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JP4548626B2 - Thermoelectric module and temperature control plate using thermoelectric module - Google Patents

Thermoelectric module and temperature control plate using thermoelectric module Download PDF

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JP4548626B2
JP4548626B2 JP28319699A JP28319699A JP4548626B2 JP 4548626 B2 JP4548626 B2 JP 4548626B2 JP 28319699 A JP28319699 A JP 28319699A JP 28319699 A JP28319699 A JP 28319699A JP 4548626 B2 JP4548626 B2 JP 4548626B2
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thermoelectric module
mounting plate
electrode
electrodes
thermoelectric
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浩永 秋葉
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電モジュールおよび熱電モジュールを用いた温度調整プレートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェハの製造工程は、基板(半導体ウェハ)を加熱するベーキング処理工程や、加熱された基板を室温レベルにまで冷却するクーリング処理工程を含んでいる。
【0003】
これらベーキング処理やクーリング処理は、温度調整プレートによって実施され、特に上述したクーリング処理は、図3に示す如き温度調整プレート(クーリングプレート)によって実施される。
【0004】
この温度調整プレートAは、載置プレートBと水冷プレートCとの間に、複数個の熱電モジュールD,D…を介装して成り、これら熱電モジュールD,D…への通電によって、載置プレートBに載置された基板Wを冷却する。
【0005】
なお、各熱電モジュールDは、交互に配置した多数のp型熱電素子pとn型熱電素子nとを、セラミック材等から成る上下の伝熱板h,hに設けた電極t,t…で接続することによって構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成の温度調整プレートAでは、熱電モジュールD,D…が互いに離隔して配置されているため、載置プレートBの温度分布が不均一なものとなり、この載置プレートBに載置された基板Wの温度分布も不均一となる不都合がある。
【0007】
このような不都合を解消するものとして、図4に示す温度調整プレートA′の如く、交互に配置した多数のp型熱電素子pとn型熱電素子nとを、載置プレートB′における取付面(接触面)の全域に亘って分散配置するとともに電極t,t…により互いに接続して成る熱電モジュールD′を採用し、この熱電モジュールD′を絶縁性接着剤E′によって載置プレートB′と水冷プレートC′との間に固定設置する構成が考えられる。
【0008】
上記構成の温度調整プレートA′によれば、多数の熱電素子(p,n)を載置プレートB′の全域に亘って分散配置したことにより、上記載置プレートB′における温度分布の不均一を大幅に改善することができる。
【0009】
ここで、図5および図6に示す如く、載置プレートB′はウェハWの形状に合わせて円盤形状を呈している一方、熱電モジュールD′の各熱電素子(p,n)は平面から見て格子状に配置されており、これら熱電素子(p,n)は矩形状の電極tによって接続されている。
【0010】
このため、載置プレートB′に対する熱電モジュールD′の接触領域Da′、すなわち熱電モジュールD′において最外方に位置する複数個の電極tを結ぶ仮想の円形領域(Da′)には、載置プレートB′の外周縁部において電極tの存在しない空白部分sが生じることとなる。
【0011】
また、上記載置プレートB′にボルト孔h等が形成されている場合、このボルト孔hを避けて配置された電極tとの間にも、接触領域Da′において電極tの存在しない空白部分sが生じることとなる。
【0012】
さらに、上記熱電モジュールD′の各熱電素子(p,n)は全て直列に接続されているので、各熱電素子(p,n)の接続条件を満足させるために、隣り合う電極tをやむなく離隔配置した場合には、接触領域Da′において電極tの存在しない空白部分が生じることとなる。
【0013】
