(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の保護体の内部に温度を検出する検出部が配置されるとともに、前記保護体及び前記検出部から引き出される信号線が樹脂で被覆されて、流体が通過する通路内に前記検出部の部位が配置されるセンサ本体と、
前記保護体の部分の前記樹脂に締め付け力を与えて、前記センサ本体と、前記通路を有し、かつ前記センサ本体が取り付けられるセンサ取付対象部材との間を封止する封止部と、
前記信号線の部分の前記樹脂を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、
を含むことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記取付部は、前記封止部よりも前記センサ取付対象部材から離れた位置に配置される請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記センサ本体が貫通する貫通孔を有する筒状の部材を有し、
前記封止部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の一端部側に設けられ、
前記取付部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の他端部側に設けられる請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記封止部は、前記センサ本体の前記保護体の部分が貫通する第１センサ支持部材を、前記筒状の部材と前記センサ取付対象部材との間に挟み込み、
前記取付部は、前記センサ本体の前記信号線の部分が貫通する第２センサ支持部材を、前記筒状の部材と前記筒状の部材の前記他端部に取り付けられる固定部材との間に挟み込む請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記筒状の部材、前記第１センサ支持部材及び前記第２センサ支持部材の材料は、フッ素樹脂である請求項４に記載のセンサ。
【請求項６】
筒状の保護体の内部に流体の温度を検出する検出部が配置されるとともに、前記保護体及び前記検出部から引き出される信号線が樹脂で被覆されて、流体が通過する通路内に前記検出部の部位が配置されるセンサ本体を、前記通路を有するセンサ取付対象部材に取り付けるセンサ支持体であり、
前記センサ本体が貫通する貫通孔を有する筒状の部材と、
前記筒状の部材の一端部に設けられて、前記保護体の部分の前記樹脂に締め付け力を与えて前記センサ本体と前記センサ取付対象部材との間を封止する封止部と、
前記筒状の部材の他端部側に設けられて、前記信号線の部分の前記樹脂を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、
を含むことを特徴とするセンサ支持体。
【請求項７】
前記筒状の部材は、フッ素樹脂である請求項６に記載のセンサ支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の状態量、特に温度を検出するセンサ及び前記センサを取付対象部材に取り付けるためのセンサ支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造等においては、加熱した液体を用いて半導体ウエハー等を洗浄したり、加熱したエッチング液を用いてエッチングしたりする工程がある。液体を加熱する装置として、例えば、特許文献１には、半導体製造用洗浄液温調装置に用いられる流体加熱装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−９８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体製造等においては、半導体ウエハー等を洗浄等する液体（流体）の温度を所定の温度に制御する必要がある。このため、センサを用いて加熱された液体の温度を検出する。センサは、液体の温度を検出する検出部が液体の通路に配置されるが、液体の流れの中に配置されたセンサの振動又は液体の圧力変動に起因して、センサの固定が不十分になるおそれがある。
【０００５】
本発明は、流体中に検出部が配置されるセンサを、その取付対象へ確実に取り付けることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筒状の保護体の内部に温度を検出する検出部が配置されるとともに、前記保護体及び前記検出部から引き出される信号線とが樹脂で被覆されて、流体が通過する通路内に前記検出部の部位が配置されるセンサ本体と、前記保護体の部分で、前記センサ本体と、前記通路を有し、かつ前記センサ本体が取り付けられるセンサ取付対象部材との間を封止する封止部と、前記信号線の部分を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、を含むことを特徴とするセンサである。
【０００７】
本発明において、前記取付部は、前記封止部よりも前記センサ取付対象部材から離れた位置に配置されることが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記センサ本体が貫通する貫通孔を有する筒状の部材を有し、前記封止部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の一端部側に設けられ、前記取付部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の他端部側に設けられることが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記封止部は、前記センサ本体の前記保護体の部分が貫通する第１センサ支持部材を、前記支持体と前記センサブロックとの間に挟み込み、
