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穩(wěn)定的表面波等離子源的制作方法

文檔序號:3411560閱讀:127來源:國知局
專利名稱:穩(wěn)定的表面波等離子源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種表面波等離子(SWP,Surface Wave Plasma)源,特別涉及一種穩(wěn)定和/或均勻的SWP源。
背景技術(shù)
通常,在半導(dǎo)體工程中,(干)等離子蝕刻工程被用于清除或蝕刻半導(dǎo)體基板上的精密線上、或圖案化的通孔(vias)或接觸點內(nèi)的材料。該等離子蝕刻工程一般將覆蓋有類似光阻層的圖案化保護層的半導(dǎo)體基板配置在處理室(processing chamber)內(nèi)。當(dāng)基板位于室內(nèi)時,且真空泵被節(jié)流來達到外界工程壓力時,離子化的、游離的氣體混合物以預(yù)定的流量被引入室內(nèi)。此后,當(dāng)氣體成分中的一部分隨與高能電子的沖突被離子化時,等離子被形成。此外,提供加熱的電子來游離混合氣體成分中的一些成分及生成適用于外露表面化學(xué)蝕刻的反應(yīng)物成分。當(dāng)?shù)入x子被形成時,任何基板的外露表面通過等離子被蝕刻。此外,調(diào)整工程來達到最優(yōu)選條件,包括所需反應(yīng)物的適當(dāng)濃度和離子數(shù)量, 從而在基板外露的區(qū)域中蝕刻多個特征(例如,槽、通孔、接觸點等)。需要蝕刻的基板材料包括例如二氧化硅(SiO2)、多晶硅、和硅氮化物。通常,在半導(dǎo)體裝置制造期間使用多種技術(shù)來激發(fā)氣體進入用于基板處理的等離子。特別是,一般使用(“平行板”)電容耦合等離子(CCP,Capacitively Coupled Plasma)處理系統(tǒng),或電感耦合等離子(ICP,Inductively Coupled Plasma)處理系統(tǒng)來用于等離子激發(fā)。此外,其他類型的等離源有微波等離子源(包括利用電子回旋共振(ECR, Electron-Cyclotron Resonance))、表面波等離子(Surface Wave Plasma,以下簡稱SWP) 源、和螺旋波等離子源。特別是對于CCP系統(tǒng)、ICP系統(tǒng)、和共振加熱系統(tǒng)上的蝕刻工程,SffP源用于提高等離子處理性能已成為公知的技術(shù)。SWP源在相對較低的玻爾茲曼(Boltzmarm)電子溫度 (Te)下產(chǎn)生高度電離。此外,SWP源通常在分子離解減少的電子激發(fā)的分子成分中產(chǎn)生更豐富的等離子。但是,SWP源的實際執(zhí)行仍存在一些不足之處,例如等離子的穩(wěn)定性和均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種表面波等離子(Surface Wave Plasma,以下簡稱SWP)源,特別是,涉及一種穩(wěn)定和/或均勻的SWP源。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的表面波等離子(SWP)源,該SWP源包括電磁(EM, electromagnetic)波發(fā)射器,其被配置為通過在鄰近等離子的所述電磁波發(fā)射器的等離子表面上生成表面波,來以所需的電磁波模式將電磁能量耦合于等離子,其中,所述電磁波發(fā)射器包含開槽天線(slot antenna),所述開槽天線具有貫穿于其中所形成的多個槽 (slot),被配置為將所述電磁能量從所述開槽天線上的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線下的第二區(qū)域;共振板,其位于所述第二區(qū)域,并具有包含所述電磁波發(fā)射器的等離子表面的所述共振板的下表面。SWP源進一步包括第一凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第一排槽基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第二凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第二排槽部分對齊,或不與所述多個槽中的所述第二排槽對齊;和功率耦合系統(tǒng),其耦合于所述電磁波發(fā)射器,并被配置為將所述電磁能量提供至所述電磁波發(fā)射器來形成所述等離子。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的表面波等離子(SWP)源,該SWP源包括電磁波發(fā)射器,其被配置為通過在鄰近等離子的所述電磁波發(fā)射器的等離子表面上生成表面波, 來在進程空間中以所需的電磁波模式將電磁能量耦合于等離子,其中,所述電磁波發(fā)射器包含開槽天線和共振板,所述開槽天線具有貫穿于其中所形成的多個槽,被配置為將所述電磁能量從所述開槽天線上的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線下的第二區(qū)域,且所述共振板位于所述第二區(qū)域,并具有包含所述電磁波發(fā)射器的等離子表面的所述共振板的下表面;第一凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第一排槽基本對齊。此外,用于穩(wěn)定所述等離子的手段,其中,所述進程空間中的壓力范圍為 IOmtorr (毫托)至Itorr (托),所述用于穩(wěn)定所述等離子的手段在所述共振板的所述等離子表面被形成;和用于在進程空間中均勻地生成所述等離子的手段。更進一步,該SWP源包括功率耦合系統(tǒng),其耦合于所述電磁波發(fā)射器,并被配置為將所述電磁能量提供至所述電磁波發(fā)射器來形成所述等離子。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的表面波等離子(SWP)源,該SWP源包括電磁波發(fā)射器,其被配置為通過在鄰近等離子的所述電磁波發(fā)射器的等離子表面上生成表面波,來以所需的電磁波模式將電磁能量耦合于等離子,其中,所述電磁波發(fā)射器包含開槽天線,所述開槽天線具有基本圓幾何,并具有貫穿于開槽天線所形成的多個槽,被配置為將所述電磁能量從所述開槽天線上的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線下的第二區(qū)域,其中,所述多個槽包括第一多個槽和第二多個槽,所述第一多個槽位于所述開槽天線的基本外圍區(qū)域,且所述第二多個槽位于所述開槽天線的基本中心和/或中半徑區(qū)域。此外,該SWP源包括共振板,其位于所述第二區(qū)域,并具有包含所述電磁波發(fā)射器的等離子表面的所述共振板的下表面。第一凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)與所述第一多個槽基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第二凹穴結(jié)構(gòu)與所述第二多個槽完全對齊、與所述第二多個槽部分對齊、或不與所述第二多個槽對齊。更進一步,該SWP源包括功率耦合系統(tǒng),其耦合于所述電磁波發(fā)射器,并被配置為將所述電磁能量提供至所述電磁波發(fā)射器來形成所述等離子。


在以下附圖中圖IA是示出根據(jù)一個實施例的等離子處理系統(tǒng)的簡單示意圖;圖IB是示出根據(jù)另一個實施例的等離子處理系統(tǒng)的簡單示意圖;圖2是示出表面波離子(SWP)源的簡單示意圖,其可被用于根據(jù)一個實施例的圖 IA和圖IB中所述的等離子處理系統(tǒng);圖3是示出根據(jù)一個實施例的電磁波(EM wave)發(fā)射器的橫斷面視圖;圖4是示出圖3中所述的電磁波發(fā)射器的仰視圖5A是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖5B是示出圖5A中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖6A是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖6B是示出圖6A中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖7A是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖7B是示出圖7A中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖8A是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖8B是示出圖8A中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖9A是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖9B是示出圖9A中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖9C是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖9D是示出圖9C中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖9E是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖IOA是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖IOB是示出圖IOA中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖IlA是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖IlB是示出圖中IlA所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖IlC是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖12A是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖12B是示出圖12A中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖13A是示出根據(jù)另一個實施例的電磁波發(fā)射器的仰視圖;圖13B是示出圖13A中所述的電磁波發(fā)射器的一部分的橫斷面視圖;圖14A和14B示出用于SWP源的示范性數(shù)據(jù)。
具體實施例方式以下,SWP源在多個實施例中被公開。但是,相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到多個實施例的實行可能沒有包括一個或多個的具體說明,或是使用其他的替代和/或附加的方法、材料、或組成被實行。此外,已知的結(jié)構(gòu)、材料、或操作將不在此顯示或詳細說明以避免使本發(fā)明的多個實施例的性質(zhì)變得不清楚。同樣,出于說明的目的,具體的數(shù)字、材料和配置是為了透徹理解本發(fā)明被提出。 但是,本發(fā)明并不受具體說明所限制。此外,附圖中所示出的多個實施例僅作為說明性的表現(xiàn)形式,且不一定是按比例所繪制的。本說明書中所涉及的有關(guān)“一個實施例”或“實施例”或其中的多個是指與本發(fā)明的至少一個實施例相關(guān)的實施例中所述的特定功能、結(jié)構(gòu)、材料、或特性,但并不表示其存在于每一個實施例中。因此,本說明書中多個地方出現(xiàn)的有關(guān)“一個實施例”或“實施例”不一定是指本發(fā)明的同一實施例。此外,特定功能、結(jié)構(gòu)、材料、或特性可在一個或更多的實施列中以任何適當(dāng)?shù)姆椒ū唤Y(jié)合。但是,值得注意的是,雖然說明中所包含的功能作為一般概念的發(fā)明性質(zhì)被說明, 但其也具有發(fā)明的性質(zhì)。
參照附圖,其中,附圖標(biāo)記顯示出多個角度的相同或相應(yīng)的部件。圖IA是示出根據(jù)ー個實施例的等離子處理系統(tǒng)100的簡單示意圖。等離子處理系統(tǒng)100可包括干等離子蝕刻系統(tǒng)或等離子增強沉積系統(tǒng)。等離子處理系統(tǒng)100包括處理室110,其被配置為來定義進程空間115。處理室110 包括基板支架120,其被配置為來支持基板125。其中,基板125在進程空間115中被露出接觸等離子或工程化合物。此外,等離子處理系統(tǒng)100還包括等離子源130,其耦合于處理室110,并被配置為在進程空間115中形成等離子。等離子源130包括表面波等離子(SWP) 源,諸如以下所述的徑線開槽天線(RLSA,Radial Line Slot Antenna)。如圖IA所示,等離子處理系統(tǒng)100包括氣體供應(yīng)系統(tǒng)135,其耦合于處理室110 并被配置將工程氣體引入進程空間115。在干等離子刻蝕期間,工程氣體可包含蝕刻劑、鈍化劑、或惰性氣體、或是其中兩個或更多的組合。例如,當(dāng)?shù)入x子蝕刻類似硅氧化物(SiOx) 或氮化硅(SixNy)的介電膜吋,等離子蝕刻氣體組成一般包括基于氟碳的化合物(CxFy),例如C4F8、C5F8, C3F6, C4F6, CF4等中的至少ー個,和/或可包含基于氫氟碳的化合物(CxHyFz), 例如CHF3、CH2F2等,以及可具有惰性氣體、氧氣、一氧化碳、或ニ氧化碳中的ー個。此外,例如,當(dāng)蝕刻多晶硅(polysilicon)吋,等離子蝕刻氣體組成一般包括含有鹵素的氣體,例如 HBr, Cl2, NF3、或SF6、或是其中兩個或更多的組合,并可包含基于氫氟碳的化合物(CxHyFz), 例如CHF3、CH2F2等,以及惰性氣體、氧氣、一氧化碳、或ニ氧化碳、或是其中兩個或更多的組合。在等離子增強沉積期間,工程氣體可包括膜前體、還原氣體,或惰性氣體、或是其中兩個或更多個的組合。此外,等離子處理系統(tǒng)100還包括泵系統(tǒng)180,其耦合于處理室110,并被配置為抽空處理室110,以便控制處理室110內(nèi)的壓力??蛇x擇地,等離子處理系統(tǒng)100進ー步包括控制系統(tǒng)190,其耦合于處理室110、基板支架120、等離子源130、氣體供應(yīng)系統(tǒng)135、和泵系統(tǒng)180。該控制系統(tǒng)190可被配置為在等離子處理系統(tǒng)100中實施用于執(zhí)行至少ー個蝕刻工程和沉積工程的工程方法。再參照圖1A,等離子處理系統(tǒng)100可被配置為來處理200mm的基板、300mm的基板、或更大的基板。事實上,正如該領(lǐng)域技術(shù)人員所期望的,可考慮將等離子處理系統(tǒng)配置為來處理基板、晶圓、或液晶顯示器LCDs且不用考慮其尺寸大小。因此,雖然本發(fā)明的性質(zhì)將結(jié)合半導(dǎo)體基板的處理過程被描述,但本發(fā)明并不受限于此。如上所述,處理室110被配置為在進程空間115中促進等離子的生成,并在鄰近基板125表面的進程空間115中生成工程化合物。例如,在蝕刻工程中,當(dāng)工程氣體被游離與在基板表面上被蝕刻的材料反應(yīng)時,其可包含分子成分。例如,當(dāng)?shù)入x子在進程空間115中被形成吋,加熱的電子可在工程氣體中與分子碰撞導(dǎo)致反應(yīng)自由基的離解和形成,用來執(zhí)行蝕刻工程。參照圖1B,根據(jù)另ー個實施例對等離子處理系統(tǒng)100’進行說明。等離子處理系統(tǒng)100’包括處理室110’,其具備上室部112(即第一室部)和下室部114(即第二室部)。 上室部112被配置為來定義等離子空間116 ;下室部114配置為定義進程空間118。在下室部114中,處理室110’包括基板支架120,其被配置為來支持基板125。其中,基板125在進程空間118中被露出接觸工程化合物。此外,等離子處理系統(tǒng)100’還包括等離子源130, 其耦合于上室部112,并被配置為在等離子空間116中形成等離子。等離子源130包括表面波等離子(SWP)源,諸如以下所述的徑線開槽天線(RLSA,Radial Line Slot Antenna)。