(57)【要約】【課題】  レーザ装置の台数増加によるコスト上昇を招くことなく、レーザ装置の何れかが停止した場合における処理装置の稼働率低下を防止する。【解決手段】  レーザ装置１５ａ〜１５ｃは、露光装置１２ａ〜１２ｃと同数設けられている。レーザ装置の何れか（例えば、レーザ装置１５ａ）が故障又はメンテナンス等により停止した場合には、露光管理コントローラ１１は、露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働状況に同期して分配器１４の駆動ミラー１６ａ〜１６ｃを制御し、残りのレーザ装置１５ｂ，１５ｃからのレーザ光を停止しているレーザ装置１５ａに対応した露光装置１２ａに供給する。露光管理コントローラ１１は、例えば露光装置１２ｂがロット交換等によりレーザ光の供給が一時的に不要となるタイミングで上記の制御を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生する複数のレーザ装置と、当該レーザ装置で発生したレーザ光を用いて物体に所定の処理を施す複数の処理装置とを備えるレーザ処理システムにおいて、
前記複数のレーザ装置の各々で発生したレーザ光を前記複数の処理装置のうちの任意の複数の処理装置に同時に分配可能な分配器と、
前記処理装置各々の稼働状況に同期して前記分配器を制御して前記レーザ装置からのレーザ光の分配を切り替える制御装置と
を備えることを特徴とするレーザ処理システム。
【請求項２】
前記分配器は、前記レーザ装置の各々で発生したレーザ光の光路上のそれぞれに移動可能であり前記処理装置の各々に対応して設けられた駆動ミラーを備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ処理システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記複数の処理装置のうちの一の処理装置がレーザ光を必要としない状況にあるときに、前記分配器を制御して前記一の処理装置へのレーザ光の分配を、レーザ光を必要とする他の処理装置への分配に切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ処理システム。
【請求項４】
前記分配器は、前記レーザ装置で発生したレーザ光の偏光状態を制御する偏光制御素子と、
前記偏光制御素子を介したレーザ光の偏光状態に応じて当該レーザ光を反射又は透過する偏光分割素子と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ処理システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記複数の処理装置のうちの一の処理装置がレーザ光を必要としない状況にあるときに、前記偏光制御素子を制御して前記一の処理装置へのレーザ光の分配を、レーザ光を必要とする他の処理装置への分配に切り替えることを特徴とする請求項４に記載のレーザ処理システム。
【請求項６】
前記偏光制御素子及び前記偏光分割素子は、前記レーザ装置の各々で発生したレーザ光の光路上のそれぞれに配置されており、
前記制御装置は、前記偏光制御素子を制御して前記レーザ装置で発生したレーザ光を分岐又は合成して前記処理装置に分配することを特徴とする請求項４又は５に記載のレーザ処理システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記レーザ装置各々の使用量がほぼ等しくなるように前記レーザ光の分配を制御することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項８】
前記レーザ装置の少なくとも１つは、他のレーザ装置と同一波長のレーザ光を発生するものであって前記他のレーザ装置とは性能が異なるものであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのレーザ装置は、他のレーザ装置とレーザスペクトル幅、繰り返し周波数、パルスエネルギー安定性、エネルギー純度、及び平均パワー出力の少なくとも１つが異なることを特徴とする請求項８に記載のレーザ処理システム。
【請求項１０】
前記レーザ装置は、前記処理装置と同数設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項１１】
前記レーザ装置は、前記処理装置よりも多く設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項１２】
前記レーザ装置は、前記処理装置よりも少なく設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項１３】
前記レーザ装置は、波長の異なるレーザ光を発生するレーザ装置を含み、
前記処理装置は、前記波長の差異を補償する補償手段を備えることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項１４】
前記レーザ装置は、波長の異なるレーザ光を発生するレーザ装置を含み、
前記分配器は、前記レーザ光の何れか一方を選択する波長選択手段を備えることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項１５】
前記処理装置は、前記レーザ装置からのレーザ光をマスクに照射して当該マスクを介して前記物体を露光する露光装置、前記物体の少なくとも一部の形状を変える加工装置、前記物体を側長する測定装置、及び前記物体を検査する検査装置のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載のレーザ処理システム。
【請求項１６】
レーザ光を発生する複数のレーザ装置と、当該レーザ装置で発生したレーザ光をマスクに照射して当該マスクを介して基板を露光する露光装置とを備える露光システムにおいて、
前記複数のレーザ装置の各々で発生したレーザ光を前記複数の処理装置のうちの任意の複数の処理装置に同時に分配可能な分配器と、
前記露光装置各々の稼働状況に同期して前記分配器を制御して前記レーザ装置からのレーザ光の分配を切り替える制御装置と
を備えることを特徴とする露光システム。
【請求項１７】
複数のレーザ装置からのレーザ光を複数の露光装置に導き、当該レーザ光をマスクに照射して当該マスクを介して基板を露光する露光方法において、
前記露光装置各々の稼働状況に同期して前記レーザ装置から前記露光装置への前記レーザ光の分配を切り替えつつ前記露光を行うことを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光方法を用いてデバイスのパターンを基板に転写する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１９】
レーザ光を発生する複数のレーザ装置と、
前記複数のレーザ装置の各々で発生したレーザ光を、該レーザ光を使用する複数の処理装置のうちの任意の複数の処理装置に対して同時に分配可能な分配器と、
前記処理装置各々の稼働状況に同期して前記分配器を制御して前記レーザ装置からのレーザ光の分配を切り替える制御装置と
を有することを特徴とするレーザシステム。
【請求項２０】
前記制御装置は、前記複数の処理装置のうちの一の処理装置がレーザ光を必要としない状況にあるときに、前記分配器を制御して前記一の処理装置へのレーザ光の分配を、レーザ光を必要とする他の処理装置への分配に切り替えることを特徴とする請求項１９に記載のレーザシステム。
【請求項２１】
前記制御装置は、前記レーザ装置各々の使用量がほぼ等しくなるように前記レーザ光の分配を制御することを特徴とする請求項１９又は２０に記載のレーザシステム。
