KR101410340B1 - 온도 조절 장치, 냉각 장치, 및 온도 조절 장치의 제조 방법 - Google Patents

온도 조절 장치, 냉각 장치, 및 온도 조절 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

원하는 열 매체의 유통이 가능하고, 당해 열 매체의 열을 효율적으로 전달할 수 있는 온도 조절 장치 등을 제공한다. 온도 조절 장치는, 소정의 열 매체에 대한 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해 형성되고, 상기 열 매체를 유통시키는 유로를 이루는 파이프(20)와, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금의 분체를 가스와 함께 가속하고, 파이프(20)를 향하여 고상 상태인 채로 분사하여 퇴적시킴으로써 형성되며, 파이프(20)를 매설시킨 플레이트(10)를 구비한다.

Description

온도 조절 장치, 냉각 장치, 및 온도 조절 장치의 제조 방법{TEMPERATURE CONTROLLING DEVICE, COOLING DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING TEMPERATURE CONTROLLING DEVICE}
본 발명은, 반도체나 액정 표시 장치나 광 디스크 등의 제조 프로세스에 있어서, 기판 등의 온도를 조절하는 온도 조절 장치에 관한 것으로서, 특히, 기판 등을 냉각하는 냉각 장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체나 액정 표시 장치나 광 디스크 등의 제조에 있어서의 다양한 기판 프로세스에서는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성된 플레이트의 내부에, 냉각용 또는 가열용의 열 매체를 유통시키는 유로를 형성한 온도 조절 장치(냉각 장치 또는 가열 장치)가 이용되고 있다. 이러한 온도 조절 장치는, 예를 들면, 플레이트의 상측 및 하측이 되는 2개의 벌크재를 준비하고, 각각의 표면에 홈 절삭 가공에 의해 유로를 형성하고, 상측 및 하측의 플레이트의 유로 형성면끼리를 맞닿게 하여, 양자를 브레이징 등으로 접합함으로써 제조되고 있다. 알루미늄은 양호한 전열성을 가지고 있기 때문에, 열 매체의 열을 유로의 벽면 및 플레이트를 통하여 기판에 효율적으로 전달하고, 기판 온도를 신속하고 균일하게 조절할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 알루미늄은 매우 부식되기 쉬운 금속이기 때문에, 알루미늄제의 온도 조절 장치에 있어서 사용 가능한 열 매체는 한정되어 있고, 오로지, 부식 방지제를 혼입한 물(PCW: process cooling water)이나, 유기 용제나, 불활성 가스 등이 사용되고 있다. 그러나, 산업계에서는, 용이하고 또한 저비용으로 입수할 수 있는 시수(市水)나, 자원이 풍부한 해수(海水)를 열 매체로서 사용하고 싶다는 요망이 있다.
유로에 내식성을 갖게 하기 위해서는, 내식성을 가지는 금속이나 합금에 의해 유로 부분을 형성하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 반도체 제조 장치의 서셉터 본체 내에, 열 전도나 내식성이 우수한 구리에 의해 형성된 냉각 파이프를 내설(內設)하는 것이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2009-13497호 공보
그러나, 열 매체를 유통시키는 파이프와 기판을 재치(載置)하는 전열 플레이트를, 서로 이종(異種)의 금속에 의해 형성한 경우, 간극이 생기지 않도록 양자를 접합시키는 것은 매우 곤란하다. 그 때문에, 이 경우, 파이프와 플레이트의 사이에서 접촉열 저항이 커지고, 온도 조절 장치의 냉각 효율(또는 가열 효율)이나 균열성이 저하된다.
본 발명은, 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 원하는 열 매체의 유통이 가능하고, 당해 열 매체의 열을 효율적으로 전달할 수 있는 온도 조절 장치, 냉각 장치, 및 온도 조절 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관련된 온도 조절 장치는, 소정의 열 매체에 대한 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해 형성되고, 상기 열 매체를 유통시키는 유로를 이루는 파이프와, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금의 분체를 가스와 함께 가속하고, 상기 파이프를 향하여 고상(固相) 상태인 채로 분사하여 퇴적시킴으로써 형성되며, 상기 파이프를 매설시킨 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치에 있어서, 상기 플레이트는, 콜드 스프레이법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치에 있어서, 상기 플레이트는, 상기 파이프에 인접 배치된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 베이스판을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치에 있어서, 상기 플레이트는, 온도 조절 대상인 기판을 재치하는 기판 유지면을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치에 있어서, 상기 파이프는, 구리(Cu), 구리계 합금, 스테인리스강, 니켈(Ni), 니켈계 합금, 탄탈(Ta), 탄탈계 합금, 니오브(Nb), 니오브계 합금, 티탄, 티탄계 합금, 구리-니켈 합금 중 어느 하나에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련된 냉각 장치는, 상기 온도 조절 장치와, 상기 파이프에 냉각수를 도입하는 도입용 배관과, 상기 파이프로부터 냉각수를 배출하는 배출용 배관을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련된 온도 조절 장치의 제조 방법은, 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해, 열 매체를 유통시키는 파이프를 형성하는 파이프 형성 공정과, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금의 분체를 가스와 함께 가속하고, 상기 파이프를 향하여 고상 상태인 채로 분사하여 퇴적시킴으로써, 상기 파이프를 매설시키는 플레이트를 형성하는 플레이트 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 플레이트 형성 공정은, 상기 파이프를 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 베이스판 상에 재치하고, 상기 분체를 상기 베이스판을 향하여 분사하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 플레이트 형성 공정은, 콜드 스프레이법에 의해 행하여지는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치의 제조 방법은, 상기 플레이트의 표면을 연마함으로써, 온도 조절되는 기판을 재치하는 기판 유지면을 형성하는 기판 유지면 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 파이프 형성 공정은, 구리(Cu), 구리계 합금, 스테인리스강, 니켈(Ni), 니켈계 합금, 탄탈(Ta), 탄탈계 합금, 니오브(Nb), 니오브계 합금, 티탄, 티탄계 합금, 구리-니켈 합금 중 어느 하나에 의해 상기 파이프를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 소정의 열 매체에 대한 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해 파이프를 형성하고, 이 파이프를 향하여, 알루미늄계 금속의 분체를 분사함으로써 플레이트를 형성하기 때문에, 상기 열 매체를 유통시킬 수 있음과 함께, 서로 이종 금속인 파이프와 플레이트를 조밀하게 접합할 수 있다. 따라서, 파이프와 플레이트의 계면에 있어서의 전열성의 저하를 억제하고, 파이프 안을 유통하는 열 매체의 열을 플레이트에 효율적으로 전달하는 것이 가능하게 된다.
도 1a는, 본 발명의 실시 형태와 관련된 온도 조절 장치의 구조를 나타내는 상면도이다.
도 1b는, 도 1a의 A-A 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 온도 조절 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은, 콜드 스프레이법에 의한 성막 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4a는, 파이프 형상의 제1 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 4b는, 파이프 형상의 제2 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 4c는, 파이프 형상의 제3 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 파이프 형상의 제4 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 6a는, 본 발명의 실시 형태 2와 관련된 온도 조절 장치의 구조를 나타내는 상면도이다.
도 6b는, 도 6a에 나타내는 온도 조절 장치를 적용한 냉각 장치를 나타내는 측면도이다.
이하에, 본 발명에 관련된 온도 조절 장치, 냉각 장치, 및 온도 조절 장치의 제조 방법의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(실시 형태 1)
도 1a는, 본 발명의 실시 형태 1과 관련된 온도 조절 장치의 구조를 나타내는 상면도이다. 또, 도 1b는, 도 1a의 A-A 단면도이다.
온도 조절 장치(100)는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금(이하, 알루미늄계 금속이라고도 한다)에 의해 형성된 플레이트(10)와, 당해 플레이트(10)에 매설된 파이프(20)를 구비하고 있다.
플레이트(10)는, 파이프(20)에 인접 배치된 알루미늄계 금속의 벌크재인 베이스판(11)과, 파이프(20)의 주위에 형성된 퇴적부(12)를 가지고 있다. 베이스판(11)의 주면(主面)은, 온도 조절 대상인 기판 등을 재치하는 기판 유지면(10a)으로 되어 있다. 한편, 퇴적부(12)는, 알루미늄계 금속의 분체를 베이스판(11) 및 파이프(20)에 분사함으로써 퇴적시키는, 소위 콜드 스프레이법에 의해 형성되어 있다. 또한, 퇴적부(12)의 형성 방법 및 특성에 대해서는, 나중에 자세히 설명한다. 또, 플레이트(10)의 크기 및 형상은 특별히 한정되지 않고, 온도 조정 대상인 기판 등에 따라 결정하면 된다.
파이프(20)는, 냉각용 또는 가열용의 열 매체를 도입하는 도입구(21)와, 당해 열 매체를 도출하는 도출구(22)를 가지고, 열 매체를 유통시키는 유로(23)를 형성하고 있다. 파이프(20)는, 플레이트(10)의 대략 전체에 걸쳐 2차원적으로 넓어지는 형상을 가지고 있고, 양단(兩端)의 도입구(21) 및 도출구(22)를 제외하고 플레이트(10) 내에 매설되어 있다.
또, 파이프(20)는, 사용되는 열 매체에 대하여 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있다. 예를 들면, 열 매체로서 시수를 사용하는 경우에는, 파이프(20)의 재료로서, 구리(Cu), 구리계 합금, 스테인리스강(SUS), 니켈(Ni), 니켈계 합금(예를 들면, 스페셜 메탈사의 상품인 인코넬), 탄탈(Ta), 탄탈계 합금, 니오브(Nb), 니오브계 합금, 티탄, 티탄계 합금 등이 사용된다. 또, 열 매체로서 해수를 사용하는 경우에는, 재료로서, 탄탈, 탄탈계 합금, 티탄, 티탄계 합금, 큐프로니켈(구리-니켈 합금) 등이 사용된다. 또한, 열 매체는, 파이프(20) 안을 유통 가능한 매체이면 되고, 액체뿐만 아니라 기체를 사용해도 된다.
다음으로, 온도 조절 장치(100)의 제조 방법을 설명한다.
우선, 사용하는 열 매체에 따라 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해 파이프(20)를 제조한다. 파이프(20)는, 예를 들면, 용접관에 굽힘 가공을 실시함으로써 제조하면 된다. 또한, 파이프(20)의 두께는, 나중의 공정에서 분체가 분사되는 것을 고려하여, 재료의 경도나 단면 형상에 따른 두께로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 스테인리스강을 사용하고, 단면을 원형으로 하는 경우에는, 두께를 약100㎛ 이상으로 하면 된다.
다음으로, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제조한 파이프(20)를, 원하는 형상으로 잘라낸 베이스판(11) 상에 재치한다. 그리고, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 콜드 스프레이법에 의한 성막 방법을 이용하여, 베이스판(11) 상에 퇴적부(12)를 형성한다.
도 3은, 콜드 스프레이법에 의한 성막 장치의 구성을 나타내는 모식도이다. 성막 장치(30)는, 가스 공급원으로부터 헬륨(He)이나 질소(N2) 등의 불활성 가스나 공기 등의 가스(작동 가스)를 도입하는 가스 도입관(31)과, 원료인 알루미늄계 금속의 분체(1)를 공급하는 분체 공급부(32)와, 가스 도입관(31)으로부터 도입된 가스를 원하는 온도까지 가열하는 히터(33)와, 분체(1)와 가스를 혼합하여 분사하는 챔버(34)와, 분체(1)를 분사하는 노즐(35)과, 베이스판(11)을 유지하는 홀더(36)를 구비하고 있다.
분체 공급부(32)에는, 알루미늄계 금속의 미소한(예를 들면, 입경이 10㎛∼100㎛ 정도) 분체(1)가 배치되어 있다. 이 분체(1)는, 가스 도입관(31)에 설치된 밸브(31a)를 조작하여 원하는 유량의 가스를 분체 공급부(32)에 도입함으로써, 가스와 함께 분체 공급관(32a)을 통과하여 챔버(34) 내에 공급된다.
히터(33)는, 도입된 가스를, 예를 들면, 50℃∼700℃ 정도까지 가열한다. 이 가열 온도의 상한은, 분체(1)를 고상 상태인 채로 베이스판(11)에 분사하기 위하여, 원료의 융점 미만으로 한다. 더 바람직하게는, 상한 온도를, 섭씨로 융점의 약 60% 이하로 머무르게 한다. 이것은, 가열 온도가 높아질수록, 분체(1)가 산화될 가능성이 높아지기 때문이다. 따라서, 예를 들면, 알루미늄(융점: 약 660℃)의 막을 형성하는 경우에는, 가열 온도를 약 660℃ 미만으로 하면 되고, 약 396℃ 이하로 하면 더욱 바람직하다.
히터(33)에 있어서 가열된 가스는, 가스용 배관(33a)을 통하여 챔버(34)로 도입된다. 또한, 챔버(34)에 도입되는 가스의 유량은, 가스 도입관(31)에 설치되어 있는 밸브(31b)를 조작함으로써 조절된다.
챔버(34)의 내부에는, 가스용 배관(33a)으로부터 도입된 가스에 의해, 노즐(35)로부터 베이스판(11)을 향한 가스의 흐름이 형성되어 있다. 이 챔버(34)에 분체 공급부(32)로부터 분체(1)를 공급하면, 분체(1)는, 가스의 흐름을 타고 가속됨과 함께 가열되고, 노즐(35)로부터 베이스판(11) 및 파이프(20)를 향하여 분사된다. 이때의 충격에 의해 분체(1)가 베이스판(11) 및 파이프(20)의 표면에 파고들고, 분체(1)가 가지고 있는 운동 에너지 및 열 에너지에 의해 분체(1)가 소성 변형되어 베이스판(11) 및 파이프(20)의 표면에 부착되어, 퇴적부(12)가 형성된다.
분체(1)를 가속하는 속도, 즉, 노즐(35)로부터 분사될 때의 가스의 유속은, 초음속(약 340m/s 이상)이며, 예를 들면, 약 400m/s 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 속도는, 밸브(31b)를 조작하여 챔버(34)로 도입되는 가스의 유량을 조절 함으로써 제어할 수 있다. 또, 성막 장치(30)와 같이, 기단으로부터 선단을 향하여 구경(口徑)이 테이퍼 형상으로 넓어지는 노즐(35)을 사용함으로써, 챔버(34) 내에서 형성된 가스의 흐름을 노즐(35)의 도입구에서 일단 조여서 가속할 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 노즐(35)의 구경에 대하여 성막 범위[(베이스판(11)의 면적]가 넓은 경우에는, 노즐(35)을 X-Y 방향으로 이동시키면서 성막을 행한다. 혹는, 노즐(35)의 위치를 고정하고, 홀더(36) 측을 이동시켜도 된다. 또, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 파이프(20)의 단면이 원형인 경우에는, 베이스판(11)과 파이프(20)의 간극(14)에도 충분히 분체(1)를 퇴적시키기 위하여, 홀더(36)를 X-Z 방향 또는 Y-Z 방향으로 기울이고, 베이스판(11)에 대하여 경사 방향으로부터 분체(1)를 분사해도 된다.
도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 충분한 두께[예를 들면, 파이프(20)가 충분히 매몰되는 정도]의 퇴적부(12)를 형성한 후에, 퇴적부(12)의 퇴적면(15)이나 측면 등을 연마하고, 불필요한 부분에 부착된 막 등을 제거하여 표면을 평활하게 한다. 그것에 의해, 온도 조절 장치(100)가 완성된다.
