KR100655165B1 - 마스크리스 리소그래피를 위한 점유면적기반 패턴 생성방법 - Google Patents

마스크리스 리소그래피를 위한 점유면적기반 패턴 생성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크리스 리소그래피(Maskless Lithography) 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 정보 생성 방법(Occupancy based pattern generation method)에 관한 것으로, CAD 데이터를 메모리에 로딩하는 단계, 패턴의 경계를 추출한 후 영역 기반 패턴을 구축하는 기판의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계, 미세 미러에 의존하는 패턴 영역을 확정한 후 점유면적비에 의거하여 미세 미러 구동에 필요한 이진화된 패턴 데이터를 추출하고 기판의 이동 위치에 따른 누적 이진화 데이터를 연속적으로 구축하는 미세 미러의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계, 그리고 생성된 이진화 패턴 데이터를 미세 미러 컨트롤러에 전송하는 단계를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.
점유면적기반 패턴 생성, 마스크리스 리소그래피, 노광

Description

마스크리스 리소그래피를 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법{Occupancy based pattern generation method for maskless lithography}
도 1은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 마스크리스 리소그래피 시스템의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 점유면적기반 패턴 생성 방법의 흐름도,
도 3(a)~(f)는 본 발명에 따른 점유면적기반 패턴 생성 방법을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 점유면적비, 노광 강도 및 패턴 두께를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 점유면적비, 노광 강도 및 패턴 두께의 상관관계를 나타낸 그래프,
도 6a와 6b는 본 발명에 따른 누적 노광 강도를 선폭과 점유면적비의 함수로서 나타낸 그래프,
도 7a와 7b는 본 발명에 따른 기판의 이동에 따른 누적 노광 강도를 선폭의 함수로서 나타낸 그래프,
도 8a와 8b는 본 발명에 따른 기판의 이동에 따른 누적 노광 강도를 점유면적비의 함수로서 나타낸 그래프,
도 9a~9c는 본 발명에 따른 광빔의 조사 시간 및 기판의 이동에 따른 누적 노광 강도를 선폭과 점유면적비의 함수로서 나타낸 그래프,
도 10a는 본 발명에 따른 테스트 패턴에서 추출된 경계를 나타내고, 도 10b는 본 발명에 따른 누적된 이진화 데이터를 이용한 노광 모의 실험에 의한 노광 결과를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명을 구현하기 위한 면적 기반 패턴 생성 시스템의 초기 창을 나타낸 도면,
도 12(a)~(d)는 본 발명의 면적 기반 패턴 생성 시스템에 의해 실제 반도체 기판을 노광하고 현상한 결과를 나타낸 전자현미경 사진,
도 13(a)와 13(b)는 본 발명의 면적 기반 패턴 생성 시스템에 의해 실제 평판 디스플레이 기판을 노광하고 현상한 결과를 나타낸 전자현미경 사진이다.
* 주요 도면 부호의 부호 설명 *
10 : 방사 디바이스 20 : 노광 디바이스
21 : 미세 미러 배열 22 : 미세 미러 컨트롤러
23 : 광 집속부 30 : 패턴 컨트롤 디바이스
31 : 패턴 생성부 32 : 방사원 컨트롤부
33 : 스테이지 컨트롤부 40 : X-Y 스테이지 디바이스
41 : X-Y 스테이지 42 : 스테이지 컨트롤러
43 : 기판
본 발명은 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법에 관한 것으로, 미세 미러 장치를 이용하여 대형 기판(예, 현재 국내에서 생산되고 있는 평판 디스플레이 기판, Flat Panel Display : FPD) 상에 패턴을 생성하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법에 관한 것이다.
현재까지도 디스플레이 제조업계에서는 마스크를 이용한 리소그래피 방식이 주로 사용되고 있다. 이 방식은 마스크와 마스크를 만드는 원판 마스크의 정밀도에 따라 노광 패턴의 품질이 결정되기 때문에, 마스크의 정밀한 제작을 위해 많은 시간과 비용이 든다. 또한, 마스크에서 발생하는 오염입자에 의한 제조환경의 오염 문제, 마스크의 폐기 문제, 그리고 패턴이 바뀔 때 마다 원판 마스크와 마스크를 다시 제작하는 것이 불가피하다는 문제점들이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 원판마스크와 마스크의 제작과정이 필요없는 마스크리스 리소그래피 방식에 관한 연구가 최근 급속히 진행되고 있다. 마스크리스 리소그래피 방식에는 레이저빔, 잉크제트, 전자빔 등을 이용하는 방식들이 있다. 레이저빔 방식의 경우는 패턴 생성시간이 오래 걸리고, 잉크제트 방식은 노즐 막힘 현상이 발생하는 경우가 많으며, 전자빔 방식은 진공쳄버와 같은 작업공간을 필요로 하기 때문에 제한적 요소가 많다.
근래에 개발된 Texas Instruments 사(T1)의 디지털 미세 미러 장치 (Digital Micromirror Device : DMD) 또는 기타 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 방식은 디지털 광처리 기술과 미세전자기계시스템(Micro Electronic Mechanical System :MEMS)기술의 동시 구사를 통한 방법이다. 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 시스템에서는 미세 미러 배열이 가상 마스크(virtual mask)의 역할을 수행하여 적은 비용과 빠른 속도로 기판에 패턴을 생성한다. 다른 마스크 기술과 비교해 볼때, 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 기술은 다양한 패턴을 빠른 시간에 처리할 수 있을 뿐 만아니라 충분한 작업 처리량, 정밀한 고해상도, 우수한 리소그래피 품질, 그리고 시간이나 비용 절감 측면의 효율성 등등의 장점을 가지고 있다.
미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피는 다양한 패턴을 짧은 시간에 처리하여 우수한 결과를 얻을 수 있지만, 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템의 운행은 쉽지 않다.
