JP6949961B2 - フィードスルーデバイス及び信号導体経路構成 - Google Patents

フィードスルーデバイス及び信号導体経路構成 Download PDF

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Description

[0001] 本発明は、フィードスルーデバイス(feedthrough device)、そのようなフィードスルーデバイスを少なくとも1つ含む信号導体経路構成、並びに、そのような信号導体経路構成を含む真空チャンバ及び処理システムに関する。信号導体には、例えば光ファイバと、導電体の中でとりわけプリント回路基板に配置されたものと、が含まれる。
[0002] 様々なタイプの半導体処理デバイス及び半導体製造デバイスを含む半導体産業においては、高い精度と信頼性で更に小型の構造を製造することがますます望まれている。多くの場合、リソグラフィはそのような製造プロセスの重要部分である。リソグラフィ露光又は他のタイプの処理中は、汚染の可能性を抑えるため、周囲から(例えば大気条件から)気密封止された高真空環境内にターゲット(例えば半導体ウェーハ)を置く必要がある場合がある。
[0003] マスクレスリソグラフィシステムを動作させるためにそのような真空環境を適用する特定の事例では、荷電粒子ビームレット(beamlet)を用いてパターンをターゲットに転写することができる。ビームレットは、所望のパターンを得るため個別に制御可能である。商業的に採算が合うためには、マスクレスリソグラフィシステムは、ウェーハのスループット及び許容誤差に対する厳しい要求を満足させる必要がある。より多くのビームレットを用いることで、より高いスループットが得られる。より多くのビームレットを取り扱うには、必要な真空条件を損なうことなく、かつ、必要な製造工場空間(すなわち処理ユニットが占める面積)を著しく拡大することなく、より洗練された制御デバイス及び回路が必要となる。リソグラフィシステムの様々な部品の間の気密封止を維持しながら、縮小する利用可能体積内にいっそう多くのプロセス制御デバイス及び/又は回路を配置するタスクは、ますます困難になっている。
[0004] ターゲットを露光するための多数のビームレットや他の様々な制御デバイス及び回路の制御を含むリソグラフィシステムの制御では、電力供給信号、様々な電気信号、及び/又は光信号を包含する様々なタイプの信号を、真空環境の境界をまたいで送信又は伝送させなければならない。
[0005] ある環境又は区画から別の環境又は区画へ信号又は電力のいずれかを送り込む(feedthrough)技術的課題に関して、発表「Hermetic Sealing with Epoxy」(W. D. Wood and W. L. Wood, Mechanical Engineering Vol 112, March 1990, P. 46, http://www.pavetechnologyco.com/pdf/hermetic/pdf)は、ガラス又はセラミックが充填された金属筐体を用いた、長年にわたる基本的かつ汎用の技術としてこれを記載している。また、この発表は、1980年代初頭以来、バルクヘッドにおけるエポキシ系封止や他のタイプの信号もしくは電力フィードスルーの応用によって得られたこの技術の主な発展についても記載している。この発表は、エポキシ封止を、導電体の内部で及び/又は導電体の周囲で使用される様々な材料と組み合わせて、良好な真空封止を提供することを示している。そういった様々な材料には、真空環境を生成するため広く用いられるアルミニウム、電気信号を伝達するため広く使用される銅、及び様々な絶縁材料が含まれる。更に、エポキシシールは洗浄要件に適合するので、真空ウェーハハンドリングシステムでの使用に適していることも示されている。
[0006] Wood及びWoodの論文の教示から、電気フィードスルーにおいてプリント回路基板(printed circuit board:PCB)を気密封止するためにもエポキシ封止を適用可能であることが期待できると結論付けられる。
[0007] Oリングと組み合わせたバルクヘッドを用いるPCBフィードスルーのそのような既知のタイプの一例が、特許文献US6305975B1号に与えられている。これは、エポキシ系バルクヘッド内に永続的に封入されたPCBのフィードスルーについて記載している。バルクヘッドを用いるPCBは基本的に、低圧チャンバの円筒形の開口用のカバーとして形成することができ、Oリングタイプの真空シールを用いて外周部がこの開口に封止される。
[0008] 特許文献US7164142B2号は、既知のフェースタイプ(face type)の封止を含む真空フィードスルーの例を示している。少なくとも1つの埋め込み導電トラック層を含む絶縁材料シートを利用した電気フィードスルーのための構造が記載されている。シート面は、封止材料のフィレット(fillet)を用いて真空壁に封止される。PCBは、複数の導電トラックを含むそのような絶縁材料の一例を形成することが示されている。
[0009] 後者のUS7164142B2号のフィードスルーは単にPCBフィードスルーの永続的な封止を与えるだけに見えるが、古い方すなわち2001年に公開された特許US630597B1号は、より用途の広い設計を形成しており、着脱可能なPCBフィードスルーコネクタを提供する。
[0010] 本願の出願人に譲渡された特許文献US8242467B2号は、マルチビームレットリソグラフィシステムを開示している。このシステムは、パターンデータに基づいてターゲットに対する個々のビームレットの送出を選択的に許可又は拒否するためのビームレットブランカ(beamlet blanker)(又は変調器)を備えている。ビームレットブランカは、真空チャンバ内でターゲットの近くに配置されるが、真空チャンバ外に位置する制御ユニットによって制御される。リソグラフィシステムは、制御ユニットからビームレットブランカ上の感光ブランキングアクチュエータへパターンデータを有する変調光信号を伝送するための光ファイバアレイを備えた光学システムを含む。光ファイバは、フィードスルーデバイスの開口を通り、真空チャンバの壁を貫通してルーティングされる。真空対応の封止材料を用いて、開口内の光ファイバを気密封止する。US8242467B2号は、フィードスルーデバイスの構造に関してはほとんど詳細を提示していない。
[0011] 特許文献US2016/0787599A1号は、光電子モジュールの筐体に光ファイバを気密に通過させるためのファイバアライメントアセンブリについて記述している。1つのそのようなアセンブリは、2つの隣接フェルール部を備えたフェルールを含む。一方のフェルール部は、光ファイバの端部を収容する4つのアライメント溝(alignment groove)を備えた表面を有する。これら2つのフェルール部を接続してフェルールを形成すると、第2のフェルール部は第1のフェルール部の表面とアライメント溝とを覆う。次いで、フェルール部のうち1つのアパーチャを介して、はんだガラス等のシーラント材をフェルールに付与することができる。フェルールのポケットに真空を与えて、光ファイバと溝との間の隙間にはんだガラスを引き込み、気密シールを形成する。US2016/0787599A1号による気密アセンブリは主として、比較的少数の個々の光ファイバのフィードスルーに適している。
[0012] プリント回路基板に設けられた光ファイバ(すなわち数十又は数百の)又は導電体のような多数の信号導体を、異なる周囲条件を有する2つの領域を分離している構造を貫通させ、整列させて気密封止してルーティングするのに適したフィードスルーデバイスを提供することが望まれている。
[0013] また、現代の産業設計において、信頼性、汎用性、及び再現性が得られる真空フィードスルーデバイスを提供することが望まれている。
[0014] 従って、本発明の第1の態様によれば、複数の信号導体の周りに気密シールを形成するためのフィードスルーデバイスが提供される。信号導体は、相互に並んで延出して、グループ幅を有する信号導体グループを形成する。フィードスルーデバイスは、スロット付き部材及びベースを備えている。スロット付き部材は、主にフィードスルー方向の方を向いている第1の表面と、主にフィードスルー方向とは反対方向を向いている第2の表面と、第1及び第2の表面を相互接続すると共に、フィードスルー方向に対して非平行な方向で、例えばフィードスルー方向に対して斜角に又は横断方向(transverse to)に、外側に向いている側面と、を画定する。実際には、スロット付き部材はこれらの表面によって境界が設定される(delimit)。ベースは、フィードスルー方向に沿って完全に貫通する穴を画定する。この穴はスロット付き部材を収容するように適合されている。ベースは、穴を直接取り囲む内面を画定する。ベースは、内面がスロット付き部材の側面の少なくとも一部及び縦方向開口を覆うようにスロット付き部材の少なくとも一部を穴の中に収容するよう適合されている。スロット付き部材は少なくとも1つのスロットを含み、このスロットは、フィードスルー方向に沿ってスロット付き部材を貫通し、第1及び第2の表面に開口して、信号導体グループが第1の表面からスロット付き部材を介して第2の表面へ通過することを可能とする。スロットは更に、側面に沿って延出する縦方向開口に開口する。このスロットは、側面から奥行き方向に沿ってフィードスルー方向を横切ってスロット奥行きまでスロット付き部材内に延出する。このスロット奥行きはグループ幅以上である。
