(57)【要約】  導電体層により形成された２つのコイル形成要素（１２，１４）と、導電体層の間に介在する層間絶縁膜（１３）に形成されかつ上下のコイル形成要素をヴィアコンタクトさせるコンタクト手段（１９）とから、積層コイル（１０）を構成する。積層コイルの一端を、ストリップ線路（２０）の上部グランド層（２７）に接続し、積層コイルの他端をストリップ線路のストリップ導体（２３）に接続する。積層コイルのターン数は１よりも大きい。したがって、積層コイルを貫く磁束が大きくなり、比較的大きな起電力を誘導させることができるので、高空間分解能化を図ることが容易になる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された積層コイルと、前記積層コイルに連なって前記基板上に形成されたストリップ線路とを備え、
前記積層コイルは、前記基板上の少なくとも２層の導電体層のそれぞれにより形成されたコイル形成要素と、前記導電体層の間に介在する層間絶縁膜に形成されかつ前記層間絶縁膜の上下のコイル形成要素をヴィアコンタクトさせるコンタクト手段とを備え、
前記ストリップ線路は、下部グランド層、下部層間絶縁膜、ストリップ導体、上部層間絶縁膜、及び上部グランド層がこの順番で前記基板上に積層された構造を有し、
前記積層コイルのターン数は、１よりも大きく、
前記積層コイルの一端は、前記下部グランド層及び前記上部グランド層のいずれか一方のグランド層に連なり、
前記積層コイルの他端は、前記ストリップ導体に連なっていることを特徴とする磁界センサ。
【請求項２】
前記積層コイルのターン数は、前記コイル形成要素の総数以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項３】
前記積層コイルの平面視上の輪郭形状は、矩形であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項４】
前記コイル形成要素の総数は、２及び３のいずれか一方であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項５】
前記コイル形成要素のうちで前記基板を基準にしたときに最下層に相当するコイル形成要素及び最上層に相当するコイル形成要素のいずれか一方が前記一方のグランド層に連なり、他方が前記ストリップ導体に連なっていることを特徴とする請求項４に記載の磁界センサ。
【請求項６】
前記一方のグランド層と前記一方のグランド層に連なるコイル形成要素とは、１つの導電体層により形成され、
前記ストリップ導体と前記ストリップ導体に連なるコイル形成要素とは、他の１つの導電体層により形成されていることを特徴とする請求項４に記載の磁界センサ。
【請求項７】
前記コイル形成要素の総数は、４であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項８】
前記コイル形成要素のうちで前記基板を基準にしたときに最下層に相当するコイル形成要素及び最上層に相当するコイル形成要素のいずれか一方が前記一方のグランド層に連なり、
残り３つのコイル形成要素のうちの真中に位置するコイル形成要素に近接して、前記ストリップ導体に連なる引き出し手段が形成され、
前記最下層に相当するコイル形成要素及び前記最上層に相当するコイル形成要素のうちの他方が前記引き出し手段とヴィアコンタクトしていることを特徴とする請求項７に記載の磁界センサ。
【請求項９】
前記下部グランド層及び前記上部グランド層のそれぞれの平面形状は、前記積層コイル側の端部での線幅が他の領域での線幅よりも広がって矩形領域を形成したＴ字状であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項１０】
前記ストリップ導体は、前記矩形領域の基部側の長辺の中点及び前記矩形領域の中心点を通り、かつ、前記中心点で方向を９０°変えて前記矩形領域の短辺の中点を通る中心線に沿って延び、前記短辺に達する前に前記積層コイルに向かう方向へと再び９０°方向を変えて前記矩形領域での積層コイル側の長辺に達していることを特徴とする請求項９に記載の磁界センサ。
【請求項１１】
前記ストリップ導体の線幅は、一定であり、
前記矩形領域の短辺の長さは、前記ストリップ導体の線幅の４〜８倍であること特徴とする請求項９に記載の磁界センサ。
【請求項１２】
前記ストリップ導体の前記積層コイル側の端と、前記矩形領域の短辺のうちで前記端に最寄りの短辺との間隔は、前記ストリップ導体の線幅の２倍以上であることを特徴とする請求項１１に記載の磁界センサ。
【請求項１３】
前記下部グランド層及び前記上部グランド層のそれぞれの平面形状は、帯状であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項１４】
前記ストリップ導体上における前記上部層間絶縁膜の膜厚は、前記ストリップ導体下における前記下部層間絶縁膜の膜厚と実質的に同じであることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項１５】
前記ストリップ線路は、前記下部グランド層と前記上部グランド層とによって外周面が形成されたシールド型ストリップ線路領域を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項１６】
前記ストリップ線路の特性インピーダンスは、前記ストリップ線路の一端に接続される高周波ケーブルの特性インピーダンスと同じ値であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項１７】
前記ストリップ線路の特性インピーダンスは、前記ストリップ線路と高周波ケーブルとを中継する伝送線路の特性インピーダンスと同じ値であることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【請求項１８】
前記コイル形成要素は、すべて同じ方向に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の磁界センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界センサに関し、更に詳しくは、電磁誘導された起電力を検出することによって高周波の磁界を検知することができる磁界センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、電子機器の高性能化、高機能化が急速に進んでおり、これに伴って、個々の電子機器又は電子回路から放射される電磁波も強まっている。電子機器又は電子回路から強い電磁波が放射されると、この電磁波によって周囲の電子機器又は電子回路が誤動作することがある。【０００３】
強い電磁波が放射される原因の１つとして、回路を流れる不要な高周波電流、特に半導体装置の電源供給配線を流れる高周波ノイズ電流が知られており、設計あるいは製造の早期からこの高周波ノイズ電流を抑制することが望まれている。【０００４】
近傍磁界強度を計測することにより、高周波ノイズ電流の経路を非接触の検査で特定することができるので、設計あるいは製造の早期から高周波ノイズ電流の抑制効果を検証することが可能となり、結果として電磁波対策を講じることが可能になる。コイルに誘導される起電力を測定して磁界を検知するタイプのセンサとしては、例えば以下のものが知られている。【０００５】
特開平１０−８２８４５号公報（文献１）に記載された磁界センサは、各々がＣ字状に成形された１対の誘電体配線基板それぞれに、誘電体配線基板と平面視上重なる形状及び大きさを有する接地導体を設け、かつ、これら１対の誘電体基板によって所定形状のストリップ導体を挟持した構造を有し、ストリップ導体の始端位置と各接地導体との間の誘起電圧を磁界検出出力とするものである。【０００６】
