KR20140026285A - 전자빔 리소그래피를 이용해 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법, 해당 인쇄회로 설계 시스템, 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

전자빔 리소그래피를 이용해 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법, 해당 인쇄회로 설계 시스템, 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

패턴을 재현하기 위해서 개별적으로 인쇄하고자 할 단위 기하학적 형상들(Mf[1,1], ..., Mf[Nf,Nf])의 집합(Mf)으로 패턴을 분해함으로써 패턴을 모델링하고 이 모델을 메모리(14)에 기록하는 단계(102), 및 상기 모델의 각 단위 기하학적 형상에 대하여, 프로세서(12)를 이용해서 메모리(14)에 액세스하여, 상기 단위 기하학적 형상의 개별 인쇄 시에 전자빔에 적용해야 할 전하의 적용량을, 메모리(14)에 기록되어 있는 사전에 정해놓은 수 개의 0이 아닌 적용량을 포함하는 개별 적용량값들의 집합(D) 중에서 선택하여 결정하는 단계(104, 106)를 포함하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법에 관한 발명. 상기 단위 기하학적 형상들(Mf[1,1], ..., Mf[Nf,Nf])의 집합(Mf)은 인쇄 패턴(C)을 덮는 동일한 단위 기하학적 형상들의 2차원 포장이며, 기하학적 형상에 적용할 적용량을 결정(104, 106)할 때에, 디더링을 이용하여 개별화 오류 보정(106)이 수행된다.

Description

전자빔 리소그래피를 이용해 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법, 해당 인쇄회로 설계 시스템, 및 컴퓨터 프로그램 {METHOD FOR PREPARING A PATTERN TO BE PRINTED ON A PLATE OR MASK BY ELECTRON BEAM LITHOGRAPHY, CORRESPONDING PRINTED CIRCUIT DESIGN SYSTEM AND COMPUTER PROGRAM}
본 발명은 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄하고자 하는 패턴(이하, '인쇄 패턴')을 형성하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이 방법을 이용한 인쇄회로 설계 시스템 및 해당 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
본 발명은 조정가능한 가변 형상을 갖는 전자빔을 이용한 리소그래피 분야에 적용되는데, 이 기법에 따르면 장치에서 송출된 전자빔은 이동형 곡척(try square)에 의해 조정될 수 있는 형상을 갖는다. 이 조정가능한 형상은 일반적으로 직사각형이며 이 직사각형 형상의 측면 치수는 곡척에 의해 조정가능하다.
보다 구체적으로, 본 발명은 아래의 단계를 포함하는 방법에 적용된다.
- 패턴을 재현하기 위해서 전자빔의 형상을 조정하여, 개별적으로 인쇄하고자 할 1군(집합)의 단위 기하학적 형상들(elementary geometric shapes)로 패턴을 분해함으로써 패턴을 모델링하고 이 모델을 메모리에 기록하는 단계, 및
- 상기 모델의 각 단위 기하학적 형상에 대하여, 프로세서를 이용해서 상기 메모리에 액세스하여, 상기 단위 기하학적 형상의 개별 인쇄 시에 전자빔에 적용해야 할 전하의 양(dose)(이하, '적용량')을, 메모리에 기록되어 있는 사전에 정해놓은 개별(discrete) 적용량값들의 집합 중에서 선택하여 결정하는 단계.
전자빔 리소그래피에서는, 반드시 보완해야 할, 전자의 확산에 의한 근접 효과, 수지(레진) 내의 화학 종, 또는 그 밖에 인쇄 패턴을 변형시키는 원인이 되는 효과들 때문에, 인쇄 패턴을 형성하는 단계가 반드시 필요하다. 일반적인 관점에서 볼 때, 잘 알려져 있는 방법에는, 1군의 단순한 단위 기하학적 형상들(예를 들어 사각형)로 패턴을 모델링하는 것이 포함되는데, 여기서, 각 패턴을 소정 시간('노광시간'이라 함) 동안 가변 형상의 전자빔에 노광시킴으로써 개별적으로 인쇄할 수 있다. 상기 1군의 기하학적 형상들이 패턴의 윤곽선에 정확하게 일치하는 것은 아니지만, 노광시간을 신중하게 파라미터화함으로써 그리고 패턴 인쇄를 하기 위해 전자빔에 적용해야 할 사전에 계산된 적용량을 각각에 대해 할당함으로써, 만족할만한 정확도로 패턴을 인쇄할 수 있으며, 앞서 언급한 효과들이 보정된다.
