JPH06244086A - Method and device for exposure wherein holography is used - Google Patents

Method and device for exposure wherein holography is used

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JPH06244086A
JPH06244086A JP5202473A JP20247393A JPH06244086A JP H06244086 A JPH06244086 A JP H06244086A JP 5202473 A JP5202473 A JP 5202473A JP 20247393 A JP20247393 A JP 20247393A JP H06244086 A JPH06244086 A JP H06244086A
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JP
Japan
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hologram
light
mark
wafer
wave
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Application number
JP5202473A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Genma
隆志 玄間
Akihiro Goto
明弘 後藤
Yutaka Ichihara
裕 市原
Nobutaka Umagome
伸貴 馬込
Naomasa Shiraishi
直正 白石
Hiroshi Shirasu
廣 白数
Toshio Matsuura
敏男 松浦
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to US08/169,055 priority patent/US5504596A/en
Publication of JPH06244086A publication Critical patent/JPH06244086A/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70408Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect

Abstract

PURPOSE:To provide a method, device, etc., of exposure wherein holography is used which is provided with an alignment method which readily detects relative position relation in X-Y direction and also can cope with hologram deformation. CONSTITUTION:The title device is provided with a means for forming a hologram for alignment, a process for detecting diffraction wave E2 from a wafer provided to a wafer 5a though hologram for alignment and an alignment means for detecting or correcting relative misregistration between the wafer and the hologram based on the detection result in a holography exposure method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特にホログラムとウエ
ハとの相対位置関係を調整するアライメント方法及び手
段を備えたホログラフィを用いた露光方法及び装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method and apparatus using holography, which has an alignment method and means for adjusting the relative positional relationship between a hologram and a wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ホログラフィ技術を用いた微細パ
ターンの露光手段が注目されているが、この露光手段に
おいては、所定の回路パターン等(マスクパターン)を
有するマスクを用い、これに対応するマスクパターンの
ホログラムを作成する工程と、このマスクパターンのホ
ログラムの再生像をウエハ上に形成してマスクパターン
を露光する工程とが行われる。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to a fine pattern exposure means using a holographic technique. In this exposure means, a mask having a predetermined circuit pattern or the like (mask pattern) is used, and a mask corresponding thereto is used. A step of forming a hologram of the pattern and a step of forming a reproduced image of the hologram of the mask pattern on the wafer and exposing the mask pattern are performed.

【0003】ホログラフィ技術によるホログラムの再生
像は、ホログラムに対してホログラム作成時のマスクパ
ターンの位置と同じ位置に形成される。このため、ホロ
グラム作成工程で使用したマスクはホログラム作成後に
取り外され、替わって同じ位置にウエハを固定し、この
状態でホログラムを再生すると、ウエハ上(先のマスク
位置)にホログラム像が形成され、マスクパターンがウ
エハに露光されることとなる。
The reproduced image of the hologram by the holography technique is formed at the same position as the mask pattern at the time of hologram production with respect to the hologram. Therefore, the mask used in the hologram creating step is removed after the hologram is created, and instead, the wafer is fixed at the same position, and when the hologram is reproduced in this state, a hologram image is formed on the wafer (previous mask position), The mask pattern will be exposed on the wafer.

【0004】このように、マスクパターン転写時のウエ
ハとホログラム(もしくはホログラム記憶媒体)との相
対位置関係は、ホログラム作成時のマスクパターンとホ
ログラムとの相対位置関係と同一でなければ、マスクパ
ターンのホログラム像がウエハ上に正確に転写されない
ので、これらの相対位置関係、例えば相対間隔(ギャッ
プ、Z方向)、平面方向(x−y方向)、回転や傾き等
を正確に位置決めしてウエハへの露光作業を行う必要が
ある。
As described above, if the relative positional relationship between the wafer and the hologram (or hologram storage medium) at the time of transferring the mask pattern is not the same as the relative positional relationship between the mask pattern and the hologram at the time of producing the hologram, the mask pattern Since the hologram image is not accurately transferred onto the wafer, the relative positional relationship between them, for example, relative spacing (gap, Z direction), plane direction (xy direction), rotation, tilt, etc., is accurately positioned and the hologram image is transferred to the wafer. It is necessary to perform exposure work.

【0005】ここで、ホログラフィ技術を利用したリソ
グラフィの従来技術としては、「投影レンズを通してホ
ログラムを露光する方法(特開平3−235319
号)」が知られている。この従来技術は、投影レンズに
おいて発生する収差をホログラフィ技術を応用すること
によって相殺できることを利用して、微細パターンをウ
エハのレジストに転写するものである。
Here, as a conventional technique of lithography utilizing the holography technique, "method of exposing a hologram through a projection lens (Japanese Patent Laid-Open No. 3-235319) is used.
No.) "is known. This conventional technique transfers the fine pattern to the resist of the wafer by utilizing the fact that the aberration generated in the projection lens can be canceled by applying the holographic technique.

【0006】一般に、半導体や液晶等の回路パターンを
制作するには、同一のウエハに対して複数回のマスクパ
ターンの露光が必要であり、既にウエハ上に出来上がっ
ているパターンに対する位置合わせ(xyアライメン
ト)が、ピント調整のためのギャップ(ホログラムとマ
スク又はウエハとの相対間隔)の検出と共に必要となっ
ている。(なお、以下では、xyアライメントとギャッ
プアライメント等の相対位置関係の調整を合わせてアラ
イメントと言う。)上記の従来技術におけるアライメン
ト方式では、アライメント用のパターンが回路(液晶)
パターンの外側に記録されており、アライメント用のパ
ターンの重ね合わせによりアライメントを行なってい
る。
Generally, in order to produce a circuit pattern of a semiconductor, a liquid crystal or the like, it is necessary to expose the same wafer with a mask pattern a plurality of times, and alignment (xy alignment) with a pattern already formed on the wafer is required. ) Is required together with detection of a gap (relative distance between hologram and mask or wafer) for focus adjustment. (Hereinafter, adjustment of relative positional relationships such as xy alignment and gap alignment is collectively referred to as alignment.) In the above-described alignment method of the related art, the alignment pattern is a circuit (liquid crystal).
The pattern is recorded on the outside of the pattern, and the alignment is performed by overlapping the patterns for alignment.

【0007】また、高解像の再生が行なえるホログラム
記録・再生方法としてホログラム記録媒体中での内部全
反射光を利用したホログラフィ技術(以下、全反射ホロ
グラフィという。)がステットン(K.A.Stetson) によっ
て提唱されている[Appl.Phys.Lett.Vol.11 Num.7 P.22
8(1967) ]が、この文献にはアライメント方法について
の記述はなされていない。
Further, as a hologram recording / reproducing method capable of reproducing high resolution, a holographic technique utilizing total internal reflection light in a hologram recording medium (hereinafter referred to as total reflection holography) is proposed by KA Stetson. Appl.Phys.Lett.Vol.11 Num.7 P.22
8 (1967)], but this document does not describe the alignment method.

【0008】一方、全反射ホログラフィを用いた露光手
段におけるギャップ検出法の従来例が、文献「ホログラ
フィを利用したリソグラフィ技術の進展」[Solid Stat
e Technology 日本語版 1991年11月号]に見ることが
できる。この従来技術では、図12に示すようにホログ
ラム記録媒体1201とウエハ1205に垂直にレーザ
ービームを入射させ、ホログラム記憶媒体1201の表
面とウエハ1205に塗布されたレジスト表面とで各々
反射された光の干渉信号を検出手段1208で検出し、
この干渉信号のギャップによる変化を計測することによ
ってギャップを検知する方法をとっている。
On the other hand, the conventional example of the gap detection method in the exposure means using the total reflection holography is described in the document "Progress of Lithography Technology Utilizing Holography" [Solid Stat.
e Technology Japanese edition, November 1991]]. In this conventional technique, as shown in FIG. 12, a laser beam is vertically incident on the hologram recording medium 1201 and the wafer 1205, and the light reflected by the surface of the hologram storage medium 1201 and the resist surface coated on the wafer 1205 are reflected. The interference signal is detected by the detecting means 1208,
The gap is detected by measuring the change in the interference signal due to the gap.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のアライメントに
関する従来技術では、パターン(マーク)の重ね合わせ
により相対位置の検出を行なっているが、アライメント
用のパターンの投影などにも投影光学系を用いているた
め、相対位置関係の調整(位置決め動作)においては投
影光学系の収差の影響が残存している。このため、ホロ
グラム再生に対しては収差の影響が少なくなる利点はあ
るが、特に複数回の露光作業を行う重ね合わせ露光等の
際には、位置決め精度の限界から微細パターンの露光が
難しいものとなっている。
In the prior art relating to the alignment described above, the relative position is detected by overlapping the patterns (marks), but the projection optical system is also used for the projection of the alignment pattern. Therefore, the influence of the aberration of the projection optical system remains in the adjustment of the relative positional relationship (positioning operation). Therefore, there is an advantage that the influence of the aberration is less on the hologram reproduction, but it is difficult to expose the fine pattern due to the limitation of the positioning accuracy particularly in the overlay exposure in which the exposure work is performed a plurality of times. Has become.

【0010】さらに、アライメント用のマークも投影光
学系により拡大されるため、大型の観察光学系が必要と
なるので、装置全体の配置構成上の制約も大きくなる。
特に全反射ホログラフィを利用する場合には、ホログラ
ム(記録媒体)にプリズムが接しているため、このプリ
ズムの存在により観察光学系をウエハに近づけることが
できないので、大型に投影されたアライメントマークに
対する観察光学系の分解能を高くすることが困難であ
る。加えて、このアライメント方式を全反射ホログラフ
ィ法に応用する場合には、大きなアライメント用のマー
クの投影領域をウエハに設けなければならず、ウエハの
本来の回路パターン形成領域を狭めることとなる問題が
生ずる。
Furthermore, since the alignment mark is also enlarged by the projection optical system, a large observation optical system is required, and the restrictions on the arrangement of the entire apparatus are increased.
Especially when using total internal reflection holography, the prism is in contact with the hologram (recording medium), so the observation optical system cannot be brought close to the wafer due to the presence of this prism, so that it is possible to observe large alignment marks. It is difficult to increase the resolution of the optical system. In addition, when this alignment method is applied to the total reflection holography method, a projection area of a large alignment mark must be provided on the wafer, which causes a problem that the original circuit pattern forming area of the wafer is narrowed. Occurs.

【0011】また、ギャップ検出に関する従来技術で
は、レーザビーム(平行光束)をウエハとホログラム記
録媒体とに垂直に入射させるため、これらの2つの素子
の間での多重反射の影響を受け易く、ギャップ検出精度
が上がらない問題がある。また、ホログラム記録時のギ
ャップを予め計測しておき、再生時にその計測値に調節
する方法であるため、ホログラム作成時のギャップ検出
等の精密計測作業等のためにスループットが低下する問
題も生ずる。更に、上記の従来技術ではギャップ以外の
相対位置関係を調整する手段は何ら開示されていない。
Further, in the prior art relating to the gap detection, since the laser beam (parallel light flux) is made incident vertically on the wafer and the hologram recording medium, it is easily affected by multiple reflection between these two elements, and the gap There is a problem that the detection accuracy does not increase. Further, since the method is such that the gap during hologram recording is measured in advance and the measured value is adjusted at the time of reproduction, there is a problem that throughput is reduced due to precision measurement work such as gap detection during hologram creation. Furthermore, in the above-mentioned prior art, no means for adjusting the relative positional relationship other than the gap is disclosed.

【0012】一方、ホログラム記録、定着、再生等の操
作においてホログラムが変形する場合、例えばホログラ
ム(が記憶されたホログラム記録媒体)の収縮等が生じ
る場合があるが、このホログラム変形によりホログラム
再生像の形成位置にも変化が生じる。このため、ウエハ
への露光工程においては、ウエハ位置を先の計測位置か
ら修正する必要があるが、上記のような従来技術ではこ
れらのホログラム変形に対応した補正を含めたアライメ
ント(所謂ピント位置の変化の補正等)が困難である。
On the other hand, when the hologram is deformed during operations such as hologram recording, fixing, and reproduction, for example, the hologram (holographic recording medium in which the hologram is stored) may be contracted. The formation position also changes. For this reason, in the exposure process for the wafer, the wafer position needs to be corrected from the previous measurement position. However, in the above-described conventional technique, alignment including corrections corresponding to these hologram deformations (so-called focus position It is difficult to correct changes).

【0013】本発明はこれらの諸問題を解決するために
なされたものであり、xy方向の相対位置関係やギャッ
プの検出が容易かつ正確で、しかもホログラム変形にも
対応できるアライメント方法を備えたホログラフィを用
いた露光方法及び装置等を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve these various problems, and it is easy and accurate to detect a relative positional relationship in the xy directions and a gap, and a holography provided with an alignment method capable of dealing with hologram deformation. It is an object of the present invention to provide an exposure method and apparatus using the above.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本願
請求項1に記載の発明では、所望のパターンが形成され
たマスクからの回折光を物体波とし、これと参照波とを
干渉させてホログラム記録媒体にホログラムを記録した
後、前記参照波と共役な再生波をホログラムに照射して
前記マスクに代えて配置されたウエハ上にマスクパター
ンの像を再生させることにより、マスクのパターンをウ
エハに転写させるホログラフィを用いた露光方法におい
て、前記マスクに形成された所定形状のアライメントマ
ークからの回折光を物体波として前記ホログラム記録媒
体にアライメント用のホログラムマークを記憶させる工
程と、前記マスクパターン像の再生に先立って、前記物
体波と同一波長の照明光を前記ウエハ面に設けられたウ
エハマークに照射することにより得られた回折光により
前記ホログラムマークに照射すると共に、これによる前
記ホログラムマークからの透過検出光を検出する工程
と、該検出結果に基づいてホログラム記録媒体とウエハ
との相対位置ずれ情報を検出し、この位置ずれ情報に基
づいてこれらの相対位置関係を補正する工程と、を有す
ることを特徴とするホログラフィを用いた露光方法。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1 of the present application, diffracted light from a mask on which a desired pattern is formed is used as an object wave, and this is caused to interfere with a reference wave. After recording the hologram on the hologram recording medium, the hologram is irradiated with a reproduction wave conjugate with the reference wave to reproduce an image of the mask pattern on the wafer arranged in place of the mask, thereby forming the mask pattern on the wafer. In the exposure method using holography, the hologram pattern for alignment is stored in the hologram recording medium as an object wave of diffracted light from an alignment mark of a predetermined shape formed on the mask, and the mask pattern image Prior to the reproduction of the wafer, the wafer mark provided on the wafer surface is irradiated with illumination light having the same wavelength as the object wave. Irradiating the hologram mark with diffracted light obtained by detecting the transmitted detection light from the hologram mark by this, and relative displacement information between the hologram recording medium and the wafer based on the detection result. And correcting the relative positional relationship between them based on the positional deviation information, and an exposure method using holography.

【0015】請求項2に記載した発明では、請求項1記
載のホログラフィを用いた露光方法において、前記アラ
イメントマークがゾーンプレート形状であり、前記ウエ
ハマークが、前記ホログラムマーク形成時のアライメン
トマークからの物体波と同一の回折波が生ずる構成であ
ることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the holographic exposure method according to the first aspect, the alignment mark has a zone plate shape, and the wafer mark is formed from the alignment mark at the time of forming the hologram mark. It is characterized in that the same diffracted wave as the object wave is generated.

【0016】請求項3に記載した発明では、請求項1又
は2に記載のホログラフィを用いた露光方法において、
前記ホログラムマークをホログラム形成時の参照波と同
一の参照検査光により照射して得られる参照検出光を検
出する工程と、該検出結果に基づいてホログラム記録媒
体とウエハとの相対位置ずれ情報を検出する工程と、を
有することを特徴とする。
According to the invention described in claim 3, in the exposure method using holography according to claim 1 or 2,
A step of detecting reference detection light obtained by irradiating the hologram mark with the same reference inspection light as the reference wave at the time of forming the hologram, and detecting relative positional deviation information between the hologram recording medium and the wafer based on the detection result. And a step of performing.

