TW201711530A

TW201711530A - 電漿產生器

Info

Publication number: TW201711530A
Application number: TW105122477A
Authority: TW
Inventors: 丹尼爾麥斯; 阿里沙吉; 安德魯詹姆斯希利; 麥可柯林葛拉漢
Original assignee: 愛德華有限公司
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2017-03-16
Also published as: GB2541214A; WO2017025709A1; GB201514287D0

Abstract

本發明揭示一種電漿產生器及方法。該電漿產生器用於從一氣體流產生一電漿流且包括：一外殼，其經組態以接納該氣體流；及一線圈，其定位在該外殼內且可操作以從該氣體流產生該電漿流。將該線圈定位於該外殼內既改良該電漿流之產生(其改良該電漿產生器在任何流出流之處理中之操作，此係因為產生電容性誘導及電感性誘導之電漿)又由於該線圈不再放置於該外殼外部而增大該外殼可由其製成的材料之範圍，諸如較少被反應性氣體蝕刻損壞之材料，此導致針對腔室之增加之操作壽命。

Description

電漿產生器

本發明係關於一種電漿產生器及方法。實施例係關於一種電漿產生器或用於處理來自一加工工具之一流出流之電漿消除裝置。

電漿消除裝置已知且通常用於處理來自用於(例如)半導體或平板顯示器製造產業中之一製造製程工具之一流出氣體流。在此製造期間，殘餘氟化或全氟化化合物(PFC)及其他化合物存在於從製程工具泵抽之流出氣體流中。此等化合物難以從流出氣體流移除且其釋放至環境中係非所要的，此係因為眾所周知其具有相對高的溫室活性。

從流出氣體流移除PFC及其他化合物之一種方法係使用如(例如)EP1773474中描述之一輻射燃燒器。然而，當通常用於藉由燃燒之消除之燃料氣體係非所要或不可輕易獲得時，亦知道使用一電漿消除裝置。

可以各種方式形成用於消除裝置之電漿。微波電漿消除器件可連接至數個製程腔室之排氣裝置。每一器件需要其特有微波產生器，此可給一系統增加相當大的成本。電漿炬消除器件在可擴縮性方面及在處置粉末(存在於流出流中或由消除反應產生)中比微波電漿消除器件有利。事實上，關於微波電漿，若粉末存在，則其可修改反應管之介電特性且使維持放電之微波注入呈現為無效。由電漿消除器件產生之電漿用來破壞或消除流出氣體流內之多餘化合物。

雖然此等裝置存在用於加工流出氣體流，但其各自具有其特有缺點。相應地，期望提供用於加工一流出氣體流之一經改良技術。

根據一第一態樣，提供有一種用於從一氣體流產生一電漿流之電漿產生器，該電漿產生器包括：一外殼，其經組態以接納氣體流；及一線圈，其定位在外殼內且可操作以從氣體流產生電漿流。

第一態樣辨識在一電漿產生器之一典型配置中，一射頻(RF)線圈繞在包封電漿之一腔室之外部周圍。腔室由曝露於產生之電漿之一介電材料形成。雖然此幫助保護RF線圈且將電漿包封在腔室內，但介電材料容易被反應性氣體蝕刻損壞，此導致針對腔室之一短操作壽命。

相應地，可提供一種電漿產生器件或裝置。電漿產生器可從一氣體流產生一電漿流。該電漿產生器可包括可接納氣體流之一外殼或導管。該電漿產生器亦可包括位於、定位或配置於外殼內之一線圈。該線圈可操作、起作用或經啟動以從氣體流產生電漿流。將該線圈定位於外殼內既改良電漿流之產生(其改良電漿產生器在任何流出流之處理中之操作，此係因為產生電容性誘導及電感性誘導之電漿)又由於線圈不再放置於外殼外部而增大外殼可由其製成的材料之範圍，諸如較少被反應性氣體蝕刻損壞之材料，此導致針對腔室之增加之操作壽命。

