(57)【要約】【課題】複数の露光工程を経て変形したウエハであっても高精度に位置合わせを実施することができ、かつ、高いスループットが容易に得られる露光装置を提供する。【解決手段】光源から光を導入し、測定対象物６に形成されたアライメントマーク５０ａ、５０ｂに対して光を照射する照明系と、アライメントマーク５０ａ、５０ｂにおいて反射、又は回折、又は散乱された光を結像する結像系とを有する位置検出系を備え、位置検出系が検出したアライメントマーク５０ａ、５０ｂの位置情報に基づいて、測定対象物６に対して回転、シフト、及び倍率補正の少なくとも１つを実施する露光装置であって、結像系は、光からアライメントマーク信号を検出する画像検出素子を備え、画像検出素子による測定領域７０は、測定対象物６の回転中心からアライメントマーク５０ａ、５０ｂへ向かう第１方向の測定領域に比べ、第１方向に直交する第２方向の測定領域の方が広い。【選択図】図５
2011103352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から光を導入し、測定対象物に形成されたアライメントマークに対して光を照射する照明系と、前記アライメントマークにおいて反射、又は回折、又は散乱された光を結像する結像系とを有する位置検出系を備え、該位置検出系が検出した前記アライメントマークの位置情報に基づいて、前記測定対象物に対して回転、シフト、及び倍率補正の少なくとも１つを実施する露光装置であって、
前記結像系は、前記光からアライメントマーク信号を検出する画像検出素子を備え、
前記画像検出素子による測定領域は、前記測定対象物の回転中心から前記アライメントマークへ向かう第１方向の測定領域に比べ、前記第１方向に直交する第２方向の測定領域の方が広いことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記測定領域は、矩形であり、前記第１方向に平行な辺をその短辺とし、前記第２方向に平行な辺をその長辺とすることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記位置検出系は、前記アライメントマークが回転移動した際に、前記短辺が前記第１方向と平行するように前記画像検出素子を回転可能とする機構を備えることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記機構は、前記アライメントマークが回転移動に応じて前記画像検出素子を回転させることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記画像検出素子は、光電変換素子であることを特徴とする請求項１〜４にいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記画像検出素子の受光部は、矩形であり、長辺方向、及び短辺方向で画素分解能が異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記測定対象物は、被処理基板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記測定対象物は、被処理基板に転写される回路パターンが形成された原版であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、及びそれを用いたデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、半導体デバイスや液晶表示装置等の製造工程であるリソグラフィ工程において、原版（レチクル、又はマスク）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等）に転写する装置である。例えば、半導体製造用の投影露光装置では、投影パターンの解像力の向上に伴い、レチクルとウエハとを相対的に位置合わせをするアライメント処理でも高精度化が要求される。このアライメントに先立ち、露光装置は、まず、キャリアから搬送装置により搬送されてきたウエハを所定位置に位置合わせをするプリアライメント処理を実施する。ここで、プリアライメントの基準となるセンサの取り付け位置が各製造装置間で差異があると、処理部のウエハチャックに対するウエハの位置合わせにバラツキが生じる。その結果、プリアライメント終了後に、レチクルとウエハチャック上のウエハとを精密にアライメントする際、ウエハ面上に設けた位置検出マークが顕微鏡の測定領域に入らない場合がある。そこで、例えば、特許文献１は、第１ステージと第２ステージを有し、基準試料に対して第１ステージ上でプリアライメントを実施した後、第２ステージ上でズレ量を検出し、その補正値に基づいて位置合わせをする位置合わせ方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３７２６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の位置合わせ方法では、アライメント模索や送り量の補正等のステージの動作が増えるため、露光装置のスループットが低下する。また、このステージの送り量の補正方法は、最初にウエハに焼き付けられた位置検出マークに対して補正するものであり、ウエハチャックに対するウエハの位置の各製造装置間のバラツキに対しては考慮されていない。更に、従来の半導体製造用の露光装置では、露光工程が進むにつれてウエハ自身に変形が生じるため、ウエハチャックによる真空吸着によりウエハを平面矯正するが、矯正状態が製造装置毎に異なるので、チップの位置及び形状に大きく影響する場合がある。
【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、複数の露光工程を経て変形したウエハであっても高精度に位置合わせを実施することができ、かつ、高いスループットが容易に得られる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、光源から光を導入し、測定対象物に形成されたアライメントマークに対して光を照射する照明系と、アライメントマークにおいて反射、又は回折、又は散乱された光を結像する結像系とを有する位置検出系を備え、該位置検出系が検出したアライメントマークの位置情報に基づいて、測定対象物に対して回転、シフト、及び倍率補正の少なくとも１つを実施する露光装置であって、結像系は、光からアライメントマーク信号を検出する画像検出素子を備え、画像検出素子による測定領域は、測定対象物の回転中心からアライメントマークへ向かう第１方向の測定領域に比べ、第１方向に直交する第２方向の測定領域の方が広いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、測定対象物に回転誤差が発生し、基準位置に対してアライメントマークの位置にズレ量が発生していたとしても、画像検出素子の測定領域は、誤差が発生する方向に対して広いので、高精度にアライメントマークの検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】オフアクシスアライメント検出系とその付属構成を示す概略図である。
【図３】ＣＣＤカメラの構成を示す概略図である。
【図４】ベースライン計測を実施する露光装置の構成を示す概略図である。
【図５】アライメントマークに対する画像検出素子の測定領域を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１０】
まず、本発明の露光装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。本実施形態における露光装置は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板であるウエハに対して露光処理を施す装置であり、ステップ・アンド・リピート方式、又はステップ・アンド・スキャン方式を採用した走査型投影露光装置である。なお、以下の図において、投影光学系の光軸に平行にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のウエハの走査方向にＹ軸を取り、該Ｙ軸に直交する非走査方向にＸ軸を取って説明する。露光装置１は、照明光学系２と、レチクル３を保持するレチクルステージ４と、投影光学系５と、ウエハ６を保持するウエハステージ７と、露光装置１の各構成要素を制御する不図示の制御系とを備える。
【００１１】
照明光学系２は、光源１０を備え、転写用の回路パターンが形成されたレチクル３を照明する装置である。光源１０としては、例えば、パルス光源（レーザ）を使用する。使用可能なレーザは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長約１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザ等である。なお、レーザの種類は、エキシマレーザに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザを使用しても良いし、レーザの個数も限定されない。また、光源１０にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザをインコヒーレント化するインコヒーレント光学系を使用することが好ましい。更に、光源１０に使用可能な光源は、パルス光源に限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプ等の連続光源も使用可能である。
【００１２】
更に、照明光学系２は、照明光整形光学系１１と、フライアイレンズ１２と、コンデンサレンズ１３と、固定の視野絞り１４と、可変視野絞り１５と、リレーレンズ１６とを備える。照明光整形光学系１１は、光源１０から照射された照明光の光束径を所定の大きさに設定する光学系であり、フライアイレンズ１２や２組のシリンドリカルレンズアレイ板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含む。なお、照明光整形光学系１１は、光学ロッドや回折要素に置換される場合もある。フライアイレンズ１２は、多数の２次光源を形成する光学素子である。コンデンサレンズ１３は、フライアイレンズ１２で形成された２次光源を集光する光学素子である。各視野絞り１４、１５は、円形絞り、変形照明用の輪帯照明絞り、及び４重極照明絞り等で構成される光学絞りである。更に、リレーレンズ１６は、レチクル３のパターン形成面と可変視野絞り１５とを共役にする光学素子である。なお、図１では、固定の視野絞り１４は、可変視野絞り１５よりもコンデンサレンズ１３側に配置しているが、リレーレンズ１６側に配置しても良い。ここで、露光処理時のオン／オフは、一般に、パルス光源を使用する場合には、パルス光源用の電源装置からの供給電力の制御により切り換え、一方、連続光源を使用する場合には、照明光整形光学系１１内のシャッタにより切り換える。但し、図１に示すように、可動ブラインドである可変視野絞り１５を設置している場合には、可変視野絞り１５の開閉によって切り換えても良い。
【００１３】
レチクル３は、例えば、石英ガラス製の原版であり、転写されるべき回路パターンが形成されている。また、レチクルステージ４は、ＸＹ方向に移動可能な原版ステージであって、レチクル３を保持、及び位置決めするための装置である。走査露光を行う場合、レチクルステージ４は、Ｙ軸方向にスキャン駆動する。更に、レチクルステージ４は、移動鏡１７と、該移動鏡１７にレーザビームを投射し、その反射光を受光することによってレチクルステージ４の位置を検出するレーザ干渉計１８を有する。
【００１４】
投影光学系５は、照明光学系２からの露光光で照明されたレチクル３上のパターンを所定倍率（例えば、１／４、若しくは１／５）でウエハ６上に投影露光する。投影光学系５としては、複数の光学要素のみから構成される光学系や、複数の光学要素と少なくとも一枚の凹面鏡とから構成される光学系（カタディオプトリック光学系）が採用可能である。若しくは、投影光学系５として、複数の光学要素と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学要素とから構成される光学系や、全ミラー型の光学系等も採用可能である。
【００１５】
ウエハ６は、表面上にレジスト（感光剤）が塗布された、単結晶シリコン製の被処理基板であり、本実施形態における測定対象物である。また、ウエハステージ７は、ＸＹＺ方向に移動可能な基板ステージであって、ウエハ６を保持、及び位置決めするための装置である。ここで、走査露光を行う場合、ウエハステージ７は、レチクルステージ４と同様、Ｙ軸方向にスキャン駆動する。なお、通常の走査露光の場合、レチクルステージ４及びウエハステージ７は、互いに逆方向にスキャン駆動する。一方、静止露光の場合、レチクルステージ４及びウエハステージ７は、露光中は共に駆動しない。更に、ウエハステージ７は、移動鏡１９と、該移動鏡１９にレーザビームを投射し、その反射光を受光することによってウエハステージ７の位置、及び振動を検出するレーザ干渉計２０を有する。なお、ウエハステージ７の上部に、ウエハステージ７のＺ軸に対する位置、及び振動を検出するレーザ干渉計を備える場合もある。
【００１６】
制御系は、露光処理、及び該露光処理に際してレチクル３やウエハ６の駆動等を実施するために、光学系やステージ系等の各構成要素を制御する制御手段である。制御系は、本実施形態の露光装置１の動作をシーケンス、若しくはプログラムの形態で実施するものであり、磁気記憶装置やメモリ等で構成される記憶装置を備えたコンピュータ、及びシーケンサ等で構成される。なお、制御系は、露光装置１本体と一体で構成しても良いし、若しくは、露光装置１本体の設置場所とは異なる場所に設置し、遠隔で制御しても良い。
【００１７】
更に、露光装置１は、ウエハ６の上方に検出部が位置するように、オフアクシス方式の位置検出系（アライメント検出系、以下、「ＯＡ検出系」と表記する）２１を備える。図２は、ＯＡ検出系２１と、その付属構成を示す概略図である。なお、図２において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。まず、ＯＡ検出系２１は、該ＯＡ検出系２１内に照明光束ＩＬを導入する光源部３０と、該光源部３０から照明光束ＩＬを後述の照明系３２に導光するファイバ３１とを付属する。また、上述の露光装置１を構成する制御系として、ＯＡ検出系２１及び光源部３０を制御する主制御系３３と、ウエハステージ７の駆動を制御するステージ制御系３４と、各種駆動動作命令を保存及び算出するコンピュータ３５とを、図２内に図示する。
【００１８】
光源部３０は、例えば、ＨｅＮｅレーザ３６とハロゲンランプ３７とからなる光源と、光源切換ミラー３８と、光源からの光束をファイバ３１の入射端に集光させる集光光学系３９とを備える。この場合、主制御系３３は、コンピュータ３５からのＨｅＮｅレーザ３６、若しくはハロゲンランプ３７のいずれの光源を使用するかの指示に基づいて、光源切換ミラー３８の駆動を制御する。即ち、光源としてＨｅＮｅレーザ３６が選択された場合は、光源切換ミラー３８は、図２中の破線で示すように光路から退避し、ＨｅＮｅレーザ３６からの光束を集光光学系３９に照射させる。一方、光源としてハロゲンランプ３７が選択された場合は、光源切換ミラー３８は、ハロゲンランプ３７からの光束を反射させて集光光学系３９に照射する。なお、光源部３０は、露光装置１の光源１０と併用するのが一般的であるが、ＯＡ検出系用として単体で設置しても良い。この場合、光源は、発熱体であるため、温度安定性が求められるＯＡ検出系２１からは離れた場所に配置することが望ましい。また、本実施形態のように２種類の光源を使用する場合、ＨｅＮｅレーザ３６とハロゲンランプ３７の配置は、特に限定するものではない。
【００１９】
次に、ＯＡ検出系２１の構成について説明する。ＯＡ検出系２１は、まず、ウエハＷに対して照明光束ＩＬを送る照明系３２を有する。該照明系３２は、受光光学系４０と、照明開口絞り円盤４１と、平行平面板４２と、照明コンデンサレンズ４３と、照明視野絞り４４と、照明リレーレンズ４５とを備える。照明開口絞り円盤４１は、照明光束ＩＬの太さ（ＮＡ）を規定する複数種類の開口絞りを有し、モータ４６の駆動により、回転方式（ターレット方式）で切換え可能である。平行平面板４２は、モータ４７の駆動により、照明光束ＩＬに対する傾きを調整する光路シフト用の透明部材である。照明コンデンサレンズ４３は、平行平面板４２を通過した照明光束ＩＬを集光する光学素子である。照明視野絞り４４は、照明コンデンサレンズ４３が集光した照明光束ＩＬの像の大きさを規定する視野絞りである。更に、照明リレーレンズ４５は、照明視野絞り４４を通過した照明光束ＩＬを受光し、後述の偏光ビームスプリッタ４８に照射させる光学素子である。
【００２０】
ここで、ＯＡ検出系２１は、後述の対物開口絞り４９に対する照明開口絞りの位置を自動で調整する。具体的には、まず、ユーザーが、コンピュータ３５に対して光源の種類（ＨｅＮｅレーザ３６、又はハロゲンランプ３７）と照明開口絞りとの組合せに関する照明条件（以下、「照明モード」と表記する）を設定する。その後、主制御系３３は、照明モードに基づいて、モータ４６に対して回転原点からの回転量を指示する。次に、主制御系３３は、指示された回転量に基づいてモータ４６を駆動し、複数種類の照明開口絞りのいずれかを設定し、設定された照明開口絞りを通過した照明光束ＩＬは、平行平面板４２を透過する。次に、主制御系３３は、照明モードに基づいて、モータ４７に対して回転原点からの回転量を指示する。次に、主制御系３３は、指示された回転量に基づいてモータ４７を駆動し、平行平面板４２を照明光束ＩＬの光軸に対して傾かせることで、照明光束ＩＬをウエハ６の方向に平行シフトさせる。なお、各モータ４６、４７の回転原点は、それぞれ予め原点検出駆動として各モータ４６、４７を回転させて規定する。
【００２１】
更に、ＯＡ検出系２１は、ウエハ６上に形成されたアライメントマーク５０に対して照明光束ＩＬを投光し、かつ、アライメントマーク５０からの反射、又は回折、又は散乱によって発生した結像光束ＭＬを受光する結像系５１を有する。該結像系５１は、偏光ビームスプリッタ４８と、反射プリズム５２と、λ／４板５３と、結像開口絞り４９と、対物レンズ５４と、リレーレンズ５５と、検出光学系５６と、画像検出素子５７とを備える。偏光ビームスプリッタ４８は、照明光束ＩＬのＰ偏光成分（Ｚ軸に平行な成分）のみを透過させ、かつ、結像光束ＭＬを反射させて後述のリレーレンズ５５に照射するスプリッタである。なお、偏光ビームスプリッタ４８は、検出光を高効率で検出するためのものであり、光量が十分であれば、通常のハーフミラーを使用しても良い。反射プリズム５２は、照明光束ＩＬ、及び結像光束ＭＬを反射させる反射部である。λ／４板５３は、照明光束ＩＬを円偏光に変換し、かつ、結像光束ＭＬを円偏光から直線偏光（Ｘ軸方向のＳ偏光）に変換する偏光変換部である。結像開口絞り４９は、結像光束ＭＬの太さを規定する開口絞りである。対物レンズ５４は、照明光束ＩＬを集光して焦点面であるアライメントマークに光を照射し、かつ、焦点面からの像を集光して結像光束ＭＬを作成する光学素子である。リレーレンズ５５は、結像光束ＭＬを一旦結像し、絞りを介して検出光学系５６に照射する光学素子である。検出光学系５６は、結像光束ＭＬを画像検出素子５７の受光面に再度結像する光学系である。更に、画像検出素子５７は、受光した結像光束ＭＬからアライメントマーク信号を検出し、主制御系３３を介してコンピュータ３５に送信する検出素子である。
【００２２】
図３は、画像検出素子５７を収納したＣＣＤカメラ５８の構成を示す概略図であり、図３（ａ）は、ＣＣＤカメラ５８の側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応したＣＣＤカメラ５８の受光部方向から見た平面図である。本実施形態の画像検出素子５７は、光電変換素子である２次元ＣＣＤセンサである。画像検出素子５７の受光部５７ａは、矩形であり、長辺方向、及び短辺方向により、それぞれ画素分解能が異なる。なお、画像検出素子５７は、ＣＣＤセンサに限定するものではなく、例えば、フォトダイオードでも良い。ＣＣＤカメラ５８は、画像検出素子５７を内部に設置したアクチュエータ５９と、該アクチュエータ５９を固定するマウント５８ａとを備える。アクチュエータ５９は、画像検出素子５７を回転駆動させ、受光部５７ａの長辺方向、及び短辺方向の向かう位置を変更可能とする回転駆動機構（変換機構）である。
【００２３】
次に、ウエハ６に対するアライメント処理に際し、ベースライン計測を実施する露光装置１の作用について説明する。図４は、ベースライン計測を実施する露光装置１の構成を模式的に示す概略図であり、図４（ａ）は、レチクルステージ４の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応した露光装置１の側面図である。なお、図４において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。ここで、レチクルステージ４上には、レチクル３の位置決めのための複数のレチクル基準マーク６０と、２箇所のレチクル基準プレート６１とが形成され、一方のレチクル基準プレート６１上には、複数のベースライン計測用マーク６２が形成されている。また、ウエハステージ７上には、複数のステージ基準マーク６３が形成されている。まず、ベースライン計測に先立ち、露光装置１は、不図示のレチクルアライメント顕微鏡を用いてレチクル基準マーク６０を検出することにより、レチクルステージ４に対するレチクル３の位置決めを実施する。次に、ベースライン計測の第１工程として、露光装置１は、アライメント顕微鏡６４を用いて、投影光学系５を通し、ベースライン計測用マーク６２とステージ基準マーク６３との相対位置を検出する。第１工程の終了後、第２工程として、露光装置１は、ウエハステージ７を移動させることにより、ステージ基準マーク６３をＯＡ検出系２１の観察領域に合わせる。その後、露光装置１は、ステージ基準マーク６３とＯＡ検出系２１の基準マークとの相対位置を検出する。最終的に、露光装置１は、第１工程と第２工程との検出結果に基づいて、ベースライン量の算出を行う。このベースライン計測により、露光装置１は、露光描画中心に対するＯＡ検出系２１の検出位置を求めることができ、即ち、ウエハ６に対するアライメント処理を実施することができる。
【００２４】
次に、ウエハ６に対するアライメント処理を実施する露光装置１の作用について説明する。アライメント処理において、まず、選択したアライメントマークをＯＡ検出系２１の測定領域下に移動させる際は、ステージ制御系３４が、コンピュータ３５からの指令によりウエハステージ７を指定した位置に駆動する。次に、ＯＡ検出系２１が、アライメントマークを検出し、コンピュータ３５が、ＯＡ検出系２１が検出したアライメントマーク信号及びウエハステージ７の位置に基づいてウエハ６の回転量を算出する。そして、ウエハ６の位置結果に基づいて、ステージ制御系３４が、ウエハステージ７を駆動してウエハ６を回転、及びシフト、若しくは、ＯＡ検出系２１が、倍率補正の少なくとも１つを実施することで、ウエハ６の位置合わせを行う。図５は、ウエハ６上の任意の箇所に配置された２箇所のアライメントマーク５０ａ、５０ｂに対する画像検出素子５７の測定領域７０を示す概略図である。なお、図５において、比較のために、従来の画像検出素子の測定領域７１も同様に示す。ここで、１つのウエハに対して、露光装置Ａと露光装置Ｂとの２種類の露光装置で露光処理を実施すると仮定する。このとき、ウエハ６がθ方向に若干回転する回転移動が発生したことに起因して、図５中のアライメントマーク５０ｂの焼き付け位置にズレ量が生じると、従来の露光装置が備えるＯＡ検出系の測定領域７１内にアライメントマーク５０ｂを収容することができない。この場合、従来の露光装置では、アライメントマーク５０ａ、５０ｂを模索する工程が加わることになり、結果的に、アライメント時間が遅延し、ウエハの処理効率が悪化する。したがって、露光装置を使用した生産計画を算定する上で好ましくない。そこで、本実施形態の露光装置１では、ＣＣＤカメラ５８に設置したアクチュエータ５９を適宜回転駆動させて、測定領域内にアライメントマーク５０ｂが収容されるように画像検出素子５７の受光部５７ａの方向位置を変化させる。
【００２５】
例えば、まず、ＯＡ検出系２１は、画像検出素子５７の受光部５７ａの方向、即ち、測定領域の長辺方向が、従来のようにウエハ６の回転中心からアライメントマーク５０ａ、５０ｂに向かう第１方向（図５中の測定領域７１と同一方向）となるように設定する。次に、ＯＡ検出系２１は、２箇所のアライメントマーク５０ａ、５０ｂを順次検出する。ここで、ＯＡ検出系２１が、アライメントマーク５０ａ、５０ｂをそれぞれ検出することに成功した場合は、そのまま検出したアライメントマーク信号をコンピュータ３５に送信して、このアライメントマーク信号に基づいて、ウエハ６の位置合わせを行う。一方、２箇所のアライメントマーク５０ａ、５０ｂが回転移動し、少なくとも１箇所のアライメントマーク測定領域から外れ、ＯＡ検出系２１が検出することに失敗した場合は、ＯＡ検出系２１は、その結果をコンピュータ３５に送信する。次に、コンピュータ３５は、主制御系３３に対して、アクチュエータ５９を９０度回転駆動させるように指示し、第１方向と直交する方向である第２方向に測定領域の長辺方向が向くように、受光部５７ａの方向を変化させる。即ち、この場合、測定領域は、図５の測定領域７０に示すように、第１方向に平行な辺が短辺となり、第２方向に平行な辺が長辺となる。これにより、測定領域が実質的に広がるので、ＯＡ検出系２１は、測定領域内に２箇所のアライメントマーク５０ａ、５０ｂを収容することができ、順次検出することができる。
【００２６】
以上のように、本発明の露光装置によれば、ＯＡ検出系２１は、アライメントマーク５０ａ、５０ｂのズレ量に基づいて、画像検出素子５７の測定領域を、広げる方向に適宜設定することが可能である。したがって、アライメントマーク５０ａ、５０ｂの基準位置に対して回転誤差が発生した場合でも、ＯＡ検出系２１は、誤差が発生する方向に計測領域を広げて、高精度にアライメントマーク５０ａ、５０ｂを検出することができる。結果的に、露光装置１は、アライメントマークの検出率が向上し、スループットが向上する。
【００２７】
（デバイスの製造方法）
次に、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００２８】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００２９】
上記実施形態では、ＯＡ検出系２１において、測定領域内にアライメントマークが適切に収容されるように、画像検出素子５７の受光部５７ａの方向位置を変化させる手段として、回転駆動するアクチュエータ５９を設置した。但し、本発明は、これに限定するものではなく、受光部５７ａの方向位置を変化させる機構として、例えば、手動でＣＣＤカメラ５８を回転可能とする回転機構としても良い。この回転機構を採用した場合、ＯＡ検出系２１が、２箇所のアライメントマーク５０ａ、５０ｂのうち、少なくとも１箇所のアライメントマークの検出に失敗した場合、ＯＡ検出系２１は、まず、その結果をコンピュータ３５に送信する。次に、コンピュータ３５は、例えば、表示画面に結果を表示することにより、ユーザーに通知する。そして、ユーザーは、その結果に基づいて、ＣＣＤカメラ５８の回転角度を適宜調整しつつ設定すれば良い。なお、本発明は、矩形の受光部５７ａを有する画像検出素子５７を採用する際、それぞれ画素分解能が異なる長辺方向、及び短辺方向を、最もアライメントマークの検出に適した位置に設定するものである。したがって、例えば、同一の露光装置を使用し、同様の測定対象物に対するロットであれば、ＯＡ検出系２１による第１回目の検出にて測定対象物の回転誤差を確定して、受光部５７ａの設置角度を常時固定としても良い。
【００３０】
上記実施形態では、ウエハ６の位置合わせを実施するＯＡ検出系２１について説明したが、本発明は、レチクル３を測定対象物とし、レチクル３の位置合わせを実施するＯＡ検出系にも適用可能である。この場合も、レチクル３上に形成された２箇所のアライメントマークを測定する際に、レチクル３の回転誤差が発生する方向に対して測定領域を広げるように設定すれば良い。
【００３１】
アライメントマーク５０の配置は、レチクル３及びウエハ６において、４５度回転した配置や９０度回転した配置等、任意の位置に設定される。したがって、本発明は、画像検出素子５７の測定領域を広げる方向は、レチクル３及びウエハ６において中心位置に向かう第１方向、若しくは該第１方向と直交する方向である第２方向に限らず、任意の角度に設定しても良い。この場合、コンピュータ３５が、ＯＡ検出系２１が検出したアライメントマーク５０の位置情報に基づいて、アライメントマーク５０の設置角度を算出し、この角度情報に基づいて、アクチュエータ５９を任意の角度に回転駆動させて、測定領域を設定すれば良い。
【００３２】
上記実施形態では、アクチュエータ５９により画像検出素子５７を回転させて測定領域を設定する方法について説明したが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、ＯＡ検出系２１自体や、該ＯＡ検出系２１内部の光学系（照明系３２、及び結像系５１の構成要素）を回転させても良い。この場合、例えば、測定領域、光電変換素子数、素子サイズ、倍率の設定、及び照明視野絞り４４の形状等を、アライメントマーク５０の配置に対応させて、回転方向の誤差に対して検出率が向上するように構成すれば良い。
【００３３】
上記実施形態では、ＯＡ検出系２１は、ある１つの倍率に固定された結像系５１を採用しているが、本発明は、これに限定するものではない。即ち、低倍観察、及び高倍観察の２種類の倍率で構成された２つのラインを有する結像系を採用するＯＡ検出系にも適用可能である。この場合、画像検出素子を回転駆動させるアクチュエータは、低倍用の画像検出素子を駆動させるものと、高倍用の画像検出素子を駆動させるものの２種類設置しても良いし、いずれか一方の画像検出素子のみにアクチュエータを設置しても良い。例えば、低倍用の画像検出素子のみにアクチュエータを設置した場合、まず、低倍用の画像検出素子でアライメント処理を行う。このとき、測定対象物の位置補正、及び回転補正を行っていないので、アライメントマーク５０の回転誤差が大きい状態にある。そこで、アライメントマーク５０の検出率を上げるために、ＯＡ検出系は、予め、低倍用の画像検出素子だけをアクチュエータで回転させて、測定、及び補正を行い、その後、高倍用の画像検出素子を用いてそのままアライメントマーク５０を測定すれば良い。
【符号の説明】
【００３４】
１    露光装置
３    レチクル
６    ウエハ
２１  ＯＡ検出系
３０  光源部
３２  照明系
５０  アライメントマーク
５１  受光系
５７  画像検出素子
５９  アクチュエータ
７０  測定領域
ＩＬ  照明光束
ＭＬ  結像光束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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