(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、前記圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサを製造する圧力センサ製造装置であって、
前記圧力センサをそれぞれ収容可能であって、且つ、異なる温度でそれぞれ維持されている複数の演算式算出用チャンバと、
前記複数の演算式算出用チャンバの圧力を測定する共通の圧力測定装置と、
前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれに収容されているときの前記圧力センサの圧力感知部の検出物理量と前記共通の圧力測定装置によって測定された前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出するための制御部と、を有する圧力センサ製造装置。
【請求項２】
前記圧力センサが温度を検出する温度感知部をさらに備え、
前記圧力センサの演算部が、前記温度感知部の検出温度と、前記圧力感知部の検出物理量と、前記出力演算式とに基づいて前記出力値を算出し、
前記制御部が、前記温度感知部の検出温度と、前記圧力感知部の検出物理量と、前記共通の圧力測定装置によって測定された圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出する、請求項１に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項３】
前記圧力感知部の検出物理量が静電容量である、請求項１または２に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項４】
前記圧力感知部の検出物理量が電気抵抗である、請求項１または２に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項５】
前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれと前記共通の圧力測定装置との間の距離が略同一である、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項６】
前記演算式算出用チャンバ内の前記圧力センサの圧力感知部と前記共通の圧力測定装置の圧力感知部とが略同一高さになるように、前記圧力センサが前記演算式算出用チャンバ内に収容される、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項７】
前記複数の演算式算出用チャンバが、高さ位置が略同一になるように配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項８】
前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力を調節する共通の圧力調節装置を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項９】
前記制御部によって算出された出力演算式を保持する圧力センサを収容する演算式確認用チャンバを有し、
前記制御部が、前記演算式確認用チャンバに収容された前記圧力センサの出力値と、前記演算式確認用チャンバの圧力値との差に基づいて、前記演算式確認用チャンバ内の前記圧力センサの出力演算式の確度を判定する、請求項１から８のいずれか一項に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項１０】
前記演算式確認用チャンバの圧力および温度が、前記演算式算出用チャンバの圧力および温度と異なる、請求項９に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項１１】
前記演算式確認用チャンバの圧力が、前記共通の圧力測定装置によって測定される、請求項９または１０に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項１２】
前記演算式確認用チャンバと前記共通の圧力測定装置との間の距離と前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれと前記共通の圧力測定装置との間の距離とが略同一である、請求項１１に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項１３】
前記演算式確認用チャンバ内の前記圧力センサの圧力感知部と前記共通の圧力測定装置の圧力感知部とが略同一高さになるように、前記圧力センサが前記演算式確認用チャンバ内に収容される、請求項１１または１２に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項１４】
前記演算式確認用チャンバと、前記複数の演算式算出用チャンバとが、高さ位置が略同一になるように配置されている、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項１５】
前記演算式確認用チャンバの圧力を調節する圧力調節装置と、前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力を調節する圧力調節装置とが共通である、請求項９から１４のいずれか一項に記載の圧力センサ製造装置。
【請求項１６】
圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、前記圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサを製造する圧力センサ製造方法であって、
複数の演算式算出用チャンバを異なる温度で維持し、
前記圧力センサを前記複数の演算式算出用チャンバに順に収容し、
前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれに収容されたときの前記圧力センサの圧力感知部の検出物理量と共通の圧力測定装置によって測定された前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出する、圧力センサ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサを製造する圧力センサ製造装置および圧力センサ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば気圧などの圧力を測定する圧力センサは、様々な種類が存在するとともに、様々な用途で使用される。例えば、特許文献１には、半導体型の圧力センサを用いて計測環境の圧力を計測する圧力計測装置が記載されている。
【０００３】
半導体型の圧力センサは、圧力を受けると変形し、その変形によって電気抵抗が変化する半導体を圧力感知部として備える。また、半導体型の圧力センサは、その電気抵抗に基づいて圧力値を算出する演算部を備え、またその算出された圧力値を出力値（測定値）として出力するように構成されている。すなわち、半導体型の圧力センサは、ピエゾ抵抗を利用した圧力センサである。
【０００４】
ピエゾ抵抗とは別に、静電容量やひずみを利用した圧力センサも存在する。
【０００５】
静電容量型の圧力センサは、圧力感知部として平行配置された２つの平板電極を備える。一方の平板電極が圧力を受けると変形し、それにより平板電極間の静電容量が変化する。また、静電容量型の圧力センサは、その静電容量に基づいて圧力値を算出する演算部を備え、その算出された圧力値を出力値として出力するように構成されている。
【０００６】
また、ひずみを利用する圧力センサは、圧力を受けると変形するダイヤフラムの変形量をひずみゲージで検出し、そのひずみの検出結果に基づいて圧力値を算出し、その算出した圧力値を出力値として出力するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２９１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、より高精度に圧力を測定することができる圧力センサが求められている。
【０００９】
そのため、上述したように、圧力を受けて変化する物理量（例えば、電気抵抗、静電容量、ひずみ）からその圧力の具体的な値（出力値）を算出するときに必要な出力演算式、すなわち物理量と圧力との間の対応関係を適切に算出することが重要である。また、圧力センサが高精度に圧力を測定する（高精度な出力値を出力する）ためには、その測定環境の温度によっても物理量が変化することを考慮することが重要である。
【００１０】
したがって、圧力および温度が異なる複数の測定環境を用意する必要がある。そして、その用意した複数の測定環境それぞれにおいて圧力を受けて変化する物理量、温度、および圧力の対応関係を求め、その複数の測定環境それぞれで求めた複数の対応関係に基づいて、圧力センサの使用が想定される圧力範囲および温度範囲で高精度に圧力を測定することができる出力演算式を適切に算出する必要がある。
【００１１】
