DE4042417C2 - Ätz- oder Beschichtungsanlage sowie Verfahren zu ihrem Zünden oder intermittierenden Betreiben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Ätz- oder Beschichtungsanlagen sowohl für rein physikalische Prozesse wie auch für plasmaunterstützte chemische Prozesse PECVD, mit einem Vakuumrezipienten und einem Paar beabstandeter Elektroden zur kapazitiven Erzeugung einer Wechselstrom-Plasmaentladung im Rezipienten, wie im Oberbegriff des Anspruch 1 angegeben. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zünden und ein Verfahren zum intermittierenden Betreiben einer solchen Anlage.

Sputteranlagen der genannten oder ähnlicher Art sind bekannt aus: DE-OS 17 90 178, DE-OS 20 22 957, DE-OS 37 06 698, EP-A-0 271 341, US-A-4 572 759, 4 278 528, 4 632 719, 4 657 619, 4 132 613, 4 557 819, 4 446 872, 4 552 639, 4 581 118, 4 166 018, GB-A-1 587 566, 1 569 117, 1 358 411, 1 111 910, 1 258 301, 2 157 715. Dabei ist es üblich, entweder beide Elektroden zur kapazitiven Plasmaanregung, wie beispielsweise aus der EP-A-02 71 341 ersichtlich, elektrisch, über isolierende Durchführungen durch die Rezipientenwandung hindurch zu betreiben oder lediglich eine der Elektroden, und dann die gesamte Rezipientenwand als zweite Elektrode zu verwenden, beispielsweise und insbesondere als "Anode" auf Masse zu schalten.

Zur Physik der sog. Wechselstrom- oder insbesondere Hochfrequenz-Zerstäubungstechnik sei hingewiesen auf H.R. König und L.I. Maissel, IBM J.Res.Develop. 14, March 1970, p. 168, weiter auf den Fachbericht BB 800 015 DD (8404) der Firma Balzers (K. Höfler und K. Wellerdieck) sowie auf die Dissertation von K. Wellerdieck "Die Potentialverteilung in Hochfrequenz-Gasentladung der Zerstäubungstechnik", 1988, Universität Karlsruhe.

Bei den bis anhin bekannten Vorgehen werden, zur Er­ zeugung der kapazitiven Plasmaentladung, elektronen­ leitende Elektroden, üblicherweise Metallelektroden, verwendet. Da nach dem Flächen/Spannungsgesetz von König immer beide der vorgesehenen Elektroden geätzt und beschichtet werden, jedoch in unterschiedlichem Verhältnis, je nach Flächenverhältnis der Elektroden­ flächen, besteht das Problem, daß bei einem Be­ schichtungsprozeß eines Substrates abgeätztes, elek­ tronenleitendes Elektrodenmaterial die Beschichtung beeinträchtigt, gleiches gilt bei einem Ätzprozeß.

Eine Anpassung der Elektrodenmaterialien an die je­ weiligen Behandlungsprozesse ist an einer betrachte­ ten Anlage nur selten unter wirtschaftlichem Ge­ sichtspunkt möglich, da dies meistens eine Teilzerle­ gung der Anlage erfordert, und zwar in Umgebungsatmosphäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anlage der genannten Art mit einfachen und platzsparenden Mitteln eine Elektrodenanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, unerwünschten, den Beschichtungs- oder Ätzprozeß störenden Materialabtrag von den Elektroden zu vermeiden und die Wahl des Elektrodenmaterials an den jeweiligen Behandlungsprozeß anzupassen.

Zu diesem Zwecke zeichnet sich die Anlage eingangs genannter Art nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aus.

Durch erfindungsgemäßes Vorsehen der innenliegenden, dielektrischen Schicht wirkt die so aufgebaute Elek­ trode selbst als Kapazität, in Serie liegend zur Ent­ ladungsstrecke.

Insbesondere wird nun größtmögliche Freiheit bezüg­ lich der Wahl gegen das Rezipienteninnere freiliegen­ den Elektrodenmaterials erreicht, nämlich dielektri­ scher oder - z. B. mittels metallischer Austauschflä­ chen - elektronenleitender Flächen.

