KR101064674B1 - 디지털 리소그래피 패턴 데이터 생성 방법 및 이를 사용하는 디지털 리소그래피 장치 - Google Patents

디지털 리소그래피 패턴 데이터 생성 방법 및 이를 사용하는 디지털 리소그래피 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법은 백터 그래픽스 이미지를 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조의 정렬각(θ) 만큼 반대 방향으로 기울이는 이미지 기울기 변환 단계, 상기 변환된 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하는 래스터화 단계, 복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하는 가상의 투영 구조를 상기 정렬각(θ) 만큼 기울이는 투영 구조 기울기 변환 단계, 및 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조를 매칭시켜, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 디지털 리소그래피 장치는 벡터 그래픽스 이미지를 이미지 주소 구조의 정렬각(θ) 만큼 반대 방향으로 기울어지도록 변환하고, 상기 변환된 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하며, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하는 가상의 투영 구조를 상기 정렬각(θ) 만큼 기울어지도록 변환하고, 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조를 매칭시켜, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

디지털 리소그래피 패턴 데이터 생성 방법 및 이를 사용하는 디지털 리소그래피 장치{Method for making digital lithographic pattern data and digital lithography apparatus using the method}
본 발명은 디지털 리소그래피 패턴 데이터 생성 방법 및 이를 사용하는 디지털 리소그래피 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로는 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조에서의 디지털 리소그래피 패턴 데이터 생성 방법 및 이를 사용하는 디지털 리소그래피 장치에 관한 것이다.
공간 광 변조기(spatial light modulator) 또는 디지털 마이크로미러 소자(digital micromirror device)를 이용하는 디지털 리소그래피(digital lithography) 장치는 공간 광 변조기의 마이크로미러 배열을 구성하고 있는 마이크로미러들이 시간에 따라 이동하는 기판 표면에 광원으로부터의 광빔을 선택적으로 반사하여 패턴을 노광한다. 각각의 기판 이동에 대응하는 마이크로미러 배열들에 의한 광빔의 선택적인 반사 여부의 총집합은 마스크의 역할을 수행한다. 그러므로, 공간 광 변조기를 이용하는 디지털 리소그래피는 패턴과 각각의 기판 이동에 적절한 디지털 마스크를 생성하고 이들을 각각 기판 이동에 따라 마이크로미러의 제어부에 전송하는 공정이라고 할 수 있으며, 디지털 마스크가 갖는 분해능과 투영 구조는 노광되는 패턴의 패터닝 정밀도를 결정하게 된다.
디지털 리소그래피 장치는 기판 상에 마이크로미러의 중심에 대응하는 가상의 원의 누적에 의해서 가상의 규칙적인 배열 구조인 이미지 주소 구조를 형성한다. 디지털 리소그래피 장치의 이미지 주소 구조는 그 단위 구조가 사각 형태를 가지며, 전체적으로 격자 형태로 정렬되어 있다. 따라서, 수직 및 수평 성분을 포함하는 패턴에 대해서 우수한 선가장자리 조도(line edge roughness, LER) 및 선폭 조도(line width roughness, LWR)를 가질 수 있다. 하지만, 이렇게 그 단위 구조가 사각 형태인 이미지 주소 구조는 사선이나 원형 성분을 포함하는 패턴에 대해서는 정밀하게 패터닝하기 어렵다.
벡터 그래픽스 이미지는 수학 방정식을 기반으로 하여 기하 즉, 점, 직선, 곡선, 다각형 같은 객체를 사용하여 구현된 이미지를 말한다. 반면에, 래스터 그래픽스 이미지는 픽셀 단위를 기반으로 구현된 이미지를 말한다. 디지털 리소그래피 공정을 수행하기 위해서는 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환할 필요가 있는데, 이렇게 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하는 것을 래스터화(rasterization)라고 한다.
델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조에서의 디지털 리소그래피 패턴 데이터 생성 방법 및 이를 사용하는 디지털 리소그래피 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법은
백터 그래픽스 이미지를 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조의 정렬각(θ) 만큼 반대 방향으로 기울이는 이미지 기울기 변환 단계;
상기 변환된 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하는 래스터화 단계;
복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하는 가상의 투영 구조를 상기 정렬각(θ) 만큼 기울이는 투영 구조 기울기 변환 단계; 및
상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조를 매칭시켜, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프 동작을 결정하는 단계는 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조가 일치하는 영역에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 온 동작으로 결정할 수 있다.
