СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ПАРОВОЙ ФАЗЫ Российский патент 2020 года по МПК C23C16/505 

Настоящее изобретение относится к способу для выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы, содержащему этап обеспечения устройства, содержащего в основном цилиндрический резонатор, снабженный внешней цилиндрической стенкой и внутренней коаксиальной цилиндрической стенкой, определяющими между ними резонирующую полость, работающую на рабочей частоте и проходящую в окружном направлении вокруг цилиндрической оси внутренней и внешней цилиндрической стенки, причем внешняя цилиндрическая стенка включает в себя входной порт, соединяемый с входным волноводом, и, причем, внутренняя цилиндрическая стенка включает в себя щелевидные секции, проходящие в окружном направлении вокруг цилиндрической оси, причем способ дополнительно содержит этап обеспечения работы устройства на рабочей частоте.

Европейская патентная публикация EP 2605267 раскрывает устройство для изготовления оптического волокна. В процессе активируемого плазмой химического осаждения из паровой фазы (PCVD), осаждение выполняется на внутреннюю сторону трубки-подложки. В этом процессе, резонатор возбуждают СВЧ-источником (обычно магнетроном). Внутри трубки-подложки, СВЧ-энергия создает плазму, которая активирует реакцию, приводящую к осаждению тонких слоев кварца внутри трубки-подложки. Трубка-подложка и резонатор размещены внутри печи.

При пропорциональном увеличении PCVD-процесса для применения в изготовлении больших трубок-подложек, особенно трубок, имеющих больший диаметр, например, в целях увеличения производительности, существует потребность в высокой степени осесимметричности при осаждении кварца, в уменьшении вероятности перескока мод, вызывающего неустойчивость плазмы и индуцирующего явления мигания плазмы, и в минимальном аксиальном квазипериодическом изменении толщины и показателя преломления вследствие СВЧ-колебаний, вызванном взаимодействием с окружением, таким как PCVD-печь. Аксиальное квазипериодическое изменение может оказывать сильное влияние на некоторые результирующие параметры качества волокна, такие как затухание (OTDR-записи) и/или однородность диаметра модового поля для одномодового волокна и/или однородность значения коэффициента затухания для многомодового волокна с плавно изменяющимся показателем преломления.

Целью настоящего изобретения является обеспечение способа согласно преамбуле для обработки трубок-подложек, имеющих относительно больший диаметр. Кроме того, согласно настоящему изобретению, устройство работает на такой рабочей частоте, что наибольший размер, определяющий апертуру щелевидных секций, является меньшим, чем половина длины волны рабочей частоты. В общем, наибольший размер, определяющий апертуру щелевидных секций, является наибольшим из их длины и ширины.

Посредством применения щелевидных секций, в которых наибольший размер, такой как окружная длина щелевидной секции, является меньшим, чем половина длины волны рабочей частоты, никакие распространяющиеся моды не могут распространяться через щелевидную секцию. Только нераспространяющиеся моды могут изучаться через щелевидную секцию.

Настоящее изобретение по меньшей мере частично основано на понимании того, что нераспространяющиеся электромагнитные моды могут быть эффективно использованы для стабильной передачи электромагнитной энергии для питания энергией плазмы, при подавлении радиально распространяющихся электромагнитных мод. Поскольку энергия нераспространяющихся мод экспоненциально затухает в направлении излучения, конкретная нераспространяющаяся электромагнитная мода становится преобладающей, обычно нераспространяющаяся мода наивысшего порядка, в результате чего уменьшается вероятность перескока мод. Любое влияние моды наивысшего порядка является минимальным. Также, электромагнитное излучение, которое отражается обратно в резонирующую полость, через щелевидные секции, возможно только посредством нераспространяющихся электромагнитных мод. Затем, поведение экспоненциального затухания уменьшает любое взаимодействие с резонирующей полостью, что способствует равномерно улучшенной устойчивости резонатора. Также, любая электромагнитная мода, которая инициируется во внутреннем трубчатом пространстве, является модой нераспространяющгося типа, вызванной пространственными изменениями в электромагнитных областях во внутреннем трубчатом пространстве. Следовательно, любое отражение от аксиальных краев трубки-подложки мало взаимодействует с резонирующей полостью резонатора, что приводит к еще более устойчивому поведению электромагнитных волн в резонирующей полости, а также в самой плазме, что приводит к уменьшенному аксиальному квазипериодическому изменению толщины и показателя преломления.

