WO2024053043A1

WO2024053043A1 - 寸法計測システム、推定システム、および寸法計測方法

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Publication number: WO2024053043A1
Application number: PCT/JP2022/033680
Authority: WO
Inventors: 淳澤田; 昭朗池内
Original assignee: 株式会社日立ハイテク
Priority date: 2022-09-08
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2024-03-14

Abstract

寸法計測システム等に関して、人が一部の情報を入力・設定する方式としつつ、人の手動操作の手間や負荷を低減できる技術を提供する。寸法計測システムは、ユーザに対し、画像およびグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含む画面を表示させ、画面における画像上で、ユーザの手動操作に基づいて、寸法計測対象の構造物の領域の一部を特定するための基準線（界面基準線）を指定し、寸法計測対象の構造物の領域を特定するための当該領域内に含まれる基準点（領域基準点）を指定し（ステップＳ３）、基準線と基準点とを用いて、画像内の寸法計測対象の構造物の領域の輪郭またはエッジを検出し（ステップＳ４）、検出された輪郭またはエッジの情報を用いて、画像内の寸法計測対象の構造物の寸法を計測する（ステップＳ５）。

Description

寸法計測システム、推定システム、および寸法計測方法

　本開示は、半導体デバイス等の試料を撮像した画像からデバイス構造等の寸法を計測する技術に関する。

　半導体デバイス等の試料を撮像した画像からデバイス構造等の寸法を計測（測長と記載する場合もある）する技術や、試料の観察、解析、評価、検査等を行う技術としては、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）や透過電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）に代表される荷電粒子ビーム装置を用いてそれらの処理（寸法計測と総称する場合がある）を行う技術がある。荷電粒子ビーム装置に内蔵または外部接続されるコンピュータシステムは、荷電粒子ビーム装置による撮像画像を処理して、デバイス構造等の対象の構造物やパターン（例えばトレンチ）の寸法を計測する。

　例えば、コンピュータシステムは、半導体デバイスの断面（例えば劈開による断面）を撮像した断面画像から、構造物の輪郭を検出し、その輪郭に基づいて寸法（例えばトレンチ幅やトレンチ深さ）を計測する。

　先行技術例として、特許第４８６５１４７号（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、「ディスプレイ顕微鏡画像を用いたパターン測定方法及び測定システム」として、「顕微鏡画像におけるパターンの辺部にエッジ基準線を設定するステップ」、「エッジ基準線に沿って複数のエッジポイントを設定するステップ」、「一つのエッジポイントにおいてエッジ基準線と交差するサーチライン近傍の輝度プロファイルを積算し、一つのエッジポイントに関するエッジ位置を算出するステップ」、「複数のエッジポイントでそれぞれ算出したエッジ位置から辺部の近似線を算出するステップ」、「近似線によりパターンの形状を測定するステップ」（請求項１）等の旨が記載されている。

特許第４８６５１４７号（対応米国特許第７０５４５０６号）

　上記荷電粒子ビーム装置を用いた撮像画像（例えば断面画像）から、対象の構造物の輪郭の検出に基づいて、対象の寸法を計測する寸法計測システム等の技術としては、第１に、コンピュータシステムが自動でテンプレートマッチング等の画像処理により輪郭検出や寸法計測を実現する技術がある。また、第２に、人が手動操作によって輪郭検出や寸法計測のために必要な情報を入力・設定し、その情報に基づいてコンピュータシステムが輪郭検出や寸法計測を実現する技術がある。

　第１の技術では、テンプレートマッチング等の画像処理による適切な輪郭検出が難しい場合や計算負荷が高すぎる場合がある。

　第２の技術では、輪郭検出や寸法計測のために必要な情報を、人が設定する必要がある。例えば特許文献１の場合、「エッジ基準線」や「エッジポイント」等の情報をユーザが設定する。人が設定した情報を用いることで、コンピュータシステムによる画像処理等が容易化できる。しかしながら、第２の技術の場合、人の手動操作の手間が大きくなり、作業効率が低下する場合がある。

　本開示の目的は、上記荷電粒子ビーム装置を用いて撮像画像から対象の構造物の寸法を計測する寸法計測システム等の技術に関して、人が一部の情報を入力・設定する方式としつつ、人の手動操作の手間を低減でき、作業効率を高めることができる技術を提供することである。他の目的は、人の手動操作による誤差の影響を低減できる技術を提供することである。

　本開示のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。実施の形態の寸法計測システムは、画像内の構造物の寸法を計測する寸法計測システムであって、プロセッサと、前記プロセッサが処理するデータを格納するメモリ資源と、を備え、前記プロセッサは、ユーザに対し、前記画像、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含む画面を表示させ、前記画面における前記画像上で、前記ユーザの手動操作に基づいて、寸法計測対象の前記構造物の領域の一部を特定するための基準線を指定し、前記基準線の位置情報を取得し、前記画面における前記画像上で、前記ユーザの手動操作に基づいて、寸法計測対象の前記構造物の領域を特定するための前記領域内に含まれる基準点を指定し、前記基準点の位置情報を取得し、前記基準線と前記基準点とを用いて、前記画像内の寸法計測対象の前記構造物の領域の輪郭またはエッジを検出し、検出された前記輪郭またはエッジの情報を用いて、前記画像内の寸法計測対象の前記構造物の寸法を計測する。

　実施の形態の推定システムは、画像内の構造物を推定する推定システムであって、プロセッサと、前記プロセッサが処理するデータを格納するメモリ資源と、を備え、前記プロセッサは、ユーザに対し、前記画像、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含む画面を表示させ、前記画面における前記画像上で、前記ユーザの手動操作に基づいて、寸法計測対象の前記構造物の領域の一部を特定するための基準線を指定し、前記基準線の位置情報を取得し、前記ユーザの手動操作に基づいて、寸法計測対象の前記構造物の領域を特定するための前記領域内に含まれる基準点を指定し、前記基準点の位置情報を取得し、前記画像、前記基準線、および前記基準点を含むデータを、学習用データとして蓄積し、前記学習用データを用いて、入力画像から前記基準線および前記基準点を推定するための機械学習の学習モデルを訓練し、推定対象の入力画像を前記学習モデルに入力し、前記学習モデルによる推定結果として、推定された前記基準線の情報、および推定された前記基準点の情報を出力する。

　本開示のうち代表的な実施の形態によれば、上記荷電粒子ビーム装置を用いて撮像画像から対象物の寸法を計測する寸法計測システム等の技術に関して、人が一部の情報を入力・設定する方式としつつ、人の手動操作の手間や負荷を低減でき、作業効率を高めることができる。また、人の手動操作による誤差の影響を低減できる。上記した以外の課題、構成および効果等については、発明を実施するための形態において示される。

実施の形態１の寸法計測システムを含むシステムの構成例を示す図。実施の形態１の寸法計測システムのコンピュータシステムとしての構成例を示す図。実施の形態１で、ＳＥＭの構成例を示す図。実施の形態１で、半導体デバイスの構造や寸法等を示す図。実施の形態１の寸法計測方法での処理フローを示す図。実施の形態１で、ＧＵＩ画面の例を示す図。実施の形態１で、定義情報の例を示す図。実施の形態１で、断面画像および界面選択ＧＵＩの例を示す図。実施の形態１で、断面画像および領域選択ＧＵＩの例を示す図。実施の形態１で、断面画像での輪郭検出アルゴリズム例を示す図。実施の形態１で、断面画像での輪郭検出アルゴリズム例を示す図。実施の形態１で、ラインプロファイルのグラフを示す図。実施の形態１で、エッジ候補抽出に第２ルールを適用する場合の例を示す図。実施の形態１で、エッジ候補の組み合わせの例を示す図。実施の形態１で、検出された輪郭（エッジ点および輪郭線）の例を示す図。実施の形態１で、マスクに関する輪郭検出の例を示す図。実施の形態１で、ピラーに関する輪郭検出の例を示す図。実施の形態１で、計測対象寸法の例を示す図。実施の形態１で、構造物の面積を計測する例を示す図。実施の形態１で、寸法計測結果を表示するＧＵＩ画面の例を示す図。実施の形態１で、ゴミが付着した場合の断面画像等の例を示す図。実施の形態１で、エッチングの加工目標パターンの画像と、実際の加工後の画像との例を示す図。実施の形態１で、断面画像内に複数の領域基準点等をまとめて指定する例を示す図。実施の形態１で、断面画像内に２つの界面基準線を設定する第１の例を示す図。実施の形態１で、断面画像内に２つの界面基準線を設定する第２の例を示す図。実施の形態１の変形例１として、界面基準線の調整機能についてのＧＵＩ画面の例を示す図。実施の形態１の変形例２として、界面以外を基準線とする場合の断面画像等を示す図。実施の形態１の変形例３として、ラインプロファイルの他の設定方法について示す図。実施の形態１の変形例４として、領域基準点を用いた寸法計測対象線の設定方法について示す図。実施の形態１の変形例５として、領域基準点を用いた寸法計測対象のオン／オフの設定方法について示す図。実施の形態２の寸法計測システムにおける、横方向のラインプロファイルの設定方法について示す図。実施の形態３の寸法計測システム２における、動径方向のラインプロファイルの設定方法について示す図。実施の形態４の推定システムのコンピュータシステムとしての構成例を示す図。実施の形態４で、学習モデルの入出力の構成を示す図。実施の形態４で、学習モデルの構成を示す図。実施の形態４で、学習処理フローを示す図。実施の形態４で、推定機能のＧＵＩ画面の例を示す図。実施の形態４の変形例における、学習モデルの入出力の構成を示す図。実施の形態４の変形例における、学習モデルの入出力の構成を示す図。実施の形態４の変形例における、ＧＵＩ画面の例を示す図。実施の形態５の寸法計測システムのコンピュータシステムとしての構成例を示す図。実施の形態５で、寸法計測処理フローを示す図。実施の形態に対する比較例１における、画像に対し輪郭検出のサポートのための点や線を設定する例を示す図。実施の形態に対する比較例２における、画像に対し寸法計測のサポートのための点や線を設定する例を示す図。

　以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、範囲等を表していない場合がある。

　説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵ／ＭＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ等が適用可能である。

　プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスクでもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム、ＩｏＴシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ＩＤ、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。

　［課題等］
　課題等について補足説明する。近年、半導体デバイス性能向上のためにデバイス構造の微細化が進められると共に、Ｆｉｎ－ＦＥＴ(Field Effect Transistor)や３Ｄ－ＮＡＮＤ等に代表されるデバイス構造の立体化および複雑化が進んでいる。このような先端デバイスの寸法は、ナノメートル（ｎｍ）オーダーであり、構造物間の膜構造は、サブｎｍオーダーの加工精度が求められるようになった。

　半導体デバイスは、一般に、リソグラフィ、エッチング、成膜、平坦化等のプロセスの組合せとその繰り返しにより作製される。例えばエッチング工程では、加工難易度の上昇に伴い、加工後寸法データと機械学習との組合せによるエッチング条件最適化が取り組まれるようになっており、高速かつ大量に精密な寸法を計測する技術が必要とされている。

　精密な寸法計測の手法としては、ＳＥＭやＴＥＭ等の荷電粒子ビーム装置が用いられることが多い。なぜなら、荷電粒子ビーム装置は、光よりも波長の短い荷電粒子ビームを用いるため、光学顕微鏡では観察できないサブｎｍオーダーの微細構造を高分解能で観察できるためである。

　計測手段としてＳＥＭとＴＥＭを比較した場合、ＴＥＭでの観察には収束イオンビーム装置（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）での前処理が必要である。そのため、より短時間で断面観察と寸法計測を行いたい場合には、エッチング加工後の試料を劈開した断面をＳＥＭで観察する方法が選択される場合がある。

　しかしながら、劈開試料断面は、劈開時のダメージやコンタミネーション等の影響により、計測対象の構造が部分的に崩れる場合、またはゴミ等が付着する場合等があり、本来のエッチング工程で形成された構造とは異なる構造が観察されることがある。このような劈開によるアーティファクトを持つ構造を寸法計測した場合、寸法計測結果からエッチング条件にフィードバックを行う際に、意図しないフィードバックを行ってしまう恐れがある。そのため、正常に劈開された構造のみを、言い換えると崩れやゴミ等の部分を除外した構造のみを、寸法計測の対象にする必要がある。

　これに加え、エッチング工程の寸法計測では、マスク層と被エッチング層（例えばＳｉ層）との界面を基準として、被エッチング層の加工深さ（例えばトレンチ深さ）を計測することが多い。そのため、このような界面（言い換えると材料界面、基準界面）の位置の検出も重要である。

　しかしながら、上記劈開試料断面のような構造物の正常性判断や、界面位置の正確な検出は、従来のテンプレートマッチング等の画像処理方法では困難である。そのため、従来、寸法計測対象の構造物の正常性は、計測者であるオペレータの主観的な判断に任されていた。

　また、正常な寸法計測対象の構造物と、正確な基準界面の位置とが決定された場合でも、その決定後の計測作業には、精度面の課題が残されている。劈開試料断面をＳＥＭで観察する場合、撮像画像において、デバイス構造（例えばピラー）と開放部である真空領域との境界、すなわちデバイス構造の輪郭の付近の領域には、白い影のような部分（以下、「ホワイトバンド」と称する）が生じてしまう。このホワイトバンドは、画像上で高輝度の画素の部分であり、例えば撮像画像に対する奥行き方向にある構造物からの二次電子等の影響により生じる。そのため、当該画像からデバイス構造の輪郭を二値化等の画像処理によって自動検出することが困難である。すなわち、デバイス構造の輪郭ないしエッジの検出の効率や精度に関して課題がある。

　このため、従来の断面ＳＥＭ画像の寸法計測は、オペレータの人の手動操作および判断で行われることが多く、手間が大きい。また、オペレータの人ごとに、手動操作および判断に誤差が生じ、輪郭検出および寸法計測に関する精度や正確度が異なるという課題もある。

　例えば特許文献１では、磁気ヘッドデバイスの断面構造をＳＥＭで観察し、構造物の高さや側壁角度等の寸法を計測する例が記載されている。特許文献１では、単一の磁気ヘッド構造物に対して、ユーザ入力によりエッジ基準線や複数のエッジポイントをＳＥＭ画像上に指定することにより、構造物の各辺の近似直線を算出し、寸法計測や構造物側壁の角度算出に利用する旨が記載されている。

　上記のような輪郭検出および寸法計測のために必要な一部の情報をユーザが入力・設定する方式（前述の第２の技術）の場合、ユーザによる入力操作の数量が多くなり、手間が大きくなる。断面ＳＥＭ画像内に複数の対象構造物が含まれている場合、ユーザによる入力操作の数量は、対象構造物の数と、計測寸法種類（例えば幅、高さ等）の数との、掛け合わせ分の数量が、必要となる。複数の試料、複雑かつ複数の構造物を対象として寸法計測を行う場合、ユーザの負荷の増大、作業効率の低下につながる。

　特に、エッチング加工後の寸法計測では、残存したマスクパターンの各種寸法、エッチングにより掘りこまれたトレンチ部分の各種寸法、またはマスクパターン直下のフィンないしピラー型構造物の各種寸法、の計測が必要である。このような場合に、断面画像からの対象構造物パターンの輪郭検出および寸法計測に関する自動化や、ユーザの手動操作による入力の負荷の低減および作業効率化等が求められる。

　［第１および第２の技術］
　従来、半導体デバイスの製造プロセスでは、ウェハに対し、デポジションやエッチング等の加工によって、マスク、ピラー、トレンチ等の構造（構造物、パターン等と記載する場合がある）が形成される。製造プロセスでは、このような加工結果として得られた３次元の構造物が適正かを確認や検査する必要がある。この場合に、前述のように、例えば劈開やＦＩＢ加工等の手段を用いて、構造の断面が作製され、ＳＥＭ等の手段によってその断面の画像が撮像される。その断面画像に対し、コンピュータシステムおよびオペレータにより、測長や観察等の処理や作業が行われ、構造物の形状が適正か等の確認や検査がされる。

　このために、断面画像から、構造物の輪郭ないしエッジを判断・検出して寸法を計測する必要がある。このような処理・作業を効率化するために、コンピュータシステムによる自動化や効率化が求められる。しかしながら、前述のように、断面画像から構造物の輪郭を検出して構造物の寸法を計測する処理については、完全自動での実現は難しい。

　従来、前述の第１の技術として、コンピュータシステムによって完全自動で断面ＳＥＭ画像から対象構造物の輪郭を検出して寸法計測する場合には、輪郭検出の処理に難しさがあり、効率的で正確な輪郭検出が難しい。そこで、前述の第２の技術として、断面ＳＥＭ画像に対し、コンピュータシステムによる輪郭検出や寸法計測の処理をサポートするための一部の情報を、ユーザが手動操作で入力・設定する方式がある。例えば、断面画像に対し、基準となる線や点などが指定・設定される。その断面画像に対し、設定されている線や点などの情報を用いて、コンピュータシステムが、輪郭検出および寸法計測の処理を行う。このような方式は、手動操作と自動処理との組み合わせによる方式（方法や装置等を含む総称）であり、説明上、半自動方式と記載する場合がある。

　［比較例１］
　図４３は、実施の形態に対する、比較例１の技術についての説明図を示す。比較例１の技術は、特許文献１の技術と対応している。比較例１の技術は、断面画像に対し、ユーザの手動操作で、輪郭検出のためのサポートとなる点や線などを設定するものである。図４３の（Ａ）は、断面画像の例の模式図であり、真空の背景（模式で白色で示すが輝度としては黒色である）上に、概略的に台形形状を有するピラー４３０１やトレンチ４３０２の領域を有する。図４３の（Ｂ）は、（Ａ）の画像に対し、ユーザが、手動操作で、輪郭検出のサポートのための点や線を入力・設定した例を示す。本例では、ユーザが、ピラー４３０１の台形の辺に、エッジポイントｅｐ１～ｅｐ６を設定している。言い換えると、ユーザが、ピラー４３０１の台形の辺に、エッジラインＥＬ１～ＥＬ３（特許文献１での「エッジ基準線」に相当する）を設定している。例えば、始点となるエッジポイントｅｐ１と、終点となるエッジポイントｅｐ２とを結んだ直線が、エッジラインＥＬ１となる。

　コンピュータシステムは、設定されたエッジポイントｅｐ１～ｅｐ６またはエッジラインＥＬ１～ＥＬ３を用いて、ピラー４３０１の輪郭を構成するエッジを決定する。例えば、コンピュータシステムは、エッジラインＥＬ１上で、垂直方向に輝度プロファイルを参照し、輝度プロファイル上で輝度をサーチすることで、ピラー４３０１のエッジを検出する。コンピュータシステムは、検出された複数のエッジを結ぶことで、輪郭に関する近似直線を決定する。コンピュータシステムは、検出した輪郭の情報に基づいて、構造物パターンの寸法、例えばピラー４３０１の幅や高さ等を計測する。

　比較例１では、ユーザの手動操作、入力の数量としては、画像内の構造物、例えば台形のパターンの辺ごとに、少なくとも２つのエッジポイントを入力・設定する必要がある。このため、ピラー４３０１等の構造物の数や、計測する寸法の種類が増えるほど、ユーザの手動操作の手間が増大する。また、パターン形状が複雑になるほど、手間が増大する。

　比較例１は、ユーザが、画像内の構造物パターンの輪郭ないしエッジをなぞるように、サポートのための線や点などを入力・設定する技術であると捉えることができる。このような技術は、手動操作の手間が大きい。また、手動操作であるため、ユーザが、画像上の構造物パターンの輪郭ないしエッジに対し、正確にサポートのための線や点などを設定できるとは限らず、ユーザごとに誤差が生じる。

　［比較例２］
　図４４には、他の従来技術例として、比較例２について示す。比較例２の技術は、断面画像に対し、ユーザが、手動操作で、寸法計測のサポートのための線や点などを設定するものである。図４４の（Ａ）は断面画像の例の模式図を示し、例えば４つのピラー４４０１、４つのトレンチ４４０２を有する。比較例２では、断面画像内の構造物パターン、例えば概略的に台形形状を有するピラー４４０１やトレンチ４４０２に対し、ユーザが、寸法計測をしたい箇所を、すなわち計測対象寸法を規定する位置を、直接的に、手動操作で入力・設定する。

　例えば、図４４の（Ｂ）は、トレンチ深さを測長する場合を示す。トレンチ深さを測長したい場合に、トレンチ４４０２ごとに、寸法計測対象箇所として、トレンチ深さ（それに対応する寸法計測対象線４４０３）を規定する２つの端の点（点ａ１，ａ２）を、ユーザが判断して指定する。例えば、点毎にマウスのクリック等の操作である。点ａ１はトレンチ４４０２のトップを指し示す点であり、点ａ２はトレンチ４４０２のボトムを指し示す点である。寸法計測対象線４４０３における一方の端が点ａ１、他方の端が点ａ２である。その後、コンピュータシステムは、指定された２点（点ａ１，ａ２）で規定される寸法計測対象線４４０３の箇所を、トレンチ深さとして測長する。２点は、言い換えると、寸法の起点・終点である。

　図４４の（Ｃ）は、同様に、ピラー幅を測長したい場合に、ピラー４４０１ごとに、寸法計測対象箇所として、ピラー幅（それに対応する寸法計測対象線４４０４）を規定する２つの端の点（点ｂ１，ｂ２）を、ユーザが判断して指定する。点ｂ１はピラー４４０１の左側の側壁の点であり、点ｂ２はピラー４４０１の右側の側壁の点である。寸法計測対象線４４０４における一方の端が点ｂ１、他方の端が点ｂ２である。その後、コンピュータシステムは、指定された２点（点ｂ１，ｂ２）で規定される寸法計測対象線４４０４の箇所を、ピラー幅として測長する。

　このように、比較例２では、ユーザが、対象の構造物パターンごとに、および寸法計測対象箇所、寸法種類ごとに、少なくとも２点を入力する操作が必要である。このため、比較例２は、比較例１と同様に、対象の構造物の数や、寸法種類が増えるほど、ユーザの手動操作の手間が増大する。また、人の手動操作（マウス操作等）や主観判断による誤差を生じる。寸法計測対象箇所および寸法（例えばトレンチ深さ）に対し、ユーザが指定した２点は、実態からズレが生じる場合があり、また、個人差が生じ得る。そのような誤差は、寸法計測の精度に影響する。

