JP6556568B2 - センサ装置 - Google Patents
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Description
本発明は検査装置に関し、特に、検査装置の精度の向上に関する。
図１０に示すような検査装置１０１が従来技術として知られている。
検査装置１０１においては、共振器１０２と差動回路１０３とを含む発振器１０４が集積回路１０５に形成され、共振器１０２を構成するインダクタ１０６が集積回路１０５の表面近傍に配置されている。そして、集積回路１０５の表面近傍にある被検査体の物性（複素誘電率および複素透磁率）の変化により共振器１０２の共振周波数が変化し、発振器０４の発振周波数が変化する。
このような発振周波数の変化が、集積回路１０５の外部または内部に形成された周波数検出回路１０７により、検出される。この結果、検査装置１０１は、被検査体の物性の変化を検出することができる。
例えば、水の複素誘電率は、１００ＧＨｚ付近の周波数帯において、水分子の状態により、大きく変化する。また、生体の主要成分は水であるため、水分子の状態を調べることにより、生体および生体高分子の状態を調べることができる。
例えば、タンパク質の周りの水分子は、タンパク質と水和した状態にあり、同じ温度の純水中の水分子より動きにくい。また、細胞内の水も、同様に、水和した状態にあり、動きにくい。このため、細胞内の水は細胞外の水より誘電ロス（損失）が小さくなる。したがって、細胞を含む水溶液で集積回路１０５を濡らすと、インダクタ１０６の上に細胞がある共振器１０２は、インダクタ１０６の上に細胞がない共振器１０２より共振周波数が高くなる。
また、細胞は誕生直後から構造化が進むため、老化するにともない、細胞の誘電ロスは徐々に小さくなる。したがって、検査装置１０１は、細胞の老若を検出することもできる。
しかしながら、検査装置１０１が出力する検査結果は、温度に依存する。これを解決するために、非特許文献１は、集積回路１０５において、発振器１０４の温度を制御するために、発振器１０４近傍に温度センサと発熱体とを組み込んだ構成を開示している。
H. Wang, Y. Chen, A. Hassbi, A. Scherer, A. Hajimiri, "A Frequency-Shift CMOS Magnetic Biosensor Array with Single-Bead Sensitivity and No External Magnet", IEEE International Solid-State Circuit Conf. Dig. Tech. papers, pp.438-439, Feb. 2009.
しかしながら、従来の検査装置１０１および非特許文献１に開示の検査装置の構成においては、被検査体の物性（複素誘電率）が被検査体の温度に応じて変化する場合、検査結果の温度依存性を解決できない。
例えば、水の複素誘電率は、１００ＧＨｚ付近の周波数帯において、水の温度に応じて、大きく変化する。
図１１は、純水またはスクロース水溶液で集積回路１０５を濡らした場合の、発振器１０４の発振周波数の温度依存性を示す図であり、純水と種々の濃度（０．０１ｍｏｌ／Ｌ、０．１ｍｏｌ／Ｌおよび０．２ｍｏｌ／Ｌ）のスクロース水溶液との温度依存性を示す図である。なお、スクロース水溶液は、純水にスクロースを溶かしたものである。また、縦軸が、発振器１０４の発振周波数を示し、図１１において上方ほど発振周波数が高い。また、横軸がスクロース水溶液の温度を示し、図１１において右方ほど温度が高い。
図１１において、発振器１０４の発振周波数は、スクロース水溶液の温度に線形に依存している。また、スクロース水溶液の温度が同じ場合、スクロース濃度が高いほど、発振器１０４の発振周波数が高い。
スクロース水溶液中では、静電相互作用および水素結合により、水分子がスクロースを水和する。このため、スクロース濃度が高くほど、スクロース水溶液の複素誘電率は減少する。また、水の温度が高いほど、水の複素誘電率は増大する。したがって、スクロース濃度が高いほど、スクロース水溶液の温度が低いほど、発振周波数は高い。言い換えると、図１１から明らかなように、スクロース濃度を特定するためには、発振器１０４発振周波数とスクロース水溶液の温度との両方を測定する必要がある。
このような被検査体の温度の測定は、スクロース水溶液だけでなく、水溶液中の目標成分を検査する場合のように、被検査体の主要成分の物性（複素誘電率）が被検査体の温度に応じて変化する場合に、必要になる。
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検査体が温度に依存して物性を変化させる場合であっても、検査結果の温度依存性を解決することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサ装置は、被検査体の物性に応じて発振周波数を変化させる発振部と、前記発振周波数を検出する発振周波数検出部と、前記被検査体の温度を検出する温度センサ部と、前記温度センサ部により検出された温度に基づき、前記被検査体の主要成分の物性の温度依存性に基づき、前記発振周波数を補償する温度補償部と、を備え、前記発振部と少なくとも１つの前記温度センサ部とは、単一の集積回路に設けられ、前記集積回路は、前記被検査体が接触する接触面と、配線に使用する導電層とを有し、前記集積回路に設けられた少なくとも１つの前記温度センサ部は、前記導電層のうち前記接触面に最も近い層に接続されていることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、発振部は被検査体の物性に応じて発振周波数を変化させる。このため、センサ装置は、発振周波数検出部により検出された発振周波数に基づき、被検査体の物性を検出することができる。また、温度センサ部は、被検査体の温度を検出するため、センサ装置は、被検査体の温度を検出することができる。
上記一態様によれば、センサ装置は、温度センサ部により検出された温度に基づき発振周波数を補償する温度補償部を備えるため、被検査体の物性の温度依存性を補償することができる。例えば、基準温度での発振周波数から、基準温度での被検査体の物性を算出することができる。
したがって、被検査体の物性が温度に依存する場合であっても、上記一態様によれば、センサ装置が出力する結果の温度依存性を解決することができる。また、センサ装置が出力する結果を安定させ、出力する結果の精度を高めることができる。
上記一態様によれば、被検査体の主要成分の物性の温度依存性に基づき、発振周波数は補償される。このため、主要成分の物性の温度依存性が明らかであれば、発振周波数を補償することができる。したがって、主要成分以外の被検査体の成分にかかわらず、センサ装置が出力する結果の温度依存性を解決することができる。また、センサ装置が出力する結果を安定させ、出力する結果の精度を高めることができる。
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１から図３に基づいて、詳細に説明する。
以下、本発明の実施形態１について、図１から図３に基づいて、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る検査装置９１の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、検査装置（センサ装置）９１は、発振器（発振部）１５と温度センサ（温度センサ部）２１とを含む集積回路（単一の集積回路）８１、温度検出回路３０、周波数検出回路（発振周波数検出部）４０、および温度補償回路（温度補償部）５０を備える。なお、温度検出回路３０と周波数検出回路４０と温度補償回路５０とは、集積回路８１の内部に形成されてもよく、検査装置９１の外部に設けられてもよい。
（発振器）
発振器１５は、インダクタ１１とキャパシタ１２とを含む共振器（共振部）１３、および差動回路１４とを備える。また、発振器１５は、被検査体の物性（複素誘電率および複素透磁率）に応じて発振周波数を変化させ、物性を感知するセンサ部として機能する。共振器１３は、差動回路１４の作動間に形成されたＬＣ回路である。差動回路１４は、例えば、互いにクロスカップルされたトランジスタから成る差動回路のような、公知の差動回路を適宜用いてよい。
発振器１５は、インダクタ１１とキャパシタ１２とを含む共振器（共振部）１３、および差動回路１４とを備える。また、発振器１５は、被検査体の物性（複素誘電率および複素透磁率）に応じて発振周波数を変化させ、物性を感知するセンサ部として機能する。共振器１３は、差動回路１４の作動間に形成されたＬＣ回路である。差動回路１４は、例えば、互いにクロスカップルされたトランジスタから成る差動回路のような、公知の差動回路を適宜用いてよい。
図２は、図１に示す集積回路８１の概略構成を示す断面図であり、Ａ−Ａ矢視断面図である。
図２に示すように、集積回路８１は、基板１と配線層２と接触面４ａを有する保護膜４との３層から主に構成される。
基板１は、汎用のシリコン基板である。また、基板１に、回路素子が形成されており、温度センサ２１が構成されている。
配線層２は、基板１を覆い、金属配線（配線に使用する導電層）と金属配線どうしを絶縁するための絶縁層とを含む。一般的に、金属配線を絶縁するための絶縁層は窒化シリコンＳｉ３Ｎ４の層である。また、最上位層メタル３は、配線層２の金属配線のうち、被検査体５が接触する接触面４ａに最も近い層である。本実施形態では、インダクタ１１が最上位層メタル３に形成されているが、キャパシタ１２が最上位層メタル３に形成されてもよい。インダクタ１１およびキャパシタ１２の少なくとも一方が最上位層メタル３に形成されているため、共振器１３は被検査体５の影響を受けやすい。このため、共振器１３の共振周波数および発振器１５の発振周波数は、被検査体５の複素誘電率の変化に応じて、変化する。
保護膜４は、配線層２を覆い、集積回路８２を保護するための膜であり、一般的に酸化シリコンＳｉＯ２の膜である。接触面４ａは、保護膜４の表面であり、被検査体５が接触する面である。
被検査体５は、目標成分を含む水溶液であり、主要成分は水である。被検査体５は保護膜４に付着し、インダクタ１１の少なくとも一部を覆うように、集積回路８１を濡らす。このとき、発振器１５の発振周波数は、被検査体５の目標成分の濃度と、被検査体５の温度と、の二変数関数で近似的に示すことができる。
さらに、図１１に示された純水と種々の濃度のスクロース水溶液との温度依存性から、発振器１５の発振周波数の近似関数は、被検査体５の目標成分の濃度の一次線形関数であり、被検査体５の温度の一次線形関数である。したがって、発振器１５の発振周波数は、次の（式１）のような二変数一次関数に近似されることができる。
ｆ（ｘ，ｔ）＝ａｘ＋ｂｔ＋ｃ・・・・・（式１）
ｆ（ｘ，ｔ）：発振器１５の発振周波数
ｘ：被検査体５の目標成分の濃度［ｍｏｌ／Ｌ］
ｔ：被検査体５の温度［Ｋ］
ａ：発振器１５の発振周波数の濃度依存係数
ｂ：発振器１５の発振周波数の温度依存係数
なお、発振器１５の発振周波数の温度依存性は、被検査体５の主要成分である水の複素誘電率の温度依存性に主に由来する。また、図１１は、発振器１０４の発振周波数の温度依存性が、スクロース水溶液のスクロース濃度によらず、純水の場合と同一であることを示している。このため、温度依存係数ｂは、純水の温度を変えながら発振器１５の発振周波数を測定することにより、調べることができる。
ｆ（ｘ，ｔ）：発振器１５の発振周波数
ｘ：被検査体５の目標成分の濃度［ｍｏｌ／Ｌ］
ｔ：被検査体５の温度［Ｋ］
ａ：発振器１５の発振周波数の濃度依存係数
ｂ：発振器１５の発振周波数の温度依存係数
なお、発振器１５の発振周波数の温度依存性は、被検査体５の主要成分である水の複素誘電率の温度依存性に主に由来する。また、図１１は、発振器１０４の発振周波数の温度依存性が、スクロース水溶液のスクロース濃度によらず、純水の場合と同一であることを示している。このため、温度依存係数ｂは、純水の温度を変えながら発振器１５の発振周波数を測定することにより、調べることができる。
したがって、温度依存係数ｂの値は、既知の値である。また、水の複素誘電率の温度依存性に、温度依存係数ｂは由来するため、被検査体の目標成分の濃度および温度依存性にかかわらず、発振器１５の発振周波数は（式１）で近似される。
（温度センサ）
図３は、図１に示す検査装置９１が備える温度センサ２１の概略構成を示す回路図である。
図３は、図１に示す検査装置９１が備える温度センサ２１の概略構成を示す回路図である。
温度センサ２１は、第１電流源Ｓ１、第２電流源Ｓ２、第１トランジスタＴ１、第２トランジスタＴ２、およびアンプＡｍｐを備え、絶対温度に比例する（ＰＴＡＴ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｔｏ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）電圧Ｖｏｕｔを出力する回路であり、発振器１５の近傍に位置する。なお、これに限らず、温度センサ２１は、他のＰＴＡＴ電圧を出力する回路、またはＰＴＡＴ電流を出力する回路であってもよい。
第１電流源Ｓ１はアンプＡｍｐの反転入力端子と、第１トランジスタＴ１のエミッタとに接続されている。また、第１電流源Ｓ１は、定電流Ｉを発生させる。
第２電流源Ｓ２はアンプＡｍｐの非反転入力端子と、第２トランジスタＴ２のエミッタとに接続されている。また、第２電流源Ｓ２は、定電流ｐＩを発生させる。
第１トランジスタＴ１および第２トランジスタＴ２は、シリコンバイポーラトランジスタであり、それぞれベースとコレクタとが接地されている。
アンプＡｍｐから出力される電圧Ｖｏｕｔは、ＰＴＡＴ電圧である。
温度センサ２１は、発振器１５と同様に、集積回路８１に組み込まれている。また、集積回路８１は、被検査体５に比べて、十分に熱容量が小さく、熱伝導性が高い。また、温度センサ２１が駆動されている間は、温度センサ２１を駆動するために必要な回路を除き、集積回路８１内の回路は停止される。このため、温度センサ２１を駆動している間、集積回路８１の熱容量および発熱の影響を無視してよく、温度センサ２１の温度は被検査体５の温度ｔと同等である。
言い換えると、温度センサ２１が出力する電圧Ｖｏｕｔは、被検査体５の温度ｔに比例し、電圧Ｖｏｕｔから被検査体５の温度ｔを算出することができる。
したがって、温度センサ２１により、温度ｔの値は、既知の値である。
なお、温度センサ２１が駆動されている時間と発振器１５が駆動されている時間とは異なるが、時間的間隔が十分に小さいため、時間差による温度変化は無視してもよい。また、厳密には、温度センサ２１により温度が検出される被検査体５の部分と、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分とは異なるが、空間的に十分に近いため、温度センサ２１により検出された温度（被検査体５の温度の測定値）と発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度（被検査体５の温度の真値）との差は無視してもよい。
（温度検出回路）
温度検出回路３０は、温度センサ２１からの出力信号を温度補償回路５０への入力に適合するように変換する回路である。例えば、温度検出回路３０は、温度センサ２１が出力する電圧Ｖｏｕｔを増幅したり、電圧Ｖｏｕｔを電流に変換したり、電圧Ｖｏｕｔからノイズを除去したり、電圧Ｖｏｕｔを電圧降下させたり、する。温度検出回路３０は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。
温度検出回路３０は、温度センサ２１からの出力信号を温度補償回路５０への入力に適合するように変換する回路である。例えば、温度検出回路３０は、温度センサ２１が出力する電圧Ｖｏｕｔを増幅したり、電圧Ｖｏｕｔを電流に変換したり、電圧Ｖｏｕｔからノイズを除去したり、電圧Ｖｏｕｔを電圧降下させたり、する。温度検出回路３０は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。
（周波数検出回路）
周波数検出回路４０は、発振器１５から出力された信号の周波数を数え、発振器１５が発振する発振周波数を検出する回路である。周波数検出回路４０は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。
周波数検出回路４０は、発振器１５から出力された信号の周波数を数え、発振器１５が発振する発振周波数を検出する回路である。周波数検出回路４０は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。
したがって、発振器１５および周波数検出回路４０により、発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）の値は、既知の値である。
（温度補償回路）
温度補償回路５０は、温度検出回路３０から被検査体５の温度ｔを取得し、周波数検出回路４０から発振器１５の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）を取得する回路である。また、温度補償回路５０は、被検査体の温度ｔに基づき、発振器１５の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）を補償し、基準温度ｔ０での発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を出力する。
温度補償回路５０は、温度検出回路３０から被検査体５の温度ｔを取得し、周波数検出回路４０から発振器１５の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）を取得する回路である。また、温度補償回路５０は、被検査体の温度ｔに基づき、発振器１５の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）を補償し、基準温度ｔ０での発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を出力する。
例えば、（式１）より、被検査体５が基準温度ｔ０である場合の発振周波数は、次の（式２）のように示される。
ｆ（ｘ，ｔ０）＝ａｘ＋ｂｔ０＋ｃ・・・・・（式２）
そして、（式１）と（式２）との差を変形して、次の（式３）を得ることができる。
そして、（式１）と（式２）との差を変形して、次の（式３）を得ることができる。
ｆ（ｘ，ｔ０）＝ｆ（ｘ，ｔ）＋ｂ（ｔ０−ｔ）・・・・・（式３）
発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）、温度依存係数ｂ、基準温度ｔ０、および被検査体５の温度ｔの値は、温度補償回路５０において、既知の値である。したがって、（式３）より、被検査体５が基準温度ｔ０である場合の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）の値を算出することができる。
発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）、温度依存係数ｂ、基準温度ｔ０、および被検査体５の温度ｔの値は、温度補償回路５０において、既知の値である。したがって、（式３）より、被検査体５が基準温度ｔ０である場合の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）の値を算出することができる。
なお、実施形態１においては、（式１）のように、発振器１５の発振周波数は温度と濃度との一次関数に近似されたが、これに限らない。任意の発振器１５の発振周波数と、任意の被検査体５の温度との組み合わせから、被検査体５の目標成分の濃度を一意的に求めることができればよい。
（効果）
以下のような作用効果を、実施形態１における検査装置９１は有する。
以下のような作用効果を、実施形態１における検査装置９１は有する。
発振器１５は被検査体５の複素誘電率に応じて発振周波数を変化させる。このため、検査装置９１は、発振器１５の発振周波数に基づき、被検査体５の複素誘電率を検出することができる。
被検査体５の複素誘電率は、主要成分である水の状態に依存する。このため、検査装置９１は、発振器１５の発振周波数に基づき、被検査体５の中の水の状態を検出することができる。
例えば、被検査体５の中の目標成分が多く、水和した状態にある水分子が多いほど、被検査体５の複素誘電率は小さくなる。このため、検査装置９１は、発振器１５の発振周波数に基づき、被検査体５の目標成分の濃度を検出することができる。
また、例えば、被検査体５が細胞である場合、細胞は老いるほど構造化し、複素誘電率が低下するので、発振器１５の発振周波数に基づき、検査装置９１は細胞の老若を判定することができる。
温度センサ２１は、温度センサ２１の絶対温度に比例した電圧Ｖｏｕｔを出力し、温度センサ２１の絶対温度は、被検査体５の絶対温度と同等である。このため、検査装置９１は、温度センサ２１から出力される電圧Ｖｏｕｔに基づき、被検査体５の温度を検出することができる。
被検査体５の主要成分は水であり、水の複素誘電率は温度に依存するため、被検査体５の複素誘電率も温度に依存する。このような場合であっても、被検査体５の複素誘電率と温度とを検出することが可能なため、被検査体５の温度に基づき、被検査体５の複素誘電率の温度依存性を補償することが可能である。
例えば、基準温度での被検査体５の複素誘電率を算出することができる。また、検査装置９１が出力する検査結果が、被検査体５の目標成分の濃度および細胞の老若等の場合も、検査結果の温度依存性を解決することができる。
したがって、検査装置９１は、被検査体５の主要成分が水であるにもかかわらず、被検査体５温度によらず、検査結果を安定させることができる。
これに対し、従来の検査装置１０１が出力する検査結果の温度依存性には、被検査体の温度に対する温度依存性と、集積回路１０５の温度に対する温度依存性とがあるため、非特許文献１に開示の構成の検査装置は、被検査体の主要成分が水である場合には、検査結果を安定させることができない。
