JP2690381B2 - Dummy wafer and method of manufacturing the same - Google Patents

Dummy wafer and method of manufacturing the same

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JP2690381B2 JP2106496A JP10649690A JP2690381B2 JP 2690381 B2 JP2690381 B2 JP 2690381B2 JP 2106496 A JP2106496 A JP 2106496A JP 10649690 A JP10649690 A JP 10649690A JP 2690381 B2 JP2690381 B2 JP 2690381B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔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エハ及びその製造方法に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dummy wafer used in an apparatus for manufacturing a semiconductor element such as an IC or an LSI and a manufacturing method thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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「ウエハ」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、後者は前工程でウエ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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element such as an IC or an LSI, two basic performance improvements, namely resolution performance and overlay performance, have been required. The former is the ability to form a fine pattern on the photoresist surface applied on the semiconductor substrate (hereinafter referred to as “wafer”) surface, and the latter is the ability to form the pattern formed on the wafer surface in the previous process. On the other hand, it is the ability to accurately align and transfer the pattern on the photomask.

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
ライナーなどに大分類され、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。
The exposure apparatus is, for example, a contact,
It is roughly classified into proximity, mirror 1: 1 projection, stepper, X-ray aligner, etc. Among them, the optimum superposition method is devised and implemented.

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。
In general, an exposure method in which both resolution and superposition performance are balanced is preferable for semiconductor device manufacturing, and therefore, a reduction projection type exposure apparatus, so-called stepper, is widely used at present.

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
ライナー、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。
The resolution required for future exposure equipment is 0.5
There are three exposure methods that can achieve this performance, such as a stepper using an excimer laser as a light source, a proximity type aligner using an X-ray as an exposure source, and an EB direct writing method. There is. From the viewpoint of productivity, the former two methods are preferable.

一方、重ね合せ精度は一般的に焼付最小線幅の1/3〜1
/5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。
On the other hand, overlay accuracy is generally 1/3 to 1
A value of / 5 is required, and achieving this accuracy is generally as difficult or even more difficult as achieving resolution.

一般にレチクル面上のパターンとウエハ面上のパター
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。
Generally, there are the following error factors in the relative alignment between the pattern on the reticle surface and the pattern on the wafer surface, that is, the alignment.

(1−1)デバイスの種類または工程によって、ウエハ
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。
(1-1) The cross-sectional shape, physical properties or optical characteristics of the pattern (or mark) on the wafer surface may be changed in various ways depending on the type or process of the device.

(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。
(1-2) The alignment detection system (optical system, signal processing system) must have a degree of freedom in order to ensure accurate alignment with respect to various processes with a predetermined accuracy.

(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エハとのアライメ
ントが間接的になってくること。
(1-3) In order to give the alignment optical system a degree of freedom, it is necessary to configure the projection lens and the alignment optical system independently, and as a result, the alignment between the reticle and the wafer becomes indirect.

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。
Generally, it is important to reduce these error factors as much as possible and maintain them in good balance.

次に、前述の誤差要因の具体例について説明する。 Next, a specific example of the above-mentioned error factor will be described.

(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、ウエハパターンの投影像とレチクル面上のパターン
とを同一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。
(2-1) A TTL on-axis alignment system can be configured by setting the alignment light to the same wavelength as the exposure wavelength. In such an alignment system, since the projection lens is well corrected for aberrations with respect to this wavelength, for example, the alignment optical system can be arranged above the reticle, and the projection image of the wafer pattern and the pattern on the reticle surface can be formed. Both can be aligned while simultaneously observing in the same visual field. Further, exposure can be performed at the position where the alignment is completed. Therefore, there are no system error factors in this method.

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
スにおいてはウエ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。
However, in this method, there is no room for selection of the alignment wavelength, and in the process such as the absorption resist, there are drawbacks in the process such that the signal light from the wafer is extremely attenuated.

