实现高效等离子阱的方法和装置的制作方法

专利名称：实现高效等离子阱的方法和装置的制作方法
实现高效等离子阱的方法和装置
背景技术：
等离子处理由于制造企业试图在半导体工业中4呆持竟争力而 继续发展。为了获得竟争优势，实现各种方法和装置以增加在基片 处理中使用的等离子的量以生产没有缺陷的器件。
一种表现出持续希望的发展是在等离子处理机器中使用新的 和不同的几何图形。在一种尝试中4吏用不同的几<可图形，如长直等 离子管和盘旋等离子管，以充分吸收微波功率或者将吸收的樣"皮功 率转换为有用的等离子物质。为了便于讨论，

图1示出现有4支术中
的盘旋等离子管总成的简化图。可在等离子管102内经过一种或多 种气体(例如，02, N2， N2H2, HeH2，水蒸汽和氟化化合物)与微 波功率耦合而形成等离子112，该;敬波功率由^f鼓波功率发生器106经 过波导管108传llT。本领域的纟支术人员知道传统的直径一英寸或者 更小的等离子管由于热载荷会损失所产生农i波功率中的大部分。因 为等离子112会包括有害的等离子物质和有用的等离子物质，可以 控制等离子管的形状和直径以允许有害物质重组入有用物质。因 此，不同的几4可图形转化成更高效的i殳备。
考虑这种情况，其中，例如，等离子112穿过等离子管102并且 撞上弯曲116。因为等离子112在弯曲116与等离子管102的壁相互作
用， 一些等离子物质会重组。然而，利用盘旋等离子管，中性物质 重组的机会增加。结果，等离子管盘绕越多，等离子管将中性物质 传输到等离子处理室的效率越低。
为了减少有用的等离子物质重组的H量， 一些制造商^f吏用直等 离子管。在没有弯曲的情况下，等离子管内等离子物质重组率降低。 然而，为了使有害的等离子物质进入等离子处理室的可能性最小， 制造商不得不延伸等离子管。
另外，由于可能发生的微波辐射泄露，等离子物质会在等离子 管的波导管围绕区域之外形成。在有的等离子管总成中使用阱来限
制泄露量。阱通常是中空的铝的圆盘状装置，其大约为0.5英寸到2 英寸厚。然而，在实践中，并不是所有的农i波辐射都能^^包含，仍 可能会发生微波泄漏，导致功率损失以及有害的等离子物质的扩 张。
尽管等离子管和阱的几何形状可提供用于将有用的等离子物 质传输到等离子处理室的部分解决方案，但是需要的是用于产生高 ^:下游樣i波等离子系统的方法和装置。

发明内容
在一个实施方式中，本发明涉及一种装置，配置为将等离子包 含在下游微波等离子系统的等离子管总成内。该下游樣"皮等离子系 统配置为在等离子管总成的等离子保持区域内生成等离子，并且将 至少一部分等离子向下游引导至下游微波等离子系统的等离子处 理室。该装置包括第一中空的导电圆盘，其围绕限定等离子管总成 的等离子通道的圆柱形结构。该装置还包括第二中空的导电圆盘， 其也围绕该圆柱形结构。该第二中空的导电圆盘配置为以相对于该 第一中空的导电圓盘间隔分开的关系设置，以1更在该第一中空的导 电圓盘和该第二中空的导电圓盘之间形成第一中空的圓盘形间隙 区。该装置进一步包4舌第三中空的导电圓盘，其也围绕该圓柱形结 构，该第三中空的导电圆盘配置为以相对于该第二中空的导电圆盘 间隔分开的关系i殳置，以1更在该第三中空的导电圓盘和该第二中空
的导电圓盘之间形成第二中空的圆盘形间隙区。借此，该第一中空 的导电圓盘、该第二中空的导电圆盘、该第三中空的导电圓盘、该 第一中空的圓盘形间隙区和该第二中空的圆盘形间隙区形成相只于 该等离子管总成的等离子保持区域的上游等离子阱和下游等离子 阱之一。
在另一实施方式中，本发明涉及用于将等离子包含在下游微波 等离子系统的等离子管总成中的方法。该下游微波等离子系统配置 为在该等离子管总成的等离子保持区域内生成等离子并且将至少 一部分等离子向下游引导至该下游微波等离子系统的等离子处理 室。该方法包括4是供第一中空的导电圆盘，其围绕限定该等离子管 总成的等离子通道的圆柱形结构。该方法还包括将第二中空的导电 圆盘以相对该第一中空的导电圆盘间隔分开的关系固定，以便在该 第一中空的导电圆盘和该第二中空的导电圆盘之间形成第一中空 的圆盘形间隙区，该第二中空的导电圆盘也围绕该圓柱形结构。该 方法进一步包括将第三中空的导电圆盘以相对该第二中空的导电 圓盘间隔分开的关系固定，以1更在该第三中空的导电圆盘和该第二 中空的导电圆盘之间形成第二中空的圓盘形间隙区，该第三中空的 导电圆盘也围绕该圓柱形结构。借此，该第一中空的导电圓盘、该 第二中空的导电圆盘、该第三中空的导电圆盘、该第一中空的圆盘 形间隙区和该第二中空的圆盘形间隙区形成相对该等离子管总成 的等离子保持区域的上游等离子阱和下游等离子阱之一 。
