KR100989863B1 - Digital 3D Lithography Method - Google Patents

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서만승
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70416—2.5D lithography

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Abstract

본 발명은, 3차원 미세구조물을 형성하려는 목적으로 수행되는 포토리소그래피에 있어서, 감광막이 형성된 기판상에, 감광막의 특성과 3차원 미세구조물의 형상에 의거하여 결정된 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히 가상 레이어링에 의해 디지털 2차원 리소그래피로 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 디지털 3차원 리소그래피 방법에 관한 것이다.In photolithography performed for the purpose of forming a three-dimensional microstructure, the present invention provides a method for forming a three-dimensional exposure profile determined on the substrate on which the photoresist film is formed based on the characteristics of the photoresist film and the shape of the three-dimensional microstructure. In particular, it relates to a digital three-dimensional lithography method of forming a three-dimensional exposure profile by digital two-dimensional lithography by virtual layering.

미세구조물(micro structure), 디지털 리소그래피(digital lithography), 3차원 리소그래피(3D lithography), 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array), 태양전지 텍스쳐(solar cell texture), 디스플레이 3D 필터(display 3D filter) Micro structure, digital lithography, 3D lithography, micro lens array, solar cell texture, display 3D filter

Description

디지털 3차원 리소그래피 방법{Digital 3D Lithography Method}Digital 3D Lithography Method

본 발명은, 3차원 미세구조물을 형성하려는 목적으로 수행되는 포토리소그래피(photolithography)에 있어서, 감광막(감광층, photoresist film)이 형성된 기판(substrate)상에, 감광막의 특성과 3차원 미세구조물의 형상에 의거하여 결정된 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히 가상(virtual) 레이어링(layering)에 의해 디지털 2차원 리소그래피(digital 2D lithography)로 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 디지털 3차원 리소그래피 방법(Digital 3D Lithography Method)에 관한 것이다.The present invention, in photolithography performed for the purpose of forming a three-dimensional microstructure, the characteristics of the photoresist film and the shape of the three-dimensional microstructure on the substrate (substrate) on which the photoresist film (photoresist film) is formed The present invention relates to a method for forming a three-dimensional exposure profile determined based on a digital three-dimensional lithography method, in particular, to form a three-dimensional exposure profile by digital 2D lithography by virtual layering ( Digital 3D Lithography Method).

포토리소그래피에 의해 제조되는 3차원 미세 구조물의 대표적인 예는 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array) 및 렌즈 어레이 용 마스터(master), 태양전지(solar cell)의 광 포획용 표면(surface) 텍스쳐(texture) 및 표면 텍스쳐 용 마스터, 그리고 디스플레이(display) 용 3D 필터(filter) 및 3D 필터 용 마스터 등이다. 상기 3차원 미세 구조물들의 3차원 형상은, 양각(embossed, convex) 또는 음각(intaglio, concave)의, 정사각, 직사각, 또는 벌집(honeycomb) 모양의 배열(array)의 형태로 이루어진, 구(sphere)나 타원체(ellipsoid solid)의 일부, 원 뿔체(cone), 피라미드(pyramid) 등이다.Representative examples of three-dimensional microstructures produced by photolithography include micro lens arrays and masters for lens arrays, surface capture textures for solar cells, and Masters for surface textures, 3D filters for displays, and masters for 3D filters. The three-dimensional shape of the three-dimensional microstructures is in the form of an embossed, convex or intaglio, concave, square, rectangular, or honeycomb array. Or parts of ellipsoid solids, cones, pyramids, etc.

포토리소그래피에 의해 3차원 구조물을 제조하는 종래 기술로는 그레이 스케일(gray scale) 마스크를 이용하는 방법, 직접 이미징 또는 라이팅(direct imaging or writing)하는 방법, 감광재의 리플로우(reflow)를 이용하는 방법, 한 층씩 경화해가며 3차원을 형성하는 스테레오 리소그래피(stereo lithography) 방법 등이 있다. 그러나, 종래 기술들은, 일부는 정밀하게 원하는 3차원 형상을 얻기 위해서는 비교적 비용과 시간이 많이 드는 단점이 있고, 일부는 상기 다양한 형상의 미세 구조물 배열을 제조하기에는 리플로우 공정이나 마스크 제작이나 마스터 제작의 어려움이 있다. 또한, 종래 기술의 대부분은 2차원 리소그래피의 반복 수행으로 이루어지는 적층의 방식으로 적층에 따른 얼라인먼트(alignment)가 필수적이고 매우 중요하다.Conventional techniques for producing three-dimensional structures by photolithography include methods using gray scale masks, direct imaging or writing, methods using reflow of photoresist, and Stereo lithography, which hardens layer by layer, forms three dimensions. However, some of the prior arts have the disadvantage of being relatively costly and time-consuming to obtain precisely the desired three-dimensional shape, and some of the reflow process or mask fabrication or master fabrication to produce the microstructure array of the various shapes. There is difficulty. In addition, in most of the prior art, alignment according to lamination is essential and very important in a lamination manner consisting of repeated execution of two-dimensional lithography.

한편, 근래에 들어, 마스크를 사용하지 않고 2차원 패턴을 노광하는 포토리소그래피의 새로운 방법으로서, 공간 광 변조기(spatial light modulator) 내지 디지털 미러 장치(digital mirror device)를 이용하는 디지털 리소그래피(digital lithography) 방법 내지 마스크리스 리소그래피(mask-less lithography)방법이 개발되었고, 디지털 리소그래피에서는 공간 광 변조기의 미세미러 배열을 구성하고 있는 수백만개의 미세미러들이 시간에 따라 이동하는 감광막이 형성된 기판 표면에 선택적으로 반사하는 광빔들에 의하여 2차원 패턴이 노광된다. On the other hand, in recent years, as a new method of photolithography that exposes a two-dimensional pattern without using a mask, a digital lithography method using a spatial light modulator or a digital mirror device Mask-less lithography methods have been developed, and in digital lithography, millions of micromirrors constituting the micromirror array of spatial light modulators selectively reflect light beams on a surface of a substrate on which a photosensitive film is moved over time. These two-dimensional patterns are exposed.

국내에는, 여러 가지 용도의 3차원 미세 구조물 제작에 관한 방법들이 특허 등록되거나 출원되어, 공개특허공보 공개번호 제2008-0062154호, 제2004-0086901호 및 등록특허 제10-0344248호, 제10-069173호 등에 개시되어 있으며, 공간 광 변조기를 이용하여 2차원 패턴을 노광하는 디지털 리소그래피 내지 마스크리스 리소그래피에 관한 방법들이 특허 등록되거나 출원되어, 공개특허공보 공개번호 제2007-0020410호, 제2006-0047613호, 제2006-0043024호, 제2006-0045355호, 제2006-0109724호 및 등록특허 제660045호, 제655165호 제868242호 등에 개시되어 있다.In Korea, methods for manufacturing three-dimensional microstructures for various uses have been patented or filed, and have been published in Korean Patent Laid-Open Publication Nos. 2008-0062154, 2004-0086901, and Patent Nos. 10-0344248, 10- 069173 and the like, methods related to digital lithography to maskless lithography for exposing a two-dimensional pattern using a spatial light modulator have been patented or filed, have been published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-0020410, 2006-0047613. No. 2006-0043024, 2006-0045355, 2006-0109724, and registered patents 660045, 655165, 868242 and the like.

3차원 미세 구조물 제작에 관해 본 발명의 배경이 된다고 간주할 수 있는 기술은 등록된 특허 제344248호의 "노광 장치 및 이를 이용한 3차원 구조물 제조 방법" 및 공개된 특허 공개특허공보 공개번호 제2008-0062154호 "마이크로 렌즈 제조방법 및 마이크로 렌즈용 마스터 제조 방법" 등이다. 그러나, 상기 기술들은 모두 마스크를 사용하는 2차원 리소그래피의 반복 수행으로 이루어지는 적층의 방식으로서, 노광공정에 의해 3차원 구조물을 제작한다는 점은 같지만, 상기 기술들과 본 발명은 마스크의 유와 무에 따른 차이가 있고 또한 2차원 리소그래피의 반복 수행으로 이루어지는 실제 적층과 2차원 리소그래피의 단일 수행으로 이루어지는 가상 적층에 따른 차이가 있다.Techniques that can be regarded as the background of the present invention with respect to the production of three-dimensional microstructures are disclosed in "Patent Apparatus and Method of Manufacturing Three-Dimensional Structures Using Patent No. 344248" and Published Patent Publication No. 2008-0062154 "Microlens Manufacturing Method and Microlens Master Manufacturing Method", and the like. However, the above techniques are all the same as the method of lamination by repeated performing two-dimensional lithography using a mask, and the same is that a three-dimensional structure is fabricated by an exposure process. There is also a difference according to the actual lamination consisting of repeated execution of two-dimensional lithography and virtual lamination consisting of a single execution of two-dimensional lithography.

디지털 2차원 리소그래피에 관해 본 발명의 배경이 되는 배경 기술은 본 발명과 직접적인 관계가 있는 본 출원인들에 의하여 특허출원되어 등록된 특허 제655165호의 "마스크리스 리소그래피를 위한 점유면적기반 패턴생성 방법", 본 출원인들에 의하여 특허출원되어 등록된 특허 제868242호의 "마스크리스 리소그래피를 위한 인라인 가상마스킹 방법", 본 출원인들에 의하여 특허출원된 10-2008-0041846의 "초분해능 디지털 리소그래피" 및 본 출원인들에 의하여 특허출원된 10-2008- 0079353의 "정규 리소그래피 방법"등이다. 따라서, 본 발명에서 디지털 2차원 리소그래피에 속하는 기술은 상기 본 출원인들에 의한 등록 특허 제655165호 및 제868242호의 발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술과 본 출원인들에 의하여 특허출원된 특허 10-2008-0041846 및 10-2008-0079353의 발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술에 구체적으로 설명되어 있는 내용과 같으며 상기 특허들을 본 출원의 명세서에 참조로써 통합한다.Background art that is the background of the present invention with regard to digital two-dimensional lithography is disclosed in "655.165, occupied area-based pattern generation method for maskless lithography", filed and filed by the applicants directly related to the present invention, "Inline Virtual Masking Method for Maskless Lithography" of Patent No. 868242, filed by the Applicants, "Super Resolution Digital Lithography" of Patent Application No. 10-2008-0041846 and Applicants 10-2008-0079353, filed by "Regular Lithography Method" and the like. Accordingly, the technology belonging to the digital two-dimensional lithography in the present invention is the technical field to which the inventions of the patents No. 655165 and 868242 by the applicants belong, the prior art of the field and the patent application patented by the applicants It is the same as the contents specifically described in the technical field to which the invention of -2008-0041846 and 10-2008-0079353 belongs, and the prior art of that field, and these patents are integrated in the specification of this application as a reference.

포토리소그래피에 의해 3차원 미세구조물을 제조하는 종래 기술은, 그 기본이 되는 2차원 리소그래피가 마스크를 사용하는 고전적인 리소그래피이든지 또는 레이져(laser)를 이용하여 직접 패턴을 그리는 직접 이미징 리소그래피이든지 또는 공간 광 변조기를 사용하는 최신의 스테레오 리소그래피이든지 모두, 한 레이어(layer,층)씩, 노광요소(광학계 또는 기판 또는 마스크 등)의 수직방향 위치를 조절해가면서, 단계적으로 노광하는 적층의 방식으로서, 2차원 리소그래피를 반복 수행함으로써 이루어진다. 따라서, 적층에 따른 얼라인먼트가 필수적이고 매우 중요하다. 더구나, 대상의 3차원 미세 구조물이 매우 복잡한 양각 또는 음각의 구나 타원체의 일부, 원뿔체 및 피라미드 형상의 정사각, 직사각, 또는 벌집 모양의 배열인 경우는, 노광요소의 수직방향 위치 조절이나 적층에 따른 얼라인먼트가 쉽지 않기에 노광의 결과로 나타나는 3차원 노광량 프로파일의 정밀도 보장이 어렵고, 또한 위치 조절이나 얼라인먼트에 소요되는 시간 및 비용 때문에 노광공정이 비경제적이고 비효율적이 되어 이를 실제 3차원 미세 구조물의 양산에 적용하는 것이 불가능해진다. The prior art of producing three-dimensional microstructures by photolithography is either the underlying two-dimensional lithography, classical lithography using a mask, or direct imaging lithography, in which a pattern is drawn directly using a laser or spatial light. In the latest stereo lithography using a modulator, it is a two-dimensional stacking method in which a vertical exposure of an exposure element (optical system, a substrate or a mask, etc.) is controlled in steps of one layer (layer). By repeating the lithography. Therefore, alignment by lamination is essential and very important. In addition, if the three-dimensional microstructure of the object is a part of a very complicated embossed or intaglio or ellipsoid, a conical and pyramidal square, rectangular, or honeycomb array, Since the alignment is not easy, it is difficult to guarantee the accuracy of the 3D exposure profile resulting from the exposure, and the exposure process is inefficient and inefficient due to the time and cost required for positioning or alignment, which is applied to the production of the actual 3D microstructure. It becomes impossible to do.

만약, 상기 노광요소의 수직방향 위치 조절이나 적층에 따른 얼라인먼트가 필요없이, 단일 2차원 노광공정으로 정밀한 3차원 미세구조물을 형성할 수 있다면 이는 경제적이고 효율적임이 분명하다. If it is possible to form a precise three-dimensional microstructure in a single two-dimensional exposure process without the need for alignment or stacking of the exposure element in the vertical direction, it is obvious that it is economical and efficient.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 노광요소의 수직방향 위치 조절이나 적층에 따른 얼라인먼트가 필요없이 기존의 2차원 용 디지털 노광기를 있는 그대로 사용하여 다양한 형태의 3차원 노광량 프로파일을 정확하게 형성할 수 있는 효율(efficient)적이고 강건(robust)하고 유연(flexible)하고 정밀(precise)한 양산 대응 3차원 리소그래피 방법으로서 가상 레이어링에 의해 디지털 2차원 리소그래피로 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 디지털 3차원 리소그래피 방법(Digital 3D Lithography Method)을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to efficiently form a three-dimensional exposure dose profile of various shapes by using a conventional two-dimensional digital exposure machine as it is without the need for alignment according to the vertical position adjustment or stacking of the exposure element. Efficient, robust, flexible, and precise mass production-adaptive three-dimensional lithography method that forms a three-dimensional exposure profile by digital two-dimensional lithography by virtual layering (Digital 3D Lithography) Method).

하기에 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법을 구체적으로 설명함에 있어서, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 기본이 되는 디지털 2차원 리소그래피 방법에 관해서는 상기 명시된 바와 같이 등록 특허 제655165호 및 제868242호 그리고 출원특허 10-2008-0041846 및 10-2008-0079353를 본 출원의 명세서에 참조로써 통합함으로써 언급을 줄이고, 본 발명의 핵심이 되는 디지털 2차원 리소그래피로 가상 레이어링에 의해 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 방법에 초점을 맞추어 설명한다.In describing the digital three-dimensional lithography method of the present invention in detail, the digital two-dimensional lithography method which is the basis of the digital three-dimensional lithography method of the present invention is registered as described above in Patent Nos. 655165 and 868242. And reducing references by incorporating patent applications 10-2008-0041846 and 10-2008-0079353 into the specification of the present application and forming a three-dimensional exposure profile by virtual layering with digital two-dimensional lithography, which is the core of the present invention. Focus on the method.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 디지털 3차원 리소그래피 방법은, 감광막이 형성된 기판상에, 사용되는 감광막의 특성과 제작하고자 하는 3차원 미세구조물의 형상에 의거하여 결정된, 목표 3차원 노광량 프로파일을 형성하기 위하여 수행되는 포토리소그래피에 있어서,The digital three-dimensional lithography method for achieving the object of the present invention, on the substrate on which the photoresist film is formed, forms a target three-dimensional exposure dose profile, which is determined based on the characteristics of the photoresist film to be used and the shape of the three-dimensional microstructure to be manufactured. In photolithography performed to

목표 3차원 노광량 프로파일에 의거하여 L개의 2차원 레이어패턴들을 형성하는 단계; 및Forming L two-dimensional layer patterns based on a target three-dimensional exposure profile; And

각 스캔스텝에서 L개의 2차원 레이어패턴들 중 하나씩 선택하여 노광되어야 할 패턴으로 설정하고, 각 스캔스텝에서 설정된 패턴에 의거하여 미세미러배열의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 생성하고, 각 스캔스텝에서 생성된 디지털마스크에 의거하여 기판상의 감광막을 노광하는, 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계를 포함하여 가상 레이어링에 의해 디지털 2차원 리소그래피로 3차원 노광량 프로파일을 형성함을 특징으로 한다.In each scan step, one of the L two-dimensional layer patterns is selected and set as a pattern to be exposed, and a digital mask that reflects light beams of the micromirror array is generated based on the pattern set in each scan step, and in each scan step A three-dimensional exposure dose profile is formed by digital two-dimensional lithography by virtual layering, including pattern setting, digital mask generation, and exposure steps, which expose the photoresist on the substrate based on the generated digital mask.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 L개의 2차원 레이어패턴들은 목표 3차원 노광량 프로파일을 균일한 노광량을 가지는 L개의 레이어들로 균등하게 분할하고 분할된 L개의 레이어들에 대하여 각 레이어에 속하는 하나의 수평단면을 선택하여 얻어지는 L개의 2차원 수평단면들로 형성하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, preferably, the L two-dimensional layer patterns equally divide a target three-dimensional exposure dose profile into L layers having a uniform exposure amount and each of the divided L layers It is to form L two-dimensional horizontal sections obtained by selecting one horizontal section belonging to the layer.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 각 스캔스텝에서 노광되어야 할 패턴은 전체의 스캔스텝들을 L개씩 묶어 그룹화하고 그룹별 L개의 스캔스텝들과 상기 L개의 레이어패턴들이 일 대 일로 배분되도록 상기 L개의 2차원 레이어패턴들 중 하나씩 선택하여 설정하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, preferably, the pattern to be exposed in each scan step is grouped by grouping all L scan steps, and L scan steps and L layer patterns of each group are one-to-one. One of the L two-dimensional layer patterns is selected and set to be distributed.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계는 전체의 스캔스텝들에 대하여 패턴 설정 및 디지털마스크 생성을 완료한 후, 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝에 해당하는 디지털마스크에 의거하여 기판상의 감광막을 노광하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, preferably, the pattern setting, the digital mask generation and the exposure step are performed for each scan step after completing the pattern setting and the digital mask generation for the whole scan steps. The photosensitive film on the substrate is exposed based on the digital mask corresponding to the scan step.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 패턴 설 정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계는 전체의 스캔스텝들에 대하여 패턴 설정을 완료한 후, 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝 별로 디지털마스크 생성과 노광을 수행하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, preferably, the pattern setting, the digital mask generation and the exposure step have completed the pattern setting for all the scan steps, and then for each scan step for the whole scan steps. Digital mask generation and exposure are performed.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계는 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝 별로 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광을 수행하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, preferably, the pattern setting, digital mask generation and exposure step are to perform pattern setting, digital mask generation and exposure for each scan step for the entire scan steps.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 디지털 3차원 리소그래피를 적어도 1회 수행한 후에 스캔 시작점의 위치, 또는 스캔피치, 또는 미러각, 또는 스캔방향 중 어느 하나를 변경하여 1회 이상 반복함으로써 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, preferably, at least one time after the digital three-dimensional lithography is performed at least once by changing the position of the scan starting point, the scan pitch, the mirror angle, or the scanning direction. By repeating, a three-dimensional exposure dose profile is formed.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 3차원 노광량 프로파일이 형성된 기판상의 감광막을 양각 패턴 또는 음각 패턴 형태의 감광막이 기판에 잔류하도록 현상하는 단계를 더 구비하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, the method further comprises developing the photosensitive film on the substrate on which the three-dimensional exposure dose profile is formed such that the photosensitive film in the form of an embossed pattern or a negative pattern remains on the substrate.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에서, 바람직하게는 상기 양각 패턴 또는 음각 패턴 형태의 감광막이 잔류하도록 현상된 상태의 기판을 건식 식각 또는 습식 식각하는 단계를 더 구비하는 것이다.In the digital three-dimensional lithography method of the present invention, preferably, the method further comprises dry etching or wet etching the substrate in a state in which the photosensitive film in the form of the relief pattern or the intaglio pattern remains.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다. The present invention has the following effects.

첫째, 본 발명 특유의 가상 레이어링에 의해 노광요소의 수직방향 위치 조절이나 적층에 따른 얼라인먼트가 필요없이 3차원 노광량 프로파일을 형성함으로써 다양한 형태의 3차원 노광량 프로파일을 보다 정확하게 형성할 수 있다.First, by forming a three-dimensional exposure dose profile without the need for alignment or vertical alignment of the exposure elements by the virtual layering unique to the present invention, it is possible to more accurately form various types of three-dimensional exposure dose profiles.

둘째, 본 발명 특유의 가상 레이어링에 의해 노광요소의 수직방향 위치 조절이나 적층에 따른 얼라인먼트가 필요없이 3차원 노광량 프로파일을 형성함으로써 위치 조절이나 얼라인먼트에 소요되는 시간 및 비용이 절감되어 노광공정이 경제적이고 효율적이 된다.Second, by forming a three-dimensional exposure dose profile without the need for alignment according to the vertical position adjustment or stacking of the exposure elements by the unique virtual layering of the present invention, the exposure process is economical because the time and cost required for position adjustment or alignment are reduced. Become efficient.

셋째, 본 발명 특유의 가상 레이어링에 의해 기존의 2차원 용 디지털 노광기를 있는 그대로 사용하여 3차원 노광량 프로파일을 형성함으로써 3차원 노광량 프로파일의 형성이 쉽고 편리해진다. Third, by forming the three-dimensional exposure dose profile by using the existing two-dimensional digital exposure machine as it is by the virtual layering unique to the present invention, the formation of the three-dimensional exposure dose profile becomes easy and convenient.

넷째, 본 발명 특유의 가상 레이어링에 의해 2차원 용 디지털 노광기를 이용한 실제 3차원 미세 구조물의 양산이 가능하다.Fourth, the virtual layering unique to the present invention enables mass production of actual three-dimensional microstructures using a two-dimensional digital exposure machine.

다섯번째, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법은 효율적이고 강건하고 유연하고 정밀하다.Fifth, the digital three-dimensional lithography method of the present invention is efficient, robust, flexible and precise.

여섯번째, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법으로 다양한 형상의 다양한 구조의 배열 형태의 마이크로 렌즈 어레이 및 렌즈 어레이 용 마스터, 태양전지의 표면 텍스쳐 및 표면 텍스쳐 용 마스터 및 디스플레이 용 3D 필터 및 3D 필터 용 마스터 등을 신속하게 노광하여 생산할 수 있다.Sixth, according to the digital three-dimensional lithography method of the present invention, the microlens array and the master for the lens array in the form of various structures of various shapes, the master for the surface texture and surface texture of the solar cell and the master for the 3D filter and the 3D filter for the display It can be produced by rapidly exposing the back.