이러한 온도 조절 장치(100)는, 상기와 같이 퇴적부(12)가 형성되는 점에서, 다음의 특징을 가지고 있다.
콜드 스프레이법에 있어서는, 금속의 분체(1)가 하층[베이스판(11) 및 파이프(20)의 표면이나, 그때까지 퇴적된 퇴적부(12)]의 표면에 고속으로 충돌하여 파고듦과 함께, 자신을 변형시켜서 하층에 부착되기 때문에, 하층에 강하게 밀착된 층이 형성된다. 이것은, 퇴적부(12)와 파이프(20)의 계면에 있어서, 퇴적부(12)가 상대측으로 파고드는 현상(앵커 효과라고 불린다)이 관찰되는 점에서도 알 수 있다. 즉, 퇴적부(12)는, 동종 금속인 베이스판(11)과는 물론, 이종의 금속에 의해 형성된 파이프(20)와도, 서로 간에 간극을 발생시키지 않고 조밀하게 접합되어 있다. 이 때문에, 퇴적부(12)와 파이프(20)의 계면에 있어서, 전열성이 저하되는 일은 거의 없다.
또, 파이프(20)는, 주위에 형성된 퇴적부(12)에 의해 강고하게 고정되어 있다. 그 때문에, 파이프(20) 안을 유통하는 열 매체에 의해 파이프(20)에 온도 변화가 생겨도, 파이프(20)의 팽창 또는 수축은 억제된다. 따라서, 온도 조절 장치(100)의 사용 중(또는 사용의 전후)에, 퇴적부(12)와 파이프(20)의 사이에 새로운 박리나 크랙이 발생할 가능성은 매우 낮고, 박리 등에 기인하는 전열성의 저하도 억제할 수 있다.
또한, 상기의 메커니즘에 의해 퇴적부(12)가 형성되기 때문에, 퇴적부(12) 자체도 매우 치밀한 층으로 되어 있고, 예를 들면, 벌크재와 비교하여 95% 이상의 밀도를 가지고 있다. 그에 더하여, 콜드 스프레이법에 있어서는, 고상 상태를 유지할 수 있을 정도까지 밖에 분체(1)를 가열하지 않기 때문에, 분체(1)는 산화되기 어렵다. 그 때문에, 퇴적부(12)는, 상기의 밀도를 유지하면서, 원하는 두께까지 형성되어 있다. 따라서, 퇴적부(12) 내에 있어서도, 벌크재의 90% 이상이라는 양호한 전열성이 유지되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 실시 형태 1과 관련된 온도 조절 장치(100)에 의하면, 파이프(20)와 퇴적부(12)의 계면이나, 퇴적부(12)의 내부에 있어서의 전열성의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 원하는 열 매체를 이용하면서, 알루미늄계 금속의 양호한 전열성을 살려, 기판 유지면(10a) 상의 기판 등을 효율적이면서 또한 균일하게 온도 조절하는 것이 가능하게 된다.
이 온도 조절 장치(100)는, 예를 들면, CVD법(화학 기상 성장법)에 의한 성막 장치에 있어서 기판을 냉각하는 냉각 장치로서 적용할 수 있다. 이 경우에는, CVD 챔버 내에 온도 조절 장치(100)를 설치하고, 도입구(21) 및 도출구(22)에, 열 매체를 도입 및 도출하기 위한 배관을 접속한다. 그리고, 기판을 기판 유지면(10a) 상에 재치하고, 열 매체로서의 냉각수를 도입구(21)로부터 도입한다. 그것에 의해, 냉각수가 유로(23) 안을 유통하고, 기판 유지면(10a)으로부터 전달된 열을 흡수하고, 도출구(22)를 통과하여 배출된다. 그것에 의해, 기판 유지면(10a) 상의 기판이 균일하게 냉각된다.
다음으로, 온도 조절 장치(100)의 변형예에 대하여 설명한다. 온도 조절 장치(100)에 있어서는, 플레이트(10)에 매설하는 파이프의 형상(단면 및 경로)을 변경함으로써, 원하는 유로를 형성할 수 있다.
도 4a에 나타내는 파이프(41)는, 단면을 타원형으로 하고, 타원의 긴 지름이 기판 유지면(10a)에 평행하게 되도록 배치한 것이다. 이 경우에는, 기판 유지면(10a)을 향한 열의 전달량을 증가시킬 수 있기 때문에, 기판 유지면(10a) 상의 기판 등에 대한 냉각 효율 또는 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4b에 나타내는 파이프(42)는, 단면을 장방형으로 하고, 긴 변이 기판 유지면(10a)과 평행하게 되도록 배치한 것이다. 이 경우에도, 기판 유지면(10a)을 향한 열 전달량의 증가에 의해, 냉각 효율 또는 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4c에 나타내는 파이프(43)는, 단면을 삼각형으로 하고, 3변 중의 1변이 기판 유지면(10a)과 평행하게 되도록 배치한 것이다. 이 경우에는, 냉각 효율 또는 가열 효율의 향상에 더하여, 퇴적부(12)의 형성 시에, 성막 장치(30)의 홀더(36)를 크게 기울이지 않고, 다른 2변 상에 분체(1)를 퇴적시킬 수 있다.
또, 도 5에 나타내는 파이프(50)와 같이, 열 매체의 도입구(51) 및 도출구(52)를, 플레이트(10)의 원하는 위치에 배치해도 된다. 그것에 의해, 도입구(51) 및 도출구(52)에 접속되는 배관의 자유도를 높게 할 수 있다.
(실시 형태 2)
다음으로, 본 발명의 실시 형태 2와 관련된 온도 조절 장치에 대하여 설명한다. 도 6a는 실시 형태 2와 관련된 온도 조절 장치의 구조를 나타내는 상면도이다. 또, 도 6b는, 도 6a에 나타내는 온도 조절 장치를 적용한 냉각 장치를 나타내는 측면도이다.
온도 조절 장치(200)는, 원반 형상의 플레이트(60)와, 당해 플레이트(60)에 매설된 파이프(70)를 구비하고 있다. 또한, 플레이트(60) 및 파이프(70)를 형성하는 재료에 대해서는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 동일하다.
플레이트(60)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 벌크재인 베이스판(61)과, 콜드 스프레이법에 의해 형성된 퇴적부(62)를 가지고 있다. 또, 플레이트(60)의 주면은, 온도 조절 대상인 기판 등을 재치하는 기판 유지면(60a)으로 되어 있다.
파이프(70)는, 소용돌이를 왕복시킨 형상을 가지고 있다. 또, 열 매체의 파이프(70)로의 도입구(71) 및 도출구(72)는, 기판 유지면(60a)의 중심 부근에 배치되어 있다. 파이프(70)를 이러한 형상으로 함으로써, 후술하는 도입용 배관(73) 및 배출용 배관(74)을, 플레이트(60)를 지지하는 지지 기둥(63) 내에 수용할 수 있다. 또한, 파이프(70)의 단면 형상에 대해서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 원하는 형상으로 해도 된다.
이러한 온도 조절 장치(200)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 성막 장치(30)를 사용하고, 베이스판(61) 및 파이프(70)에 분체(1)를 분사하여 퇴적부(62)를 형성함으로써 제조된다. 이때, 분체(1)가 파이프(70)의 도입구(71) 및 도출구(72)로 들어가지 않도록, 도입구(71) 및 도출구(72)를 막아 두면 된다.
온도 조절 장치(200)를 냉각 장치에 적용하는 경우에는, 예를 들면, 열 매체로서의 냉각수를 파이프(70)에 도입하는 도입용 배관(73)을 도입구(71)에 접속하고, 냉각수를 파이프(70)로부터 배출하는 배출용 배관(74)을 도출구(72)에 접속하여, 파이프(70) 내에 냉각수를 순환시키면 된다.
