(57)【要約】【課題】載置台の基板載置面を径方向に複数の領域に区画し、領域毎にヒータを設けて基板載置面の温度を制御する場合に、過渡期においても各領域の温度の設定値からの外れ量を所望の範囲内に収めることを可能とする。【解決手段】基板が載置される載置台の温度制御を行う方法であって、前記載置台の基板載置面は径方向に複数の領域に区画され、前記複数の領域それぞれに対しヒータが設けられ、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの最中心の領域について、設定温度になるように、当該最中心の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの前記最中心の領域より外側の領域について、当該外側の領域と当該外側の領域の径方向内側に隣接する領域との温度差が、予め設定された値になるように、当該外側の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、を含む。【選択図】図６
2020191332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される載置台の温度制御を行う方法であって、
前記載置台の基板載置面は径方向に複数の領域に区画され、前記複数の領域それぞれに対しヒータが設けられ、
前記基板載置面における前記複数の領域のうちの最中心の領域について、設定温度になるように、当該最中心の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、
前記基板載置面における前記複数の領域のうちの前記最中心の領域より外側の領域について、当該外側の領域と当該外側の領域の径方向内側に隣接する領域との温度差が、予め設定された値になるように、当該外側の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、を含む、載置台の温度制御方法。
【請求項２】
冷却部を用いて前記載置台の前記基板載置面を冷却すると共に、前記冷却部より前記基板載置面に近い位置に配設されたヒータを用いて前記基板載置面を加熱する工程を含む、請求項１に記載の載置台の温度制御方法。
【請求項３】
前記ヒータが有する発熱体の電気抵抗を測定し、その測定結果に基づいて、前記基板載置面における当該ヒータが設けられた領域の温度を取得する工程を含む、請求項１または２に記載の載置台の温度制御方法。
【請求項４】
検査対象基板を検査する検査装置であって、
前記検査対象基板が載置される載置台と、
制御部と、を備え、
前記載置台は、基板載置面が径方向に複数の領域に区画され、複数の領域それぞれにヒータが設けられ、
前記制御部は、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの最中心の領域について、設定温度になるように、当該最中心の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行い、且つ、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの前記最中心の領域より外側の領域について、当該外側の領域と当該外側の領域の径方向内側に隣接する領域との温度差が、予め設定された値になるように、当該外側の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行うように構成されている、検査装置。
【請求項５】
前記載置台は、前記基板載置面を冷却する冷却部を有し、
前記ヒータは、前記冷却部より前記基板載置面から近い位置に設けられている、請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記ヒータが有する発熱体の電気抵抗の測定結果に基づいて、前記基板載置面における当該ヒータが設けられた領域の温度を取得するように構成されている、請求項４または５に記載の検査装置。
【請求項７】
基板が載置される載置台であって、
基板載置面から近い順で、
通電により発熱する発熱体が設けられたヒータを有する加熱層と、
冷媒の流路が形成された冷却層と、を、有し、
前記基板載置面は、複数の領域に区画され、
前記加熱層は、前記基板載置面の複数の領域それぞれに対し、前記ヒータを有する、載置台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、載置台の温度調整方法、検査装置及び載置台に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、検査装置用のヒータが開示されている。このヒータを構成する基板は、円板形状の中心のセグメントとその外まわりを囲むように設けられた幅広の円弧形状の複数のセグメントとを組み合わせることにより、全体として円板形状となっている。