TWI836130B

TWI836130B - 用於增強影像之方法及檢測系統

Info

Publication number: TWI836130B
Application number: TW109127877A
Authority: TW
Inventors: 湯瑪士賈力克休斯曼; 沙基卜賓哈珊
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2024-03-21
Also published as: EP3783636A1; TW202115762A; US20220293389A1; CN114556516A; WO2021032652A1

Abstract

本發明揭示用於影像增強之系統及方法。一種用於增強一影像之方法可包括獲取一掃描電子顯微術(SEM)影像。該方法亦可包括模擬與該SEM影像之一位置相關聯之擴散電荷。該方法可進一步包括基於該SEM影像及該擴散電荷提供一增強SEM影像。

Description

用於增強影像之方法及檢測系統

本文中的描述係關於影像增強之技術領域，且更特定而言，係關於掃描電子顯微術(SEM)影像增強。

在積體電路(IC)之製造程序中，未完成或已完成電路組件經檢測以確保其根據設計製造且無缺陷。可採用利用光學顯微鏡或帶電粒子(例如電子)束顯微鏡(諸如掃描電子顯微鏡(SEM))之檢測系統。SEM可將具有某一能量(例如1keV、30keV等)的電子遞送至表面且使用偵測器記錄離開該表面之次級或反向散射電子。藉由針對表面上之不同激勵位置記錄此類電子，可產生具有奈米量級空間解析度的影像。

隨著IC組件之實體大小繼續縮小，缺陷偵測之準確度及良率變得愈來愈重要。然而，當檢測電絕緣材料時，SEM影像之品質通常受SEM誘發充電假影影響。在一些情況下，此類充電假影可導致約2奈米之電荷誘發臨界尺寸(CD)誤差。存在可用於減少SEM成像中之充電假影的若干技術，諸如(例如)用導電材料塗佈目標樣本表面、最佳化SEM中之電子束之著陸能量、使用更快掃描(諸如使用每SEM框更低劑量及使用更多SEM框)、使用SEM中之相反掃描方向或使用機器學習技術以數值化移除 SEM充電假影等等。然而，應注意，彼等技術具有不同缺點。具體而言，應注意，避免充電的實驗技術(例如偽隨機掃描)可能為緩慢的且導致低產出量。機器學習技術可能缺乏對其訓練程序的洞察。數值影像處理技術可能缺乏基於物理學之可解釋性。需要對此項技術之進一步改良。

本發明之實施例提供用於影像增強之系統及方法。在一些實施例中，一種用於增強一影像之方法可包括獲取一掃描電子顯微術(SEM)影像。該方法亦可包括模擬與該SEM影像之一位置相關聯之擴散電荷。該方法可進一步包括基於該SEM影像及該擴散電荷提供一增強SEM影像。

在一些實施例中，揭示一種檢測系統。該檢測系統可包括儲存一指令集的一記憶體及經組態以執行該指令集的一處理器。程序可執行該指令集以使得該檢測系統獲取一掃描電子顯微術(SEM)影像。該程序亦可執行該指令集以使得該檢測系統模擬與該SEM影像之一位置相關聯之擴散電荷。該程序亦可執行該指令集以使得該檢測系統基於該SEM影像及該擴散電荷提供一增強SEM影像。

在一些實施例中，揭示一種非暫時性電腦可讀媒體。該非暫時性電腦可讀媒體可儲存一指令集，該指令集可由一設備之至少一個處理器執行以使得該設備進行一方法。該方法可包括獲取一掃描電子顯微術(SEM)影像。該方法亦可包括模擬與該SEM影像之一位置相關聯之擴散電荷。該方法可進一步包括基於該SEM影像及該擴散電荷提供一增強SEM影像。

100:電子束檢測系統

101:主腔室

102:裝載/鎖定腔室

104:電子束工具

106:裝備前端模組

106a:第一裝載埠

106b:第二裝載埠

109:控制器

200:成像系統

201:機動樣本載物台

202:晶圓固持器

203:晶圓

204:物鏡總成

204a:磁極片

204b:控制電極

204c:偏轉器

204d:激磁線圈

206:電子偵測器

206a:電子感測器表面

206b:電子感測器表面

208:物鏡孔徑

210:聚光透鏡

212:光束限制孔徑

214:槍孔徑

216:陽極

218:陰極

220:初級電子束

222:次級電子束

250:影像處理系統

260:影像獲取器

270:儲存器

302:初級電子束

304:絕緣體樣本

306:交互作用體積

308:反向散射電子

310:次級電子

312:孔

314:擴散電荷

316:複合對

400:影像增強系統

402:影像產生器

404:圖案提取器

406:影像增強器

408:儲存模組

410:輸出器件

502:第一邊緣

504:第二邊緣

506:第一邊緣

508:第二邊緣

510:初級電子束

512:線性特徵

602:區

604:區

606:區

608:區

610:方形點

612:圓形點

622:區

624:區

626:區

628:區

630:SEM信號峰

632:SEM信號峰

634:SEM信號峰

636:SEM信號峰

700:影像增強方法

702:步驟

704:步驟

706:步驟

800:參數最佳化方法

802:步驟

804:步驟

806:步驟

808:步驟

900:影像增強方法

902:步驟

904:步驟

906:步驟

908:步驟

圖1為說明符合本發明之一些實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統之示意圖。

圖2為說明符合本發明之一些實施例的可為圖1之例示性電子束檢測系統之一部分的例示性電子束工具之示意圖。

圖3為符合本發明之一些實施例的SEM誘發充電效應之實例程序之圖示。

圖4為符合本發明之一些實施例的例示性影像增強系統400之示意圖。

圖5A為符合本發明之一些實施例的與SEM信號波形疊對的第一例示性SEM影像之圖案之圖示。

圖5B為符合本發明之一些實施例的具有SEM誘發假影的第二例示性SEM影像之圖案之圖示。

圖5C至5D展示符合本發明之一些實施例的由跨線性特徵掃描的初級電子束產生之擴散電荷密度之實例分佈之圖示。

圖5E為展示符合本發明之一些實施例的不具有補償的SEM誘發假影之兩個線-空間圖案之SEM波形之圖示。

圖5F為符合本發明之一些實施例的在電荷補償之後圖5E中之兩個線-空間圖案之SEM波形之圖示。

圖6A為符合本發明之一些實施例的具有彎曲特徵的第三例示性SEM影像之圖案之圖示。

圖6B為描繪符合本發明之一些實施例的圖6A之圖案之輪廓識別之圖示。

圖6C為描繪符合本發明之一些實施例的基於圖6B之所識別輪廓之高度遮罩判定之圖示。

圖6D為描繪符合本發明之一些實施例的基於圖6B之所識別輪廓之電荷密度遮罩判定之圖示。

圖6E至6F為描繪符合本發明之一些實施例的圖6D之電荷密度遮罩之定向模糊之圖示。

圖6G為符合本發明之一些實施例的在充電假影補償之後第三例示性SEM影像之圖案之圖示。

圖6H為符合本發明之一些實施例的上覆於不具有補償的第三例示性SEM影像之圖案的頂部上的SEM波形之圖示。

圖6I為符合本發明之一些實施例的上覆於具有補償的第三例示性SEM影像之圖案的頂部上的SEM波形之圖示。

圖7為說明符合本發明之一些實施例的例示性影像增強方法之流程圖。

圖8為說明符合本發明之一些實施例的用於影像增強之例示性參數最佳化方法之流程圖。

圖9為說明符合本發明之一些實施例的例示性影像增強方法之流程圖。

現將詳細參考例示性實施例，在隨附圖式中說明該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或類似元件。例示性實施例之以下描述中所闡述之實施並不表示符合本發明的所有實施。取而代之，其僅為符合與所附申請專利範圍中所敍述之主題相關之態樣的設備及方法之實例。舉例而言，儘管一些實施例係在利用電子束之上下文中予以描述，但本發明不限於此。可類似地施加其他類型之帶電粒子束。另外，可使用其他成像系統，諸如光學成像、光偵測、x射線偵測或其類似者。

電子器件由形成於稱為基板之矽片上的電路構成。許多電路可一起形成於同一矽片上且稱為積體電路或IC。此等電路之大小已顯著地減小，使得其中之更多電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可與縮略圖一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人類毛髮之大小的1/1000。

製造此等極小IC為常常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之程序。甚至一個步驟中之誤差亦有可能導致成品IC中之缺陷，該等缺陷使得成品IC為無用的。因此，製造程序之一個目標為避免此類缺陷以使在程序中製造之功能性IC的數目最大化，亦即改良程序之總良率。

改良良率之一個組分為監視晶片製造程序，以確保其正生產足夠數目個功能性積體電路。監視該程序之一種方式為在晶片電路結構形成之各種階段處檢測該等晶片電路結構。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)進行檢測。實際上，SEM可用於將此等極小結構成像，從而拍攝結構之「圖像」。SEM之工作原理類似於攝影機。攝影機藉由接收及記錄自人或物件反射或發射之光的亮度及顏色來拍攝圖像。SEM藉由接收及記錄自結構反射或發射之電子之能量來拍攝「圖像」。在拍攝此「圖像」之前，可將電子束提供至結構上，且當電子自該等結構反射或發射(「射出」)時，SEM之偵測器可接收及記錄彼等電子之能量以產生影像。影像可用於判定結構是否適當地形成，且亦判定該結構是否形成於適當位置中。若結構為有缺陷的，則程序可經調整，使得缺陷較不可能再現。

然而，由SEM影像指示的結構之誤差可為「真實的」或可為「假的」。舉例而言，當SEM對結構進行成像時，可能引入失真，使得結構出現變形或錯位，而實際上在結構之形成或置放中不存在誤差。失真可由在與在掃描階段期間引入之電子交互作用之後在晶圓的結構上累積及改變的電荷導致。歸因於能量之變化，SEM可能不再產生忠實地表示結構的影像。

本發明尤其描述用於減少SEM誘發充電假影之方法及系統。在一實例中，SEM影像可經調整以補償由SEM之偵測器接收到之電子之改變的能量。亦即，接收到之電子之能量未經物理地校正，但所產生影像之特性(例如像素值)經校正以反映改變的能量。使用本文中所揭示之此補償技術，SEM影像可經補償以提供結構之更忠實表示。

出於清楚起見，圖式中之組件的相對尺寸可經放大。在以下圖式描述內，相同或類似附圖標號係指相同或類似組件或實體，且僅描述相對於個別實施例之差異。

如本文中所使用，除非另外具體陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若陳述組件可包括A或B，則除非另外具體陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述組件可包括A、B或C，則除非另外具體陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或C，或A及B，或A及C，或B及C，或A及B及C。

