TW201607380A - 電漿源、表面處理裝置以及表面處理方法 - Google Patents

電漿源、表面處理裝置以及表面處理方法 Download PDF

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鮑勒斯 威科布羅斯 喬治 普特
瑪索 希默
佛萊迪 盧傑朋
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荷蘭Ｔｎｏ自然科學組織公司
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Abstract

一種電漿源具有一外表面，該外表面被一孔徑中斷，由該外表面遞送一常壓的電漿。一運輸機制運輸平行於該外表面的一基板，該基板靠近該外表面，使得來自常壓電漿的氣體可在該外表面與該基板之間形成一氣體軸承。該電漿源的一第一電極具有由該第一電極的一邊緣延伸的一第一與一第二表面，第一電極的該邊緣沿著該孔徑沿伸。該第一表面定義該孔徑一第一側上的該外表面。該第一與該第二表面之間的距離隨著距離該邊緣的距離增加而增加。至少部分被一介電層覆蓋的一第二電極，設置有面對該第一電極的該第二表面的該介電層，該第二電極大體上平行於該第一電極的該第二表面，在該介電層的該表面與該第一電極的該第二表面之間，在該孔徑的該第一側，留下一電漿啟動空間。一氣體入口供料到該電漿啟動空間，由該氣體入口通過該電漿啟動空間，提供氣流到該孔徑。在電漿啟動空間裡啟動的常壓電漿流到該孔徑，由該孔徑該氣 流與該基板的該表面進行反應。

Description

電漿源、表面處理裝置以及表面處理方法
本發明是有關於一種電漿源、包含此種電漿源的一種表面處理裝置以及一種表面處理方法。
美國專利US 8,328,982揭露一電漿源，在電漿源的孔徑的不同方向，可產生收斂的大氣電漿流。電漿源包含V字型剖面的第一電極與插入V字型槽的邊的相應的第二電極，兩者之間留下間隙，使氣流在V字型和沿著V字型的兩邊通過V字型第二電極之間通過。電漿源的出口孔徑由V字型剖面的底部的狹縫形成，狹縫沿著垂直於V字型剖面的平面的方向延伸。操作時，由孔徑產生片型的電漿噴射。
為了獲得美國專利US 8,328,982中的同質分布的片型電漿噴射，需要高流率的氦氣。只有低濃度的非稀有氣體，如氧或塗布前驅物的氣體，可被加入且與氦氣混合，以維持電漿的穩定與同質性。在一例子中，使用30slm氦氣與0.5至2.0slm氧氣的混合氣體流。根據美國專利US 8,328,982的元件的又一缺點是，由電漿產生空間到出口之間具有短導管。在此導管中，側壁大體上平行於流的方向。在此導管中，電漿會損失部分的活性。
在其他之中，本發明的目標是提供一種電漿源，與/或一種表面處理裝置，可在基板表面有效輸送且傳遞同質性短暫存活的活性電漿成分。
提供一種如申請專利範圍第1項的電漿源。一電漿源具有一外表面，該外表面相對於被輸送的該基板，在孔徑處，在該基板的該表面與該電漿源的該外表面之間留下一狹窄空間。電漿源在電漿啟動空間激發電漿，電漿啟動空間以銳角終止在該電漿源的該外表面，該電漿啟動空間位在定義電漿源外表面的一第一電極的一表面與該電漿源內一第二電極上的一介電層之間。該第一電極的該第一表面定義該孔徑的一第一側上的該外表面，且該第一電極沒有來自該電漿產生空間的該介電層的延伸，因此可把電漿產生延伸到直接覆蓋該基板的部分的介電層，而損傷基板。
最佳地，電漿啟動空間和離子化電漿的厚度一樣或微厚，如在0.05至1釐米之間。且在一實施例中，電漿啟動空間的長度不大於10釐米。銳角(如在邊緣的表面之間小於90度的角度，最佳小於45度，且更佳小於30度)可靠近該孔徑與靠近該基板而產生介電阻障放電(dielectric barrier discharge)電漿。電漿產生越靠近該孔徑越可以主要電漿產物如H、N以及O自由基處理該基板表面。在一實施例中，孔徑寬度受限於一小尺寸，使該基板不會暴露在來自內部該第二電極的電場線，且不會有其介電層直接放電到基板的風險。在最佳實施例中，孔徑的寬度小於五倍(最佳小於兩倍)的一距離， 該距離是由在該孔徑的該介電層經由該孔徑到該外表面的一虛擬延伸。這確保了來自該第二電極的電場的效應在基板的附近表面影響很小，減少對基板直接放電的風險。此外，對電或電磁場很敏感的、具有元件的基板可以此方式處理。
然而，在其他實施例中，孔徑可更寬，使孔徑中沒有任何一點大於從供應電漿的電極邊緣2到3釐米。已知由該邊緣供應且覆蓋面對該孔徑的該介電層很大一部分的表面介電阻障放電(surface dielectric barrier discharge,SDBD)電漿，可防止由該介電層到該基板的直接放電。因為其傳導率，表面介電阻障放電電漿虛擬地延伸該第一電極，因此不需SDBD電漿，可減少出現在該介電層與該基板之間的電場。該第一與該第二電極的組態可為相對於通過孔徑中心的一鏡平面而鏡像對稱，且在該孔徑該鏡平面垂直於該外表面。以此方式，可增加電漿供應率，且在孔徑的電漿流圖案可垂直朝向該基板或至少可降低側速度的元素。
在一實施例中，該電漿源的該輸送機制裝配為將面對該電漿源的該外表面的該基板的一表面定位在距離彼此至多半釐米(mm)處，最佳為0.01釐米與0.2釐米。以此方式，因為在與基板表面反應之前，活性電漿成分的再結合所造成的電漿活性損失可減少。此外，一但離開該孔徑，用以產生電漿的流體(氣體)流可作為該基板與該電漿源的該外表面之間的氣體軸承。
在一實施例中，具有在該第一電極的該第二表面與該介電層的該表面之間的介電與/或電傳導稜線。這局部加 強啟動介電阻障放電的施加電場。可提供缺口跨越傳導性或介電稜線，其由該第一電極的該第二表面延伸到該介電層，反之亦然。這可提供表面介電阻障放電，相當低的電場足夠且更均勻的分散在該介電層上。最佳地，該稜線在該孔徑的該第一電極的該邊緣突然終止。以此方式，可在該孔徑改良電漿的同質性。稜線可由該氣體入口直接延伸到孔徑一側的邊緣，在孔徑一側設有該稜線。在一實施例中，稜線在非垂直角度延伸到該側上的該第一電極的該邊緣。這可增加電漿處理的同質性。當部分的該第一電極設置在該孔徑的兩側，稜線可設置在兩側上在部分的該第一電極與該介電層之間，直接延伸或與該孔徑的該側的邊緣(稜線所在處)呈一角度延伸。
在鏡像對稱的組態中，稜線可用在該孔徑的兩側。在此實施例中，在該孔徑的該第一側的該第一稜線的投影位在該孔徑的該第一側上的該第二稜線的投影位置之間(最佳為中間)。因此，每個稜線指到該孔徑的對邊上的稜線之間的空間。這可增加該孔徑中電漿的同質性。該電漿源尤其適合用在原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)，一基板重覆地暴露到提供一層表面有限成長的一連串反應物(至少兩個)。該電漿源可被用以提供一個或多個連續反應物，且可使用一系列的電漿源。直到飽合，提供非常活性電漿成分的電漿源可減少需要共同反應物與表面反應的空間與/或時間。這允許在空間的ALD加工中，增加基板的速度。在其他實施例，電漿源可用到其他的大氣電漿表面處理應用，其中化學活性電漿成分(自由基、離子、電或震動激發成分)需要與表面反應。此種 應用的例子是藉由氧化(例如用O自由基)或還原(使用H自由基)來清潔或蝕刻，可增加附著力的活化以及電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)。
藉由在該電漿源的外表面方向呈銳角供應電漿，為此目的，活性電漿成分可有效及同質性供應到基板表面。
在該孔徑對稱性排列可再結合以產生電漿自由基。在一實施例中，提供一種電漿表面處理方法，使用一外表面具有一孔徑的一電漿源供應電漿，位在該孔徑相對的第一與第二側上的部分的該外表面藉由該電漿源的一第一電極的一第一與一第三表面被定義，該電漿源的該第一電極的該第一與該第三表面在該孔徑的相對側形成彼此的延伸，該方法包含：輸送一基板與相對於彼此的該電漿源，在該孔徑該基板的一表面平行於該外表面；在該電漿源的該第一與該第二電極之間施加一電壓，以在一第一與一第二電漿啟動空間激發一電漿，該第一與該第二電漿啟動空間位於該電漿源的一第二電極上的一介電層的一表面與各自相對於該介電層的該表面的一第一電極的一第二表面與一第四表面之間，該第一電極的該第二表面與該第四表面各自往該孔徑的該第一與該第二側的該外表面的方向以銳角終止；以及供應一第一與一第二氣流，每個氣流包含各自通過該第一與該第二電漿啟動空間的各自不同的前驅物，使得不同的主要反應電漿成分各自在該第一與該第二電漿啟動空間因電漿啟動而產生，以及該不同的主要活性電漿成分在該孔徑彼此作 用，以產生一第二活性電漿成分，例如藉由再結合產生。僅在該孔徑藉由不同側產生反應的活性電漿成分，該第二電漿成分被產生在靠近需要該第二電漿成分之處的基板。
在一實施例中，第一氣流可包含氧(O2)、一氧化二氮(N2O)及或二氧化碳(CO2)作為前驅物以產生O為主自由基，O自由基形成主要的活性電漿成分。第二氣流可包含氫(H2)或氨(NH3)產生H自由基為主自由基，H自由基形成主要的活性電漿成分。當該些主要電漿成分在該孔徑相遇，作為第二活性電漿成分、短暫存活的第二自由基(如OH與HO2自由基)被產生在非常靠近基板之處。結果是再結合之前，更多的OH自由基可和表面的位置反應。在其他例子中，該第一氣流可包含氮氣(N2)或其他N來源以產生主要的N自由基且該第二氣流可包含氫氣(H2)以產生主要的H自由基。在一例中，如NH與NH2的第二自由基被產生。在孔徑的不同側使用不同氣流，尤其適於使用此種第二自由基的原子層沉積。
10‧‧‧基板
11‧‧‧輸送機制
12‧‧‧外表面
14‧‧‧孔徑
16、16a、16b‧‧‧第一電極
17‧‧‧第二電極
18‧‧‧介電層
19a、19b‧‧‧流體入口
20‧‧‧稜線
40‧‧‧下表面
42‧‧‧導管
50‧‧‧孔徑
60‧‧‧第二電極
參照下列圖式，由例示性實施例的說明，這些與其他目標及有利的樣態會更顯而易見。
圖1繪示一表面處理裝置的剖面側視圖。
圖2繪示部分的裝置的底面圖。
圖3a、3b繪示替代性實施例的底面圖。
圖4繪示圓筒中的電漿源的側視圖。
圖5繪示具有一寬孔徑的電漿源的側視圖，電漿源用以製造電漿緩衝層(blanket)。
圖6繪示具有小型元件的電漿源的側視圖。
圖1繪示表面處理裝置的例示性實施例的剖面圖，表面處理裝置用以加工基板10。舉例而言，基板10可為可撓式箔片的一部分或者如半導體晶圓的硬板。在繪示的實施例中，表面處理裝置具有面向基板10的平坦的平面式外表面12。但另一個選擇為也可使用曲面的外表面。在例示性實施例中，外表面12與基板10之間的距離為0.01至0.2釐米之間或至多0.5釐米。外表面12的孔徑14用來供應常壓電漿，將常壓電漿噴射到基板10與外表面12之間的空間。在此所使用的「常壓」意謂非有效真空，如介於0.1與10巴(bar)之間。在一實施例中，孔徑14至少100釐米長、0.3釐米寬。
參考的x與y座標的方向，已繪示在剖面圖的平面上，x方向平行於孔徑14下方的基板10的表面，且y方向垂直於該表面。
孔徑14，也參照為噴嘴，沿著垂直於圖式平面的線延伸(z方向，未繪示)。表面處理裝置包括輸送機制11、電傳導材料的第一電極16a、16b(最佳為接地或如果無接地的話，同基板為相同位準)、電傳導材料的第二電極17、在第二電極17上的介電層18，以及在第二電極17兩側的流體入口19a、19b。穿越圖式平面的第一電極16a、16b、第二電極17以及介電層18至少沿著孔徑14的長度方向延伸。此外，表面處理裝置可包括電壓產生器(未繪示)，電壓產生器耦合到第一電極16a、16b與第二電極17，一方面用以在第二電極17 以及另一方面在第一電極16a、16b之間施加電壓。另外，可使用在表面處理裝置外部的電壓產生器。輸送機制11只象徵性繪示。藉由例子，輸送機制可包括輸送帶與馬達，輸送帶用以輸送基板10或桌面，馬達用以驅動桌面。或者捲對捲(roll to roll,R2R)機制可被使用。捲對捲機制包括第一與第二旋轉捲，由此諸如箔片的基板10各自滾離與滾入。在其他實施例中，輸送機制可包括馬達，馬達以相對於第一電極16a、16b與第二電極17的組件移動基板10，或反之亦然。在另一實施例中，電極可被整合到旋轉筒中，孔徑14由筒表面排氣，其中輸送機制可包括馬達，馬達直接或非直接驅動筒的轉動。
第一電極16a、16b具有第一與第二楔型部分16a、16b，每個終止在孔徑14尖角的邊緣。藉由例子，繪示具有平坦表面的楔型部分，但是也可替代使用曲面。舉例而言，可使用由不鏽鋼製成的第一與第二楔型部分16a、16b。事實是，具有楔型的部分意謂著其上與下表面收斂，朝向尖角的邊緣，如上下表面之間的距離減少。如果平面上的上表面與下表面由邊緣彼此成一角度，該角度大於0度且小於90度，最佳介於10與60度之間，又更佳小於45度且更更佳為30度或更小。如果使用彎曲的上表面或下表面，當然就不會有固定的角度。但最佳是在正交剖面線上由邊緣朝向距尖角邊緣3釐米的距離的表面的點呈一角度，角度範圍如上述平面的範圍。
雖然第一與第二楔型部分16a、16b在剖面圖平面上繪示成彼此分離，兩者也可在平行於剖面圖平面的孔徑14的末端彼此交疊。因此，第一與第二楔型部分16a、16b之間 的連接可形成孔徑14的相對末端，橫跨孔徑14的延伸方向。另外，連接第一與第二楔型部分16a、16b的側壁可形成孔徑14的末端。
在例示性實施例中，楔型部分16a、16b的下表面位於單個平坦的平面，且形成面對基板10的表面處理裝置的外表面12。在一實施例中，面對基板10的楔型部分16a、16b的下表面可塗布一材料薄層，諸如矽土、鋁土，可降低在此表面上的自由基的再結合率。楔型部分16a、16b的上表面形成V字型溝槽，在孔徑14的V字型溝槽的下端為敞開的。
第二電極17具有如V字型溝槽的相同形狀的下表面，具有平行於第一電極的第一與第二楔型部分16a、16b的上表面延伸的電極表面部分。介電層18位在第二電極17的下表面。舉例而言，可使用鋁氧介電層18。如另一個例子中，矽碳化物(silicon carbide)可作為介電層18。矽碳化物的優點是對電漿有耐久性，因此可減少磨耗。第二電極17可由金屬或石墨製成。當矽碳化物作為介電層18，使用石墨作為第二電極的優點是第二電極17介電層18的熱膨脹係數非常吻合。在一實施例中，第二電極17可為介電層18上的薄膜電極。二擇一的，介電層18可設置在更巨大的第二電極結構上。
介電層18的下表面符合V字型溝槽，讓薄的、平坦的平面空間可讓流體流過介電層18的下表面與第一電極的第一與第二楔型部分16a、16b的上表面之間。在一實施例中，介電層18在V字型部分的每處具有相同厚度。最佳地，在這些平面空間內，介電層18的下表面和第一與第二楔型部分 16a、16b的上表面之間的距離是常數。這些平面空間各別由入口19a、19b延伸到孔徑14。
操作時，由發電機(未繪示)的高頻電壓差被施加在第一電極16a、16b與第二電極17之間。第一電極16a、16b可維持在定位準，如接地位準，高頻位準被施加在第二電極17上。第一電極16a、16b、第二電極17以及介電層18的組合功能如同介電阻障放電(dielectric barrier discharge,DBD)或表面介電阻障放電(SDBD)電漿產生器。純氣體或混合氣體(氮N2、氧O2、氧離子O2-、氧化氮N2O、氫H2、氨NH3等)經由入口19a、19b供應，且經過介電層18下表面和第一電極的第一與第二部分16a、16b的上表面之間的平面空間由入口19a、19b流向孔徑14。在這些空間，來自電壓差的高頻電場會離子化氣體，並產生電漿。離子化氣體流入孔徑14，在此處形成常壓電漿，如電漿存在相當的大氣壓下。即使在高頻電壓的周期內，常壓電漿傾向會快速消失。結果，電漿必須週期性的重新啟動。啟動，即離子化重現開始發生在平面空間。於是，這些空間，其部分或其中的x位置範圍(發生啟動之處)會被稱為電漿啟動空間。在孔徑14之上，在啟動與消失的時間間隔之間，電漿傾向靠近第二電極17的介電層18。因此，電漿可被稱為介電層18的鞘層(sheath)。
電漿除了中性原子之外，可包含自由電子、離子、電子與震盪激發原子、光子與自由基。很多電漿成分具有化學反應性，可被稱為反應性電漿成分(Reactive Plasma Species,RPS)。反應性電漿成分的本質和濃度、氣體組成以及電漿的電 性條件有關。此外，以空間與時間的函數來說，快速的再結合過程使反應性電漿成分有很大的變化。藉由如氮、氧以及氫的一般氣體電漿所製造出的化學反應自由基的例子是N、O、H、NH、OH以及HO2。反應性電漿成分的其他例子是電的或振動激發原子與分子。包含一定濃度的反應性電漿成分的電漿，流經孔徑14且由此側流到位於基板10與外表面12之間的空間而抵達孔徑14的兩側。在孔徑14下方或其旁邊的範圍，反應性電漿成分與基板10進行表面作用。
如已知的，在第一電極16a、16b的上表面與下表面之間的角度以及鄰近於孔徑14的第一電極16a、16b的尖銳邊緣，可在上表面與介電層18之間激發電漿，電漿抵達靠近基板10的上表面的點。可將反應性電漿成分快速的輸送到基板10的上表面，且在反應性電漿成分大幅消失前，以主要的反應性電漿處理基板10的上表面。
可將孔徑14製作的很窄，使得超於孔徑一半的通過孔徑14的流體流方向會更朝下，而不是朝向側邊。這可驅使反應性電漿產物(reactive plasma product)更靠近基板10的上表面。這也改良了以主要電漿產物處理基板10的上表面。
