[发明专利]集成电路微缺陷的锁相热成像层析表征系统与方法

权利要求书

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Δφ_n；

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。