用于计量的基于最佳化的图像处理的制作方法

1.本公开内容的实施方式大体而言涉及测量半导体晶片上的器件中的精细特征，并且具体而言涉及通过使用数学最佳化的图像处理来获得精确的计量数据。


背景技术：

2.半导体集成电路的制造处理需要对精细特征进行高分辨率测量，以实现精确计量。计量数据通常用于调谐处理参数以提高制造产量及均匀性。直接从图像中获取高分辨率图像及测量尺寸(包括临界尺寸，(critical dimension；cd))是产生计量数据的一种方式。然而，直接测量会受到噪声的负面影响，该噪声可以是原始图像固有的图像噪声、测量噪声(例如，原始成像对象中不存在但由成像设备的限制引入的图像假影)，和/或其他局部假影(例如，局部残留物或碎片)。
3.图像处理技术用于提高测量精度。一种这样的图像处理技术是边缘检测。在边缘检测技术中，原始图像中较小的像素区域被检测到的边缘周围的轮廓所包含。但是，边缘检测技术特别容易受到图像噪声及假影的影响。本公开内容提出了一种用于获得作为数值最佳化问题的结果并且对噪声更加稳健的测量值的方法。


技术实现要素：

4.下文为本公开内容的简化总结，以提供本公开内容某些方面的基本理解。此总结并非是对本公开内容的广泛概述。此总结既不意欲识别本公开内容的关键或重要元素，也不意欲描绘本公开内容的特定实施的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开内容的某些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
5.在本公开内容的一个方面中，使用成像工具获取器件特征的一个或多个图像。成像工具可以是基于光学、电子束或x射线的成像工具，或用于获取图像的任何其他成像技术。几何形状被定义为涵盖每一图像的相关像素，其中几何形状是根据一个或多个参数来表示的。定义了成本函数，其变量包含几何形状的一个或多个参数。对于每一图像，应用数值最佳化以获得其中成本函数最小化的一个或多个参数的最佳值。一个或多个参数的最佳值被报告为与器件特征有关的计量数据。
6.几何形状可以是椭圆形，其中表示椭圆的一个或多个参数包含椭圆的长轴直径、椭圆的短轴直径、椭圆中心的坐标及椭圆的角方向。当中心具有暗像素的较亮背景代表特征图像时，单个椭圆可能就足够了。暗像素可由椭圆轮廓所涵盖。
7.在另一方面中，可以调整成本函数，以使得数值最佳化产生椭圆环的一个或多个参数，该椭圆环在具有低信噪比的图像中包含在相对暗背景中的相对较亮像素的环。
8.在又一方面中，器件特征可包括具有顶部开口及底部表面的三维(three-dimensional；3d)孔，该底部表面由于连接孔的顶部开口与底部表面的倾斜侧壁而被遮挡，从而无法由成像工具直接成像。顶部椭圆及底部椭圆被定义为分别涵盖表示孔的顶部开口的第一组像素及表示孔的底表面的第二组像素。结合已知的(即先验测量的)尺寸来定义底
部椭圆补偿了由于倾斜侧壁而被遮挡而无法直接成像的底部表面。成本函数被调整，以使得数值最佳化产生顶部椭圆与底部椭圆之间的偏移值。
附图说明
9.横根据下文给出的详细描述及本公开内容的各个实施方式的附图，将更加全面地理解本公开内容。
10.图1a图示了器件特征(存储器孔)的原始图像的俯视图。
11.图1b图示了对于传统的基于边缘的检测技术的叠加在图1a的原始图像上的椭圆形轮廓。
12.图1c图示了根据本公开内容的实施方式的叠加在图1a的原始图像上的最佳椭圆形。
13.图2图示了根据本公开内容的实施方式的用于建构成本函数的最佳椭圆形的参数。
14.图3a图示了特征的原始图像，其示出了在相对暗的背景中具有一定宽度的近似明亮的椭圆环。
15.图3b图示了根据本公开内容之实施方式的针对具有暗背景的明亮椭圆环调整的成本函数的构造。
16.图4a图示了具有非均匀侧壁倾斜的3d存储器孔的示意性纵向横截面侧视图。
17.图4b图示了根据本公开内容之实施方式的叠加在图4a中示意性完整示出的存储器孔的俯视图像上的最佳椭圆形。