如已理解的，第一電極16a、16b大幅屏蔽基板10，使其不受第二電極17的電場影響。因為基板10距離第二電極17比孔徑14任一端的第一電極16a、16b的部分還遠，且楔型部分16a、16b的上表面彼此之間的角度小於90度，在孔徑14上方的第二電極17發出的電場線傾向外彎朝向第一電極16a、16b的部分的上表面。為了提供屏蔽，孔徑14的寬度最 佳小於由孔徑14的介電層18到穿越孔徑14的外表面12的虛擬延伸的距離的五倍，更佳小於此距離的兩倍。第一電極16a、16b隨著離孔徑14越遠厚度越大，使因電漿能量消散所產生的熱可有效的輸送。最佳地，沿著孔徑的第一電極的楔型部分16a、16b的邊緣是尖銳的，如曲率半徑小於0.1釐米或至多小於1釐米。以此方式，在電漿與基板10反應之前，可最小化電漿中的再結合損失。使用電漿產生位置靠近被電漿處理的基板的組態，意謂著電漿有風險會產生在基板上。對很多處理來說，這是不想要的。當基板上有高電場，電漿會產生在基板上。並且，基板上的高電場會造成某些基板的損壞。使用接地的下電極16a、16b，在靠近電漿產生空間留下小孔，可降低這些效應，因為可減少基板上的電場。
在基板上產生電漿的另一種情況是，當電漿產生在介電層上，而介電層延伸太廣，且位於基板上的介電層沒有其他東西可以屏蔽。電漿產生傾向於蔓延在整個介電層上，因為電漿會形成在靠近基板的傳導片。舉例而言，假設在下電極16a、16b上使用介電層，如此一來，此介電層的最終部分延伸超過下電極16a、16b的尖端或者圍繞尖端，因此面向基板。這使得產生在介電層部分的電漿面向基板，如直接覆蓋在基板上，會損害某些基板。
因為下電極16a、16b的傳導表面直接暴露到基板上，來自電漿產生空間(可延伸電漿產生到部分的介電層)的介電層的延伸幾乎沒有直接覆蓋在基板上，可避免損害。此種延伸可在基板上方延伸到孔徑，在下電極16a、16b的下表面 或部分的上表面沒有此種延伸。
高頻電壓最佳為周期性。在例示性實施例中，高頻電壓可包含相反極性的交替電壓脈波，如具有1至10%的工作周期(duty cycle)，但二擇一的，也可使用弦波電壓。周期的重複頻率可用以控制輸送到電漿的功率，需足夠高以加工，但不能太高以避免過度加熱。在例示性實施例中，使用在1至100千赫範圍內的頻率，這和所使用的氣體種類相關。電壓應該足夠維持電漿。可由試驗依照氣體條件而選擇電壓。在例示性實施例中，在空氣或氮氣中產生電漿，當電漿由表面介電阻障放電所產生時，使用在4至20千伏範圍內的電壓。或者在間隙橫越介電阻障放電時，使用15至40千伏範圍內的電壓。
選擇介電層18的厚度，使得其最少足夠厚以防止經由介電層18的放電。厚度沒有基本的上限值，但是為了使用維持電漿低所需的高頻電壓，厚度最佳不要超過最小值太多。在例示性實施例中，使用0.1至2釐米範圍內的厚度，如使用0.15釐米。電漿在介電層18的下表面和第一電極的第一與第二楔型部分16a、16b上表面之間的平面空間被啟動。電漿主要在介電層18的表面發展。最佳選擇平面空間的厚度，使得其不受限於電漿的厚度。另一方面，平面空間的厚度最佳為很小，以增加可使用的氣流速度以及使電漿靠近孔徑14。厚度改變可最佳化電漿輸出。
在例示性實施例中，使用在0.05至1釐米範圍之間的空間厚度。舉例而言，使用0.1釐米。可選擇平面空間的長度(如孔徑14與入口19a、19b位置之間的距離，其中在第 一與第二電極之間的距離很大以至於沒有電漿被激發)，以確保孔徑14的電漿中，發展反應性電漿成分的最佳濃度。隨著距離增加，此濃度會飽和，使得臨界值以上的空間的長度只會導致損失。根據製程條件(如使用的氣體)，藉由實驗選擇長度。在例示性實施例中，使用1至10釐米範圍內的長度，舉例而言，使用3至4釐米。
介電阻障可由突出的管獲得，如陶瓷管或陶瓷塗布的金屬管。管狀結構提供高內在機械強度。形狀也可為正方型、六方型等。兩個或多個表面被機器加工以符合位於第一電極與介電阻障之間的接觸表面區域所需的機械公差。
在一實施例中，相同成分的氣流被供應到入口19a、19b兩者。單一氣體來源(未繪示)可用以耦接到入口19a、19b兩者。氣體來源可包括次來源，有不同的氣體成分，以及氣體混合器的輸入端耦接到次來源，氣體混合器的輸出端耦接到入口19a、19b。在一替代實施例中，各自不同成分的兩氣流可被供應。在此實施例中，不同類型的活性電漿成分可被產生在介電層18的下表面和第一與第二楔型部分16a、16b的上表面之間的空間。在此實施例中，可使用不同氣體來源，耦接到各自的入口19a、19b，或使用不同的氣體混合器。藉由選擇先驅物的成分，不同的活性電漿成分可被產生在電極之間的不同空間，其在電漿噴射出口孔徑之內反應。舉例而言，第一氣流可用由氧(O2)、一氧化二氮(N2O)或二氧化碳(CO2)產生O自由基。第二氣流可用以從氫(H2)或氨(NH3)產生H自由基。藉由從這兩個氣流混合主要的活性電漿成分，短暫 存活的第二自由基(如OH與HO2自由基)被產生在非常靠近基板10之處。非常靠近基板表面，由直接氣流中製造這些自由基的後果是，再結合成H2O2之前，更多的OH自由基可和表面的位置反應。用同樣的方式，在第一氣流內的主要的N自由基可和在第二氣流內的主要的H自由基反應。通過孔徑14，第二氣流在最終的氣流製造第二NH與NH2自由基。
針對基板10上的活性電漿成分的所需率，可選擇來自入口19a、19b的氣流率(如每秒的質量或體積)。在一例子中，使用每秒1000至2000立方釐米的比率、單位釐米長度的孔徑、單位入口19a、19b。或者，假定在一大氣壓與25度的溫度下，使用在一相應的質量流範圍。通過介電層18下表面和第一與第二楔型部分16a、16b上表面之間的空間氣流速度，相對於被空間的截面積(厚度乘以寬度)所分開的流率。藉由小的截面積，可得到高流速。高流速的優點是損失較小，因為在基板10上的反應之前，自由基與離子的再結合所造成的損失較小。由孔徑14流到位於第一電極16a、16b與基板10之間的空間的氣體可作為氣體軸承，以使與第一電極16a、16b與基板10分離。排出導管(未繪示)經由第一電極16a、16b可設置在孔徑14的兩側，或者設置在基板10上方的第一電極16a、16b與臨近部分之間，以使來自位於第一電極16a、16b與基板10之間的空間的氣體排出。除了排出之外，這可用以減少與表面的反應。隨意的，流體冷卻電路的導管可併入第一電極的楔型部分16a、16b。
圖2是一實施例底面的剖面示意圖，剖面穿過第 一與第二楔型部分的上表面與介電層的下表面之間的空間的平面(當然，這些剖面的平面在孔徑的相對邊彼此呈一角度，但為了繪示方便起見，被大略的繪示在單一剖面上)。在圖中，z方向是沿著孔徑長度的方向。只繪示z方向上剖面的長度的一部分。
在繪示的實施例中，稜線20被包括在空間中，空間位於介電層18的下表面和第一電極的第一與第二楔型部分16a、16b上表面之間。稜線20在介電材料與傳導材料之間形成接觸面積區域，位於在第一電極16a、16b與介電層18之間的連接。稜線20可為位在介電層18上的稜線，擠壓第一電極16a、16b，或者為位在第一電極16a、16b上的稜線擠壓介電層18。舉例而言，或者在兩者上包含稜線彼此擠壓。和鄰近稜線的空間相比，使得稜線擠壓之處空間很小或沒有空間讓氣流通過。在一實施例中，傳導層可設置在稜線上。此效應是在氣流的任何殘餘空間，電場會減小或消失，可更好控制電漿產生。在一實施例中，當由介電層18與/或第一電極16a、16b移除不同稜線之間的空間，稜線可為留下的材料。臨近的稜線20空間保留給氣流在稜線之間通過。操作時，電漿沿著稜線20啟動，使得稜線20定義電漿啟動空間的位置。稜線20可為介電層18上的介電材料的稜線，如同介電層18一樣的材料，其中稜線20可和介電層18為一整體。在此例中，接觸面積形成在介電(非傳導性)稜線與第一電極16a、16b之間。在其他實施例中，稜線20可由電傳導材料製成，如同第一電極16a、16b一樣的材料，其中稜線20可和第一電極16a、16b 為一整體。在此例中，接觸面積形成在電傳導稜線與介電層18之間。或者，稜線20可包含第一電極16a、16b上的電傳導稜線部分與介電層18上的介電稜線部分兩者，其中接觸面積是在稜線之內。
可由介電層18的表面與/或由第一電極的楔型部分16a、16b的上表面移除溝槽內的材料，以製造稜線20。稜線包含殘留在溝槽中的材料。具有不同形狀的固體的介電稜線可由陶瓷管或板加以準確的機械加工方法而得到。或者，既定與機械加工的金屬結構可塗布上陶瓷介電阻障。
稜線20可有不同形狀，如正方型、圓形或長條型。最佳地，長條型的稜線其最長方向延伸橫越楔型部分16a、16b的尖角邊緣。因此，導向孔徑14的氣流可位在稜線20之間。稜線20在第一電極16a、16b與介電層18之間定義傳導-介電接觸表面區域。舉例而言，稜線20可由0.1至1釐米寬。在一實施例中，為0.4釐米寬或更寬。
在例子中繪示固定寬度。在其他實施例中，寬度可能變化，如使用隨著到孔徑14的距離而減少的寬度。這增加了孔徑14的電漿同質性。
最佳地，稜線20停止在第一電極16a、16b的楔型部分的邊緣短邊。舉例而言，邊緣與接觸表面區域之間的距離可在0.2至5釐米的範圍內。最佳約1釐米。舉例而言，在連續的稜線之間的距離可在0.1至5釐米的範圍內，更佳在0.4至5釐米之間。舉例而言，為2.5釐米。稜線20的結果是微放電會形成在沿著長條型固體介電阻障結構的整個長度上。操 作時，電漿啟動沿著稜線20，使得稜線20，當存在時，可定義電漿啟動空間的位置。如在此所使用，電漿啟動空間是x方向上的位置的範圍(距離邊緣的範圍)，為電漿啟動發生之處。因為位於稜線20的末端與邊緣之間的距離，電漿啟動空間終止在離邊緣該距離之處。
在介電層18與第一電極16a、16b之間的接觸表面區域引起的表面介電阻障放電(surface dielectric barrier discharge,SDBD)。專利文獻WO 2008/082297與WO 2010/047593說明表面介電阻障放電電漿噴嘴的不同樣態，電漿噴嘴使用長條型的介電阻障結構。楔型第一電極16a、16b與稜線20在非常靠近基板10的介電層18上造成表面介電阻障放電(SDBD)。為了維持微放電在介電阻障上的最佳分布，提出使用多個平行稜線，多個平行稜線以周期性重複的圖案排列，以作為表面介電阻障放電的一規律圖案產生微放電。使用在連續的稜線20之間的2.5釐米的距離。使用多個平行的稜線20以產生SDBD電漿啟動，大幅降低DBD電漿啟動如同由第一電極楔型部分的邊緣的體積DBD的可能性。
可在固體介電結構與第一電極之間使用機械壓力施加，以同時擠壓兩者，提供在第一電極與固體介電結構之間的接觸(接觸表面區域)。二擇一的，可使用黏著連接。取代黏著、使用機械壓力的優點是在溫度變化與機械震動的影響下，可維持電極組態的所需公差。(機械)壓力可使用彈簧(未繪示)獲得，連接在第一電極與固體介電結構之間作用。最佳使用固定壓力。
已知在一些例子中，稜線20的存在可能產生基板上的相應長條，其中基板材料已被加工成不同角度。在稜線20的末端與第一電極的邊緣之間的距離增加，可減少此效應。如所需，可以其他不同方式減輕此效應。舉例而言，可使用在相對邊上空隙的稜線20與/或有角度的稜線。
圖3a繪示一實施例，其中最靠近第一楔型部分16a的孔徑14的稜線20的終點的z座標是分散的，使得其位在第二楔型部分16b上稜線20的終點的Z座標之間(最佳是半途之間)。在此，z座標是沿著孔徑的延伸方向所量測的z座標。這造成在孔徑14有更同質化的電漿分布。當稜線20以周期性重複圖案排列，在第一與第二楔型部分16a、16b上的圖案彼此最佳為偏移半個周期。
在一實施例中，可在第一電極16a、16b的上表面製造溝槽，產生接觸表面區域。然而，取代具有溝槽的表面，使用平坦的第一電極16a、16b的上表面會抵銷在電極相同點的微放電的重覆形成。因此，偏好使用來自介電材料的稜線。結果，微放電的較佳散布，電極上局部熱點形成的機率大幅減少，且隨之降低電極腐蝕的機率。
最佳地，由介電層提供的介電厚度在接觸表面區域之外是固定的。固定厚度的優點是微放電的同質性分布。
圖3b繪示一實施例，其中稜線20在非垂直角度導向z軸(楔型部分16a、16b的邊緣的方向)。稜線20的中心線與楔型部分16a、16b邊緣的角度呈80與45度之間。舉例而言，和孔徑之間最佳為60度。可獲得改良的流體分布、 在Z方向的RPS有較佳的同質性。相對於x軸的稜線的方向的角度最佳在10至45度的範圍內，最佳是30度。
由改良流分布，傾斜的排列可用來增加同質性。關於在孔徑中心的鏡像平面，在孔徑對邊的稜線20相對於彼此是鏡像對稱。或者，不同的角度可被用在不同側。如所示，使用銳利的稜線20，隨著距孔徑的距離減少而縮小的寬度。此種銳利的稜線也可用在圖2與圖3a的實施例中。在圖3b的實施例中，具有平行邊緣的稜線可如圖2與圖3a中一般使用。
反應性電漿成分(RPS)的輸送
在輸送中，由電漿經由窄的幾何空間，活性電漿成分(RPS)的損失主要來自氣相的自由基與自由基的再結合(如H+H→H2)，且自由基的損失來自於自由基與牆壁的碰撞。理論上，可藉由增加氣流率減少這兩種形式的損失，因此降低電漿中RPS的存活時間。然而，流最佳為非紊流(如層流)。傳統的在反應氣體的電漿處理輸送，在基板10的表面反應時，大多和擴散有關。在圖1的實施例中，擴散再一次主演，但幾何所產生高氣體速度向量元件垂直於孔徑14的基板表面，孔徑14下方與靠近處，由較薄的擴散層會產生流圖案。在RPS(即使第二次)與基板之間的反應率高，局部的流圖案可造成向基板表面更有效率的RPS輸送。
高能密度與有效溫度條件
在介電阻障放電的平均功率(表面)密度可以P/S(瓦/平方公分)表示，其中P是電漿功率且S是介電阻障表面區域。幾何轉換因子f=S/A可用來在氣體出口孔徑估計功率 (表面)密度：P/A=f x P/S(瓦/平方公分)，A是孔徑14的出口面積。對長條型的介電阻障結構而言，以兩個收斂的氣流路徑，通過電漿的每個路徑長度約6釐米且孔徑寬度空間約0.4釐米，轉換因子為f=30。典型的P/S可在1至2W/cm2的範圍。因此，在給定的例子中，在噴射出口的功率(表面)密度P/A可達到30至60W/cm2。
要強調的是，電漿功率被氣體有效的消散，是總消散電功率減去傳遞到電極與介電阻障材料的熱。為防止過度的熱，需要冷卻第一電極與/或介電阻障。
根據操作，冷卻實際上有用：
1.控制抵達基板的電漿氣體的最大允許溫度
2.防止介電阻障的崩潰。(偏好的)鋁土介電的崩潰電壓隨著增加的溫度降低。
3.減少暴露到電漿的電極的劣化。提出的電極組態特別適於溫度控制：
1.電放電空間的窄度造成由電漿氣體有效的熱輸送到第一電極與介電阻障。
2.介電的冷卻，經由在固體介電阻障結構的內空間的冷卻。
3.第一電極的部分的冷卻。楔形確保藉傳導由電極邊緣輸送熱到電極質量塊，電極質量可主動被不同方法冷卻(液體或氣體冷卻散熱器，Peltier冷卻器)。
說明的幾何適於經由氣流、介電阻障的熱傳導以及楔型電極的熱傳導，即使透過它使用大的幾何因子S/A，以 有效溫度條件達成高電漿功率表面密度P/A。對所需的電漿啟動化學是有利的，以大幅高於基板溫度的電漿氣體溫度，操作近場DBD電漿噴嘴。既然處理時間很短，轉移到基板的能量可被限制，而結果是基板溫度會維持在臨界值下。
控制到基板距離的氣體軸承功能
在片對片(sheet-to-sheet)或捲對捲(roll-to-roll)製程中，近場電漿噴嘴可與基板氣體軸承結合。氣體軸承對整個敏感的基板10(如金屬箔片、塑膠、晶圓等)的無接觸、無磨擦輸送特別有用。已知電漿加工的合適的氣流條件可為氣體軸承的氣流條件的相同範圍。典型的(實驗的)電漿氣流在500至5000mm3/sec每釐米基板寬度範圍，或假定一大氣壓、攝氏25度下獲得的相應的質量流範圍。典型的(實驗的)氣體軸承氣流為1000至2000標準mm3/sec每釐米基板寬度。在以適當壓降輸送的基板方向上，第一電極的形狀允許高氣體速度。
捲對捲版本
圖4繪示一實施例，其中電漿源被包括在筒(只有部分繪示)內。在操作時，筒可藉由馬達(未繪示)旋轉以移動相對於基板10的電漿源的孔徑14，孔徑14貫穿筒。此外，基板10可沿著筒移動。在捲對捲的應用中，提出的電極幾何可整合到旋轉筒上，可增加電漿噴嘴之間的相對速度且移動基板。在一實施例中，多個電漿源可被包括在筒中，在連續位置的孔徑沿著筒的圓周。在又一實施例中，筒包含氣流的額外的孔徑，氣流包含塗布的前驅物氣體與沖洗氣體。在筒中，電漿氣流的孔徑藉由非電漿氣流成分的孔徑彼此分離，意欲沖洗與 /或塗布前驅物氣體。此組態使可撓性基板連續的暴露，以塗布前驅物氣體與含反應氣體的電漿。在捲對捲的組態中，此組態適於電漿維持的空間的原子層沉積。
在圖4中，第一電極16a、16b的下表面(形成電漿源的下表面12)具有彎曲形狀，形成筒的部分圓周40(如圓形的圓周)。臨近第一電極16a、16b或穿過第一電極16a、16b的導管42設置在孔徑14的兩側，在流經第一電極16a、16b的下表面與基板10的表面之間的間隙，以移除由孔徑14導入的氣流。在繪示的實施例中，基板10是可撓性箔片，沿著筒的圓周部分纏繞。在一實施例中，在可撓性箔片10與下表面12之間的距離由可撓性箔片上的氣體軸承力與張力之間的平衡所形成。
導管42可位在基板10由筒分岔的點之外(「之外」指由孔徑14看)。設置幫浦(未繪示)設置以由第一電極16a、16b的下表面與基板10的表面之間的間隙將氣體抽出。結果，氣體作用如氣體軸承(氣體軸承)以使基板10與第一電極16a、16b下表面間隔一距離。
類似的導管42可被用在其他實施例中，其中電漿源不位在筒裡面，或甚至第一電極16a、16b的下表面是平坦的。
導管42與導管42內的抽取壓力可按尺寸設計，以創造在下表面40下的氣流並呈一方向。因此，在孔徑對邊上的楔形下方的氣流有相同的方向，兩個都平行於基板的移動方向或者兩個都相反於該方向。
在一實施例中，電漿只被產生在孔徑14的一側。為確保此，固體介電結構的左右側的尺寸相對於包含孔徑14的中央垂直面為非對稱，如使用在一側上到第一電極間隙大於另一側的間隙，或者在兩側的其中一側第一電極與介電層之間沒有間隙。
SDBD電漿緩衝層配置
圖5繪示一實施例，產生大規模的介電層18的電漿鞘層(sheath)，也可稱為電漿「緩衝層」，平行於基板10。在此，在鄰近於孔徑50的第一電極的第一與第二楔形部分16a、16b的末端邊緣之間(繪示在剖面上，末端邊緣是終點)，使用寬孔徑50。
表面DBD電漿由第一電極16a、16b與介電層18之間的接觸表面開始啟動，且延伸覆蓋介電層18。表面DBD電漿延伸在面對第一與第二楔形部分16a、16b的上表面的介電層18上。此外，表面DBD電漿延伸在面對孔徑15的介電層18上，平行於基板10。在孔徑的中心，形成中央區域，在接觸表面永久缺乏表面DBD電漿的雙側啟動。區域的寬度由微放電之間的靜電斥力決定。由實驗決定此寬度在0.3至1.0釐米的範圍內。最佳地，選擇孔徑50的寬度、介電層18的厚度與施加電壓與頻率，除了因為斥力出現的中央區域之外，使得表面DBD電漿大體上覆蓋面對孔徑18的介電層18的整個表面部分。因為斥力缺乏表面DBD電漿的區域，區域的寬度的最小化可幫助防止在介電層18與基板10之間的放電，可被所需表面處理所減損。孔徑的寬度的有用性和表面傳導性相 關。有用的寬度可由實驗決定，使用測試基板且在暴露到孔徑之後，檢測測試基板的損傷。為了決定寬度這個目的，可進行實驗，其中寬度變化由1釐米直到數釐米。
圖5中的電極組態提供近場電漿噴嘴與平行(緩衝層)表面DBD(SDBD)電漿的組合。這個效益是可增加電漿的同質性。氣流可加強反應性電漿成分輸送到基板表面，且第一電極可更有效地被氣流冷卻，反作用抵銷電極腐蝕。
在一實施例中，寬孔徑可和如圖2與圖3的稜線(未繪示)組合，位在第一與第二楔形部分16a、16b及其上的介電層18之間。在一實施例中，稜線可位在末端邊緣。此增加了孔徑50的最大有效寬度。和稜線突然停止在末端邊緣相比，在末端邊緣的同質性損失在寬孔徑50比在窄孔徑(如圖1中的實施例)中的問題較小，因為寬孔徑可提供更多的整體同質性。使用在孔徑的相對邊、z方向上有偏移的稜線，參照圖3a，也可改良圖5中實施例的同質性。類似的，使用傾斜的稜線，如參照圖3b所繪示，可改良同質性。
雖然圖5繪示一實施例，其中第二電極17片狀平坦，具有多邊形的剖面，在至少孔徑50的寬度的一大部分，有一平坦片段平行於外表面12。應理解的是，也可使用其他形狀，如圓形、橢圓形(鵝卵形，最佳是最長軸平行於外表面12)剖面或剖面部分的直徑寬於孔徑50的柱狀，其在孔徑的中心線上平行於外表面12。
其他實施例
圖6繪示小型元件實施例，其中取代平行第一電 極16上表面的第二電極，使用中央第二電極板60。這可減少元件的寬度(在x軸方向)。在繪示的實施例中，用以提供第一與第二電漿單元，每個有各自的孔徑14，彼此靠近。在剖面圖中，第一電極16具有三個部分：一部分在單元的孔徑14之間與其他部分在任一側。每個單元包含第二電極60與第二電極60之上的介電層18。雖然繪示兩個單元，應理解的是，除了一個單元或多於兩個單元之外，可使用有對應的孔徑的每個單元。
每個固體介電層18結構可由放置在單元的中央第二電極板60的對邊上的第一與第二陶瓷板製造。中央第二電極板60可為厚膜電極。陶瓷板在與內部厚膜電極組裝之後可共燒結。在一實施例中，每個板結構具有約1釐米的寬度，使在板結構之間有氣流路徑。每個前述實施例的又一版本中，除了一長孔徑之外，可使用一系列的孔徑。且第二電極可分成在孔徑每個各自的位置可獨立控制的部分。因此，可實現沿著z方向連續位置上的孔徑用以製造電漿，或彼此不獨立。以此方式，可實現圖案化的表面處理。
當使用介電層這個字眼時，應理解的是此層不需要到處為相同厚度。雖然實施例已被說明，其中由孔徑的兩側通過電漿啟動空間供應氣體，如圖2中的平面空間。應理解的是，二擇一的，氣體可由一側供應及沿著另一側抽出。在此實施例中，後者不產生電漿。
雖然已說明實施例，其中由孔徑來的氣體用以產生在第一電極的外表面與基板之間的氣體軸承。應理解的是， 不一定需要此種氣體軸承。當基板是可撓性箔片時是非常有用的，但是，當使用固體基板時(如基板不會有一定程度變形使得到外表面的距離大幅變化，例如大於20%的變化)，可使用另一種方法以維持外表面與基板之間的距離，例如使用鄰近於孔徑末端的接觸分隔物。
10‧‧‧基板
11‧‧‧輸送機制
12‧‧‧外表面
14‧‧‧孔徑
16a、16b‧‧‧第一電極
17‧‧‧第二電極
18‧‧‧介電層
19a、19b‧‧‧流體入口

Claims (16)

  1. 一種電漿源，包含：一外表面，被一孔徑中斷，從該外表面藉由該孔徑遞送一常壓的電漿；一運輸機制，裝配為運輸一基板與該電漿源，該電漿源與該基板彼此相對，該基板平行於該外表面，該基板待加工的一表面平行於至少一部分的、包括該孔徑的該外表面；一第一電極，具有由該第一電極的一邊緣延伸的一第一與一第二表面，第一電極的該邊緣沿著該孔徑沿伸，該第一表面定義該孔徑一第一側上的該外表面，該第一與該第二表面之間的距離隨著距離該邊緣的距離增加而增加；一第二電極與一介電層，該介電層覆蓋至少一部分的該第二電極，該介電層的至少部分的一表面面向該第一電極的該第二表面，該介電層的至少部分的該表面大體上平行於該第一電極的該第二表面，在該介電層的該表面與該第一電極的該第二表面之間，在該孔徑的該第一側，留下一電漿啟動空間；以及一氣體入口，與該電漿啟動空間互通，由該氣體入口通過該電漿啟動空間，提供氣流到該孔徑。
  2. 如申請專利範圍第1項的電漿源，其中該運輸機制被裝配為將面對該電漿源的該外表面的該基板的一表面定位在距離彼此至多半釐米(mm)處。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的電漿源，包含：在該第一電極的該第二表面與該介電層之間的介電與/或電傳導稜線， 該稜線穿過該電漿啟動空間，且在該些稜線之間留下開口以使氣流朝向該孔徑。
  4. 如申請專利範圍第3項的電漿源，其中在該孔徑的該第一側，該稜線平行於該氣體入口朝向該第一電極的該邊緣的方向。
  5. 如申請專利範圍第3項的電漿源，其中在該孔徑的該第一側，該些稜線與該第一電極的該邊緣呈非垂直的角度，在該孔徑的該第一側由該氣體入口朝向該第一電極的該邊緣。
  6. 如申請專利範圍第4或5項的電漿源，其中在該孔徑該些稜線突然地終止在該第一電極的該邊緣。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項的電漿源，其中該孔徑的一寬度小於五倍的一距離，該距離是由在該孔徑的該介電層經由該孔徑到該外表面的一虛擬延伸。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項的電漿源，其中該第二電極具有至少一表面部分，該至少一表面部分延伸且平行於該第一電極的該第二表面，該電漿啟動空間位於該第二電極的該表面部分與該第一電極的該第二表面之間，該介電層的該至少部分位於該第二電極的該表面部分，該第二電極的該表面部分位在該第二電極與該電漿啟動空間之間。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項的電漿源，其中：該第一電極，包含各自在該孔徑相對邊的一第一與一第二部分，該第一與該第二表面為該第一部分的表面； 該第二部分，具有一第三與一第四表面，該第三與該第四表面由相對於該第一側的該孔徑的一第二側延伸，該第三表面定義在該孔徑的該第二側上的該外表面，在該第三與該第四表面之間的該距離沿著該孔徑的該第二側隨著該第二部分的一邊緣的距離增加而增加；該介電層的又一部分，面對該第四表面，大體上平行於該第四表面，在該介電層的該表面與該第四表面之間，在該孔徑的該第二側留下又一電漿啟動空間；又一氣體入口，和該又一電漿啟動空間互通，由該又一氣體入口經由該又一電漿啟動空間供應氣流到該孔徑。
  10. 如申請專利範圍第9項的電漿源，包含：位於該第一電極的該第二表面與該介電層的該表面之間的第一介電與/或電傳導稜線，該第一介電與/或電傳導稜線穿過該電漿啟動空間，在該些稜線之間留下開口，以使該氣流朝向該孔徑，且位於該第四表面與該介電層的該表面之間的第二介電與/或電傳導稜線，該第二介電與/或電傳導稜線穿過該又一電漿啟動空間，在該些稜線之間留下開口，以使該氣流朝向該孔徑。
  11. 如申請專利範圍第10項的電漿源，其中該第一稜線平行於由該氣體入口朝向該孔徑的該第一側的方向，以及該第二稜線平行於由該又一氣體入口朝向該孔徑的該第二側的方向，在該孔徑的該第一側的該第一稜線的投影位在該孔徑的該第一側上的該第二稜線的投影位置之間，且最佳為中間。
  12. 如申請專利範圍第9或10項的電漿源，其中在該孔徑的該第一側與該第二側，該第一稜線與該第二稜線突然地終止在該第一部分與該第二部分的該些邊緣。
  13. 如申請專利範圍第9至12項中任一項的電漿源，其中該孔徑具有位於該孔徑的該第一側與該第二側之間的一寬度，該寬度介於1至5釐米之間。
  14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項的電漿源，其中該運輸機制被裝配為輸送該基板與彼此相對的該電漿源，一但該氣流由該孔徑噴出，使用該氣流作為一氣體軸承以使鄰近該孔徑的該基板與該外表面分離。
  15. 一種原子層沉積方法，使用一電漿源，以具有一孔徑的一外表面供應一電漿，至少部分的該外表面被該電漿源的一第一電極的一第一表面所定義，該方法包含：輸送一基板與相對於彼此的該電漿源，離該外表面至多半釐米的距離，該基板的一表面在該孔徑平行於該外表面；在該電漿源的該第一電極與一第二電極之間施加一電壓，以在位於該第一電極的一第二表面與該第二電極上的一介電層的一表面之間的一電漿啟動空間激發一電漿，該第一電極的第二表面與該孔徑的該第一側的該外表面方向呈一銳角且終止在該孔徑的一第一側，；經由該電漿啟動空間供應一氣流，該氣流包含活性電漿成分。
  16. 一種電漿表面處理方法，使用一外表面具有一孔徑的電漿源以供應電漿，位在該孔徑相對的第一與第二側上的部分 的該外表面藉由該電漿源的一第一電極的一第一與一第三表面被定義，該電漿源的該第一電極的該第一與該第三表面在該孔徑的相對側形成彼此的延伸，該方法包含：輸送一基板與相對於彼此的該電漿源，該基板的一表面在該孔徑平行於該外表面；在該電漿源的該第一與該第二電極之間施加一電壓，以在一第一與一第二電漿啟動空間激發一電漿，該第一與該第二電漿啟動空間位於該電漿源的一第二電極上的一介電層的一表面與各自相對於該介電層的該表面的一第一電極的一第二表面與一第四表面之間，該第一電極的該第二表面與該第四表面各自與該孔徑的該第一與該第二側的該外表面的方向以銳角終止；供應一第一與一第二氣流，每個氣流包含各自通過該第一與該第二電漿啟動空間的各自不同的前驅物，使得不同的主要活性電漿成分各自在該第一與該第二電漿啟動空間因電漿啟動而產生，以及該不同的主要活性電漿成分在該孔徑彼此作用，以產生一第二活性電漿成分。
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