리소그래피 패턴을 생성하려면, 미세 미러 배열의 수백만개가 되는 미세 미러 각각을 대상으로 패턴에 따른 광 반사 여부를 결정하여 미세 미러 컨트롤러에 보냄으로써 미세 미러를 개별적으로 그리고 순간적으로 조절하여야 한다. 더구나, 본 발명의 방법을 구현하기 위한 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템과 같이, 기판의 이동방향에 대해 일정한 각도로 회전된 상태의 미세 미러 배열을 이용하여 이동하고 있는 기판 위에 리소그래피 패턴이 생성되도록 하는 것은 더욱 어렵다.
현재 국내외에는 여러가지 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 패턴 생성 방법들이 특허 등록되어 있거나 특허 출원되어 있다. 네델란드의 에이에스엠엘(ASML)에서 우리나라에서 출원한 출원번호 제10-2004-0038111호, 제10-2004-0034806호, 제10-2004-0039213호, 제10-2004-0047343호, 제10-2004-0059541호에 나타난 방법들은 대부분이 광 필터나 광변조기 또는 미세 미러 경사각의 조절을 통한 광빔의 출력 변조 방법들이거나 아크(arcs) 보다는 주로 직선(line)들로 구성된 전형적인 패턴(예, 반도체 웨이퍼 패턴) 생성에 한정된 다양한 패턴 생성은 불가능한 방법이다.
다른 한편으로, Ball Semiconductor Inc는 T. Kanatake, "High Resolution point array" U.S.Patent No. 6,870,604, W.Mei, "Point array maskless Lithography", US Patent No.6,473,237 및 W.Mei, T.Kanatake, 및 A. Ishikawa, "Moving exposure system and method for maskless lithography system", U.S. Patent No. 6,379,867 등에서 여러 가지의 마스크리스 리소그래피 패턴 생성 방법을 제안한 바 있었다. 그러나, 상기 미국의 Ball Semiconductor Inc에서 제안된 방법들은 원래의 미러 픽셀의 형상을 유지하기 보다는 반사되는 광빔(Light Beam) 형상의 조작을 통해서만 양호하게 되는 것으로서, 원형(점/도트)이나 육모꼴 형상과 같은 다른 형상으로 광빔을 재집속시키는 것이 필수적이고, 원형(점/도트)의 광빔을 사용하는 경우는 미세 미러들의 회전 각도를 이산각도로 국한하기도 한다. 따라서, 이들의 방법은 그레이팅(grating)를 위한 여분의 광학장치를 필요로 하거나 조기 결정된 이산각도를 사용하여야 하는 단점 이외에도 그 적용 분야 또한 작은 크기의 패턴 생성(예,인쇄 회로 기판 패턴)에 한정된다는 단점이 있다.
최근에는 FPD 마켓의 급속한 성장으로 인하여 FPD 패널의 크기는 2m×2m 이상으로 증가하였으며 동시에 리소그래피에 사용되는 패턴 구조도 매우 복잡해지고 다양해졌다. 이러한 FPD 제작에 있어서, 미세 미러에서 반사되는 고유의 사각형 광빔을 변조하지 않고 FPD 리소그래피 패턴을 생성하는 것은 위에 상술한 종래 방법들로는 불가능하거나 실패할 것으로 예상된다. 왜냐하면 종래 방법 대부분은, 마스크를 사용하는 리소그래피에 익숙해져 있던 탓으로, 패턴에 초점을 맞추는 대신 반사되는 광빔에 초점을 맞추어 개발되었기 때문이다. 종래의 방법에 있어서는, 특정한 형태와 크기 또는 각도 등을 가진 미러에서 반사되는 광빔에 대해 미러의 반사 회수에 따른 선 폭 또는 선 간격과 같은 노광될 공간이 조기 분석되어 특정한 미러의 반사 회수와 이에 따른 노광 공간의 상관관계가 기초 기준으로 설정되게 된다. 이렇게, 설정된 특정한 미러의 반사 회수와 이에 따른 노광 공간의 상관관계를 기준으로 패턴생성이 이루어지게 됨으로써 예상치 못한 패턴의 경우는 패턴생성이 제대로 되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 본원 발명은 이와 같은 종래 기술의 제약 및 문제점 들을 감안하여 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은, 광빔의 고유 형상의 조작 없이, 미세 미러 반사 각도의 조절 없이 일정하고 균일한 반사각도를 사용하여, 미세 미러들의 회전 각도에 대한 제약 없이, 그리고 기판의 이동 스텝을 제한 없이, 패턴의 크기가 크고 패턴의 형태와 구조가 다양하고 복잡한 경우에도 피노광체인 기판에 정확하고 정밀하며 신속하게 패턴을 생성하는 마스크리스 리소그래피 용 점유면적기반 패턴 생성 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 광빔의 형상, 미세 미러들의 회전 각도, 기판의 이동 스텝, 패턴의 크기, 그리고 패턴의 구조나 형태에 구애받지 않는 강건(robust)하고 유연(flexible)한 미세 미러 반사여부 확정 기준을 단위 미러 당 패턴에 의하여 점유되는 면적의 비율, 즉, 점유면적비(occupancy)로서 설정한 마스크리스 리소그래피용 점유면적기반 패턴 생성 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법은 CAD 데이터를 메모리에 로딩하는 단계, 패턴의 경계를 추출한 후 영역 기반 패턴을 구축하는 기판의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계, 미세 미러에 의존하는 패턴 영역을 확정한 후 점유면적비(occupancy)에 의거하여 미세 미러 구동에 필요한 이진화된 패턴 데이터를 추출하고 기판의 이동 위치에 따른 누적 이진화 데이터를 연속적으로 구축하는 미세 미러의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계를 구비함을 특징으로 한다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법은 패턴의 경계를 추출하기에 앞서 CAD 데이터의 구문해석(parsing)을 통해 CAD 데이터를 메모리에 로딩하는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법은 상기 누적 이진화 패턴 데이터를 미세 미러 컨트롤러에 전송하는 단계를 더 구비함을 특징으로 한다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법에서, 상기 패턴 경계의 추출은 오픈루프를 가진 기하학적 엔티티를 폐쇄루프로 재구성 처리로 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법에서, 상기 점유면적기반 패턴의 구축은 계산 기하학의 다각형에 대한 집합 연산의 수행에 의해 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법에서, 상기 미세 미러에 의존하는 패턴 영역의 확정은 미세 미러 배열의 회전과 기판의 배치 오차를 고려하여 패턴의 미세 미러 배열 투영에 따라 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법에서, 상기 점유면적비(occupancy)에 의거한 이진화된 패턴 데이터의 추출은 단위 미러 당 패턴에 의하여 점유되는 면적에 따라 미세 미러 각각에 대해 광빔 반사 여부를 결정하고, 결정된 미세 미러 각각에 대한 반사여부를 이진화하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법에서, 상기 기판의 이동 위치에 따른 누적 이진화 데이터의 연속적 구축은 각각의 기판 이동 스텝마다 추출된 상기 점유면적비에 의거한 이진화된 패턴 데이터를 연속적으로 누적하여 이진화 데이터의 스트림을 구축하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법에서, 상기 미세 미러에 의존하는 패턴 영역의 확정은 패턴을 미세 미러 배열의 회전 각도만큼 역방향으로 회전시키고 다시 원위치로 회전시킴으로써 패턴의 미세 미러 배열 투영에 의하여 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에는 미 세 미러를 이용하는 리소그래피 공정의 특정 구성 및 배열 그리고 조건이 설명되지만, 이는 예시의 목적만을 위한 것임을 이해하여야 한다. 다른 구성 및 배열 그리고 조건이 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않고 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
먼저 본 발명의 마스크리스 리소그래피 패턴 생성 방법을 구현하기 위한 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 장치에 대하여 설명한다. 여기에 기술된 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 장치에 대한 설명은 본 발명의 구현에 대한 설명을 위한 목적으로서 제시되었을 뿐 본 발명과는 무관함을 밝힌다.
