(57)【要約】【課題】効率良く露光処理を行うことができるガス交換方法を得ること。【解決手段】レーザガスを用いてエキシマレーザを出力するレーザ装置でのレーザガスのガス交換方法において、レーザガスの交換限界の時期を交換限界タイミングとして設定する交換タイミング設定ステップと、エキシマレーザを用いて行なわれる露光処理の工程順序に関する情報に基づいて、露光処理の空き時間を露光空き時間ＳＰ１として抽出する空き時間抽出ステップと、交換限界タイミングよりも前のタイミングに存在する露光空き時間ＳＰ１を、レーザガスのガス交換タイミングに設定する交換タイミング設定ステップと、設定したガス交換タイミングにレーザガスのガス交換を行うガス交換ステップと、を含む。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザガスを用いてエキシマレーザを出力するレーザ装置での前記レーザガスのガス交換方法において、
前記レーザガスの交換限界の時期を交換限界タイミングとして設定する交換タイミング設定ステップと、
前記エキシマレーザを用いて行なわれる露光処理の工程順序に関する情報に基づいて、前記露光処理の空き時間を露光空き時間として抽出する空き時間抽出ステップと、
前記交換限界タイミングよりも前のタイミングに存在する前記露光空き時間を、前記レーザガスのガス交換タイミングに設定する交換タイミング設定ステップと、
設定したガス交換タイミングに前記レーザガスのガス交換を行うガス交換ステップと、
を含むことを特徴とするガス交換方法。
【請求項２】
前記交換タイミング設定ステップは、前記露光空き時間が複数存在する場合には、前記露光空き時間の長さに基づいて、前記ガス交換タイミングに設定する露光空き時間を選択することを特徴とする請求項１に記載のガス交換方法。
【請求項３】
前記交換タイミング設定ステップは、前記露光空き時間が複数存在する場合には、前記露光空き時間から前記交換限界タイミングまでの時間の長さに基づいて、前記ガス交換タイミングに設定する露光空き時間を選択することを特徴とする請求項１に記載のガス交換方法。
【請求項４】
レーザガスを用いてエキシマレーザを出力するレーザ装置において、
前記エキシマレーザを生成するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバへのレーザガスの供給および前記レーザチャンバからのレーザガスの排気を制御するガス制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記レーザガスの交換限界の時期を交換限界タイミングとして設定するとともに、前記エキシマレーザを用いて行なわれる露光処理の工程順序に関する情報に基づいて前記露光処理の空き時間を露光空き時間として抽出し、前記交換限界タイミングよりも前のタイミングに存在する前記露光空き時間に前記レーザガスのガス交換を行うことを特徴とするレーザ装置。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１つに記載のガス交換方法によってガス交換されたエキシマレーザを用いて半導体デバイスを作成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ工程で用いられるガス交換方法、レーザ装置および半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス回路の高集積化、微細化に伴い、回路パターンを転写する露光装置での光源の短波長化が進んでいる。例えば、従来では光源からの光として水銀ランプからのＩ線（波長３６５ｎｍ）が用いられていたが、近年ではＫｒＦエキシマレーザ光源からの紫外パルスレーザ光（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ光源からの紫外パルスレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられるようになっている。
【０００３】
エキシマレーザでは、マニホルド内に充填されたＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ２などのレーザガスを、電子ビームの照射や放電等によって励起状態にしている。これにより、励起された原子が基底状態の原子と結合して励起状態でのみ存在する分子（エキシマ）が生成される。このように生成されたエキシマは不安定なので直ちに紫外光を放出して基底状態に遷移する。エキシマレーザ発振装置（レーザ装置）では、遷移の際に放出された紫外光を一対のミラーで構成される光共振器内で増倍してレーザ光として取り出している。
