温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置
【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、さらに簡単な構造で効果的に静電気を除去することのできる温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置を提供する。
【解決手段】温度センサー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部と、少なくとも前記測温体部分を覆う保護管と、を備えた温度測定センサーであって、前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなることを特徴としている。
【解決手段】温度センサー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部と、少なくとも前記測温体部分を覆う保護管と、を備えた温度測定センサーであって、前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ーおよびこの温度測定センサーを用いた温度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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る。
このため、温度測定センサーを用いてこの薬液の温度を測定することが行われている。
【０００５】
このような温度測定センサーは、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。
【０００６】
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、こうすると温度測定センサーの温度応答性が鈍くなってしまうとともに、温度測定センサー自体が大きくなり取扱い性が良好ではなかった。
【０００７】
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例えば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、温度測定センサー自体が大きくならないような工夫がなされている。
【特許文献１】特開２００１−８３０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されているような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ものであった。
【０００９】
また温度測定センサーは、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、温度測定センサー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。
【００１０】
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、温度測定センサーの温度応答性がさらに鈍くなってしまうものであった。
【００１１】
また、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半導体製造装置の配管などにシリコンウェハの品質に悪影響を及ぼす静電気が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。
【００１２】
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、さらに簡単な構造で効果的に静電気を除去することのできる温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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ーは、
温度センサー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部と、
少なくとも前記測温体部分を覆う保護管と、
を備えた温度測定センサーであって、
前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなることを特徴とする。
【００１４】
このように炭素を主成分とした材料で保護管を構成すれば、薬液などの被測定流体による腐食を生ずることがないため、所望の測定精度を長期間維持することができる。
また、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、温度測定センサーの測温体の温度応答性を良好とすることができる。
【００１５】
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ーは、
前記保護管が、
前記保護管の基材を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、薬液などの被測定流体による腐食の心配がなく、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管が、
前記保護管の基材の表面を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする。
【００１７】
このように構成すれば、例えば基材をステンレスなどの金属製とし、この基材の表面のみ炭素を主成分とした材料とすることで、薬液などの被測定流体による腐食から保護管を確実に保護することができる。
【００１８】
また、本発明の温度測定センサーは、
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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管を構成する炭素を主成分とした材料が、熱伝導率５〜３５０Ｗ／ｍ℃の範囲内の材料であることを特徴とする。
【００２１】
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。
【００２２】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管内に、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。
【００２３】
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部と測温体の位置ずれを防止することができる。
【００２４】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、２．４〜１０Ｗ／ｍ℃の範囲内であることを特徴とする。
【００２５】
このように樹脂充填材の熱伝導率を設定すれば、熱応答性に優れ、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ーは、
前記リード線部にアース線が形成され、
前記アース線のアース端子を、導電性部材を介して前記保護管と電気的に接続していることを特徴とする。
【００２６】
このように構成すれば、静電気が帯電することがないため、温度測定センサー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。
【００２７】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記導電性部材が、
前記保護管の基端開口部近傍に装着した止め輪部材であることを特徴とする。
【００２８】
このように止め輪部材を用いれば、保護管の基端開口部近傍に装着するという簡単な構造で確実に静電気を放電することができるため、製造コストを抑えることができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の内壁側に装着されていることを特徴とする。
【００２９】
このように構成すれば、保護管の外径内にアース線を配設することができるため、温度測定センサーを必要以上に大きくする心配がない。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の外壁側に装着されていることを特徴とする。
【００３０】
このように構成すれば、リード線部の外径寸法が保護管の内径寸法に近くて基端開口部近傍の内壁側に止め輪部材を配設できない場合であっても、外壁側に装着することで確実にアース線を配設することができるため、正確に温度測定センサーを機能させることができ、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
【００３１】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に位置している前記リード線部に形成されたアース線のアース端子を、前記ケース内に充填した導電性材料を介して、前記保護管と電気的に接続していることを特徴とする。
【００３２】
このように構成すれば、アース線をケース内に収めることができるため、アース線の断線の心配がなく、また外観良好であり、正確に温度測定センサーを機能させることができ、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
【００３３】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記導電性材料が、導電性接着剤であることを特徴とする。
このように導電性接着剤であれば、アース線のアース端子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。
【００３４】
このため、アース線が保護管から断線する心配がなく、正確に温度測定センサーを機能させることができ、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
【００３５】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に熱伝導率０．１〜２．６Ｗ／ｍ℃の樹脂充填材が充填されていることを特徴とする。
【００３６】
このように設定された樹脂充填材をケース内に充填すれば、樹脂充填材の熱伝導率が悪いため、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、精度の良い温度測定センサーを得ることができる。
【００３７】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記ケース内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。
【００３８】
このように設定されていれば、保護管内の測温体は、被測定流体の温度のみを拾うことができるため、精度良く被測定流体の温度を得ることができる。
【００３９】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記ケースの材質が、耐熱性を有する材質からなることを特徴とする。
このようにケースが耐熱性を有していれば、被測定流体が高温であっても、内部のリード線を確実に保護することができる。
【００４０】
したがって、被測定流体の温度を確実に得ることができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが非接触状態であることを特徴とする。
【００４１】
このように構成した場合には、アース端子と保護管との間を導電性接着剤で満たすことで、確実にアース線としての機能を果たすことができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが接触状態であることを特徴とする。
【００４２】
このように構成した場合には、アース端子と保護管との接続がより確実であり、さらに両者を導電性接着剤で確実に接合すれば、より確実にアース線としての機能を果たすことができる。
【００４３】
また、本発明の温度測定装置は、
上記いずれかに記載の温度測定センサー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ーの保護管部分が露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする。
【００４４】
このように上記した温度測定センサーを用いて温度測定装置を構成すれば、特に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。
【００４５】
さらに、保護管が炭素を主成分とした材料からなれば、水圧によって温度測定センサー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ーの大きさを小さくすることができる。
【００４６】
さらに、保護管が炭素を主成分とした材料からなれば、温度応答性が良好であるため、正確に温度測定センサー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。
【００４７】
また、本発明の温度測定装置は、
前記流体配管部の流路内に、前記温度測定センサーの保護管部分の先端部分のみが露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする。
【００４８】
このように、保護管が炭素を主成分とした材料からなれば、温度応答性が良好であるため、流路内に温度センサーの先端部分のみを露出させるだけで、正確に温度測定センサーを機能させることができる。
【００４９】
また、本発明の温度測定装置は、
前記流体配管部の温度測定センサーの取り付け部分に、弾性リングを介装したことを特徴とする。
【００５０】
このように弾性リングを用いれば、温度測定装置において、温度測定装置の保護管の材質とその他の材質とが熱膨張の異なる材料であっても、この熱膨張の差を弾性リングが吸収できるため、組み付けが良好であり、正確に温度測定センサーを機能させることができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、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、さらに簡単な構造で効果的に静電気を除去することのできる温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
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ーの正面図、図２〜図５は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた実施例における正面図、図６は、本発明の温度測定センサーにおいて、ケース内に樹脂充填材を充填した他の実施例における正面図、図７は、本発明の温度測定センサーを用いた温度測定装置の正面図である。
【００５３】
本発明の温度測定センサー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。
【００５４】
以下、本発明の温度測定センサーと、この温度測定センサーを用いた温度測定装置について順を追って説明する。
＜温度測定センサー１０＞
まず本発明の温度測定センサー１０は、図１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ー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部１４と、少なくとも被測定流体と接触する測温体１２部分を覆う保護管１６と、から構成されている。
【００５５】
なお本実施例における保護管１６は、リード線部１４の下端部と測温体１２の全体とをすっぽりと覆うように構成されており、この保護管１６の内部には、樹脂製の充填材１８が充填され、これによりリード線部１４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。
【００５６】
このような樹脂充填材１８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。
【００５７】
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。
【００５８】
このような樹脂充填材１８は熱伝導が良好であるため、保護管１６内に樹脂充填材１８が充填されていれば、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。
【００５９】
なお、保護管１６内に測温体１２が収められた状態で樹脂充填材１８を充填するため、保護管１６の内径と測温体１２の外径との差は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。
【００６０】
そして、本発明においてこの温度測定センサー１０の保護管１６は、炭素を主成分とした材料から構成されている点で特に特徴的である。
