JPH045815A - Dummy wafer and its manufacture - Google Patents

Dummy wafer and its manufacture

Info

Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
vacuum
polyvinyl alcohol
photochromic material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2106496A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2690381B2 (en
Inventor
Hisashi Nakatsui
久 中津井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2106496A priority Critical patent/JP2690381B2/en
Publication of JPH045815A publication Critical patent/JPH045815A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2690381B2 publication Critical patent/JP2690381B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • 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

PURPOSE:To obtain a photochromic material layer whose stability is excellent and whose absorbance is high by a method wherein a resin layer containing an organic photochromic material is formed on a substrate; a heat treatment is executed in a vacuum; a polyvinyl alcohol layer is formed and the substrate is heated in a vacuum. CONSTITUTION:The following are formed on a substrate in the following order: a first layer composed substantially of a resin containing 30 to 80wt.% of an organic photochromic material; and a second layer composed substantially of polyvinyl alcohol whose oxygen transmission factor is at 1X10<-10> cm<3>.cm/ cm<2>.s.cmHg or lower and which does not contain H2O substantially. When the first layer is formed, the substrate is coated with a coating liquid formed by dissolving the resin and the organic photochromic material in an organic solvent, and, after that, a heat treatment is executed in a vacuum. When the second layer is laminated on the first layer, the substrate on which the first layer has been formed is coated with a coating liquid formed by dissolving polyvinyl alcohol in a solvent which does not dissolve the first layer. After this coating operation, the substrate is heat-treated in a vacuum.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔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。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a dummy wafer used in an apparatus for manufacturing semiconductor devices such as ICs or LSIs, and a method for manufacturing the same. [Conventional technology] Conventionally, in exposure equipment for manufacturing semiconductor devices such as IC or LSI, there are two factors: resolution performance and overlay performance.
Two basic performance improvements are required. The former is the ability to form fine patterns on the photoresist surface coated on the semiconductor substrate (hereinafter referred to as "wafer"), and the latter is the ability to form fine patterns on 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. Exposure apparatuses are broadly classified into, for example, contact, proximity, mirror 1:1 projection, stepper, and X-ray aligner, depending on their exposure method, and the optimum overlaying method has been devised and implemented for each of them. Generally, for the manufacture of semiconductor devices, an exposure method that has a good balance between resolution performance and overlay performance is preferable, and for this reason, reduction projection type exposure devices, so-called steppers, are often used at present. The resolution performance required for future exposure equipment is 0.5
The exposure methods that can achieve this performance include, for example, a stepper using an excimer laser as a light source, a proximity type aligner using X-rays as an exposure source, and an EB direct writing method. There are three methods. Of these, the former two methods are preferable from the viewpoint of productivity. On the other hand, the overlay accuracy is generally 1/3 to 1/3 of the minimum line width for printing.
A value of 115 is required, and achieving this accuracy is generally as difficult or more difficult than achieving resolution performance. In general, the following error factors exist in relative positioning, that is, alignment, between a pattern on a reticle surface and a pattern on a wafer surface. (1-1) The cross-sectional shape, physical properties, or optical characteristics of a pattern (or mark) on a wafer surface vary widely depending on the type of device or process. (1-2) In order to ensure alignment with a predetermined accuracy in response to various processes, the alignment detection system (optical system, signal processing system) must have a degree of freedom. (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. In general, it is important to minimize these error factors and maintain a good balance. Next, specific examples of the above-mentioned error factors will be explained. (2-1) By setting the alignment light to the same wavelength as the exposure wavelength, a TTL on-axis alignment system can be constructed. In such an alignment system, the projection lens has good aberration correction for this wavelength, so the alignment optical system can be placed above the reticle, for example, and the projected image of the wafer pattern and the pattern on the reticle surface can be Both can be aligned while simultaneously observing within the same field of view. Furthermore, exposure can be performed at the position where alignment has been completed. Therefore, there are no systematic error factors in this method. However, in this method, there is no choice in the alignment wavelength, and in processes such as absorption resist, the signal light from the wafer is extremely attenuated, and has disadvantages in terms of the process. (2-2) In an off-axis type stepper, the wafer alignment optical system can be freely designed without being subject to any restrictions of the projection lens, and this degree of freedom can enhance process adaptability. However, with this method, it is not possible to observe the reticle and wafer simultaneously; the reticle must be aligned in advance to a predetermined standard using a reticle alignment microscope, and the wafer must be aligned using a wafer alignment microscope (hereinafter referred to as "wafer microscope"). Alignment is performed to the reference inside the microscope. Therefore, an error factor exists between the reticle and the wafer. Furthermore, after wafer alignment, in order to overlap the wafer pattern with the projected image of the reticle, a predetermined distance (this is