[0015] 信号導体は、一般的に光又は電気の形態であるエネルギ及び/又は情報を伝送できる任意のタイプの物質又は物体を含み得る。本発明によって包含される信号導体の典型的な例は、光信号を伝送するための光ファイバ及び電気信号を伝送するための導電体であり、例えば複数の導電体を含むプリント回路基板(PCB)の形態である。
[0016] 信号導体グループを形成する個々の信号導体は、必ずしも相互に当接して配置されるわけでなく、相互に距離をおいて配置することも可能である。信号導体は、相互に離間するように、材料又は物質内に配置する及び/又は表面上に配置することができる。グループ幅は、信号導体が相互に当接して又は相互に距離をおいて配置された場合の信号導体グループの幅として定義される。信号導体がPCBの導電体として提供される場合、グループ幅はPCBの幅によって定義される。
[0017] 特に真空用途等において大きい圧力差を受ける場合、気密シールは空気を通さないシールである。フィードスルーデバイスは特に、高真空用途に適した真空フィードスルーデバイスを形成する。
[0018] 信号導体は、相互に同方向に並んで延出して信号導体グループを形成する。信号導体グループは実質的に平坦であると好ましい。グループ内の信号導体は、直接当接するか又はそれらの間に多少の空間を有する可能性がある。信号導体が光ファイバを含む場合、光ファイバグループはリボンの形態で配置することができる。信号導体が導電体を含む場合、これらはプリント回路基板の一部を形成し得る。
[0019] スロットは幅の狭い溝を形成し、これは、側面の縦方向開口からスロット付き部材の内部へと延出し、関連付けられた信号導体グループの長手方向部分を信号導体経路構成の製造中に容易にかつ信頼性高くスロット付き部材内へ挿入することを可能とする。スロット付き部材内のスロットの横方向範囲によって、好ましくは平坦である信号導体グループを横からスロット付き部材内へ挿入することができ、一方で、スロット付き部材の外周の大部分は他のスロットと他の信号導体グループのために利用可能である。スロット奥行きは少なくともグループ幅に等しいが、追加のスロット空間を与えるためにより大きくすることも可能である。信号導体が光ファイバグループを含む場合、例えばこの余分なスロット空間を用いて、ファイバグループに隣接した保持ワイヤ又は保持ストリップをスロット内に挿入し、縦開口を遮蔽すると共にファイバグループをスロット内に保持することができる。提案された平坦な信号導体グループ及びスロットの構成によって、多数(すなわち約数十又は数百又はそれ以上)の信号導体を、フィードスルーデバイスを介して、気密封止して整列させてルーティングすることができる。
[0020] スロット付き部材及びベースは、フィードスルー方向に沿って画定された厚さ(又は奥行き)を有し、フィードスルー方向を横切る面内で画定された断面エリアを有する。これらの寸法は、差圧と構造的ロバスト性に関する特定の要件を満たすように適合させることができる。例えば、スロット付き部材及びベースの厚さは5ミリメートルから40ミリメートルの範囲内であり、スロット付き部材の断面エリアは100平方ミリメートルから1500平方ミリメートルの範囲内であり得る。
[0021] 好ましくは、スロットは主に矩形の形状を有し、縦方向開口からスロット付き部材内へ横方向に、スロット奥行きの線形軌道に沿って延出する。スロットは、フィードスルー方向及び奥行き方向の双方を横切る幅方向のスロット幅を有し、このスロット幅はスロットの奥行き範囲全体に沿ったスロット奥行きよりも小さい。このスロット幅は、スロットの奥行き範囲全体に沿って一定であり得る。スロットは、縦方向開口に接する側面の局所部分に対して垂直な方向にスロット付き部材内へ延出し得る。
[0022] スロット付き部材がベース内に収容されてベースで囲まれている構成は、正確に位置決めすることができ、ロバストである。デバイスを組み立てた状態では、ベースの内面が1又は複数のスロットの1又は複数の縦方向開口を覆い、封止物を構成に適用する前に信号導体グループがそれらのスロット内で適正に保持されることを保証する。
[0023] 一実施形態によれば、スロット付き部材が穴に収容された場合、スロット付き部材の第1の表面は、穴を直接取り囲むベースの表面に対してフィードスルー方向に沿って窪んでいる。この実施形態では、少なくともスロット付き部材の第1の表面及びベースの内面が、封止物を収容することができる受容部を形成する程度まで、スロット付き部材の第1の表面は窪んでいる。
[0024] このような受容部は、液体シーラント材を受容部に注ぎ、この液体シーラント材を硬化させることによって封止物を形成できる容器を形成する。引力を利用して、スロット付き部材の第1の表面全体に液体シーラント材を分散させ、1又は複数の信号導体グループが1又は複数のスロットから出ている1又は複数のスロットの部分を覆い、1又は複数の信号導体グループの1又は複数の部分を包み込み、気密バリアを提供する。これによって液体シーラント材は、場合によっては毛細管作用に助けられて1又は複数のスロット内に吸い込まれるので、硬化した封止物は1又は複数のスロットの少なくとも一部に沿ってフィードスルー方向に延出する。従って、各スロットの内壁と関連付けられた信号導体グループの長手方向部分との間の空間も封止物によって塞がれ、封止効果の向上を達成する。このような封止物は、スロット付き部材の第1の表面と、少なくとも信号導体グループがスロットから出ているスロットの部分とを覆って、信号導体グループを包み込み、スロット付き部材の外側でそれぞれスロット付き部材の第1及び第2の表面に接している第1及び第2の領域間に気密バリアを形成する。
[0025] この液体シーラント材は、例えばのり、接着剤、又は樹脂とすることができ、例えばエポキシ系ののり、接着剤、又は樹脂であり、液体シーラント材に隣接したスロット付き部材の第1の表面及びベースの内面に接着する。未硬化のりの粘度は、好ましくは、未硬化のりが1又は複数のスロット内に入っていき、このスロット内で、例えば光ファイバグループ又はプリント回路基板の形態である信号導体グループの部分を局所的に包み込むのに充分な低さであるが、同時に、液体シーラント材がスロット全体に流れて第2の表面でスロット付き部材から流出することがないよう充分な高さである。スロットの内壁とこのスロット内のグループ中の信号導体の外面との最大距離が常に0.5mm未満である場合、20パスカル秒から50パスカル秒の範囲内の粘度が適切であり得る。
[0026] 実施形態によれば、スロット付き部材の側面は、スタジアムに似た形状又は角を丸めた矩形を有する。貫通孔を取り囲むベースの内面は、スロット付き部材をぴったり合うように収容するよう適合された同様の断面形状を有し得る。
[0027] スタジアム及び角を丸めた矩形は直線状のエッジと角を丸めたエッジを有するが、鋭い角は存在しない。スロット付き部材とベースの側方の外面と内面を上述のタイプの同様の断面形状で形成することによって、いくつかの製造関連の利点が得られる。そのような形状の有限の回転対称性によって、ベースとスロット付き部材とのアライメントが容易になる。直線状のエッジによって提供される領域では、相互に平行な及び/又は規則的に分散させたスロットが容易に形成され、これによりファイバグループの挿入が容易になる。更に、角を丸めたエッジは、第1の表面及び1又は複数のスロットに沿った液体シーラント材の均一な分散を促進する。
[0028] 実施形態によれば、スロット付き部材の側面は、フィードスルー方向に垂直な方向に沿って並進対称に延出する平坦表面部を画定する。縦方向開口はこの平坦表面部に位置付けることができ、少なくとも1つのスロットは、平坦表面部に対して垂直にスロット付き部材内へ延出することができる。
[0029] 平坦側面部と、平坦表面部に対して垂直にスロット付き部材内へ延出する1以上のスロットと、を有するスロット付き部材を形成することにより、1又は複数のスロットを形成すること、及びこの1又は複数のスロット内に1又は複数の信号導体グループを挿入することが容易になる。
[0030] 実施形態によれば、スロット付き部材の側面は、フィードスルー方向に沿って軸の方へ内側に向かうテーパ状である第1の側面セグメントを画定する。更に、ベースの内面は、第1の側面セグメントと合致した内側に向かうテーパ状とすることができる。
[0031] この軸は、スロット付き部材及びベースの孔の一致した中心軸に相当する。内側へのテーパ状とは、第1の側面セグメントが局所的に傾いて、部分的に外側に向くと共に部分的にフィードスルー方向に向くことを意味する。同様に、ベースの内面は局所的に傾いて、部分的に内側に向くと共に部分的にフィードスルー方向に向くことができる。このテーパ状のため、スロット付き部材及びベースの孔は共に、フィードスルー方向に沿った位置に応じてサイズが縮小する。これによって、スロット付き部材は確実に穴内で最適な嵌合位置に自動的に収まり、その後はベース内で更に移動することが防止される。スロット付き部材の第1の表面に過剰な圧力が加わると、スロット付き部材はベース内部に固定して保持される。これは、真空チャンバ内の圧力よりも外部圧力の方が大きい動作設定において有利である。内側へのテーパ状は、スロット付き部材の横方向外周の少なくとも一部及びベースの横方向内周の少なくとも一部に沿って延出し得る。具体的には、内側へのテーパ状は、スロット付き部材及びベースの全外周及び全内周に沿って延出し得る。内側への外周テーパ状は、フィードスルー方向に沿って見た場合、スロット付き部材及びベースの厚さの少なくとも一部に沿って延出し得る。
