JP6688330B2 - 露光方法、露光装置、決定方法および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光方法、露光装置、決定方法および物品製造方法に関する。

半導体デバイスなどの製造工程（リソグラフィ工程）で用いられる装置の１つとして、マスクのパターンを基板に転写する露光装置がある。このような露光装置では、基板上のショット領域にマスクのパターンを高精度に重ね合わせるために投影光学系の結像面（フォーカス面）に基板の表面を精度よく配置することが求められる。

特許文献１には、基板を走査しながら露光を行う走査露光装置において、制御系の製造誤差、計測器の計測誤差、制御系の制御誤差等により生じる基板の表面の位置ずれを補正する方法が提案されている。特許文献２には、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置において、投影光学系の光軸と垂直な方向（ＸＹ方向）への基板ステージの駆動によって生じる光軸と平行な方向（Ｚ方向）における基板の表面の位置ずれを補正する方法が提案されている。特許文献３には、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置において、露光領域到達前に精度良くフォーカス計測を実施する方法が提案されている。

特開２０１５−１３０４０７号公報 特開２００４−１１１９９５号公報 特開２０００−２０８３９１号公報

露光装置においては一般に、基板面をフォーカス面に配置させるフォーカシングは、高精度化のためにフィードバック制御により行われる。その一方で、フォーカシングを高速化することは、スループットを向上させる上で重要な要請である。スループット向上のためには、基板ステージの移動の加速度を上げる、基板ステージの整定トレランスを緩和してフォーカス計測を前倒しして行う、などが考えられる。しかしその場合には、基板ステージの目標位置に対する偏差が残存した状態でフォーカス計測を行うことになるため、計測誤差が増大しうる。そのため、より効果的な補正を行うことが求められている。

本発明は、例えば、フォーカス精度の向上に有利な露光装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置により、第１基板を露光する露光方法に係り、前記露光方法は、前記露光装置のステージ上に第２基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させる移動工程と、前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記第２基板の、前記露光装置の投影光学系の光軸方向における位置を検出する第１検出工程と、前記第１検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記第２基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第１制御工程と、前記第１制御工程において前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置を検出する第２検出工程と、前記第２検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差に基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定工程と、前記ステージ上に前記第１基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させ、該ステップ移動させた前記ステージ上の前記第１基板の前記光軸方向における位置を検出する第３検出工程と、前記第３検出工程において検出した前記第１基板の前記光軸方向における位置と、前記決定工程において決定した前記補正式に基づいて取得した前記補正値とを用いて、前記第１基板が前記目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第２制御工程と、前記第２制御工程において前記目標位置に近づけた前記第１基板を露光する露光工程と、を有し、前記移動工程におけるステップ移動のステップサイズを変えながら、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記ステップサイズに応じて複数の補正式を決定する。

本発明によれば、例えば、フォーカス精度の向上に有利な露光装置を提供することができる。

実施形態における露光装置の構成を示す図。 被露光領域に配置された計測点の例を示す図。 実施形態におけるフォーカス補正式を算出する処理のフローチャート。 露光画角を決定する処理のフローチャート。 異なる画角によるショットレイアウトの例を示す図。 補正式の算出処理を示すフローチャート。 露光処理を示すフローチャート。 露光処理における補正式の算出処理を示すフローチャート。 画角毎の補正式の結果の表示例を示す図。 実施形態の効果を説明する図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎないものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置の構成を示す図である。投影光学系１は、不図示のレチクルの回路パターンを縮小して投影し、その焦点面に回路パターン像を形成する。また、投影光学系１の光軸ＡＸは、図中のＺ軸方向と平行な関係にある。基板２には、その表面に感光材が塗布されおり、先の露光工程で互いに同じパターンが形成された、複数の露光対象領域（ショット領域）が配列されている。基板２を保持する基板ステージ３は、Ｚ軸と直交するＸ軸方向に動くＸステージと、Ｚ軸およびＸ軸と直交するＹ軸方向に動くＹステージと、Ｚ軸方向に動き、かつ、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸それぞれの方向に平行な軸の周りに回転するＺステージとを含みうる。したがって、基板ステージ３を駆動することにより、基板２の表面の位置を投影光学系１の光軸ＡＸ方向および光軸ＡＸに直交する平面に沿った方向に調整でき、さらに焦点面すなわち回路パターン像に対する傾きも調整できる。

