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接触式 温度探测器和制造方法

阅读：170发布：2023-01-23

专利汇可以提供接触式温度探测器和制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及接触式温度探测器和制造方法，更具体涉及一种供测量处在加工环境中的基质的温度用的接触式测量探测器，它包括一个探测头，该探测头具有一个用来接触基质的由陶瓷材料或高分子材料制成的接触面，这接触式测量探测器消除了在含有离子源的加工环境中产生的电偏压的影响，由此能提供具有较高精度和可重复的温度测量结果。，下面是接触式温度探测器和制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种接触式温度测量探测器的探测头，它包括：
导电垫片；和
一块配置在所述导电垫片接触面上的高分子材料，其中所述高分子材料选自由聚酰亚胺类和聚醚醚酮类构成的组。
2.一种接触式温度测量探测器，它包括：
探测头，所述探测头包括由高分子材料制成的接触面，所述高分子材料具有大于或等
6
于约1×10 欧姆-厘米的电阻和在100℃大于或等于约100瓦/米-K的热导率；和与所述探测头相接触的带有引线的温度传感器，这些引线穿过用来将所述引线与加工环境隔开的防护罩，其中所述探测头仅靠所述温度传感器的引线支承，而所述防护罩不与所述探测头接触。
3.权利要求2的接触式温度测量探测器，其中所述高分子材料选自由聚酰亚胺类和聚醚醚酮类组成的组。
4.权利要求1-3任一的接触式温度测量探测器，其中所述聚合物材料包含KAPTON。
5.一种消除了在含有离子源的加工环境中产生的电偏压的接触式温度测量方法，它包括：
使具有电位势的带电基质与探测头和温度传感器相接触，其中所述探测头包括由高分子材料制成的接触面，其中所述温度传感器带有引线，这些引线离开所述探测头并穿过用来将所述引线与所述加工环境隔开的防护罩，和其中所述探测头仅靠所述温度传感器的引线支承，且所述防护罩不与所述探测头接触；
在所述温度传感器中产生作为所述带电基质的温度函数的热电压，其中所述热电压与所述带电基质中的所述电位势之间是电绝缘的；和
将所述热电压转变成所述带电基质的温度。
6.权利要求5的方法，其中所述高分子材料选自由聚酰亚胺类和聚醚醚酮类组成的组。
7.权利要求5或6的方法，其中所述高分子材料包含KAPTON。

说明书全文

接触式 温度探测器和制造方法

[0001] 本申请是优先权日为2002年3月29日、国家申请号为03807409.5(国际申请号为PCT/US03/09867)、发明名称为“接触式温度探测器和制造方法”的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及接触式温度探测器和制造方法。

背景技术

[0003] 本公开内容涉及一种用来测量半导体基质温度的接触式温度探测器。

[0004] 在半导体器件制造过程中，在加工期间基质经常受到升高温度的影响。这类制造方法的实例包括光刻胶的等离子体灰化法，化学气相沉积法，退火，等等。在这些方法中的某些方法包括有离子源，在加工过程中，它会将离子通量引至基质表面。通常希望能监测在这些或其它制造过程中的温度，因为温度常常会影响制造质量和方法的成败。此外，用来监测的测量装置应以最快或没有滞后的速度提供精确的和可重复的读数。

[0005] 接触式温度测量法是一种在加工过程中用来监测半导体基质温度的常用的技术。接触式温度测量技术典型地包括使基质与装有温度传感器的探测器相接触。这探测器典型地利用具有高热导率的材料例如铝制造。接触式测量法方面的许多进展都是以改善温度读数的精度以及响应时间为目标。

[0006] 在授予伍顿等人的US 5791782和授予伯克等人的US 6332709中，公开了一些具有这样一种探测头的接触式测量探测器，这探测头能根据半导体基质的重量绕枢轴转动，以此保持紧密接触。这种枢轴式探测头减小了基质和探测头之间的接触阻力，从而导致具有较高的温度测量精度。从探测头伸出来的隔热的温度传感器引线提供了进一步的改进。

[0007] 利用这些和其它专利所述的方法和装置，在各种加工环境中都可获得精确的温度测量结果。可是，已经确定，在含有离子源的加工环境中会出现温度测量不精确的结果。含有离子源的半导体制造方法在制造过程中具有向基质充电的倾向。也就是说，离子可能接触基质并在基质上形成低的电位势。虽然利用导热金属例如铝制作的接触式测量探测器适于提供足够的热导率，但这种接触式测量探测器也是导电的。因此，由离子在基质上形成的低电位势会被温度传感器记录下来，从而造成在所显示的温度读数中包括偏压值。因而，这些方法和装置可能不适用于含有会将离子通量引向基质表面的和要求精确监测温度的半导体制造方法。

发明内容

[0008] 在本文中公开了一种供测量处在加工环境中的基质温度用的装置和方法。在一种实施方案中，依照本公开内容的接触式测量探测器包括一个探测头，该探测头具有一个用来接触基质的，由陶瓷材料制成的接触面；和一个带有引线的温度传感器，这些引线离开探测头并穿过用来将其与加工环境隔开的防护罩，其中探测头仅靠温度传感器引线支承，且防护罩不与探测头接触。优选地，陶瓷材料选自AlN，BeO，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合物。

[0009] 在另一个实施方案中，接触式测量探测器包括一个探测头和一个温度传感器，这探测头包括一块单个整体的陶瓷材料，而温度传感器与探测头保持着热联系。这温度传感器包括引线，这些引线穿过用来将其与加工环境隔开的防护罩，其中探测头仅靠温度传感器引线支承，且防护罩不与探测头接触。

[0010] 在另一个实施方案中，接触式测量探测器的探测头包括一块导电垫片；和一块配置在导电垫片接触面上的陶瓷材料或高分子材料，其中陶瓷材料选自AlN，BeO，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合物，而其中高分子材料选自聚酰亚胺类和聚醚醚酮类。

[0011] 在另一个实施方案中，接触式测量探测器包括一个由陶瓷材料或高分子材料制成6
的探测头，这种材料具有大于或等于约1×10 欧姆-厘米的电阻和在100℃下具有大于或等于约100瓦/米-K的热导率；和一个与探测头相接触的带有引线的温度传感器，这些引线穿过用来将其与加工环境隔开的防护罩，其中探测头仅靠温度传感器引线支承，且防护罩不与探测头接触。

[0012] 一种消除了在含有离子源的加工环境中产生的电偏压的接触式温度测量方法，这方法包括使基质与包括探测头和温度传感器的接触式测量探测器相接触，其中探测头包括由陶瓷材料制成的平面状接触面，其中温度传感器带有引线，这些引线离开探测头并穿过用来将其与加工环境隔开的防护罩，和其中探测头仅靠温度传感器引线支承，且防护罩不与探测头接触；在温度传感器中产生作为温度函数的热电压，其中热电压不含偏电压；和将热电压转变成半导体基质的实际温度。

[0013] 上面所述和其它性能利用以下附图和详述作为例证加以说明。

附图说明

[0014] 请参阅以下典型附图，其中同样的元件在一些图中标以相同的编号：

[0015] 图1是接触式热电偶探测器的侧视图；

[0016] 图2是沿图1的A-A线截取的接触式热电偶探测器的俯视图；

[0017] 图3是含有陶瓷接触面的探测头的横剖面图；

[0018] 图4是其上焊有引线的整体式探测头的透视图；

[0019] 图5是焊接式探测头的透视图；

[0020] 图6是阐明离子源对温度测量影响的作为时间函数的曲线图。

具体实施方式

[0021] 请参阅图1和图2，图中所示为一种供在制造半导体器件的加工过程中监测温度用的典型的接触式测量探测器，通常将其标定为10。这典型的接触式测量探测器10包括一个探测头12，这探测头12具有一个电绝缘但导热的接触面14，用于在温度测量过程中接触半导体基质，和一个用来将温度传感器引线18，20与加工环境隔开的石英防护罩16。优选地，使接触面同与其相接触的半导体表面的面貌相符合，例如平面状。有利之处在于，电绝缘但导热的接触面14在含有离子源的加工环境中能提供较高的温度测量精度，这是因为消除了由离子源产生的偏压影响。本文中公开的接触式测量探测器10，在例如等离子体中介法，退火处理，化学气相沉积法等方法中可能遇到的不含有离子源的加工环境中，也能提供精确的温度测量结果。

