JPH041537A - 熱電対基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 絶縁基板上に薄膜として一体に形成された熱電対基板に
関し、 基板の表面温度の再現性の高い測定を安定して且つ正確
に行うことが可能となる熱電対基板の提供を目的とし、 絶縁基板の表面に、熱電対を構成する２種類の合金或い
は金属の薄膜が、それぞれの領域に互いに接触してパタ
ーニング形成されてなるよう構成〔産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁基板上に薄膜として一体に形成された熱
電対基板に関するものである。

半導体装置の製造工程のＣＶＤ工程やエビタキシー工程
において用いられる薄膜成長装置においては、基板上に
ｆｆ膜を成長させる場合の基板の加熱温度の制御が非常
に重要になっている。

基板の加熱機構の温度制御が良好な状態で行われても、
基板と搭載面との間の熱伝達状態の変動によって基板の
表面温度の制御が影響を受けているため、基板の表面温
度を正確に測定することが必要である。

以上のような状況から、基板の表面温度を正確に測定す
ることが可能な熱電対が要望されている。

〔従来の技術〕

従来の熱電対の構造及び使用方法を第４図により詳細に
説明する。

従来の熱電対は、２種の合金または純粋金属の組からな
り、熱起電力を熱や温度の測定に利用する素子である。

熱電対で測定できるのは温度差であるから一方の接点の
温度を一定に保てば温度が測定できる。

使用温度範囲、耐久性、安定性などを考慮して使用温度
の高いものから順にＢからＴまでの７種類の熱電対が規
格化されている。

この規格の中のに型と称する熱電対は、Ｎｉ、Ｃｒを主
とした合金とＮｉを主とした合金とから構成さねており
、２００〜５００℃の範囲の測定に用いられている。

その他に高温用の例としてＷ−Ｒｅ５％の合金とＷ−Ｒ
ｅ２６％の合金を組にしたものがあり２，４００℃まで
の測定が可能である。また−２００℃以下の低温用の例
としては、クロメルと金に０．０７％の鉄を含む合金と
によって構成される熱電対が用いられている。

第４図（ａｌに示すような熱電対はＮｉ、Ｃｒを主とし
た合金１２とＮｉを主とした合金１４から構成されてお
り、その接合部１３が融着されているので、第４ｇ（ｂ
ｌに示すように、ダミー基板１１、例えば１顛厚程度の
ステンレススチール板にねじ１５及び座金１６を用いて
この接合部１３をダミー基板１１に押しつけて密着させ
て用いている。

熱電対による温度測定以外の方法として、温度に対応し
て変色するラベルを貼付しておき、このラベルの色によ
り温度を求める方法がある。

また、１　、８００℃以上の高温の測定においては、物
体からの熱放射の放射輝度が温度に依存することを利用
する放射温度計が用いられており、対象に接触すること
なく温度測定ができるが、対象の放射率を知らないと、
真の温度が求められない。

Ｃ発明が解決しようとする課Ｍ） 以上説明した従来の熱電対を用いる温度測定方法におい
ては、ねじと座金とを用いて熱電対の接合部をダミー基
板に押しつけて密着させて用いているが、その密着状態
の変動に対して非常に敏感であり、再現性に欠けるとい
う問題点があり、温度に対応して変色するラベルを貼付
する方法では正確な温間を知ることが困難であり、放射
温度計を用いる方法においては、対象の放射率を知らな
いと、真の温度が求められないという問題点があった。

本発明は以上のような状況から、基板の表面温度の再現
性の高い測定を安定して且つ正確に行うことが可能とな
る熱電対基板の提供を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の熱電対基板は、絶縁基板の表面に、熱電対を構
成する２種類の合金或いは金属の薄膜が、それぞれの領
域に互いに接触してパターニング形成されてなるよう構
成する。

〔作用〕

即ち本発明においては、絶縁基板の表面に、熱電対を構
成する２種類の合金或いは金属の薄膜をそれぞれの領域
に形成し、且つこれらの薄膜が互いに接触するように形
成されているから、絶縁基板とこれらの薄膜との接触状
態は堅固で且つ安定しているので、再現性の高い安定し
た温度の測定を正確に行うことが可能となる。

（実施例〕 以下第１図により本発明による一実施例の熱電対基板を
、第２図により本発明による一実施例の熱電対基板の使
用状態を、第３図により本発明による一実施例の熱電対
基板の製造方法を工程順に詳細に説明する。

