TWI557770B

TWI557770B - 用於微影設備之資料途徑

Info

Publication number: TWI557770B
Application number: TW100141159A
Authority: TW
Inventors: 瑪寇傑加寇威蘭德; 戴佩特特意尼斯凡; 德威爾特佛羅瑞斯佩平凡; 艾爾斯特哈伯克特
Original assignee: 瑪波微影Ｉｐ公司
Priority date: 2010-11-13
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2016-11-11
Also published as: US9305747B2; KR101705729B1; JP6325061B2; EP2638561A1; JP2013545309A; EP2638561B1; JP2017085118A; WO2012062727A1; KR20130139308A; TW201239941A; US20120287410A1

Description

用於微影設備之資料途徑

本發明係關於一種用於無遮罩微影設備的資料途徑，且明確地說，係關於一種用於傳輸圖樣資料以達控制複數道帶電粒子小射束之目的的資料途徑。

積體電路的設計通常係以電腦可讀取的檔案來表示，其含有用於在一矽晶圓上圖樣化該積體電路中每一層的資料。在使用遮罩的微影機中，此圖樣資料通常係被用來製造一遮罩或是一組遮罩，接著，該微影機便會使用該遮罩或是該組遮罩來圖樣化該晶圓。在無遮罩的微影機中，該圖樣資料檔案則會經過電子處理，以便將其變成適合控制該微影機的格式。在帶電粒子微影機中，該圖樣資料檔案會被轉換成一組資料訊號，用以控制在微影製程中所使用帶電粒子射束。

一資料途徑通常會被用來從一離線式資料處理與儲存系統處將該圖樣資料傳送至該微影機。為表示目前世代及將來不久世代之積體電路的圖樣會需要用到非常大量的資料，因此，需要一條具有非常高傳送能力的資料途徑。藉由使用非常大量的通道以及每一條通道之非常高的資料傳送速率雖然可以達成此非常高傳送能力的目的；然而，這卻會大幅增加該資料途徑的成本而且其會變成一帶電粒子微影機之總成本的主要組成。

由於非常大量通道的關係，該等資料途徑通道中的一部分可能會失效或是能力衰降，並且不應該被使用。再者，要在此等大量通道和該微影機之間設計一有效的連接系統非常困難，尤其是考慮到需要以非常高的可靠度來傳送資料同時要避免使用失效的傳送通道。

本發明試圖藉由提供一種根據圖樣資料來曝光一晶圓的無遮罩微影系統來解決此問題，其會使用以應付通道失效為特點的資料途徑。根據本發明的其中一項觀點，該微影系統包括一電子光學柱，用以產生複數道帶電粒子小射束來曝光目標物，該電子光學柱包含一小射束遮擋器陣列用以調變該等小射束，該小射束遮擋器陣列包含用以接收多個小射束資料訊號的複數個接收器以及用以根據該等資料訊號來調變該等小射束的複數個小射束遮擋器元件。該微影系統還包含一資料途徑，其包括一用以儲存與處理該圖樣資料的前置處理系統以及用以從該前置處理系統處將該已處理的圖樣資料傳送至該等小射束遮擋器元件的複數條傳送通道。該資料途徑還進一步包括：一圖樣串流系統，用以接收該圖樣資料並且產生該等小射束資料訊號；以及第一通道選擇器與第二通道選擇器，用以連接一由該等用於傳送該圖樣資料的傳送通道中的多條選定傳送通道所組成的傳送通道子組，其中，該第一通道選擇器係被連接在該前置處理系統與該等傳送通道之間而該第二通道選擇器則係被連接在該等通道與該等小射束遮擋器元件之間。

該第一通道選擇器的每一個輸入以及該第二通道選擇器的每一個輸出可能會被連接至該等傳送通道中的一有限子組，而且用於連接至該第一通道選擇器的一輸入以及該第二通道選擇器的一輸出的該有限的傳送通道子組可能包括九條或更少的傳送通道。該有限的傳送通道子組可能包括一內定連接至該第一通道選擇器的一輸入以及該第二通道選擇器的一輸出的傳送通道，而且該有限的傳送通道子組可能包括一沒有內定連接至該第一通道選擇器的一輸入以及該第二通道選擇器的一輸出的傳送通道。

該系統可能會使用一演算法來決定該第一通道選擇器的一輸入以及該第二通道選擇器的一輸出之間的連接以及該有限的傳送通道子組中該等傳送通道中的其中一者。該演算法可能會被調適成用以搜尋一沒有被用於或者有缺陷地連接至該第一通道選擇器的一輸入以及該第二通道選擇器的一輸出的傳送通道。該演算法可能會被調適成用以實施搜尋，以便找出該等傳送通道以及該第一通道選擇器的該等輸入與該第二通道選擇器的該等輸出之間的映射，其中，該第一通道選擇器的每一個輸入以及該第二通道選擇器的輸出會被連接至一沒有缺陷的獨特傳送通道。

該第一通道選擇器的每一個輸入以及該第二通道選擇器的輸出可能會有一內定連接線連接至一傳送通道。該第一通道選擇器的每一個輸入以及該第二通道選擇器的每一個輸出可能會被連接至該等傳送通道中的一有限子組，該有限子組可能包含一沒有內定連接至該第一通道選擇器的另一輸入或是該第二通道選擇器的輸出的傳送通道。

該第一通道選擇器及/或該第二通道選擇器可能包括數個並聯排列的切換電路，其中，該等切換電路中的第一切換電路會被排列成用以傳送該切換電路的一輸入給一組相鄰切換電路中其中一者的輸出。該等切換電路可能包括被連接在二或多個串聯電路之中的複數個切換器，每一個切換器皆可控制用以傳導或阻隔其輸入處的訊號。該等串聯電路中的該等切換器的一子組中的每一個切換器可能會被排列成用以發送其輸出給該串聯電路中下一個切換器的輸入並且還會發送給一相鄰切換電路中的一緩衝器的輸入。該組相鄰切換電路可能包括被排列在該第一切換電路兩側的複數個該等切換電路。每一個切換電路皆可能包括被連接在二或多個串聯電路之中的複數個切換器，每一個切換器皆可控制用以傳導或阻隔其輸入處的訊號，而且每一個串聯電路中的複數個該等切換器中的每一者皆可能具有一被連接至一相鄰梯級的一串聯電路中的一切換器之輸入的輸出，該等連接會交錯排列，俾使得多個連續的切換器輸出會被連接成用以切換該等相鄰梯級的該等串聯電路中不同串聯電路的輸入。

該通道選擇器可能會被配置成用以沿著根據一事先定義圖樣來選擇性啟動該等切換電路中的切換器所定義的一條途徑傳送該等切換電路中其中一者的一輸入給一相鄰切換電路的一輸出。該通道選擇器可能還會被配置成用以運用一組事先定義的獨特途徑來傳送一輸入給該等輸出中的一選定輸出，該組獨特途徑係由該等切換電路中該等切換器的一組事先定義的啟動圖樣來定義。該通道選擇器可能會被配置成用以跨越一或多個中間切換電路來傳送該等切換電路中其中一個切換電路的輸入至另一切換電路的輸出。

該第一通道選擇器可能會被連接在該前置處理系統與該等圖樣串流器之間。

該圖樣串流系統可能包括被併入在該資料途徑之中的複數個圖樣串流器，每一個圖樣串流器都係用於接收該圖樣資料的一部分並且會產生多個已串流的小射束資料訊號，用以調變一對應的小射束群。

該第二通道選擇器可能會被連接在該小射束遮擋器陣列的該等接收器與該小射束遮擋器陣列的該等小射束遮擋器元件之間，用以將多個選定的接收器連接至多個選定的小射束遮擋器元件，以便建立多條傳送通道，用以傳送用於調變該等小射束的圖樣資料。

該等接收器、該第二備用通道選擇器、以及該等小射束遮擋器元件可能全部會被製作在該小射束遮擋器陣列的一基板上。每一個接收器皆可能會被連接用以傳送多個小射束資料訊號給一群小射束遮擋器元件，而且該資料途徑可能包括複數個多工器與解多工器，每一個多工器係用於多工處理用以在一傳送通道上進行傳送的多個小射束資料訊號，以便控制該等小射束群中的其中一群。該資料途徑可能包括多個電光轉換裝置，用以將該等小射束資料訊號從電訊號轉換成光學訊號，以便傳送至該等接收器。該等傳送通道可能包括多條光纖，用以傳送該等光學訊號。

於另一項觀點中，該系統可能進一步包括一控制單元，用以在曝光期間指派一選定的小射束子組來曝光要被曝光之表面中的一選定子組，其中，要被曝光的整個表面會在二或多次曝光中被曝光，且其中，該等二或多次曝光中的該選定的小射束子組並不相同，且其中，該資料途徑包括第一射束選擇器與第二射束選擇器，用以在曝光期間透過該等傳送通道將該圖樣資料的一選定子組耦合至該等小射束遮擋器元件中的一選定子組，其中，該圖樣資料的該選定子組對應於在曝光期間該要被曝光之表面中的該選定子組，而且該等小射束遮擋器元件的該選定子組係用於調變該選定的小射束子組，以便進行曝光。

於另一項觀點中，本發明提供一種用於傳送小射束調變資料給一無遮罩微影系統的資料途徑，用以調變由該微影系統所產生的複數道帶電粒子小射束，以便在二或多次作業中曝光一目標物中的一場域。該資料途徑包括：複數條傳送通道，用以傳送該小射束調變資料給該微影系統；第一通道選擇器與第二通道選擇器，用以連接一由該等用於傳送該圖樣資料的傳送通道中的多條選定傳送通道所組成的傳送通道子組，其中，該第一通道選擇器係被連接在一前置處理系統與該等傳送通道之間，而該第二通道選擇器係被連接在該等傳送通道與該微影系統之間。

該第一通道選擇器的每一個輸入及/或該第二通道選擇器的每一個輸出可能會被連接至該等傳送通道中的一有限子組。用於連接至該第一通道選擇器的一輸入以及該第二通道選擇器的一輸出的該有限的傳送通道子組可能包括九條或更少的傳送通道。該有限的傳送通道子組可能包括一內定連接至該第一通道選擇器的一輸入以及該第二通道選擇器的一輸出的傳送通道。該有限的傳送通道子組可能包括一沒有內定連接至該第一通道選擇器的一輸入及/或該第二通道選擇器的一輸出的傳送通道。

一演算法可能會被用來決定該有限的傳送通道子組中的該等傳送通道中其中一者和該第一通道選擇器的一輸入及/或該第二通道選擇器的一輸出之間的連接。該演算法可能會被調適成用以搜尋一沒有被用於或者有缺陷地連接至該第一通道選擇器的一輸入及/或該第二通道選擇器的一輸出的傳送通道。

該演算法可能會實施搜尋，以便找出該等傳送通道以及該第一通道選擇器的該等輸入及/或該第二通道選擇器的該等輸出之間的映射，其中，該第一通道選擇器的每一個輸入及/或該第二通道選擇器的每一個輸出會被連接至一沒有缺陷的獨特傳送通道。該第一通道選擇器的每一個輸入及/或該第二通道選擇器的每一個輸出可能會有一內定連接線連接至一傳送通道。該第一通道選擇器的每一個輸入及/或該第二通道選擇器的每一個輸出可能會被連接至該等傳送通道中的一有限子組，該有限子組包含一沒有內定連接至該第一通道選擇器的另一輸入或是該第二通道選擇器的輸出的傳送通道。

該第一通道選擇器及/或該第二通道選擇器可能包括數個並聯排列的切換電路，其中，該等切換電路中的第一切換電路會被排列成用以傳送該切換電路的一輸入給一組相鄰切換電路中其中一者的輸出。該等切換電路可能包括被連接在二或多個串聯電路之中的複數個切換器，每一個切換器皆可控制用以傳導或阻隔其輸入處的訊號。該等串聯電路中的該等切換器的一子組中的每一個切換器可能會被排列成用以發送其輸出給該串聯電路中下一個切換器的輸入並且還會發送給一相鄰切換電路中的一緩衝器的輸入。該組相鄰切換電路可能包括被排列在該第一切換電路兩側的複數個該等切換電路。

每一個切換電路皆可能包括被連接在二或多個串聯電路之中的複數個切換器，每一個切換器皆可控制用以傳導或阻隔其輸入處的訊號，而且每一個串聯電路中的複數個該等切換器中的每一者皆具有一被連接至一相鄰梯級的一串聯電路中的一切換器之輸入的輸出，該等連接會交錯排列，俾使得多個連續的切換器輸出會被連接成用以切換該等相鄰梯級的該等串聯電路中不同串聯電路的輸入。