포토리소그래피에 의하여 기판상에 형성된 감광막을 노광하여 3차원 미세구조물을 형성하기 위해서는 감광막의 특성에 맞는 3차원 노광량(단위 면적당 조사되는 광 에너지, dose) 프로파일을 형성하여야만 한다. 도 1은 3차원 미세구조물의 형상의 하나의 실시 예를 보여주고 있다. 도 1의 3차원 미세구조물은 정점(apex)이 되는 최대 높이(maximum height)가 5 마이크론이 되도록 절단한 반경이 16 마이크론인 구(sphere)의 일부로서 높이방향을 확대하여 보인다. 잘 알려진 바와 같이, 감광막은 현상 시 임계 노광량(critical dose) 이하에서는 패턴 형성에 영향을 미치지 않으므로, 도 1의 3차원 미세구조물을 형성하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형상은 도 1과 같을 수 없으며, 감광막의 특성에 따라 달라진다. In order to form a three-dimensional microstructure by exposing the photoresist film formed on the substrate by photolithography, a three-dimensional exposure dose (light energy, dose) unit profile corresponding to the characteristics of the photoresist film must be formed. 1 illustrates one embodiment of the shape of a three-dimensional microstructure. The three-dimensional microstructure of FIG. 1 is shown in an enlarged height direction as part of a sphere whose radius is cut to 16 microns so that the maximum height of the apex becomes 5 microns. As is well known, since the photoresist film does not affect pattern formation at or below a critical dose during development, the shape of the 3D exposure profile for forming the 3D microstructure of FIG. 1 may not be the same as that of FIG. 1. It depends on the characteristics of the photoresist.

하나의 실시 예로서, 임계 노광량이 21.2 mJ/cm2 이고, 정점의 최대 노광량(maximum dose)이 36.9 mJ/cm2 이고, 임계 노광량과 최대 노광량 사이에서 현상 후 얻어지는 3차원 미세구조물의 높이(height)는 노광량의 함수로서 수학식 1과 같이 표현되는 감광막을 고려하자.In one embodiment, the critical exposure amount is 21.2 mJ / cm 2 And the maximum dose of the vertex is 36.9 mJ / cm 2 Consider a photoresist film expressed as Equation 1 as a function of the exposure dose, wherein the height of the three-dimensional microstructure obtained after development between the critical exposure dose and the maximum exposure dose.

Figure 112008081285376-pat00001
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수학식 1에서 H는 3차원 미세구조물의 높이이고, E는 노광량이고, Ec는 감광막의 임계 노광량이고, Hm은 3차원 미세구조물의 최대 높이이고, Em은 최대 높이를 형성하는 정점의 노광량인 최대 노광량이다. 수학식 1에 의해 노광량(E)은 0 이상 최대 높이 사이에서 3차원 미세구조물의 높이(H)의 함수로서 수학식 2와 같이 표현된다.In Equation 1, H is the height of the three-dimensional microstructure, E is the exposure dose, Ec is the critical exposure dose of the photosensitive film, Hm is the maximum height of the three-dimensional microstructure, Em is the maximum exposure dose of the vertex forming the maximum height The exposure amount. According to Equation 1, the exposure dose E is expressed as Equation 2 as a function of the height H of the three-dimensional microstructure between zero or more maximum heights.

Figure 112008081285376-pat00002
Figure 112008081285376-pat00002

수학식 2에 도 1의 3차원 미세구조물을 형성하도록 반경이 16 마이크론이고 중심이 (0,0,-11)인 구의 방정식인 수학식 3을 대입하면, 도 1의 3차원 미세구조물을 형성하기 위한 3차원 노광량 프로파일은 (x2+y2)≤(162-112)을 만족하는 x와 y에 대해 임계 노광량과 최대 노광량 사이에서 x와 y의 함수로서 수학식 4에 의해 표현되며, 그 3차원 형상은 도 2와 같다. Substituting Equation 3, which is an equation of a sphere having a radius of 16 microns and a center of (0,0, -11), to form the three-dimensional microstructure of FIG. 1, to form the three-dimensional microstructure of FIG. The three-dimensional exposure profile for is expressed by Equation 4 as a function of x and y between the critical exposure and the maximum exposure for x and y satisfying (x 2 + y 2 ) ≤ (16 2 -11 2 ), The three-dimensional shape is as shown in FIG.

Figure 112008081285376-pat00003
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Figure 112008081285376-pat00004
Figure 112008081285376-pat00004

도 3은 도 1의 3차원 미세구조물의 형상과 도 2의 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H 곡선과 x-E 곡선을 함께 도시한 도면으로, 파선(broken or dashed line)(1001)은 도 1의 3차원 미세구조물의 높이(H)를 마이크론(micron, micro meter) 단위로 나타내며, 실선(solid line)(1002)은 도 2의 3차원 노광량 프 로파일의 노광량(E)을 mJ/cm2 단위로 나타내고, 일점 파선(dot-dashed line)(1003)으로 나타낸 선은 임계 노광량(Ec)인 21.2 mJ/cm2 이다. 즉, 상기 예로 든 감광막을 노광할 때, 노광의 결과로 얻어지는 3차원 노광량 프로파일이 도 2의 3차원 노광량 프로파일이 되면, 현상 후 얻어지는 3차원 미세구조물의 형상이 도 1과 같게 된다. FIG. 3 is a view showing the shape of the three-dimensional microstructure of FIG. 1 and the xH curve and xE curve of the three-dimensional exposure profile of FIG. 2 taken at y = 0, and a broken or dashed line 1001 is shown in FIG. The height H of the three-dimensional microstructure of 1 is expressed in units of microns (microns), and the solid line 1002 represents the exposure amount E of the three-dimensional exposure profile of FIG. 2 in mJ / cm. 2 The line, expressed in units and represented by a dotted-dashed line 1003, is 21.2 mJ / cm 2 , which is the critical exposure dose Ec. to be. That is, when exposing the above-mentioned photosensitive film, when the three-dimensional exposure dose profile obtained as a result of the exposure becomes the three-dimensional exposure dose profile of FIG. 2, the shape of the three-dimensional microstructure obtained after development becomes as shown in FIG. 1.

그러나, 하나의 형상의 3차원 미세구조물을 형성하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형상은 감광막의 특성에 따라 무수히 많다. 또한, 식각(etching)이 필요한 기판의 경우라면 현상과 식각을 동시에 고려하여 3차원 노광량 프로파일의 형상이 결정되어야 한다. 그러므로, 상기 예로 든 감광막의 특성에 따라 3차원 미세구조물을 형성하기 위하여 노광에 필요한 3차원 노광량 프로파일의 형상을 결정하는 것은 사용자가 수행해야 할 일이다. However, the shape of the three-dimensional exposure dose profile for forming a three-dimensional microstructure of one shape is numerous in accordance with the characteristics of the photosensitive film. In addition, in the case of a substrate requiring etching, the shape of the 3D exposure profile should be determined in consideration of development and etching simultaneously. Therefore, it is up to the user to determine the shape of the three-dimensional exposure dose profile required for the exposure in order to form the three-dimensional microstructure according to the characteristics of the above-described photosensitive film.

한편, 포토마스크를 사용하지 않고, 공간 광 변조기 내지 디지털 미세 미러 장치를 사용하여 2차원 패턴을 노광하는 디지털 리소그래피 시스템에서는, 공간 광 변조기의 미세미러 배열을 구성하고 있는 미세미러들이 시간에 따라 이동하는 기판 표면에 선택적으로 반사하는 광빔들에 의하여 패턴이 노광된다. 공간 광 변조기를 사용하는 디지털 리소그래피에 관해서는 상기 논의한 바에 따라 본 출원인들에 의하여 특허출원되거나 등록된 4건의 특허를 참조로써 통합함으로써 언급을 줄이고, 본 발명에서는, 디지털 2차원 리소그래피를 기본으로 3차원 미세구조물의 형상과 감광막의 특성에 따라 결정된 3차원 노광량 프로파일을 가상 레이어링에 의해 형성하는 방법에 초점을 맞추어, 디지털 3차원 리소그래피 방법을 하기와 같이 제안한 다.On the other hand, in a digital lithography system in which a two-dimensional pattern is exposed by using a spatial light modulator or a digital micromirror without using a photomask, the micromirrors constituting the micromirror array of the spatial light modulator move with time. The pattern is exposed by light beams that selectively reflect on the substrate surface. Digital lithography using a spatial light modulator is reduced by incorporating by reference the four patents patented or registered by the applicants, as discussed above, and in the present invention, three-dimensional based on digital two-dimensional lithography. Focusing on the method of forming the three-dimensional exposure dose profile determined by the shape of the microstructure and the characteristics of the photoresist by virtual layering, a digital three-dimensional lithography method is proposed as follows.

디지털 리소그래피의 특징은, 마스크가 필요 없다는 것 외에, 공간 광 변조기의 미세미러들이 시간에 따라 정지함이 없이 연속적으로 이동하는 기판 표면에 선택적으로 반사하는 광빔들에 의하여 패턴이 노광된다는 것이다. 즉, 스캔(scan)방식의 노광 방법이다. 공간 광 변조기의 미세미러들의 단위 광 변조 내지 단위 광 변조에 따라 이동중인 피노광체인 기판에 반사되는 빔의 변조(reflection switch)를 스캔스텝(scan step)으로 정의하고, 피노광체인 기판의 이동속도를 스캔속도(scan speed)로 정의하고, 한 스캔스텝에 해당하는 피노광체인 기판의 단위 이동거리 내지 스캔스텝 단위 이미지센터의 이동거리 내지 단위 스캔 거리를 스캔피치(scan pitch)로 정의하면, 단일 스캔속도 및 단일 스캔피치 하에서 수많은 연속적인 스캔스텝으로 구성되는 2차원 노광공정에 의해 3차원 미세구조물을 형성할 수 있다면 이는 가히 획기적이라 할 수 있다. A feature of digital lithography is that in addition to the need for a mask, the pattern is exposed by light beams that selectively reflect on the surface of the continuously moving micromirrors of the spatial light modulator without stopping over time. That is, it is a scanning method of scanning. A scan step is used to define a reflection switch of a beam reflected on a substrate, which is a moving object, according to unit light modulation or unit light modulation of the micromirrors of the spatial light modulator, and the movement speed of the substrate, which is the exposure object, is defined as a scan step. Is defined as the scan speed, and the unit movement distance of the substrate, which corresponds to one scan step, and the movement distance or unit scan distance of the scan center, are defined as scan pitch. If the three-dimensional microstructure can be formed by a two-dimensional exposure process consisting of a large number of successive scan steps under a scan speed and a single scan pitch, this is a breakthrough.

이를 위해, 본 발명에서는, 3차원 미세구조물의 형상과 감광막의 특성에 따라 결정된 0에서 최대 노광량 Em 까지의 3차원 노광량 프로파일을 균등한 노광량을 가지는 L개의 레이어로 분할하고, 각 레이어에 속하는 하나의 x-y 단면을 선택하여 2차원 평면 패턴(이하, 레이어패턴)을 L개 형성하고, 전체의 스캔스텝을 L개씩 묶어 그룹화(grouping)하고, 각 그룹마다 L개의 스캔스텝 각각에 L개의 레이어패턴 각각이 일 대 일(one-to-one)로 배분되도록 설정(부여, 할당, assign)함을 전체그룹에 대해 반복적으로 수행하여 스캔스텝 전체에 레이어패턴들을 할당하고, 스캔스텝 전체에 대해 각 스캔스텝마다 설정된 레이어패턴에 의거한 미세미러배열의 광빔 반사여부인 스캔스텝 단위 디지털마스크(digital mask)를 구하여 기판상의 감광막을 노광함으로써, 단일 스캔속도 및 단일 스캔피치 하에서 수행되는 디지털 2차원 리소그래피를 가상 레이어링에 의해 디지털 3차원 리소그래피로 변환하여 3차원 노광량 프로파일을 형성한다. 이러한 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법은 디지털 리소그래피의 장점을 최대로 활용한 방법으로, 단일 스캔속도 및 단일 스캔피치 하에서, 디지털 2차원 리소그래피와 동일한 노광공정을 수행하면서도 3차원 미세구조물 제작을 위한 3차원 노광량 프로파일을 정확하게 형성할 수 있는 방법이다.To this end, in the present invention, the three-dimensional exposure dose profile from 0 to the maximum exposure dose Em determined according to the shape of the three-dimensional microstructure and the characteristics of the photosensitive film is divided into L layers having an equal exposure dose, and one of each layer By selecting the xy cross section, L two-dimensional planar patterns (hereinafter, referred to as layer patterns) are formed, and L scan patterns are grouped by L as a whole, and each L group includes L layer patterns in each of the L scan steps. Repeatedly assign (assign, assign, assign) one-to-one to all groups to assign layer patterns to the entire scan step, and for each scan step for the whole scan step. A single scanning speed is obtained by exposing a photoresist film on a substrate by obtaining a digital mask, which is a scan step unit for reflecting light beams of a micromirror array based on a set layer pattern. Digital two-dimensional lithography performed under a single scan pitch is converted to digital three-dimensional lithography by virtual layering to form a three-dimensional exposure profile. The digital three-dimensional lithography method of the present invention utilizes the advantages of digital lithography to the maximum, and performs the same exposure process as the digital two-dimensional lithography under a single scan speed and a single scan pitch, while maintaining three-dimensional microstructure. It is a method capable of accurately forming a dimensional exposure dose profile.

도 1의 구의 일부인 3차원 미세구조물을 제작하기 위한 도 2의 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 과정을 구체적으로 설명하기에 앞서, y 방향의 영향을 고려할 필요가 없는 원통(cylinder)형상의 일부분을 3차원 미세구조물 형상의 실시예로 이용하여, 디지털 리소그래피의 중요 변수들, 즉, 공간 광 변조기의 미세미러배열의 회전각, 스캔피치, 미세미러의 수 및 하나의 미세미러에서 반사되는 광빔에 의해 형성되는 투영이미지의 형상 등이 3차원 노광량 프로파일 형성에 미치는 영향을 분석한다. Before describing in detail the process of forming the three-dimensional exposure dose profile of FIG. 2 for fabricating the three-dimensional microstructure that is part of the sphere of FIG. 1, a portion of the cylindrical shape that does not need to consider the influence of the y direction is described. Using as an embodiment of the dimensional microstructure geometry, it is formed by the important parameters of digital lithography, namely the rotation angle of the micromirror array of the spatial light modulator, the scan pitch, the number of micromirrors and the light beam reflected from one micromirror The effect of the shape of the projected image and the like on the formation of the 3D exposure profile is analyzed.

도 4(a)는 3차원 미세구조물의 형상의 또 다른 하나의 실시 예를 보여주고 있다. 도 4(a)의 3차원 미세구조물은 정점의 최대 높이가 5 마이크론이 되도록 절단한 반경이 16 마이크론인 원통의 일부로서 높이방향을 확대하여 보인다. 도 4(b)는 도 2의 감광막이 사용된 경우에 대해 도 2와 같은 방법으로 구한 3차원 노광량 프로파일을 나타낸 도면이고, 도 5(a)는 도 4(b)의 목표로 하는 3차원 노광량 프로 파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 도시한 도면으로 실선(1004)은 노광량(E)인 x-E 곡선을 mJ/cm2 단위로 나타낸다. Figure 4 (a) shows another embodiment of the shape of the three-dimensional microstructure. The three-dimensional microstructure of FIG. 4 (a) is enlarged in the height direction as part of a cylinder whose radius is cut to 16 microns so that the maximum height of the vertex is 5 microns. FIG. 4 (b) shows a three-dimensional exposure dose profile obtained by the same method as in FIG. 2 with respect to the case where the photosensitive film of FIG. 2 is used, and FIG. 5 (a) shows a three-dimensional exposure dose as the target of FIG. 4 (b). The xE curve of the profile is cut at y = 0. The solid line 1004 shows the xE curve, which is the exposure dose E, in mJ / cm 2. It is expressed in units.

도 5(a)에서 각각 서로 다르게 나타낸 선들(1011-1019)은 0에서 최대 노광량 36.9 mJ/cm2 까지의 3차원 노광량 프로파일 또는 2차원 x-E 곡선으로 나타낸 노광량(1004)을 균일한 노광량을 가진 9개의 레이어로 균둥하게 분할한 결과를 나타낸다. 이 경우, 균등하게 분할된 레이어별 노광량(1005)은 4.1 mJ/cm2 이다. 레이어의 수를 레이어수로 정의하고 L로 표기하고, 레이어 번호를 k로 표기하여, L이 9인 도 5를, 보기에 편리하도록, k가 1에서 L까지 변할 때, 각 k번째 레이어에서 최저 노광량은 4.1*(k-1) mJ/cm2가 되고 최고 노광량은 4.1*k mJ/cm2가 되도록 도시하였다. 하나의 실시예로서, 도 5(a)에서는, 마지막 L번째 레이어를 제외하고는, 각 k번째 레이어의 최대 노광량(4.1*k mJ/cm2 ) 지점의 목표 3차원 노광량 프로파일의 x-y 단면을 레이어패턴으로 선택하였으며, 임계 노광량 21.2 mJ/cm2 (1006) 보다 같거나 작으며 이에 가장 가까운 5번째 레이어(1015)의 최고 노광량(1007)이 4.1*5 = 20.9 mJ/cm2 이기에 최대노광량에서 임계 노광량까지의 노광량(1004) 곡선을 노광량이 20.9 mJ/cm2 이 되는 지점까지 연장하여 5번째 레이어(1015)의 레이어패턴을 형성하였으며, 5번째 레이어 하부의 4개 레이어들 (1011, 1012, 1013, 1014)의 레이어패턴들은 5번째 레이어패턴들과 동일하게 레이어패턴을 형성하였다. 한편, 각 k번 째 레이어의 최대 노광량(4.1*k mJ/cm2 ) 지점의 목표 3차원 노광량 프로파일의 x-y 단면을 레이어패턴으로 선택하는 경우, 3차원 형상이 구형이나 원통형이면 마지막 L번째 레이어의 x-y 단면은 정점(apex)(1008)이므로 실제 레이어패턴의 폭은 0이다. 따라서, 마지막 L번째 레이어는 정점이 아닌 x-y 단면이 일정 면적을 가지는 지점을 선택하여 레이어패턴을 형성할 필요가 있다. 마지막 L번째 레이어패턴을 형성하는 하나의 방법을 도 5를 예로 들어 설명하면, 9(L)번째 레이어에서는 레이어의 노광량을 레이어별 노광량(1005)의 0.9(α)배로 가정하여, 9번째 레이어패턴의 폭이 목표 3차원 노광량 프로파일의 노광량(1004) 곡선이 4.1*(L-1+α) mJ/cm2 의 노광량이 되는 지점의 노광량(1004) 곡선의 폭(약 3.586 마이크론)이 되도록 설정하였으며, 레이어패턴의 높이는 단일 스캔속도 및 단일 스캔피치 하에서 노광량은 달라질 수 없으므로 그대로 레이어별 노광량(1005)을 유지하게 설정하였다. 도 5(b)는 도 5(a)에서 설명한 방법에 의해 2차원 평면 패턴으로 변환된 9개의 레이어패턴을 나타내고 있다. 일점 파선(dot-dashed line)(1009)은 9개의 레이어패턴의 중심축이며, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 1번째에서 5번째까지의 레이어패턴들(1011, 1012, 1013, 1014, 1015)는 모두 동일하다.The lines 1011-1019 shown differently in FIG. 5 (a) show the exposure amount 1004 represented by the two-dimensional xE curve or the three-dimensional exposure profile from 0 to the maximum exposure amount 36.9 mJ / cm 2 . It shows the result of dividing into two layers evenly. In this case, the exposure amount 1005 for each layer divided evenly is 4.1 mJ / cm 2 . The number of layers is defined as the number of layers, denoted by L, and the layer number denoted by k, so that L is 9, the lowest in each kth layer when k varies from 1 to L, for ease of viewing. The exposure dose was 4.1 * (k-1) mJ / cm 2 and the maximum exposure dose was shown to be 4.1 * k mJ / cm 2 . As an example, in Fig. 5 (a), except for the last L-th layer, the xy cross section of the target three-dimensional exposure dose profile of the maximum exposure amount (4.1 * k mJ / cm 2 ) of each k-th layer is layered. Selected as the pattern, the critical exposure dose 21.2 mJ / cm 2 The highest exposure dose 1007 of the fifth layer 1015 that is less than or equal to (1006) is 4.1 * 5 = 20.9 mJ / cm 2 Because of this, the exposure dose 1004 curve from the maximum exposure dose to the critical exposure dose is plotted with an exposure dose of 20.9 mJ / cm 2. The layer patterns of the fifth layer 1015 were formed by extending to the point where the layer patterns were formed, and the layer patterns of the four layers 1011, 1012, 1013, and 1014 below the fifth layer were the same as the fifth layer patterns. A pattern was formed. On the other hand, when selecting the xy cross-section of the target three-dimensional exposure profile of the maximum exposure amount (4.1 * k mJ / cm 2 ) of each k-th layer as a layer pattern, if the three-dimensional shape is spherical or cylindrical, the last L-th layer The xy cross section is apex 1008 so the width of the actual layer pattern is zero. Therefore, the last L-th layer needs to form a layer pattern by selecting a point where the xy cross section has a predetermined area, not a vertex. A method of forming the last L-th layer pattern will be described with reference to FIG. 5 as an example. In the 9 (L) -th layer, the ninth layer pattern is assumed to be 0.9 (α) times the exposure amount 1005 of each layer. The width of is set so that the exposure amount (1004) curve of the target three-dimensional exposure profile is the width (about 3.586 micron) of the exposure amount (1004) curve at the point where the exposure amount is 4.1 * (L-1 + α) mJ / cm 2 . The height of the layer pattern is set to maintain the exposure amount 1005 for each layer as it is because the exposure amount cannot be changed under a single scan speed and a single scan pitch. FIG. 5 (b) shows nine layer patterns converted into two-dimensional planar patterns by the method described with reference to FIG. 5 (a). A dot-dashed line 1009 is a central axis of nine layer patterns, and the first to fifth layer patterns 1011, 1012, 1013, 1014, and 1015 as shown in FIG. 5A. ) Are all the same.