Ｋ型の熱電対基板の本実施例は、第１図に示すように絶
縁基板１の表面にＮｉ、Ｃｒを主とした合金の薄膜層２
とＮｉを主とした合金の薄膜Ｎ４から構成されており、
温度を測定するためには第２図に示すようにそれぞれの
薄膜層の材料と同じ材料の素線５ａと５ｂとを図示のよ
うにループ状にして絶縁基板１上のそれぞれの領域に置
いて同じ材料の板６ａと６ｂで挟み、セラミック系の接
着側を塗布し、高温で加熱して焼結させて固定する。

このようにして熱電対基板と接続したそれぞれの素線５
ａと５ｂの接触による短絡を防止するために磁器製の絶
縁管７を通して使用する。

温度測定器９の設置位置が遠い場合には、上記の素線５
ａと５ｂの１００℃以下の低い温度の部分に補償導線８
を接続し、熱起電力により温度を表示する温度測定器９
と熱電対基板とを接続することにより、正確な温度を安
定して測定することが可能となる。

第３図は本発明の熱電対基板の製造方法を工程順に示す
図である。

先ず第３図（ａ）に示すように、絶縁基板１の表面にＮ
ｉ、Ｃｒを主とした合金の膜厚５．０００〜１０．００
０人の薄膜層２をスパッタリングにより形成する。

つぎに全面にレジストを塗布してレジスト膜３を形成し
、第３図（ｂ）に示すようにＮｉを主とした合金の薄膜
層を形成すべき図における右半分の部分のレジスト膜３
をフォトリソグラフィー技術を用いて除去し、残存する
レジスト膜３をマスクとしてエツチングを行い、露出し
ている部分のＮｉ、Ｃｒを主とした合金の薄膜Ｎ２を除
去する。

ついでフォトリソグラフィー技術を用いて第３図（Ｃ）
に示すように、レジスト膜３で覆われている薄膜層２が
約１１１ｍ幅で露出するようにレジスト膜３の除去を行
い、レジスト膜３が形成された状態で絶縁基板１の全面
にＮｉを主とした膜厚５，０００〜１０．０００人の合
金の薄膜層４をスパッタリングにより形成する。

ここで全面にレジストを塗布し、第３図（ｄ）に示すよ
うに、薄膜層２の上部のレジスト膜をフォトリソグラフ
ィー技術を用いて除去してレジスト膜５を残存させる。

その後第３図ｔｅｌに示すように、レジスト膜５をマス
クとし、レジスト膜３をストッパとして薄膜層４をエツ
チングして除去する。

最後にレジスト膜５及びレジスト膜３を除去することに
より第３図（ｆｌに示すように、絶縁基板１の表面にＮ
ｉ、Ｃｒを主とした合金の薄膜層２とＮｉを主とした合
金の薄膜層４とが接触して形成された熱電対基板を製造
することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば極めて簡
単な工程により、絶縁基板上に熱電対を構成する２種の
薄膜層を接触して形成することが可能となるので、再現
性の良好な安定した正確な温度測定を行うことが可能と
なる利点があり、著しい経済的及び、信顛性向上の効果
が期待できる熱電対基板の提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の熱電対基板を示す図、 第２図は本発明による一実施例の熱電対基板の使用状態
を示す図、 第３図は本発明による一実施例の熱電対基板の製造方法
を工程順に示す側断面図、 第４図は従来の熱電対の構造及び使用方法を示す図、 である。 図において、 ■は絶縁基板、 ２は薄膜層、 ３はレジスト膜、 ４は薄膜層、 ５はレジスト膜、 ５ａは素線、 ５ｂは素線、 ６ａは板、 ６ｂは板、 ７は絶縁管、 ８は補償導線、 ９は温度測定器、 を示す。 ｔａ＋ 平 面 図 （ｂｌ 側断面図 本発明による一実施例の熱電対基板を示す図第 図 口］［町 区１可 ｉａ＋ Ｗｌ膜層（２）の形成 （ｂｌ　、レジストｍ　（３）のパターニング及びｌ！
ｌ［（２）のエツチング（句 レジストＷＡ（３）のパタ ニング及び１１層（４）の形成 本発明によるーＸ施例の熱電対基板の製造方法を工程順
に示す倒断面図第 図（その１） （，１ 熱電対基板と温度測定器との接続を示す図（ｂｌ Ａ断面図 本発明による一実施例の熱電対基板の使用状態を示す図
第 図 ［堕 口８口 （ｄｉ　　レノス）Ｉｉ（５）の形成及びパターニング
ｅｌ Ｉ膜Ｍ（４）のエツチング ｆｌ レジスト１１　（５）及びレジスト膜（３）の除去本発
明による一実施例の熱を対基板の製造方法を工程順に示
す側断面図第 図（その２）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基板（１）の表面に、熱電対を構成する２種類の合
   金或いは金属の薄膜（２、４）が、それぞれの領域に互
   いに接触してパターニング形成されてなることを特徴と
   する熱電対基板。