CN108701583A - 用于排气冷却的设备 - Google Patents
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Abstract
一种排气冷却设备(117)，包括至少一个冷却板(314、412、514、614、814、914)，用于将紊流引入到排气冷却设备(117)内排气流动。装置(318、518、618、818、918)可以是多个鳍片(320、322、324、326、328)、具有弯曲顶部(544、644)的圆柱体(518、618)或具有斜角叶片(826、926)的扩散器(824、925)。排气冷却设备(117)内的排气的紊流使颗粒自排气中离开，而最小化排气冷却设备(117)下游的设备中形成颗粒。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式一般涉及半导体处理设备。更特定而言，本公开内容的实施方式涉及消除(abatement)系统和用于消除半导体工艺中产生的化合物的真空处理系统。
背景技术
半导体处理设施所用的处理气体包括许多因法规要求及环境与安全考虑而在弃置前必须消除或处理的化合物，如全氟碳化物(PFCs)。一般而言，远程等离子体源可耦接至处理腔室以消除离开处理腔室的化合物。可将试剂注入等离子体源以协助消除化合物。
用于消除PFCs的常规消除技术利用水蒸气作为试剂，其提供良好的破坏移除效率(DRE)。然而，在远程等离子体源中使用水蒸气消除特定化合物可能导致在远程等离子体源和远程等离子体源下游的设备(如排气线和泵)中形成固体颗粒。此外，离开远程等离子体源的排气可处于升高的温度，此可导致在远程等离子体源下游的泵处的问题。
因此，用于消除半导体工艺中产生的化合物的改良的消除系统是本领域中所需的。
发明内容
本公开内容的实施方式涉及消除系统和用于消除半导体工艺中产生的化合物的真空处理系统。在一个实施方式中，排气冷却设备包括具有入口和出口的主体以及设置在主体内的多个冷却板。多个冷却板形成蛇形通道。
在另一个实施方式中，排气冷却设备包括具有入口和出口的主体以及设置在主体内的多个中空圆柱体。多个中空圆柱体是同心的。
在另一个实施方式中，排气冷却设备包括具有入口和出口的主体、设置在主体内的冷却板和设置在冷却板上方的装置。该装置包括壁和耦接该壁的板。
附图说明
本公开内容的特征已简要概述于前，并在以下有更详尽的论述，可以通过参考所附附图中绘示的本案实施方式以作了解。然而，值得注意的是，所附附图仅绘示本公开内容的典型实施方式，而由于本公开内容可允许其他等效的实施方式，因此所附附图并不会视为本公开内容的范围的限制。
图1是包括根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的真空处理系统的示意性侧视图。
图2A是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的示意性截面图。
图2B是根据本文所述的另一个实施方式的排气冷却设备的示意性截面图。
图2C是根据本文所述的一个实施方式的圆柱体和耦接构件的示意性截面俯视图。
图3是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的截面图。
图4是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的截面图。
图5是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的截面图。
图6是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的截面图。
图7A是根据本文所述的一个实施方式的衬垫的一部分的透视图。
图7B是根据本文所述的一个实施方式的衬垫的透视图。
图8是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的截面图。
图9是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备的截面图。
为便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记代表附图中相同的元件。可以设想的是，一个实施方式中的元件与特征可有利地用于其他实施方式中而无需赘述。
具体实施方式
