JP2014197652A - Circuit board, electron beam generating device, electron beam irradiation device, electron beam exposure device, and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路基板、電子ビーム発生装置、電子ビーム照射装置、電子ビーム露光装置、および製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit board, an electron beam generating apparatus, an electron beam irradiation apparatus, an electron beam exposure apparatus, and a manufacturing method.
従来、微細パターンが設けられる半導体集積回路は、電子ビーム露光装置を用い、パターンデータに応じて電子ビームを半導体基板に直接描画して当該微細パターンを形成していた（例えば、特許文献１および２参照）。
特許文献１ 特開２００７−３２９２２０号公報
特許文献２ 特開平９−２４５７０８号公報
非特許文献１ P.N.Minh, L.T.T.Tuyen, T.Ono, H.Mimura, K.Yokoo and M.Esashi : Carbon nanotube on a Si tip for electron field emitter, Jpn. J. Appl. Phys., 41 Part2, 12A (2002), L1409-L1411
非特許文献２ P.N.Minh, L.T.T.Tuyen, T.Ono, H.Miyashita, Y.Suzuki, H.Mimura and M.Esashi : Selective growth of carbon nanotubes on Si microfabricated tips and application for electron field emitters, J. Vac. Sci. Technol. B 21, 4, (2003), 1705-1709
非特許文献３ P.N.Minh, T.Ono, N.Sato, H.Mimura and M.Esashi : Microelectron field emitter array with focus lenses for multielectron beam lithography based on silicon on insulator wafer, J.Vac.Sci.Technol., B22, 3 (2004) 1273-1276
非特許文献４ J.H.Bae, P.N.Minh, T.Ono and M.Esashi : Schottky emitter using boron-doped diamond, J.Vac.Sci.Technol., B22, 3 (2004) 1349-1352
非特許文献５ C.-H.Tsai, T.Ono and M.Esashi : Fabrication of diamond Schottky emitter array by using electrophoresis pre-treatment and hot-filament chemical vapor deposition, diamond and related materials, 16 (2007) 1398-1402
Conventionally, in a semiconductor integrated circuit provided with a fine pattern, an electron beam exposure apparatus is used, and the electron beam is directly drawn on a semiconductor substrate in accordance with pattern data to form the fine pattern (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).
Patent Literature 1 JP 2007-329220 A
Non-Patent
Non-Patent Document 3 PNMinh, T. Ono, N. Sato, H. Mimura and M. Esashi: Microelectron field emitter array with focus lenses for multielectron beam lithography based on silicon on insulator wafer, J. Vac. Sci. Technol., B22 , 3 (2004) 1273-1276
Non-Patent Document 4 JHBae, PNMinh, T. Ono and M. Esashi: Schottky emitter using boron-doped diamond, J. Vac. Sci. Technol., B22, 3 (2004) 1349-1352
Non-Patent Document 5 C.-H. Tsai, T. Ono and M. Esashi: Fabrication of diamond Schottky emitter array by using electrophoresis pre-treatment and hot-filament chemical vapor deposition, diamond and related materials, 16 (2007) 1398- 1402
しかしながら、描画するパターンの微細化と、半導体ウェハの大口径化が進むことにより、電子ビーム露光装置のスループットが低下していた。例えば、描画すべき画素数が３０年程度で２万倍程度に増加しているので、１枚の半導体ウェハを１０時間以上かけて描画する場合も生じていた。このようなスループットを改善する目的で、複数の電子ビームを用いる動向にあるが、実際に作製して動作させると、複数の電子ビームを同一面上に結像させることは困難であり、ボケおよびゆがみ等を生じさせていた。また、ボケおよびゆがみ等を電子回路で調整する場合、回路設計は複雑なものとなり、確実に動作する回路基板を製造することは困難であった。 However, the throughput of the electron beam exposure apparatus has been reduced due to the miniaturization of the pattern to be drawn and the increase in the diameter of the semiconductor wafer. For example, since the number of pixels to be drawn has increased by about 20,000 times in about 30 years, there has been a case where one semiconductor wafer is drawn over 10 hours or more. In order to improve the throughput, there is a trend to use a plurality of electron beams. However, when actually manufactured and operated, it is difficult to image a plurality of electron beams on the same plane. It was causing distortion. In addition, when adjusting blur and distortion with an electronic circuit, circuit design becomes complicated, and it is difficult to manufacture a circuit board that operates reliably.
本発明の第１の態様においては、表面に複数の電子回路領域が設けられる基板と、複数の電子回路領域の間の境界において、基板の表面から裏面まで貫通して形成され、複数の電子回路領域の間を同一基板上で電気的に絶縁する第１の絶縁部とを備える回路基板、電子ビーム発生装置、電子ビーム照射装置、および電子ビーム露光装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, a plurality of electronic circuits are formed penetrating from the front surface to the back surface of the substrate at the boundary between the plurality of electronic circuit regions and the substrate provided with a plurality of electronic circuit regions on the surface. Provided are a circuit board, an electron beam generator, an electron beam irradiation apparatus, and an electron beam exposure apparatus, each including a first insulating portion that electrically insulates regions from each other on the same substrate.
本発明の第２の態様においては、回路基板の製造方法であって、基板の表面に形成された電子回路をそれぞれ有する複数の電子回路領域の間の境界をエッチングして、基板の表面から裏面まで貫通させるエッチング段階と、エッチングした複数の電子回路領域の間の境界に第１の絶縁部を形成する段階と、を備える製造方法を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a circuit board, wherein a boundary between a plurality of electronic circuit regions each having an electronic circuit formed on the surface of the substrate is etched, and the back surface from the front surface of the substrate And a step of forming a first insulating portion at a boundary between a plurality of etched electronic circuit regions.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図１は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１０００の構成例を半導体ウェハ１０と共に示す。電子ビーム露光装置１０００は、複数の電子ビームを照射する電子ビーム照射装置１００を備える。本実施形態に係る電子ビーム照射装置１００は、複数の電子ビームによって描画する像のボケおよびゆがみ等を、半導体電子回路による回路基板で補正して低減させる。また、当該回路基板は、製造過程において回路動作の試験を実行して形成される。電子ビーム露光装置１０００は、当該電子ビーム照射装置１００を用いて半導体ウェハ１０等に微細パターンを描画する。
FIG. 1 shows a configuration example of an electron
ここで半導体ウェハ１０は、シリコン、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、窒化ガリウム、ガリウム燐、またはインジウム燐等の半導体材料の結晶を加工して形成された板状の基板でよい。電子ビーム露光装置１０００は、電子ビーム照射装置１００と、ステージ部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０と、通信部１４０と、計算機部１５０とを備える。
Here, the
電子ビーム照射装置１００は、複数の電子ビームを照射する電子カラムである。電子ビーム照射装置１００は、半導体ウェハ１０の表面に複数の電子ビームを照射して予め定められた描画パターンを描画する。電子ビーム照射装置１００の詳細は後に説明する。
The electron
ステージ部１１０は、電子ビームを照射する対象物を載置する。図中において、当該対象物を半導体ウェハ１０とした例を示す。ステージ部１１０は、載置した半導体ウェハ１０を水平方向に移動させ、電子ビーム照射装置１００によって半導体ウェハ１０の一方の面に予め定められた微細パターンを予め定められた位置に描画させる。
The
ステージ部１１０は、例えば、ステージの水平平面を移動するＸＹステージを有する。また、ステージ部１１０は、予め定められた回転軸を中心として回転移動するθステージを有してよい。また、ステージ部１１０は、ステージの水平位置を調整するチルトステージを更に有してよい。また、ステージ部１１０は、半導体ウェハ１０を垂直方向に移動させ、半導体ウェハ１０および電子ビーム照射装置１００の間の距離を調節するＺステージを更に有してよい。
The
記憶部１２０は、電子ビーム照射装置１００が描画する描画パターン情報を記憶する。ここで、描画パターン情報は、半導体ウェハ１０の一方の面上の位置情報、および電子ビームを照射するか否かの情報等でよい。記憶部１２０は、予め定められた描画パターン情報を予め記憶してよい。
The
制御部１３０は、電子ビーム照射装置１００および記憶部１２０にそれぞれ接続され、記憶部１２０に記憶された描画パターン情報に応じて、電子ビーム照射装置１００に複数の電子ビームを出力させる制御信号を送信する。また、制御部１３０は、ステージ部１１０にそれぞれ接続され、記憶部１２０に記憶された描画パターン情報に応じて、ステージ部１１０を移動させる制御信号を送信してよい。また、制御部１３０は、通信部１４０を介して受け取った指示信号に応じて、電子ビーム照射装置１００および／またはステージ部１１０に制御信号を送信してよい。
The
通信部１４０は、制御部１３０と計算機部１５０とを接続する。通信部１４０は、汎用または専用のインターフェイスを有して、制御部１３０と計算機部１５０とを接続して通信させてよい。通信部１４０は、Ethernet（登録商標）、ＵＳＢ、Serial RapidIO等の汎用の高速シリアルインターフェースまたはパラレルインターフェースを用いてよい。また、通信部１４０は、無線で制御部１３０と計算機部１５０とを接続してよい。
The
計算機部１５０は、制御部１３０に電子ビーム照射装置１００および／またはステージ部１１０を動作させる指示信号を送信する。計算機部１５０は、電子ビーム露光装置１０００を動作させる動作プログラムを実行して、当該動作プログラムに応じて指示信号を送信してよい。また、計算機部１５０は、ユーザの指示を入力させる入力デバイスを有し、ユーザの指示に応じて指示信号を送信してよい。計算機部１５０は、パーソナルコンピュータまたはサーバマシンでよい。
The
図２は、本実施形態に係る電子ビーム照射装置１００の構成例を半導体ウェハ１０と共に示す。図２は、電子ビーム照射装置１００の縦断面の構成例を示す。電子ビーム照射装置１００は、電子ビーム発生装置２００と、加速電極２３０と、電子レンズ２４０とを備える。
FIG. 2 shows a configuration example of the electron
電子ビーム発生装置２００は、制御信号に応じて、複数の電子ビームを発生させる。電子ビーム発生装置２００は、複数の電子ビーム発生源２１２が配列された面電子ビーム源である。電子ビーム発生装置２００は、基板２１０と、回路基板２２０とを有する。
The
基板２１０は、複数の電子ビーム発生源２１２が設けられる。当該複数の電子ビーム発生源２１２は、基板２１０の一方の面にマトリクス状に配列されてよく、これに代えて、複数の電子ビーム発生源２１２は、面電子ビーム源の中心に対して同心円状に配置されてもよい。電子ビーム発生源２１２の詳細は後に説明する。基板２１０は、一例として、シリコン等の半導体結晶である。
The
回路基板２２０は、基板２１０の他方の面に形成され、複数の電子ビーム発生源２１２から電子ビームを出力させる。回路基板２２０は、複数の電子ビーム発生源２１２のそれぞれを駆動する駆動電圧を供給する回路が形成される。回路基板２２０は、制御部１３０から制御信号を受け取り、描画パターン情報に応じて、複数の電子ビーム発生源２１２から電子ビームを出力させる。
The
回路基板２２０の一方の面は、基板２１０と張り合わされる。回路基板２２０は、一例として、シリコン等の半導体基板で形成される。回路基板２２０は、電子ビーム発生装置２００が駆動して温度が上昇しても基板２１０または回路基板２２０に撓みまたは剥がれ等が生じない程度に、基板２１０の熱膨張係数とほぼ同じか、同程度の熱膨張係数を有する材料で形成されてよい。回路基板２２０の詳細は後に説明する。
One surface of the
加速電極２３０は、電子ビーム発生装置２００の電子ビームを出力する側に備わり、電子ビーム発生装置２００の電子ビームを出力させる電極よりも高い電圧が印加され、当該電子ビームを加速する。加速電極２３０は、複数の電子ビーム発生源２１２にそれぞれ対応する複数の貫通孔が形成され、複数の電子ビームをそれぞれ通過させる。加速電極２３０は、複数の電子ビーム発生源２１２に対応して、複数の貫通孔がマトリクス状に配列されてよく、これに代えて、同心円状に配置されてもよい。加速電極２３０は、一定の電圧が印加され、一例として、略０Ｖが印加される。
The
電子レンズ２４０は、電子ビーム発生装置２００から出力される複数の電子ビームによる描画パターンを予め定められた倍率に縮小して、対象物である半導体ウェハ１０に照射する。例えば、電子レンズ２４０は、複数の電子ビームが描画する描画パターンを１／１００以下に縮小する。電子レンズ２４０は、コイル部２４２と、レンズ部２４４と、収束部２４６とを有する。
The
コイル部２４２は、複数の電子ビームのＸＹ方向の偏向を制御する。即ち、コイル部２４２は、半導体ウェハ１０の電子ビームが照射される表面における当該電子ビームのビーム形状を制御する。コイル部２４２は、電子ビーム照射装置１００のＸ軸またはＹ軸と、半導体ウェハ１０の表面上のＸ軸またはＹ軸との対応を補正するローテーションコイルでよい。また、コイル部２４２は、半導体ウェハ１０の表面上のビーム径のＸおよびＹ方向の振幅を補正してもよい。
The
レンズ部２４４は、半導体ウェハ１０の表面上に複数の電子ビームを結像させる。レンズ部２４４は、テレセントリックレンズ系を構成してよく、電子ビーム発生装置２００の対物レンズとして機能する。
The
収束部２４６は、加速電界および／または減速電界を複数の電子ビームに印加する。収束部２４６は、複数の電子ビームの太さおよび束を絞って収束させて、予め定められたエネルギーの電子ビームを対象物である半導体ウェハ１０に照射する。
The converging
以上の本実施形態に係る電子ビーム照射装置１００は、面電子ビーム源等の複数の電子ビームを発生させる電子ビーム発生装置２００を有し、１つの電子カラムから複数の電子ビームを試料に照射してスループットを向上させる。従来、このような複数の電子ビームを発生させる電子ビーム発生装置２００を製造することは困難であったが、本実施形態に係る電子ビーム発生装置２００は、半導体製造プロセス等の製造工程により、簡便に製造することができる。
The electron
図３は、本実施形態に係る電子ビーム発生装置２００の構成例を示す。電子ビーム発生装置２００は、複数の電子放出部を有し、複数の電子放出部のそれぞれから放出される電子を加速して集束させ、複数の電子ビームとして出力する。電子ビーム発生装置２００は、図２で説明したように、基板２１０と、回路基板２２０とを有する。また、電子ビーム発生装置２００は、各部に駆動電圧を供給する電圧供給部２０２を有してよい。また、電子ビーム発生装置２００は、第１電極部３１０が障壁部３３０を介して接続される。
FIG. 3 shows a configuration example of the
電圧供給部２０２は、定電圧発生回路および／または定電流発生回路と、複数の電極部２０４とを含み、それぞれの電極部２０４に接続される接続先にそれぞれ駆動電圧を供給する。複数の電極部２０４は、ワイヤボンディング等で複数の接続先にそれぞれ接続されてよい。電圧供給部２０２は、一例として、回路基板２２０の基板２１０側とは反対側の面に設けられる。
The
ここで、本実施例で説明する電極部は、ニッケル、金、クロム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ロジウム、白金、銅、ルテニウム、インジウム、イリジウム、オスミウム、および／またはモリブデンを含んでよい。また、当該電極部は、これらの材料を含む２以上の材料の合金であってよい。 Here, the electrode portion described in this embodiment may include nickel, gold, chromium, titanium, aluminum, tungsten, palladium, rhodium, platinum, copper, ruthenium, indium, iridium, osmium, and / or molybdenum. Further, the electrode portion may be an alloy of two or more materials including these materials.
基板２１０は、複数の凹部２１４と、アイソレーション部３４０と、第３電極部３５０とが設けられる。複数の凹部２１４は、それぞれが凹面を有する。また、複数の凹部２１４のそれぞれは、球面状または放物面状に形成されてよい。
The
複数の凹部２１４のそれぞれは、一例として、等方性エッチングにより形成され、電子ビームを発生させる電子ビーム発生源２１２が形成される。例えば、複数の凹部２１４は、ウェットエッチングにより形成される。電子ビーム発生源２１２は、ポリシリコン層２１６と、第１絶縁膜２１５と、第２絶縁膜２１８と、電子放出部３００と、第１電極部３１０と、第２電極部３２０と、障壁部３３０とを含む。
As an example, each of the plurality of
ポリシリコン層２１６は、基板２１０の複数の凹部２１４が形成された面に形成される。ポリシリコン層２１６のうち、凹部２１４に形成された少なくとも一部は、陽極活性され、ナノ結晶化された電子放出部３００となる。
第１絶縁膜２１５および第２絶縁膜２１８は、基板２１０のポリシリコン層２１６が形成された面に形成される。第１絶縁膜２１５および第２絶縁膜２１８は、隣り合う電子ビーム発生源２１２のポリシリコン層２１６を電気的に絶縁して、当該ポリシリコン層２１６を介してリーク電流が発生することを防止する。第１絶縁膜２１５は、一例として、熱酸化によって形成されるＳｉＯ２膜等であり、また、第２絶縁膜２１８は、ＣＶＤ法等によって成膜されるＳｉＮ膜である。
The first
電子放出部３００は、複数の凹部２１４のそれぞれに設けられ、電子を放出する。複数の凹部、即ち複数の電子放出部３００は、基板２１０の一方の面にマトリクス状に配列され、駆動電圧に応じて電子をそれぞれ放出する。また、複数の電子放出部３００のそれぞれは、ナノ結晶を有する。例えば、電子放出部３００は、ナノ結晶シリコンで形成される。ナノ結晶シリコンは、電子トンネル障壁として機能する表面酸化膜を形成し、当該ナノ結晶シリコンが複数並ぶことにより、電子トンネル障壁を接続した列が形成される。
The electron emission unit 300 is provided in each of the plurality of
このような電子トンネル障壁の列は、当該障壁に電圧を印加することで、当該障壁を通過させる電子を、例えば数個の単位といった極微量な単位で制御することができる。したがって、電子放出部３００は、ナノ結晶を有することで、電子の放出量を精密に、かつ、再現性よく制御することができる。 In such an array of electron tunnel barriers, a voltage is applied to the barriers, whereby electrons passing through the barriers can be controlled in a minute unit such as several units. Therefore, the electron emission part 300 can control the amount of electron emission precisely and with good reproducibility by having a nanocrystal.
また、電子放出部３００は、このようなナノ結晶シリコンが複数並ぶナノワイヤで形成される場合、電子を出力する面に対して当該ナノワイヤが垂直に形成されずに、結晶方位に依存して出力面の法線に対して傾くことがある。この場合、電子放出部３００は、出力面の法線方向とは異なる方向に電子を出力させることがある。この場合、電子放出部３００は、出力面の法線に対して異なる方向のトンネル確率の分布と、当該方向にナノワイヤが電子を放出する分布との掛け算で、電子放出量が定まる。 Further, when the electron emission unit 300 is formed of nanowires in which a plurality of such nanocrystalline silicons are arranged, the nanowires are not formed perpendicular to the surface that outputs electrons, and the output surface depends on the crystal orientation. May be tilted with respect to the normal. In this case, the electron emission unit 300 may output electrons in a direction different from the normal direction of the output surface. In this case, the electron emission unit 300 determines the electron emission amount by multiplying the distribution of the tunnel probability in a different direction with respect to the normal of the output surface and the distribution in which the nanowire emits electrons in the direction.
電子放出部３００は、凹面形状の凹部２１４を有することで、当該凹面形状を平坦な形状にした場合の電子放出量に比べてより多くの電子を有効な電子ビームとして外部に出力させることができる。例えば、電子放出部３００は、電子を放出する分布がより高い方向および／またはトンネル確率の分布がより高い方向を、電子ビームを出力する方向に向けて形成することで、平坦な形状にした場合の電子放出量に比べてより多くの電子を電子ビームとして出力させることができる。一例として、凹部２１４の形状は、複数の電子放出部３００の電子を放出する方向と、当該方向の電子のトンネル確率との乗算がより大きくなる方向を、対応する第１電極部３１０の開口部に向ける。
Since the electron emission unit 300 includes the
また、複数の電子放出部３００のそれぞれは、ナノ結晶に代えて、放出する電子をトンネリングさせる絶縁膜を有してよい。このような絶縁膜は、放出する電子の量をトンネルする確率によって調整することができるので、当該絶縁膜の材質、膜厚および絶縁膜に印加する電圧によって、電子の放出量を制御することができる。 Each of the plurality of electron emission units 300 may include an insulating film that tunnels electrons to be emitted instead of the nanocrystal. Since such an insulating film can be adjusted by the probability of tunneling the amount of electrons emitted, the amount of electrons emitted can be controlled by the material, film thickness, and voltage applied to the insulating film. it can.
