CN102085470A - 用于去除污染物质的等离子体反应器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于去除污染物质的等离子体反应器及其驱动方法。本发明提供一种用于去除在显示器或半导体制造工序中低压工艺腔室内产生的污染物质的等离子体反应器。本发明的用于去除污染物质的等离子体反应器包括第一接地电极和第二接地电极，它们两者之间相互隔开设置；介电质，其固定在所述第一接地电极和所述第二接地电极之间；以及至少一个驱动电极，其位于所述介电质的外表面上，并与所述第一接地电极和所述第二接地电板相互隔开设置，且与交流电源单元连接，以接收驱动电压。

Description

用于去除污染物质的等离子体反应器及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种用于去除污染物质的等离子体反应器，特别涉及一种用于去除在显示器或半导体制造工序中低压工艺腔室内产生的污染物质的等离子体反应器。
背景技术：
在显示器或半导体制造工艺中，抛光(ashing)、蚀刻、沉积、清洗及氮化处理等工序在低压工艺腔室内进行。在这种低压工艺中使用的气体是①挥发性有机化合物(三氯乙烯、1，1，1-三氯乙烷、甲醇、乙醛等)；②酸(acid)系列(HNO3、H2SO4、HCl、F2、HF、Cl2、BCl3、NOx等)；③引发臭味物质(NH3、H2S等)；④自燃气体(SiH4、Si2H6、PH3、AsH3等)；⑤引发地球温室物质(全氟化合物)等。
经过前述低压工艺之后，会生成微粒子、HF、氟化物、氯化物、SiO2、GeO2、金属、氮氧化物(NOx)、NH3、碳氢化合物以及全氟化合物等的污染物质。
其中，HF、氟化物及氯化物引发真空泵或连接管(连接低压工艺腔室和真空泵的管)的腐蚀，而且是排出到空气中之前必须处理的有害物质。微粒子、SiO2、GeO2及金属等在通过连接管的同时，经过冷却过程之后变成粉末状，而这种粉末是缩短真空泵寿命的主要因素。并且，由于环境保护规定，排出到大气中的全氟化合物受到限制。
因此，在真空泵的前方(即连接管)设置等离子体反应器，以去除低压工艺腔室中产生的污染物质。设置在真空泵前方并生成低压等离子体的等离子体反应器主要使用电感耦合等离子体(inductive coupled plasma)方式的电极结构和无线电频率(RF)驱动方式。
就电感耦合等离子体方式而言，向线圈状的电极两端施加电压，以生成等离子体。但是，由于这种等离子体反应器的装置本身非常昂贵，特别是无线电频率(RF)电源供给器的价格也非常高，而且用于维持等离子体的功率消耗大，所以安装费用和维护费用较高。
发明内容：
本发明提供一种用于去除污染物质的等离子体反应器，所述等离子体反应器设置在真空泵的前方，以生成低压等离子体，从而减少安装费用和维护费用的同时，可提高污染物质的处理效率，并且不仅可以长时间稳定操作，而且可以减少电源供给器的无功功率。
本发明的一实施例涉及的用于去除污染物质的等离子体反应器位于低压工艺腔室和真空泵之间，并生成低压等离子体，从而去除在低压工艺腔室内产生的污染物质。并且，所述等离子体反应器包括：第一接地电极和第二接地电极，它们两者之间相互隔开设置；介电质，其固定在所述第一接地电极和所述第二接地电极之间；至少一个驱动电极，其设置在所述介电质的外表面上，并与所述第一接地电极和所述第二接地电极相互隔开设置，且与交流电源单元连接，以接收驱动电压。
所述第一接地电极、所述介电质和所述第二接地电极是环状结构，可以朝着一个方向连接而构成一管。
所述第一接地电极和所述第二接地电极中的一个可以与所述低压工艺腔室相连接，而另一个与所述真空泵相连接。
用于去除污染物质的等离子体反应器可以进一步包括至少一个辅助接地电极，其在所述介电质的外表面上与所述至少一个驱动电极相互隔开设置。
在所述介电质的长度方向上，所述至少一个辅助接地电极和所述至少一个驱动电极可按辅助接地电极、驱动电极、辅助接地电极顺序轮流交替布置。
在所述介电质的长度方向上，所述至少一个辅助接地电极和所述至少一个驱动电极可按驱动电极、辅助接地电极、驱动电极顺序轮流交替布置。
另一方面，在所述介电质的长度方向上，所述至少一个驱动电极和所述至少一个辅助接地电极可轮流交替布置。
