表面形状センサとその製造方法
【課題】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。
【解決手段】シリコン基板１０と、シリコン基板１０の上方に形成された層間絶縁膜４０と、層間絶縁膜４０の上に互いに間隔をおいて形成された検出電極膜４４ａ及び接地電極膜４４ｂと、層間絶縁膜４０、検出電極膜４４ａ、及び接地電極膜４４ｂのそれぞれ上に形成され、該接地電極膜４４ｂが露出する開口５１ａを備えた保護絶縁膜５１と、保護絶縁膜５１の上に形成され、検出電極膜４４ａと開口５１ａに重なる窓５５ａを備えたパッシベーション膜５５とを有し、窓５５ａ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による。
【解決手段】シリコン基板１０と、シリコン基板１０の上方に形成された層間絶縁膜４０と、層間絶縁膜４０の上に互いに間隔をおいて形成された検出電極膜４４ａ及び接地電極膜４４ｂと、層間絶縁膜４０、検出電極膜４４ａ、及び接地電極膜４４ｂのそれぞれ上に形成され、該接地電極膜４４ｂが露出する開口５１ａを備えた保護絶縁膜５１と、保護絶縁膜５１の上に形成され、検出電極膜４４ａと開口５１ａに重なる窓５５ａを備えたパッシベーション膜５５とを有し、窓５５ａ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による。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面形状センサとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【特許文献１】特開昭６１−２２１８８３号公報
【特許文献２】特開平５−６１９６５号公報
【特許文献３】特開平７−１６８９３０号公報
【特許文献４】特開２００３−２６９９０７号公報
【特許文献５】特開２０００−１９４８２５号公報
【特許文献６】特表２００２−５２０８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
次に、本発明の作用について説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
この後に、第３レジストパターン３２は除去される。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
この後に、第４レジストパターン３６は除去される。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
この後に、第６レジストパターン４６は除去される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
図２１は、このCMP装置の上面図である。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
（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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
（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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【０１５１】
（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。
【０１５２】
（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。
【０１５３】
（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。
【０１５４】
（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。
【０１５５】
（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。
【０１５６】
（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。
【０１５７】
（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。
【０１５８】
（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。
【０１５９】
（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。
【０１６０】
（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。
【０１６１】
（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。
【０１６２】
（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。
【０１６３】
（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。
【０１６４】
（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。
【０１６５】
（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。
【０１６６】
（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。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その２）である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その３）である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その４）である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その５）である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その６）である。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その７）である。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その８）である。
【図９】図９は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その９）である。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１０）である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１１）である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１２）である。
【図１３】図１３は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１３）である。
【図１４】図１４は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１４）である。
【図１５】図１５は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１５）である。
【図１６】図１６は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１６）である。
【図１７】図１７は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１７）である。
【図１８】図１８は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１８）である。
【図１９】図１９は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１９）である。
【図２０】図２０は、本発明の第１実施形態で使用されるCMP装置の要部拡大断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の第１実施形態で使用されるCMP装置の上面図である。
【図２２】図２２は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの動作について説明するための断面図である
【図２３】図２３は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの平面図である。
【図２４】図２４は、比較例に係る表面形状センサの断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第２実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１）である。
【図２６】図２６は、本発明の第２実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その２）である。
【符号の説明】
【０１６８】
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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面形状センサとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【特許文献１】特開昭６１−２２１８８３号公報
【特許文献２】特開平５−６１９６５号公報
【特許文献３】特開平７−１６８９３０号公報
【特許文献４】特開２００３−２６９９０７号公報
【特許文献５】特開２０００−１９４８２５号公報
【特許文献６】特表２００２−５２０８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
次に、本発明の作用について説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
この後に、第３レジストパターン３２は除去される。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
この後に、第４レジストパターン３６は除去される。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
この後に、第６レジストパターン４６は除去される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
図２１は、このCMP装置の上面図である。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
（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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
（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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【０１５１】
（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。
【０１５２】
（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。
【０１５３】
（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。
【０１５４】
（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。
【０１５５】
（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。
【０１５６】
（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。
【０１５７】
（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。
【０１５８】
（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。
【０１５９】
（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。
【０１６０】
（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。
【０１６１】
（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。
【０１６２】
（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。
【０１６３】
（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。
【０１６４】
（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。
【０１６５】
（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。
【０１６６】
（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。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その２）である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その３）である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その４）である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その５）である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その６）である。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その７）である。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その８）である。
【図９】図９は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その９）である。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１０）である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１１）である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１２）である。
【図１３】図１３は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１３）である。
【図１４】図１４は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１４）である。
【図１５】図１５は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１５）である。
【図１６】図１６は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１６）である。
【図１７】図１７は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１７）である。
【図１８】図１８は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１８）である。
【図１９】図１９は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１９）である。
【図２０】図２０は、本発明の第１実施形態で使用されるCMP装置の要部拡大断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の第１実施形態で使用されるCMP装置の上面図である。
【図２２】図２２は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの動作について説明するための断面図である
【図２３】図２３は、本発明の第１実施形態に係る表面形状センサの平面図である。
【図２４】図２４は、比較例に係る表面形状センサの断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第２実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その１）である。
【図２６】図２６は、本発明の第２実施形態に係る表面形状センサの製造途中の断面図（その２）である。
【符号の説明】
【０１６８】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項２】
前記開口の開口端が面取りされたことを特徴とする請求項１に記載の表面形状センサ。
【請求項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。
【請求項４】
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請求項３に記載の表面形状センサの製造方法。
【請求項５】
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請求項３に記載の表面形状センサの製造方法。
【請求項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。
【請求項２】
前記開口の開口端が面取りされたことを特徴とする請求項１に記載の表面形状センサ。
【請求項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。
【請求項４】
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請求項３に記載の表面形状センサの製造方法。
【請求項５】
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請求項３に記載の表面形状センサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００８−１１６３６６（Ｐ２００８−１１６３６６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００８３４（Ｐ２００６−３００８３４）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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