JPH11318864A - Sensor for recognizing surface shape and its manufacture - Google Patents

Sensor for recognizing surface shape and its manufacture

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JPH11318864A
JPH11318864A JP10135036A JP13503698A JPH11318864A JP H11318864 A JPH11318864 A JP H11318864A JP 10135036 A JP10135036 A JP 10135036A JP 13503698 A JP13503698 A JP 13503698A JP H11318864 A JPH11318864 A JP H11318864A
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克之 町田
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明彦 枚田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the entitled sensor from receiving dielectric breakdown caused by static electricity generated at the time of sensing by providing ground electrodes exposed arranged on a passivation film surface and allowing a capacity detecting means to detect a capacity between each of the ground electrode and sensor electrode. SOLUTION: The passivation film 107 is formed so as to cover the sensor electrodes 105 and the top parts of the ground electrodes are exposed on the surface of this film 107. In this case, the electrodes 105 are plurally arranged at the intervals of 150 μm. In addition, the film 107 consists of an insulating matter of about 4.0 dielectric constant and a film thickness on the electrodes 105 is about 5 μm. In addition, sensing units 108 are formed on a semiconductor substrate 101. These units 108 are connected to the respective electrodes 106 and 105 through a wire 103, etc., and detect capacity between each the electrode 106 and each sensor electrode 105.

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】この発明は、人間の指紋や動
物の鼻紋などの微細な凹凸を有する表面形状を認識する
表面形状認識用センサおよびそ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 recognizing sensor for recognizing a surface shape having minute irregularities such as a human fingerprint or an animal nose, and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】情報化社会の進展により、現代社会にお
いては機密保持技術への関心が高まっている。例えば、
電子現金化などのシステム構築のためには、本人認証技
術が重要な鍵となってきる。また、盗難やカードの不正
使用の防御策の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（文献１：清水良真 他，個人認証付
機能付きＩＣカードに関する一検討，信学技報，Techni
cal report of IEICE,OFS92-32,p25-30(1992)）。それ
ら認証方式としては、指紋や声紋を利用するものなど、
種々の方式が提案されている。中でも指紋認証技術につ
いては、多くの技術開発がなされている。2. Description of the Related Art With the progress of the information society, interest in confidentiality technology is increasing in modern society. For example,
In order to construct a system such as electronic cash, personal authentication technology is an important key. In addition, research and development of authentication technology for protection against theft and improper use of cards has been actively conducted (Reference 1: Yoshimasa Shimizu et al., A study on IC cards with personal authentication function, IEICE Tech. News, Techni
cal report of IEICE, OFS92-32, p25-30 (1992)). These authentication methods include those using fingerprints and voice prints.
Various schemes have been proposed. Above all, many technologies have been developed for fingerprint authentication technology.

【０００３】以下、従来より開発されている種々の指紋
の認証方式について説明する。まず、従来の指紋認証方
式を大別すると、光学的に指紋の凹凸を読みとる方式、
指紋の圧力差を読みとる方式、人間の電気特性の利用し
て指紋の凹凸を検出する方式などに分けられる。はじめ
に、光学的に読みとる方式では、指紋の反射光学像をＣ
ＣＤなどのイメージセンサに取り込み、あらかじめ用意
してある指紋のパターンと照合を行う方式である（文献
２：特開昭６１−２２１８８３号公報）。[0003] Various fingerprint authentication systems that have been developed in the past will be described below. First, the conventional fingerprint authentication method is roughly classified into a method of optically reading the unevenness of the fingerprint,
The method is classified into a method of reading the pressure difference of a fingerprint, a method of detecting unevenness of a fingerprint using electric characteristics of a human, and the like. First, in the optical reading method, the reflected optical image of the fingerprint is
This is a method in which the image is captured by an image sensor such as a CD and collated with a fingerprint pattern prepared in advance (Reference 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-221883).

【０００４】また、指紋の圧力差を読みとる方式では、
圧電薄膜を利用して指の指紋の圧力差を読みとるように
している（文献３：特開平５−６１９６５号公報）。さ
らに、人間の電気特性を利用する方式では、感圧シート
を用いて皮膚の接触によって生じた電気特性の変化を電
気信号の分布に置き換えて指紋を検出するようにしてい
る。この方式では、抵抗変化量もしくは容量変化量によ
って、指紋のパターンを認識するようにしている（文献
４：特開平７−１６８９３０号公報）。In the method of reading the pressure difference of a fingerprint,
The pressure difference of the fingerprint of the finger is read using a piezoelectric thin film (Reference 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-61965). Further, in a method using human electrical characteristics, a fingerprint is detected by using a pressure-sensitive sheet to replace a change in electrical characteristics caused by skin contact with a distribution of electrical signals. In this method, a fingerprint pattern is recognized based on the amount of change in resistance or the amount of change in capacitance (Reference 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-168930).

【０００５】しかしながら、以上の従来技術には種々の
問題点があり、例えば光を用いた方式では、光源や光学
系および光学イメージの処理手段が必要になるなど、小
型化，汎用化が難しく、用途が限定されるという問題が
ある。また、感圧シート等を用いて指の凹凸を感知する
方式では、感圧シートなど材料が特殊であることや、そ
れらの加工性の難しさから実用化が困難であり、また信
頼性に乏しいという問題もある。そこで、このような問
題を解決すべく、ＬＳＩ製造技術を用いた容量型の指紋
センサが新たに提案された（文献５：Marco Tartagni a
nd Roberto Guerrieri,A390 dpi Live Fingerprint Ima
ger Based on Feedback Capacitive Sensing Scheme,19
97 IEEE International Solid-State Circuits Confere
nce,p200-201(1997)）。これは、ＬＳＩチップ上に２次
元に配列された小さなセンサ素子の帰還静電容量を検出
し、皮膚の凹凸パターンを検出する方式である。However, there are various problems in the above-mentioned conventional techniques. For example, in the system using light, miniaturization and versatility are difficult, for example, a light source, an optical system, and an optical image processing means are required. There is a problem that applications are limited. Also, in the method of detecting the unevenness of the finger using a pressure-sensitive sheet or the like, it is difficult to practically use the material such as the pressure-sensitive sheet because of its specialty and its workability, and the reliability is poor. There is also a problem. In order to solve such a problem, a capacitive fingerprint sensor using LSI manufacturing technology has been newly proposed (Reference 5: Marco Tartagni a).
nd Roberto Guerrieri, A390 dpi Live Fingerprint Ima
ger Based on Feedback Capacitive Sensing Scheme, 19
97 IEEE International Solid-State Circuits Confere
nce, p200-201 (1997)). This is a method of detecting a feedback capacitance of a small sensor element arranged two-dimensionally on an LSI chip and detecting an uneven pattern on the skin.

【０００６】この容量型センサは、図７（ａ）の断面図
に示すように構成されている。すなわち、まず、ＬＳＩ
等の形成された半導体基板７０１の上に、下層絶縁膜７
０２を介して配線７０３が形成され、この上に層間絶縁
膜７０４が形成されている。また、その層間絶縁膜７０
４上には、たとえば平面形状が矩形のセンサ電極７０６
が形成されている。このセンサ電極７０６は、層間絶縁
膜７０４に形成されたスルーホール内のプラグ７０５を
介して配線７０３に接続されている。そして、層間絶縁
膜７０４上に、センサ電極７０６を覆うように、パシベ
ーション膜７０７が形成され、センサ素子が構成されて
いる。そして、それらセンサ素子は、図７（ｂ）の平面
図に示すように、隣り合うセンサ素子のセンサ電極７０
６が接触しないように、２次元的に複数配置されてい
る。This capacitive sensor is configured as shown in the sectional view of FIG. That is, first, LSI
The lower insulating film 7 is formed on the semiconductor substrate 701 on which the
A wiring 703 is formed via the layer 02, and an interlayer insulating film 704 is formed thereon. Also, the interlayer insulating film 70
For example, a sensor electrode 706 having a rectangular planar shape
Are formed. The sensor electrode 706 is connected to the wiring 703 via a plug 705 in a through hole formed in the interlayer insulating film 704. Then, a passivation film 707 is formed on the interlayer insulating film 704 so as to cover the sensor electrode 706, thereby forming a sensor element. Then, as shown in the plan view of FIG. 7B, these sensor elements are connected to the sensor electrodes 70 of adjacent sensor elements.
6 are arranged two-dimensionally so as not to contact with each other.

【０００７】この容量型センサの動作について説明す
る。まず、指紋検出対象の指は、パシベーション膜７０
７に接触する。このように、指が接触すると、センサ電
極７０６上では、パシベーション膜７０７に触れた皮膚
が電極として機能し、センサ電極７０６との間で容量が
形成される。この容量は、配線７０３を介して検出され
る。ここで、指先の指紋は、皮膚の凹凸により形成され
ているので、パシベーション膜７０７に指を接触させた
場合、電極としての皮膚と、センサ電極７０６との距離
は、指紋を形成している突部と凹部とで異なることにな
る。そして、この距離の違いは、容量の違いとして検出
されることになる。したがって、それら異なる容量の分
布を検出していけば、それは指紋の突部の形状となる。
すなわち、この容量型センサにより、皮膚の微細な凹凸
状態を関知することができる。The operation of the capacitive sensor will be described. First, the fingerprint detection target finger is placed on the passivation film 70.
Touch 7 As described above, when the finger comes into contact with the sensor electrode 706, the skin that has touched the passivation film 707 functions as an electrode, and a capacitance is formed between the skin and the sensor electrode 706. This capacitance is detected via the wiring 703. Here, since the fingerprint of the fingertip is formed by the unevenness of the skin, when the finger is brought into contact with the passivation film 707, the distance between the skin as an electrode and the sensor electrode 706 becomes the protrusion forming the fingerprint. The difference between the portion and the concave portion is obtained. This difference in distance is detected as a difference in capacity. Therefore, if the distribution of these different capacitances is detected, it becomes the shape of the protrusion of the fingerprint.
That is, with this capacitive sensor, it is possible to know the state of fine irregularities on the skin.

【０００８】そして、このような容量型の指紋センサ
は、従来の光学式センサと比較して特殊なインターフェ
イスが不要であり、小型化が可能である。この容量型の
センサは、たとえば、次に示すような集積回路チップ上
に同時に搭載することができる。すなわち、照合のため
の指紋データが格納された記憶部と、記憶部に用意され
ている指紋データと、読み取られた指紋とを比較照合す
る認識処理部とが集積された集積回路チップに、上述の
容量型センサを同時に搭載することができる。このよう
に、１つの集積回路チップ上に構成することで、各ユニ
ット間のデータ転送における情報の改竄などが困難にな
り、機密保持性能を向上させることができる。[0008] Such a capacitive fingerprint sensor does not require a special interface as compared with a conventional optical sensor, and can be miniaturized. This capacitive sensor can be mounted simultaneously on an integrated circuit chip as described below, for example. That is, an integrated circuit chip in which a storage unit in which fingerprint data for collation is stored, and a recognition processing unit for comparing and collating the fingerprint data prepared in the storage unit with the read fingerprint is integrated, Can be mounted simultaneously. In this way, by forming the information on one integrated circuit chip, it becomes difficult to falsify information in data transfer between units, and it is possible to improve confidentiality retention performance.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その容
量型センサを用いた指紋認識集積回路では、皮膚を電極
として利用しているため、接触時に生じた静電気によっ
て、同時に搭載されているＬＳＩが静電破壊され易いと
いう問題があった。したがって、小型化，汎用性を備え
た中で、安定して高感度の検出が可能で信頼性の高い状
態で、人間の指紋や動物の鼻紋などの微細な凹凸をセン
シング可能とする表面形状認識用センサおよびその製造
方法の開発が従来より望まれていた。本発明は、このよ
うな課題を解決するためのものであり、センシングの際
に発生する静電気によって静電破壊されることなどがな
いなど、安定して高感度の検出が信頼性の高い状態でで
きるようにすることを目的とする。However, in a fingerprint recognition integrated circuit using the capacitive sensor, since the skin is used as an electrode, the LSI mounted at the same time is charged by static electricity generated at the time of contact. There was a problem that it was easily destroyed. Therefore, a surface shape that can detect minute irregularities such as human fingerprints and animal nose prints in a highly reliable and stable state while being small and versatile. The development of a recognition sensor and a method of manufacturing the same has been conventionally desired. The present invention has been made in order to solve such a problem, and in a state where stable and high-sensitivity detection is performed with high reliability, for example, there is no electrostatic breakdown caused by static electricity generated at the time of sensing. The purpose is to be able to.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、基板上の同
一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置されたセン
サ電極と、このセンサ電極を覆うように形成された絶縁
体からなるパシベーション膜と、センサ電極に形成され
た容量を検出する容量検出手段とを備え、少なくとも一
部がパシベーション膜表面に接触した状態で認識対象の
表面がセンサ電極に対向配置されたときにセンサ電極に
形成された容量により認識対象の表面形状を認識する表
面形状認識用センサに、センサ電極とは絶縁分離されて
パシベーション膜表面で認識対象の表面に接触するよう
にその一部がパシベーション膜表面で露出して配置され
たアース電極を備え、容量検出手段はそのアース電極と
センサ電極それぞれとの間の容量を検出するように構成
した。したがって、アース電極に接触した認識対象の表
面とセンサ電極との間に形成された容量が容量検出手段
に検出される。また、基板上に下層絶縁膜を介して形成
され容量検出手段に接続する第１および第２の配線と、
第１および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に形成
された層間絶縁膜とを備え、この層間絶縁膜上にセンサ
電極およびアース電極が形成され、層間絶縁膜に形成さ
れた第１のスルーホールを介して第１の配線にセンサ電
極が接続され、層間絶縁膜に形成された第２のスルーホ
ールを介して第２の配線にアース電極が接続されるよう
にした。したがって、アース電極およびセンサ電極の下
部の基板と下層絶縁膜との間に、集積回路を備えること
ができ、たとえば、容量検出手段を、アース電極および
センサ電極の下部に配置することができる。また、セン
サ電極およびアース電極は導電性を有するバリア膜を介
して第１および第２の配線にそれぞれ接続され、バリア
膜はセンサ電極およびアース電極を構成する材料と第１
および第２の配線を構成する材料のそれぞれの拡散を抑
制する材料から構成されるようにした。したがって、た
とえば、第１および第２の配線にアルミニウムを用い、
センサ電極およびアース電極に銅を用いても、それらの
間の相互拡散が抑制される。また、センサ電極およびア
ース電極表面に、センサ電極およびアース電極を構成す
る材料より酸化されにくい導電性を有する材料からなる
保護膜を形成するようにした。したがって、それら電極
表面の酸化が抑制される。また、アース電極は少なくと
もパシベーション膜表面において露出部が格子状に形成
され、センサ電極はアース電極により形成されているマ
スの中央部に配置されるようにした。したがって、それ
ぞれのアース電極とセンサ電極との間隔がほぼ等しくな
る。また、パシベーション膜表面およびアース電極の露
出面が、ほぼ平坦に形成されているようにした。この結
果、パシベーション膜表面において、認識対象の表面と
アース電極の露出面とがより接触しやすい状態となる。According to the present invention, there are provided a sensor electrode, which is arranged on a same plane on a substrate, and each of which is insulated and separated, and a passivation film made of an insulator formed so as to cover the sensor electrode. A capacitance detecting means for detecting a capacitance formed on the sensor electrode, wherein at least a part of the sensor electrode is formed on the sensor electrode when the surface to be recognized is opposed to the sensor electrode in a state of being in contact with the passivation film surface. A sensor for surface shape recognition that recognizes the surface shape of the recognition target by the capacitance, is partly exposed on the passivation film surface so that it is insulated and separated from the sensor electrode and contacts the recognition target surface on the passivation film surface And a capacitance detecting means configured to detect a capacitance between the ground electrode and each of the sensor electrodes. Accordingly, the capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition target in contact with the ground electrode is detected by the capacitance detecting means. A first and a second wiring formed on the substrate via the lower insulating film and connected to the capacitance detecting means;
An interlayer insulating film formed on the lower insulating film so as to cover the first and second wirings; a sensor electrode and a ground electrode are formed on the interlayer insulating film; The sensor electrode is connected to the first wiring through the through-hole, and the ground electrode is connected to the second wiring through the second through-hole formed in the interlayer insulating film. Therefore, an integrated circuit can be provided between the substrate below the ground electrode and the sensor electrode and the lower insulating film. For example, the capacitance detecting means can be arranged below the ground electrode and the sensor electrode. The sensor electrode and the ground electrode are respectively connected to the first and second wirings via a conductive barrier film, and the barrier film is made of a material forming the sensor electrode and the ground electrode.
And the material for suppressing the respective diffusion of the material constituting the second wiring. Therefore, for example, aluminum is used for the first and second wirings,
Even if copper is used for the sensor electrode and the ground electrode, mutual diffusion between them is suppressed. Further, a protective film made of a conductive material that is less oxidized than the material forming the sensor electrode and the ground electrode is formed on the surface of the sensor electrode and the ground electrode. Therefore, oxidation of those electrode surfaces is suppressed. Also, the exposed portion of the earth electrode is formed in a lattice shape at least on the surface of the passivation film, and the sensor electrode is arranged at the center of the mass formed by the earth electrode. Therefore, the distance between each ground electrode and the sensor electrode becomes substantially equal. Further, the surface of the passivation film and the exposed surface of the ground electrode were formed to be substantially flat. As a result, on the surface of the passivation film, the surface of the recognition target and the exposed surface of the ground electrode are in a state of being more easily in contact.