また、特許文献１は、基板の各セグメントに測温素子を取り付け、セグメント毎に温度制御を行うようにすれば、基板全体が不均一な温度分布になるようなことがなくなることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示にかかる技術は、載置台の基板載置面を径方向に複数の領域に区画し、領域毎にヒータを設けて基板載置面の温度を制御する場合に、過渡期においても各領域の温度の設定値からの外れ量を所望の範囲内に収めることを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、基板が載置される載置台の温度制御を行う方法であって、前記載置台の基板載置面は径方向に複数の領域に区画され、前記複数の領域それぞれに対しヒータが設けられ、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの最中心の領域について、設定温度になるように、当該最中心の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの前記最中心の領域より外側の領域について、当該外側の領域と当該外側の領域の径方向内側に隣接する領域との温度差が、予め設定された値になるように、当該外側の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、載置台の基板載置面を径方向に複数の領域に区画し、領域毎にヒータを設けて基板載置面の温度を制御する場合に、過渡期においても各領域の温度の設定値からの外れ量を所望の範囲内に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す正面図である。
【図３】ステージの構成を概略的に示す断面図である。
【図４】加熱部の構成を概略的に示す平面図である。
【図５】制御部の構成の概略を模式的に示すブロック図である。
【図６】加熱制御部の構成の概略を模式的に示すブロック図である。
【図７】検査対象の電子デバイスが発熱している最中及びその前後における、ウェハ載置面の各領域の温度を、シミュレーションした結果の比較例を示す図である。
【図８】検査対象の電子デバイスが発熱している最中及びその前後における、ウェハ載置面の各領域の温度を、シミュレーションした結果の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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ェハ（以下、「ウェハ」という。）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ェハの状態で、検査装置を用いて行われる。
また、近年の検査装置では、高温や低温での電子デバイスの電気的特性検査を行うことができるように、ウェハが載置される載置台に、ヒータや冷却機構が設けられているものもある。
【０００９】
載置台にヒータを設ける場合、載置台の基板載置面を径方向に２つの領域に区画し、すなわち中央領域とその外周を囲う周縁領域に区画し、中央領域と周縁領域それぞれに対し、ヒータを設ける場合がある。この場合、基板載置面の温度を面内で均一にするため、基板載置面の各領域の温度を測定し、各領域が設定温度になるように、フィードバック演算（ＰＩＤ演算等）を行って各領域に設けられたヒータの操作量を調整すること、すなわち、各領域の温度を個別にフィードバック制御することがある。以下、この制御を通常の個別のフィードバック制御という。
【００１０】
上記通常の個別のフィードバック制御によれば、各領域の温度が安定した定常状態では良い結果が得られる。しかし、上記通常の個別のフィードバック制御では、過渡期（例えば電気的特性検査が開始され電子デバイスが発熱し始めた時期等）において、理由は後述するが、設定温度からの外れ量が、中央領域のみ所望の範囲内に収まらないことがある。
基板載置面を径方向に上述のように２つの領域ではなく３以上の領域に区画し、各領域について、上記通常の個別のフィードバック制御と同様に制御を行った場合にも、上述と同様な問題がある。具体的には、最中心に近い領域ほど、過渡期において設定温度からの外れ量が所望の範囲内に収まらない可能性が高い。
【００１１】
そこで、本開示にかかる技術は、載置台の基板載置面を径方向に複数の領域に区画し、領域毎にヒータを設けて基板載置面の温度を制御する場合に、過渡期においても各領域の温度の設定値からの外れ量を所望の範囲内に収めることを可能とする。
【００１２】
以下、本実施形態にかかる載置台の温度調整方法、検査装置及び載置台について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１３】
まず、本実施形態にかかる検査装置の構成について説明する。図１及び図２はそれぞれ、本実施形態にかかる検査装置１の構成の概略を示す斜視図及び正面図である。図２では、図１の検査装置１の後述の収容室とローダが内蔵する構成要素を示すため、その一部が断面で示されている。
【００１４】
検査装置１は、検査対象基板としてのウェハＷに形成された複数の電子デバイス（図示せず）それぞれの電気的特性の検査を行うものである。この検査装置１は、図１及び図２に示すように、検査時にウェハＷを収容する収容室２と、収容室２に隣接して配置されるローダ３と、収容室の上方を覆うように配置されるテスタ４とを備える。
【００１５】
収容室２は、図２に示すように、内部が空洞の筐体であり、ウェハＷが載置される載置台としてのステージ１０を有する。ステージ１０は、該ステージ１０に対するウェハＷの位置がずれないようにウェハＷを吸着保持する。また、ステージ１０は、水平方向及び鉛直方向に移動自在に構成されており、この構成により、後述のプローブカード１１とウェハＷの相対位置を調整してウェハＷの表面の電極をプローブカード１１のプローブ１１ａと接触させることができる。
【００１６】
収容室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１１が配置される。プローブカード１１は、ウェハＷに設けられた電子デバイスの電極等に電気的に接触されるプローブ１１ａを有する。
また、プローブカード１１は、インターフェース１２を介してテスタ４へ接続されている。各プローブ１１ａは、電気的特性検査時にウェハＷの各電子デバイスの電極に接触し、テスタ４からの電力をインターフェース１２を介して電子デバイスへ供給し、且つ、電子デバイスからの信号をインターフェース１２を介してテスタ４へ伝達する。
【００１７】
ローダ３は、搬送容器であるＦＯＵＰ（図示せず）に収容されているウェハＷを取り出して収容室２のステージ１０へ搬送する。また、ローダ３は、電子デバイスの電気的特性検査が終了したウェハＷをステージ１０から受け取り、ＦＯＵＰへ収容する。
【００１８】
さらに、ローダ３は、ステージ１０の温度制御等の各種制御を行う制御部１３を有する。ベースユニットとも称される制御部１３は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、検査装置１における各種処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部１３にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。制御部１３は、例えば、配線１４を介してステージ１０へ接続され、ステージ１０の後述のトッププレート１１０の温度に基づいて、後述の加熱部１２０を制御する。なお、制御部１３は収容室２に設けられてもよい。
【００１９】
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（図示せず）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１５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。
【００２０】
さらに、検査装置１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ユーザインターフェース部１６を備える。ユーザインターフェース部１６は、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。
【００２１】
上述の各構成要素を有する検査装置１では、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１５が、電子デバイスと各プローブ１１ａ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１５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。
【００２２】
次に、ステージ１０の構成について図３及び図４を用いて説明する。図３はステージ１０の構成を概略的に示す断面図である。図４は、後述の加熱部１２０の構成を概略的に示す平面図である。
【００２３】
ステージ１０は、図３に示すように、加熱部１２０を含む複数の機能部が積層されて成る。ステージ１０は、当該ステージ１０を水平方向及び鉛直方向に移動させる移動機構（図示せず）上に、熱絶縁部２０を介して載置される。熱絶縁部２０は、例えば樹脂やグラファイト、熱伝導率の低いセラミック等から成る。
【００２４】
ステージ１０は、上方から順に、トッププレート１１０、加熱部１２０、冷却部１３０を有する。
【００２５】
トッププレート１１０は、その上面１１０ａが、ウェハＷが載置される基板載置面としてのウェハ載置面となる部材である。なお、以下では、ステージ１０の上面でもあるトッププレート１１０の上面１１０ａをウェハ載置面１１０ａと記載することがある。トッププレート１１０は例えば円板状に形成されている。また、トッププレート１１０は、熱伝導率及びヤング率が高い材料を用いて、熱容量が小さくなるよう薄く形成されている。トッププレート１１０の熱容量を小さくすることで、例えば加熱部１２０の加熱によりトッププレート１１０の温度を高速に変化させることができる。なお、トッププレート１１０の材料としては、例えばＳｉＣや、ＡｌＮ等のセラミックが用いられ、より作製コストを抑える必要がある場合には、銅、アルミニウム等の金属が用いられる。
【００２６】
加熱部１２０は、トッププレート１１０を加熱する部材である。加熱部１２０は、トッププレート１１０と冷却部１３０との間に設けられており、言い換えると、冷却部１３０よりウェハ載置面１１０ａから近い位置に設けられている。この加熱部１２０は、給電により発熱する抵抗発熱体が内蔵されている。本実施形態では、抵抗発熱体は、温度により電気抵抗が変化する材料（例えばタングステン）から形成される。なお、図示は省略するが、この加熱部１２０とトッププレート１１０との間には、マイカやポリイミド等の絶縁材料から形成される絶縁層や金属材料等の導電率が高い材料から形成される電磁シールド層が設けられている。
【００２７】
また、加熱部１２０により加熱されるトッププレート１１０のウェハ載置面１１０ａは、図４に示すように、径方向に２つの領域に区画されている。具体的には、トッププレート１１０は、平面視において中心に位置する円形の第１領域Ｚ１と、その周囲を囲う円環状の領域とに区画されており、本実施形態では、上記円環状の領域が第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４に３等分されている。
そして、加熱部１２０は、トッププレート１１０の第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４それぞれに対し設けられる、ヒータ１２１１〜１２１４を有する。ヒータ１２１１〜１２１４は、それぞれ上述の抵抗発熱体が内蔵されており、個別に制御可能に構成されている。
なお、ヒータ１２１１は、対応するウェハ載置面１１０ａの第１領域Ｚ１の形状に合わせて、平面視円形状に形成され、ヒータ１２１２〜１２１４は、対応するウェハ載置面１１０ａの第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４の形状に合わせて、平面視円弧環状に形成されている。
【００２８】
図３の説明に戻る。
