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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines physikalischen Plasmas mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines physikalischen Plasmas mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 9.
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Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung das Erzeugen eines sogenannten kalten Plasmas, dessen Gastemperatur 100°C typischerweise nicht überschreitet. Ein solches kaltes Plasma kann durch eine Gasentladung erzeugt werden, die mit einer hochfrequenten Wechselhochspannung zwischen zwei Elektroden hervorgerufen wird und bei der ein Stromfluss zwischen den beiden Elektroden durch eine mit mindestens einer der Elektroden in Reihe geschaltete Kapazität begrenzt wird. Zu solchen Gasentladungen zählen auch dielektrisch behinderte Entladungen, die auch als Barriereentladung bezeichnet werden und bei denen die den Stromfluss begrenzende Kapazität durch eine dielektrische Abschirmung zumindest einer der Elektroden ausgebildet ist. Auf die geschilderte Weise kann ein kaltes Plasma auch bei Atmosphärendruck, d. h. einem Absolutdruck in der Größenordnung von 1 × 105 Pa, mit geringem apparativem und energetischem Aufwand kontrolliert hervorgerufen werden. Daher ist für das Erzeugen eines physikalischen Plasmas auf diese Weise keine Vakuumapparatur erforderlich.
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Das erzeugte physikalische Plasma kann insbesondere zur Behandlung der Oberfläche eines Objekts verwendet werden. Dabei kann diese Behandlung eine Vorbehandlung des Objekts für eine spätere Beschichtung und/oder eine Beschichtung des Objekts aus einem Prozessgas heraus umfassen, das in den Bereich des Plasmas eingeführt wird und in dem reaktive Substanzen enthalten sind, welche durch das Plasma aktiviert werden.
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Von besonderem Interesse ist die Behandlung von Oberflächen von Objekten mit einem physikalischen Plasma, die selbst nicht elektrisch leitfähig sind oder auch ansonsten keine günstigen Eigenschaften zur Ausbildung einer der beiden Elektroden aufweisen, zwischen denen die Wechselspannung zum Hervorrufen der Gasentladung angelegt wird.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
WO 2005/125286 A1 ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Substrats mittels eines Plasma-Jets bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Behältnis, durch welches ein Arbeitsgas in einer Strömungsrichtung hindurchströmt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die durch eine dielektrische Barriere voneinander getrennt sind und zwischen denen eine Wechselhochspannung zur Erzeugung eines Plasmas bei Atmosphärendruck angelegt wird. Die eine Elektrode ist von der anderen Elektrode bezogen auf die Strömungsrichtung des Arbeitsgases axial und radial beabstandet. Konkret liegt die eine Elektrode am Innenumfang eines von dem Arbeitsgas durchströmten Ringraums, während die andere Elektrode hinter der dielektrischen Barriere am Außenumfang des Ringraums liegt. Zusätzlich zu dem Plasma-bildenden Arbeitsgas wird ein Prozessgas durch ein innerhalb der inneren Elektrode liegendes Innenrohr zugeführt. Dabei liegt die Mündung des Innenrohrs bezogen auf die Strömungsrichtung des Arbeitsgases stromab einer Mündung des Ringraums, aus der das Plasma austritt. Die Vermischung von Plasma und Prozessgas erfolgt daher erst nach dem Austreten des Plasmas aus dem Ringraum auf der freien Strecke zu dem zu bearbeitenden Substrat. In der
DE 20 2007 019 184 U1 wird dazu ausgeführt, dass dies mit einer unzureichenden Aktivierung des Prozessgases verbunden ist, da das Plasma und das Prozessgas im Wesentlichen parallel auf das Substrat strömen. Praktisch wird aber auch beobachtet, dass reaktive Substanzen aus dem Prozessgas, mit denen eigentlich das Substrat beschichtet werden soll, bereits an der Mündung des Innenrohrs aktiviert werden und sich an der Mündung des Innenrohrs ablagern und dieses verunreinigen.
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Aus der
DE 20 2007 019 184 U1 ist eine Vorrichtung zur Behandlung oder Beschichtung von Oberflächen mittels eines Plasma-Jets bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Erzeugung eines Plasma-Jets unter Zufuhr eines Arbeitsgases auf, wobei der Plasma-Jet in Jet- oder Strahlform aus einem Plasmakopf der Einrichtung austritt. Eine räumlich getrennt angeordnete geschlossene Reaktionskammer weist eine Einlassöffnung für den Plasma-Jet, mindestens eine weitere Einlassöffnung und eine Auslassöffnung auf. Der Plasmakopf steht mit der Einlassöffnung der Reaktionskammer in Verbindung. Durch die mindestens eine weitere Einlassöffnung wird mindestens ein Prozessgas zugeführt. Die Auslassöffnung ist zur Oberfläche des zu behandelnden oder zu beschichtenden Werkstücks hin ausgerichtet. In der Reaktionskammer erfolgt eine Aktivierung des Prozessgases durch den Plasma-Jet. Dies ist mit der großen Gefahr verbunden, dass sich reaktive Bestandteile des Prozessgases, mit denen die Oberflächen beschichtet werden sollen, an den Wänden der Reaktionskammer niederschlagen und diese verunreinigen.
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Aus der
DE 10 2008 058 783 A1 ist ein Verfahren zum Aufbringen einer Schicht auf eine Nanooberfläche eines Werkstücks bekannt, bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl durch elektrische Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt wird und ein Prozessgas räumlich getrennt von dem Arbeitsgas zugeführt wird. Das Prozessgas wird dabei direkt dem Plasmastrahl zugeführt. Hierdurch tritt derselbe Nachteil wie bei der aus der
WO 2005/125286 A2 bekannten Vorrichtung auf, dass die Bestandteile des Prozessgases, die eigentlich auf die Nanooberfläche aufgebracht werden sollen, bereits an der Mündung der Zuführung des Prozessgases aktiviert werden und sich dort ablagern.
