JPS5820038B2 - 直線発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直線発生装置、更シこ具体的番こ言えば、コン
ピュータ等の端末装置としての電子ビーム露光９置、Ｃ
ＲＴグラフィックディスプレイ装置、或いはデイジクル
ブ七ツク等に使用するのに適した直線発生装置に関する
。

例えば電子ビーム露光装置に於ては、電子ビームの走査
によってレジストを塗布したウェハ上の任意の区画を塗
りつぶすことが行われており、このときの電子ビームの
走査を制御するのに直線発生装置が使用されている。

この種の直線発生装置の機能としては、特に、レジスト
の感応特性に応じ均一な露光となるよう【こ一定したス
ピードでビームを走査できること、及び微細加工のため
にビーム位置精度が常に最小誤差内をこ保たれること等
が要求される。

かかる機能は、ＬＳＩ（大規模集積回路）を更に高密度
化したいわゆる超ＬＳＩ等に関しての微細加工技術に特
に重装である。

従来この種の装置としてはアナログ信号によって肌理さ
れるアナログ型と、ディジタル信号によって肌理される
ディジタル型とが実用化されている。

しかる〔こ、前者は精度が悪いたけでなく、偏自回路に
使用される積分器の時定数が一定のために表示しようと
する線分の長さによって輝度が変動するという欠点、ま
た後者は例えば２進レート乗算器の原理を利用したもの
であり、線分の長さが異なっていても一定時間中に描画
されること、及び電子ビームを駆動するパルス列が不均
一であることに起因して一定の輝度が得られないという
欠点を夫々有しており、いずれもこの種の装置に安来さ
れる上記諸性性を満足するものではなかった。

本発明は従来の技術に内在する上記欠点を克服する為に
なされたものであり、従って本発明の目的は、線分の長
さ及び方向を指示し、単位時間毎に常に一定量だけビー
ム位置を移動させること（こよって輝度の一定した精度
の高い直線を描画することができる新規な直線発生装置
を提供することにある。

本発明の上記目的は、描画すべき線分の長さと単位時間
毎に単位量だけ増加する線分の移動量との差を単位時間
毎に検出する線分移動量検出手段と、該検出手段の検出
出力のうち前記線分の長さが移動量よりも犬ぎいか又は
等しいことを表示する出力の場合（こは該出力に基づき
前記線分の始点を示す量に前記移動量を加算した量に対
応するＸ１駆動信号及びＹ駆動信号を単位時間毎に出力
する駆動信号出力手段とを有している直線発生装置、に
よって達成される。

本発明の上記構成により、描画すべき線分の始点、長さ
及び方向（傾斜）を指定すれば、単位時間毎（こ常に一
定量だけビームの位置が移動させられ、その際に発生す
る点列によって直線が描画される。

つ才り、常に一定の速度で電子ビームが走査されるから
、むらのない 定輝度の直線が明瞭【こ描画される。

次に本発明をその良好な一実施例について添付図面を蚕
照しながら具体的に説明しよう。

第１図を参照するに、そこには本発明に係る直線発生装
置の一実施例が示されている。

全体として１０と銘打たれた線分移動量検出手段は、各
種タイミング信号を発生するタイミングコントロール回
路１１、単位時間当りの線分の移動量即ち単位移動量△
Ｌを設定するレジスタ１２、減算器１３、選択器１４、
描画しようとする線分の長さＬを設定するレジスタ１５
、レジスタ１５の出力の正負を判定する正負判定回路１
６、及びオアデー１〜回路１７．１８によって構成され
ている。

レジスタ１５は、タイミングコントロール回路１１から
出力されるクイミ゛ング信号パルスの例えば立上りで選
択器１４の出力される信号を入力せしめ、例えはその立
下りで前記信号を出力せしめるラッチ型のレジスタであ
る。

正負判定回路１６は、描画すべき線分の長さしが単位時
間毎に単位量だけ増加する移動量よりも大きいか又は等
しいときには後述される駆動信号出力手段のレジスタに
制御信号を出力し、前記線分の長さしが前記移動量より
も小さいときにはエンド信号を出力する回路である。

