JP2003035507A - Sensor for sensing surface shape and its manufacturing method - Google Patents

Sensor for sensing surface shape and its manufacturing method

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JP2003035507A
JP2003035507A JP2001222584A JP2001222584A JP2003035507A JP 2003035507 A JP2003035507 A JP 2003035507A JP 2001222584 A JP2001222584 A JP 2001222584A JP 2001222584 A JP2001222584 A JP 2001222584A JP 2003035507 A JP2003035507 A JP 2003035507A
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JP
Japan
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electrode
forming
film
insulating film
sensor
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Application number
JP2001222584A
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Japanese (ja)
Inventor
Norio Sato
昇男 佐藤
Tomoshi Shigematsu
智志 重松
Hiroki Morimura
浩季 森村
Katsuyuki Machida
克之 町田
Oku Kuraki
億 久良木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor for sensing of surface shape allowing for higher stability, sensitivity and reliability. SOLUTION: In the sensor, a dielectric 107 is formed as to have 0.1 μm thickness, a resist pattern 108 of nearly 1 μm thickness is formed on the upper area of a sensor electrode 104a over this dielectric 107 so as to cover the entire sensor electrode 104a, and then the dielectric 107 is optionally etched by using the resist pattern as a mask to form an electrode dielectric 107a covering the sensor electrode 104a.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人間の指紋や動物
の鼻紋など微細な凹凸を有する表面形状を感知するため
に用いられる表面形状認識用センサおよびこの製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface shape recognition sensor used for detecting a surface shape having fine irregularities such as a human fingerprint or an animal nose print, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報化社会の進展と現代社会の環境にお
いて、セキュリティ技術に対する関心が高まっている。
例えば、情報化社会では、電子現金化などのシステム構
築のための本人認証技術が、重要な鍵となっている。ま
た、盗難やクレジットカードなどが不正に利用されるこ
とを防ぐための認証技術についても、研究開発が活発に
なっている(例えば、清水 良真 他、個人認証機能付
きICカードに関する一検討、信学技法、Technical re
port of IEICE OFS92-32,P25 30(1992))。
2. Description of the Related Art Interest in security technology is increasing in the development of the information society and the environment of the modern society.
For example, in an information-oriented society, personal authentication technology for system construction such as electronic cashing is an important key. In addition, research and development have also been actively conducted on authentication technology to prevent theft and unauthorized use of credit cards (for example, Yoshimasa Shimizu et al. Academic technique, Technical re
port of IEICE OFS92-32, P25 30 (1992)).

【0003】認証方式は、指紋や音声など種々あるが、
中でも、指紋認証技術については、これまで多くの技術
開発がなされている。指紋を読み取る方式としては、レ
ンズや照明などの光学系を備えた光学的な読み取り方式
と、感圧シートなどを用いた圧力式、半導体基板上にセ
ンサを配置した半導体式などがある。これらの中で、小
型化が容易であり、汎用化が容易なのは、半導体式であ
る。
There are various authentication methods such as fingerprints and voice,
Above all, many techniques have been developed so far for the fingerprint authentication technique. As a method for reading a fingerprint, there are an optical reading method provided with an optical system such as a lens and lighting, a pressure type using a pressure sensitive sheet, a semiconductor type in which a sensor is arranged on a semiconductor substrate, and the like. Among these, the semiconductor type is easy to downsize and easy to generalize.

【0004】半導体式として、「Marco Tartagni」等
が、LSI製造技術を用いて容量型の指紋センサを開発
したものがある(Marco Tartagni and Robert Guerrier
i,A 390 dpi Live Fingerprint Imager Based on Feed
back Capacitive Sensing Scheme,1997 IEEE Internati
onal Solid-State Circuits Conference,p200 201(199
7))。この指紋センサは、小さな容量検出センサをLS
I上に2次元に配列したセンサチップにより、帰還静電
容量方式を利用して皮膚の凹凸パターンを検出する方式
である。
As a semiconductor type, "Marco Tartagni" and others have developed a capacitive fingerprint sensor by using LSI manufacturing technology (Marco Tartagni and Robert Guerrier).
i, A 390 dpi Live Fingerprint Imager Based on Feed
back Capacitive Sensing Scheme, 1997 IEEE Internati
onal Solid-State Circuits Conference, p200 201 (199
7)). This fingerprint sensor uses a small capacitance sensor
This is a method of detecting an uneven pattern of the skin by utilizing a feedback capacitance method by a sensor chip arranged two-dimensionally on I.

【0005】この静電容量検出センサについて、図12
の断面図を用いて説明する。このセンサは、半導体基板
1201上に、層間絶縁膜1202を介して形成された
センサ電極1203と、この上を覆うパッシベーション
膜1204とから構成されている。なお、図12には示
していないが、層間絶縁膜1202下の半導体基板12
01上には、例えば複数のMOSトランジスタなどや配
線構造を備えた集積回路である検出回路が形成されてい
る。
This capacitance detection sensor is shown in FIG.
Will be described with reference to the sectional view of This sensor includes a sensor electrode 1203 formed on a semiconductor substrate 1201 via an interlayer insulating film 1202, and a passivation film 1204 covering the sensor electrode 1203. Although not shown in FIG. 12, the semiconductor substrate 12 under the interlayer insulating film 1202 is not shown.
On 01, for example, a detection circuit which is an integrated circuit including a plurality of MOS transistors and a wiring structure is formed.

【0006】このセンサチップでは、指紋検出対象の指
がパッシベーション膜1204に接触すると、センサ電
極1203と指の皮膚が電極として働くことで静電容量
を形成する。この静電容量を、センサ電極1203に接
続する図示していない配線を介し、上記検出回路により
検出する。しかし、静電容量型の指紋センサは、皮膚が
電極となっているため、指先に発生した静電気により、
センサチップに内蔵されている集積回路が静電破壊され
るという問題があった。
In this sensor chip, when a finger for fingerprint detection comes into contact with the passivation film 1204, the sensor electrode 1203 and the skin of the finger act as electrodes to form a capacitance. The electrostatic capacitance is detected by the detection circuit via a wire (not shown) connected to the sensor electrode 1203. However, because the skin is an electrode in the electrostatic capacitance type fingerprint sensor, static electricity generated at the fingertip causes
There is a problem that the integrated circuit built in the sensor chip is electrostatically destroyed.

【0007】これに対し、上述した静電容量型指紋セン
サの静電破壊を防止するために、図13のような断面構
造の静電容量検出センサを備えた表面形状認識用センサ
が提案されている。図13のセンサについて説明する
と、半導体基板1301上に、層間絶縁膜1302を介
して形成されたセンサ電極1303と、このセンサ電極
1303と所定の間隔をあけて配置された変形可能な板
状の可動電極1304と、センサ電極1303の周囲に
センサ電極1303とは絶縁分離されて配置され可動電
極1304を支持する支持部材1305とを備えてい
る。
On the other hand, in order to prevent electrostatic breakdown of the above-mentioned electrostatic capacitance type fingerprint sensor, a surface shape recognition sensor provided with an electrostatic capacitance detection sensor having a sectional structure as shown in FIG. 13 has been proposed. There is. The sensor of FIG. 13 will be described. A sensor electrode 1303 formed on a semiconductor substrate 1301 with an interlayer insulating film 1302 interposed therebetween, and a deformable plate-like movable electrode arranged with a predetermined gap from the sensor electrode 1303. An electrode 1304 and a support member 1305 that is disposed around the sensor electrode 1303 and is insulated and separated from the sensor electrode 1303 to support the movable electrode 1304 are provided.

【0008】このように構成されたセンサでは、指紋検
出対象の指が可動電極1304に接触すると、指からの
圧力が可動電極1304をセンサ電極1303側に撓ま
せ、センサ電極1303と可動電極1304間に形成さ
れていた静電容量を変化させる。この静電容量の変化
を、センサ電極1303に接続する図示していない配線
を介し、半導体基板1301上のやはり図示していない
検出回路によって検出する。この表面形状認識用センサ
においては、導電性を有する支持部材1305を介して
可動電極1304を接地しておけば、指先に発生した静
電気は、可動電極1304へ放電したとしても支持部材
1305を介してアースに流れる。このため、センサ電
極1303下に内蔵されている検出回路が、静電破壊か
ら守られるようになる。
In the sensor thus constructed, when the finger to be fingerprint-detected comes into contact with the movable electrode 1304, the pressure from the finger causes the movable electrode 1304 to bend toward the sensor electrode 1303, so that the distance between the sensor electrode 1303 and the movable electrode 1304 is increased. The capacitance formed on the is changed. This change in capacitance is detected by a detection circuit (not shown) on the semiconductor substrate 1301 via a wire (not shown) connected to the sensor electrode 1303. In this surface shape recognizing sensor, if the movable electrode 1304 is grounded via the conductive support member 1305, the static electricity generated at the fingertip is discharged via the support member 1305 even if discharged to the movable electrode 1304. It flows to the ground. Therefore, the detection circuit incorporated under the sensor electrode 1303 can be protected from electrostatic breakdown.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の表面形状認識用センサでは、指などの表面形状
認識対象からの圧力が過大な場合、可動電極1304が
撓みすぎてセンサ電極1303に接触し、回路的にショ
ートするという問題があった。
However, in the above-described conventional surface shape recognition sensor, when the pressure from the surface shape recognition target such as a finger is excessive, the movable electrode 1304 is excessively bent and comes into contact with the sensor electrode 1303. There was a problem of short circuit.