第１電極部３１０は、複数の電子放出部３００のそれぞれに対応して設けられ、対応する電子放出部３００が放出した電子を加速して電子放出部３００に設けられた凹部２１４から電子ビームとして出力する。複数の第１電極部３１０のそれぞれは、開口部３１２を有し、基板２１０の複数の凹部２１４が設けられる一方の面に板状に形成され、対応する凹部２１４との電位差によって開口部３１２から電子ビームを集束させて出力させる。開口部３１２は、第１電極部３１０および／または電子放出部３００の中心近辺に形成される。開口部３１２は、円形の貫通孔でよい。
The
図中において、第１電極部３１０ａは、電子放出部３００ａに対応して設けられ、電子放出部３００ａが放出する電子を加速して開口部３１２ａから電子ビームとして出力させる例を示す。同様に、第１電極部３１０ｂは、電子放出部３００ｂに対応して設けられ、電子放出部３００ｂが放出する電子を加速する。ここで、複数の第１電極部３１０（図中の例では第１電極部３１０ａおよび第１電極部３１０ｂ）は、電気的に接続され、予め定められた定電圧が印加される。
In the drawing, the
第１電極部３１０は、基板２１０の外部に備わる電極等と電気的に接続され、駆動電圧が印加される接続部を有してよい。当該接続部は、第１電極部の一部にメッキ等で導電性物質が更に形成された電極部でよい。接続部は、ワイヤボンディング等によって外部の電極と接続されてよい。
The
第２電極部３２０は、複数の凹部２１４のそれぞれに設けられ、当該凹部２１４を覆う導電性物質で形成される。第２電極部３２０は、電子放出部３００から放出された電子を、第１電極部３１０との電位差によって開口部３１２から電子ビームとして出力させる。ここで、第２電極部３２０は、電子放出部３００から放出される電子を通過させる程度に薄く形成される。複数の凹部２１４に設けられる複数の第２電極部３２０は、電気的に接続され、予め定められた定電圧が印加される。
The
ここで、第１電極部３１０および第２電極部３２０は、これら電極間の電位差が数十から数百Ｖとなる駆動電圧がそれぞれ印加されてよい。好ましくは、第１電極部３１０および第２電極部３２０は、電位差が百数十Ｖとなる駆動電圧がそれぞれ印加される。一例として、第１電極部３１０および第２電極部３２０は、電位差が１５０Ｖとなる駆動電圧がそれぞれ印加される。第２電極部３２０は、接続部３２２を含む。
Here, the
接続部３２２は、第２電極部３２０のうち厚さがより厚く形成される電極部であって、基板２１０の外部に備わる電極等と電気的に接続され、駆動電圧が印加される。接続部３２２は、第２電極部の一部にメッキ等で導電性物質が更に形成された電極部でよい。接続部３２２は、ワイヤボンディング等によって外部の電極と接続されてよい。
The
障壁部３３０は、複数の第１電極部３１０および基板２１０の間において複数の凹部２１４に対応する位置に設けられ、絶縁材料で形成される。障壁部３３０は、基板２１０と第１電極部３１０との間を予め定められた距離を離間させ、第１電極部３１０を支持しつつ、第１電極部３１０と第２電極部３２０とを電気的に絶縁する。障壁部３３０は、樹脂等で形成されてよく、これに代えて、ＣＶＤ法等によって成膜される酸化シリコン膜でよい。
The
以上の電子ビーム発生源２１２は、電子放出部３００が放出する電子に、第１電極部３１０と第２電極部３２０にそれぞれ印加される駆動電圧によって生じる電界を印加することによって開口部３１２から電子ビームを発生させる。ここで、電子ビーム発生源２１２は、凹部２１４が凹面状、球面状、または放物面状に形成されることで、電子放出部３００の電子を放出する面もまた凹面状、球面状、または放物面状に形成される。
The electron
これによって、電子ビーム発生源２１２は、電子放出部３００が電子を放出する方向を開口部３１２の方向に合わせて、当該開口部３１２に集束させやすくすることができる。即ち、電子ビーム発生源２１２は、開口部３１２に集束させる電子の数を増加させることができ、発生する電子ビームの密度を高めることができる。
As a result, the electron
電子ビーム発生源２１２は、発生させた電子ビームを後段の電子レンズ２４０によって半導体ウェハ１０に照射させる。ここで、電子レンズ２４０は、光学レンズ等と同様に電子ビームの結像にボケおよび／またはゆがみ等を生じさせる収差を有する場合がある。例えば、電子レンズ２４０は、結像させる電子ビームに対して、ビームの中央近傍を走行する電子に比べてビームの外側近傍を走行する電子の焦点位置を短くさせる場合がある。
The electron
そこで、電子ビーム発生源２１２は、電子放出部３００の電子を放出する面を凹面状、球面状、または放物面状に形成させて電子ビームの密度を高めつつ、当該収差を補正してよい。ここで、電子ビーム発生源２１２が凹部２１４を平坦にした場合、電子放出部３００の電子の放出面の法線方向が開口部３１２近傍にある領域から出力される電子は、電子ビームの中央に集束されやすい。
Therefore, the electron
そこで電子放出部３００は、電子の放出面を開口部３１２に向けつつ、当該領域である放出面の中央近傍の領域と開口部３１２との間の距離よりも、放出面の縁側近傍の領域と開口部３１２との間の距離を、より短くする面を形成する。即ち、電子ビームの外側に集束されやすい電子がより速く開口部３１２に到達するように放出面を形成することで、当該電子の焦点距離を長くさせる。これは、凹部２１４が、電子放出部３００の放出面の中心点により近い部分から放出される電子の層流を、当該中心点により近い位置に集中させて負の収差を発生させることに相当する。
Therefore, the electron emission unit 300 is directed to a region near the edge side of the emission surface with a distance between the region near the center of the emission surface and the
これによって、電子ビーム発生源２１２は、発生させる電子ビームの中央近傍（例えば、図３におけるＡ−Ａ'、Ｂ−Ｂ'で示した凹部２１４の略中央を通る垂線近傍）を走行する電子に比べて、電子ビームの外側近傍を走行する電子の焦点距離を長くすることができる。例えば、電子ビーム発生源２１２は、電子ビームの光軸の中心から離れるに応じて電子ビームの焦点距離を長くして、電子ビームの照射方向に対する垂直方向の断面において、同心円状に焦点距離の分布を持たせる。このように、電子ビーム発生源２１２は、電子レンズ２４０の収差に対応させた放出面を形成することで、電子レンズ２４０の収差を補正することができる。
Thereby, the electron
また、電子放出部３００の放出面の縁側近傍の領域は、中央近傍の領域に比べて電子ビーム発生源２１２の外部に近いので、外部電界の影響を受けやすい。即ち、放出面の縁側近傍の領域から出力される電子は、放出面の法線から傾いた方向に出力されやすく焦点距離が長くなりやすい。このように、電子ビーム発生源２１２は、外部電界に依存して出力させる電子ビームに焦点距離の分布を形成させるので、このような分布に応じて、電子放出部３００の放出面の形状を調整して半導体ウェハ１０に結像する電子ビームの収差を補正することが望ましい。
In addition, since the region near the edge side of the emission surface of the electron emission unit 300 is closer to the outside of the electron
ここで、第２電極部３２０は、凹部２１４を覆う電極を形成し、当該凹部２１４を同電位に保つ。これによって、第２電極部３２０は、電子放出部３００から安定な速度分布の電子を放出させて開口部３１２近傍に集束させつつ、上記の外部電界の影響を低減させることができる。
Here, the
アイソレーション部３４０は、絶縁物質が充填されて形成される。アイソレーション部３４０は、複数の電子ビーム発生源２１２のそれぞれの周囲を囲むように形成され、電子ビーム発生源２１２間を電気的に分離する。これによって、複数の電子ビーム発生源２１２のそれぞれは、互いに電気的に絶縁される。アイソレーション部３４０は、一例として、基板２１０の複数の凹部２１４が形成される面とは反対側の面において、複数の電子放出部３００に対応する複数のリング状または格子状に形成された溝に樹脂等の絶縁材料を充填させて形成される。
The
第３電極部３５０は、基板２１０の複数の凹部２１４が形成される上面とは反対側の下面に、複数の電子放出部３００のそれぞれに対応して形成される。第３電極部３５０は、複数の電子放出部３００から電子をそれぞれ放出させる駆動電圧がそれぞれ印加される。第３電極部３５０は、基板２１０の下面に形成される導電膜３５２を有してよい。第３電極部３５０は、回路基板２２０と電気的に接続される。
The
回路基板２２０は、基板２１０の他方の面に形成され、複数の電子放出部３００から電子を放出させる駆動電圧を、複数の電子放出部３００のそれぞれに対して個別に供給する。駆動電圧が印加される複数の第３電極部３５０のそれぞれは、アイソレーション部３４０が電気的に絶縁しているので、回路基板２２０は、複数の第３電極部３５０のそれぞれに対して、対応する駆動電圧をそれぞれ供給することができる。回路基板２２０は、一例として、半導体基板に形成され、当該半導体基板の一方の面は、基板２１０と張り合わされる。
The
ここで回路基板２２０は、基板２１０に形成される第３電極部３５０に対応する複数の電極部２２２を有し、当該電極部２２２が対応する第３電極部３５０と電気的に接続されつつ基板２１０と張り合わされ、当該電極部２２２を介して駆動電圧を供給する。電極部２２２は、例えば、１００μｍピッチ程度で基板２１０に形成される第３電極部３５０に対応させるべく、当該第３電極部３５０と同程度のピッチで形成される。電極部２２２は、導電性の材料で形成され、例えば、金属で形成される。また、電極部２２２は、第３電極部３５０と略同一の材料を含んでよい。
Here, the
回路基板２２０は、外部に備わる電極等と電気的に接続され、駆動電圧および電源電圧等が印加される複数の接続部２２４を有してよい。当該接続部２２４は、ワイヤボンディング等によって外部の電極と接続されてよい。
The
回路基板２２０は、複数の電子放出部３００のそれぞれの配置に応じて、異なるオフセットバイアスを駆動電圧に重畳してよい。複数の電子放出部３００は、それぞれ個別に駆動電圧を印加されて電子をそれぞれ放出し、対応する複数の電子ビーム発生源２１２は、複数の電子ビームを発生させる。複数の電子ビーム発生源２１２は、発生させた複数の電子ビームを後段の電子レンズ２４０によって結像させて、半導体ウェハ１０に描画パターンを照射させる。
The
ここで、電子レンズ２４０等の光学系は、レンズの中央近傍を通る電子ビームと、レンズの外縁近傍を通る電子ビームとで僅かに焦点位置に差を与え、複数の電子ビームによる描画像にボケおよびゆがみ等を生じさせる場合がある。例えば、電子レンズ２４０は、レンズの外縁近傍を通る電子ビームに対して、レンズの中央近傍を通る電子ビームに比べて焦点位置を短くさせる場合がある。
Here, the optical system such as the
そこで、電圧供給部２０２および回路基板２２０は、一例として、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームを発生させる電子ビーム発生源２１２に供給するオフセット電圧比べて、より絶対値の大きい負のオフセット電圧を、電子レンズ２４０の外縁近傍を通る電子ビームを発生させる電子ビーム発生源２１２に供給する。これによって、電圧供給部２０２および回路基板２２０は、電子レンズ２４０の外縁近傍を通る電子ビームの出力速度を増加させて焦点距離を長くして発生させ、電子レンズ２４０によって短くなる焦点位置と相殺させて補正することができる。
Therefore, as an example, the
ここで、複数の電子放出部３００は、それぞれの配置に応じて複数のブロックに分配され、電圧供給部２０２および回路基板２２０は、当該ブロック毎にオフセットバイアスを供給してよい。例えば、複数の電子放出部３００のうち、基板２１０の中央近辺に配置され、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームとなる電子を放出する複数の電子放出部３００は、同一のブロックに分配される。また、その他の電子放出部３００は、中央のブロックを中心に、略同心円状に２以上のブロックに分配される。
Here, the plurality of electron emission units 300 may be distributed to a plurality of blocks according to their arrangement, and the
このように、複数の電子放出部３００は、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームを出力させる電子放出部３００を中心ブロックとして、電子レンズ２４０の外縁方向に同心円状に２以上に分割された環状領域に対応する電子放出部３００を、他のブロックとして分配される。電圧供給部２０２および回路基板２２０は、当該ブロック毎に異なるオフセットバイアスを印加することで、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームを中心に、同心円状に分割された領域毎に電子ビームの焦点位置を調節することができ、効率的に描画パターンの結像を補正することができる。
As described above, the plurality of electron emission units 300 are divided into two or more concentrically in the outer edge direction of the
電圧供給部２０２は、例えば、第１電極部３１０および第２電極部３２０に、数ｋＶ〜数十ｋＶの負電圧を印加する。一例として、電圧供給部２０２は、同心円の中央に分配された電子放出部３００に対応する第２電極部３２０に−５ｋＶを、対応する第１電極部３１０に−５ｋＶ＋１５０Ｖを印加する。
For example, the
この場合、電子ビーム発生源２１２は、１５０Ｖの電位差によって生じる電界を電子放出部３００から放出する電子に印加して電子ビームを発生させ、発生した電子ビームを加速電極２３０との略５ｋＶの電位差で加速させる。また、電圧供給部２０２は、中央のブロックから外縁に向けてｎブロック異なる毎に、対応する第２電極部３２０に−５ｋＶ＋ＸｎＶを、対応する第１電極部に−５ｋＶ＋１５０Ｖ＋ＸｎＶを印加する。ここで、ＸｎＶは、例えば、−数Ｖ〜−百数十Ｖ程度である。
In this case, the electron
また、回路基板２２０は、第３電極部３５０に駆動電圧を印加して、電子放出部３００から電子を放出させる。回路基板２２０は、一例として、第２電極部３２０とは１５Ｖ程度低い電圧を印加して電子放出部３００から電子を放出させる（電子放出オン）。また、回路基板２２０は、中央のブロックから外縁に向けてｎブロック異なる毎に、対応する第３電極部３５０に−５ｋＶ−１５Ｖ＋ＸｎＶを印加する。また、回路基板２２０は、電子放出部３００の電子の放出を停止する場合（電子放出オフ）、第２電極部３２０と略同一の電圧を印加する。即ち、回路基板２２０は、一例として、第３電極部３５０に−５ｋＶ＋ＸｎＶを印加して電子放出をオフにする。
In addition, the
以上のように、電圧供給部２０２および回路基板２２０は、電子ビーム発生源２１２のブロックがｎ異なる毎に異なるオフセット電圧をＸｎＶ印加させつつ、第１電極部３１０と第２電極部３２０の間、および第２電極部３２０と第３電極部３５０の間に、それぞれ予め定められた電位差を与える。一例として、Ｘｎは、Ｘ０＝０、Ｘ１＝−２０、Ｘ２＝−４５、Ｘ３＝−８０、Ｘ４＝−１２５、・・・と、ｎの値に比例して絶対値が増加する値である。これにより、電圧供給部２０２および回路基板２２０は、複数の電子ビーム発生源２１２から略同一の電子密度で電子ビームを出力させつつ、電子ビーム発生源２１２が位置するブロックに応じたオフセット電圧により電子ビームの速度を変えて当該電子ビームの焦点位置を微調整することができる。
As described above, the
以上の本実施例に係る電子ビーム発生装置２００は、複数の電子ビーム発生源２１２を有し、電子ビームを出力すべき電子ビーム発生源２１２の対応する第３電極部３５０に駆動電圧を印加することにより、当該複数の電子ビーム発生源２１２をそれぞれ個別に駆動して電子ビームを出力させることができる。これによって、電子ビーム発生装置２００を備える電子ビーム照射装置１００は、複数の電子ビームによって予め定められた描画パターンを対象物に照射することができる。
The electron
以上の本実施例に係る電子ビーム発生装置２００は、複数の電子ビーム発生源２１２を複数のブロックに分割し、当該ブロック毎に異なる電圧を第１電極部３１０、第２電極部３２０、および第３電極部３５０にそれぞれ印加する例を説明した。この場合、第１電極部３１０および第２電極部３２０は、少なくとも当該ブロック毎に電気的に絶縁される。また、電圧供給部２０２は、一例として、ブロック毎に絶縁された第１電極部３１０および第２電極部３２０に、当該ブロック毎に対応する電圧を供給する。即ち、複数のブロックは、互いに異なる予め定められた電源およびグランド電圧が各ブロック毎に印加される。
The electron
ここで、電子ビーム発生装置２００に備わる電子ビーム発生源２１２は、複数の凹部２１４と、複数の凹部２１４に対応する位置に別プロセスで形成させた障壁部３３０とを有する。これによって、電子ビーム発生装置２００は、凹面状、球面状、または放物面状といった予め定められた形状の底部を有する円柱状の穴等を精密に形成すること無しに、複数の電子ビーム発生源２１２を簡便に形成することができる。このように、電子ビーム発生装置２００は、小面積、かつ、高密度に形成させた複数の電子ビーム発生源２１２を備えることができる。したがって、電子ビーム照射装置１００は、装置の大きさを小型にしつつ、一例として、１００×１００のマトリクス状に並ぶ電子ビーム発生源２１２から１００００本の電子ビームを照射することができる。
Here, the electron
また、電子ビーム発生源２１２は、半導体基板に等方性エッチング等の簡便な方法で形成された複数の凹部２１４にそれぞれ形成される。したがって、複数の電子ビーム発生源２１２は、半導体製造プロセス等によって基板２１０に形成することができる。即ち例えば、電子ビーム発生源２１２は、基板２１０の１ｃｍ×１ｃｍの面積に、１００×１００個のマトリクス状に配列されて形成される。このように、電子ビーム発生源２１２は、１００μｍ程度のピッチのマトリクス状に形成することで、電子レンズ２４０によって１μｍ以下程度のピッチの描画パターンを対象物に照射することができる。
The electron
回路基板２２０は、このような高密度に実装された複数の電子ビーム発生源２１２に対応して、電極部２２２および駆動回路がそれぞれ設けられなければならない。また、回路基板２２０は、電子ビーム発生源２１２からの電子放出のオンまたはオフの制御を数Ｖ〜十数Ｖの範囲で制御しつつ、電子ビーム発生源２１２の位置に応じて数Ｖ〜数百Ｖの範囲で数ｋＶ〜数十ｋＶの加速電圧を調節しなければならない。
The
しかしながら、半導体基板等による回路を用いて、高密度実装および数Ｖ〜十数Ｖの範囲の調整を実現させても、半導体基板は数十Ｖを超える耐圧がないので、実際に動作させることが困難であった。また、半導体基板の耐圧を向上させるべく、絶縁領域を形成する場合、高密度な回路と共存させて設計することは手間がかかり、製造は困難であった。 However, even if high-density mounting and adjustment in the range of several V to several tens V are realized using a circuit using a semiconductor substrate or the like, the semiconductor substrate does not have a withstand voltage exceeding several tens V, so that it can be actually operated. It was difficult. Further, when forming an insulating region in order to improve the breakdown voltage of the semiconductor substrate, it has been time-consuming and difficult to manufacture it by coexisting with a high-density circuit.
