JP2022007368A - Temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第30条第2項適用申請有り 商談日 令和2年(2020年)6月9日 商談した場所 株式会社SCREENホールディングス 彦根事業所(滋賀県彦根市高宮町480-1)Application for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Business negotiation date June 9, 2020 Business negotiation location SCREEN Holdings Hikone Office (480-1 Takamiya-cho, Hikone City, Shiga Prefecture)
本発明は、半導体装置の製造工程においてウエハを洗浄する洗浄液等の液体の温度の測定に用いられる温度センサに関する。 The present invention relates to a temperature sensor used for measuring the temperature of a liquid such as a cleaning liquid for cleaning a wafer in a manufacturing process of a semiconductor device.
半導体装置の製造工程においては、製品歩留りの向上を図るために、ウエハへの塵埃等の付着をなくすよう、各処理工程の前後にウエハを各種の薬液や純水等の洗浄液によって充分に洗浄するようにしている。このウエハを洗浄する際には洗浄液の温度管理が重要であり、洗浄液の温度を検出するために温度センサが用いられる。一般的に測温抵抗体または熱電対等を用いた温度センサが知られている。 In the manufacturing process of semiconductor devices, in order to improve the product yield, the wafer is sufficiently washed with various chemicals and cleaning liquids such as pure water before and after each processing process so as to eliminate the adhesion of dust to the wafer. I am doing it. When cleaning this wafer, it is important to control the temperature of the cleaning liquid, and a temperature sensor is used to detect the temperature of the cleaning liquid. Generally, a temperature sensor using a resistance temperature detector or a thermoelectric pair is known.
例えば、特許文献1には、半導体装置の製造工程において薬液等の液体の温度を検出する温度センサが記載されている。この特許文献1には、測温素子とこれから測定信号を出力するリード線とを有する測温部と、この測温部のリード線に接続されたケーブルと、測温部及びケーブルの接続部を被覆する合成樹脂製チューブと、合成樹脂製チューブ全体及びケーブルの端部を被覆するようこれらに溶着された外被覆部と、を具備した構成が記載されている。
For example,
特許文献1では、測温部等と外被覆部との間に、合成樹脂製チューブを介在させることにより、外被覆部に帯電した静電気がリード線及びケーブルの芯線との間で放電しにくく、外被覆部にピンホールが生じにくくなり、リード線及びケーブルの芯線等の腐食が生じ難くなることが記載されているが、この点において改善の余地がある。
In
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、応答性が良好で、かつ耐腐食性の向上を図ることができる温度センサを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature sensor having good responsiveness and capable of improving corrosion resistance.
上記目的を達成するために、本発明のある態様に係る温度センサは、感温素子と、一端が前記感温素子に接続された絶縁被覆付きの複数のリード線と、前記複数のリード線を一括して被覆する絶縁性チューブとを有するケーブルと、先端が封止された有底筒状の底部の内側に前記感温素子が配置され、前記感温素子に接続された前記ケーブルの一端が内部に挿入された金属製保護管と、前記金属製保護管及び前記ケーブルが挿入され、前記金属製保護管の先端側の端部が封止されたフッ素樹脂製チューブと、備え、前記フッ素樹脂製チューブは、前記金属製保護管の外表面に密着されている。 In order to achieve the above object, the temperature sensor according to an embodiment of the present invention includes a temperature sensitive element, a plurality of lead wires having an insulating coating having one end connected to the temperature sensitive element, and the plurality of lead wires. The temperature-sensitive element is arranged inside a cable having an insulating tube that collectively covers it, and the bottom of the bottom of the bottom having a sealed tubular shape, and one end of the cable connected to the temperature-sensitive element is The fluororesin is provided with a metal protective tube inserted inside, a fluororesin tube into which the metal protective tube and the cable are inserted, and the end end of the metal protective tube sealed on the tip end side. The made tube is in close contact with the outer surface of the metal protective tube.
この構成によれば、金属製保護管内に、感温素子及び感温素子に接続されたケーブルの一端が挿入されているので、リード線等の腐食を防止でき、耐腐食性の向上を図ることができる。また、フッ素樹脂製チューブが金属製保護管の外表面に密着されていることにより、温度変化に対する温度センサの応答速度の向上を図り、良好な応答性を実現できる。また、金属製保護管及びケーブルがフッ素樹脂製チューブで被覆されていることによって、耐薬品性(耐薬液性)の向上を図ることができる。 According to this configuration, since one end of the temperature-sensitive element and the cable connected to the temperature-sensitive element is inserted in the metal protective tube, corrosion of lead wires and the like can be prevented and corrosion resistance is improved. Can be done. Further, since the fluororesin tube is in close contact with the outer surface of the metal protective tube, the response speed of the temperature sensor to a temperature change can be improved and good responsiveness can be realized. Further, by covering the metal protective tube and the cable with the fluororesin tube, it is possible to improve the chemical resistance (chemical resistance).
上記温度センサにおいて、前記フッ素樹脂製チューブは、前記金属製保護管からその先端とは反対側に引き出された前記ケーブルの前記金属製保護管の近傍部分の前記絶縁性チューブと溶着されていてもよい。 In the temperature sensor, even if the fluororesin tube is welded to the insulating tube in the vicinity of the metal protective tube of the cable pulled out from the metal protective tube to the side opposite to the tip thereof. good.
この構成によれば、金属製保護管内における感温素子及びリード線の移動を阻止することができる。 According to this configuration, it is possible to prevent the temperature sensitive element and the lead wire from moving in the metal protective tube.
上記温度センサにおいて、前記感温素子は、薄膜型の測温抵抗体素子であってもよい。薄膜型の測温抵抗体素子は小型でかつ安価であるので、温度センサの小型化及び低コスト化を図ることができる。 In the temperature sensor, the temperature sensitive element may be a thin film type resistance temperature detector element. Since the thin film type resistance temperature detector element is small and inexpensive, it is possible to reduce the size and cost of the temperature sensor.
本発明は、以上に説明した構成を有し、応答性が良好で、かつ耐腐食性の向上を図ることができる温度センサを提供することができるという効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has the effect of being able to provide a temperature sensor having the configuration described above, having good responsiveness, and capable of improving corrosion resistance.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状及び寸法比等については正確な表示ではない場合がある。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in order to make it easy to understand, the drawings schematically show each component, and the shape, dimensional ratio, etc. may not be accurately displayed. Further, the present invention is not limited to the following embodiments.
(実施形態)
図1(A)は、本発明の実施形態の温度センサの一例を示す概略図であり、図1(B)は、図1(A)に示す温度センサのリード線部分の断面図である。
(Embodiment)
1 (A) is a schematic view showing an example of a temperature sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (B) is a cross-sectional view of a lead wire portion of the temperature sensor shown in FIG. 1 (A).
この温度センサ1は、感温素子10と、ケーブル11と、ステンレス製の金属製保護管14と、フッ素樹脂製チューブ15とを備えている。
The
感温素子10は、温度の変化に応じて電気的な物理量が変化する素子本体部10aと、2本の接続端子(導線)10bとを有している。感温素子10(素子本体部10a)として、本例では、白金を抵抗体として用いた薄膜型測温抵抗体素子を用いているが、熱電対を用いることもできる。
The temperature-
ケーブル11は、図1(B)に示すように、絶縁被覆付きの3本のリード線12と、これら3本のリード線12が挿入されて3本のリード線12を一括して被覆する絶縁性チューブ13とを有している。各リード線12は、例えば銅線からなる導線12aと、導線12aを被覆する例えばフッ素樹脂からなる絶縁性の被覆材12bとで構成されている。絶縁性チューブ13は、例えばPFA等のフッ素樹脂で形成されている。
As shown in FIG. 1 (B), the
感温素子10の2本の接続端子10bのうち一方の接続端子10bは、3本のうちの1本のリード線12の導線12aの一端と例えば銀ロウ16を用いたロウ付けにより接続(接合)されており、他方の接続端子10bは、残りの2本のリード線12の導線12aの一端と例えば銀ロウ16を用いたロウ付けにより接続(接合)されている。なお、図1(A)では、感温素子10の2本の接続端子10bとの接続関係等をわかりやすくするために3本のリード線12を並べて図示しているが、実際は、図1(B)に示すように3本のリード線12が配置されている。
One of the two
3本の各リード線12の導線12aの他端は、計測器(図示せず)に接続される。計測器は、リード線12を介して感温素子10に電流を流して電圧を測定し、その電圧から温度を算出することができるよう構成されている。なお、ここでは、3本のリード線12を用いた3導線式を例示しているが、これに限らず、例えば4導線式としてもよい。また、2導線式もあるが、精度等の点から3導線式がよく用いられる。
The other end of the
上記のようにケーブル11に接続された感温素子10は、有底筒状の金属製保護管14の底部14aの内側に配置されている。有底筒状の金属製保護管14は、円筒状のステンレス製金属管の一端(先端)が封止溶接加工によって封止されて底部14aが形成されている。
The
なお、図示していないが、金属製保護管14内部の範囲S1において、絶縁性チューブ13から露出した部分の各リード線12、導線12a及び感温素子10の各接続端子10bに、耐熱性を有する絶縁性テープ(例えば、ポリイミドテープ)が巻かれ、各リード線12間の電気的絶縁性の維持が図られるとともに、金属製保護管14内部の空気層が少なくなるようにされている。
Although not shown, heat resistance is provided to each
フッ素樹脂製チューブ15を除いた上記の構成の製造手順は、感温素子10の2本の接続端子10bとケーブル11の3本のリード線12の導線12aとがロウ付けにより接続された後(すなわち、感温素子10にケーブル11が接続された後)、上記の絶縁性テープが範囲S1において巻かれる。その後、有底筒状の金属製保護管14内に、ケーブル11が接続された感温素子10を挿入することにより、金属製保護管14の底部14aの内側に感温素子10が配置されるとともに、ケーブル11の一端側(感温素子10側)の部分が金属製保護管14内に挿入され、ケーブル11の他端側が金属製保護管14から引き出された状態となるようにする。この後、フッ素樹脂製チューブ15が設けられる。
The manufacturing procedure of the above configuration excluding the
フッ素樹脂製チューブ15は、例えばPFA等のフッ素樹脂からなり、金属製保護管14及びケーブル11を被覆している。ここで、フッ素樹脂製チューブ15は、金属製保護管14の外表面の全面(範囲S2部分)に密着されている。また、フッ素樹脂製チューブ15は、金属製保護管14から引き出されている部分のケーブル11の、金属製保護管14の近傍の外表面部分(範囲S3部分)の絶縁性チューブ13に溶着されている。
The
金属製保護管14及びケーブル11を被覆する前のフッ素樹脂製チューブ15は、細長い円筒状であり、その内径φBは、金属製保護管14の外径φAよりも若干大きい。このフッ素樹脂製チューブ15に、金属製保護管14及びケーブル11を挿入し、この状態で範囲S3及びこの範囲S3よりも先端側部分(図1(A)において左側部分)を加熱及び加圧等の処理を行うことにより、フッ素樹脂製チューブ15の先端部15aが封止されるとともに、フッ素樹脂製チューブ15が金属製保護管14の外表面の全面に密着され、かつ、フッ素樹脂製チューブ15が、金属製保護管14から引き出された部分のケーブル11の金属製保護管14の近傍の外表面部分の絶縁性チューブ13に溶着される。
The
この温度センサ1は、例えば、半導体装置の製造工程において、ウエハの洗浄装置に用いられる。このような洗浄装置では、洗浄槽にポンプ等によって洗浄液(薬液、純水等)が圧送されて供給される。この洗浄槽内の洗浄液の温度を測定するために温度センサ1が使用される。このとき、温度センサ1は、フッ素樹脂製チューブ15の先端部15aを下向きにして、感温素子10が洗浄液の液中に位置し、金属製保護管14の上端部分(図1(A)において金属製保護管14の右端部分)が洗浄液の液面よりも上に出るようにして設置される。
This
本実施形態では、金属製保護管14内に、感温素子10及びこの感温素子10に接続されたケーブル11の一端が挿入されているので、リード線12等の腐食を防止でき、耐腐食性の向上を図ることができる。また、フッ素樹脂製チューブ15が金属製保護管14の外表面に密着されていることにより、温度変化に対する温度センサ1の応答速度の向上を図り、良好な応答性を実現できる。また、金属製保護管14及びケーブル11がフッ素樹脂製チューブ15で被覆されていることによって、耐薬品性(耐薬液性)の向上を図ることができる。
In the present embodiment, since the temperature-
さらに、フッ素樹脂製チューブ15がケーブル11の金属製保護管14の近傍の外表面部分に溶着されることによって、金属製保護管14内における感温素子10及びリード線12の移動を阻止できる。
Further, the
また、本実施形態では、感温素子10に、薄膜型の測温抵抗体素子を用いている。薄膜型の測温抵抗体素子は、巻線型のものに比べて小型でかつ安価であるので、温度センサ1の小型化及び低コスト化を図ることができる。
Further, in the present embodiment, a thin film type resistance temperature detector element is used for the temperature
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。 From the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、応答性が良好で、かつ耐腐食性の向上を図ることができる温度センサ等として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a temperature sensor or the like having good responsiveness and capable of improving corrosion resistance.
1 温度センサ
10 感温素子
11 ケーブル
12 リード線
13 絶縁性チューブ
14 金属製保護管
15 フッ素樹脂製チューブ
1
Claims (3)
一端が前記感温素子に接続された絶縁被覆付きの複数のリード線と、前記複数のリード線を一括して被覆する絶縁性チューブとを有するケーブルと、
先端が封止された有底筒状の底部の内側に前記感温素子が配置され、前記感温素子に接続された前記ケーブルの一端が内部に挿入された金属製保護管と、
前記金属製保護管及び前記ケーブルが挿入され、前記金属製保護管の先端側の端部が封止されたフッ素樹脂製チューブと、
を備え、
前記フッ素樹脂製チューブは、前記金属製保護管の外表面に密着されている、
温度センサ。 With a temperature sensitive element,
A cable having a plurality of lead wires having an insulating coating, one end of which is connected to the temperature-sensitive element, and an insulating tube that collectively covers the plurality of lead wires.
A metal protective tube in which the temperature-sensitive element is arranged inside a bottom of a bottom with a sealed cylindrical shape and one end of the cable connected to the temperature-sensitive element is inserted inside.
A fluororesin tube into which the metal protective tube and the cable are inserted and whose end end on the tip end side of the metal protective tube is sealed.
Equipped with
The fluororesin tube is in close contact with the outer surface of the metal protective tube.
Temperature sensor.
請求項1に記載の温度センサ。 The fluororesin tube is welded to the insulating tube in the vicinity of the metal protective tube of the cable, which is pulled out from the metal protective tube on the side opposite to the tip thereof.
The temperature sensor according to claim 1.
請求項1または2に記載の温度センサ。
The temperature sensitive element is a thin film type resistance temperature detector element.
The temperature sensor according to claim 1 or 2.
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