KR20040020886A - 공간 광 변조 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20040020886A
KR20040020886A KR10-2003-7011419A KR20037011419A KR20040020886A KR 20040020886 A KR20040020886 A KR 20040020886A KR 20037011419 A KR20037011419 A KR 20037011419A KR 20040020886 A KR20040020886 A KR 20040020886A
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울릭 르정블라드
페테르 두르
토르브죈 산드스트룀
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프라운호퍼-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 안게반텐 포르슝에.파우.
마이크로닉 레이저 시스템즈 에이비
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Abstract

본 발명은 이미지 충실도가 높고 상맺힘 과정에서 안정성이 우수하며 x-y 대칭성이 양호한 위상 변조 마이크로미러 어레이를 이용하는 방법을 포함한다. 이 방법은 틸트되는 미러 요소를 가지는 화소들과, 이와는 다른 방식으로 틸트되는 인접 화소를 이용하지만, 이 화소들은 서로 다른 틸트를 가지는 화소들 사이에서 효과적인 평준화를 이루는 패턴으로 배열된다. 단일 화소가 스페큘러 방향에 비교하여 비대칭인 반사나 산란 패턴을 생성할지라도, 모든 인접 화소들은 함께 대칭을 이루는 화소들로 구성되도록, 패턴이 배열된다. 발명은 다요소 화소 대신에 단일 미러 화소들을 이용하며, 따라서, 제작 및 설계가 용이하고 화소 크기를 가능한 축소시킬 수 있다.

Description

공간 광 변조 방법 및 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR SPATIAL LIGHT MODULATION}
마이크로미러 공간 광 변조기는 프로젝션 디스플레이 장치 및 패턴 제너레이터에 사용될 수 있다. 이 공간 광 변조기들은 Texas Instruments DMD와 Fraunhofer Institute of Microelectronic Circuits and Systems FhG-IMS에서 제작한 어레이처럼 정전력에 의해 동작하는 미세기계식 미러의 매트릭스-어드레스 어레이를 바탕으로 할 수도 있고, 대우에서 제작한 압전형 액츄에이터에 의해 동작하는 미세기계식 미러의 매트릭스-어드레스 어레이를 바탕으로 할 수도 있다. 본 특허출원 및 공개내용은 공간 광 변조기의 이용을 추가적으로 소개한다.
도 1은 FhG-IMS 제품인 마이크로미러 어레이의 단순화된 형태를 도시한다. 5행 6열로 된 화소들의 그리드가 도시된다. 셀 또는 화소(101)는 코너 포스트(corner post)(102)를 포함한다. X-패턴(103)은 이 화소를 네 개의 미러 요소로 나눈다. 한개의 정전 액츄에이터(electrostatic actuator)가 모두 네 개의 미러 요소를 편향시킨다.
도 1은 일부 요소들(가령, 110)은 어드레싱되고 일부(가령, 101)는 어드레싱되지 않은 미러 어레이를 또한 도시한다. 어드레싱되지 않은 요소들은 평평하고, 어드레싱된 요소들은 X-패턴의 중심(103)을 향해 뒤집힌 피라미드 형태로 당겨진다. 설계된 휨에 의해 플레이트가 지지 포스트에 얼마나 가깝게 휘는 지는 도면에 도시되지 않았다.
본 발명은 마이크로리소그래피용 패턴 제너레이터같은 고정밀도 이미지를 생성하는 데 사용되는 공간광 변조기(Spatial Light Modulators; SLM)에 관한 것이다. 컴퓨터-플레이트 인쇄(computer-plate printing), 보안 인쇄, 광 절제(photo ablation), 재료 처리처럼 넓은 범위에서 다른 형태의 광학적 인쇄도 TV 및 컴퓨터 디스플레이에서 이용될 수 있을 것이다. 다른 용도로는 광학 연산, 웨이퍼 검사, 적응성 광학장치, 그리고 마이크로미러 SLM에 기반한 광학 크로스-스위치가 있다.
도 1은 FhG-IMS 사의 마이크로미러 어레이의 도식화된 도면.
도 2는 중심 피봇의 단일 미러 요소 도면.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 본 발명의 미러 패턴 도면.
