KR20210153680A - 온도조절유닛 - Google Patents

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KR20210153680A
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film resistance
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KR1020217037426A
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류타로 가와무라
켄스케 다구치
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도카로 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 온도조절유닛(1)은, 온도조절유닛 본체(2); 온도조절유닛 본체(2)의 내부에 설치되고, 온도조절 대상물(100)이 위치하는 측의 해당 본체(2)의 표면온도를 올리고 내리는 온도조절부(3); 및, 온도조절유닛 본체(2)의 내부에서, 온도조절 대상물(100)이 위치하는 측의 면내의 일정범위에 걸쳐서 형성되면서, 온도조절부(3)보다도 온도조절 대상물(100)에 가까운 측에 설치된 용사피막으로 구성되는 박막 측온저항부(4);를 구비하고 있으며, 온도조절면 내의 평균온도를 정확하게 측정할 수 있다.

Description

온도조절유닛
본 발명은, 온도조절 대상물의 온도를 측정하기 위한 측온저항체를 구비한 온도조절유닛에 적용된다.
최근 몇년 동안, 반도체 제조 프로세스에 있어서 기판의 미세가공에는, 드라이에칭 등의 진공 또는 감압 하에서 수행되는 건식법이 널리 사용되고 있다. 플라즈마를 이용한 드라이에칭의 경우, 기판에는 플라즈마로부터 열이 들어온다. 기판의 온도는 에칭 레이트에 영향을 주기 때문에, 그 온도 분포가 일정하지 않으면 에칭의 깊이가 불균일하게 된다. 따라서, 기판은 면내의 온도가 균일하게 되도록 조절될 필요가 있으며, 정확한 온도제어를 위해서는 기판 온도를 정확하게 파악하는 것이 필요하다.
특허문헌 1에는, 복수개의 냉매 드레인이 형성된 기재와, 기재 상에 형성된 고저항층과, 고저항층 내에 도전체를 용사하여 형성된 복수개의 히터와, 고저항층 내에 도전체를 용사하여 형성된 복수개의 정전흡착용 전극을 구비한 정전흡착장치가 기재되어 있다. 이 정전흡착장치에는, 기재에 요철을 구비하고, 이 요철에 온도정보를 얻는 시스 열전대를 고정도구에 의해 고정하고 있다. 특허문헌 1에는, 시스 열전대를 스프링에 의해 일정하게 누르는 가중으로 접촉시키고 있기 때문에, 측정 결과의 신뢰성은 높다고 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 피처리기판을 고정 및 온도제어하는 기판 적재장치의 평가장치에 있어서, 기밀챔버와, 발열하는 저항가열체를 구비한 평가용 기판과, 평가용 기판의 온도를 측정하는 온도측정수단을 구비한 기판 적재장치의 평가장치가 기재되어 있다. 저항가열체에는, 복수개의 열전대 소자의 온도측정자가 장착되어 있다. 또, 저항가열체에 들어 있는 온도측정자를 절개한 개구로부터 기재를 노출시키고, 저항가열체의 개구부로부터 방사된 적외광을 기밀챔버 내, 또는 기밀챔버 외에 설치한 방사온도계로 측정하는 것도 기재되어 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 2007-088411호 공보 특허문헌 2 : 일본특허공개 2011-155140호 공보
특허문헌 1과 같이 기재의 요철에 시스 열전대를 설치하는 경우, 및 특허문헌 2와 같이 발열하는 저항가열체에 복수개의 열전대 소자를 장착한 경우의 어느 것이나, 열전대가 배치된 개소가 열적으로 특이점으로 되고, 기판 본래의 온도와 차이가 생기기 때문에, 기판 전체의 평균온도를 정확하게 측정하는 것이 곤란하다. 게다가, 이들 열전대는 기재의 뒷면측으로부터 설치된 구멍을 통하여 배치되는 것이 많으며, 기판과 거리가 멀어져 버려, 측정온도와 실제 기판 온도와의 차이가 크다. 또한, 기밀챔버 내, 또는 기밀챔버 외에 설치한 방사온도계로 적외광을 검지하고, 기판 온도를 측정하는 방법에는, 플라즈마 발광부재나 할로겐 히터 등의 기타 열원이 존재하는 경우, 이들 열원이 적외광에 의한 온도측정에 방해가 되며, 기판의 정확한 온도를 측정하는 것은 어렵다. 또한, 이러한 과제는 반도체 제조 프로세스 분야에 한정되지 않고, 타 분야에 있어서도, 열전대를 이용하는 경우나 기타 열원이 존재하는 경우에 동일한 과제가 존재한다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 고려하여, 온도조절면 내의 평균온도를 정확하게 측정할 수 있는 온도조절유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 온도조절유닛은, 온도조절유닛 본체; 상기 온도조절유닛 본체의 내부에 설치되고, 온도조절 대상물이 위치하는 측의 해당 본체의 표면온도를 올리고 내리는 온도조절부; 상기 온도조절유닛 본체의 내부에서, 온도조절 대상물이 위치하는 측의 면내의 일정범위에 걸쳐서 형성되면서, 상기 온도조절부보다도 온도조절 대상물에 가까운 측에 설치된 용사피막으로 구성되는 박막 측온저항부;를 구비한 것이다.
본 발명의 온도조절유닛에 의하면, 측온저항부가 온도조절부보다도 온도조절 대상물에 가까운 측에 설치되어 있기 때문에, 측정온도와 온도조절 대상물의 실제온도와의 차이가 거의 생기지 않는다. 또한, 측온저항부가 용사피막으로 형성되기 때문에, 측온저항부를 얇게 형성할 수 있고, 온도조절 대상물과 온도조절부와의 거리를 짧게 할 수 있다. 더욱이, 측온저항부가, 온도조절유닛 본체의 온도조절 대상물이 위치하는 측의 면내의 일정범위에 걸쳐서 형성되고 있기 때문에, 열전대를 이용할 때와 같은 열적인 특이점이 존재하지 않으며, 온도조절면 내의 평균온도를 정확하게 측정할 수 있다. 게다가, 얻어진 온도정보를 피드백한다면, 온도조절 대상물의 온도를 보다 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
상기 박막 측온저항부는, 동일면 상에서 리턴부를 가지는 띠형태의 패턴으로 형성하여도 좋다. 리턴부의 개수는 1개여도 좋으나, 복수개인 것이 바람직하다. 이에 따라서, 측온면을 넓은 범위에 걸쳐서 형성할 수 있다.
상기 박막 측온저항부는, Al을 포함하는 금속 또는 합금 조성으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 다른 금속이나 합금과 비교하여, 장시간 사용한 때의 저항값의 경시변화가 적고, 측정의 신뢰성이 높다.
상기 온도조절부는, 동일면 상에서 리턴부를 가지는 띠형태의 패턴으로 형성된 용사피막으로서도 좋다. 리턴부의 개수는 1개여도 좋으나, 복수개인 것이 바람직하다. 이에 따라, 온도조절면을 광범위하게 형성할 수 있다. 또한, 온도조절부를 박막으로 형성할 수 있기 때문에, 온도조절유닛 전체의 두께를 작게 하는 것이 가능하다.
상기 온도조절부가 복수개의 구성부로 되는 경우에는, 해당 복수개 구성부 각각의 일부가, 급전단자와 접속되는 급전단자부를 구성하여도 좋으며, 상기 박막 측온저항부가 복수개의 구성부로 되는 경우에는, 해당 복수개 구성부의 각각의 일부가, 저항값 측정단자와 접속되는 저항값 측정단자부를 구성하여도 좋다. 이에 따라, 필요한 범위를 온도조절 제어 및 온도측정하는 것이 가능하게 되고, 설계의 자유도가 증가한다. 이 경우, 상기 온도조절부의 각 구성부와, 상기 박막 측온저항부의 각 구성부라는 것은, 해당 온도조절유닛의 두께 방향에 있어서 각각 대응하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 온도조절면을 복수개의 영역으로 분할함과 동시에, 해당 영역별로 온도를 측정하는 것이 가능하게 되며, 각 영역을 개별로 정밀하게 온도를 제어하는 것이 가능하게 된다.
상기 온도조절유닛은, 예를 들면, 상기 온도조절유닛 본체를, 기재부와 그 기재부의 표면에 형성된 절연층을 가지는 것으로 하며, 상기 박막 측온저항부를 해당 절연층 내에 설치하여도 좋다. 이에 따라, 기재부에 전도성 재질을 이용하는 것이 가능하게 되며, 설계의 자유도가 증가한다. 또한, 온도조절면에 대하여, 절연성을 부여하고, 혹은 추가로 표면보호 기능을 부여하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 측정온도와 온도조절 대상물의 실제온도와의 차이가 거의 생기지 않는다. 또한, 열전대를 이용한 때와 같은 열적인 특이점이 존재하지 않기 때문에, 온도조절면 내의 평균온도를 정확하게 측정할 수 있다. 더욱이, 측온저항부로부터 얻어진 정확한 온도정보를 피드백한다면, 온도조절 대상물의 온도를 보다 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 일 실시형태에 따른 온도조절유닛의 모식 단면도이다.
[도 2] 도 1에 나타난 온도조절유닛의 일부를 절취한 사시도이다.
[도 3] Al, Ni, Ni-Al 합금의 각 용사재료로 각각 형성한 용사피막으로 되어 있는 박막 측온저항부의 저항온도 의존성(a)과, 저항값 경시변화(b)를 나타내는 그래프이다.
[도 4] Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체를, 150℃에서 50시간 가열한 때(a)와, 100시간 가열한 때(b)의 온도변화의 추이를 나타내는 그래프이다.
[도 5] (a)는 온도조절부의 1개의 패턴을 나타내는 평면도이며, (b)는 박막 측온저항부의 1개의 패턴을 나타내는 평면도이다.
[도 6] 도 5의 온도조절부와 박막 측온저항부를 구비한 온도조절유닛의 사시도이다.
[도 7] 온도조절부보다도 온도조절 대상물에 가까운 측에 박막 측온저항부를 설치한 경우(a)와, 온도조절부보다도 온도조절 대상물에 먼 쪽에 박막 측온저항부를 설치한 경우(b)의 각각의 온도조절유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
[도 8] 도 7에서 나타낸 각 시험편에 의한 온도측정의 비교 결과이다.
[도 9] 측온면 내의 임의의 한 점에 설치한 열전대에서 측정한 온도와, 측온면 내의 전체에 걸쳐서 넓게 형성한 박막 측온저항부로 측정한 평균온도를 비교한 그래프이다.
[도 10] 도 9에 나타난 온도변화가 일어난 때의 박막 측온저항부의 적외선 써모그래피(IR) 사진이다.
[도 11] 온도조절유닛을 링 형상으로 형성한 예를 나타내는 사시도이다.
[도 12] 온도조절유닛을 원반 형상으로 형성한 예를 나타내는 사시도이다.
[도 13] 온도조절부로서 용사피막이 아닌 열전선을 사용한 예를 나타내는 모식도이며, (a)는 단면도, (b)는 일부를 발췌한 사시도이다.
[도 14] 온도조절부로서 용사피막이 아닌 냉매유체를 이용한 예를 나타내는 모식도이며, (a)는 단면도, (b)는 일부를 발췌한 사시도이다.
[도 15] 온도조절유닛을 정전척에 적용한 예를 나타내는 모식 단면도이다.
본 발명의 온도조절유닛의 실시형태에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 온도조절유닛(1)의 모식 단면도이며, 도 2는 도 1에 나타난 온도조절유닛(1)의 일부를 절취한 사시도이다. 이 온도조절유닛(1)은, 온도조절유닛 본체(2);와, 온도조절유닛 본체(2)의 내부에 설치되고, 온도조절유닛 본체(2)의 온도조절 대상물(100)이 위치하는 측의 표면온도를 올리고 내리는 온도조절부(3);와, 온도조절유닛 본체(2)의 내부에 설치되고, 온도조절 대상물(100)이 위치하는 측의 표면온도를 측정하기 위한 박막 측온저항부(4);를 포함하여 구성되어 있다. 온도조절부(3)는, 온도조절 대상물(100)을 가열하는 열매체로서 기능하여도 좋으며, 온도조절 대상물(100)을 냉각하는 냉매로서 기능하여도 좋다. 온도조절부(3)가 열매체 또는 냉매로서의 기능 여부는, 온도조절 대상물(100)의 온도 및 그 주변 온도에 의존한다.
