JPS636823B2 - - Google Patents

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JPS636823B2
JPS636823B2 JP54127041A JP12704179A JPS636823B2 JP S636823 B2 JPS636823 B2 JP S636823B2 JP 54127041 A JP54127041 A JP 54127041A JP 12704179 A JP12704179 A JP 12704179A JP S636823 B2 JPS636823 B2 JP S636823B2
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Ikuo Kobayashi
Kyozo Shimizu
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CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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    • G01J5/80—Calibration
    • G01J5/802—Calibration by correcting for emissivity

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路の表面の如き物質の表面の温
度分布を測定する装置に関するものである。
物質の表面温度を測定する従来の方法は、物質
の表面から放射される放射熱の強度を温度較正し
て表面温度を測定していた。その際放射熱強度を
温度に較正するのに、測定している物質の放射熱
の放射率を知る必要があつた。すなわち、まず放
射率1.0の物質（例えば黒体放射）の各温度にお
ける放射熱強度を調べておき、次に測定したい物
質（例えばその放射率がα／10）からの放射熱強度 を放射率1.0の場合に換算（例えば（電気信号）×
10／α）して、あらかじめ調べておいた放射率1.0の 物質の放射熱強度の各温度との関係より実際の温
度を知るのである。
上記のような方法では、放射率があらかじめわ
かつている均一な物質による試料の表面温度分布
なら容易に知ることができる。
しかし集積回路の表面の様に多くの物質が混在
している試料の場合、該試料の表面の各部分の放
射率がわかつていなければ表面温度分布を知るこ
とができない。そして表面の各部分の放射率を知
ることは、非常に困難である。そのため、例えば
IC等の半導体素子のパターン表面の温度分布を
調べて故障解析や試験等に利用しようとしても、
上記の如くパターン表面の複雑な放射率分布を調
べるのが非常に困難で、実際には従来の方法では
温度分布を測定することは非常に困難であつた。
本発明は上記従来の欠点を除去し、試料の構成
物質の放射熱の放射率に関係なく該試料の表面温
度分布を測定することができ、そのため放射熱の
放射率が異なる構成物質が混在してなる試料の表
面温度分布を測定することができる装置を提供す
ることを目的とするものである。
この目的は本発明によれば、試料から放射する
放射熱強度の分布を検出する検出装置と、少なく
とも２種類の既知温度における前記放射熱強度の
差と前記既知温度の差との割合の分布を求める演
算装置と、未知温度における前記試料の表面温度
分布を前記未知温度における前記放射熱強度の分
布と前記割合の分布とにより求める演算装置と、
上記の各分布の情報を記憶する記憶装置と、必要
に応じて上記の各放射熱強度の分布及び表面温度
分布とを表示する表示装置とを含むことを特徴と
する表面温度分布測定装置を提供することによつ
て達成される。
以下本発明の一実施例を図面に従つて詳細に説
明する。
第１図は本発明の基本的着想について説明する
ための図である。本発明の基本的着想は、まず２
種類の既知温度T1，T2において推定せんとする
試料の表面から放射する放射熱の強度P1，P2を
求め、両放射熱強度の差（P2−P1）と両既知温
度の差（T2−T1）との比をとり、温度に対する
放射熱強度の割合を求めておく。次に測定する温
度条件に設定した試料の放射熱強度P0を求める。
そして上記の温度に対する放射熱強度の勾配を利
用して、例えば次のような式により求めたい温度
T0を求める。
P2−P1／T2−T1＝P0−P1／T0−T1 ∴T0＝T2−T1／P2−P1（P0−P1）＋T1 この基本的着想は、上記の説明からわかるよう
に、放射熱強度と温度とが近似的に比例するとい
う性質を利用したもので、この方法によれば試料
を構成する物質の放射熱の放射率に関係なく試料
の表面温度を知ることができる。
次に第２図に本発明の一実施例である表面温度
分布測定装置のシステムの構造を表わすブロツク
図である。この装置によると放射熱の放射率が異
なる構成物質が混在してなる試料の表面温度分布
は以下の如く求めることができる。
システムの構成は、任意の温度における試料の
表面の放射熱強度の全面走査を行うための赤外線
検知器を備えた赤外線顕微鏡１と、移動走査台及
び走査制御装置２と、検出した放射熱強度の信号
の増幅器３からなる放射熱強度分布検出装置４が
ある。また１′，２′はインターフエースである。
まず最初に加熱装置１２により試料を基準温度で
ある第１の既知温度T1に保ち、この試料より検
出される信号をA/D変換器５によつてデイジタ
ル信号化したものを、マイクロプロセツサ６と
ROM７を備えたMPU（micro Processor unit）
制御装置８により、基準温度用RAM９からイン
ターフエース１０を介してデイスクパツクメモリ
装置１１に記憶させる。
なお上記の全面走査の方法は、例えば第３図に
示すようなSiO2の表面３１にAlのパターン３２
がある試料については以下の様に説明できる。ま
ず赤外線顕微鏡１により試料表面上のスポツト３
３から放射してくる放射線強度を調べる。そして
移動走査台及び走査制御装置２により前記のスポ
ツト３３が移動して、試料表面を３４の方向に走
査する。この様にして得られた放射熱強度の信号
は連続的なアナログ信号である。次に上記のアナ
ログ信号はA/D変換器５によりデイジタル信号
に変換される。これは、全面走査して得られた信
号より、試料を第３図の３５−１，３５−２，…
３５−６の様に分割した区分毎の放射熱強度を、
例えばその区分内を走査して得た放射熱強度を平
均することにより決定し、さらにその区分毎の放
射熱強度を所定のレベルに分割して、後でデイス
プレイ装置１７に試料の区分毎に同レベル同色に
なるように色分けした図形が表示できるような信
号に変換するわけである。
従つて例えば区分３５−３及び３５−４の様に
SiO2表面３１とAlパターン３２にわたる場合も
ある。この場合の区分の大きさを少さくすればそ
れだけSiO2表面３１とAlパターン３２の区分が
精度よく行なわれるわけである。
さて、基準温度である第１の既知温度T1につ
いての放射熱強度の情報をデイスクパツクメモリ
装置１１に記憶した後、今度は第２の既知温度
T2として、測定せんとする試料の所定の条件に
おいて予想される最高温度近辺になる様に、外部
から加熱装置１２によつて試料を加熱する。そし
てその時の試料の放射熱強度の情報を加熱データ
用RAM１３を使つて、前記と同様に記憶させ
る。
次に上記の２つの既知温度における放射熱強度
の情報を、インターフエース１４を通じバツフア
記憶系１５に移し高速出力に変換し、ビデオ信号
制御系及びビデオ信号変換系１６によりビデオ信
号に変換し、放射線強度の各レベルの信号を色分
けし、デイスプレイ装置１７に両者のカラー分布
図形を同時に表示する。そして、両者のカラー分
布図形の分布の様子から人為的に判断することに
より両者のカラー分布図形の位置合せを行う。そ
の際システムに設けられている位置づれの修正の
ためのRAM１８が、両者のカラー分布図形の一
方の情報を貯えておくために利用される。
位置合せ終了後、分布の同一区分毎に２つの放
射熱強度の差を求める演算をMPU制御装置８に
より行い、その情報をインターフエース１９を通
じてキーボード２０の操作によつてMPU制御装
置８を使つてデイスクパツク１１に記憶されてお
く。（この情報は（P2−P1）である。） ここで測定せんとする所定の条件（未知温度
T0）にした試料の放射熱強度の信号を検出し測
定データ用RAM２１に記憶させておき、基準温
度である第１の既知温度T1の場合の分布と共に、
前記と同様にデイスプレイ装置１７上で位置合せ
した上で、それらの差の演算をMPU制御装置８
により行い再びデイスクパツクメモリ１１に記憶
させる。（この情報は（P0−P1）である。） 最後に、デイスクパツクメモリ１１は記憶させ
た２つの情報（（P2−P1）、（P0−P1））より各区
分毎の未知温度T0を求める演算を行なう。そし
て、後で表面温度分布図を各温度レベルに対応す
る色で色分けして表示できるよう、あらかじめ未
知温度T0を含む適当な温度範囲を数段階の温度
レベルに分割しておいて、各区分毎に求めた未知
温度T0を前記の各温度レベルに対応させ、ビデ
オ制御MPU１６によつてその情報を高速のバツ
フア記憶系１５に記憶させ、更にビデオ変換して
デイスプレイ装置１７に測定せんとする表面温度
分布図を表示する。
上記説明した様に本発明によれば、試料の構成
物質の放射熱の放射率に関係なく試料の表面温度
が測定出来るため、放射熱の放射率の異なる構成
物質が混在する試料の表面温度分布を容易に測定
することができる。
また本発明は赤外線顕微鏡により微少な試料の
表面温度分布を求めたが、大きな試料において放
射率の異なる構成物質が混在した表面の温度分布
を求める場合も、赤外線検知器に代表される各種
受光検出器で放射熱或いは光を望遠鏡を通して検
出し走査することによつて実施できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の基本的着想を説明するための
図。第２図は本発明の一実施例である表面温度分
布測定装置のシステムの構造を表わすブロツク
図。第３図は試料の走査方法及び区分の仕方につ
いて説明するための図。 図中、１：赤外線顕微鏡、２：移動走査台及び
走査制御装置、１′，２′：インターフエース、
３：増幅器、４：放射熱強度分布検出装置、５：
Ａ／Ｄ変換器、６：マイクロプロセツサ、７：
ROM、８：MPU制御装置（演算装置）、９：基
準温度用RAM、１０：インターフエース、１
１：デイスクパツクメモリ装置（記憶装置）、１
２：加熱装置、１３：加熱データ用RAM、１
４：インターフエース、１５：バツフア記憶系、
１６：ビデオ信号制御系及びビデオ信号変換系、
１７：デイスプレイ（表示）装置、１８：位置ず
れ修正のためのRAM、１９：インターフエー
ス、２０：キーボード、２１：測定データ用
RAM、３１：SiO2表面、３２：Alパターン、３
３：スポツト、３４：走査方向、３５：区分。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 試料から放射する放射熱の強度により前記試
    料の表面温度分布を測定する装置において、前記
    試料から放射する前記放射熱強度の分布を検出す
    る放射熱強度分布検出装置と、２種類の既知温度
    における前記放射熱強度の差の分布と、該２種類
    の既知温度の差と、未知温度における前記放射熱
    強度と前記２種類の既知温度のうち一方の温度に
    おける前記放射熱強度との差の分布とを求め、こ
    れらから前記未知温度における前記試料の表面温
    度分布を求める演算装置と、上記の各分布の情報
    を記憶する記憶装置と、必要に応じて上記の各放
    射強度の分布及び表面温度分布とを表示する表示
    装置とを含むことを特徴とする表面温度分布測定
    装置。
JP12704179A 1979-10-02 1979-10-02 Measuring instrument for surface temperature distribution Granted JPS5651631A (en)

Priority Applications (4)

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JP12704179A JPS5651631A (en) 1979-10-02 1979-10-02 Measuring instrument for surface temperature distribution
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JPS5651631A JPS5651631A (en) 1981-05-09
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DE3067170D1 (en) 1984-04-26
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