专利名称：耐蚀金属制流体用传感器及用该传感器的流体供给设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及主要用于检出半导体制造装置的供气线路等中的质量流量和/或压力，将传感器部的整个触气面用不锈钢(SUS316L)等具有耐蚀性的金属材料形成，对强耐蚀性的流体也具有优异的耐蚀性，同时能够达成除颗粒(particle-free)及无泄漏(leak-free)并可进一步提高检出精度的耐蚀金属制流体用传感器，以及采用该传感器的流体供给设备。
背景技术：
一直以来，在化学分析装置等的技术领域中，作为流体的质量流量测定用的传感器，往往采用毛细管型热式质量流量传感器或微机械技术制造的硅制超小型热式质量流量传感器。
然而，前者毛细管型热式质量流量传感器，其结构上能够将传感器的触气面用不锈钢形成，因此具有能够容易提高对被测定流体的耐蚀性的特征。
但是，该毛细管型热式质量流量传感器中，为了加热毛细管而需要缠绕加热器用电阻线。因此，各制品传感器间特性上存在容易产生偏差的问题。
另外，由于毛细管和加热用电阻线的热容量比较大，存在质量流量传感器的响应速度低的问题。
另一方面，随着近年所谓微机械技术的发展，后者硅制超小型热式质量流量传感器的开发以及利用范围越来越广，不仅用于化学相关领域，而且在汽车等机械工业的领域也广泛得到应用。这是因为该硅制超小型热式质量流量传感器能够通过成批处理制造，不仅各制品传感器间的特性上的偏差减少，而且伴随小型化而热容量变小，具有作为传感器的响应速度极高的优异特征。
但是，该硅制超小型热式质量流量传感器中也存在许多必须要解决的问题，其中急需待解决的问题就是耐蚀性。即，由于该硅制超小型热式质量流量传感器中采用硅作为触气面的构成材料，存在被卤类等的流体容易腐蚀的基本难题。
另外，由于该质量流量传感器中密封材料采用环氧树脂或O环等的有机材料，因而不能避免颗粒的释放或外部泄漏的发生，结果，存在不能用于半导体制造装置的供气线路等的问题。
并且，在该质量流量传感器中，随着被测定流体的压力变动，质量流量的检出值变动，或者因将质量流量传感器安装于供气线路时的机械紧固力(或者按压力)而传感器本身变形，从而存在质量流量的检出值上产生偏差的问题。
为了解决上述硅制超小型热式质量流量传感器所具有的问题，迄今为止开发了各式各样的技术。
例如在日本特开2001-141540号和日本特开2001-141541号等中，如图20所示，在由硅基片A构成的构架D上面形成的膜E的最外层设置防温层E6，从而提高膜E的稳定性。还有，图20中，E1～E3表示形成膜E的氧化硅层；E4表示氮化硅层；E5表示白金属；C表示引线连接用夹。
如上所述，在上述图20所示的硅制超小型热式质量流量传感器中，通过在构架D的下面侧设置氮化硅层E4，或者设置由氮化硅层构成的防温层E6来提高膜E的防水性或防湿性。但是，由于构架D本身由硅基片A形成，上述腐蚀等的问题，并没有得到根本的改善。
专利文献1日本特开2001-141540号公报专利文献2日本特开2001-141541号公报发明的公开发明旨在解决传统的质量流量传感器中的上述问题，即，(1)毛细管型热式质量流量传感器中，在制品间的特性上容易产生偏差，而且响应速度低；另外，(2)硅制超小型热式质量流量传感器中，缺乏耐蚀性且不能避免颗粒的发生和外部泄漏的发生，以及由于被测定流体的压力或传感器的安装机构的变化而在质量流量的检出值上发生偏差等，本发明的主要目的在于提供(a)能够采用微机械技术制造超小型且质量均匀的制品，而且(b)可自动修正因流体压力的变动导致的检出值的偏差，同时(c)耐蚀性优异、(d)作到高响应速度或除颗粒、(e)外部无泄漏、(f)可检出质量流量和流体压力两方面的耐蚀金属制流体用传感器和采用该传感器的流体供给设备。
本发明人活用微机械技术，通过在不锈钢等的耐蚀性金属基片上，用薄膜体形成质量流量传感器部中必要的2个测温电阻和加热器、连接各元件之间的引线及压力传感器部所需要的应变传感器元件或引线等，(a)防止流体用传感器的各制品之间的质量偏差，并提高耐蚀性和响应性，并且(b)实现除颗粒和外部无泄漏，(c)检出流体压力及实现对流体压力的变动导致的质量流量传感器检出值的变动的自动修正，以及(d)通过压力传感器部可监测流体压力，基于该构思试制具备质量流量传感器部和压力传感器部的流体用传感器并不断进行其动作实验。
本发明基于上述构思与各种实验结果创作而成，本发明权利要求1的基本结构特征在于设有耐蚀性金属基片2；形成设于该耐蚀性金属基片2的接触流体表面的背面侧的温度传感器3a和加热器3b的用薄膜构成的质量流量传感器部3；以及形成设于耐蚀性金属基片2的接触流体表面的背面侧的应变传感器元件4a的由薄膜构成的压力传感器部4，测量流体的质量流量及压力。
本发明权利要求2是在权利要求1的发明中，将耐蚀性金属基片2在使其接触流体表面露出到外方的状态下插入耐蚀金属制的传感器底座10的安装沟10a内，并将耐蚀金属基片2的外周缘气密地焊接到传感器底座10的结构。
本发明权利要求3在权利要求1或权利要求2的发明中，通过压力传感器部4的输出，补偿对应质量流量传感器部3的压力的输出漂移。
在本发明权利要求4中，权利要求1、权利要求2或权利要求3的薄膜F由以下部分构成在耐蚀性金属基片2的接触流体表面的背面形成的绝缘膜5；在其上方形成的形成温度传感器3a、加热器3b及应变传感器元件4a的金属膜M；以及覆盖绝缘膜5及金属膜M的保护膜6。
在本发明权利要求5的发明中，将权利要求1至权利要求4中任一项所述的耐蚀金属制流体用传感器搭载于流体控制设备上，在流体控制时适当进行流量及压力的确认。
在权利要求6的发明中，将权利要求2所述的耐蚀金属制流体用传感器S的传感器底座10通过设置金属垫圈27定位于具备连通使流体流入的流体流入口21a和使流体流出的流体流出口21c之间的流体通路21b的主体21的所述流体通路21b内，通过经由所述传感器底座10按压金属垫圈27，保持主体21与传感器底座10之间的气密，同时对于用以保持所述气密的金属垫圈27，使其正上方构件的刚性相对较高，从而抑制按压该金属垫圈27导致的质量流量传感器部3及压力传感器部4的变形。
本发明中，与传统的硅制超小型热式质量流量传感器的场合同样，活用微机械技术制造流体用传感器，因此能够使制品之间的质量上的偏差极小。另外，通过将传感器基片即耐蚀性金属基片(例如SUS316L制基片)加工成薄片，同时将电阻线等薄膜化，使传感器部的热容量极小，因此显著提高传感器的响应速度。
本发明中，将整个触气面由耐蚀性金属构成，同时用焊接来组装传感器部和传感器底座，并通过金属垫圈密封来安装到管体等，能够达成耐腐蚀或除颗粒、外部无泄漏。
而且，在本发明中，将质量流量传感器部和压力传感器部同时形成于耐蚀性金属基片上，根据压力传感器部的检出值，可调整流体压力的变动造成的质量流量的变化量(漂移量)，因此可进行更高精度的质量流量的检出，同时可根据需要将压力检出值输出到外部。
附图的简单说明图1是本发明的耐蚀金属制热式质量流量传感器的传感器部的平面概要图。
图2是图1的A-A剖面概要图。
图3是本发明的耐蚀金属制热式质量流量传感器的动作原理的说明图。
