(57)【要約】【課題】外乱が発生しても良好な制御性で温度制御対象の温度を制御することができる温度制御装置を提供する。【解決手段】温度コントローラは、温度制御対象物の温度測定値を制御対象とし、加熱源へ投入するパワーを操作量とするスライディングモードコントローラと、冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モードコントローラと、スライディングモードコントローラの出力である線形項と非線形項のうち、非線形項の値により、スライディングモードコントローラの出力をそのまま第１の操作量として加熱源に出力するか、または、スライディングモードコントローラの出力を使用せず、冷却モードコントローラの出力を第２の操作量として使用するかを決定する切替コントローラとを有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御対象物の温度制御を行う温度制御装置であって、
前記温度制御対象物を加熱する加熱源を有する加熱機構と、
前記温度制御対象物を冷却する冷却源を有する冷却機構と、
前記加熱源と前記冷却源とを制御する温度コントローラと、
を備え、
前記温度コントローラは、
前記温度制御対象物の温度測定値を制御対象とし、
前記加熱源へ投入するパワーを操作量とするスライディングモードコントローラと、
前記冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モードコントローラと、
前記スライディングモードコントローラの出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモードコントローラの出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモードコントローラの出力を使用せず、前記冷却モードコントローラの出力を第２の操作量として使用するかを決定する切替コントローラと、
を有する、温度制御装置。
【請求項２】
温度制御対象物の温度制御を行う温度制御装置であって、
前記温度制御対象物を加熱する加熱源を有する加熱機構と、
前記温度制御対象物を冷却する冷却源を有する冷却機構と、
前記加熱源と前記冷却源とを制御する温度コントローラと、
を備え、
前記温度コントローラは、
前記温度制御対象物の温度測定値を制御対象とし、
前記加熱源へ投入するパワーを操作量とするスライディングモードコントローラと、
前記冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モードコントローラと、
前記スライディングモードコントローラの出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモードコントローラの出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモードコントローラの出力と前記冷却モードコントローラの出力とを加えたものを第２の操作量として使用するかを決定する切替コントローラと、
を有する、温度制御装置。
【請求項３】
前記切替コントローラは、前記非線形項がスライディングモード制御における切替超平面の一方側の領域にある場合は、前記スライディングモードコントローラの出力のみを使用し、前記切替超平面の他方側の領域にある場合は、前記冷却モードコントローラの出力を使用するように切り替える、請求項１または請求項２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記一方側の領域は、前記非線形項の値が正になる領域であり、前記他方側の領域は、前記非線形項の値が負になる領域である、請求項３に記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記加熱源はＬＥＤであり、前記第１の操作量はＬＥＤに投入する電流値である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記冷却機構は、前記温度制御対象物を冷媒により冷却し、前記冷却源は冷媒の流路を開閉する高速バルブであり、前記冷却モードコントローラの出力は前記高速バルブへの開閉信号である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記冷却機構は、前記冷却モードコントローラが前記冷却源へ投入するパワーとは別に、前記冷媒を一定流量で供給して前記温度制御対象物の吸熱を行う、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項８】
前記温度制御対象物は、基板に設けられた電子デバイスである、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項９】
温度制御対象物の温度制御を行う温度制御方法であって、
前記温度制御対象物の温度測定値を制御対象とし、
前記温度制御対象物を加熱する加熱源へ投入するパワーを操作量としてスライディングモード制御を行う工程と、
前記温度制御対象物を冷却する冷却源へ投入するパワーを操作量として冷却モード制御を行う工程と、
前記スライディングモード制御における出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモード制御の出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモード制御の出力を使用せず、前記冷却モード制御の出力を第２の操作量として使用するかを決定する工程と、
を有する、温度制御方法。
【請求項１０】
温度制御対象物の温度制御を行う温度制御方法であって、
前記温度制御対象物の温度測定値を制御対象とし、
前記温度制御対象物を加熱する加熱源へ投入するパワーを操作量としてスライディングモード制御を行う工程と、
前記スライディングモード制御と、前記温度制御対象物を冷却する冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モード制御とを併用する工程と、
前記スライディングモード制御における出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモード制御の出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモード制御の出力と前記冷却モード制御の出力を加えたものを第２の操作量として使用するかを決定する工程と、
を有する、温度制御方法。
【請求項１１】
前記決定する工程は、前記非線形項が、スライディングモード制御における切替超平面の一方側の領域では、前記スライディングモード制御のみを使用し、前記切替超平面の他方側の領域にある場合は、前記冷却モード制御の出力を使用するように切り替える、請求項９または請求項１０に記載の温度制御方法。
【請求項１２】
前記一方側の領域は、前記非線形項の値が正になる領域であり、前記他方側の領域は、前記非線形項の値が負になる領域である、請求項１１に記載の温度制御方法。
【請求項１３】
前記加熱源はＬＥＤであり、前記第１の操作量はＬＥＤに投入する電流値である、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の温度制御方法。
【請求項１４】
