(57)【要約】  排気冷却装置（１１７）は、排気冷却装置（１１７）内に流れる排気に乱流を生じさせるための少なくとも１つの冷却板（３１４、４１２、５１４、６１４、８１４、９１４）を含む。デバイス（３１８、５１８、６１８、８１８、９１８）は、複数のフィン（３２０、３２２、３２４、３２６、３２８）、湾曲した最上部（５４４、６４４）を持つ円筒（５１８、６１８）、または傾斜したブレード（８２６、９２６）を持つディフューザー（８２４、９２５）とすることができる。排気冷却装置（１１７）内の排気の乱流により、排気中から粒子が落下して、排気冷却装置（１１７）の下流の設備内で形成する粒子が最少になる。
2019514222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口および出口を有する本体と、
前記本体の中に配置された複数の冷却板とを備える排気冷却装置であって、前記複数の冷却板が蛇行通路を形成する排気冷却装置。
【請求項２】
前記複数の冷却板のうちの１つの冷却板がステンレス鋼、アルミニウム、またはニッケル被覆アルミニウムを含む、請求項１に記載の排気冷却装置。
【請求項３】
前記本体が第１の壁と、前記第１の壁に対向する第２の壁とをさらに備え、前記排気冷却装置の幅が前記入口と前記出口の間にあり、前記排気冷却装置の長さが前記第１の壁と前記第２の壁の間にある、請求項１に記載の排気冷却装置。
【請求項４】
前記複数の冷却板が、前記排気冷却装置の幅に沿って前記第１および／または第２の壁に結合される、請求項３に記載の排気冷却装置。
【請求項５】
前記複数の冷却板のそれぞれの長さが前記排気冷却装置の長さよりも短い、請求項４に記載の排気冷却装置。
【請求項６】
入口および出口を有する本体と、
前記本体の中に配置された複数の中空円筒とを備える排気冷却装置であって、前記複数の中空円筒が同心である排気冷却装置。
【請求項７】
前記複数の中空円筒のうちの１つの中空円筒がステンレス鋼、アルミニウム、またはニッケル被覆アルミニウムを含む、請求項６に記載の排気冷却装置。
【請求項８】
前記本体が第１の壁と、前記第１の壁に対向する第２の壁とをさらに備える、請求項６に記載の排気冷却装置。
【請求項９】
前記複数の中空円筒を前記第１および第２の壁に結合するための複数の結合部材をさらに備える、請求項８に記載の排気冷却装置。
【請求項１０】
入口および出口を有する本体と、
前記本体の中に配置された冷却板と、
前記冷却板の上に配置されたデバイスとを備える排気冷却装置であって、前記デバイスが
壁と、
前記壁に結合された板と
を含む、排気冷却装置。
【請求項１１】
前記壁が前記板に対して鋭角を成す、請求項１０に記載の排気冷却装置。
【請求項１２】
前記板が、前記壁によって画定された第１の部分、および第２の部分を備える、請求項１０に記載の排気冷却装置。
【請求項１３】
前記板の前記第２の部分が複数の貫通孔を含む、請求項１２に記載の排気冷却装置。
【請求項１４】
前記壁が複数のスリット開口を備える、請求項１０に記載の排気冷却装置。
【請求項１５】
前記冷却板の下に配置されたライナをさらに備える請求項１０に記載の排気冷却装置であって、前記ライナが、第１の端部および第２の端部を有する円筒形壁を含み、前記第１の端部が前記冷却板に隣接し、前記第２の端部が前記出口に隣接する、排気冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般に半導体処理設備に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、半導体プロセスにおいて生成される化合物を軽減する軽減システムおよび真空処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理設備で使用されるプロセスガスには、パーフルオロカーボン（ＰＦＣ）などの化合物が多く含まれ、これらは規制上の要件ならびに環境および安全上の問題により、廃棄前に軽減または処理されなければならない。通常は、遠隔プラズマ源を処理チャンバに結合して、処理チャンバから出てくる化合物を軽減することができる。反応物がプラズマ源に注入されて、化合物を軽減する助けになり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＰＦＣを軽減する従来の軽減技術では、良好な破壊除去効果（ＤＲＥ）が得られる水蒸気を反応物として利用する。しかし、遠隔プラズマ源内で水蒸気を使用して特定の化合物を軽減すると、遠隔プラズマ源、ならびに遠隔プラズマ源の下流の排気ラインおよびポンプなどの設備の中で固体粒子が形成されることになりかねない。加えて、遠隔プラズマ源を出る排気は高温になっていることもあり、そのため遠隔プラズマ源の下流のポンプに問題が生じるおそれがある。
したがって、当技術分野で必要とされているのは、半導体プロセスにおいて生成される化合物を軽減するための軽減システムの改善である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の実施形態は、半導体プロセスにおいて生成される化合物を軽減する軽減システムおよび真空処理システムに関する。１つの実施形態では、排気冷却装置は、入口および出口を有する本体と、この本体の中に配置された複数の冷却板とを含む。この複数の冷却板は、蛇行通路を形成する。
別の実施形態では、排気冷却装置は、入口および出口を有する本体と、この本体の中に配置された複数の中空円筒とを含む。この複数の中空円筒は同心である。
別の実施形態では、排気冷却装置は、入口および出口を有する本体と、この本体の中に配置された冷却板と、この冷却板の上に配置されたデバイスとを含む。このデバイスは壁と、壁に結合された板とを含む。
