JP2003016463A - 図形の輪郭の抽出方法、パターン検査方法、パターン検査装置、プログラムおよびこれを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な輪郭形状を有するパターンであっても
容易にその輪郭を抽出できる方法および装置を提供す
る。 【解決手段】 パターン検査装置１００が備えるパター
ンユニット１３０は、ＳＥＭ１１０からパターンＰ２の
画像を取得する画像取得部１３２と、このパターン画像
に対して、円図形、楕円図形、矩形図形、両端のうち少
なくとも一端が半円、半楕円および放物線のいずれかで
置換された第１の矩形図形、四隅のうちの少なくとも一
隅が１／４円もしくは１／４楕円で置換された第２の矩
形図形のいずれかを少なくとも含み、各構成部分ごとに
エッジ探索方向が予め定義付けされている検査用図形を
作成し、この検査用図形で画定されるパターンＰ２のＲ
ＯＩ１２を定義するＲＯＩ選択部１３４と、この検査用
図形に基づいてパターンＰ２のエッジを探索してその輪
郭情報を取得する輪郭抽出部１３８と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、図形の輪郭の抽出
方法、パターン検査方法、パターン検査装置、プログラ
ムおよび記録媒体に関し、特に半導体装置製造プロセス
におけるパターンの検査に用いられるパターン輪郭の抽
出方法を対象とする。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセス内の検査工程におい
ては、電子顕微鏡や光学顕微鏡、ＣＣＤ（Charge Coupl
ed Device）カメラなどによって検査の対象となるパタ
ーンの画像データを取得し、その後その画像データに基
づいて抽出した検査対象パターンの輪郭情報を利用する
ことが多い。輪郭情報の抽出方法としては、例えば、取
得されたパターン画像が濃淡画像である場合に所定の濃
淡値を閾値として設定しこの閾値に対応する箇所をエッ
ジと定義する方法や、基準となる閉曲線図形との比較に
よる方法、Ｓｏｂｅｌフィルタのような二次元フィルタ
によって検出する方法など、種々の方法が既に実用化さ
れている。

【０００３】このような処理を行う場合、一般的には、
得られた画像内の注目領域にＲＯＩ（Region Of Intere
st）と呼ばれる領域を指定し、その内部で上述した種々
の方法を実行するためのエッジ抽出アルゴリズムを実行
して輪郭情報に相当するエッジ座標点列を取得し、得ら
れた座標点列データから線幅や、面積、重心位置などの
幾何学的特徴量を算出する。

【０００４】ＲＯＩ領域を画定する境界（ＲＯＩ境界）
の形状としては、領域定義の簡便さから矩形または楕円
形もしくは円形が採用されることが多い。矩形状のＲＯ
Ｉ境界指定は最も一般的に行われている方法である。ま
た、楕円形のＲＯＩ境界を採用する方法としては、例え
ば特開２００１−０９１２３１にその一例が開示されて
いる。

【０００５】従来の技術において矩形のＲＯＩ境界を採
用する場合には、例えば図２７に示すように、ＲＯＩ境
界６２のいずれかの辺に対して平行な方向にパターンエ
ッジを探索していた。このような方法は、同図に示すパ
ターンＰ５０のように、パターンエッジが概略直線的で
あるような場合に用いられていた。

【０００６】また、その輪郭形状が閉曲線状のパターン
に対しては、例えば図２８のＲＯＩ境界６４ｂに示すよ
うに、そのパターン（Ｐ５２）のパターンエッジを囲む
ように（楕）円形のＲＯＩ境界を設定し、動径方向にパ
ターンエッジを探索していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
パターンの画像においては、一般に、対象とする物体の
二次元形状はより複雑であり、このため、従来の技術に
よる検査方法では、エッジ探索方向がパターンエッジに
平行になる場合があった。例えば、従来の技術によれ
ば、図２９（ａ）に示すパターンＰ２の場合、端部の領
域Ｅｐ２において、パターンエッジが局所的にエッジ探
索方向に平行になってしまう。このような場合には抽出
されるべきエッジ点が多値となってしまう結果、本来の
エッジ位置が抽出できなくなるという問題があった。ま
た、閉曲線輪郭をもつパターンについても、図３０
（ａ）に示すパターンＰ２４のように、パターンエッジ
がエッジ探索方向（動径方向）に平行になる領域Ｅｐ
４，Ｅｐ６，Ｅｐ８，Ｅｐ１０が生じる。これらの場合
は、図２９（ｂ）のＲＯＩ６８と図３０（ｂ）のＲＯＩ
７４ａ〜７４ｇにそれぞれ示すように、パターンの複雑
さに応じて検査者が複数個のＲＯＩを設定しなければな
らず、検査に要するコストが増大してしまう。特に、実
際に検査の対象となるパターンは、図３１、図３２にそ
れぞれ示すパターンＰ６，Ｐ８のようにさらに複雑な輪
郭形状を有する場合もある。例えば図３１に示すパター
ンＰ６については、エッジ探索方向がパターンエッジと
局所的に交わる箇所が２つあるため（領域Ｅｐ１２，Ｅ
ｐ１４）、このような部位においてエッジ位置の探索に
失敗するという問題があった。図３２に示すパターンＰ
８では、楕円形のＲＯＩ境界７８ｂを設定し、その動径
方向にエッジを探索するため、領域Ｅｐ１６〜Ｅｐ３０
においてエッジ探索方向がパターンエッジと交わり、こ
のためにエッジ位置の探索に失敗するという問題があっ
た。

【０００８】また、ほぼ直線的なパターンエッジを有す
るパターンであっても、例えば図３３に示すように、２
つのパターンＰ１０，Ｐ１２の端部が対向するように配
置されている場合や、図３４のパターンＰ１４，Ｐ１８
のように、近接した２つのラインパターンにおいて、相
互のパターンエッジが互いに直交する方向に配置されて
いる場合には、紙面の横方向に探索すると、パターンエ
ッジと局所的に交わる箇所がそれぞれ２カ所発生すると
いう問題がある。

【０００９】また、図３５のＳＥＭ（Scanning Electro
n Microscope）画像の一例に示すように、レチクル上の
パターンではその一部にセリフと呼ばれるＯＰＣパター
ンが付与されている場合がある。同図に示すパターンＰ
６４の場合、例えば領域Ｅｐ３２ではエッジ探索方向に
平行な輪郭部でエッジ検出ができない。また、同図内の
領或Ｅｐ３４内では、一つのエッジ探索方向に対して複
数のエッジ点候補が検出されるという問題がある。さら
に、同図の領域Ｅｐ３６に示すように、パターンの輪郭
に対して垂直でない方向でエッジが抽出される場合があ
る。このときのエッジ探索方向における画像の濃度変化
ＰＦ２を図３６（ａ）に示す。なお、図３６（ｂ）は、
パターンの輪郭にほぼ垂直にエッジ探索を行ったときの
画像の濃度変化ＰＦ４を示す。両者の対比において明ら
かなように、エッジ探索方向が垂直でない場合には、濃
度変化の波形がよりブロードになっており、ノイズが入
りやすい。即ち、エッジ検出の際に誤差が入りやすいこ
とが分かる。

【００１０】これらの問題に対処するため、例えば前述
の特開２００１−０９１２３１には、パターンの特徴を
示す様な図形を作成し、この図形に対して常に垂直な方
向にエッジを探索して輪郭データを取得する方法が開示
されている。しかしながら、全てのエッジ点列に対し
て、探索方向をそれぞれ算出するためには膨大な処理時
間が必要になる。また、作成した、パターンの特徴を示
す図形自体にエッジが多く含まれている場合は、そのノ
イズの影響によりエッジが上手く探索できないという問
題が生じる。

【００１１】また、閾値に基づいて輪郭情報を抽出する
上述した閾値法についても、検査の対象パターンに応じ
て以下のような問題が生じる。例えば、ＲＯＩ内での濃
度の最大値（ピーク）１００％とし、最小値（ボトム）
を０％と設定し、定められたしきい値（例えば５０％）
を示す位置をエッジとして検出する場合、エッジ部分が
基板に対して垂直に形成されたパターンでは、例えば図
３７（ａ）の濃度変化（信号波形）ＰＦ６に示すよう
に、エッジ探索方向上で信号波形のピーク位置とボトム
位置が明瞭である。従って、ピークとボトムが入るよう
にＲＯＩを設定すれば閾値法により安定してエッジを検
出できる。しかしながら、テーパを持つパターンなどの
場合は、同図（ｂ）のＰＦ８に示すように、ボトム位置
が明瞭でない場合がある。このため、同図（ｂ）中のＲ
ＯＩ８４とＲＯＩ８６との対比に示すように、ＲＯＩ境
界の位置が変化すると０％の位置がずれ、このためエッ
ジ位置もずれてしまい、測定結果に誤差が生じるという
問題があった。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、複雑な輪郭形状を有する図形または
パターンについても、容易にその輪郭を抽出できる方
法、パターン検査方法、パターン検査装置、プログラム
およびこれを格納したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段に
より上記課題の解決を図る。

【００１４】即ち、本発明によれば、検査対象である被
検査図形の画像を取得する手順と、この画像に対して、
円図形、楕円図形、矩形図形、両端のうち少なくとも一
端が半円、半楕円および放物線のいずれかで置換された
第１の矩形図形、四隅のうちの少なくとも一隅が１／４
円もしくは１／４楕円で置換された第２の矩形図形、並
びに、次式

【数４】 で表される閉曲線図形のいずれかを少なくとも含み、か
つ、各構成部分ごとにエッジ探索方向が予め定義付けさ
れている検査用図形によって上記被検査図形の検査領域
を定義する手順と、上記検査用図形に基づいて上記被検
査図形のエッジを探索して上記被検査図形の輪郭情報を
取得する手順と、を備える、図形の輪郭の抽出方法が提
供される。

【００１５】本発明にかかる図形の輪郭の抽出方法によ
れば、上記検査用図形に基づいて上記被検査図形のエッ
ジを探索するので、複雑な輪郭形状を有する被検査用図
形であっても、その輪郭情報を容易かつ安定して取得す
ることができる。

【００１６】本発明の一実施態様において、上記第１の
矩形図形は、上記少なくとも一端が凸部をなすように上
記半円、上記半楕円または上記放物線に置換された図形
と、上記少なくとも一端が凹部をなすように上記半円、
上記半楕円または上記放物線に置換された図形と、のう
ち少なくともいずれかを含む。

【００１７】上記少なくとも一端が凹部をなすように上
記半円、上記半楕円または上記放物線に置換された上記
第１の矩形図形を用いて上記被検査図形の検査領域を定
義する場合は、それぞれの端部が対向するように２つの
ライン状の被検査図形が配置されている場合や、長手方
向が互いに直交するように２つのライン状の被検査図形
が相互に近接して配置されている場合であっても、局所
的に被検査図形の輪郭と複数箇所で交わるようなエッジ
探索が行なわれるおそれが解消される。

【００１８】また、本発明の他の実施態様において、上
記検査領域を定義する手順は、複数個の上記検査用図形
の組合わせにより上記検査領域を定義する手順である。

【００１９】また、本発明によれば、検査対象である被
検査図形の画像を取得する手順と、上記画像のポテンシ
ャル関数Ｖを定義する手順と、上記ポテンシャル関数Ｖ
で表わされる値に対して相互に等しい値が繋がれて形成
される第１の曲線群を算出する手順と、上記第１の曲線
群にほぼ直交する第２の曲線群を算出する手順と、上記
第２の曲線群に沿った方向に上記被検査図形の輪郭を探
索して上記被検査図形の輪郭情報を取得する手順と、を
備える図形の輪郭の抽出方法が提供される。

【００２０】上記輪郭抽出方法によれば、上記画像のポ
テンシャル関数Ｖに基づいて算出された上記第２の曲線
群に沿った方向に上記被検査図形の輪郭を探索するの
で、上記被検査図形が複雑な輪郭形状を有する場合であ
っても、その輪郭情報を高い精度で取得することができ
る。

【００２１】上記図形輪郭の抽出方法の好適な実施態様
において、上記ポテンシャル関数Ｖを定義する手順は、
上記画像の平面を複素平面ｚ＝ｘ＋ｉｙで表わし、ｚ_ｉ
＝ｘ _ｉ＋ｉｙ_ｉに位置する画素の濃淡値またはＲＧＢ(R
ed Green Blue)値に基づいて上記のポテンシャル関数Ｖ
を上記画像上の任意の位置ｚにおけるポテンシャル関数
Ｖ（ｚ）として正則関数となるように定義する手順であ
り、上記第１の曲線群を算出する手順は、上記ポテンシ
ャル関数Ｖ（ｚ）に対してコーシー・リーマンの関係で
導かれる関数Ｗ（ｚ）を算出する手順であり、上記第２
の曲線群を算出する手順は、Ｗ＝定数となるｚ平面上の
曲線群を算出する手順である。

【００２２】Ｗ＝定数となるように算出されたｚ平面上
の上記曲線群は、関数Ｖ＋ｉＷが正則関数となるため
に、複素解析の原理によって上記ポテンシャル関数Ｖ
（ｚ）の曲線に対して常に直交する。

【００２３】また、本発明によれば、検査対象である被
検査図形の画像を取得する手順と、上記被検査図形の形
状に近似する形状を有する折れ線を作成する手順と、上
記折れ線に基づいてエッジ探索方向を決定する手順と、
上記画像を構成する画素の濃度分布を上記エッジ探索方
向に沿って分析して上記被検査図形のエッジ点座標を検
出する手順と、を備える図形の輪郭の抽出方法が提供さ
れる。

【００２４】上記図形輪郭の抽出方法によれば、上記被
検査図形の形状に近似する形状を有する上記折れ線に基
づいてエッジ探索方向を決定するので複雑な輪郭形状を
有する被検査用図形であっても、その輪郭情報を容易か
つ安定して取得することができる。

【００２５】また、本発明によれば、検査対象であるパ
ターンの画像を取得する手順と、この画像に対して、円
図形、楕円図形、矩形図形、両端のうち少なくとも一端
が半円、半楕円および放物線のいずれかで置換された第
１の矩形図形、四隅のうちの少なくとも一隅が１／４円
もしくは１／４楕円で置換された第２の矩形図形、並び
に、次式

【数５】 で表される閉曲線図形のいずれかを少なくとも含み、か
つ、各構成部分ごとにエッジ探索方向が予め定義付けさ
れている検査用図形によって上記パターンの検査領域を
定義する手順と、上記検査用図形に基づいて上記パター
ンのエッジを探索して上記パターンの輪郭情報を取得す
る手順と、を備えるパターン検査方法が提供される。

【００２６】本発明にかかるパターン検査方法によれ
ば、上記検査用図形に基づいて上記パターンのエッジを
探索するので、複雑な輪郭形状を有するパターンであっ
ても、その輪郭情報を容易かつ安定して取得することが
できる。

【００２７】本発明の好適な実施態様において、上記第
１の矩形図形は、上記少なくとも一端が凸部をなすよう
に上記半円、上記半楕円または上記放物線に置換された
図形と、上記少なくとも一端が凹部をなすように上記半
円、上記半楕円または上記放物線に置換された図形と、
のうち少なくともいずれかを含む。

【００２８】上記少なくとも一端が凹部をなすように上
記半円、上記半楕円または上記放物線に置換された上記
第１の矩形図形を用いて上記被検査図形の検査領域を定
義する場合は、それぞれの端部が対向するように２つの
ラインパターンが配置されている場合や、相互のパター
ンエッジの方向が互いに直交するように２つのラインパ
ターンが近接して配置されている場合であっても、局所
的にパターンエッジと複数箇所で交わるようなエッジ探
索が行なわれるおそれが解消される。

【００２９】また、本発明の他の好適な実施態様におい
て、上記検査領域を定義する手順は、複数個の上記検査
用図形の組合わせにより上記検査領域を定義する手順で
ある。

【００３０】また、本発明によれば、検査対象であるパ
ターンの画像を取得する手順と、上記画像のポテンシャ
ル関数Ｖを定義する手順と、上記ポテンシャル関数Ｖで
表わされる値に対して相互に等しい値が繋がれて形成さ
れる第１の曲線群を算出する手順と、上記第１の曲線群
にほぼ直交する第２の曲線群を算出する手順と、上記第
２の曲線群に沿った方向に上記パターンの輪郭を探索し
て上記パターンの輪郭情報を取得する手順と、を備える
パターン検査方法が提供される。

【００３１】上述したパターン検査方法の好適な実施態
様において、上記ポテンシャル関数Ｖを定義する手順
は、上記画像の平面を複素平面ｚ＝ｘ＋ｉｙで表わし、
ｚ_ｉ＝ｘ_ｉ＋ｉｙ_ｉに位置する画素の濃淡値またはＲＧ
Ｂ値に基づいて上記のポテンシャル関数Ｖを上記画像上
の任意の位置ｚにおけるポテンシャル関数Ｖ（ｚ）とし
て正則関数となるように定義する手順であり、上記第１
の曲線群を算出する手順は、上記ポテンシャル関数Ｖ
（ｚ）に対してコーシー・リーマンの関係で導かれる関
数Ｗ（ｚ）を算出する手順であり、上記第２の曲線群を
算出する手順は、Ｗ＝定数となるｚ平面上の曲線群を算
出する手順である。

【００３２】また、本発明によれば、検査対象であるパ
ターンの画像を取得する手順と、上記パターンの形状に
近似する形状を有する折れ線を作成する手順と、上記折
れ線に基づいてエッジ探索方向を決定する手順と、上記
画像を構成する画素の濃度分布を上記エッジ探索方向に
沿って分析して上記パターンのエッジ点座標を検出する
手順と、を備えるパターン検査方法が提供される。

【００３３】上述した図形の輪郭の抽出方法およびパタ
ーン検査方法において、上記折れ線を作成する手順は、
上記被検査図形または上記パターンの設計データに基づ
いて作成する手順でも良い。この場合は、より簡便に上
記第１の折れ線を作成することが可能になる。

【００３４】また、上記折れ線を作成する手順は、第１
の方向を有する第１の線分と、上記第１の方向にほぼ直
交する第２の方向を有する第２の線分との組み合わせで
構成される第１の折れ線を作成する手順と、上記画像に
上記第１の折れ線を重ね合せる手順と、上記第１の折れ
線の頂点を起点として所望の量だけ上記第１の折れ線の
領域を切り欠いて第２の折れ線を作成する手順とを含
み、上記エッジ探索方向を決定する手順は、上記第２の
折れ線に基づいてエッジ探索方向を決定する手順である
ことが望ましい。上記第２の折れ線が上記第１の折れ線
の頂点を起点とする切欠き部を有するので、上記被検査
図形または上記パターンがコーナ部で丸みを有する複雑
な形状を有する場合であっても、高い精度でかつ簡便に
エッジ点座標を検出することができる。

【００３５】上記第２の折れ線を作成する手順は、上記
第１の折れ線を構成する線分のうちで上記頂点を挟む２
つの線分がなす角を２等分する直線の法線に平行な方向
で上記第１の折れ線の領域を切り欠く手順を含むと良
い。これにより、上記被検査図形または上記パターンの
コーナ部におけるエッジ検出精度が向上する。

【００３６】上記エッジ探索方向は、上記第２の折れ線
に直交する方向であることが望ましい。これにより、上
記被検査図形または上記パターンの形状にほぼ垂直な方
向でのエッジ検出が可能になる。

【００３７】上記エッジ探索方向を決定する手順は、切
り欠き部を構成する線分に垂直であって上記切り欠き部
の線分を２等分する直線上の任意の点を中心点とする円
を作成し、この円周上の点と上記中心点とを結ぶ直線か
ら上記第２の折れ線の切り欠き部における上記エッジ探
索方向を選定する手順を含むものであっても良い。これ
によっても、上記被検査図形または上記パターンのコー
ナ部におけるエッジ検出精度が向上する。

【００３８】上記第１の折れ線を作成する手順は、上記
画像を処理して得られた上記被検査図形または上記パタ
ーンの概略の輪郭形状に基づいて上記第１の折れ線を作
成する手順であり、この概略の輪郭形状を取得する手順
は、上記被検査図形または上記パターンの画像の２値化
処理および差分フィルタ処理の少なくとも一つを含むと
好適である。

【００３９】上記第１の折れ線を作成する手順は、直線
および鍵型の線のうち少なくともいずれかを内部に含む
矩形または一つの頂点を共有し互いに相似形である２つ
の矩形で構成される第１のテンプレートと上記概略の輪
郭形状との間でパターンマッチングを実行する手順を含
むと良い。また、これとは代替的に、上記第１の折れ線
を作成する手順は、一つの頂点を共有し互いに相似形で
ある第１の矩形および第２の矩形で構成されて上記第１
の矩形の領域と残部の領域とが明暗の２つの属性におい
て相互に異なる第２のテンプレートと上記画像もしくは
上記画像内のコントラストの差異を明瞭にする処理がな
された被処理画像との間、または、一つの頂点を共有す
る鍵形および第３の矩形で構成されて上記鍵形の領域と
残部の領域とが上記明暗の２つの属性において相互に異
なる第３のテンプレートと上記画像もしくは上記被処理
画像との間でパターンマッチングを実行する手順を含む
ものでも良い。上述したパターンマッチングを実行する
ことにより、上記画像または上記被処理画像のデータか
らそのまま上記第１の折れ線を作成することが可能にな
る。

【００４０】上記パターンマッチングを実行する手順
は、上記被検査図形または上記パターンの設計データか
ら上記被検査図形または上記パターンの頂点の数量の情
報を取得し、この数量の情報に基づいてマッチングの個
数に制限を設ける手順を有することが好ましい。

【００４１】また、上記パターンマッチングを実行する
手順は、上記被検査図形または上記パターンの設計デー
タから上記パターンが閉曲線であるか否かの情報を取得
し、この情報に基づいてマッチングの個数に制限を設け
る手順を有するものでも良い。これらにより、上記被検
査図形または上記パターンの輪郭形状により近い第１の
折れ線を作成することが可能になる。

【００４２】また、本発明によれば、上述した図形の輪
郭の抽出方法、または上述したパターン検査方法をコン
ピュータに実行させるプログラムが提供される。

【００４３】さらに、本発明によれば、上述した図形の
輪郭の抽出方法、または上述したパターン検査方法をコ
ンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

【００４４】また、本発明によれば、検査対象であるパ
ターンの画像を取得する画像取得手段と、上記画像に対
して、円図形、楕円図形、矩形図形、両端のうち少なく
とも一端が半円、半楕円および放物線のいずれかで置換
された第１の矩形図形、四隅のうちの少なくとも一隅が
１／４円もしくは１／４楕円で置換された第２の矩形図
形、並びに、次式

【数６】 で表される閉曲線図形のいずれかを少なくとも含み、か
つ、各構成部分ごとにエッジ探索方向が予め定義付けさ
れている検査用図形を作成し、この検査用図形で画定さ
れる上記パターンの検査領域を定義する検査領域画定手
段と、上記検査用図形に基づいて上記パターンのエッジ
を探索して上記パターンの輪郭情報を取得する輪郭抽出
手段と、を備えるパターン検査装置が提供される。

【００４５】本発明にかかるパターン検査装置によれ
ば、上記検査用図形で画定される上記パターンの検査領
域を定義する検査領域画定手段と、上記検査用図形に基
づいて上記パターンのエッジを探索して上記パターンの
輪郭情報を取得する輪郭抽出手段とを備えるので、複雑
な輪郭形状を有するパターンであっても、その輪郭情報
を容易かつ安定して取得することができる。

【００４６】本発明の一実施態様において、上記第１の
矩形図形は、上記少なくとも一端が凸部をなすように上
記半円、上記半楕円または上記放物線に置換された図形
と、上記少なくとも一端が凹部をなすように上記半円、
上記半楕円または上記放物線に置換された図形と、のう
ち少なくともいずれかを含む。

【００４７】本発明の好適な実施態様において、上記検
査領域画定手段は、複数個の上記検査用図形の組合わせ
により上記検査領域を定義する。

【００４８】また、本発明のさらに好適な実施態様にお
いて、上記パターン検査装置は、上記画像と上記検査用
図形を表示する表示画面を含む表示手段と、上記円図
形、上記楕円図形、上記矩形図形、上記第１の矩形図
形、上記第２の矩形図形および上記閉曲線図形のうち少
なくとも一つを含み、かつ、各形状ごとに上記エッジ探
索方向が予め定義付けされて上記検査図形またはその構
成部分となる候補図形を上記表示画面に選択可能に表示
するＧＵＩ（Graphical User Interface）と、上記表示
画面上で上記検査領域を定義するときの基準となる位置
と上記候補図形とを指定する入力手段と、をさらに備
え、上記検査領域画定手段が、上記入力手段により指定
された上記基準となる位置および上記候補図形に基づい
て上記検査領域を定義する。