[0032] 別の実施形態によれば、スロット付き部材の側面は第2の側面セグメントを含む。この第2の側面セグメントは、第1の側面セグメントに対して反対側に、軸の方へ内側に向かうテーパ状であるか、切り取られている(fillet)か、又は面取りされている。この代わりに又はこれに加えて、ベースの内面は、軸から離れる方へ外側に向かうテーパ状であるか、切り取られたか、又は面取りされた内面部を含むことができ、これによって、第2の側面セグメント及び/又は内面セグメントが内縁窪みを画定するようになっている。この内縁窪みは、スロット付き部材の少なくとも1つの縦方向開口に直接隣接し、封止物の一部を収容するように適合されている。
[0033] スロット付き部材のテーパ状/切り取られた/面取りされた第2の側面セグメント、及びベースのテーパ状/切り取られた面取りされた内面によって画定された内縁窪みは、スロット付き部材の第1の表面を直接取り囲み、1又は複数のスロットの1又は複数の縦方向開口に隣接している。1又は複数の信号導体グループの1又は複数の長手方向部分をシーラント材内で1又は複数のスロットに埋め込み、フィードスルーデバイスによって与えられる気密シールを改善するため、内縁窪みは、液体シーラント材が1又は複数の縦方向窪みを部分的に覆ってその中に引き込まれることを可能とする。内側/外側のテーパ/切り取り/面取りは、スロット付き部材の横方向外周の少なくとも一部及びベースの横方向内周の少なくとも一部に沿って延出し得る。テーパ状/切り取られた/面取りされた領域は、例えば、少なくともスロットが存在する表面領域をカバーするか、又は横方向外周全体を取り囲んで延出することができる。フィードスルー方向に沿ったテーパ/切り取り/面取りの高さは、スロット付き部材の第1の表面の近くの領域に限定されることが好ましい。
[0034] 実施形態によれば、スロット付き部材及びベースは、基本的に1つ以上の固体材料から成る剛体を形成する。
[0035] スロット付き部材及びベースの固体材料は、少なくとも、典型的な動作温度と、フィードスルーデバイスの2つの気密封止された側に関連した第1及び第2の領域間の典型的な差圧において、粘弾性特性を全く持たないか又は無視できる程度しか持たないことが好ましい。従って、様々な圧力条件及び温度条件のもとであっても、これらの剛体のジオメトリは変わらないままである。固体材料は、室温で固体である金属又は金属合金の群から選択されることが好ましく、真空中で低いガス放出速度を有する。例えば、スロット付き部材及びベースは、機械加工性及び真空適合性の要件を考慮すると(基本的に)アルミニウムで構成することができる。スロット付き部材及びベースを形成するために他の固体材料も使用可能であり、スロット付き部材及びベースの表面に接合する適切な代替的接着性材料を使用できる。封止物は、1つ以上の固体材料に接着すると共に硬化時にスロット付き部材をベースに固定する液体シーラント材から形成することができる。
[0036] 実施形態によれば、複数の信号導体は、複数の光ファイバ、複数の導電体、及び/又はプリント回路基板(PCB)における複数の導電体として提供される。このようなPCBは、1つ以上の材料層に集積された及び/又は埋め込まれた複数の導電体を含む。PCBは剛性及び/又は可撓性とすることができる。いくつかの実施形態において、PCBは複数の導電体を含む中心部を備え、この中心部がスロット付き部材のスロット内に配置される。PCBは更に、中心部に接続された1つ以上の遠位部を備えている。遠位部は概して、1つ以上の電気コンポーネントと、PCBの外部にある導体又はワイヤ配線に接続するためのコネクタ又は端子とを含む。中心部は可撓性又は剛性とすることができる。遠位部は概ね剛性であるが、可撓性としてもよい。
[0037] 本発明の第2の態様によれば、更に、第1の態様を参照して上述された利点及び効果に従って、信号導体と、第1の態様に従ったフィードスルーデバイスと、封止物と、を含む信号導体経路構成が提供される。スロット付き部材はベースの穴に収容されている。信号導体は、相互に並んで延出して、グループ幅を有する信号導体グループを形成する。信号導体グループは、スロット付き部材の第1の表面と第2の表面との間でフィードスルーデバイスを貫通して延出するため、長手方向部分がスロット付き部材のスロット内に配置されている。封止物は、スロット付き部材の第1の表面と、少なくとも信号導体グループがスロットから出ているスロットの部分とを覆って、信号導体グループを包み込み、スロット付き部材の外部にあると共にスロット付き部材の第1及び第2の表面にそれぞれ隣接している第1及び第2の(別個の)領域の間に気密バリアを提供する。
[0038] 封止物は熱硬化性材料とすることができる。一実施形態において、これはエポキシ系材料を含み、好ましくは、例えば変性アミン硬化剤を含む二液型エポキシである。適切な候補は、低いガス放出特性を有するものである。また、封止物は高い硬度によってエラストマ系シールとは区別できる。好ましくは、封止物はショアD硬度が50よりも大きい。未硬化液体シーラント材の粘度は、好ましくは、シーラント材が1又は複数のスロット内に入っていき、このスロット内で信号導体グループを局所的に包み込むのに充分な低さであるが、同時に、液体シーラント材がスロット全体に流れて第2の表面でスロット付き部材から流出することがないよう充分な高さである。スロットの内壁とこのスロット内のグループ中の信号導体の外面との最大距離が常に0.5mm未満である場合、20パスカル秒から50パスカル秒の範囲内の粘度が適切であり得る。
[0039] 一実施形態によれば、信号導体経路構成は、相互に複数のアレイ状に並んで延出して、グループ幅を有する別の信号導体グループを形成する別の信号導体を備えている。スロット付き部材は別のスロットを含み、これらのスロットは、フィードスルー方向に沿ってスロット付き部材を貫通し、第1及び第2の表面に開口して、信号導体グループが第1の表面からスロット付き部材を介して第2の表面へ通過することを可能とする。各スロットは更に、スロット付き部材の側面に沿った各縦方向開口に開口し、側面からスロット奥行きまでスロット付き部材内に延出している。封止物は、全てのスロットを覆って気密バリアを形成する。
[0040] 従って、信号導体経路構成は、全ての信号導体を明確な空間的配列に維持しながら、好ましくは実質的に平坦である複数の信号導体グループを、別々のスロットを介してフィードスルーデバイスを通してルーティングすることができる。信号導体経路構成は1つ以上のフィードスルーデバイスを含むことができる。
[0041] 縦方向開口は、スロット付き部材の側面の同一の平坦表面部及び/又は反対側の平坦表面部に提供することができる。このような平坦側方表面部に複数のスロットが位置付けられている場合、それらのスロットに複数の信号導体グループを挿入することが容易となる。
[0042] 一実施形態によれば、信号導体は信号導体直径φfを有し、単一層アレイ状に相互に並んで、少なくとも信号導体直径に等しいが信号導体直径の2倍よりも小さいグループ厚さを有する信号導体グループを形成する。これは特に、信号導体が光ファイバである実施形態に適用される。
[0043] 信号導体を単一層アレイ状に並べて平坦な信号導体グループを形成することによって、デバイス完成後に信号導体グループの長手方向部分がスロット付き部材に包み込まれて封止物内に埋め込まれた後も、1つのグループ内の信号導体、特に光ファイバの配列は、一意に規定されると共に明確に識別可能なままである。信号導体を単一層アレイ状にグループ化するということは、光ファイバのような信号導体が単一の導体グループ内で最大で2つの信号導体と隣接していることを意味する。従って、信号導体が2次元に積層されること及び信号導体によって空間が2次元に取り囲まれることは回避される。これらの信号導体の軸中心は横(厚さ)方向で様々な位置を有し、信号導体直径よりも大きいグループ厚さHfを生じ得る。外周断面φfの円筒形光ファイバでは、グループ厚さHfは、好ましくはφf≦Hf<1.86φfの範囲内にある。
[0044] 別の実施形態によれば、スロットは、フィードスルー方向及びスロット奥行きΔZsの双方に対して横断方向のスロット幅ΔYsを有し、スロット幅ΔYsは、φf<ΔYs<2φfによって定義された範囲内にある。φfは信号導体の外径である。
[0045] 指定された範囲内の幅ΔYsを有するスロットを提供することによって、信号導体の平坦な単一層グループの各々を関連付けられたスロット内に収容することができる。これと同時にスロットは、同一グループの信号導体が相互に交差すること及び/又は複数層アレイを形成することを防止する。従って、信号導体は所定の空間配置に維持される。好ましくは、スロット幅ΔYsはφf<ΔYs<1.86φfの範囲内であり、より好ましくはφf<ΔYs<1.5φfの範囲内である。従ってスロットは、同一グループ内の信号導体がジグザグ状に2層の信号導体グループを形成することを防止する。これは、信号導体が光ファイバとして提供される場合に特に有利である。
[0046] 実施形態によれば、信号導体経路構成のスロット付き部材及びベースは基本的に固体材料から成り、信号導体は、スロット付き部材の材料と基本的に同一である材料で外面がコーティングされている。あるいは、信号導体は、スロット付き部材の材料とは異なるが液体シーラント材が接着する材料でコーティングされている。例えば光ファイバ、導電体、又はプリント回路基板(PCB)のような信号導体に対する封止物の接着は、フィードスルーデバイスの封止特性に寄与する。
[0047] 封止物は、例えばコーティングされた光ファイバ又はコーティングされたPCBのような信号導体の表面のコーティングとスロット付き部材とに接合するため最適化された接着シーラント材から形成できる。光ファイバは、例えばアルミニウム等の固体金属でコーティングすることができる。そのような金属(例えばアルミニウム)コーティングは、真空チャンバ内でのファイバのガス放出を低減させる。PCB、又は封止物と接触するPCBの少なくとも一部は、(亜鉛めっきされた)銅のような固体金属でコーティングして、上述したタイプの封止物に対する良好な接着を与えることができる。