該通道選擇器可能會被配置成用以沿著根據一事先定義圖樣來選擇性啟動該等切換電路中的切換器所定義的一條途徑傳送該等切換電路中其中一者的一輸入給一相鄰切換電路的一輸出。該通道選擇器可能被配置成用以運用一組事先定義的獨特途徑來傳送一輸入給該等輸出中的一選定輸出，該組獨特途徑係由該等切換電路中該等切換器的一組事先定義的啟動圖樣來定義。該通道選擇器可能還會被配置成用以跨越一或多個中間切換電路來傳送該等切換電路中其中一個切換電路的輸入至另一切換電路的輸出。

該資料途徑可能進一步包括一圖樣串流系統，用以從該前置處理系統處接收該圖樣資料並且產生該小射束調變資料，而且該第一通道選擇器可能會被連接在該前置處理系統與該圖樣串流系統之間。該圖樣串流系統可能包括被併入在該資料途徑之中的複數個圖樣串流器，每一個圖樣串流器都係用於接收該圖樣資料的一部分並且會產生多個已串流的小射束資料訊號，用以調變一對應的小射束群。

於另一項觀點中，本發明係關於一種用於一資料途徑的通道選擇器，以便透過複數條傳送通道來傳送資料，該通道選擇器會被調適成用以連接一由該等複數條傳送通道中多條選定傳送通道所組成的傳送通道子組，其中，該通道選擇器的每一個輸入皆可能會被連接至該等傳送通道中的一有限子組，且其中，一演算法會被用來決定該通道選擇器的一輸入與一輸出之間的連接。

該演算法可能會被調適成用以搜尋一沒有被用於或者有缺陷地連接至該通道選擇器的一輸出的傳送通道，並且可能會被調適成用以實施搜尋，以便找出該等傳送通道以及該通道選擇器的該等輸出之間的映射，其中，該通道選擇器的每一個輸出都會被連接至一沒有缺陷的獨特傳送通道。該通道選擇器的每一個輸出都可能會有一內定連接線連接至一傳送通道。該通道選擇器的每一個輸出都可能會被連接至該等傳送通道中的一有限子組，該有限子組包含一沒有內定連接至該通道選擇器的另一輸出的傳送通道。

該通道選擇器可能包括數個並聯排列的切換電路，其中，該等切換電路中的第一切換電路會被排列成用以傳送該切換電路的一輸入給一組相鄰切換電路中其中一者的輸出。

該等切換電路可能包括被連接在二或多個串聯電路之中的複數個切換器，每一個切換器皆可控制用以傳導或阻隔其輸入處的訊號。該等串聯電路中的該等切換器的一子組中的每一個切換器可能會被排列成用以發送其輸出給該串聯電路中下一個切換器的輸入並且還會發送給一相鄰切換電路中的一緩衝器的輸入。該組相鄰切換電路可能包括被排列在該第一切換電路兩側的複數個該等切換電路。

每一個切換電路皆可能包括被連接在二或多個串聯電路之中的複數個切換器，每一個切換器皆可控制用以傳導或阻隔其輸入處的訊號，而且每一個串聯電路中的複數個該等切換器中的每一者皆可能具有一被連接至一相鄰梯級的一串聯電路中的一切換器之輸入的輸出，該等連接會交錯排列，俾使得多個連續的切換器輸出會被連接成用以切換該等相鄰梯級的該等串聯電路中不同串聯電路的輸入。

下面將透過範例並且參考圖式來說明本發明的各種實施例。

帶電粒子微影系統

圖1所示的係一無遮罩微影系統100的概念圖，其已被分成三個高階子系統：一資料途徑101、一微影機柱102、以及晶圓定位系統103。該微影機柱102會產生光學或帶電粒子射束，用以根據由該資料途徑所提供的圖樣資料來曝光一晶圓。該晶圓定位系統103會在該柱102的下方移動該晶圓，以便藉由該柱102所產生的曝光射束來掃描該晶圓。

該晶圓定位系統103通常包含一控制系統107，用以孔至一晶圓平台108的移動，在該晶圓平台108上放置著該晶圓。於其中一實施例中，該晶圓定位系統係在y方向中移動該晶圓(根據SEMI M20座標系統)，而該等射束則係在垂直於或幾近垂直於該y方向的x方向中掃過該晶圓的表面。該晶圓定位系統具備來自該資料途徑101的多個同步化訊號，以便同步化該晶圓在該等曝光射束下方的定位和被該資料途徑傳送至該行的圖樣資料。

該柱102會產生光學或帶電粒子射束(或是適合微影的其它類型射束)，用以曝光該晶圓。該等射束會被掃描跨越該晶圓的表面並且以和根據由該資料途徑所提供的圖樣資料所進行的掃描同步的方式被調變。該等射束的調變可以藉由切換開啟與關閉個別的射束或射束群或是藉由調變它們的強度來實施，從而在該晶圓的表面上產生一對應於該圖樣資料的曝光圖案。

該資料途徑101可能包含一離線式(off-line)處理系統104、一「同列式(in-line)」處理系統105、以及一圖樣串流系統230。該離線式處理系統104會接收代表要被再生於該晶圓上之特徵圖樣的圖樣資料，通常係用於製造一半導體積體電路的其中一層。該圖樣資料通常會以向量的格式被產生，而該離線式處理系統在準備將該圖樣資料使用在該微影機之中時則會對該資料實施各種前置處理運算。接著，該經過前置處理的圖樣資料便會被上載至微影治具109中用以儲存並且由該「同列式」處理系統105作進一步處理。當要曝光一晶圓時，該經過處理的圖樣資料便會被傳輸至該圖樣串流系統230，以便串流至該柱102。

該等器件通常會被排列成兩個不同的儀器群，一離線式處理系統104與一微影機109(其亦被稱為微影治具)。該微影治具通常包含該晶圓定位系統103、微影機柱102、同列式處理系統105、以及圖樣串流系統230。

圖2A與2B所示的係一帶電粒子微影系統100的簡化略圖，其顯示的係一電子光學柱102的其中一種可能的實施例。舉例來說，此等微影系統在美國專利案第6,897,458號、第6,958,804號、第7,019,908號、第7,084,414號、以及第7,129,502號以及美國專利申請公開案第2007/0064213號、第2009/0261267號、以及第2009/0212229號以及共同待審的美國專利申請案序號第12/905,126號、第61/055,839號、第61/058,596號、以及第61/101,682號中已作過說明，前述所有案件都已受讓給本申請案的擁有人而且本文以引用的方式將它們全部完整併入。

在圖2A中所示的實施例中，該微影系統包括一帶電粒子源110，舉例來說，一用於產生擴展電子射束130的電子源。該擴展電子射束130會照射在一孔徑陣列111上，其會阻隔該射束的一部分，用以創造複數道小射束131。該系統會產生大量的小射束，較佳的係，落在約10,000至1,000,000道小射束的範圍中。

該等電子小射束131會通過一聚光器透鏡陣列112，該聚光器透鏡陣列會聚焦該等電子小射束131。該等小射束131會經過準直器透鏡系統113的準直作用。該等經過準直的電子小射束會通過XY偏折器陣列114、一第二孔徑陣列115、以及第二聚光器透鏡陣列116。所產生的小射束132接著會通過射束遮擋器陣列117，該射束遮擋器陣列117包括複數個遮擋器，用以偏折該等小射束中的一或多者。該等小射束會通過面鏡148並且抵達射束阻止陣列118，該射束阻止陣列118具有複數個孔徑。該小射束遮擋器陣列117和射束阻止陣列118會一起運作用以藉由阻隔小射束或是讓小射束通過來切換開啟或關閉該等小射束。該小射束遮擋器陣列117能夠偏折一小射束，俾使得其不會通過射束阻止陣列118中的一對應孔徑，取而代之的係會被阻隔。倘若小射束遮擋器陣列117沒有偏折一小射束的話，那麼，該小射束將會通過射束阻止陣列118中的該對應孔徑。沒有被偏折的小射束會通過該射束阻止陣列並且通過一射束偏折器陣列119以及投射透鏡陣列120。

射束偏折器陣列119會在x及/或y方向(其實質上垂直於該等沒有被偏折的小射束的方向)中偏折每一道小射束133，以便讓該等小射束掃過晶圓或目標物121的表面。此偏折和該小射束遮擋器陣列用來切換開啟或關閉該等小射束的偏折不同。接著，該等小射束133會通過投射透鏡陣列120並且被投射在目標物121上。該投射透鏡配置較佳的係提供約100至500倍的縮倍數。該等小射束133會照射在被定位在該晶圓定位系統103的一可移動平台上的目標物121的表面上。對微影應用來說，該目標物通常包括一具備帶電粒子敏感層或光阻層的晶圓。

圖2A中所示的代表圖已大幅簡化。在圖2B中所示的實施例中，單一電子射束130會先被透鏡系統113準直並且接著被第一孔徑陣列114a分割成許多道較小的子射束134。該等子射束134會被聚光器陣列116聚焦並且接著被第二孔徑陣列114b分歧成更多數量的小射束。此系統在美國專利申請案第12/905,126號中已作過說明，本文以引用的方式將其完整併入。圖中雖然僅顯示三道子射束及九道小射束，不過，如下面的更詳細討論，該系統亦可能會產生大量的子射束及小射束。

於此系統中，每一道子射束都會被分歧成數道小射束，該等數道小射束會一起被視為一已圖樣化的射束。於其中一實施例中，每一道子射束會被分歧成排列在一7x7陣列之中的49道小射束。該小射束遮擋器陣列較佳的係包括一孔洞，其具有一用於每一道小射束的相關聯遮擋器電極，以便對每一個小射束進行開啟/關閉切換。舉例來說，在美國專利申請案第12/960,675號中已說明過一經過圖樣化射束中的小射束配置以及寫入策略，本文以引用的方式將其完整併入。該射束偏折器陣列與投射透鏡陣列較佳的係針對每一道已圖樣化射束僅包含一個孔洞與透鏡(舉例來說，在由49道小射束所組成的每一群小射束中僅有一個孔洞與透鏡，以便構成一已圖樣化的射束)。一群小射束較佳的係會被排列成用以曝光該晶圓上的單一條紋，而且用於控制某一群中小射束的調變(舉例來說，切換開啟或關閉)的資料通常會在該群之中被組合(交錯處理/多工處理)並且傳送，舉例來說，用以寫入單一條紋。

資料途徑架構

圖3中所示的係一資料途徑101的其中一實施例的簡化方塊圖，該資料途徑的一部分亦出現在圖2A中。小射束遮擋器陣列117的切換會透過該資料途徑受到控制。一處理單元140會接收用以描述要由該微影機來製造的裝置之佈局的資訊，其通常係以向量檔案格式來提供。該處理單元(其可能包含一離線式處理系統104及/或一同列式處理系統105)會對此資訊實施一連串的轉換，以便產生用於控制該小射束遮擋器陣列117的資料。

該資料會透過多條通道142被傳送至圖樣串流器230，而且該等訊號接著會被串流至多個電光轉換裝置242，以便將該等電資料訊號轉換成光學訊號。該等光學控制訊號接著會透過傳送系統244被傳送，於此實施例中，該傳送系統244包括：多條光纖145、多道自由空間光射束146、多個微透鏡147(以及圖2A中所示之組態中的面鏡148)。該等光學資料訊號會經由多條光纖145被引導。該等光纖之輸出處的自由空間光射束146可能會被引導穿過多個光學裝置，例如，多個微透鏡147所組成的陣列。該等個別的光射束會前往複數個光電轉換裝置150，例如，光二極體，該等光電轉換裝置較佳的係位於該射束遮擋器陣列117的一表面上。較佳的係，對每一條光纖145來說，在該小射束遮擋器陣列上都會有一對應的光二極體150。該等光二極體會將該等光學資料訊號轉換成電訊號，以便啟動該等個別射束遮擋器電極152，用以調變該等小射束132或是控制該等小射束132的偏折而切換開啟或關閉該等個別的小射束。

該等光纖145的末端可以被放置在非常靠近該等光電轉換裝置150的位置處，因此，該等自由空間光射束146非常短，而且該等微透鏡與面鏡可以被省略。這可以被施行成用以達到該等光纖與小射束遮擋器機械分離的目的。或者，該等自由空間光射束亦可能會行進較長的途徑。於其中一實施例中，該等自由空間光射束會前往一有孔洞的面鏡148，該面鏡148會被彎折成使得該等光射束會在射束遮擋器陣列117中放置著該等光電轉換裝置150的下方側被反射。該等光纖的末端亦可能會被放置在完全沒有任何自由空間光射束的位置處。