本開示の特徴が上記に列挙された手法が細部にわたり理解できるように、上で簡潔に要約された本開示についてのより具体的な説明が、添付の図面にその一部が示されている実施形態を参照することによって得られよう。しかし、本開示ではその他の同様に効果的な実施形態も認めることができるので、添付の図面は本開示の典型的な実施形態を示すにすぎず、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきでないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置を含む真空処理システムの概略側面図である。
【図２Ａ】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置の概略断面図である。
【図２Ｂ】本明細書に記載の別の実施形態による排気冷却装置の概略断面図である。
【図２Ｃ】本明細書に記載の１つの実施形態による円筒および結合部材の概略断面上面図である。
【図３】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置の断面図である。
【図４】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置の断面図である。
【図５】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置の断面図である。
【図６】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置の断面図である。
【図７Ａ】本明細書に記載の１つの実施形態によるライナの一部分の斜視図である。
【図７Ｂ】本明細書に記載の１つの実施形態によるライナの斜視図である。
【図８】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置の断面図である。
【図９】本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
理解しやすくするために、可能な場合には同じ参照数字が、各図面で共通である同じ要素を示すのに使用されている。１つの実施形態の要素および特徴は、別に詳述されていなくても他の実施形態に有利に組み込まれてよいことが企図されている。
図１は、軽減システム１９３に利用されている排気冷却装置１１７を有する真空処理システム１７０の概略側面図である。真空処理システム１７０は、少なくとも真空処理チャンバ１９０、プラズマ源１００、および排気冷却装置１１７を含む。軽減システム１９３は、少なくともプラズマ源１００および排気冷却装置を含む。真空処理チャンバ１９０は一般に、堆積プロセス、エッチプロセス、プラズマ処理プロセス、前清浄プロセス、イオン注入プロセス、または他の集積回路製造プロセスなど、少なくとも１つの集積回路製造プロセスを実行するように構成される。真空処理チャンバ１９０内で実行されるプロセスは、プラズマ支援とすることができる。たとえば、真空処理チャンバ１９０内で実行されるプロセスは、シリコンベースの材料を堆積するためのプラズマ堆積プロセス、またはシリコンベースの材料を除去するためのプラズマエッチプロセスとすることができる。
【０００７】
真空処理チャンバ１９０は、フォアライン１９２を介して軽減システム１９３のプラズマ源１００に結合されたチャンバ排気口１９１を有する。排気冷却装置１１７は、プラズマ源から出てくる排気を冷却するために、またプラズマ源で形成される粒子を集めるために、プラズマ源１００の排気管に結合される。排気冷却装置１１７は、図１にただ１つの参照数字１９６で概略的に示されたポンプおよび排気設備に至る排気導管１９４に結合される。ポンプは一般に、真空処理チャンバ１９０を排気するために利用されるが、排気設備は一般に、真空処理チャンバ１９０の廃水が大気に入る用意をするためのスクラバーまたは他の排気洗浄装置を含む。
【０００８】
プラズマ源１００は、真空処理チャンバ１９０を出るガスおよび／または他の材料に対し、このようなガスおよび／または他の材料が環境および／または処理設備に優しい化合物に変換され得るように、軽減処理を実行するために利用される。いくつかの実施形態では、軽減反応物源１１４がフォアライン１９２および／またはプラズマ源１００に結合される。軽減反応物源１１４は、軽減反応物をプラズマ源１００の中へ供給し、この反応物は活性化されて、真空処理チャンバ１９０を出るべき材料と反応して環境および／または処理設備に優しい化合物になる、またはそれとは別にそのような化合物に変換する助けになることができる。任意選択で、パージガス源１１５を、プラズマ源１００の内部の構成要素への堆積を減らすためにプラズマ源１００に結合することができる。
排気冷却装置１１７は、プラズマ源１００から出てくる排気の温度を下げるために、またプラズマ源１００内で形成される粒子を集めるために、プラズマ源１００と排気導管１９４の間に結合される。１つの例では、排気冷却装置１１７は軽減システム１９３の一部になっている。
【０００９】
任意選択で、圧力調節モジュール１８２をプラズマ源１００または排気導管１９４の少なくとも一方に結合することができる。圧力調節モジュール１８２は、プラズマ源１００内の圧力がより適切に制御されることを可能にするＡｒ、Ｎ、または他の適切なガスなどの圧力調節ガスを注入し、それによって、より効率的な軽減動作を実現する。１つの例では、圧力調節モジュール１８２は軽減システム１９３の一部になっている。
【００１０】
図２Ａは、本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置１１７の概略断面図である。図２Ａに示されるように、排気冷却装置１１７は、入口２０４と、出口２０６と、第１の壁２０８と、第１の壁２０８に対向する第２の壁２１０とを有する本体２０２を含む。複数の冷却板２１２、２１４、２１６を、排気冷却装置１１７の幅２１７に沿って第１の壁２０８および／または第２の壁２１０に結合することができる。排気冷却装置１１７の幅２１７は、入口２０４と出口２０６の間に画定される。排気冷却装置１１７は、第１の壁２０８と第２の壁２１０の間に画定される長さ２１９を有することができる。各冷却板２１２、２１４、２１６は、排気冷却装置１１７の長さ２１９よりも短い長さ２２１を有することができる。各冷却板２１２、２１４、２１６の長さ２２１は、同じであっても異なっていてもよい。各冷却板２１２、２１４、２１６は、排気冷却装置１１７の（紙面の中への）厚さと同じである（紙面の中への）幅を有することができる。
【００１１】
プラズマ源１００を出る排気は、入口２０４を経由して排気冷却装置１１７に入り、出口２０６を経由して排気冷却装置１１７を出る。排気は、複数の冷却板２１２、２１４、２１６によって形成された蛇行通路２１８に沿って流れることができる。複数の冷却板２１２、２１４、２１６は、対向する壁２０８、２１０に交互に結合することができ、間隙２２０、２２２、２２４を冷却板２１２、２１４、２１６と、冷却板２１２、２１４、２１６がそれぞれ結合されている壁の反対側の壁との間に、形成することができる。たとえば、図２Ａに示されているように、冷却板２１２は第２の壁２１０に結合され、間隙２２０は、冷却板２１２と第１の壁２０８の間に形成される。冷却板２１２の隣接冷却板（すなわち、冷却板２１４）は、第１の壁２０８に結合され、間隙２２２が冷却板２１４と第２の壁２１０の間に形成される。冷却板２１４の隣接冷却板（すなわち、冷却板２１６）は、第２の壁２１０に結合され、間隙２２４が冷却板２１６と第１の壁２０８の間に形成される。間隙２２０、２２２、２２４は、排気冷却装置１１７の内部で圧力が増大しないことを確実にするのに十分な大きさにすることができる。いくつかの実施形態では、各冷却板２１２、２１４、２１６の幅が排気冷却装置１１７の厚さと同じであるので、排気冷却装置１１７を通り抜けて流れる排気は、間隙２２０、２２２、２２４それぞれを経由して複数の冷却板２１２、２１４、２１６を通過する。別の実施形態では、各冷却板２１２、２１４、２１６の幅は排気冷却装置１１７の厚さよりも小さくすることができ、排気冷却装置１１７を通り抜けて流れる排気は、間隙２２０、２２２、２２４それぞれを経由するだけでなく、冷却板２１２、２１４、２１６と、排気冷却装置１１７の厚さを画定する壁との間に形成される間隙もまた経由して複数の冷却板２１２、２１４、２１６を通過する。
【００１２】
冷却板２１２、２１４、２１６は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。チャネル（図示せず）を各冷却板２１２、２１４、２１６に、冷媒を流すために形成することができる。冷媒が各冷却板２１２、２１４、２１６を通り抜けて流れることにより、各冷却板２１２、２１４、２１６の温度は、排気冷却装置１１７に入る排気の温度よりも低くなる。排気冷却装置１１７に入る排気は冷却板２１２、２１４、２１６によって冷却され、冷却された冷却板２１２、２１４、２１６の表面でまた、排気中の固体粒子を凝結させて、固体の副生成物材料が排気冷却装置１１７を出てポンプおよび排気設備１９６に到達しないようにする。１つの実施形態では、冷却板２１２、２１４、２１６は冷媒が流れるチャネルを含まずに、冷却板２１２、２１４、２１６の表面温度が排気を冷却するのに、また排気中の固体粒子を凝結させるのに十分に低い。排気冷却装置内にある冷却板２１２、２１４、２１６の個数は、２から１０までとすることができる。
図２Ｂは、本明細書に記載の別の実施形態による排気冷却装置１１７の概略断面図である。図２Ｂに示されるように、排気冷却装置１１７は、入口２３２と、出口２３４と、第１の壁２３６と、第１の壁２３６に対向する第２の壁２３８とを有する本体２３０を含む。複数の円筒２４０、２４２、２４４を排気冷却装置１１７の本体２３０の中に設置することができる。円筒２４０、２４２、２４４は、円筒２４４が円筒２４２の中に配置され、円筒２４２が円筒２４０の中に配置されるように、中空および同心とすることができる。排気冷却装置１１７の本体２３０は、図２Ｂに示されるように超長方形とすることができ、あるいは本体２３０は、複数の円筒２４０、２４２、２４４と同心である中空円筒とすることができる。
【００１３】
複数の円筒２４０、２４２，２４４のそれぞれは、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。結合部材２４６を利用して円筒２４０を壁２３６、２３８に結合し、結合部材２４８を利用して円筒２４０、２４２、２４４を互いに結合することができる。追加結合部材２５０を利用して円筒２４０を壁２３６、２３８に結合し、結合部材２５２を利用して円筒２４０、２４２、２４４を互いに結合することができる。図２Ｃは、円筒２４０、２４２、２４４および結合部材２４６、２４８の断面上面図である。結合部材２４６、２４８、２５０、２５２は、円筒２４０、２４２、２４４と同じ材料で作ることができる。いくつかの実施形態では、チャネル（図示せず）を結合部材２４６、２４８、２５０、２５２および円筒２４０、２４２、２４４に、冷媒を流すために形成することができる。
【００１４】
図２Ｂを再び参照すると、冷媒が各円筒２４０、２４２、２４４を通り抜けて流れることにより、各円筒２４０、２４２、２４４の温度は、排気冷却装置１１７に入る排気の温度よりも低くなる。排気冷却装置１１７に入る排気は、円筒２４０、２４２、２４４間に、また円筒２４０と壁２３６、２３８の間に形成された間隙を流れる。排気は、円筒２４０、２４２、２４４によって冷却され、冷却された円筒２４０、２４２、２４４の表面でまた、排気中の固体粒子を凝結させて、固体の副生成物材料が排気冷却装置１１７を出てポンプおよび排気設備１９６に到達しないようにする。１つの実施形態では、円筒２４０、２４２、２４４は冷媒が流れるチャネルを含まずに、円筒２４０、２４２、２４４の表面の温度が排気を冷却するのに、また排気中の固体粒子を凝結させるのに十分に低い。排気冷却装置内にある円筒２４０、２４２、２４４の個数は、２から５までとすることができる。
【００１５】
図３は、本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置１１７の断面図である。図３に示されるように、排気冷却装置１１７は、入口３０４と、出口３０６と、第１の端部３０７と、第１の端部３０７に対向する第２の端部３０９と、入口３０４と出口３０６の間および第１の端部３０７と第２の端部３０９の間の壁３０８とを有する本体３０２を含む。第２の端部３０９は、取外し可能に壁３０８に結合することができる。壁３０８は、図３に示されるように円筒形とすることができる。排気冷却装置１１７は、入口３０４に隣接する第１のライナ３１０、出口３０６に隣接する第２のライナ３１２、および第１のライナ３１０と第２のライナ３１２の間に配置された冷却板３１４を含むことができる。第１のライナ３１０、第２のライナ３１２、および冷却板３１４は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。冷却板３１４は、第１の端部３０７に結合することができる。第１のライナ３１０は第２の端部３０９に結合することができ、第２のライナ３１２は第２の端部３０９に結合することができる。冷却板３１４は複数の貫通孔３１６を含むことができる。各貫通孔３１６の直径は十分に大きく、したがって圧力の増大が最小限ないし無になる。１つの実施形態では、貫通孔３１６はそれぞれ約０．５インチの直径を有し、圧力制限は約１００ミリトル未満である。チャネル（図示せず）を冷却板３１４に、冷媒を流すために形成することができる。冷媒が冷却板３１４を通り抜けて流れることにより、冷却板３１４の温度は、排気冷却装置１１７に入る排気の温度よりも低くなる。排気冷却装置１１７に入る排気は、貫通孔３１６を通過するときに冷却板３１４によって冷却される。１つの実施形態では、冷却板３１４は冷媒が流れるチャネルを含まずに、冷却板３１４の表面温度が排気を冷却するのに十分に低い。
【００１６】
排気冷却装置１１７の中で粒子を捕捉するために、排気冷却装置１１７内を流れる排気に乱流を生じさせるデバイスが、排気冷却装置１１７中の圧力増大を防止するために高い伝導性を持つ冷却構造体に隣接して、利用される。この高い伝導性を持つ冷却構造体は冷却板３１４とすることができ、またデバイスは、板３１８、および板３１８から延びる複数のフィン３２０、３２２、３２４、３２６、３２８とすることができる。複数のフィン３２０、３２２、３２４、３２６、３２８は、板３１８に結合すること、または板３１８と一体化して形成することができる。板３１８および複数のフィン３２０、３２２、３２４、３２６、３２８は、第１のライナ３１０の一部とすることができる。板３１８は、冷却板３１４と実質的に平行にすることができる。板３１８はまた、排気が通過できるようにするための１つまたは複数の開口３３０を含むこともできる。板３１８から延びる複数のフィン３２０、３２２、３２４、３２６、３２８は、排気が入口３０４を経由して排気冷却装置に入るときに排気中に乱流を作り出すために利用される。フィンの数は、排気冷却装置内で排気中に乱流を生じさせるのに十分な、任意の適切な数とすることができる。１つの実施形態では、図３に示されるように５つのフィンが利用される。
【００１７】
各フィン３２０、３２２、３２４、３２６、３２８は、板３１８に対して鋭角または直角を成し得る。１つの実施形態では、フィン３２４は、フィン３２４のどちら側にあるフィンも互いに鏡像になるような中心フィンである。たとえば、フィン３２４は板３１８に対して角度Ａ1を成すことができ、フィン３２０、３２８は互いに鏡像であり、板３１８に対して角度Ａ2を成すことができ、フィン３２２、３２６は互いに鏡像であり、板３１８に対して角度Ａ3を成すことができる。１つの実施形態では、角度Ａ1は約９０度であり、角度Ａ2は角度Ａ3よりも大きい。板３１８に対してフィンが成す角度は、排気冷却装置内で排気中に乱流を生じさせるための任意の適切な角度とすることができる。
【００１８】
動作中、プラズマ源１００（図１）を出る排気は、入口３０４を経由して排気冷却装置１１７に入る。排気の流れは、排気がフィン３２０、３２２、３２４、３２６、３２８および板３１８を通過して流れるときに乱流になって、排気中から粒子が落下する。排気が板３１８の開口３３０、および冷却板３１４の貫通孔３１６を通過するときに、一部の粒子は板３１８上に集めることができ、一部の粒子は第２のライナ３１２上に集めることができる。第２の端部３０９は、第１のライナ３１０および第２のライナ３１２と共に、板３１８上および第２のライナ３１２上に集められた粒子を除去するために排気冷却装置から引き出すことができる。動作中の排気冷却装置１１７内部の圧力は、圧力センサ３１３によって監視される。圧力センサ３１３は、図３に示されるように、第２の端部３０９に結合することができる。
【００１９】
図４は、本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置１１７の断面図である。図４に示されるように、排気冷却装置１１７は、入口４０４と、出口４０６と、入口４０４と出口４０６の間の壁４０８と、壁４０８に結合された収集デバイス４１０とを有する本体４０２を含む。壁４０８は、図４に示されるように円筒形とすることができる。排気冷却装置１１７は、入口４０４と出口４０６の間の端部４１４、および端部４１４に結合された冷却板４１２を含むことができる。冷却板４１２は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。チャネル（図示せず）を冷却板４１２に、冷媒を流すために形成することができる。冷媒が冷却板４１２を通り抜けて流れることにより、冷却板４１２の温度は、排気冷却装置１１７に入る排気の温度よりも低くなる。排気冷却装置１１７に入る排気は冷却板４１２によって冷却され、冷却された冷却板４１２の表面でまた、排気中の固体粒子を凝結させて、固体の副生成物材料が排気冷却装置１１７を出てポンプおよび排気設備１９６に到達しないようにする。１つの実施形態では、冷却板４１２は冷媒が流れるチャネルを含まずに、冷却板４１２の表面の温度が排気を冷却するのに、また排気中の固体粒子を凝結させるのに十分に低い。
【００２０】
冷却板４１２上に蓄積された粒子は、重力によって収集デバイス４１０の中に落ち得る。収集デバイス４１０は、壁４１８および底部４２０を含む。底部４２０は、冷却板４１２上に蓄積された粒子が重力によって収集デバイス４１０の底部４２０の上に落ちるように、冷却板４１２の下に配置される。言い換えると、底部４２０は、重力に対して冷却板４１２の下流に置くことができる。壁４１８は、図４に示されるように円筒形とすることができ、冷却板４１２の一部分が、壁４１８によって画定された開口４２２の中に延びることができる。収集デバイス４１０は、収集デバイス４１０内の粒子を除去するのに都合がよいように、壁４０８に取外し可能に結合することができる。動作中の排気冷却装置１１７内部の圧力は、圧力センサ４１６によって監視される。圧力センサ４１６は、図４に示されるように、端部４１４に結合することができる。
【００２１】
図５は、本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置１１７の断面図である。図５に示されるように、排気冷却装置１１７は、入口５０４と、出口５０６と、第１の端部５０７と、第１の端部５０７に対向する第２の端部５０９と、入口５０４と出口５０６の間および第１の端部５０７と第２の端部５０９の間の壁５０８とを有する本体５０２を含む。第２の端部５０９は、取外し可能に壁５０８に結合することができる。壁５０８は、図５に示されるように円筒形とすることができる。排気冷却装置１１７は、入口５０４に隣接する第１のライナ５１０、出口５０６に隣接する第２のライナ５１２、および第１のライナ５１０と第２のライナ５１２の間に配置された冷却板５１４を含むことができる。第１のライナ５１０、第２のライナ５１２、および冷却板５１４は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。冷却板５１４は、第１の端部５０７に結合することができる。第１のライナ５１０は第２の端部５０９に結合することができ、第２のライナ５１２は第２の端部５０９に結合することができる。冷却板５１４は複数の貫通孔５１６を含むことができる。冷却板５１４は、図３に示された冷却板３１４と同じでよい。
【００２２】
排気冷却装置１１７の中で粒子を捕捉するために、排気冷却装置１１７内を流れる排気に乱流を生じさせるデバイスが、排気冷却装置１１７中の圧力増大を防止するために高い伝導性を持つ冷却構造体に隣接して、利用される。この高い伝導性を持つ冷却構造体は冷却板５１４とすることができ、またデバイスは、板５１９上に配置されたデバイス５１８とすることができる。板５１９およびデバイス５１８は、第１のライナ５１０の一部とすることができる。板５１９は、冷却板５１４と実質的に平行にすることができる。板５１９は、デバイス５１８によって画定された第１の部分５２２と、複数の貫通孔５２６を有する第２の部分５２４とを含むことができる。各貫通孔５２６は、冷却板５１４の対応する貫通孔５１６と心合わせされる。
【００２３】
デバイス５１８は、壁５３２、第１の端部５３４、および第２の端部５３６を含むことができる。第１の端部５３４デバイス５１８は、入口５０４に隣接または結合することができ、第２の端部５３６は、板５１９に結合して第１の部分５２２を画定することができる。第１の部分５２２は、貫通孔を全く含まない。１つの実施形態では、壁５３２は円筒形であり、すなわち壁５３２は、板５１９の第１の部分５２２に対して角度Ａ4を成し、この角度Ａ4は約９０度である。別の実施形態では、角度Ａ4は、図５に示されるように鋭角である。別の実施形態では、角度Ａ4は鈍角である。デバイス５１８の第１の端部５３４は、図５に示されるように、湾曲側面形状を有する最上部５４４を含むことができる。最上部５４４の湾曲側面形状は、凹形と凸形の両方の側面形状を含むことができる。デバイス５１８はさらに、第１の端部５３４の壁５３２に複数のスリット開口５２０を含むことができる。スリット開口５２０は壁５３２に、第１の端部５３４から壁５３２の中心まで設置することができ、壁５３２の中心は、第１の端部５３４と第２の端部５３６の間の中心点として画定される。
【００２４】
第２のライナ５１２は、壁５３８、第１の端部５４０、および第２の端部５４２を有するデバイス５２８を含むことができる。壁５３８は、図５に示されるように円筒形とすることができる。第１の端部５４０は冷却板５１４に隣接することができ、第２の端部５４２は出口５０６に隣接または結合することができる。複数のスリット開口５３０を壁５３８に形成することができる。スリット開孔５３０は壁５３８に、第１の端部５４０から壁５３８の中心まで設置することができ、壁５３８の中心は、第１の端部５４０と第２の端部５４２の間の中心点として画定される。
【００２５】
動作中、プラズマ源１００（図１）を出る排気は、入口５０４を経由して排気冷却装置１１７に入る。排気は、デバイス５１８に囲まれた領域５４６に入る。排気の流れは、排気が板５１９の第２の部分５２２と接触すると乱流になって、排気中から粒子が落下する。排気は、複数のスリット開口５２０を経由して領域５４６を出て行き、このスリット開口５２０は、排気中に残っている粒子が領域５４６を出て行かないようにすることができる。排気中から落下し、スリット開口５２０によって阻止された粒子は、板５１９の第２の部分５２２の上に落ち得る。排気は次に、板５１９の貫通孔５２６を通り抜け、また冷却板５１４の貫通孔５１６を通り抜けて流れ、排気の温度が冷却板５１４によって下がるので、粒子が凝結し第２のライナ５１２の上に落ち得る。排気は次に、複数のスリット開口５３０を通り抜けて、デバイス５２８によって画定された領域５５０に入り、スリット開口５３０が、排気中に残っている粒子をさらに低減することができる。第２の端部５０９は、第１のライナ５１０および第２のライナ５１２と共に、第１および第２のライナ５１０、５１２上に集められた粒子を除去するために排気冷却装置１１７から引き出すことができる。動作中の排気冷却装置１１７内部の圧力は、圧力センサ５１３によって監視される。圧力センサ５１３は、図５に示されるように、第２の端部５０９に結合することができる。注入口（図示せず）を第２の端部５０９に、反応物または希釈剤を排気冷却装置１１７の中に注入するために形成することができる。
【００２６】
図６は、本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置１１７の断面図である。図６に示されるように、排気冷却装置１１７は、入口６０４と、出口６０６と、第１の端部６０７と、第１の端部６０７に対向する第２の端部６０９と、入口６０４と出口６０６の間および第１の端部６０７と第２の端部６０９の間の壁６０８とを有する本体６０２を含む。第２の端部６０９は、取外し可能に壁６０８に結合することができる。壁６０８は、図６に示されるように円筒形とすることができる。排気冷却装置１１７は、入口６０４に隣接する第１のライナ６１０、出口６０６に隣接する第２のライナ６１２、および第１のライナ６１０と第２のライナ６１２の間に配置された冷却板６１４を含むことができる。第１のライナ６１０、第２のライナ６１２、および冷却板６１４は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。冷却板６１４は、第１の端部６０７に結合することができる。第１のライナ６１０は第２の端部６０９に結合することができ、第２のライナ６１２は第２の端部６０９に結合することができる。冷却板６１４は複数の貫通孔６１６を含むことができる。冷却板６１４は、図３に示された冷却板３１４と同じでよい。
【００２７】
排気冷却装置１１７の中で粒子を捕捉するために、排気冷却装置１１７内を流れる排気に乱流を生じさせるデバイスが、排気冷却装置１１７中の圧力増大を防止するために高い伝導性を持つ冷却構造体に隣接して、利用される。この高い伝導性を持つ冷却構造体は冷却板６１４とすることができ、またデバイスは、板６１９上に配置されたデバイス６１８とすることができる。板６１９およびデバイス６１８は、第１のライナ６１０の一部とすることができる。図７Ａは、本明細書に記載の１つの実施形態による第１のライナ６１０の一部分の斜視図である。板６１９は、冷却板６１４と実質的に平行にすることができる。板６１９は、デバイス６１８によって画定された第１の部分６２２と、複数の貫通孔６２６を有する第２の部分６２４とを含むことができる。各貫通孔６２６は、冷却板６１４の対応する貫通孔６１６と心合わせすることができる。デバイス６１８は、壁６３２、第１の端部６３４、および第２の端部６３６を含むことができる。
【００２８】
図６に戻ると、デバイス６１８の第１の端部６３４は、入口６０４から距離６３７だけ間隔をあけて配置することができる。第２の端部５３６は、板６１９に結合して板６１９の第１の部分６２２を画定することができる。第１の部分６２２は、貫通孔を全く含まない。１つの実施形態では、壁６３２は円筒形であり、すなわち壁６３２は、板５１９の第１の部分６２２に対して角度Ａ5を成し、この角度Ａ5は約９０度である。別の実施形態では、角度Ａ5は、図６に示されるように鋭角である。別の実施形態では、角度Ａ5は鈍角である。デバイス６１８の第１の端部６３４は、図６に示されるように、湾曲側面形状を有する最上部６４４を含むことができる。最上部６４４の湾曲側面形状は、凹形と凸形の両方の側面形状を含むことができる。
【００２９】
第２のライナ６１２は、図７Ｂに示されるように、壁６３８、第１の端部６４０、および第２の端部６４２を有するデバイス６２８を含むことができる。壁６３８は、図７Ｂに示されるように円筒形とすることができる。図６に戻ると、第１の端部６４０は、冷却板５１４から距離６４１だけ間隔をあけて配置することができ、第２の端部６４２は、出口６０６に隣接または結合することができる。
【００３０】
動作中、プラズマ源１００（図１）を出る排気は、入口６０４を経由して排気冷却装置１１７に入る。排気は、デバイス６１８に取り囲まれた領域６４６に入る。排気の流れは、排気が板６１９の第２の部分６２２と接触すると乱流になって、排気中から粒子が落下する。排気は、入口６０４とデバイス６１８の第１の端部６３４との間の空間を経由して領域６４６を出る。排気中から落下した粒子は、板６１９の第２の部分６２２の上に落ち得る。排気は次に、板６１９の貫通孔６２６を通り抜け、また冷却板６１４の貫通孔６１６を通り抜けて流れ、排気の温度が冷却板６１４によって下がるので、粒子が凝結し第２のライナ６１２の上に落ち得る。排気は次に、冷却板６１４とデバイス６２８の第１の端部６４０との間の空間を通り抜けて、デバイス６２８によって画定された領域６５０に入る。第２の端部６０９は、第１のライナ６１０および第２のライナ６１２と共に、第１および第２のライナ６１０、６１２上に集められた粒子を除去するために排気冷却装置１１７から引き出すことができる。動作中の排気冷却装置１１７内部の圧力は、圧力センサ６１３によって監視される。圧力センサ６１３は、図６に示されるように、第２の端部６０９に結合することができる。注入口（図示せず）を第２の端部５０９に、反応物または希釈剤を排気冷却装置１１７の中に注入するために形成することができる。
【００３１】
図８は、本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置１１７の断面図である。図８に示されるように、排気冷却装置１１７は、入口８０４と、出口８０６と、第１の端部８０７と、第１の端部８０７に対向する第２の端部８０９と、入口８０４と出口８０６の間および第１の端部８０７と第２の端部８０９の間の壁８０８とを有する本体８０２を含む。第２の端部８０９は、取外し可能に壁８０８に結合することができる。壁８０８は、図８に示されるように円筒形とすることができる。排気冷却装置１１７は、入口８０４に隣接する第１のライナ８１０、出口８０６に隣接する第２のライナ８１２、および第１のライナ８１０と第２のライナ８１２の間に配置された冷却板８１４を含むことができる。第１のライナ８１０、第２のライナ８１２、および冷却板８１４は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。冷却板８１４は、第１の端部８０７に結合することができる。第１のライナ８１０は第２の端部８０９に結合することができ、第２のライナ８１２は第２の端部８０９に結合することができる。冷却板８１４は複数の貫通孔８１６を含むことができる。冷却板８１４は、図３に示された冷却板３１４と同じでよい。
【００３２】
排気冷却装置１１７の中で粒子を捕捉するために、排気冷却装置１１７内を流れる排気に乱流を生じさせるデバイスが、排気冷却装置１１７中の圧力増大を防止するために高い伝導性を持つ冷却構造体に隣接して、利用される。この高い伝導性を持つ冷却構造体は冷却板８１４とすることができ、またデバイスは、デバイス８１８とすることができる。デバイス８１８は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。デバイス８１８は、第１の端部８３０および第２の端部８３４を有する本体８１９を含むことができる。本体８１９は、図８に示されるように円筒形とすることができる。第１の端部８３０はフランジ８３２に結合することができ、フランジ８３２は入口８０４のフランジ８２０に載せることができる。フランジ８３２は、プラズマ源１００（図１）に結合するのに利用することができる。第２の端部８３４は、排気冷却装置１１７の壁８０８の中に、冷却板８１４の上方の位置まで延びることができる。
【００３３】
デバイス８１８はまた、本体８１９の中に配置されたディフューザー８２４を含むこともできる。ディフューザー８２４は、錐体８２８に結合された複数のブレード８２６を含むことができる。複数のブレード８２６は、本体８１９の第１の端部８３０に設置することができ、各ブレード８２６は、排気冷却装置１１７に入る排気に乱流を生じさせるために垂直面に対して傾けることができる。１つの実施形態では、各ブレード８２６は垂直面に対して約４５度に傾いている。ブレード８２６の個数は変えることができる。１つの実施形態では、ブレード８２６が１０枚ある。ブレード８２８の下に錐体８２８が配置される。錐体８２８は、ブレード８２６に結合された第１の端部８３６と、第１の端部８３６に対向する第２の端部８３８とを含む。第２の端部８３８は、第１の端部８３６の直径よりも大きい直径８４０を有する。中空円筒８４２は、錐体８２８の下に配置することができる。中空円筒８４２は、第１の端部８４３と、第１の端部８４３に対向する第２の端部８４５とを含む。中空円筒８４２は、錐体８２８の第２の端部８３８の直径８４０よりも小さい直径８４４を有する。中空円筒８４２の第１の端部８４３は、錐体８２８の第２の端部８３８と同じ高さにすることができ、また間隙８４１が中空円筒８４２の第１の端部８４３と錐体８２８の第２の端部８３８との間に、その直径が異なることにより、形成され得る。
【００３４】
本体８１９の第２の端部８３４は底部８４６に結合することができ、底部８４６は中空円筒８４２の第２の端部８４５に結合することができる。１つの実施形態では、底部８４６は環状である。複数のフィン８４８を本体８１９に結合することができる。フィン８４８は、底部８４６の上に配置すること、または底部８４６に結合することができる。各フィン８４８は最上部８５０を含むことができ、この最上部８５０は、本体８１９に対して角度Ａ6を成すことができる。角度Ａ6は鋭角にすることができる。本体８１９に結合されるフィン８４８の個数は変えることができる。１つの実施形態では、本体８１９に結合されたフィン８４８が６つある。
【００３５】
動作中、プラズマ源１００（図１）を出る排気は、入口８０４を経由して排気冷却装置１１７に入る。排気は、複数のブレード８２６によって垂直面に対してある角度で排気冷却装置１１７に入っているので乱流になり、排気中から粒子が落下する。排気中から落下した粒子は、底部８４６の上に落ち得る。複数のフィン８４８は、底部８４６の上に落ちる粒子を減速することができる。排気は、間隙８４１を経由して中空円筒８４２に入り、次に、冷却板８１４の貫通孔８１６を通り抜けて流れる。排気の温度が冷却板８１４によって下がるので、粒子が凝結し第２のライナ８１２の上に落ち得る。排気は次に、出口８０６を経由して排気冷却装置１１７を出る。デバイス８１８は、デバイス８１８の底部８４６に集められた粒子を除去するために、排気冷却装置１１７から取外し可能とすることができる。第２の端部８０９は、第１のライナ８１０および第２のライナ８１２と共に、第１および第２のライナ８１０、８１２上に集められた粒子を除去するために排気冷却装置１１７から引き出すことができる。動作中の排気冷却装置１１７内部の圧力は、圧力センサ８１３によって監視される。圧力センサ８１３は、図８に示されるように、第２の端部８０９に結合することができる。注入口（図示せず）を第２の端部８０９に、反応物または希釈剤を排気冷却装置１１７の中に注入するために形成することができる。
【００３６】
