化学机械抛光（CMP）工艺作为晶圆表面最有效的平坦化技术,在得到晶圆表面更高平坦度的同时CMP抛光的次数也随之增加,相应的抛光垫消耗也就越来越大,传统的CMP抛光垫的人工质检方式已经不太适应市场环境。因而本文提出了一种CMP抛光垫缺陷检测系统,用来替代原本的人工质检环节实现智能、高效、低成本的检测。本文对CMP抛光垫缺陷检测系统进行了总体设计。分析CMP抛光垫特征信息,在结构上设计了机器视觉检测模块和X射线检测模块,并确立了相应的相机、镜头以及X射线源等硬件选型。整套系统使得CMP抛光垫的缺陷检测更加快捷高效,降低了人力消耗。同时对缺陷检测算法的框架进行了设计,本文将整体框架分成图像预处理算法和缺陷分类检测算法两个部分。图像预处理算法分别凸显CMP抛光垫的穿孔类、带状纹路和杂质点三种缺陷各自特征信息,缺陷分类检测算法则是基于这些特征信息进行缺陷分类提取。基于机器视觉模块采集到的CMP抛光垫样品图进行试验结果表明,本文所设计系统的检测算法对CMP抛光垫的三种缺陷的检出率都高达85%以上,其中穿孔类和杂质点缺陷更是突破了90%的检出率,同时三种缺陷误检率都不超过5%。这一结果对本系统实现替代人工质检CMP抛光垫具有重大意义,本文所设计的系统基本满足实际生产需求。最后为了进一步探究本文设计的缺陷检测算法的优势,采用系统中的X射线检测模块对杂质点缺陷进行密度核实,结果表明本文所述算法不但检全了原本人工质检标记包含的所有高密度杂质点缺陷而且还检出了3个人工未标记的高密度杂质点缺陷,在这一点上本文提出的检测系统优于人工质检结果。同时也引入了支持向量机（SVM）算法与本文缺陷检测算法进行对比,结果表明SVM算法不能很好地检测CMP抛光垫缺陷,其中带状纹路和杂质点缺陷的检出率都在80%以下而且杂质点缺陷还伴随着10%以上误检率,检测结果不如本文所述检测算法。这些都进一步表明本文CMP抛光垫检测系统检测的优越性。