JP5949300B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、支持基板上に剥離層を介して形成された構成部材同士を貼り合わせてコイルを内部に含むコイル層を形成し、このコイル層を基板上に搭載してなる半導体装置の製造方法に関するものである。

従来より、例えば、特許文献１には、コイル層が回路基板上に搭載されてなる半導体装置が提案されている。コイル層は、配線部と、配線部を覆う低誘電率膜（絶縁膜）と、配線部と電気的に接続され、低誘電率膜から露出する接続部と、を有する構成部材が積層されて構成されている。

このような半導体装置は、次のように製造される。すなわち、まず、二枚の支持基板を用意し、各支持基板上にそれぞれ紫外線硬化性樹脂で構成される剥離層を形成する。その後、各剥離層上に、所定パターンの配線部と、この配線部を覆う絶縁膜と、配線部と電気的に接続され、絶縁膜から露出する接続部と、を組として構成される構成部材を１組形成する。

続いて、各支持基板上に形成された構成部材を対向させて配置し、支持基板を保持しつつ加圧しながら各構成部材を貼り合わせることにより、配線部および接続部で構成されるコイルを内部に含み、積層方向の両端部分に支持基板を備えたコイル層を形成する。そして、コイル層の一端部側から紫外線を照射して当該一端部に備えられている支持基板上の剥離層を硬化してこの支持基板を選択的に剥離する。

次に、コイル層の他端部に備えられた支持基板にてコイル層を保持しつつ、コイル層のうち支持基板を剥離した側が回路基板と対向するように、コイル層を回路基板上に搭載する。その後、コイル層の他端部側から紫外線を照射して当該他端部に備えられている支持基板上の剥離層を硬化してこの支持基板を剥離する。これにより、回路基板上にコイル層を備える半導体装置が製造される。

なお、コイル層を構成する構成部材の数は適宜変更可能である。例えば、構成部材の数は増やす場合には、積層方向の両端部分に支持基板を備えた積層体を複数用意し、各積層体の一端部に備えられた支持基板をそれぞれ選択的に除去する。そして、積層体の一端部（支持基板を除去した端部）同士を対向させて配置し、加圧しながら貼り合わせることにより、所望数の構成部材を有するコイル層が構成される。

特開２０１１−２３８８９５号公報

しかしながら、上記製造方法では、支持基板を剥離する際に、コイル層（積層体）の両端に備えられた支持基板が同時に剥離してしまうことがあり、コイル層（積層体）を保持することが困難になることがあるという問題がある。すなわち、一端部に備えられている支持基板を剥離する際には、一端部側から紫外線を照射して当該一端部に備えられている支持基板上の剥離層を硬化して剥離するが、コイル層（積層体）の厚みが薄い場合には、他端部に備えられている支持基板上の剥離層にも紫外線が照射されてしまい、この剥離層も硬化してしまうことがある。このため、コイル層（積層体）の両端部に備えられている支持基板が同時に剥離してしまうことがある。

本発明は上記点に鑑みて、コイル層（積層体）の両端に備えられた支持基板が同時に剥離することを抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１、２、３、５に記載の発明では、一面を有する支持基板（８０）を二枚用意する工程と、支持基板それぞれの一面上に剥離層（８３）を形成する剥離層形成工程と、支持基板それぞれに剥離層を介して、所定パターンの配線部（３２〜６２）と、配線部を覆う絶縁膜（３１〜６１）と、配線部に備えられ、絶縁膜から露出する接続部（３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂ）と、を組として構成される構成部材（３０〜６０）を一組形成する工程と、二枚の支持基板に配置された構成部材を対向させて配置し、支持基板を保持しつつ加圧しながら貼り合わせ、構成部材それぞれの配線部を接続部を介して連結する工程を行うことにより、配線部および接続部で構成されるコイルを内部に含み、積層方向の両端部分に支持基板が備えられたコイル層を形成する工程と、コイル層から支持基板を選択的に剥離する剥離工程と、コイル層を基板上に搭載する搭載工程と、を行い、以下の点を特徴としている。

すなわち、剥離層形成工程では、金属膜を形成する工程と、金属膜上に金属元素が拡散されないバリア膜を形成する工程と、を行うことを特徴としている。
そして、請求項１に記載の発明では、剥離工程では、コイル層の一方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度未満に保持しつつ、コイル層の他方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度以上に加熱した後に液化温度未満まで冷却し、金属膜が固層である状態でコイル層の他方の端部に備えられた支持基板を剥離することを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明では、剥離工程では、コイル層の一方の端部に備えられた支持基板を冷却しつつコイル層の他方の端部に備えられた支持基板を加熱することにより、コイル層の一方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度未満に保持しつつ、コイル層の他方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度以上に加熱してコイル層から他方の端部に備えられた支持基板を剥離することを特徴としている。
そして、請求項３に記載の発明では、剥離工程では、コイル層の一方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度未満に保持しつつ、コイル層の他方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度以上に加熱することにより、コイル層から他方の端部に備えられた支持基板を剥離し、金属膜を形成する工程では、加熱された後に冷却されることで共晶合金膜（８１ｂ）を構成する複数種の金属元素を含む共晶金属膜（８１ａ）を形成することを特徴としている。
さらに、請求項５に記載の発明では、剥離工程では、コイル層の一方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度未満に保持しつつ、コイル層の他方の端部に備えられた支持基板上に形成された金属膜を液化温度以上に加熱することにより、コイル層から他方の端部に備えられた支持基板を剥離し、金属膜を形成する工程では、単一の元素で構成される単一金属膜を形成する工程と、単一金属膜上に、加熱された後に冷却されることで当該単一金属膜と共晶接合される金属元素を含む調整膜（８１ｃ）を形成する工程と、を行うことを特徴としている。

