DE3786866T2 - Lithographisches Gerät. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lithographiegerät, geeignet zum Zeichnen bei hoher Geschwindigkeit eines besonders geformten Musters, einschließlich eines Polygons, das willkürliche Winkel hat, eines abgerundeten Musters, wie z. B. ein Kreis oder eine Ellipse, oder einer willkürlichen Kurve.
• In den letzten Jahren haben die Fachgebiete optischer Vorrichtungen, wie z. B. Fresnel-Zonenplatten und Magnetblasenvorrichtungen, eine anwachsende Forderung nach Zeichnen eines besonders geformten Musters verursacht, das ein Polygon, das willkürliche Winkel hat, ein abgerundetes Muster, wie z. B. ein Kreis oder eine Ellipse, oder eine willkürliche Kurve umfaßt. Zum Zeichnen derartiger Muster war es nach dem Stand der Technik notwendig, die zu zeichnenden Muster in eine Kombination von grundlegenden Mustern wie z. B. Punkten, Segmenten oder Linien und Rechtecken durch einen Computer zu zerlegen und die sich ergebende Kombination zu einem Lithographiegerät als Zeichendaten einzuspeisen. Oder es war notwendig, besonders geformte Blenden vorzubereiten, die den zu zeichnenden Mustern entsprechen, wie in JP-A-59- 169 131 beschrieben.
• Bei dem Schema, bei dem besonders geformte Muster in eine Kombination grundlegender Muster durch einen Computer zerlegt werden und zu dem Lithographiegerät als Musterzeichendaten übertragen werden, wird jedoch die Anzahl von grundlegenden Mustern extrem groß und es braucht daher eine lange Zeit sie zu übertragen, was in einem Problem resultiert, daß es eine lange Zeit braucht, um Muster zu zeichnen.
• Wenn das Schema angewendet wird, das besonders geformte Blenden benutzt, ist es möglich bei extrem hoher Geschwindigkeit Muster zu zeichnen, die Formen der montierten Blenden haben. Wenn jedoch Muster, die besondere Formen von Blenden haben, die nicht montiert sind, gezeichnet werden sollen, müssen die Blenden ersetzt werden. Es ist daher tatsächlich unvorteilhaft schwierig, Muster zu zeichnen, die viele Arten von besonders geformten Mustern aufweisen.
• Das Dokument nach dem Stand der Technik, IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 27, Nr. 7A, Dezember 1984, Seiten 3726 bis 3727, New York, USA; P.J: Coane et al.: "General-purpose pattern generator for E- beam lithography", offenbart einen Alzweckmustererzeuger für E-Strahlen- Lithographie, worin die Menge der möglichen elementaren Formen sowohl rechtwinklige, durch ein Koordinatensystem definierte, elementare Formen als auch durch ein Polarkoordinatensystem definierte elementare Formen umfaßt. Die rechteckigen elementaren Formen werden durch den Strahl geschrieben, während der Strahl unter der Steuerung eines Mustererzeugers in einem rechtwinkligen Koordinatensystem ist, und die polaren elementaren Formen werden durch denselben Strahl geschrieben, während er statt dessen unter der Steuerung eines Mustergenerators im Polarkoordinatensystem ist.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, besonders geformte Muster bei hoher Geschwindigkeit zu zeichnen, ohne sie in Kombinationen von grundlegenden Mustern zu zerlegen.
• Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, weist das Lithographiegerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einen Rahmenmuster-Speicher zum darin Speichern von umrahmenden Linien eines zu zeichnenden Musters in der Form von Punktbildern, einen Rahmenmuster-Erzeuger zum Schreiben von umrahmenden Linien von zu zeichnenden Mustern in den Rahmenmuster-Speicher in der Form von Punktbildern, wobei der Rahmenmuster-Erzeuger einen Vektorerzeuger und einen Kurvenerzeuger umfaßt, und eine Rasterabtastschaltung zum Zeichnen zum Abtasten mit dem Strahl, während dem Abtasten des Rahmenmuster-Speichers und zum Ausgeben des Strahles nur innerhalb der umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters, auf. Zuerst werden umrahmende Linien des zu zeichnenden Musters in dem Rahmenmuster- Speicher gespeichert, wobei der Rahmenmuster-Erzeuger benutzt wird. Darauf folgend wird der Rahmenmuster-Speicher durch die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen abgetastet und der Strahl wird nur innerhalb der umrahmenden Linien des Musters ausgebreitet, um das gewünschte Muster zu zeichnen.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist das zu zeichnende Muster definiert als das Füllmuster eines geschlossenen Musters, das von geraden Linien oder Kurven umgeben ist. Die Daten des zu zeichnenden Musters sind in der Form von Scheitelkoordinaten gegeben, z. B. im Falle von Polygonen, die willkürliche Winkel haben. Im Falle von Mustern, die besondere Formen haben, sind die Daten des zu zeichnenden Musters in der Form von Koordinaten der Musterart, -größe und -position gegeben. Verglichen mit dem Fall, bei dem das Muster in eine Kombination von grundlegenden Mustern zerlegt wird, ist daher die Menge von Daten bedeutsam reduziert, was in dem Effekt von verbesserter Zeichengeschwindigkeit resultiert. Ungleich dem Schema, bei dem besonders geformte Blenden vorbereitet sind, können die besonders geformten Muster auch durch Zeichendaten definiert werden. Demgemäß müssen keine Blenden ersetzt werden, was in dem Effekt gesteigerter Zeichengeschwindigkeit resultiert. Da umrahmende Linien von besonders geformten Mustern einfach erzeugt werden können durch den Rahmenmuster-Erzeuger, der den Vektorerzeuger und den Kurvenerzeuger aufweist, können verschiedene Muster; die besondere Formen haben, ebenfalls vorteilhaft bei hoher Geschwindigkeit gezeichnet werden.
• Fig. 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Systemkonfiguration in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 2A und 2C zeigen Beispiele vom Zeichen dreieckiger bzw. ringförmiger Muster.
• Fig. 2B und 2D zeigen die Konfiguration von Daten des zu zeichnenden Musters.
• Fig. 3 ist ein Erklärungsdiagramm zum Erklären der Funktion einer Vektorerzeugerschaltung, die in dem Rahmenmuster-Erzeuger 3 enthalten ist.
• Fig. 4A zeigt eine Polygonnäherung eines Kreises, durchgeführt von dem Rahmenmuster-Erzeuger von Fig. 1.
• Fig. 4B zeigt eine Polygonnaherung von Asteroidenkurven.
• Fig. 5 zeigt die Vektorerzeugerschaltung und die Kurvenerzeugerschaltung, die in dem Rahmenmuster-Erzeuger 3 enthalten sind.
• Fig. 6 zeigt eine Rahmenmuster-Speicher Schreib-Steuerschaltung, die in dem Rahmenmuster-Erzeuger 3 von Fig. 1 enthalten ist.
• Fig. 7A und 7B zeigen Beispiele von Ergebnissen einer Schreib-Operation in den Rahmenmuster-Speicher.
• Fig. 8 zeigt die interne Konfiguration einer Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5 veranschaulicht in Fig. 1.
• Fig. 9A bis 9G zeigen die Zeitzählung beim Rasterabtasten zum Zeichnen längs einer Linie des Musters, das in Fig. 7 veranschaulicht wurde, durchgeführt durch die Schaltung von Fig. 8.
• Fig. 10 zeigt die Verbindungsbeziehung der Rahmenmuster-Speicher, des Rahmenmuster-Erzeugers 3 und der Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5 im Falle, daß eine Vielzahl von Rahmenmuster- Speichern angeordnet sind.
• Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen einem zu zeichnenden Muster, dem möglichen Rasterabtast-Bereich, und dem tatsächlichen Rasterabtast-Bereich zum Zeichnen in dem Rahmenmuster-Speicher.
• Fig. 12A zeigt ein Beispiel von Belichtungsgrenzlinien, aufgestellt für ein Dreieck.
• Fig. 12B zeigt die Datenkonfiguration des zu zeichnenden Musters, das in Fig. 12A veranschaulicht ist.
• Fig. 13 zeigt eine Schaltung zum Durchführen der Erfassung des tatsächlichen Rasterabtast-Bereiches zum Zeichnen und Abtasten des tatsächlichen Rasterabtast-Bereiches zum Zeichnen.
• Fig. 14 zeigt eine Schaltung zum Anwenden des Rasterabtastens auf ein Muster, das Belichtungsgrenzen hat.
• Fig. 15A bis 15G zeigen die Zeitzählung beim Rasterabtasten zum Zeichnen längs einer Linie des Musters, veranschaulicht in Fig. 12A, durchgeführt durch die Schaltung von Fig. 14.
• Fig. 16 zeigt ein Beispiel vom Zeichnen wiederholter Muster.
• Fig. 17 zeigt eine Zeichnung zum wiederholten Anwenden des Rasterabtastens zum Zeichnen auf dem gleichen Rahmenmuster-Speicher und zum dadurch Zeichnen von Einheitsmustern in der Matrixform.
• Fig. 18A und 18B zeigen Muster, die als Komponenten eines zusammengesetzten Musters benutzt werden.
• Fig. 18C zeigt ein Beispiel eines zusammengesetzten Musters.
• Fig. 19 zeigt eine Schaltung zum Zeichnen des zusammengesetzten Musters.
• Vor der konkreten Erklärung der Ausführungsbeispiele wird jetzt eine Definition eines zu zeichnenden Musters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und ein Beispiel von Datenkonfiguration zum Zeichnen beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 2A.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein zu zeichnendes Muster definiert als das Füllmuster eines geschlossenen Musters, das von Vektoren oder Kurven umgeben ist, und ein Polygon, das willkürliche Winkel hat, ist definiert durch Bereitstellen der Koordinaten seiner Scheitel, wie schon beschrieben. Als ein Beispiel ist die Definition eines Dreieckes und die Datenkonfiguration eines zu zeichnenden Musters in Fig. 2A gezeigt. Wie in Fig. 2A gezeigt, ist ein Dreieck definiert durch Bereitstellen der Koordinaten (x&sub1;, y&sub1;), (x&sub2;, y&sub2;) und (x&sub3;, y&sub3;) von drei Scheiteln P&sub1;, P&sub2; und P&sub3;. Zu diesem Zeitpunkt weisen die umrahmenden Linien drei Segmente von Linien auf, die drei Scheitel P&sub1;, P&sub2; und P&sub3; verbinden, und das zu zeichnende Muster weist das Füllmuster des Dreieckes auf, einschließlich der umrahmenden Linien, wie durch Schraffierung dargestellt. Fig. 2B zeigt die Datenkonfiguration des zu zeichnenden Musters. In Fig. 2 kennzeichnet OP einen Code zum Darstellen der Musterart (Polygon). N kennzeichnet die Anzahl von Scheiteln (drei im Falle eines Dreiecks), und x&sub1; bis y&sub3; kennzeichnen Scheitelkoordinaten. EXP kennzeichnet eine Belichtungsanweisung, die anweist, die Schreib- Operation der umrahmenden Linien zu beenden, die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen zu aktivieren, und das in den Rahmenmuster-Speicher geschriebene Muster zu zeichnen.
