接觸式溫度探測器和製造方法
2023-08-02 11:51:11 1
專利名稱：接觸式溫度探測器和製造方法
背景技術：
本公開內容涉及一種用來測量半導體基質溫度的接觸式溫度探測器。
在半導體器件製造過程中，在加工期間基質經常受到升高溫度的影響。這類製造方法的實例包括光刻膠的等離子體灰化法，化學氣相沉積法，退火，等等。在這些方法中的某些方法包括有離子源，在加工過程中，它會將離子通量引至基質表面。通常希望能監測在這些或其它製造過程中的溫度，因為溫度常常會影響製造質量和方法的成敗。此外，用來監測的測量裝置應以最快或沒有滯後的速度提供精確的和可重複的讀數。
接觸式溫度測量法是一種在加工過程中用來監測半導體基質溫度的常用的技術。接觸式溫度測量技術典型地包括使基質與裝有溫度傳感器的探測器相接觸。這探測器典型地利用具有高熱導率的材料例如鋁製造。接觸式測量法方面的許多進展都是以改善溫度讀數的精度以及響應時間為目標。
在授予伍頓等人的US 5791782和授予伯克等人的US 6332709中，公開了一些具有這樣一種探測頭的接觸式溫度測量探測器，這探測頭能根據半導體基質的重量繞樞軸轉動，以此保持緊密接觸。這種樞軸式探測頭減小了基質和探測頭之間的接觸阻力，從而導致具有較高的溫度測量精度。從探測頭伸出來的隔熱的溫度傳感器引線提供了進一步的改進。
利用這些和其它專利所述的方法和裝置，在各種加工環境中都可獲得精確的溫度測量結果。可是，已經確定，在含有離子源的加工環境中會出現溫度測量不精確的結果。含有離子源的半導體製造方法在製造過程中具有向基質充電的傾向。也就是說，離子可能接觸基質並在基質上形成低的電位勢。雖然利用導熱金屬例如鋁製作的接觸式溫度測量探測器適於提供足夠的熱導率，但這種接觸式溫度測量探測器也是導電的。因此，由離子在基質上形成的低電位勢會被溫度傳感器記錄下來，從而造成在所顯示的溫度讀數中包括偏壓值。因而，這些方法和裝置可能不適用於含有會將離子通量引向基質表面的和要求精確監測溫度的半導體製造方法。
發明概述在本文中公開了一種供測量處在加工環境中的基質溫度用的裝置和方法。在一種實施方案中，依照本公開內容的接觸式溫度測量探測器包括一個探測頭，該探測頭具有一個用來接觸基質的，由陶瓷材料製成的接觸面；和一個帶有引線的溫度傳感器，這些引線來自探測頭並穿過用來將其與加工環境隔開的隔離屏，其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，且隔離屏不與探測頭接觸。優選地，陶瓷材料選自AIN，BeO，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合物。
在另一個實施方案中，接觸式溫度測量探測器包括一個探測頭和一個溫度傳感器，這探測頭包括一塊單個整體的陶瓷材料，而溫度傳感器與探測頭保持著熱聯繫。這溫度傳感器包括引線，這些引線穿過用來將其與加工環境隔開的隔離屏，其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，且隔離屏不與探測頭接觸。
在另一個實施方案中，接觸式溫度測量探測器的探測頭包括一塊導電片；和一塊配置在導電片接觸面上的陶瓷材料或高分子材料，其中陶瓷材料選自AIN，BeO，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合物，而其中高分子材料選自聚醯亞胺類和聚醚醚酮類。
在另一個實施方案中，接觸式溫度測量探測器包括一個由陶瓷材料或高分子材料製成的探測頭，這種材料具有大於或等於約1×106歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約100瓦/米-K的熱導率；和一個與探測頭相接觸的帶有引線的溫度傳感器，這些引線穿過用來將其與加工環境隔開的隔離屏，其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，且隔離屏不與探測頭接觸。
一種消除了在含有離子源的加工環境中產生的電偏壓的接觸式溫度測量方法，這方法包括使基質與包括探測頭和溫度傳感器的接觸式溫度測量探測器相接觸，其中探測頭包括由陶瓷材料製成的平面狀接觸面，其中溫度傳感器帶有引線，這些引線來自探測頭並穿過用來將其與加工環境隔開的隔離屏，和其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，且隔離屏不與探測頭接觸；在溫度傳感器中產生作為溫度函數的熱電壓，其中熱電壓不含偏電壓；和將熱電壓轉變成半導體基質的實際溫度。