これによれば、支持基板上に金属膜およびバリア膜からなる剥離層を形成している。そして、一方の端部に備えられた（剥離させない）支持基板上に形成された金属膜が液化温度以上に加熱されないように他方の端部に備えられた（剥離させたい）支持基板上に形成された金属膜を液化温度以上に加熱し、他方の端部に備えられた支持基板を選択的に剥離している。このため、コイル層の両端から支持基板が同時に剥離することを抑制することができる。また、請求項１に記載の発明では、剥離する支持基板の側部やコイル層の側部に金属膜が付着することを抑制することができる。そして、請求項２に記載の発明では、一方の端部に備えられた支持基板上の金属膜が液化温度以上になることを抑制することができる。

なお、請求項６に記載の発明のように、構成部材を貼り合わせて積層体を構成し、この積層体から他方の端部に備えられた支持基板を剥離する際にも、請求項１に記載の発明と同様に、積層体の両端から支持基板が同時に剥離することを抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の断面図である。 （ａ）は第１構成部材の平面模式図、（ｂ）は第２構成部材の平面模式図、（ｃ）は第３構成部材の平面模式図、（ｄ）は第４構成部材６０の平面模式図である。 図１に示す第１構成部材を動かしたときの平面模式図である。 図１に示す半導体装置の製造工程を示す断面図である 図４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。 図５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。 図６に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示されるように、半導体装置は、回路基板１０の上に、コイル２０を有するコイル層２１が搭載されて構成されている。なお、本実施形態では、回路基板１０が本発明の基板に相当している。

回路基板１０は矩形板状とされており、表面には絶縁膜１１が配置されている。そして、絶縁膜１１には開口部１２が形成されており、開口部１２には、回路基板１０上に形成された図示しない配線と電気的に接続されるＣｕ、Ａｕ、Ａｌ等で構成される金属膜１３が配置されている。

また、回路基板１０の表面には、当該回路基板１０の表面に対する法線方向を軸として巻き回されているコイル２０を有するコイル層２１が備えられている。このコイル層２１は、本実施形態では、第１〜第４構成部材３０〜６０が積層されて構成されている。以下に第１〜第４構成部材３０〜６０の構成について図１および図２を参照しつつ説明する。なお、図２は、図１中の回路基板１０側からコイル層２１を視たときの平面模式図であり、図１中のコイル層２１の断面構成は図２中の第１〜第４構成部材３０〜６０における各I−I断面に相当している。

図１および図２（ａ）に示されるように、第１構成部材３０は、外形が低誘電率膜３１で構成され、矩形板状とされていると共に、平面寸法が回路基板１０の平面寸法と同じとされている。そして、低誘電率膜３１の内部に内方から外方に向かって巻き回して構成される螺旋状の配線部３２を備えている。本実施形態では、この配線部３２は、螺旋構造の中心点と、第１構成部材３０の中心点とが一致するパターンとされている。また、配線部３２には、外側の端部に低誘電率膜３１のうち回路基板１０側から露出する第１接続部３２ａが備えられており、内側の端部に低誘電率膜３１のうち第２構成部材４０側から露出する第２接続部３２ｂが備えられている。なお、本実施形態では、低誘電率膜３１が本発明の絶縁膜に相当しており、低誘電率膜３１としては、例えば、ポリイミド系樹脂等が用いられる。

また、第１構成部材３０は、配線部３２が備えられる部分の外縁部分に導電部３３が形成されている。本実施形態では、導電部３３は、四個備えられており、各導電部３３は第１構成部材３０の中心点から所定距離だけ離間した位置に点対称配置されている。

同様に、第２〜第４構成部材４０〜６０は、図１および図２（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、外形が低誘電率膜４１〜６１で構成され、矩形板状とされていると共に、平面寸法が回路基板１０の平面寸法と同じとされている。そして、低誘電率膜４１〜６１の内部に内方から外方に向かって巻き回して構成される螺旋状であって、第１構成部材３０の配線部３２と同一パターンとされた配線部４２〜６２を備えている。言い換えると、配線部４２〜６２は、それぞれ螺旋構造の中心点と、第２〜第４構成部材４０〜６０の中心点とが一致するパターンとされている。

また、各配線部４２〜６２には、外側の端部に低誘電率膜４１〜６１から露出する第１接続部４２ａ〜６２ａが備えられており、内側の端部に低誘電率膜４１〜６１から露出する第２接続部４２ｂ〜６２ｂが備えられている。具体的には、第２構成部材４０の第１接続部４２ａは低誘電率膜４１のうち第３構成部材５０側から露出しており、第２構成部材４０の第２接続部４２ｂは低誘電率膜４１のうち第１構成部材３０側から露出している。また、第３構成部材５０の第１接続部５２ａは低誘電率膜５１のうち第２構成部材４０側から露出しており、第３構成部材５０の第２接続部５２ｂは低誘電率膜５１のうち第４構成部材６０側から露出している。さらに、第４構成部材６０の第１接続部６２ａは低誘電率膜６１のうち第３構成部材５０側と反対側から露出しており、第４構成部材６０の第２接続部６２ｂは低誘電率膜６１のうち第３構成部材５０側から露出している。

また、第２〜第４構成部材４０〜６０それぞれは、配線部４２〜６２が備えられる部分の外縁部分に導電部４３〜６３が備えられている。この導電部４３〜６３は、第１構成部材３０と同様に、それぞれ四個備えられており、各導電部４３〜６３は第２〜第４構成部材４０〜６０の中心点から所定距離だけ離間した位置に点対称配置されている。そして、第１構成部材３０の中心点と導電部３３との間の距離と、第２〜第４構成部材４０〜６０の中心点と導電部４３〜６３との間の距離が等しくされている。