The wafer must be moved. Therefore, this method results in an increase in system error factors. In an apparatus using an alignment method that includes such system errors, it is necessary to try to maintain these error factors stably, and at the same time, 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 several tens of mm.
is the value of In general, even if strict temperature control is carried out to suppress the thermal expansion of the material that connects this space, it is generally between 0.1 μm and 0.1 μm. O1
It changes over time in units of μm. Factors that cause such changes over time include, in addition to the reference length mentioned above, the projection magnification of the lens, the alignment position of the reticle, and the arrangement coordinate system of the wafer stage. Therefore, when overlapping a reticle as a first object and a wafer as a second object, there are various error factors in overlay, such as changes in magnification over time of the projection optical system, changes over time in the reference length, and changes in the reference length over time. In order to provide an exposure system that can consistently perform highly accurate overlay by correcting system errors such as changes over time in the arrangement coordinates of the wafer X and Y stages, we use so-called dummy wafers to correct system errors is being sought. For example, in an exposure device that exposes and transfers a pattern on a first object surface irradiated by an illumination system onto a second object surface placed on a movable stage,
An alignment pattern provided on the first object surface is irradiated, and an image of the alignment pattern is placed on the movable stage in place of the second object, and is sensitive to the irradiation light of the alignment pattern and can be written and erased. formed on a third object surface having a reversible photosensitive material;
By detecting the imaging state of the image of the alignment pattern formed on the object surface, a system error is determined when the pattern on the first object surface is exposed and transferred onto the second object surface. . That is, first, a pattern on a reticle surface as a first object is exposed and transferred onto a dummy wafer surface as a third object, and the image formation state of the transferred image at that time is used for alignment of a wafer as a second object. Detection is performed using a wafer alignment microscope, and based on the detection results, system errors in the entire device are automatically or semi-automatically corrected within the device itself. [Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, the photosensitive material for dummy wafers is required to have the following characteristics. - Excellent coloring sensitivity with ultraviolet light for faster processing. ■In order to automatically correct system errors caused by machines,
Colored objects must have a certain level of contrast while capturing data using visible light. ■Have sufficient repeated durability. Candidates for photosensitive materials that meet these conditions ■~■ are:
Examples include photosensitive resists, inorganic photochromic materials, and organic photochromic materials. However, since photosensitive resists require visual processing after exposure, they cannot be automated and cannot be used repeatedly. Inorganic photochromic materials have poor coloring sensitivity and cannot be processed at high speed. Furthermore, although organic photochromic materials have excellent coloring sensitivity, they fade quickly, resulting in less than the required contrast while capturing data by exposing them to visible light, and they decompose rapidly, making it difficult to improve their durability over repeated use. There is a drawback that there is no As mentioned above, even if conventional materials are used, each has different drawbacks, and a desired photosensitive material cannot be obtained. The present inventor has conducted various studies on the drawbacks of the organic photochromic material, which is one of the photosensitive materials, and its overcoat member, and has clarified the cause of the drawbacks as follows. ■If even a small amount of organic solvent remains in the layer containing the organic photochromic material, the stability of the colored product may decrease and the color may fade more quickly. ■Beta is required to remove the organic solvent and adhere the organic photochromic material layer to the wafer, but if this is done in air, the organic photochromic material will decompose with the oxygen in the air and the coloring density will drop. ■Organic photochromic materials decompose due to oxygen in the air, resulting in poor durability over repeated use. ■Organic photochromic materials decompose due to moisture in the air, resulting in poor durability over repeated use. In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a dummy wafer using an organic photochromic material with excellent coloring sensitivity as a photosensitive material, in which the colored material has a contrast above a certain level while automatically correcting system errors. An object of the present invention is to provide a dummy wafer having sufficient repeated durability and a method for manufacturing the same.

