JPH04125433A - 赤外線による温度測定方法 - Google Patents
赤外線による温度測定方法Info
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- JPH04125433A JPH04125433A JP2247946A JP24794690A JPH04125433A JP H04125433 A JPH04125433 A JP H04125433A JP 2247946 A JP2247946 A JP 2247946A JP 24794690 A JP24794690 A JP 24794690A JP H04125433 A JPH04125433 A JP H04125433A
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- Japan
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- temperature
- semiconductor element
- infrared
- emissivity
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 17
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 5
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- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
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Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、放射率の異なる2以上の材料が表面に形成
された半導体素子の温度を赤外線放射量から測定する温
度測定方法に関する。
された半導体素子の温度を赤外線放射量から測定する温
度測定方法に関する。
従来の赤外線による温度測定方法は、G、A。
Bennett等によりIEEE TRANSACTI
ONS ONCOMPONENTS、)IYBRIDs
AND MANUPACTURINGTECHNOL
OGY(pp、690−895.VOL、12.NO,
4,DECEMBER1989)によって、”Ca1i
bration ProcedureDevelope
d for IR5urf’ace−Temperat
ureMeasureIllents″と題する論文で
発表されたように、半導体素子上に形成された十分な面
積を有する1種類の物質の放射率を測定し、その赤外線
放射量から温度を求めるものであった。
ONS ONCOMPONENTS、)IYBRIDs
AND MANUPACTURINGTECHNOL
OGY(pp、690−895.VOL、12.NO,
4,DECEMBER1989)によって、”Ca1i
bration ProcedureDevelope
d for IR5urf’ace−Temperat
ureMeasureIllents″と題する論文で
発表されたように、半導体素子上に形成された十分な面
積を有する1種類の物質の放射率を測定し、その赤外線
放射量から温度を求めるものであった。
しかし、従来の方法によると、半導体素子表面に数ミク
ロン以下の微細パターンを有する物質に対しては検出器
の解像度(〜15μm)が不足し、正確に放射率を測定
することができず、半導体素子の正確な温度を求めるこ
とができなかった。
ロン以下の微細パターンを有する物質に対しては検出器
の解像度(〜15μm)が不足し、正確に放射率を測定
することができず、半導体素子の正確な温度を求めるこ
とができなかった。
そこで本発明は微細パターンを有する半導体素子にも適
用できる温度測定方法を提供することを目的とする。
用できる温度測定方法を提供することを目的とする。
上記課題を達成する為、この発明は放射率の異なる2以
上の材料が表面に形成された半導体素子の温度を赤外線
放射量から測定する赤外線による温度測定方法において
、2以上の材料の各々の放射率に対して、上記2以上の
材料の各々が半導体素子上で占める面積比により加重平
均値を求め、この加重平均値と実際の放射量に基づいて
半導体素子の温度を算出することを特徴とする。
上の材料が表面に形成された半導体素子の温度を赤外線
放射量から測定する赤外線による温度測定方法において
、2以上の材料の各々の放射率に対して、上記2以上の
材料の各々が半導体素子上で占める面積比により加重平
均値を求め、この加重平均値と実際の放射量に基づいて
半導体素子の温度を算出することを特徴とする。
ある温度雰囲気中におかれた半導体素子から実際に測定
された赤外線放射量をN 1その放射率をε、基準材料
(例えば黒体)の当該温度における赤外線放射量をN
、その雰囲気の赤外線放射量をN とすると、 N =εN +(1−ε)N ・・・(1)m
T a という公知の関係式が成立する(l・EEETRANS
ACTIONS ON COMPONENTS、IYB
RIDs ANDMANtlPACTURING TE
CHNOLOGY、p、B91.VOL、12.NO,
4゜DECEMBER1989)。ここで、N および
N はいM a ずれも公知の方法で簡単に求めることができる。
された赤外線放射量をN 1その放射率をε、基準材料
(例えば黒体)の当該温度における赤外線放射量をN
、その雰囲気の赤外線放射量をN とすると、 N =εN +(1−ε)N ・・・(1)m
T a という公知の関係式が成立する(l・EEETRANS
ACTIONS ON COMPONENTS、IYB
RIDs ANDMANtlPACTURING TE
CHNOLOGY、p、B91.VOL、12.NO,
4゜DECEMBER1989)。ここで、N および
N はいM a ずれも公知の方法で簡単に求めることができる。
N は赤外線検出器を用いて求められ、N は既m
a知の温度中におけ
る半導体素子および基準材料の赤外線放射量に基づき算
出できる。
a知の温度中におけ
る半導体素子および基準材料の赤外線放射量に基づき算
出できる。
また、複数の材料からなる半導体素子において面積比率
による各々の放射率の加重平均をとることにより、半導
体素子に対する赤外線放射率εが求まる。ここで、N、
Na、εを(1)式に代入することにより、NTが求ま
る。ところで、基準材料は温度に対して赤外線放射量が
1対1で対応しているので、赤外線放射量N。により温
度が一義的に定まる。
による各々の放射率の加重平均をとることにより、半導
体素子に対する赤外線放射率εが求まる。ここで、N、
Na、εを(1)式に代入することにより、NTが求ま
る。ところで、基準材料は温度に対して赤外線放射量が
1対1で対応しているので、赤外線放射量N。により温
度が一義的に定まる。
以下、この発明の一実施例に係る赤外線による温度測定
方法を添附図面に基づき説明する。なお、説明において
同一要素には同一符号を使用し、重複する説明は省略す
る。
方法を添附図面に基づき説明する。なお、説明において
同一要素には同一符号を使用し、重複する説明は省略す
る。
第1図はこの温度測定方法を示すフローチャート、第2
図は半導体素子表面の微細パターンの一例を模式的に示
す図である。
図は半導体素子表面の微細パターンの一例を模式的に示
す図である。
まず、第2図を参照して微細パターンを説明する。この
微細パターンは、2種類の物質から構成されており、物
質aおよび物質すの半導体素子表面における面積比率は
3対1である。この面積比率は、通常、この半導体素子
を設計する段階で定まっている場合がほとんどであるが
、後で顕微鏡写真を撮影して求めることができる。これ
らの物質a、bは数ミクロンオーダでパターンが形成さ
れている。
微細パターンは、2種類の物質から構成されており、物
質aおよび物質すの半導体素子表面における面積比率は
3対1である。この面積比率は、通常、この半導体素子
を設計する段階で定まっている場合がほとんどであるが
、後で顕微鏡写真を撮影して求めることができる。これ
らの物質a、bは数ミクロンオーダでパターンが形成さ
れている。
次に、第1図および第2図に基づき、本実施例に係る温
度測定方法を説明する。まず、半導体素子を構成する構
成物質a、bの基準サンプルA1Bを準備する(ステッ
プ101)。これらの物質a、bにより十分な大きさで
形成された基準サンプルASBの大きさは、半導体素子
における構成物質a、bの面積比率でなくてもよい(第
2図(a)参照)。これらの基準サンプルA、Bは十分
な面積を有しているので、これらの基準サンプルA、B
から当該物質固有の放射率を求めることができる。
度測定方法を説明する。まず、半導体素子を構成する構
成物質a、bの基準サンプルA1Bを準備する(ステッ
プ101)。これらの物質a、bにより十分な大きさで
形成された基準サンプルASBの大きさは、半導体素子
における構成物質a、bの面積比率でなくてもよい(第
2図(a)参照)。これらの基準サンプルA、Bは十分
な面積を有しているので、これらの基準サンプルA、B
から当該物質固有の放射率を求めることができる。
具体的には、既知の温度T1の雰囲気中において測定さ
れた基準サンプルA、Bからの赤外線量N SN
、その温度における黒体の赤外線An+l B
ml ffiN 、さらに、既知の温度T2の雰囲気中にお
I いて測定された基準サンプルA、Bからの赤外線量N
SN、その温度における黒体の赤外Am2
8m2 線” NT2を求め、これらの値に基づき、(1)式を
変形した次式により放射率ε 、ε が求めらB れる(ステップ102)。
れた基準サンプルA、Bからの赤外線量N SN
、その温度における黒体の赤外線An+l B
ml ffiN 、さらに、既知の温度T2の雰囲気中にお
I いて測定された基準サンプルA、Bからの赤外線量N
SN、その温度における黒体の赤外Am2
8m2 線” NT2を求め、これらの値に基づき、(1)式を
変形した次式により放射率ε 、ε が求めらB れる(ステップ102)。
ε −(N −N )/ (NT1−NT2)
A Aml Am2ε −(N
−N ) / (NT1−NT2)B
Bml 8m2次に、半導体素子の表
面における個々の構成物質a、bの面積比率S −S
bをそれぞれ測定する(ステップ103)。この測定は
設計段階で既に面積比率S SSbが知られている場合
には不要である。
A Aml Am2ε −(N
−N ) / (NT1−NT2)B
Bml 8m2次に、半導体素子の表
面における個々の構成物質a、bの面積比率S −S
bをそれぞれ測定する(ステップ103)。この測定は
設計段階で既に面積比率S SSbが知られている場合
には不要である。
その後、各々の基準サンプルA、、Bの赤外線放射率ε
、ε に対して、面積比率S SSbにAB
aよる赤外線放射率
の加重平均値εを次式により求める(ステップ103)
。
、ε に対して、面積比率S SSbにAB
aよる赤外線放射率
の加重平均値εを次式により求める(ステップ103)
。
ε=ε ×S +εBXsb
A a
例えば、各々の放射率ε 、ε が0.1、AB
0.5であり、面積比率S SSbが0.75、0.2
5であれば、加重平均値εは0.2になる。
5であれば、加重平均値εは0.2になる。
次に、赤外線検出器を用いて、半導体素子から実際の赤
外線放射mN 1雰囲気中の赤外線放射ff1N を
求める(ステップ105)。N は、第a
a3の既知の基準温度T3における赤外
線放射量N を求め、その基準温度T3における黒体の
赤外線放射zN およびNII+3を(1)式から変形
した次式に代入することにより算出できる。
外線放射mN 1雰囲気中の赤外線放射ff1N を
求める(ステップ105)。N は、第a
a3の既知の基準温度T3における赤外
線放射量N を求め、その基準温度T3における黒体の
赤外線放射zN およびNII+3を(1)式から変形
した次式に代入することにより算出できる。
N−(N、3−εNT3)/(1−ε)次に、(1)式
を用いてNTを求め(ステップ106)、このNTに基
づき、半導体素子の表面温度を求めることができる(ス
テップ107)。
を用いてNTを求め(ステップ106)、このNTに基
づき、半導体素子の表面温度を求めることができる(ス
テップ107)。
このように、複数の材料から構成されている微小領域の
赤外線放射率を正確に求めることにより、半導体素子の
表面温度を容易に測定することができる。
赤外線放射率を正確に求めることにより、半導体素子の
表面温度を容易に測定することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、放射率の異なる材料は異種でなくてもよく、放
射率の異なる同種の材料でもよい。
