JP6662248B2 - 描画データの作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、描画データの作成方法に関する。

ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅は年々微細化されてきている。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、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。

電子ビーム描画を行うにあたり、まず半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータ（設計データ）が生成される。そして、レイアウトデータを描画データに変換し、電子ビーム描画装置に入力する。電子ビーム描画装置は描画データに基づいて描画を行う。

一方、スループットを向上させるために、マルチビームを使った描画装置の開発が進められている。マルチビームを用いることで、１本の電子ビームで描画する場合に比べて、一度（１回のショット）に多くのビームを照射できるので、スループットを大幅に向上させることができる。マルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったアパーチャ部材に通してマルチビームを形成し、ブランキングプレートで各ビームのブランキング制御を行い、遮蔽されなかったビームが光学系で縮小され、移動可能なステージ上に載置された基板に照射される。

例えば、このようなマルチビームを用いた描画や、シングルビームのラスター描画においては、ピクセル毎にグレイビームの描画データ（ピクセルデータ）が作成される。

しかし、例えば１０ｎｍサイズのピクセル毎に照射量データを作成する必要があるため、データ量が大きくなり、データ転送を効率良く行うことができなかった。

特開平１１−１０２８５３号公報 特開平５−１２１３０３号公報 特表２０１２−５２７７６４号公報 特開平５−２３６２８３号公報 特開平８−５０４７０号公報

本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、特に被覆率の比較的低いパターンにおいて有効なデータ圧縮を行い、データ転送効率を向上させることができる描画データの作成方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様による描画データの作成方法は、荷電粒子ビーム描画装置により描画される対象物上の描画領域をメッシュ状に分割したピクセル毎のドーズ量情報を含むピクセルマップを作成する工程と、前記ピクセルマップから、前記ドーズ量情報がゼロでない複数のピクセルからなる一塊の島状ピクセルマップを抽出する工程と、前記島状ピクセルマップ内の各ピクセルの前記ドーズ量情報の定義順を決定する工程と、前記ピクセルのサイズ、前記定義順を示す情報、前記島状ピクセルマップ内で定義順が１番目のピクセルの座標、及び前記定義順に基づいて連続して定義された前記島状ピクセルマップ内の各ピクセルの前記ドーズ量情報を含む圧縮ピクセルマップを生成する工程と、を備えるものである。

本発明の一態様による描画データの作成方法において、前記ピクセルマップは、前記対象物に描画されるレイアウトに基づく設計データと補正条件パラメータに基づいて生成される。

本発明の一態様による描画データの作成方法は、前記島状ピクセルマップにおいて、ｎ番目の列（ｎは１以上の整数）のピクセルを第１方向に沿って順に定義し、ｎ＋１番目の列のピクセルを前記第１方向とは反対の第２方向に沿って順に定義する。

本発明の一態様による描画データの作成方法において、前記ｎ＋１番目の列で定義順が最初のピクセルを変曲点ピクセルとし、前記圧縮ピクセルマップの各ピクセルの前記ドーズ量情報は、当該ピクセルが変曲点ピクセルであるか否かを示すヘッダ部を含む。

本発明の一態様による描画データの作成方法は、前記ドーズ量情報を、定義順が１つ前のピクセルのドーズ量情報からの差分表現に変換して前記圧縮ピクセルマップを生成する。

本発明によれば、特に被覆率の比較的低いパターンにおいて有効なデータ圧縮を行い、データ転送効率を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態による描画データの作成方法を説明するフローチャートである 同第１の実施形態による電子ビーム描画システムの概略構成図である。 同第１の実施形態による変換装置のブロック図である。 ピクセルマップの一例を示す図である。 島状ピクセルマップのデータフォーマットの一例を示す図である。 （ａ）（ｂ）は順方向番号を説明する図である。 ピクセルマップの一例を示す図である。 島状ピクセルマップのデータフォーマットの一例を示す図である。 （ａ）（ｂ）は変曲点ピクセルの例を示す図である。 （ａ）（ｂ）はヌルピクセルの追加例を示す図である。 （ａ）（ｂ）はヌルピクセルの追加例を示す図である。 ピクセルマップの一例を示す図である。 （ａ）〜（ｈ）は順方向番号の例を説明する図である。 （ａ）（ｂ）はピクセルの塊を複数の島状ピクセルマップに分割する例を示す図である。 コンテナを用いたデータフォーマットの一例を示す図である。 第４の実施形態による島状ピクセルマップの例を示す図である。 比較例による島状ピクセルマップを示す図である。 比較例による島状ピクセルマップを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

［第１の実施形態］
図１は、描画データが持つドーズ量情報を、そのデータサイズを圧縮して出力する描画データの作成方法を説明するフローチャートである。図１に示すように、この方法は、設計データＤ１及び補正条件パラメータの入力工程（ステップＳ１０２）と、マップ形式のドーズ量情報を持つピクセルマップの作成工程（ステップＳ１０４）と、ピクセルマップを圧縮する工程（ステップＳ１０６）と、圧縮ピクセルマップを出力する工程（ステップＳ１０８）と、を備える。

図２は、電子ビーム描画システムの概略構成図である。図２に示すように、電子ビーム描画システムは、制御部１及び描画部２を有する描画装置と、変換装置１０と、を備える。

描画部２は、電子鏡筒２０と描画室３０を備えている。電子鏡筒２０内には、電子銃２１、照明レンズ２２、アパーチャ部材２３、ブランキングプレート２４、縮小レンズ２５、制限アパーチャ部材２６、対物レンズ２７、及び偏向器２８が配置されている。縮小レンズ２５及び対物レンズ２７は共に電磁レンズで構成され、縮小レンズ２５及び対物レンズ２７によって縮小光学系が構成される。

描画室３０内には、ＸＹステージ３２が配置される。ＸＹステージ３２上には、描画対象の基板４０が載置される。基板４０は、半導体装置を製造する際の露光用マスク、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクス等である。

アパーチャ部材２３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（開口部）が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。例えば、５１２×５１２の穴が形成される。各穴は、共に同じ寸法形状の矩形又は円形で形成される。

電子銃２１から放出された電子ビームＢは、照明レンズ２２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２３全体を照明する。電子ビームＢがアパーチャ部材２３の複数の穴を通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）ＭＢが形成される。

ブランキングプレート２４には、アパーチャ部材２３の各穴の配置位置に合わせて通過孔が形成されている。各通過孔には、対となる２つの電極の組（ブランカ：ブランキング偏向器）が、それぞれ配置される。各ビーム用の２つの電極の一方には、電圧を印加するアンプが配置され、他方は接地される。各通過孔を通過する電子ビームは、それぞれ独立に、対となる２つの電極に印加される電圧によって偏向される。この電子ビームの偏向によって、ブランキング制御される。

ブランキングプレート２４を通過したマルチビームＭＢは、縮小レンズ２５によって縮小され、制限アパーチャ部材２６に形成された中心の穴に向かって進む。ブランキングプレート２４のブランカによって偏向された電子ビームは、制限アパーチャ部材２６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２６によって遮蔽される。一方、ブランカによって偏向されなかった電子ビームは、制限アパーチャ部材２６の中心の穴を通過する。

このように、制限アパーチャ部材２６は、個別ブランキング機構によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２６を通過したビームにより１回分のショットのビームが形成される。

制限アパーチャ部材２６を通過したマルチビームＭＢは、対物レンズ２７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２８によってまとめて偏向され、基板４０に照射される。例えば、ＸＹステージ３２が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ３２の移動に追従するように偏向器２８によって制御される。

一度に照射されるマルチビームＭＢは、理想的にはアパーチャ部材２３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

変換装置１０は、設計データＤ１及び補正条件パラメータを用いて、ピクセルマップを生成する。設計データＤ１は、半導体集積回路のレイアウトに基づくレイアウトデータである。ピクセルマップは補正条件パラメータに基づいて設定され、１ファイル又は複数のファイルで構成されている。圧縮ピクセルマップは、このピクセルマップを圧縮し、データ量を削減したものである。

