KR20110127064A

KR20110127064A - 온도 조절 장치

Info

Publication number: KR20110127064A
Application number: KR1020110035113A
Authority: KR
Inventors: 와타루 기요사와
Original assignee: 가부시키가이샤 케르쿠
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2011-11-24
Also published as: KR101242451B1; JP5437910B2; US20110283715A1; US9752806B2; JP2011243731A

Abstract

본 발명은, 터미널의 존재에 의해 각각의 영역에서 열전(熱電) 모듈로서의 기능이 일부에서도 손상되지 않도록 함으로써 온도 조절 성능의 저하를 억제한다. 4개의 영역(11, 12, 13, 14) 중 가장 외측의 영역(14)을 제외한 내측의 영역(11, 12, 13)의 열전 모듈(40)의 열교환판측 전극(42)에는, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)이 설치되어 있다. 전극 연장부(44)는, 인접하는 열전 소자(43P, 43N)에 끼워져 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다. 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 열전 모듈(40)의 외측에 배치되어 있다.

Description

온도 조절 장치{TEMPERATURE ADJSTMENT APPARATUS}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 온도 조절 대상물의 온도 조절 장치에 관한 것이다.

실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼에 처리를 행하는 공정에는, 실리콘 웨이퍼의 온도를 목표 온도로 제어하고, 또한 실리콘 웨이퍼(또는 실리콘 웨이퍼상의 퇴적물)의 면내(面內)의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 제어하지 않으면 안되는 공정이 있다. 실리콘 웨이퍼의 면내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로(면내를 균일하게 하거나, 면내 온도 분포를 각 부에서 상이하게 하거나) 하는 것이, 특히 최근, 반도체 디바이스의 품질을 고품질로 하는 데 있어서, 요구되고 있다.

(종래의 실시 기술)

그래서, 전술한 온도 조절의 정밀도를 향상시키기 위해, 열전(熱電) 모듈을 복수의 영역으로 나누어 각각의 영역마다 독립적으로 온도 제어하는 기술이 실시되고 있다.

도 1은 종래의 온도 조절 장치(100)의 구조를 나타낸다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 온도 조절 장치(100)는, 온도 조절 대상물인 실리콘 웨이퍼(반도체 웨이퍼)가 탑재되는 스테이지(20)와, 예를 들면, 수냉판으로 구성되는 열교환판(30)과, 이들 스테이지(20)와 열교환판(30)에 의해 협지된 열전 모듈 플레이트(140)로 이루어진다. 열전 모듈 플레이트(140)는, 열전 모듈(40)이 배치된 플레이트이며, 열전 모듈 플레이트(140) 중에서 열전 모듈(40)로서 기능하는 부분을 사선에 의해 나타낸다.

도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 열전 모듈(40)은, 스테이지(20) 측에 온도 조절측 전극(41)이 배치되고, 열교환판(30) 측에 열교환판측 전극(42)이 배치되고, 열전 소자(43P, 43N)의 한쪽 단면(端面)에 온도 조절측 전극(41)이 접속되고, 열전 소자(43P, 43N)의 다른 쪽 단면에 열교환판측 전극(42)이 접속되어 이루어지는 것이다. P형의 열전 소자(열전반도체)(43P), N형의 열전 소자(열전반도체)(43N)가 교호적(交互的)으로 전극(41, 42)을 통하여 전기적으로 직렬 접속됨으로써, 열전 모듈(4O)이 구성되어 있다.

열전 모듈(40)은, 열교환판측 전극(42)에 터미널(45)을 통하여 전류를 통전(通電)함으로써 작동한다. 즉, 온도 조절측 전극(41), 열교환판측 전극(42)와 직렬로 접속된 P형 및 N형의 열전 소자(43P, 43N)에 전류를 흐르게 하면, 전극 사이에서 전하의 이동이 일어나, 그 전하가 열(에너지)을 옮기기 때문에 열의 이동이 일어난다. 이로써, 한쪽의 온도 조절측 전극(41) 측에서는 흡열(吸熱) 현상에 의해 냉각되고, 다른 쪽의 열교환판측 전극(42) 측에서는 발열(發熱) 현상에 의해 열이 방출된다. 또한, 역방향으로 전류를 흐르게 하면, 온도 조절측 전극(41) 측에서는, 발열 현상에 의해 열이 방출된다. 즉, 전류의 통전 방향을 따라 온도 조절측 전극(41) 측에 대응하는 스테이지(20)면에서 흡열 작용 또는 발열 작용이 행해진다. 그리고, 전술한 열전 모듈(4O)의 작동에, 칠러(chiller)가 병용되어, 스테이지(20) 면상에서 실리콘 웨이퍼의 온도 조절이 행해진다.

도 3은 종래의 열전 모듈(40)의 상면도를 나타내고 있다.

열전 모듈(40)은, 스테이지(20)의 중심으로부터 외측을 향한 복수의 영역(11, 12, 13, 14)마다 터미널(45)을 통하여 전류가 통전됨으로써 독립적으로 온도 조절 가능하게 배치되어 있다. 중심의 영역(11)은 원형상이며, 그 외측의 각각의 영역(12, 13, 14)은 원환형으로 형성되어 있다. 복수의 영역(11, 12, 13, 14)의 각각의 터미널(45)은, 각각의 영역(11, 12, 13, 14) 내에 배치되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 터미널(45) 및 열교환판(30)에는 각각, 구멍(45a, 30a)이 형성되어 있고, 전류 통전용의 샤프트(51)가 터미널(45)의 구멍(45a) 및 열교환판(30)의 구멍(30a)에 삽통(揷通)된다. 그리고, 외부로부터 도시하지 않은 전기 신호선이 샤프트(51)에 전기적으로 접속되어, 열교환판측 전극(42)에 대한 통전이 행해진다.

(특허 문헌 1에 기재된 종래 기술)

특허 문헌 1에는, 열전 모듈이, 스테이지의 중심으로부터 외측을 향한 복수의 영역마다 터미널을 통하여 전류가 통전됨으로써 독립적으로 온도 조절 가능하게 배치되는 구성이 개시되어 있다. 그리고, 이들 각각의 영역마다 열전 모듈을 독립적으로 작동시켜, 스테이지 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼의 면내 온도 분포를 균일하게 하거나, 면내 온도가 내주부와 외주부에서 온도 분포가 상이하도록 제어하는 발명이 기재되어 있다.

(특허 문헌 2에 기재된 종래 기술)

특허 문헌 2에는, 스테이지측의 온도 조절측 전극에 증설부를, 볼트 장착공의 근처까지 연장하여 설치하는 구성이 개시되어 있다. 이 볼트 장착공은, 스테이지와 열교환판(수냉판)을 결합하는 볼트가 삽통되는 구멍이다.