　［解決手段等］
　上記のような課題等を踏まえ、実施の形態の寸法計測システム等は、以下のような解決手段等を有する。

　実施の形態の寸法計測システムは、プロセッサおよびメモリ資源を有し、試料である半導体デバイスの断面の構造が写るように電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置によって撮影した画像（言い換えると、断面画像、対象画像、撮像画像など）を対象として、輪郭検出および寸法計測に関する処理を行う。プロセッサは、メモリ資源上に記憶される画像などのデータ・情報に対し、実施の形態の寸法計測方法に従った処理を実行する。

　実施の形態の寸法計測システムは、断面画像に対し、ユーザ等の人による手動操作で、輪郭検出および寸法計測をサポートするための基準線や基準点などの所定の情報を入力・指定・設定する方式と、所定の情報が設定された断面画像に対し、コンピュータによる自動処理で、輪郭検出および寸法計測の処理を行う自動方式と、の組み合わせによる半自動方式を採用したシステムである。実施の形態は、このような半自動方式での工夫を有する。なお、材料界面や寸法計測対象構造物領域を手動操作で指定・選択し、輪郭検出および寸法計測を自動で実行するシステムや方法を、「半自動方式」と記載する場合がある。

　実施の形態の寸法計測方法は、断面画像に対し、ユーザ等の人による手動操作に基づいて、自動検出や自動認識が難しい材料界面等の箇所を、基準線（言い換えると界面基準線、サポート線など）として指定するステップと、断面画像に対し、ユーザの手動操作に基づいて、自動検出や自動認識が難しい寸法計測対象の構造物パターンの領域を、基準点（言い換えると領域基準点、サポート点など）として指定するステップとを有する。これらのステップは、人の手動操作に関するステップである。そして、実施の形態の寸法計測方法は、上記基準線および基準点が設定された画像に対し、寸法計測対象の構造物パターンの輪郭検出を自動で行うステップと、検出された輪郭の情報に基づいて、計測対象の寸法を自動で計測するステップと、を有する。これらのステップは、コンピュータ自動処理に関するステップである。

　実施の形態の寸法計測システムおよび方法は、まず、手動設定の方式の特徴としては、断面画像に対し、ユーザが、ＧＵＩ画面での手動操作で、対象の構造物の材料界面に対し、その材料界面を指し示すための基準線である界面基準線を指定し、また、寸法計測対象構造物領域を指し示すための基準点である領域基準点を指定する。このような手動操作のステップは、従来技術例とは異なる新しいユーザ・インタフェースとして実現される。これにより、入力数量などが減少し、ユーザの手間や負荷を低減できるとともに、ユーザの手動操作による誤差も低減できる。

　実施の形態の寸法計測システムおよび方法は、次に、自動方式の特徴としては、上記のように所定の情報が設定された断面画像に対し、コンピュータシステムが、所定のアルゴリズムによる処理で、上記基準線および基準点に基づいて、対象の構造物パターンの領域を特定し、対象の構造物パターンの輪郭を構成するエッジを検出する。

　そして、コンピュータシステムは、上記基準線および基準点と、検出された輪郭の情報とに基づいて、寸法計測対象の構造物パターンの領域における、指定された種類の寸法を計測する。計測対象とする寸法の種類（例えばトレンチ幅、トレンチ深さ等）については、ＧＵＩ画面でユーザが設定・指定できる。

　コンピュータシステムは、上記検出した輪郭の情報と、寸法計測結果との少なくとも一方を、ＧＵＩ画面でユーザに対し表示する。

　上記輪郭検出の処理のアルゴリズムは、従来技術例とは異なる新しいものであり（後述の図１０等）、構造物の輪郭をより効率的に正確に検出できる。そして、コンピュータシステムは、検出された輪郭の情報に基づいて、対象の寸法をより効率的に正確に計測できる。

　＜実施の形態１＞
　図１等を用いて、実施の形態１の寸法計測システムおよび方法等について説明する。

　［半導体寸法計測システム］
　図１は、実施の形態１の寸法計測システムを含んだシステムである半導体寸法計測システムの構成例を示す。図１のシステム全体は、半導体寸法計測システムであり、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）２と、実施の形態１の寸法計測システム１であるコンピュータシステム１とを含んで構成されている。また、図１のシステムの構成例では、通信網９上に、データベース（ＤＢ）３、半導体デバイス製造装置４、製造実行システム（ＭＥＳ）５、クライアント端末（操作用ＰＣ）６等を有する。これらの構成要素は、通信網９として例えばＬＡＮを介して相互に接続され、互いに通信可能である。実施の形態１の寸法計測システム１であるコンピュータシステム１は、通信網９上にサーバとして構成されており、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）２や操作用ＰＣ６等の装置と通信で接続される。

　実施の形態１の寸法計測システム１は、後述（図２）のコンピュータシステム１によって構成される。このコンピュータシステム１は、プロセッサによるプログラム処理に基づいて、寸法計測システム１としての機能を実現する。寸法計測システム１は、機能として、少なくとも、輪郭検出機能Ｆ１および寸法計測機能Ｆ２を有する。輪郭検出機能Ｆ１は、対象試料の断面画像である画像７から、構造物（言い換えるとパターン）の輪郭を検出する機能である。寸法計測機能Ｆ２は、輪郭検出機能Ｆ１によって検出した輪郭の情報に基づいて、対象の寸法を計測し、寸法計測結果８を出力する機能である。

　ＳＥＭ２は、断面画像撮像装置の例である。ＳＥＭ２は、対象試料である半導体デバイス（例えばウェハ）の断面を撮像した断面画像を画像７として得る機能を有する。ＳＥＭ２は、後述の図３に示すが、本体３０１と、本体３０１に接続されたコントローラ３０２とを有して構成されている。

　ＳＥＭ２、または他の構成要素には、対象試料に断面を作製する機能を有してもよい。例えば、ＳＥＭ２は、対象の半導体デバイスに対し、断面を作製する機能を有する装置としてもよい。例えば、ＳＥＭ２は、収束イオンビーム機構を備えるＦＩＢ－ＳＥＭ装置等としてもよい。ＦＩＢ－ＳＥＭ装置は、ＦＩＢ加工により試料の一部に断面を作製する。ＳＥＭ２とは別に、断面を作製する機能を有する装置が存在してもよい。例えば、通信網９上に、試料の劈開によって断面を作製する劈開装置を有してもよい。

　ＳＥＭ２やコンピュータシステム１は、外部装置との間で適宜に通信などを行って、必要なデータ・情報を入出力してもよい。例えば、ＳＥＭ２は、撮影によって得た画像７のデータを、コンピュータシステム１または操作用ＰＣ６に送信する。あるいは、ＳＥＭ２は、画像７のデータを、ＤＢ３に格納してもよい。その場合、コンピュータシステム１は、ＤＢ３から画像７を取得する。ＤＢ３は、例えばＤＢサーバであり、画像７のデータや、設計データ等の各種の情報を格納してもよい。

　半導体デバイス製造装置４は、対象試料である半導体デバイスを製造する装置であり、各製造プロセスの装置、例えばエッチング装置などが挙げられる。ＭＥＳ５は、半導体デバイス製造装置４を用いた半導体デバイスの製造を実行管理するシステムであり、試料の設計データや製造プロセス情報等を有する。コンピュータシステム１は、ＭＥＳ５や半導体デバイス製造装置４等から、設計データや製造プロセス情報等を参照してもよい。

　クライアント端末６は、ユーザＵ１が使用する操作用ＰＣであり、通信網９を介して寸法計測システム１（特にサーバ機能）にアクセスする機能を有する情報処理端末装置である。オペレータ等のユーザＵ１は、寸法計測システム１を直接的に操作してもよいし、あるいは、クライアント端末６から寸法計測システム１にアクセスすることで利用してもよい。クライアント端末６は、一般的なＰＣ等が適用でき、入力操作のための入力デバイスや、表示等のための出力デバイスを内蔵しているか、それらが外部接続されている。ユーザＵ１は、クライアント端末６からＳＥＭ２等にアクセスして利用してもよい。

　実施の形態１では、寸法計測システム１であるサーバは、クライアント端末６との間で、クライアント・サーバシステムとして構成される。寸法計測システム１は、主要な処理を担い、クライアント端末６は、ＧＵＩとしての機能を担う。コンピュータシステム１とクライアント端末６とが一体であるシステムとしてもよい。すなわち、コンピュータシステム１に入出力およびＧＵＩ機能を有してもよい。

　実施の形態１の寸法計測システム１は、図１の構成例に限定されない。例えば、ＳＥＭ２のコントローラ３０２（図３）に、寸法計測システム１が一体的に実装されてもよい。図１の他の構成要素に、寸法計測システム１が一体的に実装されてもよい。コンピュータシステム１は、１台の計算機に限らずに、クラウドコンピューティングシステム等で実現されてもよい。

　図１の例に限らず、他の構成要素である外部装置の例として、試料の断面を観察して解析・検査等を行う断面観察装置を有してもよい。断面観察装置は、例えばＴＥＭ装置等でもよい。あるいは、ＳＥＭ２を断面観察装置としてもよい。ＳＥＭ２は、ＳＴＥＭ（走査透過型電子顕微鏡）や、他の種類の顕微鏡、撮像装置としてもよい。

　通信網９には、図示しないプログラム配信サーバ等が設けられてもよい。プログラム配信サーバは、実施の形態１の寸法計測システム１を実現するためのプログラム等のデータ（図２でのソフトウェア１１０）を、コンピュータシステム１に配信する。また、画像７やプログラム等のデータは、通信での入出力に限らずに、メモリカード等の記憶媒体に格納された態様で入出力されてもよい。

　［コンピュータシステム］
　図２は、実施の形態１の寸法計測システム１のコンピュータシステム１としての構成例を示す。コンピュータシステム１は、所定のハードウェアおよびソフトウェアを備え、それらの協働で機能を実現する。図２のコンピュータシステム１は、プロセッサ１０１、メモリ資源１０２、通信インタフェース１０３、入出力インタフェース装置１０４等を備える。それらの構成要素はバスに接続され、相互に通信可能である。メモリ資源１０２は、ＲＯＭ１０５、ＲＡＭ１０６、ストレージ１０７等を有する。

　プロセッサ１０１は、ＣＰＵあるいはＭＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイスによって構成される。プロセッサ１０１は、ＲＯＭやＲＡＭや各種周辺機能等を備えてもよい。プロセッサ１０１は、メモリ資源１０２に格納されている制御プログラム、例えばＲＯＭ１０６またはストレージ１０７からＲＡＭ１０５に読み出されて展開された、寸法計測プログラムを含むソフトウェア１１０に従った処理を実行する。これにより、所定の機能として、図１の輪郭検出機能Ｆ１や寸法計測機能Ｆ２等が実現される。ソフトウェア１１０は、実施の形態１で説明するすべての機能や動作を司る。コンピュータシステム１の起動時には、プロセッサ１０１およびソフトウェア１１０に基づいた実行モジュールが動作する。

　ストレージ１０７には、例えば、画像７、撮影情報１１１、定義情報１１２、寸法計測結果８等の各種のデータ・情報が格納される。画像７は、ＳＥＭ２から取得した画像データ等である。寸法計測結果８は、寸法測機能Ｆ２による寸法計測結果等のデータである。撮影情報１１１は、ＳＥＭ２で画像７を撮影した際の撮影情報であり、例えばＳＥＭ２での撮影条件や光学設定情報、画像７の属性情報等を含む。撮影情報１１１には、画像７における１画素あたりの実空間上の大きさであるピクセルサイズの情報、または、そのピクセルサイズが計算可能である倍率などの情報を少なくとも含む。

　定義情報１１２は、後述するが（図７等）、寸法計測システム１の機能に関する必要な定義情報や設定情報であり、システム設定情報やユーザ設定情報等を含む。その他、メモリ資源１０２には、適宜に処理過程で生じるデータ等が記憶される。なお、寸法計測システム１は、外部のメモリ資源（例えばＤＢ３や外部記憶装置）を適宜に利用してもよい。

　コンピュータシステム１では、例えば、事前に、図１のＳＥＭ２またはＤＢ３または操作用ＰＣ６から取得した画像７等のデータが、ストレージ１０７に格納される。画像７には、撮影情報１１１や定義情報１１２や寸法計測結果８等が関連付けられて管理される。

　通信インタフェース１０３は、ＳＥＭ２や通信網９等に対する通信インタフェースが実装されている装置である。入出力インタフェース１０４は、入出力インタフェースが実装されている装置であり、入力デバイスや出力デバイスが外部接続可能である。入力デバイスの例はキーボードやマウスやマイクが挙げられる。出力デバイスの例はディスプレイやプリンタやスピーカが挙げられる。なお、コンピュータシステム１に入力デバイスや出力デバイスが内蔵されていてもよい。

　コンピュータシステム１は、ＧＵＩ画面６０でのユーザＵ１の指示等の入力に基づいて、入力された寸法計測対象の画像７、撮影情報１１１、および定義情報１１２を用いて、対象の画像７内の構造物パターンに関する輪郭を検出して、指定された種類の寸法を計測し、寸法計測結果８として生成して記憶する。そして、コンピュータシステム１は、寸法計測結果８を操作用ＰＣ６へ送信する。操作用ＰＣ６は、ＧＵＩ画面６０に、ＧＵＩとともに、画像７および寸法計測結果８を表示する。ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で寸法計測結果８等を確認できる。

　オペレータ等であるユーザＵ１は、操作用ＰＣであるクライアント端末６における入力デバイスの操作や出力デバイスの画面表示を通じて、コンピュータシステム１を利用する。操作用ＰＣ６は、図示しないが、プロセッサ、メモリ、通信インタフェース、モニタディスプレイ、マウスやキーボード等を備える。モニタディスプレイの画面には、ＧＵＩ画面６０が表示される。

　コンピュータシステム１とクライアント端末６との間では、クライアント・サーバ通信が行われ、例えば以下のような通信や動作が行われる。ユーザＵ１は、クライアント端末６を操作し、コンピュータシステム１にアクセスする。クライアント端末６は、通信網９を通じてコンピュータシステム１のサーバ機能にアクセスし、要求を送信する。コンピュータシステム１のサーバ機能は、要求に応じて、ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）を含む画面データを生成し、クライアント端末６に送信する。画面データは、Ｗｅｂページ等によるものでもよい。あるいは、画面データではなく、対象のデータ・情報を直接的に送受信する形態でもよい。クライアント端末６は、受信した画面データ等に基づいて、ディスプレイの画面に、Ｗｅｂページ等によるＧＵＩ画面６０を表示する。ユーザＵ１は、そのＧＵＩ画面６０を見て、寸法計測システム１の機能に関する情報を確認し、必要に応じて設定や指示等を入力する。

　クライアント端末６は、ユーザ入力情報に基づいた要求や情報をコンピュータシステム１に送信する。コンピュータシステム１は、受信した要求や情報に基づいて、機能に関する処理を実行し、結果を保存する。コンピュータシステム１は、例えば画像７や寸法計測結果８等を含む画面データを、クライアント端末６に送信する。クライアント端末６は、受信したデータに基づいて、画像７や寸法計測結果８等を含むＧＵＩ画面６０を表示する。ユーザＵ１は、そのＧＵＩ画面６０で画像７や寸法計測結果８等を見て確認できる。

　図１では、一人のユーザＵ１および１台のクライアント端末６を示しているが、本システムには、複数のユーザおよび複数のクライアント端末６が存在してもよい。コンピュータシステム１やプロセッサ１０１は、物理的に１個に限らずに、複数が存在してもよい。

　［ＳＥＭ］
　図３は、ＳＥＭ２の構成例を示す。ＳＥＭ２は、大別して、ＳＥＭの本体３０１と、本体３０１に対し接続されるコントローラ３０２とを有する。本体３０１は更に、電子光学カラム（以下、「カラム」と称する）とカラム下部に設けられた試料室とにより構成される。コントローラ３０２は、本体３０１による撮像などを制御するシステムである。コントローラ３０２は、全体制御部３２０、信号処理部３２１、記憶部３２２、通信インタフェース３２３等を備え、また、入力デバイス３２４や出力デバイス３２５が外部接続されている。

　本体３０１のカラムは、構成要素として、電子銃３１１、加速電極３１２、集束レンズ３１３、偏向レンズ３１４、対物レンズ３１５、検出器３１７等を備える。電子銃３１１は、荷電粒子ビームである電子ビームｂ１を出射する。加速電極３１２は、電子銃３１１から照射された電子ビームｂ１を加速する。集束レンズ３１３は、電子ビームｂ１を集束する。偏向レンズ３１４は、電子ビームｂ１の軌道を偏向させる。対物レンズ３１５は、電子ビームｂ１の集束する高さを制御する。試料室は、ウェハやクーポン（ウェハの割断片）等の試料が格納される部屋であり、試料上の観察位置を電子ビームの照射点に移動させるためのステージ３１６を備える。

　ステージ３１６は、対象の試料３０である半導体デバイスを載置する試料台である。ステージ３１６は、Ｘ方向やＹ方向のみならずＺ方向への移動機能やＸＹ、ＹＸ軸或いはＺ軸に対する回転機能も備えており、撮像した視野を正対画像に対する水平方向および垂直方向、或いは視野内での回転方向に移動可能である。これにより、撮像の視野が設定できる。

　検出器３１７は、電子ビームｂ１が照射された試料３０から発生した二次電子や後方散乱電子等の粒子ｂ２を電気信号として検出する。検出器３１７は、電気信号である検出信号を出力する。

　全体制御部３２０は、コントローラ３０２および本体３０１の動作を制御する。全体制御部３２０は、各部に駆動制御などの指示を与える。全体制御部３２０等の各部は、コンピュータまたは専用回路などで実装できる。信号処理部３２１は、検出器３１７からの検出信号を入力し、アナログ／デジタル変換等の処理を行って画像信号を生成し、記憶部３２２に画像等のデータとして保存する。記憶部３２２は、不揮発性記憶装置等で実装できる。全体制御部３２０は、画像に関する撮影情報等も記憶部３２２に関連付けて保存する。

　通信インタフェース３２３は、通信網９やコンピュータシステム１に対する通信インタフェースが実装された装置である。全体制御部３２０は、例えばコンピュータシステム１からの要求等に応じて、記憶部３２２に記憶されている画像や撮影情報等のデータを、通信インタフェース３２３を介して、コンピュータシステム１に送信する。コンピュータステム１は、ＳＥＭ２のコントローラ３０２から受信した画像７等のデータをメモリ資源１０２に格納する。

　［半導体デバイス］
　図４は、実施の形態１での対象試料である半導体デバイスの構造物パターン等の例を示す。図４の（Ａ）では、３次元の構造物の設計上のパターンの形状を斜視図で示し、例えばＸ－Ｚ面での断面を示している。この断面は例えば劈開やＦＩＢ加工によって形成される。この構造物は、マスク４０１、ピラー４０２、トレンチ４０３を有する。マスク４０１およびピラー４０２は、断面が台形状の構造物であり、トレンチ４０３は、断面が逆台形状の構造物であり、マスク４０１がある部分の下側にピラー４０２が形成されており、マスク４０１が無い部分の下側にトレンチ４０３が形成されている。

　図４の（Ｂ）は、（Ａ）のＸ－Ｚ面での断面に対応した断面図で、計測対象である寸法の例を示している。半導体デバイスは、Ｚ方向で、第２材料による被エッチング層４１２の上に、第１材料によるマスク層４１１を有する。マスク層４１１にはマスク４０１が形成されており、被エッチング層４１２にはピラー４０２およびトレンチ４０３が形成されている。Ｚ方向でマスク４０１とピラー４０２との間を材料界面４１３として破線で示す。

　寸法Ａ１は、トレンチ４０３の上面（言い換えるトップ）４１４でのトレンチ幅である。トレンチ４０３の上面４１４の位置は、マスク４０１とピラー４０２との材料界面４１３の位置と対応している。寸法Ａ２は、トレンチ４０３の底面（言い換えるとボトム）４１５でのトレンチ幅である。寸法Ａ３は、トレンチ４０３の高さ・深さ方向（Ｚ方向）で、例えば中間位置（例えば５０％位置）でのトレンチ幅である。寸法Ａ３の位置は、率（％）に限らずに、トップ４１４からの距離や、ボトム４１５からの距離等によって定義されてもよい。寸法Ａ１～Ａ３は、Ｘ方向での長さである。

　寸法Ａ４は、トレンチ深さであり、Ｚ方向でトレンチ４０３のトップ４１４からボトム４１５までの長さである。寸法Ａ５は、トレンチ側壁角度であり、例えばトレンチ４０３のボトム４１５に対して、側壁４１６（台形の斜面の部分）が為す角度である。トレンチ側壁角度は、Ｚ方向の所定の位置での角度として定義されてもよい。

　寸法Ｂ１は、ピラー４０２の上面（言い換えるとトップ）でのピラー幅である。ピラー４０２のトップの位置は、材料界面４１３の位置と対応している。寸法Ｂ２は、ピラー４０２の底面（言い換えるとボトム）でのピラー幅である。ピラー４０２のボトムの位置は、トレンチ４０３のボトムの位置と対応している。寸法Ｂ３は、ピラー４０２の高さ方向（Ｚ方向）で、例えば中間位置（例えば５０％位置）でのピラー幅である。寸法Ｂ３の位置は、率（％）に限らずに、トップからの距離や、ボトムからの距離等によって定義されてもよい。寸法Ｂ１～Ｂ３は、Ｘ方向での長さである。

　寸法Ｂ４は、ピラー高さであり、Ｚ方向でピラー４０２のトップからボトムまでの長さである。寸法Ｂ５は、ピラー側壁角度であり、例えばピラー４０２の底面に対して側壁が為す角度である。ピラー側壁角度は、Ｚ方向の所定の位置での角度として定義されてもよい。

　寸法計測対象の構造物や寸法は、図４の例に限定されない。他の構造物の例としては、ホールやフィン等が挙げられる。他の寸法の例としては、トレンチ４０３等の面積が挙げられる。