この磁界センサにおける各誘電体基板は、接地導体が外表面となるようにして互いに対向配置されており、ストリップ導体と各接地導体とは、ストリップ導体の終端位置で電気的に接続されている。各接地導体は、ストリップ導体を外部電界からシールドする機能を果たす。ストリップ導体の終端位置は、誘電体配線基板においてギャップ部（Ｃ字状をなすための切り欠き部）を挟んで互いに対向する２つの端部の一方にある。このストリップ導体は、終端位置からギャップ部を渡って誘電体基板におけるＣ字状の一方の半周部に沿って延び、この半周部の所定位置を始端位置としている。【０００７】
特開２０００−１７１５３５号公報（文献２）に記載された磁界センサは、各々が所定形状の導体パターンを有する第１層、第２層、及び第３層を各層の間に絶縁層を介在させた状態で、かつ、第２層の導体パターンを第１層及び第３層それぞれの導体パターンと接続させた状態で積層した構造を有し、第２層の導体パターンと第１層及び第３層それぞれの導体パターンの間に接続された負荷に発生した電圧を検出して磁界出力とするものである。この磁界センサでは、各導体パターンの形状が、これらを平面視したときに１ターンのループコイルを形成するように選定されている。第１層及び第３層の導体パターンは、それぞれ、第２層の導体パターンを外部電界からシールドする機能を果たす。【０００８】
特開２０００−１２１７１２号公報（文献３）に記載されたペン型近磁界プローブは、微小ループコイル、伝送線路、及び高周波ケーブル用接続部がそれぞれ形成されたプリント配線基板（支持体）を保持部の先端に接続した構造を有するものである。【０００９】
特開２０００−１４７０３４号公報（文献４）に記載された密着固定型近磁界プローブは、シート状の基板上に１ターンのループコイル、コプレナ伝送線路、及び高周波コネクタを設け、この基板の裏面に剥離可能な接着面を設けることにより、又は、上記の基板に線材に係合可能な係合部を設けることにより、測定対象に対し接着、剥離可能にしたものである。【００１０】
特開２００３−２０７５３１号公報（文献５）に記載された近磁界プローブは、１ターンのループコイルと、このループコイルに接続された伝送回路とを誘電体に設けた構造を有し、前記伝送回路のインピーダンスを伝送方向に漸次変化させることによって出力電圧の低下を抑制したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
例えば半導体集積回路は、年々、微細化されており、微細な電子回路に流れる高周波ノイズ電流の経路の特定や、個々の配線に流れる電流値の評価を行うためには、磁界センサの空間分解能を高めることが必要である。【００１２】
しかしながら、文献１〜５に記載されたいずれのセンサも、１ターンのループコイルに誘導される起電力に基づいて磁界を検知するものであるので、ループコイルを微細化すると当該ループコイルを貫く磁束も減少して検出感度が低下する。この構造のループコイルでは、実用に耐える検出感度を維持しつつ微細化を図ることが困難であり、結果として、センサの空間分解能を高めることが困難である。【００１３】
また、文献１に記載された磁界センサでは、ストリップ導体を外部電界からシールドするための接地導体それぞれの線幅をストリップ導体の線幅よりも広くしなければならないので、この磁界センサでは、電磁波の発生場所を特定する際の検査対象物との最短距離を、接地導体を平面視したときのストリップ導体の終端位置と当該接地導体の外周面との最短距離よりも縮めることができない。この点からも、文献１に記載された磁界センサでは、空間分解能を向上させ難い。同様のことが、文献２に記載された磁界センサについてもいえる。【００１４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高空間分解能化を図ることが容易な磁界センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の磁界センサは、基板と、基板上に形成された積層コイルと、積層コイルに連なって基板上に形成されたストリップ線路とを備え、積層コイルは、基板上の少なくとも２層の導電体層のそれぞれにより形成されたコイル形成要素と、導電体層の間に介在する層間絶縁膜に形成されかつ層間絶縁膜の上下のコイル形成要素をヴィアコンタクトさせるコンタクト手段とを備え、ストリップ線路は、下部グランド層、下部層間絶縁膜、ストリップ導体、上部層間絶縁膜、及び上部グランド層がこの順番で基板上に積層された構造を有し、積層コイルのターン数は、１よりも大きく、積層コイルの一端は、下部グランド層及び上部グランド層のいずれか一方のグランド層に連なり、積層コイルの他端は、ストリップ導体に連なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の磁界センサでは、積層コイルのターン数が１よりも大きいので、この積層コイルを貫く磁束が大きくなり、比較的大きな起電力を誘導させることができる。したがって、積層コイルを小型化しても、検出感度を高く保つことが可能である。また、積層コイルの形状及び大きさを、測定対象物に近接させ易い形状及び大きさに設計することが容易である。したがって、本発明の磁界センサによれば、高空間分解能化を図ることが容易になる。その結果、例えば微細な電子回路に流れる高周波ノイズ電流を測定することが容易になり、電子機器や電子回路の設計あるいは製造の早期から電磁波対策を講じることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る第１実施例の磁界センサを概略的に示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した磁界センサを概略的に示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示したIII−III線断面の概略図である。
【図４】図４は、図１に示した磁界センサの積層コイルにおけるコイル本体を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、図１に示した磁界センサにおける積層コイル側でのストリップ導体と下部グランド層との位置関係を概略的に示す平面図である。
【図６】図６は、図２に示したVI−VI線断面の概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第２実施例の磁界センサにおける第１コイル形成要素と、この第１コイル形成要素に連なるストリップ導体とを概略的に示す平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第２実施例の磁界センサにおける第２コイル形成要素と、この第１コイル形成要素に連なる上部グランド層とを概略的に示す平面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、第２実施例の磁界センサの積層コイルにおけるコイル本体を概略的に示す平面図である。