【００４９】また、本発明によれば、検査対象であるパ
ターンの画像を取得する画像取得手段と、上記画像のポ
テンシャル関数Ｖを定義し、このポテンシャル関数Ｖで
表わされる値に対して相互に等しい値が繋がれて形成さ
れる第１の曲線群を算出し、この第１の曲線群にほぼ直
交する第２の曲線群を算出する演算手段と、上記第２の
曲線群に沿った方向に上記パターンの輪郭を探索して上
記パターンの輪郭情報を取得する輪郭抽出手段と、を備
えるパターン検査装置が提供される。

【００５０】上記パターン検査装置の好適な実施態様に
おいて、上記演算手段は、上記画像の平面を複素平面ｚ
＝ｘ＋ｉｙで表わし、ｚ_ｉ＝ｘ_ｉ＋ｉｙ_ｉに位置する画
素の濃淡値またはＲＧＢ値に基づいて上記のポテンシャ
ル関数Ｖを上記画像上の任意の位置ｚにおけるポテンシ
ャル関数Ｖ（ｚ）として正則関数となるように定義し、
上記第１の曲線群は、上記ポテンシャル関数Ｖ（ｚ）に
対してコーシー・リーマンの関係で導かれる関数Ｗ
（ｚ）であり、上記第２の曲線群は、上記関数Ｗ（ｚ）
についてＷ＝定数となるｚ平面上の曲線群である。

【００５１】上述した図形の輪郭の抽出方法、パターン
検査方法およびパターン検査装置において、上記検査用
図形のエッジ探索方向は、その構成部分が直線部分であ
る場合には、その直線に直交する方向で定義付けられ、
また、その構成部分が上記円、上記半円もしくは上記１
／４円、または上記楕円、上記半楕円もしくは上記１／
４楕円である場合には、その動径の方向に沿って定義付
けられる。

【００５２】また、本発明によれば、検査対象であるパ
ターンの画像を取得する画像取得手段と、上記パターン
の形状に近似する形状を有する折れ線を作成する折れ線
作成手段と、上記折れ線に基づいてエッジ探索方向を決
定するエッジ探索方向決定手段と、上記画像を構成する
画素の濃度分布を上記エッジ探索方向に沿って分析して
上記パターンのエッジ点座標を検出する輪郭抽出手段
と、を備えるパターン検査装置が提供される。

【００５３】上記パターン検査装置の好適な実施態様に
おいて、上記エッジ探索方向決定手段は、上記第２の折
れ線に常に直交するように上記エッジ探索方向を決定す
る。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のいく
つかについて図面を参照しながら説明する。なお、図形
の輪郭抽出方法の実施の形態については、これを用いた
パターン検査方法の実施形態として説明する。

【００５５】（１）パターン検査装置の第１の実施形態 図１は、本発明にかかるパターン検査装置の第１の実施
の形態を示すブロック図である。同図に示すパターン検
査装置１００は、ＳＥＭユニット１１０と、電子光学系
制御部１２２と、ホストコンピュータ１２４と、メモリ
ＭＲ１，ＭＲ２と、画像処理ユニット１３０と、表示部
１２６と、入力部１２８とを備える。

【００５６】ＳＥＭユニット１１０は、基板Ｓを載置す
るステージ１１４と、電子光学系１１２と、二次電子検
出器１１６と、信号処理部１１８とを含む。電子光学系
１１２は、電子光学系制御部１２２から供給される制御
信号に従い、電子ビームＥＢを生成して検査対象である
微細パターンが形成された基板Ｓに電子ビームＥＢを照
射する。二次電子検出器１１６は、電子ビームＥＢの照
射により基板Ｓの表面から放出された二次電子／反射電
子／後方散乱電子を検出する。信号処理部１１８は、二
次電子検出器１１６により検出された二次電子／反射電
子／後方散乱電子から構成されるアナログ画像信号をデ
ィジタル信号に変換し、増幅してホストコンピュータ１
２４に供給する。

【００５７】ホストコンピュータ１２４は、メモリＭＲ
１に格納されたレシピファイルに従って装置全体を制御
し、電子光学系制御部１２２に制御信号を供給するとと
もに、信号処理部１１８から供給されるディジタル信号
を処理してパターンの表面の状態を表わすＳＥＭ画像と
なる画像信号を出力する。

【００５８】画像処理ユニット１３０は、画像取得部１
３２と、ＲＯＩ選択部１３４と、エッジ探索用曲線群算
出部１３６と、輪郭抽出部１３８と、パターン評価部１
５２とを含む。画像取得部１３２は、ホストコンピュー
タ１２４を介してＳＥＭユニット１１０により得られた
検査対象パターンの画像データを取得する。ＲＯＩ選択
部１３４は、本実施形態において検査領域画定手段を構
成し、予めエッジ探索方向が定義付けられた、検査対象
パターンのＲＯＩ境界を後述する手順により定義する。
輪郭抽出部１３８は、ＲＯＩ選択部１３４により定義さ
れたＲＯＩ境界上にある画素からＲＯＩ境界の内部に向
かって、予め定義付けられた探索方向に従ってエッジを
探索し、検査対象パターンのエッジ点座標を取得する。
パターン評価部１５２は、得られた輪郭情報により、目
的のパターンの寸法、面積、エッジラフネス、周囲長、
パターンの丸まり具合等を算出し、これらのパターンの
特徴量に基づいて検査対象パターンを検査する。

【００５９】入力部１２８は、キーボードＫＢおよびマ
ウスＭを含み、画像処理ユニット１３０に接続されてオ
ペレータの操作により処理用の入力信号を画像処理ユニ
ット１３０に供給する。

【００６０】表示部１２６は、画像処理ユニット１３０
に接続されてＳＥＭ画像および画像処理用のＧＵＩ並び
にＳＥＭ画像に重畳される各種の図形を表示する。

【００６１】表示部１２６の表示画面の一例を図２に示
す。同図に示す例では、表示画面が複数のフレームＦＲ
１〜ＦＲ３に分割され、第１フレームＦＲ１には検査対
象パターンのＳＥＭ画像が表示され、第２フレームＦＲ
２にはＲＯＩ形状選択部２２０とエッジ探索方向指定部
２２２が表示されている。表示画面２１０には、複数の
検査対象パターンの画像が示され、その一つに矩形状の
ＲＯＩ２１２が設定されている。ＲＯＩ形状選択部２２
０は、ＲＯＩ形状選択釦２２０ａの他、選択の候補とな
る境界形状の名称がプルダウンメニュー２２０ｂ〜２２
０ｆとして示されている。エッジ探索方向指定部２２２
は、ＲＯＩ境界内部へ向かう検索を指定する釦２２２ａ
と、ＲＯＩ境界の外側へ向かう検索を指定する釦２２２
ｂとを含む。

【００６２】図３は、プルダウンメニュー２２０ｂ〜２
２０ｆにより呼出可能なＲＯＩ境界形状（候補図形）の
一覧図である。矩形（Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ）２２０ｂに
は、それぞれＸ方向およびＹ方向の探索が可能な２つの
矩形状が示されている。円形・楕円形（Ｅｌｌｐｓｅ）
２２０ｃには、円形または楕円形のＲＯＩ境界が示され
ている。一端を半円・半楕円・放物線とした矩形（Ｃａ
ｐｓｕｌｅ１〜４（第１の矩形図形））２２０ｄ１〜２
２０ｄ４には、４種類のＲＯＩ境界が示されている。Ｃ
ａｐｓｕｌｅ１，２は、一端を半円、半楕円または放物
線とした矩形であり、Ｃａｐｓｕｌｅ１は、半円・半楕
円・放物線を矩形の一端から外側へ膨らむように配置し
た矩形であり、Ｃａｐｓｕｌｅ２は、半円・半楕円・放
物線を矩形を切り欠くようにその一端から内側へ配置し
た矩形である。Ｃａｐｓｕｌｅ３，４は、両端を半円、
半楕円または放物線とした矩形であり、Ｃａｐｓｕｌｅ
１，２と同様にして、Ｃａｐｓｕｌｅ３が矩形の両端か
ら外側へ膨らむように、また、Ｃａｐｓｕｌｅ４が矩形
の両端から矩形自身を切り欠くように半円・半楕円・放
物線をそれぞれ配置した矩形である。コーナを１／４
（楕）円とした矩形（Ｒｏｕｎｄ（第２の矩形図形））
２２０ｅ１〜２２０ｅ４は、それぞれ１隅〜４隅を１／
４（楕）円とした矩形（Ｒｏｕｎｄ１〜４）を含む。ポ
テンシャル曲線（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）２２０ｆは、エ
ッジ探索用曲線群の算出を指定する釦であり、その詳細
は後述する。

【００６３】図１に示すパターン検査装置１００の動作
について、本発明にかかるパターン検査方法の第１〜第
７の実施形態として以下に説明する。

【００６４】（２）パターン検査方法の第１の実施形態 本発明にかかるパターン検査方法の第１の実施の形態に
ついて説明する。本実施形態は、図２９の領域Ｅｐ２で
示した問題を解消するものである。

【００６５】図２９に示した半導体デバイスパターンＰ
２は、設計段階では概略矩形状に設計されているが、リ
ソグラフィ工程を経るとその形状は、コーナ部が丸まっ
た形状に変調されたものである。そこで本実施形態にお
いては、図４（ｃ）に示すように、ＲＯＩ境界の形状に
ついて、四隅のうち二つを１／４（楕）円で置き換えた
矩形で定義した。

【００６６】即ち、まず、検査対象パターンＰ２の画像
データをＳＥＭユニット１１０からホストコンピュータ
１２４を介して画像処理ユニット１３０の画像取得部１
３２に取込み、表示部１２６の表示画面２１０（図２参
照）に表示させる。

【００６７】次に、表示された画像に対して、図４
（ａ）に示すように、表示画面２１０上でパターンＰ２
の端部近傍の任意の位置ＳＰ２にマウスカーソルＣＳを
移動し、マウスＭをクリックすることによりパターンＰ
２近傍の左上に基準点ＳＰ２を指定する。次いで、図４
（ｂ）に示すように、矩形の対角線を設定するように、
所望の検査領域の右下隅となる位置ＳＰ２’までマウス
カーソルＣＳをドラッグし、検査対象領域のサイズを画
定させる。

【００６８】次に、表示画面２１０（第２フレームＦＲ
２）内のＲＯＩ形状選択部２２０からプルダウンメニュ
ーを引き出してＣａｐｓｕｌｅ釦２２０ｄを選択し、表
示されたＣａｐｓｕｌｅ１〜４のうち、Ｃａｐｓｕｌｅ
１（図３参照）の釦２２０ｄ１を選択する。これによ
り、図４（ｃ）に示すように、基準点ＳＰ２、ＳＰ２’
を結ぶ線を対角線とする矩形状であって、矩形境界の上
部の２つの角が１／４円で置換されたＲＯＩ境界１２を
設定する。本実施形態では、１／４円の半径Ｒ２は、Ｓ
Ｐ２、ＳＰ２’間の幅ｗ２に対して、 半径Ｒ２＝（ｗ／２）／１．６１８（黄金分割比）…（式１） となるように決定し、１／４円の両端で元の矩形境界の
辺と接するように数値計算によって中心位置ｃ２，ｃ
２’を決定した。このように、基準点ＳＰ２、ＳＰ２’
をマウス等で指定するだけで完全にＲＯＩ境界１２の形
状を決めることができる。

【００６９】次に、エッジ探索方向指定部２２２（図２
参照）の２つのボタンのうち、例えば釦２２２ａを選択
することにより、ＲＯＩ境界１２の内部へ向かうエッジ
探索方向を指定する。これにより、画像処理ユニット１
３０の輪郭抽出部１３８は、図４（ｄ）に示すように、
ＲＯＩ境界１２上にある画素からＲＯＩ境界１２の内部
に向かって、例えば以下の手順でエッジを探索する。

【００７０】 Ｅ１：ＲＯＩ境界１２からＸ軸に平行な方向 Ｅ２：ＲＯＩ境界１２から１／４円の中心Ｃ２に向かう
方向 Ｅ３：ＲＯＩ境界１２からＹ軸に平行な方向 Ｅ４：ＲＯＩ境界１２から１／４円の中心中心Ｃ２’に
向かう方向 Ｅ５：ＲＯＩ境界からＸ軸に平行な方向 本実施形態のエッジ探索においては、各探索方向に対し
て画素の濃淡値を調べていき、濃淡値がその最大値と最
小値の５０％となる位置のうち最も外側となる座標をエ
ッジ点座標と定義した。

【００７１】上述の方法により、図２９の領域Ｅｐ２に
おけるエッジ抽出の失敗が解消される。

【００７２】なお、本実施形態においてはマウスカーソ
ルＣＳの位置を画像上で読取ることによりＲＯＩ境界を
定義したが、例えばＳＰ２，ＳＰ２’の位置をデータと
してパターン検査装置１００のメモリＭ２に予め格納し
ておき、検査に先立ってそのデータを読込んで上述した
ようにＲＯＩを生成することも可能である。

【００７３】本実施形態では矩形領域の角を１／４円で
置き換えたが、これは１／４楕円であっても良い。ま
た、矩形領域の大きさに対する楕円の長径・短径または
円の半径の割合も上述した黄金分割比に限ることなく、
適時変更が可能である。または類似の閉曲線として

【数７】 で表わされる曲線を用いても良い。

【００７４】本実施形態においては、ＲＯＩ境界１２の
内側に向かってエッジを探索したが、エッジ探索方向指
定部２２２の釦２２２ｂを選択することにより、図４
（ｅ）に示すように、ＲＯＩ境界１２の内側から外側へ
向かって探索しても良い。

【００７５】さらに、本実施形態においてはエッジ点座
標の決定方法として閾値法を採用したが、これに限るこ
となく、エッジの状態に応じて適時変更が可能である。
即ち、ルーフエッジ画像に対してはピーク位置をエッジ
とすればよいし、ステップエッジ画像に対しては探索方
向に沿って濃淡値の微分・二次微分を計算し、その絶対
値が最大となる位置をエッジ点座標として決定しても良
い。各種の二次元フィルターとの併用も勿論可能であ
る。これらの点は、次記する第２〜第６の実施形態につ
いても同様である。

【００７６】（３）パターン検査方法の第２の実施形態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第２の実施の
形態について図５を参照しながら説明する。本実施形態
は、図３０の領域Ｅｐ４，６，８，１０に示す問題点を
解決するものである。

【００７７】本実施形態においては、ＲＯＩ境界の形状
を、矩形の両端を半円で置き換えた図形（図３のＣａｐ
ｓｕｌｅ３）によって定義した。

【００７８】即ち、まず、ＳＥＭユニット１１０からホ
ストコンピュータ１２４を介して検査対象パターンＰ４
の画像データを取得し、画像処理ユニット１３０の画像
取得部１３２に取込むとともに、その画像を表示部１２
６に表示する。

【００７９】次に、表示された検査対象パターンＰ４に
対して、図５（ａ）に示すように、表示部１２６の表示
画面２１０上でパターンＰ４の左上の任意の位置にマウ
スカーソルＣＳを移動し、クリックすることにより基準
点ＳＰ４を指定した。次いで、検査領域の右下隅ＳＰ
４’までカーソルＣＳをドラッグした。

【００８０】次に、表示画面２１０（第２フレームＦＲ
２）内のＲＯＩ形状選択部２２０からプルダウンメニュ
ーを引き出してＣａｐｓｕｌｅ釦２２０ｄを選択し、表
示されたＣａｐｓｕｌｅ１〜４のうち、Ｃａｐｓｕｌｅ
３（図３参照）の釦２２０ｄ３を選択する。これによ
り、図５（ｂ）に示すように、基準点ＳＰ４、ＳＰ４’
によって決定された矩形境界の上下の２辺が半円で置換
されてＲＯＩ境界１４が設定される。本実施形態におい
て半円の半径Ｒ４は、ＳＰ４、ＳＰ４’間の幅ｗ４に対
してｗ４／２となるように定義し、半円の両端で元の矩
形境界の辺と接するようにした。このように、ＳＰ４、
ＳＰ４’をマウスで指定するだけで容易にＲＯＩ境界１
４の形状を決めることができる。

【００８１】次に、エッジ探索方向指定部２２２（図２
参照）の２つの釦のうち例えば釦２２２ａを選択するこ
とにより、エッジ探索方向を指定する。これにより、画
像処理ユニット１３０の輪郭抽出部１３８は、図５
（ｃ）に示すように、ＲＯＩ境界１４上にある画素から
ＲＯＩ境界１４の内部に向かって、例えば以下の手順で
エッジを探索する。

【００８２】 Ｅ１１：ＲＯＩ境界１４から円の中心Ｃ４に向かう方向 Ｅ１２：ＲＯＩ境界１４からＸ軸に平行な方向 Ｅ１３：ＲＯＩ境界１４から中心Ｃ４’に向かう方向 Ｅ１４：ＲＯＩ境界１４からＸ軸に平行な方向 本実施形態においても、各探索方向に対して画素の濃淡
値を調べていき、濃淡値がその最大値と最小値の５０％
となる位置のうち最も外側となる座標をエッジ点座標と
定義した。

【００８３】以上の方法により、図３０の領域Ｅｐ４，
６，８，１０におけるエッジ抽出の失敗が解消する。

【００８４】なお、本実施形態においても、ＲＯＩ境界
コーナ部の形状・サイズの選択、エッジ探索における境
界領域の内側／外側の切換、およびエッジ点座標の決定
方法などは、上述した第１の実施形態と同様に適宜変更
可能である。

【００８５】（４）パターン検査方法の第３の実施形態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第３の実施の
形態について図６を参照しながら説明する。本実施形態
は図３１の領域Ｅｐ１２，１４に示す問題点を解消する
ものであり、その特徴は、複数のＲＯＩ境界形状を組合
わせることにより複雑なパターンに適合するＲＯＩ境界
を設定する点にある。

【００８６】まず、検査対象パターンＰ６の画像データ
をＳＥＭユニット１１０からホストコンピュータ１２４
を介して画像処理ユニット１３０の画像取得部１３２に
取込み、表示部１２６の表示画面２１０（図２参照）に
表示させる。

【００８７】次に、表示された画像に対して、マウスド
ラッグとプルダウンメニュー中のＲｅｃｔａｎｇｌｅ釦
２２０ｂの選択とにより、図６（ａ）に示すように、第
１のＲＯＩ境界１６ａ’を設定する。

【００８８】次に、マウスドラッグとプルダウンメニュ
ー中のＲｏｕｎｄ２（図３参照）の選択とにより、図６
（ｂ）に示すように、第２のＲＯＩ境界１６ｂ’を設定
する。

【００８９】次に、第１のＲＯＩ境界１６ａ’と第２の
ＲＯＩ境界１６ｂ’とで囲まれる領域を合成して図６
（ｃ）に示すように、一つのＲＯＩ境界１６を作成し、
ＲＯＩ境界１６内の各領域に対応してエッジ探索方向を
以下のように決定し、ＲＯＩ境界１６上にある画素から
ＲＯＩ境界１６の内部に向かってエッジを探索した。

【００９０】 Ｅ２１：ＲＯＩ境界１６からＸ軸に平行な方向 Ｅ２２：ＲＯＩ境界１６からＹ軸に平行な方向 Ｅ２３：ＲＯＩ境界１６から１／４円の中心Ｃ６に向か
う方向 Ｅ２４：ＲＯＩ境界１６からＸ軸に平行な方向 Ｅ２５：ＲＯＩ境界１６から中心Ｃ６’に向かう方向 Ｅ２６：ＲＯＩ境界１６からＹ軸に平行な方向 Ｅ２７：ＲＯＩ境界１６からＸ軸に平行な方向 Ｅ２８：ＲＯＩ境界１６からＸ軸に平行な方向 ここでエッジ探索は、実施形態（２）および（３）と同
様に、濃淡値の最大値と最小値の５０％となる位置のう
ち最も外側となる座標をエッジ点座標と定義した。

【００９１】上述した本実施形態の方法により、図３１
の領域Ｅｐ１２，１４におけるエッジ抽出の失敗が解消
する。

【００９２】なお、本実施形態においても、ＲＯＩ境界
コーナ部の形状・サイズの選択、エッジ探索における境
界領域の内側／外側の切換、およびエッジ点座標の決定
方法などは、上述したパターン検査方法の第１および第
２の実施形態と同様に適宜変更可能である。

【００９３】（５）パターン検査方法の第４の実施形態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第４の実施の
形態について図７を参照しながら説明する。本実施形態
の特徴も前述した第３の実施形態と同様に、複数のＲＯ
Ｉ境界形状を組合わせることにより図３２の領域Ｅｐ１
８〜Ｅｐ３０に示す問題点を解消する点にある。

【００９４】まず、検査対象パターンＰ８の画像データ
をＳＥＭユニット１１０からホストコンピュータ１２４
を介して画像処理ユニット１３０の画像取得部１３２に
取込み、表示部１２６の表示画面２１０（図２参照）に
表示させる。

【００９５】次に、表示された画像に対して、マウスド
ラッグとプルダウンメニュー中のＲｏｕｎｄ４釦２２０
ｅ４の選択とにより、図７（ａ）に示すように、第１の
ＲＯＩ境界２０ａ’を設定する。

【００９６】次に、マウスドラッグとプルダウンメニュ
ー中のＥｌｌｉｐｓｅ釦２２０ｃ（図３参照）の選択と
により、図７（ｂ）に示すように、検査パターンＰ８の
４隅について第２のＲＯＩ境界２０ｂ’〜２０ｅ’を設
定する。

【００９７】次に、第１のＲＯＩ境界２０ａ’と第２の
ＲＯＩ境界２０ｂ’〜２０ｅ’とで囲まれる領域を合成
して図７（ｃ）に示すように、一つのＲＯＩ境界２０を
作成してＲＯＩ境界２０内の各領域に対応してエッジ探
索方向を以下のように決定し、さらに、ＲＯＩ境界２０
上にある画素からＲＯＩ境界２０の内部に向かってエッ
ジを探索する。

【００９８】 Ｅ３１：ＲＯＩ境界２０からＹ軸に平行な方向 Ｅ３２：ＲＯＩ境界２０から円の中心Ｃ８ａに向かう方
向 Ｅ３３：ＲＯＩ境界２０からＸ軸に平行な方向 Ｅ３４：ＲＯＩ境界２０から中心Ｃ８ｂに向かう方向 Ｅ３５：ＲＯＩ境界２０からＹ軸に平行な方向 Ｅ３６：ＲＯＩ境界２０から中心Ｃ８ｃに向かう方向 Ｅ３７：ＲＯＩ境界２０からＸ軸に平行な方向 Ｅ３８：ＲＯＩ境界２０から中心Ｃ８ｄに向かう方向 本実施形態においても、エッジ探索におけるエッジ点座
標は、上述した第１〜第４の実施形態と同様に、濃淡値
の最大値と最小値の５０％となる位置のうち最も外側と
なる座標と定義した。

【００９９】本実施形態のパターン検査方法により、図
３２の領域Ｅｐ１６〜Ｅｐ３０におけるエッジ抽出の失
敗が解消する。

【０１００】なお、本実施形態においても、上述した実
施形態と同様に、ＲＯＩ境界コーナ部の形状・サイズの
選択、エッジ探索における境界領域の内側／外側の切
換、およびエッジ点座標の決定方法などは適宜変更可能
である。

【０１０１】（６）パターン検査方法の第５の実施形態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第５の実施の
形態について図８を参照しながら説明する。本実施形態
は、図３３に示す問題点を解消するものであり、その特
徴は、矩形を切り欠くように半円・半楕円・放物線をそ
の両端から内側へ向けて配置した矩形状を用いてＲＯＩ
境界を設定する点にある。

【０１０２】まず、検査対象パターンＰ１０，Ｐ１２の
画像データをＳＥＭユニット１１０からホストコンピュ
ータ１２４を介して画像処理ユニット１３０の画像取得
部１３２に取込み、表示部１２６の表示画面２１０（図
２参照）に表示させる。

【０１０３】次に、図８（ａ）に示すように、表示され
た画像に対してＲＯＩ境界の対向するコーナの一端とな
り得る位置にマウスカーソルＣＳを移動し、マウスＭを
クリックすることにより、パターンＰ１０の先端の左上
に基準点ＳＰ１２を指定する。次いで、ＲＯＩ境界の対
向するコーナの他端となり得る位置にマウスカーソルＣ
Ｓをドラッグし、基準点ＳＰ１２’を指定する。

【０１０４】次に、基準点ＳＰ１２，１２’により決定
された矩形境界の左右の両端を境界の内側を向くように
半円で置き換えることにより、図８（ｂ）に示すよう
に、ＲＯＩ境界２２を設定する。ここでは、前述した第
１の実施形態と同様に、半円の半径を基準点ＳＰ１２，
１２’により決定される矩形境界幅ｗ１２に対してｗ１
２／２となるように設定し、半円の両端で元の矩形境界
の辺と接するようにする。これは、表示画面２１０中の
プルダウンメニューからＣａｐｓｕｌｅ４の釦２２０ｄ
４を選択することにより容易に設定できる。

【０１０５】このように本実施形態についても、マウス
Ｍを用いて基準点ＳＰ１２，１２’を指定するだけでＲ
ＯＩ境界２２を設定できる。

【０１０６】次に、エッジ探索方向指定部２２２（図２
参照）の２つの釦のうち例えば釦２２２ｂを選択するこ
とにより、エッジ探索方向を指定する。これにより、画
像処理ユニット１３０の輪郭抽出部１３８は、図８
（ｃ）に示すように、ＲＯＩ境界２２上にある画素から
ＲＯＩ境界２２内部の各領域に向かって、例えば以下の
手順でエッジを探索する。

【０１０７】 Ｅ４１：ＲＯＩ境界２２から円の中心Ｃ１２へ向う方向 Ｅ４２：ＲＯＩ境界２２から円の中心Ｃ１２’へ向う方
向 さらに、上述した閾値法により、エッジ点座標を決定し
た。

【０１０８】本実施形態においては、矩形境界の上下の
両辺についてエッジ探索を実行しないが、必要に応じて
図３のＣａｐｓｕｌｅ４で示す探索方向へのエッジ探索
を追加しても良い。

【０１０９】なお、本実施形態においても、上述した実
施形態と同様に、ＲＯＩ境界両端部の形状・サイズの選
択、エッジ探索における境界領域の内側／外側の切換、
およびエッジ点座標の決定方法などは適宜変更可能であ
る。

【０１１０】（７）パターン検査方法の第６の実施形態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第６の実施の
形態について図９を参照しながら説明する。本実施形態
は、図３４に示す問題点を解消するものであり、その特
徴は、矩形を切り欠くように半円・半楕円・放物線をそ
の一端から内側へ向くように配置した矩形状を用いてＲ
ＯＩ境界を設定する点にある。

【０１１１】まず、検査対象パターンＰ１４，Ｐ１８の
画像データをＳＥＭユニット１１０からホストコンピュ
ータ１２４を介して画像処理ユニット１３０の画像取得
部１３２に取込み、表示部１２６の表示画面２１０（図
２参照）に表示させる。

【０１１２】次に、図９（ａ）に示すように、表示され
た画像に対してパターンＰ１４の先端部の近傍であって
ＲＯＩ境界の対向するコーナの一端となり得る位置にマ
ウスカーソルＣＳを移動し、マウスＭをクリックするこ
とにより、パターンＰ１４の先端の左上に基準点ＳＰ１
４を指定する。次いで、パターンＰ１８の下部領域内で
ＲＯＩ境界の対向するコーナの他端となり得る位置にマ
ウスカーソルＣＳをドラッグし、基準点ＳＰ１４’を指
定する。

【０１１３】次に、基準点ＳＰ１４，１４’により決定
された矩形境界の左右の両端のうちパターンＰ１４の先
端部を覆う一端を半円で置換えることにより、図９
（ｂ）に示すように、ＲＯＩ境界２４ａを設定する。こ
こで、前述した第１の実施形態と同様に、半円の半径Ｒ
１４を基準点ＳＰ１４，１４’により決定される矩形境
界の幅ｗ１４に対してｗ１４／２となるように設定し、
半円の両端で元の矩形境界の辺と接するようにする。こ
れは、表示画面２１０中のプルダウンメニューからＣａ
ｐｓｕｌｅ２の釦２２０ｄ２を選択することにより容易
に設定できる。

【０１１４】このように、本実施形態についても、マウ
スＭを用いて基準点ＳＰ１４，１４’を指定するだけで
ＲＯＩ境界２４ａを設定できる。

【０１１５】次に、ＲＯＩ境界２４ａの右側の辺に平行
な線をＲＯＩ境界２４ａ内のパターンＰ１８の外側に設
定し、これによりパターンＰ１８のエッジを探索するた
めの補助線２４ｂを設定する。

【０１１６】次に、エッジ探索方向指定部２２２（図２
参照）の２つの釦のうち例えば釦２２２ｂを選択するこ
とにより、エッジ探索方向を指定する。これにより、画
像処理ユニット１３０の輪郭抽出部１３８は、図９
（ｃ）に示すように、ＲＯＩ境界２４ａの半円上にある
画素から半円の中心Ｃ１４へ向って、かつ、補助線２４
ｂからＲＯＩ境界２４ａの外側へ向かって、例えば以下
の手順でエッジを探索する。

【０１１７】 Ｅ５１：ＲＯＩ境界２４ａから円の中心Ｃ１４へ向う方
向 Ｅ５２：補助線２４ｂから右側へ向う方向 さらに、上述した閾値法により、エッジ点座標を決定し
た。

【０１１８】本実施形態においても、矩形境界の上下の
両辺についてはエッジ探索を実行しないが、必要に応じ
て図３のＣａｐｓｕｌｅ２で示す探索方向へのエッジ探
索を追加しても良い。

【０１１９】なお、本実施形態においても、上述した実
施形態と同様に、ＲＯＩ境界端部の形状・サイズの選
択、エッジ探索における境界領域の内側／外側の切換、
およびエッジ点座標の決定方法などは適宜変更可能であ
る。

【０１２０】（８）パターン検査方法の第７の実施形態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第７の実施の
形態について図１０を参照しながら説明する。本実施形
態の特徴は、ＳＥＭ画像のピクセルのグレーレベルに基
づいて等ポテンシャル曲線を導き、この等ポテンシャル
曲線に直交する曲線群を作成し、得られた曲線群に沿っ
てエッジ探索を実行する点にある。

【０１２１】まず、上述した実施形態と同様に、検査対
象パターンＰ２０の画像データをＳＥＭユニット１１０
からホストコンピュータ１２４を介して画像処理ユニッ
ト１３０の画像取得部１３２に取込み、表示部１２６の
表示画面２１０（図２参照）に表示させる。

【０１２２】次に、表示された画像について上述したマ
ウスドラッグとプルダウンメニュー中のＲｅｃｔａｎｇ
ｌｅ釦２２０ｂの選択とにより、図１０（ａ）に示すよ
うに、検査対象となる注目領域２６を設定する。

【０１２３】次に、プルダウンメニュー２２０中のＰｏ
ｔｅｎｔｉａｌ釦２２０ｆをマウスカーソルＣＳの移動
とマウスＭのクリックにより指定する。これにより、画
像処理ユニット１３０のエッジ探索用曲線算出部１３６
（図１参照）は、以下の演算処理を実行する。

【０１２４】即ち、まず、注目領域２６内で画像が属す
る平面を複素平面ｚ＝ｘ＋ｉｙとみなし、位置ｚ_ｉ＝ｘ
_ｉ＋ｉｙ_ｉにあるピクセルのグレーレベルｇ_ｉにもとづ
いて、画像上の位置ｚにおける画像のポテンシャル関数
を次式で定義する。

【０１２５】

【数８】 ここでｆ（ｇ_ｉ）はｇ_ｉに関して単調な関数、ｈ（｜ｚ
−ｚ_ｉ｜）は｜ｚ−ｚ _ｉ｜と共に滑らかに減少する関数
であり、例えば以下のような形にすることによって、ｚ
平面上で微分可能な関数とすることができる。

【０１２６】

【数９】 この関数の等ポテンシャル曲線を図１０（ｂ）に示す。
同図内で等高線に類似の破線３２が等ポテンシャル曲線
（第１の曲線群）である。しかしながら、このような等
高線の計算には時間を要するため、破線３２は画面上に
表示しなくても良い。

【０１２７】次いで、（式３）のポテンシャル関数と以
下のコーシー・リーマンの関係で導かれる関数Ｗ（ｚ）
を算出した。

【０１２８】

【数１０】 次に、数値計算によってＷを計算し、図１０（ｃ）に示
すように、Ｗ＝Ｃｏｎｓｔ．となるｚ平面状の曲線群３
４（第２の曲線群）を適当な刻みのＣｏｎｓｔ．を順次
与えることにより作図する。関数Ｖ＋ｉＷは正則関数と
なるために、この曲線群３４は複素解析の原理によっ
て、常に等ポテンシャル曲線３２に対して直交する。

【０１２９】最後に、このようにして得られた曲線群３
４に沿って従来の方法と同様にエッジを探索する。この
結果、パターンＰ２０のように、従来の技術では失敗し
ていた複雑なパターンについてエッジ探索が成功する。

【０１３０】（９）パターン検査装置の第２の実施形態 次に、本発明にかかるパターン検査装置の第２の実施の
形態について説明する。図１１は、本実施形態のパター
ン検査装置の概略構成を示すブロック図である。図１と
の対比において明らかなように、図１１に示すパターン
検査装置１２０の特徴は、画像処理ユニット１３０に代
えて画像処理ユニット１５０を備え、さらに必要に応じ
てこの画像処理ユニット１５０に設計データ１６２が取
込まれる点にある。パターン検査装置１２０のその他の
構成要素は、図１に示すパターン検査装置１００と実質
的に同一である。

【０１３１】画像処理ユニット１５０は、画像取得部１
３２、輪郭抽出部１３８およびパターン評価部１５２の
他、本実施形態において特徴的な折れ線作成部１５４、
切り欠き処理部１５６およびエッジ探索方向算出部１５
８を含む。折れ線作成部１５４と切り欠き処理部１５６
は、本実施形態において折れ線作成手段を構成する。画
像取得部１３２は、検査対象パターンのＳＥＭ画像をＳ
ＥＭユニット１１０から取得し、雑音除去および２値化
の処理を実行した後に、パターンの概略輪郭を抽出す
る。折れ線作成部１５４は、本実施形態において第１の
折れ線作成手段を構成し、後述する方法により、パター
ンの形状に近い形状を持つ折れ線を作成する。切り欠き
処理部１５６は、折れ線作成部１５４で作成された折れ
線の頂点を抽出し、各頂点について切り欠きの処理を実
行する。エッジ探索方向算出部１５８は、折れ線作成部
１５４により作成された折れ線形状に基づいてエッジ探
索方向を算出する。輪郭抽出部１３８は、算出されたエ
ッジ探索方向に沿ってパターンのエッジ点座標等の輪郭
情報を抽出する。

【０１３２】図１１に示すパターン検査装置のより具体
的な動作について、本発明にかかるパターン検査方法の
第８〜第１０の実施の形態として以下に説明する。以下
の説明においては、サンプルとして石英上にＣｒ膜で形
成されたパターンを検査する場合について説明する。

【０１３３】（１０）パターン検査方法の第８の実施形
態 図１２は、本実施形態のパターン検査方法を説明するフ
ローチャートであり、また、図１３〜図２０は、本実施
形態のパターン検査方法の説明図である。

【０１３４】まず、検査対象パターンが形成されたサン
プル（レチクル）をＳＥＭユニット１１０の試料室に搬
入し、ステージ１１４を操作して検査対象パターンのＳ
ＥＭ画像を取得する（ステップＳ１）。図１３に示すパ
ターンＰ２２は、検査対象パターンの一例である。同図
に示すパターンＰ２２は、４隅のうちの１つが外側領域
に向って膨張したような矩形状を有する。図１４は、検
査対象パターン２２のＳＥＭ画像の一例を示す。

【０１３５】次に、得られたＳＥＭ画像の画像データに
対してミディアンフィルタでごま塩雑音を除去し（ステ
ップＳ２）、次いで２値化処理を実行する（ステップＳ
３）。２値化処理後のパターンＰ２２のＳＥＭ画像を図
１５に示す。同図において、Ｃｒに基づく部分とパター
ンエッジ部分とはより明るくなるので、白く表示され、
また、それ以外のクオーツの部分はより暗いので黒く表
示されている。この２値化画像に対して輪郭追跡法など
により白部分での概略の輪郭線を抽出する（ステップＳ
４）。

【０１３６】次に、この概略輪郭線を水平線と垂直線で
構成される折れ線に近似させる。本実施形態における折
れ線形状の作成方法は、次のとおりである。

【０１３７】まず、図１６（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示
すような数種類のテンプレートＴＰ２，ＴＰ４，ＴＰ６
（第１のテンプレート）を予め準備しておき、これらの
テンプレートと輪郭線とのパターンマッチングをそれぞ
れ実行する（ステップＳ５）。マッチングは各テンプレ
ートについて回転・拡大／縮小・平行移動の座標変換を
施しながら実行する。これにより、テンプレートと実際
の画像との間でサイズの相異等があってもマッチングが
可能になる。

【０１３８】次に、各テンプレートの形状のうち、マッ
チングがとれた部分の形状を互いに伸ばしてつなぎ合わ
せ、パターンの概略輪郭に近似する折れ線（第１の折れ
線形状）を作成する（ステップＳ６）。このように作成
した折れ線の一例を図１７に示す。同図に示す折れ線Ｐ
Ｌ２は、図１３に示すパターンＰ２２について作成した
ものである。なお、設計データ１６２（図１１参照）な
どからこのパターンが閉曲線か否か、または、頂点の数
などの情報を取得し、これによりマッチングに制限をか
けることも可能である。

【０１３９】次に、この折れ線の頂点を抽出し、各頂点
について切り欠きの処理を実行する（ステップＳ７）。
図１８は、切り欠き処理の具体的方法の説明図である。
まず、頂点４２を挟む二つの線分で形成される角のう
ち、小さい方の角θ２を２等分する方向に直線４４を作
成し、次に、この直線４４に直交する法線４６を作成す
る。さらに、この法線４６に平行な方向に頂点を中心と
して折れ線を切り欠く。切り欠きの大きさは測定者によ
り任意に決定できる。このような切り欠き処理を実行し
た後の折れ線（第２の折れ線形状）ＰＬ４を図１９に示
す。

【０１４０】次に、作成された折線ＰＬ４に対して垂直
な方向に一定の間隔で探索方向を算出する（ステップＳ
８）。即ち、図１９の矢印に示すように、折線ＰＬ４の
水平部分では垂直な方向に、垂直部分では水平な方向
に、また、切り欠きの部分では切り欠きの各線分に垂直
な方向に探索する。

【０１４１】本実施形態においては、図１４に示すよう
に、Ｃｒ膜の島状パターンを測定するので、エッジの探
索は、パターンの外側から内側に向かって実行した。即
ち、折れ線ＰＬ４の外側から内側に向かう方向である。
図１５の２値化画像については黒部分から白部分に向か
う方向になる。

【０１４２】本実施形態とは逆に、Ｃｒ膜内に穴状のパ
ターンが形成されている場合は、エッジの探索は、パタ
ーンの内側から外側へ向かって実行する。即ち、折れ線
の内側から外側へ向かう方向である。２値化画像につい
て説明すると、その黒部分から白部分に向かう方向であ
る。

【０１４３】本実施形態では石英上にＣｒ膜でパターン
が形成されているサンプルなので、エッジ探索方向は、
常に２値化画像の黒部分（石英）から白部分（Ｃｒ膜）
に向かう方向となるが、これとは異なる膜構成のサンプ
ルを測定する場合には、白部分から黒部分に向かってエ
ッジ探索を実行する場合もある。

【０１４４】また、切り欠き部分でのエッジ探索方向は
以下のように算出しても良い。即ち、図２０に示すよう
に、切り欠き部分５６の線分４６’を底辺とする直角２
等辺三角形５２を、その直角部分の頂点５３が折れ線Ｐ
Ｌ２の内側に来るように作成する。さらに、この頂点５
３を中心とし、三角形５２の二等辺部分を半径とする１
／４円を作成する。即ち、１／４円の両端点は切り欠き
の線分４６’の始点および終点に一致する。次に、１／
４円から頂点４２に向かう方向に一定の角度間隔でエッ
ジ探索を実行する。なお、１／４円の中心は二等辺三角
形５２の頂点５３でなくても、切り欠き部分の線分４
６’に垂直で、この線分４６’を２等分する直線５４上
の任意の点でも良い。

【０１４５】また、検索の長さ（幅）は、折れ線ＰＬ４
からみて外側と内側がそれぞれ等しくなるように設定し
ておく。これにより、常に同じＲＯＩ幅でエッジを抽出
することが可能になる。

【０１４６】以上のように算出された探索方向に沿って
予め決められたアルゴリズムに従いエッジの探索を行
い、パターンＰ２２のエッジ輪郭を抽出する（ステップ
Ｓ９）。

【０１４７】最後に、得られた輪郭情報により、検査対
象パターンＰ２２の寸法、面積、エッジラフネス、周囲
長、パターンの丸まり具合等を算出し（ステップＳ１
０）、検査結果を出力する。

【０１４８】なお、本実施形態においてはパターンの概
略輪郭を作成するために２値化処理を用いたが、これに
限ることなく、例えば差分フィルタなど他の手法を用い
ても良い。また、本実施形態では取得した画像に対して
ミディアンフィルタ処理により前処理を施したが、これ
に代えて移動平均、重み付け移動平均などを用いても良
い。また、本実施形態のパターン検査方法は、表示部１
２６の表示画面２１０でＳＥＭ画像を観察しながら画像
処理ユニット１５０上でオンラインで同時に操作しても
良いし、またはＳＥＭ画像を取得した後に、オフライン
で操作しても良い。さらに、折れ線ＰＬ２を作成するた
めに本実施形態においては直線またはカギ型の折れ線が
含まれるテンプレートＴＰ４，ＴＰ６およびＴＰ８を利
用したが、検査対象のパターンが単純な島状パターンで
ある場合は、概略の輪郭線から外接四角形または内接四
角形を作成する方法でも良い。以上の点は、次記する第
９および第１０の実施形態についても同様である。

【０１４９】（１１）パターン検査方法の第９の実施形
態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第９の実施の
形態について図面を参照しながら説明する。図２１は、
本実施形態のパターン検査方法の概略手順を示すフロー
チャートであり、また、図２２〜図２５は、本実施形態
のパターン検査方法の説明図である。本実施形態におい
ても、検査対象パターンとして図１３に示すパターンＰ
２２を取上げて説明する。

【０１５０】まず、図２１に示すように、前述した第８
の実施形態と同様に、微細パターンが形成されているサ
ンプルをＳＥＭユニット１１０の試料室内に搬入し、ス
テージ１１４を操作して検査対象パターンＰ２２のＳＥ
Ｍ画像を取得して、ノイズ除去および２値化処理を実行
する（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。

【０１５１】次に、図２２に示すようなテンプレートＴ
Ｐ１２（第２のテンプレート）を準備し、２値化処理後
のＳＥＭ画像に対してパターンマッチングを実行し（ス
テップＳ１４）、頂点を抽出する（ステップＳ１５）。
このとき、テンプレートＴＰ１２について回転やスケー
ル等の点で自由度をもたせ、かつ、テンプレートＴＰ１
２の明暗（白黒）の情報を無視してパターンマッチング
を実行した。このようなパターンマッチングの結果を図
２３に示す。同図中×印をつけた箇所５８ａ〜５８ｈが
テンプレートにマッチした箇所である。このとき、画面
内のパターンに頂点がいくつ有るか、また、パターンが
閉曲線か否かについては、パターンの設計データ１６２
（図１１参照）等から抽出してマッチングに制限をかけ
た。

【０１５２】次に、抽出された頂点同士を線分でつな
ぐ。このとき、次の制限を設けた。即ち、 １）頂点から線分をのばす方向はマッチングされたテン
プレートと同じ方向で２方向のみとする。 ２）線分は１方向に対して１本のみ他の線分と交わるも
のとする。 ３）線分が他の線分と交わった時点、または画面の端ま
で到達した時点で線分の延長を中止する。

【０１５３】このようにして図１７と同様の第１の折れ
線ＰＬ２を作成した（ステップＳ１６）。

【０１５４】また、頂点同士を結ぶためには次のような
方法を用いても良い。まず、設計データ１６２等から検
査対象パターンＰ２２の図形を読み込み、これを例えば
フリーマンのチェーンコードに変換する。フリーマンの
チェーンコードとは、図２４に示すように、４５°を単
位とした方向のそれぞれに番号を付け、図形の形状を数
字コードで表現する方法である。例えば本実施形態で測
定されるパターンＰ２２の形状を例えば図１３の紙面左
下の頂点に対応する箇所から時計回りにチェーンコード
で表現すると、「２０２０６４８４」となる。抽出され
た頂点同士を結ぶときにもこのコードに従って実行すれ
ば、図１７と同様の第１の折れ線ＰＬ２を作成できる。

【０１５５】その後、前述した第８の実施形態と同様に
して第１の折線ＰＬ２を切り欠き（ステップＳ１７）、
切り欠き後の折線ＰＬ４に対して垂直な方向にエッジ探
索方向を算出する（ステップ１８）。エッジ探索の向き
は、マッチングの際、テンプレートに対して明暗（白
黒）が一致しているか逆転しているかで決定した。即
ち、図２２に示すテンプレートＴＰ１２の場合、明暗が
一致している場合は折れ線の外側から内側に向かって、
明暗が逆転している場合は、内側から外側に向かってエ
ッジの探索を実行した。

【０１５６】その後は、第８の実施形態と同様に、パタ
ーンエッジの輪郭を抽出して（ステップＳ１９）、検査
対象パターンの形状を測定し（ステップＳ２０）、検査
結果を出力する。

【０１５７】なお、本実施形態においては図２２に示す
テンプレートＴＰ１２を準備したが、例えば図２５に示
すテンプレートＴＰ１４（第３のテンプレート）を用い
ても良い。また、テンプレートとのマッチングの前処理
として２値化処理を用いたが、マッチングが安定して行
えるようであればこの処理を用いなくても良いし、ま
た、ノイズ除去フィルタを適用するなどの他の処理を加
えても良い。

【０１５８】（１２）パターン検査方法の第１０の実施
形態 次に、本発明にかかるパターン検査方法の第１０の実施
の形態について図面を参照しながら説明する。図２６
は、本実施形態のパターン検査方法の概略手順を示すフ
ローチャートである。また、本実施形態においても、検
査対象パターンとして図１３に示すパターンＰ２２を取
上げて説明する。

【０１５９】まず、前述した第８および第９の実施形態
と同様に、微細パターンが形成されているサンプルをＳ
ＥＭユニット１１０の試料室内に搬入し、ステージ１１
４を操作して検査対象パターンＰ２２のＳＥＭ画像を取
得して、ノイズ除去および２値化処理を実行する（ステ
ップＳ２１〜Ｓ２３）。

【０１６０】次に、パターンＰ２２の設計データや描画
データを利用して、パターンマッチングのテンプレート
を以下のように作成する。

【０１６１】まず、検査対象パターンＰ２２の設計デー
タから頂点座標のデータを読み込み、この頂点座標デー
タに基づいてパターンマッチング用のテンプレートを作
成する。

【０１６２】また、これとは代替的に、上述した設計デ
ータをパターンの原点座標と、チェーンコードなどで表
わされる形状データとに予め変換しておき、検査の際
に、パターンＰ２２の位置座標と同じ位置に有る形状デ
ータを読み込んで逐次マッチングのテンプレートを作成
しても良い。

【０１６３】なお、上述した２つの方法のいずれにおい
ても、どの部分がパターンの残し部分になるか、どの部
分が抜き部分になるかという情報からテンプレートを白
黒の２値画像として作成する。また、検査対象パターン
Ｐ２２の形状が測定者において既知であれば、上述のテ
ンプレートは、白黒の２値画像として作成しても良い。

【０１６４】その後は、パターンマッチング（ステップ
Ｓ２４）、近似する折れ線形状（第１の折れ線形状）の
作成（ステップＳ２５）および切り欠き（ステップＳ２
６）、エッジ探索方向の算出（ステップＳ２７）、輪郭
抽出（ステップＳ２８）並びに形状測定（ステップＳ２
９）の一連の処理を上述した第８および第９の実施形態
と同様に実行する。

【０１６５】以上の第８〜第１０の実施形態において、
探索方向の元となる第１の折れ線形状とのマッチング結
果を２値化されたパターン画像とともにディスプレイ上
に併せて表示させるようにしても良い。即ち、測定者が
適宜切り欠き量を調整できるように切り欠き量設定の釦
を例えば表示装置１２６の表示画面２１０上に表示され
るように予め設定しておく。測定中は、切り欠き前の折
れ線をパターン画像に併せて表示し、この折れ線が、測
定者に設定された切り欠き量に応じてパターン画像に重
ね合わせて変形されるようにすると良い。これにより、
測定者は、この折れ線（第２の折れ線形状）を見て先に
設定した切り欠き量が妥当か否かを判断できる。妥当で
ないと判断した場合には、測定者は、新たに切り欠き量
を設定し直すことができる。

