KR20240007062A

KR20240007062A - 실장 기판, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템 및 멀티 하전 입자 빔 조사 장치

Info

Publication number: KR20240007062A
Application number: KR1020230070776A
Authority: KR
Inventors: 토시키 키무라; 히로후미 모리타; 타카나오 토우야; 하야토 키무라; 카즈히로 치바
Original assignee: 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2023-06-01
Publication date: 2024-01-16
Also published as: TW202407896A; US20240013999A1

Abstract

본 발명은, 제어 회로를 흐르는 전류에 의한 자기장이 빔에 주는 영향을 억제할 수 있는 실장 기판, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템 및 멀티 하전 입자 빔 조사 장치를 제공한다. 본 발명의 일 태양에 의한 실장 기판은, 멀티 하전 입자 빔 조사 장치에 탑재되고, 멀티 하전 입자 빔의 각 빔의 블랭킹 편향을 행하는 블랭킹 전극이 설치된 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 실장한다. 이 실장 기판은, 상기 멀티 하전 입자 빔이 통과하는 개구와, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 복수의 영역으로 분할하고, 분할된 영역마다, 상기 블랭킹 전극으로 제어 신호를 공급하는 복수의 제어 회로와, 상기 복수의 제어 회로마다 설치되어, 대응하는 제어 회로로 그라운드 전위를 공급하는 그라운드를 구비하고, 각 제어 회로에 대응하는 그라운드가 서로 전기적으로 분리되어 있다.

Description

실장 기판, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템 및 멀티 하전 입자 빔 조사 장치 {MOUNTING SUBSTRATE, BLANKING APERTURE ARRAY CHIP, BLANKING APERTURE ARRAY SYSTEM AND MULTI-CHARGED PARTICLE BEAM IRRADIATING APPARATUS}

본 발명은, 실장 기판, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템 및 멀티 하전 입자 빔 조사 장치에 관한 것이다.

LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스의 회로 선 폭은 더 미세화되고 있다. 이러한 반도체 디바이스에 회로 패턴을 형성하기 위한 노광용 마스크(스테퍼 또는 스캐너에서 이용되는 것은 레티클이라고도 함)를 형성하는 방법으로서, 우수한 해상성을 가지는 전자 빔 묘화 기술이 이용되고 있다.

전자 빔 묘화 장치로서, 멀티 빔을 사용한 묘화 장치의 개발이 진행되고 있다. 멀티 빔을 이용함으로써, 하나의 전자 빔으로 묘화하는 경우에 비하여 많은 빔을 조사할 수 있으므로, 스루풋을 대폭 향상시킬 수 있다. 멀티 빔 방식의 묘화 장치에서는, 예를 들면, 전자 총으로부터 방출된 전자 빔을 복수의 개구를 가진 애퍼처 부재를 통하여 멀티 빔을 형성하고, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩으로 각 빔의 블랭킹 제어를 행하고, 차폐되지 않은 빔이 광학계로 축소되어, 이동 가능한 스테이지 상에 재치된 기판에 조사된다.

블랭킹 애퍼처 어레이 칩은 복수의 개구를 가진다. 각 개구에는, 각 빔의 블랭킹 제어를 행하는 블랭커(전극 쌍)가 설치되어 있고, 각 블랭커에 빔의 온 오프를 전환하는 제어 신호가 주어진다. 그 때문에, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 탑재하는 실장 기판에는, 전류 경로가 복잡하게 배치된 제어 회로가 내장되어 있다.

종래, 제어 회로를 흐르는 전류가 만드는 자기장의 영향에 의하여, 전자 빔의 위치가 변동된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 제어 회로를 흐르는 전류에 의한 자기장이 빔에 주는 영향을 억제할 수 있는 실장 기판, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템 및 멀티 하전 입자 빔 조사 장치를 제공한다.

본 발명의 일 태양에 의한 실장 기판은, 멀티 하전 입자 빔 조사 장치에 탑재되어, 멀티 하전 입자 빔의 각 빔의 블랭킹 편향을 행하는 블랭킹 전극이 설치된 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 실장하는 실장 기판으로서, 상기 멀티 하전 입자 빔이 통과하는 개구와, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 복수의 영역으로 분할하고, 분할된 영역마다, 상기 블랭킹 전극으로 제어 신호를 공급하는 복수의 제어 회로와, 상기 복수의 제어 회로마다 설치되어, 대응하는 제어 회로로 그라운드 전위를 공급하는 그라운드를 구비하고, 각 제어 회로에 대응하는 그라운드가 서로 전기적으로 분리되어 있는 것이다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 개략도이다.
도 2는, 성형 애퍼처 어레이 기판의 개략도이다.
도 3은, 실장 기판 및 블랭킹 애퍼처 어레이 칩의 개략 구성도이다.
도 4는, 회로 플레인의 평면도이다.
도 5는, 실장 기판의 평면도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)은, 실장 기판의 사시도이다.
도 7은, 실장 기판의 평면도이다.
도 8은, 실장 기판의 평면도이다.
도 9는, 실장 기판의 평면도이다.
도 10은, 실장 기판의 평면도이다.
도 11은, 실장 기판의 평면도이다.
도 12는, 실장 기판의 평면도이다.
도 13은, 실장 기판의 평면도이다.
도 14(a) 및 도 14(b)는, 실장 기판의 평면도이다.
도 15는, 실장 기판의 설치 방법을 설명하는 도면이다.
도 16은, 실장 기판의 단면도이다.
도 17은, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩의 단면도이다.
도 18은, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템의 단면도이다.
도 19는, 리턴 전류를 나타내는 개념도이다.
도 20은, 실장 기판의 단면도이다.
도 21은, 실장 기판의 단면도이다.
도 22는, 실장 기판의 단면도이다.
도 23은, 실장 기판의 단면도이다.

