CH687111A5

CH687111A5 - Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungsentladung, Vakuumbehandlungsanlage hierfuer sowie Anwendung des Verfahrens.

Info

Publication number: CH687111A5
Application number: CH01696/92A
Authority: CH
Inventors: Jurgen Dr-Phys Ramm; Eugen Beck; Hugo Frei; Albert Zuger; Gunter Dr-Phys Peter
Original assignee: Balzers Hochvakuum
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1996-09-13
Also published as: JPH0676773A; GB2267387A; JP3158158B2; FR2691834A1; GB9310269D0; DE4345602B4; US5384018A; FR2691834B1; KR100299158B1; GB2267387B; DE4310941A1; KR930024049A; DE4310941B4

Description

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CH 687 111 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft

- ein Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungsentladung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,

- eine Vakuumbehandlungsanlage zu dessen Ausführung nach dem Oberbegriff von Anspruch 19,

- eine Verwendung der Anlage nach Anspruch 33 sowie

- Anwendungen des Verfahrens nach den Ansprüchen 34 bzw. 35 bzw. 36 bzw. 37.

Für verschiedene Vakuumbehandlungsprozesse ist es bekannt, Niederspannungs-Bogenentladungen einzusetzen. Beispielsweise aus der CH-PS 456 294 oder der CH-PS 551 497, weiter auch der CH-PS 645 137 oder aus «Ein Produktionsverfahren zur Herstellung dünner Schichten durch Kathodenzerstäubung im Hochvakuumbereich», F. Gay-dou, Sonderdruck aus Vakuumtechnik, Rudolf A. Lang Verlag, Wiesbaden, Heft 7/66, S. 161-164, oder aus «Ein Verfahren zur Herstellung dünner Schichten durch lonenzerstäubung im 10E - 4 Torr Bereich», F. P. Gaydou, Balzers Aktiengesellschaft, FL-Balzers, aus Sonderdruck aus Mikroelektronik 2, Oldenburg/München-Wien 1967, S. 183-192, ist es bekannt, zur Erzeugung einer Niederspannungs-Bo-genentladung in einer Vakuumbehandlungskammer, letzterer über eine Blendenanordnung eine Kathodenkammer anzukoppeln, worin eine thermionische Kathode angeordnet ist. Die Niederspannungs-Bo-genentladung wird üblicherweise in der Kathodenkammer mit Hilfe einer separaten Zündelektrode gezündet, welche mit Bezug auf die thermionische Kathode auf positives, anodisches Zündpotential gelegt wird.

Nach dem Zünden der Niederspannungsentladung, in der Kathodenkammer, wird die Entladung primär zwischen der thermionischen Kathode und einer behandlungskammerseitig angeordneten Anode unterhalten. Dabei kann die behandlungskammerseitig vorgesehene Anode durch mindestens Teile der Innenwand der Behandlungskammer gebildet sein, oder es kann eine separate Anodenanordnung in der Behandlungskammer angeordnet sein, von der Wandung der Behandlungskammer elektrisch isoliert, derart, dass Behandlungskammer und die erwähnte Anodenanordnung elektrisch getrennt potentialbetrieben werden können. Eine solche Anodenanordnung kann z.B. durch einen Substratträger gebildet sein.

In gewissen Anwendungsfällen, wie beispielsweise aus der CH-PS 551 497 bekannt, wird die Blendenanordnung elektrisch potentialschwebend betrieben, in anderen, wie beispielsweise aus der CH-PS 456 294 bekannt, ist sie auf das Potential der Behandlungskammerwand gelegt.

Es hat sich gezeigt, dass sich bei einer derartigen Anordnung Funkenentladungen, bekannt unter dem Ausdruck «arcing», insbesondere an Partien der Behandlungskammer-Innenwand ausbilden, und zwar desto ausgeprägter, je mehr solche Partien der Entladung ausgesetzt sind und je höher die elektrische Feldstärke an solchen Partien ist.

Derartige Funkenentladungen bewirken eine Belastung der elektrischen Speisegeräte, die für den Unterhalt der Entladung vorgesehen sind, unkontrolliertes Prozessverhalten, wie Unterbrüche und Verunreinigungen, z.B. durch Gasausbrüche, Abstäuben bzw. Verdampfen von nicht erwünschten Materialien etc. Dadurch kann die Prozessführung gänzlich verunmöglich werden. Eine Abstäubung der vom arcing betroffenen Wandungspartien führt bei heiklen Behandlungsprozessen, bei welchen eine kontrolliert hoch reine Behandlungsatmosphäre erforderlich ist, zu intolerabler Kontamination.

Dies führte dazu, dass die erwähnten Behandlungsprozesse mit Niederspannungs-Bogenentla-dung, welche an sich für manche Prozesse höchst vorteilhaft wären, dank der tiefen kinetischen Energie der Ladungsträger in der Niederspannungs-Bo-genentladung bei gleichzeitig hoher Ladungsträgerdichte, für manche Behandlungsprozesse, bei denen die erwähnten Kontaminationen nicht toierabel sind, nicht eingesetzt wurden.

Die vorliegende Erfindung setzt sich unter ihrem Hauptaspekt zum Ziel, dieses Problem zu lösen, mit anderen Worten, Verfahren mit einer Nie-derspannungs-Bogenentladung - also einer Nie-derspannungs-Hochstrom-Entladung - so zu verbessern, dass sie auch für Behandlungsprozesse einsetzbar werden, welche bezüglich Behandlungsatmosphäre hohe Anforderungen stellen.

Zu diesem Zweck zeichnet sich das Verfahren eingangs genannter Gattung nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aus.

Es wurde dabei erkannt, dass die dem arcing meist ausgesetzten Partien der Behandlungskammer-Innenwand um die Blendenanordnung herum situiert sind. Vorsehen des erfindungsgemässen Schirmes verhindert das Auftreten der erwähnten Funken in diesem Bereich. Damit ergibt sich nun die Möglichkeit, ein Verfahren der erwähnten Gattung auch für Prozesse einzusetzen, welche höchsten Anforderungen bezüglich Behandlungsatmosphäre gerecht werden müssen.

Die obgenannten Probleme bezüglich Funkenentladung entstehen bei den bekannten Vorgehen sowohl bei potentialschwebend betriebenen Partien mit der Blendenanordnung wie auch, und dies in ausgesprochenerem Masse, wenn die genannten Partien potentialgefesselt betrieben werden.

Dank des erfindungsgemässen Vorgehens wird es aber gemäss Anspruch 2 gar möglich, diese erwähnten Partien potentialgefesselt zu betreiben, was bezüglich der Flexibilität der elektrischen Beschattung bzw. Potentiallegung von Kathodenkammer, Behandlungskammer sowie von Partien um die Blendenanordnung herum, höchst vorteilhaft ist.

Insbesondere wird durch Vorgehen nach dem Wortlaut von Anspruch 3 ermöglicht, die erwähnten Partien, als Zündelektrode, für die Niederspannungsentladung zu betreiben. Hierzu werden sie zum Zünden einerseits und dann während des Betriebes der Niederspannungsentladung andererseits auf unterschiedliche elektrische Potentiale gelegt. Damit wird der Vorteil erwirkt, dass in der Kathodenkammer nicht zusätzlich eine Zündelektrode vorgesehen und elektrisch isoliert durch die Katho-denkammerwand geführt werden muss, sondern,

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dass ohnehin vorgesehene Elemente, nämlich die erwähnten Partien, gleichzeitig auch als Zündelektrode eingesetzt werden können.

Eine höchst einfache Verfahrensvariante ergibt sich dabei gemäss Wortlaut von Anspruch 4, indem die erwähnten Partien über ein passives Strombe-grenzungs-Schaltelement, wie insbesondere über ein Widerstandselement, gegebenenfalls auch über ein Diodenelement, auf ein Festpotential gelegt werden. Ein Teil des Entladungsstromes bewirkt im Entladungsbetrieb daran einen Spannungsabfall, derart, dass die erwähnten Partien während des Betriebes der Niederspannungsentladung bezüglich ihres Zündpotentials auf negativeres Potential gelegt werden. An dieser Stelle sei erwähnt, dass der Begriff «Potential» im Sinne der Feldtheorie verwendet wird, also bezugslos (Bezug -> °°)

Es ist aber auch durchaus möglich, dem Wortlaut von Anspruch 5 folgend, ergänzend zu dem erwähnten passiven Schaltelement oder an deren Statt, die erwähnten Partien als Zündelektrode über eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf ein Festpotential zu legen.

Insbesondere bei der gezielten Fesselung der erwähnten Partien auf vorbestimmte elektrische Potentiale ist es weiter vorteilhaft, dies unabhängig davon realisieren zu können, wie die Behandlungskammerwandung potentialgelegt bzw. -geführt wird.

Hierzu wird gemäss Wortlaut von Anspruch 6 vorgeschlagen, die erwähnten Partien von der Wand der Behandlungskammer elektrisch zu isolieren.

Weiter werden bevorzugterweise gemäss Anspruch 7, die erwähnten Partien durch die Katho-denkammerwand selbst gebildet. Dies eröffnet insbesondere die Möglichkeit, diese Partien als Zündelektrode zu verwenden.

Bei isolierter Montage der Behandlungskammer von den erwähnten Partien werden letztere bevorzugterweise auf unterschiedlichem elektrischem Potential betrieben bezüglich der Behandlungskammer-Innenwand. Damit wird ermöglicht, die Hauptentladung, nach deren Zünden, durch die Blendenanordnung in die Behandlungskammer zu ziehen, auch wenn die erwähnten Partien vorgängig als Zündelektrode beschaltet wurden.

Es wird grundsätzlich ermöglicht, dass an der Kathodenkammer keine eigens zum Zünden vorgesehene Zündelektrode eingebaut werden muss, und weiter wird dadurch, dass die als Zündelektrode wirkende Partie der Kathodenkammer-Innenwand über ein passives Schaltelement auf ein Festpotential gelegt wird, auf einfache Art und Weise umgangen, dass die Zündspannung mit Hilfe einer steuerbaren Spannungsquelle an die Zündelektrode angelegt werden muss, steuerbar, um nach dem Zünden der Entladung die Entladung primär zwischen der thermionischen Kathode und einer wo auch immer angeordneten Betriebsanode unterhalten zu können.

In einer weiteren bevorzugten Ausbildungsvariante gemäss Wortlaut von Anspruch 10 werden Kathodenkammer und Behandlungskammer auf unterschiedlichen Betriebsdrücken betrieben, und es wird die Blendenanordnung gleichzeitig als Druckstufe zwischen den erwähnten Kammern ausgebildet. Dadurch wird ermöglicht, insbesondere kathodenkam-merseitig einen höheren Betriebsdruck aufzubauen, um eine Gasströmung während des Entladungsbetriebes durch die Blendenanordnung strömen zu lassen, und dies nach Massgabe der Druckstufenwirkung der Blendenanordnung.

Um eine möglichst gute druckmässige Entkopplung von Kathodenkammer und Behandlungskammer zu erzielen, wird weiter, dem Wortlaut von Anspruch 11 folgend, vorgeschlagen, kathodenkam-merseitig und/oder behandlungskammerseitig die mindestens eine Öffnung der Blendenanordnung mit einem Rohrstutzen als Strömungswiderstand zu versehen, womit deren Druckstufenwirkung erhöht wird.

Um druckmässig Kathodenkammer und Behandlungskammer zu entkoppeln, wird weiter vorgeschlagen, nach Anspruch 12 vorzugehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird, dem Wortlaut von Anspruch 13 folgend, der erfindungsgemäss vorgesehene Schirm bis unmittelbar um die mindestens eine Öffnung der Blendenanordnung geführt, und es kann dieser Schirm als Rohrstutzen weitergeführt werden, um mit ihm die erwähnte Druckstufenwirkung zu erhöhen. Die erwähnten Rohrstutzen werden insbesondere auch beim differentiellen Pumpen nach Anspruch 12 vorgesehen.

Es hat sich gezeigt, dass bereits ein Umschlies-sen der erwähnten Partien, auch beabstandet von der mindestens einen Öffnung der Blendenanordnung, eine ganz wesentliche Verbesserung bezüglich Funkenbildung an der Innenwand der Behandlungskammer ergibt.

Eine Vakuumbehandlungsanlage, welche die Aufgabe unter dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst, zeichnet sich durch den Wortlaut von Anspruch 19 aus, bevorzugte Ausführungsvarianten nach denjenigen der Ansprüche 20 bis 32.

Unter dem zweiten Aspekt, wie erwähnt, mit dem ersten optimalerweise kombinierbar, wird eine Kathodenkammer nach dem Wortlaut von Anspruch 32 vorgeschlagen.

Wie erwähnt wurde, ergibt sich nun dank des erfindungsgemässen Vorgehens die Möglichkeit, Verfahren bzw. Vakuumbehandlungsanlagen der genannten Gattungen erfindungsgemäss für speziell heikle Behandlungsprozesse einzusetzen und insbesondere, gemäss Wortlaut von Anspruch 33, zur Behandlung von Werkstücken in der Behandlungskammer mit elektrostatisch und/oder elektrodynamisch aus der Entladung in der Behandlungskammer ausgezogenen, monopolaren Ladungsträgern, wie insbesondere für elektronenstimulierte, chemische Reaktionen auf Werkstücken bei hoher Elektronendichte und kleiner Elektronenenergie bzw., gemäss Wortlaut von Anspruch 34, für Niedertemperatur-Werkstückbehandlungsprozesse in der Behandlungskammer und/oder Schichtwachstumsprozesse auf Werkstücken in der Behandlungskammer, wie für Homo- und Hetero-Epitaxie-Beschichtungs-prozesse.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 in Form eines Blockdiagrammes, das Prinzip einer erfindungsgemässen Vakuumbehandlungsanlage bzw. des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Vakuumbehandlungsanlage mit einer erfindungsgemässen Kathodenkammer, auch zur Erläuterung der erfindungsgemässen Verfahren,

Fig. 3 schematisch einen Teilausschnitt des Überganges von Kathodenkammer in Behandlungskammer gemäss Fig. 2 in einer weiteren Ausführungsvariante,

Fig. 4a bis 4e Teilausschnitte des Überganges zwischen Kathodenkammer und Behandlungskammer gemäss Fig. 2 in weiteren Ausführungsvarianten,

Fig. 5 qualitativ den Verlauf von Potentialen über der Zeitachse t an einer erfindungsgemässen Kathodenkammer, wie an der Anlage gemäss Fig. 2 eingesetzt, mit zur Erläuterung des erfindungsgemässen Zündverfahrens,

Fig. 6 schematisch die Aufsicht auf eine erfin-dungsgemässe Vakuumbehandlungsanlage mit Magnetfeldquellen zur gesteuerten Beeinflussung der Plasmaausbreitung und insbesondere der Elektronenbahnen in der Behandlungskammer,

Fig. 7 eine Anlage analog derjenigen von Fig. 2 schematisch dargestellt, bei welcher ein Werkstückträger ausser Sicht bezüglich der thermionischen Kathode liegt und die Elektronen der Entladung, magnetfeldgesteuert, gegen den Werkstückträger bzw. die Werkstücke umgelenkt werden,

Fig. 8 über dem Radius eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. mittels einer erfindungsgemässen Behandlungsanlage geätzten Wa-fers, die Ätzverteilung in % ohne Magnetablenkung, und

Fig. 9 mit Magnetablenkung,

Fig. 10 schematisch einen Teilausschnitt aus einer Anlage gemäss Fig. 2, bei welcher die Blendenanordnung mit zwei Druckstufen ausgebildet ist und zwischen den Druckstufen differentiell gepumpt wird.

In Fig. 1 ist in Form eines Funktionsblockdia-grammes die vorliegende Erfindung unter ihrem ersten Aspekt prinzipiell dargestellt.

In einer Kathodenkammer 1 m>t einer thermionischen Kathode 3 wird eine Niederspannungs-Bo-genentladung mittels einer Zündanode 5 gezündet. Die Niederspannungs-Bogenentladung wird nach ihrem Zünden durch eine Blendenanordnung 7 mit mindestens einer Blendenöffnung 9 in eine Vakuumbehandlungskammer 11 gezogen. Dies erfolgt mit Hilfe einer Hauptanode 13, bezüglich der thermionischen Kathode 3 auf entsprechend positives anodisches Potential gelegt.

In der Vakuumbehandlungskammer 11 sind, je nach durchgeführtem Prozess potentialschwebend oder potentialgebunden, ein oder mehrere Werkstücke 15 gehaltert. Gaseinlässe sowie elektrische Speisungen und Pumpaggregate zu Kathodenkammer 1 bzw. Behandlungskammer 11 bzw. zwischen den elektrisch als Elektroden wirkenden kathoden-kammerseitigen bzw. behandlungskammerseitigen Aggregaten sind in Fig. 1 nicht eingetragen.

Die Erfindung besteht darin, Wandungspartien 17, welche die mindestens eine Blendenöffnung 9 umranden bzw. umgeben und welche gegen die Behandlungskammer 11 freiliegen, mit einem Schirm 20 zu versehen, welcher einerseits die mindestens eine Öffnung 9 der Blendenanordnung mindestens weitgehend, also, wenn überhaupt, mit nur geringfügigen Unterbrüchen umschliesst und welcher bezüglich der Wandungsflächen der Partien 17, welche der Behandlungskammer 11 zugewandt sind, auf Dunkelraumabstand d gehalten ist. Dabei kann der Schirm 20 mit relativ grossem Abstand die erwähnte Öffnung 9 umlaufen, kann aber auch, wie noch ausgeführt werden soll, bis unmittelbar in den Öffnungsbereich gezogen sein.

Durch erfindungsgemässes Vorsehen des Schirmes 20 wird ein arcing auf den erwähnten Wandungflächen weitestgehend verhindert und mithin auf denjenigen Partien der dem Prozessraum P in der Behandlungskammer 11 ausgesetzten Flächen, welche dem arcing am meisten ausgesetzt sind.

In Fig. 2 ist schematisch eine erste bevorzugte Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Anlage dargestellt. Es sind Einheiten, die denjenigen entsprechen, welche bereits anhand von Fig. 1 erläutert wurden, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Partien 17, welche die Blendenanordnung bzw. deren mindestens eine Öffnung 9 umranden, sind bei dieser Ausführungsvariante Teil der Katho-denkammerwand. Die Kathodenkammer 1 ist über Isolationsträger 22 an der Wand der Behandlungskammer 11 montiert. Hier umschliesst der Schirm 20, sowohl bezüglich der Kathodenkammer 1, wie auch bezüglich der Behandlungskammer 11, potentialschwebend betrieben, die erwähnten Partien 17 auf Dunkelraumabstand d bis unmittelbar in den Bereich der vorgesehenen Blendenöffnung 9.

Die thermionische Kathode 3 wird mittels einer Quelle 24 mit dem Heizstrom Ih betrieben und ist über eine Spannungsquelle 26 und, generell gesprochen, eine Einheit 28 auf mindestens einen Teil der Kathodenkammerwand geführt, bevorzugterweise auf die Kathodenkammerwand an sich. Die Einheit 28 wirkt als Strombegrenzung und bewirkt, in Funktion des sie durchfliessenden Stromes i, einen Spannungsabfall u. Sie kann, wie gestrichelt dargestellt, durch eine stromgesteuerte Spannungsquelle realisiert sein, wird aber bevorzugterweise durch ein passives Schaltelement, dabei insbesondere durch ein Widerstandselement 30, realisiert.

Der negative Pol der Spannungsquelle 26 kann auf ein Bezugspotential, sei dies Masse oder ein weiteres vorgegebenes Potential, gelegt werden oder kann potentialfrei betrieben werden, wie dies rein schematisch durch den Möglichkeitsumschalter 32 dargestellt ist. Desgleichen kann, da von der Kathodenkammer 1 elektrisch isoliert, die Behandlungskammer 11, wie mit dem Möglichkeitsumschalter 34 rein schematisch dargestellt, auf Massepotential, auf einem Bezugspotential oder gegebenenfalls sogar potentialschwebend betrieben werden.

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Je nach dem im Prozessraum P durchzuführenden Prozess wird die Behandlungskammer-Innenwand 36 oder mindestens Partien davon bezüglich der thermionischen Kathode 3 als Anode geschaltet, so dass sich die Entladung hauptsächlich zwischen der genannten Kathode 3 und den genannten Innenwandungspartien ausbildet.

Andernfalls wird, wie gestrichelt dargestellt, eine separate Anode 38 vorgesehen, welche über eine Spannungsquelle 14 mit Bezug auf die thermionische Kathode 3 anodisch, d.h. positiv, beschaltet wird. Dann ist man bezüglich Potentiallegung der Behandlungskammerwand prozessangepasst frei. Als Anode kann dabei irgendein Teil in der Kammer 11 wirken, insbesondere auch ein Werkstückträger.

Der Kathodenkammer 1 und/oder der Behandlungskammer 11 wird über Gaszuspeiseleitungen 40 ein lonisierungsgas für die Niederspannungsentladung zugeführt und gegebenenfalls wiederum der Kathodenkammer 1 und/oder der Behandlungskammer 11 ein Reaktivgas, letzteres bevorzugterweise der Behandlungskammer 11, welches in bekannter Art und Weise in der Glimmentladung chemisch mit am Prozess beteiligten Materieteilchen, wie verdampften oder abgeätzten, reagiert, im Rahmen eines reaktiven Ätz- oder Beschichtungsprozesses.

Wie wiederum bei 35 schematisch dargestellt, kann die Gaszuspeiseleitung 40, entkoppelt vom Potential der Kammerwand, auf Massepotential, auf einem anderen Potential oder potentialfrei betrieben werden, um gezielt zusätzliche Anregungs- oder lonisationseffekte zu erzeugen.

Im weiteren wird die Behandlungskammer 11 mittels eines Pumpaggregates 42 zur Vakuumlegung betrieben.

Die Blendenanordnung mit der mindestens einen Blendenöffnung 9 wirkt zusätzlich als Druckstufe zwischen dem Druck in der Kathodenkammer 1 und dem Druck in der Behandlungskammer 11. Je nach Ausbildung ihrer Druck-Entkopplungswirkung können die beiden Kammern im wesentlichen druckunabhängig voneinander betrieben werden. Damit kann z.B. der Partialdruck eines Reaktivgases in der Behandlungskammer 11 wesentlich höher gehalten werden als in der Kathodenkammer 1, worin ein solches Gas z.B. an der Kathode 3 reagieren und deren Standzeit drastisch reduzieren könnte. Umgekehrt kann der Partialdruck von Hintergrundgasen, wie z.B. von Ar in der Behandlungskammer 11 wesentlich tiefer gehalten werden als in der Kathodenkammer 1, wo dieses Gas zur Erzeugung der Entladung notwendig ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Schirm 20 unmittelbar in den Bereich der Blendenöffnung 9 gezogen und bildet mit Teilen der Kathodenkammerwand einen Zwischenraum. Gleichzeitig bildet die Öffnung 9a eine weitere Blende. Deshalb kann, wie mit 42a dargestellt, bei dieser Anordnung, durch Abpumpen im erwähnten Zwischenraum, différentielles Pumpen realisiert werden, womit eine weitere Verbesserung der Druckentkopplung realisiert wird.

In Fig. 10 ist ausschnittsweise eine weitere Ausbildung des Blendenanordnungsbereiches an der Anlage gemäss Fig. 2 dargestellt, wo die Blendenanordnung selbst doppelt ausgebildet ist und im so gebildeten Zwischenraum 10 differentiell gepumpt wird. Auf die gemäss Fig. 10 bevorzugterweise vorgesehenen Rohrstutzen an den Blendenöffnungen 9a bzw. 9b wird im Zusammenhang mit Fig. 4 eingegangen.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante ist die Kathodenkammer in einer für sich erfinderischen Art und Weise ausgebildet, wie noch erläutert werden wird. Dies ist zur Realisation der Erfindung unter ihrem ersten Aspekt, nämlich Verhinderung des arcings, nicht erforderlich, d.h. ist unabhängig vom Vorsehen des Schirmes 20, wird aber bevorzugterweise damit kombiniert.

Bei dieser erfindungsgemässen Kathodenkammer 1 ist mindestens ein Teil ihrer Innenwandung als Zündelektroden eingesetzt, und dies bevorzugterweise in der in Fig. 2 dargestellten Art und Weise.

Die Funktion des dadurch realisierten Zündens soll anhand von Fig. 5 erläutert werden.

Darin sind über der Zeitachse t qualitativ eingetragen:

0b das negative Potential der Quelle 26 gemäss Fig. 2,

0a das Potential einer behandlungskammerseitig vorgesehenen Entladungsanode, sei dies 38 gemäss Fig. 2 oder mindestens von Teilen der Behandlungskammer-Innenwand 36,

0z das Potential mindestens des Teils der Kathodenkammer-Innenwand, der als Zündelektrode eingesetzt wird,

0k das Potential der thermionischen Kathode 3, entsprechend dem negativen Pol der Quelle 26, das in Fig. 5 als Bezugspotential eingesetzt ist.

Zum Zünden der Niederspannungsentladung wird vorerst die thermionische Kathode 3 zur Elektronenemission mit dem Heizstrom Ih aufgeheizt. Es wird mindestens ein lonisierungsgas, wie beispielsweise Argon, durch Leitung 40, sei dies über Behandlungskammer 11 oder üblicherweise direkt, in die Kathodenkammer 1 eingelassen.

Am dargestellten Beispiel von Fig. 2 wird die ganze Wand der Kathodenkammer 1 bezüglich der thermionischen Kathode 3 auf positives Potential gelegt, womit sich zwischen thermionischer Kathode 3 und Wandung der Kathodenkammer 1, vor Zünden der Entladung, die Zündspannung Uz gemäss Fig. 5 einstellt.

Aufgrund des durch die Abstandsrelation zwischen besagter Wand und der Kathode resultierenden elektrischen Feldes erfolgt die Zündung der Entladung, worauf, bezüglich des Elektronenstromes in Gegenrichtung (Stromrichtungskonvention), ein Strom i entsprechend einem Entladungsstromanteil durch die Einheit 28 und insbesondere in deren bevorzugter Ausführungsvariante durch das Widerstandselement 30 fliesst.

Das Potential 0z der Wandung der Kathodenkammer 1 sinkt, womit gemäss Fig. 5 während des Entladungsbetriebes zwischen der Wandung der Kathodenkammer 1 und der Kathode 3 sich eine wesentlich reduzierte Spannung Üb einstellt.

Damit wirkt, im Betrieb, die Wandung der Kammer 1 nur noch in vemachlässigbarem Masse als Anode. Die Primärentladung wird durch die Blendenanordnung mit der Öffnung 9 zwischen Kathode

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3 und behandlungskammerseitiger Anode aufrechterhalten.

Um dieses einfache Vorgehen realisieren zu können, muss mindestens der als Zündelektrode verwendete Teil der Kathodenkammerwand dann vom Potential der Behandlungskammerwand getrennt sein, wenn letztere, wie bevorzugt, als behand-lungskammerseitige Anode eingesetzt wird. Werden dabei in einfacher Art und Weise die gesamte Wand der Kathodenkammer und mithin auch die Partien 17 als Zündelektrode eingesetzt, so bleiben diese Partien 17 nach dem Zünden, wie Fig. 5 zeigt, kathodisch, womit sich dieses einfache Vorgehen insbesondere für heikle Prozesse erst durch das ebenfalls erfindungsgemässe Vorsehen des Schirmes 20 ohne arcing-Gefahr realisieren lässt.

In Fig. 3 ist mit Bezug auf die Erfindung unter ihrem ersten Aspekt dargestellt, dass die Blendenanordnung mit ihrer mindestens einen Öffnung 9 auch durch die Wandung der Behandlungskammer 11 gebildet sein kann.

In den Fig. 4a bis 4e sind weitere, teilweise bevorzugte Ausführungsvarianten des Ausschnittes gemäss Fig. 2 um die Blendenanordnung dargestellt.

Gemäss Fig. 4a ist der Schirm 20 an der Anordnung gemäss Fig. 2 nicht bis unmittelbar an die mindestens eine Öffnung 9 der Blendenanordnung gezogen, sondern umschlingt die Partien 17, von der Öffnung 9 der Blendenanordnung beabstandet. Bereits dadurch wird eine massgebliche Reduktion des arcings erzielt, und zwar insbesondere dann, wenn, wie bei Einsatz der erfindungsgemässen Kathodenkammer, letztere bezüglich der Behandlungskammerwand auf unterschiedlichem Potential betrieben wird, z.B. wenn letzteres als Anode eingesetzt ist.

Wie erwähnt wurde, ist es äusserst vorteilhaft, dass mit der Blendenanordnung eine Druckstufe zwischen Kathodenkammer und Behandlungskammer realisiert wird. Dieser Effekt kann gemäss den Fig. 4b bis 4d dadurch verstärkt werden, dass an der mindestens einen Blendenöffnung 9 kathoden-kammerseitig und behandlungskammerseitig gemäss Fig. 4b je ein Rohrstutzen 44k bzw. 44b vorgesehen wird bzw. gemäss Fig. 4c nur kathoden-kammerseitig der Stutzen 44k bzw. gemäss Fig. 4b nur behandlungskammerseitig der Stutzen 44b.

Gestrichelt sind in den Fig. 4b bis 4d die erfindungsgemässen Schirme 20 dargestellt.

Gemäss Fig. 4e wird der Stutzen 44bi durch den Schirm 20 gebildet, ist also potentialfliegend, wozu, wie schematisch dargestellt, gegebenenfalls zusätzliche Isolationsabstützungen 46 vorgesehen werden.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemässen Vakuumbehandlungsanlage wird eine Niederspannungs-Hochstrom-Gas-entladung verwendet bzw. erzeugt. Dieses Verfahren eignet sich ausgezeichnet für Anwendungen, worin eine Materialabtragung an einer Oberfläche in der Behandlungskammer vorgenommen werden soll. Dabei können entweder Werkstücke oberflächengereinigt werden, oder es kann die Innenwand der Vakuumkammer 11 gemäss Fig. 2 gereinigt werden. Es hat sien dabei gezeigt, dass ein reaktiver Abtragprozess, beispielsweise zum Entfernen von Verunreinigungen, die aus Oxid, Kohlenstoff und auch Kohlenverbindungen bestehen, mit Hilfe von Wasserstoffgas als Reaktivgas ausserordentlich gute Resultate ergibt. Deshalb wird in dieser Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. der entsprechenden Anlage, an der Anlage gemäss Fig. 2 Wasserstoffgas in die Behandlungskammer 11 eingelassen und in der Niedervolt-Bogenentla-dung aktiviert. Das dadurch realisierte Abtragungsverfahren ermöglicht die Reinigung von Oberflächen, auf welche anschliessend haftfeste Schichten höchster Reinheit abgeschieden werden können. Dabei ergibt sich eine hohe Abtragrate, was eine hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bedeutet.

Aufgrund der hohen Ströme der Niederspannungsentladung tritt, je nach ihrer Bündelung, ein Elektronenstrahl auf die Rezipientenwand, der lokale Erwärmungen bis beispielsweise 400°C ergeben kann, was in gewissen Fällen unzulässig ist. Trifft der Elektronenstrahl nicht, wie beim Reinigen der Rezipienteninnenwandung auf letztere, sondern zum Reinigen einer Substratoberfläche auf letzteren auf, so sind selbstverständlich die erwähnten Temperaturbelastungen in vielen Fällen ebenfalls unzulässig. Substrattemperaturen, welche unter anderem von der Prozesszeit abhängen, dürfen vielfach nicht grösser als 110°C betragen, was oft nach wenigen Minuten bereits erreicht ist. Im weiteren wird der Elektronenstrahl von Rest-Magnetfeldern der Anlage und Umgebung sowie vom Erdmagnetfeld abgelenkt. Damit ergeben sich Elektronenflugbahnen und damit ein Strahlauftreffbereich, der von der lokalen Anlagenorientierung im Raum abhängt.

Im weiteren ergibt sich bei der Oberflächenbehandlung von Substraten oft und insbesondere bei relativ gebündeltem Plasma der Niederspannungs-Bogenentladung eine inhomogene Bearbeitungswirkung, wie z.B. eine inhomogene Abtragrate, in dem Sinne, dass im einen Flächenbereich des Werkstük-kes bzw. Substrates mehr als in einem anderen abgetragen wird und dies relativ unkontrolliert.

All diese Probleme, welche sich durch die hohen Werte des Entladungsstromes von beispielsweise 90 Ampere bei 40 Volt ergeben, lassen sich durch Anlegen eines zeitkonstanten und/oder eines zeitvariablen Magnetfeldes in der Behandlungskammer weitgehendst lösen.

Zur Verhinderung, dass beim Reinigen der Rezipientenwand oder eines Substrates eine zu hohe lokale Erwärmung auftritt, werden die Elektronen des Niederspannungs-Entladungsplasmas mittels eines Magnetfeldes abgelenkt, d.h. der zu reinigende Bereich wird abgestrichen oder es wird der Elektronenstrahl mit Hilfe des Magnetfeldes örtlich oszillierend betrieben, d.h. gewobbelt. Damit ergibt sich entlang der gereinigten Oberfläche ein Temperaturausgleich.

Einflüsse des Erdmagnetfeldes und von Restmagnetfeldern auf die Bahn der Elektronen werden, nachdem eine Anlage an ihrem Bestimmungsort aufgestellt ist, mit Hilfe von Kompensationsmagnetfeldern an der Behandlungskammer kompensiert. Eine inhomogene Wirkungsverteilung der Nie5

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derspannungsentladung auf einem zu bearbeitenden Substrat, insbesondere auf einem zu ätzenden, beispielsweise reinigungszuätzenden Substrat, wird ebenfalls durch Anlegen bahnkorrigierender Magnetfelder mindestens teilweise behoben, wobei mit den erwähnten Magnetfeldern der Elektronenstrahl auch aufgeweitet werden kann. Der Unterschied eines Ätzprozesses mit und ohne Magnetablenkung an einer Anlage gemäss Fig. 2 ist in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht:

Das Ätzprofil lässt sich magnetisch steuern.

Im weiteren wird durch Anlegen eines Magnetfeldes die Plasmadichte erhöht. Erfolgt dies im Bereich eines zu ätzenden Substrates, so wird durch die lokale Erhöhung der Plasmadichte die Abtragrate erhöht. Dies ohne dass die kinetische Energie auftreffender Partikel erhöht würde. Mithin wird dadurch die Ätzrate erhöht, die Bearbeitungszeit reduziert und damit die thermische Belastung des Substrates.

In Fig. 6 ist rein schematisch die Behandlungskammer 11 gemäss Fig. 2 dargestellt, mit einer schematisch dargestellten Elektronenbahn e. Durch Anlegen des Magnetfeldes B wird die Bahn e, wie gestrichelt eingetragen, abgelenkt. Die Erzeugung des Magnetfeldes B erfolgt mittels Permanentmagneten oder, wie dargestellt, mittels Elektromagneten, die als Paar, oder im Sinne eines Quadropols, als Doppelpaar entlang der Wandung der Behandlungskammer vorgesehen sind und zur Optimierung der Elektronenbahnen bzw. des Elektronenstrahls, gestellt werden.

Gemäss Fig. 7, welche im Längsschnitt schematisch die Anlage gemäss Fig. 2 zeigt, ist ein Werkstückträger 50 in der Behandlungskammer 11 so angeordnet, dass er ausser Sichtverbindung zur thermionischen Kathode 3 ist. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass störende Wechselwirkungen von Kathode und Werkstück unterbunden sind. Der Elektronenstrahl e wird mittels des Magnetfeldes B nach Austreten aus der Blende 9 gegen den Werkstückträger 50 bzw. die Werkstücke abgelenkt.

Somit können durch Anlegen von Magnetfeldern der Verlauf und/oder die Aufweitung des Elektronenstrahls im Niederspannungsentladungsplasma gezielt gestellt werden.

Rückblickend auf die Anlage gemäss Fig. 2 wurde weiter ein Widerstandswert für das Widerstandselement 30 von 22 Ohm eingesetzt, was bei einem Gesamtentladungsstrom 10 bis 20 Ampere und einer Kathoden/Anoden-Spannung von 25 Volt zu einem Strom durch besagten Widerstand von 1 Ampere führte. Im weiteren muss erwähnt werden, dass der gefundene starke Einfluss der erwähnten Magnetfelder, und damit die gute Steuerbarkeit der Elektronenbahnen, wesentlich dadurch bedingt ist, dass die kinetische Energie der Elektronen dank der eingesetzten Niederspannungsentladung gering ist.

Die erfindungsgemässe Anlage bzw. das erfin-dungsgemässe Vorgehen, insbesondere unter ihrem ersten Aspekt, ergeben die Möglichkeit, mit Niederspannungsentladungen einzusetzen für hoch diffizile Anwendungen, wie beispielsweise für die Halbleiterherstellung, bei denen Prozessgas-Partial-

drücke von typisch kleiner als 10~9 mbar eingesetzt werden müssen. Das Vorgehen ergibt aber bereits bei wesentlich höheren Prozess-Total-Drücken schon ab 10~1 mbar bezüglich des erwähnten arcings wesentliche Vorteile.

Falls das erfindungsgemässe Vorgehen für Hochvakuum- oder gar Ultrahochvakuum-Anwendungen eingesetzt wird, werden selbstverständlich die Isolations- bzw. Dichtungsverbindungen der in Fig. 2 prinzipiell vorzusehenden Teile in den den jeweiligen Vakuumbereichen üblichen Techniken ausgeführt. Gerade bei Behandlungsprozessen, in welchen extrem tiefe Partialdrücke der beteiligten Prozessgase bzw. Arbeitsgase sicherzustellen sind, hat sich die Weiterausbildung der Blendenanordnung zur Druckstufenbildung gemäss den Fig. 4b bis 4e bzw. Fig. 10 ausgezeichnet bewährt.

Damit lassen sich nun die erwähnten Nie-derspannungs-Bogenentladungen einsetzen für hoch diffizile Verfahren, wie insbesondere für die Behandlung von Werkstücken mit elektrostatisch aus der Entladung in der Behandlungskammer ausgezogenen monopolaren Ladungsträgern, wie für elektronenstimulierte chemische Reaktionen auf den Werkstücken bei hoher Elektronendichte und kleiner Elektronenenergie, dabei insbesondere auch für Niedertemperatur-Behandlungsprozesse, Schichtwachstumsprozesse auf den Werkstücken, wie für Homo- und Hetero-Epitaxie-Beschichtungsprozesse.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungsentladung zwischen mindestens einer thermionischen Kathode (3) in einer Kathodenkammer (1) und einer Anode (38, 36) in einer über eine Blendenanordnung (7, 9) mit der Kathodenkammer (1) verbundenen Vakuumbehandlungskammer (11), dadurch gekennzeichnet, dass eine Funkenbildung an Partien (17), welche den Innenraum der Behandlungskammer (11) um die Blendenanordnung (7, 9) herum begrenzen, mittels eines elektrisch schwebend betriebenen Schirmes (20), der bezüglich der Partien (17) auf Dunkelraumabstand gehalten ist, mindestens im wesentlichen verhindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17), welche den Innenraum um die Blendenanordnung (7, 9) herum begrenzen, potentialgefesselt (0b, u) betrieben werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17), als Zündelektrode für die Niederspannungsentladung, zum Zünden und zum Betrieb der Niederspannungsentladung, auf unterschiedlichen Potentialen (0bß; 0b-u) betrieben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17) über eine Einheit (28) auf ein Festpotential (0b) gelegt werden, welche Einheit eine Spannung erzeugt in Funktion des sie durchfliessenden Stromes (i) und welche vorzugsweise durch mindestens ein passives Schaltelement, vorzugsweise ein Widerstandselement (30), gebildet ist, woran ein Teil des Entladungsstromes, im Betrieb der Niederspannungsentladung,

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einen Spannungsabfall (u) bewirkt, derart, dass das Potential der Partien (17) dann vom Zündpotential (0b) hin gegen das Potential (0k) der Kathode verschoben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17) über eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf ein Fixpotential (0b) gelegt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17) von der Wand der Behandlungskammer (11) elektrisch isoliert (22) werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17) durch die Kathodenkammerwand (1) gebildet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17) bezüglich des Potentials der Behandlungskammerwand (11) auf unterschiedlichem elektrischem Potential betrieben werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammerwand (11) oder Teile davon bezüglich der thermionischen Kathode die Anode für die Entladung bilden oder dass in der Behandlungskammer eine Anode (38) vorgesehen ist, z.B. gebildet durch eine Elektrode, einen Substratträger, welche bezüglich der Behandlungskammerwand unabhängig auf Potential legbar ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenkammer und die Behandlungskammer auf unterschiedlichen Betriebsdrücken betrieben werden und die Blendenanordnung (7, 9) gleichzeitig als Druckstufe eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (7, 9) mit kathodenkammerseitigen und/oder behandlungs-kammerseitigen Rohrstutzen (44) versehen wird zur Erhöhung ihrer Druckstufenwirkung.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Blendenanordnungen mit Abstand vorgesehen sind, welche je eine Druckstufe bilden und dazwischen eine Absaugung vorgenommen wird, im Sinne differentiellen Pumpens.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (20) bis unmittelbar um die mindestens eine Öffnung (9) der Blendenanordnung (7) geführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Verteilung der Niederspannungsentladung durch Anlegen eines stationären und/oder eines zeitvariablen Magnetfeldes in der Behandlungskammer gesteuert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfluss des örtlich variierenden Erdmagnetfeldes auf die Bahnen der Nie-derspannungsentladungselektronen mittels des Magnetfeldes kompensiert wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungsverteilung der Niederspannungsentladung sowie deren Plasmadichte entlang eines einer Behandlung mit Unterstützung der Entladung unterworfenen Flächenbereiches mittels des Magnetfeldes gesteuert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis

16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungsverteilung der Niederspannungsentladung sowie deren Plasmadichte entlang eines einer Behandlung mit Unterstützung der Entladung unterworfenen Flächenbereiches durch zeitliche und örtliche Variation des Magnetfeldes gesteuert verschoben werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

17, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens Teile der Kathodenkammer-Innenwand über ein Strombegrenzungselement, insbesondere ein Widerstandselement (30) auf ein Fixpotential (0b) legt und zwischen diesem Fixpotential (0b) und dem Kathoden(3)-Potential (0k) zum Zünden der Entladung Zündspannung anlegt.

19. Vakuumbehandlungsanlage zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis

18, dadurch gekennzeichnet, dass behandlungskammerseitig ein elektrisch schwebend betriebener Schirm (20) um eine Blendenanordnung herum vorgesehen ist, bezüglich die Blendenanordnung (7, 9, 17) umschliessender, dem Innenraum einer Behandlungskammer zugewandter Partien (17) auf Dunkelraumabstand montiert.

20. Vakuumbehandlungsanlage nach Anspruch

19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Teile der vom Schirm (20) gegen den Innenraum abgedeckten Partien (17) auf ein Festpotential (0b) geschaltet sind.

21. Vakuumbehandlungsanlage nach Anspruch

20, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17) über ein Strombegrenzungselement, vorzugsweise über ein Widerstandselement (30) und/oder eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf Festpotential (0b) gelegt sind, welches bezüglich eines an die thermionische Kathode (3) angelegten Potentials (0k) positiv ist.

22. Vakuumbehandlungsanlage nach Anspruch

21, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential (0b) an den Partien (17), ohne Entladungsstrom-fluss, bezüglich des Potentials (0k) an der thermionischen Kathode (3), eine Zündspannung (Uz) festlegt.

23. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Teile der Partien (17) von übrigen, dem Inneren der Behandlungskammer zugewandten Wandungspartien (11) elektrisch isoliert (22) montiert sind.

24. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (17) auf das Potential der Behandlungskammerwand (11) geschaltet sind.

25. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in der Behandlungskammer (11 ) durch deren Wandung oder durch Teile ihrer Wandung oder durch andere Teile in der Behandlungskammer, die Entladungsanode gebildet ist.

26. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet,

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dass die Partien, welche vom Schirm (20) abgedeckt werden, durch Teile der Wand der Kathodenkammer (1) gebildet sind.

27. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (20) bis unmittelbar an die mindestens eine Öffnung (9) der Blendenanordnung (7, 9) gezogen ist.

28. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (7, 9) als Druckstufe ausgebildet ist und vorzugsweise die mindestens eine Blendenöffnung (9), kathodenkammerseitig und/oder behandlungskammerseitig, mittels eines Rohrstutzens (44) fortgesetzt ist.

29. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in Entladungsrichtung mindestens zwei auf Abstand gehaltene, als Druckstufen ausgebildete Blendenanordnungen vorgesehen sind, vorzugsweise mit dazwischen angeordnetem Pumpenan-schluss.

30. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in die Kathodenkammer (1) mindestens ein Gaseinlass (40) einmündet für ein lonisierungsgas, z.B. für Argon, und gegebenenfalls auch für ein Reaktivgas.

31. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an der Behandlungskammer Pumporgane angeschlossen sind.

32. Vakuumbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Partien der Wandung der Kathodenkammer (1) als Zündelektrode über ein Strombegrenzungselement, vorzugsweise über ein Widerstandselement (30), oder eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf ein Festpotential (0b) gelegt sind und dass das Potential der Partien im stromlosen Zustand bezüglich des Kathodenpotentials (0k) eine Zündspannung festlegt.

33. Verwendung der Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 32 zur Behandlung von Werkstük-ken in einer Behandlungskammer mit elektrostatisch und/oder elektrodynamisch aus einer Entladung in einer Behandlungskammer ausgezogenen Ladungsträgern, die mit Ladung einer gleichen Polarität erscheinen.

34. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Behandlung von Werkstük-ken in einer Behandlungskammer mit elektrostatisch und/oder elektrodynamisch aus einer Entladung in der Behandlungskammer ausgezogenen Ladungsträgern, die mit Ladung einer gleichen Polarität erscheinen.

35. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 für Niedertemperatur-Werkstück-Behandlungsprozesse in einer Behandlungskammer.

36. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 für Schichtwachstumsprozesse auf Werkstücken in einer Behandlungskammer.

37. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 für das Abtragen oder Reinigen einer Werkstückoberfläche oder der Behandlungskammerwand bzw. von Teilen in einer Behandlungskammer.

38. Anwendung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserstoffgas in die Kammer eingelassen wird und mittels der Entladung aktiviert wird.

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