TWI461114B - 安定之表面波電漿源 - Google Patents

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Description

安定之表面波電漿源
本發明係關於一種表面波電漿(SWP)源，尤有關於一種穩定及/或均勻之SWP源。
典型地，在半導體處理期間，利用一(乾式)電漿蝕刻製程以移除或蝕刻沿著精細線路或圖案化於一半導體基板上之介層窗或接觸窗內之物質。電漿蝕刻製程通常包含將一具有上層圖案化之保護層(例如一光阻層)之半導體基板放入一處理室中。
一旦將基板放入處理室內，以一預設流量將一可離子化並具解離性質之氣體混合物引入該處理室內，同時調節一真空泵以達到一環境製程壓力。之後，在與高能電子碰撞後，一部分存在之氣體種類離子化而形成電漿。此外，加熱之電子係供解離某些類型之混合物氣體種類使用，而建構適用於暴露之表面蝕刻化學品之反應物種類。一旦形成電漿，電漿將蝕刻任何暴露之基板表面。調整製程以達到最佳化條件，包含一所需反應物及離子群之適當濃度以於基板暴露區域中蝕刻多種特徵部(例如，渠溝、介層窗、接觸窗等)。舉例而言，上述須被蝕刻之基板物質包含二氧化矽(SiO2 )、多晶矽與氮化矽。
傳統上，如上述在半導體裝置製造期間，已使用多種技術以將一氣體激發為電漿用以加工基板。尤其，(「平行板式(parallel plate)」)電容式耦合電漿(CCP)處理系統，或電感式耦合電漿(ICP)處理系統已普遍地用於電漿激發。在其他類型的電漿源中，有微波電漿源(包含運用電子迴旋共振(ECR)者)、表面波電漿(SWP)源、及螺旋電漿源。
SWP源提供優於CCP系統、ICP系統及共振加熱系統之改良的電漿處理性能(尤其於蝕刻製程方面)逐漸變成共識。SWP源在一相對較低之波茲曼電子溫度下(Te )產生高度離子化。另外，SWP源通常產生富含電子激發分子種類並降低分子分解之電漿。然而，舉例而言，SWP源之具體應用仍遭受幾種短處，包含電漿穩定度及均勻度。
本發明係關於一種表面波電漿(SWP)源，尤有關於一種穩定及/或均勻之SWP源。
根據一實施例，敘述一種表面波電漿(SWP)源。SWP源包含一電磁(EM)波發射器，其藉由於鄰近電漿之EM波發射器之電漿表面上產生一表面波，將EM能以一期望之EM波模態耦合至電漿。EM波發射器包含一具有多個槽孔之槽型天線。多個槽孔係用來將EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域。一諧振器板係位於第二區域中，且具有一包含EM波發射器之電漿表面之下表面。SWP源更包含一形成於電漿表面中之第一凹部構造，其中第一凹部構造係實質地與多個槽孔中之第一槽孔配置對正，與一形成於電漿表面中之第二凹部構造，其中第二凹部構造部分地與多個槽孔中之第二槽孔配置對正，或未與多個槽孔中之第二槽孔配置對正。一功率耦合系統係耦合至EM波發射器，並用來將EM能提供至EM波發射器以形成電漿。
根據另一實施例，敘述一種表面波電漿(SWP)源。SWP源包含一電磁(EM)波發射器，其藉由於鄰近電漿之EM波發射器之電漿表面上產生一表面波，將EM能以一所需EM波模態耦合至電漿。EM波發射器包含一槽型天線及一諧振器板：槽型天線具有多個穿過槽型天線而形成之槽孔，其用來將EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域；而諧振器板位於第二區域中，且其具有一包含EM波發射器之電漿表面之下表面。第一凹部構造係形成於電漿表面中，其中第一凹部構造係實質地與多個槽孔中之第一槽孔配置對正。此外，設置一用以於處理空間中之壓力範圍介於約10毫托耳至約1托耳之下穩定電漿之裝置，其中穩定電漿之裝置係形成於諧振器板之電漿表面中，並設置於該處理空間中均勻地生成該電漿之裝置。此外，SWP源包含一功率耦合系統，其耦合至EM波發射器並用來將EM能提供至EM波發射器以形成電漿。
又根據另一實施例，敘述一種表面波電漿(SWP)源。SWP源包含一電磁(EM)波發射器，其藉由於鄰近電漿之EM波發射器之電漿表面上產生一表面波，將EM能以一所需EM波模態耦合至電漿，其中EM波發射器包含一槽型天線，其具有實質圓形幾何，且具有多個穿過槽型天線而形成之槽孔，此槽孔用以將EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，而其中多個槽孔包含位於槽型天線之實質周緣區域之多個第一槽孔，與位於槽型天線之實質中心及/或半徑中間區域之多個第二槽孔。此外，SWP源包含一諧振器板，其位於第二區域中並具有諧振器板之下表面，此下表面包含EM波發射器之電漿表面。第一凹部構造係形成於電漿表面中，其中第一凹部構造係實質地與多個第一槽孔對正，而第二凹部構造係形成於電漿表面中，其中第二凹部構造係完全地與多個第二槽孔對正、部分地與多個第二槽孔對正、或未與多個第二槽孔對正。此外，SWP源包含一功率耦合系統，其耦合至EM波發射器且用來將EM能提供至EM波發射器以形成電漿。
於多種實施例中揭露一種SWP源。然而，熟知相關技藝者將明白可在無一或多個特定細節，或以其他替代及/或額外的方法、物質、或元件之情況下實行多種實施例。於其他情況中，未顯示或詳述為人熟知之結構、物質、或操作方式，以避免混淆本發明多種實施例之實施樣態。
同樣地，為了解釋之目的，提出特定的數目、物質、及結構係為了提供本發明完整的瞭解。然而，本發明可在無特定細節情況下實行。再者，吾人應明白多種顯示於圖示中之實施例係說明表示，而毋須依比例繪製。
參考遍及本說明書之「一個實施例」或「一實施例」或其變化意味著與本實施例相關之特殊特徵部、結構、材料、或特徵之描述係包含於至少一個本發明實施例中，但不表示他們出現於每個實施例中。因此，遍及本說明書許多地方所出現如「於一個實施例中」或「於一實施例中」一詞未必指涉本發明相同之實施例。再者，特殊特徵部、結構、物質、或特徵可以任何適當方式結合在一或多個實施例中。
儘管如此，吾人應明白，儘管說明發明本質之一般概念，包含於敘述中之特徵亦為發明本質。
現在參考圖示，其中於數個圖示裡相同的參考數字表示相似或相對應之部位，圖1A根據一實施例顯示一電漿處理系統100。電漿處理系統100可包含一乾式電漿蝕刻系統或一電漿輔助沈積系統。
電漿處理系統100包含一處理室110，其用來界定一處理空間115。處理室110包含一基板支架120，其用來支撐一基板125。於其中，於處理空間115中將基板125暴露於電漿或處理化學品。再者，電漿處理系統100包含一耦合至處理室110之電漿源130，而其係用來於處理空間115中形成電漿。電漿源130包含一表面波電漿(SWP)源，如一輻射線槽型天線(RLSA)，將於下討論之。
如於圖1A中所見，電漿處理系統100包含一耦合至處理室110之氣體供應系統135，而其係用來將處理氣體導入處理空間115。在乾式電漿蝕刻期間，處理氣體可包含一蝕刻劑、一鈍化劑、或一惰性氣體、或其二或多個組合。舉例而言，若電漿蝕刻一介電膜(如氧化矽(SiOx )或氮化矽(Six Ny ))，電漿蝕刻氣體成分通常包含一碳氟系化學品(Cx Fy )(如C4 F8 、C5 F8 、C3 F6 、C4 F6 、CF4 等之中至少一種)，及/或可能包含一碳氫氟系化學品(Cx Hy Fz )(如CHF3 ，CH2 F2 等之中至少一種)，且可具有惰性氣體、氧氣、CO或CO2 之中至少一種。此外，舉例而言，若蝕刻多晶矽(polysilicon)，電漿蝕刻氣體成分通常包含一含鹵素氣體(如HBr、Cl2 、NF3 、或SF6 或其二或多個組合)，且可包含碳氫氟系化學品(Cx Hy Fz )(如CHF3 ，CH2 F2 等之中至少一種)，及惰性氣體、氧氣、CO或CO2 或其二或多個組合中至少一種。在電漿輔助沈積期間，處理氣體可包含一成膜前導物、一還原氣體、或一惰性氣體、或其二或多個組合。
再者，電漿處理系統100包含一耦合至處理室110之泵系統180，且其係用來排空處理室110，亦控制處理室110內之壓力。任意地，電漿處理系統100更包含一控制系統190，其耦合至處理室110、基板支架120、電漿源130、氣體供應系統135、及泵系統180。控制系統190可用來執行一製程配方，該製程配方係用以於電漿處理系統100中施行蝕刻製程及沈積製程至少一種。
仍然參考至圖1A，電漿處理系統100可用來加工200 mm基板、300 mm基板、或較大尺寸之基板。事實上，如由習知本項技藝者所明白，吾人考慮到電漿處理系統可用來加工基板、晶圓、或LCD而不論其尺寸。因此，儘管本發明實施樣態將敘述關於一半導體基板之處理，本發明並未完全受限於此。
如上述，處理室110係用來協助於處理空間115中生成電漿，並於鄰近基板125表面之處理空間115中產生處理化學品。舉例而言，於一蝕刻製程中，處理氣體可包含由分子所組成之成分，此成分解離時易與基板表面上將被蝕刻之物質反應。舉例而言，電漿一於處理空間115中形成，加熱電子可與處理氣體中之分子碰撞造成解離，而形成具反應性的自由基用以施行蝕刻製程。
現在參考圖1B，根據另一實施例顯示一電漿處理系統100’。電漿處理系統100’包含一處理室110’，處理室110’具有一用來界定電漿空間116之上部處理室112(即，一第一處理室部)，及一用來界定處理空間118之下部處理室114(即，一第二處理室部)。於下部處理室114中，處理室110’包含一用來支撐基板125之基板支架120。於其中，於處理空間118中將基板125暴露至處理化學品。再者，電漿處理系統100’包含一耦合至上部處理室112之電漿源130，而其用來於電漿空間116中形成電漿。電漿源130包含一表面波電漿(SWP)源，如一輻射線槽型天線(RLSA)，其將於下討論。
如於圖1B中所視，電漿處理系統100’包含一耦合至上部處理室112與下部處理室114之氣體注入柵極140，而其位於電漿空間116與處理空間118之間。儘管圖1B顯示氣體注入柵極140位於中心而將處理室分隔為上部處理室112與下部處理室114之大小實質相等，本發明未限於此構造。舉例而言，氣體注入柵極140可位於離基板125之上部表面200 mm以內之處，而氣體注入柵極140最好設置在離基板125之上部表面約10 mm至約150 mm之範圍內。
於圖1B之實施例中，將上部處理室112與下部處理室114分隔之氣體注入柵極140，其係用來將第一氣體142導入電漿空間116用以形成電漿，與將第二氣體144導入處理空間118用以形成處理化學品。然而，未必需要藉由氣體注入柵極140將第一與第二氣體142、144導入至其各自的處理室部。舉例而言，電漿源130可用來將第一氣體142供應至電漿空間116。更一般言之，氣體注入柵極140可能未供應氣體至處理室110’，或其可能供應第一與第二氣體142、144之一或兩者。
於圖1B之實施例中，一耦合至氣體注入柵極140之第一氣體供應系統150係用來供應第一氣體142。再者，一耦合至氣體注入柵極140之第二氣體供應系統160係用來供應第二氣體144。可使用一控溫系統170控制氣體注入柵極140之溫度，且可使用一偏壓控制系統175控制氣體注入柵極140之電位。
再者，電漿處理系統100’包含一耦合至處理室110’之泵系統180，且其係用來排空處理室110’亦控制處理室110’內之壓力。任意地，電漿處理系統100’更包含一控制系統190，其耦合至處理室110’、基板支架120、電漿源130、氣體注入柵極140、第一氣體供應系統150、第二氣體供應系統160、控溫系統170、偏壓控制系統175、與泵系統180。控制系統190可用來執行一製程配方，該製程配方係用以於電漿處理系統100’中施行蝕刻製程及沈積製程至少一種。
仍然參考至圖1B，電漿處理系統100’可用來加工200 mm基板、300 mm基板、或較大尺寸之基板。事實上，如由習知本項技藝者所明白，吾人考慮到電漿處理系統可用來加工基板、晶圓、或LCD而不論其尺寸。因此，儘管本發明實施樣態將敘述關於一半導體基板之處理，本發明並未完全受限於此。
如上述，處理室110’係用來協助電漿於電漿空間116中生成，並於鄰近基板125表面之處理空間118中產生處理化學品。導入至電漿空間116之第一氣體142包含一電漿形成氣體，或一可離子化之氣體或氣體混合物。第一氣體142可包含一惰性氣體，如稀有氣體。導入至處理空間118之第二氣體144包含一處理氣體或處理氣體混合物。舉例而言，於一蝕刻製程中，處理氣體可包含由分子所組成之成分，此成分解離時易與基板表面上將被蝕刻之物質反應。電漿一於電漿空間116中形成，某些電漿可經由氣體注入柵極140擴散至處理空間118中。舉例而言，已擴散至處理空間118中之加熱電子可與處理氣體中之分子碰撞造成解離，而形成具反應性的自由基用以施行蝕刻製程。
如顯示於圖1B之示範的電漿處理系統100’中，分開電漿與處理空間可提供優於習知之電漿處理系統之改善的製程控制。具體言之，舉例而言，如上述使用一氣體注入柵極140可影響於電漿空間116中稠密且低(至中)溫(即，電子溫度Te )之電漿的形成，同時於處理空間118中產生一較不稠密較低溫之電漿。於此情況下，有關第一與第二氣體分開注入方式更可減少第二氣體(其係用來形成處理化學品)中由分子所組成之成份之解離，此方式對於基板表面之處理提供較佳控制。
此外，顯示於圖1B之示範的電漿處理系統100’之結構，其可藉由避免處理氣體進入電漿空間116而減少對處理室元件之損害(如電漿源130)。舉例而言，當將一惰性氣體(即，第一氣體142)(如氬(Ar))導入電漿空間116時，形成電漿並加熱中性Ar原子。加熱之Ar中性原子經由氣體注入柵極140向下擴散，而進入近基板125之較冷之處理空間(例如，較低溫電漿區)。此Ar中性氣體擴散建構一流入處理空間118之氣流，其可減少或消除處理氣體(即，第二氣體144)中分子成分之逆擴散。
