[发明专利]确定基片温度的装置及方法

权利要求书

1.一种在等离子处理系统中用于测量基片温度的装置，包括：

与所述基片热接触设置的一部件，所述部件至少包括第 一磷光体材料和与所述第一磷光体材料直接接触的第二磷光 体材料和第三磷光体材料，所述第一磷光体材料用于测量第一 温度范围，所述磷光体材料当暴露于第二波长范围内的电磁射 线时产生在第一波长范围内的荧光响应，所述荧光响应以与所 述磷光体材料温度有关的衰减率衰减，以及当暴露于等离子 时，所述磷光体材料产生第一组非挥发性副产物；

所述第二磷光体材料设置成用来测量第二温度范围，

所述第三磷光体材料设置成用来测量第三温度范围，并 且

设于所述磷光体材料和等离子之间的阻挡窗，其中所述 阻挡窗允许透射所述第一波长和所述第二波长的至少一部分， 并且其中所述阻挡窗当暴露于所述等离子时产生少于所述第 一组非挥发性副产物的第二组非挥发性副产物；

其中，当所述电磁射线通过所述阻挡窗被透射到所述磷 光体材料时，由所述荧光响应的所述衰减率确定所述温度；

其中所述的第一磷光体材料、第二磷光体材料、第三磷 光体材料以及所述的阻挡窗设于所述基片上的凹槽中。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述的阻挡窗在使用垫圈 的情况下是可移除的，以便更换所述磷光体材料。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述阻挡窗包括石英、蓝宝 石、玻璃、硼硅酸盐和MgF₂中的一种，所述阻挡窗的跨度区 间要大于磷光体材料的跨度区间。

4.根据权利要求1所述的装置，其中传感器/发射器发射在所述 第二波长范围内的第二波长，以及所述传感器/发射器测量在 所述第一波长范围内的第一波长。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述阻挡窗设置成使所述的 磷光体材料固定于基片表面上的双重凹槽中，并且使磷光体材 料和所述等离子隔离开。

6.根据权利要求1所述的装置，其中传感器/发射器设在用于支 撑基片的卡盘内。

7.根据权利要求1所述的装置，还包括一个设置在所述阻挡窗周 围的垫圈，所述垫圈设置成方便更换所述磷光体材料和/或阻 挡窗。

8.一种在等离子处理系统中测量基片温度的装置，包括：

与所述基片热耦合的一部件，所述部件至少包括第一磷 光体材料和与所述第一磷光体材料直接接触的第二磷光体材 料和第三磷光体材料，所述第一磷光体材料用于测量第一温度 范围，所述磷光体材料当暴露于第二波长范围内的电磁射线时 产生在第一波长范围内的荧光响应，所述荧光响应以与所述磷  光体材料温度有关的衰减率衰减，以及当暴露于等离子时，所 述磷光体材料产生第一组非挥发性副产物；

所述第二磷光体材料设置成用来测量第二温度范围；

所述第三磷光体材料设置成用来测量第三温度范围；

在所述磷光体材料和等离子之间设置阻挡窗的装置，其 中所述阻挡窗允许透射所述第一波长和所述第二波长的至少 一部分，并且其中所述阻挡窗当暴露于所述等离子时产生少于 所述第一组非挥发性副产物的第二组非挥发性副产物；并且

当所述电磁射线通过所述阻挡窗被透射到所述磷光体 时，由所述荧光响应的所述衰减率确定所述温度的装置；

其中所述的第一磷光体材料、第二磷光体材料、第三磷 光体材料以及所述的阻挡窗设于所述基片上的凹槽中。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述的阻挡窗在使用垫圈 的情况下是可移除的，以便更换所述磷光体材料。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述阻挡窗包括石英、蓝宝 石、玻璃、硼硅酸盐和MgF₂中的一种，所述阻挡窗的跨度区 间要大于磷光体材料的跨度区间。

11.根据权利要求8所述的装置，其中传感器/发射器发射在所述 第二波长范围内的第二波长，以及所述传感器/发射器测量在 所述第一波长范围内的第一波长。