DE69826183T2

DE69826183T2 - Düse für ein Lichtbogenplasma-Beschichtungsgerät

Info

Publication number: DE69826183T2
Application number: DE69826183T
Authority: DE
Inventors: Barry Lee-Mean Clifton Park Yang
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2018-06-27
Also published as: CN1117890C; JPH1180963A; DE69826183D1; CN1210902A; EP0887110B1; US6213049B1; EP0887110A1; CA2238158A1; SG76546A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Lichtbogen-Plasmaabscheidung von Schutzbeschichtungen auf verschiedenen Substraten, wie z. B. Glas, Quarz, Metall oder metallisierten Materialien und Kunststoffen; und insbesondere einen kombinierten Düsen-Injektor zum Führen einer Plasmaströmung und zum Injizieren von reaktiven Reaktionsmitteln in das Plasma für eine Abscheidung transparenter Beschichtungen mit hoher Rate, welche abriebfest, UV-absorbierend oder IR-reflektierend sind.
Die technologische Bedeutung von Dünnfilmen hat zu der Entwicklung einer Vielzahl von Abscheidungsverfahren geführt.
Die chemische Dampfabscheidung (CVD) erzeugt einen festen Film auf einer Substratoberfläche durch thermische Aktivierung und Oberflächenreaktion von gasförmigen Reaktionsmitteln, welche die gewünschten Bestandteile des Films enthalten. Für die Pyrolyse der Reaktanden erforderliche Energie wird durch Erwärmung des Substrates zugeführt. Für vernünftige Reaktionsraten wird das Substrat auf relativ hohe Temperaturen in dem Bereich von etwa 260 bis 1093°C (500 bis 2000°F) erwärmt. Diese Temperaturen schließen die Anwendung des Prozesses für wärmeempfindliche Substratmaterialien aus.
Die Plasma-unterstützte chemische Dampfabscheidung (PECVD) liefert Energie an die Reaktanden durch eine elektrische Entladung in einem Gas, welche ein Plasma in der Abscheidungskammer erzeugt. Im allgemeinen ist das Substrat in dem Plasma eingetaucht. Die Abscheidungsrate ist üblicherweise niedrig.
Polykarbonat ist oft das Konstruktionsmaterial der Wahl für Verglasungs- und optische Anwendungen aufgrund seiner hohen Schlagfestigkeit, niedrigen Dichte, optischen Klarheit und guten Verarbeitbarkeit. Jedoch ist das Polykarbonatmaterial weich, hat keine glasartige Abriebfestigkeit und ist gegen Temperatur über etwa 149°C (300°F) empfindlich. Frühere Arbeiten haben gezeigt, daß eine Siliziumoxidbeschichtung mittels Plasma-unterstützter chemischer Dampfabscheidung (PECVD) die Abriebfestigkeit von Polykarbonat verbessern kann, was es für Verglasungsanwendungen qualifiziert. Jedoch war die herkömmliche Silan und Stickstoffoxid als die Zwischenstoffe verwendenden PECVD-Technologie mit einer typischen Abscheidungsrate von nur etwa 0,05 μm pro Minute langsam und deshalb unwirtschaftlich. Organosilizium-Zwischenstufen wurden später in der PECVD für eine durch Plasma erzeugte abriebfeste Polymerbeschichtung verwendet, wobei jedoch die Abscheidungsrate nicht deutlich verbessert war.