본 출원은, 일본 특허 출원 제2022-109860호(출원일：2022 년 7 월 7 일) 및 일본 특허 출원 제2023-070231호(출원일：2023 년 4 월 21 일)를 기초 출원으로 하는 우선권을 향유한다. 본 출원은 이러한 기초 출원을 참조함으로써 기초 출원의 모든 내용을 포함한다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 실시 형태에서는, 하전 입자 빔의 일예로서, 전자 빔을 이용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자 빔은 전자 빔으로 한정되는 것이 아니라, 이온 빔 등이어도 된다.

도 1은, 실시 형태에 따른 묘화 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시하는 묘화 장치(100)는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 일예이다. 묘화 장치(100)는, 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는, 전자 총(111), 조명 렌즈(112), 성형 애퍼처 어레이 기판(10), 블랭킹 애퍼처 어레이 칩(30), 축소 렌즈(115), 제한 애퍼처 부재(116), 대물 렌즈(117) 및 편향기(118)가 배치되어 있다.

블랭킹 애퍼처 어레이 칩(BAA 칩)(30)은, 실장 기판(40)에 실장(탑재)되고, 플립 칩 본딩 또는 와이어 본딩에 의하여 이들이 전기적으로 접속되어 있다(도 3 참조). 실장 기판(40)의 중앙부에는, 전자 빔(멀티 빔(130M))이 통과하기 위한 개구(42)(도 1, 도 3, 도 4 참조)가 형성되어 있다. BAA 칩(30)은, 개구(42)의 상방에 위치하도록 실장된다. 단, 이에 한정되는 것은 아니며, BAA 칩(30)은 개구(42)의 하방에 위치하도록 실장되어도 된다.

묘화실(103) 내에는, XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 묘화 시에는 묘화 대상 기판이 되는 마스크 등의 시료(101)가 배치된다. 시료(101)에는, 반도체 장치를 제조할 때의 노광용 마스크, 혹은, 반도체 장치가 제조되는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이 포함된다. 또한, 시료(101)에는, 레지스트가 도포된, 아직 아무것도 묘화되어 있지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)에는, 세로 m 열 × 가로 n 열(m, n≥2)의 개구(제1 개구)(12)가 소정의 배열 피치로 형성되어 있다. 각 개구(12)는, 예를 들면, 모두 같은 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 개구(12)의 형상은, 원형이어도 상관없다. 이러한 복수의 개구(12)를 전자 빔(130)의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티 빔(130M)이 형성된다.

BAA 칩(30)은, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 하방에 설치되고, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 각 개구(12)의 배치 위치에 맞추어 통과 홀(32)(제2 개구, 애퍼처)이 형성되어 있다. BAA 칩(30)에는, 각 통과 홀(32)의 근방에, 쌍이 되는 2 개의 블랭킹 전극(34)(도 3 참조)의 조로 이루어지는 블랭커가 배치된다. 블랭킹 전극(34)의 일방은 그라운드 전위로 고정되어 있고, 타방을 그라운드 전위와 별도의 전위로 전환한다.

각 통과 홀(32)을 통과하는 전자 빔은, 블랭커로 인가되는 전압에 의하여 각각 독립적으로 편향된다. 이와 같이, 복수의 블랭커가, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 복수의 개구(12)를 통과한 멀티 빔(130M) 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행한다.

묘화 장치(100)에 있어서, 전자 총(111)(방출부)으로부터 방출된 전자 빔(130)은, 조명 렌즈(112)에 의하여 거의 수직으로 성형 애퍼처 어레이 기판(10) 전체를 조명한다. 전자 빔(130)이 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 복수의 개구(12)를 통과함으로써, 복수의 전자 빔(멀티 빔)(130M)이 형성된다. 멀티 빔(130M)은, BAA 칩(30)의 각각 대응하는 블랭커의 블랭킹 전극(34) 간을 통과한다.

BAA 칩(30)을 통과한 멀티 빔(130M)은, 축소 렌즈(115)에 의하여, 축소되고, 제한 애퍼처 부재(116)의 중심의 홀을 향하여 나아간다. 여기서, BAA 칩(30)의 블랭커에 의하여 편향된 전자 빔은, 제한 애퍼처 부재(116)의 중심의 홀로부터 위치가 이탈되어, 제한 애퍼처 부재(116)에 의하여 차폐된다. 한편, 블랭커에 의하여 편향되지 않은 전자 빔은, 제한 애퍼처 부재(116)의 중심의 홀을 통과한다. 블랭커의 온/오프에 의하여, 블랭킹 제어가 행해지고, 빔의 온/오프가 제어된다.