18.图5图示了根据本公开内容之实施方式的描述用于计量的基于最佳化的图像处理的示例性方法的流程图。
19.图6图示了示例性计算机系统，在该计算机系统中可执行用于执行本文论述的任何一个或多个方法的一组指令。
具体实施方式
20.本公开内容的实施方式涉及一种用于基于数值最佳化的几何图像测量的新颖方法，该方法对原始图像中存在的高噪声水平或其他类型的图像假影具有稳健性。图像假影可能是由成像设备的限制、局部碎片或残留物或被成像器件的其他固有特性(例如模糊特征)引入的。
21.本公开内容实现的一个目标是使用从各种成像工具获得的图像以非破坏性方式为精细特征的电子器件产生计量数据，这些成像工具包括但不限于电子束(e-beam)检查工具(例如，扫描电子显微镜(scanning electron microscope；sem))、光学成像工具、基于x射线的成像工具等。电子器件可以是形成在晶片上的先进半导体器件。3d特征可具有从几纳米至几十或几百纳米变化范围内的横向尺寸。一些半导体器件可具有精细特征，不仅具有紧密的横向尺寸，而且具有高深宽比(high aspect ratio；har)。然而，本公开内容不限于任何特定横向尺寸或任何特定深宽比。被成像的器件特征的说明性示例包括但不限于通道孔、狭缝、沟槽等。高深宽比特征的特定示例包括3d nand存储器器件中的圆形存储器孔。本领域技术人员可将所公开技术的应用外推到任何其他几何形状。其他几何形状的示例包
括沟槽，诸如用于晶体管的浅沟槽隔离的沟槽。3d特征可以是隔离结构或类似特征阵列的一部分。
22.器件特征应使用详细计量来很好地表征，以能够调整处理参数。例如，随着处理(例如蚀刻处理或沉积处理)的进行，特征的深宽比发生变化。作为特定的说明，在蚀刻处理中，蚀刻速率随着特征的深宽比随时间的变化而变化。器件特征的准确表征能够有效调谐蚀刻处理参数。当前的器件特征表征方法使用沿垂直(或纵向)截面的电子束/光学/x射线图像，和/或透射电子显微镜(transmission electron microscopy；tem)图像。这些破坏性成像技术通常仅提供单个平面截面(纵向截面)的图像，从该平面截面中可获得有限数目的器件表征指标，此举不适合大批量制造(high-volume manufacturing；hvm)。本公开内容通过使用数学最佳化从自上而下的成像测量器件特征，而不必破坏晶片以暴露纵向横截面来解决当前方法的这些及其他缺点。
23.本方法的优点包括但不限于对噪声及图像假影的稳健性、选择测量参数的灵活性以及定义与期望测量指标的最佳值相关联的成本函数的灵活性。
24.如背景部分中所述，以非破坏性方式提供计量数据的一种现有方法是获取自上而下的图像并使用基于边缘检测的图像处理技术。图1a图示了具有圆形几何形状的器件特征的俯视图的原始图像100。图1b图示了经由图像处理识别的图像100的三个区域(标记为a、b和c)，并且单独的轮廓(虚线轮廓)沿着这些较小区域中的每一者的检测边缘叠加在原始图像上。图1b表示了最先进的基于图像处理的计量。与当前使用的基于边缘检测的方法形成鲜明对比，本公开内容公开了用单个几何轮廓110(如图1c中所示)涵盖图像100的相关像素的整个区域d，并在数值上找到几何轮廓110的最佳参数。当背景120相对亮并且特征由区域d内相对较暗的像素表示时，此方法效果很好。
25.几何轮廓110可以是椭圆200的形状，如图2中所示。定义椭圆200的参数包括长轴210的长度“a”、短轴220的长度“b”、中心坐标(x,y)及椭圆的方向，例如长轴210与水平轴230之间的角度θ。成本函数可根据椭圆的上述参数来定义。例如，成本函数被定义为：
26.cost(x,y,a,b,θ)＝values(x,y,a,b,θ)-λarea(a,b)
…
(等式1)
27.其中，a＝椭圆的长轴直径，
28.b＝椭圆的短轴直径，
29.(x,y)为椭圆中心的坐标，
30.θ为水平轴与椭圆长轴的夹角，表示椭圆的角方向，
31.area＝椭圆的面积；并且
