HOMBACH, Axel (Am Hang 5, Kürten, 51515, DE)
RUDAKOWSKI, Siegmar (Scheidter Bruch 2, Ratingen, 40885, DE)
HOMBACH, Axel (Am Hang 5, Kürten, 51515, DE)
Ansprüche
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung, insbesondere Reinigung, Modifikation und/oder Aktivierung, eines Gegenstands im Innern einer Verfahrenskammer (17) mit Hilfe eines UV/VUV-Strahlers (1), - wobei der UV/VUV-Strahler (1) ein Strahlergefäß (2) aufweist, das in das Innere der Verfahrenskammer (17) hineinragt, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrenschritte umfasst : o Einbringen des Gegenstandes, dessen Oberfläche behandelt, insbesondere gereinigt, modifiziert und/oder aktiviert werden soll, in die Verfahrenskammer (17), o Erzeugen von UV/VUV-Strahlung durch Betreiben des UV/VUV-Strahlers (1), wobei die UV/VUV-Strahlung durch die für die UV/VUV-Strahlung transparente Wand des Strahlergefäßes (2) hindurch in das Innere der Verfahrenskammer (17) gelangt, gekennzeichnet durch den folgenden zusätzlichen Verfahrensschritt : • Erzeugen einer Gasentladung im Bereich zumindest eines Teils (7) der Außenwand des Strahlergefäßes (2) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verfahrenskammer (17) mit einem Gas oder Gasgemisch bei einem Ge- samtdruck im Bereich von 0,01 mbar bis 20 mbar gefüllt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Gas bzw. Gasgemisch eines oder mehrere der folgenden Komponenten enthält: Sauerstoff, Wasserstoff, Argon, SF 6 , NH 3 , Halogen oder dessen Verbindungen.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Strahlergefäß (2) rohrförmig ist und die Gasentladung im Außenbereich des in die Verfahrenskammer (17) hineinragenden verschlossenen Endes (7) des Strahlergefäßes erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der UV/VUV-Strahler (1) so ausgelegt und betrieben wird, dass die Gasentladung außerhalb des Strahlergefäßes eine Glimmentladung ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wo- bei der UV/VUV-Strahler (1) eine dielektrische Barriere-Entladungslampe ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Entladungslampe (1) mit gepulster Hochspannung betrieben wird.
8. Dielektrische Barriere-Entladungslampe (1), geeignet als UV/VUV-Strahler für das Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, mit o einem rohrförmigen Entladungsgefäß (2), das an seinen beiden Enden gasdicht verschlossenen ist und so einen Entladungsraum bildet, der mit einem Entla- dungsmedium gefüllt ist, o einer länglichen Innenelektrode (13), die innerhalb des Entladungsgefäßes (2) axial angeordnet ist, und an einem ersten Ende des Entladungsgefäßes durch einen Dichtungsbereich (14) gasdicht nach Außen ge- führt ist, o eine Außenelektrode (lla-llf), die außerhalb des Entladungsgefäßes (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass o das zweite Ende des Entladungsgefäßes als stirnsei- tiger Fensterabschnitt (7) ausgebildet ist, der der Transmission der im Betrieb erzeugten UV/VUV- Strahlung dient.
9. Lampe nach Anspruch 8, wobei der stirnseitige Fensterabschnitt (7) im wesentlichen plan oder kuppelför- mig ist.
10. Lampe nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des rohrförmigen Entladungsgefäßes (2) höchstens 2:1 beträgt.
11. Lampe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Außenelektrode als mindestens eine auf der Außenseite des Entladungsgefäßes (2) angeordnete längliche Elektrode (lla-llf) ausgebildet ist, die sich vom Dichtungsbereich der Innenelektrode beginnend parallel zur Längsachse des rohrförmigen Entladungsgefä- ßes (2) erstreckt und vor dem stirnseitigen Fensterabschnitt (7) endet.
12. Lampe nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine längliche Außenelektrode (lla-llf) in einem Abstand (A a ) von ca. 3 bis 10 mm vor dem stirnseitigen Fensterabschnitt (7) endet.
13. Lampe nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Abstand (A 1 ) zwischen dem stirnseitigen Fensterabschnitt (7) und dem stirnseitigen Ende der Innenelektrode (13) gleich oder kleiner ist als der entsprechende Abstand (A a ) der mindestens einen längli- chen Außenelektrode (1Oa-IOf) .
14. Lampe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Außenelektrode als metallische Kammer (17) ausgebildet ist, in die das Entladungsgefäß (2) durch eine öffnung hineinragt, wobei die öffnung mit dem So- ekel (3) der Lampe (1) gasdicht abgeschlossen ist.
15. Lampe nach einem der Ansprüche 8 bis 14, mit einem abgeschmolzenen Pumpstängel (10), der entweder im Bereich des rohrförmigen Abschnitts (9) oder des vom stirnseitigen Fensterabschnitt (7) abgewandten Endes des rohrförmigen Entladungsgefäßes (2) angeordnet ist.
16. Bestrahlungssystem mit einer Verfahrenskammer (17), in die eine Lampe (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An- sprüche 1 bis 7 eingebaut ist.
17. Bestrahlungssystem nach Anspruch 16, wobei die Verfahrenskammer (17) eine öffnung aufweist, durch die hindurch das Entladungsgefäß (2) der Lampe (1) in die Verfahrenskammer (17) hineinragt, wobei die öffnung durch den Sockel (3) der Lampe (1) gasdicht abgeschlossen ist und die äußere Stromzuführung (15) der Lampe (1) innerhalb des Sockels (3) gasdicht gegenüber der Atmosphäre innerhalb der Verfahrenskammer (17) ausgebildet ist.
18. Bestrahlungssystem nach Anspruch 17, wobei die Verfahrenskammer aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und als Außenelektrode für die Lampe ausgebildet ist.
19. Bestrahlungssystem nach Anspruch 17, wobei ein Leiter in die Verfahrenskammer hineinragt, wobei der Leiter als Außenelektrode für die Lampe ausgebildet ist.
20. Bestrahlungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Lampe mit einem für den Betrieb der Lampe geeigneten elektrischen Versorgungsgerät ver- bunden ist. |
Beschreibung
Verfahren zur Behandlung von Oberflächen, Strahler für dieses Verfahren sowie Bestrahlungssystem mit diesem Strahler
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mit Hilfe von Ultraviolett (UV) - bzw. Vakuumultraviolett (VUV) -Strahlung. Genutzt wird also elektromagnetische Strahlung im Bereich von ca. 150 nm bis 350 nm (UV) bzw. ca. 150 nm bis 200 nm (VUV) zur Behandlung wie unter anderem Reinigung, Modifikation und/oder Aktivierung von Oberflächen. Beispiele für die Behandlung von Oberflächen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind das Entfernen von organischen Verunreinigungen auf Glasoberflächen bei der Herstellung von Flüssigkristallbildschirmen (LCD) , das Entfernen von Fotolacken oder die Verbesserung der Benetzbarkeit von Oberflächen, beispielsweise von Wafern und anderen Substraten in der Halbleiterfertigung.
Für derartige Verfahren werden unter anderem Strahler eingesetzt, die elektromagnetische Strahlung im UV/VUV- Spektralbereich emittieren. Geeignet sind insbesondere sogenannte dielektrische Barriere-Entladungslampen, die sich als besonders effiziente UV/VUV-Strahler erwiesen haben, insbesondere, wenn sie mit dem in der US 5 604 410 beschriebenen gepulsten Betriebsverfahren betrieben wer- den.
Stand der Technik
In der Schrift WO 03/098653 ist eine dielektrische Barriere-Entladungslampe offenbart, die in einer Vakuumkammer für prozesstechnische Verfahren mittels UV/VUV- Strahlung, wie beispielsweise Oberflächenreinigung und - aktivierung, Photolytik, Ozonerzeugung, Trinkwasserreinigung, Metallisierung, und UV-Curing, eingesetzt werden kann. Die UV/VUV-Strahlung wird von Xenon-Excimeren (Xe2*) mit Wellenlängen im Bereich um ca. 172 nm emittiert, die in einer dielektrisch behinderten Entladung von 200 mbar Xenon im Innern des aus Quarzglas bestehenden Entladungsgefäßes erzeugt werden. Im Innern des rohr- förmigen Entladungsgefäßes ist eine wendeiförmige Innenelektrode axial angeordnet. Auf der Außenseite des Entladungsgefäßes sind sechs streifenförmige Elektroden paral- IeI zur Innenelektrode aufgebracht. Die Innenelektrode ist an einem Ende des Entladungsgefäßes mittels eines Dichtungsbereiches aus dem Inneren gasdicht nach Außen geführt. Das andere Ende des Entladungsgefäßes ist kuppenartig verschlossen und mit einer abgeschmolzenen Pump- spitze versehen. Das dichtungsbereichferne Ende der Innenelektrode ist in der stirnseitigen Pumpspitze fixiert.
