JPH10222672A - 画像処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＳＩ等の観測対象を電子顕微鏡等の観測装
置で観測して画像データを取得し、これを事前に用意さ
れたレイアウトデータにパターンマッチングさせて位置
合わせを行う場合に、観測装置の誤差である最大観測誤
差以下の周期性が指定箇所に存在しても、レイアウトデ
ータと画像データとを正確に位置合わせできるようにす
る。 【解決手段】 指定箇所に最大観測誤差以下の周期性が
存在する場合、その周囲の最大観測誤差以下の周期性が
無い箇所で正確なパターンマッチングを実行し、この位
置を基点として指定箇所に観測位置を移動させること
で、レイアウトデータと画像データとを正確に位置合わ
せする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩの観測や測
定を実行する電子ビームテスタ等での制御や操作等のた
めに必要な二次元画像の位置合わせに関するものであ
り、例えば、ＬＳＩ設計時のレイアウトデータと実際の
ＬＳＩから走査した画像データとを正確にマッチングさ
せるような場合に利用される画像処理装置および方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビームテスタは、ＬＳＩの微細構造
の観測や測定を実行することができるが、所望の箇所を
指定して画像データを取得する場合でも、実際には位置
ズレが生じて画像データは所望の位置からずれたものと
なりがちである。

【０００３】特に、参照する事前のレイアウト座標と装
置側の座標との間の対応情報に誤差が含まれる場合や、
観測位置を大きく移動した場合、その他、観測装置内の
操作として位置ズレを生じ得る操作を施した場合には、
レイアウトデータで指定した箇所と実際に取得される画
像データとは大きく位置がずれてしまう。このために所
望の位置の画像データを獲得するためには、レイアウト
データと画像データとをパターンマッチングさせる必要
がある。

【０００４】このような画像処理方法が、文献（中前他
“ＣＡＤレイアウトとＤＵＴ配線ＳＥＭ画像との高速・
高確度マッチング方法”学術振興会１３２委員会第１２
５回研究会資料，ｐｐ．６４−６９）に開示されてい
る。

【０００５】上記文献に開始された方法では、ＬＳＩか
ら取得する画像データであるＳＥＭ画像において、その
配線のコーナーパターンや縦／横の配線を所定のテンプ
レートとマッチングさせて分布を調査する。一方、レイ
アウトデータでもテンプレートの分布を調査しておき、
これらの分布を照合させてＳＥＭ画像とレイアウトデー
タとをパターンマッチングさせる。このような方法によ
り画像データとレイアウトデータとを位置合わせするこ
とができるので、例えば、実際のＬＳＩに対してレイア
ウトデータで指定した位置にプローブを配置するような
ことができる。

【発明が解決しようとする課題】上記文献の方法では、
テンプレートの分布に基づいてレイアウトデータと画像
データとを位置合わせすることができる。

【０００６】しかし、観測装置である走査電子顕微鏡に
観測箇所をレイアウトデータで指定しても、実際に観測
される画像データは指定箇所より所定量だけ変位する可
能性がある。これは走査電子顕微鏡の装置誤差等のため
に不可避のもので、例えば、最大観測誤差と呼称するこ
とができる。

【０００７】このように実際に観測した画像データがレ
イアウトデータの指定箇所から変位しても、パターンマ
ッチングが有効に実行されれば位置合わせは正確に実行
される。しかし、指定箇所や周辺に最大観測誤差以下の
周期性が存在した場合、観測箇所が指定箇所から最大観
測誤差まで変位していると、その画像データはレイアウ
トデータに対して誤った位置関係でマッチングすること
がある。

【０００８】例えば、１０(μｍ)のピッチで配線が連続
する５００×５００(μｍ)の箇所をレイアウトデータで
指定しても、この指定箇所に対して実際の観測位置が１
０(μｍ)の最大観測誤差だけ変位すると、その５００×
５００(μｍ)の画像データは配線が一つずれた状態でレ
イアウトデータにマッチングしてしまう。

【０００９】本発明の目的は上述のような課題に鑑みて
なされたものであり、最大観測誤差以下の周期性がある
箇所に対してもレイアウトデータと画像データとを正確
に位置合わせできる画像処理装置および方法を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、観測対象のレイアウトデータを事前に記憶したデー
タ記憶手段と、観測対象を観測して画像データを取得す
る対象観測装置と、観測対象の観測する箇所の指定を受
け付ける位置指定手段と、指定箇所を所定範囲だけ拡大
した拡大箇所をレイアウトデータから抽出する範囲拡大
手段と、抽出された拡大箇所のレイアウトデータでの最
大観測誤差以下の周期性の有無を判定する周期検出手段
と、該周期性の存在が判定された場合にレイアウトデー
タの指定箇所の近傍から最大観測誤差以下の周期性が無
い拡大箇所を検出する箇所検出手段と、検出された拡大
箇所に対応した位置を前記対象観測装置に観測させて画
像データを取得させる位置変更手段と、取得された画像
データをレイアウトデータにパターンマッチングさせて
指定箇所との位置ズレ量を検出するズレ検出手段と、検
出された位置ズレ量に対応して前記対象観測装置の観測
位置を移動させて画像データを取得させる画像取得手段
と、を具備している。

