DE10119766A1

DE10119766A1 - RF Plasma Reaktor

Info

Publication number: DE10119766A1
Application number: DE10119766A
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Turlot; Jacques Schmitt; Jean Baptiste Chevier; Jean Barreiro
Original assignee: Unaxis Balzers AG
Current assignee: TEL Solar AG
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: DE20122901U1; JP4786818B2; KR20010098908A; CN1330507A; DE10119766B4; US7306829B2; US6502530B1; CN1330219C; JP2010067615A; CN1607889A; US9045828B2; KR100746439B1; US20080093341A1; JP5271874B2; US20030070761A1; FR2808224A1; FR2808224B1; JP2002075692A; CN1181709C; TW506232B

Abstract

Beschrieben wird ein RF-Plasmareaktor, der einen Reaktorbehälter umfaßt und darin ein Paar von Elektroden, bestehend aus von einander beabstandeten und gegenüberliegend angeordneten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, die eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von einer Verteilungskammer her aufweist, welche sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckt; wobei die Verteilungskammer eine Wand gegenüber und beabstandet von der Platte aufweist und eine Anordnung zum Gaseinlaß mit einer Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen umfaßt, die längs der Wand verteilt und mit wenigstens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verbesserungen hinsichtlich der sogenannten Duschkopfgaseinlaßtechnik in den Plasmaentladungsraum eines Plasmareaktors, der mit einem Plasma betrieben wird, welches mit RF, RF mit Gleichstrom oder gepulster RF elek trisch gespeist wird. Damit betrifft sie Parallelplattenreaktoren, in die RF-Energie in den Entladungsraum über ein Paar von Elektroden in einer kondensatorplattenähnlichen Anord nung eingekoppelt wird, im Gegensatz zu anderen Reaktoren, bei denen die Entladungse nergie über Mikrowellenkopplung oder über ein Induktionsfeld eingeführt wird.

Solche Kondensatorkopplungsplasmareaktoren werden gemeinhin verwendet, um wenig stens ein Substrat auf einmal dem Verarbeitungsschritt einer Plasmaglimmentladung auszu setzen. Es ist eine große Vielfalt solcher Prozesse bekannt und sie werden genutzt, um die Natur der Substratoberflächen zu modifizieren. Abhängig vom Prozeß und insbesondere der Natur des Gases, das in den Glimmentladungsraum des Reaktors eingeleitet wird, kann man die Oberflächeneigenschaften des Substrats modifizieren, dünne Filme darauf anbRanden oder, insbesondere selektiv, Material davon entfernen.

Die Substrate können eben oder gekrümmt sein, wie z. B. Autowindschutzscheiben. In ei nem solchen Fall karin die Anordnung der Elektroden zwischen denen der Plasmaentla dungsraum definiert ist, nicht komplanar sein, aber entsprechend parallel gekrümmt, so daß der Abstand zwischen der gekrümmten Oberfläche des Substrats und einer Elektrode im wesentlichen konstant über die Ausdehnung der Substratoberfläche ist.

Obwohl die vorliegende Anmeldung Plasmareaktionen beansprucht, beschreibt sie gänzlich verschiedene erfinderische Verfahren zur Herstellung von Substraten mittels Prozeßschrit ten, die durch den Plasmareaktor durchgeführt werden. Solche Herstellungsprozesse betref fen insbesondere Halbleiterwafer, Scheiben für Speichervorrichtungen, Flachbildschirm wände, Fensterscheiben und Gewebe oder Folien.

Die Prozesse zur Oberflächenbearbeitung der Substrate, in einem Vakuumbehälter durchge führt, worin eine Plasmaentladung mit der RF-Komponente eines elektrischen Feldes er zeugt wird, sind allgemein bekannt als PVD-, PECVD-, als reaktive Ionenätz-, Ionenplat tier-Prozesse und so weiter.

In Fig. 1 ist schematisch eine allgemein benutzte Ausgestaltung für einen RF-Plasmareaktor mit einem "Duschkopf'-Gaseinlaß gezeigt. Ein gewöhnlicher RF-Plasmareaktor umfaßt einen Reaktorbehälter 1 mit einer Pumpöffnung 3. Gegenüber angeordnet sind beabstandete metallische Oberflächen 4 und 6 als Plasmaentladungselektoden und definieren nebenbei den Plasmaentladungsraum 8. Zwischen den beiden Elektodenoberflächen 4 und 6 wird die Plasmaentladung erzeugt, die ein elektrisches Feld D mit wenigstens einer RF-Komponenten liefert.

Wenigstens eine der Plasmaentladungsoberflächen 4, 6 ist mit einer Vielzahl von Gaszufü hungsöffnungen 10 ausgestattet, wobei die entsprechende Elektrode die Oberfläche einer Platte 11 ist. Hinsichtlich des Plasmaentladungsraums 8 auf der Rückseite der Platte 11 ist eine Vorratskammer 12 mit einer Rückwand 14 und einer Randseitenwand 16 vorgesehen. Hinsichtlich der Erstreckung der Vorratskammer 12 ist mittig eine Gaseinlaßöffnung und Zuführungsleitung 18 vorgesehen. Neben den Gaszuführungsöffnungen 10 und der Öffnung 18 ist die Vorratskammer 12 versiegelt.

Die begrenzenden Metallwände und die Platte, die die Vorratskammer 12 einschließen, werden mit einer Plasmaentladung durch eine zentrale elektrische Zuführungsleitung ge speist, welche elektrische Energie liefern. Da der Reaktionsbehälter 1 gewöhnlich nicht auf demselben elektrischen Potential betrieben wird wie die Elektodenoberfläche 4, insbesonde re nicht mit voller RF-Leistung, sondern gewöhnlich auf einem Referenzpotential, zum Bei spiel auf Erdpotential, betrieben wird, wird die gesamte Vorratskammer 12 innerhalb des Reaktorbehälters 1 elektrisch isoliert montiert, wie es schematisch durch eine elektrische isolierende Halterung und Durchführung 22 gezeigt ist. Die mittig angeordnete Gaszufü hrungsleitung 18, wird in analoger Weise mit einer üblicherweise geerdeten Gasversor gungsleitung 24 mit dem Reaktorbehälter 1 über einen elektrisch isolierenden Verbinder 26 verbunden.

Die Gaszuführungsöffnungen 10 in der Elektrodenoberfläche 4 und die Platte 11 der Vor ratskammer 12 haben einen kleinen Gasleitwert und demgemäß einen hohen Gasströ mungswiderstandsfaktor, so daß das innere Volumen der Vorratskammer 12, die mittig mit zugeführtem Gas gespeist wird, als Verteilungs- und Druckausgleichskammer fungiert, um Gas durch die Gaszuführungsöffnungen 10 in einer gut geregelten und gewünschten Weise, am besten so homogen wie möglich verteilt entlang der Elektodenoberfläche 4 und in den Plasmaentladungsraum 8 zu führen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird das in den gesamten Reaktor eingespeiste Gas einer großen Ver änderung des elektrischen Potentials ausgesetzt (Rohr 24 zur Zuführungsleitung 18). Da durch sind die Bedingungen im Bereich, in dem eine hohe Potentialdifferenz auftritt, d. h. am Verbinder 26, recht kritisch für die Vermeidung des Auftretens einer ungewünschten Gasentladung darin.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung ist in erster Linie seine niedrige An sprechzeit. Da das innere Volumen der Vorratskammer 12 ziemlich groß sein muß, um eine gleichmäßige Gasverteilung und konstanten Druck längs der Platte 11 zu erlauben, wird eine ziemlich große Menge Gas in dieser Vorratskammer 12 bei relativ hohem Druck ange sammelt. Wenn man die Gaszusammensetzung oder Ausflußrate im laufenden Prozeß ver ändern will, wird eine solche Veränderung daher im Plasmaentladungsraum angenommen, während eine eher unkontrollierten Übergangsphase mit großen Zeitkonstanten bis zum Erreichen der gewünschten stabilen neu eingestellten Gaszusammensetzung und/oder Aus flußrate erfolgen.

Zusätzlich muß das Volumen der Vorratskammer 12 durch Vakuumpumpen vor dem Be ginn eines Bearbeitungsprozesses im Reaktor evakuiert werden, was um so mehr Zeit bean sprucht, je größer das entsprechende Volumen ausgelegt ist.

Besonders wenn man die Tatsache berücksichtigt, daß das Volumen 12 nur mit der Pump öffnung des Behälters über kleine Öffnungen 10 mit niedrigem Leitwert verbunden ist, so bedeutet dies, daß das vorprozessuale Einstellen des gesamten Reaktors, einschließlich des Ausgasens der Wände eine lange Zeit braucht. Nichtsdestoweniger und aufgrund Gaszufü hrungsöffnungen 10 mit großem Leitwert und dem großen Volumen der Vorratskammer 12, resultiert diese Technik in einer zufriedenstellenden Regelung der Verteilung des Gasaus flusses längs der Elektodenoberfläche 4, wie z. B. in einer homogenen Verteilung. Durch Variieren der Dichte der Gaszuführöffnungen 10 längs der Oberfläche 4 der Begrenzungs elektrode des Plasmaentladungsraums kann die Gasverteilung auf bestimmte Bedürfnisse auf einfache Weise zugeschnitten werden.

Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Duschkopf-RF-Reaktor, wie er im Prinzip in Fig. 1 gezeigt ist, zu verbessern und dabei dessen Vorteile zu behalten. Unter dem Ausdruck RF-Reaktor verstehen wir einen Reaktor, in dem eine Plasmaentla dung elektrisch mit wenigstens einer RF-Komponente einer elektrischen Energie geliefert wird.

Unter einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen RF-Plasmareaktor, umfassend:
einen Reaktorbehälter und darin
ein Paar von Elektroden, bestehend aus von einander beabstandeten und gegenüberliegend angebrachten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metal lische Platte ist, die eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von einer Verteilungskammer her aufweist, welche sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckt;
wobei die Verteilungskammer eine Wand gegenüber und beabstandet von der Platte auf weist und eine Anordnung zum Gaseinlaß mit einer Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen um faßt, die längs der Wand verteilt und mit wenigstens einer Gaszuführungsleitung zum Re aktor verbunden sind.

Hierdurch und im Gegensatz zu wohlbekannten Techniken gemäß Fig. 1, erfolgt der Ga seinlaß in die erfindungsgemäß zur Verfügung gestellte Verteilungskammer nicht lokal, sondern über eine Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen. Dies führt zu dem Vorteil, daß die An forderungen an die Verteilungskammer selbst hinsichtlich eines großvolumigen Druckaus gleichs verglichen mit der Lehre gemäß Fig. 1deutlich reduziert werden: Das Volumen der Verteilungskammer kann deutlich reduziert werden, was deutlich die Ansprechzeit verbes sert, wenn die Gasströmung und/oder Gaszusammensetzung im Plasmaentladungsraum va riiert wird.

Die oben erwähnte Aufgabe wird nach einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Er findung durch einen RE-Plasmareaktor gelöst, umfassend: einen Reaktorbehälter und darin ein Paar Elektroden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend ange ordneten metallischen Oberflächen, die hierzwischen einen Plasmanentladungsraum definie ren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen, die Oberfläche einer metallischen Platte ist, die eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch in Richtung des Entla dungsraums und von einer Verteilungskammer her aufweist, die sich entlang der Platte ge genüber vom Entladungsraum erstreckt, wobei die Verteilungskammer eine Rückwand ge genüber und beabstandet von der Platte mit der Gaseinlaßanordnung und ferner mit einer Anordnung zur Zuführung elektrischer Energie an die zwei metallischen Oberflächen auf weist, die die Plasmaentladungselektoden sind, und wobei ferner die Rückwand und die Platte - die im wesentlichen den Entladungsraum begrenzen - elektrisch voneinander iso liert sind. Hierdurch kann jede elektrische Potentialdifferenz, wie insbesondere die große plasmaerzeugende Potentialdifferenz, zwischen der Platte und der Rückwand der Vorteils kammer angelegt werden, so daß die Rückwand direkt ein Teil der Behälterwand sein kann, die auf einem elektrischen Potential betrieben wird, das von den an der entsprechenden Elektrodenoberfläche anliegenden elektrischen Potential unabhängig ist, wie sie zum Bei spiel auf einem Referenzpotential, gewöhnlich auf Erdpotential, betrieben wird.

Hierdurch wird einerseits die kritische hohe Potentialdifferenz entlang der Gaszuführungs leitung vermieden, und sie ist viel einfacher über die Verteilungskammer zu handhaben. Ferner wird der Gesamtaufbau des Reaktors deutlich vereinfacht, zum Beispiel durch Ver meiden einer elektrisch isolierten Aufhängung der gesamten Vorratskammer im Reaktor, wie es bei 22 der bekannten Technik gemäß Fig. 1 vorgesehen ist.

Die oben erwähnte Aufgabe wird ferner unter einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durch einen RF-Plasmareaktor gelöst, der umfaßt: einen Reaktorbehälter und darin ein Paar Elektroden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordneten metallischen Oberflächen, die hierzwischen einen Plasmaentladungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metal lischen Platte ist, die eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von einer Verteilungskammer her aufweist, welche sich entlang der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckt, wo bei die Verteilungskammer eine Rückwand gegenüber und beabstandet der Platte aufweist und eine Anordnung zum Gaseinlaß umfaßt und wobei ferner wenigstens ein "Gitterglied" innerhalb der Verteilungskammer angeordnet ist, und wobei das wenigstens eine Gitterglied elektrisch von der Rückwand und von der Platte isoliert ist.

Im allgemeinen verstehen wir unter dem Ausdruck "Gitter" eine Materialstruktur mit einer plattenartigen Form mit Perforationen dadurch. Ein Gitter kann damit durch eine eher ma schenartige Struktur bis hin zu einer spröden Platte mit ein paar Perforationen realisiert werden.

Durch Unterteilen des, Verteilungsraumes mittels solcher Gitterglieder - wenn aus elektrisch leitendem Material - in zwei oder mehr als zwei Unterräume wird jede elektrische Poten tialdifferenz zwischen der Platte und der Rückwand unterteilt in einem Bruchteil über jeden der Unterräume. Dies ermöglicht mit Hinsicht auf eine Fehlausbildung der Plasmaentladung in der Verteilungskammer das Vergrößern der Höhe der Unterräume und damit der Vertei lungskammer, berücksichtigt senkrecht zur Platte, ohne das Risiko einer Plasmafehlzündung einzugehen. Dies trifft besonders dann zu, wenn praktisch die gesamte Potentialdifferenz zur Plasmaentladung über der Verteilungskammer angelegt wird. Tatsächlich wird die Ne benkapazität zwischen der Platte und der Rückwand, die die Verteilungskammer begrenzen reduziert. Zusätzlich verbessert der Einsatz des erwähnten Gittergliedes die Gasdruckver teilung und die Homogenisierung entlang der Verteilungskammer, egal ob das erwähnte Gitterglied aus elektrisch leitendem oder dielektrischem Material besteht.

Die oben erwähnte allgemeine Aufgabe wird ferner unter einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durch einen RF-Plasmareaktor gelöst, welcher folgendes aufweist: einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elektroden, bestehend aus voneinander beab standeten und gegenüherliegend angeordneten metallischen Oberflächen, die hierzwischen einen Plasmaentladungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflä chen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, die eine Vielzahl von Gaszuführungsöff nungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von einer Verteilungskammer her aufweist, welche sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckt, und wobei die Verteilungskammer eine Rückwand gegenüber und beabstandet von der Platte aufweist, und wobei ferner die Wand einen seitlichen Randabschnitt umfaßt, welcher sich in Richtung des Randes der Platte, darüber hinaus und hiervon beabstandet erstreckt, und wobei die Verteilungskammer über eine Öffnungsanord nung mit dem Zwischenraum zwischen dem seitlichen Randabschnitt der Wand und dem Rand der Platte verbunden ist und die Öffnungsanordnung sich im wesentlichen parallel zu den Platten und im wesentlichen senkrecht zum Randabschnitt der Wand erstreckt.

Auf der einen Seite wird eine zusätzliche Gasmenge in den Plasmaentladungsraum an sei nen Randgrenzbereich eingespeist. Da gewöhnlich mehr Gas, in einen Reaktionsprozeß mehr reaktives Gas, am Rand der Plasmanentladung verbraucht wird, wird dieser Zusatz verbrauch kompensiert. Damit kann unter Berücksichtigung technischer Anstrengungen und Herstellungskosten die Dichte der Gaseinlaßöffnungen pro Oberflächenbereich in der Platte und durch die Oberfläche der metallischen Elektrode nicht unbestimmt erhöht werden, so daß die Gaszufuhr am Rand wie oben festgestellt eine äußerst einfache Technik zum Erhö hen des Randgasflusses in den Plasmaentladungsraum ist.

Es ist ferner zu berücksichtigen, daß durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Randbereich der Wand, beabstandet vom Rand der Platte, ein Einlaßkanal in den Plasmaentladungsraum gebildet wird. Wenn eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Platte und der Wand eingestellt wird, dann wird dieses elektrische Potential auch über den Raum vom Rand der Platte zum Rand der Wand vorhanden sein. Überraschenderweise ist die Zündung einer Plasmafehlentladung zwischen dem Rand und Rand der Platte weit weniger kritisch als zum Beispiel in den Gaszuführungsöffnungen in der Platte, oder allgemein gesprochen, in einer "Ein-Potential"- Elektroden-Umgebung.

In bevorzugten Ausführungsformen werden die Merkmale der vier Plasmareaktoren gemäß der vorliegenden Erfindung, und nachfolgend der vier Gesichtspunkte, erfinderisch kombi niert mit weiteren erfinderischen Plasmareaktoren, wobei dies die Merkmale von entspre chend zwei der Reaktoren, drei der Reaktoren oder allen vier der Reaktoren sind.

Die Erfindung wird unter all ihren Gesichtspunkten nun beispielhaft für den Fachmann zum noch besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung veranschaulicht mittels der Figuren und, so weit nötig, unter Berücksichtigung der oben bereitgestellten Beschreibung. Die weiteren Figuren zeigen:

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen RF-Plasmareaktors zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Herstel lungsverfahrens, wobei in einem bevorzugten Modus alle erfindungs gemäßen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung kombiniert sind;

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung eine bevorzugte Anordnung zur Gasverteilung zum Einlassen von Gas in die Verteilungskammer des erfindungsgemäßen Reaktorbehälters;

Fig. 4, 5 und 6 drei bevorzugte Möglichkeiten zur Herstellung von Gaszufüh rungsöffnungen und zum Kontrollieren ihrer Strömungswiderstände bei dem erfindungsgemäßen Reaktor.

In Fig. 2 ist schematisch ein RF-Plasmareaktor in einem bevorzugten Modus dargestellt. Darin sind alle vier Sätze von Merkmalen, die jeweils für sich die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe lösen, kombiniert und womit, wie bereits gesagt, jeder dieser Sätze von Merkmalen als erfinderisch angesehen wird.

Der RF-Reaktor 30 umfaßt eine obere Wand 31, untere Wand 32 und Seitenwand 34. Eine erste Elektrodenoberfläche 38 wird durch die Oberfläche einer metallischen Platte 40 gebil det und zeigt in Richtung auf den Plasmaentladungsraum 36. Bei dieser Ausführungsform wird die zweite Elektrode zur Plasmaentladung speziell durch die metallische obere Ober fläche 42 der unteren Wand 32 gebildet.

In der Platte 40 ist eine Vielzahl von Öffnungen 44 vorgesehen, die in Richtung des Plas maentladungsraums 35 und von einer Verteilungskammer 46 her zeigen. Eine Anordnung zum Gaseinlaß 48 speist Gas in die Verteilungskammer ein, von wo es an den Plasmaentla dungsraum 36 durch die Öffnung 44 befördert wird.

1. Bevorzugte Gestaltung der Anordnung zum Gaseinlaß 48 vom Äußeren des Reaktors bis zur Verteilungskammer 46

Die Anordnung zum Gaseinlaß 48 umfaßt eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 50, die in einem vorbestimmten gewünschten Muster verteilt sind, vorzugsweise die meisten davon gleichmäßig längs der Oberfläche der oberen Wand 31, die für die Vorratskammer 46 eine Rückwand definiert. In einer baumartigen Struktur sind die Öffnungen in Strömungsverbin dung mit einer zentralen Gaseinlaßleitung 52, wobei in jedem "Zweig" 54, 56, 58 des Röh renbaums der Strömungswiderstand so gewählt ist, daß der Strömungswiderstand zwischen jeder der Öffnungen 50 und dem Gaseinlaßrohr 52 einen vorbestimmten Wert hat und sie in einem bevorzugten Modus und wenigstens für einen wesentlichen Teil der Öffnungen 50 gleiche Werte aufweisen. Hinsichtlich des Aufbauens eines solchen baumartigen Systems von Verteilungsleistungen von einem einzelnen Gaseinlaß zu einer Vielzahl von Gasausläs sen für sich verweisen wir auf US 5 622 606 desselben Anmelders wie dem der vorliegen den Anmeldung.

Mit solch einem kaskadischen oder baumartigen Einspeisen in eine Vielzahl von Gaseinlaß öffnungen können Veränderungen der Zusammensetzung des dadurch geführten Prozeßga ses sehr rasch realisiert werden. Das Prinzip des Kaskadierens des Einspeisens an die Viel zahl von Öffnungen 50 basiert auf der Aufspaltung der Gasströmung in eine gegebene An zahl von vorbestimmten, vorzugsweise gleichen Unterströmungen. Der Aufspaltungsprozeß wird mehrmals wiederholt, gemäß den Verzweigungsebenen 54 bis 58 in Fig. 2, um die An fangsströmung in eine große Anzahl von Unterströmungen aufzuteilen. Die Baumstruktur ist entsprechend dem gewünschten Muster von Öffnungen 50 zusammengesetzt, wobei letzteres vorzugsweise an die Form des der Plasmaentladung ausgesetzten Werkstücks an gepaßt ist, sei es rechteckig, rund und so weiter. In Fig. 3 ist in perspektivischer Ansicht ein Beispiel einer solchen Baumstruktur aus Verbindungsleitungen zwischen zum Beispiel einer Einlaßleitung 52 und Öffnung 50 gezeigt.

Durch die Tatsache, daß der Gaseinlaß in die Verteilungskammer 46 durch eine Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen realisiert wird, die längs der Oberfläche der Wand oder Rückwand 31 verteilt sind, die die Kammer 46 begrenzt, wird eine deutliche Verbesserung der Gasströmungskontrolle durch die Platte 40 in den Plasmaentladungsraum 36 erreicht, wel che einen deutlich verbesserten Grad an Freiheit bei der Auswahl des Volumens und beson ders der Höhe X der Verteilungskammer erlaubt. Wie in Fig. 2 gezeigt und wie in einem bevorzugten Modus ist die Kaskade von Zuführungsleitungen in der oberen Wand 31 des erfindungsgemäßen Reaktors integriert und fungiert bei dieser Ausführungsform als Rück wand der Kammer 46.

2. Elektrisches Feld

Wie in Fig. 2 gezeigt ist die Platte 40 elektrisch isoliert von der Rückwand 31 der Vertei lungskammer 46 befestigt, wobei die Rückwand vorzugsweise gleich auch die obere Wand des Reaktionsbehälters 30 ist. Dies wird zum Beispiel realisiert mittels isolierender Ab standshalter oder eines isolierenden Abstandshalterrandes 60. Deshalb, und wie schematisch bei 62 gezeigt, wird elektrische Energie auf die metallische Platte 40 und die eine Elektro denoberfläche 38 über eine Gleichstromquelle gegeben, welche durch die Abstandshalter 60 oder, wie gezeigt, durch die seitliche Wand 34 des Reaktorbehälters 30 und so weiter reali siert wird, wobei ein großer Grad an Freiheit gelassen wird, wie die elektrische Energie zur Plasmaentladung zu führen ist.

In Fig. 2 ist die RF-Einspeisung dargestellt, die seitlich anzuordnen ist. Insbesondere für größere Anlagen ist eine zentrale Zuführung bevorzugt. Dadurch wird eine RF-Einspeisung aus einer oder mehreren Speiseleitungen durch die obere Wand 31, Verteilungskammer 46 an die metallische Platte 40 geführt.

Die Rückwand 31 der Verteilungskammer 46 kann dadurch auf jedem gewünschten elektri schen Potential betrieben werden, unabhängig vom Potential, das an der Elektrodenoberflä che 38 anliegt. Damit wird es möglich, bei einer bevorzugten Ausführungsform die Rück wand 31 der Verteilungskammer 46 auf einem Referenz- und insbesondere auf Erdpotential zu betreiben und dadurch die Rückwand 31 direkt durch eine Wand des Plasmareaktorbe hälters zu realisieren. Dies ist äußerst vorteilhaft, wenn man berücksichtigt, daß diese Wand die kaskadenförmige Gaszuführungsstruktur zu den Einlaßöffnungen beinhaltet, deren ge samtes Strömungszerteilungssystem dann auf Erdpotential liegt, und damit auf den gleichen Potential wie das Zuführungsrohr 52, welches das Gas von außen dem Reaktorbehälter 30 zuführt. Die begrenzenden Wände der Verteilungskammer 46 liegen nicht auf einem einzi gen elektrischen Potential, sondern auf verschiedenen Potentialen, wie auch auf der gesam ten Potentialdifferenz zur Versorgung der Plasmaentladung. Weil es speziell wegen der verteilten Gaseinlaßöffnungen 50 möglich ist, den in der Verteilungskammer vorherrschen den Gasdruck deutlich zu reduzieren, wird das Auftreten einer Plasmafehlzündung in der Verteilungskammer vermieden, sogar wenn ihre Höhe X erreicht wird.

3. Gitter

Wie in Fig. 2 gezeigt und als bevorzugte Ausführungsform des Reaktorbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein, zwei oder mehr Gitterglieder 64 in die und entlang der Verteilungskammer 46 im wesentlichen parallel zur Platte 40 montiert. Diese Gitterglieder werden elektrisch isoliert sowohl von der Rückwand 31 als auch von der Platte 40 montiert. Sie bestehen aus elektrisch leitendem oder dielektrischem Material. Wenn sie elektrisch leitend aufgebaut sind, werden sie auf einem schwebenden elektrischen Potential betrieben.

Dies wird durch geeignete Isolationsbefestigungen (nicht gezeigt) für elektrisch leitende Gitterglieder 64 realisiert.

Diese Gitter haben zwei vorteilhafte Wirkungen:
Einerseits und ungeachtet ihrer elektrischen Schwebung oder isolierten Befestigung und ihrer elektrischen Leitfähigkeit können sie deutlich und zusätzlich die Homogenisierung des Gasdrucks entlang der Verteilungskammerseite der Platte 40 und somit die Homogenität der Gaszuführungsverteilung in dem Plasmaentladungsraum verbessern.

Genauer ermöglicht es die Anwesenheit der elektrisch schwebenden Gitter, den Gesamtab stand X der Kammer 46 zu erhöhen, ohne die Zündung eines Plasmas in dem Raum zu ris kieren. Dadurch wird die gesamte seitliche Gasleitung und damit die seitliche Gasdiffusion vergrößert.

Ferner wird die Realisierung der elektrisch schwebenden Gitter in Form von eher elektrisch schwebenden Platten mit nur einer begrenzten Menge an hier hindurch perforierten Lö chern, in der Tat die des gesamten Kaskadenverteilers, wie in Fig. 2 in Platte 31 gezeigt, innerhalb und durch Kammer 46 fortgeführt, was zu einer systematischen und wohl kontrollierten Ausbreitung des Gases beiträgt.

Auf der anderen Seite und unter elektrischen Überlegungen - bestehend aus leitendem Mate rial - nehmen sie elektrische Potentiale zwischen den Potentialen der Platte 40 und der Rückwand 31 an. Besonders wenn bei der Ausführungsform mit beidseitig elektrisch iso lierter Platte 40 und Rückwand 31 die Potentialdifferenz zur Plasmaerzeugung über der Verteilungskammer 46 angelegt wird, ergeben sich damit in den sich ergebenden Unter kammern 46a, 46b und 46c Bruchteile dieser Potentialdifferenz.

Da bei einem vorgegebenen Gasdruck und bei einer gegebenen elektrischen Potentialdiffe renz zwischen elektrisch leitenden Wänden, die solch einen Raum begrenzen, die Tendenz einer Plasmafehlzündung um so größer wird, je größer der Abstand zwischen den elektrisch leitenden Wänden, die als Nebenelektroden fungieren, gemacht wird, kann jede Unterkam mer 46a, b, c, die bei reduzierter, d. h. einem Bruchteil der gesamten Potentialdifferenz be trieben wird, mit einer vergrößerten Höhe bemessen werden, und so kann der gesamte Ent ladungsraum 46 in seiner Höhe X vergrößert werden, ohne die Gefahr einer Plasmafehlzün dung einzugehen.

Es ist zu berücksichtigen, zusammenfassend, daß hinsichtlich der Beabstandung der elek trisch leitenden Teile an der Verteilungskammer, welche das Gitterglied und/oder die Platte und die Rückwand sind, zwei widersprüchliche Überlegungen vorherrschen. Hinsichtlich einer Vermeidung des Bestehens von Plasmenfehlentladungen sollte die Beabstandung X bei gegebenem Druck und gegebener elektrischer Potentialdifferenz dazwischen so klein wie möglich sein, während vom Standpunkt der Druckhomogenisierung längs der Gaszu führungsöffnungen 50 eine solche Beabstandung X so groß wie möglich bemessen sein sollte. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Merkmale

- verteilter Gaseinlaß in die Verteilungskammer durch die Öffnungen 50
- elektrisch isolierte Befestigung von beidseitig direkt gegenüberliegenden elek trisch leitenden Oberflächen aus Gittern, Rückwand und Platte

führen zu einer hoch konstruktiven Flexibilität beim Bemessen der Ausdehnung der Vertei lungskammer, wobei hierdurch besonders der Homogenisierungseffekt dieser Kammer ver stärkt wird, ohne gleichzeitig eine gesteigerte Tendenz zur Plasmafehlzündung zu verursa chen.

4. Einleiten des Randgases in den Plasmaentladungsraum

Wie man aus Fig. 2 erkennen kann und unter diesem Gesichtspunkt werden zwei erfinderi sche Maßnahmen vorgeschlagen. Hinsichtlich der Verteilung der Gaszuführungsöffnungen 44 von der Platte 40 zum Plasmaentladungsraum 36 wird die Dichte solcher Öffnungen 44, die pro Oberflächenbereich vorgesehen sind, erhöht, wenn sie sich entlang der Platte 40 in Richtung ihres Randes P ausbreiten. Eine besonders vorteilhafte Technik, wie solche Öff nungen realisiert werden können und wie ihre Dichte pro Oberflächenbereich zu variieren ist, wird später mit Hilfe der Fig. 4 bis 6 diskutiert. Anstelle von oder zusätzlich zum Erhöhen der Dichte der Gaszuführungsöffnungen 44 pro Oberflächenbereich, wenn sie sich zum Rand P der Platte 40 hin ausbreiten, ist eine zusätzliche Öffnungsanordnung 66 vorn Entladungsraum 46 zum Plasmaentladungsraum 36 wie folgt vorgesehen:
Die Rückwand 31, die dem Entladungsraum 46 auf einer ihrer Seiten begrenzt, ist mit einem Randabschnitt 68 versehen - welcher natürlich ein separates Teil sein kann - und welcher in einem bevorzugten Modus durch die seitliche Wand 34 des Reaktorbehälters realisiert wer den kann. Dieser Randabschnitt erstreckt sich in Richtung des Randes P der Platte 40 dar über hinaus und in einem Abstand davon. Dadurch wird um die gesamte Platte 40 ein Strö mungskanal 70 gebildet.

Die Öffnungsanordnung 66 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Platte 40 und im we sentlichen senkrecht zum Randabschnitt 68 und errichtet eine Strömungsverbindung zwi schen der Verteilungskammer 46 und über den Kanal 70 der Plasmaentladungskammer 36. Dadurch wird aufgrund der engen Beabstandung des Kanals 70 darin keine Plasmafehlent ladung gezündet, sogar, wenn eine hohe elektrische Potentialdifferenz zwischen Platte 40 und Randabschnitt 68 existiert. Durch die eine und/oder die andere dieser Maßnahmen (ge steigerte Dichte der Öffnung 44 in Richtung des Plattenrandes und/oder seitliche Gaszufüh rung rund um den Plattenrand) wird die Verteilung des Gasverbrauchs im Plasmaentla dungsraum 36, welche an seinem Rand größer ist, kompensiert, was zu einem homogeni sierten Plasmaentladungseffekt auf einer aufgestellten Substratoberfäche, entsprechend Fig. 2, zum Beispiel längs der Elektrodenoberfläche 42 führt.

Man gewinnt dadurch den Vorteil, daß der Plasmaentladungsraum 36 bis zu seinem äußer sten Randbereich zur homogenen Bearbeitung von Werkstückoberflächen ausgenutzt wer den kann, was zu einer gesteigerten Effizienz des Reaktors führt.

5. Vorteilhafte Realisierung der Platte 40 und der Verteilung der Öffnungen hierdurch

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird eine Äußerst vorteilhafte Realisierung der Gaszuführungsöffnun gen 44 durch Platte 40 durch Herausarbeiten von Löchern mit flachem Boden 72 in der Flä che der Platte 40 erreicht, die dem Plasmaentladungsraum 36 gegenüberliegt. Solche Löcher mit flachem Boden 72 in der Fläche der Platte 40, die dem Plasmaentladungsraum 36 ge genüberliegt. Solche Löcher mit flachem Boden 72 können - von oben gesehen - rund, rechteckig und so weiter, durchgängig oder nicht beschränkt nutenförmig sein. In dem Bo den 74 solcher Löcher 72 sind Öffnungen zum Plasmaentladungsraum 36 mit kleinem Durchmesser eingearbeitet. Damit muß zum Bearbeiten der Öffnungen mit kleinem Durch messer 44 nur ein kleiner Teil der Gesamtdicke der Platte 40 herausgearbeitet werden.

Dabei muß berücksichtigt werden, daß die Platte 40 normalerweise nicht so dick sein muß. Dieses liegt an der mechanischen Stabilität derart, daß solch eine Platte exakt flach sein muß und dieses trotz der Tatsache, daß sie von lediglich wenigen Befestigungspunkten herab hängt und vielen verändernden Wärmezyklen ausgesetzt ist. Zudem sollte die Wärmeleitung entlang einer solchen Platte so sein, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung bei Ver änderung der Temperatur rasch erreicht wird.

Dadurch und nach dem Konzept solcher Ausnehmungen, d. h. Nuten oder Bohrungen mit großem Durchmesser wie bei 72, kann der Strömungswiderstand von der Verteilungskam mer 46 zur Plasmaentladungskammer 36 variiert werden und genau an den Öffnungen 44 mittels Einschüben 78 in solche Ausnehmungen, wie bei Fig. 5 gezeigt, eingestellt werden. Aufgrund des Konzepts der Ausnehmungen, wie von 72 in Fig. 4 und wie in Fig. 6 gezeigt, stellt die Erhöhung der Öffnungsdichte längs der Platte 40 bis hin zu einer sehr hohen Dichte von Öffnungen mit möglicherweise noch weiter reduziertem Durchmesser 44a, be sonders in Richtung des Randes P von Platte 40, kein Herstellungsproblem dar.

Zusätzlich wird mittels der Einschübe 73 das Risiko einer Plasmazündung auf der Rückseite der Öffnungen 44 reduziert, welche auf einer Seite der voranschreitenden Plasmaentladung ausgesetzt sind.

Es versteht sich von selbst, daß mittels der Einschübe, wie sie in Fig. 15 gezeigt sind, und ihrer entsprechenden Form, einer möglichen asymmetrischen Form, es sogar möglich ist, den Strömungswiderstand ausgewählter Öffnungen 44, die an der Ausnehmung 72 vorgese hen sind, genau anzupassen, um zum Beispiel jeden Inkomogenitätseffekt beim Umgang mit dem Plasma zu kompensieren.

Schließlich muß festgestellt werden, daß wenn wir den Reaktor gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem vorrangigen Ziel des Erreichens einer Homogenität der Gasverteilung längs des gesamten Plasmaentladungsraums beschrieben haben, klar sein soll, daß Homoge nität nicht unbedingt erreicht werden soll, sondern allgemeiner eine wohl-kontrollierte und vorbestimmte Gasverteilung.

Ferner offenbart die vorliegende Beschreibung dem Fachmann klar die Herstellungsverfah ren für entsprechende Werkstücke, wobei die Gasströmung zu einer Plasmaentladung und/oder die elektrischen Bedingungen erfindungsgemäß gehandhabt wurden, so ausge wählt, wie es anhand der Hardwarebeschreibung des Reaktors beschrieben wurde.

Neben der Erfindung, wie in den anliegenden Ansprüchen angegeben, werden die folgenden Lehren für sich jeweils als erfinderisch angesehen:

A) Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elektroden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordneten me tallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metalli schen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch in Richtung des Entladungsraums und von einer sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungskammer her aufweist, wobei die Vertei lungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand mit einer Ga seinlaßanordnung und eine Anordnung zur Zuführung von elektrischer Energie auf weist, wobei die Wand und die Platte gegeneinander elektrisch isoliert sind.
B) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum de finieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist; wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, wobei wenigstens ein Gitterglied innerhalb der Verteilungskammer beabstandet von und entlang der Platte und der Wand angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Gitter glied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist.
C) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum de finieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, wobei die Wand einen seitlichen Randabschnitt aufweist, der sich in Richtung der Platte längs des Randes der Platte und darüber hinaus erstreckt und hiervon beabstandet ist, wobei die Kammer durch eine Öffnungsanordnung mit dem Zwischenraum zwi schen dem seitlichen Randabschnitt und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öffnungsanordnung sich im wesentlichen parallel zur Platte und im wesentlichen senkrecht zum Randabschnitt erstreckt.
D) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum de finieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffflungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, mit ei ner Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die entlang der Wand verteilt sind und mit wenigstens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind, und mit einer Anordnung zum Zuführen elektrischer Energie an die zwei metallischen Oberflä chen, wobei die Wand und die Platte gegeneinander elektrisch isoliert sind.
E) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegenden angeord neten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist; wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, mit ei ner Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die entlang der Wand verteilt sind und mit wenigstens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind, wobei wenig stens ein Gitterglied innerhalb der Verteilungskammer entlang und beabstandet von der Platte und der Wand angeordnet ist, wobei das Gitterglied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist.
F) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum de finieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, mit ei ner Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die längs der Wand verteilt und mit wenig stens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind, wobei die Wand wie der einen seitlichen Randabschnitt um faßt, der sich in Richtung des Randes der Platte in einem Abstand hiervon und darüber hinaus erstreckt, wobei die Vertei lungskammer über eine Öffnungsanordnung mit den Zwischenraum zwischen dem seitlichen Rand und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öffnungseinrich tung sich im wesentlichen parallel zur Platte und in versetzter senkrecht zum Randabschnitt erstreckt.
G) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum de finieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist mit einer Vorrichtung zum Gaseinlaß und einer An ordnung zur Zuführung elektrischer Energie an die metallischen Oberflächen; wobei die Wand und die Platte gegenüber elektrisch isoliert sind und wenigstens eine Git terwand innerhalb der Verteilungskammer entlang und beabstandet von der Platte und der Wand das Gitterglied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist.
H) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum de finieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer eine Wand gegenüber der Platte aufweist, mit einer Gaseinlaßanordnung und einer Anordnung zur Zuführung elektri scher Energie an die zwei metallischen Oberflächen, wobei die Wand und die Platte gegeneinander elektrisch isoliert sind, und wobei die Wand einen seitlichen Randab schnitt umfaßt, der sich in Richtung des Randes der Platte in einem Abstand hiervon und darüber hinaus erstreckt, wobei die Verteilungskammer über eine Öffnungsan ordnung mit dem Zwischenraum zwischen dem seitlichen Randabschnitt und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öffnungseinrichtung sich im wesentlichen parallel zur Platte und in versetzter senkrecht zum Randabschnitt erstreckt.
I) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und beidseitig gegenüberliegend angeordneten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentla dungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszufüh rungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von einer sich längs der Platte gegenüber dem Entladungs raum erstreckenden Verteilungskammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, wobei wenigstens ein Gitterglied innerhalb der Verteilungs kammer längs und beabstandet von der Platte und der Wand angeordnet ist, wobei das Gitterglied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist und die Wand ei nen seitlichen Randabschnitt aufweist, der sich in Richtung des Randes der Platte in einem Abstand hiervon und darüber hinaus erstreckt, wobei die Verteilungskammer über eine Öffnungsanordnung mit den Zwischenraum zwischen dem seitlichen Randabschnitt und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öffnungseinrich tung sich im wesentlichen parallel zur Platte und in versetzter senkrecht zum Randabschnitt erstreckt.
J) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum de finieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, mit ei ner Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die längs der Wand verteilt und mit wenig stens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind;
eine Anordnung zur Zuführung elektrischer Energie an die zwei metallische Ober flächen, wobei die Wand und die Platte elektrisch voneinander isoliert sind und fer ner umfassend wenigstens ein Gitterglied, welches innerhalb der Verteilungskammer längs und beabstandet von der Platte und der Wand angeordnet ist, wobei das Gitter glied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist.
K) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum defi nieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, mit ei ner Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die längs der Wand verteilt und mit wenig stens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind;
eine Anordnung zur Zuführung elektrischer Energie an die zwei metallische Ober flächen, wobei die Wand und die Platte elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die Wand eine seitlichen Randabschnitt umfaßt, der sich in Richtung des Randes der Platte in einem Abstand hiervon und darüber hinaus erstreckt, wobei die Vertei lungskammer über eine Öffnungsanordnung mit dem Zwischenraum zwischen dem seitlichen Randabschnitt und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öff nungseinrichtung sich im wesentlichen parallel zur Platte und in versetzter senkrecht zum Randabschnitt erstreckt.
L) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum defi nieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, mit ei ner Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die längs der Wand verteilt und mit wenig stens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind;
wenigstens ein Gitterglied, welches innerhalb der Verteilungskammer längs und be abstandet von der Platte und der Wand angeordnet ist, wobei das Gitterglied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist und die Wand ferner einen seitlichen Randabschnitt umfaßt, der sich in Richtung des Randes der Platte in einem Abstand hiervon und darüber hinaus erstreckt, wobei die Verteilungskammer über eine Öff nungsanordnung mit dem Zwischenraum zwischen dem seitlichen Randabschnitt und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öffnungseinrichtung sich im we sentlichen parallel zur Platte und in versetzter senkrecht zum Randabschnitt er streckt.
M) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum defi nieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt;
eine Anordnung zur Zuführung elektrischer Energie an die zwei metallische Platten, wobei die Wand und die Platte elektrisch gegeneinander isoliert sind, weiter aufwei send:
wenigstens ein Gitterglied, welches innerhalb der Verteilungskammer längs und be abstandet von der Platte und der Wand angeordnet ist, wobei das Gitterglied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist und die Wand ferner einen seitlichen Randabschnitt umfaßt, der sich in Richtung des Randes der Platte in einem Abstand hiervon und darüber hinaus erstreckt, wobei die Verteilungskammer über eine Öff nungsanordnung mit dem Zwischenraum zwischen dem seitlichen Randabschnitt und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öffnungseinrichtung sich im we sentlichen parallel zur Platte und in versetzter senkrecht zum Randabschnitt er streckt.
N) Ein Plasmareaktor, umfassend einen Reaktorbehälter und darin ein Paar von Elek troden, bestehend aus voneinander beabstandeten und gegenüberliegend angeordne ten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plasmaentladungsraum defi nieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallischen Platte ist, welche eine Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungsraums und von ei ner sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckenden Verteilungs kammer her aufweist, wobei die Verteilungskammer gegenüber und beabstandet von der Platte eine Wand aufweist und eine Vorrichtung zum Gaseinlaß umfaßt, mit ei ner Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die längs der Wand verteilt und mit wenig stens einer Gaszuführungsleitung zum Reaktor verbunden sind;
eine Anordnung zur Zuführung elektrischer Energie an die zwei metallische Ober flächen, wobei die Wand und die Platte elektrisch voneinander isoliert sind;
wenigstens ein Gitterglied, welches innerhalb der Verteilungskammer längs und be abstandet von der Platte und der Wand angeordnet ist, wobei das Gitterglied von der Wand und der Platte elektrisch isoliert ist und die Wand ferner einen seitlichen Randabschnitt umfaßt, der sich in Richtung des Randes der Platte in einem Abstand hiervon und darüber hinaus erstreckt, wobei die Verteilungskammer über eine Öff nungsanordnung mit dem Zwischenraum zwischen dem seitlichen Randabschnitt liegt und dem Rand der Platte verbunden ist, wobei die Öffnungseinrichtung sich im wesentlichen parallel zur Platte und in versetzter senkrecht zum Randabschnitt er streckt.
O) Ein Plasmareaktor nach einer der Lehren I bis XIV, wobei die Gaseinlaßvorrichtung umfaßt: eine Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen, die längs der Wand und auf die Platte hingerichtet verteilt sind, wobei wenigstens einige der Gaseinlaßöffnungen mit einer gemeinsamen Zuführungsleitung verbunden sind, wobei der Strömungswider stand des Gases zwischen der Gaszuführungsleitung und wenigstens einem wesentli chen Teil der damit verbundenen Einlaßöffnungen wenigstens im wesentlichen gleich ist.
P) Der Reaktor nach einer der Lehren I bis XV, wobei wenigstens einige der Gasein laßöffnungen in der Platte, die näher am Rand der Platte angeordnet sind, größere Durchmesser haben als die Gaseinlaßöffnungen, die sich in der Platte weiter weg vom Rand der Platte befinden.
Q) Der Reaktor nach einer der Lehren I bis XVI, wobei wenigstens ein Teil der Ga seinlaßöffnungen durch die Platte mit entfernbaren Einschüben zur Erhöhung des Strömungswiderstandes zusammenwirken.

Claims

1. Ein RF-Plasmareaktor, umfassend:
einen Reaktorbehälter und darin
ein Paar von Elektroden, bestehend aus von einander beabstandeten und gegenüber liegend angeordneten metallischen Oberflächen, die zwischen ihnen einen Plas maentladungsraum definieren, wobei wenigstens eine der metallischen Oberflächen die Oberfläche einer metallische Platte ist, die eine Vielzahl von Gaszuführungsöff nungen hierdurch und durch die metallische Oberfläche in Richtung des Entladungs raums und von einer Verteilungskammer her aufweist, welche sich längs der Platte gegenüber dem Entladungsraum erstreckt;
wobei die Verteilungskammer eine Wand gegenüber und beabstandet von der Platte aufweist und eine Anordnung zum Gaseinlaß mit einer Vielzahl von Gaseinlaßöff nungen umfaßt, die längs der Wand verteilt und mit wenigstens einer Gaszufüh rungsleitung zum Reaktor verbunden sind.

2. Plasmareaktor nach Anspruch 1, wobei die Anordnung zum Gaseinlaß eine Vielzahl von Gaseinlaßöffnungen aufweist, die entlang der Wand verteilt sind und in Rich tung auf die Platte gerichtet sind, wobei wenigstens einige der Gaseinlaßöffnungen mit einer gemeinsamen Gaszuführungsleitung verbunden sind und wobei der Gasströmungswiderstand der Gaszuführungsleitung und wenigstens einem vorherr schenden Teil der hiermit verbundenen Einlaßöffnungen wenigstens im wesentlichen gleich ist.

3. Plasmareaktor nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens einige der in der Platte und dichter zum Rand der Platte angeordneten Gaszuführungsöffnungen kleinere Durchmesser aufweisen als die Gaszuführungsöffnungen, die sich in der Platte wei ter vom Rand der Platte beabstandet befinden.

4. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens ein Teil der Gaszuführungsöffnungen durch die Platte mit entfernbaren, den Strömungswider stand erhöhenden Einschüben zusammenwirken.