KR101952699B1 - 전열판 및 묘화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시 형태에 따른 전열판은, 감압 분위기 중에서 광원으로부터 발생하는 빔을 성형 또는 제어함으로써 탑재되는 부재에 발생하는 열을 전달하는 제1 전열부와, 제1 전열부의 주위에 설치되는 제2 전열부와, 제1 전열부를 제2 전열부에 대하여 가동으로 하며, 제1 전열부와 제2 전열부의 사이에 접속되는 복수의 제3 전열부를 구비한다.

Description

전열판 및 묘화 장치 {HEAT TRANSFER PLATE AND WRITING APPARATUS}
본 발명의 실시 형태는 전열판 및 묘화 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화의 진전을 담당하는 리소그래피 기술은 반도체 제조 프로세스 중에서도 패턴을 생성하는 중요한 프로세스이다. 최근, LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로 선폭은 미세화되고 있다. 이러한 미세화된 회로 패턴을 형성하기 위해 이용되는 포토마스크는 전자빔 묘화 기술을 이용하여 형성되고 있다. 전자빔 묘화 기술에서는 마스크 블랭크스에 전자빔을 조사하여 마스크 패턴을 묘화함으로써 포토마스크를 형성한다.
예를 들면, 멀티빔을 사용한 묘화 장치가 있다. 멀티빔을 사용한 묘화 장치는 1 개의 전자빔으로 묘화하는 경우에 비해 멀티빔을 이용함으로써 한 번에 많은 빔을 조사할 수 있으므로 스루풋을 향상시킬 수 있다. 이러한 멀티빔 방식의 묘화 장치는, 예를 들면, 전자총으로부터 방출된 전자빔을 복수의 홀을 가진 애퍼처 어레이에서 멀티빔으로 성형하고, 이 멀티빔을 블랭킹 제어하여, 차폐되지 않은 빔을 광학계에서 축소 · 편향시켜 마스크 블랭크스에 조사한다.
멀티빔 각각의 조사량은 그 조사 시간에 따라 개별적으로 제어된다. 이러한 멀티빔의 조사량을 고정밀도로 제어하기 위해서는 멀티빔의 블랭킹 제어(ON / OFF 제어)를 고속으로 행할 필요가 있다. 이 때문에, 멀티빔 방식의 묘화 장치는 멀티빔의 각 블랭커를 배치한 블랭킹 애퍼처 어레이 기구를 탑재한다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기구는 각 빔을 개별적으로 블랭킹 제어하기 위한 제어 회로 및 각 제어 회로에 제어 신호를 전달하기 위한 회로를 가진다(예를 들면, 일본특허공개공보 2015-109323호 참조). 이들 제어 회로 등은 묘화 처리 시에 발열하기 때문에 열원이 된다. 또한, 전자빔 묘화 장치 내에서 블랭킹 애퍼처 어레이 기구는 진공 중에서 이용된다. 따라서, 열이 발산되기 어려워 블랭킹 애퍼처 어레이 기구에 축적될 우려가 있다. 이 경우, 당해 기구가 열팽창하여 적절한 블랭킹 제어의 방해가 된다고 하는 문제 또는 제어 회로의 동작 불량 등의 문제가 있었다.
본 발명의 실시 형태는, 진공 중에 배치되는 열원을 이동 가능하게 재치하고 또한 열원에서 발생한 열을 효율적으로 열 배출할 수 있는 전열판 및 하전 입자빔 묘화 장치를 제공한다.
본 실시 형태에 따른 전열판은, 감압 분위기 중에서 광원으로부터 발생하는 빔을 성형 또는 제어함으로써 탑재되는 부재에 발생하는 열을 전달하는 제1 전열부와, 제1 전열부의 주위에 설치되는 제2 전열부와, 제1 전열부를 제2 전열부에 대하여 가동으로 하며, 제1 전열부와 제2 전열부의 사이에 접속되는 복수의 제3 전열부를 구비한다.
제1 내지 제3 전열부는 동일 재료로 형성되어 있다.
제3 전열부는 각각, 적어도 2 개의 암부와, 암부 간을 접속하고 제1 전열부 또는 제2 전열부와 암부와의 사이를 접속하는 접속부를 구비하며, 접속부는 암부보다 가늘어도 된다.
제1 내지 제3 전열부는 적층된 복수의 재료판으로 이루어지며, 복수의 재료판 중 제1 전열부에 대응하는 제1 부재는 일체로 접합되어 있고, 제2 전열부에 대응하는 제2 부재도 일체로 접합되어 있고, 복수의 재료판 중 제3 전열부에 대응하는 제3 부재는 각각 분리되어 있어도 된다.
본 실시 형태에 따른 묘화 장치는, 감압 분위기 중에서 처리 대상을 재치 가능한 스테이지와, 처리 대상에 조사할 전자빔을 성형 또는 제어하는 애퍼처 부재와, 애퍼처 부재를 탑재하며, 전자빔의 성형 또는 제어에 의해 발생하는 열을 전달하는 전열판을 구비하고, 전열판은, 열을 전달하는 제1 전열부와, 제1 전열부의 주위에 설치된 제2 전열부와, 제1 전열부를 제2 전열부에 대하여 가동으로 하며, 제1 전열부와 제2 전열부의 사이를 접속하는 복수의 제3 전열부를 구비한다.