【００１１】また、この発明は、基板上の同一平面にそ
れぞれが絶縁分離されて複数配置されたセンサ電極と、
このセンサ電極を覆うように形成された絶縁体からなる
パシベーション膜と、センサ電極に形成された容量を検
出する容量検出手段とを備え、少なくとも一部がパシベ
ーション膜表面に接触した状態で認識対象の表面がセン
サ電極に対向配置されたときにセンサ電極に形成された
容量により認識対象の表面形状を認識する表面形状認識
用センサの製造方法において、まず、基板上の同一平面
にそれぞれを絶縁分離して複数のセンサ電極を形成し、
次に、同一平面にセンサ電極とは絶縁分離してアース電
極を形成し、そして、アース電極の表面の一部が露出し
た状態でセンサ電極を覆うように絶縁体からなるパシベ
ーション膜を形成するようにした。したがって、アース
電極の一部はパシベーション膜表面で露出された状態に
形成され、認識対象の表面がパシベーション膜表面に接
触したときにアース電極に接触するようになる。そし
て、アース電極に接触した認識対象の表面とセンサ電極
との間に形成された容量が容量検出手段に検出される。
また、この発明は、基板上の同一平面にそれぞれが絶縁
分離されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電
極を覆うように形成された絶縁体からなるパシベーショ
ン膜と、センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部がパシベーション膜表
面に接触した状態で認識対象の表面がセンサ電極に対向
配置されたときにセンサ電極に形成された容量により認
識対象の表面形状を認識する表面形状認識用センサの製
造方法において、まず、第１に、基板上に下層絶縁膜を
介して第１および第２の配線を形成する。第２に、第１
および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に層間絶縁
膜を形成する。第３に、層間絶縁膜に第１および第２の
配線のそれぞれの一部表面が露出するように第１および
第２のスルーホールをそれぞれ形成する。第４に、第１
および第２のスルーホールの底部で露出している第１お
よび第２の配線の表面をそれぞれ覆うように、第１およ
び第２の配線を構成する材料の拡散および第１および第
２の配線への他の材料の含浸を抑制するバリア膜を形成
する。第５に、バリア膜を含む層間絶縁膜上に第１の金
属材料からなる第１の金属膜を形成する。第６に、第１
のスルーホール上の領域が開口した第１のレジストパタ
ーンを第１の金属膜上に形成する。第７に、メッキ法に
より第１のレジストパターンの開口部に露出した第１の
金属膜上に第１の金属材料からなる第２の金属膜を形成
する。第８に、第７の工程に引き続いて第２の金属膜上
に第１の金属材料より酸化されにくい第２の金属材料か
らなる第３の金属膜をメッキ法により形成する。第９
に、第１のレジストパターンを除去した後、第２および
第３の金属膜を覆いその周囲と第２のスルーホール上と
に開口を有する第２のレジストパターンを形成する。第
１０に、メッキ法により第２のレジストパターンの開口
部に露出した第１の金属膜上に第１の金属材料からなる
第４の金属膜を形成する。第１１に、第１０の工程に引
き続いて第４の金属膜上に第２の金属材料からなる第５
の金属膜をメッキ法により形成する。第１２に、第２の
レジストパターンを除去した後、第３および第５の金属
膜をマスクとして第１の金属膜を選択的にエッチング除
去し、第１の金属膜および第２の金属膜からなるセンサ
電極と、第１の金属膜および第４の金属膜からなるアー
ス電極を形成する。第１３に、センサ電極の上部の一部
が露出した状態でアース電極を覆ってその表面が平坦と
なるように絶縁体からなるパシベーション膜を形成する
ようにした。したがって、より容易に、アース電極の一
部はパシベーション膜表面で露出された状態に形成さ
れ、認識対象の表面がパシベーション膜表面に接触した
ときにアース電極に接触するようになる。そして、アー
ス電極に接触した認識対象の表面とセンサ電極との間に
形成された容量が容量検出手段に検出される。[0011] The present invention also provides a plurality of sensor electrodes, each of which is insulated and separated on the same plane on a substrate.
A passivation film made of an insulator formed so as to cover the sensor electrode, and a capacitance detecting means for detecting a capacitance formed on the sensor electrode, wherein at least a part of the passivation film is in contact with the surface of the passivation film. In a method of manufacturing a surface shape recognition sensor for recognizing a surface shape of a recognition target by a capacitance formed on a sensor electrode when the surface is disposed opposite to the sensor electrode, first, each is insulated and separated on the same plane on a substrate. To form a plurality of sensor electrodes,
Next, a ground electrode is formed on the same plane by insulation and separation from the sensor electrode, and a passivation film made of an insulator is formed so as to cover the sensor electrode with a part of the surface of the ground electrode exposed. I made it. Therefore, a part of the ground electrode is formed to be exposed on the surface of the passivation film, and comes into contact with the ground electrode when the surface to be recognized comes into contact with the surface of the passivation film. Then, the capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition target in contact with the ground electrode is detected by the capacitance detecting means.
Further, according to the present invention, a plurality of sensor electrodes, each of which is insulated and separated on the same plane on the substrate, a passivation film made of an insulator formed so as to cover the sensor electrodes, and the sensor electrodes are formed on the sensor electrodes. A capacitance detecting means for detecting a capacitance, wherein at least a part of the surface of the recognition target is formed by a capacitance formed on the sensor electrode when the surface of the recognition target is arranged to face the sensor electrode in a state of being in contact with the surface of the passivation film. In the method of manufacturing a surface shape recognition sensor for recognizing, first, first and second wirings are formed on a substrate via a lower insulating film. Second, first
And forming an interlayer insulating film on the lower insulating film so as to cover the second wiring. Third, the first and second through holes are respectively formed in the interlayer insulating film so that the respective partial surfaces of the first and second wirings are exposed. Fourth, first
Diffusion of the material forming the first and second wirings and to the first and second wirings so as to cover the surfaces of the first and second wirings exposed at the bottoms of the second through holes, respectively. A barrier film that suppresses the impregnation of other materials is formed. Fifth, a first metal film made of a first metal material is formed on the interlayer insulating film including the barrier film. Sixth, first
Forming a first resist pattern on the first metal film in which an area on the through hole is opened. Seventh, a second metal film made of the first metal material is formed on the first metal film exposed at the opening of the first resist pattern by a plating method. Eighth, following the seventh step, a third metal film made of a second metal material that is less oxidizable than the first metal material is formed on the second metal film by a plating method. Ninth
After removing the first resist pattern, a second resist pattern covering the second and third metal films and having openings around the second metal film and over the second through hole is formed. Tenthly, a fourth metal film made of a first metal material is formed on the first metal film exposed at the opening of the second resist pattern by a plating method. Eleventh, following the tenth step, the fifth metal film made of the second metal material is formed on the fourth metal film.
Is formed by a plating method. Twelfth, after removing the second resist pattern, the first metal film is selectively etched away using the third and fifth metal films as a mask, and the first metal film and the second metal film are removed. And a ground electrode formed of the first metal film and the fourth metal film. Thirteenth, a passivation film made of an insulator is formed so as to cover the ground electrode with the upper part of the sensor electrode exposed and to make the surface flat. Therefore, more easily, a part of the ground electrode is formed so as to be exposed on the surface of the passivation film, and when the surface to be recognized comes into contact with the surface of the passivation film, it comes into contact with the ground electrode. Then, the capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition target in contact with the ground electrode is detected by the capacitance detecting means.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 実施の形態１ はじめに、この発明の第１の実施の形態における表面形
状認識用センサに関して説明する。図１は、この実施の
形態１における表面形状認識用センサの構成を示す構成
図である。図１に示すように、この表面形状認識用セン
サは、まず、半導体基板１０１上の下層絶縁膜１０２上
に形成された層間絶縁膜１０４上に、たとえば８０μｍ
角のセンサ電極１０５、および、アース電極１０６を備
えるようにした。また、下層絶縁膜１０２上には、セン
サ電極１０５にスルーホール（第１のスルーホール）１
０４ａを介して接続する配線（第１の配線）１０３を形
成するようにした。なお、図１（ａ）には示していない
が、下層絶縁膜１０２上には、アース電極１０６に接続
する配線（第２の配線）も形成している。そして、それ
らは、やはり図示していないが、層間絶縁膜１０４に形
成されたスルーホール（第２のスルーホール）を介して
接続している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment First, a description will be given of a surface shape recognition sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of the surface shape recognition sensor according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, this sensor for recognizing a surface shape firstly has a thickness of, for example, 80 μm on an interlayer insulating film 104 formed on a lower insulating film 102 on a semiconductor substrate 101.
A corner sensor electrode 105 and a ground electrode 106 were provided. In addition, on the lower insulating film 102, a through hole (first through hole) 1 is formed in the sensor electrode 105.
The wiring (first wiring) 103 connected via the wiring 04a is formed. Although not shown in FIG. 1A, a wiring (second wiring) connected to the ground electrode 106 is also formed on the lower insulating film 102. Although not shown, they are connected via a through-hole (second through-hole) formed in the interlayer insulating film 104.

【００１３】また、センサ電極１０５を覆うようにパシ
ベーション膜１０７を形成し、そのパシベーション膜１
０７表面でアース電極１０６の上部が露出した状態とし
た。ここで、センサ電極１０５は、１５０μｍ間隔に複
数配置している。また、パシベーション膜１０７は、た
とえば、比誘電率が４．０程度の絶縁物から構成し、セ
ンサ電極１０５上の膜厚は５μｍ程度とした。また、半
導体基板１０１上には、センスユニット１０８を形成し
ている。このセンスユニット１０８は、前述した配線１
０３などを介し、アース電極１０６およびセンサ電極１
０５それぞれに接続している。そして、このセンスユニ
ット１０８は、アース電極１０６と各センサ電極１０５
との間に形成される容量を検出する。Further, a passivation film 107 is formed so as to cover the sensor electrode 105 and the passivation film 1 is formed.
The upper surface of the ground electrode 106 was exposed on the surface of the electrode 07. Here, a plurality of sensor electrodes 105 are arranged at intervals of 150 μm. The passivation film 107 is made of, for example, an insulator having a relative dielectric constant of about 4.0, and has a thickness on the sensor electrode 105 of about 5 μm. Further, a sense unit 108 is formed on the semiconductor substrate 101. The sense unit 108 is connected to the wiring 1 described above.
03 and the like, the ground electrode 106 and the sensor electrode 1
05 respectively. The sense unit 108 includes a ground electrode 106 and each sensor electrode 105
And the capacitance formed between them.

【００１４】また、各センスユニット１０８の出力は、
図示していない処理手段により処理され、この処理手段
により、各センサ電極１０５に形成された容量を濃淡に
変換した画像データが生成される。なお、このセンスユ
ニット１０８および処理手段は、たとえば、センサ電極
１０５下の半導体基板１０１上に配置するようにしても
よい。なお、それらセンスユニット１０８や処理手段
は、必ずしも半導体基板１０１上にモノリシックに集積
する必要はない。しかし、センサ電極１０５とセンスユ
ニット１０８や処理手段は、なるべく近くに配置した方
がよい。The output of each sense unit 108 is
The image data is processed by processing means (not shown), and the processing means generates image data in which the capacitance formed on each sensor electrode 105 is converted into light and shade. The sense unit 108 and the processing unit may be arranged on the semiconductor substrate 101 below the sensor electrode 105, for example. Note that the sense unit 108 and the processing means need not necessarily be monolithically integrated on the semiconductor substrate 101. However, it is better to arrange the sensor electrode 105, the sense unit 108 and the processing means as close as possible.

【００１５】以上のように構成した表面形状認識用セン
サでは、そのパシベーション膜１０７上に指の先端部が
接触すると、まず、アース電極１０６上部に指紋の突部
が接触する。人間の指紋の幅は約３００μｍ程度なの
で、１５０μｍ間隔に配置されているアース電極１０６
には、必ず接触することになる。この結果、パシベーシ
ョン膜１０７上に置いて、指紋の突部が接触している指
先端部は、アース電極１０６と同電位となる。そして、
その指先端部の各部分と、センサ電極１０５との間に
は、それぞれ容量が形成され、その容量がセンスユニッ
ト１０８に検出される。In the sensor for surface shape recognition constructed as described above, when the tip of the finger contacts the passivation film 107, the projection of the fingerprint first contacts the upper part of the ground electrode 106. Since the width of a human fingerprint is about 300 μm, ground electrodes 106 arranged at 150 μm intervals are provided.
Will always come into contact with As a result, on the passivation film 107, the tip of the finger in contact with the projection of the fingerprint has the same potential as the ground electrode 106. And
A capacitance is formed between each part of the finger tip and the sensor electrode 105, and the capacitance is detected by the sense unit 108.

【００１６】ここで、指の先端部が置かれたパシベーシ
ョン膜１０７上では、指紋突部はパシベーション膜１０
７に接触し、指紋凹部はパシベーション膜１０７より離
れた状態となっている。したがって、指紋突部の表面と
その下のセンサ電極１０５の間隔ｄ１と、指紋凹部の表
面とその下のセンサ電極１０５の間隔ｄ２とは異なり、
ｄ１＜ｄ２である。そして、指紋突部の表面とその下の
センサ電極１０５の間の容量Ｃ１と、指紋凹部の表面と
その下のセンサ電極１０５の間の容量Ｃ２とは異なる。
したがって、指紋突部下のセンサ電極１０５とアース電
極１０６との間の容量と、指紋凹部下のセンサ電極１０
５とアース電極１０６との間の容量とは異なって検出さ
れることになる。Here, on the passivation film 107 on which the tip of the finger is placed, the fingerprint projection is formed on the passivation film 10.
7, and the fingerprint concave portion is separated from the passivation film 107. Therefore, the distance d1 between the surface of the fingerprint projection and the sensor electrode 105 thereunder is different from the distance d2 between the surface of the fingerprint depression and the sensor electrode 105 therebelow.
d1 <d2. The capacitance C1 between the surface of the fingerprint projection and the sensor electrode 105 therebelow is different from the capacitance C2 between the surface of the fingerprint depression and the sensor electrode 105 therebelow.
Therefore, the capacitance between the sensor electrode 105 below the fingerprint projection and the ground electrode 106 and the sensor electrode 10 below the fingerprint depression
5 and the capacitance between the ground electrode 106 will be detected differently.

【００１７】たとえば、上述の構成の場合、Ｃ１は４４
ｆＦ程度になる。一方、指紋の深さは１００μｍ程度な
ので、Ｃ２は０．５ｆＦ程度となる。そして、各センサ
電極１０５をマトリクス状に複数配置するようにすれ
ば、その配置状態に対応して指紋の凹凸による容量が検
出できる。この結果、各センサ電極１０５の箇所で検出
されたそれぞれの容量に対応し、処理手段によって濃淡
データを付ければ、指紋の形状が再現できることにな
る。たとえば、センサ電極を１００μｍ間隔でマトリク
ス状に３００×３００（個）配置した場合、２５０ドッ
ト／インチ程度の分解能で３００×３００ドットの指紋
画像を得ることができる。For example, in the above configuration, C1 is 44
about fF. On the other hand, since the depth of the fingerprint is about 100 μm, C2 is about 0.5 fF. If a plurality of sensor electrodes 105 are arranged in a matrix, the capacitance due to the unevenness of the fingerprint can be detected in accordance with the arrangement state. As a result, if the shading data is added by the processing means in accordance with the respective capacitances detected at the positions of the sensor electrodes 105, the shape of the fingerprint can be reproduced. For example, when the sensor electrodes are arranged 300 × 300 (pieces) in a matrix at an interval of 100 μm, a fingerprint image of 300 × 300 dots can be obtained with a resolution of about 250 dots / inch.

