通過重力引起的氣體擴散分離(gigds)技術來控制等離子體產生的制作方法

專利名稱：通過重力引起的氣體擴散分離(gigds)技術來控制等離子體產生的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用重力引起的氣體擴散分離(GIGDS)技術控制的等離子體產生系統。
背景技術：
通常，在半導體處理期間，等離子體蝕刻工藝被用來沿著在半導體襯底上形成圖案的精細的線或者在通孔或觸點內移除或蝕刻材料。等離子體蝕刻工藝通常涉及將具有層疊的圖案的保護層(例如光刻膠層)的半導體襯底定位在處理室中。此外，在半導體處理期間，等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝可以被用來沉積材料，來填充在半導體襯底上形成圖案的溝槽、通孔和/或觸點。例如，在等離子體蝕刻工藝中，一旦襯底被定位在室內，可電離的、可離解的氣體混合物可以以預先規定的流速引入室內，同時真空泵被節流以實現環境處理壓力。之后，在氣體粒子存在的部分在與充能電子碰撞之后離子化時形成等離子體。此外，熱電子用來將氣體粒子的混合物中的一些粒子離解并且產生適合于暴露表面蝕刻化學反應的(一種或多種)反應粒子。一旦形成等離子體，襯底的任何暴露的表面由等離子體蝕刻。該工藝被調整以實現最優的條件，包括期望反應物的適當濃度以及離子數，以蝕刻襯底的暴露區域中的各種特征(例如，溝槽、通孔觸點等)。在需要進行蝕刻的位置處的這種襯底材料例如包括二氧化硅(SiO2)、多晶硅和氮化硅。傳統地，各種技術已經被應用來將氣體激發為等離子體，來在半導體裝置制作期間如上所述地處理襯底。特別地，電容地耦合的等離子體(CCP)處理系統或感應地耦合的等離子體(ICP)處理系統(“平行板”)已經通常被用于等離子體激發。在其他類型的等離子體源中，存在微波等離子體源(包括利用電子回旋共振(ECR)的那些微波等離子體源)、 表面波等離子體(SWP)源和螺旋波等離子體源。SffP源已知為提供改善的等離子體處理性能，特別是用于蝕刻工藝、過CCP系統、 ICP系統和共振加熱的系統。SWP源產生在相對更低的波爾茲曼電子溫度(Te)下產生高度的電離。此外，SWP源通常產生具有減小的分子離解的等離子體，其富含電激發分子粒子。 然而，實際實施的SWP源仍然受到許多缺陷，例如包括等離子體穩定性和不均勻性。在當前的半導體工藝中，帶負電的氣體(例如，02、N0、N20、Cl2、HBr、F2、SxFy、CxFy、 CxFyHz或它們的混合物等)通常被添加到帶正電的氣體(諸如N2)或惰性氣體(例如，氬氣)中來用于蝕刻、沉積和清潔。由于帶正電的電離(產生正離子和電子)和帶負電的電離(產生正離子和負離子以及少量的電子)之間的相互作用，電子附著和電子脫離之間的平衡可能不能繼續。與其他已知或未知的原因一起，使用帶負電氣體和帶正電氣體的混合物產生等離子體具有與工藝控制和質量相關的問題和難題。不穩定性可能是等離子體源的問題。例如，等離子體產生可能是不穩定的，并且這種不穩定可能表現為等離子體“閃爍”，或者當使用帶負電的氣體和帶正電的氣體的混合物時，等離子體源可能不能夠在特定工藝條件下進行調整。不穩定問題可能通過限制工藝窗口、影響等離子體均勻性、通過增加穩定時間來減小生產率而影響工藝性能，或者可以甚至引起裝置故障等。電磁(EM)輻射可能在等離子體源中是個問題。例如，在增加一種或多種帶負電氣體時等離子體中的電子密度減低。因此，EM波將不會由等離子體(等離子體電子)阻擋，并且EM波將會傳播到晶片區域，或者具有安裝到等離子體室的敏感裝置的區域。這種EM輻射可能損害晶片，由此使得裝置和工藝故障，或者不利地影響安裝到等離子體室的敏感裝置。 因此，等離子工藝必須被限制到電子過密集條件，諸如更高的功率或壓力的具體范圍，并且這限制了工藝窗口并且增加了能量消耗。不均勻性可能是等離子體源中的另一個示例性問題。在一些情況下，因為帶負電的放電強烈地依賴于電場強度，所以電子密度和離子密度可能不均勻。例如，根據壓力、帶負電氣體與帶正電氣體的分壓(或流速比率)和功率，可能存在具有非常低的電子密度的強帶負電的放電，或者可能存在具有非常低的負離子密度的全部帶正電放電，或者可能存在可以在兩種極端情況之間的其他類型的放電。如果在等離子體產生區域處，電場沒有均勻地分布，那么不均勻地分布的帶負電的放電區域和帶正電的放電區域可以引起不均勻的電子密度和離子密度。該不均勻性也可能影響等離子體穩定性。當在等離子體-電介質界面附近產生等離子體時，腐蝕和污染問題也可能存在于等離子體源中。反應和腐蝕性的帶負電氣體或其他處理氣體使得電介質板通過化學反應和 /或通過物理濺射而腐蝕和污染。這不僅引起了等離子體產生和控制的問題，并且也減小了電介質板的壽命，并且需要額外的板清潔處理和/或替換。此外，該腐蝕和污染將會增加可能引起裝置/晶片故障的粒子密度。以上僅為通過在等離子體處理室中增加帶負電氣體或其他處理氣體而引起的幾種問題的示例。問題不局限于這些示例，并且不局限于微波等離子體源，這意味著這些問題可能與任何等離子體源和工藝相關。

發明內容
本發明涉及使用重力引起的氣體擴散分離(Gravity-hduced Gas-Diffusion Separation) (GI⑶S)技術控制的等離子體產生系統。基本概念是通過重力引起的氣體擴散分離技術來控制等離子體產生。通過增加或使用包括具有不同重力(即，氣體成分的分子量與基準分子重之間的比例)的惰性和處理氣體的氣體，可以形成雙區或多區等離子體，其中，一種氣體可以被高度限制到等離子體產生區域附近，并且另一種氣體可以由于相異重力引起的擴散而與上述氣體極大地分離、并且被限制到相比于上述氣體更加接近晶片處理區域。這里，一種氣體不僅意味著一個氣體， 并且也意味著多個氣體的混合物，并且混合物可以包括帶正電的放電氣體或帶負電的放電氣體。相同的含義可以應用到另一種氣體。在發生混合時，相同的氣體可以被使用或者不同的氣體可以被使用。此外，通常在不同種類的氣體之間不存在明顯的邊界，并且可能在一個或多個不同區域發生混合。在許多示例中，帶正電的氣體通常對于大部分應用被優選地限制在等離子體產生(電源)區域附近，因此可以有效地阻擋(吸收)由于如微波等離子體源中的高電子密度所引起的EM輻射。
這里涉及的重力引起的氣體擴散分離控制(GravityHnduced Gas-Diffusion Separation-Controlled) (GI⑶SC)的等離子體處理系統和重力引起的氣體擴散分離 (GIGDS)技術可以應用到任何種類的等離子體產生方法、任何種類的等離子體源和任何種類的等離子體處理。例如，作為示例，GI⑶SC等離子體處理系統可以包括射頻(RF)源、CCP 源、ICP源、微波輻射線縫隙天線(RLSA)等離子體源、表面波等離子體源、微波電子回旋共振(ECR)源等。在下文中，一種或多種表面波等離子體作為代表來陳述本發明的新穎性和概念。然而，本發明應當覆蓋使用這里描述的方法和概念的任何種類的等離子體源、等離子體產生方法和等離子體處理。這里提供了使用由重力引起的氣體擴散分離技術控制的等離子體產生的GI⑶SC 等離子體處理系統來作為實力型半導體處理系統。此外，GIGDS技術可以被應用到任何種類的等離子體源、任何種類的等離子體產生方法和任何種類的等離子體處理，包括用于半導體處理的那些，例如，RF、CCP、ICP、微波RLSA等離子體、表面波等離子體、微波ECR等等。 在下文中，表面波等離子體作為代表來陳述本發明的新穎性和概念。然而，本發明應當覆蓋使用這里描述的GIGDSC等離子體處理系統和方法的任何種類的等離子體源、等離子體產生方法和等離子體處理。基本概念是使用重力引起的氣體擴散分離技術來控制等離子體產生。通過增加或使用包括具有不同重力的惰性和處理氣體的氣體，可以形成雙區或多區等離子體，其中，一種氣體可以被高度限制到等離子體產生區域附近，并且另一種氣體可以由于相異重力引起的擴散而與上述氣體極大地分離、并且被限制到相比于上述氣體更加接近晶片處理區域。這里，一種氣體不僅意味著一個氣體，并且也意味著多個氣體的混合物，并且混合物可以包括帶正電的放電氣體或帶負電的放電氣體。相同的含義可以應用到另一種氣體。在發生混合時，相同的氣體可以被使用或者不同的氣體可以被使用。此外，通常在不同種類的氣體之間不存在明顯的邊界，并且可能在一個或多個不同區域發生混合。在許多示例中，帶正電的氣體通常對于大部分應用被優選地限制在等離子體產生(電源)區域附近，因此可以有效地阻擋(吸收)由于如微波等離子體源中的高電子密度所引起的EM輻射。在一些實施例中，使用了表面波等離子體(SWP)源。SWP源包括電磁(EM)波發射器，該電磁(EM)波發射器構造為通過在與等離子體相鄰的EM波發射器的面向等離子體表面上產生表面波、來將期望EM波模式的EM能量耦合到等離子體。EM波發射器包括具有多個縫隙的縫隙天線。多個縫隙被構造為將來自縫隙天線上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域。電介質板或共振板定位在第二區域中并且具有包括EM波發射器的面向等離子體表面的下表面。SWP源還包括第一凹陷和第二凹陷，第一凹陷被構造為形成在面向等離子體表面中，第二凹陷被構造為形成在面向等離子體表面中，其中，第一凹陷被構造為基本與多個縫隙中的縫隙的第一布置對準，并且第二凹陷被構造為與多個縫隙中的縫隙的第二布置部分地對準或者與多個縫隙中的縫隙的第二布置不對準。功率耦合系統被耦合到EM波發射器并且被構造為將EM能量提供給EM波發射器來形成等離子體。根據其他實施例，使用了其他表面波等離子體(SWP)源。SWP源包括電磁(EM)波發射器，該電磁(EM)波發射器構造為通過在與等離子體相鄰的EM波發射器的面向等離子體表面上產生表面波、來將期望EM波模式的EM能量耦合到等離子體。EM波發射器包括具有多個縫隙的縫隙天線和共振板，多個縫隙被構造為將來自縫隙天線上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，共振板定位在第二區域中并且具有包括EM波發射器的面向等離子體表面的下表面。第一凹陷構造形成在面向等離子體表面中，其中，第一凹陷構造為基本與多個縫隙中的縫隙的第一布置對準。此外，提供了用于將處理空間中的等離子體的壓力穩定在從約IOmton 到約Itorr的裝置，其中，用于穩定等離子體的裝置形成在共振板的面向等離子體表面中。此外，SWP源包括功率耦合系統，該功率耦合系統耦合到 EM波發射器、并構造為向EM波發射器提供EM能量來形成等離子體。


在附圖中圖1示出了根據本發明的實施例的、重力引起的氣體擴散分離控制(GIGDSC)的等離子體處理系統的簡化示意圖；圖2示出了根據本發明的實施例的另一個GIGDSC等離子體處理系統的簡化示意圖；圖3示出了可以用在根據本發明的實施例的GIGDSC等離子體處理系統中的表面波等離子體(SWP)源的簡化示意圖；圖4示出了根據本發明的實施例的電磁(EM)波發射器的簡化截面圖；圖5A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖5B示出了圖5A中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖6A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖6B示出了圖6A中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖7A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖7B示出了圖7A中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖8A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖8B示出了圖8A中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖9A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖9B示出了圖9A中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖IOA示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖IOB示出了圖IOA中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖IlA示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖IlB示出了圖IlA中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖12A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；圖12B示出了圖12A中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖；圖13A示出了根據本發明的實施例的示例處理數據，并且圖13B示出了與圖13A 相關的一組處理條件和處理結果；圖14A示出了根據本發明的實施例的示例閃爍抑制數據，并且圖14B示出了與圖 14A相關的一組處理條件和處理結果；圖15A示出了根據本發明的實施例的示穩定數據，并且圖15B示出了與圖15A相關的一組處理條件和處理結果；圖16A示出了根據本發明的實施例的示例穩定數據，并且圖16B示出了與圖16A相關的一組處理條件和處理結果；圖17A示出了根據本發明的實施例的示例穩定數據，并且圖17B示出了與圖17A 相關的一組處理條件和處理結果；圖18A示出了根據本發明的實施例的示例閃爍抑制數據，并且圖18B示出了與圖 18A相關的一組處理條件和處理結果；圖19A示出了根據本發明的實施例的示例阻擋數據，并且圖19B示出了與圖19A 相關的一組處理條件和處理結果；圖20A示出了根據本發明的實施例的示例均勻性數據，并且圖20B示出了與圖20A 相關的一組處理條件和處理結果；圖21示出了用于使用根據本發明的實施例的GI⑶SC等離子體處理系統來處理晶片的方法的示例流程圖；圖22示出了用于使用根據本發明的實施例的GI⑶SC等離子體處理系統來處理晶片的方法的另一個示例流程圖；圖23示出了用于使用根據本發明的實施例的GI⑶SC等離子體處理系統來處理晶片的方法的另一個示例流程圖；以及圖M示出了用于使用根據本發明的實施例的GI⑶SC等離子體處理系統來處理晶片的方法的另一個示例流程圖。
具體實施例方式在各種實施例中公開了重力引起的氣體擴散分離控制(GI⑶SC)的等離子體處理系統和用于控制等離子體產生的技術。然而，本領域技術人員將會認識到可以在不具有一個或多個具體細節的情況下或者可以在具有其他替換和/或附加方法、材料或組件的情況下，實施各種實施例。在其他情況下，公知的結構、材料或操作沒有具體示出或描述，以避免本發明的各種實施例的方面。類似地，為了解釋的目的，陳述了具體的數目、材料和構造，以提供對本發明的透徹理解。此外，本發明也可以在不具有具體細節的狀態下實施。此外，理解附圖中示出的各種實施例是為了示意性目的并且不一定按照比例繪制。在本發明中提到的“一個實施例”或“實施例”及其變化意味著結合實施例描述的特定特征、結構、材料或特性被包括在本發明的至少一個實施例中，但是不表明它們存在于每個實施例中。因此，在本說明書全文中的各個位置中出現的諸如“一個實施例”或“實施例”的短語不一定指的是本發明的相同實施例。此外，具體特征、結構、材料或特性可以以一個或多個實施例中的任何合適方式結合。但是，應當明白盡管解釋了一般概念的發明性特征，但是包含在說明書中的特征也是具有發明性的特征。現在參照附圖，其中相似的附圖標記表示在各個附圖中相同或相應的部分。圖1 示出了根據本發明的實施例的、重力引起的氣體擴散分離控制(GIGDSC)的等離子體處理系統的簡化示意圖。第一 GI⑶SC等離子體處理系統100可以包括第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105、連接到第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105的第一氣體供應系統130、連接到第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105的第二氣體供應系統140、連接到第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105的第三氣體供應系統150、連接到第一 GI⑶SC等離子體處理子系統 105的第四氣體供應系統160、連接到第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105的第一泵浦系統180、以及第一控制系統190，該第一控制系統190連接到第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105、連接到第一氣體供應系統130、連接到第二氣體供應系統140、連接到第三氣體供應系統150、連接到第一泵浦系統180和連接到第一壓力控制系統181。例如，控制總線191 可以被用來將第一控制系統190連接到第一 GI⑶SC等離子體處理系統100中的所需元件， 如圖1所示。或者，可能不需要一個或多個氣體供應系統(130、140、150和160)。第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括被構造為限定多個等離子體/處理空間(12 和125b)的第一處理室110。或者，一個或多個等離子體/處理空間(12 和 125b)可以被不同地構造或者可能不需要。第一處理室110可以包括被構造為支撐第一襯底121的第一襯底保持件120。當第一處理室包括多個等離子體/處理空間(12 和12 ) 時，第一襯底121可以被暴露到等離子體或處理化學品中。在一些實施例中，第一襯底保持件120可以被連接到接地。例如，當第一襯底121 被夾持到襯底保持件120時，陶瓷靜電卡盤(ESC)層可以將第一襯底121與接地的襯底保持件120絕緣。第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括襯底溫度控制系統128，該襯底溫度控制系統1 連接到第一襯底保持件120中的溫度控制元件129、并且被構造為調整和控制第一襯底121的溫度。可選擇地，第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括在第一處理室110的一個或多個壁中的溫度控制元件(未示出)、和/或在第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105內的任何其他組件。為了改善第一襯底121與第一襯底保持件120之間的熱傳遞，第一襯底保持件120 可以包括可以連接到熱控制系統1 的一個或多個熱傳遞元件122。例如，熱傳遞元件122 可以包括靜電卡盤(ESC)電極(未示出)，該靜電卡盤(ESC)電極可以被連接到熱控制系統 124中的卡盤電源并且可以被用于將第一襯底121附著到第一襯底保持件120的上表面。 在一些實施例中，一個或多個熱傳遞元件122可以被用來在接地時將第一襯底121從第一襯底保持件120隔離開。此外，熱傳遞元件122還可以包括可以連接到熱控制系統124中的背側氣體輸送系統的背側氣體元件(未示出)。一個或多個熱傳遞元件122可以被構造為將氣體引入到第一襯底121的背側，以改善第一襯底121與第一襯底保持件120之間的氣體間隙熱傳導，并且在升高或減小溫度時需要第一襯底121的溫度控制。例如，熱傳遞元件122可以包括雙區(中央/邊緣)背側氣體元件，并且氦氣間隙壓力可以在第一襯底121 的中央和邊緣之間獨立地改變。在一些實施例中，第一襯底保持件120可以包括電極127，通過該電極127，RF功率被耦合到等離子體處理空間12 中的處理等離子體。例如，第一襯底保持件120可以經由從RF產生器126向第一襯底保持件120中的電極127的RF功率發射而在RF電壓下電偏置。在使用RF偏壓時，RF偏壓可以用于加熱電子以形成和保持等離子體處理空間12 中的處理等離子體。RF產生器126的工作頻率可以在從約0. IMHz到約IOOMHz的范圍內。 用于等離子體處理的RF系統也是本領域技術人員已知的。或者，RF功率可以在多個頻率下被施加到襯底保持件或者可能不需要。在其他實施例中，DC功率可以被提供給電極127。此外，第一襯底保持件120可以由延伸超過第一襯底保持件120的外周邊緣的第一擾流構件123圍繞。擾流構件123可以用于將由壓力控制系統181輸送的泵浦速度均勻地分布到第一處理室110的內部。擾流構件123可以由電介質材料(諸如石英或鋁)制造。 擾流構件123可以對于第一處理室110的內部中的等離子體提供與接地端的高RF阻抗。在一些實施例中，可以使用五個傳導性聚焦環106，并且第一傳導性聚焦環106可以包括含有硅的材料并且可以被布置在第一襯底保持件120的頂部上。在一些示例中，第一傳導性聚焦環106可以被構造為圍繞電極127、熱傳遞元件122和第一襯底121以改善在襯底邊緣處的均勻性。在其他示例中，傳導性聚焦環106可以包括能夠用于調整第一襯底 121的邊緣溫度的校正環部分(未示出)。或者，可以使用非傳導性聚焦環。此外，第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括連接到第一處理室110的一個或多個第一處理傳感器132。或者，第一處理傳感器132的數目和位置可以不同。在各種實施例中，第一處理傳感器132可以包括用于監視從第一處理室110中的等離子體發射的光的一個或多個光學裝置。例如，可以使用一個或多個光學發射光譜(0EQ傳感器，并且 OES數據可以被作為點火(ignition)數據、操作數據或終點數據使用。第一處理傳感器132可以包括用于監視和/或控制輸入氣體、處理氣體和/或排出氣體的氣體傳感裝置。此外，第一處理傳感器132可以包括壓力傳感器、溫度傳感器、電流和/或電壓探測器、功率計、光譜分析儀或RF阻抗分析器，或者它們的任何組合。此外，第一處理傳感器132可以包括這些傳感器，它們與以下內容相關氦背側壓力、氦背側流動、 靜電卡盤(ESC)電壓、ESC電流、襯底保持件溫度(或更低的電極(LEL)溫度)、冷卻劑溫度、DC傳導偏壓電極溫度、前向RF功率、反射RF功率、電極DC偏壓、RF峰峰電壓、室壁溫度、處理氣體流速、處理氣體分壓、匹配網絡設置、聚焦環厚度、RF小時、聚焦環RF小時以及它們的任何統計值。此外，第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括第一等離子體源115，該第一等離子體源115連接到第一處理室110，并且該第一等離子體源115被構造為在等離子體產生空間12 中形成第一等離子體、在等離子體處理空間12 中形成第二等離子體、或者其任何組合。第一等離子體源115可以包括面向等離子體表面116，在該面向等離子體表面 116中具有多個凹陷117。第一等離子體源115可以包括表面波等離子體(SWP)源，該表面波等離子體(SWP)源可以包括如圖所示的徑向線縫隙天線(RLSA)。在可選實施例中，可以使用ICP等離子體源、CCP等離子體源或者任何其他等離子體源。在一些實施例中，第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括一個或多個第一氣體供應元件135，該第一氣體供應元件135可以使用至少一個第一氣體供應線131連接到第一氣體供應系統130。或者，第一氣體供應系統130、第一氣體供應線131和/或第一氣體供應元件135可以被不同地構造。第一氣體供應元件135可以被連接到第一處理室110 并且可以被構造為環結構，以沿著第一方向136和/或第二方向137和/或第三方向138或者它們的任何組合將第一處理氣體引入第一處理室110。此外，第一氣體供應元件135可以被構造為將第一處理氣體引入到等離子體產生空間12 和/或到等離子體處理空間12恥。在其他實施例中，第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括一個或多個第二氣體供應元件145，該第二氣體供應元件145可以使用至少一個第二氣體供應線141連接到第二氣體供應系統140。或者，第二氣體供應系統140、第二氣體供應線141和/或第二氣體供應元件145可以被不同地構造。第二氣體供應元件145可以被連接到第一處理室110并且可以被構造為環結構，以沿著第一方向146和/或第二方向147和/或第三方向148或者它們的任何組合將第二處理氣體引入第一處理室110。此外，第二氣體供應元件145可以被構造為將第二處理氣體引入到等離子體產生空間12 和/或到等離子體處理空間12恥。在其他實施例中，第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括一個或多個第三氣體供應元件155，該第三氣體供應元件155可以使用至少一個第三氣體供應線151連接到第三氣體供應系統150。或者，第三氣體供應系統150、第三氣體供應線151和/或第三氣體供應元件155可以被不同地構造。第三氣體供應元件155可以被連接到第一處理室110 并且可以被構造為環結構，以沿著第一方向156和/或第二方向157和/或第三方向158或者它們的任何組合將第三處理氣體引入第一處理室110。此外，第三氣體供應元件155可以被構造為將第三處理氣體引入到等離子體產生空間12 和/或到等離子體處理空間12恥。在其他實施例中，第一 GI⑶SC等離子體處理子系統105可以包括一個或多個第四氣體供應元件165，該第四氣體供應元件165可以使用至少一個第四氣體供應線161連接到第四氣體供應系統160。或者，第四氣體供應系統160、第四氣體供應線161和/或第四氣體供應元件160可以被不同地構造。第四氣體供應元件165可以被連接到第一處理室110 并且可以被構造為環結構，以沿著第一方向166或任何其他方向將第四處理氣體引入第一處理室110。此外，第四氣體供應元件165可以被構造為將第四處理氣體引入到等離子體產生空間12 和/或到等離子體處理空間12 或者它們的任何組合。在干法等離子體蝕刻期間，第一和/或第二處理氣體可以包括蝕刻劑、鈍化劑或惰性氣體、或者上述各項中兩項或更多項的組合。例如，在對諸如氧化硅(SiOx)或氮化硅 (SixNy)的電介質膜進行等離子體蝕刻時，等離子體蝕刻氣體成分通常包括基于氟化碳的化學品(CxFy)(諸如C4F8、C5F8, C3F6, C4F6, CF4等中的至少一者)，和/或可以包括基于氫氟碳的化學品(CxHyF2)(諸如CH3F、CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性氣體、氧氣、 CO或0)2中的至少一者。此外，例如，在對多晶的硅(多晶硅)進行蝕刻時，等離子體蝕刻氣體成分通常包括含有鹵素的氣體(諸如HBr、CI2、NF3或SF6、或者上述各項中兩項或更多項的組合)，并且可以包括基于氫氟碳的化學品(CxHyF2)(諸如CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性氣體、氧氣、CO或(X)2中的至少一者或者兩者以上。在等離子體增強沉積期間，處理氣體可以包括膜形成前驅物、還原氣體或惰性氣體、或者上述各項中兩項或更多項的組合。此外，第一壓力控制系統181可以被用來將第一泵浦系統180連接到第一處理室 110，并且可以被構造為將第一處理室110排空，以及控制第一處理室110內的壓力。此外， 第一控制系統190可以被連接到第一處理室110、第一襯底保持件120和第一等離子體源 115。第一控制系統190可以被構造為執行GI⑶SC相關的處理方案，以在GI⑶SC等離子體處理系統100中使用一種或多種GI⑶SC相關的程序或模式來在GI⑶SC等離子體處理系統 100中執行蝕刻處理和沉積處理中的至少一者。仍然參照圖1，第一 GI⑶SC等離子體處理系統100可以被構造為處理200mm的襯底、300mm的襯底或者更大尺寸的襯底。實際上，如本領域技術人員可以理解的，可以想到 GIGDSC等離子體處理系統可以被構造為處理襯底、晶片、太陽能板、視頻屏幕或LCD，而無論其尺寸如何。因此，雖然結合了半導體襯底的處理描述了本發明的方面，但是本發明不僅僅局限于這樣。
如上所述，第一處理室110可以被構造為促進等離子體/處理空間(12 和12 ) 中的等離子體的產生和穩定，并且在第一襯底121的表面附近的等離子體處理空間12 中產生穩定的處理化學品。例如，在蝕刻處理中，蝕刻氣體可以包括分子成分，該分子成分在離解時與襯底表面上被蝕刻的材料反應。例如，當一個或多個等離子體形成在一個或多個等離子體/處理空間(12 和12 )中時，熱電子可以與等離子體形成氣體中的分子碰撞， 使得用于執行蝕刻處理的反應粒子離解和形成。雖然圖1示出了在第一處理室110的上部中的第一位置處并且在等離子體產生空間12 內的第一氣體供應元件135，但是本發明不局限于這種構造。在其他構造中，第一氣體供應元件135可以被定位在等離子體產生空間12 以下。例如，第一氣體供應元件135 可以被定位在與第一等離子體源115的面向等離子體(外)表面116相距200mm內，并且理想地，第一氣體供應元件135可以定位在與第一等離子體源115的面向等離子體(外) 表面116相距在約IOmm到約150mm的范圍內。雖然圖1示出了在第一處理室110的底部中的第二位置處并且在等離子體產生空間12 內的第二氣體供應元件145，但是本發明不局限于這種構造。例如，第二氣體供應元件145可以被定位在離開第一處理室110的底部200mm內，并且理想地，第二氣體供應元件 145可以定位在離開第一處理室110的底部約IOmm到約150mm的范圍內。當第一處理室110被構造為使用GI⑶S相關的程序或技術，分離的等離子體產生空間12 和等離子體處理空間125b (諸如圖1的第一 GI⑶SC等離子體處理系統100中示出的那些)可以相比于傳統的等離子體處理系統提供改善的處理控制和改善的穩定性控制。在一些示例中，一個或多個氣體混合物可以由一個或多個氣體供應元件(135、145、155 和165)提供，以控制等離子體產生空間12 中的具有高布局數的高能電子的密集等離子體的形成，同時在等離子體處理空間12 中產生更不密集、更低溫度的穩定等離子體。當氣體混合物包括至少一種輕氣體和至少一種重氣體時，由于它們各自的分子量的差異或者重力的差異(即，氣體成分的分子量與基準分子量之間的比例)，至少一種輕氣體可以從至少一種輕氣體分離。在其他示例中，分離注入方案也可以用于輕氣體和重氣體。這里描述的氣體分離技術通過將不同重力的氣體聚集在不同區域處，對于在等離子體產生區域和襯底表面區域處的操作提供了更大的控制。通過使用該方法，可以控制在襯底表面處的等離子體產生(包括穩定性、均勻性等)、氣體化學品和等離子體化學品。附加地，通過防止高能等離子體粒子穿過等離子體處理空間(12 )，圖1中示出的示例GI⑶SC等離子體處理系統100的構造可以減小對于室組件(諸如第一襯底保持件 120)的損壞。仍參照圖1，等離子體產生空間12 可以被限定為包括高濃度的一種或多種 “輕氣體”的“輕氣體”區域；第二處理空間的一部分可以被限定為可以包括一種或多種“輕氣體”和一種或多種“重氣體”組合的“混合氣體”區域，并且第二處理空間的第二部分可以被限定為包括高濃度的一種或多種“重氣體”的“重氣體”區域。在一些示例中，當純O2或ArA)2混合物被用于在SWP源中產生等離子體時，穩定性控制可能存在問題。當穩定性控制產生問題時，如果等離子產生區域位于頂部的話，一種或多種“輕氣體”(H2、He或Ne氣體)可以被增加到SWP源中的等離子體中的純仏或Ar/ O2混合物中。“輕氣體”可以被從第一處理室110的側面、從底部或從頂部使用一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 注入到第一處理室110中。或者，一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 可能不需要。輕氣體和重氣體可以被分別注入或者可以被作為混合物注入，并且輕氣體可以與其他重氣體迅速地分離并且可以聚集在等離子體產生區域(例如，等離子體產生空間125a)的頂部附近。因此等離子體產生將會主要由等離子體產生區域125中的輕氣體維持，該等離子體將會僅具有正放電并且將會比由帶正電和帶負電氣體的混合物產生的等離子體更穩定。在非常低的壓力下，由于增加的相互擴散，輕氣體和重氣體的分離可能不會非常明顯。在這種情況下，由于重力差異，輕氣體仍然將會在頂部等離子體產生區域附近高度聚集，并且輕氣體將會與具有減小的/變淡的濃度的處理氣體共存。根據電子附著和電子脫離之間的平衡情況，容易離子化的輕氣體(諸如H2)或者“不容易離子化的”輕氣體(諸如He或Ne)可能被增加，以平衡可能原本例如通過僅使用諸如 Ar/02混合物的公共處理氣體而破壞的電子附著和電子脫離過程。在襯底/晶片水平下， 處理氣體離子化可以至少部分地由在頂部等離子體處產生的等離子體電子而引起。以此方式，可以形成雙區域等離子體。頂部帶正電等離子體區域(等離子體產生空間125a)可以控制穩定性，并且底部帶負電等離子體區域(等離子體處理空間125b)可以控制晶片處理 (處理化學品)。已經知道H2、He和Ne具有可以在處理過程中有利地使用的不同的離子化潛力。根據處理條件和處理目的，在處理期間，容易放電的吐或相對難以放電的He或Ne可以被使用和混合，以使得等離子體穩定并且使得更寬的處理操作條件窗口成為可能。輕氣體與重氣體的流速比或者分壓可以根據處理來調整。當ArA)2混合物被單獨使用時，例如， Ar/02混合物可能引起穩定性問題。因為Ar和化具有類似的分子量，所以它們例如可以在第一處理室110中均勻地混合。在這種情況下，在等離子體產生區域附近存在高布局數的帶負電氣體，并且這可以引起穩定性問題。此外，在產生等離子體之后，附加的O2分子可以被離解為將會比Ar原子更輕的0原子或離子，并且0原子將會更容易向等離子體產生區域向上擴散，并且可能引起更加嚴重的穩定性問題。在一個示例中，當使用純&或ArA)2混合物以在SWP源中產生等離子體時，EM輻射可能是由放電條件決定的問題。當EM輻射變成問題時，如果等離子體產生區域(例如等離子體產生空間125a)位于頂部的話，一種或多種“輕氣體”(諸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等離子體中的純ArA)2混合物中。“輕氣體”可以被從第一處理室110的側面、從底部或從頂部使用一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 注入到第一處理室110中。或者，一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 可能不需要。這些輕氣體可以從重氣體迅速地分離并且可以聚集在等離子體產生區域(例如，等離子體產生空間 125a)的頂部附近。因此，等離子體產生將會主要由等離子體產生區域125中的輕氣體維持，該等離子體將會僅具有正放電并且將會比由帶正電和帶負電氣體的混合物產生的等離子體更穩定。因為等離子體產生區域(等離子體產生空間125a)主要容納正放電的輕氣體 (諸如He、H2, Ne)，所以作為示例，在該區域附近的電子密度比僅使用O2或Ar/ 混合物建立的電子密度高得多。因此，EM輻射在對于襯底/晶片區域給予更清澈的處理空間(等離子體處理空間12 )的區域(等離子體產生空間125a)附近可以更容易由等離子體電子阻擋。所附實驗結果證明了該過程。在其他示例中，當使用純O2或々^仏混合物以在SWP源中產生等離子體時，處理窗口的大小可能產生問題。當處理窗口的尺寸變成問題時，如果等離子體產生區域(例如等離子體產生空間125a)位于頂部的話，一種或多種“輕氣體”(諸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等離子體中的純ArA)2混合物中。“輕氣體”可以被從第一處理室110的側面、從底部或從頂部使用一種或多種氣體供應元件(135、145和15 注入到第一處理室110 中。或者，一種或多種氣體供應元件(135、145和15 可能不需要。這些輕氣體可以從重氣體迅速地分離并且可以聚集在等離子體產生區域(例如，等離子體產生空間125a)的頂部附近。例如，當“輕氣體”被用來使等離子體穩定時，可以使用諸如功率和壓力的更多處理條件。此外，通過使用在等離子體產生區域附近使用“輕氣體”產生的局部等離子體中建立的高電子密度阻擋EM輻射，可以消除或減小低密度等離子體問題。在不由輕氣體阻擋EM 的情況下，諸如低功率超高壓力的某些低密度等離子體條件可以限制處理窗口。然而，在阻擋EM輻射的情況下，可以在不擔心EM輻射的情況下使用這種低密度等離子體條件。以此方式，可以對于SWP源增加功率效率。在附加示例中，當使用純O2或4『/仏混合物以在SWP源中產生等離子體時，對于頂部電介質板和/或室壁的污染和/或腐蝕的量可能存在問題。當對于頂部電介質板和/或室壁的污染和/或腐蝕的量變成問題時，如果等離子體產生區域(例如等離子體產生空間 125a)位于頂部的話，一種或多種“輕氣體”(諸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等離子體中的純Ar/02混合物中。“輕氣體”可以被從第一處理室110的側面、從底部或從頂部使用一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 注入到第一處理室110中。或者， 一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 可能不需要。這些輕氣體可以從重氣體迅速地分離并且可以聚集在等離子體產生區域(例如，等離子體產生空間125a)的頂部附近。 例如，當“輕氣體”聚集在頂部附近時，對于電介質板的化學腐蝕和物理濺射將會急劇地減小。GIGDSC技術可以增加電介質板的壽命，可以減小對于電介質板的污染因而可以減小電介質板清潔負擔，并且可以減小等離子體容積中和襯底/晶片上的粒子密度。在一些附加示例中，當使用純O2或々^仏混合物以在SWP源中產生等離子體時，等離子體均勻性可能存在問題。當等離子體均勻性變成問題時，如果等離子體產生區域(例如等離子體產生空間125a)位于頂部的話，一種或多種“輕氣體”(諸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等離子體中的純Ar/02混合物中。“輕氣體”可以被從第一處理室110 的側面、從底部或從頂部使用一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 注入到第一處理室110中。或者，一種或多種氣體供應元件(135、145、155和16 可能不需要。這些輕氣體可以從重氣體迅速地分離并且可以聚集在等離子體產生區域(例如，等離子體產生空間125a)的頂部附近。例如，當“輕氣體”被用在等離子體中時，等離子體均勻性可以被改善，因為基本純的帶正電放電氣體可以被聚集在處理室110中的等離子體產生空間12 附近。這可以簡化電介質板設計，因為凹陷(空腔)的設計和機械加工變得更簡單。凹陷 (空腔)的更簡單的圖案可以被用來獲得更加均勻的等離子體，因為可以減小與帶負電氣體有關的問題。在一些等離子體均勻性控制示例中，一個或多個氣體供應元件(135、145、155和 165)可以被用來脈沖地產生一種或多種“輕氣體”，以控制等離子體均勻性。例如，“輕氣體”(諸如He)可以被以從約IHz變化到約IOOHz的第一頻率注入，并且第一頻率可以基于對于給定壓力的氣體擴散率，并且可變占空比(開/關)可以被用來控制在電介質板附近的離子化和等離子體均勻性。在一些附加等離子體均勻性控制示例中，一個或多個氣體供應元件(135、145、155和165)可以被構造在處理室110的頂部附近，并且可以被用來將至少一種“輕氣體”(諸如 He)注入和/或脈沖產生到接近第一等離子體源115的底部的外側區域，并且這可以最接近第一等離子體源115中的電介質板。以此方式，可以控制從邊緣到中央的等離子體均勻性。在一些示例中，一個或多個氣體供應元件(135、145、155和16 可以被構造在處理室110的頂部和/或底部附近，并且一個或多個氣體供應元件(135、145、155和165)可以被用來脈沖產生兩種以上“輕氣體”，諸如He和H2。例如，占空比可以被用于兩種不同氣體，當一種氣體具有低的離子化能量(諸如在13. 6eV處的H2)并且其他氣體具有高離子能量(諸如在M.6eV處的He)時。此外，注入可以被保持在恒定的流動情況下，但是不同的占空比可以被用于不同的氣體。可以基于在給定室壓力下的氣體擴散速率來計算每種氣體脈沖產生的持續時間。例如，氣體供應元件(135、145、155和/或16 可以具有不同的脈沖速率、不同的流速或不同的方向，或者它們的任何組合。在用于等離子體均勻性控制的其他示例中，兩種以上的“輕氣體”(諸如He和H2) 可以被脈沖產生，以控制在第一處理室110的頂部處的等離子體密度。例如，氣體供應元件 (135,145和/或15 可以具有不同的脈沖速率、不同的流速或不同的方向，或者它們的任
何組合。在一些污染示例中，第一氣體供應元件135可以被構造在處理室110中，并且第一氣體供應元件135可以被用來沿著第一(向下)方向136注入和/或脈沖產生一種或多種低離子化能輕氣體(諸如He和H2)，以在第一處理室110的外側區域附近產生保護性等離子體壁。例如，低離子化能輕氣體等離子體的保護比可以被用來減小第一處理室110的壁上的沉積污染物的量并且減小從壁移除污染所需的清潔時間。在一些均勻性示例中，第一氣體供應元件135和第二氣體供應元件145可以被構造在處理室110中，并且氣體供應元件(135和14 可以被用來脈沖產生兩種或更多種“輕氣體”(諸如He和H2)，以在第一處理室110的外側區域附近產生高離子化的等離子體壁。 例如，氣體供應元件(135和14 可以被構造為沿著第一方向(136和/或146)和/或第二方向(137和/或147)引入一種或多種“輕氣體”，以產生高離子化的等離子體壁，來對于特定類型的等離子體室在接近第一襯底保持件120的中央區域的外側區域中平衡等離子體密度。在另一個示例中，當第二處理室110被構造為使用GI⑶SC技術時，帶正電的放電輕氣體將會聚集在等離子體產生區域(例如，等離子體產生空間125a)附近，并且重的帶負電的放電氣體將會更聚集在等離子體產生區域下方。因為帶負電的放電氣體聚集的區域中的電子低得多，所以可以相比于一般等離子體產生方法產生更多的負離子和更多離解的原子團。在一些可選等離子體控制示例中，等離子體源可以包括電容耦合的等離子體源或電感耦合的等離子體源，或者任何其他類型的等離子體源，諸如微波ECR等離子體源。基本概念是使用重力引起的氣體擴散分離技術來控制等離子體產生，這也可以應用到這些等離子體源。可以使用這里描述的方法和技術來控制等離子體穩定性、等離子體均勻性、等離子體密度、處理窗口、污染和腐蝕、EM輻射、氣體等離子體化學品和晶片等離子體化學品。圖2示出了根據本發明的實施例的第二重力引起的氣體擴散(GIGDSC)等離子體處理系統的簡化示意圖。第二 GIGDSC等離子體處理系統200可以包括干法等離子體蝕刻系統或等離子體增強的沉積系統或任何等離子體處理系統。第二 GIGDSC等離子體處理系統200可以包括第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205、連接到GI⑶SC等離子體處理子系統 205的第一氣體供應系統230、連接到第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205的第二氣體供應系統對0、連接到第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205的第三氣體供應系統250、連接到第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205的第四氣體供應系統沈0、連接到第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205的第二泵浦系統觀0、以及第二控制系統四0，該第二控制系統290連接到第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205、連接到第一氣體供應系統230、連接到第二氣體供應系統對0、連接到第三氣體供應系統250、連接到第二泵浦系統280和連接到第二壓力控制系統觀1。例如，第二控制總線291可以被用來將第二控制器290連接到第二 GI⑶SC等離子體處理系統200中的所需元件，如圖2所示。第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括被構造為限定多個等離子體/處理空間(22 和22 )的第二處理室210。第二處理室210可以包括被構造為支撐第二襯底221的第二襯底保持件220。當第二處理室210包括多個等離子體/處理空間(22 和 225b)時，第二襯底221可以被暴露到等離子體或處理化學品中。此外，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括第二等離子體源215，該第二等離子體源215連接到第二處理室210并且被構造為在等離子體產生空間22 中形成第穩定等離子體和/或在等離子體處理空間22 中形成處理等離子體。第二等離子體源215可以包括面向等離子體表面 216，在該面向等離子體表面216中具有多個凹陷217。第二等離子體源215可以包括表面波等離子體(SWP)源，該表面波等離子體(SWP)源可以包括下文中討論的徑向線縫隙天線 (RLSA)。在可選實施例中，可以使用ICP等離子體源、CCP等離子體源或者任何其他等離子體源。在一些實施例中，第二襯底保持件220可以被連接到接地。或者，第二襯底保持件220可以與襯底絕緣。例如，當第二襯底220被夾持到襯底保持件220時，陶瓷靜電卡盤 (ESC)層可以將第二襯底221與接地的襯底保持件220絕緣。第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括襯底溫度控制系統228，該襯底溫度控制系統2 連接到第二襯底保持件220中的溫度控制元件2 并且被構造為調整和控制第二襯底221的溫度。可選擇地，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括在第二處理室210的一個或多個壁中的溫度控制元件(未示出)和/或在第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205內的任何其他組件。為了改善第二襯底221與第二襯底保持件220之間的熱傳遞，第二襯底保持件220 可以包括可以連接到熱控制系統2M的一個或多個熱傳遞元件222。例如，熱傳遞元件222 可以包括靜電卡盤(ESC)電極(未示出)，該靜電卡盤(ESC)電極可以被連接到熱控制系統 224中的卡盤電源并且可以被用于將第二襯底221附著到第二襯底保持件220的上表面。 在一些實施例中，一個或多個熱傳遞元件222可以被用來在接地時將第二襯底221從第二襯底保持件220隔離開。此外，熱傳遞元件222還可以包括可以連接到熱控制系統224中的背側氣體輸送系統的背側氣體元件(未示出)。一個或多個熱傳遞元件222可以被構造為將氣體引入到第二襯底221的背側，以改善第二襯底221與第二襯底保持件220之間的氣體間隙熱傳導，并且在升高或減小溫度時需要第二襯底221的溫度控制。例如，熱傳遞元件222可以包括雙區(中央/邊緣)背側氣體元件，并且氦氣間隙壓力可以在第二襯底221的中央和邊緣之間獨立地改變。在一些實施例中，第二襯底保持件220可以包括電極227，通過該電極227，RF功率被耦合到等離子體處理空間22 中的處理等離子體。例如，第二襯底保持件220可以經由從RF產生器226向第二襯底保持件220中的電極227的RF功率發射而在RF電壓下電偏置。在使用RF偏壓時，RF偏壓可以用于加熱電子以形成和保持等離子體處理空間22 中的處理等離子體。RF產生器226的工作頻率可以在從約0. IMHz到約IOOMHz的范圍內。 用于等離子體處理的RF系統也是本領域技術人員已知的。或者，RF功率可以在多個頻率下被施加到襯底保持件或者可能不需要。在其他實施例中，DC功率可以被提供給電極227。此外，第二襯底保持件220可以由延伸超過第二襯底保持件220的外周邊緣的第二擾流構件223圍繞。擾流構件223可以用于將由壓力控制系統281輸送的泵浦速度均勻地分布到第二處理室210的內部。擾流構件223可以由電介質材料(諸如石英或鋁)制造。 擾流構件223可以對于第二處理室210的內部中的等離子體提供與接地端的高RF阻抗。在一些實施例中，可以使用第二傳導性聚焦環206，并且第二傳導性聚焦環206可以包括含有硅的材料并且可以被布置在第二襯底保持件220的頂部上。在一些示例中，第二傳導性聚焦環206可以被構造為圍繞電極227、熱傳遞元件222和第二襯底221以改善在襯底邊緣處的均勻性。在其他示例中，傳導性聚焦環206可以包括能夠用于調整第二襯底 221的邊緣溫度的校正環部分(未示出)。或者，可以使用非傳導性聚焦環。此外，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括連接到第二處理室210的一個或多個第二處理傳感器232。或者，第二處理傳感器232的數目和位置可以不同。在各種實施例中，第二處理傳感器232可以包括用于監視從第二處理室210中的等離子體發射的光的一個或多個光學裝置。例如，可以使用一個或多個光學發射光譜(0EQ傳感器，并且 OES數據可以被作為點火數據、操作數據或終點數據使用。第二處理傳感器232可以包括用于監視和/或控制輸入氣體、處理氣體和/或排出氣體的氣體傳感裝置。此外，第二處理傳感器232可以包括壓力傳感器、溫度傳感器、電流和/或電壓探測器、功率計、光譜分析儀或RF阻抗分析器，或者它們的任何組合。此外，第二處理傳感器232可以包括這些傳感器，它們與以下內容相關氦背側壓力、氦背側流動、 靜電卡盤(ESC)電壓、ESC電流、襯底保持件溫度(或更低的電極(LEL)溫度)、冷卻劑溫度、DC傳導偏壓電極溫度、前向RF功率、反射RF功率、電極DC偏壓、RF峰峰電壓、室壁溫度、處理氣體流速、處理氣體分壓、匹配網絡設置、聚焦環厚度、RF小時、聚焦環RF小時以及它們的任何統計值。 此外，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括第二等離子體源215，該第二等離子體源215連接到第二處理室210并且被構造為在等離子體產生空間22 中形成穩定等離子體和/或在等離子體處理空間22 中形成處理等離子體。第二等離子體源215 可以包括表面波等離子體(SWP)源，該表面波等離子體(SWP)源可以包括如圖所示的徑向線縫隙天線(RLSA)。或者，第二等離子體源225可以包括RF、CCP、ICP、微波ECR等的其他等離子體源。 在一些實施例中，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括一個或多個第一氣體供應元件235，該第一氣體供應元件235可以使用至少一個第一氣體供應線231連接到第一氣體供應系統230。或者，第一氣體供應系統230、第一氣體供應線231和/或第一氣體供應元件235可以被不同地構造。第一氣體供應元件235可以被連接到第二處理室為 210并且可以被構造為沿著第一方向236和/或第二方向237和/或第三方向238或者它們的任何組合將第一處理氣體引入第二處理室210。此外，第一氣體供應元件235可以被構造為將第一處理氣體引入到等離子體產生空間22 和/或到等離子體處理空間22恥。在其他實施例中，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括一個或多個第二氣體供應元件M5，該第二氣體供應元件M5可以使用至少一個第二氣體供應線Ml連接到第二氣體供應系統M0。或者，第二氣體供應系統M0、第二氣體供應線241和/或第二氣體供應元件245可以被不同地構造。第二氣體供應元件245可以被連接到第一處理室210 并且可以被構造為沿著第一方向246和/或第二方向247和/或第三方向248或者它們的任何組合將第二處理氣體引入第二處理室210。此外，第二氣體供應元件245可以被構造為將第二處理氣體引入到等離子體產生空間225a和/或到等離子體處理空間22恥。在其他實施例中，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括一個或多個第三氣體供應元件255，該第三氣體供應元件255可以使用至少一個第三氣體供應線251連接到第三氣體供應系統250。或者，第三氣體供應系統250、第三氣體供應線251和/或第三氣體供應元件255可以被不同地構造。第三氣體供應元件255可以被連接到第二處理室210 并且可以被構造為沿著第一方向256和/或第二方向257和/或第三方向258或者它們的任何組合將第三處理氣體引入第二處理室210。此外，第三氣體供應元件255可以被構造為將第三處理氣體引入到等離子體產生空間22 和/或到等離子體處理空間22恥。在其他實施例中，第二 GI⑶SC等離子體處理子系統205可以包括一個或多個第四氣體供應元件沈5，該第四氣體供應元件沈5可以使用至少一個第四氣體供應線連接到第四氣體供應系統260。或者，第四氣體供應系統沈0、第四氣體供應線261和/或第四氣體供應元件265可以被不同地構造。第四氣體供應元件265可以被連接到第二處理室210 的頂部并且可以被構造為沿著第一方向266或任何其他方向將第四處理氣體引入第二處理室210。此外，第四氣體供應元件沈5可以被構造為將第四處理氣體引入到等離子體產生空間22 和/或到等離子體處理空間22恥。在干法等離子體蝕刻期間，第一和/或第二處理氣體可以包括蝕刻劑、鈍化劑或惰性氣體、或者上述各項中兩項或更多項的組合。例如，在對諸如氧化硅(SiOx)或氮化硅 (SixNy)的電介質膜進行等離子體蝕刻時，等離子體蝕刻氣體成分通常包括基于氟化碳的化學品(CxFy)(諸如C4F8、C5F8, C3F6, C4F6, CF4等中的至少一者)，和/或可以包括基于氫氟碳的化學品(CxHyF2)(諸如CH3F、CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性氣體、氧氣、 CO或0)2中的至少一者。此外，例如，在對多晶的硅(多晶硅)進行蝕刻時，等離子體蝕刻氣體成分通常包括含有鹵素的氣體(諸如HBr、CI2、NF3或SF6、或者上述各項中兩項或更多項的組合)，并且可以包括基于氫氟碳的化學品(CxHyF2)(諸如CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性氣體、氧氣、CO或(X)2中的至少一者或者兩者以上。在等離子體增強沉積期間，處理氣體可以包括膜形成前驅物、還原氣體或惰性氣體或者兩者以上的組合。此外，第二壓力控制系統281可以被用來將第二泵浦系統280連接到第二處理室 210，并且可以被構造為將第二處理室210排空，以及控制第二處理室210內的壓力。此外， 第二控制系統290可以被連接到第二處理室210、第二襯底保持件220和第二等離子體源 215。第二控制系統290可以被構造為執行處理方案，來在GI⑶SC等離子體處理系統200中執行至少一種蝕刻處理和沉積處理。仍然參照圖2，第二 GI⑶SC等離子體處理系統200可以被構造為處理200mm的襯底、300mm的襯底或者更大尺寸的襯底。實際上，可以想到GIGDSC等離子體處理系統可以被構造為處理襯底、晶片、太陽能板、視頻屏幕或LCD，而無論其尺寸如何。因此，雖然結合了半導體襯底的處理描述了本發明的方面，但是本發明不僅僅局限于這樣。如上所述，第二處理室210可以被構造為促進等離子體產生空間22 中的等離子體的產生以及在第二襯底221的表面附近的等離子體處理空間22 中產生處理化學品等離子體。例如，在蝕刻處理中，蝕刻氣體可以包括分子成分，該分子成分在離解時與襯底表面上被蝕刻的材料反應。例如，當一個或多個等離子體形成在一個或多個等離子體/處理空間(22 和225b)中時，熱電子可以與等離子體形成氣體中的分子碰撞，使得用于執行蝕刻處理的反應粒子離解和形成。雖然圖2示出了在第二處理室210的底部中的第一位置處的第一氣體供應元件 235，但是本發明不局限于這種構造。例如，第一氣體供應元件235可以被定位在與第二等離子體源215的面向等離子體(外)表面216相距200mm內，并且理想地，第一氣體供應元件235可以定位在與第一等離子體源215的面向等離子體(外)表面216相距在約IOmm 到約150mm的范圍內。雖然圖2示出了在第二理室210的上部中的第二位置處并且在等離子體處理空間 225a內的第二氣體供應元件對5，但是本發明不局限于這種構造。例如，第二氣體供應元件245可以被定位在離開第二襯底220的上表面200mm內，并且理想地，第二氣體供應元件 245可以定位在離開第二襯底220的上表面約IOmm到約150mm的范圍內。當第二處理室210被構造為使用GI⑶S相關的程序或技術，分離的等離子體產生空間22 和等離子體處理空間22 (諸如圖2的第二 GI⑶SC等離子體處理系統200中示出的那些)可以相比于傳統的等離子體處理系統提供改善的處理控制和改善的穩定性控制。在一些示例中，一個或多個氣體混合物可以由一個或多個氣體供應元件035、245、255 和沈幻提供，以控制等離子體產生空間22 中的具有高布局數的高能電子的密集等離子體的形成，同時在等離子體處理空間22 中產生更不密集、更低溫度的穩定等離子體。當氣體混合物包括至少一種輕氣體和至少一種重氣體時，由于它們各自的分子量的差異或者重力的差異(即，氣體成分的分子量與基準分子量之間的比例)，至少一種輕氣體可以從至少一種輕氣體分離。在其他示例中，分離注入方案也可以用于輕氣體和重氣體。這里描述的氣體分離技術通過將不同重力的氣體聚集在不同區域處，對于在等離子體產生區域和襯底表面區域處的操作提供了更大的控制。通過使用該方法，可以控制在襯底表面處的等離子體產生(包括穩定性、均勻性等)、氣體化學品和等離子體化學品。附加地，通過防止高能等離子體粒子穿過等離子體處理空間(22 )，圖2中示出的示例GI⑶SC等離子體處理系統200的構造可以減小對于室組件(諸如第二襯底保持件 220)的損壞。仍參照圖2，等離子體產生空間22 可以被限定為包括高濃度的一種或多種“輕氣體”的“輕氣體”區域；等離子體處理空間22 的第一部分可以被限定為可以包括一種或多種“輕氣體”和一種或多種“重氣體”組合的“混合氣體”區域；并且等離子體處理空間 225b的第二部分可以被限定為包括高濃度的一種或多種“重氣體”的“重氣體”區域。
在使用第二 GI⑶SC等離子體處理系統200時，可以執行附加重力依賴性過程。當如第二處理室210所示，等離子體產生空間22 在等離子體處理空間22 (晶片處理區域)下方時，可以使用比其他處理氣體更重的重氣體(諸如5(e)。第二 GI⑶SC等離子體處理系統200可以被用來解決上文中參照第一 GIGDSC等離子體處理系統100描述的相同問題。在第二 GI⑶SC等離子體處理系統200中，在特定處理期間，可以控制襯底/晶片處理化學品。當使用第二等離子體處理系統200時，輕氣體將會在晶片水平附近與離解的處理氣體化學反應。例如，當H2與HBr —同使用時，離解的Br原子可以與H原子結合，以在晶片水平附近重新形成HBr。當第二 GI⑶SC等離子體處理系統200被構造為使用GI⑶S技術并且被構造為使用“重氣體”(諸如Xe)時，可以通過使得“重氣體”在第二等離子體源225的外表面附近的第二處理室210的底部處流動而獲得也比Ar處理窗口更寬的處理窗口(壓力和功率范圍)。例如，處理窗口差異可以是因為Xe相比于Ar具有更低的離子化能和更寬的氣體擊穿窗口，并且穩定等離子體可以可以利用Xe產生大的處理窗口和/或在大的處理窗口下工作。在CVD示例中，當在GIGDS相關的程序和處理期間控制等離子體源225并利用如圖2所示上下顛倒的襯底/晶片執行處理時，Xe氣體流動到室的底部并且可以在用于CVD 的大處理窗口下產生非常穩定的等離子體操作，并且第二氣體供應元件245被用來將材料氣體注入到襯底下方。第二等離子體源225可以被用于產生等離子體，并且第二等離子體源225可以包括表面波等離子體源、微波ECR等離子體源、RF CCP源或ICP源或者任何其他種類的等離子體源。技術可以被應用到使用等離子體的任何處理。在處理中，這些輕氣體或重氣體可以在其他處理氣體之前或之后以及在等離子體被點燃之前或之后被引入到處理室。在重力引起的氣體擴散分離控制的等離子體產生系統(100、200)中，輕氣體沒有被局限到H2、He和Ne以及重氣體沒有被局限到Kr和Xe。它們可以是能夠被注入到等離子體處理室中的，具有不同氣體重力(即，它們的相對分子量不同)以有助于氣體分離的任何種類的氣體。即，輕和重是相對的，并且是重力差異引起氣體擴散分離。已經在上文中陳述的由重力引起的氣體擴散分離控制的處理系統僅為陳述本發明的新穎性和方法的示例。這意味著潛在的處理系統不局限于上文陳述的系統。此外，重力引起的氣體擴散分離也為能夠用于控制任何種類的等離子體產生、等離子體源和等離子體處理的方法和技術。這也意味著其不僅是一種處理系統。由已經在圖2中描述的重力引起的氣體擴散分離控制的等離子體產生是一般方法和概念，作為示例，該方法和概念可以應用到任何種類的等離子體產生方法和任何種類的等離子體源以及任何種類的等離子體處理，包括用于諸如RF CCP、ICP、微波RLSA等離子體、表面波等離子體、微波ECR等離子體等的等離子體處理。在下文中，將會陳述可以被用于表面波等離子體(具體是微波RLSA等離子體)的數種示例性共振板或電介質板構造。然而，本發明應當覆蓋任何種類的等離子體源、等離子體產生方法和使用上述方法和概念的等離子體處理。此外，共振板或電介質板構造不局限于以下示例。
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現在參照圖3，提供了根據實施例的SWP源330的示意表示。SWP源330可以包括電磁(EM)波發射器332，該電磁(EM)波發射器332構造為通過在與等離子體相鄰的EM波發射器332的面向等離子體的表面360上產生表面波，以將期望EM波模式的EM能量耦合到等離子體。此外，SWP源330包括功率耦合系統390，該功率耦合系統390連接到EM波發射器332并且構造為將EM能量提供給EM波發射器332來形成等離子體。EM波發射器332包括構造為將微波功率發射到等離子體產生空間(125a，圖1)或等離子體產生空間025a，圖2)中的微波發射器。EM波發射器332可以經由同軸饋送器 338(微波能量通過其傳遞)連接到功率耦合系統390。或者，可以使用波導饋送器。功率耦合系統390可以包括微波源392，諸如2. 45GHz微波功率源。由微波源392產生的微波能量可以通過波導394引導到隔離器396，以用來吸收反射回微波源392的微波能量。或者，可以使用環形器。例如，微波能量可以經由同軸轉換器398轉換為同軸TEM(橫向電磁波)模。 或者，可以使用波導轉換器。調諧器(未示出)可以被用于阻抗匹配以及改善的功率傳輸。 當微波能量被經由同軸饋送器338耦合到EM波發射器332時，可以在同軸饋送線338中發生從TEM模向TM(橫磁性)模的另一種模式改變。可以在美國專利No. 5，024，716中找到關于同軸饋送器338和EM波發射器332的涉及的其他細節，該專利題為“Plasma processing apparatus for etching, ashing, and film-formation，，并且通過弓|用將其全部結合在本說明書中。圖4示出了根據本發明的實施例的電磁(EM)波發射器432的簡化截面圖。如圖 4所示，EM波發射器432可以包括同軸饋送器438和縫隙天線446，其中同軸饋送器438具有內導體440、外導體442和絕緣體441，縫隙天線446具有耦合到內導體440與外導體442 之間的多個縫隙G48和449)。多個縫隙048和449)允許從縫隙天線446上方的第一區域向縫隙天線446下方的第二區域的EM能量耦合。EM波發射器432還可以包括慢波板444 以及共振板450。縫隙048和449)的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以有助于等離子體產生空間 (圖1中的12 和/或圖2中的225a)中形成的等離子體的空間均勻性和穩定性。因此， 縫隙天線446的設計可以被用來控制等離子體/處理空間(圖1中的12 和/或12 ) 中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或22 )的等離子體的空間均勻性和穩定性。如圖4所示，EM波發射器432可以包括流體通道443，該流體通道443構造為使得 EM波發射器432的用于溫度控制的溫度控制流體流動。或者，EM波發射器432還可以被構造為通過面向等離子體表面460將處理氣體引入等離子體。仍然參照圖4，EM波發射器432可以被耦合到等離子體處理系統的上室部分，其中，可以在上室壁452與EM波發射器432之間使用密封裝置妨4形成真空密封。密封裝置 454可以包括彈性0形環；然而，也可以使用其他已知的密封機構。一般來說，同軸饋送器438的內導體440和外導體442可以包括導電材料，諸如金屬，同時慢波板444和共振板450可以包括一種或多種電介質材料。在一些實施例中，慢波板444和共振板450可以包括相同材料，然而，可以使用不同材料。選擇來制造慢波板 444和共振板450的材料可以被選擇為相對于相應的自由空間波長減小傳播的電磁(EM)波的波長，并且慢波板444和共振板450的尺寸可以被選擇為確保用于在等離子體產生空間(圖1中的12 和/或圖2中的225a)中發射EM能量的駐波效率的形成。慢波板444和共振板450可以由含有硅的材料(諸如石英(氧化硅))或者高介電常數(高k)材料制成。例如，高k材料可以具有比4的值更高的介電常數。特別地，當等離子體處理系統被用于每個處理應用時，石英通常被選擇來兼容蝕刻處理。例如，高k材料可以包括本征晶體硅、鋁陶瓷、氮化鋁和藍寶石。然而，其他高k材料可以被使用。此外，可以根據特定處理的參數來選擇具體高k材料。例如，當共振板450 由本征晶體硅制造時，等離子體頻率在45攝氏度的溫度下超過2. 45GHz。因此，本征晶體硅適合于低溫處理(即，小于45攝氏度)。對于更高溫度的處理，共振板450可以由鋁(Al2O3) 或藍寶石制造。本發明人已經觀察到對于上文中討論的SWP源的具體實施方式
，等離子體均勻性和等離子體穩定性仍然是挑戰。下文中，在共振板-等離子體界面處(即，在面向等離子體表面460處)的駐波可能傾向于隨著等離子體參數移動而發生模跳躍。在各種實施例中，EM波發射器432可以被制作為具有多個第一凹陷455和多個第二凹陷465，第一凹陷455被構造為形成在面向等離子體表面460中的第一圖案，第二凹陷 465被構造為形成在面向等離子體表面460中的第二圖案。每個第一凹陷455可以包括形成在面向等離子體表面460內的獨特凹痕或漣漪。 例如，一個或多個第一凹陷455可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第一凹陷455可以包括特征為第二尺寸(例如，維度方向尺寸(或寬度)和/或縱向尺寸(或深度))的凹陷。每個第二凹陷465可以包括形成在面向等離子體表面460內的獨特凹痕或漣漪。 例如，一個或多個第二凹陷465可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第二凹陷465可以包括特征為第二尺寸(例如，維度方向尺寸(或寬度)和/或縱向尺寸(或深度))的凹陷。第一尺寸可以與第二尺寸相同或不同。例如，第二尺寸可以小于第一尺寸。凹陷055和465)的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以促進等離子體產生空間(圖 1中的12 和/或圖2中的225a)中形成的等離子體的空間均勻性和穩定性。因此，凹陷 (455和465)的設計可以被用來控制等離子體/處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或22 )的等離子體的空間均勻性和穩定性。如圖4所示，共振板450包括具有板厚度451和板半徑451a的電介質板。此外， 共振板450上的面向等離子體表面460可以包括平面表面459，在該平面表面459中形成多個第一凹陷455和多個第二凹陷465。或者，共振板450可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板450中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板450的介電常數。板厚度可以是四分之一波長的整數倍 (η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。 例如，板厚度451可以約為有效半波長(λ/幻或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度451的范圍可以從約25mm(毫米)到約45mm。作為示例，第一凹陷455可以包括一個或多個圓柱形凹陷，并且每個第一凹陷455 的特征在于第一深度456和第一直徑457。如圖4所示，一個或多個第二凹陷465可以位于
2面向等離子體表面460的內部區域附近。第一直徑457可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度451與第一深度456之間的第一差異453可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，第一直徑457可以約為有效半波長 (入/2)，并且板厚度451與第一深度456之間的第一差異453可以是有效半波長(λ/2)或者約為有效四分之一波長(λ/4)。板厚度451可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ /2)。或者，第一直徑457的范圍可以從約25mm到約35mm，并且板厚度451與第一深度 456之間的第一差異453的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第一直徑457的范圍可以從約30mm到約35mm，并且第一差異453的范圍可以從IOmm到約20mm。在第一凹陷455中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面460之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。此外，第二凹陷465可以包括第二多個圓柱形凹陷，每個第二多個圓柱形凹陷的特征都是第二深度466和第二直徑467。如圖4所示，一個或多個第二凹陷465可以位于面向等離子體表面460的外側區域附近。第二直徑467可以是可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度451與第二深度 466之間的第二差異463可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)， 或者半波長的整數倍(πιλ/2，其中m是大于零的整數)。例如，第二直徑467可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度451與第二深度466之間的第二差異463可以是有效半波長 (λ /2)或者約為有效四分之一波長(λ/4)。或者，第二直徑467的范圍可以從約25mm(毫米)到約35mm，并且板厚度與第二深度466之間的第二差異463的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第二直徑467的范圍可以從約30mm到約35mm，并且第二差異463的范圍可以從IOmm到約20mm。在第二凹陷465中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面460之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖5A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖5B示出了圖5A 中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖5A示出了示例性EM波發射器532的仰視圖，縫隙天線M6中的多個縫隙(548和M9)被示出為好像透過共振板550看到縫隙天線討6。如圖5A所示，多個縫隙(548和討9)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(548和M9)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如， 多個縫隙(548和M9)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。在共振板550的平面表面561上，可以形成第一凹陷555和第二凹陷565。在一些實施例中，第一凹陷555可以與縫隙天線546中的第一縫隙548對準或部分對準。例如，一個或多個第一凹陷555可以與縫隙天線M6中的第一縫隙548對準或部分對準。此外，一個或多個第二凹陷565可以與縫隙天線M6中的一個或多個第二縫隙549對準。本發明人已經觀察到一個或多個第一凹陷555不與一個或多個第一縫隙548對準，第二凹陷565可以被用來控制等離子體產生和等離子體穩定性。例如，當使用光學監視時，在與EM波發射器532耦合的功率范圍內以及在等離子體形成在面向等離子體表面560 附近的空間中的壓力范圍內，等離子體的表現出相對“全亮”的光輝。此外，本發明人已經觀察到多個第一凹陷555可變地有助于等離子體產生和等離子體穩定性，并且根據功率和 /或壓力表現出相比于“亮”的光輝相對更“暗淡”的光輝。除了在相對高的功率下，與平面表面561相鄰的區域接收更少功率并且保持相對“暗”。此外，本發明人已經觀察到當一個或多個第二凹陷565、與縫隙天線M6中的一個或多個第二縫隙549對準時，可以在低功率水平下建立穩定等離子體。等離子體經由最接近這些漣漪的離子化形成，并且從第二凹陷565流動到第一凹陷555(即，與多個第一縫隙 548未對準/部分對準)。因此，最接近這些第二凹陷565形成的等離子體在更寬范圍的功率和壓力下穩定，因為第一凹陷555從第二凹陷565接收等離子體的“過度流動”并且補償最接近第二凹陷565產生的等離子體中的波動。為了改善等離子體均勻性的控制，本發明人相信與平面表面561相鄰的區域應當保持相對“暗”，使得減小模式圖案發展的危險。因此，如圖5A和圖5B所示，第一凹陷555 和第二凹陷565的最佳布置可以為使得相對大量的第一凹陷555不與縫隙天線546中的多個第一縫隙548對準，并且相對大量的第二凹陷565與多個第二縫隙549對準。雖然凹陷 (555和565)的布置可以被選擇為實現等離子體均勻性，但是可以期望實現不均勻的等離子體，其與其他處理參數協作以在被等離子體處理的襯底表面處實現均勻的處理。仍然參照圖5A和圖5B，示例性EM波發射器532被示出為可以包括共振板550， 該共振板550具有面向等離子體表面560。EM波發射器532還包括具有多個第一縫隙M8 和多個第二縫隙討9的縫隙天線M6。第一縫隙548和第二縫隙549允許將來自縫隙天線 546上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板 550。第一縫隙548和第二縫隙549的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的12 和/或圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線M6的設計可以被用來控制等離子體/處理空間(圖1中的 125a和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或22 )的等離子體的空間均勻性和穩定性。在各種實施例中，第一凹陷555可以包括形成在面向等離子體表面560內的獨特凹痕或漣漪。例如，第一凹陷555可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第一凹陷555的特征在于第一深度556和第一直徑557。此外，每個第二凹陷565可以包括形成在面向等離子體表面560內的獨特凹痕或漣漪。例如，第二凹陷565可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第二凹陷565的特征在于第二深度566和第二直徑567。第一凹陷555的尺寸可以與第二凹陷565的尺寸相同或不同。例如，第一凹陷555可以小于第二凹陷565。仍然參照圖5A和圖5B，共振板550包括具有板厚度551和板半徑552的電介質板。此外，共振板550上的面向等離子體表面560可以包括平面表面561，在平面表面561 中形成第一凹陷555和第二凹陷565。或者，共振板550可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板550中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板550的介電常數。板厚度551可以是四分之一波長的整數倍 (η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。 例如，板厚度可以約為有效半波長(λ/幻或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度551的范圍可以從約25mm(毫米)到約45mm。作為示例，第一凹陷555可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有第一深度 556和第一直徑557，并且第一凹陷可以位于面向等離子體表面560的內部區域附近。第一直徑567可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度551與第一深度556之間的第一差異553可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，第一直徑557可以約為有效半波長 (λ /2)，并且板厚度551與第一深度556之間的第一差異553可以是有效半波長(λ /2)或者約為有效四分之一波長(λ/4)。板厚度551可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ /2)。或者，第一直徑557的范圍可以從約25mm到約35mm，并且板厚度551與第一深度 556之間的第一差異553的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第一直徑的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第一差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在第一凹陷555中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面360之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。此外，第二凹陷565可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有第二深度566和第二直徑567，并且第二凹陷可以位于面向等離子體表面560的外側區域附近。第二直徑567可以是可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度551與第二深度 566之間的第二差異563可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)， 或者半波長的整數倍(πιλ/2，其中m是大于零的整數)。例如，第二直徑567可以約為有效半波長(λ /2)，并且板厚度551與第二深度566之間的第二差異563可以是有效半波長 (λ /2)或者約為有效四分之一波長(λ/4)。或者，第二直徑567的范圍可以從約25mm(毫米)到約35mm，并且板厚度551與第二深度566之間的第二差異563的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第二直徑的范圍可以從約30mm到約35mm，并且第二差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在第二凹陷565中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面560之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖6A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖6B示出了圖6A 中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖6A示出了示例性EM波發射器632的仰視圖，縫隙天線646中的多個縫隙(648和649)被示出為好像透過共振板650看到縫隙天線646。如圖6A所示，多個縫隙(648和649)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(648和649)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如， 多個縫隙(648和649)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。在一些實施例中，多個第一凹陷655可以被構造在共振板650中并且一個或多個第一凹陷655可以與縫隙天線646中的一個或多個第一縫隙648對準或部分對準。或者， 一個或多個第一凹陷655可以與縫隙天線646中的第一縫隙648對準或部分對準。此外， 架凹陷665可以被構造在共振板650中，并且架凹陷665可以包括任何的幾何形狀，例如圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。架凹陷665 可以包括架深度666和架寬度667。仍然參照圖6A和圖6B，示例性EM波發射器632被示出為可以包括共振板650， 該共振板650具有面向等離子體表面660。EM波發射器632還包括具有多個第一縫隙648 和多個第二縫隙649的縫隙天線646。第一縫隙648和第二縫隙649允許將來自縫隙天線 646上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板 650。第一縫隙648和第二縫隙649的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的125a)或等離子體產生空間(圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線646的設計可以被用來控制等離子體/處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或22 ) 的等離子體的空間均勻性和穩定性。在各種實施例中，第一凹陷655可以包括形成在面向等離子體表面660內的獨特凹痕或漣漪。例如，第一凹陷655可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第一凹陷655的特征在于第一深度656和第一直徑657。此外，架凹陷665可以包括形成在面向等離子體表面660內的獨特凹痕或漣漪。例如，架凹陷665可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。仍然參照圖6A和圖6B，共振板650包括具有板厚度651和板半徑652的電介質板。此外，共振板650上的面向等離子體表面660可以包括平面表面661，在平面表面661 中形成第一凹陷655和架凹陷665。或者，共振板650可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板650中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板650的介電常數。板厚度651可以是四分之一波長的整數倍 (η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。 例如，板厚度651可以約為有效半波長(λ/幻或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度651的范圍可以從約25mm(毫米)到約45mm。作為示例，第一凹陷655可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有第一深度 656和第一直徑657，并且第一凹陷可以位于面向等離子體表面660的內部區域附近。第一直徑657可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度651與第一深度656之間的第一差異653可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，第一直徑657可以約為有效半波長 (λ /2)，并且板厚度651與第一深度656之間的第一差異653可以是有效半波長(λ /2)或者約為有效四分之一波長(λ/4)。板厚度651可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ /2)。或者，第一直徑657的范圍可以從約25mm到約35mm，并且板厚度651與第一深度 656之間的第一差異653的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第一直徑的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第一差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在第一凹陷655中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面660之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。此外，架凹陷665可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有架深度666和架寬度667，并且架凹陷可以位于面向等離子體表面660的外側區域附近。架寬度667可以是可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度651與架深度 666之間的第二差異663可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)， 或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，架寬度667可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度651與架深度666之間的第二差異663可以是有效半波長(λ/2) 或者約為有效四分之一波長(λ /4)。或者，架寬度667的范圍可以從約25mm(毫米)到約35mm，并且板厚度651與架深度666之間的第二差異663的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，架寬度的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第二差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在架凹陷665中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面660之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖7A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖7B示出了圖7A 中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖7A示出了示例性EM波發射器732的仰視圖，縫隙天線746中的多個縫隙(748和749)被示出為好像透過共振板750看到縫隙天線746。如圖7A所示，多個縫隙(748和749)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(748和749)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如， 多個縫隙(748和749)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。
在一些實施例中，多個第一凹陷755可以被構造在共振板750中并且一個或多個第一凹陷755可以與縫隙天線746中的一個或多個第一縫隙748基本對準。或者，一個或多個第一凹陷755可以不與縫隙天線746中的第一縫隙748對準。此外，架凹陷765可以被構造在共振板750中，并且架凹陷765可以包括任何的幾何形狀，例如圓柱形幾何形狀、 球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。架凹陷765可以包括架深度 766和架寬度767。例如，架凹陷765可以與多個第二縫隙749基本對準。或者，架凹陷765 可以與多個第二縫隙749對準、部分對準或不對準。仍然參照圖7A和圖7B，示例性EM波發射器732被示出為可以包括共振板750， 該共振板750具有面向等離子體表面760。EM波發射器732還包括具有多個第一縫隙748 和多個第二縫隙749的縫隙天線746。第一縫隙748和第二縫隙749允許將來自縫隙天線 746上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板 750。第一縫隙748和第二縫隙749的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的125a)或等離子體產生空間(圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線746的設計可以被用來控制等離子體/處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或22 ) 的等離子體的空間均勻性和穩定性。在各種實施例中，第一凹陷755可以包括形成在面向等離子體表面760內的獨特凹痕或漣漪。例如，第一凹陷755可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第一凹陷755的特征在于第一深度756和第一直徑757。此外，架凹陷765可以包括形成在面向等離子體表面760內的獨特凹痕或漣漪。例如，架凹陷765可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。仍然參照圖7A和圖7B，共振板750包括具有板厚度751和板半徑752的電介質板。此外，共振板750上的面向等離子體表面760可以包括平面表面761，在該平面表面761 中形成第一凹陷755和架凹陷765。或者，共振板750可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板750中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板750的介電常數。板厚度751可以是四分之一波長的整數倍 (η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。 例如，板厚度751可以約為有效半波長(λ/幻或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度751的范圍可以從約25mm(毫米)到約45mm。作為示例，第一凹陷755可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有第一深度 756和第一直徑757，并且第一凹陷可以位于面向等離子體表面760的內部區域附近。第一直徑757可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度751與第一深度756之間的第一差異753可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，第一直徑757可以約為有效半波長 (λ /2)，并且板厚度751與第一深度756之間的第一差異753可以是有效半波長(λ /2)或者約為有效四分之一波長(λ/4)。板厚度751可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ /2)。或者，第一直徑757的范圍可以從約25mm到約35mm，并且板厚度751與第一深度 756之間的第一差異753的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第一直徑的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第一差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在第一凹陷755中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面760之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。此外，架凹陷765可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有架深度766和架寬度767，并且架凹陷可以位于面向等離子體表面760的外側區域附近。架寬度767可以是可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度751與架深度 766之間的第二差異763可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)， 或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，架寬度767可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度751與架深度766之間的第二差異763可以是有效半波長(λ/2) 或者約為有效四分之一波長(入/4)。或者，架寬度767的范圍可以從約25mm(毫米)到約35mm，并且板厚度751與架深度766之間的第二差異763的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，架寬度的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第二差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在架凹陷765中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面760之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖8A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖8B示出了圖8A 中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖8A示出了示例性EM波發射器832的仰視圖，縫隙天線846中的多個縫隙(848和849)被示出為好像透過共振板850看到縫隙天線846。如圖8A所示，多個縫隙(848和849)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(848和849)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如， 多個縫隙(848和849)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。在一些實施例中，多個第一凹陷855可以被構造在共振板850中并且一個或多個第一凹陷855可以與縫隙天線846中的一個或多個第一縫隙848基本對準。或者，一個或多個第一凹陷855可以與縫隙天線846中的一個或多個第一縫隙848對準或部分對準。此夕卜，架凹陷865可以被構造在共振板850中，并且槽凹陷865可以包括任何的幾何形狀，例如圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。槽凹陷 865可以包括槽深度866和槽寬度867。例如，槽凹陷865可以與多個第二縫隙849基本對準。或者，槽凹陷865可以與多個第二縫隙849對準、部分對準或不對準。仍然參照圖8A和圖8B，示例性EM波發射器832被示出為可以包括共振板850，該共振板850具有面向等離子體表面860。EM波發射器832還包括具有多個第一縫隙848 和多個第二縫隙849的縫隙天線846。第一縫隙848和第二縫隙849允許將來自縫隙天線 846上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板 850。第一縫隙848和第二縫隙849的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的125a)或等離子體產生空間(圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線846的設計可以被用來控制等離子體/處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或22 ) 的等離子體的空間均勻性和穩定性。在各種實施例中，第一凹陷855可以包括形成在面向等離子體表面860內的獨特凹痕或漣漪。例如，第一凹陷855可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第一凹陷855的特征在于第一深度856和第一直徑857。此外，槽凹陷865可以包括形成在面向等離子體表面860內的獨特凹痕或漣漪。例如，槽凹陷865可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。仍然參照圖8A和圖8B，共振板850包括具有板厚度851和板半徑852的電介質板。此外，共振板850上的面向等離子體表面860可以包括平面表面861，在該平面表面861 中形成第一凹陷855和槽凹陷865。或者，共振板850可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板850中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板850的介電常數。板厚度851可以是四分之一波長的整數倍 (η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。 例如，板厚度851可以約為有效半波長(λ/幻或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度851的范圍可以從約25mm(毫米)到約45mm。作為示例，第一凹陷855可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有第一深度 856和第一直徑857，并且第一凹陷可以位于面向等離子體表面860的內部區域附近。第一直徑857可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度851與第一深度856之間的第一差異853可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，第一直徑857可以約為有效半波長 (λ /2)，并且板厚度851與第一深度856之間的第一差異853可以是有效半波長(λ /2)或者約為有效四分之一波長(λ/4)。板厚度851可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ /2)。或者，第一直徑857的范圍可以從約25mm到約35mm，并且板厚度851與第一深度 856之間的第一差異853的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第一直徑的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第一差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在第一凹陷855中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面860之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。此外，槽凹陷865可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有槽深度866和槽寬度867，并且槽凹陷可以位于面向等離子體表面860的外側區域附近。槽寬度867可以是可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度851與槽深度 866之間的第二差異863可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)， 或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，槽寬度867可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度851與槽深度866之間的第二差異863可以是有效半波長(λ/2) 或者約為有效四分之一波長(入/4)。或者，槽寬度867的范圍可以從約25mm(毫米)到約35mm，并且板厚度851與槽深度866之間的第二差異863的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，槽寬度的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第二差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在槽凹陷865中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面860之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖9A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖9B示出了圖9A 中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖9A示出了示例性EM波發射器932的仰視圖，縫隙天線946中的多個縫隙(948和949)被示出為好像透過共振板950看到縫隙天線946。如圖9A所示，多個縫隙(948和949)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(948和949)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如， 多個縫隙(948和949)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。在一些實施例中，多個第一凹陷955可以被構造在共振板950中并且一個或多個第一凹陷955可以與縫隙天線946中的一個或多個第一縫隙948基本對準。或者，一個或多個第一凹陷955可以與縫隙天線946中的一個或多個第一縫隙948對準或部分對準。此夕卜，槽凹陷965可以被構造在共振板950中，并且槽凹陷965可以包括任何的幾何形狀，例如圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。槽凹陷 965可以包括槽深度966和槽寬度967。例如，槽凹陷965可以與多個第二縫隙949基本對準。或者，槽凹陷965可以與多個第二縫隙949對準、部分對準或不對準。此外，多個第二凹陷975可以被構造在槽凹陷965中，并且第二凹陷975可以包括任何幾何形狀，包括例如圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第二凹陷 975可以包括第二深度976和第二寬度977。例如，第二凹陷975可以與多個第二縫隙949 基本對準。或者，第二凹陷975可以與第二凹陷949對準、部分對準或不對準。仍然參照圖9A和圖9B，示例性EM波發射器932被示出為可以包括共振板950， 該共振板950具有面向等離子體表面960。EM波發射器932還包括具有多個第一縫隙948 和多個第二縫隙949的縫隙天線946。第一縫隙948和第二縫隙949允許將來自縫隙天線 946上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板 950。
第一縫隙948和第二縫隙949的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的125a)或等離子體產生空間(圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線946的設計可以被用來控制等離子體/處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或22 ) 的等離子體的空間均勻性和穩定性。在各種實施例中，第一凹陷955和第二凹陷975可以包括形成在面向等離子體表面960內的獨特凹痕或漣漪。例如，第一凹陷955或第二凹陷975可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第一凹陷955的特征在于第一深度956和第一直徑957。第二凹陷975的特征在于第二深度976和第二直徑977。此外，槽凹陷965可以包括形成在面向等離子體表面960內的獨特凹痕或漣漪。例如，槽凹陷965可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。仍然參照圖9A和圖9B，共振板950包括具有板厚度951和板半徑952的電介質板。此外，共振板950上的面向等離子體表面960可以包括平面表面961，在該平面表面961 中形成第一凹陷955和槽凹陷965。或者，共振板950可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板950中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板950的介電常數。板厚度951可以是四分之一波長的整數倍 (η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。 例如，板厚度951可以約為有效半波長(λ/幻或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度951的范圍可以從約25mm(毫米)到約45mm。作為示例，第一凹陷955可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有第一深度 956和第一直徑957，并且第一凹陷可以位于面向等離子體表面960的內部區域附近。此外， 第二凹陷975可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有第二深度976和第二直徑977， 并且第二凹陷975可以位于面向等離子體表面960的外部區域附近。第一直徑957和第二直徑977可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度951與第一深度956之間的第一差異953可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。例如，第一直徑957和第二直徑977可以約為有效半波長(λ /2)，并且板厚度951與第一深度956之間的第一差異 953可以是有效半波長(λ/幻或者約為有效四分之一波長(λ/4)。板厚度951可以約為有效半波長(λ /2)或者大于有效半波長(> λ /2)。或者，第一直徑957的范圍可以從約25mm到約35mm，并且板厚度951與第一深度 956之間的第一差異953的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，第一直徑的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第一差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在第一凹陷955和第二凹陷975中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面360之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm ο此外，槽凹陷965可以被構造為圓柱形凹陷，該圓柱形凹陷具有槽深度966和槽寬度967，并且槽凹陷可以位于面向等離子體表面960的外側區域附近。槽寬度967可以是可以是四分之一波長的整數倍(ηλ/4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度951與槽深度 966之間的第二差異963可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)， 或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，槽寬度967可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度951與槽深度966之間的第二差異963可以是有效半波長(λ/2) 或者約為有效四分之一波長(入/4)。或者，槽寬度967的范圍可以從約25mm(毫米)到約35mm，并且板厚度951與槽深度966之間的第二差異963的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，槽寬度的范圍可以從約 30mm到約35mm，并且第二差異的范圍可以從IOmm到約20mm。在槽凹陷965中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面960之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖IOA示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖IOB示出了圖 IOA中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖IOA示出了示例性EM波發射器1032 的仰視圖，縫隙天線1046中的多個縫隙(1048和1049)被示出為好像透過共振板1050看到縫隙天線1046。如圖IOA所示，多個縫隙(1048和1049)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(1048和1049)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如，多個縫隙(1048和1049)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。在一些實施例中，多個第一凹陷1055可以被構造在共振板1050中并且一個或多個第一凹陷1055可以與縫隙天線1046中的一個或多個第一縫隙1048基本未對準。或者， 一個或多個第一凹陷1055可以與縫隙天線1046中的一個或多個第一縫隙1048對準或部分對準。此外，通道凹陷1065可以被構造在共振板1050中，并且通道凹陷1065可以包括任何的幾何形狀，例如圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。通道凹陷1065可以包括通道深度1066和通道寬度1067。例如，通道凹陷1065 可以與多個第二縫隙1049基本對準。或者，通道凹陷1065可以與多個第二縫隙1049對準、 部分對準或不對準。在一些實施例中，開口 1090可以包括開口深度1091和開口寬度1092，并且氣體通道1095可以包括通道長度1096和通道寬度1097。例如，開口 1090和氣體通道1095可以基本與共振板1050的中央對準。或者，開口 1090和氣體通道1095可以不同地對準。仍然參照圖IOA和圖10B，示例性EM波發射器1032被示出為可以包括共振板 1050，該共振板1050具有面向等離子體表面1060。EM波發射器1032還包括具有多個第一縫隙1048和多個第二縫隙1049的縫隙天線1046。第一縫隙1048和第二縫隙1049允許將來自縫隙天線1046上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板1050。
第一縫隙1048和第二縫隙1049的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的125a)或等離子體產生空間(圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線1046的設計可以被用來控制等離子體/ 處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或 225b)的等離子體的空間均勻性和穩定性。在各種實施例中，第一凹陷1055和第二凹陷1065可以包括形成在面向等離子體表面1060內的獨特凹痕或漣漪。例如，第一凹陷1055可以包括圓柱形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀或者任何形狀。第一凹陷1055的特征在于第一深度 1056和第一直徑1057。此外，第二凹陷1065可以包括具有梯形或部分三角形截面的通道。然而，第二凹陷1065中的通道可以包括任何幾何形狀，例如，圓柱形幾何形狀、圓錐形幾何形狀、部分圓錐形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀、金字塔形幾何形狀或者任意形狀。第二凹陷1065可以包括通道深度1066、第一通道寬度1066和第二通道寬度1068。仍然參照圖IOA和圖10B，共振板1050包括具有板厚度1051和板半徑1052的電介質板。例如，共振板1050上的面向等離子體表面1060可以包括平面表面1061，通過該表面可以形成第一凹陷1055和通道凹陷1065。或者，共振板1050可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板1050中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板1050的介電常數。板厚度1051可以是四分之一波長的整數倍(η λ/4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ/2，其中m是大于零的整數)。例如，板厚度1051可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度1051的范圍可以從約Wmm(毫米)到約45mm。作為示例，第一凹陷1055可以位于面向等離子體表面1060的內部區域附近。此夕卜，通道凹陷1065可以位于面向等離子體表面1060的外部區域附近。第一直徑1057、第一通道寬度1067、第二通道寬度1068、開口寬度1092和通道寬度1097可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。此外，板厚度1051與第一深度1056之間的第一差異1053可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(πιλ /2，其中m是大于零的整數)。例如，第一直徑1057、第一通道寬度1067、第二通道寬度1068、開口寬度1092和通道寬度1097可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度1051 與第一深度1056之間的第一差異1053可以是有效半波長(λ/幻或者約為有效四分之一波長(入/4)。板厚度1051可以約為有效半波長(λ/幻或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，第一直徑1057、第一通道寬度1067、第二通道寬度1068、開口寬度1092和通道寬度1097的范圍可以從約IOmm到約35mm，并且板厚度1051與深度(1056、1066、1091 和1096)之間的第一差異1053的范圍可以從約IOmm到約35mm。在第一凹陷1055、通道凹陷1065、開口 1090和/或氣體通道1095中，倒圓和/或
內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面1060之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。此外，如圖10所示，EM波發射器1032可以利用具有第一匹配長度106 和第一匹配寬度的匹配元件1062制造。匹配元件1062可以包括位于共振板1150的外周邊處或其附近的邊緣壁延伸部，并且可以構造為連接到處理室壁。此外，EM波發射器可以包括開口 1090和氣體通道1095。開口 1090可以被構造為接收用于將穿過天線1046內部的氣體管線固定到共振板1050的氣體通道1095的固定裝置。雖然僅示出了一個氣體通道，但是可以在共振板1050中制造額外的氣體通道。此夕卜，雖然氣體通道的形狀是具有圓柱形截面的直線，但是其可以為任意的形狀，例如，具有任意截面的螺旋形狀。圖10中描述的這些特征中的任何一者或多者可以在圖3到圖9中描述的實施例中的任何一者中實施。通道寬度(1067和1068)可以是可以是四分之一波長的整數倍(ηλ/4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度1051 與通道深度1066之間的第二差異1063可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。例如，通道寬度 (1067和1068)可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度1051與通道深度1066之間的第二差異1063可以是有效半波長(λ/幻或者約為有效四分之一波長(λ/4)。或者，通道寬度(1067和1068)的范圍可以從約25mm(毫米)到約35mm，并且板厚度1051與通道深度1066之間的第二差異1063的范圍可以從約IOmm到約35mm。或者，通道寬度(1067和1068)的范圍可以從約30mm到約35mm，并且第二差異的范圍可以從IOmm 到約20mm。在通道凹陷1065中，倒圓和/或內圓(即，表面/角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面1060之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖IlA示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖IlB示出了圖 IlA中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖IlA示出了示例性EM波發射器1132 的仰視圖，縫隙天線1146中的多個縫隙(1148和1149)被示出為好像透過共振板1150看到縫隙天線1146。如圖IlA所示，多個縫隙(1148和1149)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(1148和1149)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如，多個縫隙(1148和1149)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。在一些實施例中，第一凹陷1155可以被構造在共振板1150中并且第一凹陷1155 的外邊緣可以與縫隙天線1146中的第二縫隙1149基本對準。或者，第一凹陷1155可以更小并且可以與縫隙天線1146中的一個或多個第一縫隙1148對準或部分對準。此外，第一凹陷1155可以具有梯形或部分三角形截面。然而，第一凹陷1155可以包括任何幾何形狀， 例如，圓柱形幾何形狀、圓錐形幾何形狀、部分圓錐形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀、金字塔形幾何形狀或者任意形狀。第一凹陷1155可以包括凹陷深度 1156、第一凹陷寬度1157和第二通道寬度1158。
此外，如圖IlB所示，EM波發射器1132可以利用具有第一匹配長度116 和第一匹配寬度的匹配元件1162制造。匹配元件1162可以包括位于共振板1150的外周邊處或其附近的邊緣壁延伸部，并且可以構造為連接到處理室壁。此外，EM波發射器可以包括開口 1190和氣體通道1195。開口 1190可以被構造為接收用于將穿過天線1146內部的氣體管線固定到共振板1150的氣體通道1195的固定裝置。雖然僅示出了一個氣體通道，但是可以在共振板1150中制造額外的氣體通道。此夕卜，雖然氣體通道的形狀是具有圓柱形截面的直線，但是其可以為任意的形狀，例如，具有任意截面的螺旋形狀。圖IlA和圖IlB中描述的這些特征中的任何一者或多者可以在圖3 到圖9中描述的實施例中的任何一者中實施。在一些實施例中，開口 1190可以包括開口深度1191和開口寬度1192，并且氣體通道1195可以包括通道長度1196和通道寬度1197。例如，開口 1190和氣體通道1195可以基本與共振板1150的中心對準。或者，開口 1190和氣體通道1195可以不同地對準。仍然參照圖IlA和圖11B，示例性EM波發射器1132被示出為可以包括共振板 1150，該共振板1150具有面向等離子體表面1160。EM波發射器1132還包括具有多個第一縫隙1148和多個第二縫隙1149的縫隙天線1146。第一縫隙1148和第二縫隙1149允許將來自縫隙天線1146上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板1150。第一縫隙1148和第二縫隙1149的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的125a)或等離子體產生空間(圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線1146的設計可以被用來控制等離子體/ 處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或 225b)的等離子體的空間均勻性和穩定性。仍然參照圖IlA和圖11B，共振板1150包括具有板厚度1151和板半徑1152的電介質板。例如，共振板1150上的面向等離子體表面1160可以包括平面表面1161，通過該表面可以形成第一凹陷1巧5和通道凹陷1165。或者，共振板1150可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板1150中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板1150的介電常數。板厚度1151可以是四分之一波長的整數倍(η λ/4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ/2，其中m是大于零的整數)。例如，板厚度1151可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度1151的范圍可以從約Wmm(毫米)到約45mm。第一直徑1157、第一通道寬度1167、第二通道寬度1168、開口寬度1192和通道寬度1197可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍01^/2，其中!11是大于零的整數)。此外，板厚度1151與第一深度1156之間的第一差異1153可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(πιλ /2，其中m是大于零的整數)。例如，第一直徑1157、第一通道寬度1167、第二通道寬度1168、開口寬度1192和通道寬度1197可以約為有效半波長(λ/2)，并且板厚度1151 與第一深度1156之間的第一差異1153可以是有效半波長(λ/幻或者約為有效四分之一波長(λ/4)。板厚度1151可以約為有效半波長(λ/ 或者大于有效半波長(> λ/2)。
或者，第一凹陷寬度1157、第二凹陷寬度1168、開口寬度1192和通道寬度1197的范圍可以從約2mm到約35mm，并且板厚度1151與深度(1156、1166和1196)之間的第一差異1153的范圍可以從約2mm到約35mm。在第一凹陷1155、開口 1190和/或氣體通道1195中，倒圓和/或內圓(即，表面 /角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面1160之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。圖12A示出了根據本發明的實施例的EM波發射器的仰視圖；并且圖12B示出了圖 12A中描繪的EM波發射器的一部分的示意截面圖。圖12A示出了示例性EM波發射器1232 的仰視圖，縫隙天線1246中的多個縫隙(1248和1M9)被示出為好像透過共振板1250看到縫隙天線1246。如圖12A所示，多個縫隙(1248和1M9)可以成對布置，并且每對縫隙包括朝向垂直于第二縫隙的第一縫隙。然而，多個縫隙(1248和1249)中的縫隙的朝向可以是任意的。例如，多個縫隙(1248和1249)中的縫隙的朝向可以根據用于等離子體均勻性和/或等離子體穩定性的預定圖案。在一些實施例中，通道凹陷1255可以被構造在共振板1250中并且通道凹陷1255 可以與縫隙天線1246中的第二縫隙1249基本對準。或者，通道凹陷1255可以更小并且可以與縫隙天線1246中的一個或多個第一縫隙1248對準或部分對準。此外，通道凹陷1255 可以包括任何幾何形狀，例如，圓柱形幾何形狀、圓錐形幾何形狀、部分圓錐形幾何形狀、球形幾何形狀、非球形幾何形狀、矩形幾何形狀、金字塔形幾何形狀或者任意形狀。通道凹陷 1255可以包括通道深度1沈5、第一通道寬度1257和第二通道寬度1258。此外，如圖12B所示，EM波發射器1232可以被制造為包括開口 1290和氣體通道 12950開口 1290可以被構造為接收用于將穿過天線1246內部的氣體管線固定到共振板 1250的氣體通道1295的固定裝置。雖然僅示出了一個氣體通道，但是可以在共振板1250中制造額外的氣體通道。此夕卜，雖然氣體通道的形狀是具有圓柱形截面的直線，但是其可以為任意的形狀，例如，具有任意截面的螺旋形狀。圖12A和圖12B中描述的這些特征中的任何一者或多者可以在圖3 到圖9中描述的實施例中的任何一者中實施。在一些實施例中，開口 1290可以包括開口深度1291和開口寬度1四2，并且氣體通道1295可以包括通道長度1296和通道寬度1297。例如，開口 1290和氣體通道1295可以基本與共振板1250的中心對準。或者，開口 1290和氣體通道1295可以不同地對準。仍然參照圖12A和圖12B，示例性EM波發射器1232被示出為可以包括共振板 1250，該共振板1250具有面向等離子體表面1260。EM波發射器1232還包括具有多個第一縫隙1248和多個第二縫隙1249的縫隙天線1246。第一縫隙1248和第二縫隙1249允許將來自縫隙天線1246上方的第一區域的EM能量耦合到縫隙天線下方的第二區域，在第二區域中定位了共振板1250。第一縫隙1248和第二縫隙1249的數目、幾何形狀、尺寸和分布可以是促進形成在等離子體產生空間(圖1中的125a)或等離子體產生空間(圖2中的225a)中的等離子體的空間均勻性和穩定性的因素。因此，縫隙天線1246的設計可以被用來控制等離子體/
39處理空間(圖1中的12 和/或12 )中或等離子體/處理空間(圖2中的22 和/或 225b)的等離子體的空間均勻性和穩定性。仍然參照圖12A和圖12B，共振板1250包括具有板厚度1251和板半徑1252的電介質板。例如，共振板1250上的面向等離子體表面1260可以包括平面表面1261，通過該表面可以形成通道凹陷1255。或者，共振板1250可以包括任何幾何形狀，該幾何形狀可以包括凹陷和/或突起表面。在共振板1250中的EM能量的傳播可能具有以下特性對于給定頻率的EM能量的有效波長(λ)以及用于共振板1250的介電常數。板厚度1251可以是四分之一波長的整數倍(η λ/4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍(m λ/2，其中m是大于零的整數)。例如，板厚度1251可以約為有效半波長(λ/2)或者大于有效半波長(> λ/2)。或者，板厚度1251的范圍可以從約Wmm(毫米)到約45mm。第一通道寬度1257、第一通道寬度1洸7、開口寬度1292和氣體通道寬度1297 可以是四分之一波長的整數倍(η λ /4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍 (m λ /2，其中m是大于零的整數)。此外，板厚度1251與第一深度1256之間的第一差異 1253可以是四分之一波長的整數倍(η λ/4，其中η是大于零的整數)，或者半波長的整數倍 (m λ /2，其中m是大于零的整數)。例如，通道寬度、開口寬度1292和通道寬度1297可以約為有效半波長U/2)。或者，開口寬度1292和氣體通道寬度1297的范圍可以從約2mm到約15mm，并且板厚度1251與深度(1256、1291和1296)之間的第一差異1253的范圍可以從約Imm到約35mm。在通道凹陷1255、開口 1290和/或氣體通道1295中，倒圓和/或內圓(即，表面 /角部圓角)可以被用來影響相鄰表面之間的平滑表面過度。在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與凹陷的底部之間的角部處。此外，在圓柱形凹陷中，表面圓角可以被布置在圓柱形側壁與面向等離子體表面1160之間的角部處。例如，表面半徑的范圍可以從約Imm到約3mm。雖然在圖3到圖12中提供的實施例的任何一者中未示出，但是一個或多個凹陷可以互相連接。此外，一個凹陷構造中的一個或多個凹陷可以與另一個凹陷構造中的一個或多個凹陷互相連接。例如，一個或多個凹陷可以由凹槽或通道互相連接或鏈接。關于圖13A、圖 13B、圖 14A、圖 14B、圖 15A、圖 15B、圖 16A、圖 16B、圖 17A、圖 17B、 圖18A、圖18B、圖19A、圖19B和圖20A、圖20B中示出的數據，以下總結的條件被用在這些實驗中。使用輻射線縫隙天線(RLSA)來產生微波表面波等離子體。總等離子體室壓約為 150mT(mTorr，毫托)。用于等離子體產生的微波功率約為2500W(瓦特)。實驗標簽示出了 WefkrfQ2 100/100/600，其對應于注入到等離子體室中的He、Ar和仏氣體的sccm(標況毫升每分)的流速(He為100sccm、Ar為IOOsccm并且仏為600sccm)。此外，在這些實驗中， 氣體在被注入等離子體室之前被混合，并且氣體被從位于等離子體室的底部處的兩個注入器注入。此外，0.02mW/cm2 (毫瓦每平方厘米)是在等離子體室底部處測量的EM輻射強度。 此外，“未被調整”表示阻抗匹配器被連續地移動。圖13A示出了根據本發明的實施例的示例性處理，并且圖13B示出了與圖13A相關的一組處理條件和處理結果。例如，當在(150mT以及2500W)下執行實驗時，處理結果表示可以增加氦氣來調整等離子體并且使得等離子體穩定。此外，當氦氣被增加到ArA)2混合物中時，在室底部處的EM輻射降低。圖14A示出了根據本發明的實施例的示例閃爍抑制數據，并且圖14B示出了與圖 14A相關的一組處理條件和處理結果。例如，當在(80mT以及2500W)下執行實驗時，處理結果表示可以增加氦氣來抑制等離子體閃爍以及使得等離子體更加均勻。圖15A示出了根據本發明的實施例的示例穩定數據，并且圖15B示出了與圖15A 相關的一組處理條件和處理結果。例如，當在(20mT以及3500W)下執行實驗時，處理結果表示可以增加氦氣來抑制在低壓力和高功率下的等離子體閃爍。圖16A示出了根據本發明的實施例的示例穩定數據，并且圖16B示出了與圖16A 相關的一組處理條件和處理結果。例如，當在(20mT以及2000W)下執行實驗時，處理結果表示可以增加氦氣來抑制在低壓力和中等功率下的等離子體閃爍。圖17A示出了根據本發明的實施例的示例穩定數據，并且圖17B示出了與圖17A 相關的一組處理條件和處理結果。例如，當在(20mT以及1500W)下執行實驗時，處理結果表示可以增加氦氣來抑制在低壓力和低功率下的等離子體閃爍。圖18A示出了根據本發明的實施例的示例閃爍抑制數據，并且圖18B示出了與圖 18A相關的一組處理條件和處理結果。例如，當在(IOmT以及2500W)下執行實驗時，處理結果表示可以增加氦氣來抑制在非常低壓力和中等功率下的等離子體閃爍。圖19A示出了根據本發明的實施例的示例EM阻擋數據，并且圖19B示出了與圖 19A相關的一組處理條件和處理結果。例如，當在(150mT以及1000W)下執行實驗時，處理結果表示在將氦氣增加到ArA)2混合物時，降低了在室底部處的EM輻射。雖然僅在上文中具體描述了本發明的某些實施例，但是本領域技術人員將會容易理解在本發明的實施例中可以進行許多修改，而不本質上背離本發明的新穎教導和優點。 因此，全部的修改都包括在本發明的范圍內。圖20A示出了根據本發明的實施例的示例處理數據，并且圖20B示出了與圖20A 相關的一組處理條件和處理結果。在各種GI⑶SC過程中，等離子體源(圖1中的115和圖2中的215)可以包括電磁 (EM)波發射器(圖3中的332)，或者電磁(EM)波發射器(圖4中的432)，或者電磁(EM) 波發射器(圖5中的532)，或者電磁(EM)波發射器(圖6中的632)，或者電磁(EM)波發射器(圖7中的732)，或者電磁(EM)波發射器(圖8中的832)，或者電磁(EM)波發射器 (圖9中的932)，或者電磁(EM)波發射器(圖10中的1032)，或者電磁(EM)波發射器(圖 11中的1132)，或者電磁(EM)波發射器(圖12中的1232)，或者它們的任何組合。此外， 等離子體源(圖1中的115和圖2中的215)的面向等離子體表面(圖1中的116和圖2 中的216)可以包括面向等離子體的表面(圖3中的360)，或者面向等離子體的表面(圖 4中的460)，或者面向等離子體的表面(圖5中的560)，或者面向等離子體的表面(圖6 中的660)，或者面向等離子體的表面(圖7中的760)，或者面向等離子體的表面(圖8中的860)，或者面向等離子體的表面(圖9中的960)，或者面向等離子體的表面(圖10中的 1060)，或者面向等離子體的表面(圖11中的1160)，或者面向等離子體的表面(圖12中的 1260)，或者它們的任何組合。此外，面向等離子體表面(圖1中的116和圖2中的216)中的凹陷(圖1中的117和圖2中的217)可以包括凹陷(圖4中的455和/或465)，或者凹陷(圖5中的555和/或565)，或者凹陷(圖6中的655和/或665)，或者凹陷(圖7中的755和/或765)，或者凹陷(圖8中的855和/或865)，或者凹陷(圖9中的955和/或 965)，或者凹陷(圖10中的1055和/或1065)，或者凹陷(圖11中的1155和/或1165)， 或者凹陷(圖12中的1255和/或1265)，或者它們的任何組合。圖21示出了用于使用根據本發明的實施例的GIGDSC等離子體處理系統來處理晶片的方法的示例流程圖。圖21示出了使用GIGDSC等離子體處理子系統(圖1中的105) 處理襯底的過程2100。過程2100可以包括大量處理步驟。在一些GI⑶SC過程中，不同的室壓力可以使用第一泵浦系統(圖1中的180)和第一壓力控制系統(圖1中的181)來建立。例如，室壓力可以從約ImTorr改變到約lOOOmTorr。此外，可以使用襯底溫度控制系統(圖1中的128)和溫度控制元件(圖1中的129)來建立不同的襯底溫度。例如，襯底溫度可以從約-10°C改變到約250°C。在2110中，襯底(圖1中的121)可以定位在處理室(圖1中的110)中的襯底保持件(圖1中的120)上，該處理室被構造為在GI⑶S過程期間產生GI⑶SC等離子體，并且用于GI⑶SC過程的處理時間可以從約2秒改變到約2分鐘。等離子體源(圖1中的115) 可以被連接到處理室(圖1中的110)的頂部，并且等離子體源(圖1中的115)可以包括具有多個凹陷(圖1中的117)的面向等離子體表面(圖1中的116)，該面向等離子體表面形成處理室的頂壁(圖1中的110)。在2115中，第一“輕氣體”穩定等離子體可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間產生。在一些實施例中，第一氣體混合物可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間被提供到處理室(圖1中的110)的頂部部分和/或底部部分，并且第一氣體混合物可以包括輕等離子體產生氣體和重處理氣體。重力分離效應可以被用于允許輕等離子體產生氣體在第一預處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖1中的110)頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中。此外，一個或多個氣體供應元件(圖1中的135、145、 155和/或165)可以被連接到處理室(圖1中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖 1中的135、145、155和/或165)可以被構造為提供第一氣體混合物，并且可以被構造為控制第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速和第一氣體混合物流動方向。在其它實施例中，輕等離子產生氣體可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間流動到處理室(圖1中的110)的頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中。 例如，一個或多個氣體供應元件(圖1中的135和/或15 可以在接近處理室的頂部部分處被連接到處理室(圖1中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖1中的135和/或 155)可以被構造為在第一預處理時間期間向接近面向等離子體表面(圖1中的116)的等離子體產生空間(圖1中的125a)提供輕等離子體產生氣體。此外，等離子體源(圖1中的115)可以被構造為在第一預處理時間期間通過面向等離子體表面(圖1中的116)向輕等離子體產生氣體提供第一預處理功率，由此在第一預處理期間在接近面向等離子體表面(圖1中的116)的等離子體產生空間中產生第一“輕氣體”穩定等離子體。在各種實施例中，第一預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第一預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2120中，第一“輕氣體”穩定值可以相對于第一“輕氣體”穩定等離子體判定并且可以與在第一預處理時間期間的第一“輕氣體”穩定極限相比較。第一問詢可以被執行以判定第一“輕氣體”穩定值是否超出第一“輕氣體”穩定極限。當第一“輕氣體”穩定值超
42出一個或多個第一“輕氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2125并且如圖21所示繼續。當第一“輕氣體”穩定值不超出至少一個第一“輕氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2130并且如圖21所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一 “輕氣體”穩定值。從等離子體發射的光強度的強度和間斷性可以被用來評估等離子體的穩定性。例如，不穩定的等離子體可能產生間斷的光信號。在2125中，至少一個校正動作可以被執行來改善第一“輕氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、輕氣體的數目、輕氣體流速、輕氣體流動方向、室壓力、室溫度、預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2130中，第二“輕氣體”穩定等離子體可以在與GI⑶SC過程相關的第二預處理時間期間產生。在一些實施例中，第一氣體混合物可以在與GI⑶SC過程相關的第二預處理時間期間被提供到處理室(圖1中的110)的頂部部分和/或底部部分，并且重力分離效應可以被用于允許輕等離子體產生氣體在第二預處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖 1中的110)頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中。在其它實施例中，輕等離子產生氣體可以在與GI⑶SC過程相關的第二預處理時間期間繼續流動和擴散到位于處理室(圖1中的110)的頂部處的第一等離子體產生空間 (圖1中的125a)中。例如，輕等離子體產生氣體可以在第二預處理時間期間擴散到在處理室(圖1中的110)的頂部處的面向等離子體表面(圖1中的116)中的至少一個凹陷(圖 1中的117)中。此外，等離子體源(圖1中的115)可以被構造為在第二預處理時間期間通過面向等離子體表面(圖1中的116)向接近面向等離子體表面(圖1中的116)的輕等離子體產生氣體提供第二預處理功率，由此在第二預處理期間在接近面向等離子體表面(圖1中的 116)的等離子體產生空間中產生第二 “輕氣體”穩定等離子體。例如，用于GIGDSC等離子體處理的第二預處理時間可以從約1毫秒改變到約10秒。在各種實施例中，第二預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第二預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2135中，初始“重處理氣體”預處理等離子體可以在與GI⑶SC過程相關的第二預處理時間期間產生。在一些實施例中，第二氣體混合物可以在與GI⑶SC過程相關的第二預處理時間期間被提供到處理室(圖1中的110)的頂部部分和/或底部部分，并且第二氣體混合物可以包括第二輕等離子體產生氣體和重處理氣體。例如，重力分離效應可以被用于允許重處理氣體在第二預處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖1中的110)底部處的等離子體處理空間(圖1中的12 )中。在其它實施例中，重處理氣體可以在GI⑶SC過程的第二預處理時間期間流動和/ 或擴散到處理室(圖1中的110)的底部處的等離子體處理空間(圖1中的12 )的至少一部分中。例如，一個或多個附加氣體供應元件(圖1中的145和/或16 可以在接近處理室的底部處被連接到處理室(圖1中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖1中的145和/或165)可以被構造為在第二預處理時間期間向等離子體處理空間(圖1中的 125b)的至少一部分提供重處理氣體。此外，等離子體源(圖1中的115)可以被構造為在第二預處理時間期間隨著重處
4理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖1中的115b)而向重處理氣體提供附加的預處理功率，由此在第二預處理期間在接近襯底(圖1中的121)的等離子體處理空間(圖 1中的12 )中產生初始“重氣體”預處理等離子體。在其他實施例中，第二預處理功率可以不在第二預處理時間期間提供。在各種實施例中，第二預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第二預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2140中，初始“重處理氣體”穩定值可以相對于第一“重氣體”預處理等離子體判定并且可以與在第二預處理時間期間的初始“重處理氣體”穩定極限相比較。第二問詢可以被執行以判定在第二預處理時間期間初始“重處理氣體”是否超出初始“重處理氣體” 穩定極限。當初始“重處理氣體”超出初始“重處理氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2145并且如圖21所示繼續。當初始“重處理氣體”沒有超出初始“重處理氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2150并且如圖21所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一“重處理氣體”穩定值。從等離子體發射的光強度的強度和間斷性可以被用來評估等離子體的穩定性。例如，不穩定的等離子體可能產生間斷的光信號。在其他GI⑶SC過程中，第二 “輕氣體”穩定值可以相對于第二 “輕氣體”穩定等離子體判定并且可以與在第二預處理時間期間的第二“輕氣體”穩定極限相比較。附加問詢可以被執行以判定第二“輕氣體”穩定值是否超出第二“輕氣體”穩定極限。當第二“輕氣體”穩定值超出一個或多個第二“輕氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2145并且如圖21所示繼續。當第二“輕氣體”穩定值不超出至少一個第二“輕氣體”穩定極限時，過程 2100可以分支到2150并且如圖21所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定第二“輕氣體”穩定值。從等離子體發射的光強度的強度和間斷性可以被用來評估等離子體的穩定性。例如，不穩定的等離子體可能產生間斷的光信號。在2145中，至少一個校正動作可以被執行來改善在第二預處理時間期間初始“重處理氣體”穩定值和/或第二“輕氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、“重處理氣體”的數目、“重處理氣體”流速、“重處理氣體”流動方向、輕氣體的數目、輕氣體流速、輕氣體流動方向、室壓力、室溫度、第一和/或第二預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2150中，可以在與GI⑶SC過程相關的處理時間期間產生新的“輕氣體”穩定等離子體和新的重氣體處理等離子體。在一些實施例中，新的氣體混合物在處理時間期間提供到處理室(圖1中的110) 的頂部部分和/或底部部分，并且新的氣體混合物可以包括新的輕等離子體產生氣體和新的重處理氣體。例如，重力分離效應可以被用于允許新的輕等離子體產生氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖1中的110)頂部處的等離子體產生空間(圖1中的12 ) 中。此外，重力分離效應可以被用于允許新的重處理氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖1中的110)底部處的等離子體處理空間(圖1中的12 )中。在其它實施例中，在處理時間期間，新的輕等離子體產生氣體可以被提供到處理室(圖1中的110)的頂部部分，并且新的重處理氣體可以被提供到處理室(圖1中的110) 的底部部分。例如，重力分離效應可以被用于允許新的輕等離子體產生氣體在處理時間期間移動到在處理室(圖1中的110)頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中和/或
44該等離子體產生空間附近。此外，重力分離效應可以被用于允許新的重處理氣體在處理時間期間移動到在處理室(圖1中的110)底部處的等離子體處理空間(圖1中的12 )中和/或該等離子體產生空間附近。在一些實施例中，在與被執行的GI⑶SC過程相關的處理時間期間，第一處理功率可以隨著輕等離子體產生氣體流動到等離子體產生空間(圖1中的125a)而被提供給輕等離子體產生氣體，由此在等離子體產生空間(圖1中的125a)中產生新的輕氣體穩定等離子體。在各種實施例中，第一處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻 (RF)源提供，并且第一處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。例如，第一處理功率可以通過面向等離子體表面(圖1中的116)提供，以在至少一個凹陷(圖1中的117)和/ 或等離子體產生空間(圖1中的125a)中產生新的輕氣體穩定等離子體。此外，高能電子和/或離子可以在處理時間期間產生并且從等離子體產生空間(圖1中的125a)傳遞到等離子體處理空間(圖1中的125b)。新的重等離子體處理氣體可以在處理時間期間流動到處理室(圖1中的110)中的等離子體處理空間(圖1中的12 )的至少一部分中。例如，一個或多個附加氣體供應元件(圖1中的145和/或16 可以在接近處理室的底部處被連接到處理室(圖1中的 110)，并且一個或多個附加氣體供應元件(圖1中的145和/或165)可以被構造為在與被執行的GI⑶SC過程相關的處理時間期間向等離子體處理空間(圖1中的12 )的至少一部分提供重處理氣體。例如，在處理時間期間，可以使用所施加的微波功率和/或在等離子體產生空間 (圖1中的125a)中產生的高能電子以及重處理氣體來在等離子體處理空間(圖1中的 125b)的至少一部分中產生新的重氣體處理等離子體。此外，等離子體源(圖1中的115) 可以被構造為在處理時間期間隨著重處理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖1 中的115b)而向重處理氣體提供附加的處理功率，由此在第二預處理期間在接近襯底(圖1 中的121)的等離子體處理空間(圖1中的12 )中產生新的重氣體處理等離子體。在各種實施例中，附加處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且附加處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2155中，新的“輕氣體”穩定值可以相對于新的輕氣體穩定等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“輕氣體”穩定極限相比較。新的問詢可以被執行以判定新的“輕氣體”穩定值是否超出新的“輕氣體”穩定極限。當新的“輕氣體”穩定值超出一個或多個新的“輕氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2160并且如圖21所示繼續。當新的“輕氣體”穩定值不超出至少一個新的“輕氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2165 并且如圖21所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定新的“輕氣體”穩定值。從等離子體發射的光強度的強度和間斷性可以被用來評估等離子體的穩定性。例如，不穩定的等離子體可能產生間斷的光信號。此外，新的“重處理氣體”穩定值可以相對于重氣體處理等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“重處理氣體”穩定極限相比較。新的附加問詢可以被執行以判定在處理時間期間新的“重處理氣體”是否超出新的“重處理氣體”穩定極限。當新的“重處理氣體”超出新的“重處理氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2160并且如圖21所示繼續。當新的“重處理氣體”沒有超出新的“重處理氣體”穩定極限時，過程2100可以分支到2165并且如圖21所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一“重處理氣體”穩定值，并且不穩定的等離子體可能產生間斷的光信號。在2160中，至少一個新的校正動作可以被執行來改善新的“重處理氣體”穩定值和/或新的“輕氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新新的氣體混合物成分、新的氣體混合物流速、新的氣體混合物流動方向、新的“重處理氣體”的數目、新的“重處理氣體” 流動速度、新的“重處理氣體”流動方向、新的輕氣體的數目、新的輕氣體流速、新的輕氣體流動方向、室壓力、室溫度、處理功率、附加處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2165中，可以在處理時間期間使用重氣體處理等離子體來處理襯底(圖1中的 121)。圖22示出了用于使用根據本發明的實施例的GIGDSC等離子體處理系統來處理晶片的方法的示例流程圖。圖22示出了使用GIGDSC等離子體處理子系統(圖2中的205) 處理襯底的過程2200。過程2200可以包括大量處理步驟。在一些GI⑶SC過程中，不同的室壓力可以使用第二泵浦系統(圖2中的觀0)和第二壓力控制系統(圖2中的觀1)來建立。例如，室壓力可以從約ImTorr改變到約lOOOmTorr。此外，可以使用第二襯底溫度控制系統(圖2中的228)和第二溫度控制元件(圖2中的229)來建立不同的襯底溫度。例如，襯底溫度可以從約-10°C改變到約250°C。在2210中，第二襯底(圖2中的221)可以定位在第二處理室(圖2中的210)的頂部處的第二襯底保持件(圖2中的220)上，該處理室被構造為在第GI⑶S過程期間產生第二 GI⑶SC等離子體，并且用于第二 GI⑶SC過程Q200)的處理時間可以從約2秒改變到約2分鐘。第二等離子體源(圖2中的215)可以被連接到第二處理室(圖2中的210)的底部，并且等離子體源(圖2中的215)可以包括具有多個凹陷(圖2中的217)的面向等離子體表面(圖2中的216)，該面向等離子體表面形成處理室的頂壁(圖2中的210)。在2215中，第一“重氣體”穩定等離子體可以在與第GI⑶SC過程Q200)相關的第一預處理時間期間產生。在一些實施例中，第一氣體混合物可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間被提供到處理室(圖2中的210)的頂部部分和/或底部部分，并且第一氣體混合物可以包括重等離子體產生氣體和輕處理氣體。重力分離效應可以被用于允許重等離子體產生氣體在第一預處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖2中的210)底部處的等離子體產生空間(圖2中的22 )中。此外，一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、M5、255和/或沈幻可以被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、M5、255和/或沈幻可以被構造為提供第一氣體混合物，并且可以被構造為控制第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速和第一氣體混合物流動方向。在其它實施例中，重等離子穩定氣體可以在與第GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間流動到處理室(圖2中的210)的底部處的等離子體產生空間(圖2中的22 ) 中。例如，一個或多個氣體供應元件(圖2中的235和/或25 可以在接近處理室的底部部分處被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235和 /或255)可以被構造為在第一預處理時間期間向接近面向等離子體表面(圖2中的216) 的等離子體產生空間(圖2中的225a)提供重等離子體穩定氣體。在一些實施例中，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為在第一預處理時間期間通過面向等離子體表面(圖2中的216)向重等離子體穩定氣體提供第一預處理功率，由此在第一預處理期間在接近面向等離子體表面(圖2中的216)的等離子體產生空間中產生第一“重氣體”穩定等離子體。在各種實施例中，第一預處理功率可以由表面波等離子體 (SffP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第一預處理功率可以從約100瓦變化到約 10000 瓦。在2220中，第一“重氣體”穩定值可以相對于第一“重氣體”穩定等離子體判定并且可以與在第一預處理時間期間的第一“重氣體”穩定極限相比較。第一問詢可以被執行以判定第一“重氣體”穩定值是否超出第一“重氣體”穩定極限。當第一“重氣體”穩定值超出一個或多個第一“重氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2225并且如圖22所示繼續。當第一“重氣體”穩定值不超出至少一個第一“重氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2230并且如圖22所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一 “重氣體”穩定值，并且不穩定的等離子體可能產生間斷的光信號。在2225中，至少一個校正動作可以被執行來改善第一“重氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、重氣體的數目、重氣體流速、重氣體流動方向、室壓力、室溫度、預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2230中，第二 “重氣體”預處理等離子體可以在與第二 GI⑶SC過程Q200)相關的第二預處理時間期間產生。在一些實施例中，第二氣體混合物可以在第二預處理時間期間被提供到處理室(圖2中的210)的頂部部分和/或底部部分，并且重力分離效應可以被用于允許重等離子體產生氣體在第二預處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖2中的210)頂部處的等離子體產生空間(圖2中的225a)中。此外，一個或多個氣體供應元件 (圖2中的235、M5、255和/或沈5)可以被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、M5、255和/或沈幻可以被構造為提供第二氣體混合物， 并且可以被構造為控制第二氣體混合物成分、第二氣體混合物流速以及第二氣體混合物流動方向。在其它實施例中，重等離子產生氣體可以在與GI⑶SC過程相關的第二預處理時間期間繼續流動和擴散到位于處理室(圖2中的210)的頂部處的等離子體產生空間(圖 2中的225a)中。在一些示例中，重等離子體產生氣體可以在第二預處理時間期間擴散到在處理室 (圖2中的210)的頂部處的面向等離子體表面(圖2中的216)中的至少一個凹陷(圖2 中的217)中。此外，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為在第二預處理時間期間通過面向等離子體表面(圖2中的216)向接近面向等離子體表面(圖2中的216)的重等離子體產生氣體提供第二預處理功率，由此在第二預處理期間在接近面向等離子體表面(圖 2中的216)的等離子體產生空間中產生第二“重氣體”穩定等離子體。例如，用于GI⑶SC 等離子體處理的第二預處理時間可以從約1毫秒改變到約10秒。在各種實施例中，第二預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第二預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2235中，初始“輕處理氣體”預處理等離子體可以在與GI⑶SC過程Q200)相關的第二預處理時間期間產生。在一些實施例中，輕處理氣體可以在第二預處理時間期間流動和/或擴散到處理室(圖2中的210)的頂部處的等離子體處理空間(圖2中的22 )的至少一部分中。例如，一個或多個附加氣體供應元件(圖2中的245和/或沈幻可以在接近處理室的上部處被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖 2中的245和/或沈5)可以被構造為在第二預處理時間期間向等離子體處理空間(圖2中的22 )的至少一部分提供輕處理氣體。此外，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為在第二預處理時間期間隨著輕處理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖2中的215b)而向該輕處理氣體提供附加的預處理功率，由此在第二預處理期間在接近襯底(圖2中的221)的等離子體處理空間 (圖2中的22 )中產生初始“輕氣體”預處理等離子體。在其他實施例中，附加預處理功率可以不在第二預處理時間期間提供。在各種實施例中，附加預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且附加預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2240中，初始“輕處理氣體”穩定值可以相對于初始“輕氣體”預處理等離子體判定并且可以與在第二預處理時間期間的初始“輕處理氣體”穩定極限相比較。第二問詢可以被執行以判定在第二預處理時間期間初始“輕處理氣體”是否超出初始“輕處理氣體” 穩定極限。當初始“輕處理氣體”超出初始“輕處理氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2245并且如圖22所示繼續。當初始“輕處理氣體”沒有超出初始“輕處理氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2250并且如圖22所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一“輕處理氣體”穩定值。在其他GI⑶SC過程中，第二 “重氣體”穩定值可以相對于第二 “重氣體”穩定等離子體判定并且可以與在第二預處理時間期間的第二“重氣體”穩定極限相比較。附加問詢可以被執行以判定第二“重氣體”穩定值是否超出第二“重氣體”穩定極限。當第二“重氣體”穩定值超出一個或多個第二“重氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2245并且如圖22所示繼續。當第二“重氣體”穩定值不超出至少一個第二“重氣體”穩定極限時，過程 2200可以分支到2250并且如圖22所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定第二 “重氣體”穩定值。在2245中，至少一個校正動作可以被執行來改善第一“重處理氣體”穩定值和/或第二 “輕氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、“重處理氣體”的數目、“重處理氣體”流速、“重處理氣體”流動方向、輕氣體數目、輕氣體流速、輕氣體流動方向、室壓力、室溫度、第一和/或第二預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2250中，可以在與GI⑶SC過程相關的處理時間期間產生新的“重氣體”穩定等離子體和新的輕氣體處理等離子體。在一些實施例中，新的氣體混合物在處理時間期間提供到處理室(圖2中的210) 的頂部部分和/或底部部分，并且新的氣體混合物可以包括新的重等離子體產生氣體和新的輕處理氣體。例如，重力分離效應可以被用于允許新的重等離子體產生氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖2中的210)底部處的等離子體產生空間(圖2中的22 ) 中。此外，重力分離效應可以被用于允許新的輕處理氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖2中的210)頂部處的等離子體處理空間(圖2中的22 )中。此外，一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、245、255和/或沈5)可以被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、M5、255和/或沈幻可以被構造為提供新的氣體混合物，并且可以被構造為控制新的氣體混合物成分、新的氣體混合物流速和新的氣體混合物流動方向。在其它實施例中，在處理時間期間，重等離子體產生氣體可以被提供到處理室 (圖2中的210)的底部部分，并且輕處理氣體可以被提供到處理室(圖2中的210)的頂部部分。例如，重力分離效應可以被用于允許重等離子體產生氣體在處理時間期間移動到在處理室(圖2中的210)底部處的等離子體產生空間(圖2中的22 )中和/或該等離子體產生空間附近。此外，重力分離效應可以被用于允許輕處理氣體在處理時間期間移動到在處理室(圖2中的210)頂部處的等離子體處理空間(圖2中的22 )中和/或該等離子體產生空間附近。在2250中，在于正在被執行的GI⑶SC過程相關的處理時間期間，可以使用所施加的微波功率和/或在等離子體產生空間(圖2中的225a)中產生的高能電子以及輕處理氣體來在等離子體處理空間(圖2中的22 )的至少一部分中產生新的輕氣體處理等離子體。在一些實施例中，在與被執行的GI⑶SC過程相關的處理時間期間，第一處理功率可以隨著重等離子體產生氣體流動到等離子體產生空間(圖2中的225a)而被提供給重等離子體產生氣體，由此在等離子體產生空間(圖2中的225a)中產生新的重氣體穩定等離子體。在各種實施例中，第一處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻 (RF)源提供，并且第一處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。例如，第一處理功率可以通過面向等離子體表面(圖2中的216)提供，以在至少一個凹陷(圖2中的217)和/ 或等離子體產生空間(圖2中的225a)中產生新的重氣體穩定等離子體。此外，高能電子和/或離子可以在處理時間期間產生并且從等離子體產生空間(圖2中的225a)傳遞到等離子體處理空間(圖2中的225b)。輕等離子體處理氣體可以在處理時間期間流動到處理室(圖2中的210)中的等離子體處理空間(圖2中的22 )的至少一部分中。例如，一個或多個附加氣體供應元件 (圖2中的245和/或沈5)可以在接近處理室的底部處被連接到處理室(圖2中的210)， 并且一個或多個附加氣體供應元件(圖2中的245和/或沈幻可以被構造為在與被執行的GI⑶SC過程相關的處理時間期間向等離子體處理空間(圖2中的22 )的至少一部分提供輕處理氣體。例如，在處理時間期間，可以使用所施加的微波功率和/或在等離子體產生空間 (圖2中的225a)中產生的高能電子和輕處理氣體來在等離子體處理空間(圖2中的22 ) 的至少一部分中產生新的輕氣體處理等離子體。此外，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為在處理時間期間隨著重處理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖2中的 215b)而向該重處理氣體提供附加的處理功率，由此在第二預處理期間在接近襯底(圖2中的221)的等離子體處理空間(圖2中的22 )中產生重氣體處理等離子體。在各種實施例中，附加處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且附加處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2255中，新的“重氣體”穩定值可以相對于新的重氣體穩定等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“重氣體”穩定極限相比較。新的問詢可以被執行以判定新
49的“重氣體”穩定值是否超出新的“重氣體”穩定極限。當新的“重氣體”穩定值超出一個或多個新的“重氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2260并且如圖22所示繼續。當新的“重氣體”穩定值不超出至少一個新的“重氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2265 并且如圖22所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定新的“重氣體”穩定值。此外，新的“輕處理氣體”穩定值可以相對于新輕氣體處理等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“輕處理氣體”穩定極限相比較。新的問詢可以被執行以判定在處理時間期間新的“輕處理氣體”是否超出新的“輕處理氣體”穩定極限。當新的“輕處理氣體”超出新的“輕處理氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到2260并且如圖22所示繼續。當新的“輕處理氣體”沒有超出新的“輕處理氣體”穩定極限時，過程2200可以分支到 2265并且如圖22所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一“輕處理氣體”穩定值。在2260中，至少一個新的校正動作可以被執行來改善新的“輕處理氣體”穩定值和/或新的“重氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新新的氣體混合物成分、新的氣體混合物流速、新的氣體混合物流動方向、新的“輕處理氣體”的數目、新的“輕處理氣體” 流動速度、新的“輕處理氣體”流動方向、新的重氣體的數目、新的重氣體流速、新的重氣體流動方向、室壓力、室溫度、處理功率、附加處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2265中，可以在處理時間期間使用輕氣體處理等離子體來處理襯底(圖2中的 221)。圖23示出了用于使用根據本發明的實施例的GIGDSC等離子體處理系統來處理晶片的方法的示例流程圖。圖23示出了使用GIGDSC等離子體處理子系統(圖1中的105) 處理襯底的過程2300。過程2300可以包括大量處理步驟。在一些GI⑶SC過程中，不同的室壓力可以使用第一泵浦系統(圖1中的180)和第一壓力控制系統(圖1中的181)來建立。例如，室壓力可以從約ImTorr改變到約lTorr。此外，可以使用襯底溫度控制系統(圖 1中的128)和溫度控制元件(圖1中的129)來建立不同的襯底溫度。例如，襯底溫度可以從約-10°C改變到約250°C。在2310中，襯底(圖1中的121)可以定位在處理室(圖1中的110)中的襯底保持件(圖1中的120)上，該處理室被構造為在GI⑶S過程Q300)期間產生GI⑶SC等離子體，并且用于GI⑶SC過程的處理時間可以從約2秒改變到約2分鐘。等離子體源(圖1中的115)可以被連接到處理室(圖1中的110)的頂部，并且等離子體源(圖1中的115)可以包括具有多個凹陷(圖1中的117)的面向等離子體表面(圖1中的116)，該面向等離子體表面形成處理室的頂壁(圖1中的110)。在2315中，初始“輕氣體”穩定等離子體和初始“重氣體”預處理等離子體可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間產生。在一些實施例中，第一氣體混合物可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間被提供到處理室(圖1中的110)的頂部部分和 /或底部部分，并且第一氣體混合物可以包括輕等離子體產生氣體和重處理氣體。重力分離效應可以被用于允許輕等離子體產生氣體在第一預處理時間期間移動(擴散)到在處理室 (圖1中的110)頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中。此外，一個或多個氣體供應元件(圖1中的135、145、155和/或165)可以被連接到處理室(圖1中的110)，并且
50一個或多個氣體供應元件(圖1中的135、145、155和/或16 可以被構造為提供第一氣體混合物，并且可以被構造為控制第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速和第一氣體混合物流動方向。在其它實施例中，在與GIGDSC過程相關的第一預處理時間期間，一種或多種輕等離子產生氣體可以流動到處理室(圖1中的110)的頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中，并且一種或多種重處理氣體可以流動和/或擴散到處理室(圖1中的110)的底部處的等離子體處理空間(圖1中的12 )的至少一部分中。例如，一個或多個氣體供應元件(圖1中的135和/或15 可以在接近處理室的頂部部分處被連接到處理室(圖1 中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖1中的135和/或155)可以被構造為在第一預處理時間期間向接近面向等離子體表面(圖1中的116)的等離子體產生空間(圖1中的125a)提供輕等離子體產生氣體。一個或多個附加氣體供應元件(圖1中的145和/或 165)可以在接近處理室的底部處被連接到處理室(圖1中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖1中的145和/或165)可以被構造為在第一預處理時間期間向襯底(圖1中的121)表面附近的等離子體處理空間(圖1中的125b)提供重處理氣體。在一些GI⑶SC過程中，等離子體源(圖1中的115)可以被構造為在第一預處理時間期間通過面向等離子體表面(圖1中的116)向輕等離子體產生氣體提供第一預處理功率，由此在第一預處理期間在接近面向等離子體表面(圖1中的116)的等離子體產生空間中產生第一“輕氣體”穩定等離子體。在各種實施例中，第一預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第一預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。此外，等離子體源(圖1中的115)可以被構造為在第一預處理時間期間隨著重處理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖1中的115b)而向該重處理氣體提供附加的預處理功率，由此在第一預處理期間在接近襯底(圖1中的121)的等離子體處理空間 (圖1中的12 )中產生初始“重氣體”預處理等離子體。在其他實施例中，附加預處理功率可以不在第一預處理時間期間提供。在各種實施例中，附加預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第二預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在2320中，初始“輕氣體”穩定值可以相對于初始“輕氣體”穩定等離子體判定并且可以與在第一預處理時間期間的初始“輕氣體”穩定極限相比較。第一問詢可以被執行以判定初始“輕氣體”穩定值是否超出初始“輕氣體”穩定極限。當初始“輕氣體”穩定值超出一個或多個初始“輕氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2325并且如圖23所示繼續。當初始“輕氣體”穩定值不超出至少一個初始“輕氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2330并且如圖23所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一 “輕氣體”穩定值。在2325中，至少一個第一校正動作可以被執行來改善初始“輕氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、輕氣體的數目、輕氣體流速、輕氣體流動方向、室壓力、室溫度、預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2330中，初始“重處理氣體”穩定值可以相對于初始“重氣體”預處理等離子體判定并且可以與在第一預處理時間期間的初始“重處理氣體”穩定極限相比較。第二問詢可以被執行以判定在第一預處理時間期間初始“重處理氣體”是否超出初始“重處理氣體” 穩定極限。當初始“重處理氣體”超出初始“重處理氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2335并且如圖23所示繼續。當初始“重處理氣體”沒有超出初始“重處理氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2340并且如圖23所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定初始“重處理氣體”穩定值。在2335中，至少一個校正動作可以被執行來改善初始“重處理氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、“重處理氣體”的數目、“重處理氣體”流速、“重處理氣體”流動方向、輕氣體的數目、輕氣體流速、輕氣體流動方向、室壓力、室溫度、第一和/或第二預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2340中，可以在與GI⑶SC過程相關的處理時間期間產生新的“輕氣體”穩定等離子體和新的重氣體處理等離子體。在一些實施例中，新的氣體混合物在處理時間期間提供到處理室(圖1中的110) 的頂部部分和/或底部部分，并且新的氣體混合物可以包括新的輕等離子體產生氣體和新的重處理氣體。此外，一個或多個氣體供應元件(圖1中的135、145、155和/或16 可以被連接到處理室(圖1中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖1中的135、145、155 和/或16 可以被構造為提供第一氣體混合物，并且可以被構造為控制第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速和第一氣體混合物流動方向。例如，重力分離效應可以被用于允許新的輕等離子體產生氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖1中的110)頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中。此外，重力分離效應可以被用于允許新的重處理氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖1中的110)底部處的等離子體處理空間(圖1中的12 )中。在其它實施例中，在處理時間期間，新的輕等離子體產生氣體可以被提供到處理室(圖1中的110)的頂部部分，并且新的重處理氣體可以被提供到處理室(圖1中的110) 的底部部分。例如，一個或多個氣體供應元件(圖1中的135和/或15 可以在接近處理室的頂部部分處被連接到處理室(圖1中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖1中的135和/或155)可以被構造為在第一處理時間期間向接近面向等離子體表面(圖1中的116)的等離子體產生空間(圖1中的125a)提供輕等離子體產生氣體。例如，重力分離效應可以被用于允許新的輕等離子體產生氣體在處理時間期間保持到在處理室(圖1中的110)頂部處的等離子體產生空間(圖1中的125a)中和/或該等離子體產生空間附近。 一個或多個附加氣體供應元件(圖1中的145和/或16 可以在接近處理室的底部處被連接到處理室(圖1中的110)，并且一個或多個氣體供應元件(圖1中的145和/或165) 可以被構造為在第一處理時間期間向襯底(圖1中的121)表面附近的等離子體處理空間 (圖1中的125b)提供重處理氣體。此外，重力分離效應可以被用于允許新的重處理氣體在處理時間期間移動到在處理室(圖1中的110)底部處的等離子體處理空間(圖1中的 125b)中和/或該等離子體產生空間附近。在一些GI⑶SC過程中，在第一處理時間期間，等離子體源(圖1中的115)可以被構造為通過面向等離子體表面(圖1中的116)向輕等離子產生氣體提供新的處理功率，由此在第一處理期間在接近面向等離子體表面(圖1中的116)的等離子體產生空間中產生新的“輕氣體”穩定等離子體。在各種實施例中，新處理功率可以由表面波等離子體(SWP) 源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且新的處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。此外，在第一處理時間期間，等離子體源(圖1中的115)可以被構造為隨著重處理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖1中的125b)而被提供給重處理氣體，由此在第一處理時間期間在接近襯底(圖1中的121)的等離子體處理空間(圖1中的12 ) 中產生新的“重氣體”處理等離子體。在各種實施例中，新的處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且新的處理功率可以從約100瓦變化到約 10000 瓦。當產生新的“輕氣體”穩定等離子體時，在處理時間期間，高能電子和/或離子可以產生在等離子體產生空間(圖1中的125a)中并且可以被傳遞到等離子體處理空間(圖 1中的12 )中的新的“重氣體”處理等離子體。例如，在預處理時間和/或處理時間期間， “輕氣體”的流速可以從約Osccm變化到約400sCCm，并且“重處理氣體”的流速可以從約 Osccm 變化至Ij約 400sccmo在2345中，新的“輕氣體”穩定值可以相對于新的輕氣體穩定等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“輕氣體”穩定極限相比較。新的問詢可以被執行以判定新的“輕氣體”穩定值是否超出新的“輕氣體”穩定極限。當新的“輕氣體”穩定值超出一個或多個新的“輕氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2350并且如圖23所示繼續。當新的“輕氣體”穩定值不超出至少一個新的“輕氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2355 并且如圖23所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定新的“輕氣體”穩定值。此外，新的“重處理氣體”穩定值可以相對于重氣體處理等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“重處理氣體”穩定極限相比較。新的附加問詢可以被執行以判定在處理時間期間新的“重處理氣體”是否超出新的“重處理氣體”穩定極限。當新的“重處理氣體”超出新的“重處理氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2350并且如圖23所示繼續。當新的“重處理氣體”沒有超出新的“重處理氣體”穩定極限時，過程2300可以分支到2355并且如圖23所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定新的“重處理氣體”穩定值。在2350中，在處理時間期間，至少一個新的校正動作可以被執行來改善新的“重處理氣體”穩定值和/或新的“輕氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新新的氣體混合物成分、新的氣體混合物流速、新的氣體混合物流動方向、新的“重處理氣體”的數目、 新的“重處理氣體”流動速度、新的“重處理氣體”流動方向、新的輕氣體的數目、新的輕氣體流速、新的輕氣體流動方向、室壓力、室溫度、處理功率、附加處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在2355中，可以在與正被執行的GI⑶SC過程相關的處理時間期間使用第一“重氣體”處理等離子體來處理襯底。圖M示出了用于使用根據本發明的實施例的GIGDSC等離子體處理系統來處理晶片的方法的示例流程圖。圖M示出了使用GIGDSC等離子體處理子系統(圖2中的205) 處理襯底的過程M00。過程MOO可以包括大量處理步驟。在一些GI⑶SC過程中，不同的室壓力可以使用第二泵浦系統(圖2中的觀0)和第二壓力控制系統(圖2中的觀1)來建立。例如，室壓力可以從約ImTorr改變到約lTorr。此外，可以使用第二襯底溫度控制系統(圖2中的228)和第二溫度控制元件(圖2中的229)來建立不同的襯底溫度。例如， 襯底溫度可以從約-io°c改變到約0°C。在MlO中，第二襯底(圖2中的221)可以定位在第二處理室(圖2中的210)中的第二襯底保持件(圖2中的220)上，該處理室被構造為在第二 GI⑶S過程Q400)期間產生第GI⑶SC等離子體，并且用于GI⑶SC過程的處理時間可以從約2秒改變到約2分鐘。 第二等離子體源(圖2中的215)可以被連接到處理室(圖2中的210)的頂部，并且第二等離子體源(圖2中的215)可以包括具有多個凹陷(圖2中的217)的面向等離子體表面 (圖2中的216)，該面向等離子體表面形成第二處理室的頂壁(圖2中的210)。在M15中，初始“重氣體”穩定等離子體和初始“輕氣體”預處理等離子體可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間產生。在一些實施例中，第一氣體混合物可以在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間被提供到處理室(圖2中的210)的頂部部分和 /或底部部分，并且第一氣體混合物可以包括重等離子體產生氣體和輕處理氣體。重力分離效應可以被用于允許重等離子體產生氣體在第一預處理時間期間移動(擴散)到在處理室 (圖2中的210)底部處的等離子體產生空間(圖2中的225a)中。此外，一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、M5、255和/或沈5)可以被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、245、255和/或沈幻可以被構造為提供第一氣體混合物，并且可以被構造為控制第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速和第一氣體混合物流動方向。在其它實施例中，在與GI⑶SC過程相關的第一預處理時間期間，一種或多種重等離子產生氣體可以流動和/或擴散到在處理室(圖2中的210)的底部處的等離子體產生空間(圖2中的22 )中，并且一種或多種輕處理氣體可以流動和/或擴散到處理室(圖 2中的210)的頂部處的等離子體處理空間(圖2中的22 )中。例如，一個或多個氣體供應元件(圖2中的235和/或25 可以在接近處理室的底部部分處被連接到處理室(圖2 中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235和/或25 可以被構造為在第一預處理時間期間向接近面向等離子體表面(圖2中的216)的等離子體產生空間(圖2中的225a)提供重等離子體產生氣體。一個或多個附加氣體供應元件(圖2中的245和/或 265)可以在接近處理室的頂部處被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的245和/或沈5)可以被構造為在第一預處理時間期間向襯底(圖2中的221)表面附近的等離子體處理空間(圖2中的225b)提供輕處理氣體。在一些GI⑶SC過程中，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為在第一預處理時間期間通過面向等離子體表面(圖2中的216)向重等離子體產生氣體提供第一預處理功率，由此在第一預處理期間在接近面向等離子體表面(圖2中的216)的等離子體產生空間中產生初始“重氣體”穩定等離子體。在各種實施例中，第一預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第一預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。此外，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為在第一預處理時間期間隨著輕處理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖2中的215b)而向該輕處理氣體提供附加的預處理功率，由此在第一預處理期間在接近襯底(圖2中的221)的等離子體處理空間 (圖2中的22 )中產生初始“輕氣體”預處理等離子體。在其他實施例中，附加預處理功率可以不在第一預處理時間期間提供。在各種實施例中，附加預處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且第二預處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。在M20中，初始“重氣體”穩定值可以相對于初始“重氣體”穩定等離子體判定并且可以與在第一預處理時間期間的初始“重氣體”穩定極限相比較。第一問詢可以被執行以判定初始“重氣體”穩定值是否超出初始“重氣體”穩定極限。當初始“重氣體”穩定值超出一個或多個初始“重氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M25并且如圖M所示繼續。當初始“重氣體”穩定值不超出至少一個初始“重氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M30并且如圖24所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一 “重氣體”穩定值。在M25中，至少一個第一校正動作可以被執行來改善初始“重氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、重氣體的數目、重氣體流速、重氣體流動方向、室壓力、室溫度、預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在M30中，初始“輕處理氣體”穩定值可以相對于初始“輕氣體”預處理等離子體判定并且可以與在第一預處理時間期間的初始“輕處理氣體”穩定極限相比較。第二問詢可以被執行以判定在第一預處理時間期間初始“輕處理氣體”是否超出初始“輕處理氣體” 穩定極限。當初始“輕處理氣體”超出初始“輕處理氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M35并且如圖M所示繼續。當初始“輕處理氣體”沒有超出初始“輕處理氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M40并且如圖M所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定第一“輕處理氣體”穩定值。在M35中，至少一個校正動作可以被執行來改善初始“輕處理氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新第一氣體混合物成分、第一氣體混合物流速、第一氣體混合物流動方向、“輕處理氣體”的數目、“輕處理氣體”流速、“輕處理氣體”流動方向、室壓力、室溫度、第一和/或第二預處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在M40中，可以在與GI⑶SC過程相關的處理時間期間產生新的“重氣體”穩定等離子體和新的輕氣體處理等離子體。在一些實施例中，新的氣體混合物在處理時間期間提供到處理室(圖2中的210) 的頂部部分和/或底部部分，并且新的氣體混合物可以包括新的重等離子體產生氣體和新的輕處理氣體。此外，一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、M5、255和/或沈幻可以被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235、M5、255 和/或沈幻可以被構造為提供新的氣體混合物，并且可以被構造為控制新的氣體混合物成分、新的氣體混合物流速和新的氣體混合物流動方向。例如，重力分離效應可以被用于允許新的重等離子體產生氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖2中的210)底部處的等離子體產生空間(圖2中的22 )中。此外，重力分離效應可以被用于允許新的輕處理氣體在處理時間期間移動(擴散)到在處理室(圖2中的210)頂部處的等離子體處理空間(圖2中的22 )中。
在其它實施例中，在處理時間期間，新的重等離子體產生氣體可以被提供到處理室(圖2中的210)的底部部分，并且新的輕處理氣體可以被提供到處理室(圖2中的210) 的頂部部分。一個或多個氣體供應元件(圖2中的235和/或25 可以在接近處理室的頂部部分處被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的235 和/或25 可以被構造為在第一處理時間期間向接近襯底表面(圖2中的221)的等離子體處理空間(圖2中的225b)提供重處理氣體。例如，重力分離效應可以被用于允許新的輕處理氣體在處理時間期間保持在處理室(圖2中的210)頂部處的等離子體處理空間(圖 2中的22 )中和/或該等離子體處理空間附近。一個或多個附加氣體供應元件(圖2中的245和/或沈幻可以在接近處理室的底部處被連接到處理室(圖2中的210)，并且一個或多個氣體供應元件(圖2中的245和/或沈幻可以被構造為在第一處理時間期間向接近面向等離子體表面(圖2中的216)的等離子體產生空間(圖2中的225a)提供重等離子體產生氣體。此外，重力分離效應可以被用于允許新的重等離子體產生氣體在處理時間期間移動到在處理室(圖2中的210)底部處的等離子體產生空間(圖2中的225a)中和 /或該等離子體產生空間附近。在一些GI⑶SC過程中，在第一處理時間期間，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為通過面向等離子體表面(圖2中的216)向重等離子產生氣體提供新的處理功率，由此在第一處理期間在接近面向等離子體表面(圖2中的216)的等離子體產生空間中產生新的“重氣體”穩定等離子體。在各種實施例中，新處理功率可以由表面波等離子體(SWP) 源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且新的處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。此外，在第一處理時間期間，等離子體源(圖2中的215)可以被構造為隨著輕處理氣體流動和/或擴散到等離子體處理空間(圖2中的225b)而被提供給輕處理氣體，由此在第一處理時間期間在接近襯底(圖2中的221)的等離子體處理空間(圖2中的22 ) 中產生新的“輕氣體”處理等離子體。在各種實施例中，新的附加處理功率可以由表面波等離子體(SWP)源、微波源和/或射頻(RF)源提供，并且新的附加處理功率可以從約100瓦變化到約10000瓦。當產生新的“重氣體”穩定等離子體時，在處理時間期間，高能電子和/或離子可以產生在等離子體產生空間(圖2中的225a)中并且可以被傳遞到等離子體處理空間(圖 2中的22 )中的新的“輕氣體”處理等離子體。例如，在預處理時間和/或處理時間期間， “輕氣體”的流速可以從約Osccm變化到約400sCCm，并且“重處理氣體”的流速可以從約 Osccm 變化至Ij約 400sccmo在M45中，新的“重氣體”穩定值可以相對于新的重氣體穩定等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“重氣體”穩定極限相比較。新的問詢可以被執行以判定新的“重氣體”穩定值是否超出新的“重氣體”穩定極限。當新的“重氣體”穩定值超出一個或多個新的“重氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M50并且如圖M所示繼續。當新的“重氣體”穩定值不超出至少一個新的“重氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M55 并且如圖M所示繼續。與處理室連接的一個或多個處理傳感器可以被用來判定新的“重氣體”穩定值。此外，新的“輕處理氣體”穩定值可以相對于輕氣體處理等離子體判定并且可以與在處理時間期間的新的“輕處理氣體”穩定極限相比較。新的附加問詢可以被執行以判定
56在處理時間期間新的“輕處理氣體”是否超出新的“輕處理氣體”穩定極限。當新的“輕處理氣體”超出新的“輕處理氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M50并且如圖M所示繼續。當新的“輕處理氣體”沒有超出新的“輕處理氣體”穩定極限時，過程MOO可以分支到M55并且如圖M所示繼續。例如，一個或多個處理傳感器可以被用來判定新的“輕處理氣體”穩定值。在M50中，在處理時間期間，至少一個新的校正動作可以被執行來改善新的“輕處理氣體”穩定值和/或新的“重氣體”穩定值。例如，可以在校正動作期間更新新的氣體混合物成分、新的氣體混合物流速、新的氣體混合物流動方向、新的“輕處理氣體”的數目、 新的“輕處理氣體”流動速度、新的“輕處理氣體”流動方向、新的重氣體的數目、新的重氣體流速、新的重氣體流動方向、室壓力、室溫度、處理功率、附加處理功率或者襯底溫度或者它們的任何組合。在對55中，可以在與正被執行的GI⑶SC過程相關的處理時間期間使用第一“輕氣體”處理等離子體來處理襯底(圖2中的221)。在一些實施例中，GI⑶SC等離子體產生系統(100或200)可以包括GI⑶SC等離子體處理子系統(105或20 ，其構造為執行GI⑶SC蝕刻過程、非GI⑶SC蝕刻過程、GI⑶SC 沉積過程或非GIGDSC沉積過程，或者任何它們的組合。雖然已經在上文具體描述了本發明的特定實施例，但是本領域技術人員容易明白可以在實施例中進行許多修改，而不本質上超出本發明的新穎教導和優點。因此，全部這種修改都意圖被包括在本發明的范圍內。
權利要求
1.一種用于使用重力引起的氣體擴散分離控制(GIGDSC)的等離子體處理子系統來處理襯底的方法，所述方法包括如下步驟將襯底定位在處理室的下部中的襯底保持件上，所述處理室被構造為執行GI⑶SC過程；在第一預處理時間期間，使用輕等離子體產生氣體在所述處理室的上部中的等離子體產生空間中產生第一輕氣體穩定等離子體；在所述第一預處理時間期間判定第一輕氣體穩定值；在所述第一預處理時間期間將所述第一輕氣體穩定值與第一穩定極限相比較；當在所述第一預處理時間期間所述第一輕氣體穩定值超出一個或多個所述穩定極限時，執行至少一個校正動作以改善所述第一輕氣體穩定值；以及當在所述第一預處理時間期間所述第一輕氣體穩定值不超出至少一個穩定極限時， 在第二預處理時間期間產生第二輕氣體穩定等離子體以及初始重氣體預處理等離子體，其中，在接近所述襯底的等離子體處理空間中使用至少一種重處理氣體產生所述初始重氣體預處理等離子體。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括如下步驟在所述第二預處理時間期間判定初始重氣體穩定值；在所述第二預處理時間期間將所述初始重氣體穩定值與初始重氣體穩定極限相比較；當在所述第二預處理時間期間所述初始重氣體穩定值超出一個或多個所述初始重氣體穩定極限時，執行至少一個第二校正動作以改善所述初始重氣體穩定值；以及當在所述第二預處理時間期間所述初始重氣體穩定值不超出至少一個初始重氣體穩定極限時，在處理時間期間產生新的輕氣體穩定等離子體以及新的重氣體處理等離子體， 其中，在所述處理時間期間使用所述新的重氣體處理等離子體來處理所述襯底。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述輕等離子體產生氣體包括氦氣(He)、氫氣 (H2)或氖氣(Ne)或者這些氣體的任何組合，并且其中所述至少一種重處理氣體包括氬氣 (Ar)、含有氧的氣體、碳氟化合物氣體、氫化碳氟化合物氣體、或者含有商素的氣體、或者這些氣體的任何組合，碳氟化合物氣體具有CxFy的形式，其中χ和y等于1或更大的值，氫化碳氟化合物具有CxFyHz的形式，其中x、y和ζ等于1或更大的值，并且含有鹵素的氣體具有從由Cl、Br和F組成的組選擇的鹵素原子。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，使用連接到所述處理室的至少一個氣體供應元件將第一氣體混合物提供給所述處理室，所述第一氣體混合物包括擴散到所述等離子體產生空間中的一種或多種更輕的氣體成分、以及擴散到所述等離子體處理空間中的一種或多種更重的氣體成分，所述更輕的氣體成分包括所述輕等離子體產生氣體，并且所述更重的氣體成分包括所述至少一種重處理氣體。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，使用連接到所述處理室的上部的第一氣體供應元件將所述輕等離子體產生氣體提供給所述處理室，并且使用連接到所述處理室的下部的第二氣體供應元件將所述至少一種重處理氣體提供給所述處理室。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述等離子體源被連接到所述等離子體產生空間，并且所述等離子體源被構造為使用擴散到所述等離子體產生空間中的所述輕等離子體產生氣體中的至少一種更輕的氣體成分、來產生所述GIGDSC等離子體，其中，所述等離子體源包括被構造為在所述處理室中形成頂壁的面向等離子體表面，并且所述面向等離子體表面在中間具有第一凹陷。
7.一種用于使用重力引起的氣體擴散分離控制(GIGDSC)的等離子體處理子系統來處理襯底的方法，所述方法包括如下步驟將襯底定位在處理室的下部中的襯底保持件上，所述處理室被構造為執行GI⑶SC過程；在第一預處理時間期間，使用輕等離子體產生氣體在所述處理室的上部中的等離子體產生空間中產生初始輕氣體穩定等離子體；在所述第一預處理時間期間，使用至少一種重處理氣體在所述處理室的下部中的等離子體處理空間中產生初始重氣體預處理等離子體；在所述第一預處理時間期間判定初始重氣體穩定值；在所述第一預處理時間期間將所述初始重氣體穩定值與初始重氣體穩定極限相比較；當在所述第一預處理時間期間所述初始重氣體穩定值超出一個或多個所述初始重氣體穩定極限時，執行至少一個校正動作以改善所述初始重氣體穩定值；以及當在所述第一預處理時間期間所述初始重氣體穩定值不超出至少一個所述初始重氣體穩定極限時，在處理時間期間產生新的輕氣體穩定等離子體以及新的重氣體處理等離子體，其中，在所述處理時間期間使用至少一種新的重處理氣體來在接近所述襯底的等離子體處理空間中產生新的重氣體預處理等離子體。
8.根據權利要求7所述的方法，還包括如下步驟 在所述第一預處理時間期間判定初始輕氣體穩定值；在所述第一預處理時間期間將所述初始輕氣體穩定值與初始輕氣體穩定極限相比較；以及當在所述第一預處理時間期間所述初始輕氣體穩定值超出一個或多個所述初始輕氣體穩定極限時，執行至少一個附加校正動作以改善所述初始輕氣體穩定值。
9.根據權利要求7所述的方法，還包括如下步驟 在所述處理時間期間判定新的重氣體穩定值；在所述處理時間期間將所述新的重氣體穩定值與新的重氣體穩定極限相比較；以及當在所述處理時間期間所述新的重氣體穩定值超出一個或多個所述新的重氣體穩定極限時，執行至少一個新的校正動作以改善所述新的重氣體穩定值。
10.根據權利要求7所述的方法，還包括如下步驟 在所述處理時間期間判定新的輕氣體穩定值；在所述處理時間期間將所述新的輕氣體穩定值與新的輕氣體穩定極限相比較；以及當在所述處理時間期間所述新的輕氣體穩定值超出一個或多個所述新的輕氣體穩定極限時，執行至少一個新的校正動作以改善所述新的輕氣體穩定值。
11.根據權利要求7所述的方法，其中，所述輕等離子體產生氣體包括氦氣(He)、氫氣 (H2)或氖氣(Ne)或者這些氣體的任何組合，并且其中所述至少一種重處理氣體包括氬氣 (Ar)、含有氧的氣體、碳氟化合物氣體、氫化碳氟化合物氣體、或者含有商素的氣體、或者這些氣體的任何組合，碳氟化合物氣體具有CxFy的形式，其中χ和y等于1或更大的值，氫化碳氟化合物具有CxFyHz的形式，其中x、y和ζ等于1或更大的值，并且含有鹵素的氣體具有從由Cl、Br和F組成的組選擇的鹵素原子。
12.根據權利要求7所述的方法，其中，使用連接到所述處理室的至少一個氣體供應元件將第一氣體混合物提供給所述處理室，所述第一氣體混合物包括擴散到所述等離子體產生空間中的一種或多種更輕的氣體成分、以及擴散到所述等離子體處理空間中的一種或多種更重的氣體成分，所述更輕的氣體成分包括所述輕等離子體產生氣體，并且所述更重的氣體成分包括所述至少一種重處理氣體。
13.根據權利要求7所述的方法，其中，使用連接到所述處理室的上部的第一氣體供應元件將所述輕等離子體產生氣體提供給所述處理室，并且使用連接到所述處理室的下部的第二氣體供應元件將所述至少一種重處理氣體提供給所述處理室。
14.根據權利要求7所述的方法，其中，所述等離子體源被連接到所述等離子體產生空間，并且所述等離子體源被構造為使用擴散到所述等離子體產生空間中的所述輕等離子體產生氣體中的至少一種更輕的氣體成分、來產生所述GIGDSC等離子體，其中，所述等離子體源包括被構造為在所述處理室中形成頂壁的面向等離子體表面，并且所述面向等離子體表面在中間具有第一凹陷。
15.一種用于使用重力引起的氣體擴散分離控制(GIGDSC)的等離子體處理子系統來處理襯底的方法，所述方法包括如下步驟將襯底定位在處理室的上部中的襯底保持件上，所述處理室被構造為執行GIGDSC過程；在第一預處理時間期間，使用重等離子體產生氣體在所述處理室的下部中的等離子體產生空間中產生初始重氣體穩定等離子體；在所述第一預處理時間期間，使用至少一種輕處理氣體在所述處理室的上部中的等離子體處理空間中產生初始輕氣體預處理等離子體；在所述第一預處理時間期間判定初始輕氣體穩定值；在所述第一預處理時間期間將所述初始輕氣體穩定值與初始輕氣體穩定極限相比較；當在所述第一預處理時間期間所述初始輕氣體穩定值超出一個或多個所述初始輕氣體穩定極限時，執行至少一個校正動作以改善所述初始輕氣體穩定值；以及當在所述第一預處理時間期間所述第一輕氣體穩定值不超出至少一個所述初始輕氣體穩定極限時，在處理時間期間產生新的重氣體穩定等離子體以及新的輕氣體處理等離子體，其中，在所述處理時間期間使用所述至少一種新的輕處理氣體來在接近所述襯底的等離子體處理空間中產生所述新的輕氣體處理等離子體。
16.根據權利要求15所述的方法，還包括如下步驟 在所述第一預處理時間期間判定初始重氣體穩定值；在所述第一預處理時間期間將所述初始重氣體穩定值與初始重氣體穩定極限相比較；以及當在所述第一預處理時間期間所述初始重氣體穩定值超出一個或多個所述初始重氣體穩定極限時，執行至少一個附加校正動作以改善所述初始重氣體穩定值。
17.根據權利要求15所述的方法，還包括如下步驟在所述處理時間期間判定新的輕氣體穩定值；在所述處理時間期間將所述新的輕氣體穩定值與新的輕氣體穩定極限相比較；以及當在所述處理時間期間所述新的輕氣體穩定值超出一個或多個所述新的輕氣體穩定極限時，執行至少一個新的校正動作以改善所述新的輕氣體穩定值。
18.根據權利要求15所述的方法，還包括如下步驟在所述處理時間期間判定新的重氣體穩定值；在所述處理時間期間將所述新的重氣體穩定值與新的重氣體穩定極限相比較；以及當在所述處理時間期間所述新的重氣體穩定值超出一個或多個所述新的重氣體穩定極限時，執行至少一個新的校正動作以改善所述新的重氣體穩定值。
19.根據權利要求15所述的方法，其中，所述重等離子體產生氣體包括氙氣(Xe)、氪氣 (Kr)或者這些氣體的任何組合，并且所述至少一種輕處理氣體包括氬氣(Ar)、含有氧的氣體、碳氟化合物氣體、氫化碳氟化合物氣體、或者含有商素的氣體、或者這些氣體的任何組合，碳氟化合物氣體具有CxFy的形式，其中χ和y等于1或更大的值，氫化碳氟化合物具有 CxFyHz的形式，其中χ、y和ζ等于1或更大的值，并且含有鹵素的氣體具有從由Cl、Br和F 組成的組選擇的鹵素原子。
20.根據權利要求15所述的方法，其中，使用連接到所述處理室的至少一個氣體供應元件將第一氣體混合物提供給所述處理室，所述第一氣體混合物包括擴散到所述等離子體處理空間中的一種或多種更輕的氣體成分、以及擴散到所述等離子體產生空間中的一種或多種更重的氣體成分，所述更輕的氣體成分包括所述新的輕處理氣體，并且所述更重的氣體成分包括至少一種重等離子體產生氣體。
全文摘要
本發明涉及通過重力引起的氣體擴散分離(GIGDS)技術來控制等離子體產生。本發明可以提供一種使用由重力引起的氣體擴散分離技術而引起的等離子體分離來處理襯底的設備和方法。通過增加或使用包括具有不同重力(即，氣體成分的分子量與基準分子重之間的比例)的惰性和處理氣體的氣體，可以形成雙區或多區等離子體，其中，一種氣體可以被高度限制到等離子體產生區域附近并且另一種氣體可以由于相異重力引起的擴散而從上述氣體極大地分離，并且被限制到相比于上述氣體更加接近晶片處理區域。
文檔編號H01L21/306GK102473629SQ201080035809
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月11日 優先權日2009年8月12日
發明者趙建平, 野澤俊久, 陳立, 麥里特·法克 申請人:東京毅力科創株式會社