도 1은 제1 실시 형태에서의 묘화 장치의 구성의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 2는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 발열량의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 애퍼처 기구의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 전열판의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 5는 1 개의 접속 기구의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 전열판의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은 전열판을 구성하는 복수의 재료판의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 따른 재료판의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 9는 1 개의 접속 기구의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
(제1 실시 형태)
도 1은 제1 실시 형태에서의 묘화 장치의 구성의 일례를 나타내는 개념도이다. 묘화 장치(100)는 예를 들면 멀티 하전 입자빔 노광 장치이며, 반도체 장치의 제조에 이용되는 리소그래피의 포토마스크를 묘화하기 위하여 이용된다. 본 실시 형태는 묘화 장치 외에 노광 장치, 전자 현미경, 광학 현미경 등의 전자빔 또는 광을 처리 대상에 조사하는 장치여도 된다. 따라서, 처리 대상으로서의 시료(101)는 마스크 블랭크스 외에 반도체 기판 등이어도 된다.
묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화부(150)는 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는 전자총(201)과, 조명 렌즈(202)와, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)과, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)와, 축소 렌즈(205)와, 제한부(206)와, 대물 렌즈(207)와, 편향기(208)와, 성형 애퍼처 스테이지 기구(211)와, 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는 XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105)는 묘화 시에 처리 대상이 되는 마스크 블랭크스 등의 시료(101)를 탑재 가능하다. 시료(101)는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이어도 된다. 또한, XY 스테이지(105) 상에는 XY 스테이지(105)의 위치를 측정하기 위하여 미러(210)가 배치된다.
전자 경통(102) 내에는 성형 애퍼처 스테이지 기구(211)가 배치되고, 성형 애퍼처 스테이지 기구(211) 상에 성형 애퍼처 어레이 기판(203)이 재치된다. 성형 애퍼처 스테이지 기구(211) 아래에는 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212)가 배치되고, 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212) 상에 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)가 재치된다. 이하, 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204), 성형 애퍼처 스테이지 기구(211), 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212) 전체를 통틀어 애퍼처 기구(220)라고도 한다. 또한, 도 1에서는 애퍼처 기구(220)의 개략만을 나타내고 있다. 애퍼처 기구(220)의 보다 상세한 구성은 도 3을 참조하여 설명한다.
제어부(160)는 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), 스테이지 위치 검출기(139) 및 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140, 142)를 가지고 있다. 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), 스테이지 위치 검출기(139) 및 기억 장치(140, 142)는 도시하지 않는 버스를 개재하여 서로 접속되어 있다. 기억 장치(140)는 외부로부터 입력된 묘화 데이터를 저장하고 있다. 기억 장치(142)는 각 샷의 조사 시간 데이터를 저장하고 있다.
제어 계산기(110)는 데이터 처리부(56) 및 묘화 제어부(58)를 구비하고 있다. 데이터 처리부(56) 및 묘화 제어부(58)는 처리 회로를 포함하며, 그 처리 회로는 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로 혹은 반도체 장치 등을 포함한다. 또한, 데이터 처리부(56) 및 묘화 제어부(58)에는 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 되고, 혹은 별도의 처리 회로를 이용해도 된다. 데이터 처리부(56) 및 묘화 제어부(58)에 입출력되는 정보 및 연산 중인 정보는 메모리(112)에 그때마다 저장된다.
여기서, 도 1에서는 제1 실시 형태를 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)는 그 외의 필요한 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
도 2는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 발열량의 일례를 나타내는 도면이다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 회로 기판(33)은 BAA 칩(31) 상의 복수의 패드(43)에 제어 신호를 전송하기 위하여 복수의 전송 회로(13)를 구비하고 있다. 전송 회로(13)로서 예를 들면 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 이용된다. 전송 회로(13)는 회로 기판(33)의 외부로부터 공급되는 고속 신호의 버퍼, 이 고속 신호의 BAA 칩(31)으로의 송신, 데이터 에러 검사, 데이터의 재송신 요구 및 재수신 처리 등을 행한다.
도 2의 예에서는, 예를 들면 2 개의 전송 회로(13)가 BAA 칩(31)을 사이에 두고 배치되어 있다. 복수의 전송 회로(13)는 회로 기판(33)(실장 기판)의 이면측에 배치되면 적합하다. 여기서, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에서는 복수의 제어 회로를 포함하는 멤브레인 영역(30), 복수의 전송 회로(13) 및 회로 기판(33) 상에 있는 그 외의 전자 부품(도시하지 않음)으로부터 발열이 발생한다. 멤브레인 영역(30)은 예를 들면 1 W의 열을 발생시킨다. 복수의 전송 회로(13)는 회로 기판(33)의 양 사이드에서 각각 예를 들면 20 W씩, 합계 40 W의 열을 발생시킨다. 그 결과, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)는 전체적으로 예를 들면 45 W의 열을 발생시킨다. 이와 같이, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 자체가 열원이 된다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 애퍼처 기구의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 3에서 화살표는 열의 흐름을 나타내고 있다. 애퍼처 기구(220)는 성형 애퍼처 어레이 기판(203)과, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)와, 성형 애퍼처 스테이지 기구(211)와, 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212)와, 전달 부재(213)와, 방열 부재(214)와, 제1 구동 기구(215)와, 제2 구동 기구(216)를 구비하고 있다.
