基于双波长红外光弹的全场内部应力自动分析技术

红外光弹法能够实现半导体材料内部应力的无损、全场表征。现有的红外光弹去包裹方法都需要一些手动干预,这成为制约红外光弹法实用于半导体应力在线检测的关键因素。本文提出了一种基于双波长红外光弹的全场内部应力自动分析技术,即双波长种子点自动识别法。该技术根据样品各点在不同波长下的相位变化趋势,解析其中所包含真实相位值的符号和绝对值信息,自动识别出相位去包裹所需要的初始种子点,从而避免了图像分析过程中的人工介入。本文围绕所提出的技术研制了双波长红外光弹实验装置,并利用该装置开展了单晶硅样品内部应力场的实验测量。将实验结果与已有方法进行对比,验证了本文提出方法及装置用于全自动分析复杂应力全场分布的可靠性。

基于多步相移拟合的显微红外光弹系统研制

半导体电子器件的内部应力信息对于分析器件失效和材料破坏十分重要。红外光弹可能成为半导体材料与器件内部应力实验分析的有效手段。本文面向半导体材料与器件内部应力的定量表征,以近红外激光为光源,围绕多步相移拟合图像分析方法,通过选择分析核心部件和开发自动控制装置,研制了显微红外光弹系统。本文将该系统用于表征硅材料的内部应力场,并将分析结果与理论值和六步相移法计算结果进行对比,验证了所研制系统的可靠性,并展示了基于多步相移配合拟合识别的图像分析方法,相比已有技术对于分析因应力小或样品薄导致无整数级条纹出现的光弹图像具有较高的分析精度。