OOsccm的CF4流量和2,SOOsccm的肥0流量，在25托 下，不使用等離子體時等離子體腔室的氣體出口處的CF4濃度是60, 740ppm(例如，數據 點510);開啟5.IkW下的等離子體時氣體出口處的CF4濃度是10,OOOppm(例如，數據點 520)O
[0086] 如圖化所示，對于1，OOOsccm的CF4流量和2,SOOsccm的肥0流量，在2托下， 開啟4.IkW下的等離子體時氣體出口處的CF4濃度是13, 021ppm(例如，數據點530)。對 于1，OOOsccm的CF4流量和2,SOOsccm的肥0流量，在25托下，氣體出口處的CF4濃度 是9, 79Ippm(例如，數據點540)。 W87] 如圖5c所示，對于SOOsccm的CF4流量和1，200sccm的肥0流量，在475托 下，開啟8. 3kW下的等離子體時氣體出口處的CF4濃度是化pm(例如，數據點550)。對于 SOOsccm的CF4流量和1，200sccm的H20流量，在475托下，不使用等離子體時氣體出口 處的CF4濃度是26, 927ppm(例如，數據點560)。
[0088] 圖6的圖片600顯示根據本發明的示例實施方式的CF4毀滅效率相對于等離子體 腔室壓力的變化。在SOOsccm的CF4流量下，腔室壓力為25托時CF4毀滅效率是約73% (例如，數據點610)。腔室壓力為85托時CF4毀滅效率是約99% (例如，數據點620)。
[0089] 圖7a和化是根據本發明的示例實施方式的高傳導等離子體源700的橫截面視 圖。等離子體源700包含氣體進口 702,氣體出口 704,腔室壁708,和環形等離子體通道 720。環形等離子體通道720包含環形等離子體通道進口部分722,主要環形等離子體通道 部分723,和環形等離子體通道出口部分724。
[0090] 在環形等離子體通道720中，主要環形等離子體通道部分723凹陷進入腔室壁 708,從而環形等離子體通道進口部分722的寬度Wi小于主要環形等離子體通道部分723的 寬度W。環形等離子體通道出口部分724的寬度Wz小于主要環形等離子體通道部分723的 寬度W。在一些實施方式中，環形等離子體通道進口部分722的寬度Wi基本上等于環形等 離子體通道出口部分724的寬度胖2。
[0091] 磁忍710a和71化統稱為710,其相對于環形等離子體通道720設置，從而環形等 離子體通道720穿過磁忍710中的每一個。初級線組712禪合到磁忍710中的至少一個。
[0092] 操作時，在等離子體源700之內流動的環形等離子體730基本上在平面750上的 回路（例如，圓形或卵形）之內流動。如圖化所示，平面750沿著X軸和Z軸延伸，其中 Z軸從頁面向外凸起。對本領域普通技術人員顯而易見的是，圖化中所示的平面750上的 邊界只是用于說明性目的，且平面750可延伸超出那些邊界。
[0093] 等離子體源700包含來自氣體進口 702的氣體流動路徑706。氣體進口 702設置 在等離子體源700上，從而氣體流動路徑706基本上垂直于延伸穿過等離子體源700的平 面750取向。在一些實施方式中，相對于氣體流動方向的環形等離子體通道720的橫截面 積約為等離子體通道720的周長和環形等離子體通道的進口部分722的寬度Wi的乘積。環 形等離子體通道的橫截面積可基于所需的氣體流動傳導和/或減少過程所需的氣體-等離 子體相互作用時間。在一些實施方式中，環形等離子體通道720的直徑D大于或等于氣體 進口 702的直徑。在一些實施方式中，相對于氣體流動方向的環形等離子體通道720的橫 截面積大于或等于氣體進口 702的橫截面積。在一些實施方式中，氣體進口 702的半徑是 約1-4英寸。
[0094] 氣體進口 702包含彎曲的部分760,用于將氣體流動706引導進入環形等離子體通 道720。可成形彎曲的部分760,W最小化沿著來自氣體進口 702的氣體流動路徑706的表 皮摩擦和壓力阻力。可成形彎曲的部分760，從而可最小化整個等離子體源700之內的壓力 升高。
[0095] 彎曲的部分760可使用各種形狀。例如，亞音速流動，彎曲的部分760可為楠圓 形狀的錐，切向蔥形寫頂錐，和/或球形純化錐。在另一實施例中，對于跨音流動，可使用 卡口（VonK(SrmcSn)蔥形寫頂錐和/或拋物線錐。
[0096] 操作時，可沿著來自氣體進口 702的氣體流動路徑706,將惰性氣體例如氣氣插入 等離子體源700,W灼燒和保持在環形等離子體通道720之內的回路中流動的環形等離子 體730,且大多數的等離子體在主要等離子體通道部分723中。沿著來自氣體進口 702的氣 體流動路徑706,將要減少的氣體引導進入等離子體源700。要減少的氣體沿著彎曲的部分 760流動，W通過環形等離子體通道進口部分722進入環形等離子體通道720。如上所述， 主要環形等離子體通道部分723是凹陷的，從而要減少的氣體被引導與具有基本上峰值電 子密度（例如，IQi2Cm3的電子密度）的環形等離子體730的區域相互作用。使更少的氣體 流動到等離子體的邊緣或等離子體-壁邊界區域，其中電子密度因為等離子體到壁的損失 而降低，因為等離子體的邊界仍然在主要環形等離子體通道部分723的凹陷的邊緣中。氣 體通過環形等離子體通道出口部分724排出主要環形等離子體通道部分723。氣體可通過 氣體出口 704排出等離子體源700。