애퍼처 부재로서의 성형 애퍼처 어레이 기판(203)은 성형 애퍼처 스테이지 기구(211) 상에 고정되어 있다. 성형 애퍼처 스테이지 기구(211)는 지지 기판(25)과 전열판(27)을 구비하고 있다. 지지 기판(25)은 성형 애퍼처 어레이 기판(203)을 탑재하며 또한 전열판(27) 상에 고정되어 있다. 전열판(27)은 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 및 지지 기판(25)을 탑재하며, 방열 부재(214) 상에 고정되어 있다.
성형 애퍼처 어레이 기판(203)은 전자빔(200)을 받아 발열하여 열원이 될 수 있다. 따라서, 전열판(27)은 지지 기판(25)을 거쳐 성형 애퍼처 어레이 기판(203)(열원)으로부터의 열을 받아 방열 부재(214)로 전달한다. 또한, 전열판(27)은 가요성이 있는 부재를 가지며, 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 및 지지 기판(25)의 위치를 방열 부재(214)에 대하여 변동시킬 수 있다. 예를 들면, 지지 기판(25)의 바닥면에는 제2 구동 기구(216)가 접속되어 있어, 제2 구동 기구(216)가 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 및 지지 기판(25)을 이동시킨다. 이 때, 전열판(27)의 일부가 휘어짐으로써 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 및 지지 기판(25)은 방열 부재(214)에 대하여 열전도성을 유지한 채로 이동할 수 있다. 제2 구동 기구(216)는 전달 부재(213)와 지지 기판(25)의 사이에 설치되어 있으며, 예를 들면 피에조 소자 등의 액추에이터와 신축 스템으로 구성되어 있다. 제2 구동 기구(216)의 액추에이터가 신축 스템을 구동시킴으로써, 전달 부재(213)에 대하여 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 및 지지 기판(25)의 위치를 조절할 수 있다. 또한, 전열판(27)의 상세한 구성에 대해서는, 전열판(37)의 구성과 함께 도 4를 참조하여 후술한다.
애퍼처 부재로서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)는 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212) 상에 고정되어 있다. 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212)는 지지 기판(35)과 전열판(37)을 구비하고 있다. 지지 기판(35)은 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)를 탑재하며 또한 전열판(37) 상에 고정되어 있다. 전열판(37)은 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 및 지지 기판(35)을 탑재하며, 방열 부재(214) 상에 고정되어 있다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)는 전술한 바와 같이 멀티빔(20a ~ 20e)의 제어에 의해 열원이 될 수 있다. 전열판(37)은 지지 기판(35)을 거쳐 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)(열원)로부터의 열을 받아 방열 부재(214)로 전달한다. 또한, 전열판(37)은 가요성이 있는 부재를 가지며, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 및 지지 기판(35)의 위치를 방열 부재(214)에 대하여 변동시킬 수 있다. 지지 기판(35)의 하방에 설치된 제1 구동 기구(215)가 전달 부재(213)를 개재하여 전열판(37)에 접속되어 있어, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 및 지지 기판(35)을 회전 이동시킬 수 있다. 제1 구동 기구(215)는 방열 부재(214)의 바닥부와 전달 부재(213)의 바닥부의 사이에 설치되어 있으며, 예를 들면 회전 베어링 기구로 구성되어 있다. 제1 구동 기구(215)는 전달 부재(213)를 개재하여 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 및 지지 기판(35)을 회전 이동시키고, 또한 전달 부재(213)에 접속된 제2 구동 기구(216)를 개재하여 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 및 지지 기판(25)도 회전 이동시킬 수 있다. 즉, 애퍼처 기구(220)는 먼저 제1 구동 기구(215)에 의해 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 및 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 양방을 회전시킴으로써 위치(회전 위치)를 조절하고, 이어서 제2 구동 기구(216)에 의해 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 위치(회전 위치 또는 기울기)를 조절한다. 이에 따라, 애퍼처 기구(220)는 전자빔(200)으로부터 원하는 멀티빔(20a ~ 20e)을 성형하고 또한 멀티빔(20a ~ 20e)을 정확하게 블랭킹 제어할 수 있다.
방열 부재(214)는 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 성형 애퍼처 스테이지 기구(211), 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 및 블랭킹 애퍼처 스테이지 기구(212)를 탑재하며, 전자 경통(102)에 대하여 고정되어 있다. 방열 부재(214)는 지지 기판(25, 35), 전열판(27, 37)을 거쳐 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 또는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)로부터의 열을 받아 그 열을 전자 경통(102)의 외부로 전달하여 방열한다. 지지 기판(25, 35), 전열판(27, 37) 및 방열 부재(214)는 예를 들면 구리 등의 열전도율이 높은 재료로 구성되어 있다. 도 4a 및 도 4b는 전열판의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 4b는 도 4a의 프레임(C)을 확대하여 나타낸 도면이다. 또한, 전열판(27)의 구성은 전열판(37)의 구성과 동일해도 된다. 따라서, 여기서는 전열판(37)의 구성을 설명하고 전열판(27)의 구성의 설명을 생략한다.
