[发明专利]一种基于机器视觉的微纳米缺陷检测装置

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的微纳米缺陷检测装置，包括：微纳米光学成像系统，用于微纳米缺陷成像；实时聚焦系统，用于缺陷成像系统的实时聚焦；自适应复杂背景图像处理系统，用于图像处理和缺陷标定；高精度抗干扰机构平台，用于系统机构支撑和功能实现。本发明的基于机器视觉的微纳米缺陷检测装置，采用微纳米检测技术，实现微纳米级检测技术及其相应系统，可大幅度提高产品制造过程中精度和制程良率。微纳米视觉检测设备的研制，可填补国内纳米级检测设备空白。

技术领域

本发明涉及工业检测，特别涉及一种基于机器视觉的微纳米缺陷检测装置。

背景技术

随着科技发展，特别是液晶屏行业，半导体行业，半导体照明，微纳米材料行业的快速发展，对微纳米及制程的在线缺陷快速检测需求越来越高，对形状精度和表面质量的精密、三维的尺度要求日益迫切。微纳米检测技术实现微纳米级检测技术及其相应系统。微纳米检测技术可大幅度提高产品制造过程中精度和制程良率。

微纳米检测技术是微纳加工技术的基础和先决条件之一，对半导体行业、液晶屏、纳米材料加工行业、显示行业有重大促进意义。纳米级视觉检测项目，主要针对以上行业产品的缺陷进行在线检测，运用机器视觉检测实现制程缺陷100%全检验。目前芯片行业的wafer，chip，packaging站的检验设备几乎100%依赖进口，液晶制程的array段，cell段，导电粒子段的检测也几乎100%依赖进口，每年设备进口价值数十亿美元，必要有国产检测设备的跟进，才能实现芯片，屏幕行业的整体头突破。目前，微纳米级视觉检测设备全部依托于进口，设备单价高至千万元单台价格，微纳米视觉检测设备的研制，可填补国内纳米级检测设备空白。

发明内容

本发明目的是：提供一种基于机器视觉的微纳米缺陷检测装置，应用于半导体制程，液晶显示前道制程，微纳米结构材料制备，工业制程的微纳米缺陷在线快速检测系统。

本发明的技术方案是：

一种基于机器视觉的微纳米缺陷检测装置，包括：

微纳米光学成像系统，用于微纳米缺陷成像；

实时聚焦系统，用于缺陷成像系统的实时聚焦；

自适应复杂背景图像处理系统，用于图像处理和缺陷标定；

高精度抗干扰机构平台，用于系统机构支撑和功能实现。

优选的，所述微纳米光学成像系统采用AOI视觉检测漫反射无影光源检测机构，针对产品的外观四边形检测和产品表面的划伤类缺陷性的外观检测。

优选的，所述高精度抗干扰机构平台采用大理石基座，气浮平台和光栅尺定位。

优选的，所述自适应复杂背景图像处理系统，采用有效鲁棒的背景比对缺陷检测技术，辅助GPU加速，达到微纳米缺陷图像的快速处理目的。

优选的，所述实时聚焦系统包括纳米级光学测量系统、纳米级实时执行机构和实时反馈式自动控制系统；

所述纳米级光学测量系统采用特定的集成式激光干涉系统，用于测量目镜到被测物表面距离或距离表征；

所述实时反馈式自动控制系统将距离表征作为输入值，与目标值进行比较，生成控制指令；

所述纳米级实时执行机构按控制指令完成动作执行。

优选的，微纳米缺陷检测装置可分辨被测物缺陷尺度100nm；自动聚焦精度0.5um，最大对焦量程1000um,聚焦时间不大于200ms；单帧图像运算时间不大于600ms；机构定位精度不大于1um,重复定位精度不大于1um。

本发明的优点是：