CN108458828B - 静电电容型压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明的静电电容型压力传感器尤其减少CVD工艺特有的污染物质的堆积现象所引起的不良状况。本发明在压力导入室(36)内设置有挡板(39)，其一侧的板面(39a)和与从压力导入孔(22a)导入的被测定介质的行进方向正交的方向相对。使传感器膜片(31)的受压面(31a)和与该受压面(31a)相对的压力导入室(36)的内表面(36a)之间的距离(L1)、以及传感器膜片(31)的受压面(31a)和与该受压面(31a)相对的挡板(39)的另一侧的板面(39b)之间的距离(L2)在传感器膜片(31)的受压面(31a)的所有区域内小于被测定介质的平均自由程λ(L1、L2＜λ)。

Description

静电电容型压力传感器
技术领域
本发明涉及一种具有检测与被测定介质的压力相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。
背景技术
一直以来，在半导体制造设备等当中所使用的以真空计为首的压力传感器中，大多采用使用所谓的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems微机电系统)技术而具有小型膜片的传感器元件。该传感器元件的主要检测原理为，利用膜片来承受压力介质的压力，并将由此产生的位移转换为某种信号。
例如，作为使用了这种传感器元件的压力传感器，将承受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被广为人知。该静电电容型压力传感器与皮拉尼真空计、电离真空计等不一样，由于不依赖于气体种类、对有腐蚀性的过程气体有耐腐蚀性、以及可以通过加热传感器元件来抑制原料气体的吸附和后文叙述的副产物等的堆积，因此在以半导体设备为首的工业用途中经常得到使用。该承受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。
例如，被用于测量半导体制造装置等当中的制造过程中的真空状态，将用于测量该真空状态的静电电容型压力传感器称为隔膜真空计。作为利用该隔膜真空计的具体应用，可以列举溅镀、CVD(chemical vapor deposition(化学气相沉积法))、ALD(atomiclayer deposition(原子层沉积法))下的成膜，另外，主要在蚀刻Si等晶圆的工序中也有使用。
在这种成膜、蚀刻过程中，成膜的膜或者过程中生成的副产物等(以下，将这些物质称为污染物质)或多或少会堆积在腔室、管道、泵内部而引起各种故障。我们知道，污染物质在测量/控制过程的气体压力的隔膜真空计内部的堆积会造成其零点的漂移和压力灵敏度的变化，从而对成膜、蚀刻的品质产生较大影响。
为了防止污染物质在隔膜真空计内部的堆积，除了将传感器元件保持在高温以外，还采取有如下方法：使过程气体到达传感器膜片上为止的路径变得复杂而尽可能在途中捕捉容易附着的气体(例如，参考专利文献1)；即使堆积在了传感器膜片上也控制其位置，或者在膜片的结构本身上面想办法，从而抑制膜片的位移(例如，参考专利文献2)。尤其是在利用了表面反应的ALD这样的成膜方法中，增加使气体分子与隔膜真空计的气体导入路径的壁面碰撞的频率的折流板结构等较为有效。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开2015-34786号公报
【专利文献2】日本专利特开2015-184064号公报
【专利文献3】日本专利特开2002-111011号公报
发明内容
【发明要解决的问题】
然而，在通常的CVD的情况下，对于隔膜真空计而言，未必限定于与ALD相同的条件。尤其是随着近年来半导体的微细化，也进行在成膜的中途进行蚀刻并再次成膜这样的过程而不是通过单纯的CVD来成膜的过程。在该新过程中，由于要利用不同于成膜用气体的蚀刻用气体来进行蚀刻，因此，还担忧伴随不同物质彼此的化学反应而来的对于传感器膜片的再附着(堆积)、由反应热引起的隔膜真空计的误动作。业界需要对这种过程也具有耐性的隔膜真空计，从而在寻求改善。
参考图14所示的以往的隔膜真空计的要部的构成，对该问题进行具体说明。该隔膜真空计100(100A)具备：膜片构成构件103，其具备根据被测定介质的压力而位移的膜片(传感器膜片)101，以及支承该传感器膜片101的周缘部的膜片支承部102；传感器底座105，其与膜片支承部102接合，并与传感器膜片101一起形成基准真空室104；以及底座板107，其接合在膜片支承部102的与传感器底座105相反的那一侧，并与传感器膜片101一起形成压力导入室106。
在该隔膜真空计100A中，在传感器底座105的基准真空室104侧那一面形成有固定电极108，在传感器膜片101的基准真空室104侧那一面以与固定电极108相对的方式形成有可动电极109。此外，在底座板107上，在该板的中央部(位于传感器膜片101的中心的部分)形成有压力导入孔107a。在该隔膜真空计100A中，被测定介质经由压力导入孔107a被导入至压力导入室106而使传感器膜片101弯曲。
在该隔膜真空计100A中，由于在底座板107的中央部形成有压力导入孔107a，因此，污染物质会堆积在位于该压力导入孔107a的正下方的传感器膜片101的受压面101a上。即，在气相反应(分子彼此在空间中碰撞而发生的化学反应)时，随着不同物质彼此的化学反应，如图15所示，污染物质110会堆积在传感器膜片101的中心部。其原因在于，面向压力导入孔107a的传感器膜片101的受压面101a上的空间的被测定介质的流动未成为分子流，这将在后文中加以叙述。因而，在具有该结构的隔膜真空计100A中，堆积在传感器膜片101的中心部的污染物质110会引起较大的零点的漂移。
在图16所示的隔膜真空计100(100B)中，在底座板107的避开了中央部(位于传感器膜片101的中心的部分)的位置(感压电容与参考电容之间附近)例如沿圆周方向以等间隔设置有4个压力导入孔107a。在该情况下，如图17所示，在气相反应时，随着不同物质彼此的化学反应，污染物质110会堆积在位于沿周向以等间隔设置的压力导入孔107a的正下方的传感器膜片101的受压面101a上。其原因也在于面向压力导入孔107a的传感器膜片101的受压面101a上的空间的被测定介质的流动未成为分子流。在该情况下，虽然由污染物质110引起的传感器膜片101的位移得到抑制，但还是会引起零点的漂移。
本发明为了解决这种问题而成，其目的在于提供一种尤其能够减少CVD工艺特有的污染物质的堆积现象所引起的不良状况的静电电容型压力传感器。
【解决问题的技术手段】
为了达成这种目的，本发明的特征在于，具备：膜片构成构件33，其具备根据被测定介质的压力而位移的膜片31，以及支承该膜片的周缘部的膜片支承部32；传感器底座35，其与膜片支承部接合，与膜片一起形成基准真空室34；底座板22，其接合在膜片支承部的与传感器底座相反的那一侧，并与膜片一起形成压力导入室36；固定电极37，其形成于传感器底座的基准真空室侧的那一面；以及可动电极38，其以与固定电极相对的方式形成于膜片的基准真空室侧的那一面；并且，底座板22具有将被测定介质导入至压力导入室36的压力导入孔22a，压力导入室36内，膜片31的受压面31a和与该受压面相对的面36a、39b之间的距离L在受压面的大致所有区域内小于被测定介质的平均自由程λ。
在本发明中，压力导入室内，膜片的受压面和与该受压面相对的面之间的距离L在膜片的受压面的大致所有区域内小于被测定介质的平均自由程(λ：碰撞到碰撞之间分子前进的距离的平均)(L＜λ)。由此，在本发明中，在膜片的受压面的大致所有区域内，与该受压面正交的方向的被测定介质的流动成为分子流(与壁面的碰撞频率大于分子彼此的碰撞的自由分子区域的流动)，膜片的受压面上的分子彼此的碰撞得到抑制。因此，在气相反应时，不同物质彼此的碰撞得到抑制，污染物质在膜片上的堆积难以发生。
再者，在上述说明中，作为一例，利用参考符号示出了与发明的构成要素相对应的附图上的构成要素。
【发明的效果】
通过以上所说明的内容，根据本发明，由于使膜片的受压面和与该受压面相对的面之间的距离在受压面的大致所有区域内小于被测定介质的平均自由程，因此，在膜片的受压面的大致所有区域内，与该受压面正交的方向的被测定介质的流动成为分子流，膜片的受压面上的分子彼此的碰撞得到抑制。由此，尤其能够减少CVD工艺特有的污染物质的堆积现象所引起的不良状况。
附图说明
图1为表示本发明所涉及的静电电容型压力传感器的一实施方式(隔膜真空计)的要部的纵向剖视图。
图2为抽出图1中的要部而加以表示的图(实施方式1)。
图3为设置在被测定介质的流入口的折流板的俯视图。
图4为表示实施方式2的要部的图。
图5为从箭头A方向观察图4的俯视图。
图6为表示底座板上形成的压力导入孔的位置的立体图。
图7为表示实施方式3的要部的图。
图8为表示实施方式3的另一例的要部的图。
图9为表示实施方式4的要部的图。
图10为表示实施方式4的另一例的要部的图。
图11为表示实施方式4的再一例的要部的图。
图12为表示实施方式5的要部的图。
图13为例示氮气的各温度、压力下的平均自由程的图。
图14为表示以往的隔膜真空计的要部的构成(在底座板的中央部设置有压力导入孔的例子)的图。
图15为表示在图14所示的构成中堆积在传感器膜片上的污染物质的图。
图16为表示以往的隔膜真空计的要部的构成(在底座板的避开了中央部的位置设置有多个压力导入孔的例子)的图。
图17为表示在图16所示的构成中堆积在传感器膜片上的污染物质的图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明进行详细说明。首先，在进入实施方式的说明之前，对发明的原理进行说明。
〔发明的原理〕
利用CVD法的膜形成基于气相反应和表面反应。即，在基板表面附近的气相中，原料气体发生热分解或者相互进行化学反应而形成中间产物，在到达基板表面后发生最终反应而形成由最终产物构成的膜。该气相反应和表面反应中的哪一方在成膜中成为支配性要素取决于目标膜种类、原料气体、气体的活化方法等。
作为具体的例子，在利用甲硅烷(SiH4)的热CVD的聚Si膜的形成中，在表面附近通过SiH4→SiH2+H2而形成的活性的中间物SiH2起到重要作用，像
SiH4+SiH2→Si2H6
Si2H6+SiH2→Si3H8
…
这样通过循环性反应来推进成膜。
此外，我们知道，在利用TEOS(正硅酸乙酯)与O3的反应来形成SiO2膜的过程中，是暂时在气相中形成硅氧烷系聚合物，并在基板表面与O3反应而形成氧化膜。即，在CVD中大多是气相中的反应在膜的形成中承担较大作用。
相对于此，ALD是理想地交替导入原料气体和反应气体并反复在基板表面进行化学反应的循环，因此，是完全基于表面反应的成膜方法。发明者等人查明，这一点在利用表面反应的ALD中是较为有效的对策，但在CVD中却是导致成膜不充分的原因。继而，经过努力研究之后，发明者等人注意到，在希望像隔膜真空计的传感器膜片那样避免堆积的情况下，避免发生气相中的化学反应是极为重要的，为此，必须抑制分子彼此的碰撞。
进而，作为其具体的手段，想到了如下内容是较为有效的手段：使与希望避免堆积的传感器膜片接触的空间的“特征长度”小于过程气体的“平均自由程(碰撞到碰撞之间分子前进的距离的平均)”，由此，使传感器膜片上的空间的流体接近与壁面的碰撞频率大于气体分子彼此的碰撞的“自由分子区域(气体的流动成为分子流的区域)”。再者，“平均自由程”、“分子流”、“特征长度”等术语通常是作为与真空技术相关的术语而加以使用。
为了像前文所述那样避免分子彼此的碰撞而抑制气相中的反应，需要将与传感器膜片接触的空间的“特征长度”设为过程气体的平均自由程以下。在理想气体的情况下，若将分子直径设为δ、将绝对温度设为T、将压力设为p，则平均自由程λ表示为
λ＝kT/(21/2πpδ2)(k为玻耳兹曼常数)。
以氮气为例，其分子直径约为3.7×10-10m，因此，各温度、压力下的平均自由程如图13所示那样。
在CVD中使用的压力范围及温度范围大概为10Pa～1333.2(10Torr)Pa以及50℃～200℃，因此，若将与传感器膜片接触的空间的“特征长度”设为50um以下，则在该空间内，气体分子作为自由分子而动作，相较于分子彼此的碰撞而言，对于壁面的碰撞占据主导。
