JPWO2016098237A1 - グレーティング、グレーティングの製造方法及びグレーティングの再生方法 - Google Patents

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Abstract

真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングは、グレーティング基板と、グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、第１のアルミニウム金属膜の上にＡＬＤ法により形成された第１の保護膜と、を含んでもよい。

Description

本開示は、グレーティング、グレーティングの製造方法及びグレーティングの再生方法に関する。
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置においては解像力の向上が要請されている。半導体露光装置を以下、単に「露光装置」という。このため露光用光源から出力される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置ならびに、波長１９３ｎｍの紫外線を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。
現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには水中における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光という。ＡｒＦ液浸露光はＡｒＦ液浸リソグラフィーとも呼ばれる。
ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約３５０〜４００ｐｍと広いため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光（紫外線光）の色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるま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狭帯域化する必要がある。スペクトル線幅はスペクトル幅とも呼ばれる。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には狭帯域化素子を有する狭帯域化モジュール（Line Narrow Module）が設けられ、この狭帯域化モジュールによりスペクトル幅の狭帯域化が実現されている。なお、狭帯域化素子はエタロンやグレーティング等であってもよい。このようにスペクトル幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
米国特許第６５１１７０３号明細書
概要
本開示の狭帯域化レーザ装置において、１つの観点に係るグレーティングは、真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングであって、グレーティング基板と、グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、第１のアルミニウム金属膜の上にＡＬＤ法により形成された第１の保護膜と、を含んでもよい。
本開示の他の１つの観点に係るグレーティングは、真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングであって、グレーティング基板と、グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、第１のアルミニウム金属膜の上に形成された第１の保護膜と、第１の保護膜の上に形成された第２のアルミニウム金属膜と、第２のアルミニウム金属膜の上に形成された第２の保護膜とを含んでもよい。
本開示の他の１つの観点に係るグレーティングの製造方法は、真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングの製造方法であって、グレーティング基板の上に、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜を形成することと、第１のアルミニウム金属膜の上にＡＬＤ法により第１の保護膜を形成することと、を含んでもよい。
本開示の他の１つの観点に係るグレーティングの再生方法は、グレーティング基板と、グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、第１のアルミニウム金属膜の上に形成された第１の保護膜と、を含み、真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングの再生方法であって、第１の保護膜の上に第２のアルミニウム金属膜を形成することと、第２のアルミニウム金属膜の上に第２の保護膜を形成することと、を含んでもよい。
本開示の他の１つの観点に係るグレーティングの再生方法は、グレーティング基板と、グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、第１のアルミニウム金属膜の上に形成された第１の保護膜と、を含み、真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングの再生方法であって、第１の保護膜の少なくとも一部をエッチングすることと、第１のアルミニウム金属膜の上に第２のアルミニウム金属膜を形成することと、第２のアルミニウム金属膜の上に第２の保護膜を形成することと、を含んでもよい。