Дополнительно, особенно при использовании трубок-подложек увеличенного диаметра, посредством использования нераспространяющихся мод и подавления распространяющихся мод, получают более однородное распределение плазмы в окружном направлении, таким образом, улучшается степень осесимметричности при осаждении кварца.

Эксперименты показывают, что устойчивая плазма может быть получена в трубке-подложке, имеющей внешний диаметр, равный более чем трети рабочей длины волны.

Следует отметить, что во всем описании длину волны рабочей частоты или рабочую длину волны следует понимать как длину волны в радиальном волноводе, образованном щелевидными секциями, продолжающимися между резонирующей полостью и внутренней стороной резонатора, т.е. трубчатым внутренним пространством. Если щелевидные секции являются открытыми, то длина волны является по существу такой же, как длина волны в свободном пространстве. Однако если щелевидные секции заполнены конкретным материалом, таким как стекло, то длина волны уменьшается с коэффициентом, который равен показателю преломления упомянутого конкретного материала.

В общем, каждая щелевидная секция позволяет СВЧ-энергии проходить радиально внутрь для генерирования плазмы внутри трубки-подложки. Предпочтительно, интенсивности соответствующей проходящей СВЧ-энергии по существу подбираются таким образом, чтобы во время работы устройства получалась равновесная конфигурация плазмы.

Настоящее изобретение также направлено на устройство.

Дополнительные предпочтительные варианты осуществления согласно настоящему изобретению описаны в нижеследующей формуле изобретения.

Только в качестве примера, варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схематичное боковое сечение первого варианта осуществления устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 - график энергии, которая остается у электромагнитных мод, излучающихся через щелевидную секцию;

Фиг. 3 - схематичный вид в перспективе второго варианта осуществления устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг. 4 - схематичный вид проекции цилиндрической стенки в устройстве, показанном на фиг. 3; и

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа согласно настоящему изобретению.

Чертежи только иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления согласно настоящему изобретению. На чертежах, одни и те же ссылочные позиции относятся к одинаковым или соответствующим частям.

Фиг. 1 показывает схематичное боковое сечение устройства для выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы. Устройство 1 содержит в основном цилиндрический резонатор 2. Устройство также содержит входной волновод 3 для направления СВЧ-волн W от СВЧ-генератора, например, магнетрона или клистрона, в резонатор 2. Устройство в рабочем порядке используется для выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы.

Резонатор 2 снабжен резонирующей полостью 5, работающей на рабочей частоте f, ограниченной внешней цилиндрической стенкой 4 и внутренней цилиндрической стенкой 8. Резонирующая полость 5 продолжается в окружном направлении Ci вокруг цилиндрической оси С внутренней и внешней цилиндрической стенки 8, 4. В общем, резонирующая полость имеет осесимметричную форму относительно цилиндрической оси С. Резонатор 2 дополнительно снабжен участками 6a,b боковых стенок, ограничивающими резонирующую полость 5 в цилиндрическом направлении CD, как показано на фиг. 3.

Внутренняя цилиндрическая стенка 8 ограничивает резонирующую полость 5 в радиальном направлении внутрь по направлению к цилиндрической оси С, в то время как внешняя цилиндрическая стенка 4 ограничивает резонирующую полость 5 в радиальном направлении наружу. Таким образом, фактически резонирующая полость 5 имеет кольцевую форму.

Внешняя цилиндрическая стенка включает в себя входной порт 7, соединенный с входным волноводом 3.

Внутренняя цилиндрическая стенка 8 включает в себя щелевидные секции 9a,b, проходящие в окружном направлении Ci вокруг цилиндрической оси С. Посредством обеспечения щелевидных секций 9a,b, СВЧ-энергия может выходить из резонирующей полости 5 и входить в трубчатое внутреннее пространство 10, окруженное резонатором 2.

Устройство 1 размещено в печи (не показана) для поддержания рабочей температуры во время применения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы.

