TW548336B - Protective overcoat for replicated diffraction gratings - Google Patents

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548336 A7 B7 五、發明説明（1 ) ^— 發明之技術領域 此申明案疋2000年12月7日成案之序號第〇9/73 1938號 之美國專利申請案的連續部分，其是1997年9月29日成案 序號為第08/939611號之美國申請案的連續部分。現在是 2000年12月19日發行之美國請准專利第㈣则號。此發 明是關於繞射光栅，特別是關於用於改善繞射光栅的效能 並延伸壽命的技術。 發明的背景 繞射光栅時常被用於雷射中，以反射回來進入集中 在一特定的波長之光線的非常窄的波長範圍的雷射共振腔 中。在此窄的波長範圍的光能在該腔中共振，而且被發射 通過在空腔另一端之部分反射的鏡子。此繞射光栅與製作 a亥些繞射光栅的各種不同方法被說明於美國專利第 5,〇80,465號；第5,436,764號和第5,493,393號中，在此處 被併入參考資料中。 一般主繞射光栅是首先被製作。然後該主光栅被用 來形成許多複製光柵。然後每一個複製光柵被用來形成其 他複製光栅。 如’465號專利中說明的，主光栅可以藉由將鋁沈積在 諸如玻璃之基材上而形成。然後在干涉計的控制下，鑽石 工具可以被用於劃定在該鋁層中非常密的空間之凹槽。該 些凹槽的間隔是與利用光柵而被反射的光線的波長以及反 射所需之波長範圍的狹窄程度有關。在一實施例中，該鑽 石工具劃定每英吋數萬個大小的凹槽。該些繞射光栅表面 本紙張尺度適用中國國家標準（CnS) A4規格（21〇X297公釐） 4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 548336 A7 _____B7_ 五、發明説明（2 ) 可能是十吋長和一吋寬。使用物理幸刻晝產生一精密的主 I 光拇疋一非常耗時且昂貴的方法。 一旦主光栅已經被製成，可以使用諸如陶賓（Torbin) 和威士金（Wiskin)在蘇聯光學技術期刊（Soviet Journal of

Optical Technology)第 40(3)卷（1973 年三月）第 192-196 頁中 之文獻說明的技術製作該光柵的複製品。在如此的一個方 法中，發射試劑如銀、金、銅、甘油、棕櫚蠟、debutyphthalate 或低蒸汽壓油被塗覆在該主光栅的表面上。然後一薄的（舉 例來說，1微米）反射層，諸如鋁，被沈積在該發射層上面。 之後未固化的聚酯膠結劑（環氧基樹脂）可被沈積鋁層之 上，然後將玻璃或金屬基材放置在環氧基樹脂的頂端。在 | 膠結劑固化之後，玻璃層、環氧基樹脂層和鋁層與該主光 柵分開，而產生該主光栅的複製品。 氟化鎂是一種已知的光學塗料。具有λ/4的厚度之該 材料塗層被用來降低不想要的反射。氟化鎂（MgF2)塗料已 經顯示出可以改善在波長超過大約500至6〇〇毫微米（nm)時 光柵操作的效率。（參見Maystre等，應用光學（AppUed

Optics)第19(8)卷（1980年9月15日第3099-3102頁）氧化銘和 氧化矽也是已知用於紫外線波長之塗層材料。 複式光栅的一個重要的用途是產生波長在24811111死 193nm之紫外線之窄的準分子雷射的劃線。申請人已經發 現先前技藝之複式光柵在接受強紫外線輻射，特別是高於 193nm波長時，會遭受實質的效能衰退。其所需要的是複 式光柵可以在強紫外線中維持長期高品質的效能。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐f --- ..........:…訂「......t· (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 548336