用於控制該等個別小射束遮擋器電極的資料訊號以及其它控制訊號(例如，同步化訊號與時脈訊號)較佳的係經過時間多工或頻率多工處理，俾使得每一條光纖145與光射束146會攜載用於一包括數道小射束的通道的多個訊號，舉例來說，該等數道小射束共用一雷射二極體、一光纖與光二極體。該等經多工處理的光射束會被該等光二極體150接收並且轉換成一電訊號。該小射束遮擋器陣列117包含解多工邏輯電路，用以解多工被一光二極體接收到的每一個訊號，以便推導出用於個別控制數個小射束遮擋器電極152的多個訊號。於一較佳的實施例中，用於控制構成一已圖樣化射束的單一群小射束(舉例來說，49道小射束)的多個個別訊號會經過時間多工處理以便在單一光纖上進行傳送，並且會被該小射束遮擋器陣列上的單一光二極體接收。

除了多工處理之外，該小射束資料與該等控制器訊號可能還會被排列成多個訊框來進行傳送並且可能會有多個同步位元，並且可能還會進行額外的編碼以改良傳送結果(舉例來說，利用一編碼技術來達到頻繁訊號轉變的目的)而避免以DC耦合的方法來使用該等雷射二極體與光二極體。藉由強制轉變，該時脈訊號可能還會自動被分散在該光學訊號之中。

在比較靠近該晶圓處會使用該射束偏折器陣列119在x方向中偏折該等電子小射束(其亦伴隨著y方向中的小幅偏折)，用以達到在該晶圓121的表面上掃描該等電子小射束的目的。在所述的實施例中，該晶圓121會藉由該晶圓定位系統103在該y方向中被機械性移動，而該等電子小射束則會在實質上垂直於該y方向的x方向中被掃過該晶圓。當寫入資料時，該等小射束會在該x方向中慢慢地(相較於回飛時間(fly-back time))被偏折。在掃掠結束時，該等小射束會快速地移回x範圍的起始位置(這便係所謂的回飛)。該射束偏折器陣列119會從該資料途徑101處接收時序與同步化資訊，用以控制此小射束掃掠作業。應該注意的係，下面說明中的「掃描(scan)」一詞係指在該y方向中於該晶圓上掃描該等小射束，其通常係因為在y方向中移動該晶圓的關係。

目前的微影工業標準為300mm晶圓。圖4A所示的係一被分成多個場域502的晶圓501。多個矩形場域通常會被定義在該晶圓的表面上，其通常會有26mm x 33mm的最大維度。每一個場域都可能會經過處理，用以產生多個半導體裝置(也就是，用於曝光單一場域的圖樣資料可能包含用於製造多個積體電路裝置的佈局設計)，但是，個別的裝置的佈局通常不會跨越一場域邊界。利用26mm x 33mm的最大尺寸，在單一的標準晶圓上通常可取得63個完整的場域亦可以使用較小的場域，而且其會在每一個晶圓中產生更多數量的場域。該圖樣資料通常會描述單一場域的特徵圖樣，而且在整個晶圓中經常會使用相同的圖樣資料，俾使得該晶圓的每一個場域會以相同的圖樣被曝光。其亦可能會寫入局部(不完整)場域，舉例來說，藉由將多個完整的場域寫入跨越一晶圓邊界的局部區域之中。

圖4B所示的係一寬度508(舉例來說，26mm)且長度510(舉例來說，33mm)的場域502的略圖，該場域已被分割成在該y方向中繞行該場域之長度具有寬度512(舉例來說，2微米)的多條條紋504。直線506所示的係每一條條文中該等小射束的寫入方向與掃掠，其顯示出該晶圓平台在該y方向中移動時在該x方向中的小射束偏折並且顯示出返回掃掠，從而創造一三角形的寫入途徑。應該注意的係，該等小射束在其中一個方向中進行掃掠時通常僅會寫入，並且會在該返回掃掠期間(將小射束送回起始x位置)被關閉。該晶圓較佳的係會在y方向的前後兩個方向中(也就是，+y與-y方向)被該微影機寫入(曝光)。(該小射束掃描偏折器)在該x方向中的寫入方向通常係在其中一個方向中。

圖4C所示的係用於曝光一晶圓場域的一射束陣列514的可能排列，每一道射束都由一個點來表示。在下面的說明中，此等射束會被稱為子射束(其可能各包括數道小射束)；不過，該說明亦可套用至一小射束陣列。該等子射束514會被排列在一傾斜陣列之中該子射束陣列在該x方向中的寬度509實質上等於或是略大於該場域的寬度508，而且在該x方向中介於相鄰子射束之間的距離512(間距)實質上等於該場域的一條紋的寬度。於此排列中，每一道子射束會寫入該場域的單一條紋。再者，每一道子射束都可能係一包括數道小射束之經圖樣化的射束。在圖4D中顯示出圖4C的射束排列有數道失效或是不符規格的子射束516，圖中以「X」來表示。圖中顯示出該等子射束會在該x方向中被投射至一直線518之中，圖中顯示的間隙520係因失效或是不符規格的子射束所造成(當被投射在直線518之上時，該等子射束實際上在它們之間的間隙會等於距離512的間距)。當該晶圓於該曝光的第一次作業期間在該y方向中移動時，該等子射束會沿著一場域的該等條紋的長度進行寫入。落在該等間隙520下方的條紋不會被寫入。該晶圓會在該x方向中稍微偏移，因此，有作用的子射束會對齊在第一次作業中沒有被寫入的條紋。接著，會實施第二次作業，俾使得在第一次作業中遺漏的條紋現在會被有作用的子射束寫入。

當一場域的尺寸(寬度508)被選擇為小於該電子/光學(EO)狹縫的尺寸(寬度)(也就是，被投射在該晶圓上的整個小射束陣列的尺寸)的話(舉例來說，小於26mm的最大尺寸)，那麼，更多的場域便會被放置在該晶圓上，但是，卻未必會使用所有該等小射束來寫入每一個場域。該EO狹縫必須掃描該晶圓更多次而且總處理量將會下降。當一機器正在將圖樣寫入至一場域時，於特定時刻，該小射束遮擋器陣列會進入下一個場域並且開始將圖樣寫入其中，俾使得該機器能夠同時較佳地寫入兩個場域之中。倘若一場域夠小的話，該機器則可能會被設計成用以同時寫入3個場域。

於該微影機的一較佳實施例中，該機器會產生大量的子射束(一子射束係一包括一群小射束的已圖樣化射束)，以便在一曝光中曝光該晶圓上的該等條紋，子射束會略多於條紋。該小射束遮擋器陣列較佳的係含有一用於每一道子射束的光二極體以及一用於每一道小射束的遮擋器孔徑。於此實施例中，該小射束遮擋器陣列之中的每一個光二極體都會接收一已多工處理的訊號，用以控制一組遮擋器元件/小射束偏折器，以便控制該對應子射束中的該等小射束。

舉例來說，該機器可能會產生13,260道子射束用以在一或多次曝光中曝光該晶圓之上一完整場域的13,000條條紋，因此，射束比條紋多了2%。於此實施例中，每一道子射束會被分歧成49道小射束，從而會產生649,740道小射束(也就是，13,260 x 49)。該小射束遮擋器陣列在約26 x 26mm的面積中含有13,260個光二極體以及649,740個孔徑。該小射束遮擋器陣列之中的每一個光二極體會接收一已多工處理的訊號，用以控制49(7 x 7)個遮擋器元件/小射束偏折器，以便調變/偏折一子射束中的該等49道小射束。在一26mm距離上的該等13,260道子射束會在該x方向中(垂直於該機械掃描)產生一寬度2μm而且和該場域在y方向中的長度相同的條紋。包括49道小射束的每一道已圖樣化射束會在該晶圓上寫入單一條紋。

通道

該資料途徑可以被分割成數條通道。一通道便是一從一處理單元至該微影系統的資料途徑(並且在概念上可被視為從一處理單元中的一圖樣資料檔案一直延伸經過該微影機而到達該已曝光的目標物)。圖5所示的係一包括多條通道的系統的範例的概念圖。一圖樣資料檔案202會被分割成多個部分202a、202b、...等，它們和要被曝光在該目標物上的圖樣中的多個部分相關。於其中一實施例中，每一個部分都包含要被曝光在一晶圓上的一場域中的一條紋的圖樣資料。該圖樣資料202會透過圖樣串流器230與傳送通道240被傳送，於此範例中，它們包括分開的多個圖樣串流器230a、230b、...等與傳送通道240a、240b、...等，用以處理該圖樣資料的多個部分並且傳送一小射束資料串及該圖樣資料的每一個部分的多個控制訊號。

該等傳送通道204會傳送該小射束資料與該等控制訊號該微影機的小射束遮擋器陣列117。於其中一實施例中，該小射束遮擋器陣列包含多個訊號接收元件150a、150b、...等，每一者都係用於從一對應的處理與通訊通道處接收小射束訊號，該等訊號接收元件會將該等已接收的訊號傳送至對應的遮擋器元件群152a、152b、...等，每一者都會根據單一通道所傳送的圖樣資料來調變一群小射束。該小射束遮擋器陣列117會根據該等小射束資料訊號來調變小射束，以便曝光該目標物121上的一場域208。於其中一實施例中，被每一群遮擋器元件152a、152b、...等調變的該等小射束會在該目標物上曝光該場域的一對應條紋208a、208b、...等。

於其中一實施例中，每一條通訊通道都包括一圖樣串流器、一電光轉換器(舉例來說，一雷射二極體)、以及一用於傳送光學小射束資料與控制訊號的光纖，並且可能還包含一種用以在自由空間中傳送該等光學訊號的配置。該等光學訊號會被多個光電轉換器(舉例來說，光二極體)150a、150b、...等接收，該等光電轉換器會將該等收到的光學訊號轉換成電訊號，用以控制該等小射束遮擋器元件。

一通道可能會被分配成用以傳送包括數道個別小射束的單一射束/已圖樣化射束(舉例來說，49道小射束構成一已圖樣化電子射束)的資料與控制訊號。一已圖樣化射束可以被用於寫入該晶圓上的單一條紋。於此配置中，一通道代表專門用來控制一包括多道小射束(舉例來說，49道小射束)的一已圖樣化射束並且攜載用於根據該圖樣資料來寫入一條紋的小射束訊號的資料途徑。

由於該等非常大量的通道以及每一條通道之極高的資料傳送速率的關係，資料途徑的成本便是一帶電粒子微影機的總成本的主要元素。由於該等非常大量的通道的關係，該等資料途徑通道中的一部分可能會失效或者會遺失保真性而不應該在曝光期間被使用。再者，由於必須在該微影機中產生並且精確地控制該等非常大量的小射束的關係，該等小射束的一部分可能會失效或是不符規格而不應該在曝光期間被使用。為應付通道的失效，該資料途徑應該包含備用通道；而為應付小射束的失效，該資料途徑應該包含一重新指派構件，用以重新指派通道給小射束，以便確保整片晶圓能夠被有正確作用的小射束曝光。

該資料途徑較佳的係提供用以為失效通道提供冗餘性的額外能力，舉例來說，藉由包含足夠的通道來傳送用以曝光該晶圓的圖樣資料再加上可作為備用或冗餘通道的額外數量的通道。這允許使用被用傳送通道及/或備用遮擋器接收器電路系統(舉例來說，光二極體)來補償該處理系統與該小射束遮擋器陣列之間的失效通道及/或補償該小射束遮擋器電路系統<100%的良率。此種設計還允許在進行曝光的同時進行備用通道的測試，並且僅利用少量的額外測試電路系統，因為這能夠切換至任何通道。

該資料途徑較佳的係還提供用以為失效或是不符規格的小射束提供冗餘性的設施。利用兩次作業(或是多次作業)掃描策略便能達成此目的，其中，該晶圓的第一次掃描會寫入該等場域條紋的一部分，而第二次掃描則會寫入該等條紋的剩餘部分，以便在該等兩次掃描中寫入該晶圓中每一個場域的所有條紋。雙掃描曝光方式(也就是，主要掃描/冗餘掃描)較佳的係藉由將每一次掃描中有作用的通道分成約50%/50%。這會提供數項好處。其會勻化消除晶圓加熱效應，因為雙掃描曝光中的每一次掃描都包含較少且約略相同數量的射束。最大功率消耗會降低而且該系統的功率消耗變異會較小，因為功率消耗更均勻地分配在該等兩次掃描中。另外，其亦僅需要較少的處理資源(尤其是即時處理資源)來處理該圖樣資料用以準備傳送給該微影機，因為該處理更均勻地分散在該等主要掃描與次要掃描之間。這會降低成本，縮小該等圖樣資料處理系統的覆蓋範圍，節省昂貴的工廠地板空間，並且減少該等處理系統所消耗的功率。此種設計還會藉由在主要掃描與次要掃描中共用光學傳送器件而減少該資料途徑中的光學傳送器件的數量，從而節省器件成本，降低複雜性以及維修成本，並且減少該遮擋器陣列中的光電轉換器及相關聯的電路系統所消耗的功率與面積。

藉由加入一「切換器矩陣」(舉例來說，圖6B中所示的切換器400與420)來將處理及/或傳送資源切換至每一次掃描中有作用的射束便可以施行用以平衡主要掃描與次要掃描中有作用通道之數量並且達成前述優點的策略。

圖6A所示的係一資料途徑101與遮擋器陣列117的簡化略圖。該資料途徑101包括處理系統140，其具有一硬碟儲存體，用以儲存圖樣資料202，該圖樣資料會先被傳送至圖樣串流器230並且接著被串流至多個電光(E/O)轉換裝置242，以便產生用以在包括多條光纖的多條傳送通道244上進行傳送的多個光學訊號。該等光學訊號會被多個光電(O/E)轉換裝置150收到，該等光電(O/E)轉換裝置150會產生對應的電訊號，該等電訊號會被傳送至多個小射束遮擋器電極152，用以調變該等小射束132。

圖6B所示的係相同系統的簡化略圖，其包含切換器矩陣400與420，用以在該資料途徑中施行多條冗餘(備用)通道並且為失效或是不符規格的小射束提供冗餘能力。

來自硬碟的圖樣資料202會先通過一第一主要/次要射束選擇器210，該第一主要/次要射束選擇器210會針對該要被實施的特殊掃描(舉例來說，第一次(主要)掃描或是第二次(次要或冗餘)掃描)來選擇該圖樣資料的一部分。被該第一主要/次要射束選擇器210選擇的圖樣資料會先被載入記憶體212之中，然後會通過第一通道選擇器220，該第一通道選擇器220會選擇用於傳送該圖樣資料的通道。該圖樣資料會在該等選定的通道上被傳送至多個E/O裝置242，該等E/O裝置242會產生用以在多條光纖244上進行傳送的多個光學訊號。該等光學訊號會被多個O/E裝置150接收，該等O/E裝置150會產生對應的電資料/控制訊號，它們會通過一第二通道選擇器320以及一第二主要/次要射束選擇器330，並且會被傳送至多個小射束遮擋器元件152，用以調變該等小射束。

該等兩個通道選擇器220與320會配合彼此來操作，用以選擇要用來傳送一特殊掃描的圖樣資料的通道。該等選擇器會選擇一備用通道來取代一失效通道，用以施行通道冗餘技術。

該等兩個主要/次要射束選擇器210與330會配合彼此來操作，用以選擇要被傳送至選定的小射束遮擋器元件的圖樣資料202的一部分。這會達到讓在每一次掃描中被使用的射束匹配要由該些射束來曝光的該晶圓上的條紋的圖樣資料的效果。該等用以調變或切換一射束中的該等小射束的遮擋器元件必須具有被傳送至它們的正確圖樣資料，它們會對應於要由該射束來曝光的該晶圓上的條紋。圖樣資料與射束的匹配可達到多次作業掃描的目的並且提供一種冗餘機制來解決小射束失效的問題。

該第一主要/次要射束選擇器210與該第一通道選擇器220會構成一第一切換器矩陣420，而該第二通道選擇器320與該第二主要/次要射束選擇器330則會構成一第二切換器矩陣400。為達到最大數量的優點，該切換器矩陣420最佳的係會被施行在該圖樣串流器230的該等處理資源的前面，而切換器矩陣400則會被施行在該遮擋器陣列117處的該等光學傳送接收器150的後面。將該切換器矩陣400施行在該遮擋器陣列側處會導致該圖樣串流器230與該等光纖244處所需要的資源減少。該切換器矩陣400較佳的係位於該遮擋器陣列117處，俾使得其靠近會偏折該等小射束的小射束遮擋器元件152。

圖7所示的係一具有多條冗餘途徑的資料途徑配置的方塊圖，其包括一第一射束選擇器210、第一通道選擇器220、圖樣串流器230、傳送系統240、多個訊號接收器150、第二通道選擇器320、第二射束選擇器330、以及多個小射束遮擋器元件152。圖樣資料202通常會以一資料檔案的形式常駐在一離線式系統104中的碟片上，但是，亦可能會被儲存在其它媒體上及/或被儲存在一即時系統之中或該微影治具的一部分之中。該圖樣資料檔案包括用於控制大量電子射束的大量通道的圖樣資料。

資料途徑冗餘性

圖7中所示的實施例在資料途徑中包含提供冗餘性的額外能力。該等通道選擇器220與320藉由連接至由該圖樣串流器230、傳送系統240、以及訊號接收器150所提供的選定通道來提供此冗餘性。該圖樣串流器230、傳送系統240、以及訊號接收器150較佳的係提供足夠的通道來傳送該晶圓的每一次掃描的圖樣資料或是傳送該晶圓的多次作業掃描中每一次作業的圖樣資料，另外再加上提供可作為備用或冗餘通道的額外數量的通道。

該圖樣串流器230包括多個圖樣串流器230a、230b、...等，每一者都會處理其中一條通道的圖樣資料的一部分，用以產生一經過串流的射束資料/控制訊號。一圖樣串流器的一實施例顯示在圖9中並且會在下文中作更詳細的討論。

該傳送系統240包括多個傳送元件240a、240b、...等，每一者都係用以傳送該資料途徑的每一條通道的射束資料/控制訊號。該等傳送元件包括傳送器件，用以從該等圖樣串流器將該等射束訊號傳送至該微影機的遮擋器。該等傳送元件可用以傳送電子訊號，或是用以從電訊號轉換成光學訊號，並且傳送該等光學訊號。於其中一配置中，該等傳送元件包括多個電光轉換裝置以及多條光纖，舉例來說，如上面配合圖3所述者。

該訊號接收器150包括多個接收器150a、150b、...等。於其中一配置中，該等接收器包括多個光電轉換裝置，用以接收一光學訊號並且將其反向轉換回一電訊號，舉例來說，如上面配合圖3所述者。該等訊號接收器較佳的係位於該遮擋器處，俾使得該射束資料/該等控制訊號能夠方便被傳輸至該等個別的射束遮擋器電極，用以調變或切換該等個別的小射束。一個別圖樣串流器230a、傳送元件240a、以及訊號接收器150a可能會被排列成如圖7中所示者，用以形成該資料途徑的單一通道，以便處理並且傳送單一射束(或是已圖樣化射束)的資料/控制訊號。倘若一通道中的器件中的一或多者失效的話，那麼，該等通道選擇器220與320便會被用來藉由選擇一替代的通道以避免使用該失效的通道。

為應付特定數量的失效傳送通道(主要係因為該遮擋器晶片的通道良率並非100%)，需要用到額外的通道。舉例來說，於被設計成在兩次掃描中利用13,260條已圖樣化射束在一晶圓上曝光13,000條條紋的其中一實施例中，每一條條紋都會被一從其中一條通道處接收資料/控制訊號的已圖樣化射束曝光，在該資料途徑中所需要的通道的數量可以計算成約為該等13,260條有作用通道(針對完整的曝光)的一半加上特定數量的備用通道。舉例來說，這可能包括13,260的7/13，也就是，7140條有作用通道以及約9%的備用通道(也就是，7140的9%)，其等於約7800條通道。

使用該等主要/次要射束選擇器210與330會減少通道的總數量，於上面的範例中，其會從13,260減少至約7800。該等通道選擇器220與320可以在通道群中作選擇，這會允許容忍該等通道的器件(包含光二極體在內)有初始較低的良率並且容許通道在製造中或是在操作期間變成不符規格，從而造成該資料途徑有較寬鬆的製造必要條件以及較小的MTBR(平均修護時間)。該等切換器矩陣還允許藉由一共用的傳送位元誤差檢查子對通道效能進行線上監視。

該等切換器矩陣雖然會小幅增加該電路系統的矽面積以及功率消耗；但是，因為所包含的電路系統大部分為靜態，所以，功率消耗增加很小。該切換器矩陣還需要額外的控制電路系統。

對98%或更大的系統良率(也就是，可操作的總通道)以及96%的通道良率(也就是，有缺陷通道的最大值為4%)以及群(群集)大小為357條光學通道來說，經過計算之後，於其中一實施例中，需要9.2%的額外通道，每一個群集要有33條額外光學通道，該群集總共包括390條通道，357條係有作用的通道。於其中一實施例中，該等357條通道會被分割成51的單元，每一個單元有7條通道，每7條通道係用於控制該EO狹縫矩陣中的一由13條連續子射束所組成的子射束列中的7條子射束。

多次作業掃描

圖7中所示的實施例還提供一種多次作業掃描策略，其中，該晶圓的第一次掃描會寫入該等場域條紋的一部分，而第二次掃描則會寫入該等條紋的剩餘部分，以便寫入該晶圓中每一個場域的所有條紋。此原理雖然同樣可延伸至三次掃描或四次掃描...等；不過，較多次數的掃描會增加用以曝光該晶圓的總時間並且降低晶圓總處理量。因此，以兩次作業掃描(亦稱為雙掃描)的方式為宜。多次作業掃描必然會降低總處理量；但是，卻可被實施用以確保僅有正確作用的射束會被用來進行曝光，因此，該晶圓中應該被曝光的條紋或區域沒有任何一者會沒有被曝光或者被不正確曝光。即使一場域裡面僅有一條遺漏/未曝光條紋都會使得無法使用該晶圓的該場域，因此，以兩次作業掃描為宜。

多次作業掃描可以用來補償失效、有對齊誤差、或是其它不符規格的小射束(通稱為失效的小射束)。當該微影機會產生並且調變非常大量的小射束時，較佳的係，避免需要在該機器裡面併入一額外的系統來操控個別小射束或小射束群的途徑用以重新指派有作用的小射束來寫入被失效小射束占據的位置。多次作業掃描策略會避免此情形，該等小射束會藉由在第二次(或是接續的)掃描期間將晶圓移至不同的位置而被重新指派。

小射束的失效率通常很低，從而使得兩次作業掃描便可達成此目的。為盡可能延長該系統的維修之間的時間，可以定期實施檢查，以便確認失效的小射束。此檢查可能會在每一次晶圓掃描之前被實施，可能會在一晶圓的每次第一次掃描之前被實施，或者可能會在特定其它方便的時刻被實施。該檢查可能包含一或多次射束測量，舉例來說，其包含共同待審的美國專利申請案第61/122,591號中所述者，本文以引用的方式將其完整併入。

當偵測到一失效小射束時，受到影響的小射束便可能會被切換關閉，俾使得已經被該小射束曝光的區域(條紋)不會被寫入。接著，便會使用第二次掃描來寫入在第一次掃描期間被省略的晶圓條紋。在一利用一通道來傳送一包括多道小射束的已圖樣化射束的資料/控制訊號的已圖樣化小射束系統中，例如，上面所述者，較佳的係，包含該失效小射束的整條通道都被切換關閉，而且已經被該通道的小射束曝光的晶圓場域的整個條紋都不會被寫入。在對整片晶圓實施第一次掃描之後，接著，便可以實施第二次掃描，以便利用一有作用的通道(其所有小射束操作都符合規格)來填補該遺漏的條紋(以及具有失效小射束的其它通道的任何其它遺漏的條紋)。

在第二次掃描中，該晶圓可能會在第一次掃描之後返回起始位置；但是，其亦可能偏移到可確保以正確的有作用通道來寫入該等遺漏條紋的位置處。在一雙掃描曝光的第二次(冗餘)掃描中，較佳的係在該第一次掃描期間便在該微影系統中準備好該圖樣資料(也就是，已經過處理用以將該圖樣資料轉換成適合傳送至該遮擋器的格式)，以便讓該第二次掃描在該第一次掃描結束之後便可以立即開始進行。較佳的係，在該第一次掃描結束與在該第二次掃描開始之間沒有明顯的延遲，所以，較佳的係，可以在適當的節點處快速取得該第二次掃描的資料。該微影機較佳的係能夠於一次掃描中寫入多個連續的同列場域，並且能夠寫入和機械掃描平行的y方向中的兩個方向，也就是，+y方向以及-y方向。另外，較佳的係，該積器還包含多道備用射束(或是包括多道小射束的多道備用已圖樣化射束)，它們經常係位於該行的邊緣處；不過，並非一定要施行雙掃描策略。

