TW201717246A - 束線投射裝置以及束線投射系統 - Google Patents

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Abstract

一種系統包括孔陣列，所述孔陣列包括多個主動孔，所述主動孔中的各個主動孔用以選擇性地使通過所述主動孔的束線偏轉。所述系統亦包括限制孔，所述限制孔用以將未被所述主動孔偏轉的束線通過至靶目標。所述系統更包括控制電路，所述控制電路用以控制所述主動孔以提供彼此不同的第一曝光期間解析度與第二曝光期間解析度。

Description

包含提供可變曝光期間解析度之束線投射裝置的系統及其操作方法
本文所揭露的發明概念是有關於束線投射裝置及方法，且更具體而言，是有關於一種將束線投射至用於半導體製造的遮罩及材料的束線投射裝置。   [相關申請案的交叉參考] 　　本申請案主張於2015年11月10日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2015-0157556號的優先權，所述韓國專利申請案的內容全文併入本案供參考。
製造半導體積體電路通常涉及到製作遮罩並使用所述遮罩將矽晶圓圖案化。可在製作遮罩或圖案化時使用束線投射裝置。所述束線投射裝置可將一或多個精細束線朝靶目標投射至所期望的形狀。
一般而言，隨著半導體製造製程變得越來越精細，需要提供更高解析度的遮罩。然而，隨著半導體製造製程已變得更加精細，束線投射裝置的組件的大小已在減小。用於微型化束線投射裝置的組件的空間已在減小，藉此使添加或改變組件變得困難。因此，需要一種能夠提高微型化束線投射裝置的解析度的新方法或新裝置。
本發明概念的實施例可提供包括解析度得到提高的束線投射裝置的系統及其操作方法。某些實施例提供：束線投射裝置，包括束線源，所述束線源用以輻射第一束線；孔板，所述孔板中具有孔的第一陣列，所述孔中的各個孔用以分別自所述第一束線產生第二束線；遮蔽孔板，所述遮蔽孔板中具有遮蔽孔的陣列，所述遮蔽孔分別對應於所述孔的第一陣列的各個孔且用以因應於被施加至所述遮蔽孔的各個電位電極的電壓而選擇性地使通過所述遮蔽孔的第二束線偏轉；以及限制孔板，包括限制孔，所述限制孔用以使所述第二束線中未被所述遮蔽孔偏轉的第二束線通過。所述裝置更包括多個電極控制電路，所述多個電極控制電路中的各個電極控制電路用以分別對電位電極中的各個電位電極施加電壓。在第一時間間隔中，所述多個電極控制電路對所述電位電極施加電壓達基於具有第一頻率的時脈訊號的期間。在第二時間間隔中，所述多個電極控制電路對所述電位電極施加電壓達基於具有第二頻率的時脈訊號的期間，所述第二頻率不同於所述第一頻率。
本發明概念的實施例的另一態樣旨在提供一種使用束線投射裝置將束線投射至靶目標的方法。所述方法可包括：使用所述束線投射裝置在第一時間間隔中將投射時間基於第一頻率而彼此不同的束線投射至所述靶目標；以及使用所述束線投射裝置在第二時間間隔中將投射時間基於第二頻率而彼此不同的束線投射至所述靶目標。
本發明概念的實施例的又一態樣旨在提供一種使用束線投射裝置將束線投射至靶目標的方法。一種操作束線投射裝置的方法，所述束線投射裝置包括：束線源，用以輻射第一束線；孔板，所述孔板中具有孔的第一陣列，所述孔中的各個孔用以分別自所述第一束線產生第二束線；遮蔽孔板，所述遮蔽孔板中具有遮蔽孔的陣列，所述遮蔽孔分別對應於所述孔的第一陣列的各個孔且用以因應於被施加至所述遮蔽孔的各個電位電極的電壓而選擇性地使通過所述遮蔽孔的第二束線偏轉；以及限制孔板，包括限制孔，所述限制孔用以使所述第二束線中未被所述遮蔽孔偏轉的第二束線通過。在第一時間間隔中，對所述電位電極施加電壓達基於具有第一頻率的時脈訊號的期間。在第二時間間隔中，對所述電位電極施加電壓達基於具有第二頻率的時脈訊號的期間，所述第二頻率不同於所述第一頻率。
以下，將參照附圖詳細闡述本發明概念的實施例，以使本發明概念所屬技術領域中具有通常知識者輕易地實作本發明概念的範圍及精神。
圖1示出一種根據本發明概念的某些實施例的系統。參照圖1，束線投射裝置100包括束線源110、第一透鏡120、孔陣列130、遮蔽孔陣列140、第二透鏡150、第三透鏡160、限制孔板170、偏轉元件180、以及第四透鏡190。束線投射裝置100用以將束線投射至安置於平台10上的靶20上。束線投射裝置100及平台20可由系統控制電路200控制。
束線源110可在孔陣列130的方向上輻射第一束線B1。舉例而言，束線源110可輻射包括離子束線（例如氫離子束線或氬離子束線）的粒子束線、或電子束線作為第一束線B1。舉例而言，來自束線源110的第一束線B1可具有5千電子伏特至100千電子伏特的動能（kinetic energy）。
第一透鏡120可偏轉或調整第一束線B1以使第一束線B1入射至孔陣列130上。第一束線B1可具有由第一透鏡120控制的廣域（wide-area）特性及遠心特性。舉例而言，第一透鏡120可包括靜電透鏡（electrostatic lenses）或電磁透鏡（electromagnetic lenses）。第一束線B1可被第一透鏡120偏轉或調整以入射至孔陣列130上。舉例而言，第一束線B1可沿垂直於孔陣列130的方向入射至孔陣列130上。
孔陣列130可形成於孔陣列板131中。多個孔133可形成於孔陣列130中的孔陣列板131中。孔133可以矩陣形式排列。孔陣列130可能夠將第一束線B1中與孔133對應的部分輸出為多個第二細束線B2。孔陣列130可阻擋第一束線B1的剩餘部分。舉例而言，孔陣列130可經由孔133輸出多個束線B2並阻擋除束線B2以外的剩餘束線，藉此防止排列於孔陣列130之後的元件受到損壞。舉例而言，孔陣列板131可塗佈有不可被氧化的金屬層，例如含銥層（iridium-containing layer）。
通過孔陣列130的第二細束線B2可入射至遮蔽孔陣列140上。遮蔽孔陣列140可包括遮蔽孔陣列板141。多個遮蔽孔142可形成於遮蔽孔陣列140的遮蔽孔板141中。遮蔽孔142可以矩陣形式排列。