32.λ为用于最佳化成本函数的调谐参数。
33.成本函数有两项：与像素的灰度值相关联的第一项(values(x,y,a,b,θ))，及与椭圆的面积相关联的第二项(λarea(a,b))。调谐参数λ是控制第一项与第二项之间的折衷，以便使最终的成本函数最小化的系数。例如，当第一项变小，且第二项变大时，成本函数的值减小。随着椭圆的面积变大，第二项变大。随着像素的灰度值降低，即，所涵盖的像素比围绕相关像素的较亮背景暗得多时，第一项变得更小。该类型的成本函数最适合具有相对较高信噪比的图像的第一情况。
34.在第二情况下，原始图像可能非常具有噪声，即整个椭圆区域内的信噪比可能不是最理想的成本函数。例如，如图3a中所示，原始图像300具有较暗的背景，但是图像内存在
具有较亮像素的近似环形区域310。对于此类型的情况，定义两个椭圆，一个外椭圆320及一个内椭圆330，而并非一个椭圆是更好的方法，如图3b中所示。两个椭圆320和330共同定义了围绕具有较亮像素的环形区域310的椭圆环。成本函数被调整以使得数值最佳化产生椭圆环的一个或多个参数。随后，将椭圆环的参数用作计量数据来调谐现有处理。椭圆环的参数可包括环的位置(两个椭圆的中心)、宽度(即，外椭圆的半径与内椭圆的半径之差)及方向性(定向，即，长轴相对于水平轴的角度)。
35.在第三情况下，可非常有效地使用此公开的数值最佳化技术以及并入到成本函数中的先验测量数据。此举对于具有倾斜侧壁440a及440b的蚀刻孔(该孔可以是高深宽比的3d结构)的示例性图像特别有用，如图4a中所示的纵向视图400所示。该孔在基板主体420之内被蚀刻。该孔具有由侧壁440a及440b连接的顶部开口450及底表面460，这些侧壁可能偏离理想的平行侧壁430a及430b。若蚀刻处理是理想的，并且随着蚀刻处理的进行，孔的深度增加没有影响，则将会产生平行侧壁。
36.图4b图示了其侧视图在图4a中示出的被成像孔的俯视图410。顶部椭圆480涵盖表示顶部开口450的像素，而底部椭圆490涵盖表示底表面460的像素。注意，此处的背景470也比表示孔的较暗像素的中心区域相对更亮(类似于图1c)。由于倾斜的侧壁440b，底表面460的一部分从获取自上而下图像的成像工具的视线中被遮挡。然而，根据先前的测量(可能是破坏性或非破坏性测量)，底表面的尺寸是已知的。因此，底部椭圆490的参数可部分取决于被遮挡的特征部分的先前尺寸知识。成本函数经过调整，以使得数值最佳化产生顶部椭圆480与底部椭圆490的中心之间的偏移值495。偏移值495可以是处理参数基于其而进行调谐的重要计量数据。因此，尽管底部表面被部分遮挡，但可以通过将先前知识结合到本文所述的数值最佳化技术中来产生可靠的偏移值。
37.图5为根据本公开内容的一些实施方式的基于数值最佳化的计量数据产生的示例性方法500的流程图。方法500可由处理逻辑执行，该处理逻辑可包括硬件(例如，处理器件、电路系统、专用逻辑、可程式逻辑、微代码、器件的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理器件上运行或执行的指令)，或其组合。尽管以特定的顺序或次序示出，除非另有说明，否则可修改方法500或本文用说明性流程图描述的其他方法中的处理的次序。因此，所说明的实施方式应理解为仅作为示例，并且所说明的处理可以不同的次序执行，并且一些处理可以并行执行。另外，在各个实施方式中可省略一个或多个处理。因此，并非在每个实施方式中皆需要所有处理。其他处理流程是可能的。
38.在方法500中，在方块505处，可选地，成像工具参数可在获取图像之前被调整以最大化信噪比。如上所述，成像工具可以是基于电子束的、基于光学的或基于x射线的。本公开内容的范围完全不受使用何类型的成像工具的限制。
39.在方块520处，图像由要测量的器件特征的成像工具获取。例如，孔的直径可以是要测量以产生计量数据的临界尺寸(cd)。通常，获取器件特征的多于一个的图像。