　［寸法計測方法］
　実施の形態１の寸法計測方法について説明する。図５は、実施の形態１の寸法計測システム１であるコンピュータシステム１により実行される寸法計測処理のフロー図を示す。このフローは、ステップＳ１～Ｓ６を有する。寸法計測システム１は、図５のようなフローで、実施の形態１の寸法計測方法を実行する。概要としては、ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０（図６）で対象画像７０を選択・表示し（ステップＳ１）、手動操作で界面基準線１１（図８）および領域基準点１２（図９）を指定・設定する（ステップＳ３）。コンピュータシステム１は、設定されたそれらの情報に基づいて、寸法計測対象の構造物の領域を特定して輪郭を検出し（ステップＳ４）、検出された輪郭の情報に基づいて、指定された種類の寸法を計測し（ステップＳ５）、寸法計測結果８をＧＵＩ画面６０（図２０）に表示する（ステップＳ６）。

　ステップＳ１では、コンピュータシステム１は、寸法計測対象となる画像７を指定する。本例では、ユーザＵ１は、操作用ＰＣ６のマウス等を操作し、ＧＵＩ画面６０（図６）で、カーソル６０９を動かし、メニューやボタン等のＧＵＩを操作して、対象となる画像７の画像ファイルを選択する。

　ステップＳ２で、コンピュータシステム１は、今回の寸法計測に適用する定義情報１１２（図２）を指定する。予め適用する定義情報１１２が指定・設定済みである場合には、その設定を参照するだけでもよい。本例では、ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で、定義情報１１２のファイルを選択する。定義情報１１２は、予め事業者によりソフトウェア１１０（図２）の一部として用意しておいてもよいし、ＧＵＩ画面６０でユーザＵ１が設定して保存しておいてもよい。定義情報１１２には、後述するが（図７）、対象の画像７に対し適用する、寸法計測対象の構造物パターン、計測対象の寸法（言い換えると寸法の種類）、その寸法の計測の詳細などが定義されている。

　ステップＳ３で、コンピュータシステム１は、ユーザＵ１の手動操作に基づいて、ＧＵＩ画面６０（図６や図９等）で、対象画像７０に対し、界面基準線１１と領域基準点１２とを指定する。領域基準点１２は、必要に応じて複数点がまとめて指定可能である。なお、画像７に対し設定された界面基準線１１および領域基準点１２の位置座標などの情報（基準情報とも記載）は、適宜にメモリ資源１０２（図２）に保存される。例えば、寸法計測結果６の一部の情報として、それらの基準情報が保存される。

　ステップＳ４で、コンピュータシステム１は、ステップＳ３で指定された界面基準線１１および領域基準点１２と、適用する定義情報１１２とに基づいて、対象画像７０内の寸法計測対象の構造物パターンの領域の輪郭を検出する。なお、実施の形態１では、輪郭とエッジとを区別し、特に、輪郭を構成するエッジが検出される。エッジは、エッジ点または輪郭線などのデータ構造で表現される。なお、検出された輪郭に関する情報（エッジ点や輪郭線の情報。輪郭情報とも記載）も、適宜にメモリ資源１０２（図２）に保存される。例えば、寸法計測結果８の一部の情報として、それらの輪郭情報が保存される。

　ステップＳ５で、コンピュータシステム１は、ステップＳ３で指定された界面基準線１１および領域基準点１２の情報と、ステップＳ４で検出された輪郭情報とを用いて、対象の構造物における、指定された種類の寸法を計測する。コンピュータシステム１は、その結果生成された寸法計測結果８のデータをメモリ資源１０２に保存する。

　ステップＳ６で、コンピュータシステム１は、寸法計測結果８を、ユーザＵ１に対し出力する。コンピュータシステム１は、寸法計測結果８を操作用ＰＣ６に送信することで、ＧＵＩ画面６０に画像７および寸法計測結果８を表示させる。

　以下では、各ステップについて、図面を用いながら詳細や具体例等を説明する。

　［ステップＳ１：対象画像］
　初めに、操作用ＰＣ６のディスプレイには、図６の例のようなＧＵＩ画面６０が表示される。図６の上部には、ＧＵＩ画面６０の初期表示状態を示し、下部には、画像欄６０１に対象画像７０が表示された状態を示す。ＧＵＩ画面６０内には、画像欄６０１、ツールバー６０２、タブ６０３等を有する。初期表示状態では、まだ対象画像が指定されていないので、画像欄６０１には画像が表示されていない。「Semi-auto」や「Auto」等のタブ６０３もアクティベートされていない。

　ユーザＵ１は、「Semi-auto」タブ６０４をクリックし、ツールバー６０２における「File」ボタン６０５で、寸法計測対象画像の画像ファイルを選択する。対象画像は、画像欄６０１に表示させたい画像７である。ＧＵＩ画面６０でのクリックや選択等の操作は、操作用ＰＣ６のマウスやキーボード等の入力デバイスと、それらの操作に対応したＧＵＩとを用いて行うことができる。

　「Semi-auto」タブ６０４は、モードとして「半自動方式」を選択するものである。この「半自動方式」モードは、実施の形態１の寸法計測方法と対応しており、前述のように界面基準線１１および領域基準点１２を手動操作で指定する方式である。「Auto」や「train」のタブは、後述の実施の形態４等で用いられるモードである。

　対象画像の寸法計測を実行したい場合、ユーザＵ１は「Measure」ボタン６０６を押す。その操作に応じて、コンピュータシステム１は、図６の下部に示すような状態に画面を遷移させる。下部の状態の画面では、画像欄６０１に、指定された対象画像７０が表示される。この画面では、「Mask」ボタン６１１、「Pillar」ボタン６１２、「Trench」ボタン６１３等のボタンもアクティベートされる。下部の状態は、後述の界面基準線設定モードに相当する。「Mask」ボタン６１１等は、構造物の種別ごとに設けられるボタンである。

　ユーザＵ１は、対象画像７０内の寸法計測対象の構造物パターンに応じて、「Mask」ボタン６１１、「Pillar」ボタン６１２、「Trench」ボタン６１３のいずれかのボタンをクリック操作する。これらのボタンは、界面基準線１１や領域基準点１２を指定する対象となる構造物パターンの種別として、例えば図４のようなマスク４０１、ピラー４０２、トレンチ４０３等を選択するものである。このように対象の構造物パターンの種別を指定することで、コンピュータシステム１による処理対象や処理内容を限定し、より容易化することができる。なお、他の種別の構造物パターンがある場合には、他のボタンが同様に設けられる。

　例えば、図１のユーザＵ１が、対象画像７０内のトレンチについて計測したい場合、言い換えるとトレンチに対し界面基準線１１や領域基準線１２を設定したい場合、ユーザＵ１は、まず「Trench」ボタン６１３を押す。これにより、コンピュータシステム１は、処理対象の構造物パターンの種別を把握する。

　［ステップＳ２：定義情報］
　ステップＳ２では、対象画像７０に対し適用する定義情報１１２のファイルが選択される。定義情報１１２のファイルは、対象の構造物パターンの寸法計測のために必要な定義情報や設定情報などを、対象の構造物パターンごとに格納したファイルである。

　図７の上部には、定義情報１１２のファイルの一例を表形式で示す。このファイルは、図示の表において、列項目として、行番号（＃）、「パターン種別」、「測長名」、「測長種類」、「測長定義情報」を有する。「パターン種別」項目は、寸法計測の対象の構造物パターンの種別（前述のトレンチ等）を示す。「測長名」項目は、実行する測長の呼び名を示す。この測長名は、前述の図４のような対象寸法を表しており、ユーザＵ１が任意に呼び名を付けることができる。「測長種類」項目は、実行する測長の種類を示す。例えば値「CD from interface」の場合は、「界面（interface）から所定の距離の位置でのＣＤ（Critical Dimension）」の意味である。

　「測長定義情報」項目は、「測長種類」ごとの測長の定義情報を示す。例えば値「0nm from reference line」の場合は、「界面基準線から０ｎｍの位置」で測長するという意味である。これは、図４での寸法Ａ１～Ａ３等の縦方向の位置を規定する情報に相当する。所定の距離は、例えば後述の図１８の（Ｃ）での距離ｄに相当する。

　測長に必要なこれらの定義情報１１２は、ファイルに事前に設定・格納しておけばよい。例えば、ＧＵＩ画面６０で、定義情報１１２のファイルの設定が可能であり、適用するファイルの選択が可能であり、測長ごとに同じ情報を再利用することも可能である。これに限らず、定義情報１１２は、測長の都度に、ステップＳ２で入力されるものとしてもよい。半導体デバイスの画像を用いた寸法計測においては、同一構造の試料の決まった箇所の寸法を繰り返し計測する場合が多い。このような計測を行う場合、測長位置や測長の種別情報等、寸法計測に関する設定情報を定義情報１１２として一度設定しておけば、次回以降の寸法計測において、設定情報を計測の都度設定する必要が無くなる。

　図７の下部には、定義情報１１２を選択するＧＵＩ画面の構成例を示している。対象画像７０に対し、例えば「Trench」ボタン６１３で対象がトレンチとして指定された後、リストボックス等の定義情報選択ＧＵＩ７０１をＧＵＩ画面に表示させ、適用する定義情報１１２のファイル、本例では、上部に示す表のうちの指定された行の定義情報を、１つ以上、ユーザＵ１が選択して適用できる。このような機能は、プロセッサ１０１とソフトウェア１１０の協働により実現される。或いは、クライアント端末６に備えられたストレージに定義情報１１２の選択用プログラムを格納し、クライアント端末６が備えるプロセッサにより図７下部に示す操作を実現してもよい。更には、クライアント端末６に定義情報１１２の編集用プログラムを格納しておけば、クライアント端末６側で定義情報１１２の事前設定が可能となる。

　指定された対象の構造物パターン（例えばトレンチ）に対し、そのパターンに関連付けられた、候補となる定義情報が複数存在する場合には、ＧＵＩ画面６０で、ユーザＵ１の操作により、適用する１つ以上の定義情報を選択できる。例えば図７の定義情報１１２の例では、トレンチ４０３に関して、候補として番号＃３～＃５の行で示す３種類が存在する。ユーザＵ１は、これらの候補から、適用するものを１つ以上選択する。このようにして、複数の種類の寸法を同時に計測することも可能であり、処理・作業を効率化できる。

　［定義情報を用いた対象寸法の指定・設定］
　実施の形態１では、上記のように、定義情報１１２（言い換えると寸法計測設定情報、寸法設定情報）を用いて、対象画像の対象構造物パターンごとに、計測対象寸法（図４のような寸法種類や計測位置などを含む）を、ユーザＵ１の操作で指定・設定できる。まとめると、定義情報１１２は、界面基準線１１、領域基準点１２、および検出される輪郭情報に対し、どのような種類の寸法をどのように計測するかについて定める情報である。

　対象寸法および定義情報１１２の指定・設定については、他にも、ＧＵＩ画面６０で以下のように実現してもよい。変形例でのコンピュータシステム１は、設計パターン情報等に基づいて、ＧＵＩ画面６０に、例えば図４の（Ｂ）のような寸法に関する画像をＧＵＩ画像として表示し、また、図７のような定義情報１１２の表などを表示する。コンピュータシステム１は、ＧＵＩ画面６０で、トレンチ４０３等の構造物パターンごとに、候補となる寸法（例えば寸法Ａ１等）を表す寸法計測対象線などの画像（例えば矢印画像）を表示する。コンピュータシステム１は、ＧＵＩ画面６０で、ユーザＵ１によるカーソル等の操作を受け付けて、対象寸法を選択し、選択された対象寸法ごとに、詳細な定義情報を、定義情報１１２の表に設定する。例えば寸法Ａ３を規定する縦方向の位置を、率や距離等で設定できる。

　［ステップＳ３：（１）界面基準線］
　ステップＳ３では、ＧＵＩ画面６０で、対象画像７０に対し、ユーザＵ１によるマウス等の手動操作によって、寸法計測対象の構造物パターンについて、例えば図６中の「Trench」ボタン６１３等で指定されているトレンチ等について、まず、界面基準線１１が指定・設定される。この界面基準線１１は、図４のような材料界面４１３に合わせて指定される。材料界面４１３と同じ縦方向位置には、マスク４０１のボトム、ピラー４０２のトップ、トレンチ４０３のトップがある。

　ユーザＵ１は、界面基準線設定モードで、画像欄６０１に表示される界面選択ＧＵＩ６１を操作して、対象画像７０内の材料界面４１３に合わせた所望の位置に、界面基準線１１を指定する。コンピュータシステム１は、対象画像７０における指定された縦方向（Ｚ方向）の位置に、界面基準線１１を設定する。

　図８等も用いながら、実施の形態１での界面選択方法、界面基準線設定方法について説明する。図８の（Ａ）は、図６と対応した画像欄６０１の対象画像７０の例を示し、図８の（Ｂ）は、（Ａ）の対象画像７０上に界面選択ＧＵＩ６１としての界面基準線１１が表示された状態を示す。

　（Ａ）の対象画像７０の例では、マスク４０１、ピラー４０２、およびトレンチ４０３が含まれている。なお、画像に応じては、それらの一部のみが含まれている場合もある。なお、図面では、画像のカラーの輝度を、白黒で模式図として表現している。本例では、トレンチ４０３を含む背景領域である真空領域は、最も輝度が低く、暗くなっており、黒パターンで図示している。トレンチ４０３に対し、ピラー４０２の領域、マスク４０１の領域の順で、輝度が高く、明るくなっている。また、トレンチ４０３を含む背景領域と、マスク４０１およびピラー４０２の領域との境界付近には、ホワイトバンド４０６が生じている。この領域４０６は、最も輝度が高く、明るくなっており、白パターンで図示している。

　（Ｂ）の例では、初期状態では、対象画像７０内の任意の位置、例えばＺ方向で中間位置に、界面選択ＧＵＩ６１としての界面基準線１１が表示される。界面選択ＧＵＩ６１は、Ｘ方向に延在する点線直線として表示されており、界面基準線１１に相当する。ユーザＵ１は、マウス等の入力デバイスの操作に基づいて、画像欄６０１で、カーソル６０９を操作して、界面選択ＧＵＩ６１の界面基準線１１を操作する。これにより、ユーザＵ１は、材料界面４１３（図４）に合わせて、本例では、マスク４０１とピラー４０２との界面に合わせた、縦方向（Ｚ方向）の位置に、界面基準線１１を指定する。

　界面選択ＧＵＩ６１は、例えば、カーソル６０９によるクリックやドラッグの操作によって、点線直線で示す界面基準線１１のＺ方向（縦方向）での位置が変更できる。例えば、ユーザＵ１は、界面基準線１１にカーソル６０９を合わせてクリックし、ドラッグして、カーソル６０９を上下に動かすことで、界面基準線１１の位置を上下に変更する。ユーザＵ１は、画像７０内の異なる材料（例えばマスク４０１とピラー４０２）同士の輝度の違いから、材料界面４１３の位置が概略的にわかるので、その材料界面４１３の位置に合わせて、界面基準線１１を配置する。ユーザＵ１は、所定の操作（例えばクリックボタンを離す）で、界面基準線１１の位置を決定する。

　本例では、界面基準線１１は、図示のようにＸ方向に延在する直線であり、界面基準線１１の指定は、最小では対象画像７０内で１点の高さ位置を指定する操作のみで実現でき、入力の手間が小さい。

　コンピュータシステム１は、対象画像７０における上記操作で指定された位置に、界面基準線１１を設定する。界面基準線１１の設定情報は、例えば図示の縦方向（Ｚ方向）での位置座標情報を有する。コンピュータシステム１は、設定された界面基準線１１を、所定の表現で表示する。例えば、界面選択ＧＵＩ６１での界面基準線１１は、所定の色の点線から、所定の色の実線に変化してもよい。界面選択ＧＵＩ６１は、上記例に限らずに可能である。例えば、上下ボタンや縦方向スライドバーを用いてもよいし、縦方向の位置座標を入力するフォームを用いてもよい。

　本例では、断面画像内で材料界面４１３が横方向（Ｘ方向）に延在しているため、そのＸ方向に対応して、横方向（Ｘ方向）に延在する界面基準線１１を設定する場合を示している。これに限定されず、断面画像内での材料界面の方向等の実態に合わせて、界面基準線１１は、横方向以外の方向に延在するものとしてもよい。変形例としては、ＧＵＩ画面６０で、界面基準線１１の延在の方向について、ユーザＵ１による指定・設定を可能としてもよい。

　上記界面基準線１１を設定した後、ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０（図６）内の「Next」ボタン６１０を操作する。コンピュータシステム１は、その操作に応じて、ＧＵＩ画面６０を、図６のような界面基準線設定モードから、図９のような領域基準点設定モードに遷移させる。

　［界面基準線の機能について］
　実施の形態１では、界面基準線１１は、輪郭検出および寸法計測の処理のサポートや基準のための線である。特に、界面基準線１１は、ユーザＵ１が材料界面４１３を判断して指定するための線である。また、特に、界面基準線１１は、寸法計測対象構造物領域や計測対象寸法を検出・決定するための基準として用いることもできる線である。

　実施の形態１では、後述のように、寸法計測の際には、検出された輪郭線、および定義情報１１２に基づいて、指定された界面基準線１１を基準として、計測対象寸法を決定できる。例えば図４で、寸法Ａ１であるトレンチ幅や、寸法Ａ４であるトレンチ深さは、検出された輪郭線に基づいて、指定された界面基準線１１のＺ方向の位置に合わせて規定される。例えばトレンチ深さにおける一方の端である上辺（トップ）の位置は、界面基準線１１によって規定される。また、寸法Ａ３については、指定された界面基準線１１の位置を基準として下側に所定の距離や率での位置として規定される。

　［ステップＳ３：（２）領域基準点］
　ステップＳ３では、さらに、ＧＵＩ画面６０で、画像欄６０１の対象画像７０に対し、ユーザＵ１の手動操作によって、寸法計測対象の構造物パターンの領域をおおまかに表す領域基準点１２が指定・設定される。その際には、前述のボタンで指定されている種別の構造物パターンについて、所定のＧＵＩとして、領域選択ＧＵＩ６２を用いて、領域基準点１２が１つ以上指定される。

　図９を参照しながら、寸法計測対象構造物領域の領域基準点１２の選択方法について説明する。図９は、ＧＵＩ画面６０における領域基準点設定モードの状態を示す。図９の下部には、画像欄６０１の対象画像７０の拡大を示す。このモードでは、画像欄６０１の対象画像７０上に、前述の設定された界面基準線１１の他に、領域選択ＧＵＩ６２としての領域基準点１２等が表示される。初期状態では領域基準点１２は表示されない。ユーザＵ１は、マウス等に基づいたカーソル６０９等の操作で領域選択ＧＵＩ６２を操作し、寸法計測対象とするトレンチ等の領域内に、領域基準点１２を指定する。

　なお、変形例では、初期状態から、対象画像７０内の任意の位置に、領域基準点１２や垂線１３を表示してもよい。

　本例では、領域選択ＧＵＩ６２における領域基準点１２として、ユーザＵ１により指定された位置に、領域基準点９０１，９０２，９０３が表示されている。本例では、「Mask」ボタン６１１のクリック後に２つのマスク４０１の領域内に領域基準点９０１，９０２が指定され、「Trench」ボタン６１３のクリック後にトレンチ４０３の領域内に領域基準点９０３が指定されている。コンピュータシステム１は、指定された位置に、領域基準点１２を所定の態様（例えば円形、所定の色など）で表示する。マスク４０１の領域やトレンチ４０３の領域は、図示のように、一部が界面基準線１１によって区切られている。

　また、領域基準点１２の指定に伴い、コンピュータシステム１は、指定された領域基準点１２の位置から、縦方向（Ｚ方向）で、界面基準線１１に対し、垂直な直線である垂線１３を引き、所定の態様（例えば点線）で表示する。本例では、領域基準点９０３から上側に垂線９０４が引かれており、領域基準点９０１，９０２から下側にそれぞれ垂線９０５が引かれている。本実施例では領域選択ＧＵＩ６２の一部として垂線１３の表示も含むが、垂線１３の表示を省略してもよい。

　上記例に限らず、他の領域選択ＧＵＩ６０の例では、初期表示された領域基準点１２をユーザＵ１がカーソル６０９でクリック、ドラッグ等で操作し、所望の位置に移動して配置してもよい。上記例に限らず、ピラー４０２についても同様に領域基準点１２を指定可能である。また、必要に応じて、界面基準線設定モードに戻り、界面基準線１１の設定をやり直すこともできる。変形例では、画像欄６０１の対象画像７０内で、界面基準線１１と領域基準点１２とを同時並行で設定可能としてもよい。

　図９の例では、あるトレンチ４０３の領域（図示の逆台形状で界面基準線１１によって閉じられた領域）内に含まれる任意の位置の１点が、領域基準点９０３として指定されている。この領域基準点９０３は、そのトレンチ４０３の領域を指し示している。その領域基準点９０３から縦方向で上側、すなわち界面基準線１１がある方向に、垂線１３（９０４）が引かれる。垂線１３は、領域基準点１１が指定されれば自動的に定まるので、ユーザＵ１が垂線１３を引く操作を行う必要は無い。上記のように、領域選択ＧＵＩ６２は、構造物パターンごとに、おおまかな位置に１点をクリック等で指定する操作のみでよく、細かい位置を指定する必要は無いので、操作の手間が小さい。

　また、対象画像７０内で、領域基準点１２およびそれに伴う垂線１３は、必要に応じて複数をまとめて指定可能である。本例では、２つのマスク４０１、１つのトレンチ４０３を寸法計測対象とする場合に、３個の領域基準点１２が指定されている。コンピュータシステム１は、「Mask」ボタン６１１等での構造物の種別の指定に応じて、指定された領域基準点１２に関連付けられる構造物の種別を把握する。コンピュータシステム１は、対象画像７０に対し、構造物パターンごとに、指定された領域基準点１２を設定する。

　ユーザＵ１は、界面基準線１１および領域基準点１２の指定・設定を終了する場合、ＧＵＩ画面６０の「Finish」ボタン６１４を押す。この操作に応じて、コンピュータシステム１は、領域基準点設定モードを終了する。これによりステップＳ３が終了する。その後、それらの設定情報に基づいて、コンピュータシステム１による輪郭検出および寸法計測が自動実行される（ステップＳ４，Ｓ５）。

　［領域基準点の機能について］
　実施の形態１では、領域基準点１２は、輪郭検出および寸法計測の処理のサポートのための点である。特に、領域基準点１２は、ユーザＵ１が寸法計測対象となる構造物パターンの領域をおおまかに指定するための点である。

　例えば、寸法計測対象の構造物がトレンチ４０３であり、計測対象寸法（言い換えると寸法種類）がトレンチ幅（例えば図４での寸法Ａ３、後述の図１８の（Ｃ）での寸法１８０３）である。この場合に、領域基準点１２は、対象のトレンチ４０３の領域をおおまかに指し示しているだけである。この領域基準点１２や界面基準線１１に基づいて後述のアルゴリズムで処理されることで、そのトレンチ４０３の領域が特定され、輪郭が検出される。領域基準点１２は、そのトレンチ幅を計測する高さ位置を指定するものではなく、そのトレンチ幅を規定する寸法計測対象線の両端の２点を指定するものでもない。そのため、領域基準点１２に関する操作の手間は小さい。

　また、実施の形態１では、領域基準点１２の機能の１つとして、寸法計測対象構造物領域を指し示す機能だけでなく、以下のような機能も有する。すなわち、後述の図１０等に示すが、領域基準点１２のＺ方向の位置は、Ｘ方向にラインプロファイル２０を抽出する上部の矩形の領域と、動径方向にラインプロファイル２０を抽出する下部の半円の領域とを分けている。領域基準点１２の位置に応じて、これらのラインプロファイル２０の生成方法が変わる。

　なお、変形例（後述）では、領域基準点１２は、コンピュータシステム１による計測対象寸法を決定するための基準として用いることもできる。

　［材料界面および寸法計測対象領域について］
　断面画像内の構造物パターンの材料界面（例えば図４の材料界面４１３）は、寸法計測の際に基準となり得る。例えば、材料界面を起点とした寸法（例えばトレンチ深さ）を計測したい場合がある。そのため、材料界面をなるべく正確に把握することが有効である。しかしながら、前述のように、従来の画像処理等の技術では、断面画像から材料界面を判断・検出することには難しさがあり、効率が良くない。そのため、実施の形態１では、半自動方式とし、断面画像内の材料界面に対し、ユーザＵ１が主観判断および手動操作によって、材料界面を指し示す界面基準線１１を指定・設定する。これにより、コンピュータシステム１は、界面基準線１１を基準とした寸法計測等が可能であり、効率的な処理が可能である。

　また、従来技術では、断面画像からコンピュータが自動処理で寸法計測対象の構造物の領域（例えばトレンチ等）を判断・検出することにも難しさがある。一般的な従来技術（例えば比較例２）では、ユーザが手動操作によって寸法計測対象箇所を指定する。しかしながら、そのような従来技術では、ユーザの手間が大きい。そのため、実施の形態１では、半自動方式とし、ユーザＵ１が手動操作によって断面画像内の寸法計測対象領域をおおまかに指し示す領域基準点１２を指定・設定し、その後に、コンピュータシステム１が自動的に対象構造物領域を特定し、寸法を計測する。

　［ステップＳ４：輪郭検出　その１］
　ステップＳ４では、上記選択・指定された界面基準線１１の位置座標情報、および領域基準点１２の位置座標情報を用いて、寸法計測対象の構造物パターンについての輪郭検出処理が行われる。以下では、図１０等を参照しながら、トレンチ４０３について輪郭検出を行う場合の処理のアルゴリズム等について説明する。

　図１０は、対象画像７０における、界面基準線１１および領域基準点１２を用いた輪郭検出についての模式説明図である。本例では、トレンチ４０３に関する領域基準点９０３および垂線９０４を用いた輪郭検出の場合を示す。また、図１１は、図１０に対応して、見やすいように背景領域を白にする等して画像内容を簡易化し、ラインプロファイル２０等についての補足の情報を示す説明図である。

　［ラインプロファイル］
　コンピュータシステム１は、領域基準点１２（９０３）から、Ｚ方向（画像内での縦方向）の上側に延在する垂線１３（９０４）に対し、垂直方向であるＸ方向（画像内での横方向）に、垂線１３側を起点として、ラインプロファイル２０を取得する。ラインプロファイル２０は、画像７の画素データ上でそのライン上の画素の輝度値によって構成されるデータである。図１０の例では、複数のラインプロファイル２０として、番号＃１～＃１５で示す１５本のラインプロファイル２０が取得されている。

　複数のラインプロファイル２０は、例えば以下のように取得される。図１０および図１１で、コンピュータシステム１は、領域基準点１２から上側の界面基準線１１に垂線１３を引き、その垂線１３と界面基準線１１との交点１４を抽出する。コンピュータシステム１は、その交点１４を起点として、まず、界面基準線１１上で、Ｘ方向で左右のそれぞれの方向に、ラインプロファイル２０（＃１，＃１５）を抽出する。本例では、交点１４から左に、範囲２３の端まで延在した線分が、番号＃１のラインプロファイル２０であり、交点１４から右に、範囲２３の端まで延在した線分が、番号＃１５のラインプロファイル２０である。なお、これらの左右のラインプロファイル２０は、１本の線ではなく、２本の線として設定される。

　次に、コンピュータシステム１は、界面基準線１１上の交点１４と、領域基準点１２とを結ぶ垂線１３上に、例えば所定の間隔または数によって、複数の点（分割点１５とする）を設定する。これらの分割点１５は、複数のＸ方向のラインプロファイル２０を抽出するための位置を規定する点である。コンピュータシステム１は、それぞれの分割点１５を始点として、同様に、Ｘ方向の左右に、それぞれ、範囲２３内で、Ｘ方向に延在するラインプロファイル２０を抽出する。本例では、３個の分割点１５（図１１）が追加されており、左側に、番号＃２～＃４のラインプロファイル２０と、右側に、番号＃１２～＃１４のラインプロファイル２０とが取得されている。上記処理により、まず、領域基準点１２から上側の範囲では、番号＃１～＃４および＃１２～＃１５で示す、８本のラインプロファイル２０が取得されている。

　範囲２３は、ラインプロファイル２０を抽出するための範囲である。範囲２３は、領域基準点１２からＺ方向で上側では、垂線１３から左右に所定の長さまでの矩形の領域であり、領域基準点１２からＺ方向で下側では、領域基準点１２から所定の半径までの半円の領域である。

　実施の形態１の寸法計測方法における輪郭検出処理のアルゴリズムでは、図示のように、領域基準点１２から上側の矩形の領域ではＸ方向に延在するラインプロファイル２０を設定し、領域基準点１２から下側の半円の領域では動径方向の各位置の半径方向に延在するラインプロファイル２０を設定する。実施の形態１では、これらの２種類のラインプロファイル２０（言い換えると輝度プロファイル情報）を用いて、対象の構造物パターンの輪郭（特に輪郭を構成するエッジ）を検出する方式である。

　次に、コンピュータシステム１は、領域基準点１２（９０３）から下側の半円の範囲２３内で、動径方向に延在する複数のラインプロファイル２０を取得する。まず、コンピュータシステム１は、領域基準点１２の位置から、Ｘ方向で左側に延在する番号＃５のラインプロファイル２０と、Ｘ方向で右側に延在する番号＃１１のラインプロファイル２０とを取得する。また、コンピュータシステム１は、領域基準点１２を中心点として、番号＃５のラインプロファイル２０から番号＃１１のラインプロファイル２０までの半円の領域内で、例えば所定の角度の間隔または数で、分割によって複数の動径方向を設定する。そして、コンピュータシステム１は、それぞれの動径方向（言い換えると回転の角度の方向）に延在するラインプロファイル２０を取得する。本例では、番号＃６から＃１０までで示す、５本のラインプロファイル２０が取得されている。

　なお、番号＃５と番号＃１１の２本のラインプロファイル２０は、Ｘ方向に延在し、上側の範囲と下側の範囲との両方に属しているとも言えるので、それらの２本を含めて上側の範囲で合計１０本のラインプロファイル２０が取得されると捉えてもよい。

　なお、図１１の例では、複数のラインプロファイル２０の設定にあたり、破線矢印で示すように、左側から開始して右側に回り込む順序で識別のための番号（ＩＤ）を付与しているが、これに限定されない。また、複数のラインプロファイル２０の処理順序は、番号の順に限らなくてもよい。

　ラインプロファイル２０を取得する範囲２３（例えば領域基準点１２からの長さ）や数量（例えば分割の間隔や数など）については、予めソフトウェア１１０の実装上の固定の設定値としてもよいし、定義情報１１２において構造物パターンに応じた設定値としてユーザ設定できるものとしてもよい。

　実施の形態１での２種類の方向のラインプロファイル２０を用いる方式は、対象の構造物パターンの形状等の特性と対応している。例えば、トレンチ４０３等の構造物パターンは、概略的に凹凸や台形の形状を有する。このような構造物パターンの形状に対し、Ｘ方向や動径方向にラインプロファイル２０を抽出することが適している。図１０の例では、凹形状で逆台形の形状を有するトレンチ４０３の領域を対象として輪郭を検出する場合に、領域基準点１２から下側の範囲ではラインプロファイル２０を領域基準点１２を中心とする動径方向（言い換えると半径方向）に設定する。動径方向のラインプロファイル２０（図１１では番号＃６から＃１０に対して設定）は、図示のように、トレンチ４０３の側壁や底部の付近を経由するので、トレンチ４０３の側壁や底部の付近のエッジ候補点２１（番号＃６から＃１０の各ラインプロファイル上に存在するエッジ候補点）を抽出可能となる。

　実施の形態１では、対象の構造物パターンの指定に応じて、あるいは、界面基準線１１に対し領域基準点１２がＺ方向で上側にあるか下側にあるかといった位置関係に応じて、２種類のラインプロファイル２０の設定の仕方を自動的に選択可能である。

　［エッジ候補の抽出］
　次に、コンピュータシステム１は、上記取得された複数のラインプロファイル２０について、各ラインプロファイル２０上で、寸法計測対象の構造物の領域の輪郭に関するエッジ候補となるエッジ候補点２１を抽出する。コンピュータシステム１は、１つのラインプロファイル２０上で、所定のルールに基づいて、エッジ候補点２１を抽出する。エッジ候補点２１は、対象の構造物パターンの輪郭を構成するエッジとなる候補の点である。各ラインプロファイル２０上では、エッジ候補点２１が抽出できない場合もあるし、２つ以上が抽出される場合もある。

　なお、ここでは、輪郭とエッジとを区別する。図１０では、ラインプロファイル２０上において抽出されたエッジ候補点２１を、白四角点や黒四角点で示している。本例では、２つのエッジ候補点２１が抽出された場合に、区別のために、１番目の点を白四角点で示すエッジ候補点２１ａとし、２番目の点を黒四角点で示すエッジ候補点２１ｂとしている。トレンチ４０２等の輪郭は、ホワイトバンド４０６のように曖昧である場合がある。ここでのエッジ（端点）とは、例えばホワイトバンド４０６を構成する画素のうち、構造物の輪郭として最も確からしい位置の画素（ないし当該画素の位置または座標）、或いは最も確からしい位置の画素の集合によって構成される線を意味する。なお、画素間の座標をエッジと定義することもできる。

　コンピュータシステム１は、各ラインプロファイル２０上で輝度変化を判断して、所定のルールで、エッジ候補点２１を抽出する。このラインプロファイル２０ごとの処理では、単一方向、例えばＸ方向での輝度値の変化を判断すればよい。そのため、従来技術例での２次元画像内の各方向での輝度変化の判断に比べ、輪郭ないしエッジの検出が容易化される。

　所定のルールとは、エッジ候補点２１を決めるための輝度変化の方向や量などに関する規定である。例えば、所定のルールは、輝度が低から高に増加する箇所であること、かつ、輝度変化量が閾値以上であること、輝度変化の差分の中間値を採用すること、等が挙げられる。所定のルールの詳細については限定しない。

　［ラインプロファイル上のエッジ候補点抽出］
　図１２には、図１０の番号＃１のラインプロファイル２０について、横軸を、対象画像７０内の横方向（Ｘ方向）の位置座標とし、縦軸を対象画像７０上の画素の輝度値としてプロットしたグラフを示す。本例では、横軸の位置座標は、図面での左側が、垂線１３に近い側（Ｘ方向正方向）であり、右側が、垂線１３から遠い側（Ｘ方向負方向）である。グラフでの原点の位置（座標ｘ０とする）は、交点１４の位置に相当し、グラフでの右側の端の位置（座標ｘ５とする）は、範囲２３の端に達した位置に相当する。

　図１２の下部には、上部のグラフについてＸ方向正負を反転したグラフを示し、このグラフは図１０等での方向と一致している。

　番号＃１のラインプロファイル２０上で、交点１４の位置（座標ｘ０）から、左側に進むと、背景に対応したトレンチ４０３の領域から、ピラー４０２またはマスク４０１の領域に変わるので、輝度値が増加する。この際、ホワイトバンド４０６を経由するので、その箇所では輝度値が大きく増加する。本例では輝度値ｖ１から輝度値ｖ２に増加している。座標ｘ１から座標ｘ２の付近は、ホワイトバンド４０６と対応している。その後、座標ｘ２の付近では、ピラー４０２またはマスク４０１の領域に入るので、輝度値が減少している。本例では輝度値ｖ２から輝度値ｖ４に減少している。座標ｘ２から座標ｘ３までは、ピラー４０２またはマスク４０１の領域（特に材料界面４１３）に相当する。座標ｘ３の付近では、再びホワイトバンド４０６に入るので、輝度値が大きく増加し、本例では輝度値ｖ４から輝度値ｖ２に増加している。座標ｘ３から座標ｘ４の付近は、ホワイトバンド４０６と対応している。座標ｘ４の付近では、ホワイトバンド４０６から再び背景領域に入るので、輝度値が大きく減少し、本例では輝度値ｖ２から輝度値ｖ１に減少している。

　実施の形態１では、ラインプロファイル２０上のエッジ候補点２１の抽出の処理の一例として、以下のようなルールを適用する。図１２のようなグラフにおいて、抽出するエッジ候補点２１の位置は、輝度値の極小値と極大値との間の位置として定義される。本例では、座標ｘ１の付近では、エッジ候補点２１は、極小値である輝度値ｖ１と、極大値である輝度値ｖ２との間にある位置とされる。例えば、極小値と極大値との中間の輝度値ｖ３に対応した位置の座標ｘ１が、白四角点で示すエッジ候補点２１（第１のエッジ候補点２１ａ）となる。エッジ候補点２１を抽出する位置は、例えば極小値と極大値との中間値で定義されるが、これに限定されない。

　輝度変化箇所のうちどの位置をエッジ候補点２１として抽出するかについての規定は、上記中間値とする例に限らずに可能である。例えば、輝度値の率に関する閾値Ｔｈ[％]を、設定として設ける。ここでは、輝度値をＢとし、エッジ候補周辺の輝度変化における極大値をＢ_max、極小値をＢ_minとし、エッジ候補にする輝度値をＢ_thとした場合に、例えば以下の式１でＢ_thを計算する。Ｂ_thになる位置を、エッジ候補点２１とする。

　式１：　　　Ｂ_th＝（Ｂ_max－Ｂ_min）＊Ｔｈ／１００＋Ｂ_min

　式１では、極大値と極小値との差分について閾値Ｔｈの率に応じた輝度値の位置を、エッジ候補点２１の位置としている。閾値Ｔｈを５０％とする場合は、図１２での中間値の例に相当する。

　上記エッジ候補点２１の決定に関する規定は、あくまで実施例の一つである。エッジ候補点２１の決定に関する他の規定の例としては、極大値もしくは極小値の位置から一定値ずれた位置をエッジ候補点２１にする方法なども適用可能である。

　また、実施の形態１では、エッジ候補点２１の抽出に関するルールの１つとして、図１０等のトレンチ４０３の領域の輪郭検出では、垂線１３に近い側が暗く、垂線１３から遠い側が明るい、という箇所で、エッジ候補点２１を抽出する。言い換えると、ラインプロファイル２０の方向上、輝度増加箇所でエッジ候補点２１を判断するルールとする。例えば図１２のグラフでは、輝度変化が大きい箇所として、座標ｘ１付近や座標ｘ２付近がある。座標ｘ１付近では、垂線１３に近いＸ方向正方向での輝度値ｖ１の方が小さく、垂線１３から遠いＸ方向負方向での輝度値ｖ２の方が大きく、輝度変化は低から高への増加である。座標ｘ２付近では、垂線１３に近いＸ方向正方向での輝度値ｖ２の方が大きく、垂線１３から遠いＸ方向負方向での輝度値ｖ４の方が大きく、輝度変化は、高から低への減少である。

　そのため、このルールでは、輝度変化が大きい２箇所のうち、輝度変化が低から高に増加する箇所である例えば座標ｘ１付近で、エッジ候補点２１（２１ａ）が抽出される。輝度変化が高から低に減少する箇所である例えば座標ｘ２付近では、エッジ候補点２１は抽出されない。このようなルールに基づいて、本例では、座標ｘ１の位置にエッジ候補点２１ａ（白四角点）が抽出され、座標ｘ３の位置にエッジ候補点２１ｂ（黒四角点）が抽出されている。

　コンピュータシステム１は、例えば座標ｘ１付近では、極小値である輝度値ｖ１から極大値である輝度値ｖ２へ増加する箇所での輝度変化量を判断し、例えば中間値である輝度値ｖ３を計算し、その輝度値ｖ３に対応する座標ｘ１にエッジ候補点２１ａを抽出する。コンピュータシステム１は、各ラインプロファイル２０について、同様のルールで、エッジ候補点２１を判断・抽出する。

　変形例では、上記エッジ候補点２１を抽出する輝度変化の箇所に関するルールについて、輝度増加箇所で抽出するルールを第１のルール、輝度減少箇所で抽出するルールを第２のルールとすると、第１のルールではなく、第２のルールを適用するようにしてもよい。上記第１のルールを適用した場合では、上記のようにホワイトバンド４０６における垂線１３に近い側（例えば座標ｘ１付近）でエッジ候補点２１が抽出されるが、第２のルールを適用した場合では、ホワイトバンド４０６における反対側、すなわち垂線１３から遠い側（例えば座標ｘ２付近）でエッジ候補点２１（例えば輝度値ｖ５の位置）が抽出される。例えば、座標ｘ２付近では、極大値である輝度値ｖ２から、極小値である輝度値ｖ４に減少しており、それらの例えば中間値である輝度値ｖ５に対応する位置の座標ｘ２が、エッジ候補点２１として抽出される。

　図１３は、変形例に関して、図１０と同様の対象画像７０等に対し、適用するルールを第１のルールから第２のルールに変更した場合に、トレンチ４０３について抽出されるエッジ候補点２１を示す。これらのエッジ候補点２１は、図１１の第１のルールでのエッジ候補点２１に比べて、全体的に外側に拡大した位置（ピラー４０２に近い位置）に配置されている。

　構造物パターンの種別ごとに、適用するルールを異ならせてもよい。例えば、トレンチ４０３が対象である場合には、輝度増加箇所で抽出する第１のルールを適用し、マスク４０１やピラー４０２が対象である場合には、輝度減少箇所で抽出する第２のルールを適用してもよい。適用するルールに応じて、抽出されるエッジ候補点２１が異なる。例えば、トレンチ４０３の輪郭線とピラー４０２の輪郭線とを位置座標が異なる別々の輪郭線として検出することもできるし、それらの輪郭線を類似の位置座標の輪郭線として検出することもできる。

　上記エッジ候補点２１を抽出するためのルールを含む各種のルールや方法のいずれを適用するかについては、予めソフトウェア１１０の実装上の固定的な設定としてもよいし、あるいは、コンピュータシステム１がユーザＵ１によるＧＵＩ画面６０でのユーザ設定を可能としてもよい。定義情報１１２に基づいて、構造物パターンに応じたルールを選択して適用可能としてもよい。

　また、図１０等の例では、例えば番号＃１のラインプロファイル２０上で、１番目のエッジ候補点２１ａ（白四角点）に加え、２番目のエッジ候補点２１ｂ（黒四角点）も抽出されている。この観点について説明する。上記ルールの例では、垂線１３側から範囲２３の端までの方向でラインプロファイル２０上の輝度変化を調べて、輝度変化量が十分に大きい箇所、例えばホワイトバンド４０６の付近における顕著な輝度変化箇所で中間値に対応する位置をエッジ候補点２１として抽出する。このようなルールや方法に応じて、図示したように、２番目のエッジ候補点２１ｂ（黒四角点）も抽出される場合がある。

　本例では、１番目のエッジ候補点２１ａは、対象であるトレンチ４０３の輪郭を構成するエッジとなるが、２番目のエッジ候補点２１ｂは、実際のトレンチ４０３の輪郭を構成するエッジには該当していない。しかしながら、他の例では、２番目のエッジ候補点２１ｂも、対象の構造物パターンの輪郭を構成するエッジとなる可能性がある。

　実施の形態１でのコンピュータシステム１は、上記のようにラインプロファイル２０上のエッジ候補点２１の抽出を、複数のすべてのラインプロファイル２０について同様に行うことで、複数のエッジ候補点２１を得る。例えば図１０等のように、白四角点で示す複数（例えば１５個）のエッジ候補点２１ａ、および黒四角点で示す複数（例えば１３個）のエッジ候補点２１ｂが得られる。実施の形態１でのコンピュータシステム１は、これらの複数のエッジ候補点２１から総合的な判断を行い、対象の構造物パターンの輪郭を構成するエッジを検出する。

　番号＃１～＃５ならびに番号＃１１～＃１５のラインプロファイル２０は、トレンチ４０３からピラー４０２への遷移に対応しており、トレンチ４０３およびピラー４０２の側壁に対応したエッジ候補点２１ａ，２１ｂが得られる。なお、番号＃１，＃１５のラインプロファイル２０は、界面基準線１１上にある。そのため、例えば、図１２での輝度値ｖ４は、材料界面の付近の輝度値であり、図１２の例では一定値であるが、実際には変動する値になる場合もある。