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Aus der
DE 20 2007 018 317 U1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmastrahls bekannt. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse und mindestens zwei Elektroden auf, wobei das Gehäuse einen Einlass für ein Arbeitsgas und einen Gasauslass aufweist. Die beiden Elektroden sind in der Seitenwand des Gehäuses integriert. Ein Prozessgas wird dem aus dem Gasauslass austretenden Plasmastrahl noch in dem Gehäuse über eine Zuführungsvorrichtung zugeführt. Auch hier treten die bereits geschilderten Nachteile auf, dass reaktive Bestandteile des Prozessgases unmittelbar durch das Plasma aktiviert werden und sich noch an der Zuführungsvorrichtung oder dem Gehäuse niederschlagen.
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Aus der
EP 1 902 156 B1 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Atmosphärendruck-Plasmabehandlung und/oder zur Plasmabeschichtung von elektrisch isolierenden Werkstücken, insbesondere Materialplatten oder -bahnen bekannt. Ein zu behandelndes Werkstück wird in einem Abstand unterhalb von zwei sich quer zur Bewegungsrichtung über die Breite der zu behandelnden Oberfläche des Werkstücks erstreckenden Barriereelektroden angeordnet, und die Elektrode und das Werkstück werden in einer Bewegungsrichtung relativ zueinander in Bewegung versetzt. An die Barriereelektroden wird eine Wechselhochspannung angelegt. Ein erster zwischen den Barriereelektroden und dem Werkstück gelegener Raum wird mit einer ersten Atmosphäre und ein zweiter auf der den Barriereelektroden abgewandten Seite des Werkstücks gelegener, an eine Rückseite desselben angrenzender Raum wird mit einer zweiten, von der ersten Atmosphäre verschiedenen Atmosphäre gefüllt. Die Wahl der Wechselhochspannung und der ersten und der zweiten Atmosphäre erfolgt derart, dass eine Plasmaentladung in der zweiten Atmosphäre zündet. Die erste und die zweite Atmosphäre werden durch unterschiedliche Gase oder Gasgemische gebildet. In die zweite Atmosphäre können chemische Reagenzien als Ausgangsmaterialien für eine Plasmabeschichtung auf der der Hochspannungselektrode angewandten Seite des Werkstücks eingebracht werden. Diese Reagenzien schlagen sich nicht an den Barriereelektroden nieder, da sie nicht mit ihnen in Kontakt gelangen. Eine Vorrichtung zur Umsetzung dieses bekannten Verfahrens ist aufwändig. Konkrete Hinweise auf die Zusammensetzungen der beiden Atmosphären auf den beiden Seiten des zu behandelnden Werkstücks gibt es nicht.
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Aus der
DE 603 08 341 T2 sind ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung durch atmosphärisches Plasma, das die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist, und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 9 bekannt. Das Arbeitsgas wird bei dem bekannten Verfahren so ausgewählt, dass es eine geringere Ionisierungsenthalpie als das umgebende Gasmedium besitzt. Bei der bekannten Vorrichtung sind drei rohrförmige Elektroden vorhanden, die symmetrisch um eine Zwischendüse herum angeordnet sind, die ein Zwischengas liefert. Die Vorrichtung erlaubt es, ein Plasma zu realisieren, das durch einen 3-phasigen Wechselstrom gespeist wird. Die rohrförmigen Elektroden sind nach innen, d. h. zur Mittelachse der Vorrichtung hin geneigt, auf der die Zwischendüse angeordnet ist. Das Plasma hat die Gestalt dreier Strahlen, die in einem Behandlungsbereich der Entladung zusammenlaufen.
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Aus der
DE 19 65 576 B2 sind eine Vorrichtung zur Plasmaerzeugung und ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung bekannt. Die Vorrichtung weist zwei oder mehr aus einer Düse mit einer zentralen Elektrode bestehende Lichtbogen-Plasmageneratoren auf, wobei aus den Düsen austretende Gasstrahlen aufeinander gerichtet sind. Elektrische Hilfsspeisegeneratoren sind jeweils an eine Düse und die zugehörige Elektrode angeschlossen. Ein elektrischer Hauptspeisegenerator ist in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet, der die Plasmastrahlgeneratoren und die Gasstrahlen einschließt. Dabei ist nur ein Teil der Plasmastrahlgeneratoren jeweils ein Hilfsspeisegenerator zugeordnet, und bei einem anderen Teil der Plasmastrahlgeneratoren erstrecken sich die an den Hauptspeisegenerator angeschlossen Elektroden mindestens bis zur Mündung der Düsen. Bei dem bekannten Verfahren wird die Energiezufuhr zu den Plasmastrahlgeneratoren mit Hilfsspeisegenerator für die Zündung der elektrischen Bögen in den Gasstrahlen der anderen Plasmageneratoren unterbrochen. Dabei kann eine bevorzugte Bahn für den Durchlauf des jeweiligen Bogens im aus der jeweiligen Düse austretenden Gasstrahl gebildet werden, selbst wenn die elektrische Leitfähigkeit dieses Gasstrahls vor der Zündung geringer ist als diejenige der Umgebungsluft, wobei jedoch dieser Bogen in einem Bereich der jeweiligen Düse entspringen muss, der von dem Gasstrahl umflutet wird. Die Zündung des Bogens, welche eine Erwärmung des gesagten Bereichs zur Folge hat, bewirkt auch eine Erwärmung und damit eine Verminderung des elektrischen Widerstands des strömenden Gases, welches auf diese Weise einen geringeren Widerstand als die Luft bietet.