射率の異なる同種の材料でもよい。
また、上記実施例では黒体を基準材料として使用してい
るが、温度に対して赤外線放射量が一義的に定まる材料
であればよい。
るが、温度に対して赤外線放射量が一義的に定まる材料
であればよい。
この発明は以上説明したように構成されているので、微
細パターンを有する半導体素子の表面温度を正確に測定
することができる。
細パターンを有する半導体素子の表面温度を正確に測定
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る赤外線による温度測定
方法を示す工程図、第2図は上記実施例に係る温度測定
方法により測定可能な半導体素子のパターン例を示す図
である。 aSb・・・構成物質、A、B・・・基準サンプル。
方法を示す工程図、第2図は上記実施例に係る温度測定
方法により測定可能な半導体素子のパターン例を示す図
である。 aSb・・・構成物質、A、B・・・基準サンプル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 放射率の異なる2以上の材料が表面に形成された半導体
素子の温度を赤外線放射量から測定する赤外線による温
度測定方法において、 前記2以上の材料の各々の放射率に対して、前記2以上
の材料の各々が前記半導体素子上で占める面積比により
加重平均値を求め、この加重平均値と実際の放射量に基
づいて前記半導体素子の温度を算出することを特徴とす
る赤外線による温度測定方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2247946A JPH04125433A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 赤外線による温度測定方法 |
US07/759,552 US5165791A (en) | 1990-09-18 | 1991-09-13 | Method and apparatus for measuring temperature based on infrared light |
CA002051530A CA2051530A1 (en) | 1990-09-18 | 1991-09-17 | Method for measuring temperature based on infrared light and apparatus for measuring temperature based on infrared light |
KR1019910016243A KR930008395B1 (ko) | 1990-09-18 | 1991-09-18 | 적외선에 의한 온도측정방법 및 장치 |
AU84543/91A AU650674B2 (en) | 1990-09-18 | 1991-09-18 | Method for measuring temperature based on infrared light and apparatus for measuring temperature based on infrared light |
EP19910115833 EP0476611A3 (en) | 1990-09-18 | 1991-09-18 | Method for measuring temperature based on infrared light and apparatus for measuring temperature based on infrared light |
AU63240/94A AU665714B2 (en) | 1990-09-18 | 1994-05-23 | A method and apparatus for measuring the surface temperature of a semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2247946A JPH04125433A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 赤外線による温度測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04125433A true JPH04125433A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17170901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2247946A Pending JPH04125433A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 赤外線による温度測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04125433A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008116269A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 温度計測装置、及び温度算出方法 |
US11876006B2 (en) | 2019-08-22 | 2024-01-16 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus of light irradiation type |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP2247946A patent/JPH04125433A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008116269A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 温度計測装置、及び温度算出方法 |
US11876006B2 (en) | 2019-08-22 | 2024-01-16 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus of light irradiation type |
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