本发明的一实施例涉及一种用于去除污染物的等离子体反应器的驱动方法，所述等离子体反应器包括：介电质；第一接地电极及第二接地电极，其固定于介电质两端；至少一个驱动电极，其位于介电质的外表面，并与第一接地电极和第二接地电极相互隔开设置，其中所述驱动方法包括向驱动电极施加具有1kHz至999kHz频率的交流驱动电压，以生成低压等离子体的步骤。
驱动电压具有增加段、保持段和衰减段，在一个周期内正电压值和负电压值可以周期性地变化。
可通过调节驱动电极的输入功率来改变低压等离子体的温度和密度，输入功率的增加可以通过驱动电压的上升、驱动频率的上升以及驱动电压的斜率上升中的一个方法来实现。
本发明的另一实施例涉及一种用于去除污染物质的等离子体反应器的驱动方法，所述等离子体反应器包括：介电质；第一接地电极及第二接地电极，其固定于介电质两端；至少一个驱动电极，其位于所述介电质的外表面上，并与所述第一接地电极和所述第二接地电极相互隔开设置；以及至少一个辅助接地电极，其中所述驱动方法包括向所述驱动电极施加具有1kHz至999kHz频率的交流驱动电压，以生成低压等离子体的步骤。
驱动电压具有增加段、保持段和衰减段，在一个周期内正电压值和负电压值可周期性地变化。
可通过调节驱动电极的输入功率来改变低压等离子体的温度和密度，输入功率的增加可以通过驱动电压的上升、驱动频率的上升以及驱动电压的斜率上升中的一个方法来实现。
本发明的又另一实施例涉及一种用于去除污染物质的等离子体反应器，其包括：第一接地电极和第二接地电极，它们两者之间相互隔开设置；第一驱动电极，位于所述第一接地电极的内侧，用来接收第一交流电压，所述第一驱动电极与所述第一接地电极之间夹设有第一介电质领域；以及第二驱动电极，位于所述第二接地电极的内侧，并与所述第一驱动电极隔开设置，用来接收第二交流电压，所述第二驱动电极与所述第一驱动电极间夹设有第二介电质领域，所述第二驱动电极与所述第二接地电极间夹设有第三介电质领域，所述第一交流电压和所述第二交流电压具有180°的相位差，所述第一交流电压和所述第二交流电压的振幅是放电驱动电压振幅的一半。
放电驱动电压可以具有与第一交流电压和第二交流电压中一个相同的相位。
本发明的再一实施例涉及一种用于去除污染物质的等离子体反应器，其位于低压工艺腔室和真空泵之间，并通过生成低压等离子体，去除在低压工艺腔室内产生的污染物质，其中包括：介电质，其具有内部空间；第一接地电极和第二接地电极，其固定于所述介电质的两端；第一驱动电极和第二驱动电极，其与所述第一接地电极和所述第二接地电极相互隔开设置，并固定于介电质的外表面，且与各自的交流电源单元相连接，从而分别接收第一交流电压和第二交流电压。第一交流电压和第二交流电压具有180°的相位差，第一交流电压和第二交流电压的振幅是放电驱动电压振幅的一半。
第一接地电极、介电质及第二接地电极是环状结构，而且可以朝着一个方向连接并构成一管。
第一接地电极和第二接地电极中的一个可以与低压工艺腔室相连接，而另一个可以与真空泵连接。
放电驱动电压可以具有与第一交流电压和第二交流电压中一个相同的相位。
用于去除污染物质的等离子体反应器可以进一步包括至少两个接地电极和至少一个驱动电极，至少一个驱动电极位于第一驱动电极和第二驱动电极之间。
所述至少一个驱动电极可以是一个第三驱动电极，所述至少两个接地电极可以包括第三接地电极与第四接地电极，所述第三接地电极设置在所述第一驱动电极和所述第三驱动电极之间，所述第四接地电极设置在所述第二驱动电极和所述第三驱动电极之间。
第三驱动电极可以接收放电驱动电压。
附图说明：
图1是包括等离子体反应器的低压工艺系统的结构图。
图2是本发明第一实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
图3是图2中所示的等离子体反应器的截面图。
图4a、图4b是图2所示的等离子体反应器中施加到驱动电极上的驱动电压的波形例图。
图5是本发明第二实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
图6是本发明第三实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
图7是本发明第四实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
图8是本发明第五实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