【0010】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、安定性、感度、信頼性を考
慮した表面形状認識用センサを提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface shape recognition sensor in consideration of stability, sensitivity and reliability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の一形態における
表面形状認識用センサは、半導体基板上に形成された層
間絶縁膜の同一平面に各々が絶縁分離されかつ各々固定
配置されたセンサ電極,このセンサ電極上に配置された
電極絶縁膜,この電極絶縁膜上に所定の間隔をあけて配
置された金属からなる変形可能な板状の可動電極から構
成された複数の容量検出素子と、センサ電極周囲にセン
サ電極とは絶縁分離されて配置され電極絶縁膜より高く
形成されて可動電極を支持する支持部材とを備えたもの
である。この表面形状認識用センサによれば、可動電極
とセンサ電極との間に、空間と電極絶縁膜とが存在す
る。
According to one embodiment of the present invention, there is provided a surface shape recognizing sensor, in which sensor electrodes are respectively insulated and separated and fixedly arranged on the same plane of an interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate. A plurality of capacitance detecting elements each composed of an electrode insulating film arranged on the sensor electrode, a deformable plate-like movable electrode made of metal and arranged on the electrode insulating film at a predetermined interval, and a sensor. A sensor electrode is provided around the electrode so as to be insulated from the sensor electrode, and is formed higher than the electrode insulating film to support the movable electrode. According to this surface shape recognition sensor, a space and an electrode insulating film exist between the movable electrode and the sensor electrode.

【0012】上記表面形状認識用センサにおいて、可動
電極が複数の開口部を備えた場合は、可動電極上に配置
されて開口部を塞ぐように形成された保護膜を備えるよ
うにすればよい。また、可動電極上に配置された突起状
構造体を備えるようにしてもよい。上記表面形状認識用
センサにおいて、可動電極が弾性変形する範囲において
最大の変形をしたときの可動電極中央部の移動量をAと
したとき、可動電極と電極絶縁膜との間隔は、A以下と
することができる。また、上記表面形状認識用センサに
おいて、電極絶縁膜は、センサ電極と略同じ形状に形成
されかつセンサ電極上を覆うように配置されていればよ
い。
In the above surface shape recognition sensor, when the movable electrode has a plurality of openings, a protective film may be provided on the movable electrode so as to cover the openings. Further, it may be provided with a projecting structure arranged on the movable electrode. In the above surface shape recognition sensor, when the amount of movement of the central portion of the movable electrode when the movable electrode undergoes maximum deformation within the elastically deformable range is A, the distance between the movable electrode and the electrode insulating film is A or less. can do. Further, in the above surface shape recognition sensor, the electrode insulating film may be formed in substantially the same shape as the sensor electrode and arranged so as to cover the sensor electrode.

【0013】本発明の一形態における表面形状認識用セ
ンサの製造方法は、半導体基板上に層間絶縁膜を形成す
る工程と、層間絶縁膜上にセンサ電極を形成する工程
と、センサ電極周囲にこのセンサ電極とは絶縁分離され
て配置された支持部材を形成する工程と、センサ電極上
において支持部材より低い状態にセンサ電極を覆う第1
の絶縁膜を形成する工程と、第1の絶縁膜を選択的に除
去してセンサ電極上に電極絶縁膜を形成する工程と、セ
ンサ電極と電極絶縁膜を覆いかつ支持部材が露出するよ
うに層間絶縁膜上に犠牲膜を形成する工程と、犠牲膜お
よび支持部材上に開口部を備えた可動電極を形成する工
程と、可動電極を形成した後で開口部を介して犠牲膜の
みを選択的に除去する工程と、犠牲膜を除去した後で、
可動電極上に保護膜を形成する工程と、保護膜上にセン
サ電極の上の領域に配置された突起状構造体を形成する
工程とを備えたものである。この製造方法によれば、可
動電極とセンサ電極との間に、空間と電極絶縁膜とが存
在した状態となる。
A method of manufacturing a surface shape recognition sensor according to one aspect of the present invention includes a step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a sensor electrode on the interlayer insulating film, and a step of forming a sensor electrode around the sensor electrode. A step of forming a support member which is arranged so as to be insulated from the sensor electrode, and a first step of covering the sensor electrode on the sensor electrode in a state lower than the support member.
The step of forming the insulating film, the step of selectively removing the first insulating film to form the electrode insulating film on the sensor electrode, and the step of covering the sensor electrode and the electrode insulating film and exposing the supporting member. A step of forming a sacrificial film on the interlayer insulating film, a step of forming a movable electrode having an opening on the sacrificial film and the supporting member, and a step of forming the movable electrode and then selecting only the sacrificial film through the opening. And the step of removing the sacrificial film,
It comprises a step of forming a protective film on the movable electrode and a step of forming a projecting structure arranged on the protective film in a region above the sensor electrode. According to this manufacturing method, the space and the electrode insulating film exist between the movable electrode and the sensor electrode.

【0014】本発明の他の形態における表面形状認識用
センサの製造方法は、半導体基板上に層間絶縁膜を形成
する工程と、層間絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、
金属膜上に所定の領域に開口部を備えた第1のマスクパ
ターンを形成する工程と、第1のマスクパターンの開口
部底部に露出した金属膜表面にメッキ法により第1の金
属パターンを形成する工程と、第1の金属パターン上に
この第1の金属パターンを覆うように第1の絶縁膜を形
成する工程と、第1のマスクパターンを除去して第1の
金属パターン上に電極絶縁膜を形成する工程と、電極絶
縁膜を形成した後、第1の金属パターンの周囲に配置さ
れた開口部を備えた第2のマスクパターンを金属膜およ
び電極絶縁膜上に形成する工程と、第2のマスクパター
ンの開口部底部に露出した金属膜表面にメッキ法により
第2の金属パターンを第1の金属パターンと電極絶縁膜
との合計膜厚より厚く形成する工程と、第2のマスクパ
ターンを除去した後、第1の金属パターンおよび第2の
金属パターンをマスクとして第1の金属膜をエッチング
除去し、第1の金属膜および第1の金属パターンからな
るセンサ電極と第1の金属膜および第2の金属パターン
からなる支持部材とを形成する工程と、センサ電極と電
極絶縁膜を覆いかつ支持部材が露出するように層間絶縁
膜上に犠牲膜を形成する工程と、犠牲膜および支持部材
上に、開口部を備えた可動電極を形成する工程と、可動
電極を形成した後で、開口部を介して犠牲膜のみを選択
的に除去する工程と、犠牲膜を除去した後で、可動電極
上に保護膜を形成する工程と、保護膜上にセンサ電極の
上の領域に配置された突起状構造体を形成する工程とを
備えたものである。この製造方法によれば、可動電極と
センサ電極との間に、空間と電極絶縁膜とが存在した状
態となる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a sensor for surface shape recognition, which comprises a step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a metal film on the interlayer insulating film,
Forming a first mask pattern having an opening in a predetermined region on the metal film, and forming a first metal pattern on the metal film surface exposed at the bottom of the opening of the first mask pattern by a plating method And a step of forming a first insulating film on the first metal pattern so as to cover the first metal pattern, and removing the first mask pattern to insulate electrodes on the first metal pattern. A step of forming a film, a step of forming a second mask pattern having an opening arranged around the first metal pattern after forming the electrode insulating film, on the metal film and the electrode insulating film; A step of forming a second metal pattern on the surface of the metal film exposed at the bottom of the opening of the second mask pattern by a plating method so as to be thicker than the total film thickness of the first metal pattern and the electrode insulating film; Pattern removed The first metal film and the second metal pattern are used as a mask to remove the first metal film by etching, and the sensor electrode including the first metal film and the first metal pattern, the first metal film, and the second metal film are removed. A step of forming a supporting member made of a metal pattern, a step of forming a sacrificial film on the interlayer insulating film so as to cover the sensor electrode and the electrode insulating film and expose the supporting member, and on the sacrificial film and the supporting member, A step of forming a movable electrode having an opening, a step of selectively removing only the sacrificial film through the opening after forming the movable electrode, and a step of removing the sacrificial film on the movable electrode. The method includes a step of forming a protective film and a step of forming a protrusion-shaped structure disposed on the protective film in a region above the sensor electrode. According to this manufacturing method, the space and the electrode insulating film exist between the movable electrode and the sensor electrode.

