具体实施方式

在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的实施方式的透彻理解。

然而，本领域技术人员应理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施方式。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程和部件，以免模糊本公开的实施方式。

在说明书的结论部分中特别指出并明确要求保护被视为本公开的实施方式的主题。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述，可以在本公开的组织和操作方法以及其目的、特征和优点方面最好地理解本公开的实施方式。

应当理解，为了说明的简单和清楚性，图中所示的元件未必按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。此外，在认为适当的情况下，可以在各图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。

因为本公开的所图示的实施方式在很大程度上可使用本领域技术人员已知的电子部件和电路来实现，所以为了理解和评价本公开的当前实施方式的基本概念并且为了不混淆或偏离本公开的当前实施方式的教导，将不会以比如上所示被认为是必要的任何更大程度来解释细节。

本说明书中对方法的任何引用都应针对能够执行所述方法的系统加以必要修改来应用，并且应针对为非暂时性的并且存储用于执行所述方法的指令的计算机可读介质加以必要修改来应用。

本说明书中对系统的任何引用都应针对可由系统执行的方法加以必要修改来应用，并且应针对为非暂时性的并且存储可由系统执行的指令的计算机可读介质加以必要修改来应用。

本说明书中对非暂时性计算机可读介质的任何引用应针对在执行存储在计算机可读介质中的指令时可应用的方法加以必要修改来应用，并且应针对被配置为执行存储在计算机可读介质中的指令的系统加以必要修改来应用。

术语“和/或”是指另外地或替代地。

结构元件意指纳米尺度的结构元件，诸如但不限于晶体管、晶体管的一部分、存储单元、存储单元的一部分、导体的布置、绝缘体的布置等。

可以提供用于确定基板的结构元件的三维(3D)信息的系统、方法和非暂时性计算机可读介质。

应该注意的是，所述系统、方法和非暂时性计算机可读介质可加以必要修改而应用来确定除了与基板的结构元件有关的3D信息之外的信息。除了3D信息以外的信息可为法从SEM图像直接且准确地确定的信息。

基板可以是晶片、MEMS基板、太阳能板等。

在各种示例中，为了简化解释，将假设基板是晶片。

图1示出了用于确定基板的结构元件的3D信息的方法100。

方法100可从生成或接收多个模型的步骤105开始。所述多个模型是在训练过程期间生成的。模型可表示结构元件的一个或多个SEM图像与关于结构元件的3D信息之间的关系。

步骤105可包括以下项中的至少一者：

o通过应用分类过程对不同的训练基板进行分类，并且针对每个类别生成模型。

o基于不同模型的预测的估计精度，对不同的训练基板进行分类。

o基于关于不同晶片的工艺参数的信息，对不同的训练基板进行分类。

步骤105之后可为生成或接收基板的结构元件的一种或多种属性的步骤110。

所述一种或多种属性是基于结构元件的SEM图像确定的。

因此，步骤110可包括生成结构元件的一种或多种属性。另外地或可替代地，步骤110可包括接收结构元件的一种或多种属性。

步骤110可包括对SEM图像采集过程限制进行补偿。例如，对单个SEM图像的相对较低信噪比进行补偿。

基板的结构元件的属性可表示关于基板的一组结构元件的信息。例如，属性可以按管芯计算。

所述一组结构元件可包括基板的单个管芯的结构元件中的所有或仅一些结构元件。所述一种或多种属性可基于模型和/或基于机器学习技术来生成。

所述一组结构元件可包括基板的结构元件中的所有或仅一些结构元件。

所述一组结构元件可包括由同一3D信息单元表示的所有结构元件。

所述一组结构元件可为同一结构元件的多个实例。

步骤110之后可为从多个模型中搜索相关模型的步骤120，所述相关模型被估计为以至少预定精度预测基板的结构元件的3D信息。

所述预定义的精度可由基板制造商、计量系统操作员和/或以任何方式来确定。

模型可通过应用机器学习来生成。

在训练过程期间可生成模型中的至少一些模型。训练过程可包括接收或生成训练基板的结构元件的一种或多种属性，并且还接收或生成关于训练基板的结构元件中的至少一些结构元件的3D信息。

3D信息可以以各种方式提供—例如通过铣削管芯并获得经铣削的管芯的透射电子显微镜(TEM)图像。

在训练过程期间，可以基于以下来生成模型：(a)训练基板的结构元件的一种或多种属性，和(b)关于训练基板的结构元件中的至少一些结构元件的3D信息。

不同的模型可代表不同类别的训练基板。可以基于通过使用不同模型获得的预测精度来确定类别。

模型可与一个或多个训练基板的类别相关联。

模型应该以至少所述预定精度预测关于属于与所述模型相关联的训练基板类别的基板的3D信息。

因此，与特定类别相关联的模型可能无法以至少所述预定精度预测与不与所述特定类别相关联的基板有关的3D信息。

模型关于特定基板的预测精度可以基于(a)所述特定基板的结构元件的一种或多种属性与(b)与所述模型相关联的训练基板的结构元件的一种或多种属性之间的关系来确定。

对相关模型的搜索可以是检查(a)特定基板的结构元件的一种或多种属性与(b)与模型相关联的训练基板的结构元件的一种或多种属性之间的关系的匹配过程。

关系可以是例如一种或多种属性之间的相似性等。

如果所述相似性低于预定阈值，则所述模型的预测精度可能被认为是不充分的。

可以应用各种匹配过程，诸如和平方差搜索(SD)、马哈拉诺比斯距离计算、KL散度，或任何其他回归过程。

针对不同的类别使用不同的模型提高了方法的精度，并且被发现克服了诸如模型重叠和多模态的问题。当具有相似的一种或多种属性的不同基板被映射至不同3D信息值时，发生了模型重叠。当具有不同的一种或多种属性的不同基板被映射至相同的3D信息值时，发生了多模态。

搜索(步骤120)可具有几种结果。

第一结果是找到相关模型。如果找到多个相关模型，则可以选择所述找到的相关模型中的一个相关模型。

第一结果导致使用相关模型预测基板的结构元件的3D信息的步骤130。

第二结果是未能找到相关模型。在这种情况下，假设多个相关模型中的任何一个相关模型都不能精确地预测(以至少所述预定精度预测)基板的结构元件的3D信息。

第二结果导致响应于未能找到相关模型的步骤140。

步骤140可包括以下项中的至少一者：

o阻止预测基板的结构元件的3D信息。

o预测基板的结构元件的3D信息，但是将低确定性水平分配给所述预测。

o基于基板计算新模型。这将需要获得所述基板的3D信息。

o请求基于所述基板计算新模型。

o生成失败指示。

图2示出了方法200的示例。

假设：

o训练基板是训练晶片。

o每个训练晶片包括一组管芯。

o对于每个晶片，第一组管芯具有3D信息，而第二组管芯不具有3D信息。

o第一组管芯中的每个管芯由3D信息单元表示。

o基板的结构元件的属性代表整个管芯的结构元件。

在这些假设下，基于一种或多种属性和关于第一组管芯的3D信息，生成与训练晶片相关联的模型。在训练步骤期间，可以确定属性。属性(至少一些)和已知的3D信息(基态)值以及任选地任何工艺信息被用于生成多个模型。训练步骤涉及确定属性本身，以及使用来自所有训练基板(晶片)的所有属性。

在测试或推断步骤期间，使用所测试的晶片的属性来寻找相关模型。如果找到了此类相关模型，则可以将特定结构的属性(全部或子集)馈送给所述相关模型。

相关模型的搜索可基于与整个晶片有关的一种或多种属性。

方法200可从生成或接收多个模型的步骤205开始。所述多个模型是在训练过程期间生成的。

步骤205之后可以是生成或接收某一晶片的结构元件的一种或多种属性的步骤210。

步骤210之后可以是从多个模型中搜索相关模型的步骤220，所述相关模型经估计而以至少预定精度预测所述某一晶片的结构元件的3D信息。

步骤220可包括确定(a)某一晶片的结构元件的一种或多种属性与(b)与不同类别的训练晶片相关联的测试晶片的结构元件的一种或多种属性之间的关系。

所述关系可表示(a)某一晶片的结构元件的一种或多种属性与(b)与不同类别的训练晶片相关联的测试晶片的结构元件的一种或多种属性之间的相似性。

如果对于某一类别，相似性高于预定的相似性阈值，则与所述某一类别相关联的模型可被视为所述相关模型。

当找到所述相关模型时，步骤220之后是使用所述相关模型预测所述某一晶片的结构元件的3D信息的步骤230。

否则，步骤220之后是响应于失败的步骤240。

图3示出了用于生成管芯的结构元件的一种或多种属性的方法300。

方法300示出了各种步骤，所述各种步骤增加SEM图像的信噪比，并补偿不同位点的SEM图像之间可能的SEM成像诱导的变化(诸如照射所述位点的电子束强度，或在照射和/或收集电子期间的其他变化)。可提供其他步骤。

方法300可从接收或生成晶片的多个位点的SEM图像的步骤310开始。所述多个位点可覆盖整个晶片或者可仅覆盖所述晶片的一个或多个部分。

步骤310之后可以是定位包括感兴趣的结构元件的补片(patch)，特别是在SEM图像中定位包括某些结构元件的多个实例的补片的步骤320。补片可以是二维补片。

步骤320之后可以是对每个位点的补片进行平均以提供每个位点的位点平均的补片的步骤330。

步骤330之后可以是将每个位点平均的补片转换成位点向量的步骤340。这可以例如通过对位点平均的补片的每个像素列进行平均以提供每列的位点向量元素来实现。

步骤340之后可以是将每个位点向量归一化的步骤350。

步骤350之后可以是对每个管芯的位点向量进行平均以提供每个管芯的管芯向量的步骤360。

步骤360之后可以是生成表示每个管芯的管芯向量的晶片属性的步骤370。晶片属性可以是基质。

图4示出了方法400的示例，以及各种SEM图像和数据结构。

假设(仅为解释方便)有两种类别的训练晶片和两种训练模块：第一模型405和第二模型406。第一类别的训练晶片由第一3D信息401和第一属性403表示。第二类别的训练晶片由第二3D信息402和第二属性404表示。可存在多于两种类别。

接收新晶片的一个或多个新SEM图像410。

通过生成一种或多种属性412来处理一个或多个SEM图像。将所生成的一种或多种属性发送到搜索相关模型的步骤414。如果随后—步骤414之后是应用相关模型(所述相关模型可以是第一模型或第二模型)—用于生成新晶片的3D信息的步骤416。否则，步骤414之后是请求基于所述一个或多个SEM图像和3D信息生成新模型的步骤418。

图5示出了晶片514、管芯512以及管芯的位点中的一个位点的SEM图像510的示例。

图6示出了晶片514以及包括成像器710和处理器720的系统500。

所述处理器可包括一个或多个处理电路，诸如微处理器、图形处理单元、硬件加速器、中央处理单元、神经网络处理器、图像处理器等。处理器可经编程(或以其他方式被构造和被布置或配置为)执行说明书中所说明的方法中的任何方法的任何步骤。

所述系统还可包括存储单元，诸如易失性或非易失性存储单元，以用于存储信息和/或指令和或模型和/或一种或多种属性。存储单元是非暂时性计算机可读介质的示例。

成像器710可以是电子束成像器、电子束显微镜、离子显微镜、离子成像器等。电子束显微镜可以是扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。

系统700可被配置为执行方法100、200、300和400中的至少一者。

所述成像器被配置为生成SEM图像，而处理器200可被配置为执行方法100、200、300和400中的至少一者的其他步骤。

在前述说明书中，已经参考本公开的实施方式的具体示例描述了本公开的实施方式。然而，显而易见的是，在不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的实施方式的更广泛的精神和范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和改变。

用于实现相同功能的部件的任何布置都有效地“关联”，以便实现所需的功能。因此，在此组合以实现特定功能的任何两个部件可以被视为彼此“相关联”，使得实现期望的功能，而不管架构或中间部件。同样地，如此关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地联接”以实现期望的功能。

此外，本领域技术人员将认识到，上述操作之间的边界仅仅是说明性的。可以将多个操作组合成单个操作，可以将单个操作分配在附加操作中，并且可以在时间上至少部分重叠地执行操作。此外，替代实施方式可以包括特定操作的多个实例，并且可以在各种其他实施方式中改变操作的顺序。

此外，例如，在一个实施方式中，所示示例可以实现为位于单个集成电路上或同一装置内的电路。或者，示例可以实现为以合适的方式彼此互连的任何数量的单独的集成电路或单独的装置。

然而，其他修改、变化和替代也是可能的。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的。

在权利要求中，括号内的任何参考符号不应被解释为限制权利要求。字词“包括”不排除权利要求中列出的其他要素或步骤的存在。此外，如在此使用的术语“一个”或“一”被定义为一个或多于一个。此外，在权利要求中使用诸如“至少一个”和“一个或多个”的介绍性短语不应被解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引入另一个权利要求要素将任何包含这种引入的特定权利要求要素的权利要求限制为仅包含一个此类要素的本公开的实施方式，即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“一”或“一个”的不定冠词时也如此。使用定冠词也是如此。除非另有说明，否则诸如“第一”和“第二”的术语用于任意区分此类术语描述的要素。因此，这些术语不一定旨在表示这些要素的时间或其他优先次序。在相互不同的权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能用于获益。

虽然本文已经说明和描述了本公开的实施方式的某些特征，但是本领域普通技术人员将思及许多修改、替换、改变和等同物。因此，应该理解，所附权利要求旨在覆盖落入本公开的实施方式的真正精神内的所有这些修改和变化。

可以提供在任何附图、说明书的任何部分和或任何权利要求中列出的任何模块或单元的任何组合。特别地，可以提供任何要求保护的特征的任何组合。

对术语“包括”或“具有”的任何引用也应被解释为是指“由……组成”或“基本上由……组成”。例如，包括某些步骤的方法分别为可包括附加步骤，可局限于所述某些步骤，或者可包括不在实质上影响所述方法的基本和新颖特征的附加步骤。

所述实施方式也可以在用于在计算机系统上运行的计算机程序中实现，所述计算机程序至少包括用于当在可编程装置(诸如计算机系统)上运行时执行根据所述实施方式的方法的步骤或者使可编程装置能够执行根据所述实施方式的设备或系统的功能的代码部分。计算机程序可使存储系统将磁盘驱动器分配给磁盘驱动器组。

计算机程序是一系列指令，诸如特定应用程序和/或操作系统。计算机程序可例如包括以下项中的一者或多者：子例程、函数、程序、对象方法、对象实现、可执行的应用程序、小应用程序、小服务程序、源代码、目标代码、共享库/动态加载库和/或设计用于在计算机系统上执行的其他指令序列。

计算机程序可以内部地存储在计算机程序产品(诸如非暂时性计算机可读介质)上。计算机程序中的所有或一些计算机程序可在永久地、可去除地或远程地耦合至信息处理系统的非暂时性计算机可读介质上提供。非暂时性计算机可读介质可包括例如但不限于任何数量的以下项：磁存储介质，包括磁盘和磁带存储介质；光学存储介质，诸如光盘介质(例如，CDROM、CDR等)和数字视频光盘存储介质；非易失性存储器存储介质，包括基于半导体的存储单元，诸如闪存、EEPROM、EPROM、ROM；铁磁数字存储器；MRAM；易失性存储介质，包括寄存器、缓冲器或高速缓存、主存储器、RAM等。计算机过程通常包括正在执行(正在运行)的程序或程序的一部分、当前程序值和状态信息，以及操作系统用来管理过程的执行的资源。操作系统(OS)是管理计算机资源共享并为程序员提供用于访问这些资源的界面的软件。操作系统处理系统数据和用户输入，并通过分配和管理任务和内部系统资源作为服务而对系统的用户和程序作出响应。计算机系统可例如包括至少一个处理单元、相关联的存储器和多个输入/输出(I/O)设备。当执行计算机程序时，计算机系统根据计算机程序处理信息，并通过I/O设备产生所得输出信息。

前述说明书包括一个或多个实施方式的具体示例。然而，显而易见的是，在不脱离所附权利要求中阐述的一个或多个实施方式的更广泛的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种修改和改变。