JP2008116366A - Surface shape sensor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面形状センサとその製造方法に関する。 The present invention relates to a surface shape sensor and a manufacturing method thereof.
近年、情報化社会の進展に伴い、銀行カードや電子マネーの不正使用を防止するセキュリティ技術として、個人の身体的特徴により本人確認を行う生体認証技術が実用化されている。生体認証技術には、手のひら静脈や声紋を利用するものもあるが、中でも、指紋を利用する指紋認証技術は、これまでに多くの研究がなされている。 In recent years, with the progress of the information society, biometric authentication technology for verifying identity based on individual physical characteristics has been put into practical use as security technology for preventing unauthorized use of bank cards and electronic money. Some biometric authentication techniques use palm veins and voiceprints, but fingerprint authentication techniques that use fingerprints have been extensively studied.
例えば、特許文献1では、指紋に光を当て、その反射光から光学的に指紋を照合している。 For example, in Patent Document 1, light is applied to a fingerprint, and the fingerprint is optically collated from the reflected light.
そして、特許文献2では、指紋の凹凸によって発生する圧力差を圧電薄膜により読み取り、照合を行っている。 And in patent document 2, the pressure difference which arises with the unevenness | corrugation of a fingerprint is read with a piezoelectric thin film, and collation is performed.
また、特許文献3では、皮膚との接触により生じる感圧シートの抵抗変化又は容量変化に基づいて照合を行っている。 Moreover, in patent document 3, collation is performed based on the resistance change or capacity | capacitance change of a pressure sensitive sheet which arises by contact with skin.
しかしながら、これらの技術のうち、光学的な手法を用いる特許文献1の技術は、小型化するのが難しいうえ、汎用的に用いることができず、用途が限定されるという問題がある。また、感圧シートを用いる特許文献3の技術は、感圧シートの材料が特殊であり、更に感圧シートの加工も難しいことから、実用化が困難である。 However, among these techniques, the technique of Patent Document 1 using an optical technique has a problem that it is difficult to reduce the size and cannot be used for general purposes, and uses are limited. Further, the technique of Patent Document 3 using a pressure-sensitive sheet is difficult to put into practical use because the material of the pressure-sensitive sheet is special and the processing of the pressure-sensitive sheet is also difficult.
これらの問題を解決する技術として、特許文献4には、半導体基板に形成される容量型の指紋センサ(表面形状センサ)を開示している。その指紋センサでは、半導体基板の上にアレイ状に形成された複数の検出電極膜と皮膚とが対向し、各々の検出電極膜と皮膚とがそれぞれキャパシタの電極として機能する。そのキャパシタにおける電極同士の間隔は指紋の凹凸によって変化する。従って、各検出電極膜を一つの画素として機能させ、各キャパシタの静電容量をセンシングして可視化することにより指紋のイメージが得られる。この方式の指紋センサは、光学的な方式と比較して特殊なインターフェースが不要であり、且つ小型化が可能である。 As a technique for solving these problems, Patent Document 4 discloses a capacitive fingerprint sensor (surface shape sensor) formed on a semiconductor substrate. In the fingerprint sensor, a plurality of detection electrode films formed in an array on a semiconductor substrate and the skin face each other, and each detection electrode film and the skin function as an electrode of a capacitor. The distance between the electrodes in the capacitor varies depending on the unevenness of the fingerprint. Therefore, a fingerprint image is obtained by causing each detection electrode film to function as one pixel and sensing and visualizing the capacitance of each capacitor. This type of fingerprint sensor does not require a special interface as compared with the optical type and can be miniaturized.
そのような容量型の指紋センサでは、指との接触により回路が破壊されないように、最上層に緩衝材として機能するパッシベーション膜を形成する必要がある。更に、水分によって素子が劣化するのを防止するため、外部の水分をブロックするための保護絶縁膜を指紋センサに形成することもある。 In such a capacitive fingerprint sensor, it is necessary to form a passivation film functioning as a buffer material on the uppermost layer so that the circuit is not destroyed by contact with the finger. Further, in order to prevent the element from being deteriorated by moisture, a protective insulating film for blocking external moisture may be formed on the fingerprint sensor.
例えば、特許文献4、5では、そのようなパッシベーション膜や保護絶縁膜として窒化シリコン膜を形成している。 For example, in Patent Documents 4 and 5, a silicon nitride film is formed as such a passivation film or a protective insulating film.
一方、特許文献6では、パッシベーション膜として酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層膜を形成している。 On the other hand, in Patent Document 6, a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film is formed as a passivation film.
長期にわたる指紋センサの使用により、特許文献4〜6に開示されるパッシベーション膜や保護絶縁膜に膜剥がれが発生すると、水分等が下層に侵入し、素子の信頼性が低下する。また、手の油脂等が付着し易い構造にパッシベーション膜が形成されていると、油脂によって検出電極膜と皮膚の間の静電容量が変動し、指紋を正しく認識することができない。 When peeling of the passivation film or the protective insulating film disclosed in Patent Documents 4 to 6 occurs due to the use of the fingerprint sensor for a long period of time, moisture or the like enters the lower layer, and the reliability of the element is lowered. In addition, if the passivation film is formed in a structure in which oils and fats of the hand are easily attached, the capacitance between the detection electrode film and the skin varies due to the oils and fats, and the fingerprint cannot be recognized correctly.
このように、指が直接触れる指紋センサでは、パッシベーション膜や保護絶縁膜に対して、通常の半導体デバイスよりも優れた耐久性が求められる。
本発明の目的は、長期間の使用でもパッシベーション膜に劣化が発生し難い指紋センサとその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fingerprint sensor in which a passivation film hardly deteriorates even after long-term use, and a method for manufacturing the same.
本発明の一観点によれば、半導体基板と、前記半導体基板の上方に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に互いに間隔をおいて形成された検出電極膜及び接地電極膜と、前記層間絶縁膜、前記検出電極膜、及び接地電極膜のそれぞれ上に形成され、該接地電極膜が露出する開口を備えた保護絶縁膜と、前記保護絶縁膜の上に形成され、前記検出電極膜と前記開口に重なる窓を備えたパッシベーション膜とを有し、前記窓の開口端が面取りされた表面形状センサが提供される。 According to an aspect of the present invention, a semiconductor substrate, an interlayer insulating film formed over the semiconductor substrate, and a detection electrode film and a ground electrode film formed on the interlayer insulating film at intervals from each other A protective insulating film formed on each of the interlayer insulating film, the detection electrode film, and the ground electrode film, and having an opening through which the ground electrode film is exposed; and the protective insulating film formed on the protective insulating film; There is provided a surface shape sensor having an electrode film and a passivation film having a window overlapping with the opening, wherein the opening end of the window is chamfered.
また、本発明の別の観点によれば、半導体基板の上方に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の上に、検出電極膜と接地電極膜とを互いに間隔をおいて形成する工程と、前記層間絶縁膜、前記検出電極膜、及び前記接地電極膜のそれぞれ上に保護絶縁膜を形成する工程と、前記接地電極膜が露出する開口を前記保護絶縁膜に形成する工程と、前記検出電極膜と前記開口に重なる窓を備えたパッシベーション膜を前記保護絶縁膜の上に形成する工程と、前記窓の開口端を面取りする工程とを有する表面形状センサの製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a step of forming an interlayer insulating film above the semiconductor substrate, and a detection electrode film and a ground electrode film are formed on the interlayer insulating film at a distance from each other. Forming a protective insulating film on each of the interlayer insulating film, the detection electrode film, and the ground electrode film; and forming an opening in the protective insulating film through which the ground electrode film is exposed; There is provided a method for manufacturing a surface shape sensor, comprising: forming a passivation film having a window overlapping the detection electrode film and the opening on the protective insulating film; and chamfering the opening end of the window. .
次に、本発明の作用について説明する。 Next, the operation of the present invention will be described.