이와 같이, 제한 애퍼처 부재(116)는, 복수의 블랭커에 의하여 빔 오프의 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔 온이 되고 나서 빔 오프가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 부재(116)를 통과한 빔에 의하여 1 회분의 샷의 빔이 형성된다.

제한 애퍼처 부재(116)를 통과한 멀티 빔은, 대물 렌즈(117)에 의하여 초점이 맞추어져, 원하는 축소율의 패턴상이 된다. 편향기(118)에 의하여 멀티 빔 전체가 동일 방향으로 한꺼번에 편향되어, 각 빔의 시료(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다. XY 스테이지(105)가 연속 이동하고 있을 때, 빔의 조사 위치가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 편향기(118)에 의하여 제어된다.

한 번에 조사되는 멀티 빔은, 이상적으로는 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 복수의 개구(12)의 배열 피치에, 상술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 배열되게 된다. 묘화 장치(100)는, 샷 빔을 연속하여 순서대로 조사해가는 래스터 스캔 방식으로 묘화 동작을 행하고, 원하는 패턴을 묘화할 때, 불요한 빔은 블랭킹 제어에 의하여 빔 오프로 제어된다.

빔의 온/오프 제어를 위한 제어 신호는, 실장 기판(40)에 설치된 제어 회로를 통하여 BAA 칩(30)의 각 블랭커로 공급된다. 예를 들면, 실장 기판(40)은 직사각형 형상이며, 도 4에 도시하는 바와 같이, 중앙부의 개구(42)(제3 개구)를 개재하고 일반측( 一半側 )(도면 중 좌측)의 영역에 제어 회로(44L)가 설치되고, 타반측( 他半側 )(도면 중 우측)의 영역에 제어 회로(44R)가 설치된다. 제어 회로(44L, 44R)는, 각각 다층 회로이며, 적층된 배선층 및 전원 플레인을 가진다. 도 4는, 실장 기판(40) 내의 배선층의 평면도이다.

제어 회로(44L)는, BAA 칩(30)의 좌반측( 左半側 )의 블랭커로의 제어 신호를 전송하는 배선이 설치된다. 제어 회로(44R)는, BAA 칩(30)의 우반측( 右半側 )의 블랭커로의 제어 신호를 전송하는 배선이 설치된다. 각 제어 회로는, BAA 칩(30)의 소정의 영역, 예를 들면, 좌우로 나뉘어진 분할 영역에 배치된 블랭커군에 대하여 제어 신호를 공급한다.

제어 회로(44L, 44R)의 배선 형성 영역 또는 전원 플레인의 평면에서 본 형상은, 제어 회로가 만드는 자기장에 의한 위치 변동의 발생을 억제하므로, 예를 들면, 직사각형과 같은 심플한 형상으로 구성하는 것이 바람직하다. 제어 회로(44L, 44R) 내의 배선(200L, 200R)은, 제어 회로가 만드는 자기장에 의한 빔 위치 변동의 발생을 억제하므로, 가급적 전류가 흐르는 방향이 왕복으로 평행하게 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 여기서, 「왕(가기)」은, 배선(200L, 200R)을 흐르고, BAA 칩(30)의 블랭커군으로 향하는 전류에 상당한다. 예를 들면, 실장 기판(40)의 좌단으로부터 중앙을 향하여 배선(200L)을 전류가 흐른다. 「복(돌아오기)」은, 그라운드층을 흐르는 리턴 전류에 상당한다.

본 실시 형태에서는, 베타 형상(면 형상)의 그라운드 전위 공급층(이하, 그라운드 또는 그라운드층이라고 함)이 제어 회로마다 전기적으로 분할되어 있다. 예를 들면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제어 회로(44L)용의 그라운드(G1)와 제어 회로(44R)용의 그라운드(G2)로 전기적으로 분할된다. 그라운드(G1)는 실장 기판(40)의 일반측에 배치되고, 그라운드(G2)는 실장 기판(40)의 타반측에 배치된다.

도 16은, 도 5의 XVI-XVI 선에 따른 실장 기판(40)의 단면도이다. 그라운드(G1)는, 복수의 그라운드층(61)을 가진다. 각 그라운드층(61)은 비아(71)를 통하여 접속되어 있다. 그라운드층(61) 간에는, 제어 회로(44L)를 구성하는 회로부(상술의 배선층 또는 전원 플레인)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 그라운드(G2)는, 복수의 그라운드층(62)을 가진다. 각 그라운드층(62)은 비아(72)를 통하여 접속되어 있다. 그라운드층(62) 간에는, 제어 회로(44R)를 구성하는 회로부(상술의 배선층 및 전원 플레인)가 설치되어 있다.

그라운드층(61, 62) 중, 실장 기판(40)의 표층에 위치하는 것은, 예를 들면, 금 도금으로 형성된다. 실장 기판(40)의 기판 표면에 금 도금을 실시함으로써, 실장 기판(40)이 전자 빔에 의하여 대전되는 것을 억제할 수 있다. 그라운드층(61, 62) 중, 실장 기판(40)의 내부에 위치하는 것은, 예를 들면, 구리 또는 텅스텐으로 형성된다.

