JP2003065872A - 圧力センサ - Google Patents
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Abstract
サ素子への放電を防ぎ、圧力センサの耐久性を向上させ
る。 【解決手段】 流路3が形成されたハウジング2内に、
流路3から導かれた溶液と接する感圧部5と、この感圧
部5に掛かる応力を検出するセンサ素子4とを設けて、
圧力センサ1を構成する。感圧部5とセンサ素子4との
間に、導電層としてアルミ箔9を設け、このアルミ箔9
を接地する。感圧部5に蓄積された静電気が、センサ素
子4に達することなく、接地されたアルミ箔9へ放電し
て逃がされる。
Description
する圧力センサに係り、特に、半導体のウェット処理に
用いられる腐食性溶液、有機溶剤、純水や他の液体、気
体の圧力を検出する場合に好適に用いられる圧力センサ
に関するものである。
においては、ウェハの表面洗浄やエッチング処理等にお
いて多数のウェット処理が行われる。これら処理では、
通常の半導体用グレードより高純度、高清浄度の腐食性
溶液、及び純水やIPA等の液体が用いられている。ま
た、気体が用いられる場合もある。
に示すように、圧力センサ20が、継ぎ手21を介し
て、溶液が流れるチューブ22に接続される。この圧力
センサ20は、図4に示すように、チューブ22から溶
液が導入される流路23と、この流路23の端部に配置
されるセンサ素子24と、このセンサ素子24を保持す
るハウジング25とから構成されている。センサ素子2
4の流路23と対向する前面側には、溶液の圧力を受け
る感圧部26が設けられている。センサ素子24は、外
側にキャップ28が取り付けられ、このキャップ28に
より、感圧部26に接触した状態でハウジング25内に
保持されている。ここで、溶液が腐食性溶液の場合に
は、ハウジング25と、感圧部26とは、耐薬性に優れ
たフッ素樹脂を主成分とする素材から構成され、溶液が
純水、IPA等の場合は、ハウジング25は、金属から
構成される。
掛かる応力を電気信号に変換する回路が組み込まれてい
る。この回路には、図5に示すように、抵抗R1〜R4
によるホイートストンブリッジ回路が組まれており、抵
抗R1〜R4の抵抗値が変化すると、出力電圧Voutが
変化する。センサ素子24に圧力が掛かっていない場
合、この出力電圧Voutの値はゼロである。しかし、セ
ンサ素子24に圧力が掛かり、抵抗R1〜R4の抵抗値
が変化すると、それに応じて出力電圧Voutの値も変化
する。そして、この出力電圧Voutの値が流体の圧力に
変換される。抵抗R1〜R4は、図6に示すように、R
2とR4とがセンサ素子24の中央に、R1とR3とが
センサ素子24の端にそれぞれ配置される。そして、こ
のセンサ素子24に感圧部26を介して溶液からの圧力
が加えられると、センサ素子24の中央にあるR2とR
4は、引っ張られてその抵抗値が増加し、一方、センサ
素子24の端にあるR1とR3は、両側から押されてそ
の抵抗値が減少する。その結果、センサ素子24に加え
られた圧力に応じて出力電圧Voutの値も変化し、この
出力電圧Voutの値によってチューブ22内を流れる溶
液の圧力を得ることができる。
る樹脂から構成された場合、樹脂は帯電しやすい特徴が
あるため、チューブ22内に溶液が流れ込むと、チュー
ブ22の内周面と溶液との間に摩擦が生じ、継ぎ手21
を通じてハウジング25の流路23近傍や、感圧部26
に静電気が蓄積される。そして、圧力センサ20の使用
が進むと、感圧部26に蓄積された静電気がセンサ素子
24に向かって放電して、センサ素子24内の回路にノ
イズが生じたり、回路自体が破壊されてしまい、測定不
良や測定不能が生じる恐れがあった。一方、ハウジング
25が金属から構成された場合においては、静電気はハ
ウジング25には蓄積されないが、感圧部26には蓄積
されるため、依然として放電を起こしていた。
線29を取り付け、このリード線29を介して感圧部2
6から静電気を逃がす構造が考案された。このリード線
29により、チューブ22内を高純度腐食性溶液や純水
などの溶液または気体が流れる場合において、感圧部2
6から静電気を逃がすことができようになり、静電気が
センサ素子24に向かって放電を起こすのを防ぐことが
できるようになった。
ング25が帯電しやすい樹脂から構成され、チューブ2
2内に静電気を発生しやすいIPAやアルコールの溶液
または気体が流される場合では、ハウジング25と感圧
部26とに通常よりも多くの静電気が発生するため、感
圧部26に直接接続されていないリード線29では静電
気を逃がしきれなくなり、静電気による放電が起こる危
険性があった。
のであって、耐薬品性に優れ、静電気にも強い圧力セン
サを提供することを目的としている。
に、請求項1記載の圧力センサは、流体に接する樹脂か
らなる感圧部と、感圧部に掛かる圧力を検出するセンサ
素子との間に、導電性を有する箔膜からなる導電層が設
けられ、この導電層が接地されていることを特徴として
いる。したがって、感圧部に蓄積された静電気を、感圧
部から導電層を介して逃がすことができ、感圧部に蓄積
された静電気がセンサ素子に向かって放電して、センサ
素子へ悪影響を及ぼすのを防止することができる。
る樹脂からなる感圧部と、感圧部に掛かる圧力を検出す
るセンサ素子との間に、導電性を有するメッシュからな
る導電層が設けられ、この導電層が接地されていること
を特徴としている。したがって、感圧部に蓄積された静
電気を、感圧部から導電層を介して逃がすことができ、
感圧部に蓄積された静電気がセンサ素子に向かって放電
して、センサ素子へ悪影響を及ぼすのを防止することが
できる。
が、接地された導電性物質のキャップによりハウジング
内に保持され、導電層がこのキャップに接触されている
ことを特徴としている。したがって、キャップによりセ
ンサ素子を確実にハウジング内に保持させることができ
ると同時に、導電層をキャップに接触させ、このキャッ
プを接地することで、感圧部とセンサ素子とに挟まれた
導電層を簡単に接地することができ、圧力センサの製造
及び組み立ての簡単化を図ることができる。
力センサを、図1及び図2を参照して、説明する。図1
は、本発明の圧力センサ1の縦断面図である。この図1
に示すように、本発明の圧力センサ1は、略円筒状のフ
ッ素樹脂製のハウジング2に、溶液が流れる流路3が形
成され、この流路3の先端部壁面中央には、センサ素子
4が設置されている。また、センサ素子4の流路3と対
向する前面側には、流路3に導かれた溶液と接する感圧
部5が設けられている。 なお、ハウジング2は、流
路3の両端部にチューブ22が接続され、感圧部5が流
路3の外周壁面上に設けられたインライン型であっても
良い。
Cl)、硫酸(H2SO4)、フッ化水素(HF)等を含
む腐食性溶液に腐食されに難く、耐薬品性に優れてい
る、例えば、フッ素樹脂シートからなり、センサ素子4
は、例えばセラミック素材からなる。
びその周面の一部に、導電性を有する箔膜であるアルミ
箔(導電層)9が貼られ、内部に感圧部5に掛かる応力
を電気信号に変換する回路が組み込まれている。また、
センサ素子4の後面には、内部の回路で得られた電気信
号を外部に出力するためのリード線6が接続されてい
る。なお、センサ素子4の回路については、従来の圧力
センサと同様の構成とされているため、説明を省略す
る。なお、センサ素子4には、内部に組み込まれたホイ
ーストンブリッジにより感圧部5に掛かる圧力を検出す
るストレンゲージ式センサ素子の他、圧電式、容量式等
のセンサ素子を使用しても良い。
10が取り付けられてシールされている。センサ素子4
の後面には、センサ素子4を保持する穴11を有した導
電性物質からなるキャップ12が取り付けられている。
このキャップ12は、ハウジング2にねじ込まれてお
り、穴11に取り付けられたセンサ素子4をハウジング
2内に保持している。ここで、センサ素子4に貼られて
周面に折り返されたアルミ箔9は、図2に示すように、
キャップ12の穴11の内周面に接している。
プ12の後面へと貫通する貫通穴12aが設けられ、こ
の貫通穴12aからセンサ素子4のリード線6がキャッ
プ12の後面に引き出されている。さらに、キャップ1
2の後面には、キャップ12を接地するためのシールド
線13が接続されている。このシールド線13は、リー
ド線6と共に、ハウジング2の孔14から圧力センサ1
の外部に引き出され、接地される。
が流れ込み、感圧部5に応力が掛かると、センサ素子4
が感圧部5に掛かる応力を電気信号へと変換する。この
電気信号は、リード線6を伝って外部に引き出され、溶
液の圧力値に変換される。このとき、チューブ22の内
周面と溶液との摩擦により生じて感圧部5に蓄積した静
電気は、センサ素子4に達することなく、感圧部5から
アルミ箔9へと放電し、さらに、アルミ箔9からキャッ
プ12へと逃がされる。そして、キャップ12に逃がさ
れた静電気は、キャップ12の後面に接続されたシール
ド線13を介して逃がされる。
れば、チューブ22の内周面と溶液との摩擦により生じ
て感圧部5に蓄積した静電気は、感圧部5からアルミ箔
9へ放電してシールド線13を介して逃がされるため、
静電気がセンサ素子4へ放電されるのを防ぐことができ
る。これにより、感圧部5に蓄積された静電気がセンサ
素子4に向かって放電して、センサ素子4へ悪影響を及
ぼすのを防止することができる。
に折り返されてキャップ12に接しているため、感圧部
5とセンサ素子4に挟まれたアルミ箔9に直接シールド
13を設ける必要がなく、キャップ12によりセンサ素
子4を確実にハウジング2内に保持させることができる
と同時に、感圧部5とセンサ素子4とに挟まれたアルミ
箔9を簡単に接地することができ、圧力センサの製造及
び組み立ての簡単化を図ることができる。
ステンレス等の金属から構成すると、静電気の蓄積を抑
えて、静電気がセンサ素子4へ悪影響を及ぼすのをさら
に防止することができる。金属から構成されたハウジン
グ2を、半導体製造のプロセスにおいて使用する際は、
チューブ22を流れる溶液中にハウジング2のメタル分
が流出するのを防止するため、ハウジング2に電界研磨
処理を施す。この処理により、高純度腐食性溶液または
その気体が使用された場合でも、溶液中にハウジング2
のメタル分が流出するのを抑えることができる。
9により構成したが、アルミに限らず、導電性を有する
他の金属においても同様の効果が得られることは言うま
でもない。さらに、導電層としては、導電性を有する金
属のメッシュ等から構成しても良い。また、上記圧力セ
ンサ1では、感圧部5がセンサ素子4の前面に設けられ
ているが、感圧部5がハウジング2と一体化されたダイ
ヤフラム部から構成された場合においても、同様の効果
が得られる。
ンサによれば、下記の効果を得ることができる。請求項
1または請求項2記載の圧力センサによれば、流路に導
かれた流体に接する樹脂からなる感圧部と、感圧部に掛
かる圧力を検出するセンサ素子との間に、導電層が設け
られ、この導電層は接地されているので、感圧部に生じ
た静電気を、感圧部から導電層を介して逃がすことがで
き、感圧部に蓄積された静電気がセンサ素子に向かって
放電して、センサ素子へ悪影響を及ぼすのを防止するこ
とができる。
サ素子が、接地された導電性物質のキャップによりハウ
ジング内に保持され、導電層がこのキャップに接触され
ているので、キャップによりセンサ素子を確実にハウジ
ング内に保持させることができると同時に、導電層をキ
ャップに接触させ、このキャップを接地することで、感
圧部とセンサ素子とに挟まれた導電層を簡単に接地する
ことができ、圧力センサの製造及び組み立ての簡単化を
図ることができる。
図である。
面図である。
断面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 流体が導かれる流路を有するハウジング
内に、前記流路に導かれる流体に接する樹脂からなる感
圧部と、該感圧部に掛かる応力を検出するセンサ素子と
を有する圧力センサにおいて、 前記感圧部と前記センサ素子との間には、導電性を有す
る箔膜からなる導電層が設けられ、該導電層が接地され
ていることを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項2】 流体が導かれる流路を有するハウジング
内に、前記流路に導かれる流体に接する樹脂からなる感
圧部と、該感圧部に掛かる応力を検出するセンサ素子と
を有する圧力センサにおいて、 前記感圧部と前記センサ素子との間には、導電性を有す
るメッシュからなる導電層が設けられ、該導電層が接地
されていることを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項3】 前記センサ素子は、接地された導電性物
質のキャップにより前記ハウジング内に保持され、前記
導電層は前記キャップに接触されていることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の圧力センサ。
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