[發明專利]用于改善表面波等離子體源和等離子體空間之間的耦合的方法和系統

有效

• 申請號: 200580031980.0
• 申請日: 2005-08-10
• 公開（公告）號: CN101180418A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 陳立;田才忠;松本直樹
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C23C16/00
• 分類號: C23C16/00;C23F1/00;H01L21/306
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 李劍

1.一種表面波等離子體(SWP)源，包括：

電磁(EM)波發射器，所述電磁波發射器被配置為通過在與等離子體相鄰的所述EM波發射器的等離子體表面上生成表面波來將EM能量以期望的EM波模式耦合到所述等離子體；

功率耦合系統，所述功率耦合系統耦合到所述EM波發射器，并且被配置為將所述EM能量提供到所述EM波發射器以形成所述等離子體；以及

擾模器，所述擾模器耦合到所述EM波發射器的所述等離子體表面，并且被配置為減少所述期望的EM波模式和另一種EM波模式之間的模式跳變。

2.如權利要求1所述的SWP源，其中所述EM波發射器被配置為耦合所述期望EM波模式作為TM₀₁模式。

3.如權利要求1所述的SWP源，其中所述擾模器包括耦合到所述EM波發射器的所述等離子體表面的一個或多個孔。

4.如權利要求3所述的SWP源，其中所述一個或多個孔包括被配置為使氣體流經其中的一個或多個氣孔。

5.如權利要求3所述的SWP源，其中所述一個或多個孔包括一個或多個盲孔。

6.如權利要求5所述的SWP源，其中所述一個或多個盲孔的尺寸、幾何形狀、數目或分布中的至少一種被選擇來產生空間受控的等離子體。

7.如權利要求5所述的SWP源，其中所述一個或多個盲孔的特征在于寬度和深度。

8.如權利要求7所述的SWP源，其中所述一個或多個盲孔的所述寬度和所述一個或多個盲孔的所述深度是基本相等的。

9.如權利要求7所述的SWP源，其中所述一個或多個盲孔的所述寬度和所述一個或多個盲孔的所述深度小于或等于1mm。

10.如權利要求5所述的SWP源，其中所述一個或多個盲孔被填充以包括SiO₂的材料。

11.如權利要求5所述的SWP源，其中所述一個或多個盲孔被填充以包括低介電常數材料的材料，所述低介電常數材料的介電常數小于SiO₂的介電常數。

12.如權利要求5所述的SWP源，其中所述一個或多個盲孔被填充以等離子體攔阻材料。

13.如權利要求12所述的SWP源，其中所述等離子體攔阻材料包括球形球粒。

14.如權利要求13所述的SWP源，其中所述球形球粒包括SiO₂或介電常數小于SiO₂的介電常數的低介電常數材料。

15.如權利要求1所述的SWP源，其中所述功率耦合系統包括射頻(RF)功率耦合系統。

16.如權利要求1所述的SWP源，其中所述功率耦合系統包括微波功率耦合系統。

17.如權利要求16所述的SWP源，其中所述微波功率耦合系統包括：

被配置為產生2.45GHz的微波能量的微波源；

耦合到所述微波源的出口的波導；

耦合到所述波導并且被配置為防止微波能量傳播回所述微波源的隔離器；以及

耦合到所述隔離器并且被配置為將所述微波能量耦合到同軸饋送機構的同軸轉換器，其中所述同軸饋送機構還耦合到所述EM波發射器。

18.如權利要求17所述的SWP源，其中：

所述功率耦合系統包括用于將EM能量耦合到所述EM波發射器的同軸饋送機構，

所述EM波發射器包括縫隙天線，所述縫隙天線的一端耦合到所述同軸饋送機構的內導體，另一端耦合到所述同軸饋送機構的外導體，并且

所述縫隙天線包括一個或多個縫隙，所述一個或多個縫隙被配置為將所述EM能量從高于所述內導體和所述外導體之間的所述縫隙天線的第一區域耦合到低于所述縫隙天線的第二區域。

19.如權利要求18所述的SWP源，其中所述EM波發射器還包括：

慢波片，所述慢波片位于所述第一區域中，并且被配置為相對于自由空間波長減小所述EM能量的有效波長；以及

諧振片，所述諧振片位于所述第二區域中，并且具有包括所述EM波發射器的所述等離子體表面的下表面。