Во время работы устройства, СВЧ-волны, генерируемые СВЧ-генератором, таким как магнетрон или клистрон (не показаны), вводятся во входной волновод 3, также называемый волноводом, и затем распространяются через волновод по направлению к резонатору 2. СВЧ-генератор выполнен с возможностью генерирования СВЧ-волн на рабочей частоте f. Следует отметить, что СВЧ-волны могут входить в волновод 3 также другим способом, например, через узел дополнительных волноводов. В резонирующей полости 5 СВЧ-энергия накапливается. СВЧ-энергия частично входит, через щелевидные секции 9a,b, в трубчатое внутреннее пространство 10 и генерирует плазму во внутренней части 25 трубки-подложки 11, расположенной в упомянутом трубчатом внутреннем пространстве 10, для выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы (PCVD). Трубка-подложка 11 имеет внешний диаметр 20, который может быть большим, чем треть рабочей длины волны. Посредством поддержания надлежащего расхода газа (например, SiCl₄, O₂, GeCl₄, N₂, и/или газов, содержащих бор или фтор), и, необязательно, обеспечения возвратно-поступательного движения резонатора 2 по длине трубки-подложки 11, стеклянный материал осаждается на трубке-подложке 11, которая вставлена в трубчатое внутреннее пространство 10, в результате чего обеспечивается трубка с множественными слоями стекла, осажденными с внутренней стороны. Такая трубка может складываться и образовывать твердую предварительно отформованную заготовку или стержень сердечника, который может быть дополнительно обработан для изготовления стекловолокна.

Щелевидные секции 9a,b образуют пару щелевидных секций 9a,b, которые продолжаются в окружном направлении Ci, в последовательном порядке, но взаимно смещены в цилиндрическом направлении CD. Альтернативно, щелевидные секции не являются взаимно смещенными.

Каждая из щелевидных секций 9a,b на фиг. 1 продолжается в окружном направлении Ci в пределах полуокружности. Как показано на фиг. 1, в случае взаимно смещенных щелевидных секций, окружное конечное положение Р1 первой щелевидной секции 9а по существу совпадает с окружным начальным положением второй щелевидной секции 9b, в то время как окружное конечное положение Р2 второй щелевидной секции 9b по существу совпадает с окружным начальным положением первой щелевидной секции 9а.

В общем, щелевидные секции 9a,b не перекрываются в окружном направлении Ci, но в случае взаимно смещенных щелевидных секций, может быть обеспечено некоторое перекрытие, например, меньшее, чем приблизительно 10% окружной длины а. Щелевидные секции из пары щелевидных секций 9a,b обращены друг к другу и находятся на противоположных сторонах вокруг трубчатого внутреннего пространства 10, если смотреть в цилиндрическом направлении CD. Чередующиеся щелевидные секции 9a,b образуют щелевую конфигурацию, которая продолжается в окружном направлении по полной окружности. Резонирующая полость 5 включает в себя две части резонирующей полости, смежные с соответствующими щелевидными секциями 9a,b и частично проходящие в окружном направлении Ci вокруг цилиндрической оси C.

Смещение D между щелевидными секциями 9a,b, см. фиг. 3, может быть выбрано равным приблизительно четверти рабочей длины λ волны плазмы, чтобы минимизировать эффект электромагнитного взаимодействия со стенками печи. В общем, смещение D между щелевидными секциями 9a,b может быть большим, чем, например, приблизительно 5 мм, предпочтительно, может быть в диапазоне от приблизительно 30 мм до приблизительно 50 мм.

Показанные щелевидные секции 9a,b имеют регулярную геометрию, в том числе цилиндрическую секцию с размером а окружной длины в окружном направлении Ci и размером b по ширине в цилиндрическом направлении CD, см. например, фиг. 3. Ширина b щелевидных секций 9a,b может быть постоянной вдоль окружного направления Ci. Подобным образом, окружная длина а может быть постоянной вдоль цилиндрического направления CD. В показанном варианте осуществления, окружная длина а и ширина b определяют апертуру щелевидных секций 9a,b. В общем, ширина b является меньшей, чем окружная длина а. В принципе, щелевидные секции могут быть прямоугольными вдоль внутренней цилиндрической стенки 8, как показано, или могут иметь другую геометрию, такую как криволинейный многоугольник, эллипс или окружность.

Щелевидные секции 9a,b сами по себе могут рассматриваться в качестве коротких радиальных волноводов, продолжающихся между резонирующей полостью 5 и внутренней стороной резонатора 2, т.е. трубчатым внутренним пространством 10. Размеры радиального волновода определяются окружной длиной а и шириной b щелевидных секций, и толщиной или глубиной внутренней цилиндрической стенки 8.

Окружной размер а щелевидных секций является меньшим, чем половина длины λ волны рабочей частоты f, т.е. частоты СВЧ-волн, которые распространяются по направлению к резонатору 2 и в трубчатое внутреннее пространство 10. Рабочая частота может, например, быть в диапазоне между приблизительно 900 МГц и приблизительно 928 МГц, или в диапазоне между приблизительно 2,4 ГГц и приблизительно 2,5 ГГц, или в диапазоне между приблизительно 5,725 ГГц и приблизительно 5,875 ГГц. В качестве одного примера, может быть выбрана рабочая частота, равная приблизительно 2,46 ГГц.

При организации устройства 1 таким образом, что размер а окружной длины щелевидной секции 9a,b является меньшим, чем половина длины λ волны рабочей частоты f, все моды в радиальном волноводе являются нераспространяющимися. В общем, согласно одному аспекту настоящего изобретения, радиальный волновод, образованный только щелевидной секцией, обеспечивает нераспространяющиеся моды, если наибольший размер, определяющий апертуру щелевидной секции, является меньшим, чем половина длины λ волны рабочей частоты f. Тогда, максимальное продолжение щелевидной секции в любом направлении является меньшим, чем половина длины λ волны рабочей частоты f. В качестве одного примера, окружная длина а щелевидной секции 9a,b равна одной трети длины λ волны рабочей частоты f. Однако, окружная длина а может быть большей, например, немного меньшей, чем половина длины λ волны рабочей частоты f, или может быть меньшей, например, чем одна четверть длины λ волны рабочей частоты f. Предпочтительно, по меньшей мере одна щелевидная секция имеет площадь сечения, которая является отличной от площади сечения других щелевидных секций, например, для настройки передаваемой энергии.

Посредством выбора конкретной площади сечения, например, конкретной ширины b щелевидных секций, может быть установлена величина энергии, передаваемой через упомянутые щелевидные секции. В общем, большие площади сечения позволяют передавать большую энергию в трубчатое внутреннее пространство 10. Предпочтительно, интенсивности соответствующих СВЧ-энергий, проходящих через соответствующие щелевидные секции, по существу подбираются таким образом, чтобы во время работы устройства получалась равновесная конфигурация плазмы. Тогда, щелевидные секции, смежные с входным волноводом 3, могут иметь относительно малые площади сечения, в то время как щелевидные секции, которые являются более удаленными от входного волновода 3, могут иметь относительно большую площадь сечения. В случае щелевидных секций, имеющих прямоугольную геометрию вдоль внутренней цилиндрической стенки, сечение может быть удобно изменено посредством изменения ширины b при сохранении постоянной окружной длины а. Альтернативно, щелевидные секции имеют одинаковые размеры.

Фиг. 2 показывает график 30 энергии, которая остается у электромагнитных мод, излучающихся через щелевидную секцию 9, как функцию глубины упомянутой щелевидной секции 9, равной толщине внутренней цилиндрической стенки 8. График 30 показывает первую, вторую, третью, четвертую и пятую кривые F2-F6, соответствующие электромагнитным модам E(1,0), E(2,0), E(0,1), E(1,1) и E(0,2), соответственно, излучающимся через щелевидную секцию, проходящую вдоль четверти окружности, как показано на фиг. 3, описанной ниже.

Все кривые F2-F6 имеют поведение экспоненциального затухания как функции толщины внутренней цилиндрической стенки 8. Соответствующие электромагнитные моды являются модами так называемого нераспространяющегося типа, что означает, что не существует никаких распространяющихся волн, поскольку апертура щелевидной секции является слишком малой по сравнению с длиной волны рабочей частоты, другими словами: рабочая частота является меньшей предельной частоты моды самого низкого порядка, или же, другими словами: длина волны рабочей частоты является большей, чем предельная длина волны моды самого низкого порядка. Тогда, все моды являются нераспространяющимися.

В этом отношении следует отметить, что никакая основная мода, т.е. мода (0,0)- не имеющая никакой предельной частоты - не вводится в трубчатое внутреннее пространство 10, поскольку не существует щели, продолжающейся по полной окружности внутренней цилиндрической стенки 8.

Вследствие поведения экспоненциального затухания, только одна нераспространяющаяся мода обеспечивает основной вклад в излучение энергии в трубчатое внутреннее пространство 10.

В общем, каждая щелевидная секция, также называемая физическим портом, может рассматриваться в качестве волновода, потенциально содержащего несколько мод волновода. Для корректного описания СВЧ-волн, каждая мода может быть представлена в виде отдельного порта. Однако этими портами, соответствующими модам, которые являются трудно возбуждаемыми и/или имеют большой коэффициент затухания энергии, на практике можно пренебречь.

