TW202413949A - 分析量測資料的方法 - Google Patents

Abstract

較佳實施例涉及一種例如用於半導體製造中的凹陷分析的量測方法，其包括使用樣品之具有2D週期性特徵陣列的原子力顯微鏡(AFM)資料來產生樣品圖像並計算特徵的週期性。該方法識別週期性中的峰值以確定特徵週期和晶格角度，並構建與圖像配準的晶格遮罩以執行對準計算。遮罩被偏移，並進行對準計算，以最佳化成本。

Description

分析量測資料的方法

較佳實施例係關於分析原子力顯微鏡資料的領域。特別是，其關於分析樣本特徵的空間和地形資料，例如，晶格中的週期性特徵檢測。較佳實施例對於在高產量應用中進行測量特別有用，例如，在半導體製造中執行凹陷(recess)分析。 [相關申請案之交叉參考]

本申請案根據35 USC §1.119(e)主張於2022年6月14日申請之美國臨時專利申請案序列號63/352,120的優先權。此申請案的申請標的透過引用整體併入本文。

掃描探針顯微鏡，諸如原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)，是採用具有尖端的探針的裝置，尖端以適當的力與樣品的表面相互作用，以將表面表徵至原子尺寸。通常，將探針引導至樣品的表面，並且透過提供尖端和樣品之間的相對掃描運動，可以獲取樣品之特定區域上的表面特性資料，以及可以產生樣品的相應圖。

整體而言，該儀器能夠在探針和樣品之間產生相對運動，同時測量樣品的地形或一些其他的表面屬性，如Hansma等人的美國專利號RE 34,489；Elings等人的美國專利號5,266,801；及Elings等人的美國專利號5,412,980中所述。

在常見的配置中，探針通常耦合到振盪致動器或驅動器，該振盪致動器或驅動器用於以懸臂的共振頻率或接近懸臂的共振頻率來驅動探針。替代配置可以測量懸臂的偏轉、扭轉或其他運動。探針通常是帶有整合尖端的微加工懸臂。

通常，在SPM控制器的控制下，從AC信號源施加電子信號，以使致動器或掃描器驅動探針振盪。探針與樣品的相互作用通常透過控制器的反饋來控制。值得注意的是，致動器可以耦合到掃描器和探針，但可以與探針的懸臂一體性地形成作為自行致動的懸臂/探針的一部分。

AFM可以被設計為以多種模式操作，包括接觸模式和振盪模式。操作是透過響應於探針組件的懸臂在表面上掃描時的偏轉，相對垂直於樣品的表面上下移動樣品或者探針組件來完成的。掃描通常發生在至少大致上平行於樣品表面的“x-y”平面，而垂直運動發生在垂直於x-y平面“z”方向上。要注意的是，許多樣品具有偏離平坦平面的粗糙、曲率和傾斜，因此使用“大致上平行”的術語。以此方式，與此垂直運動相關聯的資料可以被儲存，然後被用來建構與被測量的樣品特性(例如，表面地形)相對應的樣品表面的圖像。在一種被稱為TappingMode™ AFM (TappingMode™是本受讓人的商標)的AFM操作模式中，尖端以探針的相關聯懸臂的共振頻率或接近探針的相關聯懸臂的共振頻率振盪。反饋迴路試圖保持此振盪的幅度恆定，以最小化“牽引力(tracking force)”，即，從尖端/樣品相互作用產生的力。替代的反饋配置保持相位或振盪頻率恆定。和接觸模式一樣，這些反饋信號隨後被收集、儲存，並用作表徵樣品的資料。要注意的是，“SPM”和特定類型的SPM的首字母縮寫在本文中可以被用來指代顯微鏡設備或相關聯的技術，例如“原子力顯微鏡”。在對普及的TappingMode™ AFM的最近改良(稱為Peak Force Tapping® (PFT)模式)中(於美國專利號8,739,309、9,322,842和9,588,136中有所討論，其等透過引用明確地併入本文)，反饋是基於每個振盪週期中測量到的力(也稱為暫態探針-樣品相互作用力)。

無論其操作模式為何，AFM都可以透過使用壓電掃描器、光槓桿偏移量偵測器和使用微影技術製造的非常小的懸臂，在空氣、液體或真空中的各種絕緣或導電表面上獲得低至原子級的解析度。由於其解析度和多用途性能，AFM成為從半導體製造到生物研究等許多不同領域中的重要測量裝置。

關於這一點，AFM可以用於自動化應用中，包括高精度製造過程，諸如半導體製造。由於AFM可以提供奈米級表面特徵(例如，地形)的高解析度測量，故已證明AFM在半導體領域中是非常有用的。

可以對採集到的AFM資料進行各種分析，以確定關於特定樣品的不同特性。根據要研究的樣品和其預期用途，感興趣的特性和使用的分析可能會有所不同。例如，在半導體製造和晶圓接合製程中，可能存在被介電質包圍的銅墊。在這種情況下，需要尋求銅墊和周圍介電質之間的平面性(planarity)。銅墊和介電質的邊界之間可以容忍多少凹陷或凸出是有一個閾值的。此外，關於介電質本身，需要整個樣品的平面性。此外，銅墊本身也需要平面性。

樣品整體的平面性是平坦化過程的目標。然而，事實證明，確定所得樣品是否落在執行其半導體功能的特定閾值內是一個耗時且成本高昂的過程。現有的AFM分析(諸如深度(Depth)、CFA & FinFET)過於特定於應用而無法在該領域中發揮作用。利用已知技術，使用者將需要手動識別預期存在特徵的區域，然後這些區域中的各個區域將需要單獨分析以辨別其地形和空間特性。這種耗時的過程對於大量製造環境來說並不實用。

以深度分析為例，這是一種基於直方圖的分析，其返回AFM圖像中的Z資訊。CFA是一種分析正方形晶格中的方形特徵並將其子特徵進行比較的分析。FinFet分析旨在透過將圖像與同一區域的CAD剪輯(clip)進行比較來測量圖像中每個鰭的鰭高度、閘高度和閘到鰭的高度。使用這些現有的分析可以獲取有用的資料，但由於問題的獨特性，使用者必須花費大量的時間和精力來設置計算，以至於它們作為大量製造解決方案來說並不實用。這些分析在墊片的數量或該些墊片的絕對位置未知時變得更加密集。

使用者需要一種快速並且以最少的使用者干預獲取關於特定樣品之特徵的空間定位和地形比較的有意義的資料的方法。

較佳實施例克服了當前AFM資料分析技術的缺點，其係透過實現對單一AFM圖像內的多個感興趣區域(regions-of-interest)進行多個關鍵指標的自主測量而無需任何的使用者干預來定位這些感興趣區域(ROI)。以前，如果客戶想要獲取類似的資料，他們必須手動處理資料，這需要大量專門的工時。透過本發明，使用者可以在幾分鐘或更短的時間內獲得關於樣品品質的有意義的資料。由於微影製程(photolithography)是一門不斷發展的學科，品質保證所需的資料也在不斷的演變。本發明有助於滿足使用者快速並以最少的人工干預來檢查他們的樣品品質的需求。

本發明對於分析半導體製造中採用的混合接合製程(hybrid bonding process)中的新型接合墊特別有用。自動墊片(pad)檢測創建了易於使用的環境，其不需要事先知道AFM圖像中的墊片數量或者這些墊片的絕對位置。AFM圖像在大多數的情況下具有超過20個墊片。現在，在大量製造環境中，在多張圖像上的一張圖像中的所有墊片上準確地放置測量感興趣區域(“ROI”)已經是可行的。

自動墊片檢測可保證後續的測量ROI被良好地放置在各個墊片上，以供準確、可重複和可再現的量測。此過程步驟中的量測需要亞奈米(sub-nm)精度，並且這只有在每次量測中都精準地放置測量ROI時才有可能實現。測量ROI相對於墊片的位移會測量到墊片上稍微不同的區域。由於固有的墊片地形，這種位移將因此產生重複性較差的資料集。