圖1說明符合本發明之一些實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統100。EBI系統100可用於成像。如圖1中所展示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子束工具104及裝備前端模組 (EFEM)106。電子束工具104位於主腔室101內。EFEM 106包括第一裝載埠106a及第二裝載埠106b。EFEM 106可包括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b收納含有待檢測之晶圓(例如半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP)(晶圓及樣本可互換使用)。一「批次」為可經裝載以作為批量進行處理的複數個晶圓。

EFEM 106中之一或多個機器人臂(未展示)可將晶圓運送至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(未展示)，其移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達到低於大氣壓之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(未展示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102運送至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(未展示)，該主腔室真空泵系統移除主腔室101中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，晶圓經受電子束工具104之檢測。電子束工具104可為單光束系統或多光束系統。

控制器109電子地連接至電子束工具104。控制器109可為經組態以執行對EBI系統100之各種控制的電腦。儘管控制器109在圖1中展示為在包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102及EFEM 106之結構之外部，但應瞭解，控制器109可為該結構之一部分。

在一些實施例中，控制器109可包括一或多個處理器(未展示)。處理器可為能夠操控或處理資訊之通用或特定電子器件。舉例而言，處理器可包括任何數目個中央處理單元(或「CPU」)、圖形處理單元(或「GPU」)、光學處理器、可程式化邏輯控制器、微控制器、微處理器、數位信號處理器、智慧財產(IP)核心、可程式化邏輯陣列(PLA)、可程式化陣列邏輯(PAL)、通用陣列邏輯(GAL)、複合可程式化邏輯器件 (CPLD)、場可程式化閘陣列(FPGA)、系統單晶片(SoC)、特殊應用積體電路(ASIC)及具有資料處理能力之任何類型電路之任何組合。處理器亦可為虛擬處理器，其包括跨經由網路耦接之多個機器或器件而分佈的一或多個處理器。

在一些實施例中，控制器109可進一步包括一或多個記憶體(未展示)。記憶體可為能夠儲存可由處理器(例如經由匯流排)存取之程式碼及資料的通用或特定電子器件。舉例而言，記憶體可包括任何數目個隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、光碟、磁碟、硬碟機、固態機、隨身碟、安全數位(SD)卡、記憶棒、緊湊型快閃(CF)卡或任何類型之儲存器件之任何組合。程式碼可包括作業系統(OS)及用於特定任務之一或多個應用程式(或「app」)。記憶體亦可為虛擬記憶體，其包括跨經由網路耦接之多個機器或器件而分佈的一或多個記憶體。

圖2說明根據本發明之一些實施例的例示性成像系統200。圖2之電子束工具104可經組態以用於EBI系統100中。電子束工具104可為單光束設備或多光束設備。如圖2中所展示，電子束工具104包括機動樣本載物台201及由機動樣本載物台201支撐以固持待檢測之晶圓203的晶圓固持器202。電子束工具104進一步包括物鏡總成204、電子偵測器206(其包括電子感測器表面206a及206b)、物鏡孔徑208、聚光透鏡210、光束限制孔徑212、槍孔徑214、陽極216及陰極218。在一些實施例中，物鏡總成204可包括經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括磁極片204a、控制電極204b、偏轉器204c及激磁線圈204d。電子束工具104可另外包括能量分散X射線光譜儀(EDS)偵測器(未展示)以特性化晶圓203上之材料。

藉由在陽極216與陰極218之間施加加速電壓而自陰極218發射初級電子束220。初級電子束220穿過槍孔徑214及光束限制孔徑212，此兩者可判定進入駐存於光束限制孔徑212下方之聚光透鏡210之電子束的大小。聚光透鏡210在光束進入物鏡孔徑208之前聚焦初級電子束220，以在光束進入物鏡總成204之前設定電子束的大小。偏轉器204c偏轉初級電子束220以促進晶圓上之光束掃描。舉例而言，在掃描程序中，可控制偏轉器204c以在不同時間點使初級電子束220依序偏轉至晶圓203之頂部表面之不同位置上，以提供用於晶圓203的不同部分之影像重建構的資料。此外，亦可控制偏轉器204c以在不同時間點使初級電子束220偏轉至特定位置處之晶圓203之不同側上，以提供用於彼位置處的晶圓結構之立體影像重建構的資料。另外，在一些實施例中，陽極216及陰極218可產生多個初級電子束220，且電子束工具104可包括複數個偏轉器204c以同時將多個初級電子束220投射至晶圓之不同部分/側，以提供用於晶圓203的不同部分之影像重建構的資料。

激磁線圈204d及磁極片204a產生在磁極片204a之一末端處開始且在磁極片204a之另一末端處終止的磁場。正由初級電子束220掃描之晶圓203之一部分可浸沒於磁場中且可帶電，此又產生電場。電場在初級電子束220與晶圓203碰撞之前減少接近晶圓203之表面衝擊該初級電子束220的能量。與磁極片204a電隔離之控制電極204b控制晶圓203上之電場，以防止晶圓203之微拱起且確保適當光束聚焦。

在接收到初級電子束220後，可自晶圓203之部分發射次級電子束222。次級電子束222可在電子偵測器206之感測器表面206a及206b上形成光束光點。電子偵測器206可產生表示光束光點之強度的信號(例如電壓、電流或其類似者)，且將該信號提供至影像處理系統250。次級電子束222及所得光束光點之強度可根據晶圓203之外部或內部結構而變化。此外，如上文所論述，初級電子束220可投射至晶圓之頂部表面的不同位置或特定位置處之晶圓之不同側上，以產生不同強度的次級電子束222(及所得光束光點)。因此，藉由利用晶圓203之該等位置映射光束光點之強度，處理系統可重建構反映晶圓203的內部或表面結構之影像。

成像系統200可用於檢測樣本載物台201上之晶圓203且包括電子束工具104，如上文所論述。成像系統200亦可包括影像處理系統250，該影像處理系統250包括影像獲取器260、儲存器270及控制器109。影像獲取器260可包括一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器260可包括電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算器件及其類似者，或其組合。影像獲取器260可經由諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍芽、網際網路、無線網路、無線電或其組合之媒體與電子束工具104之偵測器206連接。影像獲取器260可自偵測器206接收信號，且可建構影像。影像獲取器260可因此獲取晶圓203之影像。影像獲取器260亦可進行各種後處理功能，諸如產生輪廓、在所獲取影像上疊加指示符，及其類似者。影像獲取器260可進行對所獲取影像之亮度及對比度或其類似者的調整。儲存器270可為諸如硬碟、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者之儲存媒體。儲存器270可與影像獲取器260耦接，且可用於保存經掃描原始影像資料作為初始影像，及後處理影像。影像獲取器260及儲存器270可連接至控制器109。在一些實施例中，影像獲取器260、儲存器270及控制器109可一起整合為一個控制單元。

在一些實施例中，影像獲取器260可基於自偵測器206接收到之成像信號獲取樣本之一或多個影像。成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之掃描操作。所獲取影像可為包括複數個成像區域之單一影像。單一影像可儲存於儲存器270中。單一影像可為可劃分成複數個區之初始影像。區中之每一者可包括含有晶圓203之特徵之一個成像區域。

在一些實施例中，SEM影像可為藉由初級電子束220在晶圓203上沿著單一掃描方向之單一掃描產生的個別SEM影像。在一些實施例中，SEM影像可為藉由對多個SEM影像求平均產生的第一平均SEM影像，每一SEM影像藉由初級電子束220在晶圓203上沿著相同掃描方向之單一掃描產生。在一些實施例中，SEM影像可為藉由對多個SEM影像求平均產生的第二平均SEM影像，每一SEM影像藉由初級電子束220在晶圓203上沿著不同掃描方向之單一掃描產生。本發明之實施例不限於藉由任何特定方法產生的任何特定SEM影像，且所揭示之方法及系統可增強包括但不限於本文中之實例的SEM影像。

缺陷偵測中之挑戰為由檢測工具(例如SEM)引入的假影。假影並不源自最終產物之實際缺陷。其可使待檢測之影像之品質失真或降低，且導致缺陷偵測中之困難或不準確。舉例而言，當使用SEM檢測電絕緣材料時，SEM影像之品質通常受SEM誘發充電假影影響。

圖3為符合本發明之一些實施例的SEM誘發充電效應之實例程序之圖示。SEM產生用於檢測的初級電子束(例如圖2中之初級電子束220)。在圖3中，初級電子束302之電子投射至絕緣體樣本304之表面上。絕緣體樣本304可具有絕緣材料，諸如非導電抗蝕劑、二氧化矽層或其類似者。初級電子束302之電子可穿透絕緣體樣本304之表面達某一深度，從而與交互作用體積306中之絕緣體樣本304之粒子交互作用。初級電子束302之一些電子可與交互作用體積306中之粒子彈性地交互(例如以彈性散射或碰撞形式)，且可反射或回跳出絕緣體樣本304之表面。彈***互作用保存交互作用之主體(例如初級電子束302之電子及絕緣體樣本304之粒子)的總動能，其中交互作用主體之動能未轉換成其他形式之能量(例如熱能、電磁能等)。自彈***互作用產生的此類反射電子可稱為反向散射電子(BSE)，諸如圖3中之BSE 308。初級電子束302之一些電子可與交互作用體積306中之粒子無彈性地交互(例如以無彈性散射或碰撞形式)。無彈***互作用未保存交互作用之主體的總動能，其中交互作用主體之動能中之一些或所有轉換成其他形式之能量。舉例而言，經由無彈***互作用，初級電子束302之一些電子之動能可引起粒子之原子的電子激勵及躍遷。此無彈***互作用亦可產生射出絕緣體樣本304之表面的電子，其可稱為次級電子(SE)，諸如圖3中之SE 310。BSE及SE之良率或發射速率取決於例如初級電子束302之電子之能量及受檢測材料等等。初級電子束302之電子之能量可部分地由其加速電壓(例如圖2中之陽極216與陰極218之間的加速電壓)賦予。BSE及SE之數量可比初級電子束302之注入電子更多或更少(或甚至相同)。傳入及傳出電子之不平衡可引起電荷(例如正電荷或負電荷)在絕緣體樣本304之表面上的累積。由於絕緣體樣本304係非導電的且無法接地，故額外電荷可局部積聚於絕緣體樣本304之表面上或附近，此可稱為SEM誘發充電效應。

通常，絕緣材料(例如許多類型之抗蝕劑)可帶正電荷，此係由於傳出電子(例如BSE或SE)通常超過SEM之初級電子束之傳入電子，且額外正電荷積聚於絕緣體材料之表面上或附近。圖3展示SEM誘發充電效應出現且引起在絕緣體樣本304之表面上累積之正電荷的情況。正電荷可物理地模型化為孔312。在圖3中，注入至交互作用體積306中之初級電子束302之電子可擴散至交互作用體積306的相鄰體積，該等電子可稱為擴散電子，諸如擴散電荷314。擴散電子可與絕緣體樣本304中之正電荷(例如孔)複合，諸如複合對316。電荷之擴散及複合可影響孔312之分佈。孔312可能藉由例如下述者導致問題：將BSE及SE吸引回至絕緣體樣本304之表面、增大初級電子束302之電子之著陸能量從而導致初級電子束302之電子偏離其預期著陸點，或干擾絕緣體樣本304之表面與BSE及SE之電子偵測器(諸如圖2中之電子偵測器206)之間的電場。

SEM誘發充電效應可使由電子偵測器接收到之SEM信號衰減及失真，此可進一步使所產生SEM影像失真。此外，由於絕緣體樣本304係非導電的，故在初級電子束302跨其表面掃描時，正電荷可沿著初級電子束302之路徑累積。正電荷之此累積可能增加或複雜化所產生SEM影像中之失真。由SEM誘發充電效應導致的此失真可稱為SEM誘發充電假影。SEM誘發充電假影可誘發估計所製造結構之幾何大小時的誤差或導致檢測中之缺陷之誤識別。

在本發明之一些實施例之一個態樣中，揭示一種模型化技術以模擬SEM誘發充電效應。模型係基於電荷擴散之物理理論且可在分析上或現象學上描述由來自初級電子束的注入電子產生的樣本中之電荷擴散(例如正電荷擴散)。另外，假定SEM影像及所求經補償SEM影像藉由補償關係式相關。補償關係式係基於電子-電洞複合或庫侖交互作用等物理理論發展。基於基於擴散模型及補償關係式，可數值化補償失真SEM影像。為了降低計算成本，基於擴散模型及補償關係式利用參數化途徑來引入用於模擬充電之主要物理效應的參數，而無需繁瑣的次要細節計算或耗時的模擬(例如蒙特卡羅(Monte-Carlo)模擬)。為了最佳化補償結果，用於基於擴散模型及補償關係式中之參數為可調諧的，且可校準至理論計算、實驗基準或實用關鍵效能指示符(KPI)。由於此途徑基於物理理論使用分析描述，故其可顯著地降低計算成本。其亦可提供對影像處理程序的簡單及直觀解釋、提供用於補償具有充電假影之SEM影像的高產出量，且加強補償結果之置信度。

絕緣材料樣本之表面可包括各種特徵，諸如線、槽、拐角、邊緣、孔或其類似者。彼等特徵可位於不同高度處。當初級電子束跨具有高度變化(尤其急劇高度變化)的特徵掃描時，可自表面且另外自特徵之邊緣或甚至隱藏表面(例如邊緣之側壁)產生且收集到SE。彼等額外SE可產生SEM影像中之更亮邊緣或輪廓。此效應可稱為「邊緣增強」或「邊緣光暈(bloom)」。SEM誘發充電效應亦可因額外SE之逸出(亦即，樣本表面上之正離開之額外正電荷)而惡化。取決於表面之高度在初級電子束掃描經過時是升高抑或降低，惡化充電效應可能導致SEM影像之邊緣光暈區中之不同充電假影。因此，在一些實施中，判定SEM影像中之邊緣(或邊緣光暈)可作為補償程序之一個步驟進行。

另外，在一些實施例中，當檢測工具進行一維SEM掃描時，檢測工具可補償具有線-空間特徵(諸如圖5A及圖5B中所展示之槽或線)的SEM影像，使得SEM信號振幅(例如由波形表示)可在線-空間特徵之邊緣處變得對稱(諸如圖5F中所展示)。在一些實施例中，當檢測工具進行二維SEM掃描(例如以光柵方式)時，檢測工具可補償具有二維彎曲特徵(諸如圖6A中所展示之曲率)的SEM影像，使得影像亮度之充電誘發不對稱性可經校正(諸如圖6G中所展示)，且曲率之不同部分之SEM信號振幅可變得更均一或對稱(諸如圖6I中所展示)。

圖4為符合本發明之一些實施例的例示性影像增強系統400之示意圖。在一些實施例中，影像增強系統400可為圖2之影像處理系統250之部分。在一些實施例中，影像處理系統250可為影像增強系統400之部分。影像增強系統400可包括影像產生器402、圖案提取器404、影像增強器406及儲存模組408。在一些實施例中，視情況，影像增強系統400可進一步包括輸出器件410。影像產生器402、圖案提取器404及影像增強器406中之每一者可包括硬體模組、軟體模組或其組合。舉例而言，硬體模組可包括用於接收及發送資料的輸入/輸出(I/O)介面。對於另一實例，軟體模組可包括用於實施演算法的電腦可讀程式碼或指令。

在一些實施例中，影像產生器402可為圖2中之成像系統200之影像獲取器260之部分。影像產生器402可獲取樣本(諸如晶圓203)之表面之檢測影像。在一些實施例中，晶圓203可為半導體晶圓基板、具有一或多個磊晶層(epi-layer)或程序膜的半導體晶圓基板，或具有塗佈抗蝕劑層的半導體晶圓基板。檢測影像可包括樣本之特徵、樣本上之感興趣區或整個樣本。在一些實施例中，例如，檢測影像可為使用SEM獲取之SEM影像。

在一些實施例中，圖案提取器404可實施為信號處理演算法、影像處理演算法或其類似者。圖案提取器404可經整合至影像獲取器260中。在一些實施例中，圖案提取器404可操作為經組態以處理檢測影像之單獨獨立單元。在一些實施例中，圖案提取器404可包括影像處理單元(未展示)，其經組態以在儲存檢測影像之前調整檢測影像之亮度、對比度、飽和度、平整度、雜訊過濾或其類似者。在一些實施例中，圖案提取器404可自預儲存檢測影像提取圖案資訊。

在一些實施例中，圖案提取器404可包括特徵提取演算法以自檢測影像提取相關圖案資訊。所提取相關圖案資訊可包括全域資訊(例如全域結構特徵、全域圖案、參考基準點或其類似者)或局域資訊(例如局域結構特徵或局域圖案或其類似者)。所提取相關圖案資訊可儲存於儲存模組408中，該儲存模組408可經組態以由影像增強系統400之其他組件存取。

在一些實施例中，影像增強系統400可包括影像增強器406。影像增強器406可基於由影像產生器402產生的檢測影像或由圖案提取器404提取的圖案或特徵資訊產生增強檢測影像。藉由將基於擴散模型及補償關係式應用於檢測影像及圖案或特徵資訊，影像增強器406可輸出增強檢測影像。在一些實施例中，影像增強器406可實施為軟體模組、演算法或其類似者。

在一些實施例中，影像增強系統400可包括儲存模組408。在一些實施例中，儲存模組408可為圖2中之成像系統200之儲存器270之部分。在一些實施例中，儲存模組408可為經組態以與影像增強系統400之組件中之每一者連接的影像強化系統400之整合式儲存媒體。儲存模組408可為可在網際網路、雲端平台或合適之Wi-fi通訊路徑等等上經由有線或無線通信存取之遠端儲存模組。

儲存模組408可儲存來自影像產生器402的檢測影像、來自圖案提取器404的所提取圖案或特徵資訊、來自影像增強器406的增強檢測影像，或其類似者。儲存模組408亦可與影像增強系統400之其他組件 (未展示)共用所儲存資訊。

在一些實施例中，視情況，影像增強系統400可進一步包括輸出器件410。在一些實施例中，輸出器件410可與EBI系統100整體地連接、整合於電子束工具104內，或為位於遠端位置中之單獨輸出器件。舉例而言，輸出器件410可位於遠端且經由有線或無線通信網路(例如Wi-fi、網際網路或雲端網路)或其他合適之通信網路或平台操作。在一些實施例中，輸出器件410可為手持式輸出器件、穿戴式輸出器件、多螢幕顯示器、交互式輸出器件或任何其他合適之輸出器件。

輸出器件410可顯示來自影像產生器402的檢測影像、來自圖案提取器404的圖案或特徵資訊、來自影像增強器406的增強影像，或其類似者。在一些實施例中，輸出器件410亦可與儲存模組408連接以顯示樣本或晶圓上之感興趣區之所儲存資訊。在一些實施例中，輸出器件410可顯示晶圓、感興趣區或晶圓上之特徵之預處理及後處理影像。輸出器件410亦可用於顯示即時預處理之SEM影像。

圖5A為符合本發明之一些實施例的與1D SEM信號波形疊對的第一例示性2D SEM影像之圖案之圖示。舉例而言，圖5A中之圖案可為槽，可藉由在該槽之中間自左至右掃描線自該槽獲取1D波形。在圖5A中，初級電子束自左至右掃描。SEM信號波形可表示在初級電子束跨圖案之兩個線性特徵(例如輪廓)掃描時產生的SEM信號振幅或強度，其中疊對波形之高度表示振幅。SEM影像中之兩個線性特徵可表示圖案之第一邊緣502及第二邊緣504。第一邊緣502及第二邊緣504應已歸因於其對稱結構而產生大體上對稱之SEM信號。然而，如圖5A中所展示，第一邊緣502及第二邊緣504處的SEM波形振幅不相同(亦即，「不對稱」)。當初級電子束自槽外部掃描至槽內部(亦即，樣本表面之高度降低)時，所產生的SEM信號振幅比初級電子束自槽內部掃描至槽外部(亦即，樣本表面之高度升高)時小。此SEM信號不對稱性可歸因於SEM誘發充電效應，且圖5A展示實例一維充電假影(例如沿著初級電子束之掃描方向)。

圖5B為符合本發明之一些實施例的具有SEM誘發假影的第二例示性SEM影像之圖案之圖示。在圖5B中，槽之第一邊緣506及第二邊緣508亦歸因於SEM誘發充電效應而展示不對稱亮度特徵：在第一邊緣506處，槽外部比槽內部更亮，然而，在第二邊緣508處，槽內部比槽外部更亮。對於第二例示性SEM影像中之尖端至線CD量測，在一些情況下，充電假影可促成約2奈米之量測不確定度。

圖5C至5D展示符合本發明之一些實施例的由跨線性特徵掃描的初級電子束產生之擴散電荷密度之實例分佈之圖示。在一些實施例中，擴散電荷可為正電荷。在圖5C中，初級電子束510(在俯視圖中展示為光束光點)跨線性特徵512(例如線-空間圖案)自左至右掃描。圖5D展示線性特徵512內之特定個例處的對應電荷密度分佈。舉例而言，若初級電子束510引起累積正電荷的充電效應，則電荷密度分佈可為線性特徵512之表面上之孔密度分佈。在圖5D中，白顏色表示電荷之瞬時密度。顏色愈淺，密度愈高。在圖5D中，光束光點之下的位置具有最高電荷密度，且在初級電子束510跨線性特徵512掃描時，電荷自初級電子束510之掃描路徑擴散及擴展。如圖5D中所展示，初級電子束510可在當前照明位置前方引起充電效應。然而，線性特徵512之在移動光束光點後方之部分具有比線性特徵512之在光束光點前的部分更大之電荷擴散。

