基于深度学习的高精度晶圆缺陷检测方法研究

作者：史浩琛; 金致远; 唐文婧; 王静; 蒋楷; 夏伟^*

来源：电子测量与仪器学报, 2022, 36(11): 79-90.

DOI：10.13382/j.jemi.B2205613

• 深度学习
• 晶圆缺陷检测
• 碳化硅晶圆
• YOLOv4

为了解决半导体制造领域缺陷检测中出现的检测效率低、错误率高、结果不稳定、成像精度低下导致无法精确地检测出不同种类的缺陷等问题，本文利用定制的CCD工业相机搭配高倍率的光学显微镜采集晶圆表面的扫描图像，结合改进的YOLOv4算法，实现了基于深度学习的高精度晶圆缺陷检测方法。实验表明，对于碳化硅晶圆缺陷，提出的方法模型可以识别各种复杂条件下的不同种类缺陷，具有良好的鲁棒性。对缺陷的平均识别精度达到99.24%,相较于YOLOv4-Tiny和原YOLOv4分别提升10.08%和1.92%。对缺陷的平均每图识别时间达到0.028 3 s,相较于基于Halcon软件方法和OpenCV模板匹配方法分别提升93.42%和90.52%,优于其他常规的晶圆缺陷检测方法，已实现在自主设计的验证系统和应用平台上稳定运行。