TW202142985A - 加熱源之壽命推定系統、壽命推定方法、及檢查裝置 - Google Patents

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Abstract

在由加熱源來加熱對象物，且由溫度控制器根據該對象物的測量溫度來對該對象物的溫度進行反饋控制的裝置中輕易地推定加熱源的壽命。
一種加熱源之壽命推定系統，係在由加熱源來加熱對象物，且由溫度控制器根據溫度測量器所致之對象物的測量溫度來對對象物的溫度進行反饋控制的裝置中推定加熱源的壽命。溫度控制器係使用狀態空間模型來實施溫度控制以對該對象物的溫度進行反饋控制；壽命推定系統係具有：溫度監視部，係監視溫度測量器所致之對象物的測量溫度；振盪量偵測部，係偵測溫度監視部所監視到之對象物溫度在穩定區域的振盪量；以及壽命推定部，係從振盪量偵測部所偵測出之振盪量來推定加熱源的壽命。

Description

加熱源之壽命推定系統、壽命推定方法、及檢查裝置
本揭露係關於一種加熱源之壽命推定系統、壽命推定方法、及檢查裝置。
在半導體製程中，會在半導體晶圓(以下簡稱為晶圓)上形成具有既定圖案之多個電子元件。對形成後的電子元件會進行電性特性等的檢查，進而被篩選出良品與瑕疵品。
專利文獻1係記載一種會在被分割成各電子元件前之晶圓的狀態下檢查電子元件的電性特性之檢查裝置。此檢查裝置係具備：具有多個銷狀探針的探針卡、載置晶圓的載置台、及測試器。此檢查裝置會使探針卡的各探針接觸在晶圓上所形成之電子元件的電極所對應設置的電極墊或焊料凸塊，以使來自電子元件的訊號往測試器傳送而檢查電子元件的電性特性。另外，專利文獻1的檢查裝置係具有藉由冷卻構件或加熱構件來控制載置台溫度的溫度控制裝置，以在檢查元件的電性特性時重現該電子元件的封裝環境。另外，專利文獻2係記載一種使用LED來作為此般檢查裝置的加熱構件。
由於LED的壽命較短，因此乃尋求要預測甚至推定LED的壽命，專利文獻3係揭露一種預測LED壽命的方法。具體而言，係揭露了下述技術：將被試驗LED配置在高度加速壽命試驗裝置的容器內，求出來自被試驗LED的感光電流之檢測值，使用理論模型來從實測值預測被試驗LED的壽命。
專利文獻1：日本特開平10-135315號公報
專利文獻2：日本特開2018-151369號公報
專利文獻3：日本特開2013-11462號公報
本揭露係提供一種加熱源之壽命推定系統、壽命推定方法、及檢查裝置，其可在由加熱源來加熱對象物，且由溫度控制器根據該對象物的測量溫度來對該對象物的溫度進行反饋控制的裝置中輕易地推定加熱源的壽命。
本揭露一形態的加熱源之壽命推定系統，係在由加熱源來加熱對象物，且由溫度控制器根據溫度測量器所致之該對象物的測量溫度來對該對象物的溫度進行反饋控制的裝置中推定加熱源的壽命；該溫度控制器係使用狀態空間模型來實施溫度控制以對該對象物的溫度進行反饋控制；該加熱源之壽命推定系統係具有：溫度監視部，係監視該溫度測量器所致之該對象物的測量溫度；振盪量偵測部，係偵測該溫度監視部所監視到之該對象物溫度在穩定區域的振盪量；以及壽命推定部，係從該振盪量偵測部所偵測出之該振盪量來推定該加熱源的壽命。
根據本揭露，便可提供一種加熱源之壽命推定系統、壽命推定方法、及檢查裝置，其可在由加熱源來加熱對象物，且由溫度控制器根據該對象物的測量溫度來對該對象物的溫度進行反饋控制的裝置中輕易地推定加熱源的壽命。
1:檢查裝置
2:檢查部
3:裝載器
4:測試器
10:台座
12:探針卡
12a:探針
13:介面
15:控制部
20:溫度控制裝置
30:溫度控制器
32a:冷媒流道
35:溫度測量器
40:加熱機構
41:LED
50:冷卻機構
60:LED壽命推定系統
61:受控體
62:觀測器
64:控制系統
71:滑動模式控制器
81:溫度監視部
82:振盪量偵測部
83:LED壽命推定部
84:LED壽命通知部
D:電子元件
W:晶圓
圖1係顯示一實施形態相關之檢查裝置的概略構成之立體圖。
圖2係以剖面來顯示圖1之檢查裝置的局部之前視圖。
