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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-04-13
(54)【発明の名称】抵抗ヒーターを製造及び調整する方法
(51)【国際特許分類】
H05B 3/10 20060101AFI20220406BHJP
【ＦＩ】
H05B3/10 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021559884
(86)(22)【出願日】2020-04-07
(85)【翻訳文提出日】2021-11-15
(86)【国際出願番号】 US2020027087
(87)【国際公開番号】W WO2020210244
(87)【国際公開日】2020-10-15
(31)【優先権主張番号】16/377,903
(32)【優先日】2019-04-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】501162454
【氏名又は名称】ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ワリンガー、マーティン
(72)【発明者】
【氏名】ザン、サンホン
【テーマコード（参考）】
3K092
【Ｆターム（参考）】
3K092QB26
3K092QB31
3K092QB76
3K092QB77
3K092QB78
3K092VV21
(57)【要約】
抵抗ヒーターのワット密度分布を調整する方法は、ベースラインヒーター回路を設計することを含む。検出回路は一定のトレースワット密度を持って設計され、そして検出回路はベースラインヒーター回路と重なる。検出回路が製造されて、そしてそのベースライン熱マップが取得される。ベースラインヒーター回路は製造され、公称熱マップが取得される。次の検出回路が製造され、そして実際の熱マップが取得される。実際の熱マップからベースライン熱マップを減算することによって減算熱像が作成されて、そして減算熱像に従って次のベースラインヒーター回路が修正される。
【選択図】 図６
【選択図】 図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）検出回路を製造すること、（ｂ）前記検出回路に電力を供給し及びベースライン熱マップを取得すること、
（ｃ）前記検出回路からベースラインヒーター回路を製造すること、
（ｄ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び公称熱マップを取得すること、
（ｅ）前記ベースラインヒーター回路を熱装置に組み立てること、
（ｆ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び標的表面の熱マップを取得すること、
前記標的表面に沿った所望の温度プロファイルを達成するために、ステップ（ａ）から（ｆ）までのステップを繰り返すこと、
（ｇ）次の検出回路を製造すること、
（ｈ）前記次の検出回路に電力を供給し及び実際の熱マップを取得すること、
（ｉ）前記実際の熱マップから前記ベースライン熱マップを減算して、減算熱像を作成すること、
（ｊ）前記減算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路を修正すること、
を具備する、抵抗ヒーターのワット密度分布を調整する方法。
【請求項2】
前記回路の少なくとも一つは、選択的除去プロセスによって製造される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記修正することは、選択的除去プロセスによって達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記選択的除去プロセスは、レーザー除去、機械的除去、及びハイブリッドウォータージェットの少なくとも一つによって達成される、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項5】
前記回路は溶射によって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記回路は、積層、箔及びワイヤからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記検出回路は一定のトレースワット密度を有し、前記検出回路は前記ベースラインヒーター回路と重なり及びマージンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記マージンは、約１％から約５０％のトレース幅である、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
ステップ（ｇ）から（ｊ）までのステップを“ｎ”個のヒーターに対して繰り返すことを更に具備する、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記修正は、前記次のベースラインヒーター回路のトレース幅を変えること、前記次のベースラインヒーター回路の厚さを変えることと、前記次のベースラインヒーター回路の固有抵抗をその微細構造を熱処理プロセスを通じて修正することによって修正することと、前記次のベースラインヒーター回路のセグメントに異なる材料を加えることと、それらの組み合わせとの少なくとも一つによって達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記熱マップはＩＲカメラによって取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