实际的过程中使用的气体是像甲硅烷、TEOS那样在结构上分子直径基本上都比氮气大，从而认为其平均自由程小于图13所示的值。因而，“特征长度”至少需要设为上述的50um以下，但另一方面，若取值过小，则气体的散逸性变差，因此，传感器的响应有可能变差。此外，还认为会因副产物、异物而阻碍传感器膜片的动作。因而认为，即使较小也需要10um以上的空间。
〔实施方式1〕
图1为表示本发明的静电电容型压力传感器的一实施方式(隔膜真空计)的要部的纵向剖视图。
该隔膜真空计1具备：组件10；底座板组件20，其收纳在组件10内；传感器芯片30，其同样收纳在组件10内，与底座板组件20接合在一起；以及电极引线部40，其直接安装在组件10上，导通连接组件10内外。此外，底座板组件20由第1底座板21和第2底座板22构成，与组件10是分开的，仅经由支承膜片50支承在组件10中。
组件10由上壳体11、下壳体12及盖13构成。再者，上壳体11、下壳体12及盖13由耐腐蚀性金属构成，分别通过焊接接合在一起。
上壳体11具备将直径不同的圆筒体连结而成的形状，其大径部11a具有与支承膜片50的接合部，其小径部11b形成有供被测定介质流入的导入部10A。
下壳体12具有大致圆筒体形状，通过盖13、支承膜片50、底座板组件20及传感器芯片30而在组件10内形成独立的真空室10B。再者，在真空室10B内配有被称为所谓的吸气剂(未图示)的气体吸附物质而维持真空度。
此外，在下壳体12的支承膜片50的安装侧，在周向适当位置突出形成有挡块12a。再者，该挡块12a起到限制因被测定介质的急剧的压力上升而导致底座板组件20过度位移这一情况的作用。
此外，盖13由圆形的板构成，在盖13的规定位置形成有电极引线插通孔13a，电极引线部40隔着气密封接件60而被埋入该电极引线插通孔13a，从而确保了该部分的密封性。
另一方面，支承膜片50由具有配合组件10的形状的外形形状的金属制薄板构成，为夹在第1底座板21与第2底座板22之间的状态，其外周部(周围缘部)被上述上壳体11和下壳体12的缘部夹住并通过焊接等接合在一起。
再者，关于支承膜片50的厚度，例如在本实施方式的情况下为几十微米，相较于各底座板21、22而言足够薄。此外，在支承膜片50的中央部，在第1底座板21与第2底座板22之间形成有构成狭缝状的空间(空腔)20A的大径的孔50a。
底座板21、22由作为氧化铝的单晶体的蓝宝石构成，第1底座板21以与组件10的内表面分开的状态接合在支承膜片50的上表面，第2底座板22以与组件10的内表面分开的状态接合在支承膜片50的下表面。
此外，在第1底座板21上，在其中央部形成有连通至狭缝状的空间(空腔)20A的被测定介质的导入孔21a。此外，在第2底座板22上，在其中央部形成有狭缝状的空间(空腔)20A以及连通至传感器芯片30的压力导入室36的被测定介质的导出孔22a。该导出孔22a相当于本发明中所说的底座板上形成的压力导入孔。被测定介质经由该导出孔22a被导入至传感器芯片30的压力导入室36。以下，将第2底座板22上形成的导出孔22a也称为压力导入孔22a。
再者，如上所述，各底座板21、22相对于支承膜片50的厚度而言充分地厚，并且具有利用两底座板21、22呈所谓的夹心状夹住支承膜片50的结构。由此，防止因支承膜片50与底座板组件20的热膨胀率的差异而产生的热应力从而导致该部分翘曲。
此外，在第2底座板22的下表面经由氧化铝基质的接合材料而接合有由作为氧化铝的单晶体的蓝宝石形成的俯视为矩形状的传感器芯片30。再者，该传感器芯片30的接合方法在专利文献3中已有详细记载，因此省略此处的说明。
传感器芯片30在俯视下具有1cm见方以下的大小，如图2所示，具备：膜片构成构件33，其具备根据被测定介质的压力而位移的膜片(传感器膜片)31，以及支承该传感器膜片31的周缘部的膜片支承部32；以及传感器底座35，其与膜片支承部32接合，并与传感器膜片31一起形成基准真空室34。传感器芯片30内的基准真空室34和组件10内的真空室10B经由穿设在传感器底座35的适当位置的未图示的连通孔而共同保持同一真空度。
在该传感器芯片30中，传感器芯片30的与传感器底座35为相反侧的膜片支承部32和第2底座板22接合。由此，在第2底座板22与传感器膜片31之间形成了压力导入室36。在压力导入室36内设置有挡板39，其一侧的板面39a和与从压力导入孔22a导入的被测定介质的行进方向正交的方向相对。
在该压力导入室36内，传感器膜片31的受压面31a和与该受压面31a相对的压力导入室36的内表面36a之间的距离L1、以及传感器膜片31的受压面31a和与该受压面31a相对的挡板39的另一侧的板面39b之间的距离L2在传感器膜片31的受压面31a的所有区域内小于被测定介质的平均自由程λ(L1、L2＜λ)。具体而言，将传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36的内表面36a之间的距离L1设为10～50μm，将传感器膜片31的受压面31a与挡板39的板面39b之间的距离L2设为10～50μm内且L2＜L1。
再者，膜片构成构件33与传感器底座35通过所谓的直接接合而相互接合在一起，并构成一体化的传感器芯片30。此外，在本实施方式中，是将传感器膜片31与膜片支承部32一体化而得的物体作为膜片构成构件33，但也可将传感器膜片31和膜片支承部32设为不同个体。例如，也可设为将膜片支承部32上下分割并在中间夹入传感器膜片31这样的构成。在该情况下，被膜片支承部32夹住的部分成为膜片支承部32的构成要素。
此外，在该传感器芯片30中，在传感器底座35的基准真空室34侧那一面形成有由金或铂等导体形成的固定电极37，在传感器膜片31的基准真空室34侧那一面以与固定电极37相对的方式形成有由金或铂等导体形成的可动电极38。
另一方面，电极引线部40具备电极引脚41和金属制屏蔽罩42，电极引脚41通过由玻璃等绝缘性材料构成的气密封接件43将其中央部分埋设在金属制屏蔽罩42中，在电极引脚41的两端部间保持气密状态。
并且，电极引脚41的一端露出于组件10的外部，通过未图示的线路将隔膜真空计1的输出传递至外部的信号处理部。再者，在屏蔽罩42与盖13之间也像上述那样介入有气密封接件60。此外，在电极引脚41的另一端部连接有具有导电性的接触弹簧45、46。
接触弹簧45、46具有如下程度的充分的柔软性：即使因被测定介质骤然从导入部10A流入而发生的急剧的压力上升导致支承膜片50发生若干位移，接触弹簧45、46的作用力也不会对传感器芯片30的测定精度产生影响。
在该隔膜真空计1中，在传感器芯片30的传感器膜片31与导入部10A之间，在来自导入部10A的被测定介质的流入口处，以使板面与被测定介质的通过方向F正交的方式配置有金属制折流板70。图3表示折流板70的俯视图。在折流板70上，在其外周部以规定的角度间隔形成有凸耳(タブ)70a，被测定介质通过该凸耳70a间的间隙70b而被送至传感器膜片31。
接着，对该隔膜真空计1的动作进行说明。再者，在该实施方式中，隔膜真空计1安装在半导体制造装置中的CVD工艺中的必要的位置。
〔被测定介质的压力测定〕
在该隔膜真空计1中，来自导入部10A的被测定介质(气体)到达至传感器膜片31，该被测定介质的压力与基准真空室34的压差使得传感器膜片31弯曲，设置在传感器膜片31的背面与传感器底座35的内表面之间的固定电极37和可动电极38的间隔发生变化，从而使得由该固定电极37和可动电极38构成的电容器的电容值(静电电容)发生变化。通过将该静电电容的变化导出至隔膜真空计1的外部，测定被测定介质的压力。
〔气相反应产生的污染物质的堆积的防止〕
在测定被测定介质的压力时，来自导入部10A的被测定介质(气体)碰到折流板70的板面的中央而迂回，通过折流板70的周围的间隙70b，并从第1底座板21的导入孔21a流入至第1底座板21与第2底座板22之间的狭缝状的空间(空腔)20A。
流入该狭缝状的空间(空腔)20A的被测定介质从第2底座板22的导出孔(压力导入孔)22a导出而导入至压力导入室36。在该情况下，由于压力导入室36内设置有挡板39，因此被测定介质碰到该挡板39而使得其行进方向发生改变，绕过挡板39的外侧而到达传感器膜片31的受压面31a。
此处，传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36的内表面36a之间的距离L1设为10～50μm，传感器膜片31的受压面31a与挡板39的板面39b之间的距离L2设为10～50μm内且L2＜L1。即，在本实施方式中，传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36的内表面36a之间的距离L1、以及传感器膜片31的受压面31a与挡板39的板面39b之间的距离L2在传感器膜片31的受压面31a的所有区域内小于被测定介质的平均自由程λ。
因此，在本实施方式中，在传感器膜片31的受压面31a的所有区域内，与该受压面31a正交的方向的被测定介质的流动成为分子流，传感器膜片31的受压面31a上的分子彼此的碰撞得到抑制。因此，在气相反应时，不同物质彼此的碰撞得到抑制，使得污染物质在传感器膜片31上的堆积难以发生。由此，能够减少CVD工艺特有的污染物质的堆积现象所引起的不良状况。
再者，在该实施方式1的结构中，传感器膜片31的受压面31a和与该受压面31a相对的压力导入室36的内表面36a之间的距离L1并非必须设为L1＜λ。即，也可进一步拓宽压力导入室36内的挡板39的板面39b而仅将传感器膜片31的受压面31a与挡板39的板面39b之间的距离L2设为L2＜λ即可。
〔实施方式2〕
在实施方式1中，在压力导入室36内设置有挡板39，而实施方式2是去掉该挡板39的构成。图4表示与图2相对应的要部的纵向剖视图。再者，图4中还一并示出了第1底座板21。
在该实施方式2中，在第2底座板22上形成狭缝状的空间(空腔)20A以及多个(该例中为4个)连通至传感器芯片30的压力导入室36的被测定介质的导出孔22a。图5表示第1底座板21上形成的导入孔21a与第2底座板22上形成的导出孔22a的位置关系。图5为从箭头A方向观察图4的俯视图。
如图4及图5所示，第1底座板21的导入孔21a和第2底座板22的导出孔22a设置于在底座板21、22的厚度方向上不重叠的位置。在该例子中，在第1底座板21的中央部设置有1个被测定介质的导入孔21a，在第2底座板22的远离中央部的位置形成有4个被测定介质的导出孔22a。即，在第2底座板22上形成有4个去往压力导入室36的被测定介质的压力导入孔22a。
这4个压力导入孔22a形成于第2底座板22的在径向上离中心的距离相等、且在周向上等间隔地隔开、与膜片支承部32相对的位置。如图6所示，在膜片支承部32，在第2底座板22的压力导入孔22a的正下方形成有使该压力导入孔22a与压力导入室36连通的通路32a。
此外，在压力导入室36内，传感器膜片31的受压面31a和与该受压面31a相对的压力导入室36的内表面36a之间的距离L在传感器膜片31的受压面31a的所有区域内小于被测定介质的平均自由程λ(L＜λ)。具体而言，传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36的内表面36a之间的距离L设为10～50μm。
由此，在实施方式2中，不设置实施方式1那样的挡板39，在传感器膜片31的受压面31a的所有区域内，与该受压面31a正交的方向的被测定介质的流动成为分子流，传感器膜片31的受压面31a上的分子彼此的碰撞得到抑制。
〔实施方式3〕
在实施方式2(图4所示的结构)中，存在因传感器芯片30的加工的制约等而无法使传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36的内表面36a之间的距离L小于被测定介质的平均自由程λ的情况。
在这种情况下，宜像图7所示那样，对第2底座板22进行加工而将第2底座板22的与传感器膜片31的受压面31a相对的那一面的大致整个区域设为凸面22b，由此使得传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36内的凸面22b之间的距离L小于被测定介质的平均自由程λ。