在一項實施例中，外殼界定一腔室且線圈定位在該腔室內。相應地，線圈可被腔室圍封或保持在該腔室內。

在一項實施例中，外殼至少部分包圍線圈。

在一項實施例中，外殼包括一耐腐蝕材料。利用一耐腐蝕材料增加電漿產生器之壽命。

在一項實施例中，外殼包括一金屬及一介電質中之一者。相應地，該外殼可包括一金屬或一介電質，或該兩者之一組合。

在一項實施例中，外殼係多孔的，以供穿過外殼將氣體流運輸至腔室。相應地，外殼本身可為多孔或有小孔的，且氣體流可通過外殼並進入腔室中。

在一項實施例中，外殼包括經組態以將氣體流運輸至腔室之一進口。相應地，可在外殼中提供一進口，氣體流通過該進口進入腔室中。

在一項實施例中，電漿產生器包括延伸在進口與線圈之一上游開口之間之一包封護罩。因此，包封護罩可提供外殼內之一導管，該導管將氣體流從進口運輸至線圈。

在一項實施例中，包封護罩具有匹配線圈之直徑之一直徑。相應地，線圈及包封護罩可具有類似直徑(例如，類似內徑)。因此，包封護罩可僅延伸至線圈之上游開口，而可不延伸至線圈內部或線圈外部。

在一項實施例中，電漿產生器包括至少部分定位於線圈周圍、在線圈與外殼之間之一外包封護罩。將一包封護罩放置於線圈周圍幫助使電漿流保持在線圈內且遠離外殼。

在一項實施例中，電漿產生器包括至少部分定位於線圈內之一內包封護罩。在線圈內提供一包封護罩充當一導流件，其幫助使電漿流亦包封在線圈內且幫助任何待處理之流出氣體流避免繞過電漿。

在一項實施例中，內包封護罩至少延伸在進口與線圈之一上游開口之間。相應地，包封護罩可定位在進口與線圈之一接納開口之間以便將氣體流從進口運輸至線圈。此外，此幫助防止氣體流繞過由線圈產生之電漿。

在一項實施例中，內包封護罩至少部分沿著線圈之一軸向長度延伸。相應地，包封護罩可沿著線圈之所有軸向長度或線圈之軸向長度之一部分延伸。

在一項實施例中，內包封護罩包括複數個護罩區段，鄰近護罩區段彼此電氣隔離。相應地，可由若干個區段組裝護罩，其中毗鄰或接界區段彼此絕緣。通常，一護罩區段將被提供在線圈之一單線匝內，其中鄰近護罩區段定位於線圈之對應線匝內。

在一項實施例中，鄰近護罩區段遠離彼此隔開以在其間界定一空隙。相應地，該空隙可提供鄰近區段之間之電氣隔離。

在一項實施例中，延伸在進口與線圈之上游開口之間之一護罩區段包括一介電材料。利用一介電材料在線圈與進口之間提供電氣絕緣。

在一項實施例中，沿著線圈之軸向長度延伸之一護罩區段包括一金屬。在線圈內，可利用一金屬護罩區段。

在一項實施例中，每一護罩區段在線圈內圓周延伸且護罩區段包括縫管以在縫管之相對邊緣之間界定一空隙。沿著護罩區段之軸向長度提供一空隙、狹槽或間隙防止該護罩區段使線圈短路。

在一項實施例中，線圈包括經組態以提供一電流至該線圈之一對饋送線且空隙定位在饋送線對之間。對準饋送線之間之空隙再次確保護罩區段不在該等饋送線之間提供一短路路徑且確保電流通過線圈。

在一項實施例中，饋送線對經組態以防止電流流動穿過除線圈外之其他者。因此，饋送線經配置或經定位使得電流流動穿過線圈。

在一項實施例中，饋送線對從線圈延伸且平行。提供饋送線之一平行配置幫助抵消由彼等饋送線產生之磁場，特別係在饋送線既平行又共置及/或鄰近時。

在一項實施例中，線圈具有複數個線匝。增加線圈之線匝或環圈之數目增大電感且減小形成電漿所需之電流之量值。

在一項實施例中，線圈具有兩個線匝。

在一項實施例中，串聯配置每一線匝。相應地，可循序配置每一線匝。

在一項實施例中，隔離鄰近線匝。相應地，可電氣隔離每一線匝以便防止線匝之間之短路。

在一項實施例中，鄰近線匝經組態以在其間界定一空隙。相應地，該空隙可隔離鄰近線匝。在實施例中，每一線匝與鄰近線匝電氣絕緣。

在一項實施例中，每一線匝包括經組態以防止電流流動穿過除彼線匝外之其他者之一輸入饋送及一輸出饋送。相應地，輸入及輸出饋送可經配置以確保電流僅流動穿過對應線匝。

在一項實施例中，電漿產生器包括一耦合件，該耦合件耦合來自一個線匝之一輸出饋送與一鄰近線匝之一輸入饋送。相應地，來自一個線匝之輸出可饋送一鄰近線匝之輸入，以便使電流從一個線匝流動至下一線匝。

在一項實施例中，耦合件包括經定位以為鄰近線匝之間之電流流動提供額外區之一導體。提供導體幫助在線匝之間提供一增大之傳導路徑以減少加熱。

在一項實施例中，導體至少延伸在鄰近線匝之間。

在一項實施例中，導體接地至外殼。

在一項實施例中，每一線匝包括一伸長環形區段。相應地，每一線匝可在軸向方向上伸長以便增大體積，在該體積內產生電漿。

在一項實施例中，每一線匝包括複數個共置管狀區段。因此，若干個較小區段可共同形成一單線匝。

在一項實施例中，氣體流包括一電漿源氣體及一流出氣體流中之至少一者。因此，氣體流可包括一流出氣體流及/或與從其產生電漿之一氣體混合之流出氣體流。

在一項實施例中，氣體流包括一電漿源氣體且電漿產生器包括經定位以將電漿源氣體運輸至線圈內之一電漿氣體導管及經定位以將一流出氣體流運輸在線圈周圍之一流出流進口。相應地，一電漿源或試劑氣體可饋送至線圈之上游開口，待處理之流出或主要氣體流在線圈外部周圍流動，且電漿流從線圈之下游端流動出、進入待處理之氣體流之中間，以促進電漿產物與氣體流之混合。