上面所述和其它性能利用以下附圖和詳述作為例證加以說明。
附圖簡述請參閱以下典型附圖，其中同樣的元件在一些圖中標以相同的編號
圖1是接觸式熱電偶探測器的側視圖；圖2是沿圖1的A-A線截取的接觸式熱電偶探測器的俯視圖；圖3是含有陶瓷接觸面的探測頭的橫剖面圖；圖4是其上焊有引線的整體式探測頭的透視圖；圖5是焊接式探測頭的透視圖；圖6是闡明離子源對溫度測量影響的作為時間函數的曲線圖。
優選實施方案詳述請參閱圖1和圖2，圖中所示為一種供在製造半導體器件的加工過程中監測溫度用的典型的接觸式溫度測量探測器，通常將其標定為10。這典型的接觸式溫度測量探測器10包括一個探測頭12，這探測頭12具有一個電絕緣但導熱的接觸面14，用於在溫度測量過程中接觸半導體基質，和一個用來將溫度傳感器引線18，20與加工環境隔開的石英隔離屏16。優選地，使接觸面同與其相接觸的半導體表面的面貌相符合，例如平面狀。有利之處在於，電絕緣但導熱的接觸面14在含有離子源的加工環境中能提供較高的溫度測量精度，這是因為消除了由離子源產生的偏壓影響。本文中公開的接觸式溫度測量探測器10，在例如等離子體中介法，退火處理，化學氣相沉積法等方法中可能遇到的不含有離子源的加工環境中，也能提供精確的溫度測量結果。
接觸式溫度測量探測器10包括一個由溫度傳感器引線18和20支承的，和利用石英隔離屏16對其進行熱隔離的探測頭12。熱隔離的探測頭12減小了熱質量的影響並使溫度傳感器更緊密地跟蹤半導體基質的溫度。同時，接觸式溫度測量探測器10根據半導體基質的重量繞樞軸轉動，藉此在接觸式溫度測量探測器10的接觸面14和半導體基質之間形成緊密接觸。
石英隔離屏16內裝一根不鏽鋼鋼管22，用來保護溫度傳感器引線18，20免受外來電信號影響。不鏽鋼鋼管22內部是一根有著二條能使引線18和20穿過的沿縱向伸展的槽的陶瓷管24。這陶瓷管為熱電偶引線18，20提供熱絕緣且還能防止引線18，20彼此接觸。如果引線18，20相接觸會形成不希望有的額外的熱電偶觸頭，從而造成不精確的溫度測量結果。
在一個優選實施方案中，溫度傳感器是熱電偶。正如本領域的那些技術人員所熟知的，熱電偶由二種不同金屬形成的觸頭組成，這熱電偶的二個半觸頭各自與引線相連接。熱電偶產生熱電壓，這熱電壓是觸頭溫度和形成觸頭所選用之特定金屬的函數。由於特定的熱電偶觸頭所產生的作為溫度函數的熱電壓可以被確定，故可採用電壓測量儀表來測量觸頭電壓，並通過簡易的電壓與溫度的轉換算法將電壓測量結果轉換成相應的溫度數據。已被採用作為熱電偶觸頭用的各種不同的金屬可根據用途而定。作為選擇熱電偶型式用的典型參數包括測量對象的預期的溫度範圍和要求的測量精度。「E-型」，「J-型」，和「K-型」熱電偶是通常可採用的熱電偶的實例，它們具有眾所周知的工業上要求的溫度範圍和精度特性。利用熱電偶探測器的溫度測量儀表通常採用E-型，J-型，和K-型熱電偶，並按照標準溫度和電壓換算表能使測得的觸頭電壓正確地轉換成溫度讀數。
圖3闡明了探測頭12的橫剖面圖。所示探測頭12通常被加工成圓盤形狀，並包括配置在主體部分15上的平面狀接觸面14。在一個實施方案中，探測頭12的接觸面14包括陶瓷材料。陶瓷材料的厚度優選地為能同時有效地提供電阻和導熱的厚度。在一個優選實施方案中，陶瓷接觸面14是平面狀的。雖然所示主體部分15具有其上配置了陶瓷材料的平面狀表面，但並不打算將主體部分15和其表面限於任何特定的形狀。主體部分15可具有平面狀表面或加工成任何不規則形狀的表面。此外，陶瓷材料可以被配置在非接觸表面上，不會有損於它的功用。
在另一個實施方案中，電絕緣但導熱的接觸面14包括聚合物。可以將這聚合物塗敷或粘貼到主體部分15上。
主體部分15可利用任何合適的導熱材料例如陶瓷，金屬等等製成。在一個優選實施方案中，主體部分15可利用例如鋁，金，銅，銀，包括至少一種上述金屬的組合物等等之類的金屬製成。從其成本和易於對其機械加工考慮，它們之中最優選鋁金屬。鋁的熱導率在100℃時約為235瓦/米-K。在主體部分為金屬的情況，優選地從主體部分15的下表面28鑽入一個位於中心的軸向盲孔26。溫度傳感器例如熱電偶觸頭被插入孔26內。然後採用對熱電偶四周進行壓接操作將孔26壓平，正如US 5791782所述，該專利在此被整篇引入作參考。這樣位於觸頭處的二根引線18，20之間產生良好的電接觸和在探測頭12與溫度傳感器之間產生良好的熱接觸。