【0015】本発明の他の形態における表面形状認識用
センサの製造方法は、半導体基板上に層間絶縁膜を形成
する工程と、層間絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、
金属膜上に所定の領域に開口部を備えた第1のマスクパ
ターンを形成する工程と、第1のマスクパターンの開口
部底部に露出した金属膜表面にメッキ法により第1の金
属パターンを形成する工程と、第1のマスクパターンを
除去した後、第1の金属パターン上にこの第1の金属パ
ターンを覆うように第1の絶縁膜を形成する工程と、第
1の絶縁膜を選択的に除去して第1の金属パターン上に
電極絶縁膜を形成する工程と、電極絶縁膜を形成した
後、第1の金属パターンの周囲に配置された開口部を備
えた第2のマスクパターンを金属膜および電極絶縁膜上
に形成する工程と、第2のマスクパターンの開口部底部
に露出した金属膜表面にメッキ法により第2の金属パタ
ーンを第1の金属パターンと電極絶縁膜との合計膜厚よ
り厚く形成する工程と、第2のマスクパターンを除去し
た後、第1の金属パターンおよび第2の金属パターンを
マスクとして第1の金属膜をエッチング除去し、第1の
金属膜および第1の金属パターンからなるセンサ電極と
第1の金属膜および第2の金属パターンからなる支持部
材とを形成する工程と、センサ電極と電極絶縁膜を覆い
かつ支持部材が露出するように層間絶縁膜上に犠牲膜を
形成する工程と、犠牲膜および支持部材上に、開口部を
備えた可動電極を形成する工程と、可動電極を形成した
後で、開口部を介して犠牲膜のみを選択的に除去する工
程と、犠牲膜を除去した後で、可動電極上に保護膜を形
成する工程と、保護膜上にセンサ電極の上の領域に配置
された突起状構造体を形成する工程とを備えたものであ
る。この製造方法によれば、可動電極とセンサ電極との
間に、空間と電極絶縁膜とが存在した状態となる。
A method of manufacturing a sensor for recognizing a surface shape according to another aspect of the present invention comprises a step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a metal film on the interlayer insulating film,
Forming a first mask pattern having an opening in a predetermined region on the metal film, and forming a first metal pattern on the metal film surface exposed at the bottom of the opening of the first mask pattern by a plating method And a step of forming a first insulating film on the first metal pattern so as to cover the first metal pattern after removing the first mask pattern, and selectively removing the first insulating film. To form an electrode insulating film on the first metal pattern, and after forming the electrode insulating film, a second mask pattern having openings arranged around the first metal pattern is formed. The step of forming the second metal pattern on the metal film and the electrode insulating film and the second metal pattern on the surface of the metal film exposed at the bottom of the opening of the second mask pattern by the plating method Process of forming thicker than film thickness After removing the second mask pattern, the first metal film is removed by etching using the first metal pattern and the second metal pattern as a mask to form a sensor electrode including the first metal film and the first metal pattern. And a step of forming a supporting member made of the first metal film and the second metal pattern, and a step of forming a sacrificial film on the interlayer insulating film so as to cover the sensor electrode and the electrode insulating film and expose the supporting member. A step of forming a movable electrode having an opening on the sacrificial film and the supporting member; a step of selectively removing only the sacrificial film through the opening after forming the movable electrode; After removing the, the step of forming a protective film on the movable electrode, and the step of forming a projecting structure arranged on the protective film in a region above the sensor electrode are provided. According to this manufacturing method, the space and the electrode insulating film exist between the movable electrode and the sensor electrode.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。 <実施の形態1>はじめに、本発明の第1の実施の形態
における表面形状認識用センサの製造方法例について説
明する。図1は、本実施に形態における表面形状認識用
センサの製造方法を説明する工程図である。まず、図1
(a)に示すように、シリコンなどの半導体材料からな
る基板101上に、層間絶縁膜101aを形成する。層
間絶縁膜101a下の基板101上には、図示していな
いが、検出回路などの他の集積回路が形成され、複数の
配線からなる配線構造を備えている。層間絶縁膜101
aを形成した後、蒸着法により膜厚0.1μmのチタン
膜と膜厚0.1μmの金膜との2層膜からなるシード層
102を形成する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Embodiment 1> First, an example of a method of manufacturing the surface shape recognition sensor according to the first embodiment of the present invention will be described. 1A to 1C are process drawings for explaining the method of manufacturing the surface shape recognition sensor according to the present embodiment. First, Fig. 1
As shown in (a), an interlayer insulating film 101a is formed on a substrate 101 made of a semiconductor material such as silicon. Although not shown, another integrated circuit such as a detection circuit is formed on the substrate 101 below the interlayer insulating film 101a and has a wiring structure including a plurality of wirings. Interlayer insulating film 101
After forming a, the seed layer 102 is formed by a two-layer film including a titanium film having a film thickness of 0.1 μm and a gold film having a film thickness of 0.1 μm by an evaporation method.

【0017】つぎに、図1(b)に示すように、シード
層102上に開口部103aを備えた膜厚5μm程度の
レジストパターン103を形成する。レジストパターン
103は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術によ
り形成すればよい。レジストパターン103を形成した
ら、開口部103aに露出しているシード層102上
に、電解メッキにより金のメッキ膜からなる金属パター
ン104を膜厚1μm程度に形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a resist pattern 103 having an opening 103a and a film thickness of about 5 μm is formed on the seed layer 102. The resist pattern 103 may be formed by a known photolithography technique, for example. After forming the resist pattern 103, a metal pattern 104 made of a gold-plated film is formed by electrolytic plating to a thickness of about 1 μm on the seed layer 102 exposed in the opening 103a.

【0018】つぎに、図1(c)に示すように、レジス
トパターン103を除去する。この後、図1(d)に示
すように、新たに開口部105aを備えた膜厚5μm程
度のレジストパターン105を形成する。このときレジ
ストパターン105により金属パターン104を覆うよ
うにする。レジストパターン105を形成したら、開口
部105aに露出しているシード層102上に、電解メ
ッキにより金のメッキ膜からなる金属パターン106
を、膜厚3μm程度に形成する。この後、図1(e)に
示すように、レジストパターン105を除去する。
Next, as shown in FIG. 1C, the resist pattern 103 is removed. After that, as shown in FIG. 1D, a resist pattern 105 having a film thickness of about 5 μm is newly formed with an opening 105a. At this time, the resist pattern 105 covers the metal pattern 104. After forming the resist pattern 105, a metal pattern 106 made of a gold plating film is formed by electrolytic plating on the seed layer 102 exposed in the opening 105a.
To a film thickness of about 3 μm. After that, as shown in FIG. 1E, the resist pattern 105 is removed.

【0019】次いで、金属パターン104および金属パ
ターン106をマスクとして、シード層102を選択的
にエッチング除去する。このエッチングでは、まず、ヨ
ウ素,ヨウ化アンモニウム,水,エタノールからなるエ
ッチング液を用いて、シード層102上層の金を選択的
に除去する。次いで、HF系のエッチング液を用い、シ
ード層102下層のチタンを選択的に除去する。この結
果、図1(f)に示すように、基板101上に、上層が
金からなるセンサ電極104aと、センサ電極104a
とは絶縁分離された支持部材106aとが形成される。
Then, the seed layer 102 is selectively removed by etching using the metal patterns 104 and 106 as masks. In this etching, first, the gold in the upper layer of the seed layer 102 is selectively removed using an etching solution containing iodine, ammonium iodide, water and ethanol. Then, titanium in the lower layer of the seed layer 102 is selectively removed using an HF-based etching solution. As a result, as shown in FIG. 1F, the sensor electrode 104a whose upper layer is made of gold and the sensor electrode 104a are formed on the substrate 101.
And a support member 106a that is insulated and separated.

【0020】支持部材106aは、後述する可動電極を
支持するものであり、例えば、図1(g)に示すよう
に、格子状に形成されたものである。支持部材106a
で囲まれた領域の中心部には、センサ電極104aが配
置されている。なお、支持部材106aの形状は格子状
に限るものではなく、四角柱をセンサ電極104aの周
辺に複数配置したものとしても良い。
The support member 106a supports a movable electrode, which will be described later, and is formed in a lattice shape as shown in FIG. 1 (g), for example. Support member 106a
The sensor electrode 104a is arranged at the center of the area surrounded by. The shape of the support member 106a is not limited to the lattice shape, and a plurality of square poles may be arranged around the sensor electrode 104a.

【0021】つぎに、図2(a)に示すように、シリコ
ン酸化膜からなる絶縁膜107を0.1μmの厚さでE
CR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマCVD
(Chemical Vapor Deposition)法によって形成する。
ソースガスとしてSiH4およびO2ガスを用い、各ガス
流量を10sccm,20sccmとし、マイクロ波パワーを2
00Wとしてシリコン酸化膜を形成した。なお、絶縁膜
107は、シリコン酸化膜に限らず、シリコン窒化膜な
どの他の絶縁材料であってもよい。
Next, as shown in FIG. 2A, an insulating film 107 made of a silicon oxide film with a thickness of 0.1 μm is formed.
CR (Electron Cyclotron Resonance) Plasma CVD
(Chemical Vapor Deposition) method.
SiH 4 and O 2 gases were used as the source gas, the flow rate of each gas was 10 sccm, 20 sccm, and the microwave power was 2
A silicon oxide film was formed as 00W. The insulating film 107 is not limited to the silicon oxide film and may be another insulating material such as a silicon nitride film.

【0022】つぎに、図2(b)に示すように、絶縁膜
107上のセンサ電極104a上部領域に、センサ電極
104aを全て覆うように膜厚1μm程度のレジストパ
ターン108を形成する。レジストパターン108は、
公知のフォトリソグラフィ技術により形成すればよい。
この後、レジストパターン108をマスクとして、絶縁
膜107を選択的にエッチングする。このエッチングで
は、CHF3ガスとO2ガスとをエッチングガスとして用
いたドライエッチングにより行い、各ガス流量を各々3
0sccmと5sccmとし、マイクロ波パワーを300Wとし
た。この結果、図2(c)に示すように、センサ電極1
04aを覆う電極絶縁膜107aが形成される。
Next, as shown in FIG. 2B, a resist pattern 108 having a film thickness of about 1 μm is formed in the upper region of the sensor electrode 104a on the insulating film 107 so as to cover the entire sensor electrode 104a. The resist pattern 108 is
It may be formed by a known photolithography technique.
After that, the insulating film 107 is selectively etched using the resist pattern 108 as a mask. This etching is performed by dry etching using CHF 3 gas and O 2 gas as etching gas, and each gas flow rate is set to 3
The microwave power was 300 W with 0 sccm and 5 sccm. As a result, as shown in FIG.
An electrode insulating film 107a covering 04a is formed.