도 5와 6은 대우와 Texas Instrument에서 사용하는 미러 변형이나 피봇 패턴 도면.
도 7은 한개의 미러 세그먼트의 벡터 도면.
도 8은 네 개의 미러 세그먼트의 벡터 합계 도면.
도 9-12는 본 발명의 미러 패턴 도면.
도 13과 14는 반대방향 틸트를 가지는 미러 요소들을 이용하여 생성된 레지스트 이미지의 시뮬레이션.
도 15는 미러로부터 이미지 평면에 투사시 퓨리에 필터를 사용하는 과정의 도면.
도 16과 17은 개별적인 미러와 미러 어레이의 도면.
본 발명은 이미지 충실도가 높고 상맺힘 과정에서의 안정성이 양호하며 x-y 대칭이 우수한 이미지의 강도를 생성하는 데 위상 변조 마이크로미러 어레이를 사용하는 방법을 포함한다. 이 방법은, 한개 이상의 틸트 미러 요소를 포함하는 화소들과, 이와는 다른 방식으로 틸트된 인접 화소들을 이용하지만, 이 화소들은 서로 다른 틸트를 가지는 화소들 사이에서 효과적인 평균화를 이룰수 있는 패턴으로 배열된다. 단일 화소가 스페큘러 방향에 비교하여 비대칭인 반사나 산란 패턴을 생성할지라도, 모든 인접 화소들은 함께 대칭을 이루는 화소들로 구성되도록, 패턴이 배열된다. 발명은 다요소 화소 대신에 단일 미러 화소들을 이용하며, 따라서, 제작 및 설계가 용이하고 화소 크기를 가능한 축소시킬 수 있다.
일부 응용에서, 중앙축 주위로 틸트되거나 피봇(pivot)되는 미러 요소들이 도 1에서처럼 휘거나 한 변부에 경첩 형태로 편위되는(즉, 힌지(hinge)되는) 미러 요소보다 선호될 수 있다. 이러한 중심-피봇 요소들이 도 4, 5, 6에 도시된다.
도 4는 어드레싱마다 네 개의 피봇 요소들을 가지는 두개의 미러 배열을 도시한다. 화소(401)는 축 포스트(402)를 포함한다. X-패턴(403)은 화소를 네 개의미러 요소로 나눈다. 각각의 미러 요소들은 점선(404)으로 도시되는 축을 따라 중심 피봇된다. 한개의 정전 액츄에이터가 모두 네 개의 미러 요소들을 중심에서 편향시킨다. 카운터 전극이 X-패턴(403)의 중심으로부터 피봇 축(404)을 사이에 두고 셀 코너에 위치할 수 있다. 이 패턴의 이미지 성질은 x-y 대칭이고, 상맺힘 범위에서 이미지 안정성이 우수하다.
도 2와 3은 각각 단일 셀(401)의 평면도 및 단면도이다. 단면도인 도 3은 미러 요소(301)와, 미러 아랫면에 구현된 전극(302) 및 카운터 전극(303) 사이에서 정전력에 의해 미러가 어떻게 편향되는 지를 도시한다.
도 5는 대우에서 사용하는 마이크로패턴의 도면이다. 도 6은 Texas Instrument에서 사용하는 패턴이다. 도 5와 6에서, 모든 미러 요소들은 같은 방향으로 틸트된다. 예를 들어 도 5의 셀(501)에서, 정전 액츄에이터가 사용될 경우, 셀(501)은 (505)에 위치할 것이고, 따라서 미러를 휘거나 피봇되게 할 것이다. 이 도면에서, 모든 미러 요소들은 우측으로 틸트되었다. 도 6의 셀(601)에서는, 정전 액츄에이터가 (605)에 위치하여, 미러를 휘거나 피봇되게 한다. 이 도면에서는 모든 미러 요소들이 셀 우상부로 틸트된다.
발명은 도 7-8에서 제시되는 미러 어레이 배열의 원리를 이용한다. 본 예에서, 각각 개별적으로 어드레싱가능한 화소는 한개의 미러 요소(701)만을 가진다. 법선(711)은 틸트되지 않은 활성 요소(701)에 수직이다. 단위 벡터(721)는 틸트된 요소(701)에 대해 수직이다. 단위 벡터(721)의 방향 벡터(731)는 법선(711)으로부터 단위 벡터(721) 종점까지 측정된다. 단위 벡터의 길이를 1로 정의할 때, 방향벡터의 길이는 법선(711)과 단위 벡터(721)간의 각도의 사인값이다. 방향 벡터(731)의 방위각은 x-y 평면에서 미러 요소(701)의 틸트축에 대해 수직이다.