冷却部１３０は、トッププレート１１０を冷却する部材であり、例えば円板状に形成されている。冷却部１３０の内部には、冷媒が流れる流路１３１が形成されている。冷却部１３０の側部には、ポート１３２が接続されている。ポート１３２は、図４に示すように、流路１３１へ冷媒を供給するための供給ポート１３２ａと、流路１３１から冷媒を排出するための排出ポート１３２ｂを有する。
なお、冷媒には、例えばフッ素系液体、エチレングリコール等の液体、窒素等の気体を用いることができる。
また、図示は省略するが、この冷却部１３０と加熱部１２０との間には、金属材料等の導電率が高い材料から形成される電磁シールド層が設けられている。
【００２９】
以上のように構成される加熱部１２０及び冷却部１３０は制御部１３により制御される。
【００３０】
続いて、制御部１３の、加熱部１２０及び冷却部１３０の制御にかかる構成について図５及び図６を用いて説明する。図５は、制御部１３の構成の概略を模式的に示すブロック図、図６は後述の加熱制御部の構成の概略を模式的に示すブロック図である。
【００３１】
制御部１３は、図５に示すように、記憶部１３ａと、温度取得部１３ｂと、加熱制御部１３ｃと、冷却制御部１３ｄと、を有する。
【００３２】
記憶部１３ａは、各種情報を記憶する。例えば、記憶部１３ａは、ステージ１０の設定温度等を記憶する。また、記憶部１３ａは、ウェハ載置面１１０ａの第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４それぞれの設定温度の、ステージ１０の設定温度からのオフセット量を記憶する。上記オフセット量は、例えば、ポート１３２に近く他の領域に比べて冷えやすい第３領域Ｚ３についてのみ、零以外の値（＋１℃等）が設定され、第２領域Ｚ２及び第４領域Ｚ４については零が設定される。
【００３３】
温度取得部１３ｂは、ステージ１０の温度を取得する。具体的には、温度取得部１３ｂは、ステージ１０のウェハ載置面１１０ａの第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４それぞれの温度を取得する。より具体的には、温度取得部１３ｂは、第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４それぞれに対応するヒータ１２１１〜１２１４が有する抵抗加熱体の抵抗を測定する。上記抵抗加熱体は前述のように温度により電気抵抗が変化するため、温度取得部１３ｂは、ヒータ１２１１〜１２１４それぞれの抵抗加熱体の抵抗の測定結果に基づいて、ヒータ１２１１〜１２１４それぞれの抵抗加熱体の温度を算出する。そして、温度取得部１３ｂは、ヒータ１２１１の温度をウェハ載置面１１０ａの第１領域Ｚ１の温度とし、同様に、ヒータ１２１２〜１２１４の温度をウェハ載置面１１０ａの第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４の温度とする。
【００３４】
加熱制御部１３ｃは、温度取得部１３ｂでの取得結果に基づいて加熱部１２０を制御する。
この加熱制御部１３ｃは、図６に示すように、第１〜第４領域制御部２０１〜２０４を有する。
【００３５】
第１領域制御部２０１は、ウェハ載置面１１０ａの最中心の領域である第１領域Ｚ１のヒータ１２１１を制御する。具体的には、第１領域制御部２０１は、第１領域Ｚ１について、その温度が制御目標温度であるステージ１０の設定温度になるように、当該第１領域Ｚ１に設けられたヒータ１２１１の操作量を調整するフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）を行う。そのため、第１領域制御部２０１は、温度取得部１３ｂで取得された第１領域Ｚ１の温度の、設定温度に対する偏差を算出する偏差算出器２０１ａと、上記偏差に基づいて制御演算を行いヒータ１２１１の操作量を出力する制御器２０１ｂとを有する。制御器２０１ｂは、例えば上記偏差のＰＩＤ演算によりヒータ１２１１の操作量を算出する。
【００３６】
第２領域制御部２０２は、ウェハ載置面１１０ａの第１領域Ｚ１の径方向外側に位置する第２領域Ｚ２に設けられたヒータ１２１２を制御する。具体的には、第２領域制御部２０２は、第２領域Ｚ２について、その温度と第１領域Ｚ１との温度差が、記憶部１３ａに記憶された第２領域Ｚ２についてのオフセット量になるように、当該第２領域Ｚ２に設けられたヒータ１２１２の操作量を調整するフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）を行う。そのため、第２領域制御部２０２は、温度取得部１３ｂで取得された第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２の温度と記憶部１３ａに記憶された上記オフセット量から、第２領域Ｚ２と第１領域Ｚ１との温度差と上記オフセット量との偏差を算出する偏差算出器２０２ａと、上記偏差に基づいて制御演算を行いヒータ１２１２の操作量を出力する制御器２０２ｂとを有する。制御器２０２ｂは、例えば上記偏差のＰＩＤ演算によりヒータ１２１２の操作量を算出する。
【００３７】
第３、第４領域制御部２０３、２０４は、第３、第４領域Ｚ３、Ｚ４に設けられたヒータ１２１３、１２１４を制御する。第３、第４領域制御部２０３、２０４の構成は、第２領域制御部２０２の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００３８】