前記取付部は、前記センサ本体の前記信号線の部分が貫通する第２センサ支持部材を、前記支持体と前記筒状の部材の前記他端部に取り付けられる固定部材との間に挟み込むことが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記筒状の部材、前記第１センサ支持部材及び前記第２センサ支持部材の材料は、フッ素樹脂であることが好ましい。
【００１１】
本発明は、筒状の保護体の内部に流体の温度を検出する検出部が配置されるとともに、前記保護体及び前記検出部から引き出される信号線とが樹脂で被覆されて、流体が通過する通路内に前記検出部の部位が配置されるセンサ本体を、前記通路を有するセンサ取付対象部材に取り付けるセンサ支持体であり、前記センサ本体が貫通する貫通孔を有する筒状の部材と、前記筒状の部材の一端部に設けられて、前記保護体の部分で前記センサ本体と前記センサ取付対象部材との間を封止する封止部と、前記筒状の部材の他端部側に設けられて、前記信号線の部分を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、を含むことを特徴とするセンサ支持体である。
【００１２】
本発明において、前記筒状の部材は、フッ素樹脂であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、流体中に検出部が配置されるセンサを、その取付対象へ確実に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係るセンサが適用された流体加熱装置を有する半導体ウエハー処理装置の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す流体加熱装置の構造を示す断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るセンサをセンサブックに取り付けた状態を示す断面図である。
【図４】図４は、センサ本体の断面図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るセンサをセンサブロックに取り付ける部材を示す断面図である。
【図６】図６は、第１センサ支持部材及び第２センサ支持部材の斜視図である。
【図７】図７は、センサブロックの断面図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るセンサをセンサブロックに取り付けた状態を示す図である。
【図９】図９は、比較例に係るセンサをセンサブロックに取り付けた状態を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の変形例に係る封止部の構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の第２変形例に係る封止部の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１６】
本実施形態に係るセンサは、流体の状態量（温度、圧力又は濃度等）を検出するセンサ本体と、前記センサを流体の通路に取り付けるための部材とを含む。以下においては、流体の状態量は温度とし、流体の状態量を検出するセンサとして温度センサを例として説明する。本実施形態に係るセンサは、温度センサに限定されるものではなく、流体の圧力、濃度又は密度等を検出するものであってもよい。また、以下においては、本実施形態に係るセンサによって、加熱された流体の温度を検出する用途を例として説明するが、本実施形態に係るセンサは、これ以外の用途にも適用することができる。また、以下において、流体は液体であるが、気体であってもよい。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るセンサが適用された流体加熱装置を有する半導体ウエハー処理装置の一例を示す模式図である。図１に示す半導体ウエハー処理装置１００は、半導体デバイスの製造工程において、洗浄されたシリコン等の半導体ウエハー７を、加熱したエッチング液又はレジスト剥離液等に浸漬させたり、洗浄前のシリコン等の半導体ウエハー７を、加熱した純水に浸漬させて洗浄したりする装置である。半導体ウエハー処理装置１００は、流体加熱装置１と、制御装置２と、ポンプ３と、フィルタ４と、流体の通路（流体通路）としての配管５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄと、処理槽６とを含む。
【００１８】
処理槽６の流体出口６Ｅとポンプ３の吸入口３Ｉとは、配管５Ａで接続されている。ポンプ３の吐出口３Ｅと流体加熱装置１の流体入口１Ｉとは、配管５Ｂで接続されている。流体加熱装置１の流体出口１Ｅとフィルタ４の流体入口４Ｉとは、配管５Ｃで接続されている。フィルタ４の流体出口４Ｅと処理槽６の流体入口６Ｉとは、配管５Ｄで接続されている。
【００１９】