図９は、本明細書に記載の１つの実施形態による排気冷却装置１１７の断面図である。図９に示されるように、排気冷却装置１１７は、入口９０４と、出口９０６と、第１の端部９０７と、第１の端部９０７に対向する第２の端部９０９と、入口９０４と出口９０６の間および第１の端部９０７と第２の端部９０９の間の壁９０８とを有する本体９０２を含む。第２の端部９０９は、取外し可能に壁８０８に結合することができる。壁９０８は、図９に示されるように円筒形とすることができる。排気冷却装置１１７は、入口９０４に隣接する第１のライナ９１０、出口９０６に隣接する第２のライナ９１２、および第１のライナ９１０と第２のライナ９１２の間に配置された冷却板９１４を含むことができる。第１のライナ９１０、第２のライナ９１２、および冷却板９１４は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。冷却板９１４は、第１の端部９０７に結合することができる。第１のライナ９１０は第２の端部９０９に結合することができ、第２のライナ９１２は第２の端部９０９に結合することができる。冷却板９１４は複数の貫通孔９１６を含むことができる。冷却板９１４は、図３に示された冷却板３１４と同じでよい。
【００３７】
排気冷却装置１１７の中で粒子を捕捉するために、排気冷却装置１１７内を流れる排気に乱流を生じさせるデバイスが、排気冷却装置１１７中の圧力増大を防止するために高い伝導性を持つ冷却構造体に隣接して、利用される。この高い伝導性を持つ冷却構造体は冷却板８１４とすることができ、またデバイスは、デバイス９１８とすることができる。デバイス９１８は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル被覆アルミニウム、または任意の適切な材料で作ることができる。デバイス９１８は、第１の端部９２０および第２の端部９２４を有する本体９１９を含むことができる。本体９１９は、図９に示されるように円筒形とすることができる。第１の端部９２０は入口９０４の下に配置することができ、また第１の端部９２０はフランジ９２２に結合することができる。第２の端部９２４は、排気冷却装置１１７の壁９０８の中に、冷却板９１４の下方の位置まで延びることができる。
【００３８】
デバイス９１８は、本体９１９の第１の端部９２０に配置されたディフューザー９２５を含むことができる。ディフューザー９２５は、フランジ９２２に結合されたフランジ９２７を含むことができる。リング９２１は、フランジ９２７上に配置することができ、また入口９０４まで延びることができる。ディフューザー９２５は、中心９２９に結合された複数のブレード９２６を含むことができる。複数のブレード９２６は、図８に示された複数のブレード８２６と同じでよい。複数の開口９２８を本体９１９に形成することができる。開口９２８は、図９に示されるような円形とすること、または他の任意の適切な形状とすることができる。底部を本体９１９の第２の端部９２４に結合することができる。１つの実施形態では、底部９３０は円形である。複数のフィン９３２を本体９１９に結合することができる。フィン９３２は、図９に示されるように、底部９３０の上に配置すること、または底部９３０に結合することができる。複数のフィン９３２は、図８に示された複数のフィン８４８と同じでよい。フランジ９３４を本体９１９に結合することができ、このフランジ９３４は冷却板９１４の上に載せることができる。
【００３９】
動作中、プラズマ源１００（図１）を出る排気は、入口９０４を経由して排気冷却装置１１７に入る。排気は、複数のブレード９２６によって垂直面に対してある角度で排気冷却装置１１７に入っているので乱流になり、排気中から粒子が落下する。排気中から落下した粒子は、底部９３０の上に落ち得る。複数のフィン９３２は、底部９３０の上に落ちる粒子を減速することができる。排気は、複数の開口９２８を経由してデバイス９１８を出て行き、次に、冷却板９１４の貫通孔９１６を通り抜けて流れる。排気の温度が冷却板９１４によって下がるので、粒子が凝結し第２のライナ９１２の上に落ち得る。排気は次に、出口９０６を経由して排気冷却装置１１７を出る。デバイス９１８は、デバイス９１８の底部９３０上に集められた粒子を除去するために、排気冷却装置１１７から取外し可能とすることができる。第２の端部９０９は、第１のライナ９１０および第２のライナ９１２と共に、第１および第２のライナ９１０、９１２上に集められた粒子を除去するために排気冷却装置１１７から引き出すことができる。動作中の排気冷却装置１１７内部の圧力は、圧力センサ９１３によって監視される。圧力センサ９１３は、図９に示されるように、第２の端部９０９に結合することができる。注入口（図示せず）を第２の端部９０９に、反応物または希釈剤を排気冷却装置１１７の中に注入するために形成することができる。
【００４０】
上記は本開示の諸実施形態を対象としているが、本開示のその他のさらなる実施形態を本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は添付の特許請求の範囲によって決まる。
【図１】
2019514222.tif 000003
【図２Ａ】
2019514222.tif 000004
【図２Ｂ】
2019514222.tif 000005
【図２Ｃ】
2019514222.tif 000006
【図３】
2019514222.tif 000007
【図４】
2019514222.tif 000008
【図５】
2019514222.tif 000009
【図６】
2019514222.tif 000010
【図７Ａ】
2019514222.tif 000011
【図７Ｂ】
2019514222.tif 000012
【図８】
2019514222.tif 000013
【図９】
2019514222.tif 000014
【国際調査報告】
2019514222.tif 000015
2019514222.tif 000016