In der Schrift US 2006/180173 Al ist ein Verfahren für die Entfernung von organischen Materialien, beispielsweise Lacken von Halbleitern, offenbart. Dazu ist eine mit Xenon gefüllte dielektrisch behinderte Entladungslampe in einer Verfahrenskammer mit sauerstoffhaltiger Unterdruckatmosphäre eingebaut. Die von der Lampe emittierte VUV- Strahlung mit Wellenlängen um ca. 172 nm erzeugt in der sauerstoffhaltigen Atmosphäre Ozon und aktivierten Sauer- stoff.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Behandeln, insbesondere Reinigen, Modifizieren und/oder Aktivieren von Oberflächen bereitzustellen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ei- nen für das Verfahren geeigneten UV/VUV-Strahler sowie ein Bestrahlungssystem mit diesem UV/VUV-Strahler bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung, insbesondere Reinigung, Modifikation und/oder Aktivierung, eines Gegenstands im Innern einer Verfahrenskammer mit Hilfe eines UV/VUV-Strahlers, wobei der UV/VUV-Strahler ein Strahlergefäß aufweist, das in das Innere der Verfahrenskammer hineinragt und wobei das Verfahren die folgenden Verfahrenschritte umfasst: o Einbringen des Gegenstandes, dessen Oberfläche behandelt, insbesondere gereinigt, modifiziert und/oder aktviert werden soll, in die Verfahrenskammer, o Erzeugen von UV/VUV-Strahlung durch Betreiben des UV/VUV-Strahlers, wobei die Strahlung durch die für die UV/VUV-Strahlung transparente Wand des Strahlergefäßes hindurch in das Innere der Verfahrenskammer gelangt, gekennzeichnet durch den folgenden zusätzlichen Verfahrensschritt: Erzeugen einer Gasentladung im Bereich zu- mindest eines Teils der Außenwand des Strahlergefäßes.
Außerdem wird hinsichtlich eines für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten UV/VUV-Strahler eine dielektrische Barriere-Entladungslampe gemäß des
darauf gerichteten unabhängigen Anspruchs 8 beansprucht. Schließlich wird auch ein Bestrahlungssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dieser dielektrischen Barriere-Entladungslampe als UV/VUV-Strahler gemäß des darauf gerichteten unabhängigen Anspruchs 16 beansprucht .
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
Die Verfahrensansprüche umfassen auch Vorrichtungsmerkma- Ie und umgekehrt umfassen die Vorrichtungsansprüche auch Verfahrensmerkmale, so dass im Folgenden beide Kategorien nicht immer streng getrennt sondern überwiegend im gegenseitigen Zusammenwirken erläutert werden.
Der Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, für die Behandlung, insbesondere Reinigung, Modifikation und/oder Aktivierung der Oberfläche eines Substrats nicht nur die Strahlung eines UV/VUV-Strahlers zu verwenden sondern ergänzend eine Gasentladung im Bereich zumindest eines Teils der Außenwand des Gefäßes des UV/VUV-Strahlers, d.h. in der Nähe des Substrats zu erzeugen. Die Erfinder haben nämlich gefunden, dass sich dadurch die Behandlungswirkung, insbesondere Reinigung, Modifikation bzw. Aktivierung der Oberfläche des Substrats deutlich verbessert. Ohne damit die Festlegung auf eine theoretische Deutung beabsichtigen zu wollen wird derzeit davon ausgegangen, dass hierbei die durch die zusätzliche Entladung in der Verfahrenskammer erzeugten Elektronen, Ionen, Radikale, Metastabile und/oder chemisch reaktive Spezies einen Beitrag leisten.
Gegenüber der konventionellen Oberflächenreinigung, beispielsweise mittels Plasmaätzen, hat das erfindungsgemäße Verfahren unter anderem den Vorteil, dass z.B. die Entladung in einer dielektrischen Barriere-Entladungslampe für die Erzeugung der UV/VUV-Strahlung getrennt ist von der zusätzlichen Entladung in der Atmosphäre der Verfahrenskammer. Dadurch ergibt sich ein Freiheitsgrad zur Optimierung der Entladung innerhalb des UV/VUV-Strahlers unabhängig von der zusätzlichen Entladung innerhalb der Verfahrenskammer. Außerdem wird die Entladung für die Erzeugung der UV/VUV-Strahlung nicht von den Gaskomponenten der Atmosphäre der Verfahrenskammer bzw. den Verunreinigungen des zu behandelnden, insbesondere zu reinigenden Substrats negativ beeinflusst.