本發明克服了這種和前述的當前AFM分析的缺點，其係透過使用多種演算法來分析AFM採集的資料並返回關於樣品品質的資訊。本發明結合了晶格檢測演算法和新穎的晶格對準技術。在應用了檢測和對準兩步驟之後，找到的晶格被用來分析每個特徵的局部深度、變異數、斜率等。然後，可以使用返回的資料來確定樣品品質。本量測方法可以用於分析週期性晶格中的任何特徵以及樣品的接觸皺褶和其他的地形和空間特徵。

根據較佳實施例，一種用於分析AFM圖像的量測方法包括使用快速傅立葉轉換自相關(Fast Fourier Transform Autocorrelation)來計算AFM圖像的週期性。接著，該方法包括從圖像的中心徑向向外搜尋，以找到週期性的峰值。然後，該方法包括對週期性的峰值的圓形殼進行量化，以獲得可能的晶格週期和角度。此外，可以對圖像降低取樣(downsample)以加快成本計算。接下來，使用先前獲取的晶格週期和角度來構建晶格遮罩。然後，將晶格遮罩覆蓋在圖像上，使演算法能夠將特徵像素和背景像素區分開。此外，將使用者輸入參數應用於對準計算。從這裡開始，該方法可能會根據使用者所需的資料而有所不同。

在一個態樣中，計算背景像素的標準差，並將該值設置為成本。然後，應用晶格遮罩覆蓋的偏移(offset)，並重新計算成本。在1.2週期範圍內的每個偏移處計算成本，以涵蓋所有的對準選項。最後，找到給出最小成本的偏移，並將其設置為最終的晶格對準。當背景粗糙時，可能會使用這種使用標準差的實施例。

在其他態樣中，計算背景像素和特徵像素之間的中位數，並將其設置為成本。然後，將偏移應用到晶格遮罩覆蓋，並且重新計算成本。在1.2週期範圍內的每個偏移處計算成本，以涵蓋所有的對準選項。最後，找到給出最大成本的偏移，並將其設置為最終的晶格對準。在此實施例中，當背景平滑時，中位數可能是較佳選擇。

根據較佳實施例的另一態樣，該方法還包括迭代2D模型類型，其包括正方形、矩形、六邊形和斜線中的至少兩種，然後選擇在模型晶格類型和所獲取的資料之間產生最小偏差的晶格類型的週期性。

在較佳實施例的又另一態樣中，該方法還包括對樣品圖像應用自適應平整化(flattening)演算法。

在另一實施例中，一種量測方法包括使用原子力顯微鏡(AFM)資料產生樣品的圖像，並且計算該圖像的特徵的週期性。接著，該方法找尋週期性中的至少一個峰值，並且獲得特徵週期和晶格角度。然後，該方法使用特徵週期和晶格角度來構建晶格遮罩模板，並以晶格遮罩模板覆蓋圖像。然後，該方法執行對準計算以確定成本，並將晶格遮罩模板的偏移應用到圖像並重新計算成本。重複應用和重新計算步驟以確定晶格遮罩模板和圖像之間的對準。

根據下面詳細的描述和附圖，本發明的這些和其他特徵和優點對於本領域的技術人員來說將變得顯而易見。然而，應理解的是，詳細的描述和具體範例雖然指示了本發明的較佳實施例，但是是以說明的方式而非限制性的方式給出的。在不背離本發明的精神的情況下，可以在本發明的範圍內做出許多改變和修改，並且本發明包括所有這樣的修改。

較佳實施例涉及一種用於根據原始的原子力顯微鏡(AFM)資料來分析晶格中2D元素/特徵的空間和地形資料的量測方法。本文描述的方法結合晶格檢測演算法和新穎的晶格對準技術。在應用了檢測和對準兩步驟之後，找到的晶格被用來分析每個特徵的局部深度、變異數、斜率等。本發明有助於滿足使用者快速並以最少的使用者干預來檢查其樣品品質的需求。

首先轉向圖1，示出了根據較佳實施例之掃描探針顯微鏡儀器150(例如，AFM)。在此實施例中，探針152，其具有從懸臂155之遠端延伸的尖端154，由壓電管掃描器156支撐的探針保持器(未示出)保持。掃描器156可以是“Z”或垂直掃描器，其響應於閉迴路控制系統中的樣品屬性，以在AFM成像期間相對於樣品158定位尖端154。管掃描器156耦合到XY掃描器160(較佳地亦為壓電管)，其用於在AFM操作期間相對於樣品158表面光柵化探針尖端154。特別是，可以採用經掃描的樣品作為替代。包括機械Z平台162，用於例如在AFM圖像採集啟動期間，提供尖端154和樣品158之間Z方向上的大移動，以接合尖端154和樣品158。

樣品158安裝在XY平台164上，該XY平台164主要提供粗略的XY運動以將探針152定位在樣品158的感興趣區域。XY平台控制器166控制平台164以將探針/樣品定位在該感興趣區域。然而，再次地，平台164可以被配置成以選定的掃描速度提供尖端154和樣品158之間的相對掃描運動(例如，光柵)。控制器166還響應AFM控制器174，以將圖像掃描定位在感興趣區域。控制器166、174由電腦180實現。

在操作中，當尖端154與樣品158接合之後，利用XY掃描器160以AFM操作模式(例如PFT模式)啟動樣品的高速掃描，如先前所討論的。當尖端154與樣品158的表面相互作用時，探針152偏轉，且此偏轉由光束反射偏轉(optical beam-bounce deflection)檢測裝置168測量。裝置168包括雷射170，雷射170將光束“L”從懸臂155的背面射出，朝向光偵測器172，光偵測器172將偏轉信號傳輸到例如AFM控制器174的DSP 176以用於偏轉信號的高速處理。

AFM控制器174根據AFM操作模式連續地確定控制信號，並將該信號傳輸到壓電管掃描器156以維持探針152相對於樣品158的Z位置，更具體地，用以將探針的偏轉維持在反饋設定點。

轉向圖2A-2D，示出了描繪根據本量測方法之AFM資料分析之進展的一系列示意圖。在圖2A中，原始AFM資料以圖像200示出。此原始AFM資料由上述掃描探針顯微鏡儀器和方法產生。資料由特徵202和背景204組成。接著，圖2B是檢測原始AFM資料中的週期性的示意圖206。這較佳地由快速傅立葉轉換(FFT)自相關來實現，以找到原始AFM資料中的峰值和週期性。圖像與其自身相關，並且峰值代表圖像與其自身對稱的點208。此外，在圖2C中，示出了在資料中找到的週期性環210的示意圖。圖2C中的每個點208代表週期性的峰值。將這些峰值相對於中心以及在距離和2D角度方面相對於彼此的位置量化並用於構建不同的晶格(下面更詳細地描述)。圖2D是在與背景204之區域相鄰的特徵202的區域中可以產生用作提取樣品資訊時的遮罩的晶格的示意性表示212。

現在轉向圖3，示出了本量測方法300的簡化圖。在步驟302，從樣品收集原始AFM表面資料。接下來，在步驟304，使用快速傅立葉轉換(FFT)計算圖像的週期性。在步驟306，透過從圖像的中心徑向向外搜尋來找到週期性環(見圖2C)。在六邊形的晶格的情況下，在找尋環時可以使用四個的集合。當使用不同的晶格(矩形、三角形、八邊形等)時，可能會尋求其他的集合。這些週期性環提供了有關峰值相對於中心就距離而言的位置的資訊，並且還提供了有關峰值相對於彼此的距離和角度的資訊。再次，從中心徑向向外移動找到多個週期性環。然後，在步驟308，量化週期性的峰值的圓形殼，並獲得可能的晶格週期和角度。在步驟310，可以將圖像降低取樣以加快成本計算。然後，在步驟312，使用先前獲得的晶格週期和角度來構建晶格遮罩。產生數個這樣的晶格，如圖2D中所示。

