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JP2009111148A - 描画データ検証方法及びマスク描画装置 - Google Patents

描画データ検証方法及びマスク描画装置 Download PDF

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JP2009111148A JP2007281742A JP2007281742A JP2009111148A JP 2009111148 A JP2009111148 A JP 2009111148A JP 2007281742 A JP2007281742 A JP 2007281742A JP 2007281742 A JP2007281742 A JP 2007281742A JP 2009111148 A JP2009111148 A JP 2009111148A
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Abstract

【目的】データ変換時の変換エラーの検証を高精度に行う描画データ検証方法及びマスク描画装置を提供することを目的とする。
【構成】本発明に係る描画データ検証方法は、設計データと、この設計データから変換された描画データとの差分図形を求める工程(ステップS4)と、設計データを描画データに変換する際に、前記設計データに含まれる任意角図形から任意角近似に起因する差分が発生する領域の許容誤差領域に対応する図形を生成する工程(ステップS5)と、前記差分図形に対して前記許容誤差領域に対応する図形を差し引く処理を行い前記許容誤差領域における差分図形を除去する工程(ステップS6)とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図9

Description

本発明は、荷電ビームによってパターンを形成する荷電ビーム描画装置の描画データ検証方法及びそのマスク描画装置に関する。
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、半導体デバイス製造に要求される回路パターンの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に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。
電子ビーム描画技術を用いてパターンを形成するための電子ビーム描画装置としては、例えば可変成形型の電子ビーム描画装置が存在する。これは二つのアパーチャを用いて電子ビームを矩形又は45°三角形(直角二等辺三角形)に成形し、レジストが塗布されたガラス基板表面の遮光膜に電子ビームを照射して微細なパターンを形成する描画装置である。
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る。そして、レイアウトデータとしてCADデータ(設計データ)が生成される。そして、かかる設計データは電子ビーム描画装置に入力される描画データに変換される。そして、この描画データは、さらに、電子ビーム描画装置内のフォーマットのデータに変換された後、変換後のデータを用いて電子ビーム描画を行う。
いま、図16のようにCADデータ210と変換された描画データ212との間で変換によるずれがある場合、XOR検証を行うと、変換前後のずれが差分図形214(図示の斜線部)として検出される。またCADデータに図17(a)に示すような任意角図形220が定義されている場合、45度台形又は矩形のアパーチャをもつ描画装置では図17(b)に示す描画可能な図形で任意角図形を近似分割して描画データ222を作成する。このような変換に対してXOR検証を行った場合、変換による不具合ではないが、図18に示すような差分図形224(図示の斜線部)が検出されてしまう。こうした変換時の不具合による差分と任意角近似に起因する差分とが混在する場合には、図19に示すように、任意角近似に起因する箇所に不具合混在差分が検出されてしまう場合がある。このように任意角近似に起因する差分と不具合による差分が混在し、差分図形が多数検出された場合、不具合による差分のみを発見することは困難になり、データ検証の妨げになるという問題がある。
ここで、設計データを変換した描画データが元の設計データと相違ないかどうかを検証する技術として、以下の内容の文献が存在する。この公知文献は、LSIのCADデータ(設計データ)とそのデータ変換後のEBデータ(描画データ)との間で、排他的論理和(XOR)演算等を行う。そして、得られた差分図形と設計データとの間で論理積(AND)演算を行い、出力される図形数の有無によってデータ変換時の変換エラーがあったかどうかを効率的に判断するように動作することが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−344302号公報