第１〜第４構成部材３０〜６０は以上説明したように構成されており、本実施形態では第１〜第４構成部材３０〜６０がそれぞれ同一形状、言い換えると同じ構成部材とされている。すなわち、例えば、第１構成部材３０を基準に考えると、第１構成部材３０を回転したり表裏を反転したりすることにより、第１構成部材３０と第２〜第４構成部材４０〜６０とが一致するものとなっている。

一例として、第２構成部材４０について図３を参照しつつ説明する。なお、図３（ａ）は、第１構成部材３０を回路基板１０側から視たときの平面模式図である。

図３（ａ）に示されるように、第１構成部材３０のうち、紙面上側の左右方向に延びる１辺をａ、紙面下側の左右方向に延びる１辺をｃ、紙面右側の上下方向に延びる１辺をｂ、紙面左側の上下方向に延びる１辺をｄとしたとき、第１構成部材３０を次のように動かすことにより、第１構成部材３０と第２構成部材４０とが一致する。すなわち、例えば、図３（ｂ）に示されるように、第１構成部材３０を、第１構成部材３０の中心点を基準点として反時計回りに９０°回転させ、図３（ｃ）に示されるように、第１構成部材３０の１辺ｄを基準にして表裏を反転させる（上下を反転させる）ことにより、第１構成部材３０と第２構成部材４０とが一致する。

同様に、図示しないが、例えば、第１構成部材３０を、第１構成部材３０の中心点を基準点として１８０°回転させることにより、第１構成部材３０と第３構成部材５０とが一致する。また、第１構成部材３０を、第１構成部材３０の中心点を基準として反時計周りに９０°回転させ、第１構成部材３０の１辺ｃを基準にして表裏を反転させる（左右を反転させる）ことにより、第１構成部材３０と第４構成部材６０とが一致する。

そして、図１に示されるように、コイル層２１は、このような第１〜第４構成部材３０〜６０が積層されることにより構成されている。具体的には、第１、第２構成部材３０、４０、第２、第３構成部材４０、５０、第３、第４構成部材５０、６０がそれぞれ貼り合わされて積層されることにより構成されている。また、コイル層２１の内部には、第１構成部材３０の第２接続部３２ｂと第２構成部材４０の第２接続部４２ｂ、第２構成部材４０の第１接続部４２ａと第３構成部材５０の第１接続部５２ａ、第３構成部材５０の第２接続部５２ｂと第４構成部材６０の第２接続部６２ｂとが連結されることにより、配線部３２〜６２および第１、第２接続部３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂで構成されるコイル２０が形成されている。さらに、コイル層２１の内部では、第１構成部材３０の導電部３３と第２構成部材４０の導電部４３、第２構成部材４０の導電部４３と第３構成部材５０の導電部５３、第３構成部材５０の導電部５３と第４構成部材６０の導電部６３とが連結されている。

そして、上記のように構成されているコイル層２１は、第１構成部材３０の第１接続部３２ａおよび第１構成部材３０の導電部３３が回路基板１０に配置された金属膜１３と接続されている。また、コイル層２１のうち回路基板１０側と反対側の部分には、第４構成部材６０の第２接続部６２ｂと導電部６３とを電気的に接続する接続配線部７０が備えられ、コイル２０と導電部３３〜６３とが電気的に接続されている。

以上が本実施形態における半導体装置の構成である。次に、このような半導体装置の製造方法について、図４〜図６を参照しつつ説明する。

まず、図４（ａ）に示されるように、平坦な一面を有する支持基板８０を用意し、当該支持基板８０の平坦な一面上に、金属膜８１およびバリア膜８２を蒸着により順に形成して剥離層８３を構成する。特に限定されるものではないが、本実施形態では、金属膜８１は、液化温度が２７１℃である低融点金属のＢｉで構成され、バリア膜８２は金属元素が拡散されないＳｉＯ_２で構成される。なお、液化温度とは、金属膜８１が完全に液化する温度のことである。

次に、図４（ｂ）に示されるように、剥離層８３上に、導電部３３ａと、第１接続部３２ａとを形成する。これら導電部３３ａおよび第１接続部３２ａは、例えば、スクリーン印刷やマスク蒸着法等により形成される。

続いて、図４（ｃ）に示されるように、ポリイミド系樹脂等をスピンコート法により塗布した後、加熱して溶剤を揮発することにより低誘電率膜３１を形成する。

なお、この低誘電率膜３１は、導電部３３ａおよび第１接続部３２ａにおける支持基板８０側と反対側の部分が露出するように形成する。また、加熱して溶剤を揮発する際には、本実施形態では金属膜８１の液化温度が２７１℃とされているため、２７１℃未満の温度で行う。つまり、金属膜８１が液化温度以上まで加熱されないようにして溶剤を揮発させる。

次に、図４（ｄ）に示されるように、導電部３３ａ上に当該導電部３３ａと電気的に接続される導電部３３ｂと、低誘電率膜３１上に第１接続部３２ａと電気的に接続される配線部３２とをスクリーン印刷やマスク蒸着法等により形成する。

なお、配線部３２は、上記図２に示されるように、内方から外方に向かって巻き回して構成される螺旋状とされ、配線部３２における螺旋構造の中心点と支持基板８０の中心点とが一致するパターンとされている。そして、配線部３２は、外側の端部と第１接続部３２ａとが接続されている。