制御部１は、圧縮ピクセルマップを展開し、所定サイズのメッシュ領域毎のドーズ量を算出する。制御部１は、算出したドーズ量に基づいて描画部２を制御し、描画対象となる基板４０に所望の図形パターンを描画する。

図３は変換装置１０のブロック構成図である。変換装置１０は、設計データＤ１及び補正条件パラメータを用いてピクセルマップを作成するマップ作成部１２と、ピクセルマップを圧縮して圧縮ピクセルマップを生成し出力する圧縮部１４とを備える。

設計データ（レイアウトデータ）では、チップ上に複数のセルが配置され、そして、各セルには図形が配置される。

ピクセルマップは、描画領域をメッシュ状に分割したピクセル（メッシュ領域）毎に、ドーズ量情報（ドーズ量又はドーズ変調率）が定義されており、ピクセル数に応じたデータサイズとなる。ここで、被覆率の低いパターンのピクセルマップについて考える。図４は、被覆率の低いパターンのピクセルマップの例を示す。例えば、１ピクセルのサイズが、マルチビームＭＢを構成する各ビームのビームサイズ（例えば１０ｎｍ）に対応するようなピクセルマップが、マップ作成部１２により作成される。図４では、ドーズ量情報がゼロのピクセルを白抜き、ドーズ量情報がゼロでないピクセルをドットハッチングで示している。被覆率の低いパターンのピクセルマップでは、ピクセル＃１〜＃４０の全てについてドーズ量情報を定義するよりも、ドーズ量情報がゼロでないピクセル＃１３、＃１４、＃１７、＃１８、＃１９、＃２２、＃２３、＃２７、＃２８のみドーズ量情報を定義する方が、データサイズを削減できる。

本実施形態では、領域的に偏在する一塊のピクセルに対してドーズ量情報を定義し、その周辺のピクセルのドーズ量情報を省略することで、ピクセルマップのデータサイズを圧縮する。以下、ドーズ量情報を定義する一塊のピクセルマップを島状ピクセルマップと記載する場合がある。

図５は、島状ピクセルマップのデータフォーマットの一例を示している。図５に示すデータフォーマットでは、１バイトの表現コード（Ｃｏｄｅ_ｉｐｍ１）、１バイトのピクセルサイズ（Ｓ_ｐｉｘ）、ドーズ量情報の定義順を示す１バイトの順方向番号（Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}）、基準となるピクセルの各３バイトの座標（Ｘ_１，Ｙ_１）等のピクセル情報が定義される。基準となるピクセルは、ドーズ量情報の定義順が１番目のピクセルである。

ピクセル情報が定義される前又は後に、ヘッダ部及び値部からなる各ピクセルのドーズ量情報が連続して定義（配置）される。図５の例では、ピクセル情報が定義された後に各ピクセルのドーズ量情報が連続して定義される。

ピクセル情報とドーズ量情報との間には、全ドーズ量情報の３バイトのデータ長（Ｌ）が定義される。ドーズ量情報はビット単位のデータ長となっている。コンピュータ上で処理されるデータはバイト（８ビット）の整数倍となっていることが好ましいため、ドーズ量情報の後にパディングデータが追加される。

図６（ａ）、（ｂ）を用いて、ドーズ量情報の定義順を示す順方向番号について説明する。図６（ａ）に示す順方向番号１（Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}＝１）は、まず、基準となるピクセルからｙ方向に向かって１列目のピクセルを順に定義する。１列目の最後のピクセルから隣接する２列目で定義順が最初のピクセルである変曲点ピクセルＩＰ１に移動し、その後は、定義順方向を反転して−ｙ方向に向かって順に定義する。