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１Ａは、第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。 図１Ｂは、第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。 図２は、本開示の第１の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。 図３は、本開示の第２の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。 図４は、本開示の第３の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。 図５Ａは、本開示の第４の実施形態に係るグレーティングの再生方法を示す工程断面図である。 図５Ｂは、本開示の第４の実施形態に係るグレーティングの再生方法を示す工程断面図である。 図６Ａは、本開示の第５の実施形態に係るグレーティングの再生方法を示す工程断面図である。 図６Ｂは、本開示の第５の実施形態に係るグレーティングの再生方法を示す工程断面図である。 図６Ｃは、本開示の第５の実施形態に係るグレーティングの再生方法を示す工程断面図である。 図７は、本開示の第６の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。 図８は、上記各実施形態において用いられるＡＬＤ法成膜装置の例を示す断面図である。
実施形態
＜内容＞
１．概要
２．グレーティングを有するレーザ装置
２．１ レーザチャンバ
２．２ 狭帯域化モジュール
２．３ 出力結合ミラー
３．ＡＬＤ法によって成膜された保護膜を含むグレーティング（第１の実施形態）
４．蒸着膜の上にＡＬＤ法による保護膜を含むグレーティング（第２の実施形態）
５．ＡＬＤ法による２つの保護膜を含むグレーティング（第３の実施形態）
６．グレーティングの再生（第４の実施形態）
７．グレーティングの再生（第５の実施形態）
８．レプリカの溝形成部材を有しないグレーティング（第６の実施形態）
９．その他（ＡＬＤ法成膜装置）
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．概要
狭帯域化レーザ装置における狭帯域化素子としてグレーティングが使用されてもよい。グレーティングは、表面に溝形状を有するアルミニウム金属膜の上に、ＭｇＦ２などの保護膜が形成されたものでもよい。しかしながら、グレーティングが長時間にわたって真空紫外域のパルスレーザ光に曝されると、グレーティングの回折効率が低下する場合がある。例えば、グレーティングが配置されている容器中の微量の酸素が、保護膜を透過してアルミニウム金属膜の表面を酸化させる可能性がある。
本開示の１つの観点によれば、グレーティングは、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜の上に、ＡＬＤ法により形成された第１の保護膜を備えてもよい。
なお、グレーティングの説明において、「上」とは、グレーティング基板の一方の面側から、当該一方の面と反対の面側に向かう方向を意味し得る。例えば、グレーティング基板の「上」に溝形成部材が形成されると記述した場合に、溝形成部材はグレーティング基板の上記反対の面に直接接している場合に限られず、グレーティング基板の上記反対の面側に、他の層を介して溝形成部材が形成される場合も含み得る。
２．グレーティングを有するレーザ装置
図１Ａ及び図１Ｂは、第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。図１Ａに示されるレーザ装置は、レーザチャンバ１０と、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂと、狭帯域化モジュール１４と、出力結合ミラー１５と、を含んでもよい。レーザ装置は、図示しない増幅器に入射させるシード光をレーザ発振して出力するマスターオシレータであってもよい。
図１Ａにおいては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に略平行な方向からみたレーザ装置の内部構成が示されている。図１Ｂにおいては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に略垂直で、且つ、出力結合ミラー１５から出力されるレーザ光の進行方向に略垂直な方向からみたレーザ装置の内部構成が示されている。出力結合ミラー１５から出力されるレーザ光の進行方向は、Ｚ方向であってよい。一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向は、Ｖ方向又は−Ｖ方向であってよい。これらの両方に垂直な方向は、Ｈ方向であってよい。−Ｖ方向は、重力の方向とほぼ一致していてもよい。
２．１ レーザチャンバ