Die Einrichtung dieser Erfindung liefert Beschichtungen und Schichten, welche Artikeln oder Produkten verbesserte Haftung, Wärmeausdehnungskompatibilität, Strahlungsschutz oder Abriebfestigkeit verleihen, die durch die Abscheidungseinrichtung der Erfindung erzeugt werden. Die Abscheidung derartiger Schutzbeschichtungen durch Plasma bei Hoch- und Niedertemperaturmaterialien in der Form von Schichten, Filmen und geformten Substraten kann durch die hierin offenbarten Einrichtungen und Verfahren erzielt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein einheitlicher Düsen-Injektor für eine Bogenplasma-Abscheidungseinrichtung enthaltend einen Bogenplasma-Generator mit wenigstens einem Plasmagaseinlass, wenigstens einer Kathode, einer Anode mit einem divergenten Plasmakanal, einem Plasma-Injektor, der auf der Anode angebracht ist und der einen divergenten Kanal aufweist, der sich von der Anode in Richtung der Plasmagasströmung durch die Einrichtung erstreckt, einem Sauerstoff-Injektor zum Injizieren von Sauerstoff in das Plasma in der Nähe der Anode, wenigstens einem Reaktionsmittel-Injektor zum Injizieren reaktiver Gase in das Plasma, wenn das Plasma in den divergenten Kanal expandiert, bereitgestellt, wobei der Plasmakanal in der Richtung der Plasmagasströmung durch die Einrichtung divergent ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wir eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung und Abscheidung einer optisch klaren anhaftenden Beschichtung auf einer Substratoberfläche durch Reaktionsmittel, die in ein Plasma injiziert werden, die einen Plasma-Generator mit einer oder mehr Kathoden und wenigstens einer Anode, eine Behandlungskammer, die bei subatmosphärischen Drucken betreibbar ist, eine Substrat-Stützeinrichtung, die in der Behandlungskammer angeordnet ist, um das Substrat zu stützen, eine Vakuum-Pumpeinrichtung, die mit der Behandlungskammer in Verbindung steht, um die Behandlungskammer auf subatmosphärischen Druck zu evakuieren, eine Düsen-Injektoreinrichtung, die auf dem Anodenende des Plasma-Generators angebracht ist, zum Richten des Plasmastrahls in Richtung auf das Substrat und zum Liefern der Reaktionsmittel in das Plasma in dem Düsen-Injektor aufweist, bereitgestellt, wobei der Düsen-Injektor einen Kanal bildet, der in der Plasmaströmungsrichtung divergiert, und die Anode eine Öffnung aufweist, die in der Plasmaströmungsrichtung divergiert.
Somit wurde ein Düsen-Injektor zur Plasmaabscheidung von Dünnfilmbeschichtungen unter Verwendung eines wandstabilisierten Bogenbrenners als Plasma-Generator konstruiert und hergestellt. Die Auslegung des Düsen-Injektors steuert die Injektion, Ionisation und Reaktion der Reaktionsmitteln und diese Funktionen bestimmen wiederum die Beschichtungsabscheidungsrate, die Beschichtungsfläche, die Beschichtungszusammensetzung und die Beschichtungsqualität. Unter Verwendung eines Düsen-Injektors gemäß dieser Erfindung mit Sauerstoff und Siloxan als Reaktionsmitteln konnten klare Beschichtungen mit einer Beschichtungsrate von etwa 30 μm pro Minute in der Mitte auf Polykarbonat und Glassubstraten demonstriert werden. Die Siloxan-basierende Beschichtung verbesserte deutlich die Abriebfestigkeit eines Polykarbonatsubstrates. Durch Substitution geeigneter organometallischer Reaktionsmitteln anstelle von Siloxan wurden weitere Oxidbeschichtungen, wie z. B. Zinkoxid oder Titanoxid, auf einem Kunststoffsubstrat abgeschieden. Derartige Beschichtungen sind als Infrarot- oder Ultraviolett-Schutzbeschichtungen brauchbar. Der Düsen-Injektor dieser Erfindung kombiniert in nur einer einzigen Einrichtung die Richtungssteuerungsfunktion einer Düse mit der Reaktanden-Einführungsfunktion von einem oder mehreren Injektoren.
Organosiliziumverbindungen, welche als Monomere in dem Bogenplasma-Abscheidungsprozeß unter Verwendung des Düsen-Injektors dieser Erfindung nützlich sind, enthalten Silan oder andere Siliziumverbindungen, in welchen wenigstens ein Siliziumatom an wenigstens ein Kohlenstoff- oder ein Wasserstoffatom, wie z. B. bei Siloxanen, Silazanen und Organosilikonen, gebunden ist.
Der offenbarte Düsen-Injektor ist zur Verwendung mit einer Vielfalt von Plasma-Generatoreinrichtungen, wie z. B. ein wandstabilisierten Bogenplasmabrenner mit wenigstens einer wassergekühlten, elektrisch isolierten Platte, die zwischen der Kathode und Anode angeordnet ist, geeignet. Wandstabilisierte Lichtbogeneinrichtungen mit mehreren Platten sind in den U.S. Patenten 4,948,485 und 4,957,062 offenbart.
