JP4290905B2 - 有機膜の平坦化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機膜の平坦化方法に関し、リフロー距離が大きくしかも制御性の良い有機膜の平坦化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子が形成された基板の表面の凹凸を埋めて基板表面を平坦化する技術には、凹凸を有する下地の基板上に有機膜を塗布し、有機膜に熱を加えて下地の凹凸を埋めて平坦化させる方法がある。
【０００３】
この方法を用いた例が、特開平７−１２０７８４号公報に開示されており、図６の断面図を用いて説明する。
【０００４】
図６（ａ）に示されるように、ガラス基板３０１の上に下層配線３０２を形成する。次に、下層配線３０２が形成されたガラス基板３０１上に、ポリアミド酸を０．１〜１μｍの厚さにスピンコーターで塗布し、２００〜３００℃の温度で焼成し、イミド化させてポリイミドからなる層間絶縁膜３０３を形成する（図６（ｂ））。続いて、層間絶縁膜３０３上に上層配線３０４を下層配線３０２と同様の方法により形成する。さらに、上層配線３０４上に層間絶縁膜３０３の形成と同様の方法を用いてポリイミド膜を０．１〜１．５μｍの厚さに形成して絶縁保護膜３１１とする（図６（ｃ））。
【０００５】
以上のように、層間絶縁膜３０３及び絶縁保護膜３１１は、共に液状のポリアミド酸をスピンコートすることにより形成しているため、下層配線３０２及び上層配線３０４による凹凸を埋めて層間絶縁膜３０３及び絶縁保護膜３１１の表面はそれぞれ平坦化される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の有機絶縁膜は、スピンコーターで塗布された後に、いずれも２００〜３００℃の温度で数十分〜１時間程度の加熱処理を受けており、下層配線または上層配線がアルミニウムで形成される場合は、加熱処理によるヒロック発生の問題が生じる可能性を有しており、２００℃を超える熱処理を経る有機絶縁膜の平坦化は、下地金属に熱的ストレスを与える。また、上記の有機絶縁膜の形成方法には、有機絶縁膜の平坦化の度合いが記載されていない。
【０００７】
本発明の目的は、凹凸を有する下地膜の表面を平坦化するに当たり、２００℃以下の加熱処理でしかも表面の平坦化が容易となる有機膜の平坦化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機膜の平坦化方法は、絶縁基板の表面に有機膜を塗布した後、前記有機膜に有機溶剤を浸透させて溶解を生じさせることにより前記有機膜を平坦化させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の有機膜の平坦化方法に用いられる有機膜は、次のような形態を有している。
【００１０】
まず、前記有機膜が有機溶剤に溶解する有機材料であり、前記有機溶剤が下記に示す材料のうち少なくとも一つを含み、前記有機材料がアクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミドのいずれかである。
有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・アルコキシアルコール類
・グリコールエーテル類
次に、前記有機材料がアクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミドのいずれかである。
【００１１】
また、本発明の有機膜の平坦化方法の一適用形態として、前記有機膜に有機溶剤を浸透させて溶解を生じさせた後、１００〜１８０℃の範囲の温度で熱処理を行い、前記有機膜中に含まれる有機溶剤を蒸発させる。
【００１２】
次に、本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成し、前記半導体膜をその上に形成したソース電極及びドレイン電極と接続する工程と、前記ゲート絶縁膜の上に前記半導体膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う保護膜を形成する工程と、前記保護膜の上に平坦化膜を形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記平坦化膜側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記平坦化膜を形成する工程が、前記保護膜の上に有機膜を塗布した後、前記有機膜に有機溶剤を浸透させて前記有機膜の溶解を生じさせることにより行われる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置の製造方法の一適用形態において、前記第１基板上には前記ゲート線と同時に共通電極が形成され、前記ソース・ドレイン電極の形成と同時に前記ソース・ドレイン電極の一部を構成する画素電極が形成され、前記共通電極と前記画素電極は互いに並行する櫛歯状の電極を有する。
【００１４】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法における平坦化膜は、上記の本発明の有機膜の平坦化方法における有機膜を用いて形成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、２層配線の表面に平坦化膜を形成する方法を示す製造工程断面図である。
【００１６】
先ず、絶縁基板１上に下層配線２を形成後、層間絶縁膜３を成膜しさらにその上に上層配線４を形成する。続いて、上層配線４の上にアクリル、ポリイミド等の樹脂材料による塗布膜２１を約２μｍ塗布形成する。このとき、下層配線２、層間絶縁膜３、上層配線４は、下層配線２、上層配線４による塗布膜２１表面の凹凸の段差１３が５００ｎｍとなるように形成される。
【００１７】
この塗布膜２１は、有機溶剤に溶解性の有る有機材料、又は有機溶剤に溶解性の有る無機材料で構成され、スピンコート法により絶縁基板１上に塗布される。
【００１８】
スピンコート法により塗布された塗布膜２１は、１００〜１４０℃で１次加熱処理され、塗布膜２１を脱水処理するとともに塗布膜２１に含まれる有機溶剤の一部を蒸発させる。
【００１９】
次に、この塗布膜２１の形成された絶縁基板１を有機溶剤の溶液の蒸気中に暴露する。この処理時の蒸気圧がリフロー処理進行速度に影響し、有機溶剤の温度と絶縁基板の温度とが共に常温（２５℃付近）である場合、約２μｍの膜厚の塗布膜２１全体に有機溶剤による溶解リフローが生じ、塗布膜２１は変形して有機絶縁膜１１となる。
【００２０】
ここで、塗布膜に用いる有機材料によって蒸気圧が異なるため溶解リフローの速さが異なる。アセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いると蒸気圧が高いため、０．１〜３分の蒸気暴露処理時間で塗布膜２１の平坦化が完了するが、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルやＮ−メチル−２−ピロリドンを用いると蒸気圧が低いため、５〜２０分の蒸気暴露処理時間を要する。
【００２１】
また、有機溶剤の温度に対して基板温度が高くなると処理時間は長時間を必要とし、基板温度が低くなると短時間の蒸気暴露処理で済む、という傾向が見られる。
【００２２】
ここで、上記第１の実施形態においては、有機溶剤としてアセトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いたが、他に、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含むものであれば良い。以下に述べる他の実施形態においても同様のことが言える。以下には、有機溶剤を上位概念としての有機溶剤と、それを具体化した下位概念の有機溶剤とに分けて示している。（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）
有機溶剤：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
上記有機溶剤の具体例：
・ＣＨ３ＯＨ、Ｃ２Ｈ５ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ２）ＸＯＨ
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
・エトキシエタノール
・メトキシアルコール
・長鎖アルキルエステル
・モノエタノールアミン（ＭＥＡ）
・アセトン
・アセチルアセトン
・ジオキサン
・酢酸エチル
・酢酸ブチル
・トルエン
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
・ジエチルケトン
・ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）
・メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）
・ブチルカルビトール
・ｎ−ブチルアセテート（ｎＢＡ）
・ガンマーブチロラクトン
・エチルセロソルブアセテート（ＥＣＡ）
・乳酸エチル
・ピルビン酸エチル
・２−ヘプタノン（ＭＡＫ）
・３−メトキシブチルアセテート
・エチレングリコール
・プロピレングリコール
・ブチレングリコール
・エチレングリコールモノエチルエーテル
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノメチルエーテル
・エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・ポリエチレングリコール
・ポリプロレングリコール
・ポリブチレングリコール
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリジエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・メチル−３−メトキシプロピオネート（ＭＭＰ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
・プロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰ）
・プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＥＥ）
・エチル−３−エトキシプロピオネート（ＦＥＰ）
・ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
・３−メトキシプロピオン酸メチル
・３−エトキシプロピオン酸エチル
・Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
また、本実施形態のリフローには、塗布膜を有機溶剤の蒸気中に暴露する方法を用いたが、塗布膜を極希薄な（例として、１／１００〜１／１０００）濃度の有機溶剤中に浸漬する方法も用いることができる。この方法では、有機溶剤濃度が高いと有機溶剤中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に有機溶剤の一部が浸透するように溶液中の有機溶剤濃度を極希薄に調整する必要がある。
【００２３】
上記塗布膜が、有機材料と有機溶剤とで構成される場合、有機材料としてアクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミド等が用いられる。この他に、塗布膜が無機材料と有機溶剤とで構成される場合、無機材料としては、シロキサン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシラン、シリコン、無機ガラス等が用いられる。
【００２４】
次に、本実施形態に用いられるリフロー方法を具体例に説明する。
【００２５】
まず、図２に示すように、深さ２０ｍｍのステンレスバット容器４０１に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤４０２を１０ｍｍまで入れ、バット容器４０１の上に絶縁基板１を処理面を裏返しにして蒸気暴露処理する面が有機溶剤４０２側に向くように配置させる。絶縁基板１の温度を２４℃、有機溶剤４０２の温度は、常温（２６℃付近）に保つようにする。こうして、有機溶剤の蒸気にさらし、蒸気暴露処理する。
【００２６】
