(57)【要約】【課題】本発明は、輪郭線の座標データを幾何計算を用いて輪郭線の形状を保ったまま膨張／収縮させることにより複数のＳＥＭ像から求めた輪郭線のつなぎ合わせを良好に行う技術を提供する。【解決手段】本発明の画像処理装置は、検査又は計測すべきパターン形状のＳＥＭ像から得られた複数の輪郭線座標データを格納する格納部７０７と、複数の輪郭線座標データのそれぞれに対してＳＥＭ像が撮像された視野の位置情報を加える移動部７０９と、位置情報が加えられた複数の輪郭線座標データの間のズレを補正する補正部７１１と、補正部７１１によって補正された複数の輪郭線座標データを１つの広視野輪郭線座標データに統合する統合部７１３と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査又は計測すべきパターン形状のＳＥＭ像から得られた複数の輪郭線座標データを格納する格納部と、
前記複数の輪郭線座標データのそれぞれに対して前記ＳＥＭ像が撮像された視野の位置情報を加える移動部と、
前記位置情報が加えられた前記複数の輪郭線座標データの間のズレを補正する補正部と、
前記補正部によって補正された前記複数の輪郭線座標データを１つの広視野輪郭線座標データに統合する統合部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記補正部は、前記輪郭線座標データと設計データとの間のズレ量に基づいて移動量を算出し、前記複数の輪郭線座標データにおける前記パターン形状を構成する線分又は頂点を前記移動量分だけ移動させることによって膨張処理又は収縮処理を実行することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理装置において、
前記補正部は、前記膨張処理を実行して前記複数の輪郭線座標データにおける複数のパターン形状が重なる場合、前記重なり合った前記複数のパターン形状を１つのパターン形状として補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像処理装置において、
前記補正部は、前記収縮処理を実行して前記パターン形状の面積が最小となる座標値を求め、前記パターン形状を構成する前記線分又は頂点の前記移動量が前記座標値を超える場合には、前記線分又は頂点の移動先を前記座標値に置き換えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像処理装置において、
前記補正部は、前記複数の輪郭線座標データにおける前記パターン形状を構成する線分間の角度が鋭角の場合、前記移動量を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記補正部は、前記複数の輪郭線座標データの重なり領域における前記パターン形状を構成する線分間のズレ量に基づいて、前記重なり領域における前記パターン形状を構成する線分を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記広視野輪郭線座標データと設計データとを比較する検査・計測部を更に備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像処理装置において、
前記検査・計測部が、前記広視野輪郭線座標データと設計データとの間のズレ量を前記補正部に出力し、
前記補正部が、前記検査・計測部からの前記ズレ量に基づいて前記複数の輪郭線座標データの間のズレを更に補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記パターン形状は、複数の露光プロセスによって形成されるパターン形状であり、
前記複数の輪郭線座標データは、前記複数の露光プロセスの各々の輪郭線座標データを含み、
前記補正部が、前記複数の露光プロセスの輪郭線座標データのうち設計データと差異がある輪郭線座標データに対して膨張処理又は縮小処理を実行して、前記複数の輪郭線座標データ間のズレを補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記パターン形状は、複数のホール形状を含むホールアレイであり、
前記補正部が、前記複数の輪郭線座標データにおけるホール形状間のズレを膨張処理又は縮小処理によって補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記広視野輪郭線座標データと設計データと前記ＳＥＭ像が撮像された視野を示すグリッド線を重ねて又は個別に表示する表示部を更に備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
検査又は計測すべきパターン形状のＳＥＭ像から得られた複数の輪郭線座標データから１つの広視野輪郭線座標データを作成する処理を、記憶部と演算部とを備える情報処理装置に実行させるためのプログラムであって、
前記記憶部が、前記複数の輪郭線座標データを格納しており、
前記演算部に、
前記複数の輪郭線座標データのそれぞれに対して前記ＳＥＭ像が撮像された視野の位置情報を加える処理と、
前記位置情報が加えられた前記複数の輪郭線座標データの間のズレを補正する処理と、
前記補正する処理によって補正された前記複数の輪郭線座標データを１つの広視野輪郭線座標データに統合する処理と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪郭線データを広視野化する画像処理装置、及び広視野化処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路の製造工程に人間が入ると、半導体回路には、塵や湿度の変化および振動などによってパターン形状の形成不良などの欠陥が発生してしまう。したがって、半導体回路の検査及び計測を完全に自動的に実行したいという要求が強い。
【０００３】
図１は、一般的な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）１０１を用いた検査装置の構成を示す。まず、ステージ１０５に検査する半導体回路のウェハをセットする。そして、制御装置１０３に搭載された計算機１０４からＳＥＭ１０１に指示を出して半導体回路を撮像し、ＳＥＭ１０１で撮像した画像（ＳＥＭ像）を表示部１０９に表示する。
【０００４】
ＳＥＭ像からパターンの形状や寸法などを求めて検査する方法としては、ＳＥＭ像から輪郭線を抽出して設計データと比較する方法がある（例えば、特許文献１）。また、広視野でパターン形状の検査・計測を行うための手法としては、ＳＥＭ像をつなぎあわせてパノラマ化画像とする方法がある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１１８７４５（Ａ１）号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１１／０９０１１１（Ａ１）号パンフレット
【特許文献３】国際公開第１０／０６１５１６号パンフレット