실장 기판(40)의 표면에 있어서, 그라운드(G1)와 그라운드(G2)는 이격되어 있고, 그라운드(G1)와 그라운드(G2)의 사이는, 실장 기판(40)의 표면이 노출된(실장 기판 재료에 의한) 절연부(46)로 되어 있고, 그라운드(G1)와 그라운드(G2)가 전기적으로 분할된다. 여기서, 전기적으로 분할이란, 전기적으로 분리, 또는 전기적으로 독립이라고 할 수도 있다. 이하의 실시 형태에서는, 「전기적으로 분할」을 단순히 「분할」이라고 기재하는 경우도 있다. 실장 기판(40)은, FR4 또는 세라믹(Al₂O₃) 등의 공지의 절연 재료로 이루어진다.

실장 기판(40)의 내부에 있어서도, 그라운드층(61)과 그라운드층(62)은 평면 방향으로 이격되어 배치되고, 전기적으로 분할되어 있다. 예를 들면, 실장 기판(40)의 표면 및 내부에 있어서, 그라운드층(61)의 단부(도 16에 있어서의 우단부)와 그라운드층(62)의 단부(도 16에 있어서의 좌단부)와의 간격은, 0.05mm~30mm 정도로 되어 있다.

종래, BAA 칩의 좌우로부터 전기 신호를 공급하여 동작 제어를 행하고 있으며, 실장 기판에는, BAA 칩의 좌측으로부터 전기 신호를 공급하는 제어 회로 및 BAA 칩의 우측으로부터 전기 신호를 공급하는 제어 회로의 2 개의 제어 회로가 설치되어, 그라운드를 공통으로 하여 운용하고 있었다. 일방의 제어 회로로부터 BAA 칩으로 공급된 전류에는, 같은 제어 회로측으로부터 그라운드층으로 되돌아오는 경로, 또는 타방의 제어 회로측으로부터 그라운드층으로 되돌아오는 경로 등, 복잡한 전류 경로가 있으며, 복잡한 자기장의 분포가 발생되고 있었다.

그러나, 상술한 바와 같이, 제어 회로마다 그라운드를 분할함으로써, 일방의 제어 회로의 전류가, BAA 칩(30)을 통하여 타방의 제어 회로측으로 흐르는 것을 방지할 수 있으며, 그라운드(G1, G2)에는, 도 19에 도시하는 바와 같은 리턴 전류(RC1, RC2)가 흐른다. 그 때문에, 각 제어 회로를 흐르는 전류에 의한 자기장을, 각 제어 회로에 대응하는 그라운드를 흐르는 리턴 전류에 의한 자기장으로 캔슬하기 쉬워져, 자기장에 의한 빔으로의 영향을 억제할 수 있다.

절연부(46)에 의하여 그라운드를 실장 기판(40)의 중앙부에서 분할하면, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 개구(42)의 측면에, 절연부(46)(실장 기판(40)의 절연 재료)의 단면이 위치한다. 이 경우, 멀티 빔이 개구(42)를 통과할 때에, 절연부(46)가 대전하여, 빔의 이상 편향이 발생할 수 있다.

이 때문에, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 절연부(46)를 고저항막(48)으로 덮는 것이 바람직하다. 고저항막(48)은, 대전을 방지함과 동시에, 그라운드(G1)와 그라운드(G2)와의 분할을 양립시키는 것이며, 제어 회로의 배선 재료보다 고저항, 절연부(46)(실장 기판(40)을 구성하는 재료)보다 저저항이며, 예를 들면, 50Ω 이상 1MΩ 이하 정도의 저항값을 가지는 것이 바람직하다. 고저항막(48)의 재료는, CrN, AlN, TiN, Pt, Ti 등이다.

그라운드는 제어 회로의 수 이상으로 분할되어도 된다. 도 7은, 그라운드를 3 개로 분할하는 예를 나타내고 있다. 제어 회로(44L)와 개구(42)의 사이와, 제어 회로(44R)와 개구(42)의 사이에, 실장 기판(40)의 짧은 쪽 방향으로 연장되는 직선 형상의 절연부(46)(분할 패턴)를 설치하여 3 개의 그라운드(G1~G3)로 분할하고, 제어 회로(44L)와 제어 회로(44R)의 사이에서 그라운드가 공통이 되지 않도록 한다. 그라운드(G1)가 제어 회로(44L)에 대응하고, 그라운드(G2)가 제어 회로(44R)에 대응한다. 이 구성에서는, 실장 기판(40)의 단면이 개구(42)에서 노출되지 않고, 도 6(b)에서 도시한 고저항막(48)은 불요하다.

또한, 도 7에 도시하는 구성에서는, 2 개의 절연부(46)는, BAA 칩(30)이 설치되는 영역보다 외측에 위치하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 2 개의 절연부(46)의 사이의 영역에 BAA 칩(30)이 설치되는 것이 바람직하다.