• Als ein Beispiel eines Musters, das Kurven einschließt, zeigen die Fig. 2C und 2D die Definition eines ringförmigen Musters, das von zwei konzentrischen Kreisen umschlossen ist, und die Datenkonfiguration dieses zu zeichnenden Musters. Die beide Kreise sind durch Koordinaten (xc, yc) des Mittelpunktes O und die Radien r&sub1; und r&sub2; definiert. Die beiden Kreise stellen umrahmende Linien des zu zeichnenden Musters dar. Das zu zeichnende Muster ist durch Schraffierung dargestellt und ist ein ringförmiges Muster zwischen zwei Kreisen, einschließlich den umrahmenden Linien. Wie in Fig. 2D gezeigt, umfassen die Daten des zu zeichnenden Musters Daten zum Definieren zweier Kreise, die gemeinsam die Koordinaten (xc, yc) des Mittelpunktes haben, und die jeweils die Radien r&sub1; und r&sub2; haben und einen Code EXP zum Anweisen der Beendigung der Schreib-Operation der umrahmenden Linien und des Zeichenbeginns.
• Fig. 1 zeigt schematisch die Konfiguration eines Gerätes eines Ausführungsbeispieles gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 bedeutet das Bezugszeichen 1 einen Steuercomputer zum Bereitstellen der Daten des zu zeichnenden Musters zu dem Lithographiegerät und zum Steuern des gesamten Gerätes. Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Zeichendaten- Speicher zum zeitweisen Speichern von Daten des zu zeichnenden Musters darin. Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Rahmenmuster-Erzeuger zum Schreiben von umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters in einen Rahmenmuster-Speicher 4 in der Form von Punktbildern. Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Rahmenmuster-Speicher zum darin Speichern der umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters in der Form von Punktbildern. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Rasterabtastschaltung zum Zeichnen, die mit einem Strahl abtastet, während sie den Rahmenmuster- Speicher 4 abtastet, wobei sie darin die umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters speichert, und die das Strahlabtasten so steuert, um den Strahl nur innerhalb der umrahmenden Linien auszusenden, und der dadurch das Muster zeichnet. Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Multiplexer zum Umschalten der Adresse, die dem Rahmenmuster-Speicher 4 bereitgestellt ist, abhängig davon, ob die Operation die Schreib-Operation für die umrahmende Linie oder das Rasterabtasten zum Zeichnen ist.
• Bezugszeichen 8 und 9 bezeichnen D/A-Wandler zum Umwandeln von Strahlablenkwerten, die durch die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen als digitale Werte erzeugt wurden, in analoge Werte und zum Bereitstellen der resultierenden analogen Werte zu einem Ablenker. Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Folgesteuerungseinrichtung zum Steuern der Schreib- Operation von umrahmenden Linien und der Folge des Rasterabtastens zum Zeichnen. Die Bezugszeichen 10, 11 und 12 bezeichnen jeweils eine Strahlquelle, eine Austastplatte zum An- oder Abstellen des Strahles, und einen Strahlablenker zum Durchführen des Strahlabtastens.
• Das Musterzeichnen, das in dem Gerät, das in Fig. 1 gezeigt ist, durchgeführt wird, wird jetzt beschrieben werden. Zuerst werden Daten des zu zeichnenden Musters, wie in Fig. 2B und 2D gezeigt, in dem Zeichnungsdaten-Speicher 2 gespeichert durch den Steuerrechner 1. Danach wird die Zeichenfolge-Steuerschaltung 6 gestartet. Die Zeichenfolge-Steuerschaltung 6 gibt ein Auswahlsteuersignal 206 zu dem Multiplexer 7 aus, und wählt eine x-Adresse 200 und eine y-Adresse 201 des Rahmenmuster-Speichers 4 aus, die durch den Rahmenmuster-Erzeuger 3 erzeugt wurden, um sie als x-Adresse 204 und y-Adresse 205 des Rahmenmuster-Speichers zu benutzen. Danach liest die Zeichenfolge-Steuerschaltung 6 Daten des zu zeichnenden Musters von dem Zeichnungsdaten-Speicher 2 aus, und schreibt umrahmende Linien des zu zeichnenden Musters in den Rahmenmuster-Speicher 4 in der Form von einem Punktbild durch Benutzen des Rahmenmuster- Erzeugers 3. Die Schreib-Operation der umrahmenden Linien wird beendet durch Auslesen des EXP-(Belichtungsanweisung)-Codes von dem Zeichnungsdaten-Speicher 2. Darauf folgend steuert die Folgesteuerungsschaltung 6 das Auswahlsteuersignal 206 des Multiplexers 7 so, daß eine x-Adresse 202 und eine y-Adresse 203 ausgegeben durch die Rasterabtastschaltungen 5 zum Zeichnen als die x-Adresse bzw. die y-Adresse des Rahmenmuster-Speichers 4 ausgewählt werden können. Die Folgesteuerschaltung startet dann die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5. Die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5 erzeugt die x-Adresse 202 und die y-Adresse 203 zum Abtasten des Rahmenmuster-Speichers 4. Um mit dem Strahl abzutasten, der dem Abtasten des Rahmenmuster-Speichers 4 entspricht, erzeugt die Rasterabtastschaltung 5 eine x-Adresse 207 zur Strahlablenkung und eine y-Ablenkadresse 208. Diese Adressen werden in analoge Werte 209 und 210 durch die D/A-Wandler 8 und 9 umgewandelt und dem Ablenker 12 zugeführt, um den Strahl abzutasten. Weiter untersucht die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5 die Daten, die durch Abtasten des Rahmenmuster-Speichers 4 ausgelesen wurden, und steuert ein Strahlaustastsignal 211, um den Strahl nur zu der Innenseite der umrahmenden Linien auszugeben. Das gewünschte Muster wird demgemäß durch Ausfüllen der Innenseite der umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters gezeichnet.
• Der Rahmenmuster-Erzeuger 3 und die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5, die den Hauptteil der vorliegenden Erfindung bilden, werden jetzt in weiterem Detail beschrieben werden.
• Da der Rahmenmuster-Erzeuger 3 durch Vektor- und Kurvenerzeuger und eine Rahmenmuster-Erzeuger-Steuerungsschaltung aufgebaut ist, werden die Vektor- und Kurvenerzeuger jetzt zuerst beschrieben werden. Als ein Beispiel eines Vektorerzeugers ist eine Schaltung, die auf dem Bresenham-Algorithmus basiert, in JP-A-58-205276 offenbart. Die Funktion dieser Schaltung wird jetzt einfach beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 3. Eingaben zu dem Vektorerzeuger sind die Koordinaten (xs, ys) bzw. (xe, ye) jeweils des Startpunktes Ps und des Endpunktes Pe eines Liniensegmentes. Wenn der Vektorerzeuger mit den Koordinaten des Startpunktes und des Endpunktes beliefert und gestartet ist, werden die Koordinaten des Startpunktes zuerst ausgegeben. Darauf folgend wird die gerade Linie, die den Startpunkt mit dem Endpunkt verbindet, interpoliert durch Schnittpunkte mit Gitterlinien, die Intervalle Δx und Δy haben, die am nächsten der geraden Linie angeordnet sind. Punktadressen werden demgemäß eine nach der anderen erzeugt. Schließlich wird die Adresse des Endpunktes erzeugt. Die Erzeugung der geraden Linie ist demgemäß beendet. In Fig. 3 bezeichnen Ps und Pe den Startpunkt und den Endpunkt. P&sub1; und P&sub2; bezeichnen interpolierte Punkte.
• Die Erzeugung von Kurven wird jetzt beschrieben werden. Kurven können durch ein Polygon angenähert werden. Demgemäß ist es möglich, Kurven mit Polygonnäherung unter Benutzung eines Polygonerzeugers und eines Vektorerzeugers zu erzeugen. Als ein Beispiel einer Polygonnäherung für eine Kurve wird jetzt die Polygonnäherung eines Kreises beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 4A. Angenommen, daß die Koordinaten des Mittelpunktes O (xc, yc) sind, kann der Kreis, der den Radius r hat, dargestellt werden als
• x = r cos R + xc (1)
• y = r sin R + yc (2)
• wobei R einen Parameter bezeichnet. Wie in Fig. 4A gezeigt, wird daher die Polygonnäherung des Kreises möglich durch Betrachten eines Punktes P&sub0;, der auf dem Umfang bei R = 0 (x&sub0; = r + xc, y&sub0; = yc) als der Startpunkt angeordnet ist, und durch sukzessives Verbinden der Punkte P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; . . ., die auf dem Umfang jeweils bei R vergrößert um ΔR angeordnet sind. Es ist möglich, einen ausreichend glatten Kreis zu erhalten durch Kleinmachen von ΔR. Die oben beschriebene Polygonnäherung eines Kreises kann implementiert werden durch Benutzung einer Schaltung, gezeigt in Fig. 5. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 13 ein Register zum Halten des Wertes von R, das Bezugszeichen 14 ein Register zum Halten eines Inkrementes ΔR von R, und Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Addierer zum Addieren von ΔR zu R, um einen neuen Wert von R zu produzieren. Die Bezugszeichen 16 und 17 bezeichnen Koeffizientenspeicher, die darauf Zugriff haben, gewöhnlich durch R, um cos R bzw. sin R zu erhalten. Bezugszeichen 29 bezeichnet ein Register zum Halten des Radius r des Kreises. Die Bezugszeichen 18 und 19 bezeichnen Multiplizierer zum Multiplizieren der Koeffizienten cos R bzw. sin R, die von den Koeffizientenspeichern 18 und 19 ausgegeben werden, mit dem Radius r des Kreises und dadurch Produzieren von Werten der Terme r cosR und r sinR in den Ausdrücken (1) bzw. (2). Die Bezugszeichen 20 und 21 bezeichnen Register zum Halten von Werten der Koordinaten x&sub0; bzw. y&sub0; des Mittelpunktes des Kreises. Die Bezugszeichen 22 und 23 bezeichnen Addierer zum Addieren von r cosR, ausgegeben von dem Multiplizierer 18, bzw. r sinR, ausgegeben von dem Multiplizierer 19, zu den Ausgaben xc und yc der Register 20 und 21 und zum dadurch Produzieren der Koordinaten (x, y) des Punktes, der auf dem Umfang bei dem Winkel R in Übereinstimmung mit den Ausdrücken (1) und (2) angeordnet ist. Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Vektorerzeuger. Bezugszeichen 26 bezeichnet einen Zwischenspeicher zum zeitweisen Halten der Koordinaten des Startpunktes, die dem Vektorerzeuger 27 zugeführt werden sollen. Bezugszeichen 24 und 25 bezeichnen Multiplexer zum Auswählen von Quellen der Koordinaten des Startpunktes und der Koordinaten des Endpunktes, die zu dem Vektorerzeuger 27 zugeführt werden sollen. Das Bezugszeichen 221 bezeichnet ein Signal, das so durch die Folgesteuerschaltung gesteuert wird, um die Auswahl in den Multiplexern 24 und 25 festzusetzen. Während der Polygonnäherungs-Operation einer Kurve werden die Ausgaben der Addierer 22 und 23 durch das Signal 221 ausgewählt. Während der Erzeugung von umrahmenden Linien eines Polygons werden die x-Koordinate 222 und die y-Koordinate 223 eines Scheitels durch das Signal 221 ausgewählt. Die Ausgaben der Multiplexer 24 und 25 werden zu dem Vektorerzeuger 27 zugeführt als Koordinaten des Startpunktes oder des Endpunktes. Das Bezugszeichen 28 bezeichnet ein Register zum Halten des Musterart-Codes und zum Zuführen seiner Ausgabe zu den oberen Adressen der Koeffizientenspeicher 16 und 17, um Koeffizienten auszuwählen, die der Art eines Musters entsprechen, um Polygon-angenähert zu werden.