圖3係概略地顯示作為檢查對象基板之晶圓的構成之俯視圖。
圖4係概略地顯示台座的上部構成及溫度控制裝置之剖面圖。
圖5係概略地顯示加熱機構之構成的剖面圖。
圖6係顯示溫度控制器的構成例之圖。
圖7係用以說明滑動模式控制的圖。
圖8係顯示使溫度控制器的控制單元包含滑動模式控制器與冷卻模式控制器之情形的一例之方塊圖。
圖9係顯示使溫度控制器的控制單元包含滑動模式控制器與冷卻模式控制器之情形的其他例之方塊圖。
圖10係顯示LED壽命推定系統的方塊圖。
圖11係顯示在現實的受控體搭載已將受控體模型化後的觀測器來進行最合適的反饋控制時，出貨當時在階躍波形輸入後之穩定區域的振盪狀態之圖。
圖12係顯示在現實的受控體搭載已將受控體模型化後的觀測器來進行最合適的反饋控制時，LED經時劣化後時在階躍波形輸入後之穩定區域的振盪狀態之圖。
以下，參照圖式來說明實施形態。
<檢查裝置>
首先，說明一實施形態相關的檢查裝置。
圖1係顯示一實施形態相關之檢查裝置的概略構成之立體圖，圖2係以剖面來顯示圖1之檢查裝置的局部之前視圖。
如圖1及圖2所示，檢查裝置1係分別進行在作為基板的晶圓W上所形成之多個電子元件的電性特性之檢查，具備檢查部2、裝載器3、及測試器4。
檢查部2係具有內部中空的框體11，在框體11內係具有吸附固定有檢查對象之晶圓W的台座10。另外，台座10係構成為會藉由移動機構(未圖示)來在水平方向及鉛垂方向移動自如。另外，檢查部2係具有LED來作為加熱源，且具有控制台座溫度之溫度控制裝置20、及偵測作為加熱源的LED壽命之LED壽命推定系統60。溫度控制裝置20及LED壽命推定系統60將於之後詳細說明。
在檢查部2中的台座10上方係配置有探針卡12以和該台座10對向。探針卡12係具有作為接觸件的多個探針12a。另外，探針卡12係透過介面13而往測試器4連接。在各探針12a接觸於晶圓W之各電子元件的電極時，各探針12a會從測試器4透過介面13向電子元件供給電力，或者將來自電子元件的訊號透過介面13往測試器4傳送。因此，介面13及探針12a係具有將電力(功率)供給至電子元件之供給構件的功能。
裝載器3係具有框體14，在框體14內係配置有收納有晶圓W而作為搬送容器的FOUP(未圖示)。另外，裝載器3係具有搬送裝置(未圖示)，藉由搬送裝置來取出FOUP所收納的晶圓W並往檢查部2的台座10搬送。另外，藉由搬送裝置來搬送電性特性檢查結束後之台座10上的晶圓W，並往FOUP收納。
在裝載器3的框體14內係設有進行檢查對象之電子元件的溫度控制等各種控制之控制部15。控制部15係由電腦構成，且具有溫度控制裝置20所含之溫度控制器30及LED壽命推定系統60。控制部15係具有主控制部。主控制部係具有溫度控制器30及LED壽命推定系統60、及控制檢查裝置1之各構成部的其他控制功能部。另外，控制部15除了主控制部以外，還具有輸入裝置、輸出 裝置、顯示裝置、記憶裝置。主控制部所致之各構成部的控制係藉由內建在記憶裝置的記憶媒體(硬碟、光碟、半導體記憶體等)所記憶而作為控制程式的程式庫來執行。
此外，控制部15也可以設在檢查部2的框體11內。
在檢查部2的框體11係設有構成控制部15的局部之使用者介面部18。使用者介面部18係用以對使用者顯示資訊或者讓使用者輸入指示，例如係由觸控面板或鍵盤等的輸入部與液晶顯示器等的顯示部所構成。
測試器4係具有重現搭載有電子元件之母板的局部電路構成之測試板(省略圖示)。測試板係連接於會根據來自檢查對象之電子元件的訊號來判斷該電子元件良窳的測試器電腦17。測試器4可藉由替換上述測試板來重現多種母板的電路構成。
此外，探針卡12、介面13、測試器4係構成檢查機構。
在檢查電子元件的電性特性時，測試器電腦17會將資料往透過各探針12a而與電子元件連接之測試板傳送。接著，測試器電腦17會根據來自該測試板的電性訊號來判定所傳送的資料是否被該測試板正確地處理。
如圖3所示，作為檢查對象基板的晶圓W具有多個電子元件D，係藉由對大致圓板狀的矽基板施予蝕刻處理或配線處理來彼此相隔既定間隔地形成在其表面。在電子元件D表面係形成有電極E，該電極E會電性連接於該電子元件D內部的電路元件。可藉由對電極E施加電壓來使電流往各電子元件D內部的電路元件流動。
