WO2025004358A1 - レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography

Definitions

  • the laser device includes an upstream lens arranged upstream in the optical path of the pulsed laser beam, a downstream lens arranged downstream of the upstream lens, and an optical path length change mechanism that changes the inter-lens optical path length between the upstream lens and the downstream lens, and includes a beam divergence angle adjuster that adjusts the beam divergence angle of the stretched pulsed laser beam, and a processor that controls the beam divergence angle adjuster, which determines the repetition frequency or duty of the pulsed laser beam, and when the repetition frequency or duty has changed by more than a preset threshold value, changes the inter-lens optical path length so that the beam divergence angle of the stretched pulsed laser beam becomes smaller according to the changed repetition frequency or duty.
  • FIG. 20 is a top view illustrating an outline of a configuration example of a laser device according to a second modified example.
  • FIG. 21 is a diagram showing a modified example of the optical path length changing mechanism.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of the configuration of an exposure apparatus.
  • FIGS. 1 and 2 are schematic diagrams showing a configuration example of a laser device 2 according to a comparative example.
  • the comparative example of the present disclosure is a form that the applicant recognizes as being known only by the applicant, and is not a publicly known example that the applicant recognizes.
  • the height direction of the laser device 2 is the V-axis direction
  • the length direction is the Z-axis direction
  • the depth direction is the H-axis direction
  • the laser device 2 includes a Master Oscillator (MO) 10, an MO beam steering unit 20, a Power Oscillator (PO) 30, a PO beam steering unit 40, a first Optical Pulse Stretcher (OPS) 100 (see FIG. 2), a second Optical Pulse Stretcher (OPS) 50, a monitor module 60, and a laser processor 70.
  • the laser device 2 is an excimer laser device that outputs pulsed laser light PL to be incident on the exposure device 3.
  • the master oscillator 10 includes a line narrowing module (LNM) 11, a chamber 14, and an output coupling mirror (Output Coupler: OC) 17.
  • LNM line narrowing module
  • OC output coupling mirror
  • the master oscillator 10 is an example of an "oscillator that outputs pulsed laser light with an ultraviolet wavelength" in this disclosure.
  • the chamber 14 is disposed on the optical path of the optical resonator.
  • the chamber 14 includes a pair of discharge electrodes 15a, 15b and two windows 16a, 16b through which the pulsed laser light PL passes.
  • the chamber 14 contains an excimer laser gas therein.
  • the excimer laser gas may include, for example, Ar gas or Kr gas as a rare gas, F2 gas as a halogen gas, and Ne gas as a buffer gas.
  • the MO beam steering unit 20 includes a high-reflection mirror 21a and a high-reflection mirror 21b.
  • the high-reflection mirror 21a and the high-reflection mirror 21b are arranged so that the pulsed laser light PL output from the master oscillator 10 is incident on the power oscillator 30.
  • the high-reflection mirror in the present disclosure is, for example, a flat mirror in which a highly reflective film is formed on the surface of a substrate made of synthetic quartz or calcium fluoride (CaF 2 ).
  • the highly reflective film is a dielectric multilayer film, for example, a film containing a fluoride.
  • the chamber 32 is disposed on the optical path of the optical resonator.
  • the chamber 32 may have a configuration similar to that of the chamber 14 of the master oscillator 10. That is, the chamber 32 includes a pair of discharge electrodes 33a, 33b and two windows 34a, 34b through which the pulsed laser light PL passes.
  • the chamber 32 contains an excimer laser gas therein.
  • the rear mirror 31 is a reflective mirror with a reflectance in the range of 50% to 90%.
  • the output coupling mirror 35 is a reflective mirror with a reflectance in the range of 10% to 30%.
  • the first OPS 100 is an optical pulse stretcher that has a long delay optical path to generate a long optical path difference that extends the pulse width compared to the second OPS 50.
  • the first OPS 100 is disposed on the rear side of the laser device 2.
  • the "rear side” is the back side when viewed from the front side of the laser device 2.
  • the first OPS 100 includes a beam splitter 104, four concave mirrors 102a-102d, and a housing 100a that houses the beam splitter 104 and the concave mirrors 102a-102d.
  • Beam splitter 104 is disposed on the optical path of the pulsed laser light PL output from PO beam steering unit 40.
  • Beam splitter 104 is a reflective mirror that transmits a portion of the incident pulsed laser light PL and reflects the remaining pulsed laser light PL.
  • the reflectance of beam splitter 104 is preferably within the range of 40% to 70%, and more preferably approximately 60%.
  • Beam splitter 104 outputs the pulsed laser light PL that has transmitted through beam splitter 104 toward high-reflection mirror 106a.
  • High-reflection mirror 106a and high-reflection mirror 106b are positioned so that the pulsed laser light PL expanded by the first OPS 100 re-enters the PO beam steering unit 40.
  • the four concave mirrors 102a to 102d form a delay optical path for the pulsed laser light PL reflected by the first surface of the beam splitter 104.
  • the pulsed laser light PL reflected by the first surface of the beam splitter 104 is reflected by the four concave mirrors 102a to 102d and is positioned so that the beam is imaged again by the beam splitter 104.
  • the four concave mirrors 102a to 102d may all have approximately the same focal length.
  • the focal length f of each of the concave mirrors 102a to 102d may correspond to, for example, the distance from the beam splitter 104 to the concave mirror 102a.
  • Concave mirror 102a and concave mirror 102b are positioned so that the pulsed laser light PL reflected by the first surface of beam splitter 104 is reflected by concave mirror 102a and incident on concave mirror 102b.
  • Concave mirror 102a and concave mirror 102b are positioned so that the pulsed laser light PL reflected by the first surface of beam splitter 104 forms an image on the first surface of beam splitter 104 at the same magnification (1:1) as a first image.
  • Concave mirror 102c and concave mirror 102d are positioned so that the pulsed laser light PL reflected by concave mirror 102b is reflected by concave mirror 102c and incident on concave mirror 102d. Furthermore, concave mirror 102d is positioned so that the pulsed laser light PL reflected by concave mirror 102d is incident on a second surface of beam splitter 104 opposite the first surface. Concave mirror 102c and concave mirror 102d are positioned so that the first image is focused as a second image on the second surface of beam splitter 104 at a 1:1 ratio.
  • the delay optical path length of the first OPS 100 is, for example, in the range of 30 m to 75 m.
  • the second OPS 50 is almost the same in configuration as the first OPS 100, except that the delay optical path length is relatively short.
  • the second OPS 50 includes a beam splitter 52 and four concave mirrors 54a to 54d.
  • the beam splitter 52 is disposed on the optical path of the pulsed laser light PL output from the PO beam steering unit 40.
  • the beam splitter 52 is a reflecting mirror that transmits a portion of the pulsed laser light PL that is incident thereon and reflects the remaining pulsed laser light PL.
  • the reflectance of the beam splitter 52 is preferably within the range of 40% to 70%, and more preferably approximately 60%.
  • the beam splitter 52 outputs the pulsed laser light PL that has transmitted through the beam splitter 52 from the laser device 2.
  • the four concave mirrors 54a to 54d form a delay optical path for the pulsed laser light PL reflected by the first surface of the beam splitter 52.
  • the pulsed laser light PL reflected by the first surface of the beam splitter 52 is reflected by the four concave mirrors 54a to 54d and is positioned so that the beam is imaged again by the beam splitter 52.
  • the four concave mirrors 54a to 54d may all have approximately the same focal length.
  • the focal length f of each of the concave mirrors 54a to 54d may correspond to, for example, the distance from the beam splitter 52 to the concave mirror 54a.
  • the concave mirrors 54a and 54b are positioned so that the pulsed laser light PL reflected by the first surface of the beam splitter 52 is reflected by the concave mirror 54a and incident on the concave mirror 54b.
  • the concave mirrors 54a and 54b are positioned so that the pulsed laser light PL reflected by the first surface of the beam splitter 52 forms a first image at the same magnification (1:1) as the image on the first surface of the beam splitter 52.
  • Concave mirrors 54c and 54d are positioned so that the pulsed laser light PL reflected by concave mirror 54b is reflected by concave mirror 54c and incident on concave mirror 54d. Furthermore, concave mirror 54d is positioned so that the pulsed laser light PL reflected by concave mirror 54d is incident on a second surface of beam splitter 52 opposite the first surface. Concave mirrors 54c and 54d are positioned so that the first image is focused as a second image on the second surface of beam splitter 52 in a 1:1 ratio.
  • the number may range from four to twelve.
  • the delay optical path length of the second OPS 50 is, as an example, in the range of 5 m to 25 m.
  • the monitor module 60 includes beam splitters 60a and 60b, a pulse energy measuring device 60c, and a spectrum measuring device 60d.
  • the beam splitter 60a is disposed on the optical path of the pulsed laser light PL output from the second OPS 50, and reflects a portion of the pulsed laser light PL and transmits the other portion.
  • the pulsed laser light PL that has transmitted through the beam splitter 60a is incident on the exposure device 3.
  • Beam splitter 60b is disposed on the optical path of the pulsed laser light PL reflected by beam splitter 60a.
  • Pulse energy measuring device 60c is disposed on the optical path of the pulsed laser light PL reflected by beam splitter 60b, and measures the pulse energy of the pulsed laser light PL.
  • Spectral measuring device 60d is disposed on the optical path of the pulsed laser light PL transmitted through beam splitter 60b, and measures the spectrum of the pulsed laser light PL.
  • the pulse energy and spectral measurement data are transmitted to laser processor 70.
  • the laser processor 70 is communicatively connected to the exposure device control unit 3a of the exposure device 3 via a signal line.
  • the laser processor 70 receives signals from the exposure device control unit 3a.
  • the signals received by the laser processor 70 include a target pulse energy, a target wavelength, a target spectral linewidth, and a light emission trigger signal.
  • the exposure device 3 is a device that uses pulsed laser light PL to expose a photosensitive substrate, such as a semiconductor wafer (not shown).
  • the laser processor 70 of the laser device 2 receives a target pulse energy, a target wavelength, a target spectral linewidth, and a light emission trigger signal from the exposure device control unit 3a.
  • the light emission trigger signal is transmitted from the exposure device control unit 3a to the laser processor 70 at a repetition frequency according to the operation of the exposure device 3.
  • the laser processor 70 applies a high voltage between the discharge electrodes 15a, 15b of the master oscillator 10 in synchronization with the light emission trigger signal.
  • a discharge occurs in the chamber 14 of the master oscillator 10
  • the laser gas is excited and laser oscillation is initiated by the optical resonator consisting of the output coupling mirror 17 and the LNM 11.
  • narrowband pulsed laser light PL with a central wavelength of 150 nm to 380 nm in ultraviolet light is output from the output coupling mirror 17.
  • This pulsed laser light PL is incident on the rear mirror 31 of the power oscillator 30 as seed light by the MO beam steering unit 20.
  • a discharge occurs in the chamber 32 in synchronization with the incidence of the seed light that has passed through the rear mirror 31.
  • the laser gas is excited, the seed light is amplified by the Fabry-Perot type optical resonator formed by the output coupling mirror 35 and the rear mirror 31, and the amplified pulsed laser light PL is output from the output coupling mirror 35.
  • the pulsed laser light PL output from the output coupling mirror 35 passes through the PO beam steering unit 40 and enters the first OPS 100.
  • a portion of the pulsed laser light PL that enters the first OPS 100 passes through the beam splitter 104 and is output, and a portion of the pulsed laser light PL is reflected by the beam splitter 104.
  • the pulsed laser light PL reflected by the beam splitter 104 travels around the delay optical path formed by the first to fourth concave mirrors 102a to 102d and enters the beam splitter 104 again. Then, a portion of the pulsed laser light PL that entered the beam splitter 104 is reflected and output from the first OPS 100.
  • the pulsed laser light PL that passed through the beam splitter 104 travels around the delay optical path again.
  • the pulsed laser light PL repeatedly circulates around the delay optical path, and the first OPS 100 outputs pulsed laser light PL with 0th circumnavigation, 1st circumnavigation, 2nd circumnavigation, 3rd circumnavigation, and so on.
