反射率热成像仪测试模块及测试方法与流程

1.本发明涉及半导体测温技术领域，特别是涉及一种反射率热成像仪测试模块及测试方法。


背景技术：

2.随着航空航天、工业交通、5g通信、以及新能源等领域的发展，对于功率器件不断提出更高的性能以及可靠性要求。而温度数据作为功率器件性能评估的关键指标，是开展功率器件热管理、可靠性评估以及器件性能优化设计工作的重要基础。随着半导体器件不断沿着高速度、高密度、大功率应用的方向快速发展、集成电路的测试验证也表现出高时间、高空间以及高灵敏度的检测需求。
3.反射率热成像技术利用材料光波反射率随温度变化的函数关系，获取集成电路半导体器件的温度分布。理论上，反射率热成像测试技术可实现0.5um以下的空间分辨率、100ns以下时间分辨率、0.5℃的温度分辨率的测温能力，适用于gan为代表的三代半功率器件的亚微米量级热分布检测。然而现阶段，关于温度测试系统技术指标验证的研究工作较少，缺乏针对反射率热成像设备的测温指标进行验证的测试方法。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现阶段对于反射率热成像设备指标的验证工作相对较少的问题，提供一种反射率热成像仪测试模块及测试方法。
5.一种反射率热成像仪测试模块，包括第一测试样品区域，所述第一测试样品区域包括以不同间隔距离排布的多条金属线，每条所述金属线的两端都设有焊盘，且每条所述金属线的尺寸均相同；第一功率模块，与任意两条相邻的所述金属线的焊盘相连接，用于向任意两条相邻的所述金属线提供第一测试电信号。
6.上述反射率热成像仪测试模块，第一测试样品区域中设置有具有不同大小间距的金属线阵列，任意两条相邻的金属线之间间隔的距离都不相同。金属线阵列中每一条金属线的形状尺寸均相同。第一功率模块可以与任意两条相邻的金属线连接并输出第一测试电信号至两条金属线。两条金属线将因第一测试电信号而发热，使用反射率热成像仪对金属线阵列进行成像识别，根据反射率热成像仪对于两条金属线的识别结果，确定反射热成像仪器的空间分辨率。利用本公开提供的反射率热成像仪测试模块可以实现对反射率热成像仪的关键指标进行测试验证，从而可以对反射率热成像仪的测试性能进行进一步研究与提高。
7.在其中一个实施例中，所述反射率热成像仪测试模块还包括第二测试样品区域，所述第二测试样品区域包括预设测试互连结构，所述预设测试互连结构的两端都设有焊盘；第二功率模块，与所述预设测试互连结构的焊盘相连接，用于向所述预设测试互连结构提供第二测试电信号。
8.在其中一个实施例中，所述预设测试互连结构包括螺旋形金属互连结构。
9.在其中一个实施例中，所述螺旋形金属互连结构采用具有预设热膨胀系数的金属材料。
10.在其中一个实施例中，所述反射率热成像仪测试模块还包括第三测试样品区域，所述第三测试样品区域包括测试电阻，所述测试电阻的两端分别间隔预设距离与两个焊盘相连接；第三功率模块，与所述测试电阻两端的焊盘相连接，用于向所述测试电阻提供第三测试电信号。
11.一种反射率热成像仪测试方法，应用于上述任意一项实施例所述的反射率热成像仪测试模块，所述方法包括控制反射率热成像仪使用第一入射光源照射第一测试样品区域；对所述第一测试样品区域中间隔不同距离的相邻两条金属条施加第一测试电信号，以使两条所述金属条发热；控制所述反射率热成像仪对所述第一测试样品区域中的金属条进行聚焦成像；根据所述反射率热成像仪识别出两条金属线之间间隔的最小距离，判断所述反射率热成像仪的空间分辨率。
12.在其中一个实施例中，在根据所述反射率热成像仪识别出两条金属线之间间隔的最小距离，判断所述反射率热成像仪的空间分辨率后，所述方法还包括控制所述反射率热成像仪使用第二入射光源照射第二测试样品区域；对所述第二测试样品区域中的预设测试互连结构施加第二测试电信号；改变所述第二测试电信号的值，使所述预设测试互连结构出现温度变化；控制所述反射率热成像仪判断所述预设测试互连结构的温度变化情况；根据所述反射率热成像仪识别出所述预设测试互连结构的最小温度变化幅度，判断所述反射率热成像仪的温度灵敏度。