한편, 상기 예로 든 각 레이어의 최대 노광량 지점의 목표 3차원 노광량 프로파일의 x-y 단면을 레이어패턴으로 선택하는 방법은 최종 L번째 레이어는 값 α(이하, 정점값)를 이용한 수정(이하, 정점값 설정)이 필요하며, 때로는 상기 예로 든 임계 노광량 보다 같거나 작으며 이에 가장 가까운 레이어패턴의 보정(이하, 임 계보정)도 필요하다. 그러나, 레이어패턴의 형성은 반드시 미세구조물의 3차원 형상을 얻기 위한 감광막의 특성을 고려한 3차원 노광량 프로파일의 형상에 따라 적절한 방법을 선택하여 수행되어야 하므로, 이 역시 사용자가 수행해야 할 일이다. 따라서, 본 발명에서는, 각 레이어패턴을, 본 발명의 특징인 단일 스캔속도 및 단일 스캔피치 하에서 수많은 연속적인 스캔스텝으로 구성되는 2차원 노광공정에 의해 3차원 미세구조물 제작에 필요한 3차원 노광량 프로파일을 형성하기 위하여 레이어별 노광량이 될 수 있으면 균일하게 유지되도록, 각 레이어의 최소 노광량에서 최대 노광량 사이의 목표 3차원 노광량 프로파일의 수많은 2차원 x-y 단면 중 임의의 하나의 x-y 단면(이하 수평단면)을 선택하여 형성하는 것으로 한다. 물론, 도 5와 같이 레이어수가 적은 경우는, 임의로 선택된 하나의 수평단면이 어느 높이에 있는지에 따라 노광의 결과가 크게 달라져 오차가 발생할 수 있다. 그러나, 레이어수가 9인 도 5는 도시를 위한 하나의 예일 뿐이고, 하기와 같이 실제 노광공정에 적절한 레이어수는 9보다 훨씬 많으며, 레이어수가 증가할수록 임의로 선택된 하나의 수평단면의 높이에 따른 오차는 줄어든다. 그러므로, 본 발명의 각 레이어패턴을 각 레이어의 최소 노광량에서 최대 노광량 사이의 목표 3차원 노광량 프로파일의 수많은 수평단면 중 임의의 하나의 수평단면을 선택하여 형성함은 타당하다. 그러나, 본 발명의 사용자의 참고를 위하여서는, 상기 정점값 설정이나 보정에 대한 분석이 필요하고, 이를 하기와 같이 수행한다.On the other hand, the method of selecting the xy cross-section of the target three-dimensional exposure profile of the maximum exposure dose point of each layer as the layer pattern, the final L-th layer is corrected using the value α (hereinafter, vertex value) (hereinafter, set the vertex value) ), And sometimes a correction (hereinafter, critical correction) of the layer pattern closest to or smaller than the threshold exposure amount mentioned above is required. However, the formation of the layer pattern must be performed by selecting an appropriate method according to the shape of the three-dimensional exposure dose profile in consideration of the characteristics of the photosensitive film for obtaining the three-dimensional shape of the microstructure, this is also the user must perform. Therefore, in the present invention, the three-dimensional exposure dose profile required for the production of the three-dimensional microstructure by a two-dimensional exposure process consisting of a plurality of continuous scan steps under a single scan speed and a single scan pitch, which is a feature of the present invention, is used. Select one xy cross section (hereinafter referred to as a horizontal cross section) from any of a number of two-dimensional xy cross sections of the target three-dimensional exposure profile between the minimum and maximum exposure doses of each layer, so that the exposure dose per layer can be as uniform as possible to form. It is to be formed by. Of course, when the number of layers is small as shown in FIG. 5, the result of the exposure may vary greatly depending on which height the one arbitrarily selected horizontal cross section is located, and an error may occur. However, FIG. 5 with the number of layers is only one example for illustration, and the number of layers suitable for the actual exposure process is much larger than 9, as shown below, and as the number of layers increases, the error according to the height of one arbitrarily selected horizontal section decreases. . Therefore, it is reasonable to form each layer pattern of the present invention by selecting any one horizontal cross section among numerous horizontal cross sections of the target three-dimensional exposure profile between the minimum and maximum exposure doses of each layer. However, for the reference of the user of the present invention, analysis of the vertex value setting or correction is necessary, and this is performed as follows.

도 6은 위치가 고정된 상태에 있는 가로 4개 세로 2개의 미세미러들에 의하여 반사되어 이동하는 피노광체인 기판상에 24번의 광 변조 스위치(switch)에 의해 형성되는 스캔스텝 별 투영이미지들을 나타내며, 도 7은 하나의 미세 미러에서 반사되는 광빔에 의해 형성되는 투영이미지를 나타내고 있다. 도 6의 실시 예에서는, 물론 실제 노광공정에 사용되는 미세미러의 수는 무수히 많지만, 보기 쉽게 도시하여 설명하기 위한 목적으로 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러의 수를 총 8개로 도시하였다. 실제 노광공정에서는 기판이 x방향(2001)의 반대방향으로 이동하고 미세미러들은 정지된 상태에 있지만, 도 6은 정지 상태의 기판에 대해 미세미러들이 x방향(2001)으로 가상이동하는 상태를 도시한 도면이다. 따라서, x방향(2001)을 스캔방향으로 정의하면, 기판의 이동방향은 스캔방향의 반대방향이다. 도 6의 청색사각형들(2002)은 하나의 미러에서 반사된 광빔에 의해 형성되는 투영이미지의 최대경계로서 이하 이미지셀(image cell)로 정의하고, 적색 점 내지 원 들(2003)은 하나의 광빔에 의해 형성되는 투영이미지의 중심(center)으로 이하 이미지센터(image center)로 정의한다. 따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이 이미지셀이 정사각형인 경우는 이미지센터간의 간격은 이미지셀의 크기와 같으며, 이하 이를 C로 표기하고, 이미지셀이 직사각형인 경우는 이미지센터간의 가로간격은 이미지셀의 가로크기와 같고 이미지센터간의 세로간격은 이미지셀의 세로크기와 같다. FIG. 6 shows projection images for each scan step formed by 24 light modulation switches on a substrate that is reflected and moved by four horizontal and two micromirrors in a fixed position. 7 shows a projection image formed by a light beam reflected by one fine mirror. In the embodiment of FIG. 6, the number of micromirrors used in the actual exposure process is, of course, numerous, but the number of the micromirrors constituting the micromirror array is illustrated as a total of eight for the purpose of easy description and description. In the actual exposure process, the substrate moves in the opposite direction to the x direction 2001 and the micromirrors are in a stationary state. However, FIG. 6 shows a state in which the micromirrors are virtually moved in the x direction 2001 with respect to the stationary substrate. One drawing. Therefore, if the x direction 2001 is defined as the scan direction, the moving direction of the substrate is the opposite direction to the scan direction. The blue squares 2002 of FIG. 6 are defined as image cells below as the maximum boundary of the projected image formed by the light beams reflected from one mirror, and the red dots to circles 2003 are one light beam. The center of the projection image formed by hereinafter is defined as an image center. Therefore, as shown in FIG. 6, when the image cells are square, the interval between the image centers is equal to the size of the image cells. Hereinafter, the interval between the image centers is denoted by C. In the case where the image cells are rectangular, the horizontal interval between the image centers is the image cells. It is equal to the horizontal size of, and the vertical distance between the image centers is equal to the vertical size of the image cells.

디지털 리소그래피에는 기판이 한 피치를 이동하는 동안 일정 순간만 광빔을 조사하고 나머지 시간은 광빔을 차단하는 디스크리트(discrete) 방식과 기판이 이동하는 한 피치 동안 광빔이 연속적으로 조사되는 아나로그(analogue) 방식의 노광 공정이 존재한다. 도 7에서, (a)와(b)는 정지 상태의 기판에 조사되는 균일한 조도를 가지는 사각형 투영이미지의 3차원 분포 내지 디스크리트 방식의 노광 공정에서 기판이 한 스캔피치를 이동함에 따라 형성되는 3차원 투영이미지의 평면도와 측면도이고 (c)는 아나로그 방식의 노광 공정에서 기판이 한 스캔피치를 이동함에 따라 (a)와(b)의 투영이미지가 기판에 조사됨으로써 형성되는 3차원 투영이미지의 측면도이며, (d)와(e)는 정지 상태의 기판에 조사되는 빔의 반경이 ω인 가우스(gauss) 조도 분포를 가지는 투영이미지의 3차원 분포 내지 디스크리트 방식의 노광 공정에서 기판이 한 스캔피치를 이동함에 따라 형성되는 3차원 투영이미지의 평면도와 측면도이고 (f)는 아나로그 방식의 노광 공정에서 기판이 한 스캔피치를 이동함에 따라 (d)와(e)의 투영이미지가 기판에 조사됨으로써 형성되는 3차원 투영이미지의 측면도이다. 도 7 (a),(b) 및 (c)의 투영이미지를 형성하는 빔을 사각빔이라 정의하고, 도 7 (d),(e) 및 (f)의 투영이미지를 형성하는 빔을 가우스빔이라 정의한다. 도 6에 p로 도시된 거리(2005)는 상기 정의한 스캔피치이며, 투영이미지의 경계(2002)들이 스캔방향(2001)과 이루는 θ로 도시된 각(2004)을 미러각으로 정의한다. In digital lithography, a discrete method of irradiating a light beam for a certain moment while the substrate moves one pitch, and blocking the light beam for the rest of the time, and an analog method of continuously irradiating the light beam for one pitch as the substrate moves. An exposure step of exists. In Figure 7, (a) and (b) is a three-dimensional distribution of a rectangular projection image having a uniform illuminance irradiated to the substrate in a stationary state to three formed as the substrate moves one scan pitch in the discrete exposure process (C) is a plan view and a side view of the dimensional projection image, and (c) shows the projection image of (a) and (b) as the substrate moves as one scan pitch moves in the analog-type exposure process. (D) and (e) are scan pitches of the substrate in the three-dimensional or discrete type exposure process of the projected image having a Gaussian illuminance distribution having a radius of ω of the beam irradiated to the stationary substrate. A plan view and a side view of a three-dimensional projected image formed by moving, and (f) shows the projection images of (d) and (e) on the substrate as the scan pitch of the substrate moves in an analog exposure process. Yarn being a side view of the three dimensional projection image is formed. A beam forming the projection image of FIGS. 7A, 7B, and 7C is defined as a square beam, and a beam forming the projection image of FIGS. 7D, 7E, and 7F is a Gaussian beam. This is defined as. The distance 2005 indicated by p in FIG. 6 is the scan pitch defined above, and defines the angle 2004 represented by θ formed by the boundary 2002 of the projection image with the scan direction 2001 as the mirror angle.

도 6에 도시된 바와 같이, 레이어수 L이 9인 경우에 대해 24개의 스캔스텝을 9개씩 그룹화하고, 스캔스텝 또는 스캔스텝 별 투영이미지에 그룹화된 번호 2011-2019, 2021-2029, 2031-2036을 부여하였다. 하나의 동일 그룹내에서 스캔스텝 j가 1에서 L까지 변할 때, 그룹 1에 해당하는 스캔스텝 별 투영이미지들은 2011-2019이고, 그룹 2에 해당하는 스캔스텝 별 투영이미지들은 2021-2029이고, 그룹 3에 해당하는 스캔스텝별 투영이미지들의 일부는 2031-2036이다. As shown in FIG. 6, for the case where the number of layers L is 9, 24 scansteps are grouped by 9, and the numbers are grouped in a scan step or a projected image for each scan step. 2011-2019, 2021-2029, 2031-2036 Was given. When scan step j varies from 1 to L in one same group, the projected image by scan step corresponding to group 1 is 2011-2019, the projected image by scan step corresponding to group 2 is 2021-2029, group Some of the scan-step projection images corresponding to 3 are 2031-2036.

레이어수 L이 9인 경우, 하나의 그룹에 해당하는 스캔스텝 각각에 총 9개로 구성된 전체 레이어패턴 중에서, 임의로 그러나 중복되지 않고 하나라도 빠지지 않게, 하나를 선택하여 레이어패턴을 일 대 일로, 각각 하나씩, 배분한다. 예를 들면, 스캔스텝 j가 1에서 L까지 +1씩 증가하여 변할 때 레이어 번호 k를 1에서 L까지 +1씩 증가시켜 가면서 각각의 j번째 스캔스텝에 각각의 k번째 레이어패턴을 배분할 수도 있고, j가 1에서 L까지 +1씩 증가하여 변할 때 레이어 번호 k를 L에서 1까지 -1씩 감소시켜 가면서 각각의 j번째 스캔스텝에 각각의 k번째 레이어패턴을 배분할 수도 있고, 또는 k=9에 j=3을, k=1에 j=8을, k=8에 j=4를, k=5에 j=6을, k=7에 j=9를, k=4에 j=1을, k=6에 j=5를, k=2에 j=2를, k=3에 j=7을 배분할 수도 있으며, 이러한 조합은 무수히 많으며 순서에 관계없이 일 대 일로 배분한다. 상기와 같이 하나의 그룹에 속한 스캔스텝에 대한 레이어패턴의 설정이 끝나면, 다시 다음 그룹에 속한 스캔스텝에 대한 레이어패턴의 설정을 수행하고, 이를 모든 그룹에 대해 반복 수행한다. 이때, 각 그룹에서의 스캔스텝에 대한 레이어패턴의 일 대 일 배분은 모든 그룹에 첫번째 그룹의 순서와 동일한 순서를 적용하여 배분할 수도 있고, 또는 첫번째 그룹은 상기 첫번째 예의 순서를 적용하고 그리고 2, 3, 4, 5, .....번째 그룹은 각각 상기 2, 3, 1, 3, .....번째 예의 순서를 적용하여 배분할 수도 있고, 또는 각각의 그룹에 각각 서로 다른 순서를 적용하여 배분할 수도 있으며, 각 그룹 내에서 상기 일 대 일 배분으로 레이어패턴을 할당함이 바람직하다. 전체 스캔스텝에 대한 레이어패턴의 설정이 모두 끝나면, 전체 스캔스텝에 대하여, 각각의 스캔스텝마다, 각 스캔스텝에 해당하는 미세미러배열의 투영이미지와 설정된 레이어패턴에 의거하여, 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러 각각에 대 한 광빔 반사여부인 스캔스텝 단위 디지털마스크(digital mask)를 생성하고, 스캔스텝 단위 디지털마스크(이하, 디지털마스크)에 의거하여 노광함으로써 3차원 노광량 프로파일을 형성한다. 상기 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광의 순서는, 전체의 스캔스텝들에 대하여 패턴 설정을 완료한 후 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝 별로 디지털마스크 생성과 노광을 수행하는 순서이다. 그러나, 상기 순서 외에도, 전체의 스캔스텝들에 대하여 패턴 설정 및 디지털마스크 생성을 완료한 후 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝에 해당하는 디지털마스크에 의거하여 기판상의 감광막을 노광하는 순서도 가능하고, 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝 별로 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광을 수행하는 순서도 가능하며, 이러한 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광의 순서에 대한 선택은 노광의 결과에는 영향을 미치지 않으므로 사용자가 필요에 따라 선택할 수 있다.When the number of layers L is 9, the layer patterns are selected one-to-one, one by one, from a total of nine layer patterns each consisting of a total of nine scan steps corresponding to one group, but not randomly but not overlapping. To distribute. For example, when scan step j changes from 1 to L by +1, the layer number k may be increased from 1 to L by +1 and each kth layer pattern may be allocated to each j th scan step. When j changes from 1 to L by +1, the layer number k may be decreased from L to 1 by -1, and each kth layer pattern may be allocated to each jth scan step, or k = 9. For j = 3, j = 8 for k = 1, j = 4 for k = 8, j = 6 for k = 5, j = 9 for k = 7, j = 1 for k = 4 You can also distribute j = 5 for k = 6, j = 2 for k = 2, and j = 7 for k = 3. These combinations are innumerable and in one-to-one order. After the setting of the layer pattern for the scan step belonging to one group as described above, the setting of the layer pattern for the scan step belonging to the next group is performed again, and this is repeated for all groups. At this time, the one-to-one distribution of the layer pattern for the scan step in each group may be distributed to all groups by applying the same order as that of the first group, or the first group applies the order of the first example and 2, 3 , 4th, 5th, ..... th group may be distributed by applying the order of 2nd, 3rd, 1st, 3rd, ..... th example, respectively, or by applying different order to each group It is also possible to allocate, and it is preferable to assign the layer pattern by the one-to-one allocation in each group. After the setting of the layer pattern for all the scan steps is completed, the micromirror array is configured for all the scan steps based on the projection image of the micromirror array corresponding to each scan step and the set layer pattern. A three-dimensional exposure dose profile is formed by generating a scan step unit digital mask, which is a light beam reflection for each of the fine mirrors, and exposing based on the scan step unit digital mask (hereinafter referred to as a digital mask). The order of pattern setting, digital mask generation, and exposure is an order of performing digital mask generation and exposure for each scan step for the entire scan steps after completing the pattern setting for all the scan steps. However, in addition to the above steps, after the pattern setting and the digital mask generation are completed for all the scan steps, the procedure for exposing the photoresist film on the substrate is performed based on the digital mask corresponding to each scan step for all the scan steps. It is also possible to perform pattern setting, digital mask generation and exposure for each scan step for all the scan steps, and the selection of the pattern setting, digital mask generation and exposure order does not affect the result of exposure. The user can choose as needed.

도 6에 도시된 바와 같이 스캔스텝 j가 2011-2019, 2021-2029, 2031-2036인 경우에 대해, 도 5에 도시된 바와 같이 레이어 번호 k가 1에서 9까지 부여된 레이어패턴을 사용하여, 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 하나의 실시 예를 설명하면, 스캔스텝 j가 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2021, 2022, 2023, 2024, 2025, 2026, 2027, 2028, 2029, 2031, 2032, 2033, 2034, 2035, 2036 일 때 이에 대응하는 레이어 번호 k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6이며, 전체의 스캔스텝에 대해 각각의 스캔스텝마다 각 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴에 의거하여 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러 각각에 대한 광빔 반사여부인 디지털마스크를 구하여 노광함으로써 3차원 노광량 프로파일이 형성되고, 이를 현상함으로써 3차원 미세구조물이 형성되게 된다. 도 6의 경우는 전체 스캔스텝의 수 24를 레이어수 9로 나눈 값이 정수(integer)가 아니다. 이러한 경우는 레이어별 스캔스텝수가 다르므로 레이어별 절대 노광량이 서로 다르게 되며, 또한 상기 그룹별 스캔스텝들과 레이어패턴들의 일 대 일 배분이 이루어질 수 없다. 그러나, 실제 노광공정은 수많은 미세미러들에 의해 수많은 스캔스텝으로 수행되므로, 전체 스캔스텝의 수를 레이어수로 나눈 값이 정수가 아님에 따른 레이어별 노광량 편차 및 수많은 스캔스텝 그룹의 수많은 스캔스텝들 중 적은 수의 일부 스캔스텝들에 대해 레이어패턴들이 일 대 일로 배분되지 않음에 따른 레이어별 노광량 편차는 레이어별 절대 노광량에 비해 미미함은 자명하고 이는 하기 노광 시뮬레이션들을 통해 검증된다.As shown in FIG. 6, for the case where the scan steps j are 2011-2019, 2021-2029, and 2031-2036, using the layer pattern with the layer numbers k to 1 as shown in FIG. 5, Referring to one embodiment of forming a three-dimensional exposure profile, the scan step j is 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2021, 2022, 2023, 2024, 2025, 2026, 2027 The corresponding layer number k is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4 at, 2028, 2029, 2031, 2032, 2033, 2034, 2035, 2036 , 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, and fine for each scan step based on the projection image and layer pattern corresponding to each scan step. The 3D exposure profile is formed by obtaining and exposing a digital mask, which reflects light beams to each of the micromirrors constituting the mirror array, and developing the 3D microstructure. do. In the case of FIG. 6, the value obtained by dividing the total number of scan steps 24 by the number of layers 9 is not an integer. In this case, since the number of scan steps for each layer is different, the absolute exposure amount for each layer is different, and one-to-one distribution of the scan steps and layer patterns for each group cannot be achieved. However, since the actual exposure process is performed in numerous scan steps by a number of micromirrors, the variation in exposure dose per layer and the numerous scan steps in a large number of scan step groups are not obtained because the total number of scan steps divided by the number of layers is not an integer. It is apparent that the exposure dose variation of each layer as the layer patterns are not distributed one-to-one for a small number of scan steps is small compared to the absolute exposure amount of each layer, and this is verified through the following exposure simulations.

도 8은 미러각, 스캔피치 및 가로 미세미러의 수가 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위해, 레이어수 L을 9로 하고 레이어패턴에 대한 정점값 α를 0.9로 하고 임계보정은 없이 이미지셀의 크기가 4 마이크론인 사각빔을 반사하는 세로 128개의 미세미러들에 의한 노광 시뮬레이션의 결과를 레이어별 노광량 프로파일들로 나타낸 도면이다. 도 8(a)와 (b)는 가로 1개의 미세미러를 사용하고 스캔피치를 0.5 마이크론으로 하고 (a)의 미러각은 0도로 하고 (b)의 미러각은 2도로 하여 시뮬레이션한 결과로서, (a)와 (b)의 결과는 미러각에 따라 레이어별 노광량 프로파일의 사각웨이브의 주기는 달라질 수 있지만 레이어별 노광량 프로파일의 기본 형태는, 특히 미러각이 작은 경우에는 거의, 변하지 않음을 시사한다. 도 8(c)와 (d)는 미러각은 2도로 하고 가로 1개의 미세미러를 사용하고 (c)의 스캔 피치는 1.5 마이크론으로 하고 (d)의 스캔피치는 0.2 마이크론으로 하여 시뮬레이션한 결과로서, (b)와 (c)와 (d)의 결과는 스캔피치가 감소함에 따라 레이어별 노광량 프로파일의 사각웨이브의 주기가 감소함을 시사한다. 도 8(e)와 (f)는 미러각은 2도로 하고 스캔피치를 0.5 마이크론으로 하고 (e)는 가로 2개의 미세미러를 사용하고 (f)는 가로 5개의 미세미러를 사용하여 시뮬레이션한 결과로서, (b)와 (e)와 (f)의 결과는 가로 미세미러의 수가 증가함에 따라 레이어별 노광량 프로파일의 사각웨이브의 주기가 감소함을 시사한다. FIG. 8 shows the image cell without threshold correction, with the number of layers L as 9 and the apex value for the layer pattern as 0.9 to determine the influence of the mirror angle, the scan pitch and the number of horizontal micromirrors on the formation of the exposure dose profile. The exposure simulation results of the exposure simulations of the 128 vertical micromirrors reflecting a square beam having a size of 4 micron are represented by the exposure dose profiles of each layer. 8 (a) and 8 (b) show the results of a simulation using one micromirror horizontally, the scan pitch is 0.5 micron, the mirror angle of (a) is 0 degrees, and the mirror angle of (b) is 2 degrees. The results of (a) and (b) suggest that the period of the square wave of the exposure profile for each layer may vary depending on the mirror angle, but the basic shape of the exposure profile for each layer is almost unchanged, especially when the mirror angle is small. . 8 (c) and (d) show the results of simulations using a mirror angle of 2 degrees, one micromirror horizontally, a scan pitch of (c) of 1.5 microns, and a scan pitch of (d) of 0.2 microns. The results of (b), (c) and (d) suggest that the period of the square wave of the exposure profile for each layer decreases as the scan pitch decreases. 8 (e) and (f) show the mirror angle of 2 degrees, the scan pitch is 0.5 micron, (e) the use of two horizontal micromirrors, and (f) the simulation results using five micromirrors horizontally. As a result, the results of (b), (e) and (f) suggest that the period of the square wave of the exposure profile for each layer decreases as the number of horizontal micromirrors increases.

도 9는, 도 4(a)의 3차원 미세구조물을 형성하기 위해 도 4(b)의 3차원 노광량 프로파일을 얻으려는 목적으로 수행되는 노광공정을 고려하여, 미러각은 2도로, 스캔피치는 0.5 마이크론으로, 레이어수 L을 9로, 정점값 α를 0.9로, 임계보정은 없이, 이미지셀의 크기가 4 마이크론인 사각빔을 반사하는 가로 192개 세로 128개의 미세미러들에 의한 노광 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다. 도 9(a)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 나타낸 도면이고, 도 9(b)는 (a)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물을 나타낸 도면이고, 도 9(c)는 (a)의 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이다. 상기 논의되었듯이, 스캔피치가 동일하게 유지되고 레이어수가 동일하게 유지되더라도, 미세미러의 수가 192개로 증가함에 따라 레이어별 노광량 프로파일의 사각웨이브가 사라졌으며, 이에 따라 점정 부분을 제외하고 거의 연속적인 노광량 프로파일이 형성되었다. 그러나, 도 9 (a), (b), (c)를 목표치인 도 4(b), 4(a), 5(a)와 비교하면, 노 광량의 편차가 작지 않음을 알 수 있고, 레이어패턴에 대한 정점값의 증가 및 임계보정이 필요하고, 이에 추가로 레이어패턴의 폭을 증가하기 위한 보정(이하, 경계보정)도 필요함을 알 수 있다. 물론 레이어수 L을 증가하면 노광량의 편차를 더 쉽게 감소시킬 수 있겠지만, 레이어수의 증가에 앞서, 레이어패턴에 대한 정점값 설정, 임계보정 및 경계보정이 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단함이 필요하다. FIG. 9 illustrates an exposure process performed for the purpose of obtaining the three-dimensional exposure dose profile of FIG. 4 (b) to form the three-dimensional microstructure of FIG. 4 (a). Of 0.5 microns, layer number L of 9, peak value α of 0.9, and without threshold correction, the exposure simulation with 192 vertical and 128 micromirrors reflecting a square beam of 4 microns in size The figure which showed the result. Fig. 9 (a) shows a three-dimensional exposure dose profile as a result of exposure simulation, and Fig. 9 (b) shows a three-dimensional microstructure obtained by developing the three-dimensional exposure dose profile of (a), and Fig. 9 (c). ) Is a diagram showing the xE curve obtained by cutting the three-dimensional exposure profile of (a) at y = 0 with a solid line and the exposure dose profile for each layer. As discussed above, even though the scan pitch remains the same and the number of layers remains the same, the square wave of the exposure dose profile for each layer disappeared as the number of micromirrors increased to 192, thus almost continuous exposure except for the point portion. A profile was formed. However, comparing Figs. 9 (a), 9 (b) and 9 (c) with the target values of Figs. 4 (b), 4 (a) and 5 (a), it can be seen that the variation in exposure dose is not small. It can be seen that the increase of the vertex value and the threshold correction for the pattern are required, and in addition, correction (hereinafter, boundary correction) for increasing the width of the layer pattern is required. Of course, increasing the number of layers L may make it easier to reduce the variation in the exposure dose, but prior to increasing the number of layers, it is necessary to determine the effect of the vertex value setting, threshold correction and boundary correction on the layer pattern on the formation of the exposure dose profile. need.

도 10은 레이어패턴이 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위해, 도 4(a)의 3차원 미세구조물을 형성하기 위해 도 4(b)의 3차원 노광량 프로파일을 얻으려는 목적으로 수행되는 노광공정을 고려하여, 레이어패턴에 대해 보정을 수행하여 레이어패턴을 형성하거나 상기 실시 예로서 제시한 방법들과는 다른 방법으로 레이어패턴을 형성한 후, 도 9의 노광 시뮬레이션과 동일한 조건에서 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다. 도 10의 (a)와 (b)는 레이어패턴에 대해 정점값 α를 0.75로 하고 도 5(a)와 동일하게 임계보정을 수행한 경우로서, 10(a)는 목표 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 레이어패턴을 도시한 도면이고, 10(b)는 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이다. 도 10(c)와 (d)는 레이어패턴에 대해 정점값 α를 0.75로 하고 디지털 리소그래피에 따른 패턴의 경계에서 발생하는 사선 형태의 노광량 분포를 고려하여 임계 노광량까지의 노광량 곡선을 임계 노광량이 되는 패턴 폭에 0.5*C/cosθ를 더한 패턴 폭까지 연장하여 3,4,5번째 레이어들의 레이어패턴 을 형성함으로써 임계보정을 수행한 후 3번째 레이어 하부의 2개 레이어들의 레이어패턴들은 3번째 레이어패턴들과 동일하게 형성한 경우로서, 10(c)는 목표 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 레이어패턴을 도시한 도면이고, 10(d)는 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이다. 도 10(e)와 (f)는 도 10(c)의 정점값 설정 및 임계보정에 추가로 4번째 이상의 레이어패턴에 대해 4번째 패턴 폭이 7% 증가하고 9번째 패턴 폭이 0% 증가하고 그 사이는 패턴 폭이 선형으로 증가하도록 경계보정을 수행한 경우로서, 10(e)는 목표 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 레이어패턴을 도시한 도면이고, 10(f)는 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이다. 도 10(g)와 (h)는 레이어별 노광량은 도 5(a), 10(a), 10(b) 및 10(c)와 같이 4.1 mJ/cm2 로 하여 9개의 레이어로 분할하되, 각 레이어의 최대 노광량에서의 수평단면이 아닌 최소 노광량과 최대 노광량의 중간 값에서의 수평단면으로 레이어패턴을 형성하고 보정은 하지 않은 경우로서, 10(g)는 목표 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 레이어패턴을 도시한 도면이고, 10(h)는 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이다. 도 10의 결과는 상기 레이어패턴에 대한 미미한 보정 내지 형성 방법의 변화에 의해 노광의 결과로 얻는 노광량 프로파일이 조금씩은 변화하지만 전체적인 노광량 프로파일의 기본 형태는 유지됨을 시사한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 레이어패턴의 형성 방법은 무수히 많을 수 있다. 그러나, 바람직한 레이어패턴의 형성 방법은 각 레이어패턴을 각 레이어에 속하는 하나의 수평단면을 선택하여 형성하되 단일 스캔속도 및 단일 스캔피치 하에서의 노광을 위해 레이어별 노광량을 될 수 있으면 균일하게 유지하도록 형성하는 것이다. 또한, 상기 레이어패턴의 설정은 반드시 3차원 노광량 프로파일의 형상에 따라 이루어져야 하며, 하기 설명되듯이 레이어의 수 내지 이미지셀의 크기 내지 조도 분포 내지 스캔피치 등의 향상에 따라 레이어패턴에 대한 보정 없이도 원하는 수준의 3차원 미세구조물을 제작에 필요한 3차원 노광량 프로파일의 형성이 가능하다. 따라서, 본 발명에서는 레이어패턴의 형성 방법이나 보정 방법에 제한을 두지 않으며, 상기 바람직한 레이어패턴의 형성 방법만을 제시하고, 실제 노광공정에서의 레이어패턴의 형성은 3차원 미세구조물을 제작에 필요한 3차원 노광량 프로파일의 형상에 따라 사용자가 하여야 할 일로 간주한다.FIG. 10 is an exposure performed for the purpose of obtaining the three-dimensional exposure profile of FIG. 4 (b) to form the three-dimensional microstructure of FIG. 4 (a) to determine the effect of the layer pattern on the formation of the exposure dose profile. In consideration of the process, the layer pattern is formed by correcting the layer pattern or the layer pattern is formed by a method different from the methods described above, and then the simulation results are performed under the same conditions as those of the exposure simulation of FIG. 9. Drawing. 10 (a) and 10 (b) show a case where the critical value α is set to 0.75 for the layer pattern and threshold correction is performed in the same manner as in FIG. 5 (a). The xE curve cut at = 0 is shown with a solid line, and the layer pattern for each layer is shown. 10 (b) shows the xE curve cut at y = 0 with a solid line. It is a figure which shows the exposure amount profile for each layer. 10 (c) and 10 (d) show that the peak value α is 0.75 for the layer pattern, and the exposure dose curve up to the threshold exposure amount becomes a critical exposure amount in consideration of the diagonal exposure distribution occurring at the boundary of the pattern according to digital lithography. After the threshold correction is performed by extending the pattern width to the pattern width plus 0.5 * C / cos θ, the layer patterns of the second layers below the third layer are the third layer pattern. 10 (c) is a diagram showing the xE curve obtained by cutting the target three-dimensional exposure profile at y = 0 with solid lines, and the layer pattern for each layer. It is a figure which shows the xE curve which cut | disconnected the resultant three-dimensional exposure dose profile at y = 0 with a solid line, and shows the exposure dose profile for each layer. 10 (e) and (f), the fourth pattern width is increased by 7% and the ninth pattern width is increased by 0% for the fourth or more layer patterns in addition to the vertex value setting and threshold correction of FIG. 10 (c). In the meantime, the boundary correction is performed so that the pattern width increases linearly, and 10 (e) shows the xE curve obtained by cutting the target three-dimensional exposure profile at y = 0 with a solid line and the layer pattern for each layer. 10 (f) shows a three-dimensional exposure dose profile, which is a simulation result, showing the xE curve cut at y = 0 with a solid line, and shows the exposure dose profile for each layer. 10 (g) and (h), the exposure amount per layer is divided into nine layers with 4.1 mJ / cm 2 as shown in FIGS. 5 (a), 10 (a), 10 (b) and 10 (c), When the layer pattern is formed with the horizontal cross section at the intermediate value between the minimum exposure dose and the maximum exposure dose, but not the horizontal cross section at the maximum exposure dose of each layer, 10 (g) indicates that the target three-dimensional exposure profile is y = 0. Fig. 10 (h) shows the 3D exposure profile, which is the result of the simulation, as a solid line and shows the xE curve cut at y = 0 as a solid line. It is a figure which shows exposure dose profile. The results of FIG. 10 suggest that the exposure dose profile obtained as a result of exposure changes little by little by the slight correction or the formation method of the layer pattern, but the basic shape of the overall exposure dose profile is maintained. As shown in FIG. 10, the method of forming the layer pattern may be numerous. However, a preferred method of forming a layer pattern is to form each layer pattern by selecting one horizontal cross section belonging to each layer, but maintaining the exposure amount per layer as uniform as possible for exposure under a single scan speed and a single scan pitch. will be. In addition, the setting of the layer pattern must be made according to the shape of the three-dimensional exposure dose profile, and as described below, the desired pattern is not required without correction for the layer pattern according to the improvement of the number of layers, the size of the image cells, the illuminance distribution, the scan pitch, and the like. It is possible to form a three-dimensional exposure dose profile required to produce a three-dimensional microstructure at a level. Therefore, the present invention is not limited to the method of forming or correcting the layer pattern, and only the preferred method of forming the layer pattern is presented, and the formation of the layer pattern in the actual exposure process is three-dimensional required for manufacturing a three-dimensional microstructure. Depending on the shape of the exposure dose profile, it is assumed that the user should do it.

도 11은 이미지셀의 크기 내지 조도 분포 내지 아나로그 또는 디스크리트 노광 방식이 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위해, 도 4(a)의 3차원 미세구조물을 형성하기 위해 도 4(b)의 3차원 노광량 프로파일을 얻으려는 목적으로 수행되는 노광공정을 고려하여, 도 5(a)의 레이어패턴에 대해 이미지셀의 크기, 조도 분포 및 노광 방식을 변화하고 다른 조건은 도 9의 노광 시뮬레이션과 동일한 조건에서, 다만 첫 번째 레이어가 받는 노광량이 모두 동일하게 유지되도록, 시뮬레이션한 후 결과로 얻은 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면으로, 도 11(a)는 이미지셀의 크기가 1 마이크론인 사각빔을 사용한 아나로그 방식 노광 시뮬레이션의 결과이고, 도 11(b)는 이미지셀의 크기가 1 마이크론이고 빔 반경이 0.5 마이크론인 가우스빔을 사용한 아나로그 방식 노광 시뮬레이션의 결과이고, 도 11(c)는 이미지셀의 크기가 1 마이크론인 사각빔을 사용한 디스크리트 방식 노광 시뮬레이션의 결과이다. 도 11(a)의 결과는 사각빔의 경우 이미지셀의 크기가 작아질수록 노광의 결과로 얻는 노광량 프로파일이 레이어패턴의 형상에 근접해 감을 시사하고, 도 11(b)의 결과는 이미지셀의 크기가 작은 경우는 조도 분포가 가우스 분포이더라도 결과로 얻는 노광량 프로파일은 유사함과 가우스빔은 사각빔보다 노광량이 부족할 수도 있음을 시사하고, 도 11(c)의 결과는 아나로그 방식이 아닌 디스크리트 방식의 노광이 수행되더라도 스캔방향 복수개의 미러들의 영향으로 패턴의 경계에서 발생하는 사선 형태는 아나로그 방식처럼 매끄럽진 않지만 존재함을 시사한다. 또한, 도 11의 결과에서 레이어의 수가 증가하면 노광량 프로파일이 더욱 매끄러워 질 것임은 자명하다.FIG. 11 is a cross-sectional view of FIG. 4 (b) for forming the three-dimensional microstructure of FIG. 4 (a) to determine the effect of the size to illuminance distribution of the image cell to the analog or discrete exposure method on the formation of the exposure dose profile. Considering an exposure process performed for the purpose of obtaining a three-dimensional exposure profile, the size, illuminance distribution and exposure method of the image cell are changed for the layer pattern of FIG. 5 (a), and other conditions are the same as those of the exposure simulation of FIG. 9. Under the conditions, only the exposure dose received by the first layer remains the same, and the resulting three-dimensional exposure profile after the simulation shows the xE curve cut at y = 0 in solid lines and the exposure profile for each layer. 11 (a) is a result of an analog exposure simulation using a square beam having an image cell size of 1 micron, and FIG. Analogue exposure simulation results using a Gaussian beam having an image cell size of 1 micron and a beam radius of 0.5 micron, and FIG. 11C shows a discrete exposure simulation using a square beam having an image cell size of 1 micron. The result is. The result of FIG. 11 (a) indicates that the exposure dose profile obtained as a result of exposure is closer to the shape of the layer pattern as the size of the image cell becomes smaller in the case of a square beam, and the result of FIG. 11 (b) shows the size of the image cell. Is small, it is suggested that even if the illuminance distribution is a Gaussian distribution, the resulting exposure profile is similar, and that the Gaussian beam may be less than the square beam, and the result of FIG. 11 (c) shows that the discrete method is not the analog method. Even if the exposure is performed, the oblique shape generated at the boundary of the pattern due to the influence of the plurality of mirrors in the scanning direction is not as smooth as in the analog method, but it exists. Also, it is apparent that the exposure dose profile will be smoother as the number of layers increases in the result of FIG. 11.

도 12는 레이어의 수의 증가가 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위해, 도 4(a)의 3차원 미세구조물을 형성하기 위해 도 4(b)의 3차원 노광량 프로파일을 얻으려는 목적으로 수행되는 노광공정을 고려하여, 레이어수 L을 19로 하고, 도 12(a)에 굵은 실선으로 도시한 목표 노광량 프로파일과 함께 가는 실선으로 도시한 도 10과 유사하게 형성된 19개의 레이어패턴을 이용하여, 도 9의 노 광 시뮬레이션과 동일한 조건에서 노광 시뮬레이션을 수행한 결과를 도시한 도면으로, 도 12(b)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 굵은 실선으로 도시하고 이와 함께 19개의 레이어별 노광량 프로파일을 가는 실선으로 도시한 도면이고, 도 12(c)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 나타낸 도면이고, 도 12(d)는 (c)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물을 나타낸 도면이다. 도 13은 도 12(d)의 미세구조물의 형상과 12(c)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H곡선(2301)과 x-E 곡선(2302)을, 도 1과 도 4(a)의 3차원 미세구조물의 y=0에서 자른 x-H곡선이 동일하고 도 2와 도 4(b)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H 곡선과 x-E 곡선이 동일함을 감안하여, 도 3에 나타낸 목표로 하는 x-H 곡선(1001)과 x-E 곡선(1002)과 함께 도시한 도면이다. 도 12와 도 13을, 레이어의 수를 9로 하고 유사하게 설정된 레이어패턴을 사용하여 시뮬레이션한 결과인 도 10(f)와 비교하고, 아나로그 방식의 노광에서는 스캔피치의 절반만큼 노광된 패턴이 스캔방향으로 시프트(shift)함과 이는 스캔의 시작점을 스캔피치의 절반만큼의 역이동으로 함으로써 쉽게 해결됨을 감안하면, 레이어의 수를 증가함으로써 목표로 하는 노광량 프로파일 내지 3차원 미세구조물의 형상에 더욱 근접한 노광결과를 얻게 되리라는 것이 예측 가능하다. 현재까지와 같이, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법을 도시하여 설명하기 위하여, 하기에도 레이어의 수를 크게 줄여 설명과 예를 진행한다. 그러나, 레이어의 수의 결정은, 상기 레이어패턴의 형성에 대해 논의한 바와 같이, 반드시 3차원 미세구조물 제작을 위한 3차원 노광량 프로파일의 형상에 따라 이루어져야 한 다. 따라서, 본 발명에서는 레이어수에 제한을 두지 않고, 레이어수는 사용자가 목표 3차원 노광량 프로파일에 따라 적정하게 설정하는 것으로 간주한다. FIG. 12 is for the purpose of obtaining the three-dimensional exposure profile of FIG. 4 (b) to form the three-dimensional microstructure of FIG. 4 (a) to determine the effect of increasing the number of layers on the formation of the exposure profile. In consideration of the exposure process to be performed, the number of layers L is set to 19, and 19 layer patterns formed similarly to those of FIG. 10 shown by thin lines along with the target exposure dose profile shown by thick solid lines in FIG. 12 (a) are used. 9 is a view showing the results of performing exposure simulation under the same conditions as the exposure simulation of FIG. 9, and FIG. 12 (b) shows the xE curve cut at y = 0 with a thick solid line showing the three-dimensional exposure dose profile that is the exposure simulation result. And a thin solid line showing the exposure dose profiles for each of the 19 layers. FIG. 12C is a view showing a three-dimensional exposure dose profile as a result of exposure simulation. (d) is a figure which shows the three-dimensional microstructure obtained by developing the three-dimensional exposure dose profile of (c). FIG. 13 shows the xH curve 2301 and the xE curve 2302 taken from the shape of the microstructure of FIG. 12 (d) and the exposure dose profile of 12 (c) at y = 0, and FIG. The xH curve cut out at y = 0 of the dimensional microstructure is the same, and the xH curve cut out at y = 0 and the xE curve cut out at y = 0 are the same. The figure is shown together with the xH curve 1001 and the xE curve 1002. 12 and 13 are compared with FIG. 10 (f) which is a result of simulation using a layer pattern similarly set with the number of layers 9, and in the analog type exposure, the pattern exposed by half of the scan pitch is Considering shifting in the scan direction and this is easily solved by shifting the starting point of the scan back by half the scan pitch, the number of layers is increased so that the target exposure profile to the shape of the three-dimensional microstructure is further increased. It is predictable that close exposure results will be obtained. As described above, in order to illustrate and explain the digital three-dimensional lithography method of the present invention, the number and number of layers is greatly reduced, and the description and examples will be further described below. However, the determination of the number of layers must be made according to the shape of the three-dimensional exposure dose profile for the production of three-dimensional microstructures, as discussed for the formation of the layer pattern. Therefore, in the present invention, without limiting the number of layers, the number of layers is assumed to be appropriately set by the user according to the target three-dimensional exposure dose profile.

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 하나의 실시 예로서, 도 1에 나타낸 구의 일부인 3차원 미세구조물의 제작에 필요한 3차원 노광량 프로파일의 형성 방법을, 레이어수가 9이고 도 14에 y=0에서 자른 단면으로 나타낸 9개의 레이어패턴을 사용하여 노광하는 경우를 예로 들어 설명한다. 물론, 레이어의 수를 9로 하거나 도 14에 나타낸 9개의 레이어패턴을 사용하여 노광을 하면, 상기 설명된 바와 같이, 결과로 얻는 3차원 노광량 프로파일의 도 2에 나타낸 목표 3차원 노광량 프로파일에 대한 오차나 결과로 얻는 3차원 노광량 프로파일을 현상한 3차원 미세구조물 형상의 도 1에 나타낸 목표 3차원 미세구조물의 형상에 대한 오차가 작지 않다. 그러나, 이 오차는 단지 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법을 보기 쉽게 도시하여 설명하기 위한 목적으로 레이어의 수를 9로 선택하고 도시에 적합한 도 14 및 15에 나타낸 9개의 레이어패턴을 사용하였기 때문이고, 실제 노광공정에서는 사용자가 상기 바람직한 레이어패턴의 형성 방법을 기초로 목표 3차원 노광량 프로파일의 형상에 적절하게 레이어의 수를 설정하고 이에 따라 적절한 레이어별 레이어패턴을 형성하여 노광함으로써 오차를 최소화해야 한다.As an embodiment of the digital three-dimensional lithography method of the present invention, a method of forming a three-dimensional exposure dose profile required for the production of a three-dimensional microstructure, which is part of the sphere shown in FIG. 1, has a layer number of 9 and is cut at y = 0 in FIG. 14. The case of exposure using nine layer patterns shown by a cross section is demonstrated as an example. Of course, if the number of layers is 9 or the exposure is performed using the nine layer patterns shown in Fig. 14, as described above, the error of the resultant three-dimensional exposure dose profile to the target three-dimensional exposure dose profile shown in Fig. 2 is explained. (B) The error with respect to the shape of the target three-dimensional microstructure shown in FIG. 1 of the shape of the three-dimensional microstructure which developed the resulting three-dimensional exposure dose profile is not small. However, this error is due to the use of nine layer patterns shown in Figs. 14 and 15, which are suitable for illustration only, for the purpose of showing and explaining the digital three-dimensional lithography method of the present invention in an easy-to-view manner. In the actual exposure process, the user should minimize the error by setting the number of layers appropriately to the shape of the target 3D exposure profile based on the method of forming the desired layer pattern and forming an appropriate layer pattern for each layer accordingly. .

도 14(a)에서, 실선은(3010)은 도 1의 미세구조물을 형성하기 위한 도 2의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선이고, 레이어 번호 k가 1에서 9까지 변할 때, 보기에 편리하도록, 각각의 k번째 레이어의 최저 노광량이 4.1*(k-1) mJ/cm2 이 되고 최고 노광량은 4.1*k mJ/cm2 이 되도록 하여 서로 다른 선들을 사용하여 나타낸 레이어패턴 3011, 3012, 3013, 3014, 3015, 3016, 3017, 3018, 3019는 각각 1번째, 2번째, 3번째, 4번째, 5번째, 6번째, 7번째, 8번째, 9번째 레이어패턴들이다. 도 14(a)에서, 실제로 노광에 사용되는 2차원 레이어패턴은 각 14(b)에 타원들로 나타낸 레이어의 윗면 즉 4.1*k mJ/cm2 인 부분이며, 2차원 레이어패턴들의 측면도는 도 15(a)에 나타내고, 정원의 형상을 가지는 2차원 레이어패턴들의 평면도는 도 15(b)에 각각 나타내었다. 도 15(b)에 나타난 2차원 레이어패턴들을 검토하면 정원인 레이어패턴들 간의 반경이 고르지 않음을 알 수 있다. 이는, 각 패턴들의 반경이, 본 발명의 특징인, 레이어별 노광량을 균일하게 유지하려는 상기 바람직한 레이어패턴의 형성 방법에 의해 결정되게 됨으로써 발생하는 당연한 결과이다. 도 16은, 레이어수 L이 9인 경우로서, 도 6에 예로 든 9개씩 그룹화한 24개의 스캔스텝 중 그룹 1에 속하는 스캔스텝 2011에서 2019까지의 9개의 스캔스텝에 대해, 각 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴을 일 대 일로 배분하는 하나의 실시 예이다. 도 16의 실시 예에서는, 물론 실제 노광공정에 사용되는 미세미러의 수는 무수히 많고, 이미지셀의 크기와 스캔피치도 레이어패턴들에 비해 아주 작지만, 보기 쉽게 도시하여 설명하기 위한 목적으로, 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러의 수는 총 8개로 하고 이미지셀의 크기와 스캔피치를 확대하여 도시하였다. 도 16의 실시 예는, 스캔스텝 j가 2011에서 2019까지 +1씩 증가하여 변할 때 레이어 번호 k를 1에서 9까지 +1씩 증가시켜 가면서 각각의 j번째 스캔스텝에 각각의 k번 째 레이어패턴을 배분한 경우로서, 스캔스텝들(2011-2019)에 각각 하나씩 일 대 일로 배분되어 할당된 레이어패턴들(3011-3019)을 스캔스텝 순으로 나타내고 있다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 일 대 일로 배분되어 할당된 j번째 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴에 의거하여 j번째 스캔스텝에서의 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러 각각에 대한 광빔 반사여부인 디지털마스크를 생성한다.In FIG. 14 (a), the solid line 3010 is an xE curve cut at y = 0 of the exposure dose profile of FIG. 2 to form the microstructure of FIG. 1, and is visible when layer number k varies from 1 to 9. For convenience, the layer patterns shown using different lines 3011, 3012 with the lowest exposure of each kth layer being 4.1 * (k-1) mJ / cm 2 and the highest exposure with 4.1 * k mJ / cm 2. , 3013, 3014, 3015, 3016, 3017, 3018, and 3019 are the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, and ninth layer patterns, respectively. In Fig. 14 (a), the two-dimensional layer pattern actually used for exposure is the upper surface of the layer indicated by ellipses in each 14 (b), that is, 4.1 * k mJ / cm 2 , and the side view of the two-dimensional layer patterns is shown in Fig. A plan view of the two-dimensional layer patterns having a garden shape is shown in FIG. 15 (a) and shown in FIG. 15 (b), respectively. Examining the two-dimensional layer patterns shown in FIG. This is a natural result that is caused by the radius of each pattern being determined by the above-mentioned preferred method of forming the layer pattern, which is intended to keep the exposure amount per layer uniform, which is a feature of the present invention. FIG. 16 shows a case where the number of layers L is 9 and corresponds to each scan step for nine scan steps 2011 to 2019 belonging to group 1 among the 24 scan steps grouped by nine in FIG. 6. In one embodiment, the projection image and the layer pattern are distributed one to one. In the embodiment of FIG. 16, of course, the number of micromirrors used in the actual exposure process is numerous, and the size and scan pitch of the image cell are very small compared to the layer patterns, but for the purpose of showing and explaining the micromirror, The total number of micromirrors constituting the array is eight, and the enlarged image cell size and scan pitch are shown. In the embodiment of FIG. 16, when the scan step j changes by +1 from 2011 to 2019, the layer number k increases from 1 to 9 by +1, and each k th layer pattern is included in each j th scan step. In this case, the layer patterns 3011-3019 allocated to the scan steps 2011-2019 one by one each are allocated in the order of the scan steps. As shown in FIG. 16, whether the light beam is reflected to each of the micromirrors constituting the micromirror array in the jth scan step based on the projected image and the layer pattern corresponding to the jth scan step allocated and allocated one-to-one Create a digital mask.

예를 들면, 화살표시된 방향(2001)이 기판이동 방향의 반대 방향인 스캔 방향일 때, 스캔스텝 2011에 할당된 레이어 번호는 1로서, 이에 해당하는 투영이미지(2011)의 위치와 레이어패턴(3011)은 16(a)에 나타낸 바와 같다. 만약, 미세미러들의 광빔 반사여부를 구하는 기준을 각각의 미세미러에 해당하는 투영이미지의 센터가 패턴 내부에 있으면 반사하고 외부에 있으면 반사하지 않는 것으로 한 경우라면, 8개의 투영이미지 중 광빔을 반사하는 미러의 투영이미지는 16(a)의 경우 이미지센터를 적색으로 메운 적색 원으로 나타낸 6개이며 광빔을 반사하지 않는 미러의 투영이미지는 이미지센터를 투명한 청색 원으로 나타낸 2개이다. 도 16은 설명을 위해 8개의 미세미러만 사용하여 나타내었지만, 같은 방법에 의해 미세 미러배열 전체에 해당하는 미세미러들의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 구할 수 있고 그 결과에 의거하여 스캔스텝 2011에서의 노광이 진행된다. 16(a)에 설명한 동일한 방법으로, 16(b)에 나타낸 바와 같이 스캔스텝 2012에 해당하는 투영이미지(2012)와 할당된 레이어 번호 2의 레이어패턴(3012)에 의해 스캔스텝 2012에서의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 구하고 디지털마스크에 의거하여 스캔스텝 2012에서의 노광이 진행되며, ....., 16(i)에 나타낸 바와 같이 스캔스텝 2019에 해당하는 투영이 미지(2019)와 할당된 레이어 번호 9의 레이어패턴(3019)에 의해 스캔스텝 2019에서의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 구하고 디지털마스크에 의거하여 스캔스텝 2019에서의 노광이 진행된다. 이렇게 그룹 1의 2011에서 2019까지의 스캔스텝에서의 노광이 끝나면, 그룹 2의 2021에서 2029까지의 스캔스텝에서의 노광이 동일한 방법으로 진행되고, 다시 다음 그룹의 9개의 스캔스텝에서의 노광이 동일한 방법으로 진행되고, 이를 전체 스캔스텝에 대해 그룹별로 반복함으로써 3차원 미세구조물을 제작에 필요한 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 전체의 노광공정이 끝나게 된다. 도 16(j)는, 도 1의 3차원 미세구조물을 형성하기 위해 도 2의 3차원 노광량 프로파일을 얻으려는 목적으로 수행되는 노광공정을 고려하여, 도 14와 15에 도시된 레이어패턴을 이용하여, 도 9의 노광 시뮬레이션과 동일한 조건에서 노광 시뮬레이션을 수행한 결과를 9개의 레이어별 3차원 노광량 프로파일로 나타낸 도면이다. 도 16의 노광량 프로파일(3111)은 레이어 번호 1의 레이어패턴(3011)을 사용하여 9개씩 그룹화한 스캔스텝 중 각 그룹의 첫번째 스캔스텝에 해당하는 2011, 2021, 2031,.... 스캔스텝에서의 노광의 결과로 얻은 노광량 프로파일들의 합을 보이는 도면이고, 도 16의 노광량 프로파일(3112)은 레이어 번호 2의 레이어패턴(3012)을 사용하여 9개씩 그룹화한 스캔스텝 중 각 그룹의 두번째 스캔스텝에 해당하는 2012, 2022, 2032,.... 스캔스텝에서의 노광의 결과로 얻은 노광량 프로파일들의 합을 보이는 도면이고,...., 도 16의 노광량 프로파일(3119)은 레이어 번호 9의 레이어패턴(3019)을 사용하여 9개씩 그룹화한 스캔스텝 중 각 그룹의 아홉번째 스캔스텝에 해당하는 2019, 2029,.... 스캔스텝에서의 노광의 결과로 얻은 노광량 프로파일들의 합을 보이는 도면이다. 도 17(a)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 나타낸 도면으로, 이는 도 16(j)의 9개의 레이어별 3차원 노광량 프로파일의 합과 같고, 도 17(b)는 17(a)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물을 나타낸 도면이고, 도 17(c)는 17(b)의 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 9개의 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이고, 도 17(d)는 도 17(b)의 미세구조물의 형상과 17(a)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H곡선(2311) 및 x-E 곡선(2312)과 x=0에서 자른 y-H곡선(2321) 및 y-E 곡선(2322)을 도 3에 나타낸 목표로 하는 x-H 곡선(1001) 및 x-E 곡선(1002)과 함께 도시한 도면이다. 예측한 바와 같이, 아나로그 방식의 노광이기에 x-H곡선(2311) 및 x-E 곡선(2312)은 y-H곡선(2321) 및 y-E 곡선(2322)에 비해 스캔방향으로 조금 시프트함을 보이나 이는 스캔의 시작점을 스캔피치의 절반만큼의 역이동으로 함으로써 쉽게 해결된다. 또한, 예측한 바와 같이, 9개의 레이어만을 사용하였기에 결과로 얻은 17(b)의 3차원 미세구조물의 표면이 거칠고, 결과로 얻은 17(b)의 3차원 미세구조물 형상의 도 1에 나타낸 목표 3차원 미세구조물의 형상에 대한 오차가 작지 않으나, 이는 상기 논의한 바와 같이 레이어수의 증가 등의 방법으로 해결가능하다. 도 14-17에 의거한 상기 논의에 따라 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 3차원 미세구조물을 제작하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성이 가능함이 입증되었다.For example, when the arrowed direction 2001 is the scan direction opposite to the substrate movement direction, the layer number assigned to the scan step 2011 is 1, and the position and layer pattern 3011 of the corresponding projection image 2011 are corresponding. ) Is as shown in 16 (a). If the standard for determining whether the micromirrors reflect the light beam is to reflect if the center of the projection image corresponding to each micromirror is inside the pattern and not to reflect it to the outside, the light beam is reflected among the eight projection images. In the case of 16 (a), the projected image of the mirror is six represented by the red circle filled with red image center, and the projected image of the mirror which does not reflect the light beam is two represented by the transparent blue circle. Although FIG. 16 illustrates only eight micromirrors for explanation, a digital mask, which reflects light beams of the micromirrors corresponding to the entire micromirror array, can be obtained by the same method. The exposure proceeds. In the same manner as described in 16 (a), as shown in 16 (b), the reflection of the light beam in scan step 2012 by the projection image 2012 corresponding to scan step 2012 and the layer pattern 3012 of the assigned layer number 2 If the digital mask is obtained or not, the exposure in scan step 2012 proceeds based on the digital mask, and as shown in 16 (i), the projection corresponding to scan step 2019 is assigned to the unknown 2019. By using the layer pattern 3019 of the layer number 9, the digital mask which is the reflection of the light beam in the scan step 2019 is obtained, and the exposure is performed in the scan step 2019 based on the digital mask. After the exposure in the scan steps from 2011 to 2019 of Group 1 is completed, the exposure in the 2021 to 2029 scan steps of Group 2 proceeds in the same manner, and the exposure in the nine scan steps of the next group is the same. The method is repeated by group for the entire scan step, thereby completing the entire exposure process for forming a three-dimensional exposure dose profile for producing a three-dimensional microstructure. FIG. 16 (j) uses the layer patterns shown in FIGS. 14 and 15 in consideration of an exposure process performed for the purpose of obtaining the three-dimensional exposure dose profile of FIG. 2 to form the three-dimensional microstructure of FIG. 9 shows the results of performing the exposure simulation under the same conditions as those of the exposure simulation of FIG. 9 by three-dimensional exposure dose profile for each of nine layers. The exposure dose profile 3111 of FIG. 16 is composed of the scan steps grouped by nine using the layer pattern 3011 of layer number 1 in the 2011, 2021, 2031, ... scan steps corresponding to the first scan step of each group. 16 shows the sum of the exposure dose profiles obtained as a result of the exposure of FIG. 16. The exposure dose profile 3112 of FIG. 16 is assigned to the second scan step of each group among the scan steps grouped by nine using the layer pattern 3012 of layer number 2. FIG. Fig. 16 shows the sum of the exposure dose profiles resulting from the exposure in the corresponding 2012, 2022, 2032, ... scanstep, and the exposure dose profile 3119 of Fig. 16 is the layer pattern of layer number 9. The sum of the exposure dose profiles obtained as a result of exposure in the scan step of 2019, 2029, ..., which corresponds to the ninth scan step of each group among the nine scan steps grouped by using (3019). FIG. 17 (a) shows a three-dimensional exposure profile as a result of exposure simulation, which is equal to the sum of nine layered three-dimensional exposure dose profiles of FIG. 16 (j), and FIG. FIG. 17 (c) shows a three-dimensional microstructure obtained by developing a three-dimensional exposure profile, and FIG. 17 (c) shows the xE curve obtained by cutting the three-dimensional exposure profile of 17 (b) at y = 0 with solid lines and nine layers. 17 (d) shows an xH curve 2311 and an xE curve 2312 obtained by cutting the shape of the microstructure of FIG. 17 (b) and the exposure dose profile of 17 (a) at y = 0. And yH curves 2321 and yE curves 2322 cut at x = 0 are shown along with the targeted xH curves 1001 and xE curves 1002 shown in FIG. As expected, the xH curve 2311 and the xE curve 2312 show a slight shift in the scan direction compared to the yH curve 2321 and the yE curve 2322 because it is an analog type of exposure, which scans the starting point of the scan. It is easily solved by making the reverse movement by half the pitch. In addition, as expected, the target 3 shown in FIG. 1 of the resulting 17 (b) three-dimensional microstructure was rough on the surface of the resulting 17 (b) three-dimensional microstructure because only nine layers were used. The error on the shape of the dimensional microstructure is not small, but this can be solved by increasing the number of layers as discussed above. According to the above discussion based on FIGS. 14-17, it has been demonstrated that the formation of a three-dimensional exposure profile for fabricating three-dimensional microstructures by the digital three-dimensional lithography method of the present invention is possible.

현 시점에서, 상기 도 1 내지 도 17에 대한 논의를 기초로, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 대하여 하기와 같이 도 18과 19의 개략도(schematic diagram)을 참조하여 정리한다. 도 18과 19의 개략도는, 가상 레이어링에 의해 디지털 2차원 리소그래피로 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 디지털 3차원 리소그래피 방법을 간단하고 보기 쉽게 도시하기 위하여, 레이어수 L은 4로, 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러의 수는 가로 2개 및 세로 2개로, 전체의 스캔스텝수를 12로, 그리고 이미지셀의 크기와 스캔피치를 노광의 대상인 레이어패턴들의 크기에 비해 상대적으로 아주 크게 도시하였다. 따라서, 하기에 설명되고 도 18과 19에 나타낸 실시예는, 개략도 도시의 목적일 뿐으로, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 범위는 청구항들에 의하여 한정된다. At this point in time, based on the discussion of Figures 1-17, the digital three-dimensional lithography method of the present invention is summarized with reference to the schematic diagrams of Figures 18 and 19 as follows. The schematic diagrams of FIGS. 18 and 19 form a micromirror array in which the number of layers L is 4, in order to show a simple and easy to see digital three-dimensional lithography method of forming a three-dimensional exposure dose profile by digital two-dimensional lithography by virtual layering. The number of micromirrors is 2 horizontally and 2 vertically, the total number of scan steps is 12, and the image cell size and scan pitch are relatively large compared to the size of the layer patterns to be exposed. Accordingly, the embodiments described below and shown in FIGS. 18 and 19 are merely for purposes of schematic illustration and are not intended to limit the scope of the invention, which is defined by the claims.

도 18(a)는 목표가 되는 3차원 미세구조물의 하나의 실시 예인 피라미드의 측면도이고 18(b)는 평면도이며, 도 18(c)는 사용되는 감광막의 특성과 제작하고자 하는 피라미드의 형상에 의거하여 결정된 목표 3차원 노광량 프로파일의 측면도이고 18(d)는 평면도이다.FIG. 18 (a) is a side view of a pyramid which is an embodiment of a target three-dimensional microstructure, 18 (b) is a plan view, and FIG. 18 (c) is based on the characteristics of the photosensitive film used and the shape of the pyramid to be manufactured. It is a side view of the determined target three-dimensional exposure dose profile, and 18 (d) is a top view.

도 18(e)은 결정된 목표 3차원 노광량 프로파일을 균등한 노광량을 가지는 4개의 레이어들(3201, 3202, 3203, 3204)로 분할하여, 각 레이어에 속하는 하나의 수평단면을 선택하여 2차원 레이어패턴을 4개(3211, 3212, 3213, 3214) 형성함을 도시한 도면이다. 도 18(e)에서 2차원 패턴 3211, 3212, 3213, 3214는 각각 1번째(3201), 2번째(3202), 3번째(3203), 4번째(3204)의 레이어패턴들이다.18 (e) divides the determined target three-dimensional exposure dose profile into four layers 3201, 3202, 3203, and 3204 having an equal exposure dose, and selects one horizontal cross-section belonging to each layer to form a two-dimensional layer pattern. 4 is a diagram showing the formation (3211, 3212, 3213, 3214). In FIG. 18E, the two-dimensional patterns 3211, 3212, 3213, and 3214 are layer patterns of the first (3201), second (3202), third (3203), and fourth (3204), respectively.

도 18(f)와 도 19(g)는 전체의 스캔스텝(3231-3242)을 4개씩 묶어 그룹화하고, 각 그룹마다 4개의 스캔스텝 각각에 4개의 레이어패턴 각각을 일 대 일로 배분함을 전체그룹에 대해 반복적으로 수행하여 스캔스텝 전체에 대하여 각 스캔스텝에서 노광되어야 할 패턴을 설정함을 도시한 도면이다. 실제 노광공정에서는 미세미러들이 정지된 상태에서 기판이 스캔스텝 3242에서 스캔스텝 3231 방향으로 이동하지만 도 18(f)와 도 19(g)는 정지 상태의 기판에 대해 대신 미세미러들이 화살표시된 스캔스텝 3231에서 스캔스텝 3242 방향으로, 각 스캔스텝마다 스캔피치 p(3280)로서, 가상이동하는 상태를 도시한 도면이다. 도 18(f)는, 4개씩 묶어 3개의 그룹으로 그룹화한 총 12개의 스캔스텝 중, 그룹 1에 속하는 스캔스텝(3231-3234)에는 실선으로 연결한 스캔스텝 번호를 스캔스텝에 해당하는 투영이미지에 도시하였으며, 그룹 2에 속하는 스캔스텝(3235-3238)에는 파선으로 연결한 스캔스텝 번호를 스캔스텝에 해당하는 투영이미지에 도시하였으며, 그룹 3에 속하는 스캔스텝(3239-3242)에는 일점 파선으로 연결한 스캔스텝 번호를 스캔스텝에 해당하는 투영이미지에 도시하였으며, 형성되어야 할 3차원 노광량 프로파일을 배경으로 전체의 스캔스텝에 해당하는 투영이미지들의 위치를 도시하였다. 도 19(g)는, 각 그룹마다 4개의 스캔스텝 각각에 4개의 레이어패턴 각각을 일 대 일로 배분하여 할당함을 전체그룹에 대해 반복적으로 수행하여 스캔스텝 전체(3230)에 레이어패턴들(3210)을 배분함을 도시하고, 3차원 노광량 프로파일의 형성을 위한 레이어패턴들을 배경으로 전체의 스캔스텝에 해당하는 투영이미지들의 위치를 도시하였다. 도 19(g)에 번호를 도시하지는 않았지만, 18(e)의 레이어패턴과 18(f)의 스캔스텝을 참고로 19(g)를 살펴보면, 그룹 1에 속하는 각각의 스캔스텝 3231, 3232, 3233, 3234에 각각의 레이어패턴 3214, 3213, 3212, 3211이 각각 할당되었고, 그룹 2에 속하는 각각의 스캔스텝 3235, 3236, 3237, 3238에 각각의 레이어패턴 3214, 3213, 3212, 3211이 각각 할당되었고, 그룹 3에 속하는 각각의 스캔스텝 3239, 3240, 3241, 3242에 각각의 레이어패턴 3214, 3213, 3212, 3211이 각각 할당되었음을 알 수 있다. 19(g)에 예로 든 배분 순서는 예시의 목적일 뿐으로 필수적이 아니며, 배분은 순서에 상관없이 각 그룹마다 L(4)개의 스캔스텝 각각에 L(4)개의 레이어패턴 각각을 일 대 일로 배분한다. 18 (f) and 19 (g) collectively group four scan steps 3231-3242, and distribute each of the four layer patterns one to one in each of the four scan steps for each group. It is a diagram showing that the pattern to be exposed in each scan step is set for the entire scan step by repeatedly performing the group. In the actual exposure process, the substrate moves in the scanning step 3231 direction from the scanning step 3242 while the micromirrors are stopped, but FIGS. 18 (f) and 19 (g) show a scanning step in which the micromirrors are arrowed instead of the substrate in the stopped state It is a figure which shows the state which virtually moves as scan pitch p3280 for each scan step from 3231 to the scan step 3242 direction. Fig. 18 (f) shows a projected image corresponding to the scan step by scanning step numbers connected by solid lines to scan steps 3231-3234 belonging to group 1 of the total of 12 scan steps grouped into four and grouped into three groups. The scan step numbers connected by broken lines in the scan step (3235-3238) belonging to the group 2 are shown in the projection image corresponding to the scan step, and the single point dashed line in the scan step (3239-3242) belonging to the group 3 is shown. The connected scan step numbers are shown in the projection images corresponding to the scan steps, and the positions of the projection images corresponding to the entire scan steps are shown on the background of the three-dimensional exposure dose profile to be formed. FIG. 19 (g) shows that the layer patterns 3210 are applied to the entire scan step 3230 by repeatedly allocating four layer patterns to each of the four scan steps for each group and allocating the four layer patterns one to one. ), And the positions of the projected images corresponding to the entire scan step are shown on the background of the layer patterns for forming the three-dimensional exposure profile. Although not shown in Fig. 19 (g), looking at 19 (g) with reference to the layer pattern of 18 (e) and the scan step of 18 (f), each scan step 3231, 3232, and 3233 belonging to Group 1 is shown. , 3234, 3213, 3212, and 3211 are assigned to the layer patterns 3234, 3213, 3212, and 3211, respectively, and the respective layer patterns 3214, 3213, 3212, and 3211 are assigned to the scan steps 3235, 3236, 3237, and 3238 belonging to Group 2, respectively. It can be seen that each of the layer patterns 3214, 3213, 3212, and 3211 are assigned to each of the scan steps 3239, 3240, 3241, and 3242 belonging to the group 3. The order of distribution shown in 19 (g) is for illustration purposes only and is not essential. The order of distribution is to distribute each of the L (4) layer patterns one to one in each of the L (4) scan steps in each group, regardless of the order. do.