【請求項２２】
前記レーザ装置の少なくとも１つは、他のレーザ装置と同一波長のレーザ光を発生するものであって前記他のレーザ装置とは性能が異なるものであるか、又は他のレーザ装置とレーザスペクトル幅、繰り返し周波数、パルスエネルギー安定性、エネルギー純度、及び平均パワー出力の少なくとも１つが異なることを特徴とする請求項１９〜２１の何れか一項に記載のレーザシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて基板等の物体に所定の処理を施すレーザ処理システム、レーザ光を用いて基板を露光する露光システム及び露光方法、並びにデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のデバイスは、レーザ装置と処理装置とを含んで構成されるレーザ処理システムを用いて基板に対して各種の処理を施すことにより製造される。レーザ処理システムが基板に対して施す処理は、例えば露光処理、修復（リペア）処理、計測処理等がある。上記の露光処理は、レーザ装置と処置装置の一種である露光装置とを含んで構成される露光システムを用いて、レーザ装置からのレーザ光をマスクに照射し、マスクのパターンを投影光学系を介して感光剤が塗布された基板上のショット領域に転写する処理である。また、上記のリペア処理は、レーザ装置と処理装置の一種であるリペア装置とを含んで構成されるリペアシステムを用いて、欠陥のある回路が形成された基板上にレーザ光を照射して欠陥を修復する処理である。計測処理は、レーザ光を物体上に形成された計測対象パターン（計測用マーク等）に照射して、該マークを介した光を受光して得たマーク信号に基づいてマークの位置情報を得る処理である。
【０００３】
デバイス製造工場に設けられる露光システムは、デバイスの製造効率を向上させるために、複数台の露光装置と複数台のレーザ装置とを含んで（製造ラインとして）構成されている。このうち、あるレーザ装置が故障した場合、又はレーザ装置の保守が必要な場合には、そのレーザ装置に対応して設けられている露光装置を停止させなければならず、これによってデバイスの製造効率が低下してしまう。この点を改善するための技術として、以下の特許文献１には、ｎ（ｎは正の整数）台の露光装置に対してｍ（ｍ＞ｎ）台のレーザ装置を設けて（ｍ−ｎ）台のレーザ装置をスペアのレーザ装置としておき、切り替えミラーによって（ｍ−ｎ）台のスペアのレーザ装置で発生するレーザ光をｎ台の露光装置の何れにも供給可能とした技術が開示されている。
【０００４】
ところで、近年においては、露光処理で基板に転写されるパターンが微細化されてきており、露光精度（解像度、転写忠実度、重ね合わせ精度等）の向上が要求されている。露光精度を向上させる一つの手法として露光光（レーザ光）の短波長化があり、このため露光システムに用いられるレーザ装置は、ＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）に移行しつつあり、更にはＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）の使用も検討されている。
【０００５】
一般的に、レーザ装置は波長が短くなるにつれて高価になる傾向がある。例えば、上記のＡｒＦエキシマレーザ光源は、ＫｒＦエキシマレーザ光源の十倍程度の価格になり、Ｆ２レーザはＡｒＦエキシマレーザ光源の数倍程度の価格になる。このため、下記特許文献１に開示されているように、露光装置の台数以上のレーザ装置を備える構成では、レーザ装置のコストが占める割合が高くなって露光システム全体としてのコスト上昇に繋がってしまう。このため、レーザ装置の台数を極力低減するために、露光システムは露光装置と同数のレーザ装置を備える構成がより現実的である。
【０００６】
しかしながら、露光装置と同数のレーザ装置を備える構成では、レーザ装置が故障した場合、又はレーザ装置の保守（メンテナンス）が必要な場合には、そのレーザ装置に対応する露光装置を停止させなければならず、露光装置の稼働率が低下するという問題がある。また、従来の露光システムにおいては、各露光装置の稼働状況に応じて対応して設けられたレーザ装置の使用量が相違するため、レーザ装置毎に保守を必要とする時期が異なってしまい、これにより保守の作業工数が増加するという問題があった。
【０００７】
また、従来の露光システムは、所定の露光精度及びスループットが得られるような性能（スペック）を有するレーザ装置を備えているのであるが、デバイスを製造する一連の工程の全てで常時その露光精度及びスループットが必要となるのは希であり、工程によっては必要以上の性能を有するレーザ装置を使用して露光処理を行っている状況になる。レーザ装置は、同一波長のレーザ光を射出するレーザ装置であっても、要求される露光線幅精度及びスループットに応じてレーザ装置で必要となる性能は異なる。
【０００８】
レーザ装置の性能は、レーザスペクトル幅（半値全幅：ＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ）、繰り返し周波数、パルスエネルギー安定性、エネルギー純度、平均パワー出力等により評価されるが、これらの性能が向上するにつれてレーザ装置の寿命は短くなり、且つ価格は高くなる。従来は、必要となる露光精度及びスループットに応じたレーザ装置の使い分けは行われておらず、今後短波長化によりレーザ装置に要するコストが高騰すると予測されるため、益々状況に応じた使い分けが必要になると考えられる。
【０００９】
更に、露光システムに設けられるレーザ装置は全て同一の発振波長であることが望ましいが、発振波長が異なるレーザ装置が混在し、又は１つのレーザ装置で異なる２つの発振波長を有するものがあることが考えられる。例えば、上述したＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）については、ピークが１５７．６２９９ｎｍ及び１５７．５２３３ｎｍにあるものが存在する。露光装置は、収差（色収差）を極力抑える観点から、各レーザ装置の発振波長に応じて投影光学系の光学特性が設定されているため、露光装置の仕様面・性能面等で使用可能な波長域に制約がある場合には、波長の異なるレーザ光を選択して使用することができないという問題があった。以上の各問題点は、露光システム固有の問題ではなく、レーザ処理システム一般でも生ずる問題である。
【００１０】
よって本発明の目的は、レーザ装置の台数増加によるコスト上昇を招くことなく、レーザ装置の何れかが停止した場合であっても処理装置の稼働率低下を防止することである。また、本発明の他の目的は、各レーザ装置の使用量を調整することにより、メンテナンス時期を同時期としてメンテナンスの作業工数を低減することである。本発明の更に他の目的は、必要となる精度及びスループット等に応じたレーザ装置の使い分けをすることにより、レーザ装置のコスト低減を図るとともに、レーザ装置を長寿命化させることである。本発明の更に他の目的は、発振波長が異なるレーザ装置を備える場合であっても、レーザ装置の使用効率を向上させることである。
【特許文献１】特公平０７−０６６９０３号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。
【００１２】
本発明によると、レーザ光を発生する複数のレーザ装置（１５ａ〜１５ｃ）と、当該レーザ装置で発生したレーザ光を用いて基板に所定の処理を施す処理装置（１２ａ〜１２ｃ）とを備えるレーザ処理システムにおいて、前記複数のレーザ装置の各々で発生したレーザ光を前記複数の処理装置のうちの任意の複数の処理装置に同時に分配可能な分配器（１４、３４）と、前記処理装置各々の稼働状況に同期して前記分配器を制御して前記レーザ装置からのレーザ光の分配を切り替える制御装置（１１）とを備えるレーザ処理システムが提供される。
