JP2011106988A - 温度測定センサおよび温度測定センサを用いた温度測定装置ならびに温度測定センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薬液などの被測定流体による腐食を生ずることなく、温度応答性が良好であり、簡単な構造で効果的に静電気除去およびノイズ除去ができる温度測定センサおよび温度測定センサを用いた温度測定装置ならびに温度測定センサの製造方法を提供すること。
【解決手段】温度センサ部を構成する測温体と、前記測温体の基端部分に電気的に接続されたリード線と、前記測温体部分を少なくとも覆う保護管と、を備えた温度測定センサであって、前記温度測定センサは、前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなり、さらに前記保護管とリード線とを覆うように配設された金属導電ケースを備え、前記金属導電ケースは、上端部が静電気除去用の除電機能部材と電気的に接続されているとともに、下端部が前記保護管と電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばシリコンウェハなどの半導体製造時に、シリコンウェハを洗浄するために用いられる薬液などの被測定流体の温度を測定するための温度測定センサおよびこの温度測定センサを用いた温度測定装置ならびに温度測定センサの製造方法に関する。

従来、例えば半導体製造工程では、シリコンウェハの表面に付着した不純物や酸化物などを取り除くために洗浄工程が行われている。この洗浄工程において、十分に不純物や酸化物などを取り除くことにより、パターニング工程において電子回路のパターニングを正確に行えるようになる。

このため洗浄工程では、薬液として例えばフッ酸，硝酸，塩酸，リン酸，フッ硝酸，硫酸，アンモニアなどを用いて、シリコンウェハの表面に付着した不純物や酸化物などが取り除かれている。

なお洗浄工程で使用される薬液は、酸化物などを取り除く除去能力が、薬液の温度によって大きく変化することから、薬液温度の管理が必要であり、温度測定センサを用いてこの薬液の温度管理が行われている。

このような温度測定センサは、熱電対や白金測温抵抗素子などからなる測温体を備えており、測温体は、例えばＳＵＳ３１６Lなどのステンレス鋼や、チタンなどの金属製の保
護管で覆われた構造となっている。

なお金属製の保護管は、保護管の肉厚を厚くすることで、測温体が薬液により腐食してしまうことを防止しているが、このようにすると温度測定センサの温度応答性が鈍くなってしまうとともに、温度測定センサ自体が大きくなり、取扱い性が良好ではなかった。

このため、特許文献１に開示されているように、保護管を耐薬液性に優れたＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂などの合成樹脂から構成することによって、保護管の耐食性を向上させ、温度測定センサ自体が大きくならないような工夫がなされている。

また温度測定センサは、高感度になればなるほどノイズによる影響を受け易く、このような場合、半導体製造装置より生ずるノイズを別途ノイズ減衰器を用いて少なくすることで、温度測定センサが受ける影響を極力抑えることが行われている（例えば特許文献２）。

特開２００１−８３０１８号公報 特開２００９−５８２７０号公報 特開平１０−１４９８９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているようなＰＦＡ樹脂などの合成樹脂を用いた
保護管であっても、時間の経過により薬液が保護管を透過してしまい、保護管内部の測温体などの内部部品が損傷してしまうことがあった。

また温度測定センサは、例えばシリコンウェハの洗浄により生じる薬液温度の上下動を一定に保つために用いられるが、このように保護管が合成樹脂製であると、温度測定センサの温度応答性が鈍くなってしまい即座に対応ができず、一定品質のシリコンウェハを得ることができない場合があった。

さらに樹脂製の保護管は、金属製の保護管と比べると強度的に弱いため、薬液からの流体圧力による変形を防止するためにその肉厚を厚くしなければならず、温度測定センサの温度応答性がさらに鈍くなってしまうものであった。

また、シリコンウェハの洗浄時に用いられる薬液のうち、低濃度のものや純水は抵抗率が高いため、この薬液の流れによりシリコンウェハの品質に悪影響を及ぼす静電気が保護管に発生することがあったが、樹脂製の保護管はアース線の接続ができないため、この静電気を放電するための静電気除去装置（特許文献３）が新たに必要であり、半導体製造装置のコスト高を招いてしまうものであった。

さらに特許文献２に開示されているようなノイズ減衰器を別途設けると、部品点数が増えるとともに製造コストが嵩んでしまう問題があるため、上記したような問題を解決する更なる温度測定センサが求められているのが現状である。

本発明はこのような現状に鑑み、薬液などの被測定流体による腐食を生ずることなく、温度応答性が良好であり、簡単な構造で効果的に静電気除去およびノイズ除去ができる温度測定センサおよび温度測定センサを用いた温度測定装置ならびに温度測定センサの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、
本発明の温度測定センサは、
温度センサ部を構成する測温体と、
前記測温体の基端部分に電気的に接続されたリード線と、
前記測温体部分を少なくとも覆う保護管と、
を備えた温度測定センサであって、
前記温度測定センサは、
前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなり、
さらに前記保護管とリード線とを覆うように配設された金属導電ケースを備え、
前記金属導電ケースは、
上端部が静電気除去用の除電機能部材と電気的に接続されているとともに、下端部が前記保護管と電気的に接続されていることを特徴とする。

このように金属導電ケースを介し除電機能部材で除電が行えるようになっていれば、従来のように保護管と除電機能部材とを接続することによる結線用スペースの確保が必要なく、温度測定センサを径方向に小型化させることができる。

また、除電機能部材により静電気を確実に除電できるため、温度測定センサを含む制御機器を正確に機能させることができ、歩留まり良くシリコンウェハを得ることができる。

また、保護管が炭素を主成分とした材料で構成されているので、薬液などの被測定流体
による腐食を生ずることがなく、所望の測定精度を長期間維持することができる。

さらに、炭素を主成分とすれば、保護管の肉厚を必要以上に厚くしなくて良いため、温度測定センサの測温体の温度応答性を良好とすることができる。

このため、例えばシリコンウェハの洗浄時に生じる薬液温度の上下動に即座に対応することができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記リード線が、前記リード線のまわりを導電材で包囲したシールド線であって、
前記シールド線の導電材部分が、前記除電機能部材であることを特徴とする。

このようにシールド線であれば、除電効果とともにノイズ除去効果も良好であるため高精度の温度測定センサを得ることができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記除電機能部材が、アース線であることを特徴とする。

このようにアース線であれば、特に効果的に除電を行うことができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記金属導電ケースが、
上端部および／または下端部にスリットを備えることを特徴とする。

このようにスリットを備えていれば、後述する導電性接着剤との接着面積を広げることができ、機械的強度を上げることができる。

さらに、金属導電ケースの上端部に設けられたスリットをカシメることにより、内部部品の飛び出しを防止することができ、しかも除電機能部材との電気的接続を確実なものとすることができる。

またスリットによって、僅かではあるが径方向に伸縮性を持たせることができるため、高温、広範囲での使用頻度が高い半導体装置に使用する場合、異種素材間の接合における素材の膨張、収縮の差をスリットで吸収することができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記金属導電ケースの前記下端部の内側に、前記保護管との位置決め用の凸部が周設されていることを特徴とする。

このように金属導電ケースの下端部の内側に凸部が周設されていれば、保護管と電気的に接続する際に、保護管の上端部が金属導電ケースの凸部に当接して位置決めができ、常に一定品質を維持することができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記金属導電ケースの前記保護管と電気的に接続される前記下端部の肉厚が、他の部分よりも薄肉に設定されていることを特徴とする。

このように金属導電ケースの下端部の肉厚が薄肉であれば、僅かにバネ性を有するため、保護管と金属導電ケースとの熱膨張係数の違いからくる収縮の違いにより、金属導電ケースが保護管を締め付けることになっても応力を分散させることができ、保護管の破損を
防止することができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記金属導電ケースの上端部と前記除電機能部材との接続部分が、導電性接着剤で接着されていることを特徴とする。

このように導電性接着剤であれば、金属導電ケースと除電機能部材とを確実に接続可能であり、各部材間の接着性が良好である。したがって、温度測定における信頼性をより向上させることができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記金属導電ケースの下端部と前記保護管との接続部分が、導電性接着剤で接着されていることを特徴とする。

このように導電性接着剤であれば、金属導電ケースと保護管とを確実に接続可能であり、各部材間の接着性が良好である。したがって、温度測定における信頼性をより向上させることができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記保護管と側温体との間に、樹脂充填材が充填されていることを特徴とする。

このように保護管内に樹脂充填材が充填されていれば、被測定流体の温度は、保護管から樹脂充填材を伝わって測温体へ送られることとなるため、確実に被測定流体の温度を知り得ることができる。

さらに、樹脂充填材が固まることにより、保護管内でのリード線と測温体の位置ずれを防止することができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記金属導電ケースの内部空間のうち、前記除電機能部材と接続された上端部および保護管と接続された下端部以外の内部空間に、樹脂充填材が充填されていることを特徴とする。

このように樹脂充填材を金属導電ケース内に充填すれば、保護管以外の熱を拾い難くなるので、被測定流体の温度のみを拾うことができ、精度の良い温度測定センサを得ることができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記炭素を主成分とした材料が、
アモルファスカーボン，炭化ケイ素，グラファイト，ダイヤモンドライクカーボンのいずれかであることを特徴とする。

このように保護管の材料がアモルファスカーボン，炭化ケイ素，グラファイト，ダイヤモンドライクカーボンのいずれかであれば、特に被測定流体が強酸であるフッ酸，硝酸，塩酸，リン酸，フッ硝酸，硫酸，アンモニアなどであっても、確実に保護管を腐食から保護することが可能であり、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記炭素を主成分とした材料の熱伝導率が、５〜３５０Ｗ／ｍ℃の範囲内であることを特徴とする。

このような範囲に熱伝導率を設定した炭素を主成分とした材料であれば、保護管内の測温体で被測定流体の温度を確実に得ることができ、また熱伝導率が良好であるため、僅かな温度変化であっても確実に知り得ることができる。

また、本発明の温度測定センサは、
前記金属導電ケースを覆うように樹脂収縮チューブが設けられていることを特徴とする。

このように樹脂収縮チューブが設けられていれば、樹脂収縮チューブ内に金属導電ケースと除電機能部材との接続部分および金属導電ケース全体を収めることができるため、除電機能部材の断線の心配がない。

さらに、金属導電ケースが樹脂収縮チューブで覆われていれば、被測定流体により金属導電ケースが腐食することがなく、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。

また、樹脂収縮チューブにより外気との断熱の効果もあり、保護管以外の熱を拾い難くなる。したがって、被測定流体の温度のみを拾うことができ、高精度な温度測定センサを得ることができる。
しかも、樹脂収縮チューブが設けられていれば、温度測定センサの外観良好である。

また、本発明の温度測定装置は、
上記のいずれかに記載の温度測定センサを用いた温度測定装置であって、
被測定流体の流路が形成された流体配管部を備え、
前記流体配管部の流路内に、前記温度測定センサの保護管部分が露出するように、温度測定センサを配置したことを特徴とする。

このように上記した温度測定センサを用いて温度測定装置を構成すれば、金属導電ケースを介して保護管の静電気除電ができるとともに、リード線をシールド線とすることによりノイズ除去もでき、従来よりもさらに正確に温度測定センサを機能させることができる。

また、温度測定センサの保護管が炭素を主成分とした材料からなっているため、薬液などの被測定流体によって腐食してしまう心配がない。

さらに、水圧によって温度測定センサが変形してしまうことがないため精度良く温度管理ができ、また従来よりも温度測定センサの大きさを小さくすることができる。

さらに温度応答性が良好であるため、正確に温度測定センサを機能させることができ、確実に薬液などの被測定流体の温度管理をすることができる。

また、本発明の温度測定センサの製造方法は、
温度センサ部を構成する測温体の基端部分にリード線を電気的に接続する工程と、
前記測温体部分を少なくとも覆うことができ炭素を主成分とした材料からなる保護管を準備するとともに、前記側温体とリード線との接続部分を覆うように設定された金属導電ケースを準備する工程と、
前記保護管の上端部と、前記金属導電ケースの下端部と、を嵌合して電気的に接続する工程と、
前記保護管の内部に樹脂充填材を充填し、この状態で前記リード線が接続された測温体を前記保護管内に挿入する工程と、
前記樹脂充填材を硬化させる工程と、
前記金属導電ケースの上端部と、静電気除去用の除電機能部材と、を電気的に接続する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする。

このような製造方法で得られた温度測定センサであれば、金属導電ケースを介し除電機能部材で除電が行えるようになっているので、従来のように保護管と除電機能部材とを接続することによる結線用スペースの確保が必要なく、温度測定センサを径方向に小型化させることができる。

また、除電機能部材により静電気が帯電することがないため、温度測定センサを含む制御機器を正確に機能させることができ、歩留まり良くシリコンウェハを得ることができる。

しかも、保護管が炭素を主成分とした材料で構成されているので、薬液などの被測定流体による腐食を生ずることがなく、所望の測定精度を長期間維持することができる。

さらに、炭素を主成分とすれば、保護管の肉厚を必要以上に厚くしなくて良いため、温度測定センサの測温体の温度応答性を良好とすることができる。

このため、例えばシリコンウェハの洗浄時に生じる薬液温度の上下動に即座に対応することができる。

また、本発明の温度測定センサの製造方法は、
少なくとも前記金属導電ケースの下端部にスリットが設けられ、
前記保護管の上端部と、前記金属導電ケースの下端部と、を嵌合して電気的に接続する工程において、
前記金属導電ケースと前記保護管との接続部分を、導電性接着剤で接着することを特徴とする。

このように金属導電ケースと保護管との接続を導電性接着剤で行えば、金属導電ケースのスリットによって接着面積を広げることができ、金属導電ケースと保護管とを確実に接続し、両部材間の機械的強度を上げることができる。

また、本発明の温度測定センサの製造方法は、
少なくとも前記金属導電ケースの上端部にスリットが設けられ、
前記金属導電ケースの上端部と、静電気除去用の除電機能部材と、を電気的に接続する工程において、
前記金属導電ケースの上端部と静電気除去用の除電機能部材との接続部分を導電性接着剤で接着し、さらに金属導電ケースの上端部をカシメることを特徴とする。

このように金属導電ケースと除電機能部材との接続を導電性接着剤で行えば、金属導電ケースのスリットによって接着面積を広げることができ、金属導電ケースと除電機能部材とを確実に接続し、両部材間の機械的強度を上げることができる。

しかも、スリットにより金属導電ケースをカシメることができ、金属導電ケースと除電機能部材との接続をより強固なものとすることができる。

また、本発明の温度測定センサの製造方法は、
前記金属導電ケースの上端部と静電気除去用の除電機能部材とを電気的に接続する工程
の後に、
さらに前記金属導電ケースを覆うように樹脂収縮チューブを設ける工程を有することを特徴とする。

このように樹脂収縮チューブが設けられていれば、樹脂収縮チューブ内に除電機能部材を収めることができるため、除電機能部材の断線の心配がない。

さらに、金属導電ケースが樹脂収縮チューブで覆われていれば、被測定流体により金属導電ケースが腐食することがなく、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
また、樹脂収縮チューブが設けられていれば、温度測定センサの外観良好である。

本発明によれば、温度測定センサにおいて、上記したような特異な構成および製造方法を有するため、薬液などの被測定流体による腐食を生ずることなく、温度応答性が良好であり、簡単な構造で効果的に静電気除去およびノイズ除去ができる温度測定センサおよび温度測定センサを用いた温度測定装置ならびに温度測定センサの製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の温度測定センサの正面図である。 図２は、図１に示した温度測定センサのＡ部拡大図である。 図３は、本発明の温度測定センサにおいて、除電機能部材の実施例を示した正面図である。 図４は、本発明の温度測定センサにおける金属導電ケースであって、図４（ａ）は正面図，図４（ｂ）は側面図，図４（ｃ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ線による断面図である。 図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明の温度測定センサの製造方法を説明するための工程図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本発明の温度測定センサの製造方法を説明するための工程図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、本発明の温度測定センサの製造方法を説明するための工程図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、本発明の温度測定センサの他の製造方法を説明するための工程図である。 図９は、本発明の温度測定センサを用いた温度測定装置の正面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。

図１は、本発明の温度測定センサの正面図、図２は、図１に示した温度測定センサのＡ部拡大図、図３は、本発明の温度測定センサにおいて、除電機能部材の実施例を示した正面図、図４は、本発明の温度測定センサにおける金属導電ケースであって、図４（ａ）は正面図，図４（ｂ）は側面図，図４（ｃ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ線による断面図である。

本発明の温度測定センサおよび温度測定装置は、シリコンウェハなどの半導体製造時に、シリコンウェハを洗浄するために用いられる薬液などの被測定流体の温度を測定するためのものである。

以下、本発明の温度測定センサおよび温度測定センサの製造方法、ならびに温度測定センサを用いた温度測定装置について順を追って説明する。

＜温度測定センサ１０＞
まず本発明の温度測定センサ１０は、図１および図２に示したように被測定流体の温度を測定するための温度センサ部を構成する測温体１２と、この測温体１２の基端部分に電気的に接続されたリード線１４と、少なくとも測温体１２部分を覆うとともに被測定流体と直接接触する保護管１６と、から構成されている。

なお、リード線１４と測温体１２の接続の際には、リード線１４に絶縁チューブ３８を被せた状態としている。

そして、測温体１２が接続されたリード線１４と保護管１６とを覆うように金属導電ケース１８が配設され、この金属導電ケース１８は、上端部が静電気除去用の除電機能部材２０と電気的に接続され、下端部が保護管１６と電気的に接続されている。

ここで金属導電ケース１８の材質としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばステンレス，チタン，ハステロイなどから成れば、導電性良好であるため、保護管１６に生じた静電気を効果的に除電できる。

なお、金属導電ケース１８の上端部と電気的に接続される除電機能部材２０は、図３（ａ）に示したように、リード線１４の周りを導電材で包囲したシールド線とした場合には、シールド線の導電材部分が除電機能部材２０である。

この場合、シールド線の上方側の導電材の端部にアース線２２を電気的に接続させることで、後述する保護管１６に生じた静電気をアース線２２の上端部の方向へ流して除電できるようにしている。シールド線とアース線２２との接続部分には、短絡および腐食防止のため樹脂収縮チューブ４２を被せることが好ましい。

一方、図３（ｂ）に示したように、いわゆる通常のリード線１４である場合には、リード線１４とは別途設けられたアース線２２が除電機能部材２０となる。この場合にも、やはり保護管１６に生じた静電気をアース線２２の上端部の方向へ流して除電できるようにしている。

ここで静電気の除電効果を得るためには、図３（ａ）と図３（ｂ）の両タイプの使用が可能であるが、加えてノイズ除去効果を得るには、特に図３（ａ）のタイプであるシールド線を用いることが好ましく、使用環境下で求められる効果に応じて選択することが好ましい。

また図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したように、金属導電ケース１８の上端部と下端部には、複数（図４では４箇所づつ）のスリット２４，２６が形成されている。

まず金属導電ケース１８の上端部に設けられたスリット２４は、ちょうど除電機能部材２０と電気的に接続する際に両部材の接続部分に位置するように設定されており、また下端部に設けられたスリット２６は、保護管１６と電気的に接続する際に両部材の接続部分に位置するように設定されている。

このようなスリット２４，２６によって、僅かではあるが径方向に伸縮性を持たせることができるため、高温、広範囲の使用頻度が高い半導体装置に使用する場合、異種素材間の接合における素材の膨張、収縮の差をスリット２４，２６で吸収することができる。

また、金属導電ケース１８の上端部のスリット２４は、カシメることができるようにな
っており、除電機能部材２０と電気的に接続した後、スリット２４をカシメることにより、内部部品の飛び出しを防止することができ、除電機能部材２０との電気的接続を確実なものとすることができる。

なお、金属導電ケース１８の除電機能部材２０との接続部分、および保護管１６との接続部分は、金属導電ケース１８と直接接続しても電気的に接続可能であるが、導電性接着剤３２，３４を介して接続することにより、より確実に電気的接続ができ、接続信頼性をさらに向上させることができる。

ここで用いられる導電性接着剤３２，３４としては、公知のものが使用できるが、中でも高導電性、耐熱性のエポキシ接着剤を用いることが好ましい。

一方、金属導電ケース１８の下端部の内側には、凸部２８が周設されており、これにより金属導電ケース１８と保護管１６との接続の際に、保護管１６の上端部が金属導電ケースの凸部２８と当接して位置決めができるようになっており、製造時における一定品質の維持が可能である。

さらに、金属導電ケース１８の凸部２８よりもさらに下方は薄肉部３０となっており、これと前述したスリット２６との相乗効果により、保護管１６と電気的に接続する際に、この薄肉部３０が僅かにバネ性を有して応力を分散させることができるようになっている。

このため保護管１６と金属導電ケース１８との熱膨張係数の違いからくる収縮の違いにより、金属導電ケース１８が保護管１６を締め付けることになっても保護管１６を破損してしまうことがなく、接続信頼性を高めることができる。

また、温度測定センサ１０の保護管１６は、炭素を主成分とした材料からなり、このような炭素を主成分とした材料としては、熱伝導率が５〜３５０Ｗ／ｍ℃の範囲内であるとともに、耐薬品性、熱応答性、導電性に優れた材質で有れば特に限定されるものではないが、例えばアモルファスカーボン，炭化ケイ素，グラファイト，ダイヤモンドライクカーボンなどを用いることが好ましい。

中でも特にアモルファスカーボンで保護管１６を構成すれば、特にシリコンウェハの洗浄時に用いられるフッ酸，硝酸，塩酸，リン酸，フッ硝酸，硫酸，アンモニアなどの薬液中に保護管１６を浸しても保護管１６を腐食させることがなく、また従来のように金属製の保護管１６は、薬液による腐食に対抗するために保護管１６の肉厚を厚くする必要があったが、本発明の保護管１６ではその必要がないため、熱応答性に優れ確実に薬液の温度管理をすることが可能である。

この保護管１６の肉厚については、保護管１６の大きさにより適宜選択されるものであるが、例えば直径４ｍｍ程度の保護管１６であれば、肉厚は０．６〜１．５ｍｍ程度であることが好ましい。

なお、保護管１６は、例えば棒状アモルファスカーボン（日清紡績株式会社製）の中央部にくり貫き加工を施すことで、図１に示したような有底筒状の保護管１６が形成されている。

また図示しないが、ステンレスのような金属製の保護管１６の被測定流体と接触する外側表面を、アモルファスカーボンでコーティングし、これにより同様の効果を得るようにしても良い。

さらに、保護管１６の内部には、樹脂充填材３６が充填され、これによりリード線１４の下端部と測温体１２とが、保護管１６内で位置ずれを生じないようになっている。

また、同様に金属導電ケース１８の除電機能部材２０と接続された上端部および保護管１６と接続された下端部以外の内部空間内にも、樹脂充填材３６が充填されている。

このような樹脂充填材３６は、熱応答性に優れ、また熱伝導率が２．４〜１０Ｗ／ｍ℃の範囲内の樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂を用いることができる。

シリコーン樹脂の具体例としては、信越化学工業株式会社製 信越シリコーンＫＥ１８６７，ＫＥ３４６７が好適である。また、エポキシ樹脂の具体例としては、株式会社オーデック製 アレムコボンド２２１０エポキシ，太陽金網株式会社製 デュラルコ１３２ＩＰエポキシが好適である。

このような樹脂充填材３６は熱伝導が良好であるため、被測定流体に僅かな温度変化が生じても、測温体１２でその温度変化を精度良く得ることができる。

なお保護管１６内の樹脂充填材３６は、保護管１６内に測温体１２が収められた状態で充填されるため、保護管１６の内径と測温体１２の外径との差が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であることが好ましい。この数値が０．１ｍｍよりも小さい場合には組立てが困難であり、また内部部品と保護管１６との熱膨張の違いによる影響を受け易くなってしまい、逆に１．０ｍｍよりも大きな場合には応答性が悪くなってしまう。

このように金属導電ケース１８が接続された温度測定センサ１０は、最後に金属導電ケース１８をすっぽりと覆うように樹脂収縮チューブ４０が被せられ、これにより本発明の温度測定センサ１０を構成している。

本発明の温度測定センサ１０は、金属導電ケース１８を介して除電機能部材２０で除電が行われるため、保護管１６と除電機能部材２０との結線用のスペースが必要なく、温度測定センサ１０を径方向に小型化させることができる。

また、上記したように保護管１６を形成する材料として、炭素を主成分とした材料（特にアモルファスカーボン）とすることで、例えばシリコンウェハの洗浄時に用いられる薬液などの被測定流体によって生ずる保護管１６の腐食を確実に防止することができ、しかも除電機能部材２０を配設することで放電ができ、確実に静電気を除去することができる。

さらに、リード線１４をシールド線とすれば、静電気の除電の他に、さらにノイズ除去も可能である。

＜温度測定センサ１０の製造方法＞
次いで本発明の温度測定センサ１０の製造方法について説明する。
図５（ａ）から図７（ｂ）は、本発明の温度測定センサ１０の実施例における製造方法を説明するための工程図である。

本発明の温度測定センサ１０の製造方法では、まず図５（ａ）に示したように温度センサ部を構成する測温体１２の基端部分にリード線１４を電気的に接続する。そして両部材の接続部分を覆うように絶縁チューブ３８を配設する。

次いで図５（ｂ）に示したように、金属導電ケース１８と、測温体１２をすっぽりと覆うための保護管１６とを対向させ、両者を電気的に接続するため、保護管１６の上端部に導電性接着剤３４を塗布する。

そして、図５（ｃ）に示したように、この状態で金属導電ケース１８の下端部に保護管１６を挿入し、今度は金属導電ケース１８の下端部のスリット２６を覆うように再度導電性接着剤３４を塗布する。

なお、金属導電ケース１８の下端部の内周には凸部２８が形成されており、ここに保護管１６の上端部を当接させることで両部材間の位置決めを行うことができるようになっている。

次いで、この金属導電ケース１８と保護管１６とを１６０℃の環境下に３０分放置することで導電性接着剤３４を硬化させ、金属導電ケース１８と保護管１６とを電気的に接続する。

さらに両部材の接続部分に耐熱エポキシ樹脂を塗布し、これを１８０℃の環境下で２時間放置して耐熱エポキシ樹脂を硬化した後、金属導電ケース１８の上端部より樹脂充填材３６を保護管１６および金属導電ケース１８内に流入させる。