流体加熱装置１は、流体を加熱して、処理槽６へ供給する。本実施形態において、流体は液体であり、より具体的にはエッチング液、レジスト剥離液又は洗浄用の純水等といった処理液ＨＷである。制御装置２は、流体加熱装置１の動作を制御する。例えば、制御装置２は、流体加熱装置１が加熱する処理液ＨＷの温度が一定になるように制御したり、処理液ＨＷの温度を調整したりする。このとき、制御装置２は、流体加熱装置１が有するセンサ（温度センサ）が検出した処理液ＨＷの温度に基づき、流体加熱装置１の動作を制御する。前記センサについては後述する。
【００２０】
ポンプ３は、配管５Ａを介して処理槽６内の処理液ＨＷを吸引し、配管５Ｂを介して流体加熱装置１へ向かって吐出する。ポンプ３が吐出した処理液ＨＷは、流体加熱装置１内を流れる過程で加熱されて、流体加熱装置１の流体出口から吐出される。流体加熱装置１が加熱した処理液ＨＷは、配管５Ｃを通過してからフィルタ４に流入する。フィルタ４は、流体中の異物を除去する。フィルタ４を通過した処理液ＨＷは、配管５Ｄを通って処理槽６へ流入する。処理槽６は、流体加熱装置１が加熱した処理液ＨＷを保持して、半導体ウエハー７を浸漬させることにより、半導体ウエハー７を洗浄したりエッチングしたり半導体ウエハー７からレジストを除去したりする処理をする。処理槽６での処理は、処理液ＨＷによって異なる。
【００２１】
本実施形態において、配管５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、処理液ＨＷが通過するので、不純物を発生させにくい高いフッ素樹脂で作られているが、配管５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄの材料はこれに限定されるものではない。次に、半導体ウエハー処理装置１００が有する流体加熱装置１を詳細に説明する。
【００２２】
図２は、図１に示す流体加熱装置の構造を示す断面図である。流体加熱装置１は、筐体１０と、加熱容器１１Ａ、１１Ｂと、遮熱板１３Ａ、１３Ｂと、液体流入通路としての流入管１４と、液体流出通路としての流出管１５と、加熱器（ヒータ）１６と、連結通路としての連結管１７と、センサ（温度センサ）２０と、センサ取付対象部材としてのセンサブロック３０と、を含む。筐体１０は、流体加熱装置１を構成する機器類を格納する。
【００２３】
流体加熱装置１は、複数（本実施形態では２個）の加熱容器１１Ａ、１１Ｂを有するが、加熱容器の数は複数に限定されるものではない。加熱容器１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ複数の加熱器１６を有する。加熱器１６は、例えば、ハロゲンランプを熱源として用いているが、加熱器１６の熱源はこれに限定されるものではない。制御装置２は、加熱器１６の動作を制御する。例えば、制御装置２は、センサ２０が検出した流体（本実施形態では、図１に示す処理液ＨＷ）の温度を取得し、前記流体が所定の温度になるように、加熱器１６へ供給する電力を調整することにより、加熱器１６の動作を制御する。
【００２４】
一方の加熱容器１１Ａは流入管１４が接続されており、他方の加熱容器１１Ｂは流出管１５が接続されている。また、両方の加熱容器１１Ａ、１１Ｂは、連結管１７で接続されている。このような構造により、流入管１４から一方の加熱容器１１Ａへ流入した流体は、加熱器１６で加熱されてから連結管１７を通過して他方の加熱容器１１Ｂへ流入し、さらに加熱器１６で加熱される。その後、昇温した流体は、流出管１５から流出する。
【００２５】
本実施形態において、流入管１４は、図１に示す配管５Ｂが接続されている。また、流出管１５は、図１に示す配管５Ｃが接続されている。このため、図１に示すポンプ３が吐出した流体は、流入管１４を介して一方の加熱容器１１Ａ内へ流入する。また、他方の加熱容器１１Ｂから流出した流体は、流出管１５を介して図１に示すフィルタ４へ流入する。流体加熱装置１は、図１に示す半導体ウエハー処理装置１００以外にも適用することができるので、この場合、流入管１４及び流出管１５が接続される対象は、ポンプ３及びフィルタ４とは異なることになる。
【００２６】
流体加熱装置１が有する一対の遮熱板１３Ａ、１３Ｂは、２個の加熱容器１１Ａ、１１Ｂの両側に配置される。遮熱板１３Ａは、２個の加熱容器１１Ａ、１１Ｂと筐体１０との間に配置される。一対の遮熱板１３Ａ、１３Ｂは、高温になる加熱容器１１Ａ、１１Ｂからの熱を遮蔽する。このようにすることで、加熱容器１１Ａ、１１Ｂから筐体１０へ伝わる熱量は低減されるので、筐体１０の昇温が抑制される。
【００２７】
センサブロック３０は、筐体１０内に取り付ける場合は、流出管１５の途中、より具体的には、他方の加熱容器１１Ｂと図１に示す配管５Ｃとの間に取り付けられる。センサブロック３０は、内部に流体が通過する通路（流体通路）３３を有している。センサ２０は、センサブロック３０に取り付けられる。センサ２０の検出部（本実施形態では、加熱器１６で加熱された流体の温度を検出する部分）は、流体通路３３内に配置される。なお、センサブロック３０は、配管５Ｃ等に取り付けることも可能である。
【００２８】
図３は、本実施形態に係るセンサをセンサブックに取り付けた状態を示す断面図である。図４は、センサ本体の断面図である。図５は、本実施形態に係るセンサをセンサブロックに取り付ける部材を示す断面図である。図６は、第１センサ支持部材及び第２センサ支持部材の斜視図である。図７は、センサブロックの断面図である。図３に示すように、センサ２０は、センサブロック３０に取り付けられる。センサ２０は、センサ本体２１と、封止部２０Ｓと、取付部２０Ｆとを含む。
【００２９】
図４に示すように、センサ本体２１は、筒状の保護体２１Ｇの内部に流体の状態量を検出する検出部２１Ｓが配置されるとともに、保護体２１Ｇ及び検出部２１Ｓから引き出される信号線２１Ｗとが樹脂２１Ｐで被覆される。センサ本体２１は、図３に示すように、流体（本実施形態では処理液ＨＷ）が通過する流体通路３３内に、検出部２１Ｓの部位、すなわち、検出部２１Ｓが配置される保護体２１Ｇの部位（検出部位）２１ＧＳが配置される。本実施形態において、センサ本体２１は、処理液ＨＷの温度を検出する温度センサである。本実施形態において、センサ本体２１は、検出部２１Ｓに白金の抵抗体が用いられる白金抵抗温度計であるが、これ以外の温度計、例えば、検出部２１Ｓに熱電対又はサーミスタ等が用いられるものであってもよい。
【００３０】
検出部２１Ｓは、保護体２１Ｇ内に配置され、保護体２１Ｇで保護されている。保護体２１Ｇは、底付きの円筒形状の部材である。すなわち、保護体２１Ｇは、円筒の一端部２１ＧＴＡに底部２１ＧＢが設けられ、他端部２１ＧＴＢに開口部２１ＧＨを有する部材である。検出部２１Ｓは、保護体２１Ｇの底部２１ＧＢ側に配置される。信号線２１Ｗは、保護体２１Ｇの開口部２１ＧＨから引き出される。本実施形態において、保護体２１Ｇはステンレス鋼で作られているが、保護体２１Ｇの材料はこれに限定されるものではない。例えば、保護体２１Ｇは、石英又はセラミック等であってもよい。
【００３１】
樹脂２１Ｐは、保護体２１Ｇ及び信号線２１Ｗを被覆する。樹脂２１Ｐは、保護体２１Ｇ全体を被覆しているので、検出部２１Ｓが配置される検出部位２１ＧＳも樹脂２１Ｐで被覆される。そして、樹脂２１Ｐは、処理液ＨＷと直接接触する。これは、処理液ＨＷへの不純物の混入を最小限に抑えるためであり、このために、本実施形態において、樹脂２１Ｐはフッ素樹脂が用いられる。フッ素樹脂は、異物を発生させにくいので、異物を極力排除したい半導体製造プロセスにセンサ本体２１を適用する場合には特に好適である。また、フッ素樹脂は、酸又はアルカリ等によって冒されにくいので、例えば、フッ酸又は硫酸のような腐食性の強い酸を用いる環境下でセンサ本体２１を使用する場合に好適である。上述したような構造により、検出部２１Ｓは、保護体２１Ｇ及び樹脂２１Ｐを介して処理液ＨＷの温度（状態量）を検出する。
【００３２】
図３に示すように、封止部２０Ｓは、保護体２１Ｇの部分で、センサ本体２１と、センサブロック３０との間を封止する。取付部２０Ｆは、信号線２１Ｗの部分でセンサ本体２１をセンサブロック３０に取り付ける。本実施形態においては、筒状の部材としてのセンサ支持体２２のそれぞれの端部に封止部２０Ｓと取付部２０Ｆとを設ける。そして、取付部２０Ｆは、センサ本体２１をセンサブロック３０に取り付けるとともに、封止部２０Ｓは、センサ本体２１とセンサブロック３０との間を封止して、両者の間から流体通路３３内の処理液ＨＷが流出することを回避する。
【００３３】
本実施形態において、封止部２０Ｓは、図３、図５に示すように、第１センサ支持部材としての第１フェルール２４Ａと、センサ支持体２２の一端部２２ＴＡ側に設けられて第１フェルール２４Ａを格納する第１格納部２２ＵＡとを含む。そして、封止部２０Ｓは、第１フェルール２４Ａを、第１格納部２２ＵＡとセンサブロック３０との間に介在させる。このような構造により、封止部２０Ｓは、第１フェルール２４Ａにセンサ本体２１の保護体２１Ｇの部分を貫通させるとともに、第１フェルール２４Ａを介してセンサ本体２１の保護体２１Ｇの部分にある樹脂２１Ｐを、その厚み方向に変形させて封止する。
【００３４】
本実施形態において、取付部２０Ｆは、第１センサ支持部材としての第２フェルール２４Ｂと、センサ支持体２２の他端部２２ＴＢ側に設けられて第２フェルール２４Ｂを格納する第２格納部２２ＵＢと、第２フェルール２４Ｂをセンサ支持体２２に取り付ける固定部材としてのナット２３とを含む。そして、取付部２０Ｆは、第２フェルール２４Ｂを第２格納部２２ＵＢに格納して、センサ支持体２２の他端部２２ＴＢ側にナット２３をねじ込んで、ナット２３と第２格納部２２ＵＡとの間に第２フェルール２４Ｂを挟持する。このような構造により、取付部２０Ｆは、第２フェルール２４Ｂにセンサ本体２１の信号線２１Ｗの部分を貫通させるとともに、第２フェルール２４Ｂを介してセンサ本体２１の保護体２１Ｇがない部分にある樹脂２１Ｐを、その厚み方向に変形させて固定する。
【００３５】
本実施形態において、センサ支持体２２、ナット２３、第１フェルール２４Ａ及び第２フェルール２４Ｂは、いずれもフッ素樹脂で作られている。フッ素樹脂は、異物を発生させにくいので、異物を極力排除したい半導体製造プロセスにセンサ２０を適用する場合には特に好適である。また、フッ素樹脂は、酸又はアルカリ等によって冒されにくいので、例えば、フッ酸又は硫酸のような腐食性の強い酸を用いる環境下でセンサ２０を使用する場合に好適である。次に、封止部２０Ｓ及び取付部２０Ｆの構造をより詳細に説明する。
【００３６】
封止部２０Ｓは、センサブロック３０側に配置され、取付部２０Ｆは、封止部２０Ｓよりもセンサブロック３０から離れた位置に配置される。上述したように、封止部２０Ｓは、センサ支持体２２の一端部２２ＴＡ側に設けられ、取付部２０Ｆは、他端部２２ＴＢ側に設けられる。このため、センサ支持体２２は、一端部２２ＴＡ側がセンサブロック３０側に配置され、他端部２２ＴＢ側がセンサブロック３０から離れた位置に配置される。