全体として２０と銘打たれた駆動信号出力手段は、Ｘ駆
動信号出力回路２１及びＸ駆動信号出力回路３１から構
成されている。

Ｘ駆動信号出力回路２１は、描画しようとする線分の単
位時間当りの単位移動量△Ｌ＆こ対する微小ベクトルの
Ｘ成分△Ｘを設定するレジスタ２２、加算器２３、選択
器２４、描画しようとする線分の始点のＸ成分娩を設定
するレジスタ２５、Ｄ−Ａ変換器２６及び増幅器２７よ
り構成されている。

Ｘ駆動信号出力回路３１は、単位移動量△Ｌ【こ対する
微小ベクトルのＹ成分△Ｙを設定するレジスタ３２、加
算器３３、選択器３４、描画すべき線分の始点のＹ成分
Ｙ。

を設定するレジスタ３５ 、 Ｄ−Ａ変換器３６及び増
幅器３７より構成されている。

レジスタ２５及び３５はタイミングコントロール回路１
１から出力される制御信号パルスの例えば立上りで入力
を取込み、例えばその立下りでその信号を出力するラッ
チ型のレジスタである。

尚、レジスタ２２及び３２番こセットされる単位時間当
りの線分の移動量△Ｌの微小ベクトル成分△Ｘ及び△Ｙ
は次式（こよって与えられる。

△Ｘ＝△、［、ｃｏｓθ ・・・・・・・・・（１）△
Ｙ−△Ｌ ｓｉｎθ ・・・・・・・・・（２）（但し
θ：Ｘ軸と線分りのなす角度） また参照番号２９は微小ベクトル成分△Ｌｃｏｓθの関
数表、３９は微小ベクトル成分△Ｌｓｉｎθの関数表を
夫々記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等によ
って構成されるメモリを示し、１〜９は端子を示してい
る。

続いて第１図のブロック構成図及び第２図のタイムチャ
ートを参照しながら動作について説明する。

第１図に於て、レジスタ２５．３５の内容は電子ビーム
の現在位置を示しており、レジスタ１５の内容はビーム
現在位置より線分終点までの距離を示すものである。

先づ、第２図に示されたパルス信号ａによってタイミン
グコントロール回路１１が付勢され、それによってコン
トロール回路１１から第２図すに見られるパルス信号が
発生する。

パルスｂｉこよって、端子２、選択器１４を通して描画
しようとする線分の長さＬがレジスタ１５に、単位時間
当りの線分の移動量△Ｌが端子３を通してレジスタ１２
番こ夫々セットされる。

一方、ＲＡＭ等のメモリ２９，３９には、単位時間当り
の線分の移動量△Ｌに対する微小ベクトルのＸ、Ｘ成分
、即ち式（１） 、 （２）で与えられる△Ｘ。

△Ｙの関数表が記憶されており、線分りの方向（線分り
のＸ軸【こ対する角度）θ（第３図参照）が端子５より
与えられる際には、タイミングパルスｂによって上記関
数表から特定の関数値が読出され、単位移動量△ＬのＸ
成分△Ｘ及びＹ成分△Ｙは夫々レジスタ２２及び３２（
こセットされる。

同時シこ、線分りの始点のＸ成分Ｘ。

は端子ｂ１選択器２４を通してレジスタ２５に、Ｙ成分
Ｙ。

は端子７、選択器３４を通してレジスタ３５ｃこ夫々セ
ットされる。

以上の準備がなされた後に、タイミングコントロール回
路１１から第２図のＣの如きりランクパルスが発生させ
られ、パルスＣはオアゲート回路１７を通してレジスタ
１５に与えられる。

レジスタ１５はパルスＣの例えば立上りで選択器１４の
出力を人力せしめ、例えばその立下りで前記立上りで取
り込んだ前記信号を減算器１３、正負判定回路１６に出
力する様に制御される。

即ちレジスタ１５（こ例えばパルスの立上りでセットさ
れたデータ（初期状態には線分Ｌ）は例えばパルスＣの
立下りで減算器１３に与えられ、そこで単位時間当りの
移動量△Ｌを減算され、その結果は選択器１４にて選択
されてパルスＣの例えば立上りでレジスタ１５にセット
される。

次いで上記減算結果はパルスＣの例えば立下りで減算器
１３に与えられ、そのデータから単位移動量△Ｌを減じ
、その結果を再びレジスタ１５番こ与える動作を単位時
間毎に繰り返す。

一方、単位時間毎に繰り返される前記動作サイクル番こ
対応して、減算器１３に与えられると同じレジスタ１５
の出力が正負判定回路１６に印加され、パルスＣを若干
遅延させたタイミングパルスｄによって、前記減算動作
と同期してレジスタ１５の出力の正負の判定が単位時間
毎になされる。

判定結果が正文はＯのとき、即ち線分長が移動量よりも
大きいか又は等しいときには、パルスｄはオアゲート回
路１８を通してレジスタ２５及び３５【こ印加される。

レジスタ２５及び３５はレジスタ１５と同様のラッチ型
レジスタであり、これらのレジスタはタイミングパルス
ｄによってレジスタ１５と同様に制御される。

レジスタ２５には、前述した如く、初期値として線分の
始点のＸ成分Ｘ。

がセットされているが、タイミングパルスｄによって制
御され、前記Ｘ成分Ｘ。

が加算器２３で単位時間当りの線分の移動量△ＬのＸ成
分△Ｘを加算されて選択器２４を通して再びレジスタ２
５にセットされる。

これが繰り返され、レジスタ２５には単位時間毎【こ始
点のＸ成分Ｘ。

に一定移動量のＸ成分△Ｘが加算されたデータがセット
されると共に、シフト出力される。

その出力は、Ｄ−Ａ変換器２６【こよってアナログ信号
に変換され、増幅器２７にて増幅され、端子８には時間
の経過に比例して一定の増分を加算された階段状のＸ１
駆動信号が出力される。

Ｙ駆動信号出力回路３１も上記Ｘ駆動信号出力回路と同
様に作動せしめられ、端子９には時間の経過に比例して
変化する階段状のＹ駆動信号が出力される。

線分移動量検出手段１０の正負判定回路１６が負、即ち
線分りよりも移動量が大きいことを検出した場合には、
判定回路１６は第２図に見られる如きエンド信号Ｃをタ
イミングコントロール回路１１に出力して該回路を減勢
させると共に、中央姐理装置（図示せず）等に結合させ
ている端子４に出力する。

以上要するに、本実施例に於ては、タイミングパルスＣ
によって最初線分長しがセットされたレジスタ１５から
単位時間毎に単位時間当りの移動量△Ｌが差引かれると
共に、レジスタ１５が更新される度毎（こタイミングパ
ルス／スｄによってその正負が判定され、その判定が正
又は０であるならば、最初線分の始点Ｘ。

、Ｙｏがセットされたレジスタ２５．３５に単位時間毎
【とそれぞれ単位時間当りの移動量△ＬのＸ成分△Ｘ、
Ｙ成分△Ｙが加算されていく。

レジスタ２５．３５の出力はＤ−Ａ変換されて、ビーム
偏向系を駆動し、ビームを直線的に走査していく。

そのとき、レジスタ１５のデータが負になったら装置の
動作を終了させる。

今Ｄ−Ａ変換器がｎビットで構成されており、ビームを
２°Ｘ ２ ｎ格子点上の１点〔こ位置決めできるもの
とする。

また線分長り及びビームの単位移動量△Ｌは１格子点間
隔を１としてｎビットの整数で指示できるものとする。

しかるに、前記式（１）。（２）に指示される如くビー
ムの単位移動量ΔＬのＸ成分△Ｘ、Ｙ成分△Ｙは、一般
に整数とはなり得ず、しかも上記動作で繰り返し演算を
含むために、それらはその累積誤差を考慮した精度で表
わす必要がある。

ところで上記繰返し演算は高々２ｎ回（△Ｌ＝１ 、Ｌ
＝２ｎのとき）なので、最大累積誤差が１格子点内に収
まるためには、例えは上記成分△Ｘ、△Ｙは１格子点の
２− ｎまで表現できればよく、レジスタ２２，２５，
３２，３５、加算器２３，３３は整数部ｎビット更【こ
小数点以下ｎビットのビット構成、即ち２ｎビツトとす
ればよい。

レジスタ２５．３５からＤ−Ａ変換器２６゜３６へは小
数点以下四捨五入すると、より精度が良くなる。

線分終点のビーム位置はビームの単位移動量△Ｌ内に収
まる。

上述の如く、本発明によれば、線分の始点Ｘ。

。Ｙい線分長り及び方向θを指定すれば、第３図（こ見
られる如く、単位時間毎に常に一定量Δしたけビーム位
置を移動させること、つまり、一定の速度で電子ビーム
を走査することが可能となる。