本発明では、指等の被検体に蓄えられた静電気によって回路が破壊されるのを防止するため、検出電極膜から間隔をおいて接地電極膜を形成する。その接地電極膜は、保護絶縁膜の開口や、パッシベーション膜の窓から露出する。本発明によれば、この窓の開口端を面取りするので、被検体とパッシベーション膜との間の摩擦が小さくなり、被検体との摩擦によってパッシベーション膜に膜剥がれが発生するのを防止できる。 In the present invention, in order to prevent the circuit from being destroyed by static electricity stored in a subject such as a finger, the ground electrode film is formed at a distance from the detection electrode film. The ground electrode film is exposed from the opening of the protective insulating film and the window of the passivation film. According to the present invention, since the opening end of the window is chamfered, the friction between the subject and the passivation film is reduced, and it is possible to prevent the film from peeling off the passivation film due to the friction with the subject.
また、このような面取りを、保護絶縁膜の開口の開口端に対して施してもよい。このようにすることで、パッシベーション膜の窓から露出する保護絶縁膜と被検体との摩擦が小さくなり、保護絶縁膜の膜剥がれも防止できる。 Such chamfering may be performed on the opening end of the opening of the protective insulating film. By doing so, friction between the protective insulating film exposed from the window of the passivation film and the subject is reduced, and peeling of the protective insulating film can be prevented.
本発明によれば、パッシベーション膜の窓の開口端を面取りするので、パッシベーション膜の上を被検体が滑らかに動くようになり、被検体との摩擦によってパッシベーション膜が剥がれるのを防止でき、長期の使用に耐え得る信頼性の高い表面形状センサを提供することができる。 According to the present invention, since the opening end of the window of the passivation film is chamfered, the specimen can move smoothly on the passivation film, and the passivation film can be prevented from peeling off due to friction with the specimen. A highly reliable surface shape sensor that can withstand use can be provided.
以下に、本発明の実施の形態に係る容量型の表面形状センサについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a capacitive surface shape sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(1)第1実施形態
図1〜図19は、本実施形態に係るスイープ型の表面形状センサ(指紋センサ)の製造途中の断面図である。以下では、指紋を認識するためのセンサ領域Iと、パッケージの際にボンディングワイヤが接合されるパッド領域IIとをこれらの図に併記する。
(1) 1st Embodiment FIGS. 1-19 is sectional drawing in the middle of manufacture of the sweep type surface shape sensor (fingerprint sensor) which concerns on this embodiment. In the following, a sensor region I for recognizing a fingerprint and a pad region II to which a bonding wire is bonded at the time of packaging are shown together in these drawings.
最初に、図1(a)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 First, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、n型又はp型のシリコン(半導体)基板10の表面を熱酸化することにより素子分離絶縁膜11を形成し、この素子分離絶縁膜11でトランジスタの活性領域を画定する。シリコン基板10の表面から素子分離絶縁膜11の上面までの高さは約200nmである。このような素子分離構造はLOCOS(Local Oxidation of Silicon)と呼ばれるが、これに代えてSTI(Shallow Trench Isolation)を採用してもよい。
First, an element
次いで、シリコン基板10の活性領域にp型不純物、例えばボロンを導入して第1、第2pウェル12、13を形成した後、その活性領域の表面を熱酸化することにより、ゲート絶縁膜14となる熱酸化膜を約6〜7nmの厚さに形成する。
Next, after p-type impurities such as boron are introduced into the active region of the
続いて、シリコン基板10の上側全面に、厚さ約50nmの非晶質シリコン膜と厚さ約150nmのタングステンシリサイド膜を順に形成する。なお、非晶質シリコン膜に代えて多結晶シリコン膜を形成してもよい。その後に、フォトリソグラフィによりこれらの膜をパターニングして、シリコン基板10上にゲート電極15を形成すると共に、素子分離絶縁膜11上に配線16を形成する。
Subsequently, an amorphous silicon film having a thickness of about 50 nm and a tungsten silicide film having a thickness of about 150 nm are sequentially formed on the entire upper surface of the
更に、ゲート電極15をマスクにするイオン注入により、ゲート電極15の横のシリコン基板10にn型不純物としてリンを導入し、第1〜第3ソース/ドレインエクステンション17a〜17cを形成する。
Further, phosphorus is introduced as an n-type impurity into the
その後に、シリコン基板10の上側全面に絶縁膜を形成し、その絶縁膜をエッチバックしてゲート電極15と配線16の横に絶縁性スペーサ18として残す。その絶縁膜として、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により酸化シリコン膜を形成する。
Thereafter, an insulating film is formed on the entire upper surface of the
続いて、この絶縁性スペーサ18とゲート電極15をマスクにしながら、シリコン基板10に砒素等のn型不純物を再びイオン注入することにより、ゲート電極15の側方のシリコン基板10に第1〜第3ソース/ドレイン領域19a〜19cを形成する。
Subsequently, n-type impurities such as arsenic are ion-implanted again into the
更に、シリコン基板10の上側全面に、スパッタ法によりコバルト膜等の高融点金属膜を形成する。そして、その高融点金属膜を加熱させてシリコンと反応させることにより、第1〜第3ソース/ドレイン領域19a〜19cにおけるシリコン基板10上にコバルトシリサイド層等の高融点シリサイド層20を形成し、各ソース/ドレイン領域19a〜19cを低抵抗化する。
Further, a refractory metal film such as a cobalt film is formed on the entire upper surface of the
なお、このような高融点金属シリサイド層は、素子分離絶縁膜11が形成されていない部分のシリコン基板10の表層にも形成される。
Such a refractory metal silicide layer is also formed on the surface layer of the
その後に、素子分離絶縁膜11の上等で未反応となっている高融点金属層をウエットエッチングして除去する。
Thereafter, the refractory metal layer which has not reacted on the element
ここまでの工程により、シリコン基板10の活性領域には、ゲート絶縁膜14、ゲート電極15、及び第1〜第3ソース/ドレイン領域19a〜19c等によって構成される第1〜第3MOSトランジスタTR1〜TR3が形成されたことになる。
Through the steps so far, the active region of the
次に、図1(b)に示すように、シリコン基板10の上側全面に、プラズマCVD法により酸窒化シリコン(SiON)膜を厚さ約200nmに形成し、この酸窒化シリコン膜をカバー絶縁膜21とする。
Next, as shown in FIG. 1B, a silicon oxynitride (SiON) film having a thickness of about 200 nm is formed on the entire upper surface of the
続いて、TEOS(tetra ethoxy silane)ガスを使用するプラズマCVD法により、第1絶縁膜22としてカバー絶縁膜21の上に酸化シリコン膜を厚さ約1000nmに形成する。その後、CMP法(化学機械研磨法:Chemical Mechanical Polishing)により第1絶縁膜22を200nm程度研磨することにより、第1絶縁膜22の上面を平坦化する。
Subsequently, a silicon oxide film having a thickness of about 1000 nm is formed on the
本実施形態では、このようにして形成されたカバー絶縁膜21と第1絶縁膜22により第1層間絶縁膜23が構成される。
In the present embodiment, the
続いて、図2(a)に示すように、第1層間絶縁膜23の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像することにより、窓24a〜24eを備えた第1レジストパターン24を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2A, a
そして、この第1レジストパターン24をマスクにして第1層間絶縁膜23をドライエッチングすることにより、図示のような第1〜第5コンタクトホール23a〜23eを形成する。
Then, the first
その後、第1レジストパターン24を除去し、第1〜第3ソース/ドレイン領域19a〜19cの不純物に対する活性化アニールを行う。その活性化アニールは、例えば、窒素雰囲気中で処理時間を30秒とするRTA(Rapid Thermal Anneal)により行われる。
