(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の線分によって形成される第１のパターンと、第２の線分によって形成される第２のパターン間の位置合わせを行う位置合わせ処理部を備えた画像処理装置において、
当該位置合わせ処理部は、前記第１の線分と第２の線分上にそれぞれ第１の対応点と、第２の対応点を設定し、当該第１の対応点と第２の対応点間の距離に基づいて、前記第１のパターンと第２のパターンの位置合わせを行うためのアライメント量を算出すると共に、当該位置合わせ処理部は、前記第１の線分と第２の線分の形状差に応じて、前記第１の対応点、及び／又は第２の対応点の位置を変化させることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１と第２の線分を結ぶ第３の線分上であって、第１の線分と第２の線分との交点に、前記第１の対応点と第２の対応点を設定し、第３の線分の形状を、前記第１の線分と第２の線分の形状差に応じて変化させることによって、第３の線分上に設定される第１の対応点、及び／又は第２の対応点の位置を変化させることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の線分は、設計データに基づいて得られる線分情報であり、前記第２の線分は、荷電粒子線装置によって取得された画像から得られる輪郭線情報であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の線分は、前記設計データに対してシミュレーション処理を行うことによって得られる線分情報であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の線分と第２の線分との間に、当該第１の線分と第２の線分の形状情報に基づいて、前記第１の線分から第２の線分に向かって徐々に線分形状を変化させたときに得られる中間形状を為す補間線を設定し、当該補間線に対し、所定の角度にて交差するように、第３の線分を設定し、当該第３の線分と、前記第１の線分、及び／又は第２の線分との交点を前記第１の対応点、及び／又は第２の対応点として設定する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の線分、及び／又は第２の線分に基づいて、当該第１の線分と第２の線分間に、当該第１の線分と第２の線分の平均的な形状である輪郭線を形成し、当該輪郭線に対して直交するベクトル場の流線と、当該第１の線分と第２の線分との交点を、前記第１の対応点及び第２の対応点として設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の線分、及び／又は第２の線分に基づいて、符号付距離変換画像を形成することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記位置合わせ処理部は、符号付変換画像の重み付き平均の演算に基づいて、前記第１の線分と第２の線分間に配置される補間線を形成することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項６において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の対応点と第２の対応点との間の距離の前記ベクトル場上の射影長の二乗和が最小となるシフト量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記位置合わせ処理部は、前記位置合わせに用いられる回転量とシフト量を別に算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の対応点と第２の対応点間の距離について、アライメント量の探索区間にて目的関数の最小位置を探索することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の対応点と第２の対応点間の距離について、補間によって前記探索区間以外の最小位置を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の対応点と第２の対応点間の距離について、最小二乗法で最小位置を特定した後、その周りをサーチして分散が最小となる点を探索することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１４】
請求項１において、
前記位置合わせ処理部は、前記第１の対応点と第２の対応点間の距離について、頂点間の間隔を重みとして最小二乗法を用いることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１５】
第１の線分によって形成される第１のパターンと、第２の線分によって形成される第２のパターンとの間の位置合わせを演算装置に実行させるコンピュータプログラムにおいて、
当該プログラムは、前記演算装置に、前記第１の線分と第２の線分上にそれぞれ第１の対応点と、第２の対応点を設定させ、当該第１の対応点と第２の対応点間の距離に基づいて、前記第１のパターンと第２のパターンの位置合わせを行うためのアライメント量を算出させ、当該プログラムは、前記第１の線分と第２の線分の形状差に応じて、前記第１の対応点、及び／又は第２の対応点の位置を変化させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記プログラムは、前記演算装置に、前記第１と第２の線分を結ぶ第３の線分上であって、第１の線分と第２の線分との交点に、前記第１の対応点と第２の対応点を設定させ、第３の線分の形状を、前記第１の線分と第２の線分の形状差に応じて変化させることによって、第３の線分上に設定される第１の対応点、及び／又は第２の対応点の位置を変化させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１７】
請求項１５において、
前記プログラムは、前記演算装置に、前記第１の線分と第２の線分との間に、当該第１の線分と第２の線分の形状情報に基づいて、前記第１の線分から第２の線分に向かって徐々に線分形状を変化させたときに得られる中間形状を為す補間線を設定させ、当該補間線に対し、所定の角度にて交差するように、第３の線分を設定させ、当該第３の線分と、前記第１の線分、及び／又は第２の線分との交点を前記第１の対応点、及び／又は第２の対応点として設定させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１８】
第１の線分によって形成される第１のパターンと、第２の線分によって形成される第２のパターン間の位置合わせを行う位置合わせ処理部を備えた画像処理装置において、
当該位置合わせ処理部は、前記第１の線分と第２の線分上にそれぞれ第１の対応点と、第２の対応点を設定し、当該第１の対応点と第２の対応点間の距離に基づいて、前記第１のパターンと第２のパターンの位置合わせを行うためのアライメント量を算出すると共に、当該第１の対応点と第２の対応点を複数設定する場合に、当該第１の対応点と第２の対応点を結ぶ複数の第３の線分が交差しないように複数の第３の線分を形成することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１９】
