以上を前提として、次に、図2乃至図5を参� �して、本発明の実施例1のインダクタ素子を� ��明する。
 図2は、本発明の実施例1のインダクタ素子� �構成説明図であり、図2(a)は概念的斜視図で� ��り、図2(b)は、概念的投影平面図である。
 図に示すように、第1層金属配線で直線状の 第1コイル要素10を形成し、第2層金属配線で� �1コイル要素10と直交する方向に延在する第2� ��イル要素30を形成し、第1コイル要素10と第2� ��イル要素30を交互に巻回するように接続ビ� �20で接続して時計回りで巻回する一つのコイ ルを構成する。
 この場合のコイル要素の配線方向は、各層� ��おける主配線、例えば、バスラインの配線� ��向に沿った方向に形成する。
 ここでは、コイル要素10,30を例えば1μmルー� ��のラインアンドスペースパターンにより構� ��し、最外周のコイル要素10,30の長さは、例� �ば、100μmとする。 なお、図2(b)において、� �2コイル要素30を実線で表し、第1コイル要素1 0を点線で表している。

 A点からコイルの配線を辿ると、A点から線� �引き出して第2コイル要素30 ₁  とし、この第2コイル要素30 ₁  の他端を接続ビア20 ₁  で第1コイル要素10 ₁  と接続し、この第1コイル要素10 ₁  の他端を接続ビア20 ₂  で第2コイル要素30 ₂  と接続する。
 次いで、この第2コイル要素30 ₂  の他端を接続ビア20 ₃  で第1コイル要素10 ₂  と接続し、この第1コイル要素10 ₂  の他端を接続ビア20 ₄  で第2コイル要素30 ₃  と接続する。
 次いで、この第2コイル要素30 ₃  の他端を接続ビア20 ₅  で第1コイル要素10 ₃  と接続し、この第1コイル要素10 ₃  の他端を接続ビア20 ₆  で第2コイル要素30 ₄  と接続する。
 次いで、この第2コイル要素30 ₄  の他端を接続ビア20 ₇  で第1コイル要素10 ₄  と接続し、この第1コイル要素10 ₄  の他端を接続ビア20 ₈  で第2コイル要素30 ₅  と接続する。
 次いで、この第2コイル要素30 ₅  の他端を接続ビア20 ₉  で第1コイル要素10 ₅  と接続し、この第1コイル要素10 ₅  の他端を接続ビア20 ₁₀ で第2コイル要素30 ₆  と接続する。
 次いで、この第2コイル要素30 ₆  の他端を接続ビア20 ₁₁ で第1コイル要素10 ₆  と接続し、最後にこの第1コイル要素10 ₆  の他端を接続ビア20 ₁₂ でB点に引出している。

 図3は、周辺配線を加えたインダクタ素子の 概念的投影平面図であり、ここでは、インダ クタ素子を構成するコイル要素と周辺配線の 区別を容易にするために、周辺配線を細線で 図示している。
 なお、ここでも、第2層金属配線で構成され る周辺配線35を実線で表し、第1層金属配線で 構成される周辺配線15を点線で示している。
 図に示すように、周辺配線15,35はそれぞれ� �イルの中央の開口部を通過するように形成� �れており、コイルの開口部の配線資源を利� �しながらコイルを横断するように配線を配� �している。

 次に、図4を参照して、本発明の実施例1の� �のようなインダクタ素子の製造方法を説明� �る。
 なお、説明を簡単にするために各層間絶縁� ��を1層構造で説明するが、実際には研磨スト ッパー層を設けた多層構造膜で構成されてい る。
 まず、図4(a)に示すように、厚さが、例えば 、0.8μmの第1層間絶縁膜11に深さが0.4μmの溝12� ��形成したのち、TaN膜13を介してCu膜14を堆積� ��、CMP(化学機械研磨)法により平坦化するこ� �によって埋込配線構造の第1コイル要素10を� �成する。

 次いで、図4(b)に示すように、厚さが、例 えば、0.4μmの第2層間絶縁膜21を設けたのち、 各第1コイル要素10の両端部に接する位置にビ アホール22を形成し、次いで、このビアホー� ��22をTaN膜23を介してW膜24で埋め込んだのち、 再び、CMP法により平坦化することによって接 続ビア20を形成する。