前記冷却源は、前記温度制御対象物を冷却する冷媒の流路を開閉する高速バルブであり、前記冷却モード制御の操作量は前記高速バルブへの開閉信号である、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の温度制御方法。
【請求項１５】
前記冷却モード制御の操作量とは別に、前記冷媒を一定流量で供給して前記温度制御対象物の吸熱を行う、請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の温度制御方法。
【請求項１６】
前記温度制御対象物は、基板に設けられた電子デバイスである、請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の温度制御方法。
【請求項１７】
電子デバイスが設けられた基板を載置するステージと、
前記ステージ上の基板に設けられた前記電子デバイスにプローブを電気的に接触させて当該電子デバイスを検査する検査機構と、
前記電子デバイスの温度を計測する温度計測部と、
前記電子デバイスの温度制御を行う温度制御装置と、
を具備し、
前記温度制御装置は、
前記電子デバイスを加熱する加熱源を有する加熱機構と、
前記電子デバイスを冷却する冷却源を有する冷却機構と、
前記加熱源と前記冷却源とを制御する温度コントローラと、
を備え、
前記温度コントローラは、
前記電子デバイスの温度測定値を制御対象とし、
前記加熱源へ投入するパワーを操作量とするスライディングモードコントローラと、
前記冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モードコントローラと、
前記スライディングモードコントローラの出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモードコントローラの出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモードコントローラの出力を使用せず、前記冷却モードコントローラの出力を第２の操作量として使用するかを決定する切替コントローラと、
を有する、検査装置。
【請求項１８】
電子デバイスが設けられた基板を載置するステージと、
前記ステージ上の基板に設けられた前記電子デバイスにプローブを電気的に接触させて当該電子デバイスを検査する検査機構と、
前記電子デバイスの温度を計測する温度計測部と、
前記電子デバイスの温度制御を行う温度制御装置と、
を具備し、
前記温度制御装置は、
前記電子デバイスを加熱する加熱源を有する加熱機構と、
前記電子デバイスを冷却する冷却源を有する冷却機構と、
前記加熱源と前記冷却源とを制御する温度コントローラと、
を備え、
前記温度コントローラは、
前記電子デバイスの温度測定値を制御対象とし、
前記加熱源へ投入するパワーを操作量とするスライディングモードコントローラと、
前記冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モードコントローラと、
前記スライディングモードコントローラの出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモードコントローラの出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモードコントローラの出力と、前記冷却モードコントローラの出力とを加えたものを第２の操作量として使用するかを決定する切替コントローラと、
を有する、検査装置。
【請求項１９】
電子デバイスが設けられた基板を載置するステージと、
前記ステージ上の基板に設けられた前記電子デバイスにプローブを電気的に接触させて当該電子デバイスを検査する検査機構と、
前記電子デバイスの温度を計測する温度計測部と、
前記電子デバイスの温度制御を行う温度制御装置と、
を具備し、
前記温度制御装置は、
前記電子デバイスを加熱する加熱源を有する加熱機構と、
前記電子デバイスを冷却する冷却源を有する冷却機構と、
前記加熱源と前記冷却源とを制御する温度コントローラと、
を備え、
前記冷却機構は、
前記冷却源としての冷媒を供給する冷媒源と、
前記冷媒源と前記ステージに接続され、前記冷媒源から前記ステージに前記冷媒を一定量で供給する第１冷媒配管と、
前記第１冷媒配管と並列に設けられ、前記冷媒源から前記ステージに前記冷媒を供給する第２冷媒配管と、
前記第２冷媒配管に設けられ、前記ステージへの前記冷媒の供給／停止を行う高速バルブと、
を有する、検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、温度制御装置、温度制御方法、および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、所定の回路パターンを持つ多数の電子デバイスが半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す。）上に形成される。形成された電子デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。電子デバイスの検査は、例えば、各電子デバイスが分割される前のウエハの状態で、検査装置を用いて行われる。
【０００３】
電子デバイスの検査装置は、多数のピン状のプローブを有するプローブカードと、ウエハを載置する載置台と、テスタとを備える（特許文献１参照）。この検査装置は、プローブカードの各プローブを電子デバイスの電極に対応して設けられた電極パッドや半田バンプに接触させ、電子デバイスからの信号をテスタへ伝達させて電子デバイスの電気的特性を検査する。また、特許文献１の検査装置は、電子デバイスの電気的特性を検査する際、当該電子デバイスの実装環境を再現するために、載置台内の冷媒流路やヒータによって載置台の温度を制御する温度制御装置を有している。
【０００４】
また、特許文献２には、ウエハの温度制御を冷却水と熱電変換モジュールを用いて、スライディングモード制御で行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１３５３１５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１８６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、外乱が発生しても良好な制御性で温度制御対象物の温度を制御することができる温度制御装置、温度制御方法、および検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る温度制御装置は、温度制御対象物の温度制御を行う温度制御装置であって、前記温度制御対象物を加熱する加熱源を有する加熱機構と、前記温度制御対象物を冷却する冷却源を有する冷却機構と、前記加熱源と前記冷却源とを制御する温度コントローラと、を備え、前記温度コントローラは、前記温度制御対象物の温度測定値を制御対象とし、前記加熱源へ投入するパワーを操作量とするスライディングモードコントローラと、前記冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モードコントローラと、前記スライディングモードコントローラの出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモードコントローラの出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモードコントローラの出力を使用せず、前記冷却モードコントローラの出力を第２の操作量として使用するかを決定する切替コントローラと、を有する。
【０００８】
本開示の他の態様に係る温度制御装置は、温度制御対象物の温度制御を行う温度制御装置であって、前記温度制御対象物を加熱する加熱源を有する加熱機構と、前記温度制御対象物を冷却する冷却源を有する冷却機構と、前記加熱源と前記冷却源とを制御する温度コントローラと、を備え、前記温度コントローラは、前記温度制御対象物の温度測定値を制御対象とし、前記加熱源へ投入するパワーを操作量とするスライディングモードコントローラと、前記冷却源へ投入するパワーを操作量とする冷却モードコントローラと、前記スライディングモードコントローラの出力である線形項と非線形項のうち、前記非線形項の値により、前記スライディングモードコントローラの出力をそのまま第１の操作量として前記加熱源に出力するか、または、前記スライディングモードコントローラの出力と前記冷却モードコントローラの出力とを加えたものを第２の操作量として使用するかを決定する切替コントローラと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、外乱が発生しても良好な制御性で温度制御対象物の温度を制御することができる温度制御装置、温度制御方法、および検査装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の検査装置の一部を断面で示す正面図である。
【図３】被検査体である基板としてのウエハの構成を概略的に示す平面図である。
【図４】ステージの上部構成および温度制御装置を概略的に示す断面図である。
【図５】加熱機構の構成を概略的に示す平面図である。
【図６】電子デバイスの温度測定用回路の構成を概略的に示す図である。
【図７】スライディングモード制御を説明するための図である。
【図８】第１の実施形態に係る検査装置における温度コントローラの制御ブロックを示すブロック図である。
【図９】図８の温度コントローラにおけるスライディングモードコントローラの内部を示すブロック図である。
【図１０】図９のスライディングモードコントローラの非線形入力部を示すブロック図である。
【図１１】図８の温度コントローラにおける冷却モードコントローラおよび切替コントローラの構成およびこれらの信号の授受を示すブロック図である。
【図１２】プラントモデルの内部を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施形態に係る検査装置における温度コントローラの制御ブロックを示すブロック図である。
【図１４】図１３の温度コントローラにおける冷却モードコントローラおよび切替コントローラの内部およびこれらの信号の授受を示すブロック図である。
【図１５】スライディングモード制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が１５０Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】スライディングモード制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が３００Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】スライディングモード制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が４５０Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】第１の実施形態の制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が１５０Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】第１の実施形態の制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が３００Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図２０】第１の実施形態の制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が４５０Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】第２の実施形態の制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が１５０Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】第２の実施形態の制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が３００Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図２３】第２の実施形態の制御によりチップの温度制御を行った場合における、発熱外乱が４５０Ｗのときのシミュレーション結果を示す図である。
【図２４】発熱外乱が１５０Ｗのときの第１の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【図２５】発熱外乱が１５０Ｗのときの第２の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【図２６】発熱外乱が３００Ｗのときの第１の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【図２７】発熱外乱が３００Ｗのときの第２の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【図２８】発熱外乱が４５０Ｗのときの第１の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【図２９】発熱外乱が４５０Ｗのときの第２の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、実施形態について説明する。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
最初に第１の実施形態について説明する。
図１は第１の実施形態に係る検査装置の概略構成を示す斜視図、図２は図１の検査装置の一部を断面で示す正面図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、検査装置１は、被検査体である基板としてのウエハＷに形成された複数の電子デバイスそれぞれの電気的特性の検査を行うものであり、検査部２と、ローダ３と、テスタ４とを備える。
【００１４】
検査部２は、内部が空洞の筐体１１を有し、筐体１１内には検査対象のウエハＷが吸着固定されるステージ１０を有する。また、ステージ１０は、移動機構（図示せず）により水平方向および鉛直方向に移動自在に構成されている。ステージ１０の下方には、ステージの温度を制御する温度制御装置２０が設けられている。温度制御装置２０については、後で詳細に説明する。
【００１５】