<溫度控制裝置>
接著，使用圖4來說明溫度控制裝置20的構成。圖4係概略地顯示台座10的上部構成及溫度控制裝置20之剖面圖，表示進行檢查時的狀態。
如圖4所示，台座10係具有有底構件32與蓋構件31。蓋構件31係透過密封環33來安裝在有底構件32上。晶圓W係吸附保持在蓋構件31上。
蓋構件31係形成為圓板狀，且由例如SiC所構成。SiC的熱傳導率及楊氏模數較高。另外，對於來自後述加熱機構40的LED41之光的吸收效率也較高，故可藉由來自加熱機構40的光來有效率地加熱蓋構件31。
在蓋構件31上面係形成有用以吸附晶圓W的吸附孔(省略圖示)。另外，蓋構件31係在俯視時彼此分離的位置埋設有多個溫度感應器31a。一般係使用熱電偶來作為此般溫度感應器。溫度感應器31a係被使用在檢查電子元件D以外時的台座10之溫度控制。
有底構件32係形成為與蓋構件31大致同徑的圓板狀，且由相對於來自後述LED的光之波長為透明的材料所構成。在有底構件32上部係形成有用以使冷媒流動的槽，該槽會被蓋構件31覆蓋而形成冷媒流道32a。亦即，台座10在內部係具有冷媒流道32a。
溫度控制裝置20係具有加熱機構40、冷卻機構50、及溫度控制器30。溫度控制裝置20會藉由控制加熱機構40所致之加熱、冷卻機構50所致之冷卻、及溫度控制器30所致之加熱/冷卻，來將在台座10上之晶圓W所形成的電子元件D之溫度控制成固定在目標溫度。溫度控制器30所致之溫度控制可根據測量電子元件D溫度的溫度測量器35，例如組裝在電子元件D的PN連接、環形振盪器 等之溫度測量電路的測量值來進行。此外，作為溫度測量器35，只要能夠以良好回應性來測量溫度，則並不限於此。
加熱機構40係構成為光照射機構，會藉由對台座10之蓋構件31照射光來加熱該蓋構件31，以加熱晶圓W且加熱形成在晶圓W上的電子元件D。
加熱機構40係配置成會與台座10的晶圓W載置面相反側之面，亦即有底構件32的下面對向。加熱機構40係具有會向晶圓W照射光的多個LED41來作為加熱源。具體而言，加熱機構40係具有下述構成：在基座42表面搭載有將多個LED41單元化的多個LED單元43。加熱機構40中的LED單元43，例如圖5所示，係具有對應於電子元件D(參照圖3)所排列的俯視正方形狀之單元43a、及設在其外周的俯視非正方形狀之單元43b。藉由單元43a及43b而覆蓋基座42之大致整面，便可從LED單元43之LED41對至少蓋構件31中之搭載有晶圓W之部分整體照射光。
各LED41會例如射出近紅外光。從LED41射出之光(以下，也稱為「LED光」)會穿透過由光透射構件所構成之台座10的有底構件32。在冷媒流道32a流動之冷媒係由會使來自LED41之光穿透過的材料所構成，穿透過有底構件32之光會穿透過在冷媒流道32a流動之冷媒，並射入至蓋構件31。在來自LED41之光為近紅外光時，作為構成有底構件32之光透射構件可使用聚碳酸酯、石英、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂或玻璃。該等材料之加工或成形較為容易。
加熱機構40中，射入至台座10之載置有晶圓W的蓋構件31之LED光會以LED單元43為單位來被控制。因此，加熱機構40能僅對蓋構件31中之任意部位照射LED光、或使照射之光的強度在任意部位與其他部位不同。
冷卻機構50係具有冷卻器單元51、冷媒配管52、可變流量閥53、高速閥54。冷卻器單元51係儲藏冷媒，且將冷媒之溫度控制成既定溫度。作為冷媒，例如係使用能使從LED41照射之光穿透過而作為液體之水。冷媒配管52係連接於設在有底構件32側部的供給口32b與排出口32c，且連接於冷卻器單元51。冷卻器單元51內之冷媒係藉由設在冷媒配管52之泵(未圖示)，透過冷媒配管52而被循環供給至冷媒流道32a。可變流量閥53係設在冷媒配管52之冷卻器單元51的下游側，高速閥54設在旁通配管52a，係在冷卻器單元51的下游側使可變流量閥53產生旁通。可變流量閥53可設定流量，並以所設定之流量的一定量來供給冷媒。另外，高速閥54係以高速來開閉(ON/OFF)，且能以高速來進行在旁通配管52a流動的冷媒之供給/停止。
此外，台座10、加熱機構40、及冷卻機構50係具有包含LED41之加熱系統的功能。
<溫度控制器>
接著，詳細說明溫度控制器30。
溫度控制器30會在檢查電子元件D時接收溫度測量器35，例如組裝在電子元件D的PN連接、環形振盪器等之溫度測量電路的溫度之測量訊號，並根據其測量訊號來進行溫度控制。溫度控制器30會控制可變流量閥53的開合度來設定被以固定流量供給的冷媒之流量，且如後述般控制LED41的輸出並藉由控制來控制高速閥54的開閉。
此時的溫度控制係在包含LED41的加熱系統輸入有來自控制單元64而包含電力訊號的控制訊號且輸出溫度。此時，會實施系統識別，藉由將包含LED41的加熱系統數學式化成熱電路模型來製作出傳達函數，並使用狀態 空間模型來實施溫度控制。例如，如圖6所示，以包含LED41的加熱系統作為受控體61，在其下搭載已將該受控體61模型化後的觀測器62，來反饋觀測器62與受控體61的差分偏移。圖6中，u係被輸入的電力，y係被輸出的溫度。
觀測器62會利用上述u、y來推定無法測量的內部狀態，雖然基本上與受控體61為相同構成，但會附加有觀測器增益L。觀測器增益L係藉由指定觀測器之極等來決定。系統行列A、B、C會預先被加以識別。
受控體的狀態方程式及輸出方程式係以下(1)所記載者，且觀測器的狀態方程式及輸出方程式係以下(2)所記載者時，以下式(3)便會成立。
Figure 110103948-A0202-12-0009-1
亦即，如上述式(3)所示，觀測器62中會存在有與現實受控體61的差分偏移來作為修正項，藉由反饋其差分偏移來修正受控體61，以進行最合適的反饋控制。
另外，控制單元64會根據電子元件D的溫度測量值來對受控體61及觀測器62輸出包含電力訊號的控制訊號，以使控制溫度成為所希望的溫度。控制單元64可以是包含滑動模式控制的控制系統。
滑動模式控制係以將狀態拘束在狀態空間內所預先設定的切換超平面(切換面)的方式來在切換超平面的上下切換控制之控制方法。控制對象之 初始狀態位於切換超平面外時，會使控制對象之狀態以有限時間到達切換超平面並加以拘束(到達模式)。控制對象之狀態到達切換超平面後，便使狀態一邊在切換超平面進行滑動動作一邊往目標值收斂(滑動模式)。滑動模式控制之控制輸入u係線性項(線性控制操作量)ul與非線性項(非線性控制操作量)unl之和，能以下式來表示。
u=-(SB)-1SAx-K(SB)-1．sgn(σ)=-(SB)-1{SAx+K．sgn(σ)}
σ=Sx
SAx係線性項，K．sgn(σ)係非線性項。A、B是狀態方程式的行列，S與K係控制參數。函數sgn係表示不連續函數，sgn(σ)則會成為滑動模式的切換函數。切換超平面能以線性控制的架構來加以設計，滑動模式則係藉由非線性項一邊在極短時間往來於圖7所示之區域II與區域I一邊在切換超平面上前進。亦即，滑動模式中，線性項(線性控制操作量)係使控制系統之狀態在切換超平面上讓控制誤差成為最小，而非線性項(非線性控制操作量)則是在有模型化誤差或不確定外部干擾時使控制系統之狀態朝向切換超平面。藉此，便能以極高精度來進行溫度控制。此外，圖7中雖然使用x、y來表示座標，但與圖6、圖8、圖9的x、y是沒有任何關係的。
在控制單元64包含滑動模式控制時，能僅以滑動模式控制器來構成控制單元64，也可以併用滑動模式控制器與冷卻模式控制器。
在只有滑動模式控制器來控制時，係進行使來自冷卻機構50之冷媒流量為固定且以投入至LED41之功率為操作量的滑動模式控制。
然而，在電子元件D的發熱外部干擾變得非常大時，只有滑動模式控制器來控制的話，即使關閉LED41吸熱也會不夠充分，會有產生外部干擾控制的回應變慢的情形或無法充分控制溫度的情形之虞。
如此般情形，較佳地，係使用以對加熱源之LED41投入的功率(電流值輸出)來作為操作量之滑動模式控制、及以對冷卻源之高速閥投入的功率(亦即高速閥之開閉訊號)來作為操作量之冷卻模式控制兩者來進行溫度控制。藉此，相較於使用以對加熱源之LED41投入的功率(電流值輸出)來作為操作量之滑動模式控制，便能使吸熱變大，可對應於更大的發熱外部干擾。
圖8係顯示使控制單元64包含滑動模式控制器與冷卻模式控制器之情形的一例之方塊圖。本範例中，滑動模式控制系統係具有滑動模式控制器71、冷卻模式控制器72、及切換控制器73。
滑動模式控制器71係以對加熱機構40的LED41投入之功率(作為電流值而輸出)來作為操作量並輸出，以進行溫度控制。滑動模式控制器71中，係輸入溫度測量器35所測量的電子元件D之溫度x，並輸出線性項與非線性項所形成之滑動模式訊號u。
冷卻模式控制器72係以對冷卻源的高速閥54投入之功率(高速閥54之開閉訊號)來作為操作量以進行冷卻控制。藉此，可控制供給至台座10之冷媒流道32a的冷媒量，而進行電子元件D之溫度控制。冷卻模式控制器72之輸出係根據冷媒流量及吸熱係數而藉由吸熱模型來算出。
切換控制器73係使用滑動模式控制器之非線性項unl之值來作為切換訊號。亦即，切換控制器73會藉由非線性項unl的值而決定是直接使用滑動 模式控制器71之輸出(控制輸入)、或是不使用滑動模式控制器71之輸出而是使用冷卻模式控制器72之輸出來作為第2操作量。
直接使用滑動模式控制器71之輸出(控制輸入)係指將滑動模式控制器71之輸出作為第1操作量而輸出至加熱源之LED41。
使用冷卻模式控制器72之輸出來作為第2操作量係指使用冷卻模式控制器72之冷卻源的高速閥之輸出來作為第2操作量。
具體而言，切換控制器73在非線性項unl的值為正(切換超平面的一側，圖7之區域I)時，係將滑動模式控制器71之輸出直接作為第1操作量而輸出至LED41。另外，在非線性項unl的值為負(切換超平面的另一側，圖7之區域II)時，係使用作為冷卻模式控制器72之冷卻源的高速閥之輸出(高速閥之開閉訊號)來作為第2操作量。由於高速閥54之開閉時間在0.1秒以下則為高速，故高速閥54可追隨非線性項unl所致之高速切換而開閉。亦即，在滑動模式控制之非線性項unl的值為負時，非線性項unl會作為高速閥54之開閉訊號而輸出，且LED41之滑動模式控制會被切換成冷卻模式控制。藉由使用冷卻模式控制，可將電子元件D冷卻至較關閉LED41之情形更為冷卻之程度。藉此，即使從測試器4對電子元件D之施加電壓(電力)較大而有非常大的發熱之情形，也能確保電子元件D之溫度控制性。
圖9係顯示使控制單元64包含滑動模式控制器與冷卻模式控制器之情形的其他例之方塊圖。圖9之範例係具有滑動模式控制器71、冷卻模式控制器72、切換控制器73’、及加法器77。滑動模式控制器71與冷卻模式控制器72係與圖8之範例相同，但本範例中，在冷卻模式時也會對作為加熱源之LED41傳送控制訊號之方面則與圖8之範例不同。
切換控制器73’係與第1例之切換控制器73相同，會使用滑動模式控制器之非線性項unl之值來作為切換訊號。然後，切換控制器73’會藉由非線性項unl的值而決定是直接使用滑動模式控制器71之輸出、或是使用第2操作量。切換控制器73’係使用以加法器77將滑動模式輸出與冷卻模式控制器72之輸出加總者來作為第2操作量。亦即，第2操作量係來自滑動模式控制器71對作為加熱源的LED41之輸出與作為冷卻模式控制器72之冷卻源的高速閥之輸出加總者。
具體而言，切換控制器73’在非線性項unl的值為正(切換超平面的一側，圖7之區域I)時，係將滑動模式控制器71之輸出直接作為第1操作量而輸出至LED41。另外，在非線性項unl的值為負(切換超平面的另一側，圖7之區域II)時，係使用滑動模式控制器71之輸出與作為冷卻模式控制器72之冷卻源的高速閥之輸出(高速閥之開閉訊號)加總來作為第2操作量。
冷卻模式控制器72則如上述，係使開閉時間在0.1秒以下而高速動作的高速閥54追隨非線性項unl所致之高速切換而開閉。藉此，可將電子元件D冷卻至較關閉LED41之情形更為冷卻之程度，能確保電子元件D有非常大之發熱情形的電子元件D之溫度控制性。另外，作為第2操作量，不僅是此般冷卻模式控制器72之高速閥的輸出，還加上滑動模式控制器71之輸出，藉此便能緩和急冷之過度回應而得到良好的控制性。
<LED壽命推定系統>
LED壽命推定系統60如上述，係組裝在控制部15，會利用狀態空間模型所致之溫度控制的特性來推定LED41的壽命。LED41的壽命推定係針對加熱機構40之多個LED41整批來進行。
圖10係顯示LED壽命推定系統60的方塊圖。如圖10所示，LED壽命推定系統60係具有溫度監視部81、振盪量偵測部82、LED壽命推定部83、及LED壽命通知部84。溫度監視部81會監視測量電子元件D溫度之溫度測量器35，例如組裝於電子元件D之溫度測量電路的測量值。振盪量偵測部82會被輸入溫度監視部81所監視到之電子元件D溫度，並偵測其監視到溫度在穩定區域的振盪量。LED壽命推定部83會從振盪量偵測部82所偵測出之振盪量來推定LED41的壽命。例如，會求出振盪量與LED輸出之關係，並從其關係來推定(預測)LED41的壽命。另外，也可以預先設定LED41之振盪量的閾值，並以閾值來作為推定壽命的基準。例如，也可以在振盪量到達其閾值時，輸出預先設定之LED41的剩餘推定壽命。LED壽命通知部84會根據來自LED壽命推定部83的訊號來進行適當的通知。例如，會使所推定出之LED41的壽命顯示在顯示部。
LED壽命推定系統60的原理係如下所說明。
使用狀態空間模型之溫度控制會實施系統識別，藉由將受控體數學式化成特定模型來製作出傳達函數，並推定對於某個輸入的輸出。此情形，例如藉由反饋實際的受控體與模型化後受控體的差分偏移來修正受控體，便可實現最合適的反饋控制。例如，如上述圖6所示，以包含LED41的加熱系統作為受控體61，並在其下搭載已將該受控體61(加熱系統)模型化後的觀測器62。觀測器62中會存在有與現實受控體61的差分偏移來作為修正項，藉由反饋其差分偏移來修正受控體61，以進行最合適的反饋控制。
藉由進行此般最合適的反饋控制，如圖11所示，出貨當時在階躍波形輸入後之穩定區域的溫度會成為振盪量較小且穩定。
然而，由於實際的受控體61中LED41會經時劣化而使輸出逐漸降低，因此隨著時間經過，在作為狀態空間模型之觀測器62與受控體61之間會產生偏移。此偏移因經時劣化而變大時，即使進行最合適的反饋控制也不易降低上述差分，而會如圖12所示，在階躍波形輸入後之穩定區域的溫度之振盪量會變大而超出所容許的溫度範圍。
亦即，使用狀態空間模型來進行包含LED41之加熱系統的溫度控制時，伴隨著LED41劣化的輸出降低與在階躍波形輸入後之穩定區域的溫度之振盪量會顯示出較強的相關關係，振盪量會伴隨著LED41劣化而變大。
因此，本實施形態中會利用此般原理，藉由LED壽命推定系統60來監視電子元件D溫度以求出在穩定區域之溫度的振盪量，從其振盪量來推定LED41的壽命。具體而言如上述，會根據溫度監視部81所監視到之電子元件D溫度，以振盪量偵測部82來偵測振盪量，並藉由LED壽命推定部83從振盪量來推定(預測)LED41的壽命。
<檢查裝置所致之檢查處理>
接著，針對使用檢查裝置1對晶圓W進行檢查處理之一例進行說明。
首先，從裝載器3之FOUP藉由搬送裝置將晶圓W取出並搬送而載置至台座10。接著，使台座10移動至既定位置。
然後，使加熱機構40之所有LED41點亮，並根據從蓋構件31之溫度感應器31a所取得的資訊，藉由可變流量閥53調整來自LED41之光輸出與在台座10內之冷媒流道32a所流動之冷媒的流量，以使蓋構件31之溫度在面內成為均勻。
在此狀態下，會使台座10移動，以使設在台座10上方之探針12a與晶圓W之檢查對象的電子元件D之電極E接觸，來開始電子元件D的檢查。
上述檢查中，會藉由溫度控制裝置20來進行電子元件D之溫度控制。在溫度控制裝置20中，例如會藉由組裝在電子元件D之溫度測量電路所構成的溫度測量器35來測量電子元件D溫度，並根據其測量溫度而藉由溫度控制器30來控制加熱機構40及冷卻機構50以對電子元件D溫度進行反饋控制。具體而言，以包含LED41的加熱系統作為受控體61，並在其下搭載已將該加熱系統模型化後的觀測器62，藉由反饋與受控體的差分偏移來修正受控體61，以進行最合適的反饋控制。
另外，從控制單元64會根據電子元件D的溫度測量值來對受控體61及觀測器62輸出包含電力訊號的控制訊號，以使從受控體61輸出的溫度成為所希望的溫度。作為控制單元64，藉由使用包含滑動模式控制的滑動模式控制系統，便可實現較強地降低模組化誤差或不確定外部干擾的高精度溫度控制。另外，藉由併用滑動模式控制及冷卻模式控制，便可因應最近電子元件的發熱密度增加所伴隨之較大的發熱外部干擾。
不過，加熱機構40所使用之LED的壽命較短，因此尋求推定或預測LED的經時劣化所致之壽命來掌握LED的更換時期，藉此使包含LED之裝置的停止時間成為最短。作為預測LED之壽命的方法，專利文獻3係揭露一種技術：將被試驗LED配置在與LED搭載裝置獨立之另一高度加速壽命試驗裝置的容器內，從來自被試驗LED的感光電流之實測值而使用理論模型來預測被試驗LED的壽命。
然而，此般技術中，必需將LED從LED搭載裝置卸除來進行壽命試驗，故較為繁雜。
相對於此，本實施形態則係藉由LED壽命推定系統60，利用在使用狀態空間模型來進行包含LED41之加熱系統的溫度控制時之LED41劣化所伴隨的振盪量變大之現象，來推定LED41的壽命。具體而言，會根據溫度監視部81所監視到之電子元件D溫度，以振盪量偵測部82來偵測振盪量，並藉由LED壽命推定部83從振盪量來推定(預測)LED41的壽命。藉此，便不需要以與LED搭載裝置獨立之另一試驗裝置來預測LED的壽命等繁雜的操作，能輕易地推定LED的壽命。另外，由於可從在檢查裝置1實際檢查時所監視到的溫度分布而得的振盪量來推定LED41的壽命，因此無需進行特別的檢查等即可在檢查處理時即時地來進行LED41的壽命推定。
<其他適用>
以上，雖然已說明實施形態，但應認為本說明書揭露的實施形態在所有方面皆為例示而非用來加以限制。上述實施形態在不違背申請專利範圍及其主旨的情況下，也能以各種形態來加以省略、置換、變更。
例如，上述實施形態中，雖然針對作為加熱源係使用LED之情形來進行說明，但加熱源並不限於LED，也可為電阻加熱器等其他加熱源。另外，上述實施形態中，作為溫度控制對象雖例示了晶圓上之電子元件(晶片)，但並不限於此。另外，雖然例示了將加熱源(LED)的壽命推定系統適用在檢查裝置之情形，但並不限於此。
35:溫度測量器
60:LED壽命推定系統
81:溫度監視部
82:振盪量偵測部
83:LED壽命推定部
84:LED壽命通知部

Claims (20)

  1. 一種加熱源之壽命推定系統，係在由加熱源來加熱對象物，且由溫度控制器根據溫度測量器所致之該對象物的測量溫度來對該對象物的溫度進行反饋控制的裝置中推定加熱源的壽命；
    該溫度控制器係控制投入至該加熱源的功率，且使用狀態空間模型來實施溫度控制以對該對象物的溫度進行反饋控制；
    該加熱源之壽命推定系統係具有：
    溫度監視部，係監視該溫度測量器所致之該對象物的測量溫度；
    振盪量偵測部，係偵測該溫度監視部所監視到之該對象物溫度在穩定區域的振盪量；以及
    壽命推定部，係從該振盪量偵測部所偵測出之該振盪量來推定該加熱源的壽命。
  2. 如申請專利範圍第1項之加熱源之壽命推定系統，其中該壽命推定部係求出該振盪量與該加熱源之輸出的關係，並從該關係來推定該加熱源的壽命。
  3. 如申請專利範圍第1項之加熱源之壽命推定系統，其中該壽命推定部係預先設定該加熱源之該振盪量的閾值，並以該閾值為推定該壽命的基準。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之加熱源之壽命推定系統，其中該加熱源係LED。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之加熱源之壽命推定系統，其中該溫度控制器係以包含該加熱源的加熱系統作為受控體，且搭載已將該受控體模型化後的觀測器，來反饋該觀測器與該受控體的差分偏移。
  6. 如申請專利範圍第5項之加熱源之壽命推定系統，其中該溫度控制器係進一步具有進行包含滑動模式控制之控制的控制單元，該滑動模式控制係根據該對象物的溫度測量值來對該受控體及該觀測器輸出包含電力訊號的控制訊號。
