波导缝隙式微波等离子体源的制作方法

1.本实用新型属于微波技术领域，具体地说涉及波导缝隙式微波等离子体源。


背景技术：

2.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。在半导体芯片器件的等离子处理中，一般通过射频或微波两种方式激发等离子。与射频等离子相比而言，微波等离子体电场中的频率振荡较高，电子在转变方向之前的运动距离更短，每个运动周期中能够到达器件表面的电子数量更少，使器件表面的电荷效应降低，不会使离子加速向表面运动，避免不希望的表面碰撞。因此微波等离子体具有各向同性的特点，很适合于mems制造中的“器件释放”和微芯片封装中的“倒装芯片底部填充”工艺。
3.目前采用的微带线来激发微波等离子体，不稳定且微带线体积小，不能产生大面积的等离子体。采用矩形波导激发微波等离子体，其均匀性和处理腔体的密封性也亟待解决，而且矩形波导长期受热工作寿命变短。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对上述不足之处提供波导缝隙式微波等离子体源，解决如何稳定且大面积产生微波等离子体、均匀产生微波等离子体，且密封性好、寿命长等问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.波导缝隙式微波等离子体源，包括矩形波导1、透微波板2和盖板3；所述矩形波导1前端设有微波馈入口4，底部设有若干个缝隙5；所述微波馈入口4用于向矩形波导1内输入微波，并从若干个缝隙5输出；若干个缝隙5下方设有透微波板2；所述透微波板2设在盖板3上；所述透微波板2用于透过从若干个缝隙5输出的微波。由上述结构可知，矩形波导1前端设有微波馈入口4，微波馈入口4接微波发生器，微波发生器产生的微波从矩形波导1前端的微波馈入口4进入到矩形波导1内，矩形波导1后端用金属封闭，所以微波会从底部设有的若干个缝隙5均匀辐射出，然后微波透过盖板3上的透微波板2耦合到外接处理腔体内，电离处理腔体内的工艺气体，形成等离子体。矩形波导1有两个宽面和两个窄面，矩形波导1底部设有若干个缝隙5的面为宽面。透微波板2可以为石英或陶瓷材质的板，这样微波可以通过透微波板2耦合到外接处理腔体内，且阻止处理腔体内的工艺气体从若干个缝隙5泄露至矩形波导1内，确保处理腔体的密封。盖板不仅对透微波板2起到固定，而且通过盖板3连接矩形波导1和外接处理腔体，使用非常便利。本实用新型的波导缝隙式微波等离子体源，采用带若干个缝隙5的矩形波导传输微波，可以稳定产生微波等离子体，使处理腔体内产生等离子云，实现大面积的均匀处理，密封性好。
6.进一步的，所述盖板3包括上盖板6和下盖板7；所述下盖板7顶部设有上盖板6；所述上盖板6内设有容纳透微波板2的容纳腔8；所述容纳腔8顶部设有第一开口9；所述第一开口9对应若干个缝隙5。由上述结构可知，下盖板7顶部设有上盖板6，可以对放在容纳腔8中
的透微波板2起到固定作用，下盖板7和上盖板6一起夹紧透微波板2，透微波板2的上下面均有密封圈，下盖板7和上盖板6配合透微波板2的面上均有配合密封圈的密封槽，使透微波板2、上盖板6和下盖板7密封配合。容纳腔8顶部设有第一开口9，这样微波从矩形波导1底部的若干个缝隙5出来后，可以从第一开口9进入透微波板2。由于透微波板2置于容纳腔8内，所以透微波板2四周被上盖板6包住，避免微波从透微波板2四周泄露。
7.进一步的，所述下盖板7上设有至少一个的工艺气体通路；所述工艺气体通路包括工艺气体进口10、工艺气体气路11和工艺气体出口12；所述工艺气体进口10、工艺气体气路11和工艺气体出口12依次连通。由上述结构可知，工艺气体从下盖板7的工艺气体进口进入到工艺气体气路11中，并从工艺气体出口12离开下盖板7，进入到处理腔体中。由于工艺气体从下盖板7进入到处理腔体中，这样就不需要在处理腔体上另外设置工艺气体通路，使用便利。而且工艺气体通路设置在下盖板7上，还可以对下盖板7进行降温，提高设备的使用寿命。
8.进一步的，所述下盖板7包括第一盖板13和第二盖板14；所述第二盖板14顶部设有第一盖板13；所述透微波板2下方设有贯穿第一盖板13和第二盖板14的第二开口15；所述工艺气体进口10设置在第一盖板13上；所述工艺气体气路11设置在第一盖板13和第二盖板14之间；所述工艺气体出口12设置在第二开口15的内侧面上。由上述结构可知，工艺气体从第一盖板13上的工艺气体进口10进入第一盖板13和第二盖板14之间的工艺气体气路11，然后从工艺气体出口12流出进入到处理腔体中。工艺气体进口10设置在第一盖板13上，是方便从外部接入工艺气体；工艺气体气路11设置在第一盖板13和第二盖板14之间，是为了方便工艺气体气路11的加工制造；工艺气体出口12设置在第二开口15的内侧面上，是为了微波透过透微波板2后，通过贯穿第一盖板13和第二盖板14的第二开口15时，微波即开始激发工艺气体，形成等离子体。
9.进一步的，所述工艺气体出口12包括若干个出气小孔；所有的出气小孔均匀环绕在第二开口15的内侧面上。由上述结构可知，工艺气体出口12包括若干个出气小孔，所有的出气小孔均匀环绕在第二开口15的内侧面上，工艺气体从第二开口15的内侧面上的出气小孔大量均匀地在第二开口15附近被微波激发，进入到外接处理腔体中。
10.进一步的，所述矩形波导1的侧面上设有冷却进口16和冷却出口17；所述冷却进口16所在的侧面和冷却出口17所在的侧面相对；所述冷却出口17包括若干个冷却小孔。由上述结构可知，空气从矩形波导1一侧上的冷却进口16进入到矩形波导1内，再从相对侧面上的冷却出口17流出，通过不断向矩形波导1通入空气，达到对矩形波导1冷却的目的。因为矩形波导1下方设有透微波板2，空气不能透过透微波板2，从而阻止空气进入外接处理腔体中。冷却出口17包括若干个冷却小孔，使空气均匀流出，达到均匀散热的目的。
11.进一步的，所述矩形波导1和透微波板2之间设有冷却腔18；所述冷却腔18内设有若干个从前往后依次排列的隔板19；所述隔板19用于将冷却腔18分割为若干个冷却单腔；所述冷却单腔的侧面设有冷却进口16和冷却出口17；所述冷却进口16所在的侧面和冷却出口17所在的侧面相对；所述冷却出口17包括若干个冷却小孔；所述冷却单腔顶部均对应有缝隙5。由上述结构可知，微波从矩形波导1底部的若干个缝隙5离开，进入到冷却腔18中，再透过冷却腔18下方的透微波板2进入到外接处理腔体中。冷却腔18内被若干个从前往后依次排列的隔板19分割为若干个冷却单腔，使微波更均匀地透过透微波板2进入到外接处理
腔体中。冷却单腔的侧面设有冷却进口16和冷却出口17，空气从冷却单腔一侧的冷却进口16进入到矩形波导1内和冷却单腔内，再从相对侧面上的冷却出口17流出，冷却腔18内被分割为若干个冷却单腔，这样若干个冷却单腔也可以实现对矩形波导1均匀冷却的目的。冷却出口17包括若干个冷却小孔，使空气均匀流出，也是为了实现均匀散热的目的。冷却腔18下方的透微波板2可以阻止空气透过进入外接处理腔体中。
12.进一步的，所述矩形波导1的顶部设有若干个排气小孔20。由上述结构可知，矩形波导1顶部的若干个排气小孔用于冷却腔18中的空气从若干个缝隙5进入矩形波导1后，然后可以通过中若干个排气小孔20将空气排出。可以在矩形波导1外围设置装饰板，并在装饰板上再设置排气孔，这样排气小孔20排到装饰板内的空气可以从排气孔再排到外界。
13.进一步的，所述透微波板2和冷却腔18之间设有缝隙板21。由上述结构可知，矩形波导1内的微波从矩形波导1底部的若干个缝隙5进入到冷却腔18中，然后通过冷却腔18下方的缝隙板21，再向下辐射。缝隙板21为一个金属板，上面开有若干个缝隙，有利于微波均匀辐射。
14.本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型公开了波导缝隙式微波等离子体源，属于微波技术领域，包括矩形波导、透微波板和盖板；矩形波导前端设有微波馈入口，底部设有若干个缝隙；微波馈入口用于向矩形波导内输入微波，并从若干个缝隙输出；若干个缝隙下方设有透微波板；透微波板设在盖板上；透微波板用于透过从若干个缝隙输出的微波。本实用新型的波导缝隙式微波等离子体源，可以稳定产生微波等离子体，使处理腔体内产生等离子云，实现大面积的均匀处理，密封性好，自带冷却功能，使用寿命长。
附图说明
16.图1是本实用新型第一实施例三维结构示意图；
17.图2是本实用新型第一实施例另一个视角的三维结构示意图；
18.图3是本实用新型盖板和透微波板组合的三维结构示意图；
19.图4是上盖板底部视角的三维结构示意图；
20.图5是下盖板三维结构示意图；
21.图6是第一盖板底部视角的三维结构示意图；
22.图7是第二盖板顶部视角的三维结构示意图；
23.图8是第二实施例和第三实施例三维结构示意图；
24.图9是第二实施例去掉盖板和透微波板后底部视角的三维结构示意图；
25.图10是第三实施例去掉盖板和透微波板后底部视角的三维结构示意图；
26.附图中：1-矩形波导、2-透微波板、3-盖板、4-微波馈入口、5-缝隙、6-上盖板、7-下盖板、8-容纳腔、9-第一开口、10-工艺气体进口、11-工艺气体气路、12-工艺气体出口、13-第一盖板、14-第二盖板、15-第二开口、16-冷却进口、17-冷却出口、18-冷却腔、19-隔板、20-排气小孔、21-缝隙板。
具体实施方式
27.下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明，但是本实用新型
不局限于以下实施例。
28.实施例一：
29.见附图1～7。波导缝隙式微波等离子体源，包括矩形波导1、透微波板2和盖板3；所述矩形波导1前端设有微波馈入口4，底部设有若干个缝隙5；所述微波馈入口4用于向矩形波导1内输入微波，并从若干个缝隙5输出；若干个缝隙5下方设有透微波板2；所述透微波板2设在盖板3上；所述透微波板2用于透过从若干个缝隙5输出的微波。由上述结构可知，矩形波导1前端设有微波馈入口4，微波馈入口4接微波发生器，微波发生器产生的微波从矩形波导1前端的微波馈入口4进入到矩形波导1内，矩形波导1后端用金属封闭，所以微波会从底部设有的若干个缝隙5均匀辐射出，然后微波透过盖板3上的透微波板2耦合到外接处理腔体内，电离处理腔体内的工艺气体，形成等离子体。矩形波导1有两个宽面和两个窄面，矩形波导1底部设有若干个缝隙5的面为宽面。透微波板2可以为石英或陶瓷材质的板，这样微波可以通过透微波板2耦合到外接处理腔体内，且阻止处理腔体内的工艺气体从若干个缝隙5泄露至矩形波导1内，确保处理腔体的密封。盖板不仅对透微波板2起到固定，而且通过盖板3连接矩形波导1和外接处理腔体，使用非常便利。本实用新型的波导缝隙式微波等离子体源，采用带若干个缝隙5的矩形波导传输微波，可以稳定产生微波等离子体，使处理腔体内产生等离子云，实现大面积的均匀处理，密封性好。
30.所述盖板3包括上盖板6和下盖板7；所述下盖板7顶部设有上盖板6；所述上盖板6内设有容纳透微波板2的容纳腔8；所述容纳腔8顶部设有第一开口9；所述第一开口9对应若干个缝隙5。由上述结构可知，下盖板7顶部设有上盖板6，可以对放在容纳腔8中的透微波板2起到固定作用，下盖板7和上盖板6一起夹紧透微波板2，透微波板2的上下面均有密封圈，下盖板7和上盖板6配合透微波板2的面上均有配合密封圈的密封槽，使透微波板2、上盖板6和下盖板7密封配合。容纳腔8顶部设有第一开口9，这样微波从矩形波导1底部的若干个缝隙5出来后，可以从第一开口9进入透微波板2。由于透微波板2置于容纳腔8内，所以透微波板2四周被上盖板6包住，避免微波从透微波板2四周泄露。
31.所述下盖板7上设有至少一个的工艺气体通路；所述工艺气体通路包括工艺气体进口10、工艺气体气路11和工艺气体出口12；所述工艺气体进口10、工艺气体气路11和工艺气体出口12依次连通。由上述结构可知，工艺气体从下盖板7的工艺气体进口进入到工艺气体气路11中，并从工艺气体出口12离开下盖板7，进入到处理腔体中。由于工艺气体从下盖板7进入到处理腔体中，这样就不需要在处理腔体上另外设置工艺气体通路，使用便利。而且工艺气体通路设置在下盖板7上，还可以对下盖板7进行降温，提高设备的使用寿命。
32.所述下盖板7包括第一盖板13和第二盖板14；所述第二盖板14顶部设有第一盖板13；所述透微波板2下方设有贯穿第一盖板13和第二盖板14的第二开口15；所述工艺气体进口10设置在第一盖板13上；所述工艺气体气路11设置在第一盖板13和第二盖板14之间；所述工艺气体出口12设置在第二开口15的内侧面上。由上述结构可知，工艺气体从第一盖板13上的工艺气体进口10进入第一盖板13和第二盖板14之间的工艺气体气路11，然后从工艺气体出口12流出进入到处理腔体中。工艺气体进口10设置在第一盖板13上，是方便从外部接入工艺气体；工艺气体气路11设置在第一盖板13和第二盖板14之间，是为了方便工艺气体气路11的加工制造；工艺气体出口12设置在第二开口15的内侧面上，是为了微波透过透微波板2后，通过贯穿第一盖板13和第二盖板14的第二开口15时，微波即开始激发工艺气
体，形成等离子体。
33.所述工艺气体出口12包括若干个出气小孔；所有的出气小孔均匀环绕在第二开口15的内侧面上。由上述结构可知，工艺气体出口12包括若干个出气小孔，所有的出气小孔均匀环绕在第二开口15的内侧面上，工艺气体从第二开口15的内侧面上的出气小孔大量均匀地在第二开口15附近被微波激发，进入到外接处理腔体中。
34.所述矩形波导1的侧面上设有冷却进口16和冷却出口17；所述冷却进口16所在的侧面和冷却出口17所在的侧面相对；所述冷却出口17包括若干个冷却小孔。由上述结构可知，空气从矩形波导1一侧上的冷却进口16进入到矩形波导1内，再从相对侧面上的冷却出口17流出，通过不断向矩形波导1通入空气，达到对矩形波导1冷却的目的。因为矩形波导1下方设有透微波板2，空气不能透过透微波板2，从而阻止空气进入外接处理腔体中。冷却出口17包括若干个冷却小孔，使空气均匀流出，达到均匀散热的目的。
35.实施例二：
36.见附图3～9。波导缝隙式微波等离子体源，包括矩形波导1、透微波板2和盖板3；所述矩形波导1前端设有微波馈入口4，底部设有若干个缝隙5；所述微波馈入口4用于向矩形波导1内输入微波，并从若干个缝隙5输出；若干个缝隙5下方设有透微波板2；所述透微波板2设在盖板3上；所述透微波板2用于透过从若干个缝隙5输出的微波。由上述结构可知，矩形波导1前端设有微波馈入口4，微波馈入口4接微波发生器，微波发生器产生的微波从矩形波导1前端的微波馈入口4进入到矩形波导1内，矩形波导1后端用金属封闭，所以微波会从底部设有的若干个缝隙5均匀辐射出，然后微波透过盖板3上的透微波板2耦合到外接处理腔体内，电离处理腔体内的工艺气体，形成等离子体。矩形波导1有两个宽面和两个窄面，矩形波导1底部设有若干个缝隙5的面为宽面。透微波板2可以为石英或陶瓷材质的板，这样微波可以通过透微波板2耦合到外接处理腔体内，且阻止处理腔体内的工艺气体从若干个缝隙5泄露至矩形波导1内，确保处理腔体的密封。盖板不仅对透微波板2起到固定，而且通过盖板3连接矩形波导1和外接处理腔体，使用非常便利。本实用新型的波导缝隙式微波等离子体源，采用带若干个缝隙5的矩形波导传输微波，可以稳定产生微波等离子体，使处理腔体内产生等离子云，实现大面积的均匀处理，密封性好。
37.所述盖板3包括上盖板6和下盖板7；所述下盖板7顶部设有上盖板6；所述上盖板6内设有容纳透微波板2的容纳腔8；所述容纳腔8顶部设有第一开口9；所述第一开口9对应若干个缝隙5。由上述结构可知，下盖板7顶部设有上盖板6，可以对放在容纳腔8中的透微波板2起到固定作用，下盖板7和上盖板6一起夹紧透微波板2，透微波板2的上下面均有密封圈，下盖板7和上盖板6配合透微波板2的面上均有配合密封圈的密封槽，使透微波板2、上盖板6和下盖板7密封配合。容纳腔8顶部设有第一开口9，这样微波从矩形波导1底部的若干个缝隙5出来后，可以从第一开口9进入透微波板2。由于透微波板2置于容纳腔8内，所以透微波板2四周被上盖板6包住，避免微波从透微波板2四周泄露。
38.所述下盖板7上设有至少一个的工艺气体通路；所述工艺气体通路包括工艺气体进口10、工艺气体气路11和工艺气体出口12；所述工艺气体进口10、工艺气体气路11和工艺气体出口12依次连通。由上述结构可知，工艺气体从下盖板7的工艺气体进口进入到工艺气体气路11中，并从工艺气体出口12离开下盖板7，进入到处理腔体中。由于工艺气体从下盖板7进入到处理腔体中，这样就不需要在处理腔体上另外设置工艺气体通路，使用便利。而
且工艺气体通路设置在下盖板7上，还可以对下盖板7进行降温，提高设备的使用寿命。
39.所述下盖板7包括第一盖板13和第二盖板14；所述第二盖板14顶部设有第一盖板13；所述透微波板2下方设有贯穿第一盖板13和第二盖板14的第二开口15；所述工艺气体进口10设置在第一盖板13上；所述工艺气体气路11设置在第一盖板13和第二盖板14之间；所述工艺气体出口12设置在第二开口15的内侧面上。由上述结构可知，工艺气体从第一盖板13上的工艺气体进口10进入第一盖板13和第二盖板14之间的工艺气体气路11，然后从工艺气体出口12流出进入到处理腔体中。工艺气体进口10设置在第一盖板13上，是方便从外部接入工艺气体；工艺气体气路11设置在第一盖板13和第二盖板14之间，是为了方便工艺气体气路11的加工制造；工艺气体出口12设置在第二开口15的内侧面上，是为了微波透过透微波板2后，通过贯穿第一盖板13和第二盖板14的第二开口15时，微波即开始激发工艺气体，形成等离子体。
40.所述工艺气体出口12包括若干个出气小孔；所有的出气小孔均匀环绕在第二开口15的内侧面上。由上述结构可知，工艺气体出口12包括若干个出气小孔，所有的出气小孔均匀环绕在第二开口15的内侧面上，工艺气体从第二开口15的内侧面上的出气小孔大量均匀地在第二开口15附近被微波激发，进入到外接处理腔体中。
41.所述矩形波导1和透微波板2之间设有冷却腔18；所述冷却腔18内设有若干个从前往后依次排列的隔板19；所述隔板19用于将冷却腔18分割为若干个冷却单腔；所述冷却单腔的侧面设有冷却进口16和冷却出口17；所述冷却进口16所在的侧面和冷却出口17所在的侧面相对；所述冷却出口17包括若干个冷却小孔；所述冷却单腔顶部均对应有缝隙5。由上述结构可知，微波从矩形波导1底部的若干个缝隙5离开，进入到冷却腔18中，再透过冷却腔18下方的透微波板2进入到外接处理腔体中。冷却腔18内被若干个从前往后依次排列的隔板19分割为若干个冷却单腔，使微波更均匀地透过透微波板2进入到外接处理腔体中。冷却单腔的侧面设有冷却进口16和冷却出口17，空气从冷却单腔一侧的冷却进口16进入到矩形波导1内和冷却单腔内，再从相对侧面上的冷却出口17流出，冷却腔18内被分割为若干个冷却单腔，这样若干个冷却单腔也可以实现对矩形波导1均匀冷却的目的。冷却出口17包括若干个冷却小孔，使空气均匀流出，也是为了实现均匀散热的目的。冷却腔18下方的透微波板2可以阻止空气透过进入外接处理腔体中。
42.所述矩形波导1的顶部设有若干个排气小孔20。由上述结构可知，矩形波导1顶部的若干个排气小孔用于冷却腔18中的空气从若干个缝隙5进入矩形波导1后，然后可以通过中若干个排气小孔20将空气排出。可以在矩形波导1外围设置装饰板，并在装饰板上再设置排气孔，这样排气小孔20排到装饰板内的空气可以从排气孔再排到外界。
43.实施例三：
44.见附图3～10。在实施例二的基础上，所述透微波板2和冷却腔18之间设有缝隙板21。由上述结构可知，矩形波导1内的微波从矩形波导1底部的若干个缝隙5进入到冷却腔18中，然后通过冷却腔18下方的缝隙板21，再向下辐射。缝隙板21为一个金属板，上面开有若干个缝隙，有利于微波均匀辐射。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。