如圖IB所示,等離子處理系統(tǒng)100’包括氣體注入網(wǎng)格140,其耦合于上室部112 和下室部114,并位于等離子空間116和進程空間118的之間。如圖IB所示,氣體注入網(wǎng)格 140中心定位來分離處理室,從而上室部112與下室部114的尺寸基本相同,但發(fā)明并不僅局限于該配置。例如,氣體注入網(wǎng)格140可位于自基板125的上表面200mm內(nèi),并優(yōu)選是, 將氣體注入網(wǎng)格140放置在自基板125的上表面約10mm-150mm的范圍內(nèi)。在圖IB的實施例中,氣體注入網(wǎng)格140從下室部114將上室部112分開,被配置為將第一氣體142引入等離子空間116來形成等離子,并將第二氣體144引入進程空間118 來形成工程化合物。但是,第一氣體142和第二氣體144不需要通過氣體注入網(wǎng)格140被引入其各自的室中。例如,等離子源130可被配置為將第一氣體142供應(yīng)給等離子空間116。 更廣泛地說,氣體注入網(wǎng)格140可不供應(yīng)氣體給處理室110’,或是其供應(yīng)第一氣體142和第 ニ氣體144中的ー個或全部。在圖IB的實施例中,第一氣體供應(yīng)系統(tǒng)150被耦合于氣體注入網(wǎng)格140,且其被配置為供應(yīng)第一氣體142。此外,第二氣體供應(yīng)系統(tǒng)160被耦合于氣體注入網(wǎng)格140,且其被配置為供應(yīng)第二氣體144。該氣體注入網(wǎng)格140的溫度可通過使用溫度控制系統(tǒng)170被控制,且氣體注入網(wǎng)格140的電位可通過使用電偏壓控制系統(tǒng)175被控制。此外,等離子處理系統(tǒng)100’包括泵系統(tǒng)180,其耦合于處理室110,并被配置為抽空處理室110’,以便控制處理室110’內(nèi)的壓力??蛇x擇地,等離子處理系統(tǒng)100’進ー步包括控制系統(tǒng)190,其耦合于處理室110’、基板支架120、等離子源130、氣體注入網(wǎng)格140、第一氣體供應(yīng)系統(tǒng)150、第二氣體供應(yīng)系統(tǒng)160、溫度控制系統(tǒng)170、電偏壓控制系統(tǒng)175、和泵系統(tǒng)180。該控制系統(tǒng)190可被配置為在等離子處理系統(tǒng)100’中實施用于執(zhí)行至少ー個蝕刻工程和沉積工程的工程方法。再參照圖1B,等離子處理系統(tǒng)100’可被配置為來處理200mm的基板、300mm的基
板、或更大的基板。事實上,正如該領(lǐng)域技術(shù)人員所期望的,可考慮將等離子處理系統(tǒng)配置為來處理基板、晶圓、或液晶顯示器LCDs且不用考慮其尺寸大小。因此,雖然本發(fā)明的性質(zhì)將結(jié)合半導(dǎo)體基板的處理過程被描述,但本發(fā)明并不受限于此。如上所述,處理室100’被配置為在等離子空間116中促進等離子的生成,并在鄰近基板125表面的進程空間118中生成工程化合物。被引入的等離子空間116的第一氣體 142,其包括等離子,來形成氣體、或離子化的氣體、或混合氣體。該第一氣體142可包含類似稀有氣體(Noble gas)的惰性氣體。被引入的進程空間118的第二氣體144,其包括エ 程氣體或工程氣體的混合物。例如,在蝕刻工程中,當(dāng)工程氣體被游離與在基板表面上被蝕刻的材料反應(yīng)時,其可包含分子成分。當(dāng)?shù)入x子在等離子空間116中被形成吋,一些等離子可通過氣體注入網(wǎng)格140被擴散至進程空間118中。例如,加熱的電子被擴散至進程空間 118中,可在工程氣體中與分子碰撞導(dǎo)致反應(yīng)自由基的離解和形成,用來執(zhí)行蝕刻工程。如圖IB所示的示范性等離子處理系統(tǒng)100’,其中分離等離子和進程空間可用于提高控制常規(guī)等離子處理系統(tǒng)的工程。更具體地說,如上所述,氣體注入網(wǎng)格140的使用, 例如,在等離子空間116中會形成密集的、低(至中)溫(即電子溫度Te)的等離子,同時在進程空間118中產(chǎn)生密度較低、溫度較低的等離子。由此,用于第一氣體和第二氣體的分離注入方案可使第二氣體中分子組成的離解進一歩下降,從而被用來形成工程化合物,其
9可更好地來控制基板表面的工程。此タト,圖IB中所示的示范性等離子處理系統(tǒng)100’的配置,其可通過類似等離子源 130的組件防止工程氣體進入等離子空間116,來減少對室的損害。例如,類似氬氣(Ar)的惰性氣體(即第一氣體142),其被引入等離子空間116,等離子被形成,中性原子Ar被加熱。其中,被加熱的中性原子Ar通過氣體注入網(wǎng)格140向下擴散,并進入緊鄰基板125的冷卻進程空間(例如,低溫等離子的區(qū)域)。該中性原子Ar的擴散生成氣體流進入進程空間118,從而可減少或消除工程氣體(即,第二氣體144)中分子組成的反向擴散。更進一歩,圖IB中所示的示范性等離子處理系統(tǒng)100’的配置,可進ー步減少因離子和電子與基板125相互作用而引起的基板損害。特別是,電子和離子的擴散通過氣體注入網(wǎng)格140進入進程空間118,并相對于圖IA中所述的處理系統(tǒng)100,在此空間中提供較少的電子和離子。此外,上述電子和離子中的一些放棄其能量來實現(xiàn)工程氣體的離解。由于要求的工程溫度可能不會減少對基板125的損害,因此,較少的電子和離子與基板125進行相互作用并保持低溫是十分重要的。參照圖2,圖2是示出根據(jù)實施例的表面波離子(SWP)源的示意圖。所述SWP源 230包括電磁(EM)波發(fā)射器232,其被配置為通過在鄰近等離子的電磁波發(fā)射器232的等離子表面260上生成表面波,以所需的電磁波模式來將電磁能量耦合于等離子。此外,所述 SffP源230進ー步包括該功率耦合系統(tǒng)四0,其耦合于電磁波發(fā)射器232,并被配置為將電磁能量提供至電磁波發(fā)射器232來形成所述等離子。此外,電磁波發(fā)射器232包括微波發(fā)射器,其被配置為將微波功率輻射至進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)。該電磁波發(fā)射器232經(jīng)同軸饋源238通過微波能量轉(zhuǎn)移被耦合于功率耦合系統(tǒng)四0。功率耦合系統(tǒng)290包括類似2. 45GHz微波功率源的微波源四2,微波能量通過微波源292被生成,通過波導(dǎo)294被引入絕緣體296用來吸收微波能量反射給微波源四2。此后,微波能量經(jīng)同軸轉(zhuǎn)換器298被轉(zhuǎn)換成同軸的橫向電磁 TEM(transverse electromagnetic)模式。此外,可配置調(diào)諧器來用于阻抗匹配和提高功率傳輸。微波能量經(jīng)同軸饋源238被耦合于電磁波發(fā)射器232,其中,出現(xiàn)從同軸饋源238 中的TEM模式至橫向磁TM(Transverse Magnetic)模式的另ー個模式變換。有關(guān)同軸饋源 238的設(shè)計和電磁波發(fā)射器232的附加詳細說明可參照題為“用于刻蝕、灰化、和成膜的等離子處理裝置”的美國專利號No. 50M716,在此將其內(nèi)容納入此處作為參考。參照圖3和圖4,是示出根據(jù)ー個實施例的電磁波發(fā)射器232的橫斷面視圖和仰視圖。如圖3所示,電磁波發(fā)射器232包括具備內(nèi)導(dǎo)體M0、外導(dǎo)體M2、絕緣體241的同軸饋源238,和具備多個槽248在內(nèi)導(dǎo)體240和外導(dǎo)體242之間被耦合的開槽天線M6。多個槽 248允許電磁能量從開槽天線246上面的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線246下面的第二區(qū)域。此外,電磁波發(fā)射器232可進ー步包括慢波板244和共振板250。槽對8的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間 116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻性形成的因素。因此,開槽天線M6的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖3所示,電磁波發(fā)射器232可包括流體通道256,其被配置流動溫度控制流體來用于電磁波發(fā)射器232的溫度控制。雖然沒有被顯示,但電磁波發(fā)射器232可進ー步被配置為將工程氣體通過等離子表面260引入至等離子。
再參照圖3,電磁波發(fā)射器232可耦合于等離子處理系統(tǒng)的上室部,其中,使用密封裝置2M在上室壁252和電磁波發(fā)射器232之間形成真空密封。密封裝置2M可包括彈性體0形圈,但也可使用其他已知的密封機制。一般情況下,同軸饋源238的內(nèi)導(dǎo)體240和外導(dǎo)體242包括類似金屬的導(dǎo)電材料, 同時慢波板244和共振板250包括介電材料。優(yōu)選是,慢波板244和共振板250包括相同的材料,但也可使用不同的材料。選擇用于制備慢波板244和共振板250的材料來相對于對應(yīng)的自由空間波長減少傳播的電磁(EM)波的波長,且選擇慢波板244和共振板250的尺寸, 以確保駐波的形成有效地使電磁能量輻射至進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖 1B)。慢波板244和共振板250可通過介電材料被制備,包括類似石英(ニ氧化硅)或高介電常數(shù)(high-k)材料的含硅材料。例如,high-k材料可具有4以上的介電常數(shù)值。特別是,當(dāng)利用等離子處理系統(tǒng)來應(yīng)用蝕刻工程吋,通常選擇石英來與蝕刻工程兼容。例如,high-k材料可包括內(nèi)在晶體硅、氧化鋁陶瓷、氮化鋁、和藍寶石 (sapphire)。但也可使用其他high_k材料。此外,可按照特定的工程參數(shù)來選擇特定的 high-k材料。例如,當(dāng)共振板250通過內(nèi)在晶體硅被制備時,等離子頻率在45°C的溫度下超過2. 45GHz。因此,內(nèi)在晶體硅適用于低溫工程(即,45°C以下)。對于較高溫度的工程, 可通過氧化鋁(Al2O3)或藍寶石來制備共振板250。如上所述,發(fā)明者發(fā)現(xiàn)等離子均勻性和等離子穩(wěn)定性仍是需解決的用于SWP源實際執(zhí)行的技術(shù)問題。由此,位于共振板等離子界面的駐波,即等離子表面260的駐波可被易于如同等離子參數(shù)轉(zhuǎn)變的模式跳變。如圖3和圖4中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器232被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu) 262和第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4,其都在等離子表面沈0中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)262可包括第一多個凹穴。第一凹穴結(jié)構(gòu)沈2中的每個凹穴可包括形成在等離子表面260中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第一凹穴結(jié)構(gòu)沈2中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)262可包括以第一尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)264可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4中的每個凹穴可包括形成在等離子表面260中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)264可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)262中的凹穴的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。如圖3和圖4中所示,共振板250包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中,共振板250的等離子表面260包括第一凹穴結(jié)構(gòu)262和第二凹穴結(jié)構(gòu)264所形成的平表面沈6。 此外,共振板250包括任意幾何。其中,等離子表面260可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或兩者的組合。共振板250中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 250的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ/2)或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。另外,板厚度的范圍可為約 25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)262可包括第一多個圓柱形凹穴,其中,第一多個圓柱形凹穴的每ー個以第一深度和第一直徑為特征。如圖4所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)262位于鄰近等離子表面260外區(qū)域的位置。第一直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一深度之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第一直徑可以是半有效波長(λ/2),且,板厚度和第一深度之間的第一差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一直徑的范圍可為約25_35mm,且板厚度與第一深度之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第一直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第一差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第一直徑和/或第一深度可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)262中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面260之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)264可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖4所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)264位于鄰近等離子表面沈0內(nèi)區(qū)域的位置。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/2),且板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm,且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。 在第二凹穴結(jié)構(gòu)264中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面260之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。
