JP2018072173A

JP2018072173A - 温度センサ

Info

Publication number: JP2018072173A
Application number: JP2016212493A
Authority: JP
Inventors: 将司山本; Shoji Yamamoto
Original assignee: NIHON DENSOKU KK
Current assignee: NIHON DENSOKU KK
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2018-05-10

Abstract

【課題】保護チューブが破れてウエハの洗浄液等の温度測定対象の液体が保護チューブ内に浸入しても、同液体が計測機器の接続されるリード線の他端へ到達することを防止できる温度センサを提供する。【解決手段】温度の変化に応じて電気的な物理量が変化する感温素子（例えば測温抵抗体１１）と、導線１２ａが絶縁性の被覆材によって被覆されてなり、導線１２ａの一端が感温素子に接続された複数のリード線１２と、内部に感温素子及び全てのリード線１２を収納する絶縁性の保護チューブ１３と、リード線１２の中途の位置において、リード線１２の被覆材１２ｂ及び保護チューブ１３が除去され、この除去部分に充填された絶縁性の封止材１４と、を備える。【選択図】図１

Description

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。

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必要がある（例えば、特許文献１，２等参照）。

また、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（例えば、特許文献３等参照）。

上記のウエハの洗浄液の温度を検出するための温度センサとしては、例えば、測温抵抗体または熱電対等の感温素子と、それに接続されたリード線とを、樹脂製の保護チューブ内に収納したものが用いられている。

特開平５−２９１２２３号公報特開２００１−２８３５６号公報特開２００９−２１６４９２号公報

上記の温度センサでは、その感温素子が洗浄装置内の洗浄液の液中に位置するように設置されるが、温度センサ表面に洗浄液が流れることにより温度センサが帯電してスパークすることがあり、スパークによって外側の保護チューブが破れると、そこから洗浄液が保護チューブ内へ浸入して、リード線の他端に接続された計測機器にまで洗浄液が浸入し、計測機器に被害を及ぼす虞がある。

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、保護チューブが破れてウエハの洗浄液等の温度測定対象の液体が保護チューブ内に浸入しても、同液体が計測機器の接続されるリード線の他端へ到達することを防止できる温度センサを提供することを目的としている。

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、温度の変化に応じて電気的な物理量が変化する感温素子と、導線が絶縁性の被覆材によって被覆されてなり、前記導線の一端が前記感温素子に接続された複数のリード線と、内部に前記感温素子及び全ての前記リード線を収納する絶縁性の保護チューブと、前記リード線の中途の位置において、前記リード線の被覆材及び前記保護チューブが除去され、この除去部分に充填された絶縁性の封止材と、を備えている。

この構成によれば、リード線の導線の他端を計測機器に電気的に接続して、感温素子による温度を測定することができる。そして、例えば、半導体のウエハの洗浄槽内の洗浄液の温度を測定する場合、この温度センサを、洗浄液の液中に感温素子が位置し、洗浄液の外部（例えば洗浄槽の外部）に封止材が位置するように設置することにより、洗浄液に浸された部分の保護チューブが静電気によるスパーク等によって破れて、洗浄液が保護チューブ内に浸入しても封止材の部分で阻止されてリード線の他端へ到達することはなく、洗浄液が計測機器へ浸入するのを防止できる。また、封止材によって、リード線と保護チューブとが固定されるので、保護チューブ内における感温素子及びリード線の移動を阻止できる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、保護チューブが破れてウエハの洗浄液等の温度測定対象の液体が保護チューブ内に浸入しても、同液体が計測機器の接続されるリード線の他端へ到達することを防止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。

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断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す温度センサの封止材の部分の詳細図である。図２は、図１（Ａ）に示す温度センサの使用例の一例を示す概略図である。

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、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（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断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す温度センサの封止材の部分の詳細図である。

この温度センサ１は、温度の変化に応じて物理量が変化する感温素子として測温抵抗体１１を用いたものであり、測温抵抗体１１と、リード線１２と、保護チューブ１３と、封止材１４とを備えている。

測温抵抗体１１は、コイル状の白金線１１ａをセラミック１１ｂで覆い、白金線１１ａの一端が１本の内部導線１１ｃに接続され、他端が２本の内部導線１１ｃに接続されている。すなわち、ここでは、公知の３導線式の測温抵抗体１１を例示しているが、これに限らず、例えば公知の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。

３本の内部導線１１ｃは、各々、リード線１２の導線１２ａの一端が接続されている。３本の各リード線１２の導線１２ａの他端は、計測機器（例えば図２の計測機器２を参照）に接続される。各リード線１２は、図１（Ｂ）に示すように、例えば銅線からなる導線１２ａと、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。なお、図１（Ｂ）では、リード線１２の存在領域のうちの封止材１４の形成部分以外の部分（例えば、図１（Ａ）の矢印ａ、ｂ等の部分）の断面を示している。また、図１（Ａ）では、簡略化して被覆材１２ｂを図示していない。

保護チューブ１３は、絶縁性の樹脂、例えばフッ素樹脂からなり、その一端１３ａが封止（閉塞）されている。この一端１３ａ側の内部に測温抵抗体１１が配置されるようにして、測温抵抗体１１及び全てのリード線１２が保護チューブ１３内に収納されている。よって、測温抵抗体１１及び全てのリード線１２は保護チューブ１３に覆われている。保護チューブ１３の他端は開放されており、各リード線１２の導線１２ａが上記の計測機器に接続される。

そして、本実施形態では、リード線１２の中途の位置において、リード線１２の被覆材１２ｂ及び保護チューブ１３が除去され、この除去部分に例えばフッ素樹脂からなる絶縁性の封止材１４が充填されている。封止材１４は、上記除去部分のリード線１２の導線１２ａと、上記除去部分の両側直近のリード線１２の被覆材１２ｂ及び保護チューブ１３を覆うように形成されている。

図２は、図１（Ａ）に示す温度センサ１の使用例の一例を示す概略模式図である。ここでは、温度センサ１を、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た例を示している。

この洗浄装置は、チャンバー３内に洗浄槽４が設置されている。洗浄槽４には、その外部からポンプ等によって洗浄液（薬液、純水等）５が圧送されて供給される（例えば矢印Ａ参照）。また、洗浄槽４には、排出口及びバルブ等（図示せず）が設けられて、例えばバルブを開いて排出口から洗浄液５が外部へ排出される（例えば矢印Ｂ参照）。また、洗浄槽４内へ例えば複数枚のウエハを搬入及び搬出するウエハ搬送装置（図示せず）が設けられている。

そして、洗浄槽４内の洗浄液５の温度を測定するために温度センサ１が設置されている。温度センサ１は、測温抵抗体１１が洗浄液５の液中に位置し、かつ洗浄液５の外部（例えば、洗浄液５の最も高い液面よりも高い位置、または洗浄槽４の外部）に封止材１４が位置するように設置され、一端が測温抵抗体１１に接続されているリード線１２の導線１２ａ（図１）の他端が計測機器２に接続されている。

計測機器２は、リード線１２を介して測温抵抗体１１に電流を流して電圧を測定し、その電圧から洗浄液５の温度を算出することができるよう構成されている。また、この計測機器２は、半導体装置の製造工程に用いられている図示しない多数のセンサ等の計測機器としても機能し、非常に高価な機器である。

このように、半導体のウエハの洗浄槽４内の洗浄液５の温度を測定する場合、例えば、矢印Ｂで示すように洗浄液５が外部へ排出されるとき等には、洗浄液５の流れが起きて静電気が生じ、保護チューブ１３が静電気によるスパーク等によって破れることが起こりうる。そこで、温度センサ１を測温抵抗体１１が洗浄液５の液中に位置し、かつ洗浄液５の外部に封止材１４が位置するように設置することにより、洗浄液５に浸された部分の保護チューブ１３が静電気によるスパーク等によって破れて、洗浄液５が保護チューブ１３内に浸入しても封止材１４の部分で阻止されて洗浄液５がリード線１２の他端へ到達することはなく、洗浄液５が計測機器２へ浸入するのを防止できる。このとき、封止材１４の位置をチャンバー３の内部とすることにより、保護チューブ１３内に浸入した洗浄液５が漏れたとしてもチャンバー３内で漏れて、洗浄装置の外部に影響を与えることがないので好ましい。

このように本実施形態の温度センサ１は、保護チューブ１３が破れてウエハの洗浄液等の温度測定対象の液体が保護チューブ１３内に浸入しても、封止材１４で阻止されて同液体が計測機器２の接続されるリード線１２の他端へ到達することを防止できる。また、封止材１４によってリード線１２と保護チューブ１３とが固定されるので、保護チューブ１３内における測温抵抗体１１及びリード線１２の移動を阻止できる。

なお、本実施形態では、感温素子として、測温抵抗体１１を用いたが、これに代えて、熱電対を用い、そのリード線及び保護チューブの中途に封止材１４を設けるようにしてもよい。

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。

本発明は、保護チューブが破れてウエハの洗浄液等の温度測定対象の液体が保護チューブ内に浸入しても、同液体が計測機器の接続されるリード線の他端へ到達することを防止できる温度センサ等として有用である。

１温度センサ
２計測機器
３チャンバー
４洗浄槽
５洗浄液
１１測温抵抗体
１２リード線
１２ａ導線
１２ｂ被覆材
１３保護チューブ
１４封止材

Claims

温度の変化に応じて電気的な物理量が変化する感温素子と、
導線が絶縁性の被覆材によって被覆されてなり、前記導線の一端が前記感温素子に接続された複数のリード線と、
内部に前記感温素子及び全ての前記リード線を収納する絶縁性の保護チューブと、
前記リード線の中途の位置において、前記リード線の被覆材及び前記保護チューブが除去され、この除去部分に充填された絶縁性の封止材と、
を備える温度センサ。