【０００４】
マニホルド内に充填されたガスは使用により劣化が起こる。特に、レーザガスがＦ２である場合、Ｆ２は反応性が高いので発振に伴って徐々にマニホルド内の濃度が下がる傾向がある。このため、エキシマレーザ発振装置を作動させるためには、マニホルド内のレーザガスを適宜新しいレーザガスと置換しなければならない。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載のガスレーザ装置は、複数の異なる種類のガスを混合した混合ガス（レーザガス）をレーザ媒質として用いている。複数の異なる種類のガスのうち、特定のガスの放出光の発光強度に基づいて、特定のガスのガス濃度またはガス分圧を演算している。そして、演算したガス濃度またはガス分圧を用いて、レーザガスの供給制御や排気制御を行なっている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、レーザガスを交換している間はレーザ装置からレーザ光を出力できないので、レーザ光を用いた露光処理などを中断しなければならない。このため、露光処理の処理効率が低下するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３４１０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、効率良く露光処理を行うことができるガス交換方法、レーザ装置および半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の一態様によれば、レーザガスを用いてエキシマレーザを出力するレーザ装置での前記レーザガスのガス交換方法において、前記レーザガスの交換限界の時期を交換限界タイミングとして設定する交換タイミング設定ステップと、前記エキシマレーザを用いて行なわれる露光処理の工程順序に関する情報に基づいて、前記露光処理の空き時間を露光空き時間として抽出する空き時間抽出ステップと、前記交換限界タイミングよりも前のタイミングに存在する前記露光空き時間を、前記レーザガスのガス交換タイミングに設定する交換タイミング設定ステップと、設定したガス交換タイミングに前記レーザガスのガス交換を行うガス交換ステップと、を含むことを特徴とするガス交換方法が提供される。
【００１０】
また、本願発明の一態様によれば、レーザガスを用いてエキシマレーザを出力するレーザ装置において、前記エキシマレーザを生成するレーザチャンバと、前記レーザチャンバへのレーザガスの供給および前記レーザチャンバからのレーザガスの排気を制御するガス制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザガスの交換限界の時期を交換限界タイミングとして設定するとともに、前記エキシマレーザを用いて行なわれる露光処理の工程順序に関する情報に基づいて前記露光処理の空き時間を露光空き時間として抽出し、前記交換限界タイミングよりも前のタイミングに存在する前記露光空き時間に前記レーザガスのガス交換を行うことを特徴とするレーザ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、レーザガスの交換限界タイミングよりも前のタイミングに存在する露光空き時間にレーザガスのガス交換を行うので、効率良く露光処理を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係るガス交換方法、レーザ装置および半導体装置の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体デバイス製造システムの構成を示す図である。本実施の形態の半導体デバイス製造システムは、露光処理の行われない空き時間（ロット処理の区切り）にレーザガスのガス交換を行うシステムである。半導体デバイス製造システムは、ロット管理装置５１と、ウエハ処理システム５２と、有している。
【００１４】
ウエハ処理システム５２は、半導体ウエハ（後述のウエハ６）上に半導体デバイスを形成するシステムである。ウエハ処理システム５２は、レーザを出力するレーザ装置（エキシマレーザ装置）１、露光処理を行う露光装置２、後述のコータデベロッパー３、その他の半導体製造装置、検査装置などを備えている。ウエハ処理システム５２内では、ウエハ６が例えば２５枚ずつのロット単位でウエハ処理（露光、現像、エッチングなど）される。
【００１５】
