(57)【要約】【課題】比較的低コストで且つ熱均一性、熱伝達効率に優れた発熱体と被加熱体の間の伝熱構造ないし方法を提供することである。【解決手段】伝熱媒体を発熱体３と被加熱体４の間に介在させて伝熱を行う伝熱構造ないし方法であって、伝熱媒体が多数の金属粒子５である。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱媒体を発熱体と被加熱体の間に介在させて伝熱を行う伝熱構造であって、該伝熱媒体が多数の金属粒子であることを特徴とする伝熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デバイス製造工程における基板を加熱する工程などで用いられる伝熱構造ないし方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シート状伝熱媒体を用いた伝熱構造ないし方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、金属線と弾性体（ゴム、ゲル等）を格子状に編みこんだシート構造の伝熱媒体を使用した構造である。また、吸着剤と一体成形された金属粒を伝熱促進剤に使用している熱交換器も知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、従来一般的には、発熱体と被加熱体の接触面積を多くするために双方の機械的な精度を上げたり、双方の隙間の体積を最小にするために発熱により面精度の変化の少ない材料を選択し、変形を抑えるために板厚の厚い材料を使っていた（図５の従来例を参照）。尚、図５において、１は電源、２はスイッチ、３は発熱体、４は被加熱体である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２９４４０７号公報
【特許文献２】
特開平４−１４８１９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の構造は、断熱材に非金属（ゴム、ゲル等）を使用しているため、１００℃を超える高温での使用については使用素材の特性上、変質、劣化等が考えられ、耐久性については疑問である。また、特許文献２の構造は、熱を貰う相手がガスのため、特に相手との接触面のコンタクト状態の問題は無く、本発明とは課題意識が異なる。さらに、図５の従来の例では、被加熱体４や発熱体３の面精度を上げたり、温度による面精度の変化の少ない厚さ或いは材料を選択していたため、コスト面で高価になっていた。また、このような方法をとっても、高温時の温度変化に対して十分に安定な状態を維持出来るものではなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、比較的低コストで且つ熱均一性、熱伝達効率に優れた発熱体と被加熱体の間の伝熱構造ないし方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の伝熱構造ないし方法は、伝熱媒体を発熱体と被加熱体の間に介在させて伝熱を行う伝熱構造ないし方法であって、該伝熱媒体が多数の金属粒子であることを特徴とする。この伝熱構造ないし方法によれば、多数の金属粒子の伝熱媒体を介在させることにより、必要以上に発熱体や被加熱体の面精度を上げたり、熱に対して安定で高価な材料を発熱体や被加熱体に使用したり、又、必要以上に厚い材料を使用することなく、比較的低コストにでき、かつ被加熱体をより短時間で（高い熱伝達効率）ムラなく（優れた熱均一性）加熱できる。
【０００７】
伝熱媒体に用いる金属粒子の同じ金属で比較した場合、粒径は一般的に細かければ細かいほど接触面積が多くなり熱伝達効率は上がる（伝達時間が短くできる）が、あまり微細（０．１ｍｍ程度以下）にしても、その管理が大変であり極端に良い効果は得られなかった。また、あまり粒径が大き過ぎると（１ｍｍ程度以上）、伝熱効率が多少悪くなることが分かった。実験の結果、適当な粒径としては０．１〜０．５ｍｍ程度にすることにより、その伝熱効率および使い勝手の良い結果が得られた。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を明らかにすべく具体的な実施例を図に沿って説明する。
【０００９】
（実施例１）
実施例１では、粒状金属として鉄の酸化物を使用し、粒径を０．１ｍｍの均一な材料を使用している。図１は実施例１の特徴を最もよく表す図面であり、同図において、１は電源、２はスイッチ、３は発熱源である発熱体、４は加熱対象の被加熱体、５は伝熱性を高めるための伝熱媒体である鉄酸化物の粒子である。伝熱媒体に用いる金属粒子としてはどのような材質の金属でもかまわないが、鉄、アルミ等の材料は、熱伝導率が比較的良く値段も安価である。さらに、酸化物は既に酸化しているので、特性の安定性の点で優れる。
【００１０】
鉄酸化物粒子５を介在させる量は、接触面の面積と接触面の平面度の状態により異なってくる。少な過ぎると、接触面の面積が少なくなるため伝熱効率が下がる。また、逆に多過ぎると、伝熱する距離が伸びるため時間がかかることになる。したがって、適量としては、加熱ヒータ材３と被加熱材４の隙間が無くなる程度の最小量が理想的である。
【００１１】
まず、電源１のスイッチ２を入れると発熱体３の温度が徐々に上昇しはじめ、やがて伝熱媒体である粒状金属５との接触面、さらにその隙間にある気体を熱が伝わり加熱されてゆく。そして、やがて伝熱媒体である粒状金属５を伝わり、被加熱体４との接触面を介し上記と同様な原理で被加熱体４の全面に熱が伝わってゆく。
【００１２】
（実施例２）
実施例２では、粒状金属として鉄の酸化物６を使用し、粒径を０．１〜０．５ｍｍの材料を混合し使用している。混合する比率に関しては、各サイズ色々組み合わせ実験を行なったが、ほとんど差は観られなかった。この例では粒径を揃える必要が無いので、比較的安価に構成できる。
【００１３】
図２は本実施例の特徴を最もよく表す図面であり、同図において、図１と同機能を有するものは同じ符号で示す。鉄酸化物粒子６を介在させる量は実施例１と同様で、接触面の面積と接触面の平面度の状態により異なってくる。その他の点は実施例１と同様である。
【００１４】
（実施例３）
実施例３では、粒状金属としてアルミ二ウムの酸化物７を使用し、粒径を０．１ｍｍの均一な材料を使用している。図３は本実施例の特徴を最もよく表す図面であり、同図において、図１と同機能を有するものは同じ符号で示す。ここでもアルミ二ウム酸化物粒子７を介在させる量は実施例１と同様で、接触面の面積と接触面の平面度の状態により異なってくる。その他の点は実施例１と同様である。
【００１５】
（実施例４）
実施例４では、粒状金属としてアルミ二ウムの酸化物８を使用し、粒径を０．１〜０．５ｍｍの材料を混合し使用している。この例でも、混合する比率に関しては各サイズ色々組み合わせ実験を行なったが、ほとんど差は観られなかった。
【００１６】
図４は本実施例の特徴を最もよく表す図面であり、同図において、図１と同機能を有するものは同じ符号で示す。ここでもアルミ二ウム酸化物粒子８を介在させる量は実施例１と同様で、接触面の面積と接触面の平面度の状態により異なってくる。その他の点は実施例２と同様である。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、伝熱媒体として多数の熱伝導率の比較的高い金属粒子を用いるので、被加熱体と発熱体との面精度を必要以上にあげたり、被加熱体や発熱体に高い材料を使用することなく、比較的低コストで被加熱体と発熱体の伝熱面の面積を多くすることができ、しかも均一で安定的に熱を被加熱体に伝達することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る構成を表す図。
【図２】本発明の実施例２に係る構成を表す図。
【図３】本発明の実施例３に係る構成を表す図。
【図４】本発明の実施例４に係る構成を表す図。
【図５】従来の形態に係る構成を表す図。
【符号の説明】
１　　電源
２　　スイッチ
３　　発熱体
４　　被加熱体
５　　鉄酸化物（粒径０．１ｍｍ）
６　　鉄酸化物（粒径０．１ｍｍから０．５ｍｍ）
７　　アルミニウム酸化物（粒径０．１ｍｍ）
８　　アルミニウム酸化物（粒径０．１ｍｍから０．５ｍｍ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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