上記背景技術にあっては、データ変換時における任意角近似に起因する差分と不具合による差分が混在し、差分図形が多数検出された場合、不具合による差分のみを発見することは困難になり、データ検証の妨げになるという問題がある。
本発明は、上記問題を解決し、データ変換時の変換エラーの検証を高精度に行う描画データ検証方法及びマスク描画装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施態様の描画データ検証方法は、設計データと、この設計データから変換された描画データとの差分図形を求める工程と、設計データを描画データに変換する際に、前記設計データに含まれる任意角図形から任意角近似に起因する差分が発生する領域の許容誤差領域に対応する図形を生成する工程と、前記差分図形に対して前記許容誤差領域に対応する図形を差し引く処理を行い前記許容誤差領域における差分図形を除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明の描画データの検証方法において、許容誤差領域に対応する図形は、予め定められた任意角近似値に基づいて生成されようにすることが望ましい。
また、本発明の描画データの検証方法において、許容誤差領域に対応する図形は、任意角の角度に応じた任意角近似値に基づいて生成されるようにすることが望ましい。
また、本発明の別の実施態様の描画データ検証方法は、設計データと、この設計データから変換された描画データとの差分図形を求める工程と、設計データを描画データに変換する際に、前記設計データに含まれる任意角図形から任意角近似に起因する差分が発生する領域の許容誤差領域を生成する工程と、前記許容誤差領域内における差分図形の被覆率、図形の高さを含む差分図形のサイズ、前記領域の任意角斜辺を境界として二つに分けた場合の差分図形の面積差のうち、少なくとも一つの算出結果に基づいて前記許容誤差領域内に不具合となる差分図形が含まれるか否かを判定する工程と、を備えたことを特徴とする描画データ検証方法。
さらに、本発明の他の実施形態のマスク描画装置は、設計データを入力する入力部と、
前記設計データと、この設計データから変換された描画データとで排他的論理和演算を行い差分図形を求める第1の論理演算部と、前記設計データに含まれる任意角図形から任意角近似に起因する差分が発生する領域の許容誤差領域に対応する図形を生成する許容誤差領域生成部と、前記差分図形から前記許容誤差領域に対応する図形の論理差を求める演算を行い、前記許容誤差領域を除いた差分図形を求める第2の論理演算部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、データ変換時の任意角近似に起因する差分図形を除去するので、変換エラーの検証を高精度に行うことができる。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1におけるシステム構成の一例を示す概念図である。
図1に示すように、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計される。そして、レイアウトデータとなるCADデータ(設計データ)10が生成される。そして、CADデータ10が変換装置20で変換され、電子ビーム描画装置に入力される描画データ12が生成される。描画データ12は、電子ビームを用いて試料に図形パターンを描画する電子ビーム描画装置の入力フォーマットに変換されたデータとなる。試料の例としてはレチクル、フォトマスクなどがある。そして、描画データ12に基づいて、さらに、電子ビーム描画装置内のフォーマットのデータに変換されて描画される。そして、CADデータ10とこれを変換した描画データ12とが相違ないかどうかをデータ検証装置200で検証する。データ検証装置200は、検証部100とモニタ102とインターフェース(I/F)回路104を備えている。そして、検証部100は、CADデータ10と描画データ12を入力して、排他的論理和(XOR)演算を行い、データ変換に起因する差分図形を検出する。さらに任意角近似に起因して差分が発生する領域に対応する差分図形を除去する論理差演算を行う。そして、その結果データ14をI/F回路104を介して外部に出力する。或いはモニタ102に表示する。この結果データをユーザが確認することで変換前後の図形の一致或いは不一致を検証することができる。