 次いで、図4(c)に示すように、厚さが、例 えば、0.4μmの第3層間絶縁膜31にその両端が接 続ビア20に接するとともに、対向する1対の第 1コイル要素10を接続する深さが、例えば、0.4 μmの溝32を形成したのち、TaN膜33を介してCu膜 34を堆積し、再び、CMP法により平坦化するこ� ��によって埋込配線構造の第1コイル要素10を� ��成することによって、上述の図2(a)に示した インダクタ素子が形成される。

 このように、本発明の実施例1においては 、直線状パターンのコイル要素を交互に組み 合わせて一つのコイルを構成しているので、 パターン形成工程が容易になるともに、中央 の開口部を周辺配線形成領域として有効に活 用することができる。

 図5は、本発明の実施例1のインダクタ素� �を備えた半導体チップを積層した三次元半� �体集積回路装置の概念的構成図であり、各� �導体チップ101~103に設けたインダクタ素子111~ 113を用いてチップ間通信を行う。

 但し、この場合のインダクタ素子111~113は、 受信用コイル111 ₁  ~113 ₁  と送信用コイル111 ₂  ~113 ₂  の対で構成するものである。
 なお、受信用コイル111 ₁  ~113 ₁  と送信用コイル111 ₂  ~113 ₂  とは隣接して設けても良いし、投影的に重な るように上下に分けて設けても良い。

 この場合、インダクタ素子111~113を上記の特 許文献4で開示したように、クロストークが� �じない間隔で配置すれば良い。
 また、各コイルの中央の開口部を横断する� ��うに周辺配線を配置しても、上記の非特許� ��献8で確認したように、周辺配線が基板間通 信の伝送効率に影響を与えることはない。

 次に、図6を参照して、本発明の実施例2の� �ンダクタ素子を説明するが、平面パターン� �異なるだけで、基本的製造工程は上記の実� �例1と全く同様であるので、概念的投影平面� ��のみ説明する。
 図6は、本発明の実施例2のインダクタ素子� �概念的投影平面図であり、上述の図10に示し た従来のインダクタ素子の投影平面パターン と同じになるようにパターン形成したもので あり、この場合には、第2層金属配線層を用� �て2本の引き出し線を取ったものである。

 この実施例2においては、接続ビアを矩形の コーナー部に形成するようにしているため、 上述の実施例1と比較して、第1層金属配線層� ��構成される第1コイル要素10 ₈  ,10 ₁₀ が折れ曲がっているが、コイルを横断する周 辺配線も実施例1と同様に形成することがで� �る。

 このように、レイアウトの都合でコイル� ��辺の一部を少し曲げることがあるが、その� ��とによってコイルを横断通過できなくなる� ��の周辺配線の数が比較的少ない場合は、特� ��問題は発生しない。

 次に、図7を参照して、本発明の実施例3の� �ンダクタ素子を説明するが、この実施例3は� ��上述の実施例1のインダクタ素子を2つ重ね� �接続したものである。
 図7(a)は、本発明の実施例3のインダクタ素� �の概念的投影平面図であり、図7(b)は、コー� ��ー部の概略的斜視図であり、また、図7(c)は B点の引出部の概略的斜視図であり、図7(d)は2 つのサブコイルの接続部の概念的斜視図であ る。
 ここでも、コイル要素10,30,50,70を例えば1μm� ��ールのラインアンドスペースパターンで形� ��する。
 なお、図において、第1コイル要素10は点線� ��、第2コイル要素30は実線で、第3コイル要素 50は一点鎖線で、第4コイル要素70は二点鎖線� ��示している。

 図に示すように、まず、第1層金属配線で直 線状の第1コイル要素10を形成し、第2層金属� �線で第1コイル要素10と直交する方向に延在� �る第2コイル要素30を形成し、第1コイル要素1 0と第2コイル要素30を交互に巻回するように� �続ビア20で接続して時計回りで巻回する第1� �サブコイルを構成する。
 なお、この場合には、実施例1のコイルとは 逆に時計回りで内側に巻き込むように巻回す る。

