JPH045815A - ダミーウェハ及びその製造方法 - Google Patents
ダミーウェハ及びその製造方法Info
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- JPH045815A JPH045815A JP2106496A JP10649690A JPH045815A JP H045815 A JPH045815 A JP H045815A JP 2106496 A JP2106496 A JP 2106496A JP 10649690 A JP10649690 A JP 10649690A JP H045815 A JPH045815 A JP H045815A
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- polyvinyl alcohol
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野］
本発明は、 ＩＣまたはＬＳＩなど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及びその製造方
法に関する。 〔従来の技術〕 従来より、 ＩＣまたはＬＳＩなどの半導体素子製造用
の露光装置において、解像性能と重ね合せ性能という２
つの基本的な性能の向上が要求されている。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
トレジスト面上にいかに微細なパターンを形成するかと
いう能力であり、後者は前工程でウェハ面上に形成され
たパターンに対し、フォトマスク上のパターンをいかに
正確に位置合せして転写できるかという能力である。 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−などに大分類され、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
ため現在では縮小投影型の露光装置いわゆるステッパー
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−、モして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ェハ面上のパターン
との相対的位置合せ、すなわちアライメントには次のよ
うな誤差要因が存在している。 （１−１）デバイスの種類または工程によって、ウェハ
面上のパターン（あるいはマーク）の断面形状、物性あ
る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ためには、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くし、さらに
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
できる。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
でき、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
をすることができる。また、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できる。したがって、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、また吸収レジストのようなプロセス
においてはウェハからの信号光が極端に減衰するなど対
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でき、その自由度によ
りプロセスへの対応力を強化できる。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できず、 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ない、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」という
）で顕微鏡内の基準にアライメントを行なっている。 このため、レチクルとウェハの間に誤差要因が存在する
。さらに、ウェハアライメント後、ウェハのパターンを
レチクルの投影像と重ねるため、所定の距離（これを「
基準長」またはｒＢａｓｅ Ｌｉｎｅ Ｊという）ウェ
ハを移動せねばならない。したがって、この方式はシス
テム誤差要因が増大する結果になる。 このよう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よう
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
ント顕微鏡の光軸問の距離である基準長は通常数十ｍｍ
の値である。 般には、仮にこの間を結合する物質の熱膨張を押えるべ
く厳密な温度管理をしたとしても０．１μｍ〜０．Ｏ１
μｍの単位では経時変化している。このように経時変化
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
ジの配列座標系などがある。 そこで、第１物体としてのレチクルと第２物体としての
ウェハとを重ね合せる際、各種の重ね合せ上の誤差要因
、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
時的な変化などのシステム誤差・を良好に補正し、常に
高精度な重ね合せが可能な露光装置の提供を目的として