続いて、図４（ｅ）に示されるように、導電部３３ｂ上に当該導電部３３ｂと電気的に接続される導電部３３ｃを形成すると共に、配線部３２のうち内側の端部上に当該配線部３２と電気的に接続される第２接続部３２ｂを形成する。これら導電部３３ｃおよび第２接続部３２ｂは、例えば、スクリーン印刷やマスク蒸着法等により形成される。

その後、図４（ｆ）に示されるように、ポリイミド系樹脂等をスピンコート法により塗布した後、加熱して溶剤を揮発することにより低誘電率膜３１を形成する。

なお、この低誘電率膜３１は、第２接続部３２ｂおよび導電部３３ｃにおける支持基板８０側と反対側の部分が露出するように形成する。また、加熱して溶剤を揮発する際には、図４（ｃ）の工程と同様に、２７１℃未満の温度で行い、金属膜８１が液化温度以上まで加熱されないようにする。以上説明した工程を行うことにより、支持基板８０上に剥離層８３を介して第１構成部材３０が形成される。

なお、上記図４（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）の工程において、スクリーン印刷により配線部３２、第１、第２接続部３２ａ、３２ｂ、および導電部３３ａ〜３３ｃを形成した場合には、仮焼成を行って溶剤を除去する工程をそれぞれ行う。この場合、２７１℃未満の温度で行い、金属膜８１が液化温度以上まで加熱されないようにする。

さらに、上記図４（ａ）の工程では、バリア膜８２をスピンコート法で形成してもよく、この場合は２７１℃未満の温度で金属膜８１が液化温度以上まで加熱されないようにして溶剤を揮発させる。

また、上記のように第２〜第４構成部材４０〜６０は第１構成部材３０と同一形状とされているため、上記図４（ａ）〜（ｆ）と同様の工程を行って、支持基板８０上に剥離層８３を介して第２〜第４構成部材４０〜６０が形成されたものを用意する。

その後、図５（ａ）に示されるように、支持基板８０に配置された第１、第２構成部材３０、４０を対向させて配置した後、大気中または低真空中で加圧しながら貼り合わせることにより、積層方向の両端部分に支持基板８０を備えた第１積層体９０を形成する。

具体的には、第１構成部材３０の第２接続部３２ｂと第２構成部材４０の第２接続部４２ｂとを対向させて配置し、第１、第２構成部材３０、４０に備えられている支持基板８０それぞれの平坦な一面を平行としつつ、第１構成部材３０の配線部３２と第２構成部材４０の配線部４２とを第２接続部３２ｂ、４２ｂを介して連結して第１積層体９０を形成する。

なお、第１構成部材３０の第２接続部３２ｂと第２構成部材４０の第２接続部４２ｂとを対向させて配置するには、次のようにすればよい。すなわち、上記図３に示されるように、第２構成部材４０を第１構成部材３０と一致する状態とした後、第２構成部材４０を支持基板８０に配置された状態で、反時計周りに９０°回転させると共に上下方向に表裏を反転させることにより、第１構成部材３０の第２接続部３２ｂと第２構成部材４０の第２接続部４２ｂとを対向させて配置することができる。この工程は、例えば、一般的なボンディング装置にて支持基板８０を保持することにより行うことができる。

また、第１、第２構成部材３０、４０の貼り合わせは、例えば、第１、第２構成部材３０、４０の接合面にＡｒイオンを照射し、接合面を活性化させて接合する表面活性化接合により行うことが好ましい。第１、第２構成部材３０、４０の貼り合わせを表面活性化接合により行った場合には、表面活性化接合は、接合部材（低誘電率膜３１、４１）を融点以上に加熱して軟化させ、この状態で接着する熱圧着等の接合方法と比較して低温接合となる。このため、配線部３２、４２、低誘電率膜３１、４１、導電部３３、４３および各支持基板８０の熱膨張係数の違いによる熱応力の発生を抑制することができ、第１積層体９０が反ってしまうことを抑制することができる。

次に、図５（ｂ）に示されるように、第１積層体９０のうち第２構成部材４０側の支持基板８０を除去する。具体的には、第１構成部材３０側の支持基板８０上に形成された金属膜８１を液化温度未満の温度に保持しつつ、ランプ加熱やパルス加熱等によって第２構成部材４０側の支持基板８０を加熱し、第２構成部材４０側の支持基板８０上に形成された金属膜８１を液化温度以上まで加熱する。なお、金属膜８１が液化するとＢｉ元素が拡散するが、Ｂｉ元素はバリア膜８２内に拡散することができないため、第２構成部材４０内にＢｉ元素が拡散することはない。

その後、第２構成部材４０側の支持基板８０上に形成された金属膜８１を冷却して固化する。このとき、金属膜８１とバリア膜８２との界面では、Ｂｉ元素がバリア膜８２の界面に偏析された状態となり、金属膜８１とバリア膜８２との接合性（密着性）が極めて低い状態となる。したがって、第１構成部材３０側の支持基板８０を保持しつつ、第２構成部材４０側の支持基板８０をスライド等させることにより、この支持基板８０を金属膜８１とバリア膜８２との界面から容易に剥離することが可能となる。

この場合、第２構成部材４０側の支持基板８０は、金属膜８１を液化した際に剥離することも可能である。しかしながら、金属膜８１が液化した状態で支持基板８０を剥離すると、液化している金属膜８１が支持基板８０の側面や第２構成部材４０の側面に付着してしまう可能性があるため、金属膜８１を固層の状態にした後に剥離することが好ましい。

また、本実施形態では、バリア膜８２はＳｉＯ_２で構成され、低誘電率膜３１、４１はポリイミド系樹脂で構成されているために熱伝導率が低い。このため、第２構成部材４０側の支持基板８０側をこの支持基板８０上に形成された金属膜８１が２７１℃になるように加熱した場合、第１構成部材３０側の支持基板８０を冷却しなくもこの支持基板８０上に形成された金属膜８１が液化温度以上になり難い。

しかしながら、好ましくは第１構成部材３０側の支持基板８０を水冷等しつつ第２構成部材４０側の支持基板８０を加熱することが好ましい。これにより、第１構成部材３０側の支持基板８０上に形成された金属膜８１が液化温度以上まで加熱されることを抑制することができる。すなわち、第１積層体９０から第２構成部材４０側の支持基板８０を選択的に剥離することができる。

その後、図５（ｃ）に示されるように、第２構成部材４０に備えられたバリア膜８２をＨＦ液洗浄等によって除去する。この場合、金属膜８１が残渣として残っている場合には、イオンミリング等によって金属膜８１を除去した後にバリア膜８２を除去することが好ましい。なお、第２構成部材４０に備えられたバリア膜８２とは、第２構成部材４０と除去された支持基板８０との間に配置されていたバリア膜８２のことである。

また、特に図示しないが、上記図５（ａ）と同様の工程を行い、第３構成部材５０と第４構成部材６０とを貼り合わせて第２積層体を形成する。そして、上記図５（ｂ）および図５（ｃ）の工程を行い、第２積層体のうち第３構成部材５０側の支持基板８０および剥離層８３を除去したものを用意する。

続いて、図５（ｄ）に示されるように、第１、第２積層体９０、９１のうち支持基板８０が除去された側を対向させて配置した後に加圧しながら貼り合わせることにより、両端部分に支持基板８０を備えたコイル層２１を形成する。

具体的には、第１積層体９０のうち支持基板８０側と反対側に位置する第１接続部４２ａ、言い換えると第２構成部材４０の第１接続部４２ａと、第２積層体９１のうち支持基板８０側と反対側に位置する第１接続部５２ａ、言い換えると第３構成部材５０の第１接続部５２ａとを対向させて配置する。そして、第１、第２積層体９０、９１に備えられている支持基板８０それぞれの平坦な一面を平行としつつ、第１〜第４構成部材３０〜６０の配線部３２〜６２を第１、第２接続部３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂを介して連結してコイル層２１を形成する。これにより、コイル層２１の内部に配線部３２〜６２、第１接続部３２ａ〜６２ａ、第２接続部３２ｂ〜６２ｂで構成されるコイル２０が構成される。

なお、第２構成部材４０の第１接続部４２ａと第３構成部材５０の第１接続部５２ａとを対向させて配置するには、次のようにすればよい。すなわち、第２積層体９１を第１積層体９０と一致する状態で配置した後、第２積層体９１を反時計周りに９０°回転させた後、左右方向に表裏を反転させることにより、第２構成部材４０の第１接続部４２ａと、第３構成部材５０の第１接続部５２ａとを対向させて配置させることができる。また、第１、第２積層体９０、９１の貼り合わせは、上記図５（ａ）と同様に、表面活性化接合により行うことができる。

次に、図６（ａ）に示されるように、上記図５（ｂ）および（ｃ）と同様の工程を行い、コイル層２１のうち第４構成部材６０側の支持基板８０および剥離層８３を選択的に除去する。

そして、図６（ｂ）に示されるように、第４構成部材６０側に、紫外線硬化樹脂等で構成される化学変化することで接着性（密着性）が低下する分離層１００を備えた保持基板１０１を配置する。なお、保持基板１０１は、紫外線を透過させることのできるガラス基板等が用いられる。

続いて、図６（ｃ）に示されるように、上記図５（ｂ）および（ｃ）と同様の工程を行い、コイル層２１のうち第１構成部材３０側の支持基板８０および剥離層８３を除去する。

その後、上記工程により製造されたコイル層２１を回路基板１０に搭載する。具体的には、図７（ａ）に示されるように、まず、回路基板１０を用意し、回路基板１０の表面上に絶縁膜１１を配置すると共に、第１構成部材３０の第１接続部３２ａおよび導電部３３と対向する位置に開口部１２を形成する。そして、図７（ｂ）に示されるように、絶縁膜１１上に、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等を成膜すると共に、フォトエッチングによりパターニングして、開口部１２に金属膜１３を配置する。

その後、図７（ｃ）に示されるように、図６（ｃ）の工程まで行ったものを用意し、コイル層２１を保持基板１０１にて保持しつつ回路基板１０上に搭載する。具体的には、第１構成部材３０の第１接続部３２ａと金属膜１３、第１構成部材３０の導電部３３と金属膜１３とが接合されるように、コイル層２１を回路基板１０上に搭載する。この場合、例えば、各接合部の接合強度を向上させるために、回路基板１０とコイル層２１との間にアンダーフィル材を配置してもよい。

続いて、図７（ｄ）に示されるように、第４構成部材６０側に配置された保持基板１０１および分離層１００を除去する。この保持基板１０１は、例えば、第４構成部材６０側から所定の波長を有する紫外線を照射して分離層１００を硬化させることにより剥離することができる。そして、硬化させた分離層１００は、例えば、アッシング処理等を行うことにより除去することができる。

その後、第４構成部材６０の導電部６３と第１接続部６２ａとを電気的に接続する接続配線部７０を形成してコイル２０と導電部３３〜６３とを電気的に接続することにより、上記半導体装置が製造される。なお、接続配線部７０は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ等をマスク蒸着等して形成することができる。