さらに２列目の最後のピクセルから隣接する３列目で定義順が最初のピクセルである変曲点ピクセルＩＰ２に移動し、その後は、定義順方向を反転してｙ方向に向かって順に定義する。このように、ｙ方向に対してジグザグに進みながら、ｘ方向に向かって順に各ピクセルのドーズ量情報が定義される。このような定義順を水平方向サーペンタインと称する。

図６（ｂ）に示す順方向番号２（Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}＝２）は、まず、基準となるピクセルからｘ方向に向かって順に定義する。１行目の最後のピクセルからｙ方向に隣接する２行目目で定義順が最初のピクセルである変曲点ピクセルＩＰ３に移動し、その後は、定義順方向を反転して−ｘ方向に向かって順に定義する。２行目の最後のピクセルからｙ方向に隣接する３行目で定義順が最初のピクセルである変曲点ピクセルＩＰ４に移動し、その後は、定義順方向を反転してｘ方向に向かって順に定義する。このように、ｘ方向に対してジグザグに進みながら、ｙ方向に向かって順に各ピクセルのドーズ量情報が定義される。このような定義順を垂直方向サーペンタインと称する。

圧縮部１４は、ドーズ量情報がゼロでない一塊のピクセル群（島状ピクセルマップ）を抽出し、この島状ピクセルマップの形状から、水平方向サーペンタインと垂直方向サーペンタインのいずれか一方を選択し、島状ピクセルマップ内の各ピクセルのドーズ量情報の定義順、基準となるピクセル、及び変曲点ピクセルを決定する。

また、圧縮部１４は、ドーズ量情報をヘッダ部及び値部からなるデータ構造に変換する。ヘッダ部及び値部の例を以下の表１に示す。ヘッダ部は、ピクセルが変曲点であるか否かを示す１ビットの値である。値部は、ドーズ量又はドーズ変調率を示し、表１の例では、１０ビットとしている。

ピクセルマップのデータ圧縮処理の例を図７及び図８を用いて説明する。図７は、被覆率の低いパターンのピクセルマップの例を示し、１００個（ｘ方向１０個、ｙ方向１０個）のピクセルのうち、１７個のピクセルＰ１〜Ｐ１７にドーズ量情報が定義され、その他のピクセルのドーズ量情報はゼロである。ドーズ量情報の定義順は水平方向サーペンタインとし、ピクセルＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐ１７の順で定義されるものとする。

図８は、図７に示すピクセルマップに対しデータ圧縮処理を施した圧縮ピクセルマップのデータ構造の例を示す。順方向番号Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}には、水平方向サーペンタインを示す“１”が定義される。座標Ｘ_１，Ｙ_１には、ピクセルＰ１の座標が定義される。

ピクセル情報の後に、ピクセルＰ１〜Ｐ１７のドーズ量情報が連続して定義される。図７に示すように、ピクセルＰ５、Ｐ８、Ｐ１１、Ｐ１４が変曲点になる。変曲点のピクセルＰ５、Ｐ８、Ｐ１１、Ｐ１４のドーズ量情報のヘッダ部は“１”となり、それ以外のピクセルのドーズ量情報のヘッダ部は“０”となる。

ドーズ量情報の値部には、ドーズ量又はドーズ変調率が符号無し１０ビットで表現される。図８では、説明の便宜上、値部を１０進表現にしているが、実際は２進表現となる。ヘッダ部と値部とからなる１つのピクセルのドーズ量情報は１１ビットである。ピクセル数が１７個であるため、データ長Ｌは１８７（＝１１×１７）［ビット］となる。

このとき、データをバイト単位とするため、ドーズ量情報の後に、５ビットのパディングデータが追加される。

表現コード（Ｃｏｄｅ_ｉｐｍ１）、ピクセルサイズ（Ｓ_ｐｉｘ）、順方向番号（Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}）、座標（Ｘ_１，Ｙ_１）、データ長（Ｌ）のデータサイズは９６ビットである。ピクセルＰ１〜Ｐ１７のドーズ量情報及びパディングデータのデータサイズは１９２ビットとなる。図８に示すデータ構造のデータサイズは２８８ビットとなる。