전열판(37)은 도 4a에 나타낸 바와 같이 제1 전열링(310)과, 제2 전열링(320)과, 접속 기구(330)를 구비하고 있다.
제1 전열부로서의 제1 전열링(310)은 도 3의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)를 지지하는 지지 기판(35)을 탑재한다. 지지 기판(35)은 제1 전열링(310)에 고정되어 있다. 또한, 제1 전열링(310)은 전자빔(200)의 제어에 의해 발생하는 열을 전달하도록 예를 들면 구리 등의 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있다. 즉, 제1 전열링(310)은 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 및 지지 기판(35)을 탑재하는 기능과 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 열을 전달하는 기능을 겸비한다. 제1 전열링(310)은 그 중심부에 개구부(311)를 가져 빔(20a ~ 20e)이 통과할 수 있도록 되어 있다.
제2 전열부로서의 제2 전열링(320)은 제1 전열링(310)의 주위에 설치되어 있으며, 도 3의 방열 부재(214)에 고정되어 있다. 제2 전열링(320)은 제1 전열링(310)보다 크고, 제1 전열링(310)과 대략 동심원 형상으로 형성되어 있다. 제2 전열링(320)은 접속 기구(330)를 거쳐 전달된 제1 전열링(310)으로부터의 열을 받아 그 열을 방열 부재(214)로 전달한다. 제2 전열링(320)은 예를 들면 구리 등의 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있다.
제3 전열부로서의 접속 기구(330)는 제1 전열링(310)의 열을 제2 전열링(320)으로 전달하도록 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)의 사이에 접속되어 있다. 또한, 도 4b에 나타낸 바와 같이 각 접속 기구(330)는 암부(331)와 접속부(332)를 가지며, 가요성 (유연성)을 가진다. 이에 따라, 제1 전열링(310)은 제2 전열링(320)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있다.
보다 상세하게는, 복수의 접속 기구(330)는 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)의 사이에서 이들 원주 방향으로 대략 균등(대략 등피치)하게 설치되어 있다. 이에 따라, 접속 기구(330) 각각은 가는 부재이지만, 접속 기구(330) 전체로서 제1 전열링(310)의 열을 제2 전열링(320)으로 대략 균등하고 또한 충분히 전달할 수 있다. 또한, 접속 기구(330)는 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)의 사이를 접속한 채로, 제1 전열링(310)을 제2 전열링(320)에 대하여 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들면, 접속 기구(330)는 제2 전열링(320)의 면 내에서의 임의 방향(도 4a의 X, Y 방향 혹은 수평 방향)으로 제1 전열링(310)을 이동시킬 수 있고, 또한 제2 전열링(320)의 면에 대하여 수직 방향(도 4a의 Z 방향)으로도 제1 전열링(310)을 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 접속 기구(330)는 제1 전열링(310)으로부터의 열을 제2 전열링(320)에 전달하는 기능과, 제1 전열링(310)을 제2 전열링(320)에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 하는 기능을 가진다. 접속 기구(330)는 제1 전열링(310) 및 제2 전열링(320)과 동일 재료(예를 들면, 구리 등)로 형성되어 있다.
도 5는 1 개의 접속 기구의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다. 각 접속 기구(330)는 도 4b 및 도 5에 나타낸 바와 같이 복수의 암부(331)와 복수의 접속부(332)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 따른 접속 기구(330)는 4 개의 암부(331)와 5 개의 접속부(332)를 구비하고 있다. 암부(331)의 폭은 접속부(332)의 폭보다 넓고 조금밖에 변형되지 않지만, 폭이 넓은 만큼 접속부(332)보다 열을 전도하기 쉽게 형성되어 있다. 암부(331)는 예를 들면, 제1 전열링(310)에서 제2 전열링(320)을 향하는 방향(D1)에 대하여 경사져 있으며, 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)의 사이에서 지그재그 형태로 배치된다.
한편, 접속부(332)는 암부(331)보다 가늘게 형성되어 있고(잘록해져 있고), 변형 가능하도록 암부(331)보다 높은 가요성(유연성)을 가진다. 접속부(332)는 제1 전열링(310)과 암부(331)의 사이, 인접하는 복수의 암부(331)의 사이, 및 암부(331)와 제2 전열링(320)의 사이를 접속한다. 접속부(332)는 탄성 힌지로서의 기능을 가지며, 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)의 사이에서 복수의 암부(331)를 탄성적으로 접속한다.