일본특표 제2000-508119호 공보 일본공개특허 제2001-111121호 공보

도 3에 나타낸 종래의 열전 모듈(40)의 배치에서는, 복수의 영역(11, 12, 13, 14)의 각각의 터미널(45)이, 각각의 영역(11, 12, 13, 14) 내에 배치되어 있으므로, 터미널(45)이 존재하고 있는 부분에는, 열전 소자(43P, 43N), 온도 조절측 전극(41)을 배치할 수 없어, 그 부분에서 열전 모듈(40)로서의 기능이 손상된다. 즉, 영역의 일부에 열적(熱的)으로 결락(缺落)된 부분이 생겨, 본래 열교환이 필요한 부분임에도 불구하고, 그 부분에서 열교환이 행해지지 않아, 요구되는 온도 조절 성능이 손상되어 버린다.

특히, 영역의 수가 증가할수록, 각각의 영역의 열전 모듈(4O)에 전력을 공급하기 위한 터미널(45)의 수가 증가하여 열전 모듈(40)로서 기능하지 않는 면적이 증대하여, 온도 조절 성능이 저하된다.

열전 소자(43P, 43N), 온도 조절측 전극(41), 열교환판측 전극(42)은, 이상적(理想的)으로는, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 형상(원형상 또는 원환형)에 따라 정연(整然)하게 중단되는 일 없이 배치되어 있는 것이, 온도 조절 성능의 정밀도를 향상시키기 위해 필요하다. 그러나, 터미널(45)의 존재에 의해, 정연하게 중단되지 않는 배열이 곤란해진다. 이것을 도 4, 도 5를 참조하여 설명한다.

도 4, 도 5는 종래의 열전 모듈(4O)의 상면도의 일부를 확대하여 나타낸 도면이며, 열전 소자(43P, 43N), 열교환판측 전극(42), 열교환판측 전극(42)에 전기적으로 접속되어 있는 터미널(45)의 배치 구성예를 나타낸 것이다.

도 4에서는, 이상적으로는 원환형으로, 열전 소자(43P, 43N), 열교환판측 전극(42)이 정연하게 배열될 영역(13)의 일부에, 영역(13)에 전류를 통전하는 터미널(45)이 배치되어 있다. 그러므로 영역(13)의 원환 도중 부분에서 열전 모듈(40)로서 기능이 손상되어, 영역(13)의 모든 영역에 균일한 온도 분포를 형성하는 것이 곤란해진다.

도 5에서는, 영역(12)에 전류를 통전하는 터미널(45)을, 그 내측의 영역(11)으로 위로 밀어내 배치한 예를 나타내고 있다. 그러므로 이상적으로는 진원형(眞圓形)으로, 열전 소자(43P, 43N), 열교환판측 전극(42)이 정연하게 배열될 영역(11)의 일부에서, 열전 모듈(40)로서 기능하지 않는 결실(缺失) 부분이 생겨, 불균일한 형상으로만 열전 모듈(40)이 기능하게 되어, 온도 조절 기능이 스폿(spot)적으로 저하되어, 영역(11)의 모든 영역에 균일한 온도 분포를 형성하는 것이 곤란해진다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 터미널(45)의 존재에 의해 각각의 영역(1, 2, 3, 4)에서 열전 모듈(40)로서의 기능이 손상되어, 온도 조절 성능이 저하되는 것을 억제할 수 있도록 하는 것을 해결 과제로 하는 것이다.

그리고, 상기 각각의 특허 문헌에는, 본 발명의 문제점을 해결하기 위한 구성은 전혀 기재되어 있지 않다.

그래서, 제1 발명은,

온도 조절 대상물이 탑재되는 스테이지와, 열교환판과, 스테이지측에 온도 조절측 전극이 배치되고, 열교환판측에 열교환판측 전극이 배치되고, 열전 소자의 한쪽 단면에 온도 조절측 전극이 접속되고, 열전 소자의 다른 쪽 단면에 열교환판측 전극이 접속되어 이루어지는 열전 모듈을 구비하고, 열교환판측 전극에 터미널을 통하여 전류를 통전함으로써 열전 모듈을 작동시켜 온도 조절 대상물의 온도 조절을 행하는 온도 조절 장치에 있어서,

열전 모듈은, 스테이지의 중심으로부터 외측을 향한 복수의 영역마다 터미널을 통하여 전류가 통전됨으로써, 독립적으로 온도 조절 가능하게 배치되어 있고,

복수의 영역 중 하나 또는 복수의 영역의 열교환판측 전극에는, 전극 연장부를 통하여 터미널이 형성되어 있고,

전극 연장부는, 인접하는 열전 소자에 끼워져 온도 조절측 전극이 설치되는 위치에 배치되어 있고,

터미널은, 가장 외측 영역의 외측 및/또는 가장 면적이 큰 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제2 발명은, 제1 발명에 있어서,

복수의 영역 중 가장 외측의 영역을 제외한 각각의 영역의 열전 모듈의 열교환판측 전극에는, 전극 연장부를 통하여 터미널이 형성되어 있고,

모든 영역의 터미널은, 가장 외측 영역의 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제3 발명은, 제1 발명에 있어서,

모든 영역의 터미널은, 가장 내측의 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제4 발명은, 제1 발명에 있어서,

모든 영역의 터미널은, 가장 면적이 큰 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제5 발명은, 제1 발명에 있어서,

복수의 영역 중, 외측 영역의 터미널은, 가장 외측 영역의 외측에 배치되어 있는 동시에, 내측 영역의 터미널은, 가장 내측의 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제6 발명은, 제1 발명에 있어서,

각각의 영역마다의 터미널은, 플러스 터미널과 마이너스 터미널로 이루어지고,

전극 연장부는, 플러스 터미널과 마이너스 터미널의 각각에 형성되어 있고,

하나 또는 복수의 영역의 플러스 터미널과 마이너스 터미널 중 한쪽의 터미널은, 전극 연장부를 통하여 내측의 영역에 배치되어 있는 동시에, 다른 쪽의 터미널은, 전극 연장부를 통하여 외측의 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제7 발명은, 제3 발명에 있어서,

전극 연장부가 설치된 플러스 터미널과 전극 연장부가 설치된 마이너스 터미널은 서로, 적어도 2개의 열전 소자에 상당하는 거리만큼 이격(離隔)되어, 플러스 터미널과 마이너스 터미널이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제8 발명은, 제4 발명에 있어서,

전극 연장부가 설치된 플러스 터미널과 전극 연장부가 설치된 마이너스 터미널은 서로, 적어도 2개의 열전 소자에 상당하는 거리만큼 이격되어, 플러스 터미널과 마이너스 터미널이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제9 발명은, 제4 발명에 있어서,

전극 연장부가 설치된 플러스 터미널과 전극 연장부가 설치된 마이너스 터미널은, 가장 면적이 큰 영역의 경계로부터 적어도 2개의 열전 소자에 상당하는 거리만큼 이격된 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

제10 발명은, 제1 발명으로부터 제9 발명에 있어서,

터미널 및 열교환판에는, 구멍이 형성되어 있고, 전류 통전용의 샤프트가 터미널 및 열교환판의 구멍에 삽통되어 있는 것을 특징으로 한다.

제11 발명은, 제1 발명 내지 제9 발명에 있어서,

열교환판측 전극과 전극 연장부와 터미널은, 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 복수의 영역 중 하나 또는 복수의 영역의 열교환판측 전극에, 전극 연장부를 통하여 터미널을 설치하고, 전극 연장부를, 인접하는 열전 소자에 끼워져 온도 조절측 전극이 설치되는 위치에 배치하고, 터미널을, 가장 외측 영역의 외측 및/또는 가장 면적이 큰 영역에 배치하도록 했으므로, 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다.

