JP5216347B2 - 描画装置及び描画データの変換方法 - Google Patents

Description

本発明は、描画装置及び描画データの変換方法に関する。例えば、電子ビームを用いて試料に所定のパターンを描画する描画装置および装置内で処理される描画データの変換方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図１１は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料３４０に照射される。また、ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動する。すなわち、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。

かかる電子ビーム描画を行なうにあたり、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計される。そして、パターンレイアウトが定義されたレイアウトデータ（設計データ）が生成される。そして、レイアウトデータが変換され、電子線描画装置に適応した描画データが生成される。そして、描画データは、描画装置に入力され、複数のデータ処理の後、描画する際のショットデータとして生成される（例えば、特許文献１参照）。そして、このショットデータに従って描画処理が行なわれる。ここで、描画装置内では、描画データが展開されていき、ショットデータが生成される前の中間データが生成されることになる。そして、従来使用されていたパターンのデータフォーマットはあらゆる可能な大きさ、座標、図形種、及び個数に対応することができるように設計されていた。そのため、従来のパターンデータフォーマットでは、これらのいずれにも対応可能な数のビット数が用意されていた。

しかしながら、描画データのレイアウトによっては、従来のパターンデータフォーマットで用意されたビット数の一部しか利用しないといった場合が存在する。例えば、同じ形或いは同じ大きさのパターンの繰り返しが圧倒的に多いレイアウトでは従来のパターンデータフォーマットで確保されたビット数のうち、わずかなビット数しか利用されていないといった状況があった。１つのレイアウトにおいて数個のパターンだけが少ないビット数になるというのであればそれほどの影響を受けるものではないが、近年のパターン微細化やパターン個数の増加に伴い、少ないビット数で済むパターンが増加している。そのため、このような利用されないビット数を累積すると装置のスループットにとって無視できないほどのデータサイズに相当するビット数になってきている。
特開２００７−１２８９３３号公報

上述したように、従来使用されていたパターンのデータフォーマットはあらゆる可能な大きさ、座標、図形種、及び個数に対応することができるようなビット数が用意されていた。そのため、使用されないビットも多く、使用されないビット数を累積すると装置のスループットにとって無視できないほどのデータサイズに相当してしまっていた。近年のパターン微細化やパターン個数の増加に伴い、データサイズの低減が求める中、データの使用ビット数の低減化が課題となっていた。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、ビット数を削減し、データサイズを低減する描画装置および描画データの変換方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の描画装置は、
描画データを記憶する記憶部と、
描画データを基に、定義された複数のパターンのパターン情報を取得する取得部と、
所定の領域毎に、取得された複数のパターン情報を基に、各パターン情報と各パターン情報の使用回数とを関連させた第１のテーブルを作成する第１のテーブル作成部と、
第１のテーブルを基に、ハフマンツリーを作成するハフマンツリー作成部と、
ハフマンツリーを基に、各パターン情報と使用回数の多いパターン情報ほど小さい値となるように各パターン情報を暗号化した２進数の可変長コードとを関連させた第２のテーブルを作成する第２のテーブル作成部と、
第２のテーブルを基に、可変長コードを用いた所定のフォーマットで、描画データに定義される所定の領域内のデータを変換する変換部と、
変換された所定の領域内のデータに基づいて、試料に上述した複数のパターンを描画する描画部と、
を備え、
前記第１のテーブルは、各パターンの図形サイズ、及び図形座標の各値を混在させた上で前記各値と前記各値の使用回数を関連させて作成されることを特徴とする。

かかる構成により、第２のテーブルでは、使用回数の多いパターン情報ほど２進数の可変長コードが小さい値となる。小さい値ほど使用するビット数は少なくて済む。そして、可変長コードを用いた所定のフォーマットで所定の領域内のデータを変換する。そのため、変換された所定の領域内のデータは、各パターン情報を可変長コードで定義されることになる。その際、使用回数の多いパターン情報ほど少ないビット数で定義されているので、変換された所定の領域内のデータに使用するビット数を低減することができる。