图1是具有用于消除系统193中的排气冷却设备117的真空处理系统170的示意性侧视图。真空处理系统170至少包括真空处理腔室190、等离子体源100和排气冷却设备117。消除系统193至少包括等离子体源100和排气冷却设备。真空处理腔室190通常经配置以执行至少一个集成电路制造工艺，如沉积工艺、蚀刻工艺、等离子体处理工艺、预清洁工艺、离子注入工艺或其他集成电路制造工艺。在真空处理腔室190中执行的工艺可以是等离子体辅助的。例如，在真空处理腔室190中执行的工艺可以是用于沉积硅基材料的等离子体沉积工艺或用于移除硅基材料的等离子体蚀刻工艺。
真空处理腔室190具有经由前级管线192耦接至消除系统193的等离子体源100的腔室排出口191。排气冷却设备117耦接至等离子体源100的排气，以便冷却从等离子体源出来的排气并收集在等离子体源中形成的颗粒。排气冷却设备117耦接至通向泵和设备排气装置(在图1中由单个附图标记196示意性地指示)的排气导管194。所述泵通常用于抽空真空处理腔室190，而设备排气装置通常包括用于制备真空处理腔室190的流出物进入大气的洗涤器或其他排气清洁设备。
等离子体源100用于对气体和/或离开真空处理腔室190的其他材料执行消除工艺，使得所述气体和/或其他材料可被转换成对环境和/或处理设备更友善的成分。在一些实施方式中，消除试剂源114耦接至前级管线192和/或等离子体源100。消除试剂源114提供消除试剂进等离子体源100中，等离子体源100可经激发(energized)而与欲离开真空处理腔室190的材料反应或协助将欲离开真空处理腔室190的材料转化成对环境和/或处理设备更友善的成分。净化气体源115可选地耦接至等离子体源100，以用于减少等离子体源100内部部件上的沉积。
排气冷却设备117耦接于等离子体源100和排气导管194之间，用于降低从等离子体源100出来的排气的温度，以及用于收集在等离子体源100中形成的颗粒。在一个实例中，排气冷却设备117是消除系统193的一部分。
压力调节模块182可选地耦接至等离子体源100或排气导管194中的至少一个。压力调节模块182注入压力调节气体(如Ar、N或允许等离子体源100内的压力得到更好控制的其他合适的气体)，并从而提供更有效率的消除效能。在一个实例中，压力调节模块182是消除系统193的一部分。
图2A是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备117的示意性截面图。如图2A所示，排气冷却装置117包括主体202，主体202具有入口204、出口206、第一壁208和相对于第一壁208的第二壁210。多个冷却板212、214、216可沿排气冷却设备117的宽度217耦接第一壁208和/或第二壁210。排气冷却设备117的宽度217界定于入口204和出口206之间。排气冷却设备117可具有第一壁208和第二壁210之间界定的长度219。每个冷却板212、214、216可具有一长度221，长度221小于排气冷却设备117的长度219。每个冷却板212、214、216的长度221可以是相同或可以是不同的。每个冷却板212、214、216可具有与排气冷却设备117的(进入纸的(into the paper))厚度相同的(进入纸的)宽度。
离开等离子体源100的排气经由入口204进入排气冷却设备117，及经由出口206离开排气冷却设备117。排气可沿着由多个冷却板212、214、216形成的蛇形通道218流动。多个冷却板212、214、216可交替地耦接到相对的壁208、210，及缝隙220、222、224可形成于冷却板212、214、216与冷却板212、214、216所分别耦接的壁所相对的一壁之间。例如，如图2A所示，冷却板212耦接到第二壁210，及缝隙220形成于冷却板212和第一壁208之间。与冷却板212相邻的冷却板(即，冷却板214)耦接到第一壁208，及缝隙222形成于冷却板214与第二壁210之间。与冷却板214相邻的冷却板(即，冷却板216)耦接至第二壁210，及缝隙224形成于冷却板216和第一壁208之间。缝隙220、222、224可以是足够大以确保排气冷却设备117内没有压力累积。在一些实施方式中，由于每个冷却板212、214、216的宽度与排气冷却设备117的厚度相同，因此流经排气冷却设备117的排气分别经由缝隙220、222、224通过多个冷却板212、214、216。在其他实施方式中，每个冷却板212、214、216的宽度可小于排气冷却设备117的厚度，流经排气冷却设备117的排气不仅分别经由缝隙220、222、224而且经由冷却板212、214、216与界定排气冷却设备117厚度的壁之间形成的缝隙通过多个冷却板212、214、216。
冷却板212、214、216可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。可在每个冷却板212、214、216中形成通道(未图标)以用于使冷却剂流过其中。使冷却剂流过每个冷却板212、214、216导致每个冷却板212、214、216的温度小于进入排气冷却设备117的排气的温度。进入排气冷却设备117的排气被冷却板212、214、216冷却，冷却板212、214、216的冷却表面也凝结排气中的固体颗粒，防止固体副产物材料离开排气冷却设备117及防止其到达泵和设备排气装置196。在一个实施方式中，冷却板212、214、216不包括用于使冷却剂流过其中的通道，且冷却板212、214、216的表面温度足够低以冷却排气并凝结排气中的固体颗粒。位于排气冷却设备内的冷却板212、214、216的数量可在2至10的范围内。
图2B是根据本文所述的另一个实施方式的排气冷却设备117的示意性截面图。如图2B所示，排气冷却设备117包括主体230，主体230具有入口232、出口234、第一壁236和相对于第一壁236的第二壁238。多个圆柱体240、242、244可位于排气冷却设备117的主体230内。圆柱体240、242、244可以是中空且同心的，使得圆柱体244设置在圆柱体242内，且圆柱体242设置在圆柱体240内。排气冷却设备117的主体230可以是如图2B所示的超矩形(hyper-rectangle)，或者主体230可以是与多个圆柱体240、242、244同心的中空圆柱体。
多个圆柱体240、242、244中的每个圆柱体可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。耦接构件246可用于将圆柱体240耦接到壁236、238，及耦接构件248可用于将圆柱体240、242、244彼此连接。可使用额外的耦接构件250将圆柱体240耦接到壁236、238，及耦接构件252可用于将圆柱体240、242、244彼此连接。图2C是圆柱体240、242、244和耦接构件246、248的截面俯视图。耦接构件246、248、250、252可由与圆柱体240、242、244相同的材料制成。在一些实施方式中，通道(未图标)可形成于耦接构件246、248、250、252及用于使冷却剂流过其中的圆柱体240、242、244中。
请再次参考图2B，使冷却剂流过每个圆柱体240、242、244导致每个圆柱体240、242、244的温度小于进入排气冷却设备117的排气的温度。进入排气冷却设备117的排气流过圆柱体240、242、244之间以及圆柱体240和壁236、238之间形成的缝隙。排气被圆柱体240、242、244冷却，及圆柱体240、242、244的冷却表面也凝结排气中的固体颗粒，防止固体副产物材料离开排气冷却设备117及防止到达泵和设施排气装置196。在一个实施方式中，圆柱体240、242、244不包括用于使冷却剂流过其中的通道，且圆柱体240、242、244的表面温度足够低以冷却排气并凝结排气中的固体颗粒。位于排气冷却设备内的圆柱体240、242、244的数量可在2至5的范围内。
图3是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备117的截面图。如图3所示，排气冷却设备117包括主体302，主体302具有入口304、出口306、第一端307、相对于第一端307的第二端309以及入口304与出口306之间及第一端307与第二端309之间的壁308。第二端309可以是可拆卸地耦接到壁308。壁308可以是圆柱形的，如图3所示。排气冷却设备117可包括邻近入口304的第一衬垫310、邻近出口306的第二衬垫312和设置在第一衬垫310和第二衬垫312之间的冷却板314。第一衬垫310、第二衬垫312和冷却板314可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。冷却板314可耦接到第一端307。第一衬垫310可耦接到第二端309，及第二衬垫312可耦接到第二端309。冷却板314可包括多个通孔316。每个通孔316的直径可以是足够大，所以最小到没有压力累积。在一个实施方式中，通孔316各具有约0.5英寸的直径，且压力限制小于约100mTorr。可在冷却板314中形成通道(未图标)以用于使冷却剂流过其中。使冷却剂流过冷却板314导致冷却板314的温度低于进入排气冷却设备117的排气的温度。当排气通过通孔316时，进入排气冷却设备117的排气被冷却板314冷却。在一个实施方式中，冷却板314不包括用于使冷却剂流过其中的通道，及冷却板314的表面温度足够低以冷却排气。
为了在排气冷却设备117中捕集颗粒，利用一装置将紊流引入邻近具有高传导率的冷却结构的排气冷却设备117内的排气流动，以防止排气冷却设备117的压力增加。具有高传导率的冷却结构可以是冷却板314，及该装置可以是板318与自板318延伸的多个鳍片320、322、324、326、328。多个鳍片320、322、324、326、328可耦接到板318或者可与板318一体地形成。板318和多个鳍片320、322、324、326、328可以是第一衬垫310的部分。板318可实质平行于冷却板314。板318也可包括允许排气通过的一或多个开口330。当排气经由入口304进入排气冷却设备时，自板318延伸的多个鳍片320、322、324、326、328用于在排气中产生紊流。鳍片的数量可以是足以在排气冷却设备内的排气中引起紊流的任何合适的数量。在一个实施方式中，如图3所示，使用五个鳍片。
每个鳍片320、322、324、326、328可相对于板318形成锐角或直角。在一个实施方式中，鳍片324是中心鳍片，使得位于鳍片324的任一侧上的鳍片是彼此的镜像。例如，鳍片324可相对于板318形成角度A1，鳍片320、328是彼此的镜像且可相对于板318形成角度A2，及鳍片322、326是彼此的镜像且可相对于板318形成角度A3。在一个实施方式中，角度A1为约90度及角度A2大于角度A3。鳍片相对于板318形成的角度可以是任何合适的角度，以便在排气冷却设备中的排气中引起紊流。
在操作期间，离开等离子体源100(图1)的排气经由入口304进入排气冷却设备117。随着排气流过鳍片320、322、324、326、328和板318，排气的流动变成紊流，而导致颗粒从排气中离开。当排气通过板318中的开口330和通过冷却板314中的通孔316时，某些颗粒可被收集在板318上，及某些颗粒可被收集在第二衬垫312上。第二端309与第一衬垫310和第二衬垫312一起可从排气冷却设备中拉出，以便移除在板318上和第二衬垫312上所收集的颗粒。在操作期间，排气冷却设备117内的压力由压力传感器313监控。压力传感器313可耦接到第二端309，如图3所示。
图4是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备117的截面图。如图4所示，排气冷却设备117包括主体402，主体402具有入口404、出口406、入口404和出口406之间的壁408以及耦接到壁408的收集装置410。壁408可以是圆柱形的，如图4所示。排气冷却设备117可包括入口404和出口406之间的端部414和耦接至端部414的冷却板412。冷却板412可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。可在冷却板412中形成用于使冷却剂流过的通道(未图标)。使冷却剂流过冷却板412导致冷却板412的温度小于进入排气冷却设备117的排气的温度。进入排气冷却设备117的排气被冷却板412冷却，及冷却板412的冷却表面也凝结排气中的固体颗粒，防止固体副产物材料离开排气冷却设备117及防止其到达泵和设备排气装置196。在一个实施方式中，冷却板412不包括用于使冷却剂流过其中的通道，及冷却板412的表面温度足够低以冷却排气及凝结排气中的固体颗粒。
积聚在冷却板412上的颗粒可通过重力落入收集装置410中。收集装置410包括壁418与底部420。底部420设置在冷却板412的下方，使得积聚在冷却板412上的颗粒通过重力落在收集装置410的底部420上。换句话说，底部420可相对于重力位于冷却板412的下游。壁418可以是圆柱形的，如图4所示，及冷却板412的一部分可延伸到由壁418界定的开口422中。收集装置410可以可拆卸式地耦接到壁408，以便于方便地移除收集装置410中的颗粒。在操作期间排气冷却设备117内的压力由压力传感器416监控。压力传感器416可连接到端部414，如图4所示。
图5是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备117的截面图。如图5所示，排气冷却设备117包括主体502，主体502具有入口504、出口506、第一端507、相对于第一端507的第二端509以及入口504与出口506之间及第一端507与第二端509之间的壁508。第二端509可以可拆卸式地耦接到壁508。壁508可以是圆柱形的，如图5所示。排气冷却设备117可包括邻近入口504的第一衬垫510、邻近出口506的第二衬垫512和设置在第一衬垫510和第二衬垫512之间的冷却板514。第一衬垫510、第二衬垫512和冷却板514可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。冷却板514可耦接到第一端507。第一衬垫510可耦接到第二端509，及第二衬垫512可以耦接到第二端509。冷却板514可包括多个通孔516。冷却板514可与图3所示的冷却板314相同。
为了在排气冷却设备117中捕集颗粒，利用一装置将紊流引入邻近具有高传导率的冷却结构的排气冷却设备117内的排气流动，以防止排气冷却设备117的压力增加。具有高传导率的冷却结构可以是冷却板514，及该装置可以是设置在板519上的装置518。板519和装置518可以是第一衬垫510的部分。板519可实质平行于冷却板514。板519可包括由装置518所界定的第一部分522和具有多个通孔526的第二部分524。每个通孔526与冷却板514对应的通孔516对准。
装置518可包括壁532、第一端534和第二端536。装置518的第一端534可与入口504相邻或耦接，及第二端536可耦接到板519以界定第一部分522。第一部分522不包括任何通孔。在一个实施方式中，壁532是圆柱形的，即壁532相对于板519的第一部分522形成角度A4，且角度A4为约90度。在另一个实施方式中，角度A4是锐角，如图5所示。在另一个实施方式中，角度A4是钝角。装置518的第一端534可包括具有弯曲侧剖面的顶部部分544，如图5所示。顶部部分544的弯曲侧剖面可包括凹面和凸面剖面。装置518可进一步包括在第一端534处的壁532中的多个狭缝开口520。狭缝开口520可位于壁532上从第一端534向上到壁532的中心，且壁532的中心被界定为第一端534和第二端536之间的中心点。
第二衬垫512可包括具有壁538、第一端540和第二端542的装置528。壁538可以是圆柱形的，如图5所示。第一端540可与冷却板514相邻，及第二端542可邻近出口506或耦接到出口506。多个狭缝开口530可形成在壁538中。狭缝开口530可位于壁538上从第一端540向上到壁538的中心，且壁538的中心被界定为第一端540和第二端542之间的中心点。
在操作期间，离开等离子体源100(图1)的排气经由入口504进入排气冷却设备117。排气进入装置518所包围的区域546。当排气进入到与板519的第二部分522接触时，排气的流动变成紊流，导致颗粒从排气中离开。排气经由多个狭缝开口520离开区域546，及狭缝开口520可以阻挡排气中留下的颗粒离开区域546。从排气中离开且被狭缝开口520阻挡的颗粒可落在板519的第二部分522上。排气接着流过板519中的通孔526和冷却板514中的通孔516，及当排气的温度被冷却板514降低时，颗粒可凝结并落到第二衬垫512上。排气接着通过多个狭缝开口530进入装置528所界定的区域550，及狭缝开口530可进一步减少残留在排气中的颗粒。第二端509与第一衬垫510和第二衬垫512一起可从排气冷却设备117中拉出，以便移除在第一衬垫510和第二衬垫512上所收集的颗粒。在操作期间排气冷却设备117内的压力由压力传感器513监控。压力传感器513可耦接到第二端509，如图5所示。可在第二端509中形成注入口(未图示)，用于将试剂或稀释剂注入到排气冷却设备117中。
图6是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备117的截面图。如图6所示，排气冷却设备117包括主体602，主体602具有入口604、出口606、第一端607、相对于第一端607的第二端609以及入口604与出口606之间及第一端607与第二端609之间的壁608。第二端609可以可拆卸式地耦接到壁608。壁608可以是圆柱形的，如图6所示。排气冷却设备117可包括邻近入口604的第一衬垫610、邻近出口606的第二衬垫612和设置在第一衬垫610和第二衬垫612之间的冷却板614。第一衬垫610、第二衬垫612和冷却板614可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。冷却板614可耦接到第一端607。第一衬垫610可耦接到第二端609，及第二衬垫612可耦接到第二端609。冷却板614可包括多个通孔616。冷却板614可与图3所示的冷却板314相同。
为了在排气冷却设备117中捕集颗粒，利用一装置将紊流引入邻近具有高传导率的冷却结构的排气冷却设备117内的排气流动，以防止排气冷却设备117的压力增加。具有高传导率的冷却结构可以是冷却板614，及该装置可以是设置在板619上的装置618。板619和装置618可以是第一衬垫610的部分。图7A是根据本文所述的一个实施方式的第一衬垫610的一部分的透视图。板619可实质平行于冷却板614。板619可包括由装置618所界定的第一部分622和具有多个通孔626的第二部分624。每个通孔626可与冷却板614对应的通孔616对准。装置618可包括壁632、第一端634和第二端636。
参考回图6，装置618的第一端634可与入口604分隔一距离637。第二端536可耦接到板619以界定板619的第一部分622。第一部分622不包括任何通孔。在一个实施方式中，壁632是圆柱形的，即壁632相对于板619的第一部分622形成角度A5，且角度A5为约90度。在另一个实施方式中，角度A5是锐角，如图6所示。在另一个实施方式中，角度A5是钝角。装置618的第一端634可包括具有弯曲侧剖面的顶部部分644，如图6所示。顶部部分644的弯曲侧剖面可包括凹面和凸面剖面。
第二衬垫612可包括具有壁638、第一端640和第二端642的装置628，如图7B所示。壁638可以是圆柱形的，如图7B所示。参考回图6，第一端640可与冷却板514间隔一距离641，且第二端642可邻近出口606或耦接到出口606。
在操作期间，离开等离子体源100(图1)的排气经由入口604进入排气冷却设备117。排气进入装置618所包围的区域646。当排气进入到与板619的第二部分622接触时，排气的流动变成紊流，导致颗粒从排气中离开。排气经由入口604和装置618的第一端634之间的空间离开区域646。从排气中离开的颗粒可能落在板619的第二部分622上。排气接着流过板619中的通孔626和冷却板614中的通孔616，及当排气的温度被冷却板614降低时，颗粒可凝结并落到第二衬垫612上。排气接着通过冷却板614与装置628的第一端640之间的空间进入装置628所界定的区域650。第二端609与第一衬垫610和第二衬垫612一起可从排气冷却设备117中拉出，以便移除在第一衬垫610和第二衬垫612上所收集的颗粒。在操作期间排气冷却设备117内的压力由压力传感器613监控。压力传感器613可耦接到第二端609，如图6所示。可在第二端509中形成注入口(未图示)，用于将试剂或稀释剂注入到排气冷却设备117中。
图8是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备117的截面图。如图8所示，排气冷却设备117包括主体802，主体802具有入口804、出口806、第一端807、相对于第一端807的第二端809以及入口804与出口806之间及第一端807与第二端809之间的壁808。第二端809可以可拆卸式地耦接到壁808。壁808可以是圆柱形的，如图8所示。排气冷却设备117可包括邻近入口804的第一衬垫810、邻近出口806的第二衬垫812和设置在第一衬垫810和第二衬垫812之间的冷却板814。第一衬垫810、第二衬垫812和冷却板814可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。冷却板814可耦接到第一端807。第一衬垫810可耦接到第二端809，及第二衬垫812可耦接到第二端809。冷却板814可包括多个通孔816。冷却板814可与图3所示的冷却板314相同。