상기 이미지 기울기 변환 단계 및 상기 투영 구조 기울기 변환 단계는
Figure 112010055299577-pat00001
Figure 112010055299577-pat00002
(여기에서, x 및 y는 변환 전의 좌표값, x' 및 y'는 변환 후의 좌표값, θ는 상기 정렬각)를 만족할 수 있다.
상기 디지털 마이크로미러 소자는 기판에 대해서 시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
Figure 112010055299577-pat00003
(여기에서, h'는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이고, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족할 수 있다.
상기 디지털 마이크로미러 소자는 기판에 대해서 반시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
Figure 112010055299577-pat00004
(여기에서, h는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 길이이고, h'는 상기 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이며, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족할 수 있다.
상기 정렬각(θ)은 30°일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 리소그래피 장치는
광원부;
상기 광원부로부터 입사된 광을 반사시키고, 복수의 디지털 마이크로미러 소자(digital micromirror device, DMD)를 포함하는 광 변조기;
상기 광 변조기 및 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자로부터 반사된 광을 상기 기판에 투영시키는 투영 광학부;
상기 기판이 배치되고, 스캔 방향과 반대 방향으로 상기 기판을 이동시키는 기판 이동부;
상기 디지털 마이크로미러 소자의 중심에 대응하는 가상의 원의 누적에 의해서 형성된 규칙적인 배열 구조인 이미지 주소 구조의 단위 구조가 델타 형태로 정렬되도록, 상기 기판이 상기 디지털 마이크로미러 소자의 한 번의 온/오프 동작 동안 이동하는 거리인 이동 피치(p)를 결정하는 이동 피치 결정부; 및
벡터 그래픽스 이미지를 상기 이미지 주소 구조의 정렬각(θ) 만큼 반대 방향으로 기울어지도록 변환하고, 상기 변환된 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하며, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하는 가상의 투영 구조를 상기 정렬각(θ) 만큼 기울어지도록 변환하고, 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조를 매칭시켜, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조가 일치하는 영역에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 온 동작으로 결정할 수 있다.
상기 제어부는
Figure 112010055299577-pat00005
Figure 112010055299577-pat00006
(여기에서, x 및 y는 변환 전의 좌표값, x' 및 y'는 변환 후의 좌표값, θ는 상기 정렬각)를 만족하도록 상기 백터 그래픽스 이미지 및 상기 투영 구조를 변환할 수 있다.
상기 디지털 마이크로미러 소자는 상기 기판에 대해서 시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
Figure 112010055299577-pat00007
(여기에서, h'는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이고, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족할 수 있다.
상기 디지털 마이크로미러 소자는 상기 기판에 대해서 반시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
Figure 112010055299577-pat00008
(여기에서, h는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 길이이고, h'는 상기 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이며, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족할 수 있다.
상기 정렬각(θ)은 30°일 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법은 델타 정렬된 이미지 주소 구조를 사용하여 정밀하게 패터닝할 수 있을 뿐만 아니라, 패턴 데이터를 얻기 위한 데이터 연산을 간단하고 빠르게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조에서의 벡터 그래픽스 이미지 및 래스터 그래픽스 이미지를 도시한 것이다.
도 3은 래스터 그래픽스 이미지와 투영 구조를 매칭시키는 단계를 도시한 것이다.
도 4는 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조의 정렬각과 스캔 방향의 간격 및 스캔 수직 방향의 간격의 관계를 도시한 것이다.
도 5는 기울기 변환된 벡터 그래픽스 이미지 및 래스터 그래픽스 이미지를 도시한 것이다.