圖5E為展示符合本發明之一些實施例的不具有補償的SEM 誘發假影之兩個線-空間圖案之SEM波形之圖示。兩個線-空間圖案(分別展示為實線曲線及虛線曲線)可自例如抗蝕劑之表面上類似於圖5A及圖5B的掃描線性特徵產生。兩個線-空間圖案具有不同CD(例如線寬)，由每一曲線之兩個峰之間的距離表示。在圖5E及5F中，兩個CD分別為26奈米及68奈米。在不具有補償之情況下，SEM信號係不對稱的(亦即，其峰具有不同高度)，從而展示充電假影。

圖5F為符合本發明之一些實施例的在電荷補償之後圖5E中之兩個線-空間圖案之SEM波形之圖示。在由影像增強器406進行電荷補償(或「解除充電(decharging)」之後，兩個線-空間圖案之SEM波形展示更大體之對稱性，從而展示充電假影之極大減少。

圖6A為符合本發明之一些實施例的具有彎曲特徵的第三例示性SEM影像之圖案之圖示。舉例而言，圖案可為孔。在圖6A中，初級電子束自左至右掃描。在區602至608處，SEM應已歸因於其相對於孔中心的對稱結構而產生對稱SEM信號。然而，區602至608展示孔內部及外部的亮度之不對稱性。此SEM信號不對稱性可歸因於SEM誘發充電，且圖6A展示實例二維充電假影。

圖6B為描繪符合本發明之一些實施例的圖6A之圖案之輪廓識別之圖示。如先前所描述，在一些實施例中，可進行輪廓識別以補償歸因於樣本表面之邊緣處的高度變化之充電效應之變化。在圖6B中，可在黑暗區域周圍識別內輪廓(由方形點610表示)。黑暗區域可具有模糊邊界。內輪廓識別之準確度可容許高達某一等級之不確定度，而不顯著影響對SEM影像的充電假影補償之結果。內輪廓識別之細節將描述於圖7至9中。

所識別輪廓指示邊緣光暈之位置(亦即，具有額外正電荷的區)。邊緣光暈可指示具有惡化SEM誘發充電假影的區。在一些實施例中，可使用外推途徑以識別邊緣暈開區，其中邊緣暈開區可經判定為藉由內輪廓及自內輪廓朝外外推預定距離的外輪廓封閉的區。在一些實施例中，預定距離可為數奈米(例如8、10、12奈米，或約若干或數十奈米內之任何距離)。外輪廓在圖6B中展示為圓形點612。應注意，亦可使用用以判定邊緣暈開區的其他途徑，諸如自動途徑，且所揭示技術不限於外推途徑，由此可經由對SEM信號之強度進行定限來檢測內輪廓及外輪廓兩者。

圖6C為描繪符合本發明之一些實施例的基於圖6B之所識別輪廓之高度遮罩判定之圖示。高度遮罩為在與樣本表面平行的水平片層平面(稱為「水平橫截面」)之高度處區分SEM影像中之孔內部及外部的區域的映圖。舉例而言，針對彎曲特徵，如圖6A中所展示，假定彎曲特徵之底部(亦即，最低點)在高度0處且彎曲特徵之頂點為最大高度，則一或多個(例如1個、2個、3個、4個，或任何正整數個)水平橫截面可***於高度0與最大高度之間以判定映圖。由於彎曲特徵之豎直輪廓(profile)在三維空間中具有變化(例如孔之內壁不係直立而係傾斜的)，故不同高度處的水平橫截面可使得判定區分孔之「內部」及「外部」的不同映圖。

在一些實施例中，高度遮罩可係二進制的。舉例而言，藉由映圖定義為在孔內部的像素可經指派有第一權重(例如0)，且定義為在孔外部或在孔之邊緣上的像素可經指派有第二權重(例如1)，或反之亦然。具有第一權重的像素可(諸如由輸出器件410)顯示為黑色，且具有第二權重的像素可(諸如由輸出器件410)顯示為白色，或反之亦然。舉例而言，圖6C展示最大高度處的映圖，如由內輪廓與外輪廓之間的像素為白色所指示，以及外輪廓外部的像素。在一些實施例中，高度遮罩可為三進制的、四進制的，或具有經指派給映圖之任何數目個權重值等級。

用於判定高度遮罩的原因為SEM影像之充電可能隨著孔內部(或外部)的區域不同而不同地出現。對於模擬此不同充電，由於孔內部(或外部)的區域不同，故用於如先前所描述之基於擴散模型或補償關係式中之參數可經指派有不同範圍。由於孔之豎直輪廓實際上不理想，故判定孔之「內部」與「外部」之間的清晰邊界可能係具有挑戰性的。換言之，此邊界取決於水平橫截面所處之高度(例如在哪一高度處判定高度遮罩)。因此，充電假影補償之結果可取決於邊界所處之位置。在一些實施例中，可在補償計算中僅使用一個高度遮罩。在一些實施例中，可使用多個高度遮罩，其中可針對高度罩幕中之每一者重複補償計算(例如針對高度罩幕中之每一者設定參數之不同範圍)。使用之高度遮罩愈多，愈可能可找到愈接近最佳增強SEM影像。然而，使用更多高度遮罩亦可能使計算成本上升。待使用之高度遮罩之數目可取決於可用計算資源、計算成本及對增強SEM影像的準確度需求之間的平衡，且不限於本發明。

圖6D為描繪符合本發明之一些實施例的基於圖6B之所識別輪廓之電荷密度遮罩判定之圖示。電荷密度遮罩為指示具有增加之正電荷產生的區域的映圖。具有增加之正電荷產生的區域為受SEM誘發充電效應影響之區(例如SEM信號將衰減的區域)，且可為充電假影補償之主要區。

電荷密度遮罩可用於產生經由二維基於擴散模型以其他方式獲得之電荷之擴散。在一些實施例中，電荷密度遮罩可指示具有邊緣光暈之區域。在一些實施例中，電荷密度遮罩可針對孔之內部及外部而具有不同形式。舉例而言，用於孔內部之區域(例如由高度遮罩描述)的電荷密度遮罩可以非分析形式(例如均一形式)判定，且用於孔外部之區域的電荷密度遮罩可以分析形式判定。在一些實施例中，電荷密度遮罩可係二進制的。舉例而言，邊緣光暈區域中之像素可經指派有第一權重(例如1)，且邊緣光暈區域外部及邊緣光暈區域之邊緣上之像素可經指派有第二權重(例如0)，或反之亦然。具有第一權重的像素可(諸如由輸出器件410)顯示為白色，且具有第二權重的像素可(諸如由輸出器件410)顯示為黑色，或反之亦然。舉例而言，圖6D展示表示孔外部之邊緣光暈區域(例如在圖6B中判定)的電荷密度遮罩。在一些實施例中，電荷密度遮罩可為三進制的、四進制的，或具有經指派給像素之任何數目個權重值等級。

圖6E及6F為分別描繪符合本發明之一些實施例的圖6D之電荷密度遮罩在如由圖6C指示之不同高度處的定向模糊之圖示。由於初級電子束之掃描為定向的，故稍早掃描之區域可能具有干擾稍後掃描之區域的殘餘充電效應(例如藉由積聚之電荷)，且彼干擾為定向的。電荷密度遮罩可經定向地模糊以模擬此類干擾。在一些實施例中，定向模糊可藉由將電荷密度遮罩與諸如高斯(Gaussian)函數或洛仁子(Lorentzian)函數之定向衰變或減小函數卷積來實施。舉例而言，定向高斯函數或洛仁子函數可僅針對函數之自變數之預定值而係非零的。定向高斯函數或洛仁子函數之細節將描述於圖7至9中。舉例而言，圖6E展示圖6D之模糊電荷密度遮罩(亦即，孔外部或如由圖6C指示之更高高度處的電荷密度遮罩)。圖6F展示孔內部或如由圖6C指示之更低高度處的模糊電荷密度遮罩。圖6E至6F中之白色區域展示具有充電效應的區域，且白顏色之亮度指示充電效應之強度。

圖6G為符合本發明之一些實施例的在充電假影補償之後第三例示性SEM影像之圖案之圖示。補償可使用基於擴散模型及補償關係式進行，其將描述於圖7至9中。比較圖6G與圖6A，可展示充電假影顯著地減少或消除，諸如在區622至628中。

圖6H為符合本發明之一些實施例的上覆於不具有補償的第三例示性SEM影像之圖案的頂部上的SEM波形之圖示。圖6H展示第三例示性SEM影像之疊對區域之SEM信號振幅。如圖6H中所展示，SEM波形在具有對稱特徵的區上係不對稱的。舉例而言，SEM信號峰630及632係不對稱的(亦即，具有不同振幅)，而對應於SEM信號峰630及632的區係相對於圖案中心對稱的。此外，SEM信號峰630與632之間的基線不係平坦的。彼等展示SEM誘發充電假影。

圖6I為符合本發明之一些實施例的上覆於具有補償的第三例示性SEM影像之圖案的頂部上的SEM波形之圖示。圖6I展示第三例示性SEM影像之疊對區域之SEM信號振幅。在由影像增強器406進行電荷補償(或「解除充電」)之後，如圖6H中所展示之SEM波形變得大體上對稱，從而展示充電假影之顯著減少。舉例而言，相較於SEM信號峰630及632，SEM信號峰634及636在進行補償之後變得大體上對稱。

圖7至9展示作為本發明之實施例的實例方法700至900。方法700至900可由可與帶電粒子束設備(例如EBI系統100)耦接的影像增強模組進行。舉例而言，控制器(例如圖2之控制器109)可包括影像強化模組且可經程式化以實施方法700至900。應瞭解，可控制帶電粒子束設備以對晶圓或晶圓上之感興趣區進行成像。成像可包括掃描晶圓以對晶圓之一部分進行成像，此可包括掃描晶圓以對整個晶圓進行成像。在一些實施例中，可由影像增強器模組(例如圖4之影像增強器406)或影像增強系統400進行方法700至900。

圖7為說明符合本發明之一些實施例的例示性影像增強方法700之流程圖。

在步驟702處，控制器獲取掃描電子顯微術(SEM)影像。在一些實施例中，控制器可藉由掃描樣本(例如絕緣體樣本304)之表面獲取SEM影像。舉例而言，控制器可接收及處理由電子偵測器(例如圖2之電子偵測器206)收集到之SEM信號以產生SEM影像。在一些實施例中，控制器可藉由自資料庫接收SEM影像來獲取該SEM影像。舉例而言，資料庫可儲存由電子偵測器在先前操作中產生的一或多個SEM影像。在一些實施例中，資料庫亦可儲存由未與控制器耦接之一或多個電子偵測器(諸如與另一EBI系統耦接之電子偵測器)產生的一或多個SEM影像。

在一些實施例中，SEM影像可包括樣本(例如絕緣體樣本304)之表面的結構之圖案。圖案可包括SEM誘發充電假影，其可為因SEM誘發充電效應而失真之圖案。

在步驟704處，控制器模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷。在一些實施例中，控制器可模擬與SEM影像之多個位置相關聯之擴散電荷。在一些實施例中，控制器可優先模擬包括圖案的SEM影像之區的擴散電荷，此係由於SEM誘發充電假影傾向於在彼等區處發生。在一些實施例中，SEM影像之位置(其與經模擬擴散電荷相關聯)可為圖案之位置。舉例而言，在步驟702處獲取SEM影像之後，控制器可諸如藉由使用用於圖案辨識的影像處理技術自SEM影像提取圖案。在一些實施例中，圖案可包括輪廓，諸如樣本之表面的特徵之輪廓。在一些實施例中，圖案可與樣本之表面上之高度變化相關聯。舉例而言，圖案可為圖5A中之包括第一邊緣502及第二邊緣504的圖案，或圖5B中之包括第一邊緣506及第二邊緣508的圖案。邊緣502至508與樣本之表面上之高度變化(諸如槽、溝或孔之邊緣)相關聯。

在一些實施例中，為了自SEM影像提取圖案，控制器可將圖案判定為SEM影像之像素，該等像素之值可滿足臨限條件。舉例而言，臨限條件可為像素之亮度值超過預定值。對於另一實例，臨限條件可為像素之亮度值低於預定值。對於另一實例，臨限條件可為像素之亮度值在預定範圍內。在一些實施例中，臨限條件可為像素在邊緣光暈區內。控制器可使用SEM影像處理技術或其他資訊(諸如樣本之特徵之設計資料(例如GDS或GDSII檔案))判定邊緣光暈區。

返回參考圖7，在步驟706處，控制器使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像。在一些實施例中，控制器可在步驟704處取決於SEM掃描係一維的抑或二維的來使用不同技術模擬擴散電荷。舉例而言，一維SEM掃描可在一方向上掃描特徵一次，諸如用於一維CD檢測，如圖5A至5B中所展示。對於另一實例，二維SEM掃描可以光柵方式(例如逐行)或個別列掃描方式(例如獨立地掃描每一列)掃描樣本，諸如用於二維CD檢測，如圖6A至6I中所展示。

當SEM掃描係一維的時，在一些實施例中，控制器可如下模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷。在一些實施例中，控制器可判定用以模擬擴散電荷之模型。模型可係基於藉由該位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之移動。舉例而言，若位置在SEM之電子束(例如初級電子束)之掃描路徑處，則控制器可基於擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之週期判定擴散電荷。在一些實施例中，擴散電荷分佈可與擴散係數相關聯。在一些實施例中，擴散電荷分佈可由下述者表示：u _D(x,y,t) 方程式(1)

在方程式(1)中，D為擴散係數(例如常數)，x及y表示電子束之掃描路徑之位置，且t為時間。方程式(1)可描述掃描路徑之不同位置在不同時間之一維擴散程序。舉例而言，如圖5C中所展示，初級電子束510之掃描路徑為自左至右移動之水平線。假定水平線作為x軸，則掃描路徑之水平位置可由x之值表示。假定垂直於x軸的豎直線作為y軸，則掃描路徑之豎直位置可由y之值表示。假定時間0為初級電子束510照明線性特徵512之左邊緣的時間，則方程式(1)中之t之值可自時間0計數。

電子束之橫截面(或「輪廓」)之面積可稱為「光點大小」。當電子束在一位置處照明時，具有與光點大小相同面積之區可經照明。由於電子束未二元聚焦於樣本之表面上，故電子可逸出電子束之輪廓且照明光點大小外部的包圍區。換言之，電子束之輪廓不具有二元邊界(例如圓圈)，而是具有衰減邊界。在一些實施例中，電子束之此輪廓可使用二維高斯分佈來描述：

在方程式(2)中，x及y具有與在方程式(1)中相同之定義，且σ表示光點大小。在一些實施例中，σ可根據量測判定。在一些實施例中，σ可用作(例如具有經指派值之)校準參數。

在一些實施例中，基於方程式(1)及方程式(2)，當SEM掃描係一維的時，可判定基於擴散模型以用於模擬SEM影像之水平位置x處的時間獨立型擴散電荷p(x)：

在方程式(3)中，△為SEM影像之像素大小，其表示SEM影像之位置之單位或粒度。舉例而言，△可為水平x軸之單位長度。n為像素數目。x=n△表示SEM影像中之水平位置。p(x=n△)表示水平位置x=n△處的時間獨立型擴散電荷。T為電子束照明每一像素的持續時間。在方程式(3)中，

表示電子束正在x=n△處照明。當電子束跨樣本之表面掃描且產生SEM影像時，自影像產生之視角，可視為電子束在前進至照明對應於SEM影像之下一像素的下一區之前照明對應於SEM影像之像素大小△的表面之區持續時間T。換言之，電子束可自時間(n-1)T至nT跨像素大小△掃描。在照明期間，電荷可沈積於區中且擴散。方程式(3)提供藉由進行積分來模型化彼電荷擴散之實例方法，該積分表示電子束自時間(n-1)T至nT在x=n△處照明且根據方程式(1)使得電荷擴散。藉由在所有可能之y值上進行積分，方程式(3)之積分使得擴散電荷僅取決於SEM影像中之水平位置。換言之，擴散模型有效地假定電荷之擴散係一維的(例如在x方向上)。

在一些實施例中，為了降低計算成本，方程式(1)至(3)可簡化為一維的。舉例而言，其可簡化如下：u _D(x,t) 方程式(4)

在方程式(4)至(6)中，x方向可與電子束之掃描路徑之方向大體上平行。舉例而言，x方向與掃描路徑之方向之間的夾角可在預定值內(例如0.01度至0.1度之間的任何值)。預定值可取決於實際應用而變化且不受本文限制。

在一些實施例中，為了考慮更精密使用情況或更複雜充電效應，方程式(1)可針對SEM影像中之邊緣光暈區經校準。替代地，方程式(1)至(3)可經擴展為三維的。z方向可為垂直於樣本之表面的深度之方向且可用以指示凹形特徵(例如孔、槽、溝或其類似者)之內部或外部。舉例而言，方程式(1)至(3)可經擴展如下：u _D(x,y,z,t) 方程式(7)

若方程式(1)至(3)用於模型化一維SEM掃描之電荷擴散，則對應地，控制器可在步驟706處根據補償關係式使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像。在一些實施例中，補償關係式可在產生的SEM信號受在電子束附近誘發之充電效應抑制(例如藉由電子-電洞複合、庫侖交互作用或兩者)之假定下。

在一些實施例中，為了提供增強SEM影像，控制器可藉由將像素之像素值移位第一參數來判定SEM影像之像素的經校正像素值。控制器可將第二參數進一步判定為經校正像素值與與像素相關聯之擴散電荷之乘積的縮放因子。控制器可藉由將經校正像素值與藉由第二參數縮放之乘積相加來進一步判定增強像素值。使用增強像素值，控制器可提供增強SEM影像。舉例而言，控制器可使用實例補償關係式

在方程式(10.1)中，p(x)為根據方程式(3)判定的擴散電荷。n及m為正實數，諸如整數、有理數或無理數。舉例而言，n及m可均為1。SEM _c(x)表示在水平位置x處產生的SEM影像值(例如像素值)，其受SEM誘發充電效應影響。SEM _nc(x)為未受SEM誘發充電效應影響之所求SEM影像值。方程式(10.1)之補償關係式可表示若充電效應(由p(x)表示)在位置x處出現，則可抑制實際SEM信號之振幅(由SEM _nc(x)表示)。在一些實施例中，SEM _nc(x)可用以產生具有SEM誘發充電假影的SEM影像，且方程式(10.1)可用以推斷SEM _nc(x)，此可進一步用以產生具有充電假影補償(或「解除充電」)之增強SEM影像。

在方程式(10.1)中，a及c為用於回歸或擬合之參數。在一些實施例中，a及c可為純量。舉例而言，可引入參數a以考慮將SEM信號映射至數位化(例如8位元)像素值(例如灰階值)中之縮放程序。可引入參數c以考慮SEM信號之最小值之移位。舉例而言，SEM信號之最小值通常調整為0，如圖5E至5F中所展示。然而，實際上，偵測到之SEM信號之最小值通常係非零的。在彼等情況下，參數c可將此最小值之值調整為高於0。應注意，c可具有值0。在一些實施例中，參數c可能未用於方程式(10.1)中。在方程式(10.1)中，n及m亦可為用於回歸或擬合之參數。

藉由方程式(10.1)，控制器可藉由將像素之像素值SEM _c(x)移位第一參數c來判定位置x處的像素之經校正像素值。經校正像素值可為SEM _c(x)+c。控制器可進一步判定第二參數a。經校正像素值與擴散電荷之乘積為p(x)．(SEM _c(x)+c)。控制器可將增強像素值SEM _nc(x)進一步判定為SEM _nc(x)=a．p(x)．(SEM _c(x)+c)+(SEM _c(x)+c) 方程式(11.1)

對於另一實例，控制器可使用另一實例補償關係式以提供增強SEM影像SEM _c(x)=SEM _nc(x)-a．p ⁿ(x) 方程式(10.2)

在方程式(10.2)中，p(x)、SEM _c(x)及SEM _nc(x)可具有與在方程式(10.1)中相同之含義。n為正實數，諸如整數、有理數或無理數。舉例而言，n可為1。在方程式(10.2)中，a及n可為用於回歸或擬合之參數。藉由方程式(10.2)，控制器可將位置x處的像素之經校正像素值判定為SEM _c(x)自身(亦即，像素移位為0)。控制器可進一步判定第一參數n及第二參數a。控制器可將增強像素值SEM _nc(x)進一步判定為SEM _nc(x)=SEM _c(x)+a．p ⁿ(x) 方程式(11.2)

在一些實施例中，為了在步驟706處判定增強影像，可判定方程式(10.1)或(10.2)中之參數之最佳值。圖8為說明符合本發明之一些實施例的用於影像增強之例示性參數最佳化方法800之流程圖。

在步驟802處，控制器判定第一參數之值集合及第二參數之值集合。舉例而言，藉由方程式(10.1)，第一參數可為c，且第二參數可為a。對於另一實例，藉由方程式(10.2)，第一參數可為n，且第二參數可為a。在一些實施例中，控制器可判定多於兩個參數之值集合。舉例而言，藉由方程式(10.1)，控制器可判定a、c、n及m之值集合。

在步驟804處，控制器判定增強SEM影像集合。在一些實施例中，控制器可使用第一參數之值集合中之一者及第二參數之值集合中之一者判定每一增強SEM影像。在一些實施例中，藉由方程式(10.1)，控制器可針對a及c中之每一者自預定範圍判定候選值。舉例而言，控制器可以0.01之步進值選擇0.01至10之間的a之候選值，且以0.1之步進值選擇0.5至1.5之間的c之候選值。應注意，第一及第二參數之候選值之範圍可變化且不限於所提供實例。在一些實施例中，控制器可使用參數之值集合中之每一值之獨特組合判定每一增強SEM影像。舉例而言，藉由方程式 (10.1)，控制器可使用a、c、n及m之值之獨特組合判定候選增強SEM影像。

在步驟806處，針對所判定增強SEM影像中之每一者，控制器判定沿著每一增強SEM影像中之一方向的增強像素值之波形。在一些實施例中，該方向可為初級電子束之移動方向，諸如初級電子束之掃描路徑之方向，如圖5C中所展示。在一些實施例中，波形可包括對應於第一圖案的第一峰及對應於第二圖案的第二峰，且第一圖案及第二圖案在空間上係對稱的。舉例而言，第一圖案及第二圖案可為圖5A中之第一及第二邊緣，且波形可展示於圖5E至5F中。舉例而言，控制器可使用在步驟804處判定之候選值及所有x的SEM影像值SEM _nc(x)以根據方程式(11.1)判定增強SEM影像中之每一者。

在一些實施例中，控制器可在步驟802處進一步判定第三參數之值集合，諸如p(x)中之擴散係數D。舉例而言，控制器可在步驟804處以0.1之步進值判定0.1至20之間的D之候選值。在一些實施例中，針對電子束之掃描路徑之每一x，控制器可藉由方程式(3)判定擴散電荷值集合。擴散電荷值中之每一者可使用擴散係數D之不同值判定。基於擴散電荷值集合，在步驟806處，控制器可判定增強SEM影像集合，每一增強SEM影像係使用第一參數之值集合中之一者、第二參數之值集合中之一者及擴散電荷值集合中之一者判定。

返回參考圖8，在步驟808處，控制器提供增強SEM影像作為增強SEM影像集合中之一者，其具有第一峰與第二峰之間的最小不對稱性。在一些實施例中，控制器可判定在步驟806處判定之波形中之每一者是否係對稱的。舉例而言，可繪製波形，如圖5E中所展示。藉由方程式 (10.1)，在a、c及D之所有候選值之所有組合當中，控制器可判定展示第一峰與第二峰之間的最小不對稱性之最佳組合(例如如圖5F中所展示)。若找到此最佳組合，則控制器可將增強SEM影像判定為具有最小不對稱性的此SEM影像。在一些實施例中，若找到參數值之多於一個最佳組合，則控制器可藉由考慮檢測之其他KPI(諸如來自SEM影像之CD估計之置信等級)進一步判定最終最佳組合。

當SEM掃描係二維的時，在一些實施例中，控制器可如下模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷。在一些實施例中，控制器可判定用以模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷的模型。該模型可係基於藉由該位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之電荷密度及該電荷密度之加權。對於SEM影像之位置集合，控制器可判定與位置相關聯之電荷密度值及與位置相關聯之權重值。控制器可藉由進行該位置處的電荷密度值及權重值之卷積進一步判定在該等位置中之位置處的擴散電荷。在一些實施例中，控制器可針對SEM影像之每一像素判定電荷密度值及權重值。在一些實施例中，電荷密度值可係二進制的。舉例而言，與位置相關聯之電荷密度值可為電荷密度遮罩，如圖6D及其相關聯段落中所描述。與位置相關聯之權重值可稱為權函數。將權函數引入至二維基於擴散模型中以考慮藉由定向SEM掃描引入之不對稱性，其將描述如下。

在一些實施例中，當SEM掃描係二維的時，可判定二維基於擴散模型以用於模擬SEM影像之位置(x,y)(例如如圖6A至6I中之x-y座標所展示)處的時間獨立型擴散電荷c(x,y)。舉例而言，可將二維基於擴散模型判定為電荷密度遮罩及權函數之卷積：

在方程式(12)中，c(x,y)表示SEM影像之位置(x,y)處的時間獨立型擴散電荷，其可在功能上類似於方程式(10.1)或(10.2)中之p(x)。cdm(x,y)表示電荷密度遮罩，且w(x,y)表示權函數。符號

表示二維卷積。舉例而言，卷積可為

在方程式(13)中，t及u之積分範圍可分別為SEM影像中之x及y之範圍。SEM掃描之一個物理性質為SEM之電子束在一方向上跨樣本之表面掃描。如圖5D中所展示，由電子束引起之電荷擴散在移動電子束前方或後方係不對稱的。為了考慮方程式(12)及(13)中之此不對稱性，在一些實施例中，w(x,y)可為二維高斯分佈

在方程式(14)中，x ₀及y ₀可為SEM影像中之任何座標值。在一些實施例中，x ₀及y ₀可均為0。卷積cdm(x,y)與w(x,y)之效應可為cdm(x,y)可定向地模糊，如圖6E至6F及其相關聯段落中所展示及描述。在一些其他實施例中，w(x,y)可為二維洛仁子分佈

在方程式(15)中，n表示正整數或正分數。x ₀及y ₀可為SEM影像中之任何座標值。在一些實施例中，x ₀及y ₀可均為0。方程式(14)及方程式(15)可針對cdm(x,y)達成類似定向模糊。應注意，任何衰變或減小函數均可用於方程式(14)及(15)中，不限於實例高斯或洛仁子分佈。

亦應注意，在方程式(14)及(15)中，σ _x及σ _y可為方程式(3)中之D之類似者。在一些實施例中，σ _x及σ _y可為用於回歸或擬合之參數。亦應注意，方程式(14)及(15)描述適合於水平掃描之w(x,y)。當自傾斜掃描(例如初級電子束510以諸如45°之角度跨線性特徵512掃描)獲得SEM影像時，方程式(14)及(15)中之w(x,y)之x-y平面亦可因此旋轉。舉例而言，此旋轉可藉由進行笛卡耳軸旋轉實施。

在模型化二維SEM掃描之電荷擴散中，對應地，控制器可在步驟706處藉由補償關係式使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像。在一些實施例中，補償關係式可在產生的SEM信號受在電子束附近誘發之充電效應抑制(例如藉由電子-電洞複合、庫侖交互作用或兩者)之假定下。

在一些實施例中，針對SEM影像之位置集合，控制器可在電子束照明於該位置處時進一步判定位置集合處的電子束之光束輪廓值。舉例而言，位置集合可靠近或包圍電子束照明之位置。控制器可藉由進行該位置處的電荷密度值、權重值及光束輪廓值之卷積進一步判定在該位置處的擴散電荷。類似於方程式(3)，為了估計藉由光束輪廓引入之額外模糊，方程式(12)中之c(x,y)可與光束輪廓函數(諸如方程式(2)中之g(x,y))進一步卷積：

在一些實施例中，為了考慮更精密使用情況或更複雜充電效應，方程式(12)至(16)可經擴展為三維的。z方向可為垂直於樣本之表面的深度之方向且可用以指示凹形特徵(例如孔、槽、溝或其類似者)之內部或外部。

在一些實施例中，為了提供增強SEM影像，控制器可基於前述模型中之一者調整該位置處的SEM影像之像素值以減少SEM誘發充電假影。在一些實施例中，控制器可藉由將像素之像素值移位第一參數來判定SEM影像之像素的經校正像素值。控制器可將第二參數進一步判定為經校正像素值與與像素相關聯之擴散電荷之乘積的縮放因子。控制器可藉由將經校正像素值與藉由第二參數縮放之乘積相加來進一步判定增強像素值。使用增強像素值，控制器可提供增強SEM影像。舉例而言，控制器可使用實例補償關係式

在方程式(17.1)中，n及m為正實數，諸如整數、有理數或無理數。舉例而言，n及m可均為1。SE _c(x,y)表示在位置(x,y)處產生的SEM影像值(例如像素值)，其受SEM誘發充電假影影響。SE _nc(x,y)為未受SEM誘發充電假影影響之所求SEM影像值。方程式(17.1)之補償關係式可表示若充電效應(由cdm(x,y)

w(x,y)表示)在位置(x,y)處出現，則可抑制實際SEM影像之影像值(由SE _nc(x,y)表示)。換言之，方程式(17.1)可用以推斷SE _nc(x,y)。在方程式(17.1)中，參數a及c與在方程式(10.1)中類似地運行。在彼等情況下，參數c可將此最小值之值調整為高於0。應注意，c可具有值0。在一些實施例中，參數c可能未用於方程式(17.1)中。在方程式(17.1)中，n及m亦可為用於回歸或擬合之參數。

藉由方程式(17.1)，控制器可藉由將像素之像素值SE _c(x,y)移位第一參數c來判定位置x處的像素之經校正像素值。經校正像素值可為SE _c(x,y)+c。控制器可進一步判定第二參數a。經校正像素值與擴散電荷之乘積為c(x,y)．(SE _c(x,y)+c)。控制器可將增強像素值SE _nc(x,y)進一步判定為SE _nc(x,y)=a．c(x,y)．(SE _c(x,y)+c)+(SE _c(x,y)+c) 方程式(18.1)

對於另一實例，控制器可使用另一實例補償關係式以提供增強SEM影像SE _c(x)=SE _nc(x)-a．c ⁿ(x,y) 方程式(17.2)

在方程式(17.2)中，c(x,y)、SE _c(x)及SE _nc(x)可具有與在方程式(17.1)中相同之含義。n為正實數，諸如整數、有理數或無理數。舉例而言，n可為1。在方程式(17.2)中，a及n可為用於回歸或擬合之參數。藉由方程式(17.2)，控制器可將位置x處的像素之經校正像素值判定為SE _c(x)自身(亦即，像素移位為0)。控制器可進一步判定第一參數n及第二參數a。控制器可將增強像素值SE _nc(x)進一步判定為SE _nc(x)=SE _c(x)+a．c ⁿ(x,y) 方程式(18.2)

在一些實施例中，為了在步驟706處判定增強影像，控制器可藉由方法800判定方程式(17.1)或(17.2)中之參數之最佳值。舉例而言，在步驟802處，藉由方程式(17.1)，控制器可判定第一參數c之值集合及第二參數a之值集合。在步驟804處，控制器判定增強SEM影像集合，如先前所描述。