次いで図６（ａ）に示したように、この状態で金属導電ケース１８の上端部より、リード線１４が接続された測温体１２を挿入して、測温体１２を保護管１６内に留め、これを１６０℃の環境下で３０分放置することにより、樹脂充填材３６を硬化させ、図６（ｂ）に示したような状態とする。

なおここで充填される樹脂充填材３６は、保護管１６内と金属導電ケース１８とで、同じものであっても異なるものであっても良く、異なる場合には、まず保護管１６内にのみ樹脂充填材３６を充填した状態でリード線１４が接続された測温体１２を挿入して樹脂充填材３６を硬化させ、さらに金属導電ケース１８内に別の樹脂充填材を充填させて硬化させれば良い。

次いで、金属導電ケース１８の上端部のスリット２４から、金属導電ケース１８および除電機能部材２０との間に導電性接着剤３２を塗布し、この状態で金属導電ケース１８の上端部をカシメて、図６（ｃ）に示したようにカシメ部４４を形成する。

さらに、図７（ａ）に示したように、このカシメ部４４を覆うように再度導電性接着剤３２を塗布し、これを１６０℃の環境下に３０分放置することにより、導電性接着剤３２を硬化させる。

そして、最後に金属導電ケース１８の外側に樹脂収縮チューブ４０を被せることにより、図７（ｂ）に示したような温度測定センサ１０が得られる。

なお、図７（ｂ）の工程では、金属導電ケース１８を覆うように一つの樹脂収縮チューブ４０が被せられているが、これに限定されるものではなく、例えば図８（ａ）に示したように、まず保護管１６と金属導電ケース１８の接続部分を樹脂収縮チューブ４６で覆い、さらに図８（ｂ）に示したように除電機能部材２０と金属導電ケース１８との接続部分を樹脂収縮チューブ４８で覆い、最後に金属導電ケース１８全体を樹脂収縮チューブ４０で覆うようにしても良いものである。

このように上記した製造方法で温度測定センサ１０を製造すれば、部材も少なく、また接続部分において、各部材同士の接続に加えて、導電性接着剤による接続も行っているため、接続信頼性が極めて高い温度測定センサ１０を提供することができる。

＜温度測定装置５０＞
次に、上記した図１〜図４に示した温度測定センサ１０を用いた温度測定装置５０について説明する。

図９に示したように、本発明の温度測定装置５０は、被測定流体（薬液）の流路が形成された流体配管部５２を備え、この流体配管部５２の流路内に、上記した温度測定センサ１０の保護管１６部分が露出するように、温度測定センサ１０が配置されている。

本実施例においては、流体配管部５２の途中に温度測定センサ１０を配設するための温度測定センサ取り付け部５４が設けられており、この温度測定センサ取り付け部５４に固定具５６を取り付けた状態で温度測定センサ１０が固定されるようになっている。

なお、温度測定センサ１０の保護管１６部分は、流体配管部５２の内部に突出されるように配置され、これにより流体配管部５２内を被測定流体が流れた際に、この保護管１６部分に被測定流体が触れ、測温体１２で獲た被測定流体の温度データを別途コンピュータなどで管理するようになっている。

また、本発明の温度測定装置５０は、保護管１６の表面に生じた静電気を、金属導電ケース１８を介し、これと接続された除電機能部材２０から放電可能であるため、保護管１６の近辺において、従来のように温度測定センサ１０の径が大きくなりすぎることがなく、比較的小径で、放電の機能を有することができ、しかもシールド線であればノイズ除去も可能であるため、温度測定による測定精度が従来よりもさらに高めることができる。

このように、本発明の温度測定センサ１０を用いた温度測定装置５０は、上記したような幾多の効果を有するものである。

以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、例えば上記した温度測定センサ１０では、測温体１２を備えて説明されているが、この測温体１２が無くても保護管１６の静電気除去およびノイズ除去効果を得ることはできるものであって、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能なものである。

１０・・・温度測定センサ
１２・・・測温体
１４・・・リード線
１６・・・保護管
１８・・・金属導電ケース
２０・・・除電機能部材
２２・・・アース線
２４・・・スリット
２６・・・スリット
２８・・・凸部
３０・・・薄肉部
３２・・・導電性接着剤
３４・・・導電性接着剤
３６・・・樹脂充填材
３８・・・絶縁チューブ
４０・・・樹脂収縮チューブ
４２・・・樹脂収縮チューブ
４４・・・カシメ部
４６・・・樹脂収縮チューブ
４８・・・樹脂収縮チューブ
５０・・・温度測定装置
５２・・・流体配管部
５４・・・温度測定センサ取り付け部
５６・・・固定具

Claims (18)

1. 温度センサ部を構成する測温体と、
   前記測温体の基端部分に電気的に接続されたリード線と、
   前記測温体部分を少なくとも覆う保護管と、
   を備えた温度測定センサであって、
   前記温度測定センサは、
   前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなり、
   さらに前記保護管とリード線とを覆うように配設された金属導電ケースを備え、
   前記金属導電ケースは、
   上端部が静電気除去用の除電機能部材と電気的に接続されているとともに、下端部が前記保護管と電気的に接続されていることを特徴とする温度測定センサ。
2. 前記リード線が、前記リード線のまわりを導電材で包囲したシールド線であって、
   前記シールド線の導電材部分が、前記除電機能部材であることを特徴とする請求項１に記載の温度測定センサ。
3. 前記除電機能部材が、アース線であることを特徴とする請求項１に記載の温度測定センサ。
4. 前記金属導電ケースが、
   上端部および／または下端部にスリットを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の温度測定センサ。
5. 前記金属導電ケースの前記下端部の内側に、前記保護管との位置決め用の凸部が周設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の温度測定センサ。
6. 前記金属導電ケースの前記保護管と電気的に接続される前記下端部の肉厚が、他の部分よりも薄肉に設定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の温度測定センサ。
7. 前記金属導電ケースの上端部と前記除電機能部材との接続部分が、導電性接着剤で接着されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の温度測定センサ。
8. 前記金属導電ケースの下端部と前記保護管との接続部分が、導電性接着剤で接着されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の温度測定センサ。
9. 前記保護管と側温体との間に、樹脂充填材が充填されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の温度測定センサ。
10. 前記金属導電ケースの内部空間のうち、前記除電機能部材と接続された上端部および保護管と接続された下端部以外の内部空間に、樹脂充填材が充填されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の温度測定センサ。
11. 前記炭素を主成分とした材料が、
    アモルファスカーボン，炭化ケイ素，グラファイト，ダイヤモンドライクカーボンのいずれかであることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の温度測定センサ。
12. 前記炭素を主成分とした材料の熱伝導率が、５〜３５０Ｗ／ｍ℃の範囲内であることを特徴とする請求項１１に記載の温度測定センサ。
13. 前記金属導電ケースを覆うように樹脂収縮チューブが設けられていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の温度測定センサ。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の温度測定センサを用いた温度測定装置であって、
    被測定流体の流路が形成された流体配管部を備え、
    前記流体配管部の流路内に、前記温度測定センサの保護管部分が露出するように、温度測定センサを配置したことを特徴とする温度測定装置。
15. 温度測定センサの製造方法であって、
    温度センサ部を構成する測温体の基端部分にリード線を電気的に接続する工程と、
    前記測温体部分を少なくとも覆うことができ炭素を主成分とした材料からなる保護管を準備するとともに、前記側温体とリード線との接続部分を覆うように設定された金属導電ケースを準備する工程と、
    前記保護管の上端部と、前記金属導電ケースの下端部と、を嵌合して電気的に接続する工程と、
    前記保護管の内部に樹脂充填材を充填し、この状態で前記リード線が接続された測温体を前記保護管内に挿入する工程と、
    前記樹脂充填材を硬化させる工程と、
    前記金属導電ケースの上端部と、静電気除去用の除電機能部材と、を電気的に接続する工程と、
    を少なくとも有することを特徴とする温度測定センサの製造方法。
16. 少なくとも前記金属導電ケースの下端部にスリットが設けられ、
    前記保護管の上端部と、前記金属導電ケースの下端部と、を嵌合して電気的に接続する工程において、
    前記金属導電ケースと前記保護管との接続部分を、導電性接着剤で接着することを特徴とする請求項１５に記載の温度測定センサの製造方法。
17. 少なくとも前記金属導電ケースの上端部にスリットが設けられ、
    前記金属導電ケースの上端部と、静電気除去用の除電機能部材と、を電気的に接続する工程において、
    前記金属導電ケースの上端部と静電気除去用の除電機能部材との接続部分を導電性接着剤で接着し、さらに金属導電ケースの上端部をカシメることを特徴とする請求項１５または１６に記載の温度測定センサの製造方法。
18. 前記金属導電ケースの上端部と静電気除去用の除電機能部材とを電気的に接続する工程の後に、
    さらに前記金属導電ケースを覆うように樹脂収縮チューブを設ける工程を有することを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の温度測定センサの製造方法。

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