도 6은 래스터 그래픽스 이미지와 기울기 변환된 투영 구조를 매칭시키는 단계를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 디지털 리소그래피 장치(100)는 광원부(10), 광 변조기(20), 제어부(30), 투영 광학부(40), 기판 이동부(50) 및 이동 피치 결정부(70)를 포함할 수 있다. 광원부(10)로부터 출사된 광은 광 변조기(20)에서 반사되어, 투영 광학부(40)로 입사될 수 있다. 광 변조기(20)는 디지털 마이크로미러 소자(digital micromirror device, DMD)를 포함할 수 있다. 제어부(30)는 광 변조기(20)의 광학 소자를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(30)는 광 변조기(20)의 각각의 디지털 마이크로미러 소자를 온/오프(on/off)시켜서, 광원부(10)로부터 입사된 광을 선택적으로 기판(60) 상에 조사할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 디지털 리소그래피 패턴을 형성하기 위하여, 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환할 수 있다. 벡터 그래픽스 이미지는 수학 방정식을 기반으로 하여 기하 즉, 점, 직선, 곡선, 다각형 같은 객체를 사용하여 구현된 이미지를 말하며, 래스터 그래픽스 이미지는 픽셀 단위를 기반으로 구현된 이미지이다. 디지털 리소그래피 공정을 수행하기 위해서는 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환할 필요가 있는데, 이렇게 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하는 것을 래스터화(rasterization)라고 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 래스터화는 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법에 대한 설명에서 더 자세하게 설명한다.
투영 광학부(40)는 광 변조기(20) 및 기판(60) 사이에 배치되고, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자들로부터 반사된 광을 입력받아 기판(60)에 투영시킬 수 있다. 투영 광학부(40)는 예를 들어, 실린드리컬 렌즈(Cylindrical lens), 토릭 렌즈(Toric lens) 및 프리즘(Prism) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기판 이동부(50)는 그 위에 기판(60)이 배치될 수 있으며, 스캔 방향과 반대 방향으로 기판(60)을 이동시킬 수 있다. 광 변조기(20)가 기판(60) 상에서 스캔 방향 즉, 광 변조기(20)가 기판 상에서 광을 조사하면서 진행하는 방향으로 이동하면서 광을 조사하는 것이 아니라, 광 변조기(20)는 고정되어 있고 기판 이동부(50)을 통해서 기판(60)이 스캔 방향과 반대 방향으로 이동함으로써, 상대적으로 광 변조기(20)가 스캔 방향으로 기판(60) 상에서 이동하는 것처럼 보일 수 있다.
이동 피치 결정부(70)는 상기 디지털 마이크로미러 소자들이 한 번 온/오프 동작을 하는 동안 기판이 이동하는 거리인 이동 피치(p)를 결정할 수 있다. 본 실시예에 따른 이동 피치 결정부(70)는 상기 디지털 마이크로미러 소자의 마이크로미러의 중심에 대응하는 위치에 가상의 원을 배치시키고, 이 원들의 누적에 의해서 형성된 규칙적인 배열 구조인 이미지 주소 구조의 단위 구조(도 2의 20 참조)가 델타 형태, 즉 삼각형으로 정렬되도록 이동 피치(p)를 결정할 수 있다.
도 2는 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조에서의 벡터 그래픽스 이미지 및 래스터 그래픽스 이미지를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조(110) 상에 벡터 그래픽스 이미지(130)가 도시되어 있다. 이미지 주소 구조(110)는 기판 상에 디지털 리소그래피 장치의 마이크로미러의 중심에 대응하는 가상의 원의 누적에 의해서 기판 상에 형성된 가상의 규칙적인 배열 구조이다. 이미지 주소 구조(110)의 단위 구조(120)는 델타 형태인데, 이렇게 델타 형태로 배열된 이미지 주소 구조(110)를 갖는 디지털 리소그래피 장치는 사선, 곡선 또는 원형 성분을 포함하는 패턴에 대해서 사각 형태로 배열된 즉, 그 단위 구조가 사각형인 디지털 리소그래피 장치보다 더 정밀한 패터닝을 할 수 있다. 예를 들어, 원형 패턴을 구현하는 경우 사각 형태의 단위 구조를 가지고 원형을 구현하는 것보다, 델타 형태의 단위 구조를 가지고 원형을 구현하는 것이 더 매끄럽고, 이상적인 원에 가까운 원을 구현할 수 있다. 즉, 원형 패턴을 구현하기 위해서 정사각형의 단위 구조로 원형 패턴을 채우는 것보다 상기 정사각형의 한 변의 길이와 같은 변의 길이를 갖는 정삼각형의 단위 구조로 원형 패턴을 채우는 것이 더 많은 단위 구조를 채울 수 있다. 따라서 원형 패턴의 여백 부분이 더 작게 되며, 결과적으로 더 정밀한 원형 패턴을 구현할 수 있다.