遮蔽孔142可在與孔133相同的位置處形成。遮蔽孔142中的每一者的寬度可大於孔133中的每一者的寬度。通過孔陣列133的第二細束線B2可通過遮蔽孔143。
多個第一電極143及多個第二電極144可形成於遮蔽板141的上表面上，即，鄰近孔陣列130的表面上。第一電極143及第二電極144可與遮蔽孔142相關聯地排列以一起形成主動孔，所述主動孔用以因應於被施加至第一電極143與第二電極144之間的電壓而選擇性地使通過遮蔽孔142的束線偏轉。舉例而言，一個第一電極143及一個第二電極144可鄰近一個遮蔽孔142安置。舉例而言，第一電極143可為被施加可在接地電壓與非接地電壓（例如，正電壓或負電壓）之間變化的電壓的電位電極。第二電極144可為被施加接地電壓的接地電極。
多個電極控制電路145可安置於遮蔽孔板141中或由遮蔽孔板141以其他方式支撐。電極控制電路145中的各個電極控制電路可分別與第一電極143中的各個第一電極對應。電極控制電路145可鄰近遮蔽孔142安置且可對第一電極143選擇性地施加非接地電壓或接地電壓。舉例而言，電極控制電路145可形成於遮蔽孔板141的上表面上、下表面上、及/或內部。
當鄰近一個遮蔽孔142的第一電極143的電壓與第二電極144的電壓彼此相同時，例如，當對第一電極143及第二電極144分別施加接地電壓時，在第一電極143與第二電極144之間可不產生電場。因此，對應的第二細束線B2可在不改變傳播方向的情況下通過遮蔽孔142。
當鄰近一個遮蔽孔142的第一電極143的電壓與第二電極144的電壓彼此不同時，例如，當對第一電極143施加非接地電壓而對第二電極144施加接地電壓時，可在第一電極143與第二電極144之間產生電場。如參照束線源110所述，第二細束線B2可包括與電子或離子具有相同極性的粒子。因此，在第一電極143與第二電極144之間產生電場時，通過遮蔽孔142的對應的第二細束線B2的方向可發生改變。因此，遮蔽孔陣列140的電極控制電路145可藉由調整施加至第一電極143的電壓而選擇性地調整或保持通過遮蔽孔142的第二細束線B2的方向。
第二透鏡150可使通過遮蔽孔陣列140的第二細束線B2加速及/或偏轉。舉例而言，第二透鏡150可使第二細束線B2偏轉及聚焦。被第二透鏡150加速及偏轉的第二細束線B2可通過第一交叉點C1且可被第三透鏡160偏轉。舉例而言，第三透鏡160可使多個第二細束線聚焦。
被第三透鏡160偏轉的第二細束線可入射至限制孔板170上。一個限制孔171可形成於限制孔板170中。
在某些實施例中，第二細束線B2中在遮蔽孔陣列140處不改變方向的細束線（例如，原始細束線）可通過限制孔171中的第二交叉點C2。通過限制孔171中的第二交叉點C2的原始細束線可被偏轉元件180及第四透鏡190偏轉以被投射至外部。在某些實施例中，偏轉元件180可藉由調整第二細束線B2的投射方向而調整第二細束線B2相對於靶目標20的位置。
第二細束線B2中在遮蔽孔陣列140處改變方向的細束線（例如，經調整的細束線）可在不同於原始細束線的方向上傳播。如原始細束線一般，所述經調整的細束線可被第二透鏡150偏轉，但可不通過第一交叉點C1。此外，所述經調整的細束線可被第三鏡頭160偏轉，但可不通過第二交叉點C2。更詳言之，所述經調整的細束線可不通過限制孔171且可被限制孔板170阻擋。
在遮蔽孔陣列140處不被調整方向的第二細束線B2可經由限制孔板170被投射至外部，且在遮蔽孔陣列140處被調整方向的第二細束線B2可被限制孔板170阻擋以不被投射至外部。因此，遮蔽孔陣列140的電極控制電路145可調整被施加至第一電極143的電壓，藉此使選擇性地將第二細束線B2投射至外部或停止投射第二細束線B2成為可能。
自束線投射裝置100投射的第二細束線B2可入射至靶目標20上，靶目標20可為例如遮罩材料或矽晶圓。靶目標20可安裝於可移動平台10上。此外，束線投射裝置100可與平台10一起移動。束線投射裝置100可在安裝於平台10上的靶目標20移動時移動，且因此可保持靶目標20的相對位置及束線投射裝置100的相對位置。
圖2是說明根據本發明概念的某些實施例的圖1所示系統控制電路200的電極控制電路145的方塊圖。參照圖1及圖2，電極控制電路145可由控制電路210控制。電極控制電路145可因應於來自多工器230的時脈訊號CLK而運作。電極控制電路145中的每一者可用以對對應的第一電極143施加電壓（例如，非接地電壓或接地電壓）。第一電極143可與被施加接地電壓的第二電極144進行電容性耦合。
電極控制電路145中的每一者可包括暫存器146、計數器147、及緩衝器148。暫存器146可用以接收並儲存來自控制電路210的N位元資料。舉例而言，在暫存器146中所儲存的N位元資料可與接地電壓被施加至第一電極143的時間以及非接地電壓被施加至第一電極143的時間相關聯。即，在暫存器146中所儲存的N位元資料可與投射會通過與第一電極143相關聯的遮蔽孔的第二細束線的時間以及阻擋第二細束線的時間相關聯。
控制電路210可初始化（或重設）計數器147。計數器147可用以接收來自暫存器146的N位元資料。因應於時脈訊號CLK，計數器147可用以執行自初始值（例如，0）至預定的N位元值的計數。舉例而言，計數器147可在執行計數的同時輸出第一值。計數器147可在計數結束之後輸出第二值。
緩衝器148可接收計數器147的輸出值。當計數器147輸出第一值時，即，當計數器147正在執行計數時，緩衝器148可對第一電極143施加接地電壓。當計數器147輸出第二值時，即，當計數器147的計數操作結束時，緩衝器148可對第一電極143施加非接地電壓。
總而言之，在計數器147執行自初始值至在暫存器146中所儲存的所述N位元資料的值的計數操作的同時，緩衝器148可對第一電極143施加接地電壓。即，通過遮蔽孔的第二細束線B2可被投射至靶。若計數器147對所述N位元資料的值進行計數，則緩衝器148可對第一電極143施加非接地電壓。即，通過遮蔽孔的第二細束線B2可被限制孔板170阻擋以不被投射至靶。