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／２４２７６０（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＳＥＭ像からパターン形状を精度良く検査及び計測しようとする場合、ＳＥＭの撮像倍率を高くして、パターン形状の細部までＳＥＭ像に撮像されることが望ましい。一方、ＳＥＭの撮像倍率が高いと撮像できる視野は狭くなる。したがって、検査及び計測するべきパターン形状が１枚のＳＥＭ像に撮像されない場合があり、複数のＳＥＭ像で検査及び計測を行う必要が生じる。あるいは、複数のＳＥＭ像から求めた輪郭線をつなぎあわせて検査したいパターン形状全体に相当する輪郭線を求める必要が生じる。
【０００７】
複数のＳＥＭ像から求めた輪郭線をつなぎあわせる場合、一般的な方法として、複数のＳＥＭ像に含まれる重複した領域を位置合わせの為に用いる方法がある。しかしながら、ＳＥＭ像の歪みや撮像による帯電などの影響により、複数のＳＥＭ像に含まれる重複した領域における輪郭線が同一にならない可能性がある。
【０００８】
輪郭線をつなぎ合わせる際の形状補正に画像を用いると、画像内の画素単位での膨張／収縮処理を行うことになり、ｎｍ単位での微妙な形状補正が困難である。また、画像を使った膨張／収縮処理では鋭角なコーナーの先端部は丸みができてしまい、正確な形状補正ができない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、輪郭線座標データにおける輪郭線の形状を保ったまま膨張／収縮させることにより複数のＳＥＭ像から求めた輪郭線のつなぎ合わせを良好に行い、オペレータフリーな画像処理装置及びコンピュータプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、検査又は計測すべきパターン形状のＳＥＭ像から得られた複数の輪郭線座標データを格納する格納部と、前記複数の輪郭線座標データのそれぞれに対して前記ＳＥＭ像が撮像された視野の位置情報を加える移動部と、前記位置情報が加えられた前記複数の輪郭線座標データの間のズレを補正する補正部と、前記補正部によって補正された前記複数の輪郭線座標データを１つの広視野輪郭線座標データに統合する統合部と、を備える。
【００１１】
また、本発明によれば、検査又は計測すべきパターン形状のＳＥＭ像から得られた複数の輪郭線座標データから１つの広視野輪郭線座標データを作成する処理を、記憶部と演算部とを備える情報処理装置に実行させるためのプログラムが提供される。前記記憶部が、前記複数の輪郭線座標データを格納している。当該プログラムは、前記演算部に、前記複数の輪郭線座標データのそれぞれに対して前記ＳＥＭ像が撮像された視野の位置情報を加える処理と、前記位置情報が加えられた前記複数の輪郭線座標データの間のズレを補正する処理と、前記補正する処理によって補正された前記複数の輪郭線座標データを１つの広視野輪郭線座標データに統合する処理と、を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、輪郭線座標データにおける輪郭線の形状を保ったまま膨張／収縮させることにより、複数のＳＥＭ像から求めた輪郭線のつなぎ合わせを良好に行うことが可能になる。
【００１３】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた検査装置の構成を示す図である。
【図２】半導体回路パターンの設計データを画像化した一実施例の図である。
【図３】図２の設計データをＳＥＭで撮像する場合の一実施例の図である。
【図４】図３のＳＥＭ像視野で撮像した半導体回路のパターン形状の一実施例の図である。
【図５】図４のＳＥＭ像から輪郭線座標データを抽出した結果の一実施例の図である。
【図６】複数の輪郭線データがつなぎ合わされた、１枚の広視野輪郭線座標データの一実施例の図である。
【図７】本発明の一実施例である画像処理装置の構成及びデータの流れを説明する図である。
【図８Ａ】２つの輪郭線座標データのつなぎ合わせの部分を説明するための図である。
【図８Ｂ】歪み補正処理を説明するための図である。
【図８Ｃ】図８Ａの符号８０１の部分を拡大した図であり、本発明のズレ補正処理の一例を示す図である。
【図９Ａ】本発明の一実施例である輪郭線データの膨張／収縮処理の一例を説明する図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施例である輪郭線データの膨張／収縮処理の一例を説明する図である。
【図９Ｃ】本発明の一実施例である輪郭線データの膨張／収縮処理の一例を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施例である輪郭線データの収縮処理の一例を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施例である輪郭線データの膨張処理の一例を説明する図である。
【図１２】本発明の一実施例であるズレ補正処理を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施例である輪郭線座標データ膨張処理を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施例である表示部に表示される画面を説明する図である。
【図１５Ａ】本発明の一実施例であるダブルパターンニングへの適用を説明する図である。
【図１５Ｂ】本発明の一実施例であるダブルパターンニングへの適用を説明する図である。
【図１６Ａ】本発明の一実施例であるホールアレイへの適用を説明する図である。
【図１６Ｂ】本発明の一実施例であるホールアレイへの適用を説明する図である。
【図１６Ｃ】本発明の一実施例であるホールアレイへの適用を説明する図である。
【図１７Ａ】本発明の一実施例である膨張処理の一例を説明する図である。
【図１７Ｂ】本発明の一実施例である膨張処理の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１６】
＜第１実施例＞
本実施例は、図１に示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）１０１に用いられる画像処理装置である。例えば、本実施例の画像処理装置は、図１の計算機１０４に搭載されている。画像処理装置は、ＳＥＭ１０１で撮像された複数のＳＥＭ像の輪郭線データをつなぎあわせて、広い視野とした輪郭線座標データを算出するものである。
【００１７】
図２は、半導体回路パターンの設計データを画像化した図を示す。設計データ２０１には、パターン形状２０２が含まれている。図３は、図２の設計データ２０１をＳＥＭで撮像する場合の例を示す。例えば、高い倍率で設定されたＳＥＭ像視野３０２によってパターン形状２０２を撮像する場合、パターン形状２０２の全体を１枚のＳＥＭ像で撮像することが困難である。したがって、ＳＥＭ像の視野を移動して、ＳＥＭ像視野３０２、３０３、３０４、３０５からなる４枚のＳＥＭ像を撮像する。
【００１８】
図４は、図３のＳＥＭ像視野で撮像したＳＥＭ像を示す。ＳＥＭ像視野３０２、３０３、３０４、３０５で撮像したＳＥＭ像は、それぞれ、ＳＥＭ像４０２、４０３、４０４、４０５に対応する。また、図５は、図４のＳＥＭ像から輪郭線座標データを抽出した結果の画像を示す。ＳＥＭ像４０２、４０３、４０４、４０５は、それぞれ、輪郭線画像５０２、５０３、５０４、５０５に対応する。
【００１９】
＜画像処理装置のハードウェア構成＞
次に、本実施例の画像処理装置のハードウェア構成について説明する。画像処理装置は、計算機１０４に搭載されており、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成されている。なお、本実施例では、画像処理装置が計算機１０４に搭載されているが、計算機１０４に接続された別の情報処理装置で構成してもよい。画像処理装置は、上述した表示部１０９と、キーボードやマウスなどの入力部１１０と、メモリと、中央処理装置（又は演算部ともいう）と、記憶装置とを備える。記憶装置は、ＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体である。
【００２０】
中央処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイクロプロセッサなどで構成されている。以下で詳細に説明する画像処理装置の各処理部は、各処理部の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによって実現できる。すなわち、画像処理装置の各処理部は、プログラムコードとしてメモリに格納され、中央処理装置が各プログラムコードを実行することによって実現されてもよい。なお、画像処理装置の各処理部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。なお、以下で詳細に説明する画像処理装置の各格納部は、上述のメモリまたは記憶装置により実現される。
【００２１】
＜画像処理装置の構成＞
図７は、本実施例に係る画像処理装置７００の構成とデータの流れを示す図である。画像処理装置７００は、ＳＥＭ像格納部７０１と、輪郭線抽出部７０３と、輪郭線座標データ変換部７０５と、輪郭線座標データ格納部７０７と、輪郭線歪み補正部７４１と、輪郭線座標データ視野移動部７０９と、ズレ補正部７１１と、輪郭線座標データ統合部７１３と、広視野輪郭線座標データ格納部７１５と、設計データ格納部７２０と、輪郭線検査・計測部７２１と、補正量演算部７２３とを備える。
【００２２】
ＳＥＭ像格納部７０１は、例えば、図４に示すような複数のＳＥＭ像４０２、４０３、４０４、４０５を格納する。画像処理装置７００への入力は、ＳＥＭ像格納部７０１に格納されたＳＥＭ像４０２である。
【００２３】
輪郭線抽出部７０３は、ＳＥＭ像格納部７０１に格納されたＳＥＭ像４０２を取得し、特許文献３の図３で示されているようにＳＥＭ像４０２を平準化してノイズを除去する。その後、輪郭線抽出部７０３は、所定の手法を用いて輪郭線を抽出する。輪郭線を抽出する手法の一例としては、エッジを検出して二値化像に変換して、ホワイトバンドの中心線を求めて細い線の画像を得る手法がある。このように、輪郭線抽出部７０３は、ＳＥＭ像に特化した上述の手法を用いてＳＥＭ像４０２を輪郭線の画像に変換して、輪郭線画像５０２として輪郭線座標データ変換部７０５に入力する。
【００２４】
輪郭線座標データ変換部７０５は、輪郭線画像５０２をポリゴン形式の座標データへ変換する。ここで、例えば、ポリゴン形式の座標データとは、パターン形状の輪郭線の頂点の座標が羅列されたデータである。輪郭線座標データ変換部７０５は、変換後の座標データを輪郭線座標データ７０６として輪郭線座標データ格納部７０７に格納する。輪郭線座標データ格納部７０７には、検査または計測するべきパターン形状の周辺のＳＥＭ像から求めた複数の輪郭線座標データが格納される。
【００２５】
また、輪郭線座標歪み補正部７４１は、輪郭線座標データ格納部７０７から輪郭線座標データを取得し、輪郭線座標データの歪みを補正する。輪郭線座標データは、数値データであるため、画像を画素単位で補正するよりも細かく補正することが可能である。輪郭線座標歪み補正部７４１は、歪み係数８３０を用いて歪み補正の処理を実行する。輪郭線座標歪み補正部７４１は、歪み補正後の輪郭線座標データ７０８を輪郭線座標データ視野移動部７０９に入力する。ここでは、検査または計測するべきパターン形状の周辺のＳＥＭ像に対応する複数の輪郭線座標データ７０８が輪郭線座標データ視野移動部７０９に入力される。
【００２６】
輪郭線座標データ視野移動部７０９は、ＳＥＭ像１枚ごとにおける座標値である輪郭線座標データ７０８に対して、ＳＥＭ像を撮像した位置情報（ＳＥＭ像視野の位置情報）を加える。この際、輪郭線座標データ視野移動部７０９は、ＳＥＭ像視野の位置情報として設計データ格納部７２０の設計データ３０１を用いる。設計データ格納部７２０には、ＳＥＭ像の撮像位置を示し且つ輪郭線の検査又は計測に使用するための設計データが格納されている。そして、輪郭線座標データ視野移動部７０９は、ＳＥＭ像視野の位置情報が加えられた輪郭線座標データ７０８を、パノラマ用輪郭線座標データ７１０としてズレ補正部７１１に入力する。
【００２７】
ズレ補正部７１１は、パノラマ用輪郭線座標データ７１０の視野間のズレにより生じた輪郭線座標データにおけるズレを、輪郭線形状を維持したままで膨張／収縮を使った手法によって補正する。この補正処理を実行するために、ズレ補正部７１１は、輪郭線座標データの膨張処理を実行する輪郭線座標データ膨張処理部と、輪郭線座標データの縮小処理を実行する輪郭線座標データ縮小処理部とを備える。
【００２８】
図７において矢印を省略しているが、ズレ補正部７１１は、パノラマ用輪郭線座標データ７１０を輪郭線検査・計測部７２１に入力する。輪郭線検査・計測部７２１は、設計データ格納部７２０の設計データとパノラマ用輪郭線座標データ７１０とを比較することにより、後述するズレ量を算出する。算出したズレ量７２４は、ズレ補正部７１１及び補正量演算部７２３に出力される。
【００２９】
ズレ補正部７１１は、輪郭線検査・計測部７２１により出力されたズレ量７２４から求めた移動量９２６を補正量演算部７２３に入力する。補正量演算部７２３は、後述する補正手法を用いて移動量９２６を補正して、補正した移動量９２３をズレ補正部７１１に出力する。なお、補正量演算部７２３は、表示部１０９上で入力された補正対象となるパターンの角度の閾値（例えば、図１４の閾値設定ボックス１４０５の値）を取得し、この閾値を用いて補正した移動量９２３を算出することも可能である。ズレ補正部７１１は、この補正した移動量９２３、及び輪郭線検査・計測部７２１により出力されたズレ量７２４から求めた移動量９２６等を用いて輪郭線座標データにおけるズレを補正する。ズレ補正部７１１は、ズレを補正した輪郭線座標データを、ズレ補正済み輪郭線座標データ７１２として輪郭線座標データ統合部７１３に入力する。
【００３０】
輪郭線座標データ統合部７１３は、ズレ補正済み輪郭線座標データ７１２に対してパノラマ化処理を実行し、１枚のＳＥＭ像から得られた輪郭線座標データに相当する広視野輪郭線座標データ６０１を算出する。輪郭線座標データ統合部７１３は、広視野輪郭線座標データ６０１を広視野輪郭線座標データ格納部７１５に格納し、さらに、広視野輪郭線座標データ６０１を表示部１０９に出力する。
【００３１】