図2は、実施の形態1におけるデータ検証装置の内部構成の一例を示す概念図である。
図2において、検証部100は、CADデータ振分回路112、描画データ振分回路114、メモリ106、XOR演算回路122,124、マスク処理回路130を有している。
まず、入力工程として、検証部100は、CADデータ10を入力する。そして、入力されたCADデータ10は、CADデータ振分回路112に送られる。他方、検証部100は、CADデータ10から変換された描画データ12を入力する。
図3は、実施の形態1におけるCADデータに含まれる図形の一例を示す図である。
図3は、三角形の任意角図形140と、矩形の非任意角図形150が混在するCADデータ10を示している。ここで、任意角図形140とは、描画装置がもつ成形アパーチャで成形できない角度をもつ図形を示している。例えば、45度と90度の角度が成形可能な成形アパーチャをもつ描画装置であれば、任意角は45度又は90度の整数倍を除く角度となる。
図4は、実施の形態1における変換後の描画データに含まれる図形の一例を示す図である。
ここでは、非任意角図形となる矩形の図形160と、任意角図形がスリット分割された分割図形群170とが混在した描画データ12を示している。尚、この例では矩形の非任意角図形は一つであるが、実際には複数の図形からなる図形群を形成する。
そして、図2に示すように、入力された描画データ12は、描画データ振分回路114に送られる。ここでは、直接、各振分回路にデータを入力しているが、I/F回路を介して入力されても構わない。
次に、振分工程として、CADデータ振分回路112は、CADデータ10に含まれる図形を任意角図形と非任意角図形とに振り分ける。
CADデータ振分回路112は、CADデータ10に含まれる図形のうち、任意角図形だけを定義させたファイル32を作成してメモリ106に格納する。また、非任意角図形(矩形図形)だけを定義させたファイル42を作成してメモリ106に格納する。
一方、描画データ振分回路114は、描画データ12に含まれる図形を上述した任意角
図形に対応する図形群(スリット分割図形)と上述した非任意角図形に対応する図形(矩形図形)とに振り分ける。
図4は、非任意角図形に対応する図形160と任意角図形に対応するスリット分割図形170を示す図である。描画データ振分回路114は、非任意角図形(矩形図形)だけを定義させたファイル44を作成して、メモリ106に格納する。また、描画データ振分回路114は、スリット分割図形群だけを定義させたファイル34を作成して、メモリ106に格納する。
次に、XOR演算工程として、XOR演算回路122は、メモリ106から任意角図形のデータファイル32とスリット分割図形群のデータファイル34を読み出す。そして、ファイル32に含まれる任意角図形のデータとファイル34に含まれるスリット分割図形群のデータとで排他的論理和(XOR)演算を行う。他方、XOR演算回路124は、メモリ106から非任意角図形のデータファイル42と非任意角対応図形のデータファイル44を読み出す。そして、ファイル42に含まれる非任意角図形のデータとファイル44に含まれる非任意角対応図形のデータとで排他的論理和(XOR)演算を行う。
図5は、実施の形態1における任意角部分の演算結果の一例を示す図である。図5に示すように、変換エラーによる矩形図形の差分図形(斜線部)181や、任意角近似に起因する差分が発生する任意角図形群の差分図形182(斜線部)が出力される。
次に、AED(許容誤差:Allowable Error Domain)領域を覆う図形を作成する工程として、AED生成部126は、メモリ106から任意角図形のデータファイル32を読み出し、図3に示すCADデータ10に含まれる任意角図形140の斜辺の始点t1(x1,y1)及び終点t2(x2,y2)の座標データ(位置データ)を取得すると共に、メモリ106から任意角近似値(ε値)を定義してある設定ファイル56を読み出す。ここで、任意角図形の斜線上に近似分割図形の中点があり、斜線と近似分割図形とのズレの最大値が任意角近似値(近似精度)となる分割方式を用いる場合にあっては、AED領域を覆う図形は片側の幅を任意角近似値とすることができる。例えば、図6に示すように、まず、取得した各点t1、t2の座標データから各点を結ぶ基準線を引き、取得した任意角近似値に基づき斜線の両側にε値を幅とする線を引く。また始点t1(x1,y1)と終点t2(x2,y2)からX軸、Y軸の方向にそれぞれ垂線を引き、これらの各線によって囲まれた範囲をAED領域として定義し、このAED領域に対応する大きさの図形を作成する。
次に、AED領域内の差分図形を除去する工程として、マスク処理回路130は、XOR回路122から出力される差分図形と、AED生成部126から出力されるAED領域に対応する大きさの図形(以下、AED図形という)が入力される。図7に示すように、マスク処理回路130は、XOR回路122から出力される差分図形からAED領域に対応するAED図形202の論理差演算を行い、AED領域内の差分図形を除去する。すなわち、マスク処理回路130は「差分図形」AND「NOT演算したAED図形」となる論理差演算を行い、(差分図形−AED図形)が実現できる。この結果、図8に示すような差分図形191,192が得られる。演算結果は外部インターフェース(I/F)を介して結果データ51として出力される。
次に、実施形態1における処理フローにつき図9を参照して説明する。
まず、半導体集積回路のレイアウトが設計される。そして、レイアウトデータとなるCADデータ(設計データ)が生成される(ステップS1)。
CADデータ10は変換装置20で変換されて、電子ビーム描画装置に入力される描画データ12が生成される。(ステップS2)。
また、後述するAED領域を覆うAED図形を作成のためのパラメータとなる所定の任意角近似値(角度とε値)の設定ファイルが検証部100に搭載されたメモリーに予め保存されている(ステップS3)。
検証部100は、CADデータ10と描画データ12を入力し、XOR演算回路にて排他的論理和を求める演算を行う(ステップS4)。この演算により、データ変換処理エラーによる差分図形、任意角を近似している部分の差分図形が検出される。
また、AED生成部は、図6に示すように任意角近似値に基づいてAED領域に対応する大きさのAED図形を作成する(ステップS5)。
次に、ステップS4の排他的論理和(XOR)演算で求めた差分図形に対してAED図形でマスクし、AED領域内の差分図形を除去する。すなわち、マスク処理回路130を用いて、差分図形からAED領域に対応するAED図形の論理差を求める演算を行い、AED領域内の差分図形を除去する(ステップS6)。この論理差演算による差分図形は、任意角近似に起因する差分図形を取り除いたものであり、図8に示すように、データ変換処理の不具合による差分図形のみが残る。
次に、論理差演算によって得られた差分図形を結果データ51として出力する(ステップS7)。結果データ51はメモリ14に格納される。
尚、上述の実施形態1の説明において、図2に示すデータ検証装置の一例では、CADデータ振分回路112及び描画データ振分回路114を用いて矩形図形とそれ以外の任意角図形(又はスリット分割図形)に振分けた後、CADデータ及び描画データをXOR演算回路122、124に入力して演算を行い、CADデータと描画データの差分図形を検出しているが、この回路構成に限定されるものではない。例えば、変形例として、CADデータ振分回路112、描画データ振分回路114を省略し、CADデータ10及び描画データ12を直接、XOR演算回路122、124に入力して差分図形を検出する構成であっても良い。すなわち、図3に示すCADデータ10及び図4に示す描画データ12は任意角図形とそれ以外の図形(矩形又はスリット分割図形)に振り分けられることなく、XOR演算回路に入力される。そしてXOR演算回路で演算されて差分図形が検出される。
さらに、XOR演算で求めた差分図形からAED図形の論理差を求める演算を行い、AED領域内の差分図形を除去することで、データ変換処理の不具合による差分図形を検出することができる。
以上のように、この実施形態1では、任意角を近似している部分、すなわち、任意角近似部における許容可能な領域における差分図形をAED図形により除去しているので、データ変換による不具合を絞り込むことができ、データ検証を高精度に行うことができる。
(実施の形態2)
前述の実施形態1では、任意角の角度に関らず一つの任意近似値を元にAED領域に対応する大きさのAED図形を作成していたが、本実施形態では、図10に示すように任意角の角度ごとに任意角近似値(ε値)が記述された設定ファイル56を用いてAED図形を作成する。
図11は、実施の形態2における処理フローを示すものであり、同図を参照して説明する。まず、半導体集積回路のレイアウトが設計される。そして、レイアウトデータとなるCADデータ(設計データ)が生成される(ステップS1)。
CADデータ10は変換装置20で変換されて、電子ビーム描画装置に入力される描画データ12が生成される。(ステップS2)。
また、図10に示すようにAED領域を覆うAED図形を作成のためのパラメータとなる任意角近似値(角度とε値)が記述された設定ファイル56がメモリ106に格納されている(ステップS13)。