請求項１の方法に従って製造された複数のヒーターアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は、“熱システム中の不規則を償うための方法”と題する２０１９年４月８日出願の米国特許出願第１６／３７７，９０３号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
本開示は、抵抗ヒーターの製造並びに材料及び製造変動を償うための方法に関する。
【背景技術】
【0003】
この欄の記載は、単に本開示に関する背景情報を提供し、そして先行技術を構成し得ない。
【0004】
積層ヒーターアセンブリ（layered heater assemblies）は、一般に、数ある層の中でも、基板、基板上に配置された誘電体層、及び誘電体層上に配置された抵抗加熱層を含む。例えば、保護層は、抵抗加熱層上に配置され得る。更に、複数の誘電体層及び複数の抵抗ヒーター層もあり得る。誘電体層、抵抗加熱層、保護層及び他の層を合わせて一般に積層ヒーターと呼ばれる。更に、任意の与えられたアセンブリ内に一つ又は複数の積層ヒーターがあり得り、そして、基板の材料（例えば、基板が非導電体であれば）及び動作環境に依存して、積層ヒーターは誘電体層又は保護層を含み得り又は含み得ない。
【0005】
積層ヒーターは、数あるタイプの中でも、“厚”膜、“薄”膜又は“溶射”によって加工され得り、これらのタイプの積層ヒーターの主な相違は層が形成される方法である。例えば、厚膜ヒーターのための層は、スクリーン印刷、デカルアプリケーション（decal application）又は膜分注ヘッド（film dispensing head）などのプロセスを用いて典型的には形成されるが、これらの例には限定されない。一方、薄膜ヒーターのための層は、イオンめっき、スパッタリング、化学真空蒸着（ＣＶＤ）などの堆積プロセスを用いて典型的には形成されるが、これらの例には限定されない。積層ヒーターを形成するための第３の一連のプロセス、溶射プロセスは、限定しない例として、フレーム溶射、大気圧プラズマ溶射（ＡＰＳ）、サスペンション大気圧プラズマ溶射（ＳＡＰＳ）、溶線式アーク溶射、コールドスプレー、低圧プラズマスプレー（ＬＰＰＳ）、高速酸素燃料（ＨＶＯＦ）、及びサスペンション高速酸素燃料（ＳＨＶＯＦ）を含む。積層ヒーターが加工され得る更に別の方法はゾルゲルプロスによる。
【0006】
顕微鏡スケールでは、堆積された層は、基板内のトレンチ及び抵抗層又は他の層を形成する方法に関連する製造公差などの多くの理由で、平坦でない表面又は可変なジオメトリー（variable geometry）を有し得る。その結果、積層ヒーターの全体のシート抵抗（sheet resistance）はヒーターアセンブリごとに均一にはなり得ない。一般に、シート抵抗とは、塗布された抵抗材料が比較的薄いという特質に起因する抵抗層の平面に沿った抵抗、対（versus）、抵抗材料に垂直な抵抗のことをいう。積層ヒーターのシート抵抗の均一性の欠如は予想できないほど積層ヒーターの電気抵抗を変え、それはヒーターが意図した熱分布を達成することを妨げる。更に、数あるアセンブリ／システム不規則の中でも、所望の熱分布は、基板内の不規則と同様に、個々の層の局所的な結合／密着（bonding/adhesion）不規則によって妨げられる。
【0007】
従来の方法では、抵抗層の“トレース”又はパターンは、所望の熱プロファイルを生成すために積層ヒーターから必要とされる電気ワット数分布を決定するコンピューター分析ツールを用いて設計される。回路配置及び公称シート抵抗値は解析モデルに入力される。いくつかの用途では、抵抗層トレース（resistive layer traces）は、ワット数分布を最適化するために、幅が異なるセグメントを含む。もし分析モデルが満足できない熱分布を予測したら、セグメント幅は、全体的なトレースジオメトリ（trace geometry）とともに、目標熱分布（target thermal distribution）を達成するために調整できる。
【0008】
設計された抵抗トレースを製造するために、様々なパターニングプロセスが用いられ得る。積層ヒーターのためのパターニングプロセスの例は、化学エッチング、ドライエッチング、及び、機械加工及びレーザー除去（laser ablation）などのＣＮＣ（computer numerical control）材料除去プロセスを含むことができる。高精密な製造方法であっても、抵抗トレースのセグメントに沿った／セグメント全体での抵抗の変動は、製造バッチごとに発生する可能性がある。
【0009】
抵抗加熱層のシート抵抗の変動、層間の界面の変動、基板内の変動、及び、アセンブリ／システム変動を含んでいるこれらの変動は、本開示の教示によって対処される。
【発明の概要】
【0010】
一形態によれば、抵抗ヒーターのワット密度分布を調整方する法は、ベースラインヒーター回路を含む。検出回路は一定のトレースワット密度（trace watt density）を有して設計され、そして、検出回路は、ベースラインヒーター回路とオーバーラップし且つマージンを含む。検出回路は選択的除去プロセスによって製造される。検出回路に電力が印加され、そしてベースライン熱マップ（baseline thermal map）が取得される。ベースラインヒーター回路は、選択的除去プロセスによって、検出回路から製造される。ベースラインヒーター回路に電力が印加され、そして公称熱マップ（nominal thermal map）が取得される。選択的除去プロセスによって検出回路を製造するステップ、検出回路に電力を印加し、及びベースライン熱マップを取得するステップ、選択的除去プロセスによって検出回路からベースラインヒータを製造するステップ、及び、ベースラインヒーター回路に電力を印加し、及び公称熱マップを取得するステップは、標的表面（target surface）に沿って所望の温度プロファイルを達成するために、繰り返される。所望の温度ファイルを達成した後、次の（subsequent）検出回路が選択的除去プロセスによって製造される。それから次の検出回路に電力が印加され、そして実際の熱マップが取得される。実際の熱マップからベースライン熱マップを減算することによって、減算熱像（subtraction thermal image）が作成される。減算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路は修正される。
【0011】
別の形態によれば、選択的除去プロセスによって次の検出回路を形成するステップ、次の検出回路に電力を印加し、そして実際の熱マップを取得するステップ、実際の熱マップからベースライン熱マップを減算することによって減算熱像を形成するステップ、及び、熱像に従って、次のベースライン熱マップを修正するステップは、所望の“ｎ”個のヒーターに対して行われ得る。
【0012】
一形態では、マージンは、ベースラインヒーター回路のトレース幅の約１％から約５０％の間である。別の形態では、マージンは約１０％から約２０％の間である。
【0013】
一形態によれば、修正は、とりわけ、次のベースラインヒーター回路のトレース幅を変えることによって、次のベースラインヒーター回路の厚さを変えることによって、次のベースラインヒーター回路の固有抵抗（specific resistivity）を変えることによって（例えば、レーザープロセスによって局所的な酸化物を追加するなどの熱処理を通じて次のベースラインヒーター回路の微細構造を修正することによって）、次のベースラインヒーター回路のセグメントに異なる材料を加えること、及び、それらの組み合わせによって、達成される。
【0014】
様々な形態で、熱マップはＩＲカメラによって取得され、トリミングは少なくともレーザー除去、機械的除去（mechanical ablation）及びハイブリッドウォータージェットによって達成され、そしてヒーターは溶射によって形成される。
【0015】
別の形態では、回路は積層回路、箔回路及びワイヤー回路からなる群から選択される。
【0016】
本開示の別の形態では、抵抗ヒーターのワット密度分布を調整するための方法は、ベースラインヒーター回路を設計することを含む。一定のトレースワット密度を有する検出回路は設計され、そして検出回路はベースラインヒーター回路とオーバーラップし且つマージンを含む。次に検出回路は製造される。次に検出回路に電力が印加され、そこでベースライン熱マップが取得される。次にベースラインヒーター回路は検出回路から製造される。電力がベースラインヒーター回路に印加され、そして公称熱マップが取得される。ベースラインヒーター回路は熱装置に組み立てられ、そして、標的表面の熱マップを取得するためにベースラインヒーター回路に電力が印加される。検出回路を製造するステップ、検出回路に電力を印加してベースライン熱マップを取得するステップ、検出回路からベースラインヒーター回路を製造するステップ、ベースラインヒーター回路に電力を印加して公称熱マップを取得するステップ、ベースラインヒーター回路は熱装置に組み立てられるステップ、及び、ベースラインヒーター回路に電力を印加して標的表面の熱マップを取得するステップは、所望の熱プロファイルを取得するために、必要に応じて繰り返される。それから、次の検出回路が製造され、そして実際の熱マップを取得するために次の検出回路に電力が印加される。減算熱像は、実際の熱マップからベースライン熱マップを減算することによって作成される。減算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路は修正される。
【0017】
変形例によれば、検出回路及び次の検出回路の少なくとも一方は、選択的除去プロセスを用いて製造される。
【0018】
別の変形によれば、ベースラインヒーター回路及び次のベースラインヒーター回路の少なくとも一方は、選択的除去プロセスを用いて製造される。更に別の変形例では、次のベースラインヒーター回路は選択的除去プロセスにより修正される。
【0019】
変更例では、次の検出回路を製造するステップ、次の検出回路に電力を印加して実際の熱マップを取得するステップ、実際の熱マップからベースライン熱マップを減算することによって、減算熱像を作成するステップ、及び、算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路を修正するステップは、ｎ個のヒーターに対して繰り返される。
【0020】
変形例によれば、複数のヒーターアセンブリは、本開示のステップに従って製造され得る。
【0021】
更に別の変形例によれば、回路は溶射によって形成される。回路は、積層回路、箔回路及びワイヤー回路からなる群から選択される。
【0022】
本開示の更に別の変形例によれば、抵抗ヒーターのワット密度分布を調整する方法は、検出回路を製造することを含む。次に、検出回路に電力に印加され、そしてベースライン熱マップが取得される。ベースラインヒーター回路は、検出回路から製造される。次に、ベースラインヒーター回路に電圧が印加され、そして公称熱マップが取得される。ベースラインヒーター回路は、熱装置に組み立てられる。ベースラインヒーター回路に電力が印加され、そして標的表面の熱マップが取得される。標的表面に沿って所望の温度プロファイルを達成するために、検出回路を製造するステップ、検出回路に電圧を印加してベースライン熱マップを取得するステップ、検出回路からベースラインヒーター回路を製造するステップ、ベースラインヒーター回路に電力を印加して公称熱マップを取得するステップ、ベースラインヒーター回路を熱装置に組み立てるステップ及びベースラインヒーター回路に電圧を印加して標的表面の熱マップを取得するステップは繰り返される。後に、次の検出回路が製造される。次の検出回路に電力が印加され、そして実際の熱マップが取得される。減算熱像は、実際の熱マップからベースライン熱マップを減算することによって、作成される。減算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路は修正される。