【図８】図８は、本発明に係る第３実施例の磁界センサを概略的に示す斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図８に示した磁界センサにおけるコイル部第１層間絶縁膜、第１コイル形成要素、線路部第１層間絶縁膜、及びストリップ導体を概略的に示す平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図８に示した磁界センサにおけるコイル部第２層間絶縁膜、第２コイル形成要素、線路部第２層間絶縁膜、及び上部グランド層を概略的に示す平面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図８に示した磁界センサの積層コイルにおけるコイル本体を概略的に示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る第４実施例の磁界センサを概略的に示す斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１０に示した磁界センサにおけるコイル部第１層間絶縁膜、第１コイル形成要素、線路部第１層間絶縁膜、及びストリップ導体を概略的に示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１０に示した磁界センサにおけるコイル部第２層間絶縁膜、第２コイル形成要素、及び線路部第２層間絶縁膜を概略的に示す平面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１０に示した磁界センサにおけるコイル部第３層間絶縁膜、第３コイル形成要素、線路部第３層間絶縁膜、及び上部グランド層を概略的に示す平面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１０に示した磁界センサの積層コイルにおけるコイル本体を概略的に示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１０に示した磁界センサにおけるストリップ線路の断面構造を示す概略図である。
【図１３】図１３は、本発明に係る第５実施例の磁界センサを概略的に示す斜視図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、図１３に示した磁界センサにおけるコイル部第１層間絶縁膜、第１コイル形成要素、及び線路部第１層間絶縁膜を概略的に示す平面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１３に示した磁界センサにおけるコイル部第２層間絶縁膜、第２コイル形成要素、引き出し部、線路部第２層間絶縁膜、及びストリップ導体を概略的に示す平面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１３に示した磁界センサにおけるコイル部第３層間絶縁膜、第３コイル形成要素、及び線路部第３層間絶縁膜を概略的に示す平面図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、図１３に示した磁界センサにおけるコイル部第４層間絶縁膜、第４コイル形成要素、線路部第４層間絶縁膜、及び上部グランド層を概略的に示す平面図である。
【図１４Ｅ】図１４Ｅは、図１３に示した磁界センサの積層コイルにおけるコイル本体を概略的に示す平面図である。
【図１５】図１５は、図１３に示した磁界センサにおけるストリップ線路の断面構造を示す概略図である。
【図１６】図１６は、図１に示した磁界センサの使用形態の一例を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜第１実施例＞
図１に示すように、本発明に係る第１実施例の磁界センサ３０は、基板１と、基板１上に形成された積層コイル１０と、積層コイル１０に連なって基板１上に形成されたストリップ線路２０とを有している。【００１９】
積層コイル１０は、基板１上にコイル部第１層間絶縁膜１１、第１コイル形成要素１２、コイル部第２層間絶縁膜１３、及び第２コイル形成要素１４をこの順番で積層した構造を有している。コイル部第２層間絶縁膜１３には、第１コイル形成要素１２と第２コイル形成要素１４とを互いにヴィアコンタクトさせるコンタクトプラグ（コンタクト手段）１９が形成されている。【００２０】
ストリップ線路２０は、基板１上に下部グランド層２１、線路部第１層間絶縁膜２２、ストリップ導体２３、線路部第２層間絶縁膜２４、及び上部グランド層２７をこの順番で積層した構造を有している。【００２１】
以下、基板１、積層コイル１０、及びストリップ線路２０それぞれについて、図１及び後掲の図２〜図６を参照して詳述する。【００２２】
（１）基板；
基板１としては、例えばガラス基板、サファイア基板等の電気絶縁性基板を用いることができ、その厚は１μｍ程度以下の範囲内で適宜選定可能である。また、パッケージが開封された半導体集積回路のチップ上で測定を行う場合に、例えばボンディングワイヤ等の障害物に磁界センサ３０が当たる状況をなるべく防ぐという観点からは、基板１をできるだけ薄肉にすることが好ましい。【００２３】
（２）積層コイル；
積層コイル１０は、上述のように、コイル部第１層間絶縁膜１１、第１コイル形成要素１２、コイル部第２層間絶縁膜１３、及び第２コイル形成要素１４の積層体である。【００２４】
コイル第１層間絶縁膜１１は、基板１上に形成されて第１コイル形成要素１２を設けるための平坦面を形成しており、その平面形状は矩形である。また、コイル部第２層間絶縁膜１３は、第１コイル形成要素１２上に形成されて第２コイル形成要素１４を設けるための平坦面を形成しており、この第２コイル形成要素１４の平面形状も矩形である。【００２５】
図２及び図３に示すように、コイル部第２層間絶縁膜１３は第１コイル形成要素１２を被覆している。コイル部第１層間絶縁膜１１とコイル部第２層間絶縁膜１３とは、平面視上、互いに重なり合う。【００２６】
このようなコイル部第１層間絶縁膜１１及びコイル部第２層間絶縁膜１３は、例えば、フォトレジスト、ケイ素酸化物等を材料として用いてスピンコート、スパッタ等の方法により大形の電気絶縁膜を成膜し、この電気絶縁膜をエッチング等の方法を利用して所定形状にパターニングすることによって作製することができる。コイル部第１層間絶縁膜１１及びコイル部第２層間絶縁膜１３それぞれの膜厚は、いずれも、０．５〜３μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。【００２７】
また、コイル部第２層間絶縁膜１３に形成されているコンタクトプラグ１９（図１参照）は、コイル部第２層間絶縁膜１３にヴィアホール（接続孔）を設け、このヴィアホールを例えば銅やアルミニウム等の導電性材料により埋めることで作製される。磁界センサ３０の導体抵抗を低く抑えるうえからは、導電性の高い材料によりコンタクトプラグ１９を形成することが好ましい。コンタクトプラグ１９によって第１コイル形成要素１２と第２コイル形成要素１４とを接続することにより、これらのコイル形成要素１２、１４を互いにヴィアコンタクトさせることができる。【００２８】
第１コイル形成要素１２及び第２コイル形成用要素１４は、コンタクトプラグ１９により互いに接続されて、ターン数が３よりもやや小さいコイルを形成している。基板１を基準にすると、第１コイル形成要素１２が最下層のコイル形成要素に相当し、第２コイル形成要素１４が最上層のコイル形成要素に相当する。【００２９】
第１コイル形成要素１２のターン数は２よりもやや小さく、第２コイル形成要素１４のターン数は１よりもやや大きい。これらのコイル形成要素１２、１４は、例えば、銅、アルミニウム等の導電性材料を用いてめっき、物理的気相蒸着法（ＰＶＤ）、化学的気相蒸着法（ＣＶＤ）等により形成した導電体層を、エッチング等の方法により所定形状にパターニングすることによって作製することができる。積層コイル１０を小型化して磁界センサ３０の空間分解能を高めるうえからは、銅やアルミニウムのように導電性の高い材料により各コイル形成要素１２、１４を作製することが好ましい。【００３０】
各コイル形成要素１２、１４の膜厚は０．５〜４μｍ程度の範囲内で、また、その線幅は１〜４μｍ程度の範囲内で、それぞれ適宜選定可能である。磁界センサ３０の空間分解能を高めるという観点からは、これらのコイル形成要素１２、１４の線幅を、それぞれ１〜２．５μｍ程度の範囲内で選定することが好ましい。【００３１】