[0048] 実施形態によれば、信号導体グループは、第1の領域(例えば真空チャンバの内部に関連付けられている)に位置付けられた第1の端部において第1のコネクタを備え、又は、第2の領域(例えば真空チャンバの外部に関連付けられている)に位置付けられた反対側の第2の端部において第2のコネクタを備えている。この代わりに又はこれに加えて、別の信号導体グループが、一端又は両端に同様のコネクタを含むことも可能である。これらのコネクタをグループ化してコネクタパネルを形成することで、信号導体経路構成の扱いやすさ及び構造的ロバスト性を改善できる。第1のコネクタ及び/又は第2のコネクタは、例えば多極コネクタとすればよい。
[0049] 信号導体経路構成は、1つ以上のフィードスルーデバイスが搭載されたパネルを含むことができる。このようなパネルは、真空チャンバの壁と同様、より大きい構造に対して密閉しながら着脱できる壁部を形成できる。これによって得られる信号導体経路構成のモジュール性は、製造及び/又は保守を容易にする。
[0050] 第3の態様によれば、更に、前述の態様を参照して上述された利点及び効果に従って、真空チャンバが提供される。真空チャンバは、少なくとも1つの壁と、壁に又は壁内に提供された第2の態様に従った信号導体経路構成と、を備えている。信号導体経路構成における少なくとも1つの信号導体グループは、壁の一方側の第1の領域から壁を貫通するフィードスルーデバイスを介して壁の反対側の第2の領域へ延出している。
[0051] 第4の態様によれば、更に、前述の態様を参照して上述された利点及び効果に従って、第3の態様に従った真空チャンバを備えるターゲット処理システムが提供される。ターゲット処理システムはリソグラフィ処理又は露光システムとすることができ、例えば荷電粒子ビームリソグラフィシステム又は電磁ビームリソグラフィシステムである。
[0052] 一実施形態によれば、ターゲット処理システムは、放射ビームを発生して真空チャンバ内のターゲットの方へ投影するように構成されている。ターゲット処理システムは、真空チャンバ内に配置されると共に制御信号に基づいてターゲットに投影するためビームを変調及び/又は選択するように構成されたビームスイッチングモジュールを備えることができる。信号導体経路構成は、真空チャンバ外の制御ユニットからフィードスルーデバイスを貫通している信号導体を介してビームスイッチングモジュールへ制御信号を伝送するように構成されている。
[0053] スロット付き部材、並びにその様々な特徴及び利点は、それら自体、本発明の別の態様と見なすことができる。
[0054] 上述した様々な実施形態を組み合わせることも可能である。
[0055] これより、対応する参照符号が対応する部分を示している添付の概略図を参照して、単に例示として実施形態について記載する。図において、同様の番号は同様の要素を表す。要素に複数の例(instance)がある場合、各例は参照番号に追加された別個の文字を含み得る。例えば、特定の要素「20」の2つの例は「20a」及び「20b」と標示され得る。参照番号は、その要素の不特定の例又は全ての例を全体的に指し示すために追加の文字なしで使用され得る(例えば「20」)が、要素の特定の例を指し示すために追加の文字を含む(例えば「20a」)。
[0056] 一実施形態に従った信号導体経路を含むターゲット処理システムを概略的に示す。 [0057] 5つのファイバフィードスルーデバイスを含む光ファイバ経路構成の一実施形態の斜視図を示す。 [0058] 一実施形態に従った光ファイバフィードスルーデバイスの斜視図を示す。 [0058] 一実施形態に従った光ファイバフィードスルーデバイスの斜視図を示す。 [0059] 図3aから図3bのスロット付き部材の斜視図を概略的に示す。 [0059] 図3aから図3bのスロット付き部材の斜視図を概略的に示す。 [0060] 実施形態に従ったPCBフィードスルーデバイスの斜視図を概略的に示す。 [0060] 実施形態に従ったPCBフィードスルーデバイスの斜視図を概略的に示す。 [0060] 実施形態に従ったPCBフィードスルーデバイスの斜視図を概略的に示す。 [0061] プリント回路基板の形態の信号導体グループを概略的に示す。
[0062] これらの図は単に例示の目的のためのものであり、特許請求の範囲に述べられている範囲又は保護の制約として機能するものではない。更に、これらの図は必ずしも一定の縮尺通りに描かれていないと言うことができる。
[0063] 以下は、単なる例示として図を参照して与えられる本発明のいくつかの実施形態の記載である。図では、デカルト座標を用いて、フィードスルーデバイス、信号導体経路構成、真空チャンバ、及び処理システムの例示的な実施形態の空間的関係を説明する。参照符号X、Y、及びZを用いて、第1、第2、及び第3の直交方向をそれぞれ示す。これらの符号は、様々な物体の方向の定義を示すため別個の下付き文字を含み得る。プラス又はマイナスの符号を用いて正又は負の方向を特定して示すか、又は符号が文脈から明らかであるかもしくは重要でない場合は省略する。
[0064] 本明細書に提示される方向の定義及び好適な向きは、単に特定の実施形態の幾何学的関係を説明するように機能することを理解するべきである。本明細書で検討される概念は、これらの方向の定義及び好適な向きに限定されない。同様に、「上」、「下」、「左」、「右」、「上方」、「下方」、「より上方」、「より下方」、「近位」、「遠位」のような方向を示す用語は、本明細書では相対的な方向を示すためだけに使用され、本発明の範囲又は特許請求の範囲を限定することは意図していない。
[0065] 本明細書では、「表面」という用語を用いて、全体的に平坦な表面(すなわち平面)、各部分が平坦な表面(例えば多角形表面)、湾曲形状(例えば円筒形、球形、放物表面等)、窪み表面(例えば階段状もしくは波状面)、又はより複雑な形状を有し得る2次元パラメータ表面領域(two-dimensional parametric surface region)を概ね指し示す。本明細書において、「平面」という用語は、3つの一致しない点で画定される平坦な表面を指し示すために用いられる。
[0066] 図1は、真空チャンバ20及び信号導体経路構成40を備えたターゲット処理システム10を概略的に示す。異なる周囲条件を有する2つの領域21、22を分離しているチャンバ壁23、24を、信号導体ケーブル配線16が気密に貫通している。この例示的な実施形態において、ターゲット処理システム10は荷電粒子リソグラフィシステムであり、例えばレジストで覆われた半導体基板上に構造を生成するための半導体ターゲット28のリソグラフィ処理向けに適合されている。ここで、異なる周囲条件は圧力差を含む。
[0067] 上述のように、信号導体ケーブル配線は、光ファイバ及び/又は、例えば1つ以上のPCBの形態の電気ケーブル配線もしくはワイヤ配線を含み得る。
[0068] ターゲット処理システム10は、真空チャンバ20及び粒子ビーム投影コラム30を備えている。真空チャンバ20は、内部領域21に真空環境を維持するよう構成されている。この真空環境は、例えば10−7ミリバールから10−4ミリバールの圧力範囲のような、10−3ミリバール以下のチャンバ圧力に相当する。ターゲット処理システム10は、真空チャンバ20を排気する(すなわち真空チャンバ20から空気及び/又はガスを抜く)ように構成された、例えば真空ポンプシステム(図示せず)のような排気手段を含むか又はこれに結合されている。
[0069] ターゲット処理システム10は制御ユニット12も備えている。このコントローラ12は、例えば真空チャンバ20の上に位置決めされた別個のキャビネット(図示せず)内のような、真空チャンバ20の外部に配置することができる。
[0070] 投影コラム30は真空チャンバ20内に収容され、例えば電子ビームレット38のような1以上の荷電粒子ビームを発生し、整形し、ターゲット28の方へ投影するように適合されている。ターゲット28もリソグラフィ処理中は真空チャンバ20内に配置される。投影コラム30は様々な(電子)光学要素を含むことができ、その中には、複数のビームレット38を形成するための手段やビームスイッチングモジュール36がある。ビームスイッチングモジュール36は、ターゲット28の表面に投影するためビームレット38を変調及び選択するように、光信号によって制御可能である。光信号は、本明細書に記載される光ファイバフィードスルーデバイスを介して真空チャンバ内に伝送することができる。
[0071] 電子光学コンポーネントを含めて、真空チャンバ内に配置された様々なコンポーネントは、導電体又はケーブル配線を介して、真空チャンバ外に配置された各電力供給に接続されている。別の導電体又はケーブル配線が、真空チャンバ外に配置された制御ユニットからの制御信号を、真空チャンバ内に配置された様々な電気コンポーネント及びデバイスに与える。導電体及び/又は光ファイバを含む更に別の信号導体が、真空チャンバ内に配置された様々なセンサへの信号及び/又は様々なセンサからの信号を制御ユニットに伝送するために提供され得る。これらの全てのタイプの信号は、本明細書に記載される電気フィードスルーデバイス、具体的にはPCBフィードスルーデバイスを介して、真空チャンバ内に伝送することができる。例えば、ビームスイッチングモジュール36に設けられている電気コンポーネントは、PCBフィードスルーデバイスを介して伝送された信号によって給電及び/又は制御することができる。