レーザチャンバ１０は、例えばレアガスとしてアルゴンガス、ハロゲンガスとしてフッ素ガス、バッファガスとしてネオンガス等を含むレーザ媒質としてのレーザガスが封入されるチャンバでもよい。レーザチャンバ１０の両端にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられてもよい。
一対の放電電極１１ａ及び１１ｂは、レーザ媒質を放電により励起するための電極として、レーザチャンバ１０内に配置されてもよい。一対の放電電極１１ａ及び１１ｂには、図示しないパルスパワーモジュールからパルス状の高電圧が印加されてもよい。
一対の放電電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧が印加されると、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂ間に放電が起こり得る。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザ媒質が励起されて高エネルギー準位に移行し得る。励起されたレーザ媒質が、その後低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた波長の光を放出し得る。
図１Ａに示されるように、ウインドウ１０ａ及び１０ｂは、これらのウインドウに対する光の入射面とＨＺ平面とが略一致し、かつ、この光の入射角度が略ブリュースター角となるように配置されてもよい。レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射してもよい。
２．２ 狭帯域化モジュール
狭帯域化モジュール１４は、２つのプリズム１４ａ及び１４ｂと、グレーティング１４ｃと、ホルダ１６ａ〜−１６ｃと、を含んでもよい。プリズム１４ａはホルダ１６ａに支持され、プリズム１４ｂはホルダ１６ｂに支持され、グレーティング１４ｃはホルダ１６ｃに支持されてもよい。
プリズム１４ａ及び１４ｂは、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ａから出射された光のＨ方向のビーム幅を拡大させて、その光をグレーティング１４ｃに入射させてもよい。また、プリズム１４ａ及び１４ｂは、グレーティング１４ｃからの反射光のＨ方向のビーム幅を縮小させるとともに、その光を、ウインドウ１０ａを介して、レーザチャンバ１０の放電領域に戻してもよい。
グレーティング１４ｃは、溝の表面の物質が高反射率の材料によって構成され、表面に多数の溝が所定間隔で形成され、各溝は例えば直角三角形のエシェールグレーティングであってもよい。このエシェールグレーティングは、機械加工によって溝を形成したマスターグレーティングをレプリカすることによって作成したグレーティングであってもよい。プリズム１４ａ及び１４ｂからグレーティング１４ｃに入射した光は、これらの溝によって反射されるとともに、光の波長に応じた方向に回折させられてもよい。グレーティング１４ｃは、プリズム１４ａ及び１４ｂからグレーティング１４ｃに入射する光の入射角と、所望波長の回折光の回折角とが一致するようにリトロー配置されてもよい。これにより、所望波長付近の光がプリズム１４ａ及び１４ｂを介してレーザチャンバ１０に戻されてもよい。
２．３ 出力結合ミラー
出力結合ミラー１５の表面には、部分反射膜がコーティングされていてもよい。従って、出力結合ミラー１５は、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ｂから出力される光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射させてレーザチャンバ１０内に戻してもよい。
狭帯域化モジュール１４と出力結合ミラー１５とが、光共振器を構成してもよい。レーザチャンバ１０から出射した光は、狭帯域化モジュール１４と出力結合ミラー１５との間で往復し、放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電空間を通過する度に増幅されレーザ発振し得る。レーザ光は、狭帯域化モジュール１４で折り返される度に狭帯域化され得る。さらに、上述したウインドウ１０ａ及び１０ｂの配置によって、Ｈ方向の偏光成分が選択され得る。こうして増幅されたレーザ光が、出力結合ミラー１５から出力され得る。このレーザ光は、真空紫外域の波長を有してもよい。このレーザ光の波長は、１９３ｎｍであってもよい。
３．ＡＬＤ法によって成膜された保護膜を含むグレーティング（第１の実施形態）
図２は、本開示の第１の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。第１の実施形態に係るグレーティング１４ｃは、グレーティング基板２１と、溝形成部材２２と、第１のアルミニウム金属膜２３と、第１の保護膜２４と、を備えていてもよい。
グレーティング基板２１は、熱膨張率の小さい材料により形成されてもよい。
溝形成部材２２は、グレーティング基板２１の上にエポキシ樹脂により形成されてもよい。溝形成部材２２は、例えばグレーティング基板２１の上に形成されたエポキシ樹脂層をマスターグレーティングからレプリカすることによって溝加工することにより形成されてもよい。
第１のアルミニウム金属膜２３は、溝形成部材２２の上に蒸着により形成されたものでもよい。
第１の保護膜２４は、第１のアルミニウム金属膜２３の上に、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により形成されたものでもよい。第１の保護膜２４は、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の内の少なくとも１つを含んでもよい。第１の保護膜２４の膜厚は、酸素の透過を抑制し得るような膜厚であってもよい。例えば、第１の保護膜２４の膜厚は、１ｎｍ以上、２６ｎｍ以下であってもよい。また、第１の保護膜２４の膜厚は、グレーティングによって選択される波長成分の位相シフトが２πとなるような膜厚であってもよい。第１の保護膜２４の屈折率にもよるが、グレーティングによって選択される波長成分が１９３ｎｍである場合に、例えば、第１の保護膜２４の膜厚は、約２３ｎｍであってもよい。
ＡＬＤ法とは、成膜容器内に基板を配置し、原料化合物の分子を一層ごとに基板上に吸着させ、その後、別のガスと反応させることによる成膜方法であってもよい。ＡＬＤ法においては、分子一層ごとの吸着及び反応を繰り返し行うことにより、所望の膜厚まで成膜が行われてもよい。例えば、基板上にテトラエトキシシランを吸着させ、これと酸素ガスとを反応させることにより、ＳｉＯ２膜が成膜されてもよい。また、例えば、基板上にトリメチルアルミニウムを吸着させ、これと酸素ガスとを反応させることにより、Ａｌ２Ｏ３膜が成膜されてもよい。
ＡＬＤ法によって成膜された第１の保護膜２４は、以下の特徴を有し得る。
（１）第１のアルミニウム金属膜２３の表面の溝形状や凹凸形状を、第１の保護膜２４の表面においても忠実に再現し得る。
（２）膜厚がほぼ均一で、ピンホールの発生が抑制され得る。
（３）分子一層分の寸法オーダーで、所望の膜厚に調整し得る。
（４）アモルファスの膜を成膜し得る。
（５）低温で成膜し得る。
（６）分子一層ごとに成膜するので緻密な膜を成膜し得る。
第１の実施形態に係るグレーティングは、ＡＬＤ法によって成膜された第１の保護膜２４を備えており、第１の保護膜２４が緻密であるため、酸素の透過が抑制され得る。従って、第１のアルミニウム金属膜２３の酸化が抑制され、グレーティングの回折効率の低下が抑制され、グレーティングが長寿命化し得る。
４．蒸着膜の上にＡＬＤ法による保護膜を含むグレーティング（第２の実施形態）
図３は、本開示の第２の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。第２の実施形態に係るグレーティング１４ｄは、第１のアルミニウム金属膜２３と、第１の保護膜２４と、の間に蒸着膜２５を備えている点で、第１の実施形態と異なってもよい。
蒸着膜２５は、ＭｇＦ２を含んでもよい。第１のアルミニウム金属膜２３の上に蒸着膜２５が形成されたグレーティングはすでに製造されていてもよい。第２の実施形態によれば、既存のグレーティングに、ＡＬＤ法によって成膜された第１の保護膜２４を成膜することによって、グレーティングの製造工程数を低減し得る。
他の点については、第１の実施形態と同様でよい。
５．ＡＬＤ法による２つの保護膜を含むグレーティング（第３の実施形態）
図４は、本開示の第３の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。第３の実施形態に係るグレーティング１４ｅは、ＡＬＤ法によって成膜された第１の保護膜２４が、保護膜２４ａと保護膜２４ｂとを含む点で第１の実施形態と異なってもよい。
第１の保護膜２４に含まれる保護膜２４ａは、第１のアルミニウム金属膜２３の上にＡＬＤ法によって成膜されていてもよい。第１の保護膜２４に含まれる保護膜２４ｂは、保護膜２４ａの上にＡＬＤ法によって成膜されていてもよい。保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂは、例えば以下の組み合わせのいずれかであってもよい。
（１）保護膜２４ａがＳｉＯ２を含み、保護膜２４ｂがＡｌ２Ｏ３を含む。
（２）保護膜２４ａがＭｇＦ２を含み、保護膜２４ｂがＡｌ２Ｏ３を含む。
（３）保護膜２４ａがＭｇＦ２を含み、保護膜２４ｂがＳｉＯ２を含む。
保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂのそれぞれの膜厚は、酸素の透過を抑制し得るような膜厚であってもよい。例えば、保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂのそれぞれの膜厚は、１ｎｍ以上、２６ｎｍ以下であってもよい。また、保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂのそれぞれの膜厚は、グレーティングによって選択される波長成分の位相シフトが２πとなるような膜厚であってもよい。保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂの屈折率にもよるが、グレーティングによって選択される波長成分が１９３ｎｍである場合に、例えば、保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂのそれぞれの膜厚は、約２３ｎｍであってもよい。