多工器230可用以接收來自時脈產生單元220的第一時脈訊號CLK1以及第二時脈訊號CLK2。多工器230可用以因應於來自控制電路210的選擇訊號SEL而輸出第一時脈訊號CLK1以及第二時脈訊號CLK2中的一者作為時脈訊號CLK。在某些實施例中，第一時脈訊號CLK1的頻率可不同於第二時脈訊號CLK2的頻率。
時脈產生單元220可包括時脈產生器221以及分頻器223。時脈產生單元220可將第一時脈訊號CKL1輸出至多工器230及分頻器223。分頻器223可對第一時脈訊號CKL1進行分頻以作為第二時脈訊號CLK2進行輸出。在某些實施例中，分頻器223可具有與暫存器146或計數器147的位元數目（即N位元）相關聯的分頻比率。舉例而言，分頻器223可將第一時脈訊號CLK1除以1/2N 以產生第二時脈訊號CLK2。
在本發明概念的某些實施例中，時脈產生單元220使用分頻器223來產生第二時脈訊號CLK2。然而，時脈產生單元220可被實作成使用倍頻器而非分頻器223。舉例而言，倍頻器可輸出2N 倍輸入頻率。即，就暫存器146或計數器147的N位元而言，時脈產生單元220可輸出差值為2N 倍或1/2N 倍的第一時脈訊號CLK1與第二時脈訊號CLK2。
在某些實施例中，電極控制電路145可安置於遮蔽孔陣列140中的遮蔽孔板141中及/或遮蔽孔板141上。控制電路210、時脈產生單元220、及多工器230可安置於遮蔽孔陣列140的外部及束線投射裝置100的內部，且可經由配線而與電極控制電路145連接。
圖3是說明圖2所示分頻器223的實例的圖式。參照圖3，分頻器223可包括倍增器M、低通濾波器（low pass filter，LPF）、及放大器AMP。倍增器M可對第一時脈訊號CLK1及第二時脈訊號CLK2進行倍增。倍增器M可輸出第一時脈訊號CLK1及第二時脈訊號CLK2的頻率的諧波。低通濾波器LPF可使倍增器M的輸出訊號的與第二時脈訊號CLK2的頻率對應的分量通過，且可阻擋與高於所述分量的頻率對應的諧波分量。放大器AMP可放大通過低通濾波器LPF的訊號且可輸出經放大訊號作為第二時脈訊號CLK2。第二時脈訊號CLK2可被回饋至倍增器M。
圖4是說明根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置100的運作的流程圖。參照圖1、圖2、及圖4，在步驟S110中，控制電路210可選擇第一頻率。舉例而言，控制電路210可藉由選擇訊號SEL來控制多工器230以輸出第一時脈訊號CLK1。
在步驟S120中，控制電路210可以N位元資料來設定電極控制電路145的暫存器146。舉例而言，投射第二細束線B2的時間可根據遮蔽孔142的位置及遮罩的靶結構而有所不同。控制電路210可以分別對應於第二細束線B2的投射時間的N位元資料值來設定電極控制電路145的各個的暫存器146。
在步驟S130中，束線投射裝置100可在與N位元資料對應的時間中投射第二細束線B2。舉例而言，每一電極控制電路145的計數器147均可執行自初始值至N位元資料的值的計數。緩衝器148可在計數過程中對第一電極143施加接地電壓以容許投射第二細束線B2。在計數器147對對應於N位元資料的值進行計數之後，緩衝器148可對第一電極143施加非接地電壓以阻擋第二細束線B2。
若具有基於第一頻率的N位元解析度的第二細束線B2的投射結束，則在步驟S140中，可選擇第二頻率。舉例而言，控制電路210可藉由選擇訊號SEL來控制多工器230以輸出第二時脈訊號CLK2。
在步驟S150中，控制電路210可以N位元資料值來設定電極控制電路145的暫存器146。舉例而言，投射第二細束線B2的時間可根據遮蔽孔142的位置及遮罩的靶結構而有所不同。控制電路210可以分別對應於第二細束線B2的投射時間的N位元資料值來設定電極控制電路145的各個的暫存器146。在某些實施例中，在步驟S150中設定的N位元資料值可不同於在步驟S120中設定的N位元資料值。
在步驟S160中，束線投射裝置100可在與N位元資料值對應的時間中投射第二細束線。舉例而言，每一電極控制電路145的計數器147可執行自初始值至N位元資料值的計數。緩衝器148可在計數過程中對第一電極143施加接地電壓以容許投射第二細束線B2。若計數器147對與N位元資料值對應的值進行計數，則緩衝器148可對第一電極143施加非接地電壓以阻擋第二細束線B2。
若計數器147對與N位元資料值對應的值進行計數，則程序可進行至步驟S170。在步驟S170中，可判斷靶目標10的欲暴露至第二細束線B2的位置是否為最終位置。若是，則靶目標10上的投射可結束。舉例而言，將第二細束線B2投射至靶目標10的過程可結束。否則，程序可進行至步驟S180，在步驟S180中第二細束線B2的位置可移動至下一個位置。舉例而言，第二細束線B2欲投射到的位置可由偏轉元件180進行調整或移位。
如上所述，根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置100可投射具有基於第一頻率的N位元解析度的第二細束線B2以提供第一曝光期間解析度，條件是第二細束線B2欲投射到的位置是固定的。之後，束線投射裝置100可投射具有基於第二頻率的N位元解析度的第二細束線B2以提供第二曝光期間解析度。所述第一頻率與所述第二頻率可具有2N 倍或1/2N 倍的關係。因此，束線投射裝置100可將具有2N位元解析度的第二細束線B2投射至靶目標10。
圖5是說明其中束線投射裝置100投射第二細束線B2的實例的時序圖。將參照圖1、圖2、及圖5闡述其中由第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3控制是否投射第二細束線B2的某些實施例。