[0072] 真空チャンバ20は複数の壁23、24によって形成されている。壁23、24は機械的に相互接続され、チャンバの内部領域21と真空チャンバ20外の領域22との間に不透過性材料バリアを形成する。1つの側方の壁24aにおいて、真空チャンバ20は、信号導体経路構成40を備えるフィードスルーセクション26を含む。この例示的な実施形態では、信号導体経路構成40のフィードスルーセクション26は比較的平坦なパネル構造を含み、2つの対向するパネル表面がそれぞれ真空チャンバ20の側方で内側及び外側を向いている。信号導体経路構成40には複数のフィードスルーデバイス50が設けられ、これらは、例えば光ファイバ61のグループ60又は導電体161を含むPCB160のような信号導体グループを、側方壁24aのフィードスルーセクション26を介してルーティングするように適合されている。本明細書において以下で詳述されるフィードスルーデバイスは、真空条件を維持しながら真空チャンバの真空境界を貫通して様々な信号を伝送することを可能とする。
[0073] これらの信号導体は信号導体ケーブル配線16の一部である。信号導体ケーブル配線16は、外部領域22を横切り、側方壁24aのフィードスルーセクション26を介して気密に内部領域21へ到達する。ケーブル配線16は概ね、相互接続された一連のケーブルセグメント17、18、19を含む。第1のケーブル配線セグメント17は外部領域22に位置し、外部周囲条件(この例では標準大気圧Pに相当する)にさらされている。第2のケーブル配線セグメント18は壁セクション26を貫通し、一部は外部領域20に位置し、一部は内部領域21に位置する。内部領域は処理条件(この場合は低圧Pに相当する)に関連付けられている。第3のケーブル配線セグメント19は全体が内部領域21に位置し、真空チャンバ20内を通ってビームスイッチャモジュール36へ延出する。第2のケーブル配線セグメント18の信号導体グループは、内部領域21に位置付けられた第1の端部において整列した第1のコネクタグループ42を備え、外部領域22に位置付けられた反対側の第2の端部において整列した第2のコネクタグループ44を備えている。第1及び第2のコネクタ42、44は、例えば多極コネクタとすればよい。
[0074] 図2は、図1のターゲット処理システム10における信号導体経路構成40の例示的な実施形態を概略的に示す。この例において、信号導体経路構成40はファイバ経路構成40aとして形成されている。しかしながら、図2のファイバ経路構成の概念は、例えば本明細書で図5aから図5cを参照して以下に記載されるPCBフィードスルーデバイス150を備えた導電体経路構成等、他のタイプの信号導体経路構成にも同様に適用できる。
[0075] 図2の実施形態において、光ファイバ経路構成40aは5つのファイバフィードスルーデバイス50a〜50eを含む。他の実施形態では、ファイバ経路構成は任意の正の整数のフィードスルーデバイスを含むことができる。この例では、光ファイバ経路構成40aは平坦なパネル26を備え、その5つの領域上に5つのファイバフィードスルーデバイス50が気密封止して搭載されている。パネル26自体は、真空チャンバ20の側方壁24aに気密に取り付け可能であると共に取り外し可能であるユニットとして形成されて、光ファイバ経路構成40aの製造及び/又は保守を容易にする。
[0076] 図3a及び図3bは、図2の構成40aにおける1つのファイバフィードスルーデバイス50の詳細を示す。ファイバフィードスルーデバイス50は、スロット付き部材52、ベース62、複数のファイバグループ60、及び封止物71を備えている。図3aは概ね分解した状態のフィードスルーデバイス50を示し、スロット付き部材52はベース62に挿入されていない。図3bは組み立てた状態のフィードスルーデバイス50を示し、スロット付き部材52はベース62に収容され、封止物71が適用されている(説明の目的のため一部のみが図示されている)。図2及び図3aから図3bに示す機構には、図1を参照して上述した特徴部(feature)も存在する。
[0077] 図2において、光ファイバ経路構成40aは、外部領域22に対応する位置から、すなわち真空チャンバ20の外部の位置から図示されている。これらのフィードスルーデバイス50の各々は、スロット付き部材52(図3aを参照のこと)を含む。スロット付き部材52は、関連付けられたベース62の貫通孔65に収容され、対応する封止物71で覆われている。そのようなスロット付き部材52の各々は、複数の平坦なファイバグループ60のための通路を形成する。ファイバグループ60は、長手方向部分が第1の方向X(フィードスルー方向とも示される)に沿った状態で、対応するフィードスルーデバイス50のスロット付き部材51を貫通している。図2から図3bは、一番上のフィードスルーデバイス50aに関連したファイバグループ60a〜60hのみを示している。封止物71は、対応するフィードスルーデバイス50のうち、ファイバグループ60がこれらのデバイス50から出ている部分を覆い、局所的にファイバグループ60を包んで、真空チャンバ20の内部領域21を外部領域22から気密に分離する材料バリアを提供する。この例において、内部領域21は負のフィードスルー方向−Xに向いたパネル26の側に位置し、外部領域22は正のフィードスルー方向+Xに向いたパネル26の側に位置している。
[0078] 図3aから図3bの実施形態について光ファイバの形態の信号導体を参照して検討しているが、この教示は導電体又はワイヤの形態の信号導体にも同様に適用される。スロット付き部材、ベース、及び封止物は、スロットにPCBが挿入されるPCBフィードスルーにも同様に使用できる。そのようなPCBフィードスルーの具体的な実施形態については図5aから図5cに示し、以下で更に説明する。
[0079] 図3aは、この例では基本的にアルミニウムから成る固体材料物体でスロット付部材52が形成されていることを示す。正及び負のフィードスルー方向±Xに沿って、スロット付き部材52は第1の表面53及び第2の表面54によってそれぞれ境界が設定されている。第1及び第2の表面53、54は、スロット付き部材52の基本的に反対の側に位置付けられている。第2の方向Y及び第3の方向Zに沿って、スロット付き部材52は、スロット付き部材52の外周全体に沿って延出する側面55、56によって境界が設定されている。側面55、56は、第1及び第2の表面53、54を相互接続している。
[0080] 横方向のYZ面におけるこの側面55、56の断面の外形は、スタジアムの形状に類似している。スタジアムは、対向する2つの側が半円形である矩形から成る2次元の幾何学的形状であり、外周は、2つの半円形セグメントを相互接続する2つの直線セグメントを含む。しかしながら、側面55、56のスタジアム形の断面は1つ以上の小さい窪み及び/又は突出を含むことも可能である。
[0081] スロット付き部材52の側面55、56は、第2の表面54に接する第1のテーパ状表面セグメント55と、第1の表面53に接する第2のテーパ状セグメント56と、を有する。テーパ形状とは、横方向のYZ面における表面セグメント55、56の各々の(スタジアム形の)断面外形が合致し、正のフィードスルー方向+Xに沿った位置に応じてサイズが大きくなる(第1のセグメント55)か、又はサイズが小さくなる(第2のセグメント56)ことを意味している。
[0082] スロット付き部材52は複数のスロット58を画定する。各スロット58は実質的に平坦な切込みを形成し、フィードスルー方向Xに沿ってスロット付き部材52の固体物体を完全に貫通する。各ファイバグループ60は関連付けられたスロット58内に収容されている。
[0083] ベース62は別個の物体で形成され、これも固体材料で形成されている。この例では、ベース62も基本的にアルミニウムから成る。ベース62は、フィードスルー方向Xに沿って見た場合、基本的に反対側に第1の外面63及び第2の外面64を画定する。この例では、第1及び第2の外面63、64は平坦であり、実質的に平行である。第1及び第2の外面63、64間の距離はベース62の厚さΔXbに相当し、この例では約20ミリメートルである。使用時、ベース62は図2のパネル26に堅固に固定され、例えば第2の外面64に与えられたOリング(図示せず)によって、このパネルに対して封止される。
[0084] ベース62は、このベース62を完全に貫通する中央の貫通孔65を画定する。貫通孔65は一方の端部において第1の外面63に開口し、反対側の端部において第2の外面64に開口する。第2の方向Y及び第3の方向Zに沿って、貫通孔65はベース62の内面66によって境界が設定されている。この内面66もテーパ状のスタジアム形状を有する。このスタジアム形の内面66は、スロット付き部材52の第1の側面セグメント55と概ね合致する。このようにして、スロット付き部材52をベース62のアパーチャ65内部にぴったり合うように配置することができる。
[0085] 図3bは、貫通孔65内にぴったり合うように配置されたスロット付き部材52を示している。この組み立てた状態では、スロット付き部材52の第1の側面セグメント55及びベース62の内面66は当接し、内面66は、第1の側面セグメント55に位置する縦方向の開口59の部分を覆っている。
[0086] 図3bに示されている実施形態の組み立てた状態では、スロット付き部材52の第1の表面53はベース62の第1の表面63に対して窪んでいる。スロット付き部材52の第1の表面53及びベース62の内面66の一部は共に受容部69を画定する。この例では、受容部69は概ねスタジアム形状である。