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Aus der
US 2011/0184408 A1 sind eine elektrochirurgische Vorrichtung zum Erzeugen eines dualen Plasmastroms und ein entsprechendes Verfahren bekannt. Das Plasma wird durch eine Wechselhochspannung in einem Edelgas gezündet. Die Wechselhochspannung von einem Wechselhochspannungsgenerator kann dabei unter galvanischer Trennung mit Hilfe von Kondensatoren an eine Elektrode und eine Gegenelektrode angelegt werden. Es können auch mehrere Wechselhochspannungen an mehrere Elektroden angelegt werden, um die herum jeweils Edelgas austritt. Dabei können die Austrittsrichtungen des Edelgases an den einzelnen Elektroden auf einen gemeinsamen Punkt ausgerichtet sein. Gegenüber diesem gemeinsamen Punkt kann das Plasma durch unterschiedliche Strömungsraten des Edelgases längs der Elektroden verschoben werden. Dabei können mehrere Elektroden mit Gaszuführung dreh- und/oder achsensymmetrisch zu einer Hauptachse angeordnet sein, auf der eine weitere Elektrode mit Gaszuführung angeordnet ist.
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Aus der
DE 696 14 129 T2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plasmaerzeugung bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Resonatorschaltung in einer Reihenschaltung aus einem Kondensator und einer Spule, um sowohl ein Magnetfeld in einem Plasmabildungsraum aufzubauen als auch ein Plasma mittels Funkenentladung in dem Plasmabildungsraum zu zünden, das dann mittels des Magnetfelds und der Funkenentladung aufrechterhalten wird.
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Aus der
DE 2 232 889 A ist ein mit technischem Wechselstrom gespeister Plasmabrenner bekannt, bei dem zur Aufrechterhaltung des Plasmas während des Nulldurchgangs der Wechselspannung der Wechselstromquelle, die den technischen Wechselstrom bereitstellt, eine von einer Hochfrequenz-Energiequelle gespeiste Pilot-Plasmafackel vorgesehen ist. Die Hochfrequenz-Energiequelle ist dabei über einen Kondensator an eine Leitung angekoppelt, die auch den technischen Wechselstrom führt.
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Aus der
US 5,539,176 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Synthetisieren von Diamanten in der Dampfphase bekannt. Dabei kommen mehrere Plasmabrenner und mehrere Anodendüsen zum Einsatz. Zunächst in inertem Gas oder Wasserstoff innerhalb der Plasmabrenner gezündete Plasmas werden zu Plasmajets zwischen den Plasmabrennern und den Anodendüsen geformt und vereinen sich zu einer Plasmaflamme.
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Aus der
US 3,989,412 A ist eine Plasmawärmebehandlungsvorrichtung mit mindestens einem katodischen Plasmagenerator zum Erzeugen einer Plasmasäule und mit einer Mehrzahl von anodischen Plasmabrennern bekannt, deren Auslässe symmetrisch um die Achse der Säule herum angeordnet sind. Im Betrieb fließt ein Strom gleichzeitig zwischen dem Plasmagenerator und jedem der Plasmabrenner über die Plasmasäule und die aus den Plasmabrennern austretenden und sich mit der Plasmasäule vereinenden Plasmajets.
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Grundsätzlich ist es bekannt, dass eine Gasentladung besonders leicht in Argon oder Helium gezündet und aufrechterhalten werden kann, weil die Durchbruchspannung dieser Gase wegen einer leichten Ionisierbarkeit ihrer Atome vergleichsweise gering ist und weil einmal gebildete Ionen eine vergleichsweise lange Lebensdauer aufweisen.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines physikalischen Plasmas aufzuzeigen, die zur Oberflächenbehandlung und Oberflächenbeschichtung auch von Objekten aus elektrisch nicht leitfähigen Materialien gut geeignet sind und dabei die Nachteile des oben erläuterten Stands der Technik überwinden.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen eines physikalischen Plasmas mit den Schritten: (i) Anordnen von zwei Elektroden in einem Abstand; (ii) Anlegen einer Wechselhochspannung aus bipolaren Spannungspulsen zwischen den Elektroden, um eine Gasentladung zwischen den Elektroden hervorzurufen; und (iii) Ausblasen eines Arbeitsgases, um eine zwischen den Elektroden verlaufende Entladungsstrecke, längs der sich die Gasentladung erstreckt, von dem Abstand der Elektroden weg zu formen, wobei das Arbeitsgas von jeder der beiden Elektroden weg in zwei sich kreuzenden Richtungen ausgeblasen wird, so dass eine V-förmige Entladungsstrecke ausgebildet wird; wird das Arbeitsgas so ausgewählt, das es dieselbe Zusammensetzung aufweist wie die Gasatmosphäre in einer Umgebung der Elektroden; und wird ein Stromfluss zwischen den beiden Elektroden durch eine mit einer der Elektroden in Reihe geschaltete Kapazität begrenzt.
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Ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die V-förmige Entladungsstrecke, die sich von der einen zu der anderen der Elektroden erstreckt. Das heißt, die Entladungsstrecke verläuft nicht längs des kürzesten Abstands der beiden Elektroden, auch wenn der Weg längs dieses Abstands frei ist. Die Entladungsstrecke verläuft aber dennoch entlang des Weges von der einen Elektrode zu der anderen Elektrode, der den geringsten elektrischen Widerstand aufweist. Wegen der von den Elektroden weg gerichteten Strömungen des Arbeitsgases nimmt dieser Weg des geringsten elektrischen Widerstands den geometrischen Umweg über den Kreuzungsbereich der beiden Richtungen, in denen das Arbeitsgas von den beiden Elektroden weg ausgeblasen wird.