在第一時間間隔S1中，可重設或初始化第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的暫存器146及計數器147。之後，可將與第一頻率對應的N位元資料值輸入至第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的暫存器146。在第一設定時間間隔S1中以N位元資料值設定暫存器146的同時，束線投射裝置100可不投射第二細束線B2。因此，指示與第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3相關聯的第二細束線B2的投射的第一條線L1至第三條線L3可處於低位準。
N位元解析度可與灰階（gray level，GL）對應。在某些實施例中，在第一電極控制電路145_1中第一次設定的N位元資料值可對應於灰階GL「12」且可為「1100」。在第二電極控制電路145_2中第一次設定的N位元資料值可對應於灰階GL「15」且可為「1111」。在第三電極控制電路145_3中第一次設定的N位元資料值可對應於灰階GL「8」且可為「0100」。
若第一時間間隔T1開始於t1，則第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3可分別對第一電極143中的各個第一電極施加接地電壓。因此，可在靶處投射與第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3對應的第二細束線B2。指示由第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3投射第二細束線B2的第一條線L1至第三條線L3可轉移至高位準。
第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的計數器147可自初始值至在暫存器146中所加載的各個N位元資料值計數。在計數器147計數的同時，第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3可對第一電極143施加接地電壓。因此，可朝靶投射與第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3對應的第二細束線B2。
可根據在暫存器160中所儲存的N位元資料值來確定計數器147計數的時間。在某些實施例中，為方便起見，由基於灰階GL的十進制（decimal scale）來說明計數器147執行計數的時間。
在t2處，第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的計數器147的計數值可達到灰階GL「8」。因此，第三電極控制電路145_3的計數器147可結束計數，且第三電極控制電路145_3可對第一電極143施加非接地電壓，藉此阻擋對應於第三電極控制電路145_3的第二細束線B2的投射。指示由第三電極控制電路145_3控制的第二細束線B2的投射的第三條線L3可轉移至低位準。與第一電極控制電路145_2以及第二電極控制電路145_3相關聯的第二細束線B2的投射可繼續進行。
在t3處，第二電極控制電路145_2以及第三電極控制電路145_3的計數器147的計數值可達到灰階GL「12」。因此，第一電極控制電路145_1的計數器147可結束計數，且第一電極控制電路145_1可對第一電極143施加非接地電壓，藉此阻擋對應於第一電極控制電路145_1的第二細束線B2的投射。指示由第一電極控制電路145_1控制的第二細束線B2的投射的第一條線L1可轉移至低位準。
在t4處，第二電極控制電路145_2的計數器147的計數值可達到灰階GL「15」，且因此第一時間間隔T1可結束。因此，可阻擋對應於第二電極控制電路145_2的第二細束線B2的投射。指示由第二電極控制電路145_2控制的第二細束線B2的投射的第二條線L2可轉移至低位準。
在第二時間間隔S2中，可重設或初始化第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的暫存器146及計數器147。之後，可將與第二頻率對應的N位元資料值輸入至第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的暫存器146。在第二設定時間間隔S2中以N位元資料值設定暫存器146的同時，束線投射裝置100可不投射第二細束線B2。因此，指示與第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3相關聯的第二細束線B2的投射的第一條線L1至第三條線L3可處於低位準。
在某些實施例中，在第一電極控制電路145_1中第二次設定的N位元資料值可對應於灰階GL「15」且可為「1111」。在第二電極控制電路145_2中第二次設定的N位元資料值可對應於灰階GL「3」且可為「0011」。在第三電極控制電路145_3中第二次設定的N位元資料值可對應於灰階GL「7」且可為「0111」。
若第二時間間隔T2開始於t5，則第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3可分別對第一電極143中的各個第一電極施加接地電壓。因此，可朝靶投射與第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3對應的第二細束線B2。指示由第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3投射第二細束線B2的第一條線L1至第三條線L3可轉移至高位準。第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的計數器147可自初始值至在暫存器146中所儲存的N位元資料值計數。