在该情况下，虽然压力导入室36的凸面22b的外侧的内表面36a与传感器膜片31的受压面31a之间的距离大于平均自由程λ，但由于是传感器膜片31的位于周面的部分，即，是传感器膜片31的位移较小的部位，而且是受压面31a的整体上的些许区域，因此，即使污染物质堆积在该区域也无碍。
再者，在图7所示的结构中，是设想无法使传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36的内表面36a之间的距离小于被测定介质的平均自由程λ的情况，而在第2底座板22上设置凸面22b来缩窄与传感器膜片31的受压面31a之间的距离，但如图8所示，即使在能使传感器膜片31的受压面31a与压力导入室36的内表面36a之间的距离L小于被测定介质的平均自由程λ的情况下，也可在第2底座板22上设置凸面22b，以进一步缩窄与传感器膜片31的受压面31a之间的距离。
〔实施方式4〕
在实施方式2(图4所示的结构)中，在传感器膜片31的受压面31a的所有区域内，与该受压面31a正交的方向(垂直方向(纵向))的被测定介质的流动成为分子流。但是，沿着传感器膜片31的受压面31a的方向(平行方向(横向))并未成为分子流。
因此，在实施方式4中，如图9所示，在传感器膜片31的受压面31a上分散设置有多个凸部31b。由此，不仅在压力导入室36内的垂直方向上，在水平方向上也能使被测定介质的流动成为分子流。在该例中，将邻接的凸部31b间的距离W设为W＝10～100μm。认为，若将垂直方向的距离设定得较窄，则即使水平方向稍微宽一些而设为100μm，也能获得期待的效果。
再者，在图9所示的结构中，是在传感器膜片31的受压面31a上分散设置多个凸部31b，但也可像图10所示那样在第2底座板22的与传感器膜片31的受压面31a相对的那一面上(压力导入室36的内表面36a)分散设置多个凸部22c。
此外，也可像图11所示那样，在传感器膜片31的受压面31a上分散设置多个凸部31b作为第1凸部、在第2底座板22的与传感器膜片31的受压面31a相对的那一面(压力导入室36的内表面36a)上分散设置多个凸部22c作为第2凸部。在该情况下，第1凸部31b和第2凸部22c配置为它们的位置不相互重叠。由此，能使压力导入室36内的平行方向的路径复杂化而增大分子与壁面的碰撞频率。
在图9所示的结构中，传感器膜片31上的凸部31b之上的空间的平行方向未成为分子流，此外，在图10所示的结构中，第2底座板22上的凸部22c下方的空间的平行方向未成为分子流，但在图11所示的结构中，能够在整个区域内形成分子流。
〔实施方式5〕
在实施方式2(图4所示的结构)中，是设为如下结构：在第2底座板22的与膜片支承部32相对的位置形成压力导入孔22a，由此，从压力导入室36内去掉了挡板39。
相对于此，在实施方式5中，如图12所示，在形成于第2底座板22的中央部的压力导入孔22a内嵌入有扰乱去往压力导入室36的被测定介质的流动的陶瓷过滤器或金属筛网等扰流构件80。
再者，在该实施方式5中，传感器膜片31的受压面31a和与该受压面31a相对的构件80的面80a之间的距离L也在传感器膜片31的受压面31a所有区域内小于被测定介质的平均自由程λ(L＜λ)。
由此，来自压力导入孔22a的被测定介质的流动被扰乱，从垂直方向直线前进而来的被测定介质朝压力导入室36的导入得到抑制。由此，在传感器膜片31的受压面31a的所有区域内，与该受压面31a正交的方向的被测定介质的流动成为分子流，传感器膜片31的受压面31a上的分子彼此的碰撞得到抑制。
再者，在图12所示的结构中，是使扰流构件80的直径大于传感器膜片31的直径，但也可使扰流构件80的直径小于传感器膜片31的直径。
此外，在上述实施方式2～4中，在第2底座板22的与膜片支承部32相对的位置设置4个压力导入孔22a，但并非限定于4个，也可为1个。
〔实施方式的扩展〕
以上，参考实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。可以在本发明的技术思想的范围内对本发明的构成、详情进行本领域技术人员能够理解的各种变更。