図７に示す１００個のピクセル全てについて１０ビットのドーズ量情報を定義した場合、データサイズは１０００ビットとなる。一方、圧縮後は２８８ビットであり、データサイズを削減できることが確認できた。

描画装置の制御部１は、圧縮ピクセルマップを取得すると、順方向番号Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}、基準となるピクセルの座標Ｘ_１，Ｙ_１、ドーズ量情報のヘッダ部の値から、ドーズ量情報が定義されたピクセル及びドーズ量情報の定義順を求め、ドーズ量情報の値部を各ピクセルに割り当てて、圧縮ピクセルマップを展開する。

このように、本実施形態では、パターンに対応する部分にのみピクセルマップを発生させることで、ピクセルマップのデータサイズを削減することができる。そのため、描画装置の制御部１へのデータ転送効率を向上させることができる。

設計データＤ１及び補正条件パラメータを変換装置１０に入力し、圧縮補正マップ付き描画データを生成してもよい。ここでいう描画データとは、変換装置１０にて、設計データＤ１から変換される図形の形状及び位置が定義されたデータであり、ドーズ量の情報は持たない。補正ドーズ量の情報は補正マップに定義される。この補正マップは補正条件パラメータに基づいて補正計算された情報を元に設定され、１又は複数ファイルで構成される。圧縮補正マップは、この補正マップを上記実施形態と同様の手法で圧縮したものである。なお、この場合、補正マップのメッシュサイズは、マルチビームを構成する各ビームの径より大きくてよい。例として、影響半径が１μｍ以下、例えば３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度と極めて短いＥＵＶマスク特有の近接効果による寸法変動を抑制するための補正マップでは、メッシュサイズは影響範囲の１／１０の３０ｎｍ程度である。このような構成とする場合、制御部１は、描画データをマルチビームのビーム径に相当するピクセルサイズを持つピクセルマップへ変換する機能を有する。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、変曲点となるピクセルは、１つ前のピクセルとｘ方向（又はｙ方向）の位置が同じであった。例えば、図６（ａ）の例では、変曲点ピクセルＩＰ１、ＩＰ２は、１つ前のピクセルとｙ方向の位置が同じである。また、図６（ｂ）の例では、変曲点ピクセルＩＰ３、ＩＰ４は、１つ前のピクセルとｘ方向の位置が同じである。

以下の表２に示すように、ドーズ量情報のヘッダ部を２ビットとし、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、変曲点ピクセルのｘ方向（又はｙ方向）の位置を、１つ前のピクセルからピクセル１つ分ずらすことができるようにしてもよい。ヘッダ部を２ビットとすることで、変曲点ピクセルの、１つ前のピクセルからの移動方向を表現することができる。

例えば、変曲点ピクセルが１つ前のピクセルに隣接し、順方向の位置が同じである場合、ヘッダ部は１０となる。変曲点ピクセルが、１つ前のピクセルから見て、順方向の位置がピクセル１つ分ずれている場合、ずれている方向に応じてヘッダ部は０１又は１１となる。

ヘッダ部を２ビットで表現する場合、データフォーマットの表現コードは、図８に示す上記第１の実施形態とは異なるものとなり、例えばＣｏｄｅ_ｉｐｍ２と定義される。

図１０（ａ）に示すように、変曲点となるピクセルの位置が、１つ前のピクセルからピクセル２つ分以上ずれている場合は、図１０（ｂ）に示すように、ずれがピクセル１つ分となるように、圧縮部１４は、ドーズ量がゼロのヌルピクセルを追加する。

また、図１１（ａ）に示すように、順方向の途中のピクセルが抜けている場合は、図１１（ｂ）に示すように、抜けている部分を埋めるように、圧縮部１４はヌルピクセルを追加する。

ピクセルマップのデータ圧縮処理の例を、図１２を用いて説明する。図１２は、被覆率の低いパターンのピクセルマップの例を示し、１７５０個（ｘ方向５０個、ｙ方向３５個）のピクセルのうち、ドットハッチングで示す５３５個のピクセルにドーズ量情報が定義され、その他のピクセルのドーズ量情報はゼロである。