 次いで、第3層金属配線で直線状の第3コイ� �要素50を形成し、第4層金属配線でコイル要� �50と直交する方向に延在する第4コイル要素70 を形成し、第2コイル要素50と第4コイル要素70 を交互に巻回するように接続ビア60で接続し� ��時計回りで巻回する第2のサブコイルを構成 する。
 なお、この場合には、実施例1のコイルと全 く同等になる。

 なお、第1のサブコイルと第2のサブコイル� �、図7(d)に示すように、接続ビア40で接続さ� �ている。
 また、B点の引出部は図7(c)に示すように、� �続ビア20-接続ビア40-接続ビア60と順に接続さ れて、最後に第4層金属配線層で引き出され� �。
 なお、接続ビア20と接続ビア40との間は第2� �金属配線層を利用して形成した接続導体36を 介して接続され、また、接続ビア40と接続ビ� ��60との間は第3層金属配線層を利用して形成� ��た接続導体56を介して接続される。

 この本発明の実施例3の場合には、同じ平 面面積で2倍のインダクタンスを有するコイ� �を実現することができる。

 次に、図8を参照して、本発明の実施例4� �インダクタ素子を説明するが、この実施例4� ��、上述の実施例1のインダクタ素子と同じ投 影平面形状のものを、上記の実施例3と同様� �4つの層準に設けたコイル要素により構成す� ��ものである。

 図8は、本発明の実施例4のインダクタ素子� �概念的投影平面図であり、ここでも、コイ� �要素10,30,50,70を例えば1μmルールのラインア� �ドスペースパターンで形成する。
 なお、図において、第1コイル要素10は点線� ��、第2コイル要素30は実線で、第3コイル要素 50は一点鎖線で、第4コイル要素70は二点鎖線� ��示している。

 図に示すように、第1層金属配線で直線状 の第1コイル要素10を形成し、第2層金属配線� �第1コイル要素10と直交する方向に延在する� �2コイル要素30を形成し、第3層金属配線で第1 コイル要素10とコイルの開口部を介して投影� ��面図として対向する直線状の第3コイル要素 50を形成し、第4層金属配線で第2コイル要素30 とコイルの開口部を介して投影平面図として 対向する第4コイル要素70を形成する。

 この時、第1コイル要素10の一端を接続ビア2 0を介して第2コイル要素30の一端と接続し、� �2コイル要素30の他端を接続ビア40を介して第 3コイル要素50の一端と接続し、第3コイル要� �50の他端を接続ビア60を介して第4コイル要素 70の一端と接続し、第4コイル要素70の他端を� ��続部80を介して他の第1コイル要素10の一端� �接続する。
 このような接続を必要とする回数繰り返す� ��とにより実施例4のコイルとなる。
 なお、接続部80は、上記の図7(c)に示した構� ��と同様に、接続ビア20-接続導体-接続ビア40- 接続導体-接続ビア60と順に積層した構成とな る。

 この本発明の実施例4の場合には、一つの 層準に設けるコイル要素はコイルの開口部に 対して一方の方向のみであるので、各層準に おける周辺配線の配置自由度が増すことにな る。

 次に、図9を参照して、本発明の実施例5の� �ンダクタ素子を説明するが、平面パターン� �異なるだけで、基本的製造工程は上記の実� �例1と全く同様であるので、概念的投影平面� ��のみ説明する。
 図9は、本発明の実施例5のインダクタ素子� �概念的投影平面図であり、投影平面パター� �が八角形状になるようコイル要素の形状を� �更したものである。
 この場合、第1コイル要素10 ₁₁ ~10 ₁₆ を第1層金属配線層の主配線方向に沿った直� �部と、その両端に設けた45°中央よりに傾斜� ��た傾斜部により構成する。また、第2コイル 要素30 ₁₁ ~30 ₁₆ も第2層金属配線層の主配線方向に沿った直� �部と、その両端に設けた45°中央よりに傾斜� ��た傾斜部により構成する。

 そして、これらの第1コイル要素10 ₁₁ ~10 ₁₆ と第2コイル要素30 ₁₁ ~30 ₁₆ を接続ビア20 ₂₁ ~20 ₃₂ によって交互に順次接続する。
 この場合も、上記の実施例1と同様に、コイ ルの中央の開口を横断するように周辺配線を 配置することができる。

