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Title:
ELECTROMAGNETIC HIGH-FREQUENCY OR MICROWAVE APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/028555
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an electromagnetic high-frequency or microwave apparatus comprising a treatment chamber (6) with a transfer wall (7, 7', 7") which allows electromagnetic waves to pass through to an adjacent chamber (4) and is designed to influence the intensity distribution of the transfer of the electromagnetic waves into the treatment chamber (6). The apparatus according to the invention enables the intensity of the transferred waves to be controlled with low losses in that the transfer wall (7, 7', 7") comprises a plurality of rod-shaped antenna elements (10, 10') oriented at an angle to the plane of the wall of the adjacent chamber (4), the antenna elements (10, 10') projecting centrally through through-openings (14, 14') delimited by electrically conductive material.

Inventors:
WU JENG-MING (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/000185
Publication Date:
August 07, 1997
Filing Date:
January 31, 1997
Export Citation:
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Assignee:
WU JENG MING (DE)
International Classes:
H01J37/32; H05H1/46; H01L21/302; H01L21/3065; (IPC1-7): H01J37/32
Foreign References:
EP0501466A11992-09-02
EP0459177A21991-12-04
DE4431785A11995-10-12
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 372 (E - 1577) 13 July 1994 (1994-07-13)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektromagnetisches Hochfrequenz oder Mikrowellengerät mit einer Behandlungskammer (6) mit einer für die elek¬ tromagnetischen Wellen durchlässigen Übertragungswand (7, 7 ' , 7 ' ' ) zu einer benachbarten Kammer (4) und mit einer Ausbildung der Übertragungswand (7, 7', 7'') zur Beein¬ flussung der Intensitätsverteilung der Übertragung der elektromagnetischen Wellen in die Behandlungskammer (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswand (7, 7', 7'') eine Vielzahl von winkelig zur Wandebene der benach barten Kammer (4) gerichteten stabförmigen Antennenele¬ menten (10, 10') aufweist, die zentrisch durch von elek¬ trisch leitendem Material begrenzten Durchgangsöffnungen (14, 14') hindurchragen.
2. Mikrowellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswand (7, 7') eine für Mikrowellen durchlässige Platte (9) und eine Platte (11) aus elek¬ trisch leitendem Material aufweist, in der sich die Durchgangsöffnungen (14) befinden.
3. Mikrowellengerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Durchgangsöffnungen (14) und der für Mikrowellen durchlässigen Platte (9) ein gemeinsamer Zwischenraum (26) ausgebildet ist.
4. Mikrowellengerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Durchgangsöffnungen (14) und der für Mikro¬ wellen durchlässigen Platte (9) Durchgangskammern (12) ausgebildet sind.
5. Mikrowellengerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Durchgangskammern (12) und der für Mikrowellen durchlässigen Platte (9) ein gemeinsamer Zwischenraum (27) ausgebildet ist.
6. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente (10) senk¬ recht zur duchlässigen Platte (9) stehen.
7. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Durchgangskammern (12) an der zur benachbarten Kammer (4) zeigenden Oberfläche des leitenden Materials (11) eine kreisförmige Durchgangsöff¬ nung (14) mit einem Durchmesser (D) aufweisen, der größer ist als der Durchmesser (d) des Antennenelements (10).
8. Mikrowellengerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Durchgangsöffnung (14) etwa 2 bis 5, vorzugsweise etwa 3 x größer ist als der Durchmes ser (d) des Antennenelements (10).
9. Mikrowellengerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sich die Durchgangskammern (12) an¬ schließend an die Durchgangsöffnung (14) zur durchlässi gen Platte (9) hin stufenförmig erweitern.
10. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Durchgangskammer (12) an¬ schließend an die Durchgangsöffnung (14) einen rechtecki gen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt aufweist.
11. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Durchgangskammern (12) in einer gemeinsamen elektrisch leitenden Platte (11) aus gebildet sind.
12. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 biε 11, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente (10) aus der Oberfläche der Durchgangskammern (12) herausragen.
13. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Länge verschiedener Anten nenelemente (10) über die Fläche der Übertragungswand (7) unterschiedlich ausgebildet ist.
14. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da¬ durch gekennzeichnet, daß an die Durchgangsöffnungen (14) als weitere Durchgangskammern ausgebildete Kopplungskam¬ mern (19) angeschlossen sind, die zentrisch jeweils ein KoppelAntennenelement (21) aufweisen und in die mehrere Antennenelemente (10) hineinragen.
15. Mikrowellengerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich¬ net, daß auch die Kopplungskammern (19) an ihrer zur be¬ nachbarten Kammer (4) zeigenden Oberfläche eine kreis¬ runde Durchgangsöffnung (20) aufweisen.
16. Mikrowellengerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich¬ net, daß die KoppelAntennenelemente (21) mit unter¬ schiedlichen Längen ausgebildet sind und aus ihren Durch¬ gangsöffnungen (20) herausragen.
17. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da¬ durch gekennzeichnet, daß die benachbarte Kammer (4) als Übertragungskammer eine parallel zur Übertragungswand (7) verlaufende Längsachse und wenigstens einen parallel zur Längsachse gerichteten Wellenleiter (3) zur Einkopplung von Mikrowellen in die Ubertragungskammer (4) aufweist.
18. Mikrowellengerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Wellenleiter (3) stabförmig ausgebildet ist und durch eine Öffnung (2) einer Trennwand in einen Hohl¬ leiter (1) ragt, dessen Längsachse senkrecht zur Längs¬ achse der Übertragungskammer (4) steht.
19. Mikrowellengerät nach Anspruch 17 oder 18, dadurch ge kennzeichnet, daß der Wellenleiter (3) mit Abstand von der dem Hohlleiter (1) gegenüberliegenden Stirnwand endet und daß mit einem verschiebbaren leitenden Stempel (15) der Abstand zur elektrisch wirksamen Stirnwand veränder¬ bar ist.
20. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 17 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Wellenleiter (3) parallel zueinander in die Übertragungskammer (4) ragen und daß den Wellenleitern (3) durch leitende Zwischen¬ wände (16) Abteilungen (17) zugeordnet sind.
21. Mikrowellengerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich¬ net, daß innerhalb der Abteilungen (17) jedem Wellenlei¬ ter (3) symmetrische Anordnungen von Antennenelementen (10) zugeordnet sind.
22. Mikrowellengerät nach Anspruch 20 oder 21, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß innerhalb der Abteilungen (17) jeweils ein als Stirnwand wirkender Stempel (15) verschiebbar angeordnet ist.
23. Hochfrequenzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Antennenelemente (10') abgewinkelt sind und mit einem abgewinkelten Ende (30) im wesentlichen paral¬ lel zu dem Innenleiter (28) eines in der benachbarten Kammer (4) ausgebildeten Koaxialleiters (28, 29) verlau fen und mit dem anderen Ende (33) durch die Ubertragungs wand (7' ' ) hindurch in die Behandlungskammer (6) ragen und dort mit Abstand zu einer gemeinsamen, auf dem Poten¬ tial des Außenleiters (29) liegenden Gegenelektrode (35) angeordnet sind.
24. Hochfrequenzgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich¬ net, daß die durch die Übertragungswand (7'') ragenden Antennenelemente (10') parallel zur Gegenelektrode (35) ausgebildete Endstücke (34) aufweisen.
25. Hochfrequenzgerät nach Anspruch 23 oder 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Antennenelemente (10') durch Durch¬ gangskammern (12') aus leitendem Material (13') hindurch¬ geführt sind.
26. Hochfrequenz oder Mikrowellengerät nach einem der An¬ sprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Behand¬ lungskammer (6) als Vakuumkammer ausgebildet ist.
27. Hochfrequenz oder Mikrowellengerät nach einem der An¬ sprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Behandlungskammer (6) ein Behandlungstisch (24) höhenverstellbar ausgebildet ist.
28. Hochfrequenz oder Mikrowellengerät nach einem der An¬ sprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß an der Au¬ ßenseite der Behandlungskammer (6) Spulenanordnungen (22) zur Ausbildung eines Magnetfeldes vorgesehen sind.
29. Hochfrequenz oder Mikrowellengerät nach einem der An¬ sprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß in der Be¬ handlungskammer (6) eine Anordnung einer Mehrzahl von PermanentMagneten (25) angeordnet ist.
30. Hochfrequenz oder Mikrowellengerät nach einem der An¬ sprüche 1 bis 29, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Behandlungstisch (24) und der Übertragungswand (7, 7') angeordnetes Sieb (23) als Elektronenfalle.
31. Verwendung des Hochfrequenz oder Mikrowellengeräts nach einem der Ansprüche 1 bis 30 zur Ausbildung eines Plasmas in der Behandlungskammer (6) .
Description:
Elektromagnetisches Hochfrequenz- oder Mikrowellengerät

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Hochfrequenz¬ oder Mikrowellengerät mit einer Behandlungskammer mit einer für die elektromagnetischen Wellen durchlässigen Übertragungs¬ wand zu einer benachbarten Kammer und mit einer Ausbildung der Übertragungskammer zur Beeinflussung der Intensitätsverteilung der Übertragung der elektromagnetischen Wellen in die Behand- lungskamraer.

Es ist bekannt, Mikrowellen, die durch eine Übertragungswand von einer Kammer in eine Behandlungskammer übertragen werden, in ihrer Intensitätsverteilung durch eine spezielle Ausbildung der Übertragungswand zu beeinflussen. Durch DE 94 05 808 U ist ein Plasmabearbeitungsgerät bekannt, bei dem in einer Behand¬ lungskammer durch eingeleitete Mikrowellen ein Plasma, bei- spielsweise zur Oberflächenbearbeitung von in die Behandlungs¬ kammer eingebrachten Gegenständen, erzeugt wird. Dabei werden die Mikrowellen in einem rechteckigen, länglich ausgebildeten Hohlleiter erzeugt und über einen in den Hohlleiter hineinra¬ genden Wellenleiter seitlich ausgekoppelt. Der Wellenleiter ist in diesem Fall scheibenförmig ausgebildet und bildet eine Begrenzungswand für die Behandlungskammer. Zum vergleichmäßig¬ ten Einbringen der Mikrowellenenergie in die Behandlungskammer befindet sich zwischen dem Wellenleiter und der Behandlungs- kammer eine Abschirmung aus leitendem Material, die als Loch- blech ausgebildet ist, wobei die Größe der Durchgangslöcher mit zunehmenden Abstand von dem Hohlleiter zunimmt, um so den Abfall der Mikrowellenenergie mit zunehmenden Abstand von dem Hohlleiter ausgleichen zu können.

Das Einsetzen einer derartigen Abschirmung als Übertragungs¬ wand der Behandlungskammer führt jedoch zu einem erheblichen Abfall der in die Behandlungskammer eingeleiteten Mikrowellen¬ energie. Die Vergleichmäßigung der Energieeinleitung in die

Behandlungskammer wird daher mit einer erheblichen Reduzierung der Mikrowellenenergie erkauft.

Es ist ferner bekannt, daß ein Plasma in einer Behandlungskam- mer auch durch Hochfrequenzanregungen erzeugt werden kann.

Der Erfindung liegt somit die Problemstellung zugrunde, ein elektromagnetisches Hochfrequenz- oder Mikrowellengerät der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß eine Übertragung der elektromagnetischen Wellen in die Behandlungskammer in einem vorgegebenen Intensitätsprofil oder möglichst gleich¬ mäßig erfolgen kann, ohne daß hierdurch eine erhebliche Herabsetzung der übertragenen elektromagnetischen Energie in Kauf genommen werden muß.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist ein elektromagne¬ tisches Hochfrequenz- oder Mikrowellengerät der eingangs er¬ wähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswand eine Vielzahl von winkelig zur Wandebene der benachbarten Kam- mer gerichteten stabförmigen Antennenelementen aufweist, die zentrisch durch von elektrisch leitendem Material begrenzten Durchgangsöffnungen hindurchragen.

Erfindungsgemäß wird die Anregungsenergie aus der benachbarten Kammer in die Antennenelemente eingekoppelt und von diesen in Richtung Behandlungskammer abgestrahlt. Die Antennenelemente bilden mit den sie umgebenden Durchgangsöffnungen aus elektrisch leitendem Material eine Art Koaxialleiter. Die über das Antennenelement in die Behandlungskammer übertragene elek- tromagnetische Energie läßt sich durch Einstellung der Koppe¬ lungsbedingungen der Antennenelemente zu der Anregungsenergie in der benachbarten Kammer einstellen.

Für die Übertragung von Mikrowellen kann dies in einfacher Weise durch die Länge der Antennenelemente, die aus den Durch¬ gangsöffnungen herausragt, geschehen. Vorzugsweise sind die Durchgangsöffnungen dabei als Durchgangskammern ausgebildet,

die unmittelbar oder mit einem Zwischenraum an eine für Mikro¬ wellen durchlässige Platte der Übertragungswand anschließen.

Es ist möglich, die Länge verschiedener Antennenelemente über die Fläche der Übertragungswand unterschiedlich auszubilden, um dadurch, falls erforderlich, eine Vergleichmäßigung oder ein gewünschtes Intensitätsprofil über die Fläche der Übertra¬ gungswand auszubilden.

Die Durchgangskammern weisen vorzugsweise an der zur benach¬ barten Kammer zeigenden Oberfläche des leitenden Materials eine kreisförmige Durchgangsöffnung mit einem Durchmesser auf, der deutlich größer ist als der Durchmesser des Antennenele¬ ments. Der Durchmesser der Durchgangsöffnung ist vorzugsweise etwa 2 bis 5 x, weiter bevorzugt etwa 3 x, größer als der Durchmesser des Antennenelements.

Die Durchgangskammer kann sich unterhalb der Durchgangsöffnung stufenförmig erweitern und dort beispielsweise im Querschnitt rund oder rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ausgebildet sein.

Durch das Verhältnis von Durchmesser der Durchgangsöffnung zu Durchmessern des Antennenelements läßt sich ebenfalls die Übertragung der Energie über die Übertragungswand steuern.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Durch¬ gangskammern in einer gