CN109755088B - 表面波等离子体设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面波等离子体设备，包括依次相连的微波产生装置、微波传输装置和反应腔室，微波产生装置用于产生形成表面波等离子体的微波，微波传输装置包括波导和微波天线，微波天线包括基片集成波导和金属隔离件，金属隔离件将基片集成波导划分为至少两个子基片集成波导，波导的数量和子基片集成波导的数量相等且二者对应相连，微波产生装置产生的微波经由各个波导和与该波导对应的子基片集成波导耦合至反应腔室的不同区域，并且，通过分别调节耦合至反应腔室不同区域的微波功率，以使得在反应腔室内的不同区域形成均匀的表面波等离子体。可以调节扩散至位于晶片上方的表面波等离子体的密度分布，满足大面积晶片处理均匀性的要求。

Description

表面波等离子体设备

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体涉及一种表面波等离子体设备。

背景技术

目前，随着电子技术的高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求生产集成电路的企业不断提高半导体晶片的加工能力。等离子体设备广泛地被应用于制造集成电路(IC，Integrated Circuit)或微机电系统(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)的制造工艺中。因此，适用于刻蚀、沉积或其他工艺的等离子体设备的研发对于半导体制造工艺和设施的发展来说是至关重要的。在用于半导体制造工艺的等离子体设备的研发中，最重要的因素是增大对衬底的加工能力，以便提高产率，以及执行用于制造高度集成器件工艺的能力。

在传统半导体制造工艺中已经使用各种类型的等离子体设备，例如，电容耦合等离子体(CCP，Capacitively Coupled Plasma)设备，电感耦合等离子体(ICP，InductivelyCoupled Plasma)设备以及表面波等离子体设备或电子回旋共振(ECR，ElectronCyclotron Resonance)等离子体设备等。其中，电容耦合等离子体设备中，其利用电容耦合方式产生等离子体，结构简单，造价低，容易产生大面积均匀分布的等离子体，适用于介质等类型膜的刻蚀。电子回旋共振等离子设备可以在较低的工作气压下获得密度较高的等离子体，但其需要引入外磁场，因此造价相对较高。表面波等离子体设备相对其他等离子体设备而言，可以获得更高的等离子体密度、更低的电子温度，且不需要增加外磁场，因此，表面波等离子体设备成为最先进的等离子体设备之一。

所谓的表面波等离子体，其是利用沿表面传输的电磁波来维持放电的一类等离子体。利用微波在介质表面附近激发出高于介质密度以上的等离子体，微波在垂直于介质附近的等离子体区域内迅速衰减，其将在介质与等离子体间形成表面波的传输。具有一定电场强度的表面波在其传输的范围内可生成和维持高密度的等离子体，因此称为表面波等离子体。

电磁波在介质板与等离子体的分界面的传播时有以下种情况。如图1所示，介质板介电常数ε_d一般大于下方等离子体介电常数ε_p，当入射角θ_i小于全反射角θ_c时，电磁波进入等离子体形成体积波；当入射角θ_i大于等于θ_c时，电磁波被反射回介质板，但有少部分会沿界面形成混杂表面波。体积波和混杂表面波可通过耦合天线进入腔室来激发或维持等离子体。根据斯涅尔定律，全反射临界角可以表示为

如图2a和图2b所示，入射电磁波通过介质板后，波长被压缩，相速度减小，由快波模式进入慢波基模，并沿介质板表面传播形成表面波。通过耦合天线将能量馈入等离子体。等离子体的电子密度与其介电常数相关，随着电子密度的增加，等离子体的介电常数减小，其折射率也随之减小。放电初期，如图2a所示，电磁波以体积波的形式进入等离子体，使得气体放电，等离子体的电子密度增加。当电子密度足够高时，如图2b所示，等离子体折射率小到使电磁波在介质板的分界面发生全反射，电磁波沿着介质板表面传播不再进入等离子体。当电子密度变小后，电磁波继续变为体积波激发放电，来维持一个动态的放电平衡。

基片集成波导是一种平面导波结构，利用普通的印刷电路板技术就可以在介质板上实现传统波导的效果，使电磁波可以在介质层内传播；基片集成波导具有高Q值、高功率容量、低损耗、低互耦合、体积小、重量轻的特点，运用印刷电路板技术大大降低了加工的难度与成本，可以方便地与馈电网络以及平面电路相结合，并在高频频段有良好表现，大大降低开放式平面导波结构中不希望出现的损耗和干扰。

如图3所示，为现有的基片集成波导的结构示意图，它利用普通电路印刷(PCB)技术或低温共烧陶瓷(LTCC)技术就可以完成加工：在介质板122a2的顶面和底面分别覆盖金属层122a3来作为波导的宽边，在介质板122a2中，按照所设计波导窄边的形状等间距地打孔，并对孔隙做金属化处理形成第一金属通孔122a4，该第一金属通孔122a4要保证与上下两层金属层122a3良好的电接触。当第一金属通孔122a4的间距足够小的时候，两排密集的第一金属通孔122a4就可以等效为波导的窄边，并且由孔隙之间漏泄出去的电磁波几乎可以忽略不计，形成波导结构；它的结构特性与填充介质的矩形波导类似，传输主模是准TE10模。

但是，上述结构的基片集成波导在表面波等离子设备中并没有应用，这是因为，该种结构的基片集成波导，当应用到表面波等离子设备中时，其会存在大面积均匀性的问题，也就是说，很难满足大面积晶片处理均匀性的要求，从而容易出现工艺不良现象发生。

因此，如何设计一种既包括基片集成波导结构、又能够解决大面积均匀性的表面波等离子体设备成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种表面波等离子体设备。

为了实现上述目的，本发明提供一种表面波等离子体设备，所述表面波等离子体设备包括依次相连的微波产生装置、微波传输装置和反应腔室，所述微波产生装置用于产生形成表面波等离子体的微波，所述微波传输装置包括波导和微波天线，所述微波天线包括基片集成波导和金属隔离件，所述金属隔离件将所述基片集成波导划分为至少两个子基片集成波导，所述波导的数量和所述子基片集成波导的数量相等且二者一一对应相连，所述微波产生装置产生的微波经由各个所述波导和与该波导对应的所述子基片集成波导耦合至所述反应腔室的不同区域，并且，通过分别调节耦合至所述反应腔室不同区域的微波功率，以使得在所述反应腔室内的不同区域形成均匀的表面波等离子体；所述基片集成波导包括介质板和金属层，所述介质板包括与所述反应腔室相对的上下两个表面，所述金属层设置在该两个表面上，且所述介质板还设置有贯穿其厚度的多个第一金属通孔，所述第一金属通孔与上下两层金属层电连接，以将所述微波限定在多个所述第一金属通孔和上下两层金属层之间。

优选地，所述金属隔离件包括贯穿所述介质板的厚度的第二金属通孔。

优选地，所述介质板还设置有贯穿其厚度的第三通孔，所述金属隔离件包括金属柱，所述金属柱设置在所述第三通孔内。

优选地，所述介质板呈柱形，所述第一金属通孔和所述第二金属通孔均沿所述介质板的径向呈环形设置，且所述第一金属通孔处于所述介质板的边缘位置，所述第二金属通孔处于所述介质板的中间位置。

优选地，任意相邻两个所述第一金属通孔的中心距离大于所述第一金属通孔的直径且小于所述第一金属通孔的直径的两倍；和/或，

任意相邻两个所述第二金属通孔的中心距离大于所述第二金属通孔的直径且小于所述第二金属通孔的直径的两倍。

优选地，任意相邻两个所述第一金属通孔的中心距离与所述微波产生装置的微波频率所对应的截止波长相比大于0.05且小于0.25；和/或，

任意相邻两个所述第二金属通孔的中心距离与所述微波产生装置的微波频率所对应的截止波长相比大于0.05且小于0.25。

优选地，所述微波频率为2.45GHz，其中，

所述第一金属通孔直径大于5mm，且任意相邻两个所述第一金属通孔的中心距离为6～8mm；和/或，

所述第二金属通孔直径大于5mm，且任意相邻两个所述第二金属通孔的中心距离为6～8mm。

优选地，所述介质板的朝向所述反应腔室的金属层上设置有多个缝隙组，每个所述缝隙组对应一个所述子基片集成波导，且所述金属隔离件与所述缝隙组的位置互不重合。

优选地，每一个所述缝隙组沿所述介质板的表面呈环形设置，且每一个所述缝隙组所形成的环形与所述第一金属通孔所形成的环形、所述第二金属通孔所形成的环形同心。

优选地，所述表面波等离子体设备还包括密封件，所述密封件设置在所述反应腔室和所述基片集成波导之间，以密封所述反应腔室。

本发明的表面波等离子体设备，设置的金属隔离件将基片集成波导划分为至少两个子基片集成波导，每个子基片集成波导与其中一个波导相连。这样，微波产生装置所产生的微波可以经由各个波导和与该波导对应的子基片集成波导耦合至反应腔室的不同区域，通过分别调节耦合至反应腔室不同区域的微波功率，可以使得在反应腔室内的不同区域形成均匀的表面波等离子体，从而可以调节扩散至位于晶片上方的表面波等离子体的密度分布，进而可以满足大面积晶片处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为电磁波在介质中传播路径示意图；

图2a为电磁波与表面波等离子体的一种结构关系图；

图2b为电磁波与表面波等离子体的另一种结构关系图；

图3为现有技术一中基片集成波导的结构示意图；

图4为本发明中表面波等离子体设备的结构示意图；

图5为本发明中介质板的缝隙组的结构示意图；

图6为本发明中介质板的俯视图；

图7为本发明中介质板的剖视图；

图8a为本发明中的中心子基片集成波导和边缘子基片集成波导的功率在3:1时晶片上方的等离子体子密度分布示意图；

图8b为本发明中的中心子基片集成波导和边缘子基片集成波导的功率在1.5:1时晶片上方的等离子体子密度分布示意图；

图8c为本发明中的中心子基片集成波导和边缘子基片集成波导的功率在1:2时晶片上方的等离子体子密度分布示意图。

附图标记说明

110：微波产生装置；

111：供电电源；112：磁控管；113：谐振器；

114：环流器；115：定向耦合器；116：阻抗调节单元；

117：负载；120：微波传输装置；121a：第一波导；

121b：第二波导；122：微波天线；122a：基片集成波导；

122a1：子基片集成波导；122a2：介质板；122a3：金属层；

122a4：第一金属通孔；122a5：缝隙组；122b：金属隔离件；

122b1：第二金属通孔；122b2：金属柱；

130：反应腔室；131：承载件；140：密封件；

150：功率分配器；200：晶片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图4至图8c所示，本发明涉及一种表面波等离子体设备。其中，该表面波等离子体设备包括依次相连的微波产生装置110、微波传输装置120和反应腔室130。

其中，上述微波产生装置110用于产生形成表面波等离子体的微波，对于该微波产生装置110的具体结构并没有作出限定，具体地，该微波产生装置110可以包括依次连接的供电电源111、磁控管112、谐振器113、环流器114、定向耦合器115和阻抗调节单元116，其中，环流器114还连接有负载117，其用于吸收反射功率，定向耦合器115用于测量入射功率和反射功率，阻抗调节单元116通常为多螺钉调谐器。当然，该微波产生装置110还可以是其他的一些能够产生微波的结构，在此并不作限定。

上述反应腔室130的底部还设置有用于承载晶片200的承载件131，该反应腔室130通常采用铝合金或不锈钢等金属材料制作形成。

上述微波传输装置120包括波导和微波天线122。其中，该微波天线122包括基片集成波导122a和金属隔离件122b，金属隔离件122b将基片集成波导122a划分为至少两个子基片集成波导122a1，该波导的数量和子基片集成波导122a1的数量相等且二者一一对应相连，上述微波产生装置110所产生的微波经由各个波导和与该波导对应的子基片集成波导122a1耦合至反应腔室130的不同区域，并且，通过分别调节耦合至反应腔室130不同区域的微波功率，以使得在反应腔室130内的不同区域形成均匀的表面波等离子体。

本实施例结构的表面波等离子体设备，设置的金属隔离件122b将基片集成波导122a划分为至少两个子基片集成波导122a1，每个子基片集成波导122a1与其中一个波导相连。这样，上述微波产生装置110所产生的微波可以经由各个波导和与该波导对应的子基片集成波导122a1耦合至反应腔室130的不同区域，通过分别调节耦合至反应腔室130不同区域的微波功率，可以使得在反应腔室130内的不同区域形成均匀的表面波等离子体，从而可以调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，进而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。

需要说明的是，对于具体地子基片集成波导122a1的具体数量并没有作出限定，可以在实际应用时，根据实际需要，确定所需要的子基片集成波导122a1的数量。

进一步需要说明的是，对于基片集成波导122a的具体地结构并没有作出限定，其只要能够满足将微波耦合到反应腔室130内即可。

如图4所示，上述基片集成波导122a包括介质板122a2和金属层122a3。其中，该介质板122a2包括与反应腔室130相对的上下两个表面(如图4中，介质板122a2的顶面和底面)，金属层122a3便设置在该两个表面上。具体地，可以通过印刷电路板(PCB)技术将金属材料(例如，铜等)印刷在介质板122a2的上下两个表面上，以形成金属层122a3。本实施例中的介质板122a2可以选择低损耗的高频介质板，如Rogers3003(罗杰斯3003)等。

上述介质板122a2还设置有贯穿其厚度(也就是说，沿图4中的介质板122a2的上下方向)的多个第一金属通孔122a4，且该多个第一金属通孔122a4与上下两层金属层122a3电连接，也就是说，多个第一金属通孔122a4与上下两层金属层122a3保持良好地欧姆接触。这样，该基片集成波导122a可以将微波限定在多个第一金属通孔122a4和上层两层金属层122a3之间，也就是说，上下两层金属层122a3构成了该基片集成波导122a的宽边金属面，多个第一金属通孔122a4构成了该基片集成波导122a的窄边金属面，微波便被限定在该区域内。

本实施例结构的表面波等离子体设备，是上述基片集成波导122a的一个具体结构，能够进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，从而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。

如图4、图5和图6所示，作为上述金属隔离件122b的第一种实施方式，该金属隔离件122b包括贯穿上述介质板122a2的厚度的第二金属通孔122b1。也就是说，此时，该第二金属通孔122b1与上下两层金属层122a3电连接。这样，如图5和图6所示，通过设置的第二金属通孔122b1，可以将基片集成波导122a划分为多个子基片集成波导122a1，有效地将不同子基片集成波导122a1的微波能量分隔开，从而能够进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，进而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。

具体地，如图4、图5和图6所示，上述介质板122a2呈柱形，上述第一金属通孔122a4和第二金属通孔122b1均沿介质板122a2的径向呈环形设置。其中，第一金属通孔122a4位于介质板122a2的边缘位置，第二金属通孔122b1位于介质板122a2的中间位置。

也就是说，如图4、图5和图6所示，以第二金属通孔122b1所处的位置为边界，将该介质板122a2划分成了中心子介质板和边缘子介质板，也就是说，如图5和图6所示，该基片集成波导122a被划分成了两个子基片集成波导122a1，也即中心子基片集成波导和边缘子基片集成波导。相应地，上述的波导包括第一波导121a和第二波导121b。这样，微波产生装置110所产生的微波，其中一路微波经由第一波导121a和边缘子基片集成波导，耦合至反应腔室130内，另一路微波经由第二波导121b和中心子基片集成波导，耦合至反应腔室130内，从而可以进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，进而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。

需要说明的是，对于上述的第一金属通孔122a4和第二金属通孔122b1具体的形状并没有作出限定。例如，该第一金属通孔122a4和第二金属通孔122b1的形状可以呈圆形、方形、三角形或其他不规则几何形状等。

进一步需要说明的是，根据实际需要，上述基片集成波导122a被第二金属通孔122b1所划分形成的两个子基片集成波导122a1，也可以不是基片集成波导122a的中心位置和边缘位置，也就是说，第二金属通孔122b1可以在基片集成波导122a的任意位置处将其划分为两个子基片集成波导122a1。另外，也可以根据实际需要，利用第二金属通孔122b1，将基片集成波导122a划分为多个区域，也就是说，该基片集成波导122a可以包括三个或者三个以上的子基片集成波导122a1。

仍需要说明的是，对于上述第一金属通孔122a4和第二金属通孔122b1的尺寸并没有作出限定。其可以根据实际需要确定所需要结构的通孔。

为了进一步地提高金属隔离件122b的隔离电磁波效果，经过本发明的发明人多次试验研究发现，当任意相邻两个第一金属通孔122a4的中心距离大于第一金属通孔122a4的直径且小于第一通孔122a4的直径的两倍，和/或，当任意相邻两个第二金属通孔122b1的中心距离大于第二金属通孔122b1的直径且小于第二通孔122b1的直径的两倍时，本实施例结构的金属隔离件122b的隔离电磁波的效果更佳，从而能够进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，进而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。

为了进一步地提高金属隔离件122b的隔离电磁波效果，本发明的发明人多次试验研究还发现，当任意相邻两个第一金属通孔122a4的中心距离与微波产生装置110的微波频率所对应的截止波长相比大于0.05且小于0.25，和/或，当任意相邻两个第二金属通孔122b1的中心距离与微波产生装置110的微波频率所对应的截止波长相比大于0.05且小于0.25时，本实施例结构的金属隔离件122b的隔离电磁波的效果更佳，从而能够进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，进而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。

另外，本发明的发明人经过多次试验研究，当上述微波频率为频率为2.45GHz时，此时第一金属通孔122a4直径大于5mm，且任意相邻两个第一金属通孔122a4的中心距离为6～8mm，相应地，第二金属通孔122b1直径大于5mm，且任意相邻两个第二金属通孔122b1的中心距离为6～8mm。这样，能够进一步地提高金属隔离件122b的隔离电磁波效果，从而能够进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布。

当然，作为上述金属隔离件122b的第二种具体实施方式，如图7所示，该金属隔离件122b还可以包括金属柱122b2，相应地，介质板122a2上还设置有与该金属柱122b2相适配的第三通孔(未标号)，金属柱122b2便设置在该第三通孔内，同样，可以有效将基片集成波导122a划分为多个子基片集成波导122a1，满足调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布的需求。

具体地，如图8a、图8b和图8c所示，其中，图8a为中心子基片集成波导和边缘子基片集成波导的功率在3:1时晶片200上方的等离子体子密度分布示意图，由此图可以看出，扩散至晶片200上方的表面波等离子体在中心区域的密度大，边缘区域的密度小，此时晶片200上方的均匀性差。图8b为中心子基片集成波导和边缘子基片集成波导的功率在1.5:1时晶片200上方的等离子体子密度分布示意图，由此图可以看出，扩散至晶片200上方的表面波等离子体在中心区域的密度和边缘区域的密度相差不大，此时晶片200上方的均匀性较好。图8c为中心子基片集成波导和边缘子基片集成波导的功率在1:2时晶片200上方的等离子体子密度分布示意图，由此图可以看出，扩散至晶片200上方的表面波等离子体在中心区域的密度小，边缘区域的密度大，此时晶片200上方的均匀性差。

如图5所示，介质板122a2的朝向反应腔室130的金属层122a3上设置有多个缝隙组122a5，每个缝隙组122a5均包括若干缝隙，该缝隙可以呈“T”型。每个缝隙组122a5对应一个子基片集成波导122a1，且金属隔离件122b与缝隙组122a5的位置互不重合。也就是说，在介质板122a2的位置上，只要设置有金属隔离件122b的位置，便不再设置缝隙组122a5。具体地，如图5所示，缝隙组122a5包括位于第二金属通孔122b1所围成的环形区域内的中心缝隙组和位于第二金属通孔122b1和第一金属通孔122a4之间的边缘缝隙组。

这样，微波产生装置110所产生的微波经过介质板122a2以后，会压缩该微波的波长，变为慢波模式，也就是说，该介质板122a2相当于滞波板，并在上述的缝隙组122a5处形成圆偏振波，向下进入反应腔室130内激发产生表面波等离子体。因此，能够进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，从而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求和提高工艺质量，降低制作成本。优选地，为了进一步地调节扩散至位于晶片200上方的表面波等离子体的密度分布，从而可以满足大面积晶片200处理均匀性的要求，上述每一个所述缝隙组122a5沿介质板122a2的表面呈环形设置，且每一个缝隙组122a5所形成的环形与第一金属通孔122a4所形成的环形、第二金属通孔122b1所形成的环形同心。

如图4所示，上述表面波等离子体设备还包括密封件140，其中，该密封件140设置在反应腔室130和基片集成波导122a之间，以密封反应腔室130。

当然，为了简化上述的调节过程，上述表面波等离子体设备还可以包括功率分配器150，微波产生装置110通过功率分配器150与各个波导相连。这样，通过功率分配器150可以便捷控制每个波导内的输入功率，可以减少微波产生装置110的数量，同时，还可以简化调节过程，提高工艺效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种表面波等离子体设备，所述表面波等离子体设备包括依次相连的微波产生装置、微波传输装置和反应腔室，所述微波产生装置用于产生形成表面波等离子体的微波，其特征在于，所述微波传输装置包括波导和微波天线，所述微波天线包括基片集成波导和金属隔离件，所述金属隔离件将所述基片集成波导划分为至少两个子基片集成波导，所述波导的数量和所述子基片集成波导的数量相等且二者一一对应相连，所述微波产生装置产生的微波经由各个所述波导和与该波导对应的所述子基片集成波导耦合至所述反应腔室的不同区域，并且，通过分别调节耦合至所述反应腔室不同区域的微波功率，以使得在所述反应腔室内的不同区域形成均匀的表面波等离子体；

所述基片集成波导包括介质板和金属层，所述介质板包括与所述反应腔室相对的上下两个表面，所述金属层设置在该两个表面上，且所述介质板还设置有贯穿其厚度的多个第一金属通孔，所述第一金属通孔与上下两层金属层电连接，以将所述微波限定在多个所述第一金属通孔和上下两层金属层之间。

2.根据权利要求1所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述金属隔离件包括贯穿所述介质板的厚度的第二金属通孔。

3.根据权利要求1所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述介质板还设置有贯穿其厚度的第三通孔，所述金属隔离件包括金属柱，所述金属柱设置在所述第三通孔内。

4.根据权利要求2所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述介质板呈柱形，所述第一金属通孔和所述第二金属通孔均沿所述介质板的径向呈环形设置，且所述第一金属通孔处于所述介质板的边缘位置，所述第二金属通孔处于所述介质板的中间位置。

5.根据权利要求4所述的表面波等离子体设备，其特征在于，任意相邻两个所述第一金属通孔的中心距离大于所述第一金属通孔的直径且小于所述第一金属通孔的直径的两倍；和/或，

任意相邻两个所述第二金属通孔的中心距离大于所述第二金属通孔的直径且小于所述第二金属通孔的直径的两倍。

6.根据权利要求4所述的表面波等离子体设备，其特征在于，任意相邻两个所述第一金属通孔的中心距离与所述微波产生装置的微波频率所对应的截止波长相比大于0.05且小于0.25；和/或，

任意相邻两个所述第二金属通孔的中心距离与所述微波产生装置的微波频率所对应的截止波长相比大于0.05且小于0.25。

7.根据权利要求6所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述微波频率为2.45GHz，其中，

所述第一金属通孔直径大于5mm，且任意相邻两个所述第一金属通孔的中心距离为6～8mm；和/或，

所述第二金属通孔直径大于5mm，且任意相邻两个所述第二金属通孔的中心距离为6～8mm。

8.根据权利要求4所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述介质板的朝向所述反应腔室的金属层上设置有多个缝隙组，每个所述缝隙组对应一个所述子基片集成波导，且所述金属隔离件与所述缝隙组的位置互不重合。

9.根据权利要求8所述的表面波等离子体设备，其特征在于，每一个所述缝隙组沿所述介质板的表面呈环形设置，且每一个所述缝隙组所形成的环形与所述第一金属通孔所形成的环形、所述第二金属通孔所形成的环形同心。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的表面波等离子体设备，其特征在于，所述表面波等离子体设备还包括密封件，所述密封件设置在所述反应腔室和所述基片集成波导之间，以密封所述反应腔室。

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