従って、本発明を電子ビーム露光装置、グラフィックデ
ィスプレイ装置に適用した場合には、むらのない一定輝
度の直線が明瞭しこ描画される効果がある。

本発明は、超ＬＳＩの製造に関する微細パターン加工技
術に適用した場合に特に顕著な効果を発揮する。

また以上の実施例は、電子ビーム露光装置番こついての
ものであるが、デイジタルブロタについても同様に適用
し得ることは明らかである０ また本発明ｔこ係る直線発生装置は図形描画を達成する
ための基本装置であり、矩形、台形、三角形等各種図形
の描画装置に任意に適用し得るものである。

以上本発明はその良好な一実施例について説明されたが
、それは単なる例示的なものであって制限的意味を有す
るものでないことは勿論である。

従って本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発
明は種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、線分移動量検出手段１０として本実施例に於て
は減算器１３、ラッチレジスタ１５、正負判定回路１６
を使用して、与えられた線分長りから単位時間毎に線分
の単位移動量△Ｌを算しその差出力の正負を判定してい
るが、これらの代りに線分長りをセットする単なるレジ
スタと、単位時間毎に単位移動量△Ｌを順次加算する加
算器と、該加算器の出力と前記レジスタの出力とを単位
時間毎に順次比較する比較器とを設けることによって線
分と移動量との大小を判断してもよいことは明らかであ
る。

また本実施例に於ては、外部から与えるパラメータとし
て始点Ｘ。

、Ｙい線分長Ｌ１方向θが使用されているが、これらの
代りに始点と終点とを与えてもよいし、更には線分長Ｌ
【こ替えてＸ方向の長さＬＸ（又はＹ方向の長さＬＹ）
を且つ単位移動量△Ｌｃこ替えてそのＸ成分△Ｘ（又は
Ｙ成分△Ｙ）を用いてもよい。

単位移動量△Ｌはレジストの種類等に応じて書き替えら
れ、同時【こ関数表も書き替えられる。

また、単位移動量のＸ成分△Ｘ３Ｙ成分ムＹは関数表を
用いることなく（従って第１図のメモリ２９゜３９を使
用しない）、その都度中央処理装置又はマイクロコンピ
ュータ等で演算して求めたものをレジスタ２２，３２１
こ直接セットしてもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る直線発生装置の一実施例を示すブ
ロック構成図、第２図は同実施例の動作を説明するため
のタイムチャート、第３図は本発明に係る装置シこよっ
て描画される直線の一例を示す概略図である。 １〜９・・・・・・端子、１０・・・・・・線分移動量
検出手段、１１・・・・・・タイミングコントロール回
路、１２゜２２．３２・・・・・・レジスタ、１３１９
３００．減算器、１４゜２４．３４・・・・・・選択器
、１５，２５，３５・・・・・・ラッチ型レジスタ、１
６・・・・・・正負判定回路、１７゜１８・・・・・・
オアゲート回路、２０・・・・・・、駆動信号出力手段
、２１・・・・・・Ｘ駆動信号出力回路、２３，３３・
・・・・・加算器、２６，３６・・・・・・Ｄ−Ａ変換
器、２７゜３７・・・・・・増幅器、２９，３９・・・
・・・メモリ、３１・・・・・・Ｘ駆動信号出力回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 描画すべき線分の傾き番こ従い予め定められた線分
   の単位移動量へＬ（こ対応する微小ベクトル（△Ｘ、△
   Ｙ）を求める手段と、描画すべき線分の長さと単位時間
   毎に前記単位移動量△Ｌだけ増加する線分の移動量との
   差を単位時間毎【こ検出する線分移動量検出手段と、該
   検出手段の検出信号のうち前記線分の長さが前記移動量
   よりも大きいか又は等しいことを表示する信号の場合番
   こは該信号【こ基づき前記線分の現在位置を示す量番こ
   前記微小ベクトル（△Ｘ、△Ｙ）を単位時間毎に加算し
   前記現在位置を示す量に対応するＸ及びＹ駆動信号を単
   位時間毎に出力する１駆動信号出力手段とを有している
   ことを特徴とする直線発生装置。