JPH0633392Y2 - シ−ス型温度測定素子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は化学工業，電機工業，その他の熱処理工程にお
いて、温度測定に用いられるシース型熱電対及びシース
型測温抵抗体などのシース型温度測定素子に係り、特に
そのシース構造に関する。

〔従来の技術〕

シース型熱電対やシース型測温抵抗体などのシース型温
度測定素子は、そのシース構造により、腐食性雰囲気，
屈曲の多い個所，振動の激しい所など厳しい使用条件下
で使用することができるため、熱処理を伴う工程での温
度の測定，制御には極めて有用なものである。

近年、プラズマ利用技術の応用拡大が進み、特に半導体
素子製造工程などではプラズマエッチング法，プラズマ
CVD（Chemical Vaper Deposition）法が多用されるよう
になって来た。このような工程に於いては、直流又は高
周波の電力が印加されるプラズマ発生電極あるいは被処
理物の温度を測定，制御する必要が生じる。この温度制
御の精度により、製造される半導体素子の収率，性能等
が決定されることになる。

第４図は従来の一例を部分断面で示した図で、シース型
測温抵抗体の場合を示し、第５図（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれ従来の他例を示す斜視図及びその横断面図で、シー
ス型熱電対の場合を示す。

これらの従来例は、いずれも金属製シース（細管）１内
に、白金抵抗素子の中心に固定用コアを装設した測温抵
抗素子の熱電対等の測温素子２を収め、かつ金属製シー
ス１内の空間部を高純度のMgO等の熱伝導性のある絶縁
物３で埋めると共に、測温素子２の信号線（導線や素
線）４を金属製シース１の端部より引き出してなるシー
ス型温度測定素子を構成しており、耐熱耐蝕性，耐震
性，絶縁特性，応答性に優れ、引き出し部のシール構造
を適切に選べば高圧容器あるいは真空容器内での温度測
定に利用することができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記のような従来のシース型温度測定素子
ではシース部分を被測定物である電極に接触させるた
め、測温素子２は電極から絶縁されていても、電極の電
位変化や外来雑音による影響を受けることになる。特に
高周波電圧が印加される場合には、微少電気信号である
測温素子２からの信号に外来雑音と共に高周波ノイズも
重なり、測定不可能となる。このため、高周波電圧の印
加中は温度測定，制御機能を停止するなどの方法が採用
されているが、完全に見込み運転となり、高精度の温度
測定，制御が実行されず、ひいては製造される半導体素
子の品質を低下させるという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、直流，交流の高電圧あるいは高周波電圧等の
印加される電極などの温度を電圧印加中に於いても、電
位変化や外来雑音の影響を極力軽減して従来よりも正確
に測定することを可能とするシース型温度測定素子を提
供しようとするものである。

即ち、本考案素子は第１図示のように金属製シース１内
に測温素子２を収め、かつ金属製シース１内の空間部を
熱伝導性のある絶縁物３で埋めると共に、測温素子２の
信号線４を金属製シース１の端部より引き出してなるシ
ース型温度測定素子において、上記金属性シース１にシ
ールド端子７を接続し、金属製シース１の周囲に外シー
ス５を熱伝導性のある絶縁物６を介して被着せしめてな
る構成としたものである。

〔作用〕

測温時は外シース５を直流，交流の高電圧あるいは高周
波電圧が印加された被測定物に接触させる。そのため外
シース５が金属製の場合は被測定物に印加された直流，
交流あるいは高周波の電圧と同電位になる。

被測定物の温度はこの外シース５から熱伝導性のある絶
縁物6,内側の金属製シース（以下内シースという）１及
び熱伝導性のある絶縁物３を経て測温素子２の測温部に
伝達され電気信号として取り出される。

内シース１は接地すると、測温素子２に発生した微少電
気信号を，外来雑音や被測定物に印加された直流，交流
の高電圧や高周波電圧の影響から遮蔽して従来よりも正
確な温度測定を可能にする役目を果たす。

この作用は外シース５が金属製でなく熱伝導性絶縁物に
より作られている場合にも同様である。

〔実施例〕

以下図面により本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案素子の一実施例を示す断面図で、１は金
属製シース（細管）、２はこの金属製シース１内に収め
られた熱電対である。３は金属製シース１と熱電対２と
の間に充填されたMgOを代表とする熱伝導性のある電気
絶縁物である。熱電対２の信号線（素線）４は金属製シ
ース１の端部より引き出されている。８は信号線端子、
７はシース１に接続されたシールド端子である。５は金
属製シース１の測温側部分1aの周囲に配置された外シー
スで本実施例では金属製であり、６はこの外シース５と
内側の金属製シース（内シースという）１との間に充填
されたMgOを代表とする熱伝導性のある電気絶縁物であ
る。