도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 절연부(46)를 제어 회로(44L, 44R)에 가깝도록 꺾인 선 형상으로 해도 된다. 절연부(46)가 직선 형상인 경우에는, 도 19의 파선으로 나타내는 바와 같은 경로의 리턴 전류가 생길 수 있으나, 절연부(46)를 꺾인 선 형상으로 함으로써, 리턴 전류의 경로를, 제어 회로의 배선 방향에 대하여, 보다 평행하게 가깝도록 하는 것이 가능해져, 빔 위치 변동의 억제 효과를 높일 수 있다.

제어 회로의 수는 2 개로 한정되지 않고, 3 개 이상이어도 된다.

도 10은, 실장 기판(40)에 4 개의 제어 회로(44a~44d)가 설치되는 예를 나타낸다. 제어 회로(44a~44d)는, BAA 칩(30)을 4 분할한 각 분할 영역의 블랭커군으로 제어 신호를 공급한다.

제어 회로(44a~44d)는, 개구(42)의 한 변과, 실장 기판(40)의 외주연의 네 변 내의 한 변과의 사이에 설치되고, 제어 회로(44a~44d) 간에서 그라운드가 공통이 되지 않도록 절연부에 의하여 분리된다. 예를 들면, 개구(42)를 둘러싸는 직사각형의 테두리 형상의 절연부(46a)와, 절연부(46a)의 각부( 角部 )로부터 실장 기판(40)의 네 변과 평행하게 직선 형상으로 연장되는 절연부(46d, 46e)에 의하여, 그라운드가 분리된다.

절연부(46d)는, 절연부(46a)의 각부로부터 도면 중 좌우 방향으로 연장된다. 절연부(46e)는, 절연부(46a)의 각부로부터 도면 중 상하 방향으로 연장된다.

절연부(46d)와, 절연부(46a)의 횡선부가 동일 직선 상에 위치한다. 절연부(46e)와, 절연부(46a)의 종선부( 縱線部 )가 동일 직선 상에 위치한다.

바꾸어 말하면, 도 10에서는, 절연부가 격자 형상으로 형성되고, 제어 회로(44a~44d)의 각각에 대응하는 그라운드가 분리되어 있다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 일부의 제어 회로(제어 회로(44a, 44b))의 사이즈가 크며, 절연부를 격자 형상으로 형성할 수 없는 경우에는, 직사각형의 테두리 형상의 절연부(46a)의 4 개의 각부로부터 비스듬한 방향으로 외주연측으로 연장되는 절연부(46f)를 형성해도 된다.

절연부(46f)의 일단이 절연부(46a)의 각부에 접속하고, 절연부(46f)의 타단으로부터, 절연부(46d, 46e)가 각각 실장 기판(40)의 좌우 방향의 변, 상하 방향의 변으로 평행하게 연장된다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 개구(42)를 둘러싸는 직사각형의 테두리 형상의 절연부(46a)와, 절연부(46a)의 각부로부터 실장 기판(40)의 각부를 향하여 비스듬한 방향으로 직선 형상으로 연장되는 절연부(46b)에 의하여, 그라운드가 5 개로 분리되는 구성으로 해도 된다.

도 13은, 실장 기판(40)에 6 개의 제어 회로(44a~44f)가 설치되는 예를 나타낸다. 이 예에서는, 도 12에 도시하는 구성에, 더 절연부(46c)가 설치되어 있다. 절연부(46b, 46c)는, 테두리 형상의 절연부(46a)로부터 실장 기판(40)의 외주부를 향하여 방사 형상으로 연장된다.

도 10~도 13에 도시하는 구성은, 실장 기판(40)의 평면에서 본 형상이 직사각형이며, 복수의 제어 회로 및 절연부는, 개구(42)의 중심을 지나, 실장 기판(40)의 주면( 主面 )에 대하여 수직이 되는 축의 주변에 180 도의 회전 대칭성을 가지고 배치된다.

도 14(a) 및 도 14(b)에 도시하는 바와 같이, 실장 기판(40)의 평면에서 본 형상이 정사각형인 경우, 복수의 제어 회로 및 절연부가, 개구(42)의 중심을 지나, 실장 기판(40)의 주면에 대하여 수직이 되는 축의 주변에, 90 도의 회전 대칭성을 가지고 배치되도록 해도 된다.

실장 기판(40)의 제어 회로의 수가, 6, 8, 10···으로 증가한 경우에도, 도 10~도 14에 도시하는 구성과 마찬가지로, 개구(42)를 둘러싸는 직사각형의 테두리 형상의 절연부, 실장 기판(40)의 주연의 네 변과 평행하게 연장되는 절연부, 비스듬한 방향으로 연장되는 절연부 등을 조합하여, 실장 기판(40)을 설계 · 제조하는 것이 바람직하다.