ここで、上記温度調整プレートA′においては、熱電モジュールD′の電極tを介して、各熱電素子(p,n)と載置プレートB′との間で熱伝達が行われるため、上述したように載置プレートB′に対する熱電モジュールD′の接触領域Da′に、電極tの配置されていない空白部分sが存在することによって、載置プレートB′における温度分布に斑が生じ、もって基板Wの温度分布が不均一なものとなる不都合がある。
【0014】
本発明は上記実状に鑑みて、被温度制御体の温度分布を均一なものとすることの可能な熱電モジュールの提供を目的とする。
【0015】
また、本発明は上記実状に鑑みて、載置プレートの温度分布を均一なものとし得る熱電モジュールを用いた温度調整プレートの提供を目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段および効果】
上記目的を達成するべく、請求項1の発明に関わる熱電モジュールは、被温度制御体に接触し、多数個の熱電素子を被温度制御体の接触面の全域に亘って分散配置するとともに、隣接する熱電素子を電極により互いに接続して成る熱電モジュールであって、前記電極は、矩形状の平面形、および矩形状の基本部と該基本部から延在する増積部とから成り矩形状とは異なる平面形を呈する複数の形状を有し、前記電極を被温度制御体に対する接触領域の全域に展開する形状としたことを特徴とする。
上記構成によれば、電極を被温度制御体に対する接触領域の全域に展開する形状とし、接触領域において電極の配置されていない空白部分を埋めることによって、被温度制御体の温度分布を均一なものとすることが可能となる。
【0017】
請求項2の発明に関わる熱電モジュールを用いた温度調整プレートは、多数個の熱電素子を載置プレートの接触面の全域に亘って分散配置し、隣接する熱電素子を電極により互いに接続して成る熱電モジュールを、載置プレートの接触面に設けて成る熱電モジュールを用いた温度調整プレートであって、熱電モジュールにおける電極は、矩形状の平面形、および矩形状の基本部と該基本部から延在する増積部とから成り矩形状とは異なる平面形を呈する複数の形状を有し、前記電極を載置プレートに対する接触領域の全域に展開する形状としたことを特徴とする。
上記構成によれば、熱電モジュールにおける電極を、載置プレートに対する接触領域の全域に展開する形状とし、接触領域において電極の配置されていない空白部分を埋めることによって、載置プレートの温度分布を均一なものとすることが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図1および図2は、半導体ウェハ等の基板の処理時において、クーリング処理を実施するクーリングプレートに、本発明に関わる温度制御プレートを適用した例を示している。なお、この温度調整プレート1は、直径が 100〜300 mmの基板に対してクーリング処理を実施するための大型のクーリングプレートである。
【0019】
この温度調整プレート1は、被温度制御体である載置プレート2と、水冷プレート(熱交換器)3との間に、熱電モジュール10を介装することによって構成されており、上記熱電モジュール10への通電によって、上記載置プレート2に載置された基板(半導体ウェハ)Wを冷却するものである。
【0020】
基板Wの載置される載置プレート2は、熱伝導性の良好なアルミニウム材、銅材、金属基複合材等から形成され、基板Wより一回り大きな円盤形状の外観を呈しており、一方、水冷プレート3は上記載置プレート2に対応した円盤形状を呈している。
【0021】
上述した載置プレート2と水冷プレート3との間に介装された熱電モジュール10は、多数個のp型熱電素子pとn型熱電素子nとを交互に配置するとともに、隣接するp型熱電素子pとn型熱電素子nとの一端同士および他端同士を、それぞれ電極11,11…で接続することにより構成されている。
【0022】
また、熱電モジュール10は、上方側の電極11,11…が絶縁性接着剤eによって載置プレート2の下面(接触面)2aに接着固定されている。
すなわち、上記熱電モジュール10は、被温度制御体である載置プレート2と絶縁性接着剤gを介して接触するものである。
【0023】
また、熱電モジュール10における下方側の電極11,11…も、絶縁性接着剤eによって水冷プレート3の上面に接着固定されている。
なお、載置プレート2と水冷プレート3とは、複数本のボルトb,b…を介して互いに結合されている。
【0024】
ここで、上記熱電モジュール10は、その各p型熱電素子pおよび各n型熱電素子nが、互いに等しい間隔で載置プレート2における下面(接触面)の全域に格子状に分散配置されている。
【0025】
また、上記熱電モジュール10は、その全てのp型熱電素子pおよびn型熱電素子nが、電極11,11…を介して互いに直列に接続されており、全て一括して動作制御されるよう構成されている。
【0026】
図2(a),(b)に示す如く、載置プレート2に対する熱電モジュール10の接触領域10A、すなわち熱電モジュール10において最外方に位置する複数個の電極11,11…を結ぶ仮想の円形領域(10A)の周縁域に位置する電極11,11…は、従来の矩形状の電極(図6中の符合t参照)とは大きく相違する異形呈している。
【0027】