與圖3所示的探測頭12相結合，傳感器引線18和20形成了頂點在探測頭12上的三角形的二支點。引線18，20具有合適的剛度，以便獨自支承探測頭12，同時根據半導體基質的重量使探測頭12圍繞熱電偶觸頭轉動。
在一個圖4所示的替代實施方案中，探測頭30優選利用一塊整體陶瓷材料製成，亦即一個具有接觸面34的實心圓盤。因為適合用來形成探測頭30的許多陶瓷材料都是固有地脆性的，所以優選熔焊焊接熱電偶觸頭，以便在位於觸頭處的二根引線18，20之間形成良好的電接觸和在探測頭30與溫度傳感器之間形成良好的熱接觸。在此方法中，優選首先將糊劑狀或金屬油墨施加在探測頭30的非接觸面上，更優選將其施加在探測頭的下表面38上，亦即非接觸面與接觸面正巧相對。然後將糊劑狀或金屬油墨加熱到足以使表面金屬化和使金屬固定地粘附在陶瓷表面上的溫度。接著將溫度傳感器例如熱電偶觸頭釺焊到由糊劑狀或金屬油墨形成的金屬化表面上。任選地，釺焊區選擇性地塗以鋁或其它同類金屬的薄層，從而在加工環境中形成保護層，以致焊料中的金屬不會射到基質上，這會對產生金屬汙染起有害的影響。
金屬油墨是導電和導熱的並會在溫度傳感器和探測頭之間形成接觸。適用的糊劑狀和金屬油墨包括銅，金，銀，錳，鉬，鋁，鈀，鉑，包括至少上述一種金屬的組合物，等等。在一個優選的實施方案中，糊劑狀或金屬油墨包括錳和鉬的混合物。
圖5闡明了探測頭40的一種替代實施方案。在這實施方案中，二根不相同材料的引線41，42被纏繞在一起形成一個熱電偶觸頭。然後金屬材料例如鋁的熔焊接頭43包圍住上述繞在一起的引線。熔焊接頭43的上表面44被製成平面狀。然後，按前面所述方法在平面狀表面44塗以陶瓷材料或高分子材料。探測頭40的接觸面44在溫度測量過程中將接觸半導體基質。
使半導體基質與接觸面14，34，44相接觸，有效地消除了在加工過程中因使用離子源而可能產生的電偏壓影響。換言之，由於陶瓷接觸面14，34，44形成了電阻，藉此將溫度傳感器例如熱電偶觸頭與半導體基質上因離子輻照在其上形成的低電位勢相絕緣，故而這種低電位勢不會傳輸給探測頭。此外，因為優選選用的接觸面是導熱的，故可以在響應時間最快或沒有滯後的情況下獲得精確的，可重複的溫度讀數。在某些情況下，使用陶瓷或高分子材料可能會在晶片實際溫度和由熱電偶測得的溫度之間產生偏差。在上述情況下，可採用單獨的溫度測量或校正程序，以便跟蹤並將偏差編碼到溫度控制器軟體中。
優選地，選用具有大於約1×106歐姆-釐米電阻率的陶瓷或高分子材料，更加優選電阻率大於約1×1010歐姆-釐米的，最優選電阻率大於約1×1016歐姆-釐米的。與電阻性能組合在一起考慮，優選選用在100℃下具有大於約100瓦/米-K熱導率的陶瓷或高分子材料，更加優選熱導率在100℃下大於約150瓦/米-K的，最優選熱導率在100℃下大於約200瓦/米-K的。在探測頭12上配置了一層陶瓷材料塗層的接觸面14的實施方案中，優選使這塗層的厚度達到足以產生能消除電偏壓的電阻以及產生熱導率。
適合的陶瓷材料包括，但並不打算限於此，AIN，Al2O3，BaTiO3，BeO，BN，CaO，LaB6，MgO，MoSi2，Si3N4，SiO2，Ta2O5，TiB2，TiN，TiO2，TiSi2，VB2，W2B3，WSi2，ZrB2，ZrO2，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合。鑑於本公開內容，其它適合的陶瓷材料對於本領域內的每一位普通技術人員來講是顯而易見的。在一個優選的實施方案中，陶瓷材料選自由AIN，BeO，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合的陶瓷材料。這陶瓷材料可以是多晶體或單晶體。
適合的高分子材料包括聚醯亞胺類，聚醚醚銅類等等。適用的聚醯亞胺類，由龐特-南莫斯公司生產的商標為KAPTON的產品，如同薄膜一樣在市場上可買到。