Характеристики распространения внутри щелевидной секции зависят от ее поперечной формы и размеров. Пусть b является максимальным продолжением щелевидной секции в цилиндрическом направлении CD, пусть а является максимальным продолжением в поперечном направлении в плоскости апертуры, например, в окружном направлении Ci (ϕ для округлой формы), и пусть L является длиной волновода (равняется глубине/ высоте щели). Тогда предельная частота для моды (m,n) Е-типа или Н-типа равняется (или меньше, в случае непрямоугольного поперечного отверстия)

Если длина волны электромагнитной волны внутри материала, расположенного в щели (обычно воздуха, но он может быть также кварцем или смесью) является большей, чем предельная длина волны моды (m,n), то тогда мода (m,n) является нераспространяющейся модой. Иначе она является распространяющейся модой. Для частоты 2,45 ГГц, длина волны в воздухе составляет около 122 мм.

Следует отметить, что мода (0,0) (т.е. m=0 и n=0) существует, только если отверстие расположено полностью вокруг трубки. Следует отметить, что мода (0,0) всегда является распространяющейся модой. Следующая мода (моды) распространяется/ распространяются, когда ширина b щели или внутренней окружности резонатора является по меньшей мере равной длине волны. В последнем случае это соответствует, при работе на частоте 2,45 ГГц, диаметру внутренней цилиндрической стенки 8, равному приблизительно 39 мм.

Поперечное функциональное поведение мод самого низкого порядка в щелевидной секции, расположенной полностью вокруг трубки, имеет следующую форму:

Следует отметить, что для мод E(m,0) плоскостью симметрии при cos mϕ=0 является магнитная стенка, в то время как плоскостью симметрии при sin mϕ=0 (m≠0) является электрическая стенка. Следует отметить, что моды E(0,n) имеют магнитные стенки в качестве плоскостей симметрии, а моды H(0,n) имеют электрические стенки качестве плоскостей симметрии.

Когда полная щель разделена на две равные части, m=0 не употребляется. Две разделенные моды E(m,0) соответствуют одной моде E(m,0) полной щели. Когда полная щель разделена на четыре равные части, четыре разделенные моды E(m,0) соответствуют одной моде E(2m,0) полной щели.

Затуханием распространяющейся моды внутри щелевидной секции можно пренебречь, поскольку оно имеет место только вследствие поглощения на коротких металлических стенках. Затухание нераспространяющейся моды внутри щели зависит от длины L и порядка (m,n) моды. В случае щелевидной секции, продолжающейся в локально плоской поверхности, затухание амплитуды равняется

где

В случае щели в локально криволинейном, например, округлом или эллиптически криволинейном металлическом окружении, затухание может быть даже более сильным.

На фиг. 2, показано затухание энергии внутри щелевидной секции иллюстративного устройства, имеющего конфигурацию с четырьмя щелевидными секциями, описанную ниже со ссылкой на фиг. 3.

Фиг. 3 показывает схематичный вид в перспективе второго варианта осуществления устройства 1 согласно настоящему изобретению. Здесь, внутренняя цилиндрическая стенка 8 включает в себя четыре щелевидные секции 9a-d, проходящие в окружном направлении Ci вокруг цилиндрической оси C. Снова, наибольший размер, определяющий апертуру щелевидных секций 9a-d, является меньшим, чем половина длины λ волны рабочей частоты f, так что только нераспространяющиеся моды могут пройти через щелевидные секции 9a-d.

Подобно щелевидным секциям на фиг. 1, щелевидные секции 9a-d на фиг. 3 чередуются на двух линиях 12a-b щелей, описывающих окружность вокруг цилиндрической оси С на внутренней цилиндрической стенке 8. Линии 12a-b щелей имеют смещение D друг относительно друга в цилиндрическом направлении CD. Окружное смещение смежных щелевидных секций 9 составляет предпочтительно 360 градусов, деленые на число щелевидных секций, в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, 360 градусов, деленые на 4, равняются 90 градусам. Тогда, щелевидные секции 9 являются в основном равномерно распределенными в окружном направлении Ci, так что щелевидные секции 9 в комбинации по существу описывают окружность вокруг цилиндрической оси С на внутренней цилиндрической стенке 8.

Дополнительно, щелевидные секции включают в себя две пары щелевидных секций 9a,с; 9b,d, которые расположены симметрично относительно цилиндрической оси С, на противоположных сторонах.