하지만, 이렇게 이미지 주소 구조(110)를 델타 형태로 배열시켜 디지털 리소그래피 패턴 데이터를 형성하는 경우, 데이터 연산이 복잡하고, 연산량이 많을 뿐만 아니라 연산 시간도 오래 걸리는 문제가 있다. 예를 들어, 벡터 그래픽스 이미지(130)가 래스터화된 래스터 그래픽스 이미지(140)를 구현하기 위해서는 래스터 그래픽스 이미지(140)에 포함되는 픽셀의 위치 정보가 필요하다. 즉, 이미지 주소 구조(110) 상에서 검은색으로 채워진 원들의 위치 정보가 필요하다. 하지만, 이미지 주소 구조(110)가 직교 좌표 형태로 배열되어 있지 않기 때문에, 그 위치 정보를 예를 들어, 몇 행, 몇 열과 같은 자연수의 행렬이나, 기준 좌표값에 대해서 이미지 주소 구조 간격의 정수배에 해당하는 좌표값으로 간단하게 얻을 수 없다.
도 3은 래스터 그래픽스 이미지와 투영 구조를 매칭시키는 단계를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 래스터 그래픽스 이미지(140)와 투영 구조(150)를 매칭시켜, 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 단계를 도시하고 있다. 투영 구조(150)는 복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하며, 디지털 마이크로미러 소자에 의해서 기판 상에 반사되는 광의 위치를 나타내는 가상의 격자 구조로서, 복수의 셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에는 4행 8열 형태의 투영 구조가 도시되어 있으며, 32개의 셀을 포함하고 있다. 또한, 투영 구조(150)의 각 셀의 중심에는 이미지 주소 구조(110)를 나타내는 원보다 큰 원이 도시되어 있다. 상기 원들은 마이크로미러의 중심과 대응한다. 래스터 그래픽스 이미지(140)의 검은색으로 채워진 원(145)과 투영 구조(150)의 원(155)이 일치하는 원(160)에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 온(on) 동작으로 결정할 수 있다. 제어부는 투영 구조(150)를 스캔 방향(x축)으로 진행시키면서, 투영 구조(150)의 원(155)과 래스터 그래픽스 이미지(140)의 검은색 원(145)이 일치하는 원(160)을 찾는다. 제어부는 일치하는 원(160)의 위치 정보를 얻어서, 일치하는 원(160)에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 온 동작으로 결정할 수 있다. 하지만, 상기에서 검토한 바와 같이, 이미지 주소 구조(110)가 델타 형태로 배열되어 있어서, 일치하는 원(160)의 위치 정보를 간단하고 빠르게 얻을 수 없으며, 복잡한 연산을 거쳐야 얻을 수 있다.
도 4는 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조의 정렬각과 스캔 방향의 간격 및 스캔 수직 방향의 간격의 관계를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 디지털 마이크로미러 소자가 기판에 대해서 반시계 방향으로 틸팅되어 있는 경우, 이미지 주소 구조(110)의 정렬각(θ)은 θ1이 된다. θ1은 다음 수학식 1을 만족한다.
Figure 112010055299577-pat00009
여기에서, θ1은 정렬각이며, h는 이미지 주소 구조(110)의 스캔 방향(x축 방향)의 간격 즉, 단위 구조(120)의 밑변(제1 및 제2꼭지점(11, 12)을 잇는 선분)의 길이이다. 또한, v는 상기 밑변과 이웃하는 제3꼭지점(113)에서 상기 밑변까지의 길이 즉, 단위 구조(120)의 높이이다. h'는 제1꼭지점(111)에서 수선의 발(114)까지의 길이이다.