【0017】一方、請求項4に記載した発明では、所望
のパターンが形成されたマスクからの回折光を物体波と
し、これと参照波とを干渉させてホログラム記録媒体に
ホログラムを記録した後、前記参照波と共役な再生波を
ホログラムに照射してマスクパターンの像をウエハ上に
再生させることにより、マスクのパターンをウエハに転
写させるホログラフィを用いた露光装置であって、コヒ
ーレント光束を発生させるコヒーレント光源と、前記光
源からのコヒーレント光束を、前記マスクのアライメン
トマークが形成された位置に導くと共に、それによって
当該アライメントマークから生じる透過回折光を、ホロ
グラムマーク形成のための物体波として、前記ホログラ
ム記録媒体内へ照射する物体波照射光学系と、前記光源
からのコヒーレント光束を、ホログラムマーク形成のた
めの参照波として、前記ホログラム記録媒体内で前記物
体波との干渉を生じるように前記ホログラム記録媒体内
へ照射する参照波照射光学系と、前記ウエハ面に形成さ
れたウエハマークに、前記物体波と同一波長のウエハマ
ーク照明光を導くと共に、それによって生ずるウエハマ
ークでの回折光を前記アライメントマークが形成された
ホログラム記録媒体に導くウエハマーク照明光学系と、
前記ホログラム記録媒体に形成されたホログラムマーク
を透過した前記ウエハマークでの回折光を透過検出光と
して検出する透過光検出手段と、前記透過光検出手段の
検出結果に基づいて、前記ホログラム記録媒体と前記ウ
エハとの相対位置ずれ情報を検出する相対位置検出手段
と、を備えたことを特徴とするホログラフィを用いた露
光装置を提供する。
On the other hand, in the invention described in claim 4, the diffracted light from the mask on which a desired pattern is formed is used as an object wave, and this is interfered with the reference wave to record a hologram on the hologram recording medium, An exposure apparatus using holography that transfers a mask pattern onto a wafer by irradiating a hologram with a reproduction wave that is conjugate with the reference wave to reproduce an image of the mask pattern on the wafer, and generates a coherent light beam. A coherent light source and a coherent light beam from the light source are guided to a position where the alignment mark of the mask is formed, and the transmitted diffracted light generated from the alignment mark thereby is used as an object wave for forming the hologram mark, the hologram. Object-wave irradiation optical system for irradiating a recording medium, and coherence from the light source A reference wave irradiation optical system that irradiates the light flux into the hologram recording medium as a reference wave for forming a hologram mark so as to cause interference with the object wave in the hologram recording medium, and is formed on the wafer surface. A wafer mark illumination optical system that guides wafer mark illumination light having the same wavelength as the object wave to the wafer mark, and guides diffracted light at the wafer mark generated thereby to the hologram recording medium on which the alignment mark is formed,
A transmitted light detecting means for detecting diffracted light at the wafer mark transmitted through the hologram mark formed on the hologram recording medium as transmitted detection light; and the hologram recording medium based on the detection result of the transmitted light detecting means. An exposure apparatus using holography, comprising: a relative position detection unit that detects relative position deviation information with respect to the wafer.

【0018】請求項5に記載した発明では、請求項4に
記載のホログラフィを用いた露光装置において、前記ア
ライメントマークがゾーンプレート形状であり、前記ウ
エハマークが前記アライメントマークからの物体波と同
一の回折波が生ずるゾーンプレート形状であることを特
徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the holographic exposure apparatus according to the fourth aspect, the alignment mark has a zone plate shape, and the wafer mark has the same object wave as the alignment mark. It is characterized by having a zone plate shape in which diffracted waves are generated.

【0019】請求項6に記載した発明では、請求項4又
は5に記載したホログラフィを用いた露光装置におい
て、前記参照波と同一の参照検査光を前記ホログラムマ
ークに導くと共に、このホログラムマークでの反射光を
検出する参照反射光検出手段を備え、前記相対位置検出
手段が、前記参照反射光検出手段の検出結果を利用して
前記ホログラム記録媒体と前記ウエハとの相対位置ずれ
情報を検出するものであることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the invention, in the holographic exposure apparatus according to the fourth or fifth aspect, the same reference inspection light as the reference wave is guided to the hologram mark, and the hologram mark Reference reflection light detection means for detecting reflected light, wherein the relative position detection means detects relative positional deviation information between the hologram recording medium and the wafer by utilizing a detection result of the reference reflection light detection means. Is characterized in that.

【0020】請求項7に記載した発明では、請求項4,
5又は6に記載のホログラフィを用いた露光装置におい
て、前記相対位置検出手段による検出結果に基づいて、
前記ホログラム記録媒体と前記ウエハとの相対位置関係
を修正する補正手段を備えていることを特徴とする。
According to the invention described in claim 7,
In the exposure apparatus using holography according to 5 or 6, based on the detection result by the relative position detection means,
It is characterized by comprising a correction means for correcting the relative positional relationship between the hologram recording medium and the wafer.

【0021】[0021]

【作用】本発明は上記のように構成されているため以下
の作用を奏する。まず、本発明では、マスクパターンの
ホログラフィ露光(ホログラム再生)に先立って行われ
るホログラム(記録媒体)とウエハとのアライメント工
程において、やはりホログラフィ技術を応用したアライ
メント手段を有していることが特徴的である。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. First, in the present invention, in the alignment process of the hologram (recording medium) and the wafer which is performed prior to the holographic exposure (hologram reproduction) of the mask pattern, it is also characteristic that the alignment means also applies the holographic technique. Is.

【0022】概説すると、ホログラフィによるアライメ
ントマーク像の再生状態が適正であれば、同じホログラ
ム記録媒体に形成されたマスクパターンのホログラムか
らの再生像も同様に良好な再生状態を持つものが得られ
ることを利用してアライメントを行い、その後マスクパ
ターンの露光(ホログラム再生)を行うものとなってい
る。
Generally speaking, if the reproduction state of the alignment mark image by holography is proper, the reproduction image from the hologram of the mask pattern formed on the same hologram recording medium can also have a good reproduction state. Is used to perform alignment, and then the mask pattern is exposed (hologram reproduction).

【0023】即ち、同じマスクから同じホログラム記録
媒体に形成されたマスクパターンホログラムとアライメ
ント用ホログラムとを各々再生すると、その再生像はマ
スク上のパターンとアライメントマークとの相対位置関
係を維持して個々の像が形成される。これを利用して、
ウエハ上におけるアライメントマーク形成位置でのアラ
イメントマーク再生像の再生状態が適正となるように、
ホログラム記録媒体とウエハとの相対位置関係を調整す
ることにより、マスクパターン露光に対するウエハとホ
ログラムとのアライメント工程が適正に行えるものとな
る。
That is, when the mask pattern hologram and the alignment hologram formed on the same hologram recording medium from the same mask are reproduced, the reproduced image maintains the relative positional relationship between the pattern on the mask and the alignment mark. Is formed. Utilizing this,
In order for the reproduction state of the alignment mark reproduction image at the alignment mark formation position on the wafer to be proper,
By adjusting the relative positional relationship between the hologram recording medium and the wafer, the alignment process between the wafer and the hologram for mask pattern exposure can be properly performed.

【0024】ここで、ホログラフィ技術では、所定のマ
ークからの回折光によりホログラムが形成され、このホ
ログラムからの回折光によりマークの像が再生される。
このため、これらのマーク並びにホログラムからの回折
光が、ホログラムの形成並びに再生に重要である。本発
明では、このホログラフィ技術における回折光の特性に
着目し、アライメントマーク、ホログラムマーク並びに
ウエハマークから生ずる種々の回折光の特性を利用し
て、ウエハとホログラムとの相対位置関係を検出するこ
とを特徴とするものである。
Here, in the holography technique, a hologram is formed by diffracted light from a predetermined mark, and the image of the mark is reproduced by the diffracted light from this hologram.
Therefore, the diffracted light from these marks and the hologram is important for forming and reproducing the hologram. In the present invention, focusing on the characteristics of diffracted light in this holography technique, it is possible to detect the relative positional relationship between the wafer and the hologram by utilizing the characteristics of various diffracted light generated from the alignment mark, hologram mark, and wafer mark. It is a feature.

【0025】一例を挙げて説明すると、ホログラム形成
の際にアライメントマークから生ずる物体波は、アライ
メントマークから所定の回折条件の下に回折された回折
光であり、この物体波に基づいて形成されたホログラム
からの再生波は、物体波と逆の経路を通って結像位置に
集光し、アライメントマークの像を形成する。
As an example, the object wave generated from the alignment mark during hologram formation is diffracted light diffracted from the alignment mark under a predetermined diffraction condition, and is formed based on this object wave. The reproduced wave from the hologram passes through a path opposite to that of the object wave and is condensed at an image forming position to form an image of the alignment mark.

【0026】また、一旦形成されたホログラムに対し、
物体波と同一の回折光を照射すると、一部はホログラム
で回折され、一部はホログラムで透過する。ホログラム
で回折された光束は、本来ホログラム形成時の参照波と
干渉する光束であることから、ホログラム形成時の参照
波と同一の経路を進行する。
Further, for the hologram once formed,
When the same diffracted light as the object wave is irradiated, a part is diffracted by the hologram and a part is transmitted by the hologram. The light beam diffracted by the hologram originally travels the same path as the reference wave at the time of hologram formation because it is a light beam that interferes with the reference wave at the time of hologram formation.

【0027】このため、ウエハマークとして物体波と同
様な回折光が生ずる構成のものを設け、このウエハマー
クに物体波と同一の波長の光束を照射して生ずる回折光
(以下、回折波という)は物体波と同様な特性を示す。
そして、ウエハマークからの回折波が物体波と同一の経
路を進行する状態は、ウエハマークからの回折波がアラ
イメントマーク像の再生波と逆向きの経路を進行する状
態であり、この状態がアライメントマーク像がウエハマ
ーク上に正確に再生される状態となる。
For this reason, a wafer mark having a structure that produces diffracted light similar to an object wave is provided, and diffracted light produced by irradiating the wafer mark with a light beam having the same wavelength as the object wave (hereinafter referred to as diffracted wave). Shows the same characteristics as the object wave.
The state in which the diffracted wave from the wafer mark travels in the same path as the object wave is a state in which the diffracted wave from the wafer mark travels in the path opposite to the reproduction wave of the alignment mark image. The mark image is in a state of being accurately reproduced on the wafer mark.

【0028】ここで、アライメントマーク像がウエハマ
ーク上に正確に形成される状態こそが、ウエハとホログ
ラム(記録媒体)との位置合わせが正確に行われている
状態であるため、ウエハマークからの回折波の進行状況
を検出することで、アライメントマークの再生状態、即
ちウエハとホログラムとの相対位置ずれ状態が検知でき
るものとなる。
Here, the state in which the alignment mark image is accurately formed on the wafer mark is the state in which the wafer and the hologram (recording medium) are accurately aligned. By detecting the progress of the diffracted wave, the reproduction state of the alignment mark, that is, the relative positional deviation between the wafer and the hologram can be detected.

【0029】このように、本発明ではウエハとホログラ
ムとの相対位置関係の検出に際し、ウエハマークからの
回折波を検出光として利用し、この回折波と物体波との
進行状態、もしくはホログラムに対する参照波の回折光
との進行状態等との整合性を検出するものとなってい
る。
As described above, in the present invention, when the relative positional relationship between the wafer and the hologram is detected, the diffracted wave from the wafer mark is used as the detection light, and the traveling state of the diffracted wave and the object wave or the reference to the hologram is used. The consistency of the wave with the diffracted light is detected.

【0030】なお、マスクにおけるアライメントマーク
とマスクパターンとの相対位置関係は、ウエハにおける
ウエハマークとマスクパターン露光位置との相対位置関
係と同様に構成されていることは言うまでもない。
Needless to say, the relative positional relationship between the alignment mark and the mask pattern on the mask is the same as the relative positional relationship between the wafer mark and the mask pattern exposure position on the wafer.

【0031】また、本発明は所定のプリズムを利用して
ホログラム記録媒体中での全反射光を用いてホログラム
を形成する方式を採用した所謂全反射ホログラフィを用
いた露光方法及び装置に適しているが、他の方式のホロ
グラフィ技術を用いた露光方法及び装置に応用すること
も可能である。
Further, the present invention is suitable for an exposure method and apparatus using so-called total reflection holography, which adopts a method of forming a hologram by using total reflection light in a hologram recording medium using a predetermined prism. However, it is also possible to apply the present invention to an exposure method and apparatus using another type of holographic technology.

【0032】本発明はホログラフィ技術を応用し、検出
光に回折光等を用い、これらの強度等の検出結果を用い
てアライメントを行なうものであるため、パターン自体
を観察するものではない。このため、従来技術のような
パターン観察光学系は必要とせず、アライメント用のマ
ークを微細なものとすることができ、しかもアライメン
ト精度の向上を図ることができる。これは、ウエハマー
クやホログラムマークによる回折光(回折波等)を相対
位置検出のための検査光として用いるので、多重反射や
乱反射等の影響を受けにくく、検査光自体がノイズの少
ないものとなるためである。
Since the present invention applies the holographic technique, uses diffracted light or the like as the detection light, and performs alignment using the detection results of these intensities, it does not observe the pattern itself. Therefore, the pattern observing optical system as in the prior art is not required, the alignment marks can be made finer, and the alignment accuracy can be improved. This is because the diffracted light (diffracted wave or the like) from the wafer mark or the hologram mark is used as the inspection light for detecting the relative position, so that the inspection light itself is less susceptible to the effects of multiple reflection and irregular reflection. This is because.

【0033】さらに、一旦形成されたホログラムに対
し、ホログラム形成時の参照波を照射すると、ホログラ
ム形成時の参照波と同一の経路を進行する光束の他に、
一部がホログラムで回折されてホログラム形成時の物体
波と同一の経路を進行する光束となる。このホログラム
に対する参照波の特性を利用すれば、ウエハマークから
の回折光を検出する際に、ホログラムに対する参照波の
照射により生ずる光束を基準光として利用し、この基準
光と回折波との整合性を検出することで、位置ずれ情報
が検知できるものとなる。
Further, when the hologram once formed is irradiated with the reference wave at the time of hologram formation, in addition to the light flux traveling on the same path as the reference wave at the time of hologram formation,
Part of the light is diffracted by the hologram and becomes a light beam that travels along the same path as the object wave at the time of hologram formation. If the characteristic of the reference wave for this hologram is used, when detecting the diffracted light from the wafer mark, the luminous flux generated by the irradiation of the reference wave for the hologram is used as the reference light, and the consistency between this reference light and the diffracted wave is used. By detecting the, the positional deviation information can be detected.

【0034】ところで、本発明に使用されるアライメン
トマーク等は、例えば使用する光源(からの選択光束)
の波長による焦点距離をギャップに合わせたゾーンプレ
ート形状(ゾーンプレートは同心円状のものでもリニア
状のものでもよい。)のマークを使用することが好まし
い。即ち、ゾーンプレート形状のアライメントマーク
や、ウエハマーク、或いはホログラフィックゾーンプレ
ート(ホログラムマーク)等を使用すると、アライメン
ト作業における検査光に所定の収束光もしくは発散光と
なる回折光を利用することができる。
By the way, the alignment marks and the like used in the present invention are, for example, the light source to be used (from which the selected luminous flux).
It is preferable to use a zone plate-shaped mark (the zone plate may be concentric or linear) in which the focal length depending on the wavelength is matched with the gap. That is, by using a zone plate-shaped alignment mark, a wafer mark, a holographic zone plate (hologram mark), or the like, it is possible to use diffracted light that becomes predetermined convergent light or divergent light as the inspection light in the alignment work. .

【0035】このように、相対位置検出の際にホログラ
ム或いはゾーンプレート等による回折作用を利用して回
折光のみを検出することで、ウエハやホログラム記録媒
体での多重反射等によるノイズ光の影響等を排除できる
と共に、収束(結像)点等の検知手段を応用して相対位
置検出が容易且つ正確に行なえるものとなる。
As described above, when the relative position is detected, only the diffracted light is detected by utilizing the diffraction effect of the hologram or the zone plate, so that the influence of the noise light due to the multiple reflection on the wafer or the hologram recording medium, etc. In addition to the above, the relative position can be detected easily and accurately by applying a detecting means such as a convergent (imaging) point.

【0036】さらに、上記の回折波の検出による相対位
置ずれ情報の検知には、従来の露光投影装置等の方式と
して知られている位置検出手段やアライメント手段と概
ね同様な方式を応用することも可能であるが、ホログラ
フィを応用する点で従来の方式とは異なるものとなる。
また、これらのウエハマークの配置や形状、前記回折波
を生じさせる照明光の走査等(例えば、メカ的な移動走
査や微小振動スキャン等)で相互の位置関係が検出でき
ると共に、該検出結果に基づいて相対位置調整を行うこ
とで正確なアライメント作業が行なわれる。
Further, for detecting the relative positional deviation information by detecting the above-mentioned diffracted waves, a method substantially similar to the position detecting means and the alignment means known as the method of the conventional exposure projection apparatus may be applied. Although possible, it is different from the conventional method in that holography is applied.
In addition, the positional relationship between these wafer marks can be detected by the arrangement and shape of these wafer marks, the scanning of the illumination light that causes the diffracted wave, and the like (for example, mechanical movement scanning and minute vibration scanning), and the detection result Accurate alignment work is performed by performing relative position adjustment based on the above.

【0037】そして、本発明に係るホログラフィ露光方
法及び装置は、上記のようなアライメント手段を有して
いるため、容易且つ正確な位置合わせが行なえるので、
当該アライメント作業を短時間で行なえると共に、正確
な相対位置関係を保持した状態で所定のパターンの露光
作業を行なえるので、複数のパターンの重ね合わせ露光
が正確且つ確実に行なえる。
Since the holographic exposure method and apparatus according to the present invention has the alignment means as described above, it is possible to perform easy and accurate alignment.
The alignment work can be performed in a short time, and the exposure work of a predetermined pattern can be performed in a state where the accurate relative positional relationship is maintained, so that overlay exposure of a plurality of patterns can be performed accurately and reliably.

