素子パッケージ8001を自動で一括で実装基板へ搭載することができる。尚、基板8007をガラス等の透明基板にすれば、インダクタ素子パッケージに合わせたり(図27(a)、図27(b))、実装基板の電極・配線8017に合わせたり(図27(c)、図27(d))するときにアライメントが容易となる。さらに、接着層8009はマスクを用いて真空吸着としたり、インダクタ素子パッケージは磁性体層を有するので、電磁石パターンや永久磁石パターンを用いたり、磁場カット層のマスクを用いることもできる。また接着層8003も真空吸着パターンや電磁石パターンを用いることもできる。さらに、図27では電極・配線同士を付着したが、パッケージを単純に搭載することもできることも言うまでもない。 FIG. 27 is a diagram for explaining a method of mounting a large number of inductor (horizontal and vertical) element packages of the present invention formed on a substrate on another substrate (for example, on a mounting substrate or an IC substrate). As shown in FIG. 27A, a substrate 8001 on which many inductor element packages are formed is attached to a support substrate 8005 via an adhesive layer 8003, and the substrate 8001 is diced to separate the inductor element packages individually. At this stage, the individual inductor element packages are attached to the adhesive layer 8003 and thus do not fall apart. Next, a substrate 8007 to which a patterned adhesive layer 8009 is attached is prepared. The adhesive layer 8009 is patterned to a size that can be adhered to the inductor element package. An adhesive layer 8009 is formed in accordance with the pitch of the mounting substrate on which the inductor element is mounted. Next, as shown in FIG. 27B, the adhesive layer 8009 is adhered while aligning the pattern of the adhesive layer 8009 of the substrate 8007 with the inductor element package (8001-2 and 8002-5 in FIG. 27) to be adhered. It is attached to the power inductor element package 8001. Next, the substrate 8007 is lifted (the support substrate 8005 may be lowered), and the inductor element package 8001 (8001-2, 8001-) whose adhesive strength with the adhesive layer 8003 is weakened by applying ultraviolet rays or applying heat. 5) is separated from the adhesive layer. Next, as shown in FIG. 27C, an electrode / wiring layer 8017 formed on the mounting substrate 8013 and on which the inductor element package is to be mounted (formed on each mounting unit 8015 (8015-1 and 8015) on the mounting substrate side). In FIG. 27 (d), the inductor element package 8001 (8001-2 or 8002-5) is brought close to the pattern of FIG. ) Electrode / wiring 8011 is attached to the electrode / wiring 8017 of the mounting substrate 8013. Next, the substrate 8007 is lifted (the mounting substrate 8013 may be lowered), and the inductor element package in which the adhesive force of the adhesive layer 8009 is weakened by applying ultraviolet rays or applying heat is separated from the substrate 8007. As a result, as shown in FIG. 27E, individual inductor element packages 8001 (8001-2, 8001-5) are collectively mounted on the mounting substrate 8013. Next, as shown in FIG. 27F, the adjacent inductor element package 8001 (8001-3, 8001-6) is attached to the substrate 8007 with the adhesive layer 8009 and mounted on the mounting substrate 8013. If the mounting unit 8015 is designed to be an integral multiple of the size of the inductor element package in the mounting board 8013, a large number of inductor element packages 8001 can be automatically and collectively mounted on the mounting board. If the substrate 8007 is made of a transparent substrate such as glass, it can be matched with the inductor element package (FIGS. 27A and 27B) or matched with the electrode / wiring 8017 of the mounting substrate (FIG. 27C). , FIG. 27 (d)) facilitates alignment. Further, since the adhesive layer 8009 is vacuum-adsorbed using a mask, and the inductor element package has a magnetic layer, an electromagnet pattern or a permanent magnet pattern can be used, or a magnetic field cut layer mask can be used. The adhesive layer 8003 can also use a vacuum adsorption pattern or an electromagnet pattern. Further, in FIG. 27, the electrodes and wires are attached to each other, but it goes without saying that the package can be simply mounted.

