JPH0430512A - ダミーウエハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子を製造する装
置において使用するダミーウェハに関する。

（従来の技術） 従来より、ＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子製造用の露光
装置には解像性能と重ね合わせ性能と云う２つの基本的
な性能が要求されている。前者は半導体基板（以下「ウ
ェハ」と称す）面上に塗布されたフォトレジスト面上に
如何に微細なパターンを形成するかと云う能力であり、
後者は前工程でウニ八面上に形成されたパターンに対し
、フォトマスク上のパターンを如何に正確に位置合せし
て転写出来るかと云う能力である。

露光装置はその露光方法により、例えば、コンタクト、
プロキシミティ、ミラー１：１投影、ステッパー、Ｘ線
アライナ−等に大分類され、その中で各々最適な重ね合
せ方式が考案され且つ実施されている。

一般に半導体素子製造用としては、解像性能と重ね合せ
性能の双方のバランスがとれた露光方式が好ましく、こ
の為現在では縮少投影型の露光装置所謂ステッパーが多
用されている。

これからの露光装置として要求される解像性能は０．５
μｍ近傍であり、この性能を達成することが可能な露光
方式としては、例えば、エキシマレーザを光源としたス
テッパー、Ｘ線を露光源としたプロキシミティタイプの
アライナ−１そしてＥＢの直接描画方式の３方式がある
。このうち生産性の点からすれば前者２つの方式が好ま
しい。

一方、重ね合せ精度は一般的に焼付最小線幅の１／３〜
１１５の値が必要とされており、この精度を達成するこ
とは一般に解像性能の達成と同等か、それ以上の困難さ
を伴っている。

一般にレチクル面上のパターンとウニ八面上のパターン
との相対的位置合せ、即ちアライメントには次の様な誤
差要因が存在している。

（１−１）デバイスの種類又は工程によって、ウニ八面
上のパターン（或いはマーク）の断面形状、物性或いは
光学的特性が多種多様に変化すること。

（１−２）多様なプロセスに対応して確実に所定の精度
でアライメントする為には、アライメント検出系（光学
系、信号処理系）に自由度を持たせねばならないこと。

（１−３）アライメント光学系に自由度を持たせるには
、投影レンズとアライメント光学系とを独立に構成する
必要があり、その結果レチクルとウェハとのアライメン
トが間接的になってくること。

一般にはこれらの誤差要因をなるべく少な（し、更にバ
ランス良く維持することが重要となっている。

次に、前述の誤差要因の具体例について説明する。

（２−１）アライメント光を露光波長と同一波長にする
ことにより、ＴＴＬオンアクシスアライメント系が構成
出来る。かかるアライメント系では投影レンズがこの波
長に対して良好なる収差補正がなされているので、例え
ば、レチクルの上側にアライメント光学系を配置するこ
とが出来、ウェハパターンの投影像とレチクル面上のパ
ターンとを同−視野内で同時に観察しながら双方の位置
合せをすることが出来る。又、アライメントが完了した
その位置で露光をかけることが出来る。従って、この方
法にはシステム誤差要因は存在しない。

しかしながら、この方法では、アライメント波長につい
て選択の余地がなく、又、吸収レジストの様なプロセス
においてはウェハからの信号光が極端に減衰する等、対
プロセス上の欠点を持つことになる。

（２−２）オフアクシスタイプのステッパーにおいては
、ウェハのアライメント光学系は投影レンズの制約を一
切受けずに自由に設計することが出来、その自由度によ
りプロセスへの対応力を強化出来る。しかしながら、こ
の方式ではレチクルとウェハの同時観察は出来ず、レチ
クルは予めレチクルアライメント用の顕微鏡で所定の基
準に対してアライメントを行い、ウェハはウェハアライ
メント用顕微鏡（以下、「ウェハ顕微鏡と云う」）で顕
微鏡内の基準にアライメントを行っている。

この為、レチクルとウェハの間に誤差要因が存在してく
る。更に、ウェハアライメント後、ウニへのパターンを
レチクルの投影像と重ねる為、所定の距離（これを「基
準長」又はｒＢａｓｅ　Ｌｉｎｅ　Ｊと云う）ウェハを
移動せねばならない。従って、この方式はシステム誤差
要因が増大する結果になる。