再參照圖4,圖4是示出圖3中所述的電磁波發(fā)射器232的仰視圖。開槽天線246中的多個槽248被示出,并可看到其穿過共振板250至開槽天線M6。如圖4所示,多個槽 248可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,多個槽248中的槽的方向可以是任意的。例如,多個槽M8中槽中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)262與多個槽248中的第一排槽基本對齊。其中,第一凹穴結(jié)構(gòu)262 中的至少ー個凹穴與一個或更多的多個槽248對齊。第二凹穴結(jié)構(gòu)264與多個槽248中的第二排槽部分對齊,或不與多個槽M8中的第二排槽對齊。如圖4所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4 不與多個槽對8中的第二排槽對齊。因此,發(fā)明者發(fā)現(xiàn),第一凹穴結(jié)構(gòu)262控制等離子的形成,并示出相対“全明亮 (full bright)”輝光,其穿越耦合于電磁波發(fā)射器232的一系列功率和等離子被形成的鄰近等離子表面260的空間中的一系列壓力。此外,發(fā)明者發(fā)現(xiàn)的第二凹穴結(jié)構(gòu)264不定地促成等離子的形成,并根據(jù)功率和/或壓カ示出從相対“暗(dim)”輝光至“明亮”輝光的變化。鄰近平表面沈6的區(qū)域接收較低的功率,且除了在相對較高功率以外,一般保持相對 “黑暗(dark) ”。更進一歩,發(fā)明者發(fā)現(xiàn)第一凹穴結(jié)構(gòu)262 (即,與多個槽248對齊)中所形成的等離子在低功率下較穩(wěn)定。等離子通過電離緊鄰(較大)淺凹被形成,并從第一凹穴結(jié)構(gòu)沈2 的凹穴流動至第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4(即,與多個槽248不對齊/部分對齊)的凹穴。因此,在范圍較大的功率和壓カ下,緊鄰第一凹穴結(jié)構(gòu)262的凹穴所形成的等離子比較穩(wěn)定,同樣第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4的凹穴從第一凹穴結(jié)構(gòu)沈2的凹穴接收“溢出(overflow) ”的等離子,并用于抵消緊鄰第一凹穴結(jié)構(gòu)262的凹穴的等離子生成中的波動。為了提高對等離子均勻性的控制,鄰近平表面沈6的地區(qū)應(yīng)保持相對“黑暗”,從而減少模式圖案的開發(fā)的風(fēng)險性。因此,如圖4中所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)262和第二凹穴結(jié)構(gòu) 264的優(yōu)選配置是,具有與開槽天線246中的多個槽248對齊的相對數(shù)量較大的凹穴(第一凹穴結(jié)構(gòu)的262),和不與多個槽248對齊的相對數(shù)量較大的凹穴(第二凹穴結(jié)構(gòu)沈4),其為了等離子的均勻性被空間性地集體排列。例如,可選擇凹穴的排列來實現(xiàn)等離子的均勻性,也可實現(xiàn)非均勻性等離子來配合其他處理參數(shù),在由等離子處理的基板表面上實現(xiàn)均勻的工程。參照圖5A和圖5B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器332的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器332包括具備等離子表面360的共振板350。該電磁波發(fā)射器332 進ー步包括具備第一多個槽348和第二多個槽349的開槽天線。第一多個槽348和第二多個槽349允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線下面的第二區(qū)域, 其中,共振板350位于第二區(qū)域。槽348、349的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻性形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖5A和圖5B中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器332被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)362和第二凹穴結(jié)構(gòu)364,其都在等離子表面360中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)362可包括第一多個凹穴。第一凹穴結(jié)構(gòu)362中的每個凹穴可包括形成在等離子表面360中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第一凹穴結(jié)構(gòu)362中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)362可包括以第一尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)364可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)364中的每個凹穴可包括形成在等離子表面360中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)364中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)364可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)362中的凹穴的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)364中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。如圖5A和圖5B中所示,共振板350包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中,共振板350的等離子表面360包括第一凹穴結(jié)構(gòu)362和第二凹穴結(jié)構(gòu)364所形成的平表面 366。此外,共振板350包括任意幾何。其中,等離子表面360可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或上述兩者的組
I=I ο共振板350中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 350的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ/2)或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。另外,板厚度的范圍可為約 25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)362可包括第一多個圓柱形凹穴,其中,第一多個圓柱形凹穴的每ー個以第一深度和第一直徑為特征。如圖5A所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)362位于鄰近等離子表面360外區(qū)域的位置。第一直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一深度之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第一直徑可以是半有效波長(λ/2),且,板厚度和第一深度之間的第一差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一直徑的范圍可為約25_35mm,且板厚度與第一深度之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第一直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第一差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第一直徑和/或第一深度可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)362中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面360之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)364可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖5A所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)364位于鄰近等離子表面360內(nèi)區(qū)域的位置。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/2),且,板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm,且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。 在第二凹穴結(jié)構(gòu)364中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面360之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽348和第二多個槽349被示出,并可看到其穿過共振板 350至開槽天線。如圖5A所示,第一多個槽348和第二多個槽349可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽348和第二多個槽349中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽348和第二多個槽349中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)362與第一多個槽348基本對齊。其中,第一凹穴結(jié)構(gòu)362中的至少一個凹穴與一個或更多的第一多個槽348對齊。第二凹穴結(jié)構(gòu)364與第二多個槽349部分對齊,或不與第二多個槽349對齊。如圖5A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)364與第二多個槽349部分對齊,其中,第二凹穴結(jié)構(gòu)364與槽部分直接重疊(例如,槽的一部分在凹穴的直視中)。參照圖6A和圖6B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器432的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器432包括具備等離子表面460的共振板450。該電磁波發(fā)射器432 進ー步包括具備第一多個槽448和第二多個槽449的開槽天線。第一多個槽448和第二多個槽449允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域,其中,共振板450位于第二區(qū)域中。槽448、449的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖6A和圖6B中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器432被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)462和第二凹穴結(jié)構(gòu)464,其都在等離子表面460中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)462可包括架。第一凹穴結(jié)構(gòu)462中的架可為任意的幾何,包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)462可包括以第一尺寸為特征的架(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)464可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)464中的每個凹穴可包括形成在等離子表面460中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)464中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)364可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)462中的架的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)464中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。如圖6A和圖6B中所示,共振板450包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中,共振板450的等離子表面460包括第一凹穴結(jié)構(gòu)462和第二凹穴結(jié)構(gòu)464所形成的平表面 466。此外,共振板450包括任意幾何。其中,等離子表面460可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或上述兩者的組
I=I ο共振板450中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 450的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ /2)或大于半有效波長(> λ /2)。此外,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。此外,板厚度的范圍可為約25mm-45mm (毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)462可包括環(huán)形架,其中,環(huán)形架以第一架深和第一架寬為特征(或是第一內(nèi)架半徑和第一外架半徑)。如圖6A所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)462位于等離子表面460外圍區(qū)域的位置。第一架寬可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一架深之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第一架寬可以是半有效波長(λ/2),且,板厚度和第一架深之間的第一差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一架寬的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第一架深之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第一架寬的范圍可為約55mm-65mm,且第一差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第一架寬和/或第一架深可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)462中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在環(huán)形架凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在環(huán)形架凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面460之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)464可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖6A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)464位于鄰近等離子表面460內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第二凹穴結(jié)構(gòu)464可包括類似第二環(huán)形架的第二架,其以第二架寬和/或第二架深(或是第二內(nèi)架半徑和第二外架半徑)為特征。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/2),且,板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。在第二凹穴結(jié)構(gòu)464中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面460之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽448和第二多個槽449被示出,并可看到其穿過共振板 450至開槽天線。如圖6A所示,第一多個槽448和第二多個槽349可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽448和第二多個槽449中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽448和第二多個槽449中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)462與第一多個槽448基本對齊。第二凹穴結(jié)構(gòu)464與第二多個槽 449部分對齊,或不與第二多個槽449對齊。如圖6A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)464與第二多個槽 449部分對齊,其中,第二凹穴結(jié)構(gòu)464與槽部分直接重疊。參照圖7A和圖7B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器532的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器532包括具備等離子表面560的共振板550。該電磁波發(fā)射器532 進ー步包括具備第一多個槽548和第二多個槽M9的開槽天線。第一多個槽548和第二多個槽549允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域,其中,共振板550位于第二區(qū)域中。槽討8、討9的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖7A和圖7B中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器532被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)562和第二凹穴結(jié)構(gòu)564,其都在等離子表面560中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)562可包括架。第一凹穴結(jié)構(gòu)562中的架可為任意的幾何,包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)562可包括以第一尺寸為特征的架(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)564可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)564中的每個凹穴可包括形成在等離子表面560中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)564中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)564可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)562中的架的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)564中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。如圖7A和圖7B中所示,共振板550包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中,共振板550的等離子表面560包括第一凹穴結(jié)構(gòu)562和第二凹穴結(jié)構(gòu)564所形成的平表面 566。此外,共振板550包括任意幾何。其中,等離子表面560可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或上述兩者的組
I=I ο共振板550中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 550的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ /2)或大于半有效波長(> λ /2)。此外,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。此外,板厚度的范圍可為約25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)562可包括環(huán)形架,其中,環(huán)形架以第一架深和第一架寬為特征(或是第一內(nèi)架半徑和第一外架半徑)。如圖7A所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)562位于等離子表面560外圍區(qū)域的位置。第一架寬可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一架深之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如, 第一架寬可以是有效波長(λ ),且,板厚度和第一架深之間的第一差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一架寬的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第一架深之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第一架寬的范圍可為約55mm-65mm,且第一差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第一架寬和/或第一架深可以是板厚度的一部分。 在第一凹穴結(jié)構(gòu)562中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在環(huán)形架凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在環(huán)形架凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面560之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)564可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖7A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)564位于鄰近等離子表面560內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第二凹穴結(jié)構(gòu)564可包括類似第二環(huán)形架的第二架,其以第二架寬和/或第二架深(或是第二內(nèi)架半徑和第二外架半徑)為特征。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且,板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度
18可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。在第二凹穴結(jié)構(gòu)564中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面560之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽548和第二多個槽549被示出,并可看到其穿過共振板 550至開槽天線。如圖7A所示,第一多個槽548和第二多個槽549可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽548和第二多個槽M9中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽548和第二多個槽M9中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)562與第一多個槽548基本對齊。第二凹穴結(jié)構(gòu)564與第二多個槽 549部分對齊,或不與第二多個槽549對齊。如圖7A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)564與第二多個槽 549基本對齊。參照圖8A和圖8B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器632的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器632包括具備等離子表面660的共振板650。該電磁波發(fā)射器632 進ー步包括具備第一多個槽648和第二多個槽649的開槽天線。第一多個槽648和第二多個槽649允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域,其中,共振板650位于第二區(qū)域中。槽648、649的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖8A和圖8B中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器632被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)662和第二凹穴結(jié)構(gòu)664,其都在等離子表面660中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)662可包括架。第一凹穴結(jié)構(gòu)662中的架可為任意的幾何,包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)662可包括以第一尺寸為特征的架(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)664可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)664中的每個凹穴可包括形成在等離子表面660中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)664中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)664可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)662中的架的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)664中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。如圖8A和圖8B中所示,共振板650包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中,共振板650的等離子表面660包括第一凹穴結(jié)構(gòu)662和第二凹穴結(jié)構(gòu)664所形成的平表面 666。此外,共振板650包括任意幾何。其中,等離子表面660可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或上述兩者的組
I=I O共振板650中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 650的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ /2)或大于半有效波長(> λ /2)。此外,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。此外,板厚度的范圍可為約25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)662可包括環(huán)形架,其中,環(huán)形架以第一架深和第一架寬為特征(或是第一內(nèi)架半徑和第一外架半徑)。如圖8A所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)662位于等離子表面660外圍區(qū)域的位置。第一架寬可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一架深之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如, 第一架寬可以是有效波長(λ ),且,板厚度和第一架深之間的第一差異可以是半有效波長 (λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一架寬的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第一架深之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第一架寬的范圍可為約55mm-65mm,且第一差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第一架寬和/或第一架深可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)662中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在環(huán)形架凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在環(huán)形架凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面660之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)664可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖8A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)664位于鄰近等離子表面660內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第二凹穴結(jié)構(gòu)664可包括第二架,類似以第二架寬和/或第二架深(或是第二內(nèi)架半徑和第二外架半徑)為特征的第二環(huán)形架。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且,板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。