第１の線分によって形成される第１のパターンと、第２の線分によって形成される第２のパターンとの間の位置合わせを演算装置に実行させるコンピュータプログラムにおいて、
当該プログラムは、前記演算装置に、前記第１の線分と第２の線分上にそれぞれ第１の対応点と、第２の対応点を設定させ、当該第１の対応点と第２の対応点間の距離に基づいて、前記第１のパターンと第２のパターンの位置合わせを行うためのアライメント量を算出させると共に、当該第１の対応点と第２の対応点を複数設定する場合に、当該第１の対応点と第２の対応点を結ぶ複数の第３の線分が交差しないように複数の第３の線分を形成させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、及び画像処理を演算装置に実行させるコンピュータプログラムに係り、特に２つの輪郭線間、或いは輪郭線と設計データ（レイアウトデータ）間の位置合わせを行う画像処理装置、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、半導体デバイス製造に於ける微細化技術の進歩により、半導体ウェハ上に形成されるパターンが微細化し、そのような微細化されたパターンを評価する装置にも更なる高精度化が要求されている。特に、ＯＰＣ（Optical Proximity Correction）技術の台頭により、パターンの二次元形状を評価する要求が高まっている。また、微細なパターンの正確な測定や検査を行うために、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）に代表される荷電粒子線装置が用いられている。ＳＥＭ等で取得された画像には、パターンのエッジ部分が或る幅を持って表現されるため、パターンの輪郭形状を正確に把握するための手法として輪郭線化技術がある。特許文献１，２には、設計データと輪郭線間の形状差を正確に測定するために、輪郭線の設計データとの間でパターンマッチングを行う手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０９４４３９号公報
【特許文献２】特開２００７−７９９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に開示されているような輪郭線と設計データ間のパターンマッチング法によれば、形状差のある両者間のマッチングを相応の精度にて実現することが可能となるが、位置合わせを行うべき、輪郭線の部位と設計データの部位との対応が正確に求められていないと、マッチングの精度が低下する可能性がある。例えば、輪郭線を基点とする直線上に、設計データの対応点を求めようとすると、輪郭線の形状によっては、本来対応点とすべきではない個所に、対応点を設定してしまうことになる。誤った位置への対応点の設定により、マッチングの精度が低下する可能性がある。
【０００５】
以下に、設計データと輪郭線、或いは輪郭線間のマッチングを行うに当たり、両者の対応点を正確に特定することを目的とする画像処理装置、及びコンピュータプログラムについて説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための一態様として、以下に、第１の線分によって形成される第１のパターンと、第２の線分によって形成される第２のパターン間の位置合わせを行う位置合わせ処理部を備えた画像処理装置において、当該位置合わせ処理部は、前記第１の線分と第２の線分上にそれぞれ第１の対応点と、第２の対応点を設定し、当該第１の対応点と第２の対応点間の距離に基づいて、前記第１のパターンと第２のパターンの位置合わせを行うためのアライメント量を算出すると共に、当該位置合わせ処理部は、前記第１の線分と第２の線分の形状差に応じて、前記第１の対応点、及び／又は第２の対応点の位置を変化させる画像処理装置、或いは当該処理を演算装置に実行させるコンピュータプログラムを提案する。
【０００７】
より具体的な一態様として、前記位置合わせ処理部は、前記第１と第２の線分を結ぶ第３の線分上であって、第１の線分と第２の線分との交点に、前記第１の対応点と第２の対応点を設定し、第３の線分の形状を、前記第１の線分と第２の線分の形状差に応じて変化させることによって、第３の線分上に設定される第１の対応点、及び／又は第２の対応点の位置を変化させる画像処理装置、或いは当該処理を演算装置に実行させるコンピュータプログラムを提案する。
【０００８】
また、更に他の態様として、第１の線分によって形成される第１のパターンと、第２の線分によって形成される第２のパターン間の位置合わせを行う位置合わせ処理部を備えた画像処理装置において、当該位置合わせ処理部は、前記第１の線分と第２の線分上にそれぞれ第１の対応点と、第２の対応点を設定し、当該第１の対応点と第２の対応点間の距離に基づいて、前記第１のパターンと第２のパターンの位置合わせを行うためのアライメント量を算出すると共に、当該第１の対応点と第２の対応点を複数設定する場合に、当該第１の対応点と第２の対応点を結ぶ複数の第３の線分が交差しないように複数の第３の線分を形成する画像処理装置、或いは当該処理を演算装置に実行させるコンピュータプログラムを提案する。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、２つのパターン間の対応点をパターンの形状差に応じて特定することができるため、正確な対応点を用いた正確な位置合わせを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】グラデーション画像を用いてパターンマッチングを行う例を説明する図。
【図２】画像処理装置の一例を説明する図。
【図３】半導体計測，検査システムの概略を説明する図。
【図４】設計データと輪郭線の位置関係に応じて対応点が変化する例を説明する図。
【図５】２つの線分への対応点の生成に基づいて、アライメント量を算出する例を説明する図。
【図６】輪郭線とデザインデータ、及び位置合わせ情報から生成したベクトル場の流線に基づいて対応点を生成した例を説明する図。
【図７】輪郭線を基点として、直交する方向にデザインデータの対応点を設定する例を説明する図。
【図８】輪郭線を基点として、デザインデータ上の最も近い点を対応点とする例を説明する図。
【図９】輪郭線形状を等高線として表現した例を説明する図。
【図１０】２つの輪郭線について、符号付距離変換画像を生成し、夫々の符号付距離変換画像の重み付き平均データを作成する例を説明する図。
【図１１】２つの輪郭線の間に、複数の補間輪郭線を形成した例を説明する図。
【図１２】２つの輪郭線の対応点を、符号付変換画像を用いて特定する例を説明する図。
【図１３】２つの輪郭線の対応点を、符号付変換画像を用いて特定する例を説明する図。
【図１４】位置合わせ処理部に含まれる対応点生成部の一例を説明する図。
【図１５】位置合わせ処理部に含まれる対応点生成部の一例を説明する図。
【図１６】対応点生成部に含まれる符号付距離変換部の一例を説明する図。