【００１８】一方、図１には示していないが、半導体基
板１０１上の他の領域には、照合のための指紋データが
格納された記憶部や、記憶部に用意されている指紋デー
タと読み取られた指紋画像とを比較照合する認識処理部
などが集積された集積回路を備えている。なお、これら
すべてを、センサ電極１０５下の半導体基板１０１上に
配置するようにしてもよい。この構成とすることで、よ
りコンパクトな状態で、検出された指紋の形状と記憶部
に格納されている指紋データとを、集積回路に構成され
ている認識処理部で比較する指紋の照合が可能となる。
そして、この実施の形態１の表面形状認識用センサで
は、たとえば指紋の形状を認識する場合、指の一部がア
ース電極に触れることになる。したがって、その指が接
触したことにより表面形状認識用センサ表面に静電気が
発生することになる。しかし、その静電気はアース電極
に流れていくので、下部に形成されている他の集積回路
部分がその静電気で破壊されることが抑制される。On the other hand, although not shown in FIG. 1, other areas on the semiconductor substrate 101 are read with a storage unit in which fingerprint data for collation is stored or with fingerprint data prepared in the storage unit. It has an integrated circuit in which a recognition processing section for comparing and collating with the obtained fingerprint image is integrated. All of these may be arranged on the semiconductor substrate 101 below the sensor electrode 105. With this configuration, in a more compact state, it is possible to perform fingerprint comparison in which the shape of the detected fingerprint and the fingerprint data stored in the storage unit are compared by the recognition processing unit configured in the integrated circuit. Becomes
In the surface shape recognition sensor according to the first embodiment, for example, when recognizing the shape of a fingerprint, a part of the finger touches the ground electrode. Therefore, static electricity is generated on the surface of the surface shape recognition sensor due to the contact of the finger. However, since the static electricity flows to the ground electrode, the other integrated circuit portion formed below is prevented from being broken by the static electricity.

【００１９】次に、上述したこの実施の形態１の表面形
状認識用センサの製造方法について、その一部を簡単に
説明する。まず、半導体基板１０１上に、前述したセン
スユニットなど他の集積回路を形成し、この後、図２
（ａ）に示すように、それら集積回路を覆うように、半
導体基板１０１上に下層絶縁膜１０２を形成し、その上
に配線１０３を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
に、配線１０３を覆うように、下層絶縁膜１０２上に層
間絶縁膜１０４を形成する。次に、図２（ｃ）に示すよ
うに、層間絶縁膜１０４の配線１０３上の所定箇所にス
ルーホール１０４ａを形成する。Next, a part of the method of manufacturing the surface shape recognition sensor according to the first embodiment will be briefly described. First, another integrated circuit such as the above-described sense unit is formed on the semiconductor substrate 101.
As shown in (a), a lower insulating film 102 is formed on a semiconductor substrate 101 so as to cover these integrated circuits, and a wiring 103 is formed thereon. Next, as shown in FIG. 2B, an interlayer insulating film 104 is formed on the lower insulating film 102 so as to cover the wiring 103. Next, as shown in FIG. 2C, a through hole 104a is formed at a predetermined position on the wiring 103 of the interlayer insulating film 104.

【００２０】次に、図２（ｄ）に示すように、層間絶縁
膜１０４上に、スルーホール１０４ａを介して配線１０
３に接続するセンサ電極１０５を形成する。また、図２
（ｅ）に示すように、センサ電極１０５とは離間して層
間絶縁膜１０４上にアース電極１０６を形成する。この
とき、アース電極１０６は、センサ電極１０５より厚く
形成する。そして、図２（ｆ）に示すように、アース電
極１０６により形成される凹部を埋め込んでセンサ電極
１０５を覆うように、パシベーション膜１０７を形成す
る。このとき、アース電極１０６の上部は、パシベーシ
ョン膜１０７表面で露出した状態とする。以上のことに
より、図１に示した、この実施の形態１の表面形状認識
用センサの電極部が形成できる。Next, as shown in FIG. 2D, a wiring 10 is formed on the interlayer insulating film 104 through a through hole 104a.
3 is formed. FIG.
As shown in (e), a ground electrode 106 is formed on the interlayer insulating film 104 so as to be separated from the sensor electrode 105. At this time, the ground electrode 106 is formed thicker than the sensor electrode 105. Then, as shown in FIG. 2F, a passivation film 107 is formed so as to cover the sensor electrode 105 by filling the recess formed by the ground electrode 106. At this time, the upper part of the ground electrode 106 is exposed on the surface of the passivation film 107. As described above, the electrode portion of the surface shape recognition sensor according to the first embodiment shown in FIG. 1 can be formed.

【００２１】実施の形態２ 次に、この発明の第２の実施の形態における表面形状認
識用センサに関して説明する。図３は、この実施の形態
２における表面形状認識用センサの構成を示す構成図で
ある。ここで、図３（ａ），（ｂ）は断面を示し、図３
（ｃ）は平面図である。そして、図３（ｃ）のＡＡ’断
面が図３（ａ）であり、図３（ｃ）のＢＢ’断面が図３
（ｂ）である。この実施の形態２では、まず、半導体基
板３０１上の絶縁膜３０２上に形成された層間絶縁膜３
０４上に、たとえば８０μｍ角のセンサ電極３０６、お
よび、アース電極３０７を備えるようにした。Embodiment 2 Next, a sensor for recognizing a surface shape according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of the surface shape recognition sensor according to the second embodiment. Here, FIGS. 3A and 3B show cross sections, and FIG.
(C) is a plan view. 3A is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3C, and FIG. 3C is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
(B). In the second embodiment, first, an interlayer insulating film 3 formed on an insulating film 302 on a semiconductor substrate 301 is formed.
For example, a sensor electrode 306 of 80 μm square and a ground electrode 307 are provided on the substrate 04.

【００２２】また、絶縁膜３０２上には、ＴｉＮからな
るバリア膜３０５を介してセンサ電極３０６に接続す
る、アルミニウムからなる配線３０３を備えるようにし
た。なお、図３（ｂ）に示すように、絶縁膜３０２上に
は、アルミニウムからなる配線３０３ａも形成され、バ
リア膜３０５を介してアース電極３０７に接続してい
る。ここで、アース電極３０７は、Ｃｕからなる下部電
極３０７ａとその上に形成されたやはりＣｕからなる電
極柱３０７ｂとから構成した。そして、アース電極３０
７表面には、Ａｕからなる保護膜３０７ｃを形成した。
また、センサ電極３０６の表面にも、Ａｕからなる保護
膜３０６ａを形成した。Further, a wiring 303 made of aluminum is provided on the insulating film 302 to be connected to the sensor electrode 306 via a barrier film 305 made of TiN. As shown in FIG. 3B, a wiring 303a made of aluminum is also formed on the insulating film 302, and is connected to the ground electrode 307 via the barrier film 305. Here, the ground electrode 307 was composed of a lower electrode 307a made of Cu and an electrode column 307b also made of Cu formed thereon. Then, the ground electrode 30
A protective film 307c made of Au was formed on the surface of No. 7.
A protective film 306a made of Au was also formed on the surface of the sensor electrode 306.

【００２３】また、センサ電極３０６を覆うように、た
とえば酸化シリコンからなるパシベーション膜３０８を
形成し、そのパシベーション膜３０８表面でアース電極
３０７の上部を露出させた。ここで、図３（ｃ）に示す
ように、アース電極３０７は、１５０μｍ間隔の格子状
に形成した。また、その格子の間の中央部に、センサ電
極３０６を１５０μｍ間隔でマトリクス状に複数配置し
た。また、パシベーション膜３０８は、比誘電率が４．
０程度の絶縁物から構成し、アース電極３０７の格子の
間を埋め、センサ電極３０６上の膜厚が、たとえば、５
μｍ程度となるように形成した。Further, a passivation film 308 made of, for example, silicon oxide is formed so as to cover the sensor electrode 306, and the upper portion of the ground electrode 307 is exposed on the surface of the passivation film 308. Here, as shown in FIG. 3C, the ground electrodes 307 were formed in a grid pattern at intervals of 150 μm. Further, a plurality of sensor electrodes 306 are arranged in a matrix at intervals of 150 μm at the center between the lattices. The passivation film 308 has a relative dielectric constant of 4.
It is made of an insulator of about 0, fills the space between the grids of the ground electrode 307, and has a thickness of, for example, 5 on the sensor electrode 306.
It was formed to have a thickness of about μm.

【００２４】また、図示していないが、半導体基板３０
１上には、センスユニットを形成下ある。このセンスユ
ニットは、前述した配線３０３などを介し、アース電極
３０７およびセンサ電極３０６それぞれに接続してい
る。そして、このセンスユニットは、アース電極３０７
と各センサ電極３０６との間に形成される容量を検出
し、それらに対応した信号を出力する。また、各センス
ユニットの出力は、図示していない処理手段により処理
され、この処理手段により、各センサ電極３０６に形成
された容量を濃淡に変換した画像データを生成する。な
お、このセンスユニットおよび処理手段は、たとえば、
センサ電極３０６下の半導体基板３０１上に配置するよ
うにしてもよい。Although not shown, the semiconductor substrate 30
On 1, a sense unit is formed. This sense unit is connected to the ground electrode 307 and the sensor electrode 306 via the above-described wiring 303 and the like. The sense unit is connected to the ground electrode 307.
And the capacitance formed between the sensor electrodes 306 and the respective sensor electrodes 306, and outputs a signal corresponding thereto. The output of each sense unit is processed by processing means (not shown), and the processing means generates image data in which the capacitance formed on each sensor electrode 306 is converted into light and shade. Note that the sense unit and the processing means include, for example,
It may be arranged on the semiconductor substrate 301 below the sensor electrode 306.

【００２５】以上のように構成した表面形状認識用セン
サでは、そのパシベーション膜３０８上に指の先端部が
接触すると、まず、アース電極３０７上部に指紋の突部
が接触する。人間の指紋の幅は約３００μｍ程度なの
で、１５０μｍ間隔に格子状に形成されているアース電
極３０７には、指紋の突部が必ず接触することになる。
この結果、パシベーション膜３０８上に置いて、指紋の
突部が接触している指先端部は、アース電極３０７と同
電位となる。そして、その指先端部の各部分と、センサ
電極３０６との間には、それぞれ容量が形成され、その
容量がセンスユニットに検出される。In the sensor for surface shape recognition constructed as described above, when the tip of the finger comes into contact with the passivation film 308, first, the projection of the fingerprint comes into contact with the top of the ground electrode 307. Since the width of a human fingerprint is about 300 μm, the projection of the fingerprint always comes into contact with the ground electrodes 307 formed in a grid at 150 μm intervals.
As a result, on the passivation film 308, the tip of the finger in contact with the projection of the fingerprint has the same potential as the ground electrode 307. Then, a capacitance is formed between each portion of the finger tip and the sensor electrode 306, and the capacitance is detected by the sense unit.

