DE102004015216B4

DE102004015216B4 - Process and modular assembly to modify the surface of a metal substrate surface by exposure to plasma

Info

Publication number: DE102004015216B4
Application number: DE200410015216
Authority: DE
Inventors: Gerrit Dipl.-Ing. Mäder; Daniela Dipl.-Ing. Rogler; Volkmar Dipl.-Chem. Dr.habil. Hopfe
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: DE102004015216A1

Abstract

A plasma module modifies a metal surface under atmospheric conditions and has a mobile carrier (1) for an emitter (2) that directs plasma through a hole (3). The hole is surrounded by a gas extractor (4) and forms a reactor chamber (5) above the work piece. The module further has a scouring gas feed (6) in a gap (17) between the carrier (1) and substrate surface. - The scouring gas forms a seal between the reactor chamber and the ambient air. The carrier (1) is movable parallel with respect to the substrate surface. The carrier is moved in one or two axes over the workpiece by an industrial robot. The plasma source is a light plasma or a microwave plasma source. Also claimed is a commensurate process to modify the surface of a metal substrate.

Description

Die Erfindung betrifft Module sowie Verfahren für die Modifizierung von Substratoberflächen bei Atmosphärenbedingungen mit einem Plasma, wobei der erfindungsgemäße Aufbau im Wesentlichen der normalen Umgebungsatmosphäre ausgesetzt ist. Dabei kann auf eine vor äußeren Einflüssen schützende Kammer genauso verzichtet werden, wie auf üblicherweise eingesetzte Elemente zur Reduzierung eines Druckes innerhalb von Vakuumkammern, in denen die unterschiedlichsten unter die Oberbegriffe CVD- und PVD-Verfahren fallenden Prozesse durchgeführt werden. Unter dem Begriff Atmosphärenbedingungen sollen Atmosphärenzusammensetzungen, die zumindest der üblicherweise überall vorhandenen Luftatmosphäre und zumindest aber ein Druckbereich, der maximal um einige wenige 100 Pa vom absoluten Atmosphärendruck abweicht, verstanden werden.The This invention relates to modules and methods for modifying substrate surfaces under atmospheric conditions with a plasma, wherein the structure according to the invention substantially the normal ambient atmosphere is exposed. It is also possible to dispense with a protective against external influences chamber as usual used elements to reduce pressure within Vacuum chambers, in which the most varied under the generic terms CVD and PVD processes are performed. Under the term atmosphere conditions should atmospheric compositions, at least the one that is commonly found everywhere air atmosphere and at least a pressure range, the maximum by a few 100 Pa of the absolute atmospheric pressure deviates, be understood.

Für die Modifizierung der jeweiligen Oberfläche von Substraten soll dabei in jedem Fall ein Plasma eingesetzt werden, um beispielsweise eine Reinigung einer Oberfläche, den Auftrag einer oder mehrerer Schicht(en) auf einer Oberfläche den Abtrag von Schichten oder Bestandteilen der Oberfläche eine Modifizierung einer auf einer Oberfläche aufgebrachten Schicht von Substraten oder auch eine chemische oder physikalische Modifizierung von Oberflächen von Substraten mit Hilfe der Plasmaenergie vornehmen zu können.For the modification the respective surface substrates should be used in each case a plasma, for example, a cleaning of a surface, the order of a or multiple layer (s) on a surface the removal of layers or components of the surface one Modification of a surface applied layer of Substrates or a chemical or physical modification of surfaces of substrates with the help of plasma energy to make.

Hierbei treten bei den bekannten Lösungen, unabhängig davon, ob es sich um Vakuumanlagen oder Anlagentechnik, bei der bei Atmosphärenbedingungen in der Umgebung gearbeitet wird, Probleme bei großformatigen Substraten auf, bei denen eine entsprechende Modifizierung der gesamten Substratoberfläche oder ausgewählter Bereiche der Substratoberfläche erfolgen soll.in this connection occur in the known solutions, regardless of whether it is vacuum systems or systems engineering, in the case of atmospheric conditions Worked in the area, problems with large format Substrates in which a corresponding modification of the entire substrate surface or selected Areas of the substrate surface should be done.

So müsse entsprechend große Vakuumkammern eingesetzt werden, durch die gegebenenfalls über gasdichte Schleusensysteme die jeweiligen Substrate hindurchgeführt werden, was wegen der erforderlichen Innendruckreduzierung zu erheblichen Betriebskosten führt. Weiterhin können durch berührend wirkende Schleusensysteme die Substratoberflächen verunreinigt bzw. beschädigt werden.So must be accordingly size Vacuum chambers are used by the optionally gas-tight Sluice systems are passed through the respective substrates, which due to the required reduction in internal pressure to considerable operating costs leads. Furthermore you can by touching acting lock systems, the substrate surfaces are contaminated or damaged.

Bei Anlagetechnik, wie sie beispielsweise in der DE 102 39 875 A1 beschrieben ist, können solche großflächigen Substrate ebenfalls nur mit erhöhtem Aufwand bearbeitet werden, da die eingesetzten Plasmaquellen den jeweilig zu modifizierenden Oberflächenbereich von Substraten entsprechend ihrer jeweiligen geometrischen Ausdehnungen ebenfalls begrenzen, so dass lediglich Oberflächenbereiche von Substraten modifiziert werden können, die vom erzeugten Plasma überstrichen werden, wobei bei den an sich bekannten stationären Anlagen lediglich eine Rotation von Substraten im Bereich des erzeugten Plasmas oder analog zu den im Durchlauf betriebenen Vakuumanlagen ein bandförmiges Substrat durch eine solche stationäre Anlage hindurchgeführt werden kann, und dabei ein streifenförmiger Oberflächenbereich mit der jeweiligen Breite eines erzeugten Plasmas modifiziert werden kann. Prinzipiell ist eine Vergrößerung der gleichzeitig beschichteten Fläche durch Einsatz mehrerer Plasmaquellen möglich. Defizite bestehen bei der Abdichtung und der erforderlichen Spülgasmenge.In investment technique, as for example in the DE 102 39 875 A1 described, such large-area substrates can also be processed only with increased effort, since the plasma sources used also limit the respective surface area to be modified of substrates according to their respective geometric dimensions, so that only surface areas of substrates can be modified, which are covered by the generated plasma , wherein in the stationary systems known per se only a rotation of substrates in the plasma generated or analogous to the operated in the run vacuum systems, a band-shaped substrate can be passed through such a stationary system, while a strip-shaped surface area with the respective width of a generated Plasmas can be modified. In principle, an enlargement of the simultaneously coated surface by use of multiple plasma sources is possible. Deficits exist in the sealing and the required purge gas.

Außerdem ist aus US 6,406,590 B1 eine Lösung zur Oberflächenbehandlung mit Plasma beschrieben.Besides, it is off US Pat. No. 6,406,590 B1 described a solution for surface treatment with plasma.

Den bekannten Lösungen ermangelt es außerdem an einer häufig gewünschten Flexibilität für eine entsprechende Bearbeitung von unterschiedlichen Substraten, was deren Größe betrifft sowie in Fällen, in denen lediglich gezielt bestimmte Oberflächenbereiche von Substratoberflächen modifiziert werden sollen.The known solutions it lacks as well at one often desired flexibility for one appropriate processing of different substrates, what their size is concerned as well as in cases in which only specific surface areas of substrate surfaces are modified should.

Bei den bekannten Lösungen treten auch dann erhebliche Probleme auf, wenn die jeweiligen Substratoberflächen nicht vollständig eben ausgebildet sind.at the known solutions Significant problems occur even if the respective substrate surfaces are not Completely just trained.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Möglichkeiten vorzuschlagen, mit denen eine Modifizierung von Substratoberflächen bei Atmosphärenbedingungen unter Einsatz eines Plasmas in flexibler Form und/oder auf großflächigen Oberflächen von Substraten durchgeführt werden kann.It is therefore an object of the invention to propose ways with which a modification of substrate surfaces under atmospheric conditions using a plasma in flexible form and / or on large surfaces of Substrates performed can be.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Modul, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist sowie einem Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Aus gestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.According to the invention this Task with a module having the features of claim 1 and a method according to claim 4 solved. Advantageous from designs and developments of the invention can achieved with the features indicated in the subordinate claims become.

An einem erfindungsgemäßen Modul ist ein mobiler Träger für eine Plasmaquelle vorhanden, die wiederum in an sich bekannter Form mit einer Energiezuführung und einer Zuführung für ein Plasmagas ausgestattet ist. Der Träger steht dabei in unmittelbarem Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre (in der Regel Luft) und es kann ohne weiteres auf ein schützendes Gehäuse verzichtet werden. Dies betrifft insbesondere Gehäuse innerhalb derer bestimmte atmosphärische Bedingungen eingestellt werden müssten.On a module according to the invention, a mobile carrier for a plasma source is present, which in turn is equipped in a manner known per se with a power supply and a feed for a plasma gas. The carrier is in direct contact with the ambient atmosphere (usually air) and it can be easily dispensed with a protective housing. This applies in particular to housings within which certain atmospheric conditions are set would.

Am Träger ist weiterhin in Richtung auf die jeweilige zu modifizierende Substratoberfläche weisend mindestens eine Austrittsöffnung für Plasma vorhanden. Um die eine oder mehrere Austrittsöffnung(en) ist eine Abgasabsaugung am Träger ausgebildet. Zwischen dieser Abgasabsaugung und der Substratoberfläche ist ein Reaktionsraum ausgebildet, innerhalb dessen die Oberflächenmodifizierung mit dem Plasma erreichbar ist. Eine umlaufende Abgasabsaugung bildet dabei eine radial äußere Abgrenzung eines solchen Reaktionsraumes und es kann über diese im Wesentlichen zugeführtes Spülgas abgezogen werden.At the carrier is still pointing in the direction of the respective substrate surface to be modified at least one outlet opening available for plasma. Around the one or more outlet opening (s) is a Abgasabsaugung on the carrier educated. Between this exhaust gas extraction and the substrate surface is formed a reaction space, within which the surface modification with the plasma is accessible. A circumferential exhaust gas extraction forms while a radially outer boundary such a reaction space and it can be deducted via this substantially supplied purge gas become.

Zusätzlich kann eine weitere Absaugung für Reaktions-/abgas vorhanden sein. Diese sollte unter Berücksichtigung der Anordnung, Ausrichtung und Gestaltung von Austrittsöffnungen für Plasma angeordnet, gestaltet und dimensioniert sein, um günstige Strömungsverhältnisse für den Modifizierungsprozess zu ermöglichen.In addition, can Another suction for reaction / exhaust gas available be. This should be taken into consideration the arrangement, alignment and design of outlet openings for plasma be arranged, designed and dimensioned to favorable flow conditions for the To allow modification process.

So kann eine solche Absaugung z.B. in Form eines Längsschlitzes, der parallel zu einer schlitzförmigen Austrittsöffnung für Plasma ausgerichtet ist, ausgebildet sein. Dadurch können laminare Strömungsverhältnisse parallel zu einer zu modifizierenden Oberfläche eingehalten werden.So For example, such an extraction can be done e.g. in the form of a longitudinal slot, parallel to a slit-shaped outlet opening for plasma is aligned, be formed. This allows laminar flow conditions be maintained parallel to a surface to be modified.

Für die Abdichtung eines Reaktionsraumes gegenüber der umgebenden Atmosphäre ist radial weiter außen angeordnet eine ebenfalls vollständig umlaufende Spülgaszuführung am Träger vorhanden, durch die ein zumindest für den jeweiligen Modifizierungsprozess inertes Spülgas in einen Spalt zwischen Träger und Substratoberfläche für eine fluiddynamische Abdichtung einströmt, vorhanden. Das zugeführte Spülgas gelangt in den Spalt zwischen Träger und Substratoberfläche und strömt dabei zum Einen in Richtung Abgasabsaugung, also radial nach Innen in Richtung auf den Reaktionsraum und zum anderen radial nach außen, so dass ein Teil des zugeführten Spülgases in die Umgebungsatmosphäre entweichen und so das Eindringen von Atmosphärilien in den Reaktionsraumbereich genauso verhindert werden kann, wie das Austreten von Abgasbestandteilen oder im Abgas enthaltene Komponenten in Richtung auf die Umgebungsatmosphäre. Weiterhin wird durch den tangentialen Spülgasstrom die ruhende Gasschicht von Atmosphärilien auf dem Substrat effektiv beseitigt und damit negative Auswirkungen auf die Schichtausbildung vermieden.For the seal a reaction space opposite the surrounding atmosphere is radially further out arranged a likewise completely encircling Purge gas supply at carrier present, through which at least for the respective modification process inert purge gas in a gap between carriers and substrate surface for one fluid dynamic seal flows in, present. The supplied purge gas passes in the gap between carriers and substrate surface and flows on the one hand in the direction of exhaust extraction, ie radially inwards in the direction of the reaction space and the other radially outward, so that part of the supplied purge gas escape into the ambient atmosphere and so the penetration of atmospheres in the reaction space area can be prevented as well as the leakage of exhaust components or components contained in the exhaust gas in the direction of the ambient atmosphere. Continue through the tangential purge gas stream the resting gas layer of atmospheres on the substrate effectively eliminated and thus negative effects on the shift training avoided.

Gleichzeitig wird der mobile Träger eines erfindungsgemäßen Moduls entlang mindestens einer Achse in Bezug zur Substratoberfläche bewegt, so dass gezielt bestimmte Bereiche der Oberfläche mit dem Plasma unmittelbar bzw. mit Hilfe des erzeugten Plasmas oder durch die Bewegung des Trägers sukzessive die gesamte Oberfläche eines jeweiligen Substrates modifiziert werden können.simultaneously becomes the mobile carrier a module according to the invention moved along at least one axis with respect to the substrate surface, so that targeted specific areas of the surface with the plasma directly or with the help of the generated plasma or by the movement of the carrier successively the entire surface a respective substrate can be modified.

Für die Bewegung eines erfindungsgemäß einzusetzenden mobilen Trägers können beispielsweise ein- oder zweiachsige Linearantriebe eingesetzt werden, wobei es bei einer einachsigen Bewegung eines Trägers vorteilhaft ist, zusätzlich eine Möglichkeit vorzusehen, mit der gleichzeitig auch das jeweilige Substrat dann zumindest in einer anderen Achsrichtung bewegt werden kann. Bei zweiachsigen Linearantrieben kann ein Träger bei entsprechender Dimensionierung eines solchen Linearantriebes jeden Bereich der Oberfläche von Substraten erreichen.For the movement to be used according to the invention mobile carrier can for example, single or biaxial linear drives are used, which is advantageous in a uniaxial motion of a wearer, in addition a possibility provide, with the same time the respective substrate then can be moved at least in another axial direction. at biaxial linear drives can be a carrier with appropriate dimensioning of such a linear drive every area of the surface of Reach substrates.

Die Bewegung des Trägers kann in jedem Fall elektronisch programmgesteuert werden, wie dies auch der Fall ist, wenn der Träger mit Hilfe an sich bekannter Industrieroboter bewegt wird. Diese sind in der Lage Träger in zumindest drei Achsen zu manipulieren, wobei gegebenenfalls aber auch eine Bewegung in allen sechs Freiheitsgraden mit einem solchen Industrieroboter durchgeführt werden kann. Letzteres wirkt sich insbesondere vorteilhaft aus, wenn die jeweiligen Substratoberflächen nicht vollständig eben vorliegen oder beispielsweise an einer Transportvorrichtung für bandförmige Substrate diese in gekrümmter Form bereichsweise über Rollen geführt werden und eine Modifizierung auch im Krümmungsbereich durchgeführt werden soll.The Movement of the carrier can be electronically programmable in any case, like this also the case is when the carrier is moved by means of known industrial robots. These are capable of carrier in at least three axes to manipulate, but if necessary also a movement in all six degrees of freedom with such Industrial robot performed can be. The latter has a particularly advantageous effect if the respective substrate surfaces not completely just present or, for example, on a transport device for band-shaped substrates this in a curved Shape in certain areas Rolls led be made and a modification in the curvature area should.

Bei der Bewegung des Trägers über die Substratoberfläche sollte der Abstand des Trägers zur Substratoberfläche konstant gehalten sein.at the movement of the wearer over the substrate surface should be the distance of the carrier to the substrate surface be kept constant.

Die Oberfläche des Trägers, die in Richtung auf die jeweilige zu modifizierende Substratoberfläche ge richtet ist, sollte möglichst eine ebene Fläche bilden, die lediglich durch die Öffnungen von Spülgaszuführung, Abgasabsaugung und den Reaktionsraum durchbrochen ist. In bestimmten Fällen für entsprechende Substratoberflächengeometrien kann die entsprechende Oberfläche des Trägers aber auch an diese Gestaltung durch entsprechende Wölbung in konkaver bzw. konvexer Form angepasst sein.The surface of the wearer, directed in the direction of the respective substrate surface to be modified is, should be possible form a flat surface, the only through the openings of purge gas supply, exhaust extraction and the reaction space is broken. In certain cases for appropriate Substrate surface geometries can be the appropriate surface of the carrier but also to this design by appropriate vaulting in be adapted concave or convex shape.

Bei der Modifizierung von Substratoberflächen sollte der mobile Träger in einem relativ geringen Abstand zur Substratoberfläche angeordnet werden, so dass sich zwischen der in Richtung auf die Substratoberfläche ausgerichteten Fläche des Trägers und der Substratoberfläche sich ein relativ geringes Spaltmaß einhalten lässt. Ein Spaltmaß sollte dabei möglichst nicht größer als 1,5 mm, bevorzugt kleiner als 1 mm eingehalten werden. Durch solche reduzierten Spaltmaße kann die erforderliche Spülgasmenge in Grenzen vermindert werden.at Modification of substrate surfaces should the mobile carrier in a be arranged relatively small distance from the substrate surface, so that between the aligned in the direction of the substrate surface area of the carrier and the substrate surface a relatively small gap can be maintained. One Gap should be as possible not bigger than 1.5 mm, preferably less than 1 mm are maintained. By such reduced gap dimensions can the required amount of purge gas be reduced in limits.

Das erfindungsgemäße Modul kann außerdem weiter gebildet werden, in dem Möglichkeiten geschaffen werden, um die Modifizierung neben dem Plasma mit mindestens einem zusätzlichen Precursor vornehmen zu können.The module according to the invention can also be formed further, created in the possibilities Be the modifier next to the plasma with at least one additional To make precursor.

Der mindestens eine Precursor kann dabei unmittelbar in die Plasmaquelle zugeführt werden. Häufig wird es aber günstiger und vorteilhafter sein, einen oder mehrere Precursoren, bevorzugt erst in den Plasmakanal zuzuführen, so dass in so genannter „Remote"-Technik gearbeitet wird. Mit Precursoren können beispielsweise unmittelbar auf der Substratoberfläche Schichten abgeschieden werden, die unter dem Energieeinfluss des Plasmas reaktiv gebildet werden können.Of the at least one precursor can be directly into the plasma source supplied become. Often but it is cheaper and more preferably, one or more precursors first to feed into the plasma channel, so that work is done in so-called "remote" technology with precursors can for example, directly on the substrate surface layers are deposited, which are reactive under the influence of energy of the plasma can be formed.

So können beispielsweise Kratzschutz- bzw. Hartstoff- oder Isolationsschichten auf Stahlbändern, optische- oder andere Funktionsschichten auf Gläsern sowie Korrosionsschutz- oder Verschleißschutzschichten auf den unterschiedlichsten Substratoberflächen ausgebildet werden. Mit der Erfindung können beispielsweise Carbidschichten, Boridschichten oder Nitridschichten des Siliziums, Aluminiums oder Titans aufgebracht werden.So can For example, scratch protection or hard material or insulation layers on steel strips, optical or other functional layers on glasses as well as corrosion protection or wear protection layers on the most diverse substrate surfaces be formed. With the invention, for example, carbide layers, Boride layers or nitride layers of silicon, aluminum or titanium be applied.

Mit einigen anderen Precursoren können aber auch eine Oberflächenreinigung ohne eigentliche Schichtbildung und/oder ein Abtrag der Oberflächen durchgeführt werden.With but some other precursors can also a surface cleaning be carried out without actual layer formation and / or removal of the surfaces.