 本発明の実施例5においては、投影平面パ ターンを八角形状にして円形に近づけている ので、実施例1の矩形状コイルに比べてコイ� �の性能を向上することができる。

 次に、図10を参照して、本発明の実施例6の� ��ンダクタ素子を説明する。
 図10は、本発明の実施例6のインダクタ素子� ��概念的投影平面図であり、この場合、第1コ イル要素10 ₃₁ ~10 ₃₆ を第1層金属配線層の主配線方向に沿った直� �部で形成し、第2のコイル要素30 ₃₁ ~30 ₃₆ を第1層金属層の主配線方向に対して45°傾斜� ��た第2層金属配線層の主配線方向に沿った直 線部で形成する。
 また、第3のコイル要素50 ₃₁ ~50 ₃₆ を第2層金属層の主配線方向に対して45°傾斜� ��た第3層金属配線層の主配線方向に沿った直 線部で形成し、第4のコイル要素70 ₃₁ ~70 ₃₆ を第3層金属層の主配線方向に対して45°傾斜� ��た第4層金属配線層の主配線方向に沿った直 線部で形成する。

 これらの第1コイル要素10 ₃₁ ~10 ₃₆ 、第2のコイル要素30 ₃₁ ~30 ₃₆ 、第3のコイル要素50 ₃₁ ~50 ₃₆ 、第4のコイル要素70 ₃₁ ~70 ₃₆ を接続ビア20 ₄₁ ~20 ₄₆ 、接続ビア40 ₃₁ ~40 ₃₆ 、接続ビア60 ₃₁ ~60 ₃₆ 、で順次巻回するように接続していく。
 なお、この場合、第1コイル要素10 ₃₁ ~10 ₃₆ から第4のコイル要素70 ₃₁ ~70 ₃₆ への接続部80 ₃₁ ~80 ₃₆ においては、上記の図7(c)に示したように、3� ��のビアが2つの接続導体を介して積層した構 造になっている。

 本発明の実施例6においても、投影平面パタ ーンを八角形状にして円形に近づけているの で、実施例1の矩形状コイルに比べてコイル� �性能を向上することができる。
 また、この場合には、全てのコイル要素を� ��線要素のみで構成しているので、上記の実� ��例4のように同じ層準において45°傾斜した� �ターンを利用する必要がないので、回路パ� �ーンの設計が容易になる。

  以上、本発明の各実施例を説明したが� �本発明は各実施例に記載した構成及び条件� �限られるものではなく、各種の変更が可能� �あり、例えば、6層構造或いは8層構造でコイ ルを構成しても良いものである。

 また、上記の実施例4においては4つの層準� �設けたコイル要素を順次接続することによ� �てコイルを構成しているが、層準は4つに限� ��れるものではなく任意である。
 例えば、3つの層準でコイルを構成する場合 には、中間の層準に形成するコイル要素をコ イルの開口部を介して対向するように形成し 、コイル要素10-コイル要素30-コイル要素50-コ イル要素30-コイル要素10-コイル要素30・・・� ��いうように順次接続すれば良い。

 また、上記の各実施例においては、シング� ��ダマシン法を用いてコイル要素と接続ビア� ��別工程で形成しているが、デュアルダマシ� ��法を用いて上層のコイル要素と接続ビアと� ��同時に形成しても良い。
 なお、この場合には、接続ビアもCuで構成� �れることになる。

 また、上記の実施例2においては、2つの� �準で折線状の副配線パターンを有するコイ� �を構成しているが、上記の実施例3と同様に� ��4つの層準を利用して2つの層準毎に折線状� �副配線パターンを有するサブコイルを構成� �、この2つのサブコイルを接続して1つのコイ ルを構成しても良い。

 また、上記の実施例5においては、2つの� �準で八角形状のコイルを構成しているが、� �記の実施例3と同様に、4つの層準を利用して 2つの層準毎に八角形状のサブコイルを構成� �、この2つのサブコイルを接続して1つのコイ ルを構成しても良い。

 また、上記の各実施例においては、ダマ� ��ン法を用いて埋込配線構造でコイルを形成� ��ているが、Al等の金属を用いて通常の配線� �造として形成しても良い。