同様の観点から、積層コイル１０の平面視上の輪郭形状は、各短辺がストリップ線路２０の長手軸と平行な矩形とすることが好ましい。積層コイル１０の形状をこのように選定することにより、その平面視上の輪郭形状を例えば円形にした場合に比べて、積層コイル１０を測定対象物に近接させた際に当該積層コイル１０を貫く磁束を増加させることが可能になる。その結果として、積層コイル１０を小型化しても磁界センサ３０の検出感度を高く保ち易くなる。空間分解能が高い磁界センサ３０を得ようとする場合、積層コイル１０の輪郭の平面視上の大きさ及び形状は、上記短辺の長さが１０〜４０μｍ程度で、長辺の長さが２０〜５００μｍ程度の矩形とすることが特に好ましい。【００３２】
なお、本発明でいう「積層コイルの平面視上の輪郭形状」とは、各コイル形成要素とこれらを電気的に接続するコンタクトプラグとによって形成されたコイル本体を平面視したときに、巻回部分が呈する輪郭形状を意味する。本実施例の磁界センサ３０では、第１コイル形成要素１２と第２コイル形成用要素１４とが部分的に互いに重なり合って、図４に示すように、巻回部分の平面視上の輪郭形状が矩形であるコイル本体Ｃ１を形成している。図４に示した部材のうちで図１に示されているものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してある。【００３３】
（３）ストリップ線路；
ストリップ線路２０は、前述のように、下部グランド層２１、線路部第１層間絶縁膜２２、ストリップ導体２３、線路部第２層間絶縁膜２４、及び上部グランド層２７の積層体である。【００３４】
下部グランド層２１は、図１又は図２に示すように、積層コイル１０側の端部での線幅が他の領域２１ａでの線幅よりも広がって矩形領域２１ｂを形成している導電体層であり、その平面形状はＴ字状である。この下部グランド層２１は、例えば銅、アルミニウム等の導電性材料を用いて、めっき、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の方法により形成した導電体層を、エッチング等の方法を利用して所定形状にパターニングすることによって作製することができる。また、所定形状のマスクを用いたＰＶＤ又はＣＶＤにより上述の導電性材料を基板１上に堆積させることによっても形成可能である。【００３５】
下部グランド層２１の膜厚は、その材料の導電性に応じて、１〜５μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。また、矩形領域２１ｂを平面視したときの短辺（ストリップ線路２０の長手軸と平行に延びている辺を意味する。）の長さは、この矩形領域２１ｂと後述する矩形領域２７ｂとによる電界シールド効果をできるだけ高めるという観点から、ストリップ導体２３の線幅の４倍程度以上とすることが好ましい。また、空間分解能が高い磁界センサ３０を得るという観点からは、上記の短辺の長さを、ストリップ導体２３の線幅の８倍程度以下とすることが好ましい。矩形領域２１ｂを平面視したときの長辺（ストリップ線路２０の長手軸と平面視上直交する方向に延びている辺を意味する。）の長さは、積層コイル１０の大きさに応じて、２５〜５５０μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。【００３６】
線路部第１層間絶縁膜２２は、図１に示すように、積層コイル１０側の端部での線幅が他の領域２２ａでの線幅よりも広がって矩形領域２２ｂを形成している電気絶縁膜であり、その平面形状はＴ字状である。領域２２ａの線幅は、下部グランド層２１での領域２１ａの線幅よりも狭く、矩形領域２２ｂは下部グランド層２１での矩形領域２１ｂよりも大形である。線路部第１層間絶縁膜２２の上面は平坦面となっている。【００３７】
この線路部第１層間絶縁膜２２は、図１〜図３に示すように、矩形領域２１ｂを被覆して当該矩形領域２１ｂとストリップ導体２３との短絡を防止していると共に、領域２１ａ上においてストリップ導体２３と領域２１ａとの短絡を防止している。下部グランド層２１上での線路部第１層間絶縁膜２２の膜厚は、１〜１０μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。ストリップ線路２０においては、線路部第１層間絶縁膜２２が下部層間絶縁膜に相当する。【００３８】
線路部第１層間絶縁膜２２の矩形領域２２ｂには、前述したコイル部第１層間絶縁膜１１が連なっている（図１〜図３参照）。このような線路部第１層間絶縁膜２２及びコイル部第１層間絶縁膜１１は、例えば互いに別個に形成することもできるが、大形の電気絶縁層を所定形状にパターニングすることによって両者を一時に形成した方が簡便である。この場合、積層コイル１０とストリップ線路２０との境界が線路部第１層間絶縁膜２２とコイル部第１層間絶縁膜１１との境界となる。積層コイル１０とストリップ線路２０との境界は、図３に示すように、下部グランド層２１及び矩形領域２２ｂそれぞれにおける積層コイル１０側の端面を含む垂直面ＶＦであり、前記の各端面はストリップ線路２０に含まれる。【００３９】
ストリップ導体２３は、電磁誘導された起電力を測定するための計測機器（図示せず。）に積層コイル１０を接続するための導体であり、このストリップ導体２３の一端には例えば高周波ケーブルが接続される。高周波ケーブルと同じ値の特性インピーダンスを有する伝送線路をストリップ導体２３と高周波ケーブルとの間に介在させ、この伝送線路によってストリップ導体２３と高周波ケーブルとを中継してもよい。高周波ケーブルの一端は上記の計測機器に接続される。ストリップ導体２３の線幅は、１〜４μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。この線幅は、所望の特性インピーダンスを有するストリップ線路２０を容易に形成するうえから、一定であることが好ましい。ストリップ導体２３の膜厚は、０．５〜２μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。【００４０】
ストリップ導体２３の平面形状は、図１に示すように、線路部第１層間絶縁膜２２の領域２２ａ上においては直線状であり、線路部第１層間絶縁膜２２の矩形領域２２ｂ上においてはクランク状に折れ曲がった形状である。図５に示すように、矩形領域２２ｂ上でのストリップ導体２３は、平面視上、下部グランド層２１の矩形領域２１ｂにおける基部側（領域２１ａ側を意味する。）の長辺Ｌ１の中点Ｐ１及び矩形領域２１ｂの中心点Ｏを通り、かつ、中心点Ｏで方向を９０°変えて矩形領域２１ｂでの短辺Ｓ１の中点Ｐ２を通る中心線ＣＬに沿って延び、短辺Ｓ１に達する前に積層コイル１０に向かう方向へと再び９０°方向を変えて、矩形領域２１ｂでの積層コイル１０側の長辺Ｌ２に達する形状を有している。下部グランド層２１の矩形領域２１ｂと後述する上部グランド層の矩形領域２７ｂとによってストリップ導体２３を外部電界からできるだけシールドするという観点から、ストリップ導体２３における積層コイル１０側の端と、下部グランド層２１の矩形領域２１ｂの短辺のうちで前記の端に最寄りの短辺Ｓ１との平面視上の間隔を、ストリップ導体２３の線幅の２倍以上とすることが好ましい。ストリップ導体２３の平面形状を上述のような形状にすることにより、ストリップ導体２３を外部電界からシールドすることが容易になる。【００４１】
このストリップ導体２３の一端には、前述した積層コイル１０の一端（第１コイル形成要素１２の一端）が連なっている（図１又は図３参照）。このようなストリップ導体２３と第１コイル形成要素１２とは、例えば互いに別個に形成することもできるが、大形の導電体層を所定形状にパターニングすることによって両者を一時に形成した方が簡便である。【００４２】