【００１３】
また、本発明によると、レーザ光を発生する複数のレーザ装置（１５ａ〜１５ｃ）と、
前記複数のレーザ装置の各々で発生したレーザ光を、該レーザ光を使用する複数の処理装置のうちの任意の複数の処理装置に対して同時に分配可能な分配器（１４，３４）と、前記処理装置各々の稼働状況に同期して前記分配器を制御して前記レーザ装置からのレーザ光の分配を切り替える制御装置（１１）とを有するレーザシステムが提供される。
【００１４】
本発明では、複数のレーザ装置からのレーザ光の分配を、複数の処理装置の各々の稼働状況に応じて切り替えるようにしたので、一部のレーザ装置が故障等により停止した場合であっても、残りの稼働しているレーザ装置からレーザ光を供給することができる。従って、一部のレーザ装置が故障等により停止した場合に備えるための予備のレーザ装置を備える必要が無く、レーザ装置の台数増加によるコスト上昇を防止することができる。また、レーザ装置の何れかが停止した場合であっても、稼働している残りのレーザ装置によりレーザ光の供給が行われるため、処理装置の稼働率低下を防止することができる。
【００１５】
本発明のレーザ処理システムにおいて、前記制御装置が、前記レーザ装置各々の使用量がほぼ等しくなるように前記レーザ光の分配を制御するようにできる。このように制御することにより、各レーザ装置の使用量が調整されるため、レーザ装置各々のメンテナンス時期を同時期とすることができ、その結果としてメンテナンスの作業工数を低減することができる。
【００１６】
本発明のレーザ処理システムにおいて、前記レーザ装置の少なくとも１つを、他のレーザ装置と同一波長のレーザ光を発生するものであって前記他のレーザ装置とは性能が異なるものとすることができる。このようにすることにより、異なる性能のレーザ装置を切り替えて使用することができ、処理を行う上で必要となる精度やスループット等に応じてレーザ装置を使い分けることにより、レーザ装置のコスト低減、長寿命化を図ることができる。
【００１７】
本発明のレーザ処理システムにおいて、前記レーザ装置が、波長の異なるレーザ光を発生するレーザ装置を含み、前記処理装置は、前記波長の差異を補償する補償手段を備えるようにできる。或いは、前記レーザ装置は、波長の異なるレーザ光を発生するレーザ装置を含み、前記分配器は、前記レーザ光の何れか一方を選択する波長選択手段（４８）を備えるようにできる。これにより、発振波長が異なるレーザ装置を備える場合であっても、レーザ装置の使用効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザ装置の台数増加によるコスト上昇を招くことなく、レーザ装置の何れかが停止した場合であっても処理装置の稼働率低下を防止することができるという効果がある。また、各レーザ装置の使用量を調整することにより、メンテナンス時期を同時期としてメンテナンスの作業工数を低減することができるという効果がある。更に、必要となる精度及びスループット等に応じたレーザ装置の使い分けをすることにより、レーザ装置のコスト低減及び長寿命化を図ることができるという効果がある。加えて、発振波長が異なるレーザ装置を備える場合であっても、レーザ装置の使用効率を向上させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ処理システムの構成を示すブロック図である。尚、レーザ処理システムは、複数のレーザ装置と、このレーザ装置で発生したレーザ光を用いて基板等の物体に所定の処理を施す処理装置とを含んで構成されるが、ここでは上記の処理装置として露光装置を備えたシステムを例に挙げて説明する。このシステムはレーザ処理システムの一種である露光システムであり、上記の露光装置は、レーザ装置で発生したレーザ光をマスクとしてのレチクルに照射し、レチクルを介した光を用いて基板としてのウエハを露光する装置である。
【００２１】
図１に示すレーザ処理システム（露光システム）は、生産管理ホストシステム１０、露光管理コントローラ１１、複数の露光装置１２（１２ａ〜１２ｃ）及びトラック１３（１３ａ〜１３ｃ）、分配器１４、並びに複数のレーザ装置１５（１５ａ〜１５ｃ）を含んで構成される。尚、ここでは、上記の露光装置１２、トラック１３、及びレーザ装置１５が３台づつ設けられている場合を例に挙げて説明するが、これらの台数は任意であって良い。但し、レーザ装置のコスト低減の観点から、レーザ装置１５は露光装置１２と同数設けられているのが望ましい。
【００２２】
生産管理ホストシステム１０は、デバイス製造工場内に設けられた全てのラインの処理状況を統轄管理するものである。ここで、図示は省略しているが、デバイス製造工場内には、ウエハ上に薄膜を形成する薄膜形成ライン、ウエハに対してフォトリソグフラフィー処理を行うフォトリソグラフィーライン、ウエハに対して不純物を添加する拡散ライン、及びウエハのダイシング及びパッケージング等を行う組み立てライン等のラインが設けられている。尚、図１に示す露光管理コントローラ１１、露光装置１２ａ〜１２ｃ、トラック１３ａ〜１３ｃ、分配器１４、及びレーザ装置１５ａ〜１５ｃはフォトリソグラフィーラインに設けられている。
【００２３】
露光管理コントローラ１１は、生産管理ホストシステム１０の制御の下で、フォトリソグラフィーラインに設けられた露光装置１２ａ〜１２ｃ、トラック１３ａ〜１３ｃ、分配器１４、及びレーザ装置１５ａ〜１５ｃの動作を管理する。本実施形態において、露光管理コントローラ１１は、露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働状況に同期して分配器１４を制御してレーザ装置１５ａ〜１５ｃからのレーザ光の分配を切り替える制御を行う。尚、この制御の詳細については後述する。
【００２４】
露光装置１２ａ〜１２ｃは、レーザ装置１５ａ〜１５ｃから射出され、分配器１４を介して送られたレーザ光を用いてレチクルに形成されたパターンをウエハ上に露光転写する。なお、露光装置１２ａ〜１２ｃとしては、周知のステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を使用するものとして説明を進める。露光装置の構成としては、周知の構成のものを使用するので、ここでの説明は省略する。
【００２５】
トラック１３ａ〜１３ｃは露光装置１２ａ〜１２ｃの各々に対応して設けられており、それぞれ露光装置１２ａ〜１２ｃに対してウエハの搬入を行うとともに、露光処理を終えたウエハの搬出を行う。これらのトラック１３ａ〜１３ｃの動作も前述した露光管理コントローラ１１によって制御される。
【００２６】
レーザ装置１５ａ〜１５ｃは、露光装置１２ａ〜１２ｃと同数設けられており、各々のレーザ装置１５ａ〜１５ｃから射出されるレーザ光は分配器１４に入射される。レーザ装置１５ａ〜１５ｃは、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）を備えている。尚、本実施形態では、レーザ装置１５ａ〜１５ｃがＡｒＦエキシマレーザ光源を備える場合を例に挙げて説明するが、これ以外にＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を備える構成であっても良い。尚、図１においては図示を省略しているが、レーザ装置１５ａ〜１５ｃと分配器１４との間には、各レーザ装置１５ａ〜１５ｃから射出されるレーザ光の光路を覆うようにダクト等が設けられており、このダクト内はレーザ光の吸収を防止するため、例えば窒素ガスが充填されている。
【００２７】