在第二凹穴結(jié)構(gòu)664中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面660之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽648和第二多個槽649被示出,并可看到其穿過共振板 650至開槽天線。如圖8A所示,第一多個槽648和第二多個槽649可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽648和第二多個槽649中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽648和第二多個槽649中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)662與第一多個槽648基本對齊。第二凹穴結(jié)構(gòu)664與第二多個槽 649部分對齊,或不與第二多個槽649對齊。如圖8A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)664與第二多個槽 649部分對齊,其中,第二凹穴結(jié)構(gòu)664不與槽直接重疊。參照圖9A和圖9B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器732的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器732包括具備等離子表面760的共振板750。該電磁波發(fā)射器732 進ー步包括具備第一多個槽748和第二多個槽749的開槽天線。第一多個槽748和第二多個槽749允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域,其中,共振板750位于第二區(qū)域中。槽748、749的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖9A和圖9B中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器732被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)762和第二凹穴結(jié)構(gòu)764,其都在等離子表面760中被形成。但是,在另ー個實施例中,第 ニ凹穴結(jié)構(gòu)764被排除,如圖9C和圖9D所示,電磁波發(fā)射器732’具有不包括第二凹穴結(jié)構(gòu)764的等離子表面760,。第一凹穴結(jié)構(gòu)762可包括通道。第一凹穴結(jié)構(gòu)762中的通道可為任意的幾何,包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)762可包括以第一尺寸為特征的通道(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)764可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)764中的每個凹穴可包括形成在等離子表面760中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)764中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)764可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)762中的通道的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)764中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。如圖9A和圖9B中所示,共振板750包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中,共振板750的等離子表面760包括第一凹穴結(jié)構(gòu)762和第二凹穴結(jié)構(gòu)764所形成的平表面 766。此外,共振板750包括任意幾何。其中,等離子表面760可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或上述兩者的組合。
共振板750中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 750的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ /2)或大于半有效波長(> λ /2)。此外,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。此外,板厚度的范圍可為約25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)762可包括環(huán)形通道,其中,環(huán)形通道以第一通道深度和第一通道寬度為特征(或是第一內(nèi)通道半徑和第一外通道半徑)。如圖9A所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)762位于等離子表面760外圍區(qū)域的位置。第一通道寬度可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一通道深度之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第一通道寬度可以是有效波長(λ ),且,板厚度和第一通道深度之間的第一差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長 (λ /2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一通道寬度的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第一通道深度之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第一通道寬度的范圍可為約55mm-65mm,且第 ー差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第一通道寬度和/或第一通道深度可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)762中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在環(huán)形通道凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在環(huán)形通道凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面760之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)764可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖9A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)764位于鄰近等離子表面760內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第二凹穴結(jié)構(gòu)764可包括第二通道,類似以第二通道寬度和/或第二通道深度(或是第二內(nèi)通道半徑和第二外通道半徑)為特征的第二環(huán)形通道。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且,板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。
在第二凹穴結(jié)構(gòu)764中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面760之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽748和第二多個槽749被示出,并可看到其穿過共振板 750至開槽天線。如圖9A所示,第一多個槽748和第二多個槽749可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽748和第二多個槽749中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽748和第二多個槽749中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)762與第一多個槽748基本對齊。第二凹穴結(jié)構(gòu)764與第二多個槽 749部分對齊,或不與第二多個槽749對齊。如圖9A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)764與第二多個槽 749部分對齊,其中,第二凹穴結(jié)構(gòu)764與槽部分直接重疊。圖9E是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器732的仰視圖。其中,開槽天線相對于共振板750被旋轉(zhuǎn)。如圖中所示的實線,開槽天線的原始方向包括第一多個槽748和第二多個槽749。如圖中所示的虛線,開槽天線的旋轉(zhuǎn)方向包括第一多個槽748’和第二多個槽749’(出于說明目的,圖中第一多個槽748’略微不對齊于第一多個槽748的原始排列)。開槽天線相對于共振板750的方向(即旋轉(zhuǎn)方向)包括第一凹穴結(jié)構(gòu)762和第二凹穴結(jié)構(gòu)764,可被改變用于調(diào)整等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性。例如,在原始排列中,第一多個槽748與第一凹穴結(jié)構(gòu)762對齊,且第二多個槽749與第二凹穴結(jié)構(gòu)764對齊。此外,例如,在旋轉(zhuǎn)排列中,第一多個槽748’與第一凹穴結(jié)構(gòu)762’對齊,且第二多個槽749’ 不與第二凹穴結(jié)構(gòu)764對齊。參照圖IOA和圖10B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器832的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器832包括具備等離子表面860的共振板850。該電磁波發(fā)射器 832進ー步包括具備第一多個槽848和第二多個槽849的開槽天線。第一多個槽848和第 ニ多個槽849允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域, 其中,共振板850位于第二區(qū)域中。槽848、849的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖IOA和圖IOB中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器832被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)862和第二凹穴結(jié)構(gòu)864,其都在等離子表860中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)862可包括通道。第一凹穴結(jié)構(gòu)862中的通道可為任意的幾何,包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)862可包括以第一尺寸為特征的通道(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)864可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)864中的每個凹穴可包括形成在等離子表面860中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)864中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)864可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)862中的通道的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)864中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。如圖IOA和圖IOB中所示,共振板850包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中, 共振板850的等離子表面860包括第一凹穴結(jié)構(gòu)862和第二凹穴結(jié)構(gòu)864所形成的平表面 866。此外,共振板850包括任意幾何。其中,等離子表面860可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或上述兩者的組共振板850中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 850的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ /2)或大于半有效波長(> λ /2)。此外,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。此外,板厚度的范圍可為約25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)862可包括環(huán)形通道,其中,環(huán)形通道以第一通道深度和第一通道寬度為特征(或是第一內(nèi)通道半徑和第一外通道半徑)。如圖IOA所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)862位于等離子表面860外圍區(qū)域的位置。第一通道寬度可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一通道深度之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第一通道寬度可以是有效波長(λ ),且,板厚度和第一通道深度之間的第一差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長 (λ /2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一通道寬度的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第一通道深度之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第一通道寬度的范圍可為約55mm-65mm,且第 ー差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第一通道寬度和/或第一通道深度可以是板厚度的一部分。此外,第一凹穴結(jié)構(gòu)862可包括第三多個圓柱形凹穴863,其在第一環(huán)形通道的底部被形成,其中,第三多個圓柱形凹穴的每ー個以第三深度和第三直徑為特征。此外,環(huán)形通道可以是形成在環(huán)形架的底部的第三多個圓柱形凹穴內(nèi)的環(huán)形架。此外,第一凹穴結(jié)構(gòu)862可包括第三通道,其在第一環(huán)形通道底部被形成,其中, 第三通道以第三通道深度和第三通道寬度為特征。第三直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第三深度之間的第三差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第三直徑可以是半有效波長(λ/幻或四分之一有效波長(λ/4),且,板厚度和第三深度之間的第三差異可以是半有效波長λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ /2)、或大于半有效波長(> λ /2)。
