JPS58144286A - ペン・プロツタの平面構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ペンあるいはプロッタの平面構造に１イ（す
、特に、レジスト剤によってエツチングする１々ｐｒｊ
をネに数の屓に嫡用することによって平面上に直光変換
、導光路、および、メモリデバイスを配列し、もって、
前記平面上に図形を画き、さｒ−、に、導光路および光
電変換デバイスとこのデ・；イスが導通状態になった場
所を検出する水平およびｊｌ＋直方内方向線によってペ
ン先の座標を肋取ることを可能とし、もって、製図する
ことを可能としたものである。なお、本出願人は、先に
、放射線あるいは粒子線を照射したレジスト剤によって
エツチングするととｋよって溶解した第１の膜材料を形
成し、この第１の膜材料の部分に第２の膜Ｈ科を前記第
１の材料を照射するのに用いたマスクあるいはその逆の
パターンのマスクを用いて多層化する方法及びその応用
について種々提案したが、本発明は、上記の方法をペン
あるいはプロッタ１１４の平面に応用したものである。

計算機などからなるシステムにおいて計９機の入出力デ
バイスとしてペン先の座標をｙＭｖることによってシス
テムに情報を入力するタブレット装置が用いられている
が、これは水平および蚤山方向の導線を平面板にうめ込
むことにより＠ホ１＾傳的な手段によって必要機能を構
成している。−十ｋ、計算機からの出力情報をディスプ
レイする面上に接触されるぺ／座標を読取る方法が用い
られているＯ しかし、従来方式において用いられる平面においては、
これをペン先の座標読取りおよびディスプレイ而として
機能させるために大きな構造部分と多くの周辺機能およ
び周辺構造を必要とし、融通性ある使用を可能とするこ
とが不可能であった。

本発明は、上述のごとき従来技術の欠点を解決するため
になされたもので、特に、レジスト剤によってエツチン
グする技術を複靜の層に適用することによって平面上に
電光変換、導光路、および、メモリデバイスを配列する
ことによってこの平面に図形を画き、さらに、導光路、
および、光電変換デバイスとこのデバイスが導通状態に
なった場所を検出する水平、および垂直方向の導線によ
ってペン先の座標をＭｅること全可能とすることによっ
て製図することを可能としたものである。

計算機によって各種の外部記憶装置を制御することが可
能であるが、この外部記憶装置に製図した画像を記憶さ
せることができる。ある入出力装置を操−作することに
よってこの―！像を読出してこの入出力装置に表示させ
ることができるものとする。今、表示面において表示さ
れている画像に付加すべき部分を書き加えたり、訂正し
たりすることによって更新された製図内容を再び上記の
外部記憶装置に格納することが可能であれば、製図の工
程が省力化され、融通性ある試行錯誤が可能となる。ま
た、表示された画像に訂正を加えたり吉き加えたりする
場合においては、そのだめの図面処理を詳細にわたって
ペンによって行うのでは存く、訂正おるいは薔き加えに
おけるキーポイントをペンによって示し、そのキーポイ
ントを満足する基本図形を計算機側からこの入出力装置
に出力することによって自動化された訂正または書き加
えが可能となる。