Следует отметить, что внутренняя цилиндрическая стенка 8 может включать в себя более двух или четырех щелевидных секций, например, три, пять, шесть, семь, восемь или более щелевидных секций, например, в зависимости от диаметра внутренней цилиндрической стенки и предполагаемой рабочей длины волны. В целях симметрии может быть предпочтительным, чтобы число щелевидных секций было четным.

Следует дополнительно отметить, что щелевидные секции могут быть выровнены по единственной линии щелей, в качестве альтернативы к чередующейся конфигурации, описанной выше.

В общем, геометрия щелевидных секций 9 во внутренней цилиндрической стенке 8 может быть также описана при проецировании упомянутой стенки 8 на плоскую поверхность таким образом, чтобы окружное направление Ci преобразовалось в линейный параметр l длины. Геометрически, это преобразование является представлением внутренней цилиндрической стенки 8 при открывании вдоль надреза СТ, продолжающегося в упомянутой стенке 8 параллельно вдоль цилиндрического направления C, причем упомянутая стенка 8 разворачивается в открытое состояние и выпрямляется в плоской поверхности.

Фиг. 4 показывает схематичный вид проекции цилиндрической стенки 8, причем окружное направление Ci преобразовано в линейный параметр l длины. Щелевидные секции 9a-d в спроецированной цилиндрической стенке имеют прямоугольную геометрию, параметризуемую длиной а и шириной b в цилиндрическом направлении CD. Наибольшим размером щелевидных секций 9a-d, в спроецированной плоскости, является линейный размер, т.е. длина а в направлении l длины, которая является меньшей, чем половина длины λ волны рабочей частоты f.

Как указано выше, щелевидные секции 9 могут иметь другую форму, например, форму квадрата, многоугольника, окружности, эллипса или другую криволинейную форму. На фиг. 4 показана дополнительная щелевидная секция 9е, имеющая конкретную непрямоугольную форму. Дополнительная щелевидная секция 9е окружена прямоугольным контуром 9', параметризуемым наименьшим значением для его длины a' и ширины b', при которых он все же окружает дополнительную щелевидную секцию 9е. Наибольшим из длины a' и ширины b', в показанном случае, является линейный размер его длины a', и он рассматривается в качестве наибольшего размера дополнительной щелевидной секции 9е, который является меньшим, чем половина длины λ волны рабочей частоты f. Тогда, все моды в радиальном волноводе, определяемом дополнительной щелевидной секцией 9е, являются нераспространяющимися.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа согласно настоящему изобретению. Способ 100 используется для выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы. Способ содержит этап обеспечения 110 устройства, содержащего в основном цилиндрический резонатор, снабженный внешней цилиндрической стенкой и внутренней коаксиальной цилиндрической стенкой, определяющими между ними резонирующую полость, работающую на рабочей частоте и проходящую в окружном направлении вокруг цилиндрической оси внутренней и внешней цилиндрической стенки, причем внешняя цилиндрическая стенка включает в себя входной порт, соединяемый с входным волноводом, и, причем, внутренняя цилиндрическая стенка включает в себя щелевидные секции, проходящие в окружном направлении вокруг цилиндрической оси. Дополнительно, способ содержит этап обеспечения 120 работы устройства на такой рабочей частоте, что окружной размер щелевидных секций является меньшим, чем половина длины волны рабочей частоты.

Настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными здесь. Следует понимать, что возможны многие варианты.

В качестве одного примера, длина резонирующей полости в цилиндрическом направлении CD может быть постоянной и независящей от радиального расстояния до цилиндрической оси С, но в другом варианте осуществления она может изменяться как функция радиального расстояния до цилиндрической оси. В первом случае, резонирующая полость может быть в основном однородной в цилиндрическом направлении CD. В последнем случае, резонирующая полость может иметь более сложную границу на радиальной внутренней стороне, например, для целей согласования и/или минимального искрения, например, может частично включать в себя поверхность конуса, который является коаксиальным с цилиндрической осью С, как описано в европейской патентной публикации EP 2 594 660.

Следует отметить, что внутренняя и внешняя цилиндрические стенки могут иметь контур сечения, который является окружностью или другим замкнутым контуром, таким как эллипс или многоугольник.