より詳しく述べると、発振器１０４の発振周波数は、被検査体の温度と発振器１０４の温度とにそれぞれ依存する。被検査体の主要成分が水である場合、発振器１０４の温度の発振周波数への影響に比べて、被検査体の温度（すなわち、水の複素誘電率の温度依存性）の発振周波数への影響は数十倍程度大きい。このため、非特許文献１に開示の構成のように、発振器１０４の温度を制御しても、被検査体の主要成分が水である場合には、検査結果の温度依存性を解決することができない。
検査装置９１は、発振器１５により被検査体５の複素誘電率を検出することができ、温度センサ２１により被検査体５の温度を検出することができる。このため、容易に、被検査体の複素誘電率と温度との経時変化を検出することができる。また、集積回路８１に、発振器１５と温度センサ２１との組み合わせを複数配置した場合、容易に、被検査体の複素誘電率と温度との面内分布を検出することができる。
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図４〜図６に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の実施形態２について、図４〜図６に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図４は、本発明の実施形態２に係る検査装置９２の概略構成を示すブロック図である。
図４に示すように、検査装置９２は、発振器１５と温度センサ２２とを含む集積回路８２、温度検出回路３０、周波数検出回路４０、および温度補償回路５０を備える。したがって、実施形態２の検査装置９２は、温度センサ２１を含む集積回路８１の代わりに、温度センサ２２を含む集積回路８２を備える点で、実施形態１の検査装置９１から相違する。
（温度センサ）
図５は、図４に示す集積回路８２の概略構成を示す断面図であり、Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
図５は、図４に示す集積回路８２の概略構成を示す断面図であり、Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
図６は、図４に示す検査装置９２が備える温度センサ２２の概略構成を示す回路図である。
温度センサ２２は、第１電流源Ｓ１、第２電流源Ｓ２、第１トランジスタＴ１、第２トランジスタＴ２、およびアンプＡｍｐを備える温度センサ２１を含み、さらに最上位層メタル３の一部を含む回路であり、発振器１５の近傍に位置する。
温度センサ２２において、最上位層メタル３の一部が、第１トランジスタＴ１および第２トランジスタＴ２のベース電極およびコレクタ電極に接続されている。そして、最上位層メタル３は、保護膜４に最も近い配線層２の金属配線であるため、最上位層メタル３と被検査体５とは温度差が小さい。また、配線層２の金属配線は熱伝導率が高いため、金属配線により接続されている最上位層メタル３と第１トランジスタＴ１および第２トランジスタＴ２との温度差は小さい。
したがって、実施形態１の場合に比べて、実施形態２の場合は、第１トランジスタＴ１および第２トランジスタＴ２の温度が、被検査体５の温度により近い。このため、実施形態２の温度センサ２２が出力する電圧Ｖｏｕｔは、より精度よく、被検査体５の絶対温度に比例する。
また、第１トランジスタＴ１および第２トランジスタＴ２に接続される最上位層メタル３の部分は、図４および図５に示すように共振器１３の近傍に位置することが好ましい。近傍に位置することにより、共振器１３の共振周波数を変化させている被検査体５の部分の温度を、最上位層メタル３は第１トランジスタＴ１および第２トランジスタＴ２に正確に伝達することができる。したがって、近傍に位置することにより、被検査体５内部の温度差に起因する被検査体５の温度の測定の誤差を抑制することができる。
なお、最上位層メタル３と接続される電極は、温度センサの具体的な構成に応じて、抵抗素子あるいはダイオード素子あるいはバイポーラトランジスタ素子あるいはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）トランジスタ等に接続する電極であることが好ましい。
（温度検出回路）
実施形態２の温度検出回路３０は、実施形態１の温度検出回路３０と同様に、温度センサ２２からの出力信号を、温度補償回路５０への入力に適合するように変換する。
実施形態２の温度検出回路３０は、実施形態１の温度検出回路３０と同様に、温度センサ２２からの出力信号を、温度補償回路５０への入力に適合するように変換する。
（効果）
実施形態２における検査装置９２は、実施形態１における検査装置９１と同様の作用効果を有する。
実施形態２における検査装置９２は、実施形態１における検査装置９１と同様の作用効果を有する。
さらに、検査装置９２においては、温度センサ２２が出力する電圧Ｖｏｕｔが、より精度よく、被検査体５の絶対温度に比例するため、検査装置９１は、被検査体５の温度を、より精度よく、検出することができる。したがって、検査装置９２は、被検査体５の温度に基づき、被検査体５の複素誘電率の温度依存性を、より精度よく、補償することができる。
したがって、被検査体５の主要成分が水であるにもかかわらず、検査装置９２の検査結果の温度依存性を、より精度よく、解決することができる。
〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、図７に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の実施形態３について、図７に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図７は、本発明の実施形態３に係る検査装置９３の概略構成を示すブロック図である。
図７に示すように、検査装置９３は、発振器１５と第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とを含む集積回路８３、２つの温度検出回路３０、周波数検出回路４０、および温度補償回路５０を備える。
したがって、実施形態３の検査装置９３は、１つの発振器１５に対して１つの温度センサ２１が設けられた集積回路８１の代わりに、１つの発振器１５に対して２つの温度センサ（第１温度センサ２３と第２温度センサ２４）が設けられた集積回路８３を備える点で、実施形態１の検査装置９１および実施形態２の検査装置９２から相違する。
（第１温度センサと第２温度センサ）
第１温度センサ２３および第２温度センサ２４は、実施形態１の温度センサ２１（図３）と同一構成である。なお、第１温度センサ２３および第２温度センサ２４は、これに限らず、例えば、実施形態２の温度センサ２２（図６）と同一構成であってもよく、他のＰＴＡＴ電圧を出力する回路またはＰＴＡＴ電流を出力する回路であってもよい。また、第１温度センサ２３および第２温度センサ２４は、検査装置９３の検査精度を簡易な構成で高めるために、互いに同一構成であることが好ましい。
第１温度センサ２３および第２温度センサ２４は、実施形態１の温度センサ２１（図３）と同一構成である。なお、第１温度センサ２３および第２温度センサ２４は、これに限らず、例えば、実施形態２の温度センサ２２（図６）と同一構成であってもよく、他のＰＴＡＴ電圧を出力する回路またはＰＴＡＴ電流を出力する回路であってもよい。また、第１温度センサ２３および第２温度センサ２４は、検査装置９３の検査精度を簡易な構成で高めるために、互いに同一構成であることが好ましい。