【図１７】符号付距離変換部にて形成される画像の一例を説明する図。
【図１８】符号付距離変換部にて形成される画像の一例を説明する図。
【図１９】対応点生成部に含まれるgrad画像作成部の一例を説明する図。
【図２０】符号付Sobel画像生成部によるフィルタ処理のカーネル形状を説明する図。
【図２１】対応点生成部に含まれるgrad画像平滑化部の一例を説明する図。
【図２２】符号付距離変換画像に基づいて形成されるgrad画像を説明する図。
【図２３】符号付距離変換画像に基づいて形成されるgrad画像を説明する図。
【図２４】対応点探索部による処理工程を示すフローチャート。
【図２５】設計データと輪郭線との間にて、対応点探索処理を行った例を説明する図。
【図２６】アライメント量算出部で行われる計算の一例を示す図。
【図２７】アライメント量のシフト分と回転分を両方求めるアライメント量算出部の一例を示す図。
【図２８】アライメント量算出部による処理の一例を説明する図。
【図２９】アライメント量算出部の他の構成例を説明する図。
【図３０】パターンの部位毎に、対応点数に違いがある例を説明する図。
【図３１】垂直なラインと水平なライン端が組み合わさったパターンの一例を説明する図。
【図３２】ＳＥＭ画像の際に、パターンエッジが存在する例を説明する図。
【図３３】ＳＥＭ画像の視野の外側の重み付けを低く設定する例を説明する図。
【図３４】ＳＥＭ画像内に大きさの異なる２つのパターンが含まれる例を説明する図。
【図３５】ＳＥＭ画像に含まれる２次元パターンの方向毎の重みをベクトル表示した例を説明する図。
【図３６】パターンの向きに応じた重みをベクトル表示した例を説明する図。
【図３７】ＳＥＭ画像に含まれる２次元パターンの方向毎の重みをベクトル表示した例を説明する図。
【図３８】パターンの向きに応じた重みをベクトル表示した例を説明する図。
【図３９】ＳＥＭ画像に含まれる２次元パターンの回転分の重みを求める例を示す図。
【図４０】画像処理装置の一例を説明する図。
【図４１】画像処理装置の一例を説明する図。
【図４２】輪郭線平均化の基準線を求める処理装置の概要を説明する図。
【図４３】ある基準線上の４つの対応点に基づいて、平均輪郭線を求める工程を説明する図。
【図４４】対応点を特定する手法の一例を説明する図。
【図４５】複数のＳＥＭを含む半導体測定或いは半導体検査システムの一例を説明する図。
【図４６】輪郭線抽出法の一例を説明する図。
【図４７】ＳＥＭ画像に基づいて輪郭線を抽出する工程を示すフローチャート。
【図４８】輪郭線の直線近似に基づいて、対応点を抽出する工程を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面を用いて、２つのパターンを形成する線分間の位置合わせを行う画像処理装置について説明する。図４５は、複数のＳＥＭを含む半導体測定或いは半導体検査システムを説明する図である。図４５に例示するシステムでは、半導体パターンを撮影したＳＥＭ画像などの対象画像の中から、輪郭線を抽出し、当該輪郭線データを用いて、パターンの測定や検査を実行する。例えば、抽出した輪郭線を、デザインデータ（設計データ、或いはレイアウトデータと称することもある）と比較して半導体パターンの出来栄えの評価や、ＯＰＣモデルの校正を行う。デザインデータと輪郭線間の寸法を求める計測手法は、ＥＰＥ（Edge Placement Error）計測法とも呼ばれ、パターンの理想形状であるデザインデータと、ＳＥＭ画像から抽出された実際のパターン形状情報との乖離をモニタすることで、製造プロセス条件の判定や、半導体パターンの設計データへのフィードバックに用いられる。
【００１２】
図４５に例示する計測，検査システムは、データ管理装置４５０１を中心として、複数のＳＥＭが接続されたシステムを例示している。特に本実施例の場合、ＳＥＭ４５０２は主に半導体露光プロセスに用いられるフォトマスクやレチクルのパターンの測定や検査を行うためのものであり、ＳＥＭ４５０３は主に、上記フォトマスク等を用いた露光によって半導体ウェハ上に転写されたパターンを測定，検査するためのものである。ＳＥＭ４５０２とＳＥＭ４５０３は、電子顕微鏡としての基本構造に大きな違いはないものの、それぞれ半導体ウェハとフォトマスクの大きさの違いや、帯電に対する耐性の違いに対応した構成となっている。
【００１３】
各ＳＥＭ４５０２，ＳＥＭ４５０３にはそれぞれの制御装置４５０４，４５０５が接続され、ＳＥＭに必要な制御が行われる。各ＳＥＭでは、電子源より放出される電子ビームが複数段のレンズにて集束されると共に、集束された電子ビームは走査偏向器によって、試料上を一次元的、或いは二次元的に走査される。
【００１４】
電子ビームの走査によって試料より放出される二次電子（Secondary Electron：ＳＥ）或いは後方散乱電子（Backscattered Electron：ＢＳＥ）は、検出器により検出され、前記走査偏向器の走査に同期して、フレームメモリ等の記憶媒体に記憶される。
【００１５】
以上のような制御等は、各ＳＥＭの制御装置４５０４，４５０５にて行われ、電子ビームの走査の結果、得られた画像や信号は、通信回線４５０６，４５０７を介してデータ管理装置４５０１に送られる。なお、本例では、ＳＥＭを制御する制御装置と、ＳＥＭによって得られた信号に基づいて測定を行うデータ管理装置を別体のものとして、説明しているが、これに限られることはなく、データ管理装置にて装置の制御と測定処理を一括して行うようにしても良いし、各制御装置にて、ＳＥＭの制御と測定処理を併せて行うようにしても良い。即ち、後述するような２つのパターン間の位置合わせ処理は、データ管理装置４５０１にて行うようにしても良いし、制御装置４５０４，４５０５にて行うようにしても良い。その際、位置合わせ（パターンマッチング）を実行するための専用の演算装置、或いはコンピュータプログラムによって動作する演算装置は、データ管理装置４５０１、或いは制御装置４５０４，４５０５に内蔵される。即ち、これらの装置に内蔵された演算装置が位置合わせ処理部として機能する。
【００１６】
また、上記データ管理装置或いは制御装置には、測定処理を実行するためのプログラムが記憶されており、当該プログラムに従って測定、或いは演算が行われる。更にデザインデータ管理装置には、半導体製造工程に用いられるフォトマスク（以下単にマスクと称することもある）やウェハの設計データが記憶されている。この設計データは例えばＧＤＳフォーマットやＯＡＳＩＳフォーマットなどで表現されており、所定の形式にて記憶されている。なお、設計データは、設計データを表示するソフトウェアがそのフォーマット形式を表示でき、図形データとして取り扱うことができれば、その種類は問わない。また、データ管理装置とは別に設けられた記憶媒体にデザインデータを記憶させておいても良い。
【００１７】
また、データ管理装置４５０１には、シミュレータ４５０８が接続されている。シミュレータ４５０８には、外部の記憶媒体、或いはデータ管理装置４５０１に記憶された設計データと、半導体製造プロセス条件等に基づいて、パターンレイアウトを作成するプログラムと、それを実行する演算装置が内蔵されており、当該シミュレーション後のレイアウトデータを、データ管理装置に伝送可能に構成されている。なお、本実施例では、シミュレーションをシミュレータ４５０８内にて行う例について説明するが、これに限られることはなく、例えばデータ管理装置４５０１内にて、上記プログラムを実行することにより、シミュレーションを行うようにしても良い。