在又一个实施方式中，本发明涉及一种装置，其配置为将等离 子包含在该下游微波等离子系统的等离子管总成内。该下游微波等 离子系统配置为在该等离子管总成的等离子保持区域生成等离子 并且将将至少 一部分等离子向下游引导至该下游微波等离子系统 的等离子处理室。使用由相对于该等离子管横向安装的微波所提供 的《鼓波能量生成该等离子。该装置包括上游等离子阱，其设置在相
对微波波导管的上游。该上游等离子阱包括第 一中空的导电圆盘， 其围绕限定该等离子管总成的等离子通道的圆柱形结构。该上游等 离子阱还包括第二中空的导电圓盘，其也该围绕圓柱形结构。该第 二中空的导电圆盘配置为以相对于该第 一 中空的导电圆盘间隔分 开的关系:没置，以1更在该第一中空的导电圆盘和该第二中空的导电 圆盘之间形成第 一 中空的圆盘形间隙区。该上游等离子阱还包括第 三中空的导电圆盘，其也围绕该圓柱形结构。该第三中空的导电圆 盘配置为以相》于于该第二中空的导电圓盘间隔分开的关系i殳置，以 便在该第三中空的导电圆盘和该第二中空的导电圆盘之间形成第 二中空的圆盘形间隙区。^"此，该第一中空的导电圆盘、该第二中 空的导电圓盘、该第三中空的导电圆盘、该第一中空的圆盘形间隙 区和该第二中空的圓盘形间隙区形成相对该等离子管总成的等离 子保持区域的上游等离子阱和下游等离子阱之一 。该装置还包括下 游等离子阱，其设置在相对该微波波导管的下游。该下游等离子阱 包括第四中空的导电圆盘，其围绕该圆柱形结构。该下游等离子阱
还包括第五中空的导电圆盘，其也围绕该圓柱形结构。该第五中空 的导电圆盘配置为以相对于该第四中空的导电圆盘间隔分开的关 系-没置，以〗更在该第四中空的导电圆盘和该第五中空的导电圆盘之 间形成第三中空的圆盘形间隙区。下游等离子阱还包括第六中空的 导电圆盘，其也围绕该圆柱形结构。该第六中空的导电圓盘配置为 以相对于该第五中空的导电圆盘间隔分开的关系设置，以便在该第 六中空的导电圓盘和该第五中空的导电圆盘之间形成第四中空的 圆盘形间隙区。
在又一个实施方式中，本发明涉及一种装置，其配置为将等离 子包含在该下游微波等离子系统的等离子管总成内。该下游微波等 离子系统配置为在该等离子管总成的等离子保持区域内生成等离 子并且将至少 一部分等离子向下游引导至该下游微波等离子系统 的等离子处理室。该装置包括第一实心的导电圆盘，其围绕限定该
等离子管总成的等离子通道的圓柱形结构。该装置还包括第二实心 的导电圆盘，其也围绕该圆柱形结构。该第二实心的导电圓盘配置 为以相对该第 一 实心的导电圓盘间隔分开的关系i殳置，以^f更在该第 一实心的导电圆盘和该第二实心的导电圓盘之间形成第一实心的 圓盘形间隙区。该装置进一步包4舌第三实心的导电圓盘，其也围绕 该圆柱形结构。该第三实心的导电圆盘配置为以相对该第二实心的
导电圓盘间隔分开的关系设置，以便在该第三实心的导电圆盘和该 第二实心的导电圆盘之间形成第二实心的圆盘形间隙区。借此，该
第一实心的导电圆盘，该第二实心的导电圓盘，该第三实心的导电
圓盘，该第 一实心的圓盘形间隙区以及该第二实心的圆盘形间隙区
形成相对该等离子管总成的等离子保持区域的上游等离子阱和下
游等离子阱之一。
本发明的这些和其他特征将在下面的具体描述中结合附图更 i羊纟田;也i兌明。
附图i兌明
在附图中，本发明作为示例而不是作为限制来i^明，其中类々乂 的参考标号指出相似的元件，其中
图1示出现有技术的盘旋等离子管总成的筒图。
图2示出，在一个实施方式中，等离子生成装置的截面。
图3示出，在一个实施方式中，-微波波导管总成的简图。
图4示出，在一个实施方式中，气体分配总成的简图。
图5示出，在一个实施方式中，等离子管总成连同波导管的简图。
图6示出，在一个实施方式中，多个等离子阱的简图。 图7示出，在一个实施方式中，具有波状表面和顶点的等离子阱。
图8示出，在一个实施方式中，如何偏移等离子阱的波峰。 图9示出，在一个实施方式中，冷却总成的简图。
具体实施例方式