전자 빔 묘화 장치에서는, 전자 빔의 안정성의 관점에서, 그라운드를 전자 경통(102)과 등전위로 할 것이 요구된다. 이 때문에, 금속의 고정용 부품을 이용하여 실장 기판(40)을 전자 경통(102)에 고정하고, 그라운드를 전자 경통(102)으로 전기적으로 떨어뜨린다. 단, 분할한 그라운드끼리가 전기적으로 접속되지 않도록, 도 15에 도시하는 바와 같이, 실장 기판(40)과 전자 경통(102)으로의 고정용 부품(50)과의 사이에, 50Ω~1MΩ 정도의 저항값을 가지는 고저항판(52)을 설치하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 각 그라운드는, 어느 정도의 저항값을 가지고 전자 경통(102)에 접속된다. 또한, 고저항판(52)이 개재됨으로써, 분할된 그라운드끼리가 전기적으로 접속되어 공통 그라운드가 되는 것을 억제할 수 있다.

고저항판(52)의 재료는, 예를 들면, SiN 또는 AlN 제의 판, 또는 AlN를 성막한 Ti 판을 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 실장 기판(40) 상의 복수의 제어 회로의 각각에 대응하는 그라운드를 분할함으로써, 일방의 제어 회로로부터의 전류가, BAA 칩을 통하여 타방의 제어 회로측으로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 각 제어 회로를 흐르는 전류가 만드는 자기장을, 대응하는 그라운드를 흐르는 리턴 전류에 의한 자기장으로 캔슬하여, 전자 빔으로의 영향을 억제할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 복수의 개구(12)를 전자 빔(130)의 일부가 각각 통과함으로써 멀티 빔(130M)을 형성하는 구성에 대하여 설명하였으나, 멀티 빔의 형성 방법은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 전자 빔을 방출하는 방출부가 복수 설치된 것이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, BAA 칩 및 실장 기판을 가지는 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템이 탑재되는 장치의 일예로서, 멀티 빔 묘화 장치에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 패턴의 결함을 검사하는 검사 장치 등의 멀티 빔을 조사하는 장치라면, 마찬가지로 탑재할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 실장 기판(40)의 그라운드를 분할하는 예에 대하여 설명하였으나, 더 BAA 칩(30)의 그라운드를 분할해도 된다. 예를 들면, 도 17에 도시하는 바와 같이, 실리콘 기판 등으로 이루어지는 BAA 칩(30)의 일반측에는, 복수의 그라운드층(81)이 설치되며, 타반측에는 복수의 그라운드층(82)이 설치된다. 각 그라운드층(81)은 비아(91)를 통하여 접속되어 있다. 또한, 각 그라운드층(82)은 비아(92)를 통하여 접속되어 있다.

복수의 그라운드층(81, 82) 중, 표층의 그라운드층은, 블랭킹 전극(34)용의 그라운드층이다. 그라운드층(81) 간, 그라운드층(82) 간에는, 전원층이 설치되어 있다.

그라운드층(81)과 그라운드층(82)은 이격되어 배치되며, 전기적으로 분할되어 있다. 예를 들면, 그라운드층(81)은, BAA 칩(30)의 좌반측의 블랭커의 제어 회로용이며, 그라운드층(82)은, BAA 칩(30)의 우반측의 블랭커의 제어 회로용이다.

그라운드층(81) 및 그라운드층(82)은, 실장 기판(40)의 상이한 그라운드에 접속된다. 예를 들면, 그라운드층(81)은 실장 기판(40)의 그라운드(G1)에 접속되고, 그라운드층(82)은 실장 기판(40)의 그라운드(G2)에 접속된다.

BAA 칩(30)의 그라운드 분할 수와, 실장 기판(40)의 그라운드 분할 수는 같아도 되고, 상이해도 된다. 도 18은, 그라운드를 3 분할한 실장 기판(40) 상에, 칩 캐리어(C)를 통하여, 그라운드를 2 분할한 BAA 칩(30)을 설치한 예를 나타낸다.

칩 캐리어(C)의 하면과, 실장 기판(40)의 상면은, 도전성 접착제를 이용한 접착, 또는 Ag 나노 입자의 소결 접합에 의하여 고착된다. 실장 기판(40)의 분할된 그라운드끼리가 도전성 접착제에 의하여 도통되는 것을 방지하기 위하여, 도전성 접착제는, 실장 기판(40)의 그라운드 분할부(그라운드를 이격하고 있는 부분)를 넘지 않도록 도포하는 것이 바람직하다.

실장 기판(40)의 그라운드는 분할하지 않고, BAA 칩(30)의 그라운드를 분할해도 된다.

도 20에 도시하는 바와 같이, 실장 기판(40)의 상면 및 실장 기판(40)의 내부에서는, 그라운드(G1)의 그라운드층(61)과 그라운드(G2)의 그라운드층(62)을 이격하여 배치하고, 실장 기판(40)의 하면에, 그라운드층(61, 62)과는 비아 접속되어 있지 않은(독립된) 그라운드층(63)을 설치해도 된다.

이러한 구성으로 함으로써, 고정용 부품(50)(도 15 참조)과 그라운드층(63)의 사이의 고저항판(52)을 생략할 수 있다.

BAA 칩(30)을 실장 기판(40)의 하면측에 설치하는 경우에는, 그라운드층(61, 62)과 비아 접속되지 않는 그라운드층(63)을, 실장 기판(40)의 상면에 배치한다.

