JP2004080041A - 印刷パターン形成方法、プリントヘッド、印刷システム、集積回路、及び印刷システム操作方法 - Google Patents

印刷パターン形成方法、プリントヘッド、印刷システム、集積回路、及び印刷システム操作方法 Download PDF

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Abstract

【課題】　印刷特徴をエッジ形状及び電気的連続性に対し最適化することができる、ＩＣパターンを正確に印刷するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】　パターンレイアウトを複数の設計層に分割する。この複数の設計層の第１の設計層は上記パターンレイアウトからの第１の複数のレイアウトエレメントから構成され、第１の複数のレイアウトエレメントが第１の基準軸に平行である。該第１の基準軸に位置合わせされる第１の印刷方向に基板を横切るプリントヘッドで複数の印刷パスを構成することによって、基板上に上記複数の設計層の上記第１の設計層を印刷するために第１の印刷動作を実行する。これにより、同質の印刷パターンを基板上に生成することができる。
【選択図】　　　　図８

Description

　本発明は概して電子材料処理に係り、詳細には、高解像度印刷システムを製造し操作するための方法及びシステムに関する。
　集積回路（ＩＣ）印刷は、費用のかかるリソグラフィック方法を単純な印刷作業に置き換えることによってＩＣ製造に対応付けられる費用を低減しようとする先端技術である。従来のＩＣ製造で使用されるデリケート且つ時間のかかるリソグラフィックプロセスを使用するよりも、ＩＣパターンを直接、基板上に印刷することによって、ＩＣ印刷システムがＩＣ製造コストを大幅に削減することができる。印刷されたＩＣパターンは、実際のＩＣ特徴（即ち、薄膜トランジスタのゲート、ソース、及びドレインの各領域、信号ライン、光電子構成コンポーネント等の、最終ＩＣに組み込まれるエレメント）から構成されたり、その後の半導体処理（例えば、エッチング、インプラント等）用のマスクであったりする。
　一般に、ＩＣ印刷は、固体基板を横切る単一の軸線（「印刷動作軸」）に沿ってラスタ・ビットマップにより印刷溶液（一般には、有機材料）を付着させることを必要とする。プリントヘッド、特に、プリントヘッドに組み込まれるエジェクタの配列は、この印刷動作軸に沿った印刷に対し最適化される。ＩＣパターンの印刷はラスタ状になされ、プリントヘッドのエジェクタが基板上に印刷溶液の個々の液滴を分配しながら、プリントヘッドが基板を横切って「印刷パス」を形成する。各印刷パスの最後に、プリントヘッドは、新しい印刷パスを開始する前に印刷動作軸に対し垂直シフトを行なう。プリントヘッドは、ＩＣパターンが完全に印刷されるまで、このように基板を横切って印刷パスを形成し続ける。
　プリントヘッドのエジェクタから分配されると、印刷溶液の液滴は、湿潤作用によって基板に付着し、所定位置に凝固することになる。付着された材料の大きさ及び形状は、凝固及び湿潤の各プロセスの競合により左右される。エッチング・マスク製造用の相転移材料を印刷する場合、印刷された液滴が基板に対する熱エネルギーを失い、固体形状に戻る時に、凝固が発生する。別の場合、有機ポリマー等のコロイド懸濁液や、溶媒又はキャリア内の電子材料の懸濁液が印刷され、印刷された特徴を残すように基板を湿潤させる。温熱条件、及び印刷溶液や基板の材料特性は、周囲環境条件とともに、付着された印刷溶液が液体から固体へと変化する特定の速度を決定する。
　第１の液滴及び第２の隣接する液滴が、第１の液滴の相変換前の時間内に基板上に付着される場合、第２の液滴は湿性があり、液体状態又は半液体状態である第１の液滴に合体し、連続した印刷特徴を形成する。さらに、表面張力の高い印刷溶液は、次の重なり合う液滴が基板表面に拡散することを防止し、これにより液滴の側方への拡散を最小限にする。図１は、Ｘ軸方向において単一の印刷パスで印刷された印刷特徴１００ａの写真を示している。単一の印刷パス中に付着された隣接する液滴はエジェクト・イベント間に乾燥する時間がないので、該特徴１００ａは、液滴が最適に合体することに起因する、所望の同質性及び平滑化された側壁形状を示す。一方、図２は、Ｙ軸方向におけるラスタ印刷によって形成される印刷特徴１００ｂの写真を示している。該特徴１００ｂは、「マルチパス」特徴、即ち、プリントヘッドの複数のパスによって形成された印刷特徴を示している。マルチパス特徴において、プリントヘッドの連続パス中に付着された液滴は一般に、次の印刷パスからの隣接する液滴が付着される前に乾燥する。その結果、マルチパス特徴を構成する印刷溶液の液滴が合体できなくなり、このため、「スカラップ状」特徴の輪郭を生成する。特徴１００ｂを形成するために使用される印刷溶液の個々の液滴のすべてが明確に視認できるので、このエッジのスカラップ化は図２において理解可能である。
　一般に、ＩＣパターンは、マルチパス特徴と、印刷方向に位置合わせされる特徴との両方を含む。図３は、従来のＩＣ印刷プロセス（この場合は、Ｙ軸方向におけるラスタ印刷動作）を用いて印刷されたＩＣパターン１００ｃの写真を示している。ＩＣパターン１００ｃは、複数のアドレスライン１６０とワードライン１７０とによって相互接続されたトランジスタエレメント１２０のアレイから構成される。Ｙ軸に平行に作動し、これにより印刷方向と位置合わせされたワードライン１７０は、図１に関して説明された所望の同質性及び平滑化側壁を示している。しかしながら、Ｙ軸方向における複数の印刷パスによって印刷されるアドレスライン１６０のすべては、図２に関して説明された望ましくないエッジのスカラップ化と非合体性を示している。
　図２及び図３に示されたエッジのスカラップ化は、種々の課題に関連している。例えば、ＩＣパターンがマスクである場合、特徴１００ｂの不揃いのエッジは、印刷品質が信頼できなかったり、パターン化欠陥が生じられる結果となり、一貫性のない装置性能につながる。実際のＩＣ特徴におけるエッジのスカラップ化は、潜在的に重大な内在する欠陥を示している、ＩＣ特徴の電子的ふるまいがその分子構造の影響を受けることがより重要である。特に、有機的印刷流体の分子は一般に、特定の順序で自己集合する必要がある長連鎖である。しかしながら、隣接する液滴が付着される前にこのような印刷溶液の液滴が凝固する場合、これら長連鎖は正確に集合することができず、２つの液滴間の電気的連続性を著しく低減することになる。これは、スカラップ状の印刷特徴を組み込む装置の性能を大きく損なうことがある。
　印刷特徴をエッジ形状及び電気的連続性に対し最適化できるようにする、ＩＣパターンを正確に印刷するためのシステム及び方法が必要とされる。
　本発明は、同質の印刷パターンを基板上に作成するために使用できる印刷システムを対象にしている。パターンレイアウトを、平行レイアウト特徴のみを有する個々の設計層に分離することによって、印刷パターンが一連の印刷動作によって形成可能であり、各印刷動作の印刷方向が、印刷中の設計層の平行レイアウト特徴に位置合わせされている。このように、マルチパス特徴の印刷が回避でき、同質の且つ平滑化エッジの印刷パターンが印刷できる。
　本発明の実施の形態によると、印刷システムにおけるプリントヘッドが、印刷中のパターンの設計規則に従って離間配置されるエジェクタを有し、これにより、印刷パス間で要求される垂直シフトの量を最小限にすることによって印刷スループットを向上させることができる。本発明の別の実施の形態によると、パターンレイアウトの設計規則は、ＩＣレイアウトの印刷に使用されるプリントヘッドにおける既知のエジェクタ間隔に従って公式化されることができる。
　本発明の別の実施の形態によると、プリントヘッドは、多方向印刷に対し導電性のパターンにエジェクタを配列する（即ち、印刷方向に垂直な直線以外のパターンにエジェクタを配列する）ことによって複数の方向に印刷するように設計可能である。種々のエジェクタ配列が、印刷システムの印刷機能を向上させるためにプリントヘッドに組み込まれることができる。
　印刷システムは、印刷スポットの実際の位置をそれらの設計上の（期待される）位置と比較し、それによって印刷システムを調整することによって最適な正確度を提供するように較正可能である。例えば、本発明の実施の形態によると、ステージに対するプリントヘッドの回転上の位置ずれは、２つの異なるエジェクタからの検査スポットを同じ設計上の位置に印刷し、さらに、実際に印刷されたスポット間のオフセットを補正するためにプリントヘッドを回転させることによって、検出且つ補正されることができる。本発明の別の実施の形態によると、すべてのエジェクタからの検査スポットは一度に分配され、それらの期待される位置に対し比較されてもよい。線形オフセットのグラフが、プリントヘッドの角度上のオフセットを算出するために使用できる。
　本発明の別の実施の形態によると、プリントヘッドにおけるすべてのエジェクタからの検査スポットがエジェクタ位置の熱による変化を補正するために使用できる。期待されるエジェクタ位置からの水平及び垂直オフセットを図式化することによって、設計上のエジェクタ位置から実際のエジェクタ位置を算出するために、熱補正ファクタを導出することができる。
　本発明の別の実施の形態によると、異なる設計層を必要とする印刷動作は、最初に位置合わせマークを基板上に印刷することによって位置合わせできる。新しい設計層を印刷する前にＩＣ印刷システムをこれら位置合わせマークに対して較正することによって、異なる設計層から印刷されたＩＣ特徴間の位置合わせを維持することができる。
　本発明の別の実施の形態によると、最低水準の印刷正確度も提供できないエジェクタが使用されないように、プリントヘッドにおけるエジェクタの選択フィルタリングを行なうことができる。本発明の実施の形態によると、ラスタ化画像は、第１の動作中のエジェクタをラスタ化画像の第１のラスタ列と位置合わせすることによってこの「スパース」なエジェクタ状態においてプリントヘッドで効果的に印刷可能である。これによれば、他の動作中のエジェクタを他のラスタ列に位置合わせし、動作中のエジェクタに位置合わせされるラスタ列からのデータが印刷される。第１の動作中のエジェクタは、有効データを含む次のラスタ列にシフトされ、これによって他の動作中のエジェクタを新しいラスタ列に位置合わせする。その結果、新しいデータが印刷され、ラスタ画像において有効データがなくなるまで、このプロセスは続けられる。
　本発明の第１の態様は、第１の設計層が、パターンレイアウトの、第１の基準軸に平行である第１の複数のレイアウトエレメントを含む複数の設計層に該パターンレイアウトを分割し、上記第１の基準軸に位置合わせされる第１の印刷方向に基板を横切ってプリントヘッドで複数の印刷パスを形成することによって、該基板上に上記複数の設計層の上記第１の設計層を印刷するために第１の印刷動作を実行する、プリントヘッドを有する印刷システムを用いてパターンレイアウトから印刷パターンを形成するための方法である。
　本発明の第２の態様は、平行しない第１と第２の方向に印刷するように構成される、印刷システム用のプリントヘッドであって、エジェクタベースと、上記エジェクタベースに取り付けられ、上記第１の方向及び上記第２の方向に対し斜行する第１のライン上に配列される第１の複数のエジェクタと、を含む。
　本発明の第３の態様は、基板を支持するためのステージと、プリントヘッドと、パターンの印刷中に第１の印刷方向に上記基板を横切って上記プリントヘッドを移動させるように構成される位置決め機構と、上記位置決め機構及び上記プリントヘッドを制御するためのシステムコントローラと、を含み、上記システムコントローラが、パターンレイアウトからの全てがパターンレイアウトの第１の基準軸に平行である第１の複数の特徴から構成される第１の設計層を、該パターンレイアウトから抽出するための論理と、上記第１の基準軸が第１の印刷方向に位置合わせされるように上記第１の設計層を印刷するための論理と、を有するパターンレイアウトからのパターンを基板上に印刷するための印刷システムである。
　本発明の第４の態様は、印刷特徴の全てが、平滑化エッジと同質的構造とを示す、印刷特徴を含む集積回路である。
　本発明の第５の態様は、パターンレイアウトから印刷パターンを作成するために、プリントヘッドと、基板を支持するためのステージと、を含む印刷システムを操作するための方法であって、印刷システムを較正し、第１の設計層がパターンレイアウトからの、第１の基準軸に平行である第１の複数のレイアウトエレメントを有する複数の設計層に、パターンレイアウトを分割し、上記第１の基準軸に位置合わせされる第１の印刷方向において、基板を横切ってプリントヘッドで複数の印刷パスを形成することによって、上記複数の設計層の上記第１の設計層を該基板上に印刷するために第１の印刷動作を実行する、方法である。
　本発明は、印刷された特徴をエッジ形状及び電気的連続性に対して最適化することができる、ＩＣパターンを正確に印刷するためのシステム及び方法を提供し、これにより同質の印刷パターンを基板上に生成することができるという優れた効果を有する。
　図４は、本発明の実施の形態による印刷システム２００の斜視図である。本発明の各実施の形態は説明の目的上、ＩＣ印刷に関して説明されるが、本発明は、印刷されたパターンにおいて同質的且つ平滑な壁状の特徴が必要とされるどのような状況にも適用できる。印刷システム２００は、基板２２０を支持（し、任意に平行移動）するためのステージ２１０と、印刷サポート構造２８０に取り付けられる印刷アセンブリ２５０と、システムコントローラ及びデータプロセッサの両方の働きをするコンピュータ／ワークステーション２９０と、を有する。ステージ２１０は、基板２２０の方向性（オリエンテーション）を調整可能とする回転式プラットフォーム２１２を有する。回転式プラットフォーム２１２上の任意選択的位置合わせ機能２１１は、全体の位置決め及び基板２２０の保持（キャプチャ）を提供するように含まれることができる。印刷アセンブリ２５０は、（回転式取り付け具に支えられた）プリントヘッド２３０と、剛性マウント２６０に取り付けられる（高倍率機能を有する）カメラ２７０と、を有する。プリントヘッド２３０は、エジェクタ・ベース２３１に取り付けられる１つ以上のエジェクタ２４０を含む。エジェクタ２４０は、印刷用流体の液滴を基板２２０上に分配するように構成される。形成中の印刷パターンのタイプ及び使用目的に応じて、印刷用流体は、（半導体処理マスクを形成するための）ワックスやフォトレジスト等の相転移材料、溶液処理可能な電子（即ち、導電性、半導体、又は誘電体）材料等のコロイド懸濁液、及び（例えば、ＩＣ特徴を形成するための）有機又は無機材料を含む、種々の材料から構成可能である。基板２２０は、ウェハ、ガラス板、又は、繊維やプラスチック等のより可撓性のある材料等の、パターン化が実行できる何れの材料から構成されてもよい。後述されるように、エジェクタ２４０は、本発明の種々の実施の形態によって、種々の配列及び方向性が可能である。
　コンピュータ／ワークステーション２９０は、ＩＣレイアウトデータをデータソース２９１から受信し、適切な制御信号を印刷サポート構造２８０及び／又はステージ２１０に付与するように構成される。データソース２９１は、ネットワーク化コンピュータ、ローカルエリア・ネットワーク（ＬＡＮ）若しくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して接続されるレイアウトデータベース、又はさらにＣＤ−ＲＯＭや他の取り外し可能記憶媒体を含む、ＩＣレイアウトデータのソースから構成されることができる。コンピュータ／ワークステーション２９０によって付与される制御信号は、プリントヘッド２３０が基板２２０と相対的に平行移動される際に、プリントヘッド２３０の動作及び印刷作用を制御する。印刷作用は、印刷サポート構造２８０や、ステージ２１０によって、あるいはその組み合わせによって提供されることができる。ステージ２１０は基板２２０を平行移動させるがプリントヘッド２３０は静止保持されるので、その印刷作用はプリントヘッド２３０自体の実際の動作を必ずしも含んではいない。コンピュータ／ワークステーション２９０はまた、カメラ２７０からイメージングデータを受信し処理するように結合されている。後述されるように、カメラ２７０は、印刷システム２００の手動の及び自動化された較正能力を提供することができる。
　所望のＩＣパターン結果を印刷システム２００から得るために、ＩＣレイアウトデータを適切に処理し、プリントヘッド２３０を適正に構成するとともに、プリントヘッド２３０をステージ２１０に対し正確に位置合わせし較正しなければならない。
　既述したように、従来のＩＣ印刷システムは、問題のあるエッジのスカラップ化（及び関連する望ましくない電気的特性）を示すマルチパス特徴を一般に生じさせる。本発明の実施の形態では、マルチパス特徴を印刷する必要性は、ソースＩＣレイアウトを平行レイアウト特徴を含むだけの設計層に分離することによって、最小限に抑えるか又は排除することができる。ＩＣレイアウトがこの種の分割に一般に好適であるが、これは、最も一般的な回路構成が直交矩形特徴を用いて形成されるからである。装置性能に関して特に重要な方向に電気的連続性を形成するように、電流は一般にこのような直交矩形特徴に従う。
　ＩＣレイアウトを、平行レイアウト特徴を有する設計層に解析することは、ＩＣ印刷システムの印刷方向を印刷中のレイアウト特徴に常に位置合わせさせることによってマルチパス特徴を排除する。既述したように、ＩＣレイアウト特徴に平行な方向における印刷は、付着した印刷用溶液の液滴を完全に合体させるので、結果として得られるＩＣパターン特徴はエッジが平滑化され、構造的に同質である。コンピュータ／ワークステーション２９０はこのＩＣレイアウト分離動作を実行したり、又は、ＩＣレイアウトデータソース２９１は「予め分離された」レイアウトデータをコンピュータ／ワークステーション２９０に提供することもある。
　図５は、一例としてのＩＣレイアウト３００ａを示し、該レイアウトは、複数のアドレスラインエレメント３２０及びワードラインエレメント３３０によって相互接続されるトランジスタエレメント３１０のアレイを含む。各トランジスタエレメント３１０は、ゲートエレメント３１１、ドレインエレメント３１２、及びソースエレメント３１３を含む。ＩＣレイアウト３００ａがＸ軸及びＹ軸の双方に対し平行に伸びるレイアウト特徴を含むので、従来のＩＣ印刷システムを用いたＩＣレイアウト３００ａの印刷は、印刷方向がＸ軸に平行であったか、又はＹ軸に平行であったかにかかわらず、マルチパス特徴の印刷が発生する結果となることがある。この問題は、ＩＣレイアウト３００ａを複数の設計層、例えば、図６及び図７に示される設計層３００ｂ及び３００ｃに分離することによって回避される。図６における設計層３００ｂは、Ｙ軸に対し平行に伸びるＩＣレイアウト３００ａのすべてのワードラインエレメント３３０を含み、図７における設計層３００ｃは、Ｘ軸に対し平行に伸びるＩＣレイアウト３００ａのすべてのアドレスラインエレメント３２０を含む。本明細書中で使用される「Ｘ軸」及び「Ｙ軸」という用語は単に２つの直交する軸を述べているにすぎず、絶対座標系を特定するものではない。
　設計層３００ｂ及び３００ｃがＩＣレイアウト３００ａから抽出されると、最終ＩＣパターンのワード及びアドレスのそれぞれのラインは２つの別々の印刷動作において印刷されることができる。第１の印刷動作では、印刷方向が設計層３００ｂを基板上に印刷するためにＹ軸に平行に設定されることができる。設計層３００ｂがＹ軸に平行に伸びるレイアウトエレメントだけを含むので、印刷方向をＹ軸に平行に設定することにより、所望の電気的連続性を提供する、エッジが平滑化され、構造的に同質の印刷特徴が得られる結果となる。第２の印刷動作において、印刷方向は、設計層３００ｃを基板上に印刷するために、Ｘ軸に対し平行に設定されることができる。設計層３００ｃがＸ軸に平行に伸びるレイアウトエレメントだけを含むので、印刷方向をＸ軸に平行に設定することにより、望ましい電気的連続性を提供する、エッジが平滑化され、構造的に同質の印刷特徴が得られる結果となる。印刷の順序は、各設計層に対応付けられる印刷方向が維持されるのであれば、逆であってもよい。同じように、ドレインエレメント３１２及びソースエレメント３１３がＸ軸に平行な印刷方向を有する第３の印刷動作によって印刷されることもでき、ゲートエレメント３１１はＹ軸に平行な印刷方向を有する第４の印刷動作によって印刷されることもできる。
　本明細書中で使用される「印刷方向」は、印刷が発生する基板に対する特定の軸を指示する。したがって、２つの異なる印刷方向は、上述の第１及び第２のそれぞれの印刷動作に対応付けられる。これは、印刷動作軸（即ち、印刷システムに対するプリントヘッドの動作の軸）、又は印刷動作の複数軸が第１及び第２の両印刷動作に対して同じ状態のままであっても、真である。プリントヘッドに対する基板の回転上の方向性が第１及び第２の各印刷動作の間で異なるのであれば、これら２つの印刷動作の印刷方向は異なることになる。「印刷方向」は軸を指示するので、この軸に沿った正及び負の動作は同じ印刷方向を有するものと考えられる。印刷方向は、平面又は非平面の経路を特定する曲線の幾何学的形状（即ち、非直線軸）から構成される可能性がある。さらに、特定の層におけるレイアウト特徴の略全体（ほぼ９０％以上）が相互に平行であれば、ＩＣレイアウトが平行レイヤ特徴のみを有する設計層に分割できないこともあるが、重大な利益を得ることはできる。