このピクセルマップに対し、本実施形態によるデータ圧縮処理を施す。データフォーマットは、表現コードがＣｏｄｅ_ｉｐｍ２となることと、ドーズ量情報のヘッダ部が２ビットであること以外は、図５に示すものと同様である。ピクセルＳを基準ピクセルとし、ドーズ量情報の定義順は水平方向サーペンタインとした。

変曲点ピクセルの位置が、１つ前のピクセルからピクセル２つ分以上ずれている箇所では、ヌルピクセルを追加した。図中、↑マーク又は↓マークが付されたピクセルが追加したヌルピクセルである。この例では３個のヌルピクセルを追加した。

２ビットのヘッダ部と１０ビットの値部とからなる１つのピクセルのドーズ量情報は１２ビットである。追加ヌルピクセルを含むドーズ量情報が定義されたピクセル数が５３８個であるため、データ長Ｌは６４５６ビットとなる。このとき、データ長Ｌは８の倍数であるため、パディングはない（ゼロビット）。

表現コード（Ｃｏｄｅ_ｉｐｍ２）、ピクセルサイズ（Ｓ_ｐｉｘ）、順方向番号（Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}）、座標（Ｘ_１，Ｙ_１）、データ長（Ｌ）のデータサイズは９６ビットである。圧縮後の島状ピクセルマップのデータサイズは６５５２ビットとなる。

図１２に示す１７５０個のピクセル全てについて１０ビットのドーズ量情報を定義した場合、データサイズは１７５００ビットとなる。一方、圧縮後は６５５２ビットであり、データサイズを削減できることが確認できた。

［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、各ピクセルのドーズ量情報をフルビット（符号なし１０ビット）で表現していたが、ドーズ量情報を、隣接するピクセル（１つ前のピクセル）のドーズ量情報からの差分で表現して、データをさらに圧縮してもよい。この場合、ヘッダ部は、変曲点となるピクセルの、１つ前のピクセルからの移動方向を示す２ビットの第１ヘッダ部と、値部がフルビット表現であるか、又は差分表現であるかを示す１ビットの第２ヘッダ部との３ビットで構成される。

ヘッダ部及び値部の例を以下の表３に示す。表３の例では、フルビット表現を符号なし１０ビットとし、差分表現を符号付き６ビット（符号１ビット＋５ビット）としている。差分表現は、符号付き６ビットに限定されず、フルビットよりもビット数が少なければよい。

圧縮部１４は、あるピクセルのドーズ量情報が、１つ前のピクセルのドーズ量情報との差分が３２階調以下である場合、このドーズ量情報を、変曲点に関する２ビットの第１ヘッダ部と、値部が差分表現であることを示す１ビットの第２ヘッダ部と、１つ前のピクセルのドーズ量情報との差分を示す符号付き６ビットの値部とで表現する。１つ前のピクセルのドーズ量情報との差分が３２階調より大きい場合、値部はフルビット（符号なし１０ビット）で表現される。

表３に示すように３ビットのヘッダ部（２ビットの第１ヘッダ部及び１ビットの第２ヘッダ部）を用いる場合、データフォーマットの表現コードは上記第１、第２の実施形態とは異なるものとなり、例えばＣｏｄｅ_ｉｐｍ３と定義される。

図１２に示すピクセルマップの５３５個のピクセル及び３個のヌルピクセルのドーズ量情報を、上述の差分表現を用いて圧縮する場合について説明する。各ピクセルのドーズ量情報は、１つ前のピクセルのドーズ量情報との差分が３２階調以下であるとする。

追加ヌルピクセルはフルビット表現とする。また、追加ヌルピクセルの次のピクセル（変曲点ピクセル）もフルビット表現とする。

１番目の基準ピクセルのドーズ量情報のデータサイズは、３ビットのヘッダ部と、１０ビットのフルビット表現の値部とで、１３ビットとなる。３個の追加ヌルピクセルと、３個の追加ヌルピクセルの次の３個の変曲点ピクセルのドーズ量情報のデータサイズも、同様に１３ビットとなる。