图9是本发明第六实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
图10是图9所示等离子体反应器的剖面图。
图11是图9所示等离子体反应器中分别施加到第一驱动电极和第二驱动电极上的第一交流电压和第二交流电压的波形例图。
图12是图9所示等离子体反应器的结构示意图。
图13是本发明的第七实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
图14是图13所示等离子体反应器的剖面图。
图15是图13所示的等离子体反应器的剖面图和示意图。
具体实施方式：
下面参照附图详细说明本发明的实施例，以使本发明所属技术领域的技术人员容易实施。本发明可用多种方式实施，并不局限于在此说明的实施例。
图1是包括等离子体反应器的低压工艺系统的结构图。图1的低压工艺系统可以适用于显示器或半导体制造工序等。
参照图1，低压工艺系统100包括低压工艺腔室10、通过连接管11与低压工艺腔室10相连接的真空泵12、设置在连接管11上的等离子体反应器20。等离子体反应器20设置在真空泵12的前方，并且其内部保持与压工艺腔室10一样的低压状态。反应气体注入口13位于等离子体反应器20的前方，而洗涤器14和过滤器15位于等离子体反应器20的后方。其中，所述“低压”可以表示约0.01-10Torr范围内的压力。
在低压工艺腔室10内进行抛光、蚀刻、沉积、清洗和氮化处理等工序。经过该工序之后，会生成有害气体、粉末物质、全氟化合物等各种污染物质。
等离子体反应器20在其内部生成低压高温的等离子体，从而分解有害气体和全氟化合物。分解后的成分与反应气体相结合，转变成无害元素。等离子体富含电子或受激原子(excited atom)等反应物质，所以促进分解后气体和反应气体之间的化学反应。
洗涤器14用来中和酸系列气体，以此来提高真空泵12的性能。粉末物质被高温等离子体气化之后，并不会积存在真空泵12内部，而排出到空气中，从而提高真空泵12的寿命。此时，部分粉末物质有可能没有被气化而留在等离子体反应器20中，此时过滤器15会过滤未被气化的粉末物质，以防粉末物质进入真空泵12内。
在以下说明中，本实施例的等离子体反应器以介电质阻挡放电(dielectric barrier discharge)方式生成等离子体，并具有环状电极结构，且具有数kHz至数百kHz的交流电频率的驱动特性。这些特性均能降低等离子体反应器的安装及维护成本的同时，提高污染物质的处理效率，并能实现长时间稳定的操作。下面参照图2至图15说明等离子体反应器的详细结构及作用。
图2是本发明第一实施例涉及的等离子体反应器的立体图，图3是图2中所示的等离子体反应器的剖面图。
参照图2和图3，第一实施例的等离子体反应器210包括：第一接地电极21和第二接地电极22，它们两者之间相互隔开设置；介电质30，其固定在第一接地电极21和第二接地电极22之间；以及驱动电极50，位于介电质30的外表面，并与交流电源单元40相连接。
第一接地电极21和第二接地电极22为环状结构，并由金属(例如不锈钢)材料制成。第一接地电极21和第二接地电极22中的一个可以是与低压工艺腔室10相连接的连接管，而另一个可以是与真空泵12相连接的连接管。此时，不需要额外制作接地电极，而可以将现有的连接管分隔开，并通过接地已分开的连接管的方法容易制造第一接地电极21和第二接地电极22。
并且，介电质30是环状结构，其具有与第一接地电极21和第二接地电极22相同的直径和截面形状。介电质30固定于第一接地电极21和第二接地电极22之间，并连接两个第一接地电极21和第二接地电极22。由此，朝一个方向连接的第一接地电极21、介电质30和第二接地电极22形成一管，以连接低压工艺腔室10和真空泵12。介电质30可由陶瓷或石英(quartz)制成。
驱动电极50具有比介电质30窄的宽度，其与第一接地电极21和第二接地电极22保持预定间距。尤其是，驱动电极50可设置在介电质30的外表面的中央处，并与第一接地电极21和第二接地电极22保持相同的间距g(参照图3)。而且，驱动电极50是围绕介电质30的环状结构，并与交流电源单元40相连接，从而接收等离子体的放电所需的驱动电压。
图4a和图4b是图2所示的等离子体反应器中施加到驱动电极上的驱动电压的波形例图。
参照图4a和图4b，施加于驱动电极50的驱动电压Vs是具有1kHz至999kHz频率的交流电压或双极脉冲电压，工作电压呈现正值(1/2Vs)和负值(-1/2Vs)周期性地变化的形态。驱动波形为矩形波、三角波以及正弦波等各种形态的波形，均具有增加段、保持段以及衰减段。图4a和图4b分别显示矩形波与正弦波。
参照图2和图3，在具有前面所述结构的等离子体反应器210中，若给驱动电极50施加驱动电压，则根据驱动电极50和第一接地电极21、第二接地电极22之间的电压差，在等离子体反应器210内部诱导等离子体放电。当工作电压高于内部气体的击穿电压(breakdown voltage)时，产生放电，而放电电流则随着时间的经过不断地增加，且随着在介电质30上积累的壁电荷量的增加而减少。
即，第一实施例的等离子体反应器210是第一接地电极21、第二接地电极22和驱动电极50之间存在介电质30的结构，在放电开始后，随着放电电流的增加，等离子体内的空间电荷被积累到介电质30上，以生成壁电荷。壁电荷可以抑制外部施加电压，由于这种介电质30的壁电压(wall voltage)，随着时间的经过，放电变弱。在持续施加电压的期间，等离子体放电反复进行生成、维持及衰减的过程。
因此，在第一实施例的等离子体反应器210中，放电不会转移到加弧(arc)区而停留在辉光(glow)区，并去除低压工艺腔室10内产生的污染物质。若放电转移到加弧区，则放电将集中在较窄的区域上，这将引发电极的损坏。但，第一实施例的等离子体反应器210利用介电质30的壁电荷，防止放电转移到加弧区，所以可以延长驱动电极50和第一接地电极21、第二接地电极22的寿命。
而且，本实施例将现有连接管作为第一接地电极21、第二接地电极22来使用，从而可以在低压工艺系统100中较容易地设置等离子体反应器210。并且，驱动电极50位于装置的外部，即介电质30的外表面，所以不需要中断真空泵12的操作，即可以自由地调节驱动电极50的形状或者其与接地电极21及接地电极22之间的间距等，且可以容易更换驱动电极50。
而且，第一接地电极21、第二接地电极22和驱动电极50为环状结构，所以等离子体的均匀度(uniformity)变大，并且可以把驱动电极50设成具有足够的宽度，以增加污染气体在等离子体内的残留时间。如此增加等离子体的均匀度及残留时间，可以提高污染物质的处理效率。此时，处理效率定义为“分解率/功率消耗”，在相同的功率消耗条件下，这种结构可以处理相对更多的污染物质。
在使用等离子体去除污染气体的过程中，根据污染气体的种类和量，用来完全分解污染气体的等离子体条件会有所不同。对污染气体的分解影响最大的特性是等离子体的温度和密度。
在第一实施例的等离子体反应器210中，越是污染气体为难以分解的物质，或者污染气体的量越多，通过增加驱动电压或驱动频率、或者加大驱动电压斜率的方法，以改变输入功率来提高等离子体的温度和密度。因此，在各种工作环境中，仍然可以完全分解污染气体，从而提高去除性能。
图5是本发明第二实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
参照图5，第二实施例的等离子体反应器220除了进一步包括辅助接地电极25以外，与前面所述的第一实施例的等离子体反应器的结构相同。所述辅助接地电极25位于介电质30的外表面，并与驱动电极50相互隔开设置。本实施例中与第一实施例相同的部件使用了相同的附图标记。
图6是本发明第三实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
参照图6，第三实施例的等离子体反应器230除了一个驱动电极50位于两个辅助接地电极25之间并与它们相互隔开设置以外，与前面所述的第二实施例的等离子体反应器的结构相同。第三实施例中与第二实施例相同的部件使用了相同的附图标记。
图7是本发明第四实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
参照图7，第四实施例的等离子体反应器240除了一个辅助接地电极25位于两个驱动电极50之间，并与它们相互隔开设置以外，与前面所述的第二实施例的等离子体反应器的结构相同。第四实施例中与第二实施例相同的部件使用了相同的附图标记。
图8是本发明第五实施例涉及的等离子体反应器的立体图。
参照图8，第五实施例的等离子体反应器250除了至少两个驱动电极50和至少两个辅助接地电极25彼此间相互隔开地交替布置以外，与前面所述的第二实施例的等离子体反应器的结构相同。第五实施例中与第二实施例相同的部件使用了相同的附图标记。
在前述的第二实施例至第五实施例中，至少一个驱动电极50和至少一个辅助接地电极25轮流交替布置在介电质30的外表面上，并且彼此间相互隔开设置。而且，辅助接地电极25设成与驱动电极50相同的环状结构。在这种结构中，可以通过加大等离子体的长度来延长污染气体在等离子体内的残留时间，并且可以使壁电荷的量均匀来提高放电的稳定性。
即，在介电质30的外表面上仅布置有一个驱动电极50的结构中，如果驱动电极50的面积过大，壁电荷积累的时间就会变长，从而在驱动电极50的极性改变之前可能积累不到足够的壁电荷。如果没有积累到足够的壁电荷，不仅会引起驱动电压的上升，而且由于壁电荷的量的不均匀性，导致不稳定的放电。
然而，就缩小驱动电极50的宽度，并在驱动电极50之间布置辅助接地电极25的前述结构而言，可以使壁电荷的量均匀，以消除放电的不稳定性，并提高污染物质的处理效率。
而且，第一实施例至第五实施例的等离子体反应器210、220、230、240、250由于不使用无线电频率，而使用交流驱动方式，具有初期安装费用低的优点，并且由于阻抗匹配(impedance matching)比较自由，所以与无线电频率方式相比，放电稳定性更加优秀。
图9是本发明第六实施例涉及的等离子体反应器的立体图。图10是图9所示的等离子体反应器的剖面图。
参照图9和图10，第六实施例的等离子体反应器260包括介电质30；第一接地电极21和第二接地电极22，其固定于介电质30的两端；以及第一驱动电极51和第二驱动电极52，其固定于介电质30的外表面。第一驱动电极51与第一交流电源单元41相连接，第二驱动电极52与第二交流电源单元42相连接。
第一驱动电极51和第二驱动电极52是围绕介电质30的环状结构，并且从第一交流电源单元41和第二交流电源单元42分别接收生成等离子体所需的第一交流电压和第二交流电压。第一驱动电极51与第一接地电极21及第二驱动电极52保持预定距离，第二驱动电极52与第二接地电极22保持预定距离。
介电质30包括位于第一接地电极21和第一驱动电极51之间的第一介电质领域A10、位于第一驱动电极51和第二驱动电极52之间的第二介电质领域A20、位于第二驱动电极52和第二接地电极22之间的第三介电质领域A30。第一介电质领域A10、第二介电质领域A20和第三介电质领域A30可以具有相同宽度。
图11是图9所示的等离子体反应器中分别施加到第一驱动电极和第二驱动电极上的第一交流电压和第二交流电压的波形例图。
参照图11，第一交流电压和第二交流电压具有180°的相位差，并且在每个周期中交替施加正电压和负电压。第一交流电压和第二交流电压的振幅是放电驱动电压(Vd)振幅的一半。其中，“放电驱动电压”是可用来启动放电并保持该放电的驱动电压。而且，“放电驱动电压”根据等离子体反应器的形状和污染物质的状态，可以设置为各种值。
第一交流电压及第二交流电压具有1kHz至999kHz的频率，可具有正弦(sine)波形、矩形波形、以及三角波形等各种形态。图11显示第一交流电压和第二交流电压为正弦波形的状态。
图12是图9所示的等离子体反应器的结构示意图。
参照图12，若分别给第一驱动电极51和第二驱动电极52施加第一交流电压和第二交流电压，则通过多个电极(21、51、52、22)之间的电压差来诱导等离子体反应器260内部的等离子体放电。
具体而言，当向第一驱动电极51施加正电压(1/2Vd)，而向第二驱动电极52施加负电压(-1/2Vd)时，第二介电质领域A20上施加相当于第一交流电压和第二交流电压之差的电压，即与放电驱动电压(Vd)相同大小的电压。第一介电质领域A10上施加与第一交流电压相同大小的电压(1/2Vd)，而对第三介电质领域A30上施加与第二交流电压相同大小的电压(-1/2Vd)。
在第六实施例的等离子体反应器260中，施加到第二介电质领域A20的电压，即放电驱动电压(Vd)成为工作电压。当工作电压高于内部气体的击穿电压(breakdown voltage)时，产生放电，而放电电流则随着时间的经过不断增加，且随着介电质上积累的壁电荷的量增加而减少。
即，开始放电之后，随着放电电流的增加，等离子体内的空间电荷积累到介电质30上，以生成壁电荷。壁电荷具有抑制外部使用电压的功能，由于这种介电质30的壁电压，随着时间的经过，放电变弱。在持续施加电压的期间内，等离子体放电反复着生成、维持以及衰减的过程。
