(57)【要約】【課題】ミクロ光学系の装置において測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定すること。【解決手段】遮蔽板２０は、半導体デバイスＤの温度の非接触測定に係る遮蔽板であって、温度を調整可能な基材２１を備え、基材２１の一方側に位置する黒体面２１ｂの熱放射量は、黒体面２１ｂの反対側に位置する反射面２１ａの熱放射量よりも大きく、黒体面２１ｂは、赤外線を放出する黒体面である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の温度の非接触測定に用いられる遮蔽板であって、
温度を調整可能な基材を備え、
前記基材の一方側に位置する第１の面の熱放射量は、前記第１の面の反対側に位置する第２の面の熱放射量よりも大きく、
前記第１の面は、赤外線を放射する黒体面である、遮蔽板。
【請求項２】
前記基材は、基板層と、前記第１の面を外面とする第１の層と、前記第１の層との間に前記基板層を挟むように設けられた、前記第２の面を外面とする第２の層と、を有し、
前記第１の層の熱放射量は、前記第２の層の熱放射量よりも大きい、請求項１記載の遮蔽板。
【請求項３】
前記基材は、前記第２の面を外面とする基板層と、前記基板層に重なるように設けられ前記第１の面を外面とする第１の層と、を有し、
前記第１の層の熱放射量は、前記基板層の熱放射量よりも大きい、請求項１記載の遮蔽板。
【請求項４】
前記基材は、前記第１の面を外面とする基板層と、前記基板層に重なるように設けられた、前記第２の面を外面とする第２の層と、を有し、
前記第２の層の熱放射量は、前記基板層の熱放射量よりも小さい、請求項１記載の遮蔽板。
【請求項５】
前記第１の面は、黒化処理されることによって形成されている、請求項１〜４のいずれか一項記載の遮蔽板。
【請求項６】
前記基材は、基板層と、前記第２の面を外面とする第２の層と、基板層と前記第２の層との間に設けられ、前記基板層から前記第２の層へ熱が伝わることを防ぐ断熱層と、を有する、請求項１記載の遮蔽板。
【請求項７】
前記第２の面は、赤外線を反射する反射面である、請求項１〜６のいずれか一項記載の遮蔽板。
【請求項８】
前記第１の面の放射率は、前記第２の面の放射率よりも高い、請求項１〜７のいずれか一項記載の遮蔽板。
【請求項９】
測定対象の温度の非接触測定を行う測定装置であって、
前記測定対象と対向して配置され、前記測定対象からの赤外線を導光する導光光学系と、
前記導光光学系と光学的に結合し、前記測定対象からの前記赤外線を撮像し、熱画像データを出力する撮像部と、
前記測定対象と前記導光光学系との間に配置された請求項１〜８のいずれか一項記載の遮蔽板と、
前記遮蔽板の基材の温度を制御する温度制御部と、を備える、測定装置。
【請求項１０】
前記熱画像データに基づいて、前記測定対象の温度を求める演算部を更に備える、請求項９記載の測定装置。
【請求項１１】
前記温度制御部は、前記遮蔽板の基材の温度が少なくとも第１の温度及び第１の温度とは異なる第２の温度となるように制御し、
前記演算部は、前記第１の温度における前記熱画像データ及び前記第２の温度における前記熱画像データに基づいて、前記測定対象の温度を求める、請求項１０記載の測定装置。
【請求項１２】
前記撮像部は、赤外線検出器を有する、請求項９〜１１のいずれか一項記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象の温度測定に用いる遮蔽板及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイス等の測定対象の表面温度を非接触で測定する方法として、例えば特許文献１に記載された方法が知られている。特許文献１に記載された方法では、補助熱源（面黒体）を用いて測定対象の放射率の異なる２箇所に熱線を照射し、測定対象が発生する熱線と測定対象において反射される補助熱源から発生した熱線とが重畳した熱線を赤外カメラで検出している。補助熱源の温度を変えて上記熱線を検出することにより、放射率が未知である測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２７６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１では、補助熱源から測定対象に照射される熱線と、測定対象が発生する熱線とが同軸上に配置され得ない。すなわち、測定対象が発生する熱線の経路とは別に、補助熱源から測定対象に照射される熱線の経路が存在することとなる。このような構成では、補助熱源から測定対象に熱線を照射するために、測定対象と赤外カメラとを結ぶ経路上とは異なる位置に補助熱源を設ける必要がある。このことにより、特許文献１の方法は、ある程度大きさのある測定対象を測定するような装置にのみ適用が可能となり、半導体デバイス検査装置等のミクロ光学系が用いられる装置には適用することができない。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ミクロ光学系の装置において測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る遮蔽板は、測定対象の温度の非接触測定に用いられる遮蔽板であって、温度を調整可能な基材を備え、基材の一方側に位置する第１の面の熱放射量は、第１の面の反対側に位置する第２の面の熱放射量よりも大きく、第１の面は、赤外線を放射する黒体面である。
【０００７】
この遮蔽板では、第１の面と第２の面とで熱放射量が異なっており、第１の面の熱放射量が第２の面の熱放射量よりも大きく、第１の面が赤外線（熱線）を放射する黒体面とされている。このため、例えば半導体デバイス検査装置等のミクロ光学系において、黒体面である第１の面を測定対象に対向するように配置した場合には、第１の面が補助熱源として作用し、第１の面から測定対象に対して赤外線が放射される。また、補助熱源として作用する第１の面が測定対象に対向して配置された場合には、上述した半導体デバイス検査装置等において、測定対象と、赤外線を導光する対物レンズ（導光光学系）との間に遮蔽板が配置されることとなる。この場合、第１の面から放射された赤外線に応じて測定対象において反射される赤外線と測定対象自体が発する赤外線とが重畳した赤外線を、撮像部（赤外カメラ（赤外線検出器））で検出することができる。また、遮蔽板には温度調整可能な基材が備わっているので、補助熱源である第１の面の温度を変えながら、上記重畳した赤外線を撮像部で検出することができる。このことで、放射率が未知である測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【０００８】
ここで、測定対象と、赤外線を捉える撮像部との間に遮蔽板が配置された構成では、補助熱源である第１の面から測定対象に照射される赤外線と、測定対象が発生する赤外線とが同軸上に配置されることとなる。このことにより、補助熱源が、測定対象と撮像部とを結ぶ経路上とは異なる位置に設けられることとならず、半導体デバイス検査装置等のミクロ光学系においても、測定対象の表面温度を非接触で測定することができる。以上より、この遮蔽板によれば、ミクロ光学系の装置において測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【０００９】
また、基材は、基板層と、第１の面を外面とする第１の層と、第１の層との間に基板層を挟むように設けられた、第２の面を外面とする第２の層と、を有し、第１の層の熱放射量は、第２の層の熱放射量よりも大きくてもよい。このように基材が三層構造とされ、第１の層の熱放射量が第２の層の熱放射量よりも大きくされることにより、第１の面の熱放射量と第２の面の熱放射量とを容易に異ならせることができる。
【００１０】
また、基材は、第２の面を外面とする基板層と、基板層に重なるように設けられた、第１の面を外面とする第１の層と、を有し、第１の層の熱放射量は、基板層の熱放射量よりも大きくてもよい。第１の層の熱放射量が基板層よりも大きくされることにより、第１の面の熱放射量と第２の面の熱放射量とを容易に異ならせることができる。また、基材が基板層と第１の層の二層構造とされることにより、遮蔽板の作成が容易になる。
【００１１】
また、基材は、第１の面を外面とする基板層と、基板層に重なるように設けられた、第２の面を外面とする第２の層と、を有し、第２の層の熱放射量は、基板層の熱放射量よりも小さくてもよい。第２の層の熱放射量が基板層よりも小さくされることにより、第１の面の熱放射量と第２の面の熱放射量とを容易に異ならせることができる。また、基材が基板層と第２の層の二層構造とされることにより、遮蔽板の作成が容易になる。
【００１２】
また、第１の面は、黒化処理されることによって形成されていてもよい。黒化処理されることで第１の面が形成されることにより、遮蔽板の作成がより容易になるとともに、部品点数を少なくすることができる。
【００１３】
また、基材は、基板層と、第２の面を外面とする第２の層と、基板層と第２の層との間に設けられ、基板層から第２の層へ熱が伝わることを防ぐ断熱層とを有していてもよい。基板層と第２の層との間に断熱層が設けられていることにより、第２の面の温度を安定化させることができる。
【００１４】
また、第２の面は、赤外線を反射する反射面であってもよい。これにより、第２の面から放射される赤外線の量を抑えることができる。さらに、第１の面の放射率は、第２の面の放射率よりも高くてもよい。また、第１の面の温度は、第２の面の温度よりも高くてもよい。物質の熱放射量は、その物質の放射率とその物質の温度との積に比例する。そのため、第１の面の放射率を第２の面の放射率よりも高くすること、或いは、第１の面の温度を第２の面の温度よりも高くすることにより、第１の面の熱放射量を第２の面の熱放射量よりも大きくすることができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る測定装置は、測定対象の温度の非接触測定を行う装置であって、測定対象と対向して配置され、測定対象からの赤外線を導光する導光光学系と、導光光学系と光学的に結合し、測定対象からの赤外線を撮像し、熱画像データを出力する撮像部と、測定対象と導光光学系との間に配置された上述の遮蔽板と、遮蔽板の基材の温度を制御する温度制御部と、を備える。
【００１６】
この測定装置では、遮蔽板の第１の面と第２の面とで熱放射量が異なっており、第１の面の熱放射量が第２の面の熱放射量よりも大きく、第１の面が赤外線を放射する黒体面とされている。そして、当該遮蔽板の第１の面が測定対象に対向している。このため、例えば信号入力部から測定対象に対して測定用信号が入力され、測定対象が駆動した状態において、第１の面が補助熱源として作用し、第１の面から測定対象に対して赤外線が照射され、測定対象において反射される赤外線と測定対象が発生する赤外線とが重畳した赤外線が、撮像部で撮像される。遮蔽板の基材は、温度制御部によって温度調整が行われる。このため、補助熱源である第１の面の温度を変更しながら、上記重畳した赤外線を撮像部で撮像することができる。このことで、放射率が未知である測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することができる。また、遮蔽板の第１の面が測定対象に対向しているため、補助熱源である第１の面から測定対象に照射される赤外線と、測定対象が発生する赤外線とが同軸上に配置されることとなる。このことにより、補助熱源が、測定対象と撮像部とを結ぶ経路上とは異なる位置に設けられることとならず、ミクロ光学系の装置である本発明の測定装置において、測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【００１７】
また、撮像部から出力された熱画像データに基づいて、測定対象の温度を求める演算部をさらに備えてもよい。更に、温度制御部が遮蔽板の基材の温度が少なくとも第１の温度及び第１の温度とは異なる第２の温度となるように制御し、演算部が前記第１の温度における熱画像データ及び第２の温度における熱画像データに基づいて測定対象の温度を求めてもよい。更に、撮像部は赤外線検出器を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
この遮蔽板及び測定装置によれば、ミクロ光学系の装置において測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る測定装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】図１の測定装置における遮蔽板の平面図である。
【図３】図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】変形例に係る遮蔽板の底面図である。
【図５】変形例に係る遮蔽板の底面図である。
【図６】変形例に係る遮蔽板の底面図である。
【図７】変形例に係る遮蔽板の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る測定装置の構成を模式的に示した図である。
【図９】図８の測定装置の平面図である。
【図１０】変形例に係る遮蔽板の断面図、及び、変形例に係る遮蔽板を用いた測定装置の構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
[第１実施形態]
図１に示されるように、本実施形態に係る測定装置１は、被検査デバイス（ＤＵＴ：Device  Under  Test）（測定対象）である半導体デバイスＤの温度を非接触で測定する、ミクロ光学系の装置(System)である。より詳細には、測定装置１は、半導体デバイスＤの放射率が不明である状態において、発熱観察を行うことにより、半導体デバイスＤの温度を非接触で測定する。
【００２２】
半導体デバイスＤとしては、トランジスタ等のＰＮジャンクションを有する集積回路（例えば、小規模集積回路（ＳＳＩ：Small  Scale  Integration）、中規模集積回路（ＭＳＩ：Medium  Scale  Integration）、大規模集積回路（ＬＳＩ：Large  Scale  Integration）、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ：Very  Large  Scale  Integration）、超々大規模集積回路（ＵＬＳＩ：Ultra  Large  Scale  Integration）、ギガ・スケール集積回路（ＧＳＩ：Giga  Scale  Integration））、大電流用／高圧用ＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタ、及び電力用半導体素子（パワーデバイス）等がある。半導体デバイスＤは、例えばサンプルステージ（図示せず）に載置されている。なお、測定対象としては半導体デバイスに限らず、太陽電池パネルなどの太陽電池モジュールなど、様々なデバイスを測定対象とすることができる。
【００２３】
測定装置１は、半導体デバイスＤの温度測定に係る機能構成として、テスタユニット１１（信号入力部）と、対物レンズ１２（導光光学系）と、赤外カメラ１３（撮像部、赤外線検出器）と、計算機１４（演算部）と、遮蔽板２０と、温度コントローラ２８（温度制御部）と、を備えている。
【００２４】
テスタユニット１１は、ケーブルを介して半導体デバイスＤに電気的に接続され、半導体デバイスＤに測定用信号を印加する信号入力部として機能する。テスタユニット１１は、電源（図示せず）によって動作させられ、測定用信号として、半導体デバイスＤを駆動させる信号やクロック信号等を繰り返し印加する。テスタユニット１１は、変調電流信号を印加するものであってもよいし、ＣＷ（continuous wave）電流信号を印加するものであってもよい。テスタユニット１１は、ケーブルを介して計算機１４に電気的に接続されており、計算機１４から指定された信号を、半導体デバイスＤに印加する。なお、テスタユニット１１は、必ずしも計算機１４に電気的に接続されていなくてもよい。テスタユニット１１は、計算機１４に電気的に接続されていない場合には、単体で信号を決定し、該信号を半導体デバイスＤに印加する。
【００２５】
遮蔽板２０は、半導体デバイスＤの温度の非接触測定に用いられる部材である。遮蔽板２０は、半導体デバイスＤと対物レンズ１２との間に配置されており、より詳細には、対物レンズ１２の光軸ＯＡ上にその中心遮蔽部２１ｚが位置するように設けられている。遮蔽板２０は、温度コントローラ２８による制御に応じて温度を調整可能な基材２１を備える。基材２１としては、熱伝導率が高く、且つ、黒体もしくは反射材としての特性を有する部材が好ましい。
【００２６】
図３に示されるように、基材２１は、基板層２３と、黒体層２４（第１の層）と、反射層２２（第２の層）とが積層された三層構造とされている。基板層２３は、温度コントローラ２８による制御に応じて熱を伝導する。基板層２３は、黒体層２４及び反射層２２の間に挟まれるように設けられている。よって、基板層２３と黒体層２４、及び、基板層２３と反射層２２は、それぞれ熱的に接続されている。基板層２３としては、均一な温度を実現可能な熱伝導率の高い部材、例えば銅（銅板や銅層）を用いることができる。
【００２７】
黒体層２４は、基板層２３と接する面と反対側の面（外面）が黒体面２１ｂ（第１の面）とされた第１の層である。当該黒体面２１ｂは、基材２１における積層方向一方側の面である。黒体面２１ｂは、半導体デバイスＤと対向している。黒体層２４は、例えばレイデント（登録商標）処理等が施されており、反射層２２と比べて、放射率が高く反射率が低い、すなわち熱放射量が大きい状態とされている。これにより、黒体面２１ｂの少なくとも一部は、赤外線に対して黒体状態とされている。黒体状態とされた黒体面２１ｂの熱放射量は、基材２１における黒体面２１ｂの反対側の面、すなわち基材２１の積層方向他方側の面である反射面２１ａ（詳細は後述）の熱放射量よりも大きい。黒体層２４としては、例えば黒色のセラミック被膜を用いることができる。なお、黒体とは、外部から入射する電磁波をあらゆる波長に亘って完全に吸収し熱放射することができる物体（完全黒体）をいうが、本実施形態における黒体状態とは、このような完全黒体となっている状態を示しておらず、少なくとも赤外線に対して黒体と同程度の熱放射が実現できる状態をいう。黒体と同程度の熱放射を実現できる状態とは、例えば放射率が９０％以上である状態をいう。
【００２８】
反射層２２は、基板層２３と接する面と反対側の面（外面）が、赤外線を反射する反射面２１ａ（第２の面）とされた第２の層である。すなわち、反射層２２は、黒体層２４との間に基板層２３を挟むように設けられている。反射面２１ａは、対物レンズ１２と対向している。すなわち、反射面２１ａは、基材２１において黒体面２１ｂの反対側に位置する面である。反射層２２としては、赤外カメラ１３における検出波長において反射面２１ａの反射率が高くなる部材、例えば金メッキを用いることができる。反射面２１ａは、高い反射率（例えば９０％以上）により鏡面となっている。このため、赤外カメラ１３は、ナルシサス状態（自身を見る状態）となっている。このことで、基材２１の温度の変化に応じて赤外カメラ１３のダークレベルが変わることを防止し、ＳＮを向上させることができる。
【００２９】
図２に示されるように、基材２１は、黒体面２１ｂにおける遮蔽板２０の中心軸ＣＡ周りに形成された、黒体状態の中心遮蔽部２１ｚ（第１遮蔽部）を有している。中心遮蔽部２１ｚは、少なくとも、中心軸ＣＡを中心とした、赤外カメラ１３の有効視野２１ｘの外接円２１ｙの範囲に形成されている。赤外カメラ１３の有効視野２１ｘのサイズは、対物レンズ１２及び赤外カメラ１３の性能や配置関係により決まる。中心遮蔽部２１ｚが形成されていることによって、半導体デバイスＤから赤外カメラ１３へ向けて放射される熱線のうち光軸ＯＡ付近の熱線ｘ５（図１参照）が赤外カメラ１３側に伝達しない。
【００３０】
ここで、後述する計算機１４による温度導出方法では、半導体デバイスＤから放射された熱線と、半導体デバイスＤにおいて反射された熱線を含む熱線が赤外カメラ１３に検出されることにより、温度が導出される。半導体デバイスＤにおいて反射された熱線とは、黒体面２１ｂから半導体デバイスＤに照射された熱線に応じて半導体デバイスＤが反射した熱線である。仮に、中心遮蔽部２１ｚが設けられず、基材２１における中心軸ＣＡの範囲が開口状とされた場合には、中心軸ＣＡ上における半導体デバイスＤの直上は黒体が設けられていない状態となる。この場合、中心軸ＣＡ上の熱線としては、上述した、黒体面２１ｂから半導体デバイスＤに照射された熱線に応じて半導体デバイスＤが反射した熱線が存在しないこととなる。そのため、中心軸ＣＡを通過し赤外カメラ１３に検出される熱線は、半導体デバイスＤから放射された熱線のみとなり、上述した温度導出方法により適切に温度を測定することができないおそれがある。この点、中心遮蔽部２１ｚが設けられていることにより、半導体デバイスＤから放射された熱線のみが赤外カメラ１３に検出されることを防止することができる。
【００３１】
また、基材２１は、中心遮蔽部２１ｚ周り形成された開口部２１ｃを有している。より詳細には、開口部２１ｃは、黒体面２１ｂにおいて外接円２１ｙに隣接するようにして、底面視半円状に形成されている。開口部２１ｃは、中心遮蔽部２１ｚを中心として１回回転対称となるように、中心遮蔽部２１ｚ周りに１つのみ形成されている。開口部２１ｃは、黒体面２１ｂ側から反射面２１ａ側へ基材２１を貫通するように形成されている（図１参照）。また、開口部２１ｃは、黒体面２１ｂ側から反射面２１ａ側へ向かうにつれて、徐々に開口形状が小さくなるように形成されている。より詳細には、開口部２１ｃの領域を区画する開口部２１ｃの内周面２１ｄは、黒体面２１ｂ側から反射面２１ａ側へ向かうにつれて、開口部２１ｃの中央部方向に近づくように斜め構造とされている（図１参照）。当該内周面２１ｄは、レイデント（登録商標）処理等が施され、黒体状態とされている。内周面２１ｄの斜め構造は、赤外カメラ１３から内周面２１ｄを観察することができないよう、赤外カメラ１３と対物レンズ１２によって決まる視野角を考慮して決定されている。内周面２１ｄがこのような斜め構造とされることにより、半導体デバイスＤから発生された熱線のみが内周面２１ｄで反射して赤外カメラ１３に検出されることを防止することができる。
【００３２】
更に、基材２１は、中心遮蔽部２１ｚを挟んで開口部２１ｃと対向するように黒体面２１ｂに形成された、黒体状態の対向遮蔽部２１ｅ（第２遮蔽部）を有している。より詳細には、対向遮蔽部２１ｅは、中心軸ＣＡを中心とした開口部２１ｃに対向する領域を含むように形成されている。対向遮蔽部２１ｅの大きさ（面積）は、黒体面２１ｂにおける開口部２１ｃの大きさ（面積）よりも小さくともよく、図２に示されるように、対向遮蔽部２１ｅの形状及び大きさは、黒体面２１ｂにおける開口部２１ｃの形状及び大きさに略一致していてもよい。
【００３３】
図１に示されるように、黒体状態である対向遮蔽部２１ｅから半導体デバイスＤに対しては、熱線ｘ１が照射される。そして、半導体デバイスＤにおいて、当該熱線ｘ１に応じて熱線ｘ２１が反射される。当該熱線ｘ２１は、対向遮蔽部２１ｅに対向する開口部２１ｃに到達する。また、半導体デバイスＤにおいて発生した熱線ｘ２２が、開口部２１ｃに到達する。すなわち、開口部２１ｃには、半導体デバイスＤにおいて反射された熱線ｘ２１と、半導体デバイスＤにおいて発生した熱線ｘ２２を含む熱線ｘ２が到達する。当該熱線ｘ２は、開口部２１ｃを通過し、対物レンズ１２を介して赤外カメラ１３に検出される。
【００３４】
ここで、計算機１４による温度導出の精度を担保するためには、赤外カメラ１３が検出する熱線は、ほぼ全て熱線ｘ２であることが好ましい。すなわち、赤外カメラ１３が検出する、半導体デバイスＤにおいて反射された熱線は、黒体状態とされた面である対向遮蔽部２１ｅから半導体デバイスＤに対して照射された熱線に応じて半導体デバイスＤが反射した熱線ｘ２１であることが好ましい。赤外カメラ１３の有効視野２１ｘを考慮しない場合すなわち赤外カメラ１３の有効視野２１ｘのサイズが０であると仮定した場合には、上述した対向遮蔽部２１ｅを設けることによって、赤外カメラ１３が検出する、半導体デバイスＤにおいて反射された熱線を、全て熱線ｘ２１とすることが可能である。しかしながら、実際には、赤外カメラ１３は、赤外カメラ１３の有効視野２１ｘのサイズに応じて、熱線ｘ２１以外の、半導体デバイスＤで反射された熱線を検出してしまう。具体的には、赤外カメラ１３は、対向遮蔽部２１ｅの領域の外縁と、該外縁から有効視野２１ｘの外接円２１ｙの直径分だけ外側の位置との間の領域（以下、周辺領域と記載する）から半導体デバイスＤに対して照射された熱線に応じて、半導体デバイスＤが反射した熱線を検出してしまう。当該熱線を上述した熱線ｘ２１と同様の熱線とするためには、上述した周辺領域を、対向遮蔽部２１ｅと同じ黒体状態とする必要がある。そこで、上述した周辺領域には、対向遮蔽部２１ｅの外縁を囲うようにして、対向遮蔽部２１ｅと同様に黒体状態とされた周辺遮蔽部３１が設けられている。当該周辺遮蔽部３１は、赤外カメラ１３の有効視野に応じて画成された領域に設けられている。より詳細には、周辺遮蔽部３１は、赤外カメラ１３の有効視野２１ｘの外接円２１ｙを、対向遮蔽部２１ｅに対して周回させた軌跡によって画成された領域に設けられている。
【００３５】
図１に戻り、温度コントローラ２８は、遮蔽板２０の温度を制御する温度制御部である。温度コントローラ２８は、遮蔽板２０と熱的に接続され、遮蔽板２０に対して熱を伝導することによって、遮蔽板２０の温度を制御するヒーターや冷却機等である。温度コントローラ２８は、計算機１４からの設定に応じて、遮蔽板２０の温度を制御する。
【００３６】
対物レンズ１２は、遮蔽板２０の開口部２１ｃを通過した熱線ｘ２を、赤外カメラ１３に導く導光光学系である。対物レンズ１２は、その光軸が光軸ＯＡに一致するように設けられており、半導体デバイスＤと対向して配置されている。
【００３７】
赤外カメラ１３は、測定用信号の入力に応じて駆動する半導体デバイスＤから放射された熱線ｘ２を、光学的に結合された対物レンズ１２を介して撮像する赤外線検出器（撮像部）である。赤外カメラ１３は、赤外線を電気信号に変換する複数の画素が２次元に配列された受光面を有する。赤外カメラ１３は、熱線を撮像することにより赤外画像（熱画像データ）を生成し、計算機１４に出力する。赤外カメラ１３としては、例えばＩｎＳｂカメラ等の２次元赤外線検出器が用いられる。なお、赤外線検出器は、赤外カメラ１３などの２次元赤外線検出器に限らず、ボロメータなどの１次元赤外線検出器やポイント赤外線検出器を用いてもよい。また、一般的に、波長０．７μｍ〜１０００μｍの電磁波（光）を赤外線という。また、一般的には、波長２μｍ〜１０００μｍの中赤外線から遠赤外線領域の電磁波（光）を熱線というが、本実施形態では特に区別をせず、熱線も赤外線と同様、波長０．７μｍ〜１０００μｍの電磁波を意味する。
【００３８】
計算機１４は、赤外カメラ１３と電気的に接続されている。計算機１４は、赤外カメラ１３によって生成された赤外画像に基づき、半導体デバイスＤの温度を導出する。計算機１４は、半導体デバイスＤの温度を導出する機能を実行するプロセッサを有する。以下では、赤外画像に基づく温度導出の導出原理について説明する。
【００３９】
半導体デバイスＤにおいて、一定の放射率のエリアであるエリア１と、エリア１の放射率よりも低い他の一定の放射率のエリアであるエリア２とが近傍にあるとする。それぞれのエリアの放射率と反射率をρ1、ε１、及びρ2、ε2とすると、キルヒホッフの法則により、以下の（１）式及び（２）式が成り立つ。なお、以下では、放射率がρ1であるエリア１を高放射率部、放射率がρ2であるエリア２を低放射率部として説明する場合がある。
【数１】
2016223809.tif 000003
【数２】
2016223809.tif 000004
【００４０】