この様にシステム誤差を含むアライメント方式による装
置においては、これらの誤差要因を安定維持する様に努
めると同時に、定期的にその量をチエツクし補正してや
る必要がある。例えば、投影レンズの光軸とアライメン
ト顕微鏡の光軸間の距離である基準長は通常数十ｍｍの
値である。一般には、仮にこの間を結合する物質の熱膨
脹を抑えるべく厳密な温度管理をしたとしても０．１μ
ｍ〜０．０１４ｚｍの単位では経時変化している。この
様に経時変化を生じる要因としては、前述の基準長の他
にレンズの投影倍率、レチクルのアライメント位置、ウ
ェハステージの配列座標系等がある。

そこで、第１物体としてのレチクルと第２物体としての
ウェハとを重ね合わせる際、各種の重ね合わせ上の誤差
要因、例えば、投影光学系の経時的な倍率変化、基準長
の経時的な変化、モしてウェハｘ−Ｙステージの配列座
標の経時的な変化等のシステム誤差を良好に補正し、常
に高精度な重ね合わせが可能な露光装置の提供を目的と
して、所謂ダミーウェハを用いてシステム誤差を求める
ことが行われている。これは、例えば、照明系により照
射された第１物体面上のパターンを可動ステージ上に配
置した第２物体面上に露光転写する露光装置において、
前記第１物体面に設けたアライメントパターンを照射し
、該アライメントパターンの像を前記可動ステージ上に
前記第２物体の代わりに配置した該アライメントパター
ンの照射光に感度を有し、書き込み及び消去が可能な可
逆性の感光材料を有する第３物体面上に形成し、該第３
物体面上に形成された該アライメントパターンの像の結
像状態を検出することにより、前記第１物体面上のパタ
ーンを前記第２物体面上に露光転写する際のシステム誤
差を求めるものである。

即ち、先ず第１物体としての、例えば、レチクル面上の
パターンを第３物体としてのダミーウェハ面上に露光転
写し、その時の転写像の結像状態を、第２物体であるウ
ェハのアライメントに用いるウェハアライメント顕微鏡
を利用して検出し、この時の検出結果に基づいて装置全
体のシステム誤差を装置自体内で自動的に又は半自動的
に補正している。

（発明が解決しようとしている問題点）ところで、前記
ダミーウェハ用感光材料には次の様な特性が要求されて
いる。

■処理の高速化の為に、着色感度が優れていること。

■棲械によるシステム誤差の自動補正を行う為に、可視
光を当ててデータを取り込んでいる間は、着色物が一定
以上のコントラストを有すること。

■充分に繰り返し耐久性を有すること。

これらの条件■〜■にかなう感光材料の候補としては、
感光性レジスト、無機フォトクロミック材料、有機フォ
トクロミック材料が挙げられる。

しかし、感光レジストは感光後現像処理を行わなければ
ならないので自動化が出来ないし、又、繰り返し使用す
ることが出来ない。

無機フォトクロミック材料は、着色感度が悪く、処理の
高速化が行えない。

更に、有機フォトクロミック材料は、着色感度が優れて
いる代わりに褪色が速く、可視光を当ててデータを取り
込んでいる間に必要コントラスト以下になってしまう。

又、目的とする着色、消色反応以外の副反応が多（、繰
り返し耐久性が上がらないと云う欠点がある。又、化合
物の合成経路が複雑なものも多（、材料コストが高いと
云う欠点もある。

以上の様に従来の材料を用いても、それぞれ相異なる欠
点を有していて、目的にかなった感光物は得られていな
い。

本発明の目的は、上述の従来例における問題湊に鑑み、
着色感度に優れた有機フォトクロミック材料を感光材料
として用いたダミーウェハであって、システム誤差の自
動補正を行う間は着色物が一定以上のコントラストを有
し、充分な繰り返し耐久性を有するダミーウェハを提供
することにある。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、シリコンウェハ等の基板上に、第１層
として５〜８０重量％の有機フォトクロミック材料を含
む樹脂からなり、該フォトクロミック材料がスピロピラ
ン系化合物、スピロナフトオキサジン系化合物及びフル
ギド系化合物からなる群から選択された層を形成し、第
２層として酸素透過率が１．０ｘｌＯ−１０ｃｒｒｆ・
ｃｍ／Ｃ−・ｓ−ｃｍＨｇ以下の高分子樹脂からなる層
を設け、更に第３層として反射防止膜層を設けてなるこ
とを特徴とするダミーウェハである。

（作　　用） 発明者は、半導体素子露光装置の光源に使用されている
紫外光に比較的着色感度がイ！れる有機フォトクロミッ
ク材料に看目し検討を重ねてきた結果、有機フォトクロ
ミック材料の中でも特にスピロピラン系化合物、スピロ
ナフトオキサジン系化合物及びフルギド系化合物がダミ
ーウェハ用に適する感度を持つことを見い出した。

又、繰り返し耐久性が上がらない原因を究明した結果、
空気中の酸素によりフォトクロミック材料が分解するこ
とが要因であることを見い出し、この対策としてフォト
クロミック材料層である第１層の上に第２層として酸素
透過率が１．０×１０−１０ｃｒｄ　・ｃｍ／ｃｒｒ？
　・ｓ　・ｃｍ）１ｇ以下の高分子樹脂層を備えること
により、フォトクロミック材料の繰り返し耐久性を向上
させることを見い出した。

更に第３層として露光光線に対する反射防止性能を有す
る薄膜を設けることにより、第１層及び第２層のみでは
達成できない優れた感度特性が得られることを見出した
。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。

シリコンウェハ等の基板上に第１層を形成する際には、
高分子樹脂と有機フォトクロミック材料とを有機溶媒で
溶解したコート液をベアーシリコン又は蒸着等の処理を
行ったシリコンウェハ等の基板上にコートした後、加熱
乾燥を行い樹脂中に含まれる溶媒を除去する。

又、第１層に積層する第２層の形成に際しては、先ず適
当な溶剤に酸素透過率が低い樹脂を溶解したコート液を
、第１層が形成された基板上にコートする。この溶剤は
第１層の物質を不溶とするものであり、かかる溶剤に可
溶で且つ酸素透過率の低い樹脂をオーバーコートするこ
とによって、その第１層に対する不溶性により容易に第
２層を形成することが出来る。

コート後は加熱乾燥させて第１層との密着力を高める。

ここで使用し得る有機フォトクロミック材料としては、
スピロピラン系化合物、スピロナフトオキサジン系化合
物及びフルギド系化合物が挙げられ、スピロピラン系化
合物としては下記一般式（式中Ｒ，は炭素数１〜２２の
無置換又は置換アルキル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子、
アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヒドロキシ基
、アミン基、ハロゲン基、シアノ基、カルボキシ基及び
ニトロ基から選ばれた置換基を表し、ｍ、ｎはＯ〜５の
整数を表わす。）で表わされるものの中から選ぶことが
好ましく、特に下記一般式（ｒ）に （式中Ｒ１は炭素数１〜２２の無置換又は置換アルキル
基、Ｒ２及びＲ８は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基、ヒドロキシ基、アミノ基、ハロゲン基
、シアノ基、カルボキシ基及びニトロ基から選ばれた置
換基を表し、ｍ、ｎはＯ〜４の整数を表わす。）で表わ
される６′位がニトロ基で置換されたものは着色感度が
優れ、更にその中でもＲ，がメチル基、Ｒ２及びＲ３が
水素原子で表される下式の １．３．３−トリメチルインドリノ−６′−ニトロベン
ゾビリロスビランは感度が優れる上に、合成が簡単で比
較的入手し易い為、材料コストが安価であり好ましい。

又、スピロナフトオキサジン系化合物とじては、下記一
般式（ｎ） バ１ （式中Ｒ２は炭素数１〜２２の無置換又は置換アルキル
基、Ｒ２及びＲ１は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基、ヒドロキシ基、アミノ基、ハロゲン基
、シアノ基、カルボキシ基及びニトロ基から選ばれた置
換基を表し、ｍ、ｎはＯ〜５の整数を表わす。）で表わ
されるものから選ぶことが好ましい。