예를 들면 제1 전열링(310)이 D1 방향으로 이동한 경우, 도 4b에 나타낸 접속부(332)는 굴곡되어(축소되어), 암부(331)의 경사는 D1 방향에 대하여 가팔라진다. 즉, 암부(331)는 D1 방향에 대하여 수직 방향에 가까워진다. 이 때, 개구부(311)를 사이에 두고 프레임(C)의 반대측에 있는 접속 기구(330)에서는, 접속부(332)는 벌어져(펼쳐져), 암부(331)의 경사는 D1 방향에 대하여 완만해진다. 즉, 암부(331)는 D1 방향에 대하여 평행 방향에 가까워진다. 이에 따라, 제1 전열링(310)은 제2 전열링(320)에 대하여 D1 방향으로 이동한다.
한편, 제1 전열링(310)이 D1 방향과 반대 방향으로 이동한 경우, 도 4b에 나타낸 접속부(332)는 벌어져(펼쳐져), 암부(331)의 경사는 D1 방향에 대하여 완만해진다. 즉, 암부(331)는 D1 방향에 대하여 평행 방향에 가까워진다. 이 때, 개구부(311)를 사이에 두고 프레임(C)의 반대측에 있는 접속 기구(330)에서는, 접속부(332)는 굴곡되어(축소되어), 암부(331)의 경사는 D1 방향에 대하여 가팔라진다. 즉, 암부(331)는 D1 방향에 대하여 수직 방향에 가까워진다. 이에 따라, 제1 전열링(310)은 제2 전열링(320)에 대하여 D1과는 반대 방향으로 이동한다. 마찬가지로, 제1 전열링(310)은 제1 전열링(310)을 포함하는 평면(도 4a의 X - Y 면) 내에서 임의의 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 제1 전열링(310)은 제2 전열링(320)을 포함하는 평면에 대하여 수직 방향(도 4a의 Z 방향)으로 이동할 수도 있다. 이와 같이, 접속 기구(330)는 제1 전열링(310)을 제2 전열링(320)에 대하여 유연하고 또한 3 차원적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제2 전열링(320)에 대한 제1 전열링(310)의 이동 거리는 접속 기구(330)의 신축 가능한 범위에 제한된다.
또한, 접속 기구(330)에서 변형되는 접속부(332) 이외의 암부(331)의 폭은 열을 전도하기 쉽도록 접속부(332)의 폭보다 넓게 형성되어 있다. 또한, 다수의 접속 기구(330)가 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)의 사이에 설치되어 있다. 이에 따라, 접속 기구(330)는 제1 전열링(310)을 제2 전열링(320)에 대하여 이동 가능하게 하면서, 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)과의 사이의 높은 열전도성을 유지하고 있다. 또한, 암부(331)가 접속부(332)보다 폭넓게 형성되어 있음으로써, 인접하는 접속 기구(330)끼리가 서로 얽히는 것을 억제할 수 있다.
또한, 접속 기구(330)는 가요성을 가지며 또한 열전도성을 방해하지 않는 구성인 것에 한하여, 도 4b 및 도 5에 나타낸 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 암부(331) 및 접속부(332)의 수는 특별히 한정하지 않는다. 그러나, 제1 전열링(310)이 제2 전열링(320)에 대하여 이동 가능하게 하기 위하여 암부(331)는 적어도 2 개 필요하고, 접속부(332)는 적어도 3 개 필요하다.
도 6a 및 도 6b는 전열판의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 6a는 도 4a의 A - A 선을 따른 단면을 나타내고, 도 6b는 도 4a의 B - B 선을 따른 단면을 나타낸다. 도 7은 전열판을 구성하는 복수의 재료판의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 전열판(37)은 도 7에 나타낸 복수의 재료판(37a ~ 37d)을 적층함으로써 형성되어 있다. 또한, 재료판(37a ~ 37d)은 각각 동일 구성을 가지므로, 도 7에는 이들 중 1 개를 나타내고 있다.
재료판(37a ~ 37d)은 각각 제1 전열링(310)에 대응하는 제1 부재(310a ~ 310d)와, 제2 전열링(320)에 대응하는 제2 부재(320a ~ 320d)와, 접속 기구(330)에 대응하는 제3 부재(330a ~ 330d)를 구비하고 있다. 재료판(37a ~ 37d)은 각각 예를 들면 리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 가공된 구리의 박판이다. 따라서, 재료판(37a ~ 37d)은 각각 1 매의 박판을 가공하여 형성되어 있으며, 제1 ~ 제3 부재(310a, 320a, 330a), 제1 ~ 제3 부재(310b, 320b, 330b), 제1 ~ 제3 부재(310c, 320c, 330c), 제1 ~ 제3 부재(310d, 320d, 330d)는 각각 일체 형성되어 있다.
복수의 재료판(37a ~ 37d)을 적층할 때, 제1 부재(310a ~ 310d)는 예를 들면 확산 접합 등을 이용하여 일체로 접합된다. 이에 따라, 도 6b에 나타낸 바와 같이 제1 부재(310a ~ 310d)는 일체의 제1 전열링(310)이 된다. 제2 부재(320a ~ 320d)도 예를 들면 확산 접합 등을 이용하여 일체로 접합된다. 이에 따라, 제1 전열링(310)과 마찬가지로 제2 부재(320a ~ 320d)는 일체의 제2 전열링(320)이 된다. 또한, 제1 부재(310a ~ 310d) 및 제2 부재(320a ~ 320d) 각각의 접합 방법은 확산 접합에 한정되지 않으며, 예를 들면 접착 또는 용접 등이어도 된다.