　動径方向の番号＃６～＃１０のラインプロファイル２０については、各ラインプロファイル２０の方向上で、同様にエッジ候補点２１が抽出できる。例えば番号＃６のラインプロファイル２０では、１つのエッジ候補点２１（白四角点）のみが抽出されている。番号＃７のラインプロファイル２０では、トレンチ４０３の底面付近でのエッジ候補点２１ａと、下地の材料層との境界に対応したエッジ候補点２１ｂとが抽出されている。

　なお、マスク４０１やピラー４０２を対象としてエッジ候補点２１を抽出する場合にも、上記トレンチ４０３の場合と同様の処理を適用可能である。

　［ステップＳ４：輪郭検出　その２］
　次に、上記複数のラインプロファイル２０の複数のエッジ候補点２１に基づいて、寸法計測対象の構造物パターン、例えばトレンチ４０３についての、輪郭を構成するエッジを決定する方法の一実施例について説明する。

　コンピュータシステム１は、各ラインプロファイル２０につき、任意のエッジ候補点２１を選択し、複数のエッジ候補点２１の組み合わせを作成する。その際、コンピュータシステム１は、エッジ候補点２１の組み合わせにおける、輪郭のエッジらしさの評価値を計算する。コンピュータシステム１は、その評価値が最も高い、エッジ候補点２１の組み合わせを、輪郭のエッジ（言い換えるとエッジ点）として決定する。コンピュータシステム１は、組み合わせにおける複数のエッジ候補点２１同士の位置関係などに基づいて、選択するエッジ点を判断する。ソフトウェア１１０にはこのような判断のためのアルゴリズムも実装されている。

　図１４は、エッジ候補点２１の組み合わせの例を示す。組み合わせ＃１は、正解の例である。小さい白丸点は、ラインプロファイル２０ごとにエッジ候補点２１から選択された１つのエッジ点２２を示す。選択点であるエッジ点２２を結ぶことで、トレンチ４０３の側壁の輪郭を構成する輪郭線が形成される。組み合わせ＃２は、不正解の例であり、番号＃１のラインプロファイル２０では第２のエッジ候補点２１ｂが選択されている。組み合わせ＃３は、不正解の例であり、番号＃２のラインプロファイル２０では第２のエッジ候補点２１ｂが選択されている。組み合わせ＃４は、不正解の例であり、番号＃１および＃２のラインプロファイル２０で第２のエッジ候補点２１ｂが選択されている。

　なお、１つのラインプロファイル２０上に、エッジ候補点２１が無い場合や、１個のエッジ候補点２１のみがある場合や、３個以上のエッジ候補点２１がある場合など、様々な場合がある。それらの場合でも、組み合わせを同様に作成することができる。

　［エッジらしさの評価］
　ここで、エッジらしさの評価には、少なくとも２つの評価観点が挙げられる。１つ目の評価観点は、輝度値の変化量である。図１０等では模式図で表しているため、明瞭なエッジしかないが、実際の電子顕微鏡による断面画像では、不明瞭なエッジとなっている場合がある。例えば、前述の崩れやコンタミネーション等により、断面画像では、構造物の輪郭付近に、ゴミ付着や撮影時のノイズ等によって生じる、微小な輝度変化が生じる場合がある。このような輝度変化をエッジ候補点２１としてエッジを決定することは、誤りとなる。

　実施の形態１では、それらの影響を受けにくくするために、上記評価の際に、輝度変化量が大きいほどエッジらしさが高い、すなわち評価値が大きい、と定義する。具体的な評価値計算としては、エッジ候補点２１の周辺の輝度変化領域における輝度の極大値と極小値との差（ΔＢ＝（Ｂ_max－Ｂ_min））で定義してもよい。あるいは、輝度の勾配値として定義してもよい。輝度値変化量の評価の例としては、図１２の例では、座標ｘ１付近での差ΔＢなどが計算できる。

　２つ目の評価観点は、エッジ候補点２１間の距離である。構造物の輪郭は連続的につながるはずなので、エッジ候補点２１間の距離が近い方が、エッジらしさが高い、と定義する。エッジ候補点２１間の距離が遠い場合、構造物の断面に付着しているゴミ等の、対象とは異なる物のエッジを検出している可能性が高い。例えば、図１０や図１４の例では、番号＃１のラインプロファイル２０の白四角点で示すエッジ候補点２１ａに対し、番号＃２のラインプロファイル２０の白四角点で示すエッジ候補点２１ａは近く、番号＃２のラインプロファイル２０の黒四角点で示すエッジ候補点２１ｂは遠い。それらは、図１４での組み合わせ＃１と組み合わせ＃３が対応する。

　そのため、番号＃１のラインプロファイル２０のエッジ候補点２１ａに対し、番号＃２のラインプロファイル２０のエッジ候補点２１ａの方をつなげた場合（組み合わせ＃１等）の方が、輪郭のエッジらしさが高いと考えられる。すなわち、コンピュータシステム１は、組み合わせについて、エッジ候補点２１間の距離が小さいほど、評価値を大きくなるように計算する。

　定量的に評価値を計算する場合、エッジとなる箇所は、上記第１の観点のように輝度変化量が大きいほどエッジらしさが高いと言えるが、その観点だけでは、現在注目している構造物以外の箇所におけるエッジ候補の評価値も高くなり得る。そのため、実施の形態１では、上記第１の観点に加え、輪郭の連続性も評価に含めるために、上記第２の観点も適用して、エッジらしさの評価値を計算する。コンピュータシステム１は、その評価結果に基づいて、エッジらしさが最も高いと考えらえる複数のエッジ点２２を選択する。例えば、組み合わせ＃１が選択される。

　エッジ候補点２１間の距離などについての具体的な評価値計算としては、各ラインプロファイル２０から任意のエッジ候補点２１を選択して図１４のような組み合わせを作成し、それらのエッジ候補点２１から成る輪郭線の評価値をＥとして計算する。評価値Ｅは、輪郭の連続性の評価値であり、例えば以下の式２で定義できる。

　式２：　　　Ｅ＝Σ^(Ｎ－１)_(ｎ＝１)｛ΔＢ_n／Ｄ_n,n+1｝

　式２におけるΔＢ_nは、ｎ番目のラインプロファイル２０で選択したエッジ候補点２１の周辺での輝度の極大値と極小値との差である。Ｄ_n,n+1は、ｎ番目のラインプロファイル２０で選択したエッジ候補点２１と（ｎ＋１）番目のラインプロファイル２０で選択したエッジ候補点２１との距離である。コンピュータシステム１は、すべてのエッジ候補点２１の組み合わせのうちで、評価値Ｅが最大となる組み合わせを、エッジ点２２として選択・決定する。コンピュータシステム１は、それらのエッジ点２２によって形成される輪郭、例えばエッジ点２２を順に結んだ輪郭線を作成し、その輪郭線を輪郭検出結果としてもよい。

　ただし、上記評価値Ｅが最大となるエッジを決定する方法での計算は、ＮＰ困難に該当する場合がある。例えば、ラインプロファイル２０が１００本存在し、各ラインプロファイル２０に１０個のエッジ候補点２１がある場合、１０の１００乗の組み合わせが存在するため、全組み合わせでの評価値Ｅの計算は困難である。そのため、近似的な方法で、おおよそ評価値Ｅが最大となるエッジ候補点２１の組み合わせを求めてもよい。例えば、ｎ番目のラインプロファイル２０の任意のエッジ候補点２１をＰ_nとし、ｎ番目のものと隣接する（ｎ＋１）番目のラインプロファイル２０の任意のエッジ候補点２１をＰ_n+1とする。Ｐ_nとＰ_n+1との距離をＤとし、Ｐ_n+1のエッジ候補点２１の周辺の輝度の極大値と極小値との差をΔＢ_nとする。その場合に、一時的な評価値をＥ_tempとし、以下の式３で定義する。

　式３：　　　Ｅ_temp＝ΔＢ／Ｄ

　そして、コンピュータシステム１は、１番目のラインプロファイル２０のエッジ候補点２１から１つのエッジ候補点２１を選択し、それに対して評価値Ｅ_tempが最大になる２番目のラインプロファイル２０のエッジ候補点２１を決定する。３番目以降のラインプロファイル２０のエッジ候補点２１についても同様の方法で決定する。コンピュータシステム１は、得られたエッジ候補点２１の組み合わせから、評価値Ｅを計算する。その後、コンピュータシステム１は、１番目のラインプロファイル２０の別のエッジ候補点２１を選択し、同様の処理を行い、得られたエッジ候補の組み合わせから、評価値Ｅを計算する。コンピュータシステム１は、上記１番目のラインプロファイル２０で選択した各エッジ候補点２１によって得られた、エッジ候補点２１の組み合わせのうちで、最も評価値Ｅが高い組み合わせを、おおよそ評価値Ｅが最大となるエッジ候補点２１の組み合わせとして決定する。このような近似的な方法により、計算時間を大幅に削減でき、有限時間内に自動輪郭検出を実現できる。エッジ点２２を決定する方法は、上記方法に限定されない。

　［エッジ点および輪郭線の検出］
　図１０の領域基準点１２で指定されたトレンチ４０３の例では、トレンチ４０３の輪郭として、白四角点で示す１５個のエッジ候補点２１（２１ａ）に対応したエッジ点２２が得られる。図１５は、輪郭検出結果の例を示す。コンピュータシステム１は、図１５のように、それらのエッジ点２２を線でつなげることで、トレンチ４０３の輪郭線２４を形成してもよい。この輪郭線２４は、輪郭検出結果の一部に相当する。

　図１５の例では、対象画像７０において、検出されたエッジ点２２（白丸点で示す）同士を順に直線でつなげることで、輪郭線２４が形成されている。図１５の例では、輪郭線２４は、トレンチ４０３の領域における側壁および底部の輪郭を表している。トレンチ４０３の領域の上面は開放されており界面基準線１１によって区切られている。

　これに限定されず、コンピュータシステム１は、例えば、複数のエッジ点２２に基づいて、スムージング処理として、近似曲線を作成し、それを輪郭線２２としてもよい。また、輪郭線２４は省略し、複数のエッジ点２２のみで輪郭が表現されてもよい。エッジ点２２の数が十分に多い場合、それでも輪郭が表現できる。

　また、コンピュータシステム１は、図１５のような、輪郭検出結果であるエッジ点２２または輪郭線２４を、ＧＵＩ画面６０内に、例えば画像欄６０１の対象画像上に、表示してもよい。コンピュータシステム１は、後述の寸法計測結果８の寸法値などを、ＧＵＩ画面６０で、輪郭線２４等と共に表示してもよい。

　［マスクやピラーの場合の輪郭検出］
　上記例ではトレンチ４０３の場合を示したが、ピラー４０２等の場合にも同様に可能である。図１６は、同様に、マスク４０１に関する輪郭検出（特にエッジ候補点抽出）の場合を示し、図１７は、ピラー４０２に関する輪郭検出（特にエッジ候補点抽出）の場合を示す。なお、図１６および図１７の例では、エッジ候補点２１の抽出の際のルールとしては、前述した、輝度増加箇所で抽出する第１のルールを適用した場合を示している。この場合、例えば前述のトレンチ４０３の輪郭のエッジと、ピラー４０２の輪郭のエッジとは異なる結果となる。

　図１６の例では、あるマスク４０１の領域内に領域基準点１２が指定されている。コンピュータシステム１は、領域基準点１２から下側に界面基準線１１まで垂線１３を引き、交点１４を抽出する。コンピュータシステム１は、領域基準点１２から交点１４までの領域では、Ｘ方向のラインプロファイル２０を複数抽出する。コンピュータシステム１は、領域基準点１２から上側の領域では、動径方向のラインプロファイル２０を複数抽出する。コンピュータシステム１は、各ラインプロファイル２０から前述の第１のルール等に基づいてエッジ候補点２１を抽出する。コンピュータシステム１は、複数のエッジ候補点２１の組み合わせに基づいて、マスク４０１に関するエッジ点２２を決定する。

　図示のように、マスク４０１の場合、領域基準点１２から上側の範囲では動径方向のラインプロファイル２０を適用する。これにより、動径方向のラインプロファイル２０が、凸形状、台形形状を有するマスク４０１の輪郭を経由するので、マスク４０１の輪郭のエッジ候補点２１を抽出できる。

　図１７の例では、あるピラー４０２の領域内に領域基準点１２が指定されている。コンピュータシステム１は、領域基準点１２から上側に界面基準線１１まで垂線１３を引き、交点１４を抽出する。コンピュータシステム１は、領域基準点１２から交点１４までの領域では、Ｘ方向のラインプロファイル２０を複数抽出する。コンピュータシステム１は、領域基準点１２から下側の領域では、動径方向のラインプロファイル２０を複数抽出する。コンピュータシステム１は、各ラインプロファイル２０から前述の第１のルール等に基づいてエッジ候補点２１を抽出する。コンピュータシステム１は、複数のエッジ候補点２１の組み合わせに基づいて、ピラー４０２に関するエッジ点２２を決定する。

　［ステップＳ５：寸法計測］
　ステップＳ５では、コンピュータシステム１は、上記ステップＳ４で検出した輪郭情報について、ステップＳ２で選択した定義情報１１２を参照して、寸法計測処理を行い、寸法計測結果８を得て、ＧＵＩ画面６０に表示する。

　図１８には、例えばトレンチ４０３の輪郭情報に基づいてトレンチ４０３の寸法計測を行う例の模式説明図を示す。前提として２次元の対象画像７０での輪郭情報として、前述のようなエッジ点２２や輪郭線２４の情報を有する。

　図１８の（Ａ）は、トレンチ深さ（図４での寸法Ａ４）を計測する場合を示す。コンピュータシステム１は、トレンチ深さの寸法Ａ４を計測するための、寸法計測対象線１８０１を設定する。まず、トレンチ深さの寸法計測対象線１８０１は、ステップＳ１で指定された界面基準線１１から、縦方向で最も離れた輪郭のエッジ（本例ではエッジ点ｐ８）に対して、垂直に引いた線として、定義可能である。コンピュータシステム１は、設定した寸法計測対象線１８０１で寸法Ａ４を計測する。

　図１８の（Ｂ）は、トレンチ幅として、材料界面４１３に対応する界面基準線１１の位置でのトレンチ幅（図４での寸法Ａ１）を計測する場合を示す。コンピュータシステム１は、寸法Ａ１のための寸法計測対象線１８０２を設定する。コンピュータシステム１は、ステップＳ３で指定された界面基準線１１と、トレンチ４０３の輪郭との２つの交点であるエッジ点ｐ１，ｐ１５をとり、それらのエッジ点間に引いた線として、寸法計測対象線１８０２を定義可能である。

　図１８の（Ｃ）は、トレンチ幅として、材料界面４１３に対応する界面基準線１１の位置から所定の距離ｄとして３０ｎｍ下の位置でのトレンチ幅を計測する場合を示す。ここでのｄ＝３０ｎｍは、ユーザＵ１が定義情報１１２で指定・設定した距離である。前述の図４の寸法Ａ３のように、これは距離ではなく率（％）での指定も可能である。コンピュータシステム１は、所定の距離の位置に寸法計測対象線１８０３を設定する。コンピュータシステム１は、対象画像のピクセルサイズ等の情報に基づいて、距離３０ｎｍが対象画像上で界面基準線１１から何ピクセル離れている位置に対応しているかを計算する。コンピュータシステム１は、その計算した位置の水平線（Ｘ方向に延在する直線）と、トレンチ４０３の輪郭（輪郭線２４）との２つの交点（本例では端点１８１１，１８１２）を抽出する。コンピュータシステム１は、それらの２つの交点間に引いた線として、寸法計測対象線１８０３を定義可能である。

　ピラー３０４やマスク３０３の寸法についても同様に計測可能である。また、他の種類の寸法についても同様に計測可能である。例えば、コンピュータシステム１は、構造物の輪郭の一部領域から計算される角度（例えば側壁の角度）などを計測してもよい。

　図１８の（Ｄ）は、トレンチ４０３の側壁角度１８０４を計測する場合を示す。本例では、定義情報１１２に基づいて、界面基準線１１から下側に指定された距離（例えば３０ｎｍ）の位置を基準として、左側の側壁が為す角度１８０４を計測する。コンピュータシステム１は、トレンチ４０３の輪郭の一部の領域、本例では、左側の側壁で、かつ、界面基準線１１から３０ｎｍ下の位置までの領域１８２０におけるエッジ点（本例ではエッジ点ｐ１～ｐ３）から、側壁に関する近似直線を計算する。もしくは、コンピュータシステム１は、前述のエッジ点２２から計算済みの輪郭線２４の一部を参照してもよい。そして、コンピュータシステム１は、指定された位置での水平線に対し、その近似直線または輪郭線２４が為す角度１８０４を計算する。このようにして、指定された位置での側壁角度が計測できる。

　また、他の種類の寸法の例として、コンピュータシステム１は、構造物の輪郭（輪郭線２４）と、材料界面４１３（界面基準線１１）とによって囲まれる領域についての面積、例えばトレンチ面積を計測してもよい。コンピュータシステム１は、界面基準線１１、領域基準点１２、定義情報１１２、および検出された輪郭線２４等に基づいて、対象の構造物の領域の面積を計測できる。

　図１９には、トレンチ４０３の面積を計測する例を示す。ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で、定義情報１１２に基づいて、計測対象寸法の種類として面積を指定し、対象画像７０に対し界面基準線１１および領域基準点１２を指定する。コンピュータシステム１は、指定された界面基準線１１および領域基準点１２に基づいて、前述のようにエッジ点２２や輪郭線２４を検出する。コンピュータシステム１は、界面基準線１１と、複数のエッジ点２２による輪郭線２４とで構成される、領域基準点１２を含んだ閉領域を抽出する。この閉領域がトレンチ４０３の領域に対応する。コンピュータシステム１は、抽出されたトレンチ４０３の領域に含まれる画素数をカウントし、画素情報等に基づいて面積を計算する。これにより面積の計測結果が得られる。

　［ステップＳ６：寸法計測結果出力］
　コンピュータシステム１は、ステップＳ５の結果である寸法計測結果８のデータをメモリ資源１０２に記憶し、ユーザＵ１に対しＧＵＩ画面６０で表示する。寸法計測結果８には、ステップＳ３で指定された界面基準線１１の位置座標情報や領域基準点１２の位置座標情報などを含めてもよい。

　図２０は、寸法計測結果８を表示するＧＵＩ画面６０の例を示す。図２０のＧＵＩ画面６０では、前述の画像欄６０１における対象画像７０に対して、寸法計測対象構造物（例えばトレンチ４０３）の計測対象の寸法（例えばトレンチ幅の寸法Ａ４）が重畳して表示されている。例えば、対象寸法の寸法計測対象線（白矢印で示す）が表示され、その寸法計測対象線に、必要に応じて引き出し線を付けて、対象寸法（例えば「Ａ４」／「Depth」）および寸法計測値（例えば「100nm」）が表示されている。それとともに、下側にある結果（Result）欄２００１では、表において、対象寸法ごとに寸法計測値などの情報が表示されている。これに限らず、他の表示例としては、さらに、寸法計測対象線を規定する２点の位置座標等の情報を表示してもよい。

　［実施の形態１の効果等］
　実施の形態１によれば、断面画像に対し、自動検出が困難な材料界面と、寸法計測対象構造物領域の大まかな位置とを、ユーザＵ１が手動操作で界面基準線１１および領域基準点１２として指定・設定し、その後に界面基準線１１および領域基準点１２に基づいてコンピュータシステム１が自動で輪郭検出および寸法計測を行う、半自動方式とした。そのため、断面画像に対する寸法計測の処理・作業に要する時間を短縮でき、ユーザＵ１の手間を削減できる。また、人の手動操作による誤差の影響を低減できる。従来技術例（比較例１，２）の場合、人が構造物の輪郭または対象寸法箇所を目分量で指定するので、誤差が多く、その誤差が寸法計測の精度に反映されてしまう。それに対し、実施の形態１によれば、半自動方式で輪郭を検出した後は自動寸法計測となるため、誤差が少なく、寸法計測の精度も高くなる。

　実施の形態１では、断面画像に対し、ユーザＵ１が、主観判断および手動操作によって、材料界面に対し界面基準線１１を指定し、寸法計測対象構造物領域に対しおおまかに領域基準点１２を指定するだけでよい。コンピュータシステム１は、指定された界面基準線１１および領域基準点１２に基づいて、所定のアルゴリズムの処理で、断面画像内の構造物パターンの輪郭を構成するエッジを検出する。コンピュータシステム１は、検出したエッジの情報に基づいて、指定された種類の寸法を計測する。これにより、実施の形態１によれば、ユーザＵ１の主な手動操作は、界面基準線１１および領域基準点１２を指定する操作だけで済むので、入力の数量が少なく、ユーザＵ１の手間が低減できる。また、コンピュータシステム１が、界面基準線１１および領域基準点１２に基づいて、正確に輪郭検出および寸法計測を行うので、人による誤差が、寸法計測結果に反映されにくい。

　実施の形態１における半自動方式は、従来技術例の自動寸法計測方式などと比較して、少なくとも以下のような第１の利点および第２の利点も有する。

　［第１の利点について］
　第１の利点として、寸法計測対象として適切ではない構造パターンを除外して、寸法計測可能である。「寸法計測対象として適切ではない構造パターン」とは、例えば前述の崩れやゴミ付着等がある構造物が挙げられる。

　従来技術例として、半導体の断面構造を、パターンマッチング／テンプレートマッチングに基づいて認識し、認識した断面構造の輪郭／エッジを検出する方法もある。しかし、このような方法では、パターンマッチング／テンプレートマッチングに基づいて対象画像内から認識・検出された、ゴミ等を含むすべての物について、寸法計測を行うことになる。パターンマッチング／テンプレートマッチングに基づいて、崩れ、ゴミ、撮影時のノイズ等により生じた部分も、輪郭／エッジとして認識・検出されて、寸法計測対象となってしまう場合がある。このようなゴミ等が付着した部分は、不適切であるため、寸法計測対象からは除外したい。