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，シリコンカーバイド，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。
【００６１】
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。
【００６２】
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０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００６３】
なお、保護管１６の製造方法としては、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を容易に形成することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
さらにこのような温度測定センサー１０は、使用環境下における静電気発生除去のため、図２に示したようにアース線２０を設けることが好ましい。
このアース線２０は、リード線部１４に形成されており、保護管１６の基端開口部近傍に導電性部材からなる止め輪部材２４を配設し、この止め輪部材２４とアース線２０のアース端子２２とを接続することで、放電されるようになっている。
【００６６】
なお、図２に示した温度測定センサー１０では、保護管１６の基端開口部近傍の内側に止め輪部材２４が配設されているが、図３に示したように、保護管１６の基端開口部近傍の外側に止め輪部材２４が配設されていてもよく、保護管１６の内径とリード線部１４の外径との差などに応じて適宜選択が可能なものである。
【００６７】
また図２および図３に示したようなアース線２０の配設の仕方以外には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したように、保護管１６の基端部と、リード線部１４の先端近傍とをケース３０で覆い、ケース３０内に導電性材料からなる導電性接着剤３２を充填して、アース線２０のアース端子２２と保護管１６とを、この導電性接着剤３２を介して電気的に接続するようにしても良い。
【００６８】
アモルファスカーボンは、材料の特性上、半田付けが困難であるが、導電性接着剤３２を用いれば確実に保護管１６とアース線２０のアース端子２２との接続ができ、静電気を除去することができる。
【００６９】
なお図４（ａ）および図４（ｂ）に示した温度測定センサー１０においては、樹脂製チューブからなるケース３０内において、リード線部１４の測温体１２と接続される端子の周りを樹脂チューブ３４で覆い、その外側をさらに別の樹脂チューブ３６で覆っている。そして、ケース３０の内表面に接するように円筒ケース３８が配設され、これらと保護管１６とが座金４０を介して固定されている。このケース３０としては、ＰＦＡチューブを用いることが望ましい。
【００７０】
これらの部材によりケース３０内部に空間を形成し、この空間内に導電性接着剤３２を貯留させるようになっている。なお、図中の符号４２は、リード線１４の端子同士が接触
してショートしないようにするために設けられた絶縁チューブである。
【００７１】
また、図４（ａ）および図４（ｂ）に示した温度測定センサー１０は、アース線２０が保護管１６の基端部と非接触状態であるが、図５に示したようにアース線２０と保護管１６の基端部とを直接接触させても良いものである。
【００７２】
図４および図５に示した温度測定センサー１０では、いずれも導電性接着剤３２を介してアース線２０のアース端子２２と保護管１６とを電気的に接続するようになっているため、確実に放電ができ、静電気を除去することができる。
【００７３】
なお、このような導電性接着剤３２としては、特に限定されるものではないが、高導電性、高熱伝導性のエポキシ接着剤を用いることが好ましい。
また、保護管１６の径が細く、リード線部１４の各配線６８が保護管１６内に入れら
れない場合には、図６に示したように、保護管１６とリード線部１４の各配線６８との間を耐熱性を有するケース７４で覆い、各配線６８の先端部分と測温体１２とを電気的に接続するようにすれば良い。
【００７４】
さらに、この際、ケース７４内には樹脂充填材７０を充填しておくことが好ましい。ケース７４は下端側が保護管１６の端部とぴったりと嵌合するようになっており、ケース７４の上端側はリード線部１４との間に若干の隙間が生ずるようになっている。
【００７５】
そして、上端側の隙間より、例えばディスペンサ７２を用いてケース３０内へ樹脂充填材７０を充填し、これが固化することで図６に示したような温度測定センサー１０を構成することができる。
【００７６】
ここでケース７４内に充填される樹脂充填材７０は、熱伝導率が０．１〜２．６Ｗ／ｍ℃の範囲内であることが好ましい。なお、このようにケース７４内に充填される樹脂充填材７０の熱伝導率は、保護管１６内に充填される樹脂充填材１８の熱伝導率よりも小さいことが好ましい。
【００７７】
このように設定すれば、ケース７４周辺の温度を測温体１２が拾ってしまうことがな
く、被測定流体の温度のみを確実に得ることができる。
【００７８】
また、このようなケース７４内に充填される樹脂充填材７０としては、例えばシリコーン樹脂，エポキシ樹脂が好適である。なお、上記した実施例のようにアース線（図示せず）を用いる場合には、ケース３０内に充填される樹脂充填材７０として具体的に太陽金網株式会社製 デュラルコ１２２エポキシまたは、株式会社オーデック製 パイロダクト５９８Ａを用いると良い。
【００７９】
一方、アース線を用いない場合には、具体的に太陽金網株式会社製 デュラルコ４４６１ＩＰエポキシまたは、信越化学工業株式会社製 信越シリコーンＫＥ１０８，ＫＥ１０６を用いると良い。
【００８０】
さらにケース７４は、耐熱性を有する材質から成れば特に限定されるものではない。
このような材質の具体例としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），フッ素樹脂，ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ＰＦＳ（ポリエーテルサルフォン），ＰＳＦ（ポリサルフォン），ＰＯＭ（ポリアセタール），ＰＥＩ（ポリエーテルイミド），セラミック，シリコーン，銅，ステンレス，アルミニウム，チタンなどを挙げることができる。これらの材質は、熱伝導率が０．１〜３７２Ｗ／ｍ℃の範囲内である。
【００８１】
中でもＰＰＳは、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃と悪いため、ケース７４周辺の温度を測温体１２が拾ってしまうことがなく、確実に被測定流体の温度のみを得ることができる。
このような材質は、耐熱性を有するとともに強度があるため、例えばリード線１４と測温体１２との間に曲げなどの力が加わったとしてもこのケース７４部分より曲げを生ずることがなく、リード線１４と測温体１２との接続を維持することができる。
【００８２】
このように本発明の温度測定センサー１０は、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、しかもアース線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。
【００８３】
また上記したように、ケース７４を用いた場合、ケース７４内に樹脂充填材７０を充填し、さらに保護管１６内にも樹脂充填材１８を充填し、ケース７４内の樹脂充填材７０の熱伝導率が、保護管１６内の樹脂充填材１８の熱伝導率よりも小さくすることにより、ケース７４周辺の温度を測温体１２が拾ってしまうことがなく、被測定流体の温度のみを確実に得ることができる。
【００８４】
＜温度測定装置５０＞
次に、上記した図１〜図６に示した温度測定センサー１０を用いた温度測定装置５０について説明する。
【００８５】
図７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ー１０の保護管１６部分が露出するように、温度測定センサー１０が配置されている。
【００８６】
本実施例においては、配管構成部材５８に流体配管部５２が形成され、その上部にはこの流体配管部５２から保護管１６部分が露出するとともに、この保護管１６を挿入するための保護管挿入部６４が形成されており、この保護管挿入部６４に温度測定センサー１０の保護管１６部分が挿入されている。
【００８７】
さらに、この配管構成部材５８の上にリード線部１４が挿入可能なリード線挿入部６６を有する蓋部材６０が配設され、このリード線挿入部６６内にリード線部１４を挿入した状態で、配管構成部材５８と蓋部材６０とを締結部材６２で固定することで温度測定装置５０が構成されている。