【0023】
変形例では、少なくとも一つの回路は、選択的除去プロセスによって、製造又は修正される。
【0024】
更に別の変形例では、回路は溶射によって形成される。
【0025】
更なる変形例では、回路は積層回路、箔回路及びワイヤ回路からなる群から選択される。
【0026】
適用可能な更なる分野（areas）は、本明細書に提供された記述から明らかになるであろう。記述及び具体例は例示の目的のみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図していないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0027】
本開示がよく理解され得るように、添付の図面を参照しながら、例として与えられたその様々な形態が説明される。
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
図面に描かれた図は専ら説明を目的としたものであり、本開示の範囲を制限することを決して意図するものではない。
【発明を実施するための形態】
【0039】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、適用、又は使用を限定することを意図するものではない。図面全体を通して、対応する参照番号は、同様の又は対応する部品及び特徴を示すことを理解されたい
【0040】
本開示は、例として積層ヒーターを含んでいる抵抗ヒーターのワット密度を調整する方法を提供する。この形態のヒーターのより詳細な説明は、米国特許第８，６８０，４４３号、米国特許第７，１３２，６２８号、米国特許第７，３４２，２０６号及び米国特許第７，１９６，２９５号に提供されており、これらは本出願と同一出願人によるものであり、これらの内容のすべてが参照として本明細書に組み込まれる。方法は、例として箔ヒーター（foil heater）及び抵抗ワイヤーヒーター（resistive wire heater）などの“積層”ヒーター以外の様々なタイプのヒーターで使用され得る。したがって、本明細書に開示された方法は、本開示の範囲内にとどまっている限りは、任意のタイプの抵抗ヒーター構造（resistive heater construction）で使用され得るので、用語“積層”は限定であると解釈されるべきでない。
【0041】
図１を参酌すると、本開示の教示による方法は、ステップ（ａ）でベースラインヒーター回路２０を設計することから始まり、それは一つの形態では均一な熱プロファイルである特定の熱プロファイルを目標（target）に提供するために分析的に最適化された名目上（nominal）の設計である。（これらのヒーター回路は、一般に“抵抗トレース”と呼ばれ、そして、抵抗加熱材料又は抵抗加熱体が横断する経路を含む。）
【0042】
示されるように、例のベースラインヒーター回路２０は、広いセグメント及びより狭いセグメントを含み、それはベースラインヒーター回路２０の長さに沿って調整されたワット密度を提供する。例えば、ベースラインヒーター回路２０は、より低いワット密度を提供し、トレースＷ１の（より広い）セグメントを含み、一方、より高いワット密度を提供し、トレースＷ２の（より狭い）セグメントを含む。ベースラインヒーター回路２０は、電力源（不図示）への接続のための終端２４と共に、曲がったセグメント２２をも含み、それは一般に電流集中（current crowding）を抑制するためにより広い。この図示された曲がりくねったパターンは例示にすぎず、ベースラインヒーター回路２０のための（電気的に並列に接続されるように設計されたセグメントなど）如何なる形状のトレースは、用途及びその熱要求（thermal requirements）に応じて、設計努力に起因することを理解されたい。
【0043】
図２を参酌すると、方法は次に一定のトレースワット密度を有する検出回路３０を設計するステップ（ｂ）を含み、この検出回路３０は、ベースラインヒーター回路の可変な幅のおかげで可変であるマージンによって、ベースラインヒーター回路２０とオーバーラップする。しかし、一形態では、マージンは、ベースラインヒーター回路２０トレースの最大幅の約１－５０％よりも大きくない。例えば、もしＷ１が１．０ｍｍなら、マージンＭは０．１ｍｍと０．５ｍｍとの間である。別の形態では、マージンは約１０－２０％よりも大きくない。しかし、抵抗ヒーターの構造（construction）及び用途に応じて他のマージンも使用し得え、そして、本明細書に開示された値は、開示の範囲を限定するとは解釈されるべきでないと理解されたい。
【0044】
検出回路３０の一定のトレースワット密度は、一定の幅及び一定の厚さであるトレースによって提供されるが、本開示の範囲内にとどまっている限りは、一定のトレースワット密度を達成するための他の手法も使用し得えることを理解するべきである。例えば、厚くなりながら狭くなるトレースも一定のトレースワット密度を提供し得る。
【0045】