在步驟314，將晶格遮罩覆蓋在圖像的頂部，允許演算法將特徵像素與背景像素區分開。此處，將遮罩矩陣與圖像矩陣相加/相乘，以提取特徵像素。遮罩212(圖2D)將圖像分解成黑色區域和白色區域像素。白色區域像素代表樣品特徵，而黑色區域像素代表背景。然後，在步驟316，應用對準計算使用者輸入參數。使用者可以選擇使用標準差計算或中位數計算。標準差可能被應用在背景粗糙時，而中位數可能被應用在背景平滑時。

根據使用者選擇的參數，接下來的步驟將可能不同。如果使用者選擇標準差，則在步驟318計算背景像素(黑色區域)的標準差，並將該標準差值設置為成本。然後，在步驟322，應用晶格遮罩覆蓋的偏移，並且重新計算成本。較佳地在1.2週期範圍內按每個偏移計算成本，以涵蓋所有的對準選項。此為遍歷一個單位胞區域的徹底搜尋，以便測試所有可能的偏移。最後，在步驟324，找到給出最小成本的偏移，並將其設置為最終的晶格對準。

如果使用者選擇中位數作為輸入參數，則該方法會有所不同。在此情況下，步驟316之後的下一個步驟是步驟320，在步驟320中，計算圖2D中的背景像素(黑色區域)與特徵像素(白色區域)之間的中位數差。計算背景像素204與特徵像素202之中位數之間的差並將其設置為成本。接著，在步驟322，應用晶格遮罩覆蓋的偏移，並重新計算成本，如在標準差的情況中一樣。在1.2週期範圍內按每個偏移計算成本，以涵蓋所有的對準選項。此為遍歷一個單位胞區域的徹底搜尋，以便測試所有可能的偏移。最後，在步驟326，找到給出最大成本值的偏移，並將其設置為最終的晶格對準。

一旦正確計算了成本，就可以確定最終的晶格對準，並建立特徵的設計。例如，若確定特徵是一系列的同心矩形，則可以從AFM圖像中提取與每個矩形區域相對應的像素，並且可以對與特徵之特定部分相對應的特定像素進行分析。

注意，當2D晶格類型未知時，可以迭代以2D呈現的所有可能的晶格類型：正方形、矩形、六邊形或斜線(參見 https://en.wikipedia.org/wiki/Bravais_lattice)，並選擇使模型晶格和所獲取的資料之間的偏差最小的晶格類型的週期性。此處，最小的偏差對應於最佳的對準成本。

現在轉向圖4A-4E，示出了顯示根據本量測方法之AFM資料分析之進展的一系列圖像。在圖4A中，示出了原始AFM資料。圖4A中所示的圖像400將在上述量測方法的步驟302處產生。該資料由特徵402和背景404組成。缺陷406也可能存在於樣品和產生的資料中。接著，圖4B是在應用“自適應平整化”以消除圖像傾斜之後的AFM資料的圖像。圖4C是顯示以快速傅立葉轉換自相關獲取的週期性圖的圖像。圖像中的點408代表週期性的峰值。圖4C對應於上述量測方法的步驟304。圖4D是示出週期性環410的圖像。圖4D對應於上述量測方法的步驟306。此外，圖4E是示出使用峰值的分佈所產生的晶格遮罩模板412的圖像。此遮罩是在上面的步驟312產生的。然後將此晶格遮罩模板412覆蓋在AFM圖像的頂部。如此一來，遮罩矩陣與圖像矩陣相乘，因此僅分析某些像素。此對應於上述步驟314。

