临界尺寸扫描电子显微镜的控制系统与控制方法

摘要

本发明公开一种临界尺寸扫描电子显微镜的控制系统与控制方法。临界尺寸扫描电子显微镜的控制系统。控制系统包括一智能图像识别单元、一处理单元及一远程操作单元。智能图像识别单元用以提取一屏幕画面，并自动辨识一警告事件的类型。处理单元用以在屏幕画面的一显示区域自动搜寻一目标图案。若在屏幕画面的显示区域自动搜寻到目标图案，则远程操作单元自动移动目标图案至显示区域的中心。

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制系统与控制方法，且特别涉及一种临界尺寸扫描电子显微镜(critical dimension scanning electron microscope，CD-SEM)的控制系统与控制方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，各式精密电路芯片不断推陈出新。在半导体制造过程中，每一道工艺的质量都必须严格控管，以避免影响产品良率。

半导体工艺可以采用临界尺寸扫描电子显微镜(critical dimension scanningelectron microscope，CD-SEM)来监测电路图形是否符合预定标准。然而，由于芯片的电路图形相当复杂，人员在操作临界尺寸扫描电子显微镜必须不断搜寻目标图案、或是进行焦距调整的动作。这些动作不仅容易出错，而且相当耗费人力与时间。因此，如何让临界尺寸扫描电子显微镜的操作更加便利，已成为半导体业界相当重视的一项研发方向。

发明内容

本发明涉及一种临界尺寸扫描电子显微镜的控制系统与控制方法，其可以自动控制临界尺寸扫描电子显微镜，而无须人工操作即可完成检测作业，让临界尺寸扫描电子显微镜的操作更加便利。

根据本发明的第一方面，提出一种临界尺寸扫描电子显微镜的控制系统。控制系统包括一智能图像识别单元、一处理单元及一远程操作单元。智能图像识别单元用以提取一屏幕画面，并自动辨识一警告事件的类型。处理单元用以在屏幕画面的一显示区域自动搜寻一目标图案。若在屏幕画面的显示区域自动搜寻到目标图案，则远程操作单元自动移动目标图案至显示区域的中心。

根据本发明的第二方面，提出一种临界尺寸扫描电子显微镜的控制方法。控制方法包括以下步骤。提取一屏幕画面。自动辨识一警告事件的类型。在屏幕画面的一显示区域自动搜寻一目标图案。若在屏幕画面的显示区域自动搜寻到目标图案，则自动移动目标图案至显示区域的中心。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下：

附图说明

图1绘示根据一实施例的临界尺寸扫描电子显微镜(critical dimensionscanning electron microscope，CD-SEM)的控制系统的示意图。

图2绘示根据一实施例的临界尺寸扫描电子显微镜的控制方法的流程图。

图3示例说明图2的步骤S101、S103、S105、S107、S109、S110、S115。

图4示例说明图2的步骤S103、S117、S119、S121、S123、S125、S127、S107、S109、S115、S110。

图5绘示已执行对焦调整程序的显示区域的示意图。

图6示例说明图2的步骤S101、S103、S105、S107、S109、S110、S111、S113、S115。

图7示例说明已执行数值测量的显示区域。

具体实施方式

请参照图1，其绘示根据一实施例的临界尺寸扫描电子显微镜(criticaldimension scanning electron microscope，CD-SEM)的控制系统100的示意图。控制系统100连接于临界尺寸扫描电子显微镜900。控制系统100包括一智能图像识别单元110、一处理单元120、一远程操作单元130及一用户接口单元140。智能图像识别单元110用以进行目标匹配、相似度识别、搜寻目标坐标等功能。处理单元120用以提供远算服务器、数据库服务器、应用服务器与自动操作机等功能。远程操作单元130用以提供远端控制管理(RemoteControl Management，RCM)、光学字元辨识(Optical Character Recognition，OCR)、讯息队列(Microsoft Message Queue，MSMQ)等功能。用户接口单元140用以提供事务日志、新观测事项制订、统计图表与转换人工处理等功能。智能图像识别单元110、处理单元120、远程操作单元130例如是具有运算、控制、处理功能的电路、芯片、电路板或存储数组程序代码的记录装置。用户接口单元140例如是一显示器或是显示器与电路、芯片、电路板或存储数组程序代码的记录装置的组合。本实施例的控制系统100可以自动控制临界尺寸扫描电子显微镜900，而无须人工操作即可完成检测作业。以下更通过流程图详细说明上述各项元件的运作。

请参照图2，其绘示根据一实施例的临界尺寸扫描电子显微镜900的控制方法的流程图。图3示例说明图2的步骤S101、S103、S105、S107、S109、S110、S115。在步骤S101中，如图3所示，智能图像识别单元110提取一屏幕画面F3。如图3所示，屏幕画面F3为屏幕上的整个画面，其包含数个视窗。

接着，在步骤S103中，智能图像识别单元110自动辨识一警告事件WR(绘示于图1)的类型。在此步骤中，智能图像识别单元110将屏幕画面F3输入至一图像辨识模型MD(绘示于图1)，以辨识出警告事件WR的类型。在特定的工艺或特定的观测事项中，警告事件WR的屏幕画面F3会存在一些特定的特征。例如，会固定显示几个视窗、或者会固定显示一些文字、或者半导体图案会呈现特定图样。已知的屏幕画面可以利用人工智能技术训练出图像辨识模型MD，智能图像识别单元110再利用图像辨识模型MD来辨识当前的屏幕画面F3属于警告事件WR的哪一类型。警告事件WR例如是对准错误、取值错误、数据错误等。图3为对准错误的警告事件WR。

接着，在步骤S105中，处理单元120在屏幕画面F3之一显示区域R3自动搜寻一目标图案TG3。在此步骤中，远程操作单元130先自动点击屏幕画面F3左侧的参考图形RF3，以使参考图形RF3显示在显示区域R3内。处理单元120在显示区域R3尝试搜寻目标图案TG3。在一实施例中，有可能因光学仪器没有准确对焦而无法搜寻到目标图案TG3。也有可能因光学仪器的位置不正确而无法搜寻到目标图案TG3。在图3的例子中，处理单元120在显示区域R3有找到清晰的目标图案TG3，故流程进入步骤S107。

在步骤S107、S109中，远程操作单元130自动移动目标图案TG3至显示区域R3的中心。此动作分为两个步骤。在步骤S107中，远程操作单元130自动点击定位光标OT3。然后，在步骤S109中，远程操作单元130自动点击目标图案TG3，即可自动将目标图案TG3移至显示区域R3的中心。

接着，在步骤S110中，处理单元120依据屏幕画面F3判断是否需要进行数值测量。在图3的例子中，并不需要进行数值测量，而直接进入步骤S115。

在步骤S115中，目标图案TG3已移至显示区域R3的中心，远程操作单元130自动点击一确认按钮K3。如此一来，即可自动完成临界尺寸扫描电子显微镜900的控制，而无须人力的浪费。以图3为例，在对准错误的警告事件WR的情况下，控制系统100能够自动辨识出属于对准错误的警告事件WR，并据以自动搜寻出目标图案TG3，再将目标图案TG3移至显示区域R3的中心。

图2的临界尺寸扫描电子显微镜900的控制方法还包括其他步骤，以下更搭配另一例说明如下。请参照图4，其示例说明图2的步骤S101、S103、S117、S119、S121、S123、S125、S127、S107、S109、S115、S110。

在步骤S101中，如图4所示，智能图像识别单元110提取一屏幕画面F4。如图4所示，屏幕画面F4为屏幕上的整个画面，其包含数个视窗。

接着，在步骤S103中，智能图像识别单元110自动辨识警告事件WR(绘示于图1)的类型。在此步骤中，智能图像识别单元110将屏幕画面F4输入至图像辨识模型MD(绘示于图1)，以辨识出警告事件WR的类型。图4为对准错误的警告事件WR。

接着，在步骤S105中，处理单元120在屏幕画面F4之一显示区域R4自动搜寻一目标图案TG4(绘示于图5)。在此步骤中，远程操作单元130先自动点击屏幕画面F4左侧的参考图形RF4，以使参考图形RF4显示在显示区域R4内。处理单元120在显示区域R4尝试搜寻目标图案TG4。在图4的例子中，处理单元120在显示区域R4无法找到清晰的目标图案TG4，故流程进入步骤S117。

在步骤S117中，远程操作单元130自动执行一对焦调整程序，以使显示区域R4重新对焦。在此步骤中，远程操作单元130可根据某一预设坐标位置点击一对焦调节按钮K41。对焦调节按钮K41可自动调节焦距。或者，远程操作单元130也可根据某一预设坐标位置点击一焦距放大按钮K42，以放大焦距。或者，远程操作单元130也可根据某一预设坐标位置点击一焦距缩小按钮K43，以缩小焦距。

然后，在步骤S119中，处理单元120在屏幕画面F4的显示区域R4自动搜寻目标图案TG4。若仍无法搜寻到目标图案TG4，则进入步骤S121。

在步骤S121中，远程操作单元130执行一观测范围移动程序。在此步骤中，远程操作单元130可根据某一预设坐标位置点击一倍率放大按钮K44，以放大倍率。或者，远程操作单元130可以根据某一预设坐标位置点击一倍率缩小按钮K45，以缩小倍率。或者，远程操作单元130可以自动连续点击屏幕画面F4的显示区域R4的四个角落，以使观测范围朝向四个角落移动。或者，远程操作单元130可以自动连续点击屏幕画面F4的显示区域R4的四个边缘，以使观测范围朝向四个边缘移动。也就是说，观测范围朝向可以朝向四个角落及四个边缘移动，而形成九宫格的移动。

然后，在步骤S123中，处理单元120在屏幕画面F4的显示区域R4自动搜寻目标图案TG4。请参照图5，其绘示已执行对焦调整程序的显示区域R4的示意图。如图5所示，处理单元120在屏幕画面F4的显示区域R4已经可以自动搜寻到目标图案TG4，故流程进入步骤S107。

在步骤S125中，处理单元120判断对焦调整程序及观测范围移动程序是否已执行一预定次数(例如是两次)。若对焦调整程序及观测范围移动程序是否已执行预定次数，则需要进入步骤S127，由用户接口单元140提示进行人工控制。

后续图5的步骤S107、S109、S110、S115同上所述，在此不在重述。如此一来，即可自动完成临界尺寸扫描电子显微镜900的控制，而无须人力的浪费。以图4～图5为例，在目标图案TG4无法找到目标图案TG4的情况下，控制系统100能够自动执行对焦调整程序及观测范围移动程序，以自动搜寻出目标图案TG4，再将目标图案TG4移至显示区域R4的中心。

图2的临界尺寸扫描电子显微镜900的控制方法还包括其他步骤，以下更搭配另一例说明如下。请参照图6，其示例说明图2的步骤S101、S103、S105、S107、S109、S110、S111、S113、S115。

在步骤S101中，如图6所示，智能图像识别单元110提取一屏幕画面F6。如图6所示，屏幕画面F6为屏幕上的整个画面，其包含数个视窗。

接着，在步骤S103中，智能图像识别单元110自动辨识警告事件WR(绘示于图1)的类型。在此步骤中，智能图像识别单元110将屏幕画面F6输入至图像辨识模型MD(绘示于图1)，以辨识出警告事件WR的类型。图6为取值错误的警告事件WR。

接着，在步骤S105中，处理单元120在屏幕画面F6之一显示区域R6自动搜寻一目标图案TG6。在此步骤中，远程操作单元130先自动点击屏幕画面F6左侧的参考图形RF6，以使参考图形RF6显示在显示区域R6内。处理单元120在显示区域R6尝试搜寻目标图案TG6。在图6的例子中，处理单元120在显示区域R6能够找到清晰的目标图案TG6，故流程进入步骤S107。

在步骤S107、S109中，远程操作单元130自动移动目标图案TG6至显示区域R6的中心。此动作分为两个步骤。在步骤S107中，远程操作单元130点击定位光标OT6。然后在步骤S109中，远程操作单元130点击目标图案TG6，即可自动将目标图案TG6移至显示区域R6的中心。

接着，在步骤S110中，处理单元120依据屏幕画面F6的判断是否需要进行数值测量。在图6的例子中，需要进行数值测量，而直接进入步骤S111。

在步骤S111中，处理单元120根据某一预设位置点击数值测量按钮K61。

接着，在步骤S113中，处理单元120判断显示区域R6是否有测量框以及测量数值。如图7所示，其绘示已执行数值测量的显示区域R6的示意图。在图7中，显示区域R6已有测量框FM6及测量数值DT6，故进入步骤S115。

在步骤S115中，目标图案TG6已进行数值测量，远程操作单元130自动点击一确认按钮K62。如此一来，即可自动完成临界尺寸扫描电子显微镜900的控制，而无须人力的浪费。

综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。