在步驟806處，針對所判定增強SEM影像中之每一者，控制器判定沿著每一增強SEM影像中之一方向的增強像素值之波形。在一些實施例中，該方向可為初級電子束之任何移動方向。舉例而言，如圖6H至6I中所展示，存在3條水平白色虛線及3條豎直白色虛線。白色虛線可表示初級電子束在不同時間之移動方向。藉由沿著白色虛線掃描，控制器可判定表示可能之SEM誘發充電假影的波形。舉例而言，由控制器針對圖6H至6I判定之1D波形(展示為白色虛線附近的白色波形)疊加於2D圖式之頂部上。在一些實施例中，波形可包括對應於第一圖案的第一峰及對應於第二圖案的第二峰，且第一圖案及第二圖案在空間上係對稱的。舉例而言，第一峰及第二峰可分別為圖6H中之SEM信號峰630及632。SEM信號峰630及632靠近圖6H中之中間水平白色虛線。第一圖案及第二圖案可分別為由SEM信號峰630及632疊加之孔之邊緣。在步驟806處，例如，控制器可使用在步驟804處判定之候選值及所有(x,y)的SEM影像值SE _nc(x,y)以根據方程式(18.1)判定增強SEM影像中之每一者。

在步驟808處，控制器提供增強SEM影像作為增強SEM影像集合中之一者，其具有第一峰與第二峰之間的最小不對稱性。舉例而言，在a及c之所有候選值之所有組合當中，控制器可判定展示第一峰與第二峰之間的最小不對稱性之最佳組合。舉例而言，圖6I展示具有SEM信號峰634與636之間的最小不對稱性之此SEM影像。若找到此最佳組合，則控制器可將增強SEM影像判定為具有最小不對稱性的此SEM影像。

在一些實施例中，為了考慮樣本之表面之不同水平橫截面處的SEM誘發充電效應，控制器可將電荷密度值判定為與樣本之表面上之位置的高度相關聯。舉例而言，控制器可判定方程式(12)中之c(x,y)與高度遮罩集合相關聯，諸如如圖6C及其相關聯段落所展示及描述之高度遮罩。高度遮罩可針對其水平橫截面具有不同高度。在一些實施例中，每一高度遮罩可具有其對應最佳參數組合，諸如方程式(10.1)或(17.1)中之a、c、n及m，或方程式(10.2)或(17.2)中之a及n。換言之，高度遮罩中之每一者的增強SEM影像可係不同的。

在一些實施例中，控制器可自高度遮罩之最佳參數組合中之一者判定最終最佳參數組合。舉例而言，控制器可比較高度遮罩之增強SEM影像之間的SEM信號對稱性(例如如圖6H至6I中所展示)。控制器接著可將最終增強影像判定為增強SEM影像中之一者，其具有最小SEM信號不對稱性。

圖9為說明符合本發明之一些實施例的例示性影像增強方法900之流程圖。

在步驟902處，控制器獲取SEM影像。步驟902可類似於步驟702實施。

在步驟904處，控制器自SEM影像提取圖案。步驟904處之圖案提取可類似於步驟704處之描述實施。在一些實施例中，控制器可使用用於圖案提取之影像處理技術。在一些實施例中，若圖案因SEM誘發充電效應而嚴重失真，則控制器可使用用於圖案提取及SEM影像補償之反覆途徑。藉由反覆途徑，控制器可在步驟904處提取圖案且在以下步驟906至908處增強SEM影像。控制器接著可使用增強SEM影像再次提取圖案，其在圖9中展示為步驟908與904之間的虛線箭頭。控制器可重複步驟904至908，直至將圖案提取至預定置信等級。

在步驟906處，控制器模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷。步驟906可類似於步驟704實施。舉例而言，控制器可藉由方程式(3)、(12)或(16)判定擴散電荷。

在步驟908處，控制器基於藉由補償關係式相關之SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像。步驟908可類似於步驟706實施。舉例而言，補償關係式可為方程式(10.1)、(10.2)、(17.1)或(17.2)。控制器可判定方程式(10.1)、(10.2)、(17.1)及(17.2)中之參數的多個值，該等參數諸如：方程式(10.1)中之參數a、c、n、m及D；方程式(10.2)中之參數a、n及D；方程式(17.1)中之參數a、c、n、m、σ _x及σ _y；或方程式(17.2)中之參數a、n、σ _x及σ _y。使用參數之值之不同組合，控制器可判定SEM影像之像素的增強像素值。舉例而言，增強像素值可藉由方程式(11.1)、(11.2)、(18.1)或(18.2)判定。使用增強像素值，控制器可諸如藉由實施方法800提供增強SEM影像。

可使用以下條項進一步描述實施例：

1.一種用於增強影像之方法，方法包含：獲取掃描電子顯微術(SEM)影像；模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷；及基於SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像。

2.如條項1之方法，其中獲取SEM影像包含：藉由掃描樣本之表面獲取SEM影像。

3.如條項1之方法，其中獲取SEM影像包含：自資料庫接收SEM影像。

4.如前述條項中任一項之方法，其中SEM影像包含SEM影像之位置處的結構之圖案，且圖案包含SEM誘發充電假影。

5.如前述條項中任一項之方法，其進一步包含：在獲取SEM影像之後，自SEM影像提取圖案。

6.如條項5之方法，其中圖案包含輪廓。

7.如條項5至6中任一項之方法，其中圖案與樣本之表面上之高度變化相關聯。

8.如條項5至7中任一項之方法，其中自SEM影像提取圖案包含：將圖案判定為SEM影像之像素，其中像素之像素值滿足臨限條件。

9.如前述條項中任一項之方法，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：判定第一模型，其中第一模型係基於藉由該位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之移動。

10.如前述條項中任一項之方法，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：基於擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之持續時間判定擴散電荷，其中該位置處於SEM之電子束之掃描路徑中，且擴散電荷分佈與擴散係數相關聯。

11.如條項10之方法，其中擴散電荷分佈為一維擴散電荷分佈、二維擴散電荷分佈或三維擴散電荷分佈中之一者。

12.如條項11之方法，其中一維擴散電荷分佈之維度與掃描路徑之方向大體上平行。

13.如條項1至8中任一項之方法，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：判定第二模型，其中第二模型係基於藉由該位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之電荷密度及電荷密度之加權。

14.如條項1至8中任一項之方法，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：針對SEM影像之位置集合，判定與位置集合相關聯之電荷密度值及權重值；及藉由進行該位置處的電荷密度值及權重值之卷積判定該位置處的擴散電荷。

15.如條項14之方法，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：針對SEM影像之位置集合，在電子束照明於該位置處時判定位置集合處的電子束之光束輪廓值；及藉由進行該位置處的電荷密度值、權重值及百分比值之卷積判定該位置處的擴散電荷。

16.如條項14至15中任一項之方法，其中電荷密度值係二進制的。

17.如條項14至16中任一項之方法，其中電荷密度值與樣本之表面上之位置集合之高度相關聯。

18.如條項14至17中任一項之方法，其中權重值呈二維高斯分佈。

19.如條項14至18中任一項之方法，其中權重值呈二維洛仁子分佈。

20.如條項9至19中任一項之方法，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像包含：藉由基於第一模型或第二模型中之一者調整該位置處的SEM影像之像素值以減少SEM誘發充電假影來提供增強SEM影像。

21.如前述條項中任一項之方法，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像包含：針對SEM影像之像素，藉由將像素之像素值移位第一參數判定經校正像素值，將第二參數判定為經校正像素值與與像素相關聯之擴散電荷之乘積的縮放因子，且藉由將經校正像素值與藉由第二參數縮放之乘積相加來判定增強像素值；及使用增強像素值提供增強SEM影像。

22.如條項21之方法，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像包含：判定第一參數之值集合及第二參數之值集合；判定增強SEM影像集合，其中每一增強SEM影像係使用第一參數之值集合中之一者及第二參數之值集合中之一者判定；針對每一增強SEM影像，判定沿著每一增強SEM影像中之一方向的增強像素值之波形，其中波形包含對應於第一圖案的第一峰及對應於第二圖案的第二峰，且第一圖案及第二圖案在空間上係對稱的；及提供增強SEM影像作為具有第一峰與第二峰之間的最小不對稱性之增強SEM影像集合中之一者。

23.如條項22之方法，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像進一步包含：基於擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之持續時間判定擴散電荷值集合，其中該位置處於電子束之掃描路徑中，且擴散電荷分佈與擴散係數集合相關聯；及判定增強SEM影像集合，其中每一增強SEM影像係使用第一參數之值集合中之一者、第二參數之值集合中之一者及擴散電荷值集合中之一者判定。

24.一種檢測系統，其包含：記憶體，其儲存指令集；及處理器，其經組態以執行指令集以使得檢測系統：獲取掃描電子顯微術(SEM)影像；模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷；及基於SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像。

25.如條項24之檢測系統，其中用以使得檢測系統獲取SEM影像之指令集進一步使得檢測系統：藉由掃描樣本之表面獲取SEM影像。

26.如條項24之檢測系統，其中用以使得檢測系統獲取SEM影像之指令集進一步使得檢測系統：自資料庫接收SEM影像。

27.如條項24至26中任一項之檢測系統，其中SEM影像包含樣本之表面的結構之圖案，且圖案包含SEM誘發充電假影。

28.如條項24至27中任一項之檢測系統，其中指令集進一步使得檢測系統：在獲取SEM影像之後，自SEM影像提取圖案。

29.如條項28之檢測系統，其中圖案包含輪廓。

30.如條項28至29中任一項之檢測系統，其中圖案與樣本之表面上之高度變化相關聯。

31.如條項28至30中任一項之檢測系統，其中用以使得檢測系統自SEM影像提取圖案之指令集進一步使得檢測系統：將圖案判定為SEM影像之像素，其中像素之像素值滿足臨限條件。

32.如條項24至31中任一項之檢測系統，其中用以使得檢測系統模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷的指令集進一步使得檢測系統：判定第一模型，其中第一模型係基於藉由該位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之移動。

33.如條項24至32中任一項之檢測系統，其中用以使得檢測系統模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷的指令集進一步使得檢測系統：基於擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之持續時間判定擴散電荷，其中該位置處於SEM之電子束之掃描路徑中，且擴散電荷分佈與擴散係數相關聯。

34.如條項33之檢測系統，其中擴散電荷分佈為一維擴散電荷分佈、二維擴散電荷分佈或三維擴散電荷分佈中之一者。

35.如條項34之檢測系統，其中一維擴散電荷分佈之維度與掃描路徑之方向大體上平行。

36.如條項24至31中任一項之檢測系統，其中用以使得檢測系統模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷的指令集進一步使得檢測系統：判定第二模型，其中第二模型係基於藉由該位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之電荷密度及電荷密度之加權。

37.如條項24至31中任一項之檢測系統，其中用以使得檢測系統模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷的指令集進一步使得檢測系統：針對SEM影像之位置集合，判定與位置集合相關聯之電荷密度值及權重值；及藉由進行該位置處的電荷密度值及權重值之卷積判定該位置處的擴散電荷。

38.如條項37之檢測系統，其中用以使得檢測系統模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷的指令集進一步使得檢測系統：針對SEM影像之位置集合，在電子束照明於該位置處時判定位置集合處的電子束之光束輪廓值；及藉由進行該位置處的電荷密度值、權重值及百分比值之卷積判定該位置處的擴散電荷。