【００３７】
センサ支持体２２は、一端部２２ＴＡから他端部２２ＴＢへ向かって貫通する貫通孔２２Ｈを有する筒状の部材である。センサ本体２１は、貫通孔２２Ｈを貫通する。そして、センサ支持体２２は、貫通孔２２Ｈを貫通したセンサ本体２１の一部を覆う。図３に示すように、センサ本体２１の保護体２１Ｇの一部と、信号線２１Ｗの一部と、これらを被覆する樹脂２１Ｐとが貫通孔２２Ｈを貫通しているので、センサ支持体２２は、これらを覆っている。
【００３８】
センサ支持体２２は、一端部２２ＴＡ側に第１保持部２２ＵＡを有している。第１保持部２２ＵＡは、貫通孔２２Ｈを一端部２２ＴＡ側で拡大した部分であり、センサ支持体２２の一端部２２ＴＡに開口している。すなわち、貫通孔２２Ｈは、センサ支持体２２の一端部２２ＴＡに開口している。第１保持部２２ＵＡは、内面の形状が円形である。第１保持部２２ＵＡは、内面に雌ねじ２２Ｆが設けられている。雌ねじ２２Ｆは、後述するセンサブロック３０の台座３４に設けられた雄ねじ３４Ｍ（図７参照）と噛み合うようになっている。
【００３９】
第１保持部２２ＵＡは、第１フェルール２４Ａを内部に保持する。第１保持部２２ＵＡは、貫通孔２２Ｈの直径が拡大する部分であるので、段差部２２ＤＡを有する。第１フェルール２４Ａは、第１保持部２２ＵＡの開口部（すなわち、貫通孔２２Ｈの開口部）２２ＫＡから内部へ嵌め込まれる。そして、第１フェルール２４Ａは、段差部２２ＤＡに係止されて、第１保持部２２ＵＡ内に格納されて保持される。
【００４０】
センサ支持体２２がその他端部２２ＴＢ側に有する第２保持部２２ＵＢは、第２フェルール２４Ｂを内部に保持する。第２保持部２２ＵＢは、貫通孔２２Ｈの一部である。貫通孔２２Ｈは、センサ支持体２２の他端部２２ＴＢに向かって内径が大きくなっている。この部分が、第２保持部２２ＵＢの有する傾斜部２２Ｓである。したがって、傾斜部２２Ｓは、他端部２２ＴＢ側の開口部２２ＫＢから一端部２２ＴＡ側の開口部２２ＫＡに向かって内径が小さくなっている。なお、傾斜部２２Ｓの断面（貫通孔２２Ｈの貫通方向と直交する平面で傾斜部２２Ｓを切ったときの断面）の形状は、円形である。
【００４１】
センサ支持体２２の他端部２２ＴＢ側は、貫通孔２２Ｈの開口部２２ＫＢ側の直径が小さくなる台座部２２ＤＢを有する。台座部２２ＤＢは、ナット２３がねじ込まれる。このため、台座部２２ＤＢは、外周面に、ナット２３の雌ねじ２３Ｆと噛み合う雄ねじ２２Ｍを有している。また、台座部２２ＤＢは、上述した第２保持部２２ＵＢを有している。第２フェルール２４Ｂは、開口部２２ＫＢから台座部２２ＤＢの第２保持部２２ＵＢに嵌め込まれる。そして、ナット２３が台座部２２ＤＢにねじ込まれて、ナット２３と第２保持部２２ＵＢの傾斜部２２Ｓとの間に、第２フェルール２４Ｂが挟持される。ナット２３は、貫通孔２３Ｈを有している。センサ支持体２２に支持されたセンサ本体２１は、信号線２１Ｗの部分が貫通孔２３Ｈを貫通する。
【００４２】
図６に示すように、第１フェルール２４Ａ及び第２フェルール２４Ｂは、いずれも円錐台形状の部材であり、傾斜部２４Ｓと貫通孔２４Ｈとを有する。貫通孔２４Ｈは、センサ本体２１が貫通する部分である。第２フェルール２４Ｂの傾斜部２４Ｓは、センサ支持体２２の台座部２２ＤＢが有する第２保持部２２ＵＢの傾斜部２２Ｓと接する。第１フェルール２４Ａの傾斜部２４Ｓは、センサブロック３０の台座３４の傾斜部２２Ｓ（図７参照）と接する。本実施形態において、第１フェルール２４Ａ及び第２フェルール２４Ｂは、いずれも同一の部材を用いている。
【００４３】
図７に示すように、センサブロック３０は、ブロック本体３０Ｂと、流体入口３１と、流体出口３２と、流体通路３３と、台座３４とを有している。ブロック本体３０Ｂは、複数の壁面で囲まれた中空部を有しており、前記中空部が流体通路３３になる。本実施形態において、ブロック本体３０Ｂは直方体形状であり、６個の壁面を有している。ブロック本体３０Ｂの形状は、直方体形状に限定されるものではなく、例えば、球形又は半球形等であってもよい。本実施形態において、センサブロック３０は、フッ素樹脂で作られている。フッ素樹脂は、不純物を発生させにくいので、不純物を極力除きたい半導体製造プロセスにセンサブロック３０を用いる場合に好適である。また、フッ素樹脂は、酸又はアルカリ等によって冒されにくいので、例えば、フッ酸のような腐食性の強い酸を用いる環境下でセンサブロック３０を使用する場合に好適である。
【００４４】
流体入口３１及び流体出口３２は、流体通路３３とセンサブロック３０の外部とを連通する。例えば、図２に示す流体加熱装置１において、流出管１５の一部に流体入口３１及び流体出口３２が接続される。そして、流体入口３１から流体通路３３に流体としての処理液ＨＷが流入し、流体出口３２から処理液ＨＷが流出する。
【００４５】
台座３４は、ブロック本体３０Ｂの外表面から突出した円筒形状の突起部である。台座３４は、ブロック本体３０Ｂの外側から流体通路３３に向かって貫通する貫通孔３５を有する。貫通孔３５は、その貫通方向と直交する平面で切った断面の形状が円形である。台座３４は、ブロック本体３０Ｂの外側における貫通孔３５の開口部３５ＨＡから流体通路３３側の開口部３５ＨＢに向かって内径が小さくなる傾斜部３４Ｓを有する。上述したように、傾斜部３４Ｓは、第１フェルール２４Ａの傾斜部２４Ｓと接する。台座３４は、外周面に雄ねじ３４Ｍを有する。雌ねじ３４Ｍは、上述したセンサ支持体２２の一端部２１ＧＴＡに設けられた第１保持部２２ＵＡの雌ねじ２２Ｆと噛み合うようになっている。
