[发明专利]利用结合电场的紧凑型微波等离子体施加器

权利要求书

1.一种等离子体施加器，包括：

等离子体放电管，在该等离子体放电管中能够生成等离子体，所述等离子体放电管具有用于允许等离子体处理气体进入所述等离子体放电管的处理气体入口，所述等离子体放电管具有纵轴；

微波腔，该微波腔至少部分地环绕所述等离子体放电管的一部分；以及

耦合膜片，在该耦合膜片处微波能量能够被耦合到所述微波腔，使得所述微波能量能够在所述等离子体放电管的所述部分中生成等离子体；

其中，从所述微波能量生成的主电场与从所述耦合膜片生成的消逝电场进行组合，使得所述微波腔中的所组合的电场沿着所述等离子体放电管的纵轴是均匀的。

2.根据权利要求1所述的等离子体施加器，其中，所述微波腔具有三个正交维度，包括长度、宽度和高度，所述正交维度中的至少两个被选择为使得所述微波腔中的微波能量在横电TE模式下传播。

3.根据权利要求1所述的等离子体施加器，还包括多个径向微波扼流圈，其被设置在所述等离子体放电管的外部上方并被设置在所述微波腔的端部处，以用于容纳所述微波腔中的微波能量，所述微波扼流圈的位置使得在TE模式和横电磁TEM模式下传播的微波能量被衰减。

4.根据权利要求3所述的等离子体施加器，其中，所述多个径向微波扼流圈包括位于所述微波腔的第一端部处的第一内扼流圈和第一外扼流圈以及位于所述微波腔的第二端部处的第二内扼流圈和第二外扼流圈，所述第一内扼流圈和所述第一外扼流圈之间的第一间隔以及所述第二内扼流圈和所述第二外扼流圈之间的第二间隔被选择为提供对在所述TE模式和TEM模式下传播的微波能量的衰减。

5.根据权利要求4所述的等离子体施加器，其中，所述第一间隔和所述第二间隔中的至少一个为0.38英寸。

6.根据权利要求4所述的等离子体施加器，其中，所述第一间隔和所述第二间隔相等。

7.根据权利要求1所述的等离子体施加器，其中，所述微波能量具有1kW的功率。

8.根据权利要求1所述的等离子体施加器，其中，所述微波能量的源包括固态发生器。

9.根据权利要求1所述的等离子体施加器，其中，所述微波能量的源包括磁控管。

10.根据权利要求1所述的等离子体施加器，其中，所述等离子体放电管由包括石英、蓝宝石、陶瓷、氮化铝和氮化硼中的至少一个的材料制成。

11.根据权利要求1所述的等离子体施加器，其中，所述处理气体包括氧气、氮气、氢气、氟化气体以及NH₃中的至少一个。

12.一种等离子体施加器，包括：

等离子体放电管，在该等离子体放电管中能够生成等离子体，所述等离子体放电管具有用于允许等离子体处理气体进入所述等离子体放电管的处理气体入口，所述等离子体放电管具有纵轴；

微波腔，该微波腔至少部分地环绕所述等离子体放电管的一部分；

耦合膜片，在该耦合膜片处微波能量能够被耦合到所述微波腔，使得所述微波能量能够在所述等离子体放电管的部分中生成等离子体；以及

多个径向微波扼流圈，该多个径向微波扼流圈被设置在所述等离子体放电管的外部上方并被设置在所述微波腔的端部处，以用于容纳所述微波腔中的微波能量，所述微波扼流圈的位置使得在横电TE模式和横电磁TEM模式下传播的微波能量被衰减。

13.根据权利要求12所述的等离子体施加器，其中，所述多个径向微波扼流圈包括位于所述微波腔的第一端部处的第一内扼流圈和第一外扼流圈以及位于所述微波腔的第二端部处的第二内扼流圈和第二外扼流圈，所述第一内扼流圈和所述第一外扼流圈之间的第一间隔以及所述第二内扼流圈和所述第二外扼流圈之间的第二间隔被选择为提供对在TE模式和TEM模式下传播的微波能量的衰减。