첫번째 해결책은, 보다 더 정밀하게, 1군의 나란히 배열된 단위 형상들로 패턴을 모델링하고, 각 단위 형상에, 서로 독립적인 적용량과 노광시간을 할당하는 것을 포함한다. 또한 실무적으로 공지되어 있는 바와 같이, 이 적용량은 사전에 정해진 한정된 수의 개별 적용량값들의 집합 중에서 선택해야 하며, 따라서 대개는, 단위 기하학적 형상의 개수를 증가시켜야 하며, 적용량의 개별성을 보완하여 양호한 인쇄 정밀도를 얻기 위하여 작은 크기의 특정 형상을 만들어야 한다. 그러나 현존 장비의 신뢰성은 작은 형상, 특히, 10 nm 미만 크기의 형상의 노광은 가능하지 않다. 또한, 개별적으로 그리고 연속적으로 노광해야 할 기하학적 형상의 수가 증가할수록, 총 노광시간(모델의 단위 기하학적 형상에 대한 개별 노광시간의 총합을 의미함)이 길어진다.
또 다른 해결책의 예가 C. Pierrat 등의 논문["Mask data correction methodology in the context of model-base fracturing and advanced mask models", Proceedings SPIE of Optical Microlithography No. 24, vol. 7973, 1-3 March 2011, San Jose(CA), US]에 기재되어 있다. 이 방법은 단위 기하학적 형상을 중첩시킴으로써 기하학적 형상의 수를 대폭 줄이고 작은 크기의 기하학적 형상을 제한하는 것이 가능하다. 그러나 형상의 중첩에 의해서 다른 파라미터들, 특히 전하 적용량 및 노광시간이 서로 의존하게 된다. 이에 따라 자유도가 낮아지고 특정의 복잡한 기하학적 형상을 인쇄하는 것이 가능하지 않게 될 수 있다. 또한, 특히 형상간의 교차점에서의 국지적인 강도의 과잉을 피할 수 없기 때문에, 적용량을 산정하는 것이 현저하게 더 복잡해진다.
국제특허출원 WO 2010/134018 A2와, Martin 등의 논문["Combined dose and geometry correction(DMG) for low energy multi electron beam lithography(5kV): application to the 16nm mode", Proceedings of SPIE vol. 8323 pages 83231W-1 ~ 83231W-10]와, IP.COM 저널 논문["Multi-tone rasterization, dual pass scan, data path, cell based vector format"]은 모두, 패턴을 픽셀화하고, 다중 스캔된 빔렛(beamlet)에 적용되는 2진 조사(binary dose)를 이용하여 스캔함으로써 픽셀들을 연속적으로 인쇄한다. 그러나 이들 개시 내용은 가변 형상의 전자빔 리소그래피 분야에 관련된 것은 아니다. 이들은 다수의 조정불가한 가우시안 빔렛을 이용한 래스터스캔 리소그래피 분야(이에 따라 전자빔이 보다 작아질 뿐 형상이 이루어지지는 않음(이를 '빔렛'이라고 부름))에 관련된 것이다. 이 분야에서는, 인쇄할 영역의 적용량을, 이 영역을 픽셀화하고 나서 디더링(dithering)에 의해 2진화(binarizing)함으로써만 변화시킬 수 있다. 픽셀의 크기는 보통, 대략 1 nm이다. 즉, 10 nm 보다 훨씬 작다. 픽셀의 크기가 작을수록, 각 픽셀에 2진의 적용량 값이 할당되기 때문에 디더링의 정확성이 증가한다. 반대로, 본 발명의 분야, 즉, 가변 형상 전자빔 리소그래피 분야에서는, 총 노광시간을 줄이기 위해 그리고 10 nm보다 작은 크기의 형상에는 노광이 불가능한 점을 감안하기 위하여, 패턴을 모델링하는 단위 기하학적 형상이 가능한 한 큰 것(특히 10nm 심지어는 20 nm 이상)이 바람직하다.
따라서 앞에서 언급한 문제점과 제약들의 적어도 일부를 제거할 수 있는, 가변 형상 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다 할 수 있다.
본 발명은 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 제안하는데, 이 방법은 아래의 단계를 포함한다.
- 패턴을 재현하기 위해서 개별적으로 인쇄하고자 할 단위 기하학적 형상들의 집합으로 패턴을 분해함으로써 패턴을 모델링하고 이 모델을 메모리에 기록하는 단계, 및
- 상기 모델의 각 단위 기하학적 형상에 대하여, 프로세서를 이용해서 메모리에 액세스하여, 상기 단위 기하학적 형상의 개별 인쇄 시에 전자빔에 적용해야 할 전하의 적용량을, 메모리에 기록되어 있는 사전에 정해놓은 수 개의 0이 아닌 적용량을 포함하는 개별 적용량값들의 집합 중에서 선택하여 결정하는 단계.
여기서, 단위 기하학적 형상들의 집합은 동일한 단위 기하학적 형상들이 인쇄 패턴을 덮도록 2차원적으로 포장된 것(paving)이며, 상기 기하학적 형상에 적용할 적용량을 결정할 때에는 디더링을 이용한 개별화 오류 보정(106)이 수행된다.
본 발명에 의해서, 모든 단위 기하학적 형상에 의한 패턴의 공간적 모델링이 매우 크게 단순화된다. 이들 형상은 패턴 위를 포장(paving)하도록 나란히 배치되며 동일하다. 따라서, 수 개의 0이 아닌 소정의 적용량을 포함하는 개별 집합의 적용량의 개별화(discretisation)는 차치하고, 모델링이 자체로서 단순화되어, 디더링에 의한 개별화 오류 보정을 합리적으로 보충하게 된다.
선택사항으로서, 본 발명에 따른 인쇄 패턴 형성 방법은, 동일한 적용량의 인접한 픽셀들을 1회의 전자빔 노광으로 인쇄될 수 있는 크기가 큰 기하학적 형상으로 그룹화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 따라서 전자빔의 연속 노광의 회수를 크게 줄이고 이에 노광시간이 대폭 단축될 수 있다.
또한 선택사항으로서, 본 발명에 따른 인쇄 패턴 형성 방법은, 이론상 적용량 집합에 각각 연계된 다양한 치수의 기하학적 형상의 이론상 집합으로 패턴을 분해하여 패턴을 사전 모델링하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 단위 기하학적 형상들로 이루어진 포장에 적용할 적용량을 결정할 때에, 단위 기하학적 형상들의 집합에 대한 상기 이론상 집합의 픽셀화가 먼저 실행되어 단위 기하학적 형상에 적용할 적용량의 초기값을 결정할 수 있다.
또한 선택사항으로서, 이론상 적용량을 결정하기 위하여 수행되는 사전 모델링 단계에서 개별 적용량 집합이 사용되는데, 이 개별 적용량 집합은 단위 기하학적 형상에 적용할 적용량의 결정 시에 사용되는 것과 다르며, 특히, 이 집합에는 더 적은 수의 개별 적용량 값이 포함된다.
또한 선택사항으로서, 단위 기하학적 형상에 적용할 적용량의 결정 단계에는, 적용량의 초기값을, 메모리에 기록되어 있는 사전에 정해진 개별 적용량 집합과 비교하고, 이 개별 집합에서 적용량을 선택하고, 이 선택시에 발생된 오류를 디더링에 의해서 보정하는 것이 포함된다.
또한 선택사항으로서, 상기 사전에 정해진 적용량은 단위 표면 당 전하 수로 표현되는 전하 밀도의 형태로 정의된다.
또한 선택사항으로서, 상기 디더링에 의한 보정은 사전에 정해진 오류 확산 행렬, 특히, 플로이드-스타인버그 알고리즘의 확산 행렬에 의해 수행된다.
또한 선택사항으로서, 단위 기하학적 형상에 적용할 적용량을 결정할 때에는,
- 메모리에 기록된 사전 정해진 개별 적용량의 제1집합(조밀하지 않은 집합)이, 인쇄 패턴의 내부에 위치하는 단위 기하학적 형상에 대해서 사용되고,
- 메모리에 기록된 사전 정해진 개별 적용량의 제2집합(조밀하지 않은 집합보다 개별 적용량 값이 더 많은 상세 집합)이, 인쇄 패턴 윤곽 상에 위치하는 단위 기하학적 형상에 대해서 사용된다.
본 발명은 또한, 위에서 정의한 전자빔 리소그래피를 이용하여 인쇄 패턴을 형성하는 방법의 단계를 실행하는 명령어가 포함되는, 통신 네트워크를 통해 다운로드받을 수 있고/또는 컴퓨터가 읽을 수 있고/또는 프로세서가 실행할 수 있는 매체에 기록된, 컴퓨터에서 실행되는 컴퓨터 프로그램을 제안한다.
또한 본 발명은,
- 패턴을 재현하기 위해서 개별적으로 인쇄하고자 할 단위 기하학적 형상들의 집합을 이용해 패턴을 모델링하기 위한 파라미터들을 저장하는 메모리, 및
- 앞에서 정의한 인쇄 패턴 형성 방법을 구현하도록 프로그램된 프로세서를 포함하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크에 패턴을 인쇄하여 인쇄회로를 설계하는 시스템을 제안한다.
본 발명은 이하의 상세한 설명(전적으로 예시적 목적으로 제공된 것임)과 첨부 도면을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다. 첨부 도면은 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로 설계 시스템의 전반적인 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1의 설계 시스템에 의해 구현되는 인쇄 패턴 형성 방법의 절차 단계를 나타낸다.
도 1에 개략적으로 도시한 인쇄회로 설계 시스템(10)은, 종래의 방식으로 메모리(14)(예를 들어, RAM 메모리)와 연결되는 프로세싱 모듈(12)을 포함한다. 프로세싱 모듈은 예를 들어, 데이터 파일과 컴퓨터 프로그램을 저장하는 하나 이상 다수의 메모리와 연결되는 프로세서를 포함하는 기존의 컴퓨터와 같은 데이터 처리 장치 내에서 사용할 수 있다. 따라서 프로세싱 모듈(12)은 그 자체로서, 컴퓨터 프로그램의 형태로서 실행되는 명령어들을 저장하는 메모리에 연결된 프로세서의 형태로 간주할 수 있다.
도 1에 도시한 프로세싱 모듈(12)에는 기능적으로, 다섯 개의 컴퓨터 프로그램(16, 18, 20, 22, 24)이 포함되어 있다.
제1 컴퓨터 프로그램(16)은, 메모리(14)에 예를 들어 윤곽(contour) 파라미터가 저장되어 있는 특정 패턴의 사전 모델링을 위한 프로그램이다. 이 제1 프로그램(16)은, 인쇄 패턴의 윤곽 C로부터, 그리고 선택사항으로서, 역시 메모리(14)에 기록된 몇 개의 소정 적용량 값(0은 아님)이 포함되는 개별(discrete) 적용량 값 테이블 D로부터, 패턴을 모델링하는 다양한 치수의 이론상의 기하학적 형상 집합 Mi 그리고 이에 연계된, 예컨대 상기 테이블 D의 개별값들 중에서 선택된 이론상 적용량 집합 Di를 생성하도록 설계된다. '적용량(dose)'은 전자빔에 연관된 기하학적 형상의 개별적 인쇄시에 전자빔에 적용해야 할 전하의 양을 의미한다. 이 적용량은 단위 표면당의 전하 수(예를 들어, μC/cm2)로 표현되는 전하 밀도의 형태로 정의할 수 있다. 적용량을 개별값의 테이블 D에서 선택해야만 하는 것을 보충하기 위해서, 이론상 집합 Mi에는 많은 수의 기하학적 형상을 포함한다(이들 중 일부는 10 nm 미만의 작은 크기를 가질 수 있다). 다른 방식으로서, 그리고 보다 일반화해서 말하자면, 컴퓨터 프로그램(16)의 실행 중에 선택되는 이론상 적용량 Di는 개별화되지 않을 수도 있음을, 즉, 테이블 D의 개별 적용량 값에 한정되지 않아도 됨을 유의해야 한다.
제2 컴퓨터 프로그램(18)은, 개별적으로 인쇄하고자 하는 단위 기하학적 형상의 집합 Mf에 있는 특정 패턴을 모델링하여 이 패턴을 재현하기 위한 프로그램이다. 이 프로그램은, 상기 집합이 인쇄 패턴을 덮도록, 그리고 그에 따라 인쇄 패턴의 윤곽 C가 포함되도록, 동일한 단위 기하학적 형상으로 2차원 포장하여(paving) 이 집합을 구성하게 설계된다. 이들 동일한 단위 형상들은, 예를 들어 앞서 언급한 10 nm보다 큰 치수의 사각형이며 이하에서는 이를 "픽셀"로 지칭한다.