ロット管理装置５１は、ウエハ処理システム５２内でウエハ処理されるウエハ６を、ロット単位で工程管理する。ロット管理装置５１は、ウエハ処理システム５２内の装置（レーザ装置１、露光装置２、その他の半導体製造装置など）とＬＡＮやＷＡＮなどの通信網を介して接続されており、ウエハ処理システム５２内の装置との間でウエハ６の工程管理に用いる情報を送受信する。具体的には、ロット管理装置５１は、工程管理として各工程で処理されるロットの順番、処理時刻などを管理している。また、本実施の形態のロット管理装置５１は、各ロットがどのタイミングで露光装置２に処理されるかの予定情報を後述の区切り情報としてレーザ装置１に送信する。
【００１６】
ウエハ処理システム５２のレーザ装置１は、レーザ光（エキシマレーザ光）を出力する装置であり、制御装置１１、レーザガスボンベ１２、レーザチャンバ１３を含んで構成されている。制御装置１１は、レーザ装置１の制御として、エキシマレーザ光の出力制御、レーザガスの交換に関する制御（レーザガスの供給制御、レーザガスの廃棄制御）などを行う。レーザガスボンベ１２は、レーザガスを格納するボンベであり、制御装置１１からの指示に従ってレーザガスをレーザチャンバ１３に供給する。
【００１７】
レーザチャンバ１３は、マニホルドや光共振器などを備えており、エキシマレーザ光を生成する。レーザチャンバ１３は、マニホルド内にＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ２などのレーザガスを充填し、これらのレーザガスを電子ビームの照射や放電等によって励起させる。レーザチャンバ１３内では、励起された原子が基底状態の原子と結合して励起状態でのみ存在する分子（エキシマ）が生成される。レーザチャンバ１３は、エキシマが基底状態に遷移する際に放出する紫外光を一対のミラーで構成される光共振器内で増倍し、増倍したエキシマレーザ光を出力する。
【００１８】
つぎに、ウエハ６の露光工程で用いられる露光システムについて説明する。図２は、露光システムの構成を示す図である。露光システムは、レーザ装置１、露光装置２、コータデベロッパー３を含んで構成されている。
【００１９】
コータデベロッパー３は、ウエハ６のレジストの塗布や現像を行う装置であり、例えば複数レールで並行処理を行うトラック系の構成を有している。コータデベロッパー３は、ウエハ６にレジストを塗布した後、ウエハ６を露光装置２に送る。また、コータデベロッパー３は、露光装置２によって露光されたウエハ６を露光装置２から受け取ってウエハ６の現像処理を行う。
【００２０】
露光装置２は、エキシマレーザ光によってロット単位でウエハ６への露光処理を行う装置であり、例えばスキャナである。露光装置２は、露光制御装置２１を有している。露光制御装置２１は、レーザ装置１の制御装置１１やロット管理装置５１と接続されている。露光制御装置２１は、ロット管理装置５１や制御装置１１からの指示に基づいて、露光装置２を制御する。露光制御装置２１は、例えば制御装置１１からの指示に従った所定のタイミングで各ロットの露光処理を行う。露光装置２は、レーザ装置１がガス交換を行なっている間、露光処理を中断する。
【００２１】
レーザ装置１は、レーザチャンバ１３によって生成したエキシマレーザ光を露光装置に送出する装置である。レーザ装置１の制御装置１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたハードウェア構成となっており、露光装置２の露光制御装置２１やロット管理装置５１に接続されている。制御装置１１は、露光制御装置２１やロット管理装置５１から送られてくる情報に基づいて、レーザ装置１を制御する。本実施の形態の制御装置１１は、ロット管理装置５１から送られてくる区切り情報を用いてエキシマレーザのガス交換を行うタイミング（ガス交換タイミング）を設定する。制御装置１１は、決定したガス交換タイミングを露光装置２に通知するとともに、決定したガス交換タイミングに従ってレーザチャンバ１３内のガス交換を行う。
【００２２】
つぎに、レーザ装置１の詳細な構成について説明する。図３は、レーザ装置の構成を示す図である。レーザ装置１は、制御装置１１、レーザガスボンベ１２、レーザチャンバ１３、発振器１４、放電電極１５、発振パルスモニタ１６、チャンバ状態モニタ１７、真空ポンプ１８、バルブ１９（バルブ１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ）、バルブ３１を有している。
【００２３】
レーザガスボンベ１２は、Ｆ２ガスを格納するＦ２ボンベ１２Ａ、Ａｒガスを格納するＡｒボンベ１２Ｂ、Ｎｅガスを供給するＮｅボンベ１２Ｃを備えている。Ｆ２ボンベ１２Ａは、バルブ１９Ａを介してレーザチャンバ１３に接続され、Ａｒボンベ１２Ｂはバルブ１９Ｂを介してレーザチャンバ１３に接続され、Ｎｅボンベ１２Ｃは、バルブ１９Ｃを介してレーザチャンバ１３に接続されている。
