[發明專利]靜電電容型壓力傳感器

有效

• 申請號: 201810678519.3
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN109141739B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 關根正志;石原卓也;添田將;櫪木偉伸
• 申請（專利權）人: 阿自倍爾株式會社
• 主分類號: G01L21/00
• 分類號: G01L21/00
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本發明的靜電電容型壓力傳感器減少CIP時的熱沖擊引起的傳感器特性的惡化，并且縮短在CIP結束后恢復到規定的自加熱溫度的時間。在引入來自壓力導入管(3)的清洗液進行殼體(2)內清洗時(CIP時)，抑制供給至加熱器(5)的供給電流(I)，以使傳感器外殼(4)內的溫度(例如80℃)低于規定的自加熱溫度(例如125℃)。例如，在CIP時，將去往加熱器控制部(11)的設定溫度(tHsp)從通常時設定溫度(tHsp 1)(125℃)切換到清洗時設定溫度tHsp2(80℃)。

技術領域

本發明涉及一種靜電電容型壓力傳感器，其具有檢測與被測定介質的壓力相對應的靜電電容的膜片結構的傳感器芯片。

背景技術

一直以來，在使用于半導體制造設備等中的以真空計為首的壓力傳感器中，大多采用使用所謂的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems微機電系統)技術并具有小型膜片的傳感器元件。該傳感器元件的主要檢測原理為，利用膜片來承受壓力介質的壓力，并將由此產生的位移轉換為某種信號。

例如，作為使用了這種傳感器元件的壓力傳感器，將承受被測定介質的壓力而彎曲的膜片(隔膜)的位移檢測為靜電電容的變化的靜電電容型壓力傳感器被廣為人知。由于該靜電電容型壓力傳感器的氣體種類依賴性小，因此經常使用于以半導體設備為首的工業用途中。例如為了測量在半導體制造裝置等的制造過程中的壓力而被使用，將用于測量該壓力的靜電電容型壓力傳感器稱為隔膜真空計。此外，承受被測定介質的壓力而彎曲的膜片被稱為感壓膜片，或者被稱為傳感器膜片。

該隔膜真空計包括：傳感器芯片，其將承受被測定介質的壓力而彎曲的膜片的位移檢測為靜電電容的變化；殼體，其容納傳感器芯片；壓力導入管，其連接于殼體并將被測定介質的壓力引導到殼體的內部；以及傳感器外殼，其覆蓋殼體。

該隔膜真空計基本上會在膜片(傳感器膜片)上堆積與作為加工對象的薄膜相同的物質、其副產物等。以下，將該堆積的物質稱為污染物質。當該污染物質在膜片上堆積時，由于它們所引起的應力而產生膜片的彎曲，從而在傳感器的輸出信號中發生漂移(零點漂移)。另外，由于堆積的污染物質，在外觀上膜片變厚，膜片變得難以彎曲，并且伴隨壓力施加的輸出信號的變化幅度(跨度)也會變得比本來的輸出信號的變化幅度小。

在此，在隔膜真空計中，在壓力導入管與殼體之間設置擋板，使所述擋板的板面正交于被測定介質的通過方向，從而防止被測定介質中包含的污染物質堆積在膜片上。另外，以包圍傳感器外殼的外周面的方式設置加熱器，用該加熱器加熱(自加熱)傳感器外殼的內部，從由此膜片周圍的溫度保持在污染物質不會析出的高溫(例如，參照專利文獻1以及專利文獻2)。

這種隔膜真空計不僅用于半導體制造裝置，而且也用于真空冷凍干燥裝置等。特別是在面向醫藥和精細化工的真空冷凍干燥裝置中，進行定期的原位清洗(CIP，Cleaningin Place)、原位滅菌(SIP(Sterilization in Place)(例如，參照專利文獻3以及專利文獻4)。在CIP中，例如，使用未被調節液溫的約25℃的清洗液來進行包括隔膜真空計的裝置內部的清洗。在SIP中，使用高壓蒸汽進行包括隔膜壓力計的裝置內部的滅菌。另外，安裝在真空冷凍干燥裝置中的隔膜真空計主要是100Pa abs等比較低的壓力范圍，并且為了提高滅菌保證水平，使用將自加熱溫度(規定的自加熱溫度)設定為125℃的模式等。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本專利特開平5-281073號公報

【專利文獻2】日本專利特開2007-002986號公報

【專利文獻3】日本專利第3639783號公報

【專利文獻4】日本專利特表2008-506951號公報

發明內容

【發明要解決的問題】