图4是传感器部的制造工序的说明图，其中，(a)表示不锈钢薄片的准备工序；(b)表示绝缘膜5的形成工序；(c)表示Cr/Pt/Cr膜(金属膜M)的形成工序；(d)表示保护膜6的形成工序；(e)表示电极插入孔的形成工序；(f)表示不锈钢薄片的背面蚀刻工序；(g)表示传感器部1的切断蚀刻工序。
图5是一例表示耐蚀金属制流体用传感器的剖面概要图。
图6是本发明的流体用传感器的质量流量检出用的信号检出用电路的方框结构图。
图7表示流体压力与流体传感器输出/温度传感器的电桥电路输出的关系的线图。
图8是表示本发明的传感器部的各种特性的线图，其中(a)表示加热器温度与测温电阻的电阻值的关系，(b)表示加热器电流与测温电阻的电阻值的关系，(c)表示气流量与传感器输出的关系。
图9是表示用压力传感器部4对压力变动进行补偿后的传感器的流量特性的线图。
图10是一例本发明的流体用传感器的流量响应特性的线图。
图11是用于本发明的流体用传感器S的流量特性的测定的测定电路的流程结构图。
图12是用于对本发明的流体用传感器S的供给压力变动的流量特性的测定的测定电路的流程结构图。
图13表示用图12的测定电路测定的本发明的流体用传感器S的供给压力变动时的流量特性。
图14是一例表示本发明的流体用传感器的组装图的剖视图。
图15是另一例表示本发明的流体用传感器的组装图的剖视图。
图16是又一例表示本发明的流体用传感器的组装图的剖视图。
图17是表示本发明的流体用传感器的另一组装例的平面图。
图18是图17的B-B剖视图。
图19是图17的侧视图。
图20是传统硅制超小型热式质量流量传感器的概要剖视图。
符号说明S表示耐蚀金属制流体用传感器，F表示薄膜，M1表示形成质量流量传感器部的金属膜，M2表示形成压力传感器部的金属膜，W表示耐蚀性金属材料，G表示被测定气体，1表示传感器部，2表示耐蚀性金属基片，3表示质量流量传感器部，3a表示温度传感器，3a1、3a2表示测温电阻，3b表示加热器，4表示压力传感器部，4a表示应变传感器元件，5表示绝缘膜，6表示保护膜，6a表示质量流量传感器部用保护膜，6b表示应变传感器部用保护膜，7表示电极插入孔，9a、9b表示抗蚀剂，10表示传感器底座，10a表示安装沟，11表示加热器驱动电路，12a表示压力偏置调整电路，12b表示质量流量偏置调整电路，13表示偏置调整电路(微调用)，14表示增益调整电路，15a、15b表示差动放大电路，16表示质量流量输出端子，17表示流体压力输出端子，4a1、4a2表示应变传感器元件，18表示信号处理电路，19表示乘法处理电路，20表示接头部，21表示主体，22表示传感器底座压片，23表示布线用基片压片，24表示布线用基片，25、26表示导销，27表示金属垫圈，28表示胶片，29表示引线销，30表示引线(金线)，31表示主体，32表示压力检测器，33表示控制阀，34表示压电型阀驱动装置，35表示节流装置，36表示过滤器，37表示中继基片，38表示轴承，39表示安装螺孔，40表示He气源，41表示压力调整器，42表示压力式流量控制装置，43表示隔膜真空泵，44表示流体用传感器S的驱动电路，45表示示波器，46表示信号发送器，47表示三通切换阀，48表示质量流量计，P1、P2表示压力计，49表示压力式流量控制装置的2次侧管路(内容积为15cc或者50cc)，50表示压力调整阀，S0表示流体用传感器S的流量输出，F0表示压力式流量控制装置的流量输出，M0表示质量流量计的流量输出，PT表示2次侧压力计的输出，51表示流体流入口，52表示流体流出口。