【００２４】
バルブ１９は、レーザガスボンベ１２とレーザチャンバ１３とを接続する配管上に配置され、制御装置１１からの指示に従って開閉する。バルブ１９は、レーザチャンバ１３内のガスを交換（供給）する際に開けられ、ガス交換以外の間は閉じられる。発振器１４は、レーザパルスを出力して放電電極１５へ送出する。放電電極１５は、発振器１４からのレーザパルスを放電励起してレーザチャンバ１３に送り込む。
【００２５】
レーザチャンバ１３は、Ｆ２ボンベ１２ＡからのＦ２ガス、Ａｒボンベ１２ＢからのＡｒガス、Ｎｅボンベ１２ＣからのＮｅガスが、レーザガスとして入れられる密閉筐体である。レーザチャンバ１３は、放電電極１５による放電によってレーザガスを励起させ、エキシマを生成する。レーザチャンバ１３は、エキシマが基底状態に遷移する際に放出する紫外光を図示しない光共振器内で増倍し、エキシマレーザ光として出力する。レーザチャンバ１３からのエキシマレーザ光は、露光装置２に送られる。
【００２６】
発振パルスモニタ１６は、レーザチャンバ１３から露光装置２に送出されるエキシマレーザ光の発振パルス数や１パルス当たりのエネルギー量を検知し、検知した発振パルス数やエネルギー量を制御装置１１に送信する。チャンバ状態モニタ１７は、レーザチャンバ１３内のレーザガスの状態（ガス圧（分圧））を検知し、検知したガス圧を制御装置１１に送信する。
【００２７】
真空ポンプ１８は、レーザチャンバ１３内のレーザガスを排気するポンプである。バルブ３１は、真空ポンプ１８とレーザチャンバ１３との間の配管上に配置され、制御装置１１からの指示に従って開閉する。バルブ３１は、レーザチャンバ１３内のガスを交換（排気）する際に開けられ、ガス交換以外の間は閉じられる。
【００２８】
制御装置１１は、放電電極１５、バルブ１９、バルブ３１を制御する。制御装置１１は、ロット管理装置５１と接続されており、ロット管理装置５１から送られてくる区切り情報を用いて、レーザチャンバ１３内のレーザガスを交換するタイミングを決定する。区切り情報は、ロット処理の区切りに関する情報であり、各ロットが何れのタイミングでコータデベロッパー３に処理されて、何れのタイミングで露光装置２に処理されるかの情報（開始時期と終了時期）を有している。
【００２９】
制御装置１１は、例えばガス交換後のウエハ６の累積露光処理枚数に基づいて、ガス交換のタイミング（交換限界タイミング）を算出（設定）する。レーザガスの交換限界は、あとどれぐらいでガス交換になるかの予測（ガス交換必要時期）であり、制御装置１１は、レーザガスの交換限界までにガス交換を行なえばよい。従来は、レーザガスの交換限界でガス交換を行なっていた。本実施の形態の制御装置１１は、レーザガスの交換限界よりも前に、露光装置２が露光処理を行わない時間（露光の空き時間）がある場合には、この空き時間にレーザチャンバ１３のガス交換を行なわせる。具体的には、制御装置１１が露光の空き時間を抽出し、抽出した空き時間にレーザチャンバ１３のガス交換を行なわせる。
【００３０】
制御装置１１は、ガス交換後のウエハ６の累積露光処理枚数を算出しておく必要がある。このため、ロット管理装置５１は、各ロット内のウエハ６の枚数を区切り情報内に入れておく。制御装置１１は、露光装置２で露光されるウエハ６の枚数を、露光処理の順番で加算していき、加算の合計値（累積枚数）が所定値を超えるタイミングがガス交換タイミングであると判断する。レーザ装置１は、ロット処理とロット処理の間（露光処理の切れ目となるロットエンド）にガス交換を行う。したがって、制御装置１１は、レーザガスの交換限界時に露光処理されるロットの露光前または露光後がレーザガスの交換限界であると判断する。
【００３１】
なお、制御装置１１は、ウエハ６へのエキシマレーザ光の照射パルス数と各パルスのエネルギー量に基づいて、レーザガスの交換限界を算出してもよい。この場合、制御装置１１は、各ロットのウエハ枚数、ウエハ毎の露光時間、発振パルスモニタ１６が検知した１パルス当たりのエネルギー量に基づいて、各ロットの露光に要するパルス数を算出する。制御装置１１は、レーザ装置１が出射するエキシマレーザ光のエネルギー量の合計値（累積エネルギー量）が所定値を超えるタイミングがガス交換のタイミングであると判断する。
【００３２】