  • the optical intensity of the pulsed laser light PL output from the first OPS 100 decreases as the number of circumnavigations around the delay optical path increases.
  • the pulsed laser light PL from the first orbit onwards is delayed by an integer multiple of the delay time determined by the optical path length of the delay optical path relative to the pulsed laser light PL of the 0th orbit, and then combined and output.
  • the pulse waveform of the pulsed laser light PL from the first orbit onwards is superimposed in order on the pulse waveform of the pulsed laser light PL of the 0th orbit, each delayed by the delay time. In this way, the pulse width of the pulsed laser light PL is extended by the first OPS 100.
  • Speckle is a bright and dark speckle that occurs due to interference when laser light is scattered in a random medium.
  • the pulsed laser light PL whose pulse width has been expanded by the first OPS 100, enters the second OPS 50 via the PO beam steering unit 40.
  • the pulsed laser light PL is also expanded by the second OPS 50 in the same manner as the first OPS 100.
  • the pulsed laser light PL enters the monitor module 60.
  • a portion of the pulsed laser light PL that enters the monitor module 60 is reflected by the beam splitter 60a.
  • a portion of the pulsed laser light PL reflected by the beam splitter 60a is reflected by the beam splitter 60b and enters the pulse energy measuring device 60c, whereby the pulse energy is measured.
  • a portion of the pulsed laser light PL reflected by the beam splitter 60a passes through the beam splitter 60b and enters the spectrum measuring device 60d, whereby the spectrum is measured.
  • the laser processor 70 controls the voltage applied to the pair of discharge electrodes 33a, 33b of the power oscillator 30 so that the difference between the target pulse energy and the measured pulse energy approaches zero.
  • the laser processor 70 calculates the wavelength from the measured spectrum, and controls the angle of the prism beam expander 12 of the LNM 11 so that the wavelength of the pulsed laser light PL output from the laser device 2 becomes the target wavelength.
  • the laser processor 70 also calculates the spectral linewidth from the measured spectrum, and controls a wavefront adjuster (not shown) so that the wavelength of the pulsed laser light PL output from the laser device 2 becomes the target spectral linewidth.
  • the pulsed laser light PL output from the laser device 2 enters the exposure device 3 and is irradiated onto a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer (not shown).
  • the repetition frequency or duty which is determined according to the period of the light emission trigger signal transmitted from the exposure device 3, may change according to the operating state of the exposure device 3.
  • the repetition frequency or duty changes, thermal deformation or the like occurs in the optical elements, and the beam divergence angle of the pulsed laser light PL changes due to this thermal deformation or the like.
  • the beam divergence angle becomes large, beam vignetting or the like occurs in the exposure device 3, causing a loss of energy in the pulsed laser light PL.
  • the change in the beam divergence angle is large when the pulsed laser light PL is stretched using an optical pulse stretcher, compared to when no optical pulse stretcher is used.
  • the change in the beam divergence angle becomes more noticeable in an optical pulse stretcher that has more optical elements such as a concave mirror, and also becomes more noticeable in an optical pulse stretcher that has a longer delay optical path length, such as the first OPS 100 shown in the comparative example.
  • the pulsed laser light PL is focused by a focusing lens LZ, and the size of the beam spot BS at the position of focal length F of the focusing lens LZ is divided by the focal length F, which is defined as the beam divergence angle.
  • the size of the beam spot BS is its diameter or full width.
  • the size of the beam spot BS is measured by a two-dimensional image sensor IS placed at the position of focal length F.
  • the focusing position of the pulsed laser light PL by the focusing lens LZ coincides with the focal point corresponding to the focal length F of the focusing lens LZ, and the size of the beam spot BS imaged at the focal point is minimized, and the beam divergence angle is also minimized.
  • the focusing position of the pulsed laser light PL focused by the focusing lens LZ is located downstream of the focal point.
  • the size of the beam spot BS measured by the two-dimensional image sensor IS becomes larger, and the beam divergence angle also becomes larger.
  • Np is the number of pulses oscillated within a preset time Tc after the start of laser oscillation.
  • Np_max is the product of the maximum repetition frequency RR_max, which is determined according to the performance of the laser device 2, and the set time Tc, and is the maximum number of pulses that the laser device 2 can output within the set time Tc.
  • the duty DC indicates the ratio of the number of pulses that are actually output to the maximum number of pulses that the laser device 2 can output within a unit time.
  • the cross-sectional shape of the beam spot BS of the pulsed laser light PL is a substantially rectangular shape with the longer side in the discharge direction (V-axis direction). Therefore, the beam divergence angles in the discharge direction and in the direction perpendicular to the discharge direction (H-axis direction) are different, with the beam divergence angle in the discharge direction being larger.
  • First embodiment 2.1 Configuration Figures 5 and 6 are schematic diagrams showing an example of the configuration of a laser device 2A according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the laser device 2A shown in Figures 5 and 6 will be described with respect to differences from the configuration of the laser device 2 according to the comparative example shown in Figures 1 and 2.
  • the laser device 2A according to the first embodiment differs from the configuration of the laser device 2 according to the comparative example in that it has a beam divergence angle adjuster 80 and that the laser processor 70 has a function of controlling the beam divergence angle adjuster 80.
  • the beam divergence angle adjuster 80 includes an upstream lens 80a arranged upstream in the optical path of the pulsed laser light PL, a downstream lens 80b arranged downstream of the upstream lens 80a, and an optical path length change mechanism 90 that changes the inter-lens optical path length L between the upstream lens 80a and the downstream lens 80b, and adjusts the beam divergence angle of the expanded pulsed laser light PL.
  • the upstream lens 80a and the downstream lens 80b function as relay lenses that relay the beam spot BS of the pulsed laser light PL focused by the upstream lens 80a to the downstream lens 80b.
  • the upstream lens 80a is a plano-convex lens that has a convex spherical surface on the incident side of the pulsed laser light PL and a flat surface on the exit side
  • the downstream lens 80b is a plano-convex lens that has a flat surface on the incident side and a convex spherical surface on the exit side.
  • the cross sections of the upstream lens 80a and the downstream lens 80b in the direction perpendicular to the optical axis OA are circular.
  • the focal length F of the upstream lens 80a and the downstream lens 80b are the same.
  • the focal length of the upstream lens 80a and the downstream lens 80b is in the range of 500 mm to 1000 mm.
  • the upstream lens 80a and the downstream lens 80b are arranged so that the downstream focal point FP of the upstream lens 80a coincides with the upstream focal point FP of the downstream lens 80b. That is, in the initial state, the inter-lens optical path length L between the upstream lens 80a and the downstream lens 80b is 2F, which is twice the focal length F.
  • the pulsed laser light PL having a flat wavefront WF0 is incident on the upstream lens 80a arranged in this manner, the focal point FP of the upstream lens 80a coincides with the focusing position C of the pulsed laser light PL, and the beam divergence angle at the focal point FP is minimized.
  • the inter-lens optical path length L is twice the focal length F of the upstream lens 80a and the downstream lens 80b in this manner, the image of the pulsed laser light PL at the upstream focal point of the upstream lens 80a is imaged at the downstream focal point of the downstream lens 80b at the same magnification (1:1).
  • the image of the pulsed laser light PL before it enters the upstream lens 80a and the image after it leaves the downstream lens 80b are inverted vertically.
  • the downstream lens 80b is movable along the optical axis OA by the optical path length changing mechanism 90, which changes the position of the downstream lens 80b to change the inter-lens optical path length L.
  • the inter-lens optical path length L and the beam divergence angle in the discharge direction have a downward parabolic relationship for each repetition frequency RR.
  • the graph in Figure 9 can be obtained by simulating or experimenting to determine the beam divergence angle when the inter-lens optical path length L is changed for each repetition frequency RR.
  • the inter-lens optical path length L at the minimum point where the beam divergence angle is minimum is Lr1_min.
  • Increasing or decreasing the inter-lens optical path length L based on Lr1_min means moving the position of the downstream lens 80b back and forth in the direction of the optical axis OA.
  • the position where the beam divergence angle is minimum is determined at one point, so if the downstream lens 80b is moved back and forth from that position to change the inter-lens optical path length L, the beam divergence angle will increase. Therefore, the inter-lens optical path length L and the beam divergence angle in the discharge direction have a relationship like a downward parabola.
  • the inter-lens optical path length L at the minimum point where the beam divergence angle is minimum is Lr2_min.
  • the inter-lens optical path length L at the minimum point where the beam divergence angle is minimum is Lr3_min.
  • the magnitude relationship between repetition frequencies RR1 to RR3 is such that RR1 is the minimum, RR3 is the maximum, and RR2 is intermediate.
  • the inter-lens optical path lengths Lr1_min to Lr3_min at which the beam divergence angle of each of repetition frequencies RR1 to RR3 is minimum tend to increase as the repetition frequency RR increases. This is presumably because the higher the repetition frequency RR, the greater the amount of thermal deformation of the optical element, which increases the beam divergence angle accordingly.
  • the laser processor 70 controls the inter-lens optical path length L based on the relationship between the beam divergence angle and the inter-lens optical path length L so that the beam divergence angle becomes smaller when the repetition frequency RR changes.
  • FIG. 10 shows table data generated based on the relationship shown in FIG. 9.
  • the table data shown in FIG. 10 is information in which each of a plurality of repetition frequencies RR is associated with the inter-lens optical path length Lr_min at which the beam divergence angle of the expanded pulsed laser light PL is minimized.
  • the table data shown in FIG. 10 also records the downstream lens position Pr corresponding to each inter-lens optical path length Lr_min.
  • Each of the inter-lens optical path length Lr_min and the downstream lens position Pr is an example of "information related to the inter-lens optical path length" in this disclosure.
  • the interval between the multiple repetition frequencies RR recorded in the table data is, as an example, in the range of 100 Hz to 500 Hz.
  • the memory 70a of the laser processor 70 stores the table data shown in FIG. 10 as reference information.
  • one of the inter-lens optical path length Lr_min and the downstream lens position Pr may be stored, and the other may be calculated from the value of the other.
  • the information stored in the memory 70a may be only the downstream lens position Pr for each repetition frequency RR.
  • the beam divergence angle of the pulsed laser light PL is larger in the discharge direction than in the direction perpendicular to the discharge direction. In controlling the beam divergence angle, it is often necessary to control the discharge direction in which the beam divergence angle is relatively large.
  • the laser processor 70 controls the inter-lens optical path length L based on data on the discharge direction in which the beam divergence angle is relatively large.
  • the beam divergence angle that forms the basis of the graph shown in FIG. 9 and the table data shown in FIG. 10 is data on the discharge direction. That is, in controlling the beam divergence angle adjuster 80, the laser processor 70 controls the inter-lens optical path length L based on the beam divergence angle in the discharge direction of the discharge electrodes 33a, 33b.
  • the beam divergence angle is adjusted not only in the discharge direction but also in the direction perpendicular to the discharge direction.
  • the laser processor 70 controls the optical path length L between the lenses so that the beam divergence angle in the discharge direction is minimized.
  • step ST1100 when the light emission trigger signal is received from the exposure device 3, the laser processor 70 proceeds to step ST1200 and starts laser oscillation of the laser device 2A. After starting laser oscillation, in step ST1300, the laser processor 70 waits to receive the next light emission trigger signal.
  • step ST1300 If the next light emission trigger signal is received in step ST1300 (Y in step ST1300), the process proceeds to step ST1400, and the laser processor 70 starts laser oscillation.
  • step ST1500 the laser processor 70 calculates the repetition frequency RR based on the time interval between two consecutively received light emission trigger signals.
  • step ST1600 the laser processor 70 measures a first elapsed time from the time when the previous light emission trigger signal was received. Then, in step ST1700, the laser processor 70 determines whether the first elapsed time is equal to or greater than a first set time, and while the first elapsed time is less than the first set time (N in step ST1700), it returns to step ST1300 and waits to receive the next light emission trigger signal.
  • step ST1700 if the first elapsed time has reached the first set time or more (Y in step ST1700), the laser processor 70 returns to step ST1100. This is for the following reason.