更甚者，顯示於圖1B之示範的電漿處理系統100’之結構，其更可減少由離子與電子與基板125反應所造成之基板損害。特別是，使電子與離子經由氣體注入柵極140擴散至處理空間118，其相對於上述圖1A之處理系統100於此空間中提供較少之電子與離子。此外，許多這些電子及離子釋放其能量以供處理氣體解離。因此，更少量之電子與離子得以與基板125反應並對其造成損害，此對於低溫製程尤其重要，因為無法以所需之製程溫度對基板125之損害執行回火。
現在參考圖2，根據一實施例提供一SWP源230之示意圖。SWP源230包含一電磁(EM)波發射器232，其藉由於一鄰近電漿之EM波發射器232之電漿表面260上產生一表面波，以將EM能以一所需EM波模態耦合至電漿。再者，SWP源230包含一耦合至EM波發射器232之功率耦合系統290，且其用來將EM能提供至EM波發射器232以形成電漿。
EM波發射器232包含一微波發射器，其用來向處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)輻射微波功率。EM波發射器232係經由共軸饋入部238耦合至功率耦合系統290，且微波能量係穿過共軸饋入部238而輸送。功率耦合系統290包含一微波源292，如一2.45 GHz微波電源。引導由微波源292所產生之微波穿過一導波管294至一隔離器296，用以吸收反射回微波源292之微波能。之後，經由一共軸轉換器298將微波能轉換為一共軸TEM(橫向電磁)模態。可利用一調諧器用以匹配阻抗並改善功率輸送。微波能係經由共軸饋入部238耦合至EM波發射器232，其中另一模態變化於共軸饋入部238中發生，其從TEM模態轉變成TM(橫向磁場)模態。關於共軸饋入部238與EM波發射器232之設計，其額外的細節可於US專利第5,024,716號，標題為「用於蝕刻、灰化、及成膜之電漿處理設備」中尋得；其整體內容於此係為參考用途。
現在參考圖3與4，根據一實施例分別提供EM波發射器232之簡單剖面圖與底視圖。如顯示於圖3中，EM波發射器232包含共軸饋入部238，共軸饋入部238具有一內導體240、一外導體242、及絕緣體241、及一槽型天線246，此槽型天線246具有多個槽孔248耦合於內導體240與外導體242之間。多個槽孔248允許EM能從一於槽型天線246之上之第一區域耦合至一於槽型天線246之下之第二區域。EM波發射器232更包含一慢波板244及一諧振器板250。
槽孔248之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中所形成之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線246可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖3中所示，EM波發射器232可包含一流體通道256，其用來使一控溫流體流動以控制EM波發射器232之溫度。儘管未顯示，EM波發射器232更可用來將一處理氣體穿過電漿表面260導入至電漿。
仍然參考至圖3，可將EM波發射器232耦合至一電漿處理系統之上部處理室，其中可使用一密封裝置254於上部處理室壁252與EM波發射器232之間形成一真空密封。密封裝置254可包含一彈性O環；然而，亦可使用其他為人熟知之密封機制。
一般而言，共軸饋入部238之內導體240與外導體242包含一導電物質(如金屬)，而慢波板244與諧振器板250包含一介電物質。在後者中，慢波板244與諧振器板250最好是包含相同物質；然而，可使用不同的物質。選擇製造慢波板244與諧振器板250之物質以降低傳播電磁(EM)波之波長(相對於相應之自由空間波長)，且選擇慢波板244與諧振器板250之大小以確保形成駐波，其有效用以向處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)輻射EM能。
慢波板244與諧振器板250可由介電物質製造，包含含矽物質如石英(二氧化矽)，或一高介電常數(高k)物質。舉例而言，高k物質可具有大於4之介電常數值。特別是，若運用電漿處理系統於蝕刻製程應用，就與蝕刻製程之適合性而言通常選擇石英。
舉例而言，高k物質可包含本質晶矽(intrinsic crystal silicon)、氧化鋁陶瓷(alumina ceramic)、氮化鋁、及藍寶石(sapphire)。然而，可使用其他高k物質。此外，可根據特定的製程之參數選擇特定的高k物質。舉例而言，若諧振器板250係由本質晶矽製造，在溫度為45 ℃下電漿頻率超過2.45 GHz。因此，本質晶矽適用於低溫製程(即，低於45℃)。對高溫製程而言，諧振器板250可由氧化鋁(Al2 O3 )或藍寶石製造。
如上述，發明者觀察到電漿均勻度與電漿穩定度仍為關於實際應用SWP源之挑戰。對後者而言，當電漿參數偏移，於諧振器板與電漿之界面(即，於電漿表面260)之駐波可能易於模態跳動(mode jump)。
如於圖3與4所示，根據一個實施例製造EM波發射器232，EM波發射器232具有形成於電漿表面260中之第一凹部構造262，與形成於電漿表面260中之第二凹部構造264。
第一凹部構造262可包含多個第一凹槽。於第一凹部構造262中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面260內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第一凹部構造262中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈262可包含以第一尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造264可包含多個凹槽。於第二凹部構造264中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面260內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造264中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈264可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。第一凹部構造262中之凹槽之第一尺寸可與或不與第二凹部構造264中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
如於圖3與4中所示，諧振器板250包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板250上之電漿表面260包含一平板表面266，其中第一凹部構造262與第二凹部構造264形成於內。或者，諧振器板250包含任意幾何。於其中，電漿表面260可包含一非平板表面，其中第一凹部構造與第二凹部構造形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板250中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板250之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造262可包含多個第一圓柱狀凹槽，其中多個第一圓柱狀凹槽各者具有第一深度及第一直徑之特徵。如於圖4中所示，第一凹部構造262係位於電漿表面260之外部區域附近。
第一直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一直徑可為約半個有效波長(λ/2)，而介於板厚度與第一深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一直徑範圍可從約25 mm至約35 mm，而介於板厚度與第一深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一直徑及/或第一深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造262中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面260間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造264可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖4中所顯示，第二凹部構造264係位於電漿表面260之內部區域附近。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造264中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區(surface transition)較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面260間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
再次參考圖4，提供一說明於圖3中之EM波發射器232之底視圖。如可透視諧振器板250看見槽型天線246般，描繪槽型天線246中之多個槽孔248。如於圖4中所示，多個槽孔248可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而，於多個槽孔248中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個槽孔248中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造262係實質地與多個槽孔248中之第一槽孔配置對正。於其中，至少一個第一凹部構造262之凹槽與一或多個槽孔248對正。第二凹部構造264部分地與多個槽孔248中之第二槽孔配置對正，或未與多個槽孔248中之第二槽孔配置對正。如圖4中所示，第二凹部構造264未與多個槽孔248中之第二槽孔配置對正。
因此，發明者已觀察到第一凹部構造262在電漿生成中佔主要的地位，且於整個耦合至EM波發射器232之功率範圍，及鄰近電漿表面260形成電漿之空間中之壓力範圍中，顯現出一相對「全亮度(full bright)」輝光。再者，發明者已觀察到第二凹部構造264多變地促成電漿生成，且顯現出從一相對「微暗」輝光到一「明亮」輝光之變化，其取決於功率及/或壓力。除了於相對高功率之情況下，此鄰近平板表面266之區域接收較小功率而通常維持「黯淡」。
此外，發明者已觀察到於低功率情況下形成於第一凹部構造262(即，與多個槽孔248對正)中之電漿係穩定的。經由於這些(較大)波紋附近離子化而形成電漿，並從第一凹部構造262之凹槽流至第二凹部構造264之凹槽(即，未/部分與多個槽孔248對正)。因此，於廣大範圍之功率與壓力之下，這些第一凹部構造262之凹槽附近所形成之電漿係穩定的，因第二凹部構造264之凹槽從第一凹部構造262之凹槽接收「溢流(overflow)」電漿，且補償第一凹部構造262之凹槽附近電漿生成之波動。
為改善控制電漿均勻度，鄰近平板表面266之區域應維持相對「黯淡」，俾使模態圖樣(mode-pattern)產生之風險降低。因此，如於圖4中所描繪，舉例而言，為達到電漿均勻度，第一凹部構造262與第二凹部構造264最理想的配置可為如此：相對多數且與於槽型天線246中之多個槽孔248對正之(第一凹部構造262之)凹槽，與相對多數且未與多個槽孔248對正之(第二凹部構造264之)凹槽係於空間上共同排列。雖然，可選擇凹槽排列以達到電漿均勻度，亦可能需要達到一非均勻電漿，其配合其他製程參數以於一將由電漿加工之基板表面達到均勻處理。
現在參考圖5A與5B，根據另一實施例分別提供EM波發射器332之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器332包含一具電漿表面360之諧振器板350。EM波發射器332更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔348及多個第二槽孔349。多個第一槽孔348與多個第二槽孔349允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板350係位於第二區域。
槽孔348、349之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖5A與5B所示，根據一個實施例製造EM波發射器332，EM波發射器332具有形成於電漿表面360中之第一凹部構造362，與形成於電漿表面360中之第二凹部構造364。