【００１１】従って、観測対象のレイアウトデータがデ
ータ記憶手段に事前に記憶された状態で、観測対象の観
測する箇所が位置指定手段に指定されると、この指定箇
所を所定範囲だけ拡大した拡大箇所が範囲拡大手段によ
りレイアウトデータから抽出される。このため、対象観
測装置が指定箇所に対して実際に観測する箇所が最大観
測誤差まで変位するとしても、これを加味した範囲まで
指定箇所を拡大しておくことができる。

【００１２】つぎに、拡大箇所のレイアウトデータに対
して周期検出手段により最大観測誤差以下の周期性の有
無が判定され、周期性の存在が判定された場合には箇所
検出手段によりレイアウトデータの指定箇所の近傍から
最大観測誤差以下の周期性が無い拡大箇所が検出され
る。つまり、拡大箇所に最大観測誤差以下の周期性が存
在すると、前述のようにレイアウトデータと画像データ
とが変位したままパターンがマッチングするので、この
ような場合には、最大観測誤差以下の周期性が無くパタ
ーンが正確にマッチングする拡大箇所を指定箇所の周辺
から検出する。

【００１３】つぎに、上述のように検出された拡大箇所
に対応した位置を位置変更手段が対象観測装置に観測さ
せて画像データを取得させ、この取得された画像データ
をズレ検出手段がレイアウトデータにパターンマッチン
グさせて指定箇所との位置ズレ量を検出する。このた
め、指定箇所の周辺で最大観測誤差以下の周期性が無い
箇所の画像データにレイアウトデータが正確にパターン
マッチングされ、これで正確に位置が特定された箇所に
対する指定箇所の位置ズレ量が検出される。

【００１４】そして、上述のように検出された位置ズレ
量に対応して画像取得手段が対象観測装置の観測位置を
移動させて画像データを取得させるので、正確に位置が
特定された箇所に基づいて指定箇所の画像データが正確
に取得される。

【００１５】なお、本発明で云う画像処理装置とは、事
前に設定されたレイアウトデータの指定箇所を、観測対
象から取得する画像データにマッチングさせるもので、
例えば、ＬＳＩの微細な位置を正確に特定する電子ビー
ムテスタを許容する。また、対象観測装置とは、微細な
観測対象を観測して画像データを取得するもので、例え
ば、走査電子顕微鏡を許容し、観測対象としてはＬＳＩ
を許容する。最大観測誤差とは、対象観測装置に観測す
る位置をレイアウトデータで指定した場合に、実際に観
測する位置が変位する誤差の最大値を意味している。デ
ータ記憶手段とは、各種データを記憶するもので、例え
ば、レイアウトデータのデータベースに利用されている
ＲＡＭやＨＤＤなどを許容する。

【００１６】上述のような画像処理装置における他の発
明としては、レイアウトデータの最大観測誤差以下の周
期性が無い位置のデータを事前に記憶した位置記憶手段
を設け、箇所検出手段は、前記位置記憶手段の記憶デー
タから最大観測誤差以下の周期性が無い拡大箇所を検出
する。

【００１７】従って、事前にレイアウトデータを解析し
て最大観測誤差以下の周期性が無い位置のデータを位置
記憶手段に記憶させておくと、この記憶データに基づい
て箇所検出手段が最大観測誤差以下の周期性が無い拡大
箇所を検出するので、この検出時には位置を確認するだ
けでレイアウトデータを解析する必要がない。

【００１８】さらに、他の発明としては、レイアウトデ
ータの最大観測誤差以下の周期性が無い位置のデータを
事前に記憶した位置記憶手段を設け、周期検出手段は、
前記位置記憶手段の記憶データからレイアウトデータの
拡大箇所での最大観測誤差以下の周期性の有無を判定す
る。

【００１９】従って、事前にレイアウトデータを解析し
て最大観測誤差以下の周期性が無い位置のデータを位置
記憶手段に記憶させておくと、この記憶データに基づい
て周期検出手段が拡大箇所での最大観測誤差以下の周期
性の有無を判定するので、この判定時には位置を確認す
るだけでレイアウトデータを解析する必要がない。

【００２０】さらに、他の発明としては、レイアウトデ
ータを解析して最大観測誤差以下の周期性が無い位置を
検出するデータ解析手段を設け、検出された位置データ
を位置記憶手段に格納するデータ格納手段を設けた。

【００２１】従って、レイアウトデータがデータ解析手
段により解析されて最大観測誤差以下の周期性が無い位
置が検出され、この位置データがデータ格納手段により
位置記憶手段に格納されるので、箇所検出手段や周期検
出手段が利用する位置データを事前に蓄積しておくこと
ができる。

【００２２】さらに、他の発明としては、範囲拡大手段
は、指定箇所を最大観測誤差だけ拡大する。従って、対
象観測装置がレイアウトデータで指定された箇所に対し
て最大観測誤差だけ変位した箇所を観測しても、その画
像データはレイアウトデータの拡大箇所に含まれること
になる。