轉向圖5，示出了六邊形晶格500的草圖，其顯示感興趣的特徵以及它們之間的高度差異。這裡顯示的是六邊形晶格，而不是正方形晶格。深色方形502代表如透過本方法所找到的感興趣的設計特徵502(例如，圖4A的402)的位置。一旦識別出感興趣的特徵502，則可以對它們進行分析以量化特徵502之間的高度分佈。特徵502上的陰影504代表特徵502之間的高度差。圖5是將在上面的步驟324或326獲取的結果的草圖。圖5的中心(在該處方形無陰影)表示樣品這部分的特徵可能缺失，或者幾乎沒有被印刷在晶圓上。當印刷晶圓時，其總是週期性的，因此理論上特徵502應該存在於圖像中的每個方形處。有關每個特徵502的局部深度、變異數、斜率高度等的資訊對於樣品的品質及其功能性是非常重要的。

較佳實施例在半導體製造中特別有用。例如，凹陷分析能夠對其中兩個具有圖案化表面的半導體晶圓被接合在一起的IC製程進行關鍵的量測。這種晶圓對晶圓的接合需要高度準確的後研磨(CMP)晶圓表面的地形資訊，該晶圓表面由介電材料包圍的金屬墊組成。有效的接合需要非常平坦的表面。凹陷分析計算金屬墊相對於周圍介電質的高度差(稱為凹陷(dishing))、金屬墊附近的介電材料的局部斜率、以及整個視野範圍內的全局平面性。

凹陷分析的輸出允許IC製造商根據超出規格書的粗糙度和斜率區域的百分比做出關鍵的製程決定。

儘管上面公開了發明人設想的實施本發明的最佳方式，但上述發明的實踐不限於此。顯然，在不背離本發明構思的精神和範圍的情況下，可以對本發明的特徵進行各種添加、修改和重新安排。

150:掃描探針顯微鏡儀器 152:探針 154:尖端 155:懸臂 156:壓電管掃描器 158:樣品 160:XY掃描器 162:機械Z平台 164:XY平台 166:XY平台控制器 168:光束反射偏轉檢測裝置 170:雷射 172:光偵測器 174:AFM控制器 176:DSP 180:電腦 200:圖像 202:特徵 204:背景 206:示意圖 208:點 210:週期性環 212:示意性表示 300:量測方法 302~326:方法步驟 400:圖像 402:特徵 404:背景 406:缺陷 408:點 410:週期性環 412:晶格遮罩模板 500:六邊形晶格 502:深色方形 504:陰影

本發明的較佳示例性實施例在附圖中示出，其中全文中相似的參考標號表示相似的部件，並且其中：

[圖1]是掃描探針顯微鏡系統的圖像；

[圖2A]是原始AFM資料的圖像；

[圖2B]是顯示檢測原始AFM資料中的週期性的步驟的示意圖；

[圖2C]是顯示分析AFM資料中的週期性的環的步驟的示意圖；

[圖2D]是顯示從AFM資料產生晶格的步驟的示意圖；

[圖3]是較佳實施例的本量測方法的流程圖；

[圖4A]是原始AFM資料的圖像；

[圖4B]是在應用自適應平整化以消除圖像傾斜之後，圖4A的原始AFM資料的圖像；

[圖4C]是圖4B之平整化後的AFM資料之以快速傅立葉轉換自相關獲取的週期性圖的圖像；

[圖4D]是說明圖4C的週期性的峰值的圖像；

[圖4E]是晶格遮罩模板的圖像；以及

[圖5]是顯示感興趣的特徵以及它們之間的高度差異的六邊形晶格的草圖。

300:量測方法

302~326:方法步驟

Claims (20)

1. 一種量測方法，包括以下步驟： 使用樣品之具有週期性特徵陣列的原子力顯微鏡(AFM)資料來產生具有特徵像素和背景像素的樣品圖像； 計算該些特徵的週期性； 識別該週期性的峰值以確定特徵週期和晶格角度； 使用該特徵週期和該晶格角度來構建晶格遮罩模板； 以該晶格遮罩模板覆蓋該圖像； 執行對準計算以確定成本； 將該晶格遮罩模板的偏移應用至該圖像並重新計算該成本；以及 重複該應用和重新計算步驟以確定該晶格遮罩模板和該圖像之間的對準。
2. 如請求項1之方法，其中該執行步驟包括以下至少之一：a)計算該些背景像素的標準差，並將該標準差設置為該成本值，以及b)計算該些背景像素和該些特徵像素的中位數，並將該中位數設置為成本值。
3. 如請求項2之方法，還包括若計算該標準差，則確定該晶格之建立最小成本值的偏移，以及若計算該中位數，則確定該晶格之建立最大成本值的偏移。
4. 如請求項1之方法，還包括在應用該對準之後，提取有關該些特徵的資料。
5. 如請求項4之方法，其中該資料對應於包括高度、深度、形狀、均勻性、變異數和斜率之特徵特性中的至少一種。
6. 如請求項5之方法，還包括將該至少一種特徵特性與已知模型進行比較以確定特徵品質。
7. 如請求項6之方法，其中該比較步驟用於半導體製造凹陷分析。
8. 如請求項1之方法，其中該些特徵是2D週期性特徵，並且識別該週期性的峰值步驟從該樣品圖像的中心開始並徑向向外繼續。
9. 如請求項8之方法，還包括： 迭代2D模型類型，其包括正方形、矩形、六邊形和斜線中的至少兩種；以及 選擇在該模型晶格類型和該所得資料之間產生最小偏差的該晶格類型的該週期性。
10. 如請求項1之方法，其中該計算週期性步驟係使用快速傅立葉轉換(FFT)演算法執行。
11. 如請求項1之方法，其中該晶格遮罩模板是六邊形的。
12. 如請求項1之方法，還包括對該樣品圖像應用自適應平整化演算法。
13. 一種量測方法，包括以下步驟： 使用原子力顯微鏡(AFM)資料產生樣品的圖像； 計算該圖像的特徵的週期性； 搜尋該週期性中的至少一個峰值； 獲取特徵週期和晶格角度； 使用該特徵週期和該晶格角度來構建晶格遮罩模板； 以該晶格遮罩模板覆蓋該圖像； 執行對準計算以確定成本； 將該晶格遮罩模板的偏移應用至該圖像並重新計算該成本；以及 重複該應用和該重新計算步驟以確定該晶格遮罩模板和該圖像之間的對準。
14. 如請求項13之量測方法，其中該成本是根據一個單位胞的整個面積計算的。
15. 如請求項13之量測方法，還包括降低取樣該圖像的步驟以加快該成本的計算。
16. 如請求項13之量測方法，其中該搜尋該週期性中的至少一個峰值步驟從該圖像的中心開始並徑向向外繼續。
17. 如請求項13之量測方法，其中該計算週期性步驟是透過使用快速傅立葉轉換(FFT)演算法來完成的。
18. 一種用於收集樣品AFM之資料的AFM，包括： 探針，其與該樣品之表面相互作用； 控制器，其控制該探針與樣品的相互作用，並收集樣品之具有週期性特徵陣列的原子力顯微鏡(AFM)資料；以及 其中該控制器： 使用該AFM資料來產生具有特徵像素和背景像素的樣品圖像； 計算該些特徵的週期性； 識別該週期性的峰值以確定特徵週期和晶格角度； 使用該特徵週期和該晶格角度來構建晶格遮罩模板； 以該晶格遮罩模板覆蓋該圖像； 執行對準計算以確定成本； 將該晶格遮罩模板的偏移應用至該圖像並重新計算該成本；以及 重複該應用和該重新計算步驟以確定該晶格遮罩模板和該圖像之間的對準。
19. 如請求項18之AFM，其中該控制器透過以下至少一種來執行對準步驟：a)計算該些背景像素的標準差，並將該標準差設置為該成本值，以及b)計算該些背景像素和該些特徵像素的中位數，並將該中位數設置為成本值。
20. 如請求項19之AFM，其中若計算該標準差，則該控制器進一步確定該晶格之建立最小成本值的偏移，以及若計算該中位數，則該控制器進一步確定該晶格之建立最大成本值的偏移。

Images