40.在方块530处，由处理器件定义测量区域的几何轮廓及轮廓的参数。例如，若椭圆将涵盖成像器件特征的像素，则定义椭圆的参数，例如椭圆的长轴、短轴、中心坐标及方向性，如图2中所述。
41.在方块540处，成本函数是根据所选几何轮廓的参数定义的。成本函数的示例之前在等式1中给出。等式的第一项可以是相关像素的所有灰度值的总和。调谐参数可与预定的
阈值灰度值相关联，例如原始图像中所有像素的平均灰度值，这些像素包括表示器件特征的相关像素及表示周围基板的背景像素。成本函数可被调整以表示椭圆内部的平均像素值(例如，图1c)、椭圆环内部的像素值(例如，图3b)、两个椭圆轮廓之间的位移或偏移(例如，图4b)，或是一种用于处理控制的方便计量指标的任何其他成本函数。
42.在方块550处，处理器件应用数值最佳化技术来找到使所得成本函数最小化的参数值。数值最佳化的一个示例是基于nelder-mead方法，但是本领域技术人员将理解，本公开内容的范围不受使用何特定最佳化技术的限制。
43.在方块560处，提供最小化成本函数的参数的最佳值作为输出。该输出可被报告为基于计量的处理控制工具的输入数据。
44.图6图示了计算机系统600的机器，在该计算机系统中可执行用于使机器执行本文论述的任何一个或多个方法的一组指令。在替代实施中，机器可连接至(例如，网络连接至)局域网络(local area network；lan)、企业内部网络、企业间网络，或互联网络中的其他机器。机器可在客户端服务器网络环境中以服务器或客户端机器的身份操作，或在同级间(分布式)网络环境中作为同级机器操作，或在云端计算基础设施或环境中作为服务器或客户端机器操作。
45.该机器可以是个人计算机(personal computer；pc)、平板计算机、机顶盒(stb)、网络设备、服务器、网络路由器、交换机或桥接器，或者能够执行(顺序地或以其他方式)指定待由该机器采取的动作的一组指令的任何机器。此外，虽然图示了单个机器，但术语“机器”也应被视为包括个别地或共同地执行一组(或多组)指令以进行本文所论述的方法中的任何一者或多者的机器的任何集合。
46.示例性计算机系统600包括处理器件602、主存储器604(例如，只读存储器(read-only memory；rom)、闪存存储器、动态随机存取存储器(dynamic random access memory；dram)(诸如同步dram(sdram)等))、静态存储器606(例如，闪存存储器、静态随机存取存储器(static random access memory；sram)等)，及数据储存器件616，上述各者经由总线608与彼此通信。
47.处理器件602表示一个或多个通用处理器件，诸如微处理器、中央处理单元等。更特定而言，处理器件可以是复杂指令集计算(complex instruction set computing；cisc)微处理器、精简指令集计算(reduced instruction set computing；risc)微处理器、超长指令字(very long instruction word；vliw)微处理器、实施其他指令集的处理器，或实施指令集组合的处理器。处理器件602也可以是一个或多个专用处理器件，诸如专用集成电路(application specific integrated circuit；asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array；fpga)、数字信号处理器(digital signal processor；dsp)、网络处理器等等。处理器件602被配置以执行用于进行本文论述的操作及步骤的指令。
48.计算机系统600可进一步包括网络接口器件622以在网络618上通信。计算机系统600也可包括视频显示单元610(例如，液晶显示器(liquid crystal display；lcd)或阴极射线管(cathode ray tube；crt))、字母数字输入装置612(例如，键盘)、游标控制装置614(例如，鼠标或触摸板))、信号产生装置620(例如，扬声器)、图形处理单元(未示出)、视频处理单元(未示出)及音频处理单元(未示出)。
49.数据储存装置616可包括机器可读储存介质624(也称为计算机可读介质)，在该储
存介质上储存实施本文所述的方法或功能中的任何一者或多者的一组或多组指令或软件。指令也可在其由计算机系统600执行期间完全地或至少部分地驻留在主存储器604内和/或处理器件602内，主存储器604及处理器件602也构成机器可读储存介质。
50.在一个实现方式中，指令包括用于实现与高度差确定相对应的功能的指令。虽然机器可读储存介质624在示例性实现方式中被图示为单个介质，但术语“机器可读储存介质”应视为包括储存一组或多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存及服务器)。术语“机器可读储存介质”也应视为包括能够储存或编码由机器执行的指令集并且使得机器执行本公开内容的一个或多个方法中的任一者的任何介质。术语“机器可读储存介质”应相应地视为包括但不限于，固态存储器及光学及磁性介质。
51.已经根据对计算机存储器内的数据位(data bit)的操作的算法及符号表示来呈现前述详细描述的某些部分。这些算法描述及表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地向本领域技术人员传达其工作实质的方式。算法在本文中并且通常被认为是导致所需结果的自洽操作序列。这些操作是那些需要对物理量进行物理操作的操作。通常，尽管并非必须，这些量以能够被储存、组合、比较及以其他方式处理的电信号或磁信号的形式出现。有时，主要是出于常用的原因，将这些信号称为位(bit)、值、元素、符号、字符、术语、数字等已被证明是方便的。
52.然而，应考虑到，所有这些及类似术语皆与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。除非从上述讨论中清楚地另有说明，否则应理解，在整个说明书中，使用诸如“获得”或“关联”或“执行”或“产生”等术语的讨论代表一个计算机系统或类似的电子计算器件的动作或处理，该计算机系统或类似的电子计算器件将在计算机系统的寄存器及存储器中表示为物理(电子)量的数据操作且转换为在计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息储存器件中类似地表示为物理量的其他数据。
53.本公开内容也涉及用于执行本文所述的操作的器件。该器件可以被专门建构以用于预期目的，或者其可包含由储存在计算机中的计算机程序选择性启动或重新配置的通用计算机。此计算机程序可储存在计算机可读储存介质中，诸如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、cd-rom及磁光盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(random access memory；ram)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、磁卡或光卡，或适合储存电子指令的任何类型的介质，每一介质皆耦接至计算机系统总线。
54.本文呈现的算法及显示与任何特定的计算机或其他器件无本质的关系。各种通用系统可与根据本文的教导的程序一起使用，或者构造更专门的器件来执行该方法可证明是方便的。用于各种这些系统的结构将出现在以下描述中。此外，本公开内容没有参照任何特定的程序设计语言进行描述。应当理解，可使用多种程序设计语言来实施所描述的本公开内容的教导。
55.本公开内容可提供为计算机程序产品或软件，其可包括其上储存有指令的机器可读介质，这些指令可用于对计算机系统(或其他电子设备)进行编程以执行根据本公开内容的处理。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式储存信息的任何机制。例如，机器可读(例如，计算机可读)介质包括机器(例如，计算机)可读储存介质，诸如只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)、磁盘储存介质、光学储存介质、闪存存储器器件等。