塗布膜に上述した有機溶剤が浸透している状態では塗布膜が溶解してリフローが起きる（溶解リフロー）。有機溶剤の供給を絶つと有機溶剤は数十秒〜数分以内（有機溶剤の種類による）に塗布膜中に浸透した有機溶剤が蒸発して塗布膜が固まる現象が見られる。また、溶解中は有機溶剤が浸透しているので塗布膜は膨張状態になるが、有機溶剤が蒸発した後では体積が元に戻る。
【００２７】
この塗布膜２１の溶解リフローは、有機溶剤の浸透した塗布膜２１の上層より溶解が始まり、主として塗布膜２１の上層部分のリフローにより塗布膜２１の平坦化が完了する。
【００２８】
上記実施形態においては、有機絶縁膜１１の形成で平坦化を完了させているが、この後に、有機絶縁膜の平坦化膜としての絶縁性を高めるために、有機絶縁膜１１に、１５０〜１８０℃の範囲の温度で６０〜３００分の２次加熱処理や、１００〜１５０℃の範囲の温度で３０〜６０分の真空乾燥処理を加え、有機絶縁膜１１に含まれる有機溶剤等をほぼ完全に蒸発させる処理を追加する方法が採られる場合もある。
【００２９】
本実施形態の平坦化方法を用いれば、塗布膜２１が塗布直後に示した５００ｎｍの凸部の段差が、平坦化後に４０〜６０ｎｍに低減した。また、塗布膜２１の加熱処理が１００〜１４０℃で行われるため、塗布膜の下にある配線がアルミニウムで形成された場合においても、熱の影響によるヒロックの発生はない。
【００３０】
このように本発明の溶解リフローは前述の加熱リフローに比較すると、溶解リフロー時の塗布膜の粘度が低いので、凸部の塗布膜が溶解する際の塗布膜の重力で流出する速度が大きくなり、流出量が多くなる。従って、溶解リフローは加熱リフローに比較し、塗布膜が平坦化し易く、平坦性も良好で、熱処理による配線への影響もない。
【００３１】
また、本実施形態では図１（ａ）に示す様に、塗布膜２１の下地の凹凸を緩和させ易くするために、厚い膜厚で、高粘度の塗布膜を形成する。その後、塗布膜２１を有機溶剤の蒸気にさらすと、塗布膜２１中の表面側から有機溶剤が浸透し、塗布膜２１中に溶解するので塗布膜２１の上層部分の粘度が部分的に低下し、その部分の流動性が高くなる。
【００３２】
また、このときの有機溶剤の種類により、塗布膜２１の表面側からの有機溶剤の浸透速度、塗布膜２１の上層部分の粘度を異ならせることができるので、必要に応じ流動する速度と流動する深度を有機溶剤の選択と処理時間等でコントロールする。このような処理を施すことにより、塗布膜２１の表面の高流動性が実現でき、理想的な平坦化が実現出来る。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について図３〜５を用いて説明する。本実施形態は、横電界方式の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板及びＣＦ（カラーフィルタ）基板の表面の平坦化膜の形成方法である。図３は、薄膜トランジスタを搭載する基板（ＴＦＴ基板）を、それに対向する基板側から見た模式平面図であり、図４は、液晶表示装置を、図３における切断線Ｐ−Ｐ’を含み、基板に直交する平面で切断したときの液晶表示装置の模式断面図である。
【００３４】
まず、ガラス等からなる第１の透明基板１０１の上に、Ｃｒ材料をパターニングすることでゲート電極１０２と同時に共通電極１０３を形成する。
【００３５】
次に、ＳｉＮｘとＳｉＯ2からなる層間絶縁膜１０４を第１の透明基板１０１の全面を覆うよう形成する。続いて、アモルファスシリコン等からなる島状半導体膜１０５（図３）を形成し、さらに、Ｃｒ材料をパターニングすることで同一工程にて、ドレイン電極１０６、データ線１０７、ソース電極１０８、画素電極１０９をそれぞれ形成する。
【００３６】
最後に、バックチャネル部を保護する目的でＳｉＮｘからなるパッシベーション膜１１０を第１の透明基板１０１の最上層に全面を覆うよう形成して、さらにその上に平坦化膜１１１を形成するとＴＦＴ基板１００が得られる。
【００３７】
次に、ＴＦＴ基板１００に対向して配置され、透過光を着色するカラーフィルタ基板２００の製造手順を記載する。
【００３８】
まず、ガラス等からなる第２の透明基板２０１の上に、遮光材料を分散した樹脂からなるブラックマトリクス２１５をパターニングにより形成する。次に、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の色層２１６を形成する。続いて、第２の透明基板２０１の全面を覆うように平坦化膜２１１を形成して、カラーフィルタ基板２００が形成される。
【００３９】
このようにして作成したＴＦＴ基板１００とカラーフィルタ基板２００のそれぞれに、オフセット印刷等による方法で、配向膜１５０を印刷する。こうして得られたＴＦＴ基板１００とカラーフィルタ基板２００の配向膜１５０をラビング方法により所定の方向に配向膜分子を並べて（ラビング方向１６０）、この２枚の基板が所定の間隔を持つようにセルギャップ材を挟みこませて組み合わせ、その間隙に液晶１７０を封止した。
【００４０】
最後に、第１の透明基板１０１の他方の面上には偏光板１１８が、第２の透明基板２０１の他方の面上には導電膜２１７、偏光板２１８とが形成される。
【００４１】
上述の製造方法の中で、ＴＦＴ基板１００側の平坦化膜１１１は、図５の製造方法に従って形成される。
【００４２】
パッシベーション膜１１０上にアクリル、ポリイミド等の樹脂材料による塗布膜１２１を約２μｍ塗布形成する。このとき、塗布膜１２１の表面には有機絶縁膜１２１より下層のゲート電極１０２、共通電極１０３、島状半導体膜１０５、ドレイン電極１０６、データ線１０７、ソース電極１０８、画素電極１０９の段差に相当する凹凸が約５００ｎｍの高さに形成される（図５（ａ））。
【００４３】
この塗布膜１２１は、有機溶剤に溶解性の有る有機材料、または有機溶剤に溶解性の有る無機材料で構成され、スピンコート法により塗布される。
【００４４】
スピンコート法により塗布された塗布膜１２１は、１００〜１４０℃で１次加熱処理され、塗布膜を脱水処理するとともに有機溶剤の一部を蒸発させる。
【００４５】
次に、この塗布膜１２１の形成されたＴＦＴ基板１００を有機溶剤の溶液の蒸気中に暴露する。この処理時の有機溶剤の蒸気圧がリフロー処理進行速度に影響し、有機溶剤の温度と基板の温度とが共に常温（２５℃付近）である場合、約２μｍの膜厚の塗布膜１２１全体に溶解リフローが生じ、塗布膜１２１は平坦化膜１１１となる（図５（ｂ））。塗布膜１２１の溶解リフローにより、塗布膜１２１の５００ｎｍの段差が４０〜６０ｎｍとなり、平坦性の良い平坦化膜１１１が得られた。塗布膜１２１の平坦化に、アセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いると蒸気圧が高いので、０．１〜３分の蒸気暴露処理時間で塗布膜１２１の平坦化が完了するが、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルやＮ−メチル−２−ピロリドンを用いると蒸気圧が低いので、５〜２０分の蒸気暴露処理時間を要する。
【００４６】
上記実施形態においては、平坦化膜１１１の形成で平坦化を完了させているが、この後に、平坦化膜としての絶縁性を高めるために、平坦化膜１１１に、１５０〜１８０℃の範囲の温度で６０〜３００分の２次加熱処理や、１００〜１５０℃の範囲の温度で３０〜６０分の真空乾燥処理を加え、平坦化膜１１１のに含まれる有機溶剤等をほぼ完全に蒸発させる処理を追加する方法が採られる場合もある。
【００４７】
最後に、平坦化膜１１１の上に有機溶媒にポリイミドを溶解させた有機絶縁膜を塗布して配向膜１５０を形成する（図５（ｃ））。
【００４８】
ＣＦ基板２００側の平坦化膜２１１もＴＦＴ基板１００側と同じ方法で形成され、さらにその上に配向膜１５０が形成される。
【００４９】
以上のように、本発明の液晶表示装置の製造方法では、平坦化膜が塗布膜の溶解リフローにより（段差が４０〜６０ｎｍ）優れた平坦性を示すので、その上に形成される配向膜に対するラビング処理が配向膜全体に渡って均一となり、大きな凹凸（段差が約２００ｎｍ）を有する配向膜に対するラビングで生じる配向不良を防止することができる。
【００５０】
上述の実施形態では、塗布膜に有機溶剤に溶解する有機材料を用いたが、水溶性材料を用いることも可能である。この場合、水溶性材料として、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミドのうちのいずれか、或いは、これらの２種類以上の混合物を用いることができる。また、この水溶性材料を塗布膜として用いる場合には、溶解リフロー用の薬液として少なくとも水を含む水溶液を用いることで、有機溶媒における有機材料と同様の溶解リフローを生じさせることも可能である。
【００５１】
最後に、上述の本発明の第１、２の実施形態に示す塗布膜の形成方法は、例えばエレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示装置、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のアクティブ素子基板、半導体集積回路の製造方法として用いられる。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の有機膜の形成方法及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法では、有機膜の平坦化に、２００℃以下の加熱処理を経て有機膜に有機溶剤を浸透させて有機膜を溶解リフローさせるので、平坦性をよくすることができると共に、熱リフローに比べて熱処理温度が低く、配線のみならずＴＦＴなどの素子に対する熱の影響をなくすことができる。また、液晶表示装置においては、液晶表示装置の配向膜の下地として優れた平坦化膜を提供することができる。また、有機膜を横方向へ大きく、しかも制御性良く変形させることができるので、凹凸を有する基板の表面の平坦化であれば、種々の分野における製造局面での表面の平坦化にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を製造工程順に示す断面図である。
【図２】本発明に用いられる蒸気暴露装置の模式断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の製造工程を示す断面図である。
【図６】従来の平坦化膜の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 絶縁基板
２、３０２ 下層配線
３、１０４、３０３ 層間絶縁膜
４、３０４ 上層配線
１１、１１１、２１１ 有機絶縁膜
１３ 段差
２１、１２１、３２１ 塗布膜
１００ ＴＦＴ基板
１０１ 第１の透明基板
１０３ 共通電極
１０５ 半導体膜
１０６ ドレイン電極
１０７ データ線
１０８ ソース電極
１０９ 画素電極
１１０ パッシベーション膜
１１８、２１８ 偏光板
１５０ 配向膜
１７０ 液晶
２００ ＣＦ基板
２０１ 第２の透明基板
２１５ ブラックマトリクス
２１６ 色層
２１７ 導電膜
３０１ ガラス基板
３１１ 絶縁保護膜
４０１ ステンレスバット容器
４０２ 有機溶剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機膜の平坦化方法に関し、リフロー距離が大きくしかも制御性の良い有機膜の平坦化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子が形成された基板の表面の凹凸を埋めて基板表面を平坦化する技術には、凹凸を有する下地の基板上に有機膜を塗布し、有機膜に熱を加えて下地の凹凸を埋めて平坦化させる方法がある。
【０００３】
この方法を用いた例が、特開平７−１２０７８４号公報に開示されており、図６の断面図を用いて説明する。
【０００４】
図６（ａ）に示されるように、ガラス基板３０１の上に下層配線３０２を形成する。次に、下層配線３０２が形成されたガラス基板３０１上に、ポリアミド酸を０．１〜１μｍの厚さにスピンコーターで塗布し、２００〜３００℃の温度で焼成し、イミド化させてポリイミドからなる層間絶縁膜３０３を形成する（図６（ｂ））。続いて、層間絶縁膜３０３上に上層配線３０４を下層配線３０２と同様の方法により形成する。さらに、上層配線３０４上に層間絶縁膜３０３の形成と同様の方法を用いてポリイミド膜を０．１〜１．５μｍの厚さに形成して絶縁保護膜３１１とする（図６（ｃ））。
【０００５】
以上のように、層間絶縁膜３０３及び絶縁保護膜３１１は、共に液状のポリアミド酸をスピンコートすることにより形成しているため、下層配線３０２及び上層配線３０４による凹凸を埋めて層間絶縁膜３０３及び絶縁保護膜３１１の表面はそれぞれ平坦化される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の有機絶縁膜は、スピンコーターで塗布された後に、いずれも２００〜３００℃の温度で数十分〜１時間程度の加熱処理を受けており、下層配線または上層配線がアルミニウムで形成される場合は、加熱処理によるヒロック発生の問題が生じる可能性を有しており、２００℃を超える熱処理を経る有機絶縁膜の平坦化は、下地金属に熱的ストレスを与える。また、上記の有機絶縁膜の形成方法には、有機絶縁膜の平坦化の度合いが記載されていない。
【０００７】
本発明の目的は、凹凸を有する下地膜の表面を平坦化するに当たり、２００℃以下の加熱処理でしかも表面の平坦化が容易となる有機膜の平坦化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機膜の平坦化方法は、絶縁基板の表面に有機膜を塗布した後、前記有機膜に有機溶剤を浸透させて溶解を生じさせることにより前記有機膜を平坦化させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の有機膜の平坦化方法に用いられる有機膜は、次のような形態を有している。
【００１０】
まず、前記有機膜が有機溶剤に溶解する有機材料であり、前記有機溶剤が下記に示す材料のうち少なくとも一つを含み、前記有機材料がアクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミドのいずれかである。
有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・アルコキシアルコール類
・グリコールエーテル類
次に、前記有機材料がアクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミドのいずれかである。
【００１１】
また、本発明の有機膜の平坦化方法の一適用形態として、前記有機膜に有機溶剤を浸透させて溶解を生じさせた後、１００〜１８０℃の範囲の温度で熱処理を行い、前記有機膜中に含まれる有機溶剤を蒸発させる。
【００１２】
次に、本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にゲート線及びゲート電極を形成し、続いて、前記第１基板上に前記ゲート線及び前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成し、前記半導体膜をその上に形成したソース電極及びドレイン電極と接続する工程と、前記ゲート絶縁膜の上に前記半導体膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う保護膜を形成する工程と、前記保護膜の上に平坦化膜を形成する工程とを有する製造方法によりＴＦＴ基板を形成し、続いて、前記第１基板の前記平坦化膜側に前記第１基板と対向する第２基板を配置して対向基板を形成し、さらに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶組成物を充填する液晶表示装置の製造方法であって、前記平坦化膜を形成する工程が、前記保護膜の上に有機膜を塗布した後、前記有機膜に有機溶剤を浸透させて前記有機膜の溶解を生じさせることにより行われる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置の製造方法の一適用形態において、前記第１基板上には前記ゲート線と同時に共通電極が形成され、前記ソース・ドレイン電極の形成と同時に前記ソース・ドレイン電極の一部を構成する画素電極が形成され、前記共通電極と前記画素電極は互いに並行する櫛歯状の電極を有する。
【００１４】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法における平坦化膜は、上記の本発明の有機膜の平坦化方法における有機膜を用いて形成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、２層配線の表面に平坦化膜を形成する方法を示す製造工程断面図である。
【００１６】
先ず、絶縁基板１上に下層配線２を形成後、層間絶縁膜３を成膜しさらにその上に上層配線４を形成する。続いて、上層配線４の上にアクリル、ポリイミド等の樹脂材料による塗布膜２１を約２μｍ塗布形成する。このとき、下層配線２、層間絶縁膜３、上層配線４は、下層配線２、上層配線４による塗布膜２１表面の凹凸の段差１３が５００ｎｍとなるように形成される。
【００１７】
この塗布膜２１は、有機溶剤に溶解性の有る有機材料、又は有機溶剤に溶解性の有る無機材料で構成され、スピンコート法により絶縁基板１上に塗布される。
【００１８】
スピンコート法により塗布された塗布膜２１は、１００〜１４０℃で１次加熱処理され、塗布膜２１を脱水処理するとともに塗布膜２１に含まれる有機溶剤の一部を蒸発させる。
【００１９】
次に、この塗布膜２１の形成された絶縁基板１を有機溶剤の溶液の蒸気中に暴露する。この処理時の蒸気圧がリフロー処理進行速度に影響し、有機溶剤の温度と絶縁基板の温度とが共に常温（２５℃付近）である場合、約２μｍの膜厚の塗布膜２１全体に有機溶剤による溶解リフローが生じ、塗布膜２１は変形して有機絶縁膜１１となる。
【００２０】
ここで、塗布膜に用いる有機材料によって蒸気圧が異なるため溶解リフローの速さが異なる。アセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いると蒸気圧が高いため、０．１〜３分の蒸気暴露処理時間で塗布膜２１の平坦化が完了するが、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルやＮ−メチル−２−ピロリドンを用いると蒸気圧が低いため、５〜２０分の蒸気暴露処理時間を要する。
【００２１】
また、有機溶剤の温度に対して基板温度が高くなると処理時間は長時間を必要とし、基板温度が低くなると短時間の蒸気暴露処理で済む、という傾向が見られる。
【００２２】
ここで、上記第１の実施形態においては、有機溶剤としてアセトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いたが、他に、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含むものであれば良い。以下に述べる他の実施形態においても同様のことが言える。以下には、有機溶剤を上位概念としての有機溶剤と、それを具体化した下位概念の有機溶剤とに分けて示している。（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）
有機溶剤：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
上記有機溶剤の具体例：
・ＣＨ３ＯＨ、Ｃ２Ｈ５ＯＨ、ＣＨ３（ＣＨ２）ＸＯＨ
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
・エトキシエタノール
・メトキシアルコール
・長鎖アルキルエステル
・モノエタノールアミン（ＭＥＡ）
・アセトン
・アセチルアセトン
・ジオキサン
・酢酸エチル
・酢酸ブチル
・トルエン
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
・ジエチルケトン
・ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）
・メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）
・ブチルカルビトール
・ｎ−ブチルアセテート（ｎＢＡ）
・ガンマーブチロラクトン
・エチルセロソルブアセテート（ＥＣＡ）
・乳酸エチル
・ピルビン酸エチル
・２−ヘプタノン（ＭＡＫ）
・３−メトキシブチルアセテート
・エチレングリコール
・プロピレングリコール
・ブチレングリコール
・エチレングリコールモノエチルエーテル
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノメチルエーテル
・エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・ポリエチレングリコール
・ポリプロレングリコール
・ポリブチレングリコール
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリジエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・メチル−３−メトキシプロピオネート（ＭＭＰ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
・プロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰ）
・プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＥＥ）
・エチル−３−エトキシプロピオネート（ＦＥＰ）
・ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
・３−メトキシプロピオン酸メチル
・３−エトキシプロピオン酸エチル
・Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
また、本実施形態のリフローには、塗布膜を有機溶剤の蒸気中に暴露する方法を用いたが、塗布膜を極希薄な（例として、１／１００〜１／１０００）濃度の有機溶剤中に浸漬する方法も用いることができる。この方法では、有機溶剤濃度が高いと有機溶剤中にレジストが溶解し剥離を起こす為、溶解剥離を起こさずに、しかもレジスト中に有機溶剤の一部が浸透するように溶液中の有機溶剤濃度を極希薄に調整する必要がある。
【００２３】
上記塗布膜が、有機材料と有機溶剤とで構成される場合、有機材料としてアクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミド等が用いられる。この他に、塗布膜が無機材料と有機溶剤とで構成される場合、無機材料としては、シロキサン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシラン、シリコン、無機ガラス等が用いられる。
【００２４】
次に、本実施形態に用いられるリフロー方法を具体例に説明する。
【００２５】
まず、図２に示すように、深さ２０ｍｍのステンレスバット容器４０１に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤４０２を１０ｍｍまで入れ、バット容器４０１の上に絶縁基板１を処理面を裏返しにして蒸気暴露処理する面が有機溶剤４０２側に向くように配置させる。絶縁基板１の温度を２４℃、有機溶剤４０２の温度は、常温（２６℃付近）に保つようにする。こうして、有機溶剤の蒸気にさらし、蒸気暴露処理する。
【００２６】
塗布膜に上述した有機溶剤が浸透している状態では塗布膜が溶解してリフローが起きる（溶解リフロー）。有機溶剤の供給を絶つと有機溶剤は数十秒〜数分以内（有機溶剤の種類による）に塗布膜中に浸透した有機溶剤が蒸発して塗布膜が固まる現象が見られる。また、溶解中は有機溶剤が浸透しているので塗布膜は膨張状態になるが、有機溶剤が蒸発した後では体積が元に戻る。
【００２７】
この塗布膜２１の溶解リフローは、有機溶剤の浸透した塗布膜２１の上層より溶解が始まり、主として塗布膜２１の上層部分のリフローにより塗布膜２１の平坦化が完了する。
【００２８】
上記実施形態においては、有機絶縁膜１１の形成で平坦化を完了させているが、この後に、有機絶縁膜の平坦化膜としての絶縁性を高めるために、有機絶縁膜１１に、１５０〜１８０℃の範囲の温度で６０〜３００分の２次加熱処理や、１００〜１５０℃の範囲の温度で３０〜６０分の真空乾燥処理を加え、有機絶縁膜１１に含まれる有機溶剤等をほぼ完全に蒸発させる処理を追加する方法が採られる場合もある。
【００２９】
本実施形態の平坦化方法を用いれば、塗布膜２１が塗布直後に示した５００ｎｍの凸部の段差が、平坦化後に４０〜６０ｎｍに低減した。また、塗布膜２１の加熱処理が１００〜１４０℃で行われるため、塗布膜の下にある配線がアルミニウムで形成された場合においても、熱の影響によるヒロックの発生はない。
【００３０】
このように本発明の溶解リフローは前述の加熱リフローに比較すると、溶解リフロー時の塗布膜の粘度が低いので、凸部の塗布膜が溶解する際の塗布膜の重力で流出する速度が大きくなり、流出量が多くなる。従って、溶解リフローは加熱リフローに比較し、塗布膜が平坦化し易く、平坦性も良好で、熱処理による配線への影響もない。
【００３１】
また、本実施形態では図１（ａ）に示す様に、塗布膜２１の下地の凹凸を緩和させ易くするために、厚い膜厚で、高粘度の塗布膜を形成する。その後、塗布膜２１を有機溶剤の蒸気にさらすと、塗布膜２１中の表面側から有機溶剤が浸透し、塗布膜２１中に溶解するので塗布膜２１の上層部分の粘度が部分的に低下し、その部分の流動性が高くなる。
【００３２】
また、このときの有機溶剤の種類により、塗布膜２１の表面側からの有機溶剤の浸透速度、塗布膜２１の上層部分の粘度を異ならせることができるので、必要に応じ流動する速度と流動する深度を有機溶剤の選択と処理時間等でコントロールする。このような処理を施すことにより、塗布膜２１の表面の高流動性が実現でき、理想的な平坦化が実現出来る。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について図３〜５を用いて説明する。本実施形態は、横電界方式の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板及びＣＦ（カラーフィルタ）基板の表面の平坦化膜の形成方法である。図３は、薄膜トランジスタを搭載する基板（ＴＦＴ基板）を、それに対向する基板側から見た模式平面図であり、図４は、液晶表示装置を、図３における切断線Ｐ−Ｐ’を含み、基板に直交する平面で切断したときの液晶表示装置の模式断面図である。
【００３４】
まず、ガラス等からなる第１の透明基板１０１の上に、Ｃｒ材料をパターニングすることでゲート電極１０２と同時に共通電極１０３を形成する。
【００３５】
次に、ＳｉＮｘとＳｉＯ2からなる層間絶縁膜１０４を第１の透明基板１０１の全面を覆うよう形成する。続いて、アモルファスシリコン等からなる島状半導体膜１０５（図３）を形成し、さらに、Ｃｒ材料をパターニングすることで同一工程にて、ドレイン電極１０６、データ線１０７、ソース電極１０８、画素電極１０９をそれぞれ形成する。
【００３６】
最後に、バックチャネル部を保護する目的でＳｉＮｘからなるパッシベーション膜１１０を第１の透明基板１０１の最上層に全面を覆うよう形成して、さらにその上に平坦化膜１１１を形成するとＴＦＴ基板１００が得られる。
【００３７】
次に、ＴＦＴ基板１００に対向して配置され、透過光を着色するカラーフィルタ基板２００の製造手順を記載する。
【００３８】
まず、ガラス等からなる第２の透明基板２０１の上に、遮光材料を分散した樹脂からなるブラックマトリクス２１５をパターニングにより形成する。次に、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の色層２１６を形成する。続いて、第２の透明基板２０１の全面を覆うように平坦化膜２１１を形成して、カラーフィルタ基板２００が形成される。
【００３９】
このようにして作成したＴＦＴ基板１００とカラーフィルタ基板２００のそれぞれに、オフセット印刷等による方法で、配向膜１５０を印刷する。こうして得られたＴＦＴ基板１００とカラーフィルタ基板２００の配向膜１５０をラビング方法により所定の方向に配向膜分子を並べて（ラビング方向１６０）、この２枚の基板が所定の間隔を持つようにセルギャップ材を挟みこませて組み合わせ、その間隙に液晶１７０を封止した。
【００４０】
最後に、第１の透明基板１０１の他方の面上には偏光板１１８が、第２の透明基板２０１の他方の面上には導電膜２１７、偏光板２１８とが形成される。
【００４１】
上述の製造方法の中で、ＴＦＴ基板１００側の平坦化膜１１１は、図５の製造方法に従って形成される。
【００４２】
パッシベーション膜１１０上にアクリル、ポリイミド等の樹脂材料による塗布膜１２１を約２μｍ塗布形成する。このとき、塗布膜１２１の表面には有機絶縁膜１２１より下層のゲート電極１０２、共通電極１０３、島状半導体膜１０５、ドレイン電極１０６、データ線１０７、ソース電極１０８、画素電極１０９の段差に相当する凹凸が約５００ｎｍの高さに形成される（図５（ａ））。
【００４３】
この塗布膜１２１は、有機溶剤に溶解性の有る有機材料、または有機溶剤に溶解性の有る無機材料で構成され、スピンコート法により塗布される。
【００４４】
スピンコート法により塗布された塗布膜１２１は、１００〜１４０℃で１次加熱処理され、塗布膜を脱水処理するとともに有機溶剤の一部を蒸発させる。
【００４５】
次に、この塗布膜１２１の形成されたＴＦＴ基板１００を有機溶剤の溶液の蒸気中に暴露する。この処理時の有機溶剤の蒸気圧がリフロー処理進行速度に影響し、有機溶剤の温度と基板の温度とが共に常温（２５℃付近）である場合、約２μｍの膜厚の塗布膜１２１全体に溶解リフローが生じ、塗布膜１２１は平坦化膜１１１となる（図５（ｂ））。塗布膜１２１の溶解リフローにより、塗布膜１２１の５００ｎｍの段差が４０〜６０ｎｍとなり、平坦性の良い平坦化膜１１１が得られた。塗布膜１２１の平坦化に、アセトンやプロピレングリコールモノエチルエーテルを用いると蒸気圧が高いので、０．１〜３分の蒸気暴露処理時間で塗布膜１２１の平坦化が完了するが、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルやＮ−メチル−２−ピロリドンを用いると蒸気圧が低いので、５〜２０分の蒸気暴露処理時間を要する。
【００４６】
上記実施形態においては、平坦化膜１１１の形成で平坦化を完了させているが、この後に、平坦化膜としての絶縁性を高めるために、平坦化膜１１１に、１５０〜１８０℃の範囲の温度で６０〜３００分の２次加熱処理や、１００〜１５０℃の範囲の温度で３０〜６０分の真空乾燥処理を加え、平坦化膜１１１のに含まれる有機溶剤等をほぼ完全に蒸発させる処理を追加する方法が採られる場合もある。
【００４７】
最後に、平坦化膜１１１の上に有機溶媒にポリイミドを溶解させた有機絶縁膜を塗布して配向膜１５０を形成する（図５（ｃ））。
【００４８】
ＣＦ基板２００側の平坦化膜２１１もＴＦＴ基板１００側と同じ方法で形成され、さらにその上に配向膜１５０が形成される。
【００４９】
以上のように、本発明の液晶表示装置の製造方法では、平坦化膜が塗布膜の溶解リフローにより（段差が４０〜６０ｎｍ）優れた平坦性を示すので、その上に形成される配向膜に対するラビング処理が配向膜全体に渡って均一となり、大きな凹凸（段差が約２００ｎｍ）を有する配向膜に対するラビングで生じる配向不良を防止することができる。
【００５０】
上述の実施形態では、塗布膜に有機溶剤に溶解する有機材料を用いたが、水溶性材料を用いることも可能である。この場合、水溶性材料として、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミドのうちのいずれか、或いは、これらの２種類以上の混合物を用いることができる。また、この水溶性材料を塗布膜として用いる場合には、溶解リフロー用の薬液として少なくとも水を含む水溶液を用いることで、有機溶媒における有機材料と同様の溶解リフローを生じさせることも可能である。
【００５１】
最後に、上述の本発明の第１、２の実施形態に示す塗布膜の形成方法は、例えばエレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示装置、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のアクティブ素子基板、半導体集積回路の製造方法として用いられる。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の有機膜の形成方法及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法では、有機膜の平坦化に、２００℃以下の加熱処理を経て有機膜に有機溶剤を浸透させて有機膜を溶解リフローさせるので、平坦性をよくすることができると共に、熱リフローに比べて熱処理温度が低く、配線のみならずＴＦＴなどの素子に対する熱の影響をなくすことができる。また、液晶表示装置においては、液晶表示装置の配向膜の下地として優れた平坦化膜を提供することができる。また、有機膜を横方向へ大きく、しかも制御性良く変形させることができるので、凹凸を有する基板の表面の平坦化であれば、種々の分野における製造局面での表面の平坦化にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を製造工程順に示す断面図である。
【図２】本発明に用いられる蒸気暴露装置の模式断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の製造工程を示す断面図である。
【図６】従来の平坦化膜の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 絶縁基板
２、３０２ 下層配線
３、１０４、３０３ 層間絶縁膜
４、３０４ 上層配線
１１、１１１、２１１ 有機絶縁膜
１３ 段差
２１、１２１、３２１ 塗布膜
１００ ＴＦＴ基板
１０１ 第１の透明基板
１０３ 共通電極
１０５ 半導体膜
１０６ ドレイン電極
１０７ データ線
１０８ ソース電極
１０９ 画素電極
１１０ パッシベーション膜
１１８、２１８ 偏光板
１５０ 配向膜
１７０ 液晶
２００ ＣＦ基板
２０１ 第２の透明基板
２１５ ブラックマトリクス
２１６ 色層
２１７ 導電膜
３０１ ガラス基板
３１１ 絶縁保護膜
４０１ ステンレスバット容器
４０２ 有機溶剤
Claims (11)
- 絶縁基板上に塗布した有機膜に有機溶剤を浸透させて溶解を生じさせ有機膜の平坦化を行う方法において、使用する前記有機溶剤の種類の選択と前記有機溶剤の温度と前記絶縁基板との温度差設定、すなわち、前記有機溶剤の温度に対する前記絶縁基板の温度が高い設定により前記有機膜の溶解速度を遅く、または、前記有機溶剤の温度に対する前記絶縁基板の温度が低い設定により前記有機膜の溶解速度を速くする溶解速度の制御方法と、その処理時間の設定とにより、前記有機膜の上層部分の溶解する深度を制御し、前記有機膜の上層部分と下層部分との粘度を異ならせ、主に上層部分の粘度を低下させ溶解させ流動化させることを特徴とする有機膜の平坦化方法。
- 前記有機溶剤に固有の蒸気圧の違いを利用して前記有機膜の溶解速度、又は溶解深度を制御することを特徴とする請求項１に記載の有機膜の平坦化方法。
- 蒸気圧の高い有機溶剤を用い、前記有機膜の溶解速度を速めることを特徴とする請求項２記載の有機膜の平坦化方法。
- 蒸気圧の低い有機溶剤を用い、前記有機膜の溶解速度を遅くすることを特徴とする請求項２記載の有機膜の平坦化方法。
- 前記有機溶剤の温度と、基板の温度とを常温付近に維持し平坦化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の有機膜の平坦化方法。
- 基板上に塗布した有機膜に有機溶剤を浸透させて溶解を生じさせ有機膜の平坦化を行う方法において、前記有機膜が、水溶性材料を用いた塗布膜であるとき、前記有機膜中に浸透させ溶解させる薬液として、少なくとも水を含む水溶液を用いることを特徴とする請求項５に記載の有機膜の平坦化方法。
- 前記有機膜に前記有機溶剤、または前記水溶液を浸透させる方法が、前記有機膜を前記有機溶剤、または前記水溶液の溶液の蒸気にさらすことにより行われることを特徴とする請求項６に記載の有機膜の平坦化方法。
- 前記有機膜に前記有機溶剤、または前記水溶液を浸透させる方法が、前記有機膜を前記有機溶剤、または前記水溶液の溶液に浸漬することにより行われることを特徴とする請求項６乃至７のいずれか１つに記載の有機膜の平坦化方法。
- 前記有機膜が有機溶剤に溶解する有機材料であり、前記有機溶剤が下記に示す材料のうち少なくとも一つを含む請求項１に記載の有機膜の平坦化方法。
有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・アルコキシアルコール類
・グリコールエーテル類 - 前記有機材料がアクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミドのいずれかである請求項９記載の有機膜の平坦化方法。
- 前記有機膜に有機溶剤を浸透させて溶解を生じさせた後、１００〜１８０℃の範囲の温度で熱処理を行い、前記有機膜中に含まれる有機溶剤を蒸発させる請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の有機膜の平坦化方法。
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