【００２３】また、本発明の画像処理方法は、観測対象
のレイアウトデータを事前に取得しておき、観測対象の
観測する箇所の指定を受け付け、指定箇所を所定範囲だ
け拡大した拡大箇所をレイアウトデータから抽出し、抽
出された拡大箇所のレイアウトデータでの最大観測誤差
以下の周期性の有無を判定し、該周期性の存在が判定さ
れた場合にレイアウトデータの指定箇所の近傍から最大
観測誤差以下の周期性が無い拡大箇所を検出し、検出さ
れた拡大箇所に対応した位置で観測対象を観測して画像
データを取得し、取得された画像データをレイアウトデ
ータにパターンマッチングさせて指定箇所との位置ズレ
量を検出し、検出された位置ズレ量に対応して観測対象
の観測位置を移動させて画像データを取得するようにし
た。

【００２４】従って、観測対象のレイアウトデータが事
前に取得された状態で、観測対象の観測する箇所が指定
されると、この指定箇所を所定範囲だけ拡大した拡大箇
所がレイアウトデータから抽出される。このため、指定
箇所に対して実際の観測箇所が最大観測誤差まで変位す
るとしても、これを加味した範囲まで指定箇所を拡大し
ておくことができる。

【００２５】つぎに、拡大箇所のレイアウトデータから
最大観測誤差以下の周期性の有無が判定され、周期性の
存在が判定された場合にはレイアウトデータの指定箇所
の近傍から最大観測誤差以下の周期性が無い拡大箇所が
検出される。つまり、拡大箇所に最大観測誤差以下の周
期性が存在すると、前述のようにレイアウトデータと画
像データとが変位したままパターンがマッチングするの
で、このような場合には、最大観測誤差以下の周期性が
無くパターンが正確にマッチングする拡大箇所を指定箇
所の周辺から検出する。

【００２６】つぎに、上述のように検出された拡大箇所
に対応した位置を観測して画像データを取得し、この取
得された画像データをレイアウトデータにパターンマッ
チングさせて指定箇所との位置ズレ量を検出する。この
ため、指定箇所の周辺で最大観測誤差以下の周期性が無
い箇所の画像データにレイアウトデータが正確にパター
ンマッチングされ、これで正確に位置が特定された箇所
に対する指定箇所の位置ズレ量が検出される。

【００２７】そして、上述のように検出された位置ズレ
量に対応して観測位置を移動させて画像データを取得さ
せるので、正確に位置が特定された箇所に基づいて指定
箇所の画像データが正確に取得される。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面を参
照して以下に説明する。なお、図１は本実施の形態の画
像処理方法を示すフローチャート、図２は本実施の形態
の画像処理装置の論理的構造を示す模式図、図３は物理
的構造を示すブロック図、図４はレイアウトデータを示
す模式図、図５はレイアウトデータから特徴を抽出した
状態を示す模式図、図６は一変形例の画像処理方法を示
すフローチャートである。

【００２９】本実施の形態で画像処理装置として例示す
る電子ビームテスタ１は、図３に示すように、データ処
理装置であるコンピュータシステム２と、対象観測装置
であるＳＥＭ(走査電子顕微鏡)３とを具備しており、こ
こでは観測対象としてＬＳＩ１１を観測する。

【００３０】前記コンピュータシステム２は、コンピュ
ータの主体としてＣＰＵ１０１を具備しており、このＣ
ＰＵ１０１には、バスライン１０２により、ＲＯＭ１０
３、ＲＡＭ１０４、ＨＤＤ１０５、ＦＤ１０６が装填さ
れるＦＤＤ１０７、ＣＤ−ＲＯＭ１０８が装填されるＣ
Ｄドライブ１０９、キーボード１１０、マウス１１１、
ディスプレイ１１２、通信Ｉ／Ｆ１１３、等が接続され
ている。この通信Ｉ／Ｆ１１３には、接続コネクタ１１
４が接続されており、この接続コネクタ１１４に前記Ｓ
ＥＭ３が接続されている。

【００３１】本実施の形態の電子ビームテスタ１では、
前記ＲＯＭ１０３、前記ＲＡＭ１０４、前記ＨＤＤ１０
５、前記ＦＤ１０６、前記ＣＤ−ＲＯＭ１０８等が情報
記憶媒体に相当し、これらに各種動作に必要なプログラ
ムやデータがソフトウェアとして記憶されている。例え
ば、前記ＣＰＵ１０１に各種の処理動作を実行させる制
御プログラムは、前記ＦＤ１０６や前記ＣＤ−ＲＯＭ１
０８に事前に書き込まれている。このようなソフトウェ
アは前記ＨＤＤ１０５に事前にインストールされてお
り、前記コンピュータシステム２の起動時に前記ＲＡＭ
１０８に複写されて前記ＣＰＵ１０１に読み取られる。

【００３２】このように前記ＣＰＵ１０１が適正なプロ
グラムを読み取って各種の処理動作を実行することによ
り、各種の機能が各種の手段として実現される。このよ
うな各種手段として、本実施の形態の電子ビームテスタ
１は、図２に示すように、データ記憶手段１２、位置指
定手段１３、範囲拡大手段１４、周期検出手段１５、箇
所検出手段１６、位置変更手段１７、ズレ検出手段１
８、画像取得手段１９、等を論理的に具備している。

【００３３】前記データ記憶手段１２は、前記ＲＡＭ１
０４や前記ＨＤＤ１０５等のデータ記憶媒体に相当し、
観測対象である前記ＬＳＩ１１のレイアウトデータを事
前に記憶している。前記位置指定手段１３は、前記ＲＯ
Ｍ１０３に設定された制御プログラムに対応して前記Ｃ
ＰＵ１０１が所定の処理動作を実行することにより、前
記ＬＳＩ１１の観測する箇所の指定を受け付ける。この
ような箇所の指定は、例えば、前記ＬＳＩ１１の検査な
どの一連の自動処理において発生し、このように指定さ
れる箇所の範囲は、ここでは前記ＳＥＭ３が一度に撮影
する画面に対応して設定されている。

【００３４】以下同様に、前記ＲＯＭ１０３に設定され
た制御プログラムに対応して前記ＣＰＵ１０１が所定の
処理動作を実行することにより、前記範囲拡大手段１４
は、指定箇所を最大観測誤差だけ拡大し、この拡大箇所
をレイアウトデータから抽出する。前記周期検出手段１
５は、抽出された拡大箇所のレイアウトデータでの最大
観測誤差以下の周期性の有無を判定し、前記箇所検出手
段１６は、周期性の存在が判定された場合にレイアウト
データの指定箇所の近傍から最大観測誤差以下の周期性
が無い拡大箇所を検出する。

【００３５】なお、このように検出された第二の拡大箇
所を、以下では補正箇所と呼称する。上述のような周期
性の有無の判定や周期性が無い箇所の検出は、例えば、
画像の特徴を抽出してピッチを比較するなどの、所定の
アルゴリズムにより実行される。

【００３６】前記位置変更手段１７は、上述のように検
出された補正箇所に対応した位置を前記ＳＥＭ３に観測
させて画像データを取得させ、前記ズレ検出手段１８
は、取得された画像データをレイアウトデータにパター
ンマッチングさせて指定箇所との位置ズレ量を検出す
る。なお、上述のように前記ＳＥＭ３に観測させる補正
箇所に対応した位置とは、その補正箇所の拡大を解除し
た状態の中心の箇所である。

【００３７】前記画像取得手段１９は、上述のように検
出された位置ズレ量に対応して前記ＳＥＭ３の観測位置
を移動させて画像データを取得させる。なお、このよう
に最終的に取得する画像データにも、最後の移動の誤差
は含まれるので、実際には上述の画像データもレイアウ
トデータの指定箇所とパターンマッチングさせ、これが
整合するまで観測位置の補正が繰り返される。

【００３８】上述のような各種手段は、必要により前記
キーボード１１１や前記ディスプレイ１１２等のハード
ウェアを利用して実現されるが、その主体は前記ＲＡＭ
１０４等に書き込まれたソフトウェアに対応して前記Ｃ
ＰＵ１０１が動作することにより実現されている。

【００３９】このようなソフトウェアは、例えば、前記
ＳＥＭ３を動作制御して前記ＬＳＩ１１を観測する箇所
の指定を受け付けること、この指定箇所を所定範囲だけ
拡大した拡大箇所をレイアウトデータから抽出するこ
と、この抽出された拡大箇所のレイアウトデータでの最
大観測誤差以下の周期性の有無を判定すること、その周
期性の存在が判定された場合にレイアウトデータの指定
箇所の近傍から最大観測誤差以下の周期性が無い補正箇
所を検出すること、この検出された補正箇所に対応した
位置で前記ＳＥＭ３にＬＳＩ１１を観測させて画像デー
タを取得すること、この取得された画像データをレイア
ウトデータにパターンマッチングさせて指定箇所との位
置ズレ量を検出すること、この検出された位置ズレ量に
対応して前記ＳＥＭ３の観測位置を移動させて画像デー
タを取得すること、等の処理動作を前記ＣＰＵ１０１等
に実行させるための制御プログラムとして記述されてい
る。

【００４０】上述のような構成において、本実施の形態
の電子ビームテスタ１による画像処理方法を以下に説明
する。例えば、生産したＬＳＩ１１を検査するような場
合、図４に示すように、そのＬＳＩ１１の設計時のＣＡ
Ｄデータなどがレイアウトデータとして利用できるの
で、これを観測するＬＳＩ１１のレイアウトデータとし
てＲＡＭ１０４等に事前に格納しておく。

【００４１】このような状態で、図１に示すように、一
連の検査の処理動作においてＬＳＩ１１の観測する箇所
が指定されるので(ステップＳ１)、この指定箇所を最大
観測誤差だけ拡大して拡大箇所を形成し、この拡大箇所
をレイアウトデータから抽出する(ステップＳ２)。

【００４２】このため、ＳＥＭ３が指定箇所に対して実
際に観測する箇所が最大観測誤差まで変位するとして
も、これを加味した範囲まで指定箇所を拡大しておくこ
とができる。つまり、指定箇所に基づいてＳＥＭ３が画
像データを取得すると、実際の観測位置が最大観測誤差
まで変位していても、その画像データは拡大箇所のレイ
アウトデータに含まれている。

