[发明专利]静电电容型压力传感器

说明书

本发明的静电电容型压力传感器减少CIP时的热冲击引起的传感器特性的恶化，并且缩短在CIP结束后恢复到规定的自加热温度的时间。在引入来自压力导入管(3)的清洗液进行壳体(2)内清洗时(CIP时)，抑制供给至加热器(5)的供给电流(I)，以使传感器外壳(4)内的温度(例如80℃)低于规定的自加热温度(例如125℃)。例如，在CIP时，将去往加热器控制部(11)的设定温度(tHsp)从通常时设定温度(tHsp 1)(125℃)切换到清洗时设定温度tHsp2(80℃)。

技术领域

本发明涉及一种静电电容型压力传感器，其具有检测与被测定介质的压力相对应的静电电容的膜片结构的传感器芯片。

背景技术

一直以来，在使用于半导体制造设备等中的以真空计为首的压力传感器中，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，并将由此产生的位移转换为某种信号。

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的静电电容型压力传感器被广为人知。由于该静电电容型压力传感器的气体种类依赖性小，因此经常使用于以半导体设备为首的工业用途中。例如为了测量在半导体制造装置等的制造过程中的压力而被使用，将用于测量该压力的静电电容型压力传感器称为隔膜真空计。此外，承受被测定介质的压力而弯曲的膜片被称为感压膜片，或者被称为传感器膜片。

该隔膜真空计包括：传感器芯片，其将承受被测定介质的压力而弯曲的膜片的位移检测为静电电容的变化；壳体，其容纳传感器芯片；压力导入管，其连接于壳体并将被测定介质的压力引导到壳体的内部；以及传感器外壳，其覆盖壳体。

该隔膜真空计基本上会在膜片(传感器膜片)上堆积与作为加工对象的薄膜相同的物质、其副产物等。以下，将该堆积的物质称为污染物质。当该污染物质在膜片上堆积时，由于它们所引起的应力而产生膜片的弯曲，从而在传感器的输出信号中发生漂移(零点漂移)。另外，由于堆积的污染物质，在外观上膜片变厚，膜片变得难以弯曲，并且伴随压力施加的输出信号的变化幅度(跨度)也会变得比本来的输出信号的变化幅度小。

在此，在隔膜真空计中，在压力导入管与壳体之间设置挡板，使所述挡板的板面正交于被测定介质的通过方向，从而防止被测定介质中包含的污染物质堆积在膜片上。另外，以包围传感器外壳的外周面的方式设置加热器，用该加热器加热(自加热)传感器外壳的内部，从由此膜片周围的温度保持在污染物质不会析出的高温(例如，参照专利文献1以及专利文献2)。

这种隔膜真空计不仅用于半导体制造装置，而且也用于真空冷冻干燥装置等。特别是在面向医药和精细化工的真空冷冻干燥装置中，进行定期的原位清洗(CIP，Cleaningin Place)、原位灭菌(SIP(Sterilization in Place)(例如，参照专利文献3以及专利文献4)。在CIP中，例如，使用未被调节液温的约25℃的清洗液来进行包括隔膜真空计的装置内部的清洗。在SIP中，使用高压蒸汽进行包括隔膜压力计的装置内部的灭菌。另外，安装在真空冷冻干燥装置中的隔膜真空计主要是100Pa abs等比较低的压力范围，并且为了提高灭菌保证水平，使用将自加热温度(规定的自加热温度)设定为125℃的模式等。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开平5-281073号公报

【专利文献2】日本专利特开2007-002986号公报

【专利文献3】日本专利第3639783号公报

【专利文献4】日本专利特表2008-506951号公报

发明内容

【发明要解决的问题】