Эти и другие варианты осуществления будут понятными специалистам в данной области техники и считаются попадающими в пределы объема настоящего изобретения, определяемого нижеследующей формулой изобретения. Для ясности и краткости описания, признаки описаны здесь как часть тех же самых или отдельных вариантов осуществления. Однако следует понимать, что объем настоящего изобретения может включать в себя варианты осуществления, имеющие комбинации всех или некоторых описанных признаков.

Группа изобретений относится к способу и устройству для выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы. Обеспечивают устройство, содержащее цилиндрический резонатор, снабженный внешней цилиндрической стенкой и внутренней коаксиальной цилиндрической стенкой, образующими между собой резонирующую полость, проходящую в окружном направлении вокруг цилиндрической оси внутренней и внешней цилиндрических стенок. Внешняя цилиндрическая стенка включает входной порт, соединяемый с входным волноводом, а также содержит щелевидные секции, проходящие в окружном направлении вокруг цилиндрической оси. Обеспечивают работу упомянутого устройства на рабочей частоте, при которой наибольший размер, определяющий апертуру щелевидных секций, является меньшим, чем половина длины волны рабочей частоты. Обеспечивается однородное распределение плазмы в окружном направлении, что улучшает степень осесимметричности при плазмохимическом осаждении. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы, при котором:

обеспечивают устройство, содержащее в основном цилиндрический резонатор, снабженный внешней цилиндрической стенкой и внутренней коаксиальной цилиндрической стенкой, образующими между собой резонирующую полость, работающую на рабочей частоте и проходящую в окружном направлении вокруг цилиндрической оси внутренней и внешней цилиндрических стенок, причем внешняя цилиндрическая стенка включает входной порт, соединяемый с входным волноводом, при этом внутренняя цилиндрическая стенка включает щелевидные секции, проходящие в окружном направлении вокруг цилиндрической оси, и

обеспечивают работу устройства на рабочей частоте, при которой наибольший размер, определяющий апертуру щелевидных секций, является меньшим, чем половина длины волны рабочей частоты.

2. Способ по п. 1, в котором устройство коаксиально окружает трубку-подложку, имеющую внешний диаметр, равный более чем трети длины волны рабочей частоты.

3. Устройство для выполнения процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы, содержащее в основном цилиндрический резонатор, снабженный внешней цилиндрической стенкой и внутренней коаксиальной цилиндрической стенкой, образующими между собой резонирующую полость, работающую на рабочей частоте и проходящую в окружном направлении вокруг цилиндрической оси внутренней и внешней цилиндрических стенок, причем внешняя цилиндрическая стенка включает входной порт, соединяемый с входным волноводом, при этом внутренняя цилиндрическая стенка включает щелевидные секции, проходящие в окружном направлении вокруг цилиндрической оси, причем наибольший размер, определяющий апертуру щелевидных секций, является меньшим, чем половина длины волны рабочей частоты.

4. Устройство по п. 3, в котором окружной размер щелевидных секций является меньшим, чем половина длины волны рабочей частоты.

5. Устройство по п. 3 или 4, в котором щелевидные секции чередуются на двух линиях щелей, описывающих окружность вокруг цилиндрической оси.

6. Устройство по любому из пп. 3-5, в котором щелевидные секции смещены друг относительно друга в цилиндрическом направлении.

7. Устройство по любому из пп. 3-6, в котором размер ширины щелевидных секций в цилиндрическом направлении является меньшим, чем окружной размер щелевидных секций.

8. Устройство по любому из пп. 3-7, в котором внутренняя цилиндрическая стенка включает две или четыре щелевидные секции.

9. Устройство по любому из пп. 3-8, в котором щелевидные секции в основном равномерно распределены в окружном направлении.

10. Устройство по любому из пп. 3-9, содержащее по меньшей мере одну пару щелевидных секций, которые расположены симметрично относительно цилиндрической оси.

11. Устройство по любому из пп. 3-10, в котором по меньшей мере одна щелевидная секция имеет площадь сечения, которая является отличной от площади сечения других щелевидных секций.

12. Устройство по любому из пп. 3-11, в котором длина резонирующей полости в цилиндрическом направлении изменяется как функция радиального расстояния до цилиндрической оси.

13. Устройство по любому из пп. 3-12, дополнительно содержащее СВЧ-генератор, который выполнен с возможностью генерирования СВЧ-волн на рабочей частоте.

14. Устройство по любому из пп. 3-13, в котором наибольшим размером, определяющим апертуру щелевидных секций, является линейный размер.