在t6處，第一電極控制電路145_1至第三電極控制電路145_3的計數器147的計數值可達到灰階GL「3」。因此，第二電極控制電路145_2的計數器147可結束計數，第二電極控制電路145_2可對第一電極143施加非接地電壓，藉此阻擋對應於第二電極控制電路145_2的第二細束線B2的投射。指示由第二電極控制電路145_2控制的第二細束線B2的投射的第二條線L2可轉移至低位準。與第一電極控制電路145_1以及第三電極控制電路145_3相關聯的第二細束線B2的投射可繼續進行。
在t7處，第一電極控制電路145_1以及第三電極控制電路145_3的計數器147的計數值可達到灰階GL「7」。因此，第三電極控制電路145_3的計數器147可結束計數，且第三電極控制電路145_3可對第一電極143施加非接地電壓，藉此阻擋對應於第三電極控制電路145_3的第二細束線B2的投射。指示由第三電極控制電路145_3控制的第二細束線B2的投射的第三條線L3可轉移至低位準。
在t8處，第一電極控制電路145_1中的計數器147的計數值可達到灰階GL「15」，且因此第二時間間隔T2可結束。因此，對應於第一電極控制電路145_1的第二細束線B2的投射可停止，且指示由第一電極控制電路145_1控制的第二細束線B2的投射的第一條線L1可轉移至低位準。
之後，可移動第二細束線B2欲投射到的位置，且可進行第一設定時間間隔S1及跟隨在第一設定時間間隔S1之後的時間間隔。
如上所述，在第一時間間隔T1中，根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置100可投射具有基於第一頻率的N位元解析度的束線。舉例而言，束線投射裝置100可藉由第一時間標度（即，在第一時間間隔T1中對應於灰色標度的時間標度）來調整束線投射時間，且所述束線投射時間可由N位元解析度進行調整。此外，在第一時間間隔T1中，束線投射裝置100可投射具有基於第二頻率N的位元解析度的束線。舉例而言，束線投射裝置100可藉由第二時間標度（即，在第二時間間隔T2中對應於灰色標度的時間標度）來調整束線投射時間，且所述束線投射時間可由N位元解析度進行調整。此時，第二時間標度可對應於1/2N 倍的第一時間標度。因此，若執行第一時間間隔T1及第二時間間隔T2，則可以2N位元解析度將束線投射至靶目標，且可提供解析度得到提高的束線投射裝置100及其束線投射方法。
如上所述，隨著束線投射裝置100被微型化，遮蔽孔陣列140中安置電極控制電路145的空間可明顯地受到限制。因此，關於電極控制電路145而言藉由增加暫存器146的數目及計數器147的數目而提高束線投射裝置100的解析度會受到限制。根據本發明概念的實施例，被提供至電極控制電路145的時脈訊號CLK的頻率可被調整2N 倍或1/2N 倍，且可對靶目標20進行迭代曝光（iterative exposure）。因此，可提供解析度得到提高的束線投射裝置100，而無需對電極控制電路145添加組件或改變電極控制電路145的組件。
圖6是說明根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置100的運作的流程圖。參照圖1、圖2、及圖6，在步驟S210中，束線投射裝置100可選擇高解析度模式。若選擇高解析度模式，則在步驟S220中，束線投射裝置100可如參照圖5所述改變頻率且可朝靶目標20投射束線。若不選擇高解析度模式，即，若選擇低解析度模式，則在步驟S230中，束線投射裝置100可朝靶目標20投射束線而不改變頻率。舉例而言，束線投射裝置100可使用一個初始化間隔及一個投射間隔來投射束線。在每一投射間隔之後，平台10可改變靶目標20的位置。
圖7是說明根據又一些實施例的系統控制電路200¢的電極控制電路145的應用的方塊圖。在圖2及圖7中，相同的編號指代相同的組件，且對圖7中與先前論述重複的說明不再予以贅述。參照圖7，電極控制電路145可由控制電路210控制，且可因應於來自多工器230¢的時脈訊號CLK而運作。
相較於圖2所示時脈產生單元220，時脈產生單元220¢可輸出彼此頻率不同的第一時脈訊號CLK1至第三時脈訊號CLK3。時脈產生單元220¢可包括時脈產生器221、第一分頻器223、及第二分頻器225。時脈產生單元220¢可輸出第一頻率的第一時脈訊號CLK1。第一分頻器223可將第一時脈訊號CLK1除以1/2N 以產生第二時脈訊號CLK2。第二分頻器225可將第二時脈訊號CLK2除以1/2N 以產生第三時脈訊號CLK3。
相較於圖2所示多工器230¢，多工器230¢可因應於選擇訊號SEL而輸出第一時脈訊號CLK1至第三時脈訊號CLK3中的一者作為時脈訊號CLK。舉例而言，如參照圖5所述，多工器230¢可在束線投射裝置100執行第一投射的第一投射間隔中輸出第一時脈訊號CLK1作為時脈訊號CLK。多工器230¢可在束線投射裝置100執行第二投射的第二投射間隔中輸出第二時脈訊號CLK2作為時脈訊號CLK。多工器230¢可在束線投射裝置100執行第三投射的第三投射間隔中輸出第三時脈訊號CLK3作為時脈訊號CLK。總而言之，束線投射裝置100可使用三個或更多個不同頻率來投射束線。
在某些實施例中，第一分頻器223可由將第一時脈訊號CLK1倍增2N 倍的倍頻器取代，且第二分頻器225可由將第二時脈訊號CLK2倍增2N 倍的倍頻器取代。在某些實施例中，時脈產生單元220¢可用以輸出具有1/2N 倍或2N 倍關係的頻率，且時脈產生單元220¢的構造可不受限於圖7。
圖8至圖13示出根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置100朝靶目標20投射束線的運作。在圖8至圖13中，遮蔽板陣列141是束線投射裝置100的一部分且用於概念性地指示束線投射裝置100的運作。
參照圖8，四個遮蔽孔142可形成於遮蔽板陣列141中。即，通過遮蔽孔陣列141的四個第二細束線B2可被投射至靶目標20。第二細束線B2欲投射到的位置可由偏轉元件180進行調整。
為闡述方便起見，第二細束線B2被投射至靶目標20的的位置可被用作以A至D列及第一至第四行的形式排列的畫素。