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Ein V-förmiger Weg des geringsten elektrischen Widerstands kann von Anfang an, d. h. schon vor dem Zünden der Gasentladung durch das erstmalige Anlegen der Hochspannung dadurch gegeben sein, dass als Arbeitsgas ein Gas mit einer deutlich niedrigeren Durchbruchfeldstärke als diejenige einer Gasatmosphäre in der Umgebung ausgewählt wird. Dann ist die Durchbruchfeldstärke längs der V-förmigen Entladungsstrecke die kleinere des Arbeitsgases, und auch deren Durchbruchspannung, die dem Produkt aus der Durchbruchfeldstärke des Arbeitsgases und der Länge der V-förmigen Entladungsstrecke entspricht, bleibt bei einem größeren Unterschied der Durchbruchfeldstärken hinter der Durchbruchfeldstärke der Gasatmosphäre in der Umgebung mal dem freien Abstand der Elektroden zurück. Deshalb zündet die Gasentladung bereits längs der V-förmigen Entladungsstrecke, und die V-förmige Entladungsstrecke stabilisiert sich durch die längs ihres Verlaufs in Folge der Gasentladung zusätzlich anfallenden Ladungsträger und durch die gerichtete Verteilung dieser Ladungsträger in Folge der sich kreuzenden Strömungen des Arbeitsgases.
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Dieser Stabilisierungseffekt ist tatsächlich so groß, dass sich die V-förmige Entladungsstrecke auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausbildet, bei dem das Arbeitsgas keine deutlich niedrigere Durchbruchfeldstärke sondern dieselbe Zusammensetzung aufweist wie die Gasatmosphäre in der Umgebung. So wurde das erfindungsgemäße Verfahren zum Beispiel mit dem Arbeitsgas Luft in einer Umgebung aus Luft erfolgreich durchgeführt. Dabei zündete die Gasentladung erwartungsgemäß über den kürzesten freien Abstands der Elektroden. Die in Folge der Gasentladung anfallenden zusätzlichen Ladungsträger wurden aber von dem an den Elektroden ausgeblasenen Arbeitsgas zu dem Kreuzungspunkt der Richtungen des Ausblasens hin mitgenommen. So ergab sich bei aufrechterhaltener Gasentladung schnell eine V-förmige Hauptverteilung der zusätzlichen Ladungsträger und damit die erfindungsgemäße V-förmige Entladungsstrecke.
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Die V-förmige Entladungsstrecke ermöglicht es, die Entladungsstrecke selbst und nicht etwa nur einen Plasma-Jet, in dem die Konzentration der reaktiven Spezies mit Abstand zu der eigentlichen Entladungsstrecke abnimmt, von den Elektroden weg in die freie Umgebung und damit zum Beispiel auf die Oberfläche eines von den Elektroden beabstandeten Objekts auszurichten. Bei der Erfindung wird die Entladungsstrecke aber auch nicht einfach dadurch geformt, dass Arbeitsgas zwischen den Elektroden ausgeblasen wird, das die Gasentladung etwas mitnimmt und so die Entladungsstrecke ausbeult. Vielmehr wird mit dem in bestimmten Richtungen lokal an den Elektroden ausgeblasenen Arbeitsgas die Gasentladung über Ihre gesamte Länge auf einen bestimmten V-förmigen Raum konzentriert. Wenn die Oberfläche eines Objekts in den unmittelbaren Bereich der V-förmigen Entladungsstrecke gelangt, resultiert hieraus eine Deformation der V-förmigen Entladungsstrecke, indem deren Spitze in dem Kreuzungsbereich der Richtungen, in denen das Arbeitsgas ausgeblasen wird, durch einen Bereich der Entladungsstrecke, der parallel zur Oberfläche des Objekts verläuft, abgestumpft wird.
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Zur Ausbildung einer definierten V-förmigen Entladungsstrecke mit zwei Ästen, die sich jeweils von einer der beiden Elektroden bis zu dem Kreuzungsbereich der beiden Richtungen erstrecken, in denen das Arbeitsgas an den beiden Elektroden ausgeblasen wird, sollten stärkere Verwirbelungen des an den Elektroden ausgeblasenen Arbeitsgases mit der Gasatmosphäre in der Umgebung verhindert werden, auch wenn das Arbeitgas dieselbe Zusammensetzung hat, wie die Gasatmosphäre. Dies wird dann erreicht, wenn das Arbeitsgas in Form laminarer Strömungen an den Elektroden ausgeblasen wird. Jedes in eine Gasatmosphäre ausgeblasene Gas vermischt sich mit der Gasatmosphäre. Durch Ausblasen des Arbeitsgases in Form laminarer Strömungen wird diese Vermischung jedoch so weit verlangsamt wie möglich. Unter günstigen Voraussetzungen löst sich ein Strahl aus Arbeitsgas erst über etwa 20 Durchmesser der Strömungen des ausgeblasenen Arbeitsgases hinweg auf. Ein noch nicht aufgelöster Strahl aus Arbeitgas mit niedriger Durchbruchfeldstärke stellt schon vor dem Zünden der Gasentladung einen definierten Weg des kleinsten elektrischen Widerstands bereit. Zugleich werden Ladungsträger, die durch eine Gasentladung erzeugt werden, durch einen solchen Strahl viel konzentrierter längs der V-förmigen Ladungsstrecke bewegt als im Bereich stärkerer Verwirbelungen.
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Vor diesem Hintergrund erweist es sich als günstig, wenn sich die beiden Richtungen von den beiden Elektroden aus, in denen das Arbeitsgas ausgeblasen wird, in einem Abstand von 3 bis 20, insbesondere 5 bis 15 Durchmessern der Strömungen des ausgeblasenen Arbeitsgases kreuzen. Dabei ist anzumerken, dass der Kreuzungsbereich der beiden Richtungen weder absolut noch in Durchmessern der Strömungen gleiche Abstände zu den beiden Elektroden aufzuweisen braucht. Vielmehr können gezielt unterschiedliche Abstände der beiden Elektroden zu dem Kreuzungsbereich gewählt werden, um beispielsweise Einfluss auf den freien Abstand der beiden Elektroden untereinander zu nehmen.