　図２１には、ゴミが付着した構造物パターンを含んだ対象画像２１００における輪郭検出および寸法計測結果の例を示す。対象試料の断面にコンタミネーションによるゴミが付着したとする。劈開基板の観察を行うＳＥＭでは、このようなゴミの付着が生じ得る。図２１の例では、対象画像２１００内のあるトレンチ２１０２の右側の側壁に、そのゴミに対応したゴミ部分２１１０を有する。

　図２１の上部の（Ａ）では、３つのトレンチ２１０１～２１０３に対し、それぞれ輪郭のエッジ（エッジ点２２とそれらを結ぶ輪郭線）が検出され、材料界面に対応する界面基準線１１から例えば３０ｎｍ下の位置でのトレンチ幅の測長が行われている。各トレンチ２１０１～２１０３における寸法計測対象線２１１１～２１１３を矢印で示す。

　このとき、本例では、ゴミ部分２１１０についても輪郭検出および寸法計測がされている。トレンチ２１０２の右側の側壁に付着したゴミ部分２１１０が、トレンチ２１０２の領域内に凸状に出ており、その凸状に出た箇所に、エッジ点２１０５を含む輪郭線が検出されている。トレンチ２１０２での寸法計測対象線２１１２は、左側の側壁の輪郭線から、そのゴミ部分２１１０の輪郭線までの間に設定されている。そのため、寸法計測対象線２１１２での測長値は、ゴミが付いていないトレンチ構造（例えばトレンチ２１０１）での測長値よりも短い値になってしまう。

　これに対し、実施の形態１によれば、（Ａ）のようなゴミ部分２１１０を含む対象画像２１００の場合でも、ゴミ部分２１１０を除外する対応が可能である。図２１の下部の（Ｂ）には、実施の形態１での対応を示す。前述の手動操作のステップで、ユーザＵ１は、対象画像２１１０の内容を目視確認し、ゴミ部分２１１０があるトレンチ２１０２については測長に不適切であると判断した場合、ユーザＵ１は、そのトレンチ２１０２に対して領域基準点１２を指定しない。これにより、例えば領域基準点１２が指定されたトレンチ２１０１，２１０３では測長がされるが、トレンチ２１０２では測長がされない。このようにして、不適切な測長結果となる部分を除外できる。

　他の変形例としては以下としてもよい。図２１の（Ａ）と同様に、３箇所のトレンチに対し図示しない領域基準点１２が指定されて一旦寸法計測結果が得られた後、ユーザＵ１がＧＵＩ画面６０でそれらの寸法計測結果を確認する。ユーザＵ１がゴミ部分２１１０を含むトレンチ４０３についての寸法計測結果を除外したい場合には、対象画像内に表示されている領域基準点１２をクリック等で操作してオン状態からオフ状態に変更する。この操作に従い、コンピュータシステム１は、そのトレンチ４０３についての寸法計測結果を不採用とし、（Ｂ）と同様に、寸法計測結果の表示も消去する。

　［第２の利点について］
　第２の利点として、設計パターンあるいはテンプレートパターンとは乖離した構造パターンであっても、寸法計測可能である。「設計パターンあるいはテンプレートパターンとは乖離した構造パターン」とは、例えば図２２に示すような構造物パターンが挙げられる。

　図２２の（Ａ）には、例えばエッチング加工の目的形状の断面構造の画像２２０１を示し、図２２の（Ｂ）には、実際のエッチング後の加工形状の画像２２０２を示す。（Ａ）は設計パターン等と対応している。図２２の（Ａ）と（Ｂ）を比較すれば分かるように、（Ｂ）に示されるトレンチ４０３Ｂの構造は、トレンチ深さが浅く、（Ａ）のトレンチ４０３Ａの構造とは乖離している。言い換えると、トレンチ４０３Ｂは、トレンチ４０３Ａに対し、トレンチ深さの差が大きい。

　このような場合、従来技術例のテンプレートマッチング方法によって、図２２の（Ａ）の画像２２０１を用いたテンプレート画像を、図２２の（Ｂ）の画像２２０２にマッチングさせることは困難である。この場合、コンピュータシステムは、マッチングできないので、寸法計測対象無しと判断してしまう。

　また、図２２の（Ｂ）の画像２２０２に相当するテンプレート画像を事前に用意することも困難である。一般に、ある加工条件で加工を行った半導体の断面を観察して構造を確認する場合、加工目標の構造はわかるが、実際の加工によってどのような構造になったかについては、電子顕微鏡で確認するまでわからない。もちろん、最適なエッチング条件のときの電子顕微鏡像が手元に無い場合も多い。

　それに対し、実施の形態１によれば、図２２の（Ｃ）に示すように、テンプレート画像が無くても、画像２２０２に対し、界面基準線１１および領域基準線１２を指定するだけで、トレンチ４０３Ｂの寸法（例えばトレンチ深さ２２０３）を計測できる。

　［複数の対象構造物］
　なお、実施の形態１によれば、ステップＳ３で、ＧＵＩ画面６０で、ユーザＵ１は、断面画像７０内の複数の構造物パターンに対し、まとめて界面基準線１１や領域基準点１２を設定することも可能である。

　図２３は、対象画像７０に対し、複数の構造物パターンについて、複数の領域基準点１２等をまとめて設定する例を示す。図２３の例では、対象画像７０内に、４つのマスク４０１、４つのピラー４０２、および３つのトレンチ４０３が含まれている。ユーザＵ１は、マスク４０１とピラー４０２との間の材料界面に、１本の界面基準線１１を指定する操作を行う。また、ユーザＵ１は、それぞれの構造物の領域に、領域基準点１２を指定する操作を行う。例えば、ユーザＵ１は、マウス等を操作し、カーソル６０９によって、それぞれの領域の位置を順次にクリックすることで、複数の領域基準点１２を指定する。本例では、マスク４０１に対する領域基準点１２を三角印で表示し、ピラー４０２に対する領域基準点１２を四角印で表示し、トレンチ４０３に対する領域基準点１２を丸印で表示している。

　このように、実施の形態１によれば、複数の構造物を測長する際に、従来技術例よりも、手動操作の手間が少ない。複数の材料界面は、それらの高さ位置が同じである場合、１本の界面基準線１１を指定すれば済む。複数の構造物の領域は、それぞれの領域内の任意の位置をおおまかに指定すればよく、領域基準点１２の位置の厳密性は不要である。

　［２つ以上の界面基準線］
　実施の形態１では、断面画像内の１つの材料界面に対し１つの界面基準線１１を設定する場合を説明したが、これに限定されない。断面画像内の２つ以上の材料界面に対し２つ以上の界面基準線１１を設定することも同様に可能である。

　図２４には、断面画像２４００内に２つの界面基準線１１（１１Ａ，１１Ｂ）を設定する場合を示す。本例では、断面画像２４００内に、基層上の３層の構造物として、第１層の構造物２４０１、第２層の構造物２４０２、第３層の構造物２４０３を有する。各層の材料が異なり、輝度が異なるとする。材料界面として、第１層の構造物２４０１と第２層の構造物２４０２との第１界面と、第２層の構造物２４０２と第３層の構造物２４０３との第２界面とを有する。ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で、このような断面画像２４００に対し、２つの材料界面のそれぞれに界面基準線１１を設定する。第１界面には界面基準線１１Ａが指定され、第２界面には界面基準線１１Ｂが指定されている。

　また、ユーザＵ１は、それぞれの材料界面に対応する界面基準線１１で区分される領域に対し、領域基準点１２を指定できる。本例では、第１層の構造物２４０１、第２層の構造物２４０２、第３層の構造物２４０３に対し、領域基準点１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが指定されている。領域基準点１２で指定されたそれぞれの領域について、輪郭検出および寸法計測が可能である。例えば、領域基準点１２Ｂの場合、図２４の下部に示すように、領域基準点１２Ｂから上下の界面基準線１１Ａ，１１Ｂに対しそれぞれ垂線１３が引かれる。本例では、コンピュータシステム１は、領域基準点１２Ｂを含む領域に対し、Ｘ方向のラインプロファイル２０を適用する。コンピュータシステム１は、当該領域内での複数のＸ方向のラインプロファイル２０上にそれぞれエッジ候補点２１を抽出する。コンピュータシステム１は、これらの情報に基づいて、領域基準点１２Ｂを含む第２層の構造物２４０２についての輪郭線を検出し、指定された寸法（例えば幅）を計測できる。

　また、図２５は、断面画像２５００内に、高さ位置が異なる２つの材料界面がある場合に、高さ位置が異なる２つの界面基準線１１（１１ａ，１１ｂ）を設定する例を示す。本例では、断面画像２５００内に、第１高さの構造物２５０１、第２高さの構造物２５０２、第３高さの構造物２５０３、第４高さの構造物２５０４を有する。材料界面としては、構造物２５０１と構造物２５０２との第１材料界面と、構造物２５０３と構造物２５０４との第２材料界面とを有する。第１材料界面の高さと、第２材料界面の高さとが異なる。

　ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で、界面選択ＧＵＩ６１を用いて、それぞれの材料界面の高さ位置に合わせて、界面基準線１１を指定する。第１材料界面には界面基準線１１ａが指定され、第２材料界面には界面基準線１１ｂが指定されている。本例では、界面選択ＧＵＩ６１は、断面画像２５００内で、それぞれの箇所ごとに、線分として指定可能なＧＵＩである。例えば、ユーザＵ１は、マウス等でカーソル６０９を操作して、界面基準線１１ごとに始点と終点とを指定する。これにより、所望の位置に界面基準線１１ａ，１１ｂを引くことができる。その後、コンピュータシステム１は、それぞれの界面基準線１１および領域基準点１２に基づいて、構造物２５０１～２５０４について、輪郭検出および寸法計測が可能である。

　このように、断面画像内の複数の箇所の材料界面の高さ位置が異なる場合には、高さ位置が異なる界面基準線１１を指定する対応が可能である。

　実施の形態１では、異なる材料間の材料界面に対し界面基準線１１を設定する場合を説明したが、これに限定されず、他の変形例としては、材料界面以外の箇所に、輪郭検出等のサポートのための基準線を設定してもよい。例えば、図４や図１０で、ピラー４０２の底部（ボトム）を指し示すように、Ｘ方向の基準線を設定してもよい。また、画像内で、任意の構造物の領域を複数に区分したい場合に、その区分を指し示す基準線を設定してもよい。コンピュータシステム１は、それらの基準線を、輪郭検出等の所定の処理上の境界や端として利用できる。

　［輪郭検出システム］
　上記実施の形態１の寸法計測システムおよび方法は、図５のステップＳ４までの機能部分を、輪郭検出システムおよび方法として捉えることができ、このような輪郭検出システムおよび方法として実装してもよい。この輪郭検出システムおよび方法におけるコンピュータシステム１は、ステップＳ４で対象画像から検出した構造物パターンの輪郭またはエッジに関する情報を、記憶および出力する。例えば、コンピュータシステム１は、ＧＵＩ画面６０で、ユーザＵ１に対し、図１５のようなエッジ点２２や輪郭線２４を含む画像を表示する。任意のシステム（例えば観察装置や検査装置など）は、この輪郭検出システムにより生成・出力された輪郭またはエッジに関する情報を利用できる。

　［変形例］
　実施の形態１に関して、以下のような各種の変形例が可能である。

　実施の形態１では、断面画像での材料界面の方向に応じて、界面基準線１１は横方向（Ｘ方向）に延在する直線としたが、これに限定されない。変形例では、対象試料の断面画像の内容に応じて、界面基準線１１を例えば縦方向（Ｚ方向）に延在する線とすることも可能である。

　［変形例１：界面基準線の調整機能］
　実施の形態１の変形例１の寸法計測システムおよび方法としては、構造物パターンの材料界面とユーザＵ１が指定した界面基準線１１との間に、位置に関してズレがある場合に、そのズレを調整する調整機能を有してもよい。

　図２６は、変形例１での調整機能（言い換えると界面基準線調整機能）についての説明図を示す。図２６では、ＧＵＩ画面６０の例として、画像欄６０１に加え、界面基準線１１についての調整欄２６０１を有する。

　前述の図６のＧＵＩ画面６０上で指定・設定する界面基準線１１の位置は、寸法計測対象構造物領域や計測対象寸法を規定する基準となり得る。この界面基準線１１は、前述の図８のようにユーザＵ１の手動操作による選択、あるいは後述のＡＩによる推定などによって設定できる。しかしながら、断面画像を構成する領域間の境界がはっきりしない場合等、ヒトが目視設定した、あるいはＡＩが推定した界面基準線は、実際の材料界面とは必ずしも一致しない場合がある。このズレがある程度以上に大きい場合、寸法計測精度に大きな影響を与える可能性がある。

　そこで、変形例１でのコンピュータシステム１は、対象画像の画素の縦方向の輝度情報を用いて、界面基準線１１の位置に関するズレを調整する。変形例１では、図２のステップＳ１で画像ファイルが選択されると、図２６のようなＧＵＩ画面６０が表示される。コンピュータシステム１は、画像欄６０１の対象画像７０の右側の調整欄２６０１に、輝度値の平均グラフ２６０４（言い換えるとｙ座標の輝度値の平均プロファイル）を表示する。この輝度値の平均グラフ２６０４は、その対象画像７０を構成する画素データのｙ座標（画像内の縦方向の座標）毎の輝度値の平均グラフである。本例では、このグラフは、画面内での縦軸を対象画像７０のｙ座標とし、画面内での横軸を各ｙ座標での輝度値の平均値として、表示している。

　図２のステップＳ３で、ユーザＵ１が、手動操作によって、対象画像７０上に界面基準線１１ｃを設定したとする。この界面基準線１１ｃは、実際のマスクとピラーとの界面に対し、ある程度以上のズレを有する場合であり、例としてピラー側の領域内に入り込んでいる場合である。

　この状態で、調整を行いたい場合、ユーザＵ１が「Correct」ボタン２６０５を押す。すると、コンピュータシステム１は、ｙ座標の輝度値の平均プロファイル（平均グラフ２６０４）上で、界面に相当する位置（位置２６０６）を検出する。この検出は、図示のように輝度変化の判断に基づいて可能である。そして、プロセッサは、その位置２６０６に合わせるように、界面基準線１１を修正する。本例では、修正前の界面基準線１１ｃに対し、修正後の界面基準線１１ｄは、修正前の界面基準線１１ｃから縦方向で上側に移動されて表示されている。

　上記平均グラフ２６０４を用いた界面位置の検出のアルゴリズムとしては、マスク４０１の部分とピラー４０２の部分とで、プロファイルの平均輝度値が異なることから、当該プロファイルの一次微分を計算して求める手法が適用できる。あるいは、当該プロファイルのローカルミニマムを求める手法等が適用できる。上記界面の探索範囲は、ユーザＵ１が設定した界面基準線１１ｃに対し上下方向に適当なピクセル分だけ限定された範囲として設定する手法が挙げられる。

　変形例１での調整機能は、図２のソフトウェア１１０に含まれていてもよいし、別の調整用ソフトウェアとして用意されてストレージ１０７等に格納されていてもよい。変形例１によれば、界面基準線１１に大きなズレを有する場合の寸法計測精度に与える影響を低減できる。

　他の変形例としては、界面基準線１１を設定する界面選択ＧＵＩ６１（図６）において、初期状態として界面基準線１１を表示する際に、対象画像に対し上記調整機能を最初から使用して、自動的に界面基準線１１を決めて表示してもよい。

　［変形例２：界面以外の基準線］
　変形例２は、断面画像内の構造物における、界面以外の箇所を、基準線として指定・設定する機能を有する。

　図２７の（Ａ）は、変形例２における、ある断面画像２７０１に対する基準線１１Ｃの設定例を示し、（Ｂ）は、ある断面画像２７０１に対する基準線１１Ｄの設定例を示す。（Ａ）で、基準線１１Ｃは、材料界面４１３に対し、縦方向（Ｚ方向）で下側の位置、ピラー４０２の領域内に設定されている。（Ｂ）で、基準線１１Ｄは、材料界面４１３に対し、縦方向（Ｚ方向）で上側の位置、マスク４０１の領域内に設定されている。

　例えば、ユーザＵ１が寸法計測したい箇所が、材料界面４１３を基準としない箇所である場合には、基準線（前述の界面基準線１１）の位置を材料界面４１３に合わせた位置にする必要は無い。

　具体例として、図２７の（Ａ）では、トレンチ４０３の底部（ボトム２７０５）から上側に所定の距離、例えば２０ｎｍ上の位置で、寸法計測を行うとする。その位置での寸法計測対象線２７１０を示す。この場合に、材料界面４１３よりも下側の位置に、基準線１１Ｃが指定されている。また、図示しないが、基準線１１Ｃよりも下側に、領域基準点１２が指定されている。コンピュータシステム１は、それらの基準線１１Ｃおよび領域基準点１２に基づいて、トレンチ４０３に対応した領域の輪郭を検出し、定義情報１１２に基づいて、寸法計測対象線２７１０の位置で寸法を計測する。

　同様に、図２７の（Ｂ）では、（Ａ）と同様の位置での寸法計測を行う場合に、材料界面４１３よりも上側の位置に、基準線１１Ｄが指定されている。（Ｂ）でも同様に、寸法計測対象線２７１０の位置での寸法が計測できる。（Ａ），（Ｂ）ともに、測長の位置は同じになり、寸法計測対象線２７１０での寸法値は同じとなる。いずれの場合でも、寸法計測対象線２７１０の位置での寸法は、材料界面４１３および基準線１１Ｃ，１１Ｄの位置を基準として規定される寸法ではないので、問題無い。

　また、図２７の例では、トレンチ４０３の底部（ボトム２７０５）は、前述の方法で検出された輪郭のエッジの位置座標情報に基づいて決定できる。例えば前述（図１５）のエッジ点２２のうちでＺ方向の位置が最も下側にあるエッジ点２２を、トレンチ４０３のボトム２７０５としてもよい。あるいは、Ｚ方向の位置が近い複数のエッジ点２２の平均値をボトム２７０５としてもよい。そのボトム２７０５から、定義情報１１２に従い、例えば２０ｎｍ上の位置に、寸法計測対象線２７１０が設定できる。

　変形例２のように、ステップＳ３で指定する基準線は、材料界面４１３からのズレが大きくても構わない場合があり、また、意図的に材料界面４１３以外の箇所に指定することも可能である。変形例２での基準線１１Ｃ，１１Ｄは、材料界面４１３を指し示す機能ではなく、対象のトレンチ４０３の領域の一部（例えばトップ）をおおまかに指し示す機能を有している。

　なお、図２７の下部の（Ｃ）には、定義情報１１２において、図２７の（Ａ），（Ｂ）の例のような計測対象寸法を設定する例を示している。前述のＧＵＩ画面６０で、このような寸法も設定や選択ができる。

　［変形例３：領域基準点］
　領域基準点１２の機能に関して、以下のような変形例も可能である。

　図２８は、変形例３についての説明図を示す。図２８では、図１０と同様の対象画像７０において、トレンチ４０３に領域基準点１２を指定する場合に、図１０の例よりも縦方向でより上の位置に領域基準点１２が指定されている。この領域基準点１２は、トレンチ４０３の領域をおおまかに指し示す。

　変形例３では、図１０のように領域基準点１２の位置を境にＸ方向のラインプロファイル２０と動径方向のラインプロファイル２０とを設定するのではなく、別の所定の方式でそれらの２種類のラインプロファイル２０を設定する。図２８では、コンピュータシステム１は、領域基準点１２から、界面基準線１１の方向に垂線１３を引くだけでなく、反対側であるＺ方向負方向にも垂直線２８０１（一点鎖線として図示）を引く。例えば、予めの規定として、コンピュータシステム１は、それらの垂線１３および垂直線２８０１上で、界面基準線１１の交点１４からＺ方向下側に、所定の距離の位置に、基準点１６（菱形点で示す）をとる。そして、交点１４から基準点１６までの矩形の領域２８１０を、Ｘ方向のラインプロファイル２０を抽出する第１領域とし、基準点１６から更に下側の半円の領域２８２０を、動径方向のラインプロファイル２０を抽出する第２領域として決定する。

　交点１４から基準点１６までの距離は、ソフトウェア１１０や定義情報１１２で設定可能としてもよい。また、第１領域や第２領域で、ラインプロファイル２０を抽出する間隔や数も、ソフトウェア１１０や定義情報１１２で設定可能としてもよい。

　変形例３では、領域基準点１２が指定されたＺ方向の位置によらずに、２種類のラインプロファイル２０が生成される。図２３の例では、領域基準点１２よりも下側に基準点１６が設定されているが、これに限らず、領域基準点１２よりも上側に基準点１６が設定される場合でも成立する。

　［変形例４：領域基準点］
　変形例４は、領域基準点１２の機能として、寸法計測対象構造物領域をおおまかに指し示す機能のみならず、計測対象寸法を規定する位置を指定する機能も持たせる。

　図２９には、変形例４における、対象画像７０、界面基準線１１、領域基準点１２、寸法計測対象線２９０１等の例を示す。指定された領域基準点１２は、トレンチ４０３の領域を大まかに指し示しているのみならず、寸法計測対象線２９０１で示すような、トレンチ幅（図４での寸法Ａ３）を測長するための縦方向の位置を指定している。言い換えると、本例では、寸法計測対象線２９０１で示すような、トレンチ幅（寸法Ａ３）を測長するための縦方向の位置を、前述の定義情報１１２での距離や率で指定するのではなく、ユーザＵ１の手動操作による領域基準点１２の位置によって指定している。

　コンピュータシステム１は、指定された界面基準線１１および領域基準点１２に基づいて、トレンチ４０３の輪郭を検出し、指定された領域基準点１２の位置に、トレンチ幅（寸法Ａ３）の測長のための寸法計測対象線２９０１を設定し、当該寸法Ａ３を計測する。

　他の例では、領域基準点１２によって、計測対象寸法として例えばトレンチ深さ（図４での寸法Ａ４）に関するＸ方向の位置を指定することも可能である。

　この変形例４では、領域基準点１２の位置の指定に関して、細かい位置を指定するので、ユーザの負荷が少し増えるが、比較例２のように計測対象寸法の２点を指定する方式に比べると、１点の指定で済む。