Thereafter, the
次に、図2(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、第1〜第5コンタクトホール23a〜23eの内面と第1層間絶縁膜23の上面に、スパッタ法によりグルー膜として厚さ約20nmのチタン(Ti)膜と厚さ約50nmの窒化チタン(TiN)膜とをこの順に形成する。
First, a titanium (Ti) film having a thickness of about 20 nm and a titanium nitride having a thickness of about 50 nm (as a glue film) are formed on the inner surfaces of the first to
次いで、このグルー膜の上にCVD法によりタングステン膜を形成し、このタングステン膜で第1〜第5コンタクトホール23a〜23eを完全に埋め込む。そのタングステン膜は、例えば、第1層間絶縁膜23の上で700nmの厚さを有する。
Next, a tungsten film is formed on the glue film by a CVD method, and the first to
そして、第1層間絶縁膜23の上の余分なグルー膜とタングステン膜とをCMP法により研磨し、これらの膜を第1〜第5コンタクトホール23a〜23eの中に第1〜第5導電性プラグ25a〜25eとして残す。
Then, the excessive glue film and tungsten film on the first
続いて、図3(a)に示すように、各第1〜第5導電性プラグ25a〜25eと第1層間絶縁膜23のそれぞれの上面に第1金属積層膜26を形成する。その金属積層膜は、スパッタ法により形成され、下から順に厚さ約500nmの銅含有アルミニウム膜、厚さ約5nmのチタン膜、及び厚さ約150nmの窒化チタン膜を形成してなる。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, a first metal stacked
この後に、第1金属積層膜26の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第2レジストパターン27とする。
Thereafter, a photoresist is applied on the first metal laminated
次いで、図3(b)に示すように、第2レジストパターン27をマスクにして第1金属積層膜26をドライエッチングすることにより一層目金属配線26aを形成する。このエッチングを終了後、第2レジストパターン26は除去される。
Next, as shown in FIG. 3B, the first
次に、図4に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、TEOSガスを使用するプラズマCVD法により、シリコン基板10の上側全面に酸化シリコン膜を厚さ約2200nm程度に形成し、この酸化シリコン膜を第2絶縁膜28とする。
First, a silicon oxide film is formed to a thickness of about 2200 nm on the entire upper surface of the
特に図示はしないが、TEOSガスを用いて形成された第2絶縁膜28は、隣接する一層目金属配線26aの間に「す」が形成されやすい。その「す」が形成されたままだと、「す」の内部に水分や不純物が残留し、配線26aにストレスマイグレーションが発生し易くなる。
Although not particularly illustrated, in the second insulating
そこで、この第2絶縁膜28を形成した後に、第2絶縁膜28の上面をCMP法により研磨し、第2絶縁膜28の表面に「す」を表出させる。このCMPの研磨量は、典型的には約1000nm程度である。
Therefore, after the second insulating
その後、再びTEOSガスを使用するプラズマCVD法により、第2絶縁膜28の上面に第1キャップ絶縁膜29として酸化シリコン膜を100nmの厚さに形成し、このキャップ絶縁膜29で「す」を完全に埋める。
Thereafter, a silicon oxide film having a thickness of 100 nm is formed as a first
第1キャップ絶縁膜29は、その下の第2絶縁膜28と共に第2層間絶縁膜30を構成する。
The first
続いて、図5に示すように、第2層間絶縁膜30の上に第3レジストパターン32を形成する。そして、第3レジストパターン32の窓32aを通じて第2層間絶縁膜30をドライエッチングすることにより、一層目金属配線26aに至る深さの第1ホール30aを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 5, a third resist
この後に、第3レジストパターン32は除去される。
Thereafter, the third resist
次に、図6に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、第1ホール32aの内面と第2層間絶縁膜30の上面に、スパッタ法によりグルー膜として厚さ約50nmの窒化チタン膜を形成する。
First, a titanium nitride film having a thickness of about 50 nm is formed as a glue film on the inner surface of the
次いで、このグルー膜の上にCVD法によりタングステン膜を厚さ約700nmに形成し、このタングステン膜で第1ホール30aを完全に埋め込む。
Next, a tungsten film having a thickness of about 700 nm is formed on the glue film by a CVD method, and the
そして、第2層間絶縁膜30の上の余分なグルー膜とタングステン膜とをCMP法により研磨し、これらの膜を第1ホール30aの中に第6導電性プラグ34として残す。
Then, the excessive glue film and tungsten film on the second
続いて、図7に示すように、第2層間絶縁膜30と第6導電性プラグ34のそれぞれの上に、スパッタ法により銅含有アルミニウム膜と窒化チタン膜とをこの順に形成し、これらの膜を第2金属積層膜35とする。なお、この第2金属積層膜35の膜厚は限定されないが、銅含有アルミニウムの厚さは約500nmであり、窒化チタン膜の厚さは約120nmである。
Subsequently, as shown in FIG. 7, a copper-containing aluminum film and a titanium nitride film are formed in this order on each of the second
その後に、第2金属積層膜35の上に第4レジストパターン36を形成する。
Thereafter, a fourth resist
次いで、図8に示すように、第4レジストパターン36をマスクとして第2金属積層膜35をドライエッチングし、エッチングされずに残存した第2金属積層膜35を二層目金属配線35a及びボンディングパッド35bとする。
Next, as shown in FIG. 8, the second
この後に、第4レジストパターン36は除去される。
Thereafter, the fourth resist
次に、図9に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、二層目金属配線35aと第2層間絶縁膜30のそれぞれの上に、TEOSガスを使用するプラズマCVD法により酸化シリコン膜を厚さ約400nmに形成し、この酸化シリコン膜をカバー絶縁膜37とする。
First, a silicon oxide film having a thickness of about 400 nm is formed on each of the second-
このカバー絶縁膜37には、二層目金属配線35aを反映して表面に凹凸が形成される。そこで、次の工程では、この凹凸を埋め込むために、カバー絶縁膜37の上に第3絶縁膜38として酸化シリコン膜を形成する。
The
本実施形態では、その第3絶縁膜38の形成方法として埋め込み性に優れたSOG(Spin On Glass)を採用し、カバー絶縁膜37の平坦面上での第3絶縁膜38の厚さを約500nmとする。
In the present embodiment, SOG (Spin On Glass) excellent in embeddability is adopted as a method of forming the third insulating
その後、この第3絶縁膜38の上に、TEOSガスを使用するプラズマCVD法を用い、犠牲絶縁膜39として厚さ約1300nmの酸化シリコン膜を形成する。
Thereafter, a silicon oxide film having a thickness of about 1300 nm is formed as the sacrificial insulating
このように形成された絶縁膜37〜39により第3層間絶縁膜40が構成される。
A third
上記のように埋め込み性の良いSOGにより第3絶縁膜38を形成しても、二層目金属配線35aを反映した僅かな凹凸が第3層間絶縁膜40の表面に残る。
Even if the third insulating
そこで、次に、図10に示すように、犠牲絶縁膜39の上面をCMP法により研磨して平坦化する。
Therefore, next, as shown in FIG. 10, the upper surface of the sacrificial insulating
次に、図11に示すように、第3層間絶縁膜40の上に第5レジストパターン43を形成する。
Next, as shown in FIG. 11, a fifth resist
そして、この第5レジストパターン43の窓43a、43bを通じて第3層間絶縁膜40をドライエッチングすることにより、二層目金属配線35aの上に第2、第3ホール40a、40bを形成する。
Then, the third
その後、第5レジストパターン43を除去して、N2雰囲気において第3層間絶縁膜40をアニールすることにより第3層間絶縁膜40に含まれる水分を各ホール40a、40bから外部に放出させる。このアニールは、例えば、基板温度を430℃として約30分間行われる。
Thereafter, the fifth resist
次に、図12に示すように、第3層間絶縁膜40の上面と第2、第3ホール40a、40bの内面に、導電膜44として窒化チタン膜をスパッタ法により厚さ約200nmに形成する。
Next, as shown in FIG. 12, a titanium nitride film is formed as a
導電膜44は、窒化チタン膜に限定されず、チタン膜や窒化チタンアルミニウム膜でもよい。後述するように、導電膜44は、指が近接する検出電極膜となるものであり、上記のようにチタンを含む材料で導電膜44を構成することで、検出電極膜の耐腐食性が高められる。
The
また、Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、及びOs等の貴金属で導電膜44を構成しても、耐腐食性の高い検出電極膜が得られる。
Further, even if the
ここで、導電膜44を形成する前に、第3層間絶縁膜40をアニールして膜中の水分をホール40a、40bから十分に逃がしておいたので、導電膜44の形成時にホール40a、40bから出る脱ガスが低減され、ホール40a、40b内において導電膜44が未形成になるのを防止できる。
Here, before the
次に、図13に示すように、導電膜44の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第6レジストパターン46を形成する。