作為選擇,第三直徑的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第三深度之間的第三差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第三直徑的范圍可為約55mm-65mm,且第三差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第三直徑寬度和/或第三深度可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)862中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在環(huán)形通道凹穴或圓柱形凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在環(huán)形通道凹穴或圓柱形凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面860之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約 lmm-3mm0根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)864可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖IOA所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)864位于鄰近等離子表面860內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第二凹穴結(jié)構(gòu)864可包括第二通道,類似以第二通道深度和/或第二通道寬度(或是第二內(nèi)通道半徑和第二外通道半徑)為特征的第二環(huán)形通道。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且,板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。 在第二凹穴結(jié)構(gòu)864中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面860之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽848和第二多個槽849被示出,并可看到其穿過共振板 850至開槽天線。如圖IOA所示,第一多個槽848和第二多個槽849可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽848和第二多個槽849中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽848和第二多個槽849中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)862與第一多個槽848基本對齊。第二凹穴結(jié)構(gòu)864與第二多個槽 849部分對齊,或不與第二多個槽849對齊。如圖8A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)864與第二多個槽 849部分對齊,其中,第二凹穴結(jié)構(gòu)864與槽部分直接重疊。參照圖IlA和圖11B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器932的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器932包括具備等離子表面960的共振板950。該電磁波發(fā)射器 932進ー步包括具備第一多個槽948和第二多個槽949的開槽天線。第一多個槽948和第 ニ多個槽949允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域,其中,共振板950位于第二區(qū)域中。槽948、949的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖IlA和圖IlB中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器932被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)962、第二凹穴結(jié)構(gòu)964、第三凹穴結(jié)構(gòu)965,其都在等離子表面960中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)962可包括通道。第一凹穴結(jié)構(gòu)962中的通道可為任意的幾何,包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)962可包括以第一尺寸為特征的通道(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)964可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)964中的每個凹穴可包括形成在等離子表面960中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)964中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)964可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)962中的通道的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)964中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。第三凹穴結(jié)構(gòu)965可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)965中的每個凹穴可包括形成在等離子表面960中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第三凹穴結(jié)構(gòu)965中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第三凹穴結(jié)構(gòu)965可包括以第三尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)962中的通道的第一尺寸可與或不與第三凹穴結(jié)構(gòu)965中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第三尺寸可能小于第一尺寸和 /或第二尺寸。如圖IlA和圖IlB中所示,共振板950包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中, 共振板950的等離子表面960包括第一凹穴結(jié)構(gòu)962、第二凹穴結(jié)構(gòu)964、第三凹穴結(jié)構(gòu)965 所形成的平表面966。此外,共振板950包括任意幾何。其中,等離子表面960可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、 或上述兩者的組合。共振板950中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 950的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ /2)或大于半有效波長(> λ /2)。此外,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。此外,板厚度的范圍可為約25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)962可包括環(huán)形通道,其中,環(huán)形通道以第一通道深度和第一通道寬度為特征(或是第一內(nèi)通道半徑和第一外通道半徑)。如圖IlA所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)962位于等離子表面960外圍區(qū)域的位置。第一通道寬度可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一通道深度之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或半波長的整數(shù)(m λ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第一通道寬度可以是有效波長(λ ),且,板厚度和第一通道深度之間的第一差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長 (λ /2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一通道寬度的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第一通道深度之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第一通道寬度的范圍可為約55mm-65mm,且第 ー差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第一通道寬度和/或第一通道深度可以是板厚度的一部分。此外,第一凹穴結(jié)構(gòu)962可包括第四多個圓柱形凹穴963,其在第一環(huán)形通道的底部被形成,其中,第四多個圓柱形凹穴的每ー個以第四深度和第四直徑為特征。作為選擇, 環(huán)形通道可以是形成在環(huán)形架的底部的第四多個圓柱形凹穴內(nèi)的環(huán)形架。此外,第一凹穴結(jié)構(gòu)962可包括第四通道,其在第一環(huán)形通道的底部被形成,其中,第四通道可以第四通道深度和第四通道寬度為特征。此外,第四直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(η λ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第四深度之間的第四差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如, 第四直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且板厚度和第四深度之間的第四差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/2)、或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第四直徑的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第四深度之間的第四差異的范圍可為約10mm-35mm。另外,第四直徑的范圍可為約55mm-65mm,且第四差異的范圍可為約10mm-20mm。另外,第四直徑和/或第四深度可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)962中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在環(huán)形通道凹穴中或圓柱形凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在環(huán)形通道凹穴中或圓柱形凹穴中, 表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面960之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)964可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖IlA所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)964位于鄰近等離子表面960內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第二凹穴結(jié)構(gòu)964可包括第二通道,類似以第二通道深度和/或第二通道寬度(或是第二內(nèi)通道半徑和第二外通道半徑)為特征的第二環(huán)形通道。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且,板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/幻或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。在第二凹穴結(jié)構(gòu)964中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面960之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第三凹穴結(jié)構(gòu)965可包括第三多個圓柱形凹穴,其中,第三多個圓柱形凹穴的每ー個以第三深度和第三直徑為特征。如圖IlA所示,第三凹穴結(jié)構(gòu)965位于鄰近等離子表面960內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第三凹穴結(jié)構(gòu)965可包括第三通道,類似以第三通道深度和/或第三通道寬度(或是第三內(nèi)通道半徑和第三外通道半徑)為特征的第三環(huán)形通道。第三直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第三深度之間的第三差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第三直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且,板厚度和第三深度之間的第三差異可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/幻或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第三直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第三深度之間的第三差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第三直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第三差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第三直徑和/或第三深度可以是板厚度的一部分。在第三凹穴結(jié)構(gòu)965中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角) 來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面960之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽948和第二多個槽949被示出,并可看到其穿過共振板 950至開槽天線。如圖IlA所示,第一多個槽948和第二多個槽949可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽948和第二多個槽949中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽948和第二多個槽949中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)962與第一多個槽948基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu)964與第二多個槽 949部分對齊,或不與第二多個槽949對齊;第三凹穴結(jié)構(gòu)965不與第一多個槽948或第二多個槽949對齊。如圖IlA所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)964與第二多個槽949部分對齊,其中,第 ニ凹穴結(jié)構(gòu)964不與槽直接重疊。如圖IlC所示,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器932的仰視圖。其中,開槽天線相對于共振板950被旋轉(zhuǎn)。如圖中所示的實線,開槽天線的原始方向包括第一多個槽948和第二多個槽949。如圖中所示的虛線,開槽天線的旋轉(zhuǎn)方向包括第一多個槽948’ 和第二多個槽949’ (出于說明目的,圖中第一多個槽948’略微不對齊于第一多個槽948的原始排列)。開槽天線相對于共振板950的方向(即旋轉(zhuǎn)方向)包括第一凹穴結(jié)構(gòu)962、第 ニ凹穴結(jié)構(gòu)964、和第三凹穴結(jié)構(gòu)965,可被改變來用于調(diào)整等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性。例如,在原始排列中,第一多個槽948與第一凹穴結(jié)構(gòu)962對齊,且第二多個槽949 與第二凹穴結(jié)構(gòu)964部分對齊。此外,例如,在旋轉(zhuǎn)排列中,第一多個槽948’與第一凹穴結(jié)構(gòu)962,對齊,且第二多個槽949,不與第二凹穴結(jié)構(gòu)964對齊。參照圖12A和圖12B,是示出根據(jù)另ー個實施例的電磁波發(fā)射器1032的仰視圖和橫斷面視圖。電磁波發(fā)射器1032包括具備等離子表面1060的共振板1050。該電磁波發(fā)射器1032進ー步包括具備第一多個槽1048和第二多個槽1049的開槽天線。第一多個槽 1048和第二多個槽1049允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域,其中,共振板1050位于第二區(qū)域中。槽1048、1049的數(shù)量、幾何、尺寸和分布都是在進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中可促成等離子的空間均勻形成的因素。因此,開槽天線的設(shè)計可被用來控制進程空間115(見圖1A)或等離子空間116(見圖1B)中的等離子的空間均勻性。如圖12A和圖12B中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器1032被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)1062、第二凹穴結(jié)構(gòu)1064、第三凹穴結(jié)構(gòu)1065,其都在等離子表面1060中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)1062可包括通道。第一凹穴結(jié)構(gòu)1062中的通道可為任意的幾何, 包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、 金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)1062可包括以第一尺寸為特征的通道 (例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)1064可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)1064中的每個凹穴可包括形成在等離子表面1060中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)1064中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)1064可包括以第二尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)1062中的通道的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)1064中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。第三凹穴結(jié)構(gòu)1065可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)1065中的每個凹穴可包括形成在等離子表面1060中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第三凹穴結(jié)構(gòu)1065中的凹穴可包括圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第三凹穴結(jié)構(gòu)1065可包括以第三尺寸為特征的凹穴(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)1062中的通道的第一尺寸可與或不與第三凹穴結(jié)構(gòu)1065中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第三尺寸可能小于第一尺寸和/或第二尺寸。如圖12A和圖12B中所示,共振板1050包括具有板直徑和板厚度的介電板。其中, 共振板1050的等離子表面1060包括第一凹穴結(jié)構(gòu)1062、第二凹穴結(jié)構(gòu)1064、第三凹穴結(jié)構(gòu)1065所形成的平表面1066。此外,共振板1050包括任意幾何。其中,等離子表面1060 可包括第一凹穴結(jié)構(gòu)和第二凹穴結(jié)構(gòu)所形成的非平表面(未顯示)。例如,非平表面可為凹形、或凸形、或上述兩者的組合。共振板1050中電磁能量的傳播以有效的波長(λ)為特征,該波長為用于共振板 1050的電磁能量和介電常數(shù)的指定頻率。板厚度可以是四分之一波長(η λ/4,其中,η為大于零的整數(shù))的整數(shù)或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))。例如,板厚度可以是約半有效波長(λ /2)或大于半有效波長(> λ /2)。此外,板厚度可以是有效波長的非整數(shù)部分(即,不是一半或四分之一波長的整數(shù))。此外,板厚度的范圍可為約25mm-45mm(毫米)。根據(jù)ー個實例,第一凹穴結(jié)構(gòu)1062可包括環(huán)形通道,其中,環(huán)形通道以第一通道深度和第一通道寬度為特征(或是第一內(nèi)通道半徑和第一外通道半徑)。如圖IlA所示,第一凹穴結(jié)構(gòu)1062位于等離子表面1060外圍區(qū)域的位置。第一通道寬度可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第一通道深度之間的第一差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第一通道寬度可以是有效波長(λ ),且,板厚度和第一通道深度之間的第一差異可以是半有效波長(λ/2)、或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長 (λ /2)、或大于半有效波長(> λ /2)。作為選擇,第一通道寬度的范圍可為約25mm-75mm,且板厚度與第一通道深度之間的第一差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第一通道寬度的范圍可為約55mm-65mm,且第 ー差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第一通道寬度和/或第一通道深度可以是板厚度的一部分。在第一凹穴結(jié)構(gòu)1062中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角)來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在環(huán)形通道凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在環(huán)形通道凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面960之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑的范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第二凹穴結(jié)構(gòu)1064可包括第二多個圓柱形凹穴,其中,第二多個圓柱形凹穴的每ー個以第二深度和第二直徑為特征。如圖12A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)1064 位于鄰近等離子表面1060內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第二凹穴結(jié)構(gòu)1064可包括第二通道,類似以第二通道深度和/或第二通道寬度(或是第二內(nèi)通道半徑和第二外通道半徑) 為特征的第二環(huán)形通道。第二直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第二深度之間的第二差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第二直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且板厚度和第二深度之間的第二差異可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/幻或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第二直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第二深度之間的第二差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第二直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第二差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第二直徑和/或第二深度可以是板厚度的一部分。在第二凹穴結(jié)構(gòu)1064中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角)來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面1060之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。根據(jù)另ー個實例,第三凹穴結(jié)構(gòu)1065可包括第三多個圓柱形凹穴,其中,第三多個圓柱形凹穴的每ー個以第三深度和第三直徑為特征。如圖12A所示,第三凹穴結(jié)構(gòu)1065 位于鄰近等離子表面1060內(nèi)區(qū)域的位置。雖然未示出,第三凹穴結(jié)構(gòu)1065可包括第三通道,類似以第三通道深度和/或第三通道寬度(或是第三內(nèi)通道半徑和第三外通道半徑) 為特征的第三環(huán)形通道。第三直徑可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、或一半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中,m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。此外,板厚度與第三深度之間的第三差異可以是四分之一波長的整數(shù)(ηλ/4,其中,η為大于零的整數(shù))、 或半波長的整數(shù)(πιλ/2,其中m為大于零的整數(shù))、或有效波長的非整數(shù)部分。例如,第三直徑可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4),且板厚度和第三深度之間的第三差異可以是半有效波長(λ/幻或約四分之一有效波長(λ/4)。此外,例如,板厚度可以是半有效波長(λ/幻或大于半有效波長(> λ/2)。作為選擇,第三直徑的范圍可為約25mm-35mm(毫米),且板厚度與第三深度之間的第三差異的范圍可為約10mm-35mm。此外,第三直徑的范圍可為約30mm-35mm,且第三差異的范圍可為約10mm-20mm。此外,第三直徑和/或第三深度可以是板厚度的一部分。在第三凹穴結(jié)構(gòu)1065中,可利用倒角、圓和/或圓角(即,表面/轉(zhuǎn)角半徑或斜角)來使相鄰的表面之間產(chǎn)生平滑表面的轉(zhuǎn)變。在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁與凹穴底部之間的轉(zhuǎn)角處。此外,在圓柱形的凹穴中,表面半徑可被置于圓柱形側(cè)壁和等離子表面1060之間的轉(zhuǎn)角處。例如,表面半徑范圍可以是約lmm-3mm。開槽天線中的第一多個槽1048和第二多個槽1049被示出,并可看到其穿過共振板1050至開槽天線。如圖12A所示,第一多個槽1048和第二多個槽1049可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。但是,第一多個槽1048和第二多個槽1049中的槽的方向可以是任意的。例如,第一多個槽1048和第二多個槽1049中的方向可取決于用于等離子均勻性和/或等離子穩(wěn)定性的預(yù)先設(shè)定的模式。第一凹穴結(jié)構(gòu)1062與第一多個槽1048基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu)1064與第二多個槽1049部分對齊,或不與第二多個槽1049對齊;第三凹穴結(jié)構(gòu)1065不與第一多個槽1048 或第二多個槽1049對齊。如圖12A所示,第二凹穴結(jié)構(gòu)1064與第二多個槽1049部分對齊, 其中,第二凹穴結(jié)構(gòu)1064不與槽直接重疊。參照圖13A和圖13B,是示出根據(jù)又另一個實施例的電磁波發(fā)射器1132的橫斷面視圖。該電磁波發(fā)射器包括具備等離子表面1160的共振板1150。該電磁波發(fā)射器1132進一歩包括具備第一多個槽1148和第二多個槽1149的開槽天線。第一多個槽1148和第二多個槽1149允許電磁能量從開槽天線上面的第一區(qū)域耦合至開槽天線下面的第二區(qū)域, 其中,共振板1150位于第二區(qū)域中。如圖13A和圖13B中所示,根據(jù)ー個實施例,電磁波發(fā)射器1132被制備有第一凹穴結(jié)構(gòu)1162、第二凹穴結(jié)構(gòu)1164,其都在等離子表面1160中被形成。第一凹穴結(jié)構(gòu)1162可包括具有梯形或錐三角形截面的通道。第一凹穴結(jié)構(gòu)1162 中的通道可為任意的幾何,包括例如圓柱形的幾何、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第一凹穴結(jié)構(gòu)1162可包括以第一尺寸為特征的通道(例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第二凹穴結(jié)構(gòu)1164可包括多個凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)1164中的每個凹穴可包括形成在等離子表面1160中的獨特的凹陷或淺凹。例如,第二凹穴結(jié)構(gòu)1164中的凹穴可包括圓柱形的幾何(見示圖)、圓錐形的幾何、截錐形的幾何、球面幾何、非球面幾何、矩形幾何、 金字塔形的幾何、或任何任意的形狀。第二凹穴結(jié)構(gòu)1164可包括以第二尺寸為特征的凹穴 (例如緯向尺寸(或?qū)挾?和/或縱向尺寸(或深度))。第一凹穴結(jié)構(gòu)1162中的通道的第一尺寸可與或不與第二凹穴結(jié)構(gòu)1164中的凹穴的第二尺寸相同。例如,第二尺寸可能小于第一尺寸。圖3至圖12B的實施例中所說明的任何一個凹穴結(jié)構(gòu)中的凹穴可具有如圖13A和 13B所示的橫斷面形狀。此外,如圖13A和1 所示,電磁波發(fā)射器1132可由具備第一嚙合表面1152和第 ニ嚙合表面IlM的階梯式嚙合表面。階梯式嚙合表面可被配置為耦合于開槽天線。此電磁波發(fā)射器1132可包括鄰近于共振板1150外圍的側(cè)壁延伸1156,并被配置為耦合于處理室壁。進一歩,電磁波發(fā)射器1132可包括開ロ 1058和氣道1159。開ロ 1058可被配置為來接收固定裝置,用來使氣體安全穿過電磁波發(fā)射器1132的內(nèi)導(dǎo)體至共振板1150的氣道1159。 雖然只顯示了ー個氣道,但此外,氣道可制備在共振板1150中。更進一歩,雖然氣道的形狀為具圓柱形截面的直體,但其可為任意形狀,例如,具有任意截面的螺旋形。圖13A和1 中所述的任何一個或多個特征可在圖3至圖12B中所述的任何一個實施例中被執(zhí)行。利用如圖3至圖13中所述的實施例中提出的設(shè)計標(biāo)準,該實施例和組合可被設(shè)計成來產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的等離子,用來使制程范圍從antorr延伸至Itorr,且功率達5kW(例如 0. 5kW-5kW)?;迤矫嫠_到的電子溫度可為約leV。相對較小的凹穴在相對較高的壓カ 下可更容易地排放,且相對較大的凹穴在相對較低的壓カ下可更容易地排放。此外,當(dāng)較大的凹穴飽和吋,相對較小的凹穴可吸收剩余功率。在該結(jié)構(gòu)中,當(dāng)自然電磁模式被鎖住和/ 或終止時,等離子可穩(wěn)定排放。因此,電磁波發(fā)射器附近可觀測出穩(wěn)定的排放,且上述定義的制程范圍中的基板平面附近可觀測出均勻等離子屬性。雖然在圖3至圖13中提出的任何一個實施例中并未顯示,但凹穴結(jié)構(gòu)中的ー個或多個凹穴可互相連接。此外,凹穴結(jié)構(gòu)中的一個或多個凹穴可與另ー個凹穴結(jié)構(gòu)中的ー個或多個凹穴互相連接。例如,一個或多個凹穴可通過凹槽或通道被互相連接或銜接。參照圖14A和14B,示出用于SWP源的示范性數(shù)據(jù)。該SWP源包括具有第一凹穴結(jié)構(gòu)、第二凹穴結(jié)構(gòu)、第三凹穴結(jié)構(gòu)的平表面。第一凹穴結(jié)構(gòu)包含位于鄰近等離子表面外區(qū)域的多個圓柱形凹穴。第二凹穴結(jié)構(gòu)包含位于鄰近等離子表面中半徑(mid-radius)區(qū)域的多個圓柱形凹穴。第三凹穴結(jié)構(gòu)包含位于鄰近等離子表面內(nèi)區(qū)域的多個圓柱形凹穴。第一凹穴結(jié)構(gòu)與第一多個槽基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu)與第二多個槽部分對齊;第三凹穴結(jié)構(gòu)不與第一多個槽或第二多個槽對齊。第一多個槽和第二多個槽可成對排列,其中,每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。