すなわち、これら電極11,11…は、従来の矩形状の電極(図6中の符合t参照)と対応する基本部11Aと、該基本部11Aから延在する増積部11aとを有している。
【0028】
ここで、上記各電極11における増積部11aは、基本部11Aから接触領域10Aの一杯にまで延設されており、図4から図6に示した従来の温度調整プレートA′における電極tの存在しない空白部分sを埋めるものである。
【0029】
また、図2(a),(b)に示す各電極11,11…は、載置プレート2に設けられたボルト組付け孔hの周囲に位置しており、これら電極11,11…は、従来の矩形状の電極(図6中の符合t参照)と対応する基本部11Aと、この基本部11Aから延在する増積部11bとを有している。
【0030】
ここで、上記各電極11における増積部11bは、基本部11Aからボルト組付け孔hの近傍にまで延設されており、図4から図6に示した従来の温度調整プレートA′における電極tの存在しない空白部分sを埋めるものである。
【0031】
なお、熱電モジュール10における電極11,11…において、図2に示した接触領域10Aの周縁域やボルト組付け孔hの周囲等、特異な位置に配置された異形の電極11以外は、図6に示した従来の温度調整プレートA′における電極tと同様、矩形状を呈する電極11が採用されていることは勿論である。
【0032】
また、熱電モジュール10における各電極11,11…には、良好な導電性と熱伝導性とを兼ね備えた銅材料が用いられており、熱電モジュール10を製造する際、全ての電極11,11…は既存のエッチング加工法により形成される。
【0033】
上記構成の温度調整プレート1では、熱電モジュール10における電極11,11…を、従来の熱電モジュールの載置プレートに対する接触領域において電極の配置されていない空白部分を埋める態様で形成することにより、載置プレート2に対する接触領域10Aの全域に電極11,11…が展開することとなる。
【0034】
かくして、上記熱電モジュール10によって載置プレート2は温度分布に斑を生じることなく均一に冷却されることとなり、これによって載置プレート2に載置された基板Wも均一な温度分布で冷却されることとなる。
【0035】
このように、本発明の熱電モジュール10によれば、被温度制御体である載置プレートの温度分布を均一なものとすることができ、また本発明の温度調整プレート1よれば、基板Wの温度分布を均一なものとすることができる。
【0036】
また、上述した構成によれば、熱電モジュール10における電極11,11…を、従来の熱電モジュールの載置プレートに対する接触領域において電極の配置されていない空白部分を埋める態様で形成したことで、これら電極11は従来のよりも大型化することとなり、載置プレート2に対する電極11,11…の接触面積が増大することによって、載置プレート2と熱電モジュール10との間で効率良く熱伝達が行われることとなる。
【0037】
なお、上述した実施例においては、接触領域10Aの周縁域やボルト組付け孔hの周囲等に配置された電極11を例示したが、各熱電素子(p,n)の接続条件を満足させるために、やむなく離隔して配置されている電極においても、上述したと同様に、電極の設けられていない部分を埋める態様で大型化すれば良いことは言うまでもない。
【0038】
また、上述した実施例における電極11は、エッチング加工法によって銅材料から形成された一層の電極であるが、実施例の電極11と同じく基本部と増設部とを備えた表面電極を、従来と同じく矩形状を呈する電極本体に積層して成る二層構造の電極をも採用することが可能である。
ここで、上記二層構造の電極における表面電極は、少なくとも熱伝導性の良好な材料から形成されていれば良く、導電性に関しては熱電モジュールの設置条件等に基づいて適宜に設定することが可能である。
【0039】
また、上述した実施例においては、熱電モジュールを載置プレートに取付けて成る温度調整プレートを例示しているが、本発明に関わる熱電モジュールは、載置プレートを用いることなく、適宜な絶縁層を介して熱電モジュールに基板を直接に載置するよう構成した温度調整装置に対しても、極めて有効に適用し得るものであることは言うまでもない。
【0040】
ここで、熱電モジュールと被温度制御体(載置プレートやウェハ)との接触とは、必ずしも直接的に接触している状態のみを指すものではなく、例えば突起やシム等を介して接触し、空気層を介して熱交換を行う場合をも指していることは言うまでもない。
【0041】
また、上述した実施例においては、熱電モジュールを載置プレートに取付けて成る温度調整プレートを例示しているが、本発明に関わる熱電モジュールは、載置プレートのみならず、様々な被温度制御体に取り付けられることによって、該被温度制御体の温度分布を均一なものとすることも可能である。
【0042】
また、熱電モジュールを載置プレートに取付けて成る温度調整プレートの場合、載置プレートの形状は円盤形状に限らず四角形等の多角形状の場合も有り、この場合、熱電モジュールにおける接触領域は載置プレートの外形に倣って設定されることは言うまでもない。
【0043】