本発明は、上記のような表示面を作ることを可能とする
ものであって、このためには次にＶドベるようなレジス
ト剤によるエツチング法を用いる必要がある。

尤によって電気を発生あるいは逆に雷、気によって光を
発生する面を作るには光学材料をエツチング技術によっ
て加工する。エツチングを行うにはレジスト画像を作る
ためにマスクと呼ばれる原板が必要である。マスクは写
真乾板のような働きをするもので加工目的物の１０倍〜
１００倍の描き易い大きさに拡大して描いた原図から写
真を得る方法で縮小製作する。先づ、加工を行うウェハ
の表面に均一な厚さにレジスト剤を塗布し、硬化させる
処理を行ったあとマスクを通して光、電子線、あるいは
一般に粒子線の照射を行う。レジスト剤ＬＬ粒子線の照
射によって特定の化学溶剤に対する浴晴度が変化する材
料である。先づ、公知の電子ビーム描画法などによって
特定の加工デバイスのパターンに対応した窓のあるマス
クを作る。次に、粒子線ビーム転写法においてこのマス
クの窓を通り抜けた粒子線によって照射されたレジスト
剤の部分を変質する。ポジ形の現像を行う場合は変質し
た部分だけが俗は去りウェハ上にレジスト剤の脇パター
ンを作る。次に、ウェハを溶解する化学溶剤を用いレジ
スト剤の膜の付着し７てないウェハの部分を取り去り目
的とするデバイスの・ド面的像細構造の一部を形成する
。即ち、エツチングを行う。レジスト剤はその後取り去
られる。

多層化を行うために必要な条件は上述の第１のウェハの
エツチングによって取り去られた部分をうめる形で第２
の材料を形成する処理が可能であることである。

今、エツチングの完了した第１のウェハの−（二に別の
材料を成、長させて上記の第２のウェハを形成したとす
ると、この第２ウエハの面には、第１のウェハが取り去
られた部分にく＃ｆみが生ずる。Ｅ２かし、このくぼみ
以外の第２ウエハの部分がｌｌＶり去られることとなる
から支障がない。敗り去られるまでの処理は次のように
行う。第２ウエハ上に再びレジスト％Ｉを塗布する。こ
のとき第１ウエハの取り去られた第２ウエハの部分に塗
布されたレジスト剤がたまることとなる。ここで、第１
のウェハに加工するときに用いたマスクを通して紀２の
ウェハ上のレジスト剤を照射する現像工程を行う。この
ときくぼみにたまったレジスト剤を照射することとなる
ので照射時間を多少長くする必要がある。ことでネガ形
の現像を行う。即ち、照射されず変質していない部分を
エツチングし、レジスト剤を除去する。このとき第１の
ウエハニ用いたマスクの逆のパターンを用い、ポジ形の
現像工程を用いる方がくほみにたまったレジスト剤を照
射する必要がなくなるので有利である。第３のウェハを
第２、第１のウェハの上に成長させることから第１、第
２のウェハに適用した工程をくり返すことによって第１
の材料に第２の材料をうめ込んだ構造を微細な寸法で作
ることができる。第２の材料を導通路とすることもでき
る。しかし、導通路は金属であるから、特に、この部分
については上述のマスクと同じパターンをもつ電子ビー
ム用マスクによって電子ビームを照射しこれによって全
組の蒸着を行うことによっ□て構成できる。

本発明においてｔｔ１光によって■気を発生あるいは逆
に電気によって光を発生する面を作る必要があり、この
ためには加工デバイスのくり返し構造をウェハ上に作る
必要があり、また、而が多少の厚さをもつ必要があるこ
とから面を乗せる工作台の高さを微細調整する必要があ
る。

第１図は、ウェハ上にマスクに画かれたパターンを転写
する方法の一例を説明するための図で、１は電子銃であ
り、これから出た電子をコンデンサレンズ系２で平行ビ
ームにしたＪ・と３なるマスクを照射する。この電子の
照射は電子針の下の静電的なブランキング板４によって
ＯＮ　−０）’　Ｆされる。マスク３は自己保持形の金
礪フォイルマスクであり、構成されるべき電子デバイス
に従って作られた窓がおいており、これらを通過した電
子は投影レンズ５．６によってウェハ７の面上に像を結
ぶ。この場合、コイル８により位置合せ、絞り、および
調整が行われる。１回に露光できるフィールドは３　ｍ
　Ｘ　３　ｍ程度であり、ウェハをのせた９で示される
ＸＹステージをステップ状に移動しくり返してウェハ全
面に露光する。このくり返し操作によって処理できる面
積は１００ｍｍＸ１００１ＩＩ＋程度であると云われて
いる。通常、集積回路にお・いては、上記のくり返し操
作によって構成されｆｃ構造ごとに分割して使用するも
のであるが、本発明では、このような分割を行わず上記
のくり返し構成が光によって電気を発生しあるいは電気
によって光を発生する面を構成するものであって、上記
のマスクのパターンはこのくり返し操作によってできる
デバイスが相互に所定の連結が可能でなければならない
。このような構成法においては、通常の集積［９］路を
量産する場合の多重り率では作られる面が不良である場
合が多くなるため、加工デバイスの精細度を下げること
の可能な場合に用いられる。