ここで、２進数の可変長コードに暗号化されるパターン情報は、図形サイズを含むと好適である。或いは、図形の配置座標値を含むと好適である。さらに、図形サイズと図形の配置座標値との両方を含むとより好適である。

そして、変換された前記所定の領域内のデータは、図形サイズの可変長コードと図形の配置座標値の可変長コードとが連続するデータを含むと好適である。

本発明の一態様の描画データの変換方法は、
描画データを入力する工程と、
描画データを基に、定義された複数のパターンのパターン情報を取得する工程と、
所定の領域毎に、取得された複数のパターン情報を基に、各パターン情報と各パターン情報の使用回数とを関連させた第１のテーブルを作成する工程と、
第１のテーブルを基に、ハフマンツリーを作成する工程と、
ハフマンツリーを基に、各パターン情報と使用回数の多いパターン情報ほど小さい値となるように各パターン情報を暗号化した２進数の可変長コードとを関連させた第２のテーブルを作成する工程と、
第２のテーブルを基に、可変長コードを用いた所定のフォーマットで、描画データに定義される所定の領域内のデータを変換する工程と、
変換された所定の領域内のデータを記憶する工程と、
を備え、
前記第１のテーブルは、各パターンの図形サイズ、及び図形座標の各値を混在させた上で前記各値と前記各値の使用回数を関連させて作成されることを特徴とする。

本発明によれば、使用回数の多いパターン情報ほど少ないビット数で定義されているので、全体の使用ビット数を大幅に低減することができる。よって、データサイズを大幅に小さくすることができる。その結果、描画時間を短縮させ、装置のスループットを向上させることができる。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、荷電粒子ビーム描画装置、特に、可変成形型の電子ビーム描画装置について説明する。

図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、電子ビーム描画装置の一例である。描画装置１００は、試料１０１に複数の図形から構成されるパターンを描画する。試料１０１には、半導体装置を製造する際にリフォグラフィ工程で用いるためのマスクが含まれる。描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画部１５０は、描画室１０３と描画室１０３の上部に配置された電子鏡筒１０２を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。そして、描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置され、ＸＹステージ１０５上に描画対象となる試料１０１が配置される。制御部１６０は、磁気ディスク装置１１０，１１６，１２２，１２６、データ処理部１１２、メモリ１１４，１２０，１２８、制御計算機１１８、ショットデータ生成部１２４、及び描画制御部１３０を有している。そして、磁気ディスク装置１１０，１１６，１２２，１２６、データ処理部１１２、メモリ１１４，１２０，１２８、制御計算機１１８、ショットデータ生成部１２４、及び描画制御部１３０は、図示していないバスにより互いに接続されている。制御計算機１１８内には、ブロック分割部４０、セル配置部４２、クラスタ分割部４４、パターン分割部４６、パターンデータ記録部４８、累積テーブル作成部５０、ハフマンツリー作成部５２、ハフマンテーブル作成部５４、及びフォーマット変換部５６が配置されている。磁気ディスク装置１１０，１１６，１２２，１２６及びメモリ１１４，１２０，１２８は、記憶部或いは記憶装置の一例となる。また、外部の磁気ディスク装置５００に描画データが格納されている。

ここで、ブロック分割部４０、セル配置部４２、クラスタ分割部４４、パターン分割部４６、パターンデータ記録部４８、累積テーブル作成部５０、ハフマンツリー作成部５２、ハフマンテーブル作成部５４、及びフォーマット変換部５６は、プログラムを実行させるＣＰＵ等の計算機で実行される各処理機能として構成してもよい。或いは、ブロック分割部４０、セル配置部４２、クラスタ分割部４４、パターン分割部４６、パターンデータ記録部４８、累積テーブル作成部５０、ハフマンツリー作成部５２、ハフマンテーブル作成部５４、及びフォーマット変換部５６の各構成を電気的な回路によるハードウェアにより構成してもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、処理を実行する計算機に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ１２０に記憶される。同様に、データ処理部１１２或いはショットデータ生成部１２４についてもプログラムを実行させるＣＰＵ等の計算機として構成してもよい。或いは、各内部処理構成を電気的な回路によるハードウェアにより構成してもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、処理を実行する計算機に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報は、データ処理部１１２についてはその都度メモリ１１４に、ショットデータ生成部１２４についてはその都度メモリ１２８に記憶される。