【０１６６】（１３）プログラムおよび記録媒体 上述した実施形態においては、図形の輪郭の抽出方法お
よびパターン検査方法の一連の手順は、レシピファイル
としてメモリＭＲ２に記憶させてパターン検査装置１０
０または１２０の各画像処理ユニット１３０，１５０に
実行させた。しかしながら、上述した図形の輪郭の抽出
方法およびパターン検査方法の一連の手順は、これをプ
ログラムに組み込んで汎用のコンピュータに読み込ませ
て実行させても良い。これにより、本発明にかかる図形
の輪郭抽出方法およびパターン検査方法を外部の汎用サ
ーバーやスタンドアロン型の汎用コンピュータを用いて
実現することができる。また、上述した図形の輪郭抽出
方法およびパターン検査方法の一連の手順をコンピュー
タに実行させるプログラムとしてフレキシブルディスク
やＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、画像処理可能な
コンピュータに読込ませ、ＳＥＭから検査対象パターン
の画像データを取込んで実行させても良い。記録媒体
は、磁気ディスクや光ディスク等の携帯可能なものに限
定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の
記録媒体でも良い。また、上述した図形の輪郭抽出方法
およびパターン検査方法の一連の手順を組込んだプログ
ラムをインターネット等の通信回線（無線通信を含む）
を介して頒布しても良い。さらに、上述した図形の輪郭
抽出方法およびパターン検査方法の一連の手順を組込ん
だ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良い。

【０１６７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記形態に限ることなく、その技術的範
囲内で種々変形して適用できることは勿論である。例え
ば、上述したパターン検査方法の実施形態では、ＳＥＭ
ユニットから画像データを取得して実行したが、これに
限ることなく光学顕微鏡やその他の走査型プローブ顕微
鏡により得られたパターン画像に対しても本発明にかか
るパターン検査方法を適用することができる。

【０１６８】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明は、以下の
効果を奏する。

【０１６９】即ち、本発明によれば、複雑な輪郭形状を
有する場合であっても、図形の輪郭を正確かつ安定的に
抽出できる方法が提供される。

【０１７０】また、本発明によれば、複雑な輪郭形状を
有する場合であっても、パターンの輪郭情報を正確かつ
安定的に抽出できるパターン検査方法およびパターン検
査装置が提供される。

【０１７１】さらに、本発明によれば、上記効果を奏す
る図形輪郭の抽出方法およびパターン検査方法を汎用の
コンピュータを用いて実現できるプログラムおよび記録
媒体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるパターン検査装置の第１の実施
の形態を示すブロック図である。

【図２】図１に示すパターン検査装置が備える表示部の
表示画面の一例を示す図である。

【図３】図２に示すプルダウンメニューにより呼出可能
なＲＯＩ境界形状の一覧図である。

【図４】本発明にかかるパターン検査方法の第１の実施
の形態を説明する模式図である。

【図５】本発明にかかるパターン検査方法の第２の実施
の形態を説明する模式図である。

【図６】本発明にかかるパターン検査方法の第３の実施
の形態を説明する模式図である。

【図７】本発明にかかるパターン検査方法の第４の実施
の形態を説明する模式図である。

【図８】本発明にかかるパターン検査方法の第５の実施
の形態を説明する模式図である。

【図９】本発明にかかるパターン検査方法の第６の実施
の形態を説明する模式図である。

【図１０】本発明にかかるパターン検査方法の第７の実
施の形態を説明する模式図である。

【図１１】本発明にかかるパターン検査装置の第２の実
施の形態を示すブロック図である。

【図１２】本発明にかかるパターン検査方法の第８の実
施の形態を説明するフローチャートである。

【図１３】図１２に示すパターン検査方法の検査対象で
ある一パターンのＳＥＭ画像の一例である。

【図１４】図１２に示すパターン検査方法を説明する模
式図である。

【図１５】図１２に示すパターン検査方法を説明する模
式図である。

【図１６】図１２に示すパターン検査方法で用いるテン
プレートの具体例である。

【図１７】図１２に示すパターン検査方法により得られ
た暫定的な折れ線形状の一例である。

【図１８】図１７に示す折れ線形状の各コーナ部を切り
欠く一方法を説明する図である。

【図１９】最終的な折れ線形状（第２の折れ線形状）に
基づいてエッジ探索を実行する方法の説明図である。

【図２０】折れ線形状の各コーナ部を切り欠く他の方法
を説明する図である。

【図２１】本発明にかかるパターン検査方法の第９の実
施の形態を説明するフローチャートである。

【図２２】図２１に示すパターン検査方法に用いるテン
プレートの一例を示す図である。

【図２３】図２１に示すパターン検査方法を説明する模
式図である。

【図２４】フリーマンのチェーンコードの説明図であ
る。

【図２５】図２１に示すパターン検査方法に用いるテン
プレートの他の例を示す図である。

【図２６】本発明にかかるパターン検査方法の第１０の
実施の形態を説明するフローチャートである。

【図２７】従来の技術によるパターン輪郭情報の抽出方
法を説明する模式図である。

【図２８】従来の技術によるパターン輪郭情報の抽出方
法を説明する模式図である。

【図２９】従来技術の問題を説明する模式図である。

【図３０】従来技術の問題を説明する模式図である。

【図３１】従来技術の問題を説明する模式図である。

【図３２】従来技術の問題を説明する模式図である。

【図３３】従来技術の問題を説明する模式図である。

【図３４】従来技術の問題を説明する模式図である。

【図３５】従来技術の問題を説明する模式図である。

【図３６】（ａ）は、エッジ探索方向がエッジに対して
垂直でない場合のＳＥＭ画像の濃度プロファイルの一例
であり、また、（ｂ）は、エッジ探索方向がエッジに対
して垂直な場合の画像の濃度プロファイルの一例であ
る。

【図３７】（ａ）は、垂直な断面形状を持つパターンの
濃度プロファイルの一例であり、また、（ｂ）は、断面
形状にテーパが有るパターンの濃度プロファイルの一例
である。

【符号の説明】

１００，１２０ パターン検査装置 １１０ ＳＥＭユニット １１２ 電子光学系 １１４ ステージ １１６ 二次電子検出器 １１８ 信号処理部 １２２ 電子光学系制御部 １２４ ホストコンピュータ １２６ 表示部 １２８ 入力部 １３０，１５０ 画像処理ユニット １３２ 画像取得部 １３４ ＲＯＩ選択部 １３６ エッジ探索用曲線群算出部 １３８ 輪郭抽出部 １５２ パターン評価部 Ｅ１〜Ｅ５２ エッジ探索手順 Ｓ 基板 ＫＢ キーボード Ｍ マウス ＭＲ１，ＭＲ２ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M106 BA02 CA39 DB04 DB05 DB11 DB21 DJ11 DJ21 DJ23 5B057 AA03 BA02 CE12 CF05 DA03 DB02 DB05 DB08 DC09 DC17 DC23 DC33 5L096 AA06 BA03 CA14 DA02 EA43 FA04 FA05 FA06 FA37 FA62 FA67 JA09

Claims (41)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象である被検査図形の画像を取得す
   る手順と、 前記画像に対して、円図形、楕円図形、矩形図形、両端
   のうち少なくとも一端が半円、半楕円および放物線のい
   ずれかで置換された第１の矩形図形、四隅のうちの少な
   くとも一隅が１／４円もしくは１／４楕円で置換された
   第２の矩形図形、並びに、次式 【数１】 で表される閉曲線図形のいずれかを少なくとも含み、か
   つ、各構成部分ごとにエッジ探索方向が予め定義付けさ
   れている検査用図形によって前記被検査図形の検査領域
   を定義する手順と、 前記検査用図形に基づいて前記被検査図形のエッジを探
   索して前記被検査図形の輪郭情報を取得する手順と、を
   備える、図形の輪郭の抽出方法。
2. 【請求項２】前記第１の矩形図形は、 前記少なくとも一端が凸部をなすように前記半円、前記
   半楕円または前記放物線に置換された図形と、 前記少なくとも一端が凹部をなすように前記半円、前記
   半楕円または前記放物線に置換された図形と、の少なく
   ともいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の
   図形の輪郭の抽出方法。
3. 【請求項３】前記検査領域を定義する手順は、複数個の
   前記検査用図形の組合わせにより前記検査領域を定義す
   る手順であることを特徴とする請求項１または２に記載
   の図形の輪郭の抽出方法。
4. 【請求項４】検査対象である被検査図形の画像を取得す
   る手順と、 前記画像のポテンシャル関数Ｖを定義する手順と、 前記ポテンシャル関数Ｖで表わされる値に対して相互に
   等しい値が繋がれて形成される第１の曲線群を算出する
   手順と、 前記第１の曲線群にほぼ直交する第２の曲線群を算出す
   る手順と、 前記第２の曲線群に沿った方向に前記被検査図形の輪郭
   を探索して前記被検査図形の輪郭情報を取得する手順
   と、を備える図形の輪郭の抽出方法。
5. 【請求項５】前記ポテンシャル関数Ｖを定義する手順
   は、前記画像の平面を複素平面ｚ＝ｘ＋ｉｙで表わし、
   ｚ_ｉ＝ｘ_ｉ＋ｉｙ_ｉに位置する画素の濃淡値またはＲＧ
   Ｂ値に基づいて前記のポテンシャル関数Ｖを前記画像上
   の任意の位置ｚにおけるポテンシャル関数Ｖ（ｚ）とし
   て正則関数となるように定義する手順であり、 前記第１の曲線群を算出する手順は、前記ポテンシャル
   関数Ｖ（ｚ）に対してコーシー・リーマンの関係で導か
   れる関数Ｗ（ｚ）を算出する手順であり、 前記第２の曲線群を算出する手順は、Ｗ＝定数となるｚ
   平面上の曲線群を算出する手順であることを特徴とす
   る、請求項４に記載の図形の輪郭の抽出方法。
6. 【請求項６】検査対象である被検査図形の画像を取得す
   る手順と、 前記被検査図形の形状に近似する形状を有する折れ線を
   作成する手順と、 前記折れ線に基づいてエッジ探索方向を決定する手順
   と、 前記画像を構成する画素の濃度分布を前記エッジ探索方
   向に沿って分析して前記被検査図形のエッジ点座標を検
   出する手順と、を備える図形の輪郭の抽出方法。
7. 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の図形の
   輪郭の抽出方法をコンピュータに実行させるプログラ
   ム。
8. 【請求項８】請求項１乃至６のいずれかに記載の図形の
   輪郭の抽出方法をコンピュータに実行させるプログラム
   を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. 【請求項９】検査対象であるパターンの画像を取得する
   手順と、 前記画像に対して、円図形、楕円図形、矩形図形、両端
   のうち少なくとも一端が半円、半楕円および放物線のい
   ずれかで置換された第１の矩形図形、四隅のうちの少な
   くとも一隅が１／４円もしくは１／４楕円で置換された
   第２の矩形図形、並びに、次式 【数２】 で表される閉曲線図形のいずれかを少なくとも含み、か
   つ、各構成部分ごとにエッジ探索方向が予め定義付けさ
   れている検査用図形によって前記パターンの検査領域を
   定義する手順と、 前記検査用図形に基づいて前記パターンのエッジを探索
   して前記パターンの輪郭情報を取得する手順と、を備え
   るパターン検査方法。
10. 【請求項１０】前記第１の矩形図形は、 前記少なくとも一端が凸部をなすように前記半円、前記
    半楕円または前記放物線に置換された図形と、 前記少なくとも一端が凹部をなすように前記半円、前記
    半楕円または前記放物線に置換された図形と、の少なく
    ともいずれかを含むことを特徴とする請求項９に記載の
    パターン検査方法。
11. 【請求項１１】前記検査領域を定義する手順は、複数個
    の前記検査用図形の組合わせにより前記検査領域を定義
    する手順であることを特徴とする請求項９または１０に
    記載のパターン検査方法。
12. 【請求項１２】 検査対象であるパターンの画像を取得する手順と、 前記画像のポテンシャル関数Ｖを定義する手順と、 前記ポテンシャル関数Ｖで表わされる値に対して相互に
    等しい値が繋がれて形成される第１の曲線群を算出する
    手順と、 前記第１の曲線群にほぼ直交する第２の曲線群を算出す
    る手順と、 前記第２の曲線群に沿った方向に前記パターンの輪郭を
    探索して前記パターンの輪郭情報を取得する手順と、を
    備えるパターン検査方法。
13. 【請求項１３】前記ポテンシャル関数Ｖを定義する手順
    は、前記画像の平面を複素平面ｚ＝ｘ＋ｉｙで表わし、
    ｚ_ｉ＝ｘ_ｉ＋ｉｙ_ｉに位置する画素の濃淡値またはＲＧ
    Ｂ値に基づいて前記のポテンシャル関数Ｖを前記画像上
    の任意の位置ｚにおけるポテンシャル関数Ｖ（ｚ）とし
    て正則関数となるように定義する手順であり、 前記第１の曲線群を算出する手順は、前記ポテンシャル
    関数Ｖ（ｚ）に対してコーシー・リーマンの関係で導か
    れる関数Ｗ（ｚ）を算出する手順であり、 前記第２の曲線群を算出する手順は、Ｗ＝定数となるｚ
    平面上の曲線群を算出する手順であることを特徴とす
    る、請求項１２に記載のパターン検査方法。
14. 【請求項１４】検査対象であるパターンの画像を取得す
    る手順と、 前記パターンの形状に近似する形状を有する折れ線を作
    成する手順と、 前記折れ線に基づいてエッジ探索方向を決定する手順
    と、 前記画像を構成する画素の濃度分布を前記エッジ探索方
    向に沿って分析して前記パターンのエッジ点座標を検出
    する手順と、を備えるパターン検査方法。
15. 【請求項１５】前記折れ線は、前記パターンの設計デー
    タに基づいて作成されることを特徴とする請求項１４に
    記載のパターン検査方法。
16. 【請求項１６】前記折れ線を作成する手順は、第１の方
    向を有する第１の線分と、前記第１の方向にほぼ直交す
    る第２の方向を有する第２の線分との組み合わせで構成
    される第１の折れ線を作成する手順と、前記画像に前記
    第１の折れ線を重ね合せる手順と、前記第１の折れ線の
    頂点を起点として所望の量だけ前記第１の折れ線の領域
    を切り欠いて第２の折れ線を作成する手順とを含み、 前記エッジ探索方向を決定する手順は、前記第２の折れ
    線に基づいてエッジ探索方向を決定する手順である、こ
    とを特徴とする請求項１４または１５に記載のパターン
    検査方法。
17. 【請求項１７】前記第２の折れ線を作成する手順は、前
    記第１の折れ線を構成する線分のうちで前記頂点を挟む
    ２つの線分がなす角を２等分する直線の法線に平行な方
    向で前記第１の折れ線の領域を切り欠く手順を含むこと
    を特徴とする請求項１６に記載のパターン検査方法。
18. 【請求項１８】前記エッジ探索方向は、前記第２の折れ
    線に直交する方向であることを特徴とする請求項１６ま
    たは１７に記載のパターン検査方法。
19. 【請求項１９】前記エッジ探索方向を決定する手順は、
    切り欠き部を構成する線分に垂直であって前記切り欠き
    部の線分を２等分する直線上の任意の点を中心点とする
    円を作成し、この円周上の点と前記中心点とを結ぶ直線
    から前記第２の折れ線の切り欠き部における前記エッジ
    探索方向を選定する手順を含むことを特徴とする請求項
    １６乃至１８のいずれかに記載のパターン検査方法。
20. 【請求項２０】前記第１の折れ線を作成する手順は、前
    記画像を処理して得られた前記パターンの概略の輪郭形
    状に基づいて前記第１の折れ線を作成する手順であるこ
    とを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載の
    パターン検査方法。
21. 【請求項２１】前記折れ線を作成する手順は、直線およ
    び鍵型の線のうち少なくともいずれかを内部に含む矩形
    または一つの頂点を共有し互いに相似形である２つの矩
    形で構成される第１のテンプレートと前記概略の輪郭形
    状との間でパターンマッチングを実行する手順を含むこ
    とを特徴とする請求項１４乃至２０のいずれかに記載の
    パターン検査方法。
22. 【請求項２２】前記第１の折れ線を作成する手順は、一
    つの頂点を共有し互いに相似形である第１の矩形および
    第２の矩形で構成されて前記第１の矩形の領域と残部の
    領域とが明暗の２つの属性において相互に異なる第２の
    テンプレートと前記画像もしくは前記画像内のコントラ
    ストの差異を明瞭にする処理がなされた被処理画像との
    間、または、一つの頂点を共有する鍵形および第３の矩
    形で構成されて前記鍵形の領域と残部の領域とが前記明
    暗の２つの属性において相互に異なる第３のテンプレー
    トと前記画像もしくは前記被処理画像との間でパターン
    マッチングを実行する手順を含むことを特徴とする請求
    項１６乃至１９に記載のパターン検査方法。
23. 【請求項２３】前記パターンマッチングを実行する手順
    は、 前記パターンの設計データから前記パターンの頂点の数
    量の情報を取得し、この数量の情報に基づいてマッチン
    グの個数に制限を設ける手順を有することを特徴とする
    請求項２１または２２に記載のパターン検査方法。
24. 【請求項２４】前記パターンマッチングを実行する手順
    は、 前記パターンの設計データから前記パターンが閉曲線で
    あるか否かの情報を取得し、この情報に基づいてマッチ
    ングの個数に制限を設ける手順を有することを特徴とす
    る請求項２１または２２に記載のパターン検査方法。
25. 【請求項２５】請求項９乃至２４のいずれかに記載のパ
    ターン検査方法をコンピュータに実行させるプログラ
    ム。
26. 【請求項２６】請求項９乃至２４のいずれかに記載のパ
    ターン検査方法をコンピュータに実行させるプログラム
    を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
27. 【請求項２７】検査対象であるパターンの画像を取得す
    る画像取得手段と、 前記画像に対して、円図形、楕円図形、矩形図形、両端
    のうち少なくとも一端が半円、半楕円および放物線のい
    ずれかで置換された第１の矩形図形、四隅のうちの少な
    くとも一隅が１／４円もしくは１／４楕円で置換された
    第２の矩形図形、並びに、次式 【数３】 で表される閉曲線図形のいずれかを少なくとも含み、か
    つ、各構成部分ごとにエッジ探索方向が予め定義付けさ
    れている検査用図形を作成し、この検査用図形で画定さ
    れる前記パターンの検査領域を定義する検査領域画定手
    段と、 前記検査用図形に基づいて前記パターンのエッジを探索
    して前記パターンの輪郭情報を取得する輪郭抽出手段
    と、を備えるパターン検査装置。
28. 【請求項２８】前記第１の矩形図形は、 前記少なくとも一端が凸部をなすように前記半円、前記
    半楕円または前記放物線に置換された図形と、 前記少なくとも一端が凹部をなすように前記半円、前記
    半楕円または前記放物線に置換された図形と、の少なく
    ともいずれかを含むことを特徴とする請求項２７に記載
    のパターン検査装置。
29. 【請求項２９】前記検査領域画定手段は、複数個の前記
    検査用図形の組合わせにより前記検査領域を定義するこ
    とを特徴とする請求項２７または２８に記載のパターン
    検査装置。
30. 【請求項３０】前記画像と前記検査用図形を表示する表
    示画面を含む表示手段と、 前記円図形、前記楕円図形、前記矩形図形、前記第１の
    矩形図形、前記第２の矩形図形および前記閉曲線図形の
    うち少なくとも一つを含み、かつ、各形状ごとに前記エ
    ッジ探索方向が予め定義付けされて前記検査図形または
    その構成部分となる候補図形を前記表示画面に選択可能
    に表示するＧＵＩと、 前記表示画面上で前記検査領域を定義するときの基準と
    なる位置と前記候補図形とを指定する入力手段と、をさ
    らに備え、 前記検査領域画定手段は、前記入力手段により指定され
    た前記基準となる位置および前記候補図形に基づいて前
    記検査領域を定義することを特徴とする請求項２７乃至
    ２９のいずれかに記載のパターン検査装置。
31. 【請求項３１】検査対象であるパターンの画像を取得す
    る画像取得手段と、 前記画像のポテンシャル関数Ｖを定義し、このポテンシ
    ャル関数Ｖで表わされる値に対して相互に等しい値が繋
    がれて形成される第１の曲線群を算出し、この第１の曲
    線群にほぼ直交する第２の曲線群を算出する演算手段
    と、 前記第２の曲線群に沿った方向に前記パターンの輪郭を
    探索して前記パターンの輪郭情報を取得する輪郭抽出手
    段と、を備えるパターン検査装置。
32. 【請求項３２】前記演算手段は、前記画像の平面を複素
    平面ｚ＝ｘ＋ｉｙで表わし、ｚ_ｉ＝ｘ _ｉ＋ｉｙ_ｉに位置
    する画素の濃淡値またはＲＧＢ値に基づいて前記のポテ
    ンシャル関数Ｖを前記画像上の任意の位置ｚにおけるポ
    テンシャル関数Ｖ（ｚ）として正則関数となるように定
    義し、 前記第１の曲線群は、前記ポテンシャル関数Ｖ（ｚ）に
    対してコーシー・リーマンの関係で導かれる関数Ｗ
    （ｚ）であり、 前記第２の曲線群は、前記関数Ｗ（ｚ）についてＷ＝定
    数となるｚ平面上の曲線群である、ことを特徴とする請
    求項３１に記載のパターン検査装置。
33. 【請求項３３】検査対象であるパターンの画像を取得す
    る画像取得手段と、 前記パターンの形状に近似する形状を有する折れ線を作
    成する折れ線作成手段と、 前記折れ線に基づいてエッジ探索方向を決定するエッジ
    探索方向決定手段と、 前記画像を構成する画素の濃度分布を前記エッジ探索方
    向に沿って分析して前記パターンのエッジ点座標を検出
    する輪郭抽出手段と、を備えるパターン検査装置。
34. 【請求項３４】前記折れ線作成手段は、前記パターンの
    設計データを取得し、この設計データに基づいて前記折
    れ線を作成することを特徴とする請求項３３に記載のパ
    ターン検査装置。
35. 【請求項３５】前記折れ線作成手段は、 第１の方向を有する第１の線分と、前記第１の方向にほ
    ぼ直交する第２の方向を有する第２の線分との組み合わ
    せで構成される第１の折れ線を作成する第１の折れ線作
    成手段と、 前記第１の折れ線と前記パターンの画像とを重ね合せ、
    前記第１の折れ線の頂点を中心として所望の量だけ前記
    第１の折れ線の領域を切り欠いて第２の折れ線を作成す
    る切り欠き処理手段と、を含み、 前記エッジ探索方向決定手段は、前記第２の折れ線に基
    づいて前記エッジ探索方向を決定する、ことを特徴とす
    る請求項３３または３４に記載のパターン検査装置。
36. 【請求項３６】前記切り欠き処理手段は、前記第１の折
    れ線を構成する線分のうちで前記頂点を挟む２つの線分
    がなす角を２等分する直線の法線に平行な方向で前記第
    １の折れ線の領域を切り欠くことを特徴とする請求項３
    ５に記載のパターン検査装置。
37. 【請求項３７】前記エッジ探索方向決定手段は、切り欠
    き部を構成する線分に垂直であって前記切り欠き部の線
    分を２等分する直線上の任意の点を中心点とする円を作
    成し、この円周上の点と前記中心点とを結ぶ直線から前
    記第２の折れ線の切り欠き部における前記エッジ探索方
    向を選定することを特徴とする請求項３５または３６に
    記載のパターン検査装置。
38. 【請求項３８】直線および鍵型の線のうち少なくともい
    ずれかを内部に含む矩形または一つの頂点を共有し互い
    に相似形である２つの矩形で構成される第１のテンプレ
    ートを格納する記憶手段をさらに備え、 前記折れ線作成手段は、第１のテンプレートと前記概略
    の輪郭形状との間でパターンマッチングを行なうことを
    特徴とする請求項３３乃至３７に記載のパターン検査装
    置。
39. 【請求項３９】一つの頂点を共有し互いに相似形である
    第１の矩形および第２の矩形で構成されて前記第１の矩
    形の領域と残部の領域とが明暗の２つの属性において相
    互に異なる第２のテンプレートと、一つの頂点を共有す
    る鍵形および第３の矩形で構成されて前記鍵形の領域と
    残部の領域とが明暗の前記２つの属性において相互に異
    なる第３のテンプレートとの少なくともいずれかを格納
    する記憶手段をさらに備え、 前記折れ線作成手段は、前記第２のテンプレートと前記
    画像もしくは前記画像内のコントラストの差異を明瞭に
    する処理がなされた被処理画像との間、または前記第３
    のテンプレートと前記画像もしくは前記被処理画像との
    間でパターンマッチングを行なうことを特徴とする請求
    項３３乃至３７に記載のパターン検査装置。
40. 【請求項４０】前記折れ線作成手段は、前記パターンマ
    ッチングに先行して、前記パターンの設計データから前
    記パターンの頂点の数量の情報を取得し、この数量の情
    報に基づいてマッチングの個数に予め制限を設けること
    を特徴とする請求項３８または３９に記載のパターン検
    査装置。
41. 【請求項４１】前記折れ線作成手段は、前記パターンマ
    ッチングに先行して、前記パターンの設計データから前
    記パターンが閉曲線であるか否かの情報を取得し、この
    情報に基づいてマッチングの個数に予め制限を設けるこ
    とを特徴とする請求項３８または３９に記載のパターン
    検査装置。