分配器１４は、露光装置１２ａ〜１２ｃの各々に対応して設けられた駆動ミラー１６ａ〜１６ｃを備えている。これらの駆動ミラー１６ａ〜１６ｃは、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの各々から射出されるレーザ光の光路上のそれぞれに移動可能に構成されている。具体的には、駆動ミラー１６ａは位置Ｐ１０以外に図１中の破線で示した位置Ｐ１１，Ｐ１２にも移動可能であり、駆動ミラー１６ｂは位置Ｐ２０以外に破線で示した位置Ｐ２１，Ｐ２２にも移動可能であり、駆動ミラー１６ｃは位置Ｐ３０以外に破線で示した位置Ｐ３１，Ｐ３２にも移動可能に構成されている。尚、例えば駆動ミラー１６ｃを位置Ｐ３０から位置Ｐ３１に移動せしめる過程において、レーザ光１５ｂから射出されるレーザ光の光路が該移動ミラー１６ｃによって遮られると露光装置１２ｂ等で行われている露光処理に支障を来してしまう。このため、駆動ミラー１６ａ〜１６ｃは、目標位置に移動させるまでにレーザ光の光路を横切ることがあるときには、その光路を遮らないように（例えば、その光路を回避した移動経路に沿って）移動可能に構成されていることが望ましい。尚、こららの駆動ミラー１６ａ〜１６ｃは、前述した露光管理コントローラ１１が露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働状況に応じて制御する。
【００２８】
図１においては、レーザ装置１５ａ〜１５ｃから分配器１４に供給されたレーザ光のうち、駆動ミラー１６ａで反射（偏向）されたレーザ光は露光装置１２ａに供給され、駆動ミラー１６ｂで反射されたレーザ光は露光装置１２ｂに供給され、駆動ミラー１６ｃで反射されたレーザ光は露光装置１２ｃに供給される。尚、レーザ光の吸収を防止するため、分配器１４内も窒素ガス等のガスが充填されていることが望ましく、また分配器１４と露光装置１２ａ〜１２ｃの各々とを接続する不図示のダクト内も窒素ガスが充填されていること望ましい。
【００２９】
駆動ミラー１６ａ位置Ｐ１０に配置されており、駆動ミラー１６ｂ，１６ｃがレーザ装置１５ａから射出されるレーザ光の光路上以外に配置されている場合には、レーザ装置１５ａからのレーザ光が露光装置１２ａに供給される。また、駆動ミラー１６ａが位置Ｐ１１に配置されており、駆動ミラー１６ｂ，１６ｃがレーザ装置１５ｂから射出されるレーザ光の光路上以外に配置されている場合には、レーザ装置１５ｂからのレーザ光が露光装置１２ａに供給される。更に、駆動ミラー１６ａが位置Ｐ１２に配置されており、駆動ミラー１６ｂ，１６ｃがレーザ装置１５ｃから射出されるレーザ光の光路上以外に配置されている場合には、レーザ装置１５ｃからのレーザ光が露光装置１２ａに供給される。
【００３０】
同様に、駆動ミラー１６ｂが位置Ｐ２１に配置されており、駆動ミラー１６ｃがレーザ装置１５ａから射出されるレーザ光の光路上以外に配置されている場合には、レーザ装置１５ａからのレーザ光が露光装置１２ｂに供給される。また、駆動ミラー１６ｂが位置Ｐ２０に配置されており、駆動ミラー１６ｃがレーザ装置１５ｂから射出されるレーザ光の光路上以外に配置されている場合には、レーザ装置１５ｂからのレーザ光が露光装置１２ｂに供給される。更に、駆動ミラー１６ｂが位置Ｐ２２に配置されており、駆動ミラー１６ｃがレーザ装置１５ｃから射出されるレーザ光の光路上以外に配置されている場合には、レーザ装置１５ｃからのレーザ光が露光装置１２ｂに供給される。
【００３１】
また、駆動ミラー１６ｃが位置Ｐ３１に配置されている場合にはレーザ装置１５ａからのレーザ光が露光装置１２ｃに供給され、駆動ミラー１６ｃが位置Ｐ３２に配置されている場合にはレーザ装置１５ｂからのレーザ光が露光装置１２ｃに供給される。また、駆動ミラー１６ｃが位置Ｐ３０に配置されている場合にはレーザ装置１５ｃからのレーザ光が露光装置１２ｃに供給される。
【００３２】
上記構成において、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの全てが稼働している正常時には、露光管理コントローラ１１の制御によって駆動ミラー１６ａ〜１６ｃは図１に示す位置Ｐ１０，Ｐ２０，Ｐ３０にそれぞれ配置されている。つまり、露光装置１２ａはレーザ装置１５ａからのレーザ光を用いて、露光装置１２ｂはレーザ装置１５ｂからのレーザ光を用いて、露光装置１２ｃはレーザ装置１５ｃからのレーザ光を用いてそれぞれ前述した露光処理を行っている。
【００３３】
いま仮に、寿命の到来、故障、又はレーザガス交換等のメンテナンス等によりレーザ装置１５ａの動作を停止しなけばならない状況が生じたとする。駆動ミラー１６ａ〜１６ｃが図１に示した配置Ｐ１０，Ｐ２０，Ｐ３０のまま固定されているとすると、レーザ装置１５ａの交換、メンテナンス等の作業が終了するまで露光装置１２ａを動作させることができないため、デバイスの製造効率が低下してしまう。本実施形態では、駆動ミラー１６ａ〜１６ｃを移動可能に構成し、露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働状況に同期して駆動ミラー１６ａ〜１６ｃの配置を制御することで、稼働しているレーザ装置の台数が露光装置の台数より少なくても露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働率の低下を極力防止している。
【００３４】
露光装置１２ａ〜１２ｃは、複数枚のウエハからなるロットを単位として露光処理を行っており、１つのロットに対する露光処理が終了してから次のロット処理を開始するまでにはロット交換作業が必要になり、この交換作業中においてはレーザ装置からのレーザ光の供給は一時的に不要となる。このため、例えば露光装置１２ｂにおいてロット交換作業が開始されると、露光管理コントローラ１１は、分配器１４に制御信号を出力して駆動ミラー１６ｂを位置Ｐ２１又は位置Ｐ２２に配置させる（レーザ装置１５ａが停止されている場合であれば位置Ｐ２１に配置させるのが好ましい）とともに、駆動ミラー１６ａを位置Ｐ１１に配置する。
【００３５】
これにより、レーザ装置１５ｂから射出されたレーザ光が駆動ミラー１６ａによって露光装置１２ａに供給されて露光装置１２ａにおける露光処理が可能となる。露光装置１２ａの露光処理が終了し、且つ露光装置１２ｂにおけるロット交換作業が終了すると、露光管理コントローラ１１が分配器１４に制御信号を出力して駆動ミラー１６ｂを図１に示す位置Ｐ２０に戻す。これによりレーザ装置１５ｂからのレーザ光は駆動ミラー１６ｂによって露光装置１２ｂに供給されて露光装置１２ｂで露光処理が可能になる。かかる制御を行うことにより、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの故障に備えた予備のレーザ装置を別に設ける必要が無くなり、レーザ装置のコストを低減することができる。また、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの１つ又は２つが停止状態にあっても露光装置１２ａ〜１２ｃを稼働させることができるため、デバイスの製造効率の低下を極力抑えることができる。
【００３６】
また、レーザ装置からのレーザ光の供給が一時的に不要になるのは、ロット交換作業時以外に、露光装置１２ａ〜１２ｃのウエハステージ上に設けられた不図示のアライメント系（このアライメント系は、レーザ装置からのレーザ光を計測光として使用しないもの）を用いてウエハに形成されたマーク計測時、ウエハの搬送・交換時、又はエラー発生時がある。従って、ロット交換作業時以外のこれらのタイミングにおいて駆動ミラー１６ａ〜１６ｃを移動させて露光装置１２ａ〜１２ｃへのレーザ光の供給を切り替えてもよい。尚、上記実施形態では、露光装置１２ａ〜１２ｃに対応させて駆動ミラー１６ａ〜１６ｃを備えていたが、レーザ装置１５ａ〜１５ｃに対応させて駆動ミラー１６ａ〜１６ｃを設けた構成であってもよい。この構成のときには、各駆動ミラー１６ａ〜１６ｃは、レーザ装置１５ａ〜１５ｃから射出されるレーザ光の光路上をそれぞれ移動可能に構成される。