また、データ処理部１１２、制御計算機１１８、或いはショットデータ生成部１２４は、それぞれ１つの計算機で構成してもよいし、複数の計算機で構成してもよい。それぞれ複数の計算機で構成することで、並列処理を行なうことができる。並列処理を行なえば、処理速度を速くすることができる。

図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。

図２は、実施の形態１における描画データの階層構造の一例を示す図である。
描画データでは、描画領域が、チップ１０の層、チップ領域を例えばｙ方向に向かって短冊状に仮想分割したストライプ２０の層、ストライプ２０を分割したブロック３０の層、少なくとも１つ以上の図形で構成されるセル３２の層、セル３２を分割したクラスタ３４の層、クラスタ３４内に配置され、セル３２を構成する図形３６（パターン）の層といった一連の複数の内部構成単位ごとに階層化されている。また、１つの試料１０１の描画領域に対して複数のチップがレイアウトされていることが一般的である。そのため、後述するデータ処理部１１２において、チップマージ処理が行なわれ、図２に示すようなマージ後の階層が構成される。尚、ここではストライプ２０についてチップ領域をｙ方向に向かって短冊状に分割した領域としてあるが、これは一例であり、描画面と平行しｙ方向と直交するｘ方向に分割する場合もありうる。或いは描画面と平行するその他の方向であっても構わない。

図３は、実施の形態１における描画方法を示すフローチャート図である。
上述したように、電子ビーム描画を行なうにあたっては、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計される。そして、パターンレイアウトが定義されたレイアウトデータ（設計データ）が生成される。そして、レイアウトデータが変換され、描画装置１００に適応した描画データが生成される。そして、描画データは、磁気ディスク装置５００から読み出され、描画装置１００に入力される。描画装置１００内では、磁気ディスク装置１１０に描画データが格納される。そして、後述するように複数のデータ処理の後、描画する際のショットデータとして生成される。

Ｓ（ステップ）１０２において、データ処理工程として、データ処理部１１２は、磁気ディスク装置１１０から複数のチップのそれぞれの描画データを読み出し、入力する。そして、データ処理部１１２は、描画装置１００の描画領域内に再配置して、チップマージ処理を行なう。また、データ処理部１１２は、その他に、ミラーリングやスケーリング処理といったデータ処理を行なっても構わない。そして、これらの処理が実行された後の描画データは、磁気ディスク装置１１６に格納される。

Ｓ１０４において、ブロック分割工程として、ブロック分割部４０は、上段の工程でデータ処理された描画データを展開して、チップ１０或いは各ストライプ２０を図２で示したような複数のブロック３０に仮想分割する。

Ｓ１０６において、セル配置工程として、セル配置部４２は、描画データをさらに展開して、各ブロック３０内にレイアウトされたセル３２を配置する。

Ｓ１０８において、クラスタ分割工程として、クラスタ分割部４４は、描画データをさらに展開して、各セル３２を図２で示したような複数のクラスタ３４に仮想分割する。

Ｓ１１０において、パターン分割工程として、パターン分割部４６は、描画データをさらに展開して、各クラスタ３４を各クラスタ３４内にレイアウトされた図２で示したような複数の図形３６（パターン）に分割する。パターン分割部４６は、パターン分割することで、各クラスタ３４内の図形３６の図形数、図形種類、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）、及び配置座標（Ｘ，Ｙ）といったパターンデータ（パターン情報）を取得することができる。よって、パターン分割部４６は、描画データを基に、定義されたパターンの情報を取得することができる。すなわち、パターン分割部４６は、取得部の一例となる。