온도조절유닛 본체(2)는, 기재부(2a)와 이 기재부(2a)의 표면에 형성된 절연층(2b)을 포함하여 구성되어 있다. 온도조절부(3) 및 박막 측온저항부(4)는 모두 절연층(2b) 내에 설치되어 있다. 온도조절부(3) 및 박막 측온저항부(4)는, 1개의 절연층 내부에 들어 있는 것이어도 좋으며, 복수개 절연층의 층간에 끼어있도록 배치되어도 좋다. 온도조절유닛 본체(2)의 상면에는 온도조절 대상물(100)이 적재되어 있다. 또한, 이들 모식도는 설명을 목적으로, 주요부분인 온도조절부(3) 및 박막 측온저항부(4)를 설치한 절연층(2b)을 실제보다 두껍게 도시하고 있다.
도 1 및 도 2에 나타난 온도조절유닛 본체(2)는, 소정의 높이 및 지름을 가지는 원기둥 형상으로 구성되어 있다. 온도조절유닛 본체(2)의 기재부(2a)는, 금속벌크체 등의 단일 소재로 되어 있으며, 온도조절유닛(1)의 강도적인 기본구조로 된 것이다. 본 실시형태에 있어서, 온도조절유닛 본체(2)는, 원기둥 이외의 기타 기둥 형상, 판 형상, 원반 형상, 그릇 형상, 통 형상, 링 형상(도넛 형상), 테이퍼 형상 등이어도 좋고, 일부에 단차가 있는 입체 형상이어도 좋다. 온도조절유닛 본체(2)의 형상에 따른 양태로서, 온도조절부(3) 및 박막 측온저항부(4)가 설치되어 있다. 내부를 파낸 통 형상으로 온도조절유닛 본체(2)가 구성되어 있는 경우에는, 온도조절부(3) 및 박막 측온저항부(4)를, 예를 들면 온도조절유닛 본체(2)의 내주측 및 외주측에 각각 설치하는 것도 가능하다.
기재부(2a)의 구성재료로서는, 예를 들면 알루미늄합금, 티탄합금, 구리합금, 스텐레스 등의 전도성재료나, 세라믹소결체 등의 절연재료를 들 수 있다. 절연층(2b)은, 용사법, PVD법, CVD법 등의 성막법으로 형성된 것이어도 좋으며, 소결체 등을 붙인 것이어도 좋다. 절연층(2b)의 구성재료는, 절연특성을 부여한 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 소정의 열전도성과 절연성을 양립시킨 재료나 내플라즈마성, 내마모성을 겸비한 것이 바람직하다. 절연층(2b)은 단층일 필요는 없으며, 복수개층으로 된 것이어도 좋다.
절연층(2b)의 두께는, 예를 들면 20~2000μm이다. 절연층(2b)의 두께는, 복수개층을 겹침으로써, 예를 들면 100~10000μm이어도 좋다. 절연층(2b)의 두께나 재질을 변경함으로써 방열 효과를 조절할 수 있다. 절연층(2b)의 구성재료로서는, 산화물계 세라믹스, 질화물계 세라믹스, 불화물계 세라믹스, 탄화물계 세라믹스, 붕화물계 세라믹스, 혹은 그것들을 포함하는 화합물, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
산화물계 세라믹스로서는, Al2O3, TiO2, SiO2, Cr2O3, ZrO2, Y2O3, MgO, CaO, La2O3을 들 수 있다. 질화물계 세라믹스로서는, TiN, TaN, AlN, BN, Si3N4, HfN, NbN, YN, ZrN, Mg3N2, Ca3N2을 들 수 있다. 불화물계 세라믹스로서는, LiF, CaF2, BaF2, YF3, AlF3, ZrF4, MgF2을 들 수 있다. 탄화물계 세라믹스로서는, TiC, WC, TaC, B4C, SiC, HfC, ZrC, VC, Cr3C2을 들 수 있다. 붕화물계 세라믹스로서는, TiB2, ZrB2, HfB2, VB2, TaB2, NbB2, W2B5, CrB2, LaB6을 들 수 있다.
절연층(2b) 내에 설치된 온도조절부(3)는, 소정의 전압을 인가하여 전류를 흘려보냄으로써, 온도조절유닛 본체(2)의 상면에 적재된 상온의 온도조절 대상물(100)을 소정의 온도까지 가열하는 열매체(히터)로서 사용 가능한 고유저항값을 가지고 있다.
본 실시형태의 온도조절유닛(1)은, 기재부(2a)의 내부에 냉각유체(냉매)를 흐르게 하는 유로를 추가로 구비하여도 좋다. 냉각유체의 유량 및 속도를 조절함으로써, 온도조절 대상물(100)의 온도제어가 보다 용이해진다.
온도조절부(3)는, 온도 조절영역 내의 온도 균일성을 높이는 관점에서, 동일면 상에서 복수개의 리턴부를 가지는 좁고 길다란 띠형태의 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 온도조절부(3)는, 서로 소정 간격을 두고 평행하게 배치된 복수개의 반복패턴을 가지고 있다. 이에 따라, 온도조절부(3)에 의한 유사 온도조절면이 형성되기 때문에, 온도조절 대상물(100)을 넓고 균일하게 온도제어할 수 있다.
온도조절부(3)의 두께는10~1000μm 범위가 바람직하다. 온도조절부(3)의 두께가 10μm 미만이면, 막형성이 불안정할 우려가 있다. 또한, 온도조절부(3)의 두께가 1000μm를 초과하면, 발열량이 작게 되고, 효율이 떨어질 우려가 있다.
온도조절부(3)의 선폭은 1~5mm 범위가 바람직하다. 온도조절부(3)의 선폭을 1mm 이상으로 함으로써 단선 가능성을 낮출 수 있고, 5mm 이하로 함으로써 온도 조절영역 내의 온도 불균일을 저감할 수 있다.
온도조절부(3)의 선간거리는 0.5~50mm 범위가 바람직하다. 온도조절부(3)의 선간거리를 0.5mm 이상으로 함으로써 단락을 회피할 수 있고, 50mm 이하로 함으로써 온도 조절영역 내의 온도 불균일을 저감할 수 있다.
온도조절부(3)의 구성재료는, 온도조절부재로서 사용 가능한 것이라면 한정되지 않으며, Mo, W, Ta, Cr, Ti, Al, Si, Ni, Nb, Fe, Cu, Ag, Pt로부터 선택된 금속원소 단일체, 이들 금속원소의 1종 이상을 포함하는 합금, 이들 금속원소의 1종 이상을 포함하는 전도성 화합물, 또는 이들 혼합물로 된 것이 바람직하다.