  • step ST1500 the repetition frequency RR is calculated based on the time interval between two consecutively received light emission trigger signals. However, depending on the operating state of the exposure device 3, there may be periods during which exposure is paused, in which case the light emission trigger signal may not be received for a relatively long period of time. If the time interval between two consecutively received light emission trigger signals is equal to or greater than the first set time, this is not an appropriate time interval for calculating the repetition frequency RR.
  • the first set time is, for example, in the range of 1 to 10 seconds.
  • step ST1800 the laser processor 70 determines whether the change in the repetition frequency RR is equal to or greater than the first threshold Th1. If the determination result is less than the first threshold Th1 (N in step ST1800), the laser processor 70 returns to step ST1300, and if the change is equal to or greater than the first threshold Th1 (Y in step ST1800), the laser processor 70 proceeds to step ST1900.
  • the reason for setting the first threshold Th1 is that when the change is very small, there may be little need to change the inter-lens optical path length L. Therefore, by setting the first threshold Th1, when the change in the repetition frequency RR is less than the first threshold Th1, a dead zone is created in which the inter-lens optical path length L is not changed.
  • the first threshold Th1 a value that is considered appropriate as a standard for the dead zone is set in advance. Note that there may be cases where it is desired to change the inter-lens optical path length L even with a slight change. Therefore, as an example, the first threshold Th1 is set to a value in the range of 0 Hz to 200 Hz. To effectively provide a dead zone, it is preferable to set the value of the first threshold Th1 to a value greater than 0 Hz.
  • the first threshold Th1 is an example of a "threshold" in this disclosure.
  • the laser processor 70 refers to the table data (see FIG. 10) stored in the memory 70a to determine the inter-lens optical path length Lr_min at which the beam divergence angle is minimum at the changed repetition frequency RR.
  • the laser processor 70 changes the inter-lens optical path length L to the determined inter-lens optical path length Lr_min. Specifically, the laser processor 70 reads out the downstream lens position Pr corresponding to the determined inter-lens optical path length Lr_min from the table data in the memory 70a. Then, by controlling the optical path length changing mechanism 90, the position of the downstream lens 80b is moved to the read downstream lens position Pr. This changes the inter-lens optical path length L to "Lr_min".
  • the laser processor 70 continues the above operations until the laser oscillation is stopped (step ST2100).
  • the laser processor 70 changes the inter-lens optical path length L to the inter-lens optical path length Lr2_min at which the beam divergence angle is minimum at the changed repetition frequency RR, "RR2".
  • the change in the inter-lens optical path length L is performed by changing the position of the downstream lens 80b to "Pr2".
  • the wavefront of the pulsed laser light PL incident on the upstream lens 80a is a plane WF0, and therefore the focusing position C of the pulsed laser light PL coincides with the focal point FP of the upstream lens 80a.
  • the wavefront of the pulsed laser light PL becomes a convex curved surface WF1 toward the downstream side due to thermal deformation of the optical element, etc., and the focusing position C of the pulsed laser light PL moves downstream of the focus FP of the upstream lens 80a. Since the beam divergence angle of the pulsed laser light PL is minimum at the focusing position C, when the focusing position C shifts from the focus FP, the beam divergence angle at the focus FP increases. In the state shown in FIG. 13, the position of the downstream lens 80b has not changed, so the upstream focus of the downstream lens 80b is aligned with the focus FP of the upstream lens 80a, and the downstream lens 80b relays an image with a large beam divergence angle.
  • the position of the downstream lens 80b is moved downstream by an amount ⁇ L corresponding to the deviation between the focusing position C and the focal point FP, as shown in FIG. 14, thereby changing the inter-lens optical path length L to "2F+ ⁇ L".
  • This causes the upstream focal point of the downstream lens 80b to coincide with the focusing position C where the beam divergence angle is at a minimum.
  • the downstream lens 80b can relay an image with the minimum beam divergence angle. This type of control allows the beam divergence angle to be adjusted.
  • the laser device 2A it is possible to suppress an increase in the beam divergence angle caused by thermal deformation of optical elements, etc., by including the beam divergence angle adjuster 80 and the laser processor 70 that controls the beam divergence angle adjuster 80.
  • the beam divergence angle adjuster 80 By suppressing the increase in the beam divergence angle, the vignetting of the beam in the exposure device 3 is also suppressed, and energy loss is also suppressed.
  • the inter-lens optical path length Lr_min at which the beam divergence angle is minimized is a concept that includes an error range of ⁇ 10%.
  • the laser processor 70 only needs to be able to control it within the error range. Furthermore, in controlling the beam divergence angle adjustment, it is not necessary to change the inter-lens optical path length Lr_min at which the beam divergence angle is minimized, and it is sufficient to suppress an increase in the beam divergence angle due to a change in the repetition frequency RR. In other words, when the repetition frequency RR changes, the laser processor 70 can obtain the above effect by changing the inter-lens optical path length L so that the beam divergence angle of the expanded pulsed laser light PL becomes smaller.
  • the beam divergence angle adjustment is controlled using the table data shown in FIG. 10, but instead of the table data, the beam divergence angle adjustment may be controlled by calculation using a function corresponding to the graph shown in FIG. 9.
  • the laser device according to the second embodiment is substantially the same as the laser device 2A according to the first embodiment, but differs in that the duty DC defined in the above formula (1) is used instead of the repetition frequency RR in controlling the beam divergence angle adjuster 80. The differences will be described below.
  • FIG. 15 is an example of table data used by the laser processor 70 of the laser device according to the second embodiment.
  • the correspondence between the inter-lens optical path length Ld_min at which the beam divergence angle is minimum and the corresponding downstream lens position Pd is recorded.
  • This table data is stored in the memory 70a.
  • the table data shown in FIG. 15 can be obtained by simulation or experiment, similar to the table data shown in FIG. 10.
  • the interval of the duty DC is, for example, in the range of 1% to 10%.
  • one of the inter-lens optical path length Ld_min and the downstream lens position Pd in the table data shown in FIG. 15 may be stored, and the other may be calculated from the value of the other. Furthermore, since the laser processor 70 will ultimately perform control based on the downstream lens position Pd, the information stored in the memory 70a may be only the downstream lens position Pd for each duty DC.
  • the operation of the laser device of the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in Fig. 16.
  • the laser processor 70 starts to control the beam divergence angle
  • the downstream lens 80b is moved to a preset initial position.
  • the initial position is a position where the inter-lens optical path length L is twice the focal length F (2F), as shown in Fig. 7.
  • the laser processor 70 When the laser processor 70 starts receiving a light emission trigger signal from the exposure device 3 in step ST3100, the laser processor 70 proceeds to step ST3200 and starts laser oscillation. Laser oscillation is performed every time a light emission trigger signal is received.
  • step ST3400 it is determined whether the second elapsed time is equal to or greater than the second set time, and if the second elapsed time is less than the second set time (N in step ST3400), the process returns to step ST3300, and the laser processor 70 continues to measure the second elapsed time. On the other hand, if the second elapsed time reaches or exceeds the second set time (Y in step ST3400), the laser processor 70 calculates the duty DC.
  • the second set time corresponds to the set time Tc related to the above formula (1).
  • the laser processor 70 counts Np, which is the number of pulses of the pulsed laser light PL output within the second elapsed time.
  • the laser processor 70 also calculates Np_max, which is the maximum number of pulses that the laser device of the second embodiment can output within the second elapsed time, based on the preset maximum repetition frequency RR_max and the second elapsed time.
  • the laser processor 70 calculates the duty DC based on Np and Np_max in accordance with the duty DC formula (1).
  • the second set time is, for example, in the range of 45 seconds to 90 seconds.
  • step ST3600 the laser processor 70 determines whether the change from the previous duty DC is equal to or greater than the second threshold Th2. If the result of the determination is less than the second threshold Th2 (N in step ST3600), the laser processor 70 returns to step ST3300, and if the result is equal to or greater than the second threshold Th2 (Y in step ST3600), the laser processor 70 proceeds to step ST3700.
  • the reason for setting the second threshold Th2 is the same as the reason for setting the first threshold Th1 in the first embodiment.
  • the second threshold Th2 is set to a value in the range of 0% to 2%. In order to effectively provide a dead zone, it is preferable to set the value of the second threshold Th2 to a value greater than 0%.
  • the second threshold Th2 is an example of a "threshold" in this disclosure.
  • the laser processor 70 refers to the table data (see FIG. 15) stored in the memory 70a to determine the inter-lens optical path length Ld_min at which the beam divergence angle is minimum at the changed duty DC.
  • the laser processor 70 changes the inter-lens optical path length L to the determined inter-lens optical path length Ld_min. Specifically, the laser processor 70 reads out the downstream lens position Pd corresponding to the determined inter-lens optical path length Ld_min from the table data in the memory 70a. Then, by controlling the optical path length changing mechanism 90, the position of the downstream lens 80b is moved to the read downstream lens position Pd. This changes the inter-lens optical path length L to "Ld_min".
  • the laser processor 70 continues the above operations until the laser oscillation is stopped (step ST3900).
  • 17 and 18 is an example in which the position of the beam divergence angle adjuster 80 in the laser device 2A of the first embodiment is changed.
  • the upstream lens 80a is disposed inside the housing 100a of the first OPS 100
  • the downstream lens 80b is disposed outside the housing 100a and upstream of the second OPS 50.
  • the upstream lens 80a is disposed between the beam splitter 104 and the high-reflection mirror 106a within the housing 100a.
  • the optical path between the beam splitter 104 and the high-reflection mirror 106a is an optical path through which the pulsed laser light PL, whose pulse width has been expanded, travels around the delay optical path, even though it is within the housing 100a. Therefore, the pulsed laser light PL, whose pulse width has been expanded by the first OPS 100, is incident on the upstream lens 80a, and the beam divergence angle adjuster 80 can adjust the beam divergence angle of the pulsed laser light PL, whose pulse width has been expanded.
  • the first modified example it is possible to increase the inter-lens optical path length L between the upstream lens 80a and the downstream lens 80b, so that the upstream lens 80a and the downstream lens 80b are easy to arrange even when their focal lengths F are long.
  • the longer the focal length F the less the effect of aberration tends to be.
  • 19 and 20 is an example in which the position of the beam divergence angle adjuster 80 in the laser device 2A of the first embodiment is changed, similar to the first modified example.
  • the beam divergence angle adjuster 80 is disposed downstream of the second OPS 50.
  • the second variant can be used.
  • the optical path length change mechanism 90A shown in FIG. 21 is a modification of the optical path length change mechanism 90 shown in FIG. 8.
  • the optical path length change mechanism 90A moves the lens holder 91 by an actuator 94 and a spring 95 instead of the linear stage 92.
  • the actuator 94 is, for example, a solenoid having a plunger that is movable between a protruding position and a retracted position.
  • the actuator 94 is controlled by the laser processor 70.
  • the actuator 94 is fixed to a base 93, and the plunger abuts against the lens holder 91. When the plunger protrudes, the lens holder 91 is pressed in one direction of the optical axis OA and moves.
  • the spring 95 has a biasing force that pulls the lens holder 91 in the direction in which the plunger retracts. Therefore, when the plunger retracts, the lens holder 91 moves while maintaining contact with the plunger due to the biasing force of the spring 95.
  • Various modifications are possible for the configuration of the optical path length change mechanism, and may be selected as appropriate.
  • the optical path length change mechanism has been described as changing the position of the downstream lens 80b, but it may also be configured to change the position of the upstream lens 80a.
  • the optical path length change mechanism has been described as changing the position of the downstream lens 80b, but it may also be configured to change the position of the upstream lens 80a.
  • the optical path length change mechanism has been described as changing the position of the downstream lens 80b, but it may also be configured to change the position of the upstream lens 80a.
  • the optical path length change mechanism has been described as changing the position of the downstream lens 80b, but it may also be configured to change the position of the upstream lens 80a.
  • the optical path length change mechanism has been described as changing the position of the downstream lens 80b, but it may also be configured to change the position of the upstream lens 80a.
  • the optical path length change mechanism has been described as changing the position of the downstream lens 80b, but it may also be configured to change the position of the upstream lens 80a.
  • the optical path length change mechanism has been described as changing the position of
  • FIG. 22 shows a schematic configuration example of an exposure apparatus 200.
  • the exposure apparatus 200 includes an illumination optical system 204 and a projection optical system 206.
  • the illumination optical system 204 illuminates a reticle pattern of a reticle (not shown) arranged on a reticle stage RT with a pulsed laser beam PL incident from, for example, the laser apparatus 2A according to the first embodiment.
  • the projection optical system 206 reduces and projects the pulsed laser beam PL transmitted through the reticle to form an image on a workpiece (not shown) arranged on a workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with photoresist.
  • the exposure apparatus 200 exposes the workpiece to pulsed laser light PL reflecting the reticle pattern by synchronously translating the reticle stage RT and the workpiece table WT. After the reticle pattern is transferred to the semiconductor wafer by the exposure process described above, a semiconductor device can be manufactured through multiple processes.
  • a semiconductor device is an example of an "electronic device" in this disclosure.
  • the laser apparatus 2A may be the laser apparatus according to the second embodiment or a laser apparatus to which the various modified examples described above are applied.

Landscapes

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Abstract

本開示の一観点に係るレーザ装置は、紫外線波長のパルスレーザ光を出力する発振器と、パルスレーザ光を増幅する増幅器と、ビームスプリッタと複数のミラーとを含みパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャと、パルスレーザ光の光路において上流側に配置される上流側レンズと上流側レンズよりも下流側に配置される下流側レンズと、上流側レンズと下流側レンズとの間のレンズ間光路長を変更する光路長変更機構とを含み、伸長されたパルスレーザ光のビーム発散角を調整するビーム発散角調整器と、ビーム発散角調整器を制御するプロセッサであって、パルスレーザ光の繰り返し周波数またはデューティを求め、繰り返し周波数またはデューティが予め設定された閾値以上変化した場合に、変化後の繰り返し周波数またはデューティに応じて、伸張されたパルスレーザ光のビーム発散角が小さくなるようにレンズ間光路長を変更するプロセッサと、を備える。

Description

レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化および高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。たとえば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
　ＫｒＦエキシマレーザ装置およびＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Ｌｉｎｅ　Ｎａｒｒｏｗｉｎｇ　Ｍｏｄｕｌｅ：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
特開２００８－１６８３２３号公報 特開２００９－１４１１８６号公報
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、紫外線波長のパルスレーザ光を出力する発振器と、パルスレーザ光を増幅する増幅器と、ビームスプリッタと複数のミラーとを含みパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャと、パルスレーザ光の光路において上流側に配置される上流側レンズと上流側レンズよりも下流側に配置される下流側レンズと、上流側レンズと下流側レンズとの間のレンズ間光路長を変更する光路長変更機構とを含み、伸長されたパルスレーザ光のビーム発散角を調整するビーム発散角調整器と、ビーム発散角調整器を制御するプロセッサであって、パルスレーザ光の繰り返し周波数またはデューティを求め、繰り返し周波数またはデューティが予め設定された閾値以上変化した場合に、変化後の繰り返し周波数またはデューティに応じて、伸張されたパルスレーザ光のビーム発散角が小さくなるようにレンズ間光路長を変更するプロセッサと、を備える。
　本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、紫外線波長のパルスレーザ光を出力する発振器と、パルスレーザ光を増幅する増幅器と、ビームスプリッタと複数のミラーとを含みパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャとを備えたレーザ装置から出力されたパルスレーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板にパルスレーザ光を露光することを含む電子デバイスの製造方法であって、レーザ装置は、パルスレーザ光の光路において上流側に配置される上流側レンズと上流側レンズよりも下流側に配置される下流側レンズと、上流側レンズと下流側レンズとの間のレンズ間光路長を変更する光路長変更機構とを含み、伸長されたパルスレーザ光のビーム発散角を調整するビーム発散角調整器と、ビーム発散角調整器を制御するプロセッサであって、パルスレーザ光の繰り返し周波数またはデューティを求め、繰り返し周波数またはデューティが予め設定された閾値以上変化した場合に、変化後の繰り返し周波数またはデューティに応じて、伸張されたパルスレーザ光のビーム発散角が小さくなるようにレンズ間光路長を変更するプロセッサと、を備える。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す正面図である。 図２は、比較例に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す上面図である。 図３は、ビーム発散角の説明図である。 図４は、パルスレーザ光のビームスポットの断面形状を示す図である。 図５は、第１実施形態に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す正面図である。 図６は、第１実施形態に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す上面図である。 図７は、ビーム発散角調整器の構成例を概略的に示す図である。 図８は、光路長変更機構の構成例を概略的に示す図である。 図９は、繰り返し周波数毎のレンズ間光路長とビーム発散角との関係を示すグラフである。 図１０は、ビーム発散角調整の制御に用いるテーブルデータの一例である。 図１１は、第１実施形態に係るレーザ装置の動作の手順を示すフローチャートである。 図１２は、繰り返し周波数毎のレンズ間光路長とビーム発散角との関係を示すグラフである。 図１３は、パルスレーザ光の集光位置と下流側レンズの焦点とが一致しない状態を示す図である。 図１４は、レンズ間光路長を変更することにより、パルスレーザ光の集光位置と焦点とを一致させた状態を示す図である。 図１５は、第２実施形態におけるビーム発散角調整の制御に用いるテーブルデータの例である。 図１６は、第２実施形態に係るレーザ装置の動作の手順を示すフローチャートである。 図１７は、第１変形例に係るレーザ装置の構成例の概略を示す正面図である。 図１８は、第１変形例に係るレーザ装置の構成例の概略を示す上面図である。 図１９は、第２変形例に係るレーザ装置の構成例の概略を示す正面図である。 図２０は、第２変形例に係るレーザ装置の構成例の概略を示す上面図である。 図２１は、光路長変更機構の変形例を示す図である。 図２２は、露光装置の構成例を概略的に示す図である。
実施形態
　＜内容＞
　１．比較例
　　１．１　構成
　　１．２　動作
　　１．３　課題
　２．第１実施形態
　　２．１　構成
　　２．２　動作
　　２．３　効果
　３．第２実施形態
　　３．１　構成
　　３．２　動作
　　３．３　効果
　４．変形例
　　４．１　第１変形例
　　４．２　第２変形例
　　４．３　その他の変形例
　５．電子デバイスの製造方法
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
　１．比較例
　　１．１　構成
　図１および図２は、比較例に係るレーザ装置２の構成例を概略的に示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。
　図１および図２において、レーザ装置２の高さ方向をＶ軸方向、長さ方向をＺ軸方向、奥行き方向をＨ軸方向とする。
　レーザ装置２は、マスターオシレータ（Master Oscillator：ＭＯ）１０と、ＭＯビームステアリングユニット２０と、パワーオシレータ（Power Oscillator：ＰＯ）３０と、ＰＯビームステアリングユニット４０と、第１光学パルスストレッチャ（Optical Pulse Stretcher：ＯＰＳ）１００（図２参照）と、第２光学パルスストレッチャ（ＯＰＳ）５０と、モニターモジュール６０と、レーザプロセッサ７０とを含む。レーザ装置２は、露光装置３に入射させるパルスレーザ光ＰＬを出力するエキシマレーザ装置である。
　マスターオシレータ１０は、狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）１１と、チャンバ１４と、出力結合ミラー（Output Coupler：ＯＣ）１７とを含む。マスターオシレータ１０は、本開示における「紫外線波長のパルスレーザ光を出力する発振器」の一例である。
　ＬＮＭ１１は、スペクトル線幅を狭帯域化するためのプリズムビームエキスパンダ１２と、グレーティング１３とを含む。プリズムビームエキスパンダ１２とグレーティング１３とは、入射角度と回折角度とが一致するようにリトロー配置される。
　出力結合ミラー１７は、反射率が４０％～６０％の範囲内の反射ミラーである。出力結合ミラー１７とＬＮＭ１１とは、光共振器を構成するように配置される。
　チャンバ１４は、光共振器の光路上に配置される。チャンバ１４は、１対の放電電極１５ａ，１５ｂと、パルスレーザ光ＰＬが透過する２枚のウィンドウ１６ａ，１６ｂと、を含む。チャンバ１４は、エキシマレーザガスを内部に収容する。エキシマレーザガスは、例えば、レアガスとしてＡｒガス又はＫｒガス、ハロゲンガスとしてＦ２ガス、バッファガスとしてＮｅガスを含んでいてもよい。
　ＭＯビームステアリングユニット２０は、高反射ミラー２１ａと高反射ミラー２１ｂとを含む。高反射ミラー２１ａと高反射ミラー２１ｂとは、マスターオシレータ１０から出力されたパルスレーザ光ＰＬがパワーオシレータ３０に入射するように配置される。本開示における高反射ミラーは、例えば、合成石英又はフッ化カルシウム（ＣａＦ２）により形成された基板の表面に高反射膜が形成された平面ミラーである。高反射膜は、誘電体多層膜、例えば、フッ化物を含む膜である。
　パワーオシレータ３０は、リアミラー３１と、チャンバ３２と、出力結合ミラー３５とを含む。リアミラー３１と出力結合ミラー３５とは光共振器を構成するように配置される。パワーオシレータ３０は、本開示における「パルスレーザ光を増幅する増幅器」の一例である。
