(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型の熱電薄膜素子およびＮ型の熱電薄膜素子が交互に接続された熱電モジュールにおける当該いずれかの熱電薄膜素子の製造時において、当該熱電薄膜素子を構成する複数の薄膜の積層体が支持基板の上に形成された熱電薄膜素子製造用中間体に対して当該積層体を貫通して当該支持基板に達する深さの凹部を形成した後に当該凹部の底面に検出用導体部を形成すると共に当該検出用導体部における当該凹部の底面に沿った両端部を測定部に接続するための接続用リード部を当該凹部の側面を含む領域に当該検出用導体部の形成と同一の成膜処理によって当該検出用導体部の形成と同時に形成して当該熱電薄膜素子製造用中間体に研削処理用センサ部を形成するセンサ部形成処理と、研削用定盤に対して前記熱電薄膜素子製造用中間体を相対的に摺動させることで前記支持基板を研削して薄厚化する研削処理とをこの順で実行する際に、
前記センサ部形成処理において、前記検出用導体部としての第１の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ深さに位置するように前記凹部としての第１の凹部の深さおよび当該第１の検出用導体部の厚みを規定して、当該第１の凹部、当該第１の検出用導体部および前記接続用リード部を形成し、
前記研削処理において、前記両接続用リード部を介して前記第１の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する研削を実行し、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する研削を終了する熱電薄膜素子製造方法。
【請求項２】
前記センサ部形成処理に先立って、前記積層体の表面に保護膜を形成する保護膜形成処理を実行し、
前記センサ部形成処理において、前記保護膜および前記積層体を貫通して前記支持基板に達する深さの前記凹部を形成する請求項１記載の熱電薄膜素子製造方法。
【請求項３】
前記センサ部形成処理において、前記第１の凹部、前記第１の検出用導体部および前記接続用リード部を形成すると共に、前記検出用導体部としての第２の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ深さに位置するように前記凹部としての第２の凹部の深さおよび当該第２の検出用導体部の厚みを規定して、当該第２の凹部、当該第２の検出用導体部および前記接続用リード部を形成し、
前記研削処理において、前記両接続用リード部を介して前記第２の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する荒研削を実行し、前記第２の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する荒研削を終了し、その後に、当該支持基板および当該研削処理用センサ部に対する仕上げ研削を開始すると共に、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する仕上げ研削を終了する請求項１または２記載の熱電薄膜素子製造方法。
【請求項４】
前記センサ部形成処理において、前記接続用リード部および前記検出用導体部の形成が完了した前記凹部内に非導電性材料を充填する請求項１から３のいずれかに記載の熱電薄膜素子製造方法。
【請求項５】
Ｐ型の熱電薄膜素子およびＮ型の熱電薄膜素子が交互に接続された熱電モジュールにおける当該いずれかの熱電薄膜素子の製造時において、当該熱電薄膜素子を構成する複数の薄膜の積層体が支持基板の上に形成された熱電薄膜素子製造用中間体を研削用定盤に対して相対的に摺動させることで当該支持基板を研削して薄厚化する研削処理を実行する際に、
前記熱電薄膜素子製造用中間体を研削装置にセットすると共に、非導電性の母材に形成された第１の凹部の底面に第１の検出用導体部が形成されると共に当該第１の検出用導体部における当該第１の凹部の底面に沿った両端部を測定部に接続するための第１の接続用リード部が当該第１の凹部の側面を含む領域に形成された研削処理用センサを、当該第１の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ位置となるように当該研削装置にセットした後に、前記第１の接続用リード部を介して前記第１の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサに対する研削を実行し、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサに対する研削を終了する熱電薄膜素子製造方法。
【請求項６】
前記研削処理に先立って、前記積層体の表面に保護膜を形成する保護膜形成処理を実行する請求項５記載の熱電薄膜素子製造方法。
【請求項７】
前記研削処理において、前記第１の凹部、前記第１の検出用導体部および前記第１の接続用リード部が形成され、かつ、当該第１の凹部よりも深い第２の凹部の底面に第２の検出用導体部が形成されると共に当該第２の検出用導体部における当該第２の凹部の底面に沿った両端部を測定部に接続するための第２の接続用リード部が当該第２の凹部の側面を含む領域に形成された前記研削処理用センサを使用して、当該第１の検出用導体部の表面が前記研削終了位置と同じ位置となり、かつ、当該第２の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ位置となるように当該研削処理用センサを前記研削装置にセットした後に、前記第２の接続用リード部を介して前記第２の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサに対する荒研削を実行し、前記第２の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサに対する荒研削を終了し、その後に、当該支持基板および当該研削処理用センサに対する仕上げ研削を開始すると共に、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサに対する仕上げ研削を終了する請求項５または６記載の熱電薄膜素子製造方法。
【請求項８】
前記接続用リード部および前記検出用導体部が形成された前記凹部内に非導電性材料が充填されている前記研削処理用センサを用いる請求項５から７のいずれかに記載の熱電薄膜素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｐ型の熱電薄膜素子およびＮ型の熱電薄膜素子が交互に接続された熱電モジュールにおけるいずれかの熱電薄膜素子を製造する熱電薄膜素子製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の熱電モジュールとして、出願人は、非導電性材料で形成された支持基板の上に、複数のＰ型熱電薄膜素子および複数のＮ型熱電薄膜素子が交互に直列接続されて本体部が構成された熱電モジュールを特願２０１０−８５７０３において開示している。この場合、Ｐ型熱電薄膜素子は、一例として、Ｂｉ２Ｔｅ３／Ｓｂ２Ｔｅ３の薄膜と、Ｂｉ０．５Ｓｂ１．５Ｔｅ３の薄膜とが交互に積層された積層体を切断することによって長尺帯状に形成されている。また、上記のＮ型熱電薄膜素子１２２は、一例として、Ｂｉ２Ｔｅ３の薄膜と、Ｂｉ２Ｓｅ３の薄膜とが交互に積層された積層体を切断することによって長尺帯状に形成されている。
【０００３】
この熱電モジュールの製造に際しては、一例として、厚み０．６ｍｍ程度の製造用支持基板の上にＢｉ２Ｔｅ３／Ｓｂ２Ｔｅ３の薄膜と、Ｂｉ０．５Ｓｂ１．５Ｔｅ３の薄膜とを交互に形成することにより、Ｐ型熱電薄膜素子を製造するためのＰ型熱電薄膜を製作する。同様にして、他の製造用支持基板の上にＢｉ２Ｔｅ３の薄膜と、Ｂｉ２Ｓｅ３の薄膜とを交互に形成することにより、Ｎ型熱電薄膜素子を製造するためのＮ型熱電薄膜を製作する。次いで、Ｐ型熱電薄膜およびＮ型熱電薄膜を所望のサイズ（Ｐ型熱電薄膜素子およびＮ型熱電薄膜素子のサイズ）に切断する。続いて、切断した各小片から、ラッピング研磨装置等を使用して上記の製造用支持基板を研削して除去する。これにより、Ｐ型熱電薄膜素子およびＮ型熱電薄膜素子が製造される。
【０００４】
次いで、Ｃｕ等の板体を切断して形成した電極部を熱電モジュール用の支持基板の上に接着剤によって接着すると共に、支持基板上の電極部に対して導電性を有する接着剤によって各熱電薄膜素子を接着する。これにより、Ｐ型熱電薄膜素子およびＮ型熱電薄膜素子が各電極を介して交互に直列接続されて上記の本体部が完成する。この後、形成した本体部を覆うようにして支持基板にケーシングを取り付けることにより、熱電モジュールが完成する。
【先行出願１】
【０００５】
特願２０１０−８５７０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、出願人が開示している熱電モジュールの製造方法には、以下の解決すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している熱電モジュールの製造方法では、製造用支持基板の上に各薄膜の積層体を形成したＰ型熱電薄膜やＮ型熱電薄膜を所望のサイズに切断した後に製造用支持基板を除去することによってＰ型熱電薄膜素子およびＮ型熱電薄膜素子を製造する方法を採用している。この場合、両熱電薄膜素子として使用される各薄膜の積層体は、その厚みが０．１〜１．０μｍ程度と非常に薄いため、これらの薄膜の成膜時や、所望のサイズに切断する切断作業時には、物理的強度を確保するための製造用支持基板の存在が必要不可欠となっている。また、各薄膜のうちの最初の薄膜を成膜するための基材としても製造用支持基板の存在が必要不可欠となっている。
【０００７】
したがって、製造用支持基板としては、「物理的強度を確保し得る厚みに形成されている」との条件、および「薄膜の成膜時に好適なエピタキシャル成長が可能な材料で形成されている」との条件の双方を満たしているものを使用するのが前提となっている。このため、この種のＰ型熱電薄膜やＮ型熱電薄膜の製造に際しては、上記の製造用支持基板として、平板状のシリコンの表面に酸化シリコンの膜を形成した板体（ＳＯＩ（Silicon On Insulator）等）を使用するのが一般的となっている。この場合、上記の製造支持基板におけるシリコンや酸化シリコンは、Ｐ型熱電薄膜やＮ型熱電薄膜を構成する各薄膜よりも熱伝導率が高いことが知られている。このため、製造後のＰ型熱電薄膜やＮ型熱電薄膜に厚手の製造用支持基板が残存している状態においては、そのＰ型熱電薄膜やＮ型熱電薄膜を搭載した熱電モジュールの使用に際してＰ型熱電薄膜の両端部間やＮ型熱電薄膜の両端部間に生じた温度差が、高い熱伝導率の製造用支持基板の存在に起因して短時間で平均化されてしまうため、熱電モジュールの熱電特性を向上させるのが困難となるおそれがある。
【０００８】
このように、熱電モジュールの構成要素としての両熱電薄膜素子においては、製造時には必要不可欠であった製造用支持基板の存在が、熱電モジュールの熱電特性の向上の妨げとなるおそれがあるため、この製造用支持基板を可能な限り薄厚にするのが好ましい。しかしながら、所望のサイズに切断した両熱電薄膜の小片から、ラッピング装置等を使用して製造用支持基板を研削して除去する際には、製造用支持基板だけでなく、積層体を誤って研削するおそれがある。このため、製造用支持基板を十分に薄厚にするのが困難となっている。
【０００９】
具体的には、この種の研削装置を使用した研削処理時においては、対象物と同様に形成した試料に対する研削処理を実行して処理時間当りの研削量を予め取得しておき、取得した情報に基づいて、所望の量だけ対象物を研削するのに要する処理時間を算出する方法が一般的に採用されている。しかしながら、厚み０．６ｍｍの製造用支持基板の大半を研削する際には、処理時間を厳密に管理したとしても、使用する研削用スラリーの劣化や、研削対象物の熱膨張等に起因して、３０μｍ〜５０μｍの範囲内で研削量が相違する状態となる。このため、製造用支持基板だけでなく、各薄膜の積層体までもが研削される事態を招くことがないように、上記の研削量のばらつきを吸収し得るマージン（この例では、５０μｍ）を規定して研削処理する必要があることから、製造用支持基板を十分に薄厚化するのが困難となっている。
【００１０】
このように、出願人が開示している熱電モジュールの製造方法では、Ｐ型熱電薄膜素子やＮ型熱電薄膜素子の製造に際して製造用支持基板を十分に薄厚化するのが困難となっているため、この点を改善するのが好ましい。
【００１１】
本発明は、かかる解決すべき課題に鑑みてなされたものであり、支持基板が十分に薄厚化された熱電薄膜素子を製造し得る熱電薄膜素子製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成すべく、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、Ｐ型の熱電薄膜素子およびＮ型の熱電薄膜素子が交互に接続された熱電モジュールにおける当該いずれかの熱電薄膜素子の製造時において、当該熱電薄膜素子を構成する複数の薄膜の積層体が支持基板の上に形成された熱電薄膜素子製造用中間体に対して当該積層体を貫通して当該支持基板に達する深さの凹部を形成した後に当該凹部の底面に検出用導体部を形成すると共に当該検出用導体部における当該凹部の底面に沿った両端部を測定部に接続するための接続用リード部を形成して当該熱電薄膜素子製造用中間体に研削処理用センサ部を形成するセンサ部形成処理と、研削用定盤に対して前記熱電薄膜素子製造用中間体を相対的に摺動させることで前記支持基板を研削して薄厚化する研削処理とをこの順で実行する際に、前記センサ部形成処理において、前記検出用導体部としての第１の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ深さに位置するように前記凹部としての第１の凹部の深さおよび当該第１の検出用導体部の厚みを規定して、当該第１の凹部、当該第１の検出用導体部および前記接続用リード部を形成し、前記研削処理において、前記両接続用リード部を介して前記第１の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する研削を実行し、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する研削を終了する。
【００１３】
また、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、前記センサ部形成処理に先立って、前記積層体の表面に保護膜を形成する保護膜形成処理を実行し、前記センサ部形成処理において、前記保護膜および前記積層体を貫通して前記支持基板に達する深さの前記凹部を形成する。
【００１４】
さらに、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、前記センサ部形成処理において、前記第１の凹部、前記第１の検出用導体部および前記接続用リード部を形成すると共に、前記検出用導体部としての第２の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ深さに位置するように前記凹部としての第２の凹部の深さおよび当該第２の検出用導体部の厚みを規定して、当該第２の凹部、当該第２の検出用導体部および前記接続用リード部を形成し、前記研削処理において、前記両接続用リード部を介して前記第２の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する荒研削を実行し、前記第２の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する荒研削を終了し、その後に、当該支持基板および当該研削処理用センサ部に対する仕上げ研削を開始すると共に、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサ部に対する仕上げ研削を終了する。
【００１５】
また、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、前記センサ部形成処理において、前記接続用リード部および前記検出用導体部の形成が完了した前記凹部内に非導電性材料を充填する。
【００１６】
また、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、Ｐ型の熱電薄膜素子およびＮ型の熱電薄膜素子が交互に接続された熱電モジュールにおける当該いずれかの熱電薄膜素子の製造時において、当該熱電薄膜素子を構成する複数の薄膜の積層体が支持基板の上に形成された熱電薄膜素子製造用中間体を研削用定盤に対して相対的に摺動させることで当該支持基板を研削して薄厚化する研削処理を実行する際に、前記熱電薄膜素子製造用中間体を研削装置にセットすると共に、非導電性の母材に形成された第１の凹部の底面に第１の検出用導体部が形成されると共に当該第１の検出用導体部における当該第１の凹部の底面に沿った両端部を測定部に接続するための接続用リード部が形成された研削処理用センサを、当該第１の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ位置となるように当該研削装置にセットした後に、前記両接続用リード部を介して前記第１の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサに対する研削を実行し、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサに対する研削を終了する。
【００１７】
さらに、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、前記研削処理に先立って、前記積層体の表面に保護膜を形成する保護膜形成処理を実行する。
【００１８】
また、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、前記研削処理において、前記第１の凹部、前記第１の検出用導体部および前記接続用リード部が形成され、かつ、当該第１の凹部よりも深い第２の凹部の底面に第２の検出用導体部が形成されると共に当該第２の検出用導体部における当該第２の凹部の底面に沿った両端部を測定部に接続するための前記接続用リード部が形成された前記研削処理用センサを使用して、当該第１の検出用導体部の表面が前記研削終了位置と同じ位置となり、かつ、当該第２の検出用導体部の表面が前記支持基板に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ位置となるように当該研削処理用センサを前記研削装置にセットした後に、前記両接続用リード部を介して前記第２の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ前記支持基板および前記研削処理用センサに対する荒研削を実行し、前記第２の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサに対する荒研削を終了し、その後に、当該支持基板および当該研削処理用センサに対する仕上げ研削を開始すると共に、前記第１の検出用導体部の消失に関連付けられた前記電気的パラメータが測定されたときに前記支持基板および前記研削処理用センサに対する仕上げ研削を終了する。
【００１９】
さらに、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法は、前記接続用リード部および前記検出用導体部が形成された前記凹部内に非導電性材料が充填されている前記研削処理用センサを用いる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る熱電薄膜素子製造方法では、センサ部形成処理および研削処理をこの順で実行してＰ型の熱電薄膜素子およびＮ型の熱電薄膜素子のいずれかを製造するときに、センサ部形成処理において、第１の検出用導体部の表面が支持基板に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ深さに位置するように第１の凹部の深さおよび第１の検出用導体部の厚みを規定して、第１の凹部、第１の検出用導体部および接続用リード部を形成し、研削処理において、両接続用リード部を介して第１の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ支持基板および研削処理用センサ部に対する研削を実行し、第１の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたときに支持基板および研削処理用センサ部に対する研削を終了する。
【００２１】