13.在其中一个实施例中，在控制所述反射率热成像仪使用第二入射光源照射所述第二测试样品区域之前，所述方法还包括调整所述反射率热成像仪的测试台温度，标定所述反射率热成像仪对于所述预设测试互连结构的反射率校准系数；所述反射率热成像仪根据所述反射率校准系数校准对于温度变化情况的识别结果。
14.在其中一个实施例中，在对所述第二测试样品区域中的预设测试互连结构施加第二测试电信号后，所述方法还包括测量所述预设测试互连结构两端的第一压降，计算所述预设测试互连结构的第一电阻值；在改变所述第二测试电信号的值，使所述预设测试互连结构出现温度变化后，所述方法还包括测量所述预设测试互连结构两端的第二压降，计算所述预设测试互连结构的第二电阻值；根据第一电阻值和第二电阻值，基于金属材料电阻率与温度的关系确定两次电阻值测量时刻的温度差。
15.在其中一个实施例中，在根据所述反射率热成像仪识别出两条金属线之间间隔的最小距离，判断所述反射率热成像仪的空间分辨率后，所述方法还包括控制所述反射率热成像仪使用第三入射光源照射第三测试样品区域；对所述第三测试样品区域中的测试电阻施加第三测试电信号；控制所述反射率热成像仪对所述测试电阻进行聚焦成像；改变所述第三测试电信号的值，以改变所述测试电阻的加热功率；根据所述反射率热成像仪识别所述测试电阻为热点的最小加热功率判断所述反射率热成像仪的热点功率探测能力。
附图说明
16.为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅
仅是本说明书中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本公开其中一实施例的反射率热成像仪测试模块的结构示意图；
18.图2为本公开其中一实施例的第二测试样品区域的结构示意图；
19.图3为本公开其中一实施例的第三测试样品区域的结构示意图；
20.图4为本公开其中一实施例的测试模块的整体结构示意图；
21.图5为本公开其中一实施例的反射率热成像仪测试方法的方法流程示意图；
22.图6为本公开其中一实施例的验证温度灵敏度的方法流程示意图；
23.图7为本公开其中一实施例的验证温敏度测试电路时序图；
24.图8为本公开其中一实施例的计算预设测试互连结构实际温度差的方法流程示意图；
25.图9为本公开其中一实施例的验证热点功率探测能力的方法流程示意图。
具体实施方式
26.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.反射率热成像技术利用材料光波反射率随温度变化的函数关系，获取集成电路半导体器件的温度分布。然而，现阶段对于反射率热成像设备测温指标的验证工作相对较少，业界尚未形成完善的测试方法。
30.针对现有技术方案中只针对反射率热成像的测温准确度进行验证，缺乏对反射率热成像设备其他关键指标的验证测试的问题。本公开提出了一种反射率热成像仪测试模块。图1为本公开其中一实施例的反射率热成像仪测试模块的结构示意图，在其中一个实施例中，反射率热成像仪测试模块包括第一测试样品区域100。第一测试样品区域100中可以包括金属线110和第一功率模块120。在本公开的一些实施例中，第一测试样品区域100可以设置于pcb板或者基板材料表面。
31.第一测试样品区域100中包括多条金属线110，多条金属线110以不同间隔距离排布，形成了一个金属线阵列。金属线阵列中每一条金属线110的形状尺寸均相同。由于目前
反射率热成像技术可以实现亚微米量级的热分布检测，因此使用尺寸在微米量级的金属线110来对反射率热成像仪的性能进行测试。在本公开的一些实施例中，金属线110的长度都为4000um，宽度都为10um。
32.由于金属线110的尺寸都较小，将金属线110与第一功率模块120连接的操作难度较大，因此，每一条金属线110的两端都设有焊盘，以便于将金属线110接入第一功率模块120。在本公开的一些实施例中，采用金(au)作为金属线110的制备材料，在一些其他的实施例中，可以采用其他具有高导电性能的金属材料作为金属线110的制备材料。在本公开的一些实施例中，也可以采用金(au)或者其他具有高导电性能的金属材料作为焊盘的制备材料。