Der Kaskadenbogen mit mehreren Platten wurde als eine Plasmaquelle zur Herstellung diamantartiger Kohlenstoff- und plasmapolymerisierter Beschichtungen aus Kohlenwasserstoff, bzw. Organosilizium-Reaktionsmitteln verwendet. Abscheidungsraten von wenigen Mikrometer pro Minute wurden berichtet. Jedoch war der Beschichtungsbereich klein, wenige Zentimeter im Durchmesser und der Grad der Materialausnützung war mit weniger als etwa 20% niedrig. Abhängig von Bedingungen konnten Pulver oder pulverartige Beschichtungen ebenfalls außerhalb der zentralen Abscheidungszone gebildet werden. Um die Beschichtungstechnik praxisgerecht und wirtschaftlicht zu machen, ist es wichtig, die Beschichtungsfläche zu vergrößern, die Ab scheidungsrate zu erhöhen und die Pulverbildung zu minimieren. Der Düsen-Injektor dieser Erfindung versucht diese Verbesserungen zu erreichen.
In einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung wurde ein Düsen-Injektor konstruiert, um das Beschichtungsverhalten von wandstabilisierten Bogenplasma-Generatoren zur Verwendung in Niedertemperatur-Plasmaabscheidungs- und Polymerisationsverfahren zu verbessern. Duschring- oder Schlitzring-Injektoren wurden in die Düse für die Zuführung von Gas- oder Dampfreaktionsmitteln eingebaut. Die Orte der Injektoren beeinflussen den Grad der Gasionisation, welcher das Ausmaß der Reaktion und somit die chemische Stöchiometrie und Struktur der Beschichtung und letztlich deren Verhalten beeinflusst. Die Größe und Form des Düsen-Injektors beeinflusst auch das Ausmaß der Reaktion, die Beschichtungsfläche und die thermische Belastung auf dem Substrat. Mit diesem Düsen-Injektor wurden optisch klare Schichten von 30 cm × 30 cm in der Fläche mit einer Rate von etwa 30 μm pro Minute in der Mitte abgeschieden. Ohne einen derartigen Düsen-Injektor wurden pulverartige Beschichtungen erzeugt.
Die Düsen-Injektor-Konfiguration und der Aufbau enthielten sowohl zylindrische als auch konische Plasmakanäle und einen zweistufigen konischen Kanal mit einem zylindrischen Abschnitt dazwischen. Der Divergenzwinkel des konischen Kanals des Düsen-Injektors reichte von etwa 0° bis 60°. Die Öffnung des Plasmakanals an der Basis der Düse reichte von etwa 4 bis 7 mm im Durchmesser. Kanäle mit kleinerem Durchmesser können für Beschichtungen kleiner Objekte verwendet werden. Die Länge des Düsen-Injektors reichte von 1,5 bis 25 cm, um dadurch das Volumen der Zone zu steuern, in welchem eine Reaktion stattfinden kann. Der Düsen-Injektor kann eine einteilige integrierte Konstruktion sein, oder kann aus Teilen, wie z. B. einem Hauptkörper aus rostfreiem Stahl mit Injektoren zum Einführen von Reaktionsmitteln in das Plasma, einem Kupferadapter zum Befestigen des Düsen-Injektors an dem Plasma-Generator und aus einer Verlängerung zusammengebaut sein, die an dem ausstromseitigen Ende des Hauptkörpers angebracht ist, um ein geeignetes Volumen für die Reaktionszone zu erzeugen, welche innerhalb des Düsen-Injektors vorliegt. Ein Injektor kann in einem Kupferadapter zur Sauerstoffinjektion eingebaut werden, und der Kupferadapter könnte, um einer Oxidation zu wiederstehen, goldplatiert sein. Die modulare Konstruktion des Düsen-Injektors ermöglicht die Auswahl der Düsengröße und der Gasinjektionsposition und eliminiert die Notwendigkeit einer getrennten Richtungssteuerung und Reaktionsmittel-Injektionseinheiten.
Die Erfindung wird nachstehend detaillierter im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 ein schematischer Querschnitt eines Bogenplasma-Abscheidesystems ist, welches eine Vakuumkammer, einen Plasma-Generator und den Düsen-Injektor der Erfindung enthält;
2 eine Querschnittsansicht eines Plasma-Generators und eines Düsen-Injektors gemäß der Erfindung ist.