【００３７】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係るレーザ処理システムの構成を示すブロック図である。尚、本実施形態においても処理装置として露光装置を備えたレーザ処理システムの一種である露光システムを例に挙げて説明する。尚、図２においては、図１に示した構成と同一の構成には同一の符号を付している。図２に示す露光システムは、図１に示す露光システムが備える分配器１４に代えて分配器３４を備えている点において図１に示す露光システムとは異なる。また、本実施形態においても、露光装置１２、トラック１３、及びレーザ装置１５が３台づつ設けられている場合を例に挙げて説明するが、これらの台数は任意であって良い。但し、レーザ装置のコスト低減の観点から、レーザ装置１５は露光装置１２と同数設けられているのが望ましい。
【００３８】
分配器３４は、ハーフミラー４１，４２、ミラー４３、偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ、１／２波長板４５ａ〜４５ｃ、偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃ、及び１／２波長板４７ａ〜４７ｃを含んで構成される。上記のハーフミラー４１，４２及びミラー４３は露光装置１２ａに対応して設けられている。また、上記の偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ及び１／２波長板４５ａ〜４５ｃは露光装置１２ｂに対応して設けられており、偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃ及び１／２波長板４７ａ〜４７ｃは露光装置１２ｃに対応して設けられている。
【００３９】
ハーフミラー４１、偏光ビームスプリッタ４４ａ、１／２波長板４５ａ、偏光ビームスプリッタ４６ａ、及び１／２波長板４７ａはレーザ装置１５ａから射出されるレーザ光の光路上に配置されており、ハーフミラー４２、偏光ビームスプリッタ４４ｂ、１／２波長板４５ｂ、偏光ビームスプリッタ４６ｂ、及び１／２波長板４７ｂはレーザ装置１５ｂから射出されるレーザ光の光路上に配置されている。また、ミラー４３、偏光ビームスプリッタ４４ｃ、１／２波長板４５ｃ、偏光ビームスプリッタ４６ｃ、及び１／２波長板４７ｃはレーザ装置１５ｃから射出されるレーザ光の光路上に配置されている。
【００４０】
偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ及び偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃは、入射するレーザ光の直線偏光面の回転角度に応じて、入射したレーザ光を反射・透過する。ここで、入射する直線偏光の電気ベクトルの振動方向が入射面に対して平行となるＰ−偏光成分は透過し、電気ベクトルの振動方向が入射面に対して垂直となるＳ−偏光成分は入射方向に対して９０°の方向へ反射する。入射する直線偏光の角度を変えることで、透過光と反射光の比率を制御できる。これらの偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ，偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃの反射・透過を制御するため、偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃと偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃとの間の光路上には、偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃの各々に入射させるレーザ光の直線偏光面の回転角度をその回転量（レーザ光の光軸周りの回転量）に応じて変化させる１／２波長板４５ａ〜４５ｃが設けられている。また、偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃとレーザ装置１５ａ〜１５ｃとの間の光路上には、偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃの各々に入射させるレーザ光の直線偏光面の回転角度をその回転量（レーザ光の光軸周りの回転量）に応じて変化させる１／２波長板４７ａ〜４７ｃが設けられている。ここで、１／２波長板をθ回転させると、射出光線の直線偏光面は２θ回転する。
【００４１】
１／２波長板４５ａ〜４５ｃ及び１／２波長板４７ａ〜４７ｃは、前述した露光管理コントローラ１１からの制御信号に応じて、各々の光軸を中心として任意の角度に回転できるように構成されており、１／２波長板４５ａ〜４５ｃ及び１／２波長板４７ａ〜４７ｃの回転量は、露光管理コントローラ１１が露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働状況に応じて制御する。これにより、偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ及び偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃの各々におけるレーザ光の分配比率（反射率・透過率）を、露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働状況に応じて任意に調整できるようになっている。尚、ここでは、 １／２波長板４５ａ〜４５ｃ及び１／２波長板４７ａ〜４７ｃの回転量を変更することにより、各偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ及び偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃにおけるレーザ光の分配比率を調整するようにしたが、互いに異なる所定の回転角度に設定した複数の１／２波長板を光路上に設けて、これらを当該光路に対して進退できるように構成し、露光管理コントローラ１１が各１／２波長板の進退を露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働状況に応じて制御することにより、各偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ，４６ａ〜４６ｃにおけるレーザ光の分配比率を調整するようにしてもよい。
【００４２】
また、図２に示す通り、偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃは同一直線上に配置されてその延長線上には露光装置１２ｂが配置されており、同様に偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃは同一直線上に配置されてその延長線上には露光装置１２ｃが配置されている。このため、例えばレーザ装置１５ｂから射出されて１／２波長板４７ｂを介したレーザ光と、レーザ装置１５ｃから射出されて１／２波長板４７ｃを介して偏光ビームスプリッタ４６ｃで反射されたレーザとは、その直線偏光面の回転角度に応じてビームスプリッタ４６ｂで分岐又は合波される。同様に、偏光ビームスプリッタ４６ｂから１／２波長板４５ｂを介したレーザ光と、偏光ビームスプリッタ４４ｃからのレーザ光とは、その直線偏光面の回転角度に応じてビームスプリッタ４４ｂで分岐又は合波される。