本発明の重要な点は、サポート基板に付着した高透磁率の磁性体を所望の形状にして半導体基板に付着させ、これをコイル配線のコアとして使用することである。横型インダクタの場合においても、コアがないものに比べてコイルのインダクタンスは比透磁率の分だけ大きくなる。本発明はコア材料としてバルク材と同じものを使用できるので、比透磁率が100倍以上、1000倍以上、10000倍以上の材料を用いて、非常に大きなインダクタンスを持つコイル(インダクタ)を作製でき、しかもLSI等の半導体プロセスと同じプロセスを使用できるので、ウエハレベルでインダクタ付き半導体デバイスを作製できる。 An important point of the present invention is that a magnetic material having a high magnetic permeability attached to a support substrate is attached to a semiconductor substrate in a desired shape and used as a core of coil wiring. Even in the case of a horizontal inductor, the inductance of the coil is increased by the relative permeability as compared with the case without a core. Since the same material as the bulk material can be used as the core material in the present invention, a coil (inductor) having a very large inductance can be manufactured using a material having a relative magnetic permeability of 100 times or more, 1000 times or more and 10000 times or more. In addition, since the same process as a semiconductor process such as LSI can be used, a semiconductor device with an inductor can be manufactured at the wafer level.

尚、本発明は縦型インダクタも横型インダクタも半導体基板に限らず、他の基板でも良いことも自明である。たとえば、プリント配線基板を用いることもできる。本発明の磁性体コア付きサポート基板を使用して、プリント配線基板に磁性体コアを挿入し取り付けても良い。さらに、単体のインダクタ(コイル)形成にも適用できることも自明である。本発明は、基板上に多数のコア付きインダクタ(コイル)を非常に簡便な方法で形成できるという効果もある。
尚、本発明を応用すると種々の物質を半導体基板に付着することができる。たとえば、非常に精度の良い抵抗体の薄い板を半導体基板に付着することができ、高精度の抵抗配線を半導体デバイスに組み込むことができる。
また、これまでいろいろな説明をしてきたが、実施例や実施形態の説明において、具体的に述べていないことでもお互いに矛盾しない限り他の所で説明した内容も適用できることは言うまでもない。
In the present invention, it is obvious that the vertical inductor and the horizontal inductor are not limited to the semiconductor substrate but may be other substrates. For example, a printed wiring board can be used. Using the support substrate with a magnetic core of the present invention, the magnetic core may be inserted and attached to the printed wiring board. Further, it is obvious that it can be applied to the formation of a single inductor (coil). The present invention also has an effect that a large number of cored inductors (coils) can be formed on a substrate by a very simple method.
Note that various materials can be attached to a semiconductor substrate by applying the present invention. For example, a very accurate resistor thin plate can be attached to a semiconductor substrate, and highly accurate resistance wiring can be incorporated into a semiconductor device.
Although various descriptions have been given so far, it goes without saying that the contents described in other places can be applied as long as they are not inconsistent with each other even if they are not specifically described in the description of the embodiments and embodiments.

本発明は、インダクタまたはコイルを使用する半導体装置に適用できる。   The present invention can be applied to a semiconductor device using an inductor or a coil.

11・・・半導体基板、12・・・絶縁膜、13・・・コイル配線、14・・・絶縁膜、
15・・・コイル配線、16・・・絶縁膜、17・・・コイル(配線)中央孔、
18・・・絶縁膜、19・・・流動性接着剤、31・・・サポート基板、
32・・・接合剤、33・・・コア(芯)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Semiconductor substrate, 12 ... Insulating film, 13 ... Coil wiring, 14 ... Insulating film,
15 ... coil wiring, 16 ... insulating film, 17 ... coil (wiring) central hole,
18 ... insulating film, 19 ... fluid adhesive, 31 ... support substrate,
32 ... Bonding agent, 33 ... Core

Claims (12)

