生較強的等離子體放電,等離子體放電的效率和對有害物質(zhì)的分解性能可以被增加。
[0076]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面視圖,而圖5A是沿圖4的1-1線切割的等離子體反應(yīng)器的橫截面視圖。
[0077]參照圖4和圖5A,根據(jù)第二示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器220包括與第一示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器類似的元件,其不同之處在于第三接地電極23被額外布置在第一接地電極21的內(nèi)部。相同的參考編號被用于與第一不例性實施方式中相同的構(gòu)件,而與第一示例性實施方式中不同的部件將進行著重描述。
[0078]第三接地電極23位于第一接地電極21的內(nèi)部,且位于第一端部部件21a和第二接地電極22之間,且與第一接地電極21的內(nèi)壁相交,并具有盤狀形狀。第三接地電極23被形成為具有比第一接地電極21的內(nèi)徑更小的直徑,且可以電連接到第一接地電極21,同時通過至少一個連接部件24而被固定到第一接地電極21的內(nèi)壁來保持預(yù)定的位置。
[0079]處理氣體被釋放通過第一接地電極21的內(nèi)壁和第三接地電極23之間的空間。在根據(jù)第二示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器220中還包括第三接地電極23,有害物質(zhì)的分解速率的壓力依賴可以通過增加第一接地電極21中心的等離子體密度而被減少。
[0080]在第一接地電極21的內(nèi)部未設(shè)置第三接地電極23的結(jié)構(gòu)中,有害物質(zhì)的分解速率可以根據(jù)操作壓力而不同。例如,可以顯示的趨勢為,隨著操作壓力越來越高,等離子體聚焦在第一接地電極21的內(nèi)壁附近,且在第一接地電極21的內(nèi)部中心處的高能電子的數(shù)量降低,以及氧自由基的強度降低。
[0081]通過主要與有害物質(zhì)碰撞,由等離子體放電產(chǎn)生的高能電子分解有害物質(zhì),而氧自由基與被分解的組分化學(xué)反應(yīng),且將其變化為無害的元素。因而,在并未提供第三接地電極23的結(jié)構(gòu)中,有害物質(zhì)的分解速率可以在第一接地電極21的中心處隨著操作壓力的增加而降低。
[0082]在根據(jù)第二示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器220中,因為在驅(qū)動電極40和第三接地電極23之間以及驅(qū)動電極40和第一接地電極21之間產(chǎn)生了等離子體,所以在第一接地電極21的中心處可以產(chǎn)生強等離子體。從而,可以抑制等離子體密度在第一接地電極21的中心區(qū)域內(nèi)隨著操作壓力增加而減少的現(xiàn)象,且即使在操作壓力增加的情況下也不降低有害物質(zhì)的分解速率。
[0083]同時,不同于第一示例性實施方式,根據(jù)第二示例性實施方式,等離子體反應(yīng)器220的整個第一接地電極21可以形成為具有統(tǒng)一的直徑,且第一絕緣部件31可以具有與第一接地電極21相同的直徑(內(nèi)徑)。為了防止電弧,第一接地電極21與第二接地電極22之間的連接部件可以形成為具有預(yù)定的曲率的圓形形狀。
[0084]圖5B是圖5A中示出的第三接地電極的第一示例性變形的橫截面視圖。
[0085]參照圖5B,在第一示例性變形中,通過在第三接地電極23中形成至少一個開口231,而可以使真空排氣更順暢。被形成為穿過第三接地電極23的至少一個開口 231可以具有字母C的形狀。在這種情況下,第三接地電極23包括圓形的形狀的中心部件232和連接到中心部件232的環(huán)形形狀的外周部件233。
[0086]圖5C是圖5A中示出的第三接地電極的第二示例性變形的橫截面視圖。
[0087]參照圖5C,在第二示例性變形中,第三接地電極31的整個邊緣被固定到第一接地電極21的內(nèi)壁,且開口 234被形成于中心處。開口 234可具有圓形形狀,且處理氣體被釋放穿過該開口 234。
[0088]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面視圖。
[0089]參照圖6,根據(jù)第三示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器230包括與上述第二示例性實施方式相同的元件,其不同之處在于第二接地電極22接觸第一接地電極21的端部部件21b且被連接到第一接地電極21。相同的參考編號被用于與第二示例性實施方式相同的元件,且與第二示例性實施方式不同的部件下文將著重描述。
[0090]絕緣體30接觸第一接地電極21和第二接地電極22。雖然第三示例性實施方式的結(jié)構(gòu)存在著不同之處,即等離子體未被產(chǎn)生于接觸絕緣體30和第二接地電極22的部分,但是因為強等離子體由于第三接地電極23被產(chǎn)生于第一接地電極21的內(nèi)部,所以不會由于第一接地電極21和第二接地電極22的接觸結(jié)構(gòu)方面的不同而引起有害物質(zhì)的分解速率方面的實質(zhì)性的不同。
[0091]通過簡化第一接地電極21和第二接地電極22與絕緣體30的接觸結(jié)構(gòu),根據(jù)第三示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器230,可以容易地被應(yīng)用到已經(jīng)安裝到處理系統(tǒng)的處理腔室11和真空栗12之間的管線。在根據(jù)第三示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器230中,第三接地電極23可以通過圖5B和圖5C中所示的第三接地電極來替換。
[0092]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面視圖。
[0093]參照圖7,根據(jù)第四示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器240包括與上述第三示例性實施方式相同的元件,其不同之處在于第一絕緣部件31的直徑比第一接地電極21的直徑小。相同的參考編號被用于與第三示例性實施方式相同的元件,且與第三示例性實施方式不同的部件下文將著重描述。
[0094]因為在第三接地電極23位于第一接地電極21的內(nèi)部時,強等離子體被產(chǎn)生于第一接地電極21的內(nèi)部,所以即使第一絕緣部件31的直徑變更小,有害物質(zhì)的分解速率方面也沒有實質(zhì)性的不同。因而,通過縮小昂貴的絕緣體30的尺寸,可以降低材料成本,且可以減少等離子體反應(yīng)器240的初始安裝成本。
[0095]圖8是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面視圖。
[0096]參照圖8,根據(jù)第五示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器250包括與上述第二示例性實施方式到第四示例性實施方式中的任何一個實施方式相同的元件,其不同之處在于第三接地電極23形成開口 235,在被固定到第一接地電極21的內(nèi)壁的第三接地電極23具有管狀形狀時,開口 235的寬度變得越遠離絕緣體30越小。在圖8中,結(jié)構(gòu)是基于第三示例性實施方式的結(jié)構(gòu)示出的。
[0097]第三接地電極23沿著第一接地電極21的長度方向具有預(yù)定的長度,且在第三接地電極23的中心處形成的開口 235的寬度越遠離絕緣體30越窄。
[0098]在第五示例性實施方式的結(jié)構(gòu)中,因為相比于具有平面形狀的第三接地電極,第三接地電極23定位為更接近驅(qū)動電極,在等離子體放電被誘發(fā)時放電路徑被縮短,從而利用相同的功率消耗誘發(fā)更強的等離子體放電。此外,因為強等離子體被產(chǎn)生于第一接地電極21的內(nèi)部中心處穿過沿其長度方向更寬的區(qū)域,有害物質(zhì)的分解速率的壓力依賴可以被有效地降低。
[0099]圖9是根據(jù)本發(fā)明的第六示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面視圖。
[0100]參照圖9,根據(jù)第六示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器260包括與上述第二示例性實施方式到第五示例性實施方式中的任何一個實施方式相同的元件,其不同之處在于其一端部被阻塞的管構(gòu)件25被附接到第一接地電極21。在圖9中,結(jié)構(gòu)是基于第三示例性實施方式的結(jié)構(gòu)示出的。
[0101]管構(gòu)件25可以被附接到第一接地電極21的面對第二接地電極22的側(cè)面,且可以被形成為具有與第二接地電極22相同的直徑。被輸入通過第二接地電極22的處理氣體的一部分經(jīng)由管構(gòu)件25移動到第一接地電極21的內(nèi)部。管構(gòu)件25其功能為通過增加處理氣體的停留時間來增加有害物質(zhì)的分解速率。
[0102]圖10是根據(jù)本發(fā)明的第七示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面視圖。
[0103]參照圖10,根據(jù)第七示例性實施方式的等離子體反應(yīng)器270包括與上述第二示例性實施方式到第四示例性實施方式中的任何一個實施方式相同的元件,其不同之處在于第一接地電極21的環(huán)繞第三接地電極23的一部分被延伸以用作顆粒收集箱26。在圖10中,結(jié)構(gòu)是基于第二示例性實施方式的結(jié)構(gòu)示出的。
[0104]第三接地電極23與顆粒收集箱26的內(nèi)壁間隔預(yù)定的距離,且可以被形成為具有比第一接地電極21的直徑更大的直徑。第三接地電極23被形成為具有盤狀形狀,且可以經(jīng)由被固定在下部表面處的支持部件27與第一接地電極21電連接且保持在顆粒收集箱26的內(nèi)部預(yù)定位置處。
[0105]支持部件27被形成為具有用于真空排氣的至少一個開口 271。沿著支持部件27的外周方向或長度方向形成多個圓形開口,或沿著支持部件27的外周方向或長度方向可以縱向形成狹縫形狀的開口。
[0106]流動到第二接地電極22并穿過第二接地電極22的處理氣體中的有害物質(zhì),在穿過第三接地電極23上方的等離子體區(qū)域時,被分解和移除,且已經(jīng)穿過的處理氣體移動到顆粒收集箱26的內(nèi)部。在這個時候,包括在處理氣體中的顆粒副產(chǎn)物被堆積在顆粒收集箱26中,且剩余處理氣體通過支持部件27的開口 271流動到真空栗12。第七示例性實施方式的結(jié)構(gòu)