• Die Polygonnäherung eines Kreises, durchgeführt in dem Gerät von Fig. 5, wird jetzt beschrieben werden. Es wird jetzt angenommen, daß zuerst O, ΔR, xc, yc, der Musterart-Code (Kreis) und r schon in den Registern 13, 14, 20, 21, 28 und 29 festgelegt sind, und daß die Ausgaben der Addierer 22 und 23 in den Multiplexern 24 und 25 ausgewählt sind. Da unter diesem Zustand die Ausgabe R des Registers 13 O ist, geben die Koeffizientenspeicher 16 und 17 "1" bzw. "0" aus. Demgemäß gibt der Addierer 22 r + xc aus, und der Addierer 23 gibt yc aus. Als ein Ergebnis werden die Koordinaten von P&sub0;, gezeigt in Fig. 4A, erhalten als die Ausgaben der Multiplexer 24 und 25. Nachfolgend wird ein Taktimpuls 220 erzeugt, um die Koordinaten von P&sub0; in dem Zwischenspeicher 26 zwischenzuspeichern, und um ΔR zu den Inhalten des Registers 13 zu addieren. Die Inhalte des Registers 13 werden demgemäß durch ΔR ersetzt. Unter diesem Zustand senden die Addierer 22 und 23 die Koordinaten von P&sub1; aus, dargestellt als
• x&sub1; = r cos R + xc
• y&sub1; = r sin R + yc
• wobei R gleich ΔR ist. Die x-Koordinate x&sub0; und die y-Koordinate y&sub0; des Punktes P&sub0; werden jeweils den Eingängen 226 und 227 des Vektorerzeugers 27 als die Koordinaten des Startpunktes zugeführt. Unterdessen werden die x-Koordinate x&sub1; und die y-Koordinate y&sub1; des Punktes P&sub1; zu den Eingängen 224 bzw. 225 des Vektorerzeugers als die Koordinaten des Endpunktes zugeführt. Durch Starten des Vektorerzeugers 27 kann daher ein Segment einer Linie, die P&sub1; mit P&sub2; verbindet, erzeugt werden. Nach Erscheinen des nächsten Taktimpulses 220 sendet der Zwischenspeicher 26 die Koordinaten (x&sub1;, y&sub1;) von P&sub1; aus. Andererseits werden die Inhalte des Registers 13 aktualisiert, um 2ΔR zu sein, als ein Ergebnis der Addition von ΔR in dem Addierer 15. Demgemäß werden die Koordinaten (x&sub2;, y&sub2;) von P&sub2; zu den Leitungen 224 und 225 zugeführt. Der Startpunkt und der Endpunkt des Vektorerzeugers 27 werden demgemäß P&sub1; bzw. P&sub2;. Durch Starten des Vektorerzeugers kann daher ein Segment einer Linie, die P&sub1; mit P&sub2; verbindet, erzeugt werden. Durch Wiederholen dieser Prozedur kann der Kreis erzeugt werden als ein Resultat einer Polygonnäherung, wie in Fig. 4A gezeigt. Die Einrichtung zum Erzeugen einer Kurve mit Polygonnäherung durch Benutzen des Polygonerzeugers und des Vektorerzeugers wurde im vorhergehenden beschrieben, wobei ein Kreis als ein Beispiel genommen wurde. Angenommen, daß R ein Parameter ist, können jedoch viele Kurven dargestellt werden in der Form von
• x = r Cx(R) + xc
• y = r Cy(R) + yc
• Durch Speichern der Koeffizienten Cx(R) und Cy(R), die jeweiligen Kurven entsprechen, in den Koeffizientenspeichern 16 und 17 von Fig. 5 können daher verschiedene Kurven mit Polygonnäherung erzeugt werden. Wenn Cx(R) = cos³(R) und Cy(R) = sin³(R) beispielsweise gespeichert werden, kann die Polygonnäherung von Asteroidenkurven durchgeführt werden, wie in Fig. 4B gezeigt. Wenn Cx(R) und Cy(R) so definiert sind, um zu einer willkürlichen Kurve zu passen, und in den Koeffizientenspeichern gespeichert sind, kann diese willkürliche Kurve erzeugt werden als ein Ergebnis von Polygonnäherung.
• Die Schreib-Operation von umrahmenden Linien in den Rahmenmuster- Speicher wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf die Fig. 6, 7A und 7B. Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt der Rahmenmuster-Speicher eine erste Ebene 4-1 und eine zweite Ebene 4-2. Die umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters werden in der ersten Ebene 4-1 so wie sie sind gespeichert. Steuerinformation zum Aussenden des Strahles nur zu der Innenseite der umrahmenden Linien wird in die zweite Ebene 4-2 geschrieben. Die Fig. 7A und 7B zeigen Ergebnisse, die erhalten wurden durch Schreiben der umrahmenden Linien eines Dreiecks, das die Scheitel P&sub1;, P&sub2; und P&sub3; hat, in die erste Ebene 4-1 und die zweite Ebene 4-2 des Rahmenmuster-Speichers. Die Schreib-Operation der umrahmenden Linien wird jetzt im Detail beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 6.
• Es wird jetzt angenommen, daß sowohl die erste Ebene 4-1 als auch die zweite Ebene 4-2 des Rahmenmuster-Speichers zu Beginn gelöscht werden, um "0" zu sein. Die Schreib-Operation für die erste Ebene 4-1 wird erreicht durch immer "1" Schreiben in Übereinstimmung mit der x- Koordinate 200 und der y-Koordinate 201, die von dem Vektorerzeuger 27 erzeugt wurde. Auf der anderen Seite wird die Schreib-Operation für die zweite Ebene 4-2 in Übereinstimmung mit den unten beschriebenen Regeln durchgeführt.
• (1) Wenn die Adresse eines Punktes, der dem zu schreibenden Punkt folgt, erhalten ist durch Aktualisieren von y, und das Aktualisieren die gleiche Richtung wie das vorhergehende Aktualisieren von y hat, d. h. beide Aktualisierungen sind als entweder +Δy oder -Δy dargestellt (wobei Δy ein Inkrement ist), werden die Inhalte der zweiten Ebene 4-2 des Rahmenmuster-Speichers, bezeichnet durch die oben beschriebene Adresse, ausgelesen. Die demgemäß ausgelesenen Inhalte werden invertiert und wieder in die zweite Ebene des Rahmenmuster-Speichers, bezeichnet durch die gleiche Adresse, geschrieben.
• (2) Bei geraden Linien, die eine umrahmende Linie darstellen, wird der Startpunkt jedes einzelnen Segmentes einer Linie in die zweite Ebene geschrieben, vorausgesetzt, daß die Regel (1) erfüllt ist. Der Endpunkt jedoch wird nicht in die zweite Ebene geschrieben.
• (3) Jedoch wird der erste Punkt, der zuerst von der umrahmenden Linie geschrieben werden soll (der Startpunkt des ersten Segmentes der Linie), nicht in die zweite Ebene geschrieben. Der letzte Punkt jedoch, der zuletzt geschrieben werden soll (der Endpunkt des letzten Segmentes der Linie) wird in die zweite Ebene nur geschrieben, wenn die Richtung des ersten Aktualisierens der y-Adresse mit der Richtung des vorhergehenden Aktualisierens der y-Adresse übereinstimmt.
• Alle Punkte werden in die zweite Ebene 4-2 in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Regel (1) geschrieben. Die Regeln (2) und (3) sind Hilfsregeln zum Implementieren eines Rahmenmuster-Erzeugers gemäß Regel (1). Wenn der Startpunkt eines Liniensegmentes, der mit dem Endpunkt des unmittelbar vorhergehenden Liniensegmentes übereinstimmt, geschrieben werden soll, ist es möglich zu bestimmen, ob der Startpunkt geschrieben werden kann oder nicht. Daher ist es möglich zu speichern, ob die vorhergehende Aktualisierung der y-Adresse vorliegt oder nicht und die Richtung des Aktualisierens (Unterscheidung zwischen +Δy und -Δy), und es ist ebenfalls möglich, von dem Vektorerzeuger die betreffende Information zu erhalten, ob die Aktualisierung der y-Adresse beim Erzeugen eines Punktes, der unmittelbar dem Startpunkt folgt, vorliegt oder nicht und seine Richtung. Beim Schreiben des Endpunktes eines Liniensegmentes jedoch ist es nicht möglich zu beurteilen, ob der Endpunkt geschrieben werden kann oder nicht. Daher ist es nicht möglich zu erhalten, ob Aktualisieren der y-Adresse beim Erzeugen eines Punktes, der unmittelbar dem Endpunkt nachfolgt, vorliegt oder nicht, und die Richtung, bevor der Vektorerzeuger 27 die Operation zum Erzeugen des nächsten Liniensegmentes startet. Deshalb wurde die Regel (2) aufgestellt. Beim Schreiben des ersten Punktes, der zuerst geschrieben werden soll, der umrahmenden Linie (der der Startpunkt des ersten Liniensegmentes ist, und der mit dem Endpunkt des letzten Liniensegmentes übereinstimmt), ist es nicht möglich, die betreffende Information zu erhalten, ob die unmittelbar vorhergehende Aktualisierung der y-Adresse vorliegt oder nicht, und ihre Richtung. Daher wird der erste Punkt in die zweite Ebene als der Endpunkt des letzten Liniensegmentes geschrieben anstelle des Startpunktes des ersten Liniensegmentes. Zu diesem Zeitpunkt liegt die betreffende Information vor, ob Aktualisieren der y-Adresse beim Erzeugen des nächsten Punktes, vorliegt oder nicht und die Richtung kann beibehalten werden, wenn das erste Segment erzeugt ist. Demgemäß wurde die Regel (3) aufgestellt.
• Die Funktion des Schreibens von umrahmenden Linien in den Rahmenmuster-Speicher in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Regeln (1), (2) und (3) wird durch eine Schaltung, gezeigt in Fig. 6, erreicht. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 27 einen Vektorerzeuger. Die Bezugszeichen 200 und 201 bezeichnen die x-Adresse und die y-Adresse des Rahmenmuster-Speichers, wohin ein Punkt geschrieben werden soll.
• Das Bezugszeichen 231 bezeichnet ein Signal, das anzeigt, ob die Aktualisierung der y-Adresse beim Erzeugen der Adresse einer Stelle, wohin der nächste zu schreibende Punkt geschrieben wird, vorliegt oder nicht. Das Signal 231 nimmt "1" an, wenn die Aktualisierung vorliegt, und nimmt "0" an, wenn die Aktualisierung nicht vorliegt. Das Bezugszeichen 230 bezeichnet ein Signal, das die Richtung der Aktualisierung der y- Adresse anzeigt. Das Signal 230 nimmt "0" an, wenn die Adresse aktualisiert ist, um y + Δy zu sein, und nimmt "1" an, wenn die Adresse aktualisiert ist, um y - Δy zu sein. Das Bezugszeichen 233 bezeichnet einen Schreib-Impuls zum Schreiben eines Punktes in den Rahmenmuster- Speicher in Übereinstimmung mit der Adresse, die durch 200 und 201 angezeigt ist. Das Bezugszeichen 232 bezeichnet ein Signal, das "1" nur annimmt, wenn der zu schreibende Punkt der Endpunkt eines Liniensegmentes ist. Bezugszeichen 34 bezeichnet ein Flip-Flop zum Unterscheiden eines Punktes, der zuerst von der umrahmenden Linie geschrieben werden soll. Ein Signal, das immer "1" annimmt, ist mit dem Dateneingang des Flip-Flops 34 verbunden. Ein Signal, das durch Invertieren der Polarität des Schreib-Impulses in das Rahmenmuster erhalten wird, ist mit dem Takteingang des Flip-Flops 34 verbunden. Das Flip-Flop 34 wird auf "0" zurückgesetzt, bevor die umrahmende Linie geschrieben ist, und wird auf "1" gesetzt bei der führenden Flanke des ersten Schreib- Impulses für den Rahmenmuster-Speicher, der durch den Vektorerzeuger 27 erzeugt ist. Als ein Ergebnis wird die Ausgabe des Flip-Flops 34 bei "0" gehalten während der Schreib-Operation des ersten Punktes der umrahmenden Linie. Bezugszeichen 30 bezeichnet ein Flip-Flop zum Halten der Richtung der ersten y-Aktualisierung. Das Signal 230, das die Richtung der y-Adreßaktualisierung anzeigt, die durch den Vektorerzeuger 27 erzeugt ist, ist mit dem Dateneingang des Flip-Flops 30 verbunden. Der Ausgang eines NAND-Gatters 37 wird mit dem Takteingang des Flip-Flops 30 verbunden. Bis die erste Aktualisierung der y-Adresse durchgeführt ist, wird ein Signal, das durch Invertieren der Polarität des Rahmenmuster-Speicher-Schreib-Impulses erhalten ist, angelegt zu dem Takteingang des Flip-Flops 30. Nach dem ersten Aktualisieren der y-Adresse wird jedoch das Anlegen eines Taktes durch das NAND-Gatter 37 gesperrt. Demgemäß wird die Richtung der ersten y- Adreßaktualisierung aufrechterhalten. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet ein Flip-Flop zum Beurteilen, ob die y-Adresse aktualisiert wurde oder nicht nach dem Start der Schreib-Operation des Rahmenmusters. Ein Signal 242, das immer "1" annimmt, ist mit dem Dateneingang des Flip- Flops 33 verbunden. Die Ausgabe 234 eines NAND-Gatters 36 ist mit dem Takteingang des Flip-Flops 33 verbunden. Das NAND-Gatter 36 wird mit dem Signal 231, das durch den Vektorerzeuger erzeugt wurde, um anzuzeigen, ob die Aktualisierung der y-Adresse vorliegt oder nicht, und dem Rahmenmuster-Speicher-Schreib-Impuls 233 beliefert. Nur wenn die Aktualisierung der y-Adresse vorliegt, wird ein Signal, das durch Invertieren der Polarität des Rahmenmuster-Speicher-Schreib-Impulses erhalten wurde, als die Ausgabe des NAND-Gatters 36 ausgesandt. Das Flip-Flop 33 nimmt den Rücksetz-Zustand "0" unter der Anfangsbedingung an und wird auf "1" gesetzt nach dem ersten y-Adreßaktualisieren. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet ein Flip-Flop zum Halten der Richtung der unmittelbar vorhergehenden Aktualisierung der y-Adresse. Das Signal 230, das von dem Vektorerzeuger erzeugt wurde, um die Richtung der y-Adreßaktualisierung anzuzeigen, ist mit dem Dateneingang des Flip- Flops 32 verbunden. Der Takteingang des Flip-Flops 32 ist gemeinsam mit dem Flip-Flop 33. Die Inhalte des Flip-Flops 32 werden aktualisiert, immer wenn die y-Adresse aktualisiert ist. Zu jedem Zeitpunkt wird die Richtung der unmittelbar vorhergehenden y-Adreßaktualisierung aufrechterhalten. Das Bezugszeichen 38 bezeichnet ein EOR-Gatter. Das Signal 230, das von dem Vektorerzeuger 27 erzeugt wurde, um die Richtung der y-Adreßaktualisierung anzuzeigen und die polaritätsinvertierte Ausgabe des Flip-Flops 32 sind mit den Eingängen des EOR- Gatters 38 verbunden. Die Kontinuität der Richtung der y-Adreßaktualisierung wird geprüft und ausgegeben durch das EOR-Gatter 38. Das heißt, die Ausgabe des EOR-Gatters 38 wird "1", vorausgesetzt, daß die Richtung der vorliegenden y-Adreßaktualisierung mit der Richtung der unmittelbar vorhergehenden y-Adreßaktualisierung übereinstimmt. Die Ausgabe des EOR-Gatters 38 wird "0" im Falle von Nichtübereinstimmung. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet ein EOR-Gatter. Die Ausgabe des Flip-Flops 30 und die polaritätsinvertierte Ausgabe des Flip-Flops 32 sind mit den Eingängen des EOR-Gatters 39 verbunden. Wenn die Richtung der ersten y-Adreßaktualisierung mit der Richtung der unmittelbar vorhergehenden y-Adreßaktualisierung übereinstimmt, gibt das EOR- Gatter 39 "1" aus. Im Falle von Nichtübereinstimmung gibt das EOR- Gatter "0" aus. Das Bezugszeichen 35 bezeichnet einen Zwischenspeicher. Bei der führenden Flanke des Rahmenmuster-Speicher-Schreib- Impulses, der von dem Vektorerzeuger ausgegeben wird, speichert der Zwischenspeicher 35 zeitweise Daten 240, die von der zweiten Ebene 4-2 des Rahmenmuster-Speichers ausgelesen wurden, zwischen. Die polaritätsinvertierte Ausgabe des Zwischenspeichers 35 ist mit einem Eingang eines AND-Gatters 44 verbunden. Das Bezugszeichen 206 bezeichnet ein Signal, das von der Zeichenfolge-Steuerschaltung gesteuert wird. Das Signal 206 ist mit dem Dateneingang der ersten Ebene 4-1 des Rahmenmuster-Speichers, einem anderen Eingang des AND-Gatters 44, und dem Auswahlsignaleingang eines Multiplexers 7 verbunden. Das Signal 206 ist ebenfalls mit einem Eingang eines OR-Gatters 42 über ein NOT-Gatter verbunden. Während die umrahmenden Linien in den Rahmenmuster- Speicher geschrieben werden, wird das Signal 206 immer bei "1" gehalten. Durch den Multiplexer 7 werden daher die Adressen 200 und 201, die von dem Vektorerzeuger erzeugt wurden, ausgewählt, um zu dem Rahmenmuster-Speicher als x-Adresse 204 und y-Adresse 205 geliefert zu werden. Die Schreib-Daten der ersten Ebene 4-1 des Rahmenmuster- Speichers sind zu "1" festgelegt. Die Schreib-Daten 238 der zweiten Ebene 4-2 werden durch Invertieren der Polarität der ausgelesenen Daten 240 der zweiten Ebene erhalten. Die x-Adresse 204 wird durch die Zeichenfolge-Steuerschaltung gesteuert und immer bei "1" gehalten, nur während der Schreib-Operation des letzten Liniensegmentes, das die umrahmende Linie bildet.
• In Fig. 6 wird die Schreib-Operation der umrahmenden Linie in den Rahmenmuster-Speicher wie folgt durchgeführt. Die Eingabedaten der ersten Ebene 4-1 des Rahmenmuster-Speichers sind zu "1" festgelegt. Als ein Schreib-Impuls 246 wird der Schreib-Impuls 233, der durch den Vektorerzeuger 27 erzeugt wurde, zugeführt wie er ist. Demgemäß wird die umrahmende Linie des zu zeichnenden Musters in die erste Ebene 4-1 wie sie ist geschrieben. Auf der anderen Seite sind die Eingabedaten der zweiten Ebene 4-2 des Rahmenmuster-Speichers das polaritätsinvertierte Signal mit Bezug auf die ausgelesenen Daten. Durch die Ausgaben der AND-Gatter 40 und 41 ist bestimmt, ob die Eingabedaten in die zweite Ebene geschrieben werden können. Die Ausgaben 235 und 236 der AND-Gatter 40 und 41 sind mit den Eingängen des OR-Gatters 42 verbunden. Die verbleibende Eingabe des OR-Gatters 42 ist das Signal, das durch Invertieren der Polarität von 206 erhalten wird. Während der Schreib-Operation der umrahmenden Linie wird die verbleibende Eingabe des OR-Gatters 42 bei "0" gehalten und daher wird die Ausgabe des OR-Gatters 42 "1". Demgemäß wird die Dateneingabe in die zweite Ebene 4-2 des Rahmenmuster-Speichers nur eingeschrieben, wenn entweder eine der Ausgaben 235 und 236 der AND-Gatter 40 und 41 zu "1" wechselt. Das AND-Gatter 41 beurteilt in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Regel (3), ob der letzte Punkt der umrahmenden Linie in die zweite Ebene geschrieben werden kann oder nicht.
• Das AND-Gatter 40 beurteilt in Übereinstimmung mit den Regeln (1), (2) und (3), ob andere Punkte in die zweite Ebene geschrieben werden können oder nicht. Ein Beispiel des Ergebnisses der Schreib-Operation für den Rahmenmuster-Speicher durch die Schaltung, die in Fig. 6 veranschaulicht ist, ist in den Fig. 7A und 7B gezeigt. Das zu zeichnende Muster ist das in Fig. 2A gezeigte Dreieck. Fig. 7A zeigt das Ergebnis von Schreiben von Punkten in die erste Ebene 4-1 des Rahmenmuster-Speichers. Fig. 7B zeigt das Ergebnis von Schreiben von Punkten in die zweite Ebene 4-2 des Rahmenmuster-Speichers.