Anders als in der US-A-45 72 759 ausgeführt, wird er­ findungsgemäß mithin die dielektrische Schicht nicht als im Prozeß verbrauchte Schutzschicht, die flüch­ tige Reaktionsprodukte bildet, eingesetzt, sondern als wesentliche, kapazitätbildende Lage einer Elek­ trode.

Die bis anhin bekannten Vorgehen zur elektrischen Speisung der Entladungsstrecke, nämlich entweder bei­ de Elektroden oder auch nur eine von der Rezipienten­ wandung elektrisch isoliert über Durchführungen zu betreiben, weisen zudem folgende Nachteile auf:

Es bedingt das Vorsehen mindestens einer vakuumdich­ ten, isolierenden Durchführung durch die Rezipienten­ wandung. Es wird weiter durch die mindestens eine von der Rezipientenwandung abgesetzte Elektrode relativ viel Prozeßraum versperrt und der Rezipient deswegen relativ voluminös.

Wird die elektrische Speisung einer der Elektroden vakuumdicht und isoliert durch die Rezipientenwandung durchgeführt und diese Wandung, als Ganzes, als zwei­ te Elektrode, z. B. auf Massepotential liegend einge­ setzt, so ist man bezüglich der Auslegung der Flä­ chenverhältnisse der Elektrodenflächen, die dem Rezi­ pienteninnenraum zugewandt sind, außerordentlich eingeschränkt. Üblicherweise wird dann die durch die ganze Rezipientenwandung gebildete Elektrode in ihrer Fläche wesentlich größer als diejenige der Elektrode mit der Durchführung.

Da ein zu ätzendes Werkstück an der kleineren der Elektroden angeordnet werden muß (Flächen/Spannungs­ gesetz von König), in diesem Falle also an der er­ wähnten Elektrode mit Durchführung, und üblicherweise diese und nicht das Rezipientengehäuse bzw. die Rezi­ pientenwand auf Wechselstrompotential (AC-Potential) gelegt wird, muß ein zu ätzendes Werkstück in diesem Falle auf Potential ge­ legt werden. Dabei liegt es nicht nur auf Wechselstrompotential (AC-Potenti­ al), denn es ist diese kleinere Elektrode, die, auf­ grund der Entladung, auch ein Gleichstrompotential (DC-Potential) entwickelt (Schwebepotential oder self-bias-Potential). Ein auf Spannung liegendes Werkstück (auf kleinerer Elektrode mit Durchführung, Rezipientenwand auf Bezugspotential) ist wesentlich aufwendiger für jede Art von automatischer Handhabung (Handling).

Es kann mithin weiter ausgeführt werden, daß eine im Rezipienteninnern, von der Rezipientenwand örtlich getrennte und davon elektrisch isoliert betriebene Elektrode Raum einnimmt, der bei Auslegung des Rezi­ pienten zu berücksichtigen ist, weiter eine vakuum­ dichte Durchführung durch die Rezipientenwand erfor­ dert, und daß schließlich durch eine solche Elek­ trode die Flexibilität bezüglich der Zuordnungen von große/kleine Elektrodenfläche (König) Bezugspoten­ tial/Gleichstrom-Schwebe-Potential eingeschränkt wird.

Dieses Problem wird zusätzlich durch Vorgehen nach den Ansprüchen 2 bzw. 3 gelöst, wobei nun, im Sinne der der Erfindung zugrundegelegten Aufgabe, die obge­ nannt erwirkte Freiheit für das innenliegende Materi­ al der elektrodenbildenden Teile der Wandung beibe­ halten wird.

Dadurch, daß das Rezipientengehäuse bzw. dessen Wan­ dung nach Anspruch 3 beide Elektroden bildet, fällt einerseits der für das freie Vorsehen der einen der Elektroden benötigte Rezipienteninnenraum weg, ebenso die isolierte elektrische Durchführung, und zudem wird es durch die erwähnte Aufteilung der Wandungs­ fläche möglich, das Verhältnis der Elektrodenflächen gezielt groß auszulegen, ohne das Bauvolumen des Re­ zipienten dadurch wesentlich zu beeinflussen, alles unter Beibehaltung der Freiheit bezüglich Wahl dem Prozeß gegenüber freiliegender Materialflächen.