【課題を解決するための手段】[Means to solve 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。
The present invention includes a step of forming a first layer substantially made of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material on a substrate, and a first vacuum heating of the substrate provided with the first layer. A dummy wafer comprising a 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. This is a manufacturing method. The present invention also provides a first layer (on a substrate) consisting essentially of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material.
organic photochromic material layer), and oxygen permeability is I
This is a dummy wafer having, in this order, a second layer (overcoat layer) substantially made of polyvinyl alcohol that has a temperature of less than X 10-"cm3 cm/cm2-s-cmHg and does not substantially contain H2O.First layer When forming the film, a coating liquid in which a resin and an organic photochromic material are dissolved in an organic solvent is coated on a substrate such as bare silicon or a silicon wafer that has been subjected to a process such as vapor deposition, and then heat-treated in a vacuum. By removing the solvent contained in the binder without causing decomposition of the organic photochromic material, it is possible to increase the color density and prolong the time until fading.When laminating the second layer on the first layer, the first layer is A coating liquid in which polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) is dissolved in an insoluble solvent is coated on the substrate on which the first layer is formed.As a coating method, a known coating technique may be applied as appropriate.After coating heat-treats the substrate in vacuum.This increases the adhesion between the first layer and the second layer, and removes oxygen and moisture (H2O and 0H-) in the air contained in the material of the second layer. By removing these, it is possible to suppress the decomposition of the photochromic material due to oxygen and moisture.If a surfactant is mixed into the material in either the first layer or the second layer, it will be difficult to heat the material. Oxygen and moisture can be quickly removed by drying, and more preferably alcohols such as methanol and ethanol or commercially available surfactants can be used as the surfactant.The amount added is determined to suppress the generation of bubbles in each layer. A preferable example of the organic photochromic material that can be used in the present invention is the organic photochromic material that can be used in the present invention. ) spironaphthoxin, (II) benzobirilosbilane, (m) fulgide, etc. (I) (U) (where R, = H, alkyl, alkoxy, R2 =
H, halogen, alkyl, nitro, nitroalkoxy,
R3=H, alkyl, alkoxycarbonylalkyl) The resin used for the first layer is preferably a polymeric resin that is highly transparent in the ultraviolet and visible regions, such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, and the like. The solvent is preferably a low-volatility solvent with a boiling point of 100° C. or higher, such as toluene, xylene, ethyl cellosolve acetate, diethyl glycol monomethyl acetate. Further, it is preferable that the concentration of the solid content of the resin and the organic photochromic material in the solution is 40% or less. In the first layer, the ratio of the organic photochromic material to the resin is preferably 30 to 80% by weight, more preferably 80 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin. As the coating method, a spin code method is preferable because it is convenient for coating silicon wafers. The polymer used for the second layer is preferably one having an oxygen transmittance of 1.0×1Cm3・Cll1/Cm2・5-CmHg or less and a high light transmittance in the visible ultraviolet region,
Polyvinyl alcohol that satisfies this condition and is soluble in polar solvents such as water and alcohol is preferably used. Furthermore, in order to improve durability (2) polyvinyl alcohol can be acetalized to improve hardness and repeat durability.
This can be done by reacting in a solution at 40 to 50°C using PVA and replacing it with the OH group of PVA. In addition, the film thickness of the second layer is 0.1 to 2 μm to prevent errors in the position of the first layer marks due to refraction in the second layer.
It is desirable that the range is within the range of m. After coating the second layer, vacuum beta is applied at high temperature to increase the adhesion with the first layer, but at that time the organic photochromic material in the first layer is also decomposed. The acetalized polyvinyl alcohol in the second layer also does not decompose. The vacuum heating conditions for the first layer and the second layer are 10-3 to 10
-'Torr, 90 to 100°C, and about 30 minutes are preferable. By using a vacuum instead of an inert gas atmosphere for the heat treatment, not only oxygen and organic solvents in each layer but also extremely small amounts of residual moisture can be removed. Organic solvents are quickly removed from the coating film, and gases such as carbon dioxide, oxygen, and nitrogen are removed relatively quickly, but water adsorbed on the coating film surface tends to remain the most difficult to remove. . The present invention uses not only vacuum but also heating to remove even moisture. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 In the above chemical formula (1), R1=Me, R2=R3=
For 100 parts by weight of spironaphthoxazine as H,
A proportion of 100 parts by weight of polymethyl methacrylate having a molecular weight of 2 million was added, and 3% by weight of methanol was added to prepare an ethyl cellosolve acetate solution having a total concentration of these solids of 18% by weight. 3 g of this solution was placed on a silicon wafer at 25°C using a spinner, the first time was 300 rpm for 10 seconds, the second time was 2 times.
Coating was carried out under the conditions of 000 rpm x 60 seconds. After that, a vacuum evaporator (vacuum degree 5X 1
The first layer was formed by heat treatment for 20 minutes at a temperature of O-IeTorr (output: 0.2 kW). The thickness of this first layer (coat film) was 0.93 μm, and the difference in unevenness was 30 to 50 nm. Next, the silicon wafer on which the first layer was formed was set on a spinner without exposing it to any ultraviolet rays, and polyvinyl alcohol (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., polymerization degree 1000, saponification degree 99) was placed on a spinner.
10% aqueous solution of mo1%) was heated at 300 rpm for the first time
30sec, 2nd 6000rpm x 60sec
It was coated under the following conditions. Thereafter, heat treatment was performed for 40 minutes under the same conditions as for the first layer in a vacuum evaporator set at 98±2° C. to obtain a dummy wafer having the first layer and the second layer. Furthermore, the dummy wafer was immersed for 15 minutes in a treatment solution consisting of 20.6 g of sulfuric acid, 25.3 g of sodium sulfate, 9.5 g of formalin, and 44.6 g of water to acetalize it, and then dried by heating. A dummy wafer of No. 1 was obtained. The thickness of the second layer of this dummy wafer was 1.0 μm, and the difference in unevenness was 80 to 1100 nm. The oxygen permeability of polymethyl methacrylate used in the first layer is 1.15.
X 1 leaf 1ecm"cm/cm"s-cmHg,
The oxygen permeability of the polyvinyl alcohol used in the second layer is 0.0089X 1×10-18 am”-cm/am2
・It was below s-CmHg. In addition, the moisture permeability of the second layer is several percent for one month at a relative humidity of 80%.
Met. When a dummy wafer was irradiated with an 800 mJ ultraviolet light source to obtain a saturated amount of color, the saturated absorbance was 5.0.
The decay time until the saturation absorbance reached 1.0 with 600 nm light was about 20 seconds. Further, when the coloring and fading process was repeated 150 times, the saturated absorbance decreased to 1.0. In this example, the ratio of the organic photochromic material in the first layer was 50%, but even if this was set to 80%, there was no difference in the absorbance and the number of repetitions. Due to the hardening effect of the present invention, not only water resistance was improved, but also acid resistance and oil resistance were improved, and the surface strength of the overcoat member (second layer) was increased. Example 2 In place of the compound of chemical formula (I), R in chemical formula (I[)
1, 3.3″ with 1=Me, R2=H, R3=NO2
A dummy wafer of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that -trimethylindolino-6''-nitrobenzobyrillospiran was used, and acetalization was performed before vacuum heating of the second layer. It is preferable to perform vacuum heat treatment after acetalization because the solvent and moisture in each layer can be removed more thoroughly.The obtained dummy wafer had a saturated absorbance of 7.0 and 600
The decay time to saturation absorbance 1.0 with nm light is 200
It was 0 seconds. Further, when the coloring and fading process was repeated 50 times, the saturated absorbance decreased to 1.0. As described above, it has been confirmed that the dummy wafers of the examples have 50 to 200% higher durability than dummy wafers produced by conventional manufacturing methods. In addition, by combining vacuum heat treatment and polyvinyl alcohol acetalization, the mechanical strength and environmental resistance of the dummy wafer can be increased, and the optical properties are maintained without deteriorating the spectral transmittance characteristics of the overcoat material. can do. Further, the repeat durability can be sufficiently improved without acetalizing polyvinyl alcohol. [Effects of the Invention] According to the present invention, a dummy wafer having a photochromic material layer with excellent stability and high absorbance was obtained. This makes alignment work extremely easy and allows for highly accurate alignment.