(2−2)オフアクシスタイプのステッパーにおいて
は、ウエ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エ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、ウエハはウエハア
ライメント用顕微鏡(以下、「ウエハ顕微鏡」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、レチクルとウエハの間に誤差要因が存在する。さ
らに、ウエハアライメント後、ウエ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「Base Line」という)ウエハを移動せねば
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。
(2-2) In the off-axis type stepper, the alignment optical system of the wafer can be freely designed without any restriction of the projection lens, and the degree of freedom can enhance the adaptability to the process. However,
With this method, simultaneous observation of the reticle and the wafer is not possible, the reticle is pre-aligned with a reticle alignment microscope to a predetermined reference, and the wafer is a wafer alignment microscope (hereinafter referred to as "wafer microscope").
Aligns with the reference in the microscope. Therefore, there is an error factor between the reticle and the wafer. Further, after the wafer alignment, the wafer must be moved by a predetermined distance (this is referred to as "reference length" or "Base Line") in order to overlap the wafer pattern with the projected image of the reticle. Therefore, this method results in increased system error factors.

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、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ェックし補正し
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
張を押えるべく厳密な温度管理をしたとしても0.1μm
〜0.01μm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、ウエハス
テージの配列座標系などがある。
As described above, in an apparatus using an alignment method including system errors, it is necessary to make efforts to stably maintain these error factors, and at the same time, to periodically check and correct the amount. For example, the reference length, which is the distance between the optical axis of the projection lens and the optical axis of the alignment microscope, is usually a value of several tens of mm. Generally, even if strict temperature control is performed to suppress the thermal expansion of the substance that binds between these, 0.1 μm
It changes with time in the unit of 0.01 μm. In addition to the reference length described above, factors that cause such a change over time include the projection magnification of the lens, the alignment position of the reticle, and the array coordinate system of the wafer stage.

そこで、第1物体としてのレチクルと第2物体として
のウエ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、そしてウエハ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、いわゆるダミーウエ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
てのダミーウエ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物体であるウエハのアライメントに
用いるウエハアライメント顕微鏡を利用して検出し、こ
のときの検出誤差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。
Therefore, when overlaying the reticle as the first object and the wafer as the second object, various overlay error factors, such as a change in magnification of the projection optical system over time, a change in the reference length over time, and To obtain a system error by using a so-called dummy wafer for the purpose of providing an exposure apparatus that can correct a system error such as a change with time in the arrangement coordinates of the wafer X and Y stages and can always perform high-precision overlay. Is being carried out. This is, for example, in an exposure device that exposes and transfers a pattern on the first object plane illuminated by an illumination system onto a second object plane disposed on a movable stage, by irradiating the alignment pattern provided on the first object plane. A third object surface having a reversible light-sensitive material capable of writing and erasing, which has an image of the alignment pattern on the movable stage instead of the second object and is sensitive to irradiation light of the alignment pattern When the pattern on the first object plane is exposed and transferred onto the second object plane by detecting the image formation state of the image of the alignment pattern formed on the third object plane. The system error is obtained. That is, first, for example, the pattern on the reticle surface as the first object is exposed and transferred onto the dummy wafer surface as the third object, and the image formation state of the transferred image at that time is used for alignment of the wafer as the second object. A wafer alignment microscope is used for detection, and the system error of the entire apparatus is automatically or semi-automatically corrected within the apparatus itself based on the detection error at this time.

〔発明が解決しようとしている課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、前記ダミーウエハ用感光材料には次のよう
な特性が要求されている。
The dummy wafer photosensitive material is required to have the following characteristics.

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。
Excellent coloring sensitivity with ultraviolet light for high-speed processing.

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。
In order to automatically correct the system error by the machine,
The colored object should have a certain level of contrast or higher while shining visible light and capturing data.

充分な繰り返し耐久性を有すること。Must have sufficient repeatability.

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。
As a photosensitive material candidate satisfying these conditions, a photosensitive resist, an inorganic photochromic material and an organic photochromic material can be mentioned.

しかし、感光レジストは感光後現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。
However, since the photosensitive resist must be subjected to post-exposure development processing, it cannot be automated and cannot be used repeatedly.

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。
Inorganic photochromic materials have poor coloring sensitivity and cannot be processed at high speed.

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。
Further, the organic photochromic material is excellent in coloring sensitivity but is rapidly faded, so that the contrast becomes less than a necessary contrast while shining visible light and capturing data. In addition, there is a drawback that the durability is not improved because the decomposition is severe.

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、目的にかなった感光物は得られて
いない。
As described above, even if the conventional materials are used, they have different drawbacks, and a photosensitive material suitable for the purpose has not been obtained.

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。
The present inventor has conducted various studies on the defects of the organic photochromic material, which is one of the light-sensitive materials, and the overcoat member thereof, and has clarified the cause of the defects as follows.