又、フルギド系化合物としては、下記一般式（式中のＲ
１〜Ｒ１は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリ
ール基、ヒドロキシ基、アミノ基、ハロゲン基、シアノ
基、カルボキシ基及びニトロ基等から選ばれた置換基を
表す。）で表わされるものから選ぶことが好ましい。

第１層に用いる高分子樹脂としては紫外及び可視領域に
おいて透明性の高い、ポリメチルメタクル−ド、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン、ポリブチルメタクリレート
等が挙げられる。

特にポリメチルメタクリレートは、透明性が最も優れる
為ダミーウェハ上に位置決めパターンをマーキングした
際の読み取りの際の解像性が優れ好ましい。

溶剤としてはトルエン、キシレン、ジオキサン、シクロ
ヘキサノン、シクロペンタノン、酢酸ブチル、酢酸プロ
ピル、安息香酸メチル、乳酸メチル、ｎ−ブチルセロソ
ルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルアセ
テート、ジアセトンアルコール、メチルイソブチルケト
ン等の部用、が１００℃以上の揮発性の低い溶剤が挙げ
られる。又、コーティング溶液中の高分子とフォトクロ
ミック材料を合わせた固形分濃度は１〜４０重量％の範
囲が好ましい。即ち１重量％未満であると、溶液粘度が
小さ（コーチインした際、所望の着色濃度を得る為の充
分な膜厚が得られ難く、４０重量％を越えると逆に溶液
の粘度が大き過ぎコーティング適性が悪くなり、薄膜化
が困難となる為である。

第１層においてフォトクロミック材料の含有率は５〜８
０重量％が好ましい。即ち、５重量％未満であるとフォ
トクロミック材料の濃度が薄過ぎて所望の着色感’ｊｔ
Ｊ’得られなくなり、８０重量％を越えるとフォトクロ
ミック材料の濃度が高過ぎて有機溶媒に溶けな（なり、
或いは溶けた場合でもコーテイング後、薄膜内で結晶化
して不透明となってしまう為である。更に該含有率は好
ましくは２０〜６０重量％が望ましい。コート法はシリ
コンウェハに塗る都合からスピンコード法が望ましい。

第１層の膜厚は０．１〜５ＬＬｍが良く、好ましくは０
．３〜２μｍが望ましい。即ち０．１μｍ未満であると
、上方から観察した場合のフォトクロミック材料の濃度
が薄過ぎて所望のコントラストが得られなく、５μｍを
越えるとコントラストは向上するがステッパー等ではレ
ジストに対する焦点深度が通常１μｍ程度に設計されて
いることから、マーキング露光時のマーク線幅が不鮮明
になる恐れがある為である。

第２層に用いる樹脂は酸素透過率が１．０×１０−”　
ｃｒｄ　・ｃｍ／ｃｍ”　・ｓ　１ｃｍＨｇ以下の可視
紫外域における光線透過率が高いポリビニルアルコール
、ポリ酢酸ビニルの部分鹸化重合体、セルロース、ポリ
アクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン等或
いはそれらの共重合体又はブレンド物或いはそれらを構
成するビニルモノマーとその他の重合可能なモノマーと
の共重合体が挙げられる。

又、第２層の膜厚は０．１〜２μｍが好ましく、０．１
ＬＬｍ未満であると所望の酸素遮断性が得られず、２μ
ｍを越えるとマーキング露光時、第１層と第２層の屈折
率の差による焦点ボケ等の誤差が生じ易い為である。向
、第２層をコート後、適切な温度で加熱乾燥させること
により第１贋とのＺ着力を高めることが望ましい。

又、第１層の組成は必ずしもフォトクロミック材料と高
分子樹脂の２成分だけとは限らず、添加剤を加えること
により性能の向上を図ることが好ましい。

例えば、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、ナフタレ
ン、アントラセン等の３重項増感剤を５重量％以内程度
に少量加えて着色感度の向上を図ることが出来る。

又、フォトクロミック材料の分解の一因でもある１重項
酸素の失活剤である３級アミン化合物等を加えて繰り返
し性の向上を図ることが出来る。

又、ビスフェノールＡ、長鎖アルキルアミド、カルボン
酸塩、カルボン酸エステル、ジビドロキシベンゾフェノ
ン等のフェノール性化合物や極性化合物を加えて、感度
、繰り返し性、着色の保存安定性の向上を図ることも望
ましい。