ここで、遮蔽板２０の熱放射輝度（熱放射量）をＬlow、高放射率部について赤外カメラ１３で検出される放射をＳ1low、低放射率部について赤外カメラ１３で検出される放射をＳ2low、温度Ｔの黒体の熱放射輝度をＬ（Ｔ）とすると、以下の（３）式及び（４）式が成り立つ。なお、Ｓ1lowは高放射率部における熱放射輝度と、Ｓ2lowは低放射率部における熱放射輝度と、それぞれ言い換えることができる。つまり、下記の（３）式は、遮蔽板２０の熱放射輝度がＬlowである場合に、赤外カメラ１３において、半導体デバイスＤの高放射率部から輻射された、半導体デバイスＤが発生する熱線と半導体デバイスＤにおいて反射される熱線とが重畳した熱放射輝度がＳ1lowである熱線が検出されることを示している。また、下記の（４）式は、遮蔽板２０の熱放射輝度がＬlowである場合に、赤外カメラ１３において、半導体デバイスＤの低放射率部から輻射された、半導体デバイスＤが発生する熱線と半導体デバイスＤにおいて反射される熱線とが重畳した熱放射輝度がＳ2lowである熱線が検出されることを示している
【数３】
2016223809.tif 000005
【数４】
2016223809.tif 000006
【００４１】
同様に、遮蔽板２０の熱放射輝度がＬhighである場合には、高放射率部について赤外カメラ１３で検出される放射をＳ1high、低放射率部について赤外カメラ１３で検出される放射をＳ2high、半導体デバイスＤの温度Ｔにおける黒体状態の熱放射輝度をＬ（Ｔ）とすると、以下の（５）式及び（６）式が成り立つ。
【数５】
2016223809.tif 000007
【数６】
2016223809.tif 000008
となる。
【００４２】
高放射率部と低放射率部の反射率の比Ｒは、上記の（３）〜（６）式より、以下の（７）式で表される。
【数７】
2016223809.tif 000009
【００４３】
上述した（３）式、（４）式、及び（７）式から、以下の（８）式が導出される。
【数８】
2016223809.tif 000010
同様に、上述した（５）式、（６）式、及び（７）式から、以下の（９）式が導出される。
【数９】
2016223809.tif 000011
【００４４】
上述した（８）式を変形すると、
【数１０】
2016223809.tif 000012
となる。当該（１０）式より、測定対象である半導体デバイスＤの温度Ｔにおける熱放射輝度Ｌ（Ｔ）が得られるので、当該熱放射輝度から、半導体デバイスＤの温度を導出することができる。
【００４５】
次に、遮蔽板２０を用いた、半導体デバイスＤの温度測定の手順を説明する。
【００４６】
最初に、測定装置１のサンプルステージ（図示せず）に半導体デバイスＤを配置する。半導体デバイスＤにはテスタユニット１１が電気的に接続されており、当該テスタユニット１１から、半導体デバイスＤを駆動させる信号及びクロック信号等の測定用信号が入力される。
【００４７】
つづいて、遮蔽板２０の黒体面２１ｂ、より詳細には対向遮蔽部２１ｅの熱放射輝度がＬlowとなる温度となるように、温度コントローラ２８によって遮蔽板２０の温度が制御される。このとき、半導体デバイスＤに対して、遮蔽板２０から熱放射輝度がＬlowの熱線が照射される。
【００４８】
そして、半導体デバイスＤが発生する熱線と、遮蔽板２０からの熱線に応じて半導体デバイスＤで反射された熱線を含む熱線が、遮蔽板２０の開口部２１ｃ及び対物レンズ１２を通過し、赤外カメラ１３に検出される。赤外カメラ１３は、当該熱線を撮像し赤外画像を生成する。赤外画像には、放射率が異なる２つのエリア、すなわち高放射率部及び低放射率部の放射が含まれている。計算機１４は、赤外画像から、高放射率部の放射Ｓ1lowと低放射率部の放射Ｓ2lowとを特定する。
【００４９】
つづいて、遮蔽板２０の黒体面２１ｂ、より詳細には対向遮蔽部２１ｅの熱放射輝度がＬhighとなる温度となるように、温度コントローラ２８によって遮蔽板２０の温度が制御される。このとき、半導体デバイスＤに対して、遮蔽板２０から熱放射輝度がＬhighの熱線が照射される。
【００５０】
そして、半導体デバイスＤが発生する熱線と、遮蔽板２０からの熱線に応じて半導体デバイスＤで反射された熱線を含む熱線が、遮蔽板２０の開口部２１ｃ及び対物レンズ１２を通過し、赤外カメラ１３に検出される。赤外カメラ１３は、当該熱線を撮像し赤外画像を生成する。赤外画像には、放射率が異なる２つのエリア、すなわち高放射率部及び低放射率部の放射が含まれている。計算機１４は、赤外画像から、高放射率部の放射Ｓ1highと低放射率部の放射Ｓ2highとを特定する。
【００５１】
最後に、計算機１４によって、熱放射輝度がＬlowの熱線に基づく高放射率部の放射Ｓ1low及び低放射率部の放射Ｓ2lowと、熱放射輝度がＬhighの熱線に基づく高放射率部の放射Ｓ1high及び低放射率部の放射Ｓ2highとから、半導体デバイスＤの温度が導出される。
【００５２】
以上、半導体デバイスＤの温度測定の手順について説明したが、本発明を用いた温度測定は上記手順に限定されない。例えば、上記では熱放射輝度をＬlowからＬhighとなる温度となるように、温度コントローラ２８によって遮蔽板２０の温度を変化させたが、遮蔽板２０とは異なる別の遮蔽板を用意し遮蔽板２０と差し替えてもよい。この場合、例えば、遮蔽板２０の熱放射輝度をＬlowとし、別の遮蔽版の熱放射輝度をＬhighとすることで、半導体デバイスＤに照射される熱放射量を変化させることができる。また、上述の手順を行う前に、遮蔽板２０を配置しない状態で、測定対象として極めて放射率の高い金属（例えば、金やアルミなど）等でコーティングされたサンプルを対物レンズ１２と対向して配置し、当該サンプルが発した熱線がないダーク状態を赤外カメラ１３で検出することで、赤外カメラ１３のゼロ点補正を行ってもよい。
【００５３】
次に、遮蔽板２０、及び遮蔽板２０を含んだ測定装置１の作用効果について説明する。
【００５４】
この遮蔽板２０では、黒体面２１ｂと反射面２１ａとで熱放射量が異なっており、黒体面２１ｂの熱放射量が反射面２１ａの熱放射量よりも大きく、黒体面２１ｂが赤外線に対して黒体状態とされている。このため、測定装置１等のミクロ光学系において、黒体状態である黒体面２１ｂを半導体デバイスＤに対向するように配置した場合には、黒体面２１ｂが補助熱源として作用し、黒体面２１ｂから半導体デバイスＤに対して熱線が照射される。また、補助熱源として作用する黒体面２１ｂが半導体デバイスＤに対向して配置された場合には、測定装置１等において、半導体デバイスＤと、熱線を捉える赤外カメラ１３との間に遮蔽板２０が配置されることとなる。この場合、黒体面２１ｂから照射された熱線に応じて半導体デバイスＤにおいて反射される熱線と半導体デバイスＤが発生する熱線とが重畳した熱線を、赤外カメラ１３で検出することができる。また、黒体面２１ｂには温度調整自在な基材２１が備わっているので、補助熱源である黒体面２１ｂの温度を変えながら、上記重畳した熱線を赤外カメラ１３で検出することができる。このことで、上述した（１０）式により、放射率が未知である半導体デバイスＤの表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【００５５】
ここで、半導体デバイスＤと、熱線を捉える赤外カメラ１３との間に遮蔽板２０が配置された構成では、補助熱源である黒体面２１ｂから半導体デバイスＤに照射される熱線と、半導体デバイスＤが発生する熱線とが同軸上に配置されることとなる。このことにより、補助熱源が、測定対象と赤外カメラとを結ぶ経路上とは異なる位置に設けられることとならず、測定装置１等のミクロ光学系においても、測定対象の表面温度を非接触で測定することができる。以上より、この遮蔽板２０によれば、ミクロ光学系の装置において測定対象の表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【００５６】
また、黒体面２１ｂの放射率は、反射面２１ａの放射率よりも高い。これにより、黒体面２１ｂの熱放射量を反射面２１ａよりも大きくすることができる。また、放射率が低い反射面２１ａは、反射率が高くなる。このため、上述した測定装置１において、反射面２１ａに対向する赤外カメラ１３のレンズがナルシサス状態（自身を見る状態）となる。このことにより、半導体デバイスＤからの熱線以外のノイズ成分を赤外カメラ１３が捉えてしまうことを抑制することができ、より高精度に、半導体デバイスＤの表面温度を測定することができる。また、黒体面２１ｂの温度は、反射面２１ａの温度よりも高い。これにより、黒体面２１ｂの熱放射量を反射面２１ａよりも大きくすることができる。
【００５７】
また、基材２１は、基板層２３と、黒体面２１ｂを外面とする黒体層２４と、黒体層２４との間に基板層２３を挟むように設けられた、反射面２１ａを外面とする反射層２２と、を有しており、黒体層２４の熱放射量は、反射層２２の熱放射量よりも大きい。このように基材２１が三層構造とされ、黒体層２４の熱放射量が反射層２２の熱放射量よりも大きくされることにより、黒体面２１ｂの熱放射量と反射面２１ａの熱放射量とを容易に異ならせることができる。
【００５８】
更に、測定装置１は、半導体デバイスＤの温度の非接触測定を行う測定装置であって、半導体デバイスＤに測定用信号を入力するテスタユニット１１と、測定用信号の入力に応じた半導体デバイスＤからの熱線を撮像する赤外カメラ１３と、半導体デバイスＤと赤外カメラ１３との間に配置された遮蔽板２０と、遮蔽板２０の温度を調整自在に制御する温度コントローラ２８と、を備えている。この測定装置１では、遮蔽板２０の黒体面２１ｂと反射面２１ａとで熱放射量が異なっており、黒体面２１ｂの熱放射量が反射面２１ａの熱放射量よりも大きく、黒体面２１ｂが赤外線に対して黒体状態とされている。そして、当該遮蔽板２０の黒体面２１ｂが半導体デバイスＤに対向している。このため、例えばテスタユニット１１から半導体デバイスＤに対して測定用信号が入力され、半導体デバイスＤが駆動した状態において、黒体面２１ｂが補助熱源として作用し、黒体面２１ｂから半導体デバイスＤに対して熱線が照射され、半導体デバイスＤにおいて反射される熱線と半導体デバイスＤが発生する熱線とが重畳した熱線が、赤外カメラ１３で撮像される。そして、遮蔽板２０の基材２１は、温度コントローラ２８によって温度調整が行われる。このため、補助熱源である黒体面２１ｂの温度を変更しながら、上記重畳した熱線を赤外カメラ１３で撮像することができる。このことで、放射率が未知である半導体デバイスＤの表面温度を非接触で高精度に測定することができる。また、遮蔽板２０の黒体面２１ｂが半導体デバイスＤに対向しているため、補助熱源である黒体面２１ｂから半導体デバイスＤに照射される熱線と、半導体デバイスＤが発生する熱線とが同軸上に配置されることとなる。このことにより、補助熱源が、測定対象と撮像部とを結ぶ経路上とは異なる位置に設けられることとならず、ミクロ光学系の装置である測定装置１において、半導体デバイスＤの表面温度を非接触で高精度に測定することができる。
【００５９】
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明は上記第１実施形態に限定されない。例えば、遮蔽板２０には、中心遮蔽部２１ｚを中心として１回回転対称となるように開口部２１ｃが１つ形成されているとして説明したが、これに限定されず、開口部は、中心遮蔽部２１ｚを中心とした奇数回回転対称となるように中心遮蔽部２１ｚ周りに形成されていてもよい。奇数回回転対称となるように開口部が設けられることにより、開口部と対向遮蔽部とが確実に対向した形状とできる。また、回転対称に開口部が形成されることにより、遮蔽板の熱伝導性が向上し、遮蔽板の温度均一性を向上させることができる。具体的に、開口部が奇数回回転対称となるように設けられた例を、図４及び図５を参照して説明する。
【００６０】
図４に示される遮蔽板２０Ａの基材２１Ａでは、開口部２１Ａｃが、中心遮蔽部２１ｚを中心とした３回回転対称となるように、中心遮蔽部２１ｚ周りに形成されている。開口部２１Ａｃは、扇形状であり、中心遮蔽部２１ｚ周りに等間隔で３つ形成されている。また、中心軸ＣＡを中心として開口部２１Ａｃに対向するように、黒体状態とされた対向遮蔽部２１Ａｅが設けられている。対向遮蔽部２１Ａｅの形状及び大きさは、黒体面における開口部２１Ａｃの形状及び大きさに略一致している。更に、対向遮蔽部２１Ａｅの領域の外縁と、該外縁から有効視野２１ｘの外接円２１ｙの直径分だけ外側の位置との間の領域である周辺領域には、対向遮蔽部２１Ａｅの外縁を囲うようにして、対向遮蔽部２１Ａｅと同様に黒体状態の周辺遮蔽部３１Ａが設けられている。
【００６１】
図５に示される遮蔽板２０Ｂの基材２１Ｂでは、開口部２１Ｂｃが、中心遮蔽部２１ｚを中心とした５回回転対称となるように、中心遮蔽部２１ｚ周りに形成されている。開口部２１Ｂｃは、扇形状であり、中心遮蔽部２１ｚ周りに等間隔で５つ形成されている。また、中心軸ＣＡを中心として開口部２１Ｂｃに対向するように、黒体状態とされた対向遮蔽部２１Ｂｅが設けられている。対向遮蔽部２１Ｂｅの形状及び大きさは、黒体面における開口部２１Ｂｃの形状及び大きさに略一致している。更に、対向遮蔽部２１Ｂｅの領域の外縁と、該外縁から有効視野２１ｘの外接円２１ｙの直径分だけ外側の位置との間の領域である周辺領域には、対向遮蔽部２１Ｂｅの外縁を囲うようにして、対向遮蔽部２１Ｂｅと同様に黒体状態の周辺遮蔽部３１Ｂが設けられている。
【００６２】
また、図６に示される遮蔽板２０Ｄの基材２１Ｄのように、開口部２１Ｄｃが、対向遮蔽部３１Ｄ（第２遮蔽部）周りに円環状に形成されていてもよい。基材２１Ｄでは、中心軸ＣＡを覆うように、黒体状態とされた中心遮蔽部２１ｚが形成されている。中心遮蔽部２１ｚは、中心軸ＣＡを中心とした、赤外カメラ１３の有効視野２１ｘの外接円２１ｙの範囲に形成されている。また、外接円２１ｙの半径をｒとすると、開口部２１Ｄｃは、外接円２１ｙの中心から５ｒの位置から６ｒの位置に形成されている。すなわち、円環状の開口部２１Ｄｃの開口幅はｒとされている。また、開口部２１Ｄｃの内縁と、該内縁から外接円２１ｙの直径（２ｒ）分だけ内側の位置との間の領域には、黒体状態の対向遮蔽部３１Ｄが設けられている。当該対向遮蔽部３１Ｄは、第２遮蔽部として機能する。すなわち、対向遮蔽部３１Ｄは、中心遮蔽部２１ｚの中心よりも開口部２１Ｄｃ側の領域を中心として、開口部２１Ｄｃに対向するように黒体面に形成されている。例えば、対向遮蔽部３１Ｄの一地点である遮蔽地点Ｐ１は、中心遮蔽部２１ｚにおける、中心遮蔽部２１ｚの中心よりも対向する開口部２１Ｄｃ側の地点である中心地点Ｐ２を中心として、開口部２１Ｄｃの開口地点Ｐ３に対向している。なお、図６では図示されていないが、実際には開口部２１Ｄｃの内側を支持したり、熱を伝導させたりする必要があるため、開口部２１Ｄｃの少なくとも１箇所は、開口部２１Ｄｃの内縁と開口部２１Ｄｃの外縁とは物理的に接続されている。
【００６３】
例えば、遮蔽板２０Ｄの中心軸ＣＡを中心とした回転方向において、開口部が形成されている部分と形成されていない部分とがある場合には、赤外カメラと測定対象との間にあるレンズの偏った一部のみが使われることとなり、赤外カメラが検出した熱線に基づく画像において画像流れが問題となる場合がある。画像流れが問題となる場合には、例えば中心軸ＣＡを中心として遮蔽板を適宜回転させながら赤外カメラで熱線を検出してもよい。そうすることで、レンズの一部のみが使われることを回避しながら温度測定を行うことができる。例えば、図２に示される１回回転対称の遮蔽板２０であれば少なくとも１回転（３６０度回転）させながら赤外カメラで複数回熱線を検出して、複数枚の熱線に基づく画像を積算することで、画像流れを低減してもよい（図４に示される３回回転対称の遮蔽板２０Ａであれば少なくとも１／３回転（１２０度回転）させ、図５に示される５回回転対称の遮蔽板２０Ｂであれば少なくとも１／５回転（７２度回転）させる）。開口部２１Ｄｃが円環状に形成されている遮蔽板２０Ｄでは、円環状の開口部２１Ｄｃを通過した熱線が赤外カメラにより検出されることにより、赤外カメラと測定対象の間にあるレンズの一部のみが使われることがないので、上述した画像流れが起きにくく、遮蔽板の回転等を行うことなく好適に測定ができる。
【００６４】
また、遮蔽板２０は、基板層２３、黒体層２４、及び反射層２２が積層された三層構造であるとして説明し、基板層２３は例えば銅（銅板や銅層）であるとして説明したがこれに限定されない。すなわち、例えば図７（ｅ）に示される遮蔽板８０のように、基材８１が、基板層８３と、黒体面（第１の面）８４ｘを外面とする黒体層（第１の層）８４と、黒体層８４との間に基板層８３を挟むように設けられた断熱材（断熱層）８３ａと、基板層８３との間に断熱材８３ａを挟むように設けられた、反射面（第２の面）８２ｘを外面とする反射層（第２の層）８２と、を有していてもよい。基板層８３と反射層８２との間に断熱材８３ａが設けられていることにより、基板層８３から黒体層８４への熱伝導量よりも、基板層８３から反射層８２への熱伝導量を少なくすることができる。これにより、容易に、黒体面の熱放射量を反射面の熱放射量よりも大きくすることができる。断熱材８３aは、繊維系断熱材や発泡系断熱材などを用いることができる。また、断熱材８３aの代わりに、基板層８３と反射層８２との間に真空層を設けることで断熱層を形成してもよい。
【００６５】
また、例えば、図７（ａ）（ｂ）に示されるように、遮蔽板の基材は二層構造であってもよい。図７（ａ）の遮蔽板４０の基材４１は、反射面（第２の面）４２ｘを外面とする基板層４２と、基板層４２に重なるように設けられた、黒体面（第１の面）４３ｘを外面とする黒体層（第１の層）４３と、を有している。そして、黒体層４３の熱放射量が、基板層４２の熱放射量よりも大きくされている。これにより、黒体面４３ｘの熱放射量及び反射面４２ｘの熱放射量を、容易に異ならせることができる。また、基材４１が二層構造とされることにより、遮蔽板の作成が容易になる。なお、基板層４２としては、例えば銅（銅板や銅層）や金（金板や金層）を用いることができる。また、黒体層４３としては、例えば黒色のセラミック被膜を用いることができる。
【００６６】
図７（ｂ）の遮蔽板５０の基材５１は、黒体面（第１の面）５３ｘを外面とする基板層５３と、基板層５３に重なるように設けられた、反射面（第２の面）５２ｘを外面とする反射層５２と、を有している。そして、反射層５２の熱放射量は、基板層５３の熱放射量よりも小さい。これにより、黒体面５３ｘの熱放射量及び反射面５２ｘの熱放射量を、容易に異ならせることができる。また、基材５１が二層構造とされることにより、遮蔽板の作成が容易になる。なお、基板層５３としては、例えばカーボンやグラフェンを用いることができる。また、反射層５２としては、例えば金メッキを用いることができる。
【００６７】
また、遮蔽板５０は、基板層５３、及び反射層５２が積層された二層構造であるとして説明したがこれに限定されない。すなわち、例えば図７（ｆ）に示される遮蔽板１００のように、基材１０１が、黒体面（第１の面）１０３ｘを外面とする基板層１０３と、反射面（第２の面）１０２ｘを外面とする反射層１０２と基板層１０３との間に挟むように設けられた断熱材（断熱層）１０３ａとを有していてもよい。基板層１０３と反射層１０２との間に断熱材１０３ａが設けられていることにより、基板層１０３の熱伝導量よりも、基板層１０３から反射層１０２への熱伝導量を少なくすることができる。これにより、容易に、黒体面の熱放射量を反射面の熱放射量よりも大きくすることができる。断熱材１０３aは、繊維系断熱材や発泡系断熱材などを用いることができる。また、断熱材１０３aの代わりに、基板層１０３と反射層１０２の間に真空層を設けることで断熱層を形成してもよい。
【００６８】
また、遮蔽板は、図７（ｃ）に示されるように、基板層のみから構成されてもよい。図７（ｃ）の遮蔽板６０の基材６１は、反射面（第２の面）６２ｘを外面とする基板層６２を有している。基板層６２は、反射面６２ｘの反対側の面が、黒化処理によって黒体面６３（第１の面）とされている。このように、反射面を有する基板層の加工によって黒体面が形成されることにより、遮蔽板の作成がより容易になるとともに、部品点数を少なくすることができる。なお、基板層６２としては、例えば金（金板など）を用いることができる。この場合、黒化処理が施された黒体面６３とは、黒化金である。
【００６９】
また、図７（ｄ）に示されるように、遮蔽板７０の基材７１は、三層構造であり、熱電素子を有する基板層７３と、黒体面（第１の面）７４ｘを外面とする黒体層（第１の層）７４と、反射面（第２の面）７２ｘを外面とする反射層（第２の層）７２とが積層されていてもよい。熱電素子は、例えばペルチェ素子やゼーベック素子、トムソン素子である。黒体層７４としては例えば黒色セラミック被膜を用いることができる。反射層７２としては例えば金メッキを用いることができる。例えば、熱電素子としてペルチェ素子を用いた場合、基板層７３は、電流又は電圧が加えられることにより、金メッキである反射層７２との接合部分で吸熱を行うとともに、黒色セラミック被膜である黒体層７４との接合部分で発熱を行う。これにより、黒体層７４の黒体面の放射熱量が、反射層７２の反射面の放射熱量よりも大きくなる。なお、熱電素子を有する基板層７３を用いる場合には、温度コントローラ（温度制御部）は、熱電素子と電気的に接続し、電流又は電圧を加えることによって遮蔽板７０の温度を制御する。これにより、熱電素子を有した遮蔽板の温度を簡易且つ確実に制御することができる。
【００７０】
また、中心遮蔽部２１ｚが黒体状態であるとして説明したがこれに限定されず、黒体面のうち、少なくとも、開口部と対向するように形成された対向遮蔽部（第２遮蔽部）が赤外線に対して黒体状態となっていればよく、必ずしも中心遮蔽部が黒体状態とされていなくてもよい。
【００７１】
また、遮蔽板は、図１０（ａ）に示される遮蔽板１１０のように、基材１１１が、温度を調整可能な第１の基板層（基板層）１１３ａと、黒体面（第１の面）１１４ｘを外面とする黒体層（第１の層）１１４と、黒体層１１４との間に第１の基板層１１３ａを挟むように設けられた温度を調整可能な第２の基板層１１３ｂと、第１の基板層１１３ａとの間に第２の基板層（基板層）１１３ｂを挟むように設けられた、反射面（第２の面）１１２ｘを外面とする反射層（第２の層）１１２と、を有していてもよい。第１の基板層１１３ａと反射層１１２との間に、反射層１１２と熱的に接続された第２の基板層１１３ｂが設けられていることにより、反射層１１２の温度を一定に調整することで、より好適にＳＮを向上させることができる。なお、反射層１１２の温度を一定に調整することができれば、赤外カメラ１３のダークレベルが変化することを防止できるため、反射層１１２は必ずしも反射率が高くで鏡面となるような反射面を外面とする必要はない。また、第１の基板層１１３ａ及び第２の基板層１１３ｂは、例えば均一な温度を実現可能な熱伝導率の高い銅（銅板や銅層）等の部材が用いられ、当該部材に接続された温度コントローラ（温度制御部）によって温度が一定に調整されてもよい。また、例えば、温度調整層は熱電素子が用いられてもよく、当該素子に接続された温度コントローラによって、温度が一定に調整されてもよい。また、第１の基板層１１３ａと第２の基板層１１３ｂの間は熱的に接続されていなくともよく、例えば第１の基板層１１３ａと第２の基板層１１３ｂとの間に断熱材や真空層設けることで熱伝導量を抑えるようにしてもよい。
【００７２】
また、図１０（ｂ）に示される遮蔽板１２０のように、第１の基板層（基板層）１２３ａと、黒体面（第１の面）１２４ｘを外面とする黒体層（第１の層）１２４を有する第１の基材１２１Ａと、第２の基板層（基板層）１２３ｂと、反射面（第２の面）１２２ｘを外面とする反射層（第２の層）１２２を有する第２の基材１２１Ｂで構成されていてもよい。遮蔽板１１０と比較して、遮蔽板１２０は、第１の基板層１２３ａと第２の基板層１２３ｂとが物理的に接触しておらず、第１の基板層１２３ａと第２の基板層１２３ｂとの間の熱伝導が抑えられるようになっている。また、遮蔽板１２０は上述のように２つの基材から構成されるため、図１０（ｃ）に示される測定装置１Ａのように、基材１２１Ａは温度コントーラ２８Ａと接続され、基材１２１Ｂは温度コントローラ２８Ｂと接続されるように配置されて、半導体デバイスＤの温度測定に用いられる。２つの基材（１２１Ａ及び１２１Ｂ）は異なる温度コントローラで温度制御できるため、例えば、第１の基板層１２３ａの温度を変えて基材１２１Ａから半導体デバイスＤに放射される熱放射量を変化させながら、第２の基板層１２３ｂの温度は一定に保ち、基材１２１Ｂから赤外カメラ１３に放射される熱放射量を一定に保つことができる。
【００７３】
[第２実施形態]
次に、図８及び図９を参照して、第２実施形態に係る遮蔽板９０、及び遮蔽板９０を含んだ測定装置１Ｅを説明する。なお、本実施形態の説明では上述した第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００７４】
図８に示されるように、測定装置１Ｅは、遮蔽板９０を除いて、上述した測定装置１と同様の構成を備えている。遮蔽板９０の基材９１は、一方の面が熱放射量の大きい黒体面９１ｂとされており、他方の面が黒体面９１ｂよりも熱放射量が小さい反射面９１ａとされている。遮蔽板９０は、半導体デバイスＤと赤外カメラ１３との間に配置されている。遮蔽板９０は、半導体デバイスＤと赤外カメラ１３との間に配置された状態において、半導体デバイスＤから発せられる熱線のみを含む熱線を遮蔽する、黒体状態とされた黒体面を有する光軸遮蔽部９１ｚを有している。
【００７５】
ここで、半導体デバイスＤと赤外カメラ１３との間に配置された遮蔽板９０は、上述した測定装置１の遮蔽板２０とは異なり、開口部２１ｃを有していない。また、図９に示されるように、遮蔽板９０は、光軸ＯＡよりも一方側に偏った領域が、半導体デバイスＤの直上に位置している。
【００７６】
このように、開口部２１ｃを有さない遮蔽板９０を、光軸ＯＡよりも一方側に偏った領域が半導体デバイスＤの直上に位置するように配置することにより、半導体デバイスＤから対物レンズ１２に向かう熱線の経路の一部を遮蔽板９０が遮蔽しない構成とすることができる。つまり、遮蔽板９０を光軸ＯＡからずらして配置することによって、第１実施形態の遮蔽板２０における開口部２１ｃを形成することと同様の効果を得ることができる。これにより、半導体デバイスＤが発生した熱線と、半導体デバイスＤにおいて反射された熱線とが重畳された熱線を、対物レンズ１２を介して赤外カメラ１３まで到達させることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，１Ｅ…測定装置、１１…テスタユニット（信号入力部）、１２…対物レンズ（導光光学系）、１３…赤外カメラ（撮像部、赤外線検出器）、１４…計算機（演算部）、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｄ，４０，５０，６０，７０，８０，９０…遮蔽板、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄ，４１，５１，６１，７１，８１，９１…基材、２１ｃ，２１Ａｃ，２１Ｂｃ，２１Ｄｃ…開口部、２１ｅ，２１Ａｅ，２１Ｂｅ，３１Ｄ…対向遮蔽部、２１ａ，４２ｘ，５２ｘ，６２ｘ，９１ａ…反射面（第２の面）、２１ｂ，４３ｘ，５３ｘ，６３，９１ｂ…黒体面（第１の面）、２１ｚ…中心遮蔽部、２２，５２，７２，８２…反射層（第２の層）、２３，４２，５３，６２，７３，８３…基板層、２４，４３，７４，８４…黒体層（第１の層）、２８…温度コントローラ（温度制御部）、３１，３１Ａ，３１Ｂ…周辺遮蔽部、８３ａ…断熱材（断熱層）、ＣＡ…中心軸、Ｄ…半導体デバイス（測定対象）、ＯＡ…光軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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