【００４６】
次に、センサ本体２１をセンサブロック３０に取り付ける手順の一例を説明する。センサ本体２１の検出部位２１ＧＳを、第１フェルール２４Ａの貫通孔２４Ｈに差し込んで突き出させる。このとき、第１フェルール２４Ａの外径が小さい方を検出部位２１ＧＳ側とする。そして、センサ本体２１を、センサ支持体２２の貫通孔２２Ｈと、第２フェルール２４Ｂの貫通孔２４Ｈと、ナット２３の貫通孔２３Ｈに差し込んで貫通させる。このとき、センサ本体２１の検出部位２１ＧＳから信号線２１Ｗに向かって、センサ支持体２２、第２フェルール２４Ｂ、ナット２３の順に並べる。第２フェルール２４Ｂの傾斜部２４Ｓとセンサ支持体２２の傾斜部２２Ｓと対向させる。
【００４７】
次に、センサ本体２１の検出部位２１ＧＳを、センサブロック３０の貫通孔３５に差し込んで、検出部位２１ＧＳを液体通路３３内に配置する。このとき、第１フェルール２４Ａの貫通孔２４Ｈが、センサ本体２１の保護体２１Ｇの部分の一部を覆うようにする。そして、第１フェルール２４Ａの傾斜部２４Ｓとセンサブロック３０の台座３４が有する傾斜部３４Ｓとを対向させた状態で、センサ支持体２２が有する第１格納部２２ＵＡの雌ねじ２２Ｆを台座３４の雄ねじ３４Ｍにねじ込んで、センサ支持体２２をセンサブロック３０の台座３４に締結する。センサ支持体２２を台座３４に締結すると、センサ支持体２２の第１格納部２２ＵＡに設けられた段差部２２ＤＡが第１フェルール２４Ａの傾斜部２４Ｓを台座３４の傾斜部３４Ｓに押し付ける。すると、第１フェルール２４Ａの傾斜部２４Ｓと台座３４の傾斜部３４Ｓとによるくさびの作用により、第１フェルール２４Ａを径方向内側に圧縮する力が作用して、貫通孔２４Ｈの内径が小さくなる。そして、第１フェルール２４Ａの貫通孔２４Ｈは、センサ本体２１の保護体２１Ｇを覆う樹脂２１Ｐをその外側から締め付けて変形させる。
【００４８】
その結果、センサ２０は、センサ支持体２２及び第１フェルール２４Ａで、センサ本体２１とセンサブロック３０、より具体的にはセンサブロック３０が有する貫通孔３５との間を封止する。センサブロック３０が有する貫通孔３５は、センサブロック３０が有する流体通路３３とつながっているので、センサ支持体２２及び第１フェルール２４Ａは、センサ本体２１と流体通路３３との間を封止する。同時に、センサ２０は、第１フェルール２４Ａの貫通孔２４Ｈが、樹脂２１Ｐをその外側から締め付けて保持力を発生させるので、センサ支持体２２は、第１フェルール２４Ａを介してセンサ本体２１をセンサブロックに取り付けて固定することもできる。なお、第１フェルール２４Ａを有する封止部２０Ｓの機能は、前記封止が主体であり、センサ本体２１の取り付け及び固定は副次的な機能である。
【００４９】
センサ支持体２２をセンサブロック３０に取り付けたら、センサ支持体２２の取付部２０Ｆが有する台座部２２ＤＢの雄ねじ２２Ｍに、ナット２３をねじ込む。このとき、第２フェルール２４Ｂの傾斜部２４Ｓを、台座部２２ＤＢが有する傾斜部２２Ｓに対向させる。また、第２フェルール２４Ｂの貫通孔２４Ｈが、センサ本体２１の保護体２１Ｇがない部分、すなわち、信号線２１Ｗのみが樹脂２１Ｐで被覆された部分の一部を覆うようにする。その結果、センサ本体２１が有する保護体２１Ｇの信号線２１Ｗが引き出される側の端部は、貫通孔２２Ｈ内に配置される。
【００５０】
ナット２３を台座部２２ＤＢにねじ込んで締結すると、ナット２３が第２フェルール２４Ｂの傾斜部２４Ｓを台座部２２ＤＢの第２格納部２２ＵＢが有する傾斜部２２Ｓに押し付ける。すると、第２フェルール２４Ｂの傾斜部２４Ｓと台座３４の傾斜部３４Ｓとによるくさびの作用により、第２フェルール２４Ｂを径方向内側に圧縮する力が作用して、貫通孔２４Ｈの内径が小さくなる。そして、第２フェルール２４Ｂの貫通孔２４Ｈは、センサ本体２１の信号線２１Ｗを覆う樹脂２１Ｐをその外側から締め付けて変形させる。
【００５１】
その結果、センサ２０は、第２フェルール２４Ｂの貫通孔２４Ｈが、樹脂２１Ｐをその外側から締め付けて保持力を発生させる。第２フェルール２４Ｂの貫通孔２４Ｈが樹脂２１Ｐを締め付ける部分は、保護体２１Ｇが存在しない。このため、第２フェルール２４Ｂの貫通孔２４Ｈが樹脂２１Ｐを締め付けると、樹脂２１Ｐが大きく変形して、センサ本体２１を保持するために十分な保持力を確保することができる。その結果、取付部２０Ｆは、センサ本体２１を確実にセンサブロック３０に取り付けて固定することができる。
【００５２】
また、第２フェルール２４Ｂの貫通孔２４Ｈがセンサ本体２１の樹脂２１Ｐを締め付けて変形させることにより、第２フェルール２４Ｂは、センサ支持体２２の貫通孔２２Ｈとセンサ本体２１との間を封止することもできる。なお、第２フェルール２４Ｂを有する取付部２０Ｆの機能は、センサ本体２１の取り付け及び固定が主体であり、センサ支持体２２の貫通孔２２Ｈとセンサ本体２１との間の封止は副次的な機能である。
【００５３】
センサ２０は、主として封止部２０Ｓが、センサ支持体２２の貫通孔２２Ｈとセンサ本体２１との間を封止する機能を発揮するが、万一、封止部２０Ｓの封止機能が低下した場合、取付部２０Ｆが有する封止機能により、センサ２０自体の封止機能を維持することができる。例えば、封止部２０Ｓの封止機能が低下し、センサ支持体２２の貫通孔２２Ｈとセンサ本体２１との間から処理液ＨＷが浸入した場合であっても、取付部２０Ｆの封止機能により、処理液ＨＷはセンサ支持体２２の貫通孔２２Ｈ内に留まる。その結果、センサ２０は、センサ支持体２２の外部へ処理液ＨＷが流出することを回避できるので、非常に高い安全性及び信頼性を発揮することができる。