又、第３層の反射防止膜層を形成するための材料は、第
２層を構成している高分子材料の屈折率（ここでは使用
する露光波長に対する屈折率）よりも低い屈折率を有す
る材料が良（、例えば、ＭｇＦ、や５ｉ０２等の比較的
低い屈折率を持つ無機物質或は弗化アルキル含有アクリ
レートや弗化アルキル含有エポキシ等の比較的屈折率の
小さい材料が好ましい。

成膜方法としては、無機物質を成膜する場合には、通常
プラスチックレンズ等でよく用いられている常温での真
空蒸着法が好ましく、又、有機物質の場合には第１層及
び第２層と同様にコーテイング液を作成し、例えば、ス
ピンコード法で成膜することが好ましい。又、膜厚は０
０１〜０．２μｍ程度が良（、更には露光波長と第３層
の屈折率より、下式により最適膜厚を算出して決めるこ
とが好ましい。

ηＸｄ＝χ／４ η：第３層の露光波長における屈折率 ｄ：膜厚 λ：露光波長 （実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。

実施例１ 上述した化学式（ＩＩ）でＩ’１ｌ＝ＣＨ３，）１２＝
Ｒ３＝Ｈとしたスピロナフトオキサジン１００重量部に
対し、分子量６０万のポリメチルメタクリレート１００
重量部の割合とし、これらの固形分の合計濃度が１８重
量％のエチルセロソルブアセテート溶液を調製した。

この１Ｍ３ｇを２５℃でシリコンウェハー上にスピナー
を用いて、第１回３００ｒｐｍＸ１０ｓｅｃ、、第２回
２０００ｒｐｍ　Ｘ　６０ｓｅｃの条件でコートした。

その後、９８±２°Ｃに設定したクリーンオーブン内で
２０分間熱処理して第１層を形成した。この第１層（コ
ート膜）の膜厚は約１μｍであった。

次に、この第１層を形成したシリコンウェハを全（紫外
線に当てないでスピナー上にセットし、ポリビニルアル
コール（重合度１，０００、鹸化度９９ｍｏ１％）の１
０重量％水溶液を、第１回３００ｒｐｍ　Ｘ　３０ｓｅ
ｃ　、第２回６０００ｒｐｍＸ６０ｓｅｃ、の条件でコ
ートした。その後、９８±２℃に設定したクリーンオー
ブン内で４０分間熱処理を行った。

このダミーウェハの第２層の膜厚は約１μｍでであった
。尚、第１層に使用したポリメチルメタクリレートの酸
素透過率は１．１５Ｘ１０−１０ｃｒｄ・ｃｍ／ｃｒｒ
Ｌ　ｓ−ｃｍＨｇであり、第２層に使用したポリビニル
アルコールの酸素透過率は０゜００８９Ｘ１０−”　ｃ
ゴ・ｃｍ／ｃゴ・Ｓ・ｃｍＨｇである。

更にこのウェハを真空蒸着様中に入れ、６０℃１０−’
Ｔｏｒｒの条件にて、８ｇＦ２を蒸着した。この第３層
の膜厚は約０．０５μｍであった。

以上の様にして第１層〜第３層を有する実施例１のダミ
ーウェハを得た。

次に４００Ｗ高圧水銀灯のフィルターカットされた３６
５ｎｍの紫外線にて、上記ウェハを照射して飽和するま
で着色させたところ、飽和露光量は２７０ｍＪ／　ｃｒ
ｒｆで飽和吸光度は１．５であり、更にλｍａｘ　＝　
５８０ｎｍの観察用ハロゲンランプ（１０１１Ｉ１ｗ／
　ｃ　ｒｒ？　）を着色体に照射したところ、吸光度０
．５までの減衰時間は約２０秒であった。又、９０℃３
分間熱処理して褪色させ、更に上記の工程で着色させ、
これを繰り返し行い飽和吸光度が１．０まで低下するま
で行ったところ、繰り返し回数が１００回であった。

実施例２ 上記実施例１の化学式（Ｕ）の化合物の代わりに、化学
式（Ｉ）でＲ＋＝ＣＨ５、Ｒａ＝Ｈ、Ｒａ＝Ｈとした１
、３．３−トリメチルインドリン−６′ニトロベンゾビ
リロスピランを用いて、他の操作は実施例１の第１屡の
形成方法と同様にして第１層を形成した。

この第１層を形成したシリコンウェハを全く紫外線に当
てないでスピンナー上にセットし、やはり実施例１の第
２層及び第３層の形成方法と同様にして第２層及び第３
層を形成した。得られたダミーウェハの飽和露光量は２
２０ｍＪ／ｃｒｒｆで飽和吸光度は１．７で、ハロゲン
ランプ照射による飽和吸光度０．５までの減衰時間は約
１，０００秒であった。

又、着色による繰り返しを２０回行ったところ飽和吸光
度は１．０まで低下した。

実施例３ フォトクロミック材料として化学式（ｒＩ［）でＲ＝Ｃ
Ｈ３，Ｒ２＝Ｒ，＝Ｈとしタフルギド化合物１００重量
部に対し、分子量３０万のポリブチルメタクリレートを
１２０重量部の割合とし、これらの固形分濃度が１５重
量％のシクロペンタノン溶液を調製した。これを実施例
１と同様な方法でスピンナーを用いてコートし、第１層
を形成し、更にこの第１層を形成したシリコンウェハを
全（紫外線を当てないでスピンナー上にセットし、実施
例１の第２層及び第３層の形成方法と同様にして第２層
及び第３層を形成した。得られたダミーウェハの飽和露
光量は３６０ｍＪ／ｃｎｆ、飽和吸光度は１．４で、ハ
ロゲンランプ照射による飽和吸光度０．５までの減衰時
間は約１２０秒であった。

又、飽和吸光度が１．０に低下するまで看褪色を行った
ところ、繰り返し回数は１０回程度であっ実施例４ 実施例２で作成したシリコンウェハをレチクルを介した
ステッパー（キャノン製、ＦＰＡ−４５００）のステー
ジ上に載せ、んｍａｘ　＝　２４８ｎｍのニジマーレー
ザー光により線幅２μｍの線状パターンを露光量８０ｍ
Ｊ／ｃｒｒｒにて焼付露光した。次にパターンを観察顕
微鏡にてモニターに検圧し、ビデオ信号より未露光部分
に対する露光部のコントラストを測定したところ８２％
の値が得られた。

比較例１ 上述した実施例１の第１層の形成方法により、シリコン
ウェハ上に第１層を形成し、比較例１のダミーウェハを
得た。

上記ウェハを用いて実施例１と同様の着褪色の繰り返し
を行ったところ、繰り返し回数は３０回であった。

比較例２ 上述した実施例２の第１層の形成方法により、シリコン
ウェハ上に第１層を形成し、比較例２のダミーウェハを
得た。

上記ウェハを用いて実施例２と同様の看褪色の繰り返し
を行ったところ、繰り返し回数は５回であった。

比較例３ フォトクロミック材料として、ジチゾン系化合物の１種
であるジフェニルチオカルバジノフェニル水銀を実施例
１の化合物（ｎ）の代わりに用いて、実施例１と同様に
ポリビニルアルコールのオーバーコートを行い、更にＭ
ｇＦ　２を蒸着したダミーウェハを作成した。

実施例１と同様に紫外線を照射してみても殆ど着色せず
、所望の感度が得られなかった。

比較例４ フォトクロミック材料として、縮合多環系化合物の１種
であるテトラベンゾペンタセン２０重量部及び分子量１
０万のポリスチレン１００重量部をトルエン溶媒中に１
０重量％溶解させ、実施例１と同様な方法によりシリコ
ンウェハにコートし、更にポリビニルアルコールのオー
バーコートを行い、更にＮｇＦ　２を蒸着したダミーウ
ェハを作成した。

実施例１と同様に紫外線を照射したところ、飽和露光量
７．ＯＯＯｍＪ／Ｃ−で飽和吸光度０．２と着色感度が
非常に低かった。

比較例５ 上述した実施例１の第１層及び第２層の形成方法により
、シリコンウェハ上に第１層及び第２層を形成し、比較
例５のダミーウェハを得た。

上記ウェハを用いて実施例１と同様の着色テストを行っ
たところ、飽和露光量は３００　ｍＪ／ｃｍ’と実施例
１よりも照射時間が長かった。

比較例６ 上述した実施例２の第１層及び第２層の形成方法により
、シリコンウェハ上に第１層及び第２層を形成し、比較
例６のダミーウェハを得た。

上記ウェハを用いて実施例２と同様の着色テストを行っ
たところ、飽和露光量は２５０　ｍＪ／ｃｍ’と実施例
２よりも照射時間が長かった。

（発明の効果） 以上説明した様に、本発明にかかるダミーウェハは以下
の様な効果を有する。

（１）第１層のフォトクロミック材料として、スピロピ
ラン系化合物、スピロナフトオキサジン系化合物又はフ
ルギド系化合物より選ぶことによって、紫外線に対して
充分な着色感度を有する為、ステッパー等の半導体露光
装置において、レジストを露光する条件と同様な高速な
条件でマーキングを行うことが可能であり、半導体製造
効率に悪影響を及ぼさず、アライメント精度の向上が可
能となる。

（２）更に同様な化合物を第１層にコートし、第２Ｎと
して酸素透過率の低い層をオーバーコートすることによ
り、フォトクロミック材料の分解を防ぎ、繰り返し性を
向上させることが可能な為、少数のダミーウェハで数多
くのマーキングを行える為、ダミーウェハのコスト低減
になり、又、ダミーウェハの保管にも大きなスペースを
とらない。

（３）更に第１層のフォトクロミック材料として、１，
３．３−トリメチルインドリノ−６′ニトロスピ口ペン
ゾビソ口スビランを用いるならば、感度が優れる上に安
価なダミーウェハの提供が可能となる。

（４）更に第３層として反射防止膜層を設けることによ
り、露光光線を効率よく（無駄なく）、フォトクロミッ
ク材料に吸収させることが可能となるため、ダミーウェ
ハの感度向上に伴い、半導体製造工程における検査時間
の短縮化が可能となる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコンウェハ等の基板上に、第１層として５〜
   ８０重量％の有機フォトクロミック材料を含む樹脂から
   なり、該フォトクロミック材料がスピロピラン系化合物
   、スピロナフトオキサジン系化合物及びフルギド系化合
   物からなる群から選択された層を形成し、第２層として
   酸素透過率が１．０×１０＾−＾１＾０ｃｍ＾２・ｃｍ
   ／ｃｍ＾２・ｓ・ｃｍＨｇ以下の高分子樹脂からなる層
   を設け、更に第３層として反射防止膜層を設けてなるこ
   とを特徴とするダミーウェハ。
2. （２）有機フォトクロミック材料が一般式（ I ）▲数
   式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中Ｒ＿１は炭素数１〜２２の無置換又は置換アルキ
   ル基、Ｒ＿２及びＲ＿３は水素原子、アルキル基、ヒド
   ロキシ基、アミノ基、アルコキシ基、アリール基、ハロ
   ゲン基、シアノ基、カルボキシ基及びニトロ基から選ば
   れた置換基を表し、ｍ、ｎは０〜４の整数を表わす。）
   で表わされるスピロピラン化合物である請求項１に記載
   のダミーウェハ。
3. （３）スピロピラン化合物が、１、３、３−トリメチル
   インドリノ−６′−ニトロベンゾピリロスピランである
   請求項１に記載のダミーウェハ。
4. （４）第１層の樹脂が、ポリメチルメタクリレートであ
   る請求項１に記載のダミーウェハ。
5. （５）第２層の高分子樹脂の少なくとも１成分が、ポリ
   ビニルアルコール或いはポリビニルアルコールと他の高
   分子体の共重合体である請求項１に記載のダミーウェハ
   。
6. （６）第１層が、フォトクロミック材料と高分子樹脂以
   外に少なくとも１種類上の化合物を含有している請求項
   １に記載のダミーウェハ。
7. （７）第３層がＭｇＦ＿２又はＳｉＯ＿２の蒸着膜から
   なる反射防止膜である請求項１に記載のダミーウエハ。