现在将根据如在附图中说明的几个实施方式来具体描述本发 明。在下面的描述中，阐述许多具体细节以提供对本发明的彻底理 解。然而，对于本领域技术人员，显然，本发明可不利用这些具体 细节的一些或者全部而实施。在有的情况下，/>知的工艺步-骤禾W 或结构没有说明，以避免不必要的混淆本发明。
按照本发明的实施方式，为了减少下游^f鼓波等离子系统内等离 子保持区域的微波泄漏，提供一种等离子生成装置，其配置为生成 等离子和将等离子向下游引导至等离子处理室。在一些实施方式 中，等离子生成装置可包括多个阱以允许更高效地吸收^f鼓波功率。 本发明的实施方式还l是供多个具有小型面(low profile)构造的阱 以能够更有效地将有用的等离子物质传递至等离子处理室。
图2示出，在一个实施方式中，等离子生成装置的横截面图。 该等离子生成装置可包括微波波导管总成210,其能够将微波功率 传输至等离子管总成220。等离子生成装置还可包括气体分配总成 230,其可将一种或者多种气体喷入等离子管总成220。在等离子管 总成220内，微波功率可与一种或多种气体耦合(如02, N2, N2H2， HeH2,水蒸汽和氟化化合物)以生成等离子200。进一步，等离子
生成装置可包括多个等离子阱240以大大减少可能发生的微波辐射 泄露。另外，等离子生成装置可包括冷却总成260以降j氐由于过多 的功率而可能发生的热载荷。
图3示出，在一个实施方式中，微波波导管总成210的简图，其 可包括微波功率发生器212，如Hitachi;兹控管，以及波导管214。凝: 波功率发生器212可将微波功率经过波导管214发送到等离子管总 成220的等离子保持区域216。」徵波波导管总成210,其具有平4亍于 第一轴的纵轴，可与等离子管总成220相互作用，该等离子管总成 具有平行于第二轴的纵轴，第二轴大体上与第一轴正交。
如这里所讨论的，波导管是"^殳计为引导^f敖波功率的矩形或者圆 柱形管。波导管214可延伸贯穿等离子管总成220的等离子保持区域 216。波导管214的一端可包括滑动短柱(sliding short) 218。通过 操控滑动短柱218,操作者可以调节波导管214内的微波功率传输。
图4示出，在一个实施方式中，气体分配总成230的简图。气体 分配总成230可包括气体分配喷头232，其可将一种或多种气体引入 等离子管总成220的等离子保持区域216。如上面提到的，微波功率 可与这些气体耦合以产生等离子200。气体分配喷头232可进一步包 括紫外(UV)透明窗234与引发器(igniter)模块236。引发器模块 236可用来引发等离子200 。
如上面提到的，微波功率与 一种或多种气体可在等离子保持区 域216内耦合以产生基片处理所需的等离子200。图5示出，在一个 实施方式中，等离子管总成220连同波导管214的简图。等离子管总 成基本上平行于波导管214设置。等离子管220可配置为允许等离子 向下至等离子处理室。等离子管总成220可以是圆柱形结构，其可 分为三个主要区域上部区域222、下部区域224和等离子保持区域 216。如这里所讨论的，等离子保持区域指的是等离子管总成被波
导管围绕的区域。进一步，该等离子保持区域可以是^f效波功率与一 种或多种气体耦合产生等离子的区域。
为了提供更大的等离子保持区域，可以改变所使用的等离子管
的几^r形状。如上面才是到的，现有^支术的等离子管通常配置为直径
大约1英寸。在一个实施方式中，等离子管总成220可具有比现有才支
术中常失见的管更大的直径。
在现有技术中，由于可能在等离子管中发生的热载荷，有用等
离子物质的产生会在大约2300瓦许争4欠爻文递减(diminishing return )。
率的基片处理，等离子管总成220可提供更大的可生成等离子200的 容积。更大的容积允许更少的热载荷，其相应地导致微波功率更高 的吸收率以与 一种或多种气体耦合产生等离子物质。如这里所讨^仑 的，等离子物质可包括有害和有用等离子物质。有害的等离子物质 可包括，但不限于，UV光子和高能物质，如离子。有用的等离子 物质通常是中性物质如原子团(radical )。尽管有害的等离子物质会 损坏基片和/或处理室，但是需要有用等离子物质在基片执行剥除和 /或非关4建蚀刻。
在另一个实施方式中，等离子管总成220可配置具有小型面以 降4氐壁面面积。在專交小的壁面面积下，有用的等离子物质4妄触等离 子管总成壁的机会更小。因此，本领域的技术人员明白重组率减小 以及传输到等离子处理室、用于基片处理的有用等离子物质会增 加。等离子管总成220的长度由多个因素确定，包括^旦不限于，波 导管214的尺寸、多个等离子阱240的轮廓(见图2)和冷却总成260 的轮廓(见图2)
该波导管214的尺寸/形状可根据采用的微波波长和该波导管 所选择的模式而变化。在通常的基片处理中，使用的微波功率发生
器能够产生在2450MHz的3000瓦特的微波功率。为了支持这个数量 的微波功率以及最小化热载荷，在一个实施方式中，波导管214可 以是矩形波导管，具有横电场子模式IO (TE1G)。
另 一个有助于缩短等离子管总成220长度的因素是如上面提到 的多个等离子阱240的轮廓。如这里所讨论的，等离子阱可以是中 空的和/或实心的导电圓盘，其可以围绕该等离子管总成。等离子阱 通常用来引导孩吏波功率并且防止孩i波泄漏。通过防止樣t波泄漏，等 离子阱可防止等离子扩张超出波导管界限，使得在等离子处理室附 近产生有害的等离子物质的机会更小。
图6示出，在一个实施方式中，多个等离子阱的简图。多个等 离子阱240可包括一个或多个等离子阱。多个等离子阱240可基本上 消除微波泄漏，尤其是在包括大量运行参数的工艺条件中。在一个 实施方式中，多个等离子阱240可包括两组多个等离子阱，上游等 离子阱组244和下游等离子阱组246。
在一个实施方式中，上游等离子阱组244可包4舌上游外部等离 子阱244a和上游内部等离子阱244b,上游内部等离子阱244b可"i殳置 在波导管214上方。上游外部等离子阱244a可i殳置在上游内部等离 子阱244b上方以形成中空或者实心的圓盘形间隙区(interstitial region) 244c 。在一个实施方式，该间隙区可以是空气间隙或者可 以;真充空气以外的才才津+，如固体才才泮牛。
类似地，下游等离子阱组246可包括下游外部等离子阱246a和 下游内部等离子阱246b。下游内部等离子阱246b可i殳置在波导管 214下方，以及下游外部等离子卩井246a可i殳置在下游内部等离子阱 246b下方。在下游内部等离子阱246b和下游外部等离子阱246a之间
可以是中空的或者实心的圓盘形间隙区246c,其可以是空气间隙或 者填充空气以外的材料，如固体材料。
在一个实施方式中，每个等离子阱(244a， 244b， 246a和246b ) 的表面可以是带有波峰的波状表面，如图7所示。在一个示例中， 下游内部等离子阱246b可具有上游波一犬表面254a和下游波习犬表面 254b。在每个波状表面上有多个波峰(250a， 250b, 250c和250d )。 类似地，下游外部等离子阱246a可具有上游波状表面256a和下游波 状表面256b。在每个表面上有多个波峰(252a， 252b, 252c和252d )。
尽管对于每组多个等离子阱仅描述了两个等离子阱，但是每组 可包括任何数量的等离子阱。另外，在每个组中，该多个等离子阱 可以类似于上面描述的多个等离子阱来设置。并且，每组多个等离 子阱可包括不同数量的等离子阱。在一个示例中，该上游等离子阱 组可具有两个等离子阱，而该下游等离子阱组可具有三个等离子阱 以降低微波辐射泄露的风险。
图8示出，在一个实施方式中，如^f可偏移波峰。在一个示例中， 可相对于波峰252a和252b偏移波峰250c和250d。通过偏移这些波 峰，使得每个等离子阱之间的中空或实心的圓盘形间隙区最小化， 由此减少等离子管总成的长度。
如上面所提到的，多个等离子阱的轮廓会影响等离子管总成的 轮廓。尽管小型面阱较为理想，但该多个等离子阱必须足够大以防 止微波泄漏并且包含有害的等离子物质。本领域的技术人员明白宽 度大约为孩i波功率波长四分之一的阱能够4吏逸出点(the points of escape)的电压最大而电流最小，因此，防止或限制纟效波辐射泄露。 在一个实施方式中，多个等离子阱可以是波状的，可有效地减少微 波功率的电气长度，类似于现有技术的采用介电材料的单个阱。本 发明的实施方式可进一步提供波状的多个等离子阱为小型面并仍 保持有效。
回头参考图6，微波功率往往沿波导管的长度传播(路径242a 和242b)。考虑这种情况，其中，例如已经将微波功率引入波导管 214。微波功率可沿3各径242a传播到达点248a，在该点，波导管214 和下游内部等离子阱246b交会。在点248a,阻:抗非常高以及电;危非 常低。在一个示例中，如果阻抗高到无穷大，那么电流为零。因此， ^f敖波功率可有效地包含在该多个等离子阱内，并且不会发生樣么波泄 漏。