도 8에서, 인접 미러 요소(701, 802, 803, 804)들이 두개 이상의 방향으로 틸트된다. 이 도면에서는 도 7의 번호가 그래도 적용된다. 미러 요소(803)는 법선(813), 단위 벡터(823), 그리고 방향 벡터(833)를 가진다. (713A, 833A)에 대응하는 방향 벡터(731B, 833B)의 번호매김에 의하여 주 도면에 삽입도면(inset)(810)이 나타난다. 삽입도면(810)은 네 개의 미러 요소(701, 802, 803, 804)에 대한 네 개의 방향 벡터의 벡터 합이 실질적으로 0임을 보여준다.
도 9는 미러 요소 어레이가 미러 요소들의 행으로 구성되고, 미러 요소들이 행마다 서로 반대 방향으로 교대 피봇 형태를 보이는, 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다. (901, 904)를 포함하는 행의 미러 요소들은 우측으로 피봇되지만, (902, 903)을 포함하는 다음 행들의 미러 요소들은 좌측으로 피봇된다. 두 미러 요소(901, 902)들이 동작할 때, 이 두 미러요소의 방향 벡터 합은 실질적으로 0이다. 마찬가지로, 미러 요소(901, 902, 903, 904)의 방향 벡터 합은 네 개의 미러요소 모두가 동작할 때 실질적으로 0이다. 엄격하게 볼 때, 수평 방향으로만 대칭이 존재하지만, 매우 작은 비대칭이 실제 존재함을 상세한 시뮬레이션으로부터 알 수 있다. 한 컴퓨터 실험에서, 수평 및 수직 방향의 선들은 248nm 방사 및 NA = 0.72를 이용하여 SLM(공간 광 변조기)로 생성되어 포토레지스트 상에 투사되었다. 선폭은 0.4 미크론이며, 방향들간 선폭차는 0.004 미크론일 뿐이었다. 더욱이, 수평 및 수직선의 처리 윈도가 매우 유사하다는 것이 관측되었다. 따라서 제 1 실시예에 따른 공간 광 변조기는 축들 사이에 우수한 대칭성을 제공한다.
도 10은 정규 패턴에서 네 개의 방향으로 틸트되는 미러 요소들을 가지는 제 2 실시예를 도시한다. 미러 요소(1001, 1002, 1003, 1004)들의 방향 벡터 합계는 이 네 요소가 동작할 때 실질적으로 0이다. 이 미러 요소 패턴은 4방향 대칭성을 가진다. 한정된 해상도로 인해 투사 광학계에 어떤 평균화가 존재하기 때문에, 모두 네 개의 주요 방향들의 변들이 동일한 성질을 가질 것이고, 상맺힘을 따른 비대칭성이나 측방으로의 변위가 대폭 감소된다.
도 11 및 12는 제 3, 4 실시예를 각각 도시한다. 이들 실시예 각각에서, 미러 요소 xxx1, xxx2, xxx3, xxx4의 합계는 이 네 요소들이 동등하게 동작할 때 실질적으로 0이다.
어떤 장치에서 대안의 미러 요소 패턴을 평가하기 위해, 이미지 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 투사 성질을 시뮬레이션할 수 있다. C 언어로 직접, 또는, MATLAB같은 수학적 분석을 이용하여 모델이 프로그래밍될 수 있도록, 광학 및 리소그래피 분야의 여러 참고서적에서 해당 응용수학을 찾을 수 있고, 물론 공지되어 있다. 이미지는 미국, 텍사스 소재 Finle Engineering 사의 상용 프로그램 Prolith/3D와, 독일, 뮌헨 소재 Sigma-C 사의 상용 프로그램 Solid-C같이 리소그래피 시뮬레이션 프로그램으로 편리하게 분석될 수 있다. 보다 제한된 분석은 GLAD와 Code-V같은 광학 프로그램들을 이용하여 또한 분석될 수 있다.