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。
[Claims] 1. Forming a first layer substantially consisting of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material on a substrate; heating the substrate provided with the first layer in vacuum; a first vacuum heating step; a step of forming a second layer substantially made of polyvinyl alcohol on the first layer; a second vacuum heating of vacuum heating the substrate provided with the first layer and the second layer; A method for manufacturing a dummy wafer including a process. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of acetalizing the polyvinyl alcohol between the step of forming the second layer and the second vacuum heating step. 3. On the substrate, a first layer consisting essentially of a resin containing 30 to 80% by weight of an organic photochromic material, and an oxygen permeability of 1×10^-^1^8 cm^3 cm/cm^
A dummy wafer having, in this order, a second layer substantially consisting of polyvinyl alcohol having a temperature of 2·s·cmHg or less and substantially free of H_2O. 4. The dummy wafer according to claim 3, wherein the polyvinyl alcohol is acetalized polyvinyl alcohol.
JP2106496A 1990-04-24 1990-04-24 Dummy wafer and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP2690381B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2106496A JP2690381B2 (en) 1990-04-24 1990-04-24 Dummy wafer and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2106496A JP2690381B2 (en) 1990-04-24 1990-04-24 Dummy wafer and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH045815A true JPH045815A (en) 1992-01-09
JP2690381B2 JP2690381B2 (en) 1997-12-10