　［変形例５］
　実施の形態１では、前述の図２１の例のように、図５のステップＳ３で、ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で、断面画像を見て、ゴミ等の不適切な箇所が無いかを確認し、そのような箇所については領域基準点１２を指定しないようにして対象から除外する。その後、コンピュータシステム１は、輪郭検出および寸法計測を自動で実行して結果を出力する。

　変形例５としては、図５のステップＳ４の輪郭検出処理とステップＳ５の寸法計測処理との間に、ユーザＵ１による確認のステップを追加で設けてもよい。この変形例５は、以下のような処理・動作となる。変形例５では、図５のステップＳ４の輪郭検出処理の後に、ユーザＵ１がＧＵＩ画面６０で輪郭検出結果を確認するステップが設けられる。この追加のステップでは、コンピュータシステム１は、ＧＵＩ画面６０で、断面画像に対し、ステップＳ４の輪郭検出の結果を重ねて表示する。

　図３０は、変形例５での追加のステップで、対象画像３０００に対し輪郭検出結果を表示する例を示す。図３０では、例えば３つのトレンチ３００１～３００３について領域基準点１２（１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ）が指定されていた場合に、それらの３つのトレンチの輪郭線（エッジ点２２等）が検出されて、輪郭検出結果として表示されている。ユーザＵ１は、これらの輪郭検出結果について、そのまま対象として寸法計測を行うかを確認・判断し、行う場合には、ＧＵＩ画面６０内の図示しない寸法計測実行ボタンを押す。これにより、コンピュータシステム１は、その輪郭検出結果に基づいた寸法計測処理を実行し、寸法計測結果を表示する。

　あるいは、ユーザＵ１は、輪郭検出結果の一部の箇所について、寸法計測対象から除外する場合には、その箇所を指定する。例えば、表示されている領域基準点１２を、カーソル６０９等で再度指定する操作によって、その領域基準点１２をオン状態からオフ状態に変更できる。例えば、トレンチ３００２には、ゴミ部分３０１０があり、輪郭検出結果に反映されている。ユーザＵ１は、トレンチ３００２を対象外にする場合に、領域基準点１２ｄをクリック等で操作してオフ状態にする。例えば、領域基準点１２ｄの表示は、オン状態を表す表示から、オフ状態を表す表示に変更される。そして、ユーザＵ１は、寸法計測実行ボタンを押す。これにより、コンピュータシステム１は、オフ状態の領域基準点１２ｄを含むトレンチ３００２を対象外にして、寸法計測処理を実行し、寸法計測結果を表示する。

　寸法計測結果の表示は例えば図３０の下部の（Ｂ）のようになる。トレンチ３００１，３００３については寸法計測結果として例えばトレンチ幅が表示されている。このように、変形例５では、ユーザＵ１が輪郭検出結果を見てから寸法計測対象を決めることができる。

　＜実施の形態２＞
　図３１等を用いて、実施の形態２の寸法計測システム等について説明する。実施の形態２等における基本的な構成は、実施の形態１と同様であり、以下では、実施の形態２等における実施の形態１とは異なる構成部分について主に説明する。実施の形態１では、図１０等に示したように、Ｘ方向に延在するラインプロファイル２０と、動径方向のラインプロファイル２０との、２種類のラインプロファイル２０を用いて、構造物の輪郭のエッジを検出する方法を示した。これに限定されず、動径方向でのラインプロファイル２０を用いたエッジの検出は、必要ではない場合もある。実施の形態２は、動径方向のラインプロファイル２０を用いずに、Ｘ方向（横方向）に延在するラインプロファイル２０のみを用いて、輪郭のエッジを検出する方法を示す。

　［横方向のラインプロファイルのみを用いた輪郭検出］
　図３１は、実施の形態２における、横方向に延在するラインプロファイル２０のみを用いて、ピラー４０２の輪郭を構成するエッジを検出する例を示す。図３１の（Ａ）は、ある対象画像３１００における、界面基準線１１、領域基準点１２、寸法計測対象線３１０１等の例を示す。図３１の（Ｂ）は、（Ａ）に基づいた、Ｘ方向のラインプロファイル２０の設定例を示す。

　（Ａ）のように、ピラー４０２の構造において、材料界面に対応する界面基準線１１に対しＺ方向で下側に所定の距離、例えば３０ｎｍの位置でピラー幅（図４での寸法Ｂ３）についての測長を行うとする。その場合に、そのピラー幅についての寸法計測対象線３１０１を示す。ユーザＵ１は、材料界面に合わせて界面基準線１１を指定し、測長したいピラー４０２の領域内に領域基準点１２を指定する。

　本例では、ユーザＵ１は、寸法計測対象線３１０１よりもＺ方向で下側の任意の位置に領域基準点１２を指定する。ただし、ここでは、領域基準点１２のＺ方向の位置は、計測対象寸法であるピラー幅を計測するＺ方向の位置に対し、より下側であるとする（条件Ａとする）。

　この場合、コンピュータシステム１は、（Ｂ）のように、指定された領域基準点１２から界面基準線１１に垂線１３を引いて交点１４を抽出する。コンピュータシステム１は、領域基準点１２と交点１４との間の領域３１１０において、Ｘ方向に延在する複数のラインプロファイル２０を抽出する。ラインプロファイル２０は、垂線１３および所定の距離（３０ｎｍ）の方向に対して垂直な直線である。Ｘ方向のラインプロファイル２０の生成の仕方は、実施の形態１と同様である。本例では、番号＃１～＃１０の１０本のラインプロファイル２０が抽出されている。

　コンピュータシステム１は、取得した複数のＸ方向のラインプロファイル２０を用いて、実施の形態１と同様の方法で、ピラー４０２の輪郭を構成するエッジを検出する。本例では、ラインプロファイル２０上で輝度が減少する箇所で、白四角点で示す複数のエッジ候補点２１や、黒四角点で示すエッジ候補点２１が検出されている。複数のエッジ候補点２１について、前述の評価に基づいて、エッジ点２２が決定される。例えば白四角点で示す複数のエッジ候補点２１が、ピラー４０２の輪郭線を構成するエッジ点２２として決定される。

　コンピュータシステム１は、このような検出したエッジの情報および定義情報１１２に基づいて、ピラー４０２における、材料界面に対応する界面基準線１１の下側の所定の距離（３０ｎｍ）の位置での寸法計測対象線３１０１について、ピラー幅（寸法Ｂ３）を計測できる。このように、本例では、動径方向のラインプロファイル２０を用いたエッジ検出は必要ではない。

　なお、条件Ａを満たすためには、以下のようにしてもよい。コンピュータシステム１は、対象画像３１００内に、定義情報１１２および界面基準線１１に基づいて、計測対象寸法であるピラー幅を計測する位置の寸法計測対象線３１０１に相当する目安の画像を表示し、その寸法計測対象線３１０１よりも下側の位置で領域基準点１２の指定を受け付ける。ユーザＵ１は、その寸法計測対象線３１０１の目安の画像を見ることで、それよりも下側の位置に領域基準点１２を指定できる。

　もしくは、ユーザＵ１が、ピラー幅を計測する位置よりも上側に領域基準点１２を指定した場合にも対応できるように、以下のようにしてもよい。コンピュータシステム１は、指定された領域基準点１２から上側に垂線１３を引くのみならず、領域基準点１２から下側にも垂直線を引く。コンピュータシステム１は、垂線１３およびその垂直線上に、Ｘ方向のラインプロファイル２０を抽出する範囲を設定する。例えば、コンピュータシステム１は、交点１４から下側に設定された距離の位置まで、あるいは、領域基準点１２から下側に設定された距離の位置まで、Ｘ方向のラインプロファイル２０を抽出する範囲を設定してもよい。これにより条件Ａを満たせる。

　上記例のように、実施の形態２では、領域基準点１２と計測対象構造物および寸法とに応じて、動径方向のラインプロファイル２０を省略し、Ｘ方向のラインプロファイル２０のみを用いたエッジ検出のみを行うことで、輪郭検出および寸法計測を実現できる。

　実施の形態２は、横方向のラインプロファイル２０のみを用いてエッジ検出を行う機能のみが実装されている形態としてもよい。あるいは、実施の形態２は、Ｘ方向でのエッジ検出を行う機能と動径方向でのエッジ検出を行う機能（後述の実施の形態３）との両方を備えた上で、コンピュータシステム１またはユーザＵ１がいずれの機能を使用するかを選択する形態としてもよい。例えば、コンピュータシステム１は、ＧＵＩ画面６０での定義情報１１２や計測対象構造物（例えばピラー）の指定と、界面基準線１１および領域基準点１２の指定とを受けて、それらの位置関係などに応じて、いずれの機能を使用するかを判断して自動的に適用してもよい。

　＜実施の形態３＞
　実施の形態３は、横方向のラインプロファイル２０を用いずに、動径方向のラインプロファイル２０のみを用いて、輪郭のエッジを検出する方法を示す。

　［動径方向のラインプロファイルのみを用いた輪郭検出］
　図３２は、実施の形態３における、動径方向のラインプロファイル２０のみを用いて、トレンチ４０３の輪郭を構成するエッジを検出する例を示す。図３２では、ある対象画像３２００における、界面基準線１１、領域基準点１２、寸法計測対象線３２０１、動径方向のラインプロファイル２０等の例を示す。

　例えば、図３２のような、浅いトレンチ構造（トレンチ深さが比較的小さいトレンチ４０３）を対象として輪郭検出および寸法計測する場合、材料界面に対応した界面基準線１１上に領域基準点１２を指定・配置してもよい。その場合、図示のように、前述の垂線１３は存在しない。そのため、実施の形態３では、コンピュータシステム１は、領域基準点１２に対し下側の半円の範囲３２１０において、動径方向のラインプロファイル２０のみを設定する。本例では、番号＃１～＃７で示す７本のラインプロファイル２０が設定されている。コンピュータシステム１は、動径方向のラインプロファイル２０上で、トレンチ４０３の輪郭のエッジを検出する。本例では、各ラインプロファイル２０上にエッジ候補点２１が検出されている。エッジ候補点２１に基づいて、前述のエッジ点２２が決定される。エッジ点２２に基づいてトレンチ４０３の輪郭線が形成できる。

　なお、図３２で、コンピュータシステム１は、ユーザＵ１によって指定された界面基準線１１と領域基準点１２との位置関係について、それらの縦方向の位置が一致していなくても、それらの位置の差が所定の範囲内の小さい差である場合には、界面基準線１１上に領域基準点１２が指定されたものとみなし、動径方向でのエッジ検出を適用するようにしてもよい。

　本例では、計測対象寸法の例として、トレンチ深さ（図４での寸法Ａ４）とし、対応する寸法計測対象線３２０１（白矢印で示す）を示している。コンピュータシステム１は、このような検出したエッジの情報および定義情報１１２に基づいて、トレンチ４０３のトップに対応する界面基準線１１と、輪郭線に基づいたトレンチ４０３のボトムとの間に設定した寸法計測対象線３２０１について、トレンチ深さを計測できる。このように、本例では、Ｘ方向のラインプロファイル２０を用いたエッジ検出は必要ではない。

　実施の形態３についても、実施の形態２と同様に、動径方向でのエッジ検出の機能のみを実装した形態としてもよいし、両方の機能を備えた上で使用する機能を選択可能な形態としてもよいし、コンピュータシステム１が使用する機能を自動判断する形態としてもよい。

　＜実施の形態４＞
　図３３等を用いて、実施の形態４の推定システムおよび方法について説明する。実施の形態４および後述の実施の形態５では、実施の形態１等の寸法計測システムおよび方法をベースとして、さらに、ＡＩによる機械学習を追加する。実施の形態４および５では、図５のステップＳ３でのユーザＵ１の手動操作による界面基準線１１および領域基準点１２の指定・設定のステップ部分に、ＡＩの機械学習を適用する。

　特に、実施の形態４の推定システムおよび方法は、断面画像における界面基準線１１および領域基準点１２についての機械学習および推定の部分のみをシステムおよび方法として独立化したものである。実施の形態４の推定システムおよび方法は、コンピュータシステム１により、断面画像に対する界面基準線１１および領域基準点１２について機械学習を行い、入力対象画像から学習モデルに基づいて界面基準線１１および領域基準点１２を推定してユーザＵ１に対し提示するステップを、追加で有する。後述の実施の形態５は、実施の形態１の寸法計測システムおよび方法に、実施の形態４の機能部分を追加した形態に相当する。

　これにより、実施の形態４は、断面画像から、材料界面や構造物パターン領域を特定しやすくなる。実施の形態５は、界面基準線１１および領域基準点１２をユーザＵ１が手動操作で入力・指定・設定するステップに関する手間をさらに低減でき、作業全体のさらなる効率化を図れる。

　実施の形態４でのシステムは、言い換えると、界面基準線および領域基準点の推定システム、材料界面推定システム、寸法計測対象構造物領域推定システム、計測対象寸法推定システム等である。

　［機械学習の対象］
　実施の形態４は、機械学習の対象に関して、以下の３つの形態が可能である。実施の形態４では、特に下記３．の場合（図３４）を説明するが、これに限らず、変形例（図３８）で示すように、下記１．または２．の形態も同様に可能である。
　１．　界面基準線１１のみを対象として機械学習および推定を行う形態。
　２．　領域基準点１２のみを対象として機械学習および推定を行う形態。
　３．　界面基準線１１と領域基準点１２との両方を対象として機械学習および推定を行う形態。

　実施の形態４では、コンピュータシステム１は、断面画像と、実施の形態１での寸法計測結果に含まれる、界面基準線１１の位置座標情報を含む情報、および領域基準点１２の位置座標情報を含む情報とを用いて、機械学習のモデルを含むＤＢを構築する。コンピュータシステム１は、機械学習等を用いた画像認識技術を利用することで、通常の画像認識では検出が困難である材料界面（それに対応した界面基準１１）や寸法計測対象構造物領域（それに対応した領域基準点１２）の推定を実現する。

　なお、実施の形態１での寸法計測結果８（図２）には、ステップＳ３で設定された界面基準線１１および領域基準点１２の情報が含まれている。もしくは、寸法計測結果８における寸法値等の情報に対し、別に、界面基準線１１および領域基準点１２の情報が関連付けられた形態で保存されていてもよい。実施の形態４では、それらの情報を利用する。

　［コンピュータシステム］
　図３３に、実施の形態４の推定システムであるコンピュータシステム１Ｄの構成を示す。図３３の構成は、概略的には図２と同様であるが、異なる構成として以下を有する。コンピュータシステム１Ｄは、ＡＩの機械学習を用いて、断面画像における界面基準線１１や領域基準点１２を推定する機能を有する。

　コンピュータシステム１Ｄのメモリ資源１０２、例えばＲＡＭ１０６には、学習・推定プログラムを含むソフトウェア１１０Ｄが格納されている。このソフトウェア１１０Ｄは、実施の形態４でのＡＩの機械学習および推定を含む処理機能を実現するデータである。コンピュータシステム１Ｄは、ストレージ１０７に、ＡＩの機械学習等のためのＤＢ１４０を格納している。ＤＢ１４０は、ソフトウェア１１０Ｄが扱うデータであり、機械学習等に関する学習データ１４１と、学習モデルデータ１４２とを含んでいる。

　学習データ１４１は、ＡＩを学習させるためのデータセット、言い換えると機械学習に必要なデータセット、モデルを訓練するためのデータセットであり、前述の画像７等のデータを含む。学習モデルデータ１４２は、機械学習のモデルのデータセットであり、学習データ１４１に基づいて生成されたモデルのデータであり、学習によって最適化された学習パラメータのデータを含む。学習データの内容は図３４等に示す通りである。

　［機械学習および推定］
　図３４には、実施の形態４での、機械学習の学習モデル２００に対する入出力の関係などの構成を示す。学習フェーズでは、コンピュータシステム１Ｄは、学習データ１４１を用いて、学習モデル２００を構築および訓練する。学習モデル２００は、学習モデルデータ１４２に含まれている学習パラメータが設定されているモデルである。学習データ１４１は、断面画像の画素データ、界面基準線１１の座標、領域基準点１２の座標（複数の点がある場合には、点＃１，＃２，……とする）、等を含むデータである。学習データ１４１は、過去に実施の形態１のシステムで使用され保存されている、ユーザＵ１が対象画像に界面基準線１１や領域基準点１２を指定したデータが適用できる。

　推定フェーズでは、コンピュータシステム１Ｄは、実際に寸法計測等の対象となる断面画像等を含む入力データ２０１を、最新の訓練済みの学習モデル２００に入力する。コンピュータシステム１Ｄは、入力データ２０１に対し、学習モデル２００による推定処理によって、推定結果を出力データ２０２として出力する。出力データ２０２は、入力対象画像から推定された特徴量のデータであり、推定された界面基準線１１（推定界面基準線１１Ｘとする）の座標、推定された領域基準点１２（推定領域基準点１２Ｘとする）の座標、等を含むデータである。

　コンピュータシステム１Ｄまたは他の任意のシステムは、出力データ２０２である推定結果３３０２（図３３）を任意に利用可能である。例えば、コンピュータシステム１Ｄは、ＧＵＩ画面６０において、対象画像上に、推定結果３３０２である推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを表示し、提案や推奨の情報としてユーザＵ１に対し提示してもよい。ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０でそれらの推定界面基準線１１Ｘや推定領域基準点１２Ｘを確認し、それらをそのまま使用してもよいし、修正して使用してもよい。

　図３３でのコンピュータシステム１Ｄのプロセッサ１０１は、ストレージ１０７からＲＡＭ１０６に展開されたソフトウェア１１０Ｄに従った処理を全て実行する。これにより、図３４のような学習および推定に関する処理機能が実現される。画像データ３３０１は、ＡＩに新規に入力される画像データである。例えばＳＥＭ２から操作用ＰＣ６に画像７を取得し、その画像７をその画像データ３３０１とする。操作用ＰＣ６からその画像データ３３０１をコンピュータシステム１Ｄに送信する。コンピュータシステム１Ｄは、その画像データ３３０１を、学習データ１４１の一部として格納する。これに限らず、例えば、コンピュータシステム１ＤがＳＥＭ２から取得した画像７の画像データ３３０１を学習用データとしてもよい。コンピュータシステム１Ｄに対し外付けの別のストレージやＤＢサーバ等に格納されている画像データを、学習用データとしてもよい。

　推定結果３３０２は、ＡＩの学習モデル２００による推定結果のデータである。コンピュータシステム１Ｄは、入力データ２０１の対象画像（例えば操作用ＰＣ６から指定された画像）に対し、学習モデル２００の出力データ２０２として推定結果３３０２を生成・記憶・出力する。コンピュータシステム１Ｄは、推定結果３３０２を操作用ＰＣ６に送信する。操作用ＰＣ６は、ＧＵＩ画面６０において、入力対象画像に対応した断面画像上に、その推定結果３３０２としての推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを表示する（後述の図３７）。

　［学習データの蓄積］
　コンピュータシステム１Ｄは、学習データ１４１を蓄積する。そのために、ＳＥＭ２や操作用ＰＣ６から、画像データや撮影情報１１１等の関連情報、過去の寸法計測結果８に含まれる界面基準線１１の座標、および領域基準点１２の座標の情報を、ＤＢ１４０の学習データ１４１内に蓄積する。以下では、学習データ１４１は、既にストレージ１０７のＤＢ１４０に蓄積されている前提とする。

　［学習モデルの生成］
　コンピュータシステム１Ｄは、ＤＢ１４０の学習データ１４１に基づいて、学習モデル２００を構築・生成する。図３５は、機械学習の学習モデル２００の構成例を示す。本例では、学習モデル２００として、ニューラルネットワークの一例であるＣＮＮ（畳み込みニューラルネットワーク）を用いる。このＣＮＮは、入力層に入力される画像の画素情報３５０１を、中間層、出力層へと順に伝搬し、演算する。これにより、このＣＮＮは、出力層から、推定された界面座標（推定界面基準線１１Ｘの座標）、および、１つまたは複数の構造物領域座標（推定領域基準点１２Ｘの座標）を出力する。中間層においては、畳み込み層等が多数層繰り返される。界面座標は、材料界面４１３を表す界面基準線１１についての位置座標の推定値である。構造物領域座標は、寸法計測等の対象となる構造物パターンの領域を表す領域基準点１２についての位置座標の推定値である。

　図３４の学習フェーズでは、ＣＮＮである学習モデル２００によって出力される、界面座標および構造物領域座標と、正解の界面座標および構造物領域座標との誤差が最小となるように、中間層のパラメータ（学習モデルパラメータ１４２に含まれる）が調整される。

　ＣＮＮにおける具体的な層構造は、採用する学習モデルに応じて異なり、詳細を限定しない。実施の形態４（図３５）では、適用する学習モデル２００としてＣＮＮの場合を示したが、これに限定されずに適用可能である。画素データ等の画像情報の入力に対し、界面座標および構造物領域座標を出力できる機械学習のモデルであれば、適用可能である。

　［学習フェーズのフロー］
　図３６は、実施の形態４での学習フェーズの学習処理フローを示し、ステップＳ４１～Ｓ４５を有する。ステップＳ４１で、ユーザＵ１は、操作用ＰＣ６のディスプレイのＧＵＩ画面６０でＧＵＩを操作し、対象画像とその対象画像の寸法計測結果８のデータを、コンピュータシステム１Ｄに読み込む。ステップＳ４２で、コンピュータシステム１Ｄは、ステップＳ４１で読み込まれた対象画像および寸法計測結果８のデータに含まれている、界面基準線１１の座標、および１つ以上の領域基準点１２の座標を含むデータを、ＤＢ１４０に学習データ１４１として登録・保存する。

　ＡＩの学習モデル２００の学習を行うためには、十分な学習データが無いと、精度が出ない。そのため、コンピュータシステム１Ｄは、登録・蓄積された学習データの数量が、事前に設定した一定の数量以上になるまでは、学習モデル２００の学習を行わないようにする。すなわち、ステップＳ４３で、コンピュータシステム１Ｄは、学習データ１４１として蓄積された学習データの数量が、事前に設定した一定の数量以上となったかを判断し、まだ一定の数量以上となっていない場合（Ｎ）にはステップＳ４１に戻って繰り返し、一定の数量以上となった場合（Ｙ）にはステップＳ４４に進む。