第３の実施形態によれば、ＡＬＤ法によって成膜された保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂを備えており、保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂが緻密であるため、酸素の透過が抑制され得る。従って、第１のアルミニウム金属膜２３の酸化が抑制され、グレーティングの回折効率の低下が抑制され、グレーティングが長寿命化し得る。
保護膜２４ａ及び保護膜２４ｂは、両方がＡＬＤ法によって成膜されたものである場合に限られず、いずれか一方が蒸着により成膜されたものであってもよい。
６．グレーティングの再生（第４の実施形態）
図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の第４の実施形態に係るグレーティングの再生方法を示す工程断面図である。第４の実施形態においては、例えば、図２を参照しながら説明した第１の実施形態に係るグレーティング１４ｃが劣化して回折効率が低下した場合に、グレーティングを再生することによって回折効率を回復可能であってもよい。
図５Ａは、再生前のグレーティング１４ｆを示す。再生前のグレーティング１４ｆは、図２を参照しながら説明したものと同様に、グレーティング基板２１と、溝形成部材２２と、第１のアルミニウム金属膜２３と、第１の保護膜２４と、を備えていてもよい。
図５Ｂは、再生後のグレーティング１４ｇを示す。再生後のグレーティング１４ｇは、第１の保護膜２４の上に、第２のアルミニウム金属膜２６を蒸着により新たに形成し、第２のアルミニウム金属膜２６の上に、さらに第２の保護膜２７をＡＬＤ法によって形成したものでもよい。第２のアルミニウム金属膜２６を形成する前に、第１の保護膜２４の表面を洗浄する工程があってもよい。
第２の保護膜２７は、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の内の少なくとも１つを含んでもよい。第２の保護膜２７の膜厚は、酸素の透過を抑制し得るような膜厚であってもよい。例えば、第２の保護膜２７の膜厚は、１ｎｍ以上、２６ｎｍ以下であってもよい。また、第２の保護膜２７の膜厚は、グレーティングによって選択される波長成分の位相シフトが２πとなるような膜厚であってもよい。第２の保護膜２７の屈折率にもよるが、グレーティングによって選択される波長成分が１９３ｎｍである場合に、例えば、第２の保護膜２７の膜厚は、約２３ｎｍであってもよい。
第４の実施形態によれば、再生前のグレーティング１４ｆの表面形状をほぼ維持したまま、再生後のグレーティング１４ｇを作成し、回折効率を劣化前のグレーティングの回折効率に近づけ得る。再生前のグレーティング１４ｆを再利用して再生後のグレーティング１４ｇを作成できるので、グレーティングを新規に製作した場合に比べてグレーティングのコストを低減することができる。
また、第４の実施形態によれば、第２の保護膜２７をＡＬＤ法によって形成しており、第２の保護膜２７が緻密であるため、酸素の透過が抑制され得る。従って、第２のアルミニウム金属膜２６の酸化が抑制され、グレーティングの回折効率の低下が抑制され、再生後のグレーティングが長寿命化し得る。
ここでは、第２の保護膜２７がＡＬＤ法によって成膜されたものである場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第４の実施形態において、第２の保護膜２７は、ＡＬＤ法によって成膜されたものに限られず、蒸着によって成膜されてもよい。
また、ここでは、第１の保護膜２４が図２を参照しながら説明したものと同様のＡＬＤ法によって成膜されたものである場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第４の実施形態において、第１の保護膜２４は、ＡＬＤ法によって成膜されたものに限られず、蒸着によって成膜されたものでもよい。
また、ここでは、グレーティングの再生を１回行う場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第２のアルミニウム金属膜２６及び第２の保護膜２７を含む再生後のグレーティング１４ｇが劣化した場合に、図示しない第３のアルミニウム金属膜を蒸着により新たに形成し、第３のアルミニウム金属膜の上に、さらに第３の保護膜を形成してもよい。第３のアルミニウム金属膜を形成する前に、第２の保護膜２７を洗浄する工程が追加されてもよい。
また、第１の実施形態に係るグレーティングが劣化した場合に限らず、第２又は第３の実施形態に係るグレーティングが劣化した場合にも、同様に再生可能であってもよい。
７．グレーティングの再生（第５の実施形態）
図６Ａ〜図６Ｃは、本開示の第５の実施形態に係るグレーティングの再生方法を示す工程断面図である。第５の実施形態に係るグレーティングの再生方法は、第１の保護膜２４を洗浄する代わりに、第１の保護膜２４をエッチングする点で第４の実施形態と異なってもよい。
図６Ａは、再生前のグレーティング１４ｈを示す。再生前のグレーティング１４ｈは、図２を参照しながら説明したものと同様に、グレーティング基板２１と、溝形成部材２２と、第１のアルミニウム金属膜２３と、第１の保護膜２４と、を備えていてもよい。