、いわゆるダミーウェハを用いてシステム誤差を求める
ことが行なわれている。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および消去が可能な可
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。すなわち、まず第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、そのときの転写像の結
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、このと
きの検出結果に基づいて装置全体のシステム誤差を装置
自体内で自動的にまた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課題〕 ところで、前記ダミーウェハ用感光材料には次のような
特性が要求されている。 ■処理の高速化のために、紫外光による着色感度が優れ
ていること。 ■機械によるシステム誤差の自動補正を行なうために、
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。 ■充分な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視像処理を行なわなけれ
ばならないので自動化ができないし、また繰り返し使用
することができない。 無機フォトクロミック材料は、着色感度が悪く、処理の
高速化が行なえない。 さらに、有機フォトクロミック材料は、着色感度が優れ
ている代わりに退色が速く、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
、また、分解が激しいので繰り返し耐久性が上がらない
という欠点がある。 以上のよう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、目的にがなった感光物は得られてい
ない。 本発明者は感光材料の１つである前記有機フォトクロミ
ック材料及びそのオーバーコート部材の欠点について種
々検討し、その欠点の原因を以下のように解明した。 ■有機フォトクロミック材料を含む層の中にわずかでも
有機溶媒が残っていると、着色物の安定性が落ち、退色
が速くなることがある。 ■有機溶剤を除去し、有機フォトクロミック材料の層を
ウェハに密着させるにはベータが必要だが、これを空気
中で行なうと有機フォトクロミック材料が空気中の酸素
で分解し着色濃度が落ちる。 ■空気中の酸素により有機フォトクロミック材料が分解
して繰り返し耐久性が悪くなる。 ■空気中の水分により有機フォトクロミック材料が分解
して繰り返し耐久性が悪くなる。 本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、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、十分な繰り
返し耐久性を有するダミーウェハおよびその製造方法を
提供することを目的とする。
する装置において使用するダミーウェハ及びその製造方
法に関する。 〔従来の技術〕 従来より、 ＩＣまたはＬＳＩなどの半導体素子製造用
の露光装置において、解像性能と重ね合せ性能という２
つの基本的な性能の向上が要求されている。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
トレジスト面上にいかに微細なパターンを形成するかと
いう能力であり、後者は前工程でウェハ面上に形成され
たパターンに対し、フォトマスク上のパターンをいかに
正確に位置合せして転写できるかという能力である。 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−などに大分類され、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
ため現在では縮小投影型の露光装置いわゆるステッパー
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−、モして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ェハ面上のパターン
との相対的位置合せ、すなわちアライメントには次のよ
うな誤差要因が存在している。 （１−１）デバイスの種類または工程によって、ウェハ
面上のパターン（あるいはマーク）の断面形状、物性あ
る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ためには、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くし、さらに
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
できる。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
でき、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
をすることができる。また、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できる。したがって、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、また吸収レジストのようなプロセス
においてはウェハからの信号光が極端に減衰するなど対