外シース５は例えば第２図示のように真空容器９内に設
けられた直流，交流の高電圧あるいは高周波の電圧が印
加される電極等の被測定物10に接触させ、真空容器９の
保持孔にシール用Ｏリング11を介在させて取付けられ
る。熱電対２の信号線端子８は、熱電対２に発生した微
少熱起電力あるいは微少熱電流（電気信号という）を入
力する温度測定，制御器12の入力端子にシールドケーブ
ル13の信号線により接続され、内シース１のシールド端
子７はシールドケーブル13のシールド線（編組線）によ
りそのアース端子に接続される。

外シース５は直流，交流の高電圧あるいは高周波の電圧
が印加された被測定物10に接触して取付けられているた
め、被測定物10の電位と同電位になる。

被測定物10の温度は、外シース５から熱伝導性のある絶
縁物6,内シース１及び熱伝導性のある絶縁物３を経て熱
電対２の測温部に伝達され電気信号として取り出され
る。この電気信号は温度測定，制御器12に入力されて測
定され、あるいは温度制御に供せられる。

内シース１はシールドケーブル13のシールド線により温
度測定．制御器12のアース端子に接続されているので、
熱電対２に発生した微少電気信号を，外来雑音，並びに
被測定物10に印加された直流，交流の高電圧や高周波電
圧の影響から遮蔽する働きをするから、正確な温度測
定，あるいは温度制御ができる。

第３図は内シース１を真空容器９に取付けられた安全箱
14に接続して接地し、熱電対２の信号線端子８を温度測
定，制御器12の入力端子にシールドケーブル13の信号線
により接続し、このシールドケーブル13のシールド線を
そのアース端子に接続した場合を示す。

熱電対２の信号線端子８と内シース１のシールド端子７
は上記第２図示のように温度測定，制御器12の入力端
子，アース端子までシールドケーブル13により導くの
で、被測定物10の電位による影響防止と外来雑音の混入
防止に最も効果的であるが、第３図示のように測温部の
近くで接地しても、被測定物10の電位による影響を防止
することができる。この場合も外来雑音による影響を軽
減できる。

本実施例では、測温素子２として熱電対を用いた場合を
説明したが、測温抵抗素子を用いても同様に構成でき、
説明することができることは勿論である。

また、外シース５が金属製でなく、熱伝導性絶縁物によ
り作られている場合も同様である。

〔考案の効果〕

上記のように本考案によれば、金属製シース１にシール
ド端子７を接続し、金属製シース１の周囲に外シース５
を熱伝導製のある絶縁物６を介して被着せしめてなるの
で、金属製シース１を接地することにより測温素子２に
発生した微少電気信号を，被測定物に印加された直流，
交流の高電圧あるいは高周波の電圧による雑音や外来雑
音から遮蔽（静電遮蔽及び／または電磁遮蔽）すること
ができるから、直流，交流の高電圧あるいは高周波の電
圧が印加された電極など，電位のある被測定物の温度を
従来よりも正確に測定することができる。

電位のある被測定物の温度を正確に測定できるので、化
学工業，電機工業，その他の熱処理工程における温度制
御を高精度に実行できるようになり、延いては製造され
る半導体素子の製品の品質を向上させることができる。

また、本考案による素子は上記従来の技術の項で述べた
素子の有する特長を殆ど損なうことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案素子の一実施例を示す断面図、第２図及
び第３図はそれぞれ本考案素子を真空容器に適用し、温
度測定，制御器により温度測定，温度制御を行う場合の
説明図、第４図は従来の一例を部分断面で示した図、第
５図（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来の他例を示す斜視図
及びその横断面図である。 １……金属製シース、２……測温素子（熱電対）、３…
…熱伝導性のある絶縁物、４……信号線、５……外シー
ス、６……熱伝導性のある絶縁物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製シース１内に測温素子２を収め、か
   つ金属製シース１内の空間部を熱伝導性のある絶縁物３
   で埋めると共に、測温素子２の信号線４を金属製シース
   １の端部より引き出してなるシース型温度測定素子にお
   いて、上記金属製シース１にシールド端子７を接続し、
   金属製シース１の周囲に金属製外シース５を熱伝導性の
   ある絶縁物６を介して被着せしめてなるシース型温度測
   定素子。