CN114200363A - 集成电路的磁场检测方法及缺陷检测方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成电路的磁场检测方法及缺陷检测方法、装置,该磁场检测方法包括:确定被测集成电路的微波共振频率;为所述被测集成电路施加电压,以使所述被测集成电路处于工作状态;向金刚石NV色心探头施加微波信号和激光信号,其中,所述微波信号的频率为所述微波共振频率,所述金刚石NV色心探头设置在所述被测集成电路的一侧;获取所述金刚石NV色心探头产生的荧光信号;根据所述荧光信号得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息。该磁场检测方法在对集成电路进行磁场检测的过程中,检测效率、检测精度高,适用性强。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域,具体涉及一种集成电路的磁场检测方法及缺陷检测方法、装置。
背景技术
围绕金刚石NV(Nitrogen-Vacancy center,氮晶格空位中心)色心而开发的各类技术近年来发展迅速,金刚石NV色心在室温下具有优异的光读出和极化性质,相干时间可达到毫秒级,因此是量子信息处理和量子精密测量的重要平台,在科研、工业以及教学等各领域都具有广泛的应用前景。就磁场测量领域而言,金刚石NV色心不仅仅具有较高的极限灵敏度,而且具有超高分辨率,因此适合对集成电路内部进行无损检测,尤其是在集成电路的加工能力日渐趋近摩尔极限的时候,对于集成电路纳米量级的线条宽度,基于金刚石NV色心的磁场检测技术具有无可比拟的优势。
为此,相关技术中提出了基于测量参数为荧光强度的检测方案和基于测量参数为能级劈裂产生的微波共振频率差的检测方案。然而,上述方案存在如下问题:
(1)对于测量参数为荧光强度的检测方案,测量设备结构以及测量方法步骤相对较为精简,但由于集成电路的内部磁场在mG水平,对于这种弱磁场的测量,该方案难以保证精度;
(2)对于测量参数为能级劈裂产生的微波共振频率差的方案,每一个NV色心的共振频率差都要测量,即便可以一次性测多个NV色心的共振频率差,也需要对一定频率范围内的微波所对应的荧光强度进行连续测量,因此该方案测量效率较低。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种集成电路的磁场检测方法,该方法在对集成电路的磁场信息展开检测的过程中,能够在保证磁场测量精度的同时保证测量效率。
本发明的第二个目的在于提出一种集成电路的缺陷检测方法。
本发明的第三个目的在于提出一种集成电路的缺陷检测装置。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出一种集成电路的磁场检测方法,所述磁场检测方法包括:确定被测集成电路的微波共振频率;为所述被测集成电路施加电压,以使所述被测集成电路处于工作状态;向金刚石NV色心探头施加微波信号和激光信号,其中,所述微波信号的频率为所述微波共振频率,所述金刚石NV色心探头设置在所述被测集成电路的一侧;获取所述金刚石NV色心探头产生的荧光信号;根据所述荧光信号得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息。
另外,本发明实施例的集成电路的磁场检测方法还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述确定被测集成电路的微波共振频率,包括:获取基准磁场;在所述基准磁场下,检测得到所述金刚石NV色心探头中NV色心与微波的N个共振频率,其中,N为大于等于2小于等于8的整数;将所述N个共振频率中的一者作为所述微波共振频率。
根据本发明的一个实施例,所述基准磁场为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场,或者,所述预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场与外加磁场之和;其中,所述基准磁场包含所述外加磁场时,在所述获取所述金刚石NV色心探头产生的荧光信号之前,还向所述金刚石NV色心探头施加所述外加磁场。