また、制御装置１１は、ガス交換してからの経過時間に基づいて、レーザガスの交換限界を算出してもよい。さらに、制御装置１１は、チャンバ状態モニタ１７によるレーザガスのガス圧に基づいて、ガス交換タイミングを予測してもよい。この場合、制御装置１１は、ガス交換をした後の所定のタイミングで、ガス交換タイミングを予測する。具体的には、制御装置１１は、ガス交換後に露光処理したウエハ６の合計枚数と、この合計枚数のウエハを露光処理した時点でのレーザガスのガス圧とに基づいて、レーザガスの劣化の進行度を算出する。そして、算出した劣化の進行度と、これから露光処理するロットのウエハ枚数とに基づいて、ガス交換タイミングを予測する。以下では、制御装置１１が、エキシマレーザ光の照射パルス数に基づいて、レーザガスの交換限界を算出する場合について説明する。
【００３３】
つぎに、ガス交換処理の処理手順について説明する。図４は、ガス交換処理の処理手順を示すフローチャートである。レーザ装置１は、露光装置２へのエキシマレーザ光の出射を開始すると、レーザチャンバ１３内の状態検出を行う（ステップＳ１０）。具体的には、発振パルスモニタ１６が、エキシマレーザ光の発振パルス数と１パルス当たりのエネルギー量を検知し、検知した発振パルス数とエネルギー量を制御装置１１に送信する。
【００３４】
制御装置１１は、１パルス当たりのエネルギー量に基づいて、レーザガスの交換限界までに出射可能なパルス数を算出する。また、制御装置１１は、１パルス当たりのエネルギー量に基づいて、ウエハ１枚当たりの露光に必要なパルス数を算出する。そして、制御装置１１は、レーザガスの交換限界までに出射可能なパルス数と、ウエハ１枚当たりの露光に必要なパルス数と、に基づいて、レーザガスの交換限界までに露光可能なウエハの枚数を算出する。レーザガスの交換限界までに露光可能な最後のウエハ６がレーザガスの交換限界となる（ステップＳ２０）。
【００３５】
また、制御装置１１は、ロット管理装置５１から送られてくる区切り情報を受信する（ステップＳ３０）。制御装置１１は、区切り情報から、各ロットが露光処理される予定時刻（各ロットが処理される順番）と、各ロットのウエハ枚数を抽出する。制御装置１１は、レーザガスの交換限界までに露光可能なウエハの枚数と、各ロットが処理される順番と、各ロットのウエハ枚数と、に基づいて、何れのロットを処理した後がレーザガスの交換限界であるかを算出する。具体的には、制御装置１１は、露光処理の順番で各ロットのウエハ枚数を足していく。足されたウエハ枚（合計値）が、レーザガスの交換限界までに露光可能なウエハの枚数よりも大きくなった時点でのロットがレーザガスの交換限界に対応するロットとなる。
【００３６】
制御装置１１は、レーザガスの交換限界よりも前のタイミングであって、露光処理の行われない空き時間（ロット停滞間隔）がガス交換のタイミングとなるよう、ガス交換タイミングを設定する（ステップＳ４０）。
【００３７】
この後、設定したガス交換タイミングになると、制御装置１１は、放電電極１５、バルブ１９、バルブ３１を制御してレーザチャンバ１３内のレーザガスを交換する。具体的には、まず放電電極１５による放電を停止させることによって、エキシマレーザ光の出力を停止させる。そして、制御装置１１は、バルブ３１を開かせることによって真空ポンプ１８にレーザチャンバ１３内の排気を行なわせる。また、制御装置１１は、バルブ１９を開かせることによって、レーザガスボンベ１２内のガスをレーザチャンバ１３に供給させる。レーザチャンバ１３内のガス交換が完了すると、バルブ３１、バルブ１９が閉じられる。この後、制御装置１１は、ステップＳ１０〜Ｓ５０の処理を繰り返す。なお、ここではステップＳ２０の後に制御装置１１が区切り情報を受信する場合について説明したが、制御装置１１は、区切り情報を何れのタイミングでロット管理装置５１から受信してもよい。
【００３８】
ここで、ガス交換タイミングの設定処理を説明する。図５は、ガス交換タイミングの設定処理を説明するための図である。図５の（ａ）は、従来のガス交換タイミングを示す図であり、（ｂ）は本実施の形態の制御装置１１が設定するガス交換タイミングを示す図である。
【００３９】
露光装置２は、ガス交換（前回交換）が行なわれた後、ロットＬ１、ロットＬ２、ロットＬ３の順番で露光処理を行う。このような露光装置２による各ロットの露光処理は、全てのロットを連続して露光できない場合がある。全てのロットを連続して露光できないのは、例えば、他の工程での処理に長時間を要する場合、コータデベロッパー３などの他の装置などでトラブルが発生した場合などである。また、半導体デバイス製造システムへロットを投入するタイミングに長時間の時間間隔が発生した場合や、露光装置２でレチクル交換を行う場合などにも全てのロットを連続して露光できない。
【００４０】
