静电电容型压力传感器制造技术

隔膜真空计(100)具有温度差算出部(14)和异常判定部(15)。温度差算出部(14)求出由控制用温度传感器(9)测定的传感器外壳(4)内的温度t1与由加热器监视用温度传感器(10)测定的加热器(5)的温度t2的温度差Δt。在由温度差算出部(14)求出的温度差Δt超过存储在异常判断用阈值存储部(16)中的异常判断用的阈值Δtth的情况下，异常判定部(15)判定为在加热器(5)中出现了异常的征兆。由此，能够早期发现加热器(5)的异常。

Electrostatic capacitive pressure sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】静电电容型压力传感器
本专利技术涉及一种具备检测与被测定介质的压力对应的静电电容的膜片结构的传感器芯片的静电电容型压力传感器。
技术介绍
在半导体制造设备等中使用的以真空计为首的压力传感器中，大多采用具有使用所谓MEMS(MicroElectroMechanicalSystems，微电子机械系统)技术形成的小型膜片的传感器元件。该传感器元件的主要检测原理是：用膜片承受压力介质，将由此产生的位移转换为某种信号。例如，作为使用这种传感器元件的压力传感器，公知有将受到被测定介质的压力而弯曲的膜片(隔膜)的位移作为静电电容的变化来进行检测的静电电容型压力传感器。由于该静电电容型压力传感器的气体种类依赖性小，因此，在以半导体设备为首的工业用途中被广泛使用。例如，被用于测量半导体制造装置等的制造过程中的压力。这种用于测量压力的静电电容压力传感器被称为隔膜真空计。另外，受到被测定介质的压力而弯曲的膜片被称为感压膜片，或者被称为传感器膜片。该隔膜真空计具备：传感器芯片，其将受到被测定介质的压力而弯曲的膜片的位移作为静电电容的变化进行检测；壳体，其收容有传感器芯片；压力导入管，其与壳体连接，将被测定介质的压力引导至传感器芯片的膜片；以及传感器外壳，其覆盖壳体。该隔膜真空计基本上在膜片(传感器膜片)上堆积与处理对象的薄膜相同的物质、其副产物等。以下，将该堆积的物质称为污染物质。当该污染物质堆积在膜片上时，膜片由于它们的应力而出现弯曲，从而在传感器的输出信号中产生偏移(零点漂移)。另外，由于堆积的污染物质，在外观上膜片变厚，因此膜片变得难以弯曲，伴随压力施加的输出信号的变化幅度(跨度)也变得比原来的输出信号的变化幅度小。因此，在隔膜真空计中，在压力导入管与壳体之间设置有挡板。该挡板以其板面与被测定介质的通过方向正交的方式配置，防止被测定介质中含有的污染物质向膜片堆积。另外，以包围传感器外壳的外周面的方式设置加热器，通过利用该加热器对传感器外壳内进行加热，以将膜片的周边的温度保持在不析出污染物质的高温度(例如，参照专利文献1、2)。但是，在这样的隔膜真空计中，有时在以包围传感器外壳的外周面的方式设置的加热器中会产生剥离(从传感器外壳的外周面的脱落)这样的异常。这种情况下，由于传感器芯片具有的温度特性(温度变化引起的静电电容的变化)，有可能不能进行正确的压力测量。另外，不能将膜片的周边的温度保持在高温，有可能引起因污染物质向膜片的堆积而导致的零点、跨度变化等。在过程中不能进行正确的压力测量，也有可能导致在装置方面的半成品的全损。若是为了避免这种情况，实施定期的隔膜真空计的更换的话，则会引起因装置停止而导致的生产率下降。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平5-281073号公报专利文献2：日本专利特开2007-002986号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于：提供一种能够早期发现加热器的异常的静电电容型压力传感器。用于解决问题的技术手段为了达到这样的目的，本专利技术的特征在于，具备：传感器芯片，其具有受到被测定介质的压力而弯曲的膜片、和构成为将该膜片的位移转换为静电电容的变化的电极；壳体，其收容有传感器芯片；压力导入管，其与壳体连接，将被测定介质的压力引导到膜片；传感器外壳，其覆盖壳体；加热器，其以包围传感器外壳的外周面的方式设置；第1温度传感器，其测定传感器外壳内的温度；第2温度传感器，其测定加热器的温度；加热器控制部，其构成为控制向加热器的供给电流，以使由第1温度传感器测定的传感器外壳内的温度成为规定的设定温度；以及温度差算出部，其构成为求出由第1温度传感器测定的传感器外壳内的温度与由第2温度传感器测定的加热器的温度的温度差；以及异常判定部，其构成为根据由温度差算出部求出的温度差来判定加热器有无异常。专利技术的效果根据本专利技术，求出由第1温度传感器测定的传感器外壳内的温度与由第2温度传感器测定的加热器的温度的温度差，根据该温度差判定加热器有无异常，因此，能够早期发现加热器的异常。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的隔膜真空计的主要部分的图。图2是表示图1所示的隔膜真空计所使用的传感器芯片的主要部分的立体截面图。