　図８は、図６及び図７にそれぞれ示される設計層３００ｂ及び３００ｃから印刷可能なＩＣパターン３００ｄの写真を示す。Ｙ軸に平行な印刷方向を有する印刷動作によって形成されるＩＣパターン３００ｄのワードライン３７０はすべて、図１に示された印刷特徴１００ａに関して既述された所望の平滑化されたエッジと同質性とを示す。Ｘ軸に平行な印刷方向を有する印刷動作によって形成されたアドレスライン３６０もまた同様に、エッジが平滑化され同質的である。このように、ＩＣレイアウトを適切な設計層に分割することにより、ＩＣパターンの印刷を改善することができる。ＩＣパターン３００ｄの平滑化エッジは、従来の印刷方法を用いて形成された図３に示されるＩＣパターン１００ｃのスカラップ状エッジと対照的である。
　ＩＣレイアウトを、平行レイアウト特徴を有する設計層に分割すること以外に、ＩＣ印刷プロセスはプリントヘッドの適切な構成によってさらに最適化されることができる。別の実施の形態によると、印刷されているＩＣパターンの設計規則に従ってプリントヘッド内のエジェクタ間に間隔をとることによって、印刷の処理能力（スループット）を向上することができる。例えば、図９はプリントヘッド４３０ａの正面図を示している（即ち、エジェクタに直面している）。プリントヘッド４３０ａは、エジェクタベース４３１ａに取り付けられたエジェクタ４４０（１）乃至４４０（５）を有する。説明の目的上、５個のエジェクタが示されているが、プリントヘッド４３０ａに含まれるエジェクタの個数はこれに限定されない。プリントヘッド４３０ａは、エジェクタ４４０（１）乃至４４０（５）が垂直線上に配列されているように、Ｘ軸方向に印刷するように設計される。エジェクタ４４０（１）乃至４４０（５）間の各間隔Ｈａを特定のＩＣレイアウトの設計規則の選択された１つの整数の倍数になるようにサイズ処理することによって、プリントヘッド４３０ａはそのＩＣレイアウトの効率的な印刷に最適化されることができる。
　図５に示されるＩＣレイアウト３００ａは、アドレスラインエレメント３２０間の間隔ｄ１が３３８μｍである場合に、アドレスラインの最小間隔を３３８μｍに指定する設計規則を含むことがある。プリントヘッド４３０ａの間隔Ｈａを３３８μｍに等しく設定することによって、基板を横切るプリントヘッド４３０ａの単一パスのみが図７に示される設計層３００ｃを印刷するように要求されることになる。印刷パスの間に、エジェクタ４４０（１）乃至４４０（４）はそれぞれアドレスラインエレメント３２０の１つを印刷することになる（エジェクタ４４０（５）は、設計層３００ｃにおけるレイアウト特徴のいずれにも対応することがないので、印刷パス間に使用できないようにすることがある）。適切なエジェクタ間隔をプリントヘッド４３０ａに組み込むことによって、所与のＩＣレイアウトを印刷するのに必要なパスの総数が最小限に抑えられることができる。別の実施の形態によると、ＩＣレイアウトの印刷に使用されるプリントヘッドにおけるエジェクタの（既知の）間隔に適合するＩＣレイアウト用の設計規則を特定することによって、同様の印刷効率が得られることもある。
　（図６及び図７に示される設計層３００ｂ及び３００ｃ等の）直交する一対の設計層を印刷するために、プリントヘッド４３０ａ等のプリントヘッドは、（プリントヘッドを回転させるか、又は基板を回転させるかによる）印刷動作間で基板に対し９０度の方向付けを再度必要とすることがある。従来のＩＣ印刷システムが一般に、単一の印刷動作軸に沿った印刷に最適化される（エプソン、ヒューレットパッカード、テクトロニクス、ゼロックス等によって製造される）インクジェット式プリンタで使用される同種のプリントヘッドを使用するので、従来のＩＣ印刷システムで使用されるプリントヘッドはさらに、印刷動作間にこの種の回転方向付けの再設定を必要とすることもある。（これは、インクジェットプリンタにおけるプリントヘッドが液滴排出中に単一軸に沿って移動するにすぎないからである。）このタイプの層間回転は、望ましくない操作上の複雑性、及び位置ずれを引き起こす可能性が高くなることをＩＣ印刷プロセスにもたらすことがある。別の実施の形態によると、印刷動作間のプリントヘッド／基板の回転の必要性は、プリントヘッドを２軸プリントヘッドに構成することによって排除することができる。
　図１０は、本発明の別の実施の形態による２軸プリントヘッドを示している。プリントヘッド４３０ｂは、エジェクタベース４３１ｂの対角線上に配列される複数のエジェクタ４４０を含む。説明の目的上、６個のエジェクタが示されているが、プリントヘッド４３０ｂに含まれるエジェクタの数はこれに限定されない。プリントヘッド４３０ｂの対角線上エジェクタ配列により、プリントヘッド又は基板を回転させずにＸ軸及びＹ軸の両方向においてマルチライン印刷が実行可能である。図９に示されるプリントヘッド４３０ａに関して既述されたように、印刷されているＩＣレイアウトの設計規則に従ってエジェクタ４４０間の水平間隔Ｗｂ及び垂直間隔Ｈｂを設定することによって、プリントヘッド４３０ｂのスループット機能をさらに最適化できる。
　直交方向にエジェクタの対角線を繰り返し、但し、繰り返す対角線のそれぞれを指定された増加分だけオフセットしてＩＣパターンを書き込むのに必要なパスの数を低減することによって、プリントヘッド４３０ｂをさらに最適化することができる。一例として、図１１は、それぞれ４個のエジェクタ４４０から成る５本の対角線（参照用に点線で示されるＤ１乃至Ｄ５）を含むプリントヘッド４３０ｃを示している。対角線の本数、及び対角線１本当たりのエジェクタの数はどちらも、説明するために任意に選択されており、プリントヘッド４３０ｃに含まれる対角線とエジェクタの個数はこれに限定されない。Ｘ軸方向における印刷では、対角線Ｄ１乃至Ｄ３が、垂直方向において距離Ｈｃだけ相互にオフセットされる。オフセットＨｃは、対角線Ｄ１乃至Ｄ３における各エジェクタ４４０が固有の垂直（方向）位置を有し、したがって、プリントヘッド４３０ｃの印刷方向がＸ軸に平行である場合に識別可能な（即ち、重なり合わない）水平線を生じさせ得るように、選択される。Ｙ軸方向における印刷では、対角線Ｄ３乃至Ｄ５は、水平方向に距離Ｗｃだけ相互にオフセットされる。オフセットＷｃは、対角線Ｄ３乃至Ｄ５における各エジェクタ４４０が固有の水平（方向）位置を有し、プリントヘッド４３０ｃの印刷方向がＹ軸に平行である場合に識別可能な垂直線を生じさせ得るように、選択される。このように、プリントヘッド４３０ｃの印刷解像度（即ち、隣接ライン間の印刷可能な間隔）が顕著に向上される。