Ｓ１１２において、パターンデータ記録工程として、パターンデータ記録部４８は、クラスタ３４毎に、得られた図形３６の図形数、図形種類、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）、及び配置座標（Ｘ，Ｙ）といったパターンデータをメモリ１２０に記録（格納）する。

Ｓ１１４において、累積テーブル作成工程として、累積テーブル作成部５０は、クラスタ３４毎に、取得された複数のパターン情報を基に、各パターン情報と各パターン情報の使用回数とを関連させた累積テーブル（第１のテーブル）を作成する。累積テーブル作成部５０は、第１のテーブル作成部の一例となる。作成された累積テーブルは、メモリ１２０に格納される。

図４は、実施の形態１における累積テーブルの一例を示す図である。
図４において、累積テーブル６０は、図形サイズ（Ｍ，Ｌ）及び図形座標（ｘ，ｙ）の各値とその値の使用回数とを関連させて定義する。ここでは、クラスタ３４に配置されるすべての図形パターンについて、図形サイズの幅値Ｍ、図形サイズの高さ値Ｌ、図形座標（ｘ，ｙ）のｘ値、或いは図形座標（ｘ，ｙ）のｙ値が、０．１０となる回数をカウントして定義する。ここでは、累積された使用回数が１回の場合を示している。同様に、０．１２となる回数をカウントして定義する。ここでは、累積された使用回数が１回の場合を示している。同様に、０．５０となる回数をカウントして定義する。ここでは、累積された使用回数が２回の場合を示している。同様に、０．９０となる回数をカウントして定義する。ここでは、累積された使用回数が５回の場合を示している。同様に、０．１１となる回数をカウントして定義する。ここでは、累積された使用回数が１０回の場合を示している。同様に、０．８０となる回数をカウントして定義する。ここでは、累積された使用回数が１２回の場合を示している。そして、これらの使用回数の合計がここでは３１回であることを示している。

図５は、実施の形態１における使用回数のカウントの仕方を説明するための一例を示す概念図である。
図５において、クラスタ３４の基準位置から座標（０．１１，０．９０）の位置に、幅０．９０、高さ０．８０の図形が配置されている場合を示している。それぞれの単位はＡＵとする。この場合、値０．８０が１回、値０．９０が２回、値０．１１が１回それぞれ使用されている回数として累積テーブル６０に定義されることになる。累積テーブル６０では、クラスタ３４内に配置される全ての図形について同様に回数をカウントし、その累積値を定義する。

Ｓ１１６において、ハフマンツリー作成工程として、ハフマンツリー作成部５２は、累積テーブル６０をメモリ１２０から読み出し、累積テーブル６０を基に、ハフマンツリーを作成する。作成されたハフマンツリーは、メモリ１２０に格納される。