【００４３】
ハーフミラー４１，４２及びミラー４３は、同一直線上に配置されてその延長線上には露光装置１２ａが配置されている。ミラー４３は、レーザ装置１５ｃから射出されて、１／２波長板４７ｃ、偏光ビームスプリッタ４６ｃ、１／２波長板４５ｃ、及び偏光ビームスプリッタ４４ｃを介したレーザ光を反射する。ハーフミラー４２は、偏光ビームスプリッタ４４ｂからのレーザ光を反射するとともに、ミラー４３で反射されたレーザ光を透過する。同様に、ハーフミラー４１は、偏光ビームスプリッタ４４ａからのレーザ光を反射するとともに、ハーフミラー４２からのレーザ光を透過する。
【００４４】
上記構成において、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの全てが稼働している正常時には、露光管理コントローラ１１は、偏光ビームスプリッタ４４ａ，４６ａ，４６ｂに入射するレーザ光は全透過させ、偏光ビームスプリッタ４４ｂ，４６ｃに入射するレーザ光は全反射させるよう、１／２波長板４５ａ，４５ｂ，４７ａ〜４７ｃの回転量が制御されている。この状態では、レーザ装置１５ａから射出されたレーザ光は１／２波長板４７ａ、偏光ビームスプリッタ４６ａ、１／２波長板４５ａ、及び偏光ビームスプリッタ４４ａを介した後にハーフミラー４１で反射されて露光装置１２ａに供給される。また、レーザ装置１５ｂから射出されたレーザ光は１／２波長板４７ｂ、偏光ビームスプリッタ４６ｂ、及び１／２波長板４５ｂを介した後に偏光ビームスプリッタ４４ｂで全反射され、偏光ビームスプリッタ４４ａを介した後に露光装置１２ｂに供給される。また、レーザ装置１５ｃから射出されたレーザ光は１／２波長板４７ｃを介した後に偏光ビームスプリッタ４６ｃで全反射され、偏光ビームスプリッタ４６ｂ，４６ａを介した後に露光装置１２ｃに供給される。
【００４５】
いま仮に、寿命の到来、故障、又はレーザガス交換等のメンテナンス等によりレーザ装置１５ａの動作を停止しなけばならない状況が生じたとする。この場合には、例えば、１／２波長板４５ａ〜４５ｃ及び１／２波長板４７ａ〜４７ｃの回転量を制御して、偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ及び偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃ各々の反射量及び透過量を調整し、レーザ装置１５ｂ，１５ｃから射出されるレーザ光をほぼ均一強度で全ての露光装置１２ａ〜１２ｃに分配する。かかる制御を行う場合には、露光装置１２ａ〜１２ｃの各々に供給されるレーザ光の強度は、１台のレーザ装置から供給されるレーザ光の強度のほぼ２／３となるが、露光管理コントローラ１１がレーザ装置１５ｂ，１５ｃの射出強度を高く設定する制御を行い、又は露光装置１２ａ〜１２ｃの露光時におけるレチクルステージ及びウエハステージの移動速度を低下させる制御を行えば露光装置１２ａ〜１２ｃの全てで露光処理を行うことが可能となる。かかる制御を行うことにより、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの故障に備えた予備のレーザ装置を別に設けておく必要が無くなり、レーザ装置のコストを低減することができる。また、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの１つ又は２つが停止状態にあっても露光装置１２ａ〜１２ｃを稼働させることができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、上述した第１実施形態と同様の制御を行うこともできる。例えば、露光装置１２ｂにおいてロット交換作業が開始されると、露光装置１２ｂへの露光光の供給は一時的に不要になるため、露光管理コントローラ１１は、分配器３４に制御信号を出力して１／２波長板４５ｂを介したレーザ光が偏光ビームスプリッタ４４ｂを透過するよう１／２波長板４５ｂの回転量を制御する。これにより、レーザ装置１５ｂから射出されたレーザ光は、１／２波長板４７ｂ、偏光ビームスプリッタ４６ｂ、１／２波長板４５ｂ、及び偏光ビームスプリッタ４４ｂを介した後にハーフミラー４２で反射されて露光装置１２ａに供給されて露光装置１２ａにおける露光処理が可能となる。
【００４７】
露光装置１２ａの露光処理が終了し、且つ露光装置１２ｂにおけるロット交換作業が終了すると、露光管理コントローラ１１は分配器３４に制御信号を出力して１／２波長板４５ｂを介したレーザ光が偏光ビームスプリッタ４４ｂで反射されるよう１／２波長板４５ｂの回転量を制御する。これによりレーザ装置１５ｂからのレーザ光は１／２波長板４７ｂ、偏光ビームスプリッタ４６ｂ、及び１／２波長板４５ｂを介した後に偏光ビームスプリッタ４４ｂで反射され、偏光ビームスプリッタ４４ａを介した後に露光装置１２ｂに供給されて露光装置１２ｂにおける露光処理が可能となる。かかる制御を行うことにより、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの故障に備えて予備のレーザ装置を設ける必要が無くなり、レーザ装置のコストを低減することができる。また、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの１つ又は２つが停止状態にあっても露光装置１２ａ〜１２ｃを稼働させることができるため、デバイスの製造効率の低下を極力抑えることができる。
【００４８】
尚、この第２実施形態における説明では、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの全てが稼働している正常時には、レーザ装置１５ａからのレーザ光を露光装置１２ａに供給し、レーザ装置１５ｂからのレーザ光を露光装置１２ｂに供給し、レーザ装置１５ｃからのレーザ光を露光装置１２ｃに供給するように、各１／２波長板４５ａ〜４５ｃ，４７ａ〜４７ｃの回転量を制御するようにしたが、例えば各露光装置１２ａ〜１２ｃのそれぞれに、各レーザ装置１５ａ〜１５ｃから発生するレーザ光をそれぞれ１／３の割合（光量割合）ずつ供給するように、各１／２波長板４５ａ〜４５ｃ，４７ａ〜４７ｃの回転量を制御してもよい。これにより、各レーザ装置１５ａ〜１５ｃの使用量を均一化することができ、各レーザ装置１５ａ〜１５ｃのメンテナンス時期をほぼ一致させることができる。
【００４９】
［第３実施形態］
前述した第１、第２実施形態では、レーザ装置１５ａが停止したときに、露光装置１２ｂに対するレーザ光の供給が一時的に不要となるタイミングで、主にその露光装置１２ｂのために設けられているレーザ装置１５ｂからのレーザ光を露光装置１２ａに供給することにより、露光装置１２ａ〜１２ｃの稼働率の低下を防止する方法について説明したが、レーザ装置１５ａ〜１５ｃは、使用量が所定量以上になると、交換等のメンテナンスが必要になる。このため、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの使用量が偏っていると、メンテナンスの作業工数が増えることになる。極端な例を挙げると、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの使用量が全く異なる状況においては、各々のメンテナンスが互いに異なる日時に必要になってしまう。
【００５０】
