微电子器件内部多余物三维显微层析与识别方法研究

针对微电子器件内部多余物难控制、难发现的特点，以及传统检测方法精度低、误判率高的问题，本项目以3D-μCT（Three Dimensional Micro-CT）为检测手段，以微米级分辨率图像再现微电子器件内部质量信息，同时以图像匹配和特征识别技术，实现对多形态多余物的自动识别。通过项目的研究，一方面要攻克3D-μCT中的关键技术难题，如系统的自动定标与自适应对焦；适用于高放大比、高分辨率的三维层析算法改进与优化；显微CT图像的恢复与伪影校正等，从而为该技术的工程推广奠定基础，打破我国此技术一直依靠国外进口的尴尬局面。另一方面，将3D-μCT技术用于微电子器件内部多余物的成像检测，摸索一条直观、有效和高准确率的多余物检测和识别方法，减少微电子器件内部多余物的漏判和误判率，从而提高电子核心部件的安全性、可靠性。

针对微电子器件内部多余物难控制、难发现的特点，以及传统检测方法精度低、误判率高的问题，本项目以3D-μCT（Three Dimensional Micro-CT）为检测手段，以微米级分辨率图像再现微电子器件内部质量信息，同时以图像匹配和特征识别技术，实现对多形态多余物的自动识别。通过三年的研究，攻克了微电子器件3D-μCT检测的关键技术难题：采用双球投影法实现了投影坐标系的精确标定；利用图像互相关法实现投影旋转中心的定位和系统焦距的精确测量；利用球投影线性拟合法实现重建体素尺寸的动态标定。为解决高几何放大比下的重建图像轴向模糊问题，采用T-FDK算法以减小大锥角下的重建误差，并基于GPU的强大浮点运算和并行计算能力，实现了重建算法的优化与加速。在CT像质量提高方面，主要开展了图像降噪与伪影校正研究，对传统的NL-means算法进行改进，在有效降低图像噪声的前提下，图像的细节信息也得以最大限度的保留；利用分类重投影法实现对金属伪影的校正，利用B样条拟合法实现对环状伪影的校正。在多余物的提取方面，采用正弦图配准法实现二维空间域内的多余物提取；从三维体数据入手，在目标分割的基础上，提取特征参数来判断多余物的存在，从而有效地避开了被检测元器件与标准元器件由于扫描位置不对应带来的问题。本项目将3D-μCT技术用于微电子器件内部多余物的成像检测，摸索出了一条直观、有效和高准确率的多余物检测和识别方法，减少微电子器件内部多余物的漏判和误判率，从而提高电子核心部件的安全性、可靠性。