したがって、この熱電薄膜素子製造方法によれば、研削処理時間を管理して支持基板を研削する方法とは異なり、熱電薄膜素子製造用中間体の製造時に研削処理用センサ部における第１の検出用導体部の表面の位置を支持基板に対する研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体に対する研削処理の進行に応じて研削される第１の検出用導体部についての電気的パラメータに基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体に対する研削処理の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、積層体を誤って研削することなく、熱伝導率が高い支持基板を十分に薄厚化することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子を搭載した熱電モジュールの熱電特性を十分に向上させることができる。
【００２２】
また、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法によれば、センサ部形成処理に先立って、積層体の表面に保護膜を形成する保護膜形成処理を実行すると共に、センサ部形成処理において、保護膜および積層体を貫通して支持基板に達する深さの凹部を形成することにより、支持基板を研削することで薄厚となる熱電薄膜素子製造用中間体を研削装置から取り外すときや、研削処理が完了した熱電薄膜素子製造用中間体を、次の作業位置まで搬送するときなどに、この熱電薄膜素子製造用中間体が破損する事態を回避することができる。
【００２３】
さらに、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法では、センサ部形成処理において、第２の検出用導体部の表面が支持基板に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ深さに位置するように第２の凹部の深さおよび第２の検出用導体部の厚みを規定して、第２の凹部、第２の検出用導体部および接続用リード部を形成し、研削処理において、第２の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたときに支持基板および研削処理用センサ部に対する荒研削を終了し、その後に、支持基板および研削処理用センサ部に対する仕上げ研削を開始すると共に、第１の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたときに支持基板および研削処理用センサ部に対する仕上げ研削を終了する。
【００２４】
したがって、この熱電薄膜素子製造方法によれば、熱電薄膜素子製造用中間体の製造時に研削処理用センサ部における第２の検出用導体部の表面の位置を支持基板に対する荒研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体に対する研削処理の進行に応じて研削される第２の検出用導体部についての電気的パラメータに基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体に対する荒研削の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、支持基板に対する荒研削を必要以上に実行して各積層体を誤って研削する事態を回避することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子を搭載した熱電モジュールの熱電特性を確実に向上させることができる。
【００２５】
また、本発明に係るこの熱電薄膜素子製造方法によれば、センサ部形成処理において、接続用リード部および検出用導体部の形成が完了した凹部内に非導電性材料を充填することにより、研削処理を終了すべき位置まで支持基板が研削されていない時点において、薄厚化した検出用導体部が破断し、これに起因して、検出用導体部が消失すべき位置まで研削が進行したと誤認されたり、研削処理を終了すべき位置まで支持基板が研削されているにも拘わらず、薄厚化した検出用導体部が消失することなく定盤によって押し上げられるようにして変形し、これに起因して、検出用導体部が消失すべき位置まで研削が進行していないと誤認されたりする事態を回避して、研削処理を終了すべき位置まで支持基板が研削された時点において検出用導体部を確実に消失させることができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子を搭載した熱電モジュールの熱電特性を一層向上させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法では、研削処理を実行してＰ型の熱電薄膜素子およびＮ型の熱電薄膜素子のいずれかを製造するときに、研削処理用センサにおける第１の検出用導体部の表面が支持基板に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ位置となるように研削処理用センサを研削装置にセットした後に、両接続用リード部を介して第１の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ支持基板および研削処理用センサに対する研削を実行し、第１の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたときに支持基板および研削処理用センサに対する研削を終了する。
【００２７】
したがって、この熱電薄膜素子製造方法によれば、研削処理時間を管理して支持基板を研削する方法とは異なり、研削装置に熱電薄膜素子製造用中間体および研削処理用センサをセットする際に研削処理用センサ部における第１の検出用導体部の表面の位置を支持基板に対する研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体に対する研削処理の進行に応じて研削される第１の検出用導体部についての電気的パラメータに基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体に対する研削処理の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、積層体を誤って研削することなく、熱伝導率が高い支持基板を十分に薄厚化することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子を搭載した熱電モジュールの熱電特性を十分に向上させることができる。
【００２８】
さらに、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法によれば、研削処理に先立って、積層体の表面に保護膜を形成する保護膜形成処理を実行することにより、支持基板を研削することで薄厚となる熱電薄膜素子製造用中間体を研削装置から取り外すときや、研削処理が完了した熱電薄膜素子製造用中間体を、次の作業位置まで搬送するときなどに、この熱電薄膜素子製造用中間体が破損する事態を回避することができる。
【００２９】
また、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法では、第１の検出用導体部の表面が研削終了位置と同じ位置となり、かつ、第２の検出用導体部の表面が支持基板に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ位置となるように研削処理用センサを研削装置にセットした後に、両接続用リード部を介して第２の検出用導体部についての電気的パラメータを測定しつつ支持基板および研削処理用センサに対する荒研削を実行し、第２の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたときに支持基板および研削処理用センサに対する荒研削を終了し、その後に、支持基板および研削処理用センサに対する仕上げ研削を開始すると共に、第１の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたときに支持基板および研削処理用センサに対する仕上げ研削を終了する。
【００３０】
したがって、この熱電薄膜素子製造方法によれば、熱電薄膜素子製造用中間体および研削処理用センサを研削装置にセットする際に研削処理用センサ部における第２の検出用導体部の表面の位置を支持基板に対する荒研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体に対する研削処理の進行に応じて研削される第２の検出用導体部についての電気的パラメータに基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体に対する荒研削の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、支持基板に対する荒研削を必要以上に実行して各積層体を誤って研削する事態を回避することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子を搭載した熱電モジュールの熱電特性を確実に向上させることができる。
【００３１】
さらに、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法では、接続用リード部および検出用導体部が形成された凹部内に非導電性材料が充填されている研削処理用センサを用いることにより、研削処理を終了すべき位置まで支持基板が研削されていない時点において、薄厚化した検出用導体部が破断し、これに起因して、検出用導体部が消失すべき位置まで研削が進行したと誤認されたり、研削処理を終了すべき位置まで支持基板が研削されているにも拘わらず、薄厚化した検出用導体部が消失することなく定盤によって押し上げられるようにして変形し、これに起因して、検出用導体部が消失すべき位置まで研削が進行していないと誤認されたりする事態を回避して、研削処理を終了すべき位置まで支持基板が研削された時点において検出用導体部を確実に消失させることができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子を搭載した熱電モジュールの熱電特性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】研削装置１の構成図である。
【図２】熱電薄膜素子製造用中間体２０の外観斜視図である。
【図３】熱電モジュール１００の断面図である。
【図４】熱電モジュール１００の平面図である。
【図５】熱電薄膜素子製造用中間体１０（２０Ａ）および熱電薄膜素子１２１，１２２の断面図である。
【図６】熱電薄膜素子製造用中間体２０の断面図である。
【図７】熱電薄膜素子製造用中間体１０の上に保護膜１５を形成した状態（熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａ）の断面図である。
【図８】図７に示す状態の熱電薄膜素子製造用中間体１０に対して保護膜１５の形成面側に溝２５ａを形成した状態の断面図である。
【図９】図８に示す状態の熱電薄膜素子製造用中間体１０に対して保護膜１５の形成面側に溝２５ｂを形成した状態の断面図である。
【図１０】溝２５ａ，２５ｂの形成部位に金の薄膜２６を形成した状態の断面図である。
【図１１】薄膜２６の形成が完了した溝２５ａ，２５ｂ内に薄膜２７を形成した状態の断面図である。
【図１２】熱電薄膜素子製造用中間体２０に対する研削処理について説明するための断面図である。
【図１３】溝２５ｂにおける底部の検出用導体部２６ａ，２７ａが研削処理によって除去された状態の断面図である。
【図１４】溝２５ａにおける底部の検出用導体部２６ａ，２７ａが研削処理によって除去された状態の断面図である。
【図１５】研削処理を完了した熱電薄膜素子製造用中間体２０を切断する処理について説明するための断面図である。
【図１６】研削処理用センサ３０の断面図である。
【図１７】熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａと、研削処理用センサ３０，３０との位置関係について説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法の実施の形態について説明する。
【００３４】
最初に、「熱電モジュール」の一例である熱電モジュール１００、およびこの熱電モジュール１００に実装される「熱電薄膜素子」を製造するための研削装置１の構成について、添付図面を参照して説明する。
【００３５】
図１に示す研削装置１は、図３，４に示す熱電モジュール１００におけるＰ型熱電薄膜素子１２１およびＮ型熱電薄膜素子１２２の製造に際して、図２に示す熱電薄膜素子製造用中間体２０に対する研削処理を実行可能に構成されている。
【００３６】
この場合、熱電モジュール１００は、図３，４に示すように、その一端部側および他端部側のいずれか（両図における左方側および右方側のいずれか）を加熱または冷却して一端部側および他端部側の間に温度差を生じさせることによって電流を生成して出力する発電モジュールとして使用可能に構成されている。この熱電モジュール１００は、支持基板１１０、本体部１２０、スペーサ１３０およびケーシング１４０を備えている。支持基板１１０は、本体部１２０やスペーサ１３０を支持する支持体であって、一例として、厚みが１〜２ｍｍ程度で、一辺の長さが１０〜５０ｍｍ程度の平面視矩形状に形成されている。この支持基板１１０としては、平板状のシリコンの表面に酸化シリコンの膜が形成された板体（ＳＯＩ）、およびエンジニアリングプラスチックやセラミックなどの非導電性材料で形成された板体などを使用することができる。
【００３７】
本体部１２０は、複数のＰ型熱電薄膜素子１２１、複数のＮ型熱電薄膜素子１２２および複数の電極部１２３，１２４を備えている。各Ｐ型熱電薄膜素子１２１および各Ｎ型熱電薄膜素子１２２（以下、総称して「熱電薄膜素子１２１，１２２」ともいう）は、後述する熱電薄膜素子製造方法に従って薄膜状に形成されることで量子井戸構造に形成された熱電素子であって、一例として、支持基板１１０の表面に沿った第１の方向（矢印Ｘの方向）に沿って長い長尺帯状（一例として、長さ：１６ｍｍ、幅：４ｍｍの長尺平板状）に形成されている。なお、熱電薄膜素子１２１，１２２における長尺方向の長さ、短尺方向の長さ（幅）および厚み等については、熱電モジュール１００に求められる仕様に応じて、長尺方向の長さが８〜４５ｍｍ程度の範囲内、短尺方向の長さ（幅）が１〜８ｍｍ程度の範囲内、厚みが５００．１〜５０１．０μｍ程度の範囲内（後述する保護層１５を除去する場合には、０．１〜１．０μｍ程度の範囲）で適宜規定される。
【００３８】
Ｐ型熱電薄膜素子１２１は、図５に示すように、一例として、ＳｉＧｅ（８０：２０ａｔ％）にドーパントとしてＢを含有させた薄膜１２と、Ｓｉの薄膜１３とが交互に積層された積層体を所望の形状に切断して製造されている。Ｎ型熱電薄膜素子１２２は、一例として、ＳｉＧｅ（８０：２０ａｔ％）にドーパントとしてＳｂを含有させた薄膜１２ａと、Ｓｉの薄膜１３とが交互に積層された積層体を所望の形状に切断して製造されている。なお、熱電薄膜素子１２１，１２２を構成する「薄膜」は上記の薄膜１２（１２ａ），１３の構成に限定されるものではなく、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｂｉ、ＰｂＴｅなどの各種半導体材料のうちの１つにドーパントとしてＰ、Ｓｂ、Ｎ、Ｂのいずれかを含有させて成膜した薄膜と、上記の各種半導体材料のうちの他の１つで成膜した薄膜とを交互に積層した積層体を所望の形状に切断して製造することができる。
【００３９】
この場合、この熱電モジュール１００では、各熱電薄膜素子１２１，１２２が、上記の第１の方向と交差する第２の方向（この例では、図４に示す矢印Ｙの方向：第１の方向である矢印Ｘの方向と直交する方向）に沿って交互に並んだ状態で支持基板１１０の一面側（図３における上面側）に配設されて、電極部１２３，１２４およびスペーサ１３０によって支持されている。また、各熱電薄膜素子１２１，１２２は、電極部１２３，１２４によって交互に直列接続されている。
【００４０】
電極部１２３は、支持基板１１０の第１の方向における両端部のうちの一方の側（この例では、図３，４における左方側）において熱電薄膜素子１２１，１２２における一方の側の端部（この例では、両図における左方側の端部）を相互に電気的に接続する。電極部１２４は、支持基板１１０の第１の方向における両端部のうちの他方の側（この例では、図３，４における右方側）において熱電薄膜素子１２１，１２２における他方の側の端部（この例では、両図における右方側の端部）を相互に電気的に接続する。この電極部１２３，１２４は、一例として、ＣｕやＡｕ等の導電性材料によって厚み１ｍｍ程度の平面視矩形状に形成されている。
【００４１】
この場合、この熱電モジュール１００では、導電性を有する接着剤によって電極部１２３が熱電薄膜素子１２１，１２２および支持基板１１０の双方に固定的に接着され（固着され）、かつ、導電性を有する接着剤によって電極部１２４が熱電薄膜素子１２１，１２２に固定的に接着されると共に（固着されると共に）支持基板１１０に対する第１の方向（同図における矢印Ｘの方向）に沿った摺動を許容された状態で支持基板１１０によって支持されている。なお、電極部１２３，１２４や、後述する電極部１２５の固着については、接着剤による接着に代えて、熱溶着によって固着させることもできる。
【００４２】
また、図４に示すように、この熱電モジュール１００では、電極部１２３，１２４によって交互に直列接続された熱電薄膜素子１２１，１２２における直列接続の両端部に電極部１２５がそれぞれ接続されると共に、支持基板１１０の一端側（この例では、同図における左端側）に取り付けられた出力端子１２６と、上記の電極部１２５とが接続用導体１２７を介して相互に電気的に接続されている。この場合、上記の電極部１２５は、上記の電極部１２３，１２４と同様にして、一例として、ＣｕやＡｕ等の導電性材料で厚み１ｍｍ程度に形成されている。
【００４３】
スペーサ１３０は、図３に示すように、熱電薄膜素子１２１，１２２と支持基板１１０との間に配設されて熱電薄膜素子１２１，１２２の第１の方向に沿った摺動を許容しつつ、熱電薄膜素子１２１，１２２を支持可能に構成されている。このスペーサ１３０は、一例として、エンジニアリングプラスチックやセラミックなどの非導電性材料によって電極部１２３，１２４と同等の厚み１ｍｍ程度の平板状に形成されている。ケーシング１４０は、支持基板１１０上に形成された本体部１２０を保護するための筐体であって、厚み１ｍｍ程度のエンジニアリングプラスチック等の耐熱性材料で全体として底面開口の箱形に形成されている。
【００４４】
この場合、上記の熱電モジュール１００における両熱電薄膜素子１２１，１２２を製造するための熱電薄膜素子製造用中間体２０（以下、単に「中間体２０」ともいう）は、図５に示す熱電薄膜素子製造用中間体１０（以下、単に「中間体１０」ともいう）を使用して製作される。この中間体１０は、一例として、厚み（図６〜１４に示す厚みＴ１）が０．６ｍｍ程度のＳＯＩで構成された製造用支持基板１１（「支持基板」の一例）の上に、上記の薄膜１２（１２ａ）および薄膜１３（「熱電薄膜素子を構成する複数の薄膜」の一例）が交互に積層されて形成された積層体１４を備えて構成されている。なお、同図では、中間体１０の構成についての理解を容易とするために、数層程度の薄膜１２（１２ａ）および薄膜１３が交互に積層されている状態を図示しているが、実際の中間体１０では、一例として、厚み５ｎｍ程度の薄膜１２（１２ａ）および厚み５ｎｍ程度の薄膜１３が交互に形成されて、計３０〜１００層程度（一例として、６０層）の薄膜１２（１２ａ），１３によって形成された厚み（図６〜１４に示す厚みＴ４）が０．１〜１．０μｍ程度（一例として、０．３μｍ）の積層体１４を備えて構成されている。
【００４５】
また、中間体１０を用いて製作された中間体２０は、図２に示すように、全体として長尺帯状に形成されている。なお、同図および後に参照する図６〜１５では、中間体２０の構成およびその製作方法についての理解を容易とするために、中間体２０を構成する各構成要素の厚みを実際の厚みよりも厚く図示すると共に、各構成要素の厚みの比率についても実際の比率とは相違する比率で図示している。また、図２では、熱電薄膜素子１２１，１２２の製造方法についての理解を容易とするために、一例として、４つの熱電薄膜素子１２１，１２２を同時に製造し得る中間体２０を図示しているが、「熱電薄膜素子製造用中間体」の構成はこれに限定されず、１つの「熱電薄膜素子」製造し得るものや、２つ以上の任意の数の「熱電薄膜素子」を同時に製造し得るものを使用することができる。この中間体２０は、上記の中間体１０における積層体１４の表面に厚み（図６〜１４に示す厚みＴ５）が５００μｍ程度の保護膜（一例として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の薄膜）１５が形成されると共に、上記したように、長尺帯状に切断された状態において「研削処理用センサ部」に相当するセンサ部２１ａ，２１ｂ（以下、区別しないときには、「センサ部２１」ともいう）が形成されている。
【００４６】
センサ部２１は、図６に示すように、保護膜１５および積層体１４を貫通して製造用支持基板１１に達する深さで幅２ｍｍ程度の溝２５ａ，２５ｂ内に、一例として、金（Ａｕ）の薄膜２６およびステンレススチールの薄膜２７がこの順で成膜されて「検出用導体部」および「接続用リード部」が形成されると共に、非導電性材料２８が充填されて構成されている。具体的には、本例の中間体２０では、溝２５ａが「第１の凹部」に相当し、薄膜２６における溝２５ａの底部側に形成された検出用導体部２６ａと、薄膜２７における溝２５ａの底部側に形成された検出用導体部２７ａとが相まって「第１の検出用導体部」を構成する。また、本例の中間体２０では、溝２５ｂが「第２の凹部」に相当し、薄膜２６における溝２５ｂの底部側に形成された検出用導体部２６ａと、薄膜２７における溝２５ｂの底部側に形成された検出用導体部２７ａとが相まって「第２の検出用導体部」を構成する。さらに、本例の中間体２０では、薄膜２６における溝２５ａ，２５ｂの側面側に形成されたリード部２６ｂと、薄膜２７における溝２５ａ，２５ｂの側面側に形成されたリード部２７ｂと、薄膜２６における溝２５ａ，２５ｂの口縁部に形成されたパッド部２６ｃとが相まって「接続用リード部」を構成する。
【００４７】
また、この中間体２０では、溝２５ａ内の検出用導体部２７ａの表面が、後述する研削処理に際して製造用支持基板１１に対する研削（仕上げ研削）を終了すべき研削終了位置（図５の中間体１０における製造用支持基板１１に対して破線で示した位置）と同じ深さに位置するように溝２５ａの深さＤａおよび「第１の検出用導体部」の厚みＴａ（深さＤａから、溝２５ａの口縁部から薄膜２７の表面までの距離Ｌａを差し引いた長さ）が規定されてセンサ部２１ａが構成されている。さらに、この中間体２０では、溝２５ｂ内の検出用導体部２７ａの表面が、後述する研削処理に際して製造用支持基板１１に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ深さに位置するように溝２５ｂの深さＤｂおよび「第２の検出用導体部」の厚みＴｂ（深さＤｂから、溝２５ｂの口縁部から薄膜２７の表面までの距離Ｌｂを差し引いた長さ）が規定されてセンサ部２１ｂが構成されている。
【００４８】
なお、詳しくは後述するが、本例の中間体２０では、両溝２５ａ，２５ｂ内の薄膜２６が１回の成膜処理によって同時に形成されると共に、両溝２５ａ，２５ｂ内の薄膜２７が１回の成膜処理によって同時に形成される。このため、上記の厚みＴａ，Ｔｂは互いに等しい厚みとなっている。したがって、本例の中間体２０では、溝２５ａ，２５ｂの深さＤａ，Ｄｂの相違によって「第１の検出用導体部」の表面の高さと「第２の検出用導体部」の表面の高さとが相違させられている。具体的には、本例の中間体２０では、一例として、保護膜１５の厚みＴ５が５００μｍで、積層体１４の厚みＴ４が０．３μｍで上記の厚みＴａ，Ｔｂが０．１５μｍとしたときに、溝２５ａの深さＤａが５００＋０．３０＋０．１５＋０．０５＝５００．５μｍで、溝２５ｂの深さＤｂが５００＋０．３０＋０．１５＋０．１５＝５００．６μｍとなるように形成されている。
【００４９】
一方、研削装置１は、いわゆる「ラッピング研磨装置」であって、図１に示すように、定盤２、モータ３、保持具４、上下動機構５、測定部６、スラリー供給部７および制御部８を備えて構成されている。なお、本例では、後述するように、互いに同じ構成の２台の研削装置１を使用して、中間体２０に対する荒研削、および仕上げ研削をそれぞれ実行して両熱電薄膜素子１２１，１２２を製造するが、両研削装置１については、研削処理に際して使用する研削用スラリーや、定盤２の回転速度等が相違するだけのため、荒研削用の研削装置１と仕上げ研削用の研削装置１とを区別することなく、その構成を説明する。定盤２は、「研削用定盤」に相当し、本例では、一例として、直径３５０ｍｍの錫（Ｓｎ）製のラップ定盤で構成されている。モータ３は、制御部８からの制御信号Ｓ２に従い、定盤２を定速回転させる。
【００５０】
保持具４は、後述するように中間体２０を保持可能に構成されると共に、後述するように中間体２０のパッド部２６ｃに電気的に接続可能な接続用端子（図示せず）が設けられて信号ケーブル６ａを介して測定部６に接続されている。上下動機構５は、制御部８からの制御信号Ｓ４に従い、保持具４を上下動させることによって定盤２に対して中間体２０を接離動させる。この場合、上下動機構５は、定盤２の処理面Ｆ２に対する保持具４の傾きを微調整することができるように構成されている。測定部６は、図１に示すように、信号ケーブル６ａを介して中間体２０のパッド部２６ｃ，２６ｃに接続されると共に、制御部８からの制御信号Ｓ３に従い、「第１の検出用導体部」および「第２の検出用導体部」についての電気的パラメータ（抵抗値、電流値および電圧値等の各種パラメータ：本例では、抵抗値）を測定して、その測定結果を測定結果信号Ｓａとして制御部８に出力する。
【００５１】
スラリー供給部７は、制御部８からの制御信号Ｓ１に従い、ノズル７ａを介して定盤２の処理面Ｆ２に研磨用のスラリーや、スラリー希釈用のオイルを供給する。本例では、一例として、平均粒径が１μｍ〜１／４μｍのダイヤモンド粒体を含有するダイヤモンドスラリー（１／４μスラリー、１／２μスラリー、および１μスラリー等）を使用する。具体的には、本例では、一例として、荒研削を実行する研削装置１においては、１μスラリーを使用し、仕上げ研削を実行する研削装置１においては、１／４μスラリーを使用する。
【００５２】
制御部８は、研削装置１を総括的に制御する。具体的には、制御部８は、スラリー供給部７に対して制御信号Ｓ１を出力することにより、定盤２の処理面Ｆ２に研磨用のスラリーを供給させる。また、制御部８は、モータ３に対して制御信号Ｓ２を出力することによって定盤２を定速回転させると共に、測定部６に対して制御信号Ｓ３を出力することによって抵抗値の測定処理を実行させる。さらに、制御部８は、上下動機構５に対して制御信号Ｓ４を出力することにより、保持具４を定盤２の処理面Ｆ２に対して接近させて処理面Ｆ２に対して中間体２０を押し付けさせる（「研削処理」を開始させる）。
【００５３】
また、制御部８は、測定部６からの測定結果信号Ｓａを解析することにより、溝２５ｂ内の検出用導体部２６ａ，２７ａにおける溝２５ｂの底面に沿った両端間の抵抗値が無限大となったときに、上下動機構５に対して制御信号Ｓ４を出力することで保持具４を定盤２の処理面Ｆ２に対する離間方向に移動させて中間体２０を処理面Ｆ２から離間させ、製造用支持基板１１に対する荒研削を終了する。さらに、制御部８は、測定部６からの測定結果信号Ｓａを解析することにより、溝２５ａ内の検出用導体部２６ａ，２７ａにおける溝２５ｂの底面に沿った両端間の抵抗値が無限大となったときに、上下動機構５に対して制御信号Ｓ４を出力することで保持具４を定盤２の処理面Ｆ２に対する離間方向に移動させて中間体２０を処理面Ｆ２から離間させ、製造用支持基板１１に対する仕上げ研削を終了する。
【００５４】
次に、熱電モジュール１００の製造方法について、添付図面を参照して説明する。
【００５５】
熱電モジュール１００の製造に際しては、まず、上記の熱電薄膜素子１２１，１２２を製造する。この熱電薄膜素子１２１，１２２の製造に際しては、図５に示す中間体１０を用いて中間体２０を製作する。具体的には、一例として、直径６インチの製造用支持基板１１をスパッタリング装置にセットして、この製造用支持基板１１の表面に薄膜１２および薄膜１３を交互に形成してＰ型熱電薄膜素子１２１用の積層体１４を備えた中間体１０を製作すると共に、製造用支持基板１１の表面に薄膜１２ａおよび薄膜１３を交互の形成してＮ型熱電薄膜素子１２２用の積層体１４を備えた中間体１０を製作する。次いで、図７に示すように、積層体１４の表面にＡｌ２Ｏ３によって厚みＴ５が５００μｍ程度の保護膜１５を形成する（「保護膜形成処理」の実行）。続いて、保護膜１５の形成が完了した中間体１０を図示しない切断装置にセットして、長尺帯状に切断する。この場合、１つの中間体２０から４つの熱電薄膜素子１２１，１２２を製造する本例においては、一例として、幅が４ｍｍ程度で、長さが８０ｍｍ程度の帯状に切り出す。
【００５６】
次いで、切り出した小片における保護膜１５の形成面にメタルマスク（図示せず）を配置してイオンビームエッチング処理を実行することにより、図８に示すように、保護膜１５および積層体１４を貫通して底部が製造用支持基板１１に達する深さＤａの溝２５ａを形成する。続いて、溝２５ａの形成が完了した小片における保護膜１５の形成面に他のメタルマスク（図示せず）を配置してイオンビームエッチング処理を実行することにより、図９に示すように、保護膜１５および積層体１４を貫通して底部が製造用支持基板１１に達する深さＤｂの溝２５ｂを形成する。なお、溝２５ａ，２５ｂの形成順序は上記の例に限定されるものではない。具体的には、溝２５ａよりも先に溝２５ｂを形成する方法を採用することもできるし、上記の例において、溝２５ａの形成時に溝２５ｂの口縁部側の一部（溝２５ａの深さＤａと同じ深さの凹部）を形成しておき、その後に、溝２５ａと溝２５ｂとの深さの相違分だけ溝２５ｂの形成部位をエッチングして深さＤｂの溝２５ｂを形成する方法を採用することもできる。
【００５７】
次いで、溝２５ａ，２５ｂの形成が完了した小片における保護膜１５の形成面にさらに他のメタルマスク（図示せず）を配置してスパッタリング処理を実行することにより、図１０に示すように、溝２５ａ，２５ｂの口縁部から底面にかけて金（Ａｕ）の薄膜２６を成膜する。これにより、検出用導体部２６ａ、リード部２６ｂおよびパッド部２６ｃが形成される。続いて、薄膜２６の形成が完了した小片における保護膜１５の形成面にさらに他のメタルマスク（図示せず）を配置してスパッタリング処理を実行することにより、図１１に示すように、溝２５ａ，２５ｂの側面から底面にかけてステンレススチールの薄膜２７を成膜する。これにより、検出用導体部２７ａおよびリード部２７ｂが形成される。
【００５８】
以上により、「第１の検出用導体部」、「第２の検出用導体部」および「接続用リード部」の形成が完了し、溝２５ａ内の検出用導体部２７ａの表面が製造用支持基板１１に対する仕上げ研削を終了すべき研削終了位置と同じ深さに位置すると共に、溝２５ｂ内の検出用導体部２７ａの表面が製造用支持基板１１に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ深さに位置した状態となる。この後、溝２５ａ，２５ｂ内に非導電性材料２８を充填することにより、「センサ部形成処理」が完了し、図２，６に示すように、中間体２０が完成する。