图3是简单地表示连续使用图1所示的隔膜真空计，在某一时间加热器开始剥离的状态发生，随着时间的推移，该剥离不断进行的情况下的传感器温度(传感器外壳内温度、加热器温度)的变化的图表。图4是表示本专利技术的实施方式2的隔膜真空计的主要部分的图。图5是表示由恒温槽内温度的变化引起的传感器外壳内温度及加热器温度的变化的图表。图6是表示恒温槽内温度与加热器温度的关系的图表。图7是表示本专利技术的实施方式3的隔膜真空计的主要部分的图。图8是表示由恒温槽内温度的变化引起的传感器外壳内温度、加热器温度及电路温度的变化的图表。图9是表示恒温槽内温度与电路温度的关系的图表。图10是表示电路温度与加热器温度的关系的图表。具体实施方式以下，根据附图详细说明本专利技术的实施方式。在此，说明将本专利技术的静电电容型压力传感器应用于隔膜真空计的情况。〔专利技术的原理〕首先，在进入实施方式的说明之前，对本专利技术的原理(技术思想)进行说明。隔膜真空计的加热器(自加热用加热器)为了尽可能均匀地加热隔膜真空计的膜片周边，以围绕膜片周边的方式配置。另一方面，用于温度控制的控制用温度传感器配置成测定膜片周边的特定的一点的温度。由于温度受反馈控制，因此由控制用温度传感器测定的温度不变。因此，即使观察由控制用温度传感器测定的温度，也无法检测出剥离那样的加热器的异常。以过热防止等监视加热器的动作为目的，隔膜真空计具备与温度控制用不同的温度传感器(加热器监视用温度传感器)。由于加热器是围绕膜片周边的配置，因此当发生剥离这样的异常时，热的传递方式不是朝向膜片侧而是朝向隔膜真空计的外部侧。其结果，向加热器的电流供给量增大，加热器监视用温度传感器测定的加热器的温度变高。专利技术人着眼于这一点，想到如果利用由控制用温度传感器测定的温度与由加热器监视用温度传感器测定的温度的温度差，则能够检测出膜片周边的加热器的剥离这样的异常的征兆。在本专利技术中，根据由控制用温度传感器测定的传感器外壳内的温度与由加热器监视用温度传感器测定的加热器的温度的温度差，判定加热器有无异常。例如，在控制用温度传感器测定的传感器外壳内的温度与加热器监视用温度传感器测定的加热器的温度的温度差开始变大的情况下，判定为在加热器中出现异常的征兆。由此，能够早期发现加热器的异常。〔实施方式1〕图1是表示本专利技术的实施方式1的隔膜真空计的主要部分的图。图2是表示图1所示的隔膜真空计所使用的传感器芯片的主要部分的立体截面图。在隔膜真空计100中，传感器芯片1具备膜片构成构件1a和底座1c。膜片构成构件1a具备膜片(传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电电容型压力传感器，其特征在于，具备：/n传感器芯片，其具有受到被测定介质的压力而弯曲的膜片、和构成为将所述膜片的位移转换为静电电容的变化的电极；/n壳体，其收容有所述传感器芯片；/n压力导入管，其与所述壳体连接，并将所述被测定介质的压力引导至所述膜片；/n传感器外壳，其覆盖所述壳体；/n加热器，其以包围所述传感器外壳的外周面的方式设置；/n第1温度传感器，其测定所述传感器外壳内的温度；/n第2温度传感器，其测定所述加热器的温度；/n加热器控制部，其构成为控制向所述加热器的供给电流，以使由所述第1温度传感器测定的所述传感器外壳内的温度成为规定的设定温度；/n温度差算出部，其构成为求出由所述第1温度传感器测定的所述传感器外壳内的温度与由所述第2温度传感器测定的所述加热器的温度的温度差；以及/n异常判定部，其构成为根据由所述温度差算出部求出的温度差，判定所述加热器有无异常。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170609 JP 2017-1140361.一种静电电容型压力传感器，其特征在于，具备：
传感器芯片，其具有受到被测定介质的压力而弯曲的膜片、和构成为将所述膜片的位移转换为静电电容的变化的电极；
壳体，其收容有所述传感器芯片；
压力导入管，其与所述壳体连接，并将所述被测定介质的压力引导至所述膜片；
传感器外壳，其覆盖所述壳体；
加热器，其以包围所述传感器外壳的外周面的方式设置；
第1温度传感器，其测定所述传感器外壳内的温度；
第2温度传感器，其测定所述加热器的温度；
加热器控制部，其构成为控制向所述加热器的供给电流，以使由所述第1温度传感器测定的所述传感器外壳内的温度成为规定的设定温度；
温度差算出部，其构成为求出由所述第1温度传感器测定的所述传感器外壳内的温度与由所述第2温度传感器测定的所述加热器的温度的温度差；以及
异常判定部，其构成为根据由所述温度差算出部求出的温度差，判定所述加热器有无异常。


2.根据权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，还具备：
第3温度传感器，其测定所述静电电容型压力传感器的周围的温度；以及
温度差校正部...

【专利技术属性】
技术研发人员：关根正志，石原卓也，添田将，栃木伟伸，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP