JPS58108639A - レ−ザ励起式高電流密度形光電子発生器とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は適切な波長とエネルギとを有するレーザによる
照射に応答して高電流密度の電子ビームを放射する機能
を有し、特に電子ビーム半導体リングラフィのための電
子供給源に適した光電子放射用電子ビーム発生器に関す
る。

半導体チップ上に置かれる素子の数が増加するにつれて
、チップ上に多くの素子を生成するためには、高解像度
を有するリングラフィ装置を開発しなげればならない。

しかし、可視波長で動作している光学式リソグラフィ装
置でははｙｌ、２５ミクロンに解像度限界を有する。電
子ビームはこの限界値以下に特徴寸法を減するために提
案され、満足に使用されている。高エネルギ電子に関連
して短波長であるために、斯かる装置は１ミクロン以下
の解像度を具備することができる。

最近のりソグラフイ装置では高解像度と共に高速筈込み
（高処理能力）を達成しなければならないため、それら
の電子エネルギビームも高輝度を有するものでなければ
ならず、これは電子ビームに高電流密度が要求される場
合に相当するものである。非常に複雑な・ξターンの露
光が直接、半導体チップ上に影響を与えるようにして、
電子ビームを高速で偏向して変調をかけるような所謂、
直接書込み法の応用にはこの性質が特に重要である。マ
スク素子を使用してすべての特徴形状をチップ上へ同時
露光する場合には、全・ぐターンな定義するためにマス
ク素子を使用した従来の投影式リングラフィ式の技法と
は、直接書込み法は対照的である。

リングラフィに使用されている明るい電子源は公知であ
る。例えば、タングステンとＬａＢ６との熱陰極、・々
リウムの含浸形陰極、ならびに加熱Ｗ／　Ｏ／　Ｚ　ｒ
　　形フィールドエミッタなどが使用されている。斯か
るフィールドエミッタは５Ｘ１０７ｐ、　／（ｙｌ／平
方（アンペア／平方センチメータ／立方ラジアン）の公
称輝度に到達している。

しかしながら、これらの電子源はそれぞれ好ましくない
性質を備えている。タングステンフィラメントは動作温
度において蒸発速度が太きい。Ｌａ　Ｂ　６は容易に環
境の不純物に毒され、動作温度において安定な結合を保
持することは困難であり、望ましくない電流密度ローブ
を形成する。ディスペンサー陰極は動作温度において蒸
発する傾向にあり、さらに容易に毒される。さらに、加
熱形陰極支持装置は高い温度で熱ひずみを受ける。斯か
るひずみは電子ビームに構成上の変化をもたらす傾向に
ある。最後に、フィールドエミッタも容易に毒され、点
状のマイグレーションあるいはフリッカを引起すことカ
アリ、しばしば予期１〜得ない再処理が必要であり、も
し加熱した場合には高温支持装置によって引起された幾
何学的ひずみによりビーム誤差を同様に招くことがある
。高温エミッタは有限の加熱時間によりさらに制限され
、それにより斯かる電子源を高速で密度変調することが
不可能になっている。加熱形ヒータを備えたりソグラフ
イ装置ではターゲツト面上でのビーム変調が静電的に行
われ、リソグラフィ用のコラムの内部に置かれた帰線消
去電極をさらに複雑にする必要がある。

冷電子エミッタは環境的に安定な沃化セシウムならびに
・ξラジウムなどの光電子放射陰極として公知である。

斯かる光電子放射陰極は１０−４〜１０’）ルの範囲の
低真空状態で動作しているリングラフィ用コラムに対し
て電子を与えるために紫外光により照射されているが、
これらの陰極は低輝度（はｒ　１０−５０　Ａ　／ｃｆ
！／平方）であるため投影形リソグラフィへの使用に限
定されている。

高解像度リソグラフィに対するいまひとつの原理は、電
子源が一様であり、事実上、単色光であって電子エネル
ギのあまり拡がっていない電子を放射する機能を有する
ことである。拡がりの小さい電子ビームは最小寸法点に
焦点を結ぶことができるため、単色光の電子エネルギは
高解像度の撮像をするために必要である。