为了在排气冷却设备117中捕集颗粒，利用一装置将紊流引入邻近具有高传导率的冷却结构的排气冷却设备117内的排气流动，以防止排气冷却设备117的压力增加。具有高传导率的冷却结构可以是冷却板814，及该装置可以是装置818。装置818可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。装置818可包括主体819，主体819包含第一端830和第二端834。主体819可以是圆柱形的，如图8所示。第一端830可耦接到凸缘832，及凸缘832可静置在入口804的凸缘820上。凸缘832可用于耦接至等离子体源100(图1)。第二端834可延伸进入排气冷却设备117的壁808而到冷却板814上方的位置。
装置818也可包括设置在主体819内的扩散器824。扩散器824可包括与锥体828耦接的多个叶片826。多个叶片826可位于主体819的第一端830处，及每个叶片826可相对于垂直线倾斜，以将紊流引入到进入排气冷却设备117的排气。在一个实施方式中，每个叶片826相对于垂直线倾斜约45度。可变化叶片826的数量。在一个实施方式中，有10个叶片826。锥体828设置在叶片826下方。锥体828包括耦接到叶片826的第一端836和与第一端836相对的第二端838。第二端838具有一直径840，直径840大于第一端836的直径。中空圆柱体842可设置在锥体828的下方。中空圆柱体842具有第一端843和相对于第一端843的第二端845。中空圆柱体842具有一直径844，直径844小于锥体828的第二端838的直径840。中空圆柱体842的第一端843可与锥体828的第二端838平齐，及由于直径不同，可在中空圆柱体842的第一端843和锥体828的第二端838之间形成缝隙841。
主体819的第二端834可耦接到底部846，且底部846可耦接到中空圆柱体842的第二端845。在一个实施方式中，底部846是环状的。多个鳍片848可耦接到主体819。鳍片848可设置在底部846上方或耦接到底部846。每个鳍片848可包括顶部部分850，且顶部部分850可相对于主体819形成角度A6。角度A6可以是锐角。可改变耦接至主体819的鳍片848的数量。在一个实施方式中，有6个鳍片848耦接到主体819。
在操作期间，离开等离子体源100(图1)的排气经由入口804进入排气冷却设备117。当排气以相对于垂直线的一角度由多个叶片826进入排气冷却设备117时，排气变成紊流，导致颗粒从排气中离开。从排气中离开的颗粒可能落在底部846上。多个鳍片848可减缓落在底部846上的颗粒。排气经由缝隙841进入中空圆柱体842，接着流过冷却板814中的通孔816。随着冷却板814降低排气的温度，颗粒可凝结并落到第二衬垫812上。排气接着经由出口806离开排气冷却设备117。装置818可以是从排气冷却设备117可拆卸的，以便移除收集在装置818的底部846上的颗粒。第二端809与第一衬垫810和第二衬垫812一起可从排气冷却设备117中拉出，以便移除在第一衬垫810和第二衬垫812上所收集的颗粒。在操作期间排气冷却设备117内的压力由压力传感器813监控。压力传感器813可耦接到第二端809，如图8所示。可在第二端809中形成注入口(未图示)，用于将试剂或稀释剂注入到排气冷却设备117中。
图9是根据本文所述的一个实施方式的排气冷却设备117的截面图。如图9所示，排气冷却设备117包括主体902，主体902具有入口904、出口906、第一端907、相对于第一端907的第二端909以及入口904与出口906之间及第一端907与第二端909之间的壁908。第二端909可以可拆卸式地耦接到壁808。壁908可以是圆柱形的，如图9所示。排气冷却设备117可包括邻近入口904的第一衬垫910、邻近出口906的第二衬垫912和设置在第一衬垫910和第二衬垫912之间的冷却板914。第一衬垫910、第二衬垫912和冷却板914可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。冷却板914可耦接到第一端907。第一衬垫910可耦接到第二端909，及第二衬垫912可以耦接到第二端909。冷却板914可包括多个通孔916。冷却板914可与图3所示的冷却板314相同。
为了在排气冷却设备117中捕集颗粒，利用一装置将紊流引入邻近具有高传导率的冷却结构的排气冷却设备117内的排气流动，以防止排气冷却设备117的压力增加。具有高传导率的冷却结构可以是冷却板814，及该装置可以是装置918。装置918可由不锈钢、铝、镀镍铝或任何合适的材料制成。装置918可包括主体919，主体919包含第一端920和第二端924。主体919可以是圆柱形的，如图9所示。第一端920可设置在入口904下方，且第一端920可耦接到凸缘922。第二端924可延伸进入排气冷却设备117的壁908而到冷却板914下方的位置。
装置918可包括设置在主体919的第一端920处的扩散器925。扩散器925可包括耦接到凸缘922的凸缘927。环921可设置在凸缘927上且可延伸到入口904。扩散器925可包括耦接至中心929的多个叶片926。多个叶片926可与图8所示的多个叶片826相同。多个开口928可形成在主体919中。开口928可以是圆形的，如图9所示，或任何其他合适的形状。底部可耦接到主体919的第二端924。在一个实施方式中，底部930是圆形的。多个鳍片932可耦接到主体919。鳍片932可设置在底部930之上或耦接到底部930，如图9所示。多个鳍片932可与图8所示的多个鳍片848相同。凸缘934可耦接到主体919，且凸缘934可静置在冷却板914上。
在操作期间，离开等离子体源100(图1)的排气经由入口904进入排气冷却设备117。当排气以相对于垂直线的一角度由多个叶片926进入排气冷却设备117时，排气变成紊流，导致颗粒从排气中离开。从排气中离开的颗粒可能落在底部930上。多个鳍片932可减缓落在底部930上的颗粒。排气经由多个开口928离开装置918，并接着流过冷却板914中的通孔916。随着冷却板914降低排气的温度，颗粒可凝结并落到第二衬垫912上。排气接着经由出口906离开排气冷却设备117。装置918可以是从排气冷却设备117可拆卸的，以便移除收集在装置918的底部930上的颗粒。第二端909与第一衬垫910和第二衬垫912一起可从排气冷却设备117中拉出，以便移除在第一衬垫910和第二衬垫912上所收集的颗粒。在操作期间排气冷却设备117内的压力由压力传感器913监控。压力传感器913可耦接到第二端909，如图9所示。可在第二端909中形成注入口(未图示)，用于将试剂或稀释剂注入到排气冷却设备117中。
尽管前面涉及本公开内容的实施方式，但在不背离本公开内容的基本范围下，可设计本公开内容的其他与进一步的实施方式，且本公开内容的范围由随附的权利要求书所界定。
Claims (15)
1.一种排气冷却设备，包括：
主体，所述主体具有入口和出口；和
多个冷却板，所述多个冷却板设置在所述主体内，其中所述多个冷却板形成蛇形通道。
2.如权利要求1所述的排气冷却设备，其中所述多个冷却板中的一个冷却板包括不锈钢、铝或镀镍铝。
3.如权利要求1所述的排气冷却设备，其中所述主体进一步包括第一壁与相对于所述第一壁的第二壁，其中所述排气冷却设备的宽度是在所述入口和所述出口之间，并且所述排气冷却设备的长度是在所述第一壁和所述第二壁之间。
4.如权利要求3所述的排气冷却设备，其中所述多个冷却板沿着所述排气冷却设备的所述宽度耦接所述第一壁和/或所述第二壁。
5.如权利要求4所述的排气冷却设备，其中所述多个冷却板中的每个冷却板的长度小于所述排气冷却设备的所述长度。
6.一种排气冷却设备，包括：
主体，所述主体具有入口和出口；和
多个中空圆柱体，所述多个中空圆柱体设置在所述主体内，其中所述多个中空圆柱体是同心的。
7.如权利要求6所述的排气冷却设备，其中所述多个中空圆柱体中的一个中空圆柱体包括不锈钢、铝或镀镍铝。
8.如权利要求6所述的排气冷却设备，其中所述主体进一步包括第一壁与相对于所述第一壁的第二壁。
9.如权利要求8所述的排气冷却设备，进一步包括多个耦接构件，所述多个耦接构件将所述多个中空圆柱体耦接至所述第一壁和所述第二壁。
10.一种排气冷却设备，包括：
主体，所述主体具有入口和出口；
冷却板，所述冷却板设置在所述主体内；和
装置，所述装置设置在所述冷却板上方，其中所述装置包含：
壁；和
耦接所述壁的板。
11.如权利要求10所述的排气冷却设备，其中所述壁相对于所述板形成锐角。
12.如权利要求10所述的排气冷却设备，其中所述板包括由所述壁界定的第一部分和第二部分。
13.如权利要求12所述的排气冷却设备，其中所述板的第二部分包括多个通孔。
14.如权利要求10所述的排气冷却设备，其中所述壁包括多个狭缝开口。
15.如权利要求10所述的排气冷却设备，进一步包括设置在所述冷却板下方的衬垫，其中所述衬垫包含具有第一端和第二端的圆柱壁，其中所述第一端与所述冷却板相邻，且所述第二端与所述出口相邻。
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