Next, as shown in FIG. 13, a photoresist is applied on the
続いて、図14に示すように、第6レジストパターン46をマスクにして導電膜44をドライエッチングすることにより、第2、第3ホール40a、40bの内部とその周辺にのみ導電膜44を検出電極膜44a及び接地電極膜44bとして残す。
Subsequently, as shown in FIG. 14, the
各電極膜44a、44bは互いに間隔をおいて形成され、それぞれ第2、第3ホール40a、40bを介して二層目金属配線35aと電気的に接続される。また、接地電極膜44bは、接地電位のシリコン基板10と電気的に接続される。
The
この後に、第6レジストパターン46は除去される。
Thereafter, the sixth resist
次いで、図15に示すように、シリコン基板10の上側全面に第7レジストパターン48を形成する。
Next, as shown in FIG. 15, a seventh resist
そして、この第7レジストパターン48の窓48aを通じて第3層間絶縁膜40をエッチングすることにより、ボンディングパッド35bの上に電極引き出し窓40bを形成する。
Then, by etching the third
このエッチングを終了した後に、第7レジストパターン48は除去される。
After the etching is finished, the seventh resist
続いて、図16に示すように、第3層間絶縁膜40と電極膜44a、44bのそれぞれの上に酸化シリコン膜を厚さ約100nmに形成し、この酸化シリコン膜をカバー絶縁膜50とする。このカバー絶縁膜50は、例えば、TEOSガスを使用するプラズマCVD法により形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 16, a silicon oxide film is formed to a thickness of about 100 nm on each of the third
ここで、実使用下において表面形状センサに外部の水分が侵入すると、回路が動作して発熱している状態の一層目金属配線26aや二層目金属配線35aに水が触れ、これらの配線にストレスマイグレーションが発生し、最悪の場合には配線が断線する等の不都合が発生する。
Here, when external moisture enters the surface shape sensor under actual use, water touches the first-
そこで、次の工程では、カバー絶縁膜50の上に水分をブロックする保護絶縁膜51としてプラズマCVD法により窒化シリコン膜を厚さ約1000nmに形成する。この窒化シリコン膜の成膜ガスとしては、アンモニアとシランとの混合ガスが使用される。また、成膜温度は400℃であり、周波数が13.56MHzでパワーが600Wの高周波電力と、周波数が400kHzでパワーが200Wの高周波電力が成膜雰囲気に印加される。
Therefore, in the next step, a silicon nitride film having a thickness of about 1000 nm is formed on the
窒化シリコン膜は、水分のバリア性に富むため保護絶縁膜51として好適である。
A silicon nitride film is suitable as the protective insulating
また、比較的ストレスが大きな窒化シリコン膜を保護絶縁膜51として形成しても、酸化シリコンよりなるカバー絶縁膜50がストレスを緩和するように機能するので、保護絶縁膜51に起因した膜剥がれは防止される。
Even if a relatively stressful silicon nitride film is formed as the protective insulating
なお、水分に対するバリア性がそれほど要求されない場合は、酸化シリコン膜や酸窒化シリコン膜を保護絶縁膜51として形成してもよい。
Note that a silicon oxide film or a silicon oxynitride film may be formed as the protective insulating
次に、図17に示すように、保護絶縁膜51の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第8レジストパターン53を形成する。
Next, as shown in FIG. 17, a photoresist is applied on the protective insulating
そして、この第8レジストパターン53の窓53a、53bを通じてカバー絶縁膜50と保護絶縁膜51とをドライエッチングする。
Then, the
これにより、接地電極膜44bの上の保護絶縁膜51に第1開口51aが形成され、この第1開口51aから接地電極44bが露出する。この第1開口51aはESD(Electro Static Discharge)ホールとも呼ばれる。
As a result, the
また、パッド領域IIでは、ボンディングパッド35bが露出する第2開口51bが形成される。
In the pad region II, a
そして、第8レジストパターン53を除去した後に、N2雰囲気中において基板温度を430℃とする条件の脱水処理を30分間行う。
Then, after removing the eighth resist
次に、図18に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、保護絶縁膜51の上に非感光性ポリイミドよりなる塗布膜を厚さ約1200nmに塗布した後、その塗布膜をベークする。
First, a coating film made of non-photosensitive polyimide is applied on the protective insulating
次いで、塗布膜の上にレジストパターン(不図示)を形成し、このレジストパターンをマスクにしながら、ポリイミド用のエッチング液で塗布膜をエッチングすることで、第1、第2窓55a、55bを備えた最上層のパッシベーション膜55を形成する。
Next, a resist pattern (not shown) is formed on the coating film, and the first and
これらの窓のうち、第1窓55aは、検出電極膜44aと第1開口51aに重なるように形成される。
Among these windows, the
また、このパッシベーション膜55は、物理的な衝撃から回路を保護する緩衝材として機能するものである。
The
更に、リンス液でレジストパターンを除去した後、基板温度350℃、N2流量18リットル/分の条件でパッシベーション膜55を40分間キュアして硬化する。
Further, after removing the resist pattern with a rinsing liquid, the
このようなキュアにより、パッシベーション膜55は収縮してその厚さは約1000nm程度となる。
By such curing, the
ここで、非感光性ポリイミドに代えて感光性ポリイミドでパッシベーション膜55を構成することも考えられる。しかし、感光性ポリイミドは、感光剤や架橋剤が含まれるため、非感光性ポリイミドよりも軟らかく、指が直接触れられるパッシベーション膜55として採用すると傷が付きやすいという問題がある。
Here, it is conceivable that the
これに対し、本実施形態のように非感光性ポリイミドでパッシベーション膜55を構成すると、感光性ポリイミドを用いる場合よりもパッシベーション膜55の硬度を高くすることができるので、デバイスを保護するのに必要な硬度を保ちながら、パッシベーション膜55の厚さを極限まで薄くすることができる。
On the other hand, if the
続いて、図19に示すように、パッシベーション膜55の第1窓55aの開口端を面取りする。その面取りを行うには次の三つの方法がある。
Subsequently, as shown in FIG. 19, the opening end of the
第1の方法
第1の方法では、アルゴンガス等の不活性ガスのみからなるプラズマ雰囲気に第1窓55aの開口端を曝し、スパッタエッチングにより面取りを行う。このスパッタエッチングはICP(Inductively Coupled Plasma)型エッチング装置を用いて行われ、その条件は次の通りである:
ソースパワーの周波数…13.56MHz
ソースパワーの電力…約2000W
バイアスパワーの周波数…400kHz
バイアスパワーの電力…約1000W
反応圧力:10mTorr
アルゴン流量…100sccm
エッチング時間…12〜36秒
このスパッタエッチングでは、プラズマ化したアルゴン原子の物理的な作用により、第1窓55aの開口端が面取りされる。
First Method In the first method, the opening end of the
Source power frequency: 13.56 MHz
Source power: about 2000W
Bias power frequency: 400kHz
Bias power power: about 1000W
Reaction pressure: 10 mTorr
Argon flow rate ... 100sccm
Etching time: 12 to 36 seconds In this sputter etching, the opening end of the
第2の方法
第2の方法では、ハロゲンガスを含むプラズマエッチングの雰囲気に第1窓55aの開口端を曝し、反応性イオンエッチング(RIE: Reactive Ion Etching)による全面エッチバックで面取りを行う。このプラズマエッチングは平行平板型プラズマエッチング装置を用いて行われ、その条件は次の通りである:
RFパワーの周波数…13.56MHz
RFパワーの電力…約1000W
反応圧力…約500mTorr
エッチング時間…13〜16秒
ガス流量…CHF3:約100sccm、アルゴン:約500sccm、酸素:約10sccm
このようなプラズマエッチングによれば、フッ素等のハロゲン原子のイオンやラジカルにより、化学的なエッチングと物理的なエッチングが同時に進行し、第1窓55aの開口端が面取りされる。
Second Method In the second method, the opening end of the
RF power frequency: 13.56MHz
RF power: about 1000W
Reaction pressure: about 500 mTorr
Etching time: 13 to 16 seconds Gas flow rate: CHF 3 : about 100 sccm, argon: about 500 sccm, oxygen: about 10 sccm
According to such plasma etching, chemical etching and physical etching proceed simultaneously by ions or radicals of halogen atoms such as fluorine, and the opening end of the
なお、エッチングガスについては、これらのガスに代えてCF4、アルゴン、及び酸素の混合ガスを使用してもよい。その場合、CF4の流量は約100sccmに設定され、アルゴンと酸素についてはそれぞれ約500sccm、約10sccmの流量に設定される。 As the etching gas, a mixed gas of CF 4 , argon, and oxygen may be used instead of these gases. In that case, the flow rate of CF 4 is set to about 100 sccm, and the flow rates of argon and oxygen are set to about 500 sccm and about 10 sccm, respectively.
第3の方法
第3の方法では、CMP法によりパッシベーション膜55を研磨することにより、第1窓55aの開口端の面取りを行う。
Third Method In the third method, the opening end of the
図20は、第3の方法で使用されるCMP装置の要部拡大断面図である。 FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the CMP apparatus used in the third method.
このCMP装置は、プラテン101上に研磨パッド102が固着され、プラテン101の上方に研磨ヘッド110を有する。
In this CMP apparatus, a
研磨ヘッド110は、リテーニングリング103とベース111とがベローズ106により連結された構造を有する。そして、リテーニングリング103内には、シリコン基板10を把持するためのチャック112を備える。
The polishing
チャック112は、ベローズ105と可撓性のインナーチューブ104によってリテーニングリング103と連結される
また、ベース101には第1〜第3配管107〜109が通されている。
The
このうち、第1配管107内の圧力を高めることで、ベローズ106内の圧力も高まり、リテーニングリング103がプラテン101側に押し付けられる。
Among these, by increasing the pressure in the
また、第2配管108内の圧力を高めると、チャック112に設けられた可撓性のメンブレン114が外側に膨らみ、シリコン基板10が研磨パッド102に押し付けられる。
Further, when the pressure in the
更に、第3配管109内の圧力を高めることで、インナーチューブ104が膨らみ、チャック112が研磨パッド102に押し付けられる。
Further, by increasing the pressure in the
図21は、このCMP装置の上面図である。 FIG. 21 is a top view of the CMP apparatus.
図21に示されるように、プラテン101の上方にはスラリーの供給器115が設けられる。また、供給器115から間隔をおいて、研磨パッド102の表面状態を整えるためのコンディショナー116が設けられる。
As shown in FIG. 21, a
コンディショナー116は、その先端のヘッド116aが回転する構造となっており、研磨ヘッド110による研磨と同時、又は研磨の前にヘッド116aが研磨パッド102に押し付けられる。このようなコンディショナー116の動作により、研磨量や研磨量の面内分布を改善することができる。
The
このようなCMP装置を用いて、本実施形態では以下のような条件でパッシベーション膜55を研磨する:
(研磨条件)
研磨パッド102の種類:硬質タイプパッド(硬さ60 Shore D以上)
インナーチューブ104内の圧力…6〜8psi
リテーニングリング103の圧力(第3配管108内の圧力)…6.5〜9.0psi
メンブレン114の圧力(第2配管108の内の圧力)…4.0〜6.0psi
プラテン101の回転数…105rpm±10%
研磨ヘッド110の回転数…70rpm±10%
スラリーの供給量…120〜200ml/分
(コンディショニング条件)
コンディショニングのタイミング…研磨前(Ex-situ)
ヘッド116aの圧力…5.0〜9.0lbf(重量ポンド)
ヘッド116aの回転数…95rpm±10%
プラテン101の回転数…105rpm±10%
なお、上記以外の研磨条件でパッシベーション膜55を研磨することも考えられるが、研磨後のパッシベーション膜55の膜厚が基板面内で大きく変動してしまうので、基板面内における膜厚分布変動を最小限に抑えるには、この研磨条件を採用するのが好ましい。
Using such a CMP apparatus, in this embodiment, the
(Polishing conditions)
Type of polishing pad 102: Hard type pad (hardness 60 Shore D or more)
Pressure in
Retaining
Pressure of the membrane 114 (pressure in the second pipe 108) ... 4.0-6.0 psi
Number of rotations of
Number of revolutions of polishing head 110: 70 rpm ± 10%
Slurry supply amount: 120 to 200 ml / min (conditioning conditions)
Conditioning timing: Before polishing (Ex-situ)
Pressure of the
Number of rotations of the
Number of rotations of
Although it is conceivable to polish the
更に、このようにCMP法により面取りを行う場合は、CMPの後にパッシベーション膜55に対して熱処理を施し、CMPの際にパッシベーション膜55が吸収した水分を除去するようにしてもよい。その熱処理は、例えば、大気中において基板温度を300℃とし、約10分間行われる。
Further, when chamfering is performed by the CMP method in this way, heat treatment may be performed on the
本実施形態では、上記した第1〜第3の方法のいずれかを用いて、パッシベーション膜55を元の厚さの10〜30%だけ削り、第1窓55aの開口端の面取りを行う。パッシベーション膜55の元の厚さが1000nmの場合、その削り量は100〜300nm程度となる。
In the present embodiment, the
なお、上記の第1〜第3の方法に代えて、プラズマアッシング装置を用いて第1窓55aの開口端の面取りを行うことも考えられる。プラズマアッシング装置は、通常、酸素と窒素との混合ガスにより、レジストパターン等の有機物を酸化して除去するのに使用される。
Instead of the first to third methods described above, it is also conceivable to chamfer the open end of the
しかし、このようなプラズマアッシング装置を本実施形態で用いると、パッシベーション膜55の表面が過度に高温になる。その結果、パッシベーション膜55を構成するポリイミド結合が切れ易くなり、パッシベーション膜55の強度が落ち、パッシベーション膜55が緩衝材としての機能を果たさなくなってしまう。
However, when such a plasma ashing apparatus is used in this embodiment, the surface of the
これに対し、上記した第1〜第3の方法では、ポリイミドの強度が落ちるのを防ぎつつ、第1窓55aの開口端を面取りすることができる。
On the other hand, in the first to third methods described above, the opening end of the
以上により、本実施形態に係る表面形状センサの基本構造が完成する。 Thus, the basic structure of the surface shape sensor according to the present embodiment is completed.
この表面形状センサでは、図22に示すように、指(被検体)Fでパッシベーション膜55をなぞる(スイープする)ことで、指Fと検出電極膜44aとの間にキャパシタCが形成される。そのキャパシタCの静電容量は、指Fの表面の凹凸(指紋)によって変化するので、この静電容量の違いを検出電極膜44aにおいて読み取ることで、指紋の画像が得られる。
In this surface shape sensor, a capacitor C is formed between the finger F and the
更に、第1窓55aが第1開口51aと検出電極膜44aの両方に重なるように、その第1窓55aを大きく開口したので、指Fでパッシベーション膜55をスイープすることにより指Fが確実に接地電極膜44bに触れるようになる。そのため、指Fに帯電している静電気が接地電極44bからシリコン基板10に確実に逃がされるので、シリコン基板10に形成されている回路が静電気によって破壊されるのを防止できる。
Further, since the
図23は、この表面形状センサのセンサ領域Iの平面図である。 FIG. 23 is a plan view of the sensor region I of this surface shape sensor.