이상 설명한 실시 형태 1 및 2에 있어서는, 플레이트(10, 60)의 베이스판(11, 61) 측을 기판 유지면(10a, 60a)으로 하고 있지만, 퇴적부(12, 62) 측을 기판 유지면으로 해도 된다. 이 경우에는, 퇴적부(12, 62)를 형성한 후에, 연마에 의해 퇴적면을 평활하게 하면 된다.
또, 실시 형태 1 및 2에 있어서, 퇴적부(12, 62)를 형성한 후에, 연마나 절삭 등에 의해 베이스판(11, 61)을 제거하고, 이 제거면에, 성막 장치(30)를 사용하여 퇴적부(12, 62)와 연속하는 알루미늄계 금속의 층을 형성해도 된다. 이와 같이 하여도, 파이프(20, 70)의 가려져 있던 영역[예를 들면, 도 2의 (b)의 간극(14)]에, 파이프(20, 70)에 밀착된 알루미늄계 금속의 층을 퇴적시킬 수 있다.
1: 분체 10, 60: 플레이트
10a, 60a: 기판 유지면 11, 61: 베이스판
12, 62: 퇴적부 14: 간극
15: 퇴적면 20, 41, 42, 43, 50, 70: 파이프
21, 51, 71: 도입구 22, 52, 72: 도출구
23: 유로 30: 성막 장치
31: 가스 도입관 31a, 31b: 밸브
32: 분체 공급부 32a: 분체 공급관
33: 히터 33a: 가스용 배관
34: 챔버 35: 노즐
36: 홀더 63: 지지 기둥
73: 도입용 배관 74: 배출용 배관
100, 200: 온도 조절 장치

Claims (11)

  1. 소정의 열 매체에 대한 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해 형성되고, 상기 열 매체를 유통시키는 유로를 이루는 파이프와,
    알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금의 분체를 가스와 함께 가속하고, 상기 파이프를 향하여 고상(固相) 상태인 채로 분사하여 퇴적시킴으로써 형성되며, 상기 파이프를 매설시킨 플레이트를 구비하고,
    상기 플레이트는, 상기 파이프에 인접 배치된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 베이스판을 가지는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는, 콜드 스프레이법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플레이트는, 온도 조절 대상인 기판을 재치(載置)하는 기판 유지면을 가지는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파이프는, 구리(Cu), 구리계 합금, 스테인리스강, 니켈(Ni), 니켈계 합금, 탄탈(Ta), 탄탈계 합금, 니오브(Nb), 니오브계 합금, 티탄, 티탄계 합금, 구리-니켈 합금 중 어느 것에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 기재된 온도 조절 장치와,
    상기 파이프에 냉각수를 도입하는 도입용 배관과,
    상기 파이프로부터 냉각수를 배출하는 배출용 배관을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  6. 내식성을 가지는 금속 또는 합금에 의해, 열 매체를 유통시키는 파이프를 형성하는 파이프 형성 공정과,
    알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금의 분체를 가스와 함께 가속하고, 상기 파이프를 향하여 고상 상태인 채로 분사하여 퇴적시킴으로써, 상기 파이프를 매설시키는 플레이트를 형성하는 플레이트 형성 공정을 포함하고,
    상기 플레이트 형성 공정은, 상기 파이프를 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 베이스판 상에 재치하고, 상기 분체를 상기 베이스판을 향하여 분사하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플레이트 형성 공정은, 콜드 스프레이법에 의해 행하여지는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치의 제조 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 플레이트의 표면을 연마함으로써, 온도 조절되는 기판을 재치하는 기판 유지면을 형성하는 기판 유지면 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치의 제조 방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 파이프 형성 공정은, 구리(Cu), 구리계 합금, 스테인리스강, 니켈(Ni), 니켈계 합금, 탄탈(Ta), 탄탈계 합금, 니오브(Nb), 니오브계 합금, 티탄, 티탄계 합금, 구리-니켈 합금 중 어느 것에 의해 상기 파이프를 형성하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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