可以採用以下任何一種方法使陶瓷材料附著到探測頭上，這些方法包括等離子體熱噴塗法，汽化沉積法，物理氣相沉積法，化學氣相沉積法，濺塗法等等。採用粉末壓實和燒結的方法可製得整體狀陶瓷材料。
等離子體熱噴塗法本質上是將融態材料或熱軟化材料噴塗到表面上，從而形成一層塗層。呈粉末狀的材料被射入溫度極高的等離子體火焰中，在此處它被迅速加熱和被加速到某一高的速度。這熱材料撞擊到基質表面上並迅速冷卻形成一層塗層。
汽相沉積法通常包括將某一種物質在真空中加熱和汽化，並使在被處理基質的表面上附著一層該物質，藉此形成一層薄的塗層。例如，等離子體汽相沉積法通常包括將某一固體加熱到高的溫度或汽化，然後在沒有化學反應的情況下強行凝聚固體，從而形成一層薄膜。汽化沉積法通常包括採用使金屬蒸汽或呈氣相形態的揮發性化合物發生化學反應形成一層薄的薄膜。
濺塗法通常包括在相對低的真空度下產生離化等離子體，加速離化氬，然後使氬與目標(一種固體材料，它是被加速粒子的撞擊目標)相碰撞，從而濺射目標原子，藉此塗敷被處理材料的表面。
另一方面，整體狀陶瓷探測頭可採用模具製成。呈糊劑狀的陶瓷材料被倒入模具中。選用的模具符合探測頭所要求的形狀，例如製成具有直徑約為2mm和厚度約為1mm的圓盤。優選地將熱電偶觸頭插入到填滿糊劑狀陶瓷的模具中，然後對其進行硬化處理。例如，可對填滿糊劑狀陶瓷的模具在足以使糊劑狀陶瓷硬化的溫度下加熱，藉此將熱電偶觸頭固定在硬化陶瓷中。有利之處在於，製造整體狀探測頭的本方法省去了使表面金屬化和隨後將熱電偶釺焊到整體狀陶瓷探測頭上這二道步驟。此外，用這種方法製成的熱電偶不需要塗以保護層，例如蒸發的鋁，因為沒有使用可能潛在地會在加工環境過程中暴露出對產生金屬汙染起作用的焊料。
提出下列實例僅是為了闡明目的，並不打算限制公開內容的範圍。
實施例1在本實例中，製作了一種接觸式溫度測量探測器。首先用鋁將探測頭機械加工成圓盤形狀。探測頭具有的直徑為2.03毫米(mm)和厚度為0.635mm。在下表面上鑽成一個深約為1.0mm的位於中心的軸向孔。一個K型熱電偶被插入孔中並被壓接。然後使一層厚度約為2000~約8000埃()的氧化鈹(BeO)在真空條件下附著到上表面上。BeO的電阻率大於約1×1014歐姆-釐米和它的熱導率在100℃下約為210瓦/米-K。來自熱電偶的引線被插入不鏽鋼鋼管內。不鏽鋼鋼管內部是一根有著二條能使引線穿過的沿縱向伸展的槽的陶瓷管。然後將石英隔離屏配置在不鏽鋼鋼管和外露引線的周圍。引線獨自支承著探測頭，同時根據半導體基質的重量使探測頭繞熱電偶觸頭轉動。類似地，接觸式溫度測量探測器被製成在鋁質墊片的上表面上塗有AIN，而熱電偶的焊珠已被壓接到鋁質墊片上。
實施例2在本實例中，接觸式溫度測量探測器是利用包括BeO的整體式探測頭製成。探測頭被加工成具有直徑約為2.0毫米(mm)和厚度為0.9mm的圓盤形狀。將油墨狀錳-鉬塗在探測頭的平面狀表面上並加熱到約1000℃的溫度，從而形成金屬化表面。然後利用高溫焊料將K型熱電偶釺焊到金屬化表面上。在釺焊之前，熱電偶的觸頭通常被壓平以便與金屬化表面相貼合和增加熱電偶的觸頭與探測頭之間的接觸面積。然後將糊劑狀氮化鋁塗到在焊接過程中形成的釺焊接頭上。類似的探測器被製成其中的釺焊接頭塗以一層薄的蒸發的鋁塗層。來自熱電偶的引線被插入到不鏽鋼鋼管內。不鏽鋼鋼管內是一根具有二條可使引線穿過的沿縱向伸展的槽的陶瓷管。石英隔離屏被配置在不鏽鋼鋼管和外露引線的周圍。
實施例3在本實例中，對處於含有離子源的加工環境中的基質溫度進行監測。接觸式溫度測量探測器被製成使用鋁質探測頭。將接觸面上塗有或沒有KAPTON薄膜的接觸式溫度測量探測器放置成與半導體基質相接觸的狀態。然後在含有將離子通量引向基質表面的加工過程中，對作為時間函數的溫度進行監測。在大約20秒時，接通位於加工車間內的離子源。在大約140秒時，斷開離子源。正如圖6所示，沒有KAPTON薄膜的接觸式溫度測量探測器顯示，當離子通量轟擊晶片時，被瓦特洛溫度控制器接收到的電信號有虛假的增加。瓦特洛溫度控制器是一種閉合式環路控制器，它控制著用來向半導體基質提供受控熱量的滷素燈的電池的功率。在斷開離子源後，沒有KAPTON薄膜的接觸式溫度測量探測器的信號下降，導致「假衰減」。相反地，採用KAPTON薄膜的溫度探測器在引入離子源時表明沒有虛假讀數。這樣，由於離子通量存在而在晶片上產生的低電壓與溫度探測器上的溫度傳感器被隔離了。可以預計，根據本公開內容，在採用陶瓷接觸面的接觸式溫度測量探測器的情況下，能獲得類似的結果。
採用含有本文中所述陶瓷或聚合物接觸面的探測頭的接觸式溫度測量探測器有著許多優點。在含有離子源的加工環境中，陶瓷或聚合物接觸面提供精確的和可重複的溫度測量結果，正如圖6所證實的。此外，採用陶瓷或高分子材料允許擴展就溫度而言的作業範圍。鋁的熔點約為600℃。在約300℃或更高溫度下作業可引起鋁質墊片軟化，從而導致墊片和基質中的金屬來回地交換。這種有害的「吸氣」作用會在基質上產生金屬汙染以及會降低鋁質墊片的壽命。通常陶瓷具有高得多的熔點，例如BeO具有的熔點約為2500℃，且是不同於鋁的硬質材料。此外，使用鋁基探測器會導致刮削半導體基質的接觸面。在利用陶瓷或聚合物接觸面的接觸式溫度測量探測器情況下沒有發現有這種刮削現象和其它性能下降。更進一步，所述陶瓷或高分子材料通常是抗氧化的。相反地，鋁會迅速地被氧化，已熟知這會逐漸地降低晶片和熱電偶焊珠之間的熱接觸，由此導致測量誤差。
雖然根據一個優選實施方案已對本發明作了說明，但本領域內的那些技術人員都清楚，可以進行各種改進並可用不超出本發明範圍的等同物置換。例如，雖然提到的是特殊的接觸式溫度測量探測器，其它形式的探測器也能使用，只要其中接觸半導體基質的部分是按所述方法用陶瓷材料進行了電絕緣的。此外，可以按描述的本發明內容進行許多不超出本發明的基本範圍的改進，以適應特殊情況或材料。所以，本發明意圖不限於現公開的作為實施本發明最佳模式的特殊實施方案，但意圖包括在後附權利要求書範圍內的所有實施方案。
權利要求
1.一種供測量處在加工環境中的基質的溫度用的接觸式溫度測量探測器，它包括一個探測頭，該探測頭具有一個用來接觸基質的，由陶瓷材料製成的接觸面；和一個帶有引線的溫度傳感器，這些引線來自探測頭並穿過用來將這些引線與加工環境隔開的隔離屏，其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，且隔離屏不與探測頭接觸。
2.權利要求1的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料選自AIN，Al2O3，BaTiO3，BeO，BN，CaO，LaB6，MgO，MoSi2，Si3N4，SiO2，Ta2O5，TiB2，TiN，TiO2，TiSi2，VB2，W2B3，WSi2，ZrB2，ZrO2，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合。
3.權利要求2的接觸式溫度測量探測器，其中探測頭是一塊整體的陶瓷材料。
4.權利要求1的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料具有大於或等於約1×106歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約100瓦/米-K的熱導率。
5.權利要求1的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料具有大於或等於約1×1010歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約150瓦/米-K的熱導率。
6.權利要求1的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料具有大於或等於約1×1012歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約200瓦/米-K的熱導率。
7.權利要求1的接觸式溫度測量探測器，其中接觸面包括AIN。
8.權利要求1的接觸式溫度測量探測器，其中接觸面包括BeO。
9.一種供測量處在加工環境中的基質的溫度用的接觸式溫度測量探測器，它包括一個包括一塊單個整體陶瓷材料的探測頭；和一個與探測頭保持熱聯繫的溫度傳感器，其中溫度傳感器包括引線，這些引線穿過用來將其與加工環境隔開的隔離屏，其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，且隔離屏不與探測頭接觸。
10.權利要求9的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料選自AIN，Al2O3，BaTiO3，BeO，BN，CaO，LaB6，MgO，MoSi2，Si3N4，SiO2，Ta2O5，TiB2，TiN，TiO2，TiSi2，VB2，W2B3，WSi2，ZrB2，ZrO2，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合。
11.權利要求9的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料具有大於或等於約1×106歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約100瓦/米-K的熱導率。
12.權利要求9的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料具有大於或等於約1×1010歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約150瓦/米-K的熱導率。
13.權利要求9的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料具有大於或等於約1×1010歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約200瓦/米-K的熱導率。
14.權利要求9的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料包括AIN。
15.權利要求9的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料包括BeO。
16.一種接觸式溫度測量探測器的探測頭，它包括一個導電片；和一塊配置在導電片接觸面上的陶瓷材料或高分子材料，其中陶瓷材料選自AIN，BeO，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合，而其中高分子材料選自聚醯亞胺類和聚醚醚酮類。
17.一種接觸式溫度測量探測器，它包括一個由陶瓷材料或高分子材料製成的探測頭，這種材料具有大於或等於約1×106歐姆-釐米的電阻和在100℃下具有大於或等於約100瓦/米-K的熱導率；和一個與探測頭相接觸的帶有引線的溫度傳感器，這些引線穿過用來將其與加工環境隔開的隔離屏，其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，而隔離屏不與探測頭接觸。
18.權利要求17的接觸式溫度測量探測器，其中陶瓷材料選自AIN，BeO，和包括至少一種上述陶瓷材料的組合。
19.權利要求17的接觸式溫度測量探測器，其中高分子材料選自聚醯亞胺類和聚醚醚酮類。
20.一種消除了在含有離子源的加工環境中產生的電偏壓的接觸式溫度測量方法，它包括使具有電位勢的帶電基質與探測頭和溫度傳感器相接觸，其中探測頭包括由陶瓷材料或高分子材料製成的接觸面，其中溫度傳感器帶有引線，這些引線來自探測頭並穿過用來將其與加工環境隔開的隔離屏，和其中探測頭僅靠溫度傳感器引線支承，且隔離屏不與探測頭接觸；在溫度傳感器中產生作為帶電基質的溫度函數的熱電壓，其中熱電壓與帶電基質上的電位勢之間是電絕緣的；和將熱電壓轉變成帶電基質的溫度。
21.權利要求20的方法，其中陶瓷材料包括AIN。
22.權利要求20的方法，其中陶瓷材料包括BeO。
23.權利要求20的方法，其中探測頭包括一塊整體的陶瓷材料。
24.權利要求20的方法，其中高分子材料選自聚醯亞胺類和聚醚醚酮類。
全文摘要
一種供測量處在加工環境中的基質的溫度用的接觸式溫度測量探測器，它包括一個探測頭，該探測頭具有一個用來接觸基質的由陶瓷材料或高分子材料製成的接觸面，這接觸式溫度測量探測器消除了在含有離子源的加工環境中產生的電偏壓的影響，由此能提供具有較高精度和可重複的溫度測量結果。
文檔編號G01K1/18GK1643352SQ03807409
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月31日 優先權日2002年3月29日
發明者M·科爾森, A·斯裡瓦斯塔瓦 申請人:艾克塞利斯技術公司