【0023】つぎに、図2(d)に示すように、センサ
電極104a、電極絶縁膜107a、支持部材106a
を覆うように、基板101上に感光性を有する樹脂膜1
09を、回転塗布により形成する。形成した樹脂膜10
9には、120℃・4分間程度の加熱処理を加える。つ
ぎに、図2(e)に示すように、公知のフォトリソグラ
フィ技術により支持部材106a上部の領域を露光し、
引き続いて現像処理を行うことで、支持部材106aの
上部に開口部109aを形成する。この後、310℃で
1時間程度の加熱処理を施し、樹脂膜109を熱硬化さ
せる。
Next, as shown in FIG. 2D, the sensor electrode 104a, the electrode insulating film 107a, and the supporting member 106a.
Resin film 1 having photosensitivity on the substrate 101 so as to cover
09 is formed by spin coating. Formed resin film 10
In No. 9, heat treatment at 120 ° C. for about 4 minutes is added. Next, as shown in FIG. 2E, an area above the supporting member 106a is exposed by a known photolithography technique,
Subsequently, the developing process is performed to form the opening 109a in the upper portion of the support member 106a. After that, heat treatment is performed at 310 ° C. for about 1 hour to thermally cure the resin film 109.

【0024】つぎに、硬化させた樹脂膜109を化学的
機械的研磨によりエッチバックし、図2(f)に示すよ
うに、表面が平坦化された犠牲膜109bとする。この
段階で、支持部材106aと犠牲膜109b表面とは同
一の平面をなし、支持部材106a表面は露出した状態
となる。次いで、平坦化した犠牲膜109b上に、蒸着
法により膜厚0.1μmのチタン膜と膜厚0.1μmの
金膜との2層膜からなるシード層110を形成する(図
3(a))。
Next, the cured resin film 109 is etched back by chemical mechanical polishing to form a sacrificial film 109b whose surface is flattened, as shown in FIG. 2 (f). At this stage, the surface of the supporting member 106a and the surface of the sacrificial film 109b form the same plane, and the surface of the supporting member 106a is exposed. Then, a seed layer 110 composed of a two-layer film of a titanium film having a film thickness of 0.1 μm and a gold film having a film thickness of 0.1 μm is formed on the flattened sacrificial film 109b by a vapor deposition method (FIG. 3A). ).

【0025】シード層110を形成したら、図3(b)
に示すように、シード層110上に膜厚3.0μm程度
のレジストパターン111を島状に形成し、レジストパ
ターン111のない領域に露出しているシード層110
上に、電解メッキ法により金のメッキ膜からなる金属膜
112を1.0μmの厚さに形成する。
After the seed layer 110 has been formed, FIG.
As shown in FIG. 3, a seed pattern 110 having a film thickness of about 3.0 μm is formed in an island shape on the seed layer 110, and the seed layer 110 exposed in a region where the resist pattern 111 is not present is exposed.
A metal film 112 made of a gold-plated film is formed thereon to a thickness of 1.0 μm by electrolytic plating.

【0026】次いで、レジストパターン111を除去
し、形成された金属膜112をマスクとしてシード層1
10を選択的にエッチングする。このエッチングでは、
まず、ヨウ素,ヨウ化アンモニウム,水,エタノールか
らなるエッチング液を用いて、シード層110上層の金
を選択的に除去する。次いで、HF系のエッチング液を
用い、シード層110下層のチタンを選択的に除去す
る。この結果、図3(c)に示すように、複数の開口部
113aを備え、金属膜112とエッチングされたシー
ド層110aとからなる可動電極113が形成される。
Next, the resist pattern 111 is removed, and the seed layer 1 is formed by using the formed metal film 112 as a mask.
10 is selectively etched. In this etching,
First, gold in the upper layer of the seed layer 110 is selectively removed using an etching solution containing iodine, ammonium iodide, water, and ethanol. Then, titanium in the lower layer of the seed layer 110 is selectively removed using an HF-based etching solution. As a result, as shown in FIG. 3C, the movable electrode 113 including the plurality of openings 113a and including the metal film 112 and the etched seed layer 110a is formed.

【0027】つぎに、可動電極113まで形成した基板
101を、酸素ガスを主としたプラズマ中に曝し、開口
部113aを介してプラズマにより生成されたエッチン
グ種を犠牲膜109bに接触させ、犠牲膜109bを除
去する。この結果、図3(d)に示すように、可動電極
113が支持部材106aに支えられた状態で、可動電
極113下には空間が形成され、可動電極113とセン
サ電極104aが、空間で離間され電極絶縁膜107a
を挟んだ状態で対向する構造が形成される。
Next, the substrate 101 on which the movable electrode 113 has been formed is exposed to plasma mainly containing oxygen gas, and the etching species generated by the plasma are brought into contact with the sacrificial film 109b through the opening 113a, so that the sacrificial film is formed. 109b is removed. As a result, as shown in FIG. 3D, a space is formed below the movable electrode 113 in a state where the movable electrode 113 is supported by the support member 106a, and the movable electrode 113 and the sensor electrode 104a are separated from each other in the space. Electrode insulating film 107a
A structure is formed that faces each other while sandwiching.

【0028】つぎに、図3(e)に示すように、可動電
極113の開口部を封止するなどのために、絶縁材料か
らなる保護膜114を形成する。保護膜114は、ST
P(Spin Coating Film Transfer and Hot-pressing)
法を用いて形成した。STP法とは、予めフィルム上に
絶縁体を塗布形成し、このフィルム上の絶縁体を真空中
で可動電極113の表面に加熱加圧により接着させ、続
いてフィルムを剥離することにより、保護膜114を可
動電極113表面に転写する方法である。
Next, as shown in FIG. 3E, a protective film 114 made of an insulating material is formed in order to seal the opening of the movable electrode 113. The protective film 114 is ST
P (Spin Coating Film Transfer and Hot-pressing)
It was formed using the method. In the STP method, an insulating material is applied and formed on a film in advance, the insulating material on the film is adhered to the surface of the movable electrode 113 by heating and pressing in vacuum, and then the film is peeled off to form a protective film. This is a method of transferring 114 to the surface of the movable electrode 113.

【0029】この後、図3(f)に示すように、公知の
フォトリソグラフィ技術により、可動電極113上に突
起状構造体115を形成した。突起状構造体115の形
成について説明すると、まず、保護膜114上に感光性
樹脂膜を膜厚10μm程度の塗布形成する。次いで、突
起状構造体となる領域以外の部分を露光して現像液に可
溶とし、これを現像処理してから310℃で1時間程度
の熱処理を施して熱硬化させ、突起状構造体115とす
る。
Thereafter, as shown in FIG. 3 (f), a projecting structure 115 was formed on the movable electrode 113 by a known photolithography technique. The formation of the protruding structure 115 will be described. First, a photosensitive resin film is formed on the protective film 114 by coating so as to have a film thickness of about 10 μm. Then, the portion other than the region to be the projecting structure is exposed to be soluble in a developing solution, which is subjected to a development treatment and then heat-treated at 310 ° C. for about 1 hour to be heat-cured to form the projecting structure 115. And

【0030】以上の工程を経て、図3(f)に示すよう
に、表面形状認識用センサ100が作製される。この結
果、図3(f)に示したように、本実施の形態の表面形
状認識用センサ100によれば、センサ電極104a上
に電極絶縁膜107aを設けるようにしたので、可動電
極113が大きく下方に撓んだとしても、可動電極11
3の下部がセンサ電極104aに電気的に接触すること
が無くなる。
Through the above steps, the surface shape recognition sensor 100 is manufactured as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 3F, according to the surface shape recognition sensor 100 of the present embodiment, since the electrode insulating film 107a is provided on the sensor electrode 104a, the movable electrode 113 is large. Even if the movable electrode 11 bends downward,
The lower part of 3 does not make electrical contact with the sensor electrode 104a.

【0031】また、従来では、センサ電極104aと可
動電極113との接触を避けるために、これらの間隔を
必要以上にあけるようにする場合もあり、形成される静
電容量が小さくなり感度が低下する、という問題があっ
たが、本実施の形態によれば、センサ電極と可動電極と
の間隔を狭くできるので、感度の低下を招くことがな
い。さらに、従来のように間隔を広げた状態で、可動電
極113に対して過大な圧力がかかると、可動電極11
3が塑性変形してしまい元の状態に戻らない場合があっ
たが、本実施の形態によれば、このような問題も抑制で
きるようになる。
Further, in the related art, in order to avoid contact between the sensor electrode 104a and the movable electrode 113, the gap between them may be set more than necessary, and the formed capacitance becomes small and the sensitivity is lowered. However, according to the present embodiment, since the distance between the sensor electrode and the movable electrode can be narrowed, the sensitivity is not lowered. Furthermore, when an excessive pressure is applied to the movable electrode 113 in a state where the distance is widened as in the conventional case, the movable electrode 11
There was a case where 3 was plastically deformed and did not return to the original state, but according to the present embodiment, such a problem can be suppressed.

【0032】ところで、上記実施の形態では、可動電極
に複数の開口部を設けるようにしたがこれに限るもので
はない。例えば、支持部材をセンサ電極周囲に配置され
た柱による構造として不連続な構造体とすれば、可動電
極に開口部を備えなくても、側方から犠牲膜を除去する
ことが可能となる。また、犠牲膜を用いることなく可動
電極を支持部材上に形成すれば、除去すべき対象が存在
しないので、可動電極に開口部を設ける必要はない。
By the way, in the above embodiment, the movable electrode is provided with a plurality of openings, but the invention is not limited to this. For example, if the supporting member is a discontinuous structure as a structure of columns arranged around the sensor electrode, the sacrificial film can be removed from the side even if the movable electrode does not have an opening. Further, if the movable electrode is formed on the support member without using the sacrificial film, there is no object to be removed, so that it is not necessary to provide the movable electrode with an opening.