根据本发明的一个实施例,所述磁场检测方法还包括:通过所述金刚石NV色心探头对所述被测集成电路表面进行扫面;其中,所述根据所述荧光信号得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息,包括:将所述荧光信号按位置拼接形成扫面图;根据所述扫面图得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。
根据本发明的一个实施例,所述被测集成电路设置在可移动样品台上,所述通过所述金刚石NV色心探头对所述被测集成电路表面进行扫面,包括:固定所述样品台的第一轴向位置,采用步进方式控制所述样品台沿所述样品台的第二轴向带动所述被测集成电路从一侧边缘移动至另一侧边,其中,步进长度为预设长度;控制所述样品台沿所述第一轴向步进所述预设长度,之后采用步进方式控制所述样品台沿所述第二轴向从所述被测集成电路的所述另一侧边缘移动至所述一侧边缘,以此类推,直至所述被测集成电路表面全部被所述金刚石NV色心探头测量。
根据本发明的一个实施例,所述根据所述扫面图得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息,包括:对所述扫面图进行反相处理;根据反相处理后的扫面图得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种集成电路的缺陷检测方法,包括:利用本发明上述实施例的集成电路的磁场检测方法,得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息;将所述磁场信息与预设基准信息进行比较,并根据比较结果得到所述被测集成电路的缺陷信息。
另外,本发明实施例的集成电路的缺陷检测方法还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述微波共振频率在基准磁场下检测得到,所述基准磁场为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场与外加磁场之和,所述缺陷检测方法还包括:确定所述外加磁场的目标磁场方向,其中,所述目标磁场方向为所述NV色心的四个轴向中的M个,M为大于等于1小于等于4的整数;在每次执行本发明上述实施例的集成电路的磁场检测方法时,施加相应目标磁场方向的外加磁场,且所述微波共振频率为轴向与所述目标磁场方向一致的NV色心的两个共振频率之一。
根据本发明的一个实施例,所述确定所述外加磁场的目标磁场方向,包括:对预设缺陷集成电路进行四次缺陷检测,得到四个磁场信息,其中,每次缺陷检测施加的外加磁场的磁场方向不同,且均与所述NV色心的轴向相同;根据所述四个磁场信息对所述预设缺陷集成电路中缺陷反映的显著性情况,筛选出目标磁场信息;将所述目标磁场信息对应的磁场方向作为所述目标磁场方向。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种集成电路的缺陷检测装置,包括:金刚石NV色心探头,所述金刚石NV色心探头设置在被测集成电路一侧;激励组件,用于向所述金刚石NV色心探头提供微波信号和激光信号,以使所述金刚石NV色心探头产生荧光信号,其中,所述微波信号的频率为微波共振频率;荧光采集器,用于采集所述荧光信号;主控单元,用于为所述被测集成电路施加电压,以使所述被测集成电路处于工作状态,并根据所述荧光信号得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息,以及将所述磁场信息与预设基准信息进行比较,并根据比较结果得到所述被测集成电路的缺陷信息。
根据本发明实施例的集成电路的磁场检测方法及缺陷检测方法、装置,在对集成电路进行磁场检测的过程中,通过设置微波共振频率进行检测,可以提高检测效率的同时,且检测结果可直观地反映磁场强度的细微变化,提高了检测精度;在进行集成电路的缺陷检测的过程中,可以对NV色心的四个轴向都进行缺陷检测,可通过筛选获得缺陷反映最显著的检测图,适用于各种不同结构的集成电路检测以及各种不同缺陷的检测,适用性强。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例的集成电路的磁场检测方法的流程图;
图2是本发明一个实施例的步骤S101的流程图;
图3是本发明一个实施例的表面最大磁场检测原理的示意图;
