操作透射電子顯微鏡圖像處理設備的方法與流程

本發明構思涉及透射電子顯微鏡圖像處理設備、具有透射電子顯微鏡圖像處理設備的設施系統及其操作方法。

背景技術：

1、通常，透射電子顯微鏡(tem)可以是能夠在半導體制造工藝中以原子級觀察材料的結構和性質的工具。隨著半導體技術發展，精確地測量和分析半導體裝置的精細結構已經變得重要。然而，從由tem捕獲的圖像識別和測量半導體裝置的結構的任務可手動被執行。因此，當測量半導體裝置的結構時，將期望減少這樣的手動任務的負擔，以便提高效率和準確度。

2、為了自動測量半導體裝置的結構，首先需要圖像分割，圖像分割可以是對圖像中的對象和背景進行區分的圖像技術。近來已經基于人工智能(ai)和大數據的使用針對自然圖像開發圖像分割。從tem圖像分割半導體裝置的結構可在應用中具有挑戰(諸如，較少量的訓練數據、tem圖像中的模糊邊界等)。為了分割tem圖像中的結構，已知用戶手動生成其中材料之間的邊界被標記在tem圖像上的地面真值，然后將地面真值與tem圖像一起學習以創建人工智能模型。這與其中用戶應該將所有正確答案輸入到圖像的強監督對應。

技術實現思路

1、本發明構思的一個方面提供減少手動工作/任務的負擔并提高半導體裝置測量的效率和準確度的透射電子顯微鏡圖像處理設備、具有透射電子顯微鏡圖像處理設備的設施系統及其操作方法。

2、根據本發明構思的一個方面，一種操作tem圖像處理設備的方法包括：從tem設施獲取tem圖像；執行tem圖像的弱標記以產生被部分標記的tem圖像；使用引導模型生成被部分標記的tem圖像的地面真值；使用由一對“tem圖像和地面真值”組成的訓練數據執行圖像分割；根據圖像分割的結果測量tem圖像中的裝置核心結構；以及根據裝置核心結構使測量結果可視化，并且將測量結果存儲在數據庫中。

3、根據本發明構思的一個方面，一種操作tem圖像處理設備的方法包括：接收tem圖像；使用弱標記將用戶輸入添加到tem圖像以產生被部分標記的tem圖像；使用引導模型生成被部分標記的tem圖像的地面真值；確定引導模型是否滿足性能標準；以及當引導模型滿足性能標準時，生成訓練數據，其中，地面真值或訓練數據包括用于區分材料之間的邊界的圖像。

4、根據本發明構思的一個方面，一種操作tem圖像處理設備的方法包括：收集由一對“tem圖像和與tem圖像對應的地面真值”組成的訓練數據；學習用于區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準；當分割模型滿足性能標準時，使用分割模型對tem圖像執行推斷；根據推斷的結果測量裝置核心結構；以及輸出裝置核心結構的測量值。

5、根據本發明構思的一個方面，一種tem圖像處理設備包括：客戶端裝置，被配置為從tem設施接收tem圖像，并且使用弱標記將用戶輸入添加到tem圖像以產生被部分標記的tem圖像；服務器裝置，被配置為使用引導模型對被部分標記的tem圖像執行圖像分割以生成地面真值，并且使用分割模型對新的tem圖像執行圖像分割；以及數據庫，存儲由一對“tem圖像和地面真值”組成的訓練數據。

6、根據本發明構思的一個方面，一種設施包括：透射電子顯微鏡(tem)設施，被配置為獲取半導體裝置的裝置核心結構的tem圖像；以及tem圖像處理設備，被配置為使用人工智能測量tem圖像的裝置核心結構，其中，tem圖像處理設備使用弱標記通過用戶輸入或交互信息來生成訓練數據，或者使用訓練數據來區分tem圖像的材料之間的邊界。

技術特征：

1.一種操作透射電子顯微鏡tem圖像處理設備的方法，所述方法包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其中，執行弱標記的步驟包括：將線、連接線、自由繪制、邊界和多邊形中的一個或多個分別輸入到tem圖像的不同區域。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，引導模型學習用戶輸入以生成地面真值。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，生成地面真值的步驟包括：準備預先學習的引導模型，

5.根據權利要求1所述的方法，其中，生成地面真值的步驟包括：

6.根據權利要求5所述的方法，其中，生成地面真值的步驟還包括：當不需要更新引導模型時，使用引導模型對tem圖像執行推斷以獲得地面真值。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，tem圖像和地面真值被存儲在數據庫中作為訓練數據。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，執行圖像分割的步驟包括：使用分割模型來對tem圖像和地面真值進行學習和推斷。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，測量裝置核心結構的步驟包括：針對其中材料之間的邊界被區分開的半導體裝置的tem圖像，測量裝置核心結構。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，測量的裝置核心結構包括寬度、高度和粗糙度的測量結果值。

11.一種操作透射電子顯微鏡tem圖像處理設備的方法，所述方法包括：

12.根據權利要求11所述的方法，其中，添加用戶輸入的步驟包括：將點、線和曲線中的至少一個輸入到tem圖像的一個或多個區域中。

13.根據權利要求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輸入。

14.根據權利要求11所述的方法，其中，引導模型使用基于推斷結果和不確定性圖添加用戶輸入的主動學習而被更新。

15.根據權利要求14所述的方法，還包括：將訓練數據和更新后的引導模型存儲在數據庫中。

16.一種操作透射電子顯微鏡tem圖像處理設備的方法，所述方法包括：

17.根據權利要求16所述的方法，其中，訓練數據通過弱標記而被生成。

18.根據權利要求16所述的方法，其中，學習分割模型的步驟被重復，直到分割模型滿足性能標準。

19.根據權利要求16所述的方法，其中，學習分割模型的步驟包括：

20.根據權利要求16所述的方法，其中，測量結果包括：寬度的測量值、高度的測量值和粗糙度的測量值，并且

技術總結
提供操作透射電子顯微鏡(TEM)圖像處理設備的方法，所述方法包括：從TEM設施獲取TEM圖像；對TEM圖像執行弱標記；使用引導模型生成被部分標記的TEM圖像的地面真值；使用包括TEM圖像和與TEM圖像對應的地面真值的訓練數據執行分割；根據分割的結果測量裝置核心結構；以及根據裝置核心結構使測量結果可視化，并且將測量結果存儲在數據庫中。

技術研發人員：林蘂呢,金東玉,李元熙,孫秀奉,樸漢森,車秉奎
受保護的技術使用者：三星電子株式會社
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21