図23に示されるように、検出電極膜44aはマトリクス状に複数形成され、接地電極膜44bを中心にした四つの検出電極膜44aが一組となって一つの画素として機能する。各電極膜44a、44bの平面サイズは特に限定されないが、本実施形態では、図示のようにL1を約50μmとし、L2を約6μmとする。
As shown in FIG. 23, a plurality of
以上説明した本実施形態によれば、図19に示した工程において、パッシベーション膜55に形成された第1窓55aの開口端の面取りを行うので、第1窓55aの角が滑らかとなり、指Fとパッシベーション膜55との摩擦が低下する。
According to the present embodiment described above, the chamfering of the opening end of the
そのため、図22に示したように指Fでパッシベーション膜55をなぞっても、指Fから第1窓55aに大きな力が加わらないので、第1窓55aの近くのパッシベーション膜55に膜剥がれが発生するのを防止できる。これにより、長期にわたって表面形状センサを使用してもパッシベーション膜55に劣化が生じ難くなり、表面形状センサの信頼性を高めることができる。
Therefore, even if the
更に、このように面取りをすることで、第1窓55aの内側に指の油脂等の異物Pが溜まり難くなる。そのため、指Fと検出電極膜44aとの間のキャパシタCの静電容量が異物Pによって変動するのが押さえられ、その静電容量に基づいて指紋の凹凸を正確に読み取ることができ、指紋の検知率が低下するといった問題を解決することができる。
Furthermore, by chamfering in this way, foreign matter P such as finger oil or the like is less likely to accumulate inside the
更に、第1窓55aの面取りを行う際、保護絶縁膜51に形成された第1開口(ESDホール)51aの開口端も面取りされるため、第1開口51aにおける指の引っかかりを防止でき、保護絶縁膜51の膜剥がれを抑制することも可能となる。
Further, when the
比較例
図24は、比較例に係る表面形状センサの断面図である。
Comparative Example FIG. 24 is a cross-sectional view of a surface shape sensor according to a comparative example.
図24に示されるように、この比較例では、パッシベーション膜55に対する面取りを行っておらず、第1窓55aや第1開口51aの側面が面内方向に対して垂直に立った状態となっている。
As shown in FIG. 24, in this comparative example, the
この状態で指Fでパッシベーション膜55をなぞると、第1窓55aや第1開口51aに指Fが引っかかり、矢印Aや矢印Bで示す部分においてパッシベーション膜55や保護絶縁膜51に膜剥がれが発生し、表面形状センサの信頼性が低下する。
When the
更に、第1窓55aや第1開口51aの側面が垂直なので、指Fの油脂等の異物Pが第1窓55aや第1開口51aの内部に溜まり易く、異物Pによって表面形状センサの検知率が低下する恐れもある。
Furthermore, since the side surfaces of the
これに対し、本実施形態では、既述のような面取りによって第1窓55aや第1開口51aの側面が面内方向に対して斜めとなるので、各膜51、55の膜剥がれを防止できると共に、異物Pが第1窓55aや第1開口51aの内部に溜まり難くなる。
On the other hand, in the present embodiment, the side surfaces of the
(2)第2実施形態
図25及び図26は、本実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図である。なお、これらの図において第1実施形態で説明した要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
(2) Second Embodiment FIGS. 25 and 26 are cross-sectional views in the middle of manufacturing a surface shape sensor according to the present embodiment. In these drawings, the elements described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted below.
この表面形状センサを製造するには、まず、第1実施形態で説明した図1〜図17の工程を行う。 In order to manufacture this surface shape sensor, first, the process of FIGS. 1-17 demonstrated in 1st Embodiment is performed.
そして、第8レジストパターン53(図17参照)を除去した後、図25に示すように、窒化シリコンよりなる保護絶縁膜51の第1開口51aの開口端を面取りする。
Then, after removing the eighth resist pattern 53 (see FIG. 17), the opening end of the
この面取りは、第1実施形態の図19の工程と同様に、(i)アルゴンガス等の不活性ガスのみからなるプラズマ雰囲気によるスパッタエッチング、(ii)ハロゲンガスを含むプラズマエッチングの雰囲気における反応性イオンエッチング、及び(iii)CMP法のいずれかの方法により、保護絶縁膜51の表面を削ることで行われる。
This chamfering is performed in the same manner as in the process of FIG. 19 of the first embodiment. (I) Sputter etching in a plasma atmosphere consisting only of an inert gas such as argon gas; This is performed by scraping the surface of the protective insulating
このうち、第1の方法(i)と第2の方法(ii)の条件は、第1実施形態において図19を参照して説明したのと同じなので省略する。 Among these, the conditions of the first method (i) and the second method (ii) are the same as those described with reference to FIG.
一方、第3の方法(iii)におけるCMP法では、図20及び図21で説明したCMP装置を用い、以下の条件が採用される。 On the other hand, in the CMP method in the third method (iii), the following conditions are adopted using the CMP apparatus described in FIGS.
(研磨条件)
研磨パッド102の種類:積層タイプパッド(下層はウレタン層)
インナーチューブ104内の圧力…3.5〜5.5psi
リテーニングリング103の圧力(第3配管108内の圧力)…4.5〜6.5psi
メンブレン114の圧力(第2配管108の内の圧力)…2.0〜4.0psi
プラテン101の回転数…105rpm±10%
研磨ヘッド110の回転数…70rpm±10%
スラリーの供給量…250〜250ml/分
(コンディショニング条件)
コンディショニングのタイミング…研磨と同時(In-situ)
ヘッド116aの圧力…6.0〜9.0lbf(重量ポンド)
ヘッド116aの回転数…95rpm±10%
プラテン101の回転数…105rpm±10%
なお、これら第1〜第3の方法(i)〜(iii)のいずれにおいても、保護絶縁膜51の削り量は元の厚さの10〜20%とする。例えば、保護絶縁膜51の元の厚さが1000nmのとき、削り量は100〜200nmとなる。
(Polishing conditions)
Type of polishing pad 102: Laminated type pad (lower layer is urethane layer)
Pressure in inner tube 104: 3.5 to 5.5 psi
Retaining
Pressure of the membrane 114 (pressure in the second pipe 108) ... 2.0 to 4.0 psi
Number of rotations of
Number of revolutions of polishing head 110: 70 rpm ± 10%
Slurry supply rate: 250-250 ml / min (conditioning conditions)
Conditioning timing: Simultaneous with polishing (In-situ)
Pressure of
Number of rotations of the head 116a ... 95rpm ± 10%
Number of rotations of
In any of the first to third methods (i) to (iii), the amount of the protective insulating
その後に、第1実施形態の図18と同じ工程を行って保護絶縁膜51の上に非感光性ポリイミドよりなるパッシベーション膜55を形成した後、図26に示すように、パッシベーション膜55の第1窓55aの開口端を面取りする。この面取りの方法は、第1実施形態において図19を参照して説明したのでここでは省略する。
Thereafter, the same process as that of FIG. 18 of the first embodiment is performed to form a
以上により、本実施形態に係る表面形状センサの基本構造が完成した。 Thus, the basic structure of the surface shape sensor according to this embodiment is completed.
上記した本実施形態では、図25に示したように、パッシベーション膜55を形成する前に、保護絶縁膜51の第1開口51aの開口端を予め面取りした。これにより、パッシベーション膜55に対して面取りを行う工程(図26参照)において、第1開口51aの開口端が削られて第1実施形態よりも更に滑らかとなるので、第1開口51aにより一層指が引っかかり難くなり、保護絶縁膜51に膜剥がれが発生するのを確実に防止できるようになる。
In the present embodiment described above, as shown in FIG. 25, the opening end of the
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されない。例えば、上記ではスイープ型の表面形状センサについて説明したが、エリア型(面型)の表面形状センサにも本発明を適用し得る。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to said each embodiment. For example, the sweep type surface shape sensor has been described above, but the present invention can also be applied to an area type (surface type) surface shape sensor.