線路部第２層間絶縁膜２４は、線路部第１層間絶縁膜２２と同様に、積層コイル１０側の端部での線幅が他の領域２４ａでの線幅よりも広がって矩形領域２４ｂを形成している電気絶縁膜であり、その平面形状はＴ字状である（図１参照）。この線路部第２層間絶縁膜領域２４の平面形状及び大きさは前述した線路部第１層間絶縁膜２２の平面形状及び大きさと同じであり、これら２つの線路部層間絶縁膜は、平面視上、互いに重なり合う。線路部第２層間絶縁膜の上面は平坦面となっている。【００４３】
このような形状を有する線路部第２層間絶縁膜２４は、図１〜図３に示すように、ストリップ導体２３を被覆して、当該ストリップ導体２３と上部グランド層２７との短絡を防止している。ストリップ導体２３上での線路部第２層間絶縁膜２４の膜厚は、１〜１０μｍ程度の範囲内で適宜選定可能であるが、ストリップ線路２０の特性インピーダンスを所望の値に容易に制御可能であるいう観点から、下部グランド層２１上での線路部第１層間絶縁膜２２の膜厚と実質的に同じ膜厚にすることが好ましい。ストリップ線路２０においては、線路部第２層間絶縁膜２４が上部層間絶縁膜に相当する。【００４４】
線路部第２層間絶縁膜２４の矩形領域２４ｂには、前述したコイル部第２層間絶縁膜１３が連なっている（図１〜図３参照）。このような線路部第２層間絶縁膜２４及びコイル部第２層間絶縁膜１３は、例えば互いに別個に形成することもできるが、大形の電気絶縁層を所定形状にパターニングすることによって両者を一時に形成した方が簡便である。【００４５】
上部グランド層２７は、積層コイル１０側の端部での線幅が他の領域２７ａでの線幅よりも広がって矩形領域２７ｂを形成している導電体層であり、その平面形状はＴ字状である。矩形領域２７ｂと前述した下部グランド層の矩形領域２１ｂとは、平面視上、互いに重なり合う。【００４６】
図１又は図２に示すように、上部グランド層２７における領域２７ａは、矩形領域２７ｂ側の端部を除いて、下部グランド層２１における領域２１ａと共にストリップ線路２０の外周面を形成している。ストリップ線路２０のうちで領域２１ａ、２７ａによって外周面が形成されている領域は、シールド型ストリップ線路領域２０Ｓとなっている。【００４７】
図６に示すように、ストリップ線路領域２０Ｓにおいては、線路部第１層間絶縁膜２２上に形成されたストリップ導体２３が線路部第２層間絶縁膜２４によって被覆され、さらに、これらが下部グランド層２１及び上部グランド層２７により被覆されているので、ストリップ導体２３を外部電界から確実にシールドすることが容易である。結果として、磁界センサ３０のＳ／Ｎ比を高めることが容易になる。なお、図６に示した部材は全て図１又は図２に示されているので、各部材には図１又は図２で用いた参照符号と同じ参照符号を付してある。【００４８】
一方、上部グランド層２７の矩形領域２７ｂは、前述した下部グランド層２１の矩形領域２１ｂと共同して、ストリップ導体２３のうちでこれら２つの矩形領域２１ｂ、２７ｂと平面視上重なる領域を外部電界からシールドしている。この矩形領域２７ｂには、前述した積層コイル１０の一端（第２コイル形成要素１４の一端）が連なっている（図１又は図３参照）。上部グランド層２７と第２コイル形成要素１４とは、例えば互いに別個に形成することもできるが、大形の導電体層を所定形状にパターニングすることによって両者を一時に形成した方が簡便である。上部グランド層２７の膜厚は、その材料の導電性に応じて、１〜５μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。【００４９】
上述した各部材によって構成されるストリップ線路２０の特性インピーダンスは、積層コイル１０に誘導された起電力を計測するための計測機器にストリップ線路２０を接続するのに用いられる高周波ケーブルの特性インピーダンスと同じ値にすることが好ましい。このようにストリップ線路２０の特性インピーダンスを選定することにより、伝送損失を低減させることが容易になる。ストリップ線路２０の特性インピーダンスは、線路部第１層間絶縁膜２２及び線路部第２層間絶縁膜２４それぞれの膜厚及び誘電率、並びにストリップ導体２３の膜厚及び線幅を適宜選定することによって調整することができる。【００５０】
以上説明した構造を有する磁界センサ３０は、周知の微細加工技術により積層コイル１０及びストリップ線路２０を形成することができるので、その小型化を容易に図ることができる。また、積層コイル１０のターン数が１よりも大きいので、ターン数が１以下のループコイルに比べて、積層コイル１０の各コイル形成要素を貫く磁束が少なくても比較的大きな起電力を誘導させることが可能である。さらに、積層コイル１０は、その構造上、当該積層コイル１０を測定対象物に近接させ易い形状及び大きさに設計することが容易なものである。例えば積層コイル１０の平面視上の輪郭形状を前述のように矩形にすれば、輪郭形状を円形にした場合に比べて、この積層コイル１０を小型化したときでも当該積層コイル１０を貫く磁束を増加させることができる。したがって、本実施例の磁界センサ３０では、小型化による高空間分解能化を図ることが容易である。【００５１】
また、ストリップ線路２０の大部分がシールド型ストリップ線路領域２０Ｓとなっているので、ストリップ導体２３を外部電界からシールドしてＳ／Ｎ比を高めることが容易である。【００５２】
＜第２実施例＞
本発明に係る第２実施例の磁界センサの構造は、第１コイル形成要素１１２及び第２コイル形成要素１１４それぞれの形状を除き、第１実施例の磁界センサ３０の構造と同様であるので、その全体像や各部材の分解斜視像、あるいは断面構造の図示を省略する。【００５３】
図７Ａに示すように、第１コイル形成要素１１２は、ターン数が２．５よりもやや大きいコイルであり、その一端はストリップ導体１２３に連なっている。上述した第１実施例の磁界センサ３０に比べて第１コイル形成要素１１２のターン数が増加しているため、この第１コイル形成要素１１２の線幅は、第１実施例の磁界センサ３０での第１コイル形成要素１２の線幅よりも狭くなっている。ストリップ導体１２３の線幅は、例えば第１実施例の磁界センサ３０でのストリップ導体２３の線幅と同じである。【００５４】
同様に、図７Ｂに示した第２コイル形成要素１１４のターン数も、第１実施例の磁界センサ３０での第２コイル形成要素１４のターン数よりも増加しているため、第２コイル形成要素１１４の線幅は、第１実施例の磁界センサ３０での第２コイル形成要素１４の線幅よりも狭くなっている。第２コイル形成要素１１４の一端は、上部グランド層１２７に連なっている。上部グランド層１２７の大きさ及び形状は、例えば第１実施例の磁界センサ３０での上部グランド層２７の大きさ又は形状と同じである。【００５５】
第１コイル形成要素１１２及び第２コイル形成要素１１４それぞれのターン数が上述のように選定されていることから、図７Ｃに示すように、コイル本体Ｃ２のターン数は４よりも大きくなっている。すなわち、本実施例の磁界センサでは、積層コイルのターン数が第１実施例の磁界センサ３０での積層コイル１０のターン数よりも増加している。このため、本実施例の磁界センサによれば、検出感度を高めて高空間分解能化を図ることが更に容易になる。【００５６】
＜第３実施例＞
図８に示すように、本発明に係る第３実施例の磁界センサ２３０は、ストリップ線路２２０の外周面全体が下部グランド層２２１と上部グランド層２２７とによって形成されて、当該ストリップ線路２２０全体がシールド型ストリップ線路領域となっている、という点で第１実施例の磁界センサ３０と大きく異なる。他の構成は第１実施例の磁界センサ３０の構成と同様であるので、磁界センサ３０の構成部材と機能上共通する部材には図１〜図２で用いた参照符号の数値部分に「２００」を加えた参照符号を付して、その説明を省略する。【００５７】
