(57)【要約】【課題】セルのサイズが印刷されるスポットのサイズよりも小さいときに、高アドレス指定能力で印刷する場合、画像は印刷材料の大量の蓄積を制限する方法でデシメーションされることができる。画像の適切なデシメーションは、スポット・サイズ、材料の合体の物理及び印刷の際のアドレス指定能力に依存する。このプロセスを可能にする同心円状デシメーションを用いた簡便な方法を提供する。【解決手段】１つ又はそれ以上の形状を有する画像をデシメーションする方法であって、前記形状の同心円状輪郭を有する画像を作成し、印刷材料の物理的特性に応じたマスキング・フィルタを適用するステップを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又はそれ以上の形状を有する画像をデシメーションする方法であって、
前記形状の同心円状輪郭を有する画像を作成し、
印刷材料の物理的特性に応じたマスキング・フィルタを適用するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
１つ又はそれ以上の形状を有する画像をデシメーションする方法であって、
前記形状の同心円状外部輪郭及びハーフトーンの内部塗りつぶしを有する画像を作成し、
印刷材料の物理的特性に基づき、前記同心円状輪郭とハーフトーンの塗りつぶしに対して１つ又はそれ以上のマスキング・フィルタを適用するステップを
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
複数の画素から構成され、１つ又はそれ以上の形状を有するラスタ画像をデシメーションする方法であって、
前記画像の所望の形状をＭ画素ごとにスケルトン化して輪郭を形成し、
スケルトン化された輪郭の１画素を黒く残して内部領域を白く塗りつぶし、
画像全体を終えるまで続けて、残った輪郭のＮ番目の画素ごとに保持し、残りを除去するステップを
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
１つ又はそれ以上の形状を有するラスタ画像をデシメーションする方法であって、
前記形状を外部成分及び内部塗りつぶし成分に分離し、
前記画像の前記外部成分をＭ画素ごとにスケルトン化し、
スケルトン化された輪郭の１画素を黒く残して内部領域を白く塗りつぶし、所望の同心円状外部輪郭が完了するまで続け、
前記同心円状外部輪郭のＮ番目の画素ごとに保持し、残りを除去し、
前記内部塗りつぶし成分をハーフトーンのパターンに変更し、
前記同心円状外部輪郭とハーフトーンの内部塗りつぶしを組み合わせるステップを
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例示的な実施形態は、一般に画像処理システムに関し、より具体的には、画像のデシメーションの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板、即ちＰＣＢは、一般のポケベル、即ちペイジャー、及びラジオから、高性能なレーダ及びコンピュータ・システムに及ぶ装置内で見られる、相互接続された電子部品の内蔵モジュールである。回路は一般に、基板として知られる絶縁盤表面に堆積された、又は「印刷された」、導電性材料の薄層によって形成される。個々の電子部品は、基板の表面に配置され、相互接続回路にはんだ付けされる。基板の１つ又はそれ以上の縁部に沿ったコンタクト・フィンガは、他のＰＣＢ又はオン・オフ・スイッチといった外部の電気装置へのコネクタとして作動する。プリント回路基板は、信号増幅器といった単一機能、又は多機能を実行する回路を有することができる。
【０００３】
回路組立体の他の２つのタイプは、プリント回路基板に関連する。ＩＣ又はマイクロチップと呼ばれることもある集積回路は、ＩＣの方が、シリコンの非常に小さなチップの表面の所定位置で電気化学的に「成長」する、より多くの回路と部品を含むことができることを除けば、プリント回路基板と同様の機能を実行する。ハイブリッド回路は、その名前が意味するように、プリント回路基板のように見えるが、表面に配置されてはんだ付けされるのでなく、基板の表面上で成長するいくつかの部品を含む。
【０００４】
回路のインクジェット印刷は、費用のかかるリソグラフィ・プロセスを単純な印刷操作で置き換えることにより生産に関連するコスト削減を試みる、台頭しつつある技術である。従来の製造で使用されている繊細で時間を要するリソグラフィ・プロセスを用いるのではなく、基板上にパターンを直接印刷することにより、印刷システムは、生産コストを大幅に削減することができる。印刷されたパターンは、実際の形状（ｆｅａｔｕｒｅ）（即ち、薄膜トランジスタのゲート領域、ソース領域、及びドレーン領域、信号線、オプトエレクトロニクス機器部品等といった、最終回路に組み込まれることになる素子）を含むことができ、或いは、その後の半導体又はプリント基板処理（例えばエッチング、注入等）のためのマスクとすることができる。
【０００５】
エッチング・マスク印刷のいくつかの形態が存在する。１つの例は、ＰＣＢを作るための銅エッチング・マスクとして用いられる、印刷されたワックス・パターンの形態である。別の例は、ＰＣＢ上の銅エッチング・マスクのために現在使用されている、マスクレスのリソグラフィ法であるレーザ・ダイレクト・イメージング（ＬＤＩ）である。これは、レーザを用いて、直接フォトレジスト上にパターンのラスタ像を描く。これを費用対効果が高いものにするためには、特別な高速なレジストを有することが必要である。また、レーザを用いる、はんだマスク・パターン形成に適した方法は存在しない。
【０００６】
典型的には、回路印刷は、固体基板を横切る単一の軸（「印刷移動軸」）に沿って、ラスタ・ビットマップにより、印刷溶液（一般的には有機材料）を堆積させることを含む。プリントヘッド、及び特にそれらのプリントヘッドに組み込まれたエゼクタの配置は、この印刷移動軸に沿って印刷するように最適化される。パターンの印刷はラスタ様式で行われ、プリントヘッド内のエゼクタが基板上に印刷材料の個別の液滴を小出しにするに従って、プリントヘッドが、基板を横切る「印刷パス」を作り出す。各印刷パスの終わりで、新しい印刷パスの開始前に、プリントヘッドは、印刷移動軸に対して垂直にシフトする。プリントヘッドは、パターンが全体に印刷されるまで、この様式で基板を横切って印刷パスを作り続ける。
【０００７】
基板上に印刷された液滴の物理的性質は、液滴の合体を、従って、印刷された形状の品質を支配する。溶融した液滴が、温度Ｔ0でプリントヘッドから基板上に噴射される場合、凝固時間は、
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により求められ、ここで、Ｔaは雰囲気温度、Ｔfは融解温度、αとｋは各々、溶融した液滴の熱拡散率と熱伝導率であり、ｋsは基板の熱伝導率、Ｌは融解潜熱、ｃは溶融液滴の比熱である。
【０００８】
液滴が雰囲気温度にまで冷めるには更なる時間を要し、このプロセスのタイムスケールは、
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によって与えられる。基板上に拡がる液滴の動力学は、ウェーバー数Ｗeとオーネゾルゲ（Ｏｈｎｅｓｏｒｇｅ）数Ｚに主として支配され、
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ここで、μは粘度、ρは密度、σは表面張力、Ｖは衝突速度、及びａは液滴の半径である。
【０００９】
ウェーバー数Ｗeは、液滴の拡がりの駆動力の尺度となり、オーネゾルゲ数Ｚは、拡がりに抵抗する力の尺度となる。衝突と毛管現象が液滴の拡がりの主要な力である一方で、慣性と粘度が液滴の拡がりに抵抗する主要な因子である。
【００１０】
液滴の拡がりと凝固のタイムスケールは、拡がりが完了した後にのみ液滴の大部分が凝固することを示す。しかしながら、液滴の局所的な凝固は、液滴の拡がりの完了の前に発生し、これが印刷された液滴の形状を決定する。局所的な凝固は、液滴と基板の間の接触線で発生し、液滴のさらなる拡がりを阻止する。
【００１１】
液滴が周波数ｆで噴出されると、後続の液滴が基板に到達するまでの間の時間は
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であり、基板上での後続の液滴の中心間の距離は、
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である。隣接する液滴間の液滴の合体は、
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且つ
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のときに発生する。
【００１２】
いったんプリントヘッドのエゼクタから小出しにされると、印刷溶液の液滴は、濡れ作用を通じて基板に自身を付着させ、次にその場所で凝固し始める。堆積される材料の大きさと形状は、凝固と濡れの競合するプロセスに左右される。エッチング・マスク製造のための相変化材料を印刷する場合、凝固は、印刷された液滴が基板へとその熱エネルギーを失って固体状態に戻るときに、生じる。別の場合、溶剤又は担体中の、有機ポリマのようなコロイド懸濁液、及び電子材料の懸濁液が印刷され、基板を濡らし、印刷された形状を残す。印刷溶液及び基板の熱的条件及び材料の性質が周囲の雰囲気条件と共に、堆積された印刷溶液が液体から固体へと変化する特定の速度を決定する。
【００１３】
フォトリソグラフィは付加的な工程ではないため、印刷された材料の蓄積の問題は高いアドレス指定能力においてさえ起こらないかもしれない。ジェット印刷の場合、通常、画像は低いアドレス指定能力（〜６００ＤＰＩ）で印刷され、この場合、印刷された材料の大量の蓄積は大きな問題ではない。中程度に高いアドレス指定能力（〜１２００ＤＰＩ）の場合でさえ、ハーフトーンのような技術が用いられる。しかしながら、これはマイクロスケールの形状を正確に表示させないことになる。
【００１４】
このように、ドロップ・オン・デマンド技術によるデジタル・リソグラフィは、少量の用途には費用効果が高いため、ますます普及してきている。ワックスのような相変化材料はジェット印刷することができ、マイクロスケール形状をパターン形成するためのマスク層として用いることができる。スポット配置精度は、半導体／ＰＣＢの製作プロセスのためには極めて重要である。良好なスポット配置精度を得ることに失敗すると、パターン形成の欠陥をもたらすことがあり、これが歩留まりを低下させ、一貫性のない機器性能へと至る可能性がある。それゆえ、高いスポット配置精度が得られるように、デジタル・リソグラフィ用途に対しては、高いアドレス指定能力で印刷することが必要である。
【００１５】
画像のラスタ化が高いアドレス指定能力で行われ、次いで印刷される場合、印刷された材料の大量の３次元的蓄積があり、これが得られる形状を破壊する。３次元的蓄積は、特に、溶融液滴が周囲温度で凝固したワックス上に高いアドレス指定能力で噴射されるときに発生する。これは、多重パスで印刷する際に極めて一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
セルのサイズが印刷されるスポットのサイズよりも小さいときに、高アドレス指定能力で印刷する場合、画像は印刷材料の大量の蓄積を制限する方法でデシメーションされることができる。画像の適切なデシメーションは、スポット・サイズ、材料の合体の物理及び印刷の際のアドレス指定能力に依存する。このプロセスを可能にする同心円状デシメーションを用いた簡便な方法が本明細書において開示される。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一実施形態では、１つ又はそれ以上の形状を有する画像をデシメーションする方法が提供される。この方法は、形状の同心円状輪郭を有する画像を作成し、印刷材料の物理的特性に応じたマスキング・フィルタを適用するステップを含む。
【００１８】
別の実施形態では、１つ又はそれ以上の形状を有する画像をデシメーションする方法が提供される。この方法は、形状の１つ又はそれ以上の同心円状外部輪郭、及びハーフトーンの内部塗りつぶしを有する画像を作成し、印刷材料の物理的特性に基づき、同心円状輪郭とハーフトーンの塗りつぶしに対してマスキング・フィルタを適用するステップを含む。
【００１９】
さらに別の実施形態では、１つ又はそれ以上の形状を有するラスタ画像をデシメーションする方法が提供される。この方法は、画像の所望の形状をＭ画素ごとにスケルトン化して輪郭を形成し、スケルトン化された輪郭の１つの画素を黒く残して内部領域を白く塗りつぶし、スポット・サイズの半径に基づいて画像全体を完了するまで続けて、残ったラインのＮ番目の画素ごとに保持し、残りを除去するステップを含む。
【００２０】
さらに別の実施形態では、１つ又はそれ以上の形状を有するラスタ画像をデシメーションする方法が提供される。この方法は、形状を外部及び内部塗りつぶし成分に分離し、Ｍ画素ごとに画像の外部成分をスケルトン化し、スケルトン化された輪郭の１画素を黒く残して内部領域を白く塗りつぶし、所望の同心円状外部輪郭を完了するまで続け、同心円状外部輪郭のＮ番目の画素ごとに保持して残りを除去し、内部塗りつぶし成分をハーフトーン・パターンに変更し、同心円状外部輪郭とハーフトーンの内部塗りつぶしを組み合わせ、コンボリューション処理を用いて画像を垂直成分及び水平成分に分離するステップを含む。
【００２１】
さらに別の実施形態では、１つ又はそれ以上の形状を有するベクトル画像をデシメーションする方法が提供される。この方法は、印刷セルのサイズ及びスポットのサイズに基づいて、ベクトル画像の所望の形状を収縮させ、境界ベクトルを残し、画像全体が完了するまで続行し、ベクトル画像をラスタ化し、残った形状のＮ番目の画素ごとに保持し、残りを除去し、ここでＮは印刷セルのサイズ及びスポットのサイズに基づく、ステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下の詳細な説明のいくつかの部分は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのためのメモリ記憶装置、及び連結された表示装置を含む、従来のコンピュータ・コンポーネントにより実行される、データ・ビット上の演算のアルゴリズム及び記号表記で提示される。これらのアルゴリズム的記載と表記は、データ処理技術分野の当業者によって、他の当業者にその研究の内容を最も効果的に伝えるために用いられる手段である。アルゴリズムは一般に、所望の結果に導く首尾一貫した一連のステップとして理解されている。これらのステップは、物理量の物理的操作を要するステップである。通常は、必ずしも必須ではないが、これらの量は、記憶、転送、組み合わせ、比較、及びそれ以外の操作が可能な、電気的又は磁気的な信号の形態をとる。主として一般に慣例であるという理由により、これら信号を、ビット、値、要素、記号、文字、項、数、又はその種の他のものとして言及することが、ときとして便利であることが証明されている。
【００２３】
しかしながら、これらの全て及び同様の用語は、適切な物理量と関連づけられるべきものであり、これらの量に適用される便利な標識にすぎないことを理解すべきである。以下の議論から明らかなように、別に特記されない限りは、記載全体を通して、「処理」又は「計算（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」又は「計算（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」又は「判定」又は「表示」等のような用語を用いた議論は、コンピュータ・システムのレジスタ及びメモリ内部の物理（電子的）量として表されるデータを、コンピュータ・システム・メモリ若しくはレジスタ、又は他のそのような情報記憶装置、伝送装置、若しくは表示装置内の物理量として同様に表される他のデータへと操作及び変換するための、コンピュータ・システム又は同様の電子的計算装置の作用とプロセスに言及していることが認識される。
【００２４】
例示的な実施形態はまた、本明細書において議論される操作を実行する装置にも関連する。この装置は、必要な目的に特化して構築することができ、又はコンピュータに格納されたコンピュータ・プログラムによって選択的に作動され又は再設定される、汎用コンピュータを含むことができる。そのようなコンピュータ・プログラムは、各々コンピュータ・システム・バスに連結される、フロッピー（登録商標）・ディスク、光学ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び磁気光学ディスクを含む任意のタイプのディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気又は光学カード、又は電子的命令を格納するのに適した任意の媒体といった、コンピュータ可読記憶媒体に格納することができるが、これらに限られるものではない。
【００２５】
本明細書において提示されるアルゴリズム及び表示は、いずれの特定のコンピュータ又は他の装置にも固有に関連付けられるものではない。多様な汎用システムを本明細書における教示に従ったプログラムと共に使用することができ、或いは、本明細書において説明される方法を実行するための、さらに特化した装置を構築することが便利であると立証できる。これら多様なシステムの構造は、以下の説明から明白となる。それに加えて、例示的な実施形態は、いずれの特定のプラグラミング言語にも関連して説明されるものではない。本明細書において説明される例示的な実施形態の教示を実施するために、多様なプログラミング言語を使用することができることが認識される。
【００２６】
機械可読媒体は、機械（例えばコンピュータ）によって可読な形態で情報を格納又は伝送するためのいずれかの機構を含む。例として、機械可読媒体は、いくつかの例を挙げるだけでも、読み込み専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダム・アクセス・メモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュ・メモリ装置、及び電気的、光学的、音響的又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）を含む。
【００２７】
図１は、ＩＣ及びＰＣＢ印刷に適した印刷システム１００の斜視図である。本明細書で開示される実施形態は、説明の目的でＩＣ及びＰＣＢ印刷に関して記載されるが、これらの実施形態は、デジタル・リソグラフィのパターンにおいて、均一で、滑らかな壁に囲まれた形状が要求されるいかなる状況にも適用できることに留意されたい。
【００２８】
図１は、典型的には相変化材料のリザーバ１０８をその材料が液体状態を保つのに十分な温度にまで加熱する熱源１０４を含む。システム１００は、典型的には、個別の液滴を制御可能に噴射して、パターン形成された保護層又はコーティングを、所望の形状の輪郭及び塗りつぶし領域を定める基板の領域の上に形成するためのプリンタを用いて、パターンを生成するのに適している。保護層によって一度も覆われなかった領域は、多様な形状を形成するのに用いられる材料の堆積（又は除去）を受けることになる。従って、形状サイズは、液滴のサイズによって制限されるのではなく、液滴のスポットが、結合した形状を形成するように一体化することなく、どれだけ互いに近くに位置することができるかによって制限されることになる。一般に、リザーバ１０８の温度は、摂氏１００度より高く維持され、いくつかの実施形態においては、ほとんどの相変化有機物を液化するのに十分な摂氏１４０度より高く維持される。
【００２９】
相変化材料は、低温で融解する有機媒体とすることができる。相変化材料の他の望ましい特性としては、パターン形成材料が典型的な半導体材料処理に用いられる有機及び無機材料に対して非反応性であること、及び相変化材料がエッチャントに対して高選択性を有することが挙げられる。液体状懸濁液が用いられる場合、基板材料は液体の沸点より上に維持され、パターン形成材料が堆積した後、液体担体は基板表面と接触したら蒸発する。蒸発が用いられる場合、相変化プロセスは、液体から固体でなく、液体から気体へと向かう。
【００３０】
相変化パターン形成材料の更なる望ましい特性は、得られたパターンが、湿式化学プロセス又はドライエッチング・プロセスに耐えるのに十分に強固であるべきである、ということである。ワックスは、これらのプロセス両方のための相変化材料の一例である。コネチカット州スタンフォードのＸｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社の、Ｋｅｍａｍｉｄｅ  １８０ベースのワックスは、相変化パターン形成材料として使用するのに適したワックスのほんの一例である。
【００３１】
プリントヘッドのような１つ又はそれ以上の液滴供給源１１２が、リザーバ１０８から液状の相変化マーキング材料を受け取り、基板１２０上に堆積させるために液滴１１６を射出する。典型的な基板１２０の材料は、シリコン、ガラス、及びプリント回路基板である。基板１２０は、液滴が堆積後に急速に冷えるような温度に保たれる。濡れを増強し、それによりパターンと基板との間に良好な接触を形成するのに十分な濡れが生じることを確実にするために、典型的には二酸化シリコン、ＳｉＯ2又は窒化シリコン、Ｓｉ3Ｎ4のような誘電体材料である湿潤剤を基板上に含めることができる。システムの温度は、エッチングされる表面の増強された濡れ性にもかかわらず、冷却速度が基板１２０に接触後の液滴の挙動を制御するのに十分であるように保たれる。
【００３２】
隣接する印刷された液滴の合体の増進が必要であるとき、液滴の拡がりを増進し、それにより合体を増進させるために、基板温度を高めることができる。Ｋｅｍａｍｉｄｅベースのワックスのラインを音響インクジェット・プリンタで印刷する場合、基板温度を摂氏３０度から４０度に上げることで、パターンの印刷品質が向上することがわかっている。Ｋｅｍａｍｉｄｅベースのワックスの場合、表面が、ワックスの凝固点より約摂氏２０度低い、摂氏４０度に保たれているときに、優れた結果が達成されることがわかっている。摂氏４０度でもなお、基板の温度は、基板１２０に接触すると液滴が急速に「凝固する」ためには十分に低い。
【００３３】
液滴供給源１１２と基板１２０との間で液滴が空間１２１内で部分的に空中で凝固する可能性を最小限にするために、電界１２２を印加して、液滴供給源１１２から基板１２０へ液滴を加速することができる。電界１２２は、液滴供給源１１２と基板１２０の下の電極又は圧盤１０９との間に、典型的には１キロボルトから３キロボルトの間の電圧を印加することによって発生させることができる。この電圧のために、プリントヘッドと基板との間の空間１２１は、対応する典型的な範囲である０．５−１．０ｍｍに保持されるべきである。電界１２２は、空間１２１を通る液滴の通過時間を最小化して、基板表面温度が相変化操作を制御する主要因となるようにさせる。さらに、空間１２１内での液滴速度の増大は液滴の方向性を改良し、改良された直線形状を可能にする。
【００３４】
マーキング材料の液滴が基板１２０上に堆積した後は、基板と液滴供給源の相対位置は、液滴供給源がパターン形成される第２の位置の上に再位置決めされるように調整される。再位置決め操作は、液滴供給源１１２を移動させること、又は基板１２０を移動させることのいずれかによって達成できる。制御回路１２４は、液滴供給源と基板１２０との間の相対運動を所定のパターンで確立する。駆動回路１２８は、液滴供給源１１２がパターン形成される基板１２０の領域に対向して位置決めされたときに、液滴供給源１１２にエネルギーを供給して、液滴の噴射を引き起こす。液滴供給源１１２の移動を液滴供給源の射出のタイミングと協調させることにより、パターンが基板１２０上に「印刷される」ことができる。
【００３５】
各スポットが印刷されているときに、フィードバック・システムを用いて、スポットに対して適切なサイズを保証することができる。カメラ１３０のような画像化装置を用いて、スポット・サイズを監視することができる。より小さな形状を印刷すべき場合、又は他にスポット・サイズが小さくされる場合は、温度制御回路１２３が、基板１２０の表面の温度を下げる。より低い温度は、基板１２０と接触したときの相変化パターン形成材料の急速な凝固をもたらす急冷速度を高める。より大きなスポット・サイズが必要とされる場合は、通常はより大きな形状を形成するようにスポットをまとめ合わせるために、温度制御回路１２３は基板１２０の温度を上げる。温度制御回路１２３は、基板の周囲の媒体の雰囲気加熱を最低限にするように、基板１２０と熱的に結合した加熱要素を含むことができる。
【００３６】
一般に、相変化材料は、およそ摂氏６０度より低い温度では固体である。従って、前述のように、相変化材料の凝固点と基板温度との間に２０度の温度差が維持されれば、十分に小さな液滴は急速に冷えるので、基板を室温よりも低い温度に冷却することは必要でない場合がある。そのような場合、温度制御回路は、より大きな形状サイズが印刷されるべき場合に基板を室温よりも少し高くする、単なるセンサ及びヒータであっても良い。
【００３７】
液滴供給源１１２の移動を制御し、位置合わせするために、先立ってパターン形成された層からパターン形成されたマーク１１３のような印刷された位置合わせマークを用いて、次の上に重なる層を整合することができる。前述のカメラのような画像処理システムを用いて、先にパターン形成された層の向きを取り込むことができる。次いで、処理システムは、パターン層の実際の印刷の前にパターン画像データ・ファイルを変更することにより、上に重なるパターン層の位置を調整する。
【００３８】
各液滴供給源は、従来のインクジェット技術、及び、音響インク印刷システムで行われているようなパターン形成材料の液滴の噴射を引き起こす音波の使用を含む、多様な技術を用いて実現することができる。
【００３９】
印刷システム１００から所望のパターン結果を得るために、レイアウト・データは適切に処理されなければならず、プリントヘッド１１２は正しく構成されなければならず、プリントヘッド１１２は基板１２０に対して正確に位置合わせされ、較正されなければならない。
【００４０】
典型的な印刷プロセスでは、セルのサイズ／アドレス指定能力は、スポットのサイズと同等であるので、その結果、画像の良好な再現がもたらされる。半導体の製造プロセスの場合、良好なスポット配置精度（〜５ｕｍ）が所望される。これを得るためには、特にプリントヘッドが不均等に離間配置されたエゼクタを有する場合には、高いアドレス指定能力（〜５ｕｍのセル・サイズに対応する４８００ＤＰＩ）で印刷することが必要である。セルのサイズがスポットのサイズよりずっと小さいとき（例えば、セル・サイズが〜５ｕｍでスポット・サイズが〜５０ｕｍ）、図２に示されるように、印刷された材料の大量の蓄積が観察されることになる（図の領域の一部は、印刷された材料の高さが不均一であるため焦点が合っていない）。セルのサイズがスポットのサイズに対応する解像度（ＤＰＩ）で印刷すると、図３に示されるように、最良の結果がもたらされるはずである。高いアドレス指定能力で印刷された画像は、図４に示されるように、３次元的に傾斜した形状の、今にも崩れそうな大量の材料の集積を引き起こす可能性がある。
【００４１】
高いアドレス指定能力で印刷される場合、形状が良好に再現されるように、画像に対して補正が適用されなければならない。光リソグラフィ・プロセスでは、光近接効果補正（ＯＰＣ）が日常的に用いられていることに留意のこと。ＯＰＣは、リソグラフィ・プロセスの非理想的な性質を補償するために、設計者によって描かれた多角形を修正する処理である。ウエハ上で所望される形状が与えられると、臨界的な幾何学的形状の再現を向上させるためにマスクが修正される。マスクのレイアウトに対してＯＰＣ形状を追加することにより、より厳格なデザイン・ルールが可能になり、プロセスの信頼度及び歩留まりを大幅に向上させる。同様の方法で、ジェット印刷を用いるデジタル・リソグラフィもまた、形状を正確に再現するために、材料の合体の補正を必要とする。画像に対する補正として用いることのできる垂直マスク及び水平マスクは、材料の合体に依存し、この材料の合体は、印刷の周波数、表面張力、粘度、気温などのいくつかの物理的パラメータに依存する。
【００４２】
図５は、交互に並んだライン１４２を有する所望のパターン１４０であり、一方、図６は、ラスタ化された画像における１組の交互に並んだライン１４６を形成している印刷スポット１４４の図を示す。従って、図５に示されるような適切な細い間隙を達成するために、スポット１４４の適切な配置が必要である。例えば、１０μｍ幅の交互ライン及び〜４０μｍのスポット半径の場合、印刷された画像において１０μｍの間隙を得るためには、理想的な条件下でさえも、ラスタ化された画像において４０μｍの間隙が必要である。換言すると、所望の間隙ｇに対して、ラスタ化された画像は、２＊ｒ＋ｃ＋ｇの間隙を有するべきであり、ここで、ｒは半径であり、ｃはセルのサイズである。高いアドレス指定能力と組み合わされたスポット・サイズの縮小は、間隔が近接した細かい形状で、より細い間隙を得るための１つの解決策である。
【００４３】
図７は、ベクトル円を示し、図８は、４８００ＤＰＩでラスタ化された同じ円を示す。これと比較すると、図９及び図１０から、デシメーションされた円は滑らかさを失うことに注目される。これは、単純なデシメーションのみが用いられたことに起因する。デシメーションにおいて、新しい値が近隣のサンプルから計算され、最小化された画像においてこれらの値を置き換える。図１１、１２及び１３は、それぞれ、最初はベクトル画像であり、次にラスタ化され、最後に４８００ＤＰＩでデシメーションされた蛇行パターンを示す。この場合も、単純なデシメーションは、不均等な形状寸法及び間隔をもたらし、それは望ましいことではない。図１４は別のデシメーション方法を示し、ここでは塗りつぶし領域に単純なデシメーションが用いられ、輪郭は違う方法でデシメーションされている。これは、均一な線幅をもたらすが、これもまた、望ましくない空隙を導入する。
【００４４】
図１５は、一様な線幅及び良好な塗りつぶしを有する、図１１のラスタ化された画像の同心円状デシメーションを示す。図１６は、図１１のラスタ化された画像の外部領域の同心円状デシメーション、及び内部領域に対するハーフトーンを示す。どちらの場合も画像のスケルトン化が必要であった。簡単に言うと、画像のスケルトン化は、画像の前景領域を減少させて骨格的な残余（ｒｅｍｎａｎｔ)にするための処理である。この残余は、元の領域の範囲及び接続性を大部分保存する一方で、元の前景の画素のほとんどを棄却している。スケルトン化は、通常、２つの方法のうちの１つで実施される。１つのクラスの技術では、それ以上の間引き（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）がもはや可能ではなく中央の線が残されるような方法で、各稜線のエッジから連続的に画素を侵食する、形態学的間引きが提供される。残ったものが骨格を近似する。他のクラスの技術では、画像の距離変換が計算され、骨格は、距離変換における特異点に沿って位置する。どちらの場合も、当業者に既知の方法を用いて、得られたスケルトン化画像を処理して、線が終了又は分岐する点を定めることができる。
【００４５】
１つ又はそれ以上の形状（正方形、線、円など）を有するラスタ画像の同心円状デシメーションは、以下の基本的な操作の実行によって達成されることができる。
（ａ）印刷された材料の物理的特性に基づいてＭ画素ごとにラスタ画像の所望の形状をスケルトン化し（例えばＭ＝（［スポット半径]／［セル・サイズ］））、
（ｂ）スケルトン化された輪郭の１画素を残す。
（ｃ）全画像を終えるまで（ａ）を続ける。
（ｄ）残った形状のＮ番目の画素ごとに保持し、残りを除去する。この場合も、Ｎは概ねＭに等しい。数が小さい方が、通常は、より優れた形状エッジの平滑度を与えることになるが、数が極端に小さい場合は、印刷材料の蓄積が生じ、形状は滑らかにならないことになる。
【００４６】
同心円状デシメーションは、少なくとも２つの方式、すなわち（１）同心円状の輪郭及び同心円状の内部塗りつぶしによる同心円状デシメーション、及び（２）同心円状の外部輪郭及びハーフトーンの内部塗りつぶしによる同心円状デシメーション、によって達成することができる。これらの方式のそれぞれを、以下、より詳細に説明する。
【００４７】
ここで図１７を参照すると、同心円状の輪郭及び同心円状の内部塗りつぶしによる同心円状デシメーションの方法（２００）が示されている。最初に、セルのサイズ（１／［印刷解像度］ｄｐｉ）及びスポット半径が決定される（２０２）。次に、ベクトル画像全体がラスタ化される（２０４）。次に、印刷される、画像の形状が選択される（２０６）。
【００４８】
次に、形状がＭ画素（［スポット半径]／［セル・サイズ］）ごとにスケルトン化される（２０８）。整数Ｍは、平滑度、印刷材料の蓄積の制御、及び／又は形状寸法の正確な複製について、最適化されることができる。スケルトン化された輪郭の１画素は黒く残され、内部領域は白く塗りつぶされる（２１０）。最後の２つのステップが、形状全体が同心円方式でデシメーションされるまで続けられる（２１２）。スケルトン化のプロセスは、画像の異なる形状に対して、及び形状の異なる領域において、変化し得ることに留意されたい。
【００４９】
次に、コンボリューションを用いて、ラスタ化された画像が水平成分（４５度を下回る形状）及び垂直成分（４５度を上回る形状）に分離される(２１４)。コンボリューションは、以下の操作を含む。
（ａ）適切な（すなわち、水平又は垂直）コンボリューション・マスクを画像に重ね合わせる。
（ｂ）一致した項を掛け合わせる。
（ｃ）全ての結果を合計する。
（ｄ）次の画素に移動し、ラスタ化された画像全体にわたって続ける。
【００５０】
（ａ）−（ｃ）を実施するために用いられるコンボリューション方程式は以下によって与えられ、
2008159051.tif 000010
ここで、Ｍ（ｘ，ｙ）は適切なコンボリューション・マスクであり、Ｉ（ｒ、ｃ）は画像である。
【００５１】
水平成分のコンボリューション・マスク１５０の例が図１８に示され、一方、垂直成分のコンボリューション・マスク１５２の例が図１９に示される。これらのマスクは、異なるピッチ及び異なる角度とすることもできる。
【００５２】
アクティブな画素のピッチを減少させるために、垂直マスク・フィルタ１５４（図２０参照）が、垂直成分に適用される(２１６)。この例で示されるように、４番目の画素ごとに塗りつぶされる。アクティブな画素のピッチを減少させるために、水平マスク・フィルタ１５６（図２１参照）が、水平成分に適用される(２１８)。この例でも同様に、４番目の画素ごとに塗りつぶされる。マスキング・フィルタの適用は、平滑度、印刷材料の蓄積の制御、及び／又は形状寸法の正確な複製について最適化されることができる。さらに、マスキング・フィルタは、画像の異なる形状に対して、及び形状の異なる領域において、変化し得ることに留意されたい。
【００５３】
次に、水平成分と垂直成分とが加算され、デシメーションされた輪郭を得る(２２０)。最後に、水平成分と垂直成分との間の共通部分（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ）に位置する、間隔が近接した画素のいくつかが除去される（２２２）。
【００５４】
ここで図２２を参照すると、同心円状の輪郭及びハーフトーンの内部塗りつぶしによる同心円状デシメーションの方法（３００）が示されている。この場合も、最初に、セル・サイズ（１／［印刷解像度］ｄｐｉ）及びスポット半径が決定されなければならない（３０２）。次に、デザイン・レイヤがラスタ化される（３０４）。次に、印刷される画像の形状が選択される（３０６）。
【００５５】
次に、形状がＭ画素（［スポット半径]／［セル・サイズ］）ごとにスケルトン化される（３０８）。この場合も、整数Ｍは、平滑度、印刷材料の蓄積の制御、及び／又は形状寸法の正確な複製について、最適化されることができる。スケルトン化された輪郭の１画素は黒く残され、内部領域は白く塗りつぶされる（３１０）。最後の２つのステップが、外部輪郭が完了するまで続けられる。スケルトン化のプロセスは、画像の異なる形状に対して、及び形状の異なる領域において、変化し得ることに留意されたい。次に、内部塗りつぶし領域が分離され（３１２）、ハーフトーン・パターン１５８（図２３参照）で塗りつぶされて、デシメーションされた塗りつぶしを得る（３１４）。ハーフトーン・パターンは、異なるピッチ及び異なる角度にすることができる。それぞれがＭ画素ごとに分離された１つまたはそれ以上の同心円状の外部輪郭が存在してもよい。良好な被覆を確保するために、内部塗りつぶし領域は同心円状外部輪郭と重複してもよい。
【００５６】
次に、上述されたように、スケルトン化された輪郭が、水平成分（４５度を下回る形状）及び垂直成分（４５度を上回る形状）に分離される(３１６)。アクティブな画素のピッチを減少させるために、垂直マスク・フィルタが、垂直部分に適用される(３１８)。アクティブな画素ピッチを減少させるために、水平マスク・フィルタが、水平部分に適用される(３２０)。マスクの適用は、平滑度、印刷材料の蓄積の制御、及び／又は形状寸法の正確な複製について最適化されることができる。さらに、マスキング・フィルタは、画像の異なる形状に対して、及び形状の異なる領域において、変化し得ることに留意されたい。
【００５７】
次に、水平成分と垂直成分とが加算され、デシメーションされた輪郭を得る (３２２)。デシメーションされた輪郭とデシメーションされた塗りつぶし領域とが加算される(３２４)。最後に、最も近い近隣画素及びその次に近い画素が除去される（３２６）。
【００５８】
これまで述べられた方法は、ラスタ画像処理技術である。ベクトル及びラスタ画像処理方法のいくつかの混成の組み合わせを用いて、同心円状デシメーションを創り出すことができる。処理のための速度及びメモリ要件を最適化することが有用な場合がある。例えば、この方法の１つは、境界ベクトルをラスタ化及びデシメーションすることである。次に、ベクトルで境界を定められた領域を収縮させることができ、新しいベクトルに対してラスタ化及びデシメーションが適用される。収縮された領域がこれ以上ラスタ化するには小さくなりすぎるまでこのプロセスを続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ＩＣ印刷に適した印刷システムの斜視図である。
【図２】高いアドレス指定能力で塗りつぶされ、印刷材料の大量の蓄積を示す、印刷領域を示す。
【図３】６００ＤＰＩで塗りつぶされ、良好な被覆を示す、印刷領域を示す図である。
【図４】適切なデシメーションをせずに高いアドレス指定能力で印刷された画像を示す。
【図５】細い間隙を有する所望のパターンを示すブロック図である。
【図６】図５に示されるような適切な細い間隙を達成するために必要な大きな液滴のスポット配置を示すブロック図である。
【図７】印刷されるベクトル画像を示す。
【図８】図７のベクトル画像の典型的な４８００ｄｐｉラスタ化を示す。
【図９】図８のラスタ化された画像の単純なデシメーションを示す。
【図１０】４８００ＤＰＩで単純なデシメーションを用いた図７において、印刷された画像を示す。
【図１１】印刷されるベクトル画像を示す。
【図１２】図１１のベクトル画像の典型的な４８００ｄｐｉラスタ化を示す。
【図１３】図１２のラスタ化された画像の単純なデシメーションを示す図であり、不均等な形状寸法を示している。
【図１４】図１２のラスタ化された画像の不正確なデシメーションを示す図であり、空隙を創り出す可能性のある不均等な塗りつぶしを示している。
【図１５】図１１のラスタ化された画像の同心円状のデシメーションを示す図であり、均等な形状寸法及び良好な塗りつぶしを示している。
【図１６】図１５のラスタ化された画像の外部領域の同心円状のデシメーション及び内部領域のハーフトーンを示す。
【図１７】同心円状の輪郭及び同心円状の内部塗りつぶしによる同心円状デシメーションの方法のフローチャートを示す。
【図１８】水平成分のコンボリューション・マスクを示す。
【図１９】垂直成分のコンボリューション・マスクを示す。
【図２０】垂直マスク・フィルタを示す。
【図２１】水平マスク・フィルタを示す。
【図２２】同心円状の輪郭及びハーフトーンの内部塗りつぶしにおける同心円状デシメーションの方法のフローチャートを示す。
【図２３】内部塗りつぶしハーフトーン・フィルタの一例を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１００：印刷システム
１０４：熱源
１０８：リザーバ
１０９：圧盤
１１２：液滴供給源
１１３：マーク
１１６：液滴
１２０：基板
１２１：空間
１２２：電界
１２３：温度制御回路
１２４：制御回路
１２８：駆動回路
１３０：カメラ
１４０：パターン
１４２、１４６：ライン
１４４：スポット
１５０、１５２：コンボリューション・マスク
１５４、１５６：マスク・フィルタ
１５８：ハーフトーン・パターン
【図１】
2008159051.tif 000011
【図２】
2008159051.tif 000012
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008159051.tif 000023
【図１４】
2008159051.tif 000024
【図１５】
2008159051.tif 000025
【図１６】
2008159051.tif 000026
【図１７】
2008159051.tif 000027
【図１８】
2008159051.tif 000028
【図１９】
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【図２０】
2008159051.tif 000030
【図２１】
2008159051.tif 000031
【図２２】
2008159051.tif 000032
【図２３】
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