また、熱電モジュールを様々な被温度制御体に取り付けて成る装置においても、被温度制御体は種々の形状を採用することが可能であり、熱電モジュールにおける接触領域は、被温度制御体の外形に倣って適宜に設定されることは言うまでもない。
【0044】
さらに、上述した各実施例においては、本発明に関わる温度調整プレートを、クーリングプレートに適用した例を示したが、熱電モジュールへの通電方向を変えることにより、半導体ウェハ等の基板の製造時にベーキング処理を実施するホットプレートとして、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)および(b)は本発明に関わる温度調整プレートを概念的に示す平面図および側面図。
【図2】 (a)および(b)は本発明に関わる温度調整プレートおよび熱電モジュールを概念的に示す要部平面図。
【図3】従来の温度調整プレートを概念的に示す側面図。
【図4】従来の温度調整プレートを概念的に示す側面図。
【図5】従来の温度調整プレートを概念的に示す平面図。
【図6】従来の温度調整プレートの熱電モジュールを概念的に示す要部平面図。
【符号の説明】
1…温度調整プレート、
2…載置プレート(被温度制御体)、
3…水冷プレート、
10…熱電モジュール、
10A…接触領域、
11…電極、
11A…基本部、
11a,11b…増積部、
p…p型熱電素子、
n…n型熱電素子、
W…基板(半導体ウェハ)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermoelectric module and a temperature adjustment plate using the thermoelectric module.
[0002]
[Prior art]
The semiconductor wafer manufacturing process includes a baking process for heating the substrate (semiconductor wafer) and a cooling process for cooling the heated substrate to a room temperature level.
[0003]
These baking processing and cooling processing are performed by a temperature adjustment plate, and in particular, the above-described cooling processing is performed by a temperature adjustment plate (cooling plate) as shown in FIG.
[0004]
The temperature adjustment plate A is formed by interposing a plurality of thermoelectric modules D, D... Between the mounting plate B and the water cooling plate C, and is mounted by energizing these thermoelectric modules D, D. The substrate W placed on the plate B is cooled.
[0005]
Each thermoelectric module D includes a plurality of alternately arranged p-type thermoelectric elements p and n-type thermoelectric elements n at electrodes t, t... Provided on upper and lower heat transfer plates h, h made of a ceramic material or the like. It is configured by connecting.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the temperature adjustment plate A having the above-described configuration, the thermoelectric modules D, D... Are spaced apart from each other, so that the temperature distribution of the mounting plate B becomes non-uniform, and the temperature adjustment plate A is mounted on the mounting plate B. There is a disadvantage that the temperature distribution of the placed substrate W is also non-uniform.