第一凹部構造362可包含多個第一凹槽。於第一凹部構造362中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面360內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第一凹部構造362中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈362可包含以第一尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造364可包含多個凹槽。於第二凹部構造364中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面360內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造364中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈364可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造362中之凹槽之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造364中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
如於圖5A與5B中所示，諧振器板350包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板350上之電漿表面360包含一平板表面366，其中第一凹部構造362與第二凹部構造364形成於內。或者，諧振器板350包含任意幾何。於其中，電漿表面360可包含一非平板表面，其中第一凹部構造362與第二凹部構造364形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板350中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板350之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造362可包含多個第一圓柱狀凹槽，其中多個第一圓柱狀凹槽各者具有第一深度及第一直徑之特徵。如於圖5A中所示，第一凹部構造362係位於電漿表面360之外部區域附近。
第一直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一直徑可為約半個有效波長(λ/2)，而介於板厚度與第一深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一直徑範圍可從約25 mm至約35 mm，而介於板厚度與第一深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一直徑及/或第一深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造362中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面360間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造364可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖5A中所顯示，第二凹部構造364係位於電漿表面360之內部區域附近。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造364中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面360間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板350看見槽型天線般，描繪槽型天線346中之多個第一槽孔348與多個第二槽孔349。如於圖5A中所示，多個第一槽孔348與多個第二槽孔349可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而，於多個第一槽孔348與多個第二槽孔349中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔348與多個第二槽孔349中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造362係實質地與多個第一槽孔348對正。於其中，至少一個第一凹部構造362之凹槽與一或多個槽孔348對正。第二凹部構造364部分地與多個第二槽孔349對正，或未與多個第二槽孔349對正。如圖5A中所示，第二凹部構造364部分地與多個第二槽孔349對正，其中第二凹部構造364有部分直接與一槽孔重疊(例如，槽孔之一部分係直視一凹槽)。
現在參考圖6A與6B，根據另一實施例分別提供EM波發射器432之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器432包含一具電漿表面460之諧振器板450。EM波發射器432更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔448及多個第二槽孔449。多個第一槽孔448與多個第二槽孔449允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板450係位於第二區域。
槽孔448、449之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖6A與6B所示，根據一個實施例製造EM波發射器432，EM波發射器432具有形成於電漿表面460中之第一凹部構造462與形成於電漿表面460中之第二凹部構造464。
第一凹部構造462包含一架部。舉例而言，於第一凹部構造462之架部可包含一任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈462可包含以第一尺寸為特徵之架部(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造464可包含多個凹槽。於第二凹部構造464中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面460內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造464中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈464可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造462中之架部之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造464中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
如於圖6A與圖6B中所示，諧振器板450包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板450上之電漿表面460包含一平板表面466，其中第一凹部構造462與第二凹部構造764形成於內。或者，諧振器板450包含任意幾何。於其中，電漿表面460可包含一非平板表面，其中第一凹部構造462與第二凹部構造464形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板450中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板450之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造462可包含一環狀架部，其中環狀架部具有第一架部深度與第一架部寬度(或第一內部架部半徑與第一外部架部半徑)之特徵。如於圖6A中所示，第一凹部構造462係位於電漿表面460之周邊邊緣。
第一架部寬度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一架部寬度可約為有效波長(λ)，而介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一架部寬度範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一架部寬度範圍可從約55 mm至約65 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一架部寬度及/或第一架部深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造462中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一環狀架部凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一環狀架部凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面460間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造464可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖6A中所示，第二凹部構造464係位於電漿表面460內部區域附近。雖然未顯示，第二凹部構造464可包含一第二架部，如具有第二架部深度與第二架部寬度(或第二內部架部半徑與第二外部架部半徑)特徵之第二環狀架部。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造464中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面460間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板450看見槽型天線般，描繪槽型天線中之多個第一槽孔448與多個第二槽孔449。如於圖6A中所示，多個第一槽孔448與多個第二槽孔449可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而，於多個第一槽孔448與多個第二槽孔449中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔448與多個第二槽孔449中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造462係實質地與多個第一槽孔448對正。第二凹部構造464部分地與多個第二槽孔449對正，或未與多個第二槽孔449對正。如於圖6A中所示，第二凹部構造464部分地與多個第二槽孔449對正，其中第二凹部構造464有部分直接與一槽孔重疊。
現在參考圖7A與7B，根據另一實施例分別提供EM波發射器532之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器532包含一具電漿表面560之諧振器板550。EM波發射器532更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔548及多個第二槽孔549。多個第一槽孔548與多個第二槽孔549允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板550係位於第二區域。
槽孔548、549之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖7A與7B所示，根據一個實施例製造EM波發射器532，EM波發射器532具有形成於電漿表面560中之第一凹部構造562與形成於電漿表面560中之第二凹部構造564。
第一凹部構造562包含一架部。舉例而言，於第一凹部構造562之架部可包含一任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈562可包含以第一尺寸為特徵之架部(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造564可包含多個凹槽。於第二凹部構造564中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面560內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造564中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈564可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造562中之架部之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造564中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
如於圖7A與7B中所示，諧振器板550包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板550上之電漿表面560包含一平板表面566，其中第一凹部構造562與第二凹部構造564形成於內。或者，諧振器板550包含任意幾何。於其中，電漿表面560可包含一非平板表面，其中第一凹部構造與第二凹部構造形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板550中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板550之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造562可包含一環狀架部，其中環狀架部具有第一架部深度與第一架部寬度(或第一內部架部半徑與第一外部架部半徑)之特徵。如於圖7A中所示，第一凹部構造562係位於電漿表面560之周邊邊緣。
第一架部寬度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一架部寬度可約為有效波長(λ)，而介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一架部寬度範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一架部寬度範圍可從約55 mm至約65 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一架部寬度及/或第一架部深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造562中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一環狀架部凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一環狀架部凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面560間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造564可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖7A中所示，第二凹部構造564係位於電漿表面560內部區域附近。雖然未顯示，第二凹部構造564可包含一第二架部，如具有第二架部深度與第二架部寬度(或第二內部架部半徑與第二外部架部半徑)特徵之第二環狀架部。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造564中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面560間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板550看見槽型天線般，描繪槽型天線中之多個第一槽孔548與多個第二槽孔549。如於圖7A中所示，多個第一槽孔548與多個第二槽孔549可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而，於多個第一槽孔548與多個第二槽孔549中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔548與多個第二槽孔549中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造562係實質地與多個第一槽孔548對正。第二凹部構造564與多個第二槽孔549對正、部分地對正、或未對正。如於圖7A中所示，第二凹部構造564係實質地與多個第二槽孔549對正。
現在參考圖8A與8B，根據另一實施例分別提供EM波發射器632之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器632包含一具電漿表面660之諧振器板650。EM波發射器632更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔648與多個第二槽孔649。多個第一槽孔648與多個第二槽孔649允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板650係位於第二區域。
槽孔648、649之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖8A與8B中所示，根據一個實施例製造EM波發射器632，EM波發射器632具有形成於電漿表面660中之第一凹部構造662與形成於電漿表面660中之第二凹部構造664。
第一凹部構造662可包含一架部。舉例而言，於第一凹部構造662之架部可包含一任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈662可包含以第一尺寸為特徵之架部(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造664可包含多個凹槽。於第二凹部構造664中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面660內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造664中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈664可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造662中之架部之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造664中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
如於圖8A與8B中所示，諧振器板650包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板650上之電漿表面660包含一平板表面666，其中第一凹部構造662與第二凹部構造664形成於內。或者，諧振器板650包含任意幾何。於其中，電漿表面660可包含一非平板表面，其中第一凹部構造與第二凹部構造形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凹面、或其組合。
於諧振器板650中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板650之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造662可包含一環狀架部，其中環狀架部具有第一架部深度與第一架部寬度(或第一內部架部半徑與第一外部架部半徑)之特徵。如於圖8A中所示，第一凹部構造662係位於電漿表面660之周邊邊緣。
第一架部寬度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一架部寬度可約為有效波長(λ)，而介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一架部寬度範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第一架部深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一架部寬度範圍可從約55 mm至約65 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一架部寬度及/或第一架部深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造662中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一環狀架部凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一環狀架部凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面660間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造664可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖8A中所示，第二凹部構造664係位於電漿表面660內部區域附近。雖然未顯示，第二凹部構造664可包含一第二架部，如具有第二架部深度與第二架部寬度(或第二內部架部半徑與第二外部架部半徑)特徵之第二環狀架部。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造664中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面660間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板650看見槽型天線般，描繪槽型天線中之多個第一槽孔648與多個第二槽孔649。如於圖8A中所示，多個第一槽孔648與多個第二槽孔649可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而於多個第一槽孔648與多個第二槽孔649中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔648與多個第二槽孔649中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造662係實質地與多個第一槽孔648對正。第二凹部構造664與多個第二槽孔649部分地對正、或未對正。如於圖8A中所示，第二凹部構造664係部份地與多個第二槽孔649對正，其中第二凹部構造664與槽孔不具有直接重疊。
現在參考圖9A與9B，根據另一實施例分別提供EM波發射器732之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器732包含一具電漿表面760之諧振器板750。EM波發射器732更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔748與多個第二槽孔749。多個第一槽孔748與多個第二槽孔749允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板750係位於第二區域。
槽孔748、749之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖9A與9B中所示，根據一個實施例製造EM波發射器732，EM波發射器732具有形成於電漿表面760中之第一凹部構造762與形成於電漿表面760中之第二凹部構造764。然而，於另一實施例中，未包含第二凹部構造764。如於圖9C與9D中所示，描繪一具有電漿表面760’之EM波發射器732’，其未包含第二凹部構造764。
第一凹部構造762可包含一導槽。舉例而言，於第一凹部構造762中之導槽可包含任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈762可包含以第一尺寸為特徵之導槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造764可包含多個凹槽。於第二凹部構造764中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面760內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造764中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈764可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造762中之導槽之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造764中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
如於圖9A與9B中所示，諧振器板750包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板750上之電漿表面760包含一平板表面766，其中第一凹部構造762與第二凹部構造764形成於內。或者，諧振器板750包含任意幾何。於其中，電漿表面760可包含一非平板表面，其中第一凹部構造與第二凹部構造形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板750中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板750之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造762可包含一環狀導槽，其中環狀導槽具有第一導槽深度與第一導槽寬度(或第一內部導槽半徑與第一外部導槽半徑)之特徵。如於圖9A中所示，第一凹部構造762係位於電漿表面760之周邊邊緣。
第一導槽寬度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一導槽寬度可約為有效波長(λ)，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一導槽寬度範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一導槽寬度範圍可從約55 mm至約65 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一導槽寬度及/或第一導槽深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造762中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一環狀導槽凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一環狀導槽凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面760間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造764可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖9A中所示，第二凹部構造764係位於電漿表面760內部區域附近。雖然未顯示，第二凹部構造764可包含一第二導槽，如具有第二導槽深度與第二導槽寬度(或第二內部導槽半徑與第二導槽半徑)特徵之第二環狀導槽。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造764中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面760間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板750看見槽型天線般，描繪槽型天線中之多個第一槽孔748與多個第二槽孔749。如於圖9A中所示，多個第一槽孔748與多個第二槽孔749可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而於多個第一槽孔748與多個第二槽孔749中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔748與多個第二槽孔749中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造762係實質地與多個第一槽孔748對正。第二凹部構造764部分地與多個第二槽孔749對正、或未與多個第二槽孔749對正。如於圖9A中所示，第二凹部構造764係部份地與多個第二槽孔749對正，其中第二凹部構造764有部分與槽孔直接重疊。
如於圖9E中所示，提供一EM波發射器732之底視圖，其中已相對諧振器板750旋轉槽型天線。原始的槽型天線之定向(包含多個第一槽孔748與多個第二槽孔749)係以實線繪製。旋轉之槽型天線之定向(包含多個第一槽孔748’與多個第二槽孔749’)係以虛線繪製(為說明用意，將顯示多個第一槽孔748’，其稍微不與原始之多個第一槽孔列748對正)。為調整電漿均勻度及/或電漿穩定度，可改變槽型天線相對於諧振器板750(包含第一凹部構造762與第二凹部構造764)之定向(即，旋度)。舉例而言，於原始排列中，多個第一槽孔748與第一凹部構造762對正，而多個第二槽孔749與第二凹部構造764對正。此外，舉例而言，於旋轉之排列中，多個第一槽孔748’與第一凹部構造762對正，而多個第二槽孔749’未與第二凹部構造764對正。
現在參考圖10A與10B，根據另一實施例分別提供EM波發射器832之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器832包含一具電漿表面860之諧振器板850。EM波發射器832更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔848與多個第二槽孔849。多個第一槽孔848與多個第二槽孔849允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板850係位於第二區域。
槽孔848、849之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖10A與10B中所示，根據一個實施例製造EM波發射器832，EM波發射器832具有形成於電漿表面860中之第一凹部構造862與形成於電漿表面860中之第二凹部構造864。
第一凹部構造862可包含一導槽。舉例而言，於第一凹部構造862中之導槽可包含任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈862可包含以第一尺寸為特徵之導槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造864可包含多個凹槽。於第二凹部構造864中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面860內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造864中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈864可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造862中之導槽之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造864中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
如於圖10A與10B中所示，諧振器板850包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板850上之電漿表面860包含一平板表面866，其中第一凹部構造862與第二凹部構造864形成於內。或者，諧振器板850包含任意幾何。於其中，電漿表面860可包含一非平板表面，其中第一凹部構造與第二凹部構造形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板850中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板850之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造862可包含一環狀導槽，其中環狀導槽具有第一導槽深度與第一導槽寬度(或第一內部導槽半徑與第一外部導槽半徑)之特徵。如於圖10A中所示，第一凹部構造862係位於電漿表面860之周邊邊緣。
第一導槽寬度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一導槽寬度可約為有效波長(λ)，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一導槽寬度範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一導槽寬度範圍可從約55 mm至約65 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一導槽寬度及/或第一導槽深度可為一小部分之板厚度。
此外，第一凹部構造862可包含形成於第一環狀導槽底部之多個第三圓柱狀凹槽863，其中多個第三圓柱狀凹槽各者可具有第三深度與第三直徑之特徵。或者，環狀導槽可為環狀架部，於內多個第三圓柱狀凹槽形成於環狀架部底部。又或者，第一凹部構造862可包含一形成於第一環狀導槽底部之第三導槽，其中第三導槽可具有第三導槽深度與第三導槽寬度之特徵。
第三直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第三深度之間之第三差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第三直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第三深度之間之第三差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第三直徑範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第三深度之間之第三差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第三直徑範圍可從約55 mm至約65 mm，而第三差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第三直徑及/或第三深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造862中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一環狀導槽凹槽或圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一環狀導槽凹槽或圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面860間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造864可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖10A中所示，第二凹部構造864係位於電漿表面860之內部區域附近。雖然未顯示，第二凹部構造864可包含一第二導槽，如具有第二導槽深度與第二導槽寬度(或第二內部導槽半徑與第二導槽半徑)特徵之第二環狀導槽。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)，或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造864中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面860間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板850看見槽型天線般，描繪槽型天線中之多個第一槽孔848與多個第二槽孔849。如於圖10A中所示，多個第一槽孔848與多個第二槽孔849可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而，於多個第一槽孔848與多個第二槽孔849中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔848與多個第二槽孔849中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造862係實質地與多個第一槽孔848對正。第二凹部構造864部分地與多個第二槽孔849對正、或未與多個第二槽孔849對正。如於圖10A中所示，第二凹部構造864係部份地與多個第二槽孔849對正，其中第二凹部構造864有部分與槽孔直接重疊。
現在參考圖11A與11B，根據另一實施例分別提供EM波發射器932之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器932包含一具電漿表面960之諧振器板950。EM波發射器932更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔948與多個第二槽孔949。多個第一槽孔948與多個第二槽孔949允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板950係位於第二區域。
槽孔948、949之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖11A與11B中所示，根據一個實施例製造EM波發射器932，EM波發射器932具有形成於電漿表面960中之第一凹部構造962、形成於電漿表面960中之第二凹部構造964、與形成於電漿表面960中之第三凹部構造965。
第一凹部構造962可包含一導槽。舉例而言，第一凹部構造962中之導槽可包含任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈962可包含以第一尺寸為特徵之導槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造964可包含多個凹槽。於第二凹部構造964中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面960內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造964中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈964可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造962中之導槽之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造964中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
第三凹部構造965可包含多個凹槽。於第三凹部構造965中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面960內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第三凹部構造965中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第三凹槽分佈965可包含以第三尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造962中之導槽之第一尺寸可與或不與於第三凹部構造965中之凹槽之第三尺寸相同。例如，第三尺寸可小於第一尺寸及/或第二尺寸。
如於圖11A與11B中所示，諧振器板950包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板950上之電漿表面960包含一平板表面966，其中第一凹部構造962、第二凹部構造964、與第三凹部構造965形成於內。或者，諧振器板950包含任意幾何。於其中，電漿表面960可包含一非平板表面，其中第一凹部構造與第二凹部構造形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板950中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板950之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造962可包含一環狀導槽，其中環狀導槽具有第一導槽深度與第一導槽寬度(或第一內部導槽半徑與第一外部導槽半徑)之特徵。如於圖11A中所示，第一凹部構造962係位於電漿表面960之周邊邊緣。
第一導槽寬度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一導槽寬度可約為有效波長(λ)，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一導槽寬度範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一導槽寬度範圍可從約55 mm至約65 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一導槽寬度及/或第一導槽深度可為一小部分之板厚度。
此外，第一凹部構造962可包含形成於第一環狀導槽底部之多個第四圓柱狀凹槽963，其中多個第四圓柱狀凹槽各者可具有第四深度與第四直徑之特徵。或者，環狀導槽可為環狀架部，於內多個第四圓柱狀凹槽形成於環狀架部底部。又或者，第一凹部構造962可包含一形成於第一環狀導槽底部之第四導槽，其中第四導槽可具有第四導槽深度與第四導槽寬度之特徵。
第四直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第四深度之間之第四差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第四直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第四深度之間之第四差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第四直徑範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第四深度之間之第四差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第四直徑範圍可從約55 mm至約65 mm，而第四差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第四直徑及/或第四深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造962中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一環狀導槽凹槽或圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一環狀導槽凹槽或圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面960間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造964可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如於圖11A中所示，第二凹部構造964係位於電漿表面960之內部區域附近。雖然未顯示，第二凹部構造964可包含一第二導槽，如具有第二導槽深度與第二導槽寬度(或第二內部導槽半徑與第二導槽半徑)特徵之第二環狀導槽。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造964中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面960間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
又如另一範例，第三凹部構造965可包含多個第三圓柱狀凹槽，多個第三圓柱狀凹槽各者具有一第三深度與一第三直徑之特徵。如於圖11A中所示，第三凹部構造965係位於電漿表面960之內部區域附近。雖然未顯示，第三凹部構造965可包含一第三導槽，如一具有第三導槽深度與第三導槽寬度(或第三內部導槽半徑與第三外部導槽半徑)之特徵的第三環狀導槽。
第三直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第三深度之間之第三差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第三直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第三深度之間之第三差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第三直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第三深度之間之第三差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第三直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第三差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第三直徑及/或第三深度可為一小部分之板厚度。
於第三凹部構造965中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面960間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板950看見槽型天線般，描繪槽型天線中之多個第一槽孔948與多個第二槽孔949。如於圖11A中所示，多個第一槽孔948與多個第二槽孔949可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而，於多個第一槽孔948與多個第二槽孔949中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔948與多個第二槽孔949中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造962係實質地與多個第一槽孔948對正。第二凹部構造964部分地與多個第二槽孔949對正、或未與多個第二槽孔949對正。第三凹部構造965未與多個第一槽孔948或多個第二槽孔949對正。如於圖11A中所示，第二凹部構造964係部份地與多個第二槽孔949對正，其中第二凹部構造964與槽孔不具有直接重疊。
如於圖11C中所示，提供一EM波發射器932之底視圖，其中已相對諧振器板950旋轉槽型天線。原始的槽型天線之定向(包含多個第一槽孔948與多個第二槽孔949)係以實線繪製。旋轉之槽型天線之定向(包含多個第一槽孔948’與多個第二槽孔949’)係以虛線繪製(為說明用意，將顯示多個第一槽孔948’稍微不與原始之多個第一槽孔列948對正)。為調整電漿均勻度及/或電漿穩定度，可改變槽型天線相對於諧振器板950(包含第一凹部構造962、第二凹部構造964、與第三凹部構造965)之定向(即，旋轉度)。舉例而言，於原始排列中，多個第一槽孔948與第一凹部構造962對正，而多個第二槽孔949部分地與第二凹部構造964對正。此外，舉例而言，於旋轉之排列中，多個第一槽孔948’與第一凹部構造962對正，而多個第二槽孔949’未與第二凹部構造964對正。
現在參考圖12A與12B，根據另一實施例分別提供EM波發射器1032之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器1032包含一具有電漿表面1060之諧振器板1050。EM波發射器1032更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔1048與多個第二槽孔1049。多個第一槽孔1048與多個第二槽孔1049允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板1050係位於第二區域。
槽孔1048、1049之數量、幾何、尺寸及分佈均為可促成形成於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿的空間均勻度之因子。因此，設計槽型天線可用以控制於處理空間115(視圖1A)或電漿空間116(視圖1B)中之電漿空間均勻度。
如於圖12A與12B中所示，根據一個實施例製造EM波發射器1032，EM波發射器1032具有形成於電漿表面1060中之第一凹部構造1062、形成於電漿表面1060中之第二凹部構造1064、與形成於電漿表面1060中之第三凹部構造1065。
第一凹部構造1062可包含一導槽。舉例而言，於第一凹部構造1062中之導槽可包含任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈1062可包含以第一尺寸為特徵之導槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造1064可包含多個凹槽。於第二凹部構造1064中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面1060內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造1064中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈1064可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造1062中之導槽之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造1064中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
第三凹部構造1065可包含多個凹槽。於第三凹部構造1065中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面1060內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第三凹部構造1065中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第三凹槽分佈1065可包含以第三尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造1062中之導槽之第一尺寸可與或不與於第三凹部構造1065中之凹槽之第三尺寸相同。例如，第三尺寸可小於第一尺寸及/或第二尺寸。
如於圖12A與12B中所示，諧振器板1050包含一具有板直徑與板厚度之介電板。於其中，於諧振器板1050上之電漿表面1060包含一平板表面1066，其中第一凹部構造1062、第二凹部構造1064、與第三凹部構造1065形成於內。或者，諧振器板1050包含任意幾何。於其中，電漿表面1060可包含一非平板表面，其中第一凹部構造與第二凹部構造形成於內(未顯示)。舉例而言，非平板表面可為凹面、凸面、或其組合。
於諧振器板1050中EM能之傳播於給定EM能之頻率及諧振器板1050之介電常數之條件下可具有一有效波長(λ)之特徵。板厚度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)。例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。或者，板厚度可為有效波長之非整數比例(即，非半波長或四分之一波長之整數倍)。又或者，板厚度範圍可從25 mm(公釐)約至約45 mm。
作為一範例，第一凹部構造1062可包含一環狀導槽，其中環狀導槽具有第一導槽深度與第一導槽寬度(或第一內部導槽半徑與第一外部導槽半徑)之特徵。如於圖11A中所示，第一凹部構造1062係位於電漿表面1060之周邊邊緣。
