集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统与方法
专利汇可以提供集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统与方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种集成 电路 微 缺陷 的 锁 相热成像层析表征系统与方法，所述包括中波红外相机、 数据采集 卡、计算机、三维移动台和直流电源，其中：所述计算机控制数据采集卡控制直流电源触发并对集成电路样件进行幅值调制变化，使 频率 恒定的 电流 注入；所述计算机同时控制数据采集卡控制中波红外相机进行同步触发采集 图像序列 ；所述中波红外相机采集的图像序列传送至计算机进行同步锁相处理，得到该频率下的幅值图和 相位 图，通过改变频率得到不同频率的幅值与相位图，利用计算机的 锁相热成像 层析 软件 得到集成电路样件的深度层析结果。本发明是一种具有 信噪比 高、无损伤、快速、直观、准确、探测面积大及效率高等优势的红外热波 无损检测 新方法。，下面是集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统与方法专利的具体信息内容。
1.一种集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统，其特征在于所述系统包括中波红外相机、数据采集卡、计算机、三维移动台和直流电源，其中：
所述中波红外相机安装在三维移动台上；
所述中波红外相机通过第三信号传输线与计算机相连，通过第四信号传输线与数据采集卡相连；
所述数据采集卡通过第一信号传输线与直流电源相连，通过第二信号传输线与计算机相连；
所述计算机通过第二信号传输线控制所述数据采集卡控制所述直流电源触发并对所述集成电路样件进行幅值调制变化，使频率恒定的电流注入；所述计算机同时控制所述数据采集卡控制所述中波红外相机进行同步触发采集图像序列；所述中波红外相机采集的图像序列通过所述第三信号传输线传送至计算机进行同步锁相处理得到该频率下的幅值图和相位图，通过改变频率得到不同频率的幅值与相位图，利用计算机的锁相热成像层析软件得到所述集成电路样件的深度层析结果。
2.一种利用权利要求1所述系统对集成电路微缺陷进行锁相热成像层析表征的方法，其特征在于所述方法步骤如下：
步骤（1）：确定要测量的集成电路样件，将其放置在样件平台上；
步骤（2）：开启集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统；
步骤（3）：将直流电源的正负极与集成电路样件的电源输入端正负极相连；将中波红外相机固定在三维移动台上，调整中波红外相机的焦距和三维移动台，使集成电路样件在中波红外相机视野内清晰可见；
步骤（4）：利用计算机控制中波红外相机采集背景环境下的图像，为后续缺陷定位做好准备；
步骤（5）：计算机控制锁相热成像层析软件发出调制信号，通过数据采集卡模拟输出通道输出，使其控制直流电源的模拟输入，使电流按照调制规律变化，同时此调制信号控制中波红外相机进行实时图像数据采集；
步骤（6）：中波红外相机采集的图像序列反馈至计算机，计算机对中波红外相机采集的图像序列进行记录，并通过锁相热成像层析软件进行图像数据处理与信号提取，进而进行同步锁相运算，得到幅值图与相位图Δφ1；
步骤（7）：通过计算机改变调制信号，重复步骤（5）-步骤（6），得到该频率下的幅值图与相位图Δφ2；
步骤（8）：重复步骤（7），得到不同频率下的幅值图与相位图Δφn；
步骤（9）：输入材料的热物性参数，根据 得到不同调制频率
的扩散长度和检测深度，其中：d为缺陷深度，Λ为热扩散长度， ，i为不同调制次数，α为热扩散系数，f为调制频率；结合步骤（4）采集的背景图像，利用锁相热成像层析软件对以上图像进行处理，得到深度层析结果和横向定位结果，至此完成对集成电路样件微缺陷的锁相热成像层析表征。
集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统与方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述中波红外相机安装在三维移动台上；
所述中波红外相机通过第三信号传输线与计算机相连，通过第四信号传输线与数据采集卡相连；
所述数据采集卡通过第一信号传输线与直流电源相连，通过第二信号传输线与计算机相连；
所述计算机通过第二信号传输线控制所述数据采集卡控制所述直流电源触发并对所述集成电路样件进行幅值调制变化，使频率恒定的电流注入；所述计算机同时控制所述数据采集卡控制所述中波红外相机进行同步触发采集图像序列；所述中波红外相机采集的图像序列通过所述第三信号传输线传送至计算机进行同步锁相处理得到该频率下的幅值图和相位图，通过改变频率得到不同频率的幅值与相位图，利用计算机的锁相热成像层析软件得到所述集成电路样件的深度层析结果。
步骤（2）：开启集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统；
步骤（3）：将直流电源的正负极与集成电路样件的电源输入端正负极相连；将中波红外相机固定在三维移动台上，调整中波红外相机的焦距和三维移动台，使集成电路样件在中波红外相机视野内清晰可见；
步骤（4）：利用计算机控制中波红外相机采集背景环境下的图像，为后续缺陷定位做好准备；
步骤（5）：计算机控制锁相热成像层析软件发出调制信号，通过数据采集卡模拟输出通道输出，使其控制直流电源的模拟输入，使电流按照调制规律变化，同时此调制信号控制中波红外相机进行实时图像数据采集；
步骤（6）：中波红外相机采集的图像序列反馈至计算机，计算机对中波红外相机采集的图像序列进行记录，并通过锁相热成像层析软件进行图像数据处理与信号提取，进而进行同步锁相运算，得到幅值图与相位图Δφ1；
步骤（7）：通过计算机改变调制信号，重复步骤（5）-步骤（6），得到该频率下的幅值图与相位图Δφ2；
步骤（8）：重复步骤（7），得到不同频率下的幅值图与相位图Δφn；
步骤（9）：输入材料的热物性参数，根据 得到不同调制频
率的扩散长度和检测深度，其中：d为缺陷深度，Λ为热扩散长度， ，i为不同调制次数，α为热扩散系数，f为调制频率；结合步骤（4）采集的背景图像，利用锁相热成像层析软件对以上图像进行处理，得到深度层析结果和横向定位结果，至此完成对集成电路样件微缺陷的锁相热成像层析表征。
具体实施方式
所述样件平台5上设置有集成电路样件6；
所述集成电路样件6的正极通过直流电源正极输出线7与直流电源11的正极相连，集成电路样件6的负极通过直流电源负极输出线8与直流电源11的负极相连；
所述中波红外相机2通过第三信号传输线15与计算机10相连，通过第四信号传输线16与数据采集卡13相连；
所述数据采集卡13通过第一信号传输线12与直流电源11相连，通过第二信号传输线14与计算机10相连；
所述计算机10通过第二信号传输线14控制所述数据采集卡13控制所述直流电源11触发并对所述集成电路样件6进行幅值调制变化，使频率恒定的电流注入；所述计算机10同时控制所述数据采集卡13控制所述中波红外相机2进行同步触发采集图像序列；所述中波红外相机2采集的图像序列通过所述第三信号传输线15传送至计算机1进行同步锁相处理得到该频率下的幅值图和相位图，通过改变频率得到不同频率的幅值与相位图，利用锁相热成像层析软件9得到所述集成电路样件6的深度层析结果。
步骤（2）：开启集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统，此步骤包括计算机10、数据采集卡13、直流电源11、中波红外相机2，三维移动台等设备供电开启；
步骤（3）：将直流电源正极输出线7与集成电路样件6的正极连接，直流电源负极输出线
8与集成电路样件6的负极连接，调整中波红外相机2的焦距和三维移动台，使集成电路样件
6在中波红外相机2视野内清晰可见；
步骤（4）：利用计算机10通过第三信号传输线15控制中波红外相机2采集背景环境下的图像，为后续缺陷定位做好准备；
步骤（5）：计算机10控制锁相热成像层析软件9发出调制信号（频率f1，幅值A），通过数据采集卡13模拟输出通道输出，使其控制直流电源11的模拟输入，使电流按照调制规律变化，同时此调制信号通过触发第三信号传输线15控制中波红外相机2进行实时图像数据采集；
步骤（6）：计算机10通过第三信号传输线15对中波红外相机2的图像序列进行记录，并通过锁相热成像层析软件9进行图像数据处理与信号提取，进而进行同步锁相运算，得到幅值图与相位图Δφ1；
步骤（7）：通过计算机10改变调制信号（频率f2，幅值A），重复步骤（5）-步骤（6），得到该频率下的幅值图与相位图Δφ2；
步骤（8）：重复步骤（7），得到不同频率下的幅值图与相位图Δφn，如图2所示；
步骤（9）：利用热波理论，热扩散长度Λ满足以下关系： ，其中i为不
同调制次数，α为热扩散系数，f为调制频率。由于热波扩散单位个扩散长度，相位延迟π，因此缺陷深度d满足 ，通过输入材料的热物性参数，便可得到不
同调制频率的扩散长度和检测深度，结合步骤（4）采集的背景图像，利用锁相热成像层析软件9对以上图像进行处理，得到深度层析结果和横向定位结果，至此完成了对集成电路样件
6微缺陷的锁相热成像层析表征。
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