Vorsehen der innenliegenden, dielektrischen Schicht bewirkt, gleichspannungsmäßig, eine Entkopplung von Entladungsstrecke zu der außenliegenden elektronen­ leitenden Fläche. Es kann weiter ein beliebiger An­ teil der Rezipientenwandungsfläche als solche "kapa­ zitive" Elektrodenfläche benutzt werden, womit auch hier größtmögliche Flexibilität zur gezielten Ausle­ gung der Anlage unter Berücksichtigung der König- Formel erreicht wird.

Liegt dabei die dielektrische Schicht gemäß Anspruch 4 gegen das Rezipienteninnere frei, so wird weiter folgender Vorteil erzielt:

Wie erwähnt wurde, ist das Verhältnis von Abtragen (Ätzen) und Beschichten durch das Flächenverhältnis der Elektroden bestimmt. Je größer das Verhältnis zwischen der Fläche der einen Elektrode und der Flä­ che der anderen ist, desto weniger wird die größere Elektrode abgetragen bzw. abgeätzt, und desto weniger wird die kleinere Elektrode beschichtet. Es handelt sich dabei aber um ein Wirkungsgleichgewicht, auch die größere der beiden Elektroden wird immer abge­ tragen.

Soll nun ein Werkstück geätzt werden und wird es mit­ hin im Bereiche der kleineren Elektrode angeordnet, so ergibt der nicht gänzlich zu verhindernde Abtrag der größeren Elektrode die erwähnte Störbeschichtung des zu ätzenden Werkstückes.

Auch wenn ein Werkstück beschichtet wird und mithin im Bereich der größeren Elektrode angeordnet wird, um durch abgetragenes Targetmaterial, im Bereiche der kleineren Elektrode vorgesehen, beschichtet zu wer­ den, so ergibt sich gegebenenfalls durch den Abtrag bzw. das Absputtern auch der größeren Elektrode eine Störbeschichtung.

Diese Störungen sind dann nachteilig, wenn die daran beteiligten Materialien nicht prozeßkonform sind, d. h. einerseits, bei einem zu beschichtenden Materi­ al, die Störbeschichtung, von der größeren Elektro­ de, nicht mit einem Material erfolgt, das z. B. gleich dem Werkstücksubstrat oder dem gewollten Beschich­ tungsmaterial ist, anderseits, bei einem zu ätzenden Werkstück, die Störbeschichtung von der größeren Elektrode nicht z. B. mit dem Werkstücksubstratmateri­ al erfolgt. Dadurch, daß nun nach dem erwähnten An­ spruch 4 die innenliegende Elektrodenschicht aus ei­ nem dielektrischen Material gewählt werden kann, ist es ohne weiteres möglich, als dieses dielektrische Material ein dem Werkstücksubstrat entsprechendes Ma­ terial oder ein den Behandlungsprozeß bzw. dessen Resultat nicht störendes Material zu wählen, bei­ spielsweise SiO₂ bei einem Substrat bzw. Werkstück aus SiO₂ oder mit SiO₂-Oberfläche.

Es wird weiter vorgeschlagen, daß die elektronenlei­ tende Fläche durch eine die Vakuumbelastung aufneh­ mende Metallpartie der Rezipientenwandung gebildet wird, dies nach dem Wortlaut von Anspruch 5. Dabei wird berücksichtigt, daß dielektrische Materialien nur bei hoher Schichtdicke in der Lage sind, großflächig die erwähnten Belastungen aufzunehmen, und daß mit zunehmender Schichtdicke deren spezifische Kapazität abnimmt. Damit wird man in vielen Fällen bestrebt sein, möglichst dünne dielektrische Schich­ ten einzusetzen, z. B. um mit geringstmöglichen Ver­ lusten über dieser Schicht eine größtmögliche AC- Energie in den Prozeßraum übertragen zu können.

Gemäß Wortlaut von Anspruch 6 wird nun weiter die durch die König-Formel gegebene Anweisung konsequent eingesetzt.

