DE102018113444B3 - Linear microwave plasma source with separate plasma spaces - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine lineare Mikrowellen-Plasmaquelle, wobei die Plasmaquelle eine von einem dielektrischen Rohr umgebene Mikrowellenantenne, eine Wandung mit mindestens einer Öffnung und mindestens einen Gaseinlass enthält Die Öffnung ist auf der einer mit einer Plasmabehandlung zu behandelnden Substratoberfläche zugewandten Seite der Plasmaquelle angeordnet. Erfindungsgemäß weist die Plasmaquelle mindestens eine Teilungswand auf, die sich von gegenüberliegenden Seiten der Wandung bis zum dielektrischen Rohr erstreckt und den Raum innerhalb der Plasmaquelle damit in mindestens zwei Teilräume unterteiltThe invention relates to a linear microwave plasma source, the plasma source comprising a microwave antenna surrounded by a dielectric tube, a wall having at least one opening and at least one gas inlet. The opening is arranged on the side of the plasma source facing a substrate surface to be treated by a plasma treatment. According to the invention, the plasma source has at least one partition wall which extends from opposite sides of the wall to the dielectric tube and thus divides the space within the plasma source into at least two subspaces

Description

Die Erfindung betrifft eine lineare Mikrowellen-Plasmaquelle mit getrennten Plasmaräumen.The invention relates to a linear microwave plasma source with separate plasma spaces.

Lineare Mikrowellen-Plasmaquellen bestehen aus einer stabförmigen Mikrowellenantenne, die in einem dielektrischen Rohr angeordnet ist und deshalb auch als Innenleiter einer Koaxialleiteranordnung bezeichnet wird. Der Außenleiter wird dann durch das erzeugte Plasma am dielektrischen Rohr gebildet. Diese Koaxialleiteranordnung ist von einer Wandung umgeben und bildet dadurch die eigentliche Plasmaquelle. Die Wandung der Plasmaquelle weist dabei auf mindestens einer Seite eine Öffnung auf, durch die das Plasma aus der Plasmaquelle austritt und in deren Nähe ein zu behandelndes Substrat außerhalb der Plasmaquelle angeordnet ist. Die Plasmaquelle erstreckt sich entlang der Achse der stabförmigen Mikrowellenantenne mit einer definierten Länge, wobei die Öffnung eine gegenüber der Länge der Plasmaquelle wesentlich kleinere Weite aufweist, so dass von einer linearen Plasmaquelle gesprochen wird. Solche Plasmaquellen sind bspw. in der DE 198 12 558 B4 beschrieben.Linear microwave plasma sources consist of a rod-shaped microwave antenna, which is arranged in a dielectric tube and is therefore also referred to as an inner conductor of a coaxial conductor arrangement. The outer conductor is then formed by the generated plasma on the dielectric tube. This coaxial conductor arrangement is surrounded by a wall and thereby forms the actual plasma source. The wall of the plasma source in this case has on at least one side an opening through which the plasma exits the plasma source and in the vicinity of which a substrate to be treated is arranged outside the plasma source. The plasma source extends along the axis of the rod-shaped microwave antenna with a defined length, wherein the opening has a much smaller width compared to the length of the plasma source, so that it is referred to as a linear plasma source. Such plasma sources are, for example, in the DE 198 12 558 B4 described.

Bei den linearen Mikrowellen-Plasmaquellen aus dem Stand der Technik bildet der Raum innerhalb der Plasmaquelle einen zusammenhängenden Raum, in dem sich die vorhandenen Gase oder Gasfragmente, bspw. Plasmateilchen, relativ frei verteilen können.In the prior art linear microwave plasma sources, the space within the plasma source forms a continuous space in which the existing gases or gas fragments, for example plasma particles, can be distributed relatively freely.

Darüber hinaus wird die Plasmaerzeugung durch die Umgebungsbedingungen in der Plasmaquelle stark beeinflusst, die sich jedoch bspw. in Endbereichen der linearen Mikrowellen-Plasmaquelle mit Bezug auf deren Ausdehnung entlang der Achse der Mikrowellenantenne von denen in einem zentralen Bereich der Plasmaquelle mit Bezug auf deren Ausdehnung entlang der Achse der Mikrowellenantenne unterscheiden. Damit unterscheiden sich auch die Plasmabehandlungen in diesen Bereichen voneinander, was nachteilig für die Homogenität der Plasmabehandlung sein kann. Ein Ausgleich über die in den jeweiligen Bereich eingebrachte Mikrowellenleistung ist jedoch schwierig zu gestalten.In addition, the plasma generation is strongly affected by the ambient conditions in the plasma source, but, for example, in end portions of the linear microwave plasma source with respect to their extension along the axis of the microwave antenna from those in a central region of the plasma source with respect to their extent along distinguish the axis of the microwave antenna. Thus, the plasma treatments in these areas differ from each other, which can be detrimental to the homogeneity of the plasma treatment. However, it is difficult to compensate for the microwave power introduced into the respective area.

Plasmabehandlungen, die mit Hilfe des erzeugten Plasmas durchgeführt werden, sind vor allem schichtabscheidende Verfahren wie CVD (Chemical vapour deposition, Chemische Gasphasenabscheidung) oder schichtentfernende Verfahren wie Plasmaätzen. In beiden Fällen wird oftmals ein erstes Gas, welches keinen oder nur einen vernachlässigbaren chemisch aktiven Bestandteil des durchgeführten Verfahrens enthält, nahe der Mikrowellenantenne in die Plasmaquelle eingeleitet, während ein zweites Gas, welchen den chemisch aktiven Bestandteil des durchgeführten Verfahrens enthält, nahe einer Substratoberfläche des zu behandelnden Substrats in die Plasmaquelle eingeleitet wird. Der Raum innerhalb der Plasmaquelle kann in zwei Bereiche unterteilt werden: einen Plasmaerzeugungsbereich, in dem aus den eingesetzten Gasen ein Plasma erzeugt wird und der sich nahe und im Wesentlichen radialsymmetrisch zur Mikrowellenantenne erstreckt, und in eine Plasmabehandlungszone, in der das im Plasmaerzeugungsbereich erzeugte Plasma und die dort gebildeten Gasfragmente das zweite Gas soweit anregt und umwandelt, dass die gewünschte Behandlung der Substratoberfläche erfolgt. Die Plasmabehandlungszone befindet sich im Wesentlichen nahe der Substratoberfläche und kann über den eigentlichen Raum der Plasmaquelle hinausreichen. Beide Bereiche können sich auch teilweise überschneiden, wobei jedoch eine weitgehende räumliche Trennung vorteilhaft ist. Der Überschneidungsbereich bzw. ein Bereich, der den Plasmaerzeugungsbereich und die Plasmabehandlungszone miteinander verbindet, wird als Verbindungszone bezeichnet Eine solche Plasmabehandlungsvorrichtung ist bspw. in der EP 3 309 815 A1 beschrieben. Bei dem ersten Gas und/oder dem zweiten Gas kann es sich auch um Gasgemische aus verschiedenen Gasen handeln.Plasma treatments, which are carried out with the aid of the plasma generated, are above all layer-separating processes such as CVD (chemical vapor deposition) or layer-removing processes, such as plasma etching. In both cases, often a first gas containing no or only a negligible chemically active component of the process carried out is introduced into the plasma source near the microwave antenna, while a second gas containing the chemically active component of the process is introduced near a substrate surface of the process to be treated substrate is introduced into the plasma source. The space within the plasma source may be divided into two areas: a plasma generation area in which a plasma is generated from the gases used and which extends close and substantially radially symmetric to the microwave antenna, and a plasma treatment area in which the plasma generated in the plasma generation area the gas fragments formed there excite and convert the second gas to such an extent that the desired treatment of the substrate surface takes place. The plasma treatment zone is located substantially near the substrate surface and may extend beyond the actual space of the plasma source. Both areas can also partially overlap, but a substantial spatial separation is advantageous. The overlapping area or a region connecting the plasma-generating area and the plasma-treatment zone is referred to as a connecting zone. Such a plasma processing apparatus is disclosed, for example, in US Pat EP 3 309 815 A1 described. The first gas and / or the second gas may also be gas mixtures of different gases.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Plasmabehandlungsvorrichtungen erfolgt jedoch eine Diffusion von Bestandteilen des zweiten Gases aus der Plasmabehandlungszone in Richtung der Plasmaquelle, was sich nachteilig auf die Standzeit der Plasmaquelle und/oder auf die Qualität der behandelten Substratoberfläche auswirken kann oder zu einer Veränderung der Prozessbedingungen des durchgeführten Verfahrens führt. So kann bspw. bei schichtabscheidenden Verfahren eine Schicht auf dem dielektrischen Rohr und/oder der Wandung der Plasmaquelle aufwachsen, die zum einen die Auskopplung der Mikrowellenleistung in den umgebenden gasgefüllten Raum und damit die Erzeugung des Plasmas und die Prozessbedingungen des durchgeführten Verfahrens beeinflusst und zum zweiten zu einer Partikelbildung und damit einer Verschlechterung der Qualität der auf der Substratoberfläche abgeschiedenen Schicht führen kann. Darüber hinaus ist die Schichtabscheidung auf dem dielektrischen Rohr und/oder der Wandung oftmals asymmetrisch, da aufgrund der Diffusionsrichtung mehr Bestandteile des zweiten Gases die dem Substrat zugewandten Seite des dielektrischen Rohres und der Wandung der Plasmaquelle erreichen als die dem Substrat abgewandte Seite des dielektrischen Rohres und der Wandung. Dies kann zu einer schlecht ausgleichbaren asymmetrischen Veränderung der Plasmaerzeugungsbedingungen in der Plasmaquelle führen. Im Ergebnis ist die Standzeit der Plasmaquelle begrenzt, d.h. die Plasmaquelle muss häufig gereinigt werden. Dies führt zu Produktivitätsverlusten und, da einige Teile der Plasmaquelle zur Reinigung oder für deren Ersatz oftmals aus der Plasmabehandlungsvorrichtung entfernt werden müssen, zu einem erhöhten Aufwand bei der Demontage und Montage der Plasmaquelle, bspw. in Bezug auf die Vakuumdichtheit von Durchführungen von Zuleitungen etc. Ähnliche Auswirkungen haben auch schichtentfernende Bestandteile des zweiten Gases.In the known from the prior art plasma treatment devices, however, a diffusion of components of the second gas from the plasma treatment zone in the direction of the plasma source, which may adversely affect the service life of the plasma source and / or on the quality of the treated substrate surface or a change in the Process conditions of the performed process leads. Thus, for example, in layer-depositing processes, a layer may be grown on the dielectric tube and / or the wall of the plasma source, which on the one hand influences the decoupling of the microwave power into the surrounding gas-filled space and thus the generation of the plasma and the process conditions of the method carried out, and secondly can lead to particle formation and thus a deterioration in the quality of the deposited on the substrate surface layer. In addition, the layer deposition on the dielectric tube and / or the wall is often asymmetric, because due to the diffusion direction more components of the second gas reach the substrate facing side of the dielectric tube and the wall of the plasma source than the side facing away from the substrate of the dielectric tube and the wall. This can lead to a poorly compensatable asymmetric change in the plasma generation conditions in the plasma source. As a result, the service life of the plasma source is limited, ie the plasma source must be cleaned frequently. This leads to productivity losses and, as some parts of the plasma source for cleaning or for their replacement often have to be removed from the plasma treatment apparatus, at an increased cost in the disassembly and assembly of the plasma source, for example. With respect to the vacuum tightness of feedthroughs, etc. Similar effects also have coating-removing components of the second gas.

Aus der DE 10 2013 107 659 A1 ist eine Beschichtungsvorrichtung bekannt, bei der zwei lineare Mikrowellenplasmaquellen der oben beschriebenen Art in einer Vakuumkammer angeordnet sind. Die Öffnung des Plasmaraums zum Beschichtungsraum wird durch zwei zylindrische Rohre begrenzt, die Durchgangsbohrungen aufweisen, durch welche Gase zusätzlich zu den durcheine weitere Gaszufuhr zugeführten Gasen in den Plasmaraum eingeführt werden. Um die Außenwände der Rohre von beschichtetem Material reinigen zu können, sind Reinigungskammern von dem Plasmaraum durch Trennwände abgetrennt, wobei in den Reinigungskammern Bürsten zur Reinigung vorgesehen sind. Die Trennwände erstrecken sich dabei von der Wandung der Vakuumkammer bis zu den zylindrischen Rohren.From the DE 10 2013 107 659 A1 For example, a coating apparatus is known in which two linear microwave plasma sources of the type described above are arranged in a vacuum chamber. The opening of the plasma space to the coating space is limited by two cylindrical tubes having through-holes through which gases are introduced into the plasma space in addition to the gases supplied by another gas supply. In order to clean the outer walls of the tubes of coated material, cleaning chambers are separated from the plasma chamber by partitions, wherein in the cleaning chambers brushes are provided for cleaning. The partitions extend from the wall of the vacuum chamber to the cylindrical tubes.

Die DE 10 2006 048 814 A1 zeigt ebenfalls eine Mikrowellenplasmaquelle mit einer Linearantenne, die von einem inneren dielektrischen Rohr umgeben ist. Darüber hinaus ist ein äußeres dielektrisches Rohr konzentrisch um die Antenne angeordnet, welches sich von einer Seite der Wandung der Plasmakammer zur anderen Seite der Wandung erstreckt. Das angeregte Gas kann durch Poren in dem äußeren dielektrischen Rohr in einen Plasmaraum, der auch der Bearbeitungsraum ist, ausströmen.The DE 10 2006 048 814 A1 also shows a microwave plasma source having a linear antenna surrounded by an inner dielectric tube. In addition, an outer dielectric tube is concentrically disposed about the antenna, which extends from one side of the wall of the plasma chamber to the other side of the wall. The excited gas can flow out through pores in the outer dielectric tube into a plasma space, which is also the processing space.

Die DE 10 2012 103 425 A1 offenbart eine Mikrowellenplasmaquelle, bei der eine geerdete Abschirmung die Plasmaquelle umgibt, wobei sich die Abschirmung bis zum dielektrischen Rohr erstreckt, jedoch nicht von gegenüberliegenden Seiten der Wandung der Plasmaquelle aus.The DE 10 2012 103 425 A1 discloses a microwave plasma source in which a grounded shield surrounds the plasma source, with the shield extending to the dielectric tube, but not from opposite sides of the wall of the plasma source.

Die DE 10 2008 027 363 A1 beschreibt eine Plasmabearbeitungsanlage mit einer oder mehreren Plasmaquellen, welche Mikrowellenplasmaquellen sein können. Dabei ist ein Plasmaraum durch eine Plasmaumhüllung von der Wandung der Vakuumkammer getrennt, wobei sich die Plasmaumhüllung von den Plasmaquellen aus erstrecken.The DE 10 2008 027 363 A1 describes a plasma processing plant having one or more plasma sources, which may be microwave plasma sources. In this case, a plasma chamber is separated by a plasma envelope from the wall of the vacuum chamber, wherein the plasma envelope extend from the plasma sources.

Die DE 196 43 865 A1 befasst sich mit einer Beschichtungsanlage, die eine aus mehreren separat steuerbaren Modulen gebildete Mikrowellen-Plasmaquelle aufweist Dabei weist die Plasmaquelle folgenden Aufbau auf: Ein dielektrisches Rohr, in welchem ein Gas strömt und ein Plasma gezündet wird, ist senkrecht zu einer Mikrowellenantenne angeordnet, so dass das dielektrische Rohr nicht die Antenne umgibt.The DE 196 43 865 A1 is concerned with a coating system which comprises a microwave plasma source formed from a plurality of separately controllable modules. The plasma source has the following construction: A dielectric tube in which a gas flows and a plasma is ignited is arranged perpendicular to a microwave antenna, so that the dielectric tube does not surround the antenna.

Auch die US 6 338 313 B1 zeigt eine andere Art von Plasmaquelle und Plasmabearbeitungsanlage, bei der mehrere Plasmaquellen in verschiedenen Zonen der sich linear erstreckenden Anlage angeordnet sind. Die Plasmaquellen bestehen dabei aus einem inneren Rohr, durch welches Gas eingeleitet wird, einer um das Rohr gewundenen Antenne und einer zylinderförmigen geerdeten Wandung, welche durch ein Quarzfenster zum Bearbeitungsraum hin abgetrennt ist, wobei das Rohr das Quarzfenster durchdringt Die einzelnen Bearbeitungszonen der Anlage sind durch eine Trennwand voneinander getrennt.Also the US 6 338 313 B1 Fig. 12 shows another type of plasma source and plasma processing equipment in which a plurality of plasma sources are arranged in different zones of the linearly extending equipment. The plasma sources consist of an inner tube, through which gas is introduced, a wound around the pipe antenna and a cylindrical grounded wall, which is separated by a quartz window to the processing room, the tube penetrates the quartz window The individual processing zones of the system are a partition separated.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lineare Mikrowellenplasmaquelle bereitzustellen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden oder verringert werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a linear microwave plasma source, with which the disadvantages of the prior art can be avoided or reduced.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine lineare Mikrowellen-Plasmaquelle gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved by a linear microwave plasma source according to claim 1. Preferred embodiments can be found in the subclaims.