【0038】加えて、マスクパターンのホログラムと同
じホログラム記録媒体上に作製されたホログラフマーク
を相対位置検出に利用しているため、例えばホログラム
収縮などによるホログラムの変形によって引き起こされ
る結像位置の変化はマスクパターン部分と共通となる。
このため、マスクパターンのホログラムに対する再生像
の結像位置が変化しても、ホログラムマークも同様に変
化しているため、ホログラム変形に対する結像位置の変
化は自動的に補正されるものとなっている。
In addition, since the holographic mark formed on the same hologram recording medium as the hologram of the mask pattern is used for relative position detection, there is no change in the image forming position caused by hologram deformation due to hologram contraction or the like. It is common with the mask pattern part.
For this reason, even if the image formation position of the reproduced image with respect to the hologram of the mask pattern changes, the hologram mark also changes, so that the change of the image formation position due to the hologram deformation is automatically corrected. There is.

【0039】以下、本発明の作用について個別に説明す
る。先ず、請求項1に記載した発明では、ホログラフィ
を用いた露光方法において、前記マスクに形成された所
定形状のアライメントマークからの回折光を物体波とし
て前記ホログラム記録媒体にアライメント用のホログラ
ムマークを記憶させる工程を行う。なお、本発明ではア
ライメントマークに基づいてホログラム記録媒体に形成
されたホログラムをホログラムマークという。
The operation of the present invention will be individually described below. First, in the invention described in claim 1, in the exposure method using holography, the hologram mark for alignment is stored in the hologram recording medium using the diffracted light from the alignment mark of a predetermined shape formed on the mask as an object wave. The step of performing is performed. In the present invention, the hologram formed on the hologram recording medium based on the alignment mark is called a hologram mark.

【0040】この工程により、マスクの所定位置に設け
られたアライメントマークに対するホログラムをホログ
ラムマークとしてホログラム記録媒体に形成する。アラ
イメントマークは、マスクの所定のパターン(回路パタ
ーン等)に対して予め定められた位置関係に定められて
いる。そして、このマスクパターンに対するホログラム
も、同時に(或は別個の作業で)ホログラム記録媒体に
記録される。別個に行う場合には、マスクとホログラム
記録媒体との相対位置関係が変わらない状態で行う。そ
して、これらのホログラムを再生するとアライメントマ
ーク像と所定のパターン像の位置関係は、マスク上にお
ける位置関係と同様になる。
By this step, the hologram for the alignment mark provided at the predetermined position of the mask is formed as a hologram mark on the hologram recording medium. The alignment mark is defined in a predetermined positional relationship with respect to a predetermined pattern (circuit pattern or the like) on the mask. Then, the hologram for this mask pattern is simultaneously (or separately) recorded on the hologram recording medium. When they are separately performed, the relative positional relationship between the mask and the hologram recording medium does not change. Then, when these holograms are reproduced, the positional relationship between the alignment mark image and the predetermined pattern image becomes similar to the positional relationship on the mask.

【0041】次いで、マスクを取りはずして同じ位置に
ウエハを装着し、後述するアライメント作業を行った
後、マスクマークの露光(転写)作業を行う。尚、必要
に応じてホログラムの定着作業等を行う。
Next, the mask is removed, the wafer is mounted at the same position, the alignment work described later is performed, and then the exposure (transfer) work of the mask mark is performed. In addition, a hologram fixing operation or the like is performed as necessary.

【0042】本発明ではアライメント手段において、前
記ウエハ面に設けられたウエハマークをホログラム形成
時の物体波と同一波長の照明光により照射して得られる
回折光(回折波)により、前記ホログラム記録媒体を照
射すると共に、そこに形成されているホログラムマーク
からの透過検出光(単純透過光もしくは透過回折光)を
検出する工程を行なう。本発明におけるアライメント手
段では、ホログラフィ技術を応用し、相対位置検出のた
めの検査光として、ウエハマークを照明することにより
得られる回折光(回折波)を用いる点が特徴である。
In the present invention, in the alignment means, the hologram recording medium is provided with diffracted light (diffracted wave) obtained by irradiating the wafer mark provided on the wafer surface with illumination light having the same wavelength as the object wave at the time of hologram formation. And the transmission detection light (simple transmission light or transmission diffraction light) from the hologram mark formed thereon is performed. The alignment means in the present invention is characterized in that holographic technology is applied and diffracted light (diffracted wave) obtained by illuminating a wafer mark is used as inspection light for relative position detection.

【0043】即ち、ホログラフィ技術において、ホログ
ラム再生時にホログラムに対して再生波を入射させる
と、ホログラムにより回折された光束は再生光となって
ホログラム形成時の物体波と逆向きの光路を進行して結
像位置に集光する。逆に、このホログラムに対してホロ
グラム形成時の物体波と同一の光束を入射させると、ホ
ログラムにより回折されて再生波と逆向きの経路を進行
する光束が得られる。本発明では、このホログラフィ技
術におけるこれらの特性をアライメントに応用するもの
である。
That is, in the holographic technique, when a reproduction wave is made incident on the hologram during reproduction of the hologram, the light beam diffracted by the hologram becomes reproduction light and travels on an optical path opposite to the object wave during hologram formation. Focus on the image formation position. On the contrary, when the same light flux as the object wave at the time of hologram formation is made incident on this hologram, a light flux which is diffracted by the hologram and travels in a path opposite to the reproduction wave is obtained. In the present invention, these characteristics of this holographic technique are applied to alignment.

【0044】このため、本発明ではホログラム形成時の
アライメントマークからの物体波と同様の経路を通る回
折波が得られるようなウエハマーク及びアライメント用
の照明光を利用する。前述した様に、本発明のアライメ
ント手段では、アライメント用の照明光として物体波と
同じ波長の光束を用いており、この照明光によりウエハ
マークを照射する。そして、この照明光によるウエハマ
ークからの回折波によりホログラムマークを照射して得
られる透過検出光を検出することにより相対位置の検出
を行なう。
Therefore, in the present invention, the wafer mark and the illumination light for alignment are used so that a diffracted wave passing through the same path as the object wave from the alignment mark during hologram formation can be obtained. As described above, in the alignment means of the present invention, the light beam having the same wavelength as the object wave is used as the illumination light for alignment, and the wafer mark is irradiated with this illumination light. Then, the relative position is detected by detecting the transmission detection light obtained by irradiating the hologram mark with the diffracted wave from the wafer mark by the illumination light.

【0045】ここで、前記回折波でホログラムマークを
照射した場合、一部はホログラムにより回折され、一部
はそのまま透過する。このため、透過検出光としては、
ホログラムにより回折された透過回折光か、単純透過光
のいずれかを検出することとなる。
Here, when the hologram mark is irradiated with the diffracted wave, a part is diffracted by the hologram and a part is transmitted as it is. Therefore, as the transmitted detection light,
Either the transmitted diffracted light diffracted by the hologram or the simple transmitted light will be detected.

【0046】そして、この検出結果に基づいてホログラ
ム記録媒体とウエハとの相対位置ずれ状態を検出すると
共にそれに基づいて相対位置関係を補正する工程を行
う。この相対位置検出は、例えばホログラムからの透過
回折光を検出する場合には、通常のホログラムマークへ
の再生波の入射位置に対して逆向きの経路を通る光束の
検出手段を設け、先のホログラムにより回折された検査
光束を検出することにより行なう。この場合には、先の
再生波の光軸に対して検査光が正確に逆向きに進行して
いることが、その波面等から検出できれば、ウエハマー
クが正確に位置合わせされている状態を検知できるもの
となる。
Then, a step of detecting the relative positional deviation state between the hologram recording medium and the wafer based on the detection result and correcting the relative positional relationship based on the detected state is performed. This relative position detection is, for example, in the case of detecting transmitted diffracted light from a hologram, by providing a means for detecting a light flux passing through a path in the direction opposite to the normal reproduction beam incident position on the hologram mark, The inspection light beam diffracted by is detected. In this case, if it is possible to detect from the wavefront of the inspection light that the inspection light is traveling exactly in the opposite direction to the optical axis of the reproduction wave, it is possible to detect that the wafer mark is accurately aligned. It will be possible.

【0047】なお、ウエハマークはアライメントマーク
と同じ構成であることが望ましいが、必ずしも完全に同
一である必要はない。少なくとも、ホログラム形成時に
アライメントマークにより回折された物体波と同一の経
路を通る回折波が(部分的でも)得られる構成を有する
ものであればよい。
The wafer mark preferably has the same structure as the alignment mark, but it does not necessarily have to be completely the same. At least, it may have a configuration in which a diffracted wave that passes through the same path as the object wave diffracted by the alignment mark at the time of hologram formation (even if partially) is obtained.

【0048】例えば、アライメントマークはマスク上に
形成されており、透過又は反射回折光により物体波を得
る構成となるが、仮に透過型のアライメントマークを使
用する場合であっても、ウエハマークは反射型のマーク
としても良い。これは、ウエハマークはウエハ上に形成
されるが、回路基板等を制作する際のウエハは透過型で
ない基板を使用する場合が多いので、このような場合の
ウエハマークは反射回折光により物体波と同一の経路を
通る回折波が得られる反射型のマーク構成としてもよ
い。
For example, the alignment mark is formed on the mask, and the object wave is obtained by the transmitted or reflected diffracted light. However, even if the transmission type alignment mark is used, the wafer mark is reflected. It can also be used as a type mark. This is because the wafer mark is formed on the wafer, but when a circuit board or the like is manufactured, a wafer that is not a transmissive type is often used. A reflective mark configuration that can obtain a diffracted wave that passes through the same path as the above may be used.

【0049】また、本発明をガラス基板上の透明電極構
成等に応用する場合には、本発明におけるウエハにもガ
ラス基板を用いることができるため、そのような場合に
はウエハマークも透過回折型の(アライメントマークと
ほぼ同じ構成の)マークを用いることも可能である。
When the present invention is applied to a transparent electrode structure or the like on a glass substrate, the glass substrate can be used for the wafer in the present invention. In such a case, the wafer mark is also of the transmission diffraction type. It is also possible to use a mark (having substantially the same configuration as the alignment mark).

【0050】ここで、請求項2に記載した発明では、請
求項1記載のホログラフィを用いた露光方法において、
前記アライメントマークがゾーンプレート形状であり、
前記ウエハマークが、前記ホログラムマーク形成時のア
ライメントマークからの物体波と同一の回折波が生ずる
構成であることを特徴としている。
Here, in the invention described in claim 2, in the exposure method using holography according to claim 1,
The alignment mark has a zone plate shape,
It is characterized in that the wafer mark has the same diffracted wave as the object wave from the alignment mark when the hologram mark is formed.

【0051】これは、アライメントマークの形状に関し
ては、ゾーンプレートの形状等とすることが望ましいた
めである。即ち、ゾーンプレートをマークに用いればそ
こから生ずる回折光は何れかに収束する収束光となるの
で、回折光の進行状況の検出が容易に行えるためであ
る。
This is because the shape of the alignment mark is preferably the shape of the zone plate. That is, when the zone plate is used as the mark, the diffracted light generated from the mark becomes convergent light that converges to any one of the marks, so that the progress of the diffracted light can be easily detected.

【0052】ゾーンプレートを応用する場合には、使用
する波長とギャップに合わせた構成とすることで、アラ
イメントマークからの物体波をホログラム記録媒体上に
収束する回折光となる。さらに、リニア状のゾーンプレ
ートでアライメントマークを構成すれば、ここからの物
体波によりリニア状(直線状)のホログラムマークが形
成される。そして、ウエハマークも同様なリニアゾーン
プレートの構成とすることで、ウエハマークからの回折
波もホログラム記録媒体にむけて収束する検査光が得ら
れる。
When the zone plate is applied, the object wave from the alignment mark becomes diffracted light which is converged on the hologram recording medium by adopting a structure adapted to the wavelength used and the gap. Further, if the alignment mark is formed by a linear zone plate, a linear (linear) hologram mark is formed by the object wave from here. Then, the wafer mark also has a similar linear zone plate configuration, so that the inspection light that converges the diffracted wave from the wafer mark toward the hologram recording medium can be obtained.

【0053】そして、ウエハとホログラムが正確に位置
合わせされている状態であれば、前記回折波はリニア状
のホログラムであるホログラムマークに収束し、ここか
らの回折光もリニア状の検査光が得られるので、その検
出が容易に行なえるものとなる。
When the wafer and the hologram are accurately aligned, the diffracted wave converges on a hologram mark which is a linear hologram, and the diffracted light from this is also obtained as a linear inspection light. Therefore, the detection can be easily performed.

【0054】これとは別に、ゾーンプレートによる物体
波等の集束点をホログラム記録媒体上ではなく、他の位
置に集束する光束が得られるような構成とした場合に
は、当該集束点を検知することでウエハとホログラムと
の相対位置関係が検知できることとなる。例えば、ゾー
ンプレート状のアライメントマーク並びにウエハマーク
を使用した場合には、アライメントマークからの回折光
(物体波)が集束する位置と同じ位置にウエハマークか
らの回折光が集束する状態が、相対位置関係が正確に位
置合わせされた状態となる。この場合には、透過検出光
として、ホログラムマークを単純透過したウエハマーク
からの回折光束(の収束点)を検出すれば良い。
Separately from this, when the focal point of the object wave or the like by the zone plate is configured to obtain a light beam which is focused on another position instead of on the hologram recording medium, the focal point is detected. As a result, the relative positional relationship between the wafer and the hologram can be detected. For example, when a zone plate-shaped alignment mark and a wafer mark are used, the state where the diffracted light from the wafer mark is focused at the same position where the diffracted light (object wave) from the alignment mark is focused is the relative position. The relationship will be accurately aligned. In this case, as the transmitted detection light, the diffracted light flux (converging point thereof) from the wafer mark that has simply passed through the hologram mark may be detected.

【0055】また、アライメントマークとウエハマーク
は、例えば一方を連続したリニア状のマークとし他方を
分断されたマークとする等の変形をして、xyアライメ
ントの検出が容易に行なえる形状としてもよい。即ち、
必ずしも相互が同一形状ではなく、部分的であっても物
体波と同一の回折波が検査光により得られる構成であれ
ばよい。
Further, the alignment mark and the wafer mark may be deformed such that one is a continuous linear mark and the other is a divided mark, and the like, so that the xy alignment can be easily detected. . That is,
The shapes do not necessarily have to be the same as each other, and it is sufficient that the diffraction waves that are the same as the object waves can be obtained by the inspection light even if they are partial.

【0056】そして、これらの検知情報により得られた
相対位置関係の情報(ずれ量並びに方向等)に基づい
て、ホログラム(記録媒体)とウエハとの相対位置ずれ
状態を修正することにより、アライメントが完了する。
さらに、位置合わせが正確に行なわれた状態で、マスク
パターンのホログラム再生による露光作業を行なう。こ
の場合、上記のようなアライメント工程を経ているため
複数のウエハを重ね合わせた場合であっても、正確な重
ね合わせ露光が行なえる。
Then, the relative positional deviation between the hologram (recording medium) and the wafer is corrected on the basis of the relative positional relationship information (deviation amount and direction etc.) obtained from these detection information, whereby the alignment is performed. Complete.
Further, the exposure operation is performed by reproducing the hologram of the mask pattern in the state where the alignment is accurately performed. In this case, since the alignment process as described above is performed, accurate overlay exposure can be performed even when a plurality of wafers are overlaid.

【0057】次に、請求項3に記載した発明では、請求
項1又は2に記載のホログラフィを用いた露光方法にお
いて、前記ホログラムマークをホログラム形成時の参照
波と同一の参照検査光により照射して得られる参照検出
光を検出する工程と、該検出結果に基づいてホログラム
記録媒体とウエハとの相対位置ずれ情報を検出する工程
と、を備えている。
Next, in the invention described in claim 3, in the exposure method using holography according to claim 1 or 2, the hologram mark is irradiated with the same reference inspection light as the reference wave at the time of hologram formation. A step of detecting the reference detection light obtained as described above, and a step of detecting relative positional deviation information between the hologram recording medium and the wafer based on the detection result are provided.

【0058】本発明では、ホログラフィの特性のうち、
一旦形成されたホログラムに対してホログラム形成時の
参照波と同一の光束を照射した場合に、ホログラムから
得られる光束の特性を利用するものである。即ち、ホロ
グラムに参照波と同一の光束を照射した場合には、一部
はホログラム形成時と同様に進行するが、一部はホログ
ラムで回折される。
In the present invention, among the characteristics of holography,
When a hologram formed once is irradiated with the same light flux as the reference wave at the time of hologram formation, the characteristics of the light flux obtained from the hologram are utilized. That is, when the hologram is irradiated with the same light flux as the reference wave, part of the light travels in the same manner as when the hologram was formed, but part of the light is diffracted by the hologram.