第１温度センサ２３および第２温度センサ２４は、発振器１５の近傍に位置し、発振器１５を挟むように配置されている。具体的には、図７において、第１温度センサ２３は共振器１３の右側近傍に位置し、第２温度センサ２４は共振器１３の左側近傍に位置する。
したがって、厳密に考えると、第１温度センサ２３により温度を検出される被検査体５の部分は、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の右側近傍の部分である。また、第２温度センサ２４により温度を検出される被検査体５の部分は、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の左側近傍の部分である。このため、被検査体５内部の温度差を考慮すると、第１温度センサ２３および第２温度センサ２４とにより検出される温度は、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度とは、厳密には異なる。
これに対し、検査装置９３は、第１温度センサ２３により検出された温度と、第２温度センサ２４により温度された温度との差が第１温度閾値（閾値）以下になったときに、発振器１５の発振周波数の測定を行う。なお、第１温度閾値は、被検査体５内部の温度分布が略均一になるように、設定される。言い換えると、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とにより検出された温度の差が、無視しても良いほど小さくなるように、検査装置９３の検査精度に応じて、前記第１温度閾値は設定される。
これにより、被検査体５内部の温度分布が略均一である状態で、発振器１５の発振周波数の測定を行うことができる。略均一であるため、第１温度センサ２３および第２温度センサ２４により検出される温度は、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度と、略同一である。
また、１つの発振器１５に対して設けられる温度センサは２つより多くてもよい。例えば、図７において、さらに、第３温度センサが共振器１３の上側近傍に配置され、第４温度センサが共振器１３の下側近傍に配置されてもよい。
（温度検出回路）
実施形態３の２つの温度検出回路３０は、実施形態１〜２の温度検出回路３０と同様に、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とからの出力信号を、温度補償回路５０への入力に適合するように変換する。
実施形態３の２つの温度検出回路３０は、実施形態１〜２の温度検出回路３０と同様に、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とからの出力信号を、温度補償回路５０への入力に適合するように変換する。
なお、検査装置９３が備える温度検出回路３０が１つであり、１つの温度検出回路３０が第１温度センサ２３と第２温度センサ２４との両方からの出力信号を、温度補償回路５０への入力に適合するように変換してもよい。
（温度補償回路）
温度補償回路５０は、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とにより検出された温度の何れか一方を、被検査体５の温度ｔとする。そして、実施形態１と同様に、（式３）より、基準温度ｔ０での発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を算出する。
温度補償回路５０は、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とにより検出された温度の何れか一方を、被検査体５の温度ｔとする。そして、実施形態１と同様に、（式３）より、基準温度ｔ０での発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を算出する。
被検査体５内部の温度分布が略均一であるため、被検査体５内部の温度差および対流は、無視してもよいほど小さい。このため、温度差および対流に起因する誤差が抑制される。したがって、実施形態１に比べて、実施形態３においては、より精度よく、基準温度ｔ０での発振器１５の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を算出することができる。
また、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とにより検出された温度から、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４との配置に応じて、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度を推定してもよい。
例えば、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とが、共振器１３から等距離に配置されている場合、第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とにより検出された温度の平均値を、被検査体５の温度ｔとして用いてもよい。第１温度センサ２３と第２温度センサ２４とにより検出された温度の平均値と、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度との差は、第１温度閾値より、さらに小さい。このため、第１温度閾値を変えずに、検査装置９３の検査精度を高めることができる。あるいは、検査装置９３の検査精度を損なわずに、第１温度閾値を大きく設定することができる。
（効果）
実施形態３における検査装置９３は、実施形態１における検査装置９１と同様の作用効果を有する。
実施形態３における検査装置９３は、実施形態１における検査装置９１と同様の作用効果を有する。
さらに、検査装置９３においては、被検査体５内部の温度分布が略均一である状態で、発振器１５の発振周波数を検出する。このため、被検査体５の温度ｔとして、（式３）に代入する値（被検査体５の温度の測定値）と、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度（被検査体５の温度の真値）との差を小さくすることができる。
被検査体５の温度の測定値と真値との差が小さいため、検査装置９３は、被検査体５の温度の測定値に基づき、被検査体５の複素誘電率の温度依存性を、より精度よく、補償することができる。
したがって、被検査体５の主要成分が水であるにもかかわらず、検査装置９３の検査結果の温度依存性を、より精度よく、解決することができる。
〔実施形態４〕
本発明の実施形態４について、図８に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の実施形態４について、図８に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図８は、本発明の実施形態４に係る検査装置９４の概略構成を示すブロック図である。
図８に示すように、検査装置９４は、発振器１５と温度センサ２１とを含む第１集積回路８４、発振器１５と温度センサ２１とを含む第２集積回路８５、温度検出回路３０と周波数検出回路４０と温度補償回路５０とを含む集積回路８７、および接続線６０を備える。なお、集積回路８７は、検査装置９４の外部に設けられてもよく、第１集積回路８４および第２集積回路８５の何れか一方と一体であってもよい。
第１集積回路８４および第２集積回路８５は、実施形態１の集積回路８１（図１）と同一構成である。なお、これに限らず、第１集積回路８４および第２集積回路８５は、発振器及び温度センサを含む集積回路であればよく、例えば、実施形態２の集積回路８２（図４）または実施形態３の集積回路８３（図７）と同一構成であってもよい。また、第１集積回路８４および第２集積回路８５は、検査装置９４の検査精度を簡易な構成で高めるために、互いに同一構成であることが好ましい。
また、第１集積回路８４および第２集積回路８５は互いに対向するように容器７０内部の被検査体５に、沈められる。言い換えると、保護膜が設けられている側（図２および図５参照）を互いに向けて、第１集積回路８４および第２集積回路８５は被検査体５を挟むように配置される。なお、第１集積回路８４に含まれる発振器１５と第２集積回路８５に含まれる発振器１５とが、互いに正対することが好ましい。
接続線６０は、第１集積回路８４および第２集積回路８５を、別の集積回路８７に接続する信号線である。接続線６０は、例えば、フレキシブル基板であり、第１集積回路８４および第２集積回路８５を駆動するための電力線等と一体に形成されていてもよい。
検査装置９４は、第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる温度センサ２１により検出された温度との差が第２温度閾値以下になったときに、発振器１５の発振周波数の測定を行う。なお、第２温度閾値は、被検査体５内部の温度分布が略均一になるように、設定される。言い換えると、第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる温度センサ２１により検出された温度の差が、無視しても良いほど小さくなるように、検査装置９４の検査精度に応じて、前記第２温度閾値は設定される。
これにより、被検査体５内部の温度分布が略均一である状態で、発振器１５の発振周波数の測定を行うことができる。略均一であるため、第１集積回路８４および第２集積回路８５に含まれる温度センサ２１により検出される温度は、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度と、略同一である。
（温度検出回路）
実施形態４の温度検出回路３０は、実施形態１〜３の温度検出回路３０と同様に、第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる温度センサ２１からの出力信号を、温度補償回路５０への入力に適合するように変換する。
実施形態４の温度検出回路３０は、実施形態１〜３の温度検出回路３０と同様に、第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる温度センサ２１からの出力信号を、温度補償回路５０への入力に適合するように変換する。
（温度補償回路）
温度補償回路５０は、第１集積回路８４と第２集積回路８５との何れか一方に含まれる温度センサ２１により検出された温度を、被検査体５の温度ｔとする。また、第１集積回路８４と第２集積回路８５との何れか一方に含まれる発振器１５の発振周波数を、温度ｔでの発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）とする。そして、実施形態１と同様に、（式３）より、基準温度ｔ０での発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を出力する。
温度補償回路５０は、第１集積回路８４と第２集積回路８５との何れか一方に含まれる温度センサ２１により検出された温度を、被検査体５の温度ｔとする。また、第１集積回路８４と第２集積回路８５との何れか一方に含まれる発振器１５の発振周波数を、温度ｔでの発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）とする。そして、実施形態１と同様に、（式３）より、基準温度ｔ０での発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を出力する。
被検査体５内部の温度分布が略均一であるため、被検査体５内部の温度差に起因する誤差が抑制される。また、被検査体５内部の対流に起因する誤差も抑制される。したがって、実施形態１に比べて、実施形態４においては、より精度よく、基準温度ｔ０での発振器１５の発振周波数ｆ（ｘ，ｔ０）を算出することができる。
また、第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる温度センサ２１により検出された温度から、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度を推定してもよい。
例えば、第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる温度センサ２１により検出された温度の平均値を、被検査体５の温度ｔとして用いてもよい。第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる温度センサ２１により検出された温度の平均値と、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度との差は、第２温度閾値より、さらに小さい。このため、第２温度閾値を変えずに、検査装置９４の検査精度を高めることができる。あるいは、検査装置９４の検査精度を損なわずに、第２温度閾値を大きく設定することができる。
また、第１集積回路８４と第２集積回路８５とに含まれる発振器１５の発振周波数の平均値を、温度ｔでの発振周波数ｆ（ｘ，ｔ）としてもよい。
（効果）
実施形態４における検査装置９４は、実施形態１における検査装置９１と同様の作用効果を有する。
実施形態４における検査装置９４は、実施形態１における検査装置９１と同様の作用効果を有する。
さらに、検査装置９４においては、被検査体５内部の温度分布が略均一である状態で、発振器１５の発振周波数を検出する。このため、被検査体５の温度ｔとして、（式３）に代入する値（被検査体５の温度の測定値）と、発振器１５により複素誘電率が検出される被検査体５の部分の温度（被検査体５の温度の真値）との差を小さくすることができる。
被検査体５の温度の測定値と真値との差が小さいため、検査装置９４は、被検査体５の温度の測定値に基づき、被検査体５の複素誘電率の温度依存性を、より精度よく、補償することができる。
したがって、被検査体５の主要成分が水であるにもかかわらず、検査装置９４の検査結果の温度依存性を、より精度よく、解決することができる。
〔実施形態５〕
本発明の実施形態５について、図９に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の実施形態５について、図９に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図９は、本発明の実施形態５に係る検査装置９５の概略構成を示すブロック図である。
図９に示すように、検査装置９５は、発振器１５と温度センサ２１とを含む第１集積回路８４、温度センサ２１と含む第３集積回路８６、集積回路８７、および接続線６０を備える。したがって、実施形態５の検査装置９５は、第２集積回路８５の代わりに、第３集積回路８６を備える点で、実施形態４の検査装置９４から相違する。
第３集積回路８６は、実施形態１の温度センサ２１（図３）を含むが、発振器を含まない集積回路である。なお、これに限らず、第３集積回路８６は、実施形態２の温度センサ２２を含んでもよく、実施形態３のように複数の温度センサ（第１温度センサ２３および第２温度センサ２４）を含んでもよい。また、第３集積回路８６に含まれる温度センサは、検査装置９５の検査精度を簡易な構成で高めるために、第１集積回路８４に含まれる温度センサと同一構成であることが好ましい。
したがって、実施形態５における検査装置９５は、実施形態４における検査装置９４と同様の作用効果を有し、被検査体５の主要成分が水であるにもかかわらず、検査装置９５の検査結果の温度依存性を、より精度よく、解決することができる。
さらに、検査装置９４においては、第２集積回路８５の代わりに、第３集積回路８６を備えるため、構成がより簡略であり、小型化および軽量化が可能である。また、製造費用の低減も可能である。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るセンサ装置（検査装置９１〜９５）は、被検査体（５）の物性（複素誘電率）に応じて発振周波数を変化させる発振部（発振器１５）と、前記発振周波数を検出する発振周波数検出部（周波数検出回路４０）と、前記被検査体の温度を検出する温度センサ部（温度センサ２１、温度センサ２２）と、前記温度センサ部により検出された温度に基づき、前記被検査体の主要成分（水）の物性の温度依存性に基づき、前記発振周波数を補償する温度補償部（温度補償回路５０）と、を備えることを特徴とする。
本発明の態様１に係るセンサ装置（検査装置９１〜９５）は、被検査体（５）の物性（複素誘電率）に応じて発振周波数を変化させる発振部（発振器１５）と、前記発振周波数を検出する発振周波数検出部（周波数検出回路４０）と、前記被検査体の温度を検出する温度センサ部（温度センサ２１、温度センサ２２）と、前記温度センサ部により検出された温度に基づき、前記被検査体の主要成分（水）の物性の温度依存性に基づき、前記発振周波数を補償する温度補償部（温度補償回路５０）と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、発振部は被検査体の物性に応じて発振周波数を変化させる。このため、センサ装置は、発振周波数検出部により検出された発振周波数に基づき、被検査体の物性を検出することができる。また、温度センサ部は、被検査体の温度を検出するため、センサ装置は、被検査体の温度を検出することができる。
上記構成によれば、センサ装置は、温度センサ部により検出された温度に基づき発振周波数を補償する温度補償部を備えるため、被検査体の物性の温度依存性を補償することができる。例えば、基準温度での発振周波数から、基準温度での被検査体の物性を算出することができる。
したがって、被検査体の物性が温度に依存する場合であっても、上記構成によれば、センサ装置が出力する結果の温度依存性を解決することができる。また、センサ装置が出力する結果を安定させ、出力する結果の精度を高めることができる。
上記構成によれば、被検査体の主要成分の物性の温度依存性に基づき、発振周波数は補償される。このため、主要成分の物性の温度依存性が明らかであれば、発振周波数を補償することができる。したがって、主要成分以外の被検査体の成分にかかわらず、センサ装置が出力する結果の温度依存性を解決することができる。また、センサ装置が出力する結果を安定させ、出力する結果の精度を高めることができる。
本発明の態様２に係るセンサ装置（検査装置９１〜９５）は、態様１に記載のセンサ装置であり、前記発振部（発振器１５）と前記温度センサ部（温度センサ２１、温度センサ２２）とは、単一の集積回路（集積回路８１〜８３、第１集積回路８４、第２集積回路８４）に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。
上記構成によれば、発振部と温度センサ部とが単一の集積回路に設けられているため、発振部と温度センサ部とを容易に近接して設けることができる。近接して設けることにより、発振部により物性が検出される被検査体の部分と、温度センサ部により温度が検出される被検査体の部分とを、近接させることができるため、被検査体内部の温度差に起因する誤差を抑制することができる。
また、発振部と温度センサとが単一の集積回路に設けられているため、センサ装置の構成を簡略にすることができ、センサ装置の小型化および軽量化が可能になる。
本発明の態様３に係るセンサ装置（検査装置９３〜９５）は、態様１または２に記載のセンサ装置であり、前記温度センサ部（温度センサ２１）を複数備え、複数の前記温度センサ部により検出された温度の差が、閾値（第１温度閾値、第２温度閾値）以下になったときに、前記発振周波数検出部（周波数検出回路４０）は、前記発振周波数を検出することを特徴とする。
上記構成によれば、複数の温度センサ部により検出された温度の差が閾値以下になったときに、被検査体の物性を測定することにより、被検査体内部の温度分布が略均一な状態で、被検査体の物性を測定することができる。温度分布が略均一であるため、温度センサ部により検出される温度と、発振部により物性が検出される被検査体の部分の温度との差を抑制することができる。このため、被検査体内部の温度差および対流に起因する誤差を抑制することができ、被検査体の物性の温度依存性を、より精度よく補償することができる。また、センサ装置が出力する結果の温度依存性を、より精度よく解決することができる。
本発明の態様４に係るセンサ装置（検査装置９３〜９５）は、態様３に記載のセンサ装置であり、前記温度補償部（温度補償回路５０）は、複数の前記温度センサ部（第１温度センサ２３と第２温度センサ２４、第１集積回路８４に含まれる温度センサ２１と第２集積回路８５に含まれる温度センサ２１、第１集積回路８４に含まれる温度センサ２１と第３集積回路８６に含まれる温度センサ２１）により検出された温度の何れか１つ、あるいは、複数の前記温度センサ部により検出された温度の平均値、に基づき、前記発振周波数を補償することを特徴とする。
本発明の態様５に係るセンサ装置（検査装置９３）は、態様３または４に記載のセンサ装置であり、前記発振部（発振器１５）と複数の前記温度センサ部（第１温度センサ２３と第２温度センサ２４）とは、単一の集積回路（８３）に設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、発振部と複数の温度センサ部とが単一の集積回路に設けられているため、発振部と複数の温度センサ部とを容易に近接して設けることができる。近接して設けることにより、発振部により物性が検出される被検査体の部分と、複数の温度センサ部により温度が検出される被検査体の部分とを、近接させることができるため、被検査体内部の温度差に起因する誤差を抑制することができる。
また、発振部と複数の温度センサとが単一の集積回路に設けられているため、センサ装置の構成を簡略にすることができ、センサ装置の小型化および軽量化が可能になる。
本発明の態様６に係るセンサ装置（検査装置９４、９５）は、態様３または４に記載のセンサ装置であり、前記発振部（発振器１５）と複数の前記温度センサ部の一部（第１集積回路８４に含まれる温度センサ２１）とは、単一の集積回路（第１集積回路８４）に設けられ、複数の前記温度センサ部のその他（第２集積回路８５に含まれる温度センサ２１、第３集積回路８６に含まれる温度センサ２１）は、前記集積回路の外部（第２集積回路８４、第３集積回路８５）に設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、発振部と複数の温度センサ部の一部とが単一の集積回路に設けられているため、発振部と複数の温度センサ部の一部とを容易に近接して設けることができる。近接して設けることにより、発振部により物性が検出される被検査体の部分と、複数の温度センサ部により温度が検出される被検査体の部分とを、近接させることができるため、被検査体内部の温度差に起因する誤差を抑制することができる。
また、発振部と複数の温度センサの一部とが単一の集積回路に設けられているため、センサ装置の構成を簡略にすることができ、センサ装置の小型化および軽量化が可能になる。
上記構成によれば、複数の温度センサ部のその他は、当該集積回路の外部に設けられる。このため、複数の温度センサ部のその他は、当該集積回路と別に、被検査体の温度を検出するために適切な位置に配置することができる。
本発明の態様７に係るセンサ装置（検査装置９２）は、態様２と５と６との何れか１態様に記載のセンサ装置であり、前記集積回路（８２）は、前記被検査体（５）が接触する接触面（４ａ）と、配線に使用する導電層（配線層２の金属配線）とを有し、前記集積回路に設けられた少なくとも１つの前記温度センサ部（温度センサ２２）は、前記導電層のうち前記接触面に最も近い層（最上位層メタル３）に接続されていることを特徴とする。
上記構成によれば、導電層の熱伝導率が高いため、温度センサ部そのものの温度が被検査体の温度により近くなる。したがって、温度センサ部の被検査体の温度を検出する精度をより良くすることができる。そして、被検査体の温度を、より精度よく、検出することができるため、被検査体の物性の温度依存性をより精度よく補償することができる。
したがって、被検査体の物性が温度に依存する場合であっても、上記構成によれば、センサ装置が出力する結果の温度依存性を、より精度よく解決することができる。また、センサ装置が出力する結果をより安定させ、出力する結果の精度をより高めることができる。
本発明の態様８に係るセンサ装置（検査装置９２）は、態様７に記載のセンサ装置であり、前記集積回路（集積回路８２）に設けられた少なくとも１つの前記温度センサ部（温度センサ２２）は、抵抗素子あるいはダイオード素子とバイポーラトランジスタ素子とＣＭＯＳトランジスタとの少なくとも何れか１つの回路素子（トランジスタＴ１とトランジスタＴ２）を含み、前記導電層（配線層２の金属配線）のうち前記接触面（４ａ）に最も近い層（最上位層メタル３）は、前記回路素子に接続されている。
本発明の態様９に係るセンサ装置（検査装置９２）は、態様８に記載のセンサ装置であり、前記発振部（発振器１５）は、前記被検査体（５）の物性（複素誘電率）に応じて共振周波数を変化させる共振部（共振器１３）を有することを特徴とする。
上記構成によれば、発振部は被検査体の物性に応じて共振周波数を変化させる共振部を有するため、被検査体の物性に応じて発振周波数を変化させることができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１ 基板
２ 配線層
３ 最上位層メタル（導電層のうち接触面に最も近い層）
４ 保護膜
５ 被検査体
１１、１０６ インダクタ
１２ キャパシタ
１３、１０２ 共振器（共振部）
１４、１０３ 差動回路
１５、１０４ 発振器（発振部）
２１、２２ 温度センサ（温度センサ部）
２３ 第１温度センサ（温度センサ部）
２４ 第２温度センサ（温度センサ部）
３０ 温度検出回路
４０、１０７ 周波数検出回路（発振周波数検出部）
５０ 温度補償回路（温度補償部）
６０ 接続線
７０ 容器
８１、８２、８３、８７、１０５ 集積回路（単一の集積回路）
８４ 第１集積回路（単一の集積回路）
８５ 第２集積回路（単一の集積回路の外部）
８６ 第３集積回路（単一の集積回路の外部）
９１、９２、９３、９４、９５、１０１ 検査装置（センサ装置）
Ａｍｐ アンプ
Ｓ１ 第１電流源
Ｓ２ 第２電流源
Ｔ１ 第１トランジスタ（回路素子）
Ｔ２ 第２トランジスタ（回路素子）
２ 配線層
３ 最上位層メタル（導電層のうち接触面に最も近い層）
４ 保護膜
５ 被検査体
１１、１０６ インダクタ
１２ キャパシタ
１３、１０２ 共振器（共振部）
１４、１０３ 差動回路
１５、１０４ 発振器（発振部）
２１、２２ 温度センサ（温度センサ部）
２３ 第１温度センサ（温度センサ部）
２４ 第２温度センサ（温度センサ部）
３０ 温度検出回路
４０、１０７ 周波数検出回路（発振周波数検出部）
５０ 温度補償回路（温度補償部）
６０ 接続線
７０ 容器
８１、８２、８３、８７、１０５ 集積回路（単一の集積回路）
８４ 第１集積回路（単一の集積回路）
８５ 第２集積回路（単一の集積回路の外部）
８６ 第３集積回路（単一の集積回路の外部）
９１、９２、９３、９４、９５、１０１ 検査装置（センサ装置）
Ａｍｐ アンプ
Ｓ１ 第１電流源
Ｓ２ 第２電流源
Ｔ１ 第１トランジスタ（回路素子）
Ｔ２ 第２トランジスタ（回路素子）
Claims (5)
- 被検査体の物性に応じて発振周波数を変化させる発振部と、
前記発振周波数を検出する発振周波数検出部と、
前記被検査体の温度を検出する温度センサ部と、
前記温度センサ部により検出された温度に基づき、前記被検査体の主要成分の物性の温度依存性に基づき、前記発振周波数を補償する温度補償部と、を備え、
前記発振部と少なくとも１つの前記温度センサ部とは、単一の集積回路に設けられ、
前記集積回路は、前記被検査体が接触する接触面と、配線に使用する導電層とを有し、
前記集積回路に設けられた少なくとも１つの前記温度センサ部は、前記導電層のうち前記接触面に最も近い層に接続されていることを特徴とするセンサ装置。 - 前記温度センサ部を複数備え、
複数の前記温度センサ部により検出された温度の差が、閾値以下になったときに、前記発振周波数検出部は、前記発振周波数を検出することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。 - 前記温度補償部は、複数の前記温度センサ部により検出された温度の何れか１つ、あるいは、複数の前記温度センサ部により検出された温度の平均値、に基づき、前記発振周波数を補償することを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
- 前記発振部と少なくとも１つの前記温度センサ部とは、単一の集積回路に設けられ、
前記集積回路は、前記被検査体が接触する接触面と、配線に使用する導電層とを有し、
前記集積回路に設けられた少なくとも１つの前記温度センサ部は、前記導電層のうち前記接触面に最も近い層に接続されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のセンサ装置。 - 前記発振部は、前記被検査体の物性に応じて共振周波数を変化させる共振部を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のセンサ装置。
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