然而，如果4鼓波泄漏确实发生了 ，那么孩i波功率会沿下游内部 等离子阱246b的长度传播达到角248b ，该角也具有非常高的阻抗和 非常^f氐的电流。所以，^f壬^Pf鼓波泄漏都可有岁支i也包含在下游外部等 离子阱246a内。类似地，上游多个等离子阱244可捕获沿路径242b
传播的微波泄漏。
可影响等离子管总成轮廓的第三个因素是冷却总成的大小。图 9示出，在一个实施方式中，冷却总成260的简图。冷却总成260可 包括冷却歧管262和中空的冷却套管264。冷却剂(即，热交换流体) 可流过冷却歧管262并且向上到冷却套管264以降^f氐热载荷，其4争而 降低等离子物质的重组率。
为了缩短等离子管总成220的长度，可以减d、冷却歧管262的高 度。然而，冷却歧管262仍然必须具有足够的长度以有效降^[氐热载 荷。在一个实施方式中，冷却歧管262可接近下游外部等离子阱246a :没置。在一个示例中，下游冷却A支管262的面向上游的表面266邻近 下游外部等离子阱246a的面向下游的表面256b。与S见有4支术不同， 在下游冷却歧管262和下游外部等离子阱246a之间有4艮小的或者没 有空气间隙，由此，减小等离子管总成220的长度。类似地，对于 上游冷却ol支管存在相同的总成，其中上游冷却歧管的面向下游表面 邻近上游外部等离子阱的面向上游表面(即，基本上没有空气间 隙)。
一种冷却剂(例如，Fluorinert FC-32S3 ),其可以是樣史波透明 流体，可流经冷却jt支管262并且向上至冷却剂套管264。冷却套管264 可以是围绕等离子管总成220的大体上圓柱形装置。流经冷却套管 264的冷却剂可与等离子管总成220相互作用以促进热传递并且有 效降低可能发生的热载荷，尤其是在等离子保持区域216。
经过一段时间，冷却剂会导致冷却总成恶化。在一个实施方式 中，冷却总成260可由陶瓷制成，因为陶瓷比其他材^牛更难与冷却 剂反应。进一步，由于陶瓷对于等离子200发射出的光谱是不透明 的，所以陶瓷可以阻挡一些辐射并且可以防止^"下游孩i波等离子系 统的其他组件的损伤。。
正如可以/人本发明的实施方式中可以了解的，该小型面等离子 生成装置通过利用通常在一4殳基片处理中^f吏用的^b皮功率生成更 多的有用的等离子物质而有效地降低费用。因此，产生高效的下游 微波等离子系统以提供成本效率更高的各向同性的基片处理。
尽管本发明依照多个实施方式描述，但是存在落入本发明范围 内的改变、置才奐和等同物。还应当注意，有i午多实现本发明方法和 i殳备的可选方式。所以，其意图是下面所附的^又利要求解释为包括: 所有这样的落入本发明主旨和范围内的改变、置换和等同物。
权利要求
1. 一种装置，配置为将等离子包含在下游微波等离子系统的等离子管总成内，所述下游微波等离子系统配置为在所述等离子管总成的等离子保持区域内生成等离子并且将至少一部分所述等离子向下游引导至所述下游微波等离子系统的等离子处理室，包括:第一中空的导电圆盘，其围绕限定所述等离子管总成的等离子通道的圆柱形结构；第二中空的导电圆盘，其也围绕所述圆柱形结构，所述第二中空的导电圆盘配置为以相对所述第一中空的导电圆盘间隔分开的关系设置，以便在所述第一中空的导电圆盘和所述第二中空的导电圆盘之间形成第一中空的圆盘形间隙区；和第三中空的导电圆盘，其也围绕所述圆柱形结构，所述第三中空的导电圆盘配置为以相对所述第二中空的导电圆盘间隔分开的关系设置，以便在所述第三中空的导电圆盘和所述第二中空的导电圆盘之间形成第二中空的圆盘形间隙区，借此所述第一中空的导电圆盘、所述第二中空的导电圆盘、所述第三中空的导电圆盘、所述第一中空的圆盘形间隙区和所述第二中空的圆盘形间隙区形成相对所述等离子管总成的等离子保持区域的上游等离子阱和下游等离子阱之一。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第一中空的导电圓盘、 所述第二中空的导电圆盘和所述第三中空的导电圆盘由铝制 成。
3. 才艮据权利要求1所述的装置，其中所述第一中空的导电圓盘至 少具有面向上游方向和下游方向之一 的第 一 波状表面。
4. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第二中空的导电圆盘至 少具有面向所述第 一波爿犬表面的第二波一犬表面。
5. 根据权利要求1所述的装置，其中将所述第一波状表面中的波峰相对所述第二波状表面中的波峰偏移。
6. 根据权利要求5所述的装置，其中所述第一中空的圆盘形间隙 区和所述第二中空的圆盘形间隙区形成空气间隙。
7. 根据权利要求5所述的装置，其中所述第一中空的圆盘形间隙 区和所述第二中空的圆盘形间隙区由固体材津十而非空气形成。
8. 根据权利要求1所述的装置，其中所述圆柱形结构包括内部圓 柱形壁和外部圆^主形壁，所述内部圓^主形壁和所述外部圓^主形 壁之间的间距用来循环热交换流体以促进从所述圆柱形结构 到所述热交纟灸流体的热传递。
9. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第一中空的导电圓盘， 所述第二中空的导电圓盘和所述第 一 中空的圓盘形间隙区形 成设在微波波导管上游的所述上游等离子阱，所述装置进一步 包括第四中空的导电圆盘，其围绕所述圆柱形结构；第五中空的导电圆盘，其也围绕所述圓柱形结构，所述 第五中空的导电圓盘配置为以相对所述第四中空的导电圆盘 间隔分开的关系设置，以便在所述第四中空的导电圓盘和所述 第五中空的导电圓盘之间形成第三中空的圓盘形间隙区；和第六中空的导电圓盘，其也围绕所述圓柱形结构，所述 第六中空的导电圆盘配置为以相对所述第五中空的导电圓盘 间隔分开的关系i殳置，以1更在所述第六中空的导电圆盘和所述第五中空的导电圓盘之间形成第四中空的圓盘形间隙区，4昔此 所述第四中空的导电圆盘、所述第五中空的导电圆盘、所述第 六中空的导电圓盘、所述第三中空的圓盘形间隙区和所述第四 中空的圓盘形间隙区形成设置在相对所述4鼓波波导管下游的 所述下游等离子阱。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中所述第三中空的圆盘形间隙区和所述第四中空的圆盘形间隙区形成空气间隙。
11. 根据权利要求9所述的装置，其中所述第三中空的圓盘形间隙 区和所述第四中空的圆盘形间隙区由固体材并+而非空气形成。
12. —种用于将等离子包含在下游微波等离子系统的等离子管总 成中的方法，所述下游^t波等离子系统配置为在所述等离子管 总成的等离子保持区域内生成等离子并且将至少一部分所述 等离子向下游引导至所述下游微波等离子系统的等离子处理 室，包括提供第一中空的导电圆盘，其围绕限定所述等离子管总 成的等离子通道的圆柱形结构；以相对所述第 一中空的导电圆盘间隔分开的关系固定第 二中空的导电圆盘，以1更在所述第一中空的导电圆盘和所述第 二中空的导电圓盘之间形成第一中空的圆盘形间隙区，戶斤述第 二中空的导电圆盘也围绕所述圆柱形结构；以及以相对所述第二中空的导电圆盘间隔分开的关系固定第 三中空的导电圆盘，以便在所述第三中空的导电圆盘和所述第 二中空的导电圓盘之间形成第二中空的圓盘形间隙区，所述第 三中空的导电圆盘也围绕所述圆柱形结构，借此所述第 一 中空 的导电圆盘、所述第二中空的导电圓盘、所述第三中空的导电 圆盘、所述第一中空的圆盘形间隙区和所述第二中空的圆盘形间隙区形成相对所述等离子管总成的所述等离子保持区i或的 上游等离子阱和下游等离子阱之一 。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一中空的导电圆盘、 所述第二中空的导电圓盘和所述第三中空的导电圓盘由铝形 成。
14. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一中空的导电圆盘 至少具有面向上游方向和下游方向之一的第一》皮状表面。
15. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第二中空的导电圆盘 至少具有面向所述第 一波状表面的第二波状表面。
16. 根据权利要求12所述的方法，其中将所述第一波状表面中的 波峰相对所述第二波状表面中的波峰偏移。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一中空的圆盘形间 隙区和所述第一中空的圓盘形间隙区形成空气间隙。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一中空的圆盘形间 隙区和所述第二中空的圆盘形间隙区由固体材料而非空气形 成。