【0059】ここで、ホログラム形成時と同様にホログ
ラムを透過し或いは反射した参照検出光は、ホログラム
再生のための再生波(参照波と共役)の経路を逆向きに
進行する光束となる。また、ホログラムで回折された光
束は、ホログラムに対して照射された物体波(の透過
光)と同一の経路を進行する。
Here, as in the hologram formation, the reference detection light transmitted or reflected through the hologram becomes a light beam which travels in the opposite direction on the path of the reproduction wave (conjugate with the reference wave) for reproducing the hologram. The light beam diffracted by the hologram travels along the same path as (the transmitted light of) the object wave with which the hologram is irradiated.

【0060】従って、請求項1又は2に記載のホログラ
フィを用いた露光方法では、検出光又は透過検出光とし
てホログラムからの回折光又は透過光を検知する場合
に、これらが再生波(と逆向き)の光路と一致するか否
か、あるいは物体波の集束点と一致するか否か等を検知
するものであるため、上述した参照検出光を基準光とし
て利用すればよい。
Therefore, in the exposure method using holography according to claim 1 or 2, when the diffracted light or the transmitted light from the hologram is detected as the detection light or the transmitted detection light, these are opposite to the reproduction wave ( The reference detection light described above may be used as the reference light because it detects whether or not it coincides with the optical path of), or whether or not it coincides with the focusing point of the object wave.

【0061】即ち、先の回折波のホログラムマーク照射
により生じる回折光と前記参照検出光、又は回折波のホ
ログラムマーク透過光と参照検出光(回折光)が一致す
る場合には、ウエハとホログラムとが正確に位置合わせ
された状態であることが検知されるものとなる。
That is, when the diffracted light generated by the irradiation of the hologram mark of the diffracted wave and the reference detection light, or the hologram mark transmitted light of the diffracted wave and the reference detection light (diffracted light) match, the wafer and the hologram are separated. Will be detected to be in an accurately aligned state.

【0062】次に、上述した本発明に係るホログラフィ
を用いた露光方法を実施する装置について以下に説明す
る。以下の発明では、いわゆる全反射ホログラフィを利
用した露光装置に応用したものを示しているが、本発明
に係る方法はこれに限定されるものではなく、他の方式
によるホログラフィを利用した露光装置にも応用できる
ものである。
Next, an apparatus for carrying out the above-described exposure method using holography according to the present invention will be described. In the following invention, the one applied to an exposure apparatus utilizing so-called total reflection holography is shown, but the method according to the present invention is not limited to this, and an exposure apparatus utilizing holography by another method is used. Can also be applied.

【0063】本願請求項4に記載した発明は、所望のパ
ターンが形成されたマスクからの回折光を物体波とし、
これと参照波とを干渉させてホログラム記録媒体にホロ
グラムを記録した後、前記参照波と共役な再生波をホロ
グラムに照射して、マスクに変えて配置されたウエハ上
にマスクパターンの像を再生させることにより、マスク
のパターンをウエハに転写させるホログラフィを用いた
露光装置であって、さらに以下の構成を備えている。
According to a fourth aspect of the present invention, the diffracted light from the mask on which a desired pattern is formed is used as an object wave,
After the hologram is recorded on the hologram recording medium by interfering this with the reference wave, the hologram is irradiated with a reproduction wave conjugate with the reference wave to reproduce an image of the mask pattern on the wafer arranged in place of the mask. An exposure apparatus using holography in which the mask pattern is transferred onto the wafer by performing the above, and further has the following configuration.

【0064】まず、アライメントマークからホログラム
マークを形成するための光源として、コヒーレント光束
を発生させるコヒーレント光源を備えている。この光源
は、マスクパターンからのホログラムを作成する際に使
用するものと共通のものを使用しても、これとは別に異
なる手段(波長も含む)によるものでも良い。なお、マ
スクパターン用の波長と異なる波長のものを使用する場
合には、ホログラム記録媒体には反応するが、ウエハ
(レジスト)には反応(感光)しない波長のものアライ
メント用の光束として使用することが好ましい。
First, a coherent light source for generating a coherent light beam is provided as a light source for forming a hologram mark from an alignment mark. This light source may be the same one as that used when forming the hologram from the mask pattern, or may be a different means (including wavelength) besides this. If a wavelength different from the wavelength for the mask pattern is used, it should be used as a light beam for alignment that has a wavelength that reacts with the hologram recording medium but does not react (sensitize) with the wafer (resist). Is preferred.

【0065】即ち、ホログラム記録媒体へのホログラム
マークの形成には、ホログラム記録媒体に対して感応性
のある波長のものであればホログラムは形成できるの
で、必ずしもマスクパターン用の波長と同一のものでな
くてもよい。そして、ホログラムマーク形成時と同じ波
長の光で再生すればアライメントマーク像は正確に再生
されるので、これと同様にウエハマークからの回折波を
得る際の(アライメント用の)光源も同じ波長のものを
用いればアライメントも正確に行える。
That is, in forming a hologram mark on a hologram recording medium, a hologram can be formed as long as it has a wavelength sensitive to the hologram recording medium. Therefore, it is not always the same as the wavelength for the mask pattern. You don't have to. Then, the alignment mark image is accurately reproduced by reproducing with the light of the same wavelength as when the hologram mark is formed, and similarly, the light source (for alignment) when obtaining the diffracted wave from the wafer mark has the same wavelength. Alignment can be performed accurately by using one.

【0066】ここで、アライメント作業はマスクパター
ンのホログラム転写に先立って行われるため、マスクパ
ターン再生(形成)と同じ波長の光でアライメント作業
を行うと、ウエハのレジストが感光してしまう問題があ
る。これを避けるには、ウエハマークを照射する光束並
びにそこからの回折波回折光等がマスクパターンの再生
(領域)に影響を与えないように、例えばマスクのアラ
イメントマークの形成位置をパターンの形成位置から空
間的に充分離すか、あるいはアライメント時にウエハの
必要部分を隠すカバー手段等が必要となる。
Since the alignment work is performed before the hologram transfer of the mask pattern, if the alignment work is performed with light having the same wavelength as the mask pattern reproduction (formation), the resist on the wafer is exposed. . In order to avoid this, for example, the alignment mark formation position of the mask is set to the pattern formation position so that the light beam irradiating the wafer mark and the diffracted light diffracted from it will not affect the reproduction (area) of the mask pattern. Or a cover means for hiding a necessary portion of the wafer at the time of alignment is required.

【0067】次に、前記光源からのコヒーレント光束を
利用して、物体波照射光学系と参照波照射光学系とによ
り、アライメントマークからのホログラムがホログラム
マークとして形成される。マスクに形成されたアライメ
ントマークが、例えばピンホールから構成されているも
のであれば、物体波照射光学系の光束がアライメントマ
ークを照射すると、ここからの透過回折光が放射状の発
散光(物体波)となってホログラム記録媒体を照射す
る。一方、参照波照射光学系によりホログラム記録媒体
の裏面側から物体波の照射位置にコヒーレント光束が照
射される。そして、これらの相互の光の干渉作用により
ホログラム記録媒体にホログラムが形成される。なお、
この場合のホログラムマークはホログラフィックゾーン
プレートとなる。
Next, using the coherent light beam from the light source, the hologram from the alignment mark is formed as a hologram mark by the object wave irradiation optical system and the reference wave irradiation optical system. If the alignment mark formed on the mask is composed of, for example, a pinhole, when the light flux of the object wave irradiation optical system irradiates the alignment mark, the transmitted diffracted light from here emits radial divergent light (object wave). ) And irradiate the hologram recording medium. On the other hand, the coherent light beam is emitted from the back surface side of the hologram recording medium to the irradiation position of the object wave by the reference wave irradiation optical system. Then, a hologram is formed on the hologram recording medium by the mutual interference of these lights. In addition,
The hologram mark in this case becomes a holographic zone plate.

【0068】また、マスクに形成されたアライメントマ
ークが、例えばゾーンプレート状のものである場合に
は、このアライメントマークからの収束光がホログラム
記録媒体を照射する位置にホログラムマークが形成され
る。例えば、ギャップ間隔を焦点距離とするリニア状の
ゾーンプレートをアライメントマークとした場合には、
ホログラム記録媒体上に収束する物体波が得られるの
で、リニアホログラムからなるホログラムマークが形成
される。
When the alignment mark formed on the mask is, for example, in the shape of a zone plate, the hologram mark is formed at the position where the converged light from this alignment mark irradiates the hologram recording medium. For example, when using a linear zone plate with the gap distance as the focal length as the alignment mark,
Since an object wave that converges on the hologram recording medium is obtained, a hologram mark composed of a linear hologram is formed.

【0069】このように、マスクには予め所望のパター
ンと共にアライメントマークが形成されており、ホログ
ラム記録媒体に対してマスクを固定した後、アライメン
トマーク及びマスクパターンからのホログラムの形成工
程が行われる。これらの工程は、同時に行われても別々
に行うものでも良いが、いずれの場合にもホログラム記
録媒体に対してマスクの相対間隔位置関係が同一の状態
であることが肝要である。さらに、必要に応じてマスク
パターンのホログラムと同様にホログラムマークの定着
作業等が行われる。
As described above, the alignment mark is formed in advance on the mask together with the desired pattern. After the mask is fixed to the hologram recording medium, the hologram is formed from the alignment mark and the mask pattern. These steps may be performed simultaneously or separately, but in any case, it is essential that the relative spacing positional relationship of the mask to the hologram recording medium is the same. Further, a hologram mark fixing operation or the like is performed as needed, similar to the mask pattern hologram.

【0070】次に、本発明に係る装置では、アライメン
ト手段のアライメント用の検査光束として、物体波と同
一波長のウエハマーク照明光によるウエハマークでの回
折光を用いる。即ち、アライメント作業においては、ウ
エハマーク照明光学系により、ウエハマークにホログラ
ム形成時の物体波と同一波長のウエハマーク照明光を導
くと共に、このウエハマークでの回折光(回折波)を前
記ホログラムマークが形成されたホログラム記録媒体に
導く。
Next, in the apparatus according to the present invention, diffracted light at the wafer mark by the wafer mark illumination light having the same wavelength as the object wave is used as the inspection light flux for alignment of the alignment means. That is, in the alignment work, the wafer mark illumination optical system guides the wafer mark illumination light having the same wavelength as the object wave at the time of hologram formation to the wafer mark, and diffracted light (diffracted wave) at the wafer mark is applied to the hologram mark. To the holographic recording medium on which is formed.

【0071】ここで、前述した方法発明と同様に、ウエ
ハマークはアライメントマークからの物体波と同一の回
折光が得られる構成のものを使用する。そして、ウエハ
とホログラム記録媒体との相対位置関係が正確な場合に
は、ウエハマークからの回折波は物体波と同一の経路を
通りホログラムマークに入射する。言い換えれば、ウエ
ハマークからの回折光をアライメントマーク像からの虚
像再生光(再生光と逆向きの経路を進行する光束)とし
て利用するものとなっている。
Here, as in the case of the above-described method invention, a wafer mark having a structure capable of obtaining the same diffracted light as the object wave from the alignment mark is used. When the relative positional relationship between the wafer and the hologram recording medium is accurate, the diffracted wave from the wafer mark enters the hologram mark along the same path as the object wave. In other words, the diffracted light from the wafer mark is used as virtual image reproduction light (a light flux traveling in a path opposite to the reproduction light) from the alignment mark image.

【0072】そして、この回折波によるホログラムマー
クでの透過回折光、或いは単純透過光を透過光検出手段
により検出し、この検出結果に基づいて相対位置検出手
段により、ウエハとホログラムとの相対位置検出を行な
う。例えば、透過回折光を検出する場合には、前記の虚
像再生光が正確に位置合わせされている状態で、ホログ
ラム再生波と逆向きの経路(ホログラム形成時の参照波
と同じ経路)を通る検出光が得られ、これらに位置ずれ
が生じている場合には、この経路から外れた検出光とな
る。このため、この検出光の状態から相対位置ずれ状態
を検出する。
Then, the transmitted diffracted light or the simple transmitted light at the hologram mark by this diffracted wave is detected by the transmitted light detecting means, and the relative position detecting means detects the relative position between the wafer and the hologram based on the detection result. Do. For example, in the case of detecting transmitted diffracted light, in the state where the virtual image reproduction light is accurately aligned, detection is performed through a path opposite to the hologram reproduction wave (the same path as the reference wave during hologram formation). When light is obtained and there is a positional shift between them, the detected light deviates from this path. Therefore, the relative position shift state is detected from the state of the detection light.

【0073】次に、請求項5に記載した発明では、前記
アライメントマークがゾーンプレート形状であり、前記
ウエハマークが前記アライメントマークからの物体波と
同一の回折波が生ずるゾーンプレート形状であることを
特徴とする。このようにアライメントマークやウエハマ
ークをゾーンプレートとすることで、透過光検出手段が
単純透過光を検出する場合には、ゾーンプレートの作用
による回折波の収束位置を検出することで、位置ずれ状
態が容易に検出できるものとなる。
Next, in the invention described in claim 5, the alignment mark has a zone plate shape, and the wafer mark has a zone plate shape in which the same diffracted wave as the object wave from the alignment mark is generated. Characterize. When the transmitted light detecting means detects the simple transmitted light by using the alignment mark and the wafer mark as the zone plate as described above, the position shift state is detected by detecting the converged position of the diffracted wave by the action of the zone plate. Can be easily detected.

【0074】また、ウエハとホログラムとのギャップが
ゾーンプレートの焦点距離と一致するように構成し、回
折波のホログラムマークによる回折光を検出するように
構成すると、回折波がホログラムマーク上に収束する光
束となるので、検出強度が強くなり、S/N比等が向上
するので検出が容易になる。
Further, when the gap between the wafer and the hologram is configured to match the focal length of the zone plate and the diffracted light of the hologram mark of the diffracted wave is detected, the diffracted wave converges on the hologram mark. Since it becomes a light beam, the detection intensity becomes strong and the S / N ratio and the like are improved, so that the detection becomes easy.

【0075】次に、請求項6に記載した発明では、請求
項4又は5に記載したホログラフィを用いた露光装置
に、参照反射光検出手段を備えており、当該検出結果を
相対位置ずれ検出のための基準光として利用し、相対位
置検出手段によりウエハとホログラムとの相対位置ずれ
を検出する。
Next, in the invention described in claim 6, the exposure apparatus using the holography described in claim 4 or 5 is provided with a reference reflected light detection means, and the detection result is used for relative position deviation detection. The relative position detecting means detects the relative positional deviation between the wafer and the hologram.

【0076】本発明では、ホログラムマークに参照検査
光を入射した場合に、ホログラム形成時の物体波と同一
の経路を通る光束、或いは再生波と逆向きの経路を通る
光束(参照波と共役な光束)が得られるホログラフィ技
術の特性を利用している。即ち、検出光がこれらの光束
と一致した場合には、ウエハマークがホログラムに対し
てアライメントマークと同一の位置関係にあることが検
知できるものとなっている。
In the present invention, when the reference inspection light is incident on the hologram mark, the light beam passes through the same path as the object wave at the time of hologram formation, or the light beam passes through a path opposite to the reproduction wave (not conjugate to the reference wave). The characteristics of the holography technology that obtains the luminous flux are used. That is, when the detected light matches these light fluxes, it is possible to detect that the wafer mark has the same positional relationship with the hologram as the alignment mark.

【0077】従って、この参照検査光を基準光として、
上記の発明における実像検出光もしくは透過検出光とを
比較検出することにより、ウエハとホログラム(記録媒
体)との相対位置関係の検出を行なうものとなってい
る。なお、相対位置検出手段は、使用する検出光に合わ
せて、収束点を検知するものや、或いは波面を検出する
もの等いかなる方式のものでもよい。
Therefore, using this reference inspection light as the reference light,
The relative positional relationship between the wafer and the hologram (recording medium) is detected by comparing and detecting the real image detection light or the transmission detection light in the above invention. The relative position detecting means may be of any type such as one that detects a convergence point or one that detects a wavefront in accordance with the detection light used.

【0078】次に、本願請求項7に記載した発明では、
請求項4,5又は6に記載のホログラフィを用いた露光
装置において、各々の相対位置関係の検出結果に基づい
て、アライメントの調整作業を行う補正手段を備えてい
る。この補正手段は、ウエハもしくはホログラム記録媒
体の固定位置を調整できるものであれば良く、先の検出
結果に基づいてギャップやxy方向の位置、或いはウエ
ハの傾きや回転等の調整を行うことで合焦状態で適正な
相対位置関係とすることができる。
Next, in the invention described in claim 7,
An exposure apparatus using holography according to any one of claims 4, 5 and 6 is provided with a correction unit that performs alignment adjustment work based on the detection result of each relative positional relationship. The correction means may be any one that can adjust the fixed position of the wafer or the hologram recording medium, and can be adjusted by adjusting the position of the gap or the xy direction, or the tilt or rotation of the wafer based on the above detection result. A proper relative positional relationship can be achieved in the focused state.

【0079】なお、ウエハはマスクと交換可能に支持さ
れる場合が多く、ホログラム(記録媒体)が固定されて
いる場合が多いので、少なくともウエハの固定手段側に
位置調整の手段を設ければ良い。さらに、これらの修正
手段は先の検出結果に対応してウエハ等の移動調整手段
を連動させ、ウエハ等の位置を補正して相対位置関係の
調整を図る制御手段を備えたものであることが好まし
い。
Since the wafer is often supported so as to be replaceable with the mask and the hologram (recording medium) is often fixed, at least the position adjusting means may be provided on the wafer fixing means side. . Further, these correction means may be provided with a control means for interlocking with the movement adjusting means for the wafer or the like corresponding to the above detection result and correcting the position of the wafer or the like to adjust the relative positional relationship. preferable.

【0080】なお、以上説明した本発明に係る方法及び
装置においても、作業効率を向上させるために、先のホ
ログラム形成工程におけるギャップを予め計測してお
き、この計測値に従ってウエハの概略アライメントを行
ってくことが好ましい。この場合であっても、例えばホ
ログラム変形などが生じていればピント位置が計測値と
異なることになるが、本発明のアライメントを行うこと
で計測値からの補正が行われた正確なピント合わせが行
われる。
In the method and apparatus according to the present invention described above, in order to improve work efficiency, the gap in the previous hologram forming step is measured in advance, and the wafer is roughly aligned according to the measured value. It is preferable to operate. Even in this case, if the hologram is deformed, for example, the focus position will be different from the measured value, but by performing the alignment of the present invention, accurate focus adjustment corrected from the measured value can be achieved. Done.

【0081】[0081]

【実施例】以下、実施例を通じ本発明をさらに詳しく説
明する。なお、以下の実施例は全反射ホログラフィを利
用した露光方法及び装置に本発明を応用したものについ
て説明しているが、これに限定されるものではなく、他
の方式のホログラフィに応用することも可能である。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. It should be noted that the following embodiments describe the application of the present invention to the exposure method and apparatus using total internal reflection holography, but the present invention is not limited to this and may be applied to other methods of holography. It is possible.

【0082】先ず、図1を用いて本実施例に係るホログ
ラフィを利用した露光装置の概略構成を説明する。この
ホログラフィ露光装置では、断面直角二等辺三角形のプ
リズム102を利用し、その短辺側を水平な上面とし
て、その上部にホログラム記録媒体101を配置固定す
る構成である。さらに、その上部には所定のギャップ
(100μm程度)を開けてマスク103が、固定手段
106により支持されて固定されている。ホログラム記
録媒体101のホログラム記録層には、現像が不要なフ
ォトポリマー等を用いている。マスク103には、所望
の回路パターン(図示せず)とギャップ検出用のアライ
メントマークとが電子線描画されている。
First, a schematic structure of an exposure apparatus using holography according to this embodiment will be described with reference to FIG. In this holographic exposure apparatus, a prism 102 having an isosceles right triangle in cross section is used, and the short side is a horizontal upper surface, and the hologram recording medium 101 is arranged and fixed on the upper side. Further, a mask 103 is supported and fixed by a fixing means 106 with a predetermined gap (about 100 μm) opened above it. The hologram recording layer of the hologram recording medium 101 uses a photopolymer or the like that does not require development. On the mask 103, a desired circuit pattern (not shown) and an alignment mark for gap detection are electron beam-drawn.

【0083】固定手段106は、ホログラム形成時には
マスクを載置するが、アライメント作業時及び露光作業
時にはこのマスクをウエハに交換して支持固定するもの
であり、マスクやウエハを複数の位置で支持すると共に
個々の支持位置において固定状態が可変となる様に構成
されており、傾きや回転等を含めて横方向(xy方向)
と縦方向(ギャップ)に個別に移動可能に構成されてい
る。
The fixing means 106 mounts a mask at the time of hologram formation, but during the alignment work and the exposure work, the mask is replaced with a wafer to support and fix it. The mask and the wafer are supported at a plurality of positions. In addition, the fixed state is configured to be variable at each support position, and the lateral direction (xy direction) including tilt and rotation is also included.
And is vertically movable (gap) individually.

【0084】一方、この実施例では回路パターン用のコ
ヒーレント光束(波長λ1 )と、アライメントマーク用
のコヒーレント光束(波長λ2 )とを生じさせる光源
(図示せず)を備えている。本実施例ではArレーザか
らの出射光束を波長分割して二つの波長の光束を取り出
しているが、別個の光源を用いてもよく、場合によって
は同一波長の光束を用いてもよい。
On the other hand, this embodiment is provided with a light source (not shown) that produces a coherent light beam (wavelength λ 1 ) for the circuit pattern and a coherent light beam (wavelength λ 2 ) for the alignment mark. In the present embodiment, the light flux emitted from the Ar laser is wavelength-divided to extract light fluxes of two wavelengths, but separate light sources may be used, or light fluxes of the same wavelength may be used in some cases.

【0085】アライメントマークのホログラムを形成す
るには、互いにコヒーレントな光束(波長λ2 )である
参照光Aと物体照明光Bとを、夫々ホログラム記録媒体
101の裏面側からとマスク原盤3の上面側から導くよ
うに光源手段を構成すればよい。この実施例では、不図
示のArレーザからの出射光束から波長選択された光束
(波長λ2 )を適当な比率で振幅分割した後、それぞれ
ビームエキスパンダー(図示せず)で、平行光束である
参照波Aと物体照明光Bに変換している。
In order to form the hologram of the alignment mark, the reference light A and the object illumination light B which are coherent light fluxes (wavelength λ 2 ) are supplied from the back surface side of the hologram recording medium 101 and the top surface of the mask master 3, respectively. The light source means may be configured to be guided from the side. In this embodiment, a light beam (wavelength λ 2 ) wavelength-selected from a light beam emitted from an Ar laser (not shown) is amplitude-divided at an appropriate ratio, and then a beam expander (not shown) produces parallel light beams. Wave A and object illumination light B are converted.

【0086】物体照明光Bによってマスク103上のア
ライメントマークを照明すると、裏面側から透過回折光
による物体波Cが生成され、ホログラム記録媒体101
に入射する。これと同時に参照波Aをプリズム2側から
ホログラム記録媒体1に入射させ、先の物体波Cの照射
領域に導くと共にホログラム記録媒体101内部で全反
射させることにより、これら2つの光がホログラム記録
媒体101内において互いに干渉し、ホログラムマーク
が記録(形成)される。
When the alignment mark on the mask 103 is illuminated by the object illumination light B, an object wave C is generated by the transmitted diffracted light from the back surface side, and the hologram recording medium 101.
Incident on. At the same time, the reference wave A is made incident on the hologram recording medium 1 from the prism 2 side, is guided to the irradiation area of the previous object wave C, and is totally reflected inside the hologram recording medium 101, so that these two lights are emitted. Hologram marks are recorded (formed) in 101 by interfering with each other.

【0087】ここで記録されたホログラムマークを再生
させるには、参照波Aと共役な平行光を再生波として入
射させればよく、これを再生波Dとする。図1に示すよ
うに、参照波Aがプリズム102から出射する経路を逆
向きに入射する同一波長の光束を、プリズム102の長
編側から入射させて内部全反射させた後、ホログラム記
録媒体1に入射させることによって再生光Dが得られ
る。この再生波Dをホログラムマークに照射すると、再
生光としてマスクのアライメントマークの位置に集光
(結像)する光束が得られる。
In order to reproduce the hologram mark recorded here, parallel light conjugate with the reference wave A may be incident as a reproduction wave, which will be referred to as a reproduction wave D. As shown in FIG. 1, a light flux having the same wavelength, which is incident on the path where the reference wave A is emitted from the prism 102 in the opposite direction, is incident on the long side of the prism 102 to undergo total internal reflection, and then is reflected on the hologram recording medium 1. The reproduction light D is obtained by making the light incident. When the hologram wave is irradiated with this reproduction wave D, a light beam that is condensed (imaged) at the position of the alignment mark on the mask is obtained as reproduction light.

【0088】マスク103に形成された回路パターン
(図示せず)は、このホログラムマークを記録したマス
クとホログラム記録媒体の相対位置関係と同じ状態にお
いて、パターン用の参照光学系及び物体光学系を用いて
パターンホログラムとしてホログラム記録媒体101に
記録する。
The circuit pattern (not shown) formed on the mask 103 uses the reference optical system and the object optical system for the pattern in the same state as the relative positional relationship between the mask recording the hologram mark and the hologram recording medium. And recorded on the hologram recording medium 101 as a pattern hologram.

【0089】回路パターン用の光束は、不図示のArレ
ーザからの出射光束を波長選択したパターン用光束(波
長λ1 )を適当な比率でハーフミラー110により振幅
分割した後、それぞれビームエキスパンダー111a,
111bで、平行光束である参照波A2 と物体照明光B
2 に変換され、さらに、波長λ2 を透過し波長λ1 を反
射するダイクロイックミラー112a,112bで反射
されて、各々ホログラム記録媒体101並びにマスク1
03に導かれる。
The light flux for the circuit pattern has a pattern light flux (wavelength λ 1 ) obtained by wavelength-selecting the light flux emitted from the Ar laser (not shown), and is amplitude-divided by the half mirror 110 at an appropriate ratio.
111b, the reference beam A 2 and the object illumination light B, which are parallel light fluxes.
Is converted to 2, further dichroic mirror 112a which reflects the wavelength lambda 1 transmitted through the wavelength lambda 2, is reflected by 112b, each hologram recording medium 101 and the mask 1
It is led to 03.

【0090】物体照明光B2 は、マスク103の回路パ
ターン形成領域を照射し、回路パターンによる透過回折
光(物体波)によりホログラム記録媒体101を照射す
る。この物体波照射領域に、ホログラム記録媒体101
の裏面側から参照波A2 を照射すると共に内部で全反射
させ。これらの光束の干渉により回路パターンに基づく
パターンホログラムが形成される。
The object illumination light B 2 illuminates the circuit pattern forming area of the mask 103, and illuminates the hologram recording medium 101 with the transmitted diffracted light (object wave) by the circuit pattern. In this object wave irradiation area, the hologram recording medium 101
The reference wave A 2 is radiated from the back side of and the internal reflection is performed. The interference of these light beams forms a pattern hologram based on the circuit pattern.

【0091】次に、マスク103を取り外し、同じ位置
にウエハを装着してウエハへの露光作業を行なう。ウエ
ハへの露光は、ウエハとホログラム(記録媒体1)との
ギャップ検出並びにxy方向の位置合わせ等によるアラ
イメント作業をした後に、パターンホログラムの再生像
をウエハのレジスト上に形成して、回路パターンをレジ
ストに露光(転写)するという手順で行なわれる。
Next, the mask 103 is removed, the wafer is mounted at the same position, and the wafer is exposed. For the exposure of the wafer, after performing the alignment work such as the gap detection between the wafer and the hologram (recording medium 1) and the alignment in the xy directions, a reproduced image of the pattern hologram is formed on the resist of the wafer to form the circuit pattern. The procedure is such that the resist is exposed (transferred).

【0092】ここで、回路パターンをホログラムとして
記録するための照明光波長(再生光の波長と同一波長、
本実施例ではλ1 )は、ウエハに塗布するレジストが感
光するものを使用し、アライメント用のホログラムマー
クの記録(及び再生)は、レジストに感光しない波長領
域の光(本実施例ではλ2 )を使用して行なうのが望ま
しい。
Here, the illumination light wavelength (the same wavelength as the reproduction light wavelength for recording the circuit pattern as a hologram,
In this embodiment, λ 1 ) is used so that the resist applied to the wafer is exposed, and recording (and reproduction) of the hologram mark for alignment is performed in the wavelength region not exposed to the resist (λ 2 in this embodiment). ) Is preferable.

【0093】このように記録した2種類のホログラムを
各々の記録波長と同一波長で再生すれば、アライメント
作業中にレジストに対して不必要な露光(感光)を引き
起こすことはなくなる。アライメント用の光束を回路パ
ターン用のそれと同一波長のものを使用する場合には、
相互のマークを空間的に充分分離するか、或いはアライ
メント作業中にウエハの回路パターン転写領域を覆う遮
蔽手段等の対策を要する。
If the two kinds of holograms thus recorded are reproduced at the same wavelength as each recording wavelength, unnecessary exposure (exposure) to the resist during the alignment work will not occur. When using a light beam for alignment with the same wavelength as that for the circuit pattern,
It is necessary to spatially sufficiently separate the mutual marks or to take measures such as a shielding means for covering the circuit pattern transfer area of the wafer during the alignment work.

【0094】また、ホログラムマークを記録するときの
アライメントマークへの照明光は、光源からの光束をビ
ームエキスパンダーで広げた平行光束として説明した
が、対物レンズで集光させた光でアライメントマークを
照明し、照射光の効率を上げることも可能である。
Further, the illumination light to the alignment mark when recording the hologram mark has been described as a parallel light flux obtained by expanding the light flux from the light source with the beam expander, but the alignment mark is illuminated with the light condensed by the objective lens. However, it is possible to increase the efficiency of irradiation light.

【0095】次に、本発明のアライメント手段に関し
て、個別の実施例に基づいて図面を用いて説明する。
Next, the alignment means of the present invention will be described with reference to the drawings based on individual embodiments.

【0096】先ず、図4及び図5を用いて本発明に係る
アライメント手段の第一の実施例を説明する。この実施
例では、アライメントマークとしてリニア状のゾーンプ
レート形状のスリットからなるアライメントゾーンプレ
ート32を用い、マスクマークとしてアライメントゾー
ンプレート32と同一形状で反射型のウエハゾーンプレ
ート52を用いる。そして、アライメント時の検査光と
しては、マスクゾーンプレート52を直接照射する光束
を利用し、ここでの反射回折光を回折波として利用する
ものである。本実施例では、この反射回折波をホログラ
ム記録媒体に入射させると共に、そこに形成されたホロ
グラムマーク42での回折光を検出することにより相対
位置検出並びにアライメントを行なう。
First, a first embodiment of the alignment means according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In this embodiment, an alignment zone plate 32 formed of a linear zone plate-shaped slit is used as an alignment mark, and a reflective wafer zone plate 52 having the same shape as the alignment zone plate 32 is used as a mask mark. Then, as the inspection light at the time of alignment, a light beam that directly illuminates the mask zone plate 52 is used, and the reflected diffracted light here is used as a diffracted wave. In the present embodiment, this reflected diffracted wave is made incident on the hologram recording medium, and the diffracted light at the hologram mark 42 formed there is detected to perform relative position detection and alignment.

【0097】マスク3a上に形成されたアライメントマ
ークからのホログラム形成の方法は前述した図1に示す
手段と同様である。本実施例ではアライメントマークと
してアライメントゾーンプレート32を用いており、そ
のゾーンプレートの構成は、使用する照明光の波長(λ
2 )によりギャップ間隔が焦点距離となる様に設計され
ている。このため、物体照明光をアライメントゾーンプ
レート32に照射すると、そこからの透過回折光(物体
波)はその焦点位置に収束する光束となる。
The method of forming a hologram from the alignment mark formed on the mask 3a is the same as the means shown in FIG. In this embodiment, the alignment zone plate 32 is used as the alignment mark, and the configuration of the zone plate is such that the wavelength of the illumination light used (λ
It is designed so that the gap distance becomes the focal length according to 2 ). Therefore, when the object illumination light is applied to the alignment zone plate 32, the transmitted diffracted light (object wave) from the alignment zone plate 32 becomes a light beam that converges at the focal position.

【0098】即ち、アライメントゾーンプレート32か
らの物体波は、ホログラム記録媒体1a上に収束する収
束円筒波C2 となり、ここに参照波A4 を照射すること
により、リニア状のホログラムマーク42が形成され
る。
That is, the object wave from the alignment zone plate 32 becomes a converging cylindrical wave C 2 which converges on the hologram recording medium 1a, and the linear hologram mark 42 is formed by irradiating it with the reference wave A 4. To be done.

【0099】次いで、このマスクとホログラム記録媒体
との相対位置関係を保ったまま、回路パターンのホログ
ラムをホログラム記録媒体に形成する。なお、必要に応
じてホログラムの定着露光等を行なう。そして、マスク
3とウエハ5を交換し、マスク3の配置されていた位置
に概略アライメントされた状態でウエハ5を保持手段6
により配置する。この概略アライメントは必ずしも必要
ではないが、スループットの向上を考えると従来と同様
の方式で行なうことが望ましい。
Next, a hologram having a circuit pattern is formed on the hologram recording medium while maintaining the relative positional relationship between the mask and the hologram recording medium. The hologram is fixed and exposed as necessary. Then, the mask 3 and the wafer 5 are exchanged, and the wafer 5 is held in a state of being substantially aligned with the position where the mask 3 was arranged.
Place by. This rough alignment is not always necessary, but considering the improvement of throughput, it is desirable to perform it in the same manner as the conventional method.