39.如條項37至38中任一項之檢測系統，其中電荷密度值係二進制的。

40.如條項37至39中任一項之檢測系統，其中電荷密度值與樣本之表面上之位置集合之高度相關聯。

41.如條項37至40中任一項之檢測系統，其中權重值呈二維高斯分佈。

42.如條項37至41中任一項之檢測系統，其中權重值呈二維洛仁子分佈。

43.如條項32至42中任一項之檢測系統，其中用以使得檢測系統使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像之指令集進一步使得檢測系統：藉由基於第一模型或第二模型中之一者調整該位置處的SEM影像之像素值以減少SEM誘發充電假影來提供增強SEM影像。

44.如條項24至43中任一項之檢測系統，其中用以使得檢測系統使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像之指令集進一步使得檢測系統：針對SEM影像之像素，藉由將像素之像素值移位第一參數判定經校正像素值，將第二參數判定為經校正像素值與與像素相關聯之擴散電荷之乘積的縮放因子，且藉由將經校正像素值與藉由第二參數縮放之乘積相加來判定增強像素值；及使用增強像素值提供增強SEM影像。

45.如條項44之檢測系統，其中用以使得檢測系統使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像之指令集進一步使得檢測系統：判定第一參數之值集合及第二參數之值集合；判定增強SEM影像集合，其中每一增強SEM影像係使用第一參數之值集合中之一者及第二參數之值集合中之一者判定；針對每一增強SEM影像，判定沿著每一增強SEM影像中之一方向的增強像素值之波形，其中波形包含對應於第一圖案的第一峰及對應於第二圖案的第二峰，且第一圖案及第二圖案在空間上係對稱的；及提供增強SEM影像作為具有第一峰與第二峰之間的最小不對稱性之增強SEM影像集合中之一者。

46.如條項45之檢測系統，其中用以使得檢測系統使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像之指令集進一步使得檢測系統：基於擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之持續時間判定擴散電荷值集合，其中該位置處於電子束之掃描路徑中，且擴散電荷分佈與擴散係數集合相關聯；及判定增強SEM影像集合，其中每一增強SEM影像係使用第一參數之值集合中之一者、第二參數之值集合中之一者及擴散電荷值集合中之一者判定。

47.一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由一設備之至少一個處理器執行以使得設備進行用於增強影像之方法，該方法包含：獲取掃描電子顯微術(SEM)影像；模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷；及基於SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像。

48.如條項47之非暫時性電腦可讀媒體，其中獲取SEM影像包含：藉由掃描樣本之表面獲取SEM影像。

49.如條項47之非暫時性電腦可讀媒體，其中獲取SEM影像包含：自資料庫接收SEM影像。

50.如條項47至49中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中SEM影像包含樣本之表面的結構之圖案，且圖案包含SEM誘發充電假影。

51.如條項47至48中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該方法進一步包含：在獲取SEM影像之後，自SEM影像提取圖案。

52.如條項51之非暫時性電腦可讀媒體，其中圖案包含輪廓。

53.如條項51至52中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中圖案與樣本之表面上之高度變化相關聯。

54.如條項51至53中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中自SEM影像提取圖案包含：將圖案判定為SEM影像之像素，其中像素之像素值滿足臨限條件。

55.如條項47至54中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：判定第一模型，其中第一模型係基於藉由位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之移動。

56.如條項47至55中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：基於擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之持續時間判定擴散電荷，其中該位置處於SEM之電子束之掃描路徑中，且擴散電荷分佈與擴散係數相關聯。

57.如條項56之非暫時性電腦可讀媒體，其中擴散電荷分佈為一維擴散電荷分佈、二維擴散電荷分佈或三維擴散電荷分佈中之一者。

58.如條項57之非暫時性電腦可讀媒體，其中一維擴散電荷分佈之維度與掃描路徑之方向大體上平行。

59.如條項47至54中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：判定第二模型，其中第二模型係基於藉由該位置處的SEM誘發充電效應誘發的擴散電荷之電荷密度及電荷密度之加權。

60.如條項47至54中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：針對SEM影像之位置集合，判定與位置集合相關聯之電荷密度值及權重值；及藉由進行該位置處的電荷密度值及權重值之卷積判定該位置處的擴散電荷。

61.如條項60之非暫時性電腦可讀媒體，其中模擬與SEM影像之位置相關聯之擴散電荷包含：針對SEM影像之位置集合，在電子束照明於該位置處時判定位置集合處的電子束之光束輪廓值；及藉由進行該位置處的電荷密度值、權重值及百分比值之卷積判定該位置處的擴散電荷。

62.如條項60至61中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中電荷密度值係二進制的。

63.如條項60至62中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中電荷密度值與樣本之表面上之位置集合之高度相關聯。

64.如條項60至63中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中權重值呈二維高斯分佈。

65.如條項60至64中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中權重值處於二維洛仁子分佈。

66.如條項47至65中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像包含：藉由基於第一模型或第二模型中之一者調整該位置處的SEM影像之像素值以減少SEM誘發充電假影來提供增強SEM影像。

67.如條項47至66中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像包含：針對SEM影像之像素，藉由將像素之像素值移位第一參數判定經校正像素值，將第二參數判定為經校正像素值與與像素相關聯之擴散電荷之乘積的縮放因子，且藉由將經校正像素值與藉由第二參數縮放之乘積相加來判定增強像素值；及使用增強像素值提供增強SEM影像。

68.如條項67之非暫時性電腦可讀媒體，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像包含：判定第一參數之值集合及第二參數之值集合；判定增強SEM影像集合，其中每一增強SEM影像係使用第一參數之值集合中之一者及第二參數之值集合中之一者判定；針對每一增強SEM影像，判定沿著每一增強SEM影像中之一方向的增強像素值之波形，其中波形包含對應於第一圖案的第一峰及對應於第二圖案的第二峰，且第一圖案及第二圖案在空間上係對稱的；及提供增強SEM影像作為具有第一峰與第二峰之間的最小不對稱性之增強SEM影像集合中之一者。

69.如條項68之非暫時性電腦可讀媒體，其中使用SEM影像及擴散電荷提供增強SEM影像包含：基於擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之持續時間判定擴散電荷值集合，其中該位置處於電子束之掃描路徑中，且擴散電荷分佈與擴散係數集合相關聯；及判定增強SEM影像集合，其中每一增強SEM影像係使用第一參數之值集合中之一者、第二參數之值集合中之一者及擴散電荷值集合中之一者判定。

可提供非暫時性電腦可讀媒體，其儲存用於處理器(例如圖1之控制器109之處理器)進行影像處理、資料處理、資料庫管理、圖形顯示、帶電粒子束設備或另一成像器件之操作或其類似者之指令。常見形式之非暫時性媒體包括例如：軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態磁碟機、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體；CD-ROM；任何其他光學資料儲存媒體；具有孔圖案之任何實體媒體；RAM、PROM及EPROM；FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體；NVRAM；快取記憶體；暫存器；任何其他記憶體晶片或卡匣；及其網路化版本。

圖式中之方塊圖說明根據本發明之各種例示性實施例的系統、方法及電腦硬體或軟體產品之可能之實施的架構、功能性及操作。在此方面，流程圖或方塊圖中之每一方塊可表示模組、區段、或程式碼之部分，其包括用於實施指定邏輯功能之一或多個可執行指令。應理解，在一些替代性實施中，方塊中所指示之功能可不按圖式中所提及之次序出現。舉例而言，取決於所涉及之功能性，連續展示之兩個方塊可大體上同時執行或實施，或兩個方塊有時可以相反次序執行。一些方塊亦可經省略。亦應理解，方塊圖中之每一方塊及該等方塊之組合可由進行指定功能或動作的基於專用硬體之系統或由專用硬體與電腦指令之組合實施。

應瞭解，本發明之實施例不限於已在上文所描述及在隨附圖式中所說明之確切構造，且可在不脫離本發明之範疇的情況下作出各種修改及變化。

700:影像增強方法

702:步驟

704:步驟

706:步驟

Claims

一種用於增強一影像之方法，該方法包含：獲取一掃描電子顯微術(SEM)影像；模擬與該SEM影像之一位置相關聯之擴散電荷；及基於該SEM影像及該擴散電荷提供一增強SEM影像。
如請求項1之方法，其中獲取該SEM影像包含：藉由掃描一樣本之一表面獲取該SEM影像。
如請求項1之方法，其中獲取該SEM影像包含：自一資料庫接收該SEM影像。
如請求項1之方法，其中該SEM影像包含在該SEM影像之該位置處的一結構之一圖案，且該圖案包含一SEM誘發充電假影(artifact)。
如請求項2之方法，其進一步包含：在獲取該SEM影像之後，自該SEM影像提取一圖案。
如請求項5之方法，其中該圖案包含一輪廓。
如請求項5之方法，其中該圖案與該樣本之該表面上之一高度變化相關聯。
如請求項5之方法，其中自該SEM影像提取該圖案包含：將該圖案判定為該SEM影像之像素，其中該等像素之像素值滿足一臨限條件。
如請求項1之方法，其中模擬與該SEM影像之該位置相關聯之該擴散電荷包含：判定一第一模型，其中該第一模型係基於藉由該位置處的一SEM誘發充電效應誘發的該擴散電荷之移動。
如請求項1之方法，其中模擬與該SEM影像之該位置相關聯之該擴散電荷包含：基於一擴散電荷分佈及照明該位置的電子束之一持續時間判定該擴散電荷，其中該位置處於該SEM之一電子束之一掃描路徑中，且該擴散電荷分佈與一擴散係數相關聯。
如請求項10之方法，其中該擴散電荷分佈為一一維擴散電荷分佈、一二維擴散電荷分佈或一三維擴散電荷分佈中之一者。
如請求項11之方法，其中該一維擴散電荷分佈之一維度與該掃描路徑之一方向大體上平行。
如請求項1之方法，其中模擬與該SEM影像之該位置相關聯之該擴散電荷包含：判定一第二模型，其中該第二模型係基於藉由該位置處的一SEM誘發充電效應誘發的該擴散電荷之一電荷密度及該電荷密度之一加權。
如請求項1之方法，其中模擬與該SEM影像之該位置相關聯之該擴散電荷包含：針對該SEM影像之一位置集合，判定與該位置集合相關聯之電荷密度值及權重值；及藉由進行該位置處的該等電荷密度值及該等權重值之一卷積判定該位置處的該擴散電荷。
一種檢測系統，其包含：一記憶體，其儲存一指令集；及一處理器，其經組態以執行該指令集以使得該檢測系統：獲取一掃描電子顯微術(SEM)影像；模擬與該SEM影像之一位置相關聯之擴散電荷；及基於該SEM影像及該擴散電荷提供一增強SEM影像。