図６Ｂは、再生前のグレーティング１４ｈから第１の保護膜２４をエッチングして除去した状態を示す。第１の保護膜２４は、例えばウェットエッチングによって除去されてもよい。このとき、第１のアルミニウム金属膜２３はエッチングストッパーとして機能し得る。すなわち、エッチング液として、第１の保護膜２４をエッチングしやすく且つ第１のアルミニウム金属膜２３をエッチングしにくいものを選ぶことにより、第１の保護膜２４と第１のアルミニウム金属膜２３との境界面でエッチングを終了させることができる。
図６Ｃは、再生後のグレーティング１４ｉを示す。再生後のグレーティング１４ｉは、第１のアルミニウム金属膜２３の上に、第２のアルミニウム金属膜２６を蒸着により新たに形成し、第２のアルミニウム金属膜２６の上に、さらに第２の保護膜２７をＡＬＤ法によって形成したものでもよい。
第５の実施形態によれば、再生前のグレーティング１４ｈの表面形状をほぼ維持したまま、再生後のグレーティング１４ｉを作成し、回折効率を劣化前のグレーティングの回折効率に近づけ得る。再生前のグレーティング１４ｈを再利用して再生後のグレーティング１４ｉを作成できるので、グレーティングを新規に製作した場合に比べてグレーティングのコストを低減することができる。
また、第５の実施形態によれば、第２の保護膜２７をＡＬＤ法によって形成しており、第２の保護膜２７が緻密であるため、酸素の透過が抑制され得る。従って、第２のアルミニウム金属膜２６の酸化が抑制され、グレーティングの回折効率の低下が抑制され、再生後のグレーティングが長寿命化し得る。
また、再生前のグレーティング１４ｈの回折効率が低下した原因として、第１の保護膜２４の表面に汚れが付着したことも考えられる。第１の保護膜２４をエッチングすることにより、そのような汚れも除去して回折効率を回復することができる。
ここでは、第２の保護膜２７がＡＬＤ法によって成膜されたものである場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第５の実施形態において、第２の保護膜２７は、ＡＬＤ法によって成膜されたものに限られず、蒸着によって成膜されてもよい。
また、ここでは、第１の保護膜２４が図２を参照しながら説明したものと同様のＡＬＤ法によって成膜されたものである場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第５の実施形態において、第１の保護膜２４は、ＡＬＤ法によって成膜されたものに限られず、蒸着によって成膜されたものでもよい。
また、ここでは、グレーティングの再生を１回行う場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第２のアルミニウム金属膜２６及び第２の保護膜２７を含む再生後のグレーティング１４ｇが劣化した場合に、第２の保護膜２７を除去し、図示しない第３のアルミニウム金属膜を蒸着により形成し、さらに第３の保護膜を形成してもよい。
他の点については、第４の実施形態と同様でよい。
８．レプリカの溝形成部材を有しないグレーティング（第６の実施形態）
図７は、本開示の第６の実施形態に係るグレーティングの一部の断面図である。第６の実施形態に係るグレーティング１４ｊは、樹脂による溝形成部材を有しない点で、第１〜第５の実施形態と異なってもよい。
図７に示されるように、第６の実施形態に係るグレーティング１４ｊは、表面が平坦なグレーティング基板２１の上に、表面が溝形状に加工された第１のアルミニウム金属膜２３ａを有していてもよい。このアルミニウム金属膜２３ａの溝加工は、半導体製造のリソグラフィプロセスによって行ってもよい。第１のアルミニウム金属膜２３ａの上に、ＡＬＤ法によって成膜された第１の保護膜２４を有していてもよい。
本開示はこれに限らず、例えば、表面が溝形状に加工されたグレーティング基板の上に、第１のアルミニウム金属膜を有していてもよい。
また、溝形状は、第１〜第５の実施形態において説明されたように断面が直角三角形状である場合に限られず、図７に示されるようにサインカーブ状であってもよい。
第６の実施形態に係るグレーティング１４ｊは、樹脂による溝形成部材を有しないので、ＡＬＤ法による第１の保護膜２４を形成するときの処理温度を低く抑えなくてもよい。従って、より緻密な保護膜２４を形成し得る。
９．その他（ＡＬＤ法成膜装置）
図８は、上記各実施形態において用いられるＡＬＤ法成膜装置の例を示す断面図である。ＡＬＤ法成膜装置３０は、成膜容器３１と、加熱プレート３２と、原料ガス供給ポート３３と、原料ガス排気ポート３４と、酸化剤供給ポート３５と、余剰酸化剤及び反応生成物の排気ポート３７と、を含んでもよい。
成膜容器３１は、加熱プレート３２を収容してもよい。加熱プレート３２は、成膜容器３１内においてグレーティング基板２１を固定し、グレーティング基板２１を加熱可能であってもよい。
原料ガス供給ポート３３及び原料ガス排気ポート３４は、成膜容器３１に接続されていてもよい。原料ガス供給ポート３３は、ＡＬＤ法による原料化合物のガスを、グレーティングの表面に吸着させるために、成膜容器３１の内部に供給してもよい。原料ガス排気ポート３４は、グレーティングの表面に吸着しなかった原料化合物のガスを排気してもよい。原料化合物は、上述の通り、例えば、テトラエトキシシランでもよいし、トリメチルアルミニウムでもよい。
酸化剤供給ポート３５は、マニホールド３６を介して成膜容器３１に接続されていてもよい。酸化剤供給ポート３５は、マニホールド３６を介して、例えば酸素ガスを成膜容器３１の内部に供給してもよい。