도 1은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피 장치는 크게 4부분으로 나누어진다.
즉, EUV(Extream Ultraviolet)등의 광원을 방사하는 방사 디바이스(10)와 상기 방사 디바이스(10)에서 방사된 광빔을 패턴 형성을 위해 선택적으로 기판에 반사하는 노광 디바이스(20), 상기 노광 디바이스(20)의 패턴 생성을 제어하기 위한 패턴 컨트롤 디바이스(30), 그리고, X-Y 평면상에서 기판을 이동(Scrolling)시키기 위한 X-Y 스테이지 디바이스(40)로 구성되어 있다.
상기 노광 디바이스(20)는 미세 미러 배열(21), 미세 미러 컨트롤러(22) 및 광 집속부(23)로 구성되어 있다.
상기 미세 미러 배열은 786412(가로 1024/세로 768)개의 미세 미러들로 이루어져 있으며 방사 디바이스(10)으로부터 받은 광빔을 후술하는 미세 미러 컨트롤러 (22)의 제어신호에 따른 광빔 반사여부에 의해 기판에 광 집속부를 통해 광빔을 반사한다.
상기 미세 미러 컨트롤러(22)는 소정패턴이 미세 미러의 반사 여부에 의해 생성될 수 있도록 미세 미러 배열(21)에 미러 반사 제어신호를 공급하여준다.
상기 광 집속부(23)는 미세 미러 배열(21)에서 반사된 광을 형태는 그대로 두고 크기만 집속 또는 확대하여 감광막이 도포된 기판(43)의 소정 영역에 조사한다.
상기 패턴 컨트롤 디바이스(30)는 상기 미세 미러 컨트롤러(22)에 패턴생성을 위한 제어 신호를 공급하는 패턴 생성부(31), 방사원 디바이스(10)의 출력을 제어하는 방사원 컨트롤부(32) 및 스테이지 디바이스(40)의 스테이지 컨트롤러(42)에 X-Y 스테이지 (41)의 이동을 위한 제어신호를 제공하는 스테이지 컨트롤부(33)를 구비하여 이루어져 있다.
상기 X-Y 스테이지 디바이스(40)는 그 상부에 감광막이 도포된 기판(43)이 고정된 X-Y 스테이지(41)와, 상기 스테이지 컨트롤부(33)로 부터 받은 제어 신호에 따라 상기 X-Y 스테이지(41)를 X-Y 평면상에서 이동시키는 스테이지 컨트롤러(42)로 구성되어 있다.
위와 같이 또는 유사하게 구성된 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 장치를 사용하는 리소그래피를 위한 본 발명의 패턴 생성 방법에 대하여, 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법을 보다 이해하기 쉽게 하기 위하여, 본 발명의 대표도 인 도 2에 보이는 점유면적기반 패턴 생성 방법의 흐름도의 순서에 따라, 본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법을 개략적으로 도시한 도 3(a)~(f)를 참고하여 설명한다. 본 발명의 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법은 CAD 데이터를 메모리에 로딩하는 단계(101), 기판의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계(102), 미세 미러의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계(103), 그리고 생성된 이진화 패턴 데이터를 미세 미러 컨트롤러에 전송하는 단계(104)를 구비하며, 상기 기판의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계(102)는 CAD 데이터 해석(parsing)에 의한 패턴의 경계를 추출하는 과정(102-1)과 다각형의 집합연산에 의해 영역기반 패턴을 구축하는 과정(102-2)을 순차적으로 포함하며, 상기 미세 미러의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계(103)은 패턴의 미세 미러 배열 투영에 의한 미세 미러 의존 영역을 확정하는 과정(103-1)과 점유면적비에 의거한 이진화된 패턴 데이터를 추출하는 과정(103-2)과 기판 이동에 따른 누적 이진화 데이터를 연속적으로 구축하는 과정(103-3)을 순차적으로 포함한다.
상기 도 2의 스텝 101에서, DXF(Drawing Exchange Format) 또는 기타 포멧으로 작성된 CAD(Computer Aided Design) 데이터를 메모리에 로딩함으로써 본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법이 시작되며, 이때 입력되는 CAD 데이터의 한가지 예시는 도 3(a)에 도시된 바와 같다. 상기 한가지의 예시로 사용된 CAD 데이터에서 보이는 원의 지름은 50㎛~700㎛이고, 중심점을 공유하는 원 사이 간격은 30㎛~200㎛이다.
