JP2791954B2 - 任意曲線に沿って描画する方法および装置 - Google Patents
任意曲線に沿って描画する方法および装置Info
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- JP2791954B2 JP2791954B2 JP13237489A JP13237489A JP2791954B2 JP 2791954 B2 JP2791954 B2 JP 2791954B2 JP 13237489 A JP13237489 A JP 13237489A JP 13237489 A JP13237489 A JP 13237489A JP 2791954 B2 JP2791954 B2 JP 2791954B2
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、荷電ビームおよびレーザビーム等の電磁波
による描画方法および装置に係り、特にTVブラウン管の
シャドウマスクのようにほぼ同一形状の図形を予じめ定
められた曲線上に精度よくかつ能率的に描画する方法お
よび装置に関するものである。
による描画方法および装置に係り、特にTVブラウン管の
シャドウマスクのようにほぼ同一形状の図形を予じめ定
められた曲線上に精度よくかつ能率的に描画する方法お
よび装置に関するものである。
（従来の技術） 被描画材を動かすことなく電磁波の偏向のみによって
描画することのできる範囲は、描画精度の関係から比較
的狭い。そこで、電子ビーム描画装置を例にとると、第
８図に示すように、被描画材11の全描画範囲を電子ビー
ムの許容偏向巾以内の値ｂによって複数のストライプ領
域11aに分割し、被描画材11をセットしているステージ1
0を矢印Ａで示すように、ストライプ領域11aの長手方向
（Ｙ方向）に沿って連続走行させると共にその終端で巾
ｂだけＸ方向へステップ走行させ、電子ビームは単にＸ
方向へ巾ｂ内の偏向を行なって描画するか、またはステ
ージ10をＹ方向へもステップ走行させ、電子ビームをXY
方向へ偏向させてストライプ領域11aを長手方向にも分
割して順次描画することにより、全描画範囲をカバーす
るようにしていた。
描画することのできる範囲は、描画精度の関係から比較
的狭い。そこで、電子ビーム描画装置を例にとると、第
８図に示すように、被描画材11の全描画範囲を電子ビー
ムの許容偏向巾以内の値ｂによって複数のストライプ領
域11aに分割し、被描画材11をセットしているステージ1
0を矢印Ａで示すように、ストライプ領域11aの長手方向
（Ｙ方向）に沿って連続走行させると共にその終端で巾
ｂだけＸ方向へステップ走行させ、電子ビームは単にＸ
方向へ巾ｂ内の偏向を行なって描画するか、またはステ
ージ10をＹ方向へもステップ走行させ、電子ビームをXY
方向へ偏向させてストライプ領域11aを長手方向にも分
割して順次描画することにより、全描画範囲をカバーす
るようにしていた。
（発明が解決しようとする課題） ところで、TVブラウン管のシャドウマスクを電子ビー
ム描画装置で製造する場合、シャドウマスクに形成する
微小スリットすなわち描画図形12は、第９図に示すよう
に、比較的ゆるやかな曲線に沿って配列され、かつその
形状も該曲線に沿う円弧状をしている。このような描画
図形12を第８図に示したような直線状のストライプ領域
11aに分割して描画すると、１つのストライプ領域11a中
に存在する各描画図形12はこのストライプ領域11a内に
おける座標位置がＹ方向はもちろんＸ方向にもそれぞれ
異なっており、かつ円弧であるため、図形データの作成
に莫大な工数を要すると共に、データ量も膨大なものと
なる。また、描画図形12が２つのストライプ領域11a、1
1aにまたがる場合には、各ストライプ領域11aの継ぎ目
は、完全には一致せず、わずかではあるが、第10図
（ａ）（ｂ）に示すような切欠き12aや突起12bを生ずる
ため、これがＹ方向に並んで描画後に筋となって現わ
れ、品質を著しく低下させる等の問題を生じる。
ム描画装置で製造する場合、シャドウマスクに形成する
微小スリットすなわち描画図形12は、第９図に示すよう
に、比較的ゆるやかな曲線に沿って配列され、かつその
形状も該曲線に沿う円弧状をしている。このような描画
図形12を第８図に示したような直線状のストライプ領域
11aに分割して描画すると、１つのストライプ領域11a中
に存在する各描画図形12はこのストライプ領域11a内に
おける座標位置がＹ方向はもちろんＸ方向にもそれぞれ
異なっており、かつ円弧であるため、図形データの作成
に莫大な工数を要すると共に、データ量も膨大なものと
なる。また、描画図形12が２つのストライプ領域11a、1
1aにまたがる場合には、各ストライプ領域11aの継ぎ目
は、完全には一致せず、わずかではあるが、第10図
（ａ）（ｂ）に示すような切欠き12aや突起12bを生ずる
ため、これがＹ方向に並んで描画後に筋となって現わ
れ、品質を著しく低下させる等の問題を生じる。
本発明は、上記のように曲線に沿って配列される図形
をより少ない図形データによって能率的に描画すると共
に精度よく描画することのできる描画方法および描画装
置を提供することを目的としている。
をより少ない図形データによって能率的に描画すると共
に精度よく描画することのできる描画方法および描画装
置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明による描画方法は、
電磁波を所定範囲内の選択された部分に照射しつつステ
ージを第１の方向へ連続走行させると共にその終端で第
１の方向と直角な第２の方向へステップ走行させること
によりステージ上にセットされている被描画材上に図形
を描画する方法において、被描画材上における電磁波の
照射範囲の移動軌跡が第１の方向に略沿う曲線または部
分近似直線による近似曲線となるように、電磁波の照射
範囲とステージとの第２の方向の相対位置を制御しつつ
ステージを連続移動させ、曲線に沿って図形を描画する
ものである。
電磁波を所定範囲内の選択された部分に照射しつつステ
ージを第１の方向へ連続走行させると共にその終端で第
１の方向と直角な第２の方向へステップ走行させること
によりステージ上にセットされている被描画材上に図形
を描画する方法において、被描画材上における電磁波の
照射範囲の移動軌跡が第１の方向に略沿う曲線または部
分近似直線による近似曲線となるように、電磁波の照射
範囲とステージとの第２の方向の相対位置を制御しつつ
ステージを連続移動させ、曲線に沿って図形を描画する
ものである。
なお、ラスタスキャン方式の描画においては、電磁波
を前記曲線または近似曲線に対して法線方向に走査する
ことが好ましい。
を前記曲線または近似曲線に対して法線方向に走査する
ことが好ましい。
また、上記目的を達成するための本発明による描画装
置は、電磁波を所定範囲内の選択された部分に照射する
手段と、ステージを第１の方向へ連続走行させると共に
第１の方向と直角な第２の方向へ指令値に応じて走行さ
せるステージ駆動手段と、ステージの第１の方向の位置
に応じて電磁波を照射する手段の動作を制御する手段と
を備えた描画装置において、電磁波の照射範囲を第２の
方向へ偏向させる手段およびステージ駆動手段のうちの
第２の方向への駆動手段のいずれか一方または両方に、
連続走行時の被描画材上における照射範囲の移動軌跡が
第１の方向に略沿う曲線または部分近似直線による近似
曲線となるように、連続走行時に電磁波を第２の方向へ
偏向させまたはステージを第２の方向へ移動させるため
の曲線補間信号を与える手段を設けたものである。
置は、電磁波を所定範囲内の選択された部分に照射する
手段と、ステージを第１の方向へ連続走行させると共に
第１の方向と直角な第２の方向へ指令値に応じて走行さ
せるステージ駆動手段と、ステージの第１の方向の位置
に応じて電磁波を照射する手段の動作を制御する手段と
を備えた描画装置において、電磁波の照射範囲を第２の
方向へ偏向させる手段およびステージ駆動手段のうちの
第２の方向への駆動手段のいずれか一方または両方に、
連続走行時の被描画材上における照射範囲の移動軌跡が
第１の方向に略沿う曲線または部分近似直線による近似
曲線となるように、連続走行時に電磁波を第２の方向へ
偏向させまたはステージを第２の方向へ移動させるため
の曲線補間信号を与える手段を設けたものである。
なお、ラスタスキャン方式の描画装置においては、前
記曲線または近似曲線を表わすデータから照射位置にお
ける曲線または近似曲線の法線方向を算出する演算部
と、この演算部によって算出された法線方向を示す信号
により所定範囲内における電磁波の走査方向を法線方向
に沿うように修正する偏向信号を発生する手段とを設け
ることが好ましい。
記曲線または近似曲線を表わすデータから照射位置にお
ける曲線または近似曲線の法線方向を算出する演算部
と、この演算部によって算出された法線方向を示す信号
により所定範囲内における電磁波の走査方向を法線方向
に沿うように修正する偏向信号を発生する手段とを設け
ることが好ましい。
（作用） 本発明は、電磁波の照射範囲とステージとの第２の方
向の相対位置をステージの連続走行中に変化させること
により、被描画材上における電磁波の照射範囲の移動軌
跡を描画図形の配列曲線に合致ないし近似させる。この
ようにすることにより、実際には曲線に沿って配列され
ている描画図形が図形データ（配列位置データを含む）
上においては直線状に配列されているものとみなして処
理することができ、さらに曲線に沿ったわん曲図形はわ
ん曲としていない直線図形とみなして処理することがで
きる。また、全描画範囲を区分するストライプ領域は描
画図形の配列曲線に沿ったものとなるため、各描画図形
が１つのストライプ領域の巾内に納まるようにすれば、
描画図形がストライプ領域によって分割されることもな
い。
向の相対位置をステージの連続走行中に変化させること
により、被描画材上における電磁波の照射範囲の移動軌
跡を描画図形の配列曲線に合致ないし近似させる。この
ようにすることにより、実際には曲線に沿って配列され
ている描画図形が図形データ（配列位置データを含む）
上においては直線状に配列されているものとみなして処
理することができ、さらに曲線に沿ったわん曲図形はわ
ん曲としていない直線図形とみなして処理することがで
きる。また、全描画範囲を区分するストライプ領域は描
画図形の配列曲線に沿ったものとなるため、各描画図形
が１つのストライプ領域の巾内に納まるようにすれば、
描画図形がストライプ領域によって分割されることもな
い。
さらに、ラスタスキャン方式の描画においては、所定
範囲内における電磁波の走査方向を前記曲線または近似