도 13 및 14는 x 및 y를 따라 뻗어가는 두 짧은 선(0.4x0.8미크론)의 레지스트 이미지의 Solid-C 시뮬레이션을 도시한다. 시뮬레이터에 대한 입력은 248 nm이고, NA = 0.72이며, 16x16 미크론 화소를 가진 실시예1에 따른 마이크로어레이는 다. 160배 축소된다. 마이크로미러는 검은색(black)으로 설정된 4 x 8 및 8 x 4 화소들을 가지며, 밝은 배경에 비-조사 영역을 형성한다. 레지스트는 Shipley사의 UV5이며, 조사량(dose)은 12mJ/cm2이다. 선호되는 이미지는 회전을 제외하고는 동일하게 보여야 할 것이다. 코너들이 대칭이어야 할 것이고, 변이 매끄러워야 한다. 두 시뮬레이션에 해당하는 이미지들은 그래프 우측에 나타난다. 결과를 자세히 분석해보면, 수평선의 폭이 0.004 미크론 더 크다. 이 수준의 x-y 대칭성은 받아들일 수 있다. 패턴 제너레이터를 동작시킬 때, 이 수준의 대칭성은 소프트웨어적으로 특징부 크기를 미세하게 조정함으로서 교정될 수 있다.
앞서 예들이 미러 요소의 동작 여부를 포함한 이진 형태로 설명되었으나, 본 발명은 아날로그 광 변조에도 적용할 수 있다. 이 경우에 미러 요소들의 피봇이 아날로그 피봇 각도를 가정한다. 아날로그 변조는 부분적으로 켜진 요소들의 위상 효과를 제거하려는 경향이 있다. 아날로그 변조는 아래와 같이 회절형 공간 광 변조기에서도 적절하게 사용된다. 이 경우에, 광 변조가 스페큘러 반사에 의한 경우보다 회절면에서 보다 잘 제어되며, 미러 요소들의 행 교대 위상 효과가 더 큰 영향을 가진다.
발명의 태양들을 구현하는 한 방법의 한 실시예는 0.25 미크론 미만의 선폭을 그리기 위한 레이저 패턴 제너레이터를 포함한다. 도 15는 대상 평면(1531)을 가진 장치를 도시한다. 제 1 렌즈(1533)는 대상 평면(1532)으로부터 반사된방사(1532)를 퓨리에 평면으로 변환한다. 방사(1532)는 퓨리에 필터(1534)를 투과한다.이 필터는 대략 2x2 미러 요소 그리드의 평균 반사 방사의 형태 및 크기를 가진다. 퓨리에 필터는 실질적으로, 미러로부터의 강도를 가지는, 그러나 미러로부터의 위상 효과는 가지지 않는 방사를 전송한다. 적절한 조사 원은 248 nm 파장의 엑시머 레이저이다. 본 실시예에서 최종 렌즈의 NA는 0.72다. 마이크로미러 어레이는 2048x512 개의 개별적으로 어드레싱가능한 미러 요소들을 가진다. 각각의 미러 요소는 단일한 중앙축 상에서 피봇된다. 미러 어레이는 저장 커패시터를 가진 스위치 트랜지스터를 각각의 화소에 대하여 가지며 또한 어드레싱 로직을 가지는 고압 CMOS 구동 칩의 위에 형성된다. 이 어드레싱 로직은 도 3의 로직과 유사하다. 미러(301)의 한 쪽 아래에는 저장 커패시터(311)에 연결된 전극(302)이 존재한다. 미러는 외부 전압원(312)에 연결된다. 미러(301)의 반대쪽 아래에는 역시 외부 전압원에 의해 제공되는 공지 전위를 제공하는 카운터 전극(303)이 위치한다. 어드레싱 로직은 어레이의 행(row)을 스캔하며, 트랜지스터의 소스에 연결된 열(column) 라인(316)에 공급되는 아날로그 전압과 동기적인 각 셀의 트랜지스터 게이트에 들어가는 신호(315)에 의해 트랜지스터(314)를 오픈한다. 이 회로는 TFT-LCD 패널의 회로와 유사하다.