Family

ID=14435050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2106496A Expired - Fee Related JP2690381B2 (en) 1990-04-24 1990-04-24 Dummy wafer and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2690381B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (en) 1997-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7419759B2 (en) Photoresist composition and method of forming a pattern using the same
KR20100102189A (en) Multiple exposure photolithography methods and photoresist compositions
US6730458B1 (en) Method for forming fine patterns through effective glass transition temperature reduction
EP0161660B1 (en) Pattern forming method and composition for pattern formation to be used therefor
EP0245431B1 (en) Photoimaging processes and compositions
US6087076A (en) Method of manufacturing semiconductor devices by performing coating, heating, exposing and developing in a low-oxygen or oxygen free controlled environment
TW200303573A (en) Self-aligned pattern formation using dual wavelengths
JPH097924A (en) Equipment and method for manufacturing semiconductor device
KR100599146B1 (en) Antireflective coating material for photoresists
JPH0241741B2 (en)
JPS60238829A (en) Formation of pattern
JPS63187237A (en) Formation of patterned resist image
JP2690381B2 (en) Dummy wafer and method of manufacturing the same
JPH03241727A (en) Dummy wafer
JPH0256919A (en) Dummy wafer and its manufacture
JPH045816A (en) Dummy wafer and its manufacture
KR100520180B1 (en) Additives for improving post exposure delay stability of photoresist
JP2690383B2 (en) Dummy wafer
JPH0412521A (en) Dummy wafer
WO2006027942A1 (en) Immersion liquid for liquid immersion lithography process and method for forming resist pattern using such immersion liquid
JPH0430512A (en) Dummy wafer
JP2588192B2 (en) Pattern forming method
US20100173249A1 (en) Method for Manufacturing a Semiconductor Device
JPH0410409A (en) Dummy wafer
KR20060109697A (en) Photoresist polymer, photoresist composition comprising the same and method for forming patten of semiconductor device using it

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees