KR20190100974A - 안티-블레이즈드 dmd를 이용한 해상도 향상 디지털 리소그래피 - Google Patents

안티-블레이즈드 dmd를 이용한 해상도 향상 디지털 리소그래피 Download PDF

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KR20190100974A
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 하나 이상의 기판들을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 디지털 리소그래피 시스템들을 위한 개선된 공간 광 변조기들, 및 개선된 공간 광 변조기들을 사용하는 디지털 리소그래피 방법들에 관한 것이다. 공간 광 변조기는 인접 공간 광 변조기 픽셀들 사이에 180도 위상 시프트가 존재하도록 구성된다. 공간 광 변조기는 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들을 형성하여 픽셀 블렌딩에 유용하며, 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들 중 적어도 하나는 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍에 의해 형성되는 적어도 2개의 픽셀들을 갖고, 그 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다. 공간 광 변조기는 개선된 해상도, 초점 심도, 및 픽셀 블렌딩을 발생시킨다.

Description

안티-블레이즈드 DMD를 이용한 해상도 향상 디지털 리소그래피
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 하나 이상의 기판들을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 디지털 리소그래피 시스템(digital lithography system)들을 위한 개선된 공간 광 변조기(spatial light modulator)들, 및 이를 제작하는 방법들에 관한 것이다.
[0002] 공간 광 변조기들은 대개, 광 빔에 공간 변화 변조를 적용하기 위해 사용된다. 공간 광 변조기들의 예인 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)들은 디지털 리소그래피를 포함하는 다양한 애플리케이션들에서 반사성 디지털 광 스위치들로서 사용된다. 디지털 리소그래피의 경우, DMD는 일반적으로, 다른 이미지 프로세싱 컴포넌트들, 이를테면 메모리, 광 소스, 및 옵틱(optic)들과 조합되고, 그리고 투영 스크린 상에 밝고 다채로운 이미지들을 투영하기 위해 사용된다.
[0003] DMD는 일반적으로, 직사각형 어레이로 배열된 수십만 개의 마이크로스코픽 미러("마이크로미러")들을 포함한다. 각각의 마이크로미러는 디스플레이될 이미지의 단일 픽셀에 대응하고, 힌지(hinge)에 대해 다양한 각도들로 경사질 수 있다. 마이크로미러의 경사각에 따라, 마이크로미러는 "온(on)" 또는 "오프(off)" 상태가 된다. 온 상태에서, 광은 DMD로부터 렌즈 내로 반사되고, 궁극적으로, 픽셀이 스크린 상에 밝게 투영된다. 오프 상태에서, 광은 다른 곳, 이를테면 광 덤프(light dump)로 지향되고, 투영되는 픽셀은 어둡게 나타난다.
[0004] DMD의 인접 마이크로미러들 사이의 위상 시프트는 초점 심도 및 투영되는 이미지의 해상도에 영향을 미친다. 일반적으로, DMD의 인접 마이크로미러들 사이의 위상 시프트는 0도이다. 인접 마이크로미러들 사이의 0도 위상 시프트를 갖는 DMD는 블레이즈드 DMD(blazed DMD)로 알려져 있다. 블레이즈드 DMD들이 양호한 해상도 및 초점 심도를 나타내지만, 디바이스 치수들이 더 작아지게 됨에 따라, 특히 라인 간격에 대해 개선된 해상도 및 더 양호한 초점 심도가 요구된다. 디지털 리소그래피에서, 매우 좁고 어두운 라인들을 프린트하기 위해, 하드 위상 시프트 마스크들이 사용되었다. 그러나, 하드 위상 시프트 마스크들은 기판의 토폴로지(topology)에 의해 제한된다.
[0005] 따라서, 초점 심도 및 이미지 해상도를 증가시키는 개선된 공간 광 변조기, 및 이를 사용하기 위한 디지털 리소그래피 방법들이 본 기술분야에 필요하다.
[0006] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 하나 이상의 기판들을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 디지털 리소그래피 시스템들을 위한 개선된 공간 광 변조기들, 및 개선된 공간 광 변조기들을 사용하는 디지털 리소그래피 방법들에 관한 것이다. 공간 광 변조기는 인접 공간 광 변조기 픽셀들 사이에 180도 위상 시프트가 존재하도록 구성된다. 공간 광 변조기는 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들을 형성하여 픽셀 블렌딩(pixel blending)에 유용하며, 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들 중 적어도 하나는 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍에 의해 형성되는 적어도 2개의 픽셀들을 갖고, 그 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다. 공간 광 변조기는 개선된 해상도, 초점 심도, 및 픽셀 블렌딩을 발생시킨다.
[0007] 일 실시예에서, 디지털 리소그래피 방법이 개시된다. 디지털 리소그래피 방법은 기판 상에 적어도 2개의 픽셀들을 갖는 제1 이미지를 형성하는 단계를 포함한다. 적어도 2개의 픽셀들은 공간 광 변조기의 복수의 공간 광 변조기 픽셀들 중 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍에 대응한다. 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다.
[0008] 다른 실시예에서, 디지털 리소그래피 방법이 개시된다. 디지털 리소그래피 방법은, 제1 포지션과 제2 포지션 사이의 제3 포지션으로 복수의 마이크로미러들 중 적어도 하나의 마이크로미러를 포지셔닝(position)하는 단계; 및 제3 포지션으로부터 광을 반사하는 단계를 포함한다. 제1 포지션으로부터 반사되는 광은 기판 상에 투영된다. 제1 포지션으로부터 반사되는 광은 제1 휘도를 갖는다. 제2 포지션으로부터 반사되는 광은 광 덤프로 지향된다. 제3 포지션으로부터 반사되는 광은 제1 휘도 미만의 제2 휘도를 갖는다.
[0009] 또 다른 실시예에서, 공간 광 변조기가 개시된다. 공간 광 변조기는 적어도 제1 공간 광 변조기 픽셀 및 제2 공간 광 변조기 픽셀을 갖는 공간 광 변조기 픽셀들의 어레이를 포함하며, 제1 공간 광 변조기 픽셀과 제2 공간 광 변조기 픽셀은 서로 인접하고, 인접한 제1 공간 광 변조기 픽셀과 제2 공간 광 변조기 픽셀 사이의 위상 시프트는 180도이다.
[0010] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0011] 도 1은 본원에서 개시되는 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있는 시스템의 사시도이다.
[0012] 도 2는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른, 도 1의 이미지 투영 시스템의 개략적인 사시도이다.
[0013] 도 3은 본원에서 개시되는 실시예들에 따른, 디지털 마이크로미러 디바이스의 마이크로미러 어레이의 개략도이다.
[0014] 도 4는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른, 픽셀 블렌딩을 위한 디지털 리소그래피 방법의 흐름도이다.
[0015] 도 5는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 디지털 리소그래피 방법의 흐름도이다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해 가능한 모든 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 부가적으로, 일 실시예의 엘리먼트들은 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서의 활용을 위해 유리하게 적응될 수 있다.
[0017] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 하나 이상의 기판들을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 디지털 리소그래피 시스템들을 위한 개선된 공간 광 변조기들, 및 개선된 공간 광 변조기들을 사용하는 디지털 리소그래피 방법들에 관한 것이다. 공간 광 변조기는 인접 공간 광 변조기 픽셀들 사이에 180도 위상 시프트가 존재하도록 구성된다. 공간 광 변조기는 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들을 형성하여 픽셀 블렌딩에 유용하며, 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들 중 적어도 하나는 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍에 의해 형성되는 적어도 2개의 픽셀들을 갖고, 그 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다. 공간 광 변조기는 개선된 해상도, 초점 심도, 및 픽셀 블렌딩을 발생시킨다.
[0018] 본원에서 설명되는 실시예들은 공간 광 변조기의 예로서의 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)들에 관한 것이지만, 다른 공간 광 변조기들이 또한 본 개시내용에서 고려된다. 다른 공간 광 변조기들은, 강유전성 액정 디스플레이(FLCoS)들 및 액정 디스플레이(LCD)들과 같은 액정들의 어레이들, 및 마이크로스코픽 발광 디바이스(microLED)들의 어레이들을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음). 각각의 공간 광 변조기는 "온"과 "오프" 사이에서 스위칭 가능한 공간 광 변조기 픽셀들의 어레이를 포함하고, 그에 따라, 공간 광 변조기 픽셀들의 패턴은 광 빔을 변조하여, 선택된 감쇠(attenuation) 레벨을 제공할 것이다. 동작 시, 공간 광 변조기 픽셀들은, 각각의 픽셀이 밝게 되도록, 어둡게 되도록, 그리고/또는 감쇠되도록 제어가능하다.
[0019] 공간 광 변조기가 DMD인 실시예에서, DMD는 안티-블레이즈드(anti-blazed) 상태로 구성되고, 그에 따라, 인접 마이크로미러들 사이에 180도 위상 시프트가 존재한다. 안티-블레이즈드 DMD는 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들을 형성하여 픽셀 블렌딩에 유용하며, 복수의 부분적으로 중첩되는 이미지들 중 적어도 하나는 인접 마이크로미러들의 제1 쌍에 의해 형성되는 적어도 2개의 픽셀들을 갖고, 그 인접 마이크로미러들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다. 안티-블레이즈드 DMD는 개선된 해상도, 초점 심도, 및 픽셀 블렌딩을 발생시킨다. 부가적으로, DMD의 마이크로미러들 중 하나 이상은, 더 낮은 휘도를 갖는 광이 기판 상으로 반사되도록, 온 또는 오프 포지션과 상이한 포지션으로 경사진다.
[0020] 도 1은 본원에서 개시되는 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있는 시스템(100)의 사시도이다. 시스템(100)은 베이스 프레임(110), 슬래브(slab)(120), 하나 이상의 스테이지들(130)(예로서 2개가 도시됨), 및 프로세싱 장치(160)를 포함한다. 베이스 프레임(110)은 제작 설비의 플로어 상에 놓여 있고, 슬래브(120)를 지지한다. 패시브 에어 아이솔레이터(passive air isolator)들(112)이 베이스 프레임(110)과 슬래브(120) 사이에 포지셔닝된다. 일 실시예에서, 슬래브(120)는 화강암의 모놀리식 피스(monolithic piece)이며, 하나 이상의 스테이지들(130)이 슬래브(120) 상에 배치된다. 하나 이상의 스테이지들(130) 각각에 의해 기판(140)이 지지된다. 복수의 홀들(미도시)이 스테이지(130)에 형성되어, 그 복수의 홀들을 통해 복수의 리프트 핀들(미도시)이 연장될 수 있게 한다. 리프트 핀들은, 이를테면 하나 이상의 이송 로봇들(미도시)로부터 기판(140)을 수용하기 위해, 연장 포지션으로 상승될 수 있다. 하나 이상의 이송 로봇들이 하나 이상의 스테이지들(130)에 기판(140)을 로딩하고, 하나 이상의 스테이지들(130)로부터 기판(140)을 언로딩하기 위해 사용된다.
[0021] 예컨대, 기판(140)은 석영으로 제조되고, 플랫 패널 디스플레이의 일부로서 사용된다. 다른 실시예들에서, 기판(140)은 다른 재료들로 제조된다. 일부 실시예들에서, 기판(140)은 그 기판(140) 상에 형성된 포토레지스트 층을 갖는다. 포토레지스트는 방사선에 감응하고, 포지티브 포토레지스트 또는 네거티브 포토레지스트이며, 이는, 방사선에 노출되는 포토레지스트의 부분들이, 포토레지스트 내에 패턴이 기록된 후 포토레지스트에 도포되는 포토레지스트 현상제에 대해, 각각, 가용성 또는 불용성이 될 것이라는 것을 의미한다. 포토레지스트의 화학 조성은 포토레지스트가 포지티브 포토레지스트일지 또는 네거티브 포토레지스트일지를 결정한다. 예컨대, 포토레지스트는, 디아조나프토퀴논, 페놀 포름알데히드 수지, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(메틸 글루타르이미드), 및 SU-8 중 적어도 하나를 포함한다. 이러한 방식으로, 전자 회로망을 형성하기 위해, 패턴이 기판(140)의 표면 상에 생성된다.
[0022] 시스템(100)은 지지부들(122)의 쌍 및 트랙들(124)의 쌍을 더 포함한다. 지지부들(122)의 쌍은 슬래브(120) 상에 배치되며, 슬래브(120) 및 지지부들(122)의 쌍은 단일 피스의 재료이다. 트랙들(124)의 쌍은 지지부들(122)의 쌍에 의해 지지되며, 하나 이상의 스테이지들(130)이 X-방향으로 트랙들(124)을 따라 이동가능하다. 일 실시예에서, 트랙들(124)의 쌍은 평행한 자기 채널들의 쌍이다. 도시된 바와 같이, 트랙들(124)의 쌍 중 각각의 트랙(124)은 선형이다. 다른 실시예들에서, 트랙(124)은 비-선형 형상을 갖는다. 인코더(126)가 제어기(미도시)에 위치 정보를 제공하기 위해 하나 이상의 스테이지(130) 각각에 커플링된다.
[0023] 프로세싱 장치(160)는 지지부(162) 및 프로세싱 유닛(164)을 포함한다. 지지부(162)는 슬래브(120) 상에 배치되고, 그리고 하나 이상의 스테이지들(130)이 프로세싱 유닛(164) 아래를 통과하기 위한 개구(166)를 포함한다. 프로세싱 유닛(164)은 지지부(162)에 의해 지지된다. 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(164)은 포토리소그래피 프로세스에서 포토레지스트를 노출시키도록 구성된 패턴 생성기이다. 일부 실시예들에서, 패턴 생성기는 마스크리스 리소그래피 프로세스를 수행하도록 구성된다. 프로세싱 유닛(164)은 복수의 이미지 투영 장치(도 2에 도시됨)를 포함한다. 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(164)은 84개의 이미지 투영 장치를 수용한다. 각각의 이미지 투영 장치는 케이스(165)에 배치된다. 프로세싱 장치(160)는 마스크리스 다이렉트 패터닝을 수행하는 데 유용하다.