각각의 영역 중 전극 연장부가 존재하고 있는 부분에서는, 전극 연장부를 넘어서 걸친 태양으로 온도 조절측 전극이 배치되어 있다. 그러므로, 각각의 영역 중 전극 연장부가 존재하고 있는 부분에서 열전 모듈로서의 기능이 분단(分斷)되지 않아, 열전 모듈의 기능이 유지되게 된다.

가장 외측 영역의 외측은, 열전 모듈로서 원래 기능하지 않는 부분이며, 이 장소에 터미널을 배치해도, 그에 따라 열전 모듈의 기능에 영향을 주지 않는다. 또한, 가장 면적이 큰 영역은, 면적이 작은 영역과 비교하여, 같은 크기의 터미널을 배치했을 때 상기 영역 내의 온도 분포에 주는 영향은 작다.

따라서, 본 발명에 의하면, 터미널의 존재에 따른 온도 조절 기능의 저하를 억제할 수 있어, 각각의 영역에서의 온도 분포에 주는 영향을 매우 작게 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 온도 조절 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)는, 열전 모듈의 동작을 설명하기 위해 사용한 도면이며, 도 2의 (b)는, 전극 터미널의 구성도이다.
도 3은 종래의 열전 모듈 플레이트의 상면도이다.
도 4는 종래의 열전 모듈의 단면의 일부를 확대하여 나타낸 도면이며, 열전 소자, 열교환판측 전극, 열교환판측 전극에 전기적으로 접속되어 있는 터미널의 배치 구성예를 나타낸 것이다.
도 5는 종래의 열전 모듈의 단면(斷面)의 일부를 확대하여 나타낸 도면이며, 열전 소자, 열교환판측 전극, 열교환판측 전극에 전기적으로 접속되어 있는 터미널의 배치 구성예를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예의 온도 조절 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 제1 실시예의 열전 모듈 플레이트의 상면도이다.
도 8은 열전 모듈의 구조의 사시도이다.
도 9는 도 8의 화살표 A 방향에서 본 도면이다.
도 10은 열전 모듈의 단면의 일부를 확대하여 나타낸 도면이며, 도 8의 사시도를 평면도로 치환한 도면이다.
도 11의 (a), (b)는 각각, 열전 모듈이 동작할 때의 스테이지면의 온도 분포를 나타낸 도면이며, 도 11의 (a)는 본 실시예, 도 11의 (b)는 종래 기술로서 양자를 비교하기 위해 사용한 면내 온도 분포도이다.
도 12는 제2 실시예의 열전 모듈 플레이트의 상면도이다.
도 13은 열전 모듈의 단면의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 14는 제2 실시예에 있어서의 열전 모듈 동작 시의 면내 온도 분포도이다.
도 15의 (a), (b)는, 플러스 터미널과 마이너스 터미널을, 전극 연장부를 통하여, 가장 면적이 큰 영역의 경계로부터 이격시키고, 또한 서로 이격시켜 배치한 경우(제2 실시예)와, 동일한 플러스 터미널과 마이너스 터미널을 가장 면적이 큰 영역의 경계에 근접시키고, 또한 서로 인접시켜 배치한 경우(비교예)를 대비하여 나타낸 면내 온도 분포도이다.
도 16은 제2 실시예의 비교예를 나타낸 도면이다.
도 17은 제3 실시예의 열전 모듈 플레이트의 상면도이다.
도 18은 제4 실시예의 열전 모듈 플레이트의 상면도이다.
도 19는 제5 실시예의 열전 모듈 플레이트의 상면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 온도 조절 장치의 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 6은 온도 조절 장치(100)의 구성을 나타내고 있다.

실시 형태의 온도 조절 장치(100)는, 스테이지(20) 상에 탑재된 도시하지 않은 실리콘 웨이퍼의 온도를 목표 온도로 제어하고, 또한 실리콘 웨이퍼의 면내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 제어하기 위한 장치이다. 이 온도 조절 장치(100)는, 예를 들면, 건식(乾式) 공정에 사용된다. 그리고, 온도 조절 장치(100)에 사용되는 칠러 장치(chilling apparatus)의 도시는 생략한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 온도 조절 장치(100)는, 온도 조절 대상물인 실리콘 웨이퍼(반도체 웨이퍼)가 탑재되는 스테이지(20)와, 예를 들면, 수냉판으로 구성되는 열교환판(30)과, 이들 스테이지(20)와 열교환판(30)에 의해 협지된 열전 모듈 플레이트(140)로 이루어진다. 열전 모듈 플레이트(140)는, 열전 모듈(40)이 배치된 플레이트이며, 열전 모듈 플레이트(140)의 면내 중에서 열전 모듈(40)로서 기능하는 부분을 사선에 의해 나타낸다.

스테이지(20)는, 예를 들면, 진공 챔버 내에 배치되어 있다. 스테이지(20) 상에는, 반도체 웨이퍼, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼가 탑재된다. 실리콘 웨이퍼는, 정전기에 의해 스테이지(20) 상에 유지된다. 단, 스테이지(20)와 실리콘 웨이퍼와의 사이의 열전달의 효율을 높이기 위해 스테이지(20)와 실리콘 웨이퍼의 사이에 헬륨 가스를 흐르게 해도 된다. 건식 공정 시에는, 진공 챔버 내는 진공 흡인되어 있고, 소정의 저압으로 유지된다. 스테이지(20)의 하부에는, 스테이지(20) 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼의 면내 온도 분포를 조정 가능하도록 열전 모듈(4O)이 배치되어 있다.

도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 열전 모듈(40)은, 스테이지(20) 측에 온도 조절측 전극(41)이 배치되고, 열교환판(30) 측에 열교환판측 전극(42)이 배치되고, 열전 소자(43P, 43N)의 한쪽 단면에 온도 조절측 전극(41)이 접속되고, 열전 소자(43P, 43N)의 다른 쪽 단면에 열교환판측 전극(42)이 접속되어 이루어지는 것이다. P형의 열전 소자(열전반도체)(43P), N형의 열전 소자(열전반도체)(43N)가 교호적으로 전극(41, 42)을 통하여 전기적으로 직렬 접속됨으로써 열전 모듈(40)이 구성되어 있다. 그리고, 이하에 있어서, 열전 소자에 대하여 P형과 N형을 구별하지 않고 총칭할 때는, 「열전 소자(43)」라고 총칭하는 것으로 한다.

열전 모듈(40)은, 열교환판측 전극(42)에 터미널(45)을 통하여 전류를 통전함으로써 작동한다. 여기서, 터미널(45)은, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)로 이루어진다. 본 명세서에 있어서, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)을 구별하지 않고 동일한 것으로 하여 취급하는 경우에는, 「터미널(45)」이라고 총칭하고, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)을 구별하여 취급하는 경우에는, 각각 「플러스 터미날(45A)」, 「마이너스 터미널(45B)」이라고 하기로 한다.