그리고, 디지털 마이크로미러 소자가 기판에 대해서 시계 방향으로 틸팅되어 있는 경우, 이미지 주소 구조(110)의 정렬각(θ)은 θ2가 된다. θ2는 다음 수학식 2를 만족한다.
Figure 112010055299577-pat00010
여기에서, θ2는 정렬각이며, v는 상기 밑변과 이웃하는 제3꼭지점(113)에서 상기 밑변까지의 길이 즉, 단위 구조(120)의 높이이다. h'는 제1꼭지점(111)에서 수선의 발(114)까지의 길이이다.
도 5는 기울기 변환된 벡터 그래픽스 이미지 및 래스터 그래픽스 이미지를 도시한 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법에 따르면, 도 2에 도시된 벡터 그래픽스 이미지(130)를 이미지 주소 구조(110)의 정렬각(θ) 만큼 반대 방향으로 기울인다. 이렇게 기울기 변환된 벡터 그래픽스 이미지(230)는 도 5에 도시된 바와 같이, 사각 형태로 배열된 이미지 주소 구조(210) 상에 배치된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 상기 이미지 기울기 변환 단계는 다음 수학식 3 및 4를 만족한다.
Figure 112010055299577-pat00011
Figure 112010055299577-pat00012
여기에서, x 및 y는 이미지 주소 구조(210)를 x-y 좌표계라고 가정했을 때, 변환되기 전의 벡터 그래픽스 이미지의 좌표값을 의미하고, θ는 이미지 주소 구조(210)의 정렬각을 의미한다. 그리고, x' 및 y'는 상기 이미지 기울기 변환 단계를 통해서 변환된 벡터 그래픽스 이미지의 좌표값을 의미한다.
도 5를 참조하면, 사각 형태로 정렬된 이미지 주소 구조(210) 상에 벡터 그래픽스 이미지(230)가 도시되어 있다. 이미지 주소 구조(210)는 기판 상에 디지털 리소그래피 장치의 마이크로미러의 중심에 대응하는 가상의 원의 누적에 의해서 형성된 가상의 규칙적인 배열 구조이다. 이미지 주소 구조(210)의 단위 구조(220)는 사각 형태인데, 이렇게 사각 형태로 배열된 이미지 주소 구조(210)를 갖는 디지털 리소그래피 장치는 사선, 곡선 또는 원형 성분을 포함하는 패턴에 대해서 델타 형태로 배열된 즉, 그 단위 구조가 삼각형인 디지털 리소그래피 장치보다 정밀하게 패터닝할 수 없다.
하지만, 이렇게 이미지 주소 구조(210)를 사각 형태로 배열시켜, 디지털 리소그래피 패턴 데이터를 형성하는 경우, 데이터 연산을 간단하고 빠르게 수행할 수 있다. 예를 들어, 벡터 그래픽스 이미지(230)가 래스터화된 래스터 그래픽스 이미지(240)를 구현하기 위해서는 래스터 그래픽스 이미지(240)에 포함되는 픽셀의 위치 정보가 필요하다. 즉, 이미지 주소 구조(210) 상에서 검은색으로 채워진 원들의 위치 정보가 필요하다. 이미지 주소 구조(210)가 직교 좌표 형태로 배열되어 있기 때문에, 그 위치 정보를 예를 들어, 몇 행, 몇 열 같은 행렬의 위치값이나, 기준 좌표값에 대해서 이미지 주소 구조 간격의 정수배에 해당하는 좌표값으로 간단하게 얻을 수 있다.
도 6은 래스터 그래픽스 이미지와 기울기 변환된 투영 구조를 매칭시키는 단계를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 래스터 그래픽스 이미지(240)와 투영 구조(250)를 매칭시켜, 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 단계를 도시하고 있다. 투영 구조(250)는 복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하며, 디지털 마이크로미러 소자에 의해서 기판 상에 투영되는 광의 위치를 나타내는 가상의 격자 구조이며, 복수의 셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에는 4행 8열 형태의 투영 구조가 도시되어 있으며, 32개의 셀을 포함하고 있다. 또한, 투영 구조(250)의 각 셀의 중심에는 이미지 주소 구조(210)를 나타내는 원보다 큰 원(255)이 도시되어 있다. 상기 원들(255)은 마이크로미러의 중심에 대응한다.