　正確なＩＣパターンの形成を確実にするために、ＩＣ印刷システムの適切な較正が重要である。電子パターンの形成のためのより望ましい精度が１μｍの範囲内であるのに対して、例えば、スペクトラ社（Spectra, Inc.）製造の、最新式インクジェット式プリントヘッド及びエジェクタでも、エジェクタ間スポット配置精度は５０μｍにすぎないこともある。したがって、プリントヘッドの「規格品」性能を向上させることのできる較正技術が望ましい。既述したように、システム較正は、プリントヘッドのエジェクタ位置に対し固定される光軸位置を有するビデオカメラ顕微鏡（例えば、図４に示されるカメラ２７０）で容易に達成可能である。図２９は、本発明の実施の形態による較正及び印刷プロセスのフローチャートを示している。ステップ１１１０において、カメラに対するエジェクタの位置が決定される。ステップ１１２０では、プリントヘッドが印刷システムの（単数又は複数の）印刷動作軸に位置合わせされる。ステップ１１２０で行なわれる調整は、ステップ１１１０のカメラ−ヘッド位置決めの繰り返しを要求することがある。ステップ１１３０では、（プリントヘッドの熱膨張を考慮に入れて）エジェクタの「使用時」位置が決定される。ステップ１１４０において、所望の印刷正確度を付与するエジェクタのみが印刷プロセスにおいて使用されるように、エジェクタに選択フィルタリングが適用される。ステップ１１１０のカメラ−ヘッド位置決めにおいて使用されたエジェクタが、ステップ１１４０における使用に選択されない場合、ステップ１１５０において、別のカメラ−ヘッド位置決め動作が、ステップ１１４０で選択されたエジェクタを用いて実行される。任意に実行される確認ステップ１１６０は、適切な印刷正確度が較正された印刷システムによって提供されることを確認するために、ステップ１１４０で選択されたエジェクタを用いて実行できる。実際のパターン印刷動作中に、ステップ１１７０において第１の設計層が、位置合わせマークセットに沿って印刷される。それ以降のすべての設計層はステップ１１８０において位置合わせされ、印刷される。その他種々の実施の形態は、図２９に示されるステップの組み合わせを含むことがある。図２９のフローチャートにおける個々のステップは以下に詳述される。
　このようなカメラを用いた較正動作における第１のステップは、プリントヘッドに対するカメラの位置が正確に決定されることを要求する。この「対プリントヘッドのカメラ位置」の決定は、カメラ及びプリントヘッドが互いに固定位置に保持されているので、容易に行なうことができる。例えば、図１２（以下詳述される）は、カメラ５７０と、印刷アセンブリ５５０に装着されるプリントヘッド５３０とを、示している。選択されたエジェクタ（例えば、エジェクタ５４０（０））に対するカメラ５７０の位置を決定するための一方法は、この選択されたエジェクタからスポット（例えば、５２５（０））を印刷し、このスポット上で直接、カメラ５７０の画像領域に基準マーク５７１を位置決めするのに必要な水平オフセットＣｈ及び垂直オフセットＣｖを測定することである。その他の方法も容易であることは明らかである。
　複数のエジェクタを有するプリントヘッドは、該プリントヘッドが使用されるＩＣ印刷システムの（単数又は複数の）印刷動作軸に正確に位置合わせされなければならないので、印刷溶液の液滴が所望の正確度の範囲内で基板上の必要な位置に置かれることができる。印刷動作軸に対するプリントヘッドに角度的に位置ずれ（ミスアラインメント）がある場合、プリントヘッドによって生成されるＩＣパターンは対応する変形量を示すことになる。図１２及び図１３は、本発明の実施の形態による、印刷動作位置合わせをプリントヘッドに実行させるための方法を示すＩＣ印刷システムの詳細図を示している。図１２において、印刷アセンブリ５５０がステージ５１０上の基板５２０に位置決めされる。印刷アセンブリ５５０は図４に示される印刷アセンブリ２５０と略同じであり、プリントヘッド５３０と、剛性マウント５６０に装着されるカメラ５７０と、を含む。プリントヘッド５３０は、エジェクタベース５３１に対角線上に配列されるエジェクタ５４０（０）乃至５４０（５）を含む。ここでは６個のエジェクタが示されているが、プリントヘッド５３０に含まれるエジェクタの数及び配列はこれに限定されない。単一スポット５２５（０）が、エジェクタ５４０（０）乃至５４０（５）のうちの第１の選択されたエジェクタ、この場合、エジェクタ５４０（０）によって基板５２０上に印刷される。図１３に示されるように、印刷アセンブリ５５０は、Ｘ軸方向では距離Ｄｘ（１）、Ｙ軸方向では距離Ｄｙ（１）の分だけ平行移動され、距離Ｄｘ（１）及びＤｙ（１）はスポット５２５（０）上に第２の選択されたエジェクタ（ここでは、エジェクタ５４０（５））を位置決めするように期待される値を示している。エジェクタ５４０（５）はさらに、第２のスポット５２５（５）を印刷する。カメラ５７０は、スポット５２５（０）及び５２５（５）の間の距離を測定するために使用可能であり、プリントヘッド５３０の方向性は、ミスアラインメントを較正するために基板５２０（又はステージ５１０）に対して調整可能である。プリントヘッド５３０のこの相対回転は、固定されたマウント５６０内で実際にプリントヘッド５３０を（曲線の矢印で表示されるように）回転させたり、又はプリントヘッド５３０の位置を変化させずにステージ５１０を回転させることによって、達成することができる。カメラのエジェクタ／液滴に対する位置を再較正した後に、更なる回転補正が必要であるかどうかを判断するべく更に２つの液滴を単一の位置に印刷するために、これら２つのエジェクタ（５４０（０）及び５４０（５））が使用できる。このタイプの反復法は、２つのエジェクタによって生成されるスポットが所望の正確度の範囲内に位置合わせされるまで続けられる可能性がある。このプロセスは、図１４に示されるフローチャートのステップ５０１乃至５０６において要約される。
　図１５及び図１６は、本発明の別の実施の形態による、印刷動作位置合わせ操作をプリントヘッドに実行させるための代替方法を示すＩＣ印刷システムの詳細図を示している。図１５において、印刷アセンブリ５５０はステージ５１０上の基板５２０に位置決めされる。印刷アセンブリ５５０は図４に示される印刷アセンブリ２５０と略同じであり、プリントヘッド５３０と、剛性マウント５６０に装着されるカメラ５７０と、を含む。プリントヘッド５３０はエジェクタベース５３１内の対角線上に配列されるエジェクタ５４０（０）乃至５４０（５）を含む。ここでは６個のエジェクタが示されているが、プリントヘッド５３０に含まれるエジェクタの数及び配列はこれに限定されない。カメラ５７０の画像センサ内の位置合わせ目標５７１に対する各エジェクタ５４０（０）乃至５４０（５）の位置が、正確に決定される比較的簡単な作業であるのは、カメラ及びエジェクタ５４０（０）乃至５４０（５）がともに剛性マウント５６０によって固定位置に保持されるからである。図１５に示されるように、印刷溶液の１つの液滴が単一のエジェクト・イベントにおいて、エジェクタ５４０（０）乃至５４０（５）のそれぞれから基板上５２０に付着される。このエジェクト・イベントは、排出速度の変化による効果が説明できるように、実際のＩＣ印刷中に使用される印刷速度で実行可能である。それぞれ排出されたスポットに対し、図１６に示されるように、カメラ５７０は対応するエジェクタの設計位置（即ち、期待される位置）上に位置決めされ、マシンビジョンオブジェクト位置決め方法（例えば、質量中心又は円形ハフ変換アルゴリズム）を用いて、スポットの実際の位置が検出され、設計位置からのスポットのＸ軸及びＹ軸の各オフセット（Ｄｘ（２）及びＤｙ（２））が計算される。各スポットごとのＹ軸オフセットは、図１８のグラフに示されるように、期待されるスポットのＸ軸位置（Ｘｅｘｐ）に対してプロットされることができる。その結果、最適ライン７００が算出されることができ、ライン７００の傾きＳａがプリントヘッド５３０とステージ５１０のＸ軸移動範囲との間の角度差を表示する。スポットの期待されるＹ軸位置に対してプロットされる各スポットごとのＸ軸オフセットは、この角度差の計算のための代替手段を提供することになる。プリントヘッド５３０は、この位置ずれを較正するためにステージ５１０に対し回転される可能性がある。測定された角度差が所望のしきい角度以下になるまでこの手順全体が繰り返される。このプロセスは図１７に示されるフローチャートのステップ６０１乃至６０７に要約される。
　Ｘ軸及びＹ軸のオフセットデータ（これらは図１５及び図１６に関して説明された）はまた、ＩＣ印刷システムの動作中にプリントヘッドのエジェクタ間の間隔をより正確に決定するために使用することもできる。印刷動作中に、プリントヘッドは適切な印刷溶液の流れを確保するために頻繁に加熱されなければならない。結果として生じるプリントヘッドの熱膨張は、エジェクタ間隔を設計（期待）値から変化させることがある。別の実施の形態によると、このような熱によって生じられるオフセットは以下の方法で測定され較正されることができる。まず、Ｘ軸及びＹ軸のオフセットの集合が、図１５及び図１６に関して既述されたように決定される。各スポットごとのＸ軸オフセットは、図１９のグラフによって示されるように、スポットの期待Ｘ軸位置（Ｘｅｘｐ）に対してプロットされることができる。その結果、最適ライン８００ａが算出されることができ、ライン８００ａの傾きＳｘが実際の印刷動作中にエジェクタのＸ軸設計位置に適用される補正ファクタを定義する。この補正ファクタの適用は以下のとおりである。

　　　　　　　Xact(n)=Xexp(n)+Sx(Xexp(n)-Xexp(0)) ・・・（１）

ここで、Ｘａｃｔ（ｎ）は、プリントヘッドにおけるｎ番目のエジェクタの実際のＸ軸位置であり、Ｘｅｘｐ（ｎ）は該ｎ番目のエジェクタの設計上の（期待される）Ｘ軸位置であり、Ｘｅｘｐ（０）は、プリントヘッドにおける基準エジェクタ（即ち、上述のプリントヘッドに対するカメラ位置の決定において使用されたエジェクタ）の設計上のＸ軸位置である。例えば、図１９のグラフでは、Ｘｅｘｐ（０）は図１５及び図１６におけるエジェクタ５４０（０）の設計上のＸ軸位置になる。同じように、傾きＳｙは、図２０に示されるように、スポットの期待Ｙ軸位置（Ｙｅｘｐ）に対してプロットされる各スポットごとのＹ軸オフセットのグラフでの最適ラインに対して決定されることができる。傾きＳｙは、以下のようにエジェクタのＹ軸位置に対し補正ファクタを付与する。

　　　　　Yact(n)=Yexp(n)+Sy(Yexp(n)-Yexp(0)) ・・・　（２）

ここで、Ｙａｃｔ（ｎ）はプリントヘッドにおけるｎ番目のエジェクタの実際のＹ軸位置であり、Ｙｅｘｐ（ｎ）は、該ｎ番目のエジェクタの設計上の（期待される）Ｙ軸位置であり、Ｙｅｘｐ（０）は、基準エジェクタの設計上のＹ軸位置である。このように、エジェクタ位置への熱影響は効果的に補正できる。このプロセスは図２１に示されるフローチャートのステップ８０１乃至８０７に要約される。
　多数の高品質エジェクタを有するマルチエジェクタ・プリントヘッドを製造する際に固有の問題は、正確度の高い印刷（例えば、４０μｍの液滴を１μｍの正確度及び５％未満の液滴均一性で付着させること）のためにエジェクタの「選択フィルタリング」の使用を必要とする。この問題は、ＩＣ印刷システムが文書作成を目的とした容易に入手できる安価なプリントヘッドを組み込んでいる場合にだけ強められる。多くの場合、プリントヘッドにおけるエジェクタのサブセットのみが必要な正確度（印刷許容範囲）で実行できる。このような状況において、本発明の実施の形態によるエジェクタ選択方法は、上述のプリントヘッドに対するカメラの位置合わせ手順を実行すること、上述のエジェクタ間位置検査を実行し、適切な補正をレイアウトデータに適用すること、スポット配置正確度許容範囲及びスポットサイズ変更許容範囲を選択すること、プリントヘッド設計に固有のその他選択パラメータ（即ち、同一線上の位置の重複、疎状態異常値の除去等）を識別すること、及び、選択パラメータ内の所望の印刷許容範囲を付与するエジェクタに対しフィルタリングを行なうことを有する。別の実施の形態によると、このフィルタリングは、すべてのフィルタ選択されたエジェクタを用いてエジェクタパターンを印刷することによって確認されることができる。このエジェクタパターンは、単一のエジェクト・イベントによって、又は、すべての選択されたエジェクタを利用する所定のパターンを印刷する印刷動作によって、形成されることができる。各エジェクタごとのスポット配置は、所望の印刷許容範囲を付与するエジェクタを識別するために、選択パラメータと比較できる。これら「好適な」エジェクタが選択及び確認されると、残りのエジェクタは使用できないようにされてもよいし、あるいは、次の印刷動作では操作から除去されてもよい。
　本発明に従ってＩＣパターンを印刷することは少なくとも２つの印刷動作（即ち、非平行設計層の各々に対し１つずつの動作）を必要とすることになるので、第２の印刷動作で使用される設計層が第１の印刷動作で印刷された設計層と位置合わせされていることを確実にするためのある手段が提供されなければならない。別の実施の形態によると、この位置合わせは位置合わせマークの集合を基板に印刷することによって容易化される。印刷アセンブリに取り付けられるカメラ（即ち、図４に示されるカメラ２７０）は、異なる印刷動作中に印刷される層が適切に位置合わせされるように層位置合わせを実行するために使用することができる。
　図２２は、本発明の実施の形態による層位置合わせを実行するための方法を示している。図２２において、基板５２０はステージ５１０上の回転プラットフォーム５１２上に配置され、基板５２０上のフラット５２２等の標準位置決め特徴と、ステージ５１０上の位置合わせ特徴５１１と、を用いて位置決めされる。位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）は、最初の設計層の印刷前か、又はその印刷中に、基板５２０上の使用されない位置に予め印刷されている。位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）は最初の設計層の一部であったり、又は特別の位置合わせ設計層に含まれることもある。ここでは４個の位置合わせマークが描画されているが、基板５２０に印刷される位置合わせマークは１つ以上であれば、４個に限定されない。位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）は説明の目的上、十字形状のエレメントとして描画されているが、これらは正確に位置を表示できる形状であれば十字形状に限定されない。
　層位置合わせを実行するために、カメラ５７０は、位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）のそれぞれの設計上の位置と実際の位置との間のオフセット（即ち、ベクトル距離及び方向）を測定するために使用される。これらの測定は、カメラ５７０を設計上の位置まで移動し、対応付けられる位置合わせマークの実際の位置をカメラ５７０の画像センサにおける位置合わせ目標５７１と比較することによって得られる（カメラ５７０を収容する印刷アセンブリ、及びそれに対応付けられるプリントヘッドは明確にするために図示されていない）。各測定の終了後、又は、特定数の測定の終了後、基板５２０は（曲線の矢印で示されるように）回転プラットフォーム５１２によって回転される。この測定−回転シーケンスは、各位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）ごとのオフセットが同じになるまで（指定された許容範囲内になるまで）繰り返される。
　次に、カメラ５７０は定義済み原点に対する各基準マークの位置を測定し、これら測定値を平均化して、位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）の位置合わせ基準点の実際の位置（位置５２５（ｒｅｆ）として表示される）を得る。位置合わせ基準点は、（位置５２５（Ｌ１）として表示される）第１の設計層の設計層原点に対して既知の位置を有するので、位置合わせ基準点の実際の位置が既知であると、第１の設計層の設計層原点の実際の位置が決定できる。別の実施の形態によると、位置合わせ基準点と第１の設計層の設計層原点とが一致する可能性がある。第１の設計層の設計層原点の実際の位置とその期待位置（位置５２５（ｅｘｐ）として表示される）との間におけるＸ軸及びＹ軸のそれぞれのオフセット、Ｃｘ及びＣｙは、次の設計層が基板５２０と位置合わせされ、これにより予め印刷された層と位置合わせされるように印刷される該次の設計層に適用できる変換ベクトルを提供する。このプロセスは、図２４に示されるフローチャートのステップ９０１乃至９０７に要約される。
　プリントヘッドが１つのエジェクタのみを有する場合、基板に対するプリントヘッドの回転上の方向性はそれほど重要でないが、これは単一のエジェクタがベクトル印刷動作を実行できるからである。したがって、上述の層位置合わせプロセスが単一エジェクタ式プリントヘッドに対し使用されることもあるが、いくらか単純な層位置合わせプロセスもまた使用されることがある。図２３は、本発明の実施の形態による、単一エジェクタ式プリントヘッド用の層位置合わせ操作を示している。図２３において、基板５２０はステージ５１０上に配置され、基板５２０上のフラット５２２等の標準位置決め特徴と、ステージ５１０上の位置合わせ特徴５１１と、を用いて位置決めされる。位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）は、最初の設計層を印刷する前か、又はその印刷中に、基板５２０上の使用されない位置に予め印刷されている。位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）は最初の設計層の一部であってもよく、特別の位置合わせ設計層に含まれることもある。ここでは４個の位置合わせマークが示されているが、基板５２０上に印刷される位置合わせマークは１個以上であれば、４個に限定されない。位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）は説明の目的上、十字形状のエレメントとして示されているが、これらは位置を正確に表示できるのであれば、十字形状に限定されない。カメラ５７０（カメラ５７０を収容する印刷アセンブリ、及びそれに対応付けられるプリントヘッドは明確にするために図示されていない）は位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）の実際の位置を測定し、設計上の位置合わせマーク位置からのそれぞれのオフセットを決定する。例えば、基準マーク５２１（ａ）に対するＸ軸及びＹ軸の各方向におけるオフセットはそれぞれ、Ｒｘ（ａ）及びＲｙ（ａ）である。位置合わせマーク５２１（ａ）乃至５２１（ｄ）のすべてに対し測定されたオフセットは、基板５２０上に印刷される次の設計層に適用される回転角度、及び変換ベクトルを算出するために使用できる。このプロセスは、図２５に示されるフローチャートのステップ９９１乃至９９５において要約される。
　エジェクタの一部のみが動作中である（即ち、「スパースなエジェクタ」状態）プリントヘッドでの印刷は、制御論理が印刷動作中に不足している（使用できない）エジェクタの説明となることを必要とする。図２６及び図２７は、本発明の実施の形態によるエジェクタのスパースなセットで印刷するための方法を示している。図２６は、プリントヘッド１０３０によって印刷される設計層のラスタ化画像１０００を示している。プリントヘッド１０３０は説明の目的上、対角線上に６個のエジェクタ１０５０（０）乃至１０５０（５）を含んでいるが、プリントヘッド１０３０に含まれるエジェクタの数や、その配列はこれに限定されない。ラスタ化画像１０００は、ラスタ列ａ乃至ｔと、ラスタ行Ｒ０１乃至Ｒ１３を含む。エジェクタ１０５０（０）乃至１０５０（５）間のそれぞれの水平間隔Ｘｏｆｆ及び垂直間隔Ｙｏｆｆは、ラスタ化画像１０００のラスタ列間隔及びラスタ行間隔のそれぞれの整数の倍数になるように選択される。例えば、間隔Ｘｏｆｆはラスタ列間隔の４倍であり、間隔Ｙｏｆｆはラスタ行間隔の２倍である。ラスタ列ａ乃至ｔに印刷されるデータは、斜線を施した領域、例えば、ラスタ列ａにおけるラスタデータブロック１００１及び１００２によって表示される。印刷方向が説明の都合上、垂直方向に定義されるが、同じ原則が水平印刷方向にも適用する。
　プリントヘッド１０３０のエジェクタのスパースなセットは、規定のエジェクタ性能要件を満たさないことを表示する「Ｘ」で示されたエジェクタ１０５０（３）を除く全てのエジェクタとして定義される。有効データを含む第１のラスタ列（この場合、列ａ）が選択され、その列は第１のエジェクタ（この場合、エジェクタ１０５０（０））に対応するように設定される。残りの「好適な」エジェクタ１０５０（１）、１０５０（２）、１０５０（４）、及び１０５０（５）のそれぞれの位置は、印刷される追加のラスタ列、即ち、列ｄ、ｇ、ｍ、及びｐを決定する。印刷データは、列ａ、ｄ、ｇ、ｍ、及びｐから抽出され、次の印刷パスに対し、エジェクタ１０５０（０）、１０５０（１）、１０５０（２）、１０５０（４）、及び１０５０（５）にそれぞれ対応付けられる。エジェクタ１０５０（０）乃至１０５０（５）が垂直方向に相互にオフセットしているので、対応する垂直オフセットは、印刷された特徴が適切に位置決めされることを確実にするために抽出されたラスタデータに適用されなければならない。例えば、エジェクタ１０５０（１）はエジェクタ１０５０（０）上の垂直方向に２つ上のラスタ行である（オフセットＹｏｆｆは２である）ので、エジェクタ１０５０（１）に対応付けられる印刷データは、印刷された特徴が適切に位置合わせされることを確実にするために先方に２つだけシフトされなければならない。
