Система расчёта критических размеров
CDForm

Назначение ПО

Программа предназначена для автоматизированного расчёта и анализа геометрических параметров наноструктур по данным электронной микроскопии.

Область применения

Область применения — метрология сверхмалых размеров, инженерные, технологические и расчётно-аналитические задачи, связанные с контролем и анализом размеров наноструктур в области сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).

Основные функциональные возможности

  • ввод исходных данных: растровые изображения сканирующей электронной микроскопии (форматы PNG, PGM, TIFF, BMP) и файл конфигурации СЭМ*
  • выделение краёв на изображении несколькими независимыми методами;
  • предварительную фильтрацию шума;
  • субпиксельное уточнение положения краёв с использованием физической модели сигнала;
  • построение профиля сигнала и определение ширины линии (CD);
  • определение расстояния между одинаковыми краями периодических структур (pitch);
  • расчёт шероховатости края линии (LER), в том числе ее спектральный анализ;
  • расчёт шероховатости ширины линии (LWR) и равномерности CD;
  • анализ формы контуров: разбиение на прямолинейные участки, аппроксимация отрезками, восстановление угловых точек;
  • формирование результатов в виде полигонов (вершины контуров в нанометрах) и таблиц статистик, рассчитанных несколькими способами, включая физическую модель сигнала;
  • экспорт результатов: полигоны и статистики в JSON, таблицы в CSV, изображения в PNG;
  • Математическое моделирование и расчёт СЭМ-изображений по заданному файлу СЭМ-конфигурации* для проверки и калибровки измерительных процедур.

*)Файл конфигурации СЭМ: файл с параметрами сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), содержащий описание исследуемого образца, геометрии наноструктуры, параметров электронного пучка, условий облучения и иных параметров, необходимых для выполнения расчётных процедур.

Описание режима работы/интерфейса

ПО состоит из внутренней вычислительной библиотеки (не зависящей от графического интерфейса) и приложений, описанных ниже:

  • графические приложения анализа и моделирования (cdform_analysis и cdform_ui), а также
  • утилит командной строки (cdform_analyze и cdform_sem_render).

Графические приложения

Приложение анализа СЭМ-изображений (cdform_analysis):

 — загрузка готового СЭМ-изображения, выбор метода выделения краёв, фильтрации и субпиксельного уточнения, запуск анализа, просмотр результатов с наложением найденных контуров, сегментов, углов и полигонов, таблица статистик по линиям, экспорт результатов.

Приложение моделирования СЭМ-изображений по описанию СЭМ-конфигурации* (cdform_ui):

 — расчет и последующий просмотр СЭМ-изображений, смоделированных по описанию в файле СЭМ-конфигурации*: главное окно с изображением, панель параметров геометрии и модели, интерактивные профили сечений, экспорт результатов, в т.ч. изображения (PNG) и профиля (CSV).

Утилиты командной строки

Приложение анализа СЭМ-изображений (cdform_analyze):

Функционал аналогичен cdform_analysis, но с использованием командной строки и возможностью пакетного режима работы.

Приложение моделирования СЭМ-изображения по описанию СЭМ-конфигурации* (cdform_sem_render):

Функционал аналогичен cdform_ui, но с использованием командной строки и возможностью пакетного режима работы.

Скриншоты и примеры работы

Рисунок 1 — Пример входных данных: СЭМ-изображение плотной структуры «линия/зазор».

Рисунок 2 — Выделение краёв: обнаруженные положения краёв структур.

Рисунок 3 — Построение профиля сигнала, определение ширины линии (CD) и шага (pitch).

Рисунок 4 — Расчёт шероховатости края (LER) и ширины линии (LWR).

Рисунок 5 — Пример отображения результатов анализа.

Рисунок 6 —
Интерфейс приложения анализа СЭМ-изображения приложения анализа СЭМ-изображения:
результат обработки структуры «линия/зазор», наложение контуров и полигонов,
таблица статистик по линиям в двух вариантах расчёта
(по отфильтрованному и по исходному изображению).

Рисунок 7 — Результат анализа массива круглых структур: замкнутые контуры и полигоны.

Рисунок 8 — Примеры целевых геометрий.

Рисунок 9 — Влияние уровня шума на изображение при одинаковой структуре.

Рисунок 10 — Устойчивость выделения краёв при разном уровне шума

Рисунок 11 — Примеры выделения краёв на различных структурах

Рисунок 12 — Интерфейс приложения моделирования
СЭМ-изображений по описанию СЭМ-конфигурации* с использованием физической модели:
главное окно, панель параметров, изображение и профиль сечения.