本发明的最佳实施方式(耐蚀金属制流体用传感器的实施例1)以下，借助
本发明的实施方式。
图1是本发明的耐蚀金属制流体用传感器的要部即传感器部1的平面概要图，图2是图1的A-A处剖面概要图。
该传感器部1由较薄的耐蚀性金属基片2、在基片2的上面形成的绝缘膜5、在绝缘膜5的上面形成的质量流量传感器部3及压力传感器部4、在质量流量传感器部3及压力传感器部4等的上面形成的保护膜6等形成。
另外，所述质量流量传感器部3由温度传感器3a及加热器3b等形成，所述压力传感器部4由应变传感器元件4a等形成。
并且，由绝缘膜5，形成温度传感器3a的测温电阻3a1、3a2和加热器3b、导电用引线部分(图示省略)、应变传感器元件4a等的金属膜M，以及保护膜6，在耐蚀性金属基片2的上面侧(接触流体表面的背面侧)形成薄膜F，在所述保护膜6上，通过蚀刻加工形成具有合适的尺寸的电极插入孔7。
可是，如图2及图3所示，被测定气体G在传感器部1的下面侧(接触流体表面侧)沿着耐蚀性金属基片2按图2的箭头方向流过。此时耐蚀性金属基片2上被供给气体G所具有的一部分热量，结果，耐蚀性金属基片2的温度分布Tt如图3所示，由未流过气体G时的温度分布To变化到温度分布Tt。
如上所述，因为流过气体G而产生的耐蚀性金属基片2的温度分布的变化，通过形成温度传感器3的各测温电阻3a1、3a2的电阻值的变化，呈现为测温电阻3a1、3a2两端的电压值的变化，将该电压值的变化以差动输出的方式检出，从而可检出气体G的质量流量。
另外，如上述的热式质量流量传感器的动作原理与公知的硅制热式质量流量传感器的场合相同，因此在这里省略其详细说明。
同样地，被测定气体G的压力经由应变传感器元件4a的输出连续地检出，气体G的压力变动以应变传感器元件4a的输出变动的方式被检出。
另外，如后所述，质量流量传感器部3的输出与被测定气体G的压力大致成比例地变动，因此利用该压力传感器部4的检出压力值，在质量流量传感器部3中进行检出质量流量的检出值的补偿。
形成所述传感器部1的耐蚀性金属材料W，由于随着厚度，传感器部1的热容量变化，影响质量流量传感器部3的响应速度及传感器灵敏度。参照图1及图2，在本实施例中，使用厚度150μm以下的不锈钢薄片(SUS316L)。通过作成150μm以下，传感器部1的热容量变小，可提高响应速度或传感器灵敏度，但是只要能获得充分的响应速度或传感器灵敏度，当然可在150μm以上。
所述绝缘膜5如后所述是用所谓CVD法形成的厚度1.2μm～1.8μm的氧化被膜，在本实施例中将用CVD(Chemical VaporDeposition)法形成的厚度1.5μm的SiO2膜作为绝缘膜5加以使用。
所述测温电阻3a1、3a2及加热器3b由在所述绝缘膜5上用质量流量传感器部用掩模图案(图示省略)形成的金属膜M1形成，在本实施例中由通过蒸镀法依次积层Cr/Pt/Cr(厚度10/100/10μm)而成的金属膜分别形成测温电阻3a1、3a2及加热器3b等。
同样地，应变传感器元件4a由在所述绝缘膜5上用应变传感器部用掩模图案(图示省略)形成的金属膜M2形成，在本实施例中由通过蒸镀法依次积层Cr/Cr-Ni/Cr(厚度10μm/100μm/10μm)而成的金属膜M2形成应变传感器元件4a。
所述保护膜6是覆盖测温电阻3a1、3a2或加热器3b、应变传感器元件4a等上方的膜体，在本实施例中使用通过CVD法形成的厚度0.4～0.7μm(质量流量传感器部3及压力传感器部4)的SiO2被膜。
另外，在该保护膜6上通过等离子蚀刻法设有适当形状的电极插入孔7，通过该电极插入孔7进行电极棒等的引出。