【００４３】つぎに、拡大箇所のレイアウトデータに対
して最大観測誤差以下の周期性の有無が判定される(ス
テップＳ３)。周期性の判定は、レイアウトの配線のコ
ーナーやコンタクトなどの特徴的な形状の分布、あるい
は配線輪郭による閉領域のうちサイズの大きなものの分
布等により実行される。

【００４４】例えば、図４に示すようなレイアウトデー
タからゴンタクトの形状のみを抽出すると、図５に示す
ような分布が生成される。この分布の繰り返し周期を判
定すれば縦方向に周期性はなく、点線の範囲内に矢印で
示した横方向の周期性が存在する可能性があることがわ
かる。その周期性の実際の有無の判定は、図４に示した
元のレイアウトデータに対し、矢印で示した周期性が存
在するか否かを確かめることにより行える。

【００４５】上述のようにして周期性の存在が判定され
た場合、レイアウトデータの指定箇所の近傍から最大観
測誤差以下の周期性が無い補正箇所が検出される(ステ
ップＳ４)。つまり、拡大箇所に最大観測誤差以下の周
期性が存在すると、前述のようにレイアウトデータと画
像データとが変位したままパターンがマッチングするの
で、このような場合には、最大観測誤差以下の周期性が
無くパターンが正確にマッチングする補正箇所を指定箇
所の周辺から検出する。

【００４６】つぎに、上述のように検出された補正箇所
に対応した位置をＳＥＭ３に観測させて画像データを取
得させ(ステップＳ５)、この取得された画像データを補
正箇所のレイアウトデータにパターンマッチングさせる
(ステップＳ６)。画像データと指定箇所との位置ズレ量
を検出する(ステップＳ７)。

【００４７】このような画像データとレイアウトデータ
とのパターンマッチングは、配線のコーナーパターンや
コンタクト等の特徴的形状や配線輪郭に囲まれた閉領域
の形状等を利用して実行される。上述のようにすること
で、指定箇所の周辺で最大観測誤差以下の周期性が無い
箇所の画像データにレイアウトデータが正確にパターン
マッチングされ、これで正確に位置が特定された箇所に
対する指定箇所の位置ズレ量が検出される。

【００４８】画像データと指定箇所との位置ズレ量を検
出する(ステップＳ７)。観測された画像データの基準座
標は、位置ズレが無ければ指定箇所の観測座標と一致す
ることになり、それは補正箇所のレイアウト座標に対応
している。従って、補正箇所のレイアウト座標と実際の
レイアウト座標の格差から位置ズレ量が算出される。位
置ズレ量に基づく座標対応関係の補正では、事前のレイ
アウト座標とＳＥＭ３の観測座標との対応関係を上記の
位置ズレ量により補正する。例えば、事前のレイアウト
座標（Ｘｌｙｔ，Ｙｌｙｔ）とＳＥＭ３の観測座標（Ｘ
ｏｂｓ，Ｙｏｂｓ）との対応関係が Ｘｏｂｓ＝０．１ Ｘｌｙｔ＋０．０１ Ｙｌｙｔ Ｙｏｂｓ＝−０．０１ Ｘｌｙｔ＋０．１ Ｙｌｙｔ であったとする。補正箇所のレイアウト座標がＸｌｙｔ
＝２００００，Ｙｌｙｔ＝１００００であるとすると、
位置ズレがなければ（Ｘｏｂｓ＝２１００，Ｙｏｂｓ＝
８００）が対応するはずである。

【００４９】しかし、実際に対応したレイアウト座標が
（Ｘｌｙｔ＝２４０００，Ｙｌｙｔ＝１４０００）であ
った場合には、定数により補正して、 Ｘｏｂｓ＝０．１ Ｘｌｙｔ＋０．０１ Ｙｌｙｔ−４
４０ Ｙｏｂｓ＝−０．０１ Ｘｌｙｔ＋０．１ Ｙｌｙｔ−
３６０ のように対応関係を補正できる。

【００５０】そして、上述のように検出された位置ズレ
量に対応してＳＥＭ３の観測位置を移動させ(ステップ
Ｓ８)、画像データを取得させる(ステップＳ９)。この
状態で処理動作を終了することもできるが、本実施の形
態の電子ビームテスタ１では、上述のように取得した画
像データと指定箇所のレイアウトデータとを更にパター
ンマッチングさせ(ステップＳ１０)、これが一致するま
で上述の一連の処理動作(ステップＳ７〜Ｓ１１)を繰り
返す。

【００５１】なお、前述のステップＳ３の処理動作で周
期性の存在が判定されない場合、その指定箇所を観測位
置としてＳＥＭ３に画像データを取得させ(ステップＳ
９)、やはり画像データと指定箇所のレイアウトデータ
とが正確に一致するまで上述の一連の処理動作(ステッ
プＳ７〜Ｓ１１)を繰り返す。

【００５２】本実施の形態の電子ビームテスタ１では、
上述のようにＳＥＭ３の最大観測誤差を加味して指定箇
所を拡大するので、画像データを取得する観測位置が指
定箇所から最大観測誤差まで変位していても、画像デー
タをレイアウトデータにパターンマッチングさせること
ができる。