そこで、本実施例に係る回路基板２２０は、電子ビーム発生源２１２に対応する予め定められた形状の回路のセルを、回転または反転して配列することで、回路領域を含まない領域を設け、当該領域に絶縁部が形成することで回路設計を容易化する。図４は、本実施形態に係る回路基板２２０の構成例を示す。
Therefore, the
図４は、回路基板２２０の電子回路が設けられた表面の一例を示す。図４において、点線で示す四角には、複数の電子ビーム発生源２１２を有する基板２１０が接続される。回路基板２２０は、表面に複数の電子回路領域（本実施例ではブロックとする）が設けられる。回路基板２２０の電子回路は、一例として、基板２１０の中央に対応する位置から同心円状に複数のブロックに分割される。
FIG. 4 shows an example of the surface of the
図４は、点線で示す四角形内の領域が、同心円状に５つのブロックに分割された例を示す。回路基板２２０は、第１ブロック４０２、第２ブロック４０４、第３ブロック４０６、第４ブロック４０８、第５ブロック４１０、第１ブロック４２２、および第２ブロック４２４を有する。
FIG. 4 shows an example in which a region within a rectangle indicated by a dotted line is concentrically divided into five blocks. The
回路基板２２０は、点線で示す四角形の領域内において、第１ブロック４０２、第２ブロック４０４、第３ブロック４０６、第４ブロック４０８、および第５ブロック４１０に分割された電子回路を有する。また、各ブロックは、点線で示す四角形の領域内において、複数の電子ビーム発生源２１２のうちの対応する電子ビーム発生源２１２に電気的に接続されて、対応する電子ビーム発生源２１２を駆動する駆動回路を含む複数のセルをそれぞれ有する。当該セルについては、後述する。各ブロックは、他のブロックとの境界に回路基板２２０を貫通する絶縁部がそれぞれ設けられ、隣り合うブロックと電気的に絶縁される。
The
各ブロックに設けられる回路は、例えば、点線で示す四角の外側において、外部と電気信号および電源等を授受する接続部２２４と電気的にそれぞれ接続される。この場合、第１ブロック４０２および第２ブロック４０４に設けられる回路は、それぞれ隣のブロックに囲まれ、回路基板２２０の表面側の同一面上で接続部２２４と接続できない。そこで、第１ブロック４０２および第２ブロック４０４に設けられる回路は、ビア等によって回路基板２２０の裏面側の配線を介して、接続部２２４に接続される。
A circuit provided in each block is electrically connected to a
例えば、第１ブロック４０２の回路は、第１ブロック４２２内の対応する接続部２２４と接続される。また、第２ブロック４０４の回路は、第２ブロック４２４内の対応する接続部２２４と接続される。このように、複数のブロックのうちの少なくとも１つのブロックは、回路基板２２０の表面側および裏面側を電気的に接続する貫通ビア部を有し、回路基板２２０の縁部近辺に形成される接続部２２４と接続される。
For example, the circuit of the
また、第３ブロック４０６、第４ブロック４０８、および第５ブロック４１０に設けられる回路は、例えば、回路基板２２０の表面側で接続部２２４と電気的にそれぞれ接続される。このように、回路基板２２０の表面で分割された電子回路のそれぞれは、分割された境界で絶縁されつつ、回路基板２２０の縁部近辺に設けられた接続部２２４にそれぞれ電気的に接続される。これによって、回路基板２２０は、基板表面において、基板２１０と接続され、かつ、外部から供給される電源および駆動信号等をワイヤボンディング等を介して接続部２２４から受け取ることができる。
Further, the circuits provided in the
これに代えて、接続部２２４の一部または全部は、回路基板２２０の裏面側に設けられてよい。この場合、回路基板２２０の表面側の回路の一部または全部は、回路基板２２０の表面側および裏面側を電気的に接続する貫通ビア等を介して、裏面側の接続部２２４に接続される。そして、回路基板２２０の表面側および／または裏面側に設けられた接続部２２４に、外部からの電源および駆動信号等がワイヤボンディング等を介して供給される。
Instead, a part or all of the
また、点線で示す四角の外側において、各ブロックは、入出力用の回路を含む。例えば、第１ブロック４２２、第２ブロック４２４、第３ブロック４０６、第４ブロック４０８、および第５ブロック４１０は、それぞれ接続回路４３０を含む。接続回路４３０は、接続部２２４と点線で示す四角内に形成されるセルとの間に接続される。
In addition, outside the square indicated by the dotted line, each block includes an input / output circuit. For example, the
接続回路４３０は、例えば、接続部２２４から各ブロックのセルに制御信号等を送信する場合、当該信号をバッファまたは増幅するバッファ回路または増幅回路等を含む。また、接続回路４３０は、セルから接続部２２４に応答信号等を送信する場合、当該応答信号等を送信するバッファ回路または増幅回路等を含んでよい。
The connection circuit 430 includes, for example, a buffer circuit or an amplification circuit that buffers or amplifies the signal when transmitting a control signal or the like from the
また、接続回路４３０は、例えば、接続部２２４からシリアルデータが入力される場合、シリアル−パラレル変換回路を含み、変換後のパラレルデータを複数のセルにそれぞれ送信する。また、接続回路４３０は、複数のセルからのパラレルデータを、シリアルデータに変換するパラレル−シリアル変換回路を含み、変換したシリアルデータを接続部２２４に送信してもよい。
For example, when serial data is input from the
また、接続回路４３０は、例えば、接続部２２４からコードデータが入力される場合、デコーダ回路を含み、デコード後のデータを複数のセルにそれぞれ送信する。また、接続回路４３０は、複数のセルからのデータを、エンコードするエンコーダ回路を含み、エンコードしたデータを接続部２２４に送信してもよい。
For example, when code data is input from the
このように、接続回路４３０は、例えば、接続部２２４と授受する信号をバッファまたは増幅して、信号伝送の伝送品質を向上させる。また、接続回路４３０は、例えば、接続部２２４と授受する信号をパラレル／シリアル変換することにより、複数のセルに対応する接続部２２４の数を低減させることができる。また、接続回路４３０は、例えば、接続部２２４と授受する信号をエンコード／デコードすることにより、接続部２２４から外部と授受するデータ量を圧縮することができる。
In this way, the connection circuit 430, for example, buffers or amplifies the signal exchanged with the
図５は、本実施形態に係る回路基板２２０の複数のセル５１０の構成例を示す。図５は、図４で示された回路基板２２０の表面の一部を拡大した例を示す。図５において、複数の四角形形状のセル５１０が、５×９のマトリクス状に配置された例を示す。回路基板２２０は、セル５１０と、加工領域５２０と、貫通ビア部５３０と、第１の絶縁部５４０とを有する。
FIG. 5 shows a configuration example of a plurality of
セル５１０は、予め定められた形状を有し、図５においては、正方形の形状を有する例を示す。複数のセル５１０のそれぞれは、複数の電子ビーム発生源２１２のそれぞれと対応する。即ち、セル５１０は、セルの領域内において電子回路が形成され、１つのセル５１０が、対応する１つの電子ビーム発生源２１２を駆動する。
The
例えば、電子ビーム発生源２１２が、基板２１０の１ｃｍ×１ｃｍの面積に１００×１００個のマトリクス状に配列されて形成される場合、セル５１０は、電子ビーム発生源２１２に対応して、回路基板２２０上の１ｃｍ×１ｃｍの面積に１００×１００個のマトリクス状に配列されて形成される。セル５１０は、一例として、１００μｍ程度のピッチのマトリクス状に形成される。
For example, when the electron
セル５１０は、電子回路が設けられた回路領域５１２と、回路領域を除いた非回路領域５１４とをセル領域内に有する。回路領域５１２は、予め定められた形状を有する。例えば、回路領域５１２は、セル領域の一辺と、当該一辺を挟む二辺の一部ずつとに接する形状を有する。図５は、回路領域５１２が五角形の形状を有する例を示す。また、回路領域５１２は、一例として、予め定められた形状の鏡像となる形状を含んでもよい。
The
回路領域５１２は、複数の電子ビーム発生源２１２のうちの対応する電子ビーム発生源２１２に電気的に接続されて、対応する電子ビーム発生源２１２を駆動する駆動回路を含む。また、複数の回路領域５１２は、外部の回路等と電気的に接続される電極部２２２をそれぞれ有する。回路領域５１２に設けられる電子回路は、当該電極部２２２を介して、対応する電子ビーム発生源２１２に電気的にそれぞれ接続される。
The
ここで、電極部２２２は、多角形状に形成されてよく、これに代えて、円形に形成されてもよい。また、電極部２２２の中心は、セル５１０の中心とずれて形成されてもよい。電極部２２２および第３電極部３５０は、基板２１０と回路基板２２０とが張り合わされた場合に、対応する電極部２２２および第３電極部３５０が電気的に接続されるように、互いの形状および配置が定められてよい。
Here, the
非回路領域５１４は、セル領域内において、回路領域５１２を除いた領域である。図５の例において、セル領域内における、五角形の形状の回路領域５１２を除いてできる五角形の形状である。即ち、例えば、複数のセル領域は長方形の形状を有し、回路領域５１２は当該長方形の隣接する２辺に接し、非回路領域５１４は当該長方形の他の２辺に接する。非回路領域５１４は、複数連結されることによって加工可能な面積を有する加工領域５２０が形成される。
The
即ち、加工領域５２０は、複数のセル５１０が配列されることによって、回路領域５１２を含まずに複数の非回路領域５１４が隣り合って形成される。そして、加工領域５２０は、貫通ビア部５３０および第１の絶縁部５４０が形成される。図５において、セル５１０ａ、セル５１０ｂ、セル５１０ｃ、およびセル５１０ｄが配列され、複数の回路領域５１２に囲まれた加工領域５２０が形成され、当該加工領域５２０に貫通ビア部５３０が形成される例を示す。
That is, the
加工領域５２０は、複数のセル５１０の少なくとも一部を、回路領域５１２を回転及び反転の少なくとも一方により変更して配列することにより、非回路領域５１４を２以上のセル領域にわたって連結させて形成される。図５の例において、セル５１０ｂはセル５１０ａの横方向（ｘ方向）の反転（鏡像）であり、セル５１０ｃはセル５１０ａの１８０度回転であり、セル５１０ｄはセル５１０ａの縦方向（ｙ方向）の反転（鏡像）である。
The
このように、複数のセル５１０は、当該回路基板２２０上の一の方向に対して、予め定められた形状を９０度ずつ回転させて得られる３種類の形状の回路領域５１２を有する少なくとも３種類のセル５１０を含む。複数のセル５１０は、一例として、セル５１０ａが有する回路領域５１２を、回路基板２２０上のｙ軸方向に対して９０度ずつ反時計回りに回転させて得られる３種類の回路領域５１２を有するセル５１０ｅ、セル５１０ｃ、およびセル５１０ｆを含む。
Thus, the plurality of
また、複数のセル５１０は、当該回路基板２２０上の一の方向に対して、予め定められた形状の鏡像を９０度ずつ回転させて得られる３種類の形状の回路領域５１２を有する少なくとも３種類のセル５１０を含んでもよい。複数のセル５１０は、一例として、セル５１０ａの横方向の鏡像であるセル５１０ｂが有する回路領域５１２を、回路基板２２０上のｙ軸方向に対して９０度ずつ反時計回りに回転させて得られる３種類の回路領域５１２を有するセル５１０ｇ、セル５１０ｄ、およびセル５１０ｈを含む。
The plurality of
貫通ビア部５３０は、回路基板２２０の表面側および裏面側を電気的に接続する。貫通ビア部５３０は、一例として、第１ブロック４０２および第１ブロック４２２にそれぞれ設けられる。この場合、第１ブロック４０２における回路基板２２０の表面側の回路領域５１２は、第１ブロック４０２の貫通ビア部５３０、回路基板２２０の裏面側の配線、および第１ブロック４２２の貫通ビア部５３０を介して、第１ブロック４２２の接続部２２４に電気的に接続される。
The through via
貫通ビア部５３０は、当該回路基板２２０の回路領域５１２が設けられる面において、ボンディングパッド５３２が設けられる。ボンディングパッド５３２は、一例として、貫通ビア部５３０の導体に、金属材料等が積層されて形成される。ボンディングパッド５３２は、例えば、回路基板２２０の外周近辺に設けられ、接続部２２４として機能する。
The through via
また、ボンディングパッド５３２は、第１ブロック４０２、第２ブロック４０４、第３ブロック４０６、第４ブロック４０８、および／または第５ブロック４１０に設けられ、回路領域５１２のテストパッドとして機能する。即ち、当該ボンディングパッド５３２は、外部からプローブ等が物理的に接触されて、回路領域５１２の動作チェック等に用いることができる。
The
第１の絶縁部５４０は、複数のブロックの間の境界において、回路基板２２０の表面から裏面まで貫通して形成され、複数のブロックの間を同一基板上で電気的に絶縁する。即ち、第１の絶縁部５４０は、加工領域５２０に設けられ、複数の回路領域５１２の間を同一基板上で電気的に絶縁する。第１の絶縁部５４０は、当該回路基板２２０がエッチングされた後に絶縁物が埋め込まれて形成される。ここで、絶縁材料は、例えば、ポリマー、ポリイミド、ＳｉＯ２膜、またはＳｉＮ膜等である。
The first insulating
このように、複数のセル５１０は、２以上のブロックであるセル群に分割され、第１の絶縁部５４０は、少なくとも１つのセル群を、他のセル群から電気的に絶縁する。また、第１の絶縁部５４０は、２以上のセル群のそれぞれを、他のセル群から電気的にそれぞれ絶縁してもよい。本実施形態の第１の絶縁部５４０は、第１ブロック４０２、第２ブロック４０４、第３ブロック４０６、第４ブロック４０８、第５ブロック４１０、第１ブロック４２２、および第２ブロック４２４のそれぞれを、他のブロックから電気的に絶縁する。
Thus, the plurality of
図６は、本実施形態に係る回路基板２２０の断面図の構成例を示す。図６は、図５のＡ−Ａ'における断面図の一例である。図６において、図５に示された本実施形態に係る回路基板２２０の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。回路基板２２０は、第３の絶縁部５５０と裏面側配線部５６０を更に有する。
FIG. 6 shows a configuration example of a cross-sectional view of the
第３の絶縁部５５０は、回路基板２２０の裏面側の少なくとも一部を覆う。第３の絶縁部５５０は、回路基板２２０の裏面側を全て覆ってもよい。第３の絶縁部５５０は、例えば、ＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜等である。第３の絶縁部５５０は、回路基板２２０の裏面側の保護膜として機能してもよい。
The third insulating
裏面側配線部５６０は、回路基板２２０の裏面側の第３の絶縁部５５０の回路基板２２０とは反対側の面に設けられ、２以上の貫通ビア部５３０の間を電気的に接続する。裏面側配線部５６０は、一例として、第３の絶縁部５５０内部に形成される多層配線である。裏面側配線部５６０は、第３の絶縁部５５０によって基板から電気的に絶縁される。
The back surface
また、貫通ビア部５３０は、回路基板２２０の表面と裏面とを貫通する貫通孔５３４と、貫通孔の壁面を覆う第２の絶縁部５３６と、貫通孔内において第２の絶縁部の内側に形成される導体５３８とを含む。貫通ビア部５３０は、導体５３８が第２の絶縁部５３６によって回路基板２２０とは絶縁されて形成される。
The through via
以上のように、本実施形態の回路基板２２０は、予め定められた形状の回路領域５１２を回転及び反転の少なくとも一方により変更したセル５１０を配列することにより、非回路領域５１４を連結して加工領域５２０を形成する。そして、当該加工領域５２０に貫通ビア部５３０および第１の絶縁部５４０が設けられる。これによって、複数のセル５１０内の複数の駆動回路は、第１の絶縁部５４０が電気的に絶縁して分割した複数のセル群毎に異なる駆動電圧を、対応する電子ビーム発生源２１２に供給することができる。
As described above, the
例えば、セル５１０の非回路領域５１４を連結してできる加工領域５２０の面積が、貫通ビア部５３０および第１の絶縁部５４０を形成するのに十分な面積を有するように、１つの回路領域５１２の形状を定める。これにより、第１の絶縁部５４０が設けられる加工領域５２０の道が形成されるように、当該回路領域５１２を有する複数のセル５１０の配列を決めることで、複数のブロック間を互いに絶縁することができる。即ち、１つのセル５１０の回路領域５１２の形状および当該形状内の回路設計と、複数のセル５１０の配列とを実行するだけで、回路基板２２０全体の回路を設計することができる。
For example, one
図７は、本実施形態に係る回路基板２２０を形成する製造フローの一例を示す。また、図８から図１３は、本実施形態に係る回路基板２２０が形成される過程における回路基板２２０の断面を示す。ここで、本実施例は、回路基板２２０をシリコン基板として説明する。
FIG. 7 shows an example of a manufacturing flow for forming the
まず、回路基板２２０に複数のブロックを形成する（Ｓ７００）。回路基板２２０は、複数の電子ビーム発生源２１２が分割されたブロックに対応して、複数のブロックに分割される。複数のブロックのそれぞれは、複数のセル５１０が配列された電子回路領域である。即ち、各ブロックには、電子回路を含む回路領域５１２と、回路領域５１２を除いた非回路領域５１４とをセル領域内に有し、予め定められた形状の複数のセル５１０が配列される。
First, a plurality of blocks are formed on the circuit board 220 (S700). The
ここで、複数のセル５１０が配列することによって、回路領域５１２を含まずに複数の非回路領域５１４が隣り合って形成される加工領域５２０を形成させる。そして、回路基板２２０は、当該加工領域５２０に第１の絶縁部５４０を設けることができるように、予め定められた形状の回路領域５１２を有するセル５１０が、複数配列されて形成される。
Here, by arranging a plurality of
複数のセル５１０は、一例として、シリコン基板等に形成される半導体回路である。この場合、回路基板２２０は、回路領域５１２にＣＭＯＳ回路が形成される。即ち、電子ビーム発生装置２００は、半導体製造プロセス等の製造工程により、製造することができる。
As an example, the plurality of
図８は、本実施形態に係る回路基板２２０の表面に複数のブロックが形成された段階の断面構成を示す。図８は、一例として、図４におけるＢ−Ｂ'の断面を示す。ステップＳ７００の段階において、回路基板２２０は、複数のセル５１０を含む第２ブロック４２４、第４ブロック４０８、第３ブロック４０６、および第２ブロック４０４がそれぞれ形成される。また、回路基板２２０は、表面に、接続部２２４と、接続回路４３０ｂと、第１の接続配線部６３０と、ボンディングパッド６４０とが形成される。接続部２２４、接続回路４３０ｂ、および複数のセル５１０については既に説明したので、ここでは説明を省略する。
FIG. 8 shows a cross-sectional configuration at a stage where a plurality of blocks are formed on the surface of the
第１の接続配線部６３０は、接続回路４３０と複数のブロックのうちの一のブロックとを電気的に接続する。また、ボンディングパッド６４０は、各ブロックに形成されるセル５１０内の回路領域５１２に対応して形成され、当該回路領域５１２と電気的に接続される。ここで、１つの接続回路４３０は、１つのセル５１０に対応する１つのボンディングパッド６４０に接続されてよく、また、複数のボンディングパッド６４０に接続されてもよい。
The first
このように、回路基板２２０において複数のブロックが同心円状に形成されると、回路基板２２０の中央近辺のブロックは、他のブロックによって回路基板２２０の外周部分と分断される。そして、当該外周部分と分断されたブロックに形成されたセル５１０は、当該外周部分に形成された対応するブロックの接続部２２４と、第１の接続配線部６３０およびボンディングパッド６４０を介して電気的に接続される。また、第１の接続配線部６３０は、対応する接続回路４３０を介して、接続部２２４とボンディングパッド６４０とを接続する。
In this way, when a plurality of blocks are formed concentrically on the
図８は、回路基板２２０の外周部分に形成された第２ブロック４２４の接続部２２４と、対応する第２ブロック４０４に形成されたセル５１０とが、第１の接続配線部６３０およびボンディングパッド６４０によって電気的に接続される例を示す。また、図８は、第１の接続配線部６３０が、対応する接続回路４３０ｂを介して、接続部２２４とボンディングパッド６４０とを接続する例を示す。
In FIG. 8, the
以上のように、複数のブロックを形成する段階Ｓ７００において、回路基板２２０は、複数のブロックと、複数の接続部２２４と、複数の接続回路４３０と、複数のセル５１０と、複数の第１の接続配線部６３０と、複数のボンディングパッド６４０とがそれぞれ形成される。また、この段階において、貫通ビア部５３０に設けられるボンディングパッド５３２も形成されてよい。なお、第３ブロック４０６、第４ブロック４０８、および第５ブロック４１０は、図４に示すとおり、回路基板２２０の外周部分と分断されずに直接接続することができるので、第１の接続配線部６３０およびボンディングパッド６４０が形成されなくてもよい。
As described above, in step S700 of forming a plurality of blocks, the
次に、回路動作の試験を実行する（Ｓ７１０）。接続回路４３０は、接続部２２４を介して、複数のブロックのうちの一のブロックの回路動作を試験する外部の試験部６１０と接続される。試験部６１０は、回路基板２２０をエッチングする前に、第１の接続配線部６３０を介して複数のブロックの回路動作を試験する。試験部６１０は、例えば、１または複数のセル５１０を駆動する駆動信号および駆動回路の電源電圧等を供給し、対応する駆動回路の電極部２２２から電子ビーム発生源２１２に駆動電圧が出力されるか否かを試験する。また、試験部６１０は、接続部２２４を介して、全てのブロックの回路動作を試験してよい。
Next, a circuit operation test is executed (S710). The connection circuit 430 is connected to an
この場合、試験部６１０は、プローブ６２０を介して接続部２２４に駆動信号および電源電圧等を供給してよい。また、電極部２２２からの出力は、直接電極部２２２をプロ−ビングして測定してもよく、これに代えて、電極部２２２に接続されるボンディングパッド５３２が形成されている場、当該パッドをプロ−ビングして測定してもよい。また、電極部２２２に接続される第１の接続配線部６３０等が、複数のブロックを形成する段階Ｓ７００で更に形成される場合、対応する接続部２２４をプロ−ビングして測定してもよい。このように、第１の接続配線部６３０を設けることにより、回路基板２２０の表面側が形成された段階で、当該表面側の回路動作を実行することができる。
In this case, the
次に、第１の接続配線部６３０を切断する（Ｓ７２０）。即ち、試験部６１０の試験が終了した後に、第１の接続配線部６３０における複数のブロックの境界に位置する部分を切断する。図９は、本実施形態に係る回路基板２２０の第１の接続配線部６３０の一部を切断した段階の断面構成を示す。図９は、第１の接続配線部６３０の第２ブロック４２４と第４ブロック４０８の境界部６３２、第４ブロック４０８と第３ブロック４０６の境界部６３２、および第３ブロック４０６と第２ブロック４０４の境界部６３２が切断される例を示す。境界部６３２は、一例として、エッチング等により除去される。
Next, the first
ここで、回路基板２２０の表面において、多層の回路配線が形成される場合、第１の接続配線部６３０が形成された配線層までエッチングしなければならない。したがって、回路基板２２０の表面において、多層の回路配線が形成される場合、第１の接続配線部６３０は、最も上層の配線層または最上層に準ずる配線層に形成されることが望ましい。
Here, when multilayer circuit wiring is formed on the surface of the
次に、回路基板２２０をエッチングする（Ｓ７３０）。回路基板２２０のエッチングは、回路基板２２０の表面に形成された電子回路をそれぞれ有する複数のブロックの間の境界をエッチングして、回路基板２２０の表面から裏面まで貫通させる。ここで、エッチングする領域は、加工領域５２０の第１の絶縁部５４０が設けられる領域である。また、回路基板２２０のエッチングにおいて、貫通ビア部５３０の貫通孔のエッチングも同時に実行されてよい。これによって、エッチングプロセスを簡略化することができる。
Next, the
ここで、回路基板２２０のエッチングは、当該回路基板２２０の裏面側から実行されることが望ましい。この場合、回路基板２２０の破壊防止およびハンドリングの向上の目的で、当該回路基板２２０の表面に支持基板を張り付ける。支持基板は、例えば、ガラス基板、セラミック基板、または半導体基板等である。また、回路基板２２０のエッチングは、一例として、反応性イオンエッチング等で実行される。図１０は、本実施形態に係る回路基板２２０の表面から裏面までを貫通させてエッチングした段階の断面構成を示す。図１０は、回路基板２２０に、第１の絶縁部５４０が設けられる領域６５０および貫通ビア部５３０の貫通孔５３４が形成された例を示す。
Here, the etching of the
次に、第１の絶縁部５４０を形成する（Ｓ７４０）。即ち、エッチングした複数のブロックの間の境界に第１の絶縁部５４０を形成する。第１の絶縁部５４０は、基板上の加工領域５２０に、複数の回路領域５１２の間を同一基板上で電気的に絶縁する。第１の絶縁部５４０は、回路基板２２０を貫通するようにエッチングした領域６５０に、絶縁材料を埋め込んで第１の絶縁部５４０を形成する。
Next, the first insulating
これによって、回路基板２２０の異なるブロック間は、基板材料で接続されること無しに、絶縁材料で電気的に絶縁される。したがって、回路基板２２０は、数十ｋＶに至る電圧と、異なるブロック間において異なるオフセット電圧とが重畳された電圧がそれぞれ供給されても、絶縁破壊を生じさせること無く、複数の電子ビーム発生源２１２を駆動することができる。
Thereby, different blocks of the