온도 조절측 전극(41), 열교환판측 전극(42)과 직렬로 접속된 P형 및 N형의 열전 소자(43P, 43N)에 전류를 흐르게 하면, 전극 사이에서 전하의 이동이 일어나, 그 전하가 열(에너지)을 옮기기 때문에 열의 이동이 일어난다. 이로써, 한쪽의 온도 조절측 전극(41) 측에서는 흡열 현상에 의해 차가와지고, 다른 쪽의 열교환판측 전극(42) 측에서는 발열 현상에 의해 열이 방출된다. 또한, 역방향으로 전류를 흐르게 하면, 온도 조절측 전극(41) 측에서는, 발열 현상에 의해 열이 방출된다. 즉, 전류의 통전 방향을 따라 온도 조절측 전극(41) 측에 대응하는 스테이지(20)면에서 흡열 작용 또는 발열 작용이 행해진다. 그리고, 전술한 열전 모듈(40)의 작동에, 칠러가 병용되어, 스테이지(20)면 상에서의 실리콘 웨이퍼의 온도 조절이 행해진다.

(제1 실시예)

제1 실시예에서는, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다. 그리고, 제1 실시예를 포함하여 열전 모듈(40)은, 특별히 한정되지 않는 한, 4개의 영역(11, 12, 13, 14)으로 구성되며, 이들 4개의 영역(11, 12, 13, 14) 중 가장 내측의 영역(11)의 면적이 큰 것으로 한다.

도 7은 제1 실시예의 열전 모듈 플레이트(140)의 상면도를 나타내고 있다.

열전 모듈(40)은, 스테이지(20)의 중심으로부터 외측을 향한 복수의 영역(11, 12, 13, 14)마다 터미널(45)을 통하여 전류가 통전됨으로써 독립적으로 온도 조절 가능하게 배치되어 있다. 중심의 영역(11)은 원형상으로, 그 외측의 각각의 영역(12, 13, 14)은 원환형으로 형성되어 있다.

도 8은 열전 모듈(40)의 구조를 사시도에 의해 나타내고 있다. 또한, 도 9는 도 8의 화살표 A에서 본 도면을 나타낸다.

즉, 도 7, 도 8, 도 9를 모두 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 4개의 영역(11, 12, 13, 14) 중 가장 외측의 영역(14)을 제외한 내측의 영역(11, 12, 13)의 열교환판측 전극(42)에는, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)이 설치되어 있다. 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측, 즉 열전 모듈(40)의 외측에 배치되어 있다(도 7 참조).

도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 열교환판측 전극(42)과 전극 연장부(44)와 터미널(45)은, 일체로 형성되어 있고, 전체로서 전극 터미널(50)을 구성한다. 그리고, 열교환판측 전극(42)과 전극 연장부(44)와 터미널(45)을 별개의 부품으로 하고, 이들 부품을 접속함으로써 전극 터미널(50)을 구성해도 된다.

전극 연장부(44)는, 인접하는 열전 소자(43P, 43N)에 끼워져 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다(도 8, 도 9 참조).

도 8에서는, 가장 내측의 영역(11)의 전극 터미널(50)을 대표하여 나타내고 있다. 영역(11)의 전극 터미널(50)을 구성하는 전극 연장부(44)는, 외측의 영역(12, 13, 14)의 각각의 열전 소자(43P, 43N) 사이에 협지되고, 외측의 영역(12, 13, 14)의 각각의 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다. 영역(11)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측, 즉 열전 모듈 플레이트(140) 중 열전 모듈(40)로서 기능하지 않는 부분(도 6의 사선 밖)에 배치되어 있다. 터미널(45)에는, 구멍(45a)이 형성되어 있다.

한편, 도 6에 나타낸 바와 같이, 열교환판(30)에는 구멍(30a)이 형성되어 있다. 전류 통전용의 샤프트(51)가 터미널(45)의 구멍(45a) 및 열교환판(30)의 구멍(30a)에 삽통된다. 그리고, 외부로부터 도시하지 않은 전기 신호선이 샤프트(51)에 전기적으로 접속되어, 열교환판측 전극(42)에 대한 통전이 행해진다.

도 10은 열전 모듈(40)의 일부를 확대하여 나타낸 도면이며, 도 8을 수평 방향으로 절단했을 때의 횡단면도이다. 그리고, 도 10에서는, 전극 연장부(44)를 넘어서 걸친 온도 조절측 전극(41)에 대해서는, 설명의 편의를 위해 굵은 실선으로 하여 나타내고 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 각각의 영역(12, 13, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서는, 전극 연장부(44)를 넘어서 걸친 태양으로 온도 조절측 전극(41)이 배치되어 있다. 그러므로, 각각의 영역(12, 13, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서 열전 모듈(40)로서의 온도 조절 기능이 분단되지 않고, 열전 모듈(40)의 기능이 유지되게 된다. 영역(11)의 터미널(45)에 대하여 설명하였으나, 다른 영역(12) 또는 영역(13)의 터미널(45)에 대해서도 마찬가지이며, 각각의 영역(12, 13, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서 열전 모듈(40)로서의 기능이 분단되지 않고 유지된다.

단, 전극 연장부(44)가 존재하는 부분에서는, 열전 소자(43P, 43N)를 배치할 수 없다. 따라서, 그것에 의한 약간의 온도 조절 기능의 저하는 있다.

또한, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다. 가장 외측의 영역(14)의 외측은, 열전 모듈(40)로서 원래 기능하지 않는 부분이며, 이 장소에 터미널(45)을 배치해도, 그에 따라 열전 모듈(40)의 기능에 영향을 주지 않는다.

따라서, 제1 실시예에 의하면, 터미널(45)의 존재에 따른 온도 조절 기능의 저하를 억제할 수 있어 각각의 영역(11, 12, 13, 14)에서의 온도 분포에 주는 영향을 매우 작게 억제할 수 있고, 종래 발생하고 있던 열전 모듈(4O)의 기능이 스폿적으로 저하되는 문제점을 해결할 수 있다.

도 11의 (a), (b)는 각각, 열전 모듈(40)이 동작할 때의 스테이지(20)면의 온도 분포를, 제1 실시예와 종래 기술과 비교하여 나타낸 도면이다. 스테이지(20) 상의 온도 분포를, 농도로 나타내고 있다. 스테이지(20)의 백색 부분을, 온도 분포를 설명하기 위한 편의상의 기준 온도로서, 백색으로부터 흑색까지의 계조(階調)에 의해 기준 온도에 대한 온도차를 나타내고 있다. 기준 온도보다 온도가 높을수록 또는 기준 온도보다 온도가 낮을수록, 흑색에 접근하고 있다. 스테이지(20)에서 링형으로 백색으로 되어 있는 부분보다 내측의 영역은 기준 온도에 대하여 온도가 높은 영역이며, 농도가 진할수록 온도가 높아져 있다. 이에 대하여 스테이지(20)에서 링형으로 백색으로 되어 있는 부분보다 외측의 영역은 기준 온도에 대하여 온도가 낮은 영역이며, 농도가 진할수록 온도가 낮아지고 있다.