図３を参酌すると、方法は、次に、例えば基板に抵抗材料が貼り付けられた後に選択的除去プロセスを用いることによって、検出回路３０を製造するステップ（ｃ）を含む。抵抗材料は、例えば、溶射などの任意の積層プロセス（layered process）によって貼り付けられ得る。代替として、抵抗材料は、本開示の範囲内にとどまっている限りは、箔又はワイヤであり得る。選択的除去プロセスは、例として、とりわけ、レーザー除去、又はハイブリッドウォータージェット（レーザー及びウォータージェット）を含み得る。しかし、検出回路３０は、とりわけ、印刷又はマスクキングなどの他の方法によって製造され得り、したがって、検出回路３０を製造するための選択的除去プロセスは、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0046】
図３Ｂに示されるように、いったん検出回路３０が製造されたら、方法はステップ（ｄ）に進み、そこでは、ベースライン熱マップ４０を取得するために、検出回路に電力が印加される（例えば、終端２４に電力を印加することによって）。ベースライン熱マップはＩＲカメラを用いて取得することができる。熱像を取得するために２線コントローラ（two-wire controller）の使用を考えるときには、このようなプロセスは、米国特許第７，１９６，２９５号に示され及びより詳細に説明されており、これは本出願と同一出願人によるものであり、これらの内容のすべてが参照として本明細書に組み込まれる。ベースライン熱マップは、例えば、メモリに格納され得る
【0047】
図４Ａを参酌すると、ステップ（ｅ）において、ベースラインヒーター回路２０は検出回路３０から製造される。一形態では、ベースラインヒーター回路２０は、選択的除去プロセスによって製造される。検出回路３０を製造するための上述した選択的除去プロセスは、ベースラインヒーター回路２０を製造するためにも使用され得る。ベースラインヒーター回路２０を製造するための選択的除去プロセスは、検出回路３０を製造するための選択的除去プロセスと同じである必要はないことに注意すべきである。
【0048】
図４Ｂを参酌すると、ベースラインヒーター回路２０を製造した後、ステップ（ｆ）において、公称熱マップ５０を取得するために、ベースラインヒーター回路２０に電力が印加される（例えば、終端２４に電力を印加することによって）。公称熱マップ５０はＩＲ（赤外線）カメラを用いて取得することができる。公称熱マップは、例えば、コンピューティングデバイス（不図示）のマイクロプロセッサ上のメモリに格納され得る。
【0049】
さて図５を参酌すると、ステップ（ｇ）で、ベースラインヒーター回路２０は熱装置６０に組み立てられる。例として、ベースラインヒーター回路２０は、チャック装置６２である熱装置内に配置されて示され、それはチルプレート（chill plate）６４と、その中に埋め込まれた電極６８を有するセラミックパック６６とを含む。セラミックパック６６は図のように標的表面７０を含み、それは一般にチャック装置６２の稼働の期間中にエッチングのために基板が載置される所である。チャック装置６２は例示にすぎず、そして、本開示による方法は、抵抗ヒーター回路のシート抵抗率（sheet resistivity）を調整することが有利であると思われるあらゆる用途に使用し得ることを理解されたい。
【0050】
組み立て後、上述したステップについて図６を参酌すると、標的表面７０の熱マップを取得するために、ステップ（ｈ）でベースラインヒーター回路２０に電圧が印加される。上述の熱像と同様に、標的表面７０の熱マップはＩＲカメラを用いて取得することができる。標的表面の熱マップは、例えば、コンピューティングデバイス（不図示）のマイクロプロセッサ上のメモリに格納され得る。
【0051】
目標標面７０の熱マップは、目標標面が目標標面７０に沿って所望の熱プロファイルを示しているかどうかを決定するために、分析される。もしそうでなければ、図６に更に示されるように、所望の熱プロファイルが達成されるまで、ステップ（ａ）から（ｈ）までが繰り返される。一形態では、方法は、たとえ所望の熱プロファイルが達成されなくても、所定回数のステップ（ａ）から（ｈ）までの繰り返しの後に終了し得る。
【0052】
さて図７を参照すると、標的表面７０が所望の熱プロファイルを示すと決定された後、方法はステップ（ｉ）に進み、そこでは、次の検出回路３０’が製造され、それは一形態では上述したように選択的除去プロセスによって製造され得る。次に、方法はステップ（ｊ）に進み、そこでは、次の検出回路３０’に電力が印加され、それによって実際の熱マップ８０を取得する。
【0053】
図８に示されるように、ステップ（ｋ）で、実際の熱マップ８０からベースライン熱マップを減算して、減算熱像９０を作成する。次いで、ステップ（ｌ）で、減算熱像９０に従って、次のベースラインヒーター回路２０’は修正される。より具体的には、次のベースラインヒーター回路２０’はそのシート抵抗率を所望の抵抗率に変えることによって修正される。ベースラインヒーター回路２０と次のベースラインヒーター回路２０’との間のシート抵抗率変化は、
ＴＢａｓｅＨｅａｔｅｒは、ベースラインヒーター回路のベースヒーターの各セグメントでの平均トレース温度であり、そして、
Ｔｒｅｆは、試験環境に依存する参照温度である。もしヒーターが開放空気環境中で試験されるなら、Ｔｒｅｆは周囲温度（ambient temperature）である。もしヒーターが制御された冷却システムに取り付けられているなら、Ｔｒｅｆは冷却システムの温度である。一形態では、ＴＢａｓｅＨｅａｔｅｒ及びＴＨｅａｔｅｒは同じＴｒｅｆで取得される。シート抵抗率変化が算出されたなら、次のベースラインヒーター回路２０’のトレース幅は、
で算出することができる。
ここで、ＴｒａｃｅＷｉｄｔｈＢａｓｅＨｅａｔｅｒは、ベースラインヒーター回路の特定の位置でのベースラインヒーター回路のトレース幅であり、そして、シート抵抗率変化は上記の式からの出力である。
【数1】
ＴＢａｓｅＨｅａｔｅｒは、ベースラインヒーター回路のベースヒーターの各セグメントでの平均トレース温度であり、そして、
Ｔｒｅｆは、試験環境に依存する参照温度である。もしヒーターが開放空気環境中で試験されるなら、Ｔｒｅｆは周囲温度（ambient temperature）である。もしヒーターが制御された冷却システムに取り付けられているなら、Ｔｒｅｆは冷却システムの温度である。一形態では、ＴＢａｓｅＨｅａｔｅｒ及びＴＨｅａｔｅｒは同じＴｒｅｆで取得される。シート抵抗率変化が算出されたなら、次のベースラインヒーター回路２０’のトレース幅は、
【数2】
で算出することができる。
ここで、ＴｒａｃｅＷｉｄｔｈＢａｓｅＨｅａｔｅｒは、ベースラインヒーター回路の特定の位置でのベースラインヒーター回路のトレース幅であり、そして、シート抵抗率変化は上記の式からの出力である。
【0054】
ステップ（Ｉ）で開発されたものと同様又は同一の所望の温度プロファイルを達成するために、シート抵抗率を修正することができ又は次のベースラインヒーター回路２０’のトレース幅を修正することができる。シート抵抗率を修正することができるプロセスは、次のベースラインヒーター回路の厚さを削減すること又は固有抵抗を修正することを含む。このような幅又は厚さの修正は、レーザー除去、（研削（grinding）、フライス削り（milling）、マイクロブラスト（micro-blasting））及びハイブリッドウォータージェットで達成することができる。一方、幅／厚さは、次のベースラインヒーター回路２０’のセグメントに材料を付け足すことで増加をすることができる。代わりに又は上述のプロセスに加えて、次のベースラインヒーター回路の固有抵抗を修正することによって（例えば、その微細構造をレーザープロセスによって局所酸化を加えるなどの熱処理プロセスを通じて修正することによって）、シート抵抗率を修正することができる。
その結果の熱ヒーターは、標的表面７０上で所望の熱マップを示し、そして、任意のｎ個の次の熱装置６０はその後首尾一貫して製造することができる。
その結果の熱ヒーターは、標的表面７０上で所望の熱マップを示し、そして、任意のｎ個の次の熱装置６０はその後首尾一貫して製造することができる。
【0055】
本明細書で特に明示的に示されていない限り、機械的／熱的特性、組成パーセンテージ、寸法及び／又は公差、又は他の特性を示す全ての数値は、本開示の範囲を説明する際に“約”又は“およそ”という言葉によって修正されるものとして理解されるべきである。この変更は、産業慣行、製造技術及び試験能力を含む様々な理由で望まれる。
【0056】
本明細書で使用するとき、Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも一つという表現は、非排他的論理和を用いた論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、“Ａの少なくとも一つ、Ｂの少なくとも一つ、及びＣの少なくとも一つ”を意味すると解釈するべきではない。
【0057】
本開示の説明は、本質的に単なる例示であり、したがって、本開示の実体から逸脱しない変形は、本開示の範囲内にあることが意図される。そのような変形は、開示の精神及び範囲からの逸脱と見なされるべきではない。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-14
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）製造されるベースラインヒーター回路を設計すること、前記ベースラインヒーター回路は所望の温度プロファイルを有すること、（ｂ）製造される検出回路を設計すること、前記検出回路は一定のトレースワット密度を有すること、前記検出回路は、前記検出回路と前記ベースラインヒーター回路との間にマージンが存在するのを可能にするために、前記ベースラインヒーター回路よりも大きいこと、
（ｃ）前記検出回路を製造すること、
（ｄ）前記検出回路に電力を供給し及びベースライン熱マップを取得すること、
（ｅ）前記検出回路の導体材料を選択的除去プロセスによって除去し、前記ベースラインヒーター回路を形成すること、
（ｆ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び前記製造されるベースラインヒーター回路の温度プロファイルを表している公称熱マップを取得すること、
（ｇ）前記ベースラインヒーター回路を熱装置に組み立てること、
（ｈ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び標的表面の熱マップを取得すること、
前記標的表面の前記熱マップが前記ベースラインヒーター回路の前記所望の温度プロファイルを表すまでステップ（ａ）から（ｈ）までを繰り返すこと、
（i）次の検出回路を製造すること、
（ｊ）前記次の検出回路に電力を供給し及び実際の熱マップを取得すること、
（ｋ）前記公称熱マップと前記実際の熱マップとの間の温度差に基づいて、温度プロファイルを表す減算熱像を作成すること、
（ｌ）前記減算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路を修正すること、
を具備する、抵抗ヒーターを製造及び調整する方法。
【請求項2】