Die erfindungsgemäße lineare Mikrowellen-Plasmaquelle, im folgenden kurz Plasmaquelle genannt, enthält eine von einem dielektrischen Rohr umgebene Mikrowellenantenne, eine Wandung mit mindestens einer Öffnung und mindestens einen Gaseinlass. Die Öffnung der Wandung ist auf der Seite der Plasmaquelle angeordnet, die einer mit einer Plasmabehandlung zu behandelnden Substratoberfläche zugewandt ist. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Plasmaquelle weiterhin mindestens eine Teilungswand auf, die sich von gegenüberliegenden Seiten der Wandung bis zum dielektrischen Rohr erstreckt und den Raum innerhalb der Plasmaquelle damit in mindestens zwei Teilräume unterteilt. Da alle Teilräume an das dielektrische Rohr angrenzen, können die verschiedenen Teilräume auch als verschiedene Plasmaräume bezeichnet werden. Dabei erstreckt sich die Teilungswand soweit in Richtung des dielektrischen Rohrs und in den Raum der Plasmaquelle hinein, dass ein Teilchenaustausch zwischen den verschiedenen Teilräumen an einem verbleibenden Spalt zwischen dem dielektrischen Rohr und der mindestens einen Teilungswand vernachlässigbar ist. An die Wandung der Plasmaquelle grenzt die mindestens eine Teilungswand gasdicht an, d.h. auch dort findet kein oder nur ein für den Gesamtprozess vernachlässigbarer Gasaustausch zwischen den Teilräumen statt. Damit können in den Teilräumen der Plasmaquelle unterschiedliche Plasmabedingungen und/oder Gaszusammensetzungen eingestellt werden oder verschiedene Funktionalitäten voneinander getrennt werden. Im Ergebnis können bspw. ein Teilraum, in dem ein Beschichtungsprozess oder ein Schichtentfernungsprozess ausgeführt werden soll, und ein anderer Teilraum, in dem bspw. ein Plasma erzeugt wird oder in dem ein anderer Beschichtungsprozess oder ein anderer Schichtentfernungsprozess ausgeführt werden soll, voneinander getrennt und trotzdem mit einer einzigen linearen Mikrowellenantenne betrieben werden. So ist es möglich, in einem ersten Teilraum einen Bestandteil eines Prozesses, bspw. ein in den Plasmazustand versetztes Gas, zu erzeugen, welches dann in einem anderen, zweiten Teilraum für einen weiteren funktionalen Teil des Prozesses, bspw. die Anregung eines schichtabscheidenden oder schichtentfernenden Gases, genutzt wird, wenn ein definierter Gasdurchlass von dem ersten in den zweiten Teilraum möglich ist. Damit können verschiedene Funktionsräume oder Funktionalitäten eines Prozesses voneinander getrennt werden.The linear microwave plasma source according to the invention, hereinafter referred to as the plasma source, contains a microwave antenna surrounded by a dielectric tube, a wall with at least one opening and at least one gas inlet. The opening of the wall is arranged on the side of the plasma source which faces a substrate surface to be treated with a plasma treatment. In addition, the plasma source according to the invention further comprises at least one partition wall, which extends from opposite sides of the wall to the dielectric tube and thus divides the space within the plasma source into at least two subspaces. Since all subspaces adjoin the dielectric tube, the different subspaces may also be referred to as different plasma spaces. In this case, the partition wall extends so far in the direction of the dielectric tube and in the space of the plasma source, that a particle exchange between the various subspaces at a remaining gap between the dielectric tube and the at least one partition wall is negligible. The at least one partition wall adjoins the wall of the plasma source in a gas-tight manner, ie even there, there is no gas exchange or negligible gas exchange between the partial spaces, which is negligible for the overall process. Thus, different plasma conditions and / or gas compositions can be set in the subspaces of the plasma source or different functionalities can be separated from one another. As a result, for example, a subspace in which a coating process or a layer removal process is to be carried out and another subspace in which, for example, a plasma is generated or in which another coating process or other layer removal process is to be carried out, are separated from each other and nevertheless operated with a single linear microwave antenna. Thus, it is possible to generate in a first subspace a component of a process, for example a gas offset into the plasma state, which then in another, second subspace for a further functional part of the process, for example the excitation of a layer-separating or layer-removing Gas, is used when a defined gas passage from the first to the second subspace is possible. This allows different functional rooms or functionalities of a process to be separated from one another.

Die Teilungswand besteht vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie bspw. Quarzglas, Aluminiumoxid, Glaskeramik, Kunststoff usw. oder auch aus verschiedenen geeigneten Verbundmaterialien, kann aber auch aus einem elektrisch leitfähigem Material, wie bspw. Edelstahl, Aluminium, Graphit usw. oder leitfähigen Beschichtungen auf verschiedenen Trägermaterialien, bestehen. Auch Kombinationen verschiedener Materialien, bspw. in Form von Schichtaufbauten, Gemischen oder von nebeneinander angeordneten verschiedenen Materialbereichen, sind möglich.The partition wall is preferably made of an electrically non-conductive material, such as quartz glass, alumina, glass ceramic, plastic, etc. or of various suitable composite materials, but may also be made of an electrically conductive material, such as. Stainless steel, aluminum, graphite, etc. or conductive Coatings on different substrates, exist. Combinations of different materials, for example in the form of layered structures, mixtures or juxtaposed different material areas, are possible.

In einer ersten Ausführungsform erstreckt sich eine erste Teilungswand, die vorzugsweise aus zwei Teilen besteht, von zwei, sich bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne gegenüberliegenden Seiten der Wandung der Plasmaquelle jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in einer oder mehreren Ebenen entlang der Achse der Mikrowellenantenne bis an entlang der Achse der Mikrowellenantenne gegenüberliegende Seiten der Wandung. Hierbei soll auch die Öffnung der Wandung als Seite der Wandung verstanden werden. Damit unterteilt die erste Teilungswand den Raum der Plasmaquelle in zwei, sich entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne erstreckende und parallel bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne nebeneinander angeordnete Teilräume, die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres angrenzen, sich jedoch über die gesamte Länge der Mikrowellenantenne entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstrecken. So kann bspw. ein Teilraum der Plasmaquelle, der an die Öffnung der Wandung angrenzt, von einem Teilraum, der nicht an die Öffnung der Wandung angrenzt, getrennt werden, wenn die Teilungswand parallel oder schräg zur Ebene der Öffnung verläuft. Verläuft die Teilungswand senkrecht zur Ebene der Öffnung oder schräg dazu, aber so, dass beide Teilräume an die Öffnung angrenzen, so können zwei bezüglich der Ebene der Öffnung lateral nebeneinander angeordnete und sich über die Länge der Achse der Mikrowellenantenne erstreckende Teilräume geschaffen werden.In a first embodiment, a first partition wall, which preferably consists of two parts, extends from two opposite sides of the wall of the plasma source to the dielectric tube and in one or more planes along the axis of the microwave antenna up to the axis of the microwave antenna Along the axis of the microwave antenna opposite sides of the wall. Here, the opening of the wall should be understood as a side of the wall. Thus, the first partition wall divides the space of the plasma source into two subspaces extending along the direction of the axis of the microwave antenna and juxtaposed parallel with respect to the axis of the microwave antenna, each of which adjoins only a portion of the circumference of the dielectric tube, but over the whole Length of the microwave antenna along the axis of the microwave antenna extend. Thus, for example, a subspace of the plasma source adjacent to the opening of the wall can be separated from a subspace that does not adjoin the opening of the wall when the partition wall is parallel or oblique to the plane of the opening. If the dividing wall runs perpendicular to the plane of the opening or at an angle thereto, but in such a way that both partial spaces adjoin the opening, then two partial spaces arranged laterally next to one another and extending along the length of the axis of the microwave antenna relative to the plane of the opening can be created.

In einer besonderen Ausgestaltung der ersten Ausführungsform ist in einem der durch die erste Teilungswand voneinander getrennten ersten Teilräume eine zweite Teilungswand angeordnet, die sich von allen Seiten der Wandung in diesem ersten Teilraum bis zu der ersten Teilungswand entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne und bis zum dielektrischen Rohr erstreckt. Damit unterteilt die zweite Teilungswand den ersten Teilraum der Plasmaquelle in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne nebeneinander angeordnete zweite Teilräume.In a particular embodiment of the first embodiment, a second partition wall is arranged in one of the first partitions separated by the first partition walls, extending from all sides of the wall in this first compartment up to the first partition wall along a plane transverse to the axis of the microwave antenna and extends to the dielectric tube. Thus, the second partition wall divides the first subspace of the plasma source into two second subspaces arranged side by side along the direction of the axis of the microwave antenna.

In einer zweiten Ausführungsform erstreckt sich eine erste Teilungswand entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne von der Wandung der Plasmaquelle bis zum dielektrischen Rohr und umgibt dieses radial vollständig. Damit unterteilt die erste Teilungswand den Raum der Plasmaquelle in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne nebeneinander angeordnete Teilräume, die jeweils an den gesamten Umfang des dielektrischen Rohres angrenzen, sich jedoch nur über einen Teil der Länge der Mikrowellenantenne entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstrecken.In a second embodiment, a first partition wall extends along a plane transverse to the axis of the microwave antenna from the wall of the plasma source to the dielectric tube and surrounds this radially completely. Thus, the first partition wall divides the space of the plasma source into two subspaces juxtaposed along the direction of the axis of the microwave antenna, each adjoining the entire circumference of the dielectric tube, but extending only along part of the length of the microwave antenna along the axis of the microwave antenna ,

In einer besonderen Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform ist in einem der durch die erste Teilungswand voneinander getrennten ersten Teilräumen eine zweite Teilungswand angeordnet, die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung der Plasmaquelle jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in einer Ebene entlang der Achse der Mikrowellenantenne bis an die erste Teilungswand und bis an eine der ersten Teilungswand gegenüberliegende Seite der Wandung oder eine dritte Teilungswand, die parallel zur ersten Teilungswand verläuft und gleichartig zu dieser ausgebildet ist, erstreckt. Damit unterteilt die zweite Teilungswand den ersten Teilraum der Plasmaquelle in zwei, parallel zur Achse der Mikrowellenantenne verlaufende zweite Teilräume, die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres angrenzen.In a particular embodiment of the second embodiment, a second partition wall is arranged in one of the first partitions separated by the first partition walls, extending from two opposite sides of the wall of the plasma source each to the dielectric tube and in a plane along the axis of the microwave antenna up to the first partition wall and up to one of the first partition wall opposite side of the wall or a third partition wall which extends parallel to the first partition wall and is formed similar to this extends. Thus, the second partition wall divides the first subspace of the plasma source into two, parallel to the axis of the microwave antenna extending second subspaces, each of which adjoins only a portion of the circumference of the dielectric tube.

Jede der Ausführungsformen und Ausgestaltungen kann weitere Teilungswände aufweisen, die die ersten und ggf. zweiten Teilräume weiter unterteilen.Each of the embodiments and configurations may have further partition walls, which further divide the first and possibly second subspaces.

Weist die Plasmaquelle eine Teilungswand auf, die sich entlang einer Ebene entlang der Achse der Mikrowellenantenne, d.h. nicht quer zu dieser, erstreckt, so verläuft diese Ebene vorzugsweise durch die Achse der Mikrowellenantenne und unterteilt damit den Umfang des dielektrischen Rohres in zwei gleichgroße Teilbereiche.Does the plasma source on a partition wall, along along a plane along the axis of the microwave antenna, that is, not transverse to this extends, this plane preferably extends through the axis of the microwave antenna and thus divides the circumference of the dielectric tube into two equal parts.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist eine solche Teilungswand, die sich entlang einer Ebene entlang der Achse der Mikrowellenantenne, d.h. nicht quer zu dieser, erstreckt, mit einem Abstand größer 0 und kleiner als der Radius des dielektrischen Rohres zu der Achse der Mikrowellenantenne angeordnet.In another preferred embodiment, such a partition wall extending along a plane along the axis of the microwave antenna, i. not transverse thereto, spaced apart by a distance greater than 0 and less than the radius of the dielectric tube to the axis of the microwave antenna.

In einer besonderen Ausführungsform weist mindestens eine der Teilungswände Öffnungen auf, die einen Gasdurchtritt von einem der durch diese Teilungswand voneinander getrennten Teilräume in den angrenzenden Teilraum ermöglichen. Dabei sind die Öffnungen in ihrer Form, Größe und Verteilung so ausgestaltet, dass ein definierter Gasaustausch zwischen den angrenzenden Teilräumen erfolgt, der bspw. auch durch entsprechende Druckverhältnisse oder Strömungsverhältnisse in den jeweiligen Teilräumen während des Betriebs der Plasmaquelle unterstützt wird. So können bspw. angeregte Gasteilchen oder Gasfragmente eines ersten Gases, welches in einem ersten Teilraum vorliegt, die Öffnungen passieren, während Teilchen eines zweiten Gases, welches in einem zweiten Teilraum vorliegt, nur unwesentlich durch die Öffnungen hindurchtreten können.In a particular embodiment, at least one of the partition walls has openings which allow gas to pass from one of the subspaces separated from one another by this partition wall into the adjacent subspace. The openings in their shape, size and distribution are designed so that a defined gas exchange takes place between the adjacent subspaces, which is supported, for example, by corresponding pressure conditions or flow conditions in the respective subspaces during operation of the plasma source. Thus, for example, excited gas particles or gas fragments of a first gas, which is present in a first subspace, pass through the openings, while particles of a second gas, which is present in a second subspace, can pass only insignificantly through the openings.

In einer Ausführungsform weist die Plasmaquelle weiterhin mindestens ein elektrisch leitfähiges Zylindersegment auf, das sich entlang der Oberfläche des dielektrischen Rohres zumindest über einen Teil der Ausdehnung des dielektrischen Rohres entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstreckt. „Entlang der Oberfläche“ bedeutet hierbei, dass das Zylindersegment auf der Oberfläche des dielektrischen Rohres anliegt oder in einem so geringen Abstand von der Oberfläche des dielektrischen Rohres angeordnet ist, dass die Ausbildung eines Plasmas im Zwischenraum zwischen dem dielektrischen Rohr und dem Zylindersegment nicht möglich oder vernachlässigbar ist. Dieser Abstand sowie die Dicke des Zylindersegments sind dabei derart ausgestaltet, dass ein Durchtritt einer für die Zündung eines Plasmas notwendigen Mikrowellenleistung verhindert wird. Der Abstand und die Dicke sind von der in die Mikrowellenantenne eingebrachten Leistung und deren Frequenz sowie der Gaszusammensetzung, dem Druck sowie dem Material des elektrisch leitfähigen Zylindersegments, und insbesondere von dessen elektrischer Leitfähigkeit, abhängig. Das Zylindersegment wirkt dabei als koaxialer Außenleiter zur Mikrowellenantenne und verhindert eine Ausbildung eines Plasmas in einem radial auf der Außenseite des Zylindersegments angrenzenden Raumbereich der Plasmaquelle. Über die Bogenlänge des Zylindersegments kann der Mikrowellenleistungsverbrauch in dem jeweiligen Teilraum angepasst werden.In one embodiment, the plasma source further comprises at least one electrically conductive cylinder segment extending along the surface of the dielectric tube over at least a portion of the extent of the dielectric tube along the axis of the microwave antenna. "Along the surface" here means that the cylinder segment rests on the surface of the dielectric tube or is arranged at such a small distance from the surface of the dielectric tube that the formation of a plasma in the space between the dielectric tube and the cylinder segment is not possible or is negligible. This distance and the thickness of the cylinder segment are designed such that a passage of a necessary for the ignition of a plasma microwave power is prevented. The distance and the thickness are dependent on the power introduced into the microwave antenna and its frequency as well as the gas composition, the pressure and the material of the electrically conductive cylinder segment, and in particular its electrical conductivity. The cylinder segment acts as a coaxial outer conductor to the microwave antenna and prevents formation of a plasma in a radially adjacent to the outside of the cylinder segment space region of the plasma source. About the arc length of the cylinder segment of the microwave power consumption can be adjusted in the respective subspace.

Vorzugsweise ist mindestens ein Zylindersegment an einer der mindestens einen Teilungswand befestigt. Alternativ kann ein Zylindersegment auch an der Wandung der Plasmaquelle oder einer anderen Haltevorrichtung befestigt sein, so dass keine Verbindung zu einer Teilungswand vorliegt. Vorteilhaft können die Zylindersegmente auch aus einem elektrisch leitfähigen Rohr gebildet sein, bei dem örtlich definierte Aussparungen die für Mikrowellen offenen Bereiche zur Plasmaerzeugung definieren. Bevorzugt wird ein solches Rohr an den Enden der linearen Plasmaquelle mit der Wandung der Plasmaquelle verbunden.Preferably, at least one cylinder segment is attached to one of the at least one partition wall. Alternatively, a cylinder segment may also be attached to the wall of the plasma source or another holding device so that there is no connection to a dividing wall. Advantageously, the cylinder segments can also be formed from an electrically conductive tube, in which locally defined recesses define the areas open for microwaves for plasma generation. Such a tube is preferably connected at the ends of the linear plasma source to the wall of the plasma source.