在某些實施例中，在圖8中，第二細束線B2可被投射至位於A列及第一行處的畫素、位於A列及第三行處的畫素、位於C列及第一行處的畫素、及位於C列及第三行處的畫素。第二細束線B2所投射到的畫素由陰影線指示。在某些實施例中，如參照圖5所述，束線投射裝置100可使用不同頻率來投射第二細束線B2，藉此提高投射的解析度。
在第二細束線B2的投射完成之後，可由偏轉元件180移動第二細束線B2欲投射到的位置。舉例而言，可調整第二細束線B2欲投射到的位置以使其不與第二細束線B2先前已投射到的畫素交疊。舉例而言，可沿與第一方向相反的方向移動第二細束線B2欲投射到的位置。圖9示出其中調整第二細束線B2欲投射到的位置的實例。參照圖9，第二細束線B2可關於靶目標20而言被投射至位於B列及第一行處的畫素、位於B列及第三行處的畫素、位於D列及第一行處的畫素、及位於D列及第三行處的畫素。第二細束線B2已投射到的畫素以點標識，且第二細束線B2當前所投射到的畫素以陰影線指示。在某些實施例中，如參照圖5所述，束線投射裝置100可使用不同頻率來投射第二細束線B2，藉此提高投射的解析度。
在完成第二細束線B2的投射之後，可由偏轉元件180移動第二細束線B2欲投射到的位置。舉例而言，可沿第二方向移動第二細束線B2欲投射到的位置。圖10示出其中調整第二細束線B2欲投射到的位置的實例。參照圖10，第二細束線B2可關於靶目標20而言被投射至位於B列及第二行處的畫素、位於B列及第四行處的畫素、位於D列及第二行處的畫素、及位於D列及第四行處的畫素。第二細束線B2已投射到的畫素以點標識，且第二細束線B2當前所投射到的畫素以陰影線指示。在某些實施例中，如參照圖5所述，束線投射裝置100可使用不同頻率來投射第二細束線B2，藉此提高投射的解析度。
在完成第二細束線B2的投射之後，可由偏轉元件180移動第二細束線B2欲投射到的位置。舉例而言，可沿第一方向移動第二細束線B2欲投射到的位置。圖11示出調整第二細束線B2欲投射到的位置的實例。參照圖11，第二細束線B2可關於靶目標20而言被投射至位於A列及第二行處的畫素、位於A列及第四行處的畫素、位於C列及第二行處的畫素、及位於C列及第四行處的畫素。第二細束線B2先前已投射到的畫素以點區域（dotted area）說明，且第二細束線B2當前所投射到的畫素以陰影線指示。在某些實施例中，如參照圖5所述，束線投射裝置100可使用不同頻率來投射第二細束線B2，藉此提高投射的解析度。
根據參照圖8至圖11所述的過程，可將第二細束線B2投射至靶目標20上的每一畫素僅一次。之後，可移動第二細束線B2欲投射到的位置以進行重複曝光或冗餘曝光。圖12示出移動第二細束線B2欲投射到的位置以進行重複曝光或冗餘曝光的實例。
參照圖12，在執行重複曝光或冗餘曝光時，第二細束線B2欲投射到的畫素可被排列成相對於第二細束線B2先前已投射到的畫素而移動位置。舉例而言，欲執行重複曝光或冗餘曝光的畫素可被排列於如圖12中所說明的A列至C列及第一行至第三行中。一個畫素可包括與先前的曝光相關聯的二或更多個畫素中的每一者的一部分。
之後，可根據參照圖8至圖11所述的方式來投射第二細束線B2。參照圖13，第二細束線B2可關於靶目標20而言被投射至位於A列及第一行處的畫素、位於A列及第三行處的畫素、位於C列及第一行處的畫素、及位於C列及第三行處的畫素。第二細束線B2先前已投射到的畫素以點區域說明，且第二細束線B2當前所投射到的畫素用陰影線標識。在某些實施例中，如參照圖5所述，束線投射裝置100可使用不同頻率來投射第二細束線B2，藉此提高投射的解析度。之後，如參照圖8至圖11所述，可由偏轉元件180移動第二細束線B2欲投射到的位置，且可將第二細束線B2依序投射至靶目標20上的畫素。
如圖13中所說明，重複曝光或冗餘曝光可在靶目標20上生成大小被減小的畫素。因此，重複曝光或冗餘曝光可被用作用於提高有關靶目標20的束線投射的解析度的方法。
由於遮蔽孔陣列140中安置電極控制電路145的空間明顯地受到限制，因此提高束線投射的解析度的操作可包括增大重複曝光頻率或冗餘曝光頻率、或使用不同頻率進行迭代投射（iterative projection）。根據本發明概念的某些實施例，增大重複曝光頻率或冗餘曝光頻率可能相較於使用不同頻率進行迭代投射需要更多的時間。根據本發明概念的某些實施例，相較於重複曝光或冗餘曝光，迭代投射可使減少處理時間成為可能。此可降低製造成本。
圖14示出根據又一些實施例的具有束線投射裝置100¢的系統。相較於圖1所示束線投射裝置100，圖14所示束線投射裝置100¢可不包括第三透鏡160。此外，第二細束線B2在限制孔板170的限制孔171處可僅通過一個交叉點C1。第一電極143及第二電極144可形成於遮蔽孔陣列141的下表面上，即，與遮蔽孔陣列141的面對孔陣列130的表面相對的表面上。束線投射裝置100¢及固持靶目標20的平台10可由系統控制電路300控制。
根據本發明概念的某些實施例，可藉由基於不同頻率投射束線來製造解析度得到提高的遮罩。因此，可能夠提供解析度得到提高的束線投射裝置以及用於投射解析度得到提高的束線的方法。
雖然已參照示例性實施例闡述了本發明概念，然而對於熟習此項技術者而言顯而易見的是，在不背離本發明概念的精神及範圍的條件下，可作出各種改變及潤飾。因此，應理解，以上實施例並非是限制性的，而是說明性的。
10‧‧‧平台
20‧‧‧靶/靶目標
100、100¢‧‧‧束線投射裝置
110‧‧‧束線源
120‧‧‧第一透鏡
130‧‧‧孔陣列
131‧‧‧孔陣列板
133‧‧‧孔
140‧‧‧遮蔽孔陣列
141‧‧‧遮蔽孔陣列板
142‧‧‧遮蔽孔
143‧‧‧第一電極
144‧‧‧第二電極
145‧‧‧電極控制電路
145_1‧‧‧第一電極控制電路
145_2‧‧‧第二電極控制電路
145_3‧‧‧第三電極控制電路
146‧‧‧暫存器
147‧‧‧計數器
148‧‧‧緩衝器
150‧‧‧第二透鏡
160‧‧‧第三透鏡
170‧‧‧限制孔板
171‧‧‧限制孔
180‧‧‧偏轉元件
190‧‧‧第四透鏡
200、200¢、300‧‧‧系統控制電路
210‧‧‧控制電路
220、220¢‧‧‧時脈產生單元
221‧‧‧時脈產生器
223‧‧‧分頻器/第一分頻器
225‧‧‧第二分頻器
230、230¢‧‧‧多工器
S110、S120、S130、S140、S150、S160、S170、S180、S210、S220、S230‧‧‧步驟
AMP‧‧‧放大器
B1‧‧‧第一束線
B2‧‧‧第二細束線/束線
C1‧‧‧第一交叉點
C2‧‧‧第二交叉點
CLK‧‧‧時脈訊號
CLK1‧‧‧第一時脈訊號
CLK2‧‧‧第二時脈訊號
CLK3‧‧‧第三時脈訊號
L1‧‧‧第一條線
L2‧‧‧第二條線
L3‧‧‧第三條線
M‧‧‧倍增器
S1‧‧‧第一時間間隔
S2‧‧‧第二時間間隔
SEL‧‧‧選擇訊號
T1‧‧‧第一時間間隔
T2‧‧‧第二時間間隔
t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8‧‧‧時間
自參照以下圖式所作的以下說明，上述及其他目的以及特徵將變得顯而易見，其中除非另外指明，否則在通篇各圖式中相同的參考編號指代相同的部件，且其中： 圖1示出根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置。 圖2是說明根據本發明概念的某些實施例的電極控制電路的方塊圖。 圖3是說明圖2所示分頻器的實例的圖式。 圖4是說明根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置的運作的流程圖。 圖5是說明其中束線投射裝置投射第二細束線（beamlet）的實例的時序圖。 圖6是說明根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置設定模式的運作的流程圖。 圖7是說明圖2所示電極控制電路及週邊電路的應用的方塊圖。 圖8至圖13示出根據本發明概念的某些實施例的束線投射裝置將束線投射至靶目標的運作。 圖14示出圖1所示束線投射裝置的應用。
10‧‧‧平台
20‧‧‧靶/靶目標
100‧‧‧束線投射裝置
110‧‧‧束線源
120‧‧‧第一透鏡
130‧‧‧孔陣列
131‧‧‧孔陣列板
133‧‧‧孔
140‧‧‧遮蔽孔陣列
141‧‧‧遮蔽孔陣列板
142‧‧‧遮蔽孔
143‧‧‧第一電極
144‧‧‧第二電極
145‧‧‧電極控制電路
150‧‧‧第二透鏡
160‧‧‧第三透鏡
170‧‧‧限制孔板
171‧‧‧限制孔
180‧‧‧偏轉元件
190‧‧‧第四透鏡
200‧‧‧系統控制電路
B1‧‧‧第一束線
B2‧‧‧第二細束線/束線
C1‧‧‧第一交叉點
C2‧‧‧第二交叉點

Claims (25)

  1. 一種束線投射裝置，包括： 束線源，用以輻射第一束線； 孔板，所述孔板中具有孔的第一陣列，所述孔中的各個孔用以分別自所述第一束線產生第二束線； 遮蔽孔板，所述遮蔽孔板中具有遮蔽孔的陣列，所述遮蔽孔分別對應於所述孔的第一陣列的各個孔且用以因應於被施加至所述遮蔽孔的各個電位電極的電壓而選擇性地使通過所述遮蔽孔的第二束線偏轉； 限制孔板，包括限制孔，所述限制孔用以使所述第二束線中未被所述遮蔽孔偏轉的第二束線通過；以及 多個電極控制電路，所述多個電極控制電路中的各個電極控制電路用以分別對所述電位電極中的各個電位電極施加電壓， 其中在第一時間間隔中，所述多個電極控制電路對所述電位電極施加電壓達基於具有第一頻率的時脈訊號的期間，且其中在第二時間間隔中，所述多個電極控制電路對所述電位電極施加電壓達基於具有第二頻率的時脈訊號的期間，所述第二頻率不同於所述第一頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的束線投射裝置，其中在所述第一時間間隔中，每一電極控制電路均用以基於N位元解析度而調整所述接地電壓被施加至相關聯電位電極的時間以及所述非接地電壓被施加至所述相關聯電位電極的時間，其中N是正整數，且 其中在所述第二時間間隔中，每一電極控制電路均用以基於所述N位元解析度而調整所述接地電壓被施加至相關聯電位電極的時間以及所述非接地電壓被施加至所述相關聯電位電極的時間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的束線投射裝置，其中所述第二頻率是所述第一頻率的2N 倍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的束線投射裝置，其中所述多個電極控制電路因應於時脈訊號而運作，且 其中所述時脈訊號在所述第一時間間隔中具有所述第一頻率且在所述第二時間間隔中具有所述第二頻率。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的束線投射裝置，其中每一電極控制電路包括： 暫存器，用以儲存N位元資料； 計數器，用以執行自初始值至在所述暫存器中所儲存的所述N位元資料的值的計數操作；以及 緩衝器，用以在所述計數器的計數值增大時對相關聯電位電極施加所述接地電壓並在所述計數器的計數值不增大時對所述相關聯電位電極施加所述非接地電壓。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的束線投射裝置，其中在所述第一時間間隔之前的第一設定時間間隔中，所述暫存器被設定成儲存第一N位元資料且所述計數器被重設，且 其中在所述第一時間間隔與所述第二時間間隔之間的第二設定時間間隔中，所述暫存器被設定成儲存第二N位元資料且所述計數器被重設。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的束線投射裝置，更包括： 時脈產生單元，用以輸出所述第一頻率的第一時脈訊號及所述第二頻率的第二時脈訊號；以及 多工器，用以在所述第一時間間隔中輸出所述第一時脈訊號作為所述時脈訊號且在所述第二時間間隔中輸出所述第二時脈訊號作為所述時脈訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的束線投射裝置，其中所述時脈產生單元包括： 時脈產生器，用以產生所述第一時脈訊號；以及 分頻器，用以藉由對所述第一時脈訊號進行分頻而產生所述第二時脈訊號。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的束線投射裝置，其中所述時脈產生單元包括： 時脈產生器，用以產生所述第一時脈訊號；以及 倍頻器，用以藉由對所述第一時脈訊號進行倍增而產生所述第二時脈訊號。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的束線投射裝置，其中在第三時間間隔中，所述多個電極控制電路用以基於第三頻率而對所述多個電位電極中的每一者施加所述接地電壓及所述非接地電壓，所述第三頻率不同於所述第一頻率及所述第二頻率。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的束線投射裝置，更包括： 時脈產生單元，用以輸出所述第一頻率的第一時脈訊號、所述第二頻率的第二時脈訊號、及所述第三頻率的第三時脈訊號；以及 多工器，用以在所述第一時間間隔中輸出所述第一時脈訊號，在所述第二時間間隔中輸出所述第二時脈訊號，以及在所述第三時間間隔中輸出所述第二時脈訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的束線投射裝置，其中所述多個電極控制電路因應於自所述多工器輸出的時脈訊號而運作。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的束線投射裝置，其中所述時脈產生單元包括： 時脈產生器，用以產生所述第一時脈訊號； 第一分頻器，用以藉由對所述第一時脈訊號進行分頻而產生所述第二時脈訊號；以及 第二分頻器，用以藉由對所述第二時脈訊號進行分頻而產生所述第三時脈訊號。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的束線投射裝置，其中通過所述限制孔板的所述限制孔的所述第二束線被投射至靶目標。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的束線投射裝置，其中在所述第一時間間隔及所述第二時間間隔經過時，所述第二束線欲投射到的所述靶目標上的位置是固定的。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的束線投射裝置，其中所述第二束線欲投射到的所述靶目標上的位置在所述第一時間間隔及所述第二時間間隔經過後發生移動。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的束線投射裝置，其中在所述第一時間間隔中，每一電極控制電路均藉由與所述第一頻率相關聯的單元而基於第一輸入資料來調整對電位電極施加所述接地電壓及所述非接地電壓的時間；以及 其中在所述第二時間間隔中，每一電極控制電路均藉由與所述第二頻率相關聯的單元而基於第二輸入資料來調整對電位電極施加所述接地電壓及所述非接地電壓的時間。
  18. 一種系統，包括： 孔陣列，包括多個主動孔，所述主動孔中的各個主動孔用以選擇性地使通過所述主動孔的束線偏轉； 限制孔，用以將未被所述主動孔偏轉的束線通過至靶目標；以及 控制電路，用以控制所述主動孔以提供彼此不同的第一曝光期間解析度與第二曝光期間解析度。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的系統，其中所述控制電路用以使所述主動孔經由所述限制孔投射束線達由具有第一頻率的第一時脈訊號決定的第一期間，以提供第一曝光間隔中的第一曝光期間解析度，並使所述主動孔經由所述限制孔投射束線達由具有第二頻率的第二時脈訊號決定的第二期間，以在第二曝光間隔中提供第二曝光期間解析度，所述第二頻率不同於所述第一頻率，且所述第二曝光期間解析度不同於所述第一曝光期間解析度。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的系統，其中所述主動孔分別包括用以控制束線偏轉的電極，且其中所述控制電路分別包括用以對所述電極中的相應電極施加相應電極控制訊號的電極控制電路。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的系統，其中所述電極控制電路中的每一者包括： 暫存器，用以儲存代表曝光期間的數位值； 計數器電路，用以接收時脈訊號，以因應於所述所接收時脈訊號而產生計數並因應於所述計數及儲存於所述暫存器中的所述數位值而產生計數狀態訊號；以及 緩衝器電路，用以因應於所述計數狀態訊號而產生電極控制訊號。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的系統，其中所述控制電路更包括： 時脈產生電路，用以產生所述第一時脈訊號及所述第二時脈訊號；以及 時脈選擇電路，用以將所述第一時脈訊號及所述第二時脈訊號選擇性地傳遞至所述電極控制電路的所述計數器電路。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的系統，其中所述時脈產生電路包括： 時脈訊號產生器電路，產生所述第一時脈訊號；以及 分頻器，自所述第一時脈訊號產生所述第二時脈訊號。
  24. 如申請專利範圍第18項所述的系統，更包括用以將所述束線提供至所述主動孔的孔的第二陣列。
  25. 如申請專利範圍第18項所述的系統，更包括用以產生源束線的束線源，且其中所述孔的第二陣列用以使自所述源束線提供至所述主動孔的所述束線通過。
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