한편, 재료판(37a ~ 37d)을 적층할 때, 제3 부재(330a ~ 330d)는 서로 분리된 채로, 접합되지 않는다. 예를 들면, 도 6a에 나타낸 바와 같이 재료판(37a ~ 37d)의 적층 방향(Z 방향)으로 인접하는 제3 부재(330a, 330b)는 제1 및 제2 전열링(310, 320)의 원주 방향(Z 방향에 대하여 대략 수직 방향(도 6a에서는 X 방향))으로 대략 반피치씩 상호 어긋나 있다. 적층 방향으로 인접하는 제3 부재(330b, 330c)도 제1 및 제2 전열링(310, 320)의 원주 방향에서 대략 반피치씩 상호 어긋나 있다. 적층 방향으로 인접하는 제3 부재(330c, 330d)도 제1 및 제2 전열링(310, 320)의 원주 방향에서 대략 반피치씩 상호 어긋나 있다. 이에 따라, 도 6a의 단면에서 제3 부재(330a ~ 330d)는 엇갈리게 매트릭스 형상으로 배치되어, 재료판(37a ~ 37d)이 적층되었을 때에도 분리된 상태를 유지할 수 있다. 제3 부재(330a ~ 330d)는 분리된 채로 재료판(37a ~ 37d)의 적층 후에 접속 기구(330)가 된다. 또한, 1 피치(P)는 예를 들면 재료판(37a)에서 인접하는 2 개의 제3 부재(330a) 간의 간격과 1 개의 제3 부재(330a)의 폭의 합이다.
제3 부재(330a ~ 330d)를 반피치(P/2)씩 이동시킴으로써, 적층 후의 전열판(37)을 Z 방향에서 봤을 때에 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이 인접하는 2 개의 제3 부재(330a(330c)) 간에 제3 부재(330b(330d))가 나타난다. 따라서, 도 4a에 나타낸 전열판(37)의 접속 기구(330)는 도 7 중 1 개의 재료판(예를 들면, 37a)의 제3 부재(예를 들면, 330a)와 비교했을 때 높은 밀도로 배열된다. 이와 같이, 전열판(37)의 접속 기구(330)는 분리 상태이며 또한 고밀도로 형성될 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 전열판(37)에서 제1 전열링(310) 및 제2 전열링(320)은 각각 일체로 접합되어 있으며, 또한 접속 기구(330)의 제3 부재(330a ~ 330d)는 각각 분리되어 있다. 제1 전열링(310)이 일체로 접합됨으로써, 제1 전열링(310)의 강성은 제1 부재(310a ~ 310d)의 두께의 총합과 동일한 두께를 가지는 1 매판과 대략 동일한 강성을 가진다. 일반적으로, 휨강성(굽히기 어려움)은 재료 두께의 3 제곱에 비례하므로, 제1 전열링(310)은 제1 부재(310a ~ 310d)의 강성의 합보다 상당히 높은 강성을 가지게 된다. 마찬가지로, 제2 전열링(320)의 강성은 제2 부재(320a ~ 320d)의 두께의 총합과 동일한 두께를 가지는 1 매판과 대략 동일한 강성을 가진다. 따라서, 제2 전열링(320)도 제1 부재(310a ~ 310d)의 강성의 합보다 상당히 높은 강성을 가지게 된다. 한편, 접속 기구(330)의 제3 부재(330a ~ 330d)는 각각 분리되어 있으므로, 접속 기구(330)의 강성은 제3 부재(330a ~ 330d)의 강성의 단순 합이 되어, 가요성(유연성)을 유지한다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 전열판(37)은 제1 및 제2 전열링(310, 320)의 강성과 접속 기구(330)의 가요성을 양립할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따르면, 도 6a에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2 전열링(310, 320)의 원주 방향으로 인접하는 제3 부재(330a ~ 330d)가 상호 반피치(P/2)씩 어긋나 있다. 이에 따라, 접속 기구(330)의 밀도 혹은 단면적을 크게 하면서 접속 기구(330)가 서로 얽히는 것을 억제할 수 있다. 접속 기구(330)의 밀도 혹은 단면적을 크게 함으로써, 접속 기구(330)는 제1 전열링(310)과 제2 전열링(320)과의 사이의 열전도성을 유지할 수 있다. 그 결과, 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 또는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 열팽창을 억제할 수 있어 묘화 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 냉각을 촉진시켜 묘화 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 전열링(310)을 제2 전열링(320)에 대하여 이동시켜도 접속 기구(330)가 상호 분리 상태를 유지하여 서로 얽히는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서 전열판(37)은 4 매의 재료판(37a ~ 37d)을 적층하여 형성되어 있다. 그러나, 전열판(37)을 구성하는 재료판의 적층 수는 4 매 미만 또는 5 매 이상이어도 상관없다. 예를 들면, 전열판(37)은 각각 약 0.25 mm의 두께를 가지는 20 매의 재료판을 적층하여 형성되어도 된다. 이 경우, 전열판(37)의 전체 두께는 약 5 mm가 된다.