그 다음 상기 도 2의 스텝 102에서, 기판의 관점에서 패턴을 인식하고 생성 하는 단계가 수행된다.
상기 CAD 데이터 해석에 의한 패턴의 경계를 추출하는 과정(102-1)에서는, CAD 데이터의 해석을 통하여 기하학적 엔티티(entities)들은 직선, 부분원, 그리고 원으로 인식한 후 개방루프(open loop)를 가진 기하학적 엔티티들은 다시 폐쇄루프(closed loop)를 구성하는 다각형 엔티티로 변환된다. 이때 본 발명에 의해 정의된 경계 엔티티 한가지 예시는 도 3(b)에 도시된 바와 같다.
이어서 다각형의 집합연산에 의해 영역기반 패턴을 구축하는 과정(102-2)이 수행된다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 먼저 패턴의 경계
Figure 112005068736593-pat00001
Figure 112005068736593-pat00002
로 부터 다각형
Figure 112005068736593-pat00003
Figure 112005068736593-pat00004
가 추출된다. 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 겹쳐지는(Overlapping) 다각형들(예,
Figure 112005068736593-pat00005
Figure 112005068736593-pat00006
)은 계산 기하학(Computational geometry)의 집합연산(Set operation)에 의해 영역기반 패턴(
Figure 112005068736593-pat00007
)으로 변환된다. 도 3(b)와 3(c)에 도시된 특정예의 다각형들에 대한 집합연산은 수학식 1과 같이 표기할 수 있다.
(수학식 1)
Figure 112005068736593-pat00008
여기서 다각형
Figure 112005068736593-pat00009
Figure 112005068736593-pat00010
,
다각형
Figure 112005068736593-pat00011
Figure 112005068736593-pat00012
,
경계
Figure 112005068736593-pat00013
Figure 112005068736593-pat00014
,
경계
Figure 112005068736593-pat00015
Figure 112005068736593-pat00016
,
여기에서
Figure 112005068736593-pat00017
Figure 112005068736593-pat00018
는 다각형
Figure 112005068736593-pat00019
Figure 112005068736593-pat00020
의 반경, 그리고
Figure 112005068736593-pat00021
Figure 112005068736593-pat00022
는 다각형
Figure 112005068736593-pat00023
Figure 112005068736593-pat00024
의 중심이다.
그 다음 상기 도 2의 스텝 103에서, 미세 미러의 관점에서 패턴을 인식하고 생성하는 단계가 수행된다.
상기 패턴의 미세 미러 배열 투영에 의한 미세 미러 의존 영역을 확정하는 과정(103-1)에서는, 미세 미러 배열의 회전과 기판의 배치 오차(misalignment)를 보상하기 위한 좌표변환이 수행된 후 패턴의 미세 미러 배열에 대한 투영에 의해 미세 미러 의존 영역이 확정된다. 본 발명의 방법을 구현하기 위한 미세 미러를 이용한 마스크리스 리소그래피에서는 미세 미러 배열이 기판의 이동(scrolling) 방향에 수직이 되는 세로축에 대해 일정한 각도(
Figure 112005068736593-pat00025
)만큼 회전되어 있다. 본 발명에서는, 미세 미러 배열 대신 패턴이 시계방향으로 각도(
Figure 112005068736593-pat00026
)만큼 회전된 것으로 간주하여, (수학식 2)에 나타나듯이 미세 미러 배열의 회전과 기판의 배치 오차의 보상을 위한 좌표변환을 수행하여 회전된 패턴을 미세 미러 배열에 투영한다. 각각의 기판의 이동 스텝 시의 미세 미러 의존 영역은 도 3(d)에 도시된 바와 같이 상기 투영된 영역을 반시계방향의 각도
Figure 112005068736593-pat00027
만큼 원래 위치로 역 회전함으로써 확정된다.
(수학식 2)
Figure 112005068736593-pat00028
여기서
Figure 112005068736593-pat00029
Figure 112005068736593-pat00030
는 CAD 데이터의 로딩에 따른 좌표계이고,
Figure 112005068736593-pat00031
Figure 112005068736593-pat00032
는 미세 미러 회전과 기판의 배치 오차에 관련된 이동 좌표계(moving coordinate)이며,
Figure 112005068736593-pat00033
은 미세 미러 회전과 기판의 이동에 관련된 이동 좌표계 원점의 좌표이며, 그리고
Figure 112005068736593-pat00034
는 미세 미러 회전 각도와 기판의 배치 오차의 합으로 이루어지는 회전 각도이다.
상기 점유면적비(occupancy)에 의거한 이진화된 패턴 데이터를 추출하는 과정(103-2)에서는 광빔의 형상, 미세 미러들의 회전 각도, 기판의 이동 스텝, 패턴의 크기, 그리고 패턴의 구조나 형태에 구애 받지 않는 강건하고 유연한 본 발명 특유의 미세 미러 반사여부 확정 기준 인 단위 미러 당 패턴에 의하여 점유되는 면적의 비율, 즉, 점유면적비(occupancy)에 따라 미세 미러 각각에 대해 광빔 반사 여부를 결정하고, 결정된 미세 미러 각각에 대한 반사여부를 도 3(e)에 도시된 바와 같이 이진화 한다.
도 4는 본 발명의 기본 무차원 파라미터들(dimensionless paramenters)인 점유면적비(occupancy, 이하 면적비로 줄여서 표기함,
Figure 112005068736593-pat00035
), 노광 강도 (
Figure 112005068736593-pat00036
) 및 패턴 두께(
Figure 112005068736593-pat00037
)를 도시한 도면이다. 면적비(
Figure 112005068736593-pat00038
)는 패턴 두께(
Figure 112005068736593-pat00039
)의 함수로서, 패턴 두께의 최대값 (
Figure 112005068736593-pat00040
)에서 면적비가 1이 되도록, 수학식 3과 같이 쓰여진다.
(수학식 3)
Figure 112005068736593-pat00041
그리고 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00042
)는 패턴 두께(
Figure 112005068736593-pat00043
)의 함수로서, 적분값
Figure 112005068736593-pat00044
가 1이 되도록, 수학식 4과 같이 쓰여진다.
(수학식 4)
Figure 112005068736593-pat00045
수학식 3과 수학식 4의 구형파함수(square wave function)
Figure 112005068736593-pat00046
는 두 개의 단위 계단 함수(unit step function)를 이용하여 수학식 5와 같이 쓰여지며, 경계(step boundary) 값
Figure 112005068736593-pat00047
,
Figure 112005068736593-pat00048
그리고
Figure 112005068736593-pat00049
이다.
(수학식 5)
Figure 112005068736593-pat00050
상기 수학식 3 ~수학식 5에 의해, 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00051
)는 면적비(
Figure 112005068736593-pat00052
)의 함수로서 수학식 6과 같이 쓰여지며, 경계값
Figure 112005068736593-pat00053
,
Figure 112005068736593-pat00054
그리고
Figure 112005068736593-pat00055
이다.
(수학식 6)
Figure 112005068736593-pat00056
도 5는 수학식 3 ~ 수학식 6에 의하여 얻어진 면적비(
Figure 112005068736593-pat00057
), 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00058
) 및 패턴 두께(
Figure 112005068736593-pat00059
)의 상관관계를 나타낸 그래프로서, 본 발명에 의한 면적비에 따른 미세 미러 반사여부 확정 기준이 적절하고 신뢰할 수 있는 기준임을 보여준다.
본 발명의 면적비에 따른 미세 미러 반사여부 확정 기준을 검증하기 위하여, 가로90 세로120 개의 미러들로 구성된 미세 미러 배열에 의한 리소그래피 패턴 생성을 위한 누적 노광 강도 시뮬레이션들이 수행되었다. 시뮬레이션의 대상인 패턴은 선 폭(line width)이 FOV(Field Of View, 한개의 정사각형 마이크로 미러를 확 대하거나 축소한 정사각형 광빔의 한변의 길이)의 3.7947334배이고, 그 중심이 0에 위치하고 선 경계가 +/-1.8973667FOV에 위치한 직선(Strait line)으로서 그 단위는 임의의 FOV의 단위와 같다. 시뮬레이션 조건으로는 2.435°, 18.435°, 그리고 34.435°의 미러 배열의 회전 각들과 최소 0 부터 최대 1 사이의 501개의 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00060
, 반사 확정 점유면적비의 줄임말) 들이 부여되었다.
도 6a는 상기 시뮬레이션들에서 반사 확정 면적비
Figure 112005068736593-pat00061
=0.5로 얻어진 누적 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00062
)를 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00063
)의 함수로서 나타낸 그래프이다. 실제의 선 경계를 FOV로 나눈 무차원 선경계는 +/-1.8973667로서 2개의 수직 실선으로 도시되어 있다. 미세 미러 배열의 회전 각도에 상관 없이, 선 중심이 보존되며 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00064
)은 누적 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00065
)의 50%에서 유지되는 것으로 나타났다. 도 6b는 상기 시뮬레이션들의 결과로 나타난 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00066
)의 50%에서 얻어지는 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00067
)을 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00068
)의 함수로서 나타낸 그래프이다. 미세 미러 배열의 회전 각도에 상관없이, 누적 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00069
)의 50%와 실제 선 경계의 일치는 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00070
)가 0.5 일 때 얻어지는 것으로 나타났다. 도 6a와 도 6b는 누적 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00071
)의 50%에서 얻어지는 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00072
)이 실제 선 폭과 일치하게 하려면 패턴 생성 시 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00073
)를 0.5로 하여야 함을 시사한다. 이는 후술하는 기판의 이동 스텝에 따른 패턴 생성을 위한 누적 노광 강도() 시 뮬레이션에서 구체적으로 설명된다.
한편, 도 6a와 도 6b의 미세 미러 배열의 회전 각도 18.435°는 “High Resolution point array”(U.S.Patent No. 6,870,604)와 “Point array maskless Lithography”(US Patent No.6,473,237)에 필수적으로 유지되어야만 하는 이산 회전 각도(discrete rotational angle)로서, KF, Chau, Z.Feng. R.Yang. A.lshikawa, "Moving resolution maskless Lithography", Journal of Micro lithography, Microfabrication, and Micro systems, 2(4) 331-339, 2003에 정의되어 있다. 도 6a와 도 6b에 나타난 이산 회전 각도에서의 누적 노광 강도 및 선폭의 계단형상의 점프는 본 발명의 패턴 생성 방법으로 패턴을 생성할 때 이산 회전 각도를 사용할 경우 문제점이 발생하지 않을까 하는 의구심을 유발할 수도 있으나 사실은 그렇지 않다. 왜냐하면, 본 발명의 패턴 생성 방법에서는 선 폭과 선 중심이 항상 보존되며, 그리고 패턴으로 이용된 직선은, 이산 회전 각도의 영향을 파악하기 위하여, 이산 회전 각도에서 선의 경계가 미세미러의 모서리에 위치하도록 의도적으로 만들어낸 직선으로서 실제 패턴에서는 이러한 경우가 아주 드물게 나타나기 때문이다. 또한, 미세 미러 배열을 이산 회전 각도에서 0.01% 만 회전시키더라도 이산 회전 각도의 영향에서 벗어날 수 있으며, 본 발명의 패턴 생성 방법에서는 0.01%의 미세 미러 회전 각도의 변화는 리소그래피 품질이나 해상도에 전혀 영향을 미치지 않는다. 그리고, 본 발명의 패턴 생성 방법에서는 기판이 이동하는 한 스텝 동안 광빔이 켜진 상태로 연속적으로 조사하기 때문에 이산현상이 없어지고 연속적인 누적 노광 강도를 얻게 된다. 따라서 본 발명의 패턴 생성 방법은 미세 미러 배열의 회 전 각도에 대한 제약없이 패턴을 생성한다.
