CN110068421B - 静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置 - Google Patents

静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置，以区分由压力引起的输出变化、与由沉积物等引起的压力以外的输出变化，从而减少不必要的零点调整。将在膜片的中央部形成压敏电容Cx的电极对(压敏侧电极对)设为第1电极对，将在膜片的外周部形成参照电容Cr的电极对(参照侧电极对)设为第2电极对。将从抽真空时的压敏侧电极对得到的压敏电容Cx的变化ΔCx、与从参照侧电极对得到的参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr作为异常检测指标α进行计算，并且与表示正常时的该指标的基准值αref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。

Description

静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置，所述静电电容型压力传感器具备对与被测定介质的压力相对应的静电电容进行检测的膜片构造的传感器元件。
背景技术
一直以来，在用于半导体制造设备等中的以真空计为代表的压力传感器中，大多采用使用所谓的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems微机电系统)技术并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，并将由此产生于膜片的位移、应力转换为某种信号。
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)的位移检测为静电电容的变化(电极间的电容的变化)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没有气体类型依赖性，因此在以半导体设备为代表的工业用途中经常被使用。例如，为了计量在半导体制造装置等中的制造工序中的气体的压力而被使用，在该用途上来说，将上述的静电电容型压力传感器称为静电电容型的隔膜真空计。另外，受到被测定介质的压力而弯曲的膜片被称为压敏膜片，或者传感器膜片(例如，参照专利文献1、2、3)。
作为该不依赖于气体的隔膜真空计的主要的应用，已知半导体制造工序等中的CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积)、ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)、溅射等的成膜或使用等离子体的蚀刻工序。在成膜工序中，沉积于基板上的膜或与其类似的不完全的膜，在蚀刻处理中，保护层的残渣或基板在被蚀刻时生成的副产物等或多或少沉积于腔室、管道以及泵内部，会引起各种各样的麻烦。
其中对工序中的气体的压力进行计量、控制的隔膜真空计，尤其是向对压力进行感知的膜片(隔膜)的上述物质的沉积，由于其应力使膜片产生与计量压力无关的弯曲，会带来即使抽真空也不表示零的零点漂移。
另外，也由于沉积的膜质而使膜片看上去其厚度增加，因此施加同等的压力弯曲也会变小，这会引起压力敏感度的降低。其他也有在沉积的物质有粘性的情况下等，膜片的动作产生延迟的现象，这直接关系到传感器响应的延迟。
已知像这样由于向真空计内部的沉积而引起输出的零点的漂移、压力敏感度的变化，虽然是必然的，但会对将其作为主要控制参数的成膜或蚀刻的品质带来很大影响。
因此，在以往，在零点相对于某固定的规定值发生漂移的情况下，执行下述那样的调整。
调整(1)：将装置整体抽至真空来对零点进行调整。
调整(2)：在调整(1)无法抽至真空的情况下等，从装置取下真空计并进行重新校正。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-236949号公报
专利文献2：日本专利特开2000-105164号公报
专利文献3：日本专利特开2006-3234号公报
专利文献4：日本专利特开2015-184064号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
然而，抽至真空的压力还依赖于泵的吸引能力、管道的配置等，存在实际上真空度恶化而真空计没有问题的情况。为此，在上述的调整(1)、(2)的方法中，会产生下述那样的问题。
调整(1)的问题点：对正确的真空计执行不必要的零点调整，反而执行了错误的压力计量。
调整(2)的问题点：如果从装置取下真空计，因为不必要的零点调整，装置会长时间停止。
尽可能减少这样的调整的次数有利于装置的运转效率的提高，但实际上区分压力发生变化的情况(零点调整不必要的情况)与由于沉积物等而漂移的情况(零点调整必要的情况)非常得困难。
此外，在专利文献4中，膜片的压力导入室一侧的表面的周缘部与中心部之间设置有台阶部，以该台阶部为边界来划分中央部一侧的区域(薄区域)与周缘部一侧的区域(厚区域)，并且将多个压力导入孔设置于底座板以使其开口部位于膜片的台阶部的附近(周缘部一侧的区域)，从而来抑制零点漂移。可是，该方法终归停留于零点漂移的抑制。
本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置，其能够区分由压力引起的输出变化、与由沉积物等引起的压力以外的输出变化，从而减少不必要的零点调整。
[用于解决问题的技术手段]
为了达成这样的目的，本发明是一种静电电容型压力传感器的异常检测方法，所述异常检测方法对具备多个电极对(D1、D2)的静电电容型压力传感器(100)的异常进行检测，所述多个电极对(D1、D2)的电极间的电容与根据被测定介质的压力而弯曲的膜片(101)的位移相应地发生变化，所述异常检测方法的特征在于，具备：指标计算步骤(S201)，根据所述被测定介质抽真空时的多个电极对的电容(Cx，Cr)的变化来计算异常检测的指标(α)；以及状态判断步骤(S202)，对由所述指标计算步骤计算出的异常检测的指标、与表示正常时的该指标的基准值(αref)进行比较，从而判断在所述膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。
在本发明中，根据被测定介质抽真空时的多个电极对的电容的变化，来计算异常检测的指标，对该计算出的异常检测的指标与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。例如，将在膜片的中央部形成压敏电容Cx的电极对设为第1电极对、在膜片的外周部形成参照电容Cr的电极对设为第2电极对的情况下，将压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr作为异常检测的指标α进行计算，对该计算出的异常检测的指标α与表示正常时的该指标的基准值αref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。
由此，能够对由压力引起的输出变化、与由沉积物等引起的压力以外的输出变化进行区分，从而减少不必要的零点调整。
此外，也可以在与向膜片导入的被测定介质的导入口相对应的位置设置形成沉积感知电容Cd的电极对，并将该电极对设为第1电极对，将沉积感知电容Cd的变化ΔCd与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd/ΔCr作为异常检测的指标β进行计算，对该计算出的异常检测的指标β与正常时表示该指标的基准值βref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。
另外，也可以在与向膜片导入的被测定介质的导入口相对应的位置设置形成沉积感知电容Cd的电极对，并将该电极对设为第3电极对，将压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr、以及沉积感知电容Cd的变化ΔCd与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd/ΔC作为异常检测的指标α以及β进行计算，对该计算出的异常检测的指标α、β与表示正常时的该指标的基准值αref、βref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。
此外，在上述说明中，作为一例，由附上括号的参照符号来表示与发明的构成要素相对应的附图上的构成要素。
[发明效果]
如以上所说明的，根据本发明，根据被测定介质抽真空时的多个电极对的电容的变化来计算异常检测的指标，将该计算出的异常检测的指标与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲，因此能够对由压力引起的输出变化、与由于沉积物等引起的压力以外的输出变化进行区分，从而减少不必要的零点调整。
附图说明
图1是示出被施加压力时的厚度均匀的圆形膜片的挠度曲线的图。
图2是示出要适用本发明的静电电容型压力传感器的一例的主要部分的构成的图。
图3是使形成于该静电电容型压力传感器中的传感器底座的压敏侧固定电极以及参照侧固定电极的配置与压力导入孔的位置一并显示的图。
图4是示出在该静电电容型压力传感器的膜片上形成有沉积膜的状态的图。
图5是示出在产生像图4那样的沉积时该静电电容型压力传感器的膜片的中央部由于沉积膜而大幅弯曲的计算结果(1/4模型)的图。
图6是示出该静电电容型压力传感器中的压敏侧电极对以及参照侧电极对的配置的图。
图7是示出与施加压力对应的压敏电容Cx以及参照电容Cr的计算值的图。
图8是示出于施加压力对应的Cx-Cr的计算值的图。
图9是对在与将100Pa设为满量程时的10％FS(满量程)相当的10Pa以下的区域中，压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr在成膜有沉积膜状态与没有成膜沉积膜的状态下有很大不同进行说明的图。
图10是示出本发明的实施方式1涉及的静电电容型压力传感器的异常检测装置的主要部分的构成的框图。
图11是示出实施方式1的异常检测装置中的运用前的处理的流程图。
图12是示出实施方式1的异常检测装置中的运用中的处理的流程图。
图13是示出要适用本发明的静电电容型压力传感器的其他的例子的主要部分的构成的图。
图14是使形成于该静电电容型压力传感器中的传感器底座的压敏侧固定电极以及参照侧固定电极的配置与压力导入孔的位置一并显示的图。
图15是示出在该静电电容型压力传感器的膜片上形成有沉积膜的状态的图。
图16是示出在产生像图15那样的沉积时与位于该静电电容型压力传感器的膜片的周缘部一侧的区域的压力导入孔相对应的部分大幅弯曲的计算结果(1/4模型)的图。
图17是示出该静电电容型压力传感器中的压敏侧电极对、参照侧电极对以及沉积感知电极对的配置的图
图18是示出本发明的实施方式2涉及的静电电容型压力传感器的异常检测装置的主要部分的构成的框图。
图19是示出实施方式2的异常检测装置中的运用前的处理的流程图。
图20是示出实施方式2的异常检测装置中的运用中的处理的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。首先，在进入实施方式的说明前，对本发明的原理进行说明。
〔发明的原理〕
发明者发现在由于压力引起的膜片的弯曲(适当的弯曲)、和由于沉积物等的压力以外的要素引起的膜片的弯曲(不适当的弯曲)中，弯曲的形状不同。通常，传感器膜片的受到压力时的形状如下述(1)式所示被定式化为受到均匀压力的周边被固定的圆板的挠度w(r)，压力p被施加时的挠度w成为离膜片中心的距离r的4次函数(参照图1)。
[数1]
Figure BDA0001937914430000061
P：压力、E：基材杨氏模量、v：基材泊松比、h：膜片厚度
a：膜片半径、r：离膜片中心的距离
在很多情况下，静电电容型压力传感器的输出是在腔室内配置压敏电容Cx以及参照电容Cr，以如下目的而将差分Cx-Cr作为输出(传感器输出)：、由于热膨胀收缩而引起的温度特性的抑制、电噪声的减少、腔室内介电常数的变化的影响的去除等。
在图2中示出了要适用本发明的静电电容型压力传感器的一例的主要部分的构成。该静电电容型压力传感器100具备：膜片构成构件103，其具备与被测定介质的压力相应地产生位移的膜片101和对该膜片101的周缘部进行支承的膜片支承部102；传感器底座105，其与膜片支承部102接合，并且与膜片101一起形成基准真空室(腔室)104；以及底座板107，其被接合于膜片支承部102的与传感器底座105相反的一侧，并且与膜片101一起形成压力导入室106。
在该静电电容型压力传感器100中，在传感器底座105的基准真空室104一侧的表面形成有压敏侧固定电极108以及参照侧固定电极109，在膜片101的基准真空室104一侧的表面形成有压敏侧可动电极110以及参照侧可动电极111。压敏侧固定电极108与压敏侧可动电极110被以相互相对置的方式设置于膜片101的中央部，参照侧固定电极109与参照侧可动电极111被以相互相对置的方式设置于膜片101的外周部。另外，在底座板107中，在该板的中央部(位于膜片101的中央的部分)形成有压力导入孔112。
在图3中使形成于传感器底座105的压敏侧固定电极108以及参照侧固定电极109的配置与压力导入孔112的位置一并显示。平面视图大致圆形的压敏侧固定电极108以其中央与膜片101的中央大致一致的方式，被形成于基准真空室104一侧的传感器底座105的表面。平面视图大致圆弧状的参照侧固定电极109以大致同心圆状地配置于压敏侧固定电极108的外侧的方式，被形成于基准真空室104一侧的传感器底座105的表面。压敏侧固定电极108经由形成于传感器底座105的配线113电连接于传感器外部的信号处理装置(未图示)。同样地，参照侧固定电极109经由形成于传感器底座105的配线114电连接于信号处理装置。
膜片101一侧的可动电极的构成也和固定电极相同。也就是说，平面视图大致圆形的压敏侧可动电极110以与压敏侧固定电极108相对的方式形成于基准真空室104一侧的膜片101的表面。压敏侧可动电极110的中心与膜片101的中心大致一致。平面视图大致圆弧状的参照侧可动电极111以与参照侧固定电极109相对的方式形成于基准真空室104一侧的膜片101的表面。参照侧可动电极111大致同心圆状地配置于压敏侧可动电极110的外侧。压敏侧可动电极110经由形成于膜片101的配线(未图示)电连接于传感器外部的信号处理装置。同样地，参照侧可动电极111经由形成于膜片101的配线(未图示)电连接于信号处理装置。
由压敏侧固定电极108与压敏侧可动电极110构成的静电电容对于压力而灵敏度高，履行进行压力测定的任务。由参照侧固定电极109与参照侧可动电极111构成的静电电容对于压力而灵敏度低，履行对电极间的介电常数进行校正的任务。以下，将压敏侧固定电极108与压敏侧可动电极110的电极对设为压敏侧电极对D1，将参照侧固定电极109与参照侧可动电极111的电极对设为参照侧电极对D2。压敏侧电极对D1在膜片101的中央部形成压敏电容Cx，参照侧电极对D2在膜片101的外周部形成参照电容Cr。
在该静电电容型压力传感器100中，当被测定介质从与膜片101的表面交叉的方向(在该例中，与膜片101的表面垂直的方向)经由压力导入孔112被导入至压力导入室106时，膜片101根据被测定介质的压力而发生变形。当膜片101发生变形时，传感器底座105与膜片101的距离(基准真空室104的高度)发生变化，压敏侧电极对D1形成的压敏电容Cx以及参照侧电极对D2形成的参照电容Cr发生变化。未图示信号处理装置将传感器输出作为Cx-Cr而进行计算，并将该传感器输出(电容值)换算为压力值。
此外，构成该静电电容型压力传感器100的基材，即膜片构成构件103、传感器底座105以及底座板107例如是由蓝宝石、氧化铝陶瓷、玻璃、硅、镍合金以及不锈钢等具有耐热耐腐蚀性的材料构成的。
在该静电电容型压力传感器100中，压敏电容Cx以及参照电容Cr用下述的(2-1)式以及(2-2)式赋予。
[数2]
Figure BDA0001937914430000081
Figure BDA0001937914430000082
d0：腔室深度、ε0：真空的介电常数、r0：Cx半径、r1：Cr内径、r2：Cr外径
在该(2-1)式以及(2-2)式中，由于压力引起的挠度w(r)被严格地定义为上述(1)式，由压力引起的各个电容的变化率(压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比)ΔCx/ΔCr在成为零点调整的对象的挠度w小的范围内，大致为定值。
相对于此，由压力以外的要素而引起的漂移、尤其是由于工序中的膜的沉积而引起的漂移则未必以该比率发生。例如，如图4所示，根据压力导入孔112的位置，在膜片101上沉积的膜(沉积膜)115的厚度发生变化，由此而产生的挠度w也发生各种变化。
也就是说，如图4所示，如果在压力导入孔112的正下方(膜片101的中央部)膜115厚厚地沉积的话，该部分由于膜应力而大幅弯曲(参照图5)，从而可以想到Cx、Cr的变化率(ΔCx/ΔCr)与受到压力的情况相比取得不同的值。
据此，发明人想到：基于来自多个电极对的信号的模式，该多个电极对的电极间的电容与根据被测定介质的压力而发生弯曲的膜片的位移相应地发生变化，通过对合适的弯曲形状的信号与不合适的弯曲形状的信号进行识别(或者分离)，从而能够减少不必要的零点调整。
具体来说，想到：根据被测定介质抽真空时的多个电极对的电容的变化来计算异常检测的指标，将该计算出的异常检测的指标与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。
〔实施方式的概要〕
在实施方式中，作为基本的必要条件，应该具备下述那样的功能。
1.在腔室内配置多个电容。
2.不仅具备简单的电容值的增减的输出，还具备能够对基于膜片的弯曲形状的信号进行计量存储的功能。
3.事前对基于由各压力施加而引起的膜片的弯曲形状(合适的弯曲)的“来自多对电极的信号模式(参照模式)”进行计量、存储。(例：如果是均匀厚度的圆板，由各压力施加而引起的弯曲为厚度的4次函数)
4.在预想由向膜片的沉积等、压力以外的要素而引起的零点漂移的实际工序应用时，取得“来自多对电极的信号模式(实测模式)”。
5.基于参照模式和实测模式，对合适的弯曲形状的信号与不合适的弯曲形状的信号进行识别，并通知合适、不合适。
取以下例子作为实施方式：相对于膜片的表面的中央部而设置有压力导入孔的静电电容型压力传感器(图2所示的构造的静电电容型压力传感器100)、以及在避开膜片的表面的中央部的位置上分散地设置有多个压力导入孔的静电电容型压力传感器(后述图13所示的构造的静电电容型压力传感器100’)，将向图2所示的构造的静电电容型压力传感器100的适用例作为实施方式1，将想图13所示的构造的静电电容型压力传感器100’的适用例作为实施方式2来进行说明。
〔实施方式1：使用通常的Cx、Cr来进行信号处理的例子〕
在图2所示的构造的静电电容型压力传感器100中，当赋予下述各种尺寸、材料参数作为具体的例子时，压敏侧电极对D1以及参照侧电极对D2的配置变为像图6那样的形状。
〔尺寸、材料参数〕
膜片的杨氏模量E：350GPa、膜片的泊松比ν：0.25、膜片厚度h：50μm、膜片半径a：5mm、腔室深度D0：2μm、真空的介电常数：8.854e-12F/m、Cx径：2.005mm、Cr内径：3.997mm、Cr外形：4.471mm。
在该情况下，基于上述(2-1)式以及(2-2)式，当对与施加压力相对应的压敏电容Cx以及参照电容Cr进行计算时，能够得到如图7所示的Cx以及Cr的值。另外，能够得到如图8所示的Cx-Cr的值。
例如，如果这里将100Pa设为传感器的满量程的话，是否进行零点调整成为问题的是在10％FS(满量程)程度的0～10Pa的范围内。现在，关于Cx、Cr、的各电容，从施加有各压力时的电容值来取不施加压力时的电容值的差分，也就是说取压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr，当相对于压力绘制该比ΔCx/ΔCr时，该比ΔCx/ΔCr成为图9所示的特性Ⅰ。
在图9中还示出了在膜片101中产生有沉积膜115的状态(图4)下施加压力时的模拟试验结果的电容值的差分的比ΔCx/ΔCr来作为特性II、III。特性II表示压力导入孔112的直径为1.0mm的情况，特性III表示压力导入孔112的直径为2.0mm的情况。此外，在图9中还将在图13所示的构造的静电电容型压力传感器100’中设有4个压力导入孔112的情况作为特性IV一并示出。
从该结果来看，可以得知在与10％FS相当的10Pa以下，比ΔCx/ΔCr成为大致定值，压力依赖性较小，且在成膜的状态(有沉积物)与未成膜的状态(没有沉积物)下成为较大不同的值。因此，如果将该比ΔCx/ΔCr设为基于由压力引起的膜片101的弯曲形状的信号的话，能够区分由压力以外的要素引起的弯曲的零点漂移。
具体来说，例如如图9所示，将正常时的比ΔCx/ΔCr作为基准值αref，确定相对于该基准值αref、±th的范围(用虚线表示的范围)，如果在真空计的零点偏离时抽泵时(抽真空时)的比α＝ΔCx/ΔCr没有落在αref±th的范围内的话，能够视为产生了由于沉积物等引起的漂移。也就是说，能够视为在膜片101中产生了由压力以外的要素引起的弯曲。
图10是示出本发明的实施方式1涉及的静电电容型压力传感器的异常检测装置200的主要部分的构成的框图。该异常检测装置200由硬件和程序来实现，该硬件由处理器、存储装置构成，该程序与这些硬件协同来实现各种功能，并且该异常检测装置200具备传感器部1、电容输出部2、特性计量部3、基准值存储部4、阈值存储部5、状态判断部6以及警报输出部7。
此外，在该异常检测装置200中，传感器部1设为图2所示的静电电容型压力传感器100中的压敏侧电极对D1以及参照侧电极对D2。另外，该异常检测装置200被并入附设于静电电容型压力传感器100的信号处理装置中。
以下，一边参照图11以及图12所示的流程图，一边结合其动作对电容输出部2、特性计量部3、基准值存储部4、阈值存储部5、状态判断部6以及警报输出部7的功能进行说明。
在本实施方式中，在静电电容型压力传感器100出厂前(运用前)并且执行传感器的特征描述时，不仅简单地存储传感器输出Cx-Cr，还存储成为异常检测的指标的计量范围内的压力施加时的压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr的值。
具体来说，在施加了计量范围内的压力的状态下，由电容输出部2将从传感器部1发出的信号转换为压敏电容Cx以及参照电容Cr，在特性计量部3中将压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr作为正常时的比ΔCx/ΔCr进行计算(图11：步骤S101)，并且使该计算出的正常时的比ΔCx/ΔCr作为基准值αref存储于基准值存储部4中(步骤S102)。
接下来，经过实际的工序而产生传感器的漂移，在判断其是否是由于压力的恶化的时候(运用中)、在通过泵的抽拉而产生的真空的状态下，由电容输出部2将从传感器部1发出的信号转换为压敏电容Cx以及参照电容Cr，在特性计量部3中将压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr作为异常检测的指标α进行计算(图12：步骤S201)。由该特性计量部3所计量的异常检测的指标α被发送至状态判断部6。
状态判断部6将来自特性计量部3的异常检测的指标α与存储于基准值存储部4的基准值αref进行比较，具体来说读取存储于阈值存储部5的閾值th，并确认异常检测的指标α是否落在αref±th的范围内，从而判断在静电电容型压力传感器100的膜片101是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲(步骤S202)。
在该情况下，在异常检测的指标α落在αref±th的范围内的情况下，状态判断部6判断为在膜片101未产生由压力以外的要素引起的弯曲(步骤S202的“正常”)，在异常检测的指标α偏离αref±th的范围的情况下，状态判断部6判断为在膜片101产生了由压力以外的要素引起的弯曲(步骤S202的“异常”)。该状态判断部6中的判断结果被发送至警报输出部7。
当膜片101中产生了由压力以外的要素引起的弯曲的主旨的判断结果被送来时，即作为异常的主旨的判断结果被送来时，警报输出部7发出警报(步骤S203)。
〔实施方式2：使用通常的Cx、Cr以外的电容来进行信号处理的例子〕
在图13所示的构造的静电电容型压力传感器100’中，膜片101的压力导入室106一侧的表面的周缘部与中央部之间设置台阶部116，以该台阶部116为边界来划分中央部一侧的区域(薄区域)S1与周缘部一侧的区域(厚区域)S2，以使其开口部位于膜片101的台阶部116的附近(周缘部一侧的区域S2)的方式将多个压力导入孔112设置于底座板107。
在图14中，使形成于该静电电容型压力传感器100’中的传感器底座105的压敏侧固定电极108以及参照侧固定电极109的配置、与压力导入孔112的位置一并显示。在该例中，以位于压敏侧固定电极108与参照侧固定电极109之间的方式，以等角度间隔设置4个压力导入孔112。在该情况下，可以想到如图15所示，在以等角度间隔设置的4个压力导入孔112的正下方，膜115厚厚地沉积，如图16所示，膜片101与位于周缘部一侧的区域的压力导入孔112相对应的部分大幅弯曲。
因此，如图17所示，在这样的构造的静电电容型压力传感器100’中，在与位于压敏侧电极对D1与参照侧电极对D2之间的压力导入孔112相对应的位置上，设置形成沉积感知电容Cd的沉积感知电极对D3作为第3电极对。
然后，将抽真空时的沉积感知电容Cd的变化ΔCd与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd/ΔCr作为异常检测的指标β进行计算，并对该计算出的异常检测的指标β与表示正常时的该指标的基准值βref进行比较，从而判断在膜片101中是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。
在该实施方式2中，异常发报的顺序遵从实施方式1。在图18中示出与图10相对应的图、在图19中示出与图11相对应的图、在图20中示出与图12相对应的图。虽然在实施方式1中，也能判断在静电电容型压力传感器100’的膜片101中是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲，但通过采用实施方式2的方法，能够提高异常检测的灵敏度。
此外，在实施方式2中，也可以将抽真空时的压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr、以及沉积感知电容Cd的变化ΔCd与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd/ΔCr作为异常检测的指标α以及β进行计算，当异常检测的指标α偏离基准值αref±th时、或异常检测的指标β偏离基準βref±th时，发出警报。
〔实施方式的扩展〕
以上，参照实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式。本领域技术人员能够在本发明的技术构思的范围内对本发明的构成或详细内容进行能够理解的各种变更。
符号说明
1…传感器部、2…电容输出部、3…特性计量部、4…基准值存储部、5…阈值存储部、6…状态判断部、7…警报输出部、100，100’…静电电容型压力传感器、101…膜片、102…膜片支承部、103…膜片构成构件、104…基准真空室(腔室)、105…传感器底座、106…压力导入室、107…底座板、108…压敏侧固定电极、109…参照侧固定电极、110…压敏侧可动电极、111…参照侧可动电极、112…压力导入孔、115…膜(沉积膜)、200，200’…异常检测装置、Cx…压敏电容、Cr…参照电容、CD…沉积感知电容、D1…压敏侧电极对、D2…参照侧电极对、D3…沉积感知电极对。

Claims (9)

1.一种静电电容型压力传感器的异常检测方法，
所述异常检测方法对具备多个电极对的静电电容型压力传感器的异常进行检测，所述多个电极对为电极间的电容与根据被测定介质的压力而发生弯曲的膜片的位移相应地发生变化的电极对，且位于距所述膜片的中心的距离不同的位置，
所述异常检测方法的特征在于，具备：
指标计算步骤，计算所述被测定介质抽真空时的所述多个电极对的电容的变化之比作为异常检测的指标；以及
状态判断步骤，对由所述指标计算步骤计算出的异常检测的指标、与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在所述膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲，
所述静电电容型压力传感器具备第1电极对以及第2电极对作为所述多个电极对，
所述第1电极对在所述膜片的中央部形成压敏电容Cx，
所述第2电极对在所述膜片的外周部形成参照电容Cr，
在所述指标计算步骤，将所述压敏电容Cx的变化ΔCx与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx／ΔCr作为所述异常检测的指标进行计算。
2.根据权利要求1所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，
所述静电电容型压力传感器具备第1电极对、第2电极对以及第3电极对作为所述多个电极对，
所述第1电极对在所述膜片的中央部形成压敏电容Cx，
所述第2电极对在所述膜片的外周部形成参照电容Cr，
所述第3电极对在与向所述膜片导入的所述被测定介质的导入口相对应的位置形成沉积感知电容Cd，
所述指标计算步骤将所述压敏电容Cx的变化ΔCx与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx／ΔCr、以及所述沉积感知电容Cd的变化ΔCd与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd／ΔCr作为所述异常检测的指标进行计算。
3.根据权利要求1或2所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，具备：
警报输出步骤，在由所述状态判断步骤判断为在所述膜片产生了由压力以外的要素引起的弯曲的情况下输出警报。
4.根据权利要求1或2所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，
构成所述静电电容型压力传感器的基材是蓝宝石、或氧化铝陶瓷、或玻璃、或硅、或镍合金、或不锈钢。
5.一种静电电容型压力传感器的异常检测方法，
所述异常检测方法对具备多个电极对的静电电容型压力传感器的异常进行检测，所述多个电极对为电极间的电容与根据被测定介质的压力而发生弯曲的膜片的位移相应地发生变化的电极对，且位于距所述膜片的中心的距离不同的位置，
所述异常检测方法的特征在于，具备：
指标计算步骤，计算所述被测定介质抽真空时的所述多个电极对的电容的变化之比作为异常检测的指标；以及
状态判断步骤，对由所述指标计算步骤计算出的异常检测的指标、与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在所述膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲，
所述静电电容型压力传感器具备第1电极对以及第2电极对作为所述多个电极对，
所述第1电极对在与向所述膜片导入的所述被测定介质的导入口相对应的位置形成沉积感知电容Cd，
所述第2电极对在所述膜片的外周部形成参照电容Cr，
所述指标计算步骤将所述沉积感知电容Cd的变化ΔCd与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd／ΔCr作为所述异常检测的指标进行计算。
6.根据权利要求5所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，
所述静电电容型压力传感器具备第1电极对、第2电极对以及第3电极对作为所述多个电极对，
所述第1电极对在所述膜片的中央部形成压敏电容Cx，
所述第2电极对在所述膜片的外周部形成参照电容Cr，
所述第3电极对在与向所述膜片导入的所述被测定介质的导入口相对应的位置形成沉积感知电容Cd，
所述指标计算步骤将所述压敏电容Cx的变化ΔCx与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx／ΔCr、以及所述沉积感知电容Cd的变化ΔCd与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd／ΔCr作为所述异常检测的指标进行计算。
7.根据权利要求5或6所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，具备：
警报输出步骤，在由所述状态判断步骤判断为在所述膜片产生了由压力以外的要素引起的弯曲的情况下输出警报。
8.根据权利要求5或6所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，
构成所述静电电容型压力传感器的基材是蓝宝石、或氧化铝陶瓷、或玻璃、或硅、或镍合金、或不锈钢。
9.一种静电电容型压力传感器的异常检测装置，
所述异常检测装置对具备多个电极对的静电电容型压力传感器的异常进行检测，所述多个电极对为电极间的电容与根据被测定介质的压力而发生弯曲的膜片的位移相应地发生变化的电极对，且位于距所述膜片的中心的距离不同的位置，
所述异常检测装置的特征在于，具备：
指标计算部，其构成为计算所述被测定介质抽真空时的所述多个电极对的电容的变化之比作为异常检测的指标；以及
状态判断部，其构成为对由所述指标计算部计算出的异常检测的指标与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判定在所述膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲，
所述静电电容型压力传感器具备第1电极对以及第2电极对作为所述多个电极对，
所述第1电极对在所述膜片的中央部形成压敏电容Cx，
所述第2电极对在所述膜片的外周部形成参照电容Cr，
所述指标计算部将所述压敏电容Cx的变化ΔCx与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx／ΔCr作为所述异常检测的指标进行计算。
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