検証部100は、CADデータ10と描画データ12を入力し、XOR演算回路にて排他的論理和を求める演算を行う(ステップS4)。この演算により、データ変換処理エラーによる差分図形、任意角を近似している部分の差分図形が検出される。
AED生成部126は、図11に示すように設定ファイルに記述された任意角近似値(角度、ε値)を読み出し、これに基づいてAED領域を覆うAED図形を作成する(ステップS5)。
AED領域とは、まず設計データの任意図形から、任意角近似アルゴリズムから予想される任意角近似部に起因する差分が検出される領域である。設定ファイル56には、任意角度に応じたε値が記述されており、例えば、任意角の角度により任意角近似値が異なる分割アルゴリズムを用いて描画データのスリット分割図形を作成する場合は、それぞれの角度の近似値(ε値)を元に図6に示されるAED図形を作成する。CADデータ10における任意角がデータ中に複数存在する場合は、それぞれの異なる角度を有する任意角図形に対して図6に示すAED図形をそれぞれ作成する。
次に、マスク処理回路130を用いて、差分図形からAED領域の差分図形を除去する論理差演算を行う。この演算によって、不具合による差分図形を検出する(ステップS6)。この差分図形は、任意角近似に起因する差分図形を取り除いたものであり、データ変換処理の不具合による差分図形のみとなる。ここで差分図形を除去する場合、異なる任意図形の角度に応じて図6に示すAED図形を作成しているので、検証精度を高めることができる。尚、図10に示す例では、任意角近似値定義ファイルには角度が45度の場合にε値は無い。これは電子ビーム描画装置には45度の角度が形成可能な成形アパーチャを有しているためである。
次に、論理差演算によって得られた差分図形を結果データ51として出力する(ステップS7)。結果データ51はメモリ14に格納される。
以上のように、実施形態2では、角度ごとに記述された任意角近似値を設定ファイルから読み出してAED図形を作成しているので、任意角図形の角度に応じてAED図形を作成しているので、データ検証を高精度に行うことができる。
(実施形態3)
前述の実施形態1、2ではAED領域内の不具合による差分図形は検出できない。そこでAED領域内部のデータ検証が必要な場合についての検証方法を説明する。
図12に示すように、AED領域内にデータ変換エラーで発生した余分な図形や細かく分割された図形などが含まれている場合、これらの不具合は検出できない。そこでAED内部の検証が必要な場合には以下の方法を用いて検証を行う。
まず、図13に示す例は、AED領域内の差分図形の面積を計算して、AED領域に対する被覆率の値に基づき不具合の有無を検証する。
AED領域内における正常な差分図形のパターン被覆率は、2/7+2/8×n+2/7、で予測できる。ここで、nはAED領域の両端を除くスリット分割数で、n=(スリット分割数−2)である。描画データのパターン被覆率を計算し、この被覆率の値が予測値から外れた場合には、AED領域内に意図しないパターン、例えば、図12に示すようなデータ変換で発生した余分な図形や細かな分割図形などが発生している可能性が高いものと判定される。
次に、図14に示す例は、AED領域内の全ての差分図形に対して、図形の一辺が斜線かどうか、或いは斜線からの高さを測定して、図形の良否を判定する。図14では、左から2番目の図形は斜線がなく、変換エラーで発生した余分な図形であり、異常な図形と判定する。左から1番目、3乃至5番目は斜線を有するが高さを測定することで正常かどうかを判定する。この例では高さ測定の結果、1、3番目は所定の値を満たし正常と判定する。
さらに、図15に示す例は、AED領域は任意角の斜辺を境界として二つの領域に分け、各領域における差分図形の面積和を求める。例えば、左上側のAED領域A1の差分図形はプラスとして面積合計を求める。一方、右下側のAED領域A2の差分図形はマイナスとして面積合計(A1+A2)を求め、AED領域全体の和を求める。その結果が0近傍(許容範囲内)であれば正常と判定し、許容範囲を越えていれば不具合と判定する。
以上のように、本実施の形態3では、AED領域内における差分図形の不具合の有無を判定できるので、高精度の検証を行うことができる。
尚、上述の説明の中で、「〜回路」、「〜部」或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することが可能である。また、ソフトウェアとなるプログラムではなく、ハードウェア或いはファームウェアとの組み合わせによって実現させても良い。