根據一第二態樣，提供有一種從一氣體流產生電漿之方法，該方法包括：將氣體流接納在一外殼內；及運用定位在外殼內之一線圈從氣體流產生電漿流。

在一項實施例中，外殼界定一腔室且該方法包括將線圈定位於該腔室內。

在一項實施例中，該方法包括運用外殼至少部分包圍線圈。

在一項實施例中，外殼包括一耐腐蝕材料。

在一項實施例中，外殼包括一金屬及一介電質中之一者。

在一項實施例中，外殼係多孔的且接納包括穿過該外殼將氣體流運輸至腔室。

在一項實施例中，外殼包括一經組態進口且接納包括穿過該進口將氣體流運輸至腔室。

在一項實施例中，該方法包括定位延伸在進口與線圈之一上游開口之間之一包封護罩。

在一項實施例中，該方法包括匹配包封護罩之一直徑與線圈之直徑。

在一項實施例中，該方法包括將一外包封護罩至少部分定位於線圈周圍、在該線圈與外殼之間。

在一項實施例中，該方法包括將一內包封護罩至少部分定位於線圈內。

在一項實施例中，內包封護罩至少延伸在進口與線圈之一上游開口之間。

在一項實施例中，內包封護罩至少部分沿著線圈之一軸向長度延伸。

在一項實施例中，內包封護罩包括複數個護罩區段，鄰近護罩區段彼此電氣隔離。

在一項實施例中，該方法包括將鄰近護罩區段隔開遠離彼此以在其間界定一空隙。

在一項實施例中，延伸在進口與線圈之上游開口之間之一護罩區段包括一介電材料。

在一項實施例中，沿著線圈之軸向長度延伸之一護罩區段包括一金屬。

在一項實施例中，每一護罩區段在線圈內圓周延伸且護罩區段包括縫管以在該縫管之相對邊緣之間界定一空隙。

在一項實施例中，線圈包括一對饋送線，饋送線經組態以提供一電流至線圈且包括將空隙定位於饋送線對之間。

在一項實施例中，方法包括組態饋送線對以防止電流流動穿過除線圈外之其他者。

在一項實施例中，饋送線對從線圈延伸且平行。

在一項實施例中，線圈具有複數個線匝。

在一項實施例中，線圈具有兩個線匝。

在一項實施例中，該方法包括串聯配置每一線匝。

在一項實施例中，該方法包括隔離鄰近線匝。

在一項實施例中，該方法包括組態鄰近線匝以在其間界定一空隙。

在一項實施例中，每一線匝包括一輸入饋送且包括組態一輸出饋送以防止電流流動穿過除彼線匝外之其他者。

在一項實施例中，該方法包括運用一耦合件耦合來自一個線匝之一輸出饋送與一鄰近線匝之一輸入饋送。

在一項實施例中，該方法包括定位一導體作為耦合件以為鄰近線匝之間之電流流動提供額外區。

在一項實施例中，該方法包括至少在鄰近線匝之間延伸導體。

在一項實施例中，導體接地至外殼。

在一項實施例中，每一線匝包括一伸長環形區段。

在一項實施例中，每一線匝包括複數個共置管狀區段。

在一項實施例中，氣體流包括一電漿源氣體及一流出氣體流中之至少一者。

在一項實施例中，氣體流包括一電漿源氣體且方法包括定位一電漿氣體導管以將電漿源氣體運輸至線圈內及定位一流出流進口以將一流出氣體流運輸在線圈周圍。

在隨附獨立及附屬技術方案中陳述更多特定及較佳態樣。附屬技術方案之特徵可視情況與獨立技術方案之特徵組合，且在除技術方案中明確陳述之組合外之組合中。

在一裝置特徵描述為可操作以提供一功能之情況下，將瞭解，此包含提供彼功能或者經調適或經組態以提供彼功能之一裝置特徵。

10‧‧‧電漿產生器

10A‧‧‧電漿產生器

10F‧‧‧電漿產生器

10G‧‧‧雙線匝電漿產生器

20‧‧‧線圈

20A‧‧‧線圈

20B‧‧‧單線匝線圈/線圈

20C‧‧‧單線匝線圈

20D‧‧‧雙線匝線圈

20E‧‧‧雙線匝線圈

20F‧‧‧線圈/雙線匝線圈

20G‧‧‧線圈/雙線匝線圈

21B‧‧‧管

21C‧‧‧管

21D‧‧‧管

21E‧‧‧管

21G‧‧‧管

22G‧‧‧中心歧管

23B‧‧‧歧管

23C‧‧‧歧管

23D‧‧‧歧管

23E‧‧‧歧管

23G‧‧‧歧管/第一歧管

24G‧‧‧突片

25B‧‧‧歧管

25C‧‧‧歧管

25D‧‧‧歧管

25G‧‧‧歧管

27D‧‧‧間隙

27G‧‧‧線匝/第一線匝

28G‧‧‧間隙

29G‧‧‧線匝

30‧‧‧耦合件

30A‧‧‧耦合件/連接器

30B‧‧‧耦合件

30C‧‧‧耦合件

30F‧‧‧耦合件

30G‧‧‧耦合件

31A‧‧‧絕緣體

31G‧‧‧連接器

33A‧‧‧冷卻連接器

35A‧‧‧耦合件總成

37A‧‧‧電氣連接器

37C‧‧‧電氣連接器

37E‧‧‧電氣連接器

40‧‧‧耦合件

40A‧‧‧耦合件

40B‧‧‧耦合件

40C‧‧‧耦合件

40F‧‧‧耦合件

40G‧‧‧耦合件

41A‧‧‧絕緣體

43A‧‧‧冷卻連接器

45A‧‧‧耦合件總成

47A‧‧‧電氣連接器

47C‧‧‧電氣連接器

47E‧‧‧電氣連接器

50‧‧‧外殼

50A‧‧‧外殼

50F‧‧‧外殼

50G‧‧‧外殼

51G‧‧‧板

53A‧‧‧端板

55A‧‧‧觀察窗

60‧‧‧進孔

60A‧‧‧進孔

60G‧‧‧進孔

63G‧‧‧縱向狹槽

65A‧‧‧導流件

65F‧‧‧導流件

65G‧‧‧導流件

67G‧‧‧套筒

69G‧‧‧套筒

70‧‧‧出孔

70F‧‧‧出孔

70G‧‧‧出孔

80‧‧‧主要區域/區域

90‧‧‧次要區域/區域

現在，將參考隨附圖式進一步描述本發明之實施例，其中：圖1係根據一項實施例之一電漿產生器之一示意性表示；圖2至圖4圖解說明根據一項實施例之一電漿產生器；圖5圖解說明根據一項實施例之一單線匝線圈；圖6圖解說明根據一項實施例之一單線匝線圈；圖7A及圖7B圖解說明根據實施例之一雙線匝線圈；圖8圖解說明根據一項實施例之一電漿產生器；圖9至圖12圖解說明根據一項實施例之一雙線匝電漿產生器。

在論述實施例及更多細節之前，首先將提供一概述。實施例提供一種產生一電漿之裝置，電漿可用於(例如)一流出氣體流之消除、處理或加工中以便破壞或分解有害化合物。提供一線圈，該線圈具有一或多個線匝，該線圈連接至一RF電力供應器且一電流通過該線圈以便從存在於該線圈附近之一氣體產生一電漿。可從流出流本身及/或從一單獨電漿或試劑氣體流(諸如蒸汽、氧氣或其他適當化合物)產生電漿。提供一外殼，該外殼包圍線圈，從而使電漿保持在其中且將待由電漿處理之流出流引入至該外殼中。線圈在外殼內之配置使大量材料能夠用於外殼，此提供一更穩健且更長壽命裝置。實施例提供具有一或多個線匝之一線圈，且該線圈之每一線匝可軸向伸長以便增大由每一線匝界定之體積。實施例亦提供包封護罩，包封護罩定位在線圈周圍、線圈內及/或從線圈延伸以便引導氣體流、任何試劑氣體流之流動及/或包封電漿且促進混合。例如，一試劑氣體流可運輸至線圈內以產生一電漿，其中流出流經運輸以包圍線圈，電漿與流出流在線圈之下游開口處混合。試劑(諸如蒸汽、氧氣或其他適當化合物)可經添加以促進對流出流之處理。

電漿產生器-示意性表示

圖1係根據一項實施例之一電漿產生器(通常10)之一示意性表示。提供一線圈20，該線圈係多匝的且其經由耦合件30、40耦合至一RF電力供應器(未展示)。線圈20被圍封在一外殼50內。一進孔60提供在外殼50中、線圈20之上游且一出孔70提供在線圈20之下游。

在操作中，一氣體流(其可包括待處理之一流出氣體流)(單獨地或與可從其產生一電漿之另一氣體源組合)穿過進孔60被引入至由外殼50界定之腔室中。電力被供應至線圈20且產生一電漿。通常，線圈20係中空的，其使一流體(諸如水)能夠在線圈內流通，以便使線圈20被冷卻且因此受溫度控制。在腔室之一主要區域80內產生一電感性電漿且在次要區域90中產生電容性電漿。隨著流出氣體流通過腔室50，該流出氣體流通過區域80、90且由電漿處理。接著，一經處理流出氣體流經由出孔70排出。

因此，可見在此配置中，線圈20在電漿腔室內部。由於線圈20在外殼50內，故外殼可因此由耐腐蝕材料製成且故可能不需要介電質。在線圈繞組或線匝之間及在線圈20與外殼50之間形成之次要電容性電漿之佈建提供流出氣體流之更多處理區且可調諧穿過主要區域80及次要區域90之流動比率，同樣可調諧電容性電力對電感性電力之比率。