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でき、その自由度によ
りプロセスへの対応力を強化できる。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できず、 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ない、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」という
）で顕微鏡内の基準にアライメントを行なっている。 このため、レチクルとウェハの間に誤差要因が存在する
。さらに、ウェハアライメント後、ウェハのパターンを
レチクルの投影像と重ねるため、所定の距離（これを「
基準長」またはｒＢａｓｅ Ｌｉｎｅ Ｊという）ウェ
ハを移動せねばならない。したがって、この方式はシス
テム誤差要因が増大する結果になる。 このよう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よう
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
ント顕微鏡の光軸問の距離である基準長は通常数十ｍｍ
の値である。 般には、仮にこの間を結合する物質の熱膨張を押えるべ
く厳密な温度管理をしたとしても０．１μｍ〜０．Ｏ１
μｍの単位では経時変化している。このように経時変化
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
ジの配列座標系などがある。 そこで、第１物体としてのレチクルと第２物体としての
ウェハとを重ね合せる際、各種の重ね合せ上の誤差要因
、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
時的な変化などのシステム誤差・を良好に補正し、常に
高精度な重ね合せが可能な露光装置の提供を目的として
、いわゆるダミーウェハを用いてシステム誤差を求める
ことが行なわれている。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および消去が可能な可
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。すなわち、まず第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、そのときの転写像の結
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、このと
きの検出結果に基づいて装置全体のシステム誤差を装置
自体内で自動的にまた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課題〕 ところで、前記ダミーウェハ用感光材料には次のような
特性が要求されている。 ■処理の高速化のために、紫外光による着色感度が優れ
ていること。 ■機械によるシステム誤差の自動補正を行なうために、
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。 ■充分な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視像処理を行なわなけれ
ばならないので自動化ができないし、また繰り返し使用
することができない。 無機フォトクロミック材料は、着色感度が悪く、処理の
高速化が行なえない。 さらに、有機フォトクロミック材料は、着色感度が優れ
ている代わりに退色が速く、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
、また、分解が激しいので繰り返し耐久性が上がらない
という欠点がある。 以上のよう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、目的にがなった感光物は得られてい
ない。 本発明者は感光材料の１つである前記有機フォトクロミ
ック材料及びそのオーバーコート部材の欠点について種
々検討し、その欠点の原因を以下のように解明した。 ■有機フォトクロミック材料を含む層の中にわずかでも
有機溶媒が残っていると、着色物の安定性が落ち、退色
が速くなることがある。 ■有機溶剤を除去し、有機フォトクロミック材料の層を
ウェハに密着させるにはベータが必要だが、これを空気
中で行なうと有機フォトクロミック材料が空気中の酸素
で分解し着色濃度が落ちる。 ■空気中の酸素により有機フォトクロミック材料が分解
して繰り返し耐久性が悪くなる。 ■空気中の水分により有機フォトクロミック材料が分解
して繰り返し耐久性が悪くなる。 本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、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、十分な繰り
返し耐久性を有するダミーウェハおよびその製造方法を
提供することを目的とする。
本発明は、基板上に、３０〜８０重量％の有機フォトク
ロミック材料を含む樹脂から実質的になる第１層を形成
する工程、 第１層が設けられた該基板を真空加熱する第１の真空加
熱工程、 第１層の上に実質的にポリビニルアルコールからなる第
２層を形成する工程、 第１層及び第２層が設けられた該基板を真空加熱する第
２の真空加熱工程 を有するダミーウェハの製造方法である。 また本発明は、基板上に、３０〜８０重量％の有機フォ
トクロミック材料を含む樹脂から実質的になる第１層（
有機フォトクロミック材料層）、および酸素透過率がＩ