还有，形成传感器部1的耐蚀性金属基片2的背面侧加工成厚度150μm以下。
另外，传感器部1最终因所谓贯通蚀刻加工而从耐蚀性金属材料W切断，该被切断的传感器部1通过激光焊接等气密状地固定于另外形成的耐蚀金属制的流量传感器底座10(如后述)，如图5所示结构，构成本发明的耐蚀金属制流体用传感器S。还有，10a是设于传感器底座10的安装沟。
(传感器部的加工工艺)以下，说明形成所述传感器部1的质量流量传感器部3的制作加工工艺。
图4是形成在本发明中使用的传感器部1的质量流量传感器部3及压力传感器部4的制造工序的说明图。
首先，作为耐蚀性金属材料W准备适当形状尺寸例如直径70mmφ～150mmφ、厚度150μm以下的不锈钢薄片(SUS316L)(图4(a))。另外，作为耐蚀性金属材料W，显然可用不锈钢薄片以外的金属薄片(例如由Cr-Ni合金构成的不锈钢片)。
接着，在所述准备的不锈钢薄片的外背面，通过用TEOS(Tetra-Ethoxy-Silane)的等离子CVD装置(Plasma-Enhanced Chemical VaporDeposition Device)形成厚度约1.5μm的SiO2膜(绝缘膜)5(图4(b))。
然后，在所述SiO2膜5上，用电子束加热型蒸镀装置和质量流量传感器部形成用的光掩模图案(图示省略)，用金属膜M1形成由Cr/Pt/Cr膜(厚度10/100/10μm)构成的测温电阻3a1、3a2及加热器3b等的图案(图4(c))。
另外，若形成所述质量流量传感器部3的金属膜M1的形成结束，则取代质量流量传感器部形成用的光掩模图案而用压力传感器部形成用的光掩模图案(图示省略)，在SiO2膜5上用金属膜M2形成通过所述电子束加热型蒸镀装置由Cr/Cr-Ni合金/Cr膜(厚度10/100/10μm)构成的应变传感器元件4a等的图案(图4(d))。
然后，在所述图4(c)及图4(d)的工序中形成的形成质量流量传感器部3的测温电阻3a1、3a2及加热器3b以及形成压力传感器部4的应变传感器元件4a等上，通过使用所述TEOS的等离子CVD装置，形成厚度约0.5μm的SiO2膜(保护膜)6(图4(e))。
接着，通过使用CF4气体的等离子蚀刻装置，利用电极插入孔的形成用光掩模图案(图示省略)，在所述保护膜6上开设测温电阻3a1、3a2或加热器3b用的口径200μm的电极取出用的孔(电极插入孔7)以及应变传感器元件4a用的口径约100μm的电极取出用的孔(图示省略)(图4(f))。
还有，SUS316L材料或Cr对CF4气体的等离子具有高耐性，因此当SiO2膜6的蚀刻完成时，进行中的蚀刻自动地停止。结果，完全不会有所谓过蚀刻的危险性。
最后，在涂敷抗蚀剂9a、9b后，用氯化铁溶液(FeCl340wt％)进行蚀刻处理，从而圆形地贯通，将传感器部1从材料W切断。
还有，从材料W切断的圆形的传感器部1在除去抗蚀剂9a、9b后，嵌合到形成为如图5所示的形状的传感器底座10的安装沟10a内，并通过激光焊接外周缘部来气密状地焊接固定于传感器底座10。从而，构成本发明的耐蚀金属制流体用传感器S。
图6是所述图5所示的本发明的流体用传感器S的质量流量检出用的信号检出用电路的方框结构图，该信号检出用电路由以下部分构成由质量流量传感器部3和压力传感器部4构成的传感器部1；加热器驱动电路11；压力偏置调整电路12a；质量流量偏置调整电路12b；偏置调整电路(微调用)13；增益调整电路14；差动放大电路15a、15b；质量流量输出端子16；流体压力输出端子17；信号处理电路18；以及乘法处理电路19等。另外，在图6中，3a1、3a2为温度传感器元件，4a1、4a2为应变传感器元件。
参照图6，通过使加热器驱动电路11工作，进行质量流量传感器部3的加热，由于被测定气体G的流通，随形成质量流量传感器部3的温度传感器元件3a的上游侧测温电阻3a1及下游侧测温电阻3a2的温度变化而电阻值变化时，该变化作为输出电压的变化而输入到差动放大电路15b，其差动放大输出经由质量流量偏置调整电路12b、偏置调整电路13及乘法处理电路19输出到质量流量输出端子16。
由于形成本发明的传感器部1的耐蚀性金属基片2薄膜化，通过气体G的流过，传感器部1因其气压而变形，结果温度传感器3a的测温电阻3a1、3a2的电阻值变化，从而温度传感器3a的电桥输出变动。
图7表示在本发明的流体用传感器S中，不作压力传感器部4的调整(即图6中的压力偏置调整电路12a的增益调整、基于来自信号处理电路18的输出的偏置调整电路13的调整及增益调整电路14的增益调整)时的流体压力与传感器S的质量流量输出(输出端子16的输出mV)的关系，曲线A、B、C表示关于三个样品的实际测量值(到测温电阻3a1、3a2的电流值5mA的场合)。
另外，经实验确认在使加热器3b工作与不使加热器3b工作的任一场合，因流体压力的变动而传感器S的输出变动，并且，即使加热器工作电流相同，针对上游侧测温电阻3a1与下游侧测温电阻3a2的流体压力P的电阻值的变化量也各自不同。
如上所述，在采用通常的电阻电桥电路的场合，出现传感器部1的输出随着变形的发生而变化的问题，但在本发明中使用的信号检出用电路中，根据来自压力传感器部4的输出，经由该应变传感器元件4a1、4a2、压力偏置调整电路12a及信号处理电路18等微调从上游侧测温电阻3a1及下游侧测温电阻3a2输出的电压值的放大率及偏置，因此由流体压力P的施加而产生的各测温电阻3a1、3a2的输出电压值的变化因所述各放大率及偏置的调整而消失。
结果，可完全抑制基于气压的传感器部1的输出变动，并可进行高精度的质量流量的检出。
图8是本发明的流体用传感器S的特性示图，图8的(a)表示加热器3b的温度与电阻值的关系；(b)表示加热器3b的电流值与电阻值的关系；(c)表示气流量(SCCM)与检出输出值(V)的关系。
还有，图8的为各种特性的测定而提供的温度传感器3a的加热器3b的电阻值约2.4kΩ，测温电阻3a1、3a2的电阻值为2.0kΩ(两者为同一值)，在加热器3b上流过10mA的电流，同时在测温电阻3a1、3a2上流过1.2mA的电流。另外，流体压力保持100KPaG的一定值。
并且，使气流量在0～100SCCM的范围变化时的传感器部1的输出值的变化约1.0V(但是，输出值因OP放大器而放大500倍)。
并且，传感器部1的输出值依赖于后述图14所示的流体用传感器S的流量传感器底座10和流体通路之间的间隙(流路高度)，因此通过调整所述流路高度，可适当地切换可测定流量的范围。
图9表示使本发明中的压力传感器部4工作，并进行所述图6中的压力传感器部4的调整时的流体流量与传感器输出的关系。在图9中，曲线A1表示在流体压力100KPaG不使压力传感器部4工作的场合(即，所述图8的曲线C)，曲线A2表示将流体压力提升到150KPaG的场合(压力传感器部4不工作，其它实验条件与曲线A1的场合相同)，曲线A3表示在流体压力150KPaG使压力传感器部4工作的场合(其它实验条件与曲线A1的场合相同)，并确认了在本发明的流体用传感器S中，即使流体压力从100KPaG变动到150KPaG，通过使压力传感器部4工作，也可几乎完全防止流量-输出特性的变动。
图10是一例本发明的流体用传感器S的流量响应特性示图，且表示将气流量设定为0～100SCCM时的特性。
还有，图10中，曲线SA为本发明的流体用传感器S的流量响应特性，横轴的1个格为250msec。另外，曲线SF表示在同一条件下传统压力式流量控制装置中的质量流量传感器的流量响应特性。
图11是用于测定所述本发明的流体用传感器S的气流量(SCCM)与检出输出值(V)的关系(图9)的测定电路的流程结构图，由He气源40通过压力调整器41向压力式流量控制装置42供给He气体，用隔膜真空泵43排气的同时用压力式流量控制装置42测定该排气流量。
还有，被测定传感器即本发明的流体用传感器S介于压力式流量控制装置42的1次侧流路。
另外，在图11中，44表示流体用传感器S(流量传感器)的驱动电路，45表示示波器，46表示信号发送器，流体用传感器S的流量输出S0输入到示波器45，与压力式流量控制装置42的流量测定值F0进行对比。
图12是所述本发明的流体用传感器S的供给压力变动时的气流量的测定电路的流程结构图。
图12中，47表示三通切换阀，48表示质量流量计，49表示2次侧管路(内容积15cc或者50cc)，50表示压力调整阀(调整开度，使He流量在20SCCM下P2成为100Torr)，P1、P2表示压力计。
在测定时，通过开闭三通切换阀47，使供给质量流量计48、流体用传感器S(本发明物/被测定传感器)及压力式流量控制装置42的He气体的压力变动。
还有，压力式流量控制装置42的2次侧管路49选定其内容积为15cc(或者50cc)，当真空泵43满负载运转过程中He气流量为20SCCM时，用压力调整阀50调整2次侧压力P2，使压力P2成为100Torr。
另外，对于示波器45分别输入流体用传感器S的检出流量S0和质量流量计48的检出流量M0、压力式流量控制装置42的检出流量F0及压力测定值P1、P2，并分别记录。
图13表示用所述图12的测定电路测定的结果，表示使供给压力从200KPa·abs变化到150KPa·abs时的各检出值F0、P2、S0、M0的变化状态。在对比本发明的流体用传感器S的流量检出值S0与质量流量计48的流量检出值M0的场合，判定响应供给压力的变动使两者的流量检出值S0、M0(流量信号)分别随动。
(流体供给设备的实施例1)图14表示一例设置本发明的流体用传感器S的流体供给设备，表示将流体用传感器S组装到设于气体流路的接头部20的状态。在图14中，21表示接头部20的主体，22表示传感器底座压片，23表示布线用基片压片，24表示布线用基片，25表示导销，26表示导销，27表示金属垫圈，28表示胶片，29表示引线销，30表示引线(金线)。
还有，所述导销25、26用于在将质量流量传感器S安装到主体22内时的定位，传感器底座10与主体21之间通过金属垫圈27保持气密。
另外，从流体流入口21a流入的流体气体G在流通流体通路21b内的过程中用传感器部1检出其质量流量，由流体流出口21c流出到外部。
本发明中被测定气体G与SUS316L制的基片2接触并流通，因此完全不会出现以前硅制基片的场合因气体G而腐蚀基片2的情况。
(实施例2)图15表示将本发明的流体用传感器S组装到压力式流量控制装置的本体部的场合，在图15中，S表示流体用传感器，31表示主体，32表示压力检测器，33表示控制阀，34表示压电型阀驱动装置，35表示节流装置，36表示过滤器。
(实施列3)图16表示变更本发明的流体用传感器S的组装位置的场合，实际上与图15的场合大致相同。