【００１８】
また、データ管理装置４５０１は、ＳＥＭの動作を制御するプログラム（レシピ）を、半導体の設計データに基づいて作成する機能が備えられており、レシピ設定部としても機能する。具体的には、設計データ，パターンの輪郭線データ、或いはシミュレーションが施された設計データ上で所望の測定点，オートフォーカス，オートスティグマ，アドレッシング点等のＳＥＭにとって必要な処理を行うための位置等を設定し、当該設定に基づいて、ＳＥＭの試料ステージや偏向器等を自動制御するためのプログラムを作成する。
【００１９】
また、後述するように、データ管理装置４５０１は、半導体デバイスの設計データが登録されたデータベースを記憶、或いは外部の記憶媒体に記憶された設計データにアクセス可能に構成されており、任意の設定に応じてデータベースより必要なデータが読み出すように構成されている。
【００２０】
データ管理装置４５０１等に内蔵された演算装置では、ＥＰＥ計測を行うに当たりＳＥＭ画像のパターンとデザインデータの相対的な位置関係を特定するための演算装置が内蔵されていることは、前述した通りであるが、本実施例では、特に輪郭線とデザインデータ、或いは輪郭線と輪郭線間の位置合わせを行うに当たり、それぞれの対応点を求め、当該対応点間の距離が所定の条件（例えば最小となる、複数の対応点間の距離の合計が最小となる、或いは部分毎に重み付けされた対応点間の距離の合計が最小となるような条件等）を満たすような処理を行う例を説明する。このような位置合わせにあっては、例えばデザインデータから作成したグラデーション画像を使用して行うことも考えられるが、ＳＥＭ画像のパターンとデザインデータのパターンマッチングでは、ＳＥＭ画像のパターンがデザインデータに対して大きく変化している場合に位置合わせに偏りが生じる場合がある。
【００２１】
図１にそのような例を示す。（ａ）がデザインデータとＳＥＭ画像から抽出した輪郭線の望ましい位置合わせ結果である。（ｂ）はデザインデータのグラデーション画像に（ａ）の位置でＳＥＭ画像から抽出した輪郭線を重ね合わせたもの、（ｃ）はデザインデータのグラデーション画像に望ましくない位置でＳＥＭ画像から抽出した輪郭線を重ね合わせたものであるが、（ｂ）での輪郭線の位置におけるグラデーション画像の画素値の分散は、（ｃ）でのそれより大きくなってしまう。
【００２２】
本実施例では、２つの線分（設計データと輪郭線、或いは輪郭線と輪郭線）によって形成される２つのパターン間の位置合わせを高精度に行うべく、対応点を特定することによって、位置合わせを行うと共に、その対応点の特定を正確に行うための手法について説明する。なお、位置合わせの基準はデザインデータのみに限らず、デザインデータから、上述のシミュレータによるリソ・シミュレーションによって生成したシミュレーティッド・コンターでも良いし、一般の輪郭線データでも良い。ＳＥＭ画像からの輪郭線抽出の手法について、図４６，図４７を用いて説明する。
【００２３】
図４６は、検出された電子に基づいて形成されるパターン画像から、輪郭線を抽出するための手法の一例を説明する図である。なお、この輪郭線抽出工程は、データ管理装置４５０１に搭載された演算装置にて行うようにしても良いし、ＳＥＭに接続された制御装置４５０４，４５０５にて行うようにしても良い。輪郭線抽出には、図４７のフローチャートに例示するように、先ずＳＥＭ４５０２、或いはＳＥＭ４５０３にてＳＥＭ画像を形成する（ステップ４７０１）。次にＳＥＭ画像上のパターン４６０１のエッジ部分に相当するホワイトバンド４６０３から第１の輪郭線４６０４を抽出する（ステップ４７０２）。なお、この第１の輪郭線４６０３の抽出手法としては、ＳＥＭ像からビットマップデータで構成されたパターン像を抽出し、そのパターン像をベクトルデータで構成されたパターンデータに変換する方法が考えられる。
【００２４】
次に、形成された第１の輪郭線４６０４とレイアウトデータ４６０２とのベクトルデータ比較、或いはパターンマッチングによって、レイアウトデータ４６０２と第１の輪郭線４６０４との重ね合わせを行う（ステップ４７０３）。レイアウトデータ４６０２は、ＧＤＳフォーマット等で記憶された設計データの線分情報である。このような重ね合わせを行った上で、輝度分布情報収集領域を、第１の輪郭線４６０４と垂直になるように設定し、輝度分布４６０７，４６０８を検出する（ステップ４７０４）。このように形成された輝度分布の所定の明るさを持つ画素を抽出しその位置を第２の輪郭線位置と定義することで、より正確な輪郭線の形成が可能となる（ステップ４７０５）。
【００２５】
なお、このような正確な輪郭線形成手法は、特開昭６０−１６９９７７号公報，特開平６−３２５１７６号公報，特開平８−１６１５０８号公報，特開平９−２０４５２９号公報等に記載された既存の手法の適用が可能である。
【００２６】
なお、上述のように第１の輪郭線とレイアウトデータと重ね合わせることによって、線分単位でレイアウトデータと第１の輪郭線との対応付けが可能となる。レイアウトデータが持つ各線分の線分情報を、輪郭線の各線分情報とすることによって、輪郭線データを設計データと同じ所定のフォーマットにて登録することが可能となる。
【００２７】
以上のようにしてパターンを形成する各線分同士の対応付けを行うことができたとしても、正確な位置の特定にまでは至らない場合がある。以下に位置の特定をも正確に実行し得る手法について、具体的に説明する。また、変形の程度が大きく、レイアウトデータとの突き合わせが上手くできないような場合は、上述の第１の輪郭線と設計データ間を、後述する位置合わせ手法にて位置合わせを行うようにすることも可能である。
【００２８】
図２はデータ管理装置４５０１等の画像処理装置の一例を示している。本実施例において半導体パターンのＳＥＭ画像の輪郭線やデザインデータは輪郭線分情報と記されている。これは一般的に輪郭線が頂点で接続された連続線分情報として表されることに由来しているが、実際は数式など頂点を持たない表現でも良い。重要なのは適当な間隔で輪郭線上に点が定義されていることで、このような点を頂点と呼ぶことにする。
【００２９】
本実施例では半導体パターンのＳＥＭ画像の輪郭線やデザインデータなど位置合わせ対象の２つの輪郭線を輪郭線分情報_１と輪郭線分情報_２と記しており、対応点生成部は外部から入力された位置合わせ情報を基に対応する輪郭線を輪郭線分情報_１上の点と輪郭線分情報_２上の点の対の情報を生成することである。対となる点の一方は輪郭線分情報_１上の頂点か、若しくは輪郭線分情報_２上の頂点となっている。
【００３０】