図６は、図４の累積テーブルに対応するハフマンツリーの一例を示す図である。
図６において、ハフマンツリー７０は、レベル１にルートノード７２、レベル２の階層に葉ノード７４，７６、レベル３の階層に葉ノード７８，８０、レベル４の階層に葉ノード８２，８４、レベル５の階層に葉ノード８６，８８、レベル６の階層に葉ノード９０，９２が配置される。レベル１に配置されるルートノード７２がハフマンツリー７０の最初を構成する。このルートノード７２には２つのレベル１の枝が接続される。一方のレベル１の枝の先端には、使用回数が最も多いパターン情報値の葉ノード７４が配置される。２進数の「０」はこの枝に定義される。他方のレベル１の枝の先端には、レベル２の階層の葉ノード７６が配置される。２進数の「１」はこの枝に定義される。葉ノード７６には２つのレベル２の枝が接続される。一方のレベル２の枝の先端には、レベル３の階層の葉ノード７８が配置される。２進数の「０」はこの枝に定義される。他方のレベル２の枝の先端には、使用回数が２番目に多いパターン情報値の葉ノード８０が配置される。２進数の「１」はこの枝に定義される。葉ノード７８には２つのレベル３の枝が接続される。一方のレベル３の枝の先端には、レベル４の階層の葉ノード８２が配置される。２進数の「０」はこの枝に定義される。他方のレベル３の枝の先端には、使用回数が３番目に多いパターン情報値の葉ノード８４が配置される。２進数の「１」はこの枝に定義される。葉ノード８２には２つのレベル４の枝が接続される。一方のレベル４の枝の先端には、レベル５の階層の葉ノード８６が配置される。２進数の「０」はこの枝に定義される。他方のレベル４の枝の先端には、使用回数が４番目に多いパターン情報値の葉ノード８８が配置される。２進数の「１」はこの枝に定義される。葉ノード８６には２つのレベル５の枝が接続される。一方のレベル５の枝の先端には、使用回数が５番目に多いパターン情報値の葉ノード９０がレベル６の階層として配置される。２進数の「０」はこの枝に定義される。他方のレベル５の枝の先端には、使用回数が同様に５番目に多いパターン情報値の葉ノード９２がレベル６の階層として配置される。２進数の「１」はこの枝に定義される。また、葉ノード７２，７６，７８，８２，８６には、各自より下位の階層に配置された葉ノードのパターン情報値の使用回数の合計値が定義されている。このように、ハフマンツリー７０は、使用回数の少ない下位２つのパターン情報値を最下位の階層レベルの２つの葉ノードとし、使用回数の多いパターン情報値をより上位の階層レベルの葉ノードとしてツリーを構成する。

Ｓ１１８において、ハフマンテーブル作成工程として、ハフマンテーブル作成部５４は、ハフマンツリー７０をメモリ１２０から読み出し、ハフマンツリー７０を基に、各パターン情報と使用回数の多いパターン情報ほど小さい値となるように各パターン情報を暗号化した２進数の可変長コードとを関連させたハフマンテーブル（第２のテーブル）を作成する。ハフマンテーブル作成部５４は、第２のテーブル作成部の一例となる。作成されたハフマンテーブルは、メモリ１２０に格納される。

図７は、図６のハフマンツリーに対応するハフマンテーブルの一例を示す図である。
図７において、ハフマンテーブル９４は、各パターン情報値と２進数の可変長コードとを関連させて定義している。上述したハフマンツリー７０は、次のように可変長コードを決定させる。使用回数が最も多いパターン情報値「０．８０」の葉ノード７４に達するためには、ルートノード７２から２進数の「０」の枝を１つ通らなければならない。よって、値「０．８０」のコードは、１ビットの「０」となる。使用回数が２番目に多いパターン情報値「０．１１」の葉ノード８０に達するためには、ルートノード７２から２進数の「１」のレベル１の枝と２進数の「１」のレベル２の枝とを通らなければならない。よって、値「０．１１」のコードは、２ビットの「１１」となる。使用回数が３番目に多いパターン情報値「０．９０」の葉ノード８４に達するためには、ルートノード７２から２進数の「１」のレベル１の枝と２進数の「０」のレベル２の枝と２進数の「１」のレベル３の枝とを通らなければならない。よって、値「０．９０」のコードは、３ビットの「１０１」となる。使用回数が４番目に多いパターン情報値「０．５０」の葉ノード８８に達するためには、ルートノード７２から２進数の「１」のレベル１の枝と２進数の「０」のレベル２の枝と２進数の「０」のレベル３の枝と２進数の「１」のレベル４の枝とを通らなければならない。よって、値「０．５０」のコードは、４ビットの「１００１」となる。使用回数が５番目に多いパターン情報値「０．１２」の葉ノード９２に達するためには、ルートノード７２から２進数の「１」のレベル１の枝と２進数の「０」のレベル２の枝と２進数の「０」のレベル３の枝と２進数の「０」のレベル４の枝と２進数の「１」のレベル５の枝とを通らなければならない。よって、値「０．１２」のコードは、５ビットの「１０００１」となる。また、同様に使用回数が５番目に多いパターン情報値「０．１０」の葉ノード９０に達するためには、ルートノード７２から２進数の「１」のレベル１の枝と２進数の「０」のレベル２の枝と２進数の「０」のレベル３の枝と２進数の「０」のレベル４の枝と２進数の「０」のレベル５の枝とを通らなければならない。よって、値「０．１２」のコードは、５ビットの「１００００」となる。このように、使用回数の多いパターン情報ほど２進数の可変長コードが小さい値となるように暗号化される。すなわち、使用回数の多いパターン情報ほど少ないビット数の値とすることができる。そして、得られた各パターン情報と可変長コードとが関連したハフマンテーブル９４が作成される。

Ｓ１２０において、フォーマット変換工程として、フォーマット変換部５６は、ハフマンテーブル９４を読み出し、ハフマンテーブル９４を基に、可変長コードを用いた所定のフォーマットで、描画データに定義される所定の領域内のデータを変換する。描画データをフォーマット変換することで、ショットデータへと変換される前段階となる中間データを生成することができる。

図８は、実施の形態１における中間データの一例を示す図である。
図８において、生成された中間データ１２では、ストライプヘッダに続き、ストライブ番号、当該ストライプ内に位置するブロックデータについてのブロックヘッダ、ブロック番号が定義される。そして、ブロック番号に続き、当該ブロック内に配置されるセルデータについてのセルヘッダ、セル番号、当該セル内に配置されるクラスタデータについてのクラスタヘッダ、クラスタ番号が定義される。そして、クラスタ番号に続き、図形コードが定義される。そして、図形コードに続き、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）と図形座標（ｘ、ｙ）が定義される。そして、第１番目の図形に続き、同じクラスタ３４内に配置される第２番目の図形６２について、図形コード、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（Ｘ，Ｙ）が定義される。このようにして１つのクラスタ３４内の全ての図形について定義した後に、次のクラスタ３４のクラスタヘッダ、クラスタ番号が続いて定義される。以下、同様に、定義される。ここで、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（Ｘ，Ｙ）は、ハフマンテーブル９４から各コードを読み出し、各コードをつなげて一連の連続コードとして定義する。

従来フォーマットでは、例えば、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）を定義するために、例えば、Ｌに１７ビット、Ｍに１７ビットが必要であり、座標（Ｘ，Ｙ）を定義するために、例えば、Ｘに１７ビット、Ｙに１７ビットの計６８ビットが必要であった。これに対し、図８の中間データ１２では、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）のＬとＭ、そして、座標（ｘ，ｙ）のｘとｙはそれぞれ可変長コードのビット値の合計となる。ここで、使用回数の最も多いパターン情報が、例えば、値「０．８０」ならば、「０」の１ビットで済んでしまうことになる。そのため１６ビットの削減効果が生じる。例えば、仮に、Ｌ，Ｍ，ｘ，ｙが、すべて値「０．８０」ならば、従来６８ビットが必要であったところ「００００」の４ビットで済んでしまうことになる。

例えば、１つのクラスタ３４内に３０００個の図形が配置されている場合、Ｌ，Ｍ，ｘ，ｙの各値は、合計で１２０００個使用されることになる。ハフマンツリーを用いれば、仮に全て使用回数が１回であったとしても最大長のコードのビット数は、従来の１７ビットより小さくすることができる。実施の形態１では、使用回数の多いパターン情報ほど少ないビット数のコードとなるため、ビット数の低減効果は非常に大きいものとなる。

以上のようにして、変換された結果、ビット数が大幅に低減された各クラスタ内の中間データは、磁気ディスク装置１２２に記憶（格納）される。また、ハフマンテーブル９４も磁気ディスク装置１２２に記憶（格納）される。