还有，压力式流量控制装置或者其本体部的结构例如因日本特许第3291161号、日本特开平11-345027号等而公知，因此在这里省略其说明。另外，流体用传感器S的安装方法与图14的场合相同，因此省略说明。
(实施例4)图17至图19表示另一例安装到构成流体控制器的构件的流体用传感器S，图17为平面图、图18为剖视图、图19为侧视图。
还有，在图17至图19中，37表示中继基片，38表示轴承，39表示传感器S的安装螺孔，51表示流体流入口，52表示流体流出口。另外，流体用传感器S的安装方法与图14或图16的场合相同，因此省略说明。
工业上的利用可能性本发明主要用于检出半导体制造装置或各种化学品制造装置等的供气供线路上的流体的质量流量和/或压力，且可用于检出各种产业领域中的供气线路的气体的质量流量或压力。
权利要求
1.一种耐蚀金属制流体用传感器，测量流体的质量流量及压力，其特征在于设有耐蚀性金属基片；形成设于该耐蚀性金属基片的接触流体表面的背面侧的温度传感器和加热器的用薄膜构成的质量流量传感器部；以及形成设于耐蚀性金属基片的接触流体表面的背面侧的应变传感器元件的由薄膜构成的压力传感器部。
2.如权利要求1所述的耐蚀金属制流体用传感器，其特征在于将耐蚀性金属基片在使其接触流体表面露出到外方的状态下插入耐蚀金属制的传感器底座的安装沟内，并将耐蚀金属基片的外周缘气密地焊接到传感器底座。
3.如利要求1或权利要求2所述的耐蚀金属制流体用传感器，其特征在于通过压力传感器部的输出，补偿对应质量流量传感器部的压力的输出漂移。
4.如权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的耐蚀金属制流体用传感器，其特征在于薄膜由以下部分构成在耐蚀性金属基片的接触流体表面的背面形成的绝缘膜；在其上方形成的形成温度传感器、加热器及应变传感器元件的金属膜；以及覆盖绝缘膜及金属膜的保护膜。
5.一种使用耐蚀金属制流体用传感器的流体供给设备，其特征在于将权利要求1至权利要求4中任一项所述的耐蚀金属制流体用传感器搭载于流体控制设备上，在流体控制时适当进行流量和/或压力的确认。
6.一种使用耐蚀金属制流体用传感器的流体供给设备，其特征在于将权利要求2所述的耐蚀金属制流体用传感器的传感器底座通过设置金属垫圈定位于具备连通使流体流入的流体流入口和使流体流出的流体流出口之间的流体通路的主体的所述流体通路内，通过经由所述传感器底座按压金属垫圈，保持主体与传感器底座之间的气密，同时对于用以保持所述气密的金属垫圈，使其正上方构件的刚性相对较高，从而抑制按压该金属垫圈导致的质量流量传感器部及压力传感器部的变形。
全文摘要
本发明提供提高热式质量流量传感器的耐蚀性的同时，可使对压力变动的测定精度稳定、响应性提高、除颗粒、防止制品质量的偏差及压力测定等的耐蚀金属制流体用传感器和采用该传感器的流体供给设备。具体地说，本发明的耐蚀金属制流体用传感器，测量流体的质量流量及压力，其中设有耐蚀性金属基片2；形成设于该耐蚀性金属基片2的接触流体表面的背面侧的温度传感器3a和加热器3b的用薄膜构成的质量流量传感器部1；以及形成设于耐蚀性金属基片2的接触流体表面的背面侧的应变传感器元件4a的由薄膜构成的压力传感器部4。
文档编号G01F15/04GK1922469SQ20058000558
公开日2007年2月28日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年2月24日
发明者平田薰, 池田信一, 西野功二, 土肥亮介 申请人:株式会社富士金