この磁界センサ２３０では、ストリップ線路２２０全体をシールド型ストリップ線路領域にしたことに伴って、基板２０１、コイル部第１層間絶縁膜２１１、及びコイル部第２層間絶縁膜２１３をそれぞれ除いた各部材の形状が、図９Ａ〜図９Ｃに示すように変更されている。【００５８】
図９Ａに示すように、ストリップ線路２２０全体をシールド型ストリップ線路領域にしたことに伴って、ストリップ導体２２３の平面形状は直線状に変更されている。また、図９Ａ又は図９Ｂに示すように、線路部第１層間絶縁膜２２２、線路部第２層間絶縁膜２２４、及び上部グランド層２２７それぞれの平面形状は帯状に変更されている。図示を省略しているが、下部グランド層２２１（図８参照）の平面形状も帯状に変更されている。下部グランド層２２１と上部グランド層２２７とは、平面視したときに互いに重なり合う。【００５９】
図９Ａに示すように、ストリップ導体２２３を直線状にしたことに伴って、このストリップ導体２２３に一端が連なる第１コイル形成要素２１２のターン数は、第１実施例の磁界センサ３０での第１コイル形成要素１２に比べて僅かに増加している。同様に、第２コイル形成要素２１４のターン数も、図９Ｂに示すように、第１実施例の磁界センサでの第２コイル形成要素１４に比べて僅かに増加している。第２コイル形成要素２１４の一端は、上部グランド層２２７の一端の中央部に連なっている。これら第１コイル形成要素２１２と第２コイル形成要素２１４とは、コイル部第２層間絶縁膜２１３に形成されたコンタクトプラグ（図示せず。）により互いにヴィアコンタクトしている。【００６０】
これらの結果として、図９Ｃに示すように、積層コイル２１０におけるコイル本体Ｃ３のターン数は３になっている。第１コイル形成要素２１２においてストリップ導体２２３に連なっている一端と、第２コイル形成要素２１４において上部グランド層２２７に連なっている一端とは、平面視上、互いに重なり合う。なお、図９Ａ〜図９Ｃにおいては、便宜上、各コイル部層間絶縁膜２１１、２１３と、このコイル部層間絶縁膜２１１又は２１３に連なる線路部層間絶縁膜２２２、又は２２４とを合わせた平面視上の輪郭形状を、それぞれ二点鎖線で描いている。【００６１】
上述した構造を有する本実施例の磁界センサ２３０は、第１実施例の磁界センサ３０と同様の技術的効果を奏する。さらに、本実施例の磁界センサ２３０では積層コイル２１０（コイル本体Ｃ３）のターン数が３と大きいので、第１実施例の磁界センサ３０に比べて検出感度を容易に高めることができ、積層コイル２１０を小型化しても実用的な検出感度を得易いため、小型化による高空間分解能化を図ることが一段と容易になる。また、ストリップ線路２２０全体がシールド型ストリップ線路領域になっているので、ストリップ導体２２３全体を外部電界からシールドしてＳ／Ｎ比を更に高めることが可能である。【００６２】
＜第４実施例＞
図１０に示すように、本発明に係る第４実施例の磁界センサ３３０では、積層コイル３１０と、この積層コイル３１０に連なるストリップ線路３２０とが基板３０１上に形成されている。この磁界センサ３３０は、積層コイル３１０におけるコイル本体が３つのコイル形成要素を用いて形成されているという点で、第３実施例の磁界センサ２３０と大きく異なる。ストリップ線路３２０全体がシールド型ストリップ線路領域となっているという点では第３実施例の磁界センサ２３０と同様である。【００６３】
磁界センサ３３０の構成部材のうち、第３実施例の磁界センサ２３０の構成部材と機能上共通する部材には図８又は図９Ａ〜図９Ｃで用いた参照符号の数値部分に「１００」を加えた参照符号を付して、その説明を省略する。【００６４】
本実施例の磁界センサ３３０では、３つのコイル形成要素を用いてコイル本体を形成するために、コイル部第１層間絶縁膜、第１コイル形成要素、コイル部第２層間絶縁膜、第２コイル形成要素、コイル部第３層間絶縁膜、及び第３コイル形成要素がこの順番で基板３０１上に積層されている。そして、コイル部第２層間絶縁膜に形成したコンタクトプラグにより第１コイル形成要素と第２コイル形成要素とを互いにヴィアコンタクトさせ、コイル部第３層間絶縁膜に形成したコンタクトプラグにより第２コイル形成要素と第３コイル形成要素とを互いにヴィアコンタクトさせることによって、積層コイル３１０が形成されている。また、ストリップ線路３２０は、下部グランド層、線路部第１層間絶縁膜、ストリップ導体、線路部第２層間絶縁膜、線路部第３層間絶縁膜、及び上部グランド層をこの順番で基板３０１上に積層した構造を有している。【００６５】
本実施例に係る図１１Ａ〜図１１Ｄと先に説明した図９Ａ〜図９Ｃとの対比から明らかなように、本実施例の磁界センサ３３０における積層コイル３１０は、既に説明した第３実施例の磁界センサ２３０の積層コイル２１０における第１コイル形成要素２１２とコイル部第２層間絶縁膜２１３との間に、図１１Ｂに示すコイル部第２層間絶縁膜３１３と第２コイル形成要素３１４とを挿入した構造を有している。基板３０１を基準にしたとき、３つのコイル形成要素３１２、３１４、３１６のうちの第１コイル形成要素３１２が最下層のコイル形成要素に相当し、第３コイル形成要素３１６が最上層のコイル形成要素に相当する。また、本実施例の磁界センサ３３０におけるストリップ線路３２０は、第３実施例の磁界センサ２３０のストリップ線路２２０におけるストリップ導体２２３と線路部第２層間絶縁膜２２４との間に、図１１Ｂに示す線路部第２層間絶縁膜３２４を挿入した構造を有している。【００６６】
図１１Ｂに示すように、コイル部第２層間絶縁膜３１３上に形成されている第２コイル形成要素３１４は、ターン数が１よりも僅かに大きいコイルである。この第２コイル形成要素３１４は、コイル部第２層間絶縁膜３１３に形成されたコンタクトプラグ（図示せず。）により第１コイル形成要素３１２と互いにヴィアコンタクトしており、かつ、コイル部第３層間絶縁膜３１５に形成されたコンタクトプラグ（図示せず。）により第３コイル形成要素３１６と互いにヴィアコンタクトしている。その結果として、図１１Ｄに示すように、コイル本体Ｃ４のターン数は、第３実施例の磁界センサ２３０におけるコイル本体Ｃ３のターン数よりも増加して、４となっている。【００６７】
なお、図１１Ａ、図１１Ｂ、又は図１１Ｃにおいては、便宜上、各コイル部層間絶縁膜３１１、３１３、３１５と、このコイル部層間絶縁膜３１１、３１３、又は３１５に連なる線路部層間絶縁膜３２２、３２４、又は３２５とを合わせた平面視上の輪郭形状を、それぞれ二点鎖線で描いている。【００６８】
図１２に示すように、ストリップ導体３２３は線路部第１層間絶縁膜３２２上に形成されており、このストリップ導体３２３は線路部第２層間絶縁膜３２４により被覆されている。また、線路部第２層間絶縁膜３２４上には線路部第３層間絶縁膜３２５が積層されている。このストリップ線路３２０においては、線路部第１層間絶縁膜３２２が下部層間絶縁膜に相当し、線路部第２層間絶縁膜３２４と線路部第３層間絶縁膜３２５とが上部層間絶縁膜ＵＩに相当する。ストリップ線路３２０の特性インピーダンスを所望の値に容易に制御可能であるという観点から、下部層間絶縁膜である線路部第１層間絶縁膜３２２の膜厚と上部層間絶縁膜ＵＩの膜厚を実質的に同じ値にすることが好ましい。【００６９】
上述した構造を有する本実施例の磁界センサ３３０は、第３実施例の磁界センサ２３０と同様の技術的効果を奏する。さらに、磁界センサ３３０での積層コイル３１０（コイル本体Ｃ４）のターン数が４と大きいので、第３実施例の磁界センサ２３０に比べて検出感度を高めることが容易であり、積層コイル３１０を小型化しても実用的な検出感度を得易いため、小型化による高空間分解能化を図ることが一段と容易になる。【００７０】
＜第５実施例＞
図１３に示すように、本発明に係る第５実施例の磁界センサ４３０では、積層コイル４１０と、この積層コイル４１０に連なるストリップ線路４２０とが基板４０１上に形成されている。この磁界センサ４３０は、積層コイル４１０におけるコイル本体が４つのコイル形成要素を用いて形成されているという点で、第３実施例の磁界センサ２３０と大きく異なる。ストリップ線路４２０全体がシールド型ストリップ線路領域となっているという点では、第３実施例の磁界センサ２３０と同様である。【００７１】
磁界センサ４３０の構成部材のうち、第３実施例の磁界センサ２３０の構成部材と機能上共通する部材には図８又は図９Ａ〜図９Ｃで用いた参照符号の数値部分に「２００」を加えた参照符号を付して、その説明を省略する。ただし、線路部第２層間絶縁膜については新たな参照符号「４２３」を付し、ストリップ導体については新たな参照符号「４２４」を付してある。【００７２】
本実施例の磁界センサ４３０では、４つのコイル形成要素を用いてコイル本体を形成するために、コイル部第１層間絶縁膜と、第１コイル形成要素と、コイル部第２層間絶縁膜と、第２コイル形成要素及びリード部と、コイル部第３層間絶縁膜と、第３コイル形成要素と、コイル部第４層間絶縁膜と、第４コイル形成要素とをこの順番で基板４０１上に積層し、かつ、コイル部層間絶縁膜を介して互いに隣り合う２つのコイル形成要素を当該コイル部層間絶縁膜に形成したコンタクトプラグにより互いにヴィアコンタクトさせることによって、積層コイル４１０が形成されている。また、ストリップ線路４２０は、下部グランド層、線路部第１層間絶縁膜、線路部第２層間絶縁膜、ストリップ導体、線路部第３層間絶縁膜、線路部第４層間絶縁膜、及び上部グランド層をこの順番で基板４０１上に積層した構造を有している。【００７３】
図１４Ａに示すように、コイル部第１層間絶縁膜４１１上に形成されている第１コイル形成要素４１２のターン数は、１．５よりも大きい。コイル部第１層間絶縁膜４１１には、平面形状が帯状の線路部第１層間絶縁膜４２２が連なっている。【００７４】
図１４Ｂに示すように、コイル部第２層間絶縁膜４１３上に形成されている第２コイル形成要素４１４のターン数は、１．５よりも大きく、この第２コイル形成要素４１４に近接して、引き出し部４１４Ｒがコイル部第２層間絶縁膜４１３上に形成されている。【００７５】
第２コイル形成要素４１４の一端は、コイル部第２層間絶縁膜４１３に形成されたコンタクトプラグ（図示せず。）により第１コイル形成要素４１２の一端とヴィアコンタクトしており、この第１コイル形成要素４１２の他端は、コイル部第２層間絶縁膜４１３に形成された他のコンタクトプラグ（図示せず。）により引き出し部４１４Ｒの一端とヴィアコンタクトしている。引き出し部４１４Ｒの他端は、線路部第２層間絶縁膜４２３上に形成されたストリップ導体４２４の一端に連なっている。【００７６】
図１４Ｃに示すように、コイル部第３層間絶縁膜４１５上に形成されている第３コイル形成要素４１６のターン数は、１．５よりも大きい。この第３コイル形成要素４１６の一端は、コイル部第３層間絶縁膜４１５に形成されたコンタクトプラグ（図示せず。）により、第２コイル形成要素４１４の一端とヴィアコンタクトしている。【００７７】
図１４Ｄに示すように、コイル部第４層間絶縁膜４１７上に形成されている第４コイル形成要素４１８のターン数は、１．５よりも大きい。この第４コイル形成要素４１８の一端は、コイル部第４層間絶縁膜４１７に形成されたコンタクトプラグ（図示せず。）により第３コイル形成要素４１６の一端とヴィアコンタクトしており、他端は上部グランド層４２７に連なっている。【００７８】
図１４Ｅに示すように、本実施例の磁界センサ４３０における積層コイル４１０のコイル本体Ｃ５はターン数が７のコイルである。ただし、各コイル形成要素４１２、４１４、４１６、４１８が平面視上互いに重なり合う領域を有していることから、同図においては第１コイル形成要素４１２が現れていない。４つのコイル形成要素４１２、４１４、４１６、４１８のうちの第４コイル形成要素４１８が最上層のコイル形成要素に相当し、残り３つのコイル形成要素４１２、４１４、４１６では第２コイル形成要素４１４が真中のコイル形成要素に相当する。【００７９】
なお、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ、又は図１４Ｄにおいては、便宜上、各コイル部層間絶縁膜４１１、４１３、４１５、４１７とこれに連なる線路部層間絶縁膜４２２、４２３、４２５、又は４２６とを合わせた平面視上の輪郭形状を、それぞれ二点鎖線で描いている。【００８０】
図１５に示すように、ストリップ線路４２０では、下部グランド層４２１上に線路部第１層間絶縁膜４２２と線路部第２層間絶縁膜４２３とがこの順番で積層され、その上にストリップ導体４２４が形成されている。このストリップ導体４２４は線路部第３層間絶縁膜４２５により被覆されており、その上に線路部第４層間絶縁膜４２６が積層されている。下部グランド層４２１と上部グランド層４２７とは、互いに共同して、ストリップ線路４２０の外周面全体を形成している。【００８１】
ストリップ線路４２０においては、線路部第１層間膜４２２と線路部第２層間絶縁膜４２３とが下部層間絶縁膜ＬＩを形成しており、線路部第３層間絶縁膜４２５と線路部第４層間絶縁膜４２６とが上部層間絶縁膜ＵＩを形成している。ストリップ線路４２０の特性インピーダンスを所望の値に容易に制御可能であるという観点から、下部層間絶縁膜ＬＩの膜厚と上部層間絶縁膜ＵＩの膜厚を実質的に同じ値にすることが好ましい。【００８２】
上述した構造を有する本実施例の磁界センサ４３０は、第４実施例の磁界センサ３３０と同様の技術的効果を奏する。さらに、磁界センサ４３０での積層コイル４１０（コイル本体Ｃ５）のターン数が７と大きいので、第４実施例の磁界センサ３３０に比べて検出感度を高めることが容易であり、積層コイル４１０を小型化しても実用的な検出感度を得易いため、小型化による高空間分解能化を図ることが一段と容易になる。【００８３】
＜変形例＞
本発明の磁界センサは、上述した第１〜５実施例の各磁界センサに限定されるものではない。例えば、個々のコイル形成要素の形状及びターン数は、積層コイル全体として同じ向きに巻回されていさえすれば、作製しようとする磁界センサに求められる大きさ、空間分解能等に応じて、所望の形状及びターン数（ターン数が１未満である場合を含む。）とすることができる。ターン数の大きい積層コイルを効率よく得るうえからは、個々のコイル形成要素のターン数を１以上にすること、換言すれば、積層コイルのターン数をコイル形成要素の総数以上にすることが好ましい。また、積層コイルを構成するコイル形成要素の総数も、作製しようとする磁界センサに求められる大きさ、空間分解能等に応じて適宜選定可能である。【００８４】
例えば半導体集積回路から発せられるメガヘルツ（ＭＨｚ）帯からギガヘルツ（ＧＨｚ）帯の電磁波の発生場所を特定するためには本発明の磁界センサを用いる場合には、積層コイルの厚さ（基板を除く。）を２．５〜２０μｍ程度とすることが好ましいので、積層コイルの厚さが所望の厚さに収まるように、個々のコイル形成要素の形状及びターン数並びにコイル形成要素の総数が適宜選定される。【００８５】
第５実施例の磁界センサ４３０におけるように１つのコイル形成要素に近接して引き出し部４１４Ｒ（図１４Ｂ参照）を設ける場合、この引き出し部４１４Ｒはコイル形成要素の１つとみなしてもよいし、ストリップ導体の一部とみなしてもよい。【００８６】
積層コイルの一端は、上述した第１〜５実施例のいずれの磁界センサにおいても上部グランド層に連なっているが、上部グランド層に代えて下部グランド層に連ならせることも可能である。この場合には、各磁界センサでのコイル形成要素（第５実施例の磁界センサ４３０においては、引き出し部４１４Ｒを含める。）の配置パターンを、例えば基板の厚方向に１８０°回転させる。【００８７】
ストリップ導体を外部電界からシールドするという観点からは、ストリップ線路全体をシールド型ストリップ線路領域とすることが好ましいが、第１実施例又は第２実施例の磁界センサのように積層コイル側の端部を除いた残りの領域をシールド型ストリップ線路領域にすることも、磁界センサの生産性を高めるという観点からは好ましい。【００８８】
また、磁界センサの生産性を高めるうえからは、ストリップ線路における線路部層間絶縁膜の層数を積層コイルにおけるコイル部層間絶縁膜の層数と同数にすることが好ましいが、下部層間絶縁膜に相当する層間絶縁膜と上部層間絶縁膜に相当する層間絶縁膜とがあれば、線路部層間絶縁膜の層数をコイル部層間絶縁膜の層数よりも少なくすることも可能である。図１３〜図１５を用いて説明した第５実施例の磁界センサ４３０における積層コイル４１０のように、最下層のコイル形成要素とストリップ導体との間にコンタクトプラグ及び引き出し部を介在させる場合には、基板が電気絶縁性を有しているので、図１３又は図１４に示したコイル部第１層間絶縁膜４１１に相当する層間絶縁膜及び線路部第１層間絶縁膜４２２に相当する層間絶縁膜の少なくとも一方を省略することも可能である。【００８９】
耐久性の高い磁界センサを得るという観点からは、パッシベーション膜により積層コイル及びストリップ線路を被覆することが好ましい。このパッシベーション膜は、積層コイル及びストリップ線路それぞれの外表面に、例えばＰＶＤ、ＣＶＤによりアルミナ等を膜厚１０〜３０μｍ程度の範囲内で堆積させることにより、形成することができる。【００９０】
その他、種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。なお、本発明の磁界センサは、磁界計測、電磁妨害（ＥＭＩ）対策のための高周波ノイズ電流の計測、高周波ノイズ電流の経路の特定等に利用することができる他、微細領域での電磁耐性試験のために使用される微小な磁界発生器として利用することも可能である。本発明の磁界センサは高空間分解能化を図ることが容易なものであるので、高空間分解能化することにより、電子回路における個々の配線近傍で磁界計測を行って当該配線に流れる電流値を配線毎に求めることも容易になる。電流値を配線毎に求めることができれば、その電流値から電子回路を評価することができるので、電磁妨害（ＥＭＩ）対策も含めて、開発の早期から電子回路の最適化を図ることが容易になる。【００９１】
図１６を参照し、前述した第１実施例の磁界センサ３０の使用形態の一例として、パッケージを開封した半導体集積回路基板５００での高周波ノイズ電流の経路を特定する際の近傍磁界計測について説明する。【００９２】
図１６において、磁界センサ３０のストリップ線路２０の一端には、高周波ケーブル４１が接続され、この高周波ケーブル４１には、電磁誘導された起電力を測定するための計測機器（図示せず。）が接続されている。ストリップ線路２０と高周波ケーブル４１との間にコネクタ（伝送線路）４２が介在していてもよい。このとき、ストリップ線路２０の特性インピーダンスと、高周波ケーブル４１もしくはコネクタ４２の特性インピーダンスとを同じ値にすることにより、伝送損失を低減させることができる。【００９３】
パッケージを開封することにより剥き出しの状態になった半導体集積回路基板５００に磁界センサ３０を近づけ、この磁界センサ３０を前後左右に走査させることにより、詳細な磁界分布構造を検知することが可能となる。磁界センサ３０における積層コイル１０の上面を半導体集積回路基板５００の所望の配線５０５の側面と平行にすると、配線５０５に電流Ｉが流れることによって発生する磁界Ｈを測定することができる。また、同じ測定地点において、磁界センサ３０における積層コイル１０の上面を配線５０５と平行にして磁界を計測し、さらに、積層コイル１０の上面を配線５０５と直角にして磁界を計測することにより、水平方向の磁界成分の大きさを計測することができる。磁界センサ３０は、既に説明したように小型化が容易なものであり、この磁界センサ３０を小型化すると半導体集積回路基板５００中の所望の配線に積層コイル１０を近接させることが可能になるため、高い空間分解能を得ることができる。本発明の磁界センサであれば、第１実施例の磁界センサ３０に限らず、同様の近傍磁界計測が可能である。なお、図１６中の参照符号５１０は、ボンディングワイヤを示している。【００９４】
＜実施例の効果＞
上述した実施例において、積層コイルのターン数を１よりも大きくすることにより、この積層コイルを貫く磁束が大きくなるため、比較的大きな起電力を誘導させることが可能である。したがって、積層コイルを小型化しても検出感度を高く保つことが可能である。また、積層コイルの形状及び大きさを、測定対象物に近接させ易い形状及び大きさに設計することが容易である。したがって、上述した実施例によれば、高空間分解能化を図ることが容易になる。【００９５】
また、積層コイルのターン数をコイル形成要素の総数以上とすることにより、検出感度を容易に高めることができ、積層コイルを小型化しても実用的な検出感度を得易いため、小型化により高空間分解能の磁界センサを効率よく得ることが容易になる。【００９６】
また、積層コイルの平面視上の輪郭形状を矩形にすることにより、例えば積層コイルの平面視上の輪郭形状を円形にした場合に比べて、積層コイルを測定対象物に近接させた際に当該積層コイルを貫く磁束を増加させることが可能である。その結果として、高感度化を図ることが更に容易になる。【００９７】
また、コイル形成要素の総数が２又は３のとき、コイル形成要素のうちで基板を基準にしたときに最下層に相当するコイル形成要素及び最上層に相当するコイル形成要素のいずれか一方が一方のグランド層に連なり、他方がストリップ導体に連なる構造とすることにより、ストリップ導体を外部電界からシールドすることが容易になる。【００９８】
また、１つの導電膜をパターニングして１つのコイル形成要素と１つのグランド層とを形成し、他の１つの導電膜をパターニングして他の１つのコイル形成要素とストリップ導体とを形成することが可能であるので、その製造が容易になる。【００９９】
また、コイル形成要素の総数が４のとき、コイル形成要素のうちで基板を基準にしたときに最下層に相当するコイル形成要素及び最上層に相当するコイル形成要素のいずれか一方が一方のグランド層に連なり、残り３つのコイル形成要素のうちの真中に位置するコイル形成要素に近接して、ストリップ導体に連なる引き出し部が形成され、最下層に相当するコイル形成要素及び最上層に相当するコイル形成要素のうちの他方が引き出し部とヴィアコンタクトする構造とすることにより、ストリップ導体を外部電界からシールドすることが容易になる。【０１００】
また、ストリップ導体の上下で上部層間絶縁膜の膜厚と下部層間絶縁膜の膜厚とを実質的に同じにすることにより、ストリップ線路の特性インピーダンスを所望の値に制御することが容易になる。【０１０１】
また、ストリップ線路がシールド型ストリップ線路領域を含むことにより、ストリップ導体を外部電界からシールドすることが容易になる。その結果、Ｓ／Ｎ比を高めることが容易になる。【０１０２】
また、ストリップ線路の特性インピーダンスを、このストリップ線路の一端に接続される高周波ケーブルの特性インピーダンス、もしくは、このストリップ線路と高周波ケーブルとを中継する伝送線路の特性インピーダンスと同じ値にすることにより、積層コイルと当該積層コイルに誘導された起電力を計測する計測機器との間での伝送損失を抑えることが容易になる。なお、上記の伝送線路には、通常、高周波ケーブルが接続され、この高周波ケーブルの特性インピーダンスと前記伝送線路の特性インピーダンスとは、多くの場合、同じ値に調整される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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