以上説明したように、本実施形態では、支持基板８０上に金属膜８１およびバリア膜８２からなる剥離層８３を形成している。そして、剥離させない支持基板８０上に形成された金属膜８１が液化温度以上に加熱されないように剥離する支持基板８０を加熱することで当該支持基板８０上に形成された金属膜８１を液化温度以上に加熱している。このため、剥離させたい支持基板８０のみを選択的に剥離することができ、コイル層２１（第１、第２積層体９０、９１）の両端から支持基板８０が同時に剥離することを抑制することができる。

また、剥離層８３を金属膜８１およびバリア膜８２で構成することにより、剥離層８３を紫外線硬化樹脂で構成する場合と比較して、耐熱性を高くすることができる。このため、低誘電率膜３１をスピンコート法で形成したり、配線部３２〜６２や第１、第２接続部３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂをスクリーン印刷で形成したりする場合には、溶剤を揮発させるための加熱工程が必要となるが、この加熱工程における加熱温度を高くすることができる。したがって、配線部３２〜６２や第１、第２接続部３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂを構成する材料や、溶剤の選択性を向上させることができる。

また、溶剤を揮発させるための加熱工程の温度を高くすることができることにより、溶剤が残存することを抑制することができ、ソルベントクラックが発生することを抑制することもできる。

さらに、本実施形態では、コイル層２１を形成した後に当該コイル層２１に分離層１００を備えた保持基板１０１を配置し、コイル層２１を保持基板１０１で保持しつつ回路基板１０上に搭載している。そして、回路基板１０上にコイル層２１を搭載した後、紫外線を分離層１００に照射することにより、保持基板１０１を剥離している。このため、コイル層２１を支持基板８０で保持しつつ回路基板１０上に搭載した場合と比較して、保持基板１０１を剥離する際に回路基板１０が加熱されることがなく、回路基板１０が故障したり誤作動したりすることを抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して金属膜８１の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、図８（ａ）は上記図４（ａ）の工程に相当する断面図であり、図８（ｂ）は上記図５（ｂ）の工程に相当する断面図であって支持基板８０を剥離する前の状態を示した図である。

本実施形態では、図８（ａ）に示されるように、支持基板８０上に、Ａｕ元素と、Ａｕ元素と共晶接合し、当該Ａｕ元素よりバリア膜８２との接合性の高いＳｎ元素を含む共晶金属膜８１ａ（金属膜８１）を構成する。特に限定されるものではないが、本実施形態では、Ａｕ８０％Ｓｎ２０％となるように共晶金属膜８１ａを形成している。

そして、共晶金属膜８１ａ上に上記と同様にバリア膜８２を形成して剥離層８３を形成する。このとき、共晶金属膜８１ａには、バリア膜８２との接合性がＡｕ元素より高いＳｎ元素が含まれている。また、２種類の金属元素を用いて共晶金属膜８１ａを形成することにより、単一の金属元素のみで金属膜８１を形成した場合と比較して、表面に凹凸が形成されやすく、バリア膜８２との接触面積が大きくなる。このため、バリア膜８２を形成した際の共晶金属膜８１ａとバリア膜８２との接合性を向上させることができ、支持基板８０を剥離する工程の前に、共晶金属膜８１ａとバリア膜８２との界面から剥離が生じることを抑制することができる。

続いて、上記図４（ｂ）〜図５（ａ）と同様の工程を行って積層方向の両端に支持基板８０を備える第１積層体９０を形成した後、図５（ｂ）の工程を行って第２構成部材４０側の支持基板８０を除去する。このとき、図８（ｂ）に示されるように、共晶金属膜８１ａを加熱して冷却することにより共晶金属膜８１ａから共晶合金膜８１ｂが形成され、共晶合金膜８１ｂを構成するＡｕ元素およびＳｎ元素はバリア膜８２に拡散することができないため、バリア膜８２との界面でこれらの金属元素が偏析する。したがって、上記第１実施形態のように、共晶合金膜８１ｂとバリア膜８２との界面から容易に剥離することができる。

なお、本明細書における共晶金属膜８１ａとは、共晶金属膜８１ａを構成する金属元素同士は共晶接合されておらず、液化温度以上まで加熱された後に冷却されることによって各金属元素が共晶接合して共晶合金膜８１ｂを構成する膜のことである。

その後は、上記第１実施形態と同様の工程を行うことにより、図１に示す半導体装置が製造される。

以上説明したように、本実施形態では、金属膜８１を形成する際、共晶金属膜８１ａを形成している。このため、金属膜８１を液化温度以上まで加熱する工程の前に、共晶金属膜８１ａ（金属膜８１）とバリア膜８２との界面から剥離が発生することを抑制することができる。

また、金属膜８１を複数の金属元素で構成することにより、組成比によって液化温度を適宜変更することができ、設計の自由度を向上させることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して金属膜８１の構成を変更したものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、図９（ａ）は上記図４（ａ）の工程に相当する断面図であり、図９（ｂ）は上記図５（ｂ）の工程に相当する断面図であって支持基板８０を剥離する前の状態を示した図である。

本実施形態では、図９（ａ）に示されるように、支持基板８０上に、共晶金属膜８１ａと、共晶金属膜８１ａ上に当該共晶金属膜８１ａと共晶接合する調整膜８１ｃを形成して金属膜８１を構成する。特に限定されるものではないが、本実施形態では、調整膜８１ｃはＳｎ元素で構成されている。

