本發(fā)明構(gòu)思涉及透射電子顯微鏡圖像處理設(shè)備、具有透射電子顯微鏡圖像處理設(shè)備的設(shè)施系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)：

1、通常，透射電子顯微鏡(tem)可以是能夠在半導(dǎo)體制造工藝中以原子級(jí)觀察材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的工具。隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，精確地測(cè)量和分析半導(dǎo)體裝置的精細(xì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得重要。然而，從由tem捕獲的圖像識(shí)別和測(cè)量半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的任務(wù)可手動(dòng)被執(zhí)行。因此，當(dāng)測(cè)量半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)時(shí)，將期望減少這樣的手動(dòng)任務(wù)的負(fù)擔(dān)，以便提高效率和準(zhǔn)確度。

2、為了自動(dòng)測(cè)量半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)，首先需要圖像分割，圖像分割可以是對(duì)圖像中的對(duì)象和背景進(jìn)行區(qū)分的圖像技術(shù)。近來(lái)已經(jīng)基于人工智能(ai)和大數(shù)據(jù)的使用針對(duì)自然圖像開發(fā)圖像分割。從tem圖像分割半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)可在應(yīng)用中具有挑戰(zhàn)(諸如，較少量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)、tem圖像中的模糊邊界等)。為了分割tem圖像中的結(jié)構(gòu)，已知用戶手動(dòng)生成其中材料之間的邊界被標(biāo)記在tem圖像上的地面真值，然后將地面真值與tem圖像一起學(xué)習(xí)以創(chuàng)建人工智能模型。這與其中用戶應(yīng)該將所有正確答案輸入到圖像的強(qiáng)監(jiān)督對(duì)應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面提供減少手動(dòng)工作/任務(wù)的負(fù)擔(dān)并提高半導(dǎo)體裝置測(cè)量的效率和準(zhǔn)確度的透射電子顯微鏡圖像處理設(shè)備、具有透射電子顯微鏡圖像處理設(shè)備的設(shè)施系統(tǒng)及其操作方法。

2、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面，一種操作tem圖像處理設(shè)備的方法包括：從tem設(shè)施獲取tem圖像；執(zhí)行tem圖像的弱標(biāo)記以產(chǎn)生被部分標(biāo)記的tem圖像；使用引導(dǎo)模型生成被部分標(biāo)記的tem圖像的地面真值；使用由一對(duì)“tem圖像和地面真值”組成的訓(xùn)練數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像分割；根據(jù)圖像分割的結(jié)果測(cè)量tem圖像中的裝置核心結(jié)構(gòu)；以及根據(jù)裝置核心結(jié)構(gòu)使測(cè)量結(jié)果可視化，并且將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面，一種操作tem圖像處理設(shè)備的方法包括：接收tem圖像；使用弱標(biāo)記將用戶輸入添加到tem圖像以產(chǎn)生被部分標(biāo)記的tem圖像；使用引導(dǎo)模型生成被部分標(biāo)記的tem圖像的地面真值；確定引導(dǎo)模型是否滿足性能標(biāo)準(zhǔn)；以及當(dāng)引導(dǎo)模型滿足性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)，其中，地面真值或訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括用于區(qū)分材料之間的邊界的圖像。

4、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面，一種操作tem圖像處理設(shè)備的方法包括：收集由一對(duì)“tem圖像和與tem圖像對(duì)應(yīng)的地面真值”組成的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；學(xué)習(xí)用于區(qū)分圖像中的材料之間的邊界的分割模型；確定分割模型是否滿足性能標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)分割模型滿足性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，使用分割模型對(duì)tem圖像執(zhí)行推斷；根據(jù)推斷的結(jié)果測(cè)量裝置核心結(jié)構(gòu)；以及輸出裝置核心結(jié)構(gòu)的測(cè)量值。

5、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面，一種tem圖像處理設(shè)備包括：客戶端裝置，被配置為從tem設(shè)施接收tem圖像，并且使用弱標(biāo)記將用戶輸入添加到tem圖像以產(chǎn)生被部分標(biāo)記的tem圖像；服務(wù)器裝置，被配置為使用引導(dǎo)模型對(duì)被部分標(biāo)記的tem圖像執(zhí)行圖像分割以生成地面真值，并且使用分割模型對(duì)新的tem圖像執(zhí)行圖像分割；以及數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)由一對(duì)“tem圖像和地面真值”組成的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