[0024] 동작 동안, 하나 이상의 스테이지들(130) 중 하나는 도 1에 도시된 바와 같은 로딩 포지션으로부터 프로세싱 포지션으로 X-방향으로 이동한다. 프로세싱 포지션은 스테이지(130)가 프로세싱 유닛(164) 아래를 통과할 때의 스테이지(130)의 하나 이상의 포지션들을 지칭한다. 동작 동안, 하나 이상의 스테이지들(130)은 복수의 에어 베어링들(미도시)에 의해 리프팅되고, 그리고 로딩 포지션으로부터 프로세싱 포지션으로 트랙들(124)의 쌍을 따라 이동가능하다. 스테이지(130)의 이동을 안정화하기 위해, 복수의 수직 가이드 에어 베어링들(미도시)이 하나 이상의 스테이지들(130) 각각에 커플링되고, 각각의 지지부(122)의 내측 벽(128) 근방에 포지셔닝된다. 또한, 하나 이상의 스테이지들(130) 각각은, 기판(140)을 프로세싱 및/또는 인덱싱하기 위해, 트랙(150)을 따라 이동함으로써, Y-방향으로 이동가능하다. 하나 이상의 스테이지들(130) 각각은 독립적으로 동작할 수 있고, 그리고 하나의 방향으로 기판(140)을 스캐닝하고 다른 방향으로 나아갈 수 있다(step). 일부 실시예들에서, 하나 이상의 스테이지들(130) 중 하나가 기판(140)을 스캐닝하고 있을 때, 하나 이상의 스테이지들(130) 중 다른 하나는 노출된 기판을 언로딩하고 노출될 다음 기판을 로딩한다.
[0025] 계측 시스템이 하나 이상의 스테이지들(130) 각각의 X 및 Y 측방향 포지션 좌표들을 실시간으로 측정하고, 그에 따라, 복수의 이미지 투영 장치 각각은, 포토레지스트로 덮인 기판에 기록되는 패턴들을 정확하게 위치시킬 수 있다. 계측 시스템은 또한, 수직 또는 Z-축을 중심으로 하는, 하나 이상의 스테이지들(130) 각각의 각도 포지션의 실시간 측정을 제공한다. 각도 포지션 측정은 서보 메커니즘에 의해 스캐닝 동안 각도 포지션을 일정하게 유지하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 각도 포지션 측정은 도 2에 도시된 이미지 투영 장치(290)에 의해 기판(140) 상에 기록되는 패턴들의 포지션들에 보정들을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 이들 기법들은 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
[0026] 도 2는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른, 시스템(100)의 이미지 투영 시스템(270)의 개략적인 사시도이다. 이미지 투영 시스템은 공간 광 변조기, 포커스 센서(focus sensor) 및/또는 카메라, 및 투영 렌즈를 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 이미지 투영 시스템(270)은, 광 소스(272), 애퍼처(aperture)(274), 렌즈(276), 프러스트레이티드 프리즘 조립체(frustrated prism assembly)(288), 하나 이상의 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)들(280)(하나가 도시되어 있음), 광 덤프(282), 포커스 센서 및 카메라(284), 및 투영 렌즈(286)를 포함한다. 프러스트레이티드 프리즘 조립체(288), DMD(280), 포커스 센서 및 카메라(284), 및 투영 렌즈(286)는 이미지 투영 장치(290)의 일부이다. 일 실시예에서, 광 소스(272)는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저이며, 광 소스(272)는 미리 결정된 파장을 갖는 광을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 미리 결정된 파장은 청색 또는 근 자외선(UV) 범위이고, 이를테면 약 450 nm 미만이다. 프러스트레이티드 프리즘 조립체(288)는 복수의 반사성 표면들을 포함한다. 일 실시예에서, 투영 렌즈(286)는 10x 대물 렌즈이다. 하나 이상의 DMD들 이외의 공간 광 변조기를 포함하는 이미지 투영 시스템의 다른 실시예들은 그 특정 공간 광 변조기를 위해 시스템에서 필요한 대로 더 적거나 또는 더 많은 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0027] 도 2에 도시된 이미지 투영 시스템(270)의 동작 동안, 미리 결정된 파장, 이를테면 청색 범위 내의 파장을 갖는 광 빔(273)이 광 소스(272)에 의해 생성된다. 광 빔(273)은 프러스트레이티드 프리즘 조립체(288)에 의해 DMD(280)로 반사된다. 도 3에 도시된 바와 같이, DMD는 복수의 마이크로미러들을 포함하며, 마이크로미러들의 수는 투영될 픽셀들의 수에 대응한다. 복수의 마이크로미러들은 개별적으로 제어가능하며, 복수의 마이크로미러들 중 각각의 마이크로미러는, 제어기(미도시)에 의해 DMD(280)에 제공되는 마스크 데이터에 기초하여, 온 포지션 또는 오프 포지션에 있게 된다. 광 빔(273)이 DMD(280)의 마이크로미러들에 도달할 때, 온 포지션에 있는 마이크로미러들은 투영 렌즈(286)로 광 빔(273)을 반사한다(즉, 복수의 기록 빔들을 형성함). 이어서, 투영 렌즈(286)는 기판(140)의 표면으로 기록 빔들을 투영한다. 오프 포지션에 있는 마이크로미러들은 기판(140)의 표면 대신 광 덤프(282)로 빔(273)을 반사한다.
[0028] 도 3은 본원에서 개시되는 실시예들에 따른 DMD(380)이다. DMD(380)는 이미지 투영 장치(290) 및 시스템(100)에서 사용된다. DMD(380)는 또한, DMD를 활용하는 임의의 다른 시스템 또는 디바이스에서 유용하다. DMD(380)는 마이크로미러 어레이(383)로 배열된, 마이크로미러들(381)로서 도시된 복수의 공간 광 변조기 픽셀들을 포함한다. DMD(380)는 공간 광 변조기로서 사용되며, 마이크로미러들(381)은 마이크로미러들(381)의 표면들에 대하여 다양한 각도들로 경사지고, 그리고 DMD(380) 상의 조명 빔의 입사각을 조정하기 위해 사용되어, 반사 후에, 온 빔이 이미지 투영 장치(290)의 중심을 따라 아래로 조준되고, 조명 시스템에서 생성된 이미지가 투영 시스템에서 중심에 놓이게 된다. 일 예에서, 각각의 마이크로미러(381)에 대한 안정적인 포지션은 마이크로미러(381)의 표면에 대하여 플러스 또는 마이너스 약 12±1도이다. 따라서, 일 실시예에서, 제1 경사 포지션(389)은 플러스 12±1도에 대응하며, 제2 경사 포지션(391)은 마이너스 12±1도에 대응한다.
[0029] 마이크로미러들(381)의 에지들(385)은 직교 축들, 예컨대 X 축 및 Y 축을 따라 배열된다. 이들 축들은, 프러스트레이티드 프리즘 조립체(288)에 의해 도입되는 90도 폴드(fold)를 고려한 후에, 기판(140) 또는 스테이지 좌표계를 기준으로 하는 유사한 축과 일치하게 된다. 그러나, 각각의 마이크로미러(381) 상의 힌지들(387)은 각각의 마이크로미러의 대향 코너들 상에 위치되어, 그 각각의 마이크로미러가 X 축 및 Y 축에 대해 45도를 이루는 축을 중심으로 피벗(pivot)되게 한다. 위에서 논의된 바와 같이, 이들 마이크로미러들(381)은 마이크로미러들의 경사각을 변화시킴으로써 온 포지션과 오프 포지션 사이에서 스위칭될 수 있다.
[0030] 일 실시예에서, 힌지들(387)은 마이크로미러들(381) 각각의 X 축 및 Y 축에 대해 45도를 이루는 축을 중심으로 마이크로미러들(381) 각각을 경사지게 하기 위해 대각선 방향으로 배향된다. 다른 실시예에서, 힌지들(387)은 마이크로미러들(381) 각각의 에지(385)에 평행하게 배향되어, 마이크로미러들(381) 각각의 에지(385)에 평행한 축을 중심으로 마이크로미러들(381) 각각을 경사지게 한다. 일 예에서, 모든 힌지들(387)은 대각선 방향으로 배향된다. 다른 예에서, 모든 힌지들(387)은 마이크로미러들(381) 각각의 에지(385)에 평행하게 배향된다. 또 다른 예에서, 힌지들(387)의 제1 부분은 대각선 방향으로 배향되고, 힌지들(387)의 제2 부분은 마이크로미러들(381) 각각의 에지(385)에 평행하게 배향된다.
[0031] 종래의 블레이즈드 DMD들에서, 인접 마이크로미러들 사이의 위상 시프트는 0도이다. 종래의 0도 위상 시프트는 상쇄(cancellation)를 거의 발생시키지 않는다. 그러나, DMD(380)의 인접 마이크로미러들(381), 예컨대 제1 마이크로미러(381a)와 제2 마이크로미러(381b) 사이의 위상 시프트는 180도와 동일하거나 또는 약 180도이다. 이러한 구성은 안티-블레이즈드 DMD로 지칭된다. 인접 공간 광 변조기 픽셀들, 예컨대 제1 마이크로미러(381a)와 제2 마이크로미러(381b) 사이의 위상 시프트가 180도인 경우, 인접 마이크로미러들(381) 사이에 정확한(exact) 또는 거의 정확한 상쇄가 존재하고, 인접 픽셀들 사이에 대칭적인 브라이트닝(brightening)이 존재한다. 일 예에서, 인접 마이크로미러들(381)의 각각의 쌍은 180도 위상 시프트를 갖는다.