続いて、上記図４（ｂ）〜図５（ａ）と同様の工程を行って積層方向の両端に支持基板８０を備える第１積層体９０を形成した後、図５（ｂ）の工程を行って第２構成部材４０側の支持基板８０を除去する。このとき、図９（ｂ）に示されるように、金属膜８１を加熱して冷却することにより、共晶金属膜８１ａが調整膜８１ｃと共晶接合して共晶合金膜８１ｂが形成される。したがって、上記第２実施形態のように、共晶合金膜８１ｂとバリア膜８２との界面から容易に剥離することができる。
以上説明したように、本実施形態では、共晶金属膜８１ａ上に調整膜８１ｃを備えている。このため、調整膜８１ｃの厚さや組成を適宜変更することによって共晶合金膜８１ｂの組成を容易に変更することができ、液化温度も容易に変更することができる。したがって、設計の自由度を向上させることができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、図５（ｅ）〜図５（ｇ）に示されるように、両端に支持基板８０を備えるコイル層２１を形成した後、第４構成部材６０側の支持基板８０を除去して新たに分離層１００を備えた保持基板１０１を配置しているが、次のようにしてもよい。すなわち、両端に支持基板８０を備えるコイル層２１を形成した後、第１構成部材３０側の支持基板８０を除去し、コイル層２１を第４構成部材６０側の支持基板８０にて保持しつつ回路基板１０に搭載してもよい。

また、上記各実施形態では、コイル層２１が第１〜第４構成部材３０〜６０が積層されることにより構成されているものについて説明したが、コイル層２１を第１、第２構成部材３０、４０のみで構成してもよいし、さらに複数の構成部材を追加して構成してもよい。例えば、コイル層２１を第１、第２構成部材３０、４０のみで構成した場合には、上記図５（ａ）の工程にて積層方向の両端に支持基板８０を備えるコイル層２１が形成される。

さらに、上記各実施形態において、バリア膜８２をガラス等で構成してもよい。そして、上記各実施形態において、分離層１００を感光性レジスト等で構成してもよい。

また、上記各実施形態において、第２構成部材４０側の支持基板８０上に形成される金属膜８１を第１構成部材３０側の支持基板８０上に形成される金属膜８１より液化温度が低い材料で構成するようにしてもよい。このような金属膜８１をそれぞれ形成した場合、第２構成部材４０側の支持基板８０上に形成された金属膜８１を液化温度以上まで加熱した際、第１構成部材３０側の支持基板８０上に形成された金属膜８１が液化温度以上まで加熱されることをより抑制することができる。

さらに、上記第２、第３実施形態では、共晶金属膜８１ａとしてＡｕＳｎからなるものを例に挙げて説明したが、例えば、共晶金属膜８１ａとしてＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ、ＰｂＳｎ、ＡｌＳｎ、ＡｇＳｉからなるものを用いることができる。

そして、上記第２実施形態において、共晶金属膜８１ａを２種類以上の金属元素を含む構成としてもよい。

また、上記第３実施形態では、共晶金属膜８１ａと調整膜８１ｃにより金属膜８１を形成する例について説明したが、単一の金属元素からなる金属膜上に調整膜８１ｃを形成した金属膜８１としてもよい。

１０ 回路基板
２０ コイル
２１ コイル層
３０ 第１構成部材
４０ 第２構成部材
５０ 第３構成部材
６０ 第４構成部材
８０ 支持基板
８１ 金属膜
８２ バリア膜
８３ 剥離層

Claims (7)