そこで、本実施形態では、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの各々から射出されるレーザ光の総発振パルス数を計数して各レーザ装置１５ａ〜１５ｃの使用量をモニタし、このモニタ結果を参照しつつ露光管理コントローラ１１が分配器１４，３４を制御する。レーザ装置１５ａが停止した場合において、前述した第１実施形態では露光装置１２ｂにおいてロット交換作業が開始されたときに、露光管理コントローラ１１が分配器１４に制御信号を出力して駆動ミラー１６ｂを位置Ｐ２１又は位置Ｐ２２に配置させるとともに、駆動ミラー１６ａを位置Ｐ１１に配置することで、レーザ装置１５ｂから射出されるレーザ光を露光装置１２ａに供給していた。本実施形態では、露光管理コントローラ１１がレーザ装置１５ｂ及びレーザ装置１５ｃの使用量のモニタ結果を参照しつつ駆動ミラーを制御する。
【００５１】
具体的には、レーザ装置１５ｂの使用量がレーザ装置１５ｃの使用量よりも少ない場合に、露光装置１２ｂにおいてロット交換作業が開始されたときには、露光管理コントローラ１１は分配器１４に制御信号を出力して駆動ミラー１６ｂを位置Ｐ２１又は位置Ｐ２２に配置させるとともに、駆動ミラー１６ａを位置Ｐ１１に配置させ、レーザ装置１５ｂのレーザ光を露光装置１２ａに供給させる。逆に、レーザ装置１５ｂの使用量がレーザ装置１５ｃの使用量よりも多い場合には、露光管理コントローラ１１は露光装置１２ｂにおいてロット交換作業が開始されても分配器１４に制御信号を出力せず、露光装置１２ｃにおいてロット交換作業が開始されたときに分配器１４に制御信号を出力して、駆動ミラー１６ａを位置Ｐ１２に配置させるとともに、駆動ミラー１６ｃを位置Ｐ３１又は位置Ｐ３２に配置させ、レーザ装置１５ｃのレーザ光を露光装置１２ａに供給させる。
【００５２】
以上の制御を行うことにより、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの使用量をほぼ等しくすることができ、この結果としてレーザ装置１５ａ〜１５ｃのメンテナンス時期をほぼ等しくすることができるため、メンテナンスの作業工数を低減することができる。尚、上記の例ではロット交換時に分配器１４を制御する場合を例に挙げて説明したが、第１実施形態と同様に、ウエハに形成されたマーク計測時、ウエハの搬送・交換時、又はエラー・アシスト発生などのレーザ装置を使用しない時に分配器１４を制御しても良い。また、第２実施形態についても同様に本実施形態を適用することができる。
【００５３】
［第４実施形態］
前述した第１、第２実施形態では、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの性能については言及しなかったが、レーザ装置の性能は、レーザスペクトル幅、繰り返し周波数、パルスエネルギー安定性、エネルギー純度、平均パワー出力等により評価される。図３は、レーザ装置の性能評価に用いられるレーザスペクトル幅及びエネルギー純度を説明するための図である。レーザスペクトル幅とは、図３（ａ）に示す通り、ピークの最大値を「１」とした場合に、その半値「０．５」におけるスペクトル幅（半値全幅：ＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ））をいう。また、エネルギー純度とは、図３（ｂ）に示す通り、スペクトルの９５％を占める部分（図３（ｂ）において斜線を付した部分）のスペクトル幅である。
【００５４】
図４は、レーザ光源の性能推移を示す図表である。露光システムに設けられるレーザ装置は、露光装置に設けられた投影光学系ＰＬの高ＮＡ（開口数）化への対応のために、ＫｒＦエキシマレーザ光源については０．８ｐｍ→０．６ｐｍ→０．５ｐｍ→０．４ｐｍ、ＡｒＦエキシマレーザ光源については０．５ｐｍ→０．２５ｐｍ→０．２ｐｍとエネルギースペクトルを狭帯化させる方向へ進んでいる。エネルギー密度についても同様に、高ＮＡ化の対応のためにＫｒＦエキシマレーザ光源については４．０ｐｍ→３．０ｐｍ→２．５ｐｍ→２．０ｐｍ、ＡｒＦエキシマレーザ光源については１．０ｐｍ→０．７５ｐｍ→０．５ｐｍとエネルギースペクトルを狭帯化させる方向へ進んでいる。
【００５５】
また、繰り返し周波数についても、超解像化による照度低下と高スループット化の要求から、ＫｒＦエキシマレーザ光源については６００Ｈｚ→１ｋＨｚ→２ｋＨｚ→４ｋＨｚ、ＡｒＦエキシマレーザ光源については４ｋＨｚ→５ｋＨｚ→６ｋＨｚとレーザ出力性能の向上が図られている。これは平均パワー出力についても同様である。更に、エネルギー安定性についても、露光量制御精度向上の要求からＫｒＦエキシマレーザ光源については±０．４５％→±０．４％→±０．３５％→±０．３％、ＡｒＦエキシマレーザ光源については±０．３％→±０．２５％→±０．２％と安定性の向上が図られてきている。このように、レーザ装置の各性能が高くなると、レーザ装置の寿命は短くなり、且つ価格は高くなる。
【００５６】
このため、本実施形態では、図１に示す第１実施形態の構成又は図２に示す第２実施形態の構成において、同一波長のレーザ光を射出するが性能が異なる複数のレーザ装置をレーザ装置１５ａ〜１５ｃとして備えている。そして、露光管理コントローラ１１は、露光処理の手順等を記録したレシピで要求されている露光線幅精度及びスループット等に応じて、それを最低限満たす性能を有するレーザ装置が使用されるように、分配器１４又は分配器３４に制御信号を出力する。
【００５７】
例えば、図１に示す露光システムにおいて、レーザ装置１５ａが最も性能が高く、レーザ装置１５ｂが次に高い性能を有し、レーザ装置１５ｃが最も性能が低い場合に、高い露光線幅精度が要求される露光処理が露光装置１２ｂで行われ、さほど高い露光線幅精度が要求されない露光処理が露光装置１２ａで行われるときには、露光管理コントローラ１１は分配器１４に制御信号を出力して、レーザ装置１５ａのレーザ光が露光装置１２ｂに供給され、レーザ装置１５ｂのレーザ装置が露光装置１２ａに供給されるよう駆動ミラー１６ａ，１６ｂを制御する。
【００５８】
かかる制御を行うことにより、必要となる精度及びスループット等に応じたレーザ装置の使い分けをすることができ、その結果としてレーザ装置のコスト低減を図るとともにレーザ装置を長寿命化させることができる。尚、図２に示す露光システムにおいても同様の制御により使用するレーザ装置の切り替えを行うことができる。また、偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ及び偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃによりレーザ光の分岐及び合成を行う場合にも本実施形態を適用することができる。
【００５９】
尚、本実施形態で用いられるレーザ装置は、上述した性能の全てが異なるレーザ装置に限られるものではなく、レーザスペクトル幅、繰り返し周波数、パルスエネルギー安定性、エネルギー純度、平均パワー出力等の少なくとも１つが異なるレーザ装置であればよい。レーザ装置の切り替えのタイミングは、切り替えの必要な露光装置がロット交換作業を行っている間、又はウエハに形成されたマーク計測時、ウエハの搬送・交換時、又はエラー・アシスト発生時に行うことが望ましい。
【００６０】
［第５実施形態］
前述した第１実施形態〜第４実施形態では、レーザ装置１５ａ〜１５ｃの各々から射出されるレーザ光の波長は同一波長であることを前提にしていたが、波長の異なるレーザ光を発生するレーザ装置を使用する場合がある。例えば、Ｆ２レーザ（波長１５７ｎｍ）については、ピークが１５７．６２９９ｎｍ及び１５７．５２３３ｎｍにあるものが存在する。このため、露光装置１２ａ〜１２ｃの露光処理を行う上で悪影響となる不要な波長の光を除く構成を設けることが望ましい。
【００６１】