本発明においては、第１図において以前の加工１尚稈に
よって作られたウェハ７の上に新しいウェハを軍ね、こ
れに対して上記の方法によって加工することを可能とす
るものである。このため、第１図において１０なる資料
台の高さを１１に示す油圧帰鴬によって微細調整するこ
とを可能とし複数の刊からなる構造を作る。先づ、第１
図の３なるマスクを作る電子ビーム描画装置においては
電子顕微鏡から発展した電子ビームを小さい点にしける
技術をもとに発展させた方法を用いており、第１図の７
に示す資料上に粒子ビームをしほろ方法も同様の方法に
よって行われる。多１ｆ４化によって資料台の上の膜材
料が厚くなった場合は、上述の方法によってビームを小
さい点にしぼるためにｎ本１台の各点の高さを平等に変
える必要があり、次のような方法を用いる。すなわち、
第１図の資料台１０は１２に示す油の上にある。また、
１ｏなる資料台は９で示されるＸＹステージに設けられ
だ円Ｔｈ４Ｎの穴に入った形になっており、それぞれ密
に接触していて相互に滑って上下の運動が可能となって
いる。資料台１０とＸＹステージ９によって作られた空
間に油１２が満たされると油Ｉ２は資料台１（）とＸＹ
ステージ９の接触面に浸とりするが、油１２はその粘性
によって外にあふれることがなく、１１なる油圧装置か
ら加えられる油圧の増減にともなって資料台１０を上下
動させることができる。

第２図は、上述のようにして構成された光起電力を発生
あるいは光を発生するデバイスのＷ、　Ｊ４＆す図を示
すもので、図中の■とθなる面で区切られたｐなる領域
はｐ形半導体、■と＠なる面で区切られたｎなる領域１
ｄ、ｎ形半導体である。■なる面はｐｎ接合面でＯなる
方向から照射される光の光子によって励起された電流キ
ャリアがｐｎ接合で低下したポテンシャル障壁を越え拡
散することによって電流を得る。■なる面がある程度の
大きさをもつためにはすでに述べた多階゛処理をくり返
す８砦がある。即ち、第２図のデバイスの周辺はこのデ
バイスとは異なる材料によってうめられており、第２図
のデバイスは平面上にくり返し配置される。これらの異
なる材料の立体的な配置のくり返し構造は上述のエツチ
ング法とステップ・アンド・リピート法によって構成さ
れる。この場合、第２図のｐ形、ｎ形半導体からなる部
分については１各くり返しにおいて半導体材料を気相成
長させ、先づ、その上に酸化膜の気相成長を行い、ｎ影
領域とする部分にレジスト膜を塗布し粒子線照射を行い
、照射されない酸化膜をエツチングしｎ杉の不純物拡散
を行う。残った酸化膜を溶解して、再び、全面に酸化膜
の気相成長を行いｐ影領域とする部分に対し同様の処理
を行ってｐ形拡散を行う。なお、第２図において○は光
が照射される方向で、この光によって発生する起電力１
／ｊ：　ｐ　ｎ接合面■に垂直に交る直線θ■のθの方
向をとる。一方＠の方向からの光の照射を行う代りに（
ト）の方向に電流を通すことによって■なる接合面にお
いて■なる方向へと光を発光し放射する。このような起
電力を堆出すためのおよび発光のための電流を加えるた
めの電極となる金属は＠および０なる而に接するように
成長させる。

本発明社、上述の方法によって頭初において述べたよう
な表示面（平面板）を構成し、この平面板の内部に画像
を表示する画素に対応してメモリデバイスを形成する。

そして、各メモリデバイスごとに電光変換お４よび導光
路デバイスそれぞれ１個からなる組を一単位とするくり
返し拾遺をステップ・アンド・レピート法で形成する。

平面内のメモリデバイスは平面板に形成されるべ′１！
！画障の１つの副走査線上にあるものを接続することに
ょグて−１つのジ−ブトレジスタが構成されるようにエ
ツチングを行う。頭初において述べた計算機の周辺にあ
る外部配憶装置からの出力信号である副走査線の符柘が
対応の平面板の副走査線用シフトレジスタに入力される
ことによりシフトレジスタ上のメモリデバイスはＯＮか
ＯＦＦかに従って上記電光変換デバイスを発光させ、上
記導光路デバイスを通して平面板−Ｆに画像を形成させ
る。この画像を更新するために先端に発光部のあるペン
先の光を検出するための導光路と光電変換デバイスは上
記のステップ・アンド・リピート法と同時に構成するも
のとする。さらに、これらのそれぞれの画素対応構造の
上部に交点をもつような水平および垂直の導線を構成す
るに必要な単位構成を各光！変換デバイスごとに形成し
、光電変換デバイスの一対の電極今それぞれ水平および
垂直導線を構成する単位構成に接続する。次に、以上の
構成に必要なデバイスについて鰭明する。

第３図は、上記のくり返し構造の単位部分を示すもので
、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は側面１に７１、（ｃ）
図は背面図で、図中、Ａなる面は製図板の表面であり、
ＢｌＣ，、Ｄはそれぞれ表示用メモリデバイス、電光変
換、および、導光路でＤなる部分１ｄ透明な（イ料で満
たされている。また、Ｅ、Ｆ、Ｇ、％１およびＩはペン
先の光を検出するデバイスであり、ト〕は導光路で透明
な材料で満たされている。Ｆは光電変換デバイス、Ａな
る面に当てられているペン先の光に反応した光電変換デ
バイスをアドレスするだめの水平および垂直導線の一部
を＋１　ｒｊＶ、　ｌ、ているＯＧはＦなる光電変換デ
バイスの一方のｆＴｆｉｌｌこ接続され、Ｆの他方の極
はＩなる導体を通して）ｌに接続される。

第４図は、竿３図において、Ｇおよび１１に示される水
平および垂直導線の接続法を示すもので、Ｍなる点線で
囲まれた部分は製図板に含まれる。

Ｍｉる部分における水平線の一部が第３図のＨに相描し
、垂直線の一部が第３図のＧに相当する。

第４図はペン先の光に反応して導通状態になっている受
光デバイス、即ち、第３図のＦを検出する回路で第４図
のＭなる部分の水平、垂直線を横Ｉｌｌ（する単位部分
が第３図のＧおよびＨで示される。

第４図のＭの任意の交点にある受光デバイスが光を受け
て導通状態になっていると第４図の右下の＋電源からｒ
′　〜ｒ−なる抵抗な通して上記デバ】 イスに電流が滝、れ、この電流がｒ”’−ｒ４　なる折
重 抗を通って図の右上の一電源に入る。ｒ′１〜ｒＳおよ
びｒ、〜ｒ４　　なる抵抗の電圧降下はそれぞれｄ′　
〜ｄ′、およびｄ　　−ｄ　　なふ回路によって＋　　
　　　　　　４　　　　　　　　　　　　　　１　　　
　　　　４検出され、ＲＯＭおよびＲＯＭ’　　なる読
取専用メモリの出力側に導通している受光デバイスの水
子〇垂直線のアドレスを出力する。これらの水平轡垂直
純のアドレスを直接符号化するのは第４図に示すＸおよ
びＸ′　なる結線であるが、これらは相隣る線のアドレ
スが距離１の重み差で符号化されるようになっている。