• Die Zeichen-Operation, die durch Abtasten des Rahmenmuster-Speichers durchgeführt wird, wird jetzt beschrieben werden. Zuerst wird die Zeichenmethode jetzt beschrieben werden mit Bezug auf die Fig. 7A und 7B. Die umrahmenden Linien des Dreiecks, veranschaulicht in Fig. 2A, werden in den Rahmenmuster-Speicher in Übereinstimmung mit den Regeln (1), (2) und (3), wie in Fig. 7A gezeigt, geschrieben. Das Zeichnen wird durch Abtasten des Rahmenmuster-Speichers mit den darin geschriebenen umrahmenden Linien in der x-Richtung durchgeführt. Das heißt, die Strahlablenkungs-Adresse wird erzeugt, um den Strahl abzutasten entsprechend dem Abtasten des Rahmenmuster-Speichers. Der Strahl wird wechselweise an- und abgeschaltet, wann immer die Daten, die von der zweiten Ebene des Rahmenmuster-Speichers ausgelesen werden, "1" werden. Und der Strahl wird immer auf umrahmenden Linien der ersten Ebene in den "EIN"-Zustand gemacht. Dadurch wird Zeichnen so durchgeführt, um die innere Seite der umrahmenden Linien auszufüllen, einschließlich der umrahmenden Linien. In dem Beispiel der Fig. 7B ist der Strahl angeschaltet beim Auslesen von Pi, und der Strahl wird dann ausgeschaltet beim Auslesen von Pj. Nachdem eine Abtastung beendet wurde, wird die y-Adresse aktualisiert, um die nächste Abtastung durchzuführen. Wenn die gesamte Oberfläche des Rahmenmuster-Speichers abgetastet worden ist, ist das Zeichnen vollständig.
• Das Zeichnen, das die oben beschriebene Methode benutzt, kann durch eine Schaltung erreicht werden, veranschaulicht in Fig. 8. In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 55 einen Abtasttakt-Erzeuger zum Liefern von Abtasttakten 245 zu der vorliegenden Schaltung. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet einen x-Adreßzähler zum Erzeugen der Abtast-x-Adresse des Rahmenmuster-Speichers und der Strahlablenk-x-Adresse. Der Wert des x-Adreßzählers 50 wird um Δx an der führenden Flanke des Abtasttaktes 245 erhöht. Wenn der Wert des x-Adreßzählers den Maximalwert der x-Adresse des Rahmenmuster-Speichers erreicht hat, wechselt ein Signal 254 zu "1". Der x-Adreßzähler 50 wird auf "0" bei dem nächsten Abtasttakt zurückgesetzt. Das Bezugszeichen 52 bezeichnet ein NAND-Gatter. Nur unter dem Zustand, daß das Signal 254 "1" annimmt, gibt das NAND-Gatter 52 einen Hochzählimpuls 255 zu einem y- Adreßzähler 51 aus, um den Inhalt des y-Adreßzählers 51 um Δy zu erhöhen. Wenn der Inhalt des y-Adreßzählers 51 den Maximalwert der y-Adresse des Rahmenmuster-Speichers erreicht hat, wechselt der y- Adreßzähler 51 das Signal 256 zu "1". Das Bezugszeichen 47 bezeichnet ein Flip-Flop zum Zwischenspeichern der Daten, die aus der ersten Ebene 4-1 des Rahmenmuster-Speichers an der führenden Flanke des Abtasttaktes ausgelesen wurden, um zeitweise die Daten zu halten. Das Bezugszeichen 48 bezeichnet ein Flip-Flop, um den "EIN"-Zustand des Strahles innerhalb der umrahmenden Linien zu halten. Die Daten, die von der zweiten Ebene des Rahmenmuster-Speichers ausgelesen wurden, und die Daten, die in dem Flip-Flop 48 gespeichert wurden, erfahren eine Exclusive-OR-Operation in einem EOR-Gatter 46. Das Ergebnis der Exclusive-OR-Logik wird zu einem Dateneingang 252 des Flip-Flops 48 geliefert. Der Inhalt des Flip-Flops 48 wird bei der führenden Flanke des Abtasttaktes aktualisiert. Das Bezugszeichen 54 bezeichnet einen Zwischenspeicher. Nach Erscheinen der führenden Flanke des Abtasttaktes 245 speichert der Zwischenspeicher 54 eine Ausgabe 202 des x-Adreßzählers und eine Ausgabe 203 des y-Adreßzählers zwischen, um sie als x-Adresse 207 und als Strahlablenk-y-Adresse 208 auszugeben. Das Bezugszeichen 206 bezeichnet ein Signal, das durch die Zeichenfolge-Steuerschaltung gesteuert wird. Während dem Rasterabtasten zum Zeichnen wird das Signal 206 bei "0" gehalten. In einem Multiplexer 7 werden daher die Signale 202 und 203 ausgewählt als eine x-Adresse 204 bzw. eine y-Adresse 205 des Rahmenmuster-Speichers. Die Dateneingabe des Rahmenmuster-Speichers wird bei "0" für sowohl die erste Ebene 4-1 als auch die zweite Ebene 4-2 gehalten. Der Abtasttakt 245 wird zu dem Rahmenmuster-Speicher als ein Schreib-Impuls zugeführt. Wann immer der Rahmenmuster-Speicher abgetastet wird, und Ein-Punkt-Daten ausgelesen werden zum Zeichnen, kann daher dieser Punkt zu "0" gelöscht werden. Nachdem das Rasterabtasten zum Zeichnen beendet wurde, kann daher die umrahmende Linie des nächsten zu zeichnenden Musters unmittelbar geschrieben werden.
• In Fig. 8 wird das Rasterabtasten zum Zeichnen wie folgt durchgeführt. Es wird jetzt angenommen, daß in dem Anfangszustand der x-Adreßzähler 50, der y-Adreßzähler 51, der Zwischenspeicher 47 und der Zwischenspeicher 48 auf "0" zurückgesetzt sind. Die Zeichenfolge-Steuerungsschaltung wechselt 206 zu "1", und der Abtasttakt-Erzeuger 55 wird gestartet. Die Abtasttakte 245 beginnen demgemäß erzeugt zu werden und das Abtasten des Rahmenmuster-Speichers wird gestartet, um das Zeichnen durchzuführen. Als ein Beispiel von Operations-Zeitzählung zeigen die Fig. 9A bis 9G Operations-Zeitzählung im Falle, daß eine Linie, die die Punkte Pi und Pj einschließt, veranschaulicht in den Fig. 7A und 7B, abgetastet wird. Das Flip-Flop 48 wechselt zu "1" nach Auslesen von Pi und wird in dem Zustand "1" gehalten, bis Pj ausgelesen ist. Auf Auslesen von Pj kehrt das Flip-Flop 48 zu "0" zurück. Ein Strahlaustastsignal 211 wird durch Anlegen des logischen OR zu den Ausgaben der Zwischenspeicher 47 und 48 in einem NOR-Gatter 49 erreicht und durch Invertieren der Polarität des Ergebnisses. Während der Abtastoperation, fortdauernd von Pi bis Pj, und einschließend Pi und Pj, ist der Strahl in dem "EIN"-Zustand, um Belichtung zu verursachen. Die Vervollständigung des Zeichnens wird durch die Tatsache erfaßt, daß sowohl der x- Adreßzähler 50 als auch der y-Adreßzähler 51 die Maxmaladresse des Rahmenmuster-Speichers erreichen und deshalb wechselt eine Ausgabe 257 eines AND-Gatters 53 zu "1". Die Zeichenfolge-Steuerungseinrichtung wird von der Vervollständigung der Zeichnung, die demgemäß erfaßt wurde, informiert. Die so informierte Zeichenfolge-Steuerungseinrichtung stoppt den Abtasttakt-Erzeuger 55, um das Rasterabtasten zum Zeichnen zu beenden.
• Das Rasterabtasten zum Zeichnen, das in der x-Richtung durchgeführt wird, wurde im vorigen beschrieben. Das Rasterabtasten zum Zeichnen in der y-Richtung kann erreicht werden durch Untersuchen der Kontinuität der Richtung der x-Adreßaktualisierung beim Schreiben von umrahmenden Linien in den Rahmenmuster-Speicher, anstelle von Untersuchen der Kontinuität der Richtung der y-Adreßaktualisierung.
• Wie hier zuvor beschrieben, wird das Zeichnen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durchgeführt durch Schreiben zuerst von umrahmenden Linien eines gewünschten Musters in den Rahmenmuster- Speicher mittels des Rahmenmuster-Erzeugers, dann Abtasten des Rahmenmuster-Speichers, und Einschalten des Strahles nur innerhalb der umrahmenden Linien einschließlich der umrahmenden Linien. Da Kurven ebenfalls in den Rahmenmuster-Speicher geschrieben werden können mittels Polygonnäherung in dem Rahmenmuster-Erzeuger, können besonders geformte Muster einschließlich Kurven auch bei hoher Geschwindigkeit gezeichnet werden.
• In dem hier zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde nur ein Rahmenmuster-Speicher benutzt. Für den gleichen Rahmenmuster-Speicher können die Schreib-Operationen der umrahmenden Linie und das Rasterabtasten zum Zeichnen nicht zu einem Zeitpunkt durchgeführt werden. In dem Fall, daß ein Rahmenmuster-Speicher benutzt wird, müssen daher die Schreib-Operation und das Rasterabtasten zum Zeichnen serielle ausgeführt werden. Wenn eine Vielzahl von Rahmenmuster- Speichern angeordnet sind, können daher die Schreib-Operation der umrahmenden Linien und das Rasterabtasten zum Zeichnen parallel gemacht werden. Als ein Ergebnis wird die Zeichengeschwindigkeit weiter verbessert.
• Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das eine Vielzahl von Rahmenmuster-Speichern hat. In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 4A einen ersten Rahmenmuster-Speicher und das Bezugszeichen 4B bezeichnet einen zweiten Rahmenmuster-Speicher. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Rahmenmuster-Erzeuger und das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Rasterabtastschaltung zum Zeichnen. Das Bezugszeichen 56 bezeichnet einen Umschalter zum Verbinden des Rahmenmuster-Erzeugers 3 mit entweder dem Rahmenmuster-Speicher 4A oder dem Rahmenmuster- Speicher 4B. Das Bezugszeichen 57 bezeichnet einen Umschalter zum Verbinden der Rasterabtastschaltung zum Zeichnen mit entweder dem Rahmenmuster-Speicher 4A oder dem Rahmenmuster-Speicher 4B. Wenn der Rahmenmuster-Erzeuger 3 von Fig. 10 mit dem Rahmenmuster- Speicher 4A durch den Umschalter 56 verbunden ist, ist die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5 mit dem Rahmenmuster-Speicher 4B durch den Umschalter 57 verbunden. Im Gegensatz ist die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5 mit dem Rahmenmuster-Speicher 4A verbunden, wenn der Rahmenmuster-Erzeuger 3 mit dem Rahmenmuster- Speicher 4B verbunden ist. Während einer der Rahmenmuster-Speicher abgetastet wird, um das Muster zu zeichnen, ist es demgemäß möglich, umrahmende Linien des nächsten zu zeichnenden Musters zu schreiben. Als ein Ergebnis ist die Zeichengeschwindigkeit verbessert.
• Der Rahmenmuster-Speicher muß entsprechend dem Strahlabtastbereich angeordnet sein. Es ist jedoch nicht notwendigerweise erforderlich, das Abtasten des Rahmenmuster-Speichers zum Zeichnen über die gesamte Fläche des Rahmenmuster-Speichers durchzuführen. Es ist ausreichend, nur den Bereich abzutasten, der die umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters umfaßt. Es ist zweckmäßig, einen rechteckigen Bereich als Abtastbereich zu wählen, wegen der einfachen Implementierung.
• Als ein Beispiel zeigt Fig. 11 die Beziehung zwischen dem Gesamtabtastbereich des Rahmenmuster-Speichers und einem rechtwinkligen Abtastbereich, der zum Zeichnen (hiernach als Rasterabtastbereich zum Zeichnen bezeichnet) erforderlich ist, angenommen, daß das zu zeichnende Muster ein Dreieck ist. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 400 umrahmende Linien des Dreiecks, das ein zu zeichnendes Muster ist. Das Bezugszeichen 401 bezeichnet einen Abtastbereich zum Zeichnen, und das Bezugszeichen 402 bezeichnet einen Gesamtabtastbereich. Das Dreieck kann ausreichend gezeichnet werden nur durch Abtasten des Rasterabtastbereiches 401. In diesem Falle wird unnötiges Abtasten reduziert, verglichen mit dem Fall, bei dem der Gesamtabtastbereich 402 abgetastet wird, was in einer Verbesserung der Zeichengeschwindigkeit resultiert. Durch Erfassen der Minimal- und der Maximalwerte der Schreibadresse, beim Schreiben der umrahmenden Linien in den Rahmenmuster-Speicher, kann der Rasterabtastbereich zum Zeichnen als ein rechteckiger Bereich errichtet werden, dessen Diagonallinie ein Liniensegment ist, das einen Punkt, der durch die Minimalwerte der x-Adresse und der y-Adresse bezeichnet ist, mit einem anderen Punkt, der durch die Maximalwerte der x-Adresse und der y-Adresse bezeichnet ist, verbindet.
• Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen Falles. Die Bezugszeichen 64 und 65 bezeichnen Zwischenspeicher zum Halten des Maximalwertes bzw. des Minimalwertes der y-Adresse. Vor dem Schreiben der umrahmenden Linie werden die Zwischenspeicher 64 und 65 jeweils zu 0 und dem Maximalwert der y-Adresse des Rahmenmuster-Speichers durch ein Rücksetz-Signal 272 zurückgesetzt. Die Bezugszeichen 66 und 67 bezeichnen Zwischenspeicher zum Halten des Maximalwertes und des Minimalwertes der x-Adresse. Vor dem Schreiben der umrahmenden Linien werden die Zwischenspeicher 66 und 67 jeweils auf 0 und den Maximalwert der x-Adresse des Rahmenmuster-Speichers durch das Rücksetz-Signal 272 zurückgesetzt. Bezugszeichen 60 bezeichnet einen Vergleicher. Zwei Eingänge des Vergleichers 60 sind mit der y-Adresse 201 des Rahmenmuster-Speichers, die durch den Vektorerzeuger 3 erzeugt wurde, bzw. eine Ausgabe 264 des Zwischenspeichers 64, der den Maximalwert der y-Adresse hält, verbunden. Der Vergleicher 60 vergleicht die Größe der beiden Eingaben und wechselt die Ausgabe 260 zu "1", wenn die Größe der Eingabe 201 größer ist als die der Eingabe 264. Das Bezugszeichen 61 bezeichnet einen Vergleicher. Zwei Eingänge des Vergleichers 61 sind mit der y-Adresse 201 des Rahmenmuster-Speichers, die durch den Vektorerzeuger erzeugt wurde, bzw. eine Ausgabe 265 des Zwischenspeichers 65, der den Miniinalwert der y- Adresse hält, verbunden. Der Vergleicher 61 vergleicht die Größe der beiden Eingaben und wechselt die Ausgabe 261 zu "1", wenn die Größe der Eingabe 201 kleiner ist als die der Eingabe 265. Das Bezugszeichen 62 bezeichnet einen Vergleicher. Zwei Eingänge des Vergleichers 62 sind mit der x-Adresse 200 des Rahmenmuster-Speichers, die durch den Vektorerzeuger erzeugt wurde, bzw. einer Ausgabe 266 des Zwischenspeichers 66, der den Maximalwert der x-Adresse hält, verbunden. Der Vergleicher 62 vergleicht die Größen der beiden Eingaben und wechselt die Ausgabe 262 zu "1", wenn die Größe der Eingabe 200 größer ist als die der Eingabe 266. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet einen Vergleicher. Zwei Eingänge des Vergleichers 63 sind mit der x-Adresse 200 des Rahmenmuster-Speichers, die durch den Vektorerzeuger erzeugt wurde, bzw. einer Ausgabe 267 des Zwischenspeichers 67, der den Minimalwert der x-Adresse hält, verbunden. Der Vergleicher 63 vergleicht die Größen der beiden Eingaben und wechselt die Ausgabe 263 zu "1", wenn die Größe der Eingabe 200 kleiner ist als die der Eingabe 267. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet einen x-Adreßzähler. Der Eingang des x-Adreßzählers ist mit der Ausgabe 267 des Zwischenspeichers 67 verbunden, der den Minimalwert der x-Adresse hält. Eine Ausgabe 202 des x-Adreßzählers 50 ist mit einem Eingang des Multiplexers 7 verbunden, um die Abtastadresse des Rahmenmuster-Speichers dorthin zu liefern. Die Ausgabe 202 liefert auch die Strahlablenkungs-x-Adresse. Bezugszeichen 69 bezeichnet einen Vergleicher. Zwei Eingänge des Vergleichers 69 sind mit der Ausgabe 266 des Zwischenspeichers 66, der den Maximalwert der x-Adresse hält, bzw. der Ausgabe 202 des x-Adreßzählers 50 verbunden. Der Vergleicher 69 erfaßt, ob die Ausgabe 266 mit der Ausgabe 202 übereinstimmt oder nicht. Das Bezugszeichen 51 bezeichnet einen y-Adreßzähler. Der Eingang des y-Adreßzähler 51 ist mit der Ausgabe 265 des Zwischenspeichers 65 verbunden, der den Minimalwert der y-Adresse hält. Eine Ausgabe 203 des y-Adreßzahlers 51 ist mit einem Eingang des Multiplexers 7 verbunden, um die Abtastadresse des Rahmenmuster-Speichers dorthin zuzuführen. Die Ausgabe 203 liefert auch die Strahlablenkungs-y-Adresse. Das Bezugszeichen 68 bezeichnet einen Vergleicher. Zwei Eingänge des Vergleichers 68 sind mit der Ausgabe 264 des Zwischenspeichers 64 und der Ausgabe 203 des y-Adreßzählers 51 verbunden. Der Vergleicher 68 erfaßt, ob die Ausgabe 264 mit der Ausgabe 203 übereinstimmt oder nicht.
• In der Schaltung, die in Fig. 13 veranschaulicht ist, werden die Erfassung des Rasterabtast-Bereiches zum Zeichnen und das Abtasten des Rasterabtast-Bereiches zum Zeichnen wie folgt durchgeführt. Zuerst wird jetzt die Erfassung des Rasterabtast-Bereiches beschrieben werden. Vor dem Schreiben umrahmender Linien wird ein Rücksetz-Signal 272, gezeigt in Fig. 13, ausgegeben. Beide Zwischenspeicher 64 und 66 werden zu 0 zurückgesetzt durch das Rücksetz-Signal 272. Die Zwischenspeicher 65 und 67 werden jeweils zu dem Maximalwert der y-Adresse des Rahmenmuster-Speichers und dem Maximalwert seiner x-Adresse durch das Rücksetzsignal 272 zurückgesetzt. Nachdem die Schreib-Operation der umrahmenden Linien gestartet wurde, wird der Maximalwert der y-Adresse (der Anfangswert ist 0), der in dem Zwischenspeicher 64 zwischengespeichert ist, verglichen mit der Adresse 201 einer Stelle, wohin der Punkt geschrieben werden soll durch den Vergleicher 60, wann immer die Adresse der Stelle, wohin der Punkt geschrieben werden soll, erzeugt ist. Wenn der Wert von 201 größer ist als der Maximalwert der y-Adresse, wechselt die Ausgabe 260 des Vergleichers 60 zu "1". Demgemäß ist der Punkt-Schreib-Impuls 233 an den Zwischenspeicher 64 über ein AND-Gatter 70 als ein Zwischenspeicher-Impuls angelegt. Als ein Ergebnis wird die y-Adresse, wohin der Punkt geschrieben werden soll, in dem Zwischenspeicher 64 als ein neuer Maximalwert der y-Adresse zwischengespeichert. Wenn dagegen der Wert von 201 nicht größer ist als der Maximalwert der y-Adresse, die in dem Zwischenspeicher 64 zwischengespeichert ist, wechselt die Ausgabe 260 des Vergleichers 60 zu "0". Demgemäß wird die Anlegung des Zwischenspeicher-Impulses durch das AND-Gatter 70 gesperrt. Daher wird der Maximalwert der y-Adresse bewahrt. Als ein Ergebnis der zuvor beschrieben Operation wird der Maximalwert der y-Adresse in dem Zwischenspeicher 64 erfaßt, wenn die Schreib-Operation der umrahmenden Linie beendet ist. Die Operation für den Minimalwert der y-Adresse wird auf ähnliche Weise durchgeführt. Das heißt, der Minimalwert der y-Adresse, der in dem Zwischenspeicher 65 zwischengespeichert ist (sein Anfangswert ist der Maximalwert der y- Adresse des Rahmenmuster-Speichers), wird verglichen mit der y-Adresse einer Stelle, wohin der Punkt geschrieben werden soll durch den Vergleicher 61, wann immer die Adresse eines Ortes, wohin der Punkt geschrieben werden soll, erzeugt ist. Wenn die y-Adresse eines Ortes, wohin der Punkt geschrieben werden soll, kleiner ist als der Minimalwert der y-Adresse, wechselt die Ausgabe 261 des Vergleichers 61 zu "1". Demgemäß wird ein Zwischenspeicher-Impuls zu dem Zwischenspeicher 64 über ein AND-Gatter 71 angelegt, um den Minimalwert der y-Adresse zu aktualisieren. Als ein Ergebnis der zuvor beschriebenen Operation ist der Minimalwert der y-Adresse in dem Zwischenspeicher 65 erfaßt, wenn die Operation des Schreibens der umrahmenden Linien beendet ist. Der Maximalwert und der Minimalwert der x-Adresse wird auf genau die gleiche Weise erfaßt und der Maximalwert der x-Adresse und der Minimalwert der x-Adresse jeweils in dem Zwischenspeicher 66 und dem Zwischenspeicher 67 erhalten.
• Das Abtasten des Rasterabtast-Bereiches zum Zeichnen wird jetzt beschrieben. Vor dem Rasterabtasten zum Zeichnen wird ein Lade-Impuls 273 erzeugt, um den Minimalwert der x-Adresse und den Minimalwert der y-Adresse jeweils in dem x-Adreßzähler und den y-Adreßzähler 51 als Abtast-Startadresse zu laden. Nachdem das Rasterabtasten zum Zeichnen gestartet wurde, wird der Abtasttakt 245 durch einen Impuls ausgegeben, wann immer ein Punkt von dem Rahmenmuster-Speicher ausgelesen wird. Der x-Adreßzähler zählt demgemäß aufwärts. Wenn die Inhalte der x-Adreßzähler mit dem Maximalwert der x-Adresse übereinstimmen, die durch den Zwischenspeicher 66 gehalten wird, wechselt eine Ausgabe 269 eines Vergleichers zu "1". Demgemäß wird ein Zählimpuls zu dem y-Adreßzähler 51 über ein NAND-Gatter 74 zugeführt, um den Zähler 51 hochzählen zu lassen. Zum gleichen Zeitpunkt wird ein Lade-Impuls zu dem x-Adreßzähler 50 über ein OR- Gatter 75 ausgegeben, um den Minimalwert der x-Adresse in den x- Adreßzähler 50 zu laden. Das Rasterabtasten zum Zeichnen ist beendet, wenn die Ausgabe des x-Adreßzählers gleich wird dem Maximalwert der x-Adresse, der in dem Zwischenspeicher 66 gehalten wird, und die Ausgabe des y-Adreßzählers gleich wird zu dem Maximalwert, der in dem Zwischenspeicher 64 gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wechseln die Ausgaben der beiden Vergleicher 68 und 69 zu "1" und daher wechselt eine Ausgabe eines AND-Gatters 77 zu "1", wobei das Ende des Rasterabtastens zum Zeichnen verringert wird.
• Wie hier zuvor beschrieben wird es möglich, den Rasterabtast-Bereich zum Zeichnen zu erfassen und den Rasterabtast-Bereich zum Zeichnen durch Benutzung der Schaltung, die in Fig. 13 gezeigt ist, abzutasten. Als ein Ergebnis wird Abtasten der nutzlosen Bereiche, die nicht zu dem Zeichnen beitragen, reduziert und die Zeichengeschwindigkeit ist daher verbessert.
• Als ein Verfahren zum Verbessern der Dimensionspräzision eines gezeichneten Musters ist ein Verfahren bekannt, das die Schritte von Aufteilen des zu zeichnenden Musters in einen umrahmenden Teil und einen internen Teil und Kleinermachen der Belichtung des internen Teiles als der des umrahmenden Teiles aufweist. In Fig. 12A bezeichnet das Bezugszeichen 400 eine umrahmende Linie eines zu zeichnenden Musters, und das Bezugszeichen 501 bezeichnet eine Belichtungsgrenze, die das zu zeichnende Muster in den umrahmenden Teil und den internen Teil aufteilt. Durch Kleinermachen der Belichtung eines Teils, der durch die Belichtungsgrenze 501 umfaßt wird, als die des umrahmenden Teils, der außerhalb angeordnet ist, kann die Dimensionspräzision des gezeichneten Musters verbessert werden. Wie in Fig. 12B gezeigt, setzen sich die Daten eines zu zeichnenden Musters zusammen durch Addieren eines Belichtungszeitwechsel-Anweisungsbefehles Ce, Belichtungsgrenzdaten und eines Belichtungs-Anweisungsbefehles EXP, zu vorhergehenden Daten einer umrahmenden Linie des zu zeichnenden Musters.
• Die vorher beschriebene Funktion kann implementiert werden durch eine Schaltung, gezeigt in Fig. 14. In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 4-1 die erste Ebene des Rahmenmuster-Speichers, das Bezugszeichen 4-2 die zweite Ebene und das Bezugszeichen 4-3 bezeichnet eine neu hinzugefügte dritte Ebene des Rahmenmuster-Speichers. Nur die Belichtungsgrenzen werden in die dritte Ebene 4-3 geschrieben. Die Schreib- Operation für die dritte Ebene 4-3 wird in Übereinstimmung mit der Schreib-Regel für die zweite Ebene durchgeführt. Ein EOR-Gatter 80 und ein Flip-Flop 81 arbeiten auf die gleiche Weise wie das EOR-Gatter 46 bzw. das Flip-Flop 48 der Fig. 8. Bei dem Rasterabtasten zum Zeichnen wechselt eine Ausgabe 282 des Flip-Flops 81 zu "1" innerhalb der Belichtungsgrenzen. Das Bezugszeichen 55 bezeichnet einen variablen Abtasttakt-Erzeuger, dessen Taktperiode gesteuert wird durch eine Ausgabe 282 des Flip-Flops 81.
• Bei Fig. 14 wird das Zeichnen wie folgt durchgeführt. Es wird jetzt angenommen, daß drei Ebenen des Rahmenmuster-Speichers und das Flip-Flop 81 zu "0" in dem Anfangszustand gelöscht sind. Zuerst werden umrahmende Linien eines zu zeichnenden Musters in die erste und zweite Ebene des Rahmenmuster-Speichers geschrieben. Darauf folgend werden die Belichtungsgrenzen in die dritte Ebene in Übereinstimmung mit der Schreib-Regel für die zweite Ebene geschrieben. Nachdem das Schreiben der Belichtungsgrenzen beendet wurde, wird der Rahmenmuster-Speicher abgetastet, um das Muster zu zeichnen. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Rasterabtast-Schaltung zum Zeichnen. Die Schaltung 5 arbeitet auf die gleiche Weise wie die Schaltung, die in Fig. 8 gezeigt ist. Zum Durchführen des Zeichnens wechselt die Rasterabtast-Schaltung zum Zeichnen 5 das Strahlaustast-Signal 211 zu "0", um den Strahl nur innerhalb der umrahmenden Linien, einschließlich der umrahmenden Linien selbst, auszusenden. Zu diesem Zeitpunkt wechselt die Ausgabe 282 des Flip-Flops 81 zu "1" nur, während die Innenseite der Belichtungsgrenzen abgetastet wird. Die Ausgabe 282 ist verbunden mit einer Steuerklemme des variablen Abtasttakt-Erzeugers 55, um die Periode des Taktes zu steuern. Angenommen, daß das Rasterabtasten zum Zeichnen des Musters, gezeigt in Fig. 12, durchgeführt wird durch Durchlaufen durch Punkte Pi und Pj, die auf den umrahmenden Linien angeordnet sind, und durch Punkte Pm und Pn, die auf den Belichtungsgrenzen angeordnet sind, zeigen die Fig. 15A bis 15G die Zeitzählung der Rasterabtast-Operation zum Zeichnen einer Linie, durchgeführt in der Schaltung von Fig. 14. In den Fig. 15A bis 15G wird der Abtasttakt 245 gesteuert, um kürzere Perioden zu haben, wenn die Ausgabe des Flip-Flops 81 "1" annimmt, d. h., wenn die Innenseite der Belichtungsgrenzen abgetastet wird. Innerhalb der umrahmenden Linien wird der Strahl immer ausgesandt. Demgemäß ist die Belichtung in Proportion zu der Periode des Abtasttaktes. Je kürzer die Periode, desto kleiner die Belichtung. Als ein Ergebnis wird die Belichtung innerhalb der Belichtungsgrenzen geringer als die auf dem peripheren Teil. Wenn die dritte Ebene 4-3 ebenfalls benutzt wird, wird "0" in eine Adresse geschrieben, von der Daten ausgelesen wurden, und "0"-Löschen ist zur gleichen Zeit beendet, wie das Ende des Rasterabtastens zum Zeichnen in der gleichen Weise wie die ersten und zweiten Ebenen.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wie zuvor beschrieben, werden die Belichtungsgrenzen in die dritte Ebene geschrieben, die in dem Rahmenmuster-Speicher angeordnet ist, und die Innenseite der Belichtungsgrenzen wird bei dem Rasterabtasten zum Zeichnen erfaßt. Und die Periode des Abtasttaktes wird kürzer gemacht während der Abtast-Operation, die innerhalb der Belichtungsgrenzen durchgeführt wird. Dadurch kann die Belichtung innerhalb der Belichtungsgrenzen geringer gemacht werden als die in dem peripheren Teil. Als ein Ergebnis kann die Dimensionspräzision des gezeichneten Musters verbessert werden.
• Bei tatsächlich gezeichneten Mustern werden identische Muster oft wiederholt gezeichnet, wie im Falle von Speichervorrichtungen. Wenn ein Muster, oder eine Gruppe von Mustern, die eine Wiederholungseinheit bildet, in den Rahmenmuster-Speicher geschrieben wird, und ein identischer Rahmenmuster-Speicher wiederholt zum Zeichnen rasterabgetastet wird, ist die erforderliche Anzahl von Schreib-Operationen der umrahmenden Linien in den Rahmenmuster-Speicher nur eine pro Muster oder Gruppe von Mustern, die eine Wiederholungseinheit bilden. Als ein Ergebnis kann die Zeichengeschwindigkeit erhöht werden. Fig. 16 zeigt ein Beispiel von Wiederholungsmustern. In Fig. 16 bezeichnet das Bezugszeichen 600 ein Dreieck, das eine Wiederholungseinheit bildet, und das Bezugszeichen 601 bezeichnet einen Rasterabtast-Bereich zum Zeichnen des Dreiecks 600. In der x-Richtung sind n Einheitsmuster 600 angeordnet mit einem Intervall von ΔX. In der y-Richtung sind n Einheitsmuster angeordnet mit einem Intervall ΔY. Die Einheitsmuster sind demgemäß in einer Matrix-Form angeordnet.
• Die oben beschriebene Funktion kann implementiert werden durch eine Schaltung, veranschaulicht in Fig. 17. In Fig. 17 bezeichnen die Bezugszeichen 85 und 86 Register zum Halten der X-Adresse bzw. der Y- Adresse eines Startpunktes des Rasterabtastens zum Zeichnen. Die gehaltene Adresse ist durch die Zeichenfolge-Steuereinrichtung 6 festgelegt. Das Bezugszeichen 87 bezeichnet einen Addierer zum Addieren der x-Adresse 287 eines Basispunktes des Rasterabtastens zum Zeichnen zu der Strahlablenkungs-x-Adresse 207, um die Strahlablenkungs-x-Endadresse 289 abzuleiten. Das Bezugszeichen 88 bezeichnet einen Addierer zum Addieren der y-Adresse 288 eines Basispunktes des Rasterabtastens zum Zeichnen zu der Strahlablenkungs-y-Adresse 208, um die Strahlablenkungs-y-Endadresse 290 abzuleiten. Zuerst werden die umrahmenden Linien eines Wiederholungs-Einheitsmusters oder einer Wiederholungs- Einheitsgruppe von Mustern in den Rahmenmuster-Speicher 4 geschrieben durch Benutzen des Rahmenmuster-Erzeugers 3. Darauf folgend schreibt die Zeichenfolge-Steuereinrichtung 6 Anfangswerte X&sub0; und Y&sub0; der Basispunkt-Adresse des Rasterabtastens zum Zeichnen in die Register 85 und 86 und startet die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen, um das Einheitsmuster zu zeichnen. Nachdem das Einheitsmuster gezeichnet wurde, werden die Inhalte des Registers 85 um ΔX erhöht. Die Rasterabtastschaltung zum Zeichnen wird wieder gestartet, um den identischen Rahmenmuster-Speicher abzutasten. Das Einheitsmuster wird gezeichnet mit einem Intervall von ΔX in der x-Richtung. Die oben beschriebene Operation wird wiederholt, um n Einheitsmuster bei einem Intervall von ΔX in der x-Richtung zu zeichnen. Danach wird das Register 86 zu zurückgesetzt und die Inhalte des Registers 86 werden um ΔY erhöht. Durch die ähnliche Operation wird das Einheitsmuster wiederholt n-mal in der x-Richtung gezeichnet. Durch Wiederholen der Operation, die hier zuvor beschrieben wurde, werden Einheitsmuster eine erforderte Anzahl von Malen in der Matrixform, wie in Fig. 16 gezeigt, gezeichnet.
• Der Rahmenmuster-Speicher 4 wird zu "0" gelöscht, wenn das letzte Einheitsmuster gezeichnet ist. Bei der vorhergehenden Zeichenoperation werden die Inhalte des Rahmenmuster-Speichers bewahrt.
• Hierzuvor wurde beschrieben, daß besonders geformte Muster gezeichnet werden können Dank der vorliegenden Erfindung. In einigen Fällen wird es notwendig, ein weiteres kompliziertes zusammengesetztes Muster zu zeichnen. Zum Beispiel zeigt Fig. 18C eine vereinfachte Ansicht einer Fresnel-Zonen-Ebene. Das Muster, gezeigt in Fig. 18C, kann betrachtet werden als die logische Summe von drei ringförmigen Mustern, die konzentrisch angeordnet sind, und die unterschiedlich in der Größe sind, wie in Fig. 18A gezeigt, und acht Rechtecken, die radial, wie in Fig. 18B gezeigt, angeordnet sind. Daher werden die umrahmenden Linien des Musters, gezeigt in Fig. 18A, in dem ersten Rahmenmuster- Speicher gespeichert und die umrahmenden Linien der Muster, gezeigt in Fig. 18B, werden in einem zweiten Rahmenmuster-Speicher gespeichert. Danach unterliegen der erste Rahmenmuster-Speicher und der zweite Rahmenmuster-Speicher gleichzeitig dem Rasterabtasten zum Zeichnen. Zwei Strahlaustast-Steuersignale werden erhalten durch Anlegen des Rasterabtastens zum Zeichnen an jeweilige Rahmenmuster-Speicher. Die Strahlaustast-Steuerung wird durchgeführt durch ein Strahlaustast-Steuersignal, das durch Anwenden logischer Addition zu den resultierenden beiden Strahlaustast-Steuersignalen abgeleitet ist. Es ist demgemäß möglich, das Muster zu zeichnen, das in Fig. 18C veranschaulicht ist, als ein Muster, entsprechend der logischen Summe der Muster, die in den Fig. 18A und 18B veranschaulicht sind. Der Fall, bei dem zwei Rahmenmuster-Speicher benutzt werden, wurde hier zuvor beschrieben. Durch Benutzen von drei oder mehr Rahmenmuster-Speichern kann jedoch ein weiter kompliziertes, zusammengesetztes Muster gezeichnet werden.
• Die hier zuvor beschriebene Funktion kann realisiert werden durch Benutzen einer Schaltung, gezeigt in Fig. 19. In Fig. 19 bezeichnet das Bezugszeichen 3 einen Rahmenmuster-Erzeuger, das Bezugszeichen 4A einen ersten Rahmenmuster-Speicher, das Bezugszeichen 4B einen zweiten Rahmenmuster-Speicher, das Bezugszeichen 5A eine erste Rasterabtastschaltung zum Zeichnen, das Bezugszeichen SB eine zweite Rasterabtastschaltung zum Zeichnen, das Bezugszeichen 90 ein OR-Gatter; und das Bezugszeichen 56 bezeichnet eine Schalter-Schaltung zum selektiven Verbinden des Rahmenmuster-Erzeugers mit entweder dem ersten Rahmenmuster-Speicher 4A oder dem zweiten Rahmenmuster-Speicher 4B. Die Zeichen-Operation wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf das Muster, das als Beispiel in Fig. 18C veranschaulicht ist. Zuerst wird der Rahmenmuster-Erzeuger 3 mit dem ersten Rahmenmuster-Speicher 4A über die Schalter-Schaltung 56 verbunden, um umrahmende Linien des Musters, veranschaulicht in Fig. 18A, zu schreiben. Darauf folgend wird der Rahmenmuster-Erzeuger 3 mit dem zweiten Rahmenmuster-Speicher 4B über die Schalter-Schaltung 56 verbunden, um umrahmende Linien des Musters, veranschaulicht in Fig. 18B, zu schreiben. Danach werden die erste Rasterabtastschaltung zum Zeichnen 5A und die zweite Rasterabtastschaltung zum Zeichnen SB gestartet. Der erste Rahmenmuster- Speicher 4A und der zweite Rahmenmuster-Speicher 4B unterliegen demgemäß dem Rasterabtasten zum Zeichnen gleichzeitig. Ein Strahl- Nicht-Austast-Signal 211A, ausgegeben von 5A, und ein Strahl-Nicht- Austast-Signal 211B, ausgegeben von 5B, werden zu dem OR-Gatter 90 angelegt. Die resultierende logische Summe wird ausgegeben als ein Strahl-Nicht-Anstast-Endsignal 211. Dadurch wird der Strahl innerhalb des in Fig. 18A veranschaulichten Musters ausgesandt, und innerhalb dem Muster, veranschaulicht in Fig. 18B. Als ein Ergebnis kann ein Muster, das ihrer logischen Summe entspricht, d. h. das Muster veranschaulicht in Fig. 18C, gezeichnet werden.
• Dank der vorliegenden Erfindung wird es möglich, ein besonders geformtes Muster zu zeichnen, einschließlich eines Polygons, das willkürliche Winkel hat, eines Kreises, einer Ellipse oder einer willkürlichen Kurve, ohne es in eine Kombination von grundlegenden Mustern zu zerlegen. Dies resultiert in einem Effekt einer signifikanten Verbesserung der Zeichengeschwindigkeit.

Claims (6)

1. Lithographiegerät, in dem ein geladener Teilchenstrahl, wie ein Elektronstrahl oder ein Ionenstrahl, gesteuert wird, um einen gewünschten Bereich einer Probe abzutasten, und dadurch ein Muster zu zeichnen, das aufweist:

einen Rahmenmuster-Speicher (4) zum Speichern der umrahmenden Linien eines zu zeichnenden Musters darin in der Form von Punktbildern;

einen Rahmenmuster-Erzeuger (3) zum Schreiben der umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters in den Rahmenmuster-Speicher in der Form von Punktbildern; und

eine Rasterabtastschaltung zum Zeichnen (5) zum Abtasten des Rahmenmuster-Speichers, der die umrahmenden Linien des zu zeichnenden Musters darin geschrieben hat, und zum Erzeugen einer Strahl-Ablenkadresse zum Zeichnen (207, 208) und eines Strahl- Austast-Steuersignales (211).

2. Lithographiegerät gemäß Anspruch 1, worin eine Vielzahl von Rahmenmuster-Speichern (4A, 4B) angeordnet sind, und wobei das Gerät weiterhin eine Schalteinrichtung aufweist, um zu erreichen, daß während ein erster Rahmenmuster-Speicher (4A) abgetastet wird, um ein Muster zu zeichnen, umrahmende Linien eines anderen zu zeichnenden Musters in einen zweiten Rahmenmuster-Speicher (4B) geschrieben werden.

3. Lithographiegerät gemäß Anspruch 1 oder 2, das weiterhin Abtastbereich-Register (64, 65, 66, 67) zum Bestimmen eines rechtwinkligen Bereiches (401) als den Abtastbereich des Rahmenmuster-Speichers aufweist, wobei das Abtasten des Rahmenmuster-Speichers zum Zeichnen durchgeführt wird in dem rechtwinkligen Bereich, der durch die Abtastbereich-Register bestimmt ist.

4. Verwendung eines Lithographiegerätes gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Ebene (4-3) zum Speichern von Grenzen (501), die einen geschlossenen Bereich identifizieren, der in einem zu zeichnenden Muster (400) enthalten ist, in der Form von Punktbildern (Pm, Pn) in dem Rahmenmuster-Speicher eingeschlossen ist, und wobei der Bereich, der durch die Grenzen identifiziert wird, bei dem Rasterabtasten zum Zeichnen erfaßt wird, und worin der identifizierte Bereich gezeichnet wird mit einer Belichtung, die unterschiedlich ist von der eines anderen Bereiches des zu zeichnenden Musters.

5. Verwendung eines Lithographiegerätes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin ein Basispunkt-Adreßregister (85, 86) zum Halten einer Adresse eines Basispunktes eines Bereiches, der durch einen Strahl abgetastet wird entsprechend zu dem Abtasten des Rahmenmuster-Speichers, und ein Addierer zum Addieren einer Strahlablenk- Adresse (207, 208), die von der Rasterabtastschaltung ausgegeben wurde, zu dem Inhalt des Basispunkt-Adreßregisters, um die resultierende Summe als eine Strahlablenk-Endadresse (289, 290) auszugeben, eingeschlossen sind, und worin ein Muster, dessen umrahmende Linien gespeichert sind in dem Rahmenmuster-Speicher, gezeichnet wird in einer Matrixform, wobei der Rahmenmuster-Speicher abgetastet wird, um ein Muster zu zeichnen, wobei danach der Inhalt des Basispunkt-Adreßregisters aktualisiert wird, wobei der gleiche Rahmenmuster-Speicher abgetastet wird, um das Muster wiederum zu zeichnen, und wobei die oben beschriebene Folge von Operationen wiederholt wird.

6. Lithographiegerät gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, das aufweist:

eine Vielzahl von Rahmenmuster-Speichern (4A, 4B) zum Speichern von umrahmenden Linien von jeweils unterschiedlichen Mustern;

Einrichtungen (5A, 5B) zum gleichzeitigen Rasterabtasten einer Vielzahl der Rahmenmuster-Speicher;

ein OR-Gatter (90) zum Ableiten der logischen Summe einer Vielzahl von Strahlaustast-Steuersignalen (211A, 211B), die durch gleichzeitiges Rasterabtasten einer Vielzahl von Rahmenmuster-Speichern erhalten wurden, und zum Ausgeben der resultierenden logischen Summe als ein Strahlaustast-Steuersignal (211).