加熱制御部１３ｃは、言い換えると、径方向に隣接する第１領域Ｚ１と第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４とのうち、第１領域Ｚ１をマスタエリアとし、第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４をスレーブエリアとして加熱制御を行う。そして、加熱制御部１３ｃは、マスタエリアについては、ステージ１０の設定温度を制御目標温度として、そのヒータ１２１１を制御し、スレーブエリアについては、マスタエリアとの温度差が当該スレーブエリアに対して設定されたオフセット量になるように、そのヒータ１２１２〜１２１４を制御する。
【００３９】
図５の説明に戻る。
冷却制御部１３ｄは、冷却部１３０を制御する。具体的には、冷却制御部１３ｄは、ステージ１０の設定温度に基づいて、冷却部１３０の流路１３１を流れる冷媒の温度や流量を制御する。
【００４０】
本実施形態では、加熱制御部１３ｃ及び冷却制御部１３ｄの制御の下、冷却部１３０によるウェハ載置面１１０ａ全体の冷却を行いながら、加熱部１２０によるウェハ載置面１１０ａの領域毎の加熱を行う。これにより、ウェハ載置面１１０ａの温度が面内で均一になり、また、電気的特性検査時に電子デバイスが急に発熱した場合でも、ウェハ載置面１１０ａの温度が所望の温度に維持され、以て、ウェハＷ及び電子デバイスの温度も所望の温度に維持されるようにしている。
【００４１】
次に、検査装置１を用いた検査処理の一例について説明する。
検査処理では、まず、ローダ３のＦＯＵＰからウェハＷが取り出されてステージ１０に搬送され載置される。次いで、ステージ１０が移動され、ステージ１０の上方に設けられているプローブ１１ａと、ウェハＷの検査対象の電子デバイスの電極とが接触する。
そして、プローブ１１ａに検査用に信号が入力される。これにより、電子デバイスの電気的特性検査が開始される。電気的特性検査が終了すると、ステージ１０が移動され、ウェハＷの次の検査対象の電子デバイスについて同様なことが行われる。
以後、全ての電子デバイスの電気的特性検査が完了するまで繰り返される。
【００４２】
なお、上述の電気的特性検査中において、電子デバイスの温度が、所望の温度となることが求められる。そのため、電気的特性検査中及び電気的特性検査の前後において、ステージ１０のウェハ載置面１１０ａの温度が所望の温度となり以てウェハＷの温度すなわち電子デバイスの温度が所望の温度となるように、加熱部１２０及び冷却部１３０が制御される。具体的には、例えば、電気的特性検査中及び電気的特性検査の前後において、常時、温度取得部１３ｂにより、ウェハ載置面１１０ａの第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４の温度が取得される。そして、取得された第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４とステージ１０の設定温度とに基づいて、加熱制御部１３ｃによりフィードバック制御が行われる。また、ステージ１０の設定温度に基づいて、冷却制御部１３ｄにより冷却部１３０が制御される。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、ステージ１０のウェハ載置面１１０ａは径方向に２つの領域に区画されている。そして、ウェハ載置面１１０ａにおける上記２つの領域のうちの中心の第１領域Ｚ１について、設定温度になるように、当該第１領域Ｚ１に対し設けられたヒータ１２１１の操作量を調整するフィードバック制御が行われる。また、ウェハ載置面１１０ａにおける周縁領域である第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４について、当該領域Ｚ２〜Ｚ４と第１領域Ｚ１との温度差が各領域Ｚ２〜Ｚ４に設定されたオフセット量になるように、当該領域Ｚ２〜Ｚ４のヒータ１２１２〜１２１４の操作量を調整するフィードバック制御が行われる。
【００４４】
本実施形態の制御と制御方法が異なる前述の通常の個別のフィードバック制御では、前述の通り、例えば電気的特性検査が開始され電子デバイスが発熱し始めた過渡期において、設定温度からのオーバーシュート量が、基板載置面の中心領域のみ所望の範囲内に収まらないことがある。その理由は、以下の通りである。なお、以下では、ウェハＷの中心に位置する第１領域Ｚ１を中心領域Ｚ１、ウェハＷの周縁に位置する第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４を周縁領域Ｚ２〜Ｚ４等と記載することがある。
【００４５】
中心領域Ｚ１及び周縁領域Ｚ２〜Ｚ４のすべてにおいて、上面の雰囲気と下面の材料への熱移動はある。一方、側方への熱移動は、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４では、内側の中心領域Ｚ１との温度差より外側の雰囲気との温度差が基本的には大きいため、外側の雰囲気への熱移動が支配的となる。それに対し、中心領域Ｚ１では、外側の周縁領域Ｚ２〜Ｚ４への熱移動のみである。そして、中心領域Ｚ１から外側の周縁領域Ｚ２〜Ｚ４への熱移動は、外側の周縁領域Ｚ２〜Ｚ４から外側の雰囲気への熱移動に比べて小さい。したがって、中心領域Ｚ１では横方向への熱移動が周縁領域Ｚ２〜Ｚ４に比べ小さいため、中心領域Ｚ１は周縁領域Ｚ２〜Ｚ４と比較して放熱の時定数が大きくなる傾向にある。その結果、過渡応答の時に周縁領域Ｚ２〜Ｚ４からの熱移動が中心領域Ｚ１への干渉となりオーバーシュート、アンダーシュートを起こす原因となる。
したがって、この問題を解決するためには、中心領域Ｚ１と周縁領域Ｚ２〜Ｚ４との熱の移動をなるべく少なくするように制御することが重要である。熱移動がゼロならば干渉はなくなる。
一方、上記通常の個別のフィードバック制御では、各領域の干渉状態を考慮してないのでオーバーシュート、アンダーシュートしやすくなり、特に中心領域Ｚ１のような遅い制御モードを持っている領域ではオーバーシュート等が顕著に現れる。その結果、中心領域Ｚ１のみ、設定温度に静定するまで時間を要し、設定温度からの外れ量が所望の範囲内に収まらないことがある。
【００４６】
上述の点をより具体的に説明すると、例えば設定温度が室温よりも高く、電気的特性検査時の電子デバイスからの発熱が大きい場合、上記通常の個別のフィードバック制御では、中心領域Ｚ１は、その平面視外側に、当該中心領域Ｚ１と略等温の周縁領域Ｚ２〜Ｚ４が存在するため、平面視外側の部分への熱移動が少ない。それに対し、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４は、その平面視外側が、大気等の周辺雰囲気であり室温である。そのため、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４は、平面視外側の部分との間で中心領域Ｚ１より熱移動がある。したがって、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４については中心領域Ｚ１よりも冷却能力が高い。このことは、中心部分は、周辺部分より遅い時定数のモードを保持することを意味する。
上述のように周縁領域Ｚ２〜Ｚ４についての冷却能力が中心領域Ｚ１よりも高いため、上記通常の個別のフィードバック制御では、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４は電子デバイスからの発熱を平面視外側の部分へ放熱することで、中心領域Ｚ１よりも早期に定常状態になる。一方、中心領域Ｚ１は、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４に比べ設定温度に静定するまで時間を要し、設定温度からの外れ量が所望の範囲内に収まらないことがある。
【００４７】
過渡期の一例は、前述のように、電気的特性検査が開始され電子デバイスが発熱し始めた時期である。この時期において、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４も中心領域Ｚ１も一旦設定温度よりも高温となるが、定常状態でヒータが消費するワット密度が高い周縁領域Ｚ２〜Ｚ４の方が、冷却能力が高くヒータのパワーを絞ることで先に設定温度まで減少する。また、当該時期において、中心領域Ｚ１は、周縁領域Ｚ２〜Ｚ４と同様にヒータのパワーを絞ることにより設定温度まで温度を下げようとするが、先に設定温度に到達した周縁領域Ｚ２〜Ｚ４が存在するため放熱を十分に行えない。このため、中心領域Ｚ１の設定温度からの外れ量（当該時期ではオーバーシュート量）が大きくなってしまい、所望の範囲外となることがある。  
それに対し、本実施形態では、上述のように、ウェハ載置面１１０ａにおける周縁領域Ｚ２〜Ｚ４についてのフィードバック制御は、当該周縁領域Ｚ２〜Ｚ４と中心領域Ｚ１との温度差がオフセット量になるように行われる。言い換えると、中心領域Ｚ１の温度制御を基に周縁領域Ｚ２〜Ｚ４の温度制御が行われ、一番遅いモードを有する制御特性に合わせ周縁部分からの熱移動が最小になる。したがって、当該時期において、中心領域Ｚ１の設定温度からの外れ量が所望の範囲外となることがない。よって、当該時期においても第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４の温度の設定値からの外れ量を所望の範囲内に収めることができる。なお、本実施形態により、第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４の温度が設定温度である定常状態に安定する時間も短縮することができる。
【００４８】
他の過渡期（例えば、設定温度が低い値に変更された直後の時期等）においても、本実施形態のように制御することで、上述と同様に、第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４の温度の設定値からの外れ量を所望の範囲内に収めることができる。
【００４９】
なお、本実施形態と異なる制御方法として、現代制御論における状態方程式に基づいて相互間の干渉を構築したモデルを用いて制御する方法があるが、この方法の上記モデルは、線形モデルで構築するのがほとんどなので、温度等の状態量が変わると使用できなくなることがある。また、モデルを正確に構築することは困難である。
それに対し、本実施形態では、最も熱がこもり、オーバーシュートやアンダーシュートしやすい中心の第１領域Ｚ１について単独で制御しつつ、第１領域Ｚ１に流入する熱流速が零になるように周縁の第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４について制御する。このような簡単な制御構造で、中心の第１領域Ｚ１と、第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４との間の熱的な干渉を最小にすることができる。したがって、ＰＩＤ制御、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＤ制御等の簡単な制御方式のフィードバック制御でも、第１領域Ｚ１の設定温度からの外れ量を所望の範囲内に収めることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、冷却部１３０よりウェハ載置面１１０ａから近い位置に加熱部１２０が設けられており、つまり、加熱部１２０とウェハ載置面１１０ａとの間に、冷却部１３０が設けられていない。したがって、加熱部１２０に対する熱容量が小さいため、加熱部１２０による加熱を、良い応答性で行うことができる。