【0100】保持手段6は電気的に駆動可能な構成とな
っており、載置したウエハ5a等を水平方向(x−y方
向)と鉛直方向(z方向)とにここの保持位置ごとに移
動できるものであり、制御手段(図示せず)により移動
方向及び移動量が調整される。本実施例では、ホログラ
ム記録媒体1aを固定した状態で、ウエハ5aの支持位
置を変える事によって相対位置関係を調整しているが、
ウエハとホログラムとの相対位置関係(ギャップ並びに
x−y方向等)を調整できるものであればこの方式に限
定されるものではない。
The holding means 6 has a structure capable of being electrically driven, and moves the mounted wafer 5a or the like in the horizontal direction (xy direction) and the vertical direction (z direction) for each holding position. The moving direction and the moving amount are adjusted by the control means (not shown). In this embodiment, the relative positional relationship is adjusted by changing the supporting position of the wafer 5a with the hologram recording medium 1a fixed.
The method is not limited to this method as long as the relative positional relationship between the wafer and the hologram (gap, xy direction, etc.) can be adjusted.

【0101】ウエハ5aは、既に一度以上のパターニン
グが行なわれており、図5に示す様に、ウエハ5aには
ウエハマークとして前述したウエハゾーンプレート52
が形成されており、その構成並びに配置はマスクにおけ
るアライメントゾーンプレート32と同様であるが、反
射型のものとなっている点が異なる。そして、アライメ
ント動作時には、ホログラム形成時の物体照明光(参照
光)と同一波長のウエハマーク照明光D2 をウエハゾー
ンプレート52に照射する。
The wafer 5a has already been subjected to patterning once or more, and as shown in FIG. 5, the wafer 5a has the wafer zone plate 52 described above as a wafer mark.
Is formed, and its configuration and arrangement are the same as those of the alignment zone plate 32 in the mask, except that it is of a reflective type. Then, during the alignment operation, the wafer zone plate 52 is irradiated with the wafer mark illumination light D 2 having the same wavelength as the object illumination light (reference light) at the time of hologram formation.

【0102】ウエハマーク照明光D2 は、ウエハ面に対
して垂直に照射されるが、ウエハマークとして反射型の
ものを用いているため、ホログラム記録媒体1aに対し
て垂直に照射され、ホログラムマーク等を透過した光束
を用いる。なお、ウエハマーク照明光D2 は、プリズム
2aの一方の短辺側から垂直に入射され、プリズム2a
の長辺部で全反射させたものを用いている。なお、本実
施例では、ウエハマーク照明光の光源として、ホログラ
ムマーク形成時の光源と別個のものを用いているが、同
一の光源を用いても良い。
The wafer mark illumination light D 2 is emitted perpendicularly to the wafer surface, but since the reflection type is used as the wafer mark, it is also emitted perpendicularly to the hologram recording medium 1a, and the hologram mark The light flux that has passed through the light source is used. The wafer mark illumination light D 2 is vertically incident from one short side of the prism 2a,
The one with total reflection at the long side of is used. In this embodiment, the light source for illuminating the wafer mark is different from the light source for forming the hologram mark, but the same light source may be used.

【0103】ウエハマーク照明光D2 がウエハゾーンプ
レート52に照射されると、そこからの反射回折波は収
束円筒波E2 となって、ウエハゾーンプレート52の焦
点位置に収束する。前述した様に、ウエハゾーンプレー
ト52はアライメントゾーンプレート32と同一構成で
あるため、ウエハ5aがマスク3aと同じ位置にある場
合には、検知光である収束円筒波E2 はホログラム記録
媒体1a上に収束し、ホログラムマーク42を照射す
る。
When the wafer mark illumination light D 2 is applied to the wafer zone plate 52, the reflected diffracted wave from the wafer zone plate 52 becomes a convergent cylindrical wave E 2 and converges on the focal position of the wafer zone plate 52. As described above, since the wafer zone plate 52 has the same configuration as the alignment zone plate 32, when the wafer 5a is at the same position as the mask 3a, the converging cylindrical wave E 2 as the detection light is on the hologram recording medium 1a. And the hologram mark 42 is irradiated.

【0104】ここで、ホログラフィ技術の特性から、ホ
ログラムに対してホログラム形成時の物体波と同一の光
束を照射するとホログラムに対する再生波と逆向きの経
路を進む回折波が得られる。即ち、ホログラムに対して
再生波を照射した場合に物体波と逆向きの経路を進む再
生波が得られ、それによりホログラム再生像が形成され
る場合と逆向きの経路の光束を本実施例では利用してい
る。
Here, from the characteristics of the holographic technique, when the hologram is irradiated with the same light flux as the object wave at the time of hologram formation, a diffracted wave traveling in a path opposite to the reproduction wave for the hologram is obtained. That is, in the case of irradiating a hologram with a reproduction wave, a reproduction wave traveling in a path opposite to the object wave is obtained, and a light flux in a path opposite to that in the case where a hologram reproduction image is formed by this is used in this embodiment. We are using.

【0105】従って、この特性を利用して収束円筒波E
2 によりホログラムマーク42を照射した場合に得られ
る透過回折光F2 を、再生波の入射経路の逆向きの位置
(或いはホログラム形成時における参照光の反射光が進
行する位置)で不図示の検出器により検出することによ
り、ウエハとホログラムとが正確に位置合わせされてい
るか否かが検知できるものとなる。
Therefore, utilizing this characteristic, the converging cylindrical wave E
The transmission diffracted light F 2 obtained when the hologram mark 42 is irradiated by 2 is detected at a position opposite to the incident path of the reproduction wave (or at a position where the reflected light of the reference light travels during hologram formation), which is not shown. It is possible to detect whether or not the wafer and the hologram are accurately aligned by the detection by the instrument.

【0106】よって、収束円筒波E2 の収束位置にホロ
グラムマーク42があるか否かにより検出手段における
検知強度が変化し、正確に位置合わせされた状態で検出
強度が最大となるので、この検知情報に基づいて保持手
段6aを制御作動させてアライメントを行なう。
Therefore, the detection intensity in the detection means changes depending on whether or not the hologram mark 42 is present at the convergence position of the converging cylindrical wave E 2 , and the detection intensity becomes maximum in the state of being accurately aligned. The holding means 6a is controlled and operated based on the information to perform the alignment.

【0107】本実施例における透過回折光F2 は、ウエ
ハマーク照明光D2 やそのウエハ面等での単純反射光と
は全く異なる方向に進行する光束であるため、アライメ
ント動作時に他の光束の影響を受けずにノイズの少ない
良好な検出信号が得られるものとなっている。
Since the transmitted diffracted light F 2 in this embodiment travels in a direction completely different from the wafer mark illumination light D 2 and the simple reflected light on the wafer surface thereof, etc. A good detection signal with less noise can be obtained without being affected.

【0108】本実施例においても、ウエハ5a装着時に
概略アライメントがなされていることが好ましいが、x
y方向並びにその面内での回転等を検知するために、図
2に示すように、xy方向の双方に長手方向を持つアラ
イメントマークを個々に設けて検出することが好まし
い。
Also in the present embodiment, it is preferable that the alignment be roughly performed when the wafer 5a is mounted.
In order to detect the rotation in the y direction and in the plane thereof, it is preferable to individually provide alignment marks having longitudinal directions in both the xy directions as shown in FIG.

【0109】また、本実施例においては、ウエハマーク
として反射型のウエハゾーンプレート52を用いている
が、ウエハの材質が透過型のものを使用する場合、或い
は透過スリット等からなるウエハマークを使用すること
も可能である。この場合には、ウエハマーク照明光とし
てホログラム形成時の物体照明光と同一の光束をウエハ
マークに照射することにより、ウエハマークからの透過
回折光を上記実施例同様に検知光として利用すればよ
く、ウエハマーク照明光学系をホログラム形成時の物体
照明光学系と兼用することも可能である。
Further, in this embodiment, the reflection type wafer zone plate 52 is used as the wafer mark. However, when the transmission material is used as the material of the wafer, or the wafer mark including the transmission slit is used. It is also possible to do so. In this case, by irradiating the wafer mark with the same light flux as the object illumination light at the time of forming the hologram as the wafer mark illumination light, the transmitted diffracted light from the wafer mark may be used as the detection light as in the above-described embodiment. It is also possible to use the wafer mark illumination optical system also as the object illumination optical system at the time of hologram formation.

【0110】次に、図6を用いて本発明に係るアライメ
ント手段の第二の実施例におけるアライメント用のホロ
グラムマーク形成について説明する。この実施例では、
アライメントマークとして同心円状のゾーンプレート形
状の透過領域からなるアライメントゾーンプレート33
を用い、マスクマークとしてアライメントゾーンプレー
ト33と同一形状で反射型のウエハゾーンプレート53
を用いる。
Next, the formation of hologram marks for alignment in the second embodiment of the alignment means according to the present invention will be described with reference to FIG. In this example,
Alignment zone plate 33 formed of concentric zone plate-shaped transparent regions as alignment marks
And a reflective wafer zone plate 53 having the same shape as the alignment zone plate 33 as a mask mark.
To use.

【0111】本実施例においても、マスク3b上に形成
されたアライメントマークからのホログラム形成の方法
は、上記実施例とほぼ同様である。ここで、本実施例で
はアライメントマークとしてアライメントゾーンプレー
ト33を用いているが、そのゾーンプレートの形状は使
用する照明光の波長による焦点距離がギャップ間隔より
長いもの、即ち、アライメントゾーンプレート33で回
折された収束球面波C3 がホログラム記録媒体1b上に
収束せず、ホログラム記録媒体を透過した位置で収束す
るものとなっている。
Also in this embodiment, the method of forming a hologram from the alignment mark formed on the mask 3b is almost the same as that of the above embodiment. Here, although the alignment zone plate 33 is used as the alignment mark in this embodiment, the shape of the zone plate is such that the focal length depending on the wavelength of the illumination light used is longer than the gap interval, that is, the alignment zone plate 33 diffracts light. The converged spherical wave C 3 thus formed does not converge on the hologram recording medium 1b but converges at a position where it passes through the hologram recording medium.

【0112】このため、アライメントゾーンプレート3
3に物体照明光B6 を照射すると、物体波として収束球
面波C3 が得られるが、この収束球面波C3 が収束する
途中でホログラム記録媒体を照射し、同じ位置に裏面側
から参照波A6 が照射され、これらの干渉によりホログ
ラムマーク43が形成される。そして、この状態のまま
マスク3bの回路パターンに基づくホログラムを形成
し、その後、マスク3bを取り外し、ウエハ5bを保持
装置6bに装着する。
Therefore, the alignment zone plate 3
When the object illuminating light B 6 is irradiated to the object 3 , a converging spherical wave C 3 is obtained as an object wave, and the hologram recording medium is irradiated while the converging spherical wave C 3 is converging and the reference wave is applied to the same position from the back surface side. A 6 is irradiated, and the hologram mark 43 is formed by these interferences. Then, in this state, a hologram based on the circuit pattern of the mask 3b is formed, then the mask 3b is removed, and the wafer 5b is mounted on the holding device 6b.

【0113】次に、このアライメントマーク43を利用
したアライメント方式の第三の実施例を図7を用いて説
明する。この実施例では、ウエハマークとしてのウエハ
ゾーンプレート53も上記実施例と同様な構成である。
図に示すように、ホログラム形成時の物体波及び参照波
と同一波長の平行光束からなるウエハ照明光D4 をプリ
ズム2cの長辺部で全反射させ、ホログラム記録媒体1
bに対して垂直に照射し、ホログラムマーク43を透過
して、ウエハゾーンプレート53を垂直に照射する。ウ
エハ照明光D4 は、ウエハゾーンプレート53により反
射回折されて収束波E4 となり、再びホログラム記録媒
体1bに入射する。
Next, a third embodiment of the alignment method using the alignment mark 43 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the wafer zone plate 53 as a wafer mark also has the same structure as the above embodiment.
As shown in the figure, the wafer illumination light D 4 composed of a parallel light flux having the same wavelength as the object wave and the reference wave at the time of hologram formation is totally reflected by the long side portion of the prism 2c, and the hologram recording medium 1
Irradiation is perpendicular to b, the hologram mark 43 is transmitted, and the wafer zone plate 53 is irradiated vertically. The wafer illumination light D 4 is reflected and diffracted by the wafer zone plate 53 to become a convergent wave E 4 , and enters the hologram recording medium 1b again.

【0114】この収束波E4 の収束位置が、ホログラム
形成時の物体波である収束球面波C3 の収束位置と一致
する場合、即ち、ウエハ5bが正確に位置合わせされた
状態にあれば、収束波E4 はウエハゾーンプレート53
により回折されてホログラム形成時の参照波A6 の進行
方向と同一の(ホログラム再生波と逆向きの)方向に進
行する透過回折光F4 となる。
If the convergent position of the convergent wave E 4 coincides with the convergent position of the convergent spherical wave C 3 which is the object wave at the time of hologram formation, that is, if the wafer 5b is in the accurately aligned state, The convergent wave E 4 is generated by the wafer zone plate 53.
The transmitted diffracted light F 4 is diffracted by and propagates in the same direction as the traveling direction of the reference wave A 6 at the time of hologram formation (opposite direction to the hologram reproduction wave).

【0115】そして、参照波A6 の進行方向に検出器
(図示せず)を設けることにより透過回折光F4 が検出
され、この検出強度が最大となる場合がウエハ5bが正
確に位置合わせされた状態であり、xy方向のずれ、並
びにギャップが正しくない時は共に検出強度が弱くな
る。このため、透過回折光F4 の検出強度が最大となる
様にウエハ5bを保持手段6cにより移動させることに
よりアライメントが行なわれる。
By providing a detector (not shown) in the traveling direction of the reference wave A 6 , the transmitted diffracted light F 4 is detected, and when the detected intensity is maximum, the wafer 5b is accurately aligned. In this state, the detection intensity becomes weak both when the gaps in the xy directions are incorrect and when the gap is incorrect. Therefore, the alignment is performed by moving the wafer 5b by the holding means 6c so that the detection intensity of the transmitted diffracted light F 4 is maximized.

【0116】次に、上記第三実施例と同じアライメント
マーク43を利用したアライメント方式の他の実施例を
図8を用いて説明する。この第四実施例では、上記実施
例同様にウエハマーク照明光を用いてウエハマークから
の回折波を利用するものであり、ウエハマークとしての
ウエハゾーンプレート53も上記実施例と同様な構成で
ある。この実施例が上記実施例と異なるのは、収束波E
4 によるホログラムマーク43を照射した際の回折光で
はなく、単純透過光を検知光として利用する点であり、
この単純透過光からなる検知光を透過収束光E6 とす
る。
Next, another embodiment of the alignment method using the same alignment mark 43 as the third embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the diffraction light from the wafer mark is used by using the wafer mark illumination light as in the above embodiments, and the wafer zone plate 53 as the wafer mark also has the same configuration as in the above embodiments. . The difference between this embodiment and the above embodiment is that the convergent wave E
The point is that not the diffracted light when the hologram mark 43 by 4 is irradiated, but the simple transmitted light is used as the detection light.
The detection light composed of this simple transmitted light is referred to as transmitted convergent light E 6 .

【0117】前述したように、ホログラフィック技術の
特性により、この透過収束光E6 の収束位置が、ホログ
ラム形成時の物体波の収束位置と一致する場合が、ウエ
ハ5bがホログラム(記録媒体)に対して正確に位置合
わせされた状態であるため、透過収束光E6 の収束位置
を検知することにより、ウエハとホログラムとの相対位
置関係が検出できることとなる。透過収束光E6 の収束
位置の検出は、例えば検出手段に適正収束位置に一方の
焦点を持つレンズ系を設け、このレンズ系の他方の焦点
位置に光電検出器等を配設し、この検出器における検出
状態を検知することにより可能である。
As described above, due to the characteristics of the holographic technology, when the convergent position of the transmitted convergent light E 6 coincides with the convergent position of the object wave during hologram formation, the wafer 5b becomes a hologram (recording medium). Since the position is accurately aligned, the relative position relationship between the wafer and the hologram can be detected by detecting the convergence position of the transmitted convergent light E 6 . To detect the convergent position of the transmitted convergent light E 6 , for example, a lens system having one focus is provided at the proper convergent position in the detecting means, and a photoelectric detector or the like is provided at the other focus position of this lens system, and this detection is performed. This is possible by detecting the detection state in the container.

【0118】ところで、本実施例ではホログラフィ技術
の特性をさらに応用し、先の物体波の収束位置に収束す
る他の光束を基準光として利用し、この基準光と前記透
過収束光E6 とのずれ(整合性)を検出することで、透
過収束光E6 の収束状態を検知するものとしている。即
ち、本実施例ではアライメント時にホログラムマーク4
3に対して、ホログラム形成時の参照波と同一のホログ
ラム照明光D6 を照射し、ホログラムマーク43からの
反射回折光を基準光に利用する。
By the way, in the present embodiment, the characteristics of the holography technique are further applied, and another light flux that converges on the convergence position of the previous object wave is used as the reference light, and this reference light and the transmitted convergent light E 6 are combined. By detecting the deviation (consistency), the convergence state of the transmitted convergent light E 6 is detected. That is, in this embodiment, the hologram mark 4 is used during alignment.
The same hologram illuminating light D 6 as the reference wave at the time of hologram formation is applied to 3 and the reflected diffracted light from the hologram mark 43 is used as the reference light.