如圖14A和14B所示,測量出三個區(qū)域的函數(shù)位置(ζ為mm(毫米))的等離子的離子密度(n” cm—3),該位置為穿越等離子空間,從平表面(在ζ = Omm的位置以“FLAT”被標(biāo)示出)延伸至基板(在ζ = 130mm的位置以“基板”被標(biāo)示出),且示出凹穴的位置延伸至約ζ =-15mm(以“凹穴”被標(biāo)示出)。第一組數(shù)據(jù)(空白方塊)在第一區(qū)域中被獲得,其從第二凹穴結(jié)構(gòu)(例如,與開槽天線中的槽部分對齊)中的凹穴延伸至基板。第二組數(shù)據(jù) (空白圓)在第二區(qū)域中被獲得,其從第三凹穴結(jié)構(gòu)(例如,不與開槽天線中的槽對齊)中的凹穴延伸至基板。第三組數(shù)據(jù)(十字的方塊)在第三區(qū)域中被獲得,其從平表面延伸至基板。該等離子的離子密度測量通過使用朗謬爾探針(Langmuir probe)被實現(xiàn)。在圖14A中,示出以500mtorr(毫托,millitorr)的壓力、2000W(瓦特,Watt)的功率、700sccm(標(biāo)況毫升鋒分鐘,standard cubic centimeters per minute;的流量所權(quán)得的三組數(shù)據(jù)。在圖14B中,示出以40mtorr(毫托,millitorr)的壓力、2000W(瓦特,Watt) 的功率、700sccm(標(biāo)況毫升鋒分鐘,standard cubic centimeters per minute)的流量所獲得的三組數(shù)據(jù)。在500mtorr (見圖14A)的壓カ下,當(dāng)探針延伸至第二凹穴結(jié)構(gòu)和第三凹穴結(jié)構(gòu)的各個凹穴吋,等離子的離子密度増加。在40mtorr (見圖14B)壓カ下,當(dāng)探針延伸至第二凹穴結(jié)構(gòu)時,等離子的離子密度増加,且探針延伸至第三凹穴結(jié)構(gòu),等離子的離子密度減少。第一凹穴結(jié)構(gòu)的凹穴示出相対“全明亮(full bright)”輝光,其穿越一系列功率和一系列壓カ(例如40mTOrr-500mTOrr)。第二凹穴結(jié)構(gòu)的凹穴示出相対“明亮(bright)” 輝光,其穿越一系列功率和一系列壓カ(例如40mTorr-500mTorr)。根據(jù)功率和壓カ(例如 40mTOrr-500mTOrr),第三凹穴結(jié)構(gòu)的凹穴示出從相対“暗(dim) ”輝光至“明亮”輝光的變化。此后,隨增加的壓力,等離子的離子密度(和等離子的“高度”)増加,并與第一凹穴結(jié)構(gòu)一起穩(wěn)定“全明亮”輝光。相反,鄰近平表面的區(qū)域保持相對“黑暗(dark)”,且當(dāng)測量延伸至等離子空間時,等離子的離子密度増加。在30-50mm等離子空間中,該三組數(shù)據(jù)合井, 然后均勻減退至基板。在函數(shù)位置穿越等離子空間,從等離子表面延伸至基板吋,用于三個區(qū)域中的每一個的測量和模擬(未顯示)被執(zhí)行來決定電子溫度(Te)的變化和電子能量概率分布函數(shù)(EEPf, electron energy probability distribution function)。在·近等尚于表il[!的等離子生成區(qū),等離子EEPf從以電子束組成和單一麥克斯韋(Maxwellian)組成為特征的等離子空間演變成以電子束組成和雙麥克斯韋(bi-Maxwellian)組成為特征的等離子,然后演變成以雙麥克斯韋組成為特征的等離子,然后演變成靠近基板的單一麥克斯韋組成。 對于所有的三個區(qū)域,等離子演變成以低電子溫度為特征的具有單一麥克斯韋組成的靜等離子。如上所示,本發(fā)明雖然僅根據(jù)有限的實施例進行了說明,但是本發(fā)明并不局限于所述實施例,在本發(fā)明所屬領(lǐng)域中具備通常知識的人均可根據(jù)實施例容易地進行各種修改和變形。因此,所有此類修改應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種表面波等離子源,包括電磁波發(fā)射器,其被配置為通過在鄰近等離子的所述電磁波發(fā)射器的等離子表面上生成表面波,來以所需的電磁波模式將電磁能量耦合于等離子,其中,所述電磁波發(fā)射器包含開槽天線,所述開槽天線具有貫穿于其中所形成的多個槽,被配置為將所述電磁能量從所述開槽天線上的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線下的第二區(qū)域;共振板,其位于所述第二區(qū)域,并具有包含所述電磁波發(fā)射器的等離子表面的所述共振板的下表面;第一凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第一排槽基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第二凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第二排槽部分對齊,或不與所述多個槽中的所述第二排槽對齊;和功率耦合系統(tǒng),其耦合于所述電磁波發(fā)射器,并被配置為將所述電磁能量提供至所述電磁波發(fā)射器來形成所述等離子。
2.如權(quán)利要求1所述的表面波等離子源,其中,所述功率耦合系統(tǒng)包括 同軸饋源,其用于將電磁能量耦合于所述電磁波發(fā)射器,且所述開槽天線包括耦合于所述同軸饋源的內(nèi)導(dǎo)體的一端;和耦合于所述同軸饋源的外導(dǎo)體的另一端。
3.如權(quán)利要求1所述的表面波等離子源,其中,所述電磁波發(fā)射器進一步包括慢波板,其位于所述第一區(qū)域,并被配置為相對自由空間中的所述電磁能量的波長來減少所述電磁能量的有效波長。
4.如權(quán)利要求3所述的表面波等離子源,其中,所述慢波板和所述共振板各自由石英或高介電常數(shù)材料所組成,所述高介電常數(shù)材料具有> 4的介電常數(shù)值。
5.如權(quán)利要求1所述的表面波等離子源,其中,所述功率耦合系統(tǒng)包括 微波源,其被配置為在2. 45GHz中產(chǎn)生微波能量;波導(dǎo),其耦合于所述微波源的排出口 ;絕緣體,其耦合于所述波導(dǎo),并被配置為防止微波能量傳播回所述微波源;和同軸轉(zhuǎn)換器,其耦合于所述絕緣體,并被配置為將所述微波能量耦合于同軸饋源,其中,所述同軸饋源進一步耦合于所述電磁波發(fā)射器。
6.如權(quán)利要求1所述的表面波等離子源,其中,所述多個槽被成對排列,且每個成對的槽中第一槽正交于第二槽。
7.如權(quán)利要求1所述的表面波等離子源,其中,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)包括第一多個圓柱形凹穴,所述第一多個圓柱形凹穴的每一個以第一深度和第一直徑為特征;或第一環(huán)形架,所述第一環(huán)形架以第一架深和第一架寬為特征;或第一環(huán)形通道,所述第一環(huán)形通道以第一通道深度、第一內(nèi)通道半徑、和第一外通道半徑為特征;或上述兩個或更多的組合。
8.如權(quán)利要求7所述的表面波等離子源,其中,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)靠近所述等離子表面的外區(qū)域。
9.如權(quán)利要求7所述的表面波等離子源,其中,所述第二凹穴結(jié)構(gòu)包括第二多個圓柱形凹穴,所述第二多個圓柱形凹穴的每一個以第二深度和第二直徑為特征;或第二環(huán)形架,所述第二環(huán)形架以第二架深和第二架寬為特征;或第二環(huán)形通道,所述第二環(huán)形通道以第二通道深度、第二內(nèi)通道半徑、和第二外通道半徑為特征;或上述兩個或更多的組合。
10.如權(quán)利要求9所述的表面波等離子源,其中,所述第二凹穴結(jié)構(gòu)靠近所述等離子表面的內(nèi)區(qū)域。
11.權(quán)利要求9所述的表面波等離子源,其中,所述共振板包括 具有板直徑和板厚度的介電板。
12.如權(quán)利要求11所述的表面波等離子源,其中,所述電磁能量包含在所述共振板中傳播的有效波長λ,且其中所述第一直徑為所述有效波長的一半λ /2 ;所述第二直徑為所述有效波長的一半λ/2或所述有效波長的四分之一 λ/4; 所述板厚度和所述第一深度之間的第一差異、所述第一架深、或所述第一通道深度為所述有效波長的一半λ/2或所述有效波長的四分之一 λ/4;以及所述板厚度和所述第二深度之間的第二差異、所述第二架深、或所述第二通道深度為所述有效波長的一半λ/2或所述有效波長的四分之一 λ/4。
13.如權(quán)利要求12所述的表面波等離子源,其中,所述板厚為所述有效波長的一半 λ/2。
14.如權(quán)利要求11所述的表面波等離子源,其中 所述板厚的范圍為25mm至45mm ;所述第一直徑的范圍為25mm至35mm ; 所述第二直徑的范圍為25mm至35mm ;所述板厚度和所述第一深度之間的第一差異、所述第一架深、或所述第一通道深度的范圍為IOmm至;35_ ;以及所述板厚度和所述第二深度之間的第二差異、所述第二架深、或所述第二通道深度的范圍為IOmm至35mm。
15.如權(quán)利要求11所述的表面波等離子源,其中,所述第二直徑小于所述第一直徑。
16.如權(quán)利要求11所述的表面波等離子源,其進一步包括第三多個圓柱形凹穴,其在所述第一環(huán)形架的底部或所述第一環(huán)形通道的底部被形成,所述第三多個圓柱形凹穴的每一個以第三深度和第三直徑為特征。
17.如權(quán)利要求11所述的表面波等離子源,其中,所述電磁能量包含在所述共振板中傳播的有效波長λ,且其中,所述板厚度和所述第三深度之間的第三差異為所述有效波長的四分之一 λ/4。
18.如權(quán)利要求11所述的表面波等離子源,其進一步包括第三凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第三凹穴結(jié)構(gòu)不與任何所述多個槽對齊,且所述第三多個圓柱形凹穴的每一個以第三深度和第三直徑為特征。
19.一種表面波等離子源,包括電磁波發(fā)射器,其被配置為通過在鄰近等離子的所述電磁波發(fā)射器的等離子表面上生成表面波,來在進程空間中以所需的電磁波模式將電磁能量耦合于等離子,其中,所述電磁波發(fā)射器包含開槽天線和共振板,所述開槽天線具有貫穿于其中所形成的多個槽,被配置為將所述電磁能量從所述開槽天線上的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線下的第二區(qū)域,且所述共振板位于所述第二區(qū)域,并具有包含所述電磁波發(fā)射器的等離子表面的所述共振板的下表面;第一凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第一排槽基本對齊;用于穩(wěn)定所述等離子的手段,其中,所述進程空間中的壓力范圍為aiiton 至ltorr,所述用于穩(wěn)定所述等離子的手段在所述共振板的所述等離子表面被形成;用于在進程空間中均勻地生成所述等離子的手段;和功率耦合系統(tǒng),其耦合于所述電磁波發(fā)射器,并被配置為將所述電磁能量提供至所述電磁波發(fā)射器來形成所述等離子。
20.一種表面波等離子源,包括電磁波發(fā)射器,其被配置為通過在鄰近等離子的所述電磁波發(fā)射器的等離子表面上生成表面波,來以所需的電磁波模式將電磁能量耦合于等離子,其中,所述電磁波發(fā)射器包含開槽天線,所述開槽天線具有基本圓幾何,并具有貫穿于開槽天線所形成的多個槽,被配置為將所述電磁能量從所述開槽天線上的第一區(qū)域耦合至所述開槽天線下的第二區(qū)域,其中,所述多個槽包括第一多個槽和第二多個槽,所述第一多個槽位于所述開槽天線的基本外圍區(qū)域,且所述第二多個槽位于所述開槽天線的基本中心和/或中半徑區(qū)域;共振板,其位于所述第二區(qū)域,并具有包含所述電磁波發(fā)射器的等離子表面的所述共振板的下表面;第一凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)與所述第一多個槽基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,所述第二凹穴結(jié)構(gòu)與所述第二多個槽完全對齊、與所述第二多個槽部分對齊、或不與所述第二多個槽對齊;和功率耦合系統(tǒng),其耦合于所述電磁波發(fā)射器,并被配置為將所述電磁能量提供至所述電磁波發(fā)射器來形成所述等離子。
全文摘要
一種表面波等離子(SWP,Surface Wave Plasma)源,該SWP源包括電磁波發(fā)射器,其被配置為通過在鄰近等離子的所述電磁波發(fā)射器的等離子表面上生成表面波,來以所需的電磁波模式將電磁能量耦合于等離子,其中,所述電磁波發(fā)射器包含具有多個槽(slot)的開槽天線(slot antenna)。該SWP源進一步包括第一凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,其中,所述第一凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第一排槽基本對齊;第二凹穴結(jié)構(gòu),其在所述等離子表面被形成,其中,所述第二凹穴結(jié)構(gòu)與所述多個槽中的第二排槽部分對齊或不與所述多個槽中的所述第二排槽對齊。
文檔編號C23C16/00GK102597305SQ201080049912
公開日2012年7月18日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者李晨, 梅里特·芬克, 羅納德·V·布萊溫尼克, 趙劍平 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社
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