In einer besonderen Ausführungsform weist die Plasmaquelle mindestens zwei stabförmige Mikrowellenantennen, die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr umgeben sind, auf. Jede Mikrowellenantenne und das ihr zugeordnete dielektrische Rohr werden im Folgenden als „Plasmaline“ (plasma line) bezeichnet. Weiterhin ist mindestens eine der Teilungswände zwischen den dielektrischen Rohren angeordnet und unterteilt zusammen mit mindestens einer Teilungswand, die an die Wandung der Plasmaquelle angrenzt, den Raum der Plasmaquelle in mindestens zwei Teilräume. Mit anderen Worten: Die erfindungsgemäße Unterteilung des Plasmaraums einer Plasmaquelle in zwei (oder mehr) Teilräume mit Hilfe einer Teilungswand (oder mehrerer Teilungswände) kann auch für Plasmaquellen mit zwei (oder mehr) nebeneinander angeordneten Plasmalines realisiert werden, wobei sich mindestens eine Teilungswand zwischen den dielektrischen Rohren der Plasmalines erstreckt. In diesem Fall ist jeweils ein Teilbereich der Plasmalines einem Teilraum zugeordnet. Bspw. ein erster Teilbereich einer ersten Plasmaline und ein erster Teilbereich einer zweiten Plasmaline einem ersten Teilraum, während ein zweiter Teilbereich der ersten Plasmaline und ein zweiter Teilbereich der zweiten Plasmaline einem zweiten Teilraum zugeordnet sind.In a particular embodiment, the plasma source has at least two rod-shaped microwave antennas which extend parallel to one another and which are each surrounded by a dielectric tube. Each microwave antenna and its associated dielectric tube are referred to hereinafter as "plasma line". Furthermore, at least one of the dividing walls is arranged between the dielectric tubes and, together with at least one dividing wall, which adjoins the wall of the plasma source, subdivides the space of the plasma source into at least two partial spaces. In other words, the subdivision of the plasma space of a plasma source into two (or more) subspaces by means of a partition wall (or several partition walls) can also be realized for plasma sources with two (or more) plasmalines arranged side by side, with at least one partition wall between them extending dielectric tubes of the plasmalines. In this case, a subregion of the plasmalines is assigned to a subspace. For example. a first subregion of a first plasmaline and a first subregion of a second plasmaline a first subspace, while a second subregion of the first plasmaline and a second subregion of the second plasmaline are associated with a second subspace.

In einer besonderen Ausgestaltung der Ausführungsform der Plasmaquelle mit mehreren Plasmalines weist die Plasmaquelle weiterhin mindestens eine Trennwand auf, die sich in einer Ebene erstreckt, die zwischen zwei der dielektrischen Rohre verläuft und die Ebene der Teilungswand, die zwischen diesen dielektrischen Rohren angeordnet ist, schneidet. Eine solche Trennwand unterteilt mindestens einen Teilraum der Plasmaquelle zwischen den Plasmalines weiter, wobei die Trennwand im Unterschied zur Teilungswand nicht notwendigerweise an eines der dielektrischen Rohre angrenzt.In a particular embodiment of the embodiment of the plasma plasma generator having a plurality of plasmalines, the plasma source further comprises at least one partition wall extending in a plane extending between two of the dielectric tubes and intersecting the plane of the partition wall disposed between these dielectric tubes. Such a dividing wall divides at least one subspace of the plasma source between the plasmalines, wherein the dividing wall, unlike the dividing wall, does not necessarily adjoin one of the dielectric tubes.

In einer besonderen Ausführungsform weist die Plasmaquelle zwei Öffnungen auf gegenüberliegenden Seiten der Wandung und mindestens eine Teilungswand, die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung, die die zwei Öffnungen miteinander verbinden, bis zum dielektrischen Rohr erstreckt und entlang der Achse der Mikrowellenantenne verläuft, auf. Damit kann der Raum der Plasmaquelle in zwei Teilräume, die jeweils an eine der beiden Öffnungen der Plasmaquelle angrenzen, und in die eine Mikrowellenleistung von der Mikrowellenantenne eingespeist wird, unterteilt werden.In a particular embodiment, the plasma source has two openings on opposite sides of the wall and at least one partition wall which extends from two opposite sides of the wall connecting the two openings to the dielectric tube and along the axis of Microwave antenna runs on. Thus, the space of the plasma source can be subdivided into two subspaces each adjacent to one of the two openings of the plasma source and into which a microwave power is fed from the microwave antenna.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die Plasmaquelle neben den eben beschriebenen zwei Öffnungen der Wandung auch zwei stabförmige Mikrowellenantennen, die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr umgeben sind, also zwei Plasmalines, auf. Dabei sind die Plasmalines auf einer Geraden, die die beiden Öffnungen miteinander verbindet, hintereinander angeordnet. Darüber hinaus sind mindestens zwei Teilungswände, die sich jeweils von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung, die die zwei Öffnungen miteinander verbinden, bis an eines der dielektrischen Rohre erstrecken und entlang der Achsen der Plasmalines verlaufen, in der Plasmaquelle so angeordnet, dass zwischen den Teilungswänden ein von den Öffnungen abgeteilter Teilraum der Plasmaquelle entsteht. Im Ergebnis ist die Plasmaquelle in drei Teilräume unterteilt, von denen jeweils zwei an eine der Plasmalines angrenzen und von denen wiederum nur ein Teilraum an eine der Öffnungen angrenzt. Somit kann bspw. innerhalb des von den Öffnungen abgeteilten Teilraums ein angeregtes erstes Gas erzeugt werden, welches dann in den an eine der Öffnungen angrenzenden Teilräumen ggf. verschiedene zweite Gase anregt und eine entsprechende Plasmabehandlung einer der jeweiligen Öffnung zugeordneten Substratoberfläche ermöglicht.In a particular embodiment, the plasma source in addition to the two openings of the wall just described also two rod-shaped microwave antennas extending parallel to each other and each surrounded by a dielectric tube, ie two plasmalines, on. The plasmalines are arranged one behind the other on a straight line connecting the two openings. Moreover, at least two partition walls each extending from two opposite sides of the wall connecting the two openings to one of the dielectric pipes and extending along the axes of the plasmalines are arranged in the plasma source so as to interpose between the partition walls Partial space of the plasma source separated from the openings is formed. As a result, the plasma source is subdivided into three subspaces, two of which adjoin one of the plasmalines and of which in turn only a subspace adjoins one of the openings. Thus, for example, an excited first gas can be generated within the subspace divided by the openings, which then possibly excites different second gases into the subspaces adjoining one of the openings and enables a corresponding plasma treatment of a substrate surface assigned to the respective opening.

In einer besonderen Ausführungsform der Plasmaquelle weist die Plasmaquelle weiterhin eine Schutzauskleidung an den an die Öffnung angrenzenden Seiten der Wandung der Plasmaquelle auf. Diese Schutzauskleidung reduziert eine Beschichtung der Wandung oder einen Angriff von Gasbestandteilen auf die Wandung und kann aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie bspw. Quarzglas, Glaskeramikfolie, Kunststoff oder Verbundmaterialien usw., oder einem elektrisch leitenden Material, wie bspw. Aluminium, Edelstahl oder Graphit, bestehen, wobei unterschiedliche Bereiche der Schutzauskleidung auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. Auch eine Kombination verschiedener Materialien in Form eines Schichtaufbaus oder einer Gewebestruktur oder einer beliebigen anderen Form ist möglich. Dielektrische Bereiche der Schutzauskleidung sind dabei für die in die Mikrowellenantenne eingebrachte Mikrowellenleistung durchlässig, während elektrisch leitfähige Bereiche für die Mikrowellenleistung undurchlässig sind, wie dies bereits mit Bezug auf die Zylindersegmente beschrieben wurde. Die Schutzauskleidung ist vorzugsweise lösbar mit der Wandung der Plasmaquelle verbunden. Dabei liegt die Schutzauskleidung derart an den zu schützenden Oberflächen der Plasmaquelle, d.h. der Wandung, der Teilungswand und/oder dem dielektrischen Rohr sowie ggf. weiteren Bestandteilen der Plasmaquelle, an, dass zwischen der Schutzauskleidung und den zu schützenden Oberflächen keine Plasmaausbildung möglich ist. Die Schutzauskleidung kann dabei aus mehreren Einzelteilen und unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein. In einer besonderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist mindestens eine Teilungswand integraler Bestandteil der Schutzauskleidung. Mit anderen Worten: die Schutzauskleidung ist derart ausgebildet und in der Plasmaquelle angeordnet, dass sie die Funktion der Teilungswand erfüllt und keine separate Teilungswand erforderlich ist.In a particular embodiment of the plasma source, the plasma source further comprises a protective lining on the sides of the wall of the plasma source adjoining the opening. This protective lining reduces coating of the wall or attack of gas components on the wall and may be made of an electrically non-conductive material, such as quartz glass, glass ceramic, plastic or composite materials, etc., or an electrically conductive material, such as aluminum, stainless steel or graphite , exist, wherein different areas of the protective lining can also consist of different materials. A combination of different materials in the form of a layer structure or a fabric structure or any other form is possible. Dielectric areas of the protective lining are permeable to the microwave power introduced into the microwave antenna, while electrically conductive areas are impermeable to the microwave power, as has already been described with reference to the cylinder segments. The protective lining is preferably detachably connected to the wall of the plasma source. The protective lining thus lies against the surfaces of the plasma source to be protected, i. the wall, the partition wall and / or the dielectric tube and possibly other components of the plasma source, on that no plasma formation is possible between the protective lining and the surfaces to be protected. The protective lining can be composed of several individual parts and different materials. In a particular embodiment of this embodiment, at least one partition wall is an integral part of the protective lining. In other words, the protective lining is designed and arranged in the plasma source such that it fulfills the function of the partition wall and no separate partition wall is required.

In einer anderen besonderen Ausführungsform der Plasmaquelle weist die Plasmaquelle weiterhin eine Gasleitvorrichtung auf, die sich von mindestens einer Seite der Wandung der Plasmaquelle in den Raum der Plasmaquelle hinein und zumindest über einen Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstreckt und die Weite einer für einen Gasaustausch offenen Verbindungzone zwischen einer an das dielektrische Rohr angrenzenden Plasmaerzeugungszone und der Öffnung der Wandung in diesem Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle gegenüber einer Plasmaquelle ohne Gasleitvorrichtung verringert. Die Gasleitvorrichtung verändert das Strömungsverhalten der Gase mindestens in einem Teilraum der Plasmaquelle gegenüber einer Plasmaquelle ohne Gasleitvorrichtung.In another particular embodiment of the plasma source, the plasma source further comprises a gas guide extending from at least one side of the wall of the plasma source into the space of the plasma source and at least over a portion of the extent of the plasma source in the direction along the axis of the microwave antenna and Width of an open for gas exchange connection zone between a plasma generating zone adjacent to the dielectric tube and the opening of the wall in this portion of the expansion of the plasma source with respect to a plasma source without Gasleitvorrichtung reduced. The gas guiding device alters the flow behavior of the gases at least in a subspace of the plasma source with respect to a plasma source without a gas guiding device.

Weist die Plasmaquelle eine solche Gasleitvorrichtung auf und enthält mindestens eine Teilungswand, die sich in einer Ebene parallel zur Öffnung der Plasmaquelle erstreckt, so ist vorzugsweise zwischen der Ebene der Teilungswand und der Gasleitvorrichtung mindestens ein Gaseinlass angeordnet.If the plasma source has such a gas guiding device and contains at least one dividing wall which extends in a plane parallel to the opening of the plasma source, then at least one gas inlet is preferably arranged between the plane of the dividing wall and the gas guiding device.

Vorzugsweise ist in mindestens zwei der Teilräume, die durch die erfindungsgemäße mindestens eine Teilungswand entstanden sind, jeweils mindestens ein Gaseinlass angeordnet. Damit kann jeder der entstandenen Teilräume mit einem verschiedenen Gas versorgt werden. Dabei wird unter „Gas“ auch ein Gasgemisch verstanden, wobei sich bei verschiedenen Gasgemischen die Bestandteile des Gasgemischs und/oder deren Anteile unterscheiden können.Preferably, in each case at least two gas inlets are arranged in at least two of the subspaces formed by the at least one partition wall according to the invention. Thus, each of the resulting subspaces can be supplied with a different gas. In this case, the term "gas" also means a gas mixture, it being possible for different gas mixtures to differ from the constituents of the gas mixture and / or their proportions.

Soweit sich die verschiedenen Ausführungsformen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Plasmaquelle nicht gegenseitig ausschließen, können diese frei miteinander kombiniert werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Dabei sind die Größen der einzelnen Komponenten sowie die Abstände zwischen ihnen nicht maßstabsgerecht abgebildet.As far as the different embodiments and embodiments of the plasma source according to the invention are not mutually exclusive, they can be freely combined with each other. The invention will be explained in more detail with reference to the figures. The sizes of the individual components as well as the distances between them are not shown to scale.

Es zeigen:

  • 1A eine erste Ausgestaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt,
  • 1B die Plasmaquelle der 1A in einer Sicht entlang der Linie A-A',
  • 2A eine zweite Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt,
  • 2B die Plasmaquelle der 2A in einer Sicht entlang der Linie B-B'
  • 3A eine erste Ausgestaltung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt,
  • 3B die Plasmaquelle der 3A in einer Sicht entlang der Linie C-C',
  • 4A eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt,
  • 4B die Plasmaquelle der 4A in einer Sicht entlang der Linie D-D',
  • 5A und 5B weitere beispielhafte Anordnungen von Teilungswänden mit Bezug auf die Mikrowellenantenne,
  • 6A und 6B beispielhafte Anordnungen von elektrisch leitfähigen Zylindersegmenten,
  • 7A eine erste Ausgestaltung einer dritten Ausführungsform der Plasmaquelle mit zwei nebeneinander angeordneten Plasmalines,
  • 7B eine zweite Ausgestaltung der dritten Ausführungsform der Plasmaquelle,
  • 8A und 8B beispielhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit einer Schutzauskleidung der Wandung,
  • 9 eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit einer Gasleitvorrichtung,
  • 10 eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle zwei nebeneinanderangeordneten Plasmalines und einer Gasleitvorrichtung,
  • 11A eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit zwei Öffnungen,
  • 11B eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit zwei Plasmalines und zwei Öffnungen und
  • 12 eine Plasmabehandlungsvorrichtung mit mehreren erfindungsgemäßen Plasmaquellen.
Show it:
  • 1A a first embodiment of a first embodiment of the plasma source according to the invention in cross-section,
  • 1B the plasma source of 1A in a view along the line A-A ' .
  • 2A a second embodiment of the first embodiment of the plasma source according to the invention in cross section,
  • 2 B the plasma source of 2A in a view along the line B-B '
  • 3A a first embodiment of a second embodiment of the plasma source according to the invention in cross section,
  • 3B the plasma source of 3A in a view along the line C-C ' .
  • 4A a further embodiment of the plasma source according to the invention in cross-section,
  • 4B the plasma source of 4A in a view along the line D-D ' .
  • 5A and 5B further exemplary arrangements of partition walls with respect to the microwave antenna,
  • 6A and 6B exemplary arrangements of electrically conductive cylinder segments,
  • 7A a first embodiment of a third embodiment of the plasma source with two plasmalines arranged side by side,
  • 7B A second embodiment of the third embodiment of the plasma source,
  • 8A and 8B exemplary embodiments of the plasma source according to the invention with a protective lining of the wall,
  • 9 an exemplary embodiment of the plasma source according to the invention with a gas guiding device,
  • 10 an exemplary embodiment of the plasma source according to the invention two juxtaposed Plasmalines and a gas conducting device,
  • 11A An embodiment of the plasma source according to the invention with two openings,
  • 11B an embodiment of the plasma source according to the invention with two plasmalines and two openings and
  • 12 a plasma treatment apparatus having a plurality of plasma sources according to the invention.

Die 1A und 1B zeigen eine erste Ausgestaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1, die eine Wandung 10 mit einer Öffnung 11 aufweist. Die Öffnung 11 liegt einer Substratoberfläche, die mithilfe eines Prozesses bearbeitet wird, der mit einem in der Plasmaquelle 1 erzeugten Plasma ausgeführt wird, gegenüber. Innerhalb der Wandung 10 ist eine lineare Mikrowellenantenne 12 angeordnet, die im dargestellten Querschnitt eine kreisrunde Form hat und sich entlang der y-Achse stabförmig erstreckt. Die Mikrowellenantenne 12 ist von einem dielektrischen Rohr 13 umgeben, welches einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist und sich ebenfalls entlang der y-Achse erstreckt. Auf den Außenseiten der Wandung 10 sind Magnetvorrichtungen 14 angeordnet, die innerhalb der Plasmaquelle 1 ein Magnetfeld erzeugen und entlang der Wandung 10 verschoben werden können. Die Magnetvorrichtungen 14 sind jedoch nicht notwendigerweise Bestandteil der Plasmaquelle, sondern können in anderen Ausführungsformen auch nicht vorhanden sein. An einer oberen Seite der Wandung 10, die der Öffnung 11 gegenüberliegt, ist ein erster Gaseinlass 15a angeordnet, durch den ein erstes Gas in die Plasmaquelle 1 eingeleitet wird. Nahe der Öffnung 11 sind zweite Gaseinlässe 15b angeordnet, durch die mit Hilfe von Gasleitungen ein zweites Gas, das zumindest im angeregten Zustand schichtbildende oder schichtentfernende Bestandteile aufweist, in die Plasmaquelle 1 eingelassen wird. Entlang der y-Achse können auch mehrere erste Gaseinlässe 15a und mehrere zweite Gaseinlässe 15b angeordnet sein.The 1A and 1B show a first embodiment of a first embodiment of the plasma source according to the invention 1 that a wall 10 with an opening 11 having. The opening 11 is a substrate surface which is processed by means of a process associated with one in the plasma source 1 generated plasma is performed opposite. Inside the wall 10 is a linear microwave antenna 12 arranged in the illustrated cross section has a circular shape and along the y- Axis extends rod-shaped. The microwave antenna 12 is from a dielectric pipe 13 surrounded, which has a circular cross-section and also along the y Extends. On the outside of the wall 10 are magnetic devices 14 arranged within the plasma source 1 create a magnetic field and along the wall 10 can be moved. The magnetic devices 14 however, are not necessarily part of the plasma source, but may not be present in other embodiments. On an upper side of the wall 10 that of the opening 11 is opposite, is a first gas inlet 15a arranged, through which a first gas in the plasma source 1 is initiated. Near the opening 11 are second gas inlets 15b arranged, by means of which with the aid of gas lines, a second gas having at least in the excited state layer-forming or layer-removing constituents in the plasma source 1 is admitted. Along the y-axis can also have several first gas inlets 15a and a plurality of second gas inlets 15b be arranged.