Als UV/VUV-Strahler wird für das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise eine dielektrische Barriere- Entladungslampe verwendet, deren rohrförmiges Entladungsgefäß in die Verfahrenskammer hineinragt. In dem rohrför- migen Entladungsgefäß ist das Entladungsmedium gasdicht eingeschlossen. Dadurch können für das Entladungsmedium der dielektrischen Barriere-Entladung sowohl die Gasart, z.B. Xenon, als auch der Gasdruck, z.B. 100 mbar oder mehr, im Hinblick auf eine möglichst hohe Effizienz oder Leistung der UV/VUV-Strahlungserzeugung geeignet gewählt werden.
Die zusätzliche Gasentladung wird hingegen davon getrennt im Bereich zumindest eines Teils der Außenwand des Entladungsgefäßes, insbesondere auch im wesentlichen lokalisiert auf der Oberfläche der Außenwand des Entladungsge- fäßes, d.h. jedenfalls in der Niederdruckatmosphäre der Verfahrenskammer und damit zumindest in der Nähe des zu
behandelnden Substrats erzeugt. Je nach Art des Substrats und dessen Verunreinigung bzw. angestrebter Behandlung kann die Atmosphäre der Verfahrenskammer insbesondere eines oder mehrere der Bestandteile Sauerstoff, Wasser- Stoff, Argon, SF 6 , NH 3 , Halogen oder dessen Verbindungen enthalten, üblicherweise bei einem Gesamtdruck im Bereich von typisch 0,01 mbar bis 20 mbar. Insbesondere durch die Möglichkeit unterschiedlicher Druckbereiche für das Entladungsmedium innerhalb des Entladungsgefäßes des UV/VUV- Strahlers einerseits und für die Atmosphäre innerhalb der Verfahrenskammer andererseits aber auch durch eine geeignete elektrische Auslegung sowie die Betriebsweise des UV/VUV-Strahlers kann auf der Außenseite des Entladungsgefäßes die zusätzliche Gasentladung, insbesondere eine Glimmentladung, erzeugt werden. Für weitere Details hierzu wird auf den folgenden Abschnitt sowie das Ausführungsbeispiel verwiesen.
In einer Ausführungsform ist eine längliche, bevorzugt wendeiförmige Innenelektrode innerhalb des rohrförmigen Entladungsgefäßes axial angeordnet. Die Innenelektrode ist an einem ersten Ende des Entladungsgefäßes durch einen Dichtungsbereich gasdicht nach Außen geführt. Auf der Außenseite des Entladungsgefäßes ist mindestens eine längliche, z.B. streifenförmige Außenelektrode angeord- net, die sich vom Ende des Dichtungsbereichs der Innenelektrode beginnend parallel zur Längsachse des rohrförmigen Entladungsgefäßes erstreckt. An dem gegenüber dem Dichtungsbereich abgewandten anderen Ende ist die Stirnseite des Entladungsgefäßes als Fensterabschnitt ausge- bildet, der der Transmission der im Betrieb erzeugten UV/VUV-Strahlung dient. Vorzugsweise wird die zusätzliche
Entladung im Bereich der Außenseite dieses Fensterabschnitts erzeugt. Zu diesem Zweck hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der stirnseitige Fensterabschnitt im wesentlichen plan oder kuppeiförmig ist. Dadurch wird die durch den Fensterabschnitt hindurch tretende UV/VUV- Strahlung am wenigsten gestört. Aus diesem Grund ist auch ein bei der Herstellung der Lampe in der Regel notwendiger Pumpstängel, der nach dem Befüllen des Entladungsgefäßes mit dem Entladungsmedium abgeschmolzenen wird, ent- weder im Bereich des Umfangs oder des vom stirnseitigen Fensterabschnitt abgewandten Endes des rohrförmigen Entladungsgefäßes angeordnet. Außerdem ermöglicht es diese Gefäßform zusammen mit geeignet gestalteten Elektroden, im Bereich der Außenseite des Fensterabschnitts eine zu- sätzliche Entladung, vorzugsweise ein Glimmentladung zu erzeugen. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die mindestens eine längliche Außenelektrode vorzugsweise ca. 3 bis 10 mm vor dem stirnseitigen Fensterabschnitt endet. Der Abstand des stirnseiti- gen Endes der Innenelektrode zum stirnseitigen Fensterabschnitt ist vorzugsweise gleich oder kleiner als der entsprechende Abstand der mindestens einen Außenelektrode. Nach derzeitigem Kenntnisstand wird davon ausgegangen, dass dann der Felddurchgriff der Innenelektrode erst eine ausreichend intensive Gasentladung auf der Außenwand des Fensterabschnitts ermöglicht.