【0033】<実施の形態2>つぎに、本発明の他の形
態における製造方法例について説明する。まず、上述し
た実施の形態と同様にし、図4(a)に示すように、シ
ード層102上に開口部103aを備えた膜厚5μm程
度のレジストパターン103を形成する。レジストパタ
ーン103を形成したら、開口部103aに露出してい
るシード層102上に、電解メッキにより金のメッキ膜
からなる金属パターン104を膜厚1μm程度に形成す
る。
<Second Embodiment> Next, an example of a manufacturing method according to another embodiment of the present invention will be described. First, similar to the above-described embodiment, as shown in FIG. 4A, a resist pattern 103 having an opening 103a and a film thickness of about 5 μm is formed on the seed layer 102. After forming the resist pattern 103, a metal pattern 104 made of a gold-plated film is formed by electrolytic plating to a thickness of about 1 μm on the seed layer 102 exposed in the opening 103a.

【0034】本実施の形態では、この後、レジストパタ
ーン103を除去せずに、ECRプラズマCVD法を用
い、シリコン酸化膜からなる絶縁膜120を0.3μm
程度の膜厚で形成する(図4(b))。ここでも、ソー
スガスとしてSiH4,O2ガスを用い、各ソースガスの
流量を10sccm,20sccmとし、マイクロ波パワーを2
00Wとしてシリコン酸化膜を形成した。
In the present embodiment, thereafter, without removing the resist pattern 103, the insulating film 120 made of a silicon oxide film is formed to a thickness of 0.3 μm by the ECR plasma CVD method.
It is formed to have a film thickness of about 10 μm (FIG. 4B). Again, SiH 4 and O 2 gases are used as the source gas, the flow rate of each source gas is 10 sccm and 20 sccm, and the microwave power is 2
A silicon oxide film was formed as 00W.

【0035】つぎに、レジストパターン103を除去す
る。この際、絶縁膜120でレジストパターン103に
接する部分はリフトオフにより除去される。この結果、
金属パターン104上の絶縁膜120aだけが残る(図
4(c))。この後、図1(d)と同じように、レジス
トパターン105を形成し、電解メッキにより金のメッ
キ膜からなる金属パターン106を形成する(図4
(d))。この後、レジストパターン105は、除去す
る(図4(e))。
Next, the resist pattern 103 is removed. At this time, the portion of the insulating film 120 that is in contact with the resist pattern 103 is removed by lift-off. As a result,
Only the insulating film 120a on the metal pattern 104 remains (FIG. 4C). Thereafter, as in the case of FIG. 1D, a resist pattern 105 is formed, and a metal pattern 106 made of a gold plating film is formed by electrolytic plating (FIG. 4).
(D)). After that, the resist pattern 105 is removed (FIG. 4E).

【0036】次いで、形成された金属パターン106を
マスクとしてシード層102を選択的にエッチングす
る。このエッチングでは、まず、ヨウ素,ヨウ化アンモ
ニウム,水,エタノールからなるエッチング液を用い
て、シード層102上層の金を選択的に除去する。次い
で、HF系のエッチング液を用い、シード層102下層
のチタンを選択的に除去する。この際、HF系のエッチ
ング液によって絶縁膜120aもエッチングされる。し
かし、絶縁膜120aの膜厚は0.3μmであり、0.
1μmのチタン膜がエッチングされる間に、絶縁膜12
0aの全ては除去されることはなく、以降に示す電極絶
縁膜120bとして残る。
Next, the seed layer 102 is selectively etched by using the formed metal pattern 106 as a mask. In this etching, first, the gold in the upper layer of the seed layer 102 is selectively removed using an etching solution containing iodine, ammonium iodide, water and ethanol. Then, titanium in the lower layer of the seed layer 102 is selectively removed using an HF-based etching solution. At this time, the insulating film 120a is also etched by the HF-based etching solution. However, the film thickness of the insulating film 120a is 0.3 μm,
While the 1 μm titanium film is being etched, the insulating film 12
All of 0a is not removed and remains as an electrode insulating film 120b described below.

【0037】この結果、図4(f)に示すように、基板
101上に、上層が金からなるセンサ電極104aと、
この上の電極絶縁膜120bと、このセンサ電極104
aと電極絶縁膜120bとから絶縁分離された支持部材
106aとが形成される。図4(f)は図2(c)の状
態に対応し、この後は、図2(d)以降と同じ工程を経
ることで、図3(f)に示すような表面形状認識用セン
サ100が形成される。なお、本実施の形態において、
絶縁膜120としてシリコン酸化膜を例にとったが、金
とチタンと犠牲膜のエッチングの際にエッチングされな
いか、あるいは、少量のエッチング量で済むものであれ
ば、シリコン窒化膜などの他の絶縁体を用いるようにし
ても良い。
As a result, as shown in FIG. 4F, on the substrate 101, the sensor electrode 104a having an upper layer of gold,
The electrode insulating film 120b on this and the sensor electrode 104
Thus, the support member 106a is formed, which is insulated from the electrode a and the electrode insulating film 120b. FIG. 4F corresponds to the state of FIG. 2C, and thereafter, the same steps as those of FIG. 2D and subsequent steps are performed, whereby the surface shape recognition sensor 100 as shown in FIG. Is formed. In the present embodiment,
Although the silicon oxide film is taken as an example of the insulating film 120, other insulating materials such as a silicon nitride film may be used if they are not etched when gold, titanium and the sacrificial film are etched or if a small etching amount is sufficient. You may use the body.

【0038】<実施の形態3>つぎに、本発明の他の形
態における製造方法例について説明する。まず、上述し
た実施の形態と同様にし、図5(a)に示すように、シ
ード層102上に開口部103aを備えた膜厚5μm程
度のレジストパターン103を形成する。レジストパタ
ーン103を形成したら、開口部103aに露出してい
るシード層102上に、電解メッキにより金のメッキ膜
からなる金属パターン104を膜厚1μm程度に形成す
る。
<Third Embodiment> Next, an example of a manufacturing method according to another embodiment of the present invention will be described. First, similar to the above-described embodiment, as shown in FIG. 5A, a resist pattern 103 having an opening 103a and a film thickness of about 5 μm is formed on the seed layer 102. After forming the resist pattern 103, a metal pattern 104 made of a gold-plated film is formed by electrolytic plating to a thickness of about 1 μm on the seed layer 102 exposed in the opening 103a.

【0039】次いで、本実施の形態では、レジストパタ
ーン103を除去し、この後、金属パターン104を覆
ってシード層102上に、シリコン酸化膜からなる絶縁
膜130を0.1μmの厚さに形成する。絶縁膜130
は、図2に示した絶縁膜107と同様にして形成すれば
よい。つぎに、図5(c)に示すように、絶縁膜130
の上部領域でかつ金属パターン104上に、膜厚1.0
μmのレジストパターン131を公知のフォトリソグラ
フィ技術によって形成する。
Next, in this embodiment, the resist pattern 103 is removed, and thereafter, the insulating film 130 made of a silicon oxide film is formed to a thickness of 0.1 μm on the seed layer 102 so as to cover the metal pattern 104. To do. Insulation film 130
May be formed in the same manner as the insulating film 107 shown in FIG. Next, as shown in FIG. 5C, the insulating film 130
A film thickness of 1.0 in the upper region of the metal pattern 104 and on the metal pattern 104.
A resist pattern 131 of μm is formed by a known photolithography technique.

【0040】レジストパターン131を形成したら、こ
れをマスクとし、絶縁膜130を選択的にエッチング除
去する(図5(d))。このドライエッチングでは、エ
ッチングガスとしてCHF3とO2を用い、これらガスの
流量を各々30sccmと5sccmとし、マイクロ波パワーを
300Wとした。この後、レジストパターン131を除
去すれば、図5(e)に示すように、金属パターン10
4上にシリコン酸化膜からなる電極絶縁膜130aが形
成される。
After forming the resist pattern 131, the insulating film 130 is selectively removed by etching using this as a mask (FIG. 5D). In this dry etching, CHF 3 and O 2 were used as etching gases, the flow rates of these gases were 30 sccm and 5 sccm, and the microwave power was 300 W. After that, if the resist pattern 131 is removed, as shown in FIG.
An electrode insulating film 130a made of a silicon oxide film is formed on the electrode 4.

【0041】この後、図1(d)と同じように、レジス
トパターン形成と電解メッキ法により金のメッキ膜から
なる金属パターン106を形成し(図5(f))、レジ
ストパターンを除去する(図5(g))。図5(g)は
図2(c)の状態に対応し、この後は、図2(d)以降
と同じ工程を経ることで、図3(f)に示す表面形状認
識用センサ100が形成できる。なお、絶縁膜130
も、金とチタンと犠牲膜のエッチングに際にエッチング
されないか、あるいは、少量のエッチング量で済むもの
であれば、シリコン窒化膜などの他の絶縁体を用いるよ
うにしても良い。
Thereafter, as in FIG. 1D, a metal pattern 106 made of a gold plating film is formed by resist pattern formation and electrolytic plating (FIG. 5F), and the resist pattern is removed (FIG. 5F). FIG. 5 (g)). FIG. 5G corresponds to the state of FIG. 2C, and thereafter, the same steps as those of FIG. 2D and thereafter are performed to form the surface shape recognition sensor 100 shown in FIG. 3F. it can. The insulating film 130
However, another insulator such as a silicon nitride film may be used as long as it is not etched during the etching of gold, titanium and the sacrificial film, or if a small etching amount is sufficient.