Ｓ１２２において、ショットデータ生成工程として、ショットデータ生成部１２４は、磁気ディスク装置１２２から中間データとハフマンテーブル９４を読み出し、ショットデータを生成する。その際、ショットデータ生成部１２４は、読み出した中間データに定義された図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ、ｙ）を定義する連続コードをハフマンテーブル９４を参照して、元の数値に置き換えながら中間データを展開し、各図形をショット図形に分割すればよい。以上のようにして生成されたショットデータは磁気ディスク装置１２６に格納される。

図９は、実施の形態１における図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ、ｙ）を定義する連続コードの一例を示す図である。
図９では、例えば、コード「０１０１１０００１１１」と中間データの図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ，ｙ）の枠に定義されていた場合、ハフマンテーブル９４を読み出して、ハフマンテーブル９４を基に次のように判断される。まず、最初の「０」によって、図形サイズのＬ値が「０．８０」であることがわかる。次の「１０１」によって、図形サイズのＭ値が「０．９０」であることがわかる。次の「１０００１」によって、図形座標のｘ値が「０．１２」であることがわかる。そして、最後の「１１」によって、図形座標のｙ値が「０．１１」であることがわかる。

そして、描画部１５０は、以上のような複数のフォーマットで変換されたクラスタ内のデータに基づいたショットデータにより制御された電子ビーム２００を用いて以下のように試料１０１にクラスタ内に配置される複数のパターンを描画する。描画部１５０は、描画制御部１３０によって制御される。

電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形、例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形、例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。

図１０は、実施の形態１における任意角図形をスリット分割する場合のビット数の削減効果を説明するための概念図である。
図１０（ａ）には、任意角図形３０２が示されている。ここで、任意角図形とは、４５度の整数倍の角度以外の角度を持つ図形とする。このような任意角図形３０２は、電子ビーム２００を成形することが困難であるために、４５度の整数倍の角度だけで構成される複数の長方形或いは台形に分割される。図１０（ｂ）に任意角図形３０２が４つの長方形３１２，３１４，３１６，３１８に分割された場合が示されている。かかる場合、中間データでは、４つの長方形３１２，３１４，３１６，３１８について、図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ，ｙ）を定義することになる。ここで、図１０（ｃ）に示すように、ｘ方向に同じ幅Ｍで分割すれば、４つの長方形３１２，３１４，３１６，３１８の図形幅Ｍ値はすべて同じ値とすることができる。よって、使用回数が多くなり、ハフマンツリーを用いることで、その分だけビット数を低減することができる。また、図形座標（ｘ，ｙ）については、左下の角を図形の基準位置とすれば、４つの長方形３１２，３１４，３１６，３１８のｙ値はすべて同じ値とすることができる。よって、使用回数が多くなり、ハフマンツリーを用いることで、その分だけビット数を低減することができる。

ここで、ある描画データの１つを用いてビット数の低減効果を検証する。９０ｎｍ世代の配線パターンの一例について検証した。その際のクラスタサイズは６．４μｍとした。その結果、従来の方式のままでは、中間データの図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ，ｙ）の枠の合計が１０８８０ビット必要であった。他方、本実施の形態によれば、中間データの図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ，ｙ）の枠の合計が４９９９ビットに削減することができた。これにより５４％に減少させることができた。

以上のように、本実施の形態によれば、ハフマンツリーで図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ，ｙ）を可変長コードに暗号化することで、中間データのビット数を大幅に低減することができる。その結果、中間データのデータサイズを小さくすることができ、大幅に描画時間を短縮させることができる。その結果、装置のスループットを大幅に向上させることができる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、クラスタ毎にフォーマットを選択したが、これに限るものではなく、例えばセル毎にフォーマットを選択しても構わない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての描画データの作成装置、描画データの作成方法、描画データの変換装置、描画データの変換方法、荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における描画データの階層構造の一例を示す図である。 実施の形態１における描画方法を示すフローチャート図である。 実施の形態１における累積テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における使用回数のカウントの仕方を説明するための一例を示す概念図である。 図４の累積テーブルに対応するハフマンツリーの一例を示す図である。 図６のハフマンツリーに対応するハフマンテーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における中間データの一例を示す図である。 実施の形態１における図形サイズ（Ｌ，Ｍ）及び図形座標（ｘ、ｙ）を定義する連続コードの一例を示す図である。 実施の形態１における任意角図形をスリット分割する場合のビット数の削減効果を説明するための概念図である。 従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。