Ｘ １０−”ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２−ｓ−ｃｍＨｇ以下
でありかつ実質的にＨ２Ｏを含まないポリビニルアルコ
ールから実質的になる第２層（オーバーコート層）をこ
の順に有するダミーウェハである。 第１層を形成する際には、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
または蒸着等の処理を行なったシリコンウェハ等の基板
上にコートしたのち、真空中で熱処理する。これによっ
て、有機フォトクロミック材料の分解が生じることなく
バインダー中に含まれる溶媒を除去し、発色濃度を高め
退色までの時間を長くできる。 第１層に第２層を積層するに際しては、第１層を溶解し
ない溶剤にポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと称す。 ）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。コート方法としては公知のコーティング技
術を適宜適用すればよい。コート後は基板を真空中で熱
処理する。これにより第１層と第２層との間の密着力が
増し、第２層の材料に含まれる空気中の酸素および水分
（Ｈ２Ｏおよび０Ｈ−）を除去することができる。 これらの除去により、酸素や水分によるフォトクロミッ
ク材料の分解を抑えることができる。 第１層、第２層の何れにおいても、その材料中に界面活
性剤を混入させると、加熱処理におし１て早期に酸素と
水分を除去でき、さらに好ましく一１界面活性剤として
はメタノール、エタノール等のアルコール類や市販の界
面活性剤を使用できる。 その添加量は各層中の気泡発生を抑えること力（できる
程度であればよく、例えば数重量％から数十重量％程度
で十分である。界面活性剤も加熱処理で除去できる。 本発明で使用し得る有機フォトクロミック材料の好まし
い例として（１）スピロナフトオキシン、（ＩＩ）ベン
ゾビリロスビラン、 （ｍ）フルギドなどが挙げられる
。 （Ｉ） （Ｕ） （ただし、 Ｒ，＝Ｈ，アルキル、アルコキシ、Ｒ２＝
Ｈ，ハロゲン、アルキル、ニトロ、ニトロアルコキシ、
Ｒ３＝Ｈ，アルキル、アルコキシカルボニルアルキル） 第１層に用いる樹脂としては紫外および可視領域におい
て透明性の高い高分子樹脂、例えばポリメチルメタクリ
レート、ポリカーボネート、ポリスチレンなどが好まし
い。溶剤としてはトルエン、キシレン、エチルセロソル
ブアセテート、ジエチルグリコールモノメチルアセテー
トなどの沸点が１００℃以上の揮発性の低い溶剤が好ま
しい。 また、溶液中の樹脂と有機フォトクロミック材料を合わ
せた固形分の濃度は４０％以下とするのが好ましい。 第１層において樹脂に対する有機フォトクロミック材料
の比率は３０〜８０重量％、さらには、樹脂１００重量
部に対して８０重量部から２００重量部であることが好
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２層に用いるポリマーは、酸素透過率が１．０×１叶
ｌｌｌＣｍ３・Ｃｌｌ１／Ｃｍ２・５−ＣｍＨｇ以下で
可視紫外域における光線透過率が高いものが好ましく、
この条件を満たしかつ水やアルコールなどの極性溶剤に
可溶のポリビニルアルコールが好適に用いられる。 更に耐久性向上の為（二 ポリビニルアルコールをアセ
タール化し、硬膜性、繰り返し耐久性を向上させること
ができる。アセタール化は例えばホルマリン、ＨＣＨＯ
を用いて４０〜５０℃の溶液中で反応させ、 ＰＶＡの
ＯＨ基と置換することによって行える。 また、第２層の膜厚は第２層における屈折により第１層
のマークの位置に誤差が生じないように、０．１〜２μ
ｍの範囲内であることが望ましい、なお、第２層をコー
トした後、第１層との密着力を高めるために高温で真空
ベータするが、その際第１層中の有機フォトクロミック
材料も分解しないし、第２層のアセタール化ポリビニル
アルコールも分解しない。 第１層および第２層の真空加熱条件は、１０−３〜１０
−’Ｔｏｒｒ、９０〜１００℃、約３０分間程度が好ま
しい。 加熱処理の雰囲気を不活性ガスではなく真空にすること
により各層中の酸素、有機溶媒のみならず、きわめて微
量に残留する水分等も除去することができる。 塗布膜から有機溶媒はすぐに除去され、二酸化炭素、酸
素、窒素等のガスは比較的早期に除去されるが、塗布膜
表面等に吸着している水分は最も除去されにくく残留す
る傾向にある。本発明は真空だけでなく、加熱も併用す
ることで、水分さえも除去できるようにしたものである
。 〔実施例〕 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。 実施例１ 上述した化学式（１）でＲ１＝Ｍｅ、 Ｒ２＝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２００万のポリメチルメタクリレート１００重量
部の割合とし、また３重量％のメタノールを添加し、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。 この溶液３ｇを２５℃でシリコンウェハ上にスピナーを
用いて、第１回３００ｒｐｍＸ １０ｓｅｃ、第２回２
０００ｒｐｍＸ ６０ｓｅｃの条件でコートした。その
後、９８±２℃に設定した真空蒸着器（真空度５Ｘ １
Ｏ−ＩｅＴｏｒｒ、出力０．２ｋＷ）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０．９３μｍで、その
凹凸差は３０〜５０ｎｍであった。 次に、この第１層を生成したシリコンウェハを全く紫外
