Lithography using photomasks has been the major workhorse in printed circuit boards, semiconductors, and flat panel display device manufacturing. However, the cost of photom ask is so high that it often becomes the bottleneck, especially when the production volume is low. Recently, maskless lithography technology is gaining more attention, and hence, the computation of efficient lithography path becomes of greater importance than ever in order to obtain high throughput of lithography process. The target machine in mind has a numerically controlled XY table on which a substrate is located and a variable size (square-shape) aperture in front of the light source. In this thesis, we present an approach to direct lithography path generation using Voronoi diagram and medial axis transform in chessboard metric. The properties and construction method of Voronoi diagram of a polygonal object in chessboard metric is examined. Then, lithography path generation scheme is explained. The proposed idea can also be applied to the fabrication of photomask itself and the rapid prototyping of a 3D model via layered lithography.
포토마스크를 이용한 리소그라피는 최근 PCB, 반도체, VLSI, FPD(Flat Panel Display) 및 MEMS/NEMS 장치 제조 산업에 다양하게 사용되고 있다. 하지만 리소그라피 프로세스에 사용되는 chip 및 기판의 크기가 작아지고 패턴이 복잡해짐에 따라, 리소그라피 공정에서 사용되는 마스크 생산 비용과 시간이 많이 소요되고 있다. 특히 생산량이 적을 때 포토마스크 생산은 비용 증가의 주원인이 된다. 이에 마스크를 이용하지 않는 maskless lithography 기술이 도입되었다. 이 논문에서는 maskless lithogrphy에 필요한 효율적인 lithography 경로를 계산하는 문제를 다룬다. 대상으로 하는 장비는 XY 테이블 위에 기판이 놓여 있고, 그 위에 작업 대상을 놓을 수 있게 되어있다. 테이블 윗부분에 광원을 다루는 부분인 optical unit이 있다. 레이저 빔이 나오는 부분의 아래 부분에는 정사각형 모양의 크기가 연속적으로 변하는 경구가 있다. 이 논문에서는 L∞ 메트릭(체스보드 메트릭)을 이용한 보로노이 다이어그램과 중심축변환을 이용하여 리소그라피 경로를 생성하는 방법을 제안한다. 이 때 사용하는 다각형의 L∞ 보로노이 다이어그램 계산 방법 역시 논문에 제시될 것이다. 제안된 방법은 리소그라피 자체에 이용될 뿐만 아니라, LCD, PDP 또는 OLED와 같은 FPD(Flat Panel Display)의 결함 수정에도 이용될 수 있다. 또한 이러한 방법은 쾌속 조형을 통해 3D 모델을 만들 때 사용되는 적층 방식의 리소그라피에도 적용할 수 있다.