　チャンバ３２は、光共振器の光路上に配置される。チャンバ３２は、マスターオシレータ１０のチャンバ１４と同様の構成であってよい。すなわち、チャンバ３２は、１対の放電電極３３ａ，３３ｂと、パルスレーザ光ＰＬが透過する２枚のウィンドウ３４ａ，３４ｂと、を含む。チャンバ３２は、エキシマレーザガスを内部に収容する。
　リアミラー３１は、反射率が５０％～９０％の範囲内の反射ミラーである。出力結合ミラー３５は、反射率が１０％～３０％の範囲内の反射ミラーである。
　ＰＯビームステアリングユニット４０は、高反射ミラー４４ａと高反射ミラー４４ｂと高反射ミラー４４ｃとを含む。高反射ミラー４４ａと高反射ミラー４４ｂとは、パワーオシレータ３０から出力されたパルスレーザ光ＰＬが、第１ＯＰＳ１００に入射するように配置される。高反射ミラー４４ｃは、第１ＯＰＳ１００から出力されたパルスレーザ光ＰＬを反射して、第２ＯＰＳ５０に入射させるように配置される。
　第１ＯＰＳ１００は、第２ＯＰＳ５０と比較して、パルス幅を伸長する長い距離の光路差を生むための長大な遅延光路を有する光学パルスストレッチャである。第１ＯＰＳ１００は、レーザ装置２の背面に配置される。「背面」は、レーザ装置２の正面から見て奥側である。
　第１ＯＰＳ１００は、ビームスプリッタ１０４と、４枚の凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄと、ビームスプリッタ１０４と凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄとを収容する筐体１００ａとを含む。
　ビームスプリッタ１０４は、ＰＯビームステアリングユニット４０から出力されたパルスレーザ光ＰＬの光路上に配置される。ビームスプリッタ１０４は、入射したパルスレーザ光ＰＬのうちの一部のパルスレーザ光ＰＬを透過させ、その他のパルスレーザ光ＰＬを反射させる反射ミラーである。ビームスプリッタ１０４の反射率は、４０％～７０％の範囲内であることが好ましく、約６０％であることがより好ましい。ビームスプリッタ１０４は、ビームスプリッタ１０４を透過したパルスレーザ光ＰＬを高反射ミラー１０６ａに向けて出力させる。
　高反射ミラー１０６ａと高反射ミラー１０６ｂとは、第１ＯＰＳ１００で伸長されたパルスレーザ光ＰＬがＰＯビームステアリングユニット４０に再入射するように配置される。
　４枚の凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄは、ビームスプリッタ１０４の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬの遅延光路を構成する。ビームスプリッタ１０４の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬは、４枚の凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄで反射して、再びビームスプリッタ１０４でビームが結像するように配置される。
　４枚の凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄは、それぞれの焦点距離が全て略等しい凹面ミラーであってよい。凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄのそれぞれの焦点距離ｆは、例えば、ビームスプリッタ１０４から凹面ミラー１０２ａまでの距離に相当してよい。
　凹面ミラー１０２ａと凹面ミラー１０２ｂとは、ビームスプリッタ１０４の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬを凹面ミラー１０２ａで反射し、凹面ミラー１０２ｂに入射させるように配置される。凹面ミラー１０２ａと凹面ミラー１０２ｂとは、ビームスプリッタ１０４の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬが、ビームスプリッタ１０４の第１の面における像を等倍（１：１）で第１の像として結像させるように配置される。
　凹面ミラー１０２ｃと凹面ミラー１０２ｄとは、凹面ミラー１０２ｂで反射されたパルスレーザ光ＰＬを凹面ミラー１０２ｃで反射し、凹面ミラー１０２ｄに入射させるように配置される。さらに、凹面ミラー１０２ｄは、凹面ミラー１０２ｄで反射されたパルスレーザ光ＰＬがビームスプリッタ１０４の第１の面とは反対側の第２の面に入射するように配置される。凹面ミラー１０２ｃと凹面ミラー１０２ｄとは、第１の像をビームスプリッタ１０４の第２の面に１：１で第２の像として結像させるように配置される。
　なお、第１ＯＰＳ１００の凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄは４個の例で示しているが、実際には、１６個～３４個の範囲であってもよい。また、第１ＯＰＳ１００の遅延光路長は、一例として３０ｍ～７５ｍの範囲である。
　第２ＯＰＳ５０は、遅延光路長が相対的に短いことを除いて第１ＯＰＳ１００の構成とほぼ同様である。第２ＯＰＳ５０は、ビームスプリッタ５２と、４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄとを含む。ビームスプリッタ５２は、ＰＯビームステアリングユニット４０から出力されたパルスレーザ光ＰＬの光路上に配置される。ビームスプリッタ５２は、入射したパルスレーザ光ＰＬのうちの一部のパルスレーザ光ＰＬを透過させ、その他のパルスレーザ光ＰＬを反射させる反射ミラーである。ビームスプリッタ５２の反射率は、４０％～７０％の範囲内であることが好ましく、約６０％であることがより好ましい。ビームスプリッタ５２は、ビームスプリッタ５２を透過したパルスレーザ光ＰＬをレーザ装置２から出力させる。
　４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄは、ビームスプリッタ５２の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬの遅延光路を構成する。ビームスプリッタ５２の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬは、４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄで反射して、再びビームスプリッタ５２でビームが結像するように配置される。
　４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄは、それぞれの焦点距離が全て略等しい凹面ミラーであってよい。凹面ミラー５４ａ～５４ｄのそれぞれの焦点距離ｆは、例えば、ビームスプリッタ５２から凹面ミラー５４ａまでの距離に相当してよい。
　凹面ミラー５４ａと凹面ミラー５４ｂとは、ビームスプリッタ５２の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬを凹面ミラー５４ａで反射し、凹面ミラー５４ｂに入射させるように配置される。凹面ミラー５４ａと凹面ミラー５４ｂとは、ビームスプリッタ５２の第１の面で反射されたパルスレーザ光ＰＬが、ビームスプリッタ５２の第１の面における像を等倍（１：１）で第１の像として結像させるように配置される。
　凹面ミラー５４ｃと凹面ミラー５４ｄとは、凹面ミラー５４ｂで反射されたパルスレーザ光ＰＬを凹面ミラー５４ｃで反射し、凹面ミラー５４ｄに入射させるように配置される。さらに、凹面ミラー５４ｄは、凹面ミラー５４ｄで反射されたパルスレーザ光ＰＬがビームスプリッタ５２の第１の面とは反対側の第２の面に入射するように配置される。凹面ミラー５４ｃと凹面ミラー５４ｄとは、第１の像をビームスプリッタ５２の第２の面に１：１で第２の像として結像させるように配置される。
　なお、第２ＯＰＳ５０の凹面ミラー５４ａ～５４ｄは４個の例で示しているが、実際には、４個～１２個の範囲であってもよい。また、第２ＯＰＳ５０の遅延光路長は、一例として５ｍ～２５ｍの範囲である。
　モニターモジュール６０は、ビームスプリッタ６０ａ、６０ｂと、パルスエネルギ計測装置６０ｃと、スペクトル計測装置６０ｄと、を含む。ビームスプリッタ６０ａは、第２ＯＰＳ５０から出力されたパルスレーザ光ＰＬの光路上に配置されており、パルスレーザ光ＰＬの一部を反射し、他の一部を透過させる。ビームスプリッタ６０ａを透過したパルスレーザ光ＰＬは、露光装置３に入射する。
　ビームスプリッタ６０ｂは、ビームスプリッタ６０ａで反射されたパルスレーザ光ＰＬの光路上に配置されている。パルスエネルギ計測装置６０ｃは、ビームスプリッタ６０ｂで反射されたパルスレーザ光ＰＬの光路上に配置されており、パルスレーザ光ＰＬのパルスエネルギを計測する。スペクトル計測装置６０ｄは、ビームスプリッタ６０ｂを透過したパルスレーザ光ＰＬの光路上に配置されており、パルスレーザ光ＰＬのスペクトルを計測する。パルスエネルギと、スペクトルの計測データは、レーザプロセッサ７０に送信される。
　レーザプロセッサ７０は、露光装置３の露光装置制御部３ａと信号ラインを介して通信可能に接続されている。レーザプロセッサ７０は、露光装置制御部３ａから信号を受信する。レーザプロセッサ７０が受信する信号には、目標パルスエネルギと、目標波長と、目標スペクトル線幅と、発光トリガ信号と、が含まれる。
　露光装置３は、パルスレーザ光ＰＬを用いて、一例として図示しない半導体ウエハなどの感光基板に対して露光を行う装置である。
　　１．２　動作
　レーザ装置２のレーザプロセッサ７０は、露光装置制御部３ａから、目標パルスエネルギ、目標波長、目標スペクトル線幅および発光トリガ信号を受信する。発光トリガ信号は、露光装置３の動作に応じた繰り返し周波数で露光装置制御部３ａからレーザプロセッサ７０に送信される。
　レーザプロセッサ７０は発光トリガ信号に同期して、マスターオシレータ１０の放電電極１５ａ、１５ｂの間に高電圧を印加させる。マスターオシレータ１０のチャンバ１４において放電が発生すると、レーザガスが励起され、出力結合ミラー１７とＬＮＭ１１とで構成される光共振器によってレーザ発振が開始される。レーザ発振が開始されると、中心波長が１５０ｎｍから３８０ｎｍの紫外線波長の狭帯域化されたパルスレーザ光ＰＬが出力結合ミラー１７から出力される。このパルスレーザ光ＰＬはＭＯビームステアリングユニット２０によって、パワーオシレータ３０のリアミラー３１にシード光として入射する。
　リアミラー３１を透過したシード光が入射するタイミングに同期して、チャンバ３２において放電が発生する。その結果、レーザガスが励起され、出力結合ミラー３５とリアミラー３１とで構成されるファブリペロー型の光共振器によってシード光が増幅され、出力結合ミラー３５から増幅されたパルスレーザ光ＰＬが出力される。出力結合ミラー３５から出力されたパルスレーザ光ＰＬは、ＰＯビームステアリングユニット４０を経由して、第１ＯＰＳ１００に入射する。
　第１ＯＰＳ１００に入射したパルスレーザ光ＰＬは、一部がビームスプリッタ１０４を透過して出力され、一部がビームスプリッタ１０４により反射される。ビームスプリッタ１０４により反射されたパルスレーザ光ＰＬは、第１～第４の凹面ミラー１０２ａ～１０２ｄにより構成される遅延光路を周回して再びビームスプリッタ１０４に入射する。そして、ビームスプリッタ１０４に入射したパルスレーザ光ＰＬの一部が反射されて第１ＯＰＳ１００から出力される。ビームスプリッタ１０４を透過したパルスレーザ光ＰＬは、再び遅延光路を周回する。
　このように、遅延光路をパルスレーザ光ＰＬが繰り返し周回することにより、第１ＯＰＳ１００からは、０周回光、１周回光、２周回光、３周回光・・・のパルスレーザ光ＰＬが出力される。第１ＯＰＳ１００から出力されるパルスレーザ光ＰＬは、遅延光路の周回数が多くなるほど光強度が低下する。
　１周回光以降のパルスレーザ光ＰＬは、０周回光のパルスレーザ光ＰＬに対して、遅延光路の光路長で決まる遅延時間の整数倍だけ遅れてそれぞれ合成されて出力される。すなわち、０周回光のパルスレーザ光ＰＬのパルス波形には、１周回光以降のパルスレーザ光ＰＬのパルス波形がそれぞれ遅延時間だけ遅延されながら順に重畳される。こうして、第１ＯＰＳ１００によってパルスレーザ光ＰＬのパルス幅が伸長される。
　第１ＯＰＳ１００によってパルスレーザ光ＰＬのパルス幅を伸張することにより、コヒーレンスが低下する。これによりスペックルの発生が抑制される。スペックルとは、レーザ光がランダムな媒質で散乱されたときに、干渉によって生じる明暗の斑点である。
　第１ＯＰＳ１００でパルス幅が伸長されたパルスレーザ光ＰＬは、ＰＯビームステアリングユニット４０を介して、第２ＯＰＳ５０に入射する。第２ＯＰＳ５０においても、第１ＯＰＳ１００と同様の作用によってパルスレーザ光ＰＬが伸長される。
　第２ＯＰＳ５０でパルス幅が伸長されたパルスレーザ光ＰＬは、モニターモジュール６０に入射する。モニターモジュール６０に入射したパルスレーザ光ＰＬは、一部がビームスプリッタ６０ａで反射される。ビームスプリッタ６０ａで反射されたパルスレーザ光ＰＬは、一部がビームスプリッタ６０ｂで反射されてパルスエネルギ計測装置６０ｃに入射することによりパルスエネルギが計測される。また、ビームスプリッタ６０ａで反射されたパルスレーザ光ＰＬは、一部がビームスプリッタ６０ｂを透過してスペクトル計測装置６０ｄに入射することによりスペクトルが計測される。
　レーザプロセッサ７０は、目標パルスエネルギと計測されたパルスエネルギとの差分が０に近づくように、パワーオシレータ３０の一対の放電電極３３ａ、３３ｂに印加する電圧を制御する。
　レーザプロセッサ７０は、計測されたスペクトルから波長を算出し、レーザ装置２から出力されるパルスレーザ光ＰＬの波長が目標波長となるようにＬＮＭ１１のプリズムビームエキスパンダ１２の角度を制御する。また、レーザプロセッサ７０は、計測されたスペクトルからスペクトル線幅を算出し、レーザ装置２から出力されるパルスレーザ光ＰＬの波長が目標スペクトル線幅となるように、図示しない波面調整器を制御する。
　レーザ装置２から出力されるパルスレーザ光ＰＬは、露光装置３に入射し、図示しない半導体ウエハ等の感光基板に照射される。
　　１．３　課題
　露光装置３から送信される発光トリガ信号の周期に応じて決まる繰り返し周波数またはデューティは、露光装置３の動作状態に応じて変化する場合がある。繰り返し周波数またはデューティが変化すると光学素子に熱変形等が生じ、この熱変形等に起因して、パルスレーザ光ＰＬのビーム発散角は変化する。ビーム発散角が大きくなると、露光装置３内でビームのけられなどが生じてパルスレーザ光ＰＬのエネルギを損失する。ビーム発散角の変化は、例えば、光学パルスストレッチャを用いない場合と比べて、光学パルスストレッチャを用いてパルスレーザ光ＰＬを伸長する場合に大きい。特に、ビーム発散角の変化は、凹面ミラーなどの光学素子が多い光学パルスストレッチャほど顕著になり、また、比較例で示した第１ＯＰＳ１００のように遅延光路長が長い光学パルスストレッチャほど顕著になる。
　ここで、図３に示すように、パルスレーザ光ＰＬを集光レンズＬＺで集光し、集光レンズＬＺの焦点距離Ｆの位置におけるビームスポットＢＳの大きさを焦点距離Ｆで除した値をビーム発散角と定義する。ビームスポットＢＳの大きさは、直径または全幅である。ビームスポットＢＳの大きさは、焦点距離Ｆの位置に配置される２次元イメージセンサＩＳによって計測される。図３に示すパルスレーザ光ＰＬのように、波面が平面ＷＦ０である場合は、集光レンズＬＺによるパルスレーザ光ＰＬの集光位置と、集光レンズＬＺの焦点距離Ｆに対応する焦点とが一致し、焦点において結像するビームスポットＢＳの大きさは最小になり、ビーム発散角も最小となる。
　一方、パルスレーザ光ＰＬが発散し、波面が集光レンズＬＺに向かって凸の曲面となると、集光レンズＬＺによって集光されるパルスレーザ光ＰＬの集光位置は、焦点よりも下流側に位置することになる。この場合、２次元イメージセンサＩＳによって計測されるビームスポットＢＳの大きさは大きくなり、ビーム発散角も大きくなる。
　また、デューティは、露光装置３が繰り返し出力する複数の発光トリガ信号の周期に応じた値である。デューティをＤＣとすると、以下の式（１）で定義される。
　ＤＣ（％）＝（Ｎｐ／Ｎｐ＿ｍａｘ）×１００・・・（１）
　ここで、Ｎｐは、レーザ発振を開始してから予め設定された設定時間Ｔｃ内に発振したパルス数である。Ｎｐ＿ｍａｘは、レーザ装置２の性能に応じて決まる最大繰り返し周波数ＲＲ_ｍａｘと設定時間Ｔｃとの積であり、レーザ装置２が設定時間Ｔｃ内に出力可能なパルス数の最大値である。つまり、デューティＤＣは、単位時間内においてレーザ装置２が出力可能なパルス数の最大値に対する、実際に出力されるパルス数の割合を示す。
　また、図４に示すように、パルスレーザ光ＰＬのビームスポットＢＳの断面形状は、放電方向（Ｖ軸方向）が長辺となる略長方形状をしている。そのため、放電方向と、放電方向と直交する方向（Ｈ軸方向）のそれぞれのビーム発散角は異なり、放電方向のビーム発散角の方が大きい。
　２．第１実施形態
　　２．１　構成
　図５および図６は、本開示の第１実施形態に係るレーザ装置２Ａの構成例を概略的に示す。図５および図６に示すレーザ装置２Ａについて、図１および図２に示す比較例に係るレーザ装置２の構成と異なる点を説明する。第１実施形態に係るレーザ装置２Ａは、ビーム発散角調整器８０を有する点と、レーザプロセッサ７０がビーム発散角調整器８０を制御する機能を有する点が比較例に係るレーザ装置２の構成と異なる。
　図５および図６に示すように、ビーム発散角調整器８０は、パルスレーザ光ＰＬの光路において、第１ＯＰＳ１００と第２ＯＰＳ５０との間に配置される。第１ＯＰＳ１００は、本開示における「光学パルスストレッチャ」または「第１光学パルスストレッチャ」の一例であり、第２ＯＰＳ５０は、本開示における「第２光学パルスストレッチャ」の一例である。
　ビーム発散角調整器８０は、パルスレーザ光ＰＬの光路において上流側に配置される上流側レンズ８０ａと、上流側レンズ８０ａよりも下流側に配置される下流側レンズ８０ｂと、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂとの間のレンズ間光路長Ｌを変更する光路長変更機構９０とを含み、伸長されたパルスレーザ光ＰＬのビーム発散角を調整する。
　レーザプロセッサ７０は、パルスレーザ光ＰＬの繰り返し周波数ＲＲを求め、繰り返し周波数ＲＲが予め設定された第１閾値Ｔｈ１以上変化した場合に、変化後の繰り返し周波数ＲＲに応じて、伸張されたパルスレーザ光ＰＬのビーム発散角が小さくなるようにレンズ間光路長Ｌを変更する。レーザプロセッサ７０は、本開示における「プロセッサ」の一例である。レーザプロセッサ７０には、メモリ７０ａが設けられている。メモリ７０ａは、ビーム発散角を調整するためにレーザプロセッサ７０が参照する参照情報を記憶する。参照情報については、後述する。
　図７に示すように、ビーム発散角調整器８０において、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂとは、上流側レンズ８０ａで集光したパルスレーザ光ＰＬのビームスポットＢＳを下流側レンズ８０ｂで中継するリレーレンズとして機能する。上流側レンズ８０ａは、一例として示すように、パルスレーザ光ＰＬの入射側に凸型の球面を有し、出射側が平面の平凸レンズであり、下流側レンズ８０ｂは、入射側が平面で、出射側に凸型の球面を有する平凸レンズである。また、上流側レンズ８０ａ及び下流側レンズ８０ｂの光軸ＯＡと直交する方向の断面は円形である。
　また、一例として上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂのそれぞれの焦点距離Ｆは同じである。上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂの焦点距離は、一例として５００ｍｍ～１０００ｍｍの範囲である。
　初期状態においては、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂは、上流側レンズ８０ａの下流側の焦点ＦＰと、下流側レンズ８０ｂの上流側の焦点ＦＰとが一致するように配置される。すなわち、初期状態においては、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂとの間のレンズ間光路長Ｌは、焦点距離Ｆの２倍の２Ｆである。このように配置された上流側レンズ８０ａに対して、波面が平面ＷＦ０であるパルスレーザ光ＰＬが入射する場合は、上流側レンズ８０ａの焦点ＦＰと、パルスレーザ光ＰＬの集光位置Ｃとが一致し、焦点ＦＰにおけるビーム発散角は最小となる。また、このようにレンズ間光路長Ｌを、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂの焦点距離Ｆの２倍に配置することにより、上流側レンズ８０ａの上流側の焦点におけるパルスレーザ光ＰＬの像が、等倍（１：１）で、下流側レンズ８０ｂの下流側の焦点に結像される。上流側レンズ８０ａに入射前のパルスレーザ光ＰＬの像と、下流側レンズ８０ｂを出射後の像は、天地左右が反転される。
　一例として、下流側レンズ８０ｂは、光路長変更機構９０によって光軸ＯＡの方向に沿って移動自在であり、光路長変更機構９０は、下流側レンズ８０ｂの位置を変更することにより、レンズ間光路長Ｌを変更する。
　図８に示すように、光路長変更機構９０は、下流側レンズ８０ｂを保持するレンズホルダ９１と、リニアステージ９２と、台座９３とを含む。台座９３は、リニアステージ９２を固定する。リニアステージ９２は、レンズホルダ９１を光軸ＯＡの方向に移動させる。リニアステージ９２は、モータＭによって駆動される。レーザプロセッサ７０は、モータＭを通じてリニアステージ９２を移動させることにより、下流側レンズ８０ｂの光軸ＯＡの方向における位置を変更する。なお、リニアステージ９２の代わりに、アクチュエータによってレンズホルダ９１を光軸ＯＡの方向に押し引きする機構を設けてもよい。
　図９に示すように、レンズ間光路長Ｌと放電方向のビーム発散角は、繰り返し周波数ＲＲ毎に下向きの放物線のような関係になっている。図９のグラフは、繰り返し周波数ＲＲ毎に、レンズ間光路長Ｌを変化させた場合のビーム発散角をシミュレーションまたは実験によって求めることにより得ることができる。
　繰り返し周波数ＲＲ１のグラフＧ１において、ビーム発散角が最小となる極小点におけるレンズ間光路長Ｌは、Ｌｒ１_ｍｉｎである。レンズ間光路長Ｌを、Ｌｒ１_ｍｉｎを基準に大きくまたは小さくすることは、下流側レンズ８０ｂの位置を光軸ＯＡの方向において前後に移動することを意味する。ビーム発散角が最小になる位置は１点で決まるため、その位置から下流側レンズ８０ｂを前後に移動させてレンズ間光路長Ｌを変化させると、ビーム発散角は大きくなる。そのため、レンズ間光路長Ｌと放電方向のビーム発散角は、下向きの放物線のような関係となる。
　繰り返し周波数ＲＲ２のグラフＧ２において、ビーム発散角が最小となる極小点におけるレンズ間光路長Ｌは、Ｌｒ２_ｍｉｎである。繰り返し周波数ＲＲ３のグラフＧ３において、ビーム発散角が最小となる極小点におけるレンズ間光路長Ｌは、Ｌｒ３_ｍｉｎである。繰り返し周波数ＲＲ１～ＲＲ３の大小関係は、繰り返し周波数ＲＲ１が最小で、繰り返し周波数ＲＲ３が最大で、繰り返し周波数ＲＲ２がその中間である。図９に示すグラフによれば、各繰り返し周波数ＲＲ１～ＲＲ３のそれぞれのビーム発散角が最小となるレンズ間光路長Ｌｒ１_ｍｉｎ～Ｌｒ３_ｍｉｎは、繰り返し周波数ＲＲが大きくなるほど、大きくなる傾向がある。これは、繰り返し周波数ＲＲが大きくなるほど、光学素子の熱変形量が大きくなり、その分、ビーム発散角が増大するためと推察される。
　レーザプロセッサ７０は、このようなビーム発散角とレンズ間光路長Ｌとの関係に基づいて、繰り返し周波数ＲＲが変化した場合に、ビーム発散角が小さくなるようにレンズ間光路長Ｌを制御する。
　図１０は、図９に示す関係に基づいて生成されたテーブルデータを示す。図１０に示すテーブルデータは、複数の繰り返し周波数ＲＲのそれぞれと、伸張されたパルスレーザ光ＰＬのビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎとを対応付けて記録した情報である。また、図１０に示すテーブルデータには、各レンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎに対応する下流側レンズ位置Ｐｒも記録されている。レンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎおよび下流側レンズ位置Ｐｒのそれぞれは、本開示における「レンズ間光路長に関係する情報」の一例である。テーブルデータにおいて記録される複数の繰り返し周波数ＲＲの間隔は、一例として１００Ｈｚ～５００Ｈｚの範囲である。
　レーザプロセッサ７０のメモリ７０ａは、図１０に示すテーブルデータを参照情報として記憶する。なお、テーブルデータのうち、レンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎおよび下流側レンズ位置Ｐｒの一方を記憶し、他方については一方の値から計算により求めてもよい。また、レーザプロセッサ７０は、最終的には下流側レンズ位置Ｐｒに基づいて制御することになるため、メモリ７０ａに記憶する情報としては、繰り返し周波数ＲＲ毎の下流側レンズ位置Ｐｒのみでもよい。
　また、上述したとおり、パルスレーザ光ＰＬのビーム発散角は、放電方向と直交する方向よりも、放電方向の方が大きい。ビーム発散角の制御においては、相対的にビーム発散角が大きな放電方向を制御する必要性が高い場合が多い。レーザプロセッサ７０は、ビーム発散角が相対的に大きい放電方向のデータに基づいて、レンズ間光路長Ｌを制御する。図９に示すグラフ及び図１０に示すテーブルデータの基礎となるビーム発散角は、放電方向のデータである。すなわち、ビーム発散角調整器８０の制御において、レーザプロセッサ７０は、放電電極３３ａ、３３ｂの放電方向のビーム発散角に基づいてレンズ間光路長Ｌを制御する。