　図２７は、図２６において実行される第１の印刷パスの結果を示している。図２６に関して実行される抽出操作によって、ラスタ列ａ、ｄ、ｇ、ｍ、及びｐのデータが空になるので、有効データを有する更新されたラスタ化画像１０００’における第１の列はここでは、（ラスタデータブロック１００３乃至１００８を含む）列ｂとなる。列ｂはエジェクタ１０５０（０）に対応するように設定され、さらに、エジェクタ１０５０（１）、１０５０（２）、１０５０（４）、及び１０５０（５）と、ラスタ列ｅ、ｈ、ｎ、及びｑとの相関関係を定義する。印刷データはこれら新しい列から抽出され、該データはエジェクタ間の垂直オフセットを補正するために適切な垂直オフセットによって調整され、第２の印刷パスが実行される。プリントヘッド１０３０のスパースな状態のエジェクタを用いた印刷は、ラスタ画像において有効データがなくなるまでこのように続行する。このプロセスは図２８に示されるフローチャートのステップ１００１乃至１００７において要約される。
　本発明を種々の実施の形態に関連して説明してきたが、本発明はここに示された実施の形態に限定されず、当業者にも明白であるとされる変更例が可能であることが理解される。したがって、本発明は添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
平滑化エッジと同質性を示す印刷特徴の写真である。 波状のエッジを示す印刷特徴の写真である。 平滑化エッジを有する特徴と波状のエッジを示す特徴とを含むＩＣパターンの写真である。 本発明の実施の形態による印刷システムを示す斜視図である。 ＩＣレイアウトのサンプルを示す図である。 本発明の一実施形態による、レイアウトエレメントのすべてが相互に平行である、図５のＩＣレイアウトのサンプルから取り出される設計層を示す図である。 本発明の一実施形態による、レイアウトエレメントのすべてが相互に平行である、図５のＩＣレイアウトのサンプルから取り出される設計層を示す図である。 本発明の一実施形態による、図６及び図７に示される設計層を用いて形成されるＩＣパターンの写真である。 本発明の他の実施の形態による、プリントヘッドの正面図である。 本発明の他の実施の形態による、プリントヘッドの正面図である。 本発明の他の実施の形態による、プリントヘッドの正面図である。 本発明の一実施形態による、プリントヘッドの印刷動作軸位置合わせに対するプロセスを示すダイアグラムである。 本発明の一実施形態による、プリントヘッドの印刷動作軸位置合わせに対するプロセスを示すダイアグラムである。 本発明の一実施形態による、図１２及び図１３に示されるプリントヘッドの印刷動作軸位置合わせに対するプロセスを示す流れ図である。 本発明の一実施形態による、プリントヘッドの印刷動作軸位置合わせに対するプロセスを示すダイアグラムである。 本発明の一実施形態による、プリントヘッドの印刷動作軸位置合わせに対するプロセスを示すダイアグラムである。 本発明の一実施形態による、図１５及び図１６に示されるプリントヘッドの印刷動作軸位置合わせに対するプロセスを示す流れ図である。 本発明の一実施形態によるプリントヘッド位置合わせプロセスに対するステージで使用するための回転上の位置ずれを示すグラフである。 本発明の一実施形態にしたがってエジェクタ位置の熱影響を決定するために使用できる水平方向の位置ずれを示すグラフである。 本発明の一実施形態にしたがってエジェクタ位置の熱影響を決定するために使用できる垂直方向の位置ずれを示すグラフである。 本発明の一実施形態によるエジェクタ・マッピング・プロセスの流れ図である。 本発明の他の実施の形態による層位置合わせプロセスのダイアグラムである。 本発明の他の実施の形態による層位置合わせプロセスのダイアグラムである。 本発明の他の実施の形態による、図２２及び図２３に示される層位置合わせプロセスの流れ図である。 本発明の他の実施の形態による、図２２及び図２３に示される層位置合わせプロセスの流れ図である。 本発明の一実施形態による、スパースな状態のエジェクタでの印刷手順のダイアグラムである。 本発明の一実施形態による、スパースな状態のエジェクタでの印刷手順のダイアグラムである。 本発明の一実施形態による、図２６及び図２７に示されるスパースな状態のエジェクタでの印刷手順の流れ図である。 本発明の一実施形態による印刷システムの較正及び印刷プロセスを示す流れ図である。

Claims (5)

  1. 　第１の設計層が、パターンレイアウトの、第１の基準軸に平行である第１の複数のレイアウトエレメントを含む複数の設計層に該パターンレイアウトを分割し、
    　前記第１の基準軸に位置合わせされる第１の印刷方向に基板を横切ってプリントヘッドで複数の印刷パスを形成することによって、該基板上に前記複数の設計層の前記第１の設計層を印刷するために第１の印刷動作を実行する、
    　プリントヘッドを有する印刷システムを用いてパターンレイアウトから印刷パターンを形成するための方法。
  2. 　平行しない第１と第２の方向に印刷するように構成される、印刷システム用のプリントヘッドであって、
    　エジェクタベースと、
    　前記エジェクタベースに取り付けられ、前記第１の方向及び前記第２の方向に対し斜行する第１のライン上に配列される第１の複数のエジェクタと、
    　を含む、プリントヘッド。
  3. 　基板を支持するためのステージと、
    　プリントヘッドと、
    　パターンの印刷中に第１の印刷方向に前記基板を横切って前記プリントヘッドを移動させるように構成される位置決め機構と、
    　前記位置決め機構及び前記プリントヘッドを制御するためのシステムコントローラと、
    　を含み、
    　前記システムコントローラが、
    　パターンレイアウトからの全てがパターンレイアウトの第１の基準軸に平行である第１の複数の特徴から構成される第１の設計層を、該パターンレイアウトから抽出するための論理と、
    　前記第１の基準軸が第１の印刷方向に位置合わせされるように前記第１の設計層を印刷するための論理と、
    　を有する、パターンレイアウトからのパターンを基板上に印刷するための印刷システム。
  4. 　印刷特徴の全てが、平滑化エッジと同質的構造とを示す、印刷特徴を含む集積回路。
  5. 　パターンレイアウトから印刷パターンを作成するために、プリントヘッドと、基板を支持するためのステージと、を含む印刷システムを操作するための方法であって、
    　印刷システムを較正し、
    　第１の設計層がパターンレイアウトからの、第１の基準軸に平行である第１の複数のレイアウトエレメントを有する複数の設計層に、パターンレイアウトを分割し、
    　前記第１の基準軸に位置合わせされる第１の印刷方向において、基板を横切ってプリントヘッドで複数の印刷パスを形成することによって、前記複数の設計層の前記第１の設計層を該基板上に印刷するために第１の印刷動作を実行する、方法。

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