(제2 실시 형태)
도 8은 제2 실시 형태에 따른 재료판(37a ~ 37d)의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다.
재료판(37a ~ 37d)은 각각 동일 구성을 가지므로, 도 8은 이들 중 1 개를 나타내고 있다. 제2 실시 형태의 재료판(37a ~ 37d)은 각각 제1 부재(310a ~ 310d)와, 제2 부재(320a ~ 320d)와, 제3 부재(330a ~ 330d)를 구비하고 있다는 점에서 제1 실시 형태의 재료판(37a ~ 37d)과 동일하다. 그러나, 제2 실시 형태에 따른 재료판(37a ~ 37d)은 각각 연결부(340a ~ 340d)를 더 구비하고 있다는 점에서 제1 실시 형태의 재료판(37a ~ 37d)과 상이하다.
연결부(340a)는 제1 및 제2 부재(310a, 320a)의 원주 방향으로 인접하는 복수의 제3 부재(330a)를 연결한다. 마찬가지로, 연결부(340b)는 제1 및 제2 부재(310b, 320b)의 원주 방향으로 인접하는 복수의 제3 부재(330b)를 각각 연결하고, 연결부(340c)는 제1 및 제2 부재(310c, 320c)의 원주 방향으로 인접하는 복수의 제3 부재(330c)를 각각 연결하며, 그리고 연결부(340d)는 제1 및 제2 부재(310d, 320d)의 원주 방향으로 인접하는 복수의 제3 부재(330d)를 각각 연결한다. 또한, 연결부(340a)는 복수의 제3 부재(330a)를 간헐적으로(예를 들면, 1 개 걸러) 연결한다. 마찬가지로, 연결부(340b)는 복수의 제3 부재(330b)를 간헐적으로 연결하고, 연결부(340c)는 복수의 제3 부재(330c)를 간헐적으로 연결하며, 그리고 연결부(340d)는 복수의 제3 부재(330d)를 간헐적으로 연결한다. 이와 같이, 연결부(340a ~ 340d)는 각각 인접하는 제3 부재(330a ~ 330d)를 복수씩 연결한다. 이에 따라, 제3 부재(330a ~ 330d)의 가요성을 유지하면서 제3 부재(330a ~ 330d)가 각각 서로 얽히는 것을 억제할 수 있다.
재료판(37a ~ 37d)을 적층한 전열판(37)에서는, 연결부(340a ~ 340d)는 제1 및 제2 전열링(310, 320)의 원주 방향으로 인접하는 복수의 접속 기구(330)를 연결하게 된다. 이에 따라, 접속 기구(330)가 상호 서로 얽히는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태는 제1 실시 형태와 동일한 효과도 얻을 수 있다.
도 8에서 연결부(340a ~ 340d)는 각각 2 개씩 제3 부재(330a ~ 330d)를 연결하고 있다. 그러나, 연결부(340a ~ 340d)에 의해 연결되는 제3 부재(330a ~ 330d)의 개수는 특별히 한정하지 않는다. 따라서, 연결부(340a ~ 340d)는 각각 3 개 이상의 제3 부재(330a ~ 330d)를 연결해도 된다. 이와 같이 해도 제2 실시 형태의 효과는 없어지지 않는다.
(변형예)
도 9는 전열판의 변형예의 구성을 나타내는 평면도이다. 제1 및 제2 실시 형태에 따른 전열판(37)에서 제1 전열부로서의 제1 전열링(310) 및 제2 전열부로서의 제2 전열링(320)은 링 형상이며, 동심원 형상으로 배치되어 있다. 그러나, 제1 전열부 및 제2 전열부는 링 형상에 한정되지 않으며, 병렬로 배치되어 있어도 된다. 예를 들면 본 변형예에서는, 제1 전열부(410) 및 제2 전열부(420)는 사각형이며, 병렬로 배치되어 있다. 제3 전열부(430)는 제1 전열부(410)와 제2 전열부(420)의 사이에 접속되어 있다.
제1 ~ 제3 전열부(410 ~ 430)의 구성은 도 5 ~ 도 6b를 참조하여 설명한 구성과 동일해도 된다. 따라서, 제1 전열부(410) 및 제2 전열부(420)의 단면(도 9의 B - B 선의 단면)은 도 6b에 나타낸 구성이 된다. 제3 전열부(430)의 구성은 도 5에 나타낸 구성이 된다. 또한, 도 9에서 제3 전열부(430)는 간략히 도시되어 있다. 제3 전열부(430)의 단면(도 9의 A - A 선의 단면)은 도 6a에 나타낸 구성이 된다. 제1 ~ 제3 전열부(410 ~ 430)의 상세한 구성에 대해서는 생략한다.
이와 같이, 제1 전열부 및 제2 전열부는 링 형상에 한정되지 않으며, 병렬로 배치되어 있어도 된다.
본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명하였으나, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시 형태는 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태 또는 그 변형은 발명의 범위 또는 요지에 포함되고, 또한 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등 범위에 포함된다.