　もちろん、上流側レンズ８０ａ及び下流側レンズ８０ｂの断面は円形であるため、放電方向のみならず、放電方向と直交する方向のビーム発散角も調整される。しかし、放電方向のビーム発散角を重視して、レーザプロセッサ７０は、放電方向のビーム発散角が最小になるようにレンズ間光路長Ｌを制御する。
　　２．２　動作
　図１１に示すフローチャートを参照しながら、レーザ装置２Ａの動作を説明する。ビーム発散角の制御を開始する場合は、レーザプロセッサ７０は、ステップＳＴ１０００において、まず、下流側レンズ８０ｂを予め設定された初期位置に移動する。初期位置は、一例として、図７に示したように、レンズ間光路長Ｌが焦点距離Ｆの２倍（２Ｆ）となる位置である。
　ステップＳＴ１１００において、露光装置３から発光トリガ信号を受信すると、レーザプロセッサ７０は、ステップＳＴ１２００に移行し、レーザ装置２Ａのレーザ発振を開始させる。レーザ発振を開始後、ステップＳＴ１３００において、レーザプロセッサ７０は、次の発光トリガ信号の受信を待機する。
　ステップＳＴ１３００において、次の発光トリガ信号を受信した場合（ステップＳＴ１３００でＹ）は、ステップＳＴ１４００に移行し、レーザプロセッサ７０は、レーザ発振を開始させる。
　そして、ステップＳＴ１５００において、レーザプロセッサ７０は、連続して受信する２回の発光トリガ信号の時間間隔に基づいて、繰り返し周波数ＲＲを計算する。
　一方、ステップＳＴ１３００において、次の発光トリガ信号の受信を待機している間（ステップＳＴ１３００でＮ）、ステップＳＴ１６００において、レーザプロセッサ７０は、前回の発光トリガ信号の受信時刻からの第１経過時間を計測する。そして、レーザプロセッサ７０は、ステップＳＴ１７００において、第１経過時間が第１設定時間以上か否かを判定し、第１経過時間が第１設定時間未満の間（ステップＳＴ１７００でＮ）は、ステップＳＴ１３００に復帰し、次の発光トリガ信号の受信を待機する。
　ステップＳＴ１７００において、第１経過時間が、第１設定時間以上に達している場合（ステップＳＴ１７００でＹ）は、レーザプロセッサ７０は、ステップＳＴ１１００に戻る。これは、次の理由による。ステップＳＴ１５００では、連続して受信する２回の発光トリガ信号の時間間隔に基づいて繰り返し周波数ＲＲを計算する。しかし、露光装置３における動作状態によっては、露光を休止している期間などもあり、その場合は発光トリガ信号が比較的長時間に亘って受信されない場合もある。連続して受信する２回の発光トリガ信号の時間間隔が第１設定時間以上の場合は、繰り返し周波数ＲＲを計算するための時間間隔としては適当ではないため、その場合は繰り返し周波数ＲＲを計算せずに、１回目の発光トリガ信号の受信から第１経過時間の再計測した方が好ましいと考えられる。そのため、第１経過時間が第１設定時間以上に達した場合は、第１経過時間を再計測している。第１設定時間は、一例として１秒～１０秒の範囲である。
　ステップＳＴ１５００において繰り返し周波数ＲＲを計算した後、レーザプロセッサ７０は、ステップＳＴ１８００に移行する。ステップＳＴ１８００において、レーザプロセッサ７０は、繰り返し周波数ＲＲの変化が第１閾値Ｔｈ１以上か否かを判定する。レーザプロセッサ７０は、判定結果が第１閾値Ｔｈ１未満の場合（ステップＳＴ１８００でＮ）は、ステップＳＴ１３００に戻り、第１閾値Ｔｈ１以上の場合（ステップＳＴ１８００でＹ）は、ステップＳＴ１９００に移行する。
　第１閾値Ｔｈ１を設定する理由は、変化が非常に小さい場合には、レンズ間光路長Ｌを変化させる必要性が低い場合もあるためである。そのため、第１閾値Ｔｈ１を設定することにより、繰り返し周波数ＲＲの変化が第１閾値Ｔｈ１未満の場合は、レンズ間光路長Ｌの変更を行わない不感帯としている。第１閾値Ｔｈ１としては、不感帯の基準として適切と考えられる値が予め設定される。なお、わずかな変化でもレンズ間光路長Ｌを変化させたい場合もあり得る。そのため、第１閾値Ｔｈ１は、一例として、０Ｈｚ～２００Ｈｚの範囲の値で設定される。不感帯を実質的に設けるためには、第１閾値Ｔｈ１の値は、０Ｈｚよりも大きい値を設定することが好ましい。第１閾値Ｔｈ１は、本開示における「閾値」の一例である。
　ステップＳＴ１９００において、レーザプロセッサ７０は、メモリ７０ａに記憶したテーブルデータ（図１０参照）を参照して、変化後の繰り返し周波数ＲＲにおいて、ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎを求める。
　ステップＳＴ２０００において、レーザプロセッサ７０は、求めたレンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎに、レンズ間光路長Ｌを変更する。具体的には、レーザプロセッサ７０は、求めたレンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎに対応する下流側レンズ位置Ｐｒをメモリ７０ａ内のテーブルデータから読み出す。そして、光路長変更機構９０を制御することにより、下流側レンズ８０ｂの位置を、読み出した下流側レンズ位置Ｐｒに移動させる。これにより、レンズ間光路長Ｌが「Ｌｒ_ｍｉｎ」に変更される。
　レーザプロセッサ７０は、以上の動作をレーザ発振が停止されるまで継続する（ステップＳＴ２１００）。
　図１２～図１４を用いて、ビーム発散角調整の制御についてより具体的に説明する。例えば、変化前の繰り返し周波数ＲＲが「ＲＲ１」で、繰り返し周波数ＲＲが「ＲＲ２」に変化した場合を考える。図１２に示すように、まず、変化前の繰り返し周波数ＲＲは「ＲＲ１」なので、ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎは、「Ｌｒ１_ｍｉｎ」である。下流側レンズ８０ｂの位置も、それに対応する「Ｐｒ１」にセットされている。
　繰り返し周波数ＲＲが「ＲＲ２」に変化すると、図１２の（１）の矢印で示すように、「ＲＲ２」においては、レンズ間光路長Ｌが「Ｌｒ１_ｍｉｎ」のままでは、ビーム発散角が増大する。そこで、レーザプロセッサ７０は、図１２の（２）の矢印で示すように、レンズ間光路長Ｌを、変化後の繰り返し周波数ＲＲである「ＲＲ２」においてビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｒ２_ｍｉｎに変更する。レンズ間光路長Ｌの変更は、下流側レンズ８０ｂの位置を「Ｐｒ２」に変更することにより行われる。
　図１３及び図１４を用いて、繰り返し周波数ＲＲの変化に応じた上流側レンズ８０ａによるパルスレーザ光ＰＬの集光位置Ｃの変化と、下流側レンズ８０ｂの位置を変更する意味を、図７と同様に模式的に説明する。まず、図１３に示す上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂとのレンズ間光路長Ｌは、図７に示す初期状態と同様の焦点距離Ｆの２倍の「２Ｆ」である。この状態で、熱変形等がなければ、図７に示したように、上流側レンズ８０ａに入射するパルスレーザ光ＰＬの波面は平面ＷＦ０であるため、パルスレーザ光ＰＬの集光位置Ｃは、上流側レンズ８０ａの焦点ＦＰと一致する。
　しかし、繰り返し周波数ＲＲが変化すると、図１３に示すように、光学素子の熱変形等によりパルスレーザ光ＰＬの波面が下流側に向けて凸型の曲面ＷＦ１となり、パルスレーザ光ＰＬの集光位置Ｃが、上流側レンズ８０ａの焦点ＦＰよりも下流側に移動する。集光位置Ｃにおいてパルスレーザ光ＰＬのビーム発散角は最小になるため、集光位置Ｃが焦点ＦＰからずれると、焦点ＦＰにおけるビーム発散角は増大する。図１３に示す状態では、下流側レンズ８０ｂの位置は変化していないため、下流側レンズ８０ｂの上流側の焦点は、上流側レンズ８０ａの焦点ＦＰに合っている状態であり、下流側レンズ８０ｂは、ビーム発散角が大きな像をリレーすることになる。
　そこで、図１３のように集光位置Ｃが移動した場合は、図１４に示すように、下流側レンズ８０ｂの位置を、集光位置Ｃと焦点ＦＰのズレに応じたΔＬだけ下流側に移動することにより、レンズ間光路長Ｌを「２Ｆ+ΔＬ」に変更する。これにより、下流側レンズ８０ｂの上流側の焦点と、ビーム発散角が最小となる集光位置Ｃとが一致する。この状態では、下流側レンズ８０ｂは、最小のビーム発散角の像をリレーすることができる。このような制御により、ビーム発散角の調整が実現される。
　　２．３　効果
　第１実施形態に係るレーザ装置２Ａによれば、ビーム発散角調整器８０と、ビーム発散角調整器８０を制御するレーザプロセッサ７０とを備えることにより、光学素子の熱変形等に起因するビーム発散角の増大を抑制することができる。ビーム発散角の増大を抑制することにより、露光装置３におけるビームのけられも抑制され、エネルギ損失も抑制される。
　なお、上記実施形態において、ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎは、±１０％の範囲の誤差を含む概念である。レーザプロセッサ７０は、誤差の範囲内に制御できればよい。また、ビーム発散角調整の制御においては、必ずしもビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｒ_ｍｉｎに変更しなくてもよく、繰り返し周波数ＲＲの変化によるビーム発散角の増大を抑制できればよい。すなわち、繰り返し周波数ＲＲが変化した場合において、レーザプロセッサ７０は、伸張されたパルスレーザ光ＰＬのビーム発散角が小さくなるようにレンズ間光路長Ｌを変更すれば、上記効果を得ることができる。
　また、上記実施形態において、ビーム発散角調整の制御を図１０に示すテーブルデータを用いて行っているが、テーブルデータの代わりに、図９に示すグラフに対応する関数を用いた演算により、ビーム発散角調整の制御を行ってもよい。
　３．第２実施形態
　次に、本開示の第２実施形態に係るレーザ装置について説明する。なお、以下では、第２実施形態に係るレーザ装置は、第１実施形態に係るレーザ装置２Ａの構成とほぼ同様であるが、ビーム発散角調整器８０の制御において、繰り返し周波数ＲＲの代わりに、上記式（１）で定義したデューティＤＣを用いる点が異なる。以下、相違点を説明する。
　　３．１　構成
　図１５は、第２実施形態に係るレーザ装置のレーザプロセッサ７０が使用するテーブルデータの一例である。複数のデューティＤＣ毎に、ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｄ_ｍｉｎと、それに対応する下流側レンズ位置Ｐｄとの対応関係が記録されている。メモリ７０ａには、このテーブルデータが記憶される。図１５に示すテーブルデータは、図１０に示すテーブルデータと同様に、シミュレーションまたは実験によって得ることができる。テーブルデータにおいて、デューティＤＣの間隔は、一例として、１％～１０％の範囲である。
　なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、図１５に示すテーブルデータのうち、レンズ間光路長Ｌｄ_ｍｉｎおよび下流側レンズ位置Ｐｄの一方を記憶し、他方については一方の値から計算により求めてもよい。また、レーザプロセッサ７０は、最終的には下流側レンズ位置Ｐｄに基づいて制御することになるため、メモリ７０ａに記憶する情報としては、デューティＤＣ毎の下流側レンズ位置Ｐｄのみでもよい。
　　３．２　動作
　図１６に示すフローチャートを参照しながら、第２実施形態のレーザ装置の動作を説明する。図１１に示す第１実施形態のレーザ装置２Ａと同様に、レーザプロセッサ７０は、ビーム発散角の制御を開始する場合は、ステップＳＴ３０００において、まず、下流側レンズ８０ｂを予め設定された初期位置に移動する。初期位置は、一例として、図７に示したように、レンズ間光路長Ｌが焦点距離Ｆの２倍（２Ｆ）となる位置である。
　ステップＳＴ３１００において、露光装置３からの発光トリガ信号の受信を開始すると、レーザプロセッサ７０は、ステップＳＴ３２００に移行し、レーザ発振を開始させる。レーザ発振は、発光トリガ信号を受信する毎に行われる。
　ステップＳＴ３３００において、レーザプロセッサ７０は、レーザ発振を開始してからの第２経過時間を計測する。
　ステップＳＴ３４００において、第２経過時間が第２設定時間以上か否かを判定し、第２経過時間が第２設定時間未満の間（ステップＳＴ３４００でＮ）は、ステップＳＴ３３００に復帰し、レーザプロセッサ７０は、第２経過時間の計測を継続する。一方、第２経過時間が第２設定時間以上に達した場合（ステップＳＴ３４００でＹ）は、レーザプロセッサ７０は、デューティＤＣを計算する。
　第２設定時間は、上記式（１）に関連する設定時間Ｔｃに対応する。デューティＤＣの計算において、レーザプロセッサ７０は、第２経過時間が第２設定時間以上になった場合は、第２経過時間内に出力したパルスレーザ光ＰＬのパルス数であるＮｐをカウントする。また、レーザプロセッサ７０は、予め設定されている最大繰り返し周波数ＲＲ_ｍａｘと第２経過時間とに基づいて、第２実施形態のレーザ装置が第２経過時間内に出力可能なパルス数の最大値であるＮｐ＿ｍａｘを求める。レーザプロセッサ７０は、デューティＤＣの式（１）に従って、ＮｐとＮｐ＿ｍａｘに基づいて、デューティＤＣを求める。第２設定時間は、一例として、４５秒～９０秒の範囲である。