【００２６】ここで、指の先端部が置かれたパシベーシ
ョン膜３０８上では、指紋突部はパシベーション膜３０
８に接触し、指紋凹部はパシベーション膜３０８より離
れた状態となっている。したがって、指紋突部の表面と
その下のセンサ電極３０６の間隔ｄ１と、指紋凹部の表
面とその下のセンサ電極３０６の間隔ｄ２とは異なり、
ｄ１＜ｄ２である。そして、指紋突部の表面とその下の
センサ電極３０６の間の容量Ｃ１と、指紋凹部の表面と
その下のセンサ電極３０６の間の容量Ｃ２とは異なる。
したがって、指紋突部下のセンサ電極３０６とアース電
極３０７との間の容量と、指紋凹部下のセンサ電極３０
６とアース電極３０７との間の容量とは異なって検出さ
れることになる。Here, on the passivation film 308 on which the tip of the finger is placed, the fingerprint protrusion is formed on the passivation film 30.
8, the fingerprint concave portion is in a state separated from the passivation film 308. Therefore, the distance d1 between the surface of the fingerprint projection and the sensor electrode 306 thereunder is different from the distance d2 between the surface of the fingerprint depression and the sensor electrode 306 therebelow.
d1 <d2. The capacitance C1 between the surface of the fingerprint projection and the sensor electrode 306 therebelow is different from the capacitance C2 between the surface of the fingerprint depression and the sensor electrode 306 therebelow.
Therefore, the capacitance between the sensor electrode 306 under the fingerprint projection and the ground electrode 307 and the sensor electrode 30 under the fingerprint depression
6 will be detected differently from the capacitance between ground electrode 307.

【００２７】たとえば、上述の構成の場合、Ｃ１は４４
ｆＦ程度になる。一方、指紋の深さは１００μｍ程度な
ので、Ｃ２は０．５ｆＦ程度となる。そして、各センサ
電極３０６はマトリクス状に複数配置されていて、その
配置状態に対応して指紋の凹凸による容量が検出され
る。この結果、各センサ電極３０６の箇所で検出された
それぞれの容量に対応し、処理手段によって濃淡データ
を付ければ、指紋の形状が再現できることになる。たと
えば、センサ電極を１００μｍ間隔で３００×３００
（個）配置した場合、２５０ドット／インチ程度の分解
能で３００×３００ドットの指紋画像を得ることができ
る。For example, in the above configuration, C1 is 44
about fF. On the other hand, since the depth of the fingerprint is about 100 μm, C2 is about 0.5 fF. A plurality of the sensor electrodes 306 are arranged in a matrix, and the capacitance due to the unevenness of the fingerprint is detected in accordance with the arrangement state. As a result, if the shading data is added by the processing means corresponding to the respective capacitances detected at the positions of the sensor electrodes 306, the shape of the fingerprint can be reproduced. For example, the sensor electrodes are 300 × 300 at 100 μm intervals.
In the case of the arrangement, a fingerprint image of 300 × 300 dots can be obtained with a resolution of about 250 dots / inch.

【００２８】一方、図３には示していないが、半導体基
板３０１上の他の領域には、照合のための指紋データが
格納された記憶部や、記憶部に用意されている指紋デー
タと読み取られた指紋画像とを比較照合する認識処理部
などが集積された集積回路を備えている。なお、これら
すべてを、センサ電極３０６下の半導体基板３０１上に
配置するようにしてもよい。この構成とすることで、よ
りコンパクトな状態で、検出された指紋の形状と記憶部
に格納されている指紋データとを、集積回路に構成され
ている認識処理部で比較する指紋の照合が可能となる。On the other hand, although not shown in FIG. 3, in other areas on the semiconductor substrate 301, a storage unit storing fingerprint data for collation, and fingerprint data prepared in the storage unit are read. It has an integrated circuit in which a recognition processing section for comparing and collating with the obtained fingerprint image is integrated. All of these may be arranged on the semiconductor substrate 301 below the sensor electrode 306. With this configuration, in a more compact state, it is possible to perform fingerprint comparison in which the shape of the detected fingerprint and the fingerprint data stored in the storage unit are compared by the recognition processing unit configured in the integrated circuit. Becomes

【００２９】そして、この実施の形態２の表面形状認識
用センサでも、たとえば指紋の形状を認識する場合、指
の一部がアース電極に触れることになる。したがって、
その指が接触したことにより表面形状認識用センサ表面
に静電気が発生することになる。しかし、その静電気は
アース電極に流れていくので、下部に形成されている他
の集積回路部分がその静電気で破壊されることが抑制さ
れる。また、この実施の形態２によれば、アース電極の
露出面がＡｕで被覆された状態なので、アース電極の接
触面に酸化膜が形成されることが抑制されるようにな
る。また、この実施の形態２によれば、アース電極を格
子状に形成してそのマスの中央部にセンサ電極を配置す
るようにしたので、アース電極と各センサ電極との間隔
が等しくなる。In the surface shape recognition sensor according to the second embodiment, for example, when recognizing the shape of a fingerprint, a part of the finger touches the ground electrode. Therefore,
The contact of the finger generates static electricity on the surface shape recognition sensor surface. However, since the static electricity flows to the ground electrode, the other integrated circuit portion formed below is prevented from being broken by the static electricity. Further, according to the second embodiment, since the exposed surface of the ground electrode is covered with Au, formation of an oxide film on the contact surface of the ground electrode is suppressed. Further, according to the second embodiment, since the ground electrode is formed in a lattice shape and the sensor electrode is arranged at the center of the mass, the distance between the ground electrode and each sensor electrode becomes equal.

【００３０】次に、上述したこの実施の形態２の表面形
状認識用センサの製造方法について、その一部を説明す
る。まず、半導体基板３０１上に、前述したセンスユニ
ットなど他の集積回路を形成し、この後、図４（ａ）に
示すように、それら集積回路を覆うように、半導体基板
３０１上に、シリコン酸化物からなる絶縁膜３０２を形
成し、その上にアルミニウムからなる配線３０３を形成
する。この配線３０３は、アルミニウム膜を形成した
後、公知のフォトリソグラフィ技術によりパターニング
することで形成すればよい。次に、配線３０３を覆うよ
うに、絶縁膜３０２上に層間絶縁膜３０４を形成する。
次に、層間絶縁膜３０４の配線３０３上の所定箇所にス
ルーホール３０４ａを形成する。Next, a part of a method for manufacturing the surface shape recognition sensor according to the second embodiment will be described. First, another integrated circuit such as the above-described sense unit is formed on the semiconductor substrate 301, and then, as shown in FIG. 4A, a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 301 so as to cover the integrated circuits. An insulating film 302 made of a material is formed, and a wiring 303 made of aluminum is formed thereon. This wiring 303 may be formed by forming an aluminum film and then patterning by a known photolithography technique. Next, an interlayer insulating film 304 is formed over the insulating film 302 so as to cover the wiring 303.
Next, a through hole 304a is formed at a predetermined position on the wiring 303 of the interlayer insulating film 304.

【００３１】そして、少なくともスルーホール３０４ａ
底部に露出した配線３０３表面を覆うように、ＴｉＮか
らなるバリア膜３０５を形成する。このバリア膜３０５
の形成は、次のようにすればよい。まず、スルーホール
３０４ａが形成された層間絶縁膜３０４上に、スパッタ
法などによりＴｉＮ膜を形成する。次いで、フォトリソ
グラフィ技術により、スルーホール形成部を隠すように
レジストパターンを形成する。そして、このレジストパ
ターンをマスクとし、ＲＩＥなどのドライエッチングで
ＴｉＮ膜を選択的に除去し、レジストパターンを除去す
れば、バリア膜３０５が形成される。なお、バリア膜３
０５は、ＴｉＮから構成するものに限らない。バリア膜
３０５に、相互拡散を抑制できる他の導電性材料を用い
るようにしてもよい。Then, at least the through hole 304a
A barrier film 305 made of TiN is formed so as to cover the surface of the wiring 303 exposed at the bottom. This barrier film 305
May be formed as follows. First, a TiN film is formed by a sputtering method or the like on the interlayer insulating film 304 in which the through holes 304a are formed. Next, a resist pattern is formed by photolithography so as to hide the through-hole forming portion. Then, using this resist pattern as a mask, the TiN film is selectively removed by dry etching such as RIE, and the resist pattern is removed, whereby the barrier film 305 is formed. The barrier film 3
05 is not limited to one composed of TiN. For the barrier film 305, another conductive material that can suppress interdiffusion may be used.

【００３２】次に、図４（ｂ）に示すように、バリア膜
３０５を含む層間絶縁膜３０４上に、Ｃｕからなる金属
薄膜４０１を膜厚０．１μｍ程度に形成する。これは、
たとえばスパッタ法により行えばよい。次いで、図４
（ｃ）に示すように、この金属薄膜４０１上に、スルー
ホール３０４ａ上部にあたる所定の領域に開口部４０２
ａを有するレジストパターン４０２を形成する。そし
て、金属薄膜４０１を陰極とした電解メッキ法により、
その開口部４０２ａ底部に露出している金属薄膜４０１
表面に、膜厚０．３μｍにＣｕ膜および膜厚０．２μｍ
にＡｕ膜を形成することで、保護膜３０６ａを形成す
る。なお、この保護膜３０６ａの形成は、電解メッキ法
に限るものではない。Next, as shown in FIG. 4B, a metal thin film 401 made of Cu is formed on the interlayer insulating film 304 including the barrier film 305 to a thickness of about 0.1 μm. this is,
For example, it may be performed by a sputtering method. Then, FIG.
As shown in (c), an opening 402 is formed on the metal thin film 401 in a predetermined region above the through hole 304a.
A resist pattern 402 having a is formed. Then, by an electrolytic plating method using the metal thin film 401 as a cathode,
The metal thin film 401 exposed at the bottom of the opening 402a
On the surface, a Cu film with a thickness of 0.3 μm and a thickness of 0.2 μm
The protective film 306a is formed by forming an Au film on the substrate. The formation of the protective film 306a is not limited to the electrolytic plating method.

【００３３】次に、レジストパターン４０２を除去した
後、今度は、図４（ｄ）に示すように、保護膜３０６ｂ
を囲う溝４０３ａを備えたレジストパターン４０３を形
成する。なお、この溝４０３ａは、図３（ｂ）に示した
配線３０３ａに接続するバリア膜３０５部分の上も開口
した状態とする。次に、図４（ｅ）に示すように、金属
薄膜４０１を陰極とした電解メッキ法により、その溝４
０３ａ底部に露出している金属薄膜４０１表面に、膜厚
５μｍ程度にＣｕを成長させ、電極柱３０７ｂを形成す
る。引き続き、図４（ｆ）に示すように、電極柱３０７
ｂの上部表面に、同様に電解メッキでＡｕを膜厚０．１
μｍ程度に成膜し、保護膜３０７ｃを形成する。なお、
たとえば、電極柱３０７ｂの形成は、電解メッキ法に限
るものではなく、無電解メッキ法を用いるようにしても
よい。Next, after removing the resist pattern 402, this time, as shown in FIG.
A resist pattern 403 having a groove 403a surrounding is formed. Note that the groove 403a is also opened above the portion of the barrier film 305 connected to the wiring 303a shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4E, the grooves 4 are formed by electrolytic plating using the metal thin film 401 as a cathode.
On the surface of the metal thin film 401 exposed at the bottom of 03a, Cu is grown to a thickness of about 5 μm to form an electrode pillar 307b. Subsequently, as shown in FIG.
On the top surface of b, similarly, apply Au to a thickness of 0.1 by electrolytic plating.
A protective film 307c is formed to a thickness of about μm. In addition,
For example, the formation of the electrode pillar 307b is not limited to the electrolytic plating method, but may be an electroless plating method.

【００３４】次に、レジストパターン４０３を除去した
後、図５（ｇ）に示すように、保護膜３０６ａおよび保
護膜３０７ｃをマスクとして金属薄膜４０１を選択的に
エッチング除去する。このエッチングは、燐酸，硝酸，
および，酢酸からなる混酸の水溶液をエッチング液とし
たウエット処理により行えばよい。以上の結果、層間絶
縁膜３０４上に格子状にアース電極３０７が形成され、
このアース電極３０７の升目の中心部に、センサ電極３
０６が形成されることになる。次に、図５（ｈ）に示す
ように、アース電極３０７のマスの中を埋め込むよう
に、パシベーション膜３０８を形成する。このパシベー
ション膜３０８の形成は、次に示すようにすればよい。
まず、センサ電極３０６およびアース電極３０７が形成
された層間絶縁膜３０４上に、回転塗布などによりＳＯ
Ｇ材料を塗布してＳＯＧ膜を形成する。Next, after the resist pattern 403 is removed, as shown in FIG. 5G, the metal thin film 401 is selectively etched away using the protective films 306a and 307c as a mask. This etching involves phosphoric acid, nitric acid,
Alternatively, wet processing may be performed using an aqueous solution of a mixed acid composed of acetic acid as an etching solution. As a result, the ground electrodes 307 are formed in a grid on the interlayer insulating film 304,
The sensor electrode 3 is located at the center of the square of the earth electrode 307.
06 will be formed. Next, as shown in FIG. 5H, a passivation film 308 is formed so as to fill the space of the ground electrode 307. The passivation film 308 may be formed as follows.
First, an SO film is formed on the interlayer insulating film 304 on which the sensor electrode 306 and the ground electrode 307 are formed by spin coating or the like.
G material is applied to form an SOG film.

【００３５】ここで、ＳＯＧ膜を厚く形成するため、Ｓ
ＯＧ材料の塗布は３回行う。この塗布により、ＳＯＧ膜
の表面は、アース電極３０７やセンサ電極３０６による
層間絶縁膜３０４上の凹凸を吸収して平坦に形成され
る。これら塗布によるＳＯＧ膜を形成した後、３００℃
程度に加熱して塗布膜を酸化シリコンからなる膜に変成
させる。そして、ＳＯＧ膜を、アース電極３０７の表面
が露出するまでエッチバックすれば、アース電極３０７
のマスの中を埋め込むように、その表面が平坦なパシベ
ーション膜３０８を形成することができる。以上のこと
により、図３に示した、この実施の形態２の表面形状認
識用センサの電極部が形成できる。Here, in order to form a thick SOG film, S
The application of the OG material is performed three times. By this coating, the surface of the SOG film is formed flat by absorbing irregularities on the interlayer insulating film 304 due to the ground electrode 307 and the sensor electrode 306. After forming the SOG film by these coatings,
By heating to a certain degree, the coating film is transformed into a film made of silicon oxide. Then, if the SOG film is etched back until the surface of the ground electrode 307 is exposed,
A passivation film 308 having a flat surface can be formed so as to bury the inside of the mass. As described above, the electrode portion of the surface shape recognition sensor according to the second embodiment shown in FIG. 3 can be formed.

【００３６】なお、パシベーション膜３０８は、上述し
たように形成する必要はなく、絶縁物から構成し、図５
（ｈ）に示すように、その表面が平坦に形成できればよ
い。したがって、たとえば、ＣＶＤ法などにより、アー
ス電極３０７まで覆うように酸化シリコン膜を堆積形成
し、これを化学的機械的研磨法によりアース電極３０７
上面が露出するまで切削研磨することで、表面が平坦化
されたパシベーション膜３０８を形成するようにしても
よい。The passivation film 308 does not need to be formed as described above, but is made of an insulator.
It is sufficient that the surface can be formed flat as shown in FIG. Therefore, for example, a silicon oxide film is deposited and formed by CVD or the like so as to cover the ground electrode 307, and this is ground by chemical mechanical polishing.
By cutting and polishing until the upper surface is exposed, the passivation film 308 having a planarized surface may be formed.

【００３７】ところで、上述では、アース電極を格子状
に形成したが、これに限るものではなく、たとえば、図
６の平面図に示すように、パシベーション膜６０１に埋
め込まれているセンサ電極６０２周囲の片側に、パシベ
ーション膜６０１表面では分離した状態で、複数のアー
ス電極６０３を形成するようにしてもよい。ただし、ア
ース電極６０３は、下層の配線層でそれぞれが接続され
てすべてが同電位とされているものとする。また、表面
が露出した状態のアース電極は、各センサ電極のそばに
必ず一対設ける必要はなく、センサ電極複数個に１つの
アース電極が設けられている状態でもよい。ただし、こ
の実施の形態２のように、格子状にアース電極を形成
し、そのマスの中央部にセンサ電極を備えるようにする
ことで、マトリクス状に配置された各センサ電極とアー
ス電極との間隔をそれぞれ等しくすることができる。In the above description, the ground electrode is formed in a lattice shape. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in the plan view of FIG. 6, the area around the sensor electrode 602 embedded in the passivation film 601 is formed. A plurality of ground electrodes 603 may be formed on one side while being separated on the surface of the passivation film 601. However, it is assumed that the ground electrodes 603 are connected to each other in a lower wiring layer and are all at the same potential. Further, it is not always necessary to provide a pair of ground electrodes with the exposed surface beside each sensor electrode, and one ground electrode may be provided for a plurality of sensor electrodes. However, as in the second embodiment, the ground electrode is formed in a lattice shape, and the sensor electrode is provided at the center of the mass, so that each sensor electrode and the ground electrode arranged in a matrix form The intervals can each be equal.

【００３８】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、基
板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置さ
れたセンサ電極と、このセンサ電極を覆うように形成さ
れた絶縁体からなるパシベーション膜と、センサ電極に
形成された容量を検出する容量検出手段とを備え、少な
くとも一部がパシベーション膜表面に接触した状態で認
識対象の表面がセンサ電極に対向配置されたときにセン
サ電極に形成された容量により認識対象の表面形状を認
識する表面形状認識用センサに、センサ電極とは絶縁分
離されてパシベーション膜表面で認識対象の表面に接触
するようにその一部がパシベーション膜表面で露出して
配置されたアース電極を備え、容量検出手段はそのアー
ス電極とセンサ電極それぞれとの間の容量を検出するよ
うに構成した。したがって、アース電極に接触した認識
対象の表面とセンサ電極との間に形成された容量が容量
検出手段に検出される。そして、センシングの際に発生
する静電気がアース電極に流れるようになる。この結
果、この発明によれば、他に集積回路などが形成されて
いても、それが静電破壊されることが抑制されるように
なり、安定して高感度の検出が信頼性の高い状態ででき
るようになる。また、基板上に下層絶縁膜を介して形成
され容量検出手段に接続する第１および第２の配線と、
第１および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に形成
された層間絶縁膜とを備え、この層間絶縁膜上にセンサ
電極およびアース電極が形成され、層間絶縁膜に形成さ
れた第１のスルーホールを介して第１の配線にセンサ電
極が接続され、層間絶縁膜に形成された第２のスルーホ
ールを介して第２の配線にアース電極が接続されるよう
にした。したがって、アース電極およびセンサ電極の下
部の基板と下層絶縁膜との間に、集積回路を備えること
ができ、たとえば、容量検出手段を、アース電極および
センサ電極の下部に配置することができる。また、セン
サ電極およびアース電極は導電性を有するバリア膜を介
して第１および第２の配線にそれぞれ接続され、バリア
膜はセンサ電極およびアース電極を構成する材料と第１
および第２の配線を構成する材料のそれぞれの拡散を抑
制する材料から構成されるようにした。したがって、た
とえば、第１および第２の配線にアルミニウムを用い、
センサ電極およびアース電極に銅を用いても、それらの
間の相互拡散を抑制できる。また、センサ電極およびア
ース電極表面に、センサ電極およびアース電極を構成す
る材料より酸化されにくい導電性を有する材料からなる
保護膜を形成するようにした。したがって、それら電極
表面の酸化を抑制できる。また、アース電極は少なくと
もパシベーション膜表面において露出部が格子状に形成
され、センサ電極はアース電極により形成されているマ
スの中央部に配置されるようにした。したがって、それ
ぞれのアース電極とセンサ電極との間隔がほぼ等しくな
る。また、パシベーション膜表面およびアース電極の露
出面が、ほぼ平坦に形成されているようにした。この結
果、パシベーション膜表面において、認識対象の表面と
アース電極の露出面とがより接触しやすい状態となる。As described above, according to the present invention, a plurality of sensor electrodes, each of which is insulated and separated on the same plane on a substrate, and a passivation made of an insulator formed so as to cover the sensor electrodes. A film, and capacitance detecting means for detecting a capacitance formed on the sensor electrode, wherein at least a part of the film is formed on the sensor electrode when the surface to be recognized is arranged opposite to the sensor electrode in a state of being in contact with the surface of the passivation film. The sensor for surface shape recognition, which recognizes the surface shape of the recognition target by the measured capacitance, is partly exposed on the passivation film surface so that it is insulated and separated from the sensor electrode and contacts the recognition target surface on the passivation film surface. And a capacitance detecting means configured to detect a capacitance between the ground electrode and each of the sensor electrodes. Accordingly, the capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition target in contact with the ground electrode is detected by the capacitance detecting means. Then, static electricity generated at the time of sensing flows to the ground electrode. As a result, according to the present invention, even if another integrated circuit or the like is formed, it is possible to suppress the electrostatic breakdown of the integrated circuit or the like. Will be able to do it. A first and a second wiring formed on the substrate via the lower insulating film and connected to the capacitance detecting means;
An interlayer insulating film formed on the lower insulating film so as to cover the first and second wirings; a sensor electrode and a ground electrode are formed on the interlayer insulating film; The sensor electrode is connected to the first wiring through the through-hole, and the ground electrode is connected to the second wiring through the second through-hole formed in the interlayer insulating film. Therefore, an integrated circuit can be provided between the substrate below the ground electrode and the sensor electrode and the lower insulating film. For example, the capacitance detecting means can be arranged below the ground electrode and the sensor electrode. The sensor electrode and the ground electrode are respectively connected to the first and second wirings via a conductive barrier film, and the barrier film is made of a material forming the sensor electrode and the ground electrode.
And the material for suppressing the respective diffusion of the material constituting the second wiring. Therefore, for example, aluminum is used for the first and second wirings,
Even if copper is used for the sensor electrode and the ground electrode, mutual diffusion between them can be suppressed. Further, a protective film made of a conductive material that is less oxidized than the material forming the sensor electrode and the ground electrode is formed on the surface of the sensor electrode and the ground electrode. Therefore, oxidation of those electrode surfaces can be suppressed. Further, the exposed portion of the earth electrode is formed in a lattice shape at least on the surface of the passivation film, and the sensor electrode is arranged at the center of the mass formed by the earth electrode. Therefore, the distance between each ground electrode and the sensor electrode becomes substantially equal. Further, the surface of the passivation film and the exposed surface of the ground electrode were formed to be substantially flat. As a result, on the surface of the passivation film, the surface of the recognition target and the exposed surface of the ground electrode are in a state of being more easily in contact.

【００３９】また、この発明では、基板上の同一平面に
それぞれが絶縁分離されて複数配置されたセンサ電極
と、このセンサ電極を覆うように形成された絶縁体から
なるパシベーション膜と、センサ電極に形成された容量
を検出する容量検出手段とを備え、少なくとも一部がパ
シベーション膜表面に接触した状態で認識対象の表面が
センサ電極に対向配置されたときにセンサ電極に形成さ
れた容量により認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサの製造方法において、まず、基板上の同一
平面にそれぞれを絶縁分離して複数のセンサ電極を形成
し、次に、同一平面にセンサ電極とは絶縁分離してアー
ス電極を形成し、そして、アース電極の表面の一部が露
出した状態でセンサ電極を覆うように絶縁体からなるパ
シベーション膜を形成するようにした。したがって、ア
ース電極の一部はパシベーション膜表面で露出された状
態に形成され、認識対象の表面がパシベーション膜表面
に接触したときにアース電極に接触するようになる。そ
して、アース電極に接触した認識対象の表面とセンサ電
極との間に形成された容量が容量検出手段に検出され
る。そして、センシングの際に発生する静電気がアース
電極に流れるようになる。すなわち、この発明によれ
ば、他に集積回路などが形成されていても、それが静電
破壊されることが抑制されるようになり、安定して高感
度の検出が信頼性の高い状態でできる表面形状認識用セ
ンサを製造できるようになる。また、この発明は、基板
上の同一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置され
たセンサ電極と、このセンサ電極を覆うように形成され
た絶縁体からなるパシベーション膜と、センサ電極に形
成された容量を検出する容量検出手段とを備え、少なく
とも一部がパシベーション膜表面に接触した状態で認識
対象の表面がセンサ電極に対向配置されたときにセンサ
電極に形成された容量により認識対象の表面形状を認識
する表面形状認識用センサの製造方法において、まず、
第１に、基板上に下層絶縁膜を介して第１および第２の
配線を形成する。第２に、第１および第２の配線を覆う
ように下層絶縁膜上に層間絶縁膜を形成する。第３に、
層間絶縁膜に第１および第２の配線のそれぞれの一部表
面が露出するように第１および第２のスルーホールをそ
れぞれ形成する。第４に、第１および第２のスルーホー
ルの底部で露出している第１および第２の配線の表面を
それぞれ覆うように、第１および第２の配線を構成する
材料の拡散および第１および第２の配線への他の材料の
含浸を抑制するバリア膜を形成する。第５に、バリア膜
を含む層間絶縁膜上に第１の金属材料からなる第１の金
属膜を形成する。第６に、第１のスルーホール上の領域
が開口した第１のレジストパターンを第１の金属膜上に
形成する。第７に、メッキ法により第１のレジストパタ
ーンの開口部に露出した第１の金属膜上に第１の金属材
料からなる第２の金属膜を形成する。第８に、第７の工
程に引き続いて第２の金属膜上に第１の金属材料より酸
化されにくい第２の金属材料からなる第３の金属膜をメ
ッキ法により形成する。第９に、第１のレジストパター
ンを除去した後、第２および第３の金属膜を覆いその周
囲と第２のスルーホール上とに開口を有する第２のレジ
ストパターンを形成する。第１０に、メッキ法により第
２のレジストパターンの開口部に露出した第１の金属膜
上に第１の金属材料からなる第４の金属膜を形成する。
第１１に、第１０の工程に引き続いて第４の金属膜上に
第２の金属材料からなる第５の金属膜をメッキ法により
形成する。第１２に、第２のレジストパターンを除去し
た後、第３および第５の金属膜をマスクとして第１の金
属膜を選択的にエッチング除去し、第１の金属膜および
第２の金属膜からなるセンサ電極と、第１の金属膜およ
び第４の金属膜からなるアース電極を形成する。第１３
に、センサ電極の上部の一部が露出した状態でアース電
極を覆ってその表面が平坦となるように絶縁体からなる
パシベーション膜を形成するようにした。したがって、
より容易に、アース電極の一部はパシベーション膜表面
で露出された状態に形成され、認識対象の表面がパシベ
ーション膜表面に接触したときにアース電極に接触する
ようになる。そして、アース電極に接触した認識対象の
表面とセンサ電極との間に形成された容量が容量検出手
段に検出される。すなわち、この発明によれば、他に集
積回路などが形成されていても、それが静電破壊される
ことが抑制されるようになり、安定して高感度の検出が
信頼性の高い状態でできる表面形状認識用センサを、よ
り容易に製造できるようになる。Further, according to the present invention, a plurality of sensor electrodes, each of which is insulated and separated on the same plane on the substrate, a passivation film made of an insulator formed to cover the sensor electrodes, A capacitance detecting means for detecting the formed capacitance, wherein at least a part of the recognition target surface is disposed in contact with the surface of the passivation film, and the recognition target is detected by the capacitance formed on the sensor electrode when the surface of the recognition target is opposed to the sensor electrode. In the method of manufacturing a surface shape recognition sensor for recognizing the surface shape of a substrate, first, a plurality of sensor electrodes are formed on the same plane on a substrate by insulated separation, and then the insulation is separated from the sensor electrode on the same plane. Then, a passivation film made of an insulator is formed so as to cover the sensor electrode with a part of the surface of the ground electrode exposed. It was way. Therefore, a part of the ground electrode is formed to be exposed on the surface of the passivation film, and comes into contact with the ground electrode when the surface to be recognized comes into contact with the surface of the passivation film. Then, the capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition target in contact with the ground electrode is detected by the capacitance detecting means. Then, static electricity generated at the time of sensing flows to the ground electrode. In other words, according to the present invention, even if an integrated circuit or the like is formed, it is possible to suppress the electrostatic breakdown of the integrated circuit or the like. It becomes possible to manufacture a sensor for recognizing a surface shape that can be manufactured. Further, according to the present invention, a plurality of sensor electrodes, each of which is insulated and separated on the same plane on the substrate, a passivation film made of an insulator formed so as to cover the sensor electrodes, and the sensor electrodes are formed on the sensor electrodes. A capacitance detecting means for detecting a capacitance, wherein at least a part of the surface of the recognition target is formed by a capacitance formed on the sensor electrode when the surface of the recognition target is arranged to face the sensor electrode in a state of being in contact with the surface of the passivation film. In the manufacturing method of the surface shape recognition sensor for recognizing
First, first and second wirings are formed on a substrate via a lower insulating film. Second, an interlayer insulating film is formed on the lower insulating film so as to cover the first and second wirings. Third,
First and second through holes are respectively formed in the interlayer insulating film such that partial surfaces of the first and second wirings are exposed. Fourth, the diffusion of the material forming the first and second wirings and the first and second wirings are performed so as to cover the surfaces of the first and second wirings exposed at the bottoms of the first and second through holes, respectively. And forming a barrier film for suppressing impregnation of the second wiring with another material. Fifth, a first metal film made of a first metal material is formed on the interlayer insulating film including the barrier film. Sixth, a first resist pattern in which a region on the first through hole is opened is formed on the first metal film. Seventh, a second metal film made of the first metal material is formed on the first metal film exposed at the opening of the first resist pattern by a plating method. Eighth, following the seventh step, a third metal film made of a second metal material that is less oxidizable than the first metal material is formed on the second metal film by a plating method. Ninth, after removing the first resist pattern, a second resist pattern covering the second and third metal films and having openings around the second metal film and on the second through-hole is formed. Tenthly, a fourth metal film made of a first metal material is formed on the first metal film exposed at the opening of the second resist pattern by a plating method.
Eleventh, following the tenth step, a fifth metal film made of a second metal material is formed on the fourth metal film by a plating method. Twelfth, after removing the second resist pattern, the first metal film is selectively etched away using the third and fifth metal films as a mask, and the first metal film and the second metal film are removed. And a ground electrode formed of the first metal film and the fourth metal film. Thirteenth
Then, a passivation film made of an insulator is formed so as to cover the ground electrode with a part of the upper part of the sensor electrode exposed and to make the surface flat. Therefore,
More easily, a part of the ground electrode is formed so as to be exposed on the surface of the passivation film, so that the surface to be recognized comes into contact with the ground electrode when it comes into contact with the surface of the passivation film. Then, the capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition target in contact with the ground electrode is detected by the capacitance detecting means. In other words, according to the present invention, even if an integrated circuit or the like is formed, it is possible to suppress the electrostatic breakdown of the integrated circuit or the like. The surface shape recognition sensor that can be manufactured can be manufactured more easily.

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

【図１】 この発明の第１の実施の形態における表面形
状認識用センサの構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a surface shape recognition sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 実施の形態１の表面形状認識用センサの製造
方法を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for describing a method for manufacturing the surface shape recognition sensor according to the first embodiment.

【図３】 この発明の第２の実施の形態における表面形
状認識用センサの構成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a configuration of a surface shape recognition sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図４】 実施の形態２の表面形状認識用センサの製造
方法を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for describing a method for manufacturing the surface shape recognition sensor according to the second embodiment.

【図５】 図４に続く、実施の形態２の表面形状認識用
センサの製造方法を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory view following FIG. 4 for explaining a method of manufacturing the surface shape recognition sensor according to the second embodiment;

【図６】 この発明の他の形態を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the present invention.

【図７】 従来よりある容量型センサの構成を示す構成
図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional capacitive sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１…半導体基板、１０２…絶縁膜（下層絶縁膜）、
１０３…配線（第１の配線）、１０４…層間絶縁膜、１
０４ａ…スルーホール（第１のスルーホール）、１０５
…センサ電極、１０６…アース電極、１０７…パシベー
ション膜、１０８…センスユニット。101: semiconductor substrate, 102: insulating film (lower insulating film),
103: wiring (first wiring), 104: interlayer insulating film, 1
04a ... through-hole (first through-hole), 105
... Sensor electrode, 106 ... Ground electrode, 107 ... Passivation film, 108 ... Sense unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森村 浩季 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Hiroki Morimura 3-19-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離
されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電極を
覆うように形成された絶縁体からなるパシベーション膜
と、前記センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部が前記パシベーション
膜表面に接触した状態で認識対象の表面が前記センサ電
極に対向配置されたときに前記センサ電極に形成された
容量により前記認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサにおいて、 前記センサ電極とは絶縁分離されて前記認識対象の表面
に接触するようにその一部が前記パシベーション膜表面
で露出して前記基板上に形成されたアース電極を備え、 前記容量検出手段は、そのアース電極と前記センサ電極
それぞれとの間の容量を検出するように構成されたこと
を特徴とする表面形状認識用センサ。A plurality of sensor electrodes each of which is insulated and separated on the same plane on a substrate, a passivation film made of an insulator formed so as to cover the sensor electrodes, and formed on the sensor electrodes. A capacitance detecting means for detecting a capacitance, wherein at least a part of the recognition target is placed in contact with the surface of the passivation film, and the recognition is performed by a capacitance formed on the sensor electrode when the surface of the recognition target is arranged to face the sensor electrode. In a surface shape recognition sensor for recognizing a surface shape of an object, the sensor electrode is insulated and separated from the sensor electrode, and a part thereof is exposed on the surface of the passivation film and formed on the substrate so as to contact the surface of the object to be recognized The capacitance detecting means is configured to detect a capacitance between the ground electrode and each of the sensor electrodes. Surface shape recognition sensor, characterized in that. 【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、 前記基板上に下層絶縁膜を介して形成され前記容量検出
手段に接続する第１および第２の配線と、 前記第１および第２の配線を覆うように前記下層絶縁膜
上に形成された層間絶縁膜とを備え、 この層間絶縁膜上に前記センサ電極およびアース電極が
形成され、 前記層間絶縁膜に形成された第１のスルーホールを介し
て前記第１の配線に前記センサ電極が接続され、 前記層間絶縁膜に形成された第２のスルーホールを介し
て前記第２の配線に前記アース電極が接続されたことを
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 first and second wirings formed on the substrate via a lower insulating film and connected to the capacitance detecting means, and the first and second wirings. An interlayer insulating film formed on the lower insulating film so as to cover the second wiring, wherein the sensor electrode and the ground electrode are formed on the interlayer insulating film, and a first electrode formed on the interlayer insulating film. The sensor electrode is connected to the first wiring via a through hole, and the ground electrode is connected to the second wiring via a second through hole formed in the interlayer insulating film. Sensor for surface shape recognition. 【請求項３】 請求項２記載の表面形状認識用センサに
おいて、 前記センサ電極およびアース電極は導電性を有するバリ
ア膜を介して前記第１および第２の配線にそれぞれ接続
され、 前記バリア膜は、前記センサ電極および前記アース電極
を構成する材料と前記第１および第２の配線を構成する
材料のそれぞれの拡散を抑制する材料から構成されたこ
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 2, wherein the sensor electrode and the ground electrode are respectively connected to the first and second wirings via a conductive barrier film. And a material for suppressing the respective diffusion of a material forming the sensor electrode and the ground electrode and a material forming the first and second wirings. 【請求項４】 請求項３記載の表面形状認識用センサに
おいて、 前記センサ電極および前記アース電極表面に形成され、
前記センサ電極および前記アース電極を構成する材料よ
り酸化されにくい導電性を有する材料からなる保護膜を
新たに備えた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 3, wherein the sensor is formed on the surface of the sensor electrode and the ground electrode.
A sensor for recognizing a surface shape, further comprising a protective film made of a conductive material that is less oxidized than a material forming the sensor electrode and the ground electrode. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか１項記載の表面形
状認識用センサにおいて、 前記アース電極は、少なくとも前記パシベーション膜表
面において露出部が格子状に形成され、 前記センサ電極は、前記アース電極により形成されてい
るマスの中央部に配置されたことを特徴とする表面形状
認識用センサ。5. The sensor for recognizing a surface shape according to claim 1, wherein an exposed portion of the ground electrode is formed in a lattice at least on a surface of the passivation film, and the sensor electrode is connected to the ground. A sensor for recognizing a surface shape, which is arranged at the center of a mass formed by electrodes. 【請求項６】 請求項１〜５いずれか１項記載の表面形
状認識用センサにおいて、 前記パシベーション膜表面および前記アース電極の露出
面が、ほぼ平坦に形成されていることを特徴とする表面
形状認識用センサ。6. The surface shape recognition sensor according to claim 1, wherein a surface of the passivation film and an exposed surface of the ground electrode are formed substantially flat. Recognition sensor. 【請求項７】 基板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離
されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電極を
覆うように形成された絶縁体からなるパシベーション膜
と、前記センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部が前記パシベーション
膜表面に接触した状態で認識対象の表面が前記センサ電
極に対向配置されたときに前記センサ電極に形成された
容量により前記認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサの製造方法において、 前記基板上の同一平面にそれぞれを絶縁分離して前記セ
ンサ電極を複数形成する第１の工程と、 前記同一平面に前記センサ電極とは絶縁分離してアース
電極を形成する第２の工程と、 前記アース電極の表面の一部が露出した状態で前記セン
サ電極を覆うように絶縁体からなるパシベーション膜を
形成する第３の工程と、 を少なくとも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 plurality of sensor electrodes, each of which is insulated and separated on the same plane on a substrate, a passivation film made of an insulator formed to cover the sensor electrodes, and a sensor electrode formed on the sensor electrodes. A capacitance detecting means for detecting a capacitance, wherein at least a part of the recognition target is placed in contact with the surface of the passivation film, and the recognition is performed by a capacitance formed on the sensor electrode when the surface of the recognition target is arranged to face the sensor electrode. In a method of manufacturing a surface shape recognition sensor for recognizing a surface shape of an object, a first step of forming a plurality of sensor electrodes by insulating and separating each on the same plane on the substrate; and forming the sensor electrodes on the same plane. A second step of forming an earth electrode by insulating and separating from the sensor electrode; and isolating the sensor electrode in a state where a part of the surface of the earth electrode is exposed. And a third step of forming a passivation film made of an edge body. 【請求項８】 基板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離
されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電極を
覆うように形成された絶縁体からなるパシベーション膜
と、前記センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部が前記パシベーション
膜表面に接触した状態で認識対象の表面が前記センサ電
極に対向配置されたときに前記センサ電極に形成された
容量により前記認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサの製造方法において、 前記基板上に下層絶縁膜を介して第１および第２の配線
を形成する第１の工程と、 前記第１および第２の配線を覆うように前記下層絶縁膜
上に層間絶縁膜を形成する第２の工程と、 前記層間絶縁膜に前記第１および第２の配線のそれぞれ
の一部表面が露出するように第１および第２のスルーホ
ールをそれぞれ形成する第３の工程と、 前記第１および第２のスルーホールの底部で露出してい
る前記第１および第２の配線の表面それぞれを覆うよう
に、前記第１および第２の配線を構成する材料の拡散お
よび前記第１および第２の配線への他の材料の含浸を抑
制するバリア膜を形成する第４の工程と、 前記バリア膜を含む前記層間絶縁膜上に第１の金属材料
からなる第１の金属膜を形成する第５の工程と、 前記第１のスルーホール上の領域が開口した第１のレジ
ストパターンを前記第１の金属膜上に形成する第６の工
程と、 メッキ法により前記第１のレジストパターンの開口部に
露出した前記第１の金属膜上に前記第１の金属材料から
なる第２の金属膜を形成する第７の工程と、 前記第７の工程に引き続いて前記第２の金属膜上に前記
第１の金属材料より酸化されにくい第２の金属材料から
なる第３の金属膜をメッキ法により形成する第８の工程
と、 前記第１のレジストパターンを除去した後、前記第２お
よび第３の金属膜を覆いその周囲と前記第２のスルーホ
ール上とに開口を有する第２のレジストパターンを形成
する第９の工程と、 メッキ法により前記第２のレジストパターンの開口部に
露出した前記第１の金属膜上に前記第１の金属材料から
なる第４の金属膜を形成する第１０の工程と、 前記第１０の工程に引き続いて前記第４の金属膜上に前
記第２の金属材料からなる第５の金属膜をメッキ法によ
り形成する第１１の工程と、 前記第２のレジストパターンを除去した後、前記第３お
よび第５の金属膜をマスクとして前記第１の金属膜を選
択的にエッチング除去し、前記第１の金属膜および前記
第２の金属膜からなるセンサ電極と、前記第１の金属膜
および前記第４の金属膜からなるアース電極を形成する
第１２の工程と、 前記センサ電極の上部の一部が露出した状態で前記アー
ス電極を覆ってその表面が平坦となるように絶縁体から
なるパシベーション膜を形成する第１３の工程とを少な
くとも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 plurality of sensor electrodes, each of which is insulated and separated on the same plane on a substrate, a passivation film made of an insulator formed to cover the sensor electrodes, and formed on the sensor electrodes. A capacitance detecting means for detecting a capacitance, wherein at least a part of the recognition target is placed in contact with the surface of the passivation film, and the recognition is performed by a capacitance formed on the sensor electrode when the surface of the recognition target is arranged to face the sensor electrode. In a method of manufacturing a surface shape recognition sensor for recognizing a surface shape of an object, a first step of forming first and second wirings on a substrate via a lower insulating film; A second step of forming an interlayer insulating film on the lower insulating film so as to cover the wiring, and partially exposing each of the first and second wirings to the interlayer insulating film. A third step of forming first and second through-holes respectively so as to cover respective surfaces of the first and second wirings exposed at the bottoms of the first and second through-holes. A fourth step of forming a barrier film that suppresses diffusion of a material constituting the first and second wirings and impregnation of the first and second wirings with another material; A fifth step of forming a first metal film made of a first metal material on the interlayer insulating film; and forming a first resist pattern in which an area on the first through hole is opened with the first metal film. A sixth step of forming on the film, and forming a second metal film made of the first metal material on the first metal film exposed at the opening of the first resist pattern by a plating method. The seventh step and the seventh step An eighth step of forming a third metal film made of a second metal material that is less oxidizable than the first metal material on the second metal film by a plating method, and forming the first resist pattern After the removal, a ninth step of forming a second resist pattern covering the second and third metal films and having openings around the second and third metal holes and on the second through-holes; A tenth step of forming a fourth metal film made of the first metal material on the first metal film exposed at the opening of the resist pattern, and the fourth step following the tenth step. An eleventh step of forming a fifth metal film made of the second metal material on the metal film by plating, and removing the second resist pattern, and then forming the third and fifth metal films. Using the first metal as a mask Is selectively removed by etching to form a sensor electrode composed of the first metal film and the second metal film and a ground electrode composed of the first metal film and the fourth metal film. And at least a thirteenth step of forming a passivation film made of an insulator so as to cover the ground electrode in a state where an upper part of the sensor electrode is exposed and to make the surface flat. A method for manufacturing a sensor for surface shape recognition, which is a feature of the present invention.
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