33.第一功率模块120可以与金属线阵列中任意两条相邻的金属线110的焊盘相连接，用于向任意两条相邻的金属线110提供第一测试电信号。在本公开的一些实施例中，第一功率模块120包括测试电流源。第一功率模块120输出的功率电流流经两条金属线110，两条金属线110将会发热，从而反射率热成像仪可以根据材料光波反射率随温度变化的函数关系，获取两条金属线110上的温度分布。进一步地，可以根据反射率热成像仪对两条金属线110的成像效果来判断其空间分辨率。
34.金属线阵列中任意两条相邻的金属线与其他相邻的金属线之间间隔的距离均不同。在本公开的一些实施例中，金属线阵列中包括11条金属线，相邻金属线之间距离的依次分别为0.1um、0.25um、0.5um、1um、2um、5um、10um、25um、50um、100um。为了便于测试人员在测试时进行数据记录，可以对所有金属线之间间距的距离通过刻度进行标识，从而测试人员可以更方便直观地确定测试的两条相邻金属线之间距离。
35.基于空间分辨率受衍射极限限制的原理，可以令反射率热成像仪对具有不同间隔距离的相邻两条金属线的发热进行成像识别，根据识别效果来确定反射率热成像仪的空间分辨率大小。例如，当反射率热成像仪对间隔距离为0.5um的两条金属线进行成像后能够清楚识别图像中存在两条相邻的金属线，则判断反射率热成像仪的识别精度小于0.5um。
36.通过在第一测试样品区域100中设置有具有不同大小间距的金属线阵列，其中，任意两条相邻的金属线110之间间隔的距离都不相同，且金属线阵列中每一条金属线110的形状尺寸均相同。使用反射率热成像仪对金属线阵列进行成像识别，根据反射率热成像仪对于两条金属线的识别结果，确定反射热成像仪器的空间分辨率。利用本公开提供的反射率热成像仪测试模块可以实现对反射率热成像仪的空间分辨率的测试，从而可以基于验证结果对反射率热成像仪的空间分辨率进行进一步的研究与提高。
37.图2为本公开其中一实施例的第二测试样品区域的结构示意图，在其中一个实施例中，反射率热成像仪测试模块还包括第二测试样品区域200。第二测试样品区域200中可以包括预设测试互连结构210和第二功率模块220。在本公开的一些实施例中，第二测试样品区域200可以设置于pcb板或者基板材料表面。
38.同样的，由于目前反射率热成像技术可以实现亚微米量级的热分布检测，因此使用尺寸在微米量级的预设测试互连结构210来对反射率热成像仪进行测试。由于预设测试互连结构210的尺寸较小，将预设测试互连结构210与第二功率模块220连接的操作难度较大，因此，预设测试互连结构210的两端都设有焊盘。预设测试互连结构210一端的进线端引脚与一个焊盘相连接，预设测试互连结构210另一端的出线端引脚与另一个焊盘相连接。在
本公开的一些实施例中，可以采用金(au)或者其他具有高导电性能的金属材料作为焊盘的制备材料。
39.第二功率模块220可以与预设测试互连结构210两端的焊盘相连接，用于向预设测试互连结构210提供第二测试电信号。在本公开的一些实施例中，第二功率模块220包括功率脉冲电流源和测试脉冲电流电源。将两个脉冲电流源同时连接到预设测试互连结构210的焊盘上，测试脉冲电流电源用于输出一个较小的电流至预设测试互连结构210以对预设测试互连结构210进行脉冲电压测试，功率脉冲电流源用于输出一个较大的电流至预设测试互连结构210以对其加载功率脉冲，从而加热预设测试互连结构210。根据不同功率下预设测试互连结构210的发热情况不同的原理，可以通过改变流经预设测试互连结构210的功率电流以使得预设测试互连结构210的温度发生变化。
40.在本公开的一些实施例中，第二测试样品区域200还可以包括“四点法”测试电路，利用“四点法”测试电路测量预设测试互连结构210两端的压降，并计算在温度下预设测试互连结构210的电阻值。基于金属材料电阻率与温度的线性关系，可以根据预设测试互连结构210的电阻变化来标定预设测试互连结构210实际的温度变化。
41.同时，采用反射率热成像仪同步对预设测试互连结构210的温度进行监测，根据反射率热成像仪能够监测到的预设测试互连结构210的最小温度变化范围来确定反射率热成像仪的温度灵敏度。利用本公开提供的反射率热成像仪测试模块可以实现对反射率热成像仪的温度灵敏度的测试，从而可以基于验证结果对反射率热成像仪的温度灵敏度进行进一步的研究与提高。
42.在其中一个实施例中，预设测试互连结构210包括螺旋形金属互连结构。螺旋形金属互连结构在外压强不变的情况下，在温度升高时其体积会增大，且螺旋形金属互连结构的热膨胀情况与温度呈正相关的关系。因此，除了利用“四点法”测试电路测量预设测试互连结构210两端的压降，并计算在温度下预设测试互连结构210的电阻值来确定预设测试互连结构210的电阻变化外，也可以根据螺旋形金属互连结构体积的膨胀情况来标定螺旋形金属的电阻变化，进而标定其实际的温度变化情况。
43.在本公开一些其他的实施例中，也可以根据螺旋形金属互连结构体积的膨胀情况对“四点法”测试电路中测得的预设测试互连结构210的电阻变化进行验证。
44.在其中一个实施例中，螺旋形金属互连结构采用具有预设热膨胀系数的金属材料。采用热膨胀系数较高的金属材料作为螺旋形金属互连结构的制备材料，保证根据螺旋形金属互连结构的膨胀情况可以准确标定其阻值变化，从而有利于提高反射率热成像仪的温度灵敏度的检测准确度。
45.图3为本公开其中一实施例的第三测试样品区域的结构示意图，在其中一个实施例中，反射率热成像仪测试模块还包括第三测试样品区域300。第三测试样品区域300中可以包括测试电阻310和第三功率模块320。在本公开的一些实施例中，第三测试样品区域300也可以设置于pcb板或者基板材料表面。测试电阻310的两端分别间隔预设距离与两个焊盘相连接。第三功率模块320与测试电阻310两端的焊盘相连接，用于向测试电阻310提供第三测试电信号。
46.在本公开的一些实施例中，所述测试电阻310可以为微型的方形电阻。同样地，由于目前反射率热成像技术可以实现亚微米量级的热分布检测，因此使用尺寸在亚微米级的
微型电阻来对反射率热成像仪进行测试。由于测试电阻310的尺寸较小，将测试电阻310与第三功率模块320连接的操作难度较大，因此，测试电阻310的两端分别间隔预设距离与两个焊盘相连接。
47.在本公开的一些实施例中，第三测试样品区域300中的两个焊盘可以为中轴对称式焊盘。焊盘的制备材料可以采用金(au)或者其他具有高导电性能的金属材料。两个焊盘之间间隔一定的距离，测试电阻310设置于两个焊盘之间，通过测试电阻310连接两个焊盘。
48.由于在对反射率热成像仪进行热点功率探测能力的验证测试时，需要不断减小测试电阻310上的发热功率，令测试电阻310呈现出来的热点图像不断减小，从而根据反射率热成像仪能够的检测结果来判断其热点功率探测能力。因此，需要令测试电阻310与焊盘间隔合适的距离，来防止焊盘对测试电阻310造成影响，从而影响测试结果的准确率。
49.第三功率模块320可以与测试电阻310两端的焊盘相连接，用于向测试电阻310提供第三测试电信号。在本公开的一些实施例中，第三功率模块320可以包括脉冲电流源。第三功率模块320输出的脉冲电流至测试电阻310令其发热形成热点。第三功率模块320可以通过改变施加在测试电阻310两端的电流大小来控制测试电阻310的发热功率，从而改变测试电阻310的热点尺寸。
50.同时，利用反射率热成像仪在不同发热功率下对测试电阻310进行热成像，根据反射率热成像仪的热点探测情况确定反射率热成像仪器的最小热点探测功率。进一步地，可以根据反射率热成像仪对两条金属线110的成像效果来判断其热点功率探测能力。利用本公开提供的反射率热成像仪测试模块可以实现对反射率热成像仪的热点功率探测能力的测试，从而可以基于验证结果对反射率热成像仪的热点功率探测能力进行进一步的研究与提高。
51.本公开提出了一种用于验证反射率热成像仪的技术指标的测试模块，如图4所示，图4为本公开其中一实施例的测试模块的整体结构示意图。测试模块中包括三个样品测试区域，可以分别用于对反射率热成像仪的空间分辨率、温度分辨率以及热点探测功率进行测试。
52.测试模块中的第一测试样品区域100中通过设置不同大小间距的金属线阵列，可以根据反射率热成像仪对金属线阵列的成像识别情况，确定反射率热成像仪的空间分辨率。
53.测试模块中的第二测试样品区域200中基于金属材料电阻率与温度的线性关系设计了螺旋形金属互连结构，可以根据螺旋形金属的电阻变化标定实际温升，同时结合反射率热成像仪对螺旋形金属互连结构的温升识别情况，确定反射率热成像仪器的温度灵敏度。
54.测试模块中的第三测试样品区域300中利用高导电性能的两个焊盘与微型电阻的两端相连接，根据反射率热成像仪在不同发热功率下对微型电阻的热成像结果，确定反射率热成像仪器的热点功率探测能力。
55.利用本公开提供的反射率热成像仪测试模块可以解决现有技术方案中反射率热成像仪的空间分辨率、温度分辨率以及热点探测功率等关键指标难以测试验证的难题。
56.本公开还提供了一种反射率热成像仪测试方法，应用于上述任意一项实施例所述的反射率热成像仪测试模块。图5为本公开其中一实施例的反射率热成像仪测试方法的方
法流程示意图，在其中一个实施例中，反射率热成像仪测试方法包括如下步骤s110至步骤s140。
57.步骤s110：控制反射率热成像仪使用第一入射光源照射第一测试样品区域。
58.不同材质的待测样品对同一入射光源具有不同的反射效果，因此，可以根据待测样品的材质选择合适的入射光源。例如，针对金(au)材料通常选择波长为480nm～530nm的光源作为入射光源。基于金属线阵列的材质选择第一入射光源，将反射率热成像仪测试模块的第一测试样品区域100放置于反射率热成像仪的测试区域，使用第一入射光源照射第一测试样品区域100。
59.步骤s120：对第一测试样品区域中间隔不同距离的相邻两条金属条施加第一测试电信号，以使两条金属条发热。
60.步骤s130：控制反射率热成像仪对第一测试样品区域中的金属条进行聚焦成像。
61.步骤s140：根据反射率热成像仪识别出两条金属线之间间隔的最小距离，判断反射率热成像仪的空间分辨率。
62.第一功率模块120可以与金属线阵列中任意两条金属线110的焊盘相连接，以输出第一测试电信号至两条金属线110。第一功率模块120输出的功率电流流经两条金属线110，两条金属线110将会发热，从而反射率热成像仪可以根据材料光波反射率随温度变化的函数关系，确定两条金属线110上的温度分布，从而获取热成像图片。使用反射率热成像仪对第一测试样品区域100进行聚焦成像时，可以选择最高倍率的镜头。
63.在其中一个实施例中，可以从相邻间距最远的两条相邻金属线开始测试，逐步向相邻间隔最近两条相邻金属线。第一功率模块120可以向间隔距离为100um的两条金属线110输出第一测试电信号。使用最高倍率的镜头对第一测试样品区域100进行成像。若根据设备聚焦获取的热成像图片可以清晰地识别出图中具有两条相邻的金属线110，则令第一功率模块120向间隔距离为50um的两条金属线110输出第一测试电信号。调整测试平台的位置或移动反射率热成像仪的探测器位置，分别从相邻间距100um的两条金属线，逐步向相邻间距0.1um的两条金属线区域进行聚焦成像观察。
64.重复上述步骤，直到根据设备聚焦获取的热成像图片中两条金属线110的边界不再明显，已无法识别出图中具有两条相邻的金属线110，则判断设备的空间分辨率大于此时两条金属线110之间的间隔距离。
65.例如，当第一功率模块120输出第一测试电信号的两条金属线110之间间隔的距离为2um时，根据反射率热成像仪获取的热成像图片可以识别出图中具有两条相邻的金属线110，且当第一功率模块120输出第一测试电信号的两条金属线110之间间隔的距离为1um时，反射率热成像仪获取的热成像图片无法识别出图中具有两条相邻的金属线110，则判断反射率热成像仪的空间分辨率大于1um。
66.利用本公开提供的反射率热成像仪测试方法可以实现对反射率热成像仪的空间分辨率的测试，从而可以基于验证结果对反射率热成像仪的空间分辨率进行进一步的研究与提高。
67.图6为本公开其中一实施例的验证温度灵敏度的方法流程示意图，在其中一个实施例中，在根据反射率热成像仪识别出两条金属线之间间隔的最小距离，判断反射率热成像仪的空间分辨率后，所述方法还包括如下步骤s210至步骤s250。
68.步骤s210：控制反射率热成像仪使用第二入射光源照射第二测试样品区域。
69.同样地，不同材质的待测样品对同一入射光源具有不同的反射效果，因此，可以根据待测样品的材质选择合适的入射光源。基于预设测试互连结构的材质选择第二入射光源，将反射率热成像仪测试模块的第二测试样品区域200放置于反射率热成像仪的测试区域，使用第二入射光源照射第二测试样品区域200。
70.步骤s220：对第二测试样品区域中的预设测试互连结构施加第二测试电信号。
71.在本公开的一些实施例中，可以令第二功率模块220对第二测试样品区域中的预设测试互连结构210加第二测试电信号，第二测试电信号流经预设测试互连结构210，预设测试互连结构210将会升温。测量此时预设测试互连结构210的温度，确定预设测试互连结构210的初始温度。
72.在一些其他的实施例中，可以在第二测试样品区域200放置于反射率热成像仪的测试区域后，设置反射率热成像仪中温度控制器的初始温度为t0，以使预设测试互连结构210的初始温度为t0。
73.步骤s230：改变第二测试电信号的值，使预设测试互连结构出现温度变化。
74.在本公开的一些实施例中，可以通过改变第二测试电信号的值来使预设测试互连结构210出现温度变化。
75.在一些其他的实施例中，也可以等待温度控制器的温度达到稳定后，再令第二功率模块220输出第二测试电信号至第二测试样品区域200中的预设测试互连结构210，以使预设测试互连结构210完成升降温过程。
76.步骤s240：控制反射率热成像仪判断预设测试互连结构的温度变化情况。
77.在将反射率热成像仪测试模块的第二测试样品区域200放置于反射率热成像仪的测试区域后，同时选择合适倍率的镜头对第二测试样品区域200进行同步监测。
78.步骤s250：根据反射率热成像仪识别出预设测试互连结构的最小温度变化幅度，判断反射率热成像仪的温度灵敏度。
79.在预设测试互连结构210出现温度变化前后分别对预设测试互连结构210的温度进行测试，确定预设测试互连结构210实际的温度变化值。采用反射率热成像仪同步测试第二测试样品区域200的实时温度变化，当反射率热成像仪可以测试出预设测试互连结构210的温度变化，则降低第二测试电信号的值的变化程度，重复上述步骤，测试在实际温度变化值更小的情况下反射率热成像仪对于温度变化的分辨能力。将反射率热成像仪识别出预设测试互连结构的最小温度变化幅度，确定为反射率热成像仪的温度灵敏度。
80.例如，当实际温度变化幅度为δt1时，反射率热成像仪可以识别出预设测试互连结构210上的温度出现了变化，而当实际温度变化幅度为δt2(δt1》δt2)时，反射率热成像仪无法识别出预设测试互连结构210上的温度出现了变化，则判断反射率热成像仪的温度灵敏度可达到δt1。利用本公开提供的反射率热成像仪测试模块可以实现对反射率热成像仪的温度灵敏度的测试，从而可以基于验证结果对反射率热成像仪的温度灵敏度进行进一步的研究与提高。
81.在其中一个实施例中，在控制反射率热成像仪使用第二入射光源照射第二测试样品区域之前，所述方法还包括调整反射率热成像仪的测试台温度，标定反射率热成像仪对于预设测试互连结构的反射率校准系数，反射率热成像仪根据反射率校准系数校准温度变
化情况。
82.由于同一材料在不同温度下对于入射光的反射率不同，因此可以通过预先标定预设测试互连结构210的反射率校准系数cth，从而可以根据反射率校准系数cth对反射率热成像仪的识别效果进行校准，提高对于。对在反射率热成像仪的测试台处于不同温度的情况下，测试反射率热成像仪针对预设测试互连结构210的反射率。进一步地，根据不同温度下反射率热成像仪对预设测试互连结构210的反射率标定预设测试互连结构210的反射率校准系数cth。在本公开的一些实施例中，获取在不少于2个点温度下的反射率热成像仪对于预设测试互连结构210的反射率，来标定预设测试互连结构210的反射率校准系数cth。
83.在其中一个实施例中，在对第二测试样品区域中的预设测试互连结构施加第二测试电信号后，所述方法还包括测量预设测试互连结构两端的第一压降，计算预设测试互连结构的第一电阻值。在第二测试样品区域200放置于反射率热成像仪的测试区域后，设置反射率热成像仪中温度控制器的初始温度为t0，以使预设测试互连结构210的初始温度为t0。
84.在本公开的一些实施例中，第二功率模块220包括功率脉冲电流源和测试脉冲电流电源。将两个脉冲电流源同时连接到预设测试互连结构210的焊盘上，测试脉冲电流电源用于输出一个较小的电流至预设测试互连结构210以对预设测试互连结构210进行脉冲电压测试，功率脉冲电流源则用于输出一个较大的电流至预设测试互连结构210以对其加载功率脉冲，从而加热预设测试互连结构210。
85.测试脉冲电流电源、功率脉冲电流源以及反射率热成像仪进行信号同步，两个脉冲电流源的信号时序具体如图7所示。图7为本公开其中一实施例的验证温敏度测试电路时序图。在本实施例中，在t0时刻测试脉冲电流电源输出一个数值较小的脉冲电流ia至预设测试互连结构210，以对预设测试互连结构210进行脉冲电压测试，读取并记录电压表t0时刻预设测试互连结构210两端的第一压降。根据脉冲电流ia和第一压降计算在温度t0时，预设测试互连结构210的第一电阻值r0。
86.图8为本公开其中一实施例的计算预设测试互连结构实际温度差的方法流程示意图，在改变所述第二测试电信号的值，使预设测试互连结构出现温度变化后，所述方法还包括如下步骤s231至步骤s233。
87.步骤s231：测量所述预设测试互连结构两端的第二压降，计算所述预设测试互连结构的第二电阻值。
88.在完成对预设测试互连结构210的初始电阻值r0测试后，将电流源切换至功率脉冲电流源，功率脉冲电流源输出一个较大的电流至预设测试互连结构210以对其加载功率脉冲，使预设测试互连结构210完成升温过程。在t1时刻，即预设测试互连结构210通入的功率脉冲电流从高电平切换至低电平的瞬间，将预设测试互连结构210上的电流源切换至测试脉冲电流源。再次利用测试脉冲电流源输出一个数值较小的脉冲电流ia至预设测试互连结构210，以对预设测试互连结构210进行脉冲电压测试，读取并记录电压表t0时刻预设测试互连结构210两端的第二压降。根据脉冲电流ia和第二压降计算升温后预设测试互连结构210的第二电阻值r1。
89.步骤s233：根据第一电阻值和第二电阻值，基于金属材料电阻率与温度的关系确定两次电阻值测量时刻的温度差。
90.基于金属材料电阻率与温度的关系，结合计算得到的第一电阻值r0和第二电阻值
r1可以得到升温后预设测试互连结构210的温度t1。预设测试互连结构210的电阻与温度的关系式如下：
91.r1＝r0(1+α
×
δt)；
[0092][0093]
式中，r1为第二电阻值，r0为第二电阻值，α为电阻温度系数，δt为两次电阻值测量时刻的温度差，t1为t1时刻测量的温度值，t0为t0时刻测量的温度值，δr为两次电阻值测量时刻的阻值差。
[0094]
根据电阻与温度的关系式可以计算获取t0时刻至t1时刻预设测试互连结构210的温度差δt。采用反射率热成像仪同步对预设测试互连结构210在t0时刻和t1时刻的温度进行测试，若反射率热成像仪可测试出温度增加的变化，即认为反射率热成像仪的温度灵敏度可达到δt。降低施加至预设测试互连结构210的功率脉冲电流的值，重复上述测试步骤，测试在温度变化更小的情况下反射率热成像仪的分辨能力，从而确定反射率热成像仪的温度灵敏度。
[0095]
在其中一个实施例中，当预设测试互连结构210为具有高热膨胀系数的螺旋形金属互连结构时，还可以根据螺旋形金属互连结构体积的膨胀情况标定通过螺旋形金属的电阻变化。采用热膨胀系数较高的金属材料作为螺旋形金属互连结构的制备材料，保证根据螺旋形金属互连结构的膨胀情况可以准确标定其阻值变化，从而有利于提高反射率热成像仪的温度灵敏度的检测准确度。在本公开一些其他的实施例中，也可以根据螺旋形金属互连结构体积的膨胀情况对“四点法”测试电路中测得的预设测试互连结构210的电阻变化进行验证。
[0096]
图9为本公开其中一实施例的验证热点功率探测能力的方法流程示意图，在其中一个实施例中，在根据所述反射率热成像仪识别出两条金属线之间间隔的最小距离，判断所述反射率热成像仪的空间分辨率后，所述方法还包括如下步骤s310至步骤s350。
[0097]
步骤s310：控制反射率热成像仪使用第三入射光源照射第三测试样品区域。
[0098]
同样地，不同材质的待测样品对同一入射光源具有不同的反射效果，因此，可以根据待测样品的材质选择合适的入射光源。基于测试电阻310的材料选择合适的第三入射光源，将反射率热成像仪测试模块的第三测试样品区域300放置于反射率热成像仪的测试区域，使用第三入射光源照射第三测试样品区域300。
[0099]
步骤s320：对第三测试样品区域中的测试电阻施加第三测试电信号。
[0100]
将测试电阻310通过两端的金属焊盘连接第三功率模块320。在本公开的一些实施例中，第三功率模块320可以为脉冲电流源/电压源。第三功率模块320输出的脉冲电流至测试电阻310，令其发热形成热点。
[0101]
步骤s330：控制反射率热成像仪对测试电阻进行聚焦成像。
[0102]
在将反射率热成像仪测试模块的第三测试样品区域300放置于反射率热成像仪的测试区域后，第三功率模块320与反射率热成像仪同步设置，选择合适倍率的镜头对第三测试样品区域300进行聚焦成像。反射率热成像仪在脉冲电源高电平信号的末端采集测试电阻310上的温度，以获取测试电阻310处于温度最高点时的温度数据。
[0103]
步骤s340：改变第三测试电信号的值，以改变测试电阻的发热功率。
[0104]
测试电阻310的发热功率可按照如下公式计算：
[0105]
p＝i2×
r；
[0106]
其中，p是测试电阻310的发热功率，i是脉冲电源为高电平时测试电阻310上通过的电流，r为测试电阻310的电阻值。其中，可以采用四线法测量获取测试电阻310的电阻值。
[0107]
由测试电阻310发热功率的计算式可见，可以通过改变施加在测量电阻310两端的电流大小来控制改变测试电阻310的发热功率。
[0108]
步骤s350：根据反射率热成像仪识别测试电阻为热点的最小发热功率判断反射率热成像仪的热点功率探测能力。
[0109]
通过不断减少第三测试电信号的值，进而逐步降低测试电阻310的发热功率。同时，反射率热成像仪同步采集测试电阻310的温度图像。将能够根据温度图像清晰地将测试电阻310识别为热点的最小加热功率，判断反射率热成像仪的热点探测最小功率。
[0110]
例如，当测试电阻310的加热功率为p1时，根据反射率热成像仪获取的温度图像可以识别出图中具有测试电阻310的热点图形，且测试电阻310的加热功率为p2(p1》p2)时，根据反射率热成像仪获取的温度图像无法识别出图中具有测试电阻310的热点图形，则判断反射率热成像仪的热点探测最小功率为p1。
[0111]
利用本公开提供的反射率热成像仪测试模块可以实现对反射率热成像仪的热点功率探测能力的测试，从而可以基于验证结果对反射率热成像仪的热点功率探测能力进行进一步的研究与提高。
[0112]
应该理解的是，虽然图5-图6、图8-图9的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5-图6、图8-图9中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0113]
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
[0114]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0115]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。