Claims (18)

  1. 전열판으로서,
    제1 전열부로서, 진공 중에 빔을 성형 또는 제어함으로 인해 상기 제1 전열부에 탑재된 부재에서 발생되는 열을 전달하는 상기 제1 전열부와,
    상기 제1 전열부의 둘레 주위에 설치되는 제2 전열부와,
    상기 제1 전열부를 상기 제2 전열부에 대하여 가동으로 하며, 상기 제1 전열부와 상기 제2 전열부의 사이에 접속되는 복수의 제3 전열부를 구비하고,
    상기 전열판은 상기 제1 전열부 상의 상기 부재로부터 받은 상기 열을 상기 제1 전열부에서 상기 복수의 제3 전열부를 거쳐 상기 제2 전열부로 전달하고,
    상기 복수의 제3 전열부는 상기 제1 전열부 및 상기 제2 전열부 둘 다의 둘레 방향으로 상기 제1 전열부 및 상기 제2 전열부와 일체로 연결되고, 가요성을 가지며,
    상기 복수의 제3 전열부 각각은 적어도 2 개의 암부와 접속부를 구비하며, 상기 접속부는 상기 암부 간을 접속하고 상기 제1 전열부 또는 상기 제2 전열부와 상기 2 개의 암부 중 어느 하나를 접속하고,
    상기 접속부는 상기 암부보다 가는 것인, 전열판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 전열부는 동일 재료로 형성되어 있는, 전열판.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 전열부는 적층된 복수의 재료판으로 이루어지며,
    상기 복수의 재료판 중 상기 제1 전열부에 대응하는 제1 부재는 일체로 접합되어 있고, 상기 제2 전열부에 대응하는 제2 부재도 일체로 접합되어 있고,
    상기 복수의 재료판 중 상기 제3 전열부에 대응하는 제3 부재는 각각 분리되어 있는, 전열판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 재료판의 적층 방향으로 인접하는 상기 제3 부재는 상기 적층 방향에 대하여 수직 방향으로 상호 어긋나 있는, 전열판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제3 전열부는 상기 제1 전열부와 상기 제2 전열부의 사이에서 균등하게 배치되어 있는, 전열판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접속부가 휘어짐으로써 상기 제1 전열부가 상기 제2 전열부에 대하여 이동하는, 전열판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 전열부는 구리를 이용하여 형성되어 있는, 전열판.
  9. 제1항에 있어서,
    서로 인접하는 상기 복수의 제3 전열부를 연결하는 연결부를 더 구비한, 전열판.
  10. 진공 중에 처리 대상을 재치 가능한 스테이지와,
    상기 처리 대상에 조사할 빔을 성형 또는 제어하고, 상기 빔의 성형 또는 제어로 인해 열이 발생되는 애퍼처 부재와,
    상기 애퍼처 부재를 탑재하는 전열판을 구비하고,
    상기 전열판은,
    상기 열을 전달하는 제1 전열부와,
    상기 제1 전열부의 둘레 주위에 설치된 제2 전열부와,
    상기 제1 전열부를 상기 제2 전열부에 대하여 가동으로 하며, 상기 제1 전열부와 상기 제2 전열부의 사이를 접속하는 복수의 제3 전열부를 구비하고,
    상기 전열판은 상기 제1 전열부 상의 상기 애퍼처 부재로부터 받은 상기 열을 상기 제1 전열부에서 상기 복수의 제3 전열부를 거쳐 상기 제2 전열부로 전달하고,
    상기 복수의 제3 전열부는 상기 제1 전열부 및 상기 제2 전열부 둘 다의 둘레 방향으로 상기 제1 전열부 및 상기 제2 전열부와 일체로 연결되고, 가요성을 가지며,
    상기 복수의 제3 전열부 각각은 적어도 2 개의 암부와 접속부를 구비하며, 상기 접속부는 상기 암부 간을 접속하고 상기 제1 전열부 또는 상기 제2 전열부와 상기 2 개의 암부 중 어느 하나를 접속하고,
    상기 접속부는 상기 암부보다 가는 것인, 묘화 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 전열부는 동일 재료로 형성되어 있는, 묘화 장치.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 전열부는 적층된 복수의 재료판으로 이루어지며,
    상기 복수의 재료판 중 상기 제1 전열부에 대응하는 제1 부재는 일체로 접합되어 있고, 상기 제2 전열부에 대응하는 제2 부재도 일체로 접합되어 있고,
    상기 복수의 재료판 중 상기 제3 전열부에 대응하는 제3 부재는 각각 분리되어 있는, 묘화 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 재료판의 적층 방향으로 인접하는 상기 제3 전열부는 상기 적층 방향에 대하여 수직 방향으로 어긋나 있는, 묘화 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제3 전열부는 상기 제1 전열부와 상기 제2 전열부의 사이에서 균등하게 배치되어 있는, 묘화 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 접속부가 휘어짐으로써 상기 제1 전열부가 상기 제2 전열부에 대하여 이동하는, 묘화 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 전열부는 구리를 이용하여 형성되어 있는, 묘화 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    서로 인접하는 상기 복수의 제3 전열부를 연결하는 연결부를 더 구비한, 묘화 장치.
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