複数の測定環境を用意するために、特許文献１では、恒温槽が使用されている。すなわち、圧力計測装置を恒温槽内に収納した状態で該恒温槽内の温度を変化させることにより、異なる複数の測定環境を実現している。なお、特許文献１の場合、複数の測定環境の圧力は大気圧である。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載するような恒温槽などの測定環境の温度を変化させる場合、温度の変更に時間がかかるとともに、変更後の温度が安定するまで待機する必要がある。そのため、圧力を受けると変化する物理量から圧力値を算出するときに必要な出力演算式は、算出されるまでに時間がかかる（効率が悪い）。その結果として、圧力センサの生産性が低くなる。
【００１３】
この対処として、異なる温度で維持されている恒温槽などの測定環境を複数用意することが考えられる。これにより、温度の変更や変更後の温度の安定のための時間が必要なくなる。
【００１４】
しかしながら、この場合、複数の測定環境間の圧力の相互関係を保証する必要がある。例えば、特許文献１の場合、温度が異なる複数の恒温槽を設ける場合、複数の恒温槽それぞれにおいて、圧力が同一（大気圧）であることを保証する必要がある。
【００１５】
そのために、温度が異なる複数の測定環境それぞれに（特許文献１の場合には複数の恒温槽に）、圧力を測定する圧力測定装置を設けることが考えられる。
【００１６】
しかし、温度が異なる複数の測定環境それぞれに設けられた圧力測定装置には、個体差がある。この個体差により、複数の測定環境の間の圧力の相互関係を保証することができない。このように圧力の相互関係が保証されていない複数の測定環境を用いて算出された出力演算式は、その確度（確からしさ）が低い。その結果として、そのような出力演算式を用いる圧力センサは、高精度な出力値を出力することができない。すなわち、圧力の測定精度が低い。
【００１７】
なお、高精度に圧力を測定できる圧力測定装置、例えば圧力測定標準器を複数の測定環境それぞれに設けることが考えられるが、それでもやはり個体差は存在する。また、圧力測定標準器は、非常に高価である。このように非常に高価な圧力測定標準器を複数基用いると、その結果として、圧力センサの生産コストが高くなる。
【００１８】
そこで、本発明は、圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、圧力感知部の検出物理量から出力演算係数を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサについて、その出力演算係数を、高い確度を備えるように、また短時間で、さらに安価に算出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、前記圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサを製造する圧力センサ製造装置であって、
前記圧力センサをそれぞれ収容可能であって、且つ、異なる温度でそれぞれ維持されている複数の演算式算出用チャンバと、
複数の演算式算出用チャンバの圧力を測定する共通の圧力測定装置と、
前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれに収容されているときの前記圧力センサの圧力感知部の検出物理量と前記共通の圧力測定装置によって測定された前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出するための制御部と、を有する、圧力センサ製造装置が提供される。
【００２０】
また、本発明の別の態様によれば、
圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、前記圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサを製造する圧力センサ製造方法であって、
複数の演算式算出用チャンバを異なる温度で維持し、
前記圧力センサを前記複数の演算式算出用チャンバに順に収容し、
前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれに収容されたときの前記圧力センサの圧力感知部の検出物理量と共通の圧力測定装置によって測定された前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出する、圧力センサ製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサについて、その出力演算式を、高い確度を備えるように、また短時間で、さらに安価に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る圧力センサ製造装置の概略的構成図
【図２】圧力センサの斜視図
【図３】圧力センサの構成図
【図４】チャンバの概略的断面図
【図５】圧力センサ製造装置の制御系を示すブロック図
【図６】異なる複数の測定環境下で得られた圧力センサの静電容量を示す図
【図７】圧力センサの出力演算式の算出の流れを示すフローチャート図
【図８】複数のチャンバの高さ位置を示す図
【図９】別の実施の形態に係る圧力センサ製造装置における、複数のチャンバそれぞれと圧力測定装置とを連通する連通管を示す図
【図１０】さらに別の実施の形態に係る圧力センサ製造装置における、複数のチャンバそれぞれと圧力測定装置を連通する連通管を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一態様の圧力センサ製造装置は、圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、前記圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサを製造する圧力センサ製造装置であって、前記圧力センサをそれぞれ収容可能であって、且つ、異なる温度でそれぞれ維持されている複数の演算式算出用チャンバと、前記複数の演算式算出用チャンバの圧力を測定する共通の圧力測定装置と、前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれに収容されているときの前記圧力センサの圧力感知部の検出物理量と前記共通の圧力測定装置によって測定された前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出するための制御部と、を有する。
【００２４】
この態様によれば、圧力センサの出力演算式を、高い確度を備えるように、また短時間で、さらに安価に算出することができる。
【００２５】
前記圧力センサが温度を検出する温度感知部をさらに備え、前記圧力感知部によって検出される物理量が静電容量であって、前記圧力センサの演算部が、前記温度感知部の検出温度と、前記圧力感知部の検出静電容量と、前記出力演算式とに基づいて前記出力値を算出し、前記制御部が、前記温度感知部の検出温度と、前記圧力感知部の検出静電容量と、前記共通の圧力測定装置によって測定された圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出してもよい。これにより、より確度が高い出力演算式を得ることができ、圧力センサは、より高精度に圧力を測定することができる。
【００２６】
前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれと前記共通の圧力測定装置との間の距離は、略同一であるのが好ましい。これにより、共通の圧力測定装置により、チャンバそれぞれの圧力が略同一の条件で測定される。その結果、より確度が高い圧力センサの出力演算式を得ることができる。
【００２７】
前記演算式算出用チャンバ内の前記圧力センサの圧力感知部と前記共通の圧力測定装置の圧力感知部とが略同一高さになるように、前記圧力センサは前記演算式算出用チャンバ内に収容されるのが好ましい。これにより、圧力感知部が実際に受ける圧力と圧力測定装置の測定値との間の高低差を原因とする誤差を小さくすることができる。その結果、より高い確度の圧力センサの出力演算式を得ることができる。
【００２８】
前記複数の演算式算出用チャンバは、高さ位置が略同一になるように配置されているのが好ましい。これにより、温度が高い演算式算出用チャンバの内部の流体が別のチャンバに向かって移動することが抑制される。その結果、圧力測定装置はチャンバの圧力を高精度に測定することができる。その結果、より高い確度の圧力センサの出力演算式を得ることができる。
【００２９】
圧力製造装置は、前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力を調節する共通の圧力調節装置を有するのが好ましい。複数の演算式算出用チャンバそれぞれに圧力調節装置を設ける場合に比べて、圧力センサ製造装置の構造や制御がシンプル化される。その結果、より安価に圧力センサの出力演算式を算出することができる。
【００３０】
圧力装置が、前記制御部によって算出された出力演算式を保持する圧力センサを収容する演算式確認用チャンバを有し、前記制御部が、前記演算式確認用チャンバに収容された前記圧力センサの出力値と、前記演算式確認用チャンバの圧力値との差に基づいて、前記演算式確認用チャンバ内の前記圧力センサの出力演算式の確度を判定するのが好ましい。これにより、圧力センサの出力演算式の信頼性が向上する。
【００３１】
前記演算式確認用チャンバの圧力および温度は、前記演算式算出用チャンバの圧力および温度と異なるのが好ましい。これにより、圧力センサの出力演算式の信頼性がより向上する。
【００３２】