본 발명에 의한 패턴 생성 방법의 강건성과 유연성을 확인하고 기판의 이동 스텝의 영향을 파악하기 위하여, 가로80 세로80개의 미러들로 구성된 미세 미러 배열을 이용하여 이동하고 있는 기판에 상기 선의 경계가 +/-1.8973667FOV에 위치한 직선 패턴을 생성하기 위한 누적 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00075
) 시뮬레이션 들이 수행되었다. 시뮬레이션 조건으로 3개의 서로 다른 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00076
)으로 0.43, 0.5, 0.57의 이동 스텝들, 2.435°과 18.435°의 미러 배열의 회전 각들, 그리고 최소 0 부터 최대 1 사이의 101개의 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00077
) 들이 부여되었다.
도 7a는 반사 확정 면적비
Figure 112005068736593-pat00078
=0.5와 2.435°의 미러 배열 회전 각도와, 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00079
)이 0.43, 0.5, 0.57인 각각의 경우, 그리고 도 7b는 반사 확정 면적비
Figure 112005068736593-pat00080
=0.25와 2.435°의 미러 배열 회전 각도와 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00081
)이 0.43, 0.5, 0.57인 각각의 경우에서 얻어진 누적 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00082
)를 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00083
)의 함수로서 나타낸 그래프들이다. 주어진 특정한 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00084
)에서는, 기판의 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00085
)에 상관없이, 선 중심이 보존되며 선 폭은 누적 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00086
)의 일정 비율(
Figure 112005068736593-pat00087
=0.5의 경우 50%,
Figure 112005068736593-pat00088
=0.25의 경우 75%)에서 유지되는 것으로 나타났다.
도 8a는 2.435°의 미러 배열 회전과 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00089
)이 0.43, 0.5, 0.57인 각각의 조건에서 최대 누적 노광 강도의 50%에서 얻어지는 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00090
)을, 그리고 도 8b는 2.435°의 미러 배열 회전과 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00091
)이 0.43, 0.5, 0.57인 각각의 조건에서 최대 누적 노광 강도의 75%에서 얻어지는 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00092
)을 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00093
)의 함수로서 나타낸 그래프이다. 기판의 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00094
)에 상관없이, 누적 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00095
)의 50%와 실제 선 경계의 일치는 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00096
)가 0.5 일 때 얻어지며 누적 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00097
)의 75%와 실제 선 경계의 일치는 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00098
)가 0.25일 얻어지는 것으로 나타났다. 도 6a~ 도 8b의 시뮬레이션 결과는 본 발명의 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00099
)를 X로 두고 본 발명의 패턴 생성 방법에 따라 패턴을 생성하면 누적 노광 강도의 최대값(
Figure 112005068736593-pat00100
)의 (1-X)*100%와 실제 선 경계가 일치한다는 것을 입증한다. 즉, 본 발명의 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00101
)를 X로 두고 패턴을 생성한 후 현상공정에서 기판에 도포된 포토레지스턴트(photo resistant : PR) 물질의 X*100%를 제거하면 남은 PR의 선 폭이 실제 선 폭과 반드시 일치함을 의미한다. 따라서, 본 발명에서의 선 폭과 선 중심의 유지는, 미세 미러 배열의 회전 각도나 기판의 이동 스텝에 관계없이, 현상 시 PR 제거비율을 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00102
)와 동일한 값을 사용함으로써 항상 획득하여 진다.
한편, 도 7a~도 8b의 기판 이동 스텝 0.50는 미세 미러 배열과 기판의 상대적인 위치가 두 번의 이동 스텝마다 반복되는 이산 이동 스텝이다. 도 8a와 도 8b 에 나타난 이산 이동 스텝에서의 선폭의 미미한 계단형상의 점프는 본 발명의 패턴 생성 방법에서는 이산 이동 스텝을 피하는 게 안전하지 않을까 하는 의구심을 유발할 수도 있다. 본 발명의 패턴 생성 방법에서는 선 폭과 선 중심이 항상 보존되기에 큰 문제는 없을 곳으로 예측하지만, 기판 이동 스텝은, 미세 미러 배열의 회전각도와는 달리, 리소그래피 품질과 리소그래피 공정에 드는 시간 및 비용에도 크게 영향을 미치기 때문에 더욱 면밀한 분석이 필요하다.
따라서, 기판이 한 스텝 이동하는 동안 광빔이 켜진 상태로 있음에 따른 광빔 스크래치 (scratch)의 영향을 파악하고, 본 발명 특유의 미세 미러 반사여부 확정 기준에 의한 패턴생성의 정확도를 증명하기 위하여, 기판이 한 스텝 이동하는 동안 광빔이 켜진 상태로 있음에 따른 광빔 스크래치를 고려한 누적 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00103
) 시뮬레이션들이 상기 시뮬레이션과 같은 조건하에서 수행되었다. 도 9a는 반사 확정 면적비
Figure 112005068736593-pat00104
=0.5와 2.435°의 미러 배열 회전 각도에서 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00105
)이 0.1 0.43, 0.5, 0.57 0.9인 각각의 조건하에서 얻어진 누적 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00106
)를 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00107
)의 함수로서 나타낸 그래프이며, 도 9b는 2.435°의 미러 배열 회전 각도에서 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00108
)이 0.43, 0.5, 0.57인 각각의 조건 하에서 최대 누적 노광 강도의 50%에서 얻어지는 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00109
)을 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00110
)의 함수로서 나타낸 그래프이다. 도 9a 및 9b의 결과는 기판이 한 스텝 이동하는 동안 광빔이 켜진 상태로 있더라도 본 발명의 패턴 생성 방법에서는 선 폭과 선 중심이 항 상 정확히 유지되는 고품질의 패턴이 생성됨을 다시 한번 검증하고 있다.