検査部２における該ステージ１０の上方には、該ステージ１０に対向するようにプローブカード１２が配置される。プローブカード１２は接触子である複数のプローブ１２ａを有する。また、プローブカード１２は、インターフェース１３を介してテスタ４へ接続されている。各プローブ１２ａがウエハＷの各電子デバイスの電極に接触する際、各プローブ１２ａは、テスタ４からインターフェース１３を介して電子デバイスへ電力を供給し、または、電子デバイスからの信号をインターフェース１３を介してテスタ４へ伝達する。
【００１６】
ローダ３は、筐体１４を有し、筐体１４内にウエハＷが収容された搬送容器であるＦＯＵＰ（図示せず）が配置されている。また、ローダ３は搬送機構（図示せず）を有し、搬送装置によりＦＯＵＰに収容されているウエハＷを取り出して検査部２のステージ１０へ搬送する。また、搬送装置により電気的特性の検査が終了したステージ１０上のウエハＷを搬送し、ＦＯＵＰへ収容する。
【００１７】
また、ローダ３の筐体１４内には、検査対象の電子デバイスの温度制御等の各種制御を行う制御部１５と、各電子デバイスにおける電位差生成回路（図示省略）における電位差を測定する電位差測定ユニット１６とが設けられている。電位差生成回路は、例えば、ダイオード、トランジスタまたは抵抗である。電位差測定ユニット１６は、インターフェース１３に接続され、上記電位差生成回路に対応する２つの電極へ接触する２つのプローブ１２ａ間の電位差を取得し、取得した電位差を制御部１５へ伝達する。インターフェース１３における各プローブ１２ａおよび電位差測定ユニット１６からの配線の接続構造については後述する。
【００１８】
制御部１５は、温度制御装置２０に含まれる温度コントローラ３０を有し、温度コントローラ３０は、後述の加熱機構や冷却機構を制御する。なお、制御部１５や電位差測定ユニット１６は検査部２の筐体１１内に設けられてもよく、また、電位差測定ユニット１６は、プローブカード１２に設けられてもよい。
【００１９】
検査部２の筐体１１には、制御部１５の一部を構成するユーザインターフェース部１８が設けられている。ユーザインターフェース部１８は、ユーザ向けに情報を表示したりユーザが指示を入力したりするためのものであり、例えば、タッチパネルやキーボード等の入力部と液晶ディスプレイ等の表示部とからなる。
【００２０】
テスタ４は、電子デバイスが搭載されるマザーボードの回路構成の一部を再現するテストボード（図示省略）を有する。テストボードは、電子デバイスからの信号に基づいて、該電子デバイスの良否を判断するテスタコンピュータ１７に接続される。テスタ４では、上記テストボードを取り替えることにより、複数種のマザーボードの回路構成を再現することができる。
【００２１】
なお、プローブカード１２、インターフェース１３、テスタ４は、検査機構を構成する。
【００２２】
電子デバイスの電気的特性の検査の際、テスタコンピュータ１７が、電子デバイスと各プローブ１２ａを介して接続されたテストボードへデータを送信する。そして、テスタコンピュータ１７が、送信されたデータが当該テストボードによって正しく処理されたか否かを当該テストボードからの電気信号に基づいて判定する。
【００２３】
被検査体である基板としてのウエハＷは、図３に示すように、略円板状のシリコン基板にエッチング処理や配線処理を施すことによりその表面に互いに所定の間隔をおいて形成された、複数の電子デバイスＤを有している。電子デバイスＤの表面には、電極Ｅが形成されており、該電極Ｅは当該電子デバイスＤの内部の回路素子に電気的に接続されている。電極Ｅへ電圧を印加することにより、各電子デバイスＤの内部の回路素子へ電流を流すことができる。
【００２４】
次に、ステージ１０および温度制御装置２０の構成について図４を用いて説明する。図４はステージ１０の上部構成および温度制御装置２０を概略的に示す断面図である。
【００２５】
図４に示すように、ステージ１０は、有底部材３２と蓋部材３１とを有する。蓋部材３１は、有底部材３２の上にシールリング３３を介して取り付けられる。ウエハＷは蓋部材３１の上に吸着保持される。
【００２６】
蓋部材３１は、円板状に形成されており、例えばＳｉＣで構成される。ＳｉＣは、熱伝導率およびヤング率が高い。また、後述する加熱機構４０のＬＥＤ４１からの光に対する吸収効率も高く、加熱機構４０からの光により効率的に蓋部材３１を加熱することができる。また、ＳｉＣはグリーンシートに成形した後に焼結して形成することができ、加工量を少なくすることができる。
【００２７】
蓋部材３１の上面には、ウエハＷを吸着するための吸着穴（図示省略）が形成されている。また、蓋部材３１には、複数の温度センサ３１ａが平面視において互いに離間した位置に埋設されている。
【００２８】
有底部材３２は、蓋部材３１と略同径の円板状に形成されており、後述するＬＥＤからの光の波長に対して透明な材料で構成されている。有底部材３２の上部には、冷媒を流すための溝が形成されており、該溝は、蓋部材３１に覆われて冷媒流路３２ａを形成する。すなわち、ステージ１０は、内部に冷媒流路３２ａを有している。
【００２９】
温度制御装置２０は、加熱機構４０と、冷却機構５０と、温度コントローラ３０とを有している。温度制御装置２０は、加熱機構４０による加熱と、冷却機構５０による冷却により、ステージ１０上のウエハＷに形成された検査対象の電子デバイスＤの温度を目標温度で一定になるように制御する。
【００３０】
加熱機構４０は、光照射機構として構成され、ステージ１０の蓋部材３１に光を照射して当該蓋部材３１を加熱することにより、ウエハＷを加熱し、ウエハＷ上に形成された電子デバイスＤを加熱する。
【００３１】
加熱機構４０は、ステージ１０のウエハＷ載置面と反対側の面、すなわち有底部材３２の下面と対向するように配置されている。加熱機構４０は、加熱源としてウエハＷに向けて光を照射する複数のＬＥＤ４１を有する。具体的には、加熱機構４０は、複数のＬＥＤ４１がユニット化されたＬＥＤユニット４３が複数、ベース４２の表面に搭載された構成を有する。加熱機構４０におけるＬＥＤユニット４３は、例えば、図５に示すように、電子デバイスＤ（図３参照）に対応するように配列された平面視正方形状のユニット４３ａと、その外周に設けられた平面視非正方形状のユニット４３ｂとを有する。ユニット４３ａおよび４３ｂによりベース４２の略全面を覆っており、ＬＥＤユニット４３のＬＥＤ４１から、少なくとも蓋部材３１におけるウエハＷが搭載される部分全体に光を照射することができるようになっている。
【００３２】
各ＬＥＤ４１は、例えば近赤外光を出射する。ＬＥＤ４１から出射された光（以下、「ＬＥＤ光」とも称する。）は、光透過部材からなるステージ１０の有底部材３２を透過する。冷媒通路３２ａを流れる冷媒はＬＥＤ４１からの光を透過する材料からなり、有底部材３２を透過した光は、冷媒流路３２ａを流れる冷媒を透過し、蓋部材３１に入射する。ＬＥＤ４１からの光が近赤外光である場合、有底部材３２を構成する光透過部材として、ポリカーボネイト、石英、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂又はガラスを用いることができる。これらの材料は、加工や成形が容易である。
【００３３】
加熱機構４０では、ステージ１０のウエハＷが載置される蓋部材３１に入射されるＬＥＤ光は、ＬＥＤユニット４３単位で制御される。したがって、加熱機構４０は、蓋部材３１における任意の箇所へのみＬＥＤ光を照射したり、また、照射する光の強度を任意の箇所と他の箇所とで異ならせたりすることができる。
【００３４】