Aus den eingesetzten Gasen wird in einem Plasmaerzeugungsbereich, der sich im Wesentlichen rund um das dielektrische Rohr 13 erstreckt, im Betriebszustand der Mikrowellenantenne 12 ein Plasma erzeugt. Das in dem Plasmaerzeugungsbereich erzeugte Plasma regt in einer Plasmabehandlungszone nahe der Öffnung 11 das zweite Gas soweit an, dass die gewünschte Behandlung der Substratoberfläche erfolgt. Der Plasmaerzeugungsbereich und die Plasmabehandlungszone sind durch eine Verbindungszone miteinander verbunden, in der kaum Plasma neu erzeugt wird und eine gegenüber der Plasmabehandlungszone verringerte Menge des zweiten Gases vorliegt. Die Ausdehnung und räumliche Gestalt des Plasmas bzw. des Plasmaerzeugungsbereichs, der Verbindungszone und der Plasmabehandlungszone wird durch die Anordnung, Polarität und Ausgestaltung der Magnetvorrichtung 14 mit beeinflusst.From the gases used is in a plasma generation area, which is essentially around the dielectric tube 13 extends, in the operating state of the microwave antenna 12 produces a plasma. The plasma generated in the plasma generation region excites in a plasma treatment zone near the opening 11 the second gas to the extent that the desired treatment of the substrate surface takes place. The plasma generation region and the plasma treatment zone are interconnected by a connection zone in which hardly any plasma is newly generated and there is a reduced amount of the second gas relative to the plasma treatment zone. The extent and spatial shape of the plasma or the plasma generation region, the connection zone and the plasma treatment zone is determined by the arrangement, polarity and design of the magnetic device 14 influenced with.

Erfindungsgemäß enthält die Plasmaquelle 1 weiterhin eine Teilungswand 2, die im dargestellten Fall zwei Teile 2a und 2b umfasst, die jeweils an bezüglich einer Ebene, die durch die Achse der Mikrowellenantenne 12 verläuft und senkrecht auf einer Ebene 111 der Öffnung 11 der Wandung 10 steht, gegenüberliegenden Seiten der Wandung 10 angrenzen und sich von dort in das Innere der Plasmaquelle 1 bis zu dem dielektrischen Rohr 13 und über die Ausdehnung der Plasmaquelle 1 in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. in y-Richtung, erstrecken und dort auch wieder an die Wandung 10 angrenzen. Wie in den 1A und 1B zu sehen ist, kann zwischen dem dielektrischen Rohr 13 und den Teilen 2a, 2b der Teilungswand 2 ein Spalt verbleiben, der jedoch so schmal ist, dass ein Gasdurchtritt durch diesen vernachlässigbar ist. In der dargestellten Ausgestaltung der ersten Ausführungsform erstrecken sich die Teile 2a und 2b der Teilungswand 2 jeweils in einer Ebene parallel zur Ebene 111 der Öffnung 11, d.h. in einer x-y-Ebene, und sind gasdicht mit der Wandung 10 verbunden. Die Teilungswand 2 unterteilt damit den Raum der Plasmaquelle 1, d.h. den Raum innerhalb der Wandung 10 und begrenzt durch die Öffnung 11, in zwei Teilräume 16a und 16b, die voneinander funktional getrennt sind und beide an das dielektrische Rohr 13, jedoch nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13, angrenzen. Dabei nimmt der Teilraum 16a den oberen Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 ein, d.h. den Bereich, der nicht an die Öffnung 11 angrenzt, während der Teilraum 16b den unteren, an die Öffnung 11 angrenzenden Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 einnimmt. Die beiden Teilräume 16a und 16b sind somit entlang der z-Achse nebeneinander angeordnet. Alternativ zu der dargestellten Ausgestaltung können die Teile 2a und 2b auch in verschiedenen Ebenen, die parallel oder auch schräg zur Ebene 111 der Öffnung 11 verlaufen, angeordnet sein, solange die funktionelle Trennung der Teilräume 16a und 16b gegeben ist.According to the invention contains the plasma source 1 continue a partition wall 2 , which in the case shown two parts 2a and 2 B includes, each with respect to a plane passing through the axis of the microwave antenna 12 runs and perpendicular to a plane 111 the opening 11 the wall 10 stands, opposite sides of the wall 10 adjoin and from there into the interior of the plasma source 1 to the dielectric tube 13 and about the Expansion of the plasma source 1 in the direction along the axis of the microwave antenna 12 ie in y- Direction, extend and there again to the wall 10 adjoin. As in the 1A and 1B can be seen, between the dielectric tube 13 and the parts 2a . 2 B the partition wall 2 remain a gap, which is so narrow that a passage of gas through it is negligible. In the illustrated embodiment of the first embodiment, the parts extend 2a and 2 B the partition wall 2 each in a plane parallel to the plane 111 the opening 11 ie in one xy Level, and are gas-tight with the wall 10 connected. The partition wall 2 divides the space of the plasma source 1 ie the space inside the wall 10 and limited by the opening 11 , in two subspaces 16a and 16b which are functionally separated from each other and both to the dielectric tube 13 but only to a part of the circumference of the dielectric tube 13 , adjoin. It takes the subspace 16a the upper part of the plasma source space 1 one, ie the area not at the opening 11 adjoins, while the subspace 16b the lower, to the opening 11 adjacent area of the plasma source space 1 occupies. The two subspaces 16a and 16b are thus along the z Axis arranged side by side. As an alternative to the illustrated embodiment, the parts 2a and 2 B even in different planes that are parallel or even oblique to the plane 111 the opening 11 run, be arranged as long as the functional separation of the subspaces 16a and 16b given is.

Die Teilungswand 2 weist in der dargestellten Ausgestaltung Öffnungen 21 auf, die einen Durchtritt von Gasen, Gasbestandteilen oder Gasfragmenten aus dem Teilraum 16a in den Teilraum 16b ermöglichen. Diese Öffnungen 21 können eine kreisrunde Form in der Draufsicht haben, wie dies in 1B dargestellt ist, oder jede beliebige regelmäßige oder unregelmäßige andere Form, z.B. oval, eckig oder die Form eines Langlochs, aufweisen und erstrecken sich jeweils über die gesamte Dicke der Teilungswand 2, d.h. durchdringen diese vollständig. Die Öffnungen 21 können gleichförmig oder ungleichförmig über die Ausdehnung der Teilungswand 2 hinweg verteilt sein. Die Form und/oder Größe der Öffnungen 21 können sich zwischen verschiedenen Öffnungen 21 unterscheiden und sind, so wie auch die Anzahl der Öffnungen 21 sowie ihre Verteilung über die Ausdehnung der Teilungswand 2 hinweg, in Abhängigkeit von einem gewünschten Gasdurchtritt frei wählbar und können mit Hilfe von dem Fachmann bekannten Simulationen bestimmt werden.The partition wall 2 has openings in the illustrated embodiment 21 on, which is a passage of gases, gas components or gas fragments from the subspace 16a in the subspace 16b enable. These openings 21 can have a circular shape in plan view, as in 1B is shown, or any other regular or irregular other shape, such as oval, square or the shape of a slot, and each extending over the entire thickness of the partition wall 2 ie penetrate them completely. The openings 21 may be uniform or nonuniform over the extent of the partition wall 2 be distributed across. The shape and / or size of the openings 21 can be between different openings 21 differ and are, as well as the number of openings 21 and their distribution over the extent of the partition wall 2 , depending on a desired gas passage freely selectable and can be determined using known in the art simulations.

Zwar sind die Teilräume 16a und 16b durch die Öffnungen 21 nicht mehr gasdicht voneinander getrennt, jedoch bewirkt die Teilungswand 2 eine funktionelle Trennung der beiden Teilräume 16a und 16b, die bspw. einen Durchtritt von schichtabscheidenden oder schichtentfernenden Gasbestandteilen aus dem Teilraum 16b in den Teilraum 16a bei entsprechenden Druck- und Strömungsverhältnissen reduziert oder fast vollständig verhindert. Damit kann eine Schichtabscheidung oder eine Schichtentfernung im Teilraum 16a verringert oder vermieden werden, wodurch die Standzeit der Plasmaquelle 1 verlängert, die Plasmaerzeugung sowie die Plasmabehandlung einer Substratoberfläche besser, vor allem unabhängiger voneinander, beeinflusst und die Qualität der Substratbehandlung verbessert werden kann.Although the subspaces are 16a and 16b through the openings 21 no longer gas-tightly separated, but causes the partition wall 2 a functional separation of the two subspaces 16a and 16b , For example, a passage of layer-separating or layer-removing gas components from the subspace 16b in the subspace 16a reduced or almost completely prevented under appropriate pressure and flow conditions. This can be a layer deposition or a layer removal in the subspace 16a be reduced or avoided, reducing the service life of the plasma source 1 extended, plasma generation and the plasma treatment of a substrate surface better, especially independent of each other, influenced and the quality of the substrate treatment can be improved.

Die Teile 2a und 2b der Teilungswand 2 können in einem Bereich der x-y-Ebene auch miteinander verbunden sein und damit ein zusammenhängendes Gebilde bilden.The parts 2a and 2 B the partition wall 2 can be in one area of xy Level also be interconnected and thus form a coherent structure.

Ist die Teilungswand 2 aus einem Material gebildet, welches die Ausbreitung eines Magnetfeldes beeinflusst, z.B. aus einem ferromagnetischen Material, so können weitere Magnetvorrichtungen 14 an der Wandung 10, bspw. im Bereich des Teilraums 16b, angeordnet sein, welche die Plasmaausbildung und -verteilung in den Teilräumen 16a und 16b in einer gewünschten Art und Weise beeinflussen.Is the partition wall 2 formed of a material which influences the propagation of a magnetic field, for example of a ferromagnetic material, so can further magnetic devices 14 on the wall 10 , for example in the area of the subspace 16b , which are the plasma formation and distribution in the subspaces 16a and 16b in a desired way.

In 1B ist neben den bereits erwähnten Bestandteilen der Plasmaquelle 1 weiterhin eine Halterung 17, mit der das dielektrische Rohr 13 in der Wandung 10 befestigt ist, dargestellt. Die Mikrowellenantenne 12 wird dabei normalerweise über nicht dargestellte Zentrierkörper in der Achse des dielektrischen Rohres 13 gehalten. In die Halterung 17 können darüber hinaus eine Vakuumdurchführung für Bestandteile der Mikrowellenantenne 12 oder für das dielektrische Rohr 13 sowie ggf. elektrische Anschlüsse der Mikrowellenantenne 12 integriert sein. Die Halterung 17 kann auch zur Befestigung der Teilungswand 2 oder von Teilen davon dienen.In 1B is in addition to the already mentioned components of the plasma source 1 continue a bracket 17 with which the dielectric tube 13 in the wall 10 is attached, shown. The microwave antenna 12 is normally about not shown centering in the axis of the dielectric tube 13 held. In the holder 17 In addition, a vacuum feedthrough for components of the microwave antenna 12 or for the dielectric tube 13 and possibly electrical connections of the microwave antenna 12 be integrated. The holder 17 Can also be used to attach the partition wall 2 or parts thereof.

Die Plasmaquelle 1 weist in der Ausgestaltung der 1A einen trapezförmigen Querschnitt auf, bei dem die der Öffnung 11 gegenüberliegende obere Seite der Wandung 10 parallel zur Ebene 111 der Öffnung 11 und die seitlichen Teile der Wandung 10 in einem stumpfen Winkel von der oberen Seite in Richtung der Ebene 111 der Öffnung 11 geradlinig verlaufen. Die äußere Form der Plasmaquelle 1 ist jedoch nicht auf diese Form begrenzt, sondern kann beliebig ausgeführt sein. So kann die Plasmaquelle bspw. im oberen Bereich die Form eines Halbzylinders oder eine andere runde Form oder eine (im Querschnitt) rechteckige Form aufweisen.The plasma source 1 has in the embodiment of 1A a trapezoidal cross-section, in which the opening 11 opposite upper side of the wall 10 parallel to the plane 111 the opening 11 and the lateral parts of the wall 10 at an obtuse angle from the upper side in the direction of the plane 111 the opening 11 run straight. The outer shape of the plasma source 1 However, it is not limited to this form, but may be arbitrary. Thus, for example, the plasma source may have the shape of a half cylinder or another round shape or a rectangular shape (in cross section) in the upper area.

Die 2A und 2B zeigen eine zweite Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Plasmaquelle 1, bei der sich die Teilungswand 2 mit ihren Teilen 2a und 2b in einer Ebene erstreckt, die durch die Achse der Mikrowellenantenne 12 verläuft und senkrecht auf der Ebene 111 der Öffnung 11 der Wandung 10 steht. D.h. die Teilungswand 2 erstreckt sich in einer y-z-Ebene. Die Teilungswand 2 grenzt an die obere Seite der Wandung 10, d.h. die der Öffnung 11 gegenüberliegende Seite der Wandung 10, und an die Ebene 111 der Öffnung 11 an und erstreckt sich von dort in das Innere der Plasmaquelle 1 bis zu dem dielektrischen Rohr 13 und über die Ausdehnung der Plasmaquelle 1 in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. in y-Richtung, und grenzt dort auch wieder an die Wandung 10 an. Die Teilungswand 2 unterteilt damit den Raum der Plasmaquelle 1 wiederum in zwei Teilräume 16a und 16b, die voneinander funktional getrennt sind und beide an das dielektrische Rohr 13, jedoch wiederum nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13, angrenzen. Dabei nimmt der Teilraum 16a den in 2A linken Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 ein, während der Teilraum 16b den in 2A rechten Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 einnimmt, wobei beide Teilräume 2a und 2b an die Öffnung 11 angrenzen. Die beiden Teilräume 16a und 16b sind somit entlang der x-Achse nebeneinander angeordnet. Im Teilraum 16a sind an der oberen Seite der Wandung 10 mindestens ein erster Gaseinlass 15a und nahe der Öffnung 11 mindestens ein zweiter Gaseinlass 15c angeordnet, während im Teilraum 16b an der oberen Seite der Wandung 10 mindestens ein erster Gaseinlass 15b und nahe der Öffnung 11 mindestens ein zweiter Gaseinlass 15d angeordnet sind. Wie in 2B für den ersten Gaseinlass 15b zu sehen ist, können auch mehrere erste Gaseinlässe 15a, 15b und/oder mehrere zweite Gaseinlässe 15c, 15d entlang der y-Achse angeordnet sein. Damit können in den beiden Teilräumen 16a und 16b über die ersten Gaseinlässe 15a, 15b und die zweiten Gaseinlässe 15c, 15d unterschiedliche Gase in den jeweiligen Teilraum 16a, 16b der Plasmaquelle 1 eingelassen und unterschiedliche Plasmaprozesse ausgeführt werden. Im dargestellten Fall sind in der Teilungswand 2 keine Öffnungen angeordnet, so dass die beiden Teilräume 16a, 16b, abgesehen von einem Gasaustausch über die Öffnung 11 hinweg, vollständig voneinander getrennt sind. Um einen Gasaustausch über die Öffnung 11 hinweg zu reduzieren, kann der Teil 2b der Teilungswand 2 sich auch weiter als bis zur Ebene 111 der Öffnung 11 erstrecken. Alternativ kann der Teil 2b der Teilungswand 2 auch kürzer ausgebildet sein, so dass er oberhalb der Ebene 111 der Öffnung 11 endet und die Ebene 111 der Öffnung 11 nicht berührt.The 2A and 2 B show a second embodiment of the first embodiment of the plasma source 1 in which the partition wall 2 with their parts 2a and 2 B extending in a plane passing through the axis of the microwave antenna 12 runs and perpendicular to the plane 111 the opening 11 the wall 10 stands. That is the partition wall 2 extends in one Y Z -Level. The partition wall 2 adjoins the upper side of the wall 10 that is the opening 11 opposite side of the wall 10 , and to the plane 111 the opening 11 and extends from there into the interior of the plasma source 1 to the dielectric tube 13 and about the extent of the plasma source 1 in the direction along the axis of the microwave antenna 12 , ie in the y direction, and there again borders on the wall 10 at. The partition wall 2 divides the space of the plasma source 1 again in two subspaces 16a and 16b which are functionally separated from each other and both to the dielectric tube 13 but again only a part of the circumference of the dielectric tube 13 , adjoin. It takes the subspace 16a the in 2A left area of the plasma source space 1 one, while the subspace 16b the in 2A right area of the room of the plasma source 1 occupies, with both subspaces 2a and 2 B to the opening 11 adjoin. The two subspaces 16a and 16b are thus along the x -Axis arranged side by side. In the subspace 16a are on the upper side of the wall 10 at least a first gas inlet 15a and near the opening 11 at least a second gas inlet 15c arranged while in the subspace 16b on the upper side of the wall 10 at least a first gas inlet 15b and near the opening 11 at least a second gas inlet 15d are arranged. As in 2 B for the first gas inlet 15b You can also see several first gas inlets 15a . 15b and / or a plurality of second gas inlets 15c . 15d along the y- Be arranged axis. This allows in the two subspaces 16a and 16b over the first gas inlets 15a . 15b and the second gas inlets 15c . 15d different gases in the respective subspace 16a . 16b the plasma source 1 let in and different plasma processes are performed. In the case shown are in the partition wall 2 no openings arranged so that the two subspaces 16a . 16b except for a gas exchange over the opening 11 away, are completely separated from each other. To exchange gas across the opening 11 The part can be reduced 2 B the partition wall 2 get further than the level 111 the opening 11 extend. Alternatively, the part 2 B the partition wall 2 also be designed shorter, so he above the level 111 the opening 11 ends and the plane 111 the opening 11 not touched.

Wie in 2B zu sehen ist, kann der Teil 2b der Teilungswand 2 bspw. mit der Halterung 17 der Plasmaquelle 1, d.h. nahe der Wandung 10, mit dem Teil 2a der Teilungswand 2 verbunden sein, so dass die Teilungswand 2 aus einem Stück besteht.As in 2 B can be seen, the part can 2 B the partition wall 2 eg with the holder 17 the plasma source 1 ie near the wall 10 , with the part 2a the partition wall 2 be connected, so that the partition wall 2 consists of one piece.

Auch hier können die Teile 2a und 2b der Teilungswand 2 wieder in verschiedenen Ebenen verlaufen, solange die funktionelle Trennung der Teilräume 16a und 16b gegeben ist.Again, the parts can 2a and 2 B the partition wall 2 again in different levels, as long as the functional separation of the subspaces 16a and 16b given is.

In den 3A und 3B ist eine erste Ausgestaltung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 dargestellt, die eine Teilungswand 2 aufweist, welche sich in einer Ebene erstreckt, die quer zur Achse der Mikrowellenantenne 12 verläuft Dabei grenzt die Teilungswand 2 an die Wandung 10 der Plasmaquelle 1 und die Öffnung 11 an und erstreckt sich bis zum dielektrischen Rohr 13, welches sie radial vollständig umgibt. Damit erstreckt sich die Teilungswand 2 in einer x-z-Ebene. Zu sehen ist wieder ein kleiner Spalt zwischen dem dielektrischen Rohr 13 und der Teilungswand 2. Da, wie in 3B zu sehen ist, zwei Teilungswände 2 entlang der Ausdehnung der Plasmaquelle 1 entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. entlang der y-Achse, angeordnet sind, ist der Raum der Plasmaquelle 1 in drei Teilräume 16a, 16b und 16c unterteilt, die jeweils an die Öffnung 11 und den gesamten Umfang des dielektrischen Rohres 13 angrenzen und entlang der y-Achse nebeneinander angeordnet sind. In jedem der Teilräume 16a, 16b und 16c sind mindestens ein erster Gaseinlass 15a an der oberen Seite der Wandung 10 und mindestens zwei zweite Gaseinlässe 15b nahe der Öffnung 11 angeordnet. Dies ermöglicht bspw. eine unterschiedliche Gaszusammensetzung oder unterschiedliche Prozessführungen in den einzelnen Teilräumen 16a, 16b und 16c, wodurch bspw. Inhomogenitäten in der Plasmabehandlung einer Substratoberfläche ausgeglichen werden können. Im dargestellten Fall sind keine Öffnungen in den Teilungswänden 2 ausgebildet, dies ist jedoch, wie in allen Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Plasmaquelle, in denen es nicht explizit ausgeschlossen und für die Funktionalität der Plasmaquelle notwendig ist, möglich. Die Teilungswände 2 können nach Bedarf auch vor der Öffnung 11 enden bzw. auch darüber hinaus reichen.In the 3A and 3B is a first embodiment of a second embodiment of the plasma source according to the invention 1 represented, which is a partition wall 2 which extends in a plane transverse to the axis of the microwave antenna 12 The dividing wall is adjacent 2 to the wall 10 the plasma source 1 and the opening 11 and extends to the dielectric tube 13 which completely surrounds it radially. This extends the partition wall 2 in a xz -Level. Again, there is a small gap between the dielectric tube 13 and the partition wall 2 , There, as in 3B you can see two dividing walls 2 along the extent of the plasma source 1 along the axis of the microwave antenna 12 ie along the y -Axis, the space is the plasma source 1 in three subspaces 16a . 16b and 16c divided, each to the opening 11 and the entire circumference of the dielectric tube 13 adjoin and along the y -Axis are arranged side by side. In each of the subspaces 16a . 16b and 16c are at least a first gas inlet 15a on the upper side of the wall 10 and at least two second gas inlets 15b near the opening 11 arranged. This allows, for example, a different gas composition or different process control in the individual subspaces 16a . 16b and 16c , whereby, for example, inhomogeneities in the plasma treatment of a substrate surface can be compensated. In the case shown are no openings in the partition walls 2 However, this is possible, as in all embodiments and embodiments of the plasma source in which it is not explicitly excluded and necessary for the functionality of the plasma source. The partition walls 2 may also be required before opening 11 ends or even beyond.

4A und 4B zeigen eine weitere Ausführungsform der Plasmaquelle 1, bei der die erste und die zweite Ausführungsform, d.h. Teilungswände, die sich entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12 erstrecken, und Teilungswände, die sich quer zur Achse der Mikrowellenantenne 12 erstrecken, miteinander kombiniert sind. So weist die Plasmaquelle 1 zwei Teile 2a und 2b einer ersten Teilungswand auf, die sich in einer x-y-Ebene über die gesamte Ausdehnung der Plasmaquelle 1 entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. in y-Richtung, erstrecken und damit den Raum der Plasmaquelle 1 in zwei erste Teilräume, nämlich einen oberen Teilraum, der an die obere Seite der Wandung 10 angrenzt, und in einen unteren Teilraum, der an die Öffnung 11 angrenzt, unterteilen. Dies ist ähnlich zu der in den 1A und 1B dargestellten Ausführungsform. Zusätzlich weist die Plasmaquelle 1 zwei zweite Teilungswände 2c auf, die sich jeweils in einer y-z-Ebene erstrecken und die ersten Teilräume weiter entlang der y-Achse unterteilen, ähnlich wie mit Bezug auf die 3A und 3B beschrieben. Im Ergebnis liegen innerhalb des Raums der Plasmaquelle 1 sechs zweite Teilräume 16aa bis 16bc vor, die jeweils funktionell von den angrenzenden zweiten Teilräumen 16aa bis 16bc getrennt sind. Dabei sind die zweiten Teilräume 16aa bis 16ac im oberen ersten Teilraum des Raums der Plasmaquelle 1 angeordnet, während diezweiten Teilräume 16ba bis 16bc im unteren ersten Teilraum angeordnet sind und jeweils an die Öffnung 11 angrenzen. Damit können sowohl die positiven Ergebnisse der ersten Ausführungsform als auch die positiven Ergebnisse der zweiten Ausführungsform gleichzeitig erreicht werden. 4A and 4B show a further embodiment of the plasma source 1 in which the first and the second embodiment, ie dividing walls extending along the axis of the microwave antenna 12 extend, and dividing walls, which are transverse to the axis of the microwave antenna 12 extend, are combined with each other. This is the way the plasma source points 1 two parts 2a and 2 B a first partition wall, which is in a xy Level over the entire extent of the plasma source 1 along the axis of the microwave antenna 12 ie in y Direction, extending and thus the space of the plasma source 1 into two first subspaces, namely an upper subspace, which adjoins the upper side of the wall 10 adjoins, and in a lower subspace, which is at the opening 11 adjoins, subdivide. This is similar to the one in the 1A and 1B illustrated embodiment. In addition, the plasma source indicates 1 two second partition walls 2c up, each one in a Y Z Extend the first subspaces further along the y Subdivide the axis, similar as with respect to the 3A and 3B described. As a result, within the space of the plasma source 1 six second subspaces 16aa to 16Bc before, each functionally from the adjacent second subspaces 16aa to 16Bc are separated. Here are the second subspaces 16aa to 16ac in the upper first subspace of the space of the plasma source 1 arranged while the second subspaces 16ba to 16Bc are arranged in the lower first subspace and respectively to the opening 11 adjoin. Thus, both the positive results of the first embodiment and the positive results of the second embodiment can be achieved simultaneously.

Selbstverständlich sind auch andere oder weitere Kombinationen von Teilungswänden innerhalb einer Plasmaquelle 1 möglich.Of course, other or further combinations of partition walls within a plasma source 1 possible.

Die 5A und 5B zeigen weitere beispielhafte Anordnungen von Teilungswänden 2a bis 2d mit Bezug auf eine Mikrowellenantenne 12 und das dielektrische Rohr 13. So ist bspw. durch die Teilungswände 2a bis 2c der 5A eine Aufteilung des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13, und damit der in den jeweiligen Teilraum 16a bis 16c abgegebenen Mikrowellenleistung in drei Teilbereiche, die jeweils einem spezifischen Teilraum 16a bis 16c zugeordnet sind, möglich. Dabei erstrecken sich die Teilungswände 2a und 2b in entgegengesetzte Richtungen vom dielektrischen Rohr 13 weg, jedoch in derselben Ebene, während die Teilungswand 2c senkrecht auf der Ebene der Teilungswände 2a und 2b steht. Damit steht in den Teilräumen 16a und 16b jeweils ca. ein Viertel des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 zur Auskopplung von Mikrowellenleistung zur Verfügung, während im Teilraum 16c ca. die Hälfte des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13 zur Verfügung steht. Selbstverständlich können die Teilungswände 2a und 2b auch in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, so dass beliebige Aufteilungen des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 auf die einzelnen Teilräume 16a bis 16c möglich sind. 5B zeigt darüber hinaus, dass die Ebene, in der sich eine Teilungswand erstreckt, nicht unbedingt durch die Achse der Mikrowellenantenne 12 verlaufen muss. So ist bspw. die Ebene, in der sich die Teilungswände 2a und 2b in der Ausgestaltung der 5B erstrecken, mit einem Abstand H zur Achse der Mikrowellenantenne 12 angeordnet, der größer 0 (Null) und kleiner als der Radius R des dielektrischen Rohres 13 ist. Durch die zusätzliche Teilungswand 2d liegen nunmehr vier Teilräume 16a bis 16d vor, von denen die Teilräume 16a und 16b an jeweils weniger als ein Viertel des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 angrenzen, während die Teilräume 16c und 16d jeweils an mehr als ein Viertel des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13 angrenzen. Durch eine geeignete Auswahl der Anzahl und Anordnung der Teilungswände kann der Raum der Plasmaquelle nahezu beliebig in verschiedene funktionelle Teilräume aufgeteilt und die Plasmaerzeugung in den einzelnen Teilräumen beeinflusst werden.The 5A and 5B show further exemplary arrangements of partition walls 2a to 2d with respect to a microwave antenna 12 and the dielectric tube 13 , For example, through the partition walls 2a to 2c of the 5A a division of the circumference of the dielectric tube 13 , and thus in the respective subspace 16a to 16c emitted microwave power into three sub-areas, each one specific subspace 16a to 16c are assigned, possible. In this case, the partition walls extend 2a and 2 B in opposite directions from the dielectric tube 13 away, but in the same plane, while the partition wall 2c perpendicular to the plane of the partition walls 2a and 2 B stands. This is in the subspaces 16a and 16b in each case about one quarter of the circumference of the dielectric tube 13 for decoupling microwave power available while in subspace 16c about half of the circumference of the dielectric tube 13 is available. Of course, the partition walls 2a and 2 B be arranged in different planes, so that any divisions of the circumference of the dielectric tube 13 on the individual subspaces 16a to 16c possible are. 5B also shows that the plane in which a partition wall extends does not necessarily pass through the axis of the microwave antenna 12 must go. So is, for example, the plane in which the partition walls 2a and 2 B in the embodiment of 5B extend, with a distance H to the axis of the microwave antenna 12 arranged larger than 0 (zero) and smaller than the radius R of the dielectric tube 13 is. Through the additional partition wall 2d now lie four subspaces 16a to 16d before, of which the subspaces 16a and 16b each less than a quarter of the circumference of the dielectric tube 13 adjoin while the subspaces 16c and 16d each to more than a quarter of the circumference of the dielectric tube 13 adjoin. By a suitable selection of the number and arrangement of the partition walls, the space of the plasma source can be almost arbitrarily divided into different functional subspaces and the plasma generation in the individual subspaces can be influenced.

Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Plasmaerzeugung in den einzelnen Teilräumen ist in den 6A und 6B dargestellt. Dabei sind nahe der Oberfläche des dielektrischen Rohres 13 elektrisch leitfähige Zylindersegmente 3a und 3b angeordnet, die in dem Bereich des Umfangs des dielektrischen Rohres 13, in welchem sie angeordnet sind, eine Plasmaerzeugung verhindern. Dabei können die Zylindersegmente 3a und 3b gleichartig ausgebildet sein, wie in 6A dargestellt, oder verschiedene Bogenlängen des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 bedecken, wie in 6B dargestellt. Darüber hinaus können die Zylindersegmente 3a und 3b beliebig über den Umfang des dielektrischen Rohres 13 verteilt sein. Sie können bspw. jeweils an Teilungswänden 2a, 2b befestigt sein, wie dies in 6A dargestellt ist, oder können an der Wandung 10 oder einer speziellen Halterung befestigt sein, ohne die Teilungswände 2a, 2b zu berühren, wie dies in 6B dargestellt ist. Die in 6B dargestellte Ausführung könnte auch durch die Ausbildung der Zylindersegmente 3a, 3b als Teile eines elektrisch leitfähigen Rohres, welches über das dielektrische Rohr 13 aufgezogen ist und Öffnungen aufweist, realisiert werden. Die Öffnungen im Rohr würden dann die nicht von den Zylindersegmenten 3a und 3b bedeckten Bereiche des dielektrischen Rohres 13 darstellen. Das elektrisch leitfähige Rohr wird dabei bevorzugt an seinen Enden mit der Wandung 10 verbunden. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen mit mehr als den hier dargestellten zwei Zylindersegmenten 3a und 3b oder auch mit nur einem Zylindersegment, welches beliebig entlang des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 angeordnet ist, möglich.Another possibility of influencing the plasma generation in the individual subspaces is in the 6A and 6B shown. These are close to the surface of the dielectric tube 13 electrically conductive cylinder segments 3a and 3b arranged in the region of the periphery of the dielectric tube 13 in which they are arranged, prevent plasma generation. The cylinder segments can 3a and 3b be formed similar, as in 6A or different arc lengths of the perimeter of the dielectric tube 13 cover, as in 6B shown. In addition, the cylinder segments 3a and 3b as desired over the circumference of the dielectric tube 13 be distributed. You can, for example, each on partition walls 2a . 2 B be attached like this in 6A is shown, or may be on the wall 10 or a special bracket, without the partition walls 2a . 2 B to touch, like this in 6B is shown. In the 6B illustrated embodiment could also by the formation of the cylinder segments 3a . 3b as parts of an electrically conductive tube which passes over the dielectric tube 13 mounted and having openings can be realized. The openings in the tube would then not the cylinder segments 3a and 3b covered areas of the dielectric tube 13 represent. The electrically conductive tube is preferably at its ends with the wall 10 connected. Of course, embodiments with more than the two cylinder segments shown here are also 3a and 3b or also with only one cylinder segment, which is arbitrary along the circumference of the dielectric tube 13 is arranged, possible.

Die 7A und 7B zeigen jeweils eine Ausgestaltung einer dritten Ausführungsform der Plasmaquelle 1 mit zwei nebeneinander angeordneten Plasmalines. Jede Plasmaline besteht aus einer stabförmigen Mikrowellenantenne und einem, diese umgebenden, dielektrischen Rohr. So bilden die Mikrowellenantenne 12a und das dielektrische Rohr 13a eine erste Plasmaline, während die Mikrowellenantenne 12b und das dielektrische Rohr 13b eine zweite Plasmaline bilden. In der dritten Ausführungsform der Plasmaquelle 1 weist diese weiterhin nur ein Öffnung 11 auf, wobei sich die Achsen der Plasmalines parallel zueinander und in Bezug zur Ebene 111 der Öffnung 11 nebeneinander erstrecken. Von der Wandung 10 der Plasmaquelle 1 erstrecken sich Teilungswände 2a, 2b bis zu den dielektrischen Rohren 13a, 13b der Plasmalines, wie dies mit Bezug auf 1A beschrieben ist. Die Plasmaquelle 1 weist nunmehr eine zusätzliche Teilungswand 2c auf, die sich zwischen den dielektrischen Rohren 13a und 13b der Plasmalines erstreckt. Zusammen mit den Teilungswänden 2a und 2b unterteilt die Teilungswand 2c den Raum der Plasmaquelle 1 in einen Teilraum 16a und einen Teilraum 16b, wobei der Teilraum 16a nicht an die Öffnung 11 angrenzt, wie dies bereits mit Bezug auf die 1A beschrieben wurde. Zusätzlich können weitere Trennwände 4, welche den Raum der Plasmaquelle 1 weiter unterteilen, in der Plasmaquelle 1 angeordnet sein, wie dies in 7B zu sehen ist. Dabei ist eine solche Trennwand 4 im Gegensatz zu den Teilungswänden 2a bis 2c so angeordnet, dass sie nicht an ein dielektrisches Rohr 13a, 13b einer der Plasmalines angrenzt. Bspw. kann sich die Trennwand 4 in einer Ebene, die zwischen den Plasmalines verläuft und die Teilungswand 2c schneidet, erstrecken. Dabei kann die Trennwand 4 sich in beiden Teilräumen 16a und 16b erstrecken, wie dies in 7B dargestellt ist, und damit diese Teilräume weiter unterteilen, so dass vier Teilräume 16aa bis 16bb entstehen. Alternativ kann sich die Trennwand 4 auch nur in einem der Teilräume 16a oder 16b erstrecken, so dass nur der entsprechende Teilraum weiter unterteilt wird. Auch die Trennwände 4 erstrecken sich jeweils bis an die Wandung 10 bzw. bis an die Ebene 111 der Öffnungen 11a und 11b und bis an eine ggf. vorhandene Teilungswand, in diesem Fall die Teilungswand 2c, und grenzen gasdicht an diese an. Alternativ kann die Trennwand 4 nach Bedarf auch vor der Ebene 111 der Öffnungen 11a und 11b enden bzw. auch darüber hinaus reichen. Optional können die Trennwände ähnlich wie die Teilungswände Öffnungen für einen definierten Gasdurchtritt von einem Teilraum in einen anderen Teilraum aufweisen. Derartige Öffnungen sind in den 5A bis 7B sowohl für die Teilungswände 2a bis 2d als auch für die Trennwand 4 nicht dargestellt, jedoch möglich. The 7A and 7B each show an embodiment of a third embodiment of the plasma source 1 with two plasmalines arranged side by side. Each plasmaline consists of a rod-shaped microwave antenna and a surrounding dielectric tube. So form the microwave antenna 12a and the dielectric tube 13a a first plasmaline, while the microwave antenna 12b and the dielectric tube 13b form a second plasmaline. In the third embodiment of the plasma source 1 this still only has one opening 11 on, with the axes of the plasmalines parallel to each other and in relation to the plane 111 the opening 11 extend next to each other. From the wall 10 the plasma source 1 partition walls extend 2a . 2 B up to the dielectric tubes 13a . 13b of the plasmalines, as related to 1A is described. The plasma source 1 now has an additional partition wall 2c on that is between the dielectric pipes 13a and 13b the plasmalines extends. Together with the partition walls 2a and 2 B divides the partition wall 2c the space of the plasma source 1 in a subspace 16a and a subspace 16b , where the subspace 16a not to the opening 11 bordering, as already with respect to the 1A has been described. In addition, further partition walls 4 , which is the space of the plasma source 1 divide further, in the plasma source 1 be arranged like this in 7B you can see. There is such a partition 4 in contrast to the partition walls 2a to 2c so arranged that they are not attached to a dielectric tube 13a . 13b adjacent to one of the plasmalines. For example. can the partition 4 in a plane that runs between the plasmalines and the partition wall 2c cuts, extend. In this case, the partition 4 in both subspaces 16a and 16b extend, as in 7B is shown, and thus subdivide these subspaces further, so that four subspaces 16aa to 16bb arise. Alternatively, the partition may 4 even in one of the subspaces 16a or 16b extend, so that only the corresponding subspace is further subdivided. Also the partitions 4 each extend to the wall 10 or to the level 111 the openings 11a and 11b and to a possibly existing partition wall, in this case the partition wall 2c , and adjoin them gas-tight. Alternatively, the partition 4 as needed also in front of the plane 111 the openings 11a and 11b ends or even beyond. Optionally, the partitions, similar to the partition walls, may have openings for a defined passage of gas from one compartment to another compartment. Such openings are in the 5A to 7B both for the partition walls 2a to 2d as well as for the partition 4 not shown, but possible.

Selbstverständlich können auch für die in den 7A und 7B dargestellten Plasmaquellen mit mehreren Plasmalines weitere Teilungswände mit den bereits dargestellten Teilungswänden 2a bis 2c kombiniert oder andere Teilungswände angeordnet werden. So können bspw. auch zwei Teilungswände, die senkrecht zur Ebene 111 der Öffnung 11 verlaufen und sich jeweils entlang der Achse einer der Mikrowellenantennen 12a, 12b erstrecken, vorgesehen werden, wie dies mit Bezug auf die 2A und 2B erläutert wurde. Damit würde der Raum der Plasmaquelle 1 in drei Teilräume unterteilt, von denen die beiden seitlichen Teilräume nur von einem Teil des Umfangs einer der Plasmalines mit Mikrowellenleistung versorgt wird, während der mittlere Teilraum von Teilen der Umfänge beider Plasmalines mit Mikrowellenleistung versorgt wird.Of course, also for those in the 7A and 7B Plasma sources shown with several Plasmalines more partition walls with the partition walls already shown 2a to 2c combined or other partition walls are arranged. For example, two partition walls perpendicular to the plane can also be used 111 the opening 11 run and each along the axis of one of the microwave antennas 12a . 12b be provided, as with reference to the 2A and 2 B was explained. This would make the room the plasma source 1 is subdivided into three subspaces, of which the two lateral subspaces are supplied with microwave power only by a part of the circumference of one of the plasmalines, while microwave power is supplied to the middle subspace of parts of the peripheries of both plasmalines.

Die 8A und 8B zeigen weitere mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1, wobei dieser Ausgestaltungen ähnlich der mit Bezug auf die 1A und 1B beschriebenen Ausführungsform ausgebildet sind, jedoch zusätzlich eine Schutzauskleidung 5 der Wandung 10 der Plasmaquelle 1 in dem der Öffnung 11 zugewandten Teilraum 16b aufweist. Darüber hinaus sind in den 8A und 8B andere äußere Formen der Plasmaquelle 1 als die bisher dargestellte Trapezform dargestellt In 8A ist zusätzlich gezeigt, dass die Anzahl der Gaseinlässe 15a, die geeignet sind, ein oder mehrere Gase in den Teilraum 16a zuzuführen, sowie deren Anordnung und die Anzahl und Anordnung der Magnetvorrichtungen 14 nicht auf die in den bisherigen Figuren dargestellten Fälle begrenzt, sondern beliebig erweiterbar ist.The 8A and 8B show further possible embodiments of the plasma source according to the invention 1 These embodiments are similar to those with reference to FIGS 1A and 1B described embodiment are formed, but in addition a protective lining 5 the wall 10 the plasma source 1 in the opening 11 facing subspace 16b having. In addition, in the 8A and 8B other external forms of the plasma source 1 represented as the previously shown trapezoidal shape In 8A is additionally shown that the number of gas inlets 15a that are capable of containing one or more gases in the subspace 16a supply, as well as their arrangement and the number and arrangement of the magnetic devices 14 not limited to the cases shown in the previous figures, but is arbitrarily expandable.

Die Schutzauskleidung 5 ist im Bereich des Teilraums 16b entlang der dem Teilraum 16b zugewandten Seiten der Wandung 10 und der Teilungswand 2 sowie in einigen Ausgestaltungen auch zumindest teilweise auf dem an den Teilraum 16b angrenzenden Umfang des dielektrischen Rohres 13 angeordnet. Dabei kann zwischen der Schutzauskleidung 5 und den zu schützenden Oberflächen, also der Wandung 10, der Teilungswand 2 und dem dielektrischen Rohr 13, ein Abstand vorliegen, der jedoch so bemessen ist, dass eine Plasmaerzeugung im dadurch vorliegenden Zwischenraum zwischen der Schutzauskleidung 5 und den zu schützenden Oberflächen verhindert wird. Die Schutzauskleidung 5 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie bspw. Aluminium, Edelstahl, Graphit oder Kohlenstofffasermaterial, oder aus einem dielektrischen Material, wie bspw. Glas, Glaskeramik, Aluminiumoxid oder für Mikrowellen geeignete Kunststoffe, und kann auch aus einer Materialkombination in einem Schichtaufbau, einem Gemisch oder Gewebe oder aus Bereichen mit unterschiedlichen Materialien bestehen. Je nach Material der Schutzauskleidung 5 wird die Einkopplung von Mikrowellenleistung von der Mikrowellenantenne 12 in den Teilraum 16b beeinflusst. So kann in der in 8A dargestellten Ausgestaltung, bei der die Schutzauskleidung 5 auch den an den Teilraum 16b angrenzenden Umfang des dielektrischen Rohres 13 vollständig bedeckt, eine Einkopplung von Mikrowellenleistung in den Teilraum 16b bei einer elektrisch leitfähigen Schutzauskleidung 5 vollständig oder nahezu vollständig unterbunden werden oder bei einer dielektrischen Schutzauskleidung 5 nahezu unvermindert erfolgen. Die Schutzauskleidung 5 kann auch aus verschiedenen Einzelteilen bestehen, die wiederum aus verschiedenen Materialien bestehen können.The protective lining 5 is in the area of the subspace 16b along the subspace 16b facing sides of the wall 10 and the partition wall 2 and in some embodiments also at least partially on the subspace 16b adjacent perimeter of the dielectric tube 13 arranged. It can be between the protective lining 5 and the surfaces to be protected, ie the wall 10 , the partition wall 2 and the dielectric tube 13 , there is a distance, but dimensioned such that a plasma generation in the space between the protective lining 5 and the surfaces to be protected is prevented. The protective lining 5 consists of an electrically conductive material, such as. Aluminum, stainless steel, graphite or carbon fiber material, or of a dielectric material, such as glass, glass ceramic, alumina or microwave suitable plastics, and may also be made of a combination of materials in a layer structure, a mixture or fabric or areas of different materials. Depending on the material of the protective lining 5 becomes the coupling of microwave power from the microwave antenna 12 in the subspace 16b affected. So can in the in 8A illustrated embodiment in which the protective lining 5 also to the subspace 16b adjacent perimeter of the dielectric tube 13 completely covered, a coupling of microwave power in the subspace 16b with an electrically conductive protective lining 5 completely or almost completely or with a dielectric protective lining 5 almost undiminished. The protective lining 5 can also consist of various parts, which in turn can consist of different materials.

Die in 8B dargestellte Ausgestaltung stellt eine Kombination einer elektrisch leitfähigen Schutzauskleidung 5 und eines dielektrischen Zylindersegments 52 dar. Dabei bedeckt das dielektrische Zylindersegment 52 den an den Teilraum 16b angrenzenden Umfang des dielektrischen Rohres 13 vollständig, während die Schutzauskleidung 5 nur oberhalb eines Teils des an den Teilraum 16b angrenzenden Umfangs des dielektrischen Rohres 13 angeordnet ist. In diesem Teilbereich wirkt die Schutzauskleidung 5 ähnlich wie ein elektrisch leitfähiges Zylindersegment, welches mit Bezug auf die 6A und 6B erläutert wurde.In the 8B illustrated embodiment provides a combination of an electrically conductive protective lining 5 and a dielectric cylinder segment 52 This covers the dielectric cylinder segment 52 to the subspace 16b adjacent perimeter of the dielectric pipe 13 completely, while the protective lining 5 only above a part of the subspace 16b adjacent perimeter of the dielectric tube 13 is arranged. The protective lining works in this subarea 5 similar to an electrically conductive cylinder segment, which with respect to the 6A and 6B was explained.

Die Schutzauskleidung 5weist Durchbrüche für die Gaseinlässe 15b sowie Öffnungen 51 auf, die mit Öffnungen 21 in der Teilungswand 2 korrespondieren und gemeinsam mit diesen einen definierten Durchtritt von Gasen und Gasbestandteilen aus dem Teilraum 16a in den Teilraum 16b erlauben. Die Öffnungen 21, 51 können auch so dimensioniert werden, dass auch Ladungsträger aus dem Plasmaerzeugungsbereich hindurchtransportiert werden.The protective lining 5 has openings for the gas inlets 15b as well as openings 51 on, with openings 21 in the partition wall 2 correspond and together with these a defined passage of gases and gas components from the subspace 16a in the subspace 16b allow. The openings 21 . 51 can also be dimensioned so that also charge carriers are transported through from the plasma generation area.

Die Schutzauskleidung 5 sowie ggf. das dielektrische Zylindersegment 52 schützt die Wandung 10, die Teilungswand 2 sowie das dielektrische Rohr 13 vor der direkten Wechselwirkung mit Plasmateilchen und verhindert insbesondere die Abscheidung von Materialien auf der Wandung 10, der Teilungswand 2 oder dem dielektrischen Rohr 13 im Bereich des Teilraums 16b. Die Schichtabscheidung erfolgt stattdessen auf der Schutzauskleidung 5 und ggf. auf dem dielektrischen Zylindersegment 52, welche jedoch lösbar mit der Wandung 10, der Teilungswand 2 und ggf. dem dielektrischen Rohr 13 verbunden sind oder nur auf diesen aufliegen. Damit sind die Schutzauskleidung 5 und ggf. das dielektrische Zylindersegment 52 auf einfache Art und Weise aus der Plasmaquelle 1 entfernbar, wenn eine kritische Beschichtungsdicke erreicht ist, und können außerhalb der Plasmaquelle 1 gereinigt und für einen neuen Einsatz in der Plasmaquelle 1 vorbereitet oder durch neue entsprechende Komponenten ersetzt werden.The protective lining 5 and optionally the dielectric cylinder segment 52 protects the wall 10 , the partition wall 2 and the dielectric tube 13 before the direct interaction with plasma particles and in particular prevents the deposition of materials on the wall 10 , the partition wall 2 or the dielectric tube 13 in the area of the subspace 16b , The layer deposition takes place instead on the protective lining 5 and optionally on the dielectric cylinder segment 52 which, however, is detachable with the wall 10 , the partition wall 2 and optionally the dielectric tube 13 are connected or only rest on this. This is the protective lining 5 and optionally the dielectric cylinder segment 52 in a simple way from the plasma source 1 removable when a critical coating thickness is reached, and may be outside the plasma source 1 cleaned and for a new use in the plasma source 1 be prepared or replaced by new equivalent components.

Ist die Schutzauskleidung 5 mechanisch stabil genug und in einer entsprechenden Art und Weise ausgebildet, kann sie auch allein als Teilungswand im Sinne der Anmeldung wirken, so dass keine physisch selbstständige Teilungswand 2, wie sie in den 8A und 8B dargestellt ist, notwendig ist.Is the protective lining 5 mechanically stable enough and formed in a corresponding manner, it can also act alone as a partition wall in the sense of the application, so that no physically independent partition wall 2 as they are in the 8A and 8B is shown is necessary.

9 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 mit einer Gasleitvorrichtung 6, wobei die Teilungswand 2 ähnlich, wie mit Bezug auf die 1A und 1B erläutert, ausgeführt ist. Die Gasleitvorrichtung 6 ist im Teilraum 16b angeordnet und erstreckt sich von der Wandung 10 aus in den Teilraum 16b hinein, wobei sie zunächst parallel zu der Teilungswand 2 und dann kreisbogenförmig angepasst an die Kontur des dielektrischen Rohres 13 jeweils mit einem Abstand zur Teilungswand 2 bzw. zum dielektrischen Rohr 13 verläuft Durch ihre Formgebung begrenzt die Gasleitvorrichtung 6 die Ausdehnung derbereits mit Bezug auf die 1A beschriebenen Verbindungszone 18, welche einen Plasmaerzeugungsbereich 19, der sich im Wesentlich radial um das dielektrische Rohr 13 erstreckt, mit einer Plasmabehandlungszone, die nahe der Öffnung 11 ausgebildet ist, verbindet und verändert die Strömungsverhältnisse innerhalb des Teilraums 16b. Damit verringert die Gasleitvorrichtung 6 eine Bewegung von Gasbestandteilen eines zweiten Gases, welches über die Gaseinlässe 15b in den Teilraum 16b eingelassen wird, in Richtung auf das dielektrische Rohr 13 und die Teilungswand 2. Im Ergebnis wird im Falle eines schichtabscheidenden Prozesses eine Beschichtung des dielektrischen Rohres 13 und der Teilungswand 2 reduziert. Um eine gute Steuerung der Strömungsverhältnisse im Teilraum 16b zu ermöglichen sowie im Plasmaerzeugungsbereich 19 Bedingungen einzustellen, die günstig für eine Plasmaerzeugung im Teilraum 16b sind, sind vorzugsweise zusätzliche Gaseinlässe 15c zwischen der Teilungswand 2 und der Gasleitvorrichtung 6 im Teilraum 16b angeordnet, wie dies in 9 zu sehen ist. Vorzugsweise wird über die zusätzlichen Gaseinlässe 15c das erste Gas, welches über den oder die Gaseinlässe 15a in den Teilraum 16a eingelassen wird, zugeführt, jedoch kann auch ein anderes Gas zugeführt werden. 9 shows an exemplary embodiment of a plasma source according to the invention 1 with a gas guiding device 6 , where the partition wall 2 similar, as with respect to the 1A and 1B explained, is executed. The gas conducting device 6 is in the subspace 16b arranged and extends from the wall 10 out into the subspace 16b into it, initially parallel to the partition wall 2 and then a circular arc adapted to the contour of the dielectric tube 13 each with a distance to the partition wall 2 or to the dielectric tube 13 Due to their shape, the gas guiding device is limited 6 the extent of the already with reference to the 1A described connection zone 18 , which is a plasma generation area 19 essentially radially around the dielectric tube 13 extends, with a plasma treatment zone near the opening 11 is formed, connects and changes the flow conditions within the subspace 16b , This reduces the gas guiding device 6 a movement of gas components of a second gas, which via the gas inlets 15b in the subspace 16b is admitted, in the direction of the dielectric tube 13 and the partition wall 2 , As a result, in the case of a film deposition process, a coating of the dielectric pipe becomes 13 and the partition wall 2 reduced. For a good control of the flow conditions in the subspace 16b and in the plasma generation area 19 Set conditions favorable for plasma generation in the subspace 16b are preferably additional gas inlets 15c between the partition wall 2 and the gas conducting device 6 in the subspace 16b arranged like this in 9 you can see. Preferably, via the additional gas inlets 15c the first gas passing through the gas inlet (s) 15a in the subspace 16a is admitted, fed, but also another gas can be supplied.

Die Gasleitvorrichtung 6 kann aus einem elektrisch leitenden oder einem elektrisch isoierenden Material bestehen oder aus einer Kombination aus verschiedenen geeigneten Materialien.The gas conducting device 6 may consist of an electrically conductive or an electrically insulating material or a combination of various suitable materials.

10 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 mit zwei nebeneinander angeordneten Plasmalines und einer Gasleitvorrichtung 6, wobei, ähnlich wie mit Bezug auf die 7B erläutert, weiterhin eine Trennwand 4 zwischen den Plasmalines angeordnet und die Teilungswand 2 auch zwischen den Plasmalines ausgebildet ist. Im dargestellten Fall erstreckt sich die Gasleitvorrichtung 6 geradlinig von der Wandung 10 aus in einem spitzen Winkel in Richtung auf die Öffnung 11 hin. An der Trennwand 4 sind im dargestellten Fall keine Teile der Gasleitvorrichtung 6 angeordnet. Jedoch ist auch dies möglich, so dass in jedem Teilraum 16ab und 16bb eine zu einer Ebene, die senkrecht auf der Ebene der Öffnung 11 steht, symmetrische Anordnung der Gasleitvorrichtung vorhanden wäre. 10 shows an exemplary embodiment of a plasma source according to the invention 1 with two plasmalines arranged next to each other and a gas guiding device 6 , wherein, similar as with respect to the 7B further explains a partition 4 arranged between the plasmalines and the partition wall 2 is also formed between the plasmalines. In the case shown, the gas guide extends 6 straight from the wall 10 out at an acute angle towards the opening 11 out. At the partition 4 are in the case illustrated no parts of the gas guide 6 arranged. However, this is also possible, so that in each subspace 16a-b and 16bb one to a plane perpendicular to the plane of the opening 11 stands, symmetrical arrangement of the gas guiding device would be present.

Um insbesondere bei großen lateralen Ausdehnungen der Öffnung 11 in Richtung quer zu den Achsen der Plasmalines auch in einem zentralen Bereich der Öffnung 11 eine ausreichende Gaszufuhr des zweiten Gases, welches über die Gaseinlässe 15b, die nahe der Öffnung 11 angeordnet sind, eingelassen wird, zu gewährleisten, kann an der Trennwand 4nahe der Öffnung 11 mindestens ein zusätzlicher Gaseinlass 15c angeordnet sein, wie dies in 10 dargestellt ist. Selbstverständlich kann über den Gaseinlass 15c auch ein anderes als das zweite Gas zugeführt werden.Especially for large lateral expansions of the opening 11 in the direction transverse to the axes of the plasmalines also in a central region of the opening 11 a sufficient gas supply of the second gas, which via the gas inlets 15b near the opening 11 are arranged to be inserted, to ensure, can be at the partition wall 4nahe the opening 11 at least one additional gas inlet 15c be arranged like this in 10 is shown. Of course, via the gas inlet 15c be fed to other than the second gas.

Die 11A und 11B zeigen jeweils eine Plasmaquelle 1 mit zwei, auf bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne 12 gegenüberliegen Seiten der Plasmaquelle 1 angeordneten Öffnungen 11a und 11b. Diese Plasmaquelle 1 gestattet die gleichzeitige Bearbeitung von zwei Substraten oder Substratverbänden, von denen jeweils ein Substrat oder Substratverband nahe einer der Öffnungen 11a oder 11b angeordnet ist oder dort vorbeibewegt wird. Dabei sind in der Plasmaquelle 1 durch die Teilungswand 2, die sich von den Seiten der Wandung 10, die die Öffnungen 11a und 11b miteinander verbinden, bis zum dielektrischen Rohr 13 erstrecken, wieder zwei, funktionell voneinander getrennte Teilräume 16a und 16b ausgebildet. So können mit Hilfe der einen Plasmaquelle 1 auch unterschiedliche Behandlungen der jeweiligen Substrate oder Substratverbände durchgeführt werden, indem bspw. unterschiedliche Gase über die jeweiligen Gaseinlässe 15aa und 15ab bzw. 15ba und 15bb zugeführt werden. Dabei werden mit Hilfe der nahe der Teilungswand 2 angeordneten Gaseinlässe 15aa und 15ba Gase zugeführt, die für eine Plasmaerzeugung optimal sind und kaum schichtabscheidende oder schichtentfernende Bestandteile aufweisen, während über die nahe der jeweiligen Öffnung 11a bzw. 11b angeordneten Gaseinlässe 15ab bzw. 15bb schichtabscheidende oder schichtentfernende Gase zugeführt werden. Die Teilungswand 2 kann Öffnungen aufweisen oder auch nicht, wie dies in der 11A dargestellt ist. Die Magnetvorrichtungen 14 wirken gleichzeitig in beide Teilräume 16a und 16b hinein. The 11A and 11B each show a plasma source 1 with two, with respect to the axis of the microwave antenna 12 opposite sides of the plasma source 1 arranged openings 11a and 11b , This plasma source 1 allows simultaneous processing of two substrates or substrate composites, each of which has a substrate or substrate structure near one of the openings 11a or 11b is arranged or moved past there. These are in the plasma source 1 through the partition wall 2 extending from the sides of the wall 10 that the openings 11a and 11b connect together, to the dielectric tube 13 extend, again two, functionally separate subspaces 16a and 16b educated. So with the help of a plasma source 1 Also, different treatments of the respective substrates or substrate composites are performed by, for example, different gases through the respective gas inlets 15aa and 15ab respectively. 15ba and 15bb be supplied. In doing so, with the help of near the partition wall 2 arranged gas inlets 15aa and 15ba Gases are supplied, which are optimal for plasma generation and have hardly any layer-separating or layer-removing components, while over close to the respective opening 11a respectively. 11b arranged gas inlets 15ab respectively. 15bb layer-separating or layer-removing gases are supplied. The partition wall 2 may or may not have openings, as shown in the 11A is shown. The magnetic devices 14 act simultaneously in both subspaces 16a and 16b into it.

Die in 11B dargestellte Plasmaquelle 1 weist zwei Plasmalines auf, die, wie bereits erläutert, jeweils eine Mikrowellenantenne 12a bzw. 12b und ein diese umgebendes dielektrisches Rohr 13a bzw. 13b aufweisen. Die Plasmalines sind so angeordnet, dass die Achsen der Mikrowellenantennen 12a und 12b auf einer Gerade, die die beiden Öffnungen 11a und 11b verbindet, liegen. Im Raum der Plasmaquelle 1 erstreckt sich eine erste Teilungswand 2a von der Wandung 10 bis zum dielektrischen Rohr 13a, während sich eine zweite Teilungswand 2b von der Wandung 10 bis zum dielektrischen Rohr 13b erstreckt. Im dargestellten Fall verlaufen die Teilungswände 2a und 2b parallel zueinander, jedoch ist dies nicht unbedingt notwendig. Mit Hilfe der Teilungswände 2a und 2b wird der Raum der Plasmaquelle 1 zwischen den Öffnungen 11a und 11b in drei Teilräume 16a, 16b und 16c unterteilt. Dabei grenzen die Teilräume 16a und 16b jeweils an nur eine der Plasmalines und an nur eine der Öffnungen 11a oder 11b an. Der Teilraum 16c ist zwischen den beiden Plasmalines und den Teilungswänden 2a und 2b angeordnet und von den Öffnungen 11a und 11b vollständig getrennt. Im Teilraum 16a sind Gaseinlässe 15a angeordnet, während im Teilraum 16b Gaseinlässe 15b angeordnet sind. Wie dargestellt, können von diesen wiederum erste Gaseinlässe nahe der jeweiligen Teilungswand 2a bzw. 2b angeordnet sein und der Zuführung eines für eine Plasmaerzeugung optimal geeigneten, jedoch kaum schichtbildenden oder schichtentfernenden Gases dienen, während zweite Gaseinlässe nahe der jeweiligen Öffnung 11a bzw. 11b der Zuführung eines schichtbildenden oder schichtentfernenden Gases dienen. Im Teilraum 16c sind weitere Gaseinlässe 15c angeordnet, welche der Zuführung eines optimal für eine Plasmaerzeugung geeigneten Gases dienen. Damit kann im Teilraum 16c unter optimalen Bedingungen ein Plasma erzeugt werden, dessen angeregte Gasteilchen oder Gasfragmente dann durch die Öffnungen 21 in den Teilungswänden 2a und 2b in den jeweiligen Teilraum 16a bzw. 16b eintreten und dort zur Anregung eines schichtbildenden oder schichtentfernenden Gases genutzt werden. Gleichzeitig ist der Teilraum 16c weitgehend vor Beschichtungsvorgängen geschützt, während in den Teilräumen 16a bzw. 16b für die jeweils gewünschte Behandlung des Substrats oder der Substratverbände optimale Bedingungen eingestellt werden können. Jeder Plasmaline bzw. jedem der Teilräume 16a und 16b kann eine gesonderte Magnetvorrichtung 14a bzw. 14b zugeordnet sein, wie dies in 11B gezeigt ist. Weiterhin kann in jedem der Teilräume 16a und 16b eine Schutzauskleidung 5 angeordnet sein, wie dies mit Bezug auf die 8A und 8B beschrieben wurde.In the 11B illustrated plasma source 1 has two plasmalines which, as already explained, each have a microwave antenna 12a respectively. 12b and a surrounding dielectric tube 13a respectively. 13b exhibit. The plasmalines are arranged so that the axes of the microwave antennas 12a and 12b on a straight line, the two openings 11a and 11b connects, lie. In the room of the plasma source 1 extends a first partition wall 2a from the wall 10 to the dielectric tube 13a while a second partition wall 2 B from the wall 10 to the dielectric tube 13b extends. In the case shown, the partition walls run 2a and 2 B parallel to each other, but this is not absolutely necessary. With the help of the partition walls 2a and 2 B the space becomes the plasma source 1 between the openings 11a and 11b in three subspaces 16a . 16b and 16c divided. The subspaces border on this 16a and 16b each on only one of the plasmalines and on only one of the openings 11a or 11b at. The subspace 16c is between the two plasmalines and the partition walls 2a and 2 B arranged and from the openings 11a and 11b completely separated. In the subspace 16a are gas inlets 15a arranged while in the subspace 16b gas inlets 15b are arranged. As shown, of these in turn first gas inlets close to the respective partition wall 2a respectively. 2 B be arranged and the supply of a plasma generation optimally suitable, but hardly layer-forming or layer-removing gas serve, while second gas inlets close to the respective opening 11a respectively. 11b the supply of a layer-forming or layer-removing gas serve. In the subspace 16c are other gas inlets 15c arranged, which serve to supply a gas suitable for plasma generation optimal. This can be done in the subspace 16c Under optimal conditions, a plasma can be generated, its excited gas particles or gas fragments then through the openings 21 in the partition walls 2a and 2 B in the respective subspace 16a respectively. 16b enter and be used there for the excitation of a layer-forming or layer-removing gas. At the same time is the subspace 16c largely protected from coating processes while in the subspaces 16a respectively. 16b optimal conditions can be set for the particular desired treatment of the substrate or the substrate dressings. Each plasmaline or each of the subspaces 16a and 16b may be a separate magnetic device 14a respectively. 14b be assigned, as in 11B is shown. Furthermore, in each of the subspaces 16a and 16b a protective lining 5 be arranged as with respect to the 8A and 8B has been described.

12 zeigt eine Plasmabehandlungsvorrichtung 100, in der mehrere erfindungsgemäße Plasmaquellen 1a bis 1e dargestellt sind. Jede der Plasmaquellen 1a bis 1e ist entsprechend der mit Bezug auf die 11A erläuterten Ausgestaltung ausgebildet, kann jedoch auch entsprechend der Ausgestaltung der 11B ausgebildet sein. Wie bereits mit Bezug auf die 11A und 11B erläutert, können mit derartigen Plasmaquellen 1a bis 1e mehrere Substrate oder Substratverbände, die auf unterschiedlichen Ebenen in der Plasmabehandungsvorrichtung 100 angeordnet sind, bearbeitet werden. So können bspw. die Unterseiten von ersten Substraten 200a, welche durch die Plasmabehandlungsvorrichtung 100 auf einer ersten Ebene hindurchbewegt werden, und gleichzeitig die Oberseiten von zweiten Substraten 200b, welche auf einer zweiten Ebene, die parallel zur ersten Ebene verläuft, durch die Plasmabehandlungsvorrichtung 100 hindurchbewegt werden, mit Hilfe der Plasmaquellen 1a bis 1e behandelt werden. Im dargestellten Fall bewegen sich beide Substrate 200a bzw. 200b in die gleiche Richtung entlang der x-Achse durch die Plasmabehandlungsvorrichtung 100, jedoch können sie sich auch in entgegengesetzte Richtung bewegen. 12 shows a plasma treatment device 100 in which several plasma sources according to the invention 1a to 1e are shown. Each of the plasma sources 1a to 1e is according to with reference to the 11A designed embodiment, but also according to the embodiment of 11B be educated. As already with respect to the 11A and 11B can be explained with such plasma sources 1a to 1e a plurality of substrates or substrate composites that are at different levels in the plasma processing apparatus 100 are arranged, edited. Thus, for example, the undersides of first substrates 200a generated by the plasma treatment device 100 are moved through on a first level, and at the same time the tops of second substrates 200b passing through the plasma treatment device on a second plane parallel to the first plane 100 be moved through, using the plasma sources 1a to 1e be treated. In the case shown, both substrates move 200a respectively. 200b in the same direction along the x -Axis through the plasma treatment device 100 but they can also move in opposite directions.

Die Plasmabehandlungsvorrichtung 100 weist eine Plasmabehandlungskammer 110 auf, in der die Plasmaquellen 1a bis 1e angeordnet sind. Durch Öffnungen 120a und 120b können die Substrate 200a bzw. 200b in die Plasmabehandlungskammer 110 eingebracht oder ausgebracht werden. Innerhalb der Plasmabehandlungskammer 110 werden die Substrate 200a bzw. 200b mit Hilfe einer Bewegungsvorrichtung 130, die bspw. aus mehreren rotierenden Wellen besteht, auf denen die Substrate 200a bzw. 200b aufliegen, transportiert. In der Plasmabehandlungskammer 110 können weiterhin Temperiervorrichtungen 140 angeordnet sein, die die Substrate 200a bzw. 200b heizen oder kühlen. Weiterhin ist an der Plasmabehandlungskammer 110 eine oder mehrere Gasabpumpöffnungen 150, an denen bspw. eine oder mehrere Vakuumpumpen und Druckregulierungsvorrichtungen, vorhanden sind, mit denen innerhalb der Plasmabehandlungskammer 110 eine zumindest hinsichtlich des Drucks definierte Atmosphäre erzeugt werden kann. Jeder der Plasmaquellen 1a bis 1e kann eine (oder mehrere) zusätzliche Gasabpumpvorrichtung(en) und/oder Gasseparationsvorrichtungen zugeordnet sein, die die innerhalb der Plasmaquelle 1a bis 1e optimalen Bedingungen einstellt. Jede der Plasmaquellen 1a bis 1e kann bezüglich der zugeführten Gase und Gasflüsse sowie der Plasmabedingungen, die abhängig von Druck, eingebrachter Mikrowellenleistung und Frequenz der Mikrowellenleistung sind, eine von den anderen Plasmaquellen 1a bis 1e verschiedene Plasmabehandlung der Substrate 200a bzw. 200b vornehmen, wobei durch die in den Plasmaquellen 1a bis 1e vorhandenen Teilungswände die Substrate 200a und 200b auch in jeder einzelnen der Plasmaquellen 1a bis 1e verschieden behandelt werden können.The plasma treatment device 100 has a plasma treatment chamber 110 on, in which the plasma sources 1a to 1e are arranged. Through openings 120a and 120b can the substrates 200a respectively. 200b in the Plasma processing chamber 110 be introduced or deployed. Inside the plasma treatment chamber 110 become the substrates 200a respectively. 200b with the help of a movement device 130 , which consists for example of several rotating shafts on which the substrates 200a respectively. 200b rest, transported. In the plasma treatment chamber 110 can continue to tempering 140 be arranged that the substrates 200a respectively. 200b heat or cool. Furthermore, at the plasma treatment chamber 110 one or more gas exhaust ports 150 in which, for example, one or more vacuum pumps and pressure regulating devices are present, with which within the plasma treatment chamber 110 a defined at least in terms of pressure atmosphere can be generated. Each of the plasma sources 1a to 1e For example, one or more additional gas pumping devices and / or gas separation devices may be associated with those within the plasma source 1a to 1e optimal conditions. Each of the plasma sources 1a to 1e may be one of the other plasma sources with respect to the supplied gases and gas flows as well as the plasma conditions which are dependent on pressure, microwave power applied and frequency of the microwave power 1a to 1e various plasma treatment of the substrates 200a respectively. 200b making use of the in the plasma sources 1a to 1e existing partition walls the substrates 200a and 200b also in every single one of the plasma sources 1a to 1e can be treated differently.

Komponenten der genannten Möglichkeiten zur Ausgestaltung der mindestens einen Teilungswand und weitere Komponenten der Plasmaquelle, wie bspw. Trennwände, Schutzverkleidungen oder Gasleitvorrichtungen, können auch miteinander kombiniert werden, solange sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Darüber hinaus ist die vorgestellte Plasmaquelle mit mindestens einer Teilungswand in verschiedenen Plasmabehandlungsvorrichtungstypen einsetzbar und nicht auf den hier dargestellten Fall einer Durchlaufanlage beschränkt. Angegebene Materialien und Größen sowie die dargestellten Anzahlen und Anordnungen einzelner Komponenten sind nur Beispiele und stellen keine abgeschlossene Aufzählung bzw. nicht alle möglichen Ausgestaltungen dar. Die für konkrete Einsatzfälle optimalen Parameter sind für einen Fachmann mit Hilfe von Simulationen, Berechnungen oder Versuchsanordnungen ohne erfinderisches Zutun erhältlich.Components of the abovementioned possibilities for configuring the at least one partition wall and further components of the plasma source, such as, for example, partitions, protective coverings or gas-conducting devices, can also be combined with one another, as long as they do not exclude each other. In addition, the presented plasma source can be used with at least one partition wall in different types of plasma treatment apparatus and is not restricted to the case of a continuous-flow system shown here. Specified materials and sizes as well as the illustrated numbers and arrangements of individual components are only examples and do not represent an exhaustive enumeration or all possible embodiments. The optimal parameters for specific applications are available to a person skilled in the art with the aid of simulations, calculations or experimental arrangements without inventive step ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1a - 1e1, 1a-1e
Plasmaquelleplasma source
1010
Wandung der PlasmaquelleWall of the plasma source
11, 11a, 11b11, 11a, 11b
Öffnung der WandungOpening of the wall
111111
Ebene der ÖffnungLevel of opening
12, 12a, 12b12, 12a, 12b
Mikrowellenantennemicrowave antenna
13, 13a, 13b13, 13a, 13b
Dielektrisches RohrDielectric pipe
14, 14a, 14b14, 14a, 14b
Magnetvorrichtungmagnetic device
15a - 15d, 15aa-15bb15a-15d, 15aa-15bb
Gaseinlassgas inlet
16a - 16c16a - 16c
Erster TeilraumFirst subspace
16aa - 16bc16aa - 16bc
Zweiter TeilraumSecond subspace
1717
Halterungbracket
1818
Verbindungzoneconnecting zone
1919
PlasmaerzeugungszonePlasma generating zone
2, 2a - 2d2, 2a-2d
Teilungswand bzw. Teile davonPartition wall or parts thereof
2121
Öffnung in TeilungswandOpening in dividing wall
3a, 3b3a, 3b
Elektrisch leitfähiges ZylindersegmentElectrically conductive cylinder segment
44
Trennwandpartition wall
55
Schutzauskleidungprotective lining
5151
Öffnung in SchutzauskleidungOpening in protective lining
5252
Dielektrisches ZylindersegmentDielectric cylinder segment
66
Gasleitvorrichtunggas guide
100100
PlasmabehandlungsvorrichtungThe plasma processing apparatus
110110
PlasmabehandlungskammerPlasma processing chamber
120a, 120b120a, 120b
Öffnungen zum Ein- und Ausbringen eines SubstratsOpenings for insertion and removal of a substrate
130130
Bewegungsvorrichtungmover
140140
Temperiervorrichtungtempering
150150
GasabpumpöffnungGasabpumpöffnung
200a, 200b200a, 200b
Substrat substratum
HH
Abstand zwischen der Ebene einer Teilungswand und der Achse der MikrowellenantenneDistance between the plane of a partition wall and the axis of the microwave antenna
RR
Radius des dielektrischen RohresRadius of the dielectric tube

Claims (18)

Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle (1), wobei die Plasmaquelle (1) eine von einem dielektrischen Rohr (13) umgebene Mikrowellenantenne (12), eine Wandung (10) mit mindestens einer Öffnung (11) und mindestens einen Gaseinlass (15a-15d, 15aa-15bb) enthält, wobei die Öffnung (11) auf der einer mit einer Plasmabehandlung zu behandelnden Substratoberfläche zugewandten Seite der Plasmaquelle (1) angeordnet ist und die Plasmaquelle (1) mindestens eine Teilungswand (2) aufweist, die den Raum innerhalb der Plasmaquelle in mindestens zwei Teilräume (16a, 16b) unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Teilungswand (2) von gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt.A linear microwave plasma source (1), the plasma source (1) comprising a microwave antenna (12) surrounded by a dielectric tube (13), a wall (10) having at least one opening (11) and at least one gas inlet (15a-15d, 15aa Wherein the opening (11) is arranged on the side of the plasma source (1) facing a substrate surface to be treated by plasma treatment, and the plasma source (1) has at least one partition wall (2) which encloses the space inside the plasma source subdivided into at least two subspaces (16a, 16b), characterized in that the at least one partition wall (2) extends from opposite sides of the wall (10) to the dielectric tube (13). Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der mindestens einen Teilungswand (2) sich von zwei, sich bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne (12) gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) der Plasmaquelle (1) jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in einer oder mehreren Ebenen entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) bis an entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) gegenüberliegende Seiten der Wandung (10) erstreckt und damit den Raum der Plasmaquelle (1) in zwei, sich entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckende und parallel bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordnete Teilräume (16a, 16b), die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres (13) angrenzen, unterteilt.Linear microwave plasma source after Claim 1 characterized in that a first of the at least one partition wall (2) extends from two opposite sides of the wall (10) of the plasma source (1) with respect to the axis of the microwave antenna (12) to the dielectric tube and in one or more planes along the axis of the microwave antenna (12) extends to sides of the wall (10) along the axis of the microwave antenna (12) and thus the space of the plasma source (1) in two, along the direction of the axis of the microwave antenna (12) extending and parallel to the axis of the microwave antenna (12) arranged side by side subspaces (16a, 16b), each of which adjoins only a portion of the circumference of the dielectric tube (13), divided. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem ersten der bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordnete Teilräume (16a, 16b) mindestens eine zweite Teilungswand (2) angeordnet ist, die sich von allen Seiten der Wandung (10) im ersten Teilraum (16a) bis zu der ersten Teilungswand (2) entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne (12) und bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt und damit den ersten Teilraum (16a) der Plasmaquelle (1) in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordnete zweite Teilräume (16aa, 16ab) unterteilt.Linear microwave plasma source after Claim 2 , characterized in that in at least one first with respect to the axis of the microwave antenna (12) juxtaposed subspaces (16a, 16b) at least a second partition wall (2) is arranged, extending from all sides of the wall (10) in the first subspace ( 16a) up to the first partition wall (2) along a plane transverse to the axis of the microwave antenna (12) and extending to the dielectric tube (13) and thus the first subspace (16a) of the plasma source (1) in two, along the direction of Axis of the microwave antenna (12) juxtaposed second subspaces (16aa, 16ab) divided. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der mindestens einen Teilungswand (2) sich entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne (12) von der Wandung (10) der Plasmaquelle (1) bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt und das dielektrische Rohr (13) radial vollständig umgibt und damit den Raum der Plasmaquelle (1) in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordnete Teilräume (16a, 16b) unterteilt.Linear microwave plasma source after Claim 1 characterized in that a first of the at least one partition wall (2) extends along a plane transverse to the axis of the microwave antenna (12) from the wall (10) of the plasma source (1) to the dielectric tube (13) and the dielectric tube (13) 13) completely surrounds radially and thus divides the space of the plasma source (1) into two partial spaces (16a, 16b) arranged side by side along the direction of the axis of the microwave antenna (12). Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem ersten der entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordneten Teilräume (16a, 16b) mindestens eine zweite Teilungswand (2) angeordnet ist, die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) der Plasmaquelle (1) jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in einer oder mehreren Ebenen entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) bis an die erste Teilungswand (2) und bis an eine der ersten Teilungswand (2) gegenüberliegende Seite der Wandung (10) oder eine dritte Teilungswand (2), die parallel zur ersten Teilungswand (2) verläuft und gleichartig zu dieser ausgebildet ist, erstreckt und damit den ersten Teilraum (16a) der Plasmaquelle (1) in zwei, parallel zur Achse der Mikrowellenantenne (12) verlaufende zweite Teilräume (16aa, 16ab), die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres (13) angrenzen, unterteilt.Linear microwave plasma source after Claim 4 , characterized in that in at least a first along the direction of the axis of the microwave antenna (12) juxtaposed subspaces (16a, 16b) at least a second partition wall (2) is arranged, extending from two opposite sides of the wall (10) Plasma source (1) each to the dielectric tube and in one or more planes along the axis of the microwave antenna (12) to the first partition wall (2) and to one of the first partition wall (2) opposite side of the wall (10) or a third partition wall (2) which is parallel to the first partition wall (2) and is formed similar to this, and thus the first subspace (16a) of the plasma source (1) in two, parallel to the axis of the microwave antenna (12) extending second subspaces (16aa, 16ab), each of which adjoins only a part of the circumference of the dielectric tube (13), divided. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ebenen, in der sich eine der Teilwände (2) entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt, durch die Achse der Mikrowellenantenne (12) verläuft.Linear microwave plasma source after Claim 2 . 3 or 5 , characterized in that one of the planes in which one of the partial walls (2) extends along the axis of the microwave antenna (12) passes through the axis of the microwave antenna (12). Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ebenen, in der sich eine der Teilwände (2) entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt, mit einem Abstand größer 0 und kleiner als der Radius des dielektrischen Rohres (13) zu der Achse der Mikrowellenantenne (12) angeordnet ist.Linear microwave plasma source after Claim 2 . 3 or 5 characterized in that one of the planes in which one of the partial walls (2) extends along the axis of the microwave antenna (12) is greater than 0 and less than the radius of the dielectric tube (13) to the axis of the microwave antenna (12). 12) is arranged. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Teilungswände (2) Öffnungen (21) aufweist, die einen Gasdurchtritt von einem der durch diese Teilungswand (2) voneinander getrennten Teilräume (16a, 16b) in den angrenzenden Teilraum (16a, 16b) ermöglichen.Linear microwave plasma source according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the partition walls (2) has openings (21) which allow passage of gas from one of the partial spaces (16a, 16b) separated from one another by said partition wall (2) Partial space (16a, 16b) allow. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) weiterhin mindestens ein elektrisch leitfähiges Zylindersegment (3) aufweist, das sich entlang der Oberfläche des dielektrischen Rohres (13) zumindest über einen Teil der Ausdehnung des dielektrischen Rohres (13) entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt.Linear microwave plasma source according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma source (1) further comprises at least one electrically conductive cylinder segment (3) extending along the surface of the dielectric tube (13) over at least part of the extension of the dielectric tube (13) along the axis of the microwave antenna (12). Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines des mindestens einen elektrisch leitfähigen Zylindersegments (3) an einer der mindestens einen Teilungswand (2) befestigt ist.Linear microwave plasma source after Claim 9 , characterized in that one of the at least one electrically conductive Cylinder segment (3) is attached to one of the at least one partition wall (2). Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) mindestens zwei stabförmige Mikrowellenantennen (12a, 12b), die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr (13a, 13b) umgeben sind, aufweist, wobei mindestens eine der Teilungswände (2) zwischen den dielektrischen Rohren (13a, 13b) angeordnet ist und zusammen mit mindestens einer Teilungswand (2), die an die Wandung (10) der Plasmaquelle (1) angrenzt, den Raum der Plasmaquelle (1) in mindestens zwei Teilräume unterteilt.Linear microwave plasma source according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma source (1) at least two rod-shaped microwave antennas (12a, 12b) which extend parallel to each other and each of a dielectric tube (13a, 13b) are surrounded in which at least one of the partition walls (2) is arranged between the dielectric tubes (13a, 13b) and, together with at least one partition wall (2) which adjoins the wall (10) of the plasma source (1), the space of the plasma source (1 ) divided into at least two subspaces. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) weiterhin mindestens eine Trennwand (4) aufweist, die sich in einer Ebene erstreckt, die zwischen zwei der dielektrischen Rohre (13a, 13b) verläuft und die Ebene der Teilungswand (2), die zwischen den dielektrischen Rohren (13a, 13b) angeordnet ist, schneidet.Linear microwave plasma source after Claim 11 characterized in that the plasma source (1) further comprises at least one partition wall (4) extending in a plane extending between two of the dielectric tubes (13a, 13b) and the plane of the partition wall (2) extending between the two dielectric pipes (13a, 13b) is arranged, cuts. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) zwei Öffnungen (11a, 11b) auf gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) und mindestens eine Teilungswand (2), die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10), die die zwei Öffnungen (11a, 11b) miteinander verbinden, bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt und entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) verläuft, aufweist.Linear microwave plasma source according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma source (1) has two openings (11a, 11b) on opposite sides of the wall (10) and at least one partition wall (2) extending from two opposite sides of the wall (10) connecting the two openings (11a, 11b) to each other, extending to the dielectric tube (13) and extending along the axis of the microwave antenna (12). Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) zwei stabförmige Mikrowellenantennen (12a, 12b), die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr (13a, 13b) umgeben sind, und mindestens zwei Teilungswände (2a, 2b) aufweist, wobei die Mikrowellenantennen (12a, 12b) auf einer Geraden, die die zwei Öffnungen (11a, 11b) miteinander verbindet, hintereinander angeordnet sind und wobei sich jeweils eine Teilungswand (2a, 2b) von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10), die die zwei Öffnungen (11a, 11b) miteinander verbinden, bis an eines der dielektrischen Rohre (13a, 13b) erstreckt und entlang der Achsen der Mikrowellenantennen (12a, 12b) verläuft, derart, dass zwischen den Teilungswänden (2a, 2b) ein von den Öffnungen (11a, 11b) abgeteilter Teilraum (16c) der Plasmaquelle (1) angeordnet ist.Linear microwave plasma source after Claim 13 characterized in that said plasma source (1) comprises two rod-shaped microwave antennas (12a, 12b) extending parallel to each other and each surrounded by a dielectric tube (13a, 13b) and at least two partition walls (2a, 2b), wherein the microwave antennas (12a, 12b) are arranged one behind the other on a straight line connecting the two openings (11a, 11b), and in which there is one partition wall (2a, 2b) from two opposite sides of the wall (10) connecting two openings (11a, 11b) to each other, extending to one of the dielectric tubes (13a, 13b) and extending along the axes of the microwave antennas (12a, 12b) such that one of the openings is between the partition walls (2a, 2b) (11a, 11b) divided subspace (16c) of the plasma source (1) is arranged. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) weiterhin eine Schutzauskleidung (5) an den an die Öffnung (11) angrenzenden Seiten der Wandung (10) der Plasmaquelle (1) aufweist.Linear microwave plasma source according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma source (1) further comprises a protective lining (5) on the opening (11) adjacent sides of the wall (10) of the plasma source (1). Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) weiterhin eine Gasleitvorrichtung (6) aufweist, die sich von mindestens einer Seite der Wandung (10) der Plasmaquelle (1) in den Raum der Plasmaquelle (1) hinein und zumindest über einen Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle (1) in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt und die Weite einer für einen Gasaustausch offenen Verbindungzone (18) zwischen einer an das dielektrische Rohr (13) angrenzenden Plasmaerzeugungszone (19) und der Öffnung (11) in diesem Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle (1) gegenüber einer Plasmaquelle ohne Gasleitvorrichtung verringert.Linear microwave plasma source according to one of Claims 1 to 13 , characterized in that the plasma source (1) further comprises a gas guide device (6) extending from at least one side of the wall (10) of the plasma source (1) in the space of the plasma source (1) and at least over a portion of the extension the plasma source (1) extends along the axis of the microwave antenna (12) and the width of a gas exchange open junction zone (18) between a plasma generating zone (19) adjacent the dielectric tube (13) and the opening (11) therein Reduced portion of the expansion of the plasma source (1) relative to a plasma source without Gasleitvorrichtung. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1) mindestens eine Teilungswand (2) enthält, die sich in einer Ebene parallel zur Öffnung (11) der Plasmaquelle (1) erstreckt, und zwischen der Ebene der Teilungswand (2) und der Gasleitvorrichtung (6) mindestens ein Gaseinlass (15c) angeordnet ist.Linear microwave plasma source after Claim 16 , characterized in that the plasma source (1) comprises at least one partition wall (2) extending in a plane parallel to the opening (11) of the plasma source (1), and between the plane of the partition wall (2) and the gas guiding device (6 ) at least one gas inlet (15c) is arranged. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zwei der Teilräume (16a, 16b) jeweils mindestens ein Gaseinlass (15a-15d, 15aa-15bb) angeordnet ist.Linear microwave plasma source according to one of the preceding claims, characterized in that in at least two of the subspaces (16a, 16b) in each case at least one gas inlet (15a-15d, 15aa-15bb) is arranged.
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