それ以外の５３１個のピクセルのドーズ量情報のデータサイズは、３ビットのヘッダ部と、６ビットの差分表現の値部とで、９ビットとなる。

５３５個のピクセル及び３個のヌルピクセルのドーズ量情報のデータサイズは、４８７０（＝１３×７＋９×５３１）ビットとなる。データをバイト単位とするため、ドーズ量情報の後に、２ビットのパディングデータが追加される。表現コード（Ｃｏｄｅ_ｉｐｍ３）、ピクセルサイズ（Ｓ_ｐｉｘ）、順方向番号（Ｄ_{Ｆｏｒｗａｒｄ}）、座標（Ｘ_１，Ｙ_１）、データ長（Ｌ）のデータサイズは９６ビットである。差分表現を用いた圧縮後の島状ピクセルマップのデータサイズは４９６８ビットとなり、データサイズをさらに削減できることが確認できた。

ドーズ量情報の定義順を示す順方向番号は、図６（ａ）、（ｂ）に示すものに限定されない。例えば、図１３（ａ）〜（ｈ）に示すように、水平方向サーペンタイン、垂直方向サーペンタイン、４５度方向サーペンタイン等を定義してもよい。図１３（ａ）〜（ｈ）に示す例では、ＩＰ１１〜ＩＰ３４が変曲点ピクセルである。

［第４の実施形態］
上記第１〜第３の実施形態では１つのピクセルの塊を１つの島状ピクセルマップで表現していたが、ピクセルの塊の形状によっては、塊を分割し、複数の島状ピクセルマップで表現した方が効率良くデータサイズを圧縮できる。

例えば、ピクセルの塊が図１４（ａ）に示すような略Ｌ字形状の場合、図１４（ｂ）に示すように２つの島状ピクセルマップＰＭ１、ＰＭ２に分割して取り扱うことが好ましい。

図１５に、ピクセルの塊を複数の島状ピクセルマップに分割する場合のデータフォーマットの一例を示す。図１５に示すデータフォーマットは、複数の島状ピクセルマップのデータが連続して定義されるコンテナと、グローバル変数とを含む。

グローバル変数には、ピクセルサイズ（Ｓ_ｐｉｘ）、コンテナで最初の島状ピクセルマップの最初のピクセルの座標のバイト数（Ｖ_{ｆｉｒｓｔ−ｘ，ｙ}）、及び２番目以降の島状ピクセルマップについて、１つ前の島状ピクセルマップの最後のピクセルから、当該島状ピクセルマップの最初のピクセルまでの相対座標のバイト数（Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ−ｘ，ｙ}）が、それぞれ１バイトで定義されている。

コンテナには、１バイトの表現コード（ＣＯＤＥ_ｃｏｎｔ）及び１バイトの島状ピクセルマップ数（Ｎ_ｉｐｍ）からなるコンテナヘッダ部の後に、複数の島状ピクセルマップのデータが連続して定義される。

島状ピクセルマップのデータフォーマットは、上述の第１〜第３の実施形態とほぼ同様であり、ピクセルサイズ（Ｓ_ｐｉｘ）がグローバル変数に定義されることで省略される点と、２番目以降の島状ピクセルマップについて、開始ピクセル座標（Ｘ_１，Ｙ_１）が、１つ前の島状ピクセルマップの最後のピクセルからの相対座標（変位）となっている点とが異なる。

例えば、図１６に示すように、ピクセルの塊を島状ピクセルマップＰＭ１、ＰＭ２に分割し、島状ピクセルマップＰＭ１をピクセルＰ_Ｓ１から−ｘ方向の水平方向サーペンタイン（図１３（ｂ）参照）で定義し、島状ピクセルマップＰＭ２をピクセルＰ_Ｓ２から−ｙ方向の垂直方向サーペンタイン（図１３（ｄ）参照）で定義する。