도 19(h)는 스캔스텝 전체에 대해, 각 스캔스텝마다 상기 설정된 노광되어야 할 패턴에 의거한 미세미러배열의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 생성하여 기판상의 감광막을 노광함을 도시한 도면이다. 도 19(h)는, 도 19(g)에 레이어패턴들을 배경으로 도시한 전체의 스캔스텝에 해당하는 투영이미지 중에서 하나의 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 노광되어야 할 레이어패턴을 각 하나씩 선택하여 스캔스텝별로 도시한 도면으로, 그룹 1에 속하는 스캔스텝들을 1열(column)에, 그룹 2에 속하는 스캔스텝들을 2열에, 그룹 3에 속하는 스캔스텝들을 3열에 도시하였으며, 각 그룹의 첫번째 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴을 1행(row)에, 각 그룹의 두번째 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴을 2행에, 각 그룹의 세번째 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴을 3행에, 각 그룹의 네번째 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴을 4행에, 도 18(e)의 레이어패턴과 18(f)의 스캔스텝에 도시한 번호를 사용하여 도시하였다. 디지털 리소그래피에서 있어서 각 스캔스텝에서의 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러 각각에 대한 광빔 반사여부는 각 스캔스텝에서의 마스크의 역할을 한다. 19(h)에 도시한 바와 같이, 각 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴에 의거하여 해당 스캔스텝에서의 미세미러배열을 구성하고 있는 미세미러 각각에 대한 광빔 반사여부인 디지털마스크를 생성한다. 광빔 반사여부를 구하는 기준(criteria)은 여러가지가 있을 수 있으며, 가장 간단한 하나는 투영이미지의 센터가 패턴 내부에 있으면 반사하고 외부에 있으면 반사하지 않는 것이며, 다른 하나는 본 출원인들에 의하여 특허출원되어 등록된 특허 제655165호의 "마스크리스 리소그래피를 위한 점유면적기반 패턴생성 방법"에 따라 투영이미지의 패턴에 대한 점유면적비가 기준이 되는 반사확정 점유면적비와 같거나 클 때는 반사하고 작을 때는 반사하지 않는 것이다. 보기에 편리하도록 상기 가장 간단한 광빔 반사여부를 구하는 기준에 의하여, 각 스캔스텝에의 미세미러 각각에 대한 광빔 반사여부인 디지털마스크를 구하여 노광한 결과를 19(h)에 도시하였다. 상기 설명한 정사각빔이 사용되는 경우, 각 스캔스텝에 도시한 4개의 정사각 투영이미지 중 광빔을 반사하는 미러의 투영이미지는 청색 반투명 정사각형으로 도시하였고 광빔을 반사하지 않는 미러의 투영이미지는 투명한 정사각형으로 도시하였다. 도 19(h)에서, 1행에 도시된 스캔스텝들(3231, 3235, 3239)만 고려하면 이는 2차원 레이어패턴(3214)를 노광하기 위해 스캔피치를 18(f)의 스캔피치 p(3280)의 4배로 하여 수행하는 디지털 2차원 리소그래피로 간주할 수 있고, 2행에 도시된 스캔스텝들(3232, 3236, 3240)만 고려하면 이는 2차원 레이어패턴(3213)를 노광하기 위해 스캔피치를 18(f)의 스캔피치 p(3280)의 4배로 하여 수행하는 디지털 2차원 리소그래피로 간주할 수 있고, 3행에 도시된 스캔스텝들(3233, 3237, 3241)만 고려하면 이는 2차원 레이어패턴(3212)를 노광하기 위해 스캔피치를 18(f)의 스캔피치 p(3280)의 4배로 하여 수행하는 디지털 2차원 리소그래피로 간주할 수 있고, 4행에 도시된 스캔스텝들(3234, 3238, 3242)만 고려하면 이는 2차원 레이어패턴(3211)를 노광하기 위해 스캔피치를 18(f)의 스캔피치 p(3280)의 4배로 하여 수행하는 디지털 2차원 리소그래피로 간주할 수 있다. 즉, 각 행에 도시된 스캔스텝들은 각 레이어 패턴을 노광하는 디지털 2차원 리소그래피이고, 이들 전체는 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 디지털 3차원 리소그래피이다. 따라서, 본 발명은 가상 레이어링에 의해 디지털 2차원 리소그래피로 3차원 노광량 프로파일을 형성하는 디지털 3차원 리소그래피 방법이고, 19(h)의 전체 스캔스텝(3231-3242)에서의 청색 반투명 정사각형으로 도시된 이미지들의 x-y 위치에 따른 합이 최종 노광결과인 3차원 노광량 프로파일이다. 한편, 19(h)를 면밀히 검토하면, 레이어별 노광량 편차를 발견할 수 있다. 19(h)의 1행의 스캔스텝들에 의한 노광량을 1로 기준하면 2행, 3행, 4행의 스캔스텝들에 의한 노광량은 각각 1, 2, 2로서, 레이어별 노광량 편차는 레이어별 절대 노광량의 50% 수준이다. 그러나, 이러한 결과는 도 18과 도 19의 개략도를 간단하고 보기 쉽게 도시하기 위하여, 레이어수, 미세미러의 수 및 전체의 스캔스텝수는 비현실적으로 매우 적게 하고 이미지셀의 크기와 스캔피치를 노광의 대상인 레이어패턴들의 크기에 비해 상대적으로 매우 크게 도시하였기 때문이다. 실제 노광공정에서, 레이어수, 미세미러의 수 및 전체의 스캔스텝수가 현실적인 수준으로 증가하고 동시에 이미지셀의 크기와 스캔피치가 노광의 대상인 레이어패턴들의 크기에 적절한 수준으로 감소하면, 레이어별 노광량 편차는 레이어별 절대 노광량에 비해 미미한 수준으로 감소할 것임은 자명하다. 이러한 레이어별 패턴의 크기 및 형상이 다름으로써 발생하는 레이어별 노광량 편차나 상기 논의된 전체 스캔스텝의 수를 레이어수로 나눈 값이 정수가 아님에 따라 발생하는 레이어별 노광량 편차나 상기 논의된 일부 적은 수의 스캔스텝들에 대한 그룹별 스캔스텝들과 레이어패턴들의 일 대 일 배분이 이루어지지 않음에 따라 발생하는 레이어별 노광량 편차가 실제 노광공정에서의 레이어수, 미세미러의 수 및 전체의 스캔스텝수의 증가와 이미지셀의 크기 및 스캔피치의 감소에 따라 레이어별 절대 노광량에 비해 미미한 수준으로 감소함으로써 문제가 되지 않음은 하기 다양한 조건에서 수행되는 노광 시뮬레이션 결과들에 의해 검증된다. 도 19(i)와 19(j)는 레이어수는 4로 그대로 두고, 이미지셀의 크기와 스캔피치를 작게 하고, 미세미러의 수와 전체 스캔스텝수를 증가하여, 도 18(e),18(f),19(g),19(h)에서 설명한 방법대로 수행되는 노광공정을 시뮬레이션한 결과를 보이고 있다. 19(i)에 도시한 각각의 레이어별 노광량 프로파일 3261, 3262, 3263, 3264는, 각 그룹의 각각 4, 3, 2, 1 번째 스캔스텝에서의 노광 결과로서, 각각 4, 3, 2, 1 행에 도시한 레이어패턴에 의거한 노광 결과이다. 19(i)에 도시한 노광 시뮬레이션 결과는, 19(h)보다 이미지셀의 크기와 스캔피치를 작게 하고 미세미러의 수와 전체 스캔스텝수를 증가하였기에, 상기 논의된 19(h)에 도시한 노광결과와는 달리, 레이어별 노광량 편차가 레이어별 절대 노광량에 비해 미미한 수준으로 감소함으로써 문제가 되지 않음을 나타낸다. 19(j)의 3271은, 19(i)의 레이어별 노광량 프로파일 3261, 3262, 3263 및 3264의 합과 같은, 전체 스캔스텝에서의 노광 결과로 얻은 3차원 노광량 프로파일을 도시한 도면이고, 19(j)의 3272는 3차원 노광량 프로파일(3271)을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물을 나타낸 도면이다. 예측한 바와 같이, 개략도를 도시하기 위하여 레이어수를 4로 하였기 때문에, 19(j)의 3차원 미세구조물(3272)는 도 18(a)에 도시한 목표가 되는 피라미드와 전혀 다른 형태의 3차원 구조를 형성하였다. 따라서, 도 19(j)에 도시된 결과가 개략도를 도시하기 위하여 레이어수를 4로 하였기 때문임을 확인하기 위하여, 레이어수를 101로 증가하고 나머지는 19(j)와 동일한 조건으로 노광 시뮬레이션을 수행하였다. 도 19(k)는 레이어수를 101로 증가하여 도 18(e),18(f),19(g),19(h)에서 설명한 방법대로 수행되는 노광공정을 시뮬레이션한 결과이다. 19(k)의 3291은 전체 스캔스텝에서의 노광 결과로 얻은 3차원 노광량 프로파일을 도시한 도면이고, 19(k)의 3292는 3차원 노광량 프로파일(3291)을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물을 나타낸 도면이다. 예측한 바와 같이, 레이어수를 증가함으로써, 19(k)의 3차원 미세구조물(3292)는 도 18(a)에 도시한 목표가 되는 피라미드에 아주 가까운 3차원 구조를 형성함으로써, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 우수성을 입증하였다. 상기, 도 18과 도 19의 개략도를 참조한 논의에 의해, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 구체적인 실시예를 하기와 같이 요약한다. 하기 구체적인 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것이지 그 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 범위는 청구항들에 의하여 한정된다.FIG. 19 (h) shows that the photosensitive film on the substrate is exposed by generating a digital mask that reflects light beams of the micromirror array based on the pattern to be exposed for each scan step for the entire scan step. FIG. 19 (h) shows a projection image corresponding to one scan step and a layer pattern to be exposed, one by one, from among the projection images corresponding to the entire scan step shown in FIG. 19 (g) as the background patterns. In the figure for each scan step, the scan steps belonging to group 1 are shown in one column, the scan steps belonging to group 2 are shown in two columns, and the scan steps belonging to group 3 are shown in three columns. The first scan step of each group is shown. Projection image and layer pattern corresponding to each row in a row, projection image and layer pattern corresponding to the second scan step in each group in two rows, and projection image and layer pattern corresponding to the third scan step in each group In line 3, the projection image and the layer pattern corresponding to the fourth scan step of each group are shown in line 4 using the numbers shown in the layer pattern in Fig. 18E and the scan step in 18F. In digital lithography, whether or not the light beam is reflected on each of the micromirrors constituting the micromirror array in each scan step serves as a mask in each scan step. As shown in 19 (h), a digital mask is generated whether or not light beams are reflected on each of the micromirrors constituting the micromirror array in the scan step based on the projection image and the layer pattern corresponding to each scan step. . There may be various criteria for determining whether the light beam is reflected. The simplest one is to reflect if the center of the projected image is inside the pattern and not to reflect the outside. The other is patented by the applicants. According to the Patented Patent No. 655165, "Method for generating occupied area for maskless lithography," it reflects when the occupied area ratio for the pattern of the projected image is equal to or larger than the reference reflecting occupied area ratio. . 19 (h) shows the results of obtaining a digital mask that reflects light beams for each of the micromirrors in each scan step based on a criterion for obtaining the simplest light beam reflections for viewing. When the square beam described above is used, the projection image of the mirror reflecting the light beam is shown as a blue translucent square among the four square projection images shown in each scan step, and the projection image of the mirror which does not reflect the light beam is shown as the transparent square. It was. In Fig. 19 (h), considering only the scan steps 3231, 3235, and 3239 shown in the first row, the scan pitch of 18 (f) is equal to the scan pitch p (3280) in order to expose the two-dimensional layer pattern 3214. It can be regarded as a digital two-dimensional lithography performed at four times, and considering only the scan steps 3322, 3236, and 3240 shown in the second row, it is necessary to obtain a scan pitch for exposing the two-dimensional layer pattern 3213. It can be regarded as a digital two-dimensional lithography performed at four times the scan pitch p (3280) of 18 (f), and considering only the scan steps (3233, 3237, 3241) shown in three rows, this is a two-dimensional layer pattern. It can be regarded as digital two-dimensional lithography performed by exposing the scan pitch to 4 times the scan pitch p (3280) of 18 (f) to expose the 3212, and the scan steps 3234, 3238, 3242), this means that the scan pitch is four times the scan pitch p (3280) of 18 (f) in order to expose the two-dimensional layer pattern 3211. It can be considered as performing digital two-dimensional lithography. That is, the scan steps shown in each row are digital two-dimensional lithography exposing each layer pattern, and all of them are digital three-dimensional lithography forming a three-dimensional exposure profile. Accordingly, the present invention is a digital three-dimensional lithography method of forming a three-dimensional exposure profile by digital two-dimensional lithography by virtual layering, and the image shown as a blue translucent square in the entire scan step 3231-3242 of 19 (h). The sum depending on the xy positions of these three-dimensional exposure dose profiles is the final exposure result. On the other hand, if 19 (h) is carefully examined, the exposure dose variation for each layer can be found. When the exposure amount by one scan step of 19 (h) is 1, the exposure amounts by two, three, and four scan steps are 1, 2, and 2, respectively. 50% of the absolute exposure dose. However, in order to show the schematic diagrams of FIGS. 18 and 19 in a simple and easy to see manner, the number of layers, the number of micromirrors and the total number of scan steps are unrealistically very small and the size of the image cell and the scan pitch are reduced. This is because the size of the target layer patterns is relatively large. In the actual exposure process, if the number of layers, the number of micromirrors, and the total number of scan steps are increased to a realistic level, and at the same time the size of the image cell and the scan pitch are reduced to a level suitable for the size of the layer patterns to be exposed, the exposure dose variation per layer It is obvious that the decrease will be insignificant compared to the absolute exposure amount for each layer. The variation in exposure dose caused by the difference in the size and shape of the pattern of each layer or the number of total scan steps discussed above divided by the number of layers is not an integer. The variation in exposure dose per layer caused by the one-to-one distribution of the group scan steps and the layer patterns for the number of scan steps does not depend on the number of layers, the number of fine mirrors, and the total scan steps in the actual exposure process. It is verified by the exposure simulation results performed under the following various conditions that the problem is not reduced by the decrease to a slight level relative to the absolute exposure amount per layer according to the increase in the number and the size of the image cell and the decrease in the scan pitch. 19 (i) and 19 (j), the number of layers is left at 4, the image cell size and scan pitch are reduced, the number of fine mirrors and the total number of scan steps are increased. Simulation results of the exposure process performed according to the methods described in (f), 19 (g) and 19 (h) are shown. The exposure dose profiles 3261, 3262, 3263, and 3264 for each layer shown in 19 (i) are the exposure results in the fourth, third, second, and first scan steps of each group, respectively, and are 4, 3, 2, and 1, respectively. Exposure results based on the layer patterns shown in the rows. The exposure simulation results shown in 19 (i) show that the image cell size and scan pitch are smaller than that of 19 (h), and the number of micromirrors and the total number of scan steps are increased. Unlike the exposure result, it is shown that the variation in the exposure dose per layer is not a problem by decreasing to a slight level compared to the absolute exposure amount for each layer. 3271 of 19 (j) shows a three-dimensional exposure profile obtained as a result of exposure in the entire scan step, such as the sum of the exposure dose profiles 3261, 3262, 3263, and 3264 for each layer of 19 (i). 3272 in j) shows a three-dimensional microstructure obtained by developing the three-dimensional exposure dose profile 3331. As predicted, since the number of layers is 4 to show the schematic, the three-dimensional microstructure 3327 of 19 (j) has a three-dimensional structure which is completely different from the target pyramid shown in FIG. 18 (a). Was formed. Therefore, in order to confirm that the result shown in Fig. 19 (j) is because the number of layers is 4 to show the schematic diagram, the number of layers is increased to 101 and the rest of the exposure simulation is performed under the same conditions as 19 (j). It was. FIG. 19 (k) is a result of simulating an exposure process performed by the method described in FIGS. 18 (e), 18 (f), 19 (g) and 19 (h) by increasing the number of layers to 101. FIG. 3291 of 19 (k) shows a three-dimensional exposure dose profile obtained as a result of exposure in the entire scan step, and 3292 of 19 (k) shows a three-dimensional microstructure obtained by developing the three-dimensional exposure profile 3291. Drawing. As expected, by increasing the number of layers, the three-dimensional microstructure 3292 of 19 (k) forms a three-dimensional structure very close to the target pyramid shown in FIG. 18 (a). The superiority of the dimensional lithography method was demonstrated. 18 and 19, the specific embodiments of the digital three-dimensional lithography method of the present invention are summarized as follows. The following specific examples are intended to illustrate the invention, not to limit the scope thereof, and the scope of the invention is defined by the claims.

<디지털 3차원 리소그래피 방법의 실시예>Embodiment of Digital Three-Dimensional Lithography Method

감광막이 형성된 기판상에, 사용되는 감광막의 특성과 제작하고자 하는 3차원 미세구조물의 형상에 의거하여 결정된, 목표 3차원 노광량 프로파일을 형성하기 위한 디지털 3차원 리소그래피 방법은 하기 스텝들로 구성된다. On the substrate on which the photoresist film is formed, a digital three-dimensional lithography method for forming a target three-dimensional exposure dose profile, determined based on the characteristics of the photoresist film to be used and the shape of the three-dimensional microstructure to be manufactured, is composed of the following steps.

(1) 목표 3차원 노광량 프로파일을 균등한 노광량을 가지는 L개의 레이어로 분할한다.(1) The target three-dimensional exposure dose profile is divided into L layers having an equal exposure dose.

(2)상기 각 레이어에 속하는 하나의 수평단면을 선택하여 2차원 레이어패턴을 L개 형성한다.(2) L one-dimensional layer patterns are formed by selecting one horizontal section belonging to each layer.

(3) 전체의 스캔스텝을 L개씩 묶어 그룹화한다.(3) The entire scan steps are grouped into L groups.

(4) 각 스캔스텝에서 상기 그룹별 L개의 스캔스텝들과 상기 형성된 L개의 레이어패턴들이 일 대 일로 배분되도록 상기 L개의 레이어패턴들 중 하나를 선택하여 해당 스캔스텝에서 노광되어야 할 패턴으로 설정한다.(4) Select one of the L layer patterns so as to distribute the L scan steps for each group and the formed L layer patterns in one to one in each scan step and set the pattern to be exposed in the corresponding scan step. .

(5) 각 스캔스텝에서 설정된 패턴에 의거한 미세미러배열의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 생성한다.(5) A digital mask is generated that reflects light beams of the micromirror array based on the pattern set in each scan step.

(6) 각 스캔스텝에서 생성된 디지털마스크에 의거하여 기판상의 감광막을 노광한다.(6) The photosensitive film on a board | substrate is exposed based on the digital mask produced | generated in each scan step.

상기 요약된 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의거하여, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법을 본 발명의 대상인 마이크로 렌즈 어레이 및 렌즈 어레이 용 마스터, 태양전지의 표면 텍스쳐 및 표면 텍스쳐 용 마스터 및 디스플레이 용 3D 필터 및 3D 필터 용 마스터 등을 제작하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성에 적용한다. 상기 본 발명의 대상이 되는 3차원 미세구조물의 특징은 그 대부분이 배열의 형태를 이루고 있다는 것이다. 이제까지 논의된 실시예들은 단일 형상이었으므로, 현시점에서, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 배열의 형태를 이루고 있는 3차원 미세구조물을 제작하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성이 가능함을 검증할 필요가 있다.Based on the digital three-dimensional lithography method of the present invention summarized above, the digital three-dimensional lithography method of the present invention is a master for micro lens arrays and lens arrays, the surface texture and surface texture of solar cells, and the display It is applied to the formation of a three-dimensional exposure dose profile for producing a 3D filter, a master for a 3D filter, and the like. The characteristic of the three-dimensional microstructures of the present invention is that most of them form an array. Since the embodiments discussed so far have been a single shape, it is necessary to verify at this point that the formation of a three-dimensional exposure profile for the production of three-dimensional microstructures in the form of arrays is possible by the digital three-dimensional lithography method of the present invention. have.

도 20(a)은 배열의 형태를 이루고 있는 3차원 미세구조물의 형상의 하나의 실시 예를 보여주고 있다. 도 20(a)에서 배열을 구성하는 각각의 3차원 미세구조물은 최대 높이가 2 마이크론이 되도록 절단한 반경이 16 마이크론인 구(sphere)의 일부로서 높이방향을 확대하여 보인다. 하나의 실시 예로서, 도 2에서 설명한 바와 같은 특성을 지닌 감광막의 임계 노광량을 21.2 mJ/cm2로 3차원 미세구조물의 정점의 최대 노광량을 33.03 mJ/cm2 로 두면, 20(a)의 3차원 미세구조물을 형성하기 위한 3차원 노광량 프로파일은 도 20(b)의 형태와 같다. 20 (a) shows one embodiment of the shape of a three-dimensional microstructure in the form of an array. Each of the three-dimensional microstructures constituting the array in FIG. 20 (a) is shown in an enlarged height direction as part of a sphere whose radius is cut to 16 microns so that the maximum height is 2 microns. As an example, when the critical exposure amount of the photosensitive film having the characteristics described with reference to FIG. 2 is 21.2 mJ / cm 2 and the maximum exposure amount of the peak of the three-dimensional microstructure is 33.03 mJ / cm 2 , 3 in 20 (a) The three-dimensional exposure dose profile for forming the dimensional microstructure is as shown in FIG. 20 (b).

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 또 다른 하나의 실시 예로서, 도 20(b)에 나타낸 3차원 노광량 프로파일의 형성 방법을, 레이어수가 9이고, 도 20(c)에 y=0에서 자른 단면으로 나타낸 9개의 레이어패턴을 사용하여 노광하는 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 논의되었듯이, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법을 보기 쉽게 도시하여 설명하기 위한 목적으로 레이어의 수를 9로 선택하고 도시에 적합한 도 20(c)에 나타낸 9개의 레이어패턴을 사용하는 것이지, 실제 노광공정에서는 사용자가 상기 바람직한 레이어패턴의 형성 방법을 기초로 목표 3차원 노광량 프로파일의 형상에 적절하게 레이어의 수를 설정하고 이에 따라 적절한 레이어별 레이어패턴을 형성하여 노광함으로써 오차를 최소화해야 함을 밝힌다.As another embodiment of the digital three-dimensional lithography method of the present invention, the method for forming the three-dimensional exposure dose profile shown in FIG. 20 (b) has a layer number of nine and a cross section cut at y = 0 in FIG. 20 (c). A case of exposing using the nine layer patterns indicated by Figs. As discussed above, for the purpose of easily illustrating and explaining the digital three-dimensional lithography method of the present invention, the number of layers is set to nine and nine layer patterns shown in Fig. 20 (c) suitable for illustration are used. In the actual exposure process, the user should minimize the error by setting the number of layers appropriately for the shape of the target 3D exposure profile based on the method of forming the desired layer pattern and forming an appropriate layer pattern for each layer accordingly. Say.

도 20(c)에서, 실선은(3310)은 도 20(a)의 미세구조물을 형성하기 위한 도 20(b)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선이고, 레이어 번호 k가 1에서 9까지 변할 때, 보기에 편리하도록, 각각의 k번째 레이어의 최저 노광량이 3.67*(k-1) mJ/cm2 이 되고 최고 노광량은 3.67*k mJ/cm2 이 되도록 하여 서로 다른 선들을 사용하여 나타낸 레이어패턴 3311, 3312, 3313, 3314, 3315, 3316, 3317, 3318, 3319는 각각 1번째, 2번째, 3번째, 4번째, 5번째, 6번째, 7번째, 8번째, 9번째 레이어패턴들이다. 도 20(c)에서, 실제로 노광에 사용되는 2차원 레이어패턴은 각 레이어의 윗면 즉 3.67*k mJ/cm2 인 부분이며, 그 형상은 도 21에 시뮬레이션 결과를 레이어별로 도시한 각 3차원 노광량 프로파일의 상부면과 유사하다. 도 21과 도 22는, 도 20(c)에 그 단면을 나타낸 레이어패턴에 의거하여, 도 18과 도 19의 논의에 따라 수행되는 노광공정을 고려하여, 도 9의 노광 시뮬레이션과 동일한 조건에서 노광 시뮬레이션을 수행한 결과를 도시한 도면이다. 도 21은, 전체의 스캔스텝을 9개씩 그룹화하고, 각 그룹의 스캔스텝 j가 1에서 9까지 +1씩 증가하여 변할 때 레이어 번호 k를 3311에서 3319까지 +1씩 증가시켜 가면서 각각의 j번째 스캔스텝에 각각의 k번째 레이어패턴을 할당한 경우, 총 9개의 레이어에 해당하는 레이어별 3차원 노광량 프로파일을 나타낸 도면으로, 도 21의 노광량 프로파일(3411)은 1번째 레이어패턴(3311)을 사용하여 9개씩 그룹화한 스캔스텝 중 각 그룹의 첫번째 스캔스텝에서의 노광의 결과로 얻은 노광량 프로파일들의 합을 보이는 도면이고, 도 21의 노광량 프로파일(3412)은 2번째 레이어패턴(3312)을 사용하여 9개씩 그룹화한 스캔스텝 중 각 그룹의 두번째 스캔스텝에서의 노광의 결과로 얻은 노광량 프로파일들의 합을 보이는 도면이고,....., 도 21의 노광량 프로파일(3419)은 9번째 레이어패턴(3319)을 사용하여 9개씩 그룹화한 스캔스텝 중 각 그룹의 아홉번째 스캔스텝에서의 노광의 결과로 얻은 노광량 프로파일들의 합을 보이는 도면이다. 도 22(a)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 나타낸 도면으로 이는 도 21의 9개의 레이어별 3차원 노광량 프로파일의 합과 같고, 도 22(b)는 (a)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물을 나타낸 도면이고, 도 22(c)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 9개의 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이고, 도 22(d)는 도 22(b)의 미세구조물의 형상과 22(a)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H곡선(2411) 및 x-E 곡선(2412)과 x=0에서 자른 y-H곡선(2421) 및 y-E 곡선(2422)을 목표로 하는 x-H 곡선(2401) 및 도 20(c)의 x-E 곡선(3310)과 같은 x-E 곡선(2402)과 함께 도시한 도면이다. 예측한 바와 같이, 아나로그 방식의 노광이기에 x-H곡선(2411) 및 x-E 곡선(2412)은 y-H곡선(2421) 및 y-E 곡선(2422)에 비해 스캔방향으로 미미하게 시프트함을 보이나 스캔피치가 작아질수록 시프트는 줄어들며 시프트는 스캔의 시작점을 스캔피치의 절반만큼의 역이동으로 함으로써 쉽게 해결된다. 또한, 예측한 바와 같이, 9개의 레이어만을 사용하였기에 3차원 미세구조물의 표면이 거칠고, 결과로 얻은 22(b)의 3차원 미세구조물 형상의 도 20(a)에 나타낸 목표 3차원 미세구조물의 형상에 대한 오차가 작지 않으나 이는 상기 논의한 바와 같이 레이어의 수의 증가 등의 방법으로 해결가능하다. In Fig. 20 (c), the solid line 3310 is an xE curve obtained by cutting the exposure dose profile of Fig. 20 (b) at y = 0 to form the microstructure of Fig. 20 (a), and the layer number k is 1 to 9; To make it easier to see, use different lines to ensure that the lowest exposure of each kth layer is 3.67 * (k-1) mJ / cm 2 and the highest exposure is 3.67 * k mJ / cm 2. Layer patterns 3311, 3312, 3313, 3314, 3315, 3316, 3317, 3318, and 3319 are the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, and ninth layer patterns, respectively. admit. In Fig. 20 (c), the two-dimensional layer pattern actually used for exposure is the upper surface of each layer, that is, the portion of 3.67 * k mJ / cm 2 , and the shape is each three-dimensional exposure amount showing the simulation result for each layer in Fig. 21. Similar to the upper surface of the profile. 21 and 22 are exposed under the same conditions as the exposure simulation of FIG. 9 in consideration of the exposure process performed according to the discussion of FIGS. 18 and 19 based on the layer pattern showing the cross section in FIG. 20 (c). It is a figure which shows the result of performing a simulation. FIG. 21 groups nine scan steps in total, and increases the layer number k from 3311 to 3319 by +1 when the scan step j of each group changes from 1 to 9 by +1. When each kth layer pattern is assigned to the scan step, a three-dimensional exposure dose profile for each layer corresponding to a total of nine layers is shown. The exposure dose profile 3411 of FIG. 21 uses the first layer pattern 3311. The exposure dose profiles 3412 shown in FIG. 21 are obtained by using the second layer pattern 3312 using the second layer pattern 3312. FIG. 21 shows the sum of the exposure dose profiles obtained as a result of exposure in the second scan step of each group among the scan steps grouped individually, and the exposure dose profile 3413 of FIG. 21 shows the ninth layer pattern. (3319) shows a sum of exposure dose profiles obtained as a result of exposure in the ninth scan step of each group among the scan steps grouped by nine. FIG. 22 (a) shows a three-dimensional exposure profile as a result of exposure simulation, which is the same as the sum of nine layer three-dimensional exposure profiles of FIG. 21, and FIG. 22 (b) shows the three-dimensional exposure profile of (a). FIG. 22C shows a three-dimensional microstructure obtained by developing, and FIG. 22C shows a three-dimensional exposure dose profile, which is the result of exposure simulation, showing the xE curve cut at y = 0 in solid line, and the nine exposure dose profiles for each layer. 22 (d) shows the shape of the microstructure of FIG. 22 (b) and the exposure dose profile of 22 (a) cut at x = 0 curve 2411 and xE curve 2412 and x = 0. A diagram is shown with an xH curve 2402 targeting the yH curve 2421 and the yE curve 2422 and an xE curve 2402 such as the xE curve 3310 of FIG. 20C. As expected, the xH curve 2411 and the xE curve 2412 are slightly shifted in the scan direction compared to the yH curve 2421 and the yE curve 2422 because of the analog type exposure, but the scan pitch becomes smaller. As the shift decreases, the shift is easily solved by shifting the start of the scan by half the scan pitch. In addition, as expected, the surface of the three-dimensional microstructure was rough because only nine layers were used, and the shape of the target three-dimensional microstructure shown in FIG. 20 (a) of the resultant 22 (b) three-dimensional microstructure shape. The error for is not small but this can be solved by increasing the number of layers as discussed above.

상기 논의한 바와 같이, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 배열의 형태를 이루고 있는 3차원 미세구조물을 형성함에 있어서, 레이어의 수 내지 이미지셀의 크기 내지 스캔피치 등의 향상에 따라 보정 없이도 원하는 수준의 3차원 미세구조물을 제작하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성이 가능한지를 검증하기 위하여, 도 20(a)에 나타낸 미세구조물의 제작에 필요한 도 20(b)에 나타낸 3차원 노광량 프로파일의 형성하려는 목적으로, 미러각은 2도로, 스캔피치는 0.25 마이크론으로, 레이어수 L을 53으로, 정점값 α를 0.5로, 보정은 없이, 이미지셀의 크기가 2 마이크론인 사각빔을 반사하는 가로 192개 세로 128개의 미세미러들에 의한 아나로그 방식 노광 공정의 시뮬레이션이 수행되었다. As discussed above, in forming a three-dimensional microstructure in the form of an array by the digital three-dimensional lithography method of the present invention, the desired level without correction depending on the number of layers, the size of the image cell, the scan pitch, etc. The purpose of forming the 3D exposure profile shown in FIG. 20 (b) required for the production of the microstructure shown in FIG. The mirror angle is 2 degrees, the scan pitch is 0.25 microns, the number of layers L is 53, the vertex value α is 0.5, and without correction, the 192 horizontal beams reflecting a square beam of 2 microns in size. Simulation of the analog exposure process with 128 micromirrors was performed.

도 23과 24는 노광 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면으로, 도 23(a)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일의 평면도이고, 도 23(b)는 노광량 프로파일의 측면도이고, 도 23(c)는 도 23(b)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물의 평면도이고, 도 23(d)는 미세구조물의 측면도이다. 도 24는 도 23(d)의 미세구조물의 형상과 23(b)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H곡선(2511) 및 x-E 곡선(2512)과 x=0에서 자른 y-H곡선(2521) 및 y-E 곡선(2522)을 목표로 하는 x-H 곡선(2401) 및 x-E 곡선(2402)과 함께 도시한 도면이다. 도 23(b)의 3차원 노광량 프로파일과 도 20(b)에 나타낸 목표 3차원 노광량 프로파일을 비교하고 도 24의 x-E 곡선(2512)과 목표로 하는 x-E 곡선(2402)을 비교하면, 배열을 구성하는 각 노광량 프로파일의 가장자리(edge)와 각각의 노광량 프로파일 사이에서 오차가 더욱 증가함을 알 수 있다. 이는 상기 논의되었듯이, 디지털 리소그래피의 스캔특성에 따른 당연한 결과로서, 하나의 실시 예로 든 감광막의 임계 노광량을 나타내는 일점 파선(2403) 하부의 오차는 현상 후 3차원 미세구조물의 형성에 영향을 미치지 않으므로 문제가 되지 않으며, 일점 파선(2403) 상부의 오차는, 물론 허용오차에 따라 다르겠지만 일반적으로 말하면,미세구조물을 사용함에 있어서 미세구조물 가장자리의 곡률 오차가 중요한 경우는 상기 설명된 바와 같이 레이어수를 증가하거나 또는 임계보정에 의해 가장자리의 곡률 오차를 줄일 수 있으므로 문제가 되지 않으며 가장자리의 곡률 오차가 중요하지 않은 경우는 그대로 사용함이 가능하다. 예측한 바와 같이, 스캔피치가 작아짐으로써 x-H곡선(2511) 및 x-E 곡선(2512)의 스캔방향 시프트는 감소하였으며, 레이어의 수를 증가하고 이미지셀의 크기와 스캔피치를 감소함으로써, 결과로 얻은 도 23(d)의 3차원 미세구조물의 표면 거칠기와 결과로 얻은 도 23(d)의 3차원 미세구조물 형상의 도 20(a)에 나타낸 목표 3차원 미세구조물의 형상에 대한 오차가 감소하였으며, 이러한 표면 거칠기와 오차는 레이어수를 더욱 증가하면 더욱 감소할 것임은 자명하다. 도 20-24에 의거한 상기 논의에 따라 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 배열의 형태를 이루고 있는 3차원 미세구조물을 제작하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성 또한 가능함이 입증되었다.Figures 23 and 24 show the results of exposure simulation, Figure 23 (a) is a plan view of the three-dimensional exposure dose profile as a result of the exposure simulation, Figure 23 (b) is a side view of the exposure dose profile, Figure 23 (c) It is a top view of the three-dimensional microstructure obtained by developing the three-dimensional exposure dose profile of FIG. 23 (b), and FIG. 23 (d) is a side view of the microstructure. FIG. 24 shows the xH curve 2511 and xE curve 2512 taken at y = 0 and the yH curve 2521 taken at x = 0 and the shape of the microstructure of FIG. 23 (d) and the exposure dose profile of 23 (b); The figure shows the xH curve 2401 and xE curve 2402 targeting the yE curve 2522. When the three-dimensional exposure dose profile shown in FIG. 23 (b) and the target three-dimensional exposure dose profile shown in FIG. 20 (b) are compared, the xE curve 2512 and the target xE curve 2402 in FIG. 24 are compared to form an arrangement. It can be seen that an error increases further between the edge of each exposure profile and each exposure profile. As discussed above, this is a natural result according to the scanning characteristics of digital lithography. Since the error below the one-dot dashed line 2403 indicating the critical exposure amount of the photoresist film according to one embodiment does not affect the formation of the three-dimensional microstructure after development. It does not matter, and the error above the one-dot dashed line 2403 will, of course, depend on the tolerance, but generally speaking, if the curvature error of the edge of the microstructure is important when using the microstructure, the number of layers as described above is determined. It is not a problem because the curvature error of the edge may be increased by increasing or critically correcting, and it may be used as it is if the curvature error of the edge is not important. As expected, the scan pitch decreases and the scan direction shift of the xH curve 2511 and the xE curve 2512 is reduced, and the resulting figure is increased by increasing the number of layers and reducing the size and scan pitch of the image cells. The surface roughness of the three-dimensional microstructure of 23 (d) and the resultant error of the shape of the target three-dimensional microstructure shown in FIG. 20 (a) of the resulting three-dimensional microstructure of FIG. It is obvious that the surface roughness and the error will decrease further as the number of layers is further increased. According to the above discussion based on FIGS. 20-24, it has also been demonstrated that formation of three-dimensional exposure profiles for fabricating three-dimensional microstructures in the form of arrays by the digital three-dimensional lithography method of the present invention is also possible.

현재까지 고려된 본 발명의 대상인 3차원 미세구조물 배열은 표면이 구면(spherical surface)이였다, 그러나 본 발명의 대상 중에는 표면이 구면이 아닌 타원체의 일부(ellipsoidal cap), 원뿔체(cone), 피라미드(pyramid) 등의 3차원 미세구조물 배열들도 많다. 따라서, 현시점에서 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 표면이 구면이 아닌 3차원 미세구조물 배열의 형성이 가능함을 검증할 필요가 있다.The three-dimensional microstructure arrangements that have been considered to be the object of the present invention have been spherical surfaces, but among the objects of the present invention, ellipsoidal caps, cones, pyramids (surfaces are not spherical). There are also many 3-dimensional arrays of microstructures. Therefore, it is necessary to verify that the digital three-dimensional lithography method of the present invention enables formation of three-dimensional microstructure arrays whose surfaces are not spherical.

도 25(a)는 배열의 형태를 이루고 있는 3차원 미세구조물의 형상의 하나의 실시 예를 보여주고 있다. 도 25(a)의 3차원 미세구조물 각각은 정점(apex)의 높이가 5 마이크론이고 바닥(base) 면이 16 마이크론 정사각형인 피라미드 형태로서 높이방향을 확대하여 보인다. 하나의 실시 예로서, 도 2에서 설명한 바와 같은 특성을 지닌 감광막의 임계 노광량을 21.2 mJ/cm2로 정점의 최대 노광량을 36.9 mJ/cm2 로 두면, 25(a)의 피라미드를 형성하기 위한 3차원 노광량 프로파일은 도 25(b)의 형태와 같다. Figure 25 (a) shows one embodiment of the shape of the three-dimensional microstructures in the form of an array. Each of the three-dimensional microstructures of FIG. 25 (a) has a pyramid shape having an apex of 5 microns in height and a base surface of 16 microns in square, showing an enlarged height direction. As an example, when the critical exposure amount of the photosensitive film having the characteristics described with reference to FIG. 2 is 21.2 mJ / cm 2 and the maximum exposure amount of the peak is 36.9 mJ / cm 2 , 3 for forming a pyramid of 25 (a) The dimensional exposure dose profile is the same as that of Fig. 25 (b).

본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 또 다른 하나의 실시 예로서, 도 25(b)에 나타낸 3차원 노광량 프로파일의 형성 방법을, 레이어수가 9이고, 도 26에 y=0에서 자른 단면으로 나타낸 9개의 레이어패턴을 사용하여 노광하는 경우를 예로 들어 하여 설명한다. 상기 논의되었듯이, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법을 보기 쉽게 도시하여 설명하기 위한 목적으로 레이어의 수를 9로 선택하고 도시에 적합한 도 26에 나타낸 9개의 레이어패턴을 사용하는 것이지, 실제 노광공정에서는 사용자가 상기 바람직한 레이어패턴의 형성 방법을 기초로 목표 3차원 노광량 프로파일의 형상에 적절하게 레이어의 수를 설정하고 이에 따라 적절한 레이어별 레이어패턴을 형성하여 노광함으로써 오차를 최소화해야 함을 밝힌다.As yet another embodiment of the digital three-dimensional lithography method of the present invention, the method of forming the three-dimensional exposure dose profile shown in FIG. 25 (b) has a layer number of 9 and a cross section cut at y = 0 in FIG. 26. The case of exposing using two layer patterns is demonstrated as an example. As discussed above, for the purpose of showing and explaining the digital three-dimensional lithography method of the present invention in an easy-to-view manner, the number of layers is set to nine and nine layer patterns shown in FIG. 26 suitable for illustration are used. According to the present invention, the user should set the number of layers appropriately for the shape of the target 3D exposure profile based on the preferred method of forming the layer pattern, and accordingly form an appropriate layer pattern for each layer to expose the error.

도 26에서, 실선은(3510)은 도 25(a)의 피라미드를 형성하기 위한 도 25(b)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선이고, 레이어 번호 k가 1에서 9까지 변할 때, 보기에 편리하도록, 각각의 k번째 레이어의 최저 노광량이 4.1*(k-1) mJ/cm2 이 되고 최고 노광량은 4.1*k mJ/cm2 이 되도록 하고, 보정은 없이, 정점값 α를 0.1로 하여 형성한, 서로 다른 선들을 사용하여 나타낸 레이어패턴 3511, 3512, 3513, 3514, 3515, 3516, 3517, 3518, 3519는 각각 1번째, 2번째, 3번째, 4번째, 5번째, 6번째, 7번째, 8번째, 9번째 레이어패턴들이다. 도 20(c)에서, 실제로 노광에 사용되는 2차원 레이어패턴은 각 레이어의 윗면 즉 4.1*k mJ/cm2 인 부분의 x-y 평면이다. 도 27은 도 26에 나타낸 레이어별 레이어패턴에 의거하여, 도 18과 도 19의 논의에 따라 수행되는 노광공정을 고려하여, 도 9의 노광 시뮬레이션과 동일한 조건에서 노광 시뮬레이션을 수행한 결과를 도시한 도면이다. 도 27(a)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 나타낸 도면이고, 도 27(b)는 (a)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물을 나타낸 도면이고, 도 27(c)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-E 곡선을 실선으로 도시하고 이와 함께 9개의 레이어별 노광량 프로파일을 도시한 도면이고, 도 27(d)는 도 27(b)의 미세구조물의 형상과 27(a)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H곡선(2611) 및 x-E 곡선(2612)과 x=0에서 자른 y-H곡선(2621) 및 y-E 곡선(2622)을 목표로 하는 x-H 곡선(2601) 및 x-E 곡선(2602)과 함께 도시한 도면이다. 예측한 바와 같이, 9개의 레이어만을 사용하였기에, 결과로 얻은 피라미드의 표면이 거칠고, 결과로 얻은 피라미드의 도 25(a)에 나타낸 목표 피라미드에 대한 오차가 작지 않으나 이는 상기 논의한 바와 같이 레이어의 수의 증가 등의 방법으로 해결가능하다. In FIG. 26, the solid line 3510 is an xE curve obtained by cutting the exposure dose profile of FIG. 25 (b) from y = 0 to form the pyramid of FIG. 25 (a), and when the layer number k varies from 1 to 9, For convenience, the lowest exposure dose of each kth layer is 4.1 * (k-1) mJ / cm 2 and the highest exposure dose is 4.1 * k mJ / cm 2 , with no correction, and the peak value α is 0.1. The layer patterns 3511, 3512, 3513, 3514, 3515, 3516, 3517, 3518, and 3519, which are formed using different lines, are formed in the first, second, third, fourth, fifth, and sixth, respectively. , Seventh, eighth, and ninth layer patterns. In Fig. 20C, the two-dimensional layer pattern actually used for exposure is the xy plane of the top surface of each layer, that is, 4.1 * k mJ / cm 2 . FIG. 27 illustrates a result of performing exposure simulation under the same conditions as the exposure simulation of FIG. 9 in consideration of an exposure process performed according to the discussion of FIGS. 18 and 19 based on the layer pattern for each layer shown in FIG. 26. Drawing. FIG. 27A shows a three-dimensional exposure dose profile as a result of exposure simulation, FIG. 27B shows a three-dimensional microstructure obtained by developing the three-dimensional exposure dose profile of FIG. 27C ) Shows a three-dimensional exposure dose profile, which is the result of exposure simulation, as a solid line showing the xE curve cut at y = 0, and shows nine exposure dose profiles for each layer, and FIG. 27 (d) shows the fineness of FIG. 27 (b). The shape of the structure and the exposure profile of 27 (a) are xH curves 2611 and xE curves 2612 and yE curves 2612 and yE curves 2621 and yE curves 2622 cut at x = 0. The figure shown with the curve 2601 and the xE curve 2602. As expected, only nine layers were used, so that the surface of the resulting pyramid was rough, and the error for the target pyramid shown in FIG. 25 (a) of the resulting pyramid was not small, but this was a matter of the number of layers as discussed above. It can be solved by an increase method.

상기 논의한 바와 같이, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 표 면이 구면이 아닌 3차원 미세구조물 배열을 형성함에 있어서, 레이어의 수 내지 이미지셀의 크기 내지 스캔피치 등의 향상에 따라 보정 없이도 원하는 수준의 3차원 미세구조물을 제작하기 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성이 가능한지를 검증하기 위하여, 도 25(a)에 나타낸 피라미드의 제작에 필요한 도 25(b)에 나타낸 3차원 노광량 프로파일의 형성하려는 목적으로, 미러각은 2도로, 스캔피치는 0.1 마이크론으로, 레이어수 L을 101로, 정점값 α를 0.1로, 보정은 없이, 이미지셀의 크기가 1 마이크론인 사각빔을 반사하는 가로 192개 세로 128개의 미세미러들에 의한 아나로그 방식 노광 공정의 시뮬레이션이 수행되었다. As discussed above, in forming a three-dimensional microstructure arrangement in which the surface is not spherical by the digital three-dimensional lithography method of the present invention, it is desired to be adjusted without correction depending on the improvement of the number of layers, the size of the image cells, the scan pitch, and the like. The purpose of forming the three-dimensional exposure profile shown in FIG. 25 (b) required for the production of the pyramid shown in FIG. 25 (a), in order to verify whether it is possible to form a three-dimensional exposure profile for producing a three-dimensional microstructure of the level. The mirror angle is 2 degrees, the scan pitch is 0.1 micron, the number of layers L is 101, the apex value α is 0.1, and without correction, the 192 horizontal beams reflecting a square beam of 1 micron in size. Simulation of the analog exposure process with 128 micromirrors was performed.

도 28과 29는 노광 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면으로, 도 28(a)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일의 평면도이고 도 28(b)는 노광량 프로파일의 측면도이고, 도 28(c)는 (b)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물의 평면도이고, 도 28(d)는 미세구조물의 측면도이다. 도 29는 도 28(d)의 미세구조물의 형상과 28(b)의 노광량 프로파일을 y=0에서 자른 x-H곡선(2711) 및 x-E 곡선(2712)과 x=0에서 자른 y-H곡선(2721) 및 y-E 곡선(2722)을 목표로 하는 x-H 곡선(2601) 및 x-E 곡선(2602)과 함께 도시한 도면이다. 도 28(b)의 3차원 노광량 프로파일과 도 25(b)에 나타낸 목표 3차원 노광량 프로파일을 비교하고 도 29의 x-E 곡선(2712)과 목표로 하는 x-E 곡선(2602)을 비교하면, 다른 부분은 오차가 미미하나, 배열을 구성하는 각각의 피라미드의 정점(apex)에서 오차가 존재함을 알 수 있다. 이는 상기 논의되었듯이, 디지털 리소그래피의 스캔특성과 이미지셀의 크기에 따른 당연한 결과로서, 스캔피치 및 이미지셀의 크기 감소 내지 레이어 패턴의 보정 등에 의해 해결 가능하다. 그리고, 하나의 실시 예로 든 감광막의 임계 노광량을 나타내는 일점 파선(2603) 하부의 오차는 현상 후 3차원 미세구조물의 형성에 영향을 미치지 않으므로 문제가 되지 않는다. 예측한 바와 같이, 레이어의 수를 증가하고 이미지셀의 크기와 스캔피치를 감소함으로써, 피라미드의 표면 거칠기와 결과로 얻은 피라미드의 도 25(a)에 나타낸 목표 피라미드에 대한 오차가 감소하였다. 도 20-29에 의거한 상기 논의에 따라 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 표면이 구면이 아닌 3차원 미세구조물 배열의 제작을 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성 또한 가능함이 입증되었다.28 and 29 are diagrams showing the results of exposure simulation, FIG. 28 (a) is a plan view of the three-dimensional exposure dose profile which is the exposure simulation result, FIG. 28 (b) is a side view of the exposure dose profile, and FIG. 28 (c) is ( It is a top view of the three-dimensional microstructure obtained by developing the three-dimensional exposure dose profile of b), and FIG. 28 (d) is a side view of a microstructure. FIG. 29 shows the xH curve 2711 and xE curve 2712 taken at y = 0 and the yH curve 2721 taken at x = 0 and the shape of the microstructure of FIG. 28 (d) and the exposure profile of 28 (b); The figure shows the xH curve 2601 and the xE curve 2602 targeting the yE curve 2722. Comparing the three-dimensional exposure dose profile of Fig. 28 (b) with the target three-dimensional exposure dose profile shown in Fig. 25 (b) and comparing the xE curve 2712 of Fig. 29 with the target xE curve 2602, the other part is Although the error is small, it can be seen that an error exists at the apex of each pyramid constituting the array. As discussed above, this is a natural result according to the scan characteristics of the digital lithography and the size of the image cell, and can be solved by reducing the scan pitch and the size of the image cell or correcting the layer pattern. In addition, the error below the one-dot broken line 2603 representing the critical exposure amount of the photosensitive film according to one embodiment does not affect the formation of the three-dimensional microstructure after development, and thus is not a problem. As expected, by increasing the number of layers and decreasing the size and scan pitch of the image cells, the surface roughness of the pyramids and the errors for the target pyramids shown in FIG. 25 (a) of the resulting pyramids were reduced. According to the above discussion based on FIGS. 20-29 it has been demonstrated that the digital three-dimensional lithography method of the present invention also allows the formation of a three-dimensional exposure profile for the fabrication of a three-dimensional microstructure array in which the surface is not spherical.

현재까지 고려된 본 발명의 대상은 양각(embossed, convex)의 정-구의 일부이거나 정-피라미드였으며, 이들이 배열된 형태 또한 정사각 형태의 배열이었다. 그러나 본 발명의 대상 중에는 타원체의 일부, 원뿔체, 직사각 피라미드, 삼각 피라미드 등이 존재하며, 이들이 배열된 형태 또한 직사각 형태의 배열이나 벌집모양(honeycomb)의 배열인 경우도 있으며, 양각만이 아니고 음각(intaglio, concave)인 경우도 있다. 따라서, 최종적으로, 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 다양한 형태의 3차원 미세구조물의 다양한 형태의 배열의 제작을 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성이 가능함을 검증하고자, 다양한 형태의 3차원 미세구조물의 다양한 형태의 배열을 대상으로, 실시 예로서, 도 2에서 설명한 바와 같은 특성을 지닌 감광막의 임계 노광량을 21.2 mJ/cm2로 정점의 최대 노광량을 36.9 mJ/cm2 로 두고, 미러각은 2도로, 스캔피치는 0.05-0.1 마이크론으로, 레이어수 L을 101로, 이미지셀의 크기가 1-4 마이크론인 빔을 반사하는 가로 768개 세로 512개의 미세미러들에 의한 노광 시뮬레이션들을 수행하였다. 도 30은 정점의 높이가 5 마이크론이 되도록 절단한 x반경이 9 마이크론이고 y반경이 11 마이크론이고 z 반경이 10 마이크론인 양각의 타원체의 일부(ellipsoidal cap)들로 이루어진 직사각 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과이고, 도 31은 정점의 높이가 5 마이크론이고 바닥 면이 반경 8 마이크론의 정원인 양각의 원뿔체(circular cone)들로 이루어진 정사각 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과이고, 도 32는 정점의 높이가 5 마이크론이고 바닥 면의 x 길이가 16 마이크론이고 y 길이가 12 마이크론의 직사각형인 양각의 직사각 피라미드(rectangular pyramid)들로 이루어진 직사각 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과이고, 도 33은 정점의 높이가 5 마이크론이고 바닥 면이 길이 8 마이크론의 정삼각형인 양각의 삼각 피라미드(triangular pyramid)들로 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과이고, 도 34는 정점의 높이가 8 마이크론이고 반경이 8 마이크론인 양각의 반구(spherical cap)들로 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과이고, 도 35는 표면에서 정점까지의 길이가 8 마이크론이고 반경이 8 마이크론인 음각의 반구들로 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과이고, 도 36은 표면에서 정점까지의 길이가 7 마이크론이고 반경이 8 마이크론인 반구들의 표면에 의해 음각의 3차원 형상이 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과로서, 도 30-36의 (a)는 노광 시뮬레이션 결과인 3차원 노광량 프로파일의 평면도이고 도 30-36의 (b)는 노광량 프로파일의 측면도이고, 도 30-36의 (c)는 (b)의 3차원 노광량 프로파일을 현상함으로써 얻어지는 3차원 미세구조물의 평면도이고, 도 30-36의 (d)는 미세구조물의 측면도이다. 상기 논의한 바와 같이, 레이어의 수를 증가하고 이미지셀의 크기와 스캔피치를 감소하여 3차원 노광량 프로파일을 형성함으로써 정교한 3차원 미세구조물의 형상을 도 30-36의 (d)에 나타난 바와 같이 얻을 수 있었다. 도 20-36에 의거한 상기 논의에 따라 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법에 의해 양각과 음각을 모두 포함한 다양한 형태의 3차원 미세구조물의 다양한 형태의 배열의 제작을 위한 3차원 노광량 프로파일의 형성 또한 가능함이 입증되었다. 상기 도 1-36에 나타낸 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것이지 그 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 범위는 청구항들에 의하여 한정된다.Objects of the present invention contemplated to date have been part of or are regular pyramids of embossed, convex, and pyramids, the arrangement of which is also a square arrangement. However, some of the ellipsoids, cones, rectangular pyramids, triangular pyramids, etc. are present in the object of the present invention, and the forms in which they are arranged may also be rectangular arrays or honeycomb arrays. Sometimes (intaglio, concave). Therefore, finally, in order to verify that it is possible to form a three-dimensional exposure profile for the fabrication of various types of arrays of three-dimensional microstructures of various shapes by the digital three-dimensional lithography method of the present invention, three-dimensional microstructures of various shapes As an example, the critical exposure amount of the photosensitive film having the characteristics described with reference to FIG. 2 is 21.2 mJ / cm 2 , the maximum exposure amount of the vertex is 36.9 mJ / cm 2 , and the mirror angle is 2. Road and scan pitches were performed by exposure simulations with 768 horizontal and 512 micromirrors reflecting a beam of 0.05-0.1 microns, layer number L at 101, and image cells 1-4 microns in size. FIG. 30 shows a rectangular array of structures consisting of ellipsoidal caps with an x radius of 9 microns, a y radius of 11 microns, and a z radius of 10 microns, cut to a height of 5 microns. Fig. 31 is an exposure simulation result for forming a square array of structures consisting of circular cones having a vertex height of 5 microns and a bottom surface having a radius of 8 microns. 32 is the result of exposure simulation to form a rectangular array of rectangular pyramids with a vertex height of 5 microns, bottom surface x length of 16 microns, and y length of 12 microns rectangular, Figure 33 is an embossed triangular blood with a vertex of 5 microns in height and an equilateral triangle of 8 microns in length at the bottom. Exposure simulation results for forming a honeycomb array of triangular pyramids. FIG. 34 shows a honeycomb array of embossed spherical caps with a height of 8 microns and a radius of 8 microns. 35 is an exposure simulation result for forming a structure of FIG. 35 is an exposure simulation result for forming a honeycomb array structure of negative hemispheres having a length of 8 microns from a surface to a vertex and a radius of 8 microns, and FIG. 36 is an exposure simulation result for forming a honeycomb array structure in which a negative three-dimensional shape is formed by a surface of hemispheres having a length of 7 microns and a radius of 8 microns from a surface to a vertex. ) Is a plan view of the three-dimensional exposure profile as a result of the exposure simulation, and (b) of FIGS. 30-36 shows the exposure dose profile. A side view, and Figure (c) is a plan view of a three-dimensional microstructure, (d) in Fig. 30-36 which is obtained by developing the three-dimensional profile of the exposure amount (b) of 30-36 is a side view of a fine structure. As discussed above, the shape of the fine three-dimensional microstructure can be obtained by increasing the number of layers and reducing the size and scan pitch of the image cell to form a three-dimensional exposure profile as shown in (d) of FIGS. 30-36. there was. Formation of a three-dimensional exposure profile for the fabrication of various types of arrays of various types of three-dimensional microstructures including both embossed and intaglio by the digital three-dimensional lithography method of the present invention according to the above discussion based on FIGS. 20-36 It proved possible. The embodiments shown in FIGS. 1-36 are intended to illustrate the invention, not to limit the scope thereof, and the scope of the invention is defined by the claims.

도 1은 구의 일부인 미세구조물의 형상을 도시한 도면.1 shows the shape of a microstructure that is part of a sphere;

도 2는 도 1의 미세구조물을 형성하기 위한 노광량 프로파일을 도시한 도면.FIG. 2 shows an exposure dose profile for forming the microstructure of FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1의 미세구조물의 x-H 곡선과 도 2의 노광량 프로파일의 x-E 곡선을 함께 도시한 도면.FIG. 3 shows the x-H curve of the microstructure of FIG. 1 together with the x-E curve of the exposure profile of FIG. 2.

도 4는 원통의 일부인 미세구조물의 형상과 노광량 프로파일을 도시한 도면.4 shows the shape and exposure profile of a microstructure that is part of a cylinder;

도 5는 도 4의 노광량 프로파일의 x-E 곡선과 노광량 프로파일을 형성하기 위한 9개의 레이어패턴을 도시한 도면.FIG. 5 shows an x-E curve of the exposure dose profile of FIG. 4 and nine layer patterns for forming the exposure dose profile. FIG.

도 6은 미세미러들에 의하여 반사되어 이동하는 기판상에 24번의 광 변조 스위치에 의해 형성되는 스캔스텝 별 투영이미지들을 도시한 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating projection images for each scan step formed by 24 light modulation switches on a substrate reflected and moved by micromirrors. FIG.

도 7은 하나의 미세 미러에서 반사되는 광빔에 의해 형성되는 투영이미지들을 도시한 도면. 7 shows projection images formed by a light beam reflected from one fine mirror;

도 8은 미러각, 스캔피치 및 가로 미세미러의 수가 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위한 노광 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면.8 shows the results of exposure simulation for determining the influence of the mirror angle, the scan pitch and the number of transverse micromirrors on the formation of the exposure dose profile.

도 9는 도 4의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 레이어수가 9인 노광 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면. FIG. 9 is a view showing results of exposure simulation with the number of layers 9 for forming the exposure dose profile of FIG. 4; FIG.

도 10은 레이어패턴의 보정이 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위한 노광 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면.Fig. 10 shows the results of exposure simulation for determining the effect of the correction of the layer pattern on the formation of the exposure dose profile.

도 11은 이미지셀의 크기 내지 조도 분포 내지 아나로그 또는 디스크리트 노광 방식이 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위한 노광 시뮬레이 션의 결과를 도시한 도면.FIG. 11 shows the results of exposure simulation to determine the effect of image cell size to illuminance distribution to analog or discrete exposure schemes on the formation of an exposure dose profile. FIG.

도 12는 레이어의 수의 증가가 노광량 프로파일의 형성에 미치는 영향을 판단하기 위한 레이어수가 19인 노광 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면.Fig. 12 shows the results of an exposure simulation with the number of layers 19 to determine the effect of the increase in the number of layers on the formation of the exposure dose profile.

도 13은 도 12의 미세구조물의 x-H 곡선과 노광량 프로파일의 x-E 곡선을 함께 도시한 도면.FIG. 13 shows the x-H curve of the microstructure of FIG. 12 together with the x-E curve of the exposure profile. FIG.

도 14는 도 2의 노광량 프로파일의 x-E 곡선과 노광량 프로파일을 형성하기 위한 9개의 레이어패턴을 도시한 도면.FIG. 14 shows an x-E curve of the exposure dose profile of FIG. 2 and nine layer patterns for forming the exposure dose profile. FIG.

도 15는 도 14의 레이어패턴의 측면도와 평면도를 도시한 도면.FIG. 15 is a side view and a plan view of the layer pattern of FIG. 14; FIG.

도 16은 스캔스텝에 해당하는 투영이미지와 레이어패턴에 의거하여 미세미러에 대한 광빔 반사여부인 디지털마스크를 구하여 노광하는 실시예와 노광 시뮬레이션의 결과를 레이어별 노광량 프로파일로 도시한 도면.FIG. 16 is a diagram illustrating an example of obtaining and exposing a digital mask, which reflects light beams to a micromirror, based on a projection image and a layer pattern corresponding to a scan step, and a result of exposure simulation as an exposure dose profile for each layer; FIG.

도 17은 도 14의 레이어패턴으로 수행한 도 2의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 3차원 노광량 프로파일과 미세구조물의 3차원 형상과 x-E 곡선과 x-H 곡선으로 도시한 도면.FIG. 17 is a view illustrating results of an exposure simulation for forming the exposure dose profile of FIG. 2 performed with the layer pattern of FIG. 14 as a three-dimensional shape, a three-dimensional shape of an microstructure, and an x-E curve and an x-H curve. FIG.

도 18은 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 개략도의 일부로서 감광막의 특성과 제작하고자 하는 피라미드의 형상에 의거하여 목표 3차원 노광량 프로파일을 결정하고 결정된 목표 3차원 노광량 프로파일과 레이어수에 의거하여 레이어패턴을 형성하고, 전체의 스캔스텝을 레이어수 만큼씩 묶어 그룹화함을 도시한 도면.FIG. 18 is a schematic diagram of a digital three-dimensional lithography method of the present invention to determine a target three-dimensional exposure profile based on the characteristics of the photosensitive film and the shape of a pyramid to be fabricated, and based on the determined target three-dimensional exposure profile and the number of layers. A diagram showing that a pattern is formed and the entire scan step is grouped by the number of layers.

도 19는 본 발명의 디지털 3차원 리소그래피 방법의 개략도의 일부로서 각 스캔스텝 그룹마다 스캔스텝 각각에 레이어패턴 각각을 일 대 일로 배분하고 각 스캔스텝마다 배분된 패턴에 의거한 미세미러배열의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 생성하여 기판상의 감광막을 노광함을 도시한 도면.Fig. 19 is a schematic diagram of the digital three-dimensional lithography method of the present invention, which distributes each layer pattern in one scan to one scan step for each scan step group and reflects light beams of the micromirror array based on the pattern distributed for each scan step. A diagram showing that a photomask is exposed on a substrate by generating a digital mask.

도 20(a)와 20(b)는 구의 일부인 미세구조물 배열과 노광량 프로파일을 각각도시하고 20(c)는 도 20(b)의 노광량 프로파일의 x-E 곡선과 노광량 프로파일을 형성하기 위한 레이어패턴을 도시한 도면.20 (a) and 20 (b) show the microstructure arrangement and the dose profile, which are part of the sphere, respectively, and 20 (c) shows the xE curve and the layer pattern for forming the dose profile of the dose profile of FIG. 20 (b). One drawing.

도 21은 도 20(c)의 레이어패턴으로 수행한 도 20(b)의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 노광 시뮬레이션의 결과를 레이어별 노광량 프로파일로 도시한 도면.FIG. 21 shows, as a layer-specific exposure profile, the results of exposure simulation for forming the exposure dose profile of FIG. 20 (b) performed with the layer pattern of FIG. 20 (c).

도 22는 도 20(c)의 레이어패턴으로 수행한 도 20(b)의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 3차원 노광량 프로파일과 미세구조물의 3차원 형상과 x-E 곡선과 x-H 곡선으로 도시한 도면.FIG. 22 illustrates exposure simulation results for forming the exposure dose profile of FIG. 20B performed with the layer pattern of FIG. 20C as a three-dimensional shape, a three-dimensional shape of the microstructure, an xE curve, and an xH curve. drawing.

도 23은 도 20(b)의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 레이어수가 53인 노광 시뮬레이션의 결과를 3차원 노광량 프로파일과 미세구조물의 3차원 형상으로 도시한 도면.Fig. 23 is a view showing the results of exposure simulation with the number of layers 53 for forming the exposure dose profile of Fig. 20B in a three-dimensional shape of a three-dimensional exposure profile and a microstructure;

도 24는 도 20(b)의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 레이어수가 53인 노광 시뮬레이션의 결과를 x-E 곡선과 x-H 곡선으로 도시한 도면.FIG. 24 is a view showing the results of an exposure simulation with the number of layers 53 for forming the exposure dose profile of FIG. 20 (b) as an x-E curve and an x-H curve. FIG.

도 25는 피라미드 형태인 미세구조물 배열과 노광량 프로파일을 도시한 도면.25 illustrates a microstructure array and an exposure dose profile in the form of a pyramid.

도 26은 도 25의 노광량 프로파일의 x-E 곡선과 노광량 프로파일을 형성하기 위한 레이어패턴을 도시한 도면.FIG. 26 shows an x-E curve of the exposure dose profile of FIG. 25 and a layer pattern for forming the exposure dose profile. FIG.

도 27은 도 26의 레이어패턴으로 수행한 도 25의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 3차원 노광량 프로파일과 미세구조물의 3차원 형상과 x-E 곡선과 x-H 곡선으로 도시한 도면.FIG. 27 is a view showing results of an exposure simulation for forming the exposure dose profile of FIG. 25 performed with the layer pattern of FIG. 26 with a three-dimensional shape, an x-E curve, and an x-H curve of a three-dimensional exposure profile and a microstructure;

도 28은 도 25의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 레이어수가 101인 노광 시뮬레이션의 결과를 3차원 노광량 프로파일과 미세구조물의 3차원 형상으로 도시한 도면.FIG. 28 is a view showing results of an exposure simulation having a layer number 101 for forming the exposure dose profile of FIG. 25 in a three-dimensional shape of a three-dimensional exposure profile and a microstructure; FIG.

도 29는 도 25의 노광량 프로파일을 형성하기 위한 레이어수가 101인 노광 시뮬레이션의 결과를 x-E 곡선과 x-H 곡선으로 도시한 도면.FIG. 29 is a view showing the results of an exposure simulation in which the number of layers for forming the exposure dose profile of FIG. 25 is 101 by x-E curve and x-H curve. FIG.

도 30은 양각의 타원체의 일부들로 이루어진 직사각 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.30 shows exposure simulation results for forming a rectangular array of structures consisting of portions of an ellipsoid that is embossed.

도 31은 양각의 원뿔체들로 이루어진 정사각 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.FIG. 31 shows exposure simulation results for forming a square array of structures with raised cones. FIG.

도 32는 양각의 직사각 피라미드들로 이루어진 직사각 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.FIG. 32 shows exposure simulation results for forming a rectangular array of structures consisting of embossed rectangular pyramids. FIG.

도 33은 양각의 삼각 피라미드들로 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.FIG. 33 shows exposure simulation results for forming a honeycomb array of relief triangle pyramids. FIG.

도 34는 양각의 반구들로 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.FIG. 34 illustrates exposure simulation results for forming a honeycomb array of relief hemispheres. FIG.

도 35는 음각의 반구들로 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 노광 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.FIG. 35 shows exposure simulation results of exposure simulation for forming a honeycomb array of structures having negative hemispheres. FIG.

도 36은 반구들의 표면에 의해 음각의 3차원 형상이 이루어진 벌집모양 배열의 구조체를 형성하기 위한 노광 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.36 shows exposure simulation results for forming a honeycomb array structure in which a negative three-dimensional shape is formed by surfaces of hemispheres.

Claims (9)

감광막이 형성된 기판상에, 사용되는 감광막의 특성과 제작하고자 하는 3차원 미세구조물의 형상에 의거하여 결정된, 목표 3차원 노광량 프로파일을 형성하기 위하여 수행되는 디지털 3차원 리소그래피 방법에 있어서,In a digital three-dimensional lithography method performed on a substrate on which a photoresist film is formed, to form a target three-dimensional exposure profile determined based on the characteristics of the photoresist film to be used and the shape of the three-dimensional microstructure to be produced, 목표 3차원 노광량 프로파일에 의거하여 L개의 2차원 레이어패턴들을 형성하는 단계; 및Forming L two-dimensional layer patterns based on a target three-dimensional exposure profile; And 각 스캔스텝에서 L개의 2차원 레이어패턴들 중 하나씩 선택하여 노광되어야 할 패턴으로 설정하고, 각 스캔스텝에서 설정된 패턴에 의거하여 미세미러배열의 광빔 반사여부인 디지털마스크를 생성하고, 각 스캔스텝에서 생성된 디지털마스크에 의거하여 기판상의 감광막을 노광하는, 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계를 포함하여 가상 레이어링에 의해 디지털 2차원 리소그래피로 3차원 노광량 프로파일을 형성함을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.In each scan step, one of the L two-dimensional layer patterns is selected and set as a pattern to be exposed, and a digital mask that reflects light beams of the micromirror array is generated based on the pattern set in each scan step, and in each scan step Digital three-dimensional lithography, wherein the three-dimensional exposure profile is formed by digital two-dimensional lithography by virtual layering, including pattern setting, digital mask generation, and exposure steps, exposing the photoresist on the substrate based on the generated digital mask. Way. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 L개의 2차원 레이어패턴들은 목표 3차원 노광량 프로파일을 균일한 노광량을 가지는 L개의 레이어들로 균등하게 분할하고 분할된 L개의 레이어들에 대하여 각 레이어에 속하는 하나의 수평단면을 선택하여 얻어지는 L개의 2차원 수평단면들로 형성됨을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.The L two-dimensional layer patterns are equally divided into L layers having a uniform exposure amount, and the L two-dimensional layer patterns are obtained by selecting one horizontal cross section belonging to each layer for the divided L layers. A digital three dimensional lithography method, characterized in that it is formed of two dimensional horizontal sections. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 스캔스텝에서 노광되어야 할 패턴은 전체의 스캔스텝들을 L개씩 묶어 그룹화하고 그룹별 L개의 스캔스텝들과 상기 L개의 레이어패턴들이 일 대 일로 배분되도록 상기 L개의 2차원 레이어패턴들 중 하나씩 선택하여 설정함을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.The patterns to be exposed in each scan step are grouped by grouping all L scan steps, and selecting one of the L two-dimensional layer patterns so that the L scan steps and the L layer patterns are distributed one to one. Digital three-dimensional lithography method characterized in that the setting. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계는 전체의 스캔스텝들에 대하여 패턴 설정 및 디지털마스크 생성을 완료한 후, 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝에 해당하는 디지털마스크에 의거하여 기판상의 감광막을 노광함을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.The pattern setting, digital mask generation, and exposure steps are performed after the pattern setting and the digital mask generation are completed for the entire scan steps, and then the photoresist film on the substrate is based on the digital mask corresponding to each scan step for the entire scan steps. Digital three-dimensional lithography method, characterized in that for exposing. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계는 전체의 스캔스텝들에 대하여 패턴 설정을 완료한 후, 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝 별로 디지털마스크 생성과 노광을 수행함을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.In the pattern setting, digital mask generation, and exposure step, after the pattern setting is completed for all the scan steps, the digital mask generation and exposure is performed for each scan step for the entire scan steps. Lithography method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광 단계는 전체의 스캔스텝들에 대하여 각 스캔스텝 별로 패턴 설정, 디지털마스크 생성 및 노광을 수행함을 특징으 로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.Wherein the pattern setting, digital mask generation and exposure step perform pattern setting, digital mask generation and exposure for each scan step for the entire scan steps. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 디지털 3차원 리소그래피를 적어도 1회 수행한 후에 스캔 시작점의 위치, 또는 스캔피치, 또는 미러각, 또는 스캔방향 중 어느 하나를 변경하여 1회 이상 반복하는 단계를 더 구비함으로써 3차원 노광량 프로파일을 형성함을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.And performing at least one digital three-dimensional lithography and repeating one or more times by changing any one of the position of the scan starting point, the scan pitch, the mirror angle, or the scanning direction to form a three-dimensional exposure profile. Digital three-dimensional lithography method. 제 1 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 3차원 노광량 프로파일이 형성된 기판상의 감광막을 양각 패턴 또는 음각 패턴 형태의 감광막이 기판에 잔류하도록 현상하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.And developing the photoresist on the substrate on which the three-dimensional exposure profile is formed so that the photoresist in the form of an embossed pattern or an intaglio pattern remains on the substrate. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 양각 패턴 또는 음각 패턴 형태의 감광막이 잔류하도록 현상된 상태의 기판을 건식 식각 또는 습식 식각하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 디지털 3차원 리소그래피 방법.And dry etching or wet etching the substrate in a state in which the photoresist film in the form of an embossed pattern or an intaglio pattern remains.
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