그리고, 도 6의 투영 구조(250)는 도 3의 투영 구조(150)가 직사각형 달리 정렬각(θ) 만큼 기울어져 있다. 이렇게 복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하는 가상의 투영 구조를 정렬각(θ) 만큼 기울이는 투영 구조 기울기 변환 단계는 상기 수학식 3 및 4를 만족한다. 여기에서, x 및 y는 투영 구조(도 3의 150)가 x-y 좌표계 상에 있다고 가정했을 때, 변환되기 전의 투영 구조의 좌표값을 의미하고, θ는 이미지 주소 구조의 정렬각을 의미한다. 그리고, x' 및 y'는 상기 투영 구조 기울기 변환 단계를 통해서 변환된 투영 구조(250)의 좌표값을 의미한다.
이렇게 투영 구조(250)의 기울기를 변환함으로써, 이미지 주소 구조(210)와 투영 구조(250)의 위치 관계가 도 3에서 이미지 주소 구조(110)와 투영 구조(150)의 위치 관계를 유지할 수 있다. 즉, 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조(110)와 투영 구조(150)의 위치 관계는 사각 형태로 정렬된 이미지 주소 구조(210)와 기울기 변환된 투영 구조(250)의 위치 관계에서 유지될 수 있다. 이는 이미지 주소 구조(110, 210)와 투영 구조(150, 250)가 서로 정렬각(θ) 만큼 기울어져 배치되어 있으며, 정렬각(θ)은 기준에 따라서 상대적으로 정의될 수 있기 때문이다.
본 실시예에 따른 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법을 통해서 디지털 리소그래피 공정을 수행하는 경우, 사각 형태로 정렬된 이미지 주소 구조(210)에서 기울기 변환된 투영 구조(250)를 사용하여, 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조와 같이 정밀한 패터닝을 할 수 있다. 즉, 투영 구조(250)를 기울기 변환하여, 이미지 주소 구조가 델타 형태로 정렬된 것과 같은 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 정밀한 패터닝을 수행할 수 있는 것과 동시에, 사각 형태로 정렬된 이미지 주소 구조에서 래스터 그래픽스 이미지(240)에 포함되는 픽셀의 위치 정보를 예를 들어, 몇 행, 몇 열 같이 행렬의 위치값이나, 기준 좌표값에 대해서 이미지 주소 구조 간격의 정수배에 해당하는 좌표값으로 간단하게 얻을 수 있다. 따라서, 디지털 리소그래피 패턴 데이터를 형성하기 위한 데이터 연산을 간단하고 빠르게 수행할 수 있다.
래스터 그래픽스 이미지(240)와 투영 구조(250)를 매칭시켜, 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 단계는 래스터 그래픽스 이미지(240)의 검은색으로 채워진 원(245)과 투영 구조(250)의 원(255)이 일치하는 원(260)에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 온(on) 동작으로 결정할 수 있다. 투영 구조(250)는 스캔 방향(x축)으로 진행하면서, 투영 구조(250)의 원(255)과 래스터 그래픽스 이미지(240)의 검은색 원(245)이 일치하는 원(260)을 찾는다. 일치하는 원(260)의 위치 정보를 통해서, 일치하는 원(260)에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 찾고, 그 디지털 마이크로미러 소자를 온 동작으로 결정할 수 있다. 상기에서 검토한 바와 같이, 이미지 주소 구조(210)가 사각 형태로 배열되어 있어서, 일치하는 원(260)의 위치 정보를 간단하고 빠르게 얻을 수 있다. 또한, 일치하는 원(260)에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자 역시 간단하고 빠르게 찾을 수 있으며, 이 디지털 마이크로미러 소자의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 동시에 사선, 곡선 또는 원형 성분을 포함하는 패턴에 대해서 정밀한 패터닝을 할 수 있다.
이러한 본 발명인 디지털 리소그래피 장치 및 그 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 광원부 20: 광 변조기
30: 제어부 40: 투영 광학부
50: 기판 이동부 60: 기판
70: 이동 피치 결정부 100: 디지털 리소그래피 장치
110, 210: 이미지 주소 구조 120, 220: 단위 구조
130, 230: 벡터 그래픽스 이미지 140, 240: 래스터 그래픽스 이미지
150, 250: 투영 구조

Claims (12)

  1. 백터 그래픽스 이미지를 델타 형태로 정렬된 이미지 주소 구조의 정렬각(θ) 만큼 반대 방향으로 기울이는 이미지 기울기 변환 단계;
    상기 변환된 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하는 래스터화 단계;
    복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하는 가상의 투영 구조를 상기 정렬각(θ) 만큼 기울이는 투영 구조 기울기 변환 단계;
    상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조를 매칭시켜, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프 동작을 결정하는 단계는 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조가 일치하는 영역에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 온 동작으로 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 기울기 변환 단계 및 상기 투영 구조 기울기 변환 단계는
    Figure 112010055299577-pat00013
    Figure 112010055299577-pat00014
    (여기에서, x 및 y는 변환 전의 좌표값, x' 및 y'는 변환 후의 좌표값, θ는 상기 정렬각)를 만족하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 마이크로미러 소자는 기판에 대해서 시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
    Figure 112010055299577-pat00015
    (여기에서, h'는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이고, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 마이크로미러 소자는 기판에 대해서 반시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
    Figure 112010055299577-pat00016
    (여기에서, h는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 길이이고, h'는 상기 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이며, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬각(θ)은 30°인 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 패턴 데이터 형성 방법.
  7. 광원부;
    상기 광원부로부터 입사된 광을 반사시키고, 복수의 디지털 마이크로미러 소자(digital micromirror device, DMD)를 포함하는 광 변조기;
    상기 광 변조기 및 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자로부터 반사된 광을 상기 기판에 투영시키는 투영 광학부;
    상기 기판이 배치되고, 스캔 방향과 반대 방향으로 상기 기판을 이동시키는 기판 이동부;
    상기 디지털 마이크로미러 소자의 중심에 대응하는 가상의 원의 누적에 의해서 형성된 규칙적인 배열 구조인 이미지 주소 구조의 단위 구조가 델타 형태로 정렬되도록, 상기 기판이 상기 디지털 마이크로미러 소자의 한 번의 온/오프 동작 동안 이동하는 거리인 이동 피치(p)를 결정하는 이동 피치 결정부; 및
    벡터 그래픽스 이미지를 상기 이미지 주소 구조의 정렬각(θ) 만큼 반대 방향으로 기울어지도록 변환하고, 상기 변환된 벡터 그래픽스 이미지를 래스터 그래픽스 이미지로 변환하며, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자에 대응하는 가상의 투영 구조를 상기 정렬각(θ) 만큼 기울어지도록 변환하고, 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조를 매칭시켜, 상기 복수의 디지털 마이크로미러 소자의 온/오프(on/off) 동작 여부를 결정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 래스터 그래픽스 이미지와 상기 투영 구조가 일치하는 영역에 대응하는 디지털 마이크로미러 소자를 온 동작으로 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는
    Figure 112010055299577-pat00017
    Figure 112010055299577-pat00018
    (여기에서, x 및 y는 변환 전의 좌표값, x' 및 y'는 변환 후의 좌표값, θ는 상기 정렬각)를 만족하도록 상기 백터 그래픽스 이미지 및 상기 투영 구조를 변환하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 디지털 마이크로미러 소자는 상기 기판에 대해서 시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
    Figure 112010055299577-pat00019
    (여기에서, h'는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이고, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 디지털 마이크로미러 소자는 상기 기판에 대해서 반시계 방향으로 틸팅되어 있고, 상기 정렬각(θ)은
    Figure 112010055299577-pat00020
    (여기에서, h는 상기 이미지 주소 구조의 단위 구조의 밑변의 길이이고, h'는 상기 단위 구조의 밑변의 한 점 및 상기 밑변과 마주하는 한 점에서 상기 밑변에 내린 수선의 발 사이의 길이이며, v는 상기 단위 구조의 높이)를 만족하는 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 장치.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬각(θ)은 30°인 것을 특징으로 하는 디지털 리소그래피 장치.

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