[发明专利]玻璃晶片检测装置与标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃晶片检测装置与标定方法。

背景技术

玻璃晶片（glass wafer）是一种高质量圆盘形或方形的平板玻璃片，玻璃晶片是光学元件制造行业和半导体元件制造行业的重要原料之一，其表面会根据需求镀上不同规格增透膜，比如投影机镜头器件、感光芯片封装器件、手机显示屏等。这些行业对晶片的品质要求极高，通常对晶片中微粒瑕疵的数量、位置及尺寸等多个参数有严格的质量标准，需要精确到微米量级。因此，玻璃晶片的生产企业对产品要做相应的严格检验，需要检测其正反两面微粒瑕疵（particle contaminant）的数量、位置、尺寸等参数，而这些微粒瑕疵通常是一些非常细小（肉眼无法分辨，直径4-100微米）而且颜色很浅的斑点，其由于晶片制作过程中产生，瑕疵的数量和尺寸代表制作工艺的好坏。

目前国内玻璃晶片生产厂商，基本没有晶片检测设备，产品质量地位，竞争处于不利地位。由于玻璃的材料特性及检测参数的要求，基于视觉的检测技术是该领域的理想检测设备，然而该种检测设备的文献比较罕见。目前人们提出了在多种应用场合下微粒检测图像处理技术，比如铁矿石粉微粒尺寸的检测（张学军，陈向伟，陈国军，基于计算机视觉的铁矿石粉微粒尺寸的检测[J].矿山机械，2009（20））和小麦粉颗粒检测（张学军，左春柽，文伟力等，基于计算机视觉的微观稀疏离散粒子尺寸的检测[J].光学精密工程，2007,15（4））采用动态聚类算法检测到颗粒的个数、半径、半径方差等参数；药液中微粒杂质检测（杨福刚. 溶液中微米级异物目标视觉检测技术[J].光电子．激光，2010（9））采用的是对溶液离心旋转然后提取颗粒运动轨迹从而检测颗粒数量和粒径的方法；另外有对水流中沙砾的检测（朱兵,周煦燕等.中小河流中颗粒物的图像检测方法[C]. 2010年第三届国际电子商务与安全研讨会）及对机器磨损产生的微粒的检测（穆罕默德·法希姆·艾哈迈德·莱加里，沙基尔. 磨损颗粒领域的计算机视觉技术. 2009年第二届国际会议计算机与电气工程）等都是采用图像处理的各种算法进行微粒形态等参数的检测。以上这些微粒检测的研究都不涉及对微粒的精确定位和提取问题，而且图像中的微粒色彩与背景的对比度较为明显的。文献（叶智浩，吴福常. 图像增强技术在TFT-LCD行业的起偏镜中可视瑕疵检测中的应用. IEEE计算机建模和仿真国际会议，2009：257-261）中提供了一种对不明显的微粒污斑进行图像检测的有效算法。但缺乏对微粒瑕疵精确定位和提取。在液体中的微粒检测和非机器视觉检测方法也有如下相关研究：

1.  徐涛，高玉成，武星。对于光阻法在对小粒径微粒检测时的原理分析。仪器仪表学报，2005，Vol.26，No.1，13-17；

2.  曲丹丹，薛剑英，等。可用于汽油中微粒检测的U150粒子计数器。现代仪器，2004，No.2，35-37；

3.  李政。模式识别在溶液不溶性微粒检测中的应用研究。国防科技大学硕士研究生论文，2002；

4.  杨成胡，陈光杰，等。适于图像型微粒检测的自适应滤波新方法。中国医疗器械杂志，1999，vol.23，No.2，73-76；

5.  黄志澄，万嘉若，等。微处理器控制的图像型微粒检测系统。华东师范大学学报，1990，No.1；

6.  恩里克·戈麦斯·达席尔瓦，T. G.阿马拉尔等. 印刷电路板上焊锡缺陷的自动光学检测. ECON2010 -  IEEE工业电子学会第36届年会，2010：1087-1091；

上述这些方法均有其特殊的适用场合，对固态物质中微粒的检测适用性有待研究，不适于完全运用于玻璃晶片中瑕疵的检测，另一方面这些应用中均不需要对每颗微粒进行高精度的定位和提取，对检测的速度并没有考虑，不能满足玻璃晶片中微粒瑕疵检测所必需达到的检测目标，因此需要新的方法来测量玻璃晶片中的瑕疵。

发明内容

本发明提供的一种玻璃晶片检测装置与标定方法，适用于玻璃晶片的瑕疵检测，可对每颗微粒进行高精度的定位和提取。