DE4134900C2

DE4134900C2 - Mikrowellenplasmagerät und Mikrowellen-Entladungslichtquellengerät damit

Info

Publication number: DE4134900C2
Application number: DE4134900A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Taki; Kenji Yoshizawa; Junichi Nishimae; Keisuke Namba
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2011-10-19
Also published as: DE4134900A1; US5359177A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrowellen-Plas magerät, und insbesondere auf ein solches, mit dem ein Vakuum-Ultraviolettlicht zur Verwendung in Plas maprozessen wie Ätzen und chemisches Aufdampfen sowie photoerregten Prozessen wie photounterstütztes chemi sches Aufdampfen erzeugt wird.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Mikrowel lenplasmageräts unter Verwendung einer bekannten Mi krowellenentladung, das in der EP 0183561 A2 offenbart ist. Hierin ist ein Mikrowellen-Durchlaßfenster 13 aus Quarz oder Keramik senkrecht zu einem elektrischen Feld angeord net, das von einer sich in einem Wellenleiter 11 in Richtung eines Pfeils 12 ausbreitenden Mikrowelle erzeugt wird. In einem das Durchlaßfenster 13 als eine Oberfläche aufweisenden Entladungsraum ist ein zu bearbeitender Gegenstand angeordnet, beispielswei se eine Scheibe 14. Weiterhin sind ein Objektträger 15, ein Gaseinlaß 16 und ein mit einer nicht gezeig ten bekannten Abgaseinrichtung verbundener Gasauslaß 17 dargestellt. Ein Pfeil A deutet die Richtung der Gasströmung an.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des beschriebenen Geräts erläutert. Eine im Wellenleiter 11 entspre chend dem Pfeil 12 übertragene Mikrowelle wird durch das Mikrowellen-Durchlaßfenster 13 absorbiert, das senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes der Mikrowelle angeordnet ist, und entlädt ein Gas in der Vakuumkammer zur Erzeugung eines Plasmas. Sauerstoff beispielsweise, wenn dieser als Entladungsgas verwen det wird, kann eine Abdeckung auf der Scheibe 14 ab schälen.

Bei dem so ausgebildeten Mikrowellenplasmagerät hat ein Plasma die Tendenz, ungleichmäßig um Entladungs raum verteilt zu werden, wenn der Plasmaerzeugungs bereich erweitert wird, wie dies bei einer Vergröße rung des Scheibendurchmessers erforderlich ist. Ge nauer gesagt, da die Mikrowelle so stark mit dem Plasma gekoppelt ist, wird die Mikrowelle in Richtung ihrer Fortpflanzung rasch vom Plasma absorbiert, wo durch eine Streuung des Plasmas verhindert wird. Da die Plasmaverteilung senkrecht zur Fortpflanzungs richtung der Mikrowelle einer elektrischen Feldver teilung in Längsrichtung des Wellenleiters 11 ent spricht, hat das Plasma die Tendenz, in der Nähe der beiden Seiten des Entladungsraumes schwach und im Mittelbereich des Entladungsraumes stark zu sein, wodurch sich eine ungleichförmige Verteilung ergibt.

Ein derartiges Mikrowellenplasmagerät kann bei einer Mikrowellen-Entladungslichtquelleneinheit angewendet werden, bei der ein ultraviolettes Licht durch ein gebildetes Plasma erzeugt und für photoerregte Pro zesse wie photounterstütztes chemisches Aufdampfen verwendet wird.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Ge rätes für einen photoerregten Prozeß, der ein konven tionelle Mikrowellen-Entladungslichtquelleneinheit benutzt, die in der DE 4100462 A1 wiedergegeben ist. Hierin ist ein Substrathalter 22 in einer Reaktionskammer 21 ange ordnet und ein Substrat 23 befindet sich auf diesem. Ein Reaktionsgas wird der Reaktionskammer 21 über einen Einlaß 24 zugeführt und über einen Auslaß 25 abgeführt.

Ein Ende eines quadratischen Wellenleiters 26 ist über einen sich verjüngenden Wellenleiter 27, dessen eine E-Ebene schräg verläuft, mit einer Seite einer kreisförmigen Entladungskammer 28 gekoppelt. Die an dere Seite der Entladungskammer 28 ist mit einem dün nen Wellenleiter 29 gekoppelt, in dem ein Ende 30 beweglich angeordnet ist. Ein Entladungsgas wird dem Entladungsraum 31 der Entladungskammer 28 über einen Einlaß 32 zugeführt und über einen Auslaß 33 abge führt. An der unteren Oberfläche des Entladungsraums 31 ist eine dielektrische Platte 34 aus Saphir oder dergleichen vorgesehen, um ein lichtdurchlässiges Fenster zu bilden für den Durchlaß von im Entladungs raum 31 erzeugtem ultravioletten Licht. Die Dicke der dielektrischen Platte 34, ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des verjüngten Wellenleiters 27 und des Wellenleiters 29. Entlang der unteren Oberfläche der dielektrischen Platte 34 ist ein lichtdurchlässiges, Mikrowellen reflektierendes Teil 35 angeordnet. Insbesondere be findet sich dieses reflektierende Teil 35 in bezug auf die dielektrische Platte 34 entgegengesetzt zum Entladungsraum 31 und besteht beispielsweise aus ei ner Metallgitterplatte, die Mikrowellen reflektiert und Licht durchläßt. Auf der oberen Seite des Entla dungsraums 31 der Entladungskammer 28 ist ein Kühl pfad 36 vorgesehen, über den eine Kühlflüssigkeit zirkuliert. O-Ringe sind jeweils zwischen einen End abschnitt des verjüngten Wellenleiters 27 und die dielektrische Platte 34 und zwischen einen Endab schnitt des dünnen Wellenleiters 29 und die dielek trische Platte 34 eingesetzt, um eine Vakuumdichtung für den Entladungsraum 31 vorzusehen. In gleicher Weise ist ein aus der Entladungskammer 28 bestehendes Lichtquellengerät durch einen anderen O-Ring von der Reaktionskammer 21 getrennt. In Fig. 2 zeigen ein Pfeil A die Richtung des erzeugten ultravioletten Lichts, ein Pfeil B die Fortpflanzungsrichtung der Mikrowelle, ein Pfeil C die Strömungsrichtung des Entladungsgases, ein Pfeil D die Strömungsrichtung des Reaktionsgases, ein Pfeil E die Richtung des elektrischen Feldes und ein Pfeil F die Strömungs richtung der Kühlflüssigkeit an.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Geräts nach Fig. 2 beschrieben. Die sich im quadratischen Wellen leiter 26 fortpflanzende Mikrowelle und ihr elektri sches Feld (Pfeil E) werden durch den verjüngten Wel lenleiter 27 graduell intensiviert und mit der di elektrischen Platte gekoppelt. Da das elektrische Feld innerhalb des Wellenleiters sich parallel zur Dicke der dielektrischen Platte 34 fortpflanzt, wird die Mikrowelle mit hoher Wirksamkeit mit der dielek trischen Platte 34 gekoppelt. Die Mikrowelle wird, während sie durch die dielektrische Platte 34 über tragen wird, graduell mit dem Entladungsraum 31 ge koppelt, wodurch ein im Entladungsraum 31 befindli ches Gas entladen wird und eine Lichtemission be wirkt. Ein so erzeugtes ultraviolettes Licht strahlt auf das in der Reaktionskammer 21 angeordnete Sub strat 23, um einen photoerregten Prozeß wie eine pho tounterstützte chemische Aufdampfung und ein opti sches Ätzen durchzuführen.

Wenn bei dem gemäß Fig. 2 ausgebildeten Mikrowellen- Entladungslichtquellengerät der Lichterzeugungsbe reich der Lichtquelle vergrößert wird, um einen grö ßeren Bereich zu bestrahlen, nimmt die Gleichförmig keit der Verteilung des an der Oberfläche eines sol chen vergrößerten Bereichs erzeugten Lichts ab. Fig. 3 zeigt die Meßergebnisse für die Verteilung des er zeugten Lichts in Fortpflanzungsrichtung der Mikro welle in dem Gerät nach Fig. 2. In diesem Diagramm stellen die Abszisse den Abstand in cm von der Mikro wellenzuführungsseite in Fortpflanzungsrichtung der Mikrowelle im Entladungsraum und die Ordinate die Intensität (a.u.) des erzeugten Lichts dar. Wie ge zeigt ist, ist die Intensität des erzeugten Lichts am stärksten auf der Mikrowellenzuführungsseite und wird mit sich vergrößerndem Abstand von dieser Seite zu nehmend schwächer. Dies beruht darauf, daß die Mikro welle während ihrer Fortpflanzung infolge ihrer star ken Kopplung mit dem Plasma gedämpft wird. Diese Ten denz ist stärker ausgeprägt bei größeren Lichterzeu gungsflächen, mit dem Ergebnis, daß die Leuchtdichte verteilung auf der Lichterzeugungsfläche ungleichför mig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Mikrowellenplasmagerät mit großen Abmessungen zu schaffen, mit dem die Erzeugung eines gleichförmigen Plasmas möglich ist, und das als Mikrowellen- Entladungslichtquellengerät ausgebildet werden kann, mit dem die gleichförmige Bestrahlung einer großen Fläche möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Mikrowellenplasmageräts ist im Anspruch 2 angegeben und ein Mikrowellen-Entladungslichtquellengerät mit dem Mikrowellenplasmagerät ist Gegenstand des Anspruchs 3.

Da bei dem Mikrowellenplasmagerät gemäß der Erfindung die Mikrowelle in der die Seitenfläche der dielektrischen Platte umgebenden Mikrowellenleitung eine elektrische Feldkomponente in der Dicke der dielektrischen Platte hat, ist die Mikrowelle mit der dielektrischen Platte auf deren gesamter Seitenfläche gekoppelt, wodurch ein elektrisches Feld der Mikrowelle gleichförmig in der dielektrischen Platte ausgebildet werden kann, und die Mikrowelle kann gleichförmig mit der Entla dungskammer gekoppelt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines bekannten Mikrowellenplasmageräts,

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines bekannten Mikrowellen-Entladungsplas mageräts,

Fig. 3 ein Diagramm der Verteilung des im Gerät nach Fig. 2 erzeugten Lichts,

Fig. 4 eine Perspektivdarstellung eines Mi krowellenplasmageräts nach einem er sten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 bis 8 Modifikationen des Mikrowellenplasma geräts nach Fig. 4,

Fig. 9 eine Perspektivdarstellung eines Mi krowellenplasmageräts nach einem zwei ten Ausführungsbeispiel der Erfindung das als Mikrowellen-Entladungslicht quellengerät ausgebildet ist,

Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie X-X in Fig. 9, und

Fig. 11 bis 13 Modifikationen des Mikrowellen-Entla dungslichtquellengeräts nach Fig. 9.

In Fig. 4 und 5 wird eine Mikrowelle über eine Zufüh rungsöffnung 110 zu einer Mikrowellenleitung geführt, die beispielsweise als ringförmiger rechteckiger Wel lenleiter 111 ausgebildet ist. Der Wellenleiter 111 ist mit einer Endplatte 112 versehen, die einen End abschnitt der Mikrowellenleitung sowie einen Teil einer E-Ebene 113 des rechteckigen Wellenleiters 111 darstellt. Am unteren Ende der E-Ebene 113 des Wel lenleiters 111 ist ein Schlitz 114 in Fortpflanzungs richtung der Mikrowellen im Wellenleiter 111 ausge bildet. Eine Seitenfläche 115 einer kreisförmigen dielektrischen Platte 116 aus Quarzglas ist in den Schlitz 114 eingepaßt. Die Dicke der dielektrischen Platte 116 ist im wesentlichen gleich der Breite des Schlitzes 114. Eine leitende Platte 117 ist in Kon takt mit der oberen Fläche der dielektrischen Platte 116 angeordnet. Ein Endbereich der leitenden Platte 117 ist elektrisch und mechanisch mit dem rechtecki gen Wellenleiter 111 verbunden. Auf diese Weise um gibt der Wellenleiter 111 die dielektrische Platte 116.