為在第二次掃描期間藉由有正確作用的通道來寫入該等遺漏的條紋，該晶圓可能會在+x方向或是-x方向中相對於該微影機的該行產生偏移(平移)，偏移的數額對應於數條條紋，直到具有正確作用小射束的通道被定位成用以寫入該等遺漏條紋位置為止。較佳的係，這至少部分係藉由在該平台上機械性偏移該晶圓來達成。為更佳地應付所有種類的誤差位置(舉例來說，第一通道與最後通道兩者失效)，該晶圓可能會希望在該等第一次掃描與第二次掃描兩者都產生平移。

圖4C所示的係用於曝光一晶圓場域的多道子射束514之排列的圖式，而圖4D所示的則係多道失效子射束516的效應。在x方向中被投射至一直線518之中的該等子射束具有對應於該等失效子射束的多個間隙520。當該晶圓在第一次掃描期間於y方向中移動時，落在該等間隙520下方的條紋將不會被寫入。該晶圓可能會在該x方向中稍微偏移，俾使得有作用的子射束會對齊在第一次掃描作業中沒有被寫入的條紋。接著，便會實施第二次掃描，俾使得在第一次掃描作業中被遺漏的條紋現在會被有作用的子射束寫入。

圖4E所示的係一在第一次掃描中具有失效子射束(圖中以「X」來表示)的子射束陣列522以及在第二次掃描中偏移兩個位置的相同陣列524。陣列522中對應於陣列524中失效子射束的子射束係以「1」來表示而且此等位置處的子射束必須在第一次掃描期間被寫入(因為陣列524的子射束中沒有任何一子射束會寫入此等位置)。同樣地，陣列524中對應於陣列522中失效子射束的子射束係以「2」來表示而且此等位置處的子射束必須在第二次掃描期間被寫入。其它的子射束位置(圖中以點來表示)則可以在第一次掃描中被陣列522寫入或是在第二次掃描中被陣列524寫入。如上面的討論，為縮減資料途徑的尺寸，可以讓該等子射束位置的約略一半會在每一次掃描期間被寫入的方式來指派有作用的子射束給每一次掃描。圖中所示的子射束陣列524雖然已經在圖4E中偏移；但是，其實際上通常係偏移該晶圓。由於此偏移的關係，在x方向中被投射至直線518上的子射束不會有任何間隙，因為對應於一失效子射束的所有位置會在其中一次掃描期間被一有作用的子射束寫入。在直線518上有一可能會在任一次掃描期間被寫入的中央重疊區526以及一僅可能會在其中一次掃描期間被寫入之位於任一端的「延伸區」528。為提高在該等掃描的其中一者期間一定會有一有作用的子射束可用來寫入每一個位置的機率，該中央重疊區526會大於該場域的寬度508。在該子射束陣列寬度(也就是，狹縫寬度)兩端的延伸區的尺寸和在較佳為最多兩次掃描中找到一有作用的子射束來寫入該場域之寬度中的每一個位置俾使得不會遺漏任何條紋的機率直接相關。該延伸區越大，成功找到有作用子射束和寫入位置之匹配的機率便越高，其允許在最大預期的射束失效率處寫入一場域而不會遺漏線條。子射束失效的數量越多，在合理的時間裡找到成功匹配的機會便越小，甚至完全不可能找到此匹配。

有各種演算法可以用來計算要被用於該等第一次掃描與第二次掃描的通道以及每一次掃描中所需要的晶圓平移，以便讓所有條紋都會被有作用的通道寫入。在兩次作業掃描中，該演算法會在沒有使用任何失效通道的每一次掃描之間尋找約50/50的通道分割。可以使用「窮舉法(brute force)」方式來測試各種通道指派與晶圓平移結果，以便找出一種合宜的組合；或者，亦可以使用更複雜的匹配射束選擇器演算法。

在使用兩次作業掃描的微影系統中，子射束/小射束的數量亦可能會減少。原則上，在該等兩次作業的至少其中一次作業中必須在每一次寫入一場域之寬度中的位置時提供一有作用的射束(舉例來說，在一場域的26mm寬度中具有2微米間距的13,000道子射束)。此情形顯示在圖4D中，其中，直線518中的每一個位置在該等曝光掃描中的其中一者之中都需要一有作用的子射束，以便在兩次掃描中正確地曝光其整個寬度中的場域。理論上，可以利用射束少於該場域寬度中之寫入位置數量(舉例來說，利用少於13,000道子射束)的微影機來達到此目的；然而，為達此目的，實際上，一較佳的實施例會包含略多於該場域中之寫入位置的子射束。這會在該場域寬度中的每一個寫入位置處造成至少一交替子射束。於此配置中，子射束陣列寬度509會略大於場域寬度508，其在兩端處有一小型延伸區，因此，該晶圓在第二次掃描作業中的偏移仍會產生該中央重疊段526，其會覆蓋要被曝光的場域的整個寬度。此種設計的重點係在該系統中特定容許或預期的射束失效數量的給定下(舉例來說，2%的最大預期失效率)提高一場域被正確寫入的機率，也就是，藉由有正確作用的子射束/小射束來寫入該場域中的所有條紋。在兩次作業中曝光該場域會降低微影機的總處理量，而且可能的話應該避免。

於子射束多於條紋2%的其中一實施例中，舉例來說，13,260道子射束用以曝光13,000條條紋，子射束和條紋之間的匹配在可用於該等第一次掃描與第二次掃描中由13,000道連續子射束所組成的子射束群之間至多會偏移260條條紋。從此等由13,000道連續子射束所組成的兩群子射束中，實際上被選擇用於寫入該等條紋的子射束稍後將會被選擇。為估算所有可能的匹配情形，該匹配演算法會估算260 x 260=67,600種可能的組合，以便找出兩群合宜的子射束，用以在兩次作業中寫入該等13,000條條紋。因為在第一次作業與第二次作業中所選擇的子射束群可以互換，所以，這便將組合數減少一半至33,930。再者，該計算還可以平行化處理，因為在第一次作業與第二次作業中測試每一種子射束群組合的適用性可以獨立進行。

於其中一實施例中，該射束選擇器演算法會被寫入用以循環套用至由13,000道子射束組成的兩個子射束群的所有可能組合。在每一次作業中都會呼叫一項函數來決定由哪一個子射束來寫入哪一條條紋。於此函數中會針對每一條條紋(1至13,000)決定出在第一次作業與第二次作業中哪一道子射束能夠寫入該條紋。倘若某一條紋在第一次作業或第二次作業中僅能夠被一子射束寫入的話，該子射束便會被分配用來在相關的作業中寫入該條紋。倘若沒有找到任何子射束來寫入一條紋的話，便會離開該函數並且估算由13，000道子射束組成的兩個子射束群的另一種新組合。倘若有兩道不同子射束能夠寫入一條紋的話，那麼，便不會分配任何子射束來寫入該條紋。

在下一道步驟中，會實施實際的分配用以分配哪一道子射束在哪一次作業中會寫入哪一條條紋。此函數會判斷所有條紋是否會在第一次作業或第二次作業中被寫入並且決定由哪一道子射束來寫入。此函數可能會在第一次作業與第二次作業之間交錯進行，以便分配連續的條紋給一子射束編號。

應該注意的係，在前述兩項函數中會保留第一次作業與第二次作業中在該EO狹縫的射束區中由13道子射束所組成的每一個子射束列之中寫入一條紋的子射束的數量的記錄。該EO狹縫中由13道射束所組成的每一個子射束列都會分配到一群編號，用以確保在一作業中不會從該EO狹縫中由13道子射束所組成的某一個子射束列中選出超過7道的子射束。

除了能夠補償失效子射束之外，多次作業掃描還具有將用於該晶圓的總曝光電流分散在兩次(或更多次)掃描之間的優點，從而降低該晶圓的瞬間加熱並且在多次掃描中勻化該晶圓上的熱負載。使用多次掃描還會降低該資料途徑中所需要的能力。當每一片晶圓使用兩次掃描時，該資料途徑的資料傳送能力理論上會減半，因為每一次掃描僅需要一半的小射束控制資料數量。必要能力的縮減非常重要，因為該資料途徑需要用到大量的資料傳送能力且會有相關聯的高成本。舉例來說，在構成一條通道的每一道已圖樣化射束中有49道小射束的微影機中，可能會預期每一條通道有約4Gbit/sec的傳送能力。在具有13,260道已圖樣化射束(每一者都有49道小射束)的微影機中則會需要13,260條通道，每一條通道都4Gbit/sec的能力。因此，降低資料途徑的必要能力非常重要。基於此等理由，即使沒有任何失效或有對齊誤差的子射束，多次作業掃描仍有優點。

該等射束選擇器210與330可以用來在該資料途徑中施行多次作業掃描策略。該第一射束選擇器210會選擇該圖樣資料檔案中的一部分用以在該晶圓的每一次掃描期間透過該資料途徑傳送至該微影機，而該第第二射束選擇器330則會將被傳送的資料/控制訊號遞送至對應於在該掃描期間被選擇使用的已圖樣化射束的小射束遮擋器元件，用以調變該等合宜的小射束。舉例來說，在一晶圓的兩次作業掃描中，對應於該晶圓上的曝光場域中之第一部分的第一部分圖樣資料會被選擇用以在第一次掃描期間進行傳送，而對應於該晶圓上剩餘未被曝光場域剩餘部分的圖樣資料則會被選擇用以在第二次掃描期間進行傳送。在第一次掃描中，該射束選擇器210會將該第一部分圖樣資料遞送至該圖樣串流器230，以便傳送至該微影機。該備用通道選擇器320則會將射束資料/控制訊號從該訊號接收器150處遞送至屬於在第一次掃描中被選擇的已圖樣射束的相關小射束遮擋器元件。在第二次掃描中，該射束選擇器210與圖樣串流器230會以雷同的方式遞送剩餘部分的圖樣資料以便傳送至屬於在第二次掃描中被選擇的已圖樣射束的相關小射束遮擋器元件。在一兩次作業掃描中，較佳的係，約一半的圖樣資料會在每一次作業期間被傳送，用以最小化該資料途徑的必要能力(舉例來說，通道的數量)。亦可以對應的方式施行三次作業或是其它多次作業掃描策略，而該圖樣資料較佳的係在每一次掃描期間被傳送約略相等的部分。

該射束選擇器210與該備用通道選擇器320可能會被施行成硬體、軟體、或是硬體與軟體的組合。該射束選擇器210可能包括一用以定址該圖樣資料檔案202中選定位置的系統，舉例來說，用以定址該圖樣資料檔案中的202a、202b、...等部分，它們包含用以曝光一晶圓上某一場域中的選定條紋的圖樣資料。該備用通道選擇器320與射束選擇器330會在下面作進一步說明。

因此，圖7的配置提供用以在該微影系統中達到冗餘性的兩種方法。該組通道以及通道選擇器220與320會在將射束資料/控制訊號傳送給該微影機中提供冗餘性。在圖7的實施例中，該資料途徑包含多個冗餘圖樣串流器230，以便在該等射束訊號的產生中也提供冗餘性。該等射束選擇器210與330還提供多次作業掃描，用以為失效子射束提供冗餘性。

在一微影系統的其中一實施例中會使用13,260道已圖樣化射束來寫入該晶圓上的13,000條條紋，其中，每一道已圖樣化射束都包括49道小射束，而且該圖樣資料會提供13,260條資料通道用以控制649,740道個別的小射束。該圖樣資料會被提供在一離線式系統104的一資料檔案202之中。於其中一實施例中，該資料途徑在該圖樣串流器230、傳送系統240、以及訊號接收器150中包含7800條通道的傳送能力。該等7800條通道在概念上會被排列在20個群集之中，每一個群集包括357條通道以及33條額外的通道，該等357條通道會被分成各有7條通道的51個單元。13條通道的圖樣資料(舉例來說，對應於要被曝光在一晶圓上的13條條紋的圖樣資料)會對應於該微影機的13道已圖樣化射束(用以寫入該晶圓上的該等13條條紋)。該射束選擇器210係用以從13條通道的圖樣資料中選擇7條通道的圖樣資料，而射束選擇器330則會針對該微影機的13道射束中對應於該被傳送圖樣資料的7道射束而將7條傳送通道切換至該等遮擋器元件。