広視野輪郭線座標データ格納部７１５は、１枚のＳＥＭ像から得られた輪郭線座標データに相当する広視野輪郭線座標データ６０１を格納する。図６は、広視野輪郭線座標データ６０１を画像化した一例を示す。図６に示すように、広視野輪郭線座標データ６０１の画像は、複数の輪郭線画像５０２、５０３、５０４、５０５を統合して（すなわち、つなぎ合わせて）、広い視野とした画像である。
【００３２】
また、輪郭線検査・計測部７２１は、広視野輪郭線座標データ格納部７１５から広視野輪郭線座標データ６０１を取得し、設計データ格納部７２０からの設計データ３０１との比較を実行し、特許文献４に記載されているような手法を用いて良否判定処理を実行する。例えば、良否判定処理は、広視野輪郭線座標データ６０１からパターンの形状を測長し、その測長結果と設計データ３０１とを比較することにより行われる。輪郭線検査・計測部７２１は、良否判定処理の結果を良否判定データ７２２として表示部１０９に出力する。したがって、表示部１０９は、広視野輪郭線座標データ６０１と共に良否判定データ７２２を表示する。この際、表示部１０９は、ＳＥＭ像格納部７０１からのＳＥＭ像４０２も表示可能とする。これにより、ユーザ又はオペレータが、表示部１０９上において、ＳＥＭ像４０２、広視野輪郭線座標データ６０１、及び良否判定データ７２２の全てを確認することができる。
【００３３】
また、輪郭線検査・計測部７２１は、広視野輪郭線座標データ６０１と設計データ３０１とを比較することによりパターン形状のズレ量７２４を算出し、再度、ズレ量７２４を補正量演算部７２３及びズレ補正部７１１に入力することもできる。これにより、一度算出されたズレ量７２４によって補正された広視野輪郭線座標データ６０１が、設計データ３０１に対してズレがある場合は、再度算出したズレ量７２４をフィードバックとして補正量演算部７２３及びズレ補正部７１１に入力して、精度の良いズレ補正を実行することが可能となる。
【００３４】
＜歪み補正処理及びズレ補正処理について＞
上述したように、図６は、複数の輪郭線座標データをつなぎ合わせてパノラマ化した広視野輪郭線座標データ６０１を画像化した例を示している。このような広視野輪郭線座標データ６０１を作成する場合、設計データ３０１からＳＥＭ像を撮像した相対的な距離（オフセット値）を求めて、輪郭線画像５０２、５０３、５０４、５０５に対応する輪郭線座標データを連続した領域で計算できるように座標値にオフセット値を加算し、複数の輪郭線座標データをＯＲ演算により統合すれば良い。しかしながら、実際には二つの輪郭線座標データ（例えば、輪郭線画像５０２と５０３の輪郭線座標データ）の間ではＳＥＭ像を撮像した際のズレや、ＳＥＭ像から輪郭線を抽出する際のズレがあるため、ＯＲ演算すると輪郭線座標データのつなぎ合わせは段差が生じることが考えられる。
【００３５】
本実施例では、まず、輪郭線座標データに歪み補正処理を実行し、その後、ズレ補正処理を実行する。まず、輪郭線座標歪み補正部７４１の歪み補正処理について説明する。図８Ａは、輪郭線座標データのつなぎ合わせの部分を説明するための図である。以下では、輪郭線画像５０２、５０３の輪郭線座標データを、それぞれ、輪郭線座標データ５０２、５０３として説明する。図８Ａに示すように、輪郭線座標データ５０２は、パターン形状８０２を含み、輪郭線座標データ５０３は、パターン形状８０３を含む。また、輪郭線座標データ５０２と輪郭線座標データ５０３との間には、重なり領域８２０がある。本実施例では、パターン形状８０２とパターン形状８０３のズレ量を算出する前に、歪み補正処理を実行する。
【００３６】
図８Ｂに示すように、輪郭線座標歪み補正部７４１は、ＳＥＭ像を画像として曲線状画像８４０から直線状画像８４１となるように、歪み係数８３０を用いて歪み補正処理を実行する。ここで、歪み係数８３０は、予め装置単位で始業点検時などに自動で取得されているものとする。このように、輪郭線座標歪み補正部７４１は、例えば、切り捨てられるＳＥＭ像の額縁領域に対して歪み補正処理を実行し、使用する輪郭線座標データを増やすとともに、パターン形状８０２とパターン形状８０３とのズレを極力少なくする。
【００３７】
歪みを補正しても、パターン形状間のズレは完全には無くならないのでズレ補正を行う必要がある。次に、ズレ補正部７１１のズレ補正処理の一例について説明する。図８Ｃは、図８Ａの符号８０１の部分を拡大した図である。符号８０１の部分は、輪郭線座標データ５０２と輪郭線座標データ５０３のつなぎあわせの部分について一部を拡大したものである。符号８０１の部分は、輪郭線座標データ５０２のパターン形状８０２にかかる視野境界部分と、輪郭線座標データ５０３のパターン形状８０３にかかる視野境界部分とを輪郭線座標データから図に描画したものである。
【００３８】
パターン形状８０２とパターン形状８０３との間のズレ量を算出するには、輪郭線座標データ５０２の視野境界線８０４とパターン形状８０３の輪郭線とが交差する交差座標８０５を求める。同様に、輪郭線座標データ５０３の視野境界線８０６とパターン形状８０２の輪郭線とが交差する交差座標８０７を求める。
【００３９】
ここで、輪郭線座標データ５０３の視野境界線８０６上において交差座標８０７と対になる頂点８０８を求め、交差座標８０７と頂点８０８と間の距離をズレ量８１０とする。また、輪郭線座標データ５０２の視野境界線８０４上において交差座標８０５と対になる頂点８１１を求め、交差座標８０５と頂点８１１と間の距離をズレ量８１２とする。なお、輪郭線座標データ５０３の視野境界線８０６と輪郭線座標データ５０２の視野境界線８０４との間の範囲、すなわち、輪郭線座標データ５０３と輪郭線座標データ５０２との重なり領域８２０に、さらに頂点が存在する場合は、各頂点毎にズレ量を算出する。
【００４０】
各頂点のズレ量を、以下の数１の式で演算し、頂点を移動させる量を求める。
【数１】
2014026452.tif 000003
【００４１】
ここで、重み８１４は、図８Ｃに示すように、視野境界線８０６では０．０であり、視野境界線８０４では１．０となるような線形に変化する０から１までの浮動小数点値である。なお、重み８１４の変化は、視野境界線８０６から視野境界線８０４間の距離に比例した定量的な増加でもよいし、二次式を用いた曲線的な増加でもよい。また、数１における「パターン形状８０２側の頂点座標」とは、この例では、交差座標８０７と頂点８１１を示す。したがって、図８Ｃの場合、頂点８０８は、交差座標８０７に置き換えられ、頂点８１１は交差座標８０５に置き換えられる。パターン形状８０２とパターン形状８０３をつなぐ新たな辺は、辺８２１となる。これにより、重なり領域８２０においてパターン形状の線分に段差がある場合でも、段差のない線分に補正することが可能となる。
【００４２】
＜膨張／収縮処理について＞
次に、ズレ補正部７１１のズレ補正処理の一例である膨張／収縮処理について説明する。まず、図１７Ａ及び図１７Ｂを用いて膨張処理について説明する。図１７Ａは、半導体のパターン露光を疑似的に再現するために輪郭線座標データを膨張する方法を示す。
【００４３】
辺１７０３、辺１７０５の矢印の向きは、一般的ポリゴン表記を同じである。すわなち、時計回りの矢印が穴を示しており、反時計回りの矢印が形状を示している。膨張処理では、形状部１７０１の外周の辺１７０２を構成する頂点１７０７の外角１７０８の１／２を通る方向へ頂点１７０７をズレ量７２５だけ移動させる。移動後の頂点１７０４で構成する外周の辺１７０５が膨張後の外周となる。