曲線の法線方向とすることにより、描画図形の第１の方
向の端部形状のデータ処理が簡単になる。
範囲内における電磁波の走査方向を前記曲線または近似
曲線の法線方向とすることにより、描画図形の第１の方
向の端部形状のデータ処理が簡単になる。
（実施例） 以下本発明の第１の実施例を第１図ないし第３図を参
照して説明する。第１図は本発明による描画装置の要部
を示すもので、21は電子銃、22はブランキング電極、23
はコンデンサレンズ、24XはＸ（第２の方向）偏向器、2
5は対物レンズ、11は被描画材、10はステージ、26はレ
ーザミラーである。前記Ｘ偏向器24Xの部分には、これ
と直角にＹ（第１の方向）偏向器が設けられているが、
図示を省略する。
照して説明する。第１図は本発明による描画装置の要部
を示すもので、21は電子銃、22はブランキング電極、23
はコンデンサレンズ、24XはＸ（第２の方向）偏向器、2
5は対物レンズ、11は被描画材、10はステージ、26はレ
ーザミラーである。前記Ｘ偏向器24Xの部分には、これ
と直角にＹ（第１の方向）偏向器が設けられているが、
図示を省略する。
ステージ10は、ガイド27によってＸ方向（第１図にお
いて左右方向）へ移動可能に設けられ、Ｘモータ28によ
って正逆転される送りねじ29により後述する信号に基づ
いて所定量Ｘ方向へ移動されるようになっている。この
ステージ10は、第１図において紙面と垂直なＹ方向へ連
続走行されるようになっているが、その走行機構の図示
は省略する。
いて左右方向）へ移動可能に設けられ、Ｘモータ28によ
って正逆転される送りねじ29により後述する信号に基づ
いて所定量Ｘ方向へ移動されるようになっている。この
ステージ10は、第１図において紙面と垂直なＹ方向へ連
続走行されるようになっているが、その走行機構の図示
は省略する。
30はＸレージ測長器で、前記レーザミラー26とによっ
てステージ10のＸ方向位置を検出している。
てステージ10のＸ方向位置を検出している。
31は演算ユニットで、この演算ユニット31には、図示
しないCPUから曲線補間信号32が与えられる。この曲線
補間信号32は、被描画材11をＹ方向へ連続走行させてい
るとき、被描画材11に対する電子ビームＥの照射範囲を
第２図に示す曲線B1,B2……に沿って変化させるための
ものである。これらの曲線B1,B2……は、Ｙ方向に沿う
描画図形12の配列位置を結ぶ曲線に合致するかまたは部
分近似直線により近似する曲線として予じめ与えられ
る。前記曲線補間信号32は、例えば前記曲線B1,B2……
をXYの関数として設定し、ステージ10がＹ方向へ連続走
行しているとき、そのＹ方向位置を図示しないＹレーザ
測長器で読取り、Ｙ方向位置に対するＸ方向位置をCPU
で計算することなどにより与えられる。
しないCPUから曲線補間信号32が与えられる。この曲線
補間信号32は、被描画材11をＹ方向へ連続走行させてい
るとき、被描画材11に対する電子ビームＥの照射範囲を
第２図に示す曲線B1,B2……に沿って変化させるための
ものである。これらの曲線B1,B2……は、Ｙ方向に沿う
描画図形12の配列位置を結ぶ曲線に合致するかまたは部
分近似直線により近似する曲線として予じめ与えられ
る。前記曲線補間信号32は、例えば前記曲線B1,B2……
をXYの関数として設定し、ステージ10がＹ方向へ連続走
行しているとき、そのＹ方向位置を図示しないＹレーザ
測長器で読取り、Ｙ方向位置に対するＸ方向位置をCPU
で計算することなどにより与えられる。
演算ユニット31は、前記曲線補間信号32に対するステ
ージ10の位置ずれをレーザ測長器30からのＸ位置信号33
によって算出し、Ｘ方向移動信号34を出力し、これをD/
A変換器35を通した後、さらにオペアンプ36Xを介してＸ
偏向器24Xへ与えると同時にパワーアンプ37を介してＸ
モータ28へも与えるようになっている。なお、Ｘモータ
28には、ステップ走行信号38も与えられる。
ージ10の位置ずれをレーザ測長器30からのＸ位置信号33
によって算出し、Ｘ方向移動信号34を出力し、これをD/
A変換器35を通した後、さらにオペアンプ36Xを介してＸ
偏向器24Xへ与えると同時にパワーアンプ37を介してＸ
モータ28へも与えるようになっている。なお、Ｘモータ
28には、ステップ走行信号38も与えられる。
オペアンプ36Xには、電子ビームＥを第２図に示すわ
ん曲したストライプ領域11b1,11b2……の巾ｂの範囲に
わたって偏向させるためのＸ偏向信号39Xが与えられ、
このＸ偏向信号39Xと前記Ｘ方向移動信号34とを加算し
た実Ｘ偏向信号40をＸ偏向器24Xへ与える。
ん曲したストライプ領域11b1,11b2……の巾ｂの範囲に
わたって偏向させるためのＸ偏向信号39Xが与えられ、
このＸ偏向信号39Xと前記Ｘ方向移動信号34とを加算し
た実Ｘ偏向信号40をＸ偏向器24Xへ与える。
なお、第１図には図示していないが、ブランキング電
極22は、ステージ10のＹ方向位置およびＹ偏向信号39X
に同期して供給される図形データによりON,OFFされ、被
描画材11に対する電子ビームＥの照射、非照射を制御し
て描画するようになっていることは、通常の電子ビーム
描画装置と同様である。
極22は、ステージ10のＹ方向位置およびＹ偏向信号39X
に同期して供給される図形データによりON,OFFされ、被
描画材11に対する電子ビームＥの照射、非照射を制御し
て描画するようになっていることは、通常の電子ビーム
描画装置と同様である。
次いで本装置の作用を説明する。図形データと共にわ
ん曲したストライプ領域11b1,11b2……のそれぞれ中心
を通る曲線B1,B2……を表わすデータを例えば前記のよ
うなXYの関数などで与える。
ん曲したストライプ領域11b1,11b2……のそれぞれ中心
を通る曲線B1,B2……を表わすデータを例えば前記のよ
うなXYの関数などで与える。
描画開始に当っては、第２図に点41で示すように、電
子ビームＥの偏向巾の中心が曲線B1上にあって被描画材
11すなわち描画範囲から外れたスタート位置となるよう
に、ステージ10を位置させる。
子ビームＥの偏向巾の中心が曲線B1上にあって被描画材
11すなわち描画範囲から外れたスタート位置となるよう
に、ステージ10を位置させる。
このスタート位置から図示しないＹモータを作動させ
てステージ10を第２図において上方へ移動させる。この
移動に伴なうステージ10のＹ方向位置の変化は図示しな
いＹレーザ測長器によって読取られ、該Ｙ方向位置がCP
Uに与えられて前記曲線B1のＹ方向に対するＸ方向位置
の変化分を曲線補間信号32として出力し、これを演算ユ
ニット31に与える。なお、前記スタート位置においてス
テージ10のＸ方向位置が指令された所定値に正しく一致
しているとすると、Ｘレーザ測長器30から演算ユニット
31へ与えられるＸ位置信号33の誤差分による曲線補間信
号32の補正値は零になり、Ｙ軸スタートと共に曲線補間
信号32に等しいＸ方向移動信号34が生じ、このＸ方向移
動信号34をD/A変換器35およびオペアンプ36Xを介してＸ
偏向器24Xへ与えると共に、パワーアンプ37を介してＸ
モータ28へ与える。Ｘ偏向器24Xは応答が速いため、電
子ビームＥを前記Ｘ方向移動信号34に応じてＸ方向（第
1,2図において右方向）へ偏向させる。他方、Ｘモータ2
8は応答が比較的遅いが前記Ｘ方向移動信号34によって
駆動され、送りねじ29を介してステージ10をＸ方向すな
わち曲線B1の場合は第２図において左方へ移動する。
てステージ10を第２図において上方へ移動させる。この
移動に伴なうステージ10のＹ方向位置の変化は図示しな
いＹレーザ測長器によって読取られ、該Ｙ方向位置がCP
Uに与えられて前記曲線B1のＹ方向に対するＸ方向位置
の変化分を曲線補間信号32として出力し、これを演算ユ
ニット31に与える。なお、前記スタート位置においてス
テージ10のＸ方向位置が指令された所定値に正しく一致
しているとすると、Ｘレーザ測長器30から演算ユニット
31へ与えられるＸ位置信号33の誤差分による曲線補間信
号32の補正値は零になり、Ｙ軸スタートと共に曲線補間
信号32に等しいＸ方向移動信号34が生じ、このＸ方向移
動信号34をD/A変換器35およびオペアンプ36Xを介してＸ
偏向器24Xへ与えると共に、パワーアンプ37を介してＸ
モータ28へ与える。Ｘ偏向器24Xは応答が速いため、電
子ビームＥを前記Ｘ方向移動信号34に応じてＸ方向（第
1,2図において右方向）へ偏向させる。他方、Ｘモータ2
8は応答が比較的遅いが前記Ｘ方向移動信号34によって
駆動され、送りねじ29を介してステージ10をＸ方向すな
わち曲線B1の場合は第２図において左方へ移動する。
このステージ10のＸ方向位置の変化は、Ｘレーザ測長
器30によって読取られ、演算ユニット31によって演算さ
れ、該変化分が曲線補間信号32に対して減算される。そ
こで、Ｘ方向移動信号34は曲線補間信号32からＸ位置信
号33の前記変化分を差引いた値となり、ステージ10がＸ
モータ28によって曲線補間信号32に合致する量だけＸ方
向へ移動すると、Ｘ方向移動信号34は零になる。このよ
うにして、被描画材11に対する電子ビームＥの照射範囲
は、曲線補間信号32によって行なわれるＸ偏向器24Xに
よる電子ビームＥのＸ方向移動とステージ10のＸ方向移
動との両方によって曲線B1に沿って移動する。
器30によって読取られ、演算ユニット31によって演算さ
れ、該変化分が曲線補間信号32に対して減算される。そ
こで、Ｘ方向移動信号34は曲線補間信号32からＸ位置信
号33の前記変化分を差引いた値となり、ステージ10がＸ
モータ28によって曲線補間信号32に合致する量だけＸ方
向へ移動すると、Ｘ方向移動信号34は零になる。このよ
うにして、被描画材11に対する電子ビームＥの照射範囲
は、曲線補間信号32によって行なわれるＸ偏向器24Xに
よる電子ビームＥのＸ方向移動とステージ10のＸ方向移
動との両方によって曲線B1に沿って移動する。
ステージ10がＹ方向へ走行し、電子ビームＥが描画範
囲に対向するようになると、ステージ10のＹ方向位置に
同期してＸ偏向信号39Xがオペアンプ36Xに与えられ、ラ
スタースキャン方式においては、電子ビームＥをストラ
イプ領域11b1の巾ｂでＸ方向へ走査させるようにすると
共に、図形データによってブランキング電極22のON,OFF
を行なって描画する。
囲に対向するようになると、ステージ10のＹ方向位置に
同期してＸ偏向信号39Xがオペアンプ36Xに与えられ、ラ
スタースキャン方式においては、電子ビームＥをストラ
イプ領域11b1の巾ｂでＸ方向へ走査させるようにすると
共に、図形データによってブランキング電極22のON,OFF
を行なって描画する。