在一晶圓的兩次作業掃描的第一次掃描中7140條圖樣資料通道會被傳送，也就是，以該圖樣資料來表示的通道總數的約54%。該等通道選擇器220與320會搭配操作用以在該等20個群集的每一個群集之中可用的390條通道中選擇357條，因而從該等全部7800條可用的通道中選出7140條通道。在該等20個群集的每一者之中，倘若該群集的51個單元之中任何該等選定的工作通道已經失效的話，那麼便會使用該群集的該等33條未被選擇的額外通道中的其中一者來取代。或者，倘若一單元之中有一或多條通道失效的話，那麼整個單元便會被退選，並且使用該群集的該等33條備用通道中的7條通道來取代。許多其它替換方法亦可以被用來選擇備用通道以取代失效通道。在一晶圓的第二次掃描中，剩餘的6120條圖樣資料通道會被傳送。該等通道選擇器220與320會搭配操作用以在該等20個群集的每一個群集之中可用的390條通道中選擇306條，因而從該等全部7800條可用的通道中選出6120條通道。在該等20個群集的每一者之中，倘若任何該等通道已經失效的話，那麼便會如上面所述般使用該等未被選擇的額外通道中的其中一者來取代。下面表1歸納此實施例中的通道的用法。當然，利用本文所述的原理亦可以採用許多其它方式將圖樣資料排列成通道、將通道指派成群、分配備用通道、以及指派每一次掃描的通道。

圖8A所示的係一用於一具有多條冗餘途徑之資料途徑配置的切換器400的略圖。於此範例中，該資料途徑中的該等通道會被排列在多個群集之中。一切換器400會接收一群集之中的N條通道402，其良率為X%。在該等通道402中會有特定比例的失效通道。該切換器會以良率100%將該等N條通道中有作用的通道連接至輸出M條通道404。

圖8B所示的係一群集中的N條通道402已被分成多個單元407，舉例來說，每一個單元都包括7條通道。該切換器400會將該等選定的「有作用」通道402所組成的一單元以及一或多條額外通道403(用以在必要時取代一失效通道402)切換至該等輸出408，用以輸入至該遮擋器陣列中的一對應單元409，舉例來說，該遮擋器陣列中的每一個單元都包括用以控制13道已圖樣化射束的13條通道。來自該切換器400的每一個輸出408都會被發送至一偏折器矩陣410，該偏折器矩陣410包括一由用以調變一已圖樣化射束中該等個別小射束的多個遮擋器元件所組成的矩陣。

圖9所示的係一圖樣串流器230及相關聯器件的簡化略圖。該資料途徑會將該圖樣資料(通常具有GDS-II或雷同資料檔案的形式)轉換成導通/不導通訊號，用以控制一微影機的該等電子小射束。此轉換可能會在一處理系統140之中被實施，其通常係一用以在該圖樣資料上實施一連串轉換的離線式處理與中央儲存單元。此過程通常包含平坦化/前置處理步驟、光柵化步驟、以及多工步驟。典型步驟的說明如下。該平坦化/前置處理步驟會將該佈局資料格式轉換成一劑量映圖(dose map)。該劑量映圖會以向量格式及相關聯的劑量速率數值來描述該晶圓上的區域。此步驟可能包含特定前置處理，例如鄰近效應修正(proximity effect correction)以及熱阻修正(resist heating correction)。因為該前置處理的複雜性的關係，此步驟較佳的係離線實施。該光柵化步驟會將該劑量映圖轉換成一串控制(導通/不導通)訊號。該多工步驟會根據一多工技術來封包該小射束資料與該等控制訊號。

每一個圖樣串流器節點230a、230b、...等通常包括：一網路裝置232；一碟片儲存單元233；一節點處理器單元234；一記憶體235；以及多個通道處理單元237a、237b、...等。在每一個圖樣串流器節點中，網路裝置232的功能係將該節點連接至該通道選擇器220用以從離線式系統104處接收圖樣資料，以便串流至該微影機的遮擋器。該網路裝置232會將該圖樣資料傳送至節點處理器單元234，以便將該圖樣資料轉換成用以串流至該微影機遮擋器的射束資料與控制訊號。碟片儲存單元233會在轉換過程期間儲存該圖樣資料。由該節點處理器單元所產生的射束訊號會暫時被儲存在記憶體235之中，該等訊號會從該處被該等通道處理單元237a、237b、...等串流。

於此實施例中，該圖樣串流器節點支援數條通道，並且針對每一條通道包含一通道處理單元237a、237b、...等。於此實施例中，電光轉換裝置242a、242b、...等會從該等通道處理單元處接收經過串流的射束資料/控制訊號，並且將此等電訊號轉換成光學訊號，用以在光纖纜線244a、244b、...等上進行傳送。該圖樣串流器節點可合宜地被設計成用以服務12條通道，以便利用一封裝中12個分離的轉換器來匹配市售的電光轉換器。在上面所述之將該資料途徑排列在多個群集之中的實施例中，每一個圖樣串流器節點可能會被排列成用以串流一群集的12個單元中每一個單元的單一通道的資料。

圖10所示的係用於一資料途徑的訊號接收、切換、以及解多工電路系統的其中一實施例的簡化略圖。此等元件較佳的係被製作在該遮擋器陣列上，俾使得用以接收該光學射束資料/該等控制訊號的接收器以及用於後續處理該等訊號與用於控制該等個別小射束遮擋器元件的電路全部會非常靠近。於其中一實施例中，這係利用習知的微影術與半導體處理技術以被形成在一矽基板之中的多個遮擋器陣列孔徑以及該等遮擋器電極、光電轉換器、切換器、以及被形成在該基板之上的相關聯電路系統來達成。

該等訊號接收器150包括多個光電轉換裝置(舉例來說，光二極體)，用以接收該光學射束資料/該等控制訊號並且將該等訊號轉換回電訊號。於上面所述的實施例中，該資料途徑會被排列在多個群集之中，每一個群集包括390條通道311，如圖10中所示，它們會被分割成各有7條通道的51個單元以及33條額外的通道312(不過，為清楚起見，圖中僅顯示較少的通道)。每一個訊號接收器150都會接收一光學訊號，其已經過調變用以代表每一道子射束的一序列資料/控制訊號(舉例來說，每一道子射束都包括多個訊號用以控制單一子射束中的49道小射束)；並且還會接收一參考時脈訊號313，用以表示該等訊號何時應該被讀取的時間，如下面更詳細的說明。一解序列器314會從該等訊號接收器150處接收每一個序列輸出訊號並且將其轉換成一8位元編碼訊號。一8位元/7位元解碼器316會接收每一個8位元編碼訊號並且將其解碼成一7位元資料訊號，其含有用於控制7道小射束的資料。控制訊號中亦可能存在多個額外位元，舉例來說，用以同步化該等小射束偏折器及相關聯電路之操作的同步與時脈訊號。

該第二通道選擇器320有390個輸入以及357個輸出，並且會接收一群集中所有390條通道的射束資料與控制訊號。在切換器控制單元315的控制下，該通道選擇器320會將該等390個輸入中的357個輸入連接至其357個輸出(每一個輸入與輸出會構成一組平行訊號，其包括用於控制一組小射束的控制訊號的資料位元)，俾使得任何有缺陷的通道都不會被使用，而且被連接至該等輸出的該等357條通道中100%都是有作用的通道。該第一通道選擇器220會以雷同的方式操作，其會有357個輸入以及390個輸出，該等輸入會被連接至該等390條可能通道中相同的357條通道。該等第一通道選擇器與第二通道選擇器會協同運作用以選擇一群集中的357條有作用的通道，俾使得每一個群集的通道中100%都是有作用的通道。

於該等第一通道選擇器與第二通道選擇器的其中一實施例中，每一個群集中的該等357條有作用的通道在邏輯上會藉由一封閉蜿蜒的迴路相互連結。該群集的該等357條有作用的通道會被連接至該通道選擇器320的一輸出。額外的通道通常會被分散在該蜿蜒的迴路中。這可藉由將一群集的全部390條通道分成6群11條通道以及27群12條通道，其中，每一群都會有該等額外通道中的其中一者。此等額外通道除了不會直接被連接至該第一通道選擇器220的一輸入以及該第二通道選擇器320的輸出之外均和一正常「有作用的」通道相同。此等額外通道僅能夠藉由「移位」被連接至一輸入/輸出。每一個輸入/輸出都會被連接至一正常「有作用的」通道但是卻能夠沿著該蜿蜒的迴路在每一個方向中移位數個地方，俾使得其會被連接至一不同的正常「有作用的」通道或是被連接至該等額外通道中其中一者。最大移位可能係沿著該蜿蜒的迴路移位2、3、4、或更多個地方。經過計算之後，假設至少96%的通道良率，那麼利用在任一個方向中最大4個移位則可以達到至少98%的系統良率。利用多工電路或切換電路將每九條傳送通道中的其中一條(也就是，其中一條「有作用的」通道或是沿著該蜿蜒迴路的左邊4條通道中的其中一條或是沿著該蜿蜒迴路的右邊4條通道中的其中一條)連接至該第一通道選擇器220的其中一個輸入以及該第二通道選擇器320的其中一個輸出便能達成此目的。圖12至14所示的係用於施行此種切換技術的一種可能實施例。

圖12所示的係一用於將一輸入i連接至一輸出o並且用以在必要時將該輸入移位至一相鄰輸出的切換電路322。該切換電路322包括被連接在兩個串聯電路之中的十個三狀態緩衝器324(標示為a至j)。每一個緩衝器都會被排列成用以傳導或阻隔其輸入處的訊號。每一個串聯電路都包括5個串聯連接的緩衝器，而且每一個串聯電路中的最後一個緩衝器會被排列成用以將其輸出發送至切換電路322的輸出o。每一個串聯電路中的剩餘緩衝器中的每一者都會被排列成用以將其輸出向外發送至該串聯電路中下一個緩衝器的輸入並且還會發送至一相鄰切換電路中的一緩衝器的輸入。該等緩衝器a至j中每一者都可控制用以傳導或阻隔其輸入處的訊號。多個緩衝器控制訊號會被產生並且被傳送至每一個緩衝器，用以致能此控制。圖12中所示的實施例包括各五個緩衝器的兩條串聯；不過，顯見的係，每一條串聯電路中可以包含不同數量的緩衝器及/或可以包含更多條串聯電路。增加該切換電路322中緩衝器的數量可讓一輸入訊號移位至更多可能的輸出處。

該切換電路可能會被配置成用以將單一訊號從輸入處傳輸至輸出，或者用以傳輸多個經過多工處理的訊號(舉例來說，經過時間多工處理的訊號，其包括資料訊號、同步訊號、時脈訊號、...等)。該切換電路可能會被建構成用以將一組平行訊號從輸入處傳輸至輸出，其中，圖12的圖式中每一個輸入皆代表一組平行訊號，每一條線路皆代表一組平行線路，每一個緩衝器皆代表一組緩衝器，每一條線路一個緩衝器，而且每一個輸出皆代表一組平行輸出。於此配置中，該切換電路會傳輸一組平行輸入訊號至一組選定的平行輸出訊號，舉例來說，7個資料訊號、1個同步訊號、以及1個時脈訊號。

圖13所示的係一通道選擇器電路326，其包括被排列在一階梯排列之中的數個切換電路322，其中，每一個切換電路322會構成該階梯的其中一個「梯級(rung)」。每一個梯級的輸入(標示著n-4、n-3、n-2、...等)會構成該通道選擇器的輸入，而且每一個梯級的輸出(同樣標示著n-4、n-3、n-2、...等)會構成該通道選擇器的輸出。當該通道選擇器電路326被用於該第一通道選擇器220時，並非所有該等梯級輸入都會被連接至該通道選擇器的輸入，因此，通道選擇器220的輸出會多於輸入。當該通道選擇器電路326被用於該第一通道選擇器320時，並非所有該等梯級輸出都會被連接至該通道選擇器的輸出，因此，通道選擇器320的輸入會多於輸出。

