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专利号: 2012100865055
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种晶硅抛光片表面缺陷检测系统,其特征在于:包括激光模块、光学扫描模块、图形检测模块、晶硅抛光片运动模块以及显示控制模块,所述的激光模块与光学扫描模块连接,所述的光学扫描模块固定于待检测晶硅抛光片的上方的一侧,所述的图形检测模块以π/2弧度固定于待检测晶硅抛光片的上方的相对于所述的光学扫描模块的另一侧,并与所述的显示控制模块相连接;所述的晶硅抛光片运动模块与显示控制模块连接。

2.如权利要求1所述的系统,其特征在于:所述的激光模块产生检测用激光,所述光学扫描模块将激光扫描转换成线状激光束,并以π/3角度入射到待检测晶硅抛光片表面上,所述图形检测模块感应晶硅抛光片反射与散射光并成像输入所述显示与控制模块,所述晶硅抛光片运动模块吸附晶硅抛光片并按一维方向运动,所述显示控制模块控制晶硅抛光片运动模块与图像检测模块的同步,再现晶硅抛光片表面图像,并分析晶硅抛光片表面缺陷。

3.如权利要求2所述的系统,其特征在于:所述激光模块由激光器、小孔光阑、激光电源等部分组成,所述的激光器采用高质量相干光源的He-Ne激光器,其输出波长为

632.8nm,小孔光阑的光阑孔径为15um,激光电源采用单相220伏特交流市电。

4.如权利要求3所述的系统,其特征在于:所述光学扫描模块由光路准直透镜、多棱面快速扫描棱镜、激光光束反射镜、角度校正螺栓等组成,光路准直透镜将点状激光光束准直后定点投射到多棱面快速扫描棱镜,激光光束反射镜采用高反射率的长方形镀膜反射镜,将一维线状激光光束按固定角度投射到待检测晶硅抛光片上,角度校正螺栓能调整激光光束反射镜的投射角度;所述多棱面快速扫描棱镜采用高反射率的六面棱镜,由高转速无刷电机驱动旋转,将点状激光光束转换为一维线状激光束输出。

5.如权利要求4所述的系统,其特征在于:所述图形检测模块由二维CCD面阵曲面、AD变换电路和DSP信号处理电路组成,AD变换电路将线阵CCD成像信号转换为数字信号,DSP信号处理电路将数字图像数据进行γ校正、白平衡等处理,得到理想的图像数据。

6.如权利要求5所述的系统,其特征在于:所述二维CCD面阵曲面由50片一维线阵CCD组成,曲面为以晶硅抛光片表面反射点为中心的π/2弧度曲面,接收晶硅抛光片的反射编码光束并形成晶硅抛光片的表面图像。

7.如权利要求6所述的系统,其特征在于:所述晶硅抛光片运动模块由真空吸气笔、精密一维步进马达和驱动电路组成。真空吸气笔吸住晶硅抛光片背面,使线状激光光束入射到抛光片表面,精密一维步进马达驱动真空吸气笔沿X轴一维方向匀速运动,使线状激光光束均匀扫描晶硅抛光片表面,驱动电路接收显示控制模块的命令,用于驱动精密一维步进马达与二维CCD面阵曲面成像时序同步。

8.如权利要求7所述的系统,其特征在于:所述显示控制模块由工业控制计算机、数字图像采集卡、运动控制卡和上位机软件组成。数字图像采集卡用于采集二维面阵CCD曲面的图像数据,运动控制卡用于控制晶硅抛光片运动模块的运动和时序同步。

9.如权利要求8所述的系统,其特征在于:所述上位机软件采用面向对象的软件编程方法编写的应用软件,用于显示晶硅抛光片表面图像、分析晶硅抛光片表面缺陷,包括裂纹、凸凹、颗粒、沾污等,同时用于控制晶片运动模块的运动与同步控制。

10.如权利要求9所述的系统,其特征在于:线状激光束以小角度扫描晶硅抛光片表面,线状激光束在合格的晶硅抛光片表面发生镜面反射,反射光路符合几何光学发射定律,以一定的角度反射被一维线阵CCD曲面组的指定的线阵CCD接收;当抛光表面有裂痕、凸凹时,现状激光束会发生漫反射,反射光被以为线阵CCD曲面组其他线阵CCD接收;当抛光表面有较大直径颗粒和沾污时,线状激光束会发生散射,散射光不规律,线阵CCD曲面接收的感光强度不均匀,CCD曲面所产生的晶硅抛光片表面图像由显示与控制模块重建并进行缺陷分析,对晶硅抛光片的表面质量进行评估。