온도조절부(3)는, 예를 들면 용사피막으로 이루어진다. 용사법이라면, 기재부(2a)의 사이즈나 형상에 제한되지 않으며, 연속적으로 균일하게 박막을 코팅할 수 있다. 용사법은, 대기 플라즈마 용사법, 감압 플라즈마 용사법, 수 플라즈마 용사법, 아크 용사법, 고속프레임 용사법, 저속프레임 용사법, 콜드스프레이법 중 어느 것이어도 좋다.
온도조절부(3)의 패턴은, 기재부(2a) 상에 형성한 절연층의 표면을 미리 패턴 형상으로 마스킹하고, 전면을 용사하여 제작하여도 좋으며, 전면에 용사하고나서 그 용사피막의 표면을 패턴 형상으로 마스킹하고, 기계 가공이나 블래스트 가공에 의해 불필요한 용사피막을 제거하여 제작하여도 좋다.
온도조절부(3)의 일부는, 기재부(2a)의 측방까지 연장설치되어 있으며, 그 연장설치 부분이 급전단자부(11)로 되고, 급전단자와 접속된다. 급전단자는, 온도조절부(3)에 전력을 공급하는 외부전원과 접속되어 있다. 이에 따라, 기재부(82a)를 관통하는 것과 같은 급전기구를 설치하지 않고서, 온도조절부(3)로의 급전이 가능하게 된다.
온도조절부(3)의 급전단자부(11)는, 막두께가 얇은 용사피막으로 되기 때문에, 외부전원으로의 접속방식은, 외부의 급전케이블의 끝이 접합된 접속구조, 급전케이블의 끝이 급전소켓을 통하여 접속된 접속구조, 급전케이블의 끝이 직접적으로 눌러 붙어 있는 접속구조를 들 수 있다. 급전케이블을 접합시키는 방법으로는, 땜납, 브레이징, 용접 등을 들 수 있다. 급전소켓을 이용하는 경우에는, 급전소켓이 급전단자부(11)에 용접되어 있는 것이 바람직하다. 급전케이블을 급전단자부(11)에 직접적으로 눌러 붙이는 경우에는, 급전케이블을 고정하기 위한 고정나사 등의 수단이 필요하게 된다.
온도조절 대상물(100)의 온도를 측정하기 위한 박막 측온저항부(4)는, 온도조절유닛 본체(2)의 절연층(2b)의 내부에서, 온도조절 대상물(100)이 위치하는 측의 면(측온면) 내의 일정범위에 걸쳐서 형성되어 있다. 이 박막 측온저항부(4)는, 온도조절부(3)보다도 온도조절 대상물(100)에 가까운 측에 설치되어 있다.
박막 측온저항부(4)는, 측온저항체로서 사용 가능한 고유저항값을 가지고 있다. 측온저항체라는 것은 직류전류가 흐를 때의 저항값에 기초하여 온도측정을 하는 것을 말하며, 온도변화에 따른 저항값의 변화가 일정한 것이 사용된다. 사용하는 측온저항체의 검량선을 미리 작성해둠으로써, 실제로 측정한 저항값으로부터 온도를 계산하는 것이 가능하다. 박막 측온저항부(4)의 저항값을 순차적으로 읽어들임으로써, 온도조절유닛 본체(2)의 상면(온도조절면)의 온도를 실시간으로 측정할 수 있다.
박막 측온저항부(4)는, 넓은 범위에서의 온도측정을 가능하게 하는 관점으로부터, 동일면 상에 복수개의 리턴부를 가지는 좁고 길다란 띠형태의 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 박막 측온저항부(4)는, 서로 소정 간격을 두고서 평행하게 배치된 복수개의 반복패턴을 가지고 있다. 이에 따라, 박막 측온저항부(4)에 의한 유사 측온면이 형성되기 때문에, 온도조절면 내의 평균온도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
박막 측온저항부(4)의 두께는10~1000μm 범위가 바람직하다. 박막 측온저항부(4)의 두께가 10μm 미만이면, 막형성이 안정되지 않을 우려가 있다. 또한, 박막 측온저항부(4)의 두께가 1000μm를 초과하면, 저항값이 너무 작게 되어 적정한 값을 얻을 수 없는 경우가 있다.
박막 측온저항부(4)의 선폭은 1~5mm 범위가 바람직하다. 박막 측온저항부(4)의 선폭을 1mm 이상으로 함으로써 단선을 줄이며, 5mm 이하로 함으로써 적정한 저항값을 얻기 쉽게 된다.
박막 측온저항부(4)의 선간거리는 0.5~50mm 범위가 바람직하다. 박막 측온저항부(4)의 선간거리를 0.5mm 이상으로 함으로써 단락을 회피할 수 있으며, 50mm 이하로 함으로써 적정한 저항값을 얻기 쉽게 된다.
박막 측온저항부(4)의 구성재료는, 측온저항체로서 사용 가능한 것이라면 한정되지 않으며, Pt, Au, Ag, Cu, Ta, Al, Ti, Nb, Fe, Mo, W로부터 선택되는 금속원소단체, 이들 금속원소의 1종 이상을 포함하는 합금, 이들 금속원소단체 및 합금의 1종 이상을 포함하는 전도성 화합물, 또는 이들을 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도, Al을 포함하는 금속 또는 합금 조성으로 되어 있는 것이 특히 바람직하다. Al을 포함하는 금속 또는 합금은, 다른 금속 또는 합금에 비해, 반복적인 열부하에 의한 저항값의 경시변화가 적고 장시간 사용하여도 온도측정의 정밀도가 떨어지기 어렵다.
박막 측온저항부(4)는 용사피막으로 이루어된다. 용사법이라면, 기재부(2a)의 사이즈나 형상에 제한되지 않으며, 연속적으로 균일하게 박막을 코팅할 수 있다. 용사법은, 대기 플라즈마 용사법, 감압 플라즈마 용사법, 수 플라즈마 용사법, 아크 용사법, 고속프레임 용사법, 저속프레임 용사법, 클드스프레이법 중 어느 것이어도 좋다.
박막 측온저항부(4)의 패턴은, 기재부(2a) 상에 형성한 절연층의 표면을 미리 패턴 형상으로 마스킹하고, 전면을 용사하여 제작하여도 좋으며, 전면에 용사한 뒤 그 용사피막의 표면을 패턴 형상으로 마스킹하고, 기계 가공이나 블래스트 가공에 의해 불필요한 용사피막을 제거하여 제작하여도 좋다.
박막 측온저항부(4)의 일부는, 기재부(2a)의 측방까지 연장설치되어 있으며, 그 연장설치 부분이 저항값 측정단자부(12)로 되고, 저항값 측정단자와 접속된다. 저항값 측정단자는, 박막 측온저항부(4)의 저항값을 읽어 들이고, 온도로 환산하는 외부측정기에 접속된다. 이에 따라, 기재부(2a)를 관통하는 것과 같은 측정기구를 설치하는 일 없이, 박막 측온저항부(4)의 저항값 측정이 가능하게 된다.
박막 측온저항부(4)는, 막두께가 얇은 용사피막으로 이루어져 있기 때문에, 외부측정기로의 접속방식은, 외부의 접속케이블의 끝이 접합된 접속구조, 접속케이블의 끝이 접속소켓을 통하여 접속된 접속구조, 접속케이블의 끝이 직접적으로 눌러 붙어있는 접속구조를 들 수 있다. 접속케이블을 접합시킨 방법으로는, 땜납, 브레이징, 용접 등을 들 수 있다. 접속케이블을 저항값 측정단자부(12)에 직접적으로 눌러 붙인 경우는, 접속케이블을 고정하기 위한 고정나사 등의 수단이 필요하게 된다.
온도조절부(3) 및 박막 측온저항부(4)를 형성하기 위한 용사분말은, 예를 들면, 입경 5~80μm 입도범위인 것을 사용할 수 있다. 입경이 너무 작으면, 분말의 유동성이 저하하여 안정된 공급을 할 수 없으며, 피막의 두께가 불균일하게 되기 쉽다. 한편으로 입경이 너무 크면, 완전화게 용융하지 않은 채로 성막되고, 과도하게 다공질화되어 막의 재질이 거칠게 될 우려가 있다.
온도조절부(3) 및 박막 측온저항부(4)를 구성하는 용사피막의 평균기공율은 1~10% 범위가 바람직하다. 평균기공율은, 용사법이나 용사조건에 따라 조절할 수 있다. 1%보다도 작은 기공율에서는, 용사피막 내에 존재하는 잔류응력의 영향이 커지게 되고, 벗겨짐 또는 갈라짐이 생기기 쉬울 우려가 있다. 10%를 초과한 기공율에서는, 예를 들면 반도체 제조 프로세스에 사용되는 각종 가스가 용사피막 내로 침입하기 쉽게 되고, 내구성이 저하할 우려가 있다. 평균기공율은, 용사피막의 단면을 광학현미경으로 관찰하고, 관찰이미지를 2치화처리하여, 피막 내부의 흑색 영역을 기공부분으로 간주하고, 그 흑색 영역이 전체에서 차지하는 면적의 비율을 산출함으로써 측정할 수 있다.
온도조절유닛(1)에 대해서는, 박막 측온저항부(4)로 검지된 검지신호가 제어부에 입력되고, 미리 계산한 검량선 데이터에 기초하여 해당 검지신호가 온도정보로 변환되고, 해당 온도정보를 바탕으로 온도조절부(3)에 가하는 전압이 결정되는 제어기구를 추가로 설치함으로써, 온도조절 대상물(100)의 온도제어를 보다 엄격하게 수행할 수 있다.
도 1, 도 2와 같이 박막 측온저항부(4)를, 온도조절부(3)보다도 온도조절 대상물(100)에 가까운 측에 설치함으로써, 측정온도와 온도조절 대상물(100)의 실제온도와의 차이를 거의 발생시키지 않게 할 수 있다. 박막 측온저항부(4)가 측온면 내의 일정범위에 걸쳐서 형성되기 때문에, 열전대를 이용할 때와 같은 열적인 특이점은 존재하지 않으며, 온도조절면의 평균온도를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 얻어진 온도정보를 피드백함으로써, 높은 정밀도로 온도제어를 할 수 있다.
도 3은 Al, Ni, Ni-Al 합금의 각 용사재료로부터 각각 형성한 용사피막으로 되어 있는 박막 측온저항부의 저항온도 의존성(a)과 저항값 경시변화(b)를 나타내는 그래프이다. 도 3의 저항온도 의존성(a)을 나타내는 그래프에서는, 온도의 변화에 따른 저항값의 변화율이 일정한 것을 나타내고 있으며, 이것이 측온저항체의 저항값에서의 온도 환산을 위한 검량선으로 된다. 표 1에 평균온도계수α를 나타낸다.
α[1/℃]
Al 용사 3.05 x 10-3
Ni 용사 6.72 x 10-3
Ni-Al 합금 용사 1.42 x 10-3
저항값 경시변화(b)의 측정에서는, 200℃에서 일정 시간 가열하고, 그 후, 80℃에서 30분간 유지한 후의 저항값을 측정하고, 값을 플롯하였다. 샘플링 시각은, 1시간, 3시간, 6시간, 9시간, 12시간, 19시간, 26시간, 33시간의 각 시간의 가열 후로 하였다. 도 3의 그래프와 같이, Ni 용사피막의 저항값의 변화율은 33시간 후에 -1.66%였다. 이 정도에서도 사용 가능하지만, Al 용사피막의 저항값의 변화율은 33시간 후에 0.03%, Ni-Al 합금 용사피막의 저항값의 변화율은 33시간 후에 0.24%로 매우 작고, Al 용사피막 및 Ni-Al 합금 용사피막의 경우에는, 장시간 사용 후에 있어서도 저항값의 경시변화가 적고, 더욱 신뢰성이 높은 것을 확인할 수 있었다.
Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체의 특성평가를 수행하기 위하여, 측온저항체로서 규격화되어 있는 Pt100(JIS-C1604)과의 비교시험을 실시하였다. 구체적으로는, 항온조에 Pt100과 Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체의 시험편을 배치하고, 항온조의 온도가 25℃, 50℃, 100℃, 150℃로 되는 각각의 온도에 있어서, Pt100으로 측정한 온도와, Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체로 측정한 온도와의 차(오차)를 비교하였다. 결과를 표 2에 나타내었다. Pt100과 Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체 사이에, 측정한 온도의 오차는 거의 없는 것으로 확인되었다.