19. 根据权利要求12所述的方法，其中所述圓柱形结构包4舌内部 圓柱形壁和外部圆柱形壁，所述内部圆^主形壁和所述外部圓才主形壁之间的间3巨用来^f盾环热交换:流体以促进/人所述圆柱形结构到所述热交纟灸流体的热传递。
20. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一中空的导电圆盘， 所述第二中空的导电圆盘和所述第 一 中空的圓盘形间隙区形 成设在微波波导管上游的所述上游等离子阱，所述装置进一 步包括提供第四中空的导电圓盘，其围绕所述圆柱形结构；以相对所述第四中空的导电圓盘间隔分开的关系固定， 以便在所述第四中空的导电圆盘和所述第五中空的导电圆盘 之间形成第三中空的圆盘形间隙区，所述第五中空的导电圆盘 也围绕所述圓柱形结构；以及以相对所述第五中空的导电圓盘间隔分开的关系固定第 六中空的导电圓盘，以 -使在所述第六中空的导电圆盘和所述第 五中空的导电圓盘之间形成第四中空的圆盘性间隙区，所述第 六中空的导电圓盘也围绕所述圓柱形结构，借此所述第四中空 的导电圓盘、所述第五中空的导电圆盘、所述第六中空的导电 圆盘、所述第三中空的圆盘形间隙区和所述第四中空的圆盘形 间隙区形成设在相对所述纟鼓波波导管下游的所述下游等离子 阱。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述第三中空的圆盘形间 隙区和所述第四中空的圆盘形间隙区形成空气间隙。
22. 根据权利要求20所述的方法，其中所述第三中空的圆盘形间 隙区和所述第四中空的圆盘形间隙区由固体材料而非空气形 成。
23. —种装置，配置为将等离子包含在下游微波等离子系统的等离 子管总成内，所述下游微波等离子系统配置为在所述等离子管 总成的等离子保持区域内生成等离子并且将至少一部分所述 等离子向下游引导至所述下游微波等离子系统的等离子处理 室，使用由相对于所述等离子管横向安装的微波所提供的微波 能量生成所述等离子，包括 上游等离子阱，其设置在相对所述微波波导管上游，所述上游等离子阱包括第一中空的导电圓盘，其围绕限定所述等离子管总 成的等离子通道的圆柱形结构，第二中空的导电圆盘，其也围绕所述圆柱形结构， 所述第二中空的导电圆盘配置为以相对所述第一中空的 导电圆盘间隔分开的关系设置，以 <更在所述第 一 中空的导 电圓盘和所述第二中空的导电圓盘之间形成第一中空的圓盘形间隙区；以及第三中空的导电圆盘，其也围绕所述圆柱形结构， 所述第三中空的导电圆盘配置为以相对所述第二中空的 导电圓盘间隔分开的关系设置，以1更在所述第三中空的导 电圓盘和所述第二中空的导电圆盘之间形成第二中空的 圓盘形间隙区，yf昔此所述第一中空的导电圓盘、所述第二 中空的导电圆盘、所述第三中空的导电圓盘，所述第一中 空的圆盘形间隙区和所述第二中空的圆盘形间隙区形成 相对所述等离子管总成的等离子保持区域的上游等离子 阱和下游等离子阱之一；和下游等离子阱，其设在相对所述微波波导管的下游，所 述下游等离子阱包^":第四中空的导电圓盘，其围绕所述圓柱形结构，第五中空的导电圓盘，其也围绕所述圓柱形结构，所述 第五中空的导电圆盘配置为以相对所述第四中空的导电圆盘 间隔分开的关系设置，以便在所述第四中空的导电圓盘和所述 第五中空的导电圆盘之间形成第三中空的圆盘形间隙区，第六中空的导电圆盘也围绕所述圓柱形结构，所述第六 中空的导电圓盘配置为相对所述第五中空的导电圆盘间隔分开的关系设置，以便在所述第六中空的导电圓盘和所述第五中 空的导电圓盘之间形成第四中空的圓盘形间隙区。
24. 根据权利要求23所述的装置，其中所述第一中空的导电圓盘， 所述第二中空的导电圆盘和所述第三中空的导电圆盘由铝制成。
25. 根据权利要求23所述的装置，其中所述第一中空的导电圓盘 至少具有面向上游方向和下游方向之一的第一波状表面。
26. 根据权利要求23所述的装置，其中所述第二中空的导电圓盘 至少具有面向所述第 一 波状表面的第二波状表面。
27. 根据权利要求23所述的装置，其中将所述第一波状表面中的 波峰相对所述第二波状表面中的波峰偏移
28. 根据权利要求27所述的装置，其中所述第一中空的圆盘形间 隙区和所述第二中空的圆盘形间隙区形成空气间隙.
29. 根据权利要求27所述的装置，其中所述第一中空的圆盘形间 隙区和所述第二中空的圓盘形间隙区由固体材津+而非空气形 成。
30. 根据权利要求23所述的装置，其中所述圓柱形结构包括内部 圓柱形壁和外部圆柱形壁，所述内部圓柱形壁和所述外部圓柱 形壁之间的间距用来循环热交换流体以促进从所述圆4主形结 构到所述热交4奐流体的热传递。
31. 根据权利要求23所述的装置，其中所述第三中空的圓盘形间 隙区和所述第四中空的圓盘形间隙区形成空气间隙。
32. 根据权利要求23所述的装置，其中所述第三中空的圆盘形间 隙区和所述第四中空的圓盘形间隙区由固体材料而非空气形 成。
33. —种装置，配置为将等离子包含在下游微波等离子系统的等离 子管总成内，所述下游微波等离子系统配置为在所述等离子管 总成的等离子保持区域内生成等离子并且将至少 一部分所述 等离子向下游引导至所述下游微波等离子系统的等离子处理 室，包括第一实心的导电圆盘，其围绕限定所述等离子管总成的 等离子通道的圓柱形结构；第二实心的导电圆盘，其也围绕所述圓柱形结构，声斤述 第二实心的导电圓盘配置为以相对所述第一实心的导电圆盘间隔分开的关系设置，以便在所述第一实心的导电圓盘和所述 第二实心的导电圆盘之间形成第 一 实心的圆盘形间隙区；和第三实心的导电圆盘，其也围绕所述圆柱形结构，戶斤述 第三实心的导电圓盘配置为以相对所述第二实心的导电圓盘 间隔分开的关系设置，以便在所述第三实心的导电圓盘和所述 第二实心的导电圆盘之间形成第二实心的圆盘形间隙区，zf昔此所述第一实心的导电圓盘、所述第二实心的导电圓盘、所述第 三中空的导电圓盘、所述第一中空的圆盘形间隙区和所述第二 中空的圆盘形间隙区形成相对所述等离子管总成的所述等离 子保持区域的上游等离子阱和下游等离子阱之一 。
34. 根据权利要求33所述的装置，其中所述第一中空的导电圆盘， 所述第二中空的导电圆盘和所述第三中空的导电圓盘由铝形 成。
35. 根据权利要求33所述的装置，其中所述第一中空的导电圓盘 至少具有面向上游方向和下游方向之一的第 一波一大表面。
36. 根据权利要求33所述的装置，其中所述第二中空的导电圓盘 至少具有面向所述第 一波状表面的第二波状表面。
37. 根据权利要求33所述的装置，其中将所述第一波状表面中的 波峰相对所述第二波状表面中的波峰偏移。
38. 根据权利要求37所述的装置，其中所述第一中空的圓盘形间 隙区和所述第二中空的圓盘形间隙区形成空气间隙。
39. 根据权利要求37所述的装置，其中所述第一中空的圆盘形间 隙区和所述第二中空的圆盘形间隙区由固体材4牛而非空气形 成。
40. 根据权利要求33所述的装置，其中所述圓柱形结构包4舌内部 圓;f主形壁和外部圓柱形壁，所述内部圓^主形壁和所述外部圓#主 形壁之间的间距用来循环热交换流体以促进,人所述圆4主形结 构到所述热交^奐流体的热交4奐。
41 。 根据权利要求33所述的装置，其中所述第一中空的导电圓盘， 所述第二中空的导电圓盘和所述第 一 中空的圓盘形间隙区形 成设在^f敖波波导管上游的所述上游等离子阱，所述装置进一步 包括第四中空的导电圆盘，其围绕所述圓柱形结构；第五中空的导电圓盘，其也围绕所述圓柱形结构，所述 第五中空的导电圆盘配置为以相只于所述第四中空的导电圓盘 间隔分开的关系设置，以便在所述第四中空的导电圓盘和所述 第五中空的导电圓盘之间形成第三中空的圓盘形间隙区；和第六中空的导电圓盘，其也围绕所述圆柱形结构，所述 第六中空的导电圓盘配置为以相对所述第五中空的导电圆盘 间隔分开的关系-没置，以Y更在所述第六中空的导电圓盘和所述 第五中空的导电圆盘之间形成第四中空的圆盘形间隙区，4昔此 所述第四中空的导电圓盘、所述第五中空的导电圆盘、所述第 六中空的导电圆盘、所述第三中空的圆盘形间隙区和所述第四 中空的圆盘形间隙区形成i殳在相对所述樣吏波波导管下的所 述下游等离子阱。
42. 根据权利要求41所述的装置，其中所述第三中空的圓盘形间 隙区和所述第四中空的圓盘形间隙区形成空气间隙.
43. 根据权利要求41所述的装置，其中所述第三中空的圆盘形间 隙区和所述第四中空的圆盘形间隙区由固体材一+而非空气形 成。
全文摘要
一种装置，配置为将等离子保持在下游微波等离子系统的等离子管总成内。下游微波等离子系统配置为在等离子管总成的等离子保持区域内生成等离子，并且将至少一部分等离子向下游引导至下游微波等离子系统的等离子处理室。装置包括第一中空的导电圆盘，其围绕限定等离子管总成的等离子通道的圆柱形结构。装置还包括第二中空的导电圆盘，其也围绕该圆柱形结构。第二中空的导电圆盘配置为以相对于第一中空的导电圆盘间隔分开的关系设置，以便在第一中空的导电圆盘和第二中空的导电圆盘之间形成第一中空的圆盘形间隙区。
文档编号H05B6/80GK101395963SQ200680048356
公开日2009年3月25日 申请日期2006年12月20日 优先权日2005年12月23日
发明者穆罕默德·卡马尔哈, 胜炎·艾伯特·王 申请人:朗姆研究公司