56.在上述说明书中，已参考本公开内容的特定示例性实现方式描述了本公开内容的实施方式。将显而易见的是，在不背离随附权利要求书中阐述的本公开内容的实现方式的更广泛精神及范围的情况下，可对本公开内容进行各种修改。因此，说明书及附图被认为是说明性的而非限制性的。

技术特征：
1.一种方法，包含以下步骤：使用成像工具获取器件特征的一个或多个图像；定义涵盖所述一个或多个图像的每一图像的相关像素的几何形状，其中所述几何形状是根据一个或多个参数来表示的；定义成本函数，所述成本函数的变量包含所述几何形状的所述一个或多个参数；对于每一图像，应用数值最佳化以获得其中所述成本函数的值最小的所述一个或多个参数的最佳值；以及提供所述一个或多个参数的所述最佳值作为关于所述器件特征的计量数据。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：在获取所述一个或多个图像之前，调谐成像工具参数以最大化所述一个或多个图像的信噪比。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述几何形状包含椭圆，其中表示所述椭圆的所述一个或多个参数包含所述椭圆的长轴直径、所述椭圆的短轴直径、所述椭圆的中心的坐标及所述椭圆的角方向。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述成本函数被定义为：cost(x,y,a,b,θ)＝values(x,y,a,b,θ)-λarea(a,b)其中，a＝所述椭圆的长轴直径，b＝所述椭圆的短轴直径，(x,y)为所述椭圆中心的坐标，θ为水平轴与所述椭圆的所述长轴之间的夹角，表示所述椭圆的角方向，area＝所述椭圆的面积；并且λ为用于最佳化所述成本函数的调谐参数。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述调谐参数λ控制所述成本函数的第一项(values(x,y,a,b,θ))与所述成本函数的第二项(λarea(a,b))之间的折衷。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述成本函数被最小化的所述椭圆的所述参数的所述最佳值表示在相对较亮的背景中涵盖所述相关像素的最大且最暗的椭圆。7.根据权利要求3所述的方法，进一步包含以下步骤：在具有低信噪比的图像中检测在相对暗背景中具有相对较亮像素的环；定义共同构成涵盖所述相对较亮像素的所述环的椭圆环的内椭圆及一椭圆；以及调整所述成本函数，使得所述数值最佳化产生所述椭圆环的一个或多个参数。8.根据权利要求3所述的方法，其中所述器件特征包含具有顶部开口及底表面的孔，所述底部表面由于无法被所述成像工具直接成像而被部分遮挡，其中所述顶部开口与所述底部表面由倾斜侧壁连接。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包含以下步骤：从先前测量获得所述孔的所述底部表面的已知尺寸；定义分别涵盖表示所述顶部开口的第一组像素及表示所述底表面的第二组像素的顶部椭圆及底部椭圆，其中所述底部椭圆结合从所述先前测量获得的所述底表面的所述已知尺寸；以及调整所述成本函数，使得所述数值最佳化产生所述顶部椭圆与所述底部椭圆之间的偏
移值。10.根据权利要求9所述的方法，其中结合所述已知尺寸来定义所述底部椭圆补偿了由于所述倾斜侧壁导致被遮挡而无法直接成像的所述底部表面。11.一种储存指令的非暂态机器可读储存介质，当所述指令被执行时，使得处理器件执行包含以下各项的操作：定义涵盖使用成像工具获取的器件特征的一个或多个图像的每一图像的相关像素的几何形状，其中所述几何形状是根据一个或多个参数来表示的；定义成本函数，所述成本函数的变量包含所述几何形状的所述一个或多个参数；对于每一图像，应用数值最佳化以获得其中所述成本函数的值最小的所述一个或多个参数的最佳值；以及提供所述一个或多个参数的所述最佳值作为关于所述器件特征的计量数据。12.根据权利要求11所述的非暂态机器可读储存介质，其中所述几何形状包含椭圆，其中表示所述椭圆的所述一个或多个参数包含所述椭圆的长轴直径、所述椭圆的短轴直径、所述椭圆的中心的坐标及所述椭圆的角方向。13.根据权利要求11所述的非暂态机器可读储存介质，其中所述成本函数被定义为：cost(x,y,a,b,θ)＝values(x,y,a,b,θ)-λarea(a,b)其中，a＝所述椭圆的长轴直径，b＝所述椭圆的短轴直径，(x,y)为所述椭圆中心的坐标，θ为水平轴与所述椭圆的所述长轴之间的夹角，表示所述椭圆的一角度方向，area＝所述椭圆的面积；并且λ为用于最佳化所述成本函数的调谐参数。14.根据权利要求12所述的非暂态机器可读储存介质，其中所述成本函数被最小化的所述椭圆的所述参数的所述最佳值表示在相对较亮的背景中涵盖所述相关像素的最大且最暗的椭圆。15.根据权利要求12所述的非暂态机器可读储存介质，其中所述处理器件进一步执行：在具有低信噪比的图像中检测在相对暗背景中具有相对较亮像素的环；定义共同构成涵盖所述相对较亮像素的所述环的椭圆环的内椭圆及外椭圆；以及调整所述成本函数，以使得所述数值最佳化产生所述椭圆环的一个或多个参数。16.根据权利要求12所述的非暂态机器可读储存介质，其中所述处理器件进一步执行：从先前测量获得器件特征的所述底表面的已知尺寸，其中所述器件特征包含具有顶部开口及底表面的孔，所述底表面由于无法由所述成像工具直接成像而被部分遮挡，其中所述顶部开口与所述底部表面由倾斜侧壁连接；定义分别涵盖表示所述顶部开口的第一组像素及表示所述底表面的第二组像素的顶部椭圆及底部椭圆，其中所述底部椭圆结合从所述先前测量获得的所述底表面的所述已知尺寸；以及调整所述成本函数，使得所述数值最佳化产生所述顶部椭圆与所述底部椭圆之间的偏移值。17.一种系统，包含存储器及耦合到所述存储器的处理器件，其中所述处理器件执行以
下操作：获取器件特征的一个或多个图像；定义包含所述一个或多个图像的每一图像的相关像素的几何形状，其中所述几何形状是根据一个或多个参数来表示的；定义成本函数，所述成本函数的变量包含所述几何形状的所述一个或多个参数；对于每一图像，应用数值最佳化以获得其中所述成本函数的值最小的所述一个或多个参数的最佳值；以及提供所述一个或多个参数的所述最佳值作为关于所述器件特征的计量数据。18.根据权利要求17所述的系统，进一步包含：成像工具，所述成像工具获取所述一个或多个图像并且将所述一个或多个图像发送至所述处理器件，其中在获取所述一个或多个图像之前，成像工具参数被调谐以最大化所述一个或多个参数的信噪比。19.根据权利要求17所述的系统，其中所述几何形状包含椭圆，其中表示所述椭圆的所述一个或多个参数包含所述椭圆的长轴直径、所述椭圆的短轴直径、所述椭圆的中心的坐标及所述椭圆的角方向。20.根据权利要求17所述的系统，其所述成本函数能够被调整以使得所述数值最佳化产生椭圆环的一个或多个参数，所述椭圆环在具有低信噪比的图像中涵盖在相对暗背景中的较亮像素的环。

技术总结
使用成像工具获取器件特征的一个或多个图像。几何形状被定义为涵盖每一图像的相关像素，其中该几何形状是根据一个或多个参数来表示的。定义了成本函数，其变量包含几何形状的一个或多个参数。对于每一图像，应用数值最佳化以获得其中成本函数最小化的一个或多个参数的最佳值。一个或多个参数的最佳值被报告为与器件特征有关的计量数据。与器件特征有关的计量数据。与器件特征有关的计量数据。


技术研发人员：瓦赫布
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：2020.11.24
技术公布日：2023/8/24