如將從下文中論述明白，可將導管及/或包封護罩添加至此配置以引導氣體流(特別係不同氣體流)，使得該等氣體流被運輸至線圈20內或線圈20外部。

電漿產生器-第一配置

圖2至圖4圖解說明根據一項實施例之一電漿產生器(通常10A)。提供一線圈20A，該線圈具有耦合件30A及40A。耦合件30A及40A與一各別耦合件總成35A、45A耦合，其提供電力及冷卻至線圈20A。特定言之，在耦合件40A與一電氣連接器47A之間及在耦合件30A與一電氣連接器37A之間提供一電氣連接。另外，在耦合件40A與一冷卻連接器43A之間及在連接器30A與一冷卻連接器33A之間提供一流體耦合。

線圈20A裝納在一外殼50A內。在此實施例中，外殼50A包括一圓筒，界定一進孔60A之一端板53A及界定一出孔(未展示)之又一端板(亦未展示)附接至該圓筒上。線圈20A藉由絕緣體41A、31A而與外殼 50A電氣絕緣。提供一觀察窗55A，透過該觀察窗可觀察並監測產生之電漿。

一導流件65A定位在進孔60A中，從進孔60A延伸且裝配在線圈20A之內圓周內。在此實施例中，導流件65A僅延伸達線圈20A之前兩個或三個線匝。然而，將瞭解，導流件65A可沿著線圈20A之軸向長度延伸更遠且可甚至從線圈20A朝向出孔突出。在此實例中，藉由一扣環保持導流件65A，該扣環與由端板53A形成之一凹部接合。然而，將瞭解，可使用其他固定機構。導流件65A係一介電材料(諸如氧化鋁Al₂O₃)且故亦使線圈20A與端板53A絕緣。

在操作中，電力經由電氣連接器37A、47A供應至線圈20A。一冷卻流體亦經由冷卻連接器33A、43A通過線圈(其係中空的)。一氣體流(其可包含待處理之一流出氣體流)穿過進孔60A被引入。該氣體流藉由導流件65A運輸至線圈20A內。如圖1中示意性展示，一電漿產生在線圈20A內且亦產生在線圈外部及線圈線匝之間之區域中。隨著氣體流被引入在線圈20A內，產生之電漿處理流出氣體流。亦藉由在線圈20A之線匝之間及在線圈20A與外殼50A之間之電容性電漿處理在線圈20A之線匝之間排出之任何流出氣體流。氣體流從進孔60A朝向出孔之流動將產生之電漿區域偏置使其遠離進孔60A且朝向出孔。因此，電漿被集中在線圈20A之下游端處且遠離導流件65A。接著，經處理氣體流經由出孔(未展示)排出外殼50A。可藉由依300W及1托操作電漿產生器10A而容易地建立一空氣電漿。

以一些微修改形式，一試劑氣體流穿過進孔60A被引入。該試劑氣體流藉由導流件65A運輸至線圈20A內。在線圈20A內產生一電漿。在外殼50A中提供又一進口(未展示)，該進口提供流出氣體流至線圈20A外部之區域。如圖1中示意性展示，亦在線圈20A外部及線圈線匝之間之區域中產生一電漿。藉由該電漿處理進入線圈20A之任何流出氣體流。在線圈20A之線匝之間排出之任何電漿亦處理流出氣體流。氣體流從進孔60A朝向出孔之流動將產生之電漿區域偏置使其遠離進孔60A且朝向出孔。因此，電漿被集中在線圈20A之下游端處且遠離導流件65A，其中電漿與周圍流出氣體流混合且處理周圍流出氣體流。接著，經處理氣體流經由出孔(未展示)排出外殼50A。

圖3中展示之配置提供穿過外殼50A之一線性電流路徑且具有高引線電感。此在外殼50A中誘導電流，其在真空中形成較高電壓且減小匹配效率。

單線匝線圈

圖5圖解說明根據一項實施例之用於一電漿產生器(諸如本文中圖解說明之電漿產生器)內之一單線匝線圈20B。如可見，由複數(在此實例中，10)個共置管21B形成單線匝線圈20B，每一共置管鄰近彼此而放置。此形成管21B之一平行配置，每一管與歧管23B、25B耦合。此形成一軸向伸長單線匝結構。電氣連接及冷卻流體經由耦合件30B、40B發生。電流及冷卻流體平行流動穿過形成單線匝線圈20B之管21B中之各者。在此實例中，線圈20B之軸向長度係65mm，其由十個平行配置之6.35mm管組成。

此配置歸因於減小之電壓要求而提供許多優點，但產生電漿所需之電流為高的，如需要5kW以從空氣、氬氣、氮氣及水蒸氣形成電漿。利用此配置，低電感及高電流引起增加之損耗。可藉由依2.5托提供3.5slm之N₂而形成一氮氣電漿。

圖6圖解說明根據一項實施例之用於一電漿產生器(諸如本文中圖解說明之電漿產生器)內之一單線匝線圈(通常20C)。此配置類似於圖5中展示之配置，其具有管21C從其延伸之歧管23C、25C。不像圖1至圖4中展示之配置，此使耦合件30C、40C能夠鄰近彼此共置，使得電氣連接器37C、47C平行運行，此幫助抵消由電氣連接器37C、47C產生之磁場，導致較低引線電感且不提供穿過外殼之所得電流。

雙線匝線圈

圖7A圖解說明根據一項實施例之用於一電漿產生器(諸如本文中圖解說明之電漿產生器)內之一雙線匝線圈(通常20D)。在此配置中，每一管21D形成一雙線匝。在此實例中，提供五個管21D，該五個管鄰近彼此而定位。如可見，該等管在鄰近線匝之間界定一間隙27D以便確保電流在每一線匝周圍流動。每一管21D在每一末端處與一各別歧管23D、25D耦合。

圖7B圖解說明根據一項實施例之用於一電漿產生器(諸如本文中圖解說明之電漿產生器)內之一雙線匝線圈(通常20E)。形成線圈線匝之管21E之配置與圖7A中展示之配置相同，但與歧管23E、25E耦合之電氣連接器37E、47E係使得其共置且平行以便以類似於上文圖6中描述之方式之一方式抵消磁場。

在電漿產生期間提供兩個線匝代替一個線匝減小所需電流及匹配損耗同時保持線圈電壓相對低。再者，圖6及圖7A中展示之配置導致較低引線電感且無穿過外殼之凈電流。

圓柱環形線圈電漿產生器

圖8圖解說明根據一項實施例之一電漿產生器(通常10F)。此實施例使用一雙線匝線圈20F。線圈20F在總體輪廓上係圓柱且包括兩個線匝。此避免對上文圖5至圖7中圖解說明之多個管之需求，同時仍保持與一傳統線圈比較之一伸長軸向長度。線圈20F保持在一外殼50F內且氣體流從鄰近一導流件65F之一進孔(未展示)流動穿過線圈20F至一出孔70F。耦合件30F、40F經耦合以提供電力且允許一冷卻流體流動穿過線圈20F。耦合件30F、40F突出穿過在外殼50F之一個面中提供之一板(未展示)。

雙線匝電漿產生器

圖9至圖12圖解說明根據一項實施例之一雙線匝電漿產生器(通常10G)。提供一雙線匝線圈(通常20G)。在此實例中，雖然將瞭解其他尺寸係可行的，但線圈20G之內徑係57mm且其長度120mm。每一線匝27G、29G包括複數個鄰近且平行之管21G。在此實例中，每一線匝27G、29G包括九個管21G。一第一歧管23G與線匝27G之管21G之一個末端耦合。另一歧管25G與線匝29G之管21G之一個末端耦合。兩個線匝27G、29G之管21G之末端與一中心歧管22G耦合。歧管與外殼50G(由Al製成且具有約160mm高、200mm長及140mm寬之外部尺寸-雖然將瞭解其他尺寸係可行的)中之一板51G(由Al₂O₃形成)接合。在實施例中，中心歧管22G經接地以進一步減小真空中峰值電壓。