前記演算式確認用チャンバの圧力は、前記共通の圧力測定装置によって測定されるのが好ましい。これにより、圧力センサの出力演算式の確度判定は、高い信頼性を備える。
【００３３】
前記演算式確認用チャンバと前記共通の圧力測定装置との間の距離と前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれと前記共通の圧力測定装置との間の距離とは、略同一であるのが好ましい。これにより、圧力センサの出力演算式の確度判定は、高い信頼性を備える。
【００３４】
前記演算式確認用チャンバ内の前記圧力センサの圧力感知部と前記共通の圧力測定装置の圧力感知部とが略同一高さになるように、前記圧力センサは前記演算式確認用チャンバ内に収容されるのが好ましい。これにより、演算式確認用チャンバ内の圧力感知部が実際に受ける圧力と圧力測定装置の測定値との間の高低差を原因とする誤差を小さくすることができる。その結果、圧力センサの出力演算式の確度判定は、高い信頼性を備える。
【００３５】
前記演算式確認用チャンバと前記複数の演算式算出用チャンバとは、前記共通の圧力測定装置によって圧力が測定される場合、高さ位置が略同一になるように配置されているのが好ましい。これにより、温度が高い演算式算出用チャンバの内部の流体が演算式確認用チャンバに向かって移動することが抑制される。その結果、圧力測定装置は演算式確認用チャンバの圧力を高精度に測定することができる。その結果、圧力センサの出力演算式の確度判定は、高い信頼性を備える。
【００３６】
前記演算式確認用チャンバの圧力を調節する圧力調節装置と、前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力を調節する圧力調節装置とは、共通であるのが好ましい。その結果、より安価に圧力センサの出力演算式の確度判定を行うことができる。
【００３７】
本発明の別の態様の圧力センサ製造方法は、圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、前記圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサを製造する圧力センサ製造方法であって、複数の演算式算出用チャンバを異なる温度で維持し、前記圧力センサを前記複数の演算式算出用チャンバに順に収容し、前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれに収容されたときの前記圧力センサの圧力感知部の検出物理量と共通の圧力測定装置によって測定された前記複数の演算式算出用チャンバそれぞれの圧力値とに基づいて、前記出力演算式を算出する。
【００３８】
この態様によれば、圧力センサの出力演算式を、高い確度を備えるように、また短時間で、さらに安価に算出することができる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る圧力センサ製造装置の概略的構成図である。
【００４１】
まず、図１に示す圧力センサ製造装置１０が製造する圧力センサ１００について説明する。
【００４２】
図２は、圧力センサ１００の斜視図である。また、図３は、圧力センサ１００の構成を示す構成図である。
【００４３】
図１および図２に示すように、圧力センサ１００は、圧力を感知する圧力感知部１００ａを備える。
【００４４】
本実施の形態の場合、圧力センサ１００は、静電容量型の圧力センサである。その圧力感知部１００ａは、平行配置された２つの平板電極を備える。一方の平板電極は、圧力を受けると変形するように構成されている。この一方の平板電極が変形することにより、２つの平板電極間の静電容量Ｃが変化する。この圧力を受けて変化する静電容量Ｃを圧力感知部１００ａは検出する。なお、圧力感知部１００ａは圧力センサ１００の内部に設けられ、その圧力感知部１００ａに圧力が作用するように、外部と圧力感知部１００ａとを連通する圧力ポート１００ｂが設けられている。
【００４５】
また、圧力を高精度に測定するために、圧力センサ１００は、図３に示すように、温度を感知する温度感知部（温度センサ）１００ｃを備える。具体的には、圧力感知部１００ａが検出する物理量（本実施の形態の場合、静電容量Ｃ）は、温度によっても変化する。したがって、温度による物理量の変化を考慮した出力値を出力することができるように、圧力センサ１００は温度感知部１００ｃを備える。
【００４６】
さらに、圧力センサ１００は、圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃと温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔとに基づいて圧力値Ｐｍを算出し、その算出した圧力値Ｐｍを出力値（測定値）として外部に出力する演算部１００ｄを備える。
【００４７】
具体的には、演算部１００ｄは、静電容量Ｃ、温度Ｔ、および記憶部１００ｅに記憶されている出力演算式Ｆに基づいて、圧力値Ｐｍを算出する。出力演算式Ｆは、静電容量Ｃおよび温度Ｔから圧力値Ｐｍを算出するための式である。本実施の形態の場合、出力演算式Ｆは、数式１に示すように複数の係数ｂ００〜ｂｎｍを用いて高次多項式で定義される。
【数１】
0006296031.tif 000002
【００４８】
この出力演算式Ｆを行列表記すると、数式２のように表現することができる。
【数２】
0006296031.tif 000003
【００４９】
すなわち、圧力値Ｐｍは、１行×ｍ列の行列Ｃと、ｍ行×ｎ列の行列Ｂと、ｎ行×１列の行列Ｔとの積とみなすことができる。数式１および２において、ｍ、ｎは整数である。このｍ、ｎの数が大きいほど、静電容量Ｃと温度Ｔから圧力値Ｐｍを高精度に求めることができる。
【００５０】
したがって、本実施の形態の場合、圧力センサ１００は、圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃと温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔから圧力値Ｐｍを算出するための出力演算式Ｆとして、数式１に示す出力演算式Ｆの複数の係数ｂ００〜ｂｎｍ、すなわち数式２に示す行列Ｂの各成分ｂ００〜ｂｎｍを記憶部１００ｅに記憶（保持）している。
【００５１】
さらにまた、圧力センサ１００は、図３に示すように外部の装置（図示せず）と接続するための複数の外部接続端子１００ｆを備える。この外部接続端子１００ｆを介して、圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃ、温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔ、および数式１（または数式２）に示す出力演算式Ｆに基づいて算出された圧力値Ｐｍを圧力センサ１００は出力することができる。
【００５２】
このような圧力センサ１００を製造する本実施の形態の圧力センサ製造装置１０は、静電容量Ｃと温度Ｔから圧力値Ｐｍを算出するための出力演算式Ｆとして、数式１に示す複数の係数ｂ００〜ｂｎｍを算出するように構成されている。
【００５３】
概略的に説明すると、圧力センサ製造装置１０は、圧力と温度が異なる複数の測定環境を用意し、それぞれの測定環境に圧力センサ１００をセットする。そして、各測定環境における圧力センサ１００の静電容量Ｃと温度Ｔとを取得する。取得した静電容量Ｃおよび温度Ｔを数式１に示す出力演算式Ｆに代入するとともに、対応する測定環境の圧力をＰｍに代入する。それにより、複数の係数ｂ００〜ｂｎｍが未知数の方程式を複数個作成し（すなわち連立方程式を作成し）、その連立方程式を解いて係数ｂ００〜ｂｎｍを算出する。
【００５４】
なお、数式１に示す出力演算式におけるｍ×ｎ個の係数ｂ００〜ｂｎｍを算出するためには、圧力値Ｐｍに代入する測定環境の圧力、圧力センサ１００の静電容量Ｃ、および圧力センサ１００の温度Ｔの組み合わせがｍ×ｎ個必要である。したがって、圧力センサ製造装置１０は、圧力と温度が異なるｍ×ｎ個の測定環境を用意する。そして、各測定環境での圧力センサ１００の静電容量Ｃおよび温度Ｔとその測定環境の圧力とに基づいて、ｍ×ｎ個の連立方程式を作成する。このｍ×ｎ個の連立方程式を解くことにより、ｍ×ｎ個の係数ｂ００〜ｂｎｍを算出する。
【００５５】
ここからは、数式１に示す圧力センサ１００の出力演算式Ｆ（すなわち複数の係数ｂ００〜ｂｎｍ）を算出するための圧力センサ製造装置１０の具体的な構成について説明する。
【００５６】
なお、理解を容易にするために、ここからは数式３に示す出力演算式Ｆ、すなわち１２個の係数ｂ００〜ｂ３２を算出するための圧力センサ製造装置１０の構成について説明する。
【数３】
0006296031.tif 000004
【００５７】
図１に示すように、圧力センサ製造装置１０は、圧力センサ１００を収容可能な第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４と、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４内の圧力（チャンバ内圧）を調節する圧力調節装置１６と、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４のチャンバ内圧を測定する圧力測定装置１８と、制御部５０とを有する。
【００５８】
第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４は、圧力と温度が異なる複数の測定環境を提供するためのものであって、それぞれに順に圧力センサ１００が収容される。これらのチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４は、実質的に同一の構成を備える。したがって、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａについてのみ説明し、他のチャンバの説明ついては省略する。
【００５９】
図４は、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａの内部を示す概略的な断面図である。
【００６０】
図４に示すように、本実施の形態の場合、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａは、概略、上方に開口を備えて複数の圧力センサ１００を収容する本体部２０と、その本体部２０の開口を覆うカバー部２２とを備える。カバー部２２によって本体部２０の開口を覆うことにより、演算式算出用チャンバ１２Ａ内に密閉空間が形成される。
【００６１】
また、本実施の形態の場合、複数の圧力センサ１００はトレイ２４に載置され、そのトレイ２４が第１の演算式算出用チャンバ１２Ａの本体部２０内に収容される。
【００６２】
図４に示すように、圧力センサ１００の複数の外部接続端子１００ｆは、演算式算出用チャンバ１２Ａに設けられた複数のコンタクト端子２６と接触する。これらのコンタクト端子２６は、演算式算出用チャンバ１２Ａのカバー部２２に設けられ、カバー部２２が本体部２０の開口を閉じることにより、圧力センサ１００の外部接続端子１００ｆと接触する。なお、これらのコンタクト端子２６は、詳細は後述するが、圧力センサ製造装置１０の制御部５０に接続されている。
【００６３】
また、演算式算出用チャンバ１２Ａは、その内部の温度（チャンバ温度）を調節するための温度調節手段として、例えばペルチェ素子２８を備える。複数のペルチェ素子２８は、圧力センサ１００を挟むように演算式算出用チャンバ１２Ａに設けられている。このペルチェ素子２８は、後述する圧力センサ製造装置１０の制御部５０によって制御される。
【００６４】
さらに、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａは、図１に示すように、そのチャンバ内圧を調節する手段である圧力調節装置１６に接続されている。圧力調節装置１６は、例えば、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａに接続された正圧源（例えば圧縮機）（図示せず）と負圧源（例えば真空ポンプ）（図示せず）とを備え、圧縮機の出力（正圧）と真空ポンプの出力（負圧）とを制御することにより、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａのチャンバ内圧を制御する。
【００６５】
なお、圧力調節装置１６は、演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４それぞれに対して設けられているのではなく、図１に示すように、これらの複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４に対して共通に１つ設けられている。共通の圧力調節装置１６は、圧力管３０を介して、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４それぞれに接続されている。したがって、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４のチャンバ内圧は同一である。
【００６６】
このように複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４に対して共通に１つの圧力調節装置１６を設けることにより、チャンバそれぞれに圧力調節装置を設ける場合に比べて、圧力センサ製造装置１０の構成および制御がシンプル化され、また装置１０のコストが低く抑えられる。
【００６７】
また、圧力調節装置１６は、詳細は後述するが、圧力センサ製造装置１０の制御部５０によって制御される。
【００６８】
圧力調節装置１６によって調節された演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧は、圧力測定装置１８によって測定される。その圧力測定装置１８の測定結果に基づいて、圧力調節装置１６を圧力センサ製造装置１０の制御部５０が制御する。それにより、チャンバ内圧が所定の圧力に一定に維持される。
【００６９】
この圧力測定装置１８は、高精度に圧力を測定することができる圧力測定装置である。また、詳細は後述するが、数式３に示す圧力センサ１００の出力演算式Ｆを算出するためにも、圧力測定装置１８は使用される。例えば、圧力測定装置１８は、一次標準器、二次標準器などのさらに高精度に圧力を測定する圧力測定装置によって校正され、その校正結果に基づいて調整済みの圧力測定装置である。
【００７０】
なお、圧力測定装置１８は、演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４それぞれに対して設けられているのではなく、図１に示すように、これらの複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４に対して共通に１つ設けられている。共通の圧力測定装置１８は、図１に示すように、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４それぞれを連通する連通管３２内の圧力を測定することにより、チャンバ内圧を測定する。そのために、図４に示すように、圧力測定装置１８の圧力ポート１８ａに連通管３２が接続されている。
【００７１】
ここからは、圧力センサ製造装置１０の制御系について説明する。
【００７２】
図５は、数式３に示す圧力センサ１００の出力演算式Ｆを算出するための圧力センサ製造装置１０の制御系を示している。
【００７３】
圧力センサ１００の出力演算式Ｆを算出するために、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４それぞれのチャンバ温度を制御するためのチャンバ温度制御部５２と、圧力調節装置１６を介して複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４それぞれのチャンバ内圧を制御するチャンバ圧力制御部５４とを備える。
【００７４】
圧力センサ製造装置１０の制御部５０のチャンバ温度制御部５２は、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃそれぞれのペルチェ素子２８を制御し、そのチャンバ内部を異なるチャンバ温度で維持する。例えば、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａのチャンバ温度をＴ１に、第２の演算式算出用チャンバ１２Ｂのチャンバ温度をＴ２に、第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃの温度をＴ３に維持する（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３）。
【００７５】
チャンバ温度制御部５２はまた、演算式確認用チャンバ１４のペルチェ素子２８を制御し、そのチャンバ温度を規定の温度Ｔｃに維持する。既定の温度Ｔｃは、例えば、温度Ｔ１、Ｔ３の中間温度である。
【００７６】
圧力センサ製造装置１０の制御部５０のチャンバ圧力制御部５４は、圧力調節装置１６を制御し、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧を順次変更する。例えば、これらの複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４それぞれのチャンバ内圧は、詳細は後述するが所定の圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に順次変更される（Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４）。
【００７７】
また、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、圧力測定装置１８によって測定された第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧の測定値Ｐｓを取得する圧力取得部５６を備える。さらに、制御部５０は、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４それぞれに収容されているときの圧力センサ１００の圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃを取得する静電容量取得部５８と、温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔを取得する温度取得部６０とを備える。
【００７８】