【００５３】そのとき、拡大箇所に最大観測誤差以下の
周期性が存在するならば、その周辺で最大観測誤差以下
の周期性が存在しない補正箇所を検出し、この位置で画
像データとレイアウトデータとをマッチングさせ、この
位置を基点として指定箇所の画像データを取得するの
で、所望の位置の画像を正確に取得することができる。
なお、本発明は上記形態に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例え
ば、上記形態では周期性の判定を既存の手法で実行する
ことを想定したが、このように周期性を判定する目的は
マッチングでの誤りを回避することにあるため、厳密に
周期性を判定する必要はなく、特徴量等で見て周期的な
形状と類似する場合には周期性が有ると擬似的に判定し
ても良い。特に、画像データにおいて現れにくい下層の
配線に関する形状等は無視して周期性の判定を行うのが
良い。

【００５４】また、指定箇所の周辺から最大観測誤差以
下の周期性が無い補正箇所を探索する処理動作は負担が
大きいため、事前にレイアウトデータの全域を調査して
最大観測誤差以下の周期性が無い位置を検出しておき、
そのデータを事前に蓄積しておいて補正箇所の探索時に
利用することで、処理の負担を軽減して速度を向上させ
ることも可能である。なお、このように作成したデータ
は、最初の指定箇所を拡大した範囲での最大観測誤差以
下の周期性の有無の判定にも利用することが可能であ
る。

【００５５】上述のようなデータを生成して蓄積してお
くためには、レイアウトデータを解析して最大観測誤差
以下の周期性が無い位置を検出するデータ解析手段と、
検出された位置データを位置記憶手段に格納するデータ
格納手段とを、電子ビームテスタ１に設けておくことが
必要である。ただし、これらの手段を具備した専用の装
置を電子ビームテスタ１とは別個に形成しておき、この
ような装置から電子ビームテスタ１に必要なデータを供
給することも可能である。

【００５６】また、指定箇所の周辺から最大観測誤差以
下の周期性が無い補正箇所を検出した結果が複数の場合
は、指定箇所からより近い箇所を優先するとともに、マ
ッチング処理の確度や速度等も考慮して、配線の本数が
少ない箇所、マッチングに有効な特徴的形状が適度に分
布する箇所、等を優先することが好適である。

【００５７】なお、補正箇所から指定箇所までの移動に
より起こりうる位置ズレ量が指定箇所の周期より大きい
場合には、図６に示すように、観測位置を少しずつ移動
させながらパターンマッチングを繰り返して位置を確認
することが好ましい。

【００５８】つまり、観測位置の移動先を決定し(ステ
ップＴ１)、そこに移動して画像データを取得する(ステ
ップＴ２)。つぎに、画像データとレイアウトデータと
をパターンマッチングさせて位置ズレ量を検出し(ステ
ップＴ３)、これに基づいて座標の対応関係を補正し(ス
テップＴ４)、観測位置が指定箇所に到達するまで上述
のような処理動作を繰り返す。

【００５９】なお、移動先を決定するときは、移動に伴
い発生しうる位置ズレ量が移動先周辺での周期以下とな
るような移動先を探すことが好ましい。より移動量を少
なくすることにより起こりうる位置ズレ量がより少なく
なることに基づいて決定する。さらに取得された画像デ
ータとレイアウトデータとの間で、この移動により起こ
りうる位置ズレ量より位置のずれ方が小さいものとして
パターンマッチングを行えば良い。

【００６０】また、上記形態では、ＲＡＭ１０４等にソ
フトウェアとして格納されている制御プログラムに従っ
てＣＰＵ１０１が動作することにより、電子ビームテス
タ１の各種手段が実現されることを例示した。しかし、
このような各種手段の各々を固有のハードウェアとして
形成することも可能であり、一部をソフトウェアとして
ＲＡＭ１０４等に格納するとともに一部をハードウェア
として形成することも可能である。

【００６１】また、上記形態では、コンピュータシステ
ム２の起動時に、ＨＤＤ１０５に事前に格納されている
ソフトウェアがＲＡＭ１０４に複写され、このようにＲ
ＡＭ１０４に格納されたソフトウェアをＣＰＵ１０１が
読み取ることを想定したが、このようなソフトウェアを
ＨＤＤ１０５に格納したままＣＰＵ１０１に利用させる
ことや、ＲＯＭ１０３に事前に固定的に書き込んでおく
ことも可能である。

【００６２】さらに、単体で取り扱える情報記憶媒体で
あるＦＤ１０６やＣＤ−ＲＯＭ１０９等にソフトウェア
を書き込んでおき、このＦＤ１０６等からＲＡＭ１０４
等にソフトウェアをインストールすることも可能である
が、このようなインストールを実行することなくＦＤ１
０６等からＣＰＵ１０１がソフトウェアを直接に読み取
って処理動作を実行することも可能である。

【００６３】つまり、本発明の画像処理装置の各種手段
をソフトウェアにより実現する場合、そのソフトウェア
はＣＰＵ１０１が読み取って対応する動作を実行できる
状態に有れば良い。