位置合わせ情報は従来のパターンマッチング手法で得られた大まかな位置合わせ情報を用いることもできるし、輪郭線の形成段階で取得された輪郭線に関する情報を用いることも可能である。本実施例はこの大まかな位置合わせ情報を基に高精度な位置合わせに要する情報を取得する。この高精度位置合わせに要する情報をアライメント量と呼び、アライメント量を求める処理をアライメントと呼ぶ。アライメント量算出部は上記の対応点情報を基にアライメント量を計算する。アライメント量は対応点間の距離が一応に短くなるように求められるが、具体的には後述するように、対応点間の距離の二乗和や重み付き二乗和が最小になる、或いは対応点間の距離の分散が最小になるように決める。図３は、半導体計測，検査システムの概略を説明する図である。図３の例では、外部ＰＣによって、アライメントを実行する。ＳＥＭにはＬＡＮで接続された外部ＰＣからデザインデータの情報を含むレシピが転送され、ＳＥＭはレシピを基にＳＥＭ画像を取得し、デザインデータとの位置合わせを行う。外部ＰＣにはＳＥＭからＳＥＭ画像と位置合わせ情報が送られる。外部ＰＣはＳＥＭ画像から輪郭線抽出処理を行い、この輪郭線とデザインデータとのアライメントを行う。ここで得られたアライメント量はＥＰＥ計測やＯＰＣモデルの校正など様々なアプリケーションに使用される。
【００３１】
図４はデザインデータとＳＥＭパターンの輪郭線の相対的な位置関係に依存して対応点情報が変化する例を示している。（ａ）はデザインデータである。（ｂ）はＳＥＭパターンの輪郭線である。（ｃ）と（ｄ）は異なる位置合わせ情報での位置関係を示しており、（ｅ）は（ｃ）の位置合わせ情報を基に生成した対応点情報の例、（ｆ）は（ｄ）の位置合わせ情報を基に生成した対応点情報の例を示している。一般に対応点情報は位置合わせ情報に依存する。
【００３２】
図５は、対応点の生成に基づいて、アライメント量を算出する例を説明する図である。対応点生成部は（ａ）に示す位置合わせに対して（ｂ）に示すような対応点情報を生成する。アライメント量算出部はこの対応点情報からアライメント量を生成する。（ｃ）は（ａ）に示す位置合わせに対してアライメント量算出部が生成したアライメント量だけ位置を補正して得られた新たな位置合わせでデザインデータとＳＥＭパターンの輪郭線を重ね合わせたものである。（ａ）では上下に少し位置ズレが生じているが（ｃ）ではこれが補正されている。
【００３３】
図６は入力されたＳＥＭパターンの輪郭線とデザインデータ、及び位置合わせ情報から生成したベクトル場の流線に基づいて対応点を生成した例である。図６の（ａ）はＳＥＭパターンの輪郭線のみ、（ｂ）はＳＥＭパターンの輪郭線とデザインデータの両方を使ってベクトル場を生成したものである。（ａ）は全ての点で連続なベクトル場、（ｂ）はＳＥＭパターンの輪郭線とデザインデータの交点以外では連続なベクトル場となっている。ベクトル場とは点の位置に対してベクトルが定義されている空間である。流線とは力線ともいい、与えられたベクトル場の軌跡である。即ち、流線上の全ての点で流線は与えられたベクトル場のその位置におけるベクトルと接している。
【００３４】
例としては、電場というベクトル場に対する流線が電気力線、磁場というベクトル場に対する流線が磁力線である。流線はその定義上、流線同士が交わることはない。もし流線が交わっていたとすると、その交点においてベクトルが２つ定義されていることになってしまい、ベクトル場の定義に反する。
【００３５】
図７は頂点からその対応点への対応の例を示しており、ＳＥＭパターンの輪郭線の頂点からＳＥＭパターンの輪郭線に直交する方向に対応点を求めた例である。
【００３６】
この例では頂点と対応点の順番が逆転している。このような対応では適切なアライメント量は求められない。しかし、流線に基づいた対応点生成では順番が逆転することはない。これは、流線同士が交わることがないためである。
【００３７】
図８は頂点からデザインデータ上の最も近い点を対応点とする例を例示しており、ＳＥＭパターンの輪郭線頂点にたいしてその点から最も距離の短いデザイン上の点に対して対応付けした例である。デザインデータからＳＥＭパターンの輪郭線への対応かＳＥＭパターンの輪郭線からデザインデータへの対応かが異なるだけで、本質的には変わりない。デザインにＯＰＣがついてデザインデータの方が入り組んだ形状になっている場合のデザインデータからＳＥＭパターンの輪郭線への対応づけと同じ状況である。
【００３８】
このように対応付ける頂点が入り組んだ形状の上にある場合は対応付けが何重にもできてしまい、適切なアライメント量は求められない。しかし、図６の（ｂ）に示した対応点生成（具体的な方法は後述する）では、このように入り組んだ部分ではベクトル場のベクトルが０ベクトルとなる点ができ流線が消滅することで対応付けがなされないことになるため、良好にアライメント量を算出することができる。
【００３９】
また、流線に沿った対応付けで得られた対応点は、対応付けの始点と終点を入れ替えてもそれらが対応点となる、という特徴を有する。従って、対応付けの終点の間隔が粗になった場合は、その間に点を追加して、追加した点を始点として対応付けを行い、対応点を求めても、対応付けで順番が入れ替わったりせず、整合の取れた対応付けとなるという利点を有する。
【００４０】
図９は輪郭線形状を符号付距離変換画像の０−Level等高線として表せることを示している。輪郭線に対して輪郭線からの距離（但し、輪郭線の内部には負の符号、外部には正の符号を持つ）を画素値として持つ画像を符号付距離変換画像ということにする。符号の正負と輪郭線の内外が対応していれば符号は逆でも構わない。図９の符号付距離変換画像は画素値が見やすいように画素値をｚ軸方向に取り３次元で表現したグラフを斜めから見たものとなっている。この符号付距離変換画像の画素値を高さとする地形情報と見立てた時の０−Level等高線は、輪郭線からの距離が０となる画素の集合であるから、輪郭線そのものを画像に展開したものとなっている。図９の０−Level等高線は上記３次元グラフを真上からみたもので表しており、中央部の色の変わり目が輪郭線となる。
【００４１】
図１０は２つの輪郭線に対して符号付距離変換画像を生成して、夫々の符号付距離変換画像の重み付き平均（ブレンド）を作成し、ブレンドされた符号付距離変換画像の０−Level等高線を取ると、これらが最初の２つの輪郭線形状を補間する形状となっていることを示している。上に行くほど先端が丸い輪郭線形状のブレンド率（重み）が大きく、下に行くほど先端がハンマー形状となった輪郭線形状のブレンド率が大きくなっている。このようにして２つの輪郭線形状の補間或いはブレンドを定義することができる。また、３つ以上の複数の輪郭線形状についても同様に、それらの平均形状を定義することができる。
【００４２】
図１１は２つの輪郭線（輪郭線１と輪郭線２）の間で輪郭線の補間を行い、輪郭線１から輪郭線２に至る複数の補間輪郭線を示している。ここで全ての補間輪郭線を垂直に横切る曲線を考えると、その各点での向きは、その点を通る補間輪郭線を０−Level等高線として生成する基になった輪郭線１と輪郭線２の符号付距離変換画像の重み付き平均画像、のこの点における勾配（gradient：以下gradと称する）方向（最急降下方向）と一致する。即ち、各点においてその点を通る補間輪郭線を０−Level等高線として生成する基になった輪郭線１と輪郭線２の符号付距離変換画像の重み付き平均画像、のこの点におけるgradベクトルを対応させると、ベクトル場が定義できる。
【００４３】
更に全ての補間輪郭線を垂直に横切る曲線は、このベクトル場における流線となる。図１１では、この流線に基づいて輪郭線１から輪郭線２への対応点生成を行う様子を示している。
【００４４】
２つの符号付距離変換画像の重み付き平均画像のgradベクトルは、夫々の符号付距離変換画像のgradベクトルの重み付き平均と等しい。これはgradベクトルのｘ，ｙ成分が画像のｘ，ｙ方向の微分値となること。微分演算が線型であり、重み付き平均と交換可能であるためである。ここで注意しなければならないのは、符号付距離変換画像の重み付き平均の重みとgradベクトルの重み付き平均の重みは等しいということである。
【００４５】
図１２と図１３はこの流線によって対応点を求める方法を示している。輪郭線１と輪郭線２上の対応点をｃｐ１，ｃｐ２とする。符号付距離変換画像（ＥＤＴ（ユークリッド距離変換の略）と記す）のｘ，ｙの軸を統合したものを横軸、画素値を縦軸として模式的に表している。ｃｐ１から始めてｃｐ２にたどり着くまでの処理を対応点探索と呼んでいる。
【００４６】
図１２はｃｐ１における輪郭線２のＥＤＴの画素値が正の場合を示している。対応点探索は流線（この接ベクトルがgrad）に沿って行われるが、この場合は探索方向がgradと逆向きとなる。この方向に微小な一定距離Ｌだけ進んで、進んだ点においてまたgradを求めるという繰り返しである。各点でのgradは輪郭線１と輪郭線２のＥＤＴのgradを予め求めておき、その点に応じたブレンド率ｂ１，ｂ２でブレンドすればよい。このブレンド率は、その点での輪郭線１と輪郭線２のＥＤＴのブランド画像の高さ（画素値）が０になるような輪郭線１と輪郭線２のＥＤＴのブランド率に等しい。従って、この点における輪郭線１と輪郭線２のＥＤＴの高さの絶対値をｈ１，ｈ２とすると
ｂ１＝ｈ２／（ｈ１＋ｈ２）
ｂ２＝ｈ１／（ｈ１＋ｈ２）
となる。
【００４７】
対応点が存在する場合は、ｂ２は０から１まで単調増加し、ｂ２が１となった点（正確には１を超えず最大となった点）をbpeとする。このbpeは画素の格子点の精度しか持たないため、この点が輪郭線２上の点である保証はない。従って、この流線の延長線（例えばｂ２が初めて１を超えた点とbpeを結んだ線）と輪郭線２との交点を計算しｃｐ２とする。
【００４８】
図１３はｃｐ１における輪郭線２のＥＤＴの画素値が負の場合を示している。このときは探索方向がgradと逆向きとなる。それ以外は図１２の場合と同様である。
【００４９】
図１４は図１１から図１３で示した対応点生成方法を実現する対応点生成部の構成を示している。輪郭線分情報_１及び輪郭線分情報_２は夫々、符号付距離変換部に入力され、ここで夫々の符号付距離変換画像が生成される。これらは更にgrad画像作成部に入力され、ここでgrad画像（ｘ方向微分画像とｙ方向微分画像の対）が生成される。
【００５０】
対応点探索部は図１２及び図１３で示した動作をする。ここで輪郭線分情報_１側で生成された画像と輪郭線分情報_２側で生成された画像を参照する際に、位置合わせ情報を利用して参照画素の位置のオフセットを求める。
【００５１】
図１５は図１４に対してgrad画像の平滑化を行っている。これはｘ方向微分画像とｙ方向微分画像の夫々を平滑化する処理である。これにより、輪郭線に角ばった部分が存在しても、その点でベクトル場が不連続とならず、流線が定義できるようになる。
【００５２】
図１６は符号付距離変換部の構成を示している。輪郭線分情報は輪郭線画像作成部に入力され輪郭線画像が作成される。一方、輪郭線分情報は塗潰し画像作成部にも入力され塗潰し画像が作成される。距離変換画像作成部は輪郭線画像から輪郭線からの距離を画素値とする距離変換画像を作成し、ＥＤＴ符号付加部は距離変換画像の画素値に対して塗潰し画像を参照しながら輪郭線内部であれば負の外部であれば正の符号を付加し符号付距離変換画像を生成する。
【００５３】
図１７はＳＥＭパターンの輪郭線に対して、図１６の各部が生成する画像例を示している。（ａ）は輪郭線画像である。（ｂ）は塗潰し画像で輪郭線内部が白く塗られている。（ｃ）は（ａ）の輪郭線画像から生成した距離変換画像である。（ｄ）は（ｃ）の距離変換画像に対して（ｂ）の塗潰し画像で白く塗られた部分に負の、塗られていない部分に正の符号を付加した符号付距離変換画像である。図１８はデザインデータに対して図１７と同様の画像を示している。
【００５４】
図１９はgrad画像作成部の構成を示している。符号付距離変換画像は符号付SobelＸ画像生成部に入力されgrad_ｘ成分画像（ｘ方向微分画像）が生成される。一方、符号付距離変換画像は符号付SobelＹ画像生成部に入力されgrad_ｙ成分画像（ｙ方向微分画像）が生成される。これら２枚の画像を合わせてgrad画像と称する。
【００５５】
図２０は符号付SobelＸ画像生成部と符号付SobelＹ画像生成部におけるフィルタ処理のカーネル形状を示している。（ａ）はSobelＸフィルタの（ｂ）はSobelＹフィルタのカーネル形状である。SobelＸフィルタ及び、SobelＹフィルタによって微分画像を生成している。
【００５６】
図２１はgrad画像平滑化部の構成を示している。入力されたgrad画像（grad_ｘ成分画像，grad_ｙ成分画像）は夫々移動平均画像作成部に入力され、平滑化grad画像（平滑化grad_ｘ成分画像，平滑化grad_ｙ成分画像）が生成される。移動平均画像作成部は入力画像に対して移動平均フィルタを施す処理を行う。
【００５７】
図２２はＳＥＭパターンの輪郭線の符号付距離変換画像（ａ）に対するgrad_ｘ成分画像（ｂ），grad_ｙ成分画像（ｃ）を示している。図２３はデザインデータに対して図２２と同様の画像を示している。図２４は対応点探索部の動作をフローで表したものである。但し、
Ｃ１：  輪郭線分１の輪郭線画像
Ｆ１：  輪郭線分１の塗潰し画像
Ｄ１：  Ｃ１の距離変換画像
ＳＤ１：輪郭線分１の符号付距離変換画像
ＳＸ１：ＳＤ１の符号付SobelＸ
ＳＹ１：ＳＤ１の符号付SobelＹ
ＧＸ１：ＳＸ１の移動平均
ＧＹ１：ＳＹ１の移動平均
記号最後の数字が２のものは輪郭線分２から生成した系列である。
【００５８】
流線終点算出は図１２で説明した、流線の延長と輪郭線との交点を求める処理である。
【００５９】
図２５は図１１乃至図２４で説明した方法で対応点生成を行った場合の例を示している。（ａ）はデザインデータに対してＳＥＭパターンがシュリンクして小さくなっている場合に、ＳＥＭパターンの輪郭線からデザインデータに向けて対応付けを行った場合である。（ｂ）はデザインデータに対してＳＥＭパターンが大きく形成されている場合に、デザインデータからＳＥＭパターンの輪郭線に向けて対応付けを行った場合である。共に先端部分への対応付けが粗になっており、横方向のアライメントに使える情報が希薄になっている。
【００６０】
ＳＥＭパターンの輪郭線からデザインデータに向けて対応付けを行った場合も、デザインデータからＳＥＭパターンの輪郭線に向けて対応付けを行った場合もＳＥＭパターンとデザインデータの形状次第ではどちらも先端部分への対応付けが粗になってしまう。この対策としては、ＳＥＭパターンの輪郭線からデザインデータに向けて対応付けと、デザインデータからＳＥＭパターンの輪郭線に向けて対応付けの両方を同時に行い対応付けを補完するのが効果的である。特に、図１１乃至図２４で説明した方法では２つの向きの対応付けを合わせても対応関係に整合性が保たれる。