圧力センサ製造装置１０の制御部５０の圧力取得部５６は、圧力測定装置１８の測定値Ｐｓを受け取る。具体的には、圧力測定装置１８が、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４それぞれに連通する連通管３２内の圧力を測定し、その測定値Ｐｓを制御部５０に出力する。
【００７９】
なお、圧力取得部５６によって取得された圧力測定装置１８の測定値Ｐｓに基づいて、チャンバ圧力制御部５４は、圧力調節装置１６を制御する。これにより、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧が所定の圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に高精度に調節される。代わりとして、圧力調節装置が有する圧力計の測定値に基づいてチャンバ内圧を調節してもよい。
【００８０】
圧力センサ製造装置１０の制御部５０の静電容量取得部５８は、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃ内の圧力センサ１００から静電容量Ｃを受け取る。
【００８１】
なお、圧力センサ１００の圧力感知部１００ａが検出する静電容量Ｃは、圧力によっても異なるとともに温度によっても異なる。したがって、静電容量Ｃを、圧力Ｐと温度Ｔの関数Ｃ（Ｐ、Ｔ）と表現することができる。本実施の形態の場合、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃそれぞれにおいて、上述したようにそのチャンバ内圧がＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に順に変更される。また、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃそれぞれは異なる温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に維持されている。このように圧力と温度とが異なる１２個の測定環境から、図６に示すように、１２個の静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ１）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ３）を得ることができる。図６において、例えば、静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ１）は、チャンバ内圧がＰ１であってチャンバ温度がＴ１であるときに得られる静電容量を示している。
【００８２】
また、温度取得部６０は、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃ内の圧力センサ１００の温度感知部１００ｃから温度Ｔを取得する。第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃそれぞれは温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に維持されているため、温度取得部６０が取得する温度はこれらと実質的に同一である。
【００８３】
なお、圧力センサ製造装置１０の制御部５０の静電容量取得部５８および温度取得部６０は、静電容量Ｃ（Ｐ、Ｔ）および温度Ｔを、チャンバのコンタクト端子２６を介して圧力センサ１００から取得する。そのために、圧力センサ１００は、外部接続端子１００ｆを介して静電容量Ｃ（Ｐ、Ｔ）および温度Ｔを出力するモードと、その静電容量Ｃ（Ｐ、Ｔ）、温度Ｔ、および出力演算式Ｆに基づいて算出した圧力値Ｐｍを出力するモードとを備える。
【００８４】
さらに、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、圧力取得部５６によって取得された圧力測定装置１８の測定値Ｐｓ（すなわちＰ１〜Ｐ４）と、静電容量取得部５８によって取得された圧力センサ１００の圧力感知部１００ａの静電容量Ｃ（Ｐ、Ｔ）と、温度取得部６０によって取得された圧力センサ１００の温度感知部１００ｃの温度Ｔ（すなわちＴ１〜Ｔ３）とに基づいて、数式３に示す出力演算式Ｆ（その１２個の係数ｂ００〜ｂ３２）を算出する出力演算式算出部６２を備える。
【００８５】
出力演算式算出部６２は、具体的には、チャンバ温度およびチャンバ内圧が異なる複数の測定環境（第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃ）それぞれについて、係数ｂ００〜ｂ３２が未知数の方程式を作成する。
【００８６】
例えば、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａについては、圧力Ｐ１〜Ｐ４、温度Ｔ１、静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ１）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ１）から４つの方程式が作成される。すなわち、Ｐ１、Ｔ１、およびＣ（Ｐ１、Ｔ１）を数式３に示す出力演算式Ｆに代入して得られる第１の方程式と、Ｐ２、Ｔ１、およびＣ（Ｐ２、Ｔ１）から得られる第２の方程式、Ｐ３、Ｔ１と、およびＣ（Ｐ３、Ｔ１）から得られる第３の方程式と、Ｐ４、Ｔ１、およびＣ（Ｐ４、Ｔ１）から得られる第４の方程式とが作成される。
【００８７】
同様に、第２の演算式算出用チャンバ１２Ｂについては、圧力Ｐ１〜Ｐ４、温度Ｔ２、静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ２）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ２）から４つの方程式が作成される。すなわち、Ｐ１、Ｔ２、およびＣ（Ｐ１、Ｔ２）を数式３に示す出力演算式Ｆに代入して得られる第５の方程式と、Ｐ２、Ｔ２、およびＣ（Ｐ２、Ｔ２）から得られる第６の方程式と、Ｐ３、Ｔ２、およびＣ（Ｐ３、Ｔ２）から得られる第７の方程式と、Ｐ４、Ｔ２、およびＣ（Ｐ４、Ｔ２）から得られる第８の方程式とが作成される。
【００８８】
また同様に、第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃについては、圧力Ｐ１〜Ｐ４、温度Ｔ３、静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ３）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ３）から４つの方程式が作成される。すなわち、Ｐ１、Ｔ３、およびＣ（Ｐ１、Ｔ３）を数式３に示す出力演算式Ｆに代入して得られる第９の方程式と、Ｐ２、Ｔ３、およびＣ（Ｐ２、Ｔ３）から得られる第１０の方程式と、Ｐ３、Ｔ３、およびＣ（Ｐ３、Ｔ３）から得られる第１１の方程式と、Ｐ４、Ｔ３、およびＣ（Ｐ４、Ｔ３）から得られる第１２の方程式とが作成される。
【００８９】
出力演算式算出部６２は、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａについて得られた第１〜第４の方程式と、第２の演算式算出用チャンバ１２Ｂについて得られた第５〜第８の方程式と、第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃについて得られた第９〜第１２の方程式とを用いて、すなわち１２個の方程式を含む連立方程式を解いて、数式３に示す出力演算式Ｆの１２個の係数ｂ００〜ｂ３２を算出する。これにより、出力演算式算出部６２は、圧力センサ１００の出力演算式Ｆを算出する。
【００９０】
ここからは、一例を挙げて、圧力センサ製造装置１０による圧力センサ１００の出力演算式Ｆの算出の流れについて、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここで説明される圧力センサ１００の出力演算式Ｆの算出のフローは、本発明を限定するものではない。
【００９１】
まず、図７に示すように、ステップＳ１００において、例えば工場出荷前の圧力センサ１００が、チャンバ温度がＴ１の第１の演算式算出用チャンバ１２Ａにセットされる（収容される）。
【００９２】
次に、ステップＳ１１０において、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａ内の圧力センサ１００から、その圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ１）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ１）と、その温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔ１とを取得する。すなわち、Ｐ１、Ｔ１、およびＣ（Ｐ１、Ｔ１）の第１の組み合わせと、Ｐ２、Ｔ１、およびＣ（Ｐ２、Ｔ１）の第２の組み合わせと、Ｐ３、Ｔ１、およびＣ（Ｐ３、Ｔ１）の第３の組み合わせと、Ｐ４、Ｔ１、およびＣ（Ｐ４、Ｔ１）の第４の組み合わせとが制御部５０に取得される。
【００９３】
続いて、ステップＳ１２０において、圧力センサ１００が第１の演算式算出用チャンバ１２Ａから搬出され、チャンバ温度がＴ２の第２の演算式算出用チャンバ１２Ｂにセットされる。
【００９４】
ステップＳ１３０において、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、第２の演算式算出用チャンバ１２Ｂ内の圧力センサ１００から、その圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ２）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ２）と、その温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔ２とを取得する。すなわち、Ｐ１、Ｔ２、およびＣ（Ｐ１、Ｔ２）の第５の組み合わせと、Ｐ２、Ｔ２、およびＣ（Ｐ２、Ｔ２）の第６の組み合わせと、Ｐ３、Ｔ２、およびＣ（Ｐ３、Ｔ２）の第７の組み合わせと、Ｐ４、Ｔ２、およびＣ（Ｐ４、Ｔ２）の第８の組み合わせとが制御部５０に取得される。
【００９５】
ステップＳ１４０において、圧力センサ１００が第２の演算式算出用チャンバ１２Ｂから搬出され、チャンバ温度がＴ３の第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃにセットされる。
【００９６】
ステップＳ１５０において、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃ内の圧力センサ１００から、その圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ３）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ３）と、その温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔ３とを取得する。すなわち、Ｐ１、Ｔ３、およびＣ（Ｐ１、Ｔ３）の第９の組み合わせと、Ｐ２、Ｔ３、およびＣ（Ｐ２、Ｔ３）の第１０の組み合わせと、Ｐ３、Ｔ３、およびＣ（Ｐ３、Ｔ３）の第１１の組み合わせと、Ｐ４、Ｔ３、およびＣ（Ｐ４、Ｔ３）の第１２の組み合わせとが制御部５０に取得される。
【００９７】
ステップＳ１６０において、圧力センサ製造装置１０の制御部５０（出力演算式算出部６２）は、ステップＳ１１０で取得された圧力Ｐ１〜Ｐ４、温度Ｔ１、および静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ１）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ１）の第１〜第４の組み合わせと、ステップＳ１３０で取得された圧力Ｐ１〜Ｐ４、温度Ｔ２、および静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ２）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ２）の第５〜第８の組み合わせと、ステップＳ１５０で取得された圧力Ｐ１〜Ｐ４、温度Ｔ３、および静電容量Ｃ（Ｐ１、Ｔ３）〜Ｃ（Ｐ４、Ｔ３）の第９〜第１２の組み合わせのそれぞれを、数式３に示す出力演算式Ｆに代入する。それにより、１２個の係数ｂ００〜ｂ３２が未知数の１２個の方程式を含む連立方程式を作成する。出力演算式算出部６２は、その連立方程式を解いて、複数の係数ｂ００〜ｂ３２を算出する、すなわち出力演算式Ｆを算出する。
【００９８】
ステップＳ１６０で複数の係数ｂ００〜ｂ３２の算出、すなわち出力演算式Ｆの算出が完了すると、その出力演算式Ｆの確からしさ（確度）を確認するために、ステップＳ１７０において、圧力センサ１００が演算式確認用チャンバ１４内にセットされる。
【００９９】
ステップＳ１８０において、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、ステップ１６０で算出された複数の係数ｂ００〜ｂ３２、すなわち出力演算式Ｆの確度を判定する。
【０１００】
具体的には、演算式確認用チャンバ１４内に収容された圧力センサ１００の記憶部１００ｅに、ステップＳ１６０で算出された複数の係数ｂ００〜ｂ３２、すなわち出力演算式Ｆを、圧力センサ製造装置１０の制御部５０が書き込む。
【０１０１】
出力演算式Ｆが書き込まれた圧力センサ１００は、演算式確認用チャンバ１４内の圧力を測定する。すなわち、圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃと温度感知部１００ｃによって検出された温度Ｔとから、記憶部１００ｅに書き込まれた出力演算式Ｆを用いて圧力値Ｐｍを算出し、その圧力値Ｐｍを圧力センサ製造装置１０の制御部５０に出力する。
【０１０２】
この演算式確認用チャンバ１４内の圧力センサ１００から出力された圧力値Ｐｍと、圧力測定装置１８によって測定された演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧の測定値Ｐｓとを比較して、圧力センサ製造装置１０の制御部５０は、その圧力センサ１００に書き込まれている出力演算式Ｆの確度を判定する。
【０１０３】
例えば、圧力センサ１００の圧力値Ｐｍと圧力測定装置１８の測定値Ｐｓとの差に基づいて、出力演算式Ｆの確度が判定される。その差が所定のしきい値以下である場合、出力演算式Ｆが確からしいと判定される。
【０１０４】
なお、本実施の形態の場合、演算式確認用チャンバ１４内の温度は、出力演算式Ｆ（その複数の係数ｂ００〜ｂ３２）の算出のために使用される第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２の温度Ｔ１〜Ｔ３と異なるＴｃである。したがって、出力演算式Ｆの算出のために用いた温度Ｔ１〜Ｔ３と異なる温度Ｔｃの測定環境下において良好と判定された出力演算式Ｆは、その確度と信頼性が高い。したがって、この確度と信頼性が高い出力演算式Ｆを用いて圧力を測定する圧力センサ１００は、高い精度で且つ高い信頼性で圧力を測定することができる。
【０１０５】
また、出力演算式Ｆの確度の判定方法は、圧力センサ１００に要求される測定精度や信頼性に応じて変更されてもよい。
【０１０６】
例えば、図７に示すステップＳ１５０が終了した後、第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃ内の圧力センサ１００をそのまま待機させ、ステップＳ１６０で出力演算式Ｆを算出する。その算出した出力演算式Ｆを、第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃ内で待機する圧力センサ１００の記憶部１００ｅに書き込む。そして、その圧力センサ１００によって第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃのチャンバ内圧を測定し、その測定された圧力値Ｐｍを取得する。この取得した測定値Ｐｍと圧力測定装置１８によって測定された第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃのチャンバ内圧の測定値Ｐｓとの差Ｄ１を算出する。
【０１０７】
次に、圧力センサ１００を演算式確認用チャンバ１４内に搬送し、その圧力センサ１００によって演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧を測定し、その測定された圧力値Ｐｍを取得する。この取得した測定値Ｐｍと圧力測定装置１８によって測定された演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧の測定値Ｐｓとの差Ｄ２を算出する。
【０１０８】
出力演算式Ｆの算出に用いた温度Ｔ３の第３の演算式算出用チャンバ１２Ｃで得られた差Ｄ１と、出力演算式Ｆの算出に用いた温度Ｔ１〜Ｔ３と異なる温度Ｔｃの演算式確認用チャンバ１４で得られた差Ｄ２とが比較される。比較して大きい方の差が所定のしきい値以下である場合、出力演算式Ｆは確からしいと判定される。
【０１０９】
この場合、差Ｄ２のみを用いて出力演算式Ｆを判定する場合に比べて、より高い信頼性の出力演算式Ｆを得ることができる。したがって、この信頼性がより高い出力演算式Ｆを用いて圧力を測定する圧力センサ１００は、高精度に且つより高い信頼性で圧力を測定することができる。
【０１１０】
さらに、出力演算式Ｆの確度の判定方法は、他の方法でも可能である。例えば、数式３に示す出力演算式Ｆの１２個の係数ｂ００〜ｂ３２を算出するために、上述したように、１２組の測定データの組み合わせ（すなわち、圧力測定装置１８の測定値（圧力値）と、圧力センサ１００の圧力感知部１００ａによって検出された静電容量と、圧力センサ１００の温度感知部１００ｃによって検出された温度との組み合わせ）が使用されている。これらの１２組の測定データを数式３に示す出力演算式Ｆに代入することによって１２個の係数ｂ００〜ｂ３２が未知数の連立方程式（１２個の方程式）を作成し、その連立方程式を解くことにより、１２個の係数ｂ００〜ｂ３２が算出される（確定される）。
【０１１１】
この測定データの組み合わせにおける静電容量と温度とを複数の係数ｂ００〜ｂ３２が確定された出力演算式Ｆに代入し、圧力値を算出する。この算出された圧力値とそのために代入された静電容量と温度とに対応する圧力測定装置１８の測定値との間の差Ｄ３を算出する。この差Ｄ３の算出を、１２組の測定データの組み合わせそれぞれについて実行する。１２組の測定データの組み合わせそれぞれに基づいて算出された１２個の差Ｄ３をそれぞれ比較し、最も大きい差である最大差Ｄ３ｍａｘを特定する。この最大差Ｄ３ｍａｘが所定のしきい値以下であれば、出力演算式Ｆは確からしいと判定される。