6、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面，一種設(shè)施包括：透射電子顯微鏡(tem)設(shè)施，被配置為獲取半導(dǎo)體裝置的裝置核心結(jié)構(gòu)的tem圖像；以及tem圖像處理設(shè)備，被配置為使用人工智能測(cè)量tem圖像的裝置核心結(jié)構(gòu)，其中，tem圖像處理設(shè)備使用弱標(biāo)記通過(guò)用戶輸入或交互信息來(lái)生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)，或者使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)區(qū)分tem圖像的材料之間的邊界。

技術(shù)特征：

1.一種操作透射電子顯微鏡tem圖像處理設(shè)備的方法，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行弱標(biāo)記的步驟包括：將線、連接線、自由繪制、邊界和多邊形中的一個(gè)或多個(gè)分別輸入到tem圖像的不同區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，引導(dǎo)模型學(xué)習(xí)用戶輸入以生成地面真值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成地面真值的步驟包括：準(zhǔn)備預(yù)先學(xué)習(xí)的引導(dǎo)模型，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成地面真值的步驟包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，生成地面真值的步驟還包括：當(dāng)不需要更新引導(dǎo)模型時(shí)，使用引導(dǎo)模型對(duì)tem圖像執(zhí)行推斷以獲得地面真值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，tem圖像和地面真值被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行圖像分割的步驟包括：使用分割模型來(lái)對(duì)tem圖像和地面真值進(jìn)行學(xué)習(xí)和推斷。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，測(cè)量裝置核心結(jié)構(gòu)的步驟包括：針對(duì)其中材料之間的邊界被區(qū)分開的半導(dǎo)體裝置的tem圖像，測(cè)量裝置核心結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，測(cè)量的裝置核心結(jié)構(gòu)包括寬度、高度和粗糙度的測(cè)量結(jié)果值。

11.一種操作透射電子顯微鏡tem圖像處理設(shè)備的方法，所述方法包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，添加用戶輸入的步驟包括：將點(diǎn)、線和曲線中的至少一個(gè)輸入到tem圖像的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域中。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，用戶輸入是線、連接線、自由繪制、邊界和多邊形中的至少一個(gè)輸入。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，引導(dǎo)模型使用基于推斷結(jié)果和不確定性圖添加用戶輸入的主動(dòng)學(xué)習(xí)而被更新。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括：將訓(xùn)練數(shù)據(jù)和更新后的引導(dǎo)模型存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

16.一種操作透射電子顯微鏡tem圖像處理設(shè)備的方法，所述方法包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，訓(xùn)練數(shù)據(jù)通過(guò)弱標(biāo)記而被生成。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，學(xué)習(xí)分割模型的步驟被重復(fù)，直到分割模型滿足性能標(biāo)準(zhǔn)。

19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，學(xué)習(xí)分割模型的步驟包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，測(cè)量結(jié)果包括：寬度的測(cè)量值、高度的測(cè)量值和粗糙度的測(cè)量值，并且

技術(shù)總結(jié)
提供操作透射電子顯微鏡(TEM)圖像處理設(shè)備的方法，所述方法包括：從TEM設(shè)施獲取TEM圖像；對(duì)TEM圖像執(zhí)行弱標(biāo)記；使用引導(dǎo)模型生成被部分標(biāo)記的TEM圖像的地面真值；使用包括TEM圖像和與TEM圖像對(duì)應(yīng)的地面真值的訓(xùn)練數(shù)據(jù)執(zhí)行分割；根據(jù)分割的結(jié)果測(cè)量裝置核心結(jié)構(gòu)；以及根據(jù)裝置核心結(jié)構(gòu)使測(cè)量結(jié)果可視化，并且將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

技術(shù)研發(fā)人員：林蘂呢,金東玉,李元熙,孫秀奉,樸漢森,車秉奎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三星電子株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21