【００５４】
上記例において、取付部２０Ｆは、封止部２０Ｓよりもセンサブロック３０から離れた位置に配置されるが、封止部２０Ｓと取付部２０Ｆとの位置関係は反対であってもよい。すなわち、取付部２０Ｆがセンサブロック３０側に、封止部２０Ｓが取付部２０Ｆよりもセンサブロック３０から離れた位置に配置されていてもよい。しかし、封止部２０Ｓを取付部２０Ｆよりもセンサブロック３０に近い位置に配置することにより、流体通路３３に近い位置に封止機能の高い封止部２０Ｓを配置することができる。その結果、流体通路３３からの処理液ＨＷの漏れをより効果的に抑制できる。
【００５５】
図８は、本実施形態に係るセンサをセンサブロックに取り付けた状態を示す図である。図９は、比較例に係るセンサをセンサブロックに取り付けた状態を示す図である。本実施形態に係るセンサ２０及び比較例に係るセンサ２００は、センサ本体２１がセンサブロック３０に取り付けられて、センサ本体２１の検出部位２１ＧＳが液体通路３３内に配置される。センサ本体２１は、図４に示すように、例えば、ステンレス鋼の保護体２１Ｇ内に検出部２１Ｓと信号線２１Ｗの一部とが配置されるとともに、樹脂２１Ｐで保護体２１Ｇが被覆されている。センサ本体２１は、樹脂２１Ｐのみで検出部２１Ｓ及び信号線２１Ｗを被覆すると、樹脂２１Ｐは軟らかいため、流体通路３３を流れる処理液ＨＷによって振動が発生するおそれがある。このため、樹脂２１Ｐよりも剛性の大きい（例えば、ヤング率が大きい）保護体２１Ｇ内に図示しない検出部２１Ｓ及び信号線２１Ｗを配置した上で、フッ素樹脂等で作られた樹脂２１Ｐで保護体２１Ｇを被覆する。このような構造により、処理液ＨＷによるセンサ本体２１の振動を抑制する。
【００５６】
図９に示すセンサ２００は、ナット２０１と台座との間に、第１フェルール２４Ａを介在させて、ナット２０１をセンサブロック３０の台座にねじ込むことにより、センサ本体２１の固定と処理液ＨＷの封止とを行う。すなわち、センサ２００は、図８に示すセンサ２０の封止部２０Ｓのみでセンサ本体２１をセンサブロック３０に取り付けるとともに、処理液ＨＷを封止する。この場合、センサ２００は、センサ本体２１の保護体２１Ｇの部分に第１フェルール２４Ａを介在させる。
【００５７】
センサ本体２１は、保護体２１Ｇが樹脂２１Ｐで被覆されている。このため、比較例のセンサ２００は、ナット２０１及び第１フェルール２４Ａでセンサ本体２１を保持する力が、保護体２１Ｇがない場合よりも小さくなる。その結果、センサ２００は、ウォータハンマー現象等によって流体通路３３内の圧力変動が大きくなる流れ又は流体通路３３に圧力衝撃が加わる流れにおいては、センサ本体２１がセンサブロック３０から徐々に抜けるおそれがある。
【００５８】
本実施形態のセンサ２０は、封止部２０Ｓと取付部２０Ｆとで、それぞれ封止機能と取付及び固定機能とを分担する。センサ２０の封止部２０Ｓは、センサ本体２１が有する保護体２１Ｇの部分の樹脂２１Ｐに、第１フェルール２４Ａによって締め付け力を与える。このため、センサ２０の封止部２０Ｓは、センサ本体２１の保持力が比較的小さくなる。しかし、センサ２０の取付部２０Ｆは、センサ本体２１が有する保護体２１Ｇがなく、信号線２１Ｗのみの部分の樹脂２１Ｐに、第２フェルール２４Ｂによって締め付け力を与える。このため、センサ２０の取付部２０Ｆは、センサ本体２１の保持力を大きくすることができるので、センサ本体２１は、取付部２０Ｆによって、センサブロック３０へ確実に取り付けられる。このように、本実施形態によれば、流体中に検出部２１Ｓが配置されるセンサ２０を、その取付対象（センサブロック３０）へ確実に取り付けることができる。その結果、センサ２０は、センサブロック３０が有する流体通路３３を流れる処理液ＨＷのウォータハンマー現象等に起因して、センサ本体２１がセンサブロック３０から抜けるおそれを低減できる。
【００５９】
また、センサ２００のナット２０１に代えて、センサ支持体２２と、第２フェルール２４Ｂと、ナット２３とを追加することで、センサ２０を実現することができる。このように、センサ２０は、部品の追加のみで、既存の設備の変更を要さずに、保護体２１Ｇを有するセンサ本体２１の保持力を強化することができる。また、センサ２０は、第１フェルール２４Ａ及び第２フェルール２４Ｂを介してセンサ本体２１及びセンサブロック３０にセンサ本体を固定する。このように、センサ２０は、二つのフェルールを用いるので、処理液ＨＷの封止機能を向上させることができる。すなわち、センサ２０は、部品の追加のみで、既存の設備に変更を加えることなく処理液ＨＷの封止機能を強化することができる。
【００６０】
本実施形態及びその変形例において、センサ２０が有するセンサ本体２１の樹脂２１Ｐ、センサ支持体２２、ナット２３、第１フェルール２４Ａ及び第２フェルール２４Ｂ並びにセンサブロック３０は、いずれもフッ素樹脂で作られている。しかし、これらはすべてフッ素樹脂で作られる必要はなく、センサ２０及びセンサブロック３０が接する流体の種類によって適切な材料を選択することができる。また、センサ２０が有する部材（センサ本体２１の樹脂２１Ｐ等）及びセンサブロック３０すべてを同一の材料とする必要はなく、センサ２０及びセンサブロック３０が接する流体の種類に応じた材料を選択してもよい。以下においても同様である。