一套筒67G定位在線匝27G內。一套筒69G定位在線匝29G內。套筒67G、69G鄰近但隔開為電氣隔離的，以便防止兩個線匝27G、29G之間之短接。套筒67G、69G係圓柱且具有一縱向狹槽63G，該縱向狹槽沿著其軸向長度延伸以便在套筒67G、69G之相對邊緣之間界定一空隙。此空隙或間隙與管21G之末端對準以便使套筒67G、69G不提供一電流路徑(其提供一短路)以避免電流一直行進穿過管21G。

歧管23G、25G提供用於電流流動穿過線圈20G之一傳導路徑及一導管，一冷卻流體可穿過該導管而通過線圈20G。特定言之，冷卻流體穿過耦合件30G被引入，該冷卻流體流通進入歧管23G中且平行進入形成第一線匝27G之九個管21G中之各者中。流體流通(在圖9中逆時針)進入中心歧管22G中。接著，流體流通至平行形成線匝29G之管21G中之各者且再次行進(在此實例中，逆時針)至歧管25G，其中該流體穿過耦合件40G排出。在此實例中，在40℃下依8l/m(h7250W/m²K)引入水且熱通量係25W/cm²。

同樣，電力供應至連接器31G且電流從歧管23G行進(在此實例中，逆時針)至中心歧管22G且從中心歧管22G行進(在此情況中，逆時針)至歧管25G上之一連接器(未展示)。

相應地，當一氣體流(其可包含一流出氣體流)穿過一KF50板中形成之進孔60G被引入時，該氣體流藉由導流件65G(由Al₂O₃製成)運輸至線圈20G中，其中產生一電漿，該電漿在流出氣體流朝向出孔70G(由NW100製成)流通時處理該流出氣體流。套筒67G、69G之存在幫助使流出氣體流保持在線圈20G內。

圖12更詳細地圖解說明線圈20G(其可由銅、黃銅、不鏽鋼或其他耐腐蝕傳導材料製成)。如可見，在線圈20G之兩個線匝27G、29G之間提供一間隙27G以在彼兩個線匝27G、29G之間提供電氣隔離。再者，在中心歧管22G上提供一突片24G。此突片24G被提供在線匝27G、29G之間且藉由給出用於線匝27G、29G之間之電流流動之更多區而減小電感。

相應地，可見實施例提供一電漿源。此電漿源之構造允許長壽命及經改良電漿效能。藉由徹底限制陶瓷材料曝露於活性電漿區域而達成長使用壽命。活性電漿區域被包封在耐腐蝕金屬外殼或若干外殼內。電感性且電容性地供應電漿電力。電漿線圈/包封單元可構造為一單線匝、兩線匝或多線匝線圈。特徵允許電壓減小、電漿包封、電漿器件冷卻、電漿線圈穩健性、電漿線圈耐腐蝕性、氣體冷凝防止及/或減少、抗噴射性、抗爬電(追蹤)性、電弧防止及/或減少及點燃。電漿電力使用RF能量(通常2MHz至13.56MHz)耦合至電漿源中。過去電感性耦合之電漿源通常已設計為由處於大氣中之一載流線圈包圍之介電包封容器(諸如管)。此具有少許優點及少許缺點。優點係高壓線圈處於大氣中，此允許對電弧及電暈之容易得多的控制，且介電管容易密封在兩個末端上，此允許容易電漿包封。最大缺點係介電管(由石英、陶瓷、蘭寶石或類似者構造)容易藉由反應性電漿種類蝕除。相比之下，實施例提供歸因於器件之線圈包封性質之優點。已減輕具有真空內部之電力耦合線圈之不利效應且可實現優點，諸如耐腐蝕性。此已主要藉由電漿包封及真空中電壓之減小而完成。

雖然已在本文中參考隨附圖式詳細揭示本發明之闡釋性實施例，但應瞭解，本發明並不限於精確實施例且可藉由熟習此項技術者而在本發明中實現各種改變及修改，而不背離如藉由隨附申請專利範圍及其等效物界定之本發明之範疇。