例えば、図５の（ａ）や（ｂ）ではロットＬ１１とＬ１２の間に露光処理の空き時間Ｘ１（長さＳＰ１）が生じている。（ａ）に示す従来のガス交換タイミングでは、この空き時間Ｘ１に関わらず、予めエキシマレーザ光の出射パルス数などに基づいて設定した交換限界の後にガス交換を行なっている。
【００４１】
一方、本実施の形態の制御装置は、空き時間Ｘ１の間にガス交換を行なっている。空き時間Ｘ１の長さＳＰ１がガス交換に要する時間Ｔよりも長ければ、ガス交換に起因するウエハ処理の遅延が無くなる。また、空き時間Ｘの長さＳＰ１がガス交換に要する時間Ｔよりも短い場合であっても、ガス交換に起因するウエハ処理の遅延を減らすことが可能となる。
【００４２】
なお、空き時間が複数ある場合には、複数の空き時間を合計するとともに、合計した空き時間にガス交換を行なってもよい。図６は、複数の空き時間を用いた場合のガス交換を説明するための図である。ここでは、ロットＬ３１の露光処理とロットＬ３２の露光処理の間に空き時間Ｘ２（長さＳＰ２）があり、ロットＬ３２の露光処理とロットＬ３３の露光処理の間に空き時間Ｘ３（長さＳＰ３）がある場合について説明する。
【００４３】
（ａ）に示すように、空き時間Ｘ２と空き時間Ｘ３がある場合、空き時間Ｘ２と空き時間Ｘ３の間のロットＬ３２の処理と、空き時間Ｘ３の順番を入れ替える。これにより、（ｂ）に示すように空き時間は、空き時間Ｘ２と空き時間Ｘ３とがまとめられた１つの空き時間Ｘ４となる。（ｃ）に示すように、１つにまとめられた空き時間Ｘ４（ＳＰ２＋ＳＰ３）の間にガス交換を行うことによってガス交換に起因するウエハ処理の遅延を減らすことが可能となる。
【００４４】
また、複数の空き時間がある場合、何れの空き時間を用いてガス交換を行うかを、空き時間の長さに基づいて選択してもよい。例えば、空き時間のうち最も長い空き時間を選択してガス交換を行ってもよいし、ガス交換に要する時間Ｔよりも長い空き時間のうち、交換限界に最も近い空き時間を選択してガス交換を行ってもよい。
【００４５】
また、複数の空き時間がある場合、何れの空き時間を用いてガス交換を行うかを、空き時間から交換限界までの時間（以下、交換限界までの時間という）の長さに基づいて選択してもよい。例えば、交換限界までの時間が最も短くなる空き時間（交換限界に最も近い空き時間）を選択してガス交換を行ってもよいし、ガス交換に要する時間Ｔよりも長い空き時間であって、交換限界までの時間が最も短くなる空き時間を選択してガス交換を行ってもよい。
【００４６】
さらに、複数の空き時間がある場合、何れの空き時間を用いてガス交換を行うかを、空き時間の長さと、この空き時間から交換限界までの時間と、に基づいて選択してもよい。図７は、複数の空き時間のうち何れの空き時間を用いてガス交換を行うかの決定方法を説明するための図である。
【００４７】
制御装置１１は、空き時間の長さを、空き時間の開始時刻から交換限界までの時間で除した値を、空き時間毎に算出する。制御装置１１は、算出した値を比較し、この算出値が最も大きな空き時間をガス交換タイミングに決定する。
【００４８】
例えば、（ａ）に示すように空き時間Ｘ５の長さが（長さＳＰ５）であり、空き時間Ｘ５から交換限界までの時間がＵ１である場合、制御装置１１は、ＳＰ５／Ｕ１を算出する。また、（ｂ）に示すように空き時間Ｘ６の長さが（長さＳＰ６）であり、空き時間Ｘ６から交換限界までの時間がＵ２である場合、制御装置１１は、ＳＰ６／Ｕ２を算出する。そして、制御装置１１は、ＳＰ５／Ｕ１とＳＰ６／Ｕ２を比較し、値の大きな方の空き時間をガス交換タイミングに設定する。例えば、（ＳＰ５／Ｕ１）＞（ＳＰ６／Ｕ２）の場合、ＳＰ５／Ｕ１に対応する空き時間Ｘ５の間に、ガス交換を行うと判断される。
【００４９】
このように、半導体デバイス製造システムでは、露光の空き時間にレーザガスのガス交換を行う。さらに、半導体デバイス製造システムででは、ガス交換されたエキシマレーザを用いて半導体装置（半導体デバイス）を作成する。
【００５０】
なお、図６で説明した方法と図７で説明した方法とを組み合わせてガス交換のタイミングを決定してもよい。具体的には、図６で説明したように複数の空き時間Ｘ２，Ｘ３を合計した空き時間Ｘ４の長さ（ＳＰ２＋ＳＰ３）を算出しておく。さらに、空き時間Ｘ４から交換限界までの時間がＵ３である場合、制御装置１１は（ＳＰ２＋ＳＰ３）／Ｕ３を算出する。そして、この（ＳＰ２＋ＳＰ３）／Ｕ３を、図７で説明したＳＰ５／Ｕ１やＳＰ６／Ｕ２と比較することによって、ガス交換のタイミングを決定する。なお、空き時間から交換限界までの時間は、空き時間の開始時刻から交換限界までの時間に限らず、空き時間の終了時刻から交換限界までの時間であってもよい。