ＲＯＭおよびＲＯＭ’　　はこれらの符号をアドレス値
の自然数表示に変換するためのものである。このような
変ｉを行う目的は、ペン先の光によって導通する受光デ
バイスがペン先の光が相隣る２つの水平Ｉｗまたは垂直
線にまたがることによってアドレス値の誤りが１以上に
ならないようにするためである。

第３図のＢ、Ｃ％Ｄなるデバイスは、上記のように画像
を表示するために用いられるものでＤなるデバイスは画
像の一つの副走査線を記録するソフトレジスタを構成す
る。これらのデバイスが画素ごとに一組を設ける場合に
おいては平面板に画かれた画像を更新する場合に更新前
の画像にｉＪ　Ｌで更新画像の位置関係をオーバラップ
させて人間の目で確かめるのが困難になる。この点を改
ためるには第３図のＢ、Ｃ，Ｄの部分を第５図のように
する必要がある。すなわち、第５図のＢＸＣ。

Ｄは第３図のＢ、Ｃ，Ｄと同じ機能を実行し、Ｂ′、Ｃ
’、　Ｄ’はそれぞれＢ、Ｃ，Ｄと同じ機能を実行し、
ＤとＤ′　はそれぞれ別のシフトレジスタの一段となる
。そして、Ｄなるメモリは画像を更新する以前の画素信
号を蓄積し、Ｄ′　　なるメモリは’Ｉ　ｖｒ部分のみ
を前者にオーバーラツプして画くための画素信号を記録
する。なお、ＬＳＩにおけるステップ・アンド・リピー
ト法の適用範囲は１０　ｃＭＸ　Ｉｎα程度であるが、
本発明における微細化の程度は、ＬＳＩの場合より一桁
下げたものと々るがら１ｍＸ１ｒ＋＋程度の適用範囲が
得られ、製図板程度のスケールとなる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、各棹
股計作業における製図の作業をｉ勧化し用紙の使用を極
小にする計算機システムの構成が６丁能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ウェハ上にマスクに画かれたパターンを転写
する方法の一例を説明するための概略構成図、第２図は
、本発明に使用する発光受光デバイスの一例を説明する
ための図、第３図は、本発明の一実施例を説明するだめ
の構成図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は側面図、（
Ｃ）図は背面図、第４図は、第３図において（、Ｈで示
した水平および垂直導線の接続例を示す図、第５図は、
本発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・’に子Ｎ、２　　・コンデンサレンズ系、３・
・・マスク、４・・ブランキング板、５．６・・・投影
レンズ、７、・ウェハ、８・コイル、９・・・ＸＹステ
ージ、１゜・・・資料台、１１・・・油圧機構、１２・
・油、Ａ・・製図板表面、ＢＳ　Ｂ／　　・・・メモリ
デバイス、ｃ、ｃ’　　・電光変換デバイス、Ｄ、　Ｄ
／　　・・・導光路、Ｅ・・・導光路、Ｆ・・・光電変
換デバイス、Ｇ、Ｈ，Ｉ・・導線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 図形パターンを画いたマスクを通した粒子線を照射した
   レジスト剤によってエツチングすることによって溶解し
   た嶋１の膜材料の平面部分を形成し、該平面部分に第２
   の膜材料を前記パターンと同じパターン甘たけその逆の
   パターンをもったマスクを用いて’ｔ　ｆ　協’換、導
   光路およびメモリデバイスを配１列して平面上にし１形
   を画き、さらに、導光路および光電変換デバイスとこの
   デバイスが導通状態になった場所を検出する水平方向の
   導線および垂直方向の導線を有することを特徴とするペ
   ン・プロッタの平面構造。