ステップ（i）から（ｌ）までを行うことによって、複数のヒーターを製造することを更に具備する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記マージンは、前記ベースラインヒーター回路のトレース幅の１％から５０％までである、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記減算熱像に従って次のベースラインヒーター回路を前記修正することは、前記次のベースラインヒーター回路のトレース幅を変えること、前記次のベースラインヒーター回路の厚さを変えること、前記次のベースラインヒーター回路の固有抵抗をその微細構造を熱処理プロセスを通じて修正することによって修正することと、前記次のベースラインヒーター回路のセグメントに異なる材料を加えることと、及び、それらの組み合わせとの少なくとも一つによって達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記熱マップはＩＲカメラによって取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記選択的除去プロセスは、レーザー除去、機械的除去、及びハイブリッドウォータージェットからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記検出回路は溶射によって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記検出回路は、積層、箔及びワイヤからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
（ａ）製造されるベースラインヒーター回路を設計すること、前記ベースラインヒーター回路は所望の温度プロファイルを有すること、
（ｂ）製造される検出回路を設計すること、前記検出回路は一定のトレースワット密度を有すること、前記検出回路は、前記検出回路と前記ベースラインヒーター回路との間にマージンが存在するのを可能にするために、前記ベースラインヒーター回路よりも大きいこと、
（ｃ）前記検出回路を製造すること、
（ｄ）前記検出回路に電力を供給し及び前記検出回路の温度プロファイルを表しているベースライン熱マップを取得すること、
（ｅ）前記検出回路の導体材料を選択的除去プロセスによって除去し、前記ベースラインヒーター回路を形成すること、
（ｆ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び前記ベースラインヒーター回路の温度プロファイルを表している公称熱マップを取得すること、
（ｇ）前記ベースラインヒーター回路を熱装置に組み立てること、
（ｈ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び標的表面の熱マップを取得すること、
（i）次の検出回路を製造すること、
（ｊ）前記次の検出回路に電力を供給し及び実際の熱マップを取得すること、
（ｋ）前記公称熱マップと前記実際の熱マップとの間の温度差に基づいて、温度プロファイルを表す減算熱像を作成すること、
（ｌ）前記減算熱像に従って次のベースラインヒーター回路を修正すること、
を具備する、抵抗ヒーターを製造及び調整する方法。
【請求項10】
前記検出回路及び前記次の検出回路の少なくとも一つは、材料を貼り付けること、続いて選択的除去プロセスを用いることによって製造される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記ベースラインヒーター回路及び前記次のベースラインヒーター回路の少なくとも一つは、選択的除去プロセスを用いて製造される、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
前記次のベースラインヒーター回路は、選択的除去プロセスによって修正される、請求項９に記載の方法。
【請求項13】
ステップ（i）から（ｌ）までを行うことによって、複数のヒーターを製造することを更に具備する、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
請求項９の方法に従って製造された複数のヒーターアセンブリ。
【請求項15】
前記検出回路は溶射によって形成される、請求項９に記載の方法。
【請求項16】
前記検出回路は、積層、箔及びワイヤからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項17】
（ａ）検出回路を製造すること、
（ｂ）前記検出回路に電力を供給し及びベースライン熱マップを取得すること、
（ｃ）前記検出回路の導体材料を除去し、ベースラインヒーター回路を形成すること、
（ｄ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び製造されている前記ベースラインヒーター回路の温度プロファイルを表している公称熱マップを取得すること、
（ｅ）前記ベースラインヒーター回路を熱装置に組み立てること、
（ｆ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び標的表面の熱マップを取得すること、
前記標的表面の前記熱マップが前記ベースラインヒーター回路の所望の温度プロファイルを表すまでステップ（ａ）から（ｆ）までを繰り返すこと、
（ｇ）次の検出回路を製造すること、
（ｈ）前記次の検出回路に電力を供給し及び実際の熱マップを取得すること、
（i）前記公称熱マップと前記実際の熱マップとの間の温度差に基づいて、温度プロファイルを表す減算熱像を作成すること、
（ｊ）前記減算熱像に従って次のベースラインヒーター回路を修正すること、
を具備する、抵抗ヒーターを製造及び調整する方法。
【請求項18】
前記ベースラインヒーター回路及び前記検出回路の少なくとも一つは、択的除去プロセスによって、製造又は修正される、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記検出回路は溶射によって形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記検出回路は、積層、箔及びワイヤからなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0057】
本開示の説明は、本質的に単なる例示であり、したがって、本開示の実体から逸脱しない変形は、本開示の範囲内にあることが意図される。そのような変形は、開示の精神及び範囲からの逸脱と見なされるべきではない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
（ａ）検出回路を製造すること、
（ｂ）前記検出回路に電力を供給し及びベースライン熱マップを取得すること、
（ｃ）前記検出回路からベースラインヒーター回路を製造すること、
（ｄ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び公称熱マップを取得すること、
（ｅ）前記ベースラインヒーター回路を熱装置に組み立てること、
（ｆ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び標的表面の熱マップを取得すること、
前記標的表面に沿った所望の温度プロファイルを達成するために、ステップ（ａ）から（ｆ）までのステップを繰り返すこと、
（ｇ）次の検出回路を製造すること、
（ｈ）前記次の検出回路に電力を供給し及び実際の熱マップを取得すること、
（ｉ）前記実際の熱マップから前記ベースライン熱マップを減算して、減算熱像を作成すること、
（ｊ）前記減算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路を修正すること、
を具備する、抵抗ヒーターのワット密度分布を調整する方法。
［２］
前記回路の少なくとも一つは、選択的除去プロセスによって製造される、［１］に記載の方法。
［３］
前記修正することは、選択的除去プロセスによって達成される、［１］に記載の方法。
［４］
前記選択的除去プロセスは、レーザー除去、機械的除去、及びハイブリッドウォータージェットの少なくとも一つによって達成される、［２］又は［３］に記載の方法。
［５］
前記回路は溶射によって形成される、［１］に記載の方法。
［６］
前記回路は、積層、箔及びワイヤからなる群から選択される、［１］に記載の方法。
［７］
前記検出回路は一定のトレースワット密度を有し、前記検出回路は前記ベースラインヒーター回路と重なり及びマージンを含む、［１］に記載の方法。
［８］
前記マージンは、約１％から約５０％のトレース幅である、［１］に記載の方法。
［９］
ステップ（ｇ）から（ｊ）までのステップを“ｎ”個のヒーターに対して繰り返すことを更に具備する、［１］に記載の方法。
［１０］
前記修正は、前記次のベースラインヒーター回路のトレース幅を変えること、前記次のベースラインヒーター回路の厚さを変えることと、前記次のベースラインヒーター回路の固有抵抗をその微細構造を熱処理プロセスを通じて修正することによって修正することと、前記次のベースラインヒーター回路のセグメントに異なる材料を加えることと、それらの組み合わせとの少なくとも一つによって達成される、［１］に記載の方法。
［１１］
前記熱マップはＩＲカメラによって取得される、［１］に記載の方法。
［１２］
［１］の方法に従って製造された複数のヒーターアセンブリ。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
（ａ）検出回路を製造すること、
（ｂ）前記検出回路に電力を供給し及びベースライン熱マップを取得すること、
（ｃ）前記検出回路からベースラインヒーター回路を製造すること、
（ｄ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び公称熱マップを取得すること、
（ｅ）前記ベースラインヒーター回路を熱装置に組み立てること、
（ｆ）前記ベースラインヒーター回路に電力を供給し及び標的表面の熱マップを取得すること、
前記標的表面に沿った所望の温度プロファイルを達成するために、ステップ（ａ）から（ｆ）までのステップを繰り返すこと、
（ｇ）次の検出回路を製造すること、
（ｈ）前記次の検出回路に電力を供給し及び実際の熱マップを取得すること、
（ｉ）前記実際の熱マップから前記ベースライン熱マップを減算して、減算熱像を作成すること、
（ｊ）前記減算熱像に従って、次のベースラインヒーター回路を修正すること、
を具備する、抵抗ヒーターのワット密度分布を調整する方法。
［２］
前記回路の少なくとも一つは、選択的除去プロセスによって製造される、［１］に記載の方法。
［３］
前記修正することは、選択的除去プロセスによって達成される、［１］に記載の方法。
［４］
前記選択的除去プロセスは、レーザー除去、機械的除去、及びハイブリッドウォータージェットの少なくとも一つによって達成される、［２］又は［３］に記載の方法。
［５］
前記回路は溶射によって形成される、［１］に記載の方法。
［６］
前記回路は、積層、箔及びワイヤからなる群から選択される、［１］に記載の方法。
［７］
前記検出回路は一定のトレースワット密度を有し、前記検出回路は前記ベースラインヒーター回路と重なり及びマージンを含む、［１］に記載の方法。
［８］
前記マージンは、約１％から約５０％のトレース幅である、［１］に記載の方法。
［９］
ステップ（ｇ）から（ｊ）までのステップを“ｎ”個のヒーターに対して繰り返すことを更に具備する、［１］に記載の方法。
［１０］
前記修正は、前記次のベースラインヒーター回路のトレース幅を変えること、前記次のベースラインヒーター回路の厚さを変えることと、前記次のベースラインヒーター回路の固有抵抗をその微細構造を熱処理プロセスを通じて修正することによって修正することと、前記次のベースラインヒーター回路のセグメントに異なる材料を加えることと、それらの組み合わせとの少なくとも一つによって達成される、［１］に記載の方法。
［１１］
前記熱マップはＩＲカメラによって取得される、［１］に記載の方法。
［１２］
［１］の方法に従って製造された複数のヒーターアセンブリ。
【国際調査報告】