以下に、本発明の特徴を付記する。 The features of the present invention are added below.
(付記1) 半導体基板と、
前記半導体基板の上方に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に互いに間隔をおいて形成された検出電極膜及び接地電極膜と、
前記層間絶縁膜、前記検出電極膜、及び接地電極膜のそれぞれ上に形成され、該接地電極膜が露出する開口を備えた保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上に形成され、前記検出電極膜と前記開口に重なる窓を備えたパッシベーション膜とを有し、
前記窓の開口端が面取りされたことを特徴とする表面形状センサ。
(Appendix 1) a semiconductor substrate;
An interlayer insulating film formed above the semiconductor substrate;
A detection electrode film and a ground electrode film formed on the interlayer insulating film at a distance from each other;
A protective insulating film formed on each of the interlayer insulating film, the detection electrode film, and the ground electrode film, and having an opening through which the ground electrode film is exposed;
A passivation film that is formed on the protective insulating film and has a window that overlaps the detection electrode film and the opening;
A surface shape sensor, wherein an opening end of the window is chamfered.
(付記2) 前記開口の開口端が面取りされたことを特徴とする付記1に記載の表面形状センサ。 (Additional remark 2) The surface shape sensor of Additional remark 1 characterized by the chamfering of the opening end of the said opening.
(付記3) 半導体基板の上方に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜の上に、検出電極膜と接地電極膜とを互いに間隔をおいて形成する工程と、
前記層間絶縁膜、前記検出電極膜、及び前記接地電極膜のそれぞれ上に保護絶縁膜を形成する工程と、
前記接地電極膜が露出する開口を前記保護絶縁膜に形成する工程と、
前記検出電極膜と前記開口に重なる窓を備えたパッシベーション膜を前記保護絶縁膜の上に形成する工程と、
前記窓の開口端を面取りする工程と、
を有することを特徴とする表面形状センサの製造方法。
(Appendix 3) A step of forming an interlayer insulating film above the semiconductor substrate;
Forming a detection electrode film and a ground electrode film on the interlayer insulating film at a distance from each other;
Forming a protective insulating film on each of the interlayer insulating film, the detection electrode film, and the ground electrode film;
Forming an opening in the protective insulating film through which the ground electrode film is exposed;
Forming a passivation film having a window overlapping the detection electrode film and the opening on the protective insulating film;
Chamfering the open end of the window;
A method of manufacturing a surface shape sensor, comprising:
(付記4) 前記窓の開口端を面取りする工程は、エッチング雰囲気中に該開口端を曝して行われることを特徴とする付記3に記載の表面形状センサの製造方法。 (Additional remark 4) The process of chamfering the opening end of the said window is performed by exposing this open end in etching atmosphere, The manufacturing method of the surface shape sensor of Additional remark 3 characterized by the above-mentioned.
(付記5) 前記エッチング雰囲気は、不活性ガスのみからなるスパッタエッチングの雰囲気、又はハロゲンガスを含むプラズマエッチングの雰囲気であることを特徴とする付記4に記載の表面形状センサの製造方法。 (Additional remark 5) The said etching atmosphere is the atmosphere of the sputter etching which consists only of inert gas, or the atmosphere of the plasma etching containing halogen gas, The manufacturing method of the surface shape sensor of Additional remark 4 characterized by the above-mentioned.
(付記6) 前記窓の開口端を面取りする工程は、化学機械研磨法により前記パッシベーション膜を研磨して行われることを特徴とする付記3に記載の表面形状センサの製造方法。 (Additional remark 6) The process of chamfering the opening edge of the said window is performed by grind | polishing the said passivation film by a chemical mechanical polishing method, The manufacturing method of the surface shape sensor of Additional remark 3 characterized by the above-mentioned.
(付記7) 前記化学機械研磨法は、硬さが60 Shore D以上の硬質タイプパッドを用いて、インナーチューブ内の圧力を6〜8psi、リテーニングリングの圧力を6.5〜9.0psi、メンブレンの圧力を4.0〜6.0psi、プラテンの回転数を105rpm±10%、研磨ヘッドの回転数を70rpm±10%、及びスラリーの供給量を120〜200ml/分として行われることを特徴とする付記6に記載の表面形状センサの製造方法。 (Appendix 7) The chemical mechanical polishing method uses a hard type pad having a hardness of 60 Shore D or more, a pressure in the inner tube of 6 to 8 psi, a pressure of the retaining ring of 6.5 to 9.0 psi, The membrane pressure is 4.0 to 6.0 psi, the platen rotation speed is 105 rpm ± 10%, the polishing head rotation speed is 70 rpm ± 10%, and the slurry supply rate is 120 to 200 ml / min. The manufacturing method of the surface shape sensor of Claim 6.
(付記8) 前記研磨の前に、前記化学機械研磨法で使用される研磨パッドの表面状態を整えるためのコンディショニングを行うことを特徴とする付記6に記載の表面形状センサの製造方法。 (Additional remark 8) Conditioning for adjusting the surface state of the polishing pad used by the said chemical mechanical polishing method is performed before the said grinding | polishing, The manufacturing method of the surface shape sensor of Additional remark 6 characterized by the above-mentioned.
(付記9) 前記コンディショニングは、コンディショニング用のヘッドの圧力を5.0〜9.0lbf、該ヘッドの回転数を95rpm±10%、及びプラテンの回転数を105rpm±10%として行われることを特徴とする付記8に記載の表面形状センサ。 (Supplementary Note 9) The conditioning is performed at a conditioning head pressure of 5.0 to 9.0 lbf, a rotational speed of the head of 95 rpm ± 10%, and a rotational speed of the platen of 105 rpm ± 10%. The surface shape sensor according to appendix 8.
(付記10) 前記パッシベーション膜を研磨した後に、該パッシベーション膜に対して熱処理を施し、該パッシベーション膜を脱水する工程を更に有することを特徴とする付記6に記載の表面形状センサの製造方法。 (Supplementary note 10) The method for manufacturing a surface shape sensor according to supplementary note 6, further comprising a step of performing a heat treatment on the passivation film and dehydrating the passivation film after polishing the passivation film.
(付記11) 前記パッシベーション膜を形成する前に、前記開口の開口端を面取りする工程を更に有することを特徴とする付記3に記載の表面形状センサの製造方法。 (Additional remark 11) Before forming the said passivation film, it further has the process of chamfering the opening end of the said opening, The manufacturing method of the surface shape sensor of Additional remark 3 characterized by the above-mentioned.
(付記12) 前記開口の開口端を面取りする工程は、エッチング雰囲気中に該開口の開口端を曝して行われることを特徴とする付記11に記載の表面形状センサの製造方法。
(Additional remark 12) The process of chamfering the opening end of the said opening is performed by exposing the opening end of this opening in etching atmosphere, The manufacturing method of the surface shape sensor of
(付記13) 前記開口の開口端を面取りする工程は、化学機械研磨法により前記保護絶縁膜を研磨して行われることを特徴とする付記11に記載の表面形状センサの製造方法。
(Supplementary note 13) The method for manufacturing a surface shape sensor according to
(付記14) 前記化学機械研磨法は、積層タイプパッドを用い、インナーチューブ内の圧力を3.5〜5.5psi、リテーニングリングの圧力を4.5〜6.5psi、メンブレンの圧力を2.0〜4.0psi、プラテンの回転数を105rpm±10%、研磨ヘッドの回転数を70rpm±10%、及びスラリーの供給量を250〜250ml/分として行われることを特徴とする付記13に記載の表面形状センサ。
(Supplementary Note 14) The chemical mechanical polishing method uses a laminated type pad, the pressure in the inner tube is 3.5 to 5.5 psi, the pressure of the retaining ring is 4.5 to 6.5 psi, and the pressure of the membrane is 2
(付記15) 前記研磨と同時に、前記化学機械研磨法で使用される研磨パッドの表面状態を整えるためのコンディショニングを行うことを特徴とする付記13に記載の表面形状センサの製造方法。
(Additional remark 15) Conditioning for adjusting the surface state of the polishing pad used with the said chemical mechanical polishing method is performed simultaneously with the said grinding | polishing, The manufacturing method of the surface shape sensor of
(付記16) 前記コンディショニングは、コンディショニング用のヘッドの圧力を6.0〜9.0lbf、ヘッドの回転数の95rpm±10%、及びプラテンの回転数を105rpm±10%として行われることを特徴とする付記15に記載の表面形状センサの製造方法。
(Supplementary Note 16) The conditioning is performed at a conditioning head pressure of 6.0 to 9.0 lbf, a head rotation speed of 95 rpm ± 10%, and a platen rotation speed of 105 rpm ± 10%. The manufacturing method of the surface shape sensor of
10…シリコン基板、11…素子分離絶縁膜、12…第1pウェル、13…第2pウェル、14…ゲート絶縁膜、15…ゲート電極、16…配線、17a〜17c…第1〜第3ソース/ドレインエクステンション、18…絶縁性スペーサ、19a〜19c…第1〜第3ソース/ドレイン領域、20…高融点シリサイド層、21…カバー絶縁膜、22…第1絶縁膜、23…第1層間絶縁膜、23a〜23e…第1〜第5コンタクトホール、24…第1レジストパターン、24a〜24e…窓、25a〜25e…第1〜第5導電性プラグ、26…第1金属積層膜、26a…一層目金属配線、27…第2レジストパターン、28…第2絶縁膜、29…第1キャップ絶縁膜、30…第2層間絶縁膜、30a…第1ホール、32…第3レジストパターン、34…第6導電性プラグ、35…第2金属積層膜、36…第4レジストパターン、37…カバー絶縁膜、38…第3絶縁膜、39…犠牲絶縁膜、40…第3層間絶縁膜、43…第5レジストパターン、43a、43b…窓、44…導電膜、44a…検出電極膜、44b…接地電極膜、46…第6レジストパターン、48…第7レジストパターン、48a…窓、50…カバー絶縁膜、51…保護絶縁膜、53…第8レジストパターン、53a、53b…窓、55…パッシベーション膜、55a、55b…第1、第2窓。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記半導体基板の上方に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に互いに間隔をおいて形成された検出電極膜及び接地電極膜と、
前記層間絶縁膜、前記検出電極膜、及び接地電極膜のそれぞれ上に形成され、該接地電極膜が露出する開口を備えた保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上に形成され、前記検出電極膜と前記開口に重なる窓を備えたパッシベーション膜とを有し、
前記窓の開口端が面取りされたことを特徴とする表面形状センサ。 A semiconductor substrate;
An interlayer insulating film formed above the semiconductor substrate;
A detection electrode film and a ground electrode film formed on the interlayer insulating film at a distance from each other;
A protective insulating film formed on each of the interlayer insulating film, the detection electrode film, and the ground electrode film, and having an opening through which the ground electrode film is exposed;
A passivation film that is formed on the protective insulating film and has a window that overlaps the detection electrode film and the opening;
A surface shape sensor, wherein an opening end of the window is chamfered.
前記層間絶縁膜の上に、検出電極膜と接地電極膜とを互いに間隔をおいて形成する工程と、
前記層間絶縁膜、前記検出電極膜、及び前記接地電極膜のそれぞれ上に保護絶縁膜を形成する工程と、
前記接地電極膜が露出する開口を前記保護絶縁膜に形成する工程と、
前記検出電極膜と前記開口に重なる窓を備えたパッシベーション膜を前記保護絶縁膜の上に形成する工程と、
前記窓の開口端を面取りする工程と、
を有することを特徴とする表面形状センサの製造方法。 Forming an interlayer insulating film above the semiconductor substrate;
Forming a detection electrode film and a ground electrode film on the interlayer insulating film at a distance from each other;
Forming a protective insulating film on each of the interlayer insulating film, the detection electrode film, and the ground electrode film;
Forming an opening in the protective insulating film through which the ground electrode film is exposed;
Forming a passivation film having a window overlapping the detection electrode film and the opening on the protective insulating film;
Chamfering the open end of the window;
A method of manufacturing a surface shape sensor, comprising:
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Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61221883A (en) * | 1985-03-25 | 1986-10-02 | Fujitsu Ltd | Method and device for personal collation |
JPH0561965A (en) * | 1991-08-30 | 1993-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fingerprint sensor |
JPH07168930A (en) * | 1993-01-08 | 1995-07-04 | Toshiba Corp | Surface shape sensor, and individual verification device and started-type system using the same |
JP2000196026A (en) * | 1998-12-30 | 2000-07-14 | Stmicroelectronics Inc | Electrostatic discharge protection for sensor |
JP2000194825A (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Sony Corp | Fingerprint sensor device |
JP2001156190A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Mounting structure of semiconductor substrate and cover for mounting used for the structure |
JP2001208509A (en) * | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Sony Corp | Semiconductor device for confirming surface shape and method for manufacturing the same |
JP2002520841A (en) * | 1998-07-09 | 2002-07-09 | インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト | Semiconductor element with passivation |
JP2003058872A (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Sony Corp | Fingerprint detecting device, production method therefor and film forming device |
JP2003148907A (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Sharp Corp | Surface shape detector |
JP2003232604A (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Sensor for surface shape recognition and method of manufacturing the same |
JP2003269907A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method of manufacturing sensor for recognizing surface shape |
JP2003269906A (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Fujitsu Ltd | Capacity detection type sensor, and manufacturing method therefor |
JP2004006689A (en) * | 2002-03-09 | 2004-01-08 | Fujitsu Ltd | Device having fingerprint sensor die and external circuit and method of wire bonding die to external circuit |
JP2006194667A (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Seiko Epson Corp | Capacitance detecting device |
JP2006261549A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
-
2006
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Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61221883A (en) * | 1985-03-25 | 1986-10-02 | Fujitsu Ltd | Method and device for personal collation |
JPH0561965A (en) * | 1991-08-30 | 1993-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fingerprint sensor |
JPH07168930A (en) * | 1993-01-08 | 1995-07-04 | Toshiba Corp | Surface shape sensor, and individual verification device and started-type system using the same |
JP2002520841A (en) * | 1998-07-09 | 2002-07-09 | インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト | Semiconductor element with passivation |
JP2000194825A (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Sony Corp | Fingerprint sensor device |
JP2000196026A (en) * | 1998-12-30 | 2000-07-14 | Stmicroelectronics Inc | Electrostatic discharge protection for sensor |
JP2001156190A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Mounting structure of semiconductor substrate and cover for mounting used for the structure |
JP2001208509A (en) * | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Sony Corp | Semiconductor device for confirming surface shape and method for manufacturing the same |
JP2003058872A (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Sony Corp | Fingerprint detecting device, production method therefor and film forming device |
JP2003148907A (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Sharp Corp | Surface shape detector |
JP2003232604A (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Sensor for surface shape recognition and method of manufacturing the same |
JP2004006689A (en) * | 2002-03-09 | 2004-01-08 | Fujitsu Ltd | Device having fingerprint sensor die and external circuit and method of wire bonding die to external circuit |
JP2003269907A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method of manufacturing sensor for recognizing surface shape |
JP2003269906A (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Fujitsu Ltd | Capacity detection type sensor, and manufacturing method therefor |
JP2006194667A (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Seiko Epson Corp | Capacitance detecting device |
JP2006261549A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
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