【００４４】
図１７Ａに示すように、形状部１７０１が内側に穴部１７０６を持つようなドーナツ形状である場合は、形状部１７０１の内周の辺１７０３を構成する頂点１７０９の内角１７１０の１／２を通る方向へ頂点１７０９をズレ量７２５だけ移動させる。移動した頂点１７１１により構成される辺１７１２が膨張後の内周となる。図１７Ｂに示すように、外周の辺１７０５と内周の辺１７１２で構成する形状が膨張後の形状部１７２０となる。なお、収縮処理も同様のやり方で行うことが可能である。
【００４５】
このように、本発明における膨張／収縮処理は、パターン形状の全ての部分を同じ割合で引き伸ばしたり又は縮ませる拡大／縮小処理とは異なり、パターン形状を維持したまま形状を太らせる又は細らせることができる。なお、図１７Ａの例では、頂点１７０７のズレ量７２５を算出して膨張処理を行っているが、辺１７０２の垂直方向のズレ量７２６（平行移動方向のズレ量）を算出して膨張処理を行っても良い。
【００４６】
さらに、図９Ａ乃至図９Ｃは、本発明における膨張／収縮処理の例を示す。図９Ａに示すように、まず、輪郭線座標データの頂点間で構成された辺９０１、９０２で構成される角度９０６を求める。次に、角度９０６の１／２の角度を求めて三角関数で頂点９０８をズレ量７２５だけ移動させるためのＸ方向移動量９０７とＹ方向移動量９０９を求める。ズレ補正部７１１は、頂点９０８の座標データにＸ方向移動量９０７とＹ方向移動量９０９を加算または減算して、移動先の座標データ９１０を求める。
【００４７】
なお、別の例として、輪郭線座標データの頂点間で構成された辺９０１、９０２に対して直角な方向へのパターン形状のズレ量７２６を算出し、辺９０１、９０２をズレ量７２６だけ移動させて新たな辺９０４、９０５とし、パターン形状は変えずに膨張処理又は収縮処理を実行してもよい。なお、ズレ量７２５、７２６は、例えば、輪郭線検査・計測部７２１においてパノラマ用輪郭線座標データ７１０と設計データ３０１とを比較することにより求めることができる。
【００４８】
図９Ｂに示すように、輪郭線座標データの頂点間で構成された辺の角度が角度９２１のように鋭角な場合は、頂点が他の頂点の移動量と比べて移動量９２６のように異常に大きく移動し、辺９２２及び辺９２５のようにパターン形状が崩れてしまう。したがって、輪郭線座標データの頂点間で構成された辺の角度９２１が鋭角な場合、ズレ補正部７１１は、角度９２１から求めた移動量９２６を補正量演算部７２３に入力する。補正量演算部７２３は、数２を補正式として、移動量９２６とズレ量７２４とに基づいて移動量９２６を補正して、補正した移動量９２３を算出する（図７参照）。なお、輪郭線検査・計測部７２１から補正量演算部７２３へ入力されるズレ量７２４は、例えば、図９Ａのズレ量７２５、７２６等であり、パノラマ用輪郭線座標データ７１０を設計データ３０１と比較して算出したズレ量である。また、図８Ｃのズレ量８１０、８１２のような、輪郭線座標データの重なり領域におけるパターン形状間のズレ量を用いて補正を行っても良い。
【００４９】
【数２】
2014026452.tif 000004
【００５０】
補正量演算部７２３は、数２の式で求められたｂ（移動量９２３）をズレ補正部７１１へ出力する。図９Ｃに示すように、ズレ補正部７１１は、移動量９２３を用いて頂点９２４を移動させることによって、辺９２２、９２５が異常な形状になることを抑えることができる。
【００５１】
次に、収縮処理について説明する。収縮の場合、輪郭線座標データの頂点を移動できる限界としてパターン形状による面積が０になる座標で制限する必要がある。図１０は、収縮処理の限界を説明する図を示す。
【００５２】
輪郭線座標データ１００１において、頂点１００２の収縮方向は頂点１００２の内角１００６の１／２方向の移動方向１００７となる。同様に、頂点１００３では、移動方向１００８となる。移動方向１００７と移動方向１００８とが交差する点１０１０が、頂点１００２と頂点１００３の収縮限界である。同様に、他の頂点１００４、１００５から収縮限界を求めると、収縮限界線１０１１が求められる。収縮処理時は、収縮限界線１０１１を輪郭線座標データの頂点が超えない座標であることを判定し、超える場合は収縮限界線１０１１の座標で置き換える。このような処理により、収縮後のパターン形状が不適切な形状となるのを防ぐことが可能になる。
【００５３】
次に、膨張処理の別の例について説明する。例えば、輪郭線座標データに複数のパターン形状が含まれている場合、膨張処理によって隣接するパターン形状が重なり合うことが考えられる。図１１は、膨張処理により隣接するパターン形状が重なった場合の処理を説明する図を示す。
【００５４】
入力された輪郭線座標データにおいて、パターン形状１１０１とパターン形状１１０２とが隣接して存在した場合、パターン形状１１０１を膨張させたパターン形状１１０３とパターン形状１１０２を膨張させたパターン形状１１０４が重なり、重なり領域１１０７が生じたものとする。膨張処理による重なり領域の確認は線分の交差で求めてもよいし、他の方式を用いてもよい。
【００５５】
この場合、重なり合った複数のパターン形状１１０３、１１０４を１つのパターン形状として補正する。例えば、パターン形状１１０１を膨張させたパターン形状１１０３とパターン形状１１０２を膨張させたパターン形状１１０４に対して、膨張処理により生じた頂点１１０５、１１０６を加えて、重なり領域１１０７にだけ属した頂点１１０９、１１１０を削除する。その後、輪郭線座標データがポリゴン形状を保つように頂点を整列させて輪郭線座標データ１１０８を求める。このような処理により、隣接するパターン形状１１０１とパターン形状１１０２が膨張処理により重なり合った場合でも、膨張処理後のパターン形状をより適切な形状にすることが可能になる。
【００５６】
＜ズレ補正処理の流れ＞
次に、ズレ補正処理の流れについて説明する。図１２は、ズレ補正処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
まず、ステップ１２０１において、ズレ補正部７１１は、複数個（Ｎ個）のパノラマ用輪郭線座標データ７１０を一時的に保持する。次に、ステップ１２０２において、ズレ補正部７１１は、ズレ補正が必要な領域を求めるために、隣接する輪郭線座標データ間で視野領域の重複する領域（例えば、図８Ａの重なり領域８２０）を算出する。
【００５８】
次に、ステップ１２０３において、ズレ補正部７１１は、隣接する輪郭線座標データ間で重なり領域８２０があるかを判定する。重なり領域８２０がある場合、ステップ１２０４に進む。重なり領域８２０がない場合は、ステップ１２１２に進む。
【００５９】
次に、ステップ１２０４において、ズレ補正部７１１は、隣接する輪郭線座標データを１つの輪郭線座標データに置き換える。この処理は、図８Ａの例では、輪郭線座標データ５０２と輪郭線座標データ５０３とを１つの輪郭線座標データに置き換える処理に相当する。
【００６０】
次に、ステップ１２０５において、ズレ補正部７１１は、隣接する輪郭線座標データ間の重なり領域のみで線分交差判定を行う。例えば、図８Ｃの例では、重なり領域８２０においてパターン形状８０２の輪郭線とパターン形状８０３の輪郭線とが交差するかを算出する。なお、ここで、輪郭線が交差した点を新たに頂点として追加する。
【００６１】
次に、ステップ１２０６において、ズレ補正部７１１は、重なり領域８２０おいて輪郭線座標データの線分間で段差が生じているかを判定する。例えば、図８Ｃの例では、輪郭線座標データ５０３の視野境界線８０６とパターン形状８０２の輪郭線とが交差する交差座標８０７を求め、輪郭線座標データ５０３の視野境界線８０６上におけるパターン形状８０３の輪郭線の座標を求め、これらの座標が一致すれば段差がないと判定し、一致しなければ段差があると判定する。
【００６２】
次に、ステップ１２０７において、輪郭線検査・計測部７２１が、輪郭線検査・計測部７２１のズレ量を算出する。例えば、算出するズレ量は、図９Ａのズレ量７２５、７２６等であり、パノラマ用輪郭線座標データ７１０を設計データ３０１と比較して算出したズレ量である。また、図８Ｃのズレ量８１０、８１２のような、輪郭線座標データの重なり領域８２０における輪郭線間のズレ量も算出する。
【００６３】
次に、ステップ１２０８において、ズレ補正部７１１は、輪郭線座標データの重なり領域におけるズレ補正処理を実行する。例えば、図８Ｃに示すような、輪郭線座標データの重なり領域８２０における輪郭線間のズレ補正処理が実行される。
【００６４】
次に、ステップ１２０９において、ステップ１２０７で求めたズレ量の極性を判定し、極性が正の場合は、ステップ１２１０に進む。一方、ズレ量の極性が負の場合は、ステップ１２１１に進む。例えば、図１７Ａに示すように、外周の辺を構成する頂点の外角の１／２を通る方向を正の方向とし、頂点の内角の１／２を通る方向を負の方向として判定する。ステップ１２１０では、輪郭線座標データの膨張処理が実行され、ステップ１２１１では、輪郭線座標データの収縮処理が実行される。膨張処理の流れの詳細については後述する。
【００６５】
最後に、ステップ１２１２において、輪郭線座標データ統合部７１３に輪郭線座標データを送るために、輪郭線座標データがポリゴン形式として矛盾が無いように頂点の座標データを整列させる。その後、整列させた輪郭線座標データを輪郭線座標データ統合部７１３に出力する。
【００６６】
次に、輪郭線座標データ膨張処理の流れについて説明する。図１３は、輪郭線座標データ膨張処理部の処理の流れを示すフローチャートであり、図１２のステップ１２１０の処理に対応する。
【００６７】
まず、ステップ１３０１において、処理済み図形数Ｎを初期化する。次に、ステップ１３０２において、１つの図形における処理済み頂点数Ｍを初期化する。
【００６８】
次に、ステップ１３０３において、処理対象頂点Ｍと頂点（Ｍ−１）との線分と、処理対象頂点Ｍと頂点（Ｍ＋１）との線分とが成す角度θ１を求めて、角度θ１を１／２した角度θ２を求める。例えば、図９Ａの例において、処理対象頂点を頂点９０８とすると、頂点９０８と前後の頂点９１１、９１２により構成される辺の角度θ１を求めて、角度θ１を１／２した角度θ２（角度９０６）を求める。
【００６９】
次に、ステップ１３０４において、角度θ２が閾値より小さく鋭角であるかを判定する。ここで、角度θ２が閾値より小さい場合、ステップ１３０６に進む。一方、角度θ２が閾値以上の場合、ステップ１３０５に進む。
【００７０】
次に、ステップ１３０５において、処理対象頂点Ｍの移動量を、図１２のステップ１２０７で求めたズレ量で設定する。一方、ステップ１３０６では、処理対象頂点Ｍの移動量として、数２の数式によって決定された移動量を設定する。
【００７１】
次に、ステップ１３０７において、ステップ１３０５又は１３０６で設定された移動量を基に、処理対象頂点Ｍの移動量について、Ｘ方向移動量とＹ方向移動量を算出する。この処理は、図９Ａの例において、頂点９０８をズレ量７２５だけ移動させるためのＸ方向移動量９０７とＹ方向移動量９０９を求める処理に相当する。
【００７２】
次に、ステップ１３０８において、処理対象頂点Ｍに対してＸ方向移動量とＹ方向移動量を加算して、移動後の座標を求める。そして、ステップ１３０９において、ステップ１３０８で求められた移動後の座標を保存する。
【００７３】
次に、ステップ１３１０において、処理済み頂点数Ｍをインクリメント（＋１）する。次に、ステップ１３１１において、図形を構成する全ての頂点を処理したかを判定する。全ての頂点の処理が終了していれば、ステップ１３１２に進む。まだ全ての頂点の処理が終了していない場合、処理対象頂点を隣の頂点へと切り替えて、ステップ１３０３からステップ１３１０までを実行する。
【００７４】
次に、ステップ１３１２において、元の図形と、膨張処理後の図形とでＯＲ演算を実行し、膨張処理により自己交差（すなわち、隣接するパターン形状の重なり合い）が発生した場合の処理を実行する。この処理は、例えば、図１１で説明した処理である。
【００７５】
次に、ステップ１３１３において、処理済み図形数Ｎをインクリメント（＋１）する。次に、ステップ１３１４において、全ての図形を処理したかを判定する。全ての図形の処理が終了していれば、処理を終了する。まだ全ての図形の処理が終了していない場合、処理対象の図形を次の図形へと切り替えて、ステップ１３０２からステップ１３１３までを実行する。
【００７６】
ここでは、膨張処理についてのみを説明したが、収縮処理も同様のやり方で実行することができる。例えば、収縮処理は、頂点の移動方向が膨張処理とは反対の方向にするやり方で実行することができる。ただし、収縮処理の場合は、図１０で説明した処理が追加される。例えば、まず、図形の内角の１／２方向として頂点を移動した結果、図形の面積が最小となる座標値を求める。そして、頂点の移動量が図形の面積が最小となる座標値を超える場合には、移動量が図形の面積が最小となる座標値に置き換える。なお、収縮処理の場合、膨張処理のように隣接する図形との重なりは生じないので、ステップ１３１２の自己交差の解消処理は実行しなくてもよい。
【００７７】
＜表示部の画面について＞
次に、表示部１０９に表示される画面について説明する。図１４は、輪郭線データを広視野化した結果を表示する画面の実施例を示す。
【００７８】
表示部１０９に表示される画面は、結果表示部１４０１と、輪郭線データ一覧表示部１４０２と、機能選択部１４０３とによって構成される。機能選択部１４０３は、広視野化実行スイッチ１４０４と、閾値設定ボックス１４０５と、設計データ表示スイッチ１４０６と、グリッド表示スイッチ１４０７と、レイヤ設定ボックス１４１４とを備える。
【００７９】
広視野化実行スイッチ１４０４は、本実施例に係る画像処理装置によって広視野輪郭線座標データ６０１（図７参照）を算出する広視野化実行処理を指示するためのものである。また、閾値設定ボックス１４０５は、図１３のステップ１３０４において使用する角度の閾値を入力又は選択するためのものである。また、設計データ表示スイッチ１４０６は、設計データ格納部７２０に格納されている設計データを結果表示部１４０１に表示させるためのものである。また、グリッド表示スイッチ１４０７は、輪郭線データをどのようにつなぎ合わせたかを示すグリッド線１４１１を表示させるためのものである。また、レイヤ設定ボックス１４１４は、膨張又は収縮処理を行う形状をレイヤ番号と呼ばれる設計データ上の識別番号で指定するためのものである。