本発明の第１の目的は、低温度で動作している光電子放
射源から高電流密度の電子ビームを与えるための電子ビ
ーム発生器を提供することにある。

本発明の第２の目的は、発生１〜だ電子ビームが事実上
単色光（単一エネルギ）のものであり、最小寸法点に電
子ビームが焦点を結ぶことができることにより、高解像
度の撮像することができる様な電子源を提供することに
ある。

本発明の第３の目的は、現存する光学的に単光色の可視
光連続波（ＣＷ）レーザとコン・ξティビリティのある
スペクトル応答を有する光電子放出陰極を提供すること
にある。

本発明の第４の目的は、形成と再生とが容易な光電子放
射面を提供することにある。

本発明の第５の目的は、活性化するためのレーザビーム
を変調することにより強度変調することができる電子ビ
ームを形成するための、リソグラフィ用電子源として適
切な装置を提供し、コレによりビームブランキングを与
え、且つ、近接効果を減することにある。

本発明の第６の目的は、放射されたビームが空間的に一
様であり、光学的に照射されているビームを形成するこ
とにより形成できる電子源を提供することにある。

本発明による装置は、適切なレーザエネルギの照射に応
じ高電流密度の電子ビームを放射して動作することがで
きる光電子放射陰極と、光電子陰極を含み、且つ、半導
体リソグラフィ装置に適した電子ビーム発生器とを具備
したものである。電子ビーム発生器は光電子放出陰極の
ほかに、連続波レーザと、レーザ出力ビームを偏向する
か、あるいはその強度を変化させるための変調器と、陰
極がりソグラフイに適した電子ビームを放射する様に、
陰極上へレーザビームで・ξターンを形成するための軽
量な光学トレインとから成る。本発明の一実施例におい
ては、レーザ光の照射に応じて電子ビームを発生するた
めの光電子放射陰極はレーザ励起波長において光学的に
透明な基板と、光学的に半透明である導電性基板上に蒸
着した膜と、導電性膜上に蒸着されていて半透明であり
、光電子を放射することができる光電子放出膜とを含む
ものである。光電子放射陰極は高真空環境下で動作し、
レーザ光による背面照射に応じて光電面から電子を放射
する様に方位づけである。リソグラフィのような応用に
は背面照射形陰極が好ましいとは云え、不透明で導電性
のある光電子基板上へ光電子放射膜を蒸着することによ
り形成された前面照射形陰極は選択互換可能な構造であ
る、本発明の一実施例によれば、レーザは４５４５〜５
１４．５ｎｍ　の間のひとつの波長で動作できるアルゴ
ンイオン連続波レーザである。光電子放射陰極に適した
基板は水晶、ガラス、あるいはサファイアである。半透
明の導電性層は基板上へクロムの様な導電性材料の膜を
蒸着することにより形成される。実施例として、光電子
放射膜はアンチモンとセシウムとを順次蒸着することに
より形成されたアンチモン化セシウム（Ｃｓ３Ｓｂ　）
である。他にも陰極用に適切な光電子放射表面膜はアン
チモン化ナトリウム・カリウム（Ｎａ２ｋＳｂ）、ある
いはセシウムまたはセシウムと酸素とで覆ったガリウム
、燐、ならびに砒素から成る単結晶化合物で形成できる
。

本発明によるｃ、ｓｂ光電子放射陰極を作成する方法の
実施例には、例えばクロムの厚い導電性コーティングを
透明基板上へ蒸着することにより、陰極に対して電気的
接続を形成する過程を含む。クロムを含ませていないた
め、蒸着前にマスクしておいた中央小領域部分を除けば
、クロムコーティングは基板表面を覆うものである。こ
の領域は結果的に、光電子放射面を含むことになる。マ
スクは厚いクロム層の蒸着を行−っだ後で除去し、照射
レーザ波長に対して半透明である薄いクロムのコーティ
ングを基板全体の表面上へ蒸着する。そこで、アンチモ
ンの薄い層はクロムコーティングの上に気相生長させ、
セシウムをアンチモンの上に気相生長させてｃ、ｓｂ光
電子放射陰極の製造を完了する。