도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 종래 기술의 경우에는, 도 3에 있어서 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45, 45, 45, 45)이 존재하는 4개소의 장소에서, 스폿적으로 온도가 저하되어 내려가[도 11의 (b) 중의 백색의 링보다 외측의 영역은 넓게 스폿적으로 흑색으로 되어 있고], 온도 분포가 불균일해지고, 온도 조절 기능이 손상되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 대하여 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 제1 실시예의 경우에는, 스테이지(20)의 면내에서 스폿적인 온도 저하는 볼 수 없고[도 11의 (a) 중의 백색의 링보다 외측의 영역은 좁고 스폿적으로 흑색으로 되어 있는 부분은 없고], 온도 분포가 면내에서 균일해져, 온도 조절 기능이 종래 기술에 비해 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

그리고, 제1 실시예에서는, 열전 모듈(40)이 4개의 영역으로 구성되어 있는 경우를 상정(想定)하여 설명하였으나, 열전 모듈(40)이 적어도 2개의 영역[예를 들면, 영역(11)(내측), 영역(12)(외측)]을 가지고 있으면, 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.

이 경우, 하나 또는 복수의 영역[영역(11)]의 열교환판측 전극(42)에, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)을 설치하고, 터미널(45)을, 가장 외측의 영역[영역(12)]의 외측에 배치하면 된다.

(제2 실시예)

제1 실시예에서는, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)이, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 실장(實裝)하는 온도 조절 장치(100)에 따라서는, 열전 모듈 플레이트(140)의 면적에 여유가 없는 등의 이유에 의해, 가장 외측의 영역(14)의 외측 터미날(45)을 배치하는 것이 곤란한 경우가 있다.

그래서, 이 제2 실시예에서는, 가장 내측의 영역(11)이 가장 면적이 크므로, 열전 모듈(40)의 기능에 주는 영향이 가장 적은 점을 감안하여, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)을, 가장 내측의 영역(11)에 배치한다.

도 12는 제2 실시예의 열전 모듈 플레이트(140)의 상면도를 나타내고 있다. 그리고, 이하에서는, 제1 실시예와 중복되는 구성 부분에 대해서는 적절하게 설명을 생략하고, 상이한 구성 부분에 대하여 설명한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 4개의 영역(11, 12, 13, 14)의 열교환판측 전극(42)에는, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)이 설치되어 있다[도 2의 (b) 참조]. 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)은, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있다.

그리고, 제1 실시예와 마찬가지로, 전극 연장부(44)는, 인접하는 열전 소자(43P, 43N)에 끼워져 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다(도 9 참조)

도 13은 도 10에 대응하는 도면이며, 열전 모듈(40)의 상면도의 일부를 확대하여 나타내고 있다.

도 13에서는, 가장 외측의 영역(14)의 전극 터미널(50)을 대표하여 나타내고 있다. 영역(14)의 전극 터미널(50)을 구성하는 전극 연장부(44)는, 내측의 영역(13, 12, 11)의 각각의 열전 소자(43P, 43N) 사이에 협지되고, 내측의 영역(13, 12, 11)의 각각의 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다. 영역(14)의 터미널(45)은, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있다.

전극 연장부(44)는, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)의 각각에 설치되어 있다.

전극 연장부(44)가 설치된 플러스 터미널(45A)과 전극 연장부(44)가 설치된 마이너스 터미널(45B)은 서로, 2개의 열전 소자(43)에 상당하는 거리만큼 이격되어, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)이 배치되어 있다.

또한, 전극 연장부(44)가 설치된 플러스 터미널(45A)과 전극 연장부(44)가 설치된 마이너스 터미널(45B)은, 가장 면적이 큰 영역(11)의 경계로부터 2개의 열전 소자(43)에 상당하는 거리만큼 이격된 위치에 배치되어 있다.

가장 외측의 영역(14)의 전극 터미널(50)에 대하여 설명하였으나, 다른 영역(13, 12, 11)의 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)에 대해서도, 동일하게 하여 전극 연장부(44)를 통하여, 가장 면적이 큰 영역(11)의 경계로부터 같은 거리만큼 이격된 위치에, 서로 같은 거리만큼 이격되어 배치된다.

본 제2 실시예에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 각각의 영역(12, 13, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서는, 전극 연장부(44)를 넘어서 걸친 태양으로 온도 조절측 전극(41)이 배치되어 있다. 그러므로, 각각의 영역(12, 13, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서 열전 모듈(40)로서의 기능이 분단되지 않고, 열전 모듈(40)의 기능이 유지되게 된다.

또한, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)이 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있다. 가장 내측의 영역(11)은, 가장 면적이 크므로, 면적이 작은 다른 영역(12, 13, 14)과 비교하여, 같은 크기의 터미널(45)을 배치했을 때 상기 영역(11) 내의 온도 분포에 주는 영향은 작다.

따라서, 본 제2 실시예에 의하면, 터미널(45)의 존재에 따른 온도 조절 기능의 저하를 억제할 수 있어 각각의 영역(11, 12, 13, 14)에서의 온도 분포에 주는 영향을 매우 작게 억제할 수 있다.

도 14는 제2 실시예의 면내 온도 분포도이며, 열전 모듈(40)이 동작할 때의 스테이지(20)면의 온도 분포를, 도 11과 마찬가지로 하여 나타내고 있다. 도 11의 (b)에서의 종래 기술의 경우와 대비한다. 종래 기술의 경우에는, 도 3에 있어서 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45, 45, 45, 45)이 존재하는 4개소의 장소에서, 스폿적으로 온도가 저하되어 내려가[도 11의 (b) 중의 백색의 링보다 외측의 영역은 넓게 스폿적으로 흑색으로 되어 있고], 온도 분포가 불균일해져, 온도 조절 기능이 손상되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 대하여 도 14에 나타낸 바와 같이, 본 제2 실시예의 경우에는, 스테이지(20)의 면내에서 스폿적인 온도 저하는 볼 수 없어(도 14 중의 백색의 링보다 외측의 영역은 좁고 스폿적으로 흑색으로 되어 있는 부분은 없고), 온도 분포가 면내에서 균일하게 되므로, 온도 조절 기능이 종래 기술에 비해 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

도 15의 (a), (b)는, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)을, 전극 연장부(44)를 통하여, 가장 면적이 큰 영역(11)의 경계로부터 이격시키기 위해 서로 이격시켜 배치한 경우(제2 실시예; 도 13)와 동일한 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)을 가장 면적이 큰 영역(11)의 경계에 배치하고, 또한 서로 인접시켜 배치한 경우(비교예)를 대비하여 나타낸 온도 분포도이다. 도 15에 있어서도 스테이지(20) 상의 온도를, 도 11과 동일하게 하여 나타내고 있다.

비교예를 도 13에 대응시켜 도 16에 나타낸다. 비교예는, 도 12에 있어서, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)을 도 16에 나타낸 바와 같이 배치한 것이다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 전극 연장부(44)가 설치된 플러스 터미널(45A)과 전극 연장부(44)가 설치된 마이너스 터미널(45B)은 서로, 인접하여 배치되어 있다.

또한, 전극 연장부(44)가 설치된 플러스 터미널(45A)과 전극 연장부(44)가 설치된 마이너스 터미널(45B)은, 가장 면적이 큰 영역(11)의 경계의 근접 위치에 배치되어 있다.

도 15의 (b)에 나타낸 바와 같이, 비교예의 경우에는, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45, 45, 45, 45)이 존재하는 4개소의 장소에서, 스폿적으로 온도가 저하되어 내려가[도 15의 (b) 중의 백색의 링보다 외측의 영역은 넓게 스폿적으로 흑색으로 되어 있고], 쿨 스폿(cool spot)이 현저하게 나타나고 있다. 그러므로, 온도 분포가 불균일해지고, 온도 조절 기능이 손상되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 대하여 도 15의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 제2 실시예의 경우에는, 스테이지(20)의 면내에서의 쿨 스폿의 범위는, 도 11의 (a)에 나타낸 제1 실시예의 경우보다 넓어지지만[도 11의 (a)에 대하여, 백색의 링보다 외측의 영역은 넓게 되어 있지만], 도 15의 (b)의 비교예보다 온도의 저하가 억제되어 있다[도 15의 (a) 중의 백색의 링보다 외측의 영역에서 스폿적으로 흑색으로 되어 있는 부분은 없다]. 그러므로, 비교예보다도 온도 분포가 면내에서 균일하게 되어, 온도 조절 기능이 비교예에 비해 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

가장 면적이 큰 영역(11)은, 쿨 스폿의 영향을 쉽게 받지 않아, 그 영향을 약하게 할 수 있다. 따라서, 가장 면적이 큰 영역(11)의 경계로부터 적어도 2개의 열전 소자(43)에 상당하는 거리만큼 이격시키고, 또한 서로 적어도 2개의 열전 소자(43)에 상당하는 거리만큼 이격시켜, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)을 배치하는 것이, 온도 분포를 균일하게 유지하는 데 유효한 것으로 생각된다.

그리고, 제2 실시예에서는, 열전 모듈(40)이 4개의 영역으로 구성되어 있는 경우를 상정하여 설명하였으나, 열전 모듈(40)이 적어도 3개의 영역(예를 들면, 영역(11)(가장 내측), 영역(12), 영역(13)(가장 외측)을 가지고 있으면, 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.

이 경우, 하나 또는 복수의 영역[예를 들면, 영역(13)]의 열교환판측 전극(42)에, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)을 설치하고, 터미널(45)을, 가장 내측의 영역[영역(11)]에 배치하면 된다.

도 12에서는, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)에, 전극 연장부(44)를 설치하고 있지만, 가장 내측의 영역(11), 이 영역(11)에 인접하는 영역(12)에 대해서는 전극 연장부(44)를 설치하지 않고 열교환판측 전극(42)에 직접 터미널(45)을 접속하도록 해도 된다.

(제3 실시예)

제2 실시예에서는, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)이, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 실장하는 온도 조절 장치(100)에 따라서는, 가장 내측의 영역(11) 이외의 영역이 가장 면적이 큰 경우가 있다.

그래서, 이 제3 실시예에서는, 가장 내측의 영역(11) 이외의 영역인 영역(12)가 가장 면적이 크므로, 열전 모듈(40)의 기능에 주는 영향이 가장 적은 점에 감안하여, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)을, 가장 면적이 큰 영역(12)에 배치한다.

도 17은 제3 실시예의 열전 모듈 플레이트(140)의 상면도를 나타내고 있다. 그리고, 이하에서는, 제1 실시예, 제2 실시예와 중복되는 구성 부분에 대해서는 적절하게 설명을 생략하고, 상이한 구성 부분에 대하여 설명한다.

도 17에 나타낸 바와 같이, 4개의 영역(11, 12, 13, 14)의 열교환판측 전극(42)에는, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)이 설치되어 있다[도 2의 (b) 참조]. 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)은, 가장 면적이 큰 영역(12)에 배치되어 있다.

그리고, 제1 실시예, 제2 실시예와 마찬가지로, 전극 연장부(44)는, 인접하는 열전 소자(43P, 43N)에 끼워져 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다(도 9 참조).

그리고, 도 13에 나타낸 바와 마찬가지로, 전극 연장부(44)가 설치된 플러스 터미널(45A)과 전극 연장부(44)가 설치된 마이너스 터미널(45B)은 서로, 2개의 열전 소자(43)에 상당하는 거리만큼 이격되어, 플러스 터미널(45A)과 마이너스 터미널(45B)이 배치되어 있다.

또한, 전극 연장부(44)가 설치된 플러스 터미널(45A)과 전극 연장부(44)가 설치된 마이너스 터미널(45B)은, 도 13에서의 영역(11)을 영역(12)으로 치환하여, 가장 면적이 큰 영역(12)의 경계로부터 2개의 열전 소자(43)에 상당하는 거리만큼 이격된 위치에 배치되어 있다.

본 제3 실시예에, 제1 실시예, 제2 실시예와 마찬가지로, 각각의 영역(12, 13) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서는, 전극 연장부(44)를 넘어서 걸친 태양으로 온도 조절측 전극(41)이 배치되어 있다. 그러므로, 각각의 영역(12, 13) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서 열전 모듈(40)로서의 기능이 분단되지 않으므로, 열전 모듈(40)의 기능이 유지되게 된다.

또한, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)이 가장 면적이 큰 영역(12)에 배치되어 있고, 면적이 작은 다른 영역(11, 13, 14)과 비교하여, 같은 크기의 터미널(45)을 배치했을 때 상기 영역(12) 내의 온도 분포에 주는 영향은 작다.

따라서, 본 제3 실시예에 의하면, 터미널(45)의 존재에 따른 온도 조절 기능의 저하를 억제할 수 있어, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)에서의 온도 분포에 주는 영향을 매우 작게 억제할 수 있다.

그리고, 제3 실시예에서는, 열전 모듈(40)이 4개의 영역으로 구성되어 있는 경우를 상정하여 설명하였으나, 열전 모듈(40)이 적어도 3개의 영역(예를 들면, 영역(11)(가장 내측), 영역(12)(가장 면적이 큰 영역), 영역(13)(가장 외측)을 가지고, 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.

이 경우, 하나 또는 복수의 영역[예를 들면, 영역(13)]의 열교환판측 전극(42)에, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)을 설치하고, 터미널(45)을, 가장 면적이 큰 영역[영역(12)]에 배치하면 된다.

도 17에서는, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)에 전극 연장부(44)를 설치하고 있지만, 가장 면적이 큰 영역(12)과 영역(12)에 인접하는 영역(11), 영역(13)에 대해서는 전극 연장부(44)를 설치하지 않고 열교환판측 전극(42)에 직접 터미널(45)을 접속하도록 해도 된다.

(제4 실시예)

제1 실시예에서는, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)이, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있는 경우에 대하여 설명하고, 제2 실시예에서는, 모든 영역(11, 12, 13, 14)의 터미널(45)이, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 전극 연장부(44)의 길이를 작게 억제하기 위해, 영역이 내측인지 외측에 있는지에 따라, 터미널(45)의 배치 개소를 내측과 외측으로 나누어도 된다.