【００６１】
図２６にアライメント量算出部で行われる計算の一例を示す。アライメント前の対応付けを用いて「対応点間の距離の２乗和を最小化」するようにアライメントした場合、輪郭線と平行な方向への移動が制約されてしまう。しかし、アライメント後の対応付けはアライメント前には当然分からない。
【００６２】
アライメント前の対応付けは仮の対応付けであるから、この対応付けにアライメントが大きく依存すべきでない。
【００６３】
そこで、アライメントが対応付けにあまり影響されないようにするため、「対応点間の距離」の２乗和を最小化する代わりに「対応点間の距離をデザインデータの対応点におけるgradベクトル方向への射影長」を使って、これの２乗和が最小になるようなアライメントを行う。
【００６４】
こうすることで、対向する輪郭線間の距離が均一化するようにアライメントが行われるようになる。ｉ番目の対応する２点をＰsi＝（ｘsi，ｙsi）（ＳＥＭパターンの輪郭線側）とＰei＝（ｘei，ｙei）（デザインデータ側）とし、Ｐeiにおける正規化されたgradベクトルをＧi＝（αi，βi）とするとき、アライメント量（シフトのみ）Ａ＝（ｘa，ｙa）を（Ｐei＋Ａ−Ｐei）・Ｇiの２乗和を最小化するように求める。
【００６５】
【数１】
0005501161.tif 000002
【００６６】
但し、
Ｐi＝（ｘsi−ｘei）αi＋（ｙsi−ｙei）βi
である。
【００６７】
ＬiはＩ番目の頂点での頂点間隔であり、頂点の粗密に応じて重みをつけて計算することで頂点の粗密の影響を受けないアライメントが可能となる。
【００６８】
回転については
【００６９】
【数２】
0005501161.tif 000003
【００７０】
となり、arctanでθを求めればよい。
【００７１】
回転についても「対応点間の距離」の２乗和を最小化する代わりに「対応点間の距離をデザインデータの対応点におけるgradベクトル方向への射影長」を使うことができるが幾分計算が複雑となる。
【００７２】
アライメント量のシフト分と回転分をいっぺんに求めようとすると計算式が複雑になり計算が困難となる。
【００７３】
図２７はアライメント量のシフト分と回転分を両方求めるアライメント量算出部の構成の一例を示している。上述のようにシフト分と回転分をいっぺんに求めるのは困難なので、ここでは初めにシフト量を求めて次に回転量を求めている。
【００７４】
図２８は最小二乗法ではなくｘ，ｙシフト量の空間で離散的なサーチ（探索）によってシフト目的関数ｆ（ｘ，ｙ）の最小になる点を求め、更に精度が必要ならば周囲の離散点での目的関数の値から補間によってサーチ点以外で更に目的関数の値が小さい点を算出することができる。最小化の目的関数が二乗和であれば、最小二乗法で上記のように解けるので、サーチを使う場合の目的関数は対応点間の距離の分散などの最小点を計算で求めるのが困難なものに使用するのが有効である。
【００７５】
ただし、サーチ領域が広いと計算時間が増大するという課題もある。
【００７６】
図２９はアライメント算出部の別の実施例の構成を示している。初めに最小二乗法で最小点を求め、その後その周囲で分散が最小となる点をサーチすると言うものである。こうすることでサーチ領域を削減できる。また、後段で分散を最小化するためパターン形状が非対称な場合や対応点の密度に偏りがある場合に最小二乗法では偏りが生じるが、分散の最小化では偏りが出にくいというメリットがある。
【００７７】
図３０は対応点の密度に偏りがある場合を示している。このような場合は上述のように分散の最小化を行うか、頂点の間隔を重み付けした最小二乗法を行うのが好ましい。
【００７８】
図３１は垂直なラインと水平なライン端が組み合わさったパターンを示している。このような場合ライン端はシュリンクして後退しやすいので、横方向の位置は垂直なラインのパターンを重点的に評価したアライメントが望ましい。これを実現するためにライン端部などアライメントに使う情報として信頼性の低い部位は重み付けで重みを下げておくと効果的である。
【００７９】
図３２はＳＥＭ画像の視野の端に入るか入らないかのきわどい位置にパターンが存在している場合を示している。（ａ）の視野の位置ではパターンが視野に入っていないが、（ｂ）の位置では視野がずれて視野内にパターンが写り込んでいる。このような場合は視野が少しずれることで写り込んだパターンの対称性がくずれ、アライメント結果が変化する。このような視野の僅かなズレにアライメントが影響を受けにくくするために、図３３のように視野の周辺に外側に向かって減少していくような重みを設定するのが効果的である。
【００８０】
図３４はパターンが非対称な場合を示している。左向きの輪郭線が２本あるのに対して、右向きの輪郭線が１本である。
【００８１】
このような場合は右向きの輪郭線に２倍の重みをつけて最小二乗法を行えばよい。しかし、図３５のような一般の２次元のパターンでは重みを計算するのは容易ではない。パターンが持つ２次元での向きに対してその向きの重みを長さにしてベクトル表示したのが図３６である。ここで重みとはその向きの輪郭線が持つ重みの総和である。この例では重みの総和が長さと比例しているが、図３１や図３３で説明した重みを全て掛け合わせた重みでもよい。
【００８２】
これら５つの向きに対して、更に向き毎の重みを掛けることで向きのバランスを取り、良好なアライメント結果を得るようにしたい。数式として定式化すると（１，０）（１，１）（０，１）（−１，１）（０，−３）に重み付けした総和が０ベクトルになる。即ち
Ｗ0（１，０）＋Ｗ1（１，０）＋Ｗ2（１，０）＋Ｗ3（１，０）＋Ｗ4（１，０）
＝（０，０）
となる重みを見つけることである。
【００８３】
【数３】
0005501161.tif 000004
【００８４】
とおくと、
【００８５】
【数４】
0005501161.tif 000005
【００８６】
【数５】
0005501161.tif 000006
【００８７】
【数６】
0005501161.tif 000007
【００８８】
【数７】
0005501161.tif 000008
【００８９】
このようにしてバランスの取れた重みを計算することができる。
【００９０】
図３７は図３５とパターンの向きは同じだが、重みが異なっている例である。ベクトル表示すると図３８のようになる。これも上述のようにグラム・シュミットの直交化法で重みを計算すると、
【００９１】
【数８】
0005501161.tif 000009
【００９２】
となる。ここで（１，１）の重みが非常に小さくなっているが、特定の方向の重みを極端に大きくしたり小さくしたりするのは好ましくない。重みの範囲を１／４〜４等と定めておきこの範囲からはみ出るものについては強制的にこの範囲に収めるなどの対策が有効である。また、本質的に負の重みが出てきたときも同様に正にすべきである。
【００９３】
図３５や図３７がアライメント量のシフト分を計算する時の重みであったのに対して、図３９は回転分を求める際の重みを求める方法を示している。回転の中心を始点，頂点を力点とした時のモーメントを考え、右回りと左回りの２つの向きに分け夫々の頂点の重みを力とするモーメントを積算する。この２つの向きでつりあうような重み（２方向であるから容易に求められる）を算出する。
【００９４】
図４０は図２が対応点生成部の処理とアライメント算出部の処理を１回ずつ行う構成だったのに対して、初回に求まったアライメント量を位置合わせ情報更新部で初期位置合わせ情報と組み合わせ２回目の対応点生成部の処理を行うといったように、複数回対応点生成部の処理とアライメント算出部の処理を繰り返すことができるようにしたものである。
【００９５】
アライメント量が大きい場合は初回の対応付けが正しい位置合わせを行った後の対応付けと大きく変る可能性があるためこのような対策が有効である。
【００９６】
図４２はデザインデータをパターン形状シミュレータで変形して使用する場合の構成を示している。輪郭線情報はＳＥＭパターンの輪郭線やデザインデータに限らず、理想的なゴールデンパターンなどどのような種類の輪郭線でも構わない。
【００９７】
図４２は４つの輪郭線分情報から輪郭線平均化若しくは平均化の基準線（基準線については後述）を求める装置の構成を示している。夫々の輪郭線分情報の符号付距離変換画像を符号付距離変換で作成し、これら４画像の平均画像を平均画像作成部で作成する。平均画像は対応する画素の画素値（４つ）を平均した値を画素値に持つ画像である。０_Level等高線抽出部は平均画像の０_Level等高線を求める。これは４つの輪郭線の特徴を平均的に有した輪郭線の平均（平均輪郭線）に相応しい形状となる。或いはこれを平均化のための基準線とすることも出来る。
【００９８】
図４３に示すようにある線を基準線としてその上の頂点に対応する、４つの輪郭線上の４つの対応点を求めて、それら４つの対応点の座標の平均座標を輪郭線平均の頂点とするように平均輪郭線を求めることができる。基準線とは単に対応関係を生成するための足がかりの輪郭線だが、これ自体が輪郭線平均に近いほど平均化の精度が高まる。
【００９９】
この基準線は予め求めた平均輪郭線を使うのも効果的である。また、平均輪郭線を基準線として新たな平均輪郭線を求めるといったように、何度かこの処理を繰り返すのも効果的である。
【０１００】
ここでは４つの輪郭線を平均化する場合を示したが、輪郭線はいくつでも構わない。
【０１０１】
以上のようにgrad方向に基づいて、対応点を決定するための線分方向（形状）を変化させる手法は、言わば２つの輪郭線（線分）の形状差に応じて、２つの対応点（２つの輪郭線上に設定される第１の対応点と第２の対応点）の位置（対応点を決定するための線分方向）を変化していると言える。図１１に例示したように、輪郭線１（第１の線分）と輪郭線２（第２の線分）との間に形成された補間線は、第１の線分から第２の線分に至るまでの線形状の変化の推移を示しており、流線は、その変化の推移に沿って形状（方向）を変化させている。
【０１０２】
図４４は、流線に相当する線分（第３の線分）を設定する他の手法を説明する図である。本例では、設計データ（レイアウトデータ）４４０１と、輪郭線４４０２との間に第３の線分を形成する例について説明するが、これに限られることはなく、輪郭線間への第３の線分形成の際にも適用が可能である。図４８は第３の線分を形成する工程を示すフローチャートである。まず、輪郭線を直線近似して近似輪郭線４４０３を形成する（ステップ４８０１）。直線近似には、既知の手法の適用が可能である。次に直線近似された線分４４０３の任意の２点（点４４０４，４４０５）と、当該２点とＹ軸上同じ高さ位置であって、設計データ４４０１上の点４４０６と４４０７との間に、線分４４０８と４４０９を形成する（ステップ４８０２）。
【０１０３】
次に、形成された線分４４０８と４４０９の中点間を、線分４４１０で結ぶ（ステップ４８０３）。次に、点４４０６と４４０７の間に任意の点（中点４４１１）から、線分４４１０に向かって垂線（線分４４１２）を引いたときに得られる角度Ａを求める（ステップ４８０４）。次に、線分４４１０と４４１２の交点から、線分４４１０に対し、角度Ａ方向に、線分４４１３を引き、線分４４０３との交点４４１４を求める（ステップ４８０５）。そして、交点４４１４を、中点４４１１の対応点として設定する（ステップ４８０６）。このような対応点の抽出を、近似直線ごとに実施し、その設定が終了したら、対応点間の距離情報に基づいて、アライメント量を算出する（ステップ４８０７）。
【０１０４】
本例では、線分４４１２，４４１３が、流線に相当する線分であり、このような線分の形成によって、対応点を定義する。
【０１０５】
以上のような手法によっても、ある程度の精度を持って対応点を見出すことが可能となる。なお、パターンの角部など、複数の第３の線分が交差する可能性のある領域については、例えば、線分設計データ４４０１，線分４４０３，４４０８、及び４４０９にて定義される二次元空間内に、他の第３の線分が含まれるような場合、当該第３の線分によって求められる対応点を、アライメント量算出から除外すること等の対応が考えられる。
【０１０６】
また、第３の線分同士が交差する場合、その一方をアライメント量の演算の対象としないことも考えられる。この場合、交差した複数の第３の線分の内、長い方によって特定される対応点をアライメント量算出に適用しない処理が考えられる。また、交差する複数の第３の線分の内、所定の長さを超える線分によって特定される対応点をアライメント量算出に適用しない処理も考えられる。第３の線分が長いということは、本来の対応点ではない個所に対応点が設定されていることが考えられるため、上述の処理は非常に有効である。なお、線分４４１０を２本以上とすれば、より高い精度を持って対応点を求めることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
４５０１  データ管理装置
４５０２，４５０３  ＳＥＭ
４５０４，４５０５  制御装置
４５０６，４５０７  通信回線
４５０８  シミュレータ
【図１】
0005501161.tif 000010
【図２】
0005501161.tif 000011
【図３】
0005501161.tif 000012
【図４】
0005501161.tif 000013
【図５】
0005501161.tif 000014
【図６】
0005501161.tif 000015
【図７】
0005501161.tif 000016
【図８】
0005501161.tif 000017
【図９】
0005501161.tif 000018
【図１０】
0005501161.tif 000019
【図１１】
0005501161.tif 000020
【図１２】
0005501161.tif 000021
【図１３】
0005501161.tif 000022
【図１４】
0005501161.tif 000023
【図１５】
0005501161.tif 000024
【図１６】
0005501161.tif 000025
【図１７】
0005501161.tif 000026
【図１８】
0005501161.tif 000027
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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