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Multi-Scale Wafer Defect Classification Using Convolutional Neural Networks

CNN 을 이용한 Multi-Scale 웨이퍼 결함 분류

  • Sang-Hyun Lee (School of Electrical Engineering, Hanyang University ERICA) ;
  • Dong-Hwan Kim (School of Electrical Engineering, Hanyang University ERICA) ;
  • Yong-Jin Jo (School of Electrical Engineering, Hanyang University ERICA) ;
  • Hyunsuk Ko (School of Electrical Engineering, Hanyang University ERICA)
  • 이상현 (한양대학교 ERICA 전자공학부) ;
  • 김동환 (한양대학교 ERICA 전자공학부) ;
  • 조용진 (한양대학교 ERICA 전자공학부) ;
  • 고현석 (한양대학교 ERICA 전자공학부)
  • Published : 2025.05.29

Abstract

본 연구에서는 반도체 테스트 공정 시에 발생하는 데이터인 WBM(Wafer Bin Map)이 불균형하고 다중 크기를 가진다는 특성을 고려하여, 세 가지 이미지 전처리 기법-(1) 리사이즈(Resize), (2) 3-채널 원-핫 인코딩(Pixel-wise One-Hot Encoding), (3) 오토인코더 기반 데이터 증강(Auto-encoder Based augmentation)-을 CNN(Convolution Neural Network) 학습 전에 적용하였다. 이후 배치 정규화(Batch Normalization)와 드롭아웃(Dropout)을 포함한 경량 CNN 을 설계하였다. 이는 전처리 된 이미지의 학습에 적용되어 효과적으로 과적합을 억제하고 94.45%의 테스트 정확도를 달성하였다.

Keywords

References

  1. K. Kyeong and H. Kim, "Classification of Mixed-Type Defect Patterns in Wafer Bin Maps Using Convolutional Neural Networks," in IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, vol. 31, no. 3, pp. 395-402, Aug. 2018
  2. Seung-Hyun Choi, Dong-Hee Lee, Eun-Su Kim, Young-Mok Bae, Young-Chan Oh, Kwang-Jae Kim, Development of a spatial dimension-based taxonomy for classifying the defect patterns in a wafer bin map, Advanced Engineering Informatics, Volume 60, 2024
  3. M. Saqlain, Q. Abbas and J. Y. Lee, "A Deep Convolutional Neural Network for Wafer Defect Identification on an Imbalanced Dataset in Semiconductor Manufacturing Processes," in IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, vol. 33, no. 3, pp. 436-444, Aug. 2020