次に図面を参照して本発明を、その一実施例について詳
細に説明する。

第１図は本発明による背面照射が可能でレーザ励起が可
能な光電子放射電子源を採用した電子ビームリソグラフ
ィ装置を概略的に示したものである。この装置は４５４
．５，４５７．９，４６５．８゜４７２．７，４７６．
５，４８８．０，４９６．５，５０１．７，５１４．５
ｎｍのうちのいずれかの輻射周波数でコヒーレントな光
ビームを発生するために動作可能な、アルゴンイオンレ
ーザの様な形式のレーｆ１０を含むものである。最も強
い輻射周波数は４８８０ｎｍ　と５１４．５ｎｍとであ
る。適切なレーザはフロリダ州オーランドの制御レーザ
会社（ＣｏｎｔｒｏｌＬｅｓｅｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ　ｏｆ　Ｑｒｌａｎｄｏ、Ｆｌｏｒｉｄａ）から大
手可能な、５５０シリーズのアルゴンイオンレーザであ
る。

ビーム変調器１１はレーザ１０のレーザ空洞部（ｌａｓ
ｉｎｇ　ｃａｖｉｔｙ　）、あるいはレーザの近くの他
の位置に置かれている。変調器１１は光学効果形、電子
光学効果形、あるいは音響光学効果形の装置であり、ビ
ーム強度を制、御するか、あるいは偏向するのに適切な
ものである。

レーザ１０から輻射されている光ビームは指定された幾
何学形状、例えば正方形の開口１４を有する板１３を含
む軽量形光挙式トレイン１２により導かれている。レン
ズ１５はレーザ光を開口１４の影像として、後に詳細に
説明するような光電子放射陰極１６上へ焦点を結ばせる
ものである。光電子放出陰極１６と、陰極１６により放
射された電子を処理するための電子光学部分とは、破線
の囲いにより概略的に図示１〜だ真空室の内部へ収容さ
れている。１０　　トル以下の圧力のような高真空が、
真空室１８内では保たれている。

レーザ１０からみて光電子放出陰極１６の反対側は、陰
極１６により放出された電子を加速するために動作する
陽極２０である。さらに負の電圧を印加したウニネル（
Ｗｅｈｎｅｌｔ　）電極は図示してないが、光電子放出
陰極１６と陽極２０との間に置かれている。陽極２０か
ら、次に電子ビームは種々の公知の電子光学部分を通過
し、電子ビームがターゲット２１に指向するにつれて電
子光学部分は電子ビームを成形して所定の位置に置いて
いる。陽極２０により加速された後、電子ビームは電子
レンズ２２を通過し、静電ビーム成形偏向器２６とビー
ム成形開口２８とを通過する。ビーム形成偏向器２６は
、形状と寸法とを変化させることができるような電子ビ
ームを形成するため、ビーム形成開口２８の上の光電子
放射電子源の電子影像の一部分を変更するように動作す
る。ビームは次に、縮小レンズ２９を通過し、その結果
、ビーム制限用開口３０を通過する。最終の投影レンズ
３２に装着しであるのは、ビームの焦点をターゲット２
１上に結ばせるためのダイナミックフォーカス用コイル
３４と、ビームに非点収差歪補正を与えるためのダイナ
ミック非点収差歪補正器３６と、ターゲット２１上でビ
ームを走査させるための偏向ヨーク３８とである。

レーザ１０による照射に瞬時的に光電子放射陰極１６が
応答するため、電子ビーム強度はレーザビーム強度を変
調することにより変調される。この光ビームの変調は高
真空室１８の外側にビーム変調器を置くことにより容易
にされている。従来技術のリングラフィ式電子ビーム装
置においては、電子源と真空容器内のターゲットとの間
に設置されなければならない特殊なブランキング電極に
よりビーム変調は行われる。

本発明によるリソグラフィ装置には、真空容器の外側に
置いた同様な機能素子により真空容器の内部に置かれた
どれかの部分を交換することにより、リソグラフィ用の
コラムの製造と操作とがすべて簡易化できるものである
という一般的な特徴がある。

下に詳細に説明する様に、光電子放射陰極１６は例工ば
、アルゴンイオンレーザ光により照射された時に電子を
放射するアンチモン化セシウムｃ、ｓｂにより形成され
た光電子放射面を含むものである。第２図は種々の光電
子放射材料のスペクトル応答（照射輻射量ｌＷあたりの
電子流ｍＡ）を、照射波長の関数として表わしたグラフ
である。４８８．Ｏｎｍと５１４．５１ｍとの最強アル
ゴンイオンレーザ照射波長において、アンチモン化セシ
ウムは６％以上の量子効率を有して最感度である。アル
ゴンイオンレーザからの強い単色光放射と、アンチモン
化セシウムのスペクトル応答に対するアルゴンイオンレ
ーザ波長の良好な整合との組合せにより、この光電子陰
極から高電流密度の放射がもたらされる。はｙ５２０ｎ
ｍより下の波長で動作している他のレーザもこの応用に
は適するであろう。

陰極１６の他の適当な光電子放出面には°′２アルカリ
形′”のアンチモン化ナトリウム・カリウム（Ｎａ２Ｋ
Ｓｂ）がある。ナトリウムとカリウムとの比を確実に定
義する必要性があるため、Ｃｓ３Ｓｂよりもこの面を作
るのは困難であるとは云え、この陰極は揮発性の高いセ
シウムを必要としないためにより安定である。Ｎａ２Ｋ
Ｓｂ　　の製作法の実施例は、事実上、Ｃｓ３Ｓｂに対
して後で説明するものと同様であり、これら２つの面の
スペクトル応答は第２図に示すように同様である。結果
的には、Ｎａ２ＫＳｂ　　もアルゴンイオンレーザの輻
射に感応性がある。

他の適切な光電子放射面はガリウム、燐、ならびにセシ
ウム、あるいはセシウムと酸素とで覆われた砒素などの
様な、周期律表第■族と第Ｖ族との元素で構成された単
結晶により形成できる。斯かる面は負の電子親和力を有
し、事実上、電子の逃避深度（ｅｓｃａｐｅ　ｄｅｐｔ
ｈｓ　）を増加させる。この特性により、特に低いエネ
ルギの拡がりをもって電子が放射されるわけである。

これらの化合物をリングラフィへの応用に使用するため
光電子放射面に作り込むのに最も容易なのは、燐化ガリ
ウム（ＧａＰ　）　、あるいは砒化燐化ガリウム（Ｇａ
（ＡｓＸＰｌ−ｘ））であり、これらを活性化するため
には（セシウムと酸素）との代りにセシウムのみが必要
である。これらの面を製造するひとつの方法においては
、ＧａＰの透過層を光学的に透明な基板上へまず生長１
〜、この層の上に光電子放出面を共に成長させる。そこ
で、アルゴンイオンレーザか、あるいは適当な半導体注
入レーザを使用して、電子放射を励起することができる
。燐化ガリウムと砒化燐化ガリウムとの光電子放射面に
対し、最適な量子効率の近傍の輻射波長で、アルゴンイ
オンレーザはエネルギを放射し、これにより電子放射を
最大にしている。注入レーザは上よりはるかに低イノξ
ワーレペルでエネルギを放射するが、これらの光電子放
出材料の長波長閾値の近傍で動作するように作られてお
り、これによって放射された電子エネルギの拡がりを最
少にしている。

第】■族と第Ｖ族との元素の化合物で構成された光電子
放射面を具備した陰極の優れた特性は、透過モードにお
いて使用されている様な斯かる面を製造する困難度が増
すのと平衡している。

本発明において開示した背面照射形光電子放射陰極と、
陰極の好ましい製造方法とは、第３図と第４図とを参照
して説明する。最初に第３図を参照すれば、光電子放射
陰極１６は軽量の透明な基板４０を含み、この基板４０
は水晶、あるいはサファイアであることが好ましく、ガ
ラスであってもよい。第４図を参照してさらに完全に説
明しであるように、厚い金属性コーティング層４２は基
板４０の一方の面上に蒸着される。適切な材料は、例え
ば、クロム、タングステン、ならびにアルミニウムなど
である。これらの図から判るように、層４２は中央領域
４４へ延びてはゆかず、コーティング層４２を蒸着して
いる期間には、中央領域４４をマスクしておくことによ
り構造体は形成される。例えば、クロムの薄い半透明な
導体層４６は次に層４２と領域４４との上に蒸着される
。（この導体層は光電子放射面として燐化ガリウム、あ
るいは砒化燐化ガリウムを使用している陰極には必要な
いであろう。）最後に、アンチモン化セシウムのような
光電子放射材料の層４８を領域４４の内部で生成する。

陰極１６の製造について次に第４図を参照して説明する
。まず、水晶、サファイア、あるいはガラスの様な適当
な透明基板４０を選択する。

外部リード線へ接触させることができ、しかも中央領域
４４に対して低抵抗性の導電路を形成するため、十分な
厚さの、例えばクロムのコーティングを基板４０の選択
された側に真空中で蒸着する。この蒸着は抵抗加熱され
たニクロム線５２からクロムを蒸発させることにより行
うことができる。はｒｏ、０２平方ミリ以上の中央領域
４４をマスクして、領域４４へ厚いクロムの層が蒸着さ
れるのを防いでいる。その後、マスクを除去してクロム
の薄い導電性半透明層４６を、あらかじめマスクされた
中央領域４４を含む選択された側の基板全面にわたり真
空中で蒸着する。このクロムもニクロム線５２から供給
することができ、抵抗加熱を行って基板４０上へクロム
を蒸着する。ニクロム線５２は領域４４へ導電性の半透
明クロム層４６が蒸着されるまで加熱される。この薄い
クロム層の適切な厚さははＸ：１．００　Ａ以下であり
、斯かる層４６は中央領域４４を介して、例えば透明基
板４０の４０〜５０％の間の透過率にまで可視光の伝達
率を減するものである。薄いクロム層４６は厚い環状コ
ーティング４２と中央領域４４との間の電路として作用
する。次に、ニクロムの支持ワイア５６の上に融着した
アンチモンのビード５４は、領域４４においてクロム層
４６の一部分の上へアンチモンの薄い層を蒸着するため
に、真空中で抵抗加熱される。中央領域４４の外側で、
クロム層４６の一部分の上へアンチモンを蒸着すること
は、装置の光電子放射のふるまいに影響を与える。アン
チモン膜の厚さは、例えば透明な基板４０を通過する可
視光の３０〜４０％に、中央領域４４における可視光の
総合伝達率を減する様なものでなければならない。次に
、クロムとアンチモンとのコーティングを備え、真空中
に置かれた基板４０は２Ｘ１．０’）ルより低い圧力に
まで、ｌ？ンゾで・引いた高真空室内に置かれており、
これは光電子放射陰極１６を含むリンゲラフィコラムの
該当部分になるものである。高真空室５０の内部の基板
４０は、そこで基板４０のまわりに巻いたニクロムヒー
タワイア５８によりはｒｌｏｏｏＣにまで加熱される。

真空室５０内に置かれているのは、例えば、クロム化セ
シウムとシリコンのような還元剤との混合物を含むセシ
ウム源チャネル６０である。

チャネル６０は領域４４において加熱されたアンチモン
膜上に純粋なセシウムを蒸着するための電気接続用ワイ
ア６２により抵抗加熱される。

領域４４の外側でアンチモン膜、あるいはクロム層の上
へセシウムを蒸着することは、装置の光電子放射能に影
響を与えるものではない。この様にして、アンチモン化
セシウムの薄い層、あるいは膜４８は領域４４において
生成されている。上記セシウム蒸着プロセス期間には、
光電子放射陰極１６は、例えば、アルゴンイオンレーザ
により照射され、光子発生電流はニクロムワイア５２を
使って放射された電子を収集させろことにより測定され
ろ。光電流が最大値に到達した場合には、ワイア６２と
基板加熱用ニクロムヒータワイア５８とを通る電流は、
それ以」二のセシウムが領域４４に蒸着されないように
停止する。基板の冷却期間に光電流が減少すべきとすれ
ば、過剰なセシウムは冷たい基板４４上へ蒸着される。

もし、領域４４上に蒸着された過剰セシウムは光電流を
その最大値に戻さないならば、その最大値に再び到達す
る迄、過剰セシウムの蒸着によって続いて基板上へ過剰
なアンチモンを蒸着スル。

その面から光電子放射がある場合とない場合との両方の
期間に、セシウムの損失、あるいは不純物によるアンチ
モンの汚染により、Ｃｓ３Ｓ）〕の陰極では特性の劣化
がありうる。斯かる劣化の関係は、上に詳細に説明した
様に領域４４上へアンチモンとセシウムとを過剰に蒸着
−することにより逆にすることができる。

装置の動作において、アルゴンイオンレーザのようなレ
ーザ１０からのレーザビームは透明な基板４０と半透明
なりロム層４６とを通過し、アンチモン化セシウム層４
８に浸透してゆき、電子をアンチモン化セシウムから放
射せしめる。

光電子放射陰極１６から放射された電子ビームは、１〜
］　００　ｍＡ　／ｃｒｌの範囲の高電流密度を有する
。ターゲット２１０面において、ビーム電流密度は１ｄ
あたり数百アンペアであろう。この範囲の値は直接書込
み式リソグラフィ装置に適し、この装置では電子ビーム
は半導体チップ上で複雑なパターンを生成するため操縦
される、斯かる電子ビームは、また、投影リソグラフィ
用マスクの製作、あるいは電子ビーム顕微鏡のようなリ
ングラフィへの応用とはまったく異なった応用にも使用
することができる。

本発明においては、光電子放射陰極１６が５０〜６０％
の光学的損失を有するクロム層を介して背面照射されて
いる場合には、この陰極１６の量子効率は３％以−Ｆの
値であり、この陰極が劣化した場合には過剰なセシウム
、あるいはセシウムとアンチモンとの蒸着によりそのま
ま容易に再生することができると云う効果がある。

光電子放射陰極１６は、ターゲット２１において】ｃ７
！あたり数百アン波アの電流密度を与えるため、１〜１
００　ｍＡ／ｉの範囲の高電流密度の電流を発生させる
ことができる。さらに、電子間でのエネルギの拡がりは
低く、２〜３／１０ｅＶ以下の範囲である。このエネル
ギの拡がりが小さいことは、放射電子が価電子帯に拘束
された状態から真空準位へ遷移する期間に初期エネルギ
のほとんどをいったん失い、低エネルギになると云うこ
との直接的な結果にほかならない。

放射電子エネルギの最大強度はレーザの光子エネルギと
電子放射の閾値エネルギとの相違に依存し、これらは光
電子放射材料の価電子帯の頂点とその真空準位との間の
電子の遷移により定義される。５１４．５ｎｍ　（２，
４３ｅＶ　）のアルゴンイオンレーザ光と、は、ｙ２．
ＯｅＶのｃ、ｓｂの光電子放射の閾値とに対して、電子
の最大放射エネルギは０．４３ｅＶであり、それゆえ、
これは電子の最大エネルギ拡がりを与えるものである。

エネルギの拡がりの公称値は、放射電子数をエネルギに
対してプロットした分布曲線の半値幅に基づくものであ
り、この半値幅よりも事実上低い。

本発明では、加熱陰極の場合における様な支持体の問題
がないように、陰極は室温のような低温で動作すると云
う効果もある。さらに、電子はレーザ光による照射に対
して瞬時的に応答して発生するため、予熱時間が不必要
である。

電子ビームの変調は、真空室１８の外側でレーザビーム
を変調することにより容易に行うことができる。さらに
、ビーム形成、すなわち複雑な形状への・ξターン化は
、真空容器１８の外側に置かれたレーザ１０と光電子放
射陰極１６との間で光学的トレインにおける開口、また
はマスクにより容易に達成される。

本発明において開示されている変調１〜たレーザ光源と
組合せて、光電子放射陰極の変形と改良とを使用するこ
とは当業者において明白であることは理解されるべきで
ある。斯かるすべての改良と変形とは添付した特許請求
の範囲内に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

時酌に示した図である。 第２図は適切な励起を与え、指示されたレーザ波長を有
する照射波長の関数として、可視光ならびに近赤外の輻
射に感度のある種々の光電子放射材料のスペクトル応答
を示すグラフである。 第３図は本発明による光電子放射陰極の側面断面図であ
る。 第４図はりソグラフィへの応用に対して、第３図の光電
子放射陰極を製造する方法を図示したものである。 １０・・・・・・レーザ １１・・・・・・変調器 １２・・・軽量形光学式トレイン １３・・・・・・板 １４・・・・・・開口 １５・・・・・・レンズ １６・・・・・・光電子放射陰極 １８・・・・・・高真空室 ２０・・・・・・陽極 ２１・・・・・・ターゲット ２２・・・・・・電子レンズ ２６・・・・・・ビーム形成偏向器 ２８・・・・・・ビーム成面開口 ２９・・・・・・縮小レンズ ３０・・・・・・ビーム制限用開口 ３２・・・・・投影レンズ ３４・・・・・・ダイナミックフォーカス用コイル３６
・・・・・・ダイナミック非点収差歪補正器３８・・・
・・・偏向ヨーク ４０・・・・・・基板 ４２・・・・・・金属性コーティング層４４・・・・・
・中央領域 ４６・・・・・・半透明クロム導体層 ４８・・・・・・光電子放射材料の層 ５０・・・・・・真空室 ５２・・・・・・ニクロムワイア ５４・・・・・・アンチモンのビー１ ５６・・・・・・支持ワイア ５８・・・・・・ニクロムヒータ ６０・・・・・・チャネル ６２・・・・・・ワイア 特許出願人 サーモ　エレクトロン　コーポレーション１ｎ 奮φ図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続波（ＣＷ）レーザと、 前記レーザの光学出力ビームの強度を変化させるか、あ
   るいは偏向するための変調器と、前記し〜ザの出力ビー
   ムにより照射される様に置かれていて、前記レーザによ
   る照射の際に電子を放射することができ、アンチモン化
   センウムと、アンチモン化ナトリウム・カリウムと、セ
   シウム処理をした燐化ガリウムと、セシウム処理をした
   砒化燐化ガリウムと、それらの混合物とから成る群のう
   ちから選択された光電子放射物質の半透明膜から成る光
   電子放出陰極と、 前記レーザと前記陰極との間に置がれていて、レーザ光
   ノξターンにより決定される電子影像を形成するための
   電子を前記膜から放射し、且つ、前記膜が半導体リング
   ラフィに適するものである様な前記光電子放射陰極の背
   面に前記レーザ光・ξターンを前記レーザの出力ビーム
   で生成するための軽量形光学式トレインと、 を具備してなる電子ビーム半導体リソグラフィ装置用電
   子ビーム発生器。
2. （２）　　前記軽量形光学式トレインが前記光電子放射
   陰極の背面を通して前記レーザの出力ビームの焦点を前
   記膜上べ結ばせるように少なくともひと一つの光学レン
   ズを備えたものである特許請求の範囲第１項に記載の電
   子ビーム発生器。
3. （３）　　前記レーザが４５４．５ｎｍと５１４．５ｎ
   ｍとの間の波長で動作可能なアルゴンイオンレーザであ
   る特許請求の範囲第１項に記載の電子ビーム発生器。
4. （４）真空室と、前記真空室内に置かれた光電子放射陰
   極と、前記レーザと、前記変調器と、前記真空室の外側
   に置かれた前記軽量形光学式トレインとを具備したもの
   である特許請求の範囲第１項に記載の電子ビーム発生器
   。
5. （５）　　前記変調器が音響光学効果形装置である特許
   請求の範囲第１項に記載の電子ビーム発生器。
6. （６）　　前記変調器が電子光学効果形装置である特許
   請求の範囲第１項に記載の電子ビーム発生器。
7. （７）　　前記光学レンズが、事実−］二点電子源を形
   成するよう、前記レーザの出力ビームの焦点を前記膜の
   上へ結ばせるように動作可能な特許請求の範囲第２項に
   記載の電子ビーム発生器。
8. （８）　　前記光電子放射陰極がさらに前記レーザ光に
   対して光学的に透明であって、背面が前記レーザの光学
   的出力ビームに対向し、前面が前記レーザの光学的出力
   ビームとは反対側の向きをした基板と、 前記基板の前側に蒸着ざ：れた光学的に半透明な導体膜
   と、 を具備し、 前記光電子放射物質の半透明膜が前記導体膜の上に蒸着
   されたものである特許請求の範囲第１項あるいは第４項
   に記載の電子ビーム発生器。
9. （９）　　前記レーザ光に対して光学的に透明な基板と
   、 前記基板の上に蒸着した光学的に半透明な導体膜と、 前記レーザ光による照射の際に電子を放射ノ することができ、アンチモン化セシウムと、アンチモン
   化ナトリウム・カリウムと、セシウム処理をした燐化ガ
   リウムと、セシウム処理をした砒化燐化ガリウムと、そ
   れらの混合物とから成る群のうちから選択され、前記導
   体膜の上に蒸着された光電子放射物質の半透明膜と、 を具備１．、前記レーザ光の照射の際に事実上、単色光
   であって変調と成形とが可能であり、強力な電子ビーム
   を発生するための電子源。 ０Ｉ　　前記基板が水晶とサファイアとから成る群から
   選択された材料で形成したものである特許請求の範囲第
   ９項に記載の電子源。 ０１）　　前記半透明導体膜がクロムである特許請求の
   範囲第９項に記載の電子源。 ０り　透明な基板を与えるためのステップと、前記基板
   の選択された側面の一部分をマスクするためのステップ
   と、 低抵抗性導電路を形成するためにマスクされた前記部分
   を除いて前記基板の前記側面全体へ厚い金属コーティン
   グ層を蒸着するためのステップと、 前記基板の前記部分のマスクを除去するためのステップ
   と、 前記基板の少なくとも前記部分の全体にわたり半透明な
   導体膜を蒸着するためのステップと、 前記導体膜の全体にわたりアンチモンの半透明層を蒸着
   するためのステップと、 指定された比率のセシウムと、ナトリウムと、カリウム
   とから成立つ群から選択された材料を前記アンチモン層
   の上へ蒸着するためのステップと、 を順次実行する、強力な電子放射のための光電子放射陰
   極の製造方法。 （＋３１　　前記セシウム、あるいはナトリウムとカリ
   ウムとの前記蒸着の期間において、さらにレーザビーム
   で前記部分的ＫＭ造された陰極き照射するためのステッ
   プと、 前記部分的に製造された陰極により発生した電流を測定
   するためのステップと、 前記電流が最大値に到達した時にセシウム、あるいはナ
   トリウムとカリウムとの前記蒸着を終結させるためのス
   テップと、 を実行する特許請求の範囲第１２項に記載の光電子放射
   陰極の製造方法。　　′