1. 基板（１０）上にコイル（２０）を内部に含むコイル層（２１）が搭載されてなる半導体装置の製造方法において、
   一面を有する支持基板（８０）を二枚用意する工程と、
   前記支持基板それぞれの前記一面上に剥離層（８３）を形成する剥離層形成工程と、
   前記支持基板それぞれに前記剥離層を介して、所定パターンの配線部（３２〜６２）と、前記配線部を覆う絶縁膜（３１〜６１）と、前記配線部に備えられ、前記絶縁膜から露出する接続部（３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂ）と、を組として構成される構成部材（３０〜６０）を一組形成する工程と、
   二枚の前記支持基板に配置された前記構成部材を対向させて配置し、前記支持基板を保持しつつ加圧しながら貼り合わせ、前記構成部材それぞれの前記配線部を前記接続部を介して連結する工程を行うことにより、前記配線部および前記接続部で構成される前記コイルを内部に含み、積層方向の両端部分に前記支持基板が備えられた前記コイル層を形成する工程と、
   前記コイル層から前記支持基板を選択的に剥離する剥離工程と、
   前記コイル層を前記基板上に搭載する搭載工程と、を行い、
   前記剥離層形成工程では、金属膜を形成する工程と、前記金属膜上に金属元素が拡散されないバリア膜を形成する工程と、を行い、
   前記剥離工程では、前記コイル層の一方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度未満に保持しつつ、前記コイル層の他方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度以上に加熱した後に液化温度未満まで冷却し、前記金属膜が固層である状態で前記コイル層の他方の端部に備えられた前記支持基板を剥離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 基板（１０）上にコイル（２０）を内部に含むコイル層（２１）が搭載されてなる半導体装置の製造方法において、
   一面を有する支持基板（８０）を二枚用意する工程と、
   前記支持基板それぞれの前記一面上に剥離層（８３）を形成する剥離層形成工程と、
   前記支持基板それぞれに前記剥離層を介して、所定パターンの配線部（３２〜６２）と、前記配線部を覆う絶縁膜（３１〜６１）と、前記配線部に備えられ、前記絶縁膜から露出する接続部（３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂ）と、を組として構成される構成部材（３０〜６０）を一組形成する工程と、
   二枚の前記支持基板に配置された前記構成部材を対向させて配置し、前記支持基板を保持しつつ加圧しながら貼り合わせ、前記構成部材それぞれの前記配線部を前記接続部を介して連結する工程を行うことにより、前記配線部および前記接続部で構成される前記コイルを内部に含み、積層方向の両端部分に前記支持基板が備えられた前記コイル層を形成する工程と、
   前記コイル層から前記支持基板を選択的に剥離する剥離工程と、
   前記コイル層を前記基板上に搭載する搭載工程と、を行い、
   前記剥離層形成工程では、金属膜を形成する工程と、前記金属膜上に金属元素が拡散されないバリア膜を形成する工程と、を行い、
   前記剥離工程では、前記コイル層の一方の端部に備えられた前記支持基板を冷却しつつ前記コイル層の他方の端部に備えられた前記支持基板を加熱することにより、前記コイル層の一方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度未満に保持しつつ、前記コイル層の他方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度以上に加熱して前記コイル層から前記他方の端部に備えられた前記支持基板を剥離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 基板（１０）上にコイル（２０）を内部に含むコイル層（２１）が搭載されてなる半導体装置の製造方法において、
   一面を有する支持基板（８０）を二枚用意する工程と、
   前記支持基板それぞれの前記一面上に剥離層（８３）を形成する剥離層形成工程と、
   前記支持基板それぞれに前記剥離層を介して、所定パターンの配線部（３２〜６２）と、前記配線部を覆う絶縁膜（３１〜６１）と、前記配線部に備えられ、前記絶縁膜から露出する接続部（３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂ）と、を組として構成される構成部材（３０〜６０）を一組形成する工程と、
   二枚の前記支持基板に配置された前記構成部材を対向させて配置し、前記支持基板を保持しつつ加圧しながら貼り合わせ、前記構成部材それぞれの前記配線部を前記接続部を介して連結する工程を行うことにより、前記配線部および前記接続部で構成される前記コイルを内部に含み、積層方向の両端部分に前記支持基板が備えられた前記コイル層を形成する工程と、
   前記コイル層から前記支持基板を選択的に剥離する剥離工程と、
   前記コイル層を前記基板上に搭載する搭載工程と、を行い、
   前記剥離層形成工程では、金属膜を形成する工程と、前記金属膜上に金属元素が拡散されないバリア膜を形成する工程と、を行い、
   前記剥離工程では、前記コイル層の一方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度未満に保持しつつ、前記コイル層の他方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度以上に加熱することにより、前記コイル層から前記他方の端部に備えられた前記支持基板を剥離し、
   前記金属膜を形成する工程では、加熱された後に冷却されることで共晶合金膜（８１ｂ）を構成する複数種の金属元素を含む共晶金属膜（８１ａ）を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
4. 前記金属膜を形成する工程では、前記共晶金属膜上に、加熱された後に冷却されることで前記共晶金属膜と共晶接合される金属元素を含む調整膜（８１ｃ）を形成することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 基板（１０）上にコイル（２０）を内部に含むコイル層（２１）が搭載されてなる半導体装置の製造方法において、
   一面を有する支持基板（８０）を二枚用意する工程と、
   前記支持基板それぞれの前記一面上に剥離層（８３）を形成する剥離層形成工程と、
   前記支持基板それぞれに前記剥離層を介して、所定パターンの配線部（３２〜６２）と、前記配線部を覆う絶縁膜（３１〜６１）と、前記配線部に備えられ、前記絶縁膜から露出する接続部（３２ａ、３２ｂ〜６２ａ、６２ｂ）と、を組として構成される構成部材（３０〜６０）を一組形成する工程と、
   二枚の前記支持基板に配置された前記構成部材を対向させて配置し、前記支持基板を保持しつつ加圧しながら貼り合わせ、前記構成部材それぞれの前記配線部を前記接続部を介して連結する工程を行うことにより、前記配線部および前記接続部で構成される前記コイルを内部に含み、積層方向の両端部分に前記支持基板が備えられた前記コイル層を形成する工程と、
   前記コイル層から前記支持基板を選択的に剥離する剥離工程と、
   前記コイル層を前記基板上に搭載する搭載工程と、を行い、
   前記剥離層形成工程では、金属膜を形成する工程と、前記金属膜上に金属元素が拡散されないバリア膜を形成する工程と、を行い、
   前記剥離工程では、前記コイル層の一方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度未満に保持しつつ、前記コイル層の他方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度以上に加熱することにより、前記コイル層から前記他方の端部に備えられた前記支持基板を剥離し、
   前記金属膜を形成する工程では、単一の元素で構成される単一金属膜を形成する工程と、前記単一金属膜上に、加熱された後に冷却されることで当該単一金属膜と共晶接合される金属元素を含む調整膜（８１ｃ）を形成する工程と、を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法
6. 前記コイル層を形成する工程では、二枚の前記支持基板に配置された前記構成部材を対向させて配置した後に加圧しながら貼り合わせることにより、積層方向の両端部分に前記支持基板を備えた積層体を二つ用意する工程と、二つの前記積層体それぞれに対して前記剥離工程を行い、前記積層体の他方の端部に備えられた前記支持基板を選択的に剥離する工程と、前記積層体のうち前記支持基板が剥離された側を対向させて配置し、前記支持基板を保持しつつ加圧しながら貼り合わせる工程と、を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記コイル層を搭載する工程の前に、前記支持基板を選択的に除去した前記コイル層の他方の端部に、化学変化することで接着性が低下する分離層（１００）を介して保持基板（１０１）を配置する工程と、前記コイル層の一方の端部に備えられた前記支持基板上に形成された前記金属膜を液化温度以上に加熱して当該支持基板を剥離する工程と、を行い、
   前記搭載工程では、前記コイル層を前記保持基板によって保持しつつ前記基板上に搭載することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。

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