【００５１】
なお、本実施の形態では、レーザチャンバ１３に導入するレーザガスがＦ２ガス、Ａｒガス、Ｎｅガスである場合について説明したが、レーザチャンバ１３に導入するレーザガスは、これら以外のＫｒ、Ｘｅなどのガスであってもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、制御装置１１がガス交換のタイミングを決定したが、ガス交換のタイミングは露光装置２内の露光制御装置２１やロット管理装置５１が決定してもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では、制御装置１１がロット管理装置５１と接続している場合について説明したが、制御装置１１とロット管理装置５１は直接接続されていなくてもよい。この場合、制御装置１１は、露光制御装置２１などを介してロット管理装置５１と通信を行う。
【００５４】
また、空き時間が所定時間よりも短い場合、空き時間から交換限界までの時間が所定時間よりも長い場合、ＳＰ５／Ｕ１やＳＰ６／Ｕ２などの算出値が所定値よりも小さい場合にはガス交換をキャンセルして、交換限界時にガス交換を行なってもよい。
【００５５】
なお、本実施の形態では、ロットの露光処理における区切り情報に基づいて交換限界を予測したが、露光工程よりも前の工程におけるロットの区切り情報に基づいて交換限界を予測してもよい。露光工程よりも前の工程としては、例えばレジスト塗布工程、露光前ベーク工程、ウエハ６の搬送工程などがある。
【００５６】
また、レーザ装置１でガス交換を行なっている間に、露光装置２内の整備を行ってもよい。露光装置２内の整備としては、投影レンズ、液浸液供給機構、基板ステージの清掃、露光装置２内のフォトマスクの交換、照明条件の切替え、ウエハ６の入れ替え、フォトマスクとウエハ６の位置合わせなどである。
【００５７】
なお、本実施形態の制御装置１１で実行されるガス交換制御ログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、本実施形態の制御装置１１で実行されるガス交換制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するよう構成してもよい。
【００５８】
さらに、本実施形態の制御装置１１で実行されるガス交換制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するよう構成してもよい。また、本実施形態の制御装置１１で実行されるガス交換制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するよう構成してもよい。
【００５９】
このように実施の形態によれば、露光の空き時間にレーザガスのガス交換を行うので、露光装置２のダウンタイムを低減できる。したがって、露光装置２を効率良く稼動させて効率良く露光処理を行うことが可能となる。
【００６０】
また、空き時間の長さに基づいてガス交換タイミングを選択するので、空き時間を効率良く利用することが可能となる。また、空き時間から交換限界までの時間の長さに基づいてガス交換タイミングを選択するので、空き時間を効率良く利用することが可能になるとともに。ガス交換回数を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施の形態に係る半導体デバイス製造システムの構成を示す図である。
【図２】露光システムの構成を示す図である。
【図３】レーザ装置の構成を示す図である。
【図４】ガス交換処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】ガス交換タイミングの設定処理を説明するための図である。
【図６】複数の空き時間を用いた場合のガス交換を説明するための図である。
【図７】複数の空き時間のうち何れの空き時間を用いてガス交換を行うかの決定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  レーザ装置、２  露光装置、６  ウエハ、１１  制御装置、１３  レーザチャンバ、５１  ロット管理装置、５２  ウエハ処理システム
【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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【図７】
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