(57)【要約】【課題】半導体装置や表示装置などの製造工程における凹凸を有する被加工基板表面に設けた平坦化膜の平坦化方法において、高価な装置を用いずに簡便な方法で薄い平坦化膜でも高い平坦度を得ることができる平坦化方法を提供する。【解決手段】表面に有機材料よりなる平坦化膜を設けた凹凸を有する被加工物の平坦化方法であって、光透過性基板の一方の主面上に光触媒層を有する平坦なテンプレートを形成する工程と、該テンプレートの前記光触媒層と前記被加工物の前記平坦化膜とを密着させながら、前記光透過性基板の他方の主面側より紫外線または可視光を照射する工程と、前記光触媒層に光触媒反応による活性種を生成させ、該活性種により前記平坦化膜表面の凸部を優先的に除去して前記平坦化膜を平坦化する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に有機材料よりなる平坦化膜を設けた凹凸を有する被加工物の平坦化方法であって、
光透過性基板の一方の主面上に光触媒層を有する平坦なテンプレートを形成する工程と、
該テンプレートの前記光触媒層と前記被加工物の前記平坦化膜とを密着させながら、前記光透過性基板の他方の主面側より紫外線または可視光を照射する工程と、
前記光触媒層に光触媒反応による活性種を生成させ、該活性種により前記平坦化膜表面の凸部を優先的に除去して前記平坦化膜を平坦化する工程と、
を含むことを特徴とする被加工物の平坦化方法。
【請求項２】
前記光触媒層が、光触媒性酸化チタンを含むことを特徴とする請求項１に記載の被加工物の平坦化方法。
【請求項３】
前記光触媒層が、アナターゼ型光触媒性酸化チタンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の被加工物の平坦化方法。
【請求項４】
前記光触媒層が、アナターゼ型光触媒性酸化チタンとバインダ樹脂とを含有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の被加工物の平坦化方法。
【請求項５】
前記バインダ樹脂が、オルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項４に記載の被加工物の平坦化方法。
【請求項６】
前記紫外線または可視光を酸素または空気の雰囲気中で照射することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の被加工物の平坦化方法。
【請求項７】
前記紫外線または可視光を溶液中で照射することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の被加工物の平坦化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子などの半導体装置や液晶表示素子などの表示装置およびマイクロレンズアレイなどの光学素子の製造工程における被加工物の平坦化方法に関し、さらに詳しくは有機材料よりなる平坦化膜を設けた凹凸を有する被加工物の平坦化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの微細化、高集積化に伴い、素子構造の多層配線化が進展している。例えば、ウェハ工程後半のＡｌなどの配線や層間絶縁膜、最後のパッシベーション膜（保護膜）の膜厚は１μｍ前後と非常に厚くなる。さらに最近のＤＲＡＭやＣＰＵなどのプロセッサの中には4層メタルなどといった多層配線が使われることが多い。その結果、ウェハ基板表面が凹凸になり、基板表面の平坦化を行わないと、配線の断線が生じたり、下地を絶縁膜で被覆しきれなかったりするような不都合が起こる。
【０００３】
そこで、素子構造を多層化するために、素子分離領域や下層配線によってウェハ表面に形成された段差を絶縁膜などの平坦化膜で埋め込んで平坦化し、段差上部における上層配線の段切れやリソグラフィの際の露光精度の低下を防止する必要がある。今日では、半導体素子の製造工程において、平坦化膜を用いた基板表面の平坦化、穴埋めの技術が一般的に使われるようになっている。この平坦化方法としては、従来、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）や高分子樹脂などの絶縁性平坦化膜を塗布形成する平坦化膜法、エッチバック法、ＢＰＳＧ（ボロフォスフォシリケートグラス）などのリフロー法、ＣＭＰ（化学的機械的研磨：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法に代表される研磨法など各種の方法が用いられている（例えば、非特許文献１、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００４】
平坦化膜法は、被加工物の基板表面を平坦化させる塗膜液を基板表面に塗布して平坦化するものであり、簡便なために多用されている。さらに、平坦化膜として加熱時に流動性の高い材料を用いることにより、必要に応じて平坦化膜を加熱してリフローさせるリフロー法を用いて基板表面をより平坦化する場合もある。あるいは、平坦化膜をＣＭＰ法を用いて研磨し表面をさらに平坦化することも行われている。図３に、平坦化膜法の一例を説明する。
【０００５】
まず、図３（ａ）に示すように、被加工基板３３上に配線３４が形成され、その基板表面上に絶縁膜３５が成膜される。ここで、配線３４の影響により、基板表面の絶縁膜３５に凹凸が生じる。そこで、図３（ｂ）に示すように、絶縁膜３５上に平坦化膜３６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３６を加熱してリフローさせるリフロー法を併用することにより、基板表面をより平坦にする場合もある。しかし、基板表面の凹凸は平坦化膜の塗布、あるいは平坦化膜をリフローさせるだけでは解消しきれず、塗布された平坦化膜の凸部３６ａをさらに平坦化する方法が必要とされている。
【０００６】
エッチバック法は、上記の平坦化膜法で作製した膜の凸部をドライ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４を用いて説明する。図４（ａ）は、図３に示す平坦化膜法の図３（ｂ）と同じであり、同じ符号を用いている。エッチバック法では、  図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、平坦化する領域の全面をドライエッチングすることにより、平坦化膜３６の膜厚を薄くしながら凸部を減少させる。エッチングガスには、平坦化膜の材料により異なるが、ＣＣｌ4、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｏ2などのガスが用いられる。
【０００７】
研磨法は、平坦化膜を塗布形成した被加工基板表面を研磨することにより平坦にする方法であり、特に、ＣＭＰ法が利用されることが多い。ＣＭＰ法は、研磨液を供給しながら、定盤上に敷いた研磨パッドに被加工基板を押しつけ、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。研磨液による化学的な反応と、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。
【非特許文献１】滝川忠宏他編集「ＵＬＳＩリソグラフィ技術の革新」、サイエンスフォーラム社、１９９４年１１月１０日、ｐ．７１
【特許文献１】特開平７−１８３２７８号公報
【特許文献２】特開２００１−８５４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の従来の方法では、次のような問題点が生じている。平坦化膜を塗布する平坦化膜法では、平坦化膜が被加工物の基板表面の凹凸に追従してしまい、高い平坦度を得ることは難しい。平坦化膜の膜厚を厚くすることにより平坦度は改善されるが、膜厚が厚くなるにつれて、コンタクトホールなども深くなり、その結果、配線間のコンタクト不良が増加して歩留まりが低下するという問題が生じてくる。平坦化膜にＢＰＳＧやＳＯＧなどの無機材料もしくは無機・有機材料を用いた場合には、高温処理や真空装置などが必要となり、配線がアルミニウムで形成されている場合には、平坦化膜の高温処理によりヒロック（ｈｉｌｌｏｃｋ；局所的金属突起）が発生して、ショートや絶縁耐圧の劣化を生じるという問題がある。
【０００９】
平坦化膜塗布後のエッチバック法による平坦化は、平坦化膜が下地の凹凸に追従してしまうことにより、被加工物の基板表面の平坦化度合いが、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、平坦化が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、ドライエッチング量が増加し作業時間が増加するという問題があり、エッチングには高価なドライエッチング装置が必要となるという問題がある。
【００１０】
研磨法、特にＣＭＰ法は、被加工基板表面の平坦化を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いという問題点がある。平坦化膜が有機材料よりなる膜であるときは、無機材料よりなる膜の研磨と異なり、平坦化膜が柔らかく研磨が困難であり、また、研磨時に傷が発生する場合もあるという問題がある。
【００１１】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、半導体装置や表示装置などの製造工程における凹凸を有する被加工基板表面に設けた平坦化膜の平坦化方法において、高価な装置を用いずに簡便な方法で薄い平坦化膜でも高い平坦度を得ることができる平坦化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る被加工物の平坦化方法は、表面に有機材料よりなる平坦化膜を設けた凹凸を有する被加工物の平坦化方法であって、光透過性基板の一方の主面上に光触媒層を有する平坦なテンプレートを形成する工程と、該テンプレートの前記光触媒層と前記被加工物の前記平坦化膜とを密着させながら、前記光透過性基板の他方の主面側より紫外線または可視光を照射する工程と、前記光触媒層に光触媒反応による活性種を生成させ、該活性種により前記平坦化膜表面の凸部を優先的に除去して前記平坦化膜を平坦化する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明に係る被加工物の平坦化方法は、請求項１に記載の被加工物の平坦化方法において、前記光触媒層が、光触媒性酸化チタンを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明に係る被加工物の平坦化方法は、請求項１または請求項２に記載の被加工物の平坦化方法において、前記光触媒層が、アナターゼ型光触媒性酸化チタンであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明に係る被加工物の平坦化方法は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の被加工物の平坦化方法において、前記光触媒層が、アナターゼ型光触媒性酸化チタンとバインダ樹脂とを含有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５の発明に係る被加工物面の平坦化方法は、請求項４に記載の被加工物の平坦化方法において、前記バインダ樹脂が、オルガノポリシロキサンであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６の発明に係る被加工物の平坦化方法は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の被加工物の平坦化方法において、前記紫外線または可視光を酸素または空気の雰囲気中で照射することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７の発明に係る被加工物の平坦化方法は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の被加工物の平坦化方法において、前記紫外線または可視光を溶液中で照射することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の被加工物の平坦化方法によれば、光触媒層に生成された活性酸素などの活性種の作用により、有機材料よりなる平坦化膜を設けた凹凸のある被加工物の表面を高精度に平坦にすることができ、加工後の被加工物の平坦化膜の平坦度は、光触媒層を有するテンプレートと同等の高い平坦度にすることができる。また、本発明の平坦化方法は、高温や真空装置を必要とせずに平坦性の高い被加工物表面を得ることが可能であり、配線部にアルミニウム配線を用いていても、平坦化工程においてヒロック発生の問題が生じず、平坦化における加工工程、加工時間を短縮できるので、加工コストを削減する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る被加工物の平坦化方法について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の被加工物の平坦化方法を説明するための工程断面模式図である。 図１に示す例では、平坦化すべき凹凸を有する被加工物は、被加工基板１３上に配線１４が形成され、配線１４を覆って絶縁膜１５が成膜形成されている。ここで、配線１４の影響により、被加工物の表面の絶縁膜１５に凹凸が生じており、表面を平坦化するために、絶縁膜１５上に有機材料よりなる平坦化膜１６が塗布形成されているが、平坦化膜１６表面には凸部１６ａが生じており、被加工物の表面は平坦化が不十分な状態を示す。
【００２２】
（光触媒層を有するテンプレート）
本発明において、有機材料よりなる平坦化膜１６を設けた被加工物を平坦化するにあたり、先ず図１（ａ）に示すように、光透過性基板１１の一方の主面上に光触媒層１２を有する平坦なテンプレート１０を準備する。
【００２３】
（光透過性基板）
本発明で用いられる上記のテンプレート１０の光透過性基板１１としては、紫外線または可視光を透過させるために透明の板状で平坦度の高い材料が用いられ、ガラス板、石英板、透明プラスチックシートなどを例示でき、プラスチックシートとしてはポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリエステル、非晶性ポリアミド、アクリルニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）などを示すことができる。これらの材料の中では、耐熱性、耐光性に優れたソーダライムガラス、低熱膨張ガラスなどのガラスおよび石英が好ましく、照射光に紫外線を用いた場合、表面の平坦度が高い基板としては、通常、フォトマスクに多用されており品質が安定し、短波長の照射光の透過率が高い光学研磨された合成石英ガラスがより好ましい。
【００２４】
（光触媒材料）
本発明において、光触媒層１２を構成する光触媒性材料は、光触媒単体で構成されたものであってもよく、あるいは光触媒とバインダ樹脂とから構成されているものであってもよい。また、その表面の特性は親液性であっても撥液性であってもよい。
【００２５】
光触媒層１２が、光触媒のみからなる場合は、紫外光などの照射時に、光触媒単体の特性変化に対する効率が向上し、処理時間の短縮化などのコスト面で有利である。一方、光触媒層１２が、光触媒とバインダ樹脂とからなる場合は、光触媒層１２の形成が容易であるという利点を有する。
【００２６】
本発明で用いられる光触媒層１２を形成する光触媒としては、紫外線あるいは可視光の照射により活性酸素などの活性種を発生する光触媒が用いられ、光半導体として知られる例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（ＴａＯ2）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、およびチタン酸ストロンチウム、酸化チタンの酸素の少なくとも一部を窒素に置換したものなどを挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。紫外線で活性種を発生する光触媒を用いた場合は、明るい場所で操作することができるという利点を有し、可視光で活性種を発生する光触媒を用いた場合は光源の入手が容易であるという利点を有する。
【００２７】
本発明においては、光触媒性材料として、上記の金属酸化物の金属単体を陽極酸化して光触媒性の金属酸化物半導体とした材料を用いることも可能である。例えば、チタン、タンタル、タングステン、亜鉛、スズ、インジウム、鉄等の陽極酸化物が挙げられる。
【００２８】
本発明においては、特に光触媒性酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。光触媒性酸化チタンにはアナターゼ型とルチル型があり、本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型光触媒性酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下の紫外線領域にあり、光触媒の機能が十分に発揮されて効果が著しいのでより好ましい。
【００２９】
このようなアナターゼ型光触媒性酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））などを挙げることができる。
【００３０】
光触媒は、特定のバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波長の光を照射すると、光励起により電子や正孔を生じる光触媒反応を引き起こす物質であり、光励起により生じた電子の持つ還元力や、正孔の持つ強い酸化力が有機物の分解・浄化などの光触媒効果を起こす。
【００３１】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こり、さらに塗布膜を形成したときの塗布膜表面の平坦度も良くなるので、平均粒径が２０ｎｍ以下であることが好ましく、さらには５ｎｍ以下の光触媒を使用するのがより好ましい。光透過性基板１１上に形成する光触媒の厚さは０．０１〜２μｍの範囲であることが好ましい。厚さ０．０１μｍ未満では光触媒の効果が不十分となり、一方、２μｍを超えると光触媒自体により紫外線や可視光の透過率が低下してしまうからである。
【００３２】
光触媒層１２を構成する光触媒材料が、光触媒とバインダ樹脂とからなる場合は、光触媒としては、上記の光触媒が用いられる。バインダ樹脂としては、バインダ樹脂の主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するバインダ樹脂が好ましく、例えばオルガノポリシロキサンなどを挙げることができる。バインダ樹脂として紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒層１２を形成することができる。
【００３３】
また、バインダ樹脂として無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式ＳｉＸ4で表され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基などであるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。
【００３４】
具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシランなどが挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、光透過性基板１１上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらのバインダ樹脂は、単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。
【００３５】
バインダ樹脂を用いた場合の光触媒層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。
【００３６】
光透過性基板１１の一方の面に光触媒を形成する方法としては、例えば、光触媒粉体を水あるいは揮発性有機溶媒に分散させ、これを光透過性基板１１上に塗布、乾燥する方法、あるいは光触媒をバインダ樹脂に揮発性有機溶媒で分散させ、これを光透過性基板１１上に塗布、乾燥する方法が用いられる。
【００３７】
次に、図１（ｂ）に示すように、このテンプレート１０の光触媒層１２側を被加工物の平坦化膜１６に密着させ、光透過性基板１１の他方の主面側より紫外線または可視光１７を照射し、光触媒層１２に光触媒反応により活性酸素などの活性種を生成させ（図示はしてない）、この活性種が密着している平坦化膜１６の表面の凸部１６ａに優先的に作用し、有機材料よりなる平坦化膜の凸部１６ａを順次酸化分解させて除去し、照射時間の経過とともに凸部１６ａを平坦化していく。
【００３８】
平坦化膜の凸部１６ａが除去されて平坦化膜が十分平坦になると、図１（ｃ）に示すように、テンプレート１０との間に隙間がなくなり、光触媒作用に必要な活性酸素が供給不十分または供給できなくなり、光触媒による加工がほぼ自動的に停止する。
【００３９】
次に、テンプレート１０を引き離すと、図１（ｄ）に示すように、被加工基板１３上に平坦性の高い平坦化膜１６ｂ表面を有する被加工物が得られる。
【００４０】
本発明の被加工物の平坦化方法について、図２を用いてさらに詳しく説明する。図２は、光触媒層と平坦化膜とが密着した状態で紫外線または可視光を照射する工程の断面拡大模式図である。図２（ａ）に示すように、光透過性基板２１上に光触媒層２２を有するテンプレート２０と、絶縁膜２５上に平坦化膜２６を形成した被加工物とが密着しているが、平坦化膜２６表面の微細な凹凸のために、平坦化膜２６の凸部２６ａが光触媒層２２と数箇所で接している状態である。この状態で紫外線または可視光２７を照射すると、光触媒層２２表面に光触媒反応により発生した活性酸素などの活性種は、最も近い距離にある密着している平坦化膜の凸部２６ａに優先的に作用し、有機材料よりなる平坦化膜の凸部２６ａを酸化分解させて除去していく。
【００４１】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に引き続いて、光触媒層２２と平坦化膜２６とを密着させながら紫外線または可視光２７の照射を続けた状態の中間段階を示し、平坦化膜の凸部２６ａは優先的に除去されつつあるが、凹凸は未だ存在している。
【００４２】
さらに、光照射を続けることにより、平坦化膜の凸部の出っ張りは時間の経過と共に小さくなっていき、平坦化膜表面は平坦になっていく。平坦化膜表面が十分に平坦になると、光触媒層との間に隙間が無くなり、光触媒作用に必要な活性酸素が供給しにくくなり、加工がほぼ自動的に停止する。この段階で、テンプレートと被加工物とを引き離すと、図２（ｃ）に示すように、絶縁膜２５上に平坦性の高い平坦化膜２６ｂを有する被加工物が得られる。
【００４３】
上記のように、本発明の被加工物の平坦化方法においては、テンプレートの光触媒層と被加工基板の表面の平坦化膜とを密着させても、平坦化膜自体が凹凸部を有するために空隙部があり、活性酸素などの活性種が欠乏することがなく、凸部が除去されて平坦化され空隙部がほとんど無くなるまで、光触媒による平坦化作用が継続する。また、本発明の方法によれば、光触媒層を設けた１枚のテンプレートを作成すると、被加工物を取り替えるだけで、多数の被加工基板の平坦化膜を平坦化することができる。
【００４４】
（被加工物）
次に、本発明の被加工物の平坦化方法を適用し得る被加工物の例について説明する。本発明の被加工物の平坦化方法は強い薬品やエッチングガスを用いず、高い処理温度も必要としないため、専用の研磨装置やエッチング装置が不要であり、被加工物を損傷せず、加熱により生じる問題も無く、紫外線または可視光を酸素または空気の雰囲気中で照射すれば、ドライプロセスで平坦化膜を平坦化加工することができる。そのため、有機材料を平坦化膜として基板表面に設けた様々な被加工物の平坦化加工が可能であり、平坦化の対象となる平坦化膜は、有機材料で構成されている限り特定の有機材料に限定されるものではない。例えば、表面に平坦化膜を設けた被加工物として、半導体素子などの半導体装置、液晶表示素子などの表示装置、固体撮像素子やマイクロレンズアレイなどの光学部品などが挙げられる。
【００４５】
（有機材料よりなる平坦化膜材料）
本発明の被加工物の平坦化方法において、有機材料よりなる平坦化膜材料としては、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素添加ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられ、これらの樹脂を揮発性溶媒に溶解した溶液をスピン塗布法などの方法により基板上に塗布される。感光性を有する樹脂は紫外線硬化して用い、熱硬化型の樹脂は熱硬化して用いられる。
また、本発明においては、平坦化膜として加熱してリフローされた樹脂を用いることも可能である。
【００４６】
（密着照射）
本発明の被加工物の平坦化方法において、紫外線または可視光１７を照射するとき、光触媒層１２と平坦化膜１６との密着の程度は、必ずしも両者を強固に密着（ハードコンタクト）する必要はなく、両者が接触する程度の密着（ソフトコンタクト）であれば十分である。上記のように、平坦化膜１６は凹凸部を有するので、凹部が空隙部となり、活性種の発生源となる酸素などの供給場所として機能する。
【００４７】
このような密着照射系は、例えば、光触媒層１２と平坦化膜１６とをそれぞれ密着する反対側から所定の圧力を軽くかけることにより達成することができる。このとき、酸素または空気の雰囲気中で密着させることにより、密着照射系への酸素供給量が増え、活性酸素が増加して平坦化膜表面の平坦化が促進されるので、より好ましい。また、本発明において紫外線または可視光の照射は、純水溶液中やメタノール、エタノールなどの低級アルコール溶液中で行なうこともでき、光触媒層１２と平坦化膜１６を溶液中で接触させ、光照射することにより平坦化膜１６の凸部を光触媒作用で優先的に分解し、分解して溶液中に分散あるいは溶解した有機物をさらに酸化させて除去するものである。
【００４８】
紫外線、可視光を照射する光源としては、これらを発光する光源として通常用いられるものは何ら制限なく用いることができ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、ブラックライト、紫外線レーザなどを例示することができるが、これらに限定されるものではない。可視光、紫外線の強度は、目的とする加工に応じて適宜選択することができる。本発明の平坦化方法においては、凹凸のある平坦化膜が十分平坦になると、光触媒層との間に隙間がなくなり、光触媒作用に必要な活性酸素が供給できなくなり、加工が自動的に停止する。したがって、単位面積あたりの照射光量、照射時間は、適宜選択することができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
被加工基板として、半導体基板表面の絶縁膜上にアルミニウム配線を形成し、その上に絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法で酸化シリコン膜を形成し、さらにその上にポリイミド樹脂をスピン塗布して厚さ１．５μｍの平坦化膜とした基板を準備した。この平坦化膜は、下層のアルミニウム配線の影響で、凸部の高さが０．５μｍの凹凸が生じていた。
【００５０】
次に、光透過性基板として、外形が縦６インチ、横６インチ、厚さ０．２５インチの直方体の合成石英基板を用い、この基板の一主面上に、アナターゼ型の光触媒性酸化チタンを水とイソプロピルアルコールの混合溶媒（重量比１：１）に分散させた分散溶液をスピンコート法で塗布し、３００℃で１時間乾燥し、厚さ０．３μｍの光触媒層を形成したテンプレートを得た。
【００５１】
次に、上記のテンプレートの光触媒層を半導体基板の平坦化膜に密着させ、テンプレートの裏面側から超高圧水銀灯（波長３６５ｎｍ）により４０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０分間照射した。照射後、テンプレートを外すと、平坦化膜の凸部は分解除去されており、表面が平坦な平坦化膜を有する半導体基板が得られた。
【００５２】
（実施例２）
被加工基板として、液晶表示装置に用いられるＴＦＴ基板を用いた。先ず、透明なガラス基板上に、Ｃｒによりゲート電極と共通電極を形成し、次に、ＳｉＮｘとＳｉＯ2からなる層間絶縁膜を形成した。続いて、アモルファスシリコンにより半導体膜を形成し、さらに、Ｃｒ材料をパターニングすることで同一工程にて、ドレイン電極、データ線、ソース電極、画素電極をそれぞれ形成した。
【００５３】
次いで、ＳｉＮｘからなるパッシベーション膜で基板全面を覆うように形成し、さらにその上にアクリル樹脂により厚さ２μｍの平坦化膜を形成したＴＦＴ基板を得た。このとき、平坦化膜表面は、下層のゲート電極などの各電極の段差の影響により、凹凸が約０．５μｍの高さに形成されていた。
【００５４】
次に、アナターゼ型光触媒性酸化チタンとバインダ樹脂とを含有する以下の塗布液を作製した。フルオロアルキルシラン（ＴＳＬ８２３３  ＧＥ東芝シリコーン製）１．５ｇ、テトラメトキシシラン（ＴＳＬ８１１４  ＧＥ東芝シリコーン製）５．０ｇ、および０．１Ｎ塩酸３ｇを２４時間常温にて攪拌して撥液性付与剤を作製した。次に、チタニアゾル（ＳＴＳ−０１  石原産業製）を水とイソプロパノールとの混合液（重量比１：１）にて光触媒性酸化チタン濃度が０．５ｗｔ％となるように希釈した。この希釈液３０ｇに乾燥抑制剤としてジエチレングリコールモノメチルエーテル（２０℃の蒸気圧０．１８ｍｍＨｇ）を１５ｇ添加し、１０分間攪拌した。この液に上記の撥液性付与剤を０．３ｇ添加して、１０分間攪拌し光触媒形成用塗布液とした。
【００５５】
次に、光透過性基板として、外形が縦６インチ、横６インチ、厚さ０．２５インチの直方体の合成石英基板を用い、この基板の一主面上に、上記の塗布液をスピンコート法で塗布し、２００℃で１時間乾燥し、厚さ１μｍの光触媒層を形成した。
【００５６】
次に、上記のテンプレートの光触媒層をＴＦＴ基板の平坦化膜に密着させ、テンプレートの裏面側から超高圧水銀灯（波長３６５ｎｍ）により４０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０分間照射した。照射後、被加工物の平坦化膜の凸部は分解除去されており、表面が平坦な平坦化膜を有するＴＦＴ基板が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の被加工物の平坦化方法を説明するための工程断面模式図である。
【図２】本発明の平坦化方法をさらに詳しく説明するための工程断面の部分拡大模式図である。
【図３】従来の平坦化膜法による平坦化方法を説明するための工程断面模式図である。
【図４】従来のエッチバック法による平坦化方法を説明するための工程断面模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０、２０  テンプレート
１１、２１  光透過性基板
１２、２２  光触媒層
１３  被加工基板
１４  配線
１５  絶縁膜
１６  凹凸部を有する平坦化膜
１６ａ、２６ａ  凸部
１６ｂ  平坦化された平坦化膜
１７  紫外線または可視光
２８  空隙部
３３  被加工基板
３４  配線
３５  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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