【００６１】
図１０は、本実施形態の第１変形例に係る封止部の構造を示す断面図である。本変形例において、センサ２０ａの封止部２０Ｓａは、上述したセンサ２０が有する第１フェルール２４Ａの代わりに、Ｏリング２５を有する点が異なる。Ｏリング２５は、センサ支持体２２とセンサブロック３０ａの台座３４ａとの間に配置される。台座３４ａは、センサ支持体２２と対向する部分の内径側に、貫通孔３５の内径を一部拡大して形成される凹部３４Ｕを有している。Ｏリング２５は、凹部３４Ｕに嵌め込まれる。Ｏリングの直径は、凹部３４Ｕの深さよりも大きくなっている。
【００６２】
Ｏリング２５をセンサ本体２１の樹脂２１Ｐの外側に取り付け、かつ台座３４ａの凹部３４Ｕに嵌め込んだ状態で、センサ支持体２２の雌ねじ２２Ｆを台座３４の雄ねじ３４Ｍにねじ込み、センサ支持体２２を台座３４ａに締結する。このとき、センサ本体２１の保護体２１Ｇは、一部がセンサ支持体２２の貫通孔２２Ｈ内に配置される。センサ支持体２２を台座３４ａに締結すると、Ｏリング２５は、センサ支持体２２の段差部２２ＤＡと台座３４の凹部３４Ｕとから押圧力を受けて変形する。Ｏリング２５の変形により、センサブロック３０ａが有する貫通孔３５とセンサ本体２１の樹脂２１Ｐとの間が封止される。このような構造により、封止部２０Ｓａの封止機能を実現してもよい。
【００６３】
図１１は、本実施形態の第２変形例に係る封止部の構造を示す断面図である。本変形例において、センサ２０ｂの封止部２０Ｓｂは、上述したセンサ２０ａと同様に、Ｏリング２５を有する。センサ２０ｂは、Ｏリング２５が、センサ支持体２２ｂとセンサブロック３０ｂの台座３４ｂとの間に配置されるが、センサ支持体２２ｂ側にＯリング２５が配置される点が第１変形例のセンサ２０ａとは異なる。
【００６４】
センサ支持体２２ｂは、段差部２２ＤＡの貫通孔２２Ｈｂ側に、傾斜部２２ＤＡＳを有している。傾斜部２２ＤＡＳは、雌ねじ２２Ｆが設けられている部分に向かうにしたがって貫通孔２２Ｈｂの内径が大きくなる部分である。台座３４ｂは、センサ支持体２２ｂと対向する部分が平面になっている。Ｏリング２５は、センサ支持体２２ｂの傾斜部２２ＤＡＳと台座３４ｂとの間に配置される。
【００６５】
Ｏリング２５をセンサ本体２１の樹脂２１Ｐの外側に取り付け、かつセンサ支持体と台座３４ｂとの間に配置した状態で、センサ支持体２２ｂの雌ねじ２２Ｆを台座３４ｂの雄ねじ３４Ｍにねじ込み、センサ支持体２２ｂを台座３４ｂに締結する。このとき、センサ本体２１の保護体２１Ｇは、一部がセンサ支持体２２ｂの貫通孔２２Ｈｂ内に配置される。センサ支持体２２ｂを台座３４ｂに締結すると、Ｏリング２５は、センサ支持体２２ｂの傾斜部２２ＤＡＳと台座３４ｂとから押圧力を受けて変形する。そして、Ｏリング２５の変形により、センサブロック３０ｂが有する貫通孔３５とセンサ本体２１の樹脂２１Ｐとの間が封止される。このような構造により、封止部２０Ｓｂの封止機能を実現してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  流体加熱装置
１Ｅ  流体出口
１Ｉ  流体入口
２  制御装置
３  ポンプ
３Ｅ  吐出口
３Ｉ  吸入口
４  フィルタ
４Ｅ  流体出口
４Ｉ  流体入口
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ  配管
６  処理槽
６Ｅ  流体出口
６Ｉ  流体入口
７  半導体ウエハー
１０  筐体
１１Ａ、１１Ｂ  加熱容器
１３Ａ、１３Ｂ  遮熱板
１４  流入管
１５  流出管
１６  加熱器
１７  連結管
２０、２０ａ、２０ｂ、２００  センサ
２０Ｆ  取付部
２０Ｓ、２０Ｓａ、２０Ｓｂ  封止部
２１  センサ本体
２１Ｇ  保護体
２１ＧＢ  底部
２１ＧＨ  開口部
２１ＧＳ  検出部位
２１ＧＴＡ  一端部
２１ＧＴＢ  他端部
２１Ｐ  樹脂
２１Ｓ  検出部
２１Ｗ  信号線
２２  センサ支持体
２２ＤＡ  段差部
２２ＤＡＳ  傾斜部
２２ＤＢ  台座部
２２Ｈ、２２Ｈｂ  貫通孔
２２ＫＡ、２２ＫＢ  開口部
２２ＵＡ  第１格納部
２２ＵＢ  第２格納部
２２Ｓ  傾斜部
２２ＴＡ  一端部
２２ＴＢ  他端部
２３、２０１  ナット
２３Ｈ  貫通孔
２４Ａ  第１フェルール
２４Ｂ  第２フェルール
２４Ｈ  貫通孔
２４Ｓ  傾斜部
２５  Ｏリング
３０、３０ａ、３０ｂ  センサブロック
３０Ｂ  ブロック本体
３１  流体入口
３２  流体出口
３３  液体通路
３４、３４ａ、３４ｂ  台座
３４Ｓ  傾斜部
３４Ｕ  凹部
３５  貫通孔
３５ＨＡ、３５ＨＢ  開口部
１００  半導体ウエハー処理装置
【図１】
0005825898.tif 000002
【図２】
0005825898.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005825898.tif 000005
【図５】
0005825898.tif 000006
【図６】
0005825898.tif 000007
【図７】
0005825898.tif 000008
【図８】
0005825898.tif 000009
【図９】
0005825898.tif 000010
【図１０】
0005825898.tif 000011
【図１１】
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