４〜１１は基板２の表面位置および傾きを検出するために設けた検出光学系の各要素である。４は発光ダイオード、半導体レーザ等の高輝度な照明用光源、５は照明用レンズである。照明用光源４から射出した光は、照明用レンズ５によって平行な光束となり、マスク６を経て複数個の光束となり、結像レンズ７を経て折曲げミラー８に入射し、折曲げミラー８で方向を変えられ、そして基板２の表面に入射する。すなわち結像レンズ７と折曲げミラー８は、基板２上にマスク６の複数個のピンホール像を形成している。これら複数個のピンホールを通過した光束は、図２に示すように、基板２の被露光領域１００の中央部（光軸ＡＸに対応する位置）を含む５箇所の計測点７１，７２，７３，７４，７５を照射し、各々の箇所で反射される。図２の例では、光軸Ａｘと交わる被露光領域１００の中央部に計測点７１があり、他の計測点７２，７３，７４，７５は、計測点７１を中心に等間隔に離れた位置にある。被露光領域１００内の５箇所の計測点７１，７２，７３，７４，７５で反射した光束は、折曲げミラー９により方向を変えられた後、検出レンズ１０を介して、素子が２次元的に配置された位置検出素子１１上に入射する。このように、結像レンズ７、折曲げミラー８、基板２、折曲げミラー９、および検出レンズ１０によって、マスク６のピンホールの像が位置検出素子１１上に形成される。したがって、マスク６と基板２と位置検出素子１１は、互いに光学的に共役な位置にある。

図１では、位置検出素子１１は模式的に示されているが、光学配置上困難な場合には、位置検出素子１１は、各ピンホールに対応して複数個配置されてもよい。例えば、位置検出素子１１は、２次元的なＣＣＤ等からなり、複数個のピンホールを介した複数の光束の位置検出素子１１の受光面への入射位置を各々独立に検知することが可能となっている。基板２の投影光学系１に対する光軸ＡＸ方向の位置変化は、位置検出素子１１上における複数の光束の入射位置のずれとして検出されうる。基板２の被露光領域１００内の５つの計測点７１〜７５における基板２の表面の光軸ＡＸ方向の位置の情報は、位置検出素子１１からの出力信号として、面位置検出装置１４を介して制御装置１３（制御部）へ入力される。

基板ステージ３のＸ軸およびＹ軸方向の変位は、基板ステージ３上に設けた基準ミラー１５とレーザ干渉計１７とを用いて周知の方法により測定されうる。基板ステージ３の変位量を示す信号は、レーザ干渉計１７から信号線を介して制御装置１３へ入力される。また、基板ステージ３の移動はステージ駆動装置１２により制御される。ステージ駆動装置１２は、信号線を介して制御装置１３から指令信号を受け、この信号に応答して基板ステージ３をサーボ駆動する。ステージ駆動装置１２は、第１駆動部と第２駆動部とを含み、第１駆動部により基板２の光軸ＡＸと直交する面内における位置ｘ，ｙおよび回転θを調整し、第２駆動部により基板２の光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に関する位置ｚおよび傾きα，βを調整する。面位置検出装置１４は、位置検出素子１１からの出力信号（面位置データ）に基づいて基板２の表面位置を検出し、その検出結果を制御装置１３へ転送する。制御装置１３は、面位置検出装置１４による検出結果に基づき、所定の指令信号によりステージ駆動装置１２の第２駆動部を作動させ、基板２の光軸ＡＸ方向に関する位置および傾きを調整する。記憶装置１８は、ステージ駆動に必要なデータを記憶しうる。なお、記憶装置１８は、制御装置１３の内部に構成されたメモリであってもよい。ユーザインタフェース１９は、ユーザがパラメータ設定に関する操作を行うためのコンソール部や、ステージ駆動に関するパラメータの表示を行う表示部等を含みうる。

上記のように、制御装置１３は、ステージ駆動装置１２を介して、基板ステージ３をＺ方向に駆動する際に基板面をフォーカス面に配置させるようにフィードバック制御を行う。ここで、スループット向上のためには、基板ステージ３の移動の加速度を上げる、基板ステージ３の整定トレランスを緩和してフォーカス計測を前倒しして行う等が考えられる。しかしその場合には、基板ステージ３の目標位置に対する偏差が残存した状態でフォーカス計測を行うことになるため、計測誤差が増大しうる。そのため、制御装置１３は、ステージ駆動装置１２に対して指令値を補正して出力することが必要になる。ここで、上記の残存した基板ステージの計測値の目標値に対する偏差を「フォーカス残差」という。発明者らの検討によれば、このフォーカス残差は、露光画角（ステップサイズ）に依存して変化することが分かった。また、フォーカス残差は、ステップ方向や、露光対象のショット領域の基板における位置にも依存して変化することも分かった。そこで本実施形態では、制御装置１３は、画角、ステップ方向、対象ショット領域の基板における位置に応じた補正式を求める。そのために、制御装置１３は、フォーカス補正式を算出する処理を実施する。

図３は、制御装置１３により実行されるフォーカス補正式を算出する処理のフローチャートである。この処理は露光処理の前に実施されるが、露光直前に行う必要はなく、制御装置１３が、算出した補正式に係る情報を記憶装置１８に記憶すればよい。

Ｓ１０１で、制御装置１３は補正式を算出するための条件である画角を決定する。図４は、画角の複数の候補を決定する処理のフローチャートである。制御装置１３は、Ｓ２０１で、候補となる画角のうちの最小値と最大値を決定し、Ｓ２０２で、決定された画角の最小値と最大値の間の画角のピッチを決定する。これらの値はユーザが設定してもよい。制御装置１３は、Ｓ２０３で、Ｓ２０１およびＳ２０２で決められた画角の最小値、最大値、およびピッチに従って取得される複数の画角のそれぞれによるショットレイアウトを決定する。決定された複数の画角および／またはショットレイアウトは、記憶装置１８に記憶される。図５に、画角Ａによるショットレイアウトの例と、画角Ａより狭い画角Ｂによるショットレイアウトの例を示す。図４で算出した補正式算出用レイアウトの一例が記載されている。画角Ｂは画角Ａより狭いので、画角Ａにより形成されるショット領域の数よりも画角Ｂにより形成されるショット領域の数の方が多い。

説明を図３に戻す。Ｓ１０２で、基板２が装置内に搬入され基板ステージ３に搭載される。Ｓ１０３で、制御装置１３は、Ｓ１０１で決定された画角に従ってＳ１０３で露光レイアウトを変更する。Ｓ１０４で、制御装置１３は、アライメント計測を実施し、Ｓ１０５で、対象ショット領域がフォーカス計測位置に来るように基板ステージ３を駆動（基板ステージを像面に対して水平方向へ駆動）させ、Ｓ１０６で、フォーカス計測を実施する。Ｓ１０７で、制御装置１３は、Ｓ１０６で計測したフォーカス計測値とフォーカス目標値とに従って、フォーカス駆動を実施する（基板ステージを像面に対して垂直方向へ駆動）。Ｓ１０８で、制御装置１３は、フォーカス計測値のフォーカス目標値からの差をフォーカス残差として算出する。Ｓ１０９で、制御装置１３は、対象ショット領域の識別番号とＳ１０８で算出されたフォーカス残差とを対応付けて記憶装置１８に格納する。ショット領域の識別番号により基板上の当該ショット領域の位置を特定することができる。Ｓ１１０で、制御装置１３は、全てのショット領域についての計測が終了したかを判断する。まだ終了していなければ、次のショット領域についてＳ１０５〜Ｓ１０９の処理を繰り返す。全てのショット領域についての計測が終了した場合、Ｓ１１１で、制御装置１３は、Ｓ１０１で決定された全てのレイアウトについて計測を終了したかを判断する。まだ終了していなければ、次のレイアウトについての計測を行うために、Ｓ１０３に戻って処理を繰り返す。全てのレイアウトについての計測が終了した場合、Ｓ１１２で、制御装置１３は、補正式を算出する。

図６は、Ｓ１１２における補正式の算出処理を示すフローチャートである。Ｓ３０１で、制御装置１３は、Ｓ１０１で決定した複数の画角を取得する。Ｓ３０２で、制御装置１３は、取得した複数の画角のうちから処理の対象とする画角を決定する。以下のＳ３０３〜Ｓ３０６では、Ｓ３０２で決定された画角に関して処理が行われる。Ｓ３０３で、制御装置１３は、記憶装置１８に記憶されているショット領域毎のフォーカス残差の情報を取得する。次に、Ｓ３０４で、制御装置１３は、取得されたショット領域毎のフォーカス残差の情報を、基板ステージ３のステップ方向（プラス方向／マイナス方向）で分類する。Ｓ３０５で、制御装置１３は、ステップ方向毎に分類されたショット領域毎のフォーカス残差との関係を多項式近似して記憶装置１８に記憶する。Ｓ３０７で、制御装置１３は、全ての画角について処理を終えたかを判断する。まだ全ての画角についての処理が完了していない場合は、Ｓ３０３に戻り、次の画角について処理を繰り返す。こうして画角毎に補正式が算出される。

図３に戻り、Ｓ１１３で、基板が搬出されて、処理が終了する。以上の、露光処理の事前に行われる補正式算出処理の要点をまとめると、この補正式算出処理は、以下の実測工程を含む。（ａ）基板ステージのフォーカス駆動のための計測値を得るフォーカス計測を行う（Ｓ１０６）。（ｂ）該得られた計測値に応じてフォーカス駆動を行う（Ｓ１０７）。（ｃ）該フォーカス駆動の終了後にフォーカス計測を行い、該フォーカス計測により得られた計測値の目標値に対する残差を算出する。実測工程では、上記（ａ）〜（ｃ）工程を、複数の画角のそれぞれについて、ショット領域毎に繰り返し行う。さらに、補正式算出処理は、上記した実測工程により複数の画角のそれぞれについて得られたショット領域毎の残差に基づいて、複数の補正式を算出する（Ｓ１１２）。

次に、本実施形態における露光処理を、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、Ｓ４０１で、制御装置１３は、露光レイアウトに合わせた補正式を算出する。図８に、Ｓ４０１における補正式の算出処理のフローチャートを示す。Ｓ５０１で、制御装置１３は、対象の露光レシピにおける露光時の画角（すなわちレイアウト）の情報を取得する。Ｓ５０２で、制御装置１３は、取得したレイアウトが補正可能かを判断する。例えば、補正式を求めた際のレイアウトと露光条件において、基板ステージの主体となる駆動方向が同一かで判断する。補正不可能と判断された場合は、補正式の係数を０とする。補正が可能と判断された場合は、Ｓ５０３で、制御装置１３は、Ｓ５０１で取得した露光時の画角がＳ１０１で決定した複数の画角の最小値と最大値の間の範囲外かを確認する。Ｓ５０１で取得した画角がその範囲外である場合は、Ｓ５０４で、Ｓ１０１で決定した複数の画角のうち露光画角に最も近い画角の補正式を取得する。すなわち、露光時の画角が複数の画角のうちの最小画角より小さい場合は、該最小画角に対する補正式を露光時の画角に対する補正式として決定する。また、露光時の画角が複数の画角のうちの最大画角より大きい場合は、該最大画角に対する補正式を露光時の画角に対する補正式として決定する。

一方、Ｓ５０１で取得した画角がその範囲内である場合は、Ｓ５０５で、露光画角の前後２つの画角の補正式を取得する。例えば、Ｓ１０１で決定した複数の画角が１．０［ｍｍ］ピッチで取得されていて、Ｓ５０１で取得された露光画角が２２．５［ｍｍ］であった場合には、２２．５［ｍｍ］の前後の、２３．０［ｍｍ］と２２．０［ｍｍ］の２つの画角の補正式を取得する。Ｓ５０６で、制御装置１３は、Ｓ５０５で取得した２つの画角の補正式から、パラメータを補間することにより露光時の画角に応じた補正式を決定する。

以下の例では、簡単のため補正式の次数は１次とし、さらに補正式を算出する際は取得した露光画角の前後２つの画角で直線近似を行うこととする。露光画角２２．５［ｍｍ］の補正式を求める場合、２３．０［ｍｍ］（Ｚ＝５．０Ｘ＋１０．０とする）と２２．０［ｍｍ］（Ｚ＝１０．０Ｘ＋２０．０とする）の補正式から補間補正式を算出する。ただしここでは、Ｘをショット領域の基板のＸ方向における位置、ＺをＺ方向の補正値とする。両補正式の係数同士を線形補間するとともに切片同士を線形補間する。これにより、２２．５［ｍｍ］の補正式は、Ｚ＝７．５Ｘ＋１５となる。

図７に戻り、Ｓ４０２で基板が搬入され、Ｓ４０３でアライメント計測が実施される。制御装置１３は、Ｓ４０４で、Ｓ４０１で算出した露光画角に合った補正式から各ショット領域でのＺ方向の補正値を算出する。制御装置１３は、Ｓ４０５で、フォーカス計測を実施し、Ｓ４０４で求めた補正値をオフセットとして基板ステージの指令値に反映した後、Ｓ４０７でフォーカス追い込み駆動を行う。フォーカス追い込み駆動終了後、制御装置１３は、Ｓ４０８で露光を行う。制御装置１３は、Ｓ４０９で、露光中のフォーカス計測を実施し、Ｓ４１０でフォーカス残差を記憶する（学習する）。

Ｓ４１１で、制御装置１３は、全ての露光対象のショット領域が露光されたかを判断する。全てのショット領域の露光が完了していない場合には、Ｓ４０４に戻り、未露光の次のショット領域について処理を繰り返す。全てのショット領域に露光が終了した場合、Ｓ４１２で基板を搬出すると同時に、Ｓ４１３で、新たに使用した露光画角の補正式を算出する。新たに算出した補正式は、図６で求め、記憶した補正式と同様に記憶される。これにより、補間補正式算出精度の向上が図られる。

図９は、ユーザインタフェース１９による、Ｓ１１２で算出された画角毎の補正式の結果の表示例を示している。項目９１は画角を示す。項目９２および９３は、基板ステージのステップ方向を示す。項目９４は、算出された補正係数を示す。関数近似した補正式の各係数を"Coefficient"、切片を"intercept"として表されている。

図１０は、本実施形態による補正の効果を示す図である。図１０において、横軸はフォーカス残差を取得した画角を、縦軸は基板面内でのフォーカス残差３σを示している。図１０に示されるように、本実施形態によれば、全ての露光画角でフォーカス残差の補正が可能となるため、各画角でフォーカス精度を向上させることができる。

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１：投影光学系、２：基板、３：基板ステージ、１２：ステージ駆動装置、１３：制御装置、１４：面位置検出装置

Claims (17)

1. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置により、第１基板を露光する露光方法であって、
   前記露光装置のステージ上に第２基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させる移動工程と、
   前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記第２基板の、前記露光装置の投影光学系の光軸方向における位置を検出する第１検出工程と、
   前記第１検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記第２基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第１制御工程と、
   前記第１制御工程において前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置を検出する第２検出工程と、
   前記第２検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差に基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定工程と、
   前記ステージ上に前記第１基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させ、該ステップ移動させた前記ステージ上の前記第１基板の前記光軸方向における位置を検出する第３検出工程と、
   前記第３検出工程において検出した前記第１基板の前記光軸方向における位置と、前記決定工程において決定した前記補正式に基づいて取得した前記補正値とを用いて、前記第１基板が前記目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第２制御工程と、
   前記第２制御工程において前記目標位置に近づけた前記第１基板を露光する露光工程と、を有し、
   前記移動工程におけるステップ移動のステップサイズを変えながら、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記ステップサイズに応じて複数の補正式を決定することを特徴とする露光方法。
2. 前記補正式は、前記第１基板の面内における露光領域の位置に基づき前記補正値を取得するための式であることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 前記第２制御工程において、前記複数の補正式のうち前記第１基板を保持した前記ステージが行うステップ移動のステップサイズに対応した補正式に基づき前記ステージの位置を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
4. 前記第２制御工程において、前記複数の補正式のうち前記第１基板を保持した前記ステージが行うステップ移動のステップサイズに最も近いステップサイズに対応した補正式に基づき前記ステージの位置を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光方法。
5. 前記第２制御工程において、前記複数の補正式のうち前記第１基板を保持した前記ステージが行うステップ移動の第１ステップサイズより大きい第２ステップサイズに対応した第２補正式と前記第１ステップサイズより小さい第３ステップサイズに対応した第３補正式とに基づき取得された、前記第１ステップサイズに対応した第１補正式に基づき前記ステージの位置を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光方法。
6. 前記第１補正式は、前記第２補正式と前記第３補正式を用いて補間することにより取得されることを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
7. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置により、第１基板を露光する露光方法であって、
   前記露光装置のステージ上に第２基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させる移動工程と、
   前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記第２基板の、前記露光装置の投影光学系の光軸方向における位置を検出する第１検出工程と、
   前記第１検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記第２基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第１制御工程と、
   前記第１制御工程において前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置を検出する第２検出工程と、
   前記第２検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差に基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定工程と、
   前記ステージ上に前記第１基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させ、該ステップ移動させた前記ステージ上の前記第１基板の前記光軸方向における位置を検出する第３検出工程と、
   前記第３検出工程において検出した前記第１基板の前記光軸方向における位置と、前記決定工程において決定した前記補正式に基づいて取得した前記補正値とを用いて、前記第１基板が前記目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第２制御工程と、
   前記第２制御工程において前記目標位置に近づけた前記第１基板を露光する露光工程と、を有し、
   前記移動工程におけるステップ移動のステップ方向を変えながら、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記ステップ方向に応じて複数の補正式を決定することを特徴とする露光方法。
8. 前記第２制御工程において、前記複数の補正式のうち前記第１基板を保持した前記ステージが行うステップ移動のステップ方向に対応した補正式に基づき前記ステージの位置を制御することを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
9. 前記第１検出工程、及び第２検出工程において、前記第２基板の面内における複数の位置で前記第２基板の前記光軸方向における位置を検出するように、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記複数の位置のそれぞれに対応する複数の前記差に基づいて前記補正式を決定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光方法。
10. 前記ステージは、前記光軸方向に直交する平面に沿った方向にステップ移動を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光方法。
11. 前記第１検出工程、及び第２検出工程において、前記ステージ上の基板の前記光軸方向における位置を検出する検出部により、前記第２基板の前記光軸方向における位置を検出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光方法。
12. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光により、第１基板を露光する露光装置であって、
    前記第１基板及び第２基板のいずれかを保持して移動するステージと、
    前記ステージに保持された前記第１基板にマスクのパターンを投影する投影光学系と、
    前記ステージに保持された前記第１基板及び前記第２基板のいずれかの、前記投影光学系の光軸方向における位置を検出する検出部と、
    第１処理および第２処理を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記第１処理では、前記ステージ上に前記第２基板を保持した状態で前記ステージにステップ移動させ、前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記第２基板の前記光軸方向における位置を前記検出部に検出させ、検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記第２基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御し、前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置を前記検出部に検出させる処理を、前記ステージのステップ移動のステップサイズを変えながら繰り返し行い、その後、前記検出部によって検出した、前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差とに基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定し、
    前記制御部は、前記第２処理では、前記ステージ上に前記第１基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させ、該ステップ移動させた前記ステージ上の前記第１基板の前記光軸方向における位置を前記検出部に検出させ、前記検出部によって検出した前記第１基板の前記光軸方向における位置と、前記補正式に基づいて取得した前記補正値とを用いて、前記第１基板が前記目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御し、前記目標位置に近づけた前記第１基板を露光する
    ことを特徴とする露光装置。
13. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光により、第１基板を露光する露光装置であって、
    前記第１基板及び第２基板のいずれかを保持して移動するステージと、
    前記ステージに保持された前記第１基板にマスクのパターンを投影する投影光学系と、
    前記ステージに保持された前記第１基板及び前記第２基板のいずれかの、前記投影光学系の光軸方向における位置を検出する検出部と、
    第１処理および第２処理を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記第１処理では、前記ステージ上に前記第２基板を保持した状態で前記ステージにステップ移動させ、前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記第２基板の前記光軸方向における位置を前記検出部に検出させ、検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記第２基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御し、前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置を前記検出部に検出させる処理を、前記ステージのステップ移動のステップ方向を変えながら繰り返し行い、その後、前記検出部によって検出した、前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差とに基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定し、
    前記制御部は、前記第２処理では、前記ステージ上に前記第１基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させ、該ステップ移動させた前記ステージ上の前記第１基板の前記光軸方向における位置を前記検出部に検出させ、前記検出部によって検出した前記第１基板の前記光軸方向における位置と、前記補正式に基づいて取得した前記補正値とを用いて、前記第１基板が前記目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御し、前記目標位置に近づけた前記第１基板を露光する
    ことを特徴とする露光装置。
14. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置が有する投影光学系の光軸方向における、基板を保持するステージの位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定方法であって、
    前記ステージ上に前記基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させる移動工程と、
    前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記基板の前記光軸方向における位置を検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程において検出した前記基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第１制御工程と、
    前記第１制御工程において前記目標位置に近づけた前記基板の前記光軸方向における位置を検出する第２検出工程と、
    前記第２検出工程において検出した前記基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差に基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定工程と、を有し、
    前記移動工程におけるステップ移動のステップサイズを変えながら、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記ステップサイズに応じて複数の補正式を決定することを特徴とする決定方法。
15. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置が有する投影光学系の光軸方向における、基板を保持するステージの位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定方法であって、
    前記ステージ上に前記基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させる移動工程と、
    前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記基板の前記光軸方向における位置を検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程において検出した前記基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第１制御工程と、
    前記第１制御工程において前記目標位置に近づけた前記基板の前記光軸方向における位置を検出する第２検出工程と、
    前記第２検出工程において検出した前記基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差に基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定工程と、を有し、
    前記移動工程におけるステップ移動のステップ方向を変えながら、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記ステップ方向に応じて複数の補正式を決定することを特徴とする決定方法。
16. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置により第１基板を露光して、前記第１基板から物品を製造する物品製造方法であって、
    前記露光装置のステージ上に第２基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させる移動工程と、
    前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記第２基板の、前記露光装置の投影光学系の光軸方向における位置を検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記第２基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第１制御工程と、
    前記第１制御工程において前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置を検出する第２検出工程と、
    前記第２検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差に基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定工程と、
    前記ステージ上に前記第１基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させ、該ステップ移動させた前記ステージ上の前記第１基板の前記光軸方向における位置を検出する第３検出工程と、
    前記第３検出工程において検出した前記第１基板の前記光軸方向における位置と、前記決定工程において決定した前記補正式に基づいて取得した前記補正値とを用いて、前記第１基板が前記目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第２制御工程と、
    前記第２制御工程において前記目標位置に近づけた前記第１基板を露光する露光工程と、
    露光された前記第１基板を現像する工程と、
    現像された前記第１基板から物品を製造する工程と、を有し、
    前記移動工程におけるステップ移動のステップサイズを変えながら、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記ステップサイズに応じて複数の補正式を決定することを特徴とする物品製造方法。
17. ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置により第１基板を露光して、前記第１基板から物品を製造する物品製造方法であって、
    前記露光装置のステージ上に第２基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させる移動工程と、
    前記ステップ移動させた前記ステージ上の前記第２基板の、前記露光装置の投影光学系の光軸方向における位置を検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置に基づいて、前記第２基板が前記光軸方向における目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第１制御工程と、
    前記第１制御工程において前記目標位置に近づけた前記第２基板の前記光軸方向における位置を検出する第２検出工程と、
    前記第２検出工程において検出した前記第２基板の前記光軸方向における位置と前記目標位置との差に基づいて、前記ステージの前記光軸方向における位置を制御するときに用いられる補正値を取得するための補正式を決定する決定工程と、
    前記ステージ上に前記第１基板を保持した状態で前記ステージをステップ移動させ、該ステップ移動させた前記ステージ上の前記第１基板の前記光軸方向における位置を検出する第３検出工程と、
    前記第３検出工程において検出した前記第１基板の前記光軸方向における位置と、前記決定工程において決定した前記補正式に基づいて取得した前記補正値とを用いて、前記第１基板が前記目標位置に近づくように前記ステージの前記光軸方向における位置を制御する第２制御工程と、
    前記第２制御工程において前記目標位置に近づけた前記第１基板を露光する露光工程と、
    露光された前記第１基板を現像する工程と、
    現像された前記第１基板から物品を製造する工程と、を有し、
    前記移動工程におけるステップ移動のステップ方向を変えながら、前記移動工程、前記第１検出工程、前記第１制御工程、及び前記第２検出工程を繰り返し行い、前記決定工程において前記ステップ方向に応じて複数の補正式を決定することを特徴とする物品製造方法。

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