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（キシダ化学製、重合度１０００、ケン化度９９
ｍｏ１％）の１０％水溶液を、第１回３００ｒｐｍ Ｘ
３０ｓｅｃ、第２回６０００ｒｐｍ Ｘ ６０ｓｅｃ
の条件でコートした。その後、９８±２℃に設定した真
空蒸着器内で第１層の時と同一条件で４０分間熱処理し
、第１層および第２層を有するダミーウェハを得た。 さらに、該ダミーウェハを、硫酸２０．６ｇ、硫酸ソー
ダ２５．３ ｇ、ホルマリン９．５ｇ、水４４．６ｇか
らなる処理液中に１５分間浸漬してアセタール化を行い
、加熱乾燥することにより実施例１のダミーウェハを得
た。 このダミーウェハの第２層の膜厚は１．０μｍで、その
凹凸差は８０〜１１００ｎであった。なお第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１．１５
Ｘ １叶１ｅｃｍ”ｃｍ／ｃｍ”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
０．００８９Ｘ １×１０−１８ａｍ”−ｃｍ／ａｍ２
・ｓ−ＣｍＨｇ以下であった。 また第２層の水分透過率は相対湿度８０％で１ケ月数％
であった。 ８００ｍＪの紫外線光源で照射して飽和量まで得られた
ダミーウェハを着色させたところ、飽和吸光度は５．０
で、６００ｎｍ光による飽和吸光度１．０までの減衰時
間は２０数秒であった。また、着退色による繰り返しを
１５０回行なったところ飽和吸光度は１．０まで低下し
た。 なおこの実施例では第１層における有機フォトクロミッ
ク材料の比率を５０％としているが、これを８０％とし
ても吸光度及び繰り返し回数は差がなかった。 本発明による硬膜作用により耐水性の向上ばかりでなく
、耐酸性、耐油性の向上、さらにはオーバーコート部材
（第２層）の表面強度が増加した。 実施例２ 化学式（Ｉ）の化合物の代わりに、化学式（Ｉ［）でＲ
１＝Ｍｅ、Ｒ２＝Ｈ，Ｒ３＝ＮＯ２とした１、３．３″
−トリメチルインドリノ−６”−ニトロベンゾビリロス
ピランを用いた以外は、さらに第２層の真空加熱の前に
アセタール化を行った以外は実施例１と同様にして実施
例２のダミーウェハを作成した。 アセタール化の後に真空加熱処理を行うことにより、各
層の溶媒や水分の除去がさらに徹底するため好ましい。 得られたダミーウェハの飽和吸光度は７．０で、６００
ｎｍ光による飽和吸光度１．０までの減衰時間は２００
０秒であった。 また、着退色による繰り返しを５０回行なったところ飽
和吸光度は１．０まで低下した。 以上のように実施例のダミーウェハは従来の製造法によ
るダミーウェハと比較して５０〜２００％の耐久成功上
が確認された。また、真空加熱処理とポリビニルアルコ
ールのアセタール化を組み合わせることによりダミーウ
ェハの機械的強度、耐環境性を高めることができ、しか
もオーバーコート部材の分光透過率特性を悪くすること
はなく、光学特性を維持することができる。 またポリビニルアルコールのアセタール化をおこなわな
くとも十分繰り返し耐久性を向上させることができる。 〔発明の効果〕 本発明により、安定性に優れ、かつ吸光度の高いフォト
クロミック材料層を有するダミーウェハが得られた。こ
のことによりアライメント作業が極めて容易になり、高
精度アライメントが可能になった。
ロミック材料を含む樹脂から実質的になる第１層を形成
する工程、 第１層が設けられた該基板を真空加熱する第１の真空加
熱工程、 第１層の上に実質的にポリビニルアルコールからなる第
２層を形成する工程、 第１層及び第２層が設けられた該基板を真空加熱する第
２の真空加熱工程 を有するダミーウェハの製造方法である。 また本発明は、基板上に、３０〜８０重量％の有機フォ
トクロミック材料を含む樹脂から実質的になる第１層（
有機フォトクロミック材料層）、および酸素透過率がＩ
Ｘ １０−”ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２−ｓ−ｃｍＨｇ以下
でありかつ実質的にＨ２Ｏを含まないポリビニルアルコ
ールから実質的になる第２層（オーバーコート層）をこ
の順に有するダミーウェハである。 第１層を形成する際には、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
または蒸着等の処理を行なったシリコンウェハ等の基板
上にコートしたのち、真空中で熱処理する。これによっ
て、有機フォトクロミック材料の分解が生じることなく
バインダー中に含まれる溶媒を除去し、発色濃度を高め
退色までの時間を長くできる。 第１層に第２層を積層するに際しては、第１層を溶解し
ない溶剤にポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと称す。 ）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。コート方法としては公知のコーティング技
術を適宜適用すればよい。コート後は基板を真空中で熱
処理する。これにより第１層と第２層との間の密着力が
増し、第２層の材料に含まれる空気中の酸素および水分
（Ｈ２Ｏおよび０Ｈ−）を除去することができる。 これらの除去により、酸素や水分によるフォトクロミッ
ク材料の分解を抑えることができる。 第１層、第２層の何れにおいても、その材料中に界面活
性剤を混入させると、加熱処理におし１て早期に酸素と
水分を除去でき、さらに好ましく一１界面活性剤として
はメタノール、エタノール等のアルコール類や市販の界
面活性剤を使用できる。 その添加量は各層中の気泡発生を抑えること力（できる
程度であればよく、例えば数重量％から数十重量％程度
で十分である。界面活性剤も加熱処理で除去できる。 本発明で使用し得る有機フォトクロミック材料の好まし
い例として（１）スピロナフトオキシン、（ＩＩ）ベン
ゾビリロスビラン、 （ｍ）フルギドなどが挙げられる
。 （Ｉ） （Ｕ） （ただし、 Ｒ，＝Ｈ，アルキル、アルコキシ、Ｒ２＝
Ｈ，ハロゲン、アルキル、ニトロ、ニトロアルコキシ、
Ｒ３＝Ｈ，アルキル、アルコキシカルボニルアルキル） 第１層に用いる樹脂としては紫外および可視領域におい
て透明性の高い高分子樹脂、例えばポリメチルメタクリ
レート、ポリカーボネート、ポリスチレンなどが好まし
い。溶剤としてはトルエン、キシレン、エチルセロソル
ブアセテート、ジエチルグリコールモノメチルアセテー
トなどの沸点が１００℃以上の揮発性の低い溶剤が好ま
しい。 また、溶液中の樹脂と有機フォトクロミック材料を合わ
せた固形分の濃度は４０％以下とするのが好ましい。 第１層において樹脂に対する有機フォトクロミック材料
の比率は３０〜８０重量％、さらには、樹脂１００重量
部に対して８０重量部から２００重量部であることが好
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２層に用いるポリマーは、酸素透過率が１．０×１叶
ｌｌｌＣｍ３・Ｃｌｌ１／Ｃｍ２・５−ＣｍＨｇ以下で
可視紫外域における光線透過率が高いものが好ましく、
この条件を満たしかつ水やアルコールなどの極性溶剤に
可溶のポリビニルアルコールが好適に用いられる。 更に耐久性向上の為（二 ポリビニルアルコールをアセ
タール化し、硬膜性、繰り返し耐久性を向上させること
ができる。アセタール化は例えばホルマリン、ＨＣＨＯ
を用いて４０〜５０℃の溶液中で反応させ、 ＰＶＡの
ＯＨ基と置換することによって行える。 また、第２層の膜厚は第２層における屈折により第１層
のマークの位置に誤差が生じないように、０．１〜２μ
ｍの範囲内であることが望ましい、なお、第２層をコー
トした後、第１層との密着力を高めるために高温で真空
ベータするが、その際第１層中の有機フォトクロミック
材料も分解しないし、第２層のアセタール化ポリビニル
アルコールも分解しない。 第１層および第２層の真空加熱条件は、１０−３〜１０
−’Ｔｏｒｒ、９０〜１００℃、約３０分間程度が好ま
しい。 加熱処理の雰囲気を不活性ガスではなく真空にすること
により各層中の酸素、有機溶媒のみならず、きわめて微
量に残留する水分等も除去することができる。 塗布膜から有機溶媒はすぐに除去され、二酸化炭素、酸
素、窒素等のガスは比較的早期に除去されるが、塗布膜
表面等に吸着している水分は最も除去されにくく残留す
る傾向にある。本発明は真空だけでなく、加熱も併用す
ることで、水分さえも除去できるようにしたものである
。 〔実施例〕 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。 実施例１ 上述した化学式（１）でＲ１＝Ｍｅ、 Ｒ２＝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２００万のポリメチルメタクリレート１００重量
部の割合とし、また３重量％のメタノールを添加し、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。 この溶液３ｇを２５℃でシリコンウェハ上にスピナーを
用いて、第１回３００ｒｐｍＸ １０ｓｅｃ、第２回２
０００ｒｐｍＸ ６０ｓｅｃの条件でコートした。その
後、９８±２℃に設定した真空蒸着器（真空度５Ｘ １
Ｏ−ＩｅＴｏｒｒ、出力０．２ｋＷ）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０．９３μｍで、その
凹凸差は３０〜５０ｎｍであった。 次に、この第１層を生成したシリコンウェハを全く紫外
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（キシダ化学製、重合度１０００、ケン化度９９
ｍｏ１％）の１０％水溶液を、第１回３００ｒｐｍ Ｘ
３０ｓｅｃ、第２回６０００ｒｐｍ Ｘ ６０ｓｅｃ
の条件でコートした。その後、９８±２℃に設定した真
空蒸着器内で第１層の時と同一条件で４０分間熱処理し
、第１層および第２層を有するダミーウェハを得た。 さらに、該ダミーウェハを、硫酸２０．６ｇ、硫酸ソー
ダ２５．３ ｇ、ホルマリン９．５ｇ、水４４．６ｇか
らなる処理液中に１５分間浸漬してアセタール化を行い
、加熱乾燥することにより実施例１のダミーウェハを得
た。 このダミーウェハの第２層の膜厚は１．０μｍで、その
凹凸差は８０〜１１００ｎであった。なお第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１．１５
Ｘ １叶１ｅｃｍ”ｃｍ／ｃｍ”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
０．００８９Ｘ １×１０−１８ａｍ”−ｃｍ／ａｍ２
・ｓ−ＣｍＨｇ以下であった。 また第２層の水分透過率は相対湿度８０％で１ケ月数％
であった。 ８００ｍＪの紫外線光源で照射して飽和量まで得られた
ダミーウェハを着色させたところ、飽和吸光度は５．０
で、６００ｎｍ光による飽和吸光度１．０までの減衰時
間は２０数秒であった。また、着退色による繰り返しを
１５０回行なったところ飽和吸光度は１．０まで低下し
た。 なおこの実施例では第１層における有機フォトクロミッ