[0022] 接触式测量探测器10包括一个由温度传感器引线18和20支承的，和利用石英防护罩16对其进行热隔离的探测头12。热隔离的探测头12减小了热质量的影响并使温度传感器更紧密地跟踪半导体基质的温度。同时，接触式测量探测器10根据半导体基质的重量绕枢轴转动，借此在接触式测量探测器10的接触面14和半导体基质之间形成紧密接触。

[0023] 石英防护罩16内装一根不锈钢钢管22，用来保护温度传感器引线18，20免受外来电信号影响。不锈钢钢管22内部是一根有着二条能使引线18和20穿过的沿纵向伸展的槽的陶瓷管24。这陶瓷管为热电偶引线18，20提供热绝缘且还能防止引线18，20彼此接触。如果引线18，20相接触会形成不希望有的额外的热电偶触头，从而造成不精确的温度测量结果。

[0024] 在一个优选实施方案中，温度传感器是热电偶。正如本领域的那些技术人员所熟知的，热电偶由二种不同金属形成的触头组成，这热电偶的二个半触头各自与引线相连接。热电偶产生热电压，这热电压是触头温度和形成触头所选用之特定金属的函数。由于特定的热电偶触头所产生的作为温度函数的热电压可以被确定，故可采用电压测量仪表来测量触头电压，并通过简易的电压与温度的转换算法将电压测量结果转换成相应的温度数据。
已被采用作为热电偶触头用的各种不同的金属可根据用途而定。作为选择热电偶型式用的典型参数包括测量对象的预期的温度范围和要求的测量精度。“E-型”，“J-型”，和“K-型”热电偶是通常可采用的热电偶的实例，它们具有众所周知的工业上要求的温度范围和精度特性。利用热电偶探测器的温度测量仪表通常采用E-型，J-型，和K-型热电偶，并按照标准温度和电压换算表能使测得的触头电压正确地转换成温度读数。

[0025] 图3阐明了探测头12的横剖面图。所示探测头12通常被加工成圆盘形状，并包括配置在主体部分15上的平面状接触面14。在一个实施方案中，探测头12的接触面14包括陶瓷材料。陶瓷材料的厚度优选地为能同时有效地提供电阻和导热的厚度。在一个优选实施方案中，陶瓷接触面14是平面状的。虽然所示主体部分15具有其上配置了陶瓷材料的平面状表面，但并不打算将主体部分15和其表面限于任何特定的形状。主体部分15可具有平面状表面或加工成任何不规则形状的表面。此外，陶瓷材料可以被配置在非接触表面上，不会有损于它的功用。

[0026] 在另一个实施方案中，电绝缘但导热的接触面14包括聚合物。可以将这聚合物涂敷或粘贴到主体部分15上。

[0027] 主体部分15可利用任何合适的导热材料例如陶瓷，金属等等制成。在一个优选实施方案中，主体部分15可利用例如铝，金，铜，银，包括至少一种上述金属的组合物等等之类的金属制成。从其成本和易于对其机械加工考虑，它们之中最优选铝金属。铝的热导率在100℃时约为235瓦/米-K。在主体部分为金属的情况，优选地从主体部分15的下表面28钻入一个位于中心的轴向盲孔26。温度传感器例如热电偶触头被插入孔26内。然后采用对热电偶四周进行压接操作将孔26压平，正如US 5791782所述，该专利在此被整篇引入作参考。这样位于触头处的二根引线18，20之间产生良好的电接触和在探测头12与温度传感器之间产生良好的热接触。

[0028] 与图3所示的探测头12相结合，传感器引线18和20形成了顶点在探测头12上的三角形的二支点。引线18，20具有合适的刚度，以便独自支承探测头12，同时根据半导体基质的重量使探测头12围绕热电偶触头转动。