此时，第一交流电压和第二交流电压具有180°的相位差，并具有放电驱动电压(Vd)振幅的一半的振幅，从而等离子体反应器260可以有效地降低交流电源单元电路中消耗的无功功率。
交流电源单元电路的全部无功功率是第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30的无功功率之和。第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30的无功功率分别与介电质30的电容量和驱动频率成比例，并与分别施加到第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30上的电压之平方成比例。在第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30中，介电质30的电容量和驱动频率相同，所以无功功率与分别施加到第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30上的电压之平方成比例。
假设第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30中均施加相同的放电驱动电压(Vd)的情况为第一比较例，由于施加到第一介电质领域A10和第三介电质领域A30上的电压是放电驱动电压(Vd)的一半，所以第一介电质领域A10和第三介电质领域A30的无功功率减少至第一比较例的1/4。因此，交流电源单元电路的全部无功功率减少至第一比较例的一半。
交流电源单元电路的功率消耗是放电中消耗的有效功率和放电中没有消耗的无功功率之和。如前所述，第六实施例的等离子体反应器260可以使无功功率达到最少化，从而可以有效降低去除污染物质所需的功率消耗。
图13是本发明的第七实施例涉及的等离子体反应器的立体图。图14和图15分别是图13所示的等离子体反应器的截面图和示意图。
参照图13至图15，第七实施例的等离子体反应器270除了在第一驱动电极51和第二驱动电极52之间附加设置至少一个驱动电极和至少两个接地电极以外，与前述第六实施例的等离子体反应器的结构类似。在第七实施例中与第六实施例相同的部件使用了相同的附图标记。在此，不再赘述与第六实施例重复的结构。
第三驱动电极53位于第一驱动电极51和第二驱动电极52之间，并且第三接地电极23和第四接地电极24可以分别位于第三驱动电极53两侧。第三驱动电极53与第三接地电极23及第四接地电极24保持预定距离，而第三接地电极23和第四接地电极24分别与第一驱动电极51和第二驱动电极52保持预定距离。
第三驱动电极53与第三交流电源单元43相连接，从而第三驱动电极53接收第三交流电压。第三交流电压与图11中所示的放电驱动电压(Vd)相同。即，第三交流电压具有与第一交流电压相同的相位，而且第三交流电压的振幅是第一交流电压振幅的两倍。
介电质30一共包括六个介电质领域，即第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30、第四介电质领域A40、第五介电质领域A50、第六介电质领域A60。第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30、第四介电质领域A40、第五介电质领域A50、第六介电质领域A60分别位于第一接地电极21和第一驱动电极51之间、第一驱动电极51和第三接地电极23之间、第三接地电极23和第三驱动电极53之间、第三驱动电极53和第四接地电极24之间、第四接地电极24和第二驱动电极52之间、以及第二驱动电极52和第二接地电极22之间。而且，第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30、第四介电质领域A40、第五介电质领域A50、第六介电质领域A60可具有相同的宽度。
在等离子体反应器270的操作过程中，第三介电质领域A30和第四介电质领域A40上施加与放电驱动电压(Vd)相同大小的电压。另外，第一介电质领域A10和第二介电质领域A20上施加与第一交流电压(1/2Vd)相同大小的电压，而第五介电质领域A50和第六介电质领域A60上施加与第二交流电压(-1/2Vd)相同大小的电压。在第七实施例的等离子体反应器270中，第三介电质领域A30和第四介电质领域A40上施加的电压，即放电驱动电压(Vd)成为工作电压。