第1の基板上に形成されたコイル配線の内側の中央孔に第2の基板上に形成されたコアを挿入することによって形成されたコア付きインダクタ。 An inductor with a core formed by inserting a core formed on a second substrate into a central hole inside a coil wiring formed on the first substrate. 第1の基板は半導体基板であることを特徴とする、請求項1に記載のコア付きインダクタ。 The cored inductor according to claim 1, wherein the first substrate is a semiconductor substrate. コイル配線の端子は、半導体基板に形成された半導体デバイスに接続していることを特徴とする、請求項2に記載のコア付きインダクタ。 The cored inductor according to claim 2, wherein the terminal of the coil wiring is connected to a semiconductor device formed on the semiconductor substrate. 第2の基板上に形成されたコイル配線の内側の中央孔に、第3の基板上に形成されたコアを挿入することによって形成されたコア付きインダクタを搭載した第2の基板から、第1の基板である半導体基板にコア付きインダクタを付着させて形成したインダクタを搭載した半導体装置。 From the second substrate on which the cored inductor formed by inserting the core formed on the third substrate is inserted into the central hole inside the coil wiring formed on the second substrate, from the first substrate A semiconductor device equipped with an inductor formed by attaching a cored inductor to a semiconductor substrate which is a substrate. 半導体基板、絶縁性基板、または導電性基板である第1の基板上に少なくとも1層のコイル配線を形成する工程と、第2の基板上に形成されたコアを前記コイル配線の内側に配置する工程と、第2の基板からコアを分離する工程とを含むコア付きインダクタの製造方法。 A step of forming at least one layer of coil wiring on a first substrate which is a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a conductive substrate, and a core formed on the second substrate is disposed inside the coil wiring. A method for manufacturing an inductor with a core, comprising: a step; and a step of separating a core from a second substrate. コイル配線を形成する工程の後で、流動性接着剤を塗布する工程か、コイル配線の内側の底部に接着層を形成する工程か、または第2の基板上に形成されたコアに接着層を形成する工程のいずれかの工程、或いはこれらを組み合わせた工程をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のコア付きインダクタの製造方法。 After the step of forming the coil wiring, a step of applying a fluid adhesive, a step of forming an adhesive layer on the bottom inside the coil wiring, or an adhesive layer on the core formed on the second substrate 6. The method of manufacturing a cored inductor according to claim 5, further comprising any of the steps of forming or a step of combining them. 半導体基板、絶縁性基板、または導電性基板である第1の基板上に少なくとも1層のコイル配線を形成する工程と、コイル配線の内側に中央孔を形成する工程と、第2の基板上に形成されたコアを前記中央孔に挿入する工程と、第2の基板からコアを分離する工程とを含むコア付きインダクタの製造方法。 Forming a coil wiring of at least one layer on a first substrate which is a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a conductive substrate; forming a central hole inside the coil wiring; and on the second substrate A method for manufacturing a cored inductor, comprising: inserting a formed core into the central hole; and separating the core from a second substrate. コイル配線の内側に中央孔を形成する工程の後で、流動性接着剤を塗布する工程か、中央孔の底部に接着層を形成する工程か、または第2の基板上に形成されたコアに接着層を形成する工程のいずれかの工程、或いはこれらを組み合わせた工程をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のコア付きインダクタの製造方法。 After the step of forming the central hole inside the coil wiring, the step of applying a fluid adhesive, the step of forming an adhesive layer on the bottom of the central hole, or the core formed on the second substrate The method for manufacturing a cored inductor according to claim 7, further comprising any one of the steps of forming the adhesive layer, or a combination of these steps. コアは第2の基板上に接合剤を介して接着していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかの項に記載のコア付きインダクタ。 The cored inductor according to any one of claims 1 to 3, wherein the core is bonded to the second substrate via a bonding agent. コアは第2の基板上に接合剤を介して接着していることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4, wherein the core is bonded to the second substrate via a bonding agent. 第1の配線を有する第1の基板上に、第2の基板に付着したコアを付着して、第2の基板に第2の配線を形成し、第1の配線と第2の配線を、コアを内側にしてスパイラル状に接続したコア付きインダクタ。 On the first substrate having the first wiring, the core attached to the second substrate is attached, the second wiring is formed on the second substrate, and the first wiring and the second wiring are An inductor with a core connected in a spiral with the core inside. コアを内側にしてコイル配線をスパイラル状に巻くコア付きインダクタの製造方法であって、半導体基板、絶縁基板、または導電性基板である第1の基板上に第1のコイル配線を形成する工程と、第1の絶縁膜を形成する工程と、第2の基板に付着したコアを第1の基板に付着させる工程と、コアから第2の基板を分離する工程と、第2の絶縁膜を積層する工程と、第1の配線と第2の配線をスパイラル状に接続するための接続孔を形成する工程と、第2のコイル配線を形成する工程とを含む、コア付きインダクタの製造方法。 A method of manufacturing an inductor with a core in which a coil wiring is wound spirally with a core inside, the step of forming a first coil wiring on a first substrate which is a semiconductor substrate, an insulating substrate, or a conductive substrate; The step of forming the first insulating film, the step of attaching the core attached to the second substrate to the first substrate, the step of separating the second substrate from the core, and the second insulating film are laminated. A method of manufacturing an inductor with a core, comprising: a step of forming a connection hole for connecting the first wiring and the second wiring in a spiral shape; and a step of forming a second coil wiring.
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