冷却機構５０は、チラーユニット５１と、冷媒配管５２と、可変流量バルブ５３と、高速バルブ５４とを有する。チラーユニット５１は冷媒を貯留し、冷媒の温度を所定の温度に制御する。冷媒としては、例えば、ＬＥＤ４１から照射される光が透過可能な液体である水が用いられる。冷媒配管５２は、有底部材３２の側部に設けられた供給口３２ｂと排出口３２ｃに接続され、かつチラーユニット５１に接続されている。チラーユニット５１内の冷媒は、冷媒配管５２に設けられたポンプ（図示せず）により、冷媒配管５２を介して冷媒流路３２ａに循環供給される。可変流量バルブ５３は、冷媒配管５２のチラーユニット５１の下流側に設けられ、高速バルブ５４はチラーユニット５１の下流側で可変流量バルブ５３をバイパスするバイパス配管５２ａに設けられている。可変流量バルブ５３は、流量設定可能であり、設定した流量の一定量で冷媒を供給するようになっている。また、高速バルブ５４は、後述するスライディング制御の際の非線形ゲイン項に基づいて高速で開閉（オン・オフ）し、バイパス配管５２ａを流れる冷媒の供給／停止を高速で行えるようになっている。
【００３５】
温度コントローラ３０は、電子デバイスＤの温度の測定結果に基づいて、加熱機構４０および冷却機構５０により、電子デバイスＤの温度が所定の温度になるようにステージの温度を制御する。
【００３６】
電子デバイスＤの温度は、温度測定用回路６０により測定される。図６は、電子デバイスＤの温度を測定する温度測定用回路６０の構成を概略的に示す図である。
【００３７】
図６に示すように、各プローブ１２ａがインターフェース１３に配置された複数の配線６１によってテスタ４に接続される。電子デバイスＤにおける電位差生成回路（例えば、ダイオード）の２つの電極Ｅに接触する２つのプローブ１２ａとテスタ４を接続する２つの配線６１のそれぞれに、リレー６２が設けられる。また、リレー６２は、電位差測定ユニット１６の配線６３にも接続可能となっている。
【００３８】
すなわち、各リレー６２は、各電極Ｅの電位をテスタ４および電位差測定ユニット１６のいずれかへ切り替えて伝達可能となっている。例えば、電子デバイスＤの電気的特性の検査を行う際、各電極Ｅへ実装時電圧が印加されてから所定のタイミングで各電極Ｅの電位を電位差測定ユニット１６へ伝達する。上記電位差生成回路では所定の電流を流した際に生じる電位差が温度によって異なることが知られている。したがって、電子デバイスＤの電位差生成回路の電位差、すなわち、電位差生成回路の２つの電極Ｅ（プローブ１２ａ）間の電位差に基づいて、電子デバイスＤの温度を検査中においてリアルタイムに測定することができる。
【００３９】
すなわち、温度測定用回路６０は、電子デバイスＤにおける電位差生成回路、その２つの電極に接触する２つのプローブ１２ａ、それらに接続される２つの配線６１、リレー６２、配線６３、および電位差測定ユニット１６からなる。
【００４０】
なお、電子デバイスＤの温度の測定手法は、上記のものに限るものではなく、他の方法であってもよい。
【００４１】
温度コントローラ３０は、上述のような電子デバイスＤの温度測定結果に基づいて、加熱源であるＬＥＤ４１へ投入するパワー（電流値出力）を操作量としたスライディングモード制御、および冷却源である高速バルブへ投入するパワー（すなわち高速バルブの開閉信号）を操作量とした冷却モード制御により温度制御を行う。
【００４２】
スライディングモード制御は、状態空間内の予め設定した切替超平面（切替面）に状態を拘束するように、切替超平面の上下で制御を切り替える制御手法である。制御対象の初期状態が切替超平面外にある場合には、制御対象の状態を切替超平面に有限時間で到達・拘束させる（到達モード）。制御対象の状態が切替超平面に達したら状態を切替超平面で滑り動作させながら目標値へ収束させる（スライディングモード）。スライディングモード制御の制御入力ｕは、線形項（線形制御操作量）ｕｌと非線形項（非線形制御操作量）ｕｎｌとの和であり、以下の式で表すことができる。
ｕ＝−（ＳＢ）−１ＳＡｘ−Ｋ（ＳＢ）−１・ｓｇｎ（σ）
＝−（ＳＢ）−１｛ＳＡｘ＋Ｋ・ｓｇｎ（σ）｝
σ＝Ｓｘ
ＳＡｘが線形項であり、Ｋ・ｓｇｎ（σ）が非線形項である。Ａ、Ｂは状態方程式の行列であり、ＳとＫが制御パラメータである。関数ｓｇｎは不連続な関数を表していて、ｓｇｎ（σ）がスライディングモードの切替関数となる。切替超平面は線形制御の枠組みで設計可能であり、スライディングモードでは、切替超平面上を、非線形項により切替超平面上を図７に示す領域IIと領域Ｉを極めて短時間で行き来しながら進んでいく。すなわち、スライディングモードでは、線形項（線形制御操作量）は制御システムの状態を切替超平面上で制御誤差を最小にするようにし、非線形項（非線形制御操作量）はモデル化誤差や不確かな外乱があると制御システムの状態を切替超平面へ向かわせる。
【００４３】
図８は温度コントローラ３０の制御ブロックを示す図である。温度コントローラ３０は、スライディングモードコントローラ７１と、冷却モードコントローラ７２と、切替コントローラ７３と、プラントモデル７４とを有する。
【００４４】
スライディングモードコントローラ７１は、加熱機構４０のＬＥＤ４１へ投入するパワー（電流値として出力）を操作量として出力し、温度制御を行う。スライディングモードコントローラ７１では、図９に示すように、温度検出信号ｘが入力され、線形項（線形ゲイン項）と、非線形入力部７５で生成された非線形項（非線形ゲイン項）により制御入力ｕが形成される。非線形入力部７５は、図１０に示すように、切替関数σと、ＳＷｇａｉｎ：ｋと、ＳＷｉｔａ：ηとにより、非線形入力（非線形項）：ｕｎｌが生成される。ｕｎｌは、以下の式で表される。
ｕｎｌ＝−ｋ・σ／（｜σ｜＋η）
ηはチャタリング抑制項である。非線形入力（非線形項）：ｕｎｌは、切り替え周波数を無限としているため、状態量が切替超平面近傍でチャタリング（高周波振動）する。このため、ηを用いてチャタリングを抑制して入力を平滑化する。
【００４５】
図１１は、冷却モードコントローラ７２および切替コントローラ７３の内部を示すブロック図である。
冷却モードコントローラ７２は、冷却源である高速バルブ５４へ投入するパワー（高速バルブ５４の開閉信号）を操作量として冷却制御を行う。これによりステージ１０の冷媒流路３２ａに供給される冷媒の量を制御し、電子デバイスＤを温度制御する。冷却モードコントローラ７２の出力は、冷媒流量および吸熱係数に基づき吸熱モデルにより算出される。図１１では吸熱係数が−０．４と表示されているが、これは一例にすぎず、その値は電子デバイスＤ等によって変化する。
【００４６】
切替コントローラ７３は、スライディングモードコントローラの非線形項ｕｎｌの値を切替信号として用いる。すなわち、切替コントローラ７３は、非線形項ｕｎｌの値により、スライディングモードコントローラ７１の出力（制御入力）をそのまま用いるか、スライディングコントローラ７１の出力を使用せず、冷却モードコントローラ７２の出力を第２の操作量として使用するかを決定する。
【００４７】
スライディングモードコントローラ７１の出力（制御入力）をそのまま用いるとは、スライディングモードコントローラ７１の出力を第１の操作量として加熱源であるＬＥＤ４１に出力することである。
【００４８】
冷却モードコントローラ７２の出力を第２の操作量として使用するとは、冷却モードコントローラ７２の冷却源である高速バルブの出力を第２の操作量として使用することである。
【００４９】