[℃]
기준온도/TPt100 측정온도/T용사 오차
24.50 24.48 0.02
49.80 49.80 0.00
99.95 99.97 0.02
149.55 149.53 0.02
또한, 항온조에 Pt100과 Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체의 시험편을 배치하고, 고온으로 일정 시간 유지했을 때의 안정성 시험을 실시하였다. 도 4는, Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체를, 150℃에서 50시간 가열한 때(a), 및 150℃에서 100시간 가열한 때(b)의 각각의 온도변화의 추이를 나타내는 그래프이다. 도 4와 같이, Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체를 150℃에서 일정 시간 가열한 때에, 50시간 경과 후와 100시간 경과 후의 어느 것이나, 가열 전후에 측정값에 거의 차이가 없었다. 또한, Pt100에 대해서도 동일 조건의 시험을 수행하고, 가열 전후의 측정온도를 비교하였다. 결과를 표 3에 나타내었다. Pt100과 Al 용사피막으로 되어 있는 측온저항체 사이에, 가열 전후의 측정온도의 오차는 거의 없는 것으로 확인되었다.
가열 전 가열 후 오차 [℃] 오차의 차이[℃]
150℃x50h 기준온도/TPt100 24.43 24.49 0.06 0.01
측정온도/T용사 24.42 24.47 0.05
150℃x100h 기준온도/TPt100 24.50 24.51 0.01 0.03
측정온도/T용사 24.48 24.52 0.04
도 5(a)는 온도조절부(3)의 1개의 패턴을 나타내는 평면도이며, (b)는 박막 측온저항부(4)의 1개의 패턴을 나타내는 평면도이다. 도 6은 도 5의 온도조절부(3)와 박막 측온저항부(4)를 구비한 온도조절유닛(1)의 사시도이다. 동일 도면에서는, 설명을 위하여 박막 측온저항부(4) 및 온도조절부(3)가 위에서부터 보이도록 도시하고 있다. 해당 예에서는, 온도조절부(3)의 일부가 바깥 방향으로 연장설치되고, 해당 연장설치 부분이 동일면 상에서, 급전단자와 접속되는 급전단자부(11)를 구성하고 있다. 또한, 박막 측온저항부(4)의 일부가 바깥 방향으로 연장설치되고, 해당 연장설치 부분이 동일면 상에서, 저항값 측정단자와 접속되는 저항값 측정단자부(12)를 구성하고 있다. 온도조절부(3)의 리턴부를 가지는 띠형태의 패턴부분은, 예를 들면, 선폭: 1.2mm, 선간거리: 2mm, 저항값: 20Ω로 형성된다. 또한, 박막 측온저항부(4)의 리턴부를 가지는 띠형태의 패턴부분은, 예를 들면, 선폭: 1mm, 선간거리: 1mm, 저항값: 10Ω으로 형성된다. 또한, 온도조절유닛(1)의 두께 방향에 있어서 박막 측온저항부(4)와 온도조절부(3)는, 절연층을 통하여 각각 대응하도록 배치되어 있다. 즉, 온도조절부(3)가 온도를 조절하는 영역과 박막 측온저항부(4)가 측온하는 영역은 평면적으로 봤을 때 일치하고 있으며, 이에 따라, 박막 측온저항부(4)로부터 얻어진 온도정보를 온도조절부(3)에 피드백함으로써, 높은 정밀도에서의 온도제어가 가능하게 된다.
도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 온도조절부(3)와 박막 측온저항부(4)는 절연층을 통하여 서로 오버랩되도록 형성되어 있으나, 이것들은 서로 동일 패턴으로 형성되어 있는 것이 아니라, 다른 방향과 길이의 패턴으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 박막 측온저항부(4)가, 온도조절부(3)가 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분의 양쪽에 걸쳐 있고, 즉, 온도조절부(3)의 띠형태 부분과 박막 측온저항부(4)의 띠형태 부분이, 평면적으로 봤을 때 교차하도록 존재하고 있으며, 이에 따라, 보다 정확하게 면내에서의 평균적인 온도측정이 가능하게 된다.
이하, 본 실시형태에 있어서 온도조절부(3)와 박막 측온저항부(4)의 위치 관계를 바꿨을 때의 측온정밀도의 비교검증을 수행한 결과를 나타낸다. 도 7은, 온도조절부(3)보다도 온도조절 대상물에 가까운 측에 박막 측온저항부(4)를 설치한 경우(a)와, 온도조절부(3)보다도 온도조절 대상물에 먼 쪽에 박막 측온저항부(4)를 설치한 경우(b)의, 각각의 온도조절유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 도 7(a)의 모식도에서는 기재부(2a) 상에 복수개층으로 되어 있는 절연층(2b)이 형성되어 있으며, 기재부(2a) 측으로부터 순서대로, 절연층(2c), 온도조절부(3), 절연층(2d), 박막 측온저항부(4), 절연층(2e)이 해당 순서대로 설치되고, 추가로 최표면층인 절연층(2e)의 표면에 열전대(20)가 설치되어 있다. 도 7(b)의 모식도에서는 기재부(2a) 상에 복수개층으로 되어 있는 절연층(2b)이 형성되어 있으며, 기재부(2a) 측으로부터 순서대로, 절연층(2c), 박막 측온저항부(4), 절연층(2d), 온도조절부(3), 절연층(2e)이 해당 순서대로 설치되고, 추가로 최표면층인 절연층(2e)의 표면에 열전대(20)가 설치되어 있다. 도 7(a)은 본 발명의 일 실시예이며, 도 7(b)은 비교예이다.
도 7(a)의 모식도에 나타난 시험편과, 도 7(b)의 모식도에 나타난 시험편을 준비하고, 각 시험편의 온도조절부(3)의 온도를 각각 50℃, 100℃, 150℃로 조절하고, 일정 시간 유지하였다. 각 시험편에 있어서, 온도조절부(3), 박막 측온저항부(4), 절연층(2b)은 모두 용사법으로 형성하고, 절연층(2c, 2d, 2e)의 재료는 Al2O3, 온도조절부(3)의 재료는 W, 박막 측온저항부(4)의 재료는 Al로 하였다. 온도조절부(3)의 두께는150μm, 박막 측온저항부(4)의 두께는80μm, 절연층(2c, 2d, 2e)은 모두 100μm로 하고, 합계로 300μm로 하였다.
