論文の概要: A Spatial-Physics Informed Model for 3D Spiral Sample Scanned by SQUID Microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.11853v1
- Date: Wed, 16 Jul 2025 02:34:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-17 19:00:11.20492
- Title: A Spatial-Physics Informed Model for 3D Spiral Sample Scanned by SQUID Microscopy
- Title（参考訳）: SQUID顕微鏡による3次元スパイラルサンプルの空間物理インフォームドモデル
- Authors: J. Senthilnath, Jayasanker Jayabalan, Zhuoyi Lin, Aye Phyu Phyu Aung, Chen Hao, Kaixin Xu, Yeow Kheng Lim, F. C. Wellstood,
- Abstract要約: 本稿では,超電導QUantum Interference Device (SQUID) 顕微鏡を用いて走査した3次元スパイラル試料を対象とした空間物理情報モデル(SPIM)を提案する。
SPIMはIチャネルのシャープネスを0.3%改善し、Qチャネルのシャープネスを25%低減する。
全体として、SPIMは、空間分析と物理駆動モデルを組み合わせる可能性を強調している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6893869579071952
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The development of advanced packaging is essential in the semiconductor manufacturing industry. However, non-destructive testing (NDT) of advanced packaging becomes increasingly challenging due to the depth and complexity of the layers involved. In such a scenario, Magnetic field imaging (MFI) enables the imaging of magnetic fields generated by currents. For MFI to be effective in NDT, the magnetic fields must be converted into current density. This conversion has typically relied solely on a Fast Fourier Transform (FFT) for magnetic field inversion; however, the existing approach does not consider eddy current effects or image misalignment in the test setup. In this paper, we present a spatial-physics informed model (SPIM) designed for a 3D spiral sample scanned using Superconducting QUantum Interference Device (SQUID) microscopy. The SPIM encompasses three key components: i) magnetic image enhancement by aligning all the "sharp" wire field signals to mitigate the eddy current effect using both in-phase (I-channel) and quadrature-phase (Q-channel) images; (ii) magnetic image alignment that addresses skew effects caused by any misalignment of the scanning SQUID microscope relative to the wire segments; and (iii) an inversion method for converting magnetic fields to magnetic currents by integrating the Biot-Savart Law with FFT. The results show that the SPIM improves I-channel sharpness by 0.3% and reduces Q-channel sharpness by 25%. Also, we were able to remove rotational and skew misalignments of 0.30 in a real image. Overall, SPIM highlights the potential of combining spatial analysis with physics-driven models in practical applications.
- Abstract（参考訳）: 半導体製造業界では、先進的な包装技術の発展が不可欠である。
しかし, パッケージングの非破壊検査(NDT)は, レイヤの深さと複雑さのため, ますます困難になっている。
このようなシナリオでは、磁場イメージング(MFI)は電流によって生じる磁場のイメージングを可能にする。
MFIがNDTに有効であるためには、磁場を電流密度に変換する必要がある。
この変換は典型的には磁場反転のための高速フーリエ変換(FFT)にのみ依存しているが、既存の手法ではテスト設定において渦電流効果や画像のずれを考慮していない。
本稿では,超電導QUantum Interference Device (SQUID) 顕微鏡を用いて走査した3次元スパイラル試料を対象とした空間物理情報モデル(SPIM)を提案する。
SPIMは3つの重要なコンポーネントを含んでいる。
一 内相(Iチャネル)及び二次相(Qチャネル)画像の両方を用いて渦電流効果を緩和するために、すべての「シャープ」電界信号を整列させて、磁気画像の強調
二 走査型SQUID顕微鏡のワイヤセグメントに対する誤配による歪効果に対処する磁気画像アライメント、及び
三 バイオサーバルト法をFFTと統合して磁場を電流に変換する逆法
その結果,SPIMはIチャネルのシャープネスを0.3%改善し,Qチャネルのシャープネスを25%低減した。
また、実際の画像で0.30の回転と歪のミスアライメントを除去することができた。
全体として、SPIMは、空間分析と物理駆動モデルを組み合わせる可能性を強調している。
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