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为从扫描电子显微镜图像中测量关键尺寸和线边粗糙度设计各向异性噪声滤波器

DOI：10.1116/1.5048077 期刊：Journal of Vacuum Science & Technology B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 扫描电子显微镜（SEM）常用于检测光刻工艺转移的图形。典型检测包括测量转移图形中每个特征结构的临界尺寸（CD）和线边粗糙度（LER）。此类检测通常利用图像处理技术来识别特征结构边界。由于SEM图像往往包含大量噪声，在后续边缘检测流程前必须进行适当降噪。先前研究曾开发出一种根据噪声水平自适应调整的各向同性高斯滤波器设计方法，但该方法对较小特征结构（尤其是LER测量）的效果逊于较大特征结构。本研究主要目标是改进设计方法，使测量CD和LER的精度在特征尺寸缩小时不会显著下降。新方法通过采用非各向同性的高斯滤波器提升对信号与噪声的适应性——因为二者均表现出显著的方向相关性：垂直于特征方向的截止频率设定为涵盖大部分信号成分，另一方向的截止频率则平衡信号与噪声成分的纳入量。该方案实现了滤波器的系统化简易设计。同时优化了噪声估计算法以提高精度?；谝阎卣鞅呓绲牟慰纪枷穹治霰砻?，本方法设计的非各向同性滤波器在CD、LER及功率谱密度精度方面均优于各向同性滤波器。
作者： Hyesung Ji，Soo-Young Lee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

改进扫描电子显微镜（SEM）图像噪声滤波器的设计方法，通过采用各向异性高斯滤波器，实现对关键尺寸（CD）和线边缘粗糙度（LER）的精确测量，尤其适用于小尺寸特征。

研究成果

采用本方法设计的各向异性高斯滤波器在临界尺寸（CD）、线边粗糙度（LER）和功率谱密度（PSD）精度方面优于各向同性滤波器。该新设计方法使滤波器能更自适应地匹配噪声类型与强度，且其性能对特征尺寸和噪声类型的敏感度更低。

研究不足

该设计方法依赖于从给定扫描电子显微镜（SEM）图像中估算的噪声。随着特征尺寸减小，用于估算噪声的平坦区域宽度也随之变窄，导致估算出的噪声精度降低。可能需要进一步优化噪声估算流程。

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