【００５９】
次いで、中間体２０に対する研削処理を実行する。具体的には、まず、製造用支持基板１１を下向きにして中間体２０を保持具４に保持させる。具体的には、一例として、中間体２０における保護膜１５の表面と保持具４の下面との間に熱可逆性接着剤を溶融塗布して保持具４に中間体２０を貼付する。この際には、保持具４に形成された図示しない接続用端子と中間体２０における各パッド部２６ｃとが接触させられることにより、溝２５ａ，２５ｂ内の各検出用導体部２６ａ，２７ａが、リード部２６ｂ，２７ｂ、パッド部２６ｃ、保持具４の接続用端子、および信号ケーブル６ａを介して測定部６に接続される。
【００６０】
次いで、研削装置１の図示しない操作部を操作して、定盤２の処理面Ｆ２に研磨用のスラリーをチャージする。この際には、スラリー供給部７が、制御部８からの制御信号Ｓ１に従い、荒研削用のスラリーおよび炭化水素系オイルを処理面Ｆ２に滴下する。次いで、酸化アルミニウムで形成されたリング状の治具（図示せず）を定盤２の処理面Ｆ２に載置した状態において、定盤２を回転させる。この際には、定盤２がモータ３によって回転させられることにより、上記の治具が処理面Ｆ２上で回転しつつ、滴下されたスラリーやオイルを均すようにして処理面Ｆ２の溝部にスラリーとオイルとの混合物をエンベッドする。これにより、荒研削の準備作業が完了する。
【００６１】
続いて、図示しない操作部を操作して研削処理を開始させる。この際に、制御部８は、モータ３に対して制御信号Ｓ２を出力することで定盤２を定速回転させると共に、上下動機構５に対して制御信号Ｓ４を出力することで、定盤２の処理面Ｆ２に向けて保持具４（中間体２０）を接近させる。また、制御部８は、測定部６に対して制御信号Ｓ３を出力することにより、中間体２０のセンサ部２１ｂにおける各検出用導体部２６ａ，２７ｂの抵抗値の測定処理を開始させる。
【００６２】
具体的には、上下動機構５によって保持具４が定盤２に向けて接近させられることにより、まず、中間体２０における製造用支持基板１１の表面が定盤２の処理面Ｆ２に当接する。この際には、モータ３によって定盤２が回転させられているため、保持具４によって保持されている中間体２０（製造用支持基板１１）が定盤２に対して相対的に摺動させられる。これにより、図１２に示すように、中間体２０における製造用支持基板１１が研削（ラッピング）されて徐々に薄厚化される。なお、この時点においては、センサ部２１ｂ（検出用導体部２６ａ，２７ａ）が定盤２の処理面Ｆ２に接していないため、中間体２０における製造用支持基板１１だけが研削される。このため、測定部６によって、検出用導体部２６ａ，２７ａの初期抵抗値がそれぞれ測定されて、制御部８は、測定部６からの測定結果信号Ｓａに基づき、センサ部２１ｂの検出用導体部２６ａ，２７ａが研削されていないと判別する。
【００６３】
一方、中間体２０に対する研削処理が進行して、センサ部２１ｂにおける溝２５ｂの底面が定盤２の処理面Ｆ２に当接した時点（溝２５ｂの底面よりも下方の製造用支持基板１１が研削された時点）以降においては、製造用支持基板１１だけでなく、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２６ａが製造用支持基板１１と共に研削される。また、中間体２０に対する研削処理がさらに進行して、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２６ａ、およびこの検出用導体部２６ａよりも下方の製造用支持基板１１が研削されたときには、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２７ａが製造用支持基板１１と共に研削される。この際には、検出用導体部２６ａ，２７ａが研削されて徐々に薄厚となるのに伴い、測定部６によって測定されるセンサ部２１ｂについての抵抗値が徐々に大きくなる。
【００６４】
続いて、中間体２０に対する研削処理がさらに進行して、図１３に示すように、センサ部２１ｂの検出用導体部２７ａ、およびこの検出用導体部２７ａよりも下方の製造用支持基板１１が研削されたときには、測定部６によって測定されるセンサ部２１ｂについての抵抗値が無限大となる（「第２の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたとき」の一例）。この際に、制御部８は、上下動機構５に対して制御信号Ｓ４を出力して保持具４（中間体２０）を定盤２から離間させると共に、モータ３に対して制御信号Ｓ２を出力して停止させる。これにより、中間体２０（製造用支持基板１１）に対する荒研削が完了する。
【００６５】
次いで、製造用支持基板１１に対する荒研削が完了した中間体２０を保持具４から取り外し、仕上げ研削用の研削装置１における保持具４に保持させる。なお、保持具４に対する中間体２０の取り付け方法等については、上記した一連の手順と同様のため、説明を省略する。続いて、研削装置１の図示しない操作部を操作して、定盤２の処理面Ｆ２に仕上研削用のスラリーとオイルとの混合物をエンベッドした後に、図示しない操作部を操作して仕上げ研削を開始させる。この際に、制御部８は、モータ３に対して制御信号Ｓ２を出力することで定盤２を定速回転させると共に、上下動機構５に対して制御信号Ｓ４を出力することで、定盤２の処理面Ｆ２に向けて保持具４（中間体２０）を接近させる。また、制御部８は、測定部６に対して制御信号Ｓ３を出力することにより、中間体２０のセンサ部２１ａにおける検出用導体部２６ａ，２７ｂの抵抗値の測定処理を開始させる。
【００６６】
この際には、まず、製造用支持基板１１と、センサ部２１ｂのリード部２６ｂ，２７ｂおよび非導電性材料２８とが研削（ラッピング）されて製造用支持基板１１が徐々に薄厚化される。なお、この時点においては、センサ部２１ａ（検出用導体部２６ａ，２７ａ）が定盤２の処理面Ｆ２に接していないため、測定部６によって、検出用導体部２６ａ，２７ａの初期抵抗値がセンサ部２１ａの抵抗値として測定される。したがって、制御部８は、測定部６からの測定結果信号Ｓａに基づき、センサ部２１ａの検出用導体部２６ａ，２７ａが研削されていないと判別する。
【００６７】
一方、中間体２０に対する研削処理が進行して、センサ部２１ａにおける溝２５ａの底面が定盤２の処理面Ｆ２に当接した時点（溝２５ａの底面よりも下方の製造用支持基板１１が研削された時点）以降においては、製造用支持基板１１だけでなく、センサ部２１ａにおける検出用導体部２６ａが製造用支持基板１１と共に研削される。また、中間体２０に対する研削処理がさらに進行して、センサ部２１ａにおける検出用導体部２６ａ、およびこの検出用導体部２６ａよりも下方の製造用支持基板１１が研削されたときには、センサ部２１ａにおける検出用導体部２７ａが製造用支持基板１１と共に研削される。この際には、検出用導体部２６ａ，２７ａが研削されて徐々に薄厚となるのに伴い、測定部６によって測定されるセンサ部２１ａについての抵抗値が徐々に大きくなる。
【００６８】
続いて、中間体２０に対する研削処理がさらに進行して、図１４に示すように、センサ部２１ａの検出用導体部２７ａ、およびこの検出用導体部２７ａよりも下方の製造用支持基板１１が研削されたときには、測定部６によって測定されるセンサ部２１ａについての抵抗値が無限大となる（「第１の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたとき」の一例）。この際に、制御部８は、上下動機構５に対して制御信号Ｓ４を出力して保持具４（中間体２０）を定盤２から離間させると共に、モータ３に対して制御信号Ｓ２を出力して停止させる。これにより、中間体２０（製造用支持基板１１）に対する仕上げ研削が完了し、製造用支持基板１１を薄厚化するための研削処理が終了する。
【００６９】
次いで、中間体２０を保持具４から取り外した後に、図１５に破線で示す位置において中間体２０を切断することでセンサ部２１ａ，２１ｂを切断して除去する。これにより、熱電薄膜素子１２１，１２２が完成する。この場合、上記の一連の製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２について、その長さ方向の各部の厚みを測定したところ、いずれも、５００．３５±０．００５μｍ程度でほぼ均一となっていた。したがって、上記の製造方法に従って製造用支持基板１１を研削することで、最終的に残存する製造用支持基板１１の厚みを長手方向の各部において０．０５μｍ程度とすることができる。
【００７０】
次いで、例えばＣｕの板体を所望のサイズに切断することにより、電極部１２３〜１２５を製造する。続いて、支持基板１１０上の予め規定された位置に接着剤によって各電極部１２３，１２５およびスペーサ１３０を接着すると共に、支持基板１１０上の予め規定された位置に各電極部１２４を配置した状態において、各熱電薄膜素子１２１，１２２を電極部１２３〜１２５の表面に接着剤によって接着する。これにより、電極部１２３が熱電薄膜素子１２１，１２２と支持基板１１０との双方に接着剤によって固定的に接着され、かつ、電極部１２４が熱電薄膜素子１２１，１２２に接着剤によって固定的に接着されると共に支持基板１１０に対する第１の方向（図３，４における矢印Ｘの方向）に沿った摺動を許容された状態で支持基板１１０によって支持された状態となり、支持基板１１０の上に本体部１２０が形成される。この後、電極部１２５と出力端子１２６とを接続用導体１２７によって接続すると共に、本体部１２０を覆うようにして支持基板１１０にケーシング１４０を取り付けることにより、図３，４に示すように、熱電モジュール１００が完成する。
【００７１】
この熱電モジュール１００の使用に際しては、両出力端子１２６，１２６を図示しない接続用ケーブルによって電流供給対象体に接続した状態において、一例として、出力端子１２６，１２６が設けられている側の端部（電極部１２３によって熱電薄膜素子１２１，１２２が相互に接続されている側の端部）を熱源に接近させ、かつ、出力端子１２６，１２６が設けられていない側の端部（電極部１２４によって熱電薄膜素子１２１，１２２が相互に接続されている側の端部）を大気中に突出させる。この場合、出力端子１２６，１２６が設けられていない側の端部を熱源に接近させ、かつ、出力端子１２６，１２６が設けられている側の端部を大気中に突出させてもよい。これにより、熱電モジュール１００における熱源側の端部が加熱されて、熱源側の端部と、大気中に突出させられている側の端部との間に温度差が生じる結果、ゼーベック効果によって本体部１２０において電位差が生じて出力端子１２６，１２６から電流供給対象体に電流が出力される。なお、上記のゼーベック効果については公知のため、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
この場合、この熱電モジュール１００では、前述したように、熱電薄膜素子１２１，１２２に残存している製造用支持基板１１の厚みが十分に薄厚となっている。このため、この熱電モジュール１００では、各熱電薄膜素子１２１，１２２の一端部が加熱（または冷却）されたときに、この熱が、製造用支持基板１１によって各熱電薄膜素子１２１，１２２の他端部側に短時間で伝熱される事態が回避される。これにより、各熱電薄膜素子１２１，１２２の両端部間に生じた温度差が短時間で平均化される事態が回避される。
【００７３】
このように、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法では、「センサ部形成処理」および「研削処理」をこの順で実行してＰ型熱電薄膜素子１２１およびＮ型熱電薄膜素子１２２のいずれかを製造するときに、「センサ部形成処理」において、センサ部２１ａにおける検出用導体部２７ａの表面が製造用支持基板１１に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ深さに位置するように溝２５ａの深さＤａおよびセンサ部２１における検出用導体部２６ａ，２７ａの厚みＴａを規定して、溝２５ａ、検出用導体部２６ａ，２７ａ、リード部２６ｂ，２７ｂおよびパッド部２６ｃ，２６ｃを形成し、研削処理において、センサ部２１ａの検出用導体部２６ａ，２７ａについての電気的パラメータ（この例では、抵抗値）を測定しつつ製造用支持基板１１およびセンサ部２１ａに対する研削を実行し、検出用導体部２６ａ，２７ａの消失に関連付けられた電気的パラメータ（この例では、無限大の抵抗値）が測定されたときに製造用支持基板１１およびセンサ部２１ａに対する研削を終了する。
【００７４】
したがって、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、研削処理時間を管理して支持基板を研削する方法とは異なり、熱電薄膜素子製造用中間体２０の製造時にセンサ部２１ａにおける検出用導体部２７ａの表面の位置を製造用支持基板１１に対する研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体２０に対する研削処理の進行に応じて研削される検出用導体部２６ａ，２７ａについての電気的パラメータ（抵抗値）に基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体２０に対する研削処理の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、積層体１４を誤って研削することなく、熱伝導率が高い製造用支持基板１１を十分に薄厚化することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２を搭載した熱電モジュール１００の熱電特性を十分に向上させることができる。
【００７５】
また、本発明に係る熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、「センサ部形成処理」に先立って、積層体１４の表面に保護膜１５を形成する「保護膜形成処理」を実行すると共に、「センサ部形成処理」において、保護膜１５および積層体１４を貫通して製造用支持基板１１に達する深さの溝２５ａ，２５ｂを形成することにより、製造用支持基板１１を研削することで薄厚となる熱電薄膜素子製造用中間体２０を保持具４から取り外すときや、研削処理が完了した熱電薄膜素子製造用中間体２０を、次の作業位置まで搬送するときなどに、この熱電薄膜素子製造用中間体２０が破損する事態を回避することができる。
【００７６】
さらに、本発明に係る熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法では、「センサ部形成処理」において、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２７ａの表面が製造用支持基板１１に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ深さに位置するように溝２５ｂの深さＤｂおよびセンサ部２１ｂにおける検出用導体部２６ａ，２７ａの厚みＴｂを規定して、溝２５ｂ、検出用導体部２６ａ，２７ａ、リード部２６ｂ，２７ｂおよびパッド部２６ｃ，２６ｃを形成し、研削処理において、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２６ａ，２７ａの消失に関連付けられた電気的パラメータ（この例では、無限大の抵抗値）が測定されたときに製造用支持基板１１およびセンサ部２１ｂに対する荒研削を終了して製造用支持基板１１に対する仕上げ研削を開始すると共に、センサ部２１ａにおける検出用導体部２６ａ，２７ａの消失に関連付けられた電気的パラメータ（無限大の抵抗値）が測定されたときに製造用支持基板１１およびセンサ部２１ａに対する仕上げ研削を終了する。
【００７７】
したがって、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、熱電薄膜素子製造用中間体２０の製造時にセンサ部２１ｂにおける検出用導体部２７ａの表面の位置を製造用支持基板１１に対する荒研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体２０に対する研削処理の進行に応じて研削される検出用導体部２６ａ，２７ａについての電気的パラメータ（抵抗値）に基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体２０に対する荒研削の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、製造用支持基板１１に対する荒研削を必要以上に実行して各積層体１４を誤って研削する事態を回避することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２を搭載した熱電モジュール１００の熱電特性を確実に向上させることができる。
【００７８】
また、本発明に係るこの熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、「センサ部形成処理」において、リード部２６ｂ，２７ｂおよび検出用導体部２６ａ，２７ａの形成が完了した溝２５ａ，２５ｂ内に非導電性材料２８を充填することにより、研削処理を終了すべき位置まで製造用支持基板１１が研削されていない時点において、薄厚化した検出用導体部２７ａが破断し、これに起因して、検出用導体部２７ａが消失すべき位置まで研削が進行したと誤認されたり、研削処理を終了すべき位置まで製造用支持基板１１が研削されているにも拘わらず、薄厚化した検出用導体部２７ａが消失することなく定盤２によって押し上げられるようにして変形し、これに起因して、検出用導体部２７ａが消失すべき位置まで研削が進行していないと誤認されたりする事態を回避して、研削処理を終了すべき位置まで製造用支持基板１１が研削された時点において検出用導体部２７ａを確実に消失させることができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２を搭載した熱電モジュール１００の熱電特性を一層向上させることができる。
【００７９】
次に、添付図面を参照して、本発明に係る熱電薄膜素子製造方法の他の実施の形態について説明する。なお、上記の熱電薄膜素子１２１，１２２の製造時に使用した研削装置１、および中間体１０，２０と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８０】
上記の製造方法では、「研削処理」に先立って「センサ部形成処理」を実行して、「熱電薄膜素子製造用中間体」に「研削処理用センサ部」を形成したが、熱電薄膜素子製造用中間体２０におけるセンサ部２１ａ，２１ｂに相当する要素が「熱電薄膜素子製造用中間体」とは別体に形成された「研削処理用センサ」を「熱電薄膜素子製造用中間体」と共に研削装置にセットして研削することで熱電薄膜素子を製造することもできる。具体的には、この製造方法では、図１６に示す研削処理用センサ３０を予め用意しておく。この研削処理用センサ３０は、一例として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成された母材３１にセンサ部２１ａ，２１ｂが形成されて構成されている。
【００８１】
一方、熱電薄膜素子１２１，１２２の製造に際しては、まず、前述した中間体１０における積層体１４の表面に保護膜１５を形成して（「保護膜形成処理」の実行）、熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａ（図５，７参照：以下、「中間体２０Ａ」ともいう）を製作する。次いで、製造用支持基板１１を下向きにして中間体２０Ａを研削装置１の保持具４にセットすると共に、一例として、図１７に示すように、中間体２０Ａの長尺方向の両端部に位置するように研削処理用センサ３０をセットする。この際には、センサ部２１ａにおける検出用導体部２７ａの表面が、保持具４によって保持されている中間体２０Ａにおける製造用支持基板１１の「仕上げ研削終了位置（研削終了位置）」と同じ位置となり、かつ、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２７ａの表面が、保持具４によって保持されている中間体２０Ａにおける製造用支持基板１１の「荒研削終了位置」と同じ位置となるように中間体２０Ａに対する研削処理用センサ３０の位置を微調整してセットする。これにより、中間体２０Ａの製造用支持基板１１と研削処理用センサ３０のセンサ部２１ａ，２１ｂとの位置関係が、前述した中間体２０における製造用支持基板１１とセンサ部２１ａ，２１ｂとの位置関係と同様となる。
【００８２】
次いで、研削処理を開始する。なお、中間体２０ａおよび研削処理用センサ３０に対する研削処理は、前述した中間体２０に対する荒研削および仕上げ研削からなる研削処理と同様の手順のため、詳細な説明を省略する。これにより、熱電薄膜素子１２１，１２２が完成する。この場合、中間体２０Ａおよび研削処理用センサ３０を使用した一連の製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２について、その長さ方向の各部の厚みを測定したところ、前述した中間体２０を研削して製造した熱電薄膜素子１２１，１２２と同様に、いずれも、５００．３５±０．００８μｍ程度でほぼ均一となっていた。したがって、上記の製造方法に従って製造用支持基板１１を研削することで、最終的に残存する製造用支持基板１１の厚みを長手方向の各部において０．０５μｍ程度とすることができる。
【００８３】
このように、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法では、研削処理を実行してＰ型熱電薄膜素子１２１およびＮ型熱電薄膜素子１２２のいずれかを製造するときに、研削処理用センサ３０のセンサ部２１ａにおける検出用導体部２７ａの表面が製造用支持基板１１に対する研削を終了すべき研削終了位置と同じ位置となるように研削処理用センサ３０を研削装置１の保持具４にセットした後に、センサ部２１ａにおける検出用導体部２６ａ，２７ａについての電気的パラメータ（この例では、抵抗値）を測定しつつ製造用支持基板１１および研削処理用センサ３０に対する研削を実行し、検出用導体部２６ａ，２７ａの消失に関連付けられた電気的パラメータ（この例では、無限大の抵抗値）が測定されたときに製造用支持基板１１および研削処理用センサ３０に対する研削を終了する。
【００８４】
したがって、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、研削処理時間を管理して支持基板を研削する方法とは異なり、研削装置１に熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａおよび研削処理用センサ３０をセットする際にセンサ部２１ａにおける検出用導体部２７ａの表面の位置を製造用支持基板１１に対する研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａに対する研削処理の進行に応じて研削される検出用導体部２６ａ，２７ａについての電気的パラメータ（抵抗値）に基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａに対する研削処理の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、積層体１４を誤って研削することなく、熱伝導率が高い製造用支持基板１１を十分に薄厚化することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２を搭載した熱電モジュール１００の熱電特性を十分に向上させることができる。
【００８５】
また、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、研削処理に先立って、熱電薄膜素子製造用中間体１０における積層体１４の表面に保護膜１５を形成する「保護膜形成処理」を実行することにより、製造用支持基板１１を研削することで薄厚となる熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａを保持具４から取り外すときや、研削処理が完了した熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａを、次の作業位置まで搬送するときなどに、この熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａが破損する事態を回避することができる。
【００８６】
さらに、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法では、研削処理用センサ３０のセンサ部２１ａにおける検出用導体部２７ａの表面が研削終了位置と同じ位置となり、かつ、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２７ａの表面が製造用支持基板１１に対する荒研削を終了すべき荒研削終了位置と同じ位置となるように研削処理用センサ３０を保持具４にセットした後に、センサ部２１ｂの検出用導体部２６ａ，２７ａについての電気的パラメータ（抵抗値）を測定しつつ製造用支持基板１１および研削処理用センサ３０に対する荒研削を実行し、センサ部２１ｂにおける検出用導体部２６ａ，２７ａの消失に関連付けられた電気的パラメータ（無限大の抵抗値）が測定されたときに製造用支持基板１１および研削処理用センサ３０に対する荒研削を終了し、その後に、製造用支持基板１１および研削処理用センサ３０に対する仕上げ研削を開始すると共に、センサ部２１ａにおける検出用導体部２６ａ，２７ａの消失に関連付けられた電気的パラメータ（無限大の抵抗値）が測定されたときに製造用支持基板１１および研削処理用センサ３０に対する仕上げ研削を終了する。
【００８７】
したがって、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａおよび研削処理用センサ３０を研削装置１の保持具４にセットする際にセンサ部２１ｂにおける検出用導体部２７ａの表面の位置を製造用支持基板１１に対する荒研削を終了すべき位置に合わせておくだけで、研削処理時には、熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａに対する研削処理の進行に応じて研削される検出用導体部２６ａ，２７ａについての電気的パラメータ（抵抗値）に基づいて、熱電薄膜素子製造用中間体２０Ａに対する荒研削の終了のタイミングを確実かつ容易に特定することができる結果、製造用支持基板１１に対する荒研削を必要以上に実行して各積層体１４を誤って研削する事態を回避することができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２を搭載した熱電モジュール１００の熱電特性を確実に向上させることができる。
【００８８】
また、この熱電薄膜素子１２１，１２１の製造方法によれば、リード部２６ｂ，２７ｂおよび検出用導体部２６ａ，２７ａが形成された溝２５ａ，２５ｂ内に非導電性材料２８が充填されている研削処理用センサ３０を用いることにより、研削処理を終了すべき位置まで製造用支持基板１１が研削されていない時点において、薄厚化した検出用導体部２７ａが破断し、これに起因して、検出用導体部２７ａが消失すべき位置まで研削が進行したと誤認されたり、研削処理を終了すべき位置まで製造用支持基板１１が研削されているにも拘わらず、薄厚化した検出用導体部２７ａが消失することなく定盤２によって押し上げられるようにして変形し、これに起因して、検出用導体部２７ａが消失すべき位置まで研削が進行していないと誤認されたりする事態を回避して、研削処理を終了すべき位置まで製造用支持基板１１が研削された時点において検出用導体部２７ａを確実に消失させることができる。これにより、この製造方法に従って製造した熱電薄膜素子１２１，１２２を搭載した熱電モジュール１００の熱電特性を一層向上させることができる。
【００８９】
なお、「熱電薄膜素子製造方法」は、中間体２０や、中間体２０Ａおよび研削処理用センサ３０を研削装置１によって研削して熱電薄膜素子１２１，１２２を製造する上記の方法に限定されない。例えば、「研削用定盤に対して熱電薄膜素子製造用中間体を相対的に摺動させる」との処理の一例として、中間体２０や、中間体２０Ａおよび研削処理用センサ３０を処理位置に位置させた状態において定盤２を回転させる例について説明したが、停止させた状態の「研削用定盤」に対して「熱電薄膜素子製造用中間体（または、熱電薄膜素子製造用中間体および研削処理用センサ）」を移動させて相対的に摺動させる方法を採用することもできるし、「研削用定盤」と「熱電薄膜素子製造用中間体（または、熱電薄膜素子製造用中間体および研削処理用センサ）」との双方を互いに移動させて相対的に摺動させる方法を採用することもできる。これらの方法を採用した場合においても、上記の熱電薄膜素子１２１，１２２の製造方法と同様の効果を奏することができる。
【００９０】
また、中間体２０，２０Ａの製造時に中間体１０に成膜した保護膜１５を含んで熱電薄膜素子１２１，１２２とする例について説明したが、「保護膜」は、製造対象の「熱電薄膜素子」に必須の構成要素ではなく、「熱電薄膜素子製造用中間体」に対する研削が終了した後に、この「保護膜」を除去して「熱電薄膜素子」とすることもできる。この場合、「保護膜」を含んで「熱電薄膜素子」とする場合には、上記した熱電薄膜素子１２１，１２２における保護膜１５のように、熱伝導率が十分に低い材料（上記の例では、Ａｌ２Ｏ３）によって形成することで、「保護膜」の存在に起因して「熱電薄膜素子」の両端部に生じた温度差が短時間で平均化される事態、つまり、その「熱電薄膜素子」を搭載した熱電モジュールの熱電特性の向上が妨げられる事態を好適に回避することができる。さらに、「第１の検出用導体部の消失に関連付けられた電気的パラメータが測定されたとき」との一例として、「抵抗値が無限大となったとき」に研削を終了する例について説明したが、「第１の検出用導体部を流れる電流値が０アンペアとなったとき」や、「第１の検出用導体部の両端間の電圧値が０ボルトとなったとき」に研削を終了することもできる。
【符号の説明】
【００９１】
１  研削装置
２  定盤
３  モータ
４  保持具
５  上下動機構
６  測定部
７  スラリー供給部
８  制御部
１０，２０，２０Ａ  熱電薄膜素子製造用中間体
１１  製造用支持基板
１２，１２ａ，１３  薄膜
１４  積層体
１５  保護膜
２１ａ，２１ｂ  センサ部
２５ａ，２５ｂ  溝
２６，２７  薄膜
２６ａ，２７ａ  検出用導体部
２６ｂ，２７ｂ  リード部
２６ｃ  パッド部
２８  非導電性材料
３０  研削処理用センサ
３１  母材
１００  熱電モジュール
１２１  Ｐ型熱電薄膜素子
１２２  Ｎ型熱電薄膜素子
Ｄａ，Ｄｂ  深さ
Ｆ２  処理面
Ｓ１〜Ｓ４  制御信号
Ｓａ  測定結果信号
Ｔ１，Ｔ４，Ｔ５，Ｔａ，Ｔｂ  厚み
【図１】
0005682259.tif 000002
【図２】
0005682259.tif 000003
【図３】
0005682259.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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