次に、一例として、貫通ビア部５３０を形成する。貫通ビア部５３０は、回路基板２２０の貫通孔５３４の壁面に第２の絶縁部５３６を形成し、貫通孔５３４の内部に導体５３８を埋め込んで形成される。第２の絶縁部５３６の絶縁材料は、第１の絶縁部５４０の絶縁材料と略同一であってよい。図１１は、本実施形態に係る回路基板２２０に貫通ビア部５３０および第１の絶縁部５４０を形成した段階の断面構成を示す。図１１は、第１の接続配線部６３０に接続する貫通ビア部５３０を形成した例を示すが、これに代えて、貫通ビア部５３０は、ボンディングパッド５３２またはボンディングパッド６４０等に接続されて形成されてもよい。
Next, as an example, the through via
次に、回路基板２２０の裏面の少なくとも一部を覆う第３の絶縁部５５０を形成する。第３の絶縁部５５０は、回路基板２２０の裏面側を全て覆って形成されてもよい。第３の絶縁部５５０は、第１の絶縁部５４０の絶縁材料と略同一の絶縁材料で形成されてよい。
Next, a third insulating
次に、第３の絶縁部５５０における回路基板２２０とは反対側の面に、少なくとも２つの貫通ビア部５３０を電気的に接続する裏面側配線部５６０を形成する（Ｓ７５０）。また、裏面側配線部５６０を形成する段階Ｓ７５０において、複数のブロックと接続回路４３０とを、貫通ビア部５３０を介してそれぞれ電気的に接続する第２の接続配線部６６０を形成する。第２の接続配線部６６０は、一例として、裏面側配線部５６０と略同一の手順で、同時に形成される。第２の接続配線部６６０は、裏面側配線部５６０の一部であってもよい。
Next, a back surface
図１２は、本実施形態に係る回路基板２２０の裏面に第２の接続配線部６６０を形成した段階の断面構成を示す。第２の接続配線部６６０は、２つの貫通ビア部５３０の間を電気的に接続し、第２ブロック４２４の接続部２２４と、対応する第２ブロック４０４に形成されたセル５１０とが、電気的に接続される例を示す。
FIG. 12 shows a cross-sectional configuration when the second
次に、一例として、裏面側配線部５６０が形成された後に、保護膜として第３の絶縁部５５０が更に形成されてよい。また、保護膜を形成した後に、回路基板２２０を補強する補強板を更に張り付けてもよい。補強板は、例えば、ガラス基板、セラミック基板、または半導体基板等である。図１３は、本実施形態に係る回路基板２２０の裏面に第３の絶縁部５５０を形成した段階の断面構成を示す。回路基板２２０の表面に支持基板を張り付けた場合、本段階で当該支持基板を取り外す。以上のフローによって、本実施形態の回路基板２２０を形成することができる。
Next, as an example, after the back-
このように形成された回路基板２２０は、複数の電子ビーム発生源２１２が形成された基板２１０に張り付けられる。また、回路基板２２０の接続部２２４の一部は、電圧供給部２０２と接続され、電源電圧が供給される。また、接続部２２４の残りの一部または全部は、制御部１３０に接続され、複数のセル５１０を制御する制御信号が供給される。
The
したがって、回路基板２２０は、第１の接続配線部６３０および第２の接続配線部６６０を形成することで、回路動作の試験に用いた接続部２２４および接続回路４３０を、実動作において再利用することができる。これによって、回路基板２２０は、動作試験をパスし、かつ、試験実行段階とほぼ同様の回路を用いることができるので、歩留まりを低減させて確実に動作する回路基板を製造することができる。
Therefore, the
以上の本実施形態に係る回路基板２２０は、１つのボンディングパッド６４０から１つの貫通ビア部５３０を介して裏面側の第２の接続配線部６６０に接続させ、更に１つの貫通ビア部５３０を介して表面側の対応する接続部２２４に電気的に接続させることを説明した。これに代えて、１つのボンディングパッド６４０にから２つ以上の貫通ビア部５３０を介して裏面側の第２の接続配線部６６０に接続させてよい。これに代えて、またはこれに加えて、裏面側の第２の接続配線部６６０から２つ以上の貫通ビア部５３０を介して表面側の対応する接続部２２４に電気的に接続させてもよい。このように、複数の貫通ビア部５３０を用いることで、例えば、１つの貫通ビア部５３０の導通不良によって生じてしまう回路不具合等を防止して、歩留まりを向上させることができる。
The
これに代えて、回路基板２２０は、裏面側に接続部２２４が形成され、１つのボンディングパッド６４０から１つの貫通ビア部５３０を介して裏面側の第２の接続配線部６６０に接続し、第２の接続配線部６６０が対応する接続部２２４に電気的に接続してもよい。電圧供給部２０２および制御部１３０は、当該裏面側の接続部２２４に電気的に接続される。
Instead, the
また、複数の貫通ビア部５３０は、回路基板２２０に略均等に形成することが望ましい。複数の貫通ビア部５３０を、回路基板２２０上において略均一に分布させることにより、回路基板２２０のストレスを軽減させ、外力が加わってもヒビ、割れ、欠け、または破壊等が発生することを防止することができる。
In addition, it is desirable that the plurality of through via
また、回路基板２２０は、貫通ビア部５３０および第２の接続配線部６６０が形成されなくてもよい。即ち、回路基板２２０は、複数の電子ビーム発生源２１２に対して、ブロック毎の制御を実行しない場合は、第１の接続配線部６３０を切断すること無しにそのまま実動作に用いてよい。
Further, in the
図１４は、本実施形態に係る回路基板２２０の変形例を示す。図１４の変形例において、図５に示された本実施形態に係る回路基板２２０の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図１４の変形例において、セル５１０の回路領域５１２は、セル領域の隣り合う二辺の一部ずつに接する形状を有する。即ち、図１４の変形例の回路領域５１２は、図５の回路領域５１２に比べて、狭い面積の形状を有する。これにより、回路領域５１２は、回路領域５１２の形状の鏡像となる形状を含まなくてもよい。
FIG. 14 shows a modification of the
即ち、複数のセル５１０は、当該回路基板２２０上の一の方向に対して、予め定められた形状を９０度ずつ回転させて得られる３種類の形状の回路領域５１２を含む４種類のセル５１０でよい。複数のセル５１０は、一例として、セル５１０ａが有する回路領域５１２を、回路基板２２０上のｙ軸方向に対して９０度ずつ反時計回りに回転させて得られる３種類の回路領域５１２を有するセル５１０ｂ、セル５１０ｃ、およびセル５１０ｄを含む。
That is, the plurality of
回路基板２２０は、当該セル５１０ａ、セル５１０ｂ、セル５１０ｃ、およびセル５１０ｄの４種類を配列することで、形成すべき貫通ビア部５３０および第１の絶縁部５４０に応じた加工領域５２０を形成することができる。このように、図１４の変形例は、より少ない種類のセル５１０を用いて、回路基板２２０を形成することができる。
The
以上の実施例において、回路基板２２０は、複数の電子ビーム発生源２１２を駆動する回路が形成される例を説明した。これに代えて、回路基板２２０は、数十Ｖを超える高電圧に数Ｖ〜十数Ｖのオフセット電圧が重畳される電圧を、駆動電圧または制御電圧とするデバイスに用いられてもよい。回路基板２２０は、例えば、複数のモータ、電源、電池等を駆動または制御する回路として用いることができる。
In the above embodiment, the
図１５は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置１０００の変形例を半導体ウェハ１０と共に示す。本変形例の電子ビーム露光装置１０００において、図１に示された本実施形態に係る電子ビーム露光装置１０００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。電子ビーム露光装置１０００は、複数の電子ビームを照射する電子ビーム照射装置１００を複数有し、複数の電子ビームを照射して、描画パターン情報に応じた描画パターンを対象物である半導体ウェハ１０に描画する。
FIG. 15 shows a modification of the electron
電子ビーム照射装置１００は、電子ビーム露光装置１０００に２以上備わる。図中において、電子ビーム照射装置１００は、水平方向の断面積が半導体ウェハ１０の表面積よりも小さく形成され、電子ビーム露光装置１０００に複数備わる例を示す。複数の電子ビーム照射装置１００は、半導体ウェハ１０の表面にそれぞれ複数の電子ビームを照射して予め定められた描画パターンを描画する。複数の電子ビーム照射装置１００は、それぞれの描画を並行して実行してよい。電子ビーム照射装置１００の詳細は既に図２から図６で説明した。
Two or more electron
ステージ部１１０は、載置した半導体ウェハ１０を水平方向に移動させ、複数の電子ビーム照射装置１００によって半導体ウェハ１０の一方の面に予め定められた微細パターンを予め定められた位置に描画させる。記憶部１２０は、複数の電子ビーム照射装置１００が描画する描画パターン情報を記憶する。制御部１３０は、複数の電子ビーム照射装置１００にそれぞれ接続され、記憶部１２０に記憶された描画パターン情報に応じて、複数の電子ビーム照射装置のそれぞれに複数の電子ビームを出力させる制御信号を送信する。
The
このように、複数の電子ビーム発生源２１２が基板２１０に一体となって形成される電子ビーム発生装置２００を用いることで、電子ビーム照射装置１００を小型化することができ、電子ビーム露光装置１０００は、複数の電子ビーム照射装置１００を搭載することができる。２以上の電子ビーム照射装置１００を備える電子ビーム露光装置１０００は、半導体ウェハ１０に、２以上の描画パターンを並行して照射することができ、搭載する電子ビーム照射装置１００の数に応じてスループットを向上させることができる。
As described above, by using the electron
以上の本実施例において、電子ビーム発生装置２００および電子ビーム照射装置１００は、電子ビーム露光装置１０００に用いられる例を説明した。これに代えて、電子ビーム発生装置２００および電子ビーム照射装置１００は、電子ビームを用いる装置に備わってよく、電子顕微鏡、電子線マイクロアナライザ、ブラウン管、送信管、撮像管、真空管、加工装置、加熱装置、または滅菌装置等に用いられてもよい。
In the above embodiment, the example in which the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
１０ 半導体ウェハ、１００ 電子ビーム照射装置、１１０ ステージ部、１２０ 記憶部、１３０ 制御部、１４０ 通信部、１５０ 計算機部、２００ 電子ビーム発生装置、２０２ 電圧供給部、２０４ 電極部、２１０ 基板、２１２ 電子ビーム発生源、２１４ 凹部、２１６ ポリシリコン層、２１５ 第１絶縁膜、２１８ 第２絶縁膜、２２０ 回路基板、２２２ 電極部、２２４ 接続部、２３０ 加速電極、２４０ 電子レンズ、２４２ コイル部、２４４ レンズ部、２４６ 収束部、３００ 電子放出部、３１０ 第１電極部、３１２ 開口部、３２０ 第２電極部、３２２ 接続部、３３０ 障壁部、３４０ アイソレーション部、３５０ 第３電極部、３５２ 導電膜、４０２ 第１ブロック、４０４ 第２ブロック、４０６ 第３ブロック、４０８ 第４ブロック、４１０ 第５ブロック、４２２ 第１ブロック、４２４ 第２ブロック、４３０ 接続回路、５１０ セル、５１２ 回路領域、５１４ 非回路領域、５２０ 加工領域、５３０ 貫通ビア部、５３２ ボンディングパッド、５３４ 貫通孔、５３６ 第２の絶縁部、５３８ 導体、５４０ 第１の絶縁部、５５０ 第３の絶縁部、５６０ 裏面側配線部、６１０ 試験部、６２０ プローブ、６３０ 第１の接続配線部、６３２ 境界部、６４０ ボンディングパッド、６５０ 領域、６６０ 第２の接続配線部、１０００ 電子ビーム露光装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor wafer, 100 Electron beam irradiation apparatus, 110 Stage part, 120 Storage part, 130 Control part, 140 Communication part, 150 Computer part, 200 Electron beam generator, 202 Voltage supply part, 204 Electrode part, 210 Substrate, 212 Electron Beam generation source, 214 concave portion, 216 polysilicon layer, 215 first insulating film, 218 second insulating film, 220 circuit board, 222 electrode portion, 224 connection portion, 230 acceleration electrode, 240 electron lens, 242 coil portion, 244 lens Part, 246 convergence part, 300 electron emission part, 310 first electrode part, 312 opening part, 320 second electrode part, 322 connection part, 330 barrier part, 340 isolation part, 350 third electrode part, 352 conductive film, 402 1st block, 404 2nd block, 406 3rd block 408, fourth block, 410 fifth block, 422 first block, 424 second block, 430 connection circuit, 510 cell, 512 circuit region, 514 non-circuit region, 520 processing region, 530 through via portion, 532 bonding pad, 534 Through hole, 536 second insulating portion, 538 conductor, 540 first insulating portion, 550 third insulating portion, 560 back surface side wiring portion, 610 test portion, 620 probe, 630 first connection wiring portion, 632 Boundary portion, 640 bonding pad, 650 region, 660 second connection wiring portion, 1000 electron beam exposure apparatus