符号の説明

１０ チップ
１２ 中間データ
２０ ストライプ
３０ ブロック
３２ セル
３４ クラスタ
３６ 図形
４０ ブロック分割部
４２ セル配置部
４４ クラスタ分割部
４６ パターン分割部
４８ パターンデータ記録部
５０ 累積テーブル作成部
５２ ハフマンツリー作成部
５４ ハフマンテーブル作成部
５６ フォーマット変換部
６０ 累積テーブル
７０ ハフマンツリー
７２ ルートノード
７４，７６，７８，８０，８２，８４，８６，８８，９０，９２ 葉ノード
９４ ハフマンテーブル
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０，１１６，１２２，１２６，５００ 磁気ディスク装置
１１２ データ処理部
１１４，１２０，１２８ メモリ
１１８ 制御計算機
１２４ ショットデータ生成部
１３０描画制御部
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０７ 対物レンズ
３０２ 任意角図形
３１２，３１４，３１６，３１８ 長方形
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 描画データを記憶する記憶部と、
   前記描画データを基に、定義された複数のパターンのパターン情報を取得する取得部と、
   所定の領域毎に、取得された複数のパターン情報を基に、各パターン情報と各パターン情報の使用回数とを関連させた第１のテーブルを作成する第１のテーブル作成部と、
   前記第１のテーブルを基に、ハフマンツリーを作成するハフマンツリー作成部と、
   前記ハフマンツリーを基に、各パターン情報と使用回数の多いパターン情報ほど小さい値となるように各パターン情報を暗号化した２進数の可変長コードとを関連させた第２のテーブルを作成する第２のテーブル作成部と、
   前記第２のテーブルを基に、前記可変長コードを用いた所定のフォーマットで、前記描画データに定義される前記所定の領域内のデータを変換する変換部と、
   変換された前記所定の領域内のデータに基づいて、試料に前記複数のパターンを描画する描画部と、
   を備え、
   前記第１のテーブルは、各パターンの図形サイズ、及び図形座標の各値を混在させた上で前記各値と前記各値の使用回数を関連させて作成されることを特徴とする描画装置。
2. 前記２進数の可変長コードに暗号化されるパターン情報は、図形サイズを含むことを特徴とする請求項１記載の描画装置。
3. 前記２進数の可変長コードに暗号化されるパターン情報は、図形の配置座標値を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の描画装置。
4. 変換された前記所定の領域内のデータは、図形サイズの可変長コードと図形の配置座標値の可変長コードとが連続するデータを含むことを特徴とする請求項１記載の描画装置。
5. 描画データを入力する工程と、
   前記描画データを基に、定義された複数のパターンのパターン情報を取得する工程と、
   所定の領域毎に、取得された複数のパターン情報を基に、各パターン情報と各パターン情報の使用回数とを関連させた第１のテーブルを作成する工程と、
   前記第１のテーブルを基に、ハフマンツリーを作成する工程と、
   前記ハフマンツリーを基に、各パターン情報と使用回数の多いパターン情報ほど小さい値となるように各パターン情報を暗号化した２進数の可変長コードとを関連させた第２のテーブルを作成する工程と、
   前記第２のテーブルを基に、前記可変長コードを用いた所定のフォーマットで、前記描画データに定義される前記所定の領域内のデータを変換する工程と、
   変換された前記所定の領域内のデータを記憶する工程と、
   を備え、
   前記第１のテーブルは、各パターンの図形サイズ、及び図形座標の各値を混在させた上で前記各値と前記各値の使用回数を関連させて作成されることを特徴とする描画データの変換方法。

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