Alternativ ist es auch möglich, dass die in der Regel metallische Verfahrenskammer als Außenelektrode dient. Auf die länglichen Außenelektroden auf der Außenseite des Entladungsgefäßes der dielektrischen Barriere- Entladungslampe kann dann verzichtet werden.
Außerdem hat es sich für eine optimale Abstimmung zwischen UV/VUV-Strahlung und zusätzlicher Gasentladung als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des rohrförmigen Entladungsgefäßes höchstens 2:1 beträgt. Da die dielektrische Barriere-Entladung im wesentlichen radial von der axialen Innenelektrode in Richtung zu den Außenelektroden brennt, ist der Durchmesser des Entladungsgefäßes durch die doppelte Schlagweite der dielektrischen Barriere-Entladung festgelegt. Ande- rerseits ist die UV/VUV-Strahlungseffizienz der dielektrischen Barriere-Entladung von der Schlagweite bzw. der hierfür erforderlichen Höhe der elektrischen Spannung abhängig. Deshalb ist der Durchmesser des Entladungsgefäßes nur in gewissen Grenzen veränderbar, ohne eine deut- liehe Verschlechterung der UV/VUV-Strahlungseffizienz in Kauf nehmen zu müssen. Ein zu geringer Durchmesser und folglich eine zu geringe Schlagweite geht zudem zu Lasten einer ausreichend hohen UV/VUV-Strahlungsleistung. Das geeignete Längen-Durchmesser-Verhältnis wird deshalb im wesentlichen durch eine nicht zu große Länge des Entladungsgefäßes eingestellt. Die maßgebliche Länge des Entladungsgefäßes ist dabei der Bereich, längs dessen sich die Innen- und Außenelektroden gegenüberstehen, d.h. der Längsabschnitt des Entladungsgefäßes, innerhalb dessen im Betrieb der Lampe eine dielektrisch behinderte Entladung brennt .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. Ia eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen dielektrischen Barriere-Entladungslampe mit Sockel,
Fig. Ib eine Stirnansicht der Lampe aus Fig. Ia,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Lampe aus Fig. Ia ohne So- ekel,
Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer Verfahrenskammer, in der die Lampe aus Fig. 1 eingebaut ist.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren Ia und Ib zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen dielelektrischen Barriere-Entladungslampe 1. Diese dielelektrische Barriere-Entladungslampe 1 ist als UV/VUV-Strahler in dem erfindungsgemäßen Oberflächenbe- handlungs-, insbesondere Reinigungs- bzw. Modifikationsoder Aktivierungsverfahren vorgesehen. Die Lampe 1 weist ein rohrförmiges Entladungsgefäß 2 mit kreisförmigem Querschnitt auf, das einen Durchmesser von ca. 45 mm hat und aus Quarzglas besteht. An einem Ende weist die Lam- pe 1 einen rohrförmigen Sockel 3 aus Aluminium auf, aus dem das Entladungsgefäß 2 über eine Länge von ca. 60 mm hinausragt. Der Sockel 3 selbst besteht im wesentlichen aus einer ca. 90 mm langen Sockelhülse 4, an die sich ein Flansch 5 anschließt. Mit Hilfe dieses Flansches 5 wird die Lampe 1 in einer Verfahrenskammer gasdicht eingebaut (siehe Figur 3) . Für den elektrischen Anschluss der Lampe 1 an ein Versorgungsgerät (nicht dargestellt) weist
der Flansch 5 am Ende eine Buchse 6 auf. Am anderen Ende weist das Entladungsgefäß 2 einen im wesentlichen planen Abschnitt 7 auf, der als Fenster für die ungestörte Transmission der im Betrieb innerhalb des Entladungsgefä- ßes erzeugten UV/VUV-Strahlung dient. Der plane Fensterabschnitt 7 geht über einen ringförmigen gebogenen übergangsabschnitt 8 in den eigentlichen rohrförmigen Abschnitt 9 des Entladungsgefäßes 2 über. Da der übergangsabschnitt 8 relativ schmal ausgeführt ist, steht für den planen Bereich des Fensterabschnitts 7 nahezu der gesamte Durchmesser des Entladungsgefäßes 2 zur Verfügung. Ein nach dem Auspumpen und Befüllen des Entladungsgefäßes 2 mit Xenongas bei einem Fülldruck von ca. 100 mbar abgeschmolzener Pumpstängel 10 ist seitlich unterhalb des übergangsabschnitts 8 am rohrförmigen Abschnitt 9 des Entladungsgefäßes 2 angeordnet und nicht wie bei derartigen Lampen üblich an der Stirnseite. Alternativ kann der Pumpstängel 10 auch am sockelseitigen Ende des Entladungsgefäßes angeordnet sein. In beiden Fällen wird eine optische Störung des stirnseitigen Fensterabschnitts 7 vermieden .