Bezugnehmend auf 1 weist das schematisch dargestellte Bogenplasma-Beschichtungssystem einen Vakuumkammerreaktor 1 auf, welcher einen Plasma-Generator 2a, eine Plasmabehandlungskammer 4a, einen Plasmaeinlaß 6a, und einen Düsen-Injektor 8a aufweist. Der Plasma-Generator wird mit dem Plasmagas, wie z. B. Argon, über eine Gasversorgungsleitung 3 versorgt. Der Düsen-Injektor 8a ist mit der Sauerstoffversorgungsleitung 12a und einem Paar von Reaktionsmittel-Versorgungsleitungen 4a und 16a versehen, welche einzeln oder in Kombination betrieben werden können. Ein nicht dargestelltes Vakuum-Pumpsystem hält einen Unterdruck innerhalb der Plasmabehandlungskammer 4a über einen Auslaß 23 aufrecht. Das zu beschichtende Substrat 20a wird in der Plasmabehandlungs kammer auf einer temperaturgesteuerten Unterstützung 22a gelagert. Ein zurückziehbarer Verschluß 24a ist für eine manuelle Positionierung durch einen Handgriff 25 oder eine automatische Positionierung zwischen dem Substrat und der Düse in dem Paar des Plasmastrahls angepasst.
Gemäß 2 wird das Plasma durch einen Strom von Elektronen erzeugt, der von der Kathode 2 zu der wassergekühlten Anode 4 durch eine elektrisch isolierte Platte 6 fließt, welche einen zentralen Gasplasmakanal mit divergenter Konfiguration besitzt. Die Einrichtung ist mit mehreren gleich beabstandeten Kathoden ausgestattet, wovon nur eine bei 2 dargestellt ist. Die Kathoden sind wassergekühlt. Die Kathoden sind im Kathodengehäuse 8 befestigt, welches auf einer wassergekühlten Kupferplatte 6 montiert ist. Die Platte 6 ist elektrisch isoliert. Ein Kühlwasserkanal 9 wird über eine nicht dargestellte Wasserleitung versorgt. Kühlwasser für die Anode 4 wird durch eine Wasserleitung 12 zugeführt und strömt durch den Kanal 5 innerhalb des Körpers der Anode. Das Vakuum innerhalb der Behandlungskammer wird zum Teil durch dichtende O-Ringe 15 und 15a aufrecht erhalten.
Das Plasmagas, wie z. B. Argon, wird dem Plasma-Generator über eine Gasleitung 14 zugeführt. Sauerstoff wird der Düse über die Leitung 16 zugeführt, welche mit einem Kreiskanal 18 und einem Schlitz-Injektor 20 in Verbindung steht. Das reaktive Reaktionsmittel wird über die Leitung 22 zugeführt, welche den Kanal 24 und gleichmäßig beabstandete Injektionslöcher 26 speist. Gemäß Darstellung besitzt die Düse eine zweite Reaktionsmittelspeiseleitung 30, welche mit einem Kanal 32 und den Injektionslöchern 34 verbunden ist. Das sekundäre Speisesystem kann dazu verwendet werden, weiteres reaktives Gas oder Verdünnungsgas der Aktivierungs- oder Reaktionszone innerhalb des Düsen-Injektors zuzuführen.
Der Düsen-Injektor umfaßt einen divergenten Abschnitt 40, um das Plasma und die reaktiven Spezies auf die zu beschichtende Substratoberfläche zu richten. Der Abschnitt 40 kann ein integriertes Teil der Düseneinheit sein, oder kann als eine entfernbare Verlängerung ausgelegt sein. Gemäß Darstellung besitzt die Verlängerung denselben Divergenzgrad wie das Teil der Düse unmittelbar angrenzend an die Anode. Die Verlängerung kann von der Form und Geometrie des Anodenplasmakanals und des angrenzenden Abschnittes des Düsen-Injektors variieren, indem sie beispielsweise eine aufgeweitete oder glockenförmige Mündung besitzt.
Die Befestigungsschraube 7 ist eine von mehreren, die zum Befestigen des Kathodengehäuses an der Platte 6 und Anode 4 verwendet werden.
Die Erfindung stellt eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung und Abscheidung einer optisch klaren, haftenden Beschichtung auf einer Substratoberfläche durch in ein Plasma injizierte Reaktanden bereit, welche einen Plasma-Generator mit einer oder mehreren Kathoden und wenigstens einer Anode, eine Behandlungskammer, die bei Subatmosphärendrücken betreibbar ist, eine Substratunterstützungseinrichtung, die innerhalb der Behandlungskammer angeordnet ist, um das Substrat zu unterstützen, eine Vakuum-Pumpeneinrichtung, die mit der Behandlungskammer in Verbindung steht, um die Behandlungskammer auf Subatmosphärendruck zu evakuieren, eine Düsen-Injektoreinrichtung, die auf dem Anodenende des Plasma-Generators montiert ist, um den Plasmastrahl zu dem Substrat hin zu lenken und die Reaktionsmittel in das Plasma innerhalb des Düsen-Injektors zu liefern, aufweist.
Der Düsen-Injektor weist eine Reaktionsmittel-Zufuhreinrichtung zum Injizieren von Reaktionsmitteln in das Plasma auf, wenn das Plasma aus dem Plasma-Generator austritt.
Der Düsen-Injektor ist im allgemeinen konisch, wobei das breite Ende zu dem Substrat hin gerichtet ist. Der Grad der Divergenz und der Länge der Düse bestimmen das eingeschlossene Volumen innerhalb der Einrichtung. Dieses wiederum bestimmt die für die Reaktion und Ausbildung der aktiven Spezies, welche die Oberfläche des Substrates beschichtet oder behandelt, verfügbare Zeit.
Reaktionsmittel-Zufuhreinrichtungen zum Injizieren von Reaktionsmitteln in das Plasma sind an dem schmalen Ende des Düsen-Injektors angeordnet und enthalten wenigstens zwei getrennte ringförmige Einspritzkanäle und Verteilungseinrichtungen zur gleichmäßigen Einführung von Reaktionsmitteln in das Plasma.
Üblicherweise erstreckt sich der Düsen-Injektor von dem Anodenende des Plasma-Generators in die Behandlungskammer. Jedoch könnte die Düsen-Injektoreinrichtung auf dem Anodenende des Plasma-Generators außerhalb der Vakuumkammer befestigt sein, welche mit dem Inneren des Vakuums über eine geeignete vakuumdichte Abdichtung in Verbindung steht.
Experiment
Ein wassergekühlter Kaskadenbogen wurde als Plasma-Generator verwendet. Der Bogengenerator enthält eine von drei Nadelkathoden aus thoriertem Wolfram über wenigstens eine oder eine Reihe elektrisch isolierter Kupferscheiben getrennte Kupferanode. Während Argon durch die Bohrung des Bogenbrenners strömt, wird eine DC-Spannung an die Elektroden zum Erzeugen eines Plasmas angelegt. Das Plasma expandiert durch den Düsen-Injektor in eine Kammer, mit reduziertem Druck, der durch eine Vakuum-Pumpe aufrecht erhalten wird, und somit einen Plasmastrahl ausbildet. Der Düsen-Injektor wird auf etwa 200°C aufgeheizt, um eine Kondensation der Organosilizium-Reaktionsmittel mit hohem Siedepunkt zu vermeiden. Das zu beschichtende Substrat wird auf der Strahlachse mittels eines Metalltisches in einem geeigneten Arbeitsabstand, z. B. etwa 15 bis 70 cm, von der Anode gelagert. Ein zurückziehbarer Verschluß wird zum Regulieren der Aussetzung des Substrates an das Plasma verwendet.
In einer typischen Abscheidungsprozedur wird das Argonplasma mit dem Verschluß in seiner Lage zwischen dem Substrat und dem Düsen-Injektor aufgebaut. Sauerstoff wird in den Düsen-Injektor eingeführt, um das Sauerstoff/Argon-Plasma zu erzeugen. Der Verschluß wurde zurückgezogen und das Substrat wurde dem Sauerstoff/Argon-Plasma für kurze Zeit ausgesetzt, bevor das siliziumhaltige Reaktionsmittel stromabwärts von der Sauerstoffinjektionsseite zum Initialisieren der Abscheidung eingeführt wird.
In Tabelle 1 werden die Effekte des Düsen-Injektors auf die Beschichtungsfläche, die Abscheidungsrate, und die Taber-Abriebfestigkeit der Beschichtung verglichen. Die Beschichtungen waren etwa 2 μm dick. Es hat sich herausgestellt, daß ein konischer Düsen-Injektor (G273, G241) am effektivsten für großflächige Beschichtungen ist. Ohne einen derartigen Düsen-Injektor wurde im allgemeinen Pulver oder pulverige Beschichtungen erzielt.
Tabelle 1 Effekt des Düsen-Injektors auf das Beschichtungsverhalten
Die D4 Strömungsrate wurde gesteuert, indem die Flüssigkeitstemperatur konstant auf 80°C gehalten wurde.