図５は、本発明の第５実施形態の露光システムが備える分配器の要部構成を示す図である。尚、図５に示す構成は、図２に示す分配器３４の構成を一部改良した構成である。図５に示す通り、分配器３４内においてレーザ装置１５ａ〜１５ｃの各々から射出されるレーザ光の光路上（１／２波長板４７ａ〜４７ｃとレーザ装置１５ａ〜１５ｃとの間の光路上）には、特定波長域のレーザ光を除去する波長選択素子４８が設けられている。この波長選択素子４８は、特定波長域で反射率の高い多層膜反射鏡、又はプリズム若しくは回折格子等の分散素子で実現される。ここで、レーザ装置１２ａ〜１２ｃとしてＦ２レーザを備える場合には、波長選択素子４８により除去される特定波長域は、例えば波長１５７．５２３３ｎｍのレーザ光に設定されており、これにより必要とされる波長１５７．６２９９ｎｍのレーザ光を効果的に使用することができる。
【００６２】
尚、波長選択素子４８は、図１に示す分配器１４にも適用することができる。分配器１４上に適用する場合には、波長選択素子４８は駆動ミラー１６ｃよりもレーザ装置１５ａ〜１５ｃ側であって、各レーザ装置１５ａ〜１５ｃからのレーザ光の光路上に配置される。ここで、以上の説明では、波長選択素子４８を分配器に設けた構成について説明したが、この波長選択素子４８を省略するとともに、各露光装置１２ａ〜１２ｃに各々の波長の相違を補償して色消しする補償手段を備える構成であっても良い。尚、露光装置１２ａ〜１２ｃを両波長に適用することができるように設計しても良い。
【００６３】
尚、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、上記実施形態ではレーザ処理システムの一種として露光装置を備える露光システムを例に挙げて説明したが、本発明は露光システムに限定されるものではない。例えば、ウエハ上に回路を形成するときに本来の素子部分に対して並列させて冗長部分を形成しておき、本来の素子部分に欠陥がある場合には、その素子部分をレーザ光により焼き切るレーザリペア装置、レーザ光を用いてウエハをエッチングするエッチング装置等の物体の少なくとも一部の形状を変えるレーザ加工機を処理装置として備えるレーザ処理システム、レーザ光を用いてウエハ上の回路パターンを測長したり、欠陥検査を行うレーザ処理システムなどにも本発明を適用することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では露光装置１２ａ〜１２ｃとレーザ装置１５ａ〜１５ｃとを同数備える構成を例に挙げて説明したが、露光装置よりもレーザ装置が少ない構成の場合にも本発明を適用することができ、逆に露光装置よりもレーザ装置が多い構成の場合にも本発明を適用することができる。また、前述した第２実施形態では１／２波長板４５ａ〜４５ｃ及び１／２波長板４７ａ〜４７ｃの回転量を変更して偏光ビームスプリッタ４４ａ〜４４ｃ及び偏光ビームスプリッタ４６ａ〜４６ｃにおける分配率を制御していたが、レーザ装置１５ａ〜１５ｃから射出されて分配器３４に入射するレーザ光の偏光状態が円偏光、楕円偏光の場合、直線偏光に変換するため、分配器３４のレーザ光入射端に１／４波長板を設けた構成にする。また、分配器３４から露光装置１２ａ〜１２ｃに供給されるレーザ光の直線偏光面の角度を回転させたい場合には、分配器３４のレーザ光射出端に回転制御可能な１／２波長板を設けた構成にする。
【００６５】
また、上記の露光装置１２ａ〜１２ｃとしては、国際公開第９９／４９５０４号公報に開示されているような液浸式の露光装置を用いることも可能である。液浸法を用いる露光装置は、投影光学系とウエハとの間を局所的に液体で満たす液浸露光装置、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置の何れの露光装置であっても良い。また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報等に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してＸＹ方向に独立に移動可能な２つのステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【００６６】
更に、上記実施形態においては、露光装置としてステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置を用いた場合にも本発明を適用することが可能である。また、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、及び撮像素子（ＣＣＤ等）の製造にも用いられる露光装置、及びレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。即ち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である。
【００６７】
次に、本発明の実施形態による露光方法を用いたデバイスの製造について説明する。図６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造工程の一例を示すフローチャートである。図６に示されるように、まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、デバイスの機能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００６８】
次に、ステップＳ１３（ウエハプロセスステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、上述した露光システムによってマスクに形成されたパターンをウエハ上に転写する露光処理、露光処理を終えたウエハを現像する現像処理、現像処理を終えたウエハに対して、例えばエッチングを行う基板処理等の処理を行って、ウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（組立ステップ）において、ステップＳ１３において処理されたウエハを用いてチップ化する。このステップＳ１４には、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程が含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ処理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るレーザ処理システムの構成を示すブロック図である。
【図３】レーザ装置の性能評価に用いられるレーザスペクトル幅及びエネルギー純度を説明するための図である。
【図４】レーザ光源の性能推移を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態の露光システムが備える分配器の要部構成を示す図である。
【図６】デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１０…生産管理ホストシステム
１１…露光管理コントローラ
１２ａ〜１２ｃ…露光装置
１３ａ〜１３ｃ…トラック
１４…分配器
１５ａ〜１５ｃ…レーザ装置
１６ａ〜１６ｃ…駆動ミラー
３４…分配器
４１，４２…ハーフミラー
４３…ミラー
４４ａ〜４４ｃ…偏光ビームスプリッタ
４５ａ〜４５ｃ…１／２波長板
４６ａ〜４６ｃ…偏光ビームスプリッタ
４７ａ〜４７ｃ…１／２波長板
４８…波長選択素子
【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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【図６】
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