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。
If even a small amount of the organic solvent remains in the layer containing the organic photochromic material, the stability of the colored product may be deteriorated and the fading may be accelerated.

有機溶剤を除去し、有機フォトクロミック材料の層を
ウエハに密着させるにはベークが必要だが、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。
Baking is required to remove the organic solvent and bring the layer of the organic photochromic material into close contact with the wafer. However, if this is performed in air, the organic photochromic material is decomposed by oxygen in the air and the color density is reduced.

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。
Oxygen in the air decomposes the organic photochromic material, resulting in repeated deterioration of durability.

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。
Moisture in the air decomposes the organic photochromic material, resulting in repeated deterioration of durability.

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
ミーウエハであって、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エハおよびその製造方法を
提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is a dummy wafer using an organic photochromic material having excellent coloring sensitivity as a photosensitive material, and the colored material has a certain or more contrast during automatic correction of system error. However, it is an object of the present invention to provide a dummy wafer having sufficient repeated durability and a manufacturing method thereof.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

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 を有するダミーウエハの製造方法である。
The present invention comprises a step of forming on a substrate a first layer consisting essentially of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material, a first vacuum for vacuum heating the substrate provided with the first layer. Dummy wafer having a heating step, a step of forming a second layer consisting essentially of polyvinyl alcohol on the first layer, and a second vacuum heating step of vacuum heating the substrate provided with the first layer and the second layer Is a manufacturing method.

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1×
10-10cm3・cm/cm2・s・cmHg以下でありかつ実質的にH2
O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エ
ハである。
Further, according to the present invention, a first layer (organic photochromic material layer) substantially made of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material on a substrate, and an oxygen permeability of 1 ×.
10 -10 cm 3 · cm / cm 2 · s · cmHg or less and substantially H 2
It is a dummy wafer having a second layer (overcoat layer) consisting essentially of O-free polyvinyl alcohol in this order.

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エハ等の基
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。
When forming the first layer, a coating solution obtained by dissolving a resin and an organic photochromic material in an organic solvent is coated on a substrate such as bare silicon or a silicon wafer that has been subjected to a treatment such as vapor deposition, and then heat treatment in vacuum. To do. As a result, the solvent contained in the binder can be removed without decomposition of the organic photochromic material, the color density can be increased, and the time until fading can be lengthened.

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OH-)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。
When laminating the second layer on the first layer, a coating liquid in which polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) is dissolved in a solvent that does not dissolve the first layer is coated on the substrate on which the first layer is formed. A known coating technique may be appropriately applied as a coating method. After coating, the substrate is heat treated in vacuum. As a result, the adhesion between the first layer and the second layer is increased, and oxygen and moisture (H 2 O and OH ) in the air contained in the material of the second layer can be removed. By removing these, the decomposition of the photochromic material due to oxygen or moisture can be suppressed.

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、加熱処理において早期に酸素と
水分を除去でき、さらに好ましい。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
抑えることが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。
In both of the first layer and the second layer, it is more preferable to mix the surface active agent in the material, because oxygen and water can be removed early in the heat treatment. As the surfactant, alcohols such as methanol and ethanol and commercially available surfactants can be used. The amount added may be such that the generation of bubbles in each layer can be suppressed, for example, several% by weight.
To about several tens of weight% is sufficient. The surfactant can also be removed by heat treatment.

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(I)スピロナフトオキジン、(II)ベン
ゾピリロスピラン、(III)フルギドなどが挙げられ
る。
Preferred examples of the organic photochromic material that can be used in the present invention include (I) spironaphthooxidine, (II) benzopyrrillospirane, and (III) fulgide.

(ただし、R1=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。
(However, R 1 = H, alkyl, alkoxy, R 2 = H, halogen, alkyl, nitro, nitroalkoxy, R 3 = H, alkyl, alkoxycarbonylalkyl) The resin used for the first layer is in the ultraviolet and visible regions. Polymer resins having high transparency, such as polymethylmethacrylate, polycarbonate, polystyrene and the like are preferable. As the solvent, a solvent having a low volatility such as toluene, xylene, ethyl cellosolve acetate, and diethyl glycol monomethyl acetate having a boiling point of 100 ° C. or higher is preferable.

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。
Further, the concentration of the solid content of the resin and the organic photochromic material in the solution is preferably 40% or less.

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エハに塗る都合からスピンコート
法が望ましい。
The ratio of the organic photochromic material to the resin in the first layer is preferably 30 to 80% by weight, and more preferably 80 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.
The coating method is preferably a spin coating method because it is applied to a silicon wafer.

第2層に用いるポリマーは、酸素透過率が1.0×10-10
cm3・cm/cm2・s・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に、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。
The polymer used for the second layer has an oxygen permeability of 1.0 × 10 -10
Those having a high light transmittance in the visible ultraviolet region of not more than cm 3 · cm / cm 2 · s · cmHg are preferable, and polyvinyl alcohol which satisfies this condition and is soluble in a polar solvent such as water or alcohol is preferably used. Further, in order to improve the durability, polyvinyl alcohol can be acetalized to improve the hardenability and the repeating durability. The acetalization can be carried out, for example, by reacting with formalin or HCHO in a solution at 40 to 50 ° C. and substituting it with the OH group of PVA.

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
ベークするが、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。
Also, the film thickness of the second layer is the first due to refraction in the second layer.
0.1 to 2μ so that there is no error in the position of the layer mark
It is desirable to be within the range of m. After coating the second layer, vacuum baking is performed at a high temperature in order to enhance adhesion with the first layer, but at that time, the organic photochromic material in the first layer is not decomposed, and the acetalized polyvinyl of the second layer is not decomposed. Does not decompose alcohol.

第1層および第2層の真空加熱条件は、10-3〜10-4To
rr、90〜100℃、約30分間程度が好ましい。
The vacuum heating conditions for the first layer and the second layer are 10 −3 to 10 −4 To.
rr, 90 to 100 ° C., preferably about 30 minutes.

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。
By making the atmosphere of the heat treatment a vacuum instead of an inert gas, not only oxygen and the organic solvent in each layer but also a very small amount of residual water can be removed.

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。
The organic solvent is immediately removed from the coating film, carbon dioxide,
Gases such as oxygen and nitrogen are removed relatively early, but water adsorbed on the surface of the coating film is the most difficult to remove and tends to remain. In the present invention, not only vacuum but also heating is used together so that even water can be removed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例1 上述した化学式(I)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。
Example 1 100 parts by weight of spironaphthoxazine having R 1 = Me, R 2 = R 3 = H in the above chemical formula (I), and 100 parts by weight of polymethylmethacrylate having a molecular weight of 2,000,000, and 3 parts by weight. % Methanol was added to prepare an ethyl cellosolve acetate solution having a total concentration of these solid contents of 18% by weight.

この溶液3gを25℃でシリコンウエハ上にスピナーを用
いて、第1回300rpm×10sec、第2回2000rpm×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5×10-10Torr、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。
3 g of this solution was coated on a silicon wafer at 25 ° C. using a spinner under the conditions of the first 300 rpm × 10 sec and the second 2000 rpm × 60 sec. Then, the first layer was formed by heat treatment for 20 minutes in a vacuum evaporator (vacuum degree 5 × 10 −10 Torr, output 0.2 kW) set at 98 ± 2 ° C. The thickness of this first layer (coat film) was 0.93 μm, and the unevenness thereof was 30 to 50 nm.

次に、この第1層を生成したシリコンウエハを全く紫
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99mol
%)の10%水溶液を、第1回300rpm×30sec、第2回600
0rpm×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エハを
得た。
Next, the silicon wafer on which the first layer was generated was set on a spinner without exposing it to ultraviolet rays, and polyvinyl alcohol (manufactured by Kishida Chemical Co., polymerization degree 1000, saponification degree 99 mol) was used.
%) 10% aqueous solution, the first 300 rpm × 30 sec, the second 600
Coating was performed under the conditions of 0 rpm x 60 sec. After that, heat treatment was performed for 40 minutes in the vacuum evaporator set at 98 ± 2 ° C. under the same conditions as for the first layer to obtain a dummy wafer having the first layer and the second layer.

さらに、該ダミーウエハを、硫酸20.6g、硫酸ソーダ2
5.3g、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のダミーウエハを得た。
Further, the dummy wafer was treated with 20.6 g of sulfuric acid and 2% of sodium sulfate.
15 g in the treatment liquid consisting of 5.3 g, formalin 9.5 g, and water 44.6 g
The dummy wafer of Example 1 was obtained by immersing it for a minute for acetalization and heating and drying.

このダミーウエハの第2層の膜厚は1.0μmで、その
凹凸差は80〜100nm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1.15×10-10cm3
・cm/cm2・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0.0089×10-10cm3・cm/cm2
・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ヶ月数%であった。
The film thickness of the second layer of this dummy wafer was 1.0 μm, and the unevenness thereof was 80 to 100 nm. The oxygen permeability of polymethylmethacrylate used for the first layer was 1.15 × 10 -10 cm 3
・ Cm / cm 2・ s ・ cmHg, and the oxygen permeability of polyvinyl alcohol used in the second layer is 0.0089 × 10 -10 cm 3・ cm / cm 2
・ S ・ cmHg or less. The moisture permeability of the second layer was several months for one month at a relative humidity of 80%.

800mJの紫外線光源で照射して飽和量まで得られたダ
ミーウエハを着色させたところ、飽和吸光度は5.0で、6
00nm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。
When the dummy wafer obtained by irradiating it with an ultraviolet light source of 800 mJ to the saturation amount was colored, the saturation absorbance was 5.0.
The decay time to saturation absorbance of 1.0 with light of 00 nm was 20 seconds. Moreover, the saturation absorbance decreased to 1.0 after repeating 150 times by the color fading.

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。
Although the ratio of the organic photochromic material in the first layer was 50% in this example, there was no difference in the absorbance and the number of repetitions even when the ratio was 80%.

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。
The hardening effect of the present invention not only improved water resistance, but also improved acid resistance and oil resistance, and increased the surface strength of the overcoat member (second layer).

実施例2 化学式(I)の化合物の代わりに、化学式(II)でR1
=Me,R2=H、R3=NO2とした1,3,3′−トリメチルイン
ドリノ−6′−ニトロベンゾピ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のダミーウエ
ハを作成した。
Example 2 Instead of the compound of formula (I), R 1 of formula (II)
= Me, R 2 = H, except for using 1,3,3'- trimethyl-indolino-6'-nitro benzopyrylium loss pyran was R 3 = NO 2, before further vacuum heating of the second layer A dummy wafer of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that acetalization was performed.

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。
By performing vacuum heat treatment after acetalization,
It is preferable since the solvent and water in each layer are removed more thoroughly.

得られたダミーウエハの飽和吸光度は7.0で、600nm光
による飽和吸光度1.0までの減衰時間は2000秒であっ
た。
The saturated absorbance of the obtained dummy wafer was 7.0, and the decay time by the 600 nm light to the saturated absorbance of 1.0 was 2000 seconds.

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。
In addition, the saturation absorbance decreased to 1.0 after repeating 50 times by the color fading.

以上のように実施例のダミーウエハは従来の製造法に
よるダミーウエハと比較して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エ
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。
As described above, it was confirmed that the dummy wafer of the example had a durability success of 50 to 200% as compared with the dummy wafer manufactured by the conventional manufacturing method. Also, by combining vacuum heat treatment and polyvinyl alcohol acetalization, the mechanical strength and environment resistance of the dummy wafer can be increased, and the optical characteristics are maintained without deteriorating the spectral transmittance characteristics of the overcoat member. can do.

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。
Further, the durability can be sufficiently improved without repeating the conversion of polyvinyl alcohol to acetal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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エハが得られた。
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。
According to the present invention, a dummy wafer having a photochromic material layer having excellent stability and high absorbance was obtained.
This makes alignment work extremely easy,
High-precision alignment has become possible.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項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 を有するダミーウエハの製造方法。
1. A step of forming a first layer consisting essentially of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material on a substrate, and a step of heating the substrate provided with the first layer under vacuum. A vacuum heating step, a step of forming a second layer substantially made of polyvinyl alcohol on the first layer, and a second vacuum heating step of vacuum heating the substrate provided with the first layer and the second layer. Dummy wafer manufacturing method.
【請求項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。
2. The method according to claim 1, further comprising a step of acetalizing the polyvinyl alcohol between the step of forming the second layer and the second vacuum heating step.
【請求項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1×10-10cm3・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層をこの順に有するダミーウエハ。
3. A first layer consisting essentially of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material on a substrate, and an oxygen permeability of 1 × 10 −10 cm 3 · cm / cm 2 · s ·. A dummy wafer having, in this order, a second layer consisting essentially of polyvinyl alcohol having a cmHg or less and containing substantially no H 2 O.
【請求項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
ミーウエハ。
4. The dummy wafer according to claim 3, wherein the polyvinyl alcohol is acetalized polyvinyl alcohol.
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