半导体硅片作为集成电路的主要衬底材料,已成为生产规模最大、单晶直径最大、生产工艺最完善的半导体材料。半导体硅片加工过程中所产生的表面/亚表面损伤,将会对后续抛光工序的加工时间和加工效率产生直接影响。由于硅片表面层损伤较浅且其具有单晶的晶体学特性,使得很多常规的检测技术不适于硅片加工表面/亚表面损伤的检测。因此,在半导体硅片生产过程中对其表面/亚表面损伤情况进行无损检测、分析与评价,对于实现硅片的高效率、低损伤加工非常必要。线性调频红外热波无损检测是一种新兴的无损检测手段。与常规检测技术相比,具有非接触、单次检测面积大。而激光具有单色性好、方向性强、能量集中及良好的相干性等特点,容易获得均匀温度场。论文主要从理论分析、仿真研究、检测试验、图像处理等方面,开展了半导体硅片微裂纹缺陷线性调频激光激励红外热波检测技术研究。运用传热学理论对线性调频激光激励半导体硅片热传导过程进行了分析,建立了三维热传导模型,并进行了有限元仿真分析,获得了半导体硅片表面的温度场分布。通过对表面温度信号进行处理,获得了激光功率、调制参数和微裂纹几何参数对温差的影响及规律。制备了半导体硅片微裂纹缺陷试件,搭建了线性调频分束激光激励红外热波检测系统,主要包括线性调频激光激励系统、多光斑激光光束激发光学系统、红外热成像采集系统和图像序列处理与分析系统。基于G语言的开发环境研发了红外热波检测激励系统信号生成软件,开展了较为系统的检测试验研究。在对检测试验数据进行减背景的基础上,进一步采用傅里叶变换、分数阶傅里叶变换和主成分分析算法进行了处理,实现了硅片表面信号特征信息提取,对不同算法处理后的信噪比进行了比较。讨论了激光功率、调制参数和微裂纹几何参数对检测效果的影响规律。研究了基于灰度变换-迭代阈值-Canny算子的缺陷边缘检测混合算法,结果表明,与经典边缘检测算子相比,该算法可更有效地实现对半导体硅片微裂纹缺陷的边缘识别,为后续定量化识别缺陷奠定了一定基础。该论文有图69幅,表8个,参考文献66篇。