【０１１２】
この場合、出力演算式Ｆの複数の係数ｂ００〜ｂ３２の算出（確定）に使用された複数の測定データが、出力演算式Ｆの確度の判定に使用される。すなわち、演算式確認用チャンバ１４を用いることなく、さらに言えば圧力センサ１００をチャンバに収容させることなく、出力演算式Ｆの確度の判定を実行することができる。そのため、出力演算式Ｆの判定を短時間で完了することができる。
【０１１３】
なお、１２組の測定データの組み合わせそれぞれに基づいて算出された１２個の差Ｄ３と上述の差Ｄ２（演算式確認用チャンバ１４について、圧力センサ１００が測定した測定値と圧力測定装置１８が測定した測定値との差）とをそれぞれ比較し、その中から最大の差を特定し、その特定した差がしきい値以下であれば、出力演算式Ｆを確からしいと判定してもよい。この場合、より高い信頼性で出力演算式Ｆの確度判定を行うことができる。  
【０１１４】
このような本実施の形態の圧力センサ製造装置１０によれば、圧力センサ１００の出力演算式Ｆを、高い確度（確からしさ）を備えるように、また短時間で、さらに安価に算出することができる。
【０１１５】
まず、圧力センサ１００の出力演算式Ｆを算出するために必要な温度が異なる複数の測定環境は、図５に示すように、異なる温度で維持されている第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃによって実現されている。したがって、温度が異なる複数の測定環境を、１つのチャンバの温度を変更することによって実現する場合に比べて、短時間で出力演算式Ｆを算出することができる。すなわち、温度の変更に要する時間やその変更後の温度が安定するまで待機する時間がなくなる。
【０１１６】
また、温度が異なる複数の測定環境の圧力、すなわち温度が異なる第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧は、共通の１つの圧力測定装置１８によって測定されている。すなわち、チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧は、共通の１つの基準によって高精度に測定されている。したがって、これらのチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ間の圧力の相互関係は保証されている。例えば、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａのチャンバ内圧と第２の演算式算出用チャンバ１２Ｂのチャンバ内圧とが同一であることを保証することができる。また、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａのチャンバ内圧をＰ１からＰ２に変更し、また再びＰ１に変更したとき、Ｐ２に変更する前のＰ１とＰ２から変更されたＰ１は同一であることが保証される。
【０１１７】
したがって、共通の１つの圧力測定装置１８によってチャンバ内圧が高精度に測定され、且つ、そのチャンバ内圧の相互関係が高い確実性で保証されている複数の測定環境、すなわち第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃを用いて算出された出力演算式Ｆは、その確度（確からしさ）が高い。その結果として、このような出力演算式Ｆを用いる圧力センサ１００は、高精度の出力値（圧力値Ｐｍ）を出力することができる。すなわち、圧力の測定精度が高い。
【０１１８】
また、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧は、共通の１つの圧力測定装置１８によって測定されている。そのため、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃそれぞれに圧力測定装置１８を設けてそれらのチャンバ内圧を測定する場合に比べて、圧力センサ１００の高い確度の出力演算式Ｆを安価に算出することができる。
【０１１９】
このようにして、本実施の形態の圧力センサ製造装置１０においては、高精度に圧力を測定する圧力センサ１００に必要な出力演算式Ｆを、高い確度を備えるように、また短時間で、さらに安価に算出することができる。
【０１２０】
また、圧力センサ１００の高い確度の出力演算式Ｆを算出するために、本実施の形態の圧力センサ製造装置１０は、以下の特徴を備える。
【０１２１】
まず、本実施の形態の場合、上述したように、演算式確認用チャンバ１４で行われる圧力センサ１００の出力演算式Ｆの確度の判定は、圧力測定装置１８によって測定された演算式確認用チャンバ１４の測定値Ｐｓに基づいて行われる。すなわち、出力演算式Ｆの算出に使用される第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧と、その出力演算式Ｆの確度の判定に使用される演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧とが、共通の１つの圧力測定装置１８によって測定されている。そのため、出力演算式Ｆの判定は、高い信頼性を備える。したがって、高い信頼性を備える判定によって良好と判断された出力演算式Ｆは、高い確度を備える。
【０１２２】
また、本実施の形態の場合、図１に示すように、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４は、圧力測定装置１８との間の距離が略同一になるように配置されている。本実施の形態の場合、圧力測定装置１８を中心とする同一円周Ｃ上に、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４が配置されている。これにより、圧力測定装置１８は、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４のチャンバ内圧を略同一の条件で測定することができる。略同一の条件で測定された圧力測定装置１８の測定値に基づいて圧力センサ１００の出力演算式Ｆの算出およびその確度の判定が行われるため、そのようにして得られた出力演算式Ｆは高い確度を備える。
【０１２３】
さらに、本実施の形態の場合、図４に示すように、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４に収容された圧力センサ１００の圧力感知部１００ａと、圧力測定装置１８の圧力感知部１８ｂとが略同一の高さレベルＨに位置する。すなわち、圧力センサ１００は、その圧力感知部１００ａが高さレベルＨに位置するように複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４内に収容される。
【０１２４】
これにより、圧力センサ１００の圧力感知部１００ａの位置と圧力測定装置１８の圧力感知部１８ｂの位置との間で高低差による圧力の違いがなくなる。したがって、圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃを生じさせる実際の圧力の値と圧力測定装置１８の測定値Ｐｓとの間の誤差が小さくなる。その結果、静電容量Ｃと圧力測定装置１８の測定値Ｐｓとに基づいて算出される圧力センサ１００の出力演算式Ｆは、高い確度を備える。
【０１２５】
さらにまた、本実施の形態の場合、図８に概略的に示すように、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４は、略同一の高さ位置に配置されている。
【０１２６】
図８に示すように、圧力測定装置１８は連通管３２を介して第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４それぞれの内部に連通されている。したがって、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４も、連通管３２を介して互いに連通している。そのため、複数のチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４それぞれの内部の流体（例えば空気）は、他のチャンバに移動可能である。
【０１２７】
また、上述したように、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４の内部の温度はそれぞれ異なる。そのため、内部温度が高いチャンバが内部温度が低いチャンバに比べて低い位置に配置されている場合、その内部温度が高いチャンバから内部温度が低いチャンバに向かって上昇する、連通管３２を通過する流体の流れが発生する。
【０１２８】
この連通管３２を通過する流体の流れの発生を抑制するために、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４は、図８に示すように、高さ位置が略同一になるように配置されている。それにより、圧力測定装置１８は、連通管３２を介してチャンバ１２Ａ〜１２Ｃ、１４のチャンバ内圧を高精度に測定することができる。その結果、その圧力測定装置１８の測定値に基づいて算出される圧力センサ１００の出力演算式Ｆは、高い確度を備える。
【０１２９】
以上のように、本実施の形態によれば、圧力を受けて変化する静電容量Ｃを検出する圧力感知部１００ａと、圧力感知部１００ａの検出静電容量Ｃから出力演算式Ｆを用いて出力値を算出する演算部１００ｄとを備える圧力センサ１００について、その出力演算式Ｆを、高い確度を備えるように、また短時間で、さらに安価に算出することができる。
【０１３０】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
【０１３１】
例えば、上述の実施の形態の場合、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４は、それらを連通する連通管３２を通過する流体の流れの発生を抑制するために、同一の高さ位置に配置されている。さらに連通管３２を通過する流体の流れの発生を抑制するために、図９に示すように、連通管３２に流路抵抗３２ａを設けてもよい。例えば、流路抵抗３２ａは、連通管３２の縮径部によって構成され、内部温度が高い第１の演算式算出用チャンバ１２Ａと圧力測定装置１８との間に設けられる。これにより、第１の演算式算出用チャンバ１２Ａ内の高温の流体が連通管３２内に流入することが抑制される。それにより、連通管３２を通過する流体の流れによる圧力測定装置１８の測定値への影響がより抑制され、その結果、圧力センサ１００の出力演算式Ｆを、より高い確度を備えるように算出することができる。
【０１３２】
図９に示すように連通管３２に縮径部３２ａを設けることに代わって、フィルタを設けてもよい。また図１０に示すように、連通管３２の内部に複数のピストン部材４０を配置してもよい。ピストン部材４０は、連通管３２の内周面の摺動可能に接触し、連通管３２の延在方向に移動可能に該連通管３２内に配置される。また、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃおよび演算式確認用チャンバ１４それぞれと圧力測定装置１８との間に、ピストン部材４０が配置される。
【０１３３】
このようなピストン部材４０によれば、チャンバ間の流体の移動は防止されるが、圧力はチャンバから圧力測定装置１８に伝達される。これにより、連通管３２を通過する流体の流れの発生が防止され、その結果、圧力センサ１００の出力演算式Ｆを、より高い確度を備えるように算出することができる。
【０１３４】
また、上述の実施の形態の場合、圧力センサ１００の出力演算式Ｆの確度を判定するために、演算式確認用チャンバ１４が設けられている。また、演算式確認用チャンバ１４は、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧を調節する圧力調節装置１６により、そのチャンバ内圧が調節されている。さらに、演算式確認用チャンバ１４は、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧を測定する圧力測定装置１８により、そのチャンバ内圧が測定されている。そのため、演算式確認用チャンバ１４の稼動率は低い。
【０１３５】
具体的に説明すると、上述の実施の形態の場合、演算式確認用チャンバ１４での圧力センサ１００の出力演算式Ｆの確度判定は、所定の圧力Ｐ３下で行われる。したがって、圧力調節装置１６によって第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧が所定の圧力Ｐ３と異なる圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４で維持されている場合、演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧は所定の圧力Ｐ３と異なり、そのために演算式確認用チャンバ１４での圧力センサ１００の出力演算式Ｆの確度判定が実行できない。したがって、演算式確認用チャンバ１４の稼動率が低く、そのために圧力センサ製造装置１０のスループットが低い。
【０１３６】
この対処として、演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧を、圧力調節装置１６とは異なる別の圧力調節装置によって調節するとともに、圧力測定装置１８と異なる別の圧力測定装置によって測定する。これにより、演算式確認用チャンバ１４の稼動率を向上させることができ、圧力センサ製造装置１０のスループットを向上させることができる。しかし、この場合、演算式確認用チャンバ１４における圧力センサ１００の出力演算式Ｆの確度判定の信頼性を考慮すると、演算式確認用チャンバ１４のチャンバ内圧を測定する圧力測定装置は、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃのチャンバ内圧を測定する圧力測定装置１８と実質的に同一の測定精度を備えるのが好ましい。
【０１３７】
この演算式確認用チャンバ１４そのものを省略することも可能である。すなわち、圧力センサ１００の出力演算式Ｆの確度の判定作業を省略することが可能である。
【０１３８】
例えば、上述の実施の形態の場合、第１〜第３の演算式算出用チャンバ１２Ａ〜１２Ｃを用いることにより、温度（Ｔ１〜Ｔ３）と圧力（Ｐ１〜Ｐ４）とが異なる１２個の測定環境が実現されている。この複数の測定環境それぞれにおいて、圧力センサ１００の圧力感知部１００ａの静電容量Ｃと温度感知部１００ｃの温度Ｔとが取得されるとともに、圧力測定装置１８の測定値Ｐｓが取得される。この静電容量Ｃ、温度Ｔ、およびＰｓの１２組の組み合わせに基づいて、圧力センサ１００の出力演算式Ｆの算出が行われる。
【０１３９】
これに対して、例えば、チャンバ温度が異なる演算式算出用チャンバの基数を増やすとともに、その演算式算出用チャンバそれぞれで行われる圧力の変更の回数を増やし、それにより温度と圧力とが異なる複数の測定環境の数を増やしてもよい。これにより、より多くの静電容量Ｃ、温度Ｔ、および測定値Ｐｓの組み合わせを取得することができる。また、そのより多くの取得した組み合わせに基づいて、より確度が高い圧力センサ１００の出力演算式Ｆを算出することができる。したがって、圧力センサ１００の出力演算式Ｆの確度を判定するための作業を省略することができる。
【０１４０】
さらに、上述の実施の形態の場合、演算式算出用チャンバは３基であるが、本発明に係る実施の形態はそれに限らない。本発明に係る実施の形態は、少なくとも２基の演算式算出用チャンバを備え、少なくとも２基のチャンバの内圧を共通の圧力測定装置によって測定するものである。
【０１４１】
さらにまた、上述の実施の形態の場合、圧力センサ製造装置１０は、静電容量型の圧力センサ１００を製造する、具体的には圧力感知部１００ａによって検出された静電容量Ｃを用いて出力演算式Ｆを算出する。しかしながら、本発明の実施の形態の圧力センサ製造装置は、静電容量型の圧力センサに限らない。
【０１４２】
例えば、圧力感知部が圧力を受けて電気抵抗が変化する半導体で構成されている半導体型の圧力センサであってもよい。この場合、圧力センサ製造装置は、静電容量に代わって電気抵抗に基づいて圧力センサの出力演算式を算出する。
【０１４３】
すなわち、本発明の実施の形態に係る圧力センサ製造装置は、広義には、圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部を備える圧力センサを製造するものである。
【０１４４】
これに関して言えば、圧力センサの圧力感知部によって検出される物理量は、圧力であってもよい。この場合、この圧力から出力値（圧力値）を算出する出力演算式は、圧力を補正するための式である。
【０１４５】
さらに加えて、上述の実施の形態の圧力センサ製造装置１０によって製造される圧力センサ１００は、圧力を受けて変化する静電容量Ｃ（物理量）と、温度Ｔと、出力演算式Ｆとに基づいて圧力値を算出し、その算出した圧力値を出力値として出力するが、これに限らない。
【０１４６】
例えば、圧力センサは、圧力を受けて変化する静電容量と出力演算式とに基づいて圧力値を算出し、その算出した圧力値を出力値として出力するように構成されていてもよい。この場合の出力演算式は、数式３に示す出力演算式Ｆのように温度Ｔのパラメータを含んでいない。しかしながら、温度が異なる複数の測定環境（複数のチャンバ）それぞれにおいて取得された静電容量と圧力に基づいて圧力センサの出力演算式が算出されるため、その出力演算式は温度が考慮された式である。したがって、このような出力演算式を用いる圧力センサは、温度特性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は、圧力を受けて変化する物理量を検出する圧力感知部と、圧力感知部の検出物理量から出力演算式を用いて出力値を算出する演算部とを備える圧力センサの製造装置および製造方法であれば、適用可能である。
【符号の説明】
【０１４８】
１０    圧力センサ製造装置
１２Ａ  演算式算出用チャンバ（第１の演算式算出用チャンバ）
１２Ｂ  演算式算出用チャンバ（第２の演算式算出用チャンバ）
１２Ｃ  演算式算出用チャンバ（第３の演算式算出用チャンバ）
１８    圧力測定装置
５０    制御部
１００  圧力センサ
Ｃ      物理量（静電容量）
Ｐｓ    測定値
【図１】
0006296031.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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