JP4355900B2 - Method for planarizing substrate surface, and method for manufacturing planarized substrate, liquid crystal display device, organic EL element, and semiconductor device - Google Patents

Method for planarizing substrate surface, and method for manufacturing planarized substrate, liquid crystal display device, organic EL element, and semiconductor device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子、有機エレクトロルミネセンス素子(有機EL素子)、半導体等の半導体装置、マイクロオプティクス等の光学機器の製造工程における基板表面の平坦化方法、平坦化基板の製造方法、平坦化した基板を用いた液晶表示装置、有機EL素子および半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子(LCD:Liquid Crystal Display)は、直視型のモニタや、投写型のプロジェクタに広く利用されている。現在利用されている多くのLCDは、電極を作製した2枚のガラス基板間に液晶を封入し、その液晶に電場を印加して液晶の配向状態を変更することにより、表示を行っている。
【0003】
特にTFT(Thin Film Transistor)を用いたLCDは、高画質・高精細の点で優れているため、利用が進んでいる。TFT−LCDの1画素は、表示部分と、TFTや配線が配置されている非表示部分とに区分することができ、この非表示部分は、一般に遮光層によって覆われて表示に寄与しない構造になっている。
【0004】
ところで、LCDでは、TFTや配線に起因する凹凸が液晶に接する側の基板表面に生じる。LCDでは、基板表面の凹凸は液晶の配向を乱す要因となり、ひいてはLCDの表示品質の低下につながる。
【0005】
TFT−LCDに広く用いられているツイステッドネマチック(TN)モードでのLCDの表示品質の低下の原因を、図25と図26を用いて簡単に説明する。図25は凹凸がない理想的な平坦化基板を用いた液晶表示素子の断面図であり、図26は凹凸を有する基板を用いた液晶表示素子の断面図である。液晶表示素子は、TFT基板532と対向基板533で液晶層534を狭持した構造となっている。TFT基板532側は、画素電極524に印加する電圧を制御するためのTFT523、配線522、TFT523と画素電極524を電気的に接触させるためのコンタクトホール526、平坦化膜525等からなる。一方、対向基板533側は対向電極527等からなる。TFT基板532と対向基板533の液晶層534と接する側には配向膜が存在するが、図では省略している。
【0006】
TNモードでは、画素電極524と対向電極527間に発生する縦電界により液晶の配向を制御している。一般的には、コントラスト比(白表示時と黒表示時の透過率の比)に優れるので、縦電界発生時に黒、無電界時に白のノーマリホワイトモードを使用している。ところが、隣接する画素電極524の印加電圧が異なるとき、縦電界のみならず画素電極524間に横電界が発生する。この横電界により液晶の配向ベクトルに、点傾531と呼ばれる不連続点が発生する(例えば、非特許文献1参照。)。点傾531は、ノーマリホワイトモードの黒表示時には光抜けとなる。したがって、高コントラスト比を得るためにはディスクリネーションを隠すために、遮光膜(BM膜)を大きくする必要があるので、光が透過する画素開口部の面積を全体の面積で割った値である画素開口率が低下する。もしくは、画素開口率を維持し明るさを得るために、コントラスト比が低下する。
【0007】
横電界による点傾531が、画素電極524上に大きく進入することを防ぐには、液晶分子のプレチルト角530を大きくすることが効果的であることが知られている(例えば、非特許文献2参照。)。
【0008】
図25の凹凸がない理想的な平坦化基板では、液晶分子529に高プレチルト角530を誘起する配向膜を選択することにより、画素電極524上、配線522上の液晶分子529は均一なプレチルト角530が得られる。したがって、画素電極524上に点傾531は大きく進入しないので、高コントラスト比と高画素開口率が両立可能である。
【0009】
一方、図26の配線522に起因する凸部528が存在する基板では、高プレチルト角配向膜を選択することにより、画素電極524上の液晶分子529はプレチルト角530が得られる。しかし、凸部528の斜面上では液晶分子529aの見かけのプレチルト角が小さくなる。場合によっては、プレチルト角が負になる。したがって、配線上に凸部による斜面があると、液晶分子のプレチルト角を大きくすることにより点傾531が画素電極524上に大きく進入することを防ぐ効果が失われ、明るさまたはコントラスト比が低下する。
【0010】
特に、プロジェクタ用の対角1インチ程度のLCDでは、直視型の対角15インチなどのモニタと比べると、画素ピッチが10〜30μmと非常に小さくなり、相対的にTFTや配線が占める面積が大きく、TFTや配線に起因する基板表面凹凸による表示品質への影響が大きい。
【0011】
以上より、基板表面の凹凸をなくして平坦にすることが、LCDの表示品質を向上させるために必要である。
【0012】
次に、有機EL素子では、陽極に凹凸があるとリーク電流が発生し、輝度が低下するばかりでなく、陽極と陰極がショートして、ショート部にのみ電流が流れることにより、他の部分では素子が発光しなくなる場合がある。これを防ぐため、陽極を研磨する技術が開示されている(特許文献1参照。)。
【0013】
図27に有機EL素子の断面図を示す。有機EL素子は、TFT基板532と画素電極524上に作製した正孔輸送層542、有機EL層543、上部電極544、透明電極膜545からなる。絶縁層541は画素電極524と透明電極膜545が接触するのを防止する。TFT基板532側は、画素電極524と上部電極544間の電流を制御するためのTFT523、配線522、TFT523と画素電極を電気的に接触させるためのコンタクトホール526、平坦化膜525等からなる。
【0014】
陽極は画素電極524に対応するが、画素電極524を研磨するときに、TFT基板532に凹凸があると問題が生じる。図28は凹凸がない理想的なTFT基板の断面図であり、図29(a)は凹凸を有するTFT基板の断面図である。
【0015】
図28(a)のように凹凸がない理想的なTFT基板では、図28(b)に示す研磨パッド546を用いた化学的機械研磨(CMP)等により、画素電極524を研磨可能である。
一方、図29(a)のように凹凸を有するTFT基板では、凸部528が障害となり画素電極524を研磨することはできない。
【0016】
CMPは、研磨液を供給しながら、定盤上に敷いた研磨パッドに基板を押しつけ、定盤を回転させることにより、基板を研磨する方法である。研磨液による化学反応と、研磨パッドと基板との機械的な摩擦により、効果的に平坦化することができる。
【0017】
また、半導体装置の分野では、高集積化・高性能化に伴い配線の微細化・多層化が進んでおり、配線の微細化は、フォトリソグラフィ工程における露光時の解像度を上げることで対応できる。
【0018】
しかし、解像度を上げると、露光装置の焦点深度が浅くなるため、基板表面に生じる配線に起因する凹凸が存在すると、その凹凸に対して露光装置の焦点深度が対応できず露光精度が悪くなり、配線の微細化が困難になる。したがって、半導体装置の製造においては、基板表面を平坦にすることが求められている。
【0019】
さらに、マイクロオプティクスは、他の光学部品と組み合わせた使用や、複数の機能をもたせるために積層構造にすることが多い。他の光学部品との組立や積層構造での製造を簡単にするために、基板表面が平坦であることが求められている。
【0020】
マイクロオプティクスの一つであるマイクロレンズアレイを例に説明すると、マイクロレンズアレイでは、レジストの熱ダレ,エッチング,機械加工などで基板上にレンズ面となる凹凸形状を作製している。
【0021】
この状態では、例えばレンズとプリズムを組み合わせるため、マイクロレンズ上にプリズムを作製しようとしても、基板表面の凹凸のため作製は困難である。そこで、マイクロオプティクスにおいても、基板表面を平坦にすることが求められている。
【0022】
液晶表示素子、有機EL素子、半導体、マイクロオプティクス等の分野における、従来の基板表面の平坦化方法としては、大きく分けて平坦化膜法,エッチバック法、研磨法の3つが知られている。
【0023】
まず、平坦化膜法は、加熱したときの流れ性が優れた平坦化膜を基板表面に塗布し、この平坦化膜を加熱してリフローさせることにより、基板表面を平坦にするものである。平坦化膜法を図30を用いて説明する。
【0024】
まず、図30(a)に示すように、基板610上に配線611が作製され、その基板表面上に絶縁膜619が成膜される。ここで、配線611の影響により、基板表面の絶縁膜619に凹凸が生じる。
【0025】
そこで、図30(b)に示すように、絶縁膜619上に平坦化膜616を塗布し、基板表面を平坦にしている。ときには、その平坦化膜616を加熱してリフローさせることにより、基板表面を平坦にしている。
【0026】
しかし、図30に示す平坦化膜法は、基板表面の凹凸を均すことはできるが、凹凸の段差に比べ平坦化膜の膜厚を厚くしないと、十分に平坦化ができない。このため、図31に示すように、画素電極624とTFT623との距離が長くなり、コンタクトホール626が深くなる。
【0027】
次に、エッチバック法とは、前記平坦化膜法で作製した膜をエッチングすることにより、平坦にする方法である。エッチバック法を図32を用いて説明する。
【0028】
図32(a)および(b)の工程は図30に示す平坦化膜法と同じである。平坦化膜法では、一般的に平坦化膜616の膜厚が厚い方がより平坦化されるため、高い平坦度を得ようとすると平坦化膜616の膜厚が厚くなるという問題点があるが、エッチバック法では、この問題が生じることはない。
【0029】
図32(c)に示すように、エッチバック法では、平坦化する領域の全面をエッチングすることにより、平坦化膜616の膜厚を薄くしている。エッチングには、CCl4、CF4、CHF3、O2等の反応ガスを用いるドライエッチングが用いられる。
【0030】
また、研磨法とは、基板表面を研磨することにより平坦にする方法である。特に、前述の化学的機械研磨(CMP)が利用されることが多い。
【0031】
【特許文献1】
特開平09−245965号公報
【非特許文献1】
日本学術振興会情報科学用有機材料第142委員会液晶部会編「液晶辞典」培風館出版、1989年12月5日、p.134−136
【非特許文献2】
松本正一 編著「液晶ディスプレイ技術」産業図書出版、1996年11月8日、p193
【0032】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子や有機EL素子のTFT基板では、平坦化膜の膜厚が厚くなると、コンタクトホールも深くなる。これにより、画素電極とTFTのコンタクト不良が増加し歩留まりが低下する。
【0033】
また、エッチバック法での平坦化は、ドライエッチング工程よりも平坦化膜塗布工程での平坦化によりほぼ決まってしまうため、エッチバック法でも平坦化膜法と同様に平坦化は十分にできないという問題点がある。また、平坦化膜を厚くすると、エッチング量が増加し作業時間が増加する。
【0034】
また、研磨法、特にCMPでは、平坦化は十分に行うことができるが、高価なCMP装置を導入する必要があり、消耗品である研磨液や研磨パッドのコストも高くなるという問題点がある。平坦化膜が有機材料であるときは、無機膜の研磨と異なり、膜が柔らかく研磨が困難である。また、研磨時に傷が発生する場合もある。
【0035】
本発明の目的は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体等の半導体装置、マイクロオプティクス等の光学機器の製造工程における基板表面の平坦化方法、および平坦化した基板を用いた液晶表示装置、有機EL素子を提供することである。
【0036】
なお、本発明で得る平坦化面とは、完全に平坦に近い平坦面、または、少なくとも従来の平坦化膜法の平坦化面よりは薄い平坦化膜層で、凹凸の差を減少させた平坦化面である。
【0037】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板表面の平坦化方法は、凹凸を有する基板表面の凹部の濡れ性を凸部より高める工程と、濡れ性が高められた凹部のみに選択的に成膜して、基板表面を平坦化する工程とを有する。
【0038】
また、本発明の平坦化基板の製造方法は、上記本発明の基板表面の平坦化方法を有する。
【0039】
凹凸部の濡れ性を露光により相互に異ならせるには、露光により濡れ性が変化する濡れ性変化膜をあらかじめ基板表面に塗布した後、必要な部位のみ選択的に、露光により上記の膜に化学反応を生じさせて膜自体の濡れ性を変化させるか、または、露光により上記の膜に気体分解を生じさせてその下面にある膜を露出させる。選択的に露光させるには、基板表面の凹凸に対応した露光パタンを有する露光用マスクを用いるか、または、凸部が露光による影響をその背面に及ぼさない金属で形成されている場合に、前記の凸部のない基板裏面から露光することで、凸部のみを露光させないようにして行う。露光効果を促進するため、濡れ性変化膜に光触媒を含ませ、または、その下面に光触媒膜を設けることもできる。
【0040】
このようにして形成された濡れ性の異なる基板表面に、凸部に対してははじかれ積層せず、凹部に対しては平坦化膜が積層するような平坦化膜を塗布する。これにより、凸部表面には平坦化膜が成膜されず、凹部にのみ平坦化膜を成膜することが可能となる。すなわち、本発明は、凹凸構造を有する基板の凸部表面と、凹部の平坦化膜に対する濡れ性を異ならせ、平坦化膜に対する濡れ性を凹凸に応じて調整することにより、凸部に不必要に平坦化膜が成膜せず、薄い平坦化膜の膜厚で平坦化基板が得られる。
【0041】
また、放電により凹凸構造の凸部表面と凹部表面の平坦化膜に対する濡れ性を異ならせることにより、凸部表面には平坦化膜を成膜せず、凹部表面に平坦化膜を成膜することもできる。これにより、凸部には不必要に平坦化膜が成膜されず、薄い平坦化膜の膜厚で平坦化基板が得られる。
【0042】
さらに、表面処理剤により凹凸構造の凸部表面と凹部表面の平坦化膜に対する濡れ性を異ならせることにより、凸部表面には平坦化膜を成膜せず、凹部表面に平坦化膜を成膜することもできる。
【0043】
基板を平坦化した後、凸部を露光するか、凸部に残存した濡れ性変化膜を溶解することで、基板表面全域を同じ濡れ性にそろえることもできる。これにより、平坦化された基板の上にさらに別の膜を成膜することが可能となる。別の膜として別の平坦化膜を成膜すれば、基板表面をより一層平坦化することができる。
【0044】
本発明は、基板を有する種々の装置に適用することができる。例えば、本発明の液晶表示装置は、本発明の基板表面の平坦化方法により表面を平坦化された液晶を用いている。これにより、従来技術と比べ性能あるいは信頼性のより向上した種々の装置を提供することができる。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。
【0046】
本発明による基板表面の平坦化方法は、凹凸を有する表面を成形する基板表面の平坦化方法であって、基板表面凸部と基板表面凹部の、平坦化膜に対する濡れ性を変化させ、基板表面の濡れ性の違いにより、基板表面の凹部に選択的に平坦化膜を塗布し、基板表面を平坦にすることを特徴とするものである。 ここで、凹部とは凸部以外の平面をいう。
【0047】
基板表面の濡れ性を変化させる手段としては、具体的には、基板表面の凹凸形状に対応させてパタン露光する方法、マスクを基板表面に生成後、放電により表面処理する方法、表面処理剤による方法がある。以下、各々の方法による本発明の実施の形態を説明する。
【0048】
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による基板表面の平坦化方法について、その基本概念を工程順に示す断面図である。
【0049】
図1(a)は、平坦化を行う前の基板表面の状況を示す。基板10の表面には凹部10aと凸部10bとが存在している。
【0050】
まず、図1(b)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14を用いて、基板表面をパタン露光する。露光用マスク14は、光透過部14aと光遮光部14bとを有しており、基板表面の凹部10bは光透過部14aに、基板表面の凸部10aは光遮光部14bにそれぞれ対応している。また、基板表面は撥水性であり、露光によって濡れ性が親水性へと変化する特性を有している。
【0051】
基板表面に露光することにより、凹部10bに、処理前後で平坦化膜16に対する濡れ性が変化した濡れ性変化面30が形成される。すなわち、凹部10bは撥水性から親水性に変化する。例えば、凸部10aと凹部10bが、末端基にアルキル基を有するポリマー樹脂のとき、紫外線照射により末端基を切断することにより、パタン露光された凹部10bは、親油性から親水性へと濡れ性が変化する。
【0052】
次に、図1(c)に示すように、基板表面に平坦化膜16を成膜する。基板表面の凸部10aは撥水性であり、凹部10bは親水性であるから、親水性の平坦化膜16は、親水性の凹部10bにのみ積層され、撥水性の凸部10aの上には積層しない。これにより、凹部10aには、凸部10bの高さまで平坦化膜16が積層し、平坦化面21が得られる。
【0053】
平坦化面21の凹凸が問題にならなければ、凸部10aと高さを合わせるまで平坦化膜16を成膜する必要はない。また、逆に凹部10bに成膜した平坦化膜16の膜表面が、凸部10aよりも高くなってもよい。
【0054】
なお、以上の説明では、平坦化膜16は親水性であるとしたが、親油性であっても構わない。この場合は、パタン露光された凹部10bは、撥油性から親油性へと濡れ性が変化する。
【0055】
以上が、実施形態1の基本概念であるが、さらに、図2から図16を用いて、具体例により、詳細に説明を行う。実施形態1−1から1−7では、基板上の配線が原因となり凹凸が発生する場合における本発明の実施形態を説明し、さらに、実施形態1−8から1−11では、配線が2次元的に設けられ相互に交差する場合や、マイクロレンズアレイ等に適用した場合の実施形態を説明する。
【0056】
(実施形態1−1)
図2は、本発明の実施形態1−1による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。図3は、図2に示す基板表面の平坦化方法の平坦化処理前の基板表面を示す上面図である。
【0057】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面に適用可能なものである。
【0058】
図2(a)に示すように、基板10上には配線11が形成され、さらにその上に、基板全体を覆うように絶縁膜19が成膜されている。配線11は図3に示すように、一方向に複数個並列に配置されている。図3の断面B−B’が図2の断面図に対応する。
【0059】
まず、図2(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはアルコキシシリル基を有するフルオロカーボンが用いられる(以後FAS1と称する)。FAS1としては以下に示す一般式1に示される化合物を例示することができるが、これらの例に限定されるものではない。
【0060】
一般式1 (CF3-(CF2)n-CH2-CH2)m-Si-(OR3)4-m
式中 n は 0〜12 の整数を示す。m は 1〜3 の整数を示す。Rは炭素数 1〜5 のアルキル基を示す。FAS1は、紫外光を照射されると、アルコキシシリル基が親水性のSiO2に変化する性質がある。また、この膜厚には特に制限はない。さらに、この撥水撥油層の成膜方法には特に制限はなく、スピンコート法、ディップ法、蒸着法等を例示することができるが、これらの例に限定されるものではない。
【0061】
次に、図2(c)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13に光15を照射する。光源としては紫外光を使用する。
【0062】
露光用マスク14は、光透過部14aと光遮光部14bとを有しており、基板表面の凹部は光透過部14aに、基板表面の凸部は光遮光部14bに、それぞれ対応している。したがって、紫外光が照射された凹部では、FAS1が分解され、基板表面の凹部の撥水撥油膜13は、撥水撥油性部13aから、濡れ性変化面となる親水親油性部13bに変化する。一方、凸部は露光されないので撥水撥油膜13は、撥水撥油性部13aのままである。すなわち、撥水撥油膜13は、FAS1が分解した親水親油性部13bと、FAS1が残留した撥水撥油性部13aの2つの領域に区分される。 ここで、照射光は撥水撥油膜13が分解する以上のエネルギを有する電磁波であればよく、その強度、照射角度、照射時間、周波数に制限はない。
【0063】
露光用マスク14を用いた露光の終了後、図2(d)に示すように、撥水撥油膜13の表面に平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bの上面には平坦化膜16が積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整することにより、親水親油性部13bの上に積層された平坦化膜16の表面高さと、配線11上に塗布した撥水撥油膜13の表面高さを合わせることによって平坦化面21が得られる。平坦化膜16の成膜法はスピンコート法、ディップ法、スプレー法、ノズル噴射法、印刷法、転写法等を例示することができるが、これらの例に限定されるものではない。
【0064】
次に、図2(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、配線11上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、配線11上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0065】
他の膜をさらに塗布するためには、上記方法以外に、基板10をパーフルオロオクタンに浸漬し、撥水撥油膜13を溶解除去してもよい。この場合は、平坦化膜16を塗布するときに、除去する撥水撥油膜13の分だけ、平坦化膜16の表面を低くしておいてもよい。撥水撥油膜13上に他の膜を塗布しないときや、撥水撥油性部13a上に他の膜が塗布可能なときはこの工程は必要ない。
【0066】
以上により、本発明の目的である基板の平坦化が達成されるが、さらに次の工程を行うことにより、配線11による凹凸をより一層平坦化することが可能である。すなわち、図2(f)に示すように、平坦化膜17をさらに塗布することにより、平坦化面22が得られる。既に平坦化面21を得ているので、平坦化膜17は薄い厚さでも平坦化の効果は高い。平坦化面22は、配線11による凹凸を平坦化面21よりさらに減少することが可能である。
【0067】
平坦化面22に別の平坦化膜(図示せず)を更に塗布することにより、より一層凹凸が減少した平坦化面(図示せず)を得ることも可能である。このときも、上記の別の平坦化膜は、既に平坦化面22を得ているので、薄い厚さでも平坦化の効果は高い。
【0068】
次に、露光による撥水撥油膜13の親水親油性への変化が弱いときや、遅いときには、光触媒を撥水撥油膜13に含ませることにより、露光による変化を促進することができる。光触媒には、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、硫化カドミウム、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム等が使用できる。
【0069】
さらに、平坦化膜16について以下のことが言える。まず第一に、平坦化膜16は、撥水撥油膜13の親水親油性部13bに積層可能で、撥水撥油膜13の撥水撥油性部13aには積層できない材料であれば、任意に使用できる。
【0070】
第二に、平坦化膜16の加熱処理が行われる際、加熱溶融性がよい平坦化膜16を用いることにより、平坦化膜16の流れ性を利用してさらに基板表面を平坦化することができる。
【0071】
第三に、本実施形態では配線11上に絶縁膜19を成膜した後に平坦化膜16を塗布したが、配線11上に平坦化膜16を直接塗布し、この平坦化膜16を絶縁膜として用いるようにしてもよい。
【0072】
本実施形態によれば、露光により撥水撥油性から親水親油性に変化する撥水撥油膜13を使用することで、凹凸を有する基板の平坦化が可能となり、従来のフォトリソグラフィ装置がそのまま使えるため、新規に装置を導入する必要がなく、コストを抑えることができる
さらに、従来の平坦化法と異なり、撥水撥油性部13aの効果により、配線11上には平坦化膜16が塗布されないので、平坦化膜16を基板表面の凹凸の差以上に塗布することなく、基板表面を平坦化することが可能である。したがって、平坦化膜16の膜厚、または平坦化膜16と平坦化膜17の合計膜厚を薄くすることが可能であり、コストを抑えることができる。
【0073】
(実施形態1−2)
図4は、本発明の実施形態1−2による他の基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0074】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0075】
本実施形態は、撥水撥油膜13を露光する工程で、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14を用いずに、基板裏面から露光する点が、実施形態1−1と異なる。
【0076】
図4(a)に示すように、基板10上に配線11が形成され、さらにその上に絶縁膜19が成膜されている。凹凸の原因となる配線11は、金属からなっており光が透過しない。一方、基板10は光を透過する。
なお、ここで光を透過させないとは、基板10、金属等の光を透過させない物質、撥水撥油膜13の順で積層したもの(条件A)と、基板10、撥水撥油膜13の順で積層したもの(条件B)とを、撥水撥油膜13の反対側から露光したとき、条件Bでは、撥水撥油膜13が撥水撥油性から親水親油性に変化し、条件Aでは、撥水撥油膜13が撥水撥油性から親水親油性に変化するのに必要な波長の光が、物質により反射、もしくは吸収されることにより、撥水撥油性のままであることと定義する。
【0077】
本実施形態では、まず、図4(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0078】
次に、図4(c)に示すように、撥水撥油膜13を塗布した面の逆側の面より、撥水撥油膜13を露光する。凹凸の原因となる配線11は金属からなり、光15は透過せず撥水撥油膜13まで露光されないので、配線11上に塗布した撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aのままである。一方、凹凸の原因となる配線11がないところは、光15は透過し撥水撥油膜13まで露光されるので、撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。
【0079】
次に、図4(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は撥水撥油膜13上に積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整することにより、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11上に塗布した撥水撥油膜13の膜表面の高さを合わせることによって平坦化面21が得られる。
【0080】
次に、図4(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、配線11上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、配線11上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0081】
なお、本実施形態においても、図4(f)に示すように、平坦化膜17を更に塗布することにより、平坦化面22が得られる。その効果も実施形態1−1と同様である。
【0082】
本実施形態は、金属等光を透過させない物質により凸部が形成されている基板を平坦化するときに有効な方法である。具体的な効果として、露光用マスクの費用を削減することが可能である。
【0083】
(実施形態1−3)
図5は、本発明の実施形態1−3による他の基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0084】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0085】
本実施形態は、撥水撥油膜13を塗布する前に、光触媒膜31を成膜しておくことが、実施形態1−1、1−2と異なる。
【0086】
図5(a)に示すように、基板10上に配線11が形成され、さらにその上に絶縁膜19が成膜されている。なお、絶縁膜19を成膜する前の図5(a)の基板の上面図は図3と共通である。図3の断面B−B’が図5の断面図に対応する。
【0087】
まず、図5(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、光触媒膜31を成膜する。光触媒膜31の材料は露光により電子とホールが発生する物質であり、二酸化チタンの他、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、硫化カドミウム、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム等を例示することができるがこれらの例に限定されるものではない。また、成膜方法については特に制限はなく、例えばスパッタ法、ゾルゲル成膜法などを例示することができる。さらに、この膜厚についても特に制限はない。
【0088】
次に、図5(c)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0089】
次に、図5(d)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13に露光する。露光用マスク14は、光透過部14aと光遮光部14bとを有しており、基板表面の凹部は光透過部14aに、基板表面の凸部は光遮光部14bに、それぞれ対応している。露光用マスク14を用いた露光により、基板表面の凹部の撥水撥油膜13は、撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。すなわち、光触媒膜31上に撥水撥油膜13を成膜することにより、露光された領域は、光触媒膜31の半導体光触媒としての作用により電子とホールが生成し、FAS1を分解する。分解されたFAS1はアルコキシシリル基がSiO2になる。こうして光触媒膜がないときに比べて、撥水撥油性の変化が促進される。一方、凸部は露光されないので、撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aのままである。照射光は光触媒のバンドギャップに相当するエネルギ以上のエネルギを有する電磁波であり、その強度、照射角度、照射時間、周波数に制限はない。また、これらの電磁波と、バンドギャップに相当するエネルギ以下のエネルギを有する電磁波を同時に露光してもよい。
【0090】
次に、図5(e)に示すように、撥水撥油膜13の上に平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は撥水撥油膜13上に積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整することにより、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11上に塗布した撥水撥油膜13の膜表面の高さを合わせることによって平坦化面21が得られる。光触媒層31により、露光による撥水撥油膜13の撥水撥油性から親水親油性への変化を促進することが可能である。
【0091】
(実施形態1−4)
図6は、本発明の実施形態1−4による他の基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0092】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0093】
本実施形態は、撥水撥油膜13が露光により気体分解物となって消失する点が、実施形態1−1から1−3と異なる。
【0094】
図6(a)に示すように、基板10上に配線11が形成され、さらにその上に絶縁膜19が成膜されている。絶縁膜19を成膜する前の図6(a)の基板の上面図は図3と共通である。図3の断面B−B’が図6の断面図に対応する。
【0095】
まず、図6(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはアルコキシシリル基を有するフルオロカーボンが用いられる(以後FAS2と称する)。FAS2としては以下に示す一般式2から4に示される化合物を例示することができるが、これらの例に限定されるものではない。
【0096】
一般式2 G-CF2-(CF2)n-CF2-G
一般式3 G-(CF2-CF2-O)p-(CF2-O)q-G
一般式4 G-(CF2-CF2-O)p-G
式中 n は 0〜12 の整数を示す。G はそれぞれ独立に F、 CH2-OH、もしくはCOOH を示す。p, q は それぞれ独立に0〜4の整数を示す。FAS2は紫外光が照射されると、分解し気体分解物となって消滅する性質を有している。また、この膜厚には特に制限はない。さらに、この撥水撥油層の成膜方法には特に制限はなく、スピンコート法、ディップ法、蒸着法等を例示することができるが、これらの例に限定されるものではない。
【0097】
次に、図6(c)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13に露光する。露光用マスク14は、光透過部14aと光遮光部14bとを有しており、基板表面の凹部は光透過部14aに、基板表面の凸部は光遮光部14bに、それぞれ対応している。露光用マスク14を用いた露光により、基板表面の凹部の撥水撥油膜13は、気体分解物となって絶縁膜19上から消滅する。一方、凸部は露光されないので撥水撥油膜13は、撥水撥油性部13aのままである。こうして凹部では、撥水撥油性のFAS2膜すなわち撥水撥油膜13の下の層が露出する。照射光は撥水撥油膜13が分解する以上のエネルギを有する電磁波であり、その強度、照射角度、照射時間、周波数に制限はない。
【0098】
次に、図6(d)に示すように、撥水撥油膜13の上に平坦化膜16を塗布する。絶縁膜19上には平坦化膜16が積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整することにより、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11上に塗布した撥水撥油膜13の膜表面の高さを合わせることによって平坦化面21が得られる。
【0099】
次に、図6(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、配線11上の撥水撥油膜13が、気体分解物となって絶縁膜19上から消滅する。これにより、配線11上の絶縁膜19上に、他の膜を塗布することが可能となる。または、基板10をパーフルオロオクタンに浸漬し、撥水撥油膜13を溶解除去してもよい。
【0100】
なお、本実施形態においても、図6(f)に示すように、平坦化膜17を更に塗布することにより、平坦化面22が得られる。その効果も実施形態1−1と同様である。
【0101】
露光による撥水撥油膜13の気体分解物への変化が弱いときや、遅いときには、光触媒を撥水撥油膜13に含ませることにより、露光による変化を促進することができる。このときFAS2が気体分解し消滅した後には、撥水撥油膜13に含まれた物質は残留する。光触媒には、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、硫化カドミウム、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム等が使用できる。
【0102】
(実施形態1−5)
図7は、本発明の実施形態1−5による他の基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0103】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0104】
本実施形態は、撥水撥油膜13を塗布する前に、光触媒膜31を成膜しておくことが、実施形態1−4と異なる。
【0105】
図7(a)に示すように、基板10上に配線11が形成され、さらにその上に絶縁膜19が成膜されている。絶縁膜19を成膜する前の図7(a)の基板の上面図は図3と共通である。図3の断面B−B’が図7の断面図に対応する。
【0106】
まず、図7(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、光触媒膜31を成膜する。
【0107】
次に、図7(c)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS2が用いられる。
【0108】
次に、図7(d)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13に露光する。露光用マスク14は、光透過部14aと光遮光部14bとを有しており、基板表面の凹部は光透過部14aに、基板表面の凸部は光遮光部14bに、それぞれ対応している。基板表面の凹部の撥水撥油膜13は、気体分解物となって絶縁膜19上から消滅する。一方、凸部は露光されないので撥水撥油膜13は、撥水撥油性部13aのままである。光触媒膜31上に撥水撥油膜13を成膜することにより、露光された領域は、光触媒膜31の半導体光触媒としての作用により電子とホールが生成し、FAS2を分解する。分解されたFAS2は気体分解物となり消滅し、光触媒層31が露出する。こうして光触媒膜31がないときに比べて、撥水撥油性の変化が促進される。照射光は光触媒のバンドギャップに相当するエネルギ以上のエネルギを有する電磁波であり、その強度、照射角度、照射時間、周波数に制限はない。また、これらの電磁波と、バンドギャップに相当するエネルギ以下のエネルギを有する電磁波を同時に露光してもよい。
【0109】
次に、図7(e)に示すように、撥水撥油膜13の上に平坦化膜16を塗布する。光触媒膜31上には平坦化膜16が積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整することにより、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11上に塗布した撥水撥油膜13の膜表面の高さを合わせることによって平坦化面21が得られる。
【0110】
次に、図7(f)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、配線11上の撥水撥油膜13が、気体分解物となって光触媒膜31上から消滅する。これにより、配線11上の光触媒膜31上に、他の膜を塗布することが可能となる。または、基板10をパーフルオロオクタンに浸漬し、撥水撥油膜13を溶解除去してもよい。
【0111】
なお、本実施形態においても、図7(f)に示すように、平坦化膜17を更に塗布することにより、平坦化面22が得られる。その効果も実施形態1−1と同様である。
【0112】
本実施形態では、光触媒層により、露光による撥水撥油膜の撥水撥油性から親水親油性への変化を促進することが可能である。
【0113】
(実施形態1−6)
図8は、本発明の実施形態1−6による他の基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0114】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0115】
本実施形態は、平坦化面21を得たあと、露光により撥水撥油膜13の撥水撥油性部13aを親水親油性部13bに変化させるとき、露光用マスク14を使用し、撥水撥油膜13の撥水撥油性部13aにのみ露光する点が実施形態1−1から1−5と異なる。
【0116】
本実施形態は、平坦化面21を得るまでは、前記の実施形態、たとえば実施形態1−1と同一である。すなわち図2(d)までの工程は同一である。図8はそれ以降の工程のみを抽出して示している。
【0117】
本実施形態では、平坦面21が得られた後、図8(a)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14’を用いて、基板10を配線11側から露光する。露光用マスク14’は、光透過部14aと光遮光部14bとを有しており、撥水撥油性部13aであるところは光透過部14aに、平坦化膜16を積層したところは光遮光部14bに対応している。これにより、配線11上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化し、配線11上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0118】
なお、本実施形態においても、図8(b)に示すように、平坦化膜17を更に塗布することにより、平坦化面22が得られる。その効果も実施形態1−1と同様である。
【0119】
本実施形態は、撥水撥油膜に、撥水撥油膜が撥水撥油性から親水親油性に変化するのに必要な波長の光を露光したときに、平坦化膜への光の影響を防ぐことが可能である。ここで、光の影響とは、光の波長とエネルギ量により、平坦化膜の分子構造が破壊される事による分子量の減少、透過率が低下することを意味する。
【0120】
(実施例1−7)
図9は、本発明の実施形態1−7による他の基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0121】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0122】
本実施形態は、平坦化面21を得たあと、平坦化膜17を削ることにより、平坦化面24を得る点が、実施形態1−1から1−6と異なる。
【0123】
本実施形態は、平坦化面21を得るまでは実施形態例1−1から1−6のいずれの方法によってもよい。このため、平坦化面21を得る方法については説明を割愛する。
【0124】
図9(a)に示すように、基板10上に形成した配線11による凹凸を、撥水撥油膜13と平坦化膜16により平坦化し、平坦化面21を得た基板がある。
【0125】
本実施形態では、まず、図9(b)に示すように、平坦化面21上に平坦化膜17を更に塗布することにより、平坦化面23を得る。平坦化面23は、最終的に得られる平坦化面24よりあらかじめ高くしてある。
【0126】
次に、図9(c)に示すように、平坦化膜17の平坦化された平坦化面23を、平坦化面24まで削る。このとき、CCl4、CF2、CHF2、O2等の反応ガスを用いるドライエッチング等が用いられる。
【0127】
一般的に、既に平坦化面を得ている場合、さらに平坦度を高めるための追加の平坦化膜は薄くてもよいが、本実施形態では、追加の平坦化膜を厚く成膜して平坦度を上げ、なおかつその後に追加の平坦化膜を削るので、凹凸をより一段と減少させることが可能である。すなわち、本実施形態の平坦化面24は、凹凸を平坦化面21より減少させるだけでなく、実施形態1−1から1−7で得られる平坦化面22より減少させることが可能である。
【0128】
なお、本実施形態は、後述する実施形態2および3にも適用することができる。
【0129】
(実施形態1−8)
図10から12を用いて、本発明の実施形態1−8による他の基板表面の平坦化方法を説明する。図10は、本実施形態による基板表面の平坦化方法での平坦化処理前の基板表面を示す上面図と断面図である。図11は、本実施形態による基板表面の平坦化方法での基板表面の撥水撥油性領域・親水親油性領域を示す上面図である。図12は、本実施形態による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0130】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0131】
図10(a)に示すように、基板10上には配線11と配線12が配置されている。図10(b)は断面A−A’、(c)は断面B−B’、(d)は断面C−C’の断面図である。これらの図に示すように、基板10上には、下から配線12、絶縁膜19、配線11、絶縁膜20の順で、配線と絶縁膜が形成されている。配線11と配線12とは4箇所で交差しており、交差部では配線11が配線12上を乗り越すように構成されているが、逆の関係でも構わない。この構造では、配線11と配線12が交差している所で、凹凸の差が一番大きくなる。また、配線11、12は金属等光を透過させない物質であり、その膜厚は同等である。
【0132】
以下に、断面A−A’、断面B−B’、断面C−C’ごとに平坦化工程を示す。
【0133】
(断面A−A’について)
図12(a)に示すように、基板10上に下から配線12、絶縁膜19、配線11、絶縁膜20の順で形成されている。配線11は絶縁膜19上の一部にのみ存在する。
【0134】
まず、図12(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0135】
次に、図12(c)に示すように、撥水撥油膜13を塗布した面の逆側の面より、撥水撥油膜13を露光する。凹凸の原因となる配線11、12は金属からなるので、光は配線11、12を透過せず撥水撥油膜13まで届かない。このため、配線11、12上に塗布した撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aのままである。すなわち、断面A−A’では撥水撥油膜13は全て撥水撥油性部13aのままである。
【0136】
次に、図12(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。断面A−A’に沿って配線12上が設けられているため、断面の前方、後方にある親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。一方、断面A−A’上の配線11、12の上面は撥水撥油性部13aとなっており、平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整し、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線12、絶縁膜19、絶縁膜20、撥水撥油膜13が積層している箇所の膜表面の高さを合わせることによって、平坦化面25が得られる。なお、平坦化面25の高さは断面C−C’に示している。
【0137】
次に、図12(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、絶縁膜20上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、絶縁膜20上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0138】
(断面B−B’について)
図12(a)に示すように、基板10上に絶縁膜19、配線11、絶縁膜20の順で形成されている。配線11は絶縁膜19上の一部にのみ存在する。
【0139】
まず、図12(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0140】
次に、図12(c)に示すように、撥水撥油膜13を塗布した面の逆側の面より、撥水撥油膜13を露光する。凹凸の原因となる配線11が金属からなるので、光は透過せず、撥水撥油膜13まで露光されないので、配線11上に塗布した撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aのままである。
【0141】
次に、図12(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は撥水撥油膜13上に積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整し、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、絶縁膜19、配線11、絶縁膜20、撥水撥油膜13とが積層している箇所の膜表面の高さを合わせることによって平坦化面25が得られる。
【0142】
次に、図12(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、配線11上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、配線11上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0143】
(断面C−C’について)
図12(a)に示すように、基板10上に下から配線12、絶縁膜19、配線11、絶縁膜20の順で形成されている。配線11は配線12上にのみ存在する。
【0144】
まず、図12(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0145】
次に、図12(c)に示すように、撥水撥油膜13を塗布した面の逆側の面より、撥水撥油膜13を露光する。凹凸の原因となる配線11、12が金属からなるので、光は透過せず、撥水撥油膜13まで露光されないので、配線11上に塗布した撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aのままである。
【0146】
次に、図12(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bでは、平坦化膜が撥水撥油膜13上に積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は撥水撥油膜13上に積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整し、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線12、絶縁膜19、絶縁膜20、撥水撥油膜13と積層している箇所の膜表面の高さを合わせることによって平坦化面25が得られる。
【0147】
次に、図12(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、絶縁膜20上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、配線11上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0148】
平坦化面25は、配線11による凹凸は残っているが、少なくとも従来の平坦化膜法の平坦化面よりは、平坦化膜の薄い膜厚で凹凸の差を減少させることができる。
【0149】
また、平坦化面25を得たあとに、本発明の実施形態1−1から1−7、または従来の平坦化膜法等により平坦化を行ってもよい。平坦化面25を得たあとに従来の平坦化膜法を行ったときは、平坦化面25を得ずに直接絶縁膜20上に従来の平坦化膜法を行ったときよりも、平坦化膜の薄い膜厚で凹凸の差を減少させた平坦化面を得ることが可能である。
【0150】
本実施形態は、以上述べたように、配線11、配線12上の撥水撥油膜13を、撥水撥油性13aのままにすることで、配線11、配線12上の撥水撥油膜13上に、平坦化膜16を塗布しないことを特徴としている。すなわち、基板10にFAS1を塗布して、背面露光した結果、撥水撥油性部と親水親油性部は図11に示すようになる。
【0151】
配線11、12が金属等光を透過させない物質でないときは、たとえば実施形態1−1で述べたような露光用マスクを用いることができる。
【0152】
本実施形態によれば、撥水撥油膜を使用することで、高さの異なる凸部を有する基板の平坦化が可能となり、従来のフォトリソグラフィ装置をそのまま使えるため、新規に装置を導入する必要がなく、コストを抑えることができる
なお、本実施形態では、パタン露光により基板表面の濡れ性を変化させる工程を用いた凹凸基板の平坦化法を使用したが、濡れ性を変化させる方法として、後述するマスクを用いた放電処理により基板表面の濡れ性を変化させる工程(実施形態2)や、マスクを用いた表面処理剤の塗布により基板表面の濡れ性を変化させる工程(実施形態3)を使用してもよい。
【0153】
(実施形態1−9)
図13は、本発明の実施形態1−9による基板表面の断面図である。
【0154】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0155】
本実施形態においては、基板10上の配線11、12の設置状況は実施形態1−9と同じであり、その詳細は図10に示すとおりである。
【0156】
本実施形態は、平坦化膜16を塗布する工程で、成膜後の平坦化膜16の膜表面を配線11,12の交差部における撥水撥油膜13の表面の高さに合わせ、平坦化面26を得た点が実施形態1−9と異なる。
【0157】
(実施形態1−10)
図14および15を用いて、本発明の実施形態1−10による他の基板表面の平坦化方法を説明する。図14は、本実施形態による平坦化工程での基板表面の撥水撥油性領域・親水親油性領域を示す上面図である。図15は、本実施形態による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。なお、平坦化前の基板表面の状況は、図10と同じである。
【0158】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0159】
本実施形態は、平坦化膜16を積層する所の撥水撥油膜13の性質を撥水撥油性から親水親油性に変える工程で、配線11,12が交差している箇所の撥水撥油膜13のみを撥水撥油性部13aのままとし、その他を親水親油性部13bにし、かつ、平坦化膜16を塗布する工程で、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11,12の交差部の撥水撥油膜13の表面の高さとを合わせ、平坦度の高い平坦化面27を得る点が実施形態1−9および10と異なる。本実施形態では、交差する2つの配線11,12の高さ(厚さ)が異なっていても適用できる。
【0160】
平坦化前の基板表面の断面は、図10(b)から(d)と同じである。以下、図15により、断面A−A’、断面B−B’、断面C−C’ごとに平坦化工程を示す。
【0161】
(断面A−A’について)
図15(a)に示すように、基板10上に下から配線12、絶縁膜19、配線11、絶縁膜20の順で形成されている。配線11は絶縁膜19上の一部にのみ存在する。
【0162】
まず、図15(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0163】
次に、図15(c)に示すように、配線11、12の交差部のみを光が通過し、それ以外の部分は光を遮断するような露光パタンをもつ露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13を露光する。すなわち、露光用マスク14は、光透過部14aと光遮光部14bを有しており、配線11、12の交差部以外の基板表面の一般部は光透過部14aに、配線11、12の交差部は光遮光部14bに、それぞれ対応している。図14で撥水撥油性部として斜線を施した部分が光遮断部14bに対応する。
【0164】
露光用マスク14を用いた露光により、基板表面の配線11、12の交差部以外の撥水撥油膜13は、露光により撥水撥油性13aから親水親油性13bに変化する。一方、配線11、12の交差部の撥水撥油膜13は露光されないので、撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aのままである。
【0165】
次に、図15(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。一方、配線11、12の交差部上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は撥水撥油膜13上に積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整し、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11、12の交差部上の撥水撥油膜13表面の高さを合わせることによって平坦化面27が得られる。
【0166】
次に、図15(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、配線11、12の交差部上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、配線交差部上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0167】
(断面B−B’について)
図15(a)に示すように、基板10上に下から絶縁膜19、配線11、絶縁膜20の順で形成されている。配線11は絶縁膜19上の一部にのみ存在する。
【0168】
まず、図15(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0169】
次に、図15(c)に示すように、露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13を露光する。断面B−B’では、配線11、12の交差部はないので、撥水撥油膜13は全て親水親油性部13bになる。
【0170】
次に、図15(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。平坦化膜16の塗布量を調整し、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11、12の交差部の撥水撥油膜13表面の高さを合わせることによって平坦化面27が得られる。
【0171】
次に、図15(e)に示すように、基板10を配線11側から露光する。断面B−B’では、撥水撥油性部13aである部位はないので、撥水撥油膜13は変化せず、全て親水親油性部13bのままである。
【0172】
(断面C−C’について)
図15(a)に示すように、基板10上に下から配線12、絶縁膜19、配線11、絶縁膜20の順で形成されている。配線11は配線12上にのみ存在する。
【0173】
まず、図15(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0174】
次に、図15(c)に示すように、露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13を露光する。基板表面の配線11以外の撥水撥油膜13は、露光により撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。一方、配線11は露光されないので、撥水撥油膜13は撥水撥油性部13aのままである。
【0175】
次に、図15(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。一方、配線11上の撥水撥油性部13aでは平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は撥水撥油膜13上に積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整し、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、配線11、12の交差部の撥水撥油膜13表面の高さを合わせることによって平坦化面27が得られる。
【0176】
次に、図15(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、配線11上の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、配線11上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0177】
以上説明したように、本実施形態は、配線11、12の交差部上の撥水撥油膜13を、撥水撥油性部13aのままにすることで、平坦化膜16が塗布されないことを特徴としている。
【0178】
本実施形態によれば、撥水撥油膜を使用することで、高さの異なる凹部を有する基板の平坦化が可能となり、従来のフォトリソグラフィ装置はそのまま使えるため、新規に装置を導入する必要がなく、コストを抑えることができる
なお、本実施形態では、パタン露光により基板表面の濡れ性を変化させる工程を用いた凹凸基板の平坦化法を使用したが、濡れ性を変化させる方法として、実施形態1−8同様、後述するマスクを用いた放電処理により基板表面の濡れ性を変化させる工程(実施形態2)や、マスクを用いた表面処理剤の塗布により基板表面の濡れ性を変化させる工程(実施形態3)を使用してもよい。
【0179】
(実施形態1−11)
図16は、本発明の実施形態1−11による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0180】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、マイクロオプティクスの一つであるマイクロレンズアレイの基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0181】
図16(a)に示すように、基板10上には凹型半球面状のマイクロレンズ18が形成されている。マイクロレンズ18の作製法としては、グレーレベルマスクによる露光、フッ酸とメタルマスクを用いた等方性エッチング、金型加工法等を用いている。
【0182】
次に、図16(b)に示すように、凹型半球面状のマイクロレンズ18による凹凸をもつ基板表面を平坦化するために、撥水撥油膜13を塗布する。撥水撥油膜13の材料としてはFAS1が用いられる。
【0183】
次に、図16(c)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク14を用いて、撥水撥油膜13を露光する。露光用マスク14は、光透過部14aと光遮光部14bとを有しており、マイクロレンズ18の設置される基板の表面は光透過部14aに、マイクロレンズ18の設置されない基板表面は光遮光部14bに、それぞれ対応している。露光用マスク14を用いた露光により、マイクロレンズ18上の撥水撥油膜13は、露光により撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。一方、それ以外の部分は露光されないので撥水撥油膜13は、撥水撥油性部13aのままである。
【0184】
次に、図16(d)に示すように、平坦化膜16を塗布する。マイクロレンズ18が設置される親水親油性部13bでは、平坦化膜16が撥水撥油膜13上に積層される。一方、マイクロレンズ18の設置されていない基板平坦部は撥水撥油性部13aとなっており平坦化膜16がはじかれるため、平坦化膜16は撥水撥油膜13上に積層されない。平坦化膜16の塗布量を調整することにより、成膜後の平坦化膜16の膜表面と、基板平坦部に塗布した撥水撥油膜13の膜表面の高さを合わせることによって平坦化面21が得られる。
【0185】
次に、図16(e)に示すように、基板10を配線11側から露光することにより、基板平坦部の撥水撥油膜13が撥水撥油性部13aから親水親油性部13bに変化する。これにより、基板平坦部上の撥水撥油膜13上に、他の膜を塗布することが可能となる。
【0186】
なお、本実施形態においても、図16(f)に示すように、平坦化膜17を更に塗布することにより、平坦化面22が得られる。その効果も実施形態1−1と同様であり、マイクロレンズ18による凹凸を平坦化面21より減少することが可能である。
【0187】
なお、平坦化面22に別の平坦化膜(図示せず)を更に塗布することにより、更に凹凸が減少した平坦化面を得ることも可能である。
【0188】
また、平坦化膜16については、実施形態1−1で述べたように、親水親油性部13bに積層可能で、撥水撥油性部13aに積層できない材料であれば任意に使用できる。さらに、平坦化膜16の加熱処理が行われる際、加熱溶融性がよい平坦化膜16を用いることにより、平坦化膜16の流れ性を利用してさらに基板表面を平坦化することができる。
【0189】
本実施形態では、マイクロオプティクスの例としてマイクロレンズアレイを用いて説明したが、本発明を適用する対象はマイクロレンズアレイに限定されるものではなく、本発明は、マイクロレンズ以外でもプリズムなど基板上に作製した光学構造体を平坦化するのに有効に適用できる。
【0190】
なお、本実施形態では、パタン露光により基板表面の濡れ性を変化させる工程を用いた凹凸基板の平坦化法を使用したが、濡れ性を変化させる方法として、後述するマスクを用いた放電処理により基板表面の濡れ性を変化させる工程(実施形態2)や、マスクを用いた表面処理剤の塗布により基板表面の濡れ性を変化させる工程(実施形態3)を使用してもよい。
【0191】
(実施形態2)
図17は、本発明の実施形態2による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【0192】
基板表面平坦化処理を行う前は、基板表面には図17(a)に示すような凹部110aおよび凸部110bが形成されている。
【0193】
次に、図17(b)に示すように、凸部110bにマスク132を形成する。マスク作製には、フォトリソグラフィ技術が用いられる。
【0194】
次に、図17(c)に示すように、プラズマ115を基板110に露光する。これにより、凹部110aに処理前後で平坦化膜116に対する濡れ性が変化した濡れ性変化面130が形成される。一方、マスク132で保護された凸部110bはプラズマ照射の影響を受けないため、マスク132下面の凸部110bでは濡れ性は変化しない。照射するのはプラズマ放電に限定されず、たとえば、特開平6−163143、特開2001−297897、特開2001−237256等に、コロナ放電、アーク放電、プラズマ放電により、濡れ性が変化することが記載されている。濡れ性が変化する原因は、1.基板表面を洗浄する効果、2.基板表面に微細な凹凸ができる効果、3.基板表面に水酸基等ができる効果と言われている。
【0195】
次に、図17(d)に示すように、マスク132を剥離する。このとき、濡れ性変化面130の濡れ性が、処理前の濡れ性に戻らないようにする。以上により、基板表面には、濡れ性が変化していない凸部と、放電処理による濡れ性変化面130とを有する凹部ができる。
【0196】
次に、図17(e)に示すように、平坦化膜116を塗布する。濡れ性変化面130を有する凹部110aには平坦化膜116が積層され、凸部110bには積層されない。このように、基板表面の濡れ性が異なっていることを利用し、平坦化膜116を成膜し平坦化面121が得られる。
【0197】
平坦化面121の凹凸が問題にならなければ、凸部110bと高さを合わせるまで平坦化膜116を厚くする必要はない。逆に、凹部に成膜した平坦化膜116の膜表面が、凸部110bよりも高くなってもよい。
【0198】
以上が、実施形態2の基本概念であるが、さらに、図18、19を用いて、具体例により、詳細に説明を行う。
【0199】
(実施形態2−1)
図18は、本発明の実施形態2−1による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。なお、平坦化前の基板表面の上面図は図3と共通であり、図3の断面B−B’が図18の断面図に対応する。
【0200】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0201】
図18(a)に示すように、基板110上には配線111が形成され、さらにその上に絶縁膜119が成膜されている。
【0202】
まず、図18(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、フォトレジスト132aを塗布する。フォトレジスト132aは上記実施形態2におけるマスク132の機能を有する。フォトレジスト132aには、ポジ型レジストを使用している。
【0203】
次に、図18(c)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク114を用いて、フォトレジスト132aに露光する。露光用マスク114は、光透過部114aと光遮光部114bとを有しており、基板表面の凹部は光透過部114aに、基板表面の凸部は光遮光部114bに、それぞれ対応している。
【0204】
次に、図18(d)に示すように、フォトレジスト132aを現像する。露光用マスク114を用いた露光により、基板表面の凹部のフォトレジスト132aは剥離する。一方、凸部は露光されないので、フォトレジスト132aは残膜する。この工程により、基板表面の凹部にはマスクは作製されず、基板表面の凸部にはフォトレジスト132aによるマスクが作製される。
【0205】
次に、図18(e)に示すように、プラズマ133で基板110を表面処理することにより、フォトレジスト132aによりマスクが作製されていない凹部に、平坦化膜116に対する濡れ性が変化した濡れ性変化面130を作製する。
【0206】
次に、図18(f)に示すように、フォトレジスト132aを剥離する。このとき、濡れ性変化面130の濡れ性が、処理前の濡れ性に戻らないようにする。凹凸構造を有する基板110の表面には、フォトレジスト132aが剥離され、濡れ性が変化していない凸部と、放電処理により濡れ性が変化した濡れ性変化面130を有する凹部ができる。
【0207】
次に、図18(g)に示すように、平坦化膜116を塗布する。濡れ性変化面130では、平坦化膜116が絶縁膜119上に積層される。一方、配線111上では平坦化膜116がはじかれるため、平坦化膜116は積層されない。平坦化膜116の塗布量を調整することにより、成膜後の平坦化膜116の膜表面と、配線111の高さを合わせることによって平坦化面121が得られる。平坦化膜116の成膜法はスピンコート法、ディップ法、スプレー法、ノズル噴射法、印刷法、転写法等を例示することができるが、これらの例に限定されるものではない。
【0208】
本実施例では、基板表面の濡れ性を変化させるときにプラズマを使用したが、その他コロナ放電、アーク放電等を使用してもよい。
【0209】
フォトレジスト132aには、ポジ型レジストを使用したが、露光用マスク114のポジネガ、プラズマ133による平坦化膜116に対する濡れ性の変化を考慮すれば、ネガ型レジストも使用できる。
【0210】
(実施例2−2)
図19は、本発明の実施形態2−2による他の基板表面の平坦化方法を示す断面図である。
【0211】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0212】
本実施形態は、フォトレジスト132aを露光する工程で、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスクを用いずに、基板裏面から露光する点が、実施形態2−1と異なる。
【0213】
本実施形態では、フォトレジスト132aを形成するまでは実施形態2−1と同様である。すなわち、図18(b)までは同様である。また、本実施形態においては、凹凸の原因となる配線111は金属からなっている。
【0214】
まず、フォトレジスト132aを塗布した面の逆側の面より、フォトレジスト132aを露光する。配線111は金属からなり光を透過しないため、フォトレジスト132aまで露光されない。これより、配線111上に塗布したフォトレジスト132aは現像時に残膜する。一方、凹凸の原因となる金属がない部分では、光は透過しフォトレジスト132aまで露光されるので、フォトレジスト132aは現像時に剥離する。なお、フォトレジスト132aとしてはポジ型レジストを使用している。
【0215】
次に、図19(b)に示すように、フォトレジスト132aを現像する。この工程により、基板表面の凹部にはマスクが形成されず、基板表面の凸部には、フォトレジスト132aによるマスクが形成されることになる。
【0216】
その後の工程、すなわち、図18(e)以降の工程は、実施形態2−1と同様である。
【0217】
本実施形態は、金属等光を透過させない物質からなる凸部により、基板表面に凹凸ができている基板を平坦化するときに有効な方法である。これにより、露光用マスクの費用を削減することが可能である。
【0218】
(実施形態3)
図20は、本発明の実施形態3による基板表面の平坦化方法について、その基本概念を工程順に示す断面図である。
【0219】
図20(a)に示すように、基板210には凸部210aと凹部210bが形成されている。
【0220】
次に、図20(b)に示すように、凸部210aにマスク214を形成する。マスク作製には、フォトリソグラフィ技術が用いられる。
【0221】
次に、図20(c)に示すように、表面処理剤212を塗布する。表面処理剤212は、表面処理により平坦化膜216に対する濡れ性が変化するものを選択する。表面処理剤212には、シランカップリング剤やフッ素系のコーティング材料等が用いられる。
【0222】
次に、図20(d)に示すように、マスク214を剥離する。このとき、凹部210bに塗布した表面処理剤212が剥離しないようにする。この結果、凸部210aでは濡れ性が変化しない一方、凹部210bには表面処理剤212による濡れ性変化面が形成される。
【0223】
次に、図20(e)に示すように、基板表面に平坦化膜216を成膜する。凸部210aには平坦化膜216が蓄積せず、凹部210bには平坦化膜216が蓄積する。すなわち、平坦化膜216に対する基板表面の濡れ性が異なっていることを利用し、平坦化膜216を成膜し平坦化面221が得られる。
【0224】
平坦化面221の凹凸が問題にならなければ、凸部210aと高さを合わせるまで平坦化膜216を厚くする必要はない。逆に、凹部210bに成膜した平坦化膜216の膜表面が、凸部210aよりも高くなってもよい。
【0225】
以上が、実施形態3の基本概念であるが、さらに、図21を用いて、具体例により、詳細に説明を行う。
【0226】
(実施形態3−1)
図21は、本発明の実施形態3−1による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。なお、平坦化処理前の基板表面の状況は、実施形態1−1と同様であり、詳細は図3に示すとおりである。また、図3中の断面B−B’が図21の断面図に対応する。
【0227】
本実施形態による基板表面の平坦化方法は、液晶表示素子、有機EL素子、半導体の基板表面を平坦化する場合に適用可能なものである。
【0228】
図21(a)に示すように、基板210上に配線211が形成され、さらにその上に絶縁膜219が成膜されている。
【0229】
まず、図21(b)に示すように、凹凸構造を有する基板表面に、フォトレジスト232を塗布する。フォトレジスト232としては、ポジ型レジストを使用している。
【0230】
次に、図21(c)に示すように、基板表面の凹凸形状に対応する露光パタンをもつ露光用マスク214を用いて、フォトレジスト232に露光する。露光用マスク214は、光透過部214aと光遮光部214bとを有しており、基板表面の凹部は光透過部214aに、基板表面の凸部は光遮光部214bに、それぞれ対応している。
【0231】
次に、図21(d)に示すように、フォトレジスト232を現像する。露光用マスク214を用いた露光により、基板表面の凹部のフォトレジスト232は剥離する。一方、凸部は露光されないので、フォトレジスト232は残膜する。この工程により、基板表面の凹部にはマスクが形成されず、基板表面の凸部にはフォトレジスト232によるマスクが形成される。
【0232】
次に、図21(e)に示すように、表面処理剤235を塗布する。表面処理剤235は、表面処理により平坦化膜216に対する濡れ性が変化するものを選択する。表面処理剤235には、シランカップリング剤やフッ素系のコーティング材料等が用いられる。
【0233】
次に、図21(f)に示すように、フォトレジスト232を剥離する。このとき、凹部が表面処理剤235塗布前の濡れ性に戻らないようにする。これにより、凹凸構造を有する基板210の表面には、フォトレジスト232が剥離され、濡れ性が変化していない凸部と、表面処理剤235により濡れ性が変化した濡れ性変化面230を有する凹部ができる。
【0234】
次に、図21(g)に示すように、平坦化膜216を塗布する。濡れ性変化面230では、平坦化膜216が絶縁膜219上に積層される。一方、配線211上では平坦化膜216がはじかれるため、平坦化膜216は積層されない。平坦化膜216の塗布量を調整することにより、成膜後の平坦化膜216の膜表面と、配線211上に塗布した絶縁膜219の高さを合わせることによって平坦化面221が得られる。平坦化膜216の成膜法はスピンコート法、ディップ法、スプレー法、ノズル噴射法、印刷法、転写法等を例示することができるが、これらの例に限定されるものではない。
【0235】
(その他の実施形態)
次に、実施形態1から3(実施形態1−1等の詳細説明を含む)により作成された平坦化基盤の適用例について説明する。
【0236】
図22は、本発明のその他の実施形態による液晶表示素子を示す図である。
【0237】
図22(a)は、本発明の実施形態1から3によって、TFTや配線を平坦にしたTFT基板41を使用している。TFT基板41と対向基板42をシール剤43で貼り合わせ、液晶層50を狭持している。図22(b)は、マイクロレンズ搭載液晶表示素子である。実施形態1−11によってマイクロレンズ面45を平坦化膜46で平坦にしたマイクロレンズ搭載対向基板49を使用しているが、本発明の実施形態1から3によってTFTや配線を平坦にしたTFT基板41を使用してもよい。両方の基板に本発明の平坦化基板が使用されていてもよい。
【0238】
本実施形態では、本発明の平坦化基板を用いているので、高開口率、高コントラストで、歩留まりも良く、低コストの液晶表示素子が得られる。
【0239】
図23は、本発明のその他の実施形態による液晶表示素子を用いた液晶プロジェクタの光学系を示す図である。
【0240】
本実施形態では、上記の実施形態により作製されたマイクロレンズ搭載液晶表示素子とともに、次に説明する構成部品を用いることで、液晶プロジェクタを構成することができる。
【0241】
本液晶プロジェクタでは、光源61と、光源からの白色光をダイクロイックミラー64等により赤,緑,青色の3つの光束に分離する色分離光学系と、赤用,緑用,青用の3枚のマイクロレンズ搭載液晶表示素子66,67,68と、それら3枚の液晶表示素子によって表示された画像を合成するためのクロスダイクロイックプリズム69等からなる色合成光学系と、合成された表示画像をスクリーン上に拡大投射するための投射レンズ70とが少なくとも用いられる。
【0242】
この液晶プロジェクタは、図23に示すように、光源61から出射した光をリフレクタ62で集光した後、その光束を2枚のダイクロイックミラー64で順次分離していき、3原色の光束に分離する。3原色の光束のうち赤色の光束は、ミラー65で反射された後、マイクロレンズ搭載赤用液晶表示素子66を照明する。また、緑色の光束はマイクロレンズ搭載緑用液晶表示素子67を照明し、青色の光束はミラー65で順次反射された後、マイクロレンズ搭載青用液晶表示素子68を照明する。赤、緑、青用の液晶表示素子には、TFTを画素ごとに配列して液晶を駆動させるアクティブマトリックス型のものが用いられている。また、画素の開口部に集光して輝度を向上させるためのマイクロレンズが形成されている。赤、緑、青用の液晶表示素子にそれぞれ表示された画像は、クロスダイクロイックプリズム69によって合成された後、投射レンズ70によりスクリーン(不図示)に拡大投影される。
【0243】
本実施形態では、平坦化基板を用いて液晶表示素子を作製しているので、表示品質の向上した液晶プロジェクタが得られる。また、マイクロレンズ搭載液晶表示素子を使用することにより、明るい表示が可能になる。
【0244】
図24は、本発明のその他の実施形態による有機EL素子を示す図である。
【0245】
本実施形態では、本発明の実施形態1から3によってTFTや配線を平坦にしたTFT基板51を使用している。TFT基板51上に有機EL層52があり、これを水分から遮断するためメタルシール54とTFT基板51をシール剤53で貼り合わせている。さらに、吸水材55も、メタルシール54とTFT基板51の間に入っている。
【0246】
本実施形態では、本発明の平坦化基板を用いているので、信頼性が向上した有機EL素子が得られる。
【0247】
本発明は以上説明した液晶表示素子や有機ELだけに限定されるものではない。例えば、半導体からなる基板を有する半導体装置においては、基板の表面に凹凸がある場合に、これを平坦化するため、本発明を適用することができる。
【0248】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、凹凸を有する基板表面の凹部および凸部の表面の濡れ性を相互に異ならせる工程と、基板表面の濡れ性の違いを利用し、基板表面の凹凸面上に凹部にのみ選択的に濡れ性変化面を形成することにより、凹凸を有する基板表面を、少なくとも従来の平坦化膜法の平坦化面よりは薄い平坦化膜の膜厚で、十分に平坦化することができる。
【0249】
基板表面の凹部のみの濡れ性を変化させる工程は、パタン露光、マスクを用いた放電処理、マスクを用いた表面処理剤の塗布で行うため、露光時に用いるフォトマスクの交換のみにより基板表面の平坦化を実施できる。このため、従来のフォトリソグラフィ装置をそのまま使え、新規に装置を導入する必要がなく、コストを抑えることができる。
【0250】
基板凸部が金属で形成されている場合には、基板の凸部のない裏面からパタン露光することで、露光用マスクを不要とすることもできる。また、大面積基板にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態1−1による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態1−1から1−7による基板表面の平坦化方法における平坦化前の基板表面を示す上面図である。
【図4】本発明の実施形態1−2による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図5】本発明の実施形態1−3による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図6】本発明の実施形態1−4による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図7】本発明の実施形態1−5による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図8】本発明の実施形態1−6による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図9】本発明の実施形態1−7による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図10】本発明の実施形態1−8から1−10による基板表面の平坦化方法における平坦化前の基板表面を示す上面図と断面図である。
【図11】本発明の実施形態1−8による基板表面の平坦化方法における平坦化工程での基板表面の撥水撥油性領域・親水親油性領域を示す上面図である。
【図12】本発明の実施形態1−8による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図13】本発明の実施形態1−9による基板表面の平坦化方法における基板の断面図である。
【図14】本発明の実施形態1−10による平坦化工程での基板表面の撥水撥油性領域・親水親油性領域を示す上面図である。
【図15】本発明の実施形態1−10による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図16】本発明の実施形態1−11による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図17】本発明の実施形態2による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図18】本発明の実施形態2−1による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図19】本発明の実施形態2−2による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図20】本発明の実施形態3による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図21】本発明の実施形態3−1による基板表面の平坦化方法を工程順に示す断面図である。
【図22】本発明のその他の実施形態による液晶表示素子を示す図である。
【図23】本発明のその他の実施形態による液晶表示素子を用いた液晶プロジェクタの光学系を示す図である。
【図24】本発明のその他の実施形態による有機EL素子を示す図である。
【図25】凹凸がない理想的な平坦化基板を用いた液晶表示素子の断面図である。
【図26】従来技術における凹凸を有する基板を用いた液晶表示素子の断面図である。
【図27】従来技術における有機EL素子の断面図である。
【図28】凹凸がない理想的なTFT基板の断面図および研磨パッドの外形図である。
【図29】従来技術における凹凸を有するTFT基板の断面図および研磨パッドの外形図である。
【図30】従来技術における基板表面の平坦化方法の例を工程順に示す断面図である。
【図31】従来技術における基板表面の断面図である。
【図32】従来技術における基板表面の平坦化方法の例を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
10、110,210 基板
10a ,110a、210a 凹部
10b ,110b、210b 凸部
11、12、111,211 配線
13 撥水撥油膜
13a 撥水撥油性部
13b 親水親油性部
14,14’、114 露光用マスク
14a、114a、214a 光透過部
14b、114b、214b 光遮光部
15、115、215 光
16、17,116,216 平坦化膜
18 マイクロレンズ
19、20,119,219 絶縁膜
21,22,23,24,25,26,121,221 平坦化面
31 光触媒膜
30,130,230 濡れ性変化面
41 TFT基板
42 対向基板
43 シール剤
44 マイクロレンズ基板
45 マイクロレンズ面
46 平坦化膜
47 接着剤
48 カバーガラス
49 マイクロレンズ搭載対向基板
50 液晶層
51 TFT基板
52 有機EL層
53 シール剤
54 メタルシール
55 吸水剤
61 光源
62 リフレクタ
63 光変換インテグレータ
64 ダイクロイックミラー
65 ミラー
66 マイクロレンズ搭載赤用液晶表示素子
67 マイクロレンズ搭載緑用液晶表示素子
68 マイクロレンズ搭載青用液晶表示素子
69 クロスダイクロイックプリズム
70 投射レンズ
132 マスク
132a フォトレジスト
115 プラズマ
235 表面処理剤
521 基板
522 配線
523 TFT
524 画素電極
525 平坦化膜
526 コンタクトホール
527 対向電極
528 凸部
529、129a 液晶分子
530 プレチルト角
531 点傾
532 TFT基板
533 対向基板
534 液晶層
541 絶縁層
542 正孔輸送層
543 有機EL層
544 上部電極
545 透明電極膜
546 研磨パッド
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for flattening a substrate surface, a method for manufacturing a flattened substrate, and a flattening in a manufacturing process of a liquid crystal display element, an organic electroluminescent element (organic EL element), a semiconductor device such as a semiconductor, and an optical device such as a microoptics. The present invention relates to a liquid crystal display device, an organic EL element, and a semiconductor device using the manufactured substrate.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display (LCD) is widely used in direct-view monitors and projection projectors. In many LCDs currently used, liquid crystal is sealed between two glass substrates on which electrodes are formed, and an electric field is applied to the liquid crystal to change the alignment state of the liquid crystal, thereby performing display.
[0003]
In particular, LCDs using TFTs (Thin Film Transistors) are being used because they are excellent in terms of high image quality and high definition. One pixel of a TFT-LCD can be divided into a display portion and a non-display portion where TFTs and wirings are arranged. This non-display portion is generally covered with a light shielding layer and has a structure that does not contribute to display. It has become.
[0004]
By the way, in LCD, the unevenness | corrugation resulting from TFT and wiring arises on the board | substrate surface in the side which touches a liquid crystal. In the LCD, the unevenness of the substrate surface becomes a factor that disturbs the orientation of the liquid crystal, which in turn leads to a decrease in the display quality of the LCD.
[0005]
The cause of the deterioration of the display quality of the LCD in the twisted nematic (TN) mode widely used for the TFT-LCD will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 25 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element using an ideal planarized substrate having no unevenness, and FIG. 26 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element using a substrate having unevenness. The liquid crystal display element has a structure in which a liquid crystal layer 534 is sandwiched between a TFT substrate 532 and a counter substrate 533. The TFT substrate 532 side includes a TFT 523 for controlling a voltage applied to the pixel electrode 524, a wiring 522, a contact hole 526 for electrically contacting the TFT 523 and the pixel electrode 524, a planarization film 525, and the like. On the other hand, the counter substrate 533 side includes a counter electrode 527 and the like. An alignment film exists on the side of the TFT substrate 532 and the counter substrate 533 that is in contact with the liquid crystal layer 534, but is not shown in the drawing.
[0006]
In the TN mode, the alignment of the liquid crystal is controlled by a vertical electric field generated between the pixel electrode 524 and the counter electrode 527. In general, since the contrast ratio (ratio of transmittance during white display and black display) is excellent, a normally white mode of black when a vertical electric field is generated and white when no electric field is used is used. However, when the applied voltages of adjacent pixel electrodes 524 are different, a horizontal electric field is generated between the pixel electrodes 524 as well as the vertical electric field. This lateral electric field generates discontinuous points called point tilts 531 in the alignment vector of the liquid crystal (see, for example, Non-Patent Document 1). The point tilt 531 causes light leakage during black display in the normally white mode. Therefore, in order to conceal disclination in order to obtain a high contrast ratio, it is necessary to enlarge the light-shielding film (BM film), so the value obtained by dividing the area of the pixel opening through which light is transmitted by the total area. A certain pixel aperture ratio decreases. Alternatively, the contrast ratio decreases in order to maintain the pixel aperture ratio and obtain brightness.
[0007]
It is known that it is effective to increase the pretilt angle 530 of the liquid crystal molecules in order to prevent the point tilt 531 due to the lateral electric field from greatly entering the pixel electrode 524 (for example, Non-Patent Document 2). reference.).
[0008]
In an ideal planarized substrate having no unevenness in FIG. 25, by selecting an alignment film that induces a high pretilt angle 530 in the liquid crystal molecules 529, the liquid crystal molecules 529 on the pixel electrode 524 and the wiring 522 have a uniform pretilt angle. 530 is obtained. Therefore, since the point inclination 531 does not enter the pixel electrode 524 greatly, both a high contrast ratio and a high pixel aperture ratio can be achieved.
[0009]
On the other hand, in the substrate on which the convex portion 528 due to the wiring 522 in FIG. 26 exists, the pretilt angle 530 is obtained for the liquid crystal molecules 529 on the pixel electrode 524 by selecting the high pretilt angle alignment film. However, the apparent pretilt angle of the liquid crystal molecules 529a is reduced on the slope of the convex portion 528. In some cases, the pretilt angle is negative. Therefore, if there is a slope due to a convex portion on the wiring, the effect of preventing the point tilt 531 from entering the pixel electrode 524 by increasing the pretilt angle of the liquid crystal molecules is lost, and the brightness or contrast ratio is lowered. To do.
[0010]
In particular, an LCD with a diagonal of about 1 inch for a projector has a pixel pitch of 10 to 30 μm which is very small compared with a direct-view type monitor with a diagonal of 15 inches, etc., and the area occupied by the TFT and wiring is relatively small. Largely, the influence on the display quality due to the unevenness of the substrate surface caused by the TFT and wiring is large.
[0011]
From the above, it is necessary to eliminate the unevenness of the substrate surface and make it flat in order to improve the display quality of the LCD.
[0012]
Next, in the organic EL element, if the anode has irregularities, a leak current is generated and the luminance is lowered. In addition, the anode and the cathode are short-circuited, and current flows only in the shorted portion. The element may not emit light. In order to prevent this, a technique for polishing the anode has been disclosed (see Patent Document 1).
[0013]
FIG. 27 shows a cross-sectional view of the organic EL element. The organic EL element includes a hole transport layer 542, an organic EL layer 543, an upper electrode 544, and a transparent electrode film 545 formed on the TFT substrate 532 and the pixel electrode 524. The insulating layer 541 prevents the pixel electrode 524 and the transparent electrode film 545 from contacting each other. The TFT substrate 532 side includes a TFT 523 for controlling a current between the pixel electrode 524 and the upper electrode 544, a wiring 522, a contact hole 526 for electrically contacting the TFT 523 and the pixel electrode, a planarizing film 525, and the like.
[0014]
The anode corresponds to the pixel electrode 524. However, when the pixel electrode 524 is polished, there is a problem if the TFT substrate 532 is uneven. FIG. 28 is a cross-sectional view of an ideal TFT substrate having no irregularities, and FIG. 29A is a cross-sectional view of a TFT substrate having irregularities.
[0015]
In an ideal TFT substrate having no unevenness as shown in FIG. 28A, the pixel electrode 524 can be polished by chemical mechanical polishing (CMP) using the polishing pad 546 shown in FIG.
On the other hand, in the TFT substrate having unevenness as shown in FIG. 29A, the convex portion 528 becomes an obstacle and the pixel electrode 524 cannot be polished.
[0016]
CMP is a method of polishing a substrate by pressing the substrate against a polishing pad laid on a surface plate and rotating the surface plate while supplying a polishing liquid. The surface can be effectively planarized by a chemical reaction caused by the polishing liquid and mechanical friction between the polishing pad and the substrate.
[0017]
In the field of semiconductor devices, the miniaturization and multilayering of wiring are progressing with higher integration and higher performance, and the miniaturization of wiring can be handled by increasing the resolution at the time of exposure in the photolithography process.
[0018]
However, if the resolution is increased, the depth of focus of the exposure apparatus becomes shallow, so if there are irregularities due to the wiring generated on the substrate surface, the depth of focus of the exposure apparatus can not cope with the irregularities, and the exposure accuracy deteriorates, It becomes difficult to miniaturize the wiring. Therefore, in manufacturing a semiconductor device, it is required to make the substrate surface flat.
[0019]
Further, micro-optics are often used in combination with other optical components and have a laminated structure in order to have a plurality of functions. In order to simplify the assembly with other optical components and the production in a laminated structure, the substrate surface is required to be flat.
[0020]
A microlens array, which is one of microoptics, will be described as an example. In the microlens array, a concavo-convex shape serving as a lens surface is formed on a substrate by thermal sag, etching, machining, or the like of a resist.
[0021]
In this state, for example, since a lens and a prism are combined, even if an attempt is made to produce a prism on a microlens, the production is difficult due to the unevenness of the substrate surface. Therefore, in the micro-optics, it is required to make the substrate surface flat.
[0022]
As a conventional method for planarizing the surface of a substrate in the fields of a liquid crystal display element, an organic EL element, a semiconductor, micro-optics, etc., there are roughly known three methods: a planarization film method, an etch back method, and a polishing method.
[0023]
First, in the planarization film method, a planarization film having excellent flowability when heated is applied to the substrate surface, and the planarization film is heated and reflowed to flatten the substrate surface. The planarization film method will be described with reference to FIG.
[0024]
First, as shown in FIG. 30A, a wiring 611 is formed on a substrate 610, and an insulating film 619 is formed on the surface of the substrate. Here, the insulating film 619 on the surface of the substrate is uneven due to the influence of the wiring 611.
[0025]
Therefore, as shown in FIG. 30B, a planarizing film 616 is applied on the insulating film 619 to flatten the substrate surface. In some cases, the substrate surface is flattened by heating and reflowing the flattening film 616.
[0026]
However, although the planarization film method shown in FIG. 30 can level the unevenness of the substrate surface, the planarization film cannot be sufficiently planarized unless the thickness of the planarization film is made thicker than the unevenness level difference. For this reason, as shown in FIG. 31, the distance between the pixel electrode 624 and the TFT 623 becomes longer, and the contact hole 626 becomes deeper.
[0027]
Next, the etch-back method is a method for flattening by etching a film produced by the planarization film method. The etch back method will be described with reference to FIG.
[0028]
The steps of FIGS. 32A and 32B are the same as the planarizing film method shown in FIG. In the flattening film method, since the flattening film 616 is generally thicker, the flattening film 616 has a problem that the flattening film 616 becomes thicker if high flatness is desired. However, the etch back method does not cause this problem.
[0029]
As shown in FIG. 32C, in the etch-back method, the entire surface of the region to be flattened is etched to reduce the thickness of the flattening film 616. For the etching, dry etching using a reactive gas such as CCl4, CF4, CHF3, or O2 is used.
[0030]
The polishing method is a method of flattening by polishing the substrate surface. In particular, the chemical mechanical polishing (CMP) described above is often used.
[0031]
[Patent Document 1]
JP 09-245965 A
[Non-Patent Document 1]
Japan Society for the Promotion of Science, Organic Materials for Information Science, 142nd Committee, Liquid Crystal Subcommittee “Liquid Crystal Dictionary”, Baifukan Publishing, December 5, 1989, p. 134-136
[Non-Patent Document 2]
Shoichi Matsumoto, “Liquid Crystal Display Technology”, Industrial Book Publishing, November 8, 1996, p193
[0032]
[Problems to be solved by the invention]
In a TFT substrate of a liquid crystal display element or an organic EL element, the contact hole becomes deeper as the planarization film becomes thicker. This increases the contact failure between the pixel electrode and the TFT and decreases the yield.
[0033]
Further, since the planarization by the etch back method is almost determined by the planarization in the planarization film coating process rather than the dry etching process, the planarization by the etch back method cannot be sufficiently performed as in the planarization film method. There is a problem. Further, when the planarizing film is thickened, the etching amount increases and the working time increases.
[0034]
Further, in the polishing method, particularly CMP, planarization can be sufficiently performed, but it is necessary to introduce an expensive CMP apparatus, and there is a problem that the cost of the polishing liquid and the polishing pad which are consumables is increased. . When the planarizing film is an organic material, unlike the polishing of the inorganic film, the film is soft and difficult to polish. Further, scratches may occur during polishing.
[0035]
An object of the present invention is to provide a method for planarizing a substrate surface in a manufacturing process of a liquid crystal display element, an organic EL element, a semiconductor device such as a semiconductor, and an optical device such as a microoptics, a liquid crystal display device using the planarized substrate, an organic It is to provide an EL element.
[0036]
The flattened surface obtained by the present invention is a flat surface that is almost completely flat, or a flattened film layer that is at least thinner than the flattened surface of the conventional flattened film method, and has a flat surface with reduced unevenness. It is a conversion surface.
[0037]
[Means for Solving the Problems]
  The method for planarizing a substrate surface according to the present invention comprises:WetSexualityHigher than convexProcess,Improved wettabilityOnly in the recessSelectively deposit and flatten substrate surfaceA process.
[0038]
Moreover, the manufacturing method of the planarization board | substrate of this invention has the planarization method of the board | substrate surface of the said invention.
[0039]
In order to make the wettability of the concavo-convex parts different from each other by exposure, a wettability changing film whose wettability changes by exposure is applied in advance to the substrate surface, and then only the necessary part is selectively exposed to the above-mentioned film by exposure. A reaction is caused to change the wettability of the film itself, or the above film is decomposed by exposure to expose the film on the lower surface thereof. In order to selectively expose, when an exposure mask having an exposure pattern corresponding to the unevenness of the substrate surface is used, or when the convex portion is formed of a metal that does not affect the back surface of the projection, The exposure is performed from the back surface of the substrate without the convex portion so that only the convex portion is not exposed. In order to promote the exposure effect, a photocatalyst may be included in the wettability changing film, or a photocatalyst film may be provided on the lower surface thereof.
[0040]
A flattening film is applied to the surface of the substrate having different wettability formed in this manner so that the flattening film is not repelled and stacked on the concave portions but the flattening film is stacked on the concave portions. As a result, the planarizing film is not formed on the surface of the convex portion, and it is possible to form the planarizing film only on the concave portion. That is, according to the present invention, the surface of the convex portion of the substrate having a concavo-convex structure and the wettability of the concave portion with respect to the flattening film are different, and the wettability with respect to the flattening film is adjusted according to the concave and convex portions. In this case, a planarizing substrate is obtained with a thin planarizing film thickness.
[0041]
Further, by differentiating the wettability of the convex and concave surface of the concavo-convex structure to the flattening film by discharging, the flattening film is formed on the concave surface without forming the flattening film on the convex surface. You can also As a result, a flattening film is not unnecessarily formed on the convex portion, and a flattened substrate is obtained with a thin flattening film thickness.
[0042]
Furthermore, by differentiating the wettability of the concavo-convex convex surface and concave surface with the planarizing film by using a surface treatment agent, a flattening film is not formed on the convex surface and a flattening film is formed on the concave surface. A membrane can also be formed.
[0043]
After flattening the substrate, the entire surface of the substrate can be made uniform by exposing the protrusions or dissolving the wettability changing film remaining on the protrusions. This makes it possible to form another film on the planarized substrate. If another planarization film is formed as another film, the substrate surface can be further planarized.
[0044]
The present invention can be applied to various apparatuses having a substrate. For example, the liquid crystal display device of the present invention uses a liquid crystal whose surface is planarized by the substrate surface planarization method of the present invention. As a result, it is possible to provide various devices with improved performance or reliability as compared with the prior art.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0046]
A method for planarizing a substrate surface according to the present invention is a method for planarizing a substrate surface for forming a surface having irregularities, wherein the wettability of the substrate surface convex portion and the substrate surface concave portion with respect to the planarization film is changed, and the substrate surface is changed. Due to the difference in wettability, a planarizing film is selectively applied to the recesses on the substrate surface to flatten the substrate surface. Here, the concave portion refers to a plane other than the convex portion.
[0047]
As means for changing the wettability of the substrate surface, specifically, a method of pattern exposure corresponding to the uneven shape of the substrate surface, a method of generating a mask on the substrate surface, and performing a surface treatment by discharge, a surface treatment agent There is a way. Hereinafter, embodiments of the present invention according to the respective methods will be described.
[0048]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic concept of a method for planarizing a substrate surface according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps.
[0049]
FIG. 1A shows the state of the substrate surface before flattening. Concave portions 10 a and convex portions 10 b exist on the surface of the substrate 10.
[0050]
First, as shown in FIG. 1B, the substrate surface is subjected to pattern exposure using an exposure mask 14 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. The exposure mask 14 has a light transmitting portion 14a and a light shielding portion 14b. The concave portion 10b on the substrate surface corresponds to the light transmitting portion 14a, and the convex portion 10a on the substrate surface corresponds to the light shielding portion 14b. Yes. Further, the substrate surface is water-repellent and has a characteristic that wettability changes to hydrophilicity upon exposure.
[0051]
By exposing the substrate surface, the wettability changing surface 30 in which the wettability with respect to the planarizing film 16 is changed before and after the treatment is formed in the recess 10b. That is, the recess 10b changes from water repellency to hydrophilicity. For example, when the convex portion 10a and the concave portion 10b are a polymer resin having an alkyl group at the terminal group, the pattern-exposed concave portion 10b is wettable from lipophilicity to hydrophilicity by cutting the terminal group by ultraviolet irradiation. Changes.
[0052]
Next, as shown in FIG. 1C, a planarizing film 16 is formed on the substrate surface. Since the convex portion 10a on the substrate surface is water repellent and the concave portion 10b is hydrophilic, the hydrophilic flattening film 16 is laminated only on the hydrophilic concave portion 10b, and on the water repellent convex portion 10a. Do not stack. Thereby, the flattening film 16 is laminated in the concave portion 10a up to the height of the convex portion 10b, and the flattened surface 21 is obtained.
[0053]
If the unevenness of the flattening surface 21 does not become a problem, it is not necessary to form the flattening film 16 until the height of the protrusion 10a is matched. Conversely, the film surface of the planarizing film 16 formed in the recess 10b may be higher than the protrusion 10a.
[0054]
In the above description, the planarizing film 16 is hydrophilic, but may be oleophilic. In this case, the wettability of the pattern-exposed recess 10b changes from oil repellency to oleophilicity.
[0055]
The basic concept of the first embodiment has been described above, and further will be described in detail using a specific example with reference to FIGS. In Embodiments 1-1 to 1-7, embodiments of the present invention in the case where unevenness occurs due to wiring on the substrate will be described. Further, in Embodiments 1-8 to 1-11, the wiring is two-dimensional. Embodiments will be described in the case where they are provided and intersect with each other or when applied to a microlens array or the like.
[0056]
(Embodiment 1-1)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-1 of the present invention in the order of steps. FIG. 3 is a top view showing the substrate surface before the planarization process of the substrate surface planarization method shown in FIG.
[0057]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to a liquid crystal display element, an organic EL element, and a semiconductor substrate surface.
[0058]
As shown in FIG. 2A, the wiring 11 is formed on the substrate 10, and the insulating film 19 is further formed thereon so as to cover the entire substrate. As shown in FIG. 3, a plurality of wirings 11 are arranged in parallel in one direction. A cross section B-B ′ in FIG. 3 corresponds to the cross sectional view in FIG. 2.
[0059]
First, as shown in FIG. 2B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material for the water / oil repellent film 13, fluorocarbon having an alkoxysilyl group is used (hereinafter referred to as FAS1). Examples of FAS1 include compounds represented by the following general formula 1, but are not limited to these examples.
[0060]
Formula 1 (CFThree-(CF2)n-CH2-CH2)m-Si- (ORThree)4-m
In the formula, n represents an integer of 0 to 12. m represents an integer of 1 to 3. R represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. When FAS1 is irradiated with ultraviolet light, the alkoxysilyl group has hydrophilic SiO 22Has a changing nature. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in this film thickness. Further, the film forming method of the water / oil repellent layer is not particularly limited, and examples thereof include a spin coat method, a dip method, and a vapor deposition method, but are not limited to these examples.
[0061]
Next, as shown in FIG. 2C, the water / oil repellent film 13 is irradiated with light 15 using an exposure mask 14 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. Ultraviolet light is used as the light source.
[0062]
The exposure mask 14 includes a light transmitting portion 14a and a light shielding portion 14b. The concave portion on the substrate surface corresponds to the light transmitting portion 14a, and the convex portion on the substrate surface corresponds to the light shielding portion 14b. . Therefore, FAS1 is decomposed in the concave portion irradiated with ultraviolet light, and the water / oil repellent film 13 in the concave portion on the substrate surface changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b serving as a wettability changing surface. . On the other hand, since the convex portion is not exposed, the water / oil repellent film 13 remains as the water / oil repellent portion 13a. That is, the water / oil repellent film 13 is divided into two regions: a hydrophilic / oleophobic portion 13b where FAS1 is decomposed and a water / oil repellent portion 13a where FAS1 remains. Here, the irradiation light may be an electromagnetic wave having energy higher than the water / oil repellent film 13 is decomposed, and the intensity, irradiation angle, irradiation time, and frequency are not limited.
[0063]
After the exposure using the exposure mask 14, the planarizing film 16 is applied to the surface of the water / oil repellent film 13 as shown in FIG. A planarizing film 16 is laminated on the upper surface of the hydrophilic / lipophilic portion 13b. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent part 13a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated. By adjusting the coating amount of the planarizing film 16, the surface height of the planarizing film 16 laminated on the hydrophilic / oleophilic portion 13b is matched with the surface height of the water / oil repellent film 13 coated on the wiring 11. As a result, the planarized surface 21 is obtained. Examples of the method for forming the planarizing film 16 include a spin coating method, a dip method, a spray method, a nozzle injection method, a printing method, and a transfer method, but are not limited to these examples.
[0064]
Next, as shown in FIG. 2E, when the substrate 10 is exposed from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b. . This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the wiring 11.
[0065]
In order to further apply another film, the substrate 10 may be immersed in perfluorooctane and the water / oil repellent film 13 may be dissolved and removed in addition to the above method. In this case, when the planarizing film 16 is applied, the surface of the planarizing film 16 may be lowered by the amount of the water / oil repellent film 13 to be removed. This step is not necessary when no other film is applied on the water / oil repellent film 13 or when another film can be applied on the water / oil repellent part 13a.
[0066]
As described above, the flattening of the substrate, which is the object of the present invention, is achieved, but the unevenness due to the wiring 11 can be further flattened by performing the following steps. That is, as shown in FIG. 2F, the planarization surface 22 is obtained by further applying the planarization film 17. Since the planarization surface 21 has already been obtained, the planarization film 17 has a high planarization effect even with a small thickness. The flattened surface 22 can further reduce unevenness due to the wiring 11 than the flattened surface 21.
[0067]
By further applying another flattening film (not shown) to the flattened surface 22, it is also possible to obtain a flattened surface (not shown) with even more unevenness. Also at this time, since the other planarization film has already obtained the planarization surface 22, the planarization effect is high even with a small thickness.
[0068]
Next, when the change to the hydrophilic / lipophilic property of the water / oil repellent film 13 by exposure is weak or slow, the change by exposure can be promoted by including a photocatalyst in the water / oil repellent film 13. As the photocatalyst, titanium dioxide, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, cadmium sulfide, iron oxide, strontium titanate and the like can be used.
[0069]
Further, the following can be said about the planarizing film 16. First of all, the planarizing film 16 can be arbitrarily laminated as long as it can be laminated on the hydrophilic / lipophilic part 13b of the water / oil repellent film 13 and cannot be laminated on the water / oil repellent part 13a of the water / oil repellent film 13. Can be used.
[0070]
Second, when the planarization film 16 is subjected to heat treatment, the planarization film 16 having good heat melting property can be used to further planarize the substrate surface using the flowability of the planarization film 16. it can.
[0071]
Third, in the present embodiment, the planarizing film 16 is applied after forming the insulating film 19 on the wiring 11. However, the planarizing film 16 is directly applied on the wiring 11, and this planarizing film 16 is applied to the insulating film. You may make it use as.
[0072]
According to the present embodiment, by using the water / oil repellent film 13 that changes from water / oil repellent property to hydrophilic / lipophilic property by exposure, it becomes possible to flatten a substrate having irregularities, and a conventional photolithography apparatus can be used as it is. Therefore, it is not necessary to introduce a new device and the cost can be reduced.
Further, unlike the conventional planarization method, the planarization film 16 is not applied on the wiring 11 due to the effect of the water / oil repellency portion 13a. In addition, the substrate surface can be planarized. Therefore, the film thickness of the planarizing film 16 or the total film thickness of the planarizing film 16 and the planarizing film 17 can be reduced, and the cost can be reduced.
[0073]
(Embodiment 1-2)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another substrate surface planarization method according to Embodiment 1-2 of the present invention in the order of steps.
[0074]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0075]
In this embodiment, in the step of exposing the water / oil repellent film 13, the exposure is performed from the back surface of the substrate without using the exposure mask 14 having the exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. And different.
[0076]
As shown in FIG. 4A, the wiring 11 is formed on the substrate 10, and the insulating film 19 is further formed thereon. The wiring 11 causing unevenness is made of metal and does not transmit light. On the other hand, the substrate 10 transmits light.
Here, “not transmitting light” means that the substrate 10, a material that does not transmit light, such as metal, and the water- and oil-repellent film 13 are laminated in this order (Condition A), and the substrate 10 and the water- and oil-repellent film 13 are ordered. When exposed from the opposite side of the water / oil repellent film 13, the water / oil repellent film 13 changes from water / oil repellent to hydrophilic / lipophilic in condition B. It is defined that the light having the wavelength necessary for the water / oil repellent film 13 to change from the water / oil repellent property to the hydrophilic / lipophilic property is reflected or absorbed by the substance so that it remains water / oil repellent.
[0077]
In the present embodiment, first, as shown in FIG. 4B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of the substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0078]
Next, as shown in FIG. 4C, the water / oil repellent film 13 is exposed from the surface opposite to the surface on which the water / oil repellent film 13 is applied. The wiring 11 that causes unevenness is made of metal and does not transmit light 15 and is not exposed to the water / oil repellent film 13, so the water / oil repellent film 13 applied on the wiring 11 remains the water / oil repellent portion 13 a. . On the other hand, where there is no wiring 11 that causes unevenness, the light 15 is transmitted and exposed to the water and oil repellent film 13, so that the water and oil repellent film 13 changes from the water and oil repellent part 13a to the hydrophilic and lipophilic part 13b. To do.
[0079]
Next, as shown in FIG. 4D, a planarizing film 16 is applied. In the hydrophilic / lipophilic portion 13 b, the planarizing film 16 is laminated on the water / oil repellent film 13. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent portion 13 a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated on the water / oil repellent film 13. By adjusting the coating amount of the flattening film 16, the flattened surface is obtained by matching the height of the film surface of the flattened film 16 after film formation with the film surface of the water / oil repellent film 13 applied on the wiring 11. 21 is obtained.
[0080]
Next, as shown in FIG. 4E, by exposing the substrate 10 from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b. . This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the wiring 11.
[0081]
Also in this embodiment, as shown in FIG. 4F, the planarization surface 22 is obtained by further applying the planarization film 17. The effect is the same as that of Embodiment 1-1.
[0082]
This embodiment is an effective method for planarizing a substrate on which convex portions are formed of a material such as metal that does not transmit light. As a specific effect, the cost of the exposure mask can be reduced.
[0083]
(Embodiment 1-3)
FIG. 5 is a sectional view showing another substrate surface planarization method according to the embodiment 1-3 of the present invention in the order of steps.
[0084]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0085]
This embodiment is different from Embodiments 1-1 and 1-2 in that the photocatalytic film 31 is formed before the water / oil repellent film 13 is applied.
[0086]
As shown in FIG. 5A, the wiring 11 is formed on the substrate 10, and the insulating film 19 is further formed thereon. Note that the top view of the substrate in FIG. 5A before forming the insulating film 19 is the same as FIG. A cross-section B-B ′ in FIG. 3 corresponds to the cross-sectional view in FIG. 5.
[0087]
First, as shown in FIG. 5B, a photocatalytic film 31 is formed on the surface of a substrate having a concavo-convex structure. The material of the photocatalyst film 31 is a substance that generates electrons and holes upon exposure, and examples thereof include indium oxide, tin oxide, zinc oxide, cadmium sulfide, iron oxide, and strontium titanate in addition to titanium dioxide. It is not limited to the example. The film forming method is not particularly limited, and examples thereof include a sputtering method and a sol-gel film forming method. Furthermore, there is no restriction | limiting in particular also about this film thickness.
[0088]
Next, as shown in FIG. 5C, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of the substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0089]
Next, as shown in FIG. 5D, the water / oil repellent film 13 is exposed using an exposure mask 14 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. The exposure mask 14 includes a light transmitting portion 14a and a light shielding portion 14b. The concave portion on the substrate surface corresponds to the light transmitting portion 14a, and the convex portion on the substrate surface corresponds to the light shielding portion 14b. . By exposure using the exposure mask 14, the water / oil repellent film 13 in the concave portion of the substrate surface changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b. That is, by forming the water / oil repellent film 13 on the photocatalyst film 31, electrons and holes are generated in the exposed region by the action of the photocatalyst film 31 as a semiconductor photocatalyst, and FAS1 is decomposed. In the decomposed FAS1, the alkoxysilyl group is SiO.2become. In this way, a change in water and oil repellency is promoted as compared to the case without the photocatalyst film. On the other hand, since the convex portion is not exposed, the water / oil repellent film 13 remains as the water / oil repellent portion 13a. Irradiation light is an electromagnetic wave having energy equal to or greater than the energy corresponding to the band gap of the photocatalyst, and there is no limitation on the intensity, irradiation angle, irradiation time, and frequency. Moreover, you may expose simultaneously these electromagnetic waves and the electromagnetic waves which have energy below the energy equivalent to a band gap.
[0090]
Next, as shown in FIG. 5E, a planarizing film 16 is applied on the water / oil repellent film 13. In the hydrophilic / lipophilic portion 13 b, the planarizing film 16 is laminated on the water / oil repellent film 13. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent portion 13 a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated on the water / oil repellent film 13. By adjusting the coating amount of the flattening film 16, the flattened surface is obtained by matching the height of the film surface of the flattened film 16 after film formation with the film surface of the water / oil repellent film 13 applied on the wiring 11. 21 is obtained. The photocatalyst layer 31 can promote the change of the water / oil repellent film 13 from the water / oil repellent property to the hydrophilic / lipophilic property by the exposure.
[0091]
(Embodiment 1-4)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another substrate surface planarization method according to Embodiment 1-4 of the present invention in the order of steps.
[0092]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0093]
This embodiment is different from Embodiments 1-1 to 1-3 in that the water / oil repellent film 13 disappears as a gas decomposition product upon exposure.
[0094]
As shown in FIG. 6A, the wiring 11 is formed on the substrate 10, and the insulating film 19 is further formed thereon. The top view of the substrate of FIG. 6A before the insulating film 19 is formed is the same as FIG. A cross section B-B ′ in FIG. 3 corresponds to the cross sectional view in FIG. 6.
[0095]
First, as shown in FIG. 6B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, fluorocarbon having an alkoxysilyl group is used (hereinafter referred to as FAS2). Examples of FAS2 include compounds represented by the following general formulas 2 to 4, but are not limited to these examples.
[0096]
General formula 2 G-CF2-(CF2)n-CF2-G
Formula 3 G- (CF2-CF2-O)p-(CF2-O)q-G
Formula 4 G- (CF2-CF2-O)p-G
In the formula, n represents an integer of 0 to 12. G is independently F, CH2-OH or COOH. p and q each independently represent an integer of 0 to 4. FAS2 has the property of decomposing and disappearing as a gas decomposition product when irradiated with ultraviolet light. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in this film thickness. Further, the film forming method of the water / oil repellent layer is not particularly limited, and examples thereof include a spin coat method, a dip method, and a vapor deposition method, but are not limited to these examples.
[0097]
Next, as shown in FIG. 6C, the water and oil repellent film 13 is exposed using an exposure mask 14 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. The exposure mask 14 includes a light transmitting portion 14a and a light shielding portion 14b. The concave portion on the substrate surface corresponds to the light transmitting portion 14a, and the convex portion on the substrate surface corresponds to the light shielding portion 14b. . By the exposure using the exposure mask 14, the water- and oil-repellent film 13 in the concave portion of the substrate surface disappears from the insulating film 19 as a gas decomposition product. On the other hand, since the convex portion is not exposed, the water / oil repellent film 13 remains as the water / oil repellent portion 13a. Thus, in the recess, the water / oil repellent FAS 2 film, that is, the layer under the water / oil repellent film 13 is exposed. Irradiation light is an electromagnetic wave having energy more than the water- and oil-repellent film 13 is decomposed, and there is no limitation on its intensity, irradiation angle, irradiation time, and frequency.
[0098]
Next, as shown in FIG. 6D, a planarizing film 16 is applied on the water / oil repellent film 13. A planarizing film 16 is laminated on the insulating film 19. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent part 13a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated. By adjusting the coating amount of the flattening film 16, the flattened surface is obtained by matching the height of the film surface of the flattened film 16 after film formation with the film surface of the water / oil repellent film 13 applied on the wiring 11. 21 is obtained.
[0099]
Next, as shown in FIG. 6E, by exposing the substrate 10 from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 disappears from the insulating film 19 as a gas decomposition product. As a result, another film can be applied onto the insulating film 19 on the wiring 11. Alternatively, the substrate 10 may be immersed in perfluorooctane, and the water / oil repellent film 13 may be dissolved and removed.
[0100]
Also in this embodiment, as shown in FIG. 6F, the planarization surface 22 is obtained by further applying the planarization film 17. The effect is the same as that of Embodiment 1-1.
[0101]
When the change to the gas decomposition product of the water / oil repellent film 13 by exposure is weak or slow, the change due to exposure can be promoted by including the photocatalyst in the water / oil repellent film 13. At this time, after the FAS 2 is decomposed and disappears, the substance contained in the water / oil repellent film 13 remains. As the photocatalyst, titanium dioxide, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, cadmium sulfide, iron oxide, strontium titanate and the like can be used.
[0102]
Embodiment 1-5
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating another substrate surface planarization method according to Embodiment 1-5 of the present invention in the order of steps.
[0103]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0104]
This embodiment is different from the embodiment 1-4 in that the photocatalytic film 31 is formed before the water / oil repellent film 13 is applied.
[0105]
As shown in FIG. 7A, the wiring 11 is formed on the substrate 10, and the insulating film 19 is further formed thereon. The top view of the substrate of FIG. 7A before the insulating film 19 is formed is the same as FIG. A cross section B-B ′ in FIG. 3 corresponds to the cross sectional view in FIG. 7.
[0106]
First, as shown in FIG. 7B, a photocatalytic film 31 is formed on the surface of a substrate having a concavo-convex structure.
[0107]
Next, as shown in FIG. 7C, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of the substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS2 is used.
[0108]
Next, as shown in FIG. 7D, the water and oil repellent film 13 is exposed using an exposure mask 14 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. The exposure mask 14 includes a light transmitting portion 14a and a light shielding portion 14b. The concave portion on the substrate surface corresponds to the light transmitting portion 14a, and the convex portion on the substrate surface corresponds to the light shielding portion 14b. . The water / oil repellent film 13 in the concave portion of the substrate surface disappears from the insulating film 19 as a gas decomposition product. On the other hand, since the convex portion is not exposed, the water / oil repellent film 13 remains as the water / oil repellent portion 13a. By forming the water / oil repellent film 13 on the photocatalyst film 31, electrons and holes are generated in the exposed region by the action of the photocatalyst film 31 as a semiconductor photocatalyst, and the FAS 2 is decomposed. The decomposed FAS 2 becomes a gas decomposition product and disappears, and the photocatalytic layer 31 is exposed. Thus, the change in water and oil repellency is promoted as compared with the case where the photocatalyst film 31 is not provided. Irradiation light is an electromagnetic wave having energy equal to or greater than the energy corresponding to the band gap of the photocatalyst, and there is no limitation on the intensity, irradiation angle, irradiation time, and frequency. Moreover, you may expose simultaneously these electromagnetic waves and the electromagnetic waves which have energy below the energy equivalent to a band gap.
[0109]
Next, as shown in FIG. 7E, a planarizing film 16 is applied on the water / oil repellent film 13. A planarizing film 16 is stacked on the photocatalytic film 31. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent part 13a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated. By adjusting the coating amount of the flattening film 16, the flattened surface is obtained by matching the height of the film surface of the flattened film 16 after film formation with the film surface of the water / oil repellent film 13 applied on the wiring 11. 21 is obtained.
[0110]
Next, as shown in FIG. 7F, by exposing the substrate 10 from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 disappears from the photocatalyst film 31 as a gas decomposition product. This makes it possible to apply another film on the photocatalytic film 31 on the wiring 11. Alternatively, the substrate 10 may be immersed in perfluorooctane, and the water / oil repellent film 13 may be dissolved and removed.
[0111]
Also in this embodiment, as shown in FIG. 7F, the planarization surface 22 is obtained by further applying the planarization film 17. The effect is the same as that of Embodiment 1-1.
[0112]
In the present embodiment, the photocatalyst layer can promote the change of the water / oil repellent film from the water / oil repellent property to the hydrophilic / lipophilic property by exposure.
[0113]
Embodiment 1-6
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another substrate surface planarization method according to Embodiment 1-6 of the present invention in the order of steps.
[0114]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0115]
In this embodiment, after obtaining the flattened surface 21, when the water / oil repellent part 13a of the water / oil repellent film 13 is changed to the hydrophilic / lipophilic part 13b by exposure, the exposure mask 14 is used, The point which exposes only to the water- and oil-repellent part 13a of the oil film 13 differs from Embodiment 1-1 to 1-5.
[0116]
This embodiment is the same as the above-described embodiment, for example, Embodiment 1-1, until the planarized surface 21 is obtained. That is, the steps up to FIG. 2 (d) are the same. FIG. 8 shows only the subsequent steps extracted.
[0117]
In this embodiment, after the flat surface 21 is obtained, as shown in FIG. 8A, the substrate 10 is wired 11 using an exposure mask 14 ′ having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. Exposure from the side. The exposure mask 14 ′ has a light transmitting portion 14 a and a light shielding portion 14 b, where the water repellent and oil repellent portion 13 a is the light transmitting portion 14 a and where the planarizing film 16 is laminated is a light shielding portion. This corresponds to the portion 14b. As a result, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 is changed from the water / oil repellent part 13 a to the hydrophilic / lipophilic part 13 b, and another film can be applied on the water / oil repellent film 13 on the wiring 11. It becomes.
[0118]
Also in this embodiment, as shown in FIG. 8B, the planarization surface 22 is obtained by further applying the planarization film 17. The effect is the same as that of Embodiment 1-1.
[0119]
This embodiment prevents the influence of light on the flattening film when the water / oil repellent film is exposed to light having a wavelength necessary for the water / oil repellent film to change from water / oil repellent to hydrophilic / lipophilic. It is possible. Here, the influence of light means that the molecular weight decreases and the transmittance decreases due to the destruction of the molecular structure of the planarization film due to the wavelength and energy amount of light.
[0120]
(Example 1-7)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another substrate surface planarization method according to Embodiment 1-7 of the present invention in the order of steps.
[0121]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0122]
This embodiment is different from the embodiments 1-1 to 1-6 in that the planarization surface 24 is obtained by cutting the planarization film 17 after obtaining the planarization surface 21.
[0123]
In the present embodiment, any method of Embodiment Examples 1-1 to 1-6 may be used until the planarized surface 21 is obtained. For this reason, the description of the method for obtaining the planarized surface 21 is omitted.
[0124]
As shown in FIG. 9A, there is a substrate in which the unevenness due to the wiring 11 formed on the substrate 10 is flattened by a water / oil repellent film 13 and a planarizing film 16 to obtain a planarized surface 21.
[0125]
In the present embodiment, first, as shown in FIG. 9B, the planarization surface 23 is obtained by further applying the planarization film 17 on the planarization surface 21. The flattened surface 23 is set higher in advance than the finally obtained flattened surface 24.
[0126]
Next, as shown in FIG. 9C, the planarized planarized surface 23 of the planarized film 17 is cut down to the planarized surface 24. At this time, dry etching using a reactive gas such as CCl4, CF2, CHF2, or O2 is used.
[0127]
In general, when a planarized surface has already been obtained, an additional planarizing film for further increasing the flatness may be thin. However, in this embodiment, the additional planarizing film is formed thick and flat. The degree of unevenness can be further reduced because the additional planarization film is shaved after increasing the degree. That is, the planarization surface 24 of the present embodiment can reduce not only the unevenness from the planarization surface 21 but also the planarization surface 22 obtained in Embodiments 1-1 to 1-7.
[0128]
This embodiment can also be applied to Embodiments 2 and 3 described later.
[0129]
Embodiment 1-8
A method for planarizing another substrate surface according to the embodiment 1-8 of the present invention will be described with reference to FIGS. 10A and 10B are a top view and a cross-sectional view showing the substrate surface before the planarization process in the substrate surface planarization method according to the present embodiment. FIG. 11 is a top view showing the water / oil repellency region / hydrophilic / lipophilic region of the substrate surface in the substrate surface planarization method according to the present embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the substrate surface planarization method according to the present embodiment in the order of steps.
[0130]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0131]
As shown in FIG. 10A, wiring 11 and wiring 12 are arranged on the substrate 10. 10B is a cross-sectional view taken along a cross-section A-A ′, FIG. 10C is a cross-sectional view taken along a cross-section B-B ′, and FIG. As shown in these drawings, the wiring and the insulating film are formed on the substrate 10 in the order of the wiring 12, the insulating film 19, the wiring 11, and the insulating film 20 from the bottom. The wiring 11 and the wiring 12 intersect with each other at four locations, and the wiring 11 is configured to pass over the wiring 12 at the intersection, but the reverse relationship may be used. In this structure, the difference between the projections and depressions is the largest where the wiring 11 and the wiring 12 intersect. Further, the wirings 11 and 12 are materials such as metal that do not transmit light, and the film thickness thereof is the same.
[0132]
In the following, the planarization step is shown for each of the cross section A-A ′, the cross section B-B ′, and the cross section C-C ′.
[0133]
(About cross section A-A ')
As shown in FIG. 12A, the wiring 12, the insulating film 19, the wiring 11, and the insulating film 20 are formed in this order on the substrate 10 from the bottom. The wiring 11 exists only in a part on the insulating film 19.
[0134]
First, as shown in FIG. 12B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0135]
Next, as shown in FIG. 12C, the water / oil repellent film 13 is exposed from the surface opposite to the surface to which the water / oil repellent film 13 is applied. Since the wirings 11 and 12 that cause unevenness are made of metal, light does not pass through the wirings 11 and 12 and does not reach the water and oil repellent film 13. Therefore, the water / oil repellent film 13 applied on the wirings 11 and 12 remains the water / oil repellent portion 13a. That is, in the cross section A-A ′, the water / oil repellent film 13 remains as the water / oil repellent portion 13 a.
[0136]
Next, as shown in FIG. 12D, a planarizing film 16 is applied. Since the wiring 12 is provided along the cross-section A-A ′, the planarizing film 16 is laminated on the water- and oil-repellent film 13 in the hydrophilic / oleophilic portion 13 b at the front and rear of the cross section. On the other hand, since the upper surfaces of the wirings 11 and 12 on the cross section A-A ′ are water / oil repellent portions 13 a and the planarizing film 16 is repelled, the planarizing film 16 is not laminated. The coating amount of the flattening film 16 is adjusted, and the film surface of the flattened film 16 after film formation and the film surface where the wiring 12, the insulating film 19, the insulating film 20, and the water / oil repellent film 13 are laminated The flattened surface 25 is obtained by matching the heights. The height of the flattened surface 25 is shown in the cross section C-C ′.
[0137]
Next, as shown in FIG. 12E, when the substrate 10 is exposed from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the insulating film 20 changes from the water / oil repellent part 13a to the hydrophilic / lipophilic part 13b. To do. This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the insulating film 20.
[0138]
(About cross section B-B ')
As shown in FIG. 12A, the insulating film 19, the wiring 11, and the insulating film 20 are formed in this order on the substrate 10. The wiring 11 exists only in a part on the insulating film 19.
[0139]
First, as shown in FIG. 12B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0140]
Next, as shown in FIG. 12C, the water / oil repellent film 13 is exposed from the surface opposite to the surface to which the water / oil repellent film 13 is applied. Since the wiring 11 that causes the unevenness is made of metal, light is not transmitted and the water and oil repellent film 13 is not exposed, so the water and oil repellent film 13 applied on the wiring 11 remains the water and oil repellent portion 13a. is there.
[0141]
Next, as shown in FIG. 12D, a planarizing film 16 is applied. In the hydrophilic / lipophilic portion 13 b, the planarizing film 16 is laminated on the water / oil repellent film 13. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent portion 13 a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated on the water / oil repellent film 13. The coating amount of the planarizing film 16 is adjusted, and the film surface of the planarized film 16 after film formation and the film surface where the insulating film 19, the wiring 11, the insulating film 20, and the water / oil repellent film 13 are laminated. The flattened surface 25 is obtained by matching the heights.
[0142]
Next, as shown in FIG. 12E, by exposing the substrate 10 from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b. . This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the wiring 11.
[0143]
(Regarding section C-C ')
As shown in FIG. 12A, the wiring 12, the insulating film 19, the wiring 11, and the insulating film 20 are formed in this order on the substrate 10 from the bottom. The wiring 11 exists only on the wiring 12.
[0144]
First, as shown in FIG. 12B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0145]
Next, as shown in FIG. 12C, the water / oil repellent film 13 is exposed from the surface opposite to the surface to which the water / oil repellent film 13 is applied. Since the wirings 11 and 12 that cause unevenness are made of metal, light does not pass through and the water- and oil-repellent film 13 is not exposed. It remains.
[0146]
Next, as shown in FIG. 12D, a planarizing film 16 is applied. In the hydrophilic / lipophilic part 13 b, a planarizing film is laminated on the water / oil repellent film 13. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent portion 13 a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated on the water / oil repellent film 13. The coating amount of the flattening film 16 is adjusted, and the film surface of the flattened film 16 after film formation and the film surface where the wiring 12, the insulating film 19, the insulating film 20, and the water / oil repellent film 13 are laminated are laminated. The flattened surface 25 is obtained by adjusting the height.
[0147]
Next, as shown in FIG. 12E, when the substrate 10 is exposed from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the insulating film 20 changes from the water / oil repellent part 13a to the hydrophilic / lipophilic part 13b. To do. This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the wiring 11.
[0148]
Although the unevenness due to the wiring 11 remains on the flattened surface 25, the unevenness difference can be reduced with a thin film thickness of the flattened film at least as compared with the flattened surface of the conventional flattened film method.
[0149]
Further, after obtaining the flattened surface 25, the flattening may be performed by the embodiments 1-1 to 1-7 of the present invention or the conventional flattened film method. When the conventional planarization film method is performed after obtaining the planarization surface 25, the planarization is performed more than when the conventional planarization film method is performed directly on the insulating film 20 without obtaining the planarization surface 25. It is possible to obtain a flattened surface in which the unevenness difference is reduced with a thin film thickness.
[0150]
In the present embodiment, as described above, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 and the wiring 12 is left on the water / oil repellent film 13a, so that Further, the flattening film 16 is not applied. That is, as a result of applying FAS1 to the substrate 10 and performing backside exposure, the water / oil repellent part and the hydrophilic / lipophilic part are as shown in FIG.
[0151]
When the wirings 11 and 12 are not a substance that does not transmit light, such as metal, an exposure mask as described in Embodiment 1-1 can be used, for example.
[0152]
According to this embodiment, by using a water / oil repellent film, it becomes possible to flatten a substrate having convex portions having different heights, and a conventional photolithography apparatus can be used as it is, so that it is necessary to introduce a new apparatus. No cost
In this embodiment, the method of planarizing the concavo-convex substrate using the step of changing the wettability of the substrate surface by pattern exposure is used. However, as a method of changing the wettability, a discharge process using a mask described later is used. A step of changing the wettability of the substrate surface (Embodiment 2) or a step of changing the wettability of the substrate surface by applying a surface treatment agent using a mask (Embodiment 3) may be used.
[0153]
Embodiment 1-9
FIG. 13 is a cross-sectional view of a substrate surface according to Embodiment 1-9 of the present invention.
[0154]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0155]
In this embodiment, the installation situation of the wirings 11 and 12 on the board | substrate 10 is the same as Embodiment 1-9, The detail is as showing in FIG.
[0156]
In the present embodiment, in the step of applying the flattening film 16, the film surface of the flattening film 16 after film formation is matched with the height of the surface of the water / oil repellent film 13 at the intersection of the wirings 11 and 12. The point which obtained the surface 26 differs from Embodiment 1-9.
[0157]
Embodiment 1-10
14 and 15, another method for planarizing the substrate surface according to the embodiment 1-10 of the present invention will be described. FIG. 14 is a top view showing the water / oil repellency region / hydrophilic / lipophilic region of the substrate surface in the planarization step according to the present embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the substrate surface planarization method according to the present embodiment in the order of steps. The state of the substrate surface before planarization is the same as in FIG.
[0158]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0159]
In the present embodiment, the water- and oil-repellent film 13 at the point where the wirings 11 and 12 intersect is obtained by changing the property of the water- and oil-repellent film 13 where the planarizing film 16 is laminated from water- and oil-repellent to hydrophilic and lipophilic. In the step of leaving only the water- and oil-repellent part 13a as the only part 13 and the hydrophilic / lipophilic part 13b in the other parts and applying the planarizing film 16, the film surface of the planarized film 16 after the film formation, It differs from Embodiments 1-9 and 10 in that the level of the surface of the water / oil repellent film 13 at 12 intersections is combined to obtain a flat surface 27 with high flatness. In the present embodiment, the present invention can be applied even if the heights (thicknesses) of the two interconnecting wires 11 and 12 are different.
[0160]
The cross section of the substrate surface before flattening is the same as that shown in FIGS. Hereinafter, the planarization process is shown for each of the cross sections A-A ', B-B', and C-C 'with reference to FIG.
[0161]
(About cross section A-A ')
As shown in FIG. 15A, the wiring 12, the insulating film 19, the wiring 11, and the insulating film 20 are formed in this order on the substrate 10 from the bottom. The wiring 11 exists only in a part on the insulating film 19.
[0162]
First, as shown in FIG. 15B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0163]
Next, as shown in FIG. 15C, by using an exposure mask 14 having an exposure pattern in which light passes only through the intersections of the wirings 11 and 12, and the other parts are blocked. The water / oil repellent film 13 is exposed. That is, the exposure mask 14 has a light transmitting portion 14a and a light shielding portion 14b, and the general portion of the substrate surface other than the intersecting portion of the wirings 11 and 12 intersects the light transmitting portion 14a and the intersecting portions of the wirings 11 and 12. The portions correspond to the light shielding portions 14b, respectively. In FIG. 14, the hatched portion as the water / oil repellent portion corresponds to the light blocking portion 14b.
[0164]
By the exposure using the exposure mask 14, the water / oil repellent film 13 other than the intersection of the wirings 11 and 12 on the substrate surface changes from the water / oil repellent property 13a to the hydrophilic / lipophilic property 13b by the exposure. On the other hand, since the water / oil repellent film 13 at the intersection of the wirings 11 and 12 is not exposed, the water / oil repellent film 13 remains as the water / oil repellent portion 13a.
[0165]
Next, as shown in FIG. 15D, a planarizing film 16 is applied. In the hydrophilic / lipophilic portion 13 b, the planarizing film 16 is laminated on the water / oil repellent film 13. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent part 13 a on the intersection of the wirings 11 and 12, the planarizing film 16 is not laminated on the water / oil repellent film 13. The flattening surface 27 is adjusted by adjusting the coating amount of the flattening film 16 and matching the height of the film surface of the flattening film 16 after film formation with the surface of the water and oil repellent film 13 on the intersection of the wirings 11 and 12. Is obtained.
[0166]
Next, as shown in FIG. 15E, by exposing the substrate 10 from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the intersection of the wirings 11 and 12 becomes hydrophilic and lipophilic from the water / oil repellent part 13a. It changes to part 13b. This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the wiring intersection.
[0167]
(About cross section B-B ')
As shown in FIG. 15A, the insulating film 19, the wiring 11, and the insulating film 20 are formed in this order on the substrate 10 from the bottom. The wiring 11 exists only in a part on the insulating film 19.
[0168]
First, as shown in FIG. 15B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0169]
Next, as shown in FIG. 15C, the water / oil repellent film 13 is exposed using an exposure mask 14. In the cross section B-B ′, there is no intersection between the wirings 11 and 12, so that the water / oil repellent film 13 becomes a hydrophilic / oleophilic portion 13 b.
[0170]
Next, as shown in FIG. 15D, a planarizing film 16 is applied. In the hydrophilic / lipophilic portion 13 b, the planarizing film 16 is laminated on the water / oil repellent film 13. By adjusting the coating amount of the flattening film 16 and matching the height of the film surface of the flattened film 16 after film formation with the surface of the water / oil repellent film 13 at the intersection of the wirings 11 and 12, the flattened surface 27 is formed. can get.
[0171]
Next, as shown in FIG. 15E, the substrate 10 is exposed from the wiring 11 side. In the cross section B-B ′, since there is no portion that is the water / oil repellent portion 13 a, the water / oil repellent film 13 does not change, and all remains the hydrophilic / lipophilic portion 13 b.
[0172]
(Regarding section C-C ')
As shown in FIG. 15A, the wiring 12, the insulating film 19, the wiring 11, and the insulating film 20 are formed in this order on the substrate 10 from the bottom. The wiring 11 exists only on the wiring 12.
[0173]
First, as shown in FIG. 15B, a water / oil repellent film 13 is applied to the surface of a substrate having a concavo-convex structure. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0174]
Next, as shown in FIG. 15C, the water / oil repellent film 13 is exposed using an exposure mask 14. The water / oil repellent film 13 other than the wiring 11 on the substrate surface changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b by exposure. On the other hand, since the wiring 11 is not exposed, the water / oil repellent film 13 remains the water / oil repellent portion 13a.
[0175]
Next, as shown in FIG. 15D, a planarizing film 16 is applied. In the hydrophilic / lipophilic portion 13 b, the planarizing film 16 is laminated on the water / oil repellent film 13. On the other hand, since the planarizing film 16 is repelled in the water / oil repellent portion 13 a on the wiring 11, the planarizing film 16 is not laminated on the water / oil repellent film 13. By adjusting the coating amount of the flattening film 16 and matching the height of the film surface of the flattened film 16 after film formation with the surface of the water / oil repellent film 13 at the intersection of the wirings 11 and 12, the flattened surface 27 is formed. can get.
[0176]
Next, as shown in FIG. 15E, by exposing the substrate 10 from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the wiring 11 changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b. . This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the wiring 11.
[0177]
As described above, the present embodiment is characterized in that the planarizing film 16 is not applied by leaving the water / oil repellent film 13 on the intersection of the wirings 11 and 12 as the water / oil repellent part 13a. It is said.
[0178]
According to the present embodiment, the use of the water / oil repellent film makes it possible to planarize a substrate having concave portions having different heights, and the conventional photolithography apparatus can be used as it is. Therefore, it is necessary to introduce a new apparatus. Cost can be reduced
In the present embodiment, the method for planarizing the concavo-convex substrate using the step of changing the wettability of the substrate surface by pattern exposure is used. As a method for changing the wettability, the method will be described later as in Embodiment 1-8. A step of changing the wettability of the substrate surface by discharge treatment using a mask (Embodiment 2) and a step of changing the wettability of the substrate surface by applying a surface treatment agent using a mask (Embodiment 3) are used. May be.
[0179]
Embodiment 1-11
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a method for planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-11 of the present invention in the order of steps.
[0180]
The planarization method of the substrate surface according to the present embodiment is applicable when planarizing the substrate surface of a microlens array, which is one of microoptics.
[0181]
As shown in FIG. 16A, a concave hemispherical microlens 18 is formed on the substrate 10. As a manufacturing method of the microlens 18, exposure using a gray level mask, isotropic etching using hydrofluoric acid and a metal mask, mold processing method, and the like are used.
[0182]
Next, as shown in FIG. 16B, a water / oil repellent film 13 is applied in order to flatten the substrate surface having irregularities by the concave hemispherical microlenses 18. As the material of the water / oil repellent film 13, FAS1 is used.
[0183]
Next, as shown in FIG. 16C, the water / oil repellent film 13 is exposed using an exposure mask 14 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. The exposure mask 14 has a light transmitting portion 14a and a light shielding portion 14b. The surface of the substrate on which the microlens 18 is installed is on the light transmitting portion 14a, and the surface of the substrate on which the microlens 18 is not installed is light shielding. Each corresponds to the part 14b. By the exposure using the exposure mask 14, the water / oil repellent film 13 on the micro lens 18 is changed from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / lipophilic portion 13b by the exposure. On the other hand, since the other portions are not exposed, the water / oil repellent film 13 remains as the water / oil repellent portion 13a.
[0184]
Next, as shown in FIG. 16D, a planarizing film 16 is applied. In the hydrophilic / lipophilic part 13 b where the microlenses 18 are installed, the planarizing film 16 is laminated on the water / oil repellent film 13. On the other hand, the flat portion of the substrate on which the microlenses 18 are not installed is the water / oil repellent portion 13 a and the flattening film 16 is repelled, so that the flattening film 16 is not laminated on the water / oil repellent film 13. By adjusting the coating amount of the flattening film 16, the flattened surface is obtained by matching the height of the film surface of the flattened film 16 after film formation with the film surface of the water / oil repellent film 13 applied to the flat portion of the substrate. 21 is obtained.
[0185]
Next, as shown in FIG. 16E, by exposing the substrate 10 from the wiring 11 side, the water / oil repellent film 13 on the flat portion of the substrate changes from the water / oil repellent portion 13a to the hydrophilic / oleophobic portion 13b. . This makes it possible to apply another film on the water / oil repellent film 13 on the flat portion of the substrate.
[0186]
Also in this embodiment, as shown in FIG. 16F, the planarization surface 22 is obtained by further applying the planarization film 17. The effect is the same as that of Embodiment 1-1, and the unevenness due to the microlens 18 can be reduced from the planarized surface 21.
[0187]
It is also possible to obtain a flattened surface with further reduced irregularities by further applying another flattened film (not shown) to the flattened surface 22.
[0188]
Further, as described in the embodiment 1-1, the planarizing film 16 can be arbitrarily used as long as it can be laminated on the hydrophilic / lipophilic portion 13b and cannot be laminated on the water / oil repellent portion 13a. Further, when the planarization film 16 is subjected to heat treatment, the substrate surface can be further planarized using the flowability of the planarization film 16 by using the planarization film 16 having good heat melting property.
[0189]
In the present embodiment, a microlens array is used as an example of microoptics. However, the object to which the present invention is applied is not limited to the microlens array, and the present invention is not limited to the microlens but can be used on a substrate such as a prism. The present invention can be effectively applied to planarize the optical structure fabricated in (1).
[0190]
In this embodiment, the method of planarizing the concavo-convex substrate using the step of changing the wettability of the substrate surface by pattern exposure is used. However, as a method of changing the wettability, a discharge process using a mask described later is used. A step of changing the wettability of the substrate surface (Embodiment 2) or a step of changing the wettability of the substrate surface by applying a surface treatment agent using a mask (Embodiment 3) may be used.
[0191]
(Embodiment 2)
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
[0192]
Before the substrate surface flattening process is performed, a recess 110a and a protrusion 110b as shown in FIG. 17A are formed on the substrate surface.
[0193]
Next, as shown in FIG. 17B, a mask 132 is formed on the convex portion 110b. A photolithography technique is used for mask production.
[0194]
Next, as shown in FIG. 17C, the substrate 110 is exposed to plasma 115. Thereby, the wettability changing surface 130 in which the wettability with respect to the planarizing film 116 is changed before and after the treatment is formed in the recess 110a. On the other hand, since the convex portion 110b protected by the mask 132 is not affected by the plasma irradiation, the wettability does not change in the convex portion 110b on the lower surface of the mask 132. Irradiation is not limited to plasma discharge. For example, in JP-A-6-163143, JP-A-2001-297897, JP-A-2001-237256, etc., wettability may change due to corona discharge, arc discharge, or plasma discharge. Are listed. The reasons for the change in wettability are: 1. the effect of cleaning the substrate surface; 2. the effect of forming fine irregularities on the substrate surface; This is said to be the effect of forming hydroxyl groups on the substrate surface.
[0195]
Next, as shown in FIG. 17D, the mask 132 is peeled off. At this time, the wettability of the wettability changing surface 130 is prevented from returning to the wettability before processing. As described above, a concave portion having a convex portion whose wettability is not changed and a wettability changing surface 130 by the discharge process is formed on the substrate surface.
[0196]
Next, as shown in FIG. 17E, a planarizing film 116 is applied. A planarizing film 116 is laminated on the concave portion 110a having the wettability changing surface 130, and is not laminated on the convex portion 110b. In this way, the planarization film 116 is formed using the difference in wettability of the substrate surface, and the planarization surface 121 is obtained.
[0197]
If the unevenness of the planarization surface 121 does not become a problem, the planarization film 116 does not need to be thick until the height of the projection 110b is matched. On the contrary, the film surface of the planarizing film 116 formed in the concave portion may be higher than the convex portion 110b.
[0198]
The basic concept of the second embodiment has been described above, and further will be described in detail using specific examples with reference to FIGS.
[0199]
(Embodiment 2-1)
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 2-1 of the present invention in the order of steps. Note that a top view of the substrate surface before planarization is the same as that in FIG. 3, and a cross section B-B ′ in FIG. 3 corresponds to the cross sectional view in FIG.
[0200]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0201]
As shown in FIG. 18A, a wiring 111 is formed on a substrate 110, and an insulating film 119 is further formed thereon.
[0202]
First, as shown in FIG. 18B, a photoresist 132a is applied to the surface of the substrate having a concavo-convex structure. The photoresist 132a has the function of the mask 132 in the second embodiment. A positive resist is used for the photoresist 132a.
[0203]
Next, as shown in FIG. 18C, the photoresist 132a is exposed using an exposure mask 114 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. The exposure mask 114 has a light transmitting portion 114a and a light shielding portion 114b. The concave portion on the substrate surface corresponds to the light transmitting portion 114a, and the convex portion on the substrate surface corresponds to the light shielding portion 114b. .
[0204]
Next, as shown in FIG. 18D, the photoresist 132a is developed. By the exposure using the exposure mask 114, the photoresist 132a in the concave portion of the substrate surface is peeled off. On the other hand, since the convex portion is not exposed, the photoresist 132a remains. By this step, a mask is not produced in the concave portion on the substrate surface, and a mask made of the photoresist 132a is produced in the convex portion on the substrate surface.
[0205]
Next, as shown in FIG. 18E, the wettability in which the wettability with respect to the planarizing film 116 is changed into the concave portion where the mask is not formed with the photoresist 132a by surface-treating the substrate 110 with the plasma 133. A change surface 130 is produced.
[0206]
Next, as shown in FIG. 18F, the photoresist 132a is removed. At this time, the wettability of the wettability changing surface 130 is prevented from returning to the wettability before processing. On the surface of the substrate 110 having a concavo-convex structure, a photoresist 132a is peeled off to form a convex portion where the wettability is not changed and a concave portion having a wettability changing surface 130 whose wettability is changed by the discharge treatment.
[0207]
Next, as shown in FIG. 18G, a planarizing film 116 is applied. On the wettability changing surface 130, the planarizing film 116 is stacked on the insulating film 119. On the other hand, since the planarizing film 116 is repelled on the wiring 111, the planarizing film 116 is not stacked. By adjusting the coating amount of the planarizing film 116, the planarized surface 121 is obtained by matching the film surface of the planarized film 116 after film formation with the height of the wiring 111. Examples of the method for forming the planarizing film 116 include a spin coating method, a dip method, a spray method, a nozzle injection method, a printing method, a transfer method, and the like, but are not limited to these examples.
[0208]
In this embodiment, plasma is used when changing the wettability of the substrate surface, but other corona discharge, arc discharge, or the like may be used.
[0209]
Although a positive resist is used as the photoresist 132a, a negative resist can be used in consideration of a change in wettability with respect to the planarizing film 116 due to the positive negative of the exposure mask 114 and the plasma 133.
[0210]
(Example 2-2)
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating another method for planarizing a substrate surface according to the embodiment 2-2 of the present invention.
[0211]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0212]
The present embodiment is different from the embodiment 2-1 in that the exposure is performed from the back surface of the substrate without using an exposure mask having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface in the step of exposing the photoresist 132a.
[0213]
This embodiment is the same as Embodiment 2-1 until the photoresist 132a is formed. That is, the same applies up to FIG. In the present embodiment, the wiring 111 that causes unevenness is made of metal.
[0214]
First, the photoresist 132a is exposed from the surface opposite to the surface coated with the photoresist 132a. Since the wiring 111 is made of metal and does not transmit light, the photoresist 132a is not exposed. Thus, the photoresist 132a applied on the wiring 111 is left as a film during development. On the other hand, in a portion where there is no metal that causes unevenness, light is transmitted and exposed to the photoresist 132a, so the photoresist 132a is peeled off during development. Note that a positive resist is used as the photoresist 132a.
[0215]
Next, as shown in FIG. 19B, the photoresist 132a is developed. By this step, a mask is not formed in the concave portion on the substrate surface, and a mask made of the photoresist 132a is formed on the convex portion on the substrate surface.
[0216]
Subsequent steps, that is, steps after FIG. 18E are the same as those in the embodiment 2-1.
[0217]
This embodiment is an effective method for flattening a substrate having irregularities on the substrate surface by convex portions made of a material that does not transmit light, such as metal. Thereby, the cost of the mask for exposure can be reduced.
[0218]
(Embodiment 3)
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the basic concept of the method for planarizing a substrate surface according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.
[0219]
As shown in FIG. 20A, the substrate 210 has a convex portion 210a and a concave portion 210b.
[0220]
Next, as shown in FIG. 20B, a mask 214 is formed on the convex portion 210a. A photolithography technique is used for mask production.
[0221]
Next, as shown in FIG. 20C, a surface treating agent 212 is applied. As the surface treatment agent 212, a material whose wettability with respect to the planarizing film 216 is changed by the surface treatment is selected. As the surface treatment agent 212, a silane coupling agent, a fluorine-based coating material, or the like is used.
[0222]
Next, as shown in FIG. 20D, the mask 214 is peeled off. At this time, the surface treatment agent 212 applied to the recesses 210b is prevented from peeling off. As a result, the wettability does not change in the convex portion 210a, while the wettability changing surface by the surface treatment agent 212 is formed in the concave portion 210b.
[0223]
Next, as shown in FIG. 20E, a planarizing film 216 is formed on the substrate surface. The planarizing film 216 does not accumulate in the convex portion 210a, and the planarizing film 216 accumulates in the concave portion 210b. That is, utilizing the fact that the wettability of the substrate surface with respect to the planarization film 216 is different, the planarization film 216 is formed and the planarization surface 221 is obtained.
[0224]
If the unevenness of the planarization surface 221 is not a problem, the planarization film 216 does not need to be thickened until the height of the projection 210a is matched. Conversely, the film surface of the planarization film 216 formed in the concave portion 210b may be higher than the convex portion 210a.
[0225]
The above is the basic concept of the third embodiment, and further will be described in detail using a specific example with reference to FIG.
[0226]
(Embodiment 3-1)
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 3-1 of the present invention in the order of steps. The state of the substrate surface before the planarization is the same as in Embodiment 1-1, and details are as shown in FIG. Further, a cross section B-B ′ in FIG. 3 corresponds to the cross sectional view of FIG. 21.
[0227]
The method for planarizing the substrate surface according to the present embodiment is applicable to planarizing the substrate surface of a liquid crystal display element, an organic EL element, or a semiconductor.
[0228]
As shown in FIG. 21A, a wiring 211 is formed on a substrate 210, and an insulating film 219 is further formed thereon.
[0229]
First, as shown in FIG. 21B, a photoresist 232 is applied to the substrate surface having a concavo-convex structure. A positive resist is used as the photoresist 232.
[0230]
Next, as shown in FIG. 21C, the photoresist 232 is exposed using an exposure mask 214 having an exposure pattern corresponding to the uneven shape of the substrate surface. The exposure mask 214 has a light transmitting portion 214a and a light shielding portion 214b. The concave portion on the substrate surface corresponds to the light transmitting portion 214a, and the convex portion on the substrate surface corresponds to the light shielding portion 214b. .
[0231]
Next, as shown in FIG. 21D, the photoresist 232 is developed. By the exposure using the exposure mask 214, the photoresist 232 in the concave portion of the substrate surface is peeled off. On the other hand, since the convex portion is not exposed, the photoresist 232 remains as a film. By this step, a mask is not formed on the concave portion on the substrate surface, and a mask made of the photoresist 232 is formed on the convex portion on the substrate surface.
[0232]
Next, as shown in FIG. 21E, a surface treating agent 235 is applied. As the surface treatment agent 235, a material whose wettability with respect to the planarizing film 216 is changed by the surface treatment is selected. As the surface treatment agent 235, a silane coupling agent, a fluorine-based coating material, or the like is used.
[0233]
Next, as shown in FIG. 21F, the photoresist 232 is peeled off. At this time, the concave portion is prevented from returning to the wettability before the surface treatment agent 235 is applied. As a result, on the surface of the substrate 210 having a concavo-convex structure, the photoresist 232 is peeled off, and the concave portion having the wettability changing surface 230 in which the wettability is changed by the surface treatment agent 235. Can do.
[0234]
Next, as shown in FIG. 21G, a planarizing film 216 is applied. On the wettability changing surface 230, the planarizing film 216 is stacked on the insulating film 219. On the other hand, since the planarization film 216 is repelled on the wiring 211, the planarization film 216 is not stacked. By adjusting the coating amount of the planarizing film 216, the planarized surface 221 can be obtained by matching the film surface of the planarized film 216 after deposition with the height of the insulating film 219 applied over the wiring 211. Examples of the method for forming the planarization film 216 include a spin coating method, a dip method, a spray method, a nozzle injection method, a printing method, and a transfer method, but are not limited to these examples.
[0235]
(Other embodiments)
Next, an application example of the flattening substrate created according to the first to third embodiments (including the detailed description of the embodiment 1-1 and the like) will be described.
[0236]
FIG. 22 is a view showing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
[0237]
FIG. 22A uses a TFT substrate 41 with flattened TFTs and wirings according to the first to third embodiments of the present invention. The TFT substrate 41 and the counter substrate 42 are bonded together with a sealant 43 to sandwich the liquid crystal layer 50. FIG. 22B shows a microlens-mounted liquid crystal display element. Although the microlens mounting counter substrate 49 in which the microlens surface 45 is flattened by the flattening film 46 according to the embodiment 1-11, the TFT substrate in which the TFT and the wiring are flattened according to the first to third embodiments of the present invention is used. 41 may be used. The planarized substrate of the present invention may be used for both substrates.
[0238]
In this embodiment, since the planarized substrate of the present invention is used, a liquid crystal display element with high aperture ratio, high contrast, good yield, and low cost can be obtained.
[0239]
FIG. 23 is a diagram showing an optical system of a liquid crystal projector using a liquid crystal display element according to another embodiment of the present invention.
[0240]
In the present embodiment, a liquid crystal projector can be configured by using the components described below together with the microlens-mounted liquid crystal display element manufactured according to the above embodiment.
[0241]
In this liquid crystal projector, a light source 61, a color separation optical system that separates white light from the light source into three light beams of red, green, and blue by a dichroic mirror 64 and the like, and three sheets for red, green, and blue are used. A color synthesizing optical system comprising a microlens-equipped liquid crystal display elements 66, 67, 68 and a cross dichroic prism 69 for synthesizing images displayed by the three liquid crystal display elements, and a synthesized display image on a screen At least a projection lens 70 for enlarging and projecting the image is used.
[0242]
As shown in FIG. 23, the liquid crystal projector condenses the light emitted from the light source 61 by the reflector 62, and then separates the light beam by the two dichroic mirrors 64 to separate the light beam into three primary colors. . Of the three primary color beams, the red beam is reflected by the mirror 65 and then illuminates the microlens-mounted red liquid crystal display element 66. The green light beam illuminates the microlens-mounted green liquid crystal display element 67, and the blue light beam is sequentially reflected by the mirror 65 and then illuminates the microlens-mounted blue liquid crystal display element 68. As the liquid crystal display elements for red, green, and blue, active matrix type elements are used in which TFTs are arranged for each pixel to drive the liquid crystal. In addition, a microlens for condensing light at the opening of the pixel to improve luminance is formed. The images displayed on the red, green, and blue liquid crystal display elements are synthesized by the cross dichroic prism 69 and then enlarged and projected onto a screen (not shown) by the projection lens 70.
[0243]
In the present embodiment, since the liquid crystal display element is manufactured using the planarized substrate, a liquid crystal projector with improved display quality can be obtained. In addition, bright display is possible by using a microlens-mounted liquid crystal display element.
[0244]
FIG. 24 is a diagram showing an organic EL device according to another embodiment of the present invention.
[0245]
In this embodiment, a TFT substrate 51 in which TFTs and wirings are flattened according to Embodiments 1 to 3 of the present invention is used. An organic EL layer 52 is provided on the TFT substrate 51, and the metal seal 54 and the TFT substrate 51 are bonded together with a sealing agent 53 in order to shield this from moisture. Further, the water absorbing material 55 is also interposed between the metal seal 54 and the TFT substrate 51.
[0246]
In this embodiment, since the planarized substrate of the present invention is used, an organic EL element with improved reliability can be obtained.
[0247]
The present invention is not limited to the liquid crystal display element and organic EL described above. For example, in a semiconductor device having a substrate made of a semiconductor, the present invention can be applied to flatten the surface of the substrate when the surface is uneven.
[0248]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the unevenness of the substrate surface is obtained by utilizing the difference in wettability between the surface of the concave portion and the convex portion of the substrate surface having unevenness and the wettability of the surface of the substrate. By selectively forming the wettability changing surface only on the concave portion on the surface, the substrate surface having the unevenness can be satisfactorily at least with a flattening film thickness thinner than the flattening surface of the conventional flattening film method. It can be flattened.
[0249]
Since the process of changing the wettability of only the recesses on the substrate surface is performed by pattern exposure, discharge treatment using a mask, and application of a surface treatment agent using a mask, the substrate surface is flattened only by replacing the photomask used during exposure. Can be implemented. For this reason, the conventional photolithography apparatus can be used as it is, and it is not necessary to introduce a new apparatus, thereby reducing the cost.
[0250]
When the substrate convex portion is formed of metal, an exposure mask can be eliminated by performing pattern exposure from the back surface of the substrate without the convex portion. Further, it can be applied to a large area substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-1 of the present invention in the order of steps.
FIG. 3 is a top view showing a substrate surface before planarization in a substrate surface planarization method according to Embodiments 1-1 to 1-7 of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-2 of the present invention in the order of steps.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-3 of the present invention in the order of steps.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-4 of the present invention in the order of steps.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-5 of the present invention in the order of steps.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-6 of the present invention in the order of steps.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method for planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-7 of the present invention in the order of steps.
FIGS. 10A and 10B are a top view and a cross-sectional view showing a substrate surface before planarization in the substrate surface planarization method according to Embodiments 1-8 to 1-10 of the present invention. FIGS.
FIG. 11 is a top view showing a water / oil / oil repellency region / hydrophilic / lipophilic region on a substrate surface in a planarization step in the method for planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-8 of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-8 of the present invention in the order of steps.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a substrate in a method for planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-9 of the present invention.
FIG. 14 is a top view showing a water / oil repellency region / hydrophilic / lipophilic region on a substrate surface in a planarization step according to Embodiment 1-10 of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-10 of the present invention in the order of steps.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 1-11 of the present invention in the order of steps.
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a method of planarizing a substrate surface according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 2-1 of the present invention in the order of steps.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 2-2 of the present invention in the order of steps.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a method of planarizing a substrate surface according to Embodiment 3-1 of the present invention in the order of steps.
FIG. 22 is a view showing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing an optical system of a liquid crystal projector using a liquid crystal display element according to another embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a view showing an organic EL device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element using an ideal planarized substrate having no unevenness.
FIG. 26 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element using a substrate having projections and depressions in the prior art.
FIG. 27 is a cross-sectional view of an organic EL element in the prior art.
FIG. 28 is a cross-sectional view of an ideal TFT substrate having no irregularities and an external view of a polishing pad.
FIG. 29 is a cross-sectional view of a TFT substrate having unevenness in the prior art and an outline view of a polishing pad.
FIG. 30 is a cross-sectional view showing an example of a method for planarizing a substrate surface in the prior art in the order of steps.
FIG. 31 is a cross-sectional view of a substrate surface in the prior art.
FIG. 32 is a cross-sectional view showing an example of a method for planarizing a substrate surface in the prior art in the order of steps.
[Explanation of symbols]
10, 110, 210 substrate
10a, 110a, 210a recess
10b, 110b, 210b Convex part
11, 12, 111, 211 wiring
13 Water and oil repellent film
13a Water and oil repellent part
13b Hydrophilic / lipophilic part
14, 14 ', 114 Exposure mask
14a, 114a, 214a Light transmission part
14b, 114b, 214b Light shielding part
15, 115, 215 light
16, 17, 116, 216 planarizing film
18 Micro lens
19, 20, 119, 219 Insulating film
21, 22, 23, 24, 25, 26, 121, 221 Flattened surface
31 Photocatalytic membrane
30, 130, 230 Wetting change surface
41 TFT substrate
42 Counter substrate
43 Sealant
44 Microlens substrate
45 Micro lens surface
46 Planarization film
47 Adhesive
48 Cover glass
49 Counter substrate with microlens
50 Liquid crystal layer
51 TFT substrate
52 Organic EL layer
53 Sealant
54 Metal seal
55 Water absorbent
61 Light source
62 Reflector
63 Light Conversion Integrator
64 Dichroic mirror
65 mirror
66 Liquid crystal display element for red with micro lens
67 Liquid crystal display element for green with microlens
68 Liquid crystal display element for blue with microlens
69 Cross Dichroic Prism
70 projection lens
132 Mask
132a photoresist
115 plasma
235 Surface treatment agent
521 substrate
522 Wiring
523 TFT
524 pixel electrode
525 Planarization film
526 contact hole
527 Counter electrode
528 Convex
529, 129a Liquid crystal molecules
530 Pretilt angle
531 point tilt
532 TFT substrate
533 Counter substrate
534 Liquid Crystal Layer
541 Insulation layer
542 Hole transport layer
543 Organic EL layer
544 Upper electrode
545 Transparent electrode film
546 Polishing pad

Claims (15)

凹凸を有する基板表面の凹部の濡れ性を凸部より高める工程と、
前記濡れ性が高められた前記凹部のみに選択的に成膜して、前記基板表面を平坦化する工程と
を有する、基板表面の平坦化方法。
And enhanced Ru step than the convex portion get wet Re sex of the recess of the substrate surface having unevenness,
Selectively deposited only in the recess in which the wettability is increased, the steps you planarizing the substrate surface,
A method for planarizing a substrate surface.
前記凹部の濡れ性を凸部より高める工程は、前記基板上に、露光によって濡れ性が変化する濡れ性変化膜を形成する工程と、前記凹部だけを選択的に露光する工程と、を有する、請求項1に記載の基板表面の平坦化方法。 Get wet Re sex of Ru higher than protrusion step of the recess, on the substrate, forming a wettability changing layer which wettability is changed by the exposure, a step of selectively exposing only the recess, the The method for planarizing a substrate surface according to claim 1. 前記凹部だけを選択的に露光する工程は、露光用マスクを用いて前記凹部だけを選択的に露光することを含む、請求項2に記載の基板表面の平坦化方法。 The method for planarizing a substrate surface according to claim 2, wherein the step of selectively exposing only the recess includes selectively exposing only the recess using an exposure mask. 前記凹部に成膜させた後に、前記凸部を前記凹部と同じ濡れ性に変える工程と、その後同じ濡れ性に変えられた前記凸部に別の膜を形成する工程と、を有する、請求項1からのいずれか1項に記載の基板表面の平坦化方法。The method comprising: forming a film on the concave portion, and then changing the convex portion to the same wettability as the concave portion; and subsequently forming another film on the convex portion changed to the same wettability. 4. The method for planarizing a substrate surface according to any one of 1 to 3 . 前記凹部の濡れ性を凸部より高める工程は、前記凹部に放電を行うことを含む、請求項1に記載の基板表面の平坦化方法。 The method for planarizing a substrate surface according to claim 1, wherein the step of increasing the wettability of the concave portion over the convex portion includes discharging the concave portion . 前記凹部の濡れ性を凸部より高める工程は、前記凸部の上面にのみマスクを形成した後、前記基板表面に放電することを含む、請求項に記載の基板表面の平坦化方法。 6. The method for planarizing a substrate surface according to claim 5 , wherein the step of increasing the wettability of the concave portion over the convex portion includes discharging the surface of the substrate after forming a mask only on the upper surface of the convex portion. 前記凸部の上面にのみ前記マスクを形成する工程は、前記基板の上面に前記マスクと同一材料からなるマスク層を形成後、露光用マスクを用いて前記凹部だけを選択的に露光することを含む、請求項に記載の基板表面の平坦化方法。The step of forming the mask only on the upper surface of the convex portion is to selectively expose only the concave portion using an exposure mask after forming a mask layer made of the same material as the mask on the upper surface of the substrate. The method for planarizing a substrate surface according to claim 6 , further comprising: 前記凹部の濡れ性を凸部より高める工程は、前記凹部に表面処理剤を塗布することを含む、請求項1に記載の基板表面の平坦化方法。 The method for planarizing a substrate surface according to claim 1 , wherein the step of increasing the wettability of the concave portion over the convex portion includes applying a surface treatment agent to the concave portion . 前記凹部の濡れ性を凸部より高める工程は、前記凸部の上面にのみマスクを形成し、前記基板表面に前記表面処理剤を塗布し、前記凸部の上面に積層した前記マスクおよび前記表面処理剤を剥離することを含む、請求項に記載の基板表面の平坦化方法。 The step of increasing the wettability of the concave portion from the convex portion includes forming the mask only on the upper surface of the convex portion, applying the surface treatment agent on the substrate surface, and laminating the mask and the surface on the upper surface of the convex portion The method for planarizing a substrate surface according to claim 8 , comprising peeling off the treatment agent. 前記凸部の上面にのみ前記マスクを形成する工程は、前記基板の上面に前記マスクと同一材料からなるマスク層を形成後、露光用マスクを用いて前記凹部だけを選択的に露光することを含む、請求項に記載の基板表面の平坦化方法。The step of forming the mask only on the upper surface of the convex portion is to selectively expose only the concave portion using an exposure mask after forming a mask layer made of the same material as the mask on the upper surface of the substrate. The method for planarizing a substrate surface according to claim 9 , further comprising: 前記凹部の濡れ性を凸部より高める工程は、前記凹部の濡れ性を、撥水撥油性から親水親油性側に変化させることを含む、請求項1から10のいずれか1項に記載の基板表面の平坦化方法。 Step of increasing the wettability of the recess from the protrusion, the substrate according to the wettability of the recess, the repellent comprises changing the hydrophilic lipophilic side, to any one of claims 1 to 10 Surface flattening method. 請求項1から11のいずれか1項に記載の方法を用いて基板の表面を平坦化する工程を有する、平坦化基板の製造方法。A step of flattening the surface of the substrate using the method according to any one of claims 1 to 11, a manufacturing method of planarizing the substrate. 液晶層と、前記液晶層を挟持する一対の基板とを有する液晶表示装置の製造方法であって、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法を用いて前記基板の少なくとも一方の表面を平坦化する工程を有する、液晶表示装置の製造方法A liquid crystal layer, a method of manufacturing a liquid crystal display device which have a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer, at least one of the substrate using the method according to any one of claims 1 to 11 A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising a step of planarizing a surface . 基板と、その表面に設けられた有機エレクトロルミセネンス層とを有する有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法であって、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法を用いて前記基板の表面を平坦化する工程を有する、有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法A substrate, a manufacturing method of an organic electroluminescent device that have a organic electro Rumi Sene Nsu layer provided on the surface thereof, the substrate using the method according to any one of claims 1 to 11 The manufacturing method of an organic electroluminescent element which has the process of planarizing the surface of this . 半導体からなる基板を有する半導体装置の製造方法であって、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法を用いて前記基板の表面を平坦化する工程を有する、半導体装置の製造方法 A method of manufacturing a semiconductor device which have a substrate made of a semiconductor, comprising a step of flattening the surface of the substrate using the method according to any one of claims 1 to 11, a method of manufacturing a semiconductor device .
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JP5116212B2 (en) * 2004-03-19 2013-01-09 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing thin film transistor
JP5057652B2 (en) * 2004-03-24 2012-10-24 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing thin film transistor
JP2007178532A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Seiko Epson Corp Method for manufacturing color filter substrate and method for manufacturing liquid crystal display device
JP2007299568A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Toppan Printing Co Ltd Manufacturing method of letterpress for printing and precision printing manufactured object
JP2012182160A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Ulvac Japan Ltd Antireflection body, solar battery, method for manufacturing antireflection body, and method for manufacturing solar battery
KR102078558B1 (en) 2013-04-17 2020-02-20 삼성디스플레이 주식회사 Organic light emitting device and method of manufacturing the same
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