假设第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第三介电质领域A30、第四介电质领域A40、第五介电质领域A50、第六介电质领域A60上均施加相同的放电驱动电压(Vd)的情况为第二比较例，由于第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第五介电质领域A50、以及第六介电质领域A60上施加的电压是放电驱动电压(Vd)的一半，所以这四个介电质领域——第一介电质领域A10、第二介电质领域A20、第五介电质领域A50、以及第六介电质领域A60的无功功率减少至第二比较例的1/4。因此，交流电源单元电路的全部无功功率减少至第二比较例的一半。
第七实施例的等离子体反应器270可以通过加大等离子体的长度来延长污染气体在等离子体内的残留时间，从而可以提高去除污染气体的效率。而且，当驱动电极的面积过大时，壁电荷积累的时间会变长，所以在驱动电极的极性改变之前有可能积累不到足够的壁电荷，但在第七实施例的等离子体反应器中，随着驱动电极51、52、53的宽度变小，可防止壁电荷积累不足的现象，以提高放电的稳定性。
以上对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明并不限在此示出的实施例。凡在本发明的精神和范围之内，所作的各种修改、等同替换均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种用于去除污染物质的等离子体反应器，其位于低压工艺腔室和真空泵之间，并通过生成低压等离子体来去除低压工艺腔室中产生的污染物质，其特征在于，包括：
第一接地电极和第二接地电极，它们两者之间相互隔开设置；
介电质，其固定在所述第一接地电极和所述第二接地电极之间；
至少一个驱动电极，其设置在所述介电质的外表面上，并与所述第一接地电极和所述第二接地电极相互隔开设置，且与交流电源单元连接，以接收驱动电压。
2.根据权利要求1所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述第一接地电极、所述介电质和所述第二接地电极是环状结构，而且朝着一个方向连接而构成一管。
3.根据权利要求2所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述第一接地电极和所述第二接地电极中的一个与所述低压工艺腔室相连接，另一个与所述真空泵相连接。
4.根据权利要求1所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
进一步包括至少一个辅助接地电极，其在所述介电质的外表面上与所述至少一个驱动电极相互隔开设置。
5.根据权利要求4所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
在所述介电质的长度方向上，所述至少一个驱动电极和所述至少一个辅助接地电极轮流交替布置。
6.根据权利要求4所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
在所述介电质的长度方向上，所述至少一个驱动电极和所述至少一个辅助接地电极按辅助接地电极、驱动电极、辅助接地电极顺序轮流交替布置。
7.根据权利要求4所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
在所述介电质的长度方向上，所述至少一个驱动电极和所述至少一个辅助接地电极按驱动电极、辅助接地电极、驱动电极顺序轮流交替布置。
8.一种用于去除污染物质的等离子体反应器的驱动方法，所述用于去除污染物质的等离子体反应器包括：介电质；第一接地电极和第二接地电极，其固定于介电质两端；至少一个驱动电极，其位于所述介电质的外表面上，并与所述第一接地电极和所述第二接地电极相互隔开设置，其特征在于：
向所述驱动电极施加具有1kHz至999kHz频率的交流驱动电压，以生成低压等离子体。
9.根据权利要求8所述的用于去除污染物质的等离子体反应器的驱动方法，其特征在于：
所述驱动电压具有增加段、保持段和衰减段，在一个周期内正电压值和负电压值周期性地变化。
10.根据权利要求9所述的用于去除污染物质的等离子体反应器的驱动方法，其特征在于：
调节所述驱动电极的输入功率，以改变所述低压等离子体的温度和密度，