Eine Vakuumkammer 118 befindet sich unterhalb der dielektrischen Platte 116 und eine Substratunterlage 119 zur Aufnahme eines Substrats 120 ist in einem innerhalb der Vakuumkammer 118 ausgebildeten Entla dungsraum 121 angeordnet. Ein Gas wird über einen Einlaß 122 zur Erzeugung eines Plasmas in den Entla dungsraum 121 eingeführt und über einen Auslaß 123 abgeführt. Die Vakuumkammer 118 ist vom rechteckigen Wellenleiter 111 durch einen O-Ring 124 getrennt. Ein Pfeil E in Fig. 5 gibt die Richtung eines elektri schen Feldes an.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Mikrowellen plasmageräts nach Fig. 4 und 5 beschrieben. Eine über die Zuführungsöffnung 110 gelieferte Mikrowelle wird, während sie sich im ringförmigen rechteckigen Wellen leiter 111 fortpflanzt, mit der dielektrischen Platte 116 entlang des gesamten Umfangs ihrer Seitenfläche 115 gekoppelt. Da das elektrische Feld der Mikrowelle im rechteckigen Wellenleiter 111 in der durch den Pfeil E angezeigten Richtung ausgebildet ist, d. h. das elektrische Feld im Wellenleiter 111 parallel zur Dicke der dielektrischen Platte 116 ausgebildet ist, wird die Mikrowelle leicht mit der dielektrischen Platte 116 gekoppelt. Die sich im Wellenleiter 111 fortpflanzende Mikrowelle ist nämlich zunehmend mit der dielektrischen Platte 116 gekoppelt. Die mit der Platte 116 gekoppelte Mikrowelle bewirkt die Entla dung eines Gases im Entladungsraum 121. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Mikrowelle, während sie bei der Fortpflanzung im rechteckigen Wellenleiter 111 zunehmend mit der Seitenfläche 115 der dielektri schen Platte 116 durch den Schlitz 114 gekoppelt wird, vom gesamten Umfang der Seitenfläche 115 zur Mitte der Platte 116 hin übertragen, wodurch das Gas gleichförmig über den Entladungsraum 121 entladen wird. Somit kann ein Ätzgas, ein Gas zum chemischen Aufdampfen und dergleichen, das über den Einlaß 122 zugeführt wird, das Substrat 120 ätzen oder eine che mische Aufdampfung durchführen. Wenn beispielsweise als Frequenz einer zugeführten Mikrowelle 2,45 GHz, als Abstand zwischen den Mitten der diametral ge trennten Abschnitte des ringförmigen Wellenleiters 111 etwa 35 cm und als Durchmesser der dielektrischen Platte 116 25 cm gewählt werden, und Sauerstoff von 0,13 mbar im Entladungsraum 121 entladen wird, wird ein Plasma im wesentlichen über den gesamten Entla dungsraum 121 mit einem Durchmesser von 20 cm er zeugt. Ein solches über einen großen Bereich gleich förmig erzeugtes Plasma erlaubt die Bearbeitung von scheibenförmigen Substraten mit größerem Durchmesser.

Obgleich im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die Einführungsrichtung der MikrowelIe mit der Fortpflan zungsrichtung der Mikrowelle im ringförmigen recht eckigen Wellenleiter übereinstimmt, kann eine Mikro wellen-Zuführungsöffnung 130 in einer H-Ebene des rechteckigen Wellenleiters 111 vorgesehen sein, wie Fig. 6 zeigt. Diese abgewandelte Ausführung ist inso weit vorteilhaft, als das Gerät in der Breite redu ziert wird. Bei dieser Ausbildung kann die Endplatte, die als Ende des rechteckigen Wellenleiters 111 dient, durch die H-Ebene des Wellenleiters 111 gebil det werden.

Anstelle des rechteckigen Wellenleiters kann, wie Fig. 7 zeigt, ein keilförmiger Wellenleiter 131 ein gesetzt werden als Mikrowellenübertragungsleitung zur Intensivierung des elektrischen Feldes der Mikrowel le, das mit der dielektrischen Platte gekoppelt ist.

Weiterhin kann gemäß Fig. 8 anstelle des ringförmigen Wellenleiters ein quadratischer Wellenleiter 141 ver wendet werden. In diesem Fall hat auch die dielektri sche Platte eine quadratische Form.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel benutzt eine dielektrische Platte aus Quarzglas. Jedoch können alternativ auch Tonerdekeramiken eingesetzt werden.

Wie vorbeschrieben wurde, verwendet ein Plasmagerät nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine dielektrische Platte, um eine Ebene eines Entla dungsraumes zur Erzeugung eines Plasmas zu bilden. Die Seitenfläche der dielektrischen Platte ist von einer Mikrowellenleitung umgeben, und eine Mikrowelle mit einer elektrischen Feldkomponente in der Dicke der dielektrischen Platte wird von der Seitenfläche der dielektrischen Platte eingeführt und mit dieser gekoppelt. Somit ist das Plasmagerät so konstruiert, daß ein elektrisches Feld der Mikrowelle im Entladungsraum errichtet wird, um ein Plasma zu erzeugen, wodurch es möglich ist, ein gleichförmiges Plasma über eine große Fläche zu bilden. Die Mikro wellenleitung besteht aus einem rechteckigen Wellen leiter und ein Teil von dessen Wandfläche wird als ein Ende der Mikrowellenleitung benutzt, womit die Anzahl der das Plasmagerät bildenden Elemente redu ziert werden kann.

Fig. 9 ist eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Mikrowellenplasma geräts nach der Erfindung und Fig. 10 eine Quer schnittsansicht entlang der Linie X-X in Fig. 9. Das zweite Ausführungsbeispiel umfaßt ein Mikrowellen- Entladungslichtquellengerät und die Figuren zeigen ein dieses verwendendes Gerät für einen photoerregten Prozeß. Entsprechend den Fig. 9 und 10 weist das Mi krowellen-Entladungslichtquellengerät einen ringför migen rechteckigen Wellenleiter 201 und eine Entla dungskammer 202 auf. Ein Teil von einer E-Ebene 203 des rechteckigen Wellenleiters 201 dient als eine Endplatte 204 für den Wellenleiter 201. Unter der E-Ebene innerhalb des rechteckigen Wellenleiters ist entlang der Fortpflanzungsrichtung der Mikrowelle im Wellenleiter 201 ein Schlitz 205 ausgebildet. Die Entladungskammer 202 ist mit einem kreisförmigen Ent ladungsraum 206 und einem Kühlbad 207 versehen. Eine lichtdurchlässige kreisförmige dielektrische Platte 208 aus Quarzglas ist an der unteren Fläche des Ent ladungsraums 206 angeordnet. Die Dicke der dielektri schen Platte 208 ist im wesentlichen gleich der Brei te des Schlitzes 205, in den das Ende der Platte 208 eingepaßt ist. Der rechteckige Wellenleiter 201 um gibt somit die Entladungskammer 202. Der Entladungs raum 206 ist von dem rechteckigen Wellenleiter 201 durch einen O-Ring 209 getrennt, wodurch ein über einen Einlaß 210 zugeführtes und über einen Auslaß 211 herausgeführtes Gas zur Erzeugung eines Plasmas im Entladungsraum 206 eingeschlossen ist. Das Kühlbad 207 zum Kühlen des Entladungsraums 206 wird über ei nen Zulauf 212 mit einer Kühlflüssigkeit gespeist, die über einen Ablauf 213 abgeführt wird.

Unterhalb des Mikrowellen-Entladungslichtquellenge räts ist eine Reaktionskammer 214 vorgesehen und ein Substrat 216 ist auf einer Unterlage 215 deponiert, die sich innerhalb der Reaktionskammer 214 befindet. Ein Reaktionsgas wird der Reaktionskammer 214 über einen Einlaß 217 zugeführt und über einen Auslaß 218 aus dieser abgeführt. Die Reaktionskammer 214 ist durch einen O-Ring 219 von dem rechteckigen Wellen leiter 201 getrennt. An der oberen Oberfläche der Reaktionskammer 214 oder entlang der unteren Ober fläche der dielektrischen Platte 208 ist ein licht durchlässiges reflektierendes Teil, zum Beispiel eine Metallgitterplatte 220 vorgesehen zur Reflexion der Mikrowelle und zum Durchlassen von Licht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Mikrowellen- Entladungslichtquellengeräts erläutert. Eine durch die Zuführungsöffnung gelieferte Mikrowelle wird, während sie sich im rechteckigen Wellenleiter 201 fortpflanzt, über den gesamten Umfang der längsseiti gen Oberfläche der dielektrischen Platte 208 mit die ser gekoppelt. Da ein elektrisches Feld im rechtecki gen Wellenleiter 201 parallel zur Dicke der dielek trischen Platte 208 liegt, wird die Mikrowelle fort laufend mit der dielektrischen Platte 208 gekoppelt, während sie sich im Wellenleiter 201 fortpflanzt. Die mit der dielektrischen Platte 208 gekoppelte Mikro welle entlädt ein im Entladungsraum 206 befindliches Gas, um eine Lichtemission von diesem zu bewirken. Ein so erzeugtes ultraviolettes Licht wird in die Reaktionskammer 214 gestrahlt zur Beleuchtung des Substrats 216. Da die Mikrowelle fortlaufend durch den Schlitz 205 mit der Seitenfläche der dielektri schen Platte 208 gekoppelt wird, während sie sich entlang des Wellenleiters 201 fortpflanzt, wird die Mikrowelle vom gesamten Umfang der Seitenfläche der dielektrischen Platte 208 zu deren Mitte übertragen, wodurch das Gas gleichförmig entladen wird zur gleich förmigen Emission von Licht über den gesamten Entla dungsraum 206. Auch ist eine elektrische Feldintensi tät hoch, der Entladungsraum 206 ist durch die Wand der Entladungskammer 202 definiert und durch die Ent ladung erzeugte Wärme wird durch das Kühlbad 207 ab geführt, wodurch es möglich ist, die Entladungslei stungsdichte zu erhöhen und somit die Lichtstärke des emittierten Lichts zu verstärken.

Obgleich im beschriebenen Ausführungsbeispiel die Mikrowelle in einer mit der Fortpflanzungsrichtung der Mikrowelle im rechteckigen Wellenleiter 201 über einstimmenden Richtung zugeführt wird, kann gemäß Fig. 11 eine Zuführungsöffnung 230 in einer H-Ebene des rechteckigen Wellenleiters 201 gebildet sein. Diese Ausgestaltung ist in der Weise vorteilhaft, als sie das Gerät in der Breite verringert. In diesem Fall kann die an dem rechteckigen Wellenleiter 201 vorgesehene Endplatte von der H-Ebene des Wellenlei ters 201 gebildet sein.

Auch kann anstelle eines rechteckigen Wellenleiters für die Mikrowellenübertragungsleitung ein keilförmi ger Wellenleiter 240 verwendet werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Durch den so ausgebildeten keilförmigen Wellenleiter kann das elektrische Feld auf der di elektrischen Platte 208 intensiviert werden, was zu einer stärkeren Gasentladung führt und demgemäß zur Emission eines intensiveren Lichts im Entladungsraum 206.

Obgleich die Entladungskammer 202 im beschriebenen Ausführungsbeispiel kreisförmig ist, kann gemäß Fig. 13 eine quadratische Entladungskammer 250 mit einem diese umgebenden quadratischen Wellenleiter 251 ver wendet werden.

Im erläuterten Ausführungsbeispiel besteht die licht durchlässige dielektrische Platte 208 aus Saphir. Jedoch kann sie auch aus einem anderen lichtdurchläs sigen Material wie synthetischem Quarz oder Magnesi umfluorid (MgF₂) hergestellt sein.

Wie beschrieben wurde, weist das Lichtquellengerät nach dem zweiten Ausführungsbeispiel eine lichtdurch lässige dielektrische Platte an der Oberfläche eines Entladungsraumes zur Erzeugung eines Plasmas auf. Ein lichtdurchlässiges, Mikrowellen reflektierendes Teil ist in bezug auf die dielektrische Platte auf der dem Entladungsraum entgegengesetzten Seite angeordnet. Die Seitenfläche der dielektrischen Platte ist von einer Mikrowellenleitung umgeben, und eine Mikrowelle mit einer elektrischen Feldkomponente in der Dicke der dielektrischen Platte wird von der Mikrowellen leitung in die Seitenfläche der dielektrischen Platte eingeführt. Die Mikrowelle wird so mit der dielektri schen Platte gekoppelt und ein elektrisches Feld der Mikrowelle wird im Entladungsraum ausgebildet zur Entladung eines in diesem befindlichen Gases, um die Emission von Licht zu bewirken. Ein erzeugtes ultra violettes Licht wird über das Mikrowellen reflektie rende Teil ausgegeben. Es ist daher möglich, ultra violettes Licht über einen großen Bereich gleichför mig zu erzeugen und die Lichtstärke des erzeugten Lichts zu erhöhen.

Wenn die Mikrowellenleitung als rechteckiger Wellen leiter ausgebildet ist, kann ein Teil von dessen Wandfläche als Ende der Mikrowellenleitung verwendet werden, wodurch die Anzahl der das Gerät bildenden Teile reduziert werden kann.

Verschiedene Modifikationen der beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele sind möglich. Zum Beispiel ist bei die sen der der Seitenfläche der dielektrischen Platte zugeordnete Schlitz in einem unteren Bereich der E-Ebene des rechteckigen Wellenleiters ausgebildet. Er kann jedoch auch an einer anderen Stelle der E-Ebene angeordnet sein.

Nach den beschriebenen Ausführungsbeispie len umgibt der rechteckige Wellenleiter den gesamten Umfang der Seitenfläche der dielektrischen Platte und ein Teil der Wandfläche des Wellenleiters wird als dessen Ende verwendet. Alternativ kann eine separate Endplatte anstelle der Wandfläche des Wel lenleiters vorgesehen sein. In diesem Fall umgibt der Wellenleiter nicht den gesamten Umfang der Seitenflä che der dielektrischen Platte. Jedoch können denen der gezeigten Ausführungsbeispiele entsprechende Vor teile erzielt werden abhängig vom Verhältnis der vom rechteckigen Wellenleiter umgebenen dielektrischen Platte.

Claims

1. Mikrowellenplasmagerät mit einer Entladungskammer zur Erzeugung eines Plasmas, einer an einer Oberfläche der Entladungskammer angeordneten dielektrischen Platte und mit einer Mikrowellenleitung, die so angeordnet ist, daß die in der Mikrowellenleitung laufende Mikrowelle mit der dielektrischen Platte gekoppelt wird, so daß ein elektrisches Feld der Mikrowelle in der Entladungskammer gebildet wird zur Erzeugung eines Plasmas, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenleitung (111, 201) die Seitenfläche der dielektrischen Platte (116,208) umgibt und daß die in der Mikrowellenleitung (111, 201) laufende Mikrowelle eine zur Dickenrichtung der dielektrischen Platte (116, 308) parallele elektrische Feldkomponente (E) aufweist zur Einführung und Kopplung der Mikrowelle von der Seitenfläche der dielektrischen Platte (116, 208).

2. Mikrowellenplasmagerät Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenleitung einen rechteckigen Wellenleiter (111, 201) aufweist und ein Teil der Wandfläche dieses Wellenleiters (111, 201) als ein Endbereich (112, 204) des Wellenleiters (111, 201) verwendet wird.

3. Mikrowellen-Entladungslichtquellengerät mit einem Mikrowellenplasmagerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Platte 208) zur Herausführung des aus dem Plasma gebildeten lichtdurchlässig ist und daß entlang der dielektrischen Platte ein Mikrowellen reflektierendes Teil (220) angeordnet ist.