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Eine weitere Einflussmöglichkeit auf das Verhältnis von freiem Abstand der Elektroden untereinander und Länge der V-förmigen Entladungsstrecke ist der Winkel zwischen den beiden Richtungen, in denen das Arbeitsgas von den beiden Elektroden aus ausgeblasen wird. Dieser Winkel muss eine gewisse Größe aufweisen, damit die V-förmige Entladungsstrecke über den Kreuzungsbereich nicht sehr viel länger ist als der freie Abstand der beiden Elektroden. Umgekehrt darf der Winkel nicht zu groß sein, wenn sich die V-förmige Entladungsstrecke von den beiden Elektroden weg in die freie Umgebung erstrecken soll. Konkret fällt der Winkel zwischen den beiden Richtungen grundsätzlich in einen Bereich 10° bis 120°. Meistens liegt er zwischen 15° und 90°. Oft liegt er zwischen 20° und 60°. Vielfach erweist sich ein Winkel zwischen den beiden Richtungen von 25° bis 45°, wie beispielsweise etwa 30°, als günstig.
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Grundsätzlich kann die V-förmige Entladungsstrecke um einen Faktor länger als der freie Abstand der beiden Elektroden sein, der in einem Bereich zwischen 1,5 und 10 liegt. Meist liegt er zwischen 2 und 5 und häufig zwischen 2,5 und 3.
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Die beiden Elektroden weisen meistens einen freien Abstand in einem Bereich von 3,0 bis 15 mm auf. Häufig liegt der Abstand der beiden Elektroden zwischen 4,0 und 10 mm. Vielfach liegt er in einem Bereich von 5,0 bis 8,0 mm.
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Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Objekts verwendet wird, kann an einer der beiden Elektroden, grundsätzlich aber auch an beiden, koaxial innerhalb des Arbeitsgases ein Prozessgas ausgeblasen werden. Dieses Prozessgas gelangt mit dem Arbeitsgas in den Bereich der Entladungsstrecke und wird dort direkt durch die Gasentladung oder durch reaktive Spezies aus der Gasentladung aktiviert. Beim koaxialen Ausblasen des Prozessgases innerhalb des Arbeitsgases kann eine Düse, aus der das Prozessgas austritt, so weit stromauf angeordnet sein, dass die Düse selbst nicht im Bereich der Entladungsstrecke liegt, sondern nur das von dem Arbeitsgas ummantelte Prozessgas in den Bereich der Entladungsstrecke eintritt. Auf diese Weise wird eine Ablagerung von reaktiven Substanzen aus dem Prozessgas an irgendwelchen Düsen oder den Elektroden verhindert.
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Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oberfläche eines zu behandelnden Objekts in den Bereich der Entladungsstrecke eingebracht wird, so dass deren Spitze abgestumpft wird, wird die Oberfläche im Bereich der abgeflachten Spitze der V-förmigen Entladungsstrecke mit dem durch die Gasentladung erzeugten Plasma behandelt. Diese Plasmabehandlung kann gezielt als Vorbehandlung für eine Beschichtung der Oberfläche mit reaktiven Bestandteilen des Prozessgases genutzt werden. Dazu ist eine Relativbewegung zwischen dem Objekt, dessen Oberfläche zu behandeln ist, und der Entladungsstrecke herbeizuführen, bei der die Oberfläche erst dann in Kontakt mit dem aktivierten Prozessgas gelangt, nachdem sie bereits von der abgestumpften Spitze der V-förmigen Entladungsstrecke überstrichen wurde.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Wechselhochspannung aus kurzen bipolaren Spannungspulsen an die Elektroden angelegt, und ein Stromfluss zwischen den beiden Elektroden wird durch eine mit einer der Elektroden in Reihe geschaltete Kapazität begrenzt. Die Kapazität kann durch einen Kondensator aber auch irgendein Dielektrikum bereitgestellt werden. Damit sie den Stromfluss wie gewollt begrenzt, darf die Kapazität nicht zu groß sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit mehr als zwei Elektroden durchgeführt werden. So kann von mindestens einer weiteren Elektrode aus Arbeitsgas in einer weiteren sich mit mindestens einer der beiden Richtungen kreuzenden weiteren Richtung ausgeblasen werden, um eine weitere V-förmige Entladungsstrecke durch das Arbeitsgas auszubilden. Diese V-förmige Entladungsstrecke weist einen gemeinsamen Schenkel mit der V-förmigen Entladungsstrecke auf, die von der ersten zu der zweiten Elektrode verläuft. Wenn eine Hochspannung zwischen der weiteren Elektrode und der Elektrode angelegt wird, zu der die weitere V-förmige Entladungsstrecke führt, wird eine weitere Gasentladung über der weiteren Entladungsstrecke hervorgerufen.
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In einer konkreten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit mehr als zwei Elektroden wird eine der Elektroden mit einem Pol einer einzigen Wechselhochspannung verbunden und auf einer Hauptachse angeordnet. Das Arbeitsgas wird von dieser einen der Elektroden aus längs der Achse ausgeblasen. Die anderen der Elektroden werden jeweils über eine Kapazität mit dem anderen Pol der einzigen Wechselhochspannung verbunden und einschließlich der Richtungen des von ihnen aus ausgeblasenen Arbeitsgases dreh- und/oder achsensymmetrisch zu der Hauptachse angeordnet. Durch die Kapazitäten werden die Stromflüsse über sämtliche Gasentladungen, die sich jeweils zwischen der einen der Elektroden und einer der anderen der Elektroden ausbilden, im Bereich der anderen der Elektroden begrenzt, so dass die einzige Wechselhochspannung nicht durch eine einzelne Gasentladung zwischen der einen der Elektroden und nur einer der anderen der Elektroden kurzgeschlossen wird.
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Wenn die zuletzt geschilderte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Beschichtung der Oberfläche eines Objekts angewendet wird, ist es bevorzugt, wenn das Prozessgas an der einen der Elektroden ausgeblasen wird. Der Auftreffpunkt des Prozessgases auf die Oberfläche wird damit durch die Hauptachse vorgegeben. Durch die mehreren V-förmigen Entladungsstrecken bilden sich bei Annäherung der Oberfläche an die Elektroden in mehreren Richtungen von der Hauptachse weg abgestumpfte Spitzen der Entladungsstrecken aus, in deren Bereich eine Vorbehandlung der Oberfläche vor der Beschichtung aus dem Prozessgas heraus erfolgen kann.
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Bei einer erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines physikalischen Plasmas mit (i) zwei in einem Abstand angeordneten Elektroden; (ii) Anschlüssen zum Anlegen einer Wechselhochspannung zwischen den Elektroden um eine Gasentladung zwischen den Elektroden hervorzurufen; (iii) einem Gasanschluss für ein Arbeitsgas; und (iv) Düsen zum Ausblasen des Arbeitsgases, um eine zwischen den Elektroden verlaufende Entladungsstrecke, längs der sich die Gasentladung erstreckt, von dem Abstand weg zu formen, wobei die Düsen von den beiden Elektroden weg in zwei sich kreuzenden Richtungen ausgerichtet sind, so dass sich durch das ausgeblasene Arbeitsgas eine V-förmige Entladungsstrecke ausgebildet; (v) mindestens einer weiteren Elektrode; (vi) einer weiteren Düse zum Ausblasen von Arbeitsgas in einer sich mit mindestens einer der beiden Richtungen kreuzenden weiteren Richtung an der weiteren Elektrode, um eine weitere V-förmige Entladungsstrecke durch das Arbeitsgas auszubilden; und (vii) Anschlüssen zum Anlegen einer Wechselhochspannung zwischen der weiteren Elektrode und mindestens einer der beiden Elektroden, um eine weitere Gasentladung über der weiteren Entladungsstrecke hervorzurufen; ist eine der Elektroden mit einem Pol einer einzigen Wechselhochspannung verbunden und auf einer Hauptachse angeordnet, wobei die Düse an der einen der Elektroden längs der Achse ausgerichtet ist; sind die anderen der Elektroden sämtlich mit dem anderen Pol der einzigen Wechselhochspannung verbunden und einschließlich der Richtungen des von ihnen ausgeblasenen Arbeitsgases dreh- und/oder achsensymmetrisch zu der Hauptachse angeordnet; und sind alle anderen der Elektroden jeweils mit einer Kapazität in Reihe geschaltet, um alle Ströme zwischen der einen der Elektroden und den anderen der Elektroden zu begrenzen.
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Dass die V-förmige Entladungsstrecken durch das Arbeitsgas ausgebildet werden, kann hierbei insoweit eine doppelte Bedeutung haben, als dass sich die Entladungsstrecken durch das Arbeitsgas hindurch erstrecken und zumindest dann, wenn das Arbeitsgas eine deutlich geringere Durchbruchfeldstärke als die Gasatmosphäre in der Umgebung aufweist, auch von dem Arbeitsgas ausgebildet werden, das sich längs der Entladungsstrecken zumindest noch nicht vollständig mit der Gasatmosphäre in der Umgebung der Vorrichtung vermischt hat.
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Die Düsen, aus denen das Arbeitsgas ausgeblasen wird, sind vorzugsweise Mündungen von in den Richtungen ausgerichteten Röhrchen mit im Mündungsbereich konstantem Innendurchmesser. Bei ausreichend geringer Geschwindigkeit des Arbeitsgases, das durch diese Düsen ausgeblasen wird, werden laminare Strömungsbedingungen in den Röhrchen eingehalten.
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Wenn die Röhrchen beispielsweise aus einem Metall ausgebildet und entsprechend elektrisch leitfähig sind, können die Röhrchen neben den Düsen, aus denen das Arbeitsgas an den Elektroden ausgeblasen wird, auch die Elektroden ausbilden, an die die Hochspannung angelegt wird.
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Bei einer Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines Objekts mit reaktiven Bestandteilen eines Prozessgases kann ein Prozessgasanschluss für das Prozessgas und eine Prozessgasdüse zum koaxialen Ausblasen des Prozessgases innerhalb des Arbeitsgases von einer der Elektroden vorgesehen sein. Dabei ist die Prozessgasdüse vorzugsweise die Mündung eines innerhalb des Röhrchens der Düse der einen Elektrode angeordneten Innenröhrchens, wobei die Mündung des Innenröhrchens stromauf der Mündung des Röhrchens der einen Elektrode liegt. Die Prozessgasdüse liegt damit nicht im Bereich der Gasentladungsstrecke, sondern stromauf davor. In den Bereich der Gasentladungsstrecke gelangt nur das von dem Arbeitsgas ummantelte Prozessgas. Durch die Gasentladung in dem Arbeitsgas wird das Prozessgas von allen Seiten her aktiviert.
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Auch wenn es grundsätzlich möglich ist, unterschiedliche Arbeitsgase an den einzelnen Elektroden auszublasen, ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Einfachheit halber bevorzugt, wenn alle Düsen an denselben Anschluss für dasselbe Arbeitsgas angeschlossen sind. Dabei versteht sich, dass über einen gemeinsamen Arbeitsgasverteilraum, an den die einzelnen Düsen angeschlossen sind, keine Kurzschlussstrecke für die angelegte Wechselhochspannung ausgebildet werden darf. Dies wird sicher vermieden, wenn in dem Arbeitsgasverteilraum an keinem Ort eine kritische Feldstärke auftritt, die größer oder gleich der Durchbruchfeldstärke des Arbeitsgases ist.
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Alle weiteren bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und wurden daher zumindest mittelbar bereits bei der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 zeigt schematisch eine erste Vorrichtung zum Erzeugen eines physikalischen Plasmas.
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2 zeigt schematisch eine zweite Vorrichtung zum Erzeugen eines physikalischen Plasmas für die Beschichtung einer Oberfläche eines Objekts.
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3 zeigt die Einwirkung des mit der Vorrichtung gemäß 2 erzeugten physikalischen Plasmas auf die Oberfläche eines Objekts.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 weist zwei metallische Röhrchen 2 und 3 auf, die unter einem Winkel 4 von etwa 30° zueinander ausgerichtet sind. Die Röhrchen 2 und 3 dienen zum Ausblasen eines Arbeitsgases 5 in eine Umgebung 6 der Vorrichtung 1. Durch die Ausrichtung der Röhrchen 2 und 3 wird das Arbeitsgas 5 in zwei sich kreuzenden Richtungen 7 und 8 auf einen gemeinsamen Kreuzungsbereich 9 hin ausgeblasen. Das Arbeitsgas kann so ausgewählt werden, dass es eine deutlich niedrigere Durchbruchfeldstärke als eine Gasatmosphäre in einer Umgebung 6 der Vorrichtung 1 aufweist. Insbesondere kann die Durchbruchfeldstärke des Arbeitsgases 5 um soviel niedriger als diejenige der Gasatmosphäre in der Umgebung 6 ist, dass die Länge einer sich von den Mündungen der Röhrchen 2 und 3 bis in die Nähe des Kreuzungsbereichs 9 erstreckenden V-förmigen Entladungsstrecke 10 mal der Durchbruchfeldstärke des Arbeitsgases 5 etwas kleiner bleibt als ein freier Abstand 11 der Mündungen der Röhrchen 2 und 3 mal der Durchbruchfeldstärke der Gasatmosphäre in der Umgebung 6. Beim Anlegen einer Wechselhochspannung 18 zwischen den Röhrchen 2 und 3 wirken die Mündungen der Röhrchen 2 und 3 so als Elektroden 12 und 13 für eine Gasentladung 14, die längs der V-förmigen Entladungsstrecke 10 zündet. Durch die oben geschilderten Verhältnisse der Durchbruchfeldstärke des Arbeitsgases 5 und der Gasatmosphäre in der Umgebung 6 einerseits sowie des freien Abstands 11 und der Länge der Entladungsstrecke 10 andererseits ist die elektrische Leitfähigkeit längs der V-förmigen Gasentladungsstrecke 10 immer größer als über den freien Abstand 11. Nachdem das Arbeitsgas 5 längs der Entladungsstrecke 10 einmal ionisiert ist, wird dieser Unterschied in der elektrischen Leitfähigkeit noch um ein Vielfaches größer, so dass sich die Gasentladung 14 weiter auf die V-förmige Entladungsstrecke 10 konzentriert. Diese Konzentration tritt auch dann auf, wenn das Arbeitsgas 5 keine deutlich kleinere Durchbruchfeldstärke als die Gasatmosphäre in der Umgebung 6 aufweist. Dann zündet die Gasentladung zwar über dem freien Abstand 11; die durch die Gasentladung entstehenden Ladungsträger werden aber von dem in den beiden Richtungen 7 und 8 ausgeblasenen Arbeitsgas 5 mitgenommen und breiten sich so längs der V-förmigen Entladungsstrecke 10 aus. Dadurch wird die elektrische Leitfähigkeit längs der Entladungsstrecke 10 erhöht. Sobald sich in der Folge auch die Gasentladung 14 einmal längs der V-förmigen Entladungsstrecke 10 ausgebildet hat, stabilisiert sie sich dort durch die immer wieder neu erzeugten Ladungsträger und deren Bewegung in den Richtungen 7 und 8 mit dem ausgeblasenen Arbeitsgas 5.
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Die Gasentladung 14 längs der Entladungsstrecke 10 erstreckt sich von beiden Elektroden 12 und 13 weg in die Umgebung 6 hinein. Das heißt, ein durch die Gasentladung 14 erzeugtes Plasma 15 wird in der Umgebung 6 selbst generiert und nicht etwa durch eine starke Strömung des Arbeitsgases 5 in die Umgebung 6 ausgeblasen. Tatsächlich ist Strömung des Arbeitsgases 5 durch die Röhrchen 2 und 3 nur schwach, weil nur mit einer schwachen, innerhalb der Röhrchen 2 und 3 laminaren Strömung des Arbeitsgases 5 eine definierte V-förmige Entladungsstrecke 10 durch das Arbeitsgas 5 ausgebildet werden kann. Bei stärkeren Strömungen des Arbeitsgases kommt es zu Verwirbelungen, die die Stabilität der Gasentladung 14 längs der V-förmigen Entladungsstrecke 10 gefährden oder sogar die erfindungsgemäße Lokalisierung der Gasentladung 14 auf diese Entladungsstrecke verhindern.
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Ein Stromfluss über die Gasentladung 14 wird durch eine Kapazität begrenzt, die mit der Elektrode 12 in Reihe geschaltet ist. Dies ist hier nicht durch ein Dielektrikum realisiert, wie es für eine dielektrisch behinderte Entladung vor einer oder beiden Elektroden angeordnet wird. Gemäß 1 ist vielmehr ein Kondensator 16 zwischen die Wechselhochspannung 18 und die Elektrode 12 geschaltet. Mit Hilfe der Begrenzung des Stromflusses durch die Gasentladung 14 kann mit der Wechselhochspannung 18 ein sogenanntes kaltes Plasma auch bei Drücken in der Größenordnung des Atmosphärendrucks gezündet und aufrechterhalten werden. Dafür geeignete Wechselhochspannungen 18 sind dem Fachmann bekannt. Sie liegen typischerweise bei ein paar kV und ein paar kHz.