마이크로미러 어레이는 도 16의 배열을 가진다. 개별 미러 요소들에 번호가 부여된다. 동작되는 미러 요소들의 피봇 액션은 도면 위로 투사되어 나오는 미러 요소들 부분에 대하여 '+++'로, 도면 아래로 투사되어 들어가는 미러 요소들 부분에 대하여 '---'로 표시된다. 예를 들어, 미러 요소들의 행들은 서로 반대의 액션으로 피봇된다. 예를 들어, 요소들(1622)의 우측은 도면으로부터 위쪽으로 빠져나오고, 다음 행에 있는 인접 요소(1632)들의 우측은 도면 내로 투사되어 들어간다. 투사 광학계의 해상도는 대략 2개의 화소이며, 2x2 화소에 대한 위상들이 가 이미지 평균이다. 이는 해상도와 잔류 위상 효과간의 절충을 나타낸다. 미러 요소(1626에서 1662까지)를 따른 대각선이 반대방향 피봇 액션을 가지는 미러 요소들로부터 형성된다. 인쇄 충실도를 예측할 수 있고, 그리고 코너 대칭, x 및 y 선간의 대칭, 그리고 상맺힘 과정에서의 이미지 크기 및 위치 안정성이 부여됨을 컴퓨터 시뮬레이션이 보여준다. 이는 마이크로미러 패턴 배열의 결과이다. 모든 미러들이 같은 방향으로 틸트되는 경우와 같은 배열을 가지는 시뮬레이션들은 열약한 결과를 수반한다.
마이크로미러 어레이는 엑시머 레이저로부터 초당 1000회의 플래시로 조사된다. 미러 요소들을 제어하는 전압들은 플래시간에 리로딩(reloading)되고 연속적인 패턴이 함께 수놓아진다. 패턴은 네 개의 겹쳐진 패스(pass)로 인쇄되며, 이때 두개의 패스는 마이크로미러 이동에 의해 동일한 화소 위치를 가지며, 두 번째 패스에서는 좌측으로 틸트되는 미러가 제 1 패스에서 인쇄된 위치를 우측으로 틸트되는 미러가 인쇄한다. 도 17은 이 인쇄 패턴을 도시한다. 한가지 패스는 노출 그리드(1710)에 의해 나타나며, 또다른 패스는 노출 그리드(1720)에 의해 나타난다. 이 그리드들의 패턴은 상기 이미지 평면 상의 동일한 위치에 놓인다. 두 노출 그리드는 미러 요소들의 한 행만큼 수직으로 이동한다. 노출 요소(1762A)는 노출 요소(7162B)와 이미지 평면 상의 같은 위치에 인쇄된다. 여러 다른 미러 요소들이노출 요소(1762A, 1762B)를 인쇄하는 데 사용된다. 이 미러 요소들은 반대방향 피봇 액션을 가진다. 이 방식으로, 잔류 위상 효과가 추가적으로 소거된다. 첫 번째 두개의 패스 이후, 두개 이상의 패스가 x 방향으로 반 그리드 유닛만큼, 그리고 y 방향으로 반 그리드 유닛만큼 이동된 화소 위치로 인쇄된다. 네 개의 패스들은 수놓아지는 경계들이 각각의 패스에 대하여 서로 다른 위치에 놓이도록 변위된 인쇄 필드를 가진다. 또다른 실시예에서, 미러 요소들은 네 개의 서로 다른 피봇 액션을 가질 수 있고(도 10~12), 네 개의 패스들은 여러 다른 피봇 액션을 가지는 미러들로 각각의 노출 요소들을 노출시킬 수 있다. 한개의 행만큼, 도는 반 그리드 유닛만큼 변위시키는 것은 발명에 있어서 중요하지 않다. 여러 다른 미러 피봇 액션에 대한 노출을 이끄는 어떤 변위에 의해서도 발명이 구현될 수 있다.
발명이 다수의 예를 통해 설명되고 있다. 특히, 육각형 화소 그리드를 이용할 수 있고, 이 육각형 화소 그리드는 이미지 처리 및 광학 연산 분야에 적용할 때 특히 바람직할 수 있다. 육각형 그리드를 이용할 경우, 미러들이 역시 육각형일 수 있고, 또는 이와 다른 형태를 취할 수도 있다. 발명은 화소들이 서로 다른 틸트 성질을 가지면서도 인접한 모든 작은 인접부들에 대해 평균화되는 배열 패턴의 이용을 소개한다. 특히, 패턴은 세 인접 화소들의 반복형 삼각형으로 실현될 수 있다. 또다른 변형은 직선 행으로 된 정사각형 화소이지만 인접 행들은 엇갈리게 배치되는 정사각형 화소를 이용하는 것이다.
공간 광 변조기, 특히 마이크로미러 어레이는 비교적 새로운 광학 장치이며, 새로운 응용 장치가 창작되고 있는 중이다. 현재까지는 적응성 광학분야, 광학 연산, 광학 이미지 필터링 및 신호 분석, 광통신의 광학 크로스-스위치, 디스플레이 장치, 그리고 이미징 및 인쇄 분야의 어레이에 응용되고 있다. 본 발명은 위상-변조 공간광 변조기로 정확한 강도-전용 이미지를 생성하는 방법을 소개한다. 이와 같이, 발명은 여러 광학 시스템에 사용될 수 있다. 예를 들어, 코히어런트 이미지 처리의 경우, 이미지 입력, 이미지 멀티플리케이션, 이미지 컨볼루션(image convolution), 그리고 자동상관(autocorrelation)에 사용될 수 있고, 적응성 퓨리에 필터링에도 사용될 수 있다. 가령, 광학 측정에서 신호-잡음비를 증가시키기 위해, 요망 조사 패턴을 생성하거나 불균일 조사 패턴을 고르게하는 데 사용될 수 있다. 3차원 측정이나 오락용 디스플레이 장치용의 구조화된 광으로 물체를 조명하는 데 사용될 수도 있다. 천분의 일초나 그 미만으로 변화할 수 있는 예측가능한 강도 변조가 필요한 모든 곳에서, 발명에 따른 마이크로미러가 사용될 수 있다.
상기 예들 중 많은 부분이 방법 측면에서 소개되었으나, 이 방법을 이용한 장치 및 시스템도 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 청구되는 방법의 실현을 장치에게 지시할 수 있는 프로그램을 가진 자기식 메모리가 이러한 장치 중 하나이다. 청구되는 방법의 실현을 장치에게 지시하는 프로그램으로 로딩되는 메모리를 가진 컴퓨터 시스템도 이러한 장치 중 하나이다.

Claims (52)

  1. 광학 투사 시스템에 사용하기 위한 공간 광 변조 방법으로서, 이 방법은,
    - 개별적으로 어드레싱가능한 미러 요소들의 규칙적인 그리드를 제공하고, 이때, 상기 미러 요소는 피봇 액션을 가지며, 이때, 제 1 미러 요소에 인접한 제 2 미러 요소가 제 1 미러 요소와는 실질적으로 다른 피봇 액션을 가지도록 그리드의 미러 요소들이 배열되고,
    - 패턴을 형성하도록 미러 요소들을 동작시키며, 그리고
    - 미러 요소들로부터의 방사를 이미지 평면 상에 투사하는,
    이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 투사 시스템에 사용하기 위한 공간 광 변조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 그리드가 카테시안(Cartesian) 그리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 미러 요소들이 아날로그 전압 공급에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 그리드는 화소들로 구성된 행들을 가지며, 한 행의 미러 요소들이 동일 방향으로 피봇되고, 그 인접 행의 미러 요소들은 위와 반대 방향으로 피봇되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 그리드는 네 개 화소들의 동일한 그룹들로 구성되고, 각각의 그룹은 네가지 방향으로 피봇되는 화소들을 가지며, 각 그룹에서 네가지 방향의 벡터 합이 실질적으로 0인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 그리드가 육각형 그리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 그리드는 동일한 그룹의 미러 요소들로 구성되고, 한개의 그룹은 네 개의 방향으로 피봇하는 미러 요소들을 가지며, 동등하게 동작하는 그룹 내 미러 요소들에 대한 방향 벡터의 벡터 합이 실질적으로 0인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 미러 그리드가 집적 회로 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 투사 단계는 투사된 방사를 퓨리에 필터를 통해 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 방법이 감광층에 패턴을 인쇄하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 감광층이 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴이 0.5미크론보다 좁은 선폭의 마이크로리소그래피 패턴인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 방법이 온도감지 물질에 패턴을 인쇄하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 방법이 광학 연산에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 방법이 2차원 신호 처리에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 방법이 시각적 디스플레이 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 광학 투사 시스템에 사용하기 위한 공간 광 변조 방법으로서, 이 방법은,
    - 개별적으로 어드레싱가능한 미러 요소들의 규칙적인 그리드를 제공하고, 이때, 상기 미러 요소는 피봇 액션을 가지며, 이때, 동등하게 동작하는 인접 미러 요소들의 그룹에 대한 방향 벡터들의 벡터 합이 실질적으로 0 이도록 그리드의 미러 요소들이 배열되고,
    - 패턴을 형성하도록 미러 요소들을 동작시키며, 그리고
    - 미러 요소들로부터의 방사를 이미지 평면 상에 투사하는,