[0029] 在一个图4所示的替代实施方案中，探测头30优选利用一块整体陶瓷材料制成，亦即一个具有接触面34的实心圆盘。因为适合用来形成探测头30的许多陶瓷材料都是固有地脆性的，所以优选熔焊焊接热电偶触头，以便在位于触头处的二根引线18，20之间形成良好的电接触和在探测头30与温度传感器之间形成良好的热接触。在此方法中，优选首先将糊剂状或金属油墨施加在探测头30的非接触面上，更优选将其施加在探测头的下表面38上，亦即非接触面与接触面正巧相对。然后将糊剂状或金属油墨加热到足以使表面金属化和使金属固定地粘附在陶瓷表面上的温度。接着将温度传感器例如热电偶触头钎焊到由糊剂状或金属油墨形成的金属化表面上。任选地，钎焊区选择性地涂以铝或其它同类金属的薄层，从而在加工环境中形成保护层，以致焊料中的金属不会射到基质上，这会对产生金属污染起有害的影响。

[0030] 金属油墨是导电和导热的并会在温度传感器和探测头之间形成接触。适用的糊剂状和金属油墨包括铜，金，银，锰，钼，铝，钯，铂，包括至少上述一种金属的组合物，等等。在一个优选的实施方案中，糊剂状或金属油墨包括锰和钼的混合物。

[0031] 图5阐明了探测头40的一种替代实施方案。在这实施方案中，二根不相同材料的引线41，42被缠绕在一起形成一个热电偶触头。然后金属材料例如铝的熔焊接头43包围住上述绕在一起的引线。熔焊接头43的上表面44被制成平面状。然后，按前面所述方法在平面状表面44涂以陶瓷材料或高分子材料。探测头40的接触面44在温度测量过程中将接触半导体基质。

[0032] 使半导体基质与接触面14，34，44相接触，有效地消除了在加工过程中因使用离子源而可能产生的电偏压影响。换言之，由于陶瓷接触面14，34，44形成了电阻，借此将温度传感器例如热电偶触头与半导体基质上因离子辐照在其上形成的低电位势相绝缘，故而这种低电位势不会传输给探测头。此外，因为优选选用的接触面是导热的，故可以在响应时间最快或没有滞后的情况下获得精确的，可重复的温度读数。在某些情况下，使用陶瓷或高分子材料可能会在晶片实际温度和由热电偶测得的温度之间产生偏差。在上述情况下，可采用单独的温度测量或校正程序，以便跟踪并将偏差编码到温度控制器软件中。

[0033] 优选地，选用具有大于约1×106欧姆-厘米电阻率的陶瓷或高分子材料，更加优10 16
选电阻率大于约1×10 欧姆-厘米的，最优选电阻率大于约1×10 欧姆-厘米的。与电
阻性能组合在一起考虑，优选选用在100℃下具有大于约100瓦/米-K热导率的陶瓷或高分子材料，更加优选热导率在100℃下大于约150瓦/米-K的，最优选热导率在100℃下大于约200瓦/米-K的。在探测头12上配置了一层陶瓷材料涂层的接触面14的实施方案
中，优选使这涂层的厚度达到足以产生能消除电偏压的电阻以及产生热导率。

[0034] 适合的陶瓷材料包括，但并不打算限于此，AlN，Al2O3，BaTiO3，BeO，BN，CaO，LaB6，MgO，MoSi2，Si3N4，SiO2，Ta2O5，TiB2，TiN，TiO2，TiSi2，VB2，W2B3，WSi2，ZrB2，ZrO2，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合。鉴于本公开内容，其它适合的陶瓷材料对于本领域内的每一位普通技术人员来讲是显而易见的。在一个优选的实施方案中，陶瓷材料选自由AlN，BeO，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合的陶瓷材料。这陶瓷材料可以是多晶体或单晶体。

[0035] 适合的高分子材料包括聚酰亚胺类，聚醚醚铜类等等。适用的聚酰亚胺类，由庞特-南莫斯公司生产的商标为KAPTON的产品，如同薄膜一样在市场上可买到。

[0036] 可以采用以下任何一种方法使陶瓷材料附着到探测头上，这些方法包括等离子体热喷涂法，汽化沉积法，物理气相沉积法，化学气相沉积法，溅涂法等等。采用粉末压实和烧结的方法可制得整体状陶瓷材料。

[0037] 等离子体热喷涂法本质上是将融态材料或热软化材料喷涂到表面上，从而形成一层涂层。呈粉末状的材料被射入温度极高的等离子体火焰中，在此处它被迅速加热和被加速到某一高的速度。这热材料撞击到基质表面上并迅速冷却形成一层涂层。

[0038] 汽相沉积法通常包括将某一种物质在真空中加热和汽化，并使在被处理基质的表面上附着一层该物质，借此形成一层薄的涂层。例如，等离子体汽相沉积法通常包括将某一固体加热到高的温度或汽化，然后在没有化学反应的情况下强行凝聚固体，从而形成一层薄膜。汽化沉积法通常包括采用使金属蒸汽或呈气相形态的挥发性化合物发生化学反应形成一层薄的薄膜。

[0039] 溅涂法通常包括在相对低的真空度下产生离化等离子体，加速离化氩，然后使氩与目标(一种固体材料，它是被加速粒子的撞击目标)相碰撞，从而溅射目标原子，借此涂敷被处理材料的表面。

[0040] 另一方面，整体状陶瓷探测头可采用模具制成。呈糊剂状的陶瓷材料被倒入模具中。选用的模具符合探测头所要求的形状，例如制成具有直径约为2mm和厚度约为1mm的圆盘。优选地将热电偶触头插入到填满糊剂状陶瓷的模具中，然后对其进行硬化处理。例如，可对填满糊剂状陶瓷的模具在足以使糊剂状陶瓷硬化的温度下加热，借此将热电偶触头固定在硬化陶瓷中。有利之处在于，制造整体状探测头的本方法省去了使表面金属化和随后将热电偶钎焊到整体状陶瓷探测头上这二道步骤。此外，用这种方法制成的热电偶不需要涂以保护层，例如蒸发的铝，因为没有使用可能潜在地会在加工环境过程中暴露出对产生金属污染起作用的焊料。

[0041] 提出下列实例仅是为了阐明目的，并不打算限制公开内容的范围。

[0042] 实施例1

[0043] 在本实例中，制作了一种接触式测量探测器。首先用铝将探测头机械加工成圆盘形状。探测头具有的直径为2.03毫米(mm)和厚度为0.635mm。在下表面上钻成一个深约为1.0mm的位于中心的轴向孔。一个K型热电偶被插入孔中并被压接。然后使一层厚度约为2000约8000埃的氧化铍(BeO)在真空条件下附着到上表面上。BeO的电阻率大于约1×1014欧姆-厘米和它的热导率在100℃下约为210瓦/米-K。来自热电偶的引线被
插入不锈钢钢管内。不锈钢钢管内部是一根有着二条能使引线穿过的沿纵向伸展的槽的陶瓷管。然后将石英防护罩配置在不锈钢钢管和外露引线的周围。引线独自支承着探测头，同时根据半导体基质的重量使探测头绕热电偶触头转动。类似地，接触式测量探测器被制成在铝质垫片的上表面上涂有AlN，而热电偶的焊珠已被压接到铝质垫片上。

[0044] 实施例2

[0045] 在本实例中，接触式测量探测器是利用包括BeO的整体式探测头制成。探测头被加工成具有直径约为2.0毫米(mm)和厚度为0.9mm的圆盘形状。将油墨状锰-钼涂在探测头的平面状表面上并加热到约1000℃的温度，从而形成金属化表面。然后利用高温焊料将K型热电偶钎焊到金属化表面上。在钎焊之前，热电偶的触头通常被压平以便与金属化表面相贴合和增加热电偶的触头与探测头之间的接触面积。然后将糊剂状氮化铝涂到在焊接过程中形成的钎焊接头上。类似的探测器被制成其中的钎焊接头涂以一层薄的蒸发的铝涂层。来自热电偶的引线被插入到不锈钢钢管内。不锈钢钢管内是一根具有二条可使引线穿过的沿纵向伸展的槽的陶瓷管。石英防护罩被配置在不锈钢钢管和外露引线的周围。

[0046] 实施例3

[0047] 在本实例中，对处于含有离子源的加工环境中的基质温度进行监测。接触式测量探测器被制成使用铝质探测头。将接触面上涂有或没有KAPTON薄膜的接触式测量探测器放置成与半导体基质相接触的状态。然后在含有将离子通量引向基质表面的加工过程中，对作为时间函数的温度进行监测。在大约20秒时，接通位于加工车间内的离子源。在大约140秒时，断开离子源。正如图6所示，没有KAPTON薄膜的接触式测量探测器显示，当离子通量轰击晶片时，被瓦特洛温度控制器接收到的电信号有虚假的增加。瓦特洛温度控制器是一种闭合式环路控制器，它控制着用来向半导体基质提供受控热量的卤素灯的电池的功率。在断开离子源后，没有KAPTON薄膜的接触式测量探测器的信号下降，导致“假衰减”。
相反地，采用KAPTON薄膜的温度探测器在引入离子源时表明没有虚假读数。这样，由于离子通量存在而在晶片上产生的低电压与温度探测器上的温度传感器被隔离了。可以预计，根据本公开内容，在采用陶瓷接触面的接触式测量探测器的情况下，能获得类似的结果。

[0048] 采用含有本文中所述陶瓷或聚合物接触面的探测头的接触式测量探测器有着许多优点。在含有离子源的加工环境中，陶瓷或聚合物接触面提供精确的和可重复的温度测量结果，正如图6所证实的。此外，采用陶瓷或高分子材料允许扩展就温度而言的作业范围。铝的熔点约为600℃。在约300℃或更高温度下作业可引起铝质垫片软化，从而导致垫片和基质中的金属来回地交换。这种有害的“吸气”作用会在基质上产生金属污染以及会降低铝质垫片的寿命。通常陶瓷具有高得多的熔点，例如BeO具有的熔点约为2500℃，且是不同于铝的硬质材料。此外，使用铝基探测器会导致刮削半导体基质的接触面。在利用陶瓷或聚合物接触面的接触式测量探测器情况下没有发现有这种刮削现象和其它性能下降。更进一步，所述陶瓷或高分子材料通常是抗氧化的。相反地，铝会迅速地被氧化，已熟知这会逐渐地降低晶片和热电偶焊珠之间的热接触，由此导致测量误差。

[0049] 虽然根据一个优选实施方案已对本发明作了说明，但本领域内的那些技术人员都清楚，可以进行各种改进并可用不超出本发明范围的等同物置换。例如，虽然提到的是特殊的接触式测量探测器，其它形式的探测器也能使用，只要其中接触半导体基质的部分是按所述方法用陶瓷材料进行了电绝缘的。此外，可以按描述的本发明内容进行许多不超出本发明的基本范围的改进，以适应特殊情况或材料。所以，本发明意图不限于现公开的作为实施本发明最佳模式的特殊实施方案，但意图包括在后附权利要求书范围内的所有实施方案。

[0050] 本发明进一步包括如下实施方案：

[0051] 1.一种供测量处在加工环境中的基质的温度用的接触式测量探测器，它包括：

[0052] 一个探测头，该探测头具有一个用来接触基质的，由陶瓷材料制成的接触面；和[0053] 一个带有引线的温度传感器，这些引线离开探测头并穿过用来将这些引线与加工环境隔开的防护罩，其中探测头仅靠温度传感器引线支承，且防护罩不与探测头接触。

[0054] 2.实施方案1的接触式测量探测器，其中陶瓷材料选自AlN，Al2O3，BaTiO3，BeO，BN，CaO，LaB6，MgO，MoSi2，Si3N4，SiO2，Ta2O5，TiB2，TiN，TiO2，TiSi2，VB2，W2B3，WSi2，ZrB2，ZrO2，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合。

[0055] 3.实施方案2的接触式测量探测器，其中探测头是一块整体的陶瓷材料。

[0056] 4.实施方案1的接触式测量探测器，其中陶瓷材料具有大于或等于约1×106欧姆-厘米的电阻和在100℃具有大于或等于约100瓦/米-K的热导率。

[0057] 5.实施方案1的接触式测量探测器，其中陶瓷材料具有大于或等于约1×1010欧姆-厘米的电阻和在100℃具有大于或等于约150瓦/米-K的热导率。

[0058] 6.实施方案1的接触式测量探测器，其中陶瓷材料具有大于或等于约1×1012欧姆-厘米的电阻和在100℃具有大于或等于约200瓦/米-K的热导率。

[0059] 7.实施方案1的接触式测量探测器，其中接触面包括AlN。

[0060] 8.实施方案1的接触式测量探测器，其中接触面包括BeO。

[0061] 9.一种供测量处在加工环境中的基质的温度用的接触式测量探测器，它包括：

[0062] 一个包括一块单个整体陶瓷材料的探测头；和

[0063] 一个与探测头保持热联系的温度传感器，其中温度传感器包括引线，这些引线穿过用来将其与加工环境隔开的防护罩，其中探测头仅靠温度传感器引线支承，且防护罩不与探测头接触。

[0064] 10.实施方案9的接触式测量探测器，其中陶瓷材料选自AlN，Al2O3，BaTiO3，BeO，BN，CaO，LaB6，MgO，MoSi2，Si3N4，SiO2，Ta2O5，TiB2，TiN，TiO2，TiSi2，VB2，W2B3，WSi2，ZrB2，ZrO2，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合。

[0065] 11.实施方案9的接触式测量探测器，其中陶瓷材料具有大于或等于约1×106欧姆-厘米的电阻和在100℃具有大于或等于约100瓦/米-K的热导率。

[0066] 12.实施方案9的接触式测量探测器，其中陶瓷材料具有大于或等于约1×1010欧姆-厘米的电阻和在100℃具有大于或等于约200瓦/米-K的热导率。

[0067] 13.实施方案9的接触式测量探测器，其中陶瓷材料具有大于或等于约1×1012欧姆-厘米的电阻和在100℃具有大于或等于约200瓦/米-K的热导率。

[0068] 14.实施方案9的接触式测量探测器，其中陶瓷材料包括AlN。

[0069] 15.实施方案9的接触式测量探测器，其中陶瓷材料包括BeO。

[0070] 16.一种接触式温度测量探测器的探测头，它包括：

[0071] 导电垫片；和

[0072] 一块配置在导电垫片接触面上的陶瓷材料或高分子材料，其中陶瓷材料选自AlN，BeO，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合，而其中高分子材料选自聚酰亚胺类和聚醚醚酮类。

[0073] 17.一种接触式温度测量探测器，它包括：

[0074] 探测头，其包括由陶瓷材料或高分子材料制成的接触表面，这种陶瓷材料或高分6
子材料具有大于或等于约1×10 欧姆-厘米的电阻和在100℃具有大于或等于约100瓦/
米-K的热导率；和

[0075] 一个与探测头相接触的带有引线的温度传感器，这些引线穿过用来将其与加工环境隔开的防护罩，其中探测头仅靠温度传感器引线支承，而防护罩不与探测头接触。

[0076] 18.实施方案17的接触式温度测量探测器，其中陶瓷材料选自AlN，BeO，和包括至少一种上述陶瓷材料的组合。

[0077] 19.实施方案17的接触式温度测量探测器，其中高分子材料选自聚酰亚胺类和聚醚醚酮类。

[0078] 20.一种消除了在含有离子源的加工环境中产生的电偏压的接触式温度测量方法，它包括：

[0079] 使具有电位势的带电基质与探测头和温度传感器相接触，其中探测头包括由陶瓷材料或高分子材料制成的接触面，其中温度传感器带有引线，这些引线离开探测头并穿过用来将其与加工环境隔开的防护罩，和其中探测头仅靠温度传感器引线支承，且防护罩不与探测头接触；

[0080] 在温度传感器中产生作为带电基质的温度函数的热电压，其中热电压与带电基质上的电位势之间是电绝缘的；和

[0081] 将热电压转变成带电基质的温度。

[0082] 21.实施方案20的方法，其中陶瓷材料包括AlN。

[0083] 22.实施方案20的方法，其中陶瓷材料包括BeO。

[0084] 23.实施方案20的方法，其中探测头包括一块整体的陶瓷材料。

[0085] 24.实施方案20的方法，其中高分子材料选自聚酰亚胺类和聚醚醚酮类。

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接触式温度探测器和制造方法