도 8은 도 7에서 나타낸 각 시험편에 의한 온도측정의 비교 결과이다. 도 8의 TCs는 열전대(20)로 측정한 온도, RTD는 박막 측온저항부(4)로 측정한 온도이다. 도 8 중에서, (a)는 박막 측온저항부(4)를 상층, 온도조절부(3)를 하층으로 하였을 때, (b)는 온도조절부(3)를 상층, 박막 측온저항부(4)를 하층으로 하였을 때를 나타내고 있다. 절연층(2b)의 두께는 겨우 300μm로 매우 얇음에도 관계 없이, 50℃유지, 100℃유지, 150℃유지의 어느 경우에서도, 박막 측온저항부(4)를 상층으로 한 경우가, TCs와 RTD의 차이가 작았다. 즉, 측온 대상물과의 거리에 관계 없이, 온도조절부(3)와 박막 측온저항부(4)의 위치 관계는, 온도조절부(3)보다도 온도조절 대상물에 가까운 측에 박막 측온저항부(4)를 설치한 경우가, 온도조절 대상물의 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있는 것을 알 수 있다.
이하, 본 실시형태에 있어서 박막 측온저항부(4)의 면내 평균온도의 측정 정밀도를 검증하는 실험을 수행한 결과를 나타낸다. 도 9는 측온면 내의 임의의 한 점에 설치한 열전대로 측정한 온도와, 온도조절면 내의 전체에 걸쳐서 넓게 형성한 박막 측온저항부로 측정한 평균온도를 비교한 그래프이다. 이 시험에서, 가열 개시 후 220초 경과 후의 측정온도는, 열전대에서는 150℃이며, 박막 측온저항부에서는 200℃를 나타내었다. 또한, 동일 시간에 적외선 써모그래피(IR)로 측정한 면내 평균온도는 205℃이었다. 이와 같이 한 점에서의 온도측정에서는 실제의 면내 평균온도와 크게 다른 경우가 나오고 있었으나, 온도조절면 내의 넓은 범위에 걸쳐서 박막 측온저항부를 사용함으로써 정확한 평균온도측정이 가능하게 된다.
도 10은 도 9에 나타낸 온도변화를 수행할 때의 박막 측온저항부(4)의 적외선 써모그래피(IR) 사진이다. 열전대는 측온면의 주연부의 1점(+)에 설치되어 있으며, 도 10의 3개의 이미지는 각각 열전대로 측정한 온도가 (a) 50℃, (b) 100℃, (c) 150℃일 때의 사진이다. 비교를 위하여, 열전대로 측정한 온도와, 본 실시형태의 박막 측온저항부로 측정한 평균온도와, 적외선 써모그래피(IR)로 측정한 평균온도를 나열한 결과를 표 4에 나타낸다. 열전대로 측정한 온도에 대하여, 본 실시형태의 박막 측온저항부 및 적외선 써모그래피는 어느 것에도 차이가 있었으나, 본 실시형태의 박막 측온저항부와 적외선 써모그래피(IR)에서는 측정온도가 가까운 것을 알 수 있었다. 이것은 본 실시형태의 박막 측온저항부인 경우에는, 열전대보다도 면내 평균온도를 정확하게 측정할 수 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 본 실시형태의 박막 측온저항부는, 적외선 써모그래피(IR)와 다르며, 플라즈마 발광부재나 할로겐 히터 등의 다른 열원이 존재하는 경우에 있어서도 온도측정이 가능하다. 즉, 본 실시형태의 박막 측온저항부는, 다른 열원이 존재하고 있다고 하여도, 적외선 써모그래피(IR)와 동등한 정도의 정밀도로 면내 평균온도를 측정하는 것이 가능하다.
측정온도(평균)[℃]
열전대 50 100 150
용사 측온저항체 59 128 201
IR 60 127 205
개시한 실시형태, 실시예는 본 발명에 따른 온도조절유닛의 예시이며 제한적인 것은 아니다. 실시형태, 실시예 각각의 특징의 일부를 선택하여 서로 조합하는 것도 가능하다. 본 발명의 효과를 잃지 않는 한에 있어서, 박막 측온저항부, 온도조절부, 온도조절유닛 본체의 크기, 형상, 구성소재는 변경 가능하다.
도 11은 온도조절유닛을 링 형상으로 형성한 예를 나타내는 사시도이다. 동일 도면에서는, 설명을 위하여 박막 측온저항부가 위에서부터 보이도록 도시하고 있다. 온도조절유닛(25)에서는, 균등하게 4분할된 각각의 영역으로, 박막 측온저항부(26)를 구성하는 독립된 구성부(26a, 26b, 26c, 26d)가 설치되어 있다. 각각의 구성부(26a, 26b, 26c, 26d)의 일부는, 기재부의 측면 방향으로 돌아 들어가도록 연장설치되어 있으며, 그것들의 선단부가 각각 독립하여 저항값 측정용 단자부(28a, 28b)를 구성하고 있다. 또한, 박막 측온저항부(26)의 구성부(26a, 26b, 26c, 26d)의 각각의 하층에는, 절연층을 통하여, 서로 독립한 상이한 3개의 온도조절부가 설치되어 있다. 이에 따라, 온도조절유닛(25)을 구성하는 각각 독립한 4개의 영역 내에서, 개별로 정밀하게 온도제어를 하는 것이 가능하게 된다.
도 12는 온도조절유닛을 원반 형상으로 형성한 예를 나타내는 사시도이다. 동일 도면에서, 설명을 위하여 박막 측온저항부가 위에서부터 보이도록 도시하고 있다. 온도조절유닛(30)에서는, 박막 측온저항부(31)가 서로 독립한 4개의 상이한 구성부(31a, 31b, 31c, 31d)로 구성되어 있다. 구체적으로는, 박막 측온저항부(31)는 전체적로서 원형을 구성하고 있으며, 원의 중심을 포함하는 원형의 구성부(31d)와, 그 주위를 3분할하는 3개의 구성부(31a, 31b, 31c)로 구성되어 있다. 도 12에 나타낸 온도조절유닛(30)의 구성에서는, 각각의 구성부(31a, 31b, 31c, 31d)의 일부는, 동일면 상에서 외측으로 향하여 연장설치되어 있으며, 그것들의 선단부가 독립하여 저항값 측정용 단자부(32a, 32b, 32c, 32d)를 구성하고 있다. 또한, 박막 측온저항부(31)의 구성부(31a, 31b, 31c, 31d)의 각각의 하층에는, 절연층을 통하여, 서로 독립한 상이한 4개의 온도조절부가 설치되어 있다. 이에 따라, 온도조절유닛(30)을 구성하는 각각 독립한 4개의 영역 내에서, 개별로 정밀하게 온도제어를 하는 것이 가능하게 된다.
도 13은 온도조절유닛이 구비한 온도조절부로서 용사피막이 아닌 열전선을 사용한 예를 나타내는 모식도이며, (a)는 단면도, (b)는 일부를 발췌한 사시도이다. 동일 도면에서는, 설명을 위하여 박막 측온저항부가 위에서부터 보이도록 도시하고 있다. 온도조절유닛(40)의 형상은 링 형상이며, 기재부(2a)의 내부에 동일한 링 형상의 열전선5(43)이 3가닥 들어가 있다. 열전선5(43)은, 예를 들면 니크롬선이며, 외주는 내열성의 절연물로 피복되어 있다. 기재부(2a)의 상면에는 절연층(2b)이 형성되어 있으며, 절연층(2b) 내에 용사피막으로 되어 있는 박막 측온저항부(41)가 형성되어 있다. 박막 측온저항부(41)의 일부는, 기재부(2a)의 측방으로 돌아들어가도록 연장설치되어 있으며, 그 선단부가 저항값 측정용 단자부(42)를 구성하고 있다. 도 13에 나타난 형태에서도, 박막 측온저항부(41)를, 온도조절부(43)보다도 온도조절 대상물이 위치하는 측에 설치되어 있으며, 마찬가지로 정밀도가 높은 온도측정이 가능하게 된다.
도 14는 온도조절유닛이 구비한 온도조절부로서 용사피막이 아닌 냉매유체를 이용한 예를 나타내는 모식도이며, (a)는 단면도, (b)는 일부를 발췌한 사시도이다. 동일 도면에서는, 설명을 위하여 박막 측온저항부가 위에서부터 보이도록 도시하고 있다. 온도조절유닛(50)의 형상은 링 형상이며, 기재부(2a)의 내부에 동일하게 링 형상의 빈 구멍이 설치되어 있으며, 그 내부를 냉매유체6(53)가 통과한다. 냉매유체6(53)는, 액체이어도 기체여도 좋다. 기재부(2a)의 일부에는, 냉매유체6(53)를 유입 및 배출할 수 있도록, 빈 구멍의 양말단 각각과 연결되는 관통구멍이 설치되어 있다. 기재부(2a)의 상면에는 절연층(2b)이 형성되어 있으며, 절연층(2b) 내에 용사피막으로 되어 있는 박막 측온저항부(51)가 형성되어 있다. 박막 측온저항부(51)의 일부는, 기재부(2a)의 측방으로 돌아들어가도록 연장설치되어 있으며, 그 선단부가 저항값 측정용 단자부(52)를 구성하고 있다. 도 14에 나타난 형태에서도, 박막 측온저항부(51)는, 온도조절부(53)보다도 온도조절 대상물이 위치하는 측에 설치되어 있으며, 마찬가지로 정밀도가 높은 온도측정이 가능하게 된다.
도 15는 온도조절유닛을 정전척에 적용한 예를 나타내는 모식 단면도이다. 이 도면에 나타난 온도조절유닛(65)에서는, 기재부(2a)의 상면에 형성된 절연층(2b) 내에 있어서, 기재부(2a) 측으로부터 온도조절부(3), 박막 측온저항부(4), 전극부(66)가 해당 순서대로 형성되어 있다. 전극부(66)는, 박막 측온저항부(4)와 마찬가지로 복수개의 리턴부를 가지는 띠형태의 패턴으로 형성된 용사피막으로 되어 있으며, 해당 전극부(66)의 일부는, 기재부(2a)의 측방까지 연장설치되어 있으며, 그 선단부가 급전단자와 접속되는 급전단자부(67)를 구성하고 있다. 전극부(66)에 소정의 전압을 인가함으로써, 온도조절유닛(65)의 상면에 적재된 온도조절 대상물(예를 들면 Si 웨이퍼 기판)(100)이 흡착되어 고정된다.
본 발명의 범위는 실시형태, 실시예에 한정된 것은 아니며, 특허청구범위에 의해 정의되며, 특허청구범위와 균등한 범위 내의 모든 변경이 포함된다.
본 발명의 온도조절유닛은, 반도체 제조 프로세스 분야에 한정되지 않고, 면내에 균일한 온도제어가 요구되는 것이라면, 어느 분야의 제품에도 적용할 수 있다.
1, 25, 30, 40, 50, 65 온도조절유닛
2 온도조절유닛 본체
2a 기재부
2b, 2c, 2d, 2e 절연층
3, 43, 53 온도조절부
4, 26, 31, 41, 51 박막 측온저항부
5 열전선
6 냉매유체
11, 67 급전단자부
12, 28a, 28b, 32a, 32b, 32c, 32d 저항값 측정단자부
20 열전대
26a, 26b, 26c, 26d, 31a, 31b, 31c, 31d 박막 측온저항부의 구성부
66 전극부
100 측온 대상물

Claims (7)

  1. 온도조절유닛 본체;
    상기 온도조절유닛 본체의 내부에 설치되고, 온도조절 대상물이 위치하는 측의 해당 본체의 표면온도를 올리고 내리는 온도조절부; 및,
    상기 온도조절유닛 본체의 내부에서, 온도조절 대상물이 위치하는 측의 면내의 일정범위에 걸쳐서 형성되면서, 상기 온도조절부보다도 온도조절 대상물에 가까운 측에 설치된 용사피막으로 되어 있는 박막 측온저항부;
    를 구비한 온도조절유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 측온저항부가, 동일면 상에서 리턴부를 가지는 띠형태의 패턴으로 형성되어 있는, 온도조절유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 박막 측온저항부는, Al을 포함하는 금속 또는 합금 조성으로 되어 있는, 온도조절유닛.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도조절부가, 동일면 상에서 리턴부를 가지는 띠형태의 패턴으로 형성된 용사피막으로 되어 있는, 온도조절유닛.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도조절부가 복수개의 구성부로 되어 있는 것과 함께, 해당 복수개의 구성부 각각의 일부가 급전단자부를 구성하고,
    상기 박막 측온저항부가 복수개의 구성부로 되어 있는 것과 함께, 해당 복수개의 구성부 각각의 일부가 저항값 측정단자부를 구성하고 있는, 온도조절유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 온도조절부의 각 구성부와, 상기 박막 측온저항부의 각 구성부가, 상기 온도조절유닛의 두께 방향에 있어서 각각 대응하도록 배치되어 있는, 온도조절유닛.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도조절유닛 본체는, 기재부와 그 기재부의 표면에 형성된 절연층을 가지고 있으며, 상기 박막 측온저항부가 해당 절연층 내에 설치되어 있는, 온도조절유닛.
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