描画装置、物品の製造方法、及び処理装置
【課題】 真空室内のデバイスに高速かつ大量に信号を伝送するにあたり、該デバイスへの熱の流入の少なさの点で有利な技術を提供する。
【解決手段】 複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置は、減圧室に配置され、前記複数の荷電粒子線をそれぞれブランキングするブランキング偏向器と、前記減圧室より気圧の高い外部室に配置され、前記ブランキング偏向器を制御するためのデバイスと、第１基板と、を備える。前記第１基板は、前記減圧室と前記外部室とを仕切る隔壁を構成し、かつ、該隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含む。前記デバイスは、前記電極を介して前記ブランキング偏向器と電気的に接続されている。
【解決手段】 複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置は、減圧室に配置され、前記複数の荷電粒子線をそれぞれブランキングするブランキング偏向器と、前記減圧室より気圧の高い外部室に配置され、前記ブランキング偏向器を制御するためのデバイスと、第１基板と、を備える。前記第１基板は、前記減圧室と前記外部室とを仕切る隔壁を構成し、かつ、該隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含む。前記デバイスは、前記電極を介して前記ブランキング偏向器と電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置、物品の製造方法、及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、真空装置内に設置された電子デバイスは温度により特性が変化するため、発熱源を冷却しやすい真空室外に配置することが行われている。図１２の真空装置は、真空室内４０１に配置されたフォトダイオード３０１によりレーザービーム２２２を検出し、増幅器３０６にて受光量に比例してパルス波形を発生させている。検出周波数の増大に伴い、増幅器３０６の発熱が増大し、その発熱がフォトダイオード３０１の検出特性を低下させるため、真空フィードスルー３０４を介して増幅器３０６を真空室の外部４０２に配置している。増幅器３０６は、真空室の外部４０２に配置されたことにより、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、また、フォトダイオード３０１と離れて配置されることによりフォトダイオード３０１への熱の伝達を防いでいる。しかし、フォトダイオード３０１と増幅器３０６の伝送距離が延びることにより、伝送特性の低下が課題となっている。また、このような電子デバイスを大量に必要とする真空装置では、真空フィードスルー３０４を含む実装のサイズが制約となり、設置できる電子デバイスの数が限られるという問題が起きている。
【０００３】
また、同様に、発熱による影響が懸念される電子デバイスを含み、その電子デバイスへの信号の伝送路が問題となる真空装置としてマルチ荷電粒子線描画装置がある。従来の荷電粒子線描画装置におけるブランキング偏向器のブランキング電極２０８とそれらを駆動するドライバ及び駆動信号を伝送する伝送路の例を図１４、図１５に示す。ブランキング偏向器１６の制御回路５は、ドライバ５０１に駆動信号を出力する。この出力は信号ケーブル２０１を介して中継基板５２０のインターフェースコネクタ２０２に接続され、配線パターンによって電子光学鏡筒２０６を通過する。駆動信号の終端回路であるターミネータ５０４を通過した駆動信号は、真空シール５１０を通過しコンタクトユニット５０５を経由してブランキング偏向器１６に接続される。ブランキング偏向器１６の上には各ブランキング開口５０７に一対ずつ設けられたブランキング電極２０８が配置され、コンタクトユニット５０５から配線パターン５０６を通して駆動信号がそれらブランキング電極２０８に接続されている。また、冷却器２０９から導入管５１４、中継基板５２０、排出管５１３に冷却液を通して、ターミネータ５０４で発生する熱を除去し、電子光学鏡筒２０６や真空シール５１０より内側にある部材の熱変形や特性変化を制御する工夫がなされている。
【０００４】
このようなマルチ荷電粒子線描画装置において、更なるスループット向上が望まれている。マルチ荷電粒子線描画装置のスループットの向上には、描画を繰り返す間隔である描画周期の短縮が有効であるが、そのためには、ブランキング時間を短くすることが必要であり、ブランキング偏向器１６への制御信号の周波数が上がる。マルチ荷電粒子線描画装置のスループットの向上には、１つの荷電粒子線源における描画範囲である画角の拡大も有効であり、アパーチャアレイにより分割される荷電粒子線の数を増やすことが考えられる。そのためには、分割された電子線を制御する、静電レンズ、ブランキング偏向器１６の増加、その増加に伴うレンズ、電極、ひいては電極までの配線の増加が必要となる。
【０００５】
描画周期を短縮するには制御信号を高速に伝送する必要がある。しかし、限られた基板の範囲内で、描画周期を短縮するために伝送特性を維持あるいは向上させることと、画角を拡大するために配線数を増やすこととは、相反するものである。さらに、従来は電子光学鏡筒外から電子光学鏡筒内のほぼ中心に配置される電極まで中継基板の配線パターンを介して信号が伝送され、その配線長は、電子光学鏡筒の半径に近い値（数百ｍｍ）となる。現在、ブランキング電極の駆動信号の周波数成分への要求は、装置の高速化に伴い１ＧＨｚ近傍にまで達しようとしている。このような信号帯域においては、伝送路の容量と直流抵抗の制約が大きい。例えば伝送路の幅を２μｍで設計した場合、ブランキング電極の静電容量を除いた線路の容量を１．５ＰＦ、直流抵抗を３００Ωとすると、その他諸条件から求められる許容線路長は僅か１５ｍｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、マルチ荷電粒子線描画装置のスループットを向上する為には、高速（高周波）で且つ大容量の信号を伝送することが必要となり、そのために、配線領域を広げて配線パターンのサイズを大きくするか、配線長を短くすることが必要となる。まず、配線領域を広げる方法として、配線を多層化することが容易に想像できる。この場合、複数の電極から、多層配線デバイス、多層配線基板、中継基板を経てケーブルにて制御信号発生部より接続される複数本の伝送路が構成される。こうした工夫は一定の効果が得られるが、多層化できる層数にも製造上の限界が有り、現在実現可能な層数（約５０層）では所望の伝送特性を維持しながらの高密度配線、実装は難しい状況に有る。
【０００８】
一方、基板の配線長を短くするために、配線よりも低インピーダンスのケーブルを電子光学鏡筒内に真空フィードスルーし、ブランキング電極アレイ近傍に光電変換素子やシリアル−パラレル変換器を配置することで、基板の配線長を短くする方法が考えられる。しかし、ブランキング電極アレイ近傍で光電変換素子やシリアル−パラレル変換器が発熱するため、ブランキング電極アレイ構造に描画精度上無視できない程の幾何学的歪を発生させてしまう懸念がある。また、電子光学鏡筒内でケーブルの実装ボリュームが問題になるほか、ケーブルや光電変換素子からのアウトガスへの対策が必要であり、装置サイズ及びコストの増加に繋がる。以上の方法では、配線長を短くして伝送特性は改善できるが、別の課題が発生してしまう。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑みて為されたものであり、真空室内のデバイスに高速かつ大量に信号を伝送するにあたり、該デバイスへの熱の流入の少なさの点で有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの側面は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、減圧室に配置され、前記複数の荷電粒子線をそれぞれブランキングするブランキング偏向器と、前記減圧室より気圧の高い外部室に配置され、前記ブランキング偏向器を制御するためのデバイスと、第１基板と、を備え、前記第１基板は、前記減圧室と前記外部室とを仕切る隔壁を構成し、かつ、該隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含み、前記デバイスは、前記電極を介して前記ブランキング偏向器と電気的に接続されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば、減圧室内のデバイスに高速かつ大量に信号を伝送するにあたり、該デバイスへの熱の流入の少なさの点で有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】マルチ荷電粒子線描画装置の構成を示した図である。
【図２】実施例１のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図３】実施例２のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図４】実施例３のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図５】実施例４のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図６】実施例４のブランキング偏向器の別構成を示した図である。
【図７】実施例５のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図８】実施例６のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図９】実施例７のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図１０】実施例８のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図１１】実施例８のブランキング偏向器の別構成を示した図である。
【図１２】従来の真空装置の構成を示した図である。
【図１３】実施例９による真空装置の構成を示した図である。
【図１４】従来のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図１５】従来のブランキング偏向器の断面図を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態について添付の図面を用いて説明する。図１は、複数の荷電粒子線それぞれを基板に荷電粒子線が入射するオン状態又は基板に荷電粒子線が入射しないオフ状態に制御しながら基板上にパターンを描画する描画装置（荷電粒子線描画装置）を示す。この実施形態では、荷電粒子線描画装置の一例としてのマルチ電子線描画装置の構成を示している。電子銃９はクロスオーバ１０を形成する。１２、１３はクロスオーバ１０から発散した電子の軌道を示している。クロスオーバ１０から発散した電子は、電磁レンズで構成されたコリメーターレンズ１１の作用により平行ビームとなり、アパーチャアレイ１４に入射する。アパーチャアレイ１４は、マトリクス状に配列した複数の円形状の開口を有し、入射した電子ビームは複数の電子線に分割される。アパーチャアレイ１４を通過した電子線は、円形状の開口を有した３枚の電極板（図中では、３枚を一体で図示している）から構成される静電レンズ１５に入射する。
【００１４】
静電レンズ１５が最初にクロスオーバを形成する位置に開口をマトリクス状に配置したブランキングアパーチャ１７が配置される。マトリクス状に電極を配置したブランキング偏向器（ブランキングデバイス）１６は、複数の電子線それぞれを基板に電子ビームが入射するオン状態又は基板に電子ビームが入射しないオフ状態（ブランキング状態）に制御する。ブランキング状態では、ブランキング偏向器１６により偏向された電子線がブランキングアパーチャ１７により遮断される。ブランキング偏向器１６は、描画パターンの発生回路２、ビットマップ変換回路３、ブランキング指令の生成回路４によって生成されるブランキング信号により制御される。ブランキング偏向器１６によりオン状態とされブランキングアパーチャ１７を通過した電子ビームは、第２の静電レンズ１９により結像され、ウエハ又はマスクなどの基板（試料）２０上に元のクロスオーバの像を結像する。描画中、試料２０はＸ方向にステージ２１により連続的に移動し、レーザー測長器による測長結果を基準として試料２０の表面上の像が偏向器１８によりＹ方向に偏向され、かつブランキング偏向器１６でブランキングされる。また、排気系の制御部３０により、後述の排気系の制御を行う。
【００１５】
［実施例１］
図２は電子線描画装置における実施例１のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。ブランキング指令値は信号ケーブル２０１を介してブランキング偏向器１６のインターフェースコネクタ２０２に接続される。ここで、ブランキング指令値の伝送には、伝送する信号ケーブル２０１に光ファイバを用いて光信号での高速シリアル通信を行う。インターフェースコネクタ２０２は光電変換素子であり、ここで電気信号に変換されたのち、シリアルーパラレル変換器２０３（シリアル−パラレル変換器）により各ブランキング電極２０８を駆動するための駆動信号が生成される。駆動信号は、シリコン基板２０４の貫通ビアに充填された電極２０５を介して、電子光学鏡筒２０６内のブランキング電極アレイ２０７へと接続される。ブランキング電極アレイ２０７上で、不図示の多層配線を経由してブランキング電極２０８へと接続され、駆動信号に応じてブランキング電極２０８に電圧を印加する。インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は、それぞれ、ブランキング偏向器１６の制御回路５を構成する要素または電子部品（デバイスともいう）である。
【００１６】
ブランキング偏向器１６が配置される減圧室（第１減圧室）４０１と第２の静電レンズ１９が配置される減圧室（第２減圧室）４０３と電子光学鏡筒２０６外の外部室（第３室）４０２とを仕切る隔壁の一部にシリコン基板（第１基板）２０４を用いる。ここで、外部室（第３室）４０２の真空度（減圧度）は、第１減圧室４０１及び第２減圧室４０３の真空度よりも低く、常圧（大気圧）であってもよい。また、第１減圧室４０１と第２減圧室４０３の真空度は、同じであっても互いに異なっていてもよい。ブランキング偏向器１６の制御回路５を構成する要素である、発熱量の大きなインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は、前室４０２に配置される。シリコン基板２０４は、第１減圧室４０１と外部室４０２とを仕切る隔壁の少なくとも一部を構成する第１領域を含む。ここで、シリコン基板２０４は、第１減圧室４０１と第２減圧室４０３とを仕切る障壁の少なくとも一部を構成する第２領域を含んでいてもよい。この場合、当該第２領域は、電子ビームが通過する貫通孔を有する。シリコン基板２０４の第１領域は、電極２０５を有する。電極２０５は、シリコン基板２０４の第１領域に形成された貫通ビアに第１減圧室４０１から外部室４０２に亙って充填されている。外部室４０２に配置されたインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は、電子光学鏡筒２０６内の第１減圧室４０１に配置されたブランキング電極２０８に電極２０５を介して電気的に接続されている。そのため、インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３からブランキング電極２０８までの配線長を大幅に短縮することが可能となり、信号伝送路の伝送特性を大きく改善することができる。また、通常真空フィードスルーに用いられる同軸コネクタの直径とコネクタ間隔とが数ｍｍから数十ｍｍのオーダーであるのに対し、シリコン基板２０４の電極２０５が充填される貫通ビアの直径と貫通ビア相互の間隔とは数十μｍから数百μｍオーダーと小さい。そのため、大量の配線をより少ない実装面積で電子光学鏡筒２０６外から引き込むことが可能となる。さらに、インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３を電子光学鏡筒２０６外に配置する。そうすることにより、インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は接触熱抵抗が下がるため、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、ブランキング電極アレイ２０７への熱の流出を抑えることができる。
【００１７】
［実施例２］
図３は実施例２のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。電子光学鏡筒２０６内の第１減圧室４０１は真空度が高いため、電子光学鏡筒２０６外の外部室の一部である前室４０２ａとの圧力差が大きい場合、隔壁であるシリコン基板２０４に問題となる程の応力変形が生じるおそれがある。この対策として、第１減圧室４０１と前室４０２ａとの間に中間室４０２ｂを設ける。中間室４０２ｂは、差動排気により第１減圧室４０１の圧力と前室４０２ａの圧力との間の圧力に減圧され、圧力差を段階的とすることでシリコン基板２０４の応力変形を抑制する。図３に示すように、前室４０２ａと中間室４０２ｂとを区切る隔壁に真空フィードスルー（コネクタ）３０２を設けてケーブル２０１とインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３とを接続する。電子光学鏡筒２０６の内部の電子線２１２が通過する高真空度の第１減圧室４０１に対して、貫通ビアに充填した電極２０５を有するシリコン基板（第１基板）２０４を隔壁として用いる。インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３とブランキング電極アレイ２０７とは、シリコン基板２０４の貫通ビアに充填した電極２０５を介して電気的に接続される。
【００１８】
このように電子光学鏡筒２０６の内部で電子線２１２が通過する高真空度の第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として中間室４０２ｂを作る。第１減圧室４０１と中間室４０２ｂとの圧力差を圧力センサ３０９により測定し、シリコン基板２０４の応力変形が問題とならない圧力差まで排気系３１０により中間室４０２ｂの圧力を調節する。圧力調整は、シリコン基板２０４の面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整される。以上の説明のように、電子線２１２が通過する第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として中間室４０２ｂを作り、差動排気により中間室４０２ｂの圧力を調節することで、シリコン基板２０４の応力変形を抑える。
【００１９】
［実施例３］
図４は実施例３のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。実施例３は実施例２と同様に圧力差によるシリコン基板の応力変形に対応した実施例である。図４に示すように、第１減圧室４０１と前室４０２ａとの間に中間室４０２ｂを設ける。電子光学鏡筒２０６の内部で電子線２１２が通過する高真空度の第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として用いる。中間室４０２ｂに配置されたインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３とブランキング電極アレイ２０７とは、シリコン基板２０４の貫通ビアに充填された電極２０５を介して接続される。シリコン基板２０４には電極に加えてオリフィス（貫通孔）４１３が形成されており、第１減圧室４０１と中間室４０２ｂとの圧力差を圧力センサ３０９により測定し、シリコン基板２０４の応力変形が問題とならない圧力差まで排気系３１０により圧力差を調節する。圧力調整は、シリコン基板２０４の面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整され、中間室４０２ｂの気圧は第１減圧室４０１より高く維持される。以上の説明のように、電子線２１２が通過する第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として中間室４０２ｂを作り、差動排気により第１減圧室４０１と中間室４０２ｂとの圧力差を調節することで、シリコン基板２０４の応力変形を抑える。実施例２と異なり、中間室４０２ｂと第１減圧室４０１を排気する排気系３１０を共通とすることでコストを抑える効果がある。
【００２０】
［実施例４］。
【００２１】
図５は実施例４のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送する伝送路を示す。図５に示すように、実施例１の構成に加えて、従来例のように、中継基板５２０を介して電子光学鏡筒２０６に入る伝送路（第２の伝送路）を設ける。ブランキング電極２０８の駆動信号のように、高速性を要する信号はシリコン基板２０４の電極２０５を介した伝送路（第１の伝送路）より伝送する。第２の伝送路の時間当たり伝送量（伝送路容量）は、第１の伝送路の時間当たり伝送量よりも小さい。電源供給や、初期化の設定の信号や、非同期信号のように高速性を要しない信号は中継基板５２０の伝送路より伝送する。このように信号の速度に応じて異なる伝送路を設けることで、より多くの伝送路を構成することが可能となる。また、実施例では中継基板５２０を構成しているが、図６のように、シリコン基板２０４自体で電子光学鏡筒２０６に入る他の伝送路に接続しても同様の効果が得られる。
【００２２】
［実施例５］
図７は実施例５のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。本実施例では、ブランキング偏向器１６が配置された第１減圧室４０１とインターフェースコネクタ２０２が配置された前室４０２ａとの間に複数の中間室４０２ｂを設けている。複数の中間室４０２ｂのうち、第１減圧室４０１側に位置する中間室は、中間室と第１減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された第２中間室を構成している。第１減圧室４０１とそれに接続された中間室４０２ｂとは電極２０５を有する第１シリコン基板２０４で仕切られている。前室４０２ａとそれに接続された中間室４０２ｂとは、電極２０５を有する第２シリコン基板２０４ｂ（第２基板）で仕切られている。２つの中間室４０２ｂは、電極２０５を有する第３シリコン基板２０４ａ（第３基板）で仕切られている。２つの中間室４０２ｂには、電子部品７５２が配置されている。各電子部品７５２は、例えばシリアルーパラレル変換器や、駆動信号を生成する素子、駆動信号の補正情報の記憶されたメモリなどである。
【００２３】
ブランキング指令値は信号ケーブル２０１を介してインターフェースコネクタ２０２に接続される。ブランキング指令値は、インターフェースコネクタ２０２から、各シリコン基板２０４〜２０４ｂの電極２０５と２つの中間室４０２ｂに配置された電子部品７５２とを介して第１減圧室４０１に配置されたブランキング電極アレイ２０７へ接続される。各電子部品７５２は、電極２０５で相互接続されるため、高速に信号を処理することが可能となる。このため、通常、電子光学鏡筒２０６外に実装された不図示のドライバ基板で行っていた処理を、電子光学鏡筒２０６の内部の中間室４０２ｂで行うことが可能となり、電子光学鏡筒２０６外の実装を減らすことができる。また、インターフェースコネクタ２０２を第１減圧室４０１から最も遠い電子光学鏡筒２０６外の前室４０２ａに配置する。それにより、インターフェースコネクタ２０２は接触熱抵抗が下がるため、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、ブランキング電極アレイ２０７への熱の流出を抑えることができる。
【００２４】
［実施例６］
図８は実施例６のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。電子光学鏡筒２０６の内部は高真空であるため、電子光学鏡筒２０６の内外の圧力差が大きい場合、シリコン基板２０４、２０４ｂに問題となる程の応力変形が生じる可能性がある。この対策として、第１減圧室４０１、複数の中間室４０２ｂ、前室４０２ａの間の圧力差を調整して、シリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形を抑制する。電子光学鏡筒２０６にケーブル２０１又はコネクタ３０２を設けて電子光学鏡筒内に真空フィードスルーし、これらケーブル２０１又はフレキシブル基板の真空フィードスルー（コネクタ）３０２等をインターフェースコネクタ２０２と接続する。実施例５と同様にシリコン基板２０４、２０４ｂの電極２０５を介して電子部品７５２の接合を繰り返し、ブランキング指令値は、最終的に第１減圧室４０１に配置されたブランキング電極アレイ２０７へと接続される。
【００２５】
シリコン基板２０４、２０４ｂで区切られた第１減圧室、各中間室４０２ｂに対し、圧力センサ３０９と排気系３１０を構成し、第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂ間の圧力差を複数の圧力センサ３０９により測定する。排気系の制御部３０は、複数の圧力センサ３０９の検出結果に基づいて、シリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形が許容範囲内となるように各排気系を制御する。第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂの圧力調整は、シリコン基板２０４、２０４ｂの面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整される。以上のように、シリコン基板２０４、２０４ｂで区切られたた第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂの圧力を調節することで、各シリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形を抑える。実施例６では最も高真空度の第１減圧室４０１から前室４０２ａへと順に圧力を上げた例である。（前室４０２ａの圧力＞中間室４０２ｂの圧力＞第１減圧室４０１の圧力）
【００２６】
［実施例７］
図９は実施例７のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。実施例７は実施例６と同様に圧力差によるシリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形に対応した実施例である。図９に示すように、各シリコン基板２０４、２０４ｂには電極２０５に加えてオリフィス（貫通孔）４１３を設けている。また、実施例７では、第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂの圧力差を１つの圧力センサ３０９により測定し、各シリコン基板２０４，２０４ｂの応力変形が問題とならないように排気系３１０により圧力差を調節する。圧力調整は、シリコン基板２０４、２０４ｂの面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整される。実施例７では、排気系３１０を共通とすることでコストを抑える効果がある。
【００２７】
［実施例８］
図１０は実施例８のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。図１０に示すように、実施例５の構成に加えて、中継基板５２０を介して電子光学鏡筒２０６内の第１減圧室４０１に入る第２の伝送路を別途設ける。ブランキング電極２０８の駆動信号のように、高速性を要する信号はシリコン基板２０４の電極２０５を介した第１の伝送路より伝送する。電源供給や、初期化の設定の信号や、非同期信号のように高速性を要しない信号は中継基板５２０を介した第２の伝送路より伝送する。このように信号の速度に応じて時間当たり伝送量が異なる複数の伝送路を設けることで、より多くの伝送路を構成することが可能となる。また、実施例８では中継基板５２０を構成しているが、図１１のように、シリコン基板２０４自体で第２の伝送路に接続しても同様の効果が得られる。
【００２８】
［実施例９］
図１３は、荷電粒子線描画装置以外の処理装置（減圧下または真空下で、試料（対象物）に対する加工、計測または検査の処理等、所定の処理を行う処理装置）の実施例を示している。真空空間（減圧室）４０１内にレーザー光２２２を検出するフォトダイオード（第１のデバイス）３０１が配置され、シリコン基板２０４（単に基板ともいう）の電極２０５を介して真空空間の外部４０２に配置された増幅器（第２のデバイス）３０６へと接続される。増幅器３０６でパルス波が生成され、Ａ／Ｄ変換されたのち、不図示の制御系へと送信される。
【００２９】
従来は信号の周波数が上がるに従って、増幅器３０６の発熱量が増大し、その影響により、フォトダイオード３０１はレーザー光量の検出を精度よく行うことができなかった。また、発熱源である増幅器３０６を、真空フィードスルーを介して真空空間の外部４０２に配置して冷却することが行われていたが、フォトダイオード３０１と増幅器３０６との伝送距離が延びたことにより、伝送特性の低下や実装サイズの大きさが問題となっていた。
【００３０】
しかし、以上の説明のように、真空空間の隔壁としてシリコン基板２０４を用いることで、配線を伸ばすことなく増幅器３０６を真空空間の外部４０２に配置することが可能となっている。真空空間の外部４０２に配置された増幅器３０６は接触熱抵抗が下がるため、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、フォトダイオード３０１への熱の流出を抑えることができる。本実施例ではフォトダイオードを例に示したが、真空空間に設置された電子部品（デバイス）であって、該電子部品との間で信号を送信または受信し且つ熱源となり得る電子部品と接続される全ての電子部品に応用可能である。
【００３１】
以上説明したように、本実施例は、貫通ビアに充填された電極２０５を介して両面側の配線層が相互接続された構造を有するシリコン基板２０４を処理装置の隔壁として備え、電子部品３０１をシリコン基板２０４の上に実装又は形成する。本実施例は、それによって、電子部品３０１への熱の流入を防止し、減圧室内へ多くの伝送路を敷設し、かつ、伝送路の周波数特性を向上することができる。
なお、（真空）隔壁を構成する基板は、以上の説明ではシリコン基板を例示したが、それには限定されず、隔壁として機能させられ且つ貫通電極を備えられるものであれば、他の材質の基板であってもよい。
【００３２】
［デバイス製造方法］
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置、物品の製造方法、及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、真空装置内に設置された電子デバイスは温度により特性が変化するため、発熱源を冷却しやすい真空室外に配置することが行われている。図１２の真空装置は、真空室内４０１に配置されたフォトダイオード３０１によりレーザービーム２２２を検出し、増幅器３０６にて受光量に比例してパルス波形を発生させている。検出周波数の増大に伴い、増幅器３０６の発熱が増大し、その発熱がフォトダイオード３０１の検出特性を低下させるため、真空フィードスルー３０４を介して増幅器３０６を真空室の外部４０２に配置している。増幅器３０６は、真空室の外部４０２に配置されたことにより、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、また、フォトダイオード３０１と離れて配置されることによりフォトダイオード３０１への熱の伝達を防いでいる。しかし、フォトダイオード３０１と増幅器３０６の伝送距離が延びることにより、伝送特性の低下が課題となっている。また、このような電子デバイスを大量に必要とする真空装置では、真空フィードスルー３０４を含む実装のサイズが制約となり、設置できる電子デバイスの数が限られるという問題が起きている。
【０００３】
また、同様に、発熱による影響が懸念される電子デバイスを含み、その電子デバイスへの信号の伝送路が問題となる真空装置としてマルチ荷電粒子線描画装置がある。従来の荷電粒子線描画装置におけるブランキング偏向器のブランキング電極２０８とそれらを駆動するドライバ及び駆動信号を伝送する伝送路の例を図１４、図１５に示す。ブランキング偏向器１６の制御回路５は、ドライバ５０１に駆動信号を出力する。この出力は信号ケーブル２０１を介して中継基板５２０のインターフェースコネクタ２０２に接続され、配線パターンによって電子光学鏡筒２０６を通過する。駆動信号の終端回路であるターミネータ５０４を通過した駆動信号は、真空シール５１０を通過しコンタクトユニット５０５を経由してブランキング偏向器１６に接続される。ブランキング偏向器１６の上には各ブランキング開口５０７に一対ずつ設けられたブランキング電極２０８が配置され、コンタクトユニット５０５から配線パターン５０６を通して駆動信号がそれらブランキング電極２０８に接続されている。また、冷却器２０９から導入管５１４、中継基板５２０、排出管５１３に冷却液を通して、ターミネータ５０４で発生する熱を除去し、電子光学鏡筒２０６や真空シール５１０より内側にある部材の熱変形や特性変化を制御する工夫がなされている。
【０００４】
このようなマルチ荷電粒子線描画装置において、更なるスループット向上が望まれている。マルチ荷電粒子線描画装置のスループットの向上には、描画を繰り返す間隔である描画周期の短縮が有効であるが、そのためには、ブランキング時間を短くすることが必要であり、ブランキング偏向器１６への制御信号の周波数が上がる。マルチ荷電粒子線描画装置のスループットの向上には、１つの荷電粒子線源における描画範囲である画角の拡大も有効であり、アパーチャアレイにより分割される荷電粒子線の数を増やすことが考えられる。そのためには、分割された電子線を制御する、静電レンズ、ブランキング偏向器１６の増加、その増加に伴うレンズ、電極、ひいては電極までの配線の増加が必要となる。
【０００５】
描画周期を短縮するには制御信号を高速に伝送する必要がある。しかし、限られた基板の範囲内で、描画周期を短縮するために伝送特性を維持あるいは向上させることと、画角を拡大するために配線数を増やすこととは、相反するものである。さらに、従来は電子光学鏡筒外から電子光学鏡筒内のほぼ中心に配置される電極まで中継基板の配線パターンを介して信号が伝送され、その配線長は、電子光学鏡筒の半径に近い値（数百ｍｍ）となる。現在、ブランキング電極の駆動信号の周波数成分への要求は、装置の高速化に伴い１ＧＨｚ近傍にまで達しようとしている。このような信号帯域においては、伝送路の容量と直流抵抗の制約が大きい。例えば伝送路の幅を２μｍで設計した場合、ブランキング電極の静電容量を除いた線路の容量を１．５ＰＦ、直流抵抗を３００Ωとすると、その他諸条件から求められる許容線路長は僅か１５ｍｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、マルチ荷電粒子線描画装置のスループットを向上する為には、高速（高周波）で且つ大容量の信号を伝送することが必要となり、そのために、配線領域を広げて配線パターンのサイズを大きくするか、配線長を短くすることが必要となる。まず、配線領域を広げる方法として、配線を多層化することが容易に想像できる。この場合、複数の電極から、多層配線デバイス、多層配線基板、中継基板を経てケーブルにて制御信号発生部より接続される複数本の伝送路が構成される。こうした工夫は一定の効果が得られるが、多層化できる層数にも製造上の限界が有り、現在実現可能な層数（約５０層）では所望の伝送特性を維持しながらの高密度配線、実装は難しい状況に有る。
【０００８】
一方、基板の配線長を短くするために、配線よりも低インピーダンスのケーブルを電子光学鏡筒内に真空フィードスルーし、ブランキング電極アレイ近傍に光電変換素子やシリアル−パラレル変換器を配置することで、基板の配線長を短くする方法が考えられる。しかし、ブランキング電極アレイ近傍で光電変換素子やシリアル−パラレル変換器が発熱するため、ブランキング電極アレイ構造に描画精度上無視できない程の幾何学的歪を発生させてしまう懸念がある。また、電子光学鏡筒内でケーブルの実装ボリュームが問題になるほか、ケーブルや光電変換素子からのアウトガスへの対策が必要であり、装置サイズ及びコストの増加に繋がる。以上の方法では、配線長を短くして伝送特性は改善できるが、別の課題が発生してしまう。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑みて為されたものであり、真空室内のデバイスに高速かつ大量に信号を伝送するにあたり、該デバイスへの熱の流入の少なさの点で有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの側面は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、減圧室に配置され、前記複数の荷電粒子線をそれぞれブランキングするブランキング偏向器と、前記減圧室より気圧の高い外部室に配置され、前記ブランキング偏向器を制御するためのデバイスと、第１基板と、を備え、前記第１基板は、前記減圧室と前記外部室とを仕切る隔壁を構成し、かつ、該隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含み、前記デバイスは、前記電極を介して前記ブランキング偏向器と電気的に接続されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば、減圧室内のデバイスに高速かつ大量に信号を伝送するにあたり、該デバイスへの熱の流入の少なさの点で有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】マルチ荷電粒子線描画装置の構成を示した図である。
【図２】実施例１のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図３】実施例２のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図４】実施例３のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図５】実施例４のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図６】実施例４のブランキング偏向器の別構成を示した図である。
【図７】実施例５のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図８】実施例６のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図９】実施例７のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図１０】実施例８のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図１１】実施例８のブランキング偏向器の別構成を示した図である。
【図１２】従来の真空装置の構成を示した図である。
【図１３】実施例９による真空装置の構成を示した図である。
【図１４】従来のブランキング偏向器の構成を示した図である。
【図１５】従来のブランキング偏向器の断面図を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態について添付の図面を用いて説明する。図１は、複数の荷電粒子線それぞれを基板に荷電粒子線が入射するオン状態又は基板に荷電粒子線が入射しないオフ状態に制御しながら基板上にパターンを描画する描画装置（荷電粒子線描画装置）を示す。この実施形態では、荷電粒子線描画装置の一例としてのマルチ電子線描画装置の構成を示している。電子銃９はクロスオーバ１０を形成する。１２、１３はクロスオーバ１０から発散した電子の軌道を示している。クロスオーバ１０から発散した電子は、電磁レンズで構成されたコリメーターレンズ１１の作用により平行ビームとなり、アパーチャアレイ１４に入射する。アパーチャアレイ１４は、マトリクス状に配列した複数の円形状の開口を有し、入射した電子ビームは複数の電子線に分割される。アパーチャアレイ１４を通過した電子線は、円形状の開口を有した３枚の電極板（図中では、３枚を一体で図示している）から構成される静電レンズ１５に入射する。
【００１４】
静電レンズ１５が最初にクロスオーバを形成する位置に開口をマトリクス状に配置したブランキングアパーチャ１７が配置される。マトリクス状に電極を配置したブランキング偏向器（ブランキングデバイス）１６は、複数の電子線それぞれを基板に電子ビームが入射するオン状態又は基板に電子ビームが入射しないオフ状態（ブランキング状態）に制御する。ブランキング状態では、ブランキング偏向器１６により偏向された電子線がブランキングアパーチャ１７により遮断される。ブランキング偏向器１６は、描画パターンの発生回路２、ビットマップ変換回路３、ブランキング指令の生成回路４によって生成されるブランキング信号により制御される。ブランキング偏向器１６によりオン状態とされブランキングアパーチャ１７を通過した電子ビームは、第２の静電レンズ１９により結像され、ウエハ又はマスクなどの基板（試料）２０上に元のクロスオーバの像を結像する。描画中、試料２０はＸ方向にステージ２１により連続的に移動し、レーザー測長器による測長結果を基準として試料２０の表面上の像が偏向器１８によりＹ方向に偏向され、かつブランキング偏向器１６でブランキングされる。また、排気系の制御部３０により、後述の排気系の制御を行う。
【００１５】
［実施例１］
図２は電子線描画装置における実施例１のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。ブランキング指令値は信号ケーブル２０１を介してブランキング偏向器１６のインターフェースコネクタ２０２に接続される。ここで、ブランキング指令値の伝送には、伝送する信号ケーブル２０１に光ファイバを用いて光信号での高速シリアル通信を行う。インターフェースコネクタ２０２は光電変換素子であり、ここで電気信号に変換されたのち、シリアルーパラレル変換器２０３（シリアル−パラレル変換器）により各ブランキング電極２０８を駆動するための駆動信号が生成される。駆動信号は、シリコン基板２０４の貫通ビアに充填された電極２０５を介して、電子光学鏡筒２０６内のブランキング電極アレイ２０７へと接続される。ブランキング電極アレイ２０７上で、不図示の多層配線を経由してブランキング電極２０８へと接続され、駆動信号に応じてブランキング電極２０８に電圧を印加する。インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は、それぞれ、ブランキング偏向器１６の制御回路５を構成する要素または電子部品（デバイスともいう）である。
【００１６】
ブランキング偏向器１６が配置される減圧室（第１減圧室）４０１と第２の静電レンズ１９が配置される減圧室（第２減圧室）４０３と電子光学鏡筒２０６外の外部室（第３室）４０２とを仕切る隔壁の一部にシリコン基板（第１基板）２０４を用いる。ここで、外部室（第３室）４０２の真空度（減圧度）は、第１減圧室４０１及び第２減圧室４０３の真空度よりも低く、常圧（大気圧）であってもよい。また、第１減圧室４０１と第２減圧室４０３の真空度は、同じであっても互いに異なっていてもよい。ブランキング偏向器１６の制御回路５を構成する要素である、発熱量の大きなインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は、前室４０２に配置される。シリコン基板２０４は、第１減圧室４０１と外部室４０２とを仕切る隔壁の少なくとも一部を構成する第１領域を含む。ここで、シリコン基板２０４は、第１減圧室４０１と第２減圧室４０３とを仕切る障壁の少なくとも一部を構成する第２領域を含んでいてもよい。この場合、当該第２領域は、電子ビームが通過する貫通孔を有する。シリコン基板２０４の第１領域は、電極２０５を有する。電極２０５は、シリコン基板２０４の第１領域に形成された貫通ビアに第１減圧室４０１から外部室４０２に亙って充填されている。外部室４０２に配置されたインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は、電子光学鏡筒２０６内の第１減圧室４０１に配置されたブランキング電極２０８に電極２０５を介して電気的に接続されている。そのため、インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３からブランキング電極２０８までの配線長を大幅に短縮することが可能となり、信号伝送路の伝送特性を大きく改善することができる。また、通常真空フィードスルーに用いられる同軸コネクタの直径とコネクタ間隔とが数ｍｍから数十ｍｍのオーダーであるのに対し、シリコン基板２０４の電極２０５が充填される貫通ビアの直径と貫通ビア相互の間隔とは数十μｍから数百μｍオーダーと小さい。そのため、大量の配線をより少ない実装面積で電子光学鏡筒２０６外から引き込むことが可能となる。さらに、インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３を電子光学鏡筒２０６外に配置する。そうすることにより、インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３は接触熱抵抗が下がるため、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、ブランキング電極アレイ２０７への熱の流出を抑えることができる。
【００１７】
［実施例２］
図３は実施例２のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。電子光学鏡筒２０６内の第１減圧室４０１は真空度が高いため、電子光学鏡筒２０６外の外部室の一部である前室４０２ａとの圧力差が大きい場合、隔壁であるシリコン基板２０４に問題となる程の応力変形が生じるおそれがある。この対策として、第１減圧室４０１と前室４０２ａとの間に中間室４０２ｂを設ける。中間室４０２ｂは、差動排気により第１減圧室４０１の圧力と前室４０２ａの圧力との間の圧力に減圧され、圧力差を段階的とすることでシリコン基板２０４の応力変形を抑制する。図３に示すように、前室４０２ａと中間室４０２ｂとを区切る隔壁に真空フィードスルー（コネクタ）３０２を設けてケーブル２０１とインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３とを接続する。電子光学鏡筒２０６の内部の電子線２１２が通過する高真空度の第１減圧室４０１に対して、貫通ビアに充填した電極２０５を有するシリコン基板（第１基板）２０４を隔壁として用いる。インターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３とブランキング電極アレイ２０７とは、シリコン基板２０４の貫通ビアに充填した電極２０５を介して電気的に接続される。
【００１８】
このように電子光学鏡筒２０６の内部で電子線２１２が通過する高真空度の第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として中間室４０２ｂを作る。第１減圧室４０１と中間室４０２ｂとの圧力差を圧力センサ３０９により測定し、シリコン基板２０４の応力変形が問題とならない圧力差まで排気系３１０により中間室４０２ｂの圧力を調節する。圧力調整は、シリコン基板２０４の面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整される。以上の説明のように、電子線２１２が通過する第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として中間室４０２ｂを作り、差動排気により中間室４０２ｂの圧力を調節することで、シリコン基板２０４の応力変形を抑える。
【００１９】
［実施例３］
図４は実施例３のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。実施例３は実施例２と同様に圧力差によるシリコン基板の応力変形に対応した実施例である。図４に示すように、第１減圧室４０１と前室４０２ａとの間に中間室４０２ｂを設ける。電子光学鏡筒２０６の内部で電子線２１２が通過する高真空度の第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として用いる。中間室４０２ｂに配置されたインターフェースコネクタ２０２、シリアルーパラレル変換器２０３とブランキング電極アレイ２０７とは、シリコン基板２０４の貫通ビアに充填された電極２０５を介して接続される。シリコン基板２０４には電極に加えてオリフィス（貫通孔）４１３が形成されており、第１減圧室４０１と中間室４０２ｂとの圧力差を圧力センサ３０９により測定し、シリコン基板２０４の応力変形が問題とならない圧力差まで排気系３１０により圧力差を調節する。圧力調整は、シリコン基板２０４の面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整され、中間室４０２ｂの気圧は第１減圧室４０１より高く維持される。以上の説明のように、電子線２１２が通過する第１減圧室４０１に対し、シリコン基板２０４を隔壁として中間室４０２ｂを作り、差動排気により第１減圧室４０１と中間室４０２ｂとの圧力差を調節することで、シリコン基板２０４の応力変形を抑える。実施例２と異なり、中間室４０２ｂと第１減圧室４０１を排気する排気系３１０を共通とすることでコストを抑える効果がある。
【００２０】
［実施例４］。
【００２１】
図５は実施例４のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送する伝送路を示す。図５に示すように、実施例１の構成に加えて、従来例のように、中継基板５２０を介して電子光学鏡筒２０６に入る伝送路（第２の伝送路）を設ける。ブランキング電極２０８の駆動信号のように、高速性を要する信号はシリコン基板２０４の電極２０５を介した伝送路（第１の伝送路）より伝送する。第２の伝送路の時間当たり伝送量（伝送路容量）は、第１の伝送路の時間当たり伝送量よりも小さい。電源供給や、初期化の設定の信号や、非同期信号のように高速性を要しない信号は中継基板５２０の伝送路より伝送する。このように信号の速度に応じて異なる伝送路を設けることで、より多くの伝送路を構成することが可能となる。また、実施例では中継基板５２０を構成しているが、図６のように、シリコン基板２０４自体で電子光学鏡筒２０６に入る他の伝送路に接続しても同様の効果が得られる。
【００２２】
［実施例５］
図７は実施例５のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。本実施例では、ブランキング偏向器１６が配置された第１減圧室４０１とインターフェースコネクタ２０２が配置された前室４０２ａとの間に複数の中間室４０２ｂを設けている。複数の中間室４０２ｂのうち、第１減圧室４０１側に位置する中間室は、中間室と第１減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された第２中間室を構成している。第１減圧室４０１とそれに接続された中間室４０２ｂとは電極２０５を有する第１シリコン基板２０４で仕切られている。前室４０２ａとそれに接続された中間室４０２ｂとは、電極２０５を有する第２シリコン基板２０４ｂ（第２基板）で仕切られている。２つの中間室４０２ｂは、電極２０５を有する第３シリコン基板２０４ａ（第３基板）で仕切られている。２つの中間室４０２ｂには、電子部品７５２が配置されている。各電子部品７５２は、例えばシリアルーパラレル変換器や、駆動信号を生成する素子、駆動信号の補正情報の記憶されたメモリなどである。
【００２３】
ブランキング指令値は信号ケーブル２０１を介してインターフェースコネクタ２０２に接続される。ブランキング指令値は、インターフェースコネクタ２０２から、各シリコン基板２０４〜２０４ｂの電極２０５と２つの中間室４０２ｂに配置された電子部品７５２とを介して第１減圧室４０１に配置されたブランキング電極アレイ２０７へ接続される。各電子部品７５２は、電極２０５で相互接続されるため、高速に信号を処理することが可能となる。このため、通常、電子光学鏡筒２０６外に実装された不図示のドライバ基板で行っていた処理を、電子光学鏡筒２０６の内部の中間室４０２ｂで行うことが可能となり、電子光学鏡筒２０６外の実装を減らすことができる。また、インターフェースコネクタ２０２を第１減圧室４０１から最も遠い電子光学鏡筒２０６外の前室４０２ａに配置する。それにより、インターフェースコネクタ２０２は接触熱抵抗が下がるため、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、ブランキング電極アレイ２０７への熱の流出を抑えることができる。
【００２４】
［実施例６］
図８は実施例６のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。電子光学鏡筒２０６の内部は高真空であるため、電子光学鏡筒２０６の内外の圧力差が大きい場合、シリコン基板２０４、２０４ｂに問題となる程の応力変形が生じる可能性がある。この対策として、第１減圧室４０１、複数の中間室４０２ｂ、前室４０２ａの間の圧力差を調整して、シリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形を抑制する。電子光学鏡筒２０６にケーブル２０１又はコネクタ３０２を設けて電子光学鏡筒内に真空フィードスルーし、これらケーブル２０１又はフレキシブル基板の真空フィードスルー（コネクタ）３０２等をインターフェースコネクタ２０２と接続する。実施例５と同様にシリコン基板２０４、２０４ｂの電極２０５を介して電子部品７５２の接合を繰り返し、ブランキング指令値は、最終的に第１減圧室４０１に配置されたブランキング電極アレイ２０７へと接続される。
【００２５】
シリコン基板２０４、２０４ｂで区切られた第１減圧室、各中間室４０２ｂに対し、圧力センサ３０９と排気系３１０を構成し、第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂ間の圧力差を複数の圧力センサ３０９により測定する。排気系の制御部３０は、複数の圧力センサ３０９の検出結果に基づいて、シリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形が許容範囲内となるように各排気系を制御する。第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂの圧力調整は、シリコン基板２０４、２０４ｂの面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整される。以上のように、シリコン基板２０４、２０４ｂで区切られたた第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂの圧力を調節することで、各シリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形を抑える。実施例６では最も高真空度の第１減圧室４０１から前室４０２ａへと順に圧力を上げた例である。（前室４０２ａの圧力＞中間室４０２ｂの圧力＞第１減圧室４０１の圧力）
【００２６】
［実施例７］
図９は実施例７のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。実施例７は実施例６と同様に圧力差によるシリコン基板２０４、２０４ｂの応力変形に対応した実施例である。図９に示すように、各シリコン基板２０４、２０４ｂには電極２０５に加えてオリフィス（貫通孔）４１３を設けている。また、実施例７では、第１減圧室４０１、各中間室４０２ｂの圧力差を１つの圧力センサ３０９により測定し、各シリコン基板２０４，２０４ｂの応力変形が問題とならないように排気系３１０により圧力差を調節する。圧力調整は、シリコン基板２０４、２０４ｂの面積と厚みに応じて、応力変形が問題とならない圧力差で接触熱抵抗が最も低くなるように調整される。実施例７では、排気系３１０を共通とすることでコストを抑える効果がある。
【００２７】
［実施例８］
図１０は実施例８のブランキング偏向器１６の構成と、ブランキング電極２０８を駆動する信号の伝送路を示す。図１０に示すように、実施例５の構成に加えて、中継基板５２０を介して電子光学鏡筒２０６内の第１減圧室４０１に入る第２の伝送路を別途設ける。ブランキング電極２０８の駆動信号のように、高速性を要する信号はシリコン基板２０４の電極２０５を介した第１の伝送路より伝送する。電源供給や、初期化の設定の信号や、非同期信号のように高速性を要しない信号は中継基板５２０を介した第２の伝送路より伝送する。このように信号の速度に応じて時間当たり伝送量が異なる複数の伝送路を設けることで、より多くの伝送路を構成することが可能となる。また、実施例８では中継基板５２０を構成しているが、図１１のように、シリコン基板２０４自体で第２の伝送路に接続しても同様の効果が得られる。
【００２８】
［実施例９］
図１３は、荷電粒子線描画装置以外の処理装置（減圧下または真空下で、試料（対象物）に対する加工、計測または検査の処理等、所定の処理を行う処理装置）の実施例を示している。真空空間（減圧室）４０１内にレーザー光２２２を検出するフォトダイオード（第１のデバイス）３０１が配置され、シリコン基板２０４（単に基板ともいう）の電極２０５を介して真空空間の外部４０２に配置された増幅器（第２のデバイス）３０６へと接続される。増幅器３０６でパルス波が生成され、Ａ／Ｄ変換されたのち、不図示の制御系へと送信される。
【００２９】
従来は信号の周波数が上がるに従って、増幅器３０６の発熱量が増大し、その影響により、フォトダイオード３０１はレーザー光量の検出を精度よく行うことができなかった。また、発熱源である増幅器３０６を、真空フィードスルーを介して真空空間の外部４０２に配置して冷却することが行われていたが、フォトダイオード３０１と増幅器３０６との伝送距離が延びたことにより、伝送特性の低下や実装サイズの大きさが問題となっていた。
【００３０】
しかし、以上の説明のように、真空空間の隔壁としてシリコン基板２０４を用いることで、配線を伸ばすことなく増幅器３０６を真空空間の外部４０２に配置することが可能となっている。真空空間の外部４０２に配置された増幅器３０６は接触熱抵抗が下がるため、冷却器２０９により十分に冷却することが可能となり、フォトダイオード３０１への熱の流出を抑えることができる。本実施例ではフォトダイオードを例に示したが、真空空間に設置された電子部品（デバイス）であって、該電子部品との間で信号を送信または受信し且つ熱源となり得る電子部品と接続される全ての電子部品に応用可能である。
【００３１】
以上説明したように、本実施例は、貫通ビアに充填された電極２０５を介して両面側の配線層が相互接続された構造を有するシリコン基板２０４を処理装置の隔壁として備え、電子部品３０１をシリコン基板２０４の上に実装又は形成する。本実施例は、それによって、電子部品３０１への熱の流入を防止し、減圧室内へ多くの伝送路を敷設し、かつ、伝送路の周波数特性を向上することができる。
なお、（真空）隔壁を構成する基板は、以上の説明ではシリコン基板を例示したが、それには限定されず、隔壁として機能させられ且つ貫通電極を備えられるものであれば、他の材質の基板であってもよい。
【００３２】
［デバイス製造方法］
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
減圧室に配置され、前記複数の荷電粒子線をそれぞれブランキングするブランキング偏向器と、
前記減圧室より気圧の高い外部室に配置され、前記ブランキング偏向器を制御するためのデバイスと、
第１基板と、
を備え、
前記第１基板は、前記減圧室と前記外部室とを仕切る隔壁を構成し、かつ、該隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含み、
前記デバイスは、前記電極を介して前記ブランキング偏向器と電気的に接続されている、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記外部室は、前記デバイスが配置された前室と、該前室と前記減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された中間室と、を含み、
前記中間室は、前記減圧室の気圧と前記前室の気圧との間の気圧に減圧され、
前記中間室と前記前室とを仕切る隔壁は、真空フィードスルーを含み、
前記前室に配置された前記デバイスは、前記真空フィードスルー、前記中間室に配置された前記デバイス、および、前記電極を介して前記ブランキング偏向器に電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記外部室は、前記デバイスが配置された前室と、該前室と前記減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された中間室と、を含み、
前記中間室は、前記減圧室の気圧と前記前室の気圧との間の気圧に減圧され、
前記中間室と前記前室とを仕切る隔壁は、貫通孔に充填された電極を有する第２基板を含み、
前記前室に配置された前記デバイスは、前記第２基板の前記電極、前記中間室に配置された前記デバイス、および、前記第１基板の前記電極を介して前記ブランキング偏向器に電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項４】
前記外部室は、前記中間室と前記減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された第２中間室を含み、
前記第２中間室は、前記減圧室の気圧と前記中間室の気圧との間の気圧に減圧されている、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の描画装置。
【請求項５】
前記減圧室の気圧および前記外部室の気圧をそれぞれ検出する複数の圧力センサと、
前記減圧室および前記中間室をそれぞれ排気する複数の排気系と、
前記複数の圧力センサの検出結果に基づいて、前記第１基板の変形が許容範囲内となるように前記複数の排気系を制御する制御部と、
をさらに備える、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項６】
前記減圧室を排気する排気系をさらに備え、
前記第１基板の前記隔壁となる領域には、前記電極で充填されない貫通孔が形成され、
前記電極で充填されない前記第１基板の前記貫通孔を介して前記排気系が前記外部室を排気することにより、前記外部室の気圧は、前記減圧室の気圧より高く維持される、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の描画装置。
【請求項７】
前記第１基板の前記電極を介して前記外部室から前記ブランキング偏向器に信号を伝送する第１の伝送路とは別に、前記第１基板の前記電極を介さずに前記外部室から前記ブランキング偏向器に信号を伝送する第２の伝送路を有し、
前記第２の伝送路の伝送路容量は、前記第１の伝送路の伝送路容量より小さい、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項８】
前記外部室に配置された前記デバイスは、光電変換素子、シリアル−パラレル変換器及びメモリの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行わた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１０】
減圧室を形成する隔壁と、該減圧室の内部に配置された第１のデバイスと、前記減圧室の外部に配置された第２のデバイスと、を備え、前記減圧室内で前記デバイスを用いた処理を行う処理装置であって、
前記隔壁を構成し、かつ、前記隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含む基板を備え、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとは、前記電極を介して電気的に接続されている、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項１１】
前記第１のデバイスは、フォトダイオードを含み、
前記第２のデバイスは、増幅器を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１】
複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
減圧室に配置され、前記複数の荷電粒子線をそれぞれブランキングするブランキング偏向器と、
前記減圧室より気圧の高い外部室に配置され、前記ブランキング偏向器を制御するためのデバイスと、
第１基板と、
を備え、
前記第１基板は、前記減圧室と前記外部室とを仕切る隔壁を構成し、かつ、該隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含み、
前記デバイスは、前記電極を介して前記ブランキング偏向器と電気的に接続されている、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記外部室は、前記デバイスが配置された前室と、該前室と前記減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された中間室と、を含み、
前記中間室は、前記減圧室の気圧と前記前室の気圧との間の気圧に減圧され、
前記中間室と前記前室とを仕切る隔壁は、真空フィードスルーを含み、
前記前室に配置された前記デバイスは、前記真空フィードスルー、前記中間室に配置された前記デバイス、および、前記電極を介して前記ブランキング偏向器に電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記外部室は、前記デバイスが配置された前室と、該前室と前記減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された中間室と、を含み、
前記中間室は、前記減圧室の気圧と前記前室の気圧との間の気圧に減圧され、
前記中間室と前記前室とを仕切る隔壁は、貫通孔に充填された電極を有する第２基板を含み、
前記前室に配置された前記デバイスは、前記第２基板の前記電極、前記中間室に配置された前記デバイス、および、前記第１基板の前記電極を介して前記ブランキング偏向器に電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項４】
前記外部室は、前記中間室と前記減圧室との間に配置され且つデバイスが配置された第２中間室を含み、
前記第２中間室は、前記減圧室の気圧と前記中間室の気圧との間の気圧に減圧されている、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の描画装置。
【請求項５】
前記減圧室の気圧および前記外部室の気圧をそれぞれ検出する複数の圧力センサと、
前記減圧室および前記中間室をそれぞれ排気する複数の排気系と、
前記複数の圧力センサの検出結果に基づいて、前記第１基板の変形が許容範囲内となるように前記複数の排気系を制御する制御部と、
をさらに備える、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項６】
前記減圧室を排気する排気系をさらに備え、
前記第１基板の前記隔壁となる領域には、前記電極で充填されない貫通孔が形成され、
前記電極で充填されない前記第１基板の前記貫通孔を介して前記排気系が前記外部室を排気することにより、前記外部室の気圧は、前記減圧室の気圧より高く維持される、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の描画装置。
【請求項７】
前記第１基板の前記電極を介して前記外部室から前記ブランキング偏向器に信号を伝送する第１の伝送路とは別に、前記第１基板の前記電極を介さずに前記外部室から前記ブランキング偏向器に信号を伝送する第２の伝送路を有し、
前記第２の伝送路の伝送路容量は、前記第１の伝送路の伝送路容量より小さい、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項８】
前記外部室に配置された前記デバイスは、光電変換素子、シリアル−パラレル変換器及びメモリの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行わた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１０】
減圧室を形成する隔壁と、該減圧室の内部に配置された第１のデバイスと、前記減圧室の外部に配置された第２のデバイスと、を備え、前記減圧室内で前記デバイスを用いた処理を行う処理装置であって、
前記隔壁を構成し、かつ、前記隔壁となる領域に形成された貫通孔に充填された電極を含む基板を備え、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとは、前記電極を介して電気的に接続されている、
ことを特徴とする処理装置。
【請求項１１】
前記第１のデバイスは、フォトダイオードを含み、
前記第２のデバイスは、増幅器を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−８８７８（Ｐ２０１３−８８７８Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１２２０（Ｐ２０１１−１４１２２０）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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