このとき、描画図形12は、第２図に示すように、曲線
B1に沿って配列され、かつ各描画図形12の形状も曲線B1
に沿う形状となっているが、電子ビームＥと被描画材11
とのＸ方向の相対位置が曲線B1に沿って変化するため、
曲線B1のＸ方向変化量に相当する描画図形12のＸ方向位
置変化は相殺され、図形データ上では第２図に示す描画
図形12は第３図に示すように表わされることになる。す
なわち、各描画図形12はＹ軸と平行な直線上に配列さ
れ、かつ曲線B1に沿う描画図形12のわん曲はなく、Ｙ軸
と平行に伸びる平行四辺形として表わされる。そこで、
各描画図形12の配列位置データを簡素化できると共に、
描画図形自身のデータも第３図の左上の描画図形12につ
いて示したように、例えば台形フォーマットによる図形
データの場合、12−1,12−2,12−３の３つの図形のみの
組合わせで表わすことができ、かつ描画された図形12は
第２図に示すように曲線B1に沿う正確な形状のものとな
る。
B1に沿って配列され、かつ各描画図形12の形状も曲線B1
に沿う形状となっているが、電子ビームＥと被描画材11
とのＸ方向の相対位置が曲線B1に沿って変化するため、
曲線B1のＸ方向変化量に相当する描画図形12のＸ方向位
置変化は相殺され、図形データ上では第２図に示す描画
図形12は第３図に示すように表わされることになる。す
なわち、各描画図形12はＹ軸と平行な直線上に配列さ
れ、かつ曲線B1に沿う描画図形12のわん曲はなく、Ｙ軸
と平行に伸びる平行四辺形として表わされる。そこで、
各描画図形12の配列位置データを簡素化できると共に、
描画図形自身のデータも第３図の左上の描画図形12につ
いて示したように、例えば台形フォーマットによる図形
データの場合、12−1,12−2,12−３の３つの図形のみの
組合わせで表わすことができ、かつ描画された図形12は
第２図に示すように曲線B1に沿う正確な形状のものとな
る。
また、描画図形12が、例えば円形で、第３図に示した
ように直線配列化しても各描画図形の形状を実質的に同
一として取扱うことのできる場合には、図形データは１
つの描画図形についてのみ作成し、これを各描画図形の
位置を表わす配列位置データによって繰返し使用して描
画することも可能となる。
ように直線配列化しても各描画図形の形状を実質的に同
一として取扱うことのできる場合には、図形データは１
つの描画図形についてのみ作成し、これを各描画図形の
位置を表わす配列位置データによって繰返し使用して描
画することも可能となる。
ステージ10のＹ方向への連続走行に従って、わん曲し
たストライプ領域11b1内の描画図形12が順次描画されて
いくが、これらの描画図形12はいずれもストライプ領域
11b1内に納まっているため、第10図（ａ）（ｂ）に示し
たような切欠き12aや突起12bを生ずることはない。
たストライプ領域11b1内の描画図形12が順次描画されて
いくが、これらの描画図形12はいずれもストライプ領域
11b1内に納まっているため、第10図（ａ）（ｂ）に示し
たような切欠き12aや突起12bを生ずることはない。
こうしてステージ10がＹ方向への連続走行範囲の終端
に達すると、Ｘモータ28にステップ走行信号38が与えら
れ、ステージ10を第２図において左方へ巾ｂだけ移動さ
せ、２番目のストライプ領域11b2の描画を行なう。
に達すると、Ｘモータ28にステップ走行信号38が与えら
れ、ステージ10を第２図において左方へ巾ｂだけ移動さ
せ、２番目のストライプ領域11b2の描画を行なう。
なお、上記の説明では、電子ビームＥが被描画材11す
なわち描画範囲から外れているいわゆる助走域l1,l2に
ついても曲線B1,B2……に沿うようにした例を示した
が、この部分は描画を行なわず単にステージ10のＹ方向
移動を所定の連続走行速度に安定させるためのものであ
るため、該助走域l1,l2の全部または一部については曲
線補間を省略してもよいことは言うまでもない。
なわち描画範囲から外れているいわゆる助走域l1,l2に
ついても曲線B1,B2……に沿うようにした例を示した
が、この部分は描画を行なわず単にステージ10のＹ方向
移動を所定の連続走行速度に安定させるためのものであ
るため、該助走域l1,l2の全部または一部については曲
線補間を省略してもよいことは言うまでもない。
第４図ないし第５図は、本発明の第２の実施例を示す
もので、曲線B1,B2……を表わす曲線データ42を法線方
向演算ユニット43に入力し、図示しないＹレーザ測長器
からのＹ位置信号44に応じて、例えば第５図に示すよう
に曲線B1上のY1位置を電子ビームＥで照射する場合、該
曲線B1上のY1位置における曲線データ42のXY変化率△x,
△ｙ等からその位置の接線Ｕを算出し、さらにこの接線
Ｕから曲線B1上のY1位置における法線方向Ｖを算出する
ことなどによって法線方向Ｖを求め、この法線方向Ｖを
表わす信号45を修正偏向信号発生器46に入力して修正偏
向信号47をＸ偏向信号39Xと同期してオペアンプ36Yへ与
える。このオペアンプ36Yには、第１の実施例では説明
を省略したステージ10のＹ方向速度に応じたＹ偏向信号
39YもＸ偏向信号39Xと同期して与えられ、両信号47,39Y
をＹ偏向器24Yへ与え、被描画材11上における電子ビー
ムＥの偏向方向を、第５図に示す法線方向Ｖと一致させ
るようになっている。
もので、曲線B1,B2……を表わす曲線データ42を法線方
向演算ユニット43に入力し、図示しないＹレーザ測長器
からのＹ位置信号44に応じて、例えば第５図に示すよう
に曲線B1上のY1位置を電子ビームＥで照射する場合、該
曲線B1上のY1位置における曲線データ42のXY変化率△x,
△ｙ等からその位置の接線Ｕを算出し、さらにこの接線
Ｕから曲線B1上のY1位置における法線方向Ｖを算出する
ことなどによって法線方向Ｖを求め、この法線方向Ｖを
表わす信号45を修正偏向信号発生器46に入力して修正偏
向信号47をＸ偏向信号39Xと同期してオペアンプ36Yへ与
える。このオペアンプ36Yには、第１の実施例では説明
を省略したステージ10のＹ方向速度に応じたＹ偏向信号
39YもＸ偏向信号39Xと同期して与えられ、両信号47,39Y
をＹ偏向器24Yへ与え、被描画材11上における電子ビー
ムＥの偏向方向を、第５図に示す法線方向Ｖと一致させ
るようになっている。
このようにすれば、第２図に示したストライプ領域11
b1,11b2……内における巾ｂの電子ビームＥの走査は、
曲線B1,B2……上の各位置における法線方向Ｖに沿って
行なわれるため、描画図形12は図形データ上では平行四
辺形でなくＹ軸方向に沿って伸びる長方形として表わす
ことができる。そこで、第３図に示したように、描画図
形12を12−1,12−2,12−３のように３つの図形の組合わ
せとすることなく、１つの図形として処理することが可
能となり、より容易に、かつより正確に描画することが
できる。
b1,11b2……内における巾ｂの電子ビームＥの走査は、
曲線B1,B2……上の各位置における法線方向Ｖに沿って
行なわれるため、描画図形12は図形データ上では平行四
辺形でなくＹ軸方向に沿って伸びる長方形として表わす
ことができる。そこで、第３図に示したように、描画図
形12を12−1,12−2,12−３のように３つの図形の組合わ
せとすることなく、１つの図形として処理することが可
能となり、より容易に、かつより正確に描画することが
できる。
第６図は、本発明をラスタースキャン式のレーザ描画
装置に適用した第３の実施例を示すものである。51はレ
ーザ発振器、52は図形データに基づいてレーザビームＬ
をブランキングするためのAOD（音響光学素子）、53は
ブランキングプレート、54は被描画材11上におけるレー
ザビームＬの照射範囲（位置）をＸ方向へ変化させるた
めのAOD、55はレーザビームＬを所定の巾でＸ方向へ走
査するためのポリゴンミラー、56はポリゴンミラー55の
駆動モータである。被描画材11は、第１図に示したステ
ージ10と同様のステージ10上にセットされ、第１図の場
合と同様に移動および位置制御可能に支持されている。
この装置においてもAOD54とＸモータ28へ曲線補間信号
を与えることにより、第１、さらには第２の実施例と同
様の描画が行なわれる。
装置に適用した第３の実施例を示すものである。51はレ
ーザ発振器、52は図形データに基づいてレーザビームＬ
をブランキングするためのAOD（音響光学素子）、53は
ブランキングプレート、54は被描画材11上におけるレー
ザビームＬの照射範囲（位置）をＸ方向へ変化させるた
めのAOD、55はレーザビームＬを所定の巾でＸ方向へ走
査するためのポリゴンミラー、56はポリゴンミラー55の
駆動モータである。被描画材11は、第１図に示したステ
ージ10と同様のステージ10上にセットされ、第１図の場
合と同様に移動および位置制御可能に支持されている。
この装置においてもAOD54とＸモータ28へ曲線補間信号
を与えることにより、第１、さらには第２の実施例と同
様の描画が行なわれる。
第７図は、本発明の第４の実施例の概要を示すもの
で、61はレーザ発振器、62はブランキング用のAOD、63
は被描画材11上に描画する図形と同じ形状の穴を有する
アパーチャ、64はレーザビームＬを被描画材11上で間欠
的にステージ10のＹ方向連続走行に同期させて移動する
ためのAOD、65は被描画材11上においてレーザビームＬ
をＸ方向へ移動させるためのAOD、66はアパーチャ63に
よるアパーチャ像を被描画材11上に結像させるためのレ
ンズである。
で、61はレーザ発振器、62はブランキング用のAOD、63
は被描画材11上に描画する図形と同じ形状の穴を有する
アパーチャ、64はレーザビームＬを被描画材11上で間欠
的にステージ10のＹ方向連続走行に同期させて移動する
ためのAOD、65は被描画材11上においてレーザビームＬ
をＸ方向へ移動させるためのAOD、66はアパーチャ63に
よるアパーチャ像を被描画材11上に結像させるためのレ
ンズである。
この装置は、アパーチャ63によって与えられる例えば
円形などの一定形状の図形を、必要に応じて適宜に拡
大、縮小しつつ第２図に示した曲線B1,B2……と同様な
曲線上に配列して描画するものであり、ラスタースキャ
ン式でなく成形ビームによって描画する例でるあ。ブラ
ンキング用のAOD62は、描画する図形の配列位置データ
のＹ座標とステージ10のＹ方向位置とによってON,OFFさ
れ、各描画図形毎に描画に必要な時間だけレーザビーム
Ｌを通過させる。また、AOD64は前記ブランキング用のA
OD62からレーザビームＬが送出されている間、該レーザ
ビームＬを被描画材11上の所定の配列位置上に照射し続
けるように、前記AOD62の動作と同期して作動し、レー
ザビームＬを被描画材11上でステージ10のＹ方向走行速
度と等しい速度でＹ方向へ移動させる。
円形などの一定形状の図形を、必要に応じて適宜に拡
大、縮小しつつ第２図に示した曲線B1,B2……と同様な
曲線上に配列して描画するものであり、ラスタースキャ
ン式でなく成形ビームによって描画する例でるあ。ブラ
ンキング用のAOD62は、描画する図形の配列位置データ
のＹ座標とステージ10のＹ方向位置とによってON,OFFさ
れ、各描画図形毎に描画に必要な時間だけレーザビーム
Ｌを通過させる。また、AOD64は前記ブランキング用のA
OD62からレーザビームＬが送出されている間、該レーザ
ビームＬを被描画材11上の所定の配列位置上に照射し続
けるように、前記AOD62の動作と同期して作動し、レー
ザビームＬを被描画材11上でステージ10のＹ方向走行速
度と等しい速度でＹ方向へ移動させる。
この装置においては、AOD65とＸモータ28へ曲線補間
信号を与えることにより、第２図に示す曲線B1,B2……
と同様の曲線上に所定の描画図形を配列して描画するこ
とができる。
信号を与えることにより、第２図に示す曲線B1,B2……
と同様の曲線上に所定の描画図形を配列して描画するこ
とができる。
前述した実施例は、被描画材11上における電子ビーム
ＥまたはレーザビームＬのＸ方向すなわち第２の方向の
照射範囲（位置）を曲線B1,B2……に従って変化させる
ため、これらのビームの偏向とステージ10による被描画
材11の移動の両方を使用する例を示したが、本発明は、
いずれか一方のみにしてもよい。すなわち曲線B1、B2…
…のＸ方向変化量が、ビームの許容偏向巾以内である場
合には、ビームの偏向のみでよく、ステージ10のＸ方向
の移動誤差が、描画精度の許容誤差範囲内である場合に
は、ステージの移動のみでよい。また、本発明は、電子
ビームやレーザビームに限らずイオンビーム等の種々の
電磁波を用いて描画するものに適用でき、描画方式もラ
スタースキャン式に限らず種々の方式を採用できる。
ＥまたはレーザビームＬのＸ方向すなわち第２の方向の
照射範囲（位置）を曲線B1,B2……に従って変化させる
ため、これらのビームの偏向とステージ10による被描画
材11の移動の両方を使用する例を示したが、本発明は、
いずれか一方のみにしてもよい。すなわち曲線B1、B2…
…のＸ方向変化量が、ビームの許容偏向巾以内である場
合には、ビームの偏向のみでよく、ステージ10のＸ方向
の移動誤差が、描画精度の許容誤差範囲内である場合に
は、ステージの移動のみでよい。また、本発明は、電子
ビームやレーザビームに限らずイオンビーム等の種々の
電磁波を用いて描画するものに適用でき、描画方式もラ
スタースキャン式に限らず種々の方式を採用できる。
以上述べたように本発明によれば、第１の方向に略沿
う曲線または部分近似直線による近似曲線に沿って配列
され、またさらには該曲線に沿う形状をした描画図形
を、図形データ（配列位置データを含む）上では第１の
方向に一致した直線上に配列され、さらには該直線と平
行に伸びる描画図形として処理できるため、図形データ
を簡素化でき、能率的に描画できると共に、前記曲線に
沿う形状を正確に描画できる。また、電磁波の照射範囲
が描画図形の配列に従って移動するため、該照射範囲を
描画図形の巾より大きく設定することにより、各描画図
形を１回で描画することが可能となり、描画の継ぎ目に
現われる形状欠陥をなくし、より精度の高い良質の描画
が可能となる。
う曲線または部分近似直線による近似曲線に沿って配列
され、またさらには該曲線に沿う形状をした描画図形
を、図形データ（配列位置データを含む）上では第１の
方向に一致した直線上に配列され、さらには該直線と平
行に伸びる描画図形として処理できるため、図形データ
を簡素化でき、能率的に描画できると共に、前記曲線に
沿う形状を正確に描画できる。また、電磁波の照射範囲
が描画図形の配列に従って移動するため、該照射範囲を
描画図形の巾より大きく設定することにより、各描画図
形を１回で描画することが可能となり、描画の継ぎ目に
現われる形状欠陥をなくし、より精度の高い良質の描画
が可能となる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す要部概要構成図、
第２図は本発明による描画方法を示す平面図、第３図は
第２図に示す描画図形を図形データ上から表わした図、
第４図は本発明の第２の実施例を示す要部概要構成図、
第５図は第２の実施例による描画方法を示す部分平面
図、第６図および第７図は本発明の第３および第４の実
施例をそれぞれ示す要部概要構成図、第８図は従来の描
画方法を示す平面図、第９図は第２図に示した図形を従
来の描画方法で描画する状態を示す平面図、第10図
（ａ）（ｂ）は描画の継ぎ目に現われる欠陥を示す図で
ある。 10……ステージ、11……被描画材、 12……描画図形、21……電子銃、 22……ブランキング電極、24X……Ｘ偏向器、 24Y……Ｙ偏向器、26……レーザミラー、 28……Ｘモータ、30……Ｘレーザ測長器、 32……演算ユニット、36X,36Y……オペアンプ、 37……パワーアンプ、43……法線方向演算ユニット、 45……修正偏向信号発生器、51,61……レーザ発振器、 52,54,62,64,65……AOD（音響光学素子）、 53……ブランキングプレート、 55……ポリゴンミラー、63……アパーチャ
第２図は本発明による描画方法を示す平面図、第３図は
第２図に示す描画図形を図形データ上から表わした図、
第４図は本発明の第２の実施例を示す要部概要構成図、
第５図は第２の実施例による描画方法を示す部分平面
図、第６図および第７図は本発明の第３および第４の実
施例をそれぞれ示す要部概要構成図、第８図は従来の描
画方法を示す平面図、第９図は第２図に示した図形を従
来の描画方法で描画する状態を示す平面図、第10図
（ａ）（ｂ）は描画の継ぎ目に現われる欠陥を示す図で
ある。 10……ステージ、11……被描画材、 12……描画図形、21……電子銃、 22……ブランキング電極、24X……Ｘ偏向器、 24Y……Ｙ偏向器、26……レーザミラー、 28……Ｘモータ、30……Ｘレーザ測長器、 32……演算ユニット、36X,36Y……オペアンプ、 37……パワーアンプ、43……法線方向演算ユニット、 45……修正偏向信号発生器、51,61……レーザ発振器、 52,54,62,64,65……AOD（音響光学素子）、 53……ブランキングプレート、 55……ポリゴンミラー、63……アパーチャ
Claims (4)
- 【請求項１】電磁波を所定範囲内の選択された部分に照
射しつつステージを第１の方向へ連続走行させると共に
該連続走行の終端で前記第１の方向と直角な第２の方向
へステップ走行させることにより前記ステージ上にセッ
トされている被描画材上に図形を描画する方法におい
て、前記被描画材上における前記電磁波の照射範囲の移
動軌跡が前記第１の方向に略沿う曲線または部分近似直
線による近似曲線となるように、前記電磁波の照射範囲
とステージとの前記第２の方向の相対位置を制御しつつ
前記ステージを連続走行させ、前記曲線に沿って図形を
描画することを特徴とする任意曲線に沿って描画する方
法。 - 【請求項２】電磁波を前記曲線または近似曲線に対し法
線方向に走査して前記所定範囲内の選択された部分に前
記電磁波を照射することを特徴とする請求項１記載の任
意曲線に沿って描画する方法。 - 【請求項３】電磁波を所定範囲内の選択された部分に照
射する手段と、ステージを第１の方向へ連続走行させる
と共に前記第１の方向と直角な第２の方向へ指令値に応
じて走行させるステージ駆動手段と、前記ステージの前
記第１の方向の位置に応じて前記電磁波を照射する手段
の動作を制御する手段とを備えた描画装置において、前
記電磁波の照射範囲を前記第２の方向へ偏向させる手段
および前記ステージ駆動手段のうちの前記第２の方向へ
の駆動手段のいずれか一方または両方に、前記連続走行
時の前記被描画材上における前記照射範囲の移動軌跡が
前記第１の方向に略沿う曲線または部分近似直線による
近似曲線となるように、前記連続走行時に前記電磁波を
前記第２の方向へ偏向させまたは前記ステージを前記第
２の方向へ移動させるための曲線補間信号を与える手段
を設けたことを特徴とする任意曲線に沿って描画する装
置。 - 【請求項４】前記曲線または近似曲線を表わすデータか
ら照射位置における前記曲線または近似曲線の法線方向
を算出する演算部と、同演算部によって算出された前記
法線方向を示す信号により前記所定範囲内における電磁
波の走査方向を前記法線方向に沿うように修正する偏向
信号を発生する手段とを設けたことを特徴とする請求項
３記載の任意曲線に沿って描画する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/389,861 US5030836A (en) | 1988-08-05 | 1989-08-04 | Method and apparatus for drawing patterns using an energy beam |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29340588 | 1988-11-18 | ||
| JP63-293405 | 1988-11-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230112A JPH02230112A (ja) | 1990-09-12 |
| JP2791954B2 true JP2791954B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=17794346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13237489A Expired - Fee Related JP2791954B2 (ja) | 1988-08-05 | 1989-05-25 | 任意曲線に沿って描画する方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791954B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP13237489A patent/JP2791954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02230112A (ja) | 1990-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |