[发明专利]一种双天线增强线形微波等离子体源

说明书

本发明公开一种双天线增强线形微波等离子体源，包括屏蔽罩，载板，微波电源和与微波电源相连通的T型功率分配器；屏蔽罩为梯形结构，且屏蔽罩不设底板；载板设置于屏蔽罩正下方；T型功率分配器另两端分别与一微波天线连通，且两微波天线位于同侧；T型功率分配器与微波天线设置于屏蔽罩内腔中部；屏蔽罩上还设置有磁铁组件和进气管组。本发明在现有线形微波等离子体源的基础上通过引进双天线结构，以及相应的对进气管路、磁场结构进行改进，有效的增大线形微波等离子体源产生等离子体的横向面积，从而最终达到减少微波电源的数量的目的。

技术领域

本发明涉及等离子体产生装置领域，特别是涉及一种双天线增强线形微波等离子体源。

背景技术

随着低温等离子体技术在大规模集成电路、太阳能电池、等离子体显示设备、类金刚石碳和纯金刚石膜等领域的迅速发展，工业上迫切需要一种可以产生低气压高密度、大面积均匀及稳定的等离子体发生技术。因此近年来国内外相关研究人员提出了许多新型等离子体源，其中线形微波等离子体源具有许多独特的优势：结构较为简单，不存在因电极插入而导致的杂质污染问题；采用微波(2。45GHz)激励可以获得较高的等离子体密度；因其线形结构仅需在轴向方向保证等离子体均匀性，将多个线形微波等离子体源并排即可获得大面积均匀的等离子体等。鉴于磁场增强线形微波等离子体源的优良特性，被应用于诸多工业薄膜沉积设备中，如平板式PECVD设备。

为获得大面积均匀的等离子体分布满足工艺需求，现有的平板式PECVD设备中需要将6个线形微波等离子体源平行阵列，且每一对线形微波等离子体源都由一对微波电源供能。实际上，微波电源价格极其昂贵，占设备成本的大头。近年来随着市场竞争的日益激烈，市场对设备的成本和性能提出了更高的要求。因此，减少微波电源的数量是降低平板式PECVD设备成本的重大突破口。

为了在保证足够的工艺面积的基础上，减少平板式PECVD设备内微波电源的数量，降低设备成本，有必要对线形微波等离子体源结构进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种双天线增强线形微波等离子体源，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现通过引进双天线结构，以及相应的对进气管路、磁场结构进行改进，有效的增大线形微波等离子体源产生等离子体的横向面积，从而最终达到减少微波电源的数量的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种双天线增强线形微波等离子体源，包括屏蔽罩，载板，微波电源和与微波电源相连通的T型功率分配器；所述屏蔽罩为梯形结构，且所述屏蔽罩不设底板；所述载板设置于所述屏蔽罩正下方；所述T型功率分配器另两端分别与一微波天线连通，且两所述微波天线位于同侧；所述T型功率分配器与微波天线设置于所述屏蔽罩内腔中部；

所述屏蔽罩上还设置有磁铁组件和进气管组。

优选的，屏蔽罩为等腰梯形；为无磁或弱磁不锈钢材料。

所述T型功率分配器与微波天线均为实心铜棒，半径为3mm-5mm。

所述微波天线由若干段铜棒连接成型，且任意两段铜棒长度不同。

还设置有玻璃管，且所述玻璃管为中空结构；每一所述微波天线均置于一所述玻璃管的中轴线上，且与所述玻璃管互不接触。

优选的，玻璃管为石英玻璃管，石英玻璃管与大气连通，使得管内空气流通，起给所述天线冷却作用。两根所述石英管包围着所述铜天线并排放置，起将等离子体与微波天线隔离作用。

所述磁铁组件包括一顶部磁铁和两侧部磁铁；所述顶部磁铁固定设置于所述屏蔽罩顶面中部，且与所述T型功率分配器位置对应；两所述侧部磁铁关于所述顶部磁铁对称设置，且分别固定设置于所述屏蔽罩两侧壁；所述顶部磁铁和侧部磁铁均与所述屏蔽罩等长。