이 제4 실시예에서는, 4개의 영역(11, 12, 13, 14) 중, 외측의 영역(13, 14)의 터미널(45)을, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치하고, 또한 내측의 영역(11, 12)의 터미널(45)을, 가장 내측의 영역(11)에 배치한다.

도 18은 제4 실시예의 열전 모듈 플레이트(140)의 상면도를 나타내고 있다. 그리고, 이하에서는, 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예와 중복되는 구성 부분에 대해서는 적절하게 설명을 생략하고, 상이한 구성 부분에 대하여 설명한다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 가장 외측의 영역(14)을 제외한 각각의 영역(11, 12, 13)의 열교환판측 전극(42)에는, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)이 설치되어 있다[도 2의 (b) 참조]. 내측의 영역(11, 12)의 터미널(45)은, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있는 동시에, 외측의 영역(13, 14)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다.

그리고, 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예와 마찬가지로, 전극 연장부(44)는, 인접하는 열전 소자(43P, 43N)에 끼워져 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다(도 9 참조).

또한, 전극 연장부(44)가 설치된 플러스 터미널(45A)과 전극 연장부(44)가 설치된 마이너스 터미널(45B)는, 가장 내측의 영역(11)의 경계로부터 2개의 열전 소자(43)에 상당하는 거리만큼 이격된 위치에 배치되어 있다.

본 제4 실시예에 의하면, 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예와 마찬가지로, 영역(11, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서는, 전극 연장부(44)를 넘어서 걸친 태양으로 온도 조절측 전극(41)이 배치되어 있다. 그러므로, 영역(11, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서 열전 모듈(40)로서의 기능이 분단되지 않고, 열전 모듈(40)의 기능이 유지되게 된다.

또한, 각각의 영역(13, 14)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다. 가장 외측의 영역(14)의 외측은, 열전 모듈(4O)로서 원래 기능하지 않는 부분이며, 이 장소에 터미널(45)을 배치해도, 그에 따라 열전 모듈(40)의 기능에 영향을 주지 않는다.

또한, 각각의 영역(11, 12)의 터미널(45)이 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있다. 가장 내측의 영역(11)은, 가장 면적이 크게, 면적이 작은 다른 영역(12, 13, 14)과 비교하여, 같은 크기의 터미널(45)을 배치했을 때 상기 영역(11) 내의 온도 분포에 주는 영향은 작다.

따라서, 본 제4 실시예에 의하면, 터미널(45)의 존재에 따른 온도 조절 기능의 저하를 억제할 수 있어, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)에서의 온도 분포에 주는 영향을 매우 작게 억제할 수 있다.

또한, 본 제4 실시예에 의하면, 외측의 영역(13)의 터미널(45)을 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치하고, 내측의 영역(11, 12)의 터미널(45)을 가장 내측의 영역(11)에 배치하도록 했으므로, 전극 연장부(44)의 길이를 작게 억제할 수 있다. 그러므로, 전극 연장부(44)가 온도 분포에 미치는 영향을 작게 억제할 수 있다.

그리고, 제4 실시예에서는, 열전 모듈(40)이 4개의 영역으로 구성되어 있는 경우를 상정하여 설명하였으나, 열전 모듈(40)이 적어도 3개의 영역(예를 들면, 영역(11)(가장 내측), 영역(12), 영역(13)(가장 외측)을 가지고 있으면, 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.

이 경우, 하나 또는 복수의 영역[예를 들면, 영역(12)]의 열교환판측 전극(42)에, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)을 설치하고, 외측의 영역[영역(12, 13)]의 터미널(45)을, 가장 외측의 영역[영역(13)]의 외측에 배치하고, 또한 내측의 영역(영역(11)의 터미널(45)을 가장 내측의 영역[영역(11)]에 배치하면 된다.

도 18에서는, 가장 외측의 영역(14)을 제외한 각각의 영역(11, 12, 13)의 열교환판측 전극(42)에 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)을 설치하고 있지만, 가장 내측의 영역(11), 영역(11)에 인접하는 영역(12)에 대해서는 전극 연장부(44)를 설치하지 않고 열교환판측 전극(42)에 직접 터미널(45)을 접속하도록 해도 된다.

(제5 실시예)

이상의 각각의 제1 실시예~ 제4 실시예에서는, 1개의 영역[예를 들면, 영역(13)]의 플러스 터미널(45A), 마이너스 터미널(45B)을, 전극 연장부(44)를 통하여 동일 방향(예를 들면, 외측 방향)으로 인도하여 동일한 장소[가장 외측의 영역(14)의 외측]에 배치하도록 하고 있지만, 1개의 영역[예를 들면, 영역(13)]의 플러스 터미널(45A), 마이너스 터미널(45B)을, 전극 연장부(44)를 통하여 각각 상이한 방향(내측 방향, 외측 방향)으로 인도하여 내측과 외측이 상이한 장소[예를 들면, 가장 내측의 영역(11), 가장 외측의 영역(14)의 외측]에 배치하도록 해도 된다.

도 19는 제5 실시예의 열전 모듈 플레이트(140)의 상면도를 나타내고 있다. 그리고, 이하에서는, 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예와 중복되는 구성 부분에 대해서는 적절하게 설명을 생략하고, 상이한 구성 부분에 대하여 설명한다.

도 19에 나타낸 바와 같이, 가장 외측의 영역(14)을 제외한 각각의 영역(11, 12, 13)의 열교환판측 전극(42)에는, 전극 연장부(44)를 통하여 터미널(45)이 설치되어 있다[도 2의 (b) 참조]. 가장 내측의 영역(11)의 터미널(45)은, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있다.

영역(12)의 플러스 터미널(45A)은, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있고, 또한 영역(12)의 마이너스 터미널(45B)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다. 영역(13)의 플러스 터미널(45A)은, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있고, 또한 영역(13)의 마이너스 터미널(45B)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다. 가장 외측의 영역(14)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다. 그리고, 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예와 마찬가지로, 전극 연장부(44)는, 인접하는 열전 소자(43P, 43N)에 끼워져 온도 조절측 전극(41)이 설치되는 위치에 배치되어 있다(도 9 참조).

본 제5 실시예에 의하면, 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예와 마찬가지로, 영역(11, 12, 13, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서는, 전극 연장부(44)를 넘어서 걸친 태양으로 온도 조절측 전극(41)이 배치되어 있다. 그러므로, 영역(11, 12, 13, 14) 중 전극 연장부(44)가 존재하고 있는 부분에서 열전 모듈(40)로서의 기능이 분단되지 않아, 열전 모듈(40)의 기능이 유지되게 된다.

또한, 영역(12, 13)의 마이너스 터미널(45B), 영역(14)의 터미널(45)은, 가장 외측의 영역(14)의 외측에 배치되어 있다. 가장 외측의 영역(14)의 외측은, 열전 모듈(40)로서 원래 기능하지 않는 부분이며, 이 장소에 터미널(45)을 배치해도, 그에 따라 열전 모듈(4O)의 기능에 영향을 주지 않는다.

또한, 영역(11)의 터미널(45), 영역(12, 13)의 플러스 터미널(45A)은, 가장 내측의 영역(11)에 배치되어 있다. 가장 내측의 영역(11)은, 가장 면적이 크므로, 면적이 작은 다른 영역(12, 13, 14)과 비교하여, 같은 크기의 터미널(45), 플러스 터미널(45A)을 배치했을 때 상기 영역(11) 내의 온도 분포에 주는 영향은 작다. 따라서, 본 제5 실시예에 의하면, 터미널(45)의 존재에 따른 온도 조절 기능의 저하를 억제할 수 있어, 각각의 영역(11, 12, 13, 14)에서의 온도 분포에 주는 영향을 매우 작게 억제할 수 있다.

그리고, 제5 실시예에서는, 열전 모듈(40)이 4개의 영역으로 구성되어 있는 경우를 상정하여 설명하였으나, 열전 모듈(40)이 적어도 2개의 영역[예를 들면, 영역(11)(내측), 영역(12)(외측)]을 가지고 있으면, 동일하게 본 발명을 적용할 수 있다.

이 경우, 하나 또는 복수의 영역[예를 들면, 영역(12)의 열교환판측 전극(42)]에, 전극 연장부(44)를 통하여 플러스 터미널(45A), 마이너스 터미널(45B)을 설치하고, 플러스 터미널(45A)을, 내측의 영역[영역(11)]에 배치하고, 또한 마이너스 터미널(45B)을 외측의 영역(13)의 외측에 배치하면 된다.

도 19에서는, 가장 외측의 영역(14)을 제외한 각각의 영역(11, 12, 13)의 터미널(45)에 전극 연장부(44)를 설치하고 있지만, 가장 내측의 영역(11)의 플러스 터미널(45A), 영역(11)에 인접하는 영역(12)의 플러스 터미널(45A)에 대해서는 전극 연장부(44)를 설치하지 않고 열교환판측 전극(42)에 직접 플러스 터미널(45A)을 접속하도록 해도 된다.

그리고, 제5 실시예에서는, 플러스 터미널(45A)을 내측으로 안내하여, 마이너스 터미널(45B)을 외측으로 안내하도록 하고 있지만, 플러스 터미널(45A)을 외측으로 안내하고, 마이너스 터미널(45B)을 내측으로 안내하는 실시도 당연히 가능하다.

그리고, 각각의 실시예에 있어서는, 실리콘 웨이퍼를 온도 조절하는 장치를 상정하여 설명하였으나, 본 발명은, 다른 기판 등의 각종 온도 조절 대상물을 온도 조절하는 경우에도 적용할 수 있다.

11, 12, 13, 14: 영역,
20: 스테이지,
30: 열교환판,
40: 열전 모듈,
41: 온도 조절측 전극,
42: 열교환판측 전극,
43P, 43N: 열전 소자,
44: 전극 연장부,
45(45A, 45B): 터미널(플러스 터미널, 마이너스 터미널),
50: 전극 터미널

Claims

온도 조절 대상물이 탑재되는 스테이지와, 열교환판과, 스테이지측에 온도 조절측 전극이 배치되고, 상기 열교환판측에 열교환판측 전극이 배치되고, 열전(熱電) 소자의 한쪽 단면에 온도 조절측 전극이 접속되고, 상기 열전 소자의 다른 쪽 단면에 열교환판측 전극이 접속되어 이루어지는 열전 모듈을 구비하고, 상기 열교환판측 전극에 터미널을 통하여 전류를 통전(通電)함으로써 상기 열전 모듈을 작동시켜 온도 조절 대상물의 온도 조절을 행하는 온도 조절 장치에 있어서,
상기 열전 모듈은, 상기 스테이지의 중심으로부터 외측을 향한 복수의 영역마다 터미널을 통하여 전류가 통전됨으로써 독립적으로 온도 조절 가능하게 배치되어 있고,
복수의 영역 중 하나 또는 복수의 영역의 상기 열교환판측 전극에는, 전극 연장부를 통하여 터미널이 형성되어 있고,
상기 전극 연장부는, 인접하는 열전 소자에 끼워져 상기 온도 조절측 전극이 설치되는 위치에 배치되어 있고,
상기 터미널은, 가장 외측 영역의 외측 및/또는 가장 면적이 큰 영역에 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 영역 중 가장 외측의 영역을 제외한 각각의 영역의 열전 모듈의 열교환판측 전극에는, 상기 전극 연장부를 통하여 터미널이 형성되어 있고,
모든 영역의 터미널은, 가장 외측 영역의 외측에 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제1항에 있어서,
모든 영역의 터미널은, 가장 내측의 영역에 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제1항에 있어서,
모든 영역의 터미널은, 가장 면적이 큰 영역에 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 영역 중, 상기 외측 영역의 터미널은, 가장 외측 영역의 외측에 배치되어 있는 동시에, 내측 영역의 터미널은, 가장 내측의 영역에 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제1항에 있어서,
각각의 상기 영역마다의 터미널은, 플러스 터미널과 마이너스 터미널로 이루어지고,
상기 전극 연장부는, 플러스 터미널과 마이너스 터미널의 각각에 형성되어 있고,
상기 하나 또는 복수의 영역의 플러스 터미널과 마이너스 터미널 중 한쪽의 터미널은, 전극 연장부를 통하여 내측의 영역에 배치되고, 또한 다른 쪽의 터미널은, 전극 연장부를 통하여 외측의 영역에 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제3항에 있어서,
각각의 상기 영역마다의 터미널은, 플러스 터미널과 마이너스 터미널로 이루어지고,
상기 전극 연장부는, 플러스 터미널과 마이너스 터미널의 각각에 형성되어 있고,
상기 전극 연장부가 설치된 플러스 터미널과 전극 연장부가 설치된 마이너스 터미널은 서로, 적어도 2개의 열전 소자에 상당하는 거리만큼 이격되어, 상기 플러스 터미널과 마이너스 터미널이 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제4항에 있어서,
각각의 상기 영역마다의 터미널은, 플러스 터미널과 마이너스 터미널로 이루어지고,
상기 전극 연장부는, 플러스 터미널과 마이너스 터미널의 각각에 형성되어 있고,
상기 전극 연장부가 설치된 플러스 터미널과 전극 연장부가 설치된 마이너스 터미널은 서로, 적어도 2개의 열전 소자에 상당하는 거리만큼 이격되어, 플러스 터미널과 마이너스 터미널이 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제4항에 있어서,
각각의 상기 영역마다의 터미널은, 플러스 터미널과 마이너스 터미널로 이루어지고,
상기 전극 연장부는, 플러스 터미널과 마이너스 터미널의 각각에 형성되어 있고,
상기 전극 연장부가 설치된 플러스 터미널과 전극 연장부가 설치된 마이너스 터미널은, 가장 면적이 큰 영역의 경계로부터 적어도 2개의 열전 소자에 상당하는 거리만큼 이격된 위치에 배치되어 있는, 온도 조절 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터미널 및 열교환판에는, 구멍이 형성되어 있고, 전류 통전용의 샤프트가 터미널 및 열교환판의 구멍에 삽통(揷通)되어 있는, 온도 조절 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환판측 전극과 상기 전극 연장부와 상기 터미널은, 일체로 형성되어 있는, 온도 조절 장치.