【００８０】
輪郭線データ一覧表示部１４０２には、処理対象とする輪郭線データの一覧が表示される。輪郭線データの一覧には、輪郭線データを画像化して縮小したサムネイル画像１４０８と、ファイル名称１４０９が表示される。
【００８１】
結果表示部１４０１には、複数の輪郭線データをつなぎ合わせた１つの広視野輪郭線座標データ６０１を画像化したデータ１４１２と、設計データ１４１０と、グリッド線１４１１とが表示される。図７で示したように、輪郭線検査・計測部７２１が、良否判定処理の結果を良否判定データ７２２として表示部１０９に出力する。したがって、設計データ１４１０と比較して輪郭線に差異が生じていると判定された箇所１４１３を強調表示するようにしてもよい。なお、本実施例では、広視野輪郭線座標データ６０１を画像化したデータ１４１２と、設計データ１４１０と、グリッド線１４１１とが重ねて表示されているが、これらを個別に表示するようにしてもよい。
【００８２】
＜第２実施例＞
次に、本発明の第２実施例に係る画像処理装置について説明する。第２実施例に係る画像処理装置の構成については、図７と同様の構成であるため説明を省略する。本発明の画像処理装置は、第１実施例で説明したような半導体回路のパターン形状だけでなく、ダブルパターンニングによって製造されるパターン形状にも適用することができる。
【００８３】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の画像処理装置のダブルパターンニングへの適用を説明する図である。図１５Ａに示すように、設計データ１５０１において多重露光方式で半導体回路を製造した場合、１回目の露光で設計データのレイヤ１５０３を使用し、２回目の露光で設計データのレイヤ１５０２を使用したものとする。
【００８４】
設計データ１５０１によって製造された半導体回路のＳＥＭ像から形成されたパターン形状の輪郭線データを抽出したものを輪郭線データ１５０４とする。ここで、多重露光方式の場合、１回目の露光と２回目の露光で結像倍率の違いなどにより形状差異が生じることが考えられる。また、２回目の露光の後の工程で１回目の露光で形成されたパターン形状が薬品処理で変形しないように処理を行っていても、パターン形成直後とはパターン形状が変化することが考えられる。したがって、パターン形状の検査・計測工程において、１回目の露光部分と２回目の露光部分でパターン形状の太りや細りが生じている場合、ＳＥＭ像と設計データのパターンマッチングが正しく行われずに、本来、検査・計測するべき位置とは違う場所を検査・計測することが考えられる。
【００８５】
パターンマッチングを正しく行うために、１回目の露光部分の輪郭線データ１５０５と２回目の露光部分の輪郭線データ１５０６との間で輪郭線データに差異が有る場合は、設計データ１５０１と比べて差異の大きい輪郭線データの形状を保ったまま膨張処理又は収縮処理を実行する。図１５Ａの場合は、設計データ１５０１と比べて輪郭線データ１５０５の差異が大きいので、輪郭線データ１５０５を膨張処理した輪郭線データに置き換える。
【００８６】
図１５Ｂは、設計データと比べて差異が大きい輪郭線データを膨張処理した図を示す。設計データ１５０１と比べて差異が大きい図１５Ａの輪郭線データ１５０５が、膨張処理した輪郭線データ１５０７に置き換えられている。輪郭線データの形状が保たれたまま膨張処理して、設計データ１５０１と重ね合わせた画像が１５０４となる。
【００８７】
輪郭線データ１５０６と膨張処理した輪郭線データ１５０７を用いてパターンマッチングすることにより、検査・計測するべき位置でパターンマッチングを実行することが可能となる。なお、実際には、１回目の露光部分と２回目の露光部分とのどちらが設計データ１５０１と乖離しているのかは現物を見ないと判断できない場合があるため、膨張処理又は収縮処理を実行する対象のパターンを表示部１０９のレイヤ設定ボックス１４１４においてレイヤ番号を指定する。すなわち、図７の構成において、表示部１０９のレイヤ設定ボックス１４１４の値が、ズレ補正部７１１に入力され、ズレ補正部７１１が、レイヤ設定ボックス１４１４で指定されたレイヤに対応する輪郭線データに対して膨張処理又は収縮処理を実行する。なお、設計データと比較して輪郭線データとの差異（パターンの幅の差異等）が自動で検出できる場合は、設計データと比較して差異が大きい方の輪郭線データを選択するようにしてもよい。
【００８８】
＜第３実施例＞
次に、本発明の第３実施例に係る画像処理装置について説明する。第３実施例に係る画像処理装置の構成については、図７と同様の構成であるため説明を省略する。本発明の画像処理装置は、複数のホール形状を含むホールアレイのパターン形状にも適用することができる。
【００８９】
図１６Ａ乃至図１６Ｃは、本発明の画像処理装置のホールアレイへの適用を説明する図である。図１６Ａに示すように、設計データ１６０１のような密度が高く１個のホール形状が小さいホールアレイの場合、通常の倍率でＳＥＭ像を撮像すると、ＳＥＭ像１６０３のようにホール形状が鮮明に撮像できない。したがって、ＳＥＭ像１６０３では、設計データ１６０１との位置合わせに必要な特徴的な領域１６０２が不鮮明な形状１６１４となり、位置合わせに失敗する場合がある。
【００９０】
この場合は、ＳＥＭの倍率を通常よりも高い倍率に設定して、撮像領域１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２の順番で分割して撮像する。これにより、図１６Ｂに示すように、特徴的な領域１６０２が鮮明に撮像されたホール形状１６１６を得ることが可能となる。ＳＥＭ像１６１５は撮像領域１６０４から１６１２で分割されているので、輪郭線抽出部７０３が、撮像領域１６０４から１６１２についてそれぞれの輪郭線を求める。ズレ補正部７１１が、撮像領域１６０４から１６１２のそれぞれの輪郭線座標データに対して膨張処理又は収縮処理を実行する。その後、輪郭線座標データ統合部７１３が、撮像領域１６０４から１６１２の輪郭線座標データから１個の輪郭線座標データを作成する。なお、膨張処理又は収縮処理を実行する対象の輪郭線座標データは表示部１０９において指定するようにしてもよいし、隣接する輪郭線座標データの重なり領域にあるホール形状の輪郭線のズレ量などから自動的に決定してもよい。
【００９１】
図１６Ｃは、複数の輪郭線座標データから１個の輪郭線座標データを作成した図である。撮像領域１６０４から１６１２の輪郭線座標データから１個の輪郭線座標データ１６０７が作成されている。この輪郭線座標データ１６１７と設計データ１６０１とで位置合わせすることにより、密度の高いホール形状でも正しく位置合わせすることが可能になる。
【００９２】
また、小さいホール形状を高い倍率で撮像して得た輪郭線座標データ１６１７を用いて、ホールの間隔１６１８とホールの間隔１６１９との間に差異があるかを判定し、差異によって生じる周期性の異常などを検査又は計測することも容易となる。
【００９３】
＜まとめ＞