除了每一個串聯電路中的最後一個緩衝器之外，每一個梯級的每一條串聯電路中的每一個緩衝器的輸出都會被連接至一相鄰梯級的一串聯電路中的一緩衝器的輸入，該等連接會交錯進行俾使得多個連續的緩衝器輸出會被連接至該等相鄰梯級的該等串聯電路中不同串聯電路的緩衝器輸入。依此方式，當一緩衝器(除了最後一個緩衝器之外)被啟動用以將其輸入處的訊號傳導至其輸出時，該訊號會沿著該串聯電路被傳輸並且還會被傳輸至該等相鄰梯級中其中一者的其中一個該等串聯電路上。藉由選擇性地啟動該等緩衝器，一特殊梯級的輸入上的訊號便能夠直接被發送至該梯級的輸出或者在一相鄰梯級上被移位並且在需要時從該處被發送至其它相鄰梯級，以便允許通往沒有移位的輸出或是將該輸入在該階梯中上下移位一或多個梯級至所希的輸出。由於該等梯級內連接線的排列的關係，該等緩衝器能夠選擇性地被啟動，以便允許將一輸入移位跨越一或多個中間梯級，同時仍然允許此等中間梯級的輸入直接(沒有移位)被傳送至它們的輸出。圖13所示的便係梯級之間的連接的其中一種可能的排列，並且亦有許多其它排列可用以施行該移位。在圖13中，該等梯級內連接線會被排列成用以直接連接旁邊的梯級，每一個梯級都被連接至該階梯中的上一個梯級或是下一個梯級；但是，亦可採用其它排列，讓梯級內連接線跨越數個梯級。

圖13雖然顯示九個梯級；不過，通常會使用更多個梯級，也就是，該通道選擇器中的每一個輸入/輸出有一個梯級。舉例來說，在第二通道選擇器320中，該階梯電路可能會被排列成具有390個梯級，以便提供390個輸入以及357個輸出。舉例來說，倘若輸入n被連接至該等額外通道中的其中一者的話，那麼，該梯級的輸出n便不會被連接至該通道選擇器的一輸出。圖中所示的其它梯級的輸入(n-4、n-3、n-2、n-1、n+1、n+2、n+3、以及n+4)係被連接至「有作用的」通道而且此等梯級的輸出(n-4、n-3、n-2、n-1、n+1、n+2、n+3、以及n+4)係被連接至該通道選擇器的輸出。因此，該額外通道輸入n不會直接被連接至該第二通道選擇器320的一輸出，而可能會「被移位」而被連接至該階梯中向上最多四個梯級或是向下最多四個梯級的任何輸出，也就是，輸入n會被連接至輸出n-4、n-3、n-2、n-1、n+1、n+2、n+3、或是n+4中的任何一者。該階梯可能會被形成一連續的迴路，例如，一蜿蜒的迴路，俾使得每一個梯級在任一側都會有相鄰的梯級，因此，每一個輸入都能夠在該通道選擇器裡面往上或往下移位所希數量的位置處。每一個梯級都可能會被配置成用以如上面所述般地將一組平行訊號從輸入處傳輸至輸出，其中，一梯級的每一組平行輸入會透過多條平行線路、多個緩衝器、以及多條梯級內連接線整組一起被移位至一組平行輸出。

圖14A至14I所示的係用於圖13的電路的多個可能的緩衝器啟動圖樣，用以達到將一輸入直接沒有移位地傳輸至一輸出或者在該階梯中往上或往下移位最多四個梯級(輸出)。此等緩衝器啟動圖樣提供一由九條途徑所組成的途徑組，用於以在任一個方向中最多移位4個梯級的方式將一輸入傳輸至一輸出，也就是，一輸出n可能會接收一傳輸自n-4至n+4的任何一個輸入的訊號。此途徑組可以任何組合的方式被選擇，俾使得該等被傳輸的訊號不會相互干擾，前提係從該等輸入至該等輸出的途徑彼此不會「交越(cross over)」，也就是，一輸出n可能會從編號高於輸出n-1取得其訊號之輸入的輸入處接收其訊號以及從編號低於輸出n+1取得其訊號之輸入的輸入處接收其訊號。

該等9個圖樣中的每一者都描述一條具有由5個已致能緩衝器和10個已禁能緩衝器所組成之圖樣的獨特途徑。此等途徑會被定義成使得倘若一途徑被選擇用於一特殊輸出的話，此途徑不會和其它輸出的全部容許途徑組合發生衝突。兩個連續輸出的容許途徑組合數量為9+8+7+6+5+4+3+2+1=45條。顯見的係，利用圖13的實施例中的連接線的排列或是其它電路排列，亦可以使用其它啟動圖樣達到移位的目的。

圖14A所示的係在該階梯中向下移位四個位置，以便跨越三個中間梯級將輸入n-4傳輸至輸出n。圖中以黑色實體所示的緩衝器係被切換成三狀態高輸入阻抗模式(也就是，被禁能)，以便阻隔該緩衝器之輸入處的訊號使得不會被傳輸至其輸出處。圖中所示之有斜線的緩衝器會啟動用以將它們輸入處的訊號傳導至它們的輸出(也就是，被致能)；而圖中所示之白色的緩衝器則沒有涉入圖中所示的傳輸之中，而且它們的狀態將會相依於該通道選擇器電路中其它輸入的所希傳輸。

圖14B所示的係在該階梯中向下移位三個位置，以便跨越兩個中間梯級將輸入n-3傳輸至輸出n。圖14C所示的係在該階梯中向下移位兩個位置，以便跨越一個中間梯級將輸入n-2傳輸至輸出n。圖14D所示的係在該階梯中向下移位一個位置，以便將輸入n-1往下傳輸至下一個梯級的輸出n。圖14E所示的係將輸入n直接沒有移位地傳輸至相同梯級的輸出n。圖14F所示的係在該階梯中向上移位一個位置，以便將輸入n+1往上傳輸至下一個梯級的輸出n。圖14G所示的係在該階梯中向上移位兩個位置，以便跨越一個中間梯級將輸入n+2傳輸至輸出n。圖14H所示的係在該階梯中向上移位三個位置，以便跨越兩個中間梯級將輸入n+3傳輸至輸出n。圖14I所示的係在該階梯中向上移位四個位置，以便跨越三個中間梯級將輸入n+4傳輸至輸出n。

可以使用一演算法來決定第一通道選擇器的每一個輸入或是第二通道選擇器320的輸出的必要移位，也就是，通道和輸入/輸出的映射。於其中一實施例中會產生一查找表，用以表示該等通道選擇器之每一個輸入/輸出可被連接的可能通道。一輸入/輸出會被連接的通道的順序很重要並且會被保留。一控制電路可能會被排列成用以執行該演算法並且產生用於控制該通道選擇器的多個控制訊號，舉例來說，以便控制通道控制電路326的緩衝器。

於其中一實施例中，該演算法包含一外迴路與一內迴路，用以估算可能的映射。該演算法的外迴路行經由多個通道選擇器輸入/輸出所組成的已排序清單並且會創造一由已用過的通道所組成的清單，從而於此清單中加入所有有缺陷的通道。該演算法會針對每一個通道選擇器輸入/輸出來實施一經過由多個通道選擇器輸入/輸出所組成之清單的內迴路，其係從目前的輸入/輸出開始直到該清單的終點並且接著從該清單的起點回到目前的輸入/輸出。該演算法會針對該內迴路中的每一個輸入/輸出在該查找表中依照該表之中所定義的順序來尋找第一條通道，俾使得該輸入/輸出能夠被連接至尚未被使用或者沒有缺陷的通道。倘若找不到任何通道可映射至一輸入/輸出的話，該演算法便會停止該內迴路並且在外迴路上重新開始處理。倘若找到一通道映射至該輸入/輸出的話，該剛被映射的通道便會被加入至該由已用過的通道所組成的清單而且該演算法會在該內迴路中繼續映射下一個輸入/輸出。該已用過通道清單每次都會被用來判斷一通道是否可用。

對該外迴路中作為一起始點的目前輸入/輸出來說倘若所有輸入/輸出都可映射至一通道的話，那麼便已找到一種方案來映射無缺陷的通道至所有輸入/輸出。否則，該演算法便會移至該外迴路中的下一個輸入/輸出並且使用其作為該內迴路的下一個起始點。倘若已經沒有任何可用的輸入/輸出作為起始點的話，那麼，該外迴路也會終止並且找不到任何方案。

於其中一實施例中，針對總共357個輸出來說，每一個群集的通道選擇器320會在各有7個輸出的51個群之中提供它的輸出。該等射束選擇器330會接收來自該通道選擇器320的輸出並且將該等輸出切換至相關的遮擋器元件。於上面配合兩次作業掃描以及在用於第一次掃描的傳送通道中進行13選7之選擇所述的其中一實施例中，每一個射束選擇器330會接收由來自該通道選擇器的7個輸出所組成的一個輸出群並且將它們切換至用於該第一次掃描的13個可能輸出中的其中7個，而且射束選擇器330會將6條傳送通道輸入切換至用於第二次掃描的13個可能輸出中的其中6個。於其中一實施例中，一由13道連續子射束所組成的子射束列中的多道子射束會被選擇用於該第一次掃描，而且該等射束選擇器330會操作用以從來自該通道選擇器320的7個通道輸出處將資料與控制訊號導向至用於一由13道子射束所組成的子射束列中的該等選定7道子射束的偏折器矩陣。在第二次掃描中，該由13道子射束所組成的子射束列中的6道子射束會被選擇，而且該等射束選擇器330會操作用以將資料與控制訊號從6條通道導向至用於該等選定6道子射束的偏折器矩陣。依此方式，該射束選擇器330會用於將一組傳送通道切換至選擇自一更大組之中的一對應的遮擋器元件子組，以便達到在多次掃描曝光的其中一次掃描中對應於被傳送的圖樣資料來傳送用於控制該微影機的該等已圖樣化射束所組成的一選定子組的資料。圖15所示的係一7至13射束選擇器330的略圖，其具有7個輸入(標示為i0至i6)以及13個輸出(標示為o0至o12)。該射束選擇器可提供可能的輸入至輸出映射，例如，下表中所示者，以便將該等射束選擇器輸入連接至該等輸出：

圖16所示的係一射束選擇器330的其中一實施例的簡化電路圖，其顯示出多個切換器的一種可能的排列。於此實施例中，圖中所示的一7至13射束選擇器係被施行為一由多個切換器332所組成的7x7陣列，用以在多個射束選擇器控制訊號334的控制下將七個輸入i₁至i₇切換至十三個輸出O₁至O₁₃，以便施行上面的輸入至輸出映射。

多個解多工器340會接收來自該等射束選擇器330的輸出。該等解多工器係非必要裝置而且當該射束資料/該等控制訊號當作多工訊號被傳送用以控制多道小射束時便會被用到。在上面配合每道已圖樣化射束中有49道小射束所述的實施例中，該等射束訊號可能會當作多工訊號在其中一條通道上被傳送，該訊號含有用於該等49道小射束中每一者的訊號。舉例來說，該等訊號可能會經過時間多工處理以進行傳送並且會針對每一道小射束被解多工成一連串的資料與控制訊號。該等經解多工的小射束訊號接著會被傳輸至由多個小射束遮擋器元件152所組成的矩陣350。該等小射束遮擋器元件152會在該等經解多工小射束訊號的控制下來調變或切換每一道已圖樣化射束中的個別小射束，以便達到根據該圖樣資料來曝光該目標物的目的。

多工處理、訊框組成、碼、以及同步化

為降低系統成本，可能會使用一條光纖來控制多個遮擋器元件，每一個遮擋器元件則係用於調變單一小射束。於其中一實施例中，會使用在每一條光纖上被發送的多個連續控制位元來控制該遮擋器元件陣列中的多個連續遮擋器元件(也就是，用於控制一連串的小射束)。於其中一實施例中，每一條光纖都包括一條通道，用以傳送單一已圖樣化射束中49道小射束的控制資訊。此控制資訊在被套用至每一道小射束的遮擋器電極之前會先被緩衝處理；或者，亦可以直接套用該控制訊號，而不經過緩衝處理。為達此目的，一緩衝器可能會被提供在該小射束遮擋器陣列上。一具有多道經過交錯插入處理/多工處理小射束的資料途徑的略圖顯示在圖11A與11B之中，一解多工技術會使用多個列選擇器與行選擇器來解碼該經過多工處理的子通道，以便分離用於每一道小射束的個別控制位元。

為達同步化的目的並且表示該控制資訊串中哪一個位元屬於哪一道小射束，較佳的係使用到某種訊框組成作業。多位訊框起始表示符位元(舉例來說，7位位元)可能會以一重發性圖樣被使用，該小射束遮擋器上的一訊框組成器會與其同步。當需要一DC平衡傳送序列以便在該光二極體側使用AC耦合光學傳送器及自動臨界值調整時，較佳的係使用某種類型合宜的編碼處理。其中一種範例係8b/10b碼，其會將8位元符號映射至10位元符號，以便達到DC平衡與有界差異(bounded disparity)的目的，同時提供足夠的狀態改變以允許時脈恢復。然而，此種類型的碼會導致較高的位元率，8b/10b碼會增加25%的位元率。該訊號的訊框組成與編碼亦可組合，舉例來說，藉由使用特定的編碼字組來標示一訊框的起點。

每一條通道都會攜載用於數道個別小射束(舉例來說，49道小射束)的資料。該資訊會以串列的方式從該資料途徑處被傳送至該遮擋器。端視該遮擋器上的解多工與同步化施行方式而定，可能會需要補償由於該串列資料傳送的關係在不同時間處接收不同小射束之控制資訊的遮擋器所造成的「遮擋器時序平移」。有數種小射束同步化作法可以選用。該同步化施行方式主要相依於用以施行在該遮擋器上的可能性。

小射束的同步化可以多種不同的方式來實施，舉例來說：讓所有小射束同步於一同步化訊號；同步化一行中的所有小射束；同步化一列中的所有小射束；或是不要同步化該等小射束。在一每道已圖樣化射束有49道小射束被排列成一7 x 7陣列的實施例中，為讓所有小射束同步於一同步化訊號，該等49道小射束的控制資料可能會被緩衝處理並且同時被套用至用於切換該等小射束的49個遮擋器電極中的每一者。為同步化一行中的所有小射束，用於每一行中7條通道的控制資料可能會被緩衝處理並且同時被套用至用於該小射束行的7個遮擋器電極。為同步化一列中的所有小射束，用於每一列中7條通道的控制資料可能會被緩衝處理並且同時被套用至用於該小射束列的7個遮擋器電極。當不用實施任何同步化時，所有49道小射束的控制資料便可在該遮擋器接收該資料時直接被套用至該等遮擋器電極。

在行同步化、列同步化、或是無同步化中，各自的小射束像素時序會不同。當小射束之間有時序差異時，藉由在x方向中偏移像素便可補償該等差異。此偏移必定係在子像素範圍。通常只有在以即時的方式來執行光柵化時才可能進行補償，因為該偏移會相依於列至小射束關聯性。

圖11A與11B所示的係於一通道提供資料給包括49道個別小射束的單一已圖樣化射束的實施例中，用於單一通道的資料途徑元件的圖式。在圖11A中，光二極體304會從該資料途徑中接收一序列光學射束資料/控制訊號並且產生一對應的電序列射束訊號，其會被輸入至放大器305及位準調整器306。時脈與資料恢復器(Clock and Data Recovery，CDR)307會從一參考頻率處產生一時脈，並且讓該時脈308相位對齊於該被接收的序列射束訊號中的變換。該序列訊號會在一資料解序列器314中被轉換成一平行訊號(舉例來說，一8位元的經編碼平行訊號)，而且此訊號會被解碼用以產生一平行訊號(舉例來說，7位位元的資料)，其代表用於控制一由7道小射束所組成之小射束群的資料。多個控制訊號亦可能會連同該射束資料訊號被併入，例如，同步訊號及/或時脈訊號，以便造成一8或9位元的平行射束訊號。該平行射束資料/控制訊號接著會被輸入至一切換器400，以便切換至合宜的小射束偏折器矩陣350，用以調變一包括49道小射束的單一已圖樣化射束。

在圖11B中，該序列射束訊號會被切換至該合宜的偏折器矩陣並且會被移位暫存器342收到。移位暫存器342會產生被輸出至該等記憶體胞單元352的多個資料訊號343；而列計數器344則會產生多個取樣訊號345，用以為送入該等記憶體胞單元352之中的該等資料訊號343提供時脈。亦可以逐行的方式將訊號散佈至該等偏折器。每一個記憶體胞單元352都包括多個記憶體胞，用以儲存7道小射束的小射束控制資料，多個記憶體胞單元352因而會儲存用於調變單一已圖樣射束之49道小射束的小射束資料。

該小射束控制資料會從該等記憶體胞單元被時脈送出並且透過多條列線路358被傳輸至該等小射束遮擋器元件152的個別電極。每一個小射束遮擋器元件152都會調變一通過該微影機的小射束遮擋器陣列中的一孔徑355的小射束。當然，亦可以採用其它配置來定址該等個別的小射束遮擋器元件。

降低所需要的資料途徑能力

使用具有兩次掃描的多次作業掃描可以最大微影機寫入能力的一半來進行寫入。降低寫入能力會大幅減少該資料途徑所需要的硬體的數量。

在下面一資料途徑的其中一實施例的說明中會使用到節點的概念。一節點具有Y條被連接的(光學)通道並且具有可用的X個處理單元。市售的電光(E/O)轉換器通常含有12條通道(也就是，Y=12)。該等E/O轉換器(舉例來說，雷射二極體)會將來自該等處理單元的電控制資料轉換成在多條光纖上被傳送至該微影機的遮擋器陣列的光學資料。用以驅動該等E/O轉換器的處理單元(舉例來說，可場程式化閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA))會含有X條通道。可以使用X*Y個交越點來將任何該等處理單元切換至任何該等O/E轉換器。該等X*Y個交越點可能係一離散裝置或者可被整合在該等處理單元之中。利用該交越點便可以將任何該等處理單元輸出(X)遞送至任何該等資料途徑輸出(Y)。

倘若某些光學通道失效的話，首先可能會判斷在一兩次掃描曝光的第一次掃描與第二次掃描之間偏移的可能性，其中，所有條紋位置會被至少一正確的有作用通道覆蓋。當該等可能的偏移位置為已知時，其便會判斷該等可用的處理單元是否被指派在該等掃描之間並且覆蓋該等條紋的100%。

減少每一個節點的處理單元數量會大幅減少該資料途徑所需要的硬體的數量，但是卻會略微降低強健性。50%的下降(舉例來說，12/6組態)係兩次作業掃描中減少每一個節點的處理單元數量的下限。接近50%的組態特別容易受到小型群集的誤差(舉例來說，一群集中5個誤差)的影響。因此，12/6組態略遜於12/7組態，12/7組態受到誤差群集的影響會大幅下降。12/7組態會為每12條通道的處理單元數量提供一合理的下限。有作用通道的數量較佳的係大於要被寫入的條紋的數量(舉例來說，多了2%)，以便達到良好的強健性。增加有作用通道的數量會明顯提高強健性。因為每一個節點的處理單元的數量減少而造成的強健性損失可因使用額外的通道而輕易地獲得補償。大型誤差群集(舉例來說，大於5個)則會急遽地降低該強健性。

本文已經參考上面討論的特定實施例說明過本發明。應該注意的係，本文已經說明熟習本技術的人士便會知悉的可用於本文所述之任何實施例的各種構造與替代例。再者，還要承認的係，此等實施例可能會有熟習本技術的人士便會熟知的各種修正例及替代形式，其並不會脫離本發明的精神與範疇。據此，雖然本文已經說明過特定實施例；不過，此等特定實施例僅為範例而且並未限制本發明的範疇，本發明的範疇定義在隨附的申請專利範圍之中。

100．．．無遮罩微影系統

101．．．資料途徑

102．．．微影機行

103．．．晶圓定位系統

104．．．離線式處理系統

105．．．同列式處理系統

107．．．控制系統

108．．．晶圓平台

109．．．微影治具

110．．．帶電粒子源

111．．．孔徑陣列

112．．．聚光器透鏡陣列

113．．．準直器透鏡系統

114．．．XY偏折器陣列

114a．．．第一孔徑陣列

114b．．．第二孔徑陣列

115．．．第二孔徑陣列

116．．．第二聚光器透鏡陣列

117．．．小射束遮擋器陣列

118．．．射束阻止陣列

119．．．射束偏折器陣列

120．．．投射透鏡陣列

121．．．晶圓或目標物

130．．．擴展電子射束

131．．．小射束

132．．．小射束

133．．．小射束

134．．．子射束

140．．．處理單元

142．．．通道

144．．．經反射的自由空間光射束

145．．．光纖

146．．．自由空間光射束

147．．．微透鏡

148．．．面鏡

150．．．光電轉換裝置

150a~150z．．．光電轉換器

152．．．小射束遮擋器元件

152a~152z．．．遮擋器元件

202．．．圖樣資料檔案

202a~202c．．．圖樣資料檔案

208．．．場域

208a~208c．．．條紋

210．．．第一主要/次要射束選擇器

212．．．記憶體

220．．．第一通道選擇器

230．．．圖樣串流系統

230a~230z．．．圖樣串流器

232．．．網路裝置

233．．．碟片儲存單元

234．．．節點處理器單元

235．．．記憶體

237a~237c．．．通道處理單元

240．．．傳送系統

240a~240z．．．傳送元件

242．．．電光轉換裝置

242a~242c．．．電光轉換裝置

244．．．傳送系統

244a~244c．．．光纖纜線

304．．．光二極體

305．．．放大器

306．．．位準調整器

307．．．時脈與資料恢復器

308．．．時脈

311．．．通道

312．．．額外通道

313．．．參考時脈訊號

314．．．解序列器

315．．．切換器控制單元

316．．．8位元/7位元解碼器

320．．．第二通道選擇器

322．．．切換電路

324．．．緩衝器

326．．．通道選擇器電路

330．．．第二主要/次要射束選擇器

330a~330c．．．射束選擇器

332．．．切換器

334．．．射束選擇器控制訊號

340．．．解多工器

342．．．移位暫存器

343．．．資料訊號

344．．．列計數器

345．．．取樣訊號

350．．．小射束遮擋器元件矩陣

352．．．記憶體胞單元

355．．．孔徑

356．．．小射束遮擋器元件的個別電極

358．．．列線路

400．．．第二切換器矩陣

402．．．通道

403．．．額外通道

404．．．通道

407．．．單元

408．．．輸出

409．．．遮擋器陣列中的單元

410．．．偏折器矩陣

420．．．第一切換器矩陣

501．．．晶圓

502．．．場域

504．．．條紋

506．．．寫入方向與掃掠

508．．．寬度

509．．．寬度

510．．．長度

512．．．距離

514．．．射束陣列

516．．．失效或是不符規格的子射束

518．．．直線

520．．．間隙

522．．．子射束陣列

524．．．子射束陣列

526．．．中央重疊區

528．．．延伸區

下面的圖式中圖解本發明的各項觀點以及本發明之實施例的特定範例，其中，

圖1所示的係一無遮罩微影系統的概念圖；

圖2A所示的係一帶電粒子微影系統的一實施例的簡化略圖；

圖2B所示的係一帶電粒子微影系統的一第二實施例的簡化略圖；

圖3所示的係一包含一光學途徑的資料途徑的簡化圖式；

圖4A所示的係一被分成多個場域的晶圓的圖式；

圖4B所示的係一晶圓場域之寫入方向的圖式；

圖4C所示的係用於曝光一晶圓場域的多道子射束之排列的圖式；

圖4D所示的係圖4C之排列中多道失效子射束的圖式；

圖4E所示的係一包含一射束陣列偏移的兩次掃描曝光的圖式；

圖5所示的係一包括多條通道的資料途徑的範例的概念圖；

圖6A所示的係一包含一圖樣串流器與遮擋器陣列的資料途徑的略圖；

圖6B所示的係圖6A的資料途徑的略圖並且還包含多個切換器矩陣，用以在該資料途徑中施行多條冗餘通道並且為小射束提供冗餘能力；

圖7所示的係一具有多條冗餘途徑的資料途徑配置的方塊圖；

圖8A所示的係一包括一切換器用於進行冗餘途徑選擇的資料途徑配置的方塊圖；

圖8B所示的係圖8A的資料途徑的方塊圖，其具有被排列在多個群集之中的多條通道；

圖9所示的係一圖樣串流器的簡化方塊圖；

圖10所示的係用於一小射束遮擋器陣列的訊號接收、切換、以及解多工電路系統的簡化方塊圖；

圖11A與11B所示的係用於一小射束遮擋器陣列的訊號接收、切換、以及解多工電路系統之實施例的方塊圖；

圖12所示的係用於一切換電路的簡化電路圖；

圖13所示的係使用圖12之切換電路的一通道選擇器的簡化電路圖；

圖14A至14I所示的係使用於圖13的通道選擇器電路中的多個切換圖樣的簡化電路圖；

圖15所示的係一射束選擇器的略圖；以及

圖16所示的係一射束選擇器的其中一實施例的電路圖，其顯示出該小射束遮擋器陣列中的多個切換器的一種可能的排列。