Für die Einstellung und Regelung der Modifizierungsprozessparameter sollten an erfindungsgemäßen Modulen mehrere Druck- und/oder Volumenstromsensoren eingesetzt werden, so dass die für die jeweilige Modifizierung der Substratoberfläche günstigen Verhältnisse eingestellt und eingehalten werden können.For the setting and regulation of the modification process parameters should be based on modules according to the invention several pressure and / or volumetric flow sensors are used, so that for the respective modification of the substrate surface favorable conditions can be adjusted and maintained.

So sollten Druck- und/oder Volumenstromsensoren an den Reaktionsraum, gegebenenfalls an einen Plasmakanal, die Abgasabsaugung, die Spülgaszuführung und/oder an den Spalt zwischen Träger und Substratoberfläche angeschlossen sein. Die ermittelten Messsignale für die jeweiligen Drücke bzw. Volumenströme können dann für die Regelung der Gasströme und der Absaugeinrichtung einer elektronischen Steuerung/Regelung zugeführt werden. Dadurch lassen sich die sich gegenseitig beeinflussenden unterschiedlichen Drücke/Volumenströme bei der Regelung des eigentlichen Modifizierungsprozesses berücksichtigen. Mit den jeweiligen Sensoren können die momentanen Absolutmesswerte berücksichtigt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, entsprechende Messwertdifferen zen für die elektronische Steuerung/Regelung zu nutzen.So pressure and / or volumetric flow sensors should be connected to the reaction chamber, optionally to a plasma channel, the exhaust gas extraction, the purge gas supply and / or to the gap between carriers and substrate surface be connected. The determined measuring signals for the respective Press or flow rates can then for the regulation of gas flows and the suction of an electronic control / regulation supplied become. This can be the mutually influencing different pressures / flow rates in the Consider regulation of the actual modification process. With the respective sensors can the instantaneous absolute values are taken into account. It exists but also the possibility corresponding measured value differences zen for the electronic control / regulation to use.

So kann beispielsweise ein Differenzdruck zwischen Spülgas im Spalt und der Abgasabsaugung (damit kann die Strömungsrichtung erfasst werden) bestimmt und für eine Regelung der beiden jeweiligen Gasströme genutzt werden.So For example, a differential pressure between purge gas in Gap and the exhaust gas extraction (thus the flow direction can be detected) determined and for a regulation of the two respective gas streams are used.

Beim Beginn einer Oberflächenmodifizierung auf einer Substratoberfläche sollte der jeweilige mobile Träger in einem Abstand zur Substratoberfläche zur Einstellung eines vorgebbaren Spaltmaßes zwischen dem Träger und der Substratoberfläche angeordnet werden. Nach dem Einschalten der Plasmaquelle sollte dann der Druck im Plasmakanal und/oder Reaktionsraum ermittelt werden. Gleichzeitig kann dann der Druck bzw. Volumenstrom der Abgasabsaugung bestimmt werden, um beide auf vorgebbare Werte zu regeln. Der Druck bzw. Volumenstrom der Abgasabsaugung kann beispielsweise durch entsprechende Regelung einer oder mehrerer an sich bekannter Absaugvorrichtungen oder mit Hilfe zwischengeschalteter Regelventile oder Drosselklappen erfolgen.At the Start of a surface modification on a substrate surface should be the respective mobile carrier at a distance from the substrate surface for setting a predeterminable gap dimension between the carrier and the substrate surface to be ordered. After switching on the plasma source should then the pressure in the plasma channel and / or reaction space can be determined. At the same time then the pressure or flow of the exhaust gas extraction be determined in order to regulate both to predefinable values. The pressure or volume flow of the exhaust gas extraction, for example, by appropriate Control of one or more known suction devices or with the help of intermediate control valves or throttle valves respectively.

Nach Einstellung eines gewünschten Gleichgewichtes dieser Drücke und Volumenströme erfolgt dann eine Bestimmung des Spülgasdruckes/Volumenstromes und Druck/Volumenstrom der Abgasabsaugung, die sich unmittelbar gegeneinander beeinflussen können. Mit den bestimmten Messsignalen erfolgt dann wieder eine Regelung auf vorgegebene Werte, wobei sich dieser Zyklus dann nachfolgend bei der Modifizierung von Substratoberflächen ständig wiederholen lässt. Nach Einstellung der gewünschten Prozessparameter (Volumenstrom und Drücke) wird dann der mobile Träger in ge wünschter Form entlang der Oberfläche des zu modifizierenden Substrates bewegt, wobei ein vollflächiges überstreichen, aber auch lediglich eine bereichsweise Oberflächenmodifizierung möglich sind. Hierfür kann dann die Bewegung des Trägers entsprechend vorgegebener Programme gesteuert werden.To Setting a desired Balance of these pressures and volume flows then a determination of the purge gas pressure / volume flow and pressure / volume flow of the exhaust fume exhaust, which is instantaneous can influence each other. With the specific measurement signals then again a regulation to predetermined values, this cycle is then at constantly replicate the modification of substrate surfaces. To Setting the desired Process parameters (flow rate and pressures) will then be the mobile carrier in ge wished form along the surface moved to the substrate to be modified, with a full-surface sweep, but also only a partial surface modification are possible. Therefor then can the movement of the wearer be controlled according to predetermined programs.

Als Plasmaquellen können beispielsweise Mikrowellenplasmaquellen oder Lichtbogenplasmaquellen eingesetzt werden.When Plasma sources can For example, microwave plasma sources or arc plasma sources be used.

Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft weiter gebildet werden, in dem lediglich eine Austrittsöffnung für Plasma am mobilen Träger vorhanden ist, die als entlang einer Achse ausgerichtete Schlitzdüse ausgebildet ist. In Verbindung mit solch einer Schlitzdüse ist eine Lichtbogenplasmaquelle zu bevorzugen, wie sie beispielsweise in EP 0 851 720 B1 beschrieben ist.The invention can also be advantageously further formed, in which only a plasma exit opening is provided on the mobile support, which is designed as a slot nozzle aligned along an axis. In connection with such a slit nozzle, an arc plasma source is preferable, such as in EP 0 851 720 B1 is described.

Bei einer solchen relativ lang gestreckten Plasmaquelle mit Schlitzdüse können vorteilhaft mehrere Zuführungen für Precursor(en) entlang der Schlitzdüsenachse angeordnet sein. Diese sollten jeweils möglichst einzeln angesteuert werden können, so dass eine Zuführung von Precursoren in das Plasma lokal differenziert erfolgen kann. Dies betrifft zum einen unterschiedliche Precursoren, die durch die jeweiligen Zuführungen in das Plasma gegeben werden können und zum anderen auch die Möglichkeit zur Sperrung einzelner Zuführungen, so dass bestimmte Oberflächenbereiche ausschließlich unter dem Einfluss von Plasma modifiziert werden bzw. eine lokale Temperierung erfolgen kann.With such a relatively elongate plasma source with a slot nozzle, it is possible advantageously to arrange a plurality of feeders for precursor (s) along the slot nozzle axis. These should be able to be controlled as individually as possible, so that a supply of precursors into the plasma can be done locally differentiated. This concerns to a different precursors, which can be given by the respective feeds into the plasma and on the other hand also the possibility of blocking individual feeds, so that certain surface areas can be modified exclusively under the influence of plasma or a local tempering can take place.

Im letztgenannten Fall kann beispielsweise in Bewe gungsrichtung ein proximaler Bereich angeordnet sein, in dem lediglich Plasma aus der Austrittsöffnung auf die Substratoberfläche gerichtet ist. In distaler Richtung wird dann über entsprechend dort angeordnete und frei gegebene Zuführungen Precursor in das Plasma eingeführt. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Schichtausbildung in mehreren Spuren auf einer Substratoberfläche erfolgen soll. Dabei kann der Rand einer bereits ausgebildeten Schichtspur allein durch den Einfluss des Plasmas erwärmt werden und eine nahezu homogene, zwischen den einzeln gelegten Spuren nahtfreie Schicht auf der Substratoberfläche ausgebildet werden.in the The latter case, for example, in the direction of travel direction be arranged in the proximal region, in which only plasma the outlet opening on the substrate surface is directed. In the distal direction is then arranged over there accordingly and free deliveries Precursor introduced into the plasma. Such an embodiment is particularly advantageous if a layer formation in to take several tracks on a substrate surface. It can the edge of an already formed layer track alone through the Influence of the plasma heated and a nearly homogeneous, between the individually laid tracks Seamless layer can be formed on the substrate surface.

Werden entlang einer Achse relativ lang gestreckte Austrittsöffnungen, wie Schlitzdüsen an den mobilen Trägern für den Plasmaaustritt eingesetzt, ist es außerdem vorteilhaft Möglichkeiten vorzusehen, mit denen der Träger um eine orthogonal zur jeweiligen zu modifizierenden Substratoberfläche ausgerichteten Achse verdreht werden kann. Dadurch kann eine Winkelausrichtung einer so gestalteten Austrittsöffnung in Bezug zu den verschiedenen Bewegungsrichtungen, die bei der Erfindung realisierbar sind, erfolgen.Become along a axis relatively elongated outlet openings, like slot nozzles on the mobile carriers for the Plasma output used, it is also advantageous ways provide with which the carrier aligned about an orthogonal to the respective substrate surface to be modified Axis can be twisted. This can be an angular orientation a so-designed outlet opening in relation to the different directions of movement, in the invention can be realized done.

So besteht die Möglichkeit, den jeweiligen Schlitzdüsenwinkel parallel, quer oder in beliebigen dazwischen liegenden Winkelausrichtungen in Bezug zur Bewegungsrichtung des mobilen Trägers einzustellen. Die Winkelausrichtung einer solchen Schlitzdüse kann aber auch unter Berücksichtigung einer gegebenenfalls bei der Erfindung realisierten Bewegung des eigentlichen zu modifizierenden Substrates erfolgen. So kann ein Substrat translatorisch in eine Richtung und der mobile Träger in eine nahezu beliebige andere Richtung gleichzeitig bewegt werden.So it is possible, the respective slot nozzle angle parallel, transversely or in any intervening angular orientations in relation to the direction of movement of the mobile carrier. The angular orientation such a slot nozzle but also considering one possibly realized in the invention movement of the actual take place to be modified substrate. Thus, a substrate translational in one direction and the mobile carrier be moved in almost any other direction at the same time.

Substrate können aber auch Bänder sein, die über Umlenkrollen, beispielsweise als Endlosbänder geführt sind.substrates can but also bands be over Deflection rollers, for example, are guided as endless belts.

Am Träger eines erfindungsgemäßen Moduls kann am Bereich der Austrittsöffnungen ein weiterer Bereich vorhanden sein, der zwischen der jeweiligen Oberfläche des Trägers und der Substratoberfläche ein vergrößertes Spaltmaß aufweist. Dieser Bereich ist dann Bestandteil des Reaktionsraumes, so dass sich dessen Volumen entsprechend erhöht. Mit einem so vergrößerten Reaktionsraum kann ein größerer Oberflächenbereich modifiziert und auch die Verweildauer der schichtbildenden Komponenten im Reaktionsraum erhöht werden. Eine zusätzliche Prozessabgasabsaugung kann einseitig oder zweiseitig oder radial angeordnet/ausgebildet sein.At the carrier a module according to the invention can at the area of the outlet openings another area may be present between each surface of the carrier and the substrate surface has an enlarged gap. This area is then part of the reaction space, so that its volume increases accordingly. With such an enlarged reaction space can have a larger surface area modified and also the residence time of the layer-forming components increased in the reaction space become. An additional Process exhaust ventilation can be single-sided or double-sided or radial be arranged / trained.

Vorteilhaft ist es, wenn anschließend an einen solchen den Reaktionsraum vergrößerten Bereich eine zusätzliche Abgasabsaugung ortsnah angeordnet ist, um die entsprechend erhöhten Gasvolumina abführen zu können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein solcher den Reaktionsraum vergrößernder Bereich lediglich an einer Seite einer Austrittsöffnung für Plasma ausgebildet ist. Der den Reaktionsraum vergrößernde Bereich sollte vorteilhaft distal in Bezug zur eigentlichen Vorschubrichtung bei der Oberflächenmodifizierung angeordnet sein.Advantageous it is, if afterwards to such a reaction space enlarged area an additional Exhaust gas extraction is arranged close to the location, the correspondingly increased gas volumes lead away to be able to. This is the case in particular if such increases the reaction space Region is formed only on one side of a discharge opening for plasma. Of the the reaction space enlarging area should be distally advantageous in relation to the actual feed direction in the surface modification be arranged.

Der Oberflächenmodifizierungsprozess und die Regelung können weiter günstig beeinflusst werden, wenn sowohl die Abgasabsaugung, wie auch die Spülgaszuführung jeweils konstante Abstände, umlaufend und radial in Bezug zum äußeren Rand des Reaktionsraumes einhalten.Of the Surface modification process and the scheme can further favorable be influenced if both the exhaust, as well as the Purge gas supply respectively constant distances, circumferential and radially with respect to the outer edge of the Observe reaction space.

Bei einem kreisrunden Reaktionsraum wären dementsprechend Abgasabsaugung und Spülgaszuführung ebenfalls kreisringförmig um den gemeinsamen Mittelpunkt mit dem Reaktionsraum ausgebildet. Bei anderen geometrischen Formen von Reaktionsräumen kann eine entsprechende Anpassung der Gestaltung und Abstände für Abgasabsaugung und Spülgaszuführung in analoger Form erfolgen.at A circular reaction space would accordingly exhaust extraction and purge gas supply also circular ring formed around the common center with the reaction space. In other geometric forms of reaction spaces, a corresponding Adaptation of the design and distances for exhaust gas extraction and purge gas supply in take analogous form.

Abgasabsaugung und Spülgaszuführung können vorteilhaft in Form von Ringkanälen, die die Gestaltung des Reaktionsraumes mit seiner äußeren Randgeometrie berücksichtigen, ausgeführt werden. Vorteilhaft können sie außerdem über ihren Umfang in gesondert gesteuert/regelbare einzelne Segmente unterteilt sein, wobei eine Regelung der Drücke/Volumenströme der einzelnen Segmente von Abgasabsaugung und Spülgaszuführung möglich sein sollte. So können beispielsweise jeweils acht einzelne Segmente über den jeweiligen Umfang von Abgasabsaugung und Spülgaszuführung vorhanden sein.Exhaust Gas Extraction and purge gas supply can be advantageous in the form of ring channels, the design of the reaction space with its outer edge geometry consider, accomplished become. Can be advantageous she also about her Scope divided into separately controlled / controllable individual segments be, with a regulation of the pressures / flow rates of each Segments of exhaust extraction and purge gas supply should be possible. So, for example each eight individual segments over the respective extent of exhaust extraction and Spülgaszuführung be present.

Für die Sicherung einer ausreichenden Abdichtung am erfindungsgemäßen Modul, bei gleichzeitig reduzierter erforderlicher Spülgasmenge ist es günstig bestimmte Abstände einzuhalten. So sollte der Abstand der Spülgaszuführung zum radial äußeren Rand des Trägers, bevorzugt doppelt, besonders bevorzugt dreifach so groß und größer, wie der Abstand der Spülgaszuführung zur Abgasabsaugung sein, so dass die Spülgaszuführung wesentlich dichter an der Abgasabsaugung als zum äußeren Rand des mobilen Trägers angeordnet ist, wobei dies bei jeweils nahezu konstantem Spaltmaß zwischen der jeweiligen Oberfläche des Trägers und der Substratoberfläche der Fall sein sollte.For securing a sufficient seal on the module according to the invention, at the same time reducing the amount of purge gas required, it is favorable to maintain certain distances. Thus, the distance between the purge gas supply to the radially outer edge of the carrier should preferably be twice, more preferably three times as large and larger as the distance of Spülgaszuführung to Abgasabsaugung, so that the purge gas supply substantially you ter at the Abgasabsaugung is arranged as to the outer edge of the mobile carrier, which should be the case with each almost constant gap between the respective surface of the carrier and the substrate surface.

Für eine Temperaturkompensation, insbesondere der bestimmten Messsignale für die jeweiligen Drücke/Volumenströme ist es vorteilhaft mindestens einen Temperatursensor an einem mobilen Träger vorzusehen.For temperature compensation, in particular, it is the specific measurement signals for the respective pressures / flow rates advantageous to provide at least one temperature sensor to a mobile carrier.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, bei der jeweiligen Modifizierung von Substratoberflächen die Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Trägers gezielt zu beeinflussen, so dass die Modifizierungs- bzw. Schichtausbildung lokal differenziert auch dadurch beeinflusst werden können. So kann beispielsweise bei einer linearen Hin- und Herbewegung bzw. sinusförmigen Bewegung eines Trägers die Geschwindigkeit in Umkehrpunktbereichen vergrößert sein.With the solution according to the invention it is possible in the respective modification of substrate surfaces the Movement direction and / or movement speed of the mobile carrier to influence specifically, so that the modification or layer formation locally differentiated can also be influenced by it. So For example, in a linear reciprocating motion or sinusoidal movement a carrier the speed can be increased in reversing point areas.

Außerdem können allein oder zusätzlich auch lokal differenziert unterschiedliche Precursoren und/oder Precursorvolumenströme/-massenströme dem jeweiligen Plasma zugeführt werden.Besides, you can alone or additionally locally differentiated different precursors and / or Precursorvolumenströme / mass flows the respective Plasma supplied become.

Neben der bereits erwähnten Flexibilität der Erfindung können die Modifizierungs-/Reaktionsbedingungen während des Prozesses gezielt beeinflusst, also gesteuert oder geregelt werden, so dass reproduzierbare Ergebnisse erreicht werden können.Next the already mentioned flexibility of the invention Target the modification / reaction conditions during the process influenced, thus controlled or regulated, so that reproducible Results can be achieved.

Außerdem können durch effektive Abschottung gegenüber den Umgebungsmedien ein gegebenenfalls unerwünschter Einfluss von Sauerstoff, der dann auch zur Oxidbildung führen kann, vermieden werden.In addition, through effective foreclosure versus the ambient media an optionally undesirable influence of oxygen, which then lead to oxide formation can be avoided.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.following the invention will be explained in more detail by way of example.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 in schematischer Form eine Möglichkeit für den Aufbau eines mobilen Trägers für ein erfindungsgemäßes Modul mit asymmetrischer Ausbildung eines Absaugsystems; 1 in schematic form, a possibility for the construction of a mobile support for a module according to the invention with asymmetrical design of an exhaust system;

2 ein Beispiel mit symmetrischer Ausbildung eines Absaugsystems; 2 an example with symmetrical design of a suction system;

3 eine Ansicht von unten auf die Oberfläche eines Trägers mit einer Austrittsöffnung für Plasma, die in Richtung auf eine zu modifizierende Substratoberfläche gerichtet ist und 3 a bottom view of the surface of a support with a discharge opening for plasma, which is directed towards a substrate surface to be modified, and

4 eine entsprechende Ansicht eines Trägers mit mehreren Austrittsöffnungen für Plasma. 4 a corresponding view of a carrier with multiple outlets for plasma.

In 1 ist in schematischer Form ein Beispiel für einen Aufbau eines mobilen Trägers 1 gezeigt, der wie im allgemeinen Teil der Beschreibung mit Hilfe von nicht dargestellten zusätzlichen Elementen, wie geeigneten Linearantrieben oder einem mehrachsigen Industrieroboter entlang der Oberfläche eines Substrates 8 bewegt werden kann.In 1 is a schematic of an example of a structure of a mobile carrier 1 as shown in the general part of the description by means of additional elements, not shown, such as suitable linear drives or a multi-axis industrial robot along the surface of a substrate 8th can be moved.

Mit dem Doppelpfeil ist angedeutet, dass auch das Substrat 8 translatorisch bewegt werden kann. In diesem Fall könnte dann der mobile Träger 1 in die Zeichnungsebene hinein und wieder heraus bewegt werden, so dass ein vollständiges Überstreichen einer Substratoberfläche durch eine solche Hin- und Herbewegung, bei gleichzeitig translatorischer Bewegung des Substrates 8 möglich ist.The double arrow indicates that the substrate is too 8th can be moved translationally. In this case, then the mobile carrier could 1 be moved into and out of the plane of the drawing, so that a complete sweeping a substrate surface by such a reciprocating motion, with simultaneous translational movement of the substrate 8th is possible.

Am Träger 1 ist eine Plasmaquelle 2, bevorzugt eine Lichtbogenplasmaquelle vorhanden, die mit nicht dargestellten Zuführungen für ein Plasmagas und Elektroenergie versehen ist. Das in der Plasmaquelle 2 gebildete Plasma gelangt über den Plasmakanal 3', durch die in diesem Fall als Schlitzdüse ausgebildete Austrittsöffnung 3 in Richtung auf eine zu modifizierende Substratoberfläche. In diesem Bereich ist dann ein Reaktionsraum 5 angeordnet, an den sich der Bereich 5', als Bestandteil des Reaktionsraumes 5 mit vergrößertem Spaltmaß zur Substratoberfläche anschließt.On the carrier 1 is a plasma source 2 Preferably, there is an arc plasma source provided with supplies for a plasma gas and electric energy, not shown. That in the plasma source 2 formed plasma passes over the plasma channel 3 ' , By the exit opening formed in this case as a slot nozzle 3 in the direction of a substrate surface to be modified. In this area is then a reaction space 5 arranged to the area itself 5 ' , as part of the reaction space 5 followed by increased gap to the substrate surface.

In schematischer Form ist hier lediglich eine Zuführung 7 für Precursoren dargestellt, die in den Plasmakanal 3' und gegebenenfalls in den Bereich der Austrittsöffnung 3 münden kann. Mit dem entsprechend zugeführten Precursor können an sich bekannte Schichtbildungsprozesse auf Substratoberflächen durch den aktivierenden Einfluss des Plasmas erfolgen.In schematic form here is only a feeder 7 shown for precursors in the plasma channel 3 ' and optionally in the region of the outlet opening 3 can lead. With the appropriately supplied precursor known layer-forming processes on substrate surfaces can be effected by the activating influence of the plasma.

Umlaufend um den Reaktionsraum ist eine Abgasabsaugung 4, in Form eines durchgängigen Ringkanals vorhanden, durch die Abgase aus dem Reaktionsraum 5 und ein Teil des Spülgases, das durch den Spalt 17 zur Abdichtung desselben von der ebenfalls umlaufend um den Reaktionsraum 5 ausgebildeten Spülgaszuführung 6 zugeführt wird, abgeführt werden können.Surrounding the reaction space is a Abgasabsaugung 4 , in the form of a continuous annular channel, through the exhaust gases from the reaction space 5 and a portion of the purge gas passing through the gap 17 for sealing the same from the also circulating around the reaction space 5 trained purge gas supply 6 is fed, can be removed.

Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist eine zusätzliche Abgasabsaugung 4' sich unmittelbar anschließend an den Bereich 5' des Reaktionsraumes 5 ausgebildet, um den entsprechend vergrößerten Abgasvolumenstrom aus dem Reaktionsraum 5 abführen zu können.At the in 1 example shown is an additional exhaust extraction 4 ' immediately after the area 5 ' of the reaction space 5 designed to the correspondingly enlarged exhaust gas flow from the reaction space 5 to be able to pay.

Des Weiteren sind in 1 eine Anzahl von Sensoren 9 bis 12 dargestellt. So kann beispielsweise mit dem Sensor 9 der Druck im Plasmakanal 3' bestimmt werden. Mit den Drucksensoren 11 kann der Druck in der umlaufenden Abgasabsaugung 4 bestimmt werden.Furthermore, in 1 a number of sensors 9 to 12 shown. So can beispielswei se with the sensor 9 the pressure in the plasma channel 3 ' be determined. With the pressure sensors 11 can the pressure in the recirculating exhaust fume extraction 4 be determined.

Des Weiteren sind Drucksensoren 10 und 12 an den Spalt 17 angeschlossen. Dabei wird mit den Drucksensoren 12 im Wesentlichen der Spülgasdruck und mit den Sensoren 10 im Wesentlichen der Abgasdruck in Richtung auf die Abgasabsaugung 4 bestimmt.Furthermore, there are pressure sensors 10 and 12 to the gap 17 connected. It is with the pressure sensors 12 essentially the purge gas pressure and with the sensors 10 essentially the exhaust gas pressure in the direction of the exhaust gas extraction 4 certainly.

Weitere Sensoren 10 bis 12 können auch über den Umfang verteilt angeordnet sein.Other sensors 10 to 12 can also be distributed over the circumference.

Bei dem hier gezeigten Beispiel werden die mit den jeweiligen Sensoren 10 und 12 ermittelten Differenzdrücke, wie auch die mit den Sensoren 9 und 11 ermittelten Absolutdrücke einer nicht dargestellten elektronischen Steuerung/Regelung zugeführt, um den Druck/Volumenstrom innerhalb der Abgasabsaugung 4, 4' und den Spülgasdruck/-volumenstrom der Spülgaszuführung 6 regeln zu können. Für die Regelung der Spülgaszuführung 6 sind Regelventile 13 und für die Regelung der Abgasabsaugung 4, 4' sind bei diesem Beispiel entsprechende Drosselklappen 14 und 14' vorhanden.In the example shown here are those with the respective sensors 10 and 12 determined differential pressures, as well as those with the sensors 9 and 11 determined absolute pressures of an electronic control / not shown supplied to the pressure / volume flow within the exhaust extraction 4 . 4 ' and the purge gas pressure / volume flow of purge gas supply 6 to be able to regulate. For the control of the purge gas supply 6 are control valves 13 and for the regulation of the exhaust gas extraction 4 . 4 ' are in this example corresponding throttle 14 and 14 ' available.

Selbstverständlich kann/können auch eine oder mehrere Absauganlagen, die an die Abgasabsaugung 4, 4' angeschlossen sind, entsprechend geregelt werden.Of course, can / can also one or more extraction systems connected to the Abgasabsaugung 4 . 4 ' are connected, are regulated accordingly.

Anstelle der bezeichneten Drucksensoren können aber auch teilweise geeignete Volumenstromsensoren eingesetzt werden.Instead of the designated pressure sensors can but also partially suitable volumetric flow sensors are used.

Das Beispiel nach 1 stellt quasi ein asymmetrisches Abgasabsaugsystem um den Reaktionsraum 5, mit den Abgasabsaugungen 4 und 4' dar, da lediglich eine Absaugung 4' an einer Seite des Reaktionsraumes 5 angeordnet ist.The example after 1 represents an asymmetrical exhaust gas extraction system around the reaction space 5 , with the exhaust fumes 4 and 4 ' because only one suction 4 ' on one side of the reaction space 5 is arranged.

Im Gegensatz hierzu ist beim in 2 gezeigten Beispiel eine symmetrische Form von Absaugungen 4 und 4' um den Reaktionsraum 5 gewählt worden.In contrast, when in 2 example shown a symmetrical shape of suction 4 and 4 ' around the reaction space 5 has been chosen.

Die 3 zeigt in schematischer Form eine Ansicht von unten auf die Oberfläche eines mobilen Trägers 1, die während des Betriebes in Richtung auf die jeweilige Substratoberfläche weist.The 3 shows in schematic form a view from below of the surface of a mobile carrier 1 , which points in the direction of the respective substrate surface during operation.

Bei dem hier gezeigten Beispiel hat der Träger 1 eine nahezu rechteckige Gestalt, wobei eine Abrundung der Ecken berücksichtigt worden ist. Die äußere durchgezogene Linie stellt dabei den radial äußeren Rand eines Trägers 1 dar.In the example shown here, the carrier has 1 a nearly rectangular shape, with a rounding of the corners has been taken into account. The outer solid line represents the radially outer edge of a carrier 1 represents.

Im Zentrum ist ein lang gestreckter, entlang einer Achse ausgerichteter Reaktionsraum 5 vorhanden, um den radial umlaufend, von innen nach außen zuerst eine Abgasabsaugung 4 und eine radial davon weiter außen angeordnete Spülgaszuführung 6 vorhanden sind.In the center is an elongated, aligned along an axis reaction space 5 present to the radially encircling, from the inside out first an exhaust fume extraction 4 and a purge gas supply disposed radially outwardly thereof 6 available.

Wie bereits angesprochen, haben in vorteilhafter Weise sowohl die Abgasabsaugung 4, wie auch die Spülgaszuführung 6 jeweils konstante Abstände zum äußeren Rand des Reaktionsraumes 5. Dadurch können, bei gleichem Spaltmaß des Spaltes 17 in den entsprechenden Zwischenbereichen radial umlaufend nahezu konstante Strömungsverhältnisse für das abzuführende Abgas und das zugeführte Spülgas mit entsprechend nahezu konstanten Druckverhältnissen eingehalten werden.As already mentioned, both have the exhaust gas extraction in an advantageous manner 4 , as well as the purge gas supply 6 each constant distances to the outer edge of the reaction space 5 , This allows, with the same gap of the gap 17 In the corresponding intermediate regions, radially constant, almost constant flow conditions for the exhaust gas to be discharged and the supplied purge gas are maintained with correspondingly almost constant pressure ratios.

Im Gegensatz zu 1 kann aber bei der Darstellung in 3 auch sehr gut erkannt werden, dass der jeweilige Abstand zwischen Abgasabsaugung 4 und Spülgaszuführung 6 deutlich kleiner, als der Abstand der Spülgaszuführung 6 zum radial äußeren Rand des Trägers 1 gehalten worden ist und wie im allgemeinen Teil der Beschreibung der letztgenannte Abstand zumindest zweifach so groß, wie der Abstand zwischen Abgasabsaugung 4 und Spülgaszuführung 6 ist.In contrast to 1 but can be at the presentation in 3 also be very well recognized that the respective distance between exhaust extraction 4 and purge gas supply 6 significantly smaller than the distance of the purge gas supply 6 to the radially outer edge of the carrier 1 has been held and as in the general part of the description of the latter distance at least twice as large as the distance between exhaust extraction 4 and purge gas supply 6 is.

Das in 3 gezeigte Beispiel ist besonders für Träger 1 mit lediglich einer Austrittsöffnung 3, die bevorzugt schlitzförmig, z.B. an einer Lichtbogen-Plasmaquelle ausgebildet ist, gezeigt.This in 3 example shown is especially for carriers 1 with only one outlet opening 3 , which is preferably slot-shaped, for example, formed on an arc plasma source shown.

Im Gegensatz dazu sind eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen 3 für Plasma an einem Träger 1 in 4 gezeigt. Diese Anordnung kann vorzugsweise für den Betrieb mit einer Mikrowellenplasmaquelle eingesetzt werden. Das Abgasabsaugsystem mit Abgasabsaugungen 4 und 4' kann dabei so ausgebildet sein, wie beim Beispiel nach 2.In contrast, there are a plurality of outlet openings 3 for plasma on a support 1 in 4 shown. This arrangement may preferably be used for operation with a microwave plasma source. The exhaust gas extraction system with exhaust gas extractors 4 and 4 ' can be designed as in the example after 2 ,

Claims

Module for modifying substrate surfaces under atmospheric conditions, in which on a mobile support ( 1 ) for a plasma source ( 2 ) in the direction of a respective substrate surface at least one outlet opening for plasma and between a circumferential around the outlet opening (s) ( 3 ) formed exhaust gas extraction ( 4 ) and the substrate surface a reaction space ( 5 ) is formed, also a radially outer also circumferentially formed purge gas supply ( 6 ) into a gap ( 17 ) between carriers ( 1 ) and substrate surface for a fluid dynamic seal to the surrounding atmosphere is present, wherein the distance of the purge gas supply ( 6 ) to the radially outer edge of the carrier ( 1 ) at least dop pelt is as large as the distance of the purge gas supply ( 6 ) for exhaust gas extraction ( 4 ) and the carrier ( 1 ) is movable along at least one axis with respect to the substrate surface.

Module according to claim 1, characterized in that at the outlet opening (s) ( 3 ) for plasma have an enlarged gap the area ( 5 ' ), which is part of the reaction space ( 5 ).

Module according to claim 1 or 2, characterized in that following the area ( 5 ' ) another exhaust gas extraction ( 4 ' ) is arranged.

Module according to one of the preceding claims, characterized in that exhaust gas extraction ( 4 ) and / or purge gas supply ( 6 ) are subdivided into separately taxable and / or controllable segments.

Method for modifying substrate surfaces under atmospheric pressure conditions with a module according to one of Claims 1 to 4, in which the mobile support ( 1 ) at a distance to the substrate surface for setting a predetermined gap between the carrier ( 1 ) and substrate surface arranged, with the plasma source ( 2 ) the pressures in the plasma channel ( 3 ' ) and / or reaction space ( 5 ) as well as the pressure and / or volume flow of the exhaust gas extraction ( 4 ) and regulated to specifiable values; then the purging gas pressure and / or the volume flow and the pressure and / or volume flow of the exhaust gas extraction ( 4 ) and regulated to specifiable values and the wearer ( 1 ) is moved over the substrate surface.

A method according to claim 5, characterized in that after the regulation of the pressures and / or volume flows in the plasma channel ( 3 ' ) and / or reaction space ( 5 ), Exhaust gas extraction ( 4 ) and purge gas supply ( 6 ) at least one precursor is supplied to the plasma and the determination and regulation of the pressures and / or volume flows is repeated.

Method according to claim 5 or 6, characterized in that the direction of movement and / or the speed of movement of the carrier ( 1 ) is controlled.

Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that carrier ( 1 ) and substrate ( 8th ) are moved.

Method according to one of the methods 5 to 8, characterized in that the speed of the carrier ( 1 ) is controlled locally differentiated.

Method according to one of claims 5 to 9, characterized in that the outlet opening (s) ( 3 ) with respect to the direction of movement of the wearer ( 1 ) and / or the substrate ( 8th ).

Method according to one of claims 5 to 10, characterized in that in the direction of movement of the carrier ( 1 ) a front region of the substrate surface is modified and / or charged exclusively with plasma.

Method according to one of claims 5 to 11, characterized that locally differentiated different precursors and / or precursor volume flows and / or mass flows are supplied.

Method according to one of claims 5 to 12, characterized in that in the reaction space ( 5 ) a constant pressure in the range ± 100 Pa is set by the pressure of the ambient atmosphere.