JPH06160198A - 温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明はメモリを内蔵した温度計本体を低
い温度状態に保つことができるようにした温度測定装置
を提供することにある。 【構成】 測定デ−タを記憶するメモリを内蔵した温度
計本体１と、この温度計本体を気密可能に収納し開閉弁
１８を有する配管部１９の一端が接続された真空容器３
と、赤外線反射面を有しこの赤外線反射面で上記真空容
器を反射体１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂと、上記反
射体１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂを挿通して上記温
度計本体に接続された温度センサ部１７と、上記配管部
の他端に着脱自在に接続され上記真空容器の内部を減圧
する減圧手段１４とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は真空チャンバ内で用い
られる温度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＬＣＤ（液晶
表示装置）などの製造工程における多層の薄膜形成に、
ＣＶＤ（化学気相成長）技術や真空蒸着技術等が用いら
れている。薄膜形成された半導体ウエハやガラス基板な
どの被処理体は幾つかの薄膜処理室である真空チャンバ
を通ることになるが、とくに熱ＣＶＤやプラズマＣＶＤ
などでは被処理体は摂氏４００度程度の高温にさらされ
る。

【０００３】温度は薄膜の均一形成に深く関係するの
で、真空チャンバ内での温度履歴が測定される。この測
定には測定デ−タを記憶するメモリとこれを駆動する電
池を内蔵した熱伝対の温度センサとを熱シ−ルドチュ−
ブで断熱し、温度計本体に接続した熱伝対の温度センサ
を熱シ−ルドチュ−ブ外にした温度測定装置を真空チャ
ンバ内に入れて測定が行われる。

【０００４】真空チャンバ内において温度測定装置は被
処理体を保持して搬送するキャリアに置かれる。測定が
終了した時点で、上記温度測定装置は真空チャンバから
キャリアとともに取り出される。取り出された後は、キ
ャリア外で熱シ−ルドチュ−ブは分解され、温度計本体
がコンピュ−タに接続され、メモリに記憶された測定デ
−タが読み出されデ−タ処理される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】真空チャンバ外に取り
出された直後のキャリアは摂氏４００度に近い高温にな
っているとともに、温度測定装置が取り出される際には
当然ながら、高真空状態から大気圧の状態に置かれるた
め、熱シ−ルドチュ−ブの周囲の空気は対流を起こして
高温状態になる。

【０００６】このようなキャリアからの伝熱や高温雰囲
気の影響を受けて大気圧と同じようになっている熱シ−
ルドチュ−ブの内部も対流を起こして温度が急激に上昇
し、メモリの機能の限界温度（摂氏７０度）を越えてし
まう。

【０００７】このような温度上昇で、測定のための電子
素子が熱影響を受け、記録した測定デ−タに狂いが生
じ、また測定デ−タの読み出しにも支障が生じ、正確な
温度測定ができないということがあった。また、魔法瓶
のシ−ルドチュ−ブでは装置自体が大きくなってしまう
ほかに、割れ物のために取扱いにも特別な注意を要して
いた。本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、大気
圧雰囲気においても、熱影響の小さい温度測定装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】上記課題を解決す
るために請求項１に記載された本発明は、測定デ−タを
記憶するメモリを内蔵した温度計本体と、この温度計本
体を気密可能に収納し開閉弁を有する配管部の一端が接
続された第１の囲い体と、赤外線反射面を有しこの赤外
線反射面で上記第１の囲い体を囲う第２の囲い体と、上
記第１、第２の囲い体を挿通して上記温度計本体に接続
された温度センサ部と、上記配管部の他端に着脱自在に
接続され上記第１の囲い体の内部を減圧する減圧手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載された本発明は、第１の囲
い体と第２の囲い体とには、磁気反発力を発生しその磁
気反発力で上記第１の囲い体に対して上記第２の囲い体
を非接触状態で保持する磁石がそれぞれ設けられている
ことを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、大気圧の雰囲気
においても、温度計本体は対流の起きない状態に保つこ
とができる。請求項３の発明によれば、第１の囲い体に
対して上記第２の囲い体が非接触状態であることによ
り、輻射による伝熱のみとなって断熱効果が高まる。

【００１１】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の第１の実施例で、温度測定装置が高
温にさらされる、真空チャンバ内での収納状態を示し、
全体的に箱型となっている。すなわち、この装置は温度
計本体１を有し、この温度計本体１は容器状を呈する上
下一対の第１の反射体２ａ、２ｂに囲われた状態で、真
空容器３に収納されている。上記温度計本体１と第１の
反射体２ａ、２ｂおよび第１の反射体２ａ、２ｂと真空
容器３との間にはそれぞれスペ−サ４が介在されてい
る。上記真空容器３は第１の囲い体を形成している。

【００１２】上記真空容器３は温度計本体１および第１
の反射体２ａ、２ｂの出し入れのための開口部５を形成
した本体６と、シ−ル部材７ａを介して開口部５に気密
に取り付けられた第１の蓋体７と、本体６の一方の側部
に穿設され、温度計本体１のリ−ド線８ａ、８ｂを挿通
させた絶縁チュ−ブ９を挿通させる挿通穴１０と、この
挿通穴１０をシ−ル部材１１ａを介して気密に塞ぎ、絶
縁チュ−ブ９をその周囲に電気絶縁性の気密部材１１を
配して気密に挿通させた第２の蓋体１２と、本体６の他
方の側部に取り付けられ本体６の内部に連通する吸引部
１３とを備えている。

【００１３】真空容器３は、第１の反射体２ａ、２ｂと
同じような上下一対の容器状をなし、合わせ部にフラン
ジ部が形成された第２の反射体１４ａ、１４ｂおよび、
これらを囲いこれらとほぼ相似形に形成された第３の反
射体１５ａ、１５ｂとで二重に囲われている。上記第２
の反射体１４ａ、１４ｂと第３の反射体１５ａ、１５ｂ
は第２の囲い体を形成している。

【００１４】絶縁チュ−ブ９から出たリ−ド線８ａ、８
ｂは第３の反射体１５ａ、１５ｂのフランジ部の一部に
配された電気絶縁性のスペ−サ１６を挿通し、外部に引
き出され、真空チャンバの内部温度を検出する温度セン
サ１７に接続されている。

【００１５】上記第２、第３の反射体１４ａ、１４ｂ、
１５ａ、１５ｂには、一端が上記吸引部１３に接続さ
れ、中途部に開閉弁１８が設けられた吸引管１９の一端
部を通す通し部２０が形成されている。この吸引管１９
の他端には接続ユニット２３が設けられ、この接続ユニ
ット２３には真空ポンプなどの減圧手段２４が着脱自在
に接続される。

【００１６】上記真空容器３と上記第２の反射体１４
ａ、１４ｂとの間および第２の反射体と上記第３の反射
体１５ａ、１５ｂとの間には、これらの間隔を所定に保
つためのスペ−サ２１、２２がそれぞれ介装されてい
る。なお、上記第１乃至第３の反射体２ａ、２ｂ、１４
ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂはいずれも鋼板の表、裏面
をクロム鍍金、真空蒸着などにより鏡面に仕上げられ、
赤外線を反射するように形成されている。

【００１７】つぎに、上記構成の作用について説明す
る。温度計本体１を収納した真空容器３は、減圧手段２
４により10Torr（1333.2Pa）以下に減圧されたのち、開
閉弁１８が閉じられる。接続ユニイト２３で減圧手段２
４が切り離され、温度計本体１は真空容器３を含み、第
１乃至第３の反射体２ａ、２ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５
ａ、１５ｂで囲われて、たとえば熱ＣＶＤ装置の内部に
置かれ、温度測定した測定温度が記憶される。

【００１８】この測定中において、外部から真空容器に
至るまでに第１、第２の反射体１４ａ、１４ｂ、１５
ａ、１５による２層の反射層が形成されるが、伝熱量は
反射層の数をｎとすると、１／（ｎ＋１）に減少する。
そのため、２層の構造であれば、１／３になって伝熱さ
れる。

【００１９】また、魔法瓶のような大気圧状態とは異な
り、真空容器３内では対流が起こらずに、放射伝熱とな
り、その伝熱量は大気圧条件の下と比べて１／１０以下
となる。したがって、真空容器３が比較的大きな熱容量
を持っていることと併せ、真空容器３内の温度上昇は極
めて緩やかなものとなる。

【００２０】本実施例では上記のＣＶＤ装置のような真
空チャンバの内部温度、換言すれば第３の反射体１５
ａ、１５ｂの外の温度が摂氏４００度で３時間加熱後に
おいて、温度計本体１の冷接点温度が摂氏７０度以下に
断熱された。

【００２１】また、上記加熱後に真空チャンバ外にキャ
リアと共に出された時点においても、真空容器３の内部
はほぼ真空状態に保たれているので、内部では真空チャ
ンバ内に置かれていたときと同様に対流が起こらずに、
冷接点温度が摂氏７０度以上には上昇しなかった。

【００２２】図２はこの発明の第２の実施例を示す。な
お、この実施例において、第１の実施例と同一部分には
同一記号を付して説明を省略する。この実施例は、真空
容器３の外側に第２の反射体１４ａ、１４ｂだけが設け
られている。一対の第２の反射体１４ａ、１４ｂの真空
容器３の第１の蓋体７と本体６の底面に対向する板面、
および本体６の外周面に対向する周壁には、それぞれ第
１の永久磁石３１が設けられている。

【００２３】上記第１の永久磁石３１と対応する上記真
空容器３の第１の蓋体７、本体６の底面、第２の蓋体１
２および本体６の外側面にはそれぞれ第２の永久磁石３
２が、上記第１の永久磁石３１との間で磁気反発力を生
じるよう、同じ極性が対向する状態で設けられている。
それによって、上記真空容器３は、上記第１の永久磁石
３１と第２の永久磁石３２との間に生じる磁気反発力で
上記第２の反射体１４ａ、１４ｂの内部に、この第２の
反射体と非接触状態で保持される。

【００２４】上記第１、第２の永久磁石３１、３２の表
面には金メッキが施され、その表面での輻射率が高めら
れている。それによって、伝熱量を下げることができる
ようになっている。

【００２５】このような構成によれば、上記真空容器３
が第２の反射体１４ａ、１４ｂに対して非接触状態で浮
上保持されているから、温度計本体１への伝熱は輻射に
よる伝熱のみとなり、上記第１の実施例のようにスペ−
サ２１、２２を通して熱伝導が起こるということがな
い。そのため、上記真空容器３に対する断熱効果を高め
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、温度計本
体が真空チャンバの内外において上昇温度を低い状態に
保つことができるようになったので、記録温度の測定の
ための電子素子が熱影響を受けることなく、記憶した測
定デ−タも正常に保たれ、また測定デ−タの読み出しに
も支障が生ぜず、正確な温度測定ができる。さらに、魔
法瓶型のシ−ルドチュ−ブと異なり、分解組み立て可能
となるので、装置を小型に構成することもできる。

【００２７】一方、温度計本体を収納した第１の囲い体
が第２の囲い体に対して磁気反発力で非接触状態で支持
したことにより、上記温度計本体をより一層、低い温度
状態に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す断面図。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す断面図。

【符号の説明】

１…温度計本体、３…真空容器、１４ａ、１４ｂ…第２
の反射体、１５ａ、１５ｂ…第３の反射体、１７…温度
センサ、１８…開閉弁、２４…減圧手段、３１、３２…
永久磁石。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定デ−タを記憶するメモリを内蔵した
   温度計本体と、この温度計本体を気密可能に収納し開閉
   弁を有する配管部の一端が接続された第１の囲い体と、
   赤外線反射面を有しこの赤外線反射面で上記第１の囲い
   体を囲う第２の囲い体と、上記第１、第２の囲い体を挿
   通して上記温度計本体に接続された温度センサ部と、上
   記配管部の他端に着脱自在に接続され上記第１の囲い体
   の内部を減圧する減圧手段とを備えたことを特徴とする
   温度測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１の温度測定装置において、第２
   の囲い体は第１の囲い体を単または多重に囲うことを特
   徴とする温度測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１の温度測定装置において、第１
   の囲い体と第２の囲い体とには、磁気反発力を発生しそ
   の磁気反発力で上記第１の囲い体に対して上記第２の囲
   い体を非接触状態で保持する磁石がそれぞれ設けられて
   いることを特徴とする。