  7. 一種加熱源之壽命推定方法，係在由加熱源來加熱對象物，且由溫度控制器根據溫度測量器所致之該對象物的測量溫度來對該對象物的溫度進行反饋控制的裝置中推定加熱源的壽命；
    該溫度控制器係控制投入至該加熱源的功率，且使用狀態空間模型來實施溫度控制以對該對象物的溫度進行反饋控制；
    該加熱源之壽命推定方法係具有：
    監視該溫度測量器所致之該對象物的測量溫度之動作；
    偵測所監視到之該對象物溫度在穩定區域的振盪量之動作；以及
    從所偵測出之該振盪量來推定該加熱源的壽命之動作。
  8. 如申請專利範圍第7項之加熱源之壽命推定方法，其係求出該振盪量與該加熱源之輸出的關係，並從該關係來推定該壽命。
  9. 如申請專利範圍第7項之加熱源之壽命推定方法，其係預先設定該加熱源之該振盪量的閾值，並以該閾值為推定該壽命的基準。
  10. 如申請專利範圍第7至9項中任一項之加熱源之壽命推定方法，其中該加熱源係LED。
  11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項之加熱源之壽命推定方法，其中該溫度控制器係以包含該加熱源的加熱系統作為受控體，且搭載已將該受控體模型化後的觀測器，來反饋該觀測器與該受控體的差分偏移。
  12. 一種檢查裝置，係具備：
    台座，係載置設有多個電子元件的基板；
    檢查機構，係使探針電性接觸於在該台座上之基板所設置的該電子元件以檢查該電子元件；
    加熱機構，係具有加熱該電子元件的加熱源；
    冷卻機構，係具有冷卻該電子元件的冷卻源；
    溫度測量器，係測量該電子元件的溫度；
    溫度控制器，係根據來自該溫度測量器的測量溫度來控制投入至該加熱源的功率，且藉由使用狀態空間模型的溫度控制來對該電子元件的溫度進行反饋控制；以及
    加熱源之壽命推定系統，係推定該加熱源的壽命；
    該加熱源之壽命推定系統係具有：
    溫度監視部，係監視該溫度測量器所致之該電子元件的測量溫度；
    振盪量偵測部，係偵測該溫度監視部所監視到之該電子元件溫度在穩定區域的振盪量；以及
    壽命推定部，係從該振盪量偵測部所偵測出之該振盪量來推定該加熱源的壽命。
  13. 如申請專利範圍第12項之檢查裝置，其中該壽命推定部係求出該振盪量與該加熱源之輸出的關係，並從該關係來推定該加熱源的壽命。
  14. 如申請專利範圍第12項之檢查裝置，其中該壽命推定部係預先設定該加熱源之該振盪量的閾值，並以該閾值為推定該壽命的基準。
  15. 如申請專利範圍第12至14項中任一項之檢查裝置，其中該加熱源係LED。
  16. 如申請專利範圍第12至15項中任一項之檢查裝置，其中該溫度測量器係組裝在該電子元件的溫度測量電路。
  17. 如申請專利範圍第12至16項中任一項之檢查裝置，其中該溫度控制器係以包含該台座、該加熱機構、及該冷卻機構的加熱系統作為受控體，且搭載已將該受控體模型化後的觀測器，來反饋該觀測器與該受控體的差分偏移。
  18. 如申請專利範圍第17項之檢查裝置，其中該溫度控制器係進一步具有進行包含滑動模式控制之控制的控制單元，該滑動模式控制係根據該電子元件的溫度測量值來對該受控體及該觀測器輸出包含電力訊號的控制訊號。
  19. 如申請專利範圍第18項之檢查裝置，其中該控制單元係具有以對該加熱源投入之功率來作為操作量的滑動模式控制器、以對該冷卻源投入之功率來作為操作量的冷卻模式控制器、及切換控制器，係會藉由作為該滑動模式控制器之輸出的線性項與非線性項中之該非線性項的值而決定是將該滑動模式控制器之輸出直接作為第1操作量來對該加熱源輸出、或是使用該冷卻模式控制器之輸出來作為第2操作量。
  20. 如申請專利範圍第19項之檢查裝置，其中該第2操作量係只有該冷卻模式控制器之輸出、或是將該滑動模式控制器之輸出與該冷卻模式控制器之輸出加以相加者。
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