一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法及装置，该特征提取方法设计了一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法，通过采用非局部均值滤波方式，对电子扫描显微镜图像进行图像滤波，之后提取出电子扫描显微镜图像中图形的边缘，再进行平滑化处理和物体轮廓检测，获取电子扫描显微镜图像中图形的边缘信息；再根据图形的边缘信息，计算图形的线宽，能够利用计算机快速检测出图形的线宽，并根据图形的线宽确定相邻图形之间的间距。相比人工标注的方式，能够大量减少工作量，且提高标注效率。同时，采用非局部均值滤波方式对图像进行滤波，实际使用效果比高斯滤波更好，能够提高滤波的效果。滤波的效果。滤波的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法及装置


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法及装置。

技术介绍

[0002]在集成电路制造中，实际光刻刻蚀后的集成电路图形，与原本的版图设计之间存在偏差。为了修正这一偏差，需要对设计版图和晶片上的实际图形进行比对建立模型。通常实际的图形由电子扫描显微镜(SEM)获得。为了方便进行建模，需要从实际图形中提取一些关键的特征。对于一维图形而言，其关键特征在于图形的线宽(linewidth)和相邻图形之间的间距(space)。现有技术主要采用人工标注的方式在图片上标注图形的线宽。但是，采用该方式工作量较大时繁琐且耗时。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法及装置，能够利用计算机快速检测出图形的线宽。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法，该特征提取方法包括：获取待处理的电子扫描显微镜图像，电子扫描显微镜图像通过采集刻蚀有集成电路的晶片获得；采用非局部均值滤波方式，对电子扫描显微镜图像进行图像滤波，得到第一图像；从第一图像中提取出电子扫描显微镜图像中图形的边缘，得到第二图像；对第二图像进行平滑化处理，得到第三图像；对第三图像进行物体轮廓检测，获取电子扫描显微镜图像中图形的边缘信息；根据图形的边缘信息，计算图形的线宽。
[0005]在上述的方案中，设计了一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法，通过采用非局部均值滤波方式，对电子扫描显微镜图像进行图像滤波，之后提取出电子扫描显微镜图像中图形的边缘，再进行平滑化处理和物体轮廓检测，获取电子扫描显微镜图像中图形的边缘信息；再根据图形的边缘信息，计算电子扫描显微镜图像中每个图形的线宽，能够利用计算机快速检测出图形的线宽，并根据图形的线宽确定相邻图形之间的间距。相比人工标注的方式，能够大量减少工作量，且提高标注效率。同时，采用非局部均值滤波方式对图像进行滤波，实际使用效果比高斯滤波更好，能够提高滤波的效果。
[0006]在一个具体的实施方式中，采用非局部均值滤波方式，对电子扫描显微镜图像进行图像滤波，得到第一图像，包括：
[0007]步骤一：确定搜索窗口和邻块域尺寸；其中，搜索窗口的尺寸为ssize*ssize，邻块域的尺寸为ksize*ksize；
[0008]步骤二：对第一图像的上下左右四个边缘分别扩充half_ssize+half_ksize，扩充的像素点的像素值为0；
[0009]步骤三：从搜索窗口中选择一像素点作为当前待滤波像素点A；
[0010]步骤四：在搜索窗口内选择一像素点B，以像素点B为中心的邻块域作为滑动窗口，
在搜索窗口内依次滑动；在滑动窗口每滑动一次后计算以A为中心的邻块域和以B为中心的邻块域之间的均方误差，同时计算待滤波像素点A与像素点B的高斯权重，直到滑动窗口完成在搜索窗口内滑动为止；
[0011]步骤五：计算搜索窗口内所有像素点的像素值的加权平均数，作为像素点A的滤波值；
[0012]步骤六：遍历搜索窗口中其他的像素点作为当前待滤波像素点A，并重复步骤三到六，更新搜索窗口内的每个像素点的像素值，得到第一图像。便于采用非局部均值滤波方式对图像进行滤波。
[0013]在一个具体的实施方式中，根据图形的边缘信息，计算电子扫描显微镜图像中每个图形的线宽，包括：
[0014]从图形上选定设定像素点长度的图形，且设定像素点长度的图形与x
‑
y直角坐标系中的y轴平行；
[0015]采用与x
‑
y直角坐标系中的x轴平行的扫描线，在设定像素点长度的图形的一端与另一端之间，等间距的扫描N次；
[0016]每扫描一次，记录下扫描线与设定像素点长度的图形的左右两个边缘的交点的横坐标分别为Xl[i]、Xr[i]；其中，i表示第i次扫描；
[0017]计算每次扫描所测得的图形的线宽W[i]＝Xl[i]‑
Xr[i]；
[0018]计算设定像素点长度的图形的平均线宽W
BAR
：
[0019][0020]根据平均线宽W_BAR和像素点与实际长度之间的比例关系，计算设定像素点长度的图形的实际平均线宽，并将计算得到的实际平均线宽作为图形的线宽。使得到的图形的线宽能够更加准确。
[0021]在一个具体的实施方式中，该特征提取方法还包括：
[0022]计算每次扫描所测得的图形的线宽W[i]、与设定像素点长度的图形的平均线宽W_BAR，之间的偏差w_delt＝W[i]‑
WBAR；
[0023]计算设定像素点长度的线宽的标准偏差LWR：
[0024][0025]将设定像素点长度的线宽的标准偏差LWR，作为图形的线宽标准差。还自动求取图形的线宽标准差，从而考虑了加工和识别阶段的误差，便于更加准确的修正设计版图和晶片上的实际图形之间的偏差。
[0026]在一个具体的实施方式中，该特征提取方法还包括：
[0027]根据N次扫描中记录的扫描线与设定像素点长度的图形的左右两个边缘的交点的横坐标Xl[i]、Xr[i]，计算设定像素点长度的图形的左边缘和右边缘的边缘粗糙度。还自动求取图形的左右边缘的边缘粗糙度，从而考虑了加工和识别阶段的误差，便于更加准确的修正设计版图和晶片上的实际图形之间的偏差。
[0028]在一个具体的实施方式中，根据N次扫描中记录的扫描线与设定像素点长度的图形的左边缘的交点的横坐标Xl[i]、计算设定像素点长度的图形的左边缘的边缘粗糙度，包括：
[0029]确定设定像素点长度的图形的左边缘的边界平均位置X_BAR：
[0030][0031]计算每次扫描得到的扫描线与设定像素点长度的图形的左边缘的交点与边界平均位置的偏差X_delt：
[0032]X_delt＝Xl[i]‑
X_BAR
[0033]采用如下公式，计算设定像素点长度的图形的左边缘的边缘粗糙度LER_L：
[0034][0035]便于自动的求取图形的左边缘的边缘粗糙度。
[0036]在一个具体的实施方式中，根据N次扫描中记录的扫描线与设定像素点长度的图形的右边缘的交点的横坐标Xr[i]、计算设定像素点长度的图形的右边缘的边缘粗糙度，包括：
[0037]确定设定像素点长度的图形的右边缘的边界平均位置X_BAR：
[0038][0039]计算每次扫描得到的扫描线与设定像素点长度的图形的右边缘的交点与边界平均位置的偏差X_delt：
[0040]X_delt＝Xr[i]‑
X_BAR
[0041]采用如下公式，计算设定像素点长度的图形的右边缘的边缘粗糙度LER_R：
[0042][0043]便于自动的求取图形的右边缘的边缘粗糙度。
[0044]在一个具体的实施方式中，对第二图像进行平滑化处理，得到第三图像，包括：对第二图像进行膨胀操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子扫描显微镜图像的特征提取方法，其特征在于，包括：获取待处理的电子扫描显微镜图像，所述电子扫描显微镜图像通过采集刻蚀有集成电路的晶片获得；采用非局部均值滤波方式，对所述电子扫描显微镜图像进行图像滤波，得到第一图像；从所述第一图像中提取出电子扫描显微镜图像中图形的边缘，得到第二图像；对所述第二图像进行平滑化处理，得到第三图像；对所述第三图像进行物体轮廓检测，获取所述电子扫描显微镜图像中图形的边缘信息；根据所述图形的边缘信息，计算所述图形的线宽。2.如权利要求1所述的特征提取方法，其特征在于，所述采用非局部均值滤波方式，对所述电子扫描显微镜图像进行图像滤波，得到第一图像，包括：步骤一：确定搜索窗口和邻块域尺寸；其中，所述搜索窗口的尺寸为ssize*ssize，所述邻块域的尺寸为ksize*ksize；步骤二：对所述第一图像的上下左右四个边缘分别扩充half_ssize+half_ksize，扩充的像素点的像素值为0；步骤三：从所述搜索窗口中选择一像素点作为当前待滤波像素点A；步骤四：在所述搜索窗口内选择一像素点B，以像素点B为中心的邻块域作为滑动窗口，在所述搜索窗口内依次滑动；在所述滑动窗口每滑动一次后计算以A为中心的邻块域和以B为中心的邻块域之间的均方误差，同时计算所述待滤波像素点A与所述像素点B的高斯权重，直到所述滑动窗口完成在所述搜索窗口内滑动为止；步骤五：计算所述搜索窗口内所有像素点的像素值的加权平均数，并将所述搜索窗口内所有像素点的像素值的加权平均数作为所述像素点A的滤波值；步骤六：遍历所述搜索窗口中其他的像素点作为所述当前待滤波像素点A，并重复步骤三到六，更新所述搜索窗口内的每个像素点的像素值，得到所述第一图像。3.如权利要求1所述的特征提取方法，其特征在于，所述根据所述图形的边缘信息，计算所述图形的线宽，包括：从所述图形上选定设定像素点长度的图形，且所述设定像素点长度的图形与x
‑
y直角坐标系中的y轴平行；采用与所述x
‑
y直角坐标系中的x轴平行的扫描线，在所述设定像素点长度的图形的一端与另一端之间，等间距的扫描N次；每扫描一次，记录下所述扫描线与所述设定像素点长度的图形的左右两个边缘的交点的横坐标分别为Xl[i]、Xr[i]；其中，i表示第i次扫描；计算每次扫描所测得的图形的线宽W[i]＝Xl[i]
‑
r[i]；计算所述设定像素点长度的图形的平均线宽W_BAR：根据所述平均线宽W_BAR和像素点与实际长度之间的比例关系，计算所述设定像素点长度的图形的实际平均线宽，并将计算得到的实际平均线宽作为所述图形的线宽。
4.如权利要求3所述的特征提取方法，其特征在于，还包括：计算每次扫描所测得的图形的线宽W[i]、与所述设定像素点长度的图形的平均线宽W_BAR，之间的偏差w_delt＝W[i]
‑
_BAR；计算所述设定像素点长度的线宽的标准偏差LWR：将所述设定像素点长度的线宽的标准偏差LWR，作为所述图形的线宽标准差。5.如权利要求3所述的特征提取方法，其特征在于，还包括：根据N次扫描中记录的所述扫描线与所述设定像素点长度的图形的左右两个边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文瑞，韦亚一，陈睿，邵花，董立松，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：