    이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 투사 시스템에 사용하기 위한 공간 광 변조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 그리드가 카테시안 그리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 미러 요소들이 아날로그 전압 공급에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 그룹이 2x2 크기의 화소들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 그리드는 화소들의 행들을 가지며, 한 행의 미러 요소들은 같은 방향으로 피봇되고, 인접 행의 미러 요소들은 위와 반대 방향으로 피봇되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 그리드는 네 개 화소의 동일한 그룹들로 구성되고, 이때, 각각의 그룹은 네가지 방향으로 틸트되는 화소들을 가지며, 각 그룹내 방향들의 벡터 합이 실질적으로 0 인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 그리드가 육각형 그리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 그리드가 네 화소들의 동일한 그룹들로 구성되고, 이때, 각각의 그룹은 네가지 방향으로 피봇되는 화소들을 가지며, 각 그룹내 방향들의 벡터 합이 실질적으로 0 인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 미러 그리드가 집적 회로 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 17 항에 있어서, 상기 투사 단계는 투사된 방사를 퓨리에 필터로 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 17 항에 있어서, 상기 방법이 감광층에 패턴을 인쇄하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 감광층이 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 17 항에 있어서, 상기 패턴이 0.5 미크론보다 좁은 선폭의 마이크로리소그래피 패턴인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 17 항에 있어서, 상기 방법이 온도 감지 물질에 패턴을 인쇄하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 17 항에 있어서, 상기 방법이 광학 연산에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 17 항에 있어서, 상기 방법이 2차원 신호 처리에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 17 항에 있어서, 상기 방법이 시각적 디스플레이 장치에 사용되는 것을특징으로 하는 방법.
  34. 제 17 항에 있어서, 상기 그룹이 세 개의 최인접 미러 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 광학 투사 시스템에 사용하기 위한 공간 광 변조 방법으로서, 이 방법은,
    - 개별적으로 어드레싱가능한 미러 요소들의 규칙적인 그리드를 제공하고, 이때, 상기 미러 요소는 피봇 액션을 가지며, 이때, 제 1 미러 요소에 인접한 제 2 미러 요소가 제 1 미러 요소와는 실질적으로 다른 피봇 액션을 가지도록, 그리고, 동등하게 동작하는 인접 미러 요소들의 그룹에 대한 방향 벡터들의 벡터 합이 실질적으로 0 이도록, 그리드의 미러 요소들이 배열되고,
    - 패턴을 형성하도록 미러 요소들을 동작시키며, 그리고
    - 미러 요소들로부터의 방사를 이미지 평면 상에 투사하는,
    이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 투사 시스템에 사용하기 위한 공간 광 변조 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 그리드가 카테시안 그리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 미러 요소들이 아날로그 전압 공급에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 35 항에 있어서, 상기 그룹이 2x2 크기의 화소들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 35 항에 있어서, 상기 그리드는 화소들로 구성된 행들을 가지며, 한 행의 미러 요소들은 동일한 방향으로 피봇되고, 인접 행의 미러 요소들은 앞서와 반대 방향으로 피봇되는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 35 항에 있어서, 상기 그리드는 네 개 화소의 동일 그룹들로 구성되고, 이때, 각각의 그룹은 네가지 방향으로 틸트되는 화소들을 가지며, 각 그룹 내 방향에 대한 벡터 합이 실질적으로 0 인 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 35 항에 있어서, 상기 그리드는 육각형 그리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제 35 항에 있어서, 상기 그리드는 네 개 화소의 동일 그룹들로 구성되고, 이때, 각각의 그룹은 네가지 방향으로 피봇되는 화소들을 가지며, 각 그룹내 방향들의 벡터 합은 실질적으로 0 인 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 35 항에 있어서, 상기 미러 그리드가 집적 회로 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 35 항에 있어서, 상기 투사 단계는 투사된 방사를 퓨리에 필터를 통해 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 35 항에 있어서, 상기 방법이 감광층에 패턴을 인쇄하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 감광층이 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 35 항에 있어서, 상기 패턴은 0.5 미크론보다 좁은 선폭의 마이크로리소그래피 패턴인 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 35 항에 있어서, 상기 방법이 온도 감지 물질에 패턴을 인쇄하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 35 항에 있어서, 상기 방법이 광학 연산에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 35 항에 있어서, 상기 방법이 2차원 신호 처리에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 35 항에 있어서, 상기 방법이 시각적 디스플레이 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 35 항에 있어서, 상기 그룹이 세 개의 최인접 미러 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100756085B1 (ko) * 2003-07-31 2007-09-05 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이. 