[0097] 主要環形等離子體通道部分723的寬度W可基于環形等離子體730在正常操作條 件下的擴散長度。主要環形等離子體通道部分的寬度W可基于在所述操作中使用環形等離 子體730填充主要環形等離子體通道部分723時所需的寬度。
[0098] 主要環形等離子體通道部分723的寬度W還可基于要減少的氣體的類型，氣體的 壓力和流量，和/或電子和/或離子在等離子體通道中的擴散長度。
[0099] 主要環形等離子體通道部分723的寬度W約等于環形等離子體730的自然寬度 (例如，不存在壁時的等離子體的寬度）。電子和/或離子在等離子體通道中的擴散長度 可隨著壓力增加而增加，在電負性氣體中也可增加。當主要環形等離子體通道部分723的 寬度W比環形等離子體730的自然寬度更窄時，因為靠近壁的高的損失速率，等離子體源 可不足的。當主要環形等離子體通道部分723的寬度W寬于環形等離子體730的自然寬度 時，等離子體可只存在于主要環形等離子體通道部分723的一部分中，使得部分要減少的 氣體在沒有活化和反應的情況下流經環形等離子體通道720,由此降低減少效率。
[0100] 在一些實施方式中，凹陷的深度（例如，環形等離子體通道進口部分722的寬度 Wi和主要環形等離子體通道部分723的寬度W之間的差異）約等于環形等離子體730的 邊界層的厚度。使凹陷的深度約等于邊界層的厚度可使大多數的要減少的氣體流動經過其 中等離子體密度較高的環形等離子體730的區域。例如，對于包含氣化碳和氧氣且壓力為 0. 1-0. 5托的氣體，環形等離子體通道720的寬度W可為30mm，且凹陷的深度可為5mm。對 于其它應用，最佳環形等離子體通道720的寬度W可為10mm-50mm，且最佳凹陷的深度可為 lmm-20mm〇 陽101] 在一些實施方式中，環形等離子體通道720由金屬例如侶制成，其表面被保護涂 層覆蓋。在一些實施方式中，通過環形等離子體通道720的金屬層來屏蔽靜電禪合。保護 涂層可為一層化學穩定的介電材料例如Y203,在侶上的陽極化涂層，通過等離子體電解氧 化形成的一氧化物層。可在2-lOV/cm的電場下操作電感禪合的、低場環形等離子體730,W 消除高能離子和降低離子誘導的腐蝕。在一些實施方式中，沿著環形等離子體通道720的 一個或多個介電間隙（例如圖7a所示的介電間隙716a和716b)防止誘導的電流沿著環形 等離子體通道720流動。可將越過各介電間隙誘導的電壓限制到低于100V。 陽102] 減少效率可取決于氣體激發的速率，化學反應，和氣體在環形等離子體730的體 積之內停留的時間。在環形等離子體通道730之內流動的環形等離子體730可激發、加熱 或解離要減少的氣體并增加氣體的化學反應性。環形等離子體730的體積之內的氣體停留 時間與等離子體體積V成正比，如下所示：
陽104] 對于等離子體減少而言，氣體停留時間t可具有氣體化學反應時間的量級。如果 停留時間過短，減少效率可受損，因為在環形等離子體730中，氣體沒有足夠的時間來活化 和反應。如果停留時間過程，可降低能量效率，因為可在再次加熱和再次活化反應的物質 時消耗功率。 陽105] 環形等離子體通道720的周長或主直徑D可基于所需的環形等離子體730的體積 和/或所需的減少效率。雖然主要環形等離子體通道部分723的寬度W可由環形等離子 體730的寬度決定，但沒有限制等離子體通道的主直徑D。例如，當環形等離子體減少裝 置用于匹配或超過直徑為X的管線的流動傳導時，環形等離子體通道720的主直徑可通過 D〉x2/4W來選擇，從而沿著氣體流動方向，環形等離子體通道的橫截面積超過管線的橫截面 積。此外，可選定環形等離子體通道720的主直徑D來實現所需的等離子體中的氣體停留 時間t，因為環形等離子體通道720的等離子體的體積是約310*2。 陽106] 圖8是流程圖，其顯示根據本發明的示例實施方式的在等離子體源之內減少加工 氣體的方法800。該方法設及沿著氣體流動路徑（例如，如上圖7a和化所示的氣體流動 路徑706)，通過氣體進口（例如，如上圖7a和化所示的氣體進口 702)將要減少的氣體引 導進入等離子體源（例如，如上圖7a和化所示的等離子體源700)。該等離子體源具有禪 合到該等離子體源的初級線組和設置的多個磁忍，從而環形等離子體通道沿著延伸穿過等 離子體源的平面取向并穿過多個磁忍中的每一個（步驟810)。 陽107] 該方法還設及沿著延伸穿過等離子體源的平面產生環形等離子體，且將該等離子 體限制在環形等離子體通道（例如，如上圖化所示的環形