[0087] 封止物71を形成するため、受容部69には最初にシーラント材が充填される。この例では、受容部69は第1の表面63の高さまで充填される。このシーラント材は硬化後に封止物71を形成する。この封止物71はスロット付き部材52の第1の表面53及び第2の表面セグメント56を覆い、更にファイバグループ60がスロット58から出ているスロット58の部分も覆って、ファイバグループ60を包み込む。図3bでは、説明の目的のため封止物71の一部だけが図示されている。この例では、完成した封止物71は受容部69の全空間を塞いで、全てのスロット58を覆うと共に全てのファイバグループ60を封止して包み込むことは理解されよう。
[0088] 図4aから図4bは、図3aから図3bのスロット付き部材52の詳細を概略的に示す。以下の図5aから図5cのスロット付き部材152にも同様の又は類似の詳細が適用される。スロット付き部材52の各スロット58は、フィードスルー方向Xに沿って第1の表面53と第2の表面54との間でスロット付き部材52の固体物体を完全に貫通している。スロット付き部材52の第1の表面53と第2の表面54との距離は、スロット付き部材52の厚さΔXmと一致する。この例では、スロット付き部材の厚さΔXmは約17ミリメートルである。フィードスルー方向Xのスロット58の長さΔXsは、スロット付き部材52の厚さΔXmと同一である。フィードスルー方向Xに沿ったベース62の厚さΔXbは、第1の側面セグメント55に位置付けられた縦方向開口59の部分を内面66で覆うのに充分なものである。
[0089] 図4aは、スロット58が開口59内にも開口し、開口59がスロット付き部材52の側面55、56全体に沿って延出し、従って第1のテーパ状側面セグメント55及び第2のテーパ状側面セグメント56の双方と交差していることを示す。これらの縦方向開口59は、スロット付き部材52の側面55、56の直線部分57a、57b(図4bを参照のこと)の双方に設けられている。
[0090] 図4bは、スロット58とファイバグループ60との相互関係を更に詳しく示している。1つのファイバグループ60内のそれぞれのファイバ61は直線アレイ状に配置されている。この例では、各ファイバグループ60は少なくとも20本のファイバ61で形成され、これらは同一方向の当接したファイバ61の単一層アレイ内で相互に並んで延出している。ファイバ61は局所的に相互に平行に延出しているので、ファイバ61の局所接ベクトルは同一方向を指し示す(ここではフィードスルー方向Xに沿っている)。各ファイバ61に直接隣接しているのは2本のファイバ61だけである。例外は、ファイバグループ60の2つの側部に配置された第1のファイバ61a及び最後のファイバ61jであり、これらに直接隣接しているのは1本のファイバだけである(すなわち、それぞれ第2のファイバ61bと最後から2番目のファイバ61i)。光ファイバ61は基本的に同一のファイバ直径φfを有する。ファイバ直径φfは、約0.125ミリメートルから0.25ミリメートルの範囲内とすることができる。この例では、ファイバ直径φfは約0.175ミリメートルの値を有する。このため、第2の方向Yに沿ったファイバグループ60の厚さHfは実質的にファイバ直径φfと等しく、第3の方向Zに沿ったファイバグループ60の幅Wfはファイバ直径φfの少なくとも20倍である。
[0091] 各スロット58は、スロット付き部材52内へ垂直に、すなわちここでは(正/負の)第3の方向Z(奥行き方向Zとしても示される)に沿って延出している。スロット58はこの奥行き方向Zに奥行きΔZsを有し、これは少なくともファイバグループ幅Wf(すなわちこの例ではファイバ直径φfの少なくとも20倍)に等しい。スロット58は第2の方向Yの幅ΔYsを有し、φf<ΔYs<2φfが成り立つ。この例では、スロット幅ΔYsはファイバ直径φfよりもわずかに大きいだけであり、約0.25ミリメートルの値を有する。ファイバ61は、対応するスロット58内に収容された場合、少なくともスロット58の全範囲にわたって相互に交差しない。
[0092] 光ファイバ61は、真空チャンバ20内のガス放出効果を低減させるため、外面がアルミニウムでコーティングされている。また、このアルミニウムコーティングは、スロット付き部材52、ベース62、及び光ファイバ61に対する封止物71の接着を容易にする。
[0093] 代替的な実施形態では、1つのファイバグループ内のファイバのいくつか又は全ては、横方向(ここでは奥行き方向Z)で直接当接しない。直接隣接しているファイバ対のいくつか又は全ては、それらの間に小さい空間を画定した状態で相互に並んで延出することができる。そのような空間によって、対応するファイバの断面における外周の大部分を封止物(例えば硬化したシーラント材)で包み込むことが可能となる。そのような実施形態では、ファイバグループ幅Wfは、グループ内のファイバ数とファイバ直径φfの積よりも大きくなる。
[0094] 図5a及び図5bは、図5cに示されている組み立てた状態のPCBフィードスルーデバイス150のようなPCBフィードスルーデバイスの詳細を示す。図5a及び図5bは、PCB160、160a〜160dが挿入されるスロット159、159a、159bが設けられたスロット付き部材152a、152bを示している。図5a及び図5bにおいて、スロット付き部材152a、152bはベース162に挿入されていない。
[0095] 以下で152によって示される図5aから図5cのスロット付き部材152、152a、152bは、図3a及び図3bのスロット付き部材52と同様である。スロット付き部材152は固体材料物体で形成され、例えば基本的にアルミニウムから成る。正及び負のフィードスルー方向±Xに沿って、スロット付き部材152は第1の表面153及び第2の表面154によってそれぞれ境界が設定されている。第1及び第2の表面153、154は、スロット付き部材152の基本的に反対の側に位置付けられている。第2の方向Y及び第3の方向Zに沿って、スロット付き部材152は、スロット付き部材の外周全体に沿って延出する側面155、156によって境界が設定されている。側面155、156は、第1及び第2の表面153、154を相互接続している。
[0096] 横方向のYZ面におけるこの側面155、156の断面の外形は、スタジアムの形状に類似している。スタジアムは、対向する2つの側が半円形である矩形から成る2次元の幾何学的形状であり、外周は、2つの半円形セグメントを相互接続する2つの直線セグメントを含む。しかしながら、側面155、156のスタジアム形の断面は1つ以上の小さい窪み及び/又は突出を含むことも可能である。
[0097] スロット付き部材152の側面155、156は、第2の表面154に接する第1のテーパ状表面セグメント155と、第1の表面153に接する第2のテーパ状セグメント156と、を有する。テーパ形状とは、横方向のYZ面の表面セグメント155、156の各々の(スタジアム形の)断面外形が合致し、正のフィードスルー方向+Xに沿った位置に応じてサイズが大きくなる(第1のセグメント155)か、又はサイズが小さくなる(第2のセグメント156)ことを意味している。
[0098] スロット付き部材152は1つ以上のスロット158を画定する。図5aのスロット付き部材152aは1つのスロット158が設けられ、従って1つのPCB160のフィードスルーを行う。図5bのスロット付き部材159bは4つのスロット158を含み、4つのPCB160〜160dのフィードスルーを可能とする。スロット付き部材に設けられるスロット158の数、並びにそれらの構成すなわちスロット付き部材における位置及び向き、更にはスロット付き部材152の具体的な寸法は、特定の用途や、フィードスルーに配置されるPCB及び/又は電気接続の構成に基づいて選択することができる。
[0099] 図示されている実施形態において、PCBフィードスルーデバイスのためのスロット付き部材152のスロット158はY方向に沿った方向に形成されている。すなわちこれは、光ファイバフィードスルーデバイス50のスロット付き部材52のスロット58の方向に対して実質的に垂直である。しかしながらこの代わりに、PCBフィードスルーデバイスのスロット158をZ方向に沿って、すなわち光ファイバフィードスルーデバイスのスロット58と同一の方向に配向してもよく、又はその逆も同様であることに留意すべきである。更に、スロット付き部材は、PCBを収容するための1つ以上のスロット158及び光ファイバグループを収容するための1つ以上のスロット58を用いて構成することも可能である。
[00100] 各スロット158は、フィードスルー方向Xに沿ってスロット付き部材152の固体物体を完全に貫通する実質的に平坦な切込みを形成する。各PCB160は関連付けられたスロット158内に収容されている。スロット158の幅ΔZsaは、スロット158を貫通するエリアにおけるPCB160の厚さよりもわずかに大きい。例えばPCBは300μmの厚さであり、スロットは400〜500μmの幅を有する。スロットの奥行きΔYsaは、スロット158を貫通するエリアにおけるPCB160の幅よりも大きいことが好ましい。
[00101] 図4aの例と同様、スロット付き部材152の各スロット158は、フィードスルー方向Xに沿って第1の表面153と第2の表面154との間でスロット付き部材152の固体物体を完全に貫通している。スロット付き部材152の第1の表面153と第2の表面154との距離は、スロット付き部材152の厚さΔXmと一致する。フィードスルー方向Xのスロット158の長さΔXsは、スロット付き部材152の厚さΔXmと同一である。フィードスルー方向Xに沿ったベース162の厚さΔXbは、第1の側面セグメント155に位置付けられた縦方向開口159の部分を内面で覆うのに充分なものである。