In den vorstehend beschriebenen speziellen Experimenten weist der Düsen-Injektor einen Hauptkörper mit zwei Duscheinspritzringen auf, einen Adapter zum Befestigen des Düsen-Injektors an der Anode und zum Injizieren von Sauerstoff in das Plasma und einen Verlängerungsabschnitt auf, der sich zu dem Substrat hin erstreckt. Der 2-stufige 25° Düsen-Injektor ist ein Düsen-Injektor mit einem Anodenadapter-Injektor der sich von 4 bis 11 mm erstreckt, gefolgt von einem zylindrischen Abschnitt mit 11 mm Durchmesser und einem Hauptkörper, der sich mit 25° erweitert. Der 25°/10,2 cm (4 Zoll) Konus ist ein Düsen-Injektor, der sich insgesamt in einem Winkel von 25° expandiert, mit einem Sauerstoff-Injektionsadapter, und mit einer konischen Verlängerung von 10,2 cm (4 Zoll) Länge. Der 40°/10,2 cm (4 Zoll) Konus ist ein Düsen-Injektor, der sich insgesamt mit 40° expandiert, mit einem Anodenadapter mit einer Sauerstoffinjektion und einer konischen Verlängerung von 10,2 cm (4 Zoll) Länge. Der 40°/10,2 cm (4 inches) Posaunentrichter ist ein Düsen-Injektor ähnlich dem 40°/10,2 cm (4 Zoll) Konus mit der Ausnahme, daß sich die Verlängerung stärker aufweitet, indem ein 10,2 cm (4 Zoll) Abschnitt verwendet wird, welcher aus dem Glockenbereich eines Posaunentrichters ausgeschnitten ist.

Claims

Einheitlicher Düsen-Injektor für eine Bogenplasma-Abscheidungseinrichtung enthaltend einen Bogenplasma-Generator (2a) mit wenigstens einem Plasmagaseinlass (3, 14), wenigstens einer Kathode (2, 5a), einer Anode (4) mit einem divergenten Plasmakanal, einem Plasma-Injektor (8a), der auf der Anode (4) angebracht ist und der einen divergenten Kanal aufweist, der sich von der Anode (4) in Richtung der Plasmagasströmung durch die Einrichtung erstreckt, einem Sauerstoff-Injektor (12a, 16) zum Injizieren von Sauerstoff in das Plasma in der Nähe der Anode (2), wenigstens einem Reaktionsmittel-Injektor (14a, 16a; 26, 34) zum Injizieren reaktiver Gase in das Plasma, wenn das Plasma in den divergenten Kanal expandiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmakanal in der Richtung der Plasmagasströmung durch die Einrichtung divergent ist.
Einrichtung zur Oberflächenbehandlung und Abscheidung einer optisch klaren anhaftenden Beschichtung auf einer Substratoberfläche durch Reaktionsmittel, die in ein Plasma injiziert werden, die einen Plasma-Generator (2a) mit einer oder mehr Kathoden (2, 5a) und wenigstens einer Anode (4), eine Behandlungskammer (4a), die bei subatmosphärischen Drucken betätigbar ist, eine Substrat-Stützeinrichtung (22a), die in der Behandlungskammer (4a) angeordnet ist, um das Substrat zu stützen, eine Vakuum-Pumpeinrichtung, die mit der Behandlungskammer (4a) in Verbindung steht, um die Behandlungskammer (4a) auf subatmosphärischen Druck zu evakuieren, eine Düsen-Injektorvorrichtung (8a), die auf dem Aondenende des Plasma-Generators (2a) angebracht ist, zum Richten des Plasmastrahls in Richtung auf das Substrat (2a) und zum Liefern der Reaktionsmittel in das Plasma in dem Düsen-Injektor (8a) aufweist, wobei der Düsen-Injektor (8a) einen Kanal bildet, der in der Plasmaströmungsrichtung divergiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (4) eine Öffnung aufweist, die in der Plasmaströmungsrichtung divergiert.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei der Düsen-Injektor (8a) eine Reaktionsmittel-Zufuhreinrichtung (14a, 16a; 26, 34) aufweist zum Injizieren von Reaktionsmitteln in das Plasma, wenn das Plasma aus dem Plasma-Generator (2a) austritt.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei der Düsen-Injektor (8a) konisch ist und weite Ende auf das Substrat (20a) gerichtet ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die Reaktionsmittel-Zufuhreinrichtung (14a, 16a; 26, 34) zum Injizieren von Reaktionsmitteln in das Plasma an dem schmalen Ende des Düsen-Injektors (8a) angeordnet ist und wenigstens zwei getrennte Injektionsleitungen (22, 30) und eine ringförmige Verteilungseinrichtung (19, 32) aufweist zum gleichförmigen Einführen der Reaktionsmittel in das Plasma.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei sich der Düsen-Injektor (8a) von dem Anodenende des Plasma-Generators (2a) in die Behandlungskammer (4a) erstreckt.