なお、以上の説明では、トッププレート１１０の下に電磁シールド層等を介して加熱部１２０が設けられていたが、トッププレートの中に加熱部を設けてもよい。この場合、加熱部の発熱体としてタングステン等の導電性の高い材料を用いる場合は、トッププレートの母材は窒化アルミニウム等の電気絶縁性及び熱伝導性が高い材料から形成される。
【００５１】
さらに、本実施形態では、ウェハ載置面１１０ａを複数の領域に区画し、領域毎に、当該領域の温度に応じて、当該領域に設けられたヒータで、冷却部１３０より近い位置から、ウェハ載置面１１０ａの加熱を行っている。これにより、応答性の良い加熱部１２０による領域毎の加熱でウェハ載置面１１０ａの局所的な温度変化に対応するようにしている。また、上述の加熱と共に、冷却部１３０でウェハ載置面１１０ａ全体の吸熱を行うことで、発熱密度が高い電子デバイスの、電気的特性検査時の局所的な発熱にも対応することができる。
【００５２】
なお、従来は、本実施形態と異なり、冷却と加熱のいずれか一方のみを行い、また、ステージのトッププレートを厚くし熱容量を大きくしていた。そして、電子デバイスが発熱したときには、このトッププレートの熱容量で熱を吸収していた。しかし、近年では、電子デバイスの発熱密度では高くなってきており、上述の従来の手法では、高い発熱密度の電子デバイスを所望の温度に維持することができない。
それに対し、本実施形態によれば、上述のように、発熱密度が高い電子デバイスについても、電気的特性検査時の局所的な発熱に対応することができ、所望の温度に維持することができる。
【００５３】
さらにまた、本実施形態では、加熱部１２０のヒータ１２１１〜１２１４の電気抵抗に基づいてヒータ１２１１〜１２１４が設けられた第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４の温度を取得している。したがって、第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４の温度取得に温度センサを用いていないため、低コストで簡単に、ウェハ載置面１１０ａの区画された領域毎の温度制御を行うことができる。
なお、以上の説明と異なり、温度センサをステージ１０に設け、第１〜第４領域Ｚ１〜Ｚ４の温度を測定するようにしてもよい。
【００５４】
以上の説明では、電気的特性検査を、電子デバイス毎に行っていたが、電子デバイスの発熱密度が小さい場合は、複数の電子デバイスについて電気特性検査を一括で行うようにしてもよい。
【００５５】
また、以上では、ウェハ載置面は、径方向に２つの領域に区画されていたが、径方向に３以上の領域に区画されていてもよい。
この場合、制御部１３は、ウェハ載置面１１０ａにおける上記３以上の領域のうちの最中心の領域については、上述の第１領域Ｚ１についてと同様な制御を行う。
また、この場合、制御部１３は、ウェハ載置面１１０ａにおける上記３以上の領域のうちの最中心の領域より外側の領域については以下の制御を行う。すなわち、制御部１３は、当該外側の領域と当該外側の領域の径方向内側に隣接する領域との温度差が、予め設定された値になるように、当該外側の領域に対し設けられたヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う。
【実施例】
【００５６】
図７及び図８はそれぞれ、検査対象の電子デバイスが発熱している最中及びその前後における、ウェハ載置面１１０ａの各領域の温度をシミュレーションした結果を示す図であり、図７は比較例を示し、図８は実施例を示している。図において、横軸は時間、左側の縦軸はウェハ載置面１１０ａの温度を示しており、右側の縦軸は各ヒータの操作量を示している。なお、各図において、第３領域Ｚ３及び第４領域Ｚ４の温度及びこれらに対するヒータ１２１３、１２１４の操作量は、第２領域Ｚ２についてと同様であるため、図示は省略している。
【００５７】
比較例は、比較用の検査装置を用いた場合のシミュレーション結果である。上記比較用の検査装置は、ウェハ載置面１１０ａの第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４それぞれの温度の制御方法のみが本実施形態の検査装置と異なる。具体的には、比較用の検査装置では、第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４についても、第１領域Ｚ１と同様に温度の制御を行い、第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４それぞれの温度の、設定温度に対する偏差に基づいて、フィードバック制御を行った。つまり、比較用の検査装置では、前述の通常の個別のフィードバック制御を行うようにした。
実施例は、本実施形態の検査装置１を用いた場合のシミュレーション結果である。
【００５８】
なお、上記シミュレーションでは、約３００秒経過後約２７００秒間にわたって電子デバイスが発熱したものとした。また、冷媒の温度は２０℃、ステージ１０のトッププレートの材料はステンレス、ウェハ載置面の設定温度は９５℃であるものとした。また、電子デバイスの発熱量は１０００Ｗとし、第１領域Ｚ１のヒータ１２１１の最大出力は１０００Ｗ、第２〜第４領域Ｚ２〜Ｚ４のヒータ１２１２〜１２１４の最大出力は１０００Ｗとし、冷媒の流量は一定とした。また、フィードバック制御としてＰＩＤ制御を行うものとした。
【００５９】
図７に示すように、前述の通常の個別のフィードバック制御を行った比較例では、電子デバイスが発熱し始めた過渡期において、ウェハ載置面１１０ａの周縁部の第２領域Ｚ２の、設定温度に対するオーバーシュート量が最大０．６℃程度である。それに対し、ウェハ載置面１１０ａの中心の第１領域Ｚ１の、過渡期における上記オーバーシュート量は、最大１℃であり、第２領域Ｚ２に比べて非常に大きい。