[00102] スロット158は開口159にも開口し、開口159はスロット付き部材152の側面155、156全体に沿って延出し、従って第1のテーパ状側面セグメント155及び第2のテーパ状側面セグメント156の双方と交差している。
[00103] 図5cは、図1の信号導体経路構成40に含めることができるPCBフィードスルーデバイス150を示す。PCBフィードスルーデバイス150は、スロット付き部材152、ベース162、複数の導電体(図5aから図5cには図示されていない)を含むPCB160、及び封止物171を備えている。図5cは組み立てた状態のフィードスルーデバイス150を示し、スロット付き部材152はベース162に収容され、封止物171が適用されている(説明の目的のため一部のみが図示されている)。図5aから図5cに示す機構には、図1を参照して上述した特徴部も存在する。スロット付き部材152については図5a、図5bを参照してすでに説明した。
[00104] 具体的に述べると、図5cのフィードスルーデバイスは、図5aに示されているようなスロット付き部材及びPCBを備えている。同様に、図5cのスロット付き部材152b及びPCB160a〜160cをベース162に配置してPCBフィードスルーデバイスを形成することも可能である。
[00105] 図5cに示されているベース162は、図3a、図3bのベース62と同様である。ベース162は別個の物体で形成され、これも例えば基本的にアルミニウムである固体材料で形成されている。ベース162は、フィードスルー方向Xに沿って見た場合、基本的に反対側に第1の外面163及び第2の外面(第2の外面64と同様)を画定する。この例では、第1及び第2の外面は平坦であり、実質的に平行である。第1及び第2の外面間の距離はベース162の厚さΔXbに相当し、この例では約20ミリメートルである。使用時、図2に示されている原理に従った信号導体経路構成において、ベース162はパネル26に堅固に固定され、例えば第2の外面に与えられたOリング(図示せず)によって、このパネルに対して封止される。
[00106] ベース162は、このベース162を完全に貫通する中央の貫通孔(貫通孔65と同様)を画定する。貫通孔は一方の端部において第1の外面163に開口し、反対側の端部において第2の外面に開口する。第2の方向Y及び第3の方向Zに沿って、貫通孔はベース162の内面(内面66と同様)によって境界が設定されている。この内面もテーパ状のスタジアム形状を有する。このスタジアム形の内面は、スロット付き部材152の第1の側面セグメント155と概ね合致する。このようにして、スロット付き部材152をベース162の貫通孔内部にぴったり合うように配置することができる。
[00107] 図5cは、貫通孔65内にぴったり合うように配置されたスロット付き部材152を示している。この組み立てた状態では、スロット付き部材152の第1の側面セグメント155及びベース162の内面は当接し、内面は、第1の側面セグメント155に位置する縦方向開口159の部分を覆っている。
[00108] 図5cの実施形態において、スロット付き部材152の第1の表面153はベース162の第1の表面163に対して窪んでいる。これにより、第1の表面153及び内面の一部は共に受容部169を画定する。
[00109] 封止物171を形成するため、受容部169には最初にシーラント材が充填される。この例では、受容部169は第1の表面163の高さまで充填される。このシーラント材は硬化後に封止物171を形成する。この封止物171はスロット付き部材152の第1の表面153及び第2の表面セグメント156を覆い、更にPCB160がスロット158から出ているスロット158の部分も覆って、PCB160を包み込む。図5cでは、説明の目的のため封止物171の一部だけが図示されている。この例では、完成した封止物171は受容部169の全空間を塞いで、全てのスロット158を覆うと共に全てのPCB160を封止して包み込むことは理解されよう。
[00110] 例えばPCBフィードスルーデバイス150のような本明細書で記載されたPCBフィードスルーデバイスは、図2の光ファイバ経路構成40aと同様の、PCB経路構成を形成する信号導体経路構成に組み込むことができる。
[00111] 図6a及び図6bは、PCBフィードスルーデバイス150のPCB160の一実施形態を概略的に示す。PCB160は中心部180を含み、その中央部180aがスロット158に挿入されて封止物171で封止されるように構成されている。これを実行するため、中央部180aの外面には、例えば気密シールを形成するため、封止物と良好に接着する材料が提供される。これは例えば、銅コーティングや、封止物が接着する他の任意の材料によって実現できる。PCB160は、フィードスルーデバイスの真空側に配置される第1の部分181と、フィードスルーデバイスの周囲側に配置される第2の部分182と、を備えている。第1及び第2の部分181、182は、それらの遠位部180b、180cを介して中心部180に接続されている。遠位部180b、180cは封止物と接触していないので、必ずしも封止物と良好に接着する材料が提供されるわけではないが、そのような材料を提供することも可能である。PCB160の異なる部分、具体的には第1の部分181及び中心部180は、真空対応であり低いガス放出特性を有するよう構成されている。
[00112] PCBの中心部180は、例えば中心部180に対する第1及び/又は第2の部分181、182の向きのような所望の構成に応じて、可撓性PCB又は剛性PCBで形成することができる。第1及び第2の部分181、182はほぼ剛性である。
[00113] 図6bに示されているように、第1及び第2の部分181、182はそれぞれ第1のコネクタ142a〜142d及び第2のコネクタ144a〜144dを備えている。第1のコネクタ142は、例えば図1の第3のケーブルセグメント19のような真空チャンバ内に配置されたケーブル又はワイヤ配線に接続するため構成されている。同様に、第2のコネクタ144は、例えば図1の第1のケーブルセグメント17のような真空チャンバ外に配置されたケーブル又はワイヤ配線に接続するため構成されている。更に、第1及び第2の部分181、182は様々な電子コンポーネント(図示せず)を含み得る。中心部180を貫通する導電体161a〜161dは、第1及び第2の導体142a〜142d、144a〜144dを接続する。説明を容易にするため、図6bには導体が4つのみ図示されているが、導体の数は一般にこれよりもはるかに多い可能性がある。更に、図6bでは導体層が1つのみ図示されている。しかしながら、PCB160は複数の導体層を含み得る。従って、PCBは整列した導電体の構成を提供する。
[00114] 本発明は、その精神及び本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具現化することができる。記載した実施形態は、あらゆる点で単なる例示であって限定ではないと解釈されるものとする。従って本発明の範囲は、前述の記載ではなく添付の特許請求の範囲によって示される。本発明の代替的かつ同等の実施形態を想定し実行に移すことが可能であることは、当業者には明らかであろう。特許請求の範囲の均等物(equivalency)の意味及び範囲内に該当するあらゆる変更は、特許請求の範囲内に包含されるものとする。
[00115] 当業者及び本明細書の教示が与えられた者には、例えば光ファイバ及び/又はPCBに配置された導電体のような複数の信号導体を含む任意の数の信号導体グループのフィードスルーのために本発明を適用可能であることが認められるであろう。任意の数の信号導体経路構成を使用することができ、各構成は任意の数のフィードスルーデバイスを含むことができる。
[00116] 提案されたフィードスルーデバイス及び/又は信号導体経路構成は、様々なタイプの真空チャンバ及び/又はターゲット処理システムにおいて利用することができる。ターゲット処理システムは、例えば荷電粒子ビームレットリソグラフィシステム、電磁ビームリソグラフィシステム、又は、異なる周囲条件を有する領域の間で信号導体の気密フィードスルーを必要とする別のタイプの処理システムであり得る。
[00117] 上述したこととは別に、フィードスルーデバイスのスロット付き部材の側面及びベースの内面の断面形状がスタジアムに一致した形状である必要はないことは認められよう。例えば角を丸めた矩形、楕円形、円形、多角形、又は他の断面形状のような、他の形状も可能である。
10 ターゲット処理システム(例えばリソグラフィシステム)
12 システムコントローラ
14 光信号発生器
16 信号導体ケーブル配線
17 第1のケーブルセグメント(外部)
18 第2のケーブルセグメント(中間移行部)
19 第3のケーブルセグメント(内部)
20 真空チャンバ
21 第1の領域(例えば真空チャンバ領域)
22 第2の領域(例えば外部領域)
23 上方チャンバ壁
24 側方チャンバ壁
26 フィードスルー壁セクション
28 ターゲット
30 粒子ビームコラム
32 粒子ビーム源(例えば電子ビーム源)
34 粒子ビームコリメータ
36 ビームレットスイッチャモジュール
37 ブランカコントローラ
38 ビームレット
40 信号導体経路構成
42 第1のコネクタ(例えば内部コネクタ)
44 第2のコネクタ(例えば外部コネクタ)
50 ファイバフィードスルーデバイス
52 スロット付き部材
53 第1の表面
54 第2の表面
55 第1の側面セグメント
56 第2の側面セグメント
57 平坦表面部
58 スロット
59 縦方向開口
60 平坦ファイバグループ
61 光ファイバ
62 ベース
63 第1の表面
64 第2の表面
65 (スロット付き部材のための)貫通孔
66 内面
67 結合アパーチャ(例えば横貫通孔)
68 機械的結合(例えばボルトとナット)
69 受容部
70 内縁くぼみ
71 封止物
72 主シール部
73 フランジシール部
142 (PCBの)第1のコネクタ
144 (PCBの)第2のコネクタ
150 PCBフィードスルーデバイス
152 (PCBフィードスルーデバイスの)スロット付き部材
153 (PCBフィードスルーデバイスの)第1の表面
154 (PCBフィードスルーデバイスの)第2の表面
155 (PCBフィードスルーデバイスの)第1の側面セグメント
156 (PCBフィードスルーデバイスの)第2の側面セグメント
158 (PCBフィードスルーデバイスの)スロット
159 (PCBフィードスルーデバイスの)縦方向開口
160 プリント回路基板(PCB)
161 PCBの導電体
162 (PCBフィードスルーデバイスの)ベース
163 第1の外面
169 (PCBフィードスルーデバイスの)受容部
170 (PCBフィードスルーデバイスの)内縁くぼみ
171 (PCBフィードスルーデバイスの)封止物
180 (PCBの)中心部
181 (PCBの)第1の部分
182 (PCBの)第2の部分
A1 挿入軸
X 第1の方向(フィードスルー方向)
Y 第2の方向(横方向)
Z 第3の方向(例えば奥行き方向)
ΔXm スロット付き部材の厚さ
ΔXb ベース厚さ
ΔXs スロット長
ΔYs スロット幅
ΔZs スロット奥行き
ΔYsa スロット奥行き(PCBフィードスルー実施形態)
ΔZsa スロット幅(PCBフィードスルー実施形態)
Wf ファイバグループ幅
Hf ファイバグループ厚さ
φf ファイバ直径

Claims (15)

  1. 複数の信号導体の周りに気密シールを形成するためのフィードスルーデバイスであって、前記信号導体は相互に並んで延出して、グループ幅を有する信号導体グループを形成し、前記フィードスルーデバイスは、
    主にフィードスルー方向の方を向いている第1の表面と、主に前記フィードスルー方向とは反対方向を向いている第2の表面と、前記第1及び第2の表面を相互接続すると共に、前記フィードスルー方向に対して非平行な方向で外側に向いている側面と、によって境界が設定されたスロット付き部材と
    前記フィードスルー方向に沿って完全に貫通する穴を有するベースであって、前記穴は前記スロット付き部材を収容するように適合されている、ベースと、を備え、
    前記スロット付き部材は、更に少なくとも1つのスロットを含み、
    前記スロットは、前記フィードスルー方向に沿って前記スロット付き部材を貫通し、前記第1及び第2の表面に開口して、前記信号導体グループが前記第1の表面から前記スロット付き部材を介して前記第2の表面へ通過することを可能とし、
    前記スロットは更に、前記側面に沿った縦方向開口に開口し、前記側面から奥行き方向に沿って前記フィードスルー方向に対して横断方向にスロット奥行きまで前記スロット付き部材内に延出し、
    前記スロット奥行きは、前記グループ幅以上であり、
    前記ベースは、前記穴を直接取り囲む内面を画定し、
    前記内面は、前記穴に収容された場合の前記スロット付き部材の前記側面の少なくとも一部及び前記縦方向開口を覆い、
    前記スロット付き部材が前記穴に収容された場合、前記スロット付き部材の前記第1の表面は、前記穴を直接取り囲む前記ベースの表面に対して前記フィードスルー方向に沿って窪んでおり、これによって、少なくとも前記スロット付き部材の前記第1の表面及び前記ベースの前記内面は、封止物を収容することができる受容部を形成する、フィードスルーデバイス。
  2. 前記スロット付き部材の前記側面は、スタジアム又は角を丸めた矩形に似た断面形状を有し、
    前記を取り囲む前記ベースの前記内面は、前記スロット付き部材をぴったり合うように収容するよう適合された断面形状を有する、請求項1に記載のフィードスルーデバイス。
  3. 前記スロット付き部材の前記側面は、前記フィードスルー方向に垂直な方向に沿って並進対称に延出する平坦表面部を画定し、
    前記縦方向開口は、前記平坦表面部に位置付けられ、
    前記少なくとも1つのスロットは、前記奥行き方向に沿って前記平坦表面部に対して垂直に前記スロット付き部材内へ延出する、請求項1又は2に記載のフィードスルーデバイス。
  4. 前記スロット付き部材の前記側面は、前記フィードスルー方向に沿って軸の方へ内側に向かうテーパ状である第1の側面セグメントを画定し、
    前記ベースの前記内面は、前記第1の側面セグメントに合致した内側に向かうテーパ状である、請求項1から3の何れか一項に記載のフィードスルーデバイス。
  5. 前記スロット付き部材の前記側面は、前記フィードスルー方向に沿っているが前記第1の側面セグメントに対して反対側に、前記軸の方へ内側に向かってテーパ状であるか、切り取られたか、又は面取りされた第2の面セグメントを含み、及び/又は、前記ベースの前記内面は、前記軸から離れる方へ外側に向かってテーパ状であるか、切り取られたか、又は面取りされた内面セグメントを含み、これによって、前記第2の側面セグメント及び/又は内面セグメントが前記スロット付き部材の前記少なくとも1つの縦方向開口に直接接する内縁窪みを画定するようになっており、前記窪みは前記封止物の一部を収容するように構成されている、請求項に記載のフィードスルーデバイス。
  6. 前記複数の信号導体は、複数の光ファイバ、複数の導電体、及び/又は、プリント回路基板における導体として提供される、請求項1から5の何れか一項に記載のフィードスルーデバイス。
  7. 請求項1から6の何れか一項に記載のフィードスルーデバイスであって、前記スロット付き部材は、前記ベースの前記穴に収容されている、フィードスルーデバイスと、
    相互に並んで延出して、グループ幅を有する信号導体グループを形成する複数の信号導体であって、前記信号導体グループは、長手方向部分が前記スロット付き部材のスロット内に配置されて、前記スロット付き部材の前記第1及び第2の表面の間をフィードスルー方向に前記フィードスルーデバイスを通って延出する、複数の信号導体と、
    前記スロット付き部材の前記第1の表面と、少なくとも前記信号導体グループが前記スロットから出ている前記スロットの部分と、を覆って前記信号導体グループを包み込み、前記スロット付き部材の外部にあると共に前記スロット付き部材の前記第1及び第2の表面にそれぞれ隣接している第1の領域及び第2の領域の間に気密バリアを提供する封止物と、
    を備える、信号導体経路構成。
  8. 相互にアレイ状に並んで延出して、グループ幅を有する別の信号導体グループを形成する別の信号導体を備え、
    前記スロット付き部材は、別のスロットを含み、
    前記スロットは、前記フィードスルー方向に沿って前記スロット付き部材を貫通し、前記第1及び第2の表面に開口して、前記信号導体グループが前記第1の表面から前記スロット付き部材を介して前記第2の表面へ通過することを可能とし、
    各別のスロットは、前記側面に沿った各縦方向開口に開口し、前記側面からスロット奥行きまで前記スロット付き部材内に延出し、
    前記封止物は、全てのスロットを覆って前記気密バリアを形成する、請求項に記載の信号導体経路構成。

  9. 前記スロット付き部材の前記第1の表面は、前記穴を直接取り囲む前記ベースの面に対して前記フィードスルー方向に沿って窪んでおり、これによって、少なくとも前記スロット付き部材の前記第1の表面及び前記ベースの前記内面は、封止物が収容される受容部を形成する、請求項8に記載の信号導体経路構成。
  10. 前記信号導体は、信号導体直径φfを有し、単一層アレイ状に相互に並んで、少なくとも前記信号導体直径に等しいが前記信号導体直径の2倍よりも小さいグループ厚さを有する前記信号導体グループを形成する、請求項7から9の何れか一項に記載の信号導体経路構成。
  11. 前記スロットは、前記フィードスルー方向及び前記スロット奥行きの双方に対して横断方向のスロット幅ΔYs、ΔZsaを有し、前記スロット幅は、φf<ΔYs、ΔZsa<2φfによって定義された範囲内である、請求項10に記載の信号導体経路構成。
  12. 前記スロット付き部材及び前記ベースは、1つ以上の固体材料を含む剛体を形成し、
    前記封止物は、前記1つ以上の固体材料に接着すると共に硬化時に前記スロット付き部材を前記ベースに固定する液体シーラント材から形成される、請求項7から11の何れか一項に記載の信号導体経路構成。
  13. 前記信号導体は、前記スロット付き部材の材料と基本的に同一である材料で、又は、前記スロット付き部材の前記材料とは異なるが前記液体シーラント材が接着する材料で、コーティングされている、請求項12に記載の信号導体経路構成。
  14. 前記信号導体グループ及び/又は別の信号導体グループは、前記第1の領域に位置付けられた第1の端部において第1のコネクタを備え、及び/又は、前記第2の領域に位置付けられた反対側の第2の端部において第2のコネクタを備える、請求項7から13の何れか一項に記載の信号導体経路構成。
  15. 少なくとも1つの壁と、前記壁に又は前記壁内に提供された請求項7から14の何れか一項に記載の信号導体経路構成と、を備える真空チャンバであって、前記信号導体グループは、前記壁の一方側の第1の領域から前記壁を貫通する前記フィードスルーデバイスを介して前記壁の反対側の第2の領域へ延出している、真空チャンバを備える、
    ターゲット処理システム。

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