具体的には、切替コントローラ７３は、非線形項ｕｎｌの値が正（切替超平面の一方側；図７の領域Ｉ）の場合は、スライディングモードコントローラ７１の出力をそのまま第１の操作量としてＬＥＤ４１に出力する。また、非線形項ｕｎｌの値が負（切替超平面の他方側；図７の領域II）の場合は、冷却モードコントローラ７２の冷却源である高速バルブの出力（高速バルブの開閉信号）を第２の操作量として使用する。高速バルブの開閉時間は０．１ｓｅｃ以下と高速であり、高速バルブ５４は、非線形項ｕｎｌによる高速な切替に追従して開閉することができ、制御性高く温度制御を行うことができる。
【００５０】
プラントモデル７４は、温度制御対象である電子デバイスＤ（ステージ１０）の物理モデルであり、図１２に示すようなものである。そして、切替コントローラ７３から出力された信号が、プラントモデル７４に入力され、プラントモデル７４での必要な演算を経て制御信号が得られる。
【００５１】
電子デバイスＤの温度制御は、冷却機構５０の可変流量バルブ５３により冷媒流路３２ａに一定流量で冷媒を流して吸熱しながら温度コントローラ３０により行われる。すなわち、温度コントローラ３０により、加熱源であるＬＥＤ４１に投入されるパワーを操作量とするスライディングモード制御、および冷却源である高速バルブ５４に投入するパワー（高速バルブ開閉信号）を操作量とする冷却モード制御による温度制御を行う。このとき、切替コントローラ７３により、非線形項ｕｎｌの値により、非線形項ｕｎｌをそのまま用いてスライディングモード制御を行うか、非線形項ｕｎｌを高速バルブ５４の開閉信号として用いて冷却モード制御を行うかが決定される。スライディングモード制御の非線形項ｕｎｌの値が正の場合には、そのまま、ＬＥＤ４１に投入するパワーを操作量とするスライディングモード制御による温度制御が行われる。スライディングモード制御の非線形項ｕｎｌの値が負になった場合は、非線形項ｕｎｌが高速バルブ５４の開閉信号として出力され、ＬＥＤ４１のスライディングモード制御が、冷却モード制御に切り替えられる。このとき温度制御にはスライディングモードコントローラ７１の出力は使用しない。冷却モード制御を用いることにより、ＬＥＤ４１をオフにした場合以上に電子デバイスＤを冷却できるようになる。これにより、非常に大きな発熱外乱があった場合の電子デバイスＤの温度制御性が確保される。
【００５２】
制御部１５はコンピュータからなり、温度コントローラ３０の他に、検査装置１の各構成部を制御する複数の制御機能部を有する主制御部を有しており、主制御部により検査装置の各構成部の動作を制御する。また、制御部は、入力装置、出力装置、表示装置、記憶装置を有している。主制御部による各構成部の制御は、記憶装置に内蔵された記憶媒体（ハードディスク、光デスク、半導体メモリ等）に記憶された制御プログラムである処理レシピにより実行される。
【００５３】
次に、検査装置１を用いたウエハＷに対する検査処理の一例について説明する。
まず、ローダ３のＦＯＵＰから搬送装置によりウエハＷを取り出してステージ１０に搬送し、載置する。次いで、ステージ１０を所定の位置に移動する。
【００５４】
そして、加熱機構４０の全てのＬＥＤ４１を点灯させ、蓋部材３１の温度センサ３１ａから取得される情報に基づいて、蓋部材３１の温度が面内で均一になるように、ＬＥＤ４１からの光出力と、ステージ１０内の冷媒流路３２ａを流れる冷媒の流量を可変流量バルブ５３により調整する。
【００５５】
この状態で、電位差測定ユニット１６により、検査対象の電子デバイスＤにおける前述の電位差生成回路の電位差を取得する。そして、面内で均一とされた蓋部材３１の温度が検査対象の電子デバイスＤの温度と略一致するものとして、上記電位差の校正を行い、上記電位差の温度特性の情報を補正する。
【００５６】
その後、ステージ１０を移動させて、ステージ１０の上方に設けられているプローブ１２ａと、ウエハＷの検査対象の電子デバイスＤの電極Ｅとを接触させる。そして、プローブ１２ａに検査用の信号が入力される。これにより、電子デバイスＤの検査が開始される。
【００５７】
上記検査中、検査対象の電子デバイスＤの電位差生成回路に生じる電位差の情報に基づいて、当該電子デバイスＤの温度が測定され、その測定温度を目標温度として、温度制御装置２０により当該電子デバイスＤの温度制御が行われる。
【００５８】
このとき、冷却機構５０の可変流量バルブ５３により冷媒流路３２ａに一定流量で冷媒を流して吸熱しながら温度コントローラ３０により温度制御が行われる。すなわち、温度コントローラ３０により、加熱源であるＬＥＤ４１に投入するパワーを操作量とするスライディングモード制御、および冷却源である高速バルブ５４に投入するパワー（高速バルブ開閉信号）を操作量とする冷却モード制御による温度制御を行う。このとき、切替コントローラ７３は、上述のように、非線形項ｕｎｌの値により、スライディングモードコントローラ７１の出力（制御入力）をそのまま用いるか、非線形項ｕｎｌを高速バルブ５４の開閉信号として用いて冷却モード制御するかを決定する。具体的には、スライディングモード制御の非線形項ｕｎｌの値が正の場合には、スライディングモードコントローラ７１の出力をそのまま第１の操作量としてＬＥＤ４１に出力する。一方、非線形項ｕｎｌが負の場合には、非線形項ｕｎｌを高速バルブ５４の開閉信号として用いて高速バルブに第２の操作量として出力する。
【００５９】
上述した特許文献１の検査装置では、電子デバイスの電気的特性を検査する際、当該電子デバイスの実装環境を再現するために、載置台内の冷媒流路やヒータによって載置台の温度制御を行っている。
【００６０】
一方、近時、電子デバイスは高速化や微細化が進み、集積度が高くなり、動作時の発熱量が非常に増大しているため、ウエハにおいて電子デバイスの検査中に発熱外乱が与えられてしまい電子デバイスに不具合を生じさせるおそれがある。しかし、上記特許文献１では、このような発熱外乱を解消する方法は示されていない。
【００６１】
そこで、本実施形態では、冷却機構５０の可変流量バルブ５３により一定流量でステージ１０の冷媒供給路３２ａに冷媒を流して吸熱を確保した上で、外乱に強いスライディングモード制御を用い、加熱機構４０のＬＥＤ４１へ投入するパワー（電流値）を操作量として電子デバイスＤの温度制御を行う。
【００６２】
しかし、冷媒流量を一定として、ＬＥＤ４１に投入するパワーを操作量とするスライディングモード制御のみでは、発熱外乱が非常に大きくなった場合に、ＬＥＤ４１をオフしても吸熱が不十分となる。このため、外乱制御の応答が遅くなる場合や、十分な温度制御ができなくなってしまう場合が生じる。また、冷媒流量を増加して吸熱性を向上させることも考えられるが、この場合は、ＬＥＤ４１の出力が不足して目標温度に到達できなくなる。また、冷媒流量を増加させつつ、最大出力の大きいＬＥＤを用いたり、ＬＥＤの密度を増やすことにより、電子デバイスの温度上昇を抑制することが可能な場合もあるが、その場合には、コストが増加してしまい、現実的ではない。
【００６３】