[0032] 일 실시예에서, 인접 마이크로미러들(381) 사이의 180도 위상 시프트를 달성하기 위해, 마이크로미러들(381)은, DMD(380)가 사용되고 있는 시스템의 파장에 따라, 다양한 각도들로 경사지거나 또는 평탄하게 유지된다. 마이크로미러들(381)의 경사각은 180도 위상 시프트를 달성하기 위해 선택된다. 일 예에서, 특정 파장에서, 인접 마이크로미러들(381) 사이의 180도 위상 시프트를 달성하기 위해, 제1 마이크로미러(381a) 및/또는 제2 마이크로미러(381b)의 경사각은 약 12.25도이다. 예컨대, 본원에서 설명되고 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로미러(389)는 12±1도의 각도로 경사지고, 마이크로미러(391)는 -12±1도의 각도로 경사진다.
[0033] 임의의 마이크로미러(381)의 특정 경사각은 다양한 방식들로 달성된다. 특정 경사각 및 180도 위상 시프트를 달성하기 위한 방법의 일 예는, 마이크로미러들(381)이 포지셔닝되어 있는 미세전자기계(MEMs) 디바이스들의 구역들 또는 MEMs 디바이스에 인가되는 전압을 변화시킴으로써, 경사각을 정전기적으로 제어하는 것을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음).
[0034] 인접 마이크로미러들(381) 또는 다른 공간 광 변조기 픽셀들 사이의 180도 위상 시프트를 달성하는 다른 방법들은, 예컨대 피스톤들을 사용하여 마이크로미러들(381) 또는 공간 광 변조기 픽셀들의 적어도 일부의 높이를 조정하는 것, 이미지 프로세싱 장치, 이를테면 이미지 투영 장치(290) 내의 조명기의 포지션을 조정하는 것, 디지털 리소그래피 프로세스에 대해 특정 파장을 활용하는 것, 또는 DMD(380) 또는 다른 공간 광 변조기들에서 미리 결정된 굴절률을 갖는 가스, 예컨대 중공기(heavy air)를 활용하는 것을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음). 더 추가로, 공간 광 변조기에 대해 하나 이상의 DMD들을 사용하는 실시예에서, 180도 위상 시프트를 달성하기 위해, 마이크로미러들 중 하나 이상은 표면 상에 범프(bump) 또는 다른 피처(feature)를 갖도록 제조된다. 동작 시, 광의 일부는 마이크로미러 표면 상의 범프에 충돌하고 감쇠를 제공할 것이다.
[0035] 다른 공간 광 변조기들, 이를테면 LCD들의 실시예들에서, 180도 위상 시프트를 달성하기 위해 다양한 방법들이 사용된다. 예컨대, LCD를 사용하는 실시예에서, 180도 위상 시프트를 달성하기 위해, 광 빔이 액정들과 상호작용하는 각도가 조정된다. LCD 공간 광 변조기를 사용하는 하나의 이점은 감쇠를 위한 개선된 그레이스케일 제어이다.
[0036] 추가적인 실시예들에서, 픽셀들 사이의 위상 시프트 및 감쇠를 조작하기 위해, 음향-광학 방법들 및 디바이스들이 사용된다. 음향-광학 디바이스들에서, 초음파가 결정들에 도입되어, 정상파의 압력을 발생시킬 수 있고, 국부적으로 굴절률에 영향을 미칠 수 있으며, 그에 따라, 광 빔의 방향이 조향될 수 있거나 또는 감쇠가 달성될 수 있다.
[0037] 이를테면 안티-블레이즈드 DMD(380) 내의, 서로 간에 180도 위상 시프트를 갖는 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 정확한 상쇄는 디지털 리소그래피 방법들에서 유용하다. 더 구체적으로, 상쇄는, 더 매끄러운 프린트된 피처들을 산출하기 위해, 여러 순차적인 노출들을 수행하여, 픽셀 블렌딩에 유용하다. 일 실시예에서, 개시되는 공간 광 변조기들을 사용하는 디지털 리소그래피 방법은, 기판 상에 적어도 2개의 픽셀들을 갖는 제1 이미지를 형성하는 단계를 포함하며, 여기서, 적어도 2개의 픽셀들은 공간 광 변조기의 복수의 공간 광 변조기 픽셀들 중 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍에 대응하고, 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다.