　ステップＳＴ３６００において、レーザプロセッサ７０は、前回のデューティＤＣからの変化が第２閾値Ｔｈ２以上か否かを判定する。レーザプロセッサ７０は、判定結果が第２閾値Ｔｈ２未満の場合（ステップＳＴ３６００でＮ）は、ステップＳＴ３３００に戻り、第２閾値Ｔｈ２以上の場合（ステップＳＴ３６００でＹ）は、ステップＳＴ３７００に移行する。
　第２閾値Ｔｈ２を設定する理由は、第１実施形態の第１閾値Ｔｈ１を設定する理由と同様である。第２閾値Ｔｈ２は、一例として、０％～２％の範囲の値で設定される。不感帯を実質的に設けるためには、第２閾値Ｔｈ２の値は、０％よりも大きい値を設定することが好ましい。第２閾値Ｔｈ２は、本開示における「閾値」の一例である。
　ステップＳＴ３７００において、レーザプロセッサ７０は、メモリ７０ａに記憶したテーブルデータ（図１５参照）を参照して、変化後のデューティＤＣにおいて、ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長Ｌｄ_ｍｉｎを求める。
　ステップＳＴ３８００において、レーザプロセッサ７０は、求めたレンズ間光路長Ｌｄ_ｍｉｎに、レンズ間光路長Ｌを変更する。具体的には、レーザプロセッサ７０は、求めたレンズ間光路長Ｌｄ_ｍｉｎに対応する下流側レンズ位置Ｐｄをメモリ７０ａ内のテーブルデータから読み出す。そして、光路長変更機構９０を制御することにより、下流側レンズ８０ｂの位置を、読み出した下流側レンズ位置Ｐｄに移動させる。これにより、レンズ間光路長Ｌが「Ｌｄ_ｍｉｎ」に変更される。
　レーザプロセッサ７０は、以上の動作をレーザ発振が停止されるまで継続する（ステップＳＴ３９００）。
　　３．３　効果
　第２実施形態に係るレーザ装置の効果は、第１実施形態に係るレーザ装置２Ａと同様である。露光装置３の動作によっては、繰り返し周波数ＲＲよりもデューティＤＣを用いた方が、ビーム発散角調整器８０を適切に制御できる場合もありうる。繰り返し周波数ＲＲとデューティＤＣのいずれを用いるかについては、実情に応じて適宜選択されることが好ましい。
　４．変形例
　　４．１　第１変形例
　図１７及び図１８に示す第１変形例は、第１実施形態のレーザ装置２Ａにおけるビーム発散角調整器８０の位置を変更した例である。具体的には、第１変形例においては、上流側レンズ８０ａは、第１ＯＰＳ１００の筐体１００ａ内に配置され、下流側レンズ８０ｂは、筐体１００ａの外で、第２ＯＰＳ５０よりも上流側に配置されている。
　上流側レンズ８０ａは、筐体１００ａ内において、ビームスプリッタ１０４と、高反射ミラー１０６ａとの間に配置されている。ビームスプリッタ１０４と、高反射ミラー１０６ａとの間の光路は、筐体１００ａ内ではあるが、遅延光路を周回し、パルス幅が伸長されたパルスレーザ光ＰＬが通過する光路である。そのため、上流側レンズ８０ａには、第１ＯＰＳ１００によってパルス幅が伸長されたパルスレーザ光ＰＬが入射し、ビーム発散角調整器８０は、パルス幅が伸長されたパルスレーザ光ＰＬのビーム発散角を調整することができる。
　第１変形例によれば、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂのレンズ間光路長Ｌを長くすることが可能となるため、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂの焦点距離Ｆが長い場合でも、配置しやすい。レンズの特性として、焦点距離Ｆが長いと、収差の影響が低減される傾向にある。第１変形例によれば、上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂとして、収差の影響が比較的少ないレンズを使用しやすい。
　　４．２　第２変形例
　図１９及び図２０に示す第２変形例も、第１変形例と同様に、第１実施形態のレーザ装置２Ａにおけるビーム発散角調整器８０の位置を変更した例である。具体的には、第２変形例においては、ビーム発散角調整器８０は、第２ＯＰＳ５０の下流側に配置される。
　第２ＯＰＳ５０の下流側にスペースを確保できる場合には、第２変形例を利用することが可能である。
　　４．３　その他の変形例
　図２１に示す光路長変更機構９０Ａは、図８に示した光路長変更機構９０の変形例である。光路長変更機構９０Ａは、リニアステージ９２の代わりに、アクチュエータ９４とバネ９５によってレンズホルダ９１を移動させる。アクチュエータ９４は、一例として、突出位置と退避位置との間で移動自在なプランジャを有するソレノイドである。アクチュエータ９４は、レーザプロセッサ７０によって制御される。アクチュエータ９４は、台座９３に固定されており、プランジャがレンズホルダ９１と当接している。プランジャが突出すると、レンズホルダ９１は光軸ＯＡの一方向に押圧されて移動する。バネ９５は、プランジャが退避する方向にレンズホルダ９１を引っ張る付勢力を有している。そのため、プランジャが退避すると、レンズホルダ９１はバネ９５の付勢力によってプランジャとの接触状態を保ったまま移動する。光路長変更機構の構成については、種々の変形が可能であり、適宜選択されてよい。
　また、上記実施形態において、光路長変更機構は、下流側レンズ８０ｂの位置を変更する態様で説明したが、上流側レンズ８０ａの位置を変更する態様でもよい。例えば、図１３に示すような状態において、上流側レンズ８０ａの位置をより上流側に移動することにより、パルスレーザ光ＰＬの集光位置Ｃと下流側レンズ８０ｂの焦点とが一致する図１４に示す状態を実現することができる。上流側レンズ８０ａと下流側レンズ８０ｂのどちらを移動させるかは、配置するスペース等を考慮して適宜選択される。
　５．電子デバイスの製造方法
　図２２は、露光装置２００の構成例を概略的に示す。露光装置２００は、照明光学系２０４と投影光学系２０６とを含む。照明光学系２０４は、例えば、第１実施形態に係るレーザ装置２Ａから入射したパルスレーザ光ＰＬによって、レチクルステージＲＴ上に配置された図示しないレチクルのレチクルパターンを照明する。投影光学系２０６は、レチクルを透過したパルスレーザ光ＰＬを、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
　露光装置２００は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したパルスレーザ光ＰＬをワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンを転写後、複数の工程を経ることで半導体デバイスを製造できる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。なお、レーザ装置２Ａとしては、第２実施形態に係るレーザ装置や上述の種々の変形例が適用されたレーザ装置を用いてもよい。
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の各実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
　本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。

Claims (13)

  1. 　紫外線波長のパルスレーザ光を出力する発振器と、
    　前記パルスレーザ光を増幅する増幅器と、
    　ビームスプリッタと複数のミラーとを含み前記パルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャと、
    　前記パルスレーザ光の光路において上流側に配置される上流側レンズと前記上流側レンズよりも下流側に配置される下流側レンズと、前記上流側レンズと前記下流側レンズとの間のレンズ間光路長を変更する光路長変更機構とを含み、伸長された前記パルスレーザ光のビーム発散角を調整するビーム発散角調整器と、
    　前記ビーム発散角調整器を制御するプロセッサであって、前記パルスレーザ光の繰り返し周波数またはデューティを求め、前記繰り返し周波数または前記デューティが予め設定された閾値以上変化した場合に、変化後の前記繰り返し周波数または前記デューティに応じて、伸張された前記パルスレーザ光の前記ビーム発散角が小さくなるように前記レンズ間光路長を変更するプロセッサと、を備えるレーザ装置。
  2. 　前記増幅器は一対の放電電極を含み、
    　前記ビーム発散角調整器の制御において、前記プロセッサは、前記放電電極の放電方向のビーム発散角に基づいて前記レンズ間光路長を変更する、
    　請求項１に記載のレーザ装置。
  3. 　前記プロセッサは、前記変化後の前記繰り返し周波数または前記デューティに応じて、前記ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長に変更する、
    　請求項１に記載のレーザ装置。
  4. 　前記プロセッサは、複数の前記繰り返し周波数または複数の前記デューティのそれぞれと、伸張された前記パルスレーザ光の前記ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長に関係する情報とを対応付けて記憶する記憶部を備え、
    　前記プロセッサは、前記変化後の前記繰り返し周波数または前記デューティに応じて、前記ビーム発散角が最小になるレンズ間光路長に関係する情報を前記記憶部から取得する、
    　請求項１に記載のレーザ装置。
  5. 　前記レンズ間光路長に関係する情報は、前記レンズ間光路長、あるいは、前記レンズ間光路長にするための前記上流側レンズまたは前記下流側レンズの位置である、
    　請求項４に記載のレーザ装置。
  6. 　前記光路長変更機構は、前記下流側レンズの位置を変更することにより前記レンズ間光路長を変更する、
    　請求項１に記載のレーザ装置。
  7. 　前記上流側レンズと前記下流側レンズとは、前記上流側レンズで集光した前記パルスレーザ光のビームスポットを前記下流側レンズで中継するリレーレンズとして機能する、
    　請求項１に記載のレーザ装置。
  8. 　前記上流側レンズは、入射側が凸面の平凸レンズであり、前記下流側レンズは、入射側が平面の平凸レンズである、
    　請求項７に記載のレーザ装置。
  9. 　前記光学パルスストレッチャは、第１光学パルスストレッチャと、前記第１光学パルスストレッチャよりも下流側に配置される第２光学パルスストレッチャとを含み、
    　前記第１光学パルスストレッチャは、前記第２光学パルスストレッチャよりも、遅延光路が長い、
    　請求項１に記載のレーザ装置。
  10. 　前記ビーム発散角調整器は、前記第１光学パルスストレッチャと前記第２光学パルスストレッチャの間に配置される、
    　請求項９に記載のレーザ装置。
  11. 　前記上流側レンズは、前記第１光学パルスストレッチャの筐体内に配置され、前記下流側レンズは、前記第１光学パルスストレッチャの筐体外で、前記第２光学パルスストレッチャよりも上流側に配置される、
    　請求項９に記載のレーザ装置。
  12. 　前記ビーム発散角調整器は、前記第２光学パルスストレッチャの下流側に配置される、
    　請求項９に記載のレーザ装置。
  13. 　紫外線波長のパルスレーザ光を出力する発振器と、前記パルスレーザ光を増幅する増幅器と、ビームスプリッタと複数のミラーとを含み前記パルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャとを備えたレーザ装置から出力された前記パルスレーザ光を露光装置に出力し、
    　電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板に前記パルスレーザ光を露光することを含む電子デバイスの製造方法であって、
    　前記レーザ装置は、
    　前記パルスレーザ光の光路において上流側に配置される上流側レンズと前記上流側レンズよりも下流側に配置される下流側レンズと、前記上流側レンズと前記下流側レンズとの間のレンズ間光路長を変更する光路長変更機構とを含み、伸長された前記パルスレーザ光のビーム発散角を調整するビーム発散角調整器と、
    　前記ビーム発散角調整器を制御するプロセッサであって、前記パルスレーザ光の繰り返し周波数またはデューティを求め、前記繰り返し周波数または前記デューティが予め設定された閾値以上変化した場合に、変化後の前記繰り返し周波数または前記デューティに応じて、伸張された前記パルスレーザ光の前記ビーム発散角が小さくなるように前記レンズ間光路長を変更するプロセッサと、
    　を備える
    　電子デバイスの製造方法。
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