また、描画データ検証方法は、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、描画データ検証方法の各処理を実現することが可能である。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置(CD−ROM、DVD等)、半導体メモリ等の記憶装置が含まれる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの具体例に限定されるものではなく、実施段階では本発明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、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。
実施の形態1におけるシステム構成の一例を示す概念図である。 実施の形態1におけるデータ検証装置の内部構成の一例を示す概念図である。 実施の形態1におけるCADデータに含まれる図形の一例を示す図である。 図3のCADデータを描画データに変換した図形の一例を示す図である。 CADデータと描画データの差分図形を示す図である。 AED領域に対応する図形作成の一例を示す図である。 XOR演算した差分図形に対してAED図形でマスクした図形の一例を示す図である。 XOR演算した差分図形に対してAED領域内の差分図形を除去した図形の一例を示す図である。 実施の形態1における処理フローの一例を示す図である。 任意角近似値が記述された設定ファイルの一例を示す図である。 実施形態2における処理フローの一例を示す図である。 AED領域内部の差分図形の一例を示す図である。 AED領域内部の差分図形の被覆率を算出する一例を示す図である。 AED領域内部の差分図形の高さを測定する一例を示す図である。 AED領域内部の差分図形を二つに分けた領域の面積を算出する一例を示す図である。 従来のデータ変換前後のXOR検証結果の一例を示す図である。 従来のCADデータ及び変換した描画データの任意角図形の一例を示す図である。 従来の任意角図形における描画データ変換前後のXOR検証結果の一例を示す図である。 従来の任意角図形を含む描画データ変換前後のXOR検証結果の一例を示す図である。
符号の説明
10 CADデータ
12 描画データ
14,51,53 結果データ
20 変換装置
32,34,42,44,56 ファイル
100 検証部
102 モニタ
104 I/F回路
106 メモリ
112 CADデータ振分回路
114 描画データ振分回路
126 AED生成部
130 マスク処理回路

Claims (5)

  1. 設計データと、この設計データから変換された描画データとの差分図形を求める工程と、
    設計データを描画データに変換する際に、前記設計データに含まれる任意角図形から任意角近似に起因する差分が発生する領域の許容誤差領域に対応する図形を生成する工程と、
    前記差分図形に対して前記許容誤差領域に対応する図形を差し引く処理を行い前記許容誤差領域における差分図形を除去する工程と、
    を備えたことを特徴とする描画データ検証方法。
  2. 前記許容誤差領域に対応する図形は、予め定められた任意角近似値に基づいて生成されたことを特徴とする請求項1に記載の描画データの検証方法。
  3. 前記許容誤差領域に対応する図形は、任意角の角度に応じた任意角近似値に基づいて生成されたことを特徴とする請求項1に記載の描画データの検証方法。
  4. 設計データと、この設計データから変換された描画データとの差分図形を求める工程と、
    設計データを描画データに変換する際に、前記設計データに含まれる任意角図形から任意角近似に起因する差分が発生する領域の許容誤差領域を生成する工程と、
    前記許容誤差領域内における差分図形の被覆率、図形の高さを含む差分図形のサイズ、前記領域の任意角斜辺を境界として二つに分けた場合の差分図形の面積差のうち、少なくとも一つの算出結果に基づいて前記許容誤差領域内に不具合となる差分図形が含まれるか否かを判定する工程と、を備えたことを特徴とする描画データ検証方法。
  5. 設計データを入力する入力部と、
    前記設計データと、この設計データから変換された描画データとで排他的論理和演算を行い差分図形を求める第1の論理演算部と、
    前記設計データに含まれる任意角図形から任意角近似に起因する差分が発生する領域の許容誤差領域に対応する図形を生成する許容誤差領域生成部と、
    前記差分図形から前記許容誤差領域に対応する図形の論理差を求める演算を行い、前記許容誤差領域を除いた差分図形を求める第2の論理演算部と、
    を備えたことを特徴とするマスク描画装置。
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