Im weiteren ist es bekannt, daß, bei kapazitiver Plasmaerzeugung, die eine der Elektroden, über eine diskrete Kapazität, bezüglich DC-Potential entkoppelt bzw. frei schwebend betrieben werden muß, damit sich daran das self-bias-Potential einstellen kann.

Dadurch, daß nun gemäß Wortlaut von Anspruch 7 min­ destens eine der Elektroden zwei- oder mehrschichtig, d. h. in Sandwichbauweise ausgebaut ist, wird folgen­ des erreicht:

Ist diese Elektrode durch eine außenliegende Metall­ fläche und eine gegen das Rezipienteninnere freilie­ gende, dielektrische Schicht gebildet, so bildet die­ se äußere Metallfläche, die anschließende dielek­ trische Schicht und der angrenzende Prozeßraum mit freien Ladungsträgern, eine Kapazität, äquivalent zu bekannten -metallischen Elektroden mit ihr seriege­ schalteter diskreter Kapazität. Die erfindungsgemäß aufgebaute Elektrode übernimmt die Aufgabe der DC- Entkopplungskapazität.

Wird vorgezogen, die dem Rezipienteninneren zugewand­ te Elektrodenfläche wiederum als metallische Fläche auszubilden, so bildet letztere, die diesbezüglich nach außen anschließende dielektrische Schicht mit der, wiederum nach außen, anschließenden Metallflä­ che, die erwähnte DC-Entkopplungskapazität.

Im weiteren wird, dem Wortlaut von Anspruch 8 fol­ gend, vorgeschlagen, die gesamte Rezipienteninnenflä­ che aus einem werkstück- und prozeßangepaßten di­ elektrischen Material auszubilden, womit die oben ab­ gehandelte Kontaminationsgefahr gänzlich behoben wird.

In vielen Fällen wird man nicht die gesamte Rezipien­ tenwandungsfläche als Elektrodenfläche einsetzen, sondern, dem Wortlaut von Anspruch 9 folgend, eine zwischen den Elektroden gelegene Partie der Rezipien­ tenwandung mit einer gegen das Rezipienteninnere ge­ legenen, dielektrischen Schicht versehen.

Dabei ist es, dem Wortlaut von Anspruch 10 folgend, ohne weiteres möglich, dort diese Schicht so dick auszubilden, daß dort die Rezipientenwandung aus dieser dielektrischen Schicht besteht. Dies deshalb, weil in solchen Zwischenpartien keine elektrische Energie übertragen werden muß.

Um nun die Plasmadichte des Plasmas, das bis anhin als kapazitiv erzeugt beschrieben wurde, zu erhöhen und dabei gleichzeitig die Ionenenergie zu verrin­ gern, wird vorgeschlagen, dem Wortlaut von Anspruch 11 folgend, eine Spulenanordnung zur induktiven Ener­ gieeinkopplung in das Plasma vorzusehen, wozu sich der erwähnte, dielektrische Zwischenabschnitt ausge­ zeichnet eignet, denn bei Vorsehen einer Spulenanord­ nung zur Erzeugung eines Induktionsfeldes im Inneren des Rezipienten ist es unumgänglich, den Wandungsab­ schnitt zwischen Spule und Rezipienteninnerem dielek­ trisch auszubilden oder die Spule gegen das Rezipien­ teninnere freiliegend anzuordnen.

Berücksichtigt man weiter, daß die vorgesehene Spu­ lenanordnung eine elektronenleitende Anordnung ist, mit einer dem Rezipienteninneren zugewandten Fläche, so erkennt man ohne weiteres, daß eine solche Spu­ lenanordnung mit einer nach innen angrenzenden di­ elektrischen Schicht dieselbe Struktur bildet, wie sie nach dem Wortlaut von Anspruch 1 als kapazitive Elektrode vorgeschlagen wurde.

Mithin ist es ohne weiteres möglich, zum Erhalt der Flexibilität bezüglich Flächenverhältnisauslegung, die Spule galvanisch mit der einen der Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeugung zu verbinden und, im Fal­ le einer erfindungsgemäßen Elektrode nach Anspruch 1, die durch Spule und angrenzende dielektrische Schicht gebildete Struktur zusätzlich als Fläche ei­ ner solchen kapazitiven Elektrode zu verwenden, nach Anspruch 12.

Dabei wird, dem Wortlaut von Anspruch 13 folgend, weiter vorgeschlagen, daß in diesem Abschnitt die metallische Spulenanordnung mindestens einen wesent­ lichen Teil der Vakuumbelastung der Rezipientenwan­ dung aufnimmt. Es ist ohne weiteres möglich, die den Rezipienten umschlingende Spule aus Flachbandmaterial auszubilden, womit eine hohe mechanische Stabilität bezüglich radialer Belastungskräfte erzielt wird und eine große, dem Rezipienteninneren zugewandte Flä­ che.

Es ist auch ersichtlich, daß dann, wenn die zusätz­ lich vorgesehene Spulenanordnung auch als Fläche der kapazitiven Elektrode verwendet wird, das Vorsehen der Spulenanordnung die Bauhöhe des Rezipienten nicht zusätzlich zu vergrößern braucht.

Nach dem Wortlaut von Anspruch 14 wird nun weiter ein Verfahren zum Zünden einer Plasmaentladung in einer Anlage nach Anspruch 11 vorgeschlagen, welches sich dadurch auszeichnet, daß das Plasma zunächst kapazi­ tiv gezündet wird und danach induktiv verstärkt.

Im weiteren wird nach dem Wortlaut von Anspruch 15 ein Verfahren zum intermittierenden Betreiben der An­ lage nach Anspruch 11 vorgeschlagen, bei welchem, zum Stillsetzen des Prozesses, nur die kapazitiven Elek­ troden elektrisch desaktiviert werden und ein induk­ tiv erzeugtes Plasma im Prozeßraum aufrechterhalten wird, danach der Prozeß durch Wiederaktivierung der kapazitiven Elektroden wieder aufgenommen wird.

Dadurch wird ermöglicht, die Anordnung ohne speziell vorgesehene Zündeinrichtung zu zünden und/oder inter­ mittierend zu betreiben.

Die Erfindung wird anschließend beispielsweise an­ hand von Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch an einem Ausschnitt eines Rezi­ pienten dargestellt, die erfindungsgemäße Ausbildung einer der Elektroden zur kapaziti­ ven Erzeugung des Plasmas,

Fig. 2 schematisch ein Anlagenrezipient, bei dem beide Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeu­ gung nach der Ausführung von Fig. 1 ausgebil­ det sind und zudem der Rezipient im wesentli­ chen durch Elektrodenfläche gebildet ist,

Fig. 3 schematisch ein erfindungsgemäßer Anlagenre­ zipient mit einer der Elektroden zur kapazi­ tiven Plasmaerzeugung, ausgebildet nach Fig. 1, und mit einer Spulenanordnung, wobei die Fläche der Spulenanordnung Teil der Elektrode nach Fig. 1 bildet.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anlagen- bzw. Rezipientenanordnung dargestellt.

Am hier nur ausschnittsweise dargestellten Rezipien­ ten 1, beispielsweise mit metallischer Wandungspartie 15, ist (hier nicht dargestellt) eine erste Elektrode zur kapazitiven Plasmaerzeugung vorgesehen, bei wel­ cher es sich um einen Rezipientenwandungsteil handeln kann, aber auch um eine Elektrode, welche in herkömm­ licher Art und Weise mittels einer vakuumdichten Durchführung, isolierend durch die Rezipientenwan­ dung, betrieben ist. In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäß aufgebaute Elektrode dargestellt. Sie weist in ihrem Grundaufbau eine elektronenleitende, metalli­ sche Lage 17 auf, bezüglich des Rezipienteninnern I außenliegend, diesbezüglich durch eine Schicht 19 aus einem dielektrischen Material abgedeckt.

Zur Aufnahme der durch das im Rezipienteninneren I herrschende Vakuum bewirkten Belastung der Rezipien­ tenwandung 3 ist die elektronenleitende Lage 17 be­ vorzugterweise relativ dick dimensioniert, damit die­ se Belastung durch diese Lage aufgenommen wird. Die dielektrische Lage 19 kann dann beliebig dünn ausge­ bildet werden. Die erfindungsgemäße Elektrode am Va­ kuumrezipienten 1, in ihrer Grundstruktur gebildet durch die außenliegende elektronenleitende Lage 17 und die dielektrische Schicht 19, bildet wie folgt eine DC-Entkopplungskapazität:

Im Prozeßraum, worin das Plasma unterhalten wird, liegen freie Ladungsträger vor. Somit bildet der Prozeßraum, innen an der dielektrischen Schicht 19 an­ liegend, bezüglich der Lage 17 eine Gegenkapazitäts­ platte. Vereinfacht kann die Anordnung der elektro­ nenleitenden Lage 17, der Dielektrikumsschicht 19 und des angrenzenden Prozeßraumes, wie rechts in Fig. 2 dargestellt, durch eine Prozeßimpedanz _P und die für DC-Anteile dazu seriegeschaltete Elektrodenkapa­ zität mit der dielektrischen Lage 19 und der elektro­ nenleitenden Lage 17 dargestellt werden.

Wie in Fig. 1 in einer Alternative dargestellt, wird diese Elektrode zur kapazitiven Plasmaerzeugung im Rezipienten auf Bezugspotential Φ₀ gelegt oder, in der anderen Alternative, mit dem AC-, insbesondere Hochfrequenzgenerator 11 verbunden. Eine DC-Entkopp­ lungskapazität, damit die Elektrodenfläche das self- bias-Potential einnehmen kann, wird durch die erwähn­ te Kapazität zwischen Lage 17 und Prozeßraum I ge­ bildet.

Die dielektrische Lage 19 wird bevorzugterweise aus einem Material gefertigt, welches mit dem Behandlungsprozeß eines Werkstückes kompatibel ist, und zwar in dem Sinne, daß ein Abtragen dieses Schicht­ materials das Prozeßresultat nicht negativ beein­ trächtigt. Bei der Behandlung eines Werkstückes mit SiO₂-Oberfläche wird mithin die Schicht 19 vorzugs­ weise aus SiO₂ gebildet.

Die anhand von Fig. 1 dargestellte Elektrode kann über beliebig große Bereiche der Rezipientenwandung 3 ausgelegt sein, womit eine hohe Flexibilität dahin­ gehend besteht, wie das Verhältnis zwischen großer Elektrodenfläche und kleiner Elektrodenfläche auszu­ legen ist.

In Fig. 2 ist, als Beispiel, ein erfindungsgemäßer Rezipient 1 dargestellt, bei welchem beide Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeugung nach Art der in Fig. 1 dargestellten aufgebaut sind. Es ist ersichtlich, daß damit die Möglichkeit besteht, das ganze Rezi­ pienteninnere gezielt, und höchsten Reinheitsanforde­ rungen genügend, aus einem prozeßkompatiblen, di­ elektrischen Material auszubilden.

In Fig. 3 ist schematisch ein Rezipient 1 darge­ stellt. Es ist eine erfindungsgemäße Elektrode 19b, 17b vorgesehen. In einem Zwischenabschnitt 43 der Re­ zipientenwand ist eine Spulenanordnung 41 angeordnet, um den Rezipienten herum. Die Spule ist mit einem AC- Generator 35 wirkverbunden, welcher den Spulenstrom liefert. Durch Wirkung des durch die Spule 33 bewirk­ ten magnetischen Induktionsfeldes im Rezipienteninne­ ren I bzw. im Prozeßraum zwischen den Elektroden 39 und 19b/17b wird die Plasmadichte erhöht, die Ionen­ energie erniedrigt, so daß ein gleichmäßigeres und "sanfteres" Beschichten bzw. Ätzen eines Werkstückes möglich wird, verglichen mit einer Bearbeitung mit­ tels eines nur kapazitiv erzeugten Plasmas.

Die Spule 41 ist mit dem Generator 11 verbunden, wel­ cher die kapazitive Plasmaentladung speist. Damit ist es möglich, trotz Vorsehen einer Spulenanordnung 41, den Rezipienten im wesentlichen gleich kompakt aufzu­ bauen wie ohne Vorsehen einer Spulenanordnung 41, bei gegebenem Verhältnis der Elektrodenflächen F_A, F_B.

Im dargestellten Beispiel wird die eine der Elektro­ den zur kapazitiven Plasmaerzeugung durch den metal­ lischen Teil 39 des Rezipienten 1 gebildet. Dieser Teil ist z. B. auf Bezugspotential Φ₀ gelegt. Die zweite Elektrode zur kapazitiven Plasmaerzeugung wird analog zur Ausführung gemäß Fig. 1 durch eine elek­ tronenleitende Lage 17b, einen Metallteil, gebildet, mit einer dem Rezipienteninneren I zugewandten di­ elektrischen Lage bzw. Schicht 19b. Die metallische Lage 17b ist, gemäß den Ausführungen zur Schaltungs­ konfiguration einer Elektrode nach Fig. 1, ohne wei­ tere DC-Entkopplung mit dem AC-Generator 11 verbun­ den.

Eine Spulenanordnung 41 ist im Bereich 43 des Rezi­ pienten vorgesehen, gegen das Rezipienteninnere I hin abgedeckt durch dielektrisches Material, wie durch Weiterführung der dielektrischen Schicht 19b. Da im hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Spule 41 mit ihrer dem Rezipienteninneren zugewandten Fläche als Flächenvergrößerung der durch den Teil 17b ge­ bildeten Lage wirken soll, wird die Spule 41 über ei­ nen Trenntransformator Tr mit dem AC-Generator 35 verbunden und ist weiter, galvanisch, mit dem Teil 17b verbunden.

Im Bereich 43 nimmt dabei bevorzugterweise der Körper der Spule 41 die mechanische Vakuumbelastung auf und ist, um eine möglichst große wirksame Fläche, die gegen das Rezipienteninnere gewandt ist, zu ergeben, wie schematisch dargestellt, als Flachbandwicklung ausgebildet.

Rückblickend auf die erfindungsgemäße Ausbildung der Elektrode nach Fig. 1 kann ausgeführt werden, daß diese Anordnung selbstverständlich auch eine metalli­ sche, dem Rezipienteninneren zugewandte dritte Schicht umfassen kann, wenn bevorzugt wird, dem Be­ hältnisinneren zugewandt, eine metallische Wandung vorzusehen. Dabei ist ersichtlich, daß eine derarti­ ge, bei 45 gestrichelt dargestellte, metallische Schicht oder ein entsprechender Metallkörper je nach erwünschtem Material leicht ausgewechselt werden kann und einem jeweiligen Prozeß angepaßt werden kann.

Eine Anordnung mit einem Vakuumrezipienten, einem Paar von Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeugung und zusätzlich einer Spulenanordnung zur induktiven Plasmaerzeugung, wie in Fig. 3 dargestellt, wird erfindungsgemäß gezündet, indem zuerst das Plasma ka­ pazitiv aufgebaut und danach induktiv verstärkt wird. Dies heißt, bei der Ausführungsvariante bei­ spielsweise gemäß Fig. 3, wird, zum Zünden, zuerst der AC-Generator 11 in Betrieb gesetzt und danach der den Spulenstrom liefernde AC-Generator 35.

Zum intermittierenden Betrieb des im Rezipienten durchgeführten Ätz- oder Beschichtungsprozesses wird, zum Stillsetzen des Prozesses, die kapazitive Plasmaerzeugung, d. h. am Beispiel von Fig. 3 betrach­ tet, der AC-Generator 11, stillgesetzt, während der Generator 35, welcher den Spulenstrom liefert, elek­ trisch aktiviert bleibt. Zum Wiederstarten des Pro­ zesses wird bei aktiviert gebliebenem, induktiven An­ teil lediglich der kapazitive durch Wiederaufschalten des Generators 11 in Betrieb gesetzt.

Wie erwähnt wurde, wird am erfindungsgemäßen Rezi­ pienten ein zu behandelndes Werkstück, wenn es zu ät­ zen ist, im Bereich der Elektrode mit kleinerer, dem Rezipienteninneren zugewandter Fläche vorgesehen, wo­ zu, in diesem Falle, im Bereich dieser kleineren Elektrode eine Halterungsvorrichtung für zu ätzende Werkstücke vorgesehen ist.

Analog wird für ein zu beschichtendes Werkstück an derjenigen Elektrode mit der größeren Fläche eine Werkstückhalterung vorgesehen.

Es versteht sich von selbst, daß auch hier in be­ kannter Weise ein Magnetfeld im Entladungsraum zur Wirkung gebracht werden kann zur örtlich gezielten Erhöhung der Plasmadichte bzw. Steuerung der Plasma­ verteilung. Ein solches Feld wird durch vorzugsweise außerhalb der Kammer angeordnete Permanent- und/oder Elektromagnete erzeugt, stationär montiert oder be­ wegt.

Claims (15)

1. Ätz- oder Beschichtungsanlage mit einem Vakuumrezipienten (1) und einem Paar beabstandeter Elektroden (17a, b, 19a, b) zur Erzeugung einer kapazitiven Plasmaentladung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden gebildet ist durch mindestens eine bezüglich Rezipienteninnerem (I) außengelegene, elektronenleitende Fläche (17) sowie mindestens eine nach innen anschließende, dielektrische Schicht (19).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (17, 19) Teil der Rezipientenwand bildet.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden eine außengelegene, elektronenleitende Fläche sowie mindestens eine nach innen anschließende, dielektrische Schicht umfassen und vorzugsweise beide Elektroden Teile der Rezipientenwand bilden.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (19) innen freiliegt.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronenleitende Fläche (17) durch eine die Vakuumbelastung aufnehmende Metallpartie der Rezipientenwand gebildet ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahme (12a) für ein zu ätzendes Werkstück (12) mindestens in der Nähe der einen der Elektroden (9) angeordnet ist und daß deren dem Rezipienteninnenraum (I) zugekehrte Fläche (F_B) wesentlich kleiner ist als die (F_A) der anderen Elektrode, und umgekehrt für ein zu beschichtendes Werkstück (13a, 13) .

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Elektrode zweischichtig oder in Sandwichbauweise aufgebaut ist, wobei mindestens eine metallische Lage die mechanische Vakuumbelastung der Rezipientenwand aufnimmt.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezipienteninnenwand, mindestens zum überwiegenden Teil, aus dielektrischem Material besteht.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den Elektroden gelegene Partie der Rezipientenwandung eine gegen das Rezipienteninnere (I) gelegene dielektrische Schicht aufweist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den Elektroden gelegene Partie der Rezipientenwandung aus dielektrischem Material besteht.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Partie (30, 43) eine Spulenanordnung (33, 41) angeordnet ist zur induktiven Energieeinkopplung in das Plasma zwischen den Elektroden.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (33, 41) mit der einen der Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeugung galvanisch verbunden ist und die dem Rezipienteninneren (I) zugewandte Spulenfläche zur Fläche dieser Elektrode beiträgt.

13. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung mindestens einen wesentlichen Teil der Vakuumbelastung der Wandungspartie des Rezipienten aufnimmt.

14. Verfahren zum Zünden einer Triodenätz- oder -beschichtungsanlage nach Anspruch 11 mit einem Paar beabstandeter Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeugung sowie einer Spulenanordnung zur induktiven Energieeinkopplung ins Plasma, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Plasma zwischen den Elektroden kapazitiv erzeugt wird und danach zusätzlich induktiv Energie eingekoppelt wird.

15. Verfahren zum intermittierenden Betreiben einer Ätz- oder Beschichtungsanlage nach Anspruch 11 mit einem Paar beabstandeter Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeugung sowie einer Spulenanordnung zur induktiven Energieeinkopplung in das Plasma, dadurch gekennzeichnet, daß man für das Stillsetzen des Behandlungsprozesses die beabstandeten Elektroden zur kapazitiven Plasmaerzeugung elektrisch desaktiviert, dabei das Plasma induktiv aufrechterhält und zur Wiederaufnahme des Prozesses die Elektroden zur kapazi­ tiven Plasmaerzeugung elektrisch wieder aktiviert.