【摘要】：半導(dǎo)體芯片在生產(chǎn)過程中引起的表面缺陷會(huì)影響芯片的使用壽命和可靠度,因此表面缺陷檢測(cè)是芯片品控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。基于機(jī)器視覺的表面缺陷檢測(cè)方法具有效率高、準(zhǔn)確性高、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn),在芯片領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用。但是由于缺陷類型繁多,特征難以定義,且只發(fā)生在生產(chǎn)過程中,使得基于機(jī)器視覺的芯片表面缺陷檢測(cè)方法遇到困難。因此,本文結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求,開展芯片表面缺陷檢測(cè)相關(guān)研究,不僅具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,而且具有重要的理論研究意義。本文的主要完成工作如下:(1)基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的芯片表面缺陷檢測(cè)方法:由于芯片背景單一,所以對(duì)芯片表面缺陷圖像進(jìn)行二值化處理,得到缺陷候選區(qū)域。但是像素灰度不均、大面積點(diǎn)狀缺陷等問題,導(dǎo)致缺陷候選區(qū)域含有噪音或斷裂缺陷。而數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)可以彌合裂縫和去除噪音,并且能夠獲取目標(biāo)區(qū)域的幾何參數(shù)和特征,所以采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法處理和分析缺陷區(qū)域,從而實(shí)現(xiàn)缺陷檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法能夠有效檢測(cè)與芯片表面背景區(qū)域?qū)Ρ让黠@的缺陷。(2)基于無監(jiān)督學(xué)習(xí)的芯片表面缺陷檢測(cè)方法:芯片表面缺陷類型多變,特征難以定義,使得傳統(tǒng)的表面缺陷檢測(cè)方法遇到困難。深度學(xué)習(xí)能夠?qū)W習(xí)深層特征,在圖像檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,為芯片表面缺陷檢測(cè)提供了新的思路。但是缺陷類型難以預(yù)測(cè),且只發(fā)生在生產(chǎn)過程中,難以收集和標(biāo)記大量缺陷樣本,使得基于有監(jiān)督的芯片表面缺陷檢測(cè)方法遇到挑戰(zhàn)。因此,本文提出了一種僅用無缺陷樣本進(jìn)行模型訓(xùn)練的無監(jiān)督芯片表面缺陷檢測(cè)方法。該方法首先利用卷積去噪自編碼器重構(gòu)缺陷圖像,得到無缺陷圖像;然后通過重構(gòu)圖像與缺陷圖像的殘差圖實(shí)現(xiàn)缺陷檢測(cè)。為了增強(qiáng)殘差圖中缺陷與非缺陷區(qū)域?qū)Ρ榷?采用了基于重疊分塊的殘差圖生成策略。實(shí)驗(yàn)表明該方法具有兩個(gè)突出的特點(diǎn),第一檢測(cè)過程中無需人為干預(yù),屬于完全的無監(jiān)督;第二,采用重疊分塊策略,能夠提高該方法的魯棒性和準(zhǔn)確性。本文缺陷檢測(cè)方法已經(jīng)在合作企業(yè)中得到了應(yīng)用,進(jìn)一步驗(yàn)證了本文方法的有效性和實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN407

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2759112