(57)【要約】【課題】　パターニングされたエミッタを用いた電子線リソグラフィ装置を提供する。【解決手段】　焦電体エミッタはパターニングされた金属薄膜をマスクとして用いて電子放出を行う。前記エミッタが加熱されると、エミッタの金属薄層に覆われた部分からは電子が放出されず、誘電体膜で覆われた部分から電子が放出されてエミッタのパタ−ンが基板に投影される。放出された電子ビームの拡散を防ぐため、磁石、直流磁場発生装置又は偏向装置によって前記電子ビームが制御される。従って、前記基板上に、所望のパタ−ンの等倍投影又は縮小投影を容易に得ることができる。【選択図】　　　図１
2004040121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　基板ホルダに対して所定間隔をおいて配置された焦電体平板と、前記基板ホルダと向きあう前記焦電体平板の表面にパターニングされた誘電体層と、当該パターニングされた誘電体層によって覆われていない焦電体平板の表面領域を覆う金属薄層とを備える焦電体エミッタと、
　前記焦電体エミッタを加熱する熱源と、
　前記焦電体エミッタから放出された電子の経路を制御するように、前記焦電体エミッタ及び前記基板ホルダの外側に配置された磁石又は直流磁場発生装置とを備えることを特徴とする等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２】
　さらに、前記焦電体平板と、前記誘電体層及び前記金属薄層との間に所定厚さの接着層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項３】
　前記接着層が、SiO2、Si3N4及びTiO2よりなる群から選ばれる誘電体材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項４】
　前記熱源が、電気抵抗加熱を用いる接触式加熱板であることを特徴とする請求項１に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項５】
　前記熱源が、赤外線を発生する遠隔加熱装置であることを特徴とする請求項１に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項６】
　前記焦電体平板が、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3よりなる群から選ばれる焦電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項７】
　前記誘電体層が、SiO2、Si3N4及びTiO2よりなる群から選ばれる誘電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項８】
　前記金属薄層が、Ti、Au、Pt、Ta及びAlよりなる群から選ばれる金属で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項９】
　基板ホルダに対して所定間隔をおいて配置された焦電体平板と、前記基板ホルダと向きあう前記焦電体平板の表面にパターニングされた誘電体層と、当該パターニングされた誘電体層によって覆われていない焦電体平板の表面領域を覆う金属薄層とを備える焦電体エミッタと、
　前記焦電体エミッタを加熱する熱源と、
　前記焦電体エミッタから放出された電子の経路を制御するように、前記焦電体エミッタと前記基板ホルダとの間に配置された偏向装置とを備えることを特徴とする縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１０】
　さらに、前記焦電体平板と、前記誘電体層及び金属薄層との間に所定厚さの接着層が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１１】
　前記接着層が、SiO2、Si3N4及びTiO2よりなる群から選ばれる誘電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１２】
　前記偏向装置は、
　前記エミッタから放出される電子を偏向させる偏向板と、
　前記偏向された電子を集束させる少なくとも一つの磁気レンズとを備えることを特徴とする請求項１０に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１３】
　前記熱源は電気抵抗加熱を用いる接触式加熱板であることを特徴とする請求項１０に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１４】
　前記熱源は赤外線を発生する遠隔加熱装置であることを特徴とする請求項１０に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１５】
　前記焦電体平板が、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3よりなる群から選ばれる焦電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１６】
　前記誘電体層が、SiO2、Si3N4及びTiO2よりなる群から選ばれる誘電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１７】
　前記金属薄層が、Ti、Au、Pt、Ta及びAlよりなる群から選ばれる金属で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１８】
　基板ホルダに対して所定間隔をおいて配置された焦電体平板と、前記基板ホルダと向きあう前記焦電体平板の表面に積層された誘電体層と、当該誘電体層の上部にパターニングされた金属薄層とを備える焦電体エミッタと、
　前記焦電体エミッタを加熱する熱源と、
　前記焦電体エミッタから放出される電子の経路を制御するように、前記焦電体エミッタ及び前記基板ホルダの外側に配置された磁石又は直流磁場発生装置とを備えることを特徴とする等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項１９】
　前記熱源は電気抵抗加熱を用いる接触式加熱板であることを特徴とする請求項１８に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２０】
　前記熱源は、赤外線を発生する遠隔加熱装置であることを特徴とする請求項１８に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２１】
　前記焦電体平板が、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3よりなる群から選ばれる焦電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２２】
　前記誘電体層が、SiO2、Si3N4及びTiO2よりなる群から選ばれる誘電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２３】
　前記金属薄層が、Ti、Au、Pt、Ta及びAlよりなる群から選ばれる金属で形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の等倍投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２４】
　基板ホルダに対して所定間隔をおいて配置された焦電体平板と、前記基板ホルダと向きあう前記焦電体平板の表面に積層された誘電体層と、当該誘電体層の上部にパターニングされた金属薄層とを備える焦電体エミッタと、
　前記焦電体エミッタを加熱する熱源と、
　前記焦電体エミッタから放出された電子の経路を制御するように、前記焦電体エミッタと前記基板ホルダとの間に配置された偏向装置とを備えることを特徴とする縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２５】
　さらに、前記焦電体平板と、前記誘電体層及び前記金属薄層との間に所定厚さの接着層を備えることを特徴とする請求項２４に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２６】
　前記偏向装置は、
　前記エミッタから放出される電子を偏向させる偏向板と、
　前記偏向された電子を集束させる少なくとも一つの磁気レンズとを備えることを特徴とする請求項２４に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２７】
　前記熱源が、電気抵抗加熱を用いる接触式加熱板であることを特徴とする請求項２４に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２８】
　前記熱源が、赤外線を発生する遠隔加熱装置であることを特徴とする請求項２４に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項２９】
　前記焦電体平板が、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3よりなる群から選ばれる焦電体材料で形成されていることを特徴とする請求項２４に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項３０】
　前記誘電体層が、SiO2、Si3N4及びTiO2よりなる群から選ばれる誘電体材料で形成されていることを特徴とする請求項２４に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【請求項３１】
　前記金属薄層が、Ti、Au、Pt、Ta及びAlよりなる群から選ばれる金属で形成されていることを特徴とする請求項２４に記載の縮小投影用電子線リソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明はパターニングされたエミッタを用いる電子線リソグラフィ装置に関し、より詳しくは、パターニングされた金属薄層が表面に形成された焦電体平板を電子ビーム源として用いる電子線リソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　パターニングされたエミッタを用いる強誘電体スイッチングリソグラフィを行う装置は、パターニングされた強誘電体エミッタをスイッチングすることにより電子を放出させて、基板上の電子線レジストを露光し、エミッタのパターンと同じ所望のパタ−ンを形成する。しかし、こうした強誘電体スイッチング放出は、マスクによりエミッタ上に形成される電極が電子を吸収する短所がある。又、エミッタは電極に接続されていない場合には確実に電子を放出することができない。
【０００３】
　熱電子源を用いるリソグラフィ装置は、電気及び磁場を用いて電子ビームを制御するが、大面積の電子源を用いるためには、放射状に広がる電子ビームを集束する装置を必要とする。この場合、リソグラフィ装置の構造が複雑となる。
【０００４】
　一方、大面積の電子源を用いる光電陰極投射方式のリソグラフィ装置は、空気の汚染に極めて敏感であるため、商用できない。
【０００５】
　最近、電子ビーム源を用いる投影装置が開発されている。特に、特許文献１には、マスクを焦電体平板上に形成して露出された領域から電子を放出させる技術が開示されている。
【０００６】
　しかし、電子ビームを遮蔽するための金属薄層を焦電体平板上にパターニングするのが難しい問題がある。
【０００７】
【特許文献１】米国公開特許第２００３−６３８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　本発明の目的は、高電圧を印加せずに電子ビーム源を使用して電子を放出する電子線リソグラフィ装置を提供することである。
【０００９】
　本発明の他の目的は、低温度で電子ビーム源を加熱して電子を放出するリソグラフィ装置の製造方法及び前記電子ビーム源の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　前記目的を達成するため、本発明は、基板ホルダに対して所定間隔をおいて配置された焦電体平板と、前記基板ホルダと向きあう前記焦電体平板の表面にパターニングされた誘電体層と、当該パターニングされた誘電体層によって覆われていない焦電体平板の表面領域を覆う金属薄層とを備える焦電体エミッタと、前記焦電体エミッタを加熱する熱源と、前記焦電体エミッタから放出された電子の経路を制御するように、前記焦電体エミッタ及び前記基板ホルダの外側に配置された磁石又は直流磁場発生装置とを備えることを特徴とする等倍投影用電子線リソグラフィ装置を提供する。
【００１１】
　前記金属薄層が、パターニングされた誘電体層によって露出された焦電体平板上に形成されていることが好ましい。
【００１２】
　所定の厚さの接着層が、前記焦電体平板と、誘電体層及び金属薄層との間に形成されていてもよい。
【００１３】
　前記誘電体層と焦電体平板は、前記金属薄層の下部に連続的に形成されていてもよい。
【００１４】
　前記熱源は、電気抵抗加熱を用いる接触式熱板又は赤外線を発生する遠隔制御熱源であることが望ましい。
【００１５】
　前記焦電体平板は、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3よりなる群から選ばれる焦電体材料で形成されることが好ましい。
【００１６】
　前記誘電体層は、SiO2、Si3N4及びTiO2よりなる群から選ばれる誘電体材料で形成されることが好ましい。
【００１７】
　前記金属薄層は、Ti、Au、Pt、Ta及びAlよりなる群から選ばれる金属で形成されることが好ましい。
【００１８】
　又、基板ホルダに対して所定間隔をおいて配置された焦電体平板と、前記基板ホルダと向きあう前記焦電体平板の表面にパターニングされた誘電体層と、当該パターニングされた誘電体層によって覆われていない焦電体平板の表面領域を覆う金属薄層とを備える焦電体エミッタと、前記焦電体エミッタを加熱する熱源と、前記焦電体エミッタから放出された電子の経路を制御するように、前記焦電体エミッタと前記基板ホルダとの間に配置された偏向装置とを備えることを特徴とする縮小投影用電子線リソグラフィ装置が提供される。
【００１９】
　前記偏向装置は、前記エミッタから放出される電子を偏向させる偏向板と、前記偏向された電子を集束させる少なくとも一つの磁気レンズとを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
　以上のとおり、パターニングされたエミッタを用いた電子線リソグラフィ装置において、焦電体エミッタはパターニングされた金属薄層をマスクとして用いる。前記エミッタを加熱すると、エミッタにおいて、金属薄層で覆われた部分では電子が放出されず誘電体層で覆われた部分から電子が放出される。そのため、基板上のエミッタのパタ−ンを正確に投影することが可能である。前記エミッタから放出された電子ビームの拡散を防止するため、前記電子ビームは、磁石、直流磁場発生装置又は偏向装置を用いて制御することができ、これによって、所望のパターンの等倍投影又は縮小投影が可能となる。又、前記焦電体エミッタは、直流電圧を加えず120℃程度の低温でも電子を放出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
　以下、本発明の好ましい実施態様を示す添付図面によって本発明の電子線リソグラフィ装置を詳細に説明する。図面に示された各要素の形状及び厚さ等の特徴は、明細書の明確性のため誇張して示した。異なる図面中の同一の参照番号は同一の要素を表す。
【００２２】
　図１は、本発明の一実施態様による等倍投影用電子線リソグラフィ装置の概略的な断面図を示す。図１を参照して、電子線レジスト24が塗布された基板20が、基板ホルダ22上に配置されている。焦電体エミッタ10が、前記基板20から所定間隔をおいてエミッタマウント12に装着され、外部熱源18によって加熱されたときに電子ビーム17を放出する。焦電体エミッタ10は、焦電体平板11と、当該焦電体平板上に形成された所定のパターンを有する誘電体層16と、前記焦電体平板11上の誘電体層16によって露出された領域に形成された金属薄層14とを備える。基板20と向き合う面と反対側の面上には、焦電体平板11に熱を供給するために、接触タイプの加熱板（図示せず）が取り付けられる。そして、前記焦電体平板11及び基板ホルダ22の外側には、前記焦電体エミッタ10から放出される電子ビーム17の経路を制御するため、電磁石又は永久磁石30，30’が配置される。
【００２３】
　前記焦電体平板11は、LiNbO3，LiTaO3，BaTiO3等の焦電性材料で作製され、外部熱源18によって加熱されると、電子を放出する。
【００２４】
　図２は、LiNbO3で形成された厚さ１ｍｍの焦電体平板11を加熱した時に平板上の金属薄層の有無により焦電体平板から放出される電流の変化を示すグラフである。図２に示すとおり、LiNbO3焦電体平板は、20℃から120℃まで加熱後、再び常温に冷却される。金属薄層で覆われていないLiNbO3平板（図２中、bareＬＮで示す）の場合、約120℃で10−14Ａの電流がLiNbO3平板から放出されて基板20上の電子線レジスト24をパターニングすることが分かる。厚さ約500Åの白金（Pt）薄層で被覆されているLiNbO3平板（図２中、Ｐt／ＬＮで示す）、およびチタニウム（Ti）薄層で被覆されているLiNbO3平板（図２中、Ｔi/ＬＮで示す）の場合は、焦電体平板11が加熱されても電子が殆ど放出されないことが分かる。従って、金属薄層は、その金属薄層で覆われた領域からの電子の放出を妨げ、誘電体層のみに覆われた焦電体平板から電子が放出される。
【００２５】
　前記誘電体層16は、前記焦電体平板11上に金属薄層14をパターニングするために所定の間隔で平板11上にパターニングされる。そのため、誘電体層16は、ナノメータ単位でパターニングが可能なSiO2，Si3N4又はTiO2等の材料で形成されることが望ましい。
【００２６】
　図３は、厚さ1mmのLiNbO3平板と、そのLiNbO3平板上の厚さ約1000ÅさのSiO2薄層とから構成されるエミッタについて、LiNbO3平板を常温から120℃まで加熱した後、常温まで冷却した時、そのエミッタから放出された電流の変化を図示したグラフである。図３を参照すれば、常温、例えば20℃から60℃までLiNbO3平板を加熱しても電子が放出されず、60℃で電子の放出が始まり120℃で電子線レジストのパターニングに必要な電子が放出された。
【００２７】
　前記構成を有する等倍投影用電子線リソグラフィ装置の動作を、図１を参照して説明する。先ず、電子線レジスト24を塗布した基板20を、基板ホルダ22に載置して、エミッタ10を加熱する。エミッタ10を加熱している間、焦電体平板11を真空、例えば、2×10-5Torr以下に維持された状態で、前記熱源18によって所定温度、例えば120℃に加熱すれば、パターニングされた誘電体層16から電子ビーム17が放出される。この電子ビーム17は0.8テスラ（Tesla）の直流磁場により直進されて基板20上の電子線レジスト24をパターニングする。この際、金属薄層14により形成されたエミッタ10のパタ−ンは、基板上に１：１の比率で投影される。パターンを繰返して投影する場合には、エミッタ10の加熱及び冷却が繰返して行われる。
【００２８】
　本発明の実施形態による電子線リソグラフィ装置において、焦電体平板11は、エミッタマウント12に装着されるが、エミッタマウント12は、加熱板に替えることもできる。
【００２９】
　又、熱源18は、赤外線を発生する遠隔加熱装置(図示せず)であってもよい。
【００３０】
　図４は本発明の他の実施形態による縮小投影用電子線リソグラフィ装置の概略的な断面図を示したものであり、前記実施形態における構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を使用し、それらの説明は省略する。
【００３１】
　図４に示すとおり、基板ホルダ22上に電子線レジスト24が塗布された基板20が配置されている。焦電体エミッタ10は、前記基板20から所定距離離隔されてエミッタマウント12に装着され、外部熱源18によって加熱されると、電子ビーム17を放出する。前記焦電体エミッタ10は、焦電体平板11と、当該焦電体平板11上に所定のパターンでパターニングされた誘電体層16と、パターニングされた誘電体層16のパターンの間に露出された焦電体平板１１の領域に形成された金属薄層14とを備える。基板20に向き合う面と反対側の面には、焦電体平板11に熱を供給する接触式加熱板（図示せず）が設けられている。そして、前記焦電体平板11と基板ホルダ22の間には、前記エミッタ10から放出される電子ビーム17を偏向させる偏向板52と、前記偏向板52上に配置されて前記偏向された電子ビーム17を集束させる磁気レンズ54と、前記磁気レンズ54により集束された電子ビーム17を通過させ、前記集束された電子ビーム17から離脱した電子を濾す絞り56とが配置される。
【００３２】
　前記焦電体平板11は、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3等の焦電体物質で作製され、熱源18によって加熱されると、電子を放出する。
【００３３】
　前記誘電体層16は、前記焦電体平板11上に金属薄層のパターンを形成するようにパターニングされ、ナノメータ単位でパターニングが可能なSiO2、Si3N4、TiO2等の材料で形成されることが望ましい。
【００３４】
　次に、縮小投影用電子線リソグラフィ装置の作用を、図４を参照して説明する。先ず、電子線レジスト24を塗布した基板20を基板ホルダ22に載せてエミッタ10を加熱する。このとき、焦電体平板11を、真空、例えば、2×10-5Torr以下に維持された状態で、熱源18を用いて所定温度、例えば120℃に加熱すると、パターニングされた誘電体層16から電子ビーム17が放出される。この電子ビーム17は、偏向板52及び磁気レンズ54により偏向および集束されて、エミッタ10のパターンのサイズが縮小される。
【００３５】
　エミッタ10は、充分な電子放出量を得るため120℃程度まで加熱することが望ましい。又、パターンを繰返し投影する場合には、エミッタ10の加熱及び冷却が反復される。この場合、高スループットを得るためには、エミッタ10は、約60℃程度まで冷却して、120℃まで加熱することが望ましい。
【００３６】
　前記実施形態に係る電子線リソグラフィ装置において、電子ビームを放出するエミッタ10は、エミッタマウント１２に装着されているが、エミッタマウント12は加熱板に替えてもよい。
【００３７】
　図５Ａ乃至図５Ｅは、本発明の実施形態に係る電子ビーム源である、パターニングされた焦電体エミッタの製造工程を示す図である。前記実施形態と同一の構成要素には同一の図面符号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
　図５Ａに示されるように、所定厚さ、例えば厚さ1000Åの誘電体層16が、厚さ1mmの焦電体平板11上に積層される。前記焦電体平板11は、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3等の焦電体物質で形成され、前記誘電体層16は、ナノメータ単位でパターニングできるSiO2、Si3N4又はTiO2等の材料を用いて、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって積層される。次いで、感光性レジストＲが、誘電体層16の上に塗布される。
【００３９】
　次に、感光性レジストＲは、フォトリソグラフィ又は電子線リソグラフィによって、露光及び現像を経てパターニングされる（図５Ｂ参照）。
【００４０】
　次に、図５Ｃに示すように、パターニングされた感光性レジストＲをマスクとして用いて反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって、誘電体層16がパターニングされる。
【００４１】
　次いで、パターニングされた誘電体層16によって焦電体平板11が露出された領域に金属薄層14が積層される(図５Ｄ参照)。金属薄層14の積層は、ステップカバレージの少ない真空蒸着によって行うことが望ましい。図５Ｄは、焦電体平板１１上への金属薄層14の積層を示す。ここで、金属薄層14は、Ti、Au、Pt、Ta、Al等を用いて約500Åの厚さに形成される。
【００４２】
　次いで、残留している感光性レジストのパタ−ンＲを除去して、図５Ｅに示すように、パターニングされた誘電体層16及びパターニングされた金属薄層14が、焦電体平板11上に形成された焦電体エミッタが得られる。
【００４３】
　図６は、前記方法を使用して、LiNbO3平板上にTi金属薄層及びSiO2薄層が形成されたアレイを示す写真である。
【００４４】
　図７は、前記実施形態に係る電子線リソグラフィ装置に使用される電子ビーム源の変形例の断面図である。
【００４５】
　図７に示すとおり、焦電体平板111の上部に厚さ約500Åの接着層112が形成されている。そして、SiO2、Si3N4又はTiO2で形成された、パターニングされた誘電体層116が、接着層112の上部に積層されている。パターニングされた誘電体層116により露出された接着層112の部分に、金属薄層114が形成されている。前記接着層112は、耐久性が高く、金属薄層114と誘電体層116との間の接着強度を向上させる。前記接着層112は、誘電体層116の材料である、SiO2、Si3N4又はTiO2等で形成される。こうした構造の電子ビーム源は構造的に安定しており、その作用は前記実施形態で説明した通りなので省略する。
【００４６】
　図８Ａ乃至図８Ｅは、図７のパターニングされた焦電体エミッタの製造工程を示す断面図である。
　先ず、図８Ａに示されるように、所定厚さ、例えば厚さ1mmの焦電体平板111上に、厚さ約500Åの接着層112と、厚さ約1000Åの誘電体層116とが、連続して積層される。焦電体平板111は、LiNbO3、LiTaO3、BaTiO3等の焦電体物質で形成される。前記誘電体層116は、ナノメータ単位でパターニングできるSiO2、Si3N4又はTiO2の材料を用いてＣＶＤ又はＰＶＤによって形成される。次いで、前記誘電体層116上に感光性レジストＲが塗布される。前記接着層112及び誘電体層116を同一の材料で形成する場合には、約1000〜1500Åの厚さの層を一回で形成することが好ましい。
【００４７】
　次いで、フォトリソグラフィ又は電子線リソグラフィによる露光及び現像を経て前記感光性レジストＲがパターニングされる(図８Ｂ参照)。
【００４８】
　次に、図８Ｃに示すように、パターニングされた感光性レジストＲをマスクとして、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって、誘電体層116がパターニングされる。ここで、誘電体層116及び接着層112が、同一の材料で形成されている場合には、エッチング時間を調整して、接着層112の厚さと同じ厚さ、例えば厚さ500Åの層が残るようにする。
【００４９】
　次に、パターニングされた誘電体層112の間に露出された焦電体平板111の領域上に金属薄層114が積層される(図８Ｄ参照)。この金属薄層114は、ステップカバレージの少ない真空蒸着で形成することが望ましい。ここで、金属薄層114は、Ti、Au、Pt、Ta、Al等を用いて厚さ約500Åに形成される。
【００５０】
　金属薄層114の積層後、残留している感光性レジストＲを除去して、図８Ｅに示すように、パターニングされた金属薄層114とパターニングされた誘電体層が形成される。
【００５１】
　図９は、前記実施形態に係る電子線リソグラフィ装置において使用される電子ビーム源の他の変形例の断面図である。
【００５２】
　図９に示すとおり、SiO2、Si3N4又はTiO2で形成された厚さ約1000Åの誘電体層216が、焦電体平板211の上部に積層され、その誘電体層216の上部にパターニングされた金属薄層214が形成されている。前記誘電体層216は、図７の接着層112と同じ役割を果たすものであって、耐久性が高く、誘電体層216上に形成される金属薄層214と、焦電体平板211との間の接着強度を向上させる。
【００５３】
　こうした電子ビーム源を加熱すれば、焦電体平板211から放出される電子ビームが、金属薄層214に隠された部分の間の露出された誘電体層２１６を通じて放出され、その作用は、前記実施形態で説明した通りなので省略する。
【００５４】
　図１０Ａ乃至図１０Ｄは、図９の電子ビーム源の製造工程を示す断面図である。
【００５５】
　先ず、図１０Ａに示すように、所定厚さ、例えば厚さ1mmの焦電体平板211上に、厚さ約1000Åの誘電体層216が積層される。前記焦電体平板211はLiNbO3、LiTaO3、BaTiO3等の焦電体物質で形成される。前記誘電体層216は、ナノメータ単位でパターニングできる、SiO2、Si3N4、TiO2等の材料を用いてＣＶＤ又はＰＶＤによって積層される。次いで、前記誘電体層216上に感光性レジストＲが塗布される。
【００５６】
　次いで、フォトリソグラフィ又は電子ビームリソグラフィによる露光及び現像を経て、前記感光性レジストＲがパターニングされる(図１０Ｂ参照)。この場合、次のリフトオフ工程のためにＬＯＲレジスト(図示せず)及び感光性レジストＲを、誘電体層216の上に順次積層してもよい。
【００５７】
　次に、図１０Ｃに示すように、パターニングされた誘電体層216の間の誘電体層216で覆われていない焦電体平板211の領域上に金属薄層214を形成するために、ステップカバレージの少ない真空蒸着を行うことが望ましい。金属薄層214は、Ti、Au、Pt、Ta、Al等を用いて約500Åに形成される。次いで、残留している感光性レジストＲを取り除くと、パターニングされた金属薄層214が得られる(図１０Ｄ参照)。
　リフトオフ工程の後、残留している感光性レジストＲは、灰化処理によって完全に除去される。
【００５８】
　本発明は、前記の好ましい実施形態について特に図示及び説明がなされたが、特許請求の範囲によって規定される発明の趣旨及び範囲を逸脱しない限り、形態及び細部における各種の変形及び均等な実施形態が可能であることが、当業者によって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態による等倍投影用電子線リソグラフィ装置の概略的断面図である。
【図２】金属薄層で覆われたLiNbO3焦電体平板、または金属薄層で覆われていないLiNbO3焦電体平板から放出された電流の値の変化を示すグラフである。
【図３】LiNbO3からなる平板上にSiO2薄膜を積層してなるエミッタを120℃まで加熱した後、常温まで冷却した時に焦電体平板から放出された電流の値の変化を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施形態による縮小投影用電子線リソグラフィ装置の概略的断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態によって、電子ビーム源であるパターニングされた焦電体エミッタを製造する工程を説明する断面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によって、電子ビーム源であるパターニングされた焦電体エミッタを製造する工程を説明する断面図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態によって、電子ビーム源であるパターニングされた焦電体エミッタを製造する工程を説明する断面図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態によって、電子ビーム源であるパターニングされた焦電体エミッタを製造する工程を説明する断面図である。
【図５Ｅ】本発明の実施形態によって、電子ビーム源であるパターニングされた焦電体エミッタを製造する工程を説明する断面図である。
【図６】Ti金属薄層及びSiO2薄層が形成されたLiNbO3平板のアレイを示す写真である。
【図７】前記実施形態で使用される電子ビーム源の一変形例の断面図である。
【図８Ａ】図７の電子ビーム源である、パターニングされた焦電体エミッタの製造工程を示す断面図である。
【図８Ｂ】図７の電子ビーム源である、パターニングされた焦電体エミッタの製造工程を示す断面図である。
【図８Ｃ】図７の電子ビーム源である、パターニングされた焦電体エミッタの製造工程を示す断面図である。
【図８Ｄ】図７の電子ビーム源である、パターニングされた焦電体エミッタの製造工程を示す断面図である。
【図８Ｅ】図７の電子ビーム源である、パターニングされた焦電体エミッタの製造工程を示す断面図である。
【図９】前記実施形態で使用される電子ビーム源の他の変形例の断面図である。
【図１０Ａ】図９の電子ビーム源の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｂ】図９の電子ビーム源の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｃ】図９の電子ビーム源の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｄ】図９の電子ビーム源の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
　１０　　焦電体エミッタ
　１１　　焦電体平板
　１２　　エミッタマウント
　１４　　金属薄層
　１６　　誘電体層
　１７　　電子ビーム
　１８　　外部熱源
　２０　　基板
　２２　　基板ホルダ
　２４　　電子線レジスト
　３０，３０’　永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2004040121.tif 000007
【図５Ｂ】
2004040121.tif 000008
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図６】
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