そこで、本実施形態では、冷却機構５０の可変流量バルブ５３により冷媒流路３２ａに一定流量で冷媒を流して吸熱しながら、ＬＥＤ４１へ投入するパワーを操作量としたスライディングモード制御と、高速バルブ５４へ投入するパワー（高速バルブの開閉信号）を操作量とした冷却モード制御とを、非線形項ｕｎｌの値により、切り替えコントローラ７３で切り替えて実施する。すなわち、スライディングモード制御の非線形項ｕｎｌの値が正の場合には、発熱外乱の影響が小さいので、スライディングモードコントローラ７１の出力をそのまま第１の操作量として加熱源であるＬＥＤ４１に投入する。一方、非線形項ｕｎｌの値が負の場合には、冷却源である高速バルブ５４に投入するパワー（高速バルブの開閉信号）を第２の操作量として冷却モード制御を行う。すなわち、スライディングモード制御を行っている際に、電子デバイスＤの発熱外乱が大きくスライディングモード制御の非線形項ｕｎｌが負になった場合は、切替コントローラ７３により冷却モード制御に切り替える。これにより、ＬＥＤ４１をオフにした場合以上にステージ１０を冷却することができ、冷却能力が強化される。したがって、非常に大きな発熱外乱があった場合でも、電子デバイスＤの温度を十分に冷却することができ、良好な制御性で電子デバイスＤの温度制御を行うことができる。なお、このときの高速バルブ５４の位置は、できる限りむだ時間を少なくする観点から、極力ステージ１０に近づけることが望ましい。
【００６４】
また、加熱機構４０は、複数の電子デバイスＤのそれぞれに対応するように、複数のＬＥＤ４１を搭載した複数のＬＥＤユニット４３を設けているので、電子デバイスＤを個別的に加熱できるようにすることができる。このため、検査中の電子デバイスＤのみを加熱することができ、他の電子デバイスＤへの発熱外乱を抑制することができる。
【００６５】
さらに、高速バルブ５４を用いて冷却モード制御を行うので、切替信号として用いた非線形項ｕｎｌの正負の変動に追従して高速バルブ５４を開閉することができ、高精度で冷却制御を行うことができる。
【００６６】
また、冷媒として水を用いることができるので、フロン系冷媒を使用する必要がなく、また、フロン系冷媒を用いた場合よりも吸熱性が良好であり、吸熱を高速化することができる。
【００６７】
なお、電子デバイスの検査は、複数のデバイスを一括して行ってもよく、また、ＤＲＡＭ等で採用される一括コンタクトプロービングのように全ての電子デバイスを一括して行ってもよい。いずれの場合も、検査対象の電子デバイスの温度を上述のようにＬＥＤ４１のパワーを操作量とするスライディングモード制御と、高速バルブの開閉による冷却モード制御を併用することにより良好な制御性で電子デバイスの温度制御を行うことができる。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態の検査装置の基本構成は、第１の実施形態の検査装置１と同じであるが、後述する図１３に示すように、第１の実施形態の温度制御装置２０に含まれる温度コントローラ３０の代わりに、制御方式が異なる温度コントローラ３０´を搭載している点のみ、第１の実施形態の検査装置１と異なっている。
【００６９】
本実施形態の温度コントローラ３０´においても、第１の実施形態の温度コントローラ３０と同様、電子デバイスＤの温度測定結果に基づいて、加熱源であるＬＥＤ４１へ投入するパワー（電流値出力）を操作量としたスライディングモード制御に基づく制御を行う。また、温度コントローラ３０´では、第１の実施形態の温度コントローラ３０と同様、スライディングモード制御に加え、高速バルブへ投入するパワー（すなわち高速バルブの開閉信号）を操作量とした冷却モード制御を行う。ただし、本実施形態の温度コントローラ３０´は、冷却モードの際に加熱源であるＬＥＤ４１にも制御信号を送る点が温度コントローラ３０とは異なっている。
【００７０】
以下、温度コントローラ３０´について詳細に説明する。
図１３は温度コントローラ３０´の制御ブロックを示す図である。温度コントローラ３０´は、スライディングモードコントローラ７１と、冷却モードコントローラ７２と、加算器７７と、切替コントローラ７３´と、プラントモデル７４とを有する。スライディングモードコントローラ７１と、冷却モードコントローラ７２と、プラントモデル７４の基本構成は、第１の実施形態の温度コントローラ３０と同様である。
【００７１】
図１４は、冷却モードコントローラ７２、加算器７７および切替コントローラ７３´の構成およびこれらの信号の授受を示すブロック図である。
【００７２】
上述したように、冷却モードコントローラ７２は、冷却源である高速バルブ５４へ投入するパワー（高速バルブ５４の開閉信号）を操作量として冷却制御を行う。これによりステージ１０の冷媒流路３２ａに供給される冷媒の量を制御し、電子デバイスＤを温度制御する。冷却モードコントローラ７２の出力は、冷媒流量および吸熱係数に基づき吸熱モデルにより算出される。図１４では吸熱係数が−２０と表示されているが、これは一例にすぎず、その値は電子デバイスＤ等によって変化する。
【００７３】
切替コントローラ７３´は、第１の実施形態の切替コントローラ７３と同様、スライディングモードコントローラの非線形項ｕｎｌの値を切替信号として用いる。そして、切替コントローラ７３´は、非線形項ｕｎｌの値により、スライディングモードコントローラ７１の出力をそのまま用いるか、第２の操作量を使用するかを決定する。切替コントローラ７３´は、第２の操作量として、加算器７７でスライディングモード出力と冷却モードコントローラ７２の出力とを加えたものを使用する。すなわち、第２の操作量は、スライディングモードコントローラ７１からの加熱源であるＬＥＤ４１への出力と、冷却モードコントローラ７２の冷却源である高速バルブの出力とを加えたものである。
【００７４】
スライディングモードコントローラ７１の出力（制御入力）をそのまま用いるとは、スライディングモードコントローラ７１の出力を第１の操作量として加熱源であるＬＥＤ４１に出力することである。
【００７５】
具体的には、切替コントローラ７３´は、非線形項ｕｎｌの値が正（切替超平面の一方側；図７の領域Ｉ）の場合は、スライディングモードコントローラ７１の出力をそのまま第１の操作量としてＬＥＤ４１に出力する。また、非線形項ｕｎｌの値が負（切替超平面の他方側；図７の領域II）の場合は、スライディングモードコントローラ７１の出力と、冷却モードコントローラ７２の冷却源である高速バルブの出力（高速バルブの開閉信号）とを加えたものを第２の操作量として使用する。
【００７６】
冷却モードコントローラ７２では、上述したように、開閉時間が０．１ｓｅｃ以下と高速で動作する高速バルブ５４を、非線形項ｕｎｌによる高速な切替に追従して開閉させる。これにより、ＬＥＤ４１をオフにした場合以上に電子デバイスＤを冷却できるようになり、非常に大きな発熱外乱があった場合の電子デバイスＤの温度制御性が確保される。また、第２の操作量として、このような冷却モードコントローラ７２の高速バルブの出力のみではなく、スライディングモードコントローラ７１の出力が加えられることにより、急冷の過渡応答を緩和して良好な制御性を得ることができる。
【００７７】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、電子デバイスＤの検査が開始される。そして、上記検査中、検査対象の電子デバイスＤの電位差生成回路に生じる電位差の情報に基づいて、当該電子デバイスＤの温度が測定され、その測定温度を目標温度として、温度制御装置２０により当該電子デバイスＤの温度制御が行われる。
【００７８】
このとき、冷却機構５０の可変流量バルブ５３により冷媒流路３２ａに一定流量で冷媒を流して吸熱しながら温度コントローラ３０´により温度制御が行われる。温度コントローラ３０´では、切替コントローラ７３´が、非線形項ｕｎｌの値により、スライディングモードコントローラ７１の出力をそのまま用いるか、スライディングモード出力と冷却モードコントローラ７２の出力とを加えた第２の操作量を使用するかを決定する。具体的には、スライディングモード制御の非線形項ｕｎｌの値が正の場合には、スライディングモードコントローラ７１の出力をそのまま第１の操作量としてＬＥＤ４１に出力する。一方、非線形項ｕｎｌが負の場合には、スライディングモードコントローラ７１の出力と、冷却モードコントローラ７２の冷却源である高速バルブの出力とを加えたものを第２の操作量として出力する。
【００７９】
上記第１の実施形態では、冷却モードコントローラ７２が、開閉時間が０．１ｓｅｃ以下と高速で動作する高速バルブ５４を、非線形項ｕｎｌによる高速な切替に追従して開閉させる。これにより、ＬＥＤ４１をオフにした場合以上に電子デバイスＤを冷却できるようになり、非常に大きな発熱外乱があった場合の電子デバイスＤの温度制御性が確保される。
【００８０】
しかし、第１の実施形態では、制御性は良好であるものの、非線形項ｕｎｌが負の場合に、高速バルブ５４の動作のみであるため、急冷の過渡応答となることがある。つまり、切替コントローラ７３´により高速バルブ５４を開にしたときの電子デバイスＤの温度低下を補うために、ＬＥＤ４１の出力を大きくする必要があり、また、次の冷却を行うタイミング（高速バルブを開にするタイミング）も早くなる。このため、切替コントローラ７３´による制御の際に、電流値の振幅が大きくかつ高速バルブ５４の開の頻度が多くなる傾向にある。
【００８１】
これに対し、本実施形態では、非線形項ｕｎｌが負の場合の第２の操作量として、このような冷却モードコントローラ７２の高速バルブの出力のみではなく、スライディングモードコントローラ７１の出力を加える。このように、高速バルブ５４の動作中にＬＥＤ４１にも同時に制御信号を送るので、急冷の過渡応答を緩和することができる。このため、上記第１の実施形態の基本的な効果に加え、電流値の振幅を小さく、かつ高速バルブ５４の開の頻度を少なくすることができ、より振幅が小さく滑らかな温度制御が可能となるといった効果も奏する。
【００８２】
なお、第２の実施形態では、基本的な検査装置の構成は第１の実施形態と同じであるから、その他第１の実施形態で得られる効果は、第２の実施形態でも同様に得ることができる。
【００８３】
＜シミュレーション結果＞
次に、シミュレーション結果について説明する。
ここではウエハに形成された３０ｍｍ×４０ｍｍの大きさの電子デバイス（チップ）に１５０Ｗ、３００Ｗ、４５０Ｗの発熱外乱がおよぼされた場合の温度制御性についてシミュレーションした。
【００８４】
図１５〜１７は、一定流量の冷媒を供給しつつ、ＬＥＤへ投入するパワーを操作量としてスライディングモード制御によりチップの温度制御を行った場合についてシミュレーションした結果を示す図である。
【００８５】
図１５に示すように、スライディングモード制御の場合、発熱外乱が１５０Ｗでは良好な制御性を維持できているが、図１６、１７に示すように、発熱外乱が３００Ｗ、４５０Ｗの場合は、温度上昇が見られ、温度制御不能になることが確認された。
【００８６】
図１８〜２０は、ＬＥＤへ投入するパワーを操作量とするスライディングモード制御と、非線形項ｕｎｌが負のときに行われる高速バルブの開閉による冷却モード制御を併用した第１の実施形態についてシミュレーションした結果を示す図である。
【００８７】
これらの図に示すように、スライディングモード制御と高速バルブの開閉による冷却モード制御を併用した第１の実施形態により、１５０Ｗ〜４５０Ｗの発熱外乱がおよぼされた場合のいずれも、良好な温度制御ができることが確認された。
【００８８】
図２１〜２３は、スライディングモード制御と、非線形項ｕｎｌが負のときに行われるスライディングモードコントローラ出力と冷却モードコントローラ出力とを加えた制御を併用した第２の実施形態についてシミュレーションした結果を示す図である。
【００８９】
これらの図に示すように、スライディングモード制御と、スライディングモードコントローラ出力と冷却モードコントローラ出力とを加えた制御を併用した第２の実施形態により、１５０Ｗ〜４５０Ｗのいずれの発熱外乱の場合も、良好な温度制御ができることが確認された。また、第２の実施形態のほうが第１の実施形態よりも発熱外乱が生じた場合における供給される電流の振幅が小さいことがわかる。
【００９０】
図２４および図２５は、それぞれ発熱外乱が１５０Ｗのときの第１の実施形態および第２の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。これらの図から、第２の実施形態のほうが第１の実施形態よりも電流出力の振れ幅が小さく、制御振幅が小さいことがわかる。また、発熱外乱が急激に変化したタイミングにおける制御対象温度のオーバーシュートやアンダーシュートも第２の実施形態のほうが小さいことがわかる。
【００９１】
図２６および図２７は、それぞれ発熱外乱が３００Ｗのときの第１の実施形態および第２の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。また、図２８および図２９は、それぞれ発熱外乱が４５０Ｗのときの第１の実施形態および第２の実施形態のシミュレーション結果を拡大して示す図である。これらの図からも明らかなように、外乱が３００Ｗ、４５０Ｗと大きくなっても、外乱が１５０Ｗのときと同様、第２の実施形態のほうが第１の実施形態よりも電流出力の振れ幅が小さく、制御振幅が小さいことがわかる。また、発熱外乱が急激に変化したタイミングにおける制御対象温度のオーバーシュートやアンダーシュートも第２の実施形態のほうが小さいことがわかる。
【００９２】
＜他の適用＞
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００９３】
例えば、上記実施形態では、加熱源としてＬＥＤを用いた場合について説明したが、加熱源はＬＥＤにかぎらず、抵抗ヒータ等の他の加熱源であってもよい。また、上記実施形態では、温度制御対象としてウエハ上の電子デバイス（チップ）を例にとって示したが、温度制御対象はステージであってもよく、電子デバイス（チップ）に限るものではない。また、温度制御装置を検査装置に適用する場合に限るものでもない。
【符号の説明】
【００９４】
１；検査装置
２；検査部
３；ローダ
４；テスタ
１０；ステージ
１２；プローブカード
１２ａ；プローブ
１３；インターフェース
１５；制御部
２０；温度制御装置
３０、３０´；温度コントローラ
３１ａ；温度センサ
３２ａ；冷媒流路
４０；加熱機構
４１；ＬＥＤ
５０；冷却機構
５２；冷媒配管
５３；可変流量バルブ
５４；高速バルブ
６０；温度測定用回路
７１；スライディングモードコントローラ
７２；冷却モードコントローラ
７３、７３´；切替コントローラ
７４；プラントモデル
７７；加算器
Ｄ；電子デバイス（温度測定対象）
Ｗ；ウエハ
【図１】
2020096152.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020096152.tif 000005
【図４】
2020096152.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2020096152.tif 000009
【図８】
2020096152.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020096152.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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