【0042】つぎに、以上の実施の形態で作製工程を示
した表面形状認識用センサの動作について説明する。
図6に、表面形状認識用センサ100の動作原理を示
す。表面形状認識用センサ100が2次元配列したセン
サチップに、表面形状認識対象とする指などの物体を押
し付ける。このとき、凹凸を備えた物体の凹の部分は表
面形状認識用センサ100には接触しない(図6
(a))。一方、上記物体の凸の部分は、表面形状認識
用センサ100の上部に接触し、突起状構造体115に
圧力を加える(図6(b))。このときの圧力の大小に
応じて、可動電極113が撓む。
Next, the operation of the surface shape recognition sensor whose manufacturing process is shown in the above embodiment will be described.
FIG. 6 shows the operating principle of the surface shape recognition sensor 100. An object such as a finger, which is a surface shape recognition target, is pressed against the sensor chip in which the surface shape recognition sensor 100 is two-dimensionally arranged. At this time, the concave portion of the object having unevenness does not come into contact with the surface shape recognition sensor 100 (FIG. 6).
(A)). On the other hand, the convex portion of the object comes into contact with the upper portion of the surface shape recognition sensor 100 and applies pressure to the protruding structure 115 (FIG. 6B). The movable electrode 113 bends according to the magnitude of the pressure at this time.

【0043】可動電極113が撓むと、可動電極113
とセンサ電極104aの間に形成されていた静電容量が
増加する。この静電容量の増加分を、図示していない基
板101上の集積回路によって検出する。さらに、静電
容量変化の大小を濃淡データに変換して、表面形状を検
出する。このように動作する中で、外部から大きな圧力
が加わったとき、可動電極113がセンサ電極104a
に向けて撓むが、本実施の形態によれば、電極絶縁膜1
07aを備えていることで、可動電極113とセンサ電
極104aが接触することが避けられる。
When the movable electrode 113 bends, the movable electrode 113
The capacitance formed between the sensor electrode 104a and the sensor electrode 104a increases. This increase in capacitance is detected by an integrated circuit (not shown) on the substrate 101. Further, the magnitude of the change in capacitance is converted into grayscale data to detect the surface shape. In such an operation, when a large pressure is applied from the outside, the movable electrode 113 moves the sensor electrode 104a.
However, according to the present embodiment, the electrode insulating film 1 is bent.
By including 07a, it is possible to avoid contact between the movable electrode 113 and the sensor electrode 104a.

【0044】従って、接触による可動電極113とセン
サ電極104aのショートが回避され、かつ、可動電極
113とセンサ電極104aの金属面の密着が防止でき
る。さらに、電極絶縁膜107aは誘電体であるので、
可動電極113とセンサ電極104a間に形成される静
電容量変化を増大させることができる。また、電極絶縁
膜107aを適切な厚さに設定し、可動電極113の可
動深さに上限を与えることで、変形に伴う可動電極11
3の機械的な疲労および破壊を防ぐことができる。
Therefore, it is possible to avoid a short circuit between the movable electrode 113 and the sensor electrode 104a due to the contact, and it is possible to prevent the movable electrode 113 and the metal surface of the sensor electrode 104a from sticking to each other. Furthermore, since the electrode insulating film 107a is a dielectric,
The change in capacitance formed between the movable electrode 113 and the sensor electrode 104a can be increased. In addition, by setting the electrode insulating film 107a to an appropriate thickness and giving an upper limit to the movable depth of the movable electrode 113, the movable electrode 11 accompanying the deformation
It is possible to prevent mechanical fatigue and destruction of No. 3.

【0045】以上のような利点を実現するための、電極
絶縁膜の設計法についてつぎに説明する。簡単のため、
図7(a)に示すように、可動電極113の撓む方向を
正に、圧力がかかっていないときの可動電極113の中
心を原点として、軸を設定する。また、電極絶縁膜10
7aの厚さをtとし、可動電極113と電極絶縁膜10
7aとの間隔をd−tとする。また、図7(b)に示す
ように、外部からの圧力によって可動電極113が撓む
ときの位置をxとする。
A method of designing the electrode insulating film for realizing the above advantages will be described below. For simplicity,
As shown in FIG. 7A, the axis is set with the bending direction of the movable electrode 113 being positive and the center of the movable electrode 113 when no pressure is applied as the origin. In addition, the electrode insulating film 10
The thickness of 7a is t, and the movable electrode 113 and the electrode insulating film 10 are
The distance from 7a is dt. Further, as shown in FIG. 7B, the position when the movable electrode 113 bends due to the pressure from the outside is defined as x.

【0046】まず、図8(a),(b),(c)に示す
ように、可動電極113の可動可能な深さd−tを一定
として、電極絶縁膜107aの膜厚が異なる場合を考え
る。この状態で、可動電極113をx=0からx=d−
tの位置まで移動させたときの静電容量の変化を図8
(d)に示す。この図から分かるように、電極絶縁膜1
07aの膜厚が薄いほど、静電容量のダイナミックレン
ジは広い。
First, as shown in FIGS. 8 (a), 8 (b) and 8 (c), the movable depth d-t of the movable electrode 113 is kept constant and the film thickness of the electrode insulating film 107a is different. Think In this state, the movable electrode 113 is moved from x = 0 to x = d-
FIG. 8 shows the change in electrostatic capacitance when moved to the position of t.
It shows in (d). As can be seen from this figure, the electrode insulating film 1
The thinner the thickness of 07a, the wider the dynamic range of capacitance.

【0047】つぎに、図9(a),(b),(c)に示
すように、電極絶縁膜107aの膜厚を一定として、可
動電極113の可動可能な深さを変えた場合(d1−t
<d2−t<d3−t)を考える。この状態で、可動電極
113をx=0から可能な値まで移動させたときの静電
容量の変化を図9(d)に示す。ところで、センサとし
て働くために、可動電極は、圧力が加わったときはこの
圧力によって変形し、圧力がないときは元の変形の無い
状態に戻る必要がある。ある値以下の変形量であれば元
の状態に戻る弾性変形の範囲内だが、ある値を超えると
元の状態に戻らない塑性変形の範囲になってしまう閾値
が、可動電極には存在する。
Next, as shown in FIGS. 9A, 9B and 9C, when the movable depth of the movable electrode 113 is changed with the film thickness of the electrode insulating film 107a being constant (d). 1- t
<Considering the d 2 -t <d 3 -t) . FIG. 9D shows a change in capacitance when the movable electrode 113 is moved from x = 0 to a possible value in this state. By the way, in order to act as a sensor, the movable electrode needs to be deformed by this pressure when pressure is applied, and to return to the original undeformed state when there is no pressure. There is a threshold value in the movable electrode where the amount of deformation equal to or less than a certain value falls within the range of elastic deformation that returns to the original state, but when the amount of deformation exceeds a certain value, the range of plastic deformation does not return to the original state.

【0048】図9において、上記弾性変形と塑性変形と
の閾値となる可動電極の移動量をd2−tとすると、0
≦x≦d2−tのときは弾性変形をし、d2−t≦xのと
きは塑性変形をすることになる。従って、可動電極11
3と電極絶縁膜107a間の距離が大きくあいているd
=d3のような場合でも、センサとして可動を許容でき
る範囲は0≦x≦d2−tである。このような理由か
ら、図9(d)において静電容量のダイナミックレンジ
を見ると、最も広いのはd=d2のときであることが分
かる。すなわち、可動電極が弾性変形の範囲内で最大変
形できる場合が、最もダイナミックレンジが大きい。
In FIG. 9, when the moving amount of the movable electrode, which is the threshold value of the elastic deformation and the plastic deformation, is d2-t, it is 0.
When ≦ x ≦ d 2 −t, elastic deformation occurs, and when d 2 −t ≦ x, plastic deformation occurs. Therefore, the movable electrode 11
3 and the electrode insulating film 107a have a large distance d
Even in the case of = d 3, the range in which the sensor is movable is 0 ≦ x ≦ d 2 −t. For this reason, when the dynamic range of the electrostatic capacitance is viewed in FIG. 9D, it is found that the widest range is when d = d 2 . That is, the maximum dynamic range is obtained when the movable electrode is capable of maximum deformation within the elastic deformation range.

【0049】つぎに、電極絶縁膜107aの膜厚と可動
電極113の可動可能な深さを一定とし、電極絶縁膜の
誘電率εを変化させたときについて説明する。図10
(a),(b),(c)に示すように、ε3<ε2<ε1
と各々異なる誘電率の電極絶縁膜を用いた場合、これに
対応した静電容量のダイナミックレンジは図10(d)
に示すようになる。つまり、電極絶縁膜の誘電率が大き
いほど、センサにおける静電容量のダイナミックレンジ
は広い。
Next, the case where the film thickness of the electrode insulating film 107a and the movable depth of the movable electrode 113 are made constant and the dielectric constant ε of the electrode insulating film is changed will be described. Figure 10
As shown in (a), (b), and (c), ε 321
When an electrode insulating film having a different dielectric constant is used, the dynamic range of the capacitance corresponding to this is shown in FIG.
As shown in. That is, the larger the dielectric constant of the electrode insulating film, the wider the dynamic range of the capacitance of the sensor.