그러나, 광빔 스크래치가 고려되었슴에도 불구하고 이산 이동 스텝에서의 선폭의 미미한 계단형상의 점프가 도 9b에도 나타났다. 기판 이동 스텝은 리소그래피 품질과 리소그래피 공정에 드는 시간 및 비용에 크게 영향을 미치기 때문에, 오차 범위를 정확히 진단할 필요가 있다. 따라서, 광빔 스크래치를 고려한 누적 노광 강도(
Figure 112005068736593-pat00111
) 시뮬레이션들이 0.5의 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00112
)와 2.435°의 미러 배열 회전 각도에서 최소
Figure 112005068736593-pat00113
부터 최대
Figure 112005068736593-pat00114
사이의 101개의 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00115
)들을 부여하여 각각의 조건 하에서 수행되었다. 도 9c는 0.5의 반사 확정 면적비(
Figure 112005068736593-pat00116
)와 2.435°의 미러 배열 회전 각도에서 최대 누적 노광 강도의 50%에서 얻어지는 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00117
)을 최소
Figure 112005068736593-pat00118
부터 최대
Figure 112005068736593-pat00119
사이의 무차원 기판 이동 스텝(
Figure 112005068736593-pat00120
)의 함수로서 나타낸 그래프이다. 도 9c의 결과는, 이산 이동 스텝 근처에서 최대 누적 노광 강도의 50%에서 얻어지는 선 폭(
Figure 112005068736593-pat00121
)과 실제 선폭 간의 오차가 증가함을 보였으나, 결과로 나타난 선폭 대비 상대오차(relative error)는 0.5% 미만으로서 생산자들이 지정한 허용오차 범위인 5%의 0.1배 보다도 작게 나타났다. 따라서, 도 8a와 도 8b 및 도 9b 에 나타난 이산 이동 스텝에서의 선폭의 계단형상의 점프는, 마스크리스 리소그래피에서 기판 이동 스텝의 한계라 할 수 있는 최소
Figure 112005068736593-pat00122
부터 최대
Figure 112005068736593-pat00123
사이의 기판 이동 스텝에서, 본 발명의 패턴 생성 방법에서는 리소그래피 품질에 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 검증되었다.
상기 시뮬레이션 결과들는, 본 발명에서 제안한 미세 미러 반사여부 확정 기준에 기초한 패턴 생성 방법에서는 미세 미러 배열의 회전 각도나 기판의 이동 스텝에 대한 제약이 필요없이 어떤 조건 하에서도 패턴생성이 가능함을 확신하게 한다. 그러므로, 본 발명의 패턴 생성 방법을 사용하면, 광빔의 형상, 미세 미러 배열의 회전 각도, 기판의 이동 스텝, 패턴의 크기, 패턴의 구조나 형태, 그리고 PR 제거 비율과 같은 리소그래피 파라미터에 크게 제한받지 않고, 최상의 리소그래피 결과를 얻기 위한 최적의 리소그래피 조건을 용이하게 결정할 수 있다.
기판 이동에 따른 누적 이진화 데이터를 연속적으로 구축하는 과정(103-3)에서는 각각의 기판 이동 스텝 마다 추출된 이진 패턴 데이터를 연속적으로 누적하여 도 3(f)에 도시된 바와 같이 이진화 데이터의 스트림을 구축한다. 상기 과정(103-2)에서 추출된 패턴 데이터에는 이미 미세 미러 각각에 대해 결정된 광빔 반사 정보가 패턴 내에 포함되어 있으므로, 기판 이동에 따른 이진 데이터 스트림의 구축은 매우 용이하다.
도 10a는 일 예의 테스트 패턴에서 추출된 경계를 나타낸 도면이고, 도 10b는 누적된 이진화 데이터의 스트림을 이용한 노광 모의 실험에 의해 생성된 노광 결과를 나타낸 것이다.
테스트 패턴 생성 조건으로, 10㎛의 축소된 FOV, 5°의 미세 미러 배열의 회전 각도, 그리고 2㎛의 기판의 이동 스텝이 부여 되었으며, 미세 미러 반사 확정 면적비를 0.8로 고정하고 비트심도(Bit Depth)는 768이상으로 유지하여 패턴을 생성하였다. 테스트 패턴의 전체면적에 대해 3700번의 기판 이동 스텝에 따른 광빔의 조사가 이루어 졌으며 도 10b의 노광 모의 실험에 의해 생성된 노광 결과는 총 3700 번의 기판 이동 스텝에 따른 광빔 조사의 누적으로 얻어졌다. 10b의 결과는 본 발명을 통한 양질의 리소그래피 현실화 가능성을 입증한다.
마지막으로 상기 도 2의 스텝 104에서, 미세 미러 배열의 성능에 따른 최적의 속도로 미세 미러 컨트롤러(41)에 이진화된 패턴 데이터의 스트림을 전송한다. 본 발명의 마스크리스 리소그래피 패턴 생성 방법을 구현하기 위하여 초당 100프레임의 전송속도를 가진 TI 사의 전자보드(DMD Discovery)가 전달자(Deliverer)의 역할을 수행하도록 선택되었다.
본 발명의 점유면적기반 패턴 생성 방법에 의한 실제 리소그래피의 목적 달성은 프로토타입(prototype) 리소그래피 패턴 생성 시스템에 의해 구현되었다. 이 시스템은 도 1을 참조하여 설명한 리소그래피 패턴 생성 모듈(lithographic pattern generation module), 방사 콘트롤 유닛과 스테이지 콘트롤 유닛의 하드웨어 구성요소들과의 실시간 커뮤니케이션을 담당하는 시그널 인터체인지 모듈(signal interchange module)(도시안됨) 그리고 리소그래피 패턴 생성 시스템 오퍼레이터가 시스템 작동을 관찰하고 조작할 수 있도록 해주는 그래픽 유저 인터페이스(graphic user interface : GUI)로 구성되어 있다. 상기 프로토타입 리소그래피 패턴 생성 시스템용 GUI의 메인 윈도우(main window)는 도 11에 도시되어 있다. GUI의 메인 윈도우에는 노광 콘트롤 윈도우(exposure control window), 매너지던트 툴바(management toolbar), 그리고 프로세스 디스플레이 윈도우(process display window)들이 왼쪽 위, 왼쪽 아래, 그리고 오른쪽에 위치되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이 시스템 오퍼레이터가 선택 입력할 수 있는 공정 조건들을 기준/이동 좌표시스템(reference/moving coordination system), 미세 미러 배열 회전 각도, 기판의 미스얼라인먼트 각도, 이차원 미세 미러 해상도, 스크롤링 스텝, 반사 확정 면적비, 그리고 CAD 데이터의 플립(flip)/미러(mirror)변환 선택 등이다. 이와 같이 본 발명의 리소그래피 패턴 생성 시스템은 해상도 향상을 위한 구체적 조절이나 기판 배치 오차와 같은 문제점 해결이 가능하도록 사용자 편의를 위해 구현되었다.