第１実施例によれば、画像処理装置７００は、検査又は計測すべきパターン形状のＳＥＭ像から得られた複数の輪郭線座標データを格納する輪郭線座標データ格納部７０７と、複数の輪郭線座標データ７０８のそれぞれに対してＳＥＭ像が撮像された視野の位置情報を加える輪郭線座標データ視野移動部７０９と、位置情報が加えられた複数のパノラマ用輪郭線座標データ７１０の間のズレを補正するズレ補正部７１１と、ズレ補正部７１１によって補正された複数の輪郭線座標データ７１２を１つの広視野輪郭線座標データに統合する輪郭線座標データ統合部７１３と、を備える。
この構成によれば、半導体回路をＳＥＭで撮像した複数のＳＥＭ像から生成した複数の輪郭線座標データを用いて１枚の広視野化された輪郭線座標データを作成することにより、１枚のＳＥＭ像に撮像できないパターン形状においても検査・計測することが可能になる。例えば、半導体回路の電源ラインのように比較的大きなパターン形状の輪郭線を１枚の画像で検査・計測が可能となり、検査・計測時間を短縮できる。また、半導体回路の繰り返しパターン形状において複数個を連続して検査・計測することにより周期的な形状変動を検査・計測することも可能になる。また、作成された１枚の広視野化された輪郭線座標データは、広い視野を高い倍率で撮像した場合のデータに相当するので、位置合わせに多少のずれが生じても検査・計測するべきパターン形状を特定でき、オペレータフリーな半導体検査装置を提供することができる。
【００９４】
また、ズレ補正部７１１は、輪郭線座標データと設計データとの間のズレ量に基づいて移動量を算出し、複数の輪郭線座標データにおけるパターン形状を構成する線分又は頂点を移動量分だけ移動させることによって膨張処理又は収縮処理を実行する。この構成によれば、輪郭線の形状を保ったまま膨張／収縮させることにより、複数のＳＥＭ像から求めた輪郭線座標データのつなぎ合わせを良好に行うことが可能になる。
【００９５】
第２実施例によれば、パターン形状は、複数の露光プロセスによって形成されるパターン形状であり、複数の輪郭線座標データは、複数の露光プロセスの各々の輪郭線座標データを含み、ズレ補正部７１１が、複数の露光プロセスの輪郭線座標データのうち設計データ３０１と差異がある輪郭線座標データに対して膨張処理又は縮小処理を実行して、複数の輪郭線座標データ間のズレを補正する。
この構成によれば、ダブルパターンニングによって製造されるパターン形状の場合でも、広視野化された輪郭線座標データと設計データ１５０１とで正しく位置合わせすることが可能になる。これにより、ダブルパターニングによって製造されるパターン形状の異常などを検査又は計測することも容易となる。
【００９６】
第３実施例によれば、パターン形状は、複数のホール形状を含むホールアレイであり、ズレ補正部７１１が、複数の輪郭線座標データにおけるホール形状間のズレを膨張処理又は縮小処理によって補正する。
この構成によれば、密度の高いホールアレイの場合でも、広視野化された輪郭線座標データ１６１７と設計データ１６０１とで正しく位置合わせすることが可能になる。また、小さいホール形状を高い倍率で撮像して得た輪郭線座標データ１６１７を用いて、ホールの間隔１６１８とホールの間隔１６１９との間に差異があるかを判定し、差異によって生じる周期性の異常などを検査又は計測することも容易となる。
【００９７】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることがあり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００９８】
例えば、上述の第１実施例の画像処理装置は、ズレ補正処理として、図８Ｃ、図９Ａ〜図９Ｃ、図１０、図１１の全ての処理を実行するが、この構成は本発明のより好ましい形態である。複数の輪郭線座標データの間のズレを補正するという点においては、これらの補正処理のうち少なくとも１つを含めばよい。したがって、これらの補正処理の一部を削除して本発明を構成することが可能である。当然ながら、第２実施例及び第３実施例の補正処理を第１実施例に追加することも可能である。
【００９９】
また、上述したように、画像処理装置は、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードで実現してもよい。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体を情報処理装置に提供し、その情報処理装置（またはＣＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
【０１００】
また、プログラムコードの指示に基づき、情報処理装置上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それを情報処理装置の記憶装置またはＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にその情報処理装置のＣＰＵが当該記憶装置や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしてもよい。
【０１０１】
本発明は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本発明を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、およびファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、本実施例に記載の機能を実現するプログラムコードは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラムまたはスクリプト言語で実装できる。
【０１０２】
また、画像処理装置は、それらの一部や全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。
【０１０３】
また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上説明した本発明については、半導体デバイスのウェハや露光用マスクの回路パターンを検査するパターン検査方法、測長装置及び半導体検査システムに適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０１    ：走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
１０３    ：制御装置
１０４    ：計算機
１０９    ：表示部
１１０    ：入力部
７００    ：画像処理装置
７０１    ：ＳＥＭ像格納部
７０３    ：輪郭線抽出部
７０５    ：輪郭線座標データ変換部
７０７    ：輪郭線座標データ格納部
７０９    ：輪郭線座標データ視野移動部
７１１    ：ズレ補正部
７１３    ：輪郭線座標データ統合部
７１５    ：広視野輪郭線座標データ格納部
７２０    ：設計データ格納部
７２１    ：輪郭線検査・計測部
７２３    ：補正量演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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