【0050】つぎに、電極絶縁膜107aの形状につい
て説明する。センサ電極104aと電極絶縁膜107a
は、ともに正方形とし、これらの中心を原点として、図
11(a)に示すように軸を設定する。図11(a)の
センサ電極104aと電極絶縁膜107aの部分を上か
ら見た状態を図11(b)に示す。センサ電極104a
を一辺bの正方形とし、電極絶縁膜107aを一辺aの
正方形とする。
Next, the shape of the electrode insulating film 107a will be described. Sensor electrode 104a and electrode insulating film 107a
Both are squares, and the axes are set as shown in FIG. FIG. 11B shows a state in which the sensor electrode 104a and the electrode insulating film 107a of FIG. 11A are viewed from above. Sensor electrode 104a
Is a square with one side b, and the electrode insulating film 107a is a square with one side a.

【0051】このような構成としたとき、aをy=0か
ら大きくしていったときの、センサ電極104aと可動
電極113の間に形成されている静電容量を図7(c)
に示す。0≦a≦bなるa=a1での静電容量は、a=
bでの静電容量より小さい。a>bとなるa=a2での
静電容量は、a=bでの静電容量に等しい。しかし、a
>bの領域では、センサ電極104aと支持部材106
a間の静電容量が増えてしまうので好ましくない。
With such a structure, the capacitance formed between the sensor electrode 104a and the movable electrode 113 when a is increased from y = 0 is shown in FIG. 7 (c).
Shown in. The capacitance at a = a 1 where 0 ≦ a ≦ b is a =
It is smaller than the capacitance at b. The capacitance at a = a 2 that satisfies a> b is equal to the capacitance at a = b. However, a
In the area of> b, the sensor electrode 104a and the support member 106 are
This is not preferable because the electrostatic capacitance between a and increases.

【0052】以上の理由から、電極絶縁膜107aは、
センサ電極104aを過不足なく覆うように形成する。
実際の工程では、完全に合同な形状にするには難しいの
で、1μm程度のマージンは考慮するものとする。図1
1では、センサ電極104aの形状として正方形を仮定
したが、正方形でなくとも以上の事実が適用できるのは
いうまでもない。
For the above reasons, the electrode insulating film 107a is
The sensor electrode 104a is formed so as to cover the sensor electrode 104a without excess or deficiency.
In the actual process, it is difficult to form a completely congruent shape, so a margin of about 1 μm is considered. Figure 1
Although the square shape is assumed as the shape of the sensor electrode 104a in the first example, it goes without saying that the above facts can be applied even if the shape is not the square shape.

【0053】以上説明したことをまとめると、外部の凹
凸の差を増幅して感度よく検出するためには、静電容量
のダイナミックレンジが広い方がよく、このためには、
電極絶縁膜107aの膜厚をできるだけ薄く形成し、こ
の形状はセンサ電極104aと合同な形状にし、可動電
極113が弾性変形の限界を超えないような位置に電極
絶縁膜107aの表面を形成すればよい。
To summarize the above description, in order to amplify the difference between the external irregularities and detect it with high sensitivity, it is preferable that the dynamic range of the electrostatic capacitance is wide. For this purpose,
If the electrode insulating film 107a is formed as thin as possible, its shape is congruent with the sensor electrode 104a, and the surface of the electrode insulating film 107a is formed at a position where the movable electrode 113 does not exceed the limit of elastic deformation. Good.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可動電極とセンサ電極との間に、空間と電極絶縁膜とが
存在した状態となるので、可動電極が下方に撓んでもセ
ンサ電極と電気的に接触することが無くなるので、回路
的にショートすることもなくなり、安定性、感度、信頼
性を考慮した表面形状認識用センサを提供できるという
優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since there is a space and an electrode insulating film between the movable electrode and the sensor electrode, even if the movable electrode bends downward, there is no electrical contact with the sensor electrode, so that a short circuit occurs. Therefore, it is possible to provide a surface shape recognition sensor in which stability, sensitivity, and reliability are taken into consideration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態における表面形状認識用
センサの製造方法例を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a surface shape recognition sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に続く、表面形状認識用センサの製造法
法例を示す工程図である。
FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method of manufacturing the surface shape recognition sensor, which is subsequent to FIG.

【図3】 図2に続く、表面形状認識用センサの製造法
法例を示す工程図である。
FIG. 3 is a process diagram showing an example of a method of manufacturing the surface shape recognition sensor, which is subsequent to FIG. 2;

【図4】 本発明の他の形態における表面形状認識用セ
ンサの製造方法例を示す工程図である。
FIG. 4 is a process drawing showing an example of a method for manufacturing a surface shape recognition sensor according to another embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の他の形態における表面形状認識用セ
ンサの製造方法例を示す工程図である。
FIG. 5 is a process drawing showing an example of a method for manufacturing a surface shape recognition sensor according to another embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態における表面形状認識用
センサの動作例を説明するための模式的な断面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining an operation example of the surface shape recognition sensor according to the embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態における表面形状認識用
センサの動作例を説明するための模式的な断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining an operation example of the surface shape recognition sensor according to the embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態における表面形状認識用
センサの動作例を説明するための模式的な断面図
(a),(b),(c)と、特性図(d)である。
8A to 8C are schematic cross-sectional views (a), (b) and (c) for explaining an operation example of the surface shape recognition sensor according to the embodiment of the present invention, and a characteristic diagram (d).

【図9】 本発明の実施の形態における表面形状認識用
センサの動作例を説明するための模式的な断面図
(a),(b),(c)と、特性図(d)である。
9A to 9C are schematic cross-sectional views (a), (b), and (c) for explaining an operation example of the surface shape recognition sensor according to the embodiment of the present invention, and a characteristic diagram (d).

【図10】 本発明の実施の形態における表面形状認識
用センサの動作例を説明するための模式的な断面図
(a),(b),(c)と、特性図(d)である。
FIG. 10 is schematic sectional views (a), (b) and (c) for explaining an operation example of the surface shape recognition sensor according to the embodiment of the present invention, and a characteristic diagram (d).

【図11】 本発明の実施の形態における表面形状認識
用センサの動作例を説明するための模式的な断面図
(a),平面図(b)と、特性図(c)である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view (a), a plan view (b), and a characteristic view (c) for explaining an operation example of the surface shape recognition sensor according to the embodiment of the present invention.

【図12】 従来よりある表面形状認識用センサの構成
を示す模式的な断面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional surface shape recognition sensor.