제3 컴퓨터 프로그램(20)은 단위 기하학적 형상의 집합 Mf에 대한 이론상 집합 Mi의 픽셀화를 위한 프로그램이다. 이 픽셀화에서는, 그 자체로 알려진 방법으로, 단위 기하학적 형상 집합 Mf의 각 픽셀에 대해서, 이론상 집합 Mi의 기하학적 형상(이 픽셀이 적어도 부분적으로 덮음)에 따라 적용해야 할 초기 적용량 값 및 이들에 관련된 이론상 적용량을 결정한다. 종래에는, 이 초기 값은, 관련된 이론상 적용량에 의해 가중치가 반영된 관심 픽셀이 덮고 있는 이론상 집합 Mi의 기하학적 형상의 표면의 부분들을 선형적으로 조합함으로써 결정하였다. 따라서 이 픽셀화 프로그램(20)의 실행에 의해 각 픽셀에 할당할 적용량의 개별화되지 않은 초기 값들의 집합 Di'이 출력된다.
제4 컴퓨터 프로그램(22)은 개별화(discretisation) 및 디더링(dithering)에 의한 개별화 오류 보정(discretisation error correction)을 하는 프로그램이다. 이는 각 초기 값을 테이블 D에 있는 개별값들 중 하나에 접근시켜서 초기 값의 집합 Di'을 개별화화고, 발생되는 개별화 오류를 임의의 디더링 알고리즘을 이용해 보정하도록 설계된다. 일반적으로, 디더링에 의한 보정은 개별화 오류를 랜덤되게 함으로써 이루어진다. 디더링은 개별화 오류를 최소화하는 알고리즘을 사용하여 수행하는 것이 유리하다. 또한 디더링은 소정의 오류 확산 행렬(error diffusion matrix)을 이용한 개별화 오류의 확산에 의해서 수행하는 것이 유리하다. 이 목적을 위해서는 예를 들어 플로이드-스타인버그(Floyd-Steinberg) 알고리즘을 실행하는데, 여기서 이 알고리즘의 픽셀에 대한 오류 확산 확률은, 초기 적용량 값의 개별화 및 오류 보정 시에 하부에서 상부로 그리고 좌측에서 우측으로 픽셀들을 지나갈 때에, 상부에 위치한 픽셀에 대해서는 계수 7/16을, 상부 우측에 위치한 픽셀에 대해서는 계수 1/16을, 우측에 위치한 픽셀에 대해서는 계수 5/16을, 하부 우측에 위치한 픽셀에 대해서는 계수 3/16을 갖는다. 이와 같이 하여, 집합 Mf의 픽셀에 적용할 개별화된 최종 적용량 집합 Df가 만들어진다.
선택된 이동 방향으로의 바람직하지 않은 패턴 변형이 일어나는 것을 방지하기 위해, 개별화 및 오류 확산 시에는 두 개의 순차적 경로를 만드는 것이 가능하다. 예를 들어, 1차 경로에서는 하부에서 상부로 그리고 좌측에서 우측으로, 각 경우마다 개별화 오류의 절반을 보정하고, 그 다음에, 2차 경로에서는 상부에서 하부로 그리고 우측에서 좌측으로, 각 경우마다 나머지 절반의 개별화 오류를 보정한다. 실무적으로는, 이는 다른 방향보다 한 방향에서 더 많이, 개별화 과정을 두 번 시행할 수 있다. 변형예로서, 각 경로에서 개별화 오류의 절반만을 보정하는 것이 아니라, 두 경로의 경우에 서로 다른 크기의 픽셀 포장(paving)을 이용하거나, 아주 단순하게, 한 경로에서 다른 경로로의 픽셀 포장을 옵셋시키는 것이 가능하다.
마지막으로, 제5 컴퓨터 프로그램(24)은 인접한 픽셀들을(이 픽셀들의 개별화된 최종 적용량은 동일함) 1회의 전자빔 노광으로 인쇄될 크기가 큰 기하학적 형상으로 그룹화하는 프로그램이다. 선택사항으로서, 이 그룹화의 결과에 소정의 복잡한 돌출 형상(우선적으로 예를 들자면, 사각형)을 연계시킬 수 있다. 제2 프로그램(18)의 실행을 위해 채택된 패턴의 모델 자체가 공간적으로 크게 개별화되기 때문에 이 선택사항은 단순화된다. 따라서 이 제5 프로그램(24)은 선택사항으로서, 소정의 돌출 형상을 갖는 그룹화된 픽셀 집합 Mf'와, 이에 관련된 그룹화된 개별화된 최종 적용량에 관한 집합 Df'를 생성하도록 설계된다.
컴퓨터 프로그램(16, 18, 20, 22, 24)을 각각 별개로 표시하였지만, 이러한 개별 표시는 순전히 기능상의 이유 때문임을 또한 유의해야 한다. 이들을 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 패키지로 묶는 것도 좋을 것이다. 또한 이들의 기능은 전용 집적회로에 적어도 부분적으로 마이크로프로그래밍하거나 마이크로와이어링할 수 있다. 따라서, 변형예로서, 인쇄회로 설계 시스템(10)을 구현하는 데이터 처리 장치는, 동일한 작용을 하는 디지털 회로(컴퓨터 프로그램은 제외)만으로 구성되는 전자 장치로 대체할 수 있다.
프로그램(16, 18, 20, 22, 24)의 실행에 따라 프로세싱 모듈(12)에 의해 도 2와 같이 구현되는, 인쇄 패턴을 형성하는 방법은 인쇄 패턴을 사전에 모델링하는 제1단계 100, 더 정확하게 말하자면, 제1 컴퓨터 프로그램(16)에 의해 실행되는 단계 100을 포함한다. 이 사전 모델링은 윤곽 C를 활용하여 (그리고 선택사항으로서, 개별 적용량 값 테이블 D를 활용하여) 수행되는데, 이들 데이터는 메모리(14)에 사전에 저장되어 있다. 이 단계에서 관련된 이론상 집합 Mi 및 Di가 산출되는데, 이들은 메모리(14)에 차례로 저장된다. 도 2에서, 패턴 윤곽 C를 사전에 모델링하기 위해 채택한 직사각형 형상들 Mi[1], ..., Mi[N]은 수가 많으며 그 크기가 다양함을 알게 될 것이다. 일부 기하학적 형상 Mi[j]는 크기가 작아서, 그 수치가 10 nm 미만일 수 있는데, 이 크기는 이러한 형상을 정밀하게 인쇄할 수 없어서 결국은 리소그래피에 의해서 패턴을 정확하게 만들 수 없게 하며, 일정 조사량의 전자빔 노광시간을 연장시키게 된다.
제2 컴퓨터 프로그램(18)의 실행에 의해 패턴을 모델링하는 제2단계 102에서는, 단위 기하학적 형상 집합 Mf가 생성되고 메모리(14)에 저장된다. 이 집합의 각 단위 기하학적 형상 Mf[1,1], ..., Mf[Nf,Nf]는 픽셀의 형태를 취한다.
집합 Mi, Mf, Di를 기초로 제3 컴퓨터 프로그램(20)의 실행에 의해 픽셀화를 수행하는 제3단계 104에서는, 각 픽셀에 할당할 적용량 초기값의 집합 Di'이 생성되고, 단위 기하학적 형상 집합 Mf와 연계하여 메모리(14)에 저장된다.
집합 Mf, Di', 및 개별 적용량 값 테이블 D를 기초로 제4 컴퓨터 프로그램(22)의 실행에 의해 개별화 및 디더링을 수행하는 제4단계 106에서는, 각 픽셀에 할당할 개별화된 최종 적용량 집합 Df가 생성되고, 단위 기하학적 형상 집합 Mf와 연계하여 메모리(14)에 저장된다. 단순한 비한정적 예를 들자면, 이 단계 106에서의 4단계의 개별화 수준이 도 2에 표시되어 있다.
마지막으로, 집합 Mf와 Df를 기초로 제5 컴퓨터 프로그램(24)의 실행에 의해 그룹화를 수행하는 제5단계 108에서는, 그룹화 집합 Mf' 및 Df'이 생성되어 메모리(14)에 저장된다. 픽셀의 그룹화에 의해서 전자빔에 대한 연속 노광 회수를 크게 줄일 수 있는데, 이는 총 노광시간을 대폭 줄이는 직접적인 결과가 된다. 따라서, 도 2에 도시된 예에서, 4단계의 개별화 수준에 따라, 인접한 픽셀들을 2, 3, 또는 4개 픽셀의 사각형으로 묶을(그룹화) 수 있다. 빈 픽셀을 노광하지 않는 픽셀이라고 할 때, 도 2에 예시한 예에서의 픽셀 그룹화에 의해서 단계 106의 종료시의 22회의 연속 노광이 단계 108의 종료시의 단 9회의 연속 노광으로 줄어들 수 있다.