Auf der Außenseite des Entladungsgefäßes 2 sind sechs streifenförmige Außenelektroden lla-llf aus Aluminiumstreifen und der Breite 4 mm parallel zur Lampenlängsach- se angeordnet. Am sockelseitigen Ende sind die Außenelektroden lla-llf über die Sockelhülse 4 mit der Buchse 6 verbunden (nicht dargestellt) . Die stirnseitigen Enden der Außenelektroden lla-llf sind mittels eines ringförmigen Elektrodenstreifens 12 miteinander verbunden bzw. zusammengehalten. Die Außenelektroden lla-llf bzw. genauer gesagt der deren Enden verbindende ringförmige
Elektrodenstreifen 12 endet im Abstand A a von ca. 10 mm vor dem planen Fensterabschnitt 7. Da die Außenelektroden lla-llf etwa 10 mm unterhalb der Sockelkante enden, beträgt das maßgebliche Längen-Durchmesserverhältnis für das Entladungsgefäß ca. 60 mm: 45 mm, also ungefähr 1,3:1.
Alternativ können die Außenelektroden auch als linienför- mige Elektrodenbahnen, beispielsweise mittels Leitpaste, aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt sein. Dann kann auf den ringförmigen Elektrodenstreifen am stirnseitigen Ende auch verzichtet werden.
Für die Erläuterungen weiterer Merkmale der Lampe 1, die in den Figuren Ia, Ib nicht sichtbar sind, wird im folgenden auch Bezug auf die Figur 2 genommen, die eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der Lampe 1 ohne Sockel zeigt. Innerhalb des rohrförmigen Entladungsgefäßes 2 ist eine wendeiförmige Innenelektrode 13 axial angeordnet. An dieser Stelle sei erwähnt, das prinzipiell auch die Außenelektrode als Wendel ausgebildet sein kann und die zugehörige Innenelektrode als axial angeordneter gerader Draht oder Stab. Maßgeblich in diesem Zusammenhang ist nur, dass bei gepulster Betriebsweise gemäß der eingangs erwähnten US 5 604 410 eine in der DE 196 36 965 Al in Fig. 5c offenbarte Entladungsstruktur entsteht. Die wendeiförmige Innenelektrode 13 besteht aus einem Metalldraht mit einem Drahtdurchmesser von 1 mm. Der Durchmesser der Elektrodenwendel 13 beträgt 10 mm, die Steigung 13 mm. Am stirnseitigen Ende des Entladungsgefäßes 2 endet die wendeiförmige Innenelektrode 13 im Abstand A 1 von ca. 5 mm vor dem Fensterabschnitt 7. Am anderen Ende des Entladungsgefäßes 2, also lampenfußsei- tig, ist die Innenelektrode 13 durch einen als Folien-
dichtung ausgebildeten Dichtungsbereich 14 gasdicht nach Außen geführt und endet dort in Form einer stiftartigen äußeren Stromzuführung 15. Die äußere Stromzuführung 15 wird beim Montieren des Sockels 3 mit der Buchse 6 ver- bunden (nicht dargestellt) . Die in der Fig. 2 nicht dargestellten streifenförmigen Außenelektroden lla-llf werden wie erwähnt mit der metallischen Sockelhülse 4 verbunden und sind aus Sicherheitsgründen auf Massepotential gelegt. Am lampenfußseitigen Ende des Entladungsgefäßes 2 ist ein Glasrohrfortsatz 16 angesetzt, der bei der Sockelmontage über eine herkömmliche Vitondichtung mit der Innenseite der Sockelhülse 4 gasdicht verbunden wird. Der Vorteil dieser Maßnahme wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 3 erläutert.