图4是本发明实施例集成电路的缺陷检测方法的流程图;
图5为本发明实施例的确定外加磁场的目标磁场方向的流程图;
图6是本发明实施例的集成电路的缺陷检测装置的结构图;
图7是本发明另一个实施例的集成电路的缺陷检测装置的结构图;
图8是本发明又一个实施例的激励组件的结构图;
图9是本发明一个具体实施例的集成电路的缺陷检测装置的结构图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1-被测集成电路,2-可移动样品台,3-供电回路,601-金刚石NV色心探头,602-激励组件,603-荧光采集器,604-主控单元,705-磁场发生器,706-偏移机构,801-辐射部件,802-微波单元,803-激光发生器,804-二相色镜,805-中心孔,907-平移机构。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图1-9以及具体的实施方法描述本发明实施例的集成电路的磁场检测方法及缺陷检测方法、装置。
图1是本发明实施例的集成电路的磁场检测方法的流程图。
如图1所示,集成电路的磁场检测方法可包括:
S101,确定被测集成电路的微波共振频率。
图2是本发明一个实施例的步骤S101的流程图。
具体地,参见图2,确定被测集成电路的微波共振频率的流程可包括:
S201,获取基准磁场。
其中,基准磁场可为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场,也可为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场与外加磁场之和。
可选地,预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场,可采用测量参数为能级劈裂产生的微波共振频率差的磁场检测方法进行获取。
S202,在基准磁场下,检测得到金刚石NV色心探头中NV色心与微波的N个共振频率,其中,N为大于等于2小于等于8的整数。
图3是本发明一个实施例的表面最大磁场检测原理的示意图。
具体地,在采用测量参数为能级劈裂产生的微波共振频率差进行磁场检测时,可通过检测得到预设合格集成电路在工作状态下,表面任意区域磁场对应的能级劈裂的荧光谷值,荧光谷值有两个,参见图3中的a和a’两个位置所对应的荧光强度值,这两个荧光谷值所对应的微波频率为共振频率,可通过比较两共振频率差得到表面最大磁场。同时,可得到表面最大磁场对应的两个共振频率。
在本发明的另外一些实施例中,基准磁场可为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场与外加磁场之和。外加磁场的方向最多可包括四个,分别对应金刚石NV色心的四个轴向,这四个方向上可分别对应两个不同的荧光谷值,且不同方向的荧光谷值可不同,由此,最多便可得到8个不同的荧光谷值,对应8个不同的微波频率。即,最多可获取到八个共振频率。
S203,将N个共振频率中的一者作为微波共振频率。
具体地,在获取到基准磁场之后,可在基准磁场下进行检测从而获取荧光谷值对应的微波频率作为共振频率,进而从所获取的预设合格集成电路的N个共振频率中选择其中的一个作为被测集成电路的微波共振频率,即微波共振频率可在基准磁场下检测得到。需要说明的是,微波共振频率可通过步骤S201-S203预先得到,进而在对其他与预设合格集成电路同型号的集成电路进行磁场检测、缺陷检测时,可直接使用预先得到的微波共振频率,从而可提高检测效率。
S102,为被测集成电路施加电压,以使被测集成电路处于工作状态。
S103,向金刚石NV色心探头施加微波信号和激光信号,其中,微波信号的频率为微波共振频率,金刚石NV色心探头设置在被测集成电路的一侧。
作为一种可行的实施方式,激光信号可由激光发生器施加。例如,该激光发生器发出的激光信号的功率可为100~150mW,波长为532nm,发出的激光光斑大小可为0.35~0.75mm2。
S104,获取金刚石NV色心探头产生的荧光信号。
具体地,S103中向金刚石NV色心探头施加的微波信号和激光信号均可被认为是激励信号,用以激励金刚石NV色心探头以使金刚石NV色心探头产生荧光信号。
作为一个可行的实施方式,为了更好的获取金刚石NV色心探头产生的荧光信号,可由荧光采集器对产生的荧光信号进行采集。具体地,荧光采集器可根据实际工作需求选择,可包括CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)镜头、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)传感器或者是sCMOS(scentific CMOS,科研级互补金属氧化物半导体)传感器。
S105,根据荧光信号得到被测集成电路在工作状态下的磁场信息。
具体地,被测集成电路表面磁场强度低于基准磁场的部分,可使得微波共振频率发生偏移,体现为荧光信号强度的增加,当被测集成电路表面最大磁场元件或区域磁场异常过大时,荧光信号强度的增加会比较明显,由此便可以得到集成电路在工作状态下表面任意位置的磁场情况,且检测精度高。
由此,便可通过对金刚石NV色心探头施加微波信号和激光信号,且固定微波信号的频率为预先设置的微波共振频率,进而获取到金刚石NV色心探头相应产生的荧光信号,再对获取到的荧光信号进行分析便可得到被测集成电路在工作状态下的磁场信息。
在本发明的另一些实施例中,基准磁场还可包含外加磁场。可选地,外加磁场的强度可大于20Gs,且小于被测集成电路的抗磁干扰上限值。
需要说明的是,本发明实施例中的外加磁场所提供的磁场强度相较于相关技术中动辄需要设置几百G以上外加磁场的常规NV色心磁测量方案而言,能够在相对较低的磁场强度下对被测集成电路进行磁场检测,可在一定程度上保护被测集成电路。
在本实施例中,当基准磁场包括外加磁场时,在上述对于集成电路的磁场检测方法步骤S104之前,即在获取金刚石NV色心探头产生的荧光信号之前还可向金刚石NV色心探头施加该外加磁场,然后再根据金刚石NV色心探头产生的荧光信号得到在基准磁场包括外加磁场的情况下,被测集成电路在工作状态下的磁场信息。
在本发明的一些实施例中,集成电路的磁场检测方法还可包括:通过金刚石NV色心探头对被测集成电路表面进行扫面。
在本实施例中,被测集成电路可设置在可移动样品台上。具体地,通过金刚石NV色心探头对被测集成电路表面进行扫面,可包括:
S1,固定样品台的第一轴向位置,采用步进方式控制样品台沿样品台的第二轴向带动被测集成电路从一侧边缘移动至另一侧边,其中,步进长度为预设长度。
作为一种可行的实施方式,预设长度可为上述激光信号中包含的激光光斑的内接正方形的边长。
S2,控制样品台沿第一轴向步进预设长度,之后采用步进方式控制样品台沿所述第二轴向从被测集成电路的另一侧边缘移动至一侧边缘,以此类推,直至被测集成电路表面全部被金刚石NV色心探头测量。
其中,样品台每移动一个预设长度,金刚石NV色心探头便可在对应位置产生相应荧光信号,由此便可获取到被测集成电路全部表面的金刚石NV色心探头产生的荧光信号。
示例性地,样品台移动被测集成电路以使被测集成电路表面全部被金刚石NV色心探头测量可包括:样品台移动时可先固定一个轴向(例如x轴)的位置,沿另一轴向(例如y轴)从被测集成电路的一侧边缘移动至另一侧边缘,然后x轴步进一个单位(该单位可为上述激光光斑的内接正方形的边长),再沿y轴从被测集成电路的另一侧边缘移动至一侧边缘,以此类推,直至被测集成电路在x轴向的长度全部被测量,y轴移动时也以步进式,步进单位也可为上述激光光斑的内接正方形的边长,执行过程与对x轴测量的方法一致,不再赘述。
在本实施例中,基于上述对被测集成电路的扫面,上述集成电路磁场检测过程中的步骤S105,即根据荧光信号得到被测集成电路在工作状态下的磁场信息可包括:
S1051,将荧光信号按位置拼接形成扫面图。
具体地,通过金刚石NV色心探头对被测集成电路表面进行扫面,使得被测集成电路表面全部被金刚石NV色心探头测量。在本实施例中,样品台每移动一个预设长度,金刚石NV色心探头在该位置产生相应荧光信号,将所有位置的荧光信号按照其对应的位置进行拼接从而形成被测集成电路全部表面的扫面图。
S1052,根据扫面图得到被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。
具体地,扫面图得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息可包括:对扫面图进行反相处理;根据反相处理后的扫面图得到被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。
其中,反相处理可包括:使荧光信号强的位置显示暗色,荧光信号弱的位置显示亮色。反相处理后的扫面图对比度更高,可以更加清楚地反映出被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。也就是说,对拼接形成的被测集成电路全部表面的扫面图进行反相处理,再结合其对应的位置信息分析,可得到被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。
综上,本发明实施例的集成电路的磁场检测方法,在对集成电路进行磁场检测的过程中,通过设置微波共振频率进行检测,可以提高检测效率的同时,且检测结果可直观地反映磁场强度的细微变化,提高了检测精度。同时,若施加外加磁场进行检测,外加磁场的强度较低,能够在相对较低的磁场强度下对被测集成电路进行磁场分布信息检测,可在一定程度上保护被测集成电路。
进一步地,本发明提出一种集成电路的缺陷检测方法。
图4是本发明实施例集成电路的缺陷检测方法的流程图。
在本发明实施例中,集成电路的缺陷检测方法可包括:
S401,利用上述的集成电路的磁场检测方法,得到被测集成电路在工作状态下的磁场信息。
S402,将得到的磁场信息与预设基准信息进行比较,并根据比较结果得到被测集成电路的缺陷信息。
其中,预设基准信息可为预设合格集成电路的磁场信息,且可在对预设缺陷集成电路进行缺陷检测之前进行获取,可作为集成电路的缺陷检测过程中的比对标准信息,便于分析该缺陷集成电路的缺陷情况。
在本实施例中,在执行集成电路的磁场检测方法时,微波共振频率可在基准磁场下检测得到。其中,基准磁场可为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场与外加磁场之和。
在本实施例的一些实施方式中,上述的缺陷检测方法还可包括:
确定外加磁场的目标磁场方向,其中,目标磁场方向可为NV色心的四个轴向中的M个,M为大于等于1小于等于4的整数;在每次执行如上述的集成电路的磁场检测方法时,施加相应目标磁场方向的外加磁场,且微波共振频率可为轴向与目标磁场方向一致的NV色心的两个共振频率之一。
为了适用于各种不同结构的集成电路检测以及各种不同缺陷的检测,即为了保证该集成电路缺陷检测方法的适用性,在不同的实施例中,M的取值可根据需求进行选择。
图5为本发明实施例的确定外加磁场的目标磁场方向的流程图。
作为一种可行的实施方式,上述确定外加磁场的目标磁场方向,可包括:
S501,对预设缺陷集成电路进行四次缺陷检测,得到四个磁场信息,其中,每次缺陷检测施加的外加磁场的磁场方向不同,且均与NV色心的轴向相同。
S502,根据四个磁场信息对预设缺陷集成电路中缺陷反映的显著性情况,筛选出目标磁场信息。
具体地,在得到了预设缺陷集成电路的四个方向的磁场信息后,可与上述的预设基准信息进行对比,通过筛选得出缺陷反映情况显著性高的磁场信息作为目标磁场信息。
S503,将目标磁场信息对应的磁场方向作为目标磁场方向。
作为示例,选择轴向与目标磁场方向一致的NV色心的两个共振频率之一作为微波共振频率,例如图3中a与a’其中之一,上述确定外加磁场的目标磁场方向,可包括:
A,设置外加磁场的方向,使之与金刚石NV色心一轴向(X)的方向相同,为预设缺陷集成电路施加电压,以使预设缺陷集成电路处于工作状态,向金刚石NV色心探头施加微波信号和激光信号,并通过样品台移动被测集成电路以使被测集成电路表面全部被检测到,将获取的荧光信号按位置拼接形成扫面图,对拼接获得的扫面图进行反相处理,荧光强的显示暗色,荧光弱的显示亮色,得到磁场分布信息图一。其中,所施加微波信号的频率为X轴向对应的两共振频率中的一者,且该共振频率为在预设缺陷集成电路的表面最大磁场和X轴向外加磁场之和下测得。
B,设置外加磁场的方向,使之与金刚石NV色心另一轴向(Y)的方向相同,重复上述步骤A中获取磁场分布信息的流程,得磁场分布信息图二。其中,该步骤所施加微波信号的频率为Y轴向对应的两共振频率中的一者,且该共振频率为在预设缺陷集成电路的表面最大磁场和Y轴向外加磁场之和下测得。
C,设置外加磁场的方向,使之与金刚石NV色心另一轴向(Z)的方向相同,重复上述步骤A中获取磁场分布信息的流程,得磁场分布信息图三。其中,该步骤所施加微波信号的频率为Z轴向对应的两共振频率中的一者,且该共振频率为在预设缺陷集成电路的表面最大磁场和Z轴向外加磁场之和下测得。
D,设置外加磁场的方向,使之与金刚石NV色心另一轴向(W)的方向相同,重复上述步骤A中获取磁场分布信息的流程,得磁场分布信息图四。其中,该步骤所施加微波信号的频率为W轴向对应的两共振频率中的一者,且该共振频率为在预设缺陷集成电路的表面最大磁场和W轴向外加磁场之和下测得。
在本示例中,实际检测过程中可以提前对预设合格集成电路进行检测,得到比对标准信息,然后对各类预设缺陷集成电路进行测量,对获取得到的图一至图四进行筛选。以图一为例,可比较各类预设缺陷集成电路获得的图一与预设合格集成电路获得的图一,是否有明显差异,且差异是否能够反映出缺陷的位置或者性质,若是则将图一筛选出。
具体地,筛选的结果可包括以下情况:
(1)图一至图四对于缺陷反映的显著性差不多,那么在以后的检测作业中,可以直接任选图一至图四中一个图进行检测,关于其它图的步骤可以省略;
(2)图一至图四中有一个或几个图对于缺陷反映的显著性较好,那么在以后的检测作业中,可以直接选显著性最好的图进行检测,关于其它图的步骤可以省略;
(3)图一至图四中:对于有的缺陷,图一反映的显著性较好;对于有的缺陷,图二反映的显著性较好;对于其它缺陷,图三反映的显著性较好;那么在以后的检测作业中,可以对图一至图三进行检测,关于图四的步骤可以省略。
另外,对于本实施例来说,由于提前设定选择轴向与目标磁场方向一致的NV色心的两个共振频率之一作为微波共振频率,同样地,在另外一个之前未被选择的共振频率作为微波共振频率时,也应执行上述确定外加磁场的目标磁场方向的步骤,也将得到四张磁场分布信息图,可得到图五-图八,筛选方式同上。
筛选结束后,筛选出的目标磁场信息中的每一张磁场分布信息图均对应一个磁场方向,便可将该对应的磁场方向作为目标磁场方向。由此,完成对外加磁场的目标磁场方向的确定。
需要说明的是,在执行上述提出的集成电路的缺陷检测时,可以在缺陷检测开始之前预先确定被测集成电路在工作状态下的表面最大磁场(为了获得对应的两个共振频率),以及预先进行上述图一至图八的筛选,进而用于集成电路的缺陷检测过程中可直接根据微波共振频率和筛选后的图,对被测集成电路展开相应的缺陷检测。
本发明实施例的集成电路的缺陷检测方法,可准确快速检测出集成电路存在的缺陷,且适用性强。
进一步地,本发明提出一种集成电路的缺陷检测装置。
图6是本发明实施例的集成电路的缺陷检测装置的结构图。
如图6所示,集成电路的缺陷检测装置600包括:金刚石NV色心探头601、激励组件602、荧光采集器603、主控单元604。
其中,金刚石NV色心探头601设置在被测集成电路1一侧,且该NV色心存在四个不同的轴向。
作为一种可行的实施方式,被测集成电路1可放置在可移动样品台2上,金刚石NV色心探头601设置于可移动样品台2上方。
激励组件602,用于向金刚石NV色心探头601提供微波信号和激光信号,以使金刚石NV色心探头601产生荧光信号,其中,微波信号的频率为微波共振频率。
荧光采集器603,用于采集荧光信号。
主控单元604,用于为被测集成电路1施加电压,以使被测集成电路1处于工作状态,并根据荧光信号得到被测集成电路1在工作状态下的磁场信息,以及将磁场信息与预设基准信息进行比较,并根据比较结果得到被测集成电路1的缺陷信息。
作为一种可行的实施方式,主控单元可通过控制接通供电回路3向被测集成电路1施加电压使其处于工作状态。
本发明实施例的集成电路的缺陷检测装置600,可获取到被测集成电路1的全部表面的磁场信息,便于全面分析被测集成电路1的缺陷情况;另外,基于金刚石NV色心探头601的检测使得该装置的检测结果具有较高的分辨率,可以更直观的反映磁场强度的细微变化,保证缺陷检测精度。
图7是本发明另一个实施例的集成电路的缺陷检测装置的结构图。
在本发明的另外一些实施例中,集成电路的缺陷检测装置600还可包括:
磁场发生器705,主要用于施加外加磁场,外加磁场的方向可与金刚石NV色心探头601的轴向方向一致,磁场发生器的数量可与上述目标磁场方向的个数一致,即可为NV色心的四个轴向中的M个,M为大于等于1小于等于4的整数。
在本发明的一些实施例中,根据实际需求可对磁场发生器的数量和磁场发生器的位置进行选择,在确定了M的取值和M个磁场发生器的设置位置之后,当磁场发生器的数量M的取值大于1时,主控单元604还可用于:对被测集成电路进行M次缺陷检测,每次缺陷检测时控制一个磁场发生器工作,得到M个磁信号图;根据M个磁信号图得到被测集成电路的缺陷情况。
偏移机构706,偏移机构706可转动地设置,磁场发生器705可设置于偏移机构706上。其中,偏移机构706可用于固定磁场发生器705,以及根据检测需求调节外加磁场的方向。可选地,偏移机构706的转动可由主控单元604控制。
图8是本发明又一个实施例的激励组件的结构图。
作为一种可行的实施方式,集成电路的缺陷检测装置600中的激励组件602可包括:辐射部件801、微波单元802、激光发生器803、二相色镜804。
其中,激光发生器803可用于向金刚石NV色心探头601提供激光信号,该激光信号的功率可为100~150mW,波长为532nm,发出的激光光斑大小可为0.35~0.75mm2。
在本实施例中,由于激光发生器803发出的激光光斑的大小可为0.35~0.75mm2之间,可使得该装置具有较高分辨率的同时具有较大的检测视场。
参见图8,辐射部件801设置在金刚石NV色心探头601上方,并设有中心孔805,且该中心孔805的大小可与上述激光光斑的大小一致。另外,微波单元802与辐射部件801连接,且微波单元802可通过辐射部件801向金刚石提供微波信号的激励。
参见图8,二相色镜804设置在辐射部件801的中心孔805上方,并与中心孔805的延长线呈第一预设角度如45°,用于将激光信号通过中心孔805反射至金刚石NV色心探头601,并将通过中心孔805出射的荧光信号传输至荧光采集器603。
在本实施例中,上述主控单元604用于在对被测集成电路进行缺陷检测时,可通过控制该激励组件602中的微波单元802以将微波信号的频率调制为预设微波共振频率,并控制激光发生器803产生激光信号。
图9是本发明一个具体实施例的集成电路的缺陷检测装置的结构图。
在本发明的另外一些实施例中,集成电路的缺陷检测装置600还可包括:
平移机构907,具体地,可移动样品台2可设置于平移机构907上,以便于调整被测集成电路1与金刚石NV色心探头601的相对位置,使得金刚石NV色心探头601可对被测集成电路1进行全幅扫描。
需要说明的是,本发明实施例的集成电路的缺陷检测装置600的其他具体实施方式可参见本发明上述实施例的集成电路的缺陷检测方法的具体实施方式。
需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种集成电路的磁场检测方法,其特征在于,所述磁场检测方法包括:
确定被测集成电路的微波共振频率;
为所述被测集成电路施加电压,以使所述被测集成电路处于工作状态;
向金刚石NV色心探头施加微波信号和激光信号,其中,所述微波信号的频率为所述微波共振频率,所述金刚石NV色心探头设置在所述被测集成电路的一侧;
获取所述金刚石NV色心探头产生的荧光信号;
根据所述荧光信号得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息。
2.根据权利要求1所述的集成电路的磁场检测方法,其特征在于,所述确定被测集成电路的微波共振频率,包括:
获取基准磁场;
在所述基准磁场下,检测得到所述金刚石NV色心探头中NV色心与微波的N个共振频率,其中,N为大于等于2小于等于8的整数;
将所述N个共振频率中的一者作为所述微波共振频率。
3.根据权利要求2所述的集成电路的磁场检测方法,其特征在于,所述基准磁场为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场,或者,所述预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场与外加磁场之和;
其中,所述基准磁场包含所述外加磁场时,在所述获取所述金刚石NV色心探头产生的荧光信号之前,还向所述金刚石NV色心探头施加所述外加磁场。
4.根据权利要求1所述的集成电路的磁场检测方法,其特征在于,所述磁场检测方法还包括:
通过所述金刚石NV色心探头对所述被测集成电路表面进行扫面;
其中,所述根据所述荧光信号得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息,包括:
将所述荧光信号按位置拼接形成扫面图;
根据所述扫面图得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。
5.根据权利要求4所述的集成电路的磁场检测方法,其特征在于,所述被测集成电路设置在可移动样品台上,所述通过所述金刚石NV色心探头对所述被测集成电路表面进行扫面,包括:
固定所述样品台的第一轴向位置,采用步进方式控制所述样品台沿所述样品台的第二轴向带动所述被测集成电路从一侧边缘移动至另一侧边,其中,步进长度为预设长度;
控制所述样品台沿所述第一轴向步进所述预设长度,之后采用步进方式控制所述样品台沿所述第二轴向从所述被测集成电路的所述另一侧边缘移动至所述一侧边缘,以此类推,直至所述被测集成电路表面全部被所述金刚石NV色心探头测量。
6.根据权利要求4所述的集成电路的磁场检测方法,其特征在于,所述根据所述扫面图得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息,包括:
对所述扫面图进行反相处理;
根据反相处理后的扫面图得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场分布信息。
7.一种集成电路的缺陷检测方法,其特征在于,所述缺陷检测方法包括:
利用如权利要求1-6中任一项所述的集成电路的磁场检测方法,得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息;
将所述磁场信息与预设基准信息进行比较,并根据比较结果得到所述被测集成电路的缺陷信息。
8.根据权利要求7所述的集成电路的缺陷检测方法,其特征在于,所述微波共振频率在基准磁场下检测得到,所述基准磁场为预设合格集成电路在工作状态下的表面最大磁场与外加磁场之和,所述缺陷检测方法还包括:
确定所述外加磁场的目标磁场方向,其中,所述目标磁场方向为所述NV色心的四个轴向中的M个,M为大于等于1小于等于4的整数;
在每次执行如权利要求1-6中任一项所述的集成电路的磁场检测方法时,施加相应目标磁场方向的外加磁场,且所述微波共振频率为轴向与所述目标磁场方向一致的NV色心的两个共振频率之一。
9.根据权利要求8所述的集成电路的缺陷检测方法,其特征在于,所述确定所述外加磁场的目标磁场方向,包括:
对预设缺陷集成电路进行四次缺陷检测,得到四个磁场信息,其中,每次缺陷检测施加的外加磁场的磁场方向不同,且均与所述NV色心的轴向相同;
根据所述四个磁场信息对所述预设缺陷集成电路中缺陷反映的显著性情况,筛选出目标磁场信息;
将所述目标磁场信息对应的磁场方向作为所述目标磁场方向。
10.一种集成电路的缺陷检测装置,其特征在于,所述缺陷检测装置包括:
金刚石NV色心探头,所述金刚石NV色心探头设置在被测集成电路一侧;
激励组件,用于向所述金刚石NV色心探头提供微波信号和激光信号,以使所述金刚石NV色心探头产生荧光信号,其中,所述微波信号的频率为微波共振频率;
荧光采集器,用于采集所述荧光信号;
主控单元,用于为所述被测集成电路施加电压,以使所述被测集成电路处于工作状态,并根据所述荧光信号得到所述被测集成电路在工作状态下的磁场信息,以及将所述磁场信息与预设基准信息进行比较,并根据比较结果得到所述被测集成电路的缺陷信息。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 230088 floor 1-4, zone a, building E2, phase II, innovation industrial park, No. 2800, innovation Avenue, high tech Zone, Hefei, Anhui Province Patentee after: Guoyi Quantum Technology (Hefei) Co.,Ltd. Address before: 230088 floor 1-4, zone a, building E2, phase II, innovation industrial park, No. 2800, innovation Avenue, high tech Zone, Hefei, Anhui Province Patentee before: Guoyi Quantum (Hefei) Technology Co.,Ltd. |
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