[0038] 도 4는 본원에서 개시되는 실시예들에 따른, 픽셀 블렌딩을 위한 디지털 리소그래피 방법(400)의 흐름도이다. 방법(400)은, 동작(410)에서, 기판 상에 적어도 2개의 픽셀들을 갖는 제1 이미지를 형성하는 단계로 시작된다. 적어도 2개의 픽셀들은 복수의 공간 광 변조기 픽셀들 중 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍에 대응하며, 그 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다. 동작(420)에서, 기판 상에 적어도 2개의 픽셀들을 갖는 제2 이미지가 형성된다. 제2 이미지는 제1 이미지와 부분적으로 중첩된다. 일 예에서, 제2 이미지의 적어도 2개의 픽셀들은 인접 마이크로미러들의 제2 쌍에 대응하며, 그 인접 마이크로미러들의 제2 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는다. 다른 예에서, 제2 이미지의 적어도 2개의 픽셀들은, 기판(140)이 시스템(100)을 통해 연속적으로 이동하고 있는 예에서, 비-인접 마이크로미러들의 제2 쌍에 대응한다. 일 예에서, 제1 이미지에 대한 제2 이미지의 부분적인 중첩은, 도 1에서 상술된 바와 같이, 하나 이상의 스테이지들(130)을 X-방향 및/또는 Y-방향으로 이동시킴으로써 발생된다. 하나 이상의 스테이지들(130)이 X-방향 및/또는 Y-방향으로 이동함에 따라, 이미징 투영 장치 중 하나 이상에 의해, 중첩 이미지들이 기판(140) 상에 투영된다.
[0039] 동작들(410 및 420)이 반복되고, 그에 따라, 기판은 다수의 중첩 이미지들의 다수의 노출들을 거친다. 일 예에서, 제1 이미지와 제2 이미지 뿐만 아니라 후속 노출 이미지들 사이의 중첩은, 대략, 플러스 또는 마이너스 사분의 일 픽셀 또는 픽셀 에지일 수 있다. 제1 이미지와 제2 이미지는 동일할 수 있다. 후속 노출 이미지들이 또한 동일할 수 있다. 픽셀 블렌딩으로 알려져 있는, 다수의 동일한 이미지들의 적어도 부분적인 중첩은 기판 상에 더 매끄러운 프린트된 피처들을 발생시킨다. 더 구체적으로, 안티-블레이즈드 DMD 상의 인접 마이크로미러들 사이의 180도 위상 시프트로부터 기인하는 정확한 상쇄를 사용함으로써, 피처들 사이에 더 어두운 라인들로 더 촘촘한 피처 간격이 달성된다.
[0040] 도 5는 다른 실시예에 따른 디지털 리소그래피 방법(500)의 흐름도이다. 방법(500)은, 동작(510)에서, 복수의 마이크로미러들 중 하나의 마이크로미러를 제1 포지션과 제2 포지션 사이의 제3 포지션으로 포지셔닝하는 단계로 시작된다. 마이크로미러를 포지셔닝하는 것은, DMD의 표면 또는 이미지 투영 표면과 같은 표면으로부터 마이크로미러의 높이를 조정하거나 또는 마이크로미러를 경사지게 하는 것을 포함한다.
[0041] 도 3에 도시된 실시예에서, 마이크로미러들(381)은 경사가능(tiltable)하며, 제1 포지션(389)은 마이크로미러(381)의 표면으로부터 약 플러스 12±1도이고, 온 포지션에 대응한다. 제1 포지션으로부터 반사된 광은 제1 휘도를 갖고, 기판 상에 투영된다. 제2 포지션(391)은 마이크로미러(381)의 표면으로부터 약 마이너스 12±1도이고, 오프 포지션에 대응한다. 제2 포지션으로부터 반사된 광은 광 덤프로 지향되고, 그리고 기판 상에 투영되지 않을 수 있다. 동작(520)에서, 광이 제3 포지션으로부터 반사된다. 제3 포지션은 또한 오프 포지션인 것으로 고려된다. 그러나, 제3 포지션으로부터 반사된 광은 기판 상으로 반사될 수 있거나, 또는 기판 상으로 반사되지 않을 수 있고 대신 광 덤프로 반사될 수 있다. 제3 포지션으로부터 반사된 광은 제1 휘도 미만의 제2 휘도를 갖는다. 일 예에서, 제2 휘도는 제1 휘도의 약 5 퍼센트 내지 약 10 퍼센트, 이를테면 제1 휘도의 약 6 퍼센트이다.
[0042] 위에서 설명된 개시내용의 이점들은, 픽셀 블렌딩과 같은 디지털 리소그래피 방법들에서의, 개선된 초점 심도 및 증가된 해상도, 예컨대 약 2배의 해상도를 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음). 더 구체적으로, 개시되는 개선된 공간 광 변조기들의 사용은, 토폴로지 제한들 없이, 인접 공간 광 변조기 픽셀들 사이의 180도 위상 시프트에 의해 생성되는 정확한 상쇄로 인해, 매우 특정하고 정밀한 간격으로 코히런트 광학 거동(coherent optical behavior)만을 투영한다. 부가적으로, 개시되는 공간 광 변조기들 및 그 사용 방법들은 개선된 픽셀 블렌딩을 제공한다.