第一導槽寬度可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第一導槽寬度可約為有效波長(λ)，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第一導槽寬度範圍可從約25 mm至約75 mm，而介於板厚度與第一導槽深度之間之第一差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第一導槽寬度範圍可從約55 mm至約65 mm，而第一差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第一導槽寬度及/或第一導槽深度可為一小部分之板厚度。
於第一凹部構造1062中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一環狀導槽凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一環狀導槽凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面1060間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如另一範例，第二凹部構造1064可包含多個第二圓柱狀凹槽，其中多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度及第二直徑之特徵。如圖12A所示，第二凹部構造1064係位於電漿表面1060之內部區域附近。雖然未顯示，第二凹部構造1064可包含一第二導槽，如具有第二導槽深度與第二導槽寬度(或第二內部導槽半徑與第二導槽半徑)特徵之第二環狀導槽。
第二直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第二直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第二直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第二深度之間之第二差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第二直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第二差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第二直徑及/或第二深度可為一小部分之板厚度。
於第二凹部構造1064中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面1060間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
又如另一範例，第三凹部構造1065可包含多個第三圓柱狀凹槽，其中多個第三圓柱狀凹槽各者可具有第三深度與第三直徑之特徵。如於圖12A中所示，第三凹部構造1065係位於電漿表面1060之內部區域附近。雖然未顯示，第三凹部構造1065可包含一第三導槽，如一具有第三導槽深度與第三導槽寬度(或第三內部導槽半徑與第三外部導槽半徑)特徵之第三環狀導槽。
第三直徑可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。此外，介於板厚度與第三深度之間之第三差距可為四分之一波長之整數倍(nλ/4，其中n係一大於零之整數)、或半波長之整數倍(mλ/2，其中m係一大於零之整數)、或有效波長之非整數比例。例如，第三直徑可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)，而介於板厚度與第三深度之間之第三差距可為約半個有效波長(λ/2)或約四分之一有效波長(λ/4)。此外，例如，板厚度可為約半個有效波長(λ/2)或大於半個有效波長(>λ/2)。
或者，第三直徑範圍可從約25 mm(公釐)至約35 mm，而介於板厚度與第三深度之間之第三差距範圍可從約10 mm至約35 mm。又或者，第三直徑範圍可從約30 mm至約35 mm，而第三差距範圍可從約10 mm至約20 mm。又或者，第三直徑及/或第三深度可為一小部分之板厚度。
於第三凹部構造1065中，可利用斜角、外圓角及/或內圓角(即，表面/隅角半徑或斜面)使鄰近表面間之表面過渡區較為平緩。於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與凹槽底面間之隅角設定一表面半徑。此外，於一圓柱狀凹槽中，可於圓柱狀側壁與電漿表面1060間之隅角設定一表面半徑。舉例而言，表面半徑範圍可從約1 mm至約3 mm。
如可透視諧振器板1050看見槽型天線般，描繪槽型天線中之多個第一槽孔1048與多個第二槽孔1049。如於圖12A中所示，多個第一槽孔1048與多個第二槽孔1049可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。然而，於多個第一槽孔1048與多個第二槽孔1049中之槽孔定向可為任意。舉例而言，於多個第一槽孔1048與多個第二槽孔1049中之槽孔定向可依據所預定之圖案，以達成電漿均勻度及/或電漿穩定度。
第一凹部構造1062係實質地與多個第一槽孔1048對正。第二凹部構造1064部分地與多個第二槽孔1049對正、或未與多個第二槽孔1049對正。第三凹部構造1065未與多個第一槽孔1048或多個第二槽孔1049對正。如於圖12A中所示，第二凹部構造1064係部份地與多個第二槽孔1049對正，其中第二凹部構造1064與槽孔不具有直接重疊。
現在參考圖13A與13B，根據又另一實施例提供EM波發射器1132之底視圖與簡單剖面圖。EM波發射器包含一具電漿表面1160之諧振器板1150。EM波發射器更包含一槽型天線，其具有多個第一槽孔1148，且具有任意地多個第二槽孔1149。多個第一槽孔1148與多個第二槽孔1149允許EM能從槽型天線之上之第一區域耦合至槽型天線之下之第二區域，其中諧振器板1150係位於第二區域。
如於圖13A與13B中所示，根據一個實施例製造EM波發射器1132，EM波發射器1132具有形成於電漿表面1160中之第一凹部構造1162與形成於電漿表面1160中之第二凹部構造1164。
第一凹部構造1162可包含一導槽，其具有一梯形或截三角形(frusto-triangular)剖面。然而，舉例而言，於第一凹部構造1162中之導槽可包含任意幾何，包含：圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第一凹槽分佈1162可包含以第一尺寸為特徵之導槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。
第二凹部構造1164可包含多個凹槽。於第二凹部構造1164中之凹槽各者可包含一形成於電漿表面1160內之獨特的壓痕或波紋。舉例而言，於第二凹部構造1164中之凹槽可包含圓柱狀幾何、圓錐狀幾何、截頭圓錐狀幾何、球狀幾何、非球狀幾何、矩形狀幾何、方錐狀幾何、或任何任意形狀。第二凹槽分佈1164可包含以第二尺寸為特徵之凹槽(例如，橫向尺寸(或寬度)，及/或縱向尺寸(或深度))。於第一凹部構造1162中之導槽之第一尺寸可與或不與於第二凹部構造1164中之凹槽之第二尺寸相同。例如，第二尺寸可小於第一尺寸。
於圖3至圖12B之實施例中所敘述之任何一個凹部構造中之凹槽可具有任何一個描述於圖13A與13B中之剖面形狀。
此外，如於圖13A與13B中所示，可製造一具有階梯式配合表面之EM波發射器1132，階梯式配合表面具有第一配合面1152與第二配合面1154。階梯式配合表面可用來與槽型天線耦合。EM波發射器1132可包含一邊緣壁延伸部1156，其位於諧振器板1150之周邊邊緣且用來耦合處理室壁。此外，EM波發射器1132可包含一開口部1158與一氣體通道1159。開口部1158可用來容納固定裝置，用以將穿過EM波發射器1132之內導體之氣體管線固定至諧振器板1150中之氣體通道1159。雖然僅顯示一個氣體通道，可於諧振器板1150中製造額外的氣體通道。此外，雖然氣體通道之形狀係筆直的且具有圓柱狀剖面，其可為任意(例如，螺旋狀具有一任意剖面)。任何一或多個敘述於圖13A與13B中之特徵部可運用於任一敘述於圖3至12B中之實施例。
使用敘述於圖3至13之實施例所提出之設計準則，可設計這些實施例與其組合以生產安定均勻之電漿，用以擴大製程容許度：從壓力2毫托耳至1托耳並將功率提升至5 kW(例如，0.5kW至5kW)。到達基板平面之電子溫度約為1 eV。相對較小之凹槽於相對高壓下較易於放電，而相對較大之凹槽於相對低壓下較易於放電。此外，若相對較大之凹槽飽和，相對較小之凹槽可吸收過量的功率。於這些構造中，可穩定電漿放電同時鎖定及/或解除中性EM模態。因此，於上述識別之製程容許度內可於EM波發射器附近觀察到安定之放電，並於基板平面附近觀察到均勻的電漿特性。
雖然未顯示於圖3至13所提供之實施例任一者中，於凹部構造中之一或多個凹槽可內連接。此外，一凹部構造之一或多個凹槽可與另一凹部構造之一或多個凹槽內連接。舉例而言，一或多個凹槽可以一溝槽(groove)或導槽互連或連結。
現在參考圖14A與14B，提供關於SWP源之範例資料。SWP源包含一具有電漿表面之EM波發射器，此電漿表面係由一具有第一凹部構造、第二凹部構造、與第三凹部構造之平板表面組成。第一凹部構造包含多個位於電漿表面外部區域附近之圓柱狀凹槽。第二凹部構造包含多個位於電漿表面中間半徑區域附近之圓柱狀凹槽。第三凹部構造包含多個位於電漿表面內部區域附近之圓柱狀凹槽。
第一凹部構造係實質地與多個第一槽孔對正，第二凹部構造係部份地與多個第二槽孔對正，而第三凹部構造未與多個第一槽孔或多個第二槽孔對正。多個第一槽孔與多個第二槽孔可成對排列，其中每對槽孔包含一第一槽孔，其垂直定向於一第二槽孔。
如於圖14A與14B中所示，電漿離子密度(ni ，cm-3 )係量測三區域作為電漿空間中位置(z，以mm(公釐)計)的函數，電漿空間從平板表面(標記為「平面(FLAT)」於z=0 mm)延伸至一基板(標記為「基板(SUBSTRATE)」於z=130 mm)。對於凹槽存在之位置而言，此量測延伸至約z=-15 mm(標記為「凹槽(RECESS)」)。第一組資料(空心方塊)係於第一區域中獲得，第一區域係從第二凹部構造之凹槽內(例如，與槽型天線中之槽孔部分地對正)延伸至基板。第二組資料(空心圓)係於第二區域中獲得，第二區域係從第三凹部構造之凹槽內(例如，未與於槽型天線中之槽孔對正)延伸至基板。第三組資料(交叉方塊)係於第三區域中獲得，第三區域係從平板表面延伸至基板。使用朗繆耳探針(Langmuir probe)以完成電漿離子密度之量測。
於圖14A中，於500毫托耳(millitorr)之壓力、2000 W(瓦)之功率、及700 sccm(標準立方公分每分)之流量下獲得三組資料。於圖14B中，於40毫托耳(millitorr)、2000 W(瓦)之功率、及700 sccm(標準立方公分每分)之流量下獲得三組資料。於500 mtorr(圖14A)，隨著探針伸進第二凹部構造與第三凹部構造兩者各別之凹槽中，電漿離子密度增加。於40毫托耳(圖14B)之情況下，隨著探針伸進第二凹部構造之凹槽中離子密度增加，而隨著探針伸進第三凹部構造之凹槽中離子密度減少。
第一凹部構造之凹槽於整個功率範圍及壓力範圍(即，40毫托耳至500毫托耳)顯現出一相對「全亮度」輝光。第二凹部構造之凹槽於整個功率範圍及壓力範圍(即，40毫托耳至500毫托耳)顯現出一相對「明亮」輝光。第三凹部構造之凹槽顯現出從一相對「微暗」輝光至一「明亮」輝光之變化，其取決於功率及壓力(即，40毫托耳至500毫托耳)。在後者中，電漿離子密度(與電漿「亮度(brightness)」)隨著壓力增加而增加，並穩定與第一凹部構造相關之「全亮度」輝光。反之，平板表面之「平面」區域仍是相對「黯淡」，且當量測延伸至電漿空間內電漿離子密度增加。此三組資料於進入電漿空間約30至50 mm之處合併，而接著一致地衰減至基板。
已執行三區域各者之量測與模擬(未顯示)以決定電子溫度(Te )之變化與電子能量機率分佈函數(EEPf )，其作為從電漿表面延伸至基板之電漿空間中位置之函數。電漿之EEPf 從鄰近電漿表面之電漿生成區中之具一電子束分量與一單一的馬克士威分量之特徵之電漿，空間地轉變至鄰近基板之具一電子束分量與一雙馬克士威分量之特徵之電漿、具一雙馬克士威分量之特徵之電漿、具一單一馬克士威分量之特徵之電漿。對所有三區域而言，電漿轉變至一靜態電漿，其具有以低電子溫度為特徵之單一馬克士威分量。
雖然僅數個本發明之實施例詳述於上，習知本項技藝者將輕易地瞭解到可於實施例中執行多種修改而未實質上脫離本發明新穎之教示與優勢。因此，所有上述之修改應包含於本發明之範疇內。
100、100’．．．電漿處理系統
110、110’．．．處理室
112．．．上部處理室
114．．．下部處理室
115、118．．．處理空間
116．．．電漿空間
120．．．基板支架
125．．．基板
130．．．電漿源
135．．．氣體供應系統
140．．．氣體注入柵極
142．．．第一氣體
144．．．第二氣體
150．．．第一氣體供應系統
160．．．第二氣體供應系統
170．．．控溫系統
175．．．偏壓控制系統
180．．．泵系統
190．．．控制系統
230．．．SWP源
232、332、432、532、632、732、732’、832、932、1032、1132．．．電磁波發射器
238．．．共軸饋入部
240．．．內導體
241．．．絕緣體
242．．．外導體
244．．．慢波板
246．．．槽型天線
248．．．槽孔
250．．．諧振器板
252．．．上部處理室壁
254．．．密封裝置
256．．．流體通道
260．．．電漿表面
262、362、462、562、662、762、762’、862、962、962’、1062、1162．．．第一凹部構造
264、364、464、564、664、764、864、964、1064、1164．．．第二凹部構造
266、366、466、566、666、766、866、966、1066．．．平板表面
290．．．功率耦合系統
292．．．微波源
294‧‧‧導波管
296‧‧‧隔離器
298‧‧‧共軸轉換器
348、448、548、648、748、748’、848、948、948’、1048、1148‧‧‧第一槽孔
349、449、549、649、749、749’、849、949、949’、1049、1149‧‧‧第二槽孔
350、450、550、650、750、850、950、1050、1150‧‧‧諧振器板
360、460、560、660、760、760’、860、960、1060、1160‧‧‧電漿表面
863‧‧‧第三圓柱狀凹槽
963‧‧‧第四圓柱狀凹槽
965、1065‧‧‧第三凹部構造
1152‧‧‧第一配合面
1154‧‧‧第二配合面
1156‧‧‧邊緣壁延伸部
1158‧‧‧開口部
1159‧‧‧氣體通道
於所附圖示中：
圖1A根據一實施例呈現一電漿處理系統之簡化的示意圖；
圖1B根據另一實施例呈現一電漿處理系統之簡化的示意圖；
圖2依據一實施例呈現一表面波電漿(SWP)源之簡化的示意圖，此SWP源可用於描繪於圖1A與1B中之電漿處理系統；
圖3根據一實施例呈現一電磁(EM)波發射器之簡單剖面圖；
圖4提供一描繪於圖3中之EM波發射器之底視圖；
圖5A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖5B呈現一描繪於圖5A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖6A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖6B呈現一描繪於圖6A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖7A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖7B呈現一描繪於圖7A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖8A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖8B呈現一描繪於圖8A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖9A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖9B呈現一描繪於圖9A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖9C根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖9D呈現一描繪於圖9C中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖9D呈現一描繪於圖9C中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖9E根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖10A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖10B呈現一描繪於圖10A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖11A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖11B呈現一描繪於圖11A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖11C根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖12A根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖12B呈現一描繪於圖12A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；
圖13A再根據另一實施例提供一EM波發射器之底視圖；
圖13B呈現一描繪於圖13A中部分EM波發射器之簡單剖面圖；及
圖14A與14B提供關於一SWP源之示範資料。
232．．．電磁波發射器
238．．．共軸饋入部
240．．．內導體
241．．．絕緣體
242．．．外導體
244．．．慢波板
246．．．槽型天線
248．．．槽孔
250．．．諧振器板
252．．．上部處理室壁
254．．．密封裝置
256．．．流體通道
260．．．電漿表面
262．．．第一凹部構造
264．．．第二凹部構造
266．．．平板表面

Claims (14)

  1. 一種表面波電漿(SWP)源，包含：一電磁(EM)波發射器，其藉由在鄰近電漿之該EM波發射器之一電漿表面上產生一表面波，將EM能以一所需EM波模態耦合至該電漿，該EM波發射器包含：一槽型天線，該槽型天線具有多個穿過該槽型天線而形成之槽孔，該槽孔係用來將該EM能從該槽型天線之上之第一區域耦合至該槽型天線之下之第二區域；一諧振器板，其位於該第二區域並具有該諧振器板之下表面，該下表面包含該EM波發射器之該電漿表面，其中該諧振器板包含一介電板，該介電板具有一板直徑及一板厚度；一第一凹部構造，其形成於該電漿表面中，該第一凹部構造係實質地與該多個槽孔中之第一槽孔配置對正，其中該第一凹部構造包含：多個第一圓柱狀凹槽，該多個第一圓柱狀凹槽各者具有第一深度與第一直徑之特徵；或一第一環狀架部，該第一環狀架部具有第一架部深度與第一架部寬度之特徵；或一第一環狀導槽，該第一環狀導槽具有第一導槽深度、第一內部導槽半徑、與第一外部導槽半徑之特徵；或其二或多個之組合；一第二凹部構造，其形成於該電漿表面中，該第二凹部構造係部份地與該多個槽孔中之第二槽孔配置對正，或未與該多個槽孔中之第二槽孔配置對正，其中該第二凹部構造包含：多個第二圓柱狀凹槽，該多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度與第二直徑之特徵；或一第二環狀架部，該第二環狀架部具有第二架部深度與第二架部寬度之特徵；或一第二環狀導槽，該第二環狀導槽具有第二導槽深度、第二內部導槽半徑、與第二外部導槽半徑之特徵；或 其二或多個之組合；及一功率耦合系統，其耦合至該EM波發射器且用來將該EM能提供至該EM波發射器以形成該電漿，其中該EM能包含於該諧振器板中傳播之一有效波長(λ)，且其中：該第一直徑係約半個該有效波長(λ/2)；該第二直徑係約半個該有效波長(λ/2)或約四分之一該有效波長(λ/4)；介於該板厚度與該第一深度、該第一架部深度、或該第一導槽深度間之第一差距係約半個該有效波長(λ/2)或約四分之一該有效波長(λ/4)；及介於該板厚度與該第二深度、該第二架部深度、或該第二導槽深度間之第二差距係約半個該有效波長(λ/2)或約四分之一該有效波長(λ/4)。
  2. 如申請專利範圍第1項之SWP源，其中：該EM波發射器包含一共軸饋入部，其用以將EM能從該功率耦合系統耦合至該EM波發射器，且該槽型天線包含耦合至該共軸饋入部之內導體之一端，及耦合至該共軸饋入部之外導體之另一端。
  3. 如申請專利範圍第1項之SWP源，其中該EM波發射器更包含：一慢波板，其位於該第一區域且用以相對於自由空間中之該EM能之波長而降低該EM能之有效波長。
  4. 如申請專利範圍第3項之SWP源，其中該慢波板與該諧振器板各者實質上由石英或一高介電常數(高k)物質構成，該高介電常數物質具有一大於4之介電常數值。
  5. 如申請專利範圍第2項之SWP源，其中該功率耦合系統包 含：一微波源，其用來產生2.45GHz之微波能；一導波管，其耦合至該微波源之出口；一隔離器，其耦合至該導波管且用來避免微波能傳播回到該微波源；及一共軸轉換器，其耦合至該隔離器且用來將該微波能耦合至該共軸饋入部。
  6. 如申請專利範圍第1項之SWP源，其中該多個槽孔係成對排列，而其中該對槽孔各者包含一第一槽孔垂直定向於一第二槽孔。
  7. 如申請專利範圍第1項之SWP源，其中該第一凹部構造係位於該電漿表面之外部區域附近。
  8. 如申請專利範圍第1項之SWP源，其中該第二凹部構造係位於該電漿表面之內部區域附近。
  9. 如申請專利範圍第1項之SWP源，其中該板厚度係約半個該有效波長(λ/2)。
  10. 如申請專利範圍第1項之SWP源，更包含：多個第三圓柱狀凹槽，其形成於該第一環狀架部之底部或該第一環狀導槽之底部，該多個第三圓柱狀凹槽各者具有第三深度與第三直徑之特徵。
  11. 如申請專利範圍第10項之SWP源，且其中介於該板厚度與該第三深度間之第三差距係約四分之一該有效波長(λ/4)。
  12. 一種表面波電漿(SWP)源，包含： 一電磁(EM)波發射器，其藉由在鄰近電漿之該EM波發射器之一電漿表面上產生一表面波，將EM能以一所需EM波模態耦合至該電漿，該EM波發射器包含：一槽型天線，該槽型天線具有多個穿過該槽型天線而形成之槽孔，該槽孔係用來將該EM能從該槽型天線之上之第一區域耦合至該槽型天線之下之第二區域；一諧振器板，其位於該第二區域並具有該諧振器板之下表面，該下表面包含該EM波發射器之該電漿表面，其中該諧振器板包含一介電板，該介電板具有一板直徑及一板厚度；一第一凹部構造，其形成於該電漿表面中，該第一凹部構造係實質地與該多個槽孔中之第一槽孔配置對正，其中該第一凹部構造包含：多個第一圓柱狀凹槽，該多個第一圓柱狀凹槽各者具有第一深度與第一直徑之特徵；或一第一環狀架部，該第一環狀架部具有第一架部深度與第一架部寬度之特徵；或一第一環狀導槽，該第一環狀導槽具有第一導槽深度、第一內部導槽半徑、與第一外部導槽半徑之特徵；或其二或多個之組合；一第二凹部構造，其形成於該電漿表面中，該第二凹部構造係部份地與該多個槽孔中之第二槽孔配置對正，或未與該多個槽孔中之第二槽孔配置對正，其中該第二凹部構造包含：多個第二圓柱狀凹槽，該多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度與第二直徑之特徵；或一第二環狀架部，該第二環狀架部具有第二架部深度與第二架部寬度之特徵；或一第二環狀導槽，該第二環狀導槽具有第二導槽深度、第二內部導槽半徑、與第二外部導槽半徑之特徵；或其二或多個之組合；及 一功率耦合系統，其耦合至該EM波發射器且用來將該EM能提供至該EM波發射器以形成該電漿，其中：該板厚度範圍從約25mm至約45mm，該第一直徑範圍從約25mm至約35mm，該第二直徑範圍從約25mm至約35mm，介於該板厚度與該第一深度、該第一架部深度、或該第一導槽深度間之第一差距範圍從約10mm至約35mm，及介於該板厚度與該第二深度、該第二架部深度、或該第二導槽深度間之第二差距範圍從約10mm至約35mm。
  13. 如申請專利範圍第12項之SWP源，其中該第二直徑係小於該第一直徑。
  14. 一種表面波電漿(SWP)源，包含：一電磁(EM)波發射器，其藉由在鄰近電漿之該EM波發射器之一電漿表面上產生一表面波，將EM能以一所需EM波模態耦合至該電漿，該EM波發射器包含：一槽型天線，該槽型天線具有多個穿過該槽型天線而形成之槽孔，該槽孔係用來將該EM能從該槽型天線之上之第一區域耦合至該槽型天線之下之第二區域；一諧振器板，其位於該第二區域並具有該諧振器板之下表面，該下表面包含該EM波發射器之該電漿表面，其中該諧振器板包含一介電板，該介電板具有一板直徑及一板厚度；一第一凹部構造，其形成於該電漿表面中，該第一凹部構造係實質地與該多個槽孔中之第一槽孔配置對正，其中該第一凹部構造包含：多個第一圓柱狀凹槽，該多個第一圓柱狀凹槽各者具有第一深度與第一直徑之特徵；或一第一環狀架部，該第一環狀架部具有第一架部深度與第一架部寬度之特徵；或 一第一環狀導槽，該第一環狀導槽具有第一導槽深度、第一內部導槽半徑、與第一外部導槽半徑之特徵；或其二或多個之組合；一第二凹部構造，其形成於該電漿表面中，該第二凹部構造係部份地與該多個槽孔中之第二槽孔配置對正，或未與該多個槽孔中之第二槽孔配置對正，其中該第二凹部構造包含：多個第二圓柱狀凹槽，該多個第二圓柱狀凹槽各者具有第二深度與第二直徑之特徵；或一第二環狀架部，該第二環狀架部具有第二架部深度與第二架部寬度之特徵；或一第二環狀導槽，該第二環狀導槽具有第二導槽深度、第二內部導槽半徑、與第二外部導槽半徑之特徵；或其二或多個之組合；一功率耦合系統，其耦合至該EM波發射器且用來將該EM能提供至該EM波發射器以形成該電漿；及一第三凹部構造，其具有形成於該電漿表面中的多個第三圓柱狀凹槽，該第三凹部構造未與任何該多個槽孔對正，該多個第三圓柱狀凹槽各者具有第三深度與第三直徑之特徵。
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