УДК 004.932
ГЛУБОКОЕ ОБУЧЕНИЕ В АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ИНСПЕКЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН: АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ 2020 – 2026 ГОДОВ
Т. С. Ходатаева, аспирант, ФГБОУ ВО МАРГУ, Йошкар-Ола, Россия;
orcid.org/0000-0002-6284-2292, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Л. Е. Карпов, д.т.н., главный научный сотрудник ИСП РАН, Москва, Россия;
orcid.org/0000-0001-6400-8325, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Представлен аналитический обзор методов глубокого обучения в задачах автоматической оптической инспекции полупроводниковых пластин за период 2020 – 2026 годов, дополняющий классический обзор Абу-Эбайе и Мусави, охватывающий литературу до 2020 года. Обоснован организующий тезис обзора: в литературе смешиваются две принципиально различные задачи – классификация паттернов распределения дефектных кристаллов на карте пластины и обнаружение микроразмерных дефектов поверхности на уровне кристалла, различающиеся природой данных, методами и метриками. Для каждой задачи систематизированы основные направления развития: инвариантные и облегчённые свёрточные архитектуры, распознавание смешанных паттернов, активное обучение для неизвестных типов дефектов – для карт пластин; эволюция детекторов семейства YOLO, сегментационные сети, методы сравнения с эталоном и безэталонное обнаружение аномалий – для дефектов поверхности. Проанализированы открытые наборы данных (WM-811K, MixedWM38, WSDD, MIIC) и способы преодоления дефицита размеченных данных, включая диффузионный и процедурный синтез дефектов. Отдельно рассмотрены влияние оптической схемы регистрации (светлое и тёмное поле) на характер данных и выбор архитектуры и аппаратное развёртывание моделей (квантование, TensorRT/ONNX, NPU/FPGA). Выделены открытые проблемы: доменный сдвиг, чувствительность методов сравнения к ошибкам совмещения, субпиксельные дефекты вблизи дифракционного предела, отсутствие методов для трёхмерных структур (TSV, чиплеты), интерпретируемость и ограничения реального времени. Обоснована перспективность переноса гибридной двухконтурной парадигмы, разработанной автором для инспекции печатных плат, на контроль полупроводниковых пластин.
Ключевые слова: автоматическая оптическая инспекция, полупроводниковая пластина, карта пластины, дефект поверхности, глубокое обучение, свёрточная нейронная сеть, обнаружение аномалий, обзор, набор данных, контроль качества.