[0043] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 적어도 2개의 픽셀들을 갖는 제1 이미지를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 적어도 2개의 픽셀들은 공간 광 변조기의 복수의 공간 광 변조기 픽셀들 중 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍에 대응하고, 상기 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는,
    디지털 리소그래피 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기에 인가되는 전압을 변화시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 전압은 상기 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍 사이의 180도 위상 시프트를 달성하도록 선택되는,
    디지털 리소그래피 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기 내에 미리 결정된 굴절률을 갖는 가스를 도입하는 단계를 더 포함하며,
    상기 굴절률은 상기 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제1 쌍 사이의 180도 위상 시프트를 달성하도록 선택되는,
    디지털 리소그래피 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 적어도 2개의 픽셀들을 갖는 제2 이미지를 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제2 이미지는 상기 제1 이미지와 부분적으로 중첩되고, 상기 제2 이미지의 적어도 2개의 픽셀들은 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제2 쌍에 대응하고, 상기 인접 공간 광 변조기 픽셀들의 제2 쌍은 이들 사이에 180도 위상 시프트를 갖는,
    디지털 리소그래피 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 디지털 마이크로미러 디바이스이며, 상기 공간 광 변조기 픽셀들은 경사가능한(tiltable) 마이크로미러들인,
    디지털 리소그래피 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 경사가능한 마이크로미러들 중 제1 마이크로미러를 제1 각도로 포지셔닝(position)하는 단계; 및
    상기 제1 마이크로미러에 인접한, 상기 경사가능한 마이크로미러들 중 제2 마이크로미러를 제2 각도로 포지셔닝하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 제1 각도 및 상기 제2 각도는 상기 제1 마이크로미러와 상기 제2 마이크로미러 사이의 180도 위상 시프트를 달성하도록 선택되는,
    디지털 리소그래피 방법.
  7. 제1 포지션과 제2 포지션 사이의 제3 포지션으로 복수의 마이크로미러들 중 적어도 하나의 마이크로미러를 포지셔닝하는 단계 ― 상기 제1 포지션으로부터 반사되는 광은 기판 상에 투영되고, 상기 제1 포지션으로부터 반사되는 광은 제1 휘도(brightness)를 갖고, 상기 제2 포지션으로부터 반사되는 광은 광 덤프(light dump)로 지향됨 ―; 및
    상기 제3 포지션으로부터 광을 반사하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제3 포지션으로부터 반사되는 광은 상기 제1 휘도 미만의 제2 휘도를 갖는,
    디지털 리소그래피 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 포지션 및 상기 제2 포지션은 인접 마이크로미러들 사이의 180도 위상 시프트를 달성하도록 선택되는,
    디지털 리소그래피 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로미러를 포지셔닝하는 단계는, 상기 적어도 하나의 마이크로미러를 일정 각도로 경사지게 하는 단계를 포함하는,
    디지털 리소그래피 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 포지션으로부터 반사되는 광은 상기 기판 상으로 반사되는,
    디지털 리소그래피 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 포지션으로부터 반사되는 광은 상기 기판 상으로 반사되지 않는,
    디지털 리소그래피 방법.
  12. 적어도 제1 공간 광 변조기 픽셀 및 제2 공간 광 변조기 픽셀을 갖는 공간 광 변조기 픽셀들의 어레이를 포함하며,
    상기 제1 공간 광 변조기 픽셀과 상기 제2 공간 광 변조기 픽셀은 서로 인접하고,
    인접한 상기 제1 공간 광 변조기 픽셀과 상기 제2 공간 광 변조기 픽셀 사이의 위상 시프트는 180도인,
    공간 광 변조기.
  13. 제12 항에 있어서,
    제3 공간 광 변조기 픽셀 및 제4 공간 광 변조기 픽셀을 더 포함하며,
    상기 제3 공간 광 변조기 픽셀과 상기 제4 공간 광 변조기 픽셀은 서로 인접하고,
    인접한 상기 제3 공간 광 변조기 픽셀과 상기 제4 공간 광 변조기 픽셀 사이의 위상 시프트는 180도인,
    공간 광 변조기.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기 픽셀들의 어레이는 마이크로미러들의 어레이이며,
    상기 제1 공간 광 변조기 픽셀과 상기 제2 공간 광 변조기 픽셀 중 적어도 하나는 180도의 위상 시프트를 달성하도록 선택되는 높이로 포지셔닝되는,
    공간 광 변조기.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기 픽셀들의 어레이는 마이크로미러들의 어레이이며,
    상기 공간 광 변조기는 복수의 힌지(hinge)들을 더 포함하고,
    상기 복수의 힌지들 중 적어도 하나는 상기 마이크로미러들의 어레이 중 적어도 하나의 마이크로미러와 연관되는,
    공간 광 변조기.
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