島状ピクセルマップＰＭ２の開始ピクセル座標（Ｘ_１，Ｙ_１）には、島状ピクセルマップＰＭ１の最後のピクセルＰ_Ｅ１からピクセルＰ_Ｓ２までの相対座標を定義する。

このようなコンテナを用いた場合のデータ圧縮について説明する。コンテナで最初の島状ピクセルマップの最初のピクセルの座標のバイト数（Ｖ_{ｆｉｒｓｔ−ｘ，ｙ}）を３バイト、オフセットの座標のバイト数（Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ−ｘ，ｙ}）を１バイトとする。また、各ピクセルのドーズ量情報は、１つ前のピクセルのドーズ量情報との差分が３２階調以下であるとし、上記第３の実施形態で説明した差分表現を用いる。

図１６に示す島状ピクセルマップＰＭ１のデータサイズは９３６ビットとなり、島状ピクセルマップＰＭ２のデータサイズは１０８０ビットとなる。コンテナヘッダ部を含めたコンテナのデータサイズは２０３２ビットとなる。

一方、図１７に示すように、ピクセルの塊を分割せず、１つの島状ピクセルマップとして取り扱い、ピクセルＰ_Ｓ３から＋ｙ方向の垂直方向サーペンタイン（図１３（ｃ）参照）で定義した場合、図中矢印→で示す１２個のヌルピクセルが追加され、データサイズは２０８８ビットとなる。

また、図１８に示すように、ピクセルの塊を分割せず、１つの島状ピクセルマップとして取り扱い、ピクセルＰ_Ｓ４から−ｘ方向の水平方向サーペンタイン（図１３（ｂ）参照）で定義した場合、図中矢印↓又は↑で示す７９個のヌルピクセルが追加され、データサイズは２７１２ビットとなる。

コンテナを使い、ピクセルの塊を複数の島状ピクセルマップに分割することで、データサイズを削減できることが確認できた。

上記実施形態ではマルチビームを用いた描画装置について説明したが、シングルビームを用いたガウシアンビーム描画方式、可変成形ビーム描画方式の描画装置であってもよい。上記実施形態では、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したが、荷電粒子ビームは電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームでもよい。

上記実施形態で説明した変換装置１０の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、変換装置１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、変換装置１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 制御部
２ 描画部
１０ 変換装置
１２ マップ作成部
１４ 圧縮部

Claims (4)

1. 荷電粒子ビーム描画装置により描画される対象物上の描画領域をメッシュ状に分割したピクセル毎のドーズ量情報を含むピクセルマップを作成する工程と、
   前記ピクセルマップから、前記ドーズ量情報がゼロでない複数のピクセルからなる一塊の島状ピクセルマップを抽出する工程と、
   前記島状ピクセルマップ内の各ピクセルの前記ドーズ量情報の定義順を決定する工程と、
   前記ピクセルのサイズ、前記定義順を示す情報、前記島状ピクセルマップ内で定義順が１番目のピクセルの座標、及び前記定義順に基づいて連続して定義された前記島状ピクセルマップ内の各ピクセルの前記ドーズ量情報を含む圧縮ピクセルマップを生成する工程と、
   を備える描画データの作成方法。
2. 前記島状ピクセルマップにおいて、ｎ番目の列（ｎは１以上の整数）のピクセルの定義順方向を反転した定義順方向で、ｎ＋１番目の列のピクセルを順に定義することを特徴とする請求項１に記載の描画データの作成方法。
3. 前記ｎ＋１番目の列で定義順が最初のピクセルを変曲点ピクセルとし、
   前記圧縮ピクセルマップの各ピクセルの前記ドーズ量情報は、当該ピクセルが変曲点ピクセルであるか否かを示すヘッダ部を含むことを特徴とする請求項２に記載の描画データの作成方法。
4. 前記ドーズ量情報を、定義順が１つ前のピクセルのドーズ量情報からの差分表現に変換して前記圧縮ピクセルマップを生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の描画データの作成方法。

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