【００６４】また、上述のような各種手段を実現する制
御プログラムを、複数のソフトウェアの組み合わせで形
成することも可能であり、その場合、単体の製品となる
情報記憶媒体には、本発明の画像処理装置を実現するた
めの必要最小限のソフトウェアのみを格納しておけば良
い。例えば、既存のオペレーティングシステムが実装さ
れているコンピュータシステム２に、ＣＤ−ＲＯＭ１０
８等の情報記憶媒体によりアプリケーションソフトを提
供するような場合、本発明の画像処理装置の各種手段を
実現するソフトウェアは、アプリケーションソフトとオ
ペレーティングシステムとの組み合わせで実現されるの
で、オペレーティングシステムに依存する部分のソフト
ウェアは情報記憶媒体のアプリケーションソフトから省
略することができる。

【００６５】また、このように情報記憶媒体に記述した
ソフトウェアをＣＰＵ１０１に供給する手法は、その情
報記憶媒体をコンピュータシステム２に直接に装填する
ことに限定されない。例えば、上述のようなソフトウェ
アをホストコンピュータの情報記憶媒体に格納してお
き、このホストコンピュータを通信ネットワークで端末
コンピュータに接続し、ホストコンピュータから端末コ
ンピュータにデータ通信でソフトウェアを供給すること
も可能である。

【００６６】上述のような場合、端末コンピュータが自
信の情報記憶媒体にソフトウェアをダウンロードした状
態でスタンドアロンの処理動作を実行することも可能で
あるが、ソフトウェアをダウンロードすることなくホス
トコンピュータとのリアルタイムのデータ通信により処
理動作を実行することも可能である。この場合、ホスト
コンピュータと端末コンピュータとを通信ネットワーク
で接続したシステム全体が、本発明の画像処理装置に相
当することになる。

【００６７】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【００６８】請求項１記載の発明の画像処理装置は、観
測対象のレイアウトデータを事前に記憶したデータ記憶
手段と、観測対象を観測して画像データを取得する対象
観測装置と、観測対象の観測する箇所の指定を受け付け
る位置指定手段と、指定箇所を所定範囲だけ拡大した拡
大箇所をレイアウトデータから抽出する範囲拡大手段
と、抽出された拡大箇所のレイアウトデータでの最大観
測誤差以下の周期性の有無を判定する周期検出手段と、
該周期性の存在が判定された場合にレイアウトデータの
指定箇所の近傍から最大観測誤差以下の周期性が無い拡
大箇所を検出する箇所検出手段と、検出された拡大箇所
に対応した位置を前記対象観測装置に観測させて画像デ
ータを取得させる位置変更手段と、取得された画像デー
タをレイアウトデータにパターンマッチングさせて指定
箇所との位置ズレ量を検出するズレ検出手段と、検出さ
れた位置ズレ量に対応して前記対象観測装置の観測位置
を移動させて画像データを取得させる画像取得手段と、
を具備していることにより、指定箇所に最大観測誤差以
下の周期性が存在する場合、その周囲の最大観測誤差以
下の周期性が無い箇所で正確なパターンマッチングを実
行し、この位置を基点として指定箇所に観測位置を移動
させるので、レイアウトデータと画像データとを正確に
位置合わせすることができる。

【００６９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像処理装置であって、レイアウトデータの最大観測誤差
以下の周期性が無い位置のデータを事前に記憶した位置
記憶手段を設け、箇所検出手段は、前記位置記憶手段の
記憶データから最大観測誤差以下の周期性が無い拡大箇
所を検出することにより、最大観測誤差以下の周期性が
無い拡大箇所を検出する処理の負担を軽減して速度を向
上させることができる。

【００７０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の画
像処理装置であって、レイアウトデータの最大観測誤差
以下の周期性が無い位置のデータを事前に記憶した位置
記憶手段を設け、周期検出手段は、前記位置記憶手段の
記憶データからレイアウトデータの拡大箇所での最大観
測誤差以下の周期性の有無を判定することにより、最大
観測誤差以下の周期性の有無を判定する処理の負担を軽
減して速度を向上させることができる。

【００７１】請求項４記載の発明は、請求項２または３
記載の画像処理装置であって、レイアウトデータを解析
して最大観測誤差以下の周期性が無い位置を検出するデ
ータ解析手段を設け、検出された位置データを位置記憶
手段に格納するデータ格納手段を設けたことにより、レ
イアウトデータの最大観測誤差以下の周期性が無い位置
のデータを事前に生成して蓄積しておくことができる。

【００７２】請求項５記載の発明は、請求項１記載の画
像処理装置であって、範囲拡大手段は、指定箇所を最大
観測誤差だけ拡大することにより、観測された画像デー
タがレイアウトデータの拡大箇所に含まれるので、画像
データとレイアウトデータとのパターンマッチングを良
好に実行することができる。