【図13】 従来よりある表面形状認識用センサの構成
を示す模式的な断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional surface shape recognition sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…基板、101a…層間絶縁膜、102…シード
層、103,105…レジストパターン、103a,1
05a…開口部、104,106…金属パターン、10
4a…センサ電極、106a…支持部材、107…絶縁
膜、107a…電極絶縁膜、108…レジストパター
ン、109…樹脂膜、109a…開口部、109b…犠
牲膜、110,110a…シード層、111…レジスト
パターン、112…金属膜、113…可動電極、113
a…開口部、114…保護膜、115…突起状構造体。
101 ... Substrate, 101a ... Interlayer insulating film, 102 ... Seed layer, 103, 105 ... Resist pattern, 103a, 1
05a ... Openings, 104, 106 ... Metal patterns, 10
4a ... Sensor electrode, 106a ... Support member, 107 ... Insulating film, 107a ... Electrode insulating film, 108 ... Resist pattern, 109 ... Resin film, 109a ... Opening part, 109b ... Sacrificial film, 110, 110a ... Seed layer, 111 ... Resist pattern, 112 ... Metal film, 113 ... Movable electrode, 113
a ... Opening portion, 114 ... Protective film, 115 ... Projection structure.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森村 浩季 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 町田 克之 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 久良木 億 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2F063 AA43 BA29 BD20 DA02 DD07 EB05 EB15 HA04 4C038 FF01 FG00 5B047 AA25 BA02 BB04 BC01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroki Morimura             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Katsuyuki Machida             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Tsutomu Kuraki             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation F term (reference) 2F063 AA43 BA29 BD20 DA02 DD07                       EB05 EB15 HA04                 4C038 FF01 FG00                 5B047 AA25 BA02 BB04 BC01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された層間絶縁膜の
同一平面に各々が絶縁分離されかつ各々固定配置された
センサ電極,このセンサ電極上に配置された電極絶縁
膜,この電極絶縁膜上に所定の間隔をあけて配置された
金属からなる変形可能な板状の可動電極から構成された
複数の容量検出素子と、 前記センサ電極周囲に前記センサ電極とは絶縁分離され
て配置され前記電極絶縁膜より高く形成されて前記可動
電極を支持する支持部材とを備えたことを特徴とする表
面形状認識用センサ。
1. A sensor electrode, which is insulated and separated from each other and is fixedly arranged on the same plane of an interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate, an electrode insulating film arranged on the sensor electrode, and on the electrode insulating film. A plurality of capacitive sensing elements composed of deformable plate-shaped movable electrodes made of metal, which are arranged at a predetermined interval, and the sensor electrodes are arranged around the sensor electrodes while being insulated and separated from each other. A surface shape recognition sensor, comprising: a support member that is formed higher than an insulating film and supports the movable electrode.
【請求項2】 請求項1記載の表面形状認識用センサに
おいて、 前記可動電極に形成された複数の開口部と、 前記可動電極上に配置されて前記開口部を塞ぐように形
成された保護膜とを備えたことを特徴とする表面形状認
識用センサ。
2. The surface shape recognition sensor according to claim 1, wherein a plurality of openings formed in the movable electrode, and a protective film formed on the movable electrode so as to close the opening. A sensor for recognizing a surface shape, comprising:
【請求項3】 請求項1または2記載の表面形状認識用
センサにおいて、 前記可動電極上に配置された突起状構造体を備えたこと
を特徴とする表面形状認識用センサ。
3. The surface shape recognition sensor according to claim 1, further comprising a protrusion-shaped structure disposed on the movable electrode.
【請求項4】 請求項1〜3いずれか1項に記載の表面
形状認識用センサにおいて、 前記可動電極が弾性変形する範囲において最大の変形を
したときの前記可動電極中央部の移動量をAとしたと
き、前記可動電極と前記電極絶縁膜との間隔が前記A以
下であることを特徴とする表面形状認識用センサ。
4. The surface shape recognition sensor according to claim 1, wherein the moving amount of the central portion of the movable electrode when the movable electrode is deformed to the maximum in the elastically deformable range is A. In this case, the surface shape recognition sensor is characterized in that the distance between the movable electrode and the electrode insulating film is A or less.
【請求項5】 請求項1〜3いずれか1項に記載の表面
形状認識用センサにおいて、 前記電極絶縁膜は、前記センサ電極と略同じ形状に形成
され、かつ前記センサ電極上を覆うように配置されたも
のであることを特徴とする表面形状認識用センサ。
5. The sensor for recognizing surface shape according to claim 1, wherein the electrode insulating film is formed in substantially the same shape as the sensor electrode and covers the sensor electrode. A surface shape recognition sensor characterized by being arranged.
【請求項6】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、 前記層間絶縁膜上にセンサ電極を形成する工程と、 前記センサ電極周囲にこのセンサ電極とは絶縁分離され
て配置された支持部材を形成する工程と、 前記センサ電極上において前記支持部材より低い状態に
前記センサ電極を覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜を選択的に除去して前記センサ電極上
に電極絶縁膜を形成する工程と、 前記センサ電極と前記電極絶縁膜を覆いかつ前記支持部
材が露出するように前記層間絶縁膜上に犠牲膜を形成す
る工程と、 前記犠牲膜および前記支持部材上に開口部を備えた可動
電極を形成する工程と、 前記可動電極を形成した後で前記開口部を介して前記犠
牲膜のみを選択的に除去する工程と、 前記犠牲膜を除去した後で、前記可動電極上に保護膜を
形成する工程と、 前記保護膜上に前記センサ電極の上の領域に配置された
突起状構造体を形成する工程とを備えたことを特徴とす
る表面形状認識用センサの製造方法。
6. A step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a sensor electrode on the interlayer insulating film, and a support disposed around the sensor electrode so as to be insulated from the sensor electrode. A step of forming a member, a step of forming a first insulating film on the sensor electrode so as to cover the sensor electrode in a state lower than the supporting member, and the sensor by selectively removing the first insulating film. Forming an electrode insulating film on the electrode; forming a sacrificial film on the interlayer insulating film so as to cover the sensor electrode and the electrode insulating film and expose the supporting member; A step of forming a movable electrode having an opening on a supporting member; a step of selectively removing only the sacrificial film through the opening after forming the movable electrode; and a step of removing the sacrificial film. later, For surface shape recognition, comprising: a step of forming a protective film on the movable electrode; and a step of forming a projecting structure arranged on the protective film in a region above the sensor electrode. Sensor manufacturing method.
【請求項7】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、 前記層間絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、 前記金属膜上に所定の領域に開口部を備えた第1のマス
クパターンを形成する工程と、 前記第1のマスクパターンの開口部底部に露出した金属
膜表面にメッキ法により第1の金属パターンを形成する
工程と、 前記第1の金属パターン上にこの第1の金属パターンを
覆うように第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1のマスクパターンを除去して前記第1の金属パ
ターン上に電極絶縁膜を形成する工程と、 前記電極絶縁膜を形成した後、前記第1の金属パターン
の周囲に配置された開口部を備えた第2のマスクパター
ンを前記金属膜および前記電極絶縁膜上に形成する工程
と、 前記第2のマスクパターンの開口部底部に露出した前記
金属膜表面にメッキ法により第2の金属パターンを前記
第1の金属パターンと前記電極絶縁膜との合計膜厚より
厚く形成する工程と、 前記第2のマスクパターンを除去した後、前記第1の金
属パターンおよび第2の金属パターンをマスクとして前
記第1の金属膜をエッチング除去し、前記第1の金属膜
および前記第1の金属パターンからなるセンサ電極と前
記第1の金属膜および前記第2の金属パターンからなる
支持部材とを形成する工程と、 前記センサ電極と前記電極絶縁膜を覆いかつ前記支持部
材が露出するように前記層間絶縁膜上に犠牲膜を形成す
る工程と、 前記犠牲膜および前記支持部材上に、開口部を備えた可
動電極を形成する工程と、 前記可動電極を形成した後で、前記開口部を介して前記
犠牲膜のみを選択的に除去する工程と、 前記犠牲膜を除去した後で、前記可動電極上に保護膜を
形成する工程と、 前記保護膜上に前記センサ電極の上の領域に配置された
突起状構造体を形成する工程とを備えたことを特徴とす
る表面形状認識用センサの製造方法。
7. A step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a metal film on the interlayer insulating film, and a first mask having an opening in a predetermined region on the metal film. A step of forming a pattern, a step of forming a first metal pattern on the surface of the metal film exposed at the bottom of the opening of the first mask pattern by a plating method, and a step of forming the first metal pattern on the first metal pattern. Forming a first insulating film so as to cover the metal pattern; removing the first mask pattern to form an electrode insulating film on the first metal pattern; forming the electrode insulating film And then forming a second mask pattern having an opening portion arranged around the first metal pattern on the metal film and the electrode insulating film, and an opening portion of the second mask pattern. Exposed on the bottom A step of forming a second metal pattern on the surface of the metal film by a plating method so as to be thicker than the total film thickness of the first metal pattern and the electrode insulating film, and after removing the second mask pattern, The first metal film is removed by etching using the first metal pattern and the second metal pattern as a mask, and the sensor electrode composed of the first metal film and the first metal pattern, the first metal film, and the Forming a supporting member made of a second metal pattern; forming a sacrificial film on the interlayer insulating film so as to cover the sensor electrode and the electrode insulating film and expose the supporting member; Forming a movable electrode having an opening on the sacrificial film and the support member; and after forming the movable electrode, selectively removing only the sacrificial film through the opening. A step of forming a protective film on the movable electrode after removing the sacrificial film, and a step of forming a protrusion-shaped structure disposed on the protective film in a region above the sensor electrode. A method for manufacturing a surface shape recognition sensor, comprising:
【請求項8】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、 前記層間絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、 前記金属膜上に所定の領域に開口部を備えた第1のマス
クパターンを形成する工程と、 前記第1のマスクパターンの開口部底部に露出した金属
膜表面にメッキ法により第1の金属パターンを形成する
工程と、 前記第1のマスクパターンを除去した後、前記第1の金
属パターン上にこの第1の金属パターンを覆うように第
1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜を選択的に除去して前記第1の金属パ
ターン上に電極絶縁膜を形成する工程と、 前記電極絶縁膜を形成した後、前記第1の金属パターン
の周囲に配置された開口部を備えた第2のマスクパター
ンを前記金属膜および前記電極絶縁膜上に形成する工程
と、 前記第2のマスクパターンの開口部底部に露出した前記
金属膜表面にメッキ法により第2の金属パターンを前記
第1の金属パターンと前記電極絶縁膜との合計膜厚より
厚く形成する工程と、 前記第2のマスクパターンを除去した後、前記第1の金
属パターンおよび第2の金属パターンをマスクとして前
記第1の金属膜をエッチング除去し、前記第1の金属膜
および前記第1の金属パターンからなるセンサ電極と前
記第1の金属膜および前記第2の金属パターンからなる
支持部材とを形成する工程と、 前記センサ電極と前記電極絶縁膜を覆いかつ前記支持部
材が露出するように前記層間絶縁膜上に犠牲膜を形成す
る工程と、 前記犠牲膜および前記支持部材上に、開口部を備えた可
動電極を形成する工程と、 前記可動電極を形成した後で、前記開口部を介して前記
犠牲膜のみを選択的に除去する工程と、 前記犠牲膜を除去した後で、前記可動電極上に保護膜を
形成する工程と、 前記保護膜上に前記センサ電極の上の領域に配置された
突起状構造体を形成する工程とを備えたことを特徴とす
る表面形状認識用センサの製造方法。
8. A step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a metal film on the interlayer insulating film, and a first mask having an opening in a predetermined region on the metal film. A step of forming a pattern, a step of forming a first metal pattern on a surface of the metal film exposed at the bottom of the opening of the first mask pattern by a plating method, and a step of removing the first mask pattern, Forming a first insulating film on the first metal pattern so as to cover the first metal pattern, and selectively removing the first insulating film to form an electrode on the first metal pattern. A step of forming an insulating film; and, after forming the electrode insulating film, a second mask pattern having an opening arranged around the first metal pattern is formed on the metal film and the electrode insulating film. Forming step, and the second Forming a second metal pattern on the surface of the metal film exposed at the bottom of the opening of the mask pattern by a plating method so as to have a thickness larger than the total film thickness of the first metal pattern and the electrode insulating film; After removing the mask pattern, the first metal film is etched and removed using the first metal pattern and the second metal pattern as a mask, and the sensor electrode including the first metal film and the first metal pattern is removed. And a step of forming a support member composed of the first metal film and the second metal pattern, and on the interlayer insulating film so as to cover the sensor electrode and the electrode insulating film and expose the support member. A step of forming a sacrificial film, a step of forming a movable electrode having an opening on the sacrificial film and the support member, and a step of forming the movable electrode after forming the movable electrode. And selectively removing only the sacrificial film, a step of forming a protective film on the movable electrode after removing the sacrificial film, and a region above the sensor electrode on the protective film. And a step of forming an arranged protruding structure.
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