물체 상에 그레이 스케일을 생성하는 방법 및 마스크리스 리소그래피 시스템

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6750589B2 (en) * 2002-01-24 2004-06-15 Honeywell International Inc. Method and circuit for the control of large arrays of electrostatic actuators
DE602004003125T2 (de) * 2003-01-15 2007-08-23 Micronic Laser Systems Ab Verfahren zur erkennung eines defekten pixels
US6906848B2 (en) * 2003-02-24 2005-06-14 Exajoule, Llc Micromirror systems with concealed multi-piece hinge structures
EP1489449A1 (en) * 2003-06-20 2004-12-22 ASML Netherlands B.V. Spatial light modulator
US6963434B1 (en) * 2004-04-30 2005-11-08 Asml Holding N.V. System and method for calculating aerial image of a spatial light modulator
US7304718B2 (en) * 2004-08-17 2007-12-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR100619710B1 (ko) * 2004-12-27 2006-09-08 엘지전자 주식회사 개선된 전극을 가지는 이-페이퍼 패널
US20090213354A1 (en) * 2005-08-08 2009-08-27 Micronic Laser Systems Ab Method and apparatus for projection printing
JP4947639B2 (ja) * 2007-01-19 2012-06-06 浜松ホトニクス株式会社 反射型位相変装置及び反射型位相変調装置の設定方法
US8531755B2 (en) * 2009-02-16 2013-09-10 Micronic Laser Systems Ab SLM device and method combining multiple mirrors for high-power delivery
US8584057B2 (en) * 2012-03-01 2013-11-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Copmany, Ltd. Non-directional dithering methods
CN109991730B (zh) * 2019-03-12 2021-06-15 上海集成电路研发中心有限公司 一种微镜结构
NL2026217A (en) * 2019-08-19 2021-02-24 Asml Netherlands Bv Micromirror arrays

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504504A (en) * 1994-07-13 1996-04-02 Texas Instruments Incorporated Method of reducing the visual impact of defects present in a spatial light modulator display
US5661591A (en) * 1995-09-29 1997-08-26 Texas Instruments Incorporated Optical switch having an analog beam for steering light
US5870176A (en) * 1996-06-19 1999-02-09 Sandia Corporation Maskless lithography
WO1998004950A1 (en) * 1996-07-25 1998-02-05 Anvik Corporation Seamless, maskless lithography system using spatial light modulator
AU9617598A (en) * 1997-10-29 1999-05-17 Calum E. Macaulay Apparatus and methods relating to spatially light modulated microscopy
SE9800665D0 (sv) * 1998-03-02 1998-03-02 Micronic Laser Systems Ab Improved method for projection printing using a micromirror SLM
US6425669B1 (en) * 2000-05-24 2002-07-30 Ball Semiconductor, Inc. Maskless exposure system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100756085B1 (ko) * 2003-07-31 2007-09-05 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이. 물체 상에 그레이 스케일을 생성하는 방법 및 마스크리스 리소그래피 시스템

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