所述输入功率的增加通过驱动电压的上升、驱动频率的上升以及驱动电压的斜率上升中的一个方法来实现。
11.一种用于去除污染物质的等离子体反应器的驱动方法，所述用于去除污染物质的等离子体反应器包括：介电质；第一接地电极及第二接地电极，其固定于介电质两端；至少一个驱动电极，其位于所述介电质的外表面上，并与所述第一接地电极和所述第二接地电极相互隔开设置；以及至少一个辅助接地电极，其特征在于：
向所述驱动电极施加具有1kHz至999kHz频率的交流驱动电压，以生成低压等离子体。
12.根据权利要求11所述的用于去除污染物质的等离子体反应器的驱动方法，其特征在于：
所述驱动电压具有增加段、保持段和衰减段，在一个周期内正电压值和负电压值周期性地变化。
13.根据权利要求12所述的用于去除污染物质的等离子体反应器的驱动方法，其特征在于：
调节所述驱动电极的输入功率，以改变所述低压等离子体的温度和密度，
所述输入功率的增加通过驱动电压的上升、驱动频率的上升以及驱动电压的斜率上升中的一个方法来实现。
14.一种用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于，包括：
第一接地电极和第二接地电极，它们两者之间相互隔开设置；
第一驱动电极，位于所述第一接地电极的内侧，用来接收第一交流电压，所述第一驱动电极与所述第一接地电极之间夹设有第一介电质领域；以及
第二驱动电极，位于所述第二接地电极的内侧，并与所述第一驱动电极隔开设置，用来接收第二交流电压，所述第二驱动电极与所述第一驱动电极间夹设有第二介电质领域，所述第二驱动电极与所述第二接地电极间夹设有第三介电质领域，
所述第一交流电压和所述第二交流电压具有180°的相位差，
所述第一交流电压和所述第二交流电压的振幅是放电驱动电压振幅的一半。
15.根据权利要求14所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述放电驱动电压具有与所述第一交流电压和所述第二交流电压中一个相同的相位。
16.一种用于去除污染物质的等离子体反应器，其位于低压工艺腔室和真空泵之间，并通过生成低压等离子体，以去除在低压工艺腔室内产生的污染物质，其特征在于，包括：
介电质，具有内部空间；
第一接地电极和第二接地电极，其固定于所述介电质的两端；
第一驱动电极和第二驱动电极，其与所述第一接地电极和所述第二接地电极相互隔开设置，并固定于所述介电质的外表面上，且与各自的交流电源单元相连接，从而分别接收第一交流电压和第二交流电压，
所述第一交流电压和所述第二交流电压具有180°的相位差，
所述第一交流电压和所述第二交流电压的振幅是放电驱动电压振幅的一半。
17.根据权利要求16所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述第一接地电极、所述介电质以及所述第二接地电极是环状结构，而且朝着一个方向连接而构成一管。
18.根据权利要求17所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述第一接地电极和所述第二接地电极中的一个与所述低压工艺腔室相连接，而另一个与所述真空泵相连接。
19.根据权利要求16所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述放电驱动电压具有与所述第一交流电压和所述第二交流电压中一个相同的相位。
20.根据权利要求19所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
进一步包括至少两个接地电极和至少一个驱动电极，所述至少一个驱动电极位于所述第一驱动电极和所述第二驱动电极之间。
21.根据权利要求20所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述至少一个驱动电极是一个第三驱动电极，
所述至少两个接地电极包括第三接地电极与第四接地电极，所述第三接地电极设置在所述第一驱动电极和所述第三驱动电极之间，所述第四接地电极设置在所述第二驱动电极和所述第三驱动电极之间。
22.根据权利要求21所述的用于去除污染物质的等离子体反应器，其特征在于：
所述第三驱动电极接收所述放电驱动电压。
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