Die Figur 3 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Verfahrenskammer 17, in der die in den Figuren Ia, Ib sowie 2 dargestellte Lampe 1 eingebaut ist. Dazu weist die Verfahrenskammer 17 eine öffnung auf, durch die hindurch das Entladungsgefäß 2 der Lampe 1 in die Verfah- renskammer 17 hineinragt. Die öffnung ist mittels einer O-Ringdichtung 18 durch den Flansch 5 des Lampensockels 3 gasdicht abgeschlossen. Außerdem wird durch die oben erwähnte Vitondichtung zwischen Glasrohrfortsatz 16 des Entladungsgefäßes 2 und Innenseite der Sockelhülse 4 er- reicht, dass die innerhalb des Glasrohrfortsatzes 16 verlaufende Stromzuführung 15 nicht der Unterdruckatmosphäre der Verfahrenskammer ausgesetzt ist und dadurch unerwünschte parasitäre Entladungen auftreten. Statt dessen ist die Stromzuführung 15 durch den Glasrohrfortsatz 16, die Sockelhülse 4 und die Vitondichtung zwischen diesen beiden von der Niederdruckatmosphäre innerhalb der Ver-
fahrenskammer 17 gasdicht getrennt und befindet sich unter normalen Umgebungsbedingungen. Für weitere Details zur Gasdichtung mittels Glasrohrfortsatz und Sockel sei auf die bereits erwähnte WO 03/098653 verwiesen. Die Ver- fahrenskammer 17 ist mit einer Ar/H 2 Mischung gefüllt bei einem Druck von 0,1 mbar. Das hierfür übliche Pumpen- und Gassystem zum Evakuieren und Befüllen der Verfahrenskammer ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Ebenfalls nicht dargestellt ist das sich auch in der Verfah- renskammer befindende Substrat, beispielsweise Silizium, dessen Oberfläche behandelt, z.B. geeinigt, modifiziert und/oder aktiviert werden soll. Der Abstand des Substrats zur Stirnfläche 7 der Lampe beträgt typischerweise ca. 1 mm bis lern. über die Buchse 6 wird die Lampe 1 mit einem elektrischen Versorgungsgerät verbunden (nicht dargestellt) , das Hochspannungspulse von ca. 5 kV und einer Pulsbreite von 100 ns liefert, die durch Pausenzeiten von ca. 20 μs voneinander getrennt sind. Die elektrische Leistung beträgt in diesem Beispiel ca. 10 W. Damit wird eine dielektrische Barrieren-Entladung innerhalb des Entladungsgefäßes 2 betrieben sowie zusätzlich in der Verfahrenskammer 17 im Bereich vor dem Fensterabschnitt 7 der Lampe 1 eine Glimmentladung erzeugt (nicht dargestellt) , die zusammen mit der von der dielektrischen Bar- riere-Entladung erzeugten UV/VUV-Strahlung der erfindungsgemäßen Reinigung, Modifikation oder Aktivierung der Oberfläche eines dazu in die Verfahrenskammer 17 eingebrachten Materials (nicht dargestellt) dient.
Die üblicherweise aus Edelstahl bestehenden Wänden der Verfahrenskammer 17, die aus Sicherheitsgründen auf Massepotential liegen, können auch als alternative Außen-
elektroden für die Lampe 1 verwendet werden. Auf die sonst üblicherweise auf der Außenseite des Entladungsgefäßes 2 angeordneten streifenförmigen Außenelektroden lla-llf kann dann verzichtet werden (nicht darge- stellt) . Eventuell ist lediglich der Innendruck in der Verfahrenskammer 17 sowie im Entladungsgefäß 2 der Lampe 1 jeweils geeignet einzustellen, damit im Betrieb sowohl im Entladungsgefäß 2 als auch innerhalb der Verfahrenskammer, vorzugsweise unmittelbar vor dem Fensterab- schnitt 7, eine Entladung brennt. Außerdem kann auch anstelle oder ergänzend zur Verfahrenskammer als Außenelektrode eine (Hilfs-) Elektrode vorgesehen sein, beispielsweise ein in die Kammer hineinragender Metallstab oder auch ein metallische Träger für das zu behandelnde Substrat.