도 21에 도시하는 바와 같이, 그라운드를 그라운드(G1~G3)에 3 분할하고, 좌우의 그라운드(G1), 그라운드(G2)를 각각 제어 회로(44L, 44R)에 대응시킨 경우(도 7 참조)에도, 실장 기판(40)의 하면에, 그라운드(G1, G2)의 그라운드층(61, 62)과는 비아 접속되어 있지 않은 그라운드층(65)을 설치해도 된다. 그라운드(G3)의 그라운드층(64)은, 그라운드층(65)과 비아 접속된다. 그라운드층(65)은, 그라운드(G3)를 구성하는 복수의 그라운드층(64) 중, 실장 기판(40)의 하면에 배치되는 것이라고 할 수도 있다. 그라운드층(65)은, 실장 기판(40)의 하면의 거의 전면( 全面 )에 설치되며, 그라운드(G1, G2)의 그라운드층(61, 62)의 하방의 영역까지 연장되어 있다.

고정용 부품(50)(도 15 참조)을, 실장 기판(40)의 상면의 그라운드층(64) 및 하면의 그라운드층(65)에 접촉시킴으로써, 실장 기판(40)의 상하에서 고저항판(52)을 생략할 수 있다.

도 22에 도시하는 바와 같이, 실장 기판(40)의 상면에, 그라운드(G1)와 그라운드(G3)를 접속하는 저항 부품(54), 및 그라운드(G2)와 그라운드(G3)를 접속하는 저항 부품(56)을 배치해도 된다. 저항 부품(54, 56)은, 그라운드 간의 절연부를 넘도록 배치된다. 저항 부품(54, 56)은, 200Ω~1MΩ 정도의 저항값을 가진다. 저항 부품(54, 56)을, 각각 복수 개 배치해도 된다.

도 20에 도시하는 그라운드 2 분할의 실장 기판에 대해서도, 그라운드 간을 접속하는 저항 부품을 배치해도 된다. 예를 들면, 도 23에 도시하는 바와 같이, 실장 기판(40)의 상면에, 그라운드(G1)와 그라운드(G2)를 접속하는 저항 부품(58)을, 그라운드 간의 절연부를 넘도록 배치해도 된다. 저항 부품(58)은, 200Ω~1MΩ 정도의 저항값을 가진다. 저항 부품(58)을 복수 개 배치해도 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의하여, 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들면, 실시 형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 상이한 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.

10 : 성형 애퍼처 어레이 기판
30 : 블랭킹 애퍼처 어레이 칩(BAA 칩)
40 : 실장 기판
42 : 개구
44L, 44R : 제어 회로
100 : 묘화 장치
102 : 전자 경통

Claims

멀티 하전 입자 빔 조사 장치에 탑재되고, 멀티 하전 입자 빔의 각 빔의 블랭킹 편향을 행하는 블랭킹 전극이 설치된 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 실장하는 실장 기판으로서,
상기 멀티 하전 입자 빔이 통과하는 개구와,
상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 복수의 영역으로 분할하고, 분할된 영역마다, 상기 블랭킹 전극으로 제어 신호를 공급하는 복수의 제어 회로와,
상기 복수의 제어 회로마다 설치되어, 대응하는 제어 회로로 그라운드 전위를 공급하는 그라운드를 구비하고,
각 제어 회로에 대응하는 그라운드가 서로 전기적으로 분리되어 있는, 실장 기판.
제1항에 있어서,
상기 실장 기판의 표면에, 상기 복수의 제어 회로에 대응하는 그라운드가 서로 이격되어 배치되어 있고, 상기 그라운드가 이격된 부분은, 상기 실장 기판의 표면이 노출된 절연부로 되어있는, 실장 기판.
제2항에 있어서,
상기 복수의 제어 회로 및 상기 절연부는, 상기 개구의 중심을 지나, 상기 실장 기판의 주면에 대하여 수직이 되는 축의 주변에, 90 도 또는 180 도의 회전 대칭성을 가지고 배치되는, 실장 기판.
제2항에 있어서,
상기 절연부는,
상기 개구를 둘러싸는 테두리 형상의 제1 절연부와,
상기 제1 절연부로부터 상기 실장 기판의 외주부를 향하여 방사 형상으로 연장되는 복수의 직선 형상의 제2 절연부
를 가지는, 실장 기판.
제2항에 있어서,
상기 절연부는 격자 형상인, 실장 기판.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제어 회로는, 상기 그라운드를 흐르는 리턴 전류의 방향과 평행이 되도록 배치된 배선을 가지는, 실장 기판.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제어 회로로서, 제1 제어 회로 및 제2 제어 회로를 가지고,
기판 표면이 노출된 절연부에 의하여 상기 제1 제어 회로의 그라운드와 상기 제2 제어 회로의 그라운드가 전기적으로 분리되고,
상기 개구의 측면에는, 상기 절연부의 단면을 덮는 50Ω~1MΩ의 고저항막이 설치되어 있는, 실장 기판.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제어 회로로서, 제1 제어 회로 및 제2 제어 회로를 가지고,
상기 제1 제어 회로에 대응하는 제1 그라운드와, 상기 제2 제어 회로에 대응하는 제2 그라운드가 전기적으로 분리되어 있고,
상기 제1 그라운드는 적층된 복수의 제1 그라운드층을 포함하고, 상기 복수의 제1 그라운드층끼리는 제1 비아를 통하여 접속되고,
상기 제2 그라운드는 적층된 복수의 제2 그라운드층을 포함하고, 상기 복수의 제2 그라운드층끼리는 제2 비아를 통하여 접속되고,
상기 복수의 제1 그라운드층과 상기 복수의 제2 그라운드층은 이격되어 배치되어 있는, 실장 기판.
제8항에 있어서,
상기 실장 기판의 일방의 면에는, 상기 제1 그라운드 및 상기 제2 그라운드와 전기적으로 분리된 제3 그라운드층이 설치되어 있는, 실장 기판.
제9항에 있어서,
상기 실장 기판의 타방의 면에는, 상기 제1 그라운드층과 상기 제2 그라운드층을 접속하는 저항 부품이 설치되어 있는, 실장 기판.
제8항에 있어서,
상기 제1 그라운드와 상기 제2 그라운드의 사이에, 상기 제1 그라운드 및 상기 제2 그라운드와 전기적으로 분리된 제3 그라운드가 설치되어 있고,
상기 제3 그라운드는 적층된 복수의 제3 그라운드층을 포함하고, 상기 복수의 제3 그라운드층끼리는 제3 비아를 통하여 접속되어 있는, 실장 기판.
제11항에 있어서,
상기 실장 기판의 일방의 면에는, 상기 제1 그라운드층과 상기 제2 그라운드층의 사이에 상기 제3 그라운드층이 설치되어 있고,
상기 실장 기판의 타방의 면에는, 상기 제3 그라운드층이 설치되어 있고, 상기 제1 그라운드층 및 상기 제2 그라운드층은 설치되어 있지 않은, 실장 기판.
제12항에 있어서,
상기 실장 기판의 상기 일방의 면에는, 상기 제1 그라운드층과 상기 제3 그라운드층을 접속하는 제1 저항 부품, 및 상기 제2 그라운드층과 상기 제3 그라운드층을 접속하는 제2 저항 부품이 설치되어 있는, 실장 기판.
제8항에 있어서,
상기 복수의 제1 그라운드층의 사이에, 상기 제1 제어 회로를 구성하는 회로부가 설치되어 있고,
상기 복수의 제2 그라운드층의 사이에, 상기 제2 제어 회로를 구성하는 회로부가 설치되어 있는, 실장 기판.
멀티 하전 입자 빔 조사 장치에 탑재되는 블랭킹 애퍼처 어레이 칩으로서,
멀티 하전 입자 빔의 각 빔이 통과하는 애퍼처마다 설치되고, 상기 각 빔의 블랭킹 편향을 행하는 블랭킹 전극과,
상기 블랭킹 전극으로 제어 신호를 공급하는 복수의 제어 회로와,
상기 제어 회로로 그라운드 전위를 공급하는 복수의 그라운드
를 구비하고,
각 제어 회로에 대응하는 그라운드가 서로 전기적으로 분리되어 있는, 블랭킹 애퍼처 어레이 칩.
멀티 하전 입자 빔 조사 장치에 탑재되는 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템으로서,
멀티 하전 입자 빔의 각 빔이 통과하는 애퍼처마다, 상기 각 빔의 블랭킹 편향을 행하는 블랭킹 전극이 설치된 블랭킹 애퍼처 어레이 칩과,
상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 실장하고, 상기 멀티 하전 입자 빔이 통과하는 개구가 설치된 실장 기판
을 구비하고,
상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩 및 상기 실장 기판에는, 상기 블랭킹 전극으로 제어 신호를 공급하는 복수의 제어 회로가 각각 설치되어 있고,
상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩 및 상기 실장 기판에서는, 각각, 각 제어 회로에 대응하는 그라운드가 서로 전기적으로 분리되어 있는, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템.
제16항에 있어서,
상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩은, 칩 캐리어를 통하여 상기 실장 기판 상에 설치되고,
상기 칩 캐리어의 하면과 상기 실장 기판의 상면은 도전성 접착제에 의하여 접착되어 있고,
상기 도전성 접착제는, 상기 실장 기판의 상기 그라운드를 이격하고 있는 부분을 넘지 않도록 도포되어 있는, 블랭킹 애퍼처 어레이 시스템.
멀티 하전 입자 빔을 형성하는 빔 형성 기구와,
상기 멀티 하전 입자 빔의 각 빔이 통과하는 애퍼처마다, 상기 각 빔의 블랭킹 편향을 행하는 블랭킹 전극이 설치된 블랭킹 애퍼처 어레이 칩과,
상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩을 실장하는 제1항에 따른 실장 기판
을 구비하는 멀티 하전 입자 빔 조사 장치.
제18항에 있어서,
상기 빔 형성 기구, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 칩 및 상기 실장 기판은 전자 경통 내에 배치되고,
상기 실장 기판은, 금속제의 고정 부품에 의하여 상기 전자 경통에 장착되고,
상기 실장 기판과 상기 고정 부품의 사이에, 50Ω~1MΩ의 고저항판이 설치되어 있는, 멀티 하전 입자 빔 조사 장치.