ク材料の比率を５０％としているが、これを８０％とし
ても吸光度及び繰り返し回数は差がなかった。 本発明による硬膜作用により耐水性の向上ばかりでなく
、耐酸性、耐油性の向上、さらにはオーバーコート部材
（第２層）の表面強度が増加した。 実施例２ 化学式（Ｉ）の化合物の代わりに、化学式（Ｉ［）でＲ
１＝Ｍｅ、Ｒ２＝Ｈ，Ｒ３＝ＮＯ２とした１、３．３″
−トリメチルインドリノ−６”−ニトロベンゾビリロス
ピランを用いた以外は、さらに第２層の真空加熱の前に
アセタール化を行った以外は実施例１と同様にして実施
例２のダミーウェハを作成した。 アセタール化の後に真空加熱処理を行うことにより、各
層の溶媒や水分の除去がさらに徹底するため好ましい。 得られたダミーウェハの飽和吸光度は７．０で、６００
ｎｍ光による飽和吸光度１．０までの減衰時間は２００
０秒であった。 また、着退色による繰り返しを５０回行なったところ飽
和吸光度は１．０まで低下した。 以上のように実施例のダミーウェハは従来の製造法によ
るダミーウェハと比較して５０〜２００％の耐久成功上
が確認された。また、真空加熱処理とポリビニルアルコ
ールのアセタール化を組み合わせることによりダミーウ
ェハの機械的強度、耐環境性を高めることができ、しか
もオーバーコート部材の分光透過率特性を悪くすること
はなく、光学特性を維持することができる。 またポリビニルアルコールのアセタール化をおこなわな
くとも十分繰り返し耐久性を向上させることができる。 〔発明の効果〕 本発明により、安定性に優れ、かつ吸光度の高いフォト
クロミック材料層を有するダミーウェハが得られた。こ
のことによりアライメント作業が極めて容易になり、高
精度アライメントが可能になった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に、３０〜８０重量％の有機フォトクロミッ
ク材料を含む樹脂から実質的になる第１層を形成する工
程、 第１層が設けられた該基板を真空加熱する第１の真空加
熱工程、 第１層の上に実質的にポリビニルアルコールからなる第
２層を形成する工程、 第１層及び第２層が設けられた該基板を真空加熱する第
２の真空加熱工程 を有するダミーウェハの製造方法。 ２、前記第２層を形成する工程と前記第２の真空加熱工
程の間に、前記ポリビニルアルコールをアセタール化す
る工程を有する請求項１に記載の方法。 ３、基板上に、３０〜８０重量％の有機フォトクロミッ
ク材料を含む樹脂から実質的になる第１層、および酸素
透過率が１×１０＾−＾１＾８ｃｍ＾３・ｃｍ／ｃｍ＾
２・ｓ・ｃｍＨｇ以下でありかつ実質的にＨ＿２Ｏを含
まないポリビニルアルコールから実質的になる第２層を
この順に有するダミーウェハ。 ４、前記ポリビニルアルコールがアセタール化されたポ
リビニルアルコールである請求項３に記載のダミーウェ
ハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106496A JP2690381B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | ダミーウェハ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106496A JP2690381B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | ダミーウェハ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045815A true JPH045815A (ja) | 1992-01-09 |
| JP2690381B2 JP2690381B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=14435050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106496A Expired - Fee Related JP2690381B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | ダミーウェハ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690381B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046962A1 (en) * | 2001-11-26 | 2003-06-05 | Nikon Corporation | Evaluating method and method for manufacturing exposure apparatus |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2106496A patent/JP2690381B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046962A1 (en) * | 2001-11-26 | 2003-06-05 | Nikon Corporation | Evaluating method and method for manufacturing exposure apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2690381B2 (ja) | 1997-12-10 |
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