최종적으로 본 발명의 리소그래피 패턴 생성 방법에 의해 생성된 패턴의 정밀도을 입증하기 위해 상기 리소그래피 패턴 생성 시스템 이용하여 실제 반도체 기판과 FPD 기판에 30㎛의 확대된 FOV, 2.9°의 미세 미러 배열 회전 각도, 9㎛의 기판 이동 스텝, 그리고 미세 미러 반사 확정 면적비를 0.5로 패턴을 생성한 후 노광된 기판들을 현상하였다.
도 12(a)~(d)는 반도체 기판에 결과로 나타난 패턴의 전자현미경 사진들로서, 도 12(a)는 30 사선, 도 12(b)는 30 직선, 도 12(c)는 80 직선, 도 12(d)는 직경 205의 원을 도시한 것이다. 도 13(a)와 (b)는 FPD 기판에 결과로 나타난 패턴의 전자현미경 사진들로서, 도 13(a)는 DFR(Dry Film Resistant) 패턴을 나타내고, 도 13(b)는 도 13(a)의 DFR 패턴의 단면을 2배 확대하여 나타낸 것이다. 상기 전자현미경 사진들에 나타난 패턴의 경계는 명료도(clearness)가 아주 높고 거칠음(roughness) 정도는 아주 미세하다. 특히, 30㎛의 FOV로 생성한 30㎛ 사선의 선폭 오차가 0.5%라는 사실은 본 발명의 패턴 생성 방법의 정밀성을 확실히 입증한다.
본 발명의 리소그래피 패턴 생성 방법에 의해 생성된 패턴의 CAD 데이터 입 력에 대한 실제 리소그래피 출력 오차는 생산자들이 지정한 허용오차 범위인 5%미만으로 항상 유지된다. 따라서 본 발명의 리소그래피 패턴 생성 방법은 유연(flexible)하고, 강건(robust)하고, 정밀(precise)하다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명 특유의 점유면적비를 이용함으로써 어떠한 복잡한 패턴도 처리 가능하다.
둘째, 일정 균등 광량으로 노광이 가능하여 광량 조절이 불필요하다.
셋째, 일정한 각도의 광빔으로 패턴 생성이 가능하여 미세 미러에서 반사되는 광빔의 반사각도 조절이 불필요하다.
넷째, 일정한 형상의 광빔으로 패턴 생성이 가능하여 미세 미러에서 반사되는 광빔의 형상 조절이 불필요하다.
다섯번째, 어떤 종류의 광빔 형상으로도 패턴 생성이 가능하다.
여섯번째, 본 발명은 유연(flexible)하고, 강건(robust)하고, 정밀(precise)하다.
일곱번째, 미세 미러 배열의 회전 각도에 대한 제한이 없다.
여덟번째, 기판의 이동 스텝에 대한 제한이 없다.
아홉번째, FPD 같은 대형 패턴을 빠른 시간에 정확하게 노광할 수 있다.
열번째, 본 발명의 방법에 의한 리소그래피는 소프트웨어적으로 많은 처리를 하기 때문에 하드웨어의 구조가 단순해진다.
열한번째, PR 제거 비율과 같은 최적의 리소그래피 조건을 용이하게 결정할 수 있다.

Claims (9)

  1. 패턴의 경계를 추출한 후 영역 기반 패턴을 구축하는 기판의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계;
    미세 미러에 의존하는 패턴 영역을 확정한 후 점유면적비에 의거하여 미세 미러 구동에 필요한 이진화된 패턴 데이터를 추출하고 기판의 이동 위치에 따른 누적 이진화 데이터를 연속적으로 구축하는 미세 미러의 관점에서 패턴을 인식하여 패턴을 생성하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴의 경계를 추출하기에 앞서 CAD 데이터의 구문해석(parsing)을 통해 메모리에 로딩하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 누적 이진화 패턴 데이터를 미세 미러 컨트롤러에 전송하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴 경계의 추출은 오픈루프를 가진 기하학적 엔티티를 폐쇄루프로 재구성 처리로 수행됨을 특징으로 하는 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 점유면적기반 패턴의 구축은 계산 기하학의 다각형에 대한 집합 연산의 수행에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 미러에 의존하는 패턴 영역의 확정은 미세 미러 배열의 회전과 기판의 배치 오차를 고려하여 패턴의 미세 미러 배열 투영에 따라 수행됨을 특징으로 하는 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 점유면적비(occupancy)에 의거한 이진화된 패턴 데이터의 추출은 단위 미러 당 패턴에 의하여 점유되는 면적에 따라 미세 미러 각각에 대해 광빔 반사 여부를 결정하고, 결정된 미세 미러 각각에 대한 반사여부를 이진화함을 특징으로 하 는 미세 미러를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 이동 위치에 따른 누적 이진화 데이터의 연속적 구축은 각 각의 기판 이동 스텝 마다 추출된 상기 점유면적비에 의거한 이진화된 패턴 데이터를 연속적으로 누적하여 이진화 데이터의 스트림을 구축함을 특징으로 하는 미세 미러 를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 미러에 의존하는 패턴 영역의 확정은 패턴을 미세 미러 배열의 회전 각도만큼 역방향으로 회전시키고 다시 원위치로 회전시킴으로써 패턴의 미세 미러 배열 투영에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 미세 미러 를 이용하는 마스크리스 리소그래피 시스템을 위한 점유면적기반 패턴 생성 방법.
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