Claims (16)
前記複数の電子回路領域の間の境界において、前記基板の表面から裏面まで貫通して形成され、前記複数の電子回路領域の間を同一基板上で電気的に絶縁する第１の絶縁部と
を備える回路基板。 A substrate provided with a plurality of electronic circuit regions on the surface;
A first insulating portion that is formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate at a boundary between the plurality of electronic circuit regions and electrically insulate the plurality of electronic circuit regions on the same substrate; A circuit board provided.
前記貫通ビア部は、前記基板の表面と裏面とを貫通する貫通孔と、前記貫通孔の壁面を覆う第２の絶縁部と、前記貫通孔内において前記第２の絶縁部の内側に形成される導体とを含む請求項１に記載の回路基板。 At least one electronic circuit region of the plurality of electronic circuit regions has a through via portion that electrically connects the front surface side and the back surface side of the substrate,
The through via portion is formed inside the second insulating portion in the through hole, a through hole that penetrates the front surface and the back surface of the substrate, a second insulating portion that covers a wall surface of the through hole, and the through hole. The circuit board according to claim 1, comprising a conductor.
前記第３の絶縁部の前記基板とは反対側の面に設けられ、２以上の前記貫通ビア部の間を電気的にそれぞれ接続する裏面側配線部と
を備える請求項２に記載の回路基板。 A third insulating portion covering at least a part of the back surface of the substrate;
The circuit board according to claim 2, further comprising: a back surface side wiring portion that is provided on a surface opposite to the substrate of the third insulating portion and electrically connects two or more of the through via portions. .
複数の電子ビーム発生源が配列された面電子ビーム源と、
を備え、
前記複数の電子回路領域は、前記複数の電子ビーム発生源のうちの対応する電子ビーム発生源に電気的に接続されて、対応する前記電子ビーム発生源を駆動する駆動回路を含む複数のセルをそれぞれ有する
電子ビーム発生装置。 A circuit board according to any one of claims 1 to 5,
A surface electron beam source in which a plurality of electron beam generation sources are arranged;
With
The plurality of electronic circuit regions include a plurality of cells including a driving circuit that is electrically connected to a corresponding one of the plurality of electron beam generation sources and drives the corresponding electron beam generation source. Each has an electron beam generator.
前記複数のセルは、前記電極部を介して対応する前記電子ビーム発生源に電気的にそれぞれ接続される
請求項６に記載の電子ビーム発生装置。 The plurality of cells of the circuit board each have an electrode portion electrically connected to the outside,
The electron beam generator according to claim 6, wherein the plurality of cells are electrically connected to the corresponding electron beam generation sources via the electrode portions.
前記電子ビーム発生装置から出力される複数の電子ビームによる描画パターンを予め定められた倍率に縮小して対象物に照射する電子レンズと、
を備える電子ビーム照射装置。 The electron beam generator according to any one of claims 6 to 10,
An electron lens that irradiates an object by reducing a drawing pattern by a plurality of electron beams output from the electron beam generator to a predetermined magnification; and
An electron beam irradiation apparatus comprising:
前記対象物を載置するステージ部と、
前記１または複数の電子ビームが描画する描画パターン情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された描画パターン情報に応じて、前記電子ビーム照射装置に複数の電子ビームを出力させる制御信号を送信する制御部と、
を備える電子ビーム露光装置。 One or more electron beam irradiation devices according to claim 11;
A stage unit for placing the object;
A storage unit for storing drawing pattern information drawn by the one or more electron beams;
A control unit that transmits a control signal that causes the electron beam irradiation device to output a plurality of electron beams according to the drawing pattern information stored in the storage unit;
An electron beam exposure apparatus comprising:
基板の表面に形成された電子回路をそれぞれ有する複数の電子回路領域の間の境界をエッチングして、前記基板の表面から裏面まで貫通させるエッチング段階と、
エッチングした前記複数の電子回路領域の間の境界に第１の絶縁部を形成する段階と、
を備える製造方法。 A circuit board manufacturing method comprising:
Etching a boundary between a plurality of electronic circuit regions each having an electronic circuit formed on the surface of the substrate, and etching through the surface from the surface of the substrate to the back surface;
Forming a first insulating portion at a boundary between the etched electronic circuit regions;
A manufacturing method comprising:
前記基板の裏面の少なくとも一部を覆う第３の絶縁部を形成する段階と、
前記第３の絶縁部における前記基板とは反対側の面に、少なくとも２つの前記貫通ビア部を電気的に接続する裏面側配線部を形成する段階と、
を備える請求項１３に記載の製造方法。 By forming a through hole penetrating the substrate, forming a second insulating portion on the wall surface of the through hole, and forming a conductor inside the through hole, the front side and the back side of the substrate are electrically connected Forming a through via portion connected to
Forming a third insulating portion covering at least a part of the back surface of the substrate;
Forming a back surface side wiring portion that electrically connects at least two of the through via portions on a surface of the third insulating portion opposite to the substrate;
The manufacturing method according to claim 13.
前記エッチング段階の前に、前記第１の接続配線部を介して前記複数の電子回路領域の回路動作を前記試験部によって試験する段階と、
前記試験部の試験が終了した後に、前記第１の接続配線部における前記複数の電子回路領域の境界に位置する部分を切断する段階と
を更に備える請求項１４に記載の製造方法。 The board electrically connects a connection circuit connected to an external test unit that tests circuit operation of one electronic circuit area of the plurality of electronic circuit areas, and the connection circuit and the one electronic circuit area. A first connection wiring portion to be connected,
Before the etching step, testing the circuit operation of the plurality of electronic circuit regions by the test unit through the first connection wiring unit;
The manufacturing method according to claim 14, further comprising: cutting a portion located at a boundary between the plurality of electronic circuit regions in the first connection wiring portion after the test of the test portion is completed.
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