余剰酸化剤及び反応生成物の排気ポート３７は、グレーティング表面の原料化合物と反応しなかった酸素ガスと、反応生成物との両方を排気してもよい。
以上の構成により、まず、成膜容器３１の内部にグレーティング基板２１を配置し、加熱プレート３２により所定の処理温度までグレーティング基板２１を加熱してもよい。
（Ａ）次に、原料ガス供給ポート３３により、成膜容器３１の内部にＡＬＤ法による原料化合物のガスを供給してもよい。これにより、原料化合物をグレーティング基板２１に吸着させてもよい。
（Ｂ）次に、原料ガス排気ポート３４により、グレーティングの表面に吸着しなかった原料化合物のガスを成膜容器３１の外に排気してもよい。
（Ｃ）次に、酸化剤供給ポート３５により、マニホールド３６を介して酸素ガスを成膜容器３１の内部に供給してもよい。これにより、グレーティング基板２１に吸着した原料化合物と成膜容器３１の内部に供給された酸素ガスとを反応させてもよい。
（Ｄ）次に、排気ポート３７により、余剰酸化剤及び反応生成物を成膜容器３１の外に排気してもよい。
（Ｅ）上記（Ａ）〜（Ｄ）を１サイクルとして繰り返すことにより、１サイクルあたり一層の保護膜を形成し、所望の膜厚まで成膜し得る。
第１〜第５の実施形態において説明されたようにグレーティングが樹脂による溝形成部材を有する場合には、ＡＬＤ法の処理温度を低く抑えることが望ましい。その場合には、ＡＬＤ法の反応を促進するために成膜容器３１の内部にプラズマを生成してもよい。グレーティング基板２１とマニホールド３６との間に、プラズマを生成するための図示しないアンテナが配置されてもよい。
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 (9)

  1. 真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングであって、
    グレーティング基板と、
    前記グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、
    前記第１のアルミニウム金属膜の上にＡＬＤ法により形成された第１の保護膜と、
    を含むグレーティング。
  2. 前記グレーティング基板と前記第１のアルミニウム金属膜との間に形成された溝形成部材をさらに含む、請求項１記載のグレーティング。
  3. 前記第１の保護膜は、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の内の少なくとも１つを含む、請求項１記載のグレーティング。
  4. 前記第１のアルミニウム金属膜と前記第１の保護膜との間に形成された蒸着膜をさらに含む、請求項１記載のグレーティング。
  5. 前記蒸着膜は、ＭｇＦ２を含む、請求項４記載のグレーティング。
  6. 真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングであって、
    グレーティング基板と、
    前記グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、
    前記第１のアルミニウム金属膜の上に形成された第１の保護膜と、
    前記第１の保護膜の上に形成された第２のアルミニウム金属膜と、
    前記第２のアルミニウム金属膜の上に形成された第２の保護膜と
    を含むグレーティング。
  7. 真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングの製造方法であって、
    グレーティング基板の上に、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜を形成することと、
    前記第１のアルミニウム金属膜の上にＡＬＤ法により第１の保護膜を形成することと、
    を含むグレーティングの製造方法。
  8. グレーティング基板と、前記グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、前記第１のアルミニウム金属膜の上に形成された第１の保護膜と、を含み、真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングの再生方法であって、
    前記第１の保護膜の上に第２のアルミニウム金属膜を形成することと、
    前記第２のアルミニウム金属膜の上に第２の保護膜を形成することと、
    を含むグレーティングの再生方法。
  9. グレーティング基板と、前記グレーティング基板の上に形成され、表面に溝形状を有する第１のアルミニウム金属膜と、前記第１のアルミニウム金属膜の上に形成された第１の保護膜と、を含み、真空紫外域の波長でレーザ装置から出力されるレーザ光を狭帯域化するためのグレーティングの再生方法であって、
    前記第１の保護膜の少なくとも一部をエッチングすることと、
    前記第１のアルミニウム金属膜の上に第２のアルミニウム金属膜を形成することと、
    前記第２のアルミニウム金属膜の上に第２の保護膜を形成することと、
    を含むグレーティングの再生方法。
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