【００６０】
それに対し、実施例では、図８に示すように、過渡期における上記オーバーシュート量は、第２領域Ｚ２においても第１領域Ｚ１においても０．６℃程度であり、両領域で差がなく、所望の範囲内に収まっていた。また、設定温度である９５℃に安定する時間も比較例よりも早くなっていた。
【００６１】
今回開示された実施形態はすべ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、添付の請求の範囲及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。
【００６２】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）基板が載置される載置台の温度制御を行う方法であって、
前記載置台の基板載置面は径方向に複数の領域に区画され、前記複数の領域それぞれに対しヒータが設けられ、
前記基板載置面における前記複数の領域のうちの最中心の領域について、設定温度になるように、当該最中心の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、
前記基板載置面における前記複数の領域のうちの前記最中心の領域より外側の領域について、当該外側の領域と当該外側の領域の径方向内側に隣接する領域との温度差が、予め設定された値になるように、当該外側の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行う工程と、を含む、載置台の温度制御方法。
前記（１）によれば、載置台の基板載置面を径方向に複数の領域に区画し、領域毎にヒータを設けて基板載置面の温度を制御する場合に、過渡期においても各領域の温度の設定値からの外れ量を所望の範囲内に収めることができる。
【００６３】
（２）冷却部を用いて前記載置台の前記基板載置面を冷却すると共に、前記冷却部より前記基板載置面に近い位置に配設されたヒータを用いて前記基板載置面を加熱する工程を含む、前記（１）に記載の載置台の温度制御方法。
前記（２）によれば、載置された基板が高い発熱密度で急に発熱した場合でも、基板載置面の温度を所望の温度に維持することができ、以て、基板の温度も所望の温度に維持することができる。
【００６４】
（３）前記ヒータが有する発熱体の電気抵抗を測定し、その測定結果に基づいて、前記基板載置面における当該ヒータが設けられた領域の温度を取得する工程を含む、前記（１）または（２）に記載の載置台の温度制御方法。
前記（３）によれば、基板載置面の区画された領域毎の温度制御を低コストで簡単に行うことができる。
【００６５】
（４）検査対象基板を検査する検査装置であって、
前記検査対象基板が載置される載置台と、
制御部と、を備え、
前記載置台は、基板載置面が径方向に複数の領域に区画され、複数の領域それぞれにヒータが設けられ、
前記制御部は、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの最中心の領域について、設定温度になるように、当該最中心の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行い、且つ、前記基板載置面における前記複数の領域のうちの前記最中心の領域より外側の領域について、当該外側の領域と当該外側の領域の径方向内側に隣接する領域との温度差が、予め設定された値になるように、当該外側の領域の前記ヒータの操作量を調整するフィードバック制御を行うように構成されている、検査装置。
【００６６】
（５）前記載置台は、前記基板載置面を冷却する冷却部を有し、
前記ヒータは、前記冷却部より前記基板載置面から近い位置に設けられている、前記（４）に記載の検査装置。
前記（５）によれば、ヒータにより加熱される部分の熱容量が小さいため、ヒータによる加熱を、良い応答性で行うことができる。
【００６７】
（６）前記制御部は、前記ヒータが有する発熱体の電気抵抗の測定結果に基づいて、前記基板載置面における当該ヒータが設けられた領域の温度を取得するように構成されている、前記（４）または（５）に記載の検査装置。
【００６８】
（７）基板が載置される載置台であって、
基板載置面から近い順で、
通電により発熱する発熱体が設けられたヒータを有する加熱層と、
冷媒の流路が形成された冷却層と、を、有し、
前記基板載置面は、複数の領域に区画され、
前記加熱層は、前記基板載置面の複数の領域それぞれに対し、前記ヒータを有する、載置台。
【符号の説明】
【００６９】
１                                    検査装置
１０                                  ステージ
１３                                  制御部
１１０ａ                              ウェハ載置面
１２１１、１２１２、１２１３、１２１４  ヒータ
Ｗ                                    ウェハ
Ｚ１                                  第１領域
Ｚ２                                  第２領域
Ｚ３                                  第３領域
Ｚ４                                  第４領域
【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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