[0007]
In order to eliminate such inconvenience, a large number of p-type thermoelectric elements p and n-type thermoelectric elements n arranged alternately like the temperature adjustment plate A ′ shown in FIG. 4 are mounted on the mounting plate B ′. A thermoelectric module D ′ is used which is distributed over the entire (contact surface) and connected to each other by electrodes t, t..., And this thermoelectric module D ′ is placed on the mounting plate B ′ by an insulating adhesive E ′. It is possible to consider a configuration in which a fixed installation is provided between the water cooling plate C ′.
[0008]
According to the temperature adjustment plate A ′ having the above configuration, a large number of thermoelectric elements (p, n) are distributed over the entire area of the mounting plate B ′, so that the temperature distribution in the mounting plate B ′ is not uniform. Can be greatly improved.
[0009]
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the mounting plate B ′ has a disk shape corresponding to the shape of the wafer W, while each thermoelectric element (p, n) of the thermoelectric module D ′ is viewed from a plane. The thermoelectric elements (p, n) are connected by a rectangular electrode t.
[0010]
Therefore, the mounting area Da ′ of the thermoelectric module D ′ with respect to the mounting plate B ′, that is, the virtual circular area (Da ′) connecting the plurality of electrodes t located at the outermost side in the thermoelectric module D ′ is mounted. A blank portion s in which the electrode t does not exist is generated at the outer peripheral edge portion of the mounting plate B ′.
[0011]
Further, when a bolt hole h or the like is formed in the mounting plate B ′, a blank portion where the electrode t does not exist in the contact area Da ′ between the bolt t and the electrode t arranged so as to avoid the bolt hole h. s will occur.
[0012]
Furthermore, since the thermoelectric elements (p, n) of the thermoelectric module D ′ are all connected in series, in order to satisfy the connection condition of the thermoelectric elements (p, n), the adjacent electrodes t are inevitably separated. In the case of the arrangement, a blank portion where the electrode t does not exist is generated in the contact area Da ′.
[0013]
Here, in the temperature adjustment plate A ′, heat transfer is performed between each thermoelectric element (p, n) and the mounting plate B ′ via the electrode t of the thermoelectric module D ′. Thus, the presence of the blank portion s in which the electrode t is not disposed in the contact area Da ′ of the thermoelectric module D ′ with respect to the mounting plate B ′ causes unevenness in the temperature distribution in the mounting plate B ′. There is a disadvantage that the temperature distribution of W becomes non-uniform.
[0014]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a thermoelectric module capable of making the temperature distribution of the temperature controlled body uniform.
[0015]
Another object of the present invention is to provide a temperature adjustment plate using a thermoelectric module that can make the temperature distribution of the mounting plate uniform.
[0016]
[Means for solving the problems and effects]
In order to achieve the above object, the thermoelectric module according to the invention of claim 1 is in contact with the temperature controlled body, and a large number of thermoelectric elements are distributed over the entire contact surface of the temperature controlled body and adjacent to each other. a thermoelectric element a thermoelectric module formed by connecting to each other by electrodes, said electrodes, rectangular planar shape, and rectangular shape consists of a Zoseki extending from the rectangular base portion and the base headquarters and Has a plurality of shapes having different planar shapes, and is characterized in that the electrodes are developed in the entire contact region with respect to the temperature-controlled body.
According to the above configuration, the temperature of the temperature controlled body is uniform by filling the blank area where the electrode is not arranged in the contact area with the electrode extending in the entire contact area with respect to the temperature controlled body. It becomes possible.
[0017]
The temperature control plate using the thermoelectric module according to the invention of claim 2 is formed by distributing a large number of thermoelectric elements over the entire contact surface of the mounting plate and connecting adjacent thermoelectric elements to each other by electrodes. A temperature adjustment plate using a thermoelectric module in which the thermoelectric module is provided on the contact surface of the mounting plate, and the electrodes in the thermoelectric module have a rectangular planar shape, a rectangular basic portion, and a rectangular basic portion extending from the basic portion. It is characterized by having a plurality of shapes that are formed by an increased number of existing portions and exhibiting a planar shape different from the rectangular shape, and that the electrodes are developed over the entire contact area with respect to the mounting plate.
According to the above configuration, the electrode in the thermoelectric module has a shape that extends across the entire contact area with the mounting plate, and the temperature distribution of the mounting plate is made uniform by filling the blank area in which no electrode is arranged in the contact area. Can be made.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments.
1 and 2 show an example in which a temperature control plate according to the present invention is applied to a cooling plate for performing a cooling process when a substrate such as a semiconductor wafer is processed. The temperature adjusting plate 1 is a large cooling plate for performing a cooling process on a substrate having a diameter of 100 to 300 mm.
[0019]
The temperature adjustment plate 1 is configured by interposing a thermoelectric module 10 between a mounting plate 2 that is a temperature controlled body and a water cooling plate (heat exchanger) 3. The substrate (semiconductor wafer) W placed on the placement plate 2 is cooled by energizing the substrate.
[0020]
The mounting plate 2 on which the substrate W is mounted is formed of an aluminum material, a copper material, a metal matrix composite, or the like having good thermal conductivity, and has a disk-shaped appearance that is slightly larger than the substrate W. The water cooling plate 3 has a disk shape corresponding to the mounting plate 2 described above.
[0021]
The thermoelectric module 10 interposed between the mounting plate 2 and the water cooling plate 3 described above alternately arranges a number of p-type thermoelectric elements p and n-type thermoelectric elements n, and adjacent p-type thermoelectric elements. One end and the other end of the element p and the n-type thermoelectric element n are connected by electrodes 11, 11..., Respectively.
[0022]
In the thermoelectric module 10, the upper electrodes 11, 11,... Are bonded and fixed to the lower surface (contact surface) 2a of the mounting plate 2 with an insulating adhesive e.
That is, the thermoelectric module 10 is in contact with the mounting plate 2 that is a temperature controlled body via the insulating adhesive g.
[0023]
Further, the lower electrodes 11, 11... In the thermoelectric module 10 are also bonded and fixed to the upper surface of the water-cooled plate 3 with an insulating adhesive e.
The mounting plate 2 and the water cooling plate 3 are coupled to each other via a plurality of bolts b, b.
[0024]
Here, in the thermoelectric module 10, the p-type thermoelectric elements p and the n-type thermoelectric elements n are dispersed and arranged in a lattice pattern over the entire lower surface (contact surface) of the mounting plate 2 at equal intervals. .
[0025]
The thermoelectric module 10 is configured such that all p-type thermoelectric elements p and n-type thermoelectric elements n are connected in series with each other via electrodes 11, 11. Has been.
[0026]
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a contact area 10A of the thermoelectric module 10 with respect to the mounting plate 2, that is, a virtual circle connecting a plurality of electrodes 11, 11,. The electrodes 11, 11,... Located in the peripheral area of the region (10A) have a deformed shape that is significantly different from the conventional rectangular electrode (see reference symbol t in FIG. 6).
[0027]
That is, these electrodes 11, 11... Have a basic portion 11A corresponding to a conventional rectangular electrode (see symbol t in FIG. 6), and an increased product portion 11a extending from the basic portion 11A. Yes.
[0028]
Here, the accumulation portion 11a in each electrode 11 extends from the basic portion 11A to the full contact area 10A, and the electrode t of the conventional temperature adjustment plate A ′ shown in FIGS. The blank portion s that does not exist is filled.
[0029]
2 (a), 2 (b) is located around a bolt assembly hole h provided in the mounting plate 2, and these electrodes 11, 11 ... It has a basic portion 11A corresponding to a conventional rectangular electrode (see reference numeral t in FIG. 6), and an increased portion 11b extending from the basic portion 11A.
[0030]
Here, the increased portion 11b in each of the electrodes 11 extends from the basic portion 11A to the vicinity of the bolt assembly hole h, and the electrodes in the conventional temperature adjustment plate A ′ shown in FIGS. The blank portion s where t does not exist is filled.
[0031]
In addition, in the electrodes 11, 11,... In the thermoelectric module 10, other than the irregularly shaped electrodes 11 arranged at specific positions such as the peripheral area of the contact area 10A shown in FIG. Of course, the electrode 11 having a rectangular shape is employed in the same manner as the electrode t in the conventional temperature control plate A ′ shown in FIG.
[0032]
Moreover, the copper material which has favorable electroconductivity and thermal conductivity is used for each electrode 11,11 ... in the thermoelectric module 10, and when manufacturing the thermoelectric module 10, all the electrodes 11,11 ... are used. Is formed by an existing etching method.
[0033]
In the temperature adjustment plate 1 having the above-described configuration, the electrodes 11, 11... In the thermoelectric module 10 are formed in such a manner as to fill a blank portion where no electrode is arranged in a contact area with the mounting plate of the conventional thermoelectric module. The electrodes 11, 11... Are developed over the entire contact area 10 </ b> A with respect to the mounting plate 2.
[0034]
Thus, the thermoelectric module 10 uniformly cools the mounting plate 2 without causing unevenness in the temperature distribution, and thus the substrate W placed on the mounting plate 2 is also cooled with a uniform temperature distribution. It will be.
[0035]
As described above, according to the thermoelectric module 10 of the present invention, the temperature distribution of the mounting plate which is a temperature controlled body can be made uniform, and according to the temperature adjustment plate 1 of the present invention, the substrate W The temperature distribution can be made uniform.
[0036]
Further, according to the above-described configuration, the electrodes 11, 11,... In the thermoelectric module 10 are formed in such a manner as to fill a blank portion where no electrode is arranged in a contact area with the mounting plate of the conventional thermoelectric module. The electrode 11 becomes larger than the conventional one, and the contact area of the electrodes 11, 11... With the mounting plate 2 increases, so that heat transfer is efficiently performed between the mounting plate 2 and the thermoelectric module 10. Will be.
[0037]
In the above-described embodiment, the electrode 11 arranged in the peripheral region of the contact region 10A, the periphery of the bolt assembly hole h, and the like is illustrated, but in order to satisfy the connection condition of each thermoelectric element (p, n). Needless to say, the electrodes that are inevitably spaced apart may be enlarged in a manner that fills the portion where the electrodes are not provided, as described above.
[0038]
In addition, the electrode 11 in the embodiment described above is a single-layer electrode formed from a copper material by an etching method, but a surface electrode having a basic part and an extension part as in the case of the electrode 11 in the embodiment is a conventional electrode. Similarly, it is possible to employ a two-layered electrode laminated on an electrode body having a rectangular shape .
Here, the surface electrode in the electrode having the two-layer structure may be formed of at least a material having good thermal conductivity, and the conductivity can be appropriately set based on the installation conditions of the thermoelectric module. It is.
[0039]
Further, in the above-described embodiments, the temperature adjustment plate formed by attaching the thermoelectric module to the mounting plate is illustrated, but the thermoelectric module according to the present invention has an appropriate insulating layer without using the mounting plate. Needless to say, the present invention can also be applied to a temperature adjusting device configured to directly place a substrate on a thermoelectric module.
[0040]
Here, the contact between the thermoelectric module and the temperature-controlled body (mounting plate or wafer) does not necessarily indicate only the state of direct contact, for example, contact via a protrusion or shim, Needless to say, this also refers to the case where heat is exchanged through the air layer.
[0041]
Further, in the above-described embodiments, the temperature adjustment plate formed by attaching the thermoelectric module to the mounting plate is exemplified, but the thermoelectric module according to the present invention is not limited to the mounting plate, but various temperature controlled bodies. It is possible to make the temperature distribution of the temperature-controlled body uniform.
[0042]
In addition, in the case of a temperature adjustment plate in which a thermoelectric module is mounted on a mounting plate, the mounting plate shape is not limited to a disk shape but may be a polygonal shape such as a quadrangle. In this case, the contact area in the thermoelectric module is the mounting plate. Needless to say, it is set according to the outer shape of the plate.
[0043]
Further, even in a device in which the thermoelectric module is attached to various temperature controlled bodies, the temperature controlled body can adopt various shapes, and the contact area in the thermoelectric module is the outer shape of the temperature controlled body. Needless to say, it is set as appropriate.
[0044]
Further, in each of the above-described embodiments, the temperature adjustment plate related to the present invention is applied to the cooling plate. However, by changing the energization direction to the thermoelectric module, baking is performed when a substrate such as a semiconductor wafer is manufactured. Needless to say, the present invention can be effectively applied as a hot plate for performing the treatment.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a plan view and a side view conceptually showing a temperature adjustment plate according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are main part plan views conceptually showing a temperature adjustment plate and a thermoelectric module according to the present invention. FIGS.
FIG. 3 is a side view conceptually showing a conventional temperature adjustment plate.
FIG. 4 is a side view conceptually showing a conventional temperature adjustment plate.
FIG. 5 is a plan view conceptually showing a conventional temperature adjustment plate.
FIG. 6 is a principal plan view conceptually showing a conventional thermoelectric module of a temperature adjustment plate.
[Explanation of symbols]
1 ... Temperature adjustment plate,
2 ... Mounting plate (temperature controlled body),
3 ... Water-cooled plate,
10 ... Thermoelectric module,
10A ... contact area,
11 ... electrode,
11A ... Basic part,
11a, 11b ... the increased portion,
p ... p-type thermoelectric element,
n ... n-type thermoelectric element,
W: Substrate (semiconductor wafer).

Claims (2)

被温度制御体に接触し、多数個の熱電素子を前記被温度制御体の接触面の全域に亘って分散配置するとともに、隣接する熱電素子を電極により互いに接続して成る熱電モジュールであって、
前記電極は、矩形状の平面形、および矩形状の基本部と該基本部から延在する増積部とから成り矩形状とは異なる平面形を呈する複数の形状を有し、
前記電極を、前記被温度制御体に対する接触領域の全域に展開する形状としたことを特徴とする熱電モジュール。
A thermoelectric module that is in contact with a temperature controlled body and has a plurality of thermoelectric elements distributed over the entire contact surface of the temperature controlled body, and adjacent thermoelectric elements are connected to each other by electrodes,
The electrodes, rectangular planar shape, and has a plurality of shapes that exhibit different planes form a rectangular base portion and consists of a Zoseki portion extending from the base headquarters rectangular,
2. The thermoelectric module according to claim 1, wherein the electrode is shaped so as to spread over the entire contact area with respect to the temperature controlled body.
多数個の熱電素子を載置プレートの接触面の全域に亘って分散配置し、隣接する熱電素子を電極により互いに接続して成る熱電モジュールを、前記載置プレートの接触面に設けて成る熱電モジュールを用いた温度調整プレートであって、
前記熱電モジュールにおける前記電極は、矩形状の平面形、および矩形状の基本部と該基本部から延在する増積部とから成り矩形状とは異なる平面形を呈する複数の形状を有し、
前記電極を、前記載置プレートに対する接触領域の全域に展開する形状としたことを特徴とする熱電モジュールを用いた温度調整プレート。
A thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are distributed over the entire contact surface of the mounting plate and adjacent thermoelectric elements are connected to each other by electrodes, and provided on the contact surface of the mounting plate. A temperature adjustment plate using
The electrode in the thermoelectric module, rectangular planar shape, and has a plurality of shapes that exhibit different planes form a rectangular base portion and consists of a Zoseki portion extending from the base headquarters rectangular,
A temperature adjustment plate using a thermoelectric module, wherein the electrode has a shape that extends over the entire area of contact with the mounting plate.
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