發明説明 發明的摘要 本卷月提供一種頂層塗料保護的複式光栅。具有薄鋁 射光栅表面之複式光柵是利用主光栅或次主光柵的複製 製作。該薄反射表面可以被破裂或者具有相當厚的含紹 之氧化物或氫氧化物的晶界，而且一般也自然地被塗上一 層氧化紹薄膜。隨後該光栅在真空室中以-種或兩種薄 的、純的、緻密的鋁頂塗層塗覆，然後也在該真空中使該 鋁頂塗層被塗上一種或多種對紫外線輻射是透明的材料之 薄的保濩層。在較佳的實施例中，這些保護層是氟化鎂、 氧化矽或氧化鋁之單一層。在其他較佳的實施例中，該層 疋覆蓋一層氧化鋁層之氟化鎂、氧化矽層，而且在第三個 較佳實施例中，該保護層是由氟化鎂和氧化鋁的四個交互 層’或氧化矽與氧化鋁的四個交互層所組成。該透明的保 護層的厚度較好被選定以在打算操作的波長之2 7Γ的整數 倍之相位移。此薄的保護層不僅保護鋁被紫外線照射而產 生的降解’也可改善該光柵之反射面的正反射率。該光柵 特別適合用於產生波長大約19311111之紫外線雷射光束的氟 化氬（ArF)雷射操作。沒有氧的紹塗覆層避免在紹光栅表 面下’或氧化鋁薄膜中刺激光栅材料發生化學反應之紫外 線造成的損害。那些保護層避免氧氣進入鋁中。 圖式之概要說明 第1圖是真空沈積室的圖式。 第2圖是先前技藝複式光柵的截面圖式。 弟3圖是如第2圖所不之相同截面，具有依據本發明 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 之 548336 、發明説明 實施例的塗覆層的圖式 第4圖是第3圖所示之截面的部分之放大圖式。 第5圖是試驗數據的圖表，其顯示具有先前技藝之光 柵的塗覆層光柵的效能比較。 第6圖是具有以薄氟化鎮塗覆之非緻密的銘之先前技 藝的光柵未令人滿意的效能之圖式。 ▲第顯示使用具有緻密銘層與氣化鎮塗覆之光拇的 效能數據。 f 8圖顯示被設計用來改善反射率之四層保護塗料。 第9A、B和C顯示透過保護塗層的同相反射。 ^第10圖顯示在193峨紫外線環境中鏡子内之說化鎮、 氧化矽和氧化鋁的試驗結果。 第U圖顯示反射率與氟化鎂、氧化石夕和氧化銘塗層厚 度的關係圖。 予 第12圖顯示較佳保護層厚度的圖表。 較佳實施例的詳細說明 申請人的實驗 β申請人已經發現在複製加工期間鋁塗料沈積，一般 疋大約1破米厚’容易發生在該複製程序之後續的步驟中 可能在該銘塗層中產生非常小的裂縫的力量，也可能在 | 3有！s氧化物與氫氧化物。當該光栅被放進準分子雷 &吏用τ些裂缝與晶界區域允許小量的紫外線轄射 f漏通過下層環氧樹脂。到達該魏樹狀紫外線光會造 成環氧樹脂光解、釋出造成該上Μ㈣起㈣氣體。這 本紙張尺度適 ::%:_...........:…訂「0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶 548336 A7 B7 五、發明説明 些泡大大增加該光栅之反射面之散射損失。紫外線光也會 造成丨衣氧樹脂的總體收縮’其會扭曲遠使的凹槽形狀，而 造成在所需要的折射大小的反射率的損失。這些效應嚴重 地限制該光拇的使用奇命’而造成這些設備在其相當頻繁 的使用期間之不適用性。 第二鋁塗層 申睛人已經可以藉由在複製物以經由主光柵上被移 除並且清潔之後’在該複製品表面上沈積另一個大約 lOOnm至200nm薄的鋁反射塗覆層，以部分解決在該複製 光栅的原始鋁層中產生裂縫的問題。該頂塗是在真空室中 以濺鍍或蒸鍍來進行。此頂塗在光栅的效能上產生重要的 改善，特別是當氟化氪（KrF)準分子雷射操作所選擇的波 長疋在大約248nm的波長時。不過，申請人已發現即便是 有該鋁塗覆層，當該光栅被用於氟化氪（KrF)準分子雷射 操作所選擇的波長是在大約193nm的波長時，而發生實 的效能衰退。 申凊人相信該衰退是由於牽涉高能紫外線光子與 沈積而存在於鋁薄膜中的氧氣之交互作用；或在該鋁塗 已經沈積在光柵之後，當這些表面被暴露在空氣時，自 形成在鋁表面上之該氧化物層的邊界，的量子光化學與光 物理機制。如果該鋁表面的紫外線（uv)輻射發生在含有 虱亂，諸如空氣，的環境中時這些衰退會被更凸顯。不過， 在紫外線照射期間，在氧化紹表面薄膜中或在晶界區 中P使在紹表面上的空間以敗氣沖靜，與氧氣的反應 質 因 料 然 域 也

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 548336 A7 ------------- --B7 五、發明説明（6 ) 可能降低效能。 具有氟化鎂頂塗之緻密鋁塗層 第1 ffiU兒明塗佈一光柵以提供光拇在高強度的紫外線 環境中，有合適的長時間使用性的方法。 申請人已經用尺寸為大約250公釐長、35公釐厚以及 35公釐寬之先前技藝光柵進行塗佈操作，以產生具有實質 上:t曰加可pp與改善的效能之光拇。這光拇的凹槽被隔成大 、力每A屋84·77個凹槽。第2塗;^該光柵表面的一部份的圖 不。該光栅基材40是由大約15微米厚且被丨微米的鋁層44 覆蓋之％氧樹脂層42所覆蓋的玻璃。這些凹槽的間隔距離 為Η.7966微米，而且是三角形同時在每一個凹槽的深端 是大約3.5微米深。該凹槽的3 5微米面與垂直於該光栅的 面王11.3 。^在雷射波長選擇是使用利特羅（Littrow)構 形的時候，該光栅與入射光線呈11.3度傾斜，使得入射光 線與短的表面呈90度。該35微米面是反射面。在ArF雷射 於193.38nm的波長操作中，連續的短面之間的兩倍距離 正好等於122倍ArF光線之I93.38nm波長。該些短面之間 的兩倍距離也正好等於95倍KrF光線之248 35nm波長。因 此，相同的光栅可以被用於KrF雷射或ArF雷射之波長選 擇。 現在談及第1圖，先前技藝複式光栅2被裝在鋁金屬 與氟化鎂蒸汽源之上的物理蒸汽沈積真空室4。鋁是被容 納在紹坩鍋6，而且氟化鎂被容納在氟化鎂坩鍋8中，兩 者都被安裝在可以被旋轉的旋轉支撐物10之上，以便提供 --------——__ 本紙張尺度適财關家標準（CNS) A4規格⑵GX297公幻 ~ "—~

·#1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 548336 A7 五、發明説明（7 ) '一·'— 第鋁塗層以及第二氟化鎂塗層。真空泵12提供1〇_6托 耳（加）或更低的真空壓力，其足以確保平均自由路徑是 該來源與該光栅之間的距離數倍長。這提供本質上沒有撞 =原子與分子沈積。在此壓力下，諸如氧氣或氫氣之背 景氣體與將被塗佈之表面之間的碰撞速率實質上是小於紹 原子或氟化鎂分子的到達速率。結果在該光栅表面上產生 純的、緻密的紹和氟化鎂的沈積。因此有非常小量的氧或 虱存在於該總體的塗層材料中。這些來源以由電子束源Μ 而來之電子束16利用一般的方法加熱，該電子數利用一由 磁力源（未顯示）產生的磁場彎曲進入坩堝位置。 、，為了提供二次鋁塗層與MgF2頂塗層，光柵2以使得該 塗料原子在大約與垂直面成5〇度的角度撞擊光栅表面之角 度被安置在真空室4中。這意指該些原子以與短面之法線 成29度，之角度撞擊在該短表面上，且與長面之法線方向 成61度之角度撞擊在該長表面上。該塗佈程序應該持續直 到緻山的鋁厚度達到大約丨〇〇nm。在沒有破壞該室4中的 真空，該支撐物1〇被用來旋轉該MgF2源，以及被放置在 該光栅之短表面上的鋁塗層上大約54nm的MgF2頂塗層。 在長面上的兩個塗層的厚度大約是相當於在短表面上之厚 度的55%。該雙塗層的結果如第3圖與第4圖所示。 試驗結果 依據該緻密的鋁與MgF2頂塗之塗覆的光柵，已經由 申凊人在ArF雷射在波長選擇模組中測試，並且與先前技 藝沒有緻密的未塗覆的光柵比較。 張尺度適用中國國家標準——--

訂丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 嫌！ 548336 A7 _____B7 五、發明説明（8 ) 由ArF實驗的數據如第5圖所示。在193nrn波長，每個 脈衝10毫焦耳條件下，大約2千萬個脈衝之後，先前技藝 之光柵的反射率已經降低其起始值的75% ;不過依據本發 明塗覆之該光柵仍可具有其初始之95 %的反射率。第7圖 顯示單一MgF2塗層的數據，其可提供高達大約2〇億次脈 衝之優異的結果。不過，申請人的持續試驗已經顯示在大 約20億次脈衝之後該光柵迅速地衰降。 申請人已經注意到衰降是開始於該光栅之較高通量 的區域，其意指20億次脈衝之後的衰降是歸因於累積的紫 外線幅射。申請人懷疑該輻射會使該MgF2中產微小的裂 縫，其隨時間成長，而允許下層純的緻密的鋁圖覆層之紫 外線輔助氧化。 其它的塗料 雖然在第3圖與第4圖中顯示該MgF2塗層提供在ArF雷 射LNP中之光柵極大的壽命改善，在此處或除了 MgF2塗 層之外的其他塗層需要保護該光栅表面免於超過2〇億次脈 衝之後的衰降。此外，申請人已經發現由於複式塗覆層的 使用可以使反射率被實質的改善。 改善反射率的塗膜厚度 純銘在193 nm有大約是92.5%的最大反射係數。雖然 這在一些應用中是足夠的反射率，有時候它需要使反射率 增加更多。較高的反射率不僅可以使雷射更有效率地工 作，也可以降低雷射功率的百分比，其會被光栅表面吸收。 在上面討論的紹表面的情況中，在193ηιη波長的光線最大 (CNS) A4^ (210X297^) —- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

548336 A7 B7 五、發明説明（9 有92.5/6被反射’但^其餘7.5 %的光線被吸收。在操作 期間，那些最新穎的準分子雷射可有1〇_2〇瓦的光功率達 到該光栅上。此功率的7·5%吸收將會造成光柵表面被加 熱。其可能依次造成由該些雷射產生之該雷射光束的性 質，諸如光譜的頻帶、發散，甚至該雷射光束的形狀與大 小會嚴重失真。這些失真甚至可能使那些雷射不適用於微 影曝光破且迫使電力被減少，因而減少微影產出，同時增 加積體電路的成本。因此增加該光栅表面的反射率是需要 的。 如果有一層或數層介電材料，諸如氟化鎂、氧化鋁、 氧化矽或其他材料塗覆，該鋁表面的反射率可被增加。在 此情況中，鋁表面是被交替地塗上高和低的折射率材料 層。氟化鎂和氧化矽可以被當作低折射率材料。另一方面， 氧化铭疋南折射率材料的一個實例。 同 第 該塗膜厚度較好是以如此的方式選擇，來自每一層 的反射彼此之間都是同相的，因而使得總反射被增加。 相的意思是指這些反射波的相差是2 π弧度的整數被。 是 的 如 果 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂7 9Α、9Β和9C圖顯示用於.一、二及四層頂塗之頂塗結構。 在這些塗料的設計中，除了臨接鋁表面之層，所有層都有 大約λ/4η的幾何厚度，其中η是層材料的折射率，且入 波長。此厚度的意思是指旅行通過該層兩次的光具有冗 相位差。此現象與由高及低折射率材料反射時的事實， 果它是由咼折射率側而來時，具有額外的相位移冗；如 它是由低折射率側而來時，有零相位移；所有反射波的相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs) Α4規格（210父297公愛） 12 548336 A7 —--—__B7 _ 五、發明説明（l〇 ) 位差疋2 7Γ的整數倍，這是指他們都是建設性的干涉，因 而增加總反射率。 如上面說明的，每一個透明的保護層的厚度，較好 是有相當於2 π相位移的厚度，不過，如料不容易被完 成時，另一種較佳的方法設計所有的透明保護層，使得通 過他們的總相位移是2 π的整數倍。 至於鋁表面上的第一層，在2至4層設計的情況中， 匕的厚度疋小於λ /4η，因為在此層與鋁表面的界面中相 位移是在0與7Γ之間。同樣地，在單層設計中，單層氟化 鎂的厚度是在λ /4η與；I /2η之間。讀者被提到許多光學參 考資料將詳細說明其用於選擇這些塗層厚度以達到最大的 反射的技術。明確地，一推薦的參考資料是光學手冊 (Handbook of Optics)第 1 卷的第 40 章第 42^142-54頁由 McGraw Hill在紐約及許多其它的城市的辦公室出版。主 編是貝司麥可（Michael Bass)。 藉由進行單一氟化鎖頂塗層，銘表面的反射率可能 會被稍微增加。舉例來說，以大約50ηηι厚度塗覆銘可以 增加匕的反射率咼達93.2%。再增加反射率是需要的。為 此，多數層頂塗可以被使用。此頂塗層是由交替的高與低 折射率材料層所組成。對二層頂塗而言，在鋁表面的頂端 具有23nm厚氟化鎮層作為第一層，而切在該氟化鎮的頂 端具有26nm厚氧化紹會使在193nm的總反射率大約增加為 95.5%。使用四層頂塗甚至可以達到更高的反射率，這例 如： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

…卜…1::,,餐：… (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一叮— t 13 548336 A7 --------___ 五、發明説明（U ) 空氣 26nm厚氧化鋁 34nm厚氟化鎂 26nm厚氧化鋁 23nm厚氟化鎂 鋁 如第8圖所示之塗膜在丨9311111所具有的總反射率大約 疋97.1%。在所有這些塗層中，氟化鎂被當作低折射率材 料（η = 1.43)使用，同時氧化鋁被當作高折射率材料（n= 18) 使用。熟悉該技藝的人可以了解其他高和低折射率的材料 可以被使用。 此多數層頂塗的優點是總介電薄膜的厚度是相當 小·在兩層頂塗的情況中是大約4gnrn，在四層頂塗的情 況中是大約109nm。因此，它明顯小於一般比3〇〇〇nm稍大 的凹槽的大小。總反射率的增加從大約92.5%(沒有塗覆的 鋁）到大約97.1%(四層塗覆的鋁）是非常重要的，特別是如 果這些塗層被用在高平均功率紫外線雷射時，諸如準分子 微影雷射。 鋁塗層吸收所有不被反射的光線。那意味在沒有塗 覆的铭的情況中，1〇〇%-92.5%=7.5%的入射光被吸收。 另一方面，在四層塗覆的情況中，僅有100-97 1 %=2 9% 的入射光被吸收。因此，藉由將反射率由92.5%增加至97 1 % ’我們實際上可以減少7.5%除以2.9%等於2·59倍的吸 收。降低由該折射光栅吸收的總功率是非常重要的，因為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂| •t: 14 548336 A7 I 1 - B7 五、發明説明（12 ) "~" ~ 2減少該雷射光束因為該光栅的總體加熱所引起之性質的 戶斤有熱效應以及熱失真。因為這些效率一般是與吸收的功 率成正比。 、其他用於增加正反射率之多數層的應用技術，與未 ’塗覆_表面相比，可以制於增加正折射率。本發明非 f重要的特性是該些塗層被選來完成兩個目的⑴保護該 光栅表面免於紫外線造成的衰退和（2)改善該反射的光拇 表面的正反射率。這些在反射率的改善有兩個非常重要的 效果·（1)較大的反射率增加該光柵的效率並且改善雷射 總效能和⑺較大的反射率是指較少的光線能量被：栅表 面吸收，而減少在光栅上之熱負荷，其會使溫度增加並且 使表面產生變形，可能依序對該光柵產生不利的影響。 氟化鎂與氧化紹 24nm厚的單一氧化鋁塗層可以被塗佈在如上述的 23nm厚的氟化鎂上。該氧化鋁較好是藉由將氧化鋁坩鍋 加在如第1圖所示之旋轉支撐物10上進行塗佈。氧化鋁比 氟化鎂強韌許多。如上述，它保護氟化鎂免於紫外線的損 害’並且改善反射率。第8圖顯示上面討論之四層塗層， | 它是23nm氟化鎂、26nm氧化鋁、34nm氟化鎂和26nm氧化 !呂。 氟化錤與氧化石夕 氟化鎂上的氧化矽塗層可以如上述說明之氧化紹塗 佈而獲得相似的結果。氧化石夕是一種玻璃，且比氟化錤更 不脆，一如氧化鋁保護氟化鎂免於紫外線的損害，而言展 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐)

…it: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、^τ— 鏵 -15 - 548336 A7 --B7 五、發明説明（13 ) $光栅的使用*命。氧切薄薄膜對紫外線幅射也是透明 的。需要標準熟知的技藝以選擇可以被用於特定厚度之最 適當的反射率效能的厚度。 緻岔非氧化的紹頂塗的重要性 鋁頂塗是一純的、緻密的鋁塗層，而且該塗層沒有 氧化疋很重要的。在先前技藝光栅上僅塗佈氟化鎂，則在 该原始的裂縫及[或]非緻密的塗層並沒有實質的改善。事 貝上，申请人在248nm環境中的試驗顯示具有氟化鎂塗 層，但疋在兩時1〇-5托耳的真空壓力下塗佈鋁頂塗層時， 會有較差的起始效能與快速的衰退，參見第6圖。如上述 在鋁頂塗沒有任何明顯的氧化之前，將該氟化鎂塗層放在 鋁頂塗上也是很重要的。如果在鋁上有氧化物薄膜，紫外 線將會引起在MgF2層下面的化學改變，並且扭曲該光 柵表面’因而降低反射率。應該注意的^，當光柵被用在 紫外線強度低的環境，諸如在太空工作時，對於純的、緻 岔的鋁塗層的需要通常不是重要的。不過，該純的、緻密 的鋁塗層在高紫外線水準環境中是非常重要的，諸如由準 分子雷射產生的環境。在較佳的實施例中，申請人已經敘 述一個單獨密集的鋁層如第12圖所示之實驗中指示的。 比車父試驗-氟化鎂、氧化石夕、氧化鋁 氟化鎂有比氧化矽和氧化鋁更低的折射率，其使該 光栅效率（反射係數）對於塗層厚度的變化較不敏感。氟化 鎂材料對193nm有優異的穿透性。不過，MgF2塗料容易 有某些可能留下氧穿透的通道之局部的微結構。對於光拇 本紙張尺度適财關家鮮（_ A4規格⑽χ297公幻 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· 16 五、發明説明（M ) 保護塗層而言，备古4 性可能更㈣平時，氟化鎂塗層的這個特 、聽鎮塗層之深水望遠鏡的性f是另_種 考里、、它的柯料’諸如氧切、氧化銘具有不同的結構 與形代替四角形）而且在塗佈程序中比敦化鎂更非晶質 的。牛例來說氧化石夕的塗層在該光栅表面可以更均勻，而 且比氟化鎂對於周遭環境具有更大的化學惰性。為了在 193nm t外線壤境巾試驗該些塗層，紹鏡子被塗上氣化 鎂氧化石夕和氧化紹，並且進行比較試驗。試驗的查 在第H)圖中。氧切具有最長的塗層保護耐久性;暴; ^能量是在193咖下每一個脈衝5毫焦耳。平均強度是45 笔焦耳/平方公分。每一個鏡子被暴露在數億次脈衝，如 第1圖所示的結果。該試驗.鏡子是在房間暗乾。三個鏡子 的起始反射係數都低於90%。該氧化銘試片具有相當低的 反射係數，一般相信是在塗佈之前，該鏡子表面上有表面 污染所造成的。 氧化矽比氟化鎂有稍高的折射率，其對塗層厚度對 光栅效率的不敏感性不會改變太多。第丨i圖顯示計算的氧 化鋁塗層反射會隨所給定的保護塗層的厚度有一點變化 (但不是非常多），其中鋁在193nm之折射率的複數是 〇.ll+2.2i(派理克（E.Palik)，固體的光學常數（〇pticai Constants of Solids))。氧化矽和氧化鎂塗層材料的折射率 被顯示於圖中。 由第10圖中所示的結果顯示，與氟化鎂相比，氧化 矽和氧化鋁兩者可提供實質上額外的保護。較佳的厚度是 A4規格（210X297公釐） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) 548336 A7 _____B7 五、發明説明（15 ) ^ 相當於㈣圖中之高反射係數的厚度。舉例來說，氧化石夕 大約是20 nm或80 nm，而且氧化紹較好·是大仙咖或以 nm ° 推薦塗層 - 第12圖顯示將被用於線窄化氟化氪準分子雷射之光 橋的推薦塗層的基材。當本發明之特定的實施例已經被顯 示出來並被說明的同時，對熟悉該技藝者是顯而易見的 是，在不偏離本發明時對其主要的概念可以進行變化與修 正。舉例來說，熟悉該技藝者將會了解的是其他非真空汽 化的方法可以被用來產生一無氧化、密集的鋁塗覆層。各 種不同厚度的層的許多不同組合可以被用來達成本發明的 兩個重要的目的，也就是表面的保護和增加反射率。對於 該鋁塗覆層而言較佳的厚度是由大約5〇 nm至大約2〇〇 nm，或兩個150nm之密集的塗層可以被使用，如第12圖所 示。該單一的氟化鎂層可以被如所示之一層氧化矽或氧化 鋁取代。其他相似的塗料，諸如氟化釓或氟化鋁可以被使 用。该保護層的總厚度較好是小於該光柵之反射面的寬度 的10%。不過，這些範圍.之外的厚度可以被訂定。良好的 塗層被塗佈在將被暴露於強烈的紫外線光之表面上是最重 要的。對於第2圖與第3圖所示之光栅而言，該表面是短的 3.5微米表面。上面討論的試驗結果可以使用含有一三·稜 鏡光束放大器之波長選擇模組，以及沿著配置在利特羅構 形中之塗覆材料折射光栅之光束角度調整鏡來獲得。 不過，熟悉該技藝的人可以了解許多其它的應用可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210><297公#) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 18 548336 A7 B7 五、發明説明（16 ) 以用於依據本發明之光柵製作。因此，附錄之申請專利範 圍將包含他們的範圍，所有的這些改變修正都將落於本發 明的實際精神與範圍中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂| ·- 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 548336 A7 B7 五、發明説明（17 ) 元件標號對照 2…先前技藝複製的光栅 4…真空室 6…紹掛竭 8…氟化鎭 10…旋轉的支撐物 12…真空泵 14…電子束源 16…電子束 42…環氧樹脂層 44···紹層 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐〉 20

Claims (1)

1. A8 B8 C8

   第0901287G9號專利中請案巾請專利範圍修正本 548336 六、申請專利範圍 修正日期：92年5月 1·種用於塗覆界定具有定義纟射表面之凹槽的繞射光 栅的複製品的方法，該方法包含·· A·將該複製品放置在真空室中，並且降低該室中的壓力 至1(Γ6托耳以下；和 Β·在維持室中壓力在1〇.6托耳以下的同時，在該光柵表 面沈積至少一鋁的頂塗反射物層； C·在維持室中壓力在1〇_6托耳以下的同時，在該鋁塗覆 層上沈積一含有對193毫微米（nm)紫外光是透明的一 或多層材料之保護層； D·將該複製品安裝在一氟化氪氣體放電雷射中或安裝 在產生波長小於193亳微米且非氟化氪雷射之雷射輻 射的氣·體放電雷射中。 2·如申請專利範圍第丨項的方法，其中在反射表面上的該 鋁塗覆層是在厚200毫微米至50毫微米之間。 3·如申請專利範圍第丨項的方法，其中該每一個反射的表 面定義一個寬度，而且在該反射面上的保護層具有小於 其寬度之10%的厚度。 4·如申請專利範圍第1項的方法，其中該每一個反射的表 面定義一個寬度，而且在該反射面上的該保護層具有小 於其寬度之5%的厚度。 5·如申請專利範圍第3項的方法，，其中在至少一組的表面 上之該保護層是150毫微米厚，且該銲層是1〇〇毫微米 本紙m尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ：297公爱）

   裝 訂 21 548336 Α8· Β8 __ C8 •^ --------^ 申清專利範圍 厚。 6·如申請專㈣圍第旧的方法，其中該艙㈣力是低於 5xur7托耳。 7. 如申請專利範圍第1項的方法，其中在步驟Α、ΒΚ期 間，該艙室壓力是持續維持在1〇-6托耳以下。 8. 如申請專利範圍第7項的方法，其中該二沈積步驟都是 使用電子束錢鑛·技術來完成。 9·如申請專利㈣第6項的方法，其中該二沈積步驟都是 使用蒸汽沈積技術來完成。 .1〇.如申請專利範圍第1項的方法，其中該材料對193毫微米 的紫外光是透㈣，且該材料是由氟賴、氧化銘、氡 匕夕氟彳b #5、氟彳b ig *氟化I組成之群組中選出。 η.如申請專利範圍第i項的方法’其中該保護層包含單一 的氟化鎂層。 12.如申請專利範圍第1項的方法，其中該保護層是單-的 氧化碎層。 I3·如申請專利範圍第1項的方法，其中該保護層是氧化 鋁。 14.如中請專利範圍第〗項的方法其中該保護層是μ毫微 米厚的氟化鎂。 15·如申請專利制第1項的方法，其中該保護層是90毫微 米厚的氟化鎂。 以如申料利範圍第旧的方法.，其中該保護層是2〇毫微 米厚的氧化矽。 fmtm (CNS) ~——-_________ 22

   、申請專利範圍

   W ·邪甲請專利 φ ^ _ 巧〜々法，其中該保護層是80毫 木厚的氧化矽。 微 8 ·如申请專利範圍第丨項 本厂 只的方法，其中該保護層是14毫 木厚的氧化鋁。 微 9·如申请專利範圍第1項 “ 〇, 、 方法’其中該保護層是64毫 木厚的氧化鋁。 〇 ·如申凊專利範圍第1 λΜ. ^ 、的方法，其中該保護層包含氟化 鎂和氧化鋁兩層。 1 ·如申凊專利範圍第1 、的方法，其中該保護層包含氧化 矽和氧化鋁兩層。 22.如申凊專利範圍第1 £ ^ 、的方法，其中該保護層包含第一 鼠化鎂層、第一氧化銘、 友 弟一氟化鎂層和第二氧化紹層 四層。 23·Τ_範圍第1項的方法’其中該保護層包含第一 層、第_氧化銘、第二氧化梦層和第二氧化 四層。 毫 24·如申請專利範 員的方法，其中該保護層包含24 米厚的氟化鎮層和26毫微米厚的氧化紹層。 25·如申凊專利範圍第！項的方法，其中該保護層包含U 1厚的第-氟化鎮層、26毫微求厚的第二氧化紹層 笔微米厚的第二氟化鎮層和26毫微米厚的第 在呂層。 2·6.-種具有大量平行的凹槽之塗覆層保護的繞射光桃 —個凹槽具有-反射面，該光栅包含: 23 548336

   Α·—硬質基材； Β·—個包含非常大量平行的凹槽之鋁光柵層； C·將該鋁光柵層固定在該硬質基材之黏著劑層； D.至少一薄的鋁反射塗覆層塗覆該鋁光柵層，在該反 射面上之該鋁塗覆層具有小於200毫微米的厚度；

   裝 •包&或多層塗覆該銘塗覆層上，對193亳微米 紫外光是透明的材料之保護層； 其中該保護層或該些層具有一厚度，或者被選出可 以増加每一凹槽之反射面的正反射係數的厚度。 .如申請專利範圍第26項的光柵，其中大量的平行凹槽定 義出在形狀上大約是三角形的截面。 訂 28·如申請專利範圍第27項的光栅，其中該些凹槽被隔開 U.7966 微米。 29·如申請專利範圍第26項的光栅，其中該保護層是由22 亳微米厚的第一氟化鎂層、26毫微米厚的第二氧化鋁 層、35毫微米厚的第三氟化鎂層和26毫微米厚的第四氧 化鋁層所組成。 30·如申請專利範圍第26項的光柵，其中該保護層被配置成 在193毫微米紫外光中可產生2 π的整數之相位移。 31·如申請專利範圍第26項的光柵，其中該對亳微米紫 外光是透明的材料是由氟化鎂、氧化鋁、氧化矽、氟化 名弓、氟化銘和氟化此組成之群組中選出。 32·—種甩於氟化氪雷射之線窄化模組，其包含： Α· —用於擴大由該氟化氪雷射產生的雷射光束的稜 本紙m尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21〇Χ297公袭·) --- -24 - ABCD 548336 六、申請專利範圍 鏡光束擴大器； B· 一具有大數目之平行凹槽的塗覆層保護的繞射光 栅，每一凹槽具有一反射面，該光柵包含： 1.一硬質基材； 2·—個包含非常大量平行凹槽之鋁光栅層； 3·將該鋁光柵層固定在該硬質基材之黏著劑層； 4·至少一薄的銘反射塗覆層塗覆該鋁光柵層，在該 反射面上之該鋁塗覆層具有小於2〇〇毫微米的厚 度； 5·—塗覆在該鋁塗覆層之薄的保護層，該保護層包 含一或多層的材料或由氧化鎮、氟化妈、敦化|呂、 氧化矽和氧化鋁組成之群組中選出的材料； C· 一用於調整關於該光栅之該雷射光束的方向之光 束角度調整裝置，以選擇一個用於該雷射放大之窄 的波長； ^中該保護層或該些層具有一厚度或由被選出 以增加每一個凹槽之該正反射係數的厚度。 33.如申請專利範圍第32項的方法，其中該第一保護層是氟 化鎂或氟化鈣，同時進一步包含沈積在該第一保護層上 的第二保護層，該第二保護層是由氟化鎂、氧化鋁和氟 化銘組成之群組中選出的材料所組成。 34·如申請專利範圍第32項的線窄化模組，其中該保護層被 配置成在193亳微米紫外光中可產生2 7Γ的整數之相位 •移。 本紙浓尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） -25 -