　ステップＳ４４で、コンピュータシステム１Ｄは、ストレージ１０７に保持している学習データ１４１における、対象画像の画素データと、界面基準線座標および１つ以上の領域基準点座標とを、学習モデル２００の教師データ（図３４での学習データ１４１）として取得する。

　そして、ステップＳ４５で、コンピュータシステム１Ｄは、ステップＳ４４で取得した教師データ（図３４での学習データ１４１）を用いて、学習モデル２００の学習・訓練を行い、学習モデルを生成・更新する。前述のように、学習では、学習モデル２００（図３５でのＣＮＮ）に、入力データ２０１として教師データの対象画像の画素データが入力され、推定結果として出力される出力データ２０２における、界面座標と構造物領域座標とが、教師データの正解の界面基準点１１の座標と領域基準点１２の座標とに近くなるように、学習が行われる。

　上記学習フェーズに関するＧＵＩ画面６０でのＧＵＩの例は、以下が挙げられる。前述の図６のＧＵＩ画面６０では、タブ６０３の１つとして「train」タブが設けられている。ユーザＵ１は、モデル学習を行う場合には、「train」タブをクリック等操作する。コンピュータシステム１Ｄは、その操作に応じて、ＧＵＩ画面６０の内容／モードを、モデル学習用ＧＵＩ画面に切り替える。ユーザＵ１は、モデル学習用ＧＵＩ画面で、「File」ボタンを操作して、マウス等の操作で、学習に用いる対象画像のファイルを選択し、「Enter」ボタンを操作して、選択したファイルのデータを読み込ませる。コンピュータシステム１Ｄは、選択された対象画像の画素データの他に、その画像に関連付けられている各種のデータとして、寸法計測結果８における界面基準線１１や領域基準点１２等のデータも読み込む。

　［ＧＵＩ画面：推定フェーズ］
　図３７は、推定フェーズでのＧＵＩ画面６０の表示例を示す。図３７は、推定機能の画面例である。本画面は、推定タイプ欄３７０１を有し、推定タイプ欄３７０１では、推定対象として、界面座標（言い換えると界面基準線座標）と、構造物領域座標（言い換えると領域基準点座標）とをそれぞれオン／オフで選択できる。推定対象画像欄３７０２では、入力する推定対象画像が選択され表示される。推定結果画像欄３７０３では、出力された推定結果情報が、推定対象画像上に重ねた態様で表示される。本例では、推定結果画像欄３７０３に、推定界面基準線１１Ｘと、マスクおよびトレンチに関する推定領域基準点１２Ｘとが表示されている。推定対象の構造物種別についても本画面で選択可能としてもよい。

　［実施の形態４の効果等］
　実施の形態４の推定システムおよび方法によれば、機械学習を用いて、実施の形態１での半自動方式における手動設定ステップ部分について自動化でき、ユーザＵ１の手動操作の手間が低減できる。

　実施の形態４のシステムおよび方法に、実施の形態１～３の各種の機能やステップを追加した形態も勿論可能である。

　［変形例（１）］
　実施の形態４の変形例として、以下が可能である。実施の形態４では、図３４のように、学習モデル２００による学習は、界面基準線１１と領域基準点１２との両方の学習とした。それに対し、変形例では、界面基準線１１の学習と、領域基準点１２の学習との２つに分ける。

　図３８は、変形例における学習モデル等を示す。（Ａ）は、第１の学習モデル２００Ａについて示し、（Ｂ）は、第２の学習モデル２００Ｂについて示す。この変形例では、例えば材料界面を表す界面基準線１１の座標については、第１の学習モデル２００Ａで学習させ、寸法計測等の対象となる構造物パターンの領域を表す領域基準点１２の座標については、第２の学習モデル２００Ｂで学習させる。学習モデル２００Ａ，２００Ｂの構造は、例えば図３５と同様にＣＮＮを適用できる。

　学習フェーズでは、（Ａ）の第１の学習モデル２００Ａについては、界面基準線１１の座標を含む学習データ１４１Ａを用いて学習する。（Ｂ）の第２の学習モデル２００Ｂについては、１つ以上の領域基準点１２の座標を含む学習データ１４１Ｂを用いて学習する。

　推定フェーズでは、（Ａ）の第１の学習モデル２００Ａに対し、入力データ２０１Ａとして対象画像が入力され、出力データ２０２Ａとして、推定界面基準線１１Ｘの座標を含むデータが出力される。（Ｂ）の第２の学習モデル２００Ｂに対し、入力データ２０１Ｂとして対象画像が入力され、出力データ２０２Ｂとして、推定領域基準点１２Ｘの座標を含むデータが出力される。

　変形例としては、（Ａ）の第１の学習モデル２００Ａを用いた学習および推定のみを行うシステムおよび方法としてもよいし、（Ｂ）の第２の学習モデル２００Ｂを用いた学習および推定のみを行うシステムおよび方法としてもよい。

　［変形例（２）］
　実施の形態４の他の変形例として、以下が可能である。この変形例では、寸法計測のための基点座標を推定する機能を有する。この変形例では、推定対象を、構造物パターン領域の領域基準点１２の座標とするのではなく、構造物パターン領域での計測対象寸法の位置とする。特に、推定対象を、計測対象寸法の起点座標および終点座標、言い換えると、寸法計測対象線を規定する２点の座標とする。

　図３９は、この変形例での学習モデル２００Ｃ等を示す。学習フェーズでの学習データ１４１Ｃは、対象画像の計測対象寸法の起点・終点の座標のデータを含んでいる。推定フェーズでの学習モデル２００Ｃから推定結果として出力される出力データ２０２Ｃは、計測対象寸法の起点・終点の座標のデータを含んでいる。

　図４０は、この変形例でのＧＵＩ画面６０に推定結果を表示する例を示す。本例では、推定タイプ欄４００１で、「寸法の起点・終点の座標」が選択されている。また、寸法タイプ欄４００４では、推定対象の寸法種類として、例えばトレンチ幅（middle CD）が選択されている。推定対象画像欄４００２では、推定対象画像が表示されている。推定結果画像欄４００３では、推定対象画像上に、推定結果としての計測対象寸法の起点４０１１および終点４０１２の座標がプロットされて、寸法計測対象線４０１０とともに表示されている。

　＜実施の形態５＞
　図４１等を用いて、実施の形態５の寸法計測システム等について説明する。実施の形態５は、実施の形態１と実施の形態４とを１つに併合した形態であり、前述の半自動方式での輪郭検出および寸法計測の機能と、機械学習による推定機能との両方を備える形態である。

　実施の形態５のシステムおよび方法は、学習フェーズでは、実施の形態１でのシステムの機能によって、対象画像に対しユーザＵ１が界面基準線１１および領域基準点１２を指定し、半自動方式で輪郭検出および寸法計測を行い、その際の界面基準線１１および領域基準点１２を含むデータを、学習データ１４１として蓄積する。実施の形態５のシステムおよび方法は、その学習データ１４１を用いて、学習モデル２００を訓練する。

　実施の形態５のシステムおよび方法は、推定フェーズでは、実施の形態４のシステムの機能によって、入力対象画像に対し、学習モデル２００を用いて、推定結果の出力として、材料界面を表す推定界面基準線１１Ｘと、寸法計測対象構造物領域を表す１つ以上の推定領域基準点１２Ｘとを出力する。実施の形態５のシステムおよび方法は、その推定結果に基づいて、対象画像の輪郭検出および寸法計測を行う。実施の形態５のシステムおよび方法は、ユーザＵ１に対し、ＧＵＩ画面６０で、推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを表示して、ユーザＵ１による確認や修正を可能としてもよい。

　［寸法計測システム］
　図４１は、実施の形態５の寸法計測システムであるコンピュータシステム１Ｅの構成例を示す。このコンピュータシステム１Ｅは、図２のコンピュータシステム１と図３３のコンピュータシステム１Ｄとが１つに併合されたシステムである。このコンピュータシステム１Ｅは、半自動方式での寸法計測結果を自動的に学習データ１４１として蓄積し、学習・推定機能によって、界面基準線１１および領域基準点１２について学習・推定する。このコンピュータシステム１Ｅは、学習モデルによる推定結果４１０２（推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘ）をＧＵＩ画面６０に表示し、推定結果４１０２を用いた自動的な寸法計測を行い、寸法計測結果４１０２（８）をＧＵＩ画面６０に表示する。

　コンピュータシステム１Ｅのメモリ資源１０２には、例えばＲＡＭ１０６には、実施の形態１での寸法計測プログラムを含むソフトウェア１１０と、実施の形態４での学習・推定プログラムを含むソフトウェア１１０Ｄとが格納されている。プロセッサ１０１は、ソフトウェア１１０およびソフトウェア１１０Ｄに従った処理を行うことで、各機能を実現する。ソフトウェア１１０は、ソフトウェア１１０Ｄによる推定結果４１０２を用いて、自動的に寸法計測を行う機能も実現する。また、実施の形態５では、モード設定に応じて、実施の形態１での半自動方式での手動設定と、実施の形態４での推定機能による自動推定と、のいずれを使用するかについてもユーザＵ１が選択できる。

　ストレージ１０７には、実施の形態１と同様のデータ・情報に加え、ソフトウェア１１０Ｄによる推定結果４１０２も保存される。また、別のストレージ１０７Ｄには、実施の形態４と同様のＤＢ１４０を備えている。ストレージ１０７とストレージ１０７Ｄは１つにまとめてもよい。

　対象の画像７およびそれに関連する撮影情報１１１や定義情報１１２は、実施の形態４と同様に、ＳＥＭ２や操作用ＰＣ６からコンピュータシステム１Ｅに入力でき、ストレージ１０７またはストレージ１０７Ｄに保存される。コンピュータシステム１Ｅは、推定結果４１０２や寸法計測結果４１０１（８）を操作用ＰＣ６に送信し、操作用ＰＣ６は、ＧＵＩ画面６０に、対象の画像７、推定結果４１０２、寸法計測結果４１０１（８）等を表示させる。

　［自動寸法計測］
　図４２は、実施の形態５での、自動寸法計測の処理フローを示し、ステップＳ５１～５９を有する。ステップＳ５１では、コンピュータシステム１Ｅは、操作用ＰＣ６からのユーザＵ１の入力操作に基づいて、寸法計測対象の画像７、撮影情報１１１、および定義情報１１２を入力し、実施の形態１での半自動方式での寸法計測機能による寸法計測を行い、寸法計測結果８を得る。操作用ＰＣ６のＧＵＩ画面６０には、画像７および寸法計測結果８が表示される。

　ステップＳ５２で、コンピュータシステム１Ｅは、ステップＳ５１の寸法計測結果８（界面基準線１１および領域基準点１２を含むデータ）から、自動的に、学習用である学習データ１４１を生成し、ＤＢ１４０に登録する。ステップＳ５３で、コンピュータシステム１Ｅは、選択した学習データ１４１を用いて、学習モデル２００（例えば図３４と同様）を構築および訓練する。

　ステップＳ５４で、コンピュータシステム１Ｅは、学習モデルによる推定の精度が十分であるかを確認する。十分である場合（Ｙ）には、ステップＳ５７へ進み、不十分である場合（Ｎ）には、ステップＳ５５へ進む。ステップＳ５５では、コンピュータシステム１Ｅは、学習モデルが過学習となっていないかを確認し、過学習である場合（Ｙ）には、ステップＳ５６へ進み、過学習ではない場合（Ｎ）には、ステップＳ５２へ戻る。ステップＳ５６では、コンピュータシステム１Ｅは、学習に用いる学習データ１４１を再選択し、ステップＳ５３に戻る。

　ステップＳ５７では、コンピュータシステム１Ｅは、十分な精度の学習モデルを学習済みモデルとして登録する。ステップＳ５８では、コンピュータシステム１Ｅは、操作用ＰＣ６でのユーザＵ１の操作に基づいて、寸法計測対象の画像７を入力する。また、ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で、全自動寸法計測モードを選択する。ステップＳ５９では、コンピュータシステム１Ｅは、入力画像である対象画像に対し、全自動寸法計測モードで、寸法計測を行う。ステップＳ５９の詳細としては、例えば以下としてもよい。

　第１の処理例としては、コンピュータシステム１Ｅは、推定結果４１０２をユーザＵ１に提示せずに、自動的に輪郭検出および寸法計測まで行う。この場合、コンピュータシステム１Ｅは、入力画像の画素データを、推定機能の学習モデルに入力し、推定結果４１０２として、推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを得る。コンピュータシステム１Ｅは、推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘの位置座標情報を用いて、対象画像から対象構造物の輪郭を検出し、検出した輪郭等に基づいて、指定された寸法を計測し、寸法計測結果４１０１を得る。コンピュータシステム１Ｅは、寸法計測結果４１０１（８）を操作用ＰＣ６に送信し、ＧＵＩ画面６０に寸法計測結果４１０１（８）を表示させる。

　第２の処理例としては、コンピュータシステム１Ｅは、推定結果４１０２をユーザＵ１に提示し、ユーザＵ１が推定結果４１０２を確認した後、輪郭検出および寸法計測を行う。この場合、コンピュータシステム１Ｅは、入力画像の画素データを、推定機能の学習モデルに入力し、推定結果４１０２として、推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを得る。コンピュータシステム１Ｅは、推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを含む推定結果４１０２を、操作用ＰＣ６に送信する。操作用ＰＣ６は、ＧＵＩ画面６０で、対象画像上に、推定結果４１０２の推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを表示させる。ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面６０で推定結果４１０２を確認し、そのまま適用する場合には所定のボタン等の操作でそのまま適用し、修正する場合には手動操作で修正してから適用し、却下（非適用）する場合には所定のボタン等の操作で却下する。ユーザＵ１が推定結果４１０２を確認して適用された場合、コンピュータシステム１Ｅは、対象画像から、適用された推定界面基準線１１Ｘおよび推定領域基準点１２Ｘを用いて、輪郭を検出し、検出した輪郭等に基づいて、指定された寸法を計測し、寸法計測結果４１０１を得る。コンピュータシステム１Ｅは、寸法計測結果４１０１（８）を操作用ＰＣ６に送信し、ＧＵＩ画面６０に寸法計測結果４１０１（８）を表示させる。

　［実施の形態５の効果等］
　実施の形態５の寸法計測システムおよび方法によれば、以下のような効果がある。ユーザＵ１は、実施の形態１での半自動方式で測長作業を行うことで、特に意識せずに学習データを蓄積できる。実施の形態５によれば、蓄積された学習データを用いて、実施の形態４での学習モデルを訓練し、材料界面や構造物領域などの推定の精度を高めることができる。そして、学習モデルによる推定結果を用いて、界面基準線１１や領域基準点１２をより容易に、より正確に設定でき、測長作業をより効率化できる。

　以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。各実施の形態や変形例を組み合わせた形態も可能である。

　１…寸法計測システム（コンピュータシステム）、２…ＳＥＭ、６…クライアント端末装置（操作用ＰＣ）、７…画像、８…寸法計測結果、１１…界面基準線、１２…領域基準点、１３…垂線、１４…交点、２０…ラインプロファイル、２１…エッジ候補点、６０…ＧＵＩ画面、７０…対象画像、１０１…プロセッサ、１０２…メモリ資源、１１１…撮影情報、１１２…定義情報、４０１…マスク、４０２…ピラー、４０３…トレンチ、Ｕ１…ユーザ。

Claims

　輝度の異なる複数の領域を含む画像として表示された構造物の寸法を計測する寸法計測システムであって、
　プロセッサと、前記プロセッサが処理するデータを格納するメモリ資源とを備えたコンピュータシステムと、
　ユーザによる手動操作が行われるグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）が表示されるディスプレイと、を備え、
　前記プロセッサは、
　前記ＧＵＩ上で行われる前記ユーザの手動操作に基づき、前記複数の領域間の境界の一部を特定するための基準線および当該基準線の位置情報と、前記複数の領域のいずれかの領域内に設定された基準点および当該基準点の位置情報とを求め、
　前記基準線と前記基準点とを用いて、前記画像における前記構造物の輪郭またはエッジを検出し、
　当該検出された輪郭またはエッジの情報を用いて前記構造物の寸法を計測する、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、
　前記基準点と前記基準線との間で設定される垂線上で、前記基準線に平行な方向に延在するラインプロファイルを複数設定し、
　当該ラインプロファイル上で、ラインプロファイルを構成する画素の輝度変化に基づき前記輪郭またはエッジの候補を抽出し、
　抽出された候補に基づき前記輪郭またはエッジを検出する、
　寸法計測システム。
　請求項１に記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、
　前記基準点から動径方向に延在する位置上に複数のラインプロファイルを設定し、
　当該ラインプロファイル上で、当該ラインプロファイルを構成する画素の輝度変化に基づき前記輪郭またはエッジの候補を抽出し、
　抽出された候補に基づいて前記輪郭またはエッジを検出する、
　寸法計測システム。
　請求項１に記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、
　前記基準点と前記基準線との間に設定される垂線上で、前記基準線に平行な方向に延在する第１のラインプロファイルを複数設定し、
　前記基準点から動径方向に延在する位置上に第２のラインプロファイルを複数設定し、
　前記第１および第２のラインプロファイル上で、当該第１および第２のラインプロファイルを構成する画素の輝度変化に基づき前記輪郭またはエッジの候補を抽出し、
　抽出された候補に基づいて、前記輪郭またはエッジを検出する、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、
　検出された前記輪郭またはエッジの情報と、計測対象寸法を規定する定義情報とを用いて前記構造物の寸法を求める、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記基準線は、前記画像内の材料界面に対し指定される、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記コンピュータシステムは、
　前記ＧＵＩ上で設定された前記基準線を前記構造物上での確からしい基準線位置に調整する調整機能を提供する
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記画像は、マスク、ピラー、またはトレンチの少なくともいずれか一つが形成された半導体デバイスの断面画像である、
　寸法計測システム。
　請求項２～４のいずれか一項に記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、複数の前記ラインプロファイルにおける前記輪郭またはエッジの候補について当該候補の組み合わせを作成し、
　当該候補間の距離または輝度の変化量に基づく評価値に基づいて前記輪郭またはエッジを選択することにより、前記輪郭またはエッジを検出する、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、前記ＧＵＩに表示される前記画像に、指定された前記基準線および前記基準点を重畳して表示させる、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、前記ＧＵＩに表示される前記画像に、検出された前記輪郭またはエッジを重畳して表示させる、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、前記ＧＵＩに表示される前記画像に、計測された前記寸法を重畳して表示させる、
　寸法計測システム。
　請求項１記載の寸法計測システムにおいて、
　前記コンピュータシステムは、前記画像、前記基準線、および前記基準点を含む学習用データが格納されるストレージを備え、
　前記メモリ資源には、前記画像を入力、当該画像に対する前記基準線および前記基準点を出力とする学習モデルが実装されており、
　前記プロセッサは、前記学習モデルにより推定された、新規な入力画像に対する前記基準線および前記基準点の情報を用いて、当該新規な入力画像に含まれる前記構造物の輪郭またはエッジを検出し、
　当該検出された輪郭またはエッジの情報を用いて前記構造物の寸法を計測する、
　寸法計測システム。
　請求項１３記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、前記ストレージに格納された前記学習用データを用いて前記学習モデルを訓練する、
　寸法計測システム。
　請求項１３記載の寸法計測システムにおいて、
　前記プロセッサは、前記画像と、前記ユーザの手動操作に基づいて当該画像に対して求められた前記基準線の位置情報および前記基準点の位置情報とを、前記学習用データとして前記ストレージに蓄積する、
　寸法計測システム。
　プロセッサと、前記プロセッサが処理するデータを格納するメモリ資源と、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）が表示されるディスプレイとを備える寸法計測システムを用い、輝度の異なる複数の領域を含む画像として表示された構造物の寸法を計測する寸法計測方法であって、
　前記ＧＵＩに表示された前記構造物の画像に対して実行される、前記寸法計測システムのユーザの手動操作に基づき、前記複数の領域間の境界の一部を特定する基準線と、前記複数の領域のいずれかの領域内に指定された基準点とを設定し、
　当該基準線および基準点の位置情報を取得し、
　前記基準線と前記基準点とを用いて前記構造物の輪郭またはエッジを検出し、当該検出された輪郭またはエッジの情報を用いて前記構造物の寸法を計測する、
　寸法計測方法。
　請求項１６記載の寸法計測方法において、
　前記基準点と前記基準線との間で設定される垂線上で、当該基準線に平行な方向に延在するラインプロファイルを複数設定し、
　当該ラインプロファイル上で、各ラインプロファイルを構成する画素の輝度変化に基づき前記輪郭またはエッジの候補を抽出し、
　当該抽出された候補に基づき前記輪郭またはエッジを検出する、
　寸法計測方法。
　請求項１６に記載の寸法計測方法において、
　前記基準点から動径方向に延在する位置上に複数のラインプロファイルを設定し、
　当該ラインプロファイル上で、各ラインプロファイルを構成する画素の輝度変化に基づき前記輪郭またはエッジの候補を抽出し、
　当該抽出された候補に基づいて前記輪郭またはエッジを検出する、
　寸法計測方法。
　グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）が表示されるディスプレイを備えたコンピュータを用い、輝度の異なる複数の領域を含む画像として表示された構造物の寸法を計測するために、前記コンピュータに対して以下のステップを実行させるためのプログラムが記憶された不揮発性記録媒体。
　前記ＧＵＩに表示された前記構造物の画像に対して実行される、前記寸法計測システムのユーザの手動操作に基づき、前記複数の領域間の境界の一部を特定する基準線と、前記複数の領域のいずれかの領域内に指定された基準点とを設定するステップ、
　当該基準線および基準点の位置情報を取得するステップ、
　前記基準線と前記基準点とを用いて前記構造物の輪郭またはエッジを検出するステップ、
　当該検出された輪郭またはエッジの情報を用いて前記構造物の寸法を計測するステップ。