【００８８】
なお、配管構成部材５８の温度測定センサー１０の取り付け部分には、弾性リング取り付け部５４が形成され、ここに弾性リング５６が介装されており、これにより例えばアモルファスカーボンからなる保護管１６と、これを収容する配管構成部材５８や蓋部材６０などが、保護管１６とは熱膨張係数の異なる材質から成っていても、この弾性リング５６によって熱膨張の差を吸収することができ、取り付けを良好に行うことができる。
【００８９】
また、本発明の温度測定装置５０は、炭素を主成分とした材料（特にアモルファスカーボン）からなる保護管１６を有する温度測定センサー１０を用いることが前提であるため、従来、熱伝導性が悪かったために流体配管部５２中央付近まで保護管１６を挿入して使用していたものが、その必要がなく、従来よりも保護管１６が短くてよくなり製造コストを抑えることができる。
【００９０】
また、保護管１６が短くて良いため、従来のように流体配管部５２中央付近まで保護管を挿入して使用していた場合に生じていた流体の圧力により振動や変形などの影響がなく
なり、精度良く被測定流体の温度を検出することができる。
【００９１】
このように、本発明の温度測定センサー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、例えば測温体の無いリード線部のみをアモルファスカーボンからなる保護管で覆い、リード線部のリード端子を、上記したように導電性部材などを介して保護管と接続した電極として構成することも可能であり、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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、本発明の温度測定センサーの正面図である。
【図２】図２は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた実施例における正面図である。
【図３】図３は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた他の実施例における正面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた他の実施例における正面図であって、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部拡大図である。
【図５】図５は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた他の実施例における正面図であって、図４（ｂ）と同様な要部拡大図である。
【図６】図６は、本発明の温度測定センサーにおいて、ケース内に樹脂充填材を充填した他の実施例における正面図である。
【図７】図７は、本発明の温度測定センサーを用いた温度測定装置の正面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０・・・温度測定センサー
１２・・・測温体
１４・・・リード線部
１６・・・保護管
１８・・・樹脂充填材
２０・・・アース線
２２・・・アース端子
２４・・・止め輪部材
３０・・・ケース
３２・・・導電性接着剤
３４・・・樹脂チューブ
３６・・・樹脂チューブ
３８・・・円筒ケース
４０・・・座金
４２・・・絶縁チューブ
５０・・・温度測定装置
５２・・・流体配管部
５４・・・取り付け部
５６・・・弾性リング
５８・・・配管構成部材
６０・・・蓋部材
６２・・・締結部材
６４・・・保護管挿入部
６６・・・リード線挿入部
６８・・・配線
７０・・・樹脂充填材
７２・・・ディスペンサ
７４・・・ケース
【技術分野】
【０００１】
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ーおよびこの温度測定センサーを用いた温度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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る。
このため、温度測定センサーを用いてこの薬液の温度を測定することが行われている。
【０００５】
このような温度測定センサーは、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。
【０００６】
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、こうすると温度測定センサーの温度応答性が鈍くなってしまうとともに、温度測定センサー自体が大きくなり取扱い性が良好ではなかった。
【０００７】
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例えば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、温度測定センサー自体が大きくならないような工夫がなされている。
【特許文献１】特開２００１−８３０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されているような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ものであった。
【０００９】
また温度測定センサーは、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、温度測定センサー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。
【００１０】
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、温度測定センサーの温度応答性がさらに鈍くなってしまうものであった。
【００１１】
また、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半導体製造装置の配管などにシリコンウェハの品質に悪影響を及ぼす静電気が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。
【００１２】
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、さらに簡単な構造で効果的に静電気を除去することのできる温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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ーは、
温度センサー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部と、
少なくとも前記測温体部分を覆う保護管と、
を備えた温度測定センサーであって、
前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなることを特徴とする。
【００１４】
このように炭素を主成分とした材料で保護管を構成すれば、薬液などの被測定流体による腐食を生ずることがないため、所望の測定精度を長期間維持することができる。
また、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、温度測定センサーの測温体の温度応答性を良好とすることができる。
【００１５】
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ーは、
前記保護管が、
前記保護管の基材を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、薬液などの被測定流体による腐食の心配がなく、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管が、
前記保護管の基材の表面を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする。
【００１７】
このように構成すれば、例えば基材をステンレスなどの金属製とし、この基材の表面のみ炭素を主成分とした材料とすることで、薬液などの被測定流体による腐食から保護管を確実に保護することができる。
【００１８】
また、本発明の温度測定センサーは、
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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管を構成する炭素を主成分とした材料が、熱伝導率５〜３５０Ｗ／ｍ℃の範囲内の材料であることを特徴とする。
【００２１】
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。
【００２２】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管内に、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。
【００２３】
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部と測温体の位置ずれを防止することができる。
【００２４】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、２．４〜１０Ｗ／ｍ℃の範囲内であることを特徴とする。
【００２５】
このように樹脂充填材の熱伝導率を設定すれば、熱応答性に優れ、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ーは、
前記リード線部にアース線が形成され、
前記アース線のアース端子を、導電性部材を介して前記保護管と電気的に接続していることを特徴とする。
【００２６】
このように構成すれば、静電気が帯電することがないため、温度測定センサー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。
【００２７】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記導電性部材が、
前記保護管の基端開口部近傍に装着した止め輪部材であることを特徴とする。
【００２８】
このように止め輪部材を用いれば、保護管の基端開口部近傍に装着するという簡単な構造で確実に静電気を放電することができるため、製造コストを抑えることができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の内壁側に装着されていることを特徴とする。
【００２９】
このように構成すれば、保護管の外径内にアース線を配設することができるため、温度測定センサーを必要以上に大きくする心配がない。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の外壁側に装着されていることを特徴とする。
【００３０】
このように構成すれば、リード線部の外径寸法が保護管の内径寸法に近くて基端開口部近傍の内壁側に止め輪部材を配設できない場合であっても、外壁側に装着することで確実にアース線を配設することができるため、正確に温度測定センサーを機能させることができ、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
【００３１】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に位置している前記リード線部に形成されたアース線のアース端子を、前記ケース内に充填した導電性材料を介して、前記保護管と電気的に接続していることを特徴とする。
【００３２】
このように構成すれば、アース線をケース内に収めることができるため、アース線の断線の心配がなく、また外観良好であり、正確に温度測定センサーを機能させることができ、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
【００３３】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記導電性材料が、導電性接着剤であることを特徴とする。
このように導電性接着剤であれば、アース線のアース端子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。
【００３４】
このため、アース線が保護管から断線する心配がなく、正確に温度測定センサーを機能させることができ、確実に被測定流体の温度管理をすることができる。
【００３５】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に熱伝導率０．１〜２．６Ｗ／ｍ℃の樹脂充填材が充填されていることを特徴とする。
【００３６】
このように設定された樹脂充填材をケース内に充填すれば、樹脂充填材の熱伝導率が悪いため、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、精度の良い温度測定センサーを得ることができる。
【００３７】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記ケース内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。
【００３８】
このように設定されていれば、保護管内の測温体は、被測定流体の温度のみを拾うことができるため、精度良く被測定流体の温度を得ることができる。
【００３９】
また、本発明の温度測定センサーは、
前記ケースの材質が、耐熱性を有する材質からなることを特徴とする。
このようにケースが耐熱性を有していれば、被測定流体が高温であっても、内部のリード線を確実に保護することができる。
【００４０】
したがって、被測定流体の温度を確実に得ることができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが非接触状態であることを特徴とする。
【００４１】
このように構成した場合には、アース端子と保護管との間を導電性接着剤で満たすことで、確実にアース線としての機能を果たすことができる。
また、本発明の温度測定センサーは、
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが接触状態であることを特徴とする。
【００４２】
このように構成した場合には、アース端子と保護管との接続がより確実であり、さらに両者を導電性接着剤で確実に接合すれば、より確実にアース線としての機能を果たすことができる。
【００４３】
また、本発明の温度測定装置は、
上記いずれかに記載の温度測定センサー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ーの保護管部分が露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする。
【００４４】
このように上記した温度測定センサーを用いて温度測定装置を構成すれば、特に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。
【００４５】
さらに、保護管が炭素を主成分とした材料からなれば、水圧によって温度測定センサー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ーの大きさを小さくすることができる。
【００４６】
さらに、保護管が炭素を主成分とした材料からなれば、温度応答性が良好であるため、正確に温度測定センサー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。
【００４７】
また、本発明の温度測定装置は、
前記流体配管部の流路内に、前記温度測定センサーの保護管部分の先端部分のみが露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする。
【００４８】
このように、保護管が炭素を主成分とした材料からなれば、温度応答性が良好であるため、流路内に温度センサーの先端部分のみを露出させるだけで、正確に温度測定センサーを機能させることができる。
【００４９】
また、本発明の温度測定装置は、
前記流体配管部の温度測定センサーの取り付け部分に、弾性リングを介装したことを特徴とする。
【００５０】
このように弾性リングを用いれば、温度測定装置において、温度測定装置の保護管の材質とその他の材質とが熱膨張の異なる材料であっても、この熱膨張の差を弾性リングが吸収できるため、組み付けが良好であり、正確に温度測定センサーを機能させることができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、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、さらに簡単な構造で効果的に静電気を除去することのできる温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
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ーの正面図、図２〜図５は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた実施例における正面図、図６は、本発明の温度測定センサーにおいて、ケース内に樹脂充填材を充填した他の実施例における正面図、図７は、本発明の温度測定センサーを用いた温度測定装置の正面図である。
【００５３】
本発明の温度測定センサー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。
【００５４】
以下、本発明の温度測定センサーと、この温度測定センサーを用いた温度測定装置について順を追って説明する。
＜温度測定センサー１０＞
まず本発明の温度測定センサー１０は、図１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ー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部１４と、少なくとも被測定流体と接触する測温体１２部分を覆う保護管１６と、から構成されている。
【００５５】
なお本実施例における保護管１６は、リード線部１４の下端部と測温体１２の全体とをすっぽりと覆うように構成されており、この保護管１６の内部には、樹脂製の充填材１８が充填され、これによりリード線部１４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。
【００５６】
このような樹脂充填材１８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。
【００５７】
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。
【００５８】
このような樹脂充填材１８は熱伝導が良好であるため、保護管１６内に樹脂充填材１８が充填されていれば、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。
【００５９】
なお、保護管１６内に測温体１２が収められた状態で樹脂充填材１８を充填するため、保護管１６の内径と測温体１２の外径との差は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。
【００６０】
そして、本発明においてこの温度測定センサー１０の保護管１６は、炭素を主成分とした材料から構成されている点で特に特徴的である。
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，シリコンカーバイド，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。
【００６１】
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。
【００６２】
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０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００６３】
なお、保護管１６の製造方法としては、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を容易に形成することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
さらにこのような温度測定センサー１０は、使用環境下における静電気発生除去のため、図２に示したようにアース線２０を設けることが好ましい。
このアース線２０は、リード線部１４に形成されており、保護管１６の基端開口部近傍に導電性部材からなる止め輪部材２４を配設し、この止め輪部材２４とアース線２０のアース端子２２とを接続することで、放電されるようになっている。
【００６６】
なお、図２に示した温度測定センサー１０では、保護管１６の基端開口部近傍の内側に止め輪部材２４が配設されているが、図３に示したように、保護管１６の基端開口部近傍の外側に止め輪部材２４が配設されていてもよく、保護管１６の内径とリード線部１４の外径との差などに応じて適宜選択が可能なものである。
【００６７】
また図２および図３に示したようなアース線２０の配設の仕方以外には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したように、保護管１６の基端部と、リード線部１４の先端近傍とをケース３０で覆い、ケース３０内に導電性材料からなる導電性接着剤３２を充填して、アース線２０のアース端子２２と保護管１６とを、この導電性接着剤３２を介して電気的に接続するようにしても良い。
【００６８】
アモルファスカーボンは、材料の特性上、半田付けが困難であるが、導電性接着剤３２を用いれば確実に保護管１６とアース線２０のアース端子２２との接続ができ、静電気を除去することができる。
【００６９】
なお図４（ａ）および図４（ｂ）に示した温度測定センサー１０においては、樹脂製チューブからなるケース３０内において、リード線部１４の測温体１２と接続される端子の周りを樹脂チューブ３４で覆い、その外側をさらに別の樹脂チューブ３６で覆っている。そして、ケース３０の内表面に接するように円筒ケース３８が配設され、これらと保護管１６とが座金４０を介して固定されている。このケース３０としては、ＰＦＡチューブを用いることが望ましい。
【００７０】
これらの部材によりケース３０内部に空間を形成し、この空間内に導電性接着剤３２を貯留させるようになっている。なお、図中の符号４２は、リード線１４の端子同士が接触
してショートしないようにするために設けられた絶縁チューブである。
【００７１】
また、図４（ａ）および図４（ｂ）に示した温度測定センサー１０は、アース線２０が保護管１６の基端部と非接触状態であるが、図５に示したようにアース線２０と保護管１６の基端部とを直接接触させても良いものである。
【００７２】
図４および図５に示した温度測定センサー１０では、いずれも導電性接着剤３２を介してアース線２０のアース端子２２と保護管１６とを電気的に接続するようになっているため、確実に放電ができ、静電気を除去することができる。
【００７３】
なお、このような導電性接着剤３２としては、特に限定されるものではないが、高導電性、高熱伝導性のエポキシ接着剤を用いることが好ましい。
また、保護管１６の径が細く、リード線部１４の各配線６８が保護管１６内に入れら
れない場合には、図６に示したように、保護管１６とリード線部１４の各配線６８との間を耐熱性を有するケース７４で覆い、各配線６８の先端部分と測温体１２とを電気的に接続するようにすれば良い。
【００７４】
さらに、この際、ケース７４内には樹脂充填材７０を充填しておくことが好ましい。ケース７４は下端側が保護管１６の端部とぴったりと嵌合するようになっており、ケース７４の上端側はリード線部１４との間に若干の隙間が生ずるようになっている。
【００７５】
そして、上端側の隙間より、例えばディスペンサ７２を用いてケース３０内へ樹脂充填材７０を充填し、これが固化することで図６に示したような温度測定センサー１０を構成することができる。
【００７６】
ここでケース７４内に充填される樹脂充填材７０は、熱伝導率が０．１〜２．６Ｗ／ｍ℃の範囲内であることが好ましい。なお、このようにケース７４内に充填される樹脂充填材７０の熱伝導率は、保護管１６内に充填される樹脂充填材１８の熱伝導率よりも小さいことが好ましい。
【００７７】
このように設定すれば、ケース７４周辺の温度を測温体１２が拾ってしまうことがな
く、被測定流体の温度のみを確実に得ることができる。
【００７８】
また、このようなケース７４内に充填される樹脂充填材７０としては、例えばシリコーン樹脂，エポキシ樹脂が好適である。なお、上記した実施例のようにアース線（図示せず）を用いる場合には、ケース３０内に充填される樹脂充填材７０として具体的に太陽金網株式会社製 デュラルコ１２２エポキシまたは、株式会社オーデック製 パイロダクト５９８Ａを用いると良い。
【００７９】
一方、アース線を用いない場合には、具体的に太陽金網株式会社製 デュラルコ４４６１ＩＰエポキシまたは、信越化学工業株式会社製 信越シリコーンＫＥ１０８，ＫＥ１０６を用いると良い。
【００８０】
さらにケース７４は、耐熱性を有する材質から成れば特に限定されるものではない。
このような材質の具体例としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），フッ素樹脂，ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ＰＦＳ（ポリエーテルサルフォン），ＰＳＦ（ポリサルフォン），ＰＯＭ（ポリアセタール），ＰＥＩ（ポリエーテルイミド），セラミック，シリコーン，銅，ステンレス，アルミニウム，チタンなどを挙げることができる。これらの材質は、熱伝導率が０．１〜３７２Ｗ／ｍ℃の範囲内である。
【００８１】
中でもＰＰＳは、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃と悪いため、ケース７４周辺の温度を測温体１２が拾ってしまうことがなく、確実に被測定流体の温度のみを得ることができる。
このような材質は、耐熱性を有するとともに強度があるため、例えばリード線１４と測温体１２との間に曲げなどの力が加わったとしてもこのケース７４部分より曲げを生ずることがなく、リード線１４と測温体１２との接続を維持することができる。
【００８２】
このように本発明の温度測定センサー１０は、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、しかもアース線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。
【００８３】
また上記したように、ケース７４を用いた場合、ケース７４内に樹脂充填材７０を充填し、さらに保護管１６内にも樹脂充填材１８を充填し、ケース７４内の樹脂充填材７０の熱伝導率が、保護管１６内の樹脂充填材１８の熱伝導率よりも小さくすることにより、ケース７４周辺の温度を測温体１２が拾ってしまうことがなく、被測定流体の温度のみを確実に得ることができる。
【００８４】
＜温度測定装置５０＞
次に、上記した図１〜図６に示した温度測定センサー１０を用いた温度測定装置５０について説明する。
【００８５】
図７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ー１０の保護管１６部分が露出するように、温度測定センサー１０が配置されている。
【００８６】
本実施例においては、配管構成部材５８に流体配管部５２が形成され、その上部にはこの流体配管部５２から保護管１６部分が露出するとともに、この保護管１６を挿入するための保護管挿入部６４が形成されており、この保護管挿入部６４に温度測定センサー１０の保護管１６部分が挿入されている。
【００８７】
さらに、この配管構成部材５８の上にリード線部１４が挿入可能なリード線挿入部６６を有する蓋部材６０が配設され、このリード線挿入部６６内にリード線部１４を挿入した状態で、配管構成部材５８と蓋部材６０とを締結部材６２で固定することで温度測定装置５０が構成されている。
【００８８】
なお、配管構成部材５８の温度測定センサー１０の取り付け部分には、弾性リング取り付け部５４が形成され、ここに弾性リング５６が介装されており、これにより例えばアモルファスカーボンからなる保護管１６と、これを収容する配管構成部材５８や蓋部材６０などが、保護管１６とは熱膨張係数の異なる材質から成っていても、この弾性リング５６によって熱膨張の差を吸収することができ、取り付けを良好に行うことができる。
【００８９】
また、本発明の温度測定装置５０は、炭素を主成分とした材料（特にアモルファスカーボン）からなる保護管１６を有する温度測定センサー１０を用いることが前提であるため、従来、熱伝導性が悪かったために流体配管部５２中央付近まで保護管１６を挿入して使用していたものが、その必要がなく、従来よりも保護管１６が短くてよくなり製造コストを抑えることができる。
【００９０】
また、保護管１６が短くて良いため、従来のように流体配管部５２中央付近まで保護管を挿入して使用していた場合に生じていた流体の圧力により振動や変形などの影響がなく
なり、精度良く被測定流体の温度を検出することができる。
【００９１】
このように、本発明の温度測定センサー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、例えば測温体の無いリード線部のみをアモルファスカーボンからなる保護管で覆い、リード線部のリード端子を、上記したように導電性部材などを介して保護管と接続した電極として構成することも可能であり、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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、本発明の温度測定センサーの正面図である。
【図２】図２は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた実施例における正面図である。
【図３】図３は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた他の実施例における正面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた他の実施例における正面図であって、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部拡大図である。
【図５】図５は、本発明の温度測定センサーにおいて、アース線を取り付けた他の実施例における正面図であって、図４（ｂ）と同様な要部拡大図である。
【図６】図６は、本発明の温度測定センサーにおいて、ケース内に樹脂充填材を充填した他の実施例における正面図である。
【図７】図７は、本発明の温度測定センサーを用いた温度測定装置の正面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０・・・温度測定センサー
１２・・・測温体
１４・・・リード線部
１６・・・保護管
１８・・・樹脂充填材
２０・・・アース線
２２・・・アース端子
２４・・・止め輪部材
３０・・・ケース
３２・・・導電性接着剤
３４・・・樹脂チューブ
３６・・・樹脂チューブ
３８・・・円筒ケース
４０・・・座金
４２・・・絶縁チューブ
５０・・・温度測定装置
５２・・・流体配管部
５４・・・取り付け部
５６・・・弾性リング
５８・・・配管構成部材
６０・・・蓋部材
６２・・・締結部材
６４・・・保護管挿入部
６６・・・リード線挿入部
６８・・・配線
７０・・・樹脂充填材
７２・・・ディスペンサ
７４・・・ケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサー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部と、
少なくとも前記測温体部分を覆う保護管と、
を備えた温度測定センサーであって、
前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなることを特徴とする温度測定センサー。
【請求項２】
前記保護管が、
前記保護管の基材を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする請求項１に記載の温度測定センサー。
【請求項３】
前記保護管が、
前記保護管の基材の表面を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする請求項１に記載の温度測定センサー。
【請求項４】
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３のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項５】
前記保護管を構成する炭素を主成分とした材料が、熱伝導率５〜３５０Ｗ／ｍ℃の範囲内の材料であ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ー。
【請求項６】
前記保護管内に、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５のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項７】
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、２．４〜１０Ｗ／ｍ℃の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の温度測定センサー。
【請求項８】
前記リード線部にアース線が形成され、
前記アース線のアース端子を、導電性部材を介して前記保護管と電気的に接続し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ー。
【請求項９】
前記導電性部材が、
前記保護管の基端開口部近傍に装着した止め輪部材であることを特徴とする請求項８に記載の温度測定センサー。
【請求項１０】
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の内壁側に装着されていることを特徴とする請求項９に記載の温度測定センサー。
【請求項１１】
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の外壁側に装着されていることを特徴とする請求項９に記載の温度測定センサー。
【請求項１２】
前記温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に位置している前記リード線部に形成されたアース線のアース端子を、前記ケース内に充填した導電性材料を介して、前記保護管と電気的に接続していることを特徴とする請求項８に記載の温度測定センサー。
【請求項１３】
前記導電性材料が、導電性接着剤であることを特徴とする請求項１２に記載の温度測定
センサー。
【請求項１４】
前記温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に熱伝導率０．１〜２．６Ｗ／ｍ℃の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ー。
【請求項１５】
前記ケース内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率よりも低いことを特徴とする請求項１４に記載の温度測定センサー。
【請求項１６】
前記ケースの材質が、耐熱性を有する材質からなることを特徴とする請求項１４または１５に記載の温度測定センサー。
【請求項１７】
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが非接触状態であることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項１８】
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが接触状態であることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載の温度測定センサー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ーの保護管部分が露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする温度測定装置。
【請求項２０】
前記流体配管部の流路内に、前記温度測定センサーの保護管部分の先端部分のみが露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする請求項１９に記載の温度測定装置。
【請求項２１】
前記流体配管部の温度測定センサーの取り付け部分に、弾性リングを介装したことを特徴とする請求項１９または２０に記載の温度測定装置。
【請求項１】
温度センサー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部と、
少なくとも前記測温体部分を覆う保護管と、
を備えた温度測定センサーであって、
前記保護管が、炭素を主成分とした材料からなることを特徴とする温度測定センサー。
【請求項２】
前記保護管が、
前記保護管の基材を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする請求項１に記載の温度測定センサー。
【請求項３】
前記保護管が、
前記保護管の基材の表面を、炭素を主成分とした材料とすることを特徴とする請求項１に記載の温度測定センサー。
【請求項４】
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３のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項５】
前記保護管を構成する炭素を主成分とした材料が、熱伝導率５〜３５０Ｗ／ｍ℃の範囲内の材料であ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ー。
【請求項６】
前記保護管内に、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５のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項７】
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、２．４〜１０Ｗ／ｍ℃の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の温度測定センサー。
【請求項８】
前記リード線部にアース線が形成され、
前記アース線のアース端子を、導電性部材を介して前記保護管と電気的に接続し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ー。
【請求項９】
前記導電性部材が、
前記保護管の基端開口部近傍に装着した止め輪部材であることを特徴とする請求項８に記載の温度測定センサー。
【請求項１０】
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の内壁側に装着されていることを特徴とする請求項９に記載の温度測定センサー。
【請求項１１】
前記止め輪部材が、前記保護管の基端開口部近傍の外壁側に装着されていることを特徴とする請求項９に記載の温度測定センサー。
【請求項１２】
前記温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に位置している前記リード線部に形成されたアース線のアース端子を、前記ケース内に充填した導電性材料を介して、前記保護管と電気的に接続していることを特徴とする請求項８に記載の温度測定センサー。
【請求項１３】
前記導電性材料が、導電性接着剤であることを特徴とする請求項１２に記載の温度測定
センサー。
【請求項１４】
前記温度測定センサーは、
前記保護管の基端部と前記リード線部の先端近傍とを覆うケースを備え、
前記ケース内に熱伝導率０．１〜２．６Ｗ／ｍ℃の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ー。
【請求項１５】
前記ケース内に充填される樹脂充填材の熱伝導率が、
前記保護管内に充填される樹脂充填材の熱伝導率よりも低いことを特徴とする請求項１４に記載の温度測定センサー。
【請求項１６】
前記ケースの材質が、耐熱性を有する材質からなることを特徴とする請求項１４または１５に記載の温度測定センサー。
【請求項１７】
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが非接触状態であることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項１８】
前記アース線のアース端子と、前記保護管の基端部とが接触状態であることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の温度測定センサー。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載の温度測定センサー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ーの保護管部分が露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする温度測定装置。
【請求項２０】
前記流体配管部の流路内に、前記温度測定センサーの保護管部分の先端部分のみが露出するように、温度測定センサーを配置したことを特徴とする請求項１９に記載の温度測定装置。
【請求項２１】
前記流体配管部の温度測定センサーの取り付け部分に、弾性リングを介装したことを特徴とする請求項１９または２０に記載の温度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−５４４９１（Ｐ２０１０−５４４９１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８３３３３（Ｐ２００８−２８３３３３）
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
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