본 발명의 구현에 있어서 단계 100과 108의 실행은 선택 사항임을 유의해야 한다.
또한 단계 100과 106의 실행에 있어서, 위의 예에서 사용한 개별 적용량 값 테이블 D는 동일한 것임을 주목해야 한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는, 여러가지 다른 개별값 테이블을 사용할 수도 있다.
특히, 유리하게, 사전 모델링을 수행하기 위한 단계 100에 사용되는 개별값 테이블이 개별화 및 디더링 단계 106에서 사용되는 개별값 테이블과 같아야 할 이유는 없다. 개별화 및 디더링 단계 106을 수행하기 전에 사용되는 개별 적용량 값 테이블은 사전 모델링 단계 100에서 사용되는 테이블보다 더 조밀하지 않을 것이다(즉, 적용량의 개별값의 수가 더 한정되어 있다). 이는 단계 108에서의 픽셀 그룹화를 최적으로 수행하기 위함이다. 또한, 변형예에 있어서, 앞에서 컴퓨터 프로그램(16)의 기능 및 단계 100의 수행을 설명하면서 강조한 것과 같이, 개별 적용량값 테이블은 단계 100에서는 그 사용이 필수적인 것은 아니다. 따라서 단계 100에서는 이론상 적용량 Di를 개별화하지 않고도 완전 자유롭게 선택할 수 있다.
또한, 단계 106에는 여러 개의 개별값 테이블을 사용하는 것도 심지어 가능할 것이다. 그 이유는, 조밀하지 않은 테이블은 윤곽 C 내에 완벽하게 위치하는 픽셀에 대해서 사용할 수 있는 반면에, 개별 적용량 값의 수가 많은 상세한 테이블은 윤곽선 상에 위치하는 픽셀에 대해서도 사용할 수 있기 때문이다. 이때 상세한 테이블에서의 픽셀은 리소그래피에 의한 인쇄시에 윤곽의 정확한 위치에 대해서 그 기여도가 더 크다.
위에서 설명한 인쇄회로 설계 시스템 및 인쇄 패턴을 형성하는 방법에 의해서 한정된 수의 공간적으로 개별된 단위 기하학적 형상을 사용하여, 전자빔 리소그래피에 의해 판 또는 마스크 상에 인쇄할 패턴을 모델링할 수 있는데, 이는, 판 또는 마스크 상에 형성해야 할 패턴을 재현하기 위하여 전자빔의 총 노광시간을 크게 줄이는 직접적인 결과가 된다. 패턴은 자체로서 복잡한 윤곽을 갖는바 본 발명의 장점은 시간 절약 및 정확도 확보의 측면에서 보다 더 가시적이다. 왜냐하면, 픽셀의 크기가 전자빔의 폭 및 최소의 노광 대상 패턴요소의 크기에 비교하여 최적화되기 때문이다.
본 발명은 위에서 설명한 실시예에만 한정되지 않음을 또한 유의해야 한다. 사실상, 위에서 설명한 실시예들에 대하여 당업자는 위에서 설명한 사상에 비추어 본 발명에 대해 다양한 변형을 할 수 있음이 명백하다.
이하의 청구범위에서 사용한 용어는 그 문언에 의해서 본 명세서에 개시된 실시예에 대한 청구사항에만 제한되는 것으로 해석해서는 안되고, 청구범위가 목적으로 하는 모든 등가물을 포함하는 것으로 해석해야 하며, 이에 대한 예견은 당업자가 앞에서 설명한 발명의 사상을 사용할 때에 자신이 아는 전반적 지식을 적용하는 능력에 달려 있는 것이다.

Claims (10)

  1. - 패턴을 재현하기 위해서 개별적으로 인쇄하고자 할 단위 기하학적 형상들(Mf[1,1], ..., Mf[Nf,Nf])의 집합(Mf)으로 패턴을 분해함으로써 패턴을 모델링하고 이 모델을 메모리(14)에 기록하는 단계(102), 및
    - 상기 모델의 각 단위 기하학적 형상에 대하여, 프로세서(12)를 이용해서 메모리(14)에 액세스하여, 상기 단위 기하학적 형상의 개별 인쇄 시에 전자빔에 적용해야 할 전하의 적용량을 결정하는 단계(104, 106)를 포함하고,
    상기 적용량은 메모리(14)에 기록되어 있는 사전에 정해놓은 복수의 0이 아닌 적용량을 포함하는 개별 적용량값들의 집합(D)에서 선택하는,
    전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법에 있어서,
    단위 기하학적 형상들(Mf[1,1], ..., Mf[Nf,Nf])의 집합(Mf)은 인쇄 패턴(C)을 덮는 동일한 단위 기하학적 형상들의 2차원 포장이며, 기하학적 형상에 적용할 적용량을 결정(104, 106)할 때에, 디더링을 이용하여 개별화 오류 보정(106)을 수행하는 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    적용량이 동일한 인접한 단위 기하학적 형상들을, 1회의 전자빔 노광으로 각각 인쇄될 수 있는 크기가 큰 기하학적 형상으로 그룹화하는 단계(108)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    이론상 적용량 집합(Di)에 각각 연계된 다양한 치수의 기하학적 형상의 이론상 집합(Mi)으로 패턴을 분해하여 패턴(C)을 사전 모델링하는 단계(100)를 더 포함하고, 상기 단위 기하학적 형상의 포장에 적용할 적용량을 결정할 때(104, 106)에, 단위 기하학적 형상들(Mf[1,1], ..., Mf[Nf,Nf])의 집합(Mf)에 대한 상기 이론상 집합(Mi)의 픽셀화(104)가 먼저 실행되어 단위 기하학적 형상에 적용할 적용량의 초기값(Di')을 결정하는 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    이론상 적용량(Di)을 결정하기 위해 사전 모델링 단계(100)에서 개별 적용량 집합이 사용되되, 이 개별 적용량 집합은 단위 기하학적 형상에 적용할 적용량의 결정(104, 106) 시에 사용되는 것과 다르며, 특히 이 집합은 더 적은 수의 개별 적용량 값을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    단위 기하학적 형상에 적용할 적용량의 결정(104, 106) 단계에는, 적용량의 초기값을, 메모리에 기록되어 있는 사전에 정해진 개별 적용량 집합과 비교하고(106), 이 개별 집합에서 적용량을 선택하고(106), 이 선택시에 발생된 오류를 디더링에 의해서 보정(106)하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전에 정해진 적용량은 단위 표면 당 전하 수로 표현되는 전하 밀도의 형태로 정의되는 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디더링에 의한 보정(106)은 사전에 정해진 오류 확산 행렬, 특히, 플로이드-스타인버그 알고리즘의 확산 행렬에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    단위 기하학적 형상에 적용할 적용량을 결정(104, 106)할 때에,
    - 메모리에 기록된 사전 정해진 개별 적용량의 제1집합을, 인쇄 패턴의 내부에 위치하는 단위 기하학적 형상에 대해서 사용하고, 상기 제1집합은 조밀하지 않은 집합이고,
    - 메모리에 기록된 사전 정해진 개별 적용량의 제2집합을, 인쇄 패턴 윤곽 상에 위치하는 단위 기하학적 형상에 대해서 사용하고, 상기 제2집합은 조밀하지 않은 집합보다 개별 적용량 값이 더 많은 상세 집합인 것을 특징으로 하는, 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크 상에 인쇄 패턴(C)을 형성하는 방법.
  9. 통신 네트워크를 통해 다운로드받을 수 있고/또는 컴퓨터가 읽을 수 있고/또는 프로세서(12)가 실행할 수 있는 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램(16, 18, 20, 22, 24)으로서, 컴퓨터에서 실행될 때, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 전자빔 리소그래피를 이용하여 인쇄 패턴을 형성하는 방법의 단계를 실행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램.
  10. 전자빔 리소그래피를 이용하여 판 또는 마스크에 패턴을 인쇄하여 인쇄회로를 설계하는 시스템(10)으로서,
    - 패턴을 재현하기 위해서 개별적으로 인쇄하고자 할 단위 기하학적 형상들(Mf[1,1], ..., Mf[Nf,Nf])의 집합을 이용해 패턴(C)을 모델링하기 위한 파라미터들을 저장하는 메모리(14)), 및
    - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 인쇄 패턴 형성 방법을 구현하도록 프로그램된 프로세서(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄회로를 설계하는 시스템.
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