【0119】これは、ホログラフィ技術の特性のうち、
一旦形成されたホログラムに対し、ホログラム形成時の
参照波と同一の光束を照射すると、ホログラム形成時の
物体波がホログラム(記録媒体)を透過して進行する経
路と同一の経路を通る回折光が得られることを応用した
ものである。
This is one of the characteristics of holography technology.
When a hologram once formed is irradiated with the same light flux as the reference wave at the time of hologram formation, diffracted light passing through the same path as the object wave at the time of hologram formation passes through the hologram (recording medium) and travels. It is an application of what can be obtained.

【0120】この特性を利用すると、ホログラム照明光
6 のホログラムマーク43からの反射回折光G1 は、
ホログラム形成時の物体波(の透過光)と同一の経路を
通るため、この反射回折光G1 と先の透過収束光E6
が一致した場合は、ウエハが正確に位置合わせされた状
態であることが検知できることとなる。従って、不図示
の検出手段により、反射回折光G1 と透過収束光E6
を検出し、これらが一致する様に保持手段6を駆動させ
る制御を行なうことによりアライメントが完了する。
Utilizing this characteristic, the reflected diffraction light G 1 from the hologram mark 43 of the hologram illumination light D 6 is
Since the same path as (the transmitted light of) the object wave at the time of hologram formation is passed, when the reflected diffracted light G 1 and the previously transmitted convergent light E 6 match, the wafer is accurately aligned. It is possible to detect that there is. Therefore, the alignment is completed by detecting the reflected diffracted light G 1 and the transmitted convergent light E 6 by a detection means (not shown) and controlling the driving of the holding means 6 so that they coincide with each other.

【0121】なお、これらの実施例においても、前述し
た実施例同様に透過型のウエハマークを使用できること
は言うまでもない。また、図3に示すようにアライメン
トマーク等を複数組設けることにより、正確な相対位置
検出並びにアライメントが行なえる。以上の各実施例で
は、各コーナー部にマークを設けて夫々相対位置検出を
行っている。
It is needless to say that a transmissive wafer mark can be used in these embodiments as in the above-mentioned embodiments. Further, by providing a plurality of sets of alignment marks and the like as shown in FIG. 3, accurate relative position detection and alignment can be performed. In each of the above embodiments, the relative position is detected by providing the marks at the corners.

【0122】また、最後に説明した基準光を利用するア
ライメント方式は、先に説明した他の実施例にも応用で
きるものである。例えば、ホログラム照明光D6 をホロ
グラムマークに照射した場合には、反射回折光G1 に加
え単純反射光G2 も生じるが、この単純反射光G2 はホ
ログラム形成時の参照波と同一(再生波と逆向き)の経
路を進行する基準光となる。このため、この基準光(単
純反射光G2 )を先の実施例の基準光として比較検出す
ることによりウエハとホログラムとの相対位置検出がで
きるものとなる。
The alignment method using the reference light described at the end can also be applied to the other embodiments described above. For example, when the hologram mark is irradiated with the hologram illumination light D 6 , simple reflected light G 2 is generated in addition to the reflected diffracted light G 1 , but the simple reflected light G 2 is the same as the reference wave at the time of hologram formation (reproduction). It becomes the reference light that travels in the path opposite to the wave). Therefore, the relative position of the wafer and the hologram can be detected by comparing and detecting the reference light (simple reflected light G 2 ) as the reference light of the previous embodiment.

【0123】以上の実施例においては検出手段を省略し
ているが、少なくとも検知光の強度が検出できるもので
あれば本発明に応用できる。但し、微小な位置ずれ等を
検知する場合には、検知光の光源手段にライン走査手段
や微小ふれ角振動走査手段等を組み合わせることによ
り、微小な位置ずれを検知できるものとなる。
Although the detecting means is omitted in the above embodiments, the invention can be applied to the invention as long as at least the intensity of the detection light can be detected. However, in the case of detecting a minute positional deviation or the like, a minute positional deviation can be detected by combining the light source means for the detection light with the line scanning means, the minute deflection angle vibration scanning means or the like.

【0124】また、検出手段は強度だけではなく、検知
光の波面等を検出することにより、相対位置ずれを検知
する方式を採用してもよい。例えば、図7に示す実施例
の様に検知光(回折光F4 )が平行光となった場合(位
置合わせされた状態)を検出するものは、その検知光の
平行からのずれを検知できるものであればよい。
Further, the detecting means may employ not only the intensity but also the wavefront of the detection light or the like to detect the relative positional deviation. For example, as in the embodiment shown in FIG. 7, a detector that detects when the detection light (diffracted light F 4 ) becomes parallel light (aligned state) can detect the deviation of the detection light from parallel light. Anything will do.

【0125】この検出方法としては、スポット幅計測
法、非点収差法、斜入射法、ナイフエッジ法、フーコー
法、臨界角法などの方法(「最近の光接触による粗さ測
定法」O plus E 1985年4月号、p71)やスポット幅
計測法、斜入射法[X線リソグラフィー]が知られてい
る。本発明においては、これらの何れを用いてもよく、
検知光の波面を検知できるものであればこれらに限定さ
れるものではない。
As the detection method, a spot width measuring method, an astigmatism method, an oblique incidence method, a knife edge method, a Foucault method, a critical angle method or the like ("Recent roughness measuring method by optical contact" O plus E April 1985 issue, p71), spot width measurement method, oblique incidence method [X-ray lithography] are known. In the present invention, any of these may be used,
It is not limited to these as long as the wavefront of the detection light can be detected.

【0126】これらの検出手段の一実施例を、図9〜図
11を用いて説明する。この検出系の実施例は、図7に
示す実施例の検出系として用いられるのものであり、検
出する光束が平行光か否か等を検知する場合に応用でき
るものである。この実施例では、透過回折光F4 の進行
状況を検出するものであり、ホログラム形成時の参照波
の進行方向(光軸)を基準として各部材が配置されてい
る。
An embodiment of these detecting means will be described with reference to FIGS. This embodiment of the detection system is used as the detection system of the embodiment shown in FIG. 7, and can be applied to the case of detecting whether or not the light flux to be detected is parallel light. In this embodiment, the traveling state of the transmitted diffracted light F 4 is detected, and each member is arranged with reference to the traveling direction (optical axis) of the reference wave during hologram formation.

【0127】ここで、ギャップに位置ずれが生じている
状態、即ち、デフォーカスしている状態では、透過回折
光F4 は発散光又は収束光となる。一方、ギャップが正
確な状態で横ずれ(XY方向の位置ずれ)が生じている
場合には、透過回折光F4 は平行光だが進行方向が変化
する。これらの波面の変化を非点収差法を応用して検出
する。非点収差法は、通常はオートフォーカスに用いら
れており、その原理をそのまま応用すればギャップ検出
が可能となる。
Here, in the state where the gap is displaced, that is, in the defocused state, the transmitted diffracted light F 4 becomes divergent light or convergent light. On the other hand, when the gap is accurate and lateral deviation (positional deviation in the XY directions) occurs, the transmitted diffracted light F 4 is parallel light, but the traveling direction changes. Changes in these wavefronts are detected by applying the astigmatism method. The astigmatism method is usually used for autofocus, and if the principle is applied as it is, gap detection can be performed.

【0128】本実施例では、透過回折光F4 は、シンド
リカルレンズ913を含む光学系により、その焦点位置
に配された四分割ディテクタ917に入射する。ここ
で、四分割ディテクタ917は、図10に示すように、
X−Y方向に対応して、受光部K1 〜K4 に分割されて
いる。この実施例では、ウエハとホログラムとの相対位
置関係が正確な場合には、透過回折光F4 は平行光とな
るので、四分割ディテクタ917の中央部に集光する光
束となり、各受光部K1 〜K4 からの検出強度は等しく
なる。
In this embodiment, the transmitted diffracted light F 4 is incident on the four-division detector 917 arranged at the focal position of the optical system including the cylindrical lens 913. Here, the four-division detector 917 is, as shown in FIG.
It is divided into light receiving portions K 1 to K 4 corresponding to the XY directions. In this embodiment, when the relative positional relationship between the wafer and the hologram is accurate, the transmitted diffracted light F 4 becomes parallel light, so that it becomes a light beam condensed at the central portion of the four-division detector 917, and each light receiving portion K. The detection intensities from 1 to K 4 are equal.

【0129】一方、図11に示すように、ギャップの位
置ずれが生じている場合には、楕円形状に変形して集光
され、隣り合う受光部の検出強度が異なるものとなる。
さらに、X−Y方向の位置ずれが生じている場合には、
集光点が中心からずれることとなり、各受光部からの検
出強度が異なることとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 11, when the gap position is deviated, the light is deformed into an elliptical shape and is condensed, and the detection intensities of the adjacent light receiving portions are different.
Furthermore, if there is a displacement in the X-Y direction,
The condensing point is deviated from the center, and the detection intensity from each light receiving unit is different.

【0130】このように、ギャップ並びにX−Y方向の
位置ずれに対応した集光状況の変化は図11に示すごと
く現れることとなるので、これに対応した各受光部での
検出強度の変化状態を検出することで、ウエハとホログ
ラムとの相対位置ずれ状態が検知できるものとなる。
As described above, since the change of the light collecting condition corresponding to the gap and the positional deviation in the XY directions appears as shown in FIG. 11, the corresponding change state of the detection intensity in each light receiving portion is shown. By detecting, the relative positional deviation between the wafer and the hologram can be detected.

【0131】具体的には、ギャップが正しい時に四分割
ディテクタ917に入射する光束が円形になることを利
用し、四つの受光部K1 〜K4 からの出力から、以下の
式に基づいて、数値Sを計算する。
Specifically, by utilizing the fact that the light beam incident on the four-division detector 917 becomes circular when the gap is correct, the outputs from the four light receiving parts K 1 to K 4 are calculated based on the following equations. Calculate the number S.

【0132】S=((K1 +K3 )−(K2 +K4 ))
/(K1 +K2 +K3 +K4 ) この数値Sが、S=0となる場合が、正しいギャップに
なる。
S = ((K 1 + K 3 )-(K 2 + K 4 ))
/ (K 1 + K 2 + K 3 + K 4 ) When this numerical value S is S = 0, the correct gap is obtained.

【0133】一方、X−Y方向の位置ずれが生じた時に
は、検出する波面の曲率は変わらずに進行方向に変化が
生ずるため、四分割ディテクタ917上のスポットの位
置が横ずれ方向に移動することとなる。この場合には、
以下の式で表される、TX とTY が、夫々図中のX方向
とY方向の横ずれを表す信号となり、横ずれが生じてい
ない場合には、TX とTY は夫々信号が生じない(TX
=TY =0)こととなる。
On the other hand, when the displacement in the X-Y directions occurs, the detected wavefront curvature does not change but changes in the traveling direction. Therefore, the position of the spot on the four-division detector 917 may move in the lateral displacement direction. Becomes In this case,
T X and T Y, which are expressed by the following equations, are signals representing lateral deviations in the X and Y directions in the figure, respectively. When lateral deviation does not occur, T X and T Y generate signals respectively. Not (T X
= T Y = 0).

【0134】TX =((K2 +K3 )−(K1 +K
4 ))/(K1 +K2 +K3 +K4 ) TY =((K3 +K4 )−(K1 +K2 ))/(K1
2 +K3 +K4
T X = ((K 2 + K 3 )-(K 1 + K
4)) / (K 1 = + K 2 + K 3 + K 4) T Y ((K 3 + K 4) - (K 1 + K 2)) / (K 1 +
K 2 + K 3 + K 4 )

【0135】このように、本実施例では非点収差法を応
用した光学系を用い、四分割ディテクタからの出力信号
から、上記の各数値を求めることで、ウエハとホログラ
ムとの相対位置ずれ情報を検出し、これに基づいて相対
位置関係の調整を行うことによりアライメントを行う。
As described above, in the present embodiment, the optical system to which the astigmatism method is applied is used, and the above-mentioned numerical values are obtained from the output signal from the four-division detector to obtain the relative positional deviation information between the wafer and the hologram. Is detected, and alignment is performed by adjusting the relative positional relationship based on this.

【0136】なお、上記実施例では、ギャップとxy方
向の位置合わせを同時に行うものを説明したが、検出手
段の方式によって、検出強度のみではギャップのずれに
よるものかxy方向の位置ずれによるものかの判断が難
しい場合には、ギャップ検出用の検出系を別途設けても
よい。さらに、ギャップ検出用の検出系を複数の位置
(例えば3点)で記録しておいて、ウエハのチルトを同
時に検出することも可能である。
In the above-described embodiment, the gap and the xy-direction alignment are performed at the same time. However, depending on the method of the detecting means, the detection intensity alone may be due to the gap shift or the xy-direction shift. If it is difficult to make the determination, a detection system for gap detection may be provided separately. Furthermore, it is possible to record the detection system for gap detection at a plurality of positions (for example, three points) and simultaneously detect the tilt of the wafer.

【0137】さらに、アライメントマークやホログラム
マーク又はウエハマークとして、ピンホール(又は、同
心円状のゾーンプレート)やスリット(又は、リニア状
のゾーンプレート)を別個に説明したが、何れを選択す
るかは、マスクの回路パターンとアライメントマークと
のマスクに対する配置条件やウエハにおける配置条件等
を考慮して適時選択すればよく、複数のアライメントマ
ークを設ける場合にはこれらを混在させてもよい。
Furthermore, pinholes (or concentric zone plates) and slits (or linear zone plates) have been separately described as alignment marks, hologram marks, or wafer marks, but which is selected? The circuit pattern of the mask and the alignment mark may be appropriately selected in consideration of the layout condition for the mask, the layout condition on the wafer, etc. When a plurality of alignment marks are provided, these may be mixed.

【0138】また、第三の実施例における検出系のダイ
ナミックレンジは、ゾーンプレートの大きさによって決
定される。このため、ゾーンプレートを大きくすれば相
対位置ずれが大きくてもずれの検出が可能になるので、
概略アライメントに用いることも可能である。そして、
その後に第一又は第二の実施例の検出手段等を用いて高
精度なアライメントを行なうことも可能であり、さら
に、各実施例に示されるアライメント手段を組み合わせ
て段階的に用いることで、相対位置計測のダイナミック
レンジを拡大し、しかも高い精度の相対位置検出が行な
える。
The dynamic range of the detection system in the third embodiment is determined by the size of the zone plate. Therefore, if the size of the zone plate is increased, it is possible to detect the displacement even if the relative displacement is large.
It can also be used for rough alignment. And
After that, it is also possible to perform highly accurate alignment by using the detection means or the like of the first or second embodiment, and further, by using the alignment means shown in each embodiment in combination, the relative alignment can be achieved. The dynamic range of position measurement can be expanded and relative position detection can be performed with high accuracy.

【0139】一方、ギャップ検出に着目すると、ギャッ
プ検出感度(精度)は回路パターンのホログラム露光の
際の焦点深度以内に誤差を抑える必要がある。本発明並
びに本発明各実施例では、実際のホログラムマークの再
生状態を検出しているものと同様であるため、アライメ
ント系における再生状態が適正であることが検出でき
る。このため、その後の回路パターンのホログラム露光
における焦点深度内に位置合わせを行うことが極めて容
易に行えるものとなっている。
On the other hand, focusing on gap detection, it is necessary to suppress the error in the gap detection sensitivity (accuracy) within the depth of focus during hologram exposure of the circuit pattern. Since the present invention and the respective embodiments of the present invention are the same as those for detecting the actual reproduction state of the hologram mark, it can be detected that the reproduction state in the alignment system is proper. Therefore, it is extremely easy to perform the alignment within the depth of focus in the subsequent hologram exposure of the circuit pattern.

【0140】ここで、ギャップ検出の精度を考慮する
と、本発明や各実施例で用いたゾーンプレートから生じ
る(回折)光束の収束角を大きくすること、言い換える
とN.A.を上げることにより検出感度が向上する。こ
のためには、ゾーンプレートの線幅を細くすることが必
要となるが、微細なピンホール孔やゾーンプレートを微
細化するには限界があり困難な場合が多い。
Here, considering the accuracy of the gap detection, increasing the convergence angle of the (diffracted) light beam generated from the zone plate used in the present invention and each of the embodiments, in other words, N.M. A. Raising the value improves the detection sensitivity. For this purpose, it is necessary to reduce the line width of the zone plate, but it is often difficult to miniaturize the fine pinhole holes and the zone plate because there is a limit.

【0141】そこで、ゾーンプレートの高次回折光を用
いる方法が現実的な対策として考えられる。高次回折光
は強度自体は低次回折光に比べて弱くなるが、波面状態
で検出する方式であれば、検出自体には問題はないもの
となる。但し、一次光と、三次光(もしくは五次光又は
七次光)は波面のみでは区別ができないため、これらの
回折集光位置近辺に概略アライメントにより、必要な次
数の回折光のみが検出できる程度にギャップ間隔を追い
込んでおくことで、より精密なギャップアライメントが
行えるものとなる。
Therefore, a method of using the high-order diffracted light of the zone plate can be considered as a practical countermeasure. Although the intensity of the high-order diffracted light becomes weaker than that of the low-order diffracted light, the detection itself has no problem if it is a method of detecting in the wavefront state. However, since the first-order light and the third-order light (or fifth-order light or seventh-order light) cannot be distinguished only by the wavefront, only the diffracted light of the necessary order can be detected by roughly aligning these diffraction focusing positions. By keeping the gap interval closer to the position, more precise gap alignment can be performed.

【0142】[0142]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るホログ
ラフィを用いた露光方法又は装置によれば、アライメン
ト手段にもホログラフィ技術を応用しているため、従来
の様に位置検出のための観察光学系を必要としない利点
がある。さらに、アライメント用の検査光束としてウエ
ハマーク照明光とそこからの回折波を用い、さらにホロ
グラムによる透過光や回折光を検出する構成としており
ため、例えばギャップ間隔中での多重反射によるノイズ
光が低減されるので、相対位置関係の検出精度が向上し
ている。
As described above, according to the exposure method or apparatus using holography according to the present invention, the holography technique is applied to the alignment means, and therefore, the observation optics for position detection as in the prior art. It has the advantage of not requiring a system. Furthermore, because the wafer mark illumination light and the diffracted wave from it are used as the inspection inspection light flux for alignment, and the transmitted light and diffracted light by the hologram are detected, noise light due to multiple reflections in the gap interval is reduced, for example. Therefore, the detection accuracy of the relative positional relationship is improved.

【0143】即ち、マスクパターンの再生に先立って、
ホログラム再生の際の再生像形成の焦点深度内にギャッ
プアライメントを行う必要があるが、アライメントマー
クマークの再生状態が適正である状態は、この焦点深度
内にギャップ調整がなされていることを意味するもので
あり、本発明のアライメント手段を用いれば、従来困難
であった適性焦点深度内へのギャップのアライメントが
容易且つ正確に行える利点がある。
That is, prior to the reproduction of the mask pattern,
Gap alignment needs to be performed within the depth of focus for reproduction image formation during hologram reproduction, but a proper reproduction state of the alignment mark mark means that gap adjustment has been performed within this depth of focus. However, the use of the alignment means of the present invention has an advantage that alignment of a gap within an appropriate depth of focus, which has been difficult in the past, can be performed easily and accurately.

【0144】このため、マスクパターンの露光の際のピ
ント位置が正確に検知できるので、露光転写がより正確
に行なえるものとなっている。さらに、ウエハとホログ
ラムとのアライメントが正確かつ容易に行なえるため、
特に重ね合わせ露光を必要とする露光対象に対して、正
確に位置合わせされた状態で重ね合わせ露光が行なえる
利点がある。従って、本発明によれば、露光作業におけ
るスループットが向上すると共に、完成品の歩留りも向
上する利点もある。
Therefore, the focus position at the time of exposing the mask pattern can be accurately detected, so that the exposure transfer can be performed more accurately. Furthermore, because the alignment between the wafer and the hologram can be performed accurately and easily,
In particular, there is an advantage that overlay exposure can be performed in an accurately aligned state for an exposure target that requires overlay exposure. Therefore, according to the present invention, there is an advantage that the throughput in the exposure operation is improved and the yield of finished products is improved.

【0145】また、実施例で説明した様にホログラム記
録媒体上に作製したホログラムマークを検出に利用する
場合には、仮にホログラムが変形しても、ホログラムマ
ーク(ホログラフィックゾーンプレート)自体もパター
ン部分(のホログラム)と同様に変形するため、ホログ
ラムの変形に対応した最適な結像位置との位置合わせが
可能となり、従来のような複雑な補正手段を必要とせ
ず、パターン等の露光転写精度が向上する利点がある。
When the hologram mark formed on the hologram recording medium is used for detection as described in the embodiment, even if the hologram is deformed, the hologram mark (holographic zone plate) itself is also a pattern part. Since it is deformed in the same manner as (hologram of), it becomes possible to perform alignment with the optimum image forming position corresponding to the deformation of the hologram, and it is not necessary to use complicated correction means as in the past, and exposure transfer accuracy of patterns etc. There is an advantage to improve.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかるホログラフィを用いた露光装置
の一実施例における概略構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an exposure apparatus using holography according to the present invention.

【図2】上記第一実施例におけるマスクの回路パターン
並びにアライメントマークの配置構成等を示す説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a circuit pattern of a mask and an arrangement configuration of alignment marks in the first embodiment.

【図3】他の実施例におけるマスクの回路パターン並び
にアライメントマークの配置構成等を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a circuit pattern of a mask and an arrangement configuration of alignment marks according to another embodiment.

【図4】本発明の第一実施例に係るホログラム露光方法
に用いるアライメント手段におけるホログラム作製時の
配置構成を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an arrangement configuration at the time of producing a hologram in the alignment means used in the hologram exposure method according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第一実施例のアライメント手段におけ
る相対位置検出の際の配置構成等を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement configuration and the like at the time of relative position detection in the alignment means of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第二実施例に係るホログラム露光方法
に用いるアライメント手段におけるホログラム作製時の
配置構成を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an arrangement configuration at the time of producing a hologram in the alignment means used in the hologram exposure method according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第三実施例のアライメント手段におけ
る相対位置検出の際の配置構成等を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an arrangement configuration and the like at the time of relative position detection in the alignment means of the third exemplary embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第四実施例のアライメント手段におけ
る相対位置検出の際の配置構成等の他の一例を示す説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of the arrangement and the like at the time of relative position detection in the alignment means of the fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図9】上記第三実施例のアライメント手段における相
対位置検出手段の配置構成等の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement and the like of relative position detection means in the alignment means of the third embodiment.

【図10】図9における四分割ディテクタの概略構成を
示す説明図である。
10 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a four-divided detector in FIG.

【図11】図9における四分割ディテクタへの入射光束
と位置ずれ状態との関係を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between a light beam incident on the four-division detector in FIG. 9 and a positional deviation state.

【図12】従来のアライメント手段の一例を示す説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a conventional alignment means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,101;ホログラム記録媒体、 2a,2b,2c,102;プリズム、 3a,3b,103;マスク、 5a,5b;ウエハ、 6a,6b,6c,6d,106;保持機構、 32,33;アライメントマーク、 42,43;ホログラムマーク、 52,53;ウエハマーク、 A,A4 ,A6 ;アライメントマーク用のホログラム参
照光、 B,B4 ,B6 ;アライメントマーク用のホログラム物
体照明光、 C,C2 ,C3 ;アライメントマークからの透過回折光
(物体波)、 D;ホログラムマーク用のホログラム再生波、 D2 ,D4 ,D5 ;ウエハマーク照明光、 D6 ;ホログラム照明光、 E2 ,E4 ,E5 ;ウエハマークからの反射回折光、 F1 ,F2 ,F3 ,F4 ,F5 ;検出光、 A2 ;パターン用のホログラム参照光、 B2 ;パターン用のホログラム物体照明光、 G1 ,G2 ;アライメント用の基準光、 110;ビームスプリッタ(ハーフミラー)、 111a,111b;ビームエキスパンダー、 112a,112b;ダイクロイックミラー、
1a, 1b, 101; hologram recording medium, 2a, 2b, 2c, 102; prism, 3a, 3b, 103; mask, 5a, 5b; wafer, 6a, 6b, 6c, 6d, 106; holding mechanism, 32, 33 Alignment marks, 42, 43; hologram marks, 52, 53; wafer marks, A, A 4 , A 6 ; alignment mark hologram reference light, B, B 4 , B 6 ; alignment mark hologram object illumination light , C, C 2 , C 3 ; transmitted diffracted light (object wave) from the alignment mark, D: hologram reproduction wave for hologram mark, D 2 , D 4 , D 5 ; wafer mark illumination light, D 6 ; hologram illumination Light, E 2 , E 4 , E 5 ; Reflected and diffracted light from wafer mark, F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , F 5 ; Detection light, A 2 ; Pattern hologram reference light , B 2 ; holographic object illumination light for pattern, G 1 , G 2 ; reference light for alignment, 110; beam splitter (half mirror), 111 a, 111 b; beam expander, 112 a, 112 b; dichroic mirror,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬込 伸貴 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 白石 直正 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 白数 廣 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 松浦 敏男 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinki Magome 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikon (72) Inventor Naomasa Shiraishi 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Company Nikon (72) Inventor Hiroshi Shirahiro Marunouchi 3 2-3, Tokyo, Chiyoda-ku, Tokyo Stock Company Nikon (72) Inventor Toshio Matsuura Marunouchi 3 2-3, Chiyoda-ku, Tokyo Stock Company Nikon

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所望のパターンが形成されたマスクから
の回折光を物体波とし、これと参照波とを干渉させてホ
ログラム記録媒体にホログラムを記録した後、前記参照
波と共役な再生波をホログラムに照射して前記マスクに
代えて配置されたウエハ上にマスクパターンの像を再生
させることにより、マスクのパターンをウエハに転写さ
せるホログラフィを用いた露光方法において、 前記マスクに形成された所定形状のアライメントマーク
からの回折光を物体波として前記ホログラム記録媒体に
アライメント用のホログラムマークを記憶させる工程
と、 前記マスクパターン像の再生に先立って、前記物体波と
同一波長の照明光を前記ウエハ面に設けられたウエハマ
ークに照射することにより得られた回折光により前記ホ
ログラムマークに照射すると共に、これによる前記ホロ
グラムマークからの透過検出光を検出する工程と、 該検出結果に基づいてホログラム記録媒体とウエハとの
相対位置ずれ情報を検出し、この位置ずれ情報に基づい
てこれらの相対位置関係を補正する工程と、 を有することを特徴とするホログラフィを用いた露光方
法。
1. A diffracted light from a mask on which a desired pattern is formed is used as an object wave, and this is interfered with a reference wave to record a hologram on a hologram recording medium, and then a reproduction wave conjugate with the reference wave is generated. An exposure method using holography in which a mask pattern is transferred onto a wafer by irradiating a hologram to reproduce an image of the mask pattern on the wafer arranged in place of the mask, and a predetermined shape formed on the mask The step of storing the hologram mark for alignment in the hologram recording medium as the object wave using the diffracted light from the alignment mark as an object wave, and before the reproduction of the mask pattern image, the illumination light having the same wavelength as the object wave is applied to the wafer surface. The hologram mark is irradiated with the diffracted light obtained by irradiating the wafer mark provided on the Along with this, the step of detecting the transmitted detection light from the hologram mark by this, the relative positional deviation information between the hologram recording medium and the wafer is detected based on the detection result, and these relative positions are detected based on this positional deviation information. An exposure method using holography, comprising: a step of correcting the relationship.
【請求項2】 前記アライメントマークがゾーンプレー
ト形状であり、 前記ウエハマークが、前記ホログラムマーク形成時のア
ライメントマークからの物体波と同一の回折波が生ずる
構成であることを特徴とする請求項1記載のホログラフ
ィを用いた露光方法。
2. The alignment mark has a zone plate shape, and the wafer mark is configured to generate the same diffracted wave as the object wave from the alignment mark at the time of forming the hologram mark. An exposure method using the described holography.
【請求項3】 前記ホログラムマークをホログラム形成
時の参照波と同一の参照検査光により照射して得られる
参照検出光を検出する工程と、 該検出結果に基づいてホログラム記録媒体とウエハとの
相対位置ずれ情報を検出する工程と、 を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のホロ
グラフィを用いた露光方法。
3. A step of detecting a reference detection light obtained by irradiating the hologram mark with the same reference inspection light as the reference wave at the time of forming the hologram, and the relative between the hologram recording medium and the wafer based on the detection result. An exposure method using holography according to claim 1 or 2, further comprising: a step of detecting positional deviation information.
【請求項4】 所望のパターンが形成されたマスクから
の回折光を物体波とし、これと参照波とを干渉させてホ
ログラム記録媒体にホログラムを記録した後、前記参照
波と共役な再生波をホログラムに照射してマスクパター
ンの像をウエハ上に再生させることにより、マスクのパ
ターンをウエハに転写させるホログラフィを用いた露光
装置であって、 コヒーレント光束を発生させるコヒーレント光源と、 前記光源からのコヒーレント光束を、前記マスクのアラ
イメントマークが形成された位置に導くと共に、それに
よって当該アライメントマークから生じる透過回折光
を、ホログラムマーク形成のための物体波として、前記
ホログラム記録媒体内へ照射する物体波照射光学系と、 前記光源からのコヒーレント光束を、ホログラムマーク
形成のための参照波として、前記ホログラム記録媒体内
で前記物体波との干渉を生じるように前記ホログラム記
録媒体内へ照射する参照波照射光学系と、 前記ウエハ面に形成されたウエハマークに、前記物体波
と同一波長のウエハマーク照明光を導くと共に、それに
よって生ずるウエハマークでの回折光を前記アライメン
トマークが形成されたホログラム記録媒体に導くウエハ
マーク照明光学系と、 前記ホログラム記録媒体に形成されたホログラムマーク
を透過した前記ウエハマークでの回折光を透過検出光と
して検出する透過光検出手段と、 前記透過光検出手段の検出結果に基づいて、前記ホログ
ラム記録媒体と前記ウエハとの相対位置ずれ情報を検出
する相対位置検出手段と、 を備えたことを特徴とするホログラフィを用いた露光装
置。
4. A diffracted light from a mask on which a desired pattern is formed is used as an object wave, and this is interfered with a reference wave to record a hologram on a hologram recording medium, and then a reproduction wave conjugate with the reference wave is generated. An exposure apparatus using holography for transferring a mask pattern onto a wafer by irradiating a hologram to reproduce an image of a mask pattern on the wafer, wherein a coherent light source for generating a coherent light beam, and a coherent light source from the light source. Object wave irradiation for guiding the light flux to the position where the alignment mark of the mask is formed, and irradiating the diffracted diffracted light generated thereby from the alignment mark into the hologram recording medium as an object wave for forming the hologram mark. An optical system and a coherent light beam from the light source are used to form a hologram mark. A reference wave irradiation optical system that irradiates the hologram recording medium into the hologram recording medium so as to cause interference with the object wave in the hologram recording medium, and a wafer mark formed on the wafer surface to the object. A wafer mark illumination optical system that guides the wafer mark illumination light having the same wavelength as the wave and guides the diffracted light at the wafer mark generated thereby to the hologram recording medium on which the alignment mark is formed; and a wafer mark illumination optical system formed on the hologram recording medium. Relative positional deviation information between the hologram recording medium and the wafer based on a detection result of the transmitted light detecting unit that detects diffracted light at the wafer mark that has passed through the hologram mark as transmitted detection light. An exposure apparatus using holography, comprising: a relative position detecting means for detecting
【請求項5】 前記アライメントマークが、ゾーンプレ
ート形状であり、 前記ウエハマークが、前記アライメントマークからの物
体波と同一の回折波が生ずるゾーンプレート形状である
ことを特徴とする請求項4に記載のホログラフィを用い
た露光装置。
5. The alignment mark has a zone plate shape, and the wafer mark has a zone plate shape in which the same diffracted wave as the object wave from the alignment mark is generated. Exposure equipment using holography.
【請求項6】 前記参照波と同一の参照検査光を前記ホ
ログラムマークに導くと共に、このホログラムマークで
の反射光を検出する参照反射光検出手段を備え、 前記相対位置検出手段が、前記参照反射光検出手段の検
出結果を利用して前記ホログラム記録媒体と前記ウエハ
との相対位置ずれ情報を検出するものであることを特徴
とする請求項4又は5に記載したホログラフィを用いた
露光装置。
6. A reference reflected light detection unit that guides the same reference inspection light as the reference wave to the hologram mark and detects the reflected light at the hologram mark, wherein the relative position detection unit includes the reference reflection light. The holographic exposure apparatus according to claim 4 or 5, wherein relative position shift information between the hologram recording medium and the wafer is detected by using a detection result of a light detection unit.
【請求項7】 前記相対位置検出手段による検出結果に
基づいて、前記ホログラム記録媒体と前記ウエハとの相
対位置関係を修正する補正手段を備えていることを特徴
とする請求項4,5又は6に記載のホログラフィを用い
た露光装置。
7. A correction means for correcting the relative positional relationship between the hologram recording medium and the wafer based on the detection result of the relative position detection means. An exposure apparatus using the holography described in 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100447673C (en) * 2004-09-27 2008-12-31 精工爱普生株式会社 Method for aligning exposure mask and method for manufacturing thin film device substrate

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CN100447673C (en) * 2004-09-27 2008-12-31 精工爱普生株式会社 Method for aligning exposure mask and method for manufacturing thin film device substrate

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