符号说明
1 隔膜真空计
22 底座板
22a 导出孔(压力导入孔)
22b 凸面
22c 第2凸部
22c 凸部
30 传感器芯片
31 传感器膜片
31a 受压面
31b 凸部
32 膜片支承部
32a 通路
33 膜片构成构件
34 基准真空室
35 传感器底座
36 压力导入室
36a 内表面
37 固定电极
38 可动电极
39 挡板
39a、39b 板面
80 扰流构件。

Claims (9)

1.一种静电电容型压力传感器，其特征在于，使用于CVD气相成膜工艺中，所述静电电容型压力传感器具备：
膜片构成构件，其具备根据被测定介质的压力而位移的膜片，以及支承该膜片的周缘部的膜片支承部；
传感器底座，其与所述膜片支承部接合，并与所述膜片一起形成基准真空室；
底座板，其接合在所述膜片支承部的与所述传感器底座相反的那一侧，并与所述膜片一起形成压力导入室；
固定电极，其形成于所述传感器底座的所述基准真空室侧的那一面；以及
可动电极，其以与所述固定电极相对的方式形成于所述膜片的所述基准真空室侧的那一面，
所述底座板具有将所述被测定介质导入至所述压力导入室的压力导入孔，
在所述压力导入室内，所述膜片的受压面和与该受压面相对的面之间的距离在所述受压面的大致所有区域内小于所述被测定介质的平均自由程。
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，
在所述底座板的中央部形成有所述压力导入孔，
在所述压力导入室内设置有挡板，其一侧的板面和与从所述压力导入孔导入的所述被测定介质的行进方向正交的方向相对，
在所述压力导入室内，所述膜片的受压面和与该受压面相对的所述压力导入室的内表面之间的距离、以及所述膜片的受压面和与该受压面相对的所述挡板的另一侧的板面之间的距离在所述膜片的受压面的所有区域内小于所述被测定介质的平均自由程。
3.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，
在所述底座板上，在与所述膜片支承部相对的位置形成有所述压力导入孔，
在所述压力导入室内，所述膜片的受压面和与该受压面相对的所述压力导入室的内表面之间的距离在所述膜片的受压面的所有区域内小于所述被测定介质的平均自由程。
4.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，
在所述底座板上，与所述膜片的受压面相对的那一面的大致整个区域为凸面，
在所述压力导入室内，所述膜片的受压面和与该受压面相对的所述底座板的凸面之间的距离小于所述被测定介质的平均自由程。
5.根据权利要求3所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
在所述底座板上，与所述膜片的受压面相对的那一面的大致整个区域为凸面。
6.根据权利要求3所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
在所述膜片上，在其受压面分散设置有多个凸部。
7.根据权利要求3所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
在所述底座板上，在与所述膜片的受压面相对的那一面分散设置有多个凸部。
8.根据权利要求3所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
在所述膜片上，在其受压面分散设置有多个凸部作为第1凸部，
在所述底座板上，在与所述膜片的受压面相对的那一面分散设置有多个凸部作为第2凸部，
所述第1凸部和所述第2凸部配置为它们的位置不相互重叠。
9.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，
在所述底座板的中央部形成有所述压力导入孔，
在所述压力导入孔内嵌入有扰乱所述被测定介质朝所述压力导入室的流动的构件。
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