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Eine in den Bereich der V-förmigen Entladungsstrecke 10 eingebrachte Oberfläche deformiert die Entladungsstrecke 10, behindert aber die Ausbildung der Gasentladung 14 und damit des Plasmas 15 nicht. Dies gilt für elektrisch isolierende Oberflächen, aber auch für elektrisch leitfähige Oberflächen, soweit die Wechselhochspannung 18 bezüglich der von ihr an die Elektroden 12 und 13 angelegten Potentiale auf das Potential der elektrisch leitfähigen Oberfläche abgestimmt ist.
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Die Vorrichtung 1 gemäß 2 weist die Elektrode 13 auf einer Hauptachse 17 auf, wobei das zugehörige Röhrchen 3 ebenso wie die Richtung 8 des daraus ausgeblasenen Arbeitsgases 5 längs dieser Hauptachse 17 ausgerichtet sind. Auf gegenüberliegenden Seiten der Elektrode 13 sind die Elektrode 12 mit dem zugehörigen Röhrchen 2 und eine weitere Elektrode 12' mit einem zugeordneten Röhrchen 2' unter dem Winkel 4 bzw. 4' zu der Hauptachse 17 angeordnet, wobei die Richtungen 7 und 7' des ausgeblasenen Arbeitsgases 5 auf denselben Kreuzungsbereich 9 mit der Hauptachse 17 gerichtet sind. So werden zwei V-förmige Entladungsstrecken 10 und 10' durch das ausgeblasene Arbeitsgas 5 ausgebildet, die symmetrisch zu der Hauptachse 17 angeordnet sind. Durch Anlegen der Wechselhochspannung 18, während das Arbeitsgas 5 ausgeblasen wird, werden Gasentladungen 14 und 14' längs beider dieser sich im Bereich eines Schenkels überlappenden V-förmigen Entladungsstrecken 10 und 10' ausgebildet. Dabei sind Kapazitäten in Form von Kondensatoren 16 und 16' zwischen die Wechselhochspannung 18 und jede der beiden Elektroden 12 und 12' geschaltet, die mit demselben Pol der Wechselhochspannung 18 verbunden sind. Die Vorrichtung 1 gemäß 2 bläst neben dem Arbeitsgas 5 auch ein Prozessgas 19 aus. Zugeführt wird das Prozessgas 19 über ein innerhalb des Röhrchens 3 angeordnetes Innenröhrchen 20. Die Mündung 21 des Innenröhrchens 20 liegt dabei stromauf der die Elektrode 13 ausbildenden Mündung des Röhrchens 3. So gelangt das Prozessgas 19 ummantelt von dem Arbeitsgas 5 in den Bereich der Gasentladung 14 bzw. 14' längs der Entladungsstrecken 10 bzw. 10' und wird erst dort, d. h. entfernt von der Mündung 21 aktiviert. Auf diese Weise wird das Niederschlagen von aktivierten reaktiven Inhaltsstoffen des Prozessgases 19 an der Mündung 21 verhindert. Die Aktivierung des Prozessgases 19 ist bei der Vorrichtung 1 gemäß 2 dennoch intensiv, weil sie unmittelbar im Bereich der Gasentladung 14 bzw. 14' erfolgt und nicht durch ein Plasma an einem von der Erzeugung dieses Plasmas entfernten Ort.
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3 illustriert das Beschichten einer Oberfläche 22 eines Objekts 23 mit reaktiven Substanzen aus dem aktivierten Prozessgas 19. Dabei ist durch einen Pfeil 24 angedeutet, dass die hier nicht weiter dargestellte Vorrichtung von rechts nach links über die Oberfläche 22 bewegt wird, wobei hinter ihr die gewünschte Schicht 25 schon ausgebildet ist. In einem Bereich 26 vor der Hauptachse 17 trifft im Wesentlichen das in dem Arbeitsgas 5 durch die Gasentladung 14 erzeugte Plasma 15 auf die Oberfläche 22 auf und behandelt diese für die Beschichtung vor. Die vorbehandelte Oberfläche 15 wird dann mit den reaktiven Substanzen aus dem aktivierten Prozessgas 19 beschichtet. Die Vorrichtung 1 kann aufgrund der zwei zur Hauptachse 17 angestellten Röhrchen 2 und 3 sowohl in der in 3 skizzierten Richtung als auch in der Gegenrichtung bewegt werden, und in jeder Richtung erfolgt eine Vorbehandlung der Oberfläche 22 vor der Beschichtung. Wenn noch weitere zusätzliche Röhrchen vorgesehen werden, kann die Vorrichtung auch noch in weiteren Richtungen über das Objekt 23 bewegt werden, wobei seine Oberfläche 22 jeweils mit dem Plasma 15 vorbehandelt wird, bevor sie tatsächlich beschichtet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Röhrchen
- 3
- Röhrchen
- 4
- Winkel
- 5
- Arbeitsgas
- 6
- Umgebung
- 7
- Richtung
- 8
- Richtung
- 9
- Kreuzungsbereich
- 10
- Entladungsstrecke
- 11
- Abstand
- 12
- Elektrode
- 13
- Elektrode
- 14
- Gasentladung
- 15
- Plasma
- 16
- Kondensator
- 17
- Hauptachse
- 18
- Wechselhochspannung
- 19
- Prozessgas
- 20
- Innenröhrchen
- 21
- Mündung
- 22
- Oberfläche
- 23
- Objekt
- 24
- Pfeil
- 25
- Schicht
- 26
- Bereich