【００７３】請求項６記載の発明の画像処理方法は、観
測対象のレイアウトデータを事前に取得しておき、観測
対象の観測する箇所の指定を受け付け、指定箇所を所定
範囲だけ拡大した拡大箇所をレイアウトデータから抽出
し、抽出された拡大箇所のレイアウトデータでの最大観
測誤差以下の周期性の有無を判定し、該周期性の存在が
判定された場合にレイアウトデータの指定箇所の近傍か
ら最大観測誤差以下の周期性が無い拡大箇所を検出し、
検出された拡大箇所に対応した位置で観測対象を観測し
て画像データを取得し、取得された画像データをレイア
ウトデータにパターンマッチングさせて指定箇所との位
置ズレ量を検出し、検出された位置ズレ量に対応して観
測対象の観測位置を移動させて画像データを取得するよ
うにしたことにより、指定箇所に最大観測誤差以下の周
期性が存在する場合、その周囲の最大観測誤差以下の周
期性が無い箇所で正確なパターンマッチングを実行し、
この位置を基点として指定箇所に観測位置を移動させる
ので、レイアウトデータと画像データとを正確に位置合
わせすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の画像処理装置である電
子ビームテスタによる画像処理方法を示すフローチャー
トである。

【図２】電子ビームテスタの論理的構造を示す模式図で
ある。

【図３】電子ビームテスタの物理的構造を示すブロック
図である。

【図４】観測対象であるＬＳＩのレイアウトデータを示
す模式図である。

【図５】レイアウトデータから特徴を抽出した状態を示
す模式図である。

【図６】補正箇所から指定箇所までの移動方法の一変形
例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 画像処理装置である電子ビームテスタ ２ コンピュータシステム ３ 観測装置であるＳＥＭ(走査電子顕微鏡) １１ 観測対象であるＬＳＩ １２ データ記憶手段 １３ 位置指定手段 １４ 範囲拡大手段 １５ 周期検出手段 １６ 箇所検出手段 １７ 位置変更手段 １８ ズレ検出手段 １９ 画像取得手段 １０１ コンピュータであるＣＰＵ １０２ バスライン １０３ 情報記憶媒体であるＲＯＭ １０４ 情報記憶媒体であるＲＡＭ １０５ 情報記憶媒体であるＨＤＤ １０６ 情報記憶媒体であるＦＤ １０７ ＦＤＤ １０８ 情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ １０９ ＣＤドライブ １１０ キーボード １１１ マウス １１２ ディスプレイ １１３ 通信Ｉ／Ｆ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観測対象のレイアウトデータを事前に記
   憶したデータ記憶手段と、 観測対象を観測して画像データを取得する対象観測装置
   と、 観測対象の観測する箇所の指定を受け付ける位置指定手
   段と、 指定箇所を所定範囲だけ拡大した拡大箇所をレイアウト
   データから抽出する範囲拡大手段と、 抽出された拡大箇所のレイアウトデータでの最大観測誤
   差以下の周期性の有無を判定する周期検出手段と、 該周期性の存在が判定された場合にレイアウトデータの
   指定箇所の近傍から最大観測誤差以下の周期性が無い拡
   大箇所を検出する箇所検出手段と、 検出された拡大箇所に対応した位置を前記対象観測装置
   に観測させて画像データを取得させる位置変更手段と、 取得された画像データをレイアウトデータにパターンマ
   ッチングさせて指定箇所との位置ズレ量を検出するズレ
   検出手段と、 検出された位置ズレ量に対応して前記対象観測装置の観
   測位置を移動させて画像データを取得させる画像取得手
   段と、を具備していることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 レイアウトデータの最大観測誤差以下の
   周期性が無い位置のデータを事前に記憶した位置記憶手
   段を設け、箇所検出手段は、前記位置記憶手段の記憶デ
   ータから最大観測誤差以下の周期性が無い拡大箇所を検
   出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 レイアウトデータの最大観測誤差以下の
   周期性が無い位置のデータを事前に記憶した位置記憶手
   段を設け、周期検出手段は、前記位置記憶手段の記憶デ
   ータからレイアウトデータの拡大箇所での最大観測誤差
   以下の周期性の有無を判定することを特徴とする請求項
   １記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 レイアウトデータを解析して最大観測誤
   差以下の周期性が無い位置を検出するデータ解析手段を
   設け、検出された位置データを位置記憶手段に格納する
   データ格納手段を設けたことを特徴とする請求項２また
   は３記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 範囲拡大手段は、指定箇所を最大観測誤
   差だけ拡大することを特徴とする請求項１記載の画像処
   理装置。
6. 【請求項６】 観測対象のレイアウトデータを事前に取
   得しておき、 観測対象の観測する箇所の指定を受け付け、 指定箇所を所定範囲だけ拡大した拡大箇所をレイアウト
   データから抽出し、 抽出された拡大箇所のレイアウトデータでの最大観測誤
   差以下の周期性の有無を判定し、 該周期性の存在が判定された場合にレイアウトデータの
   指定箇所の近傍から最大観測誤差以下の周期性が無い拡
   大箇所を検出し、 検出された拡大箇所に対応した位置で観測対象を観測し
   て画像データを取得し、 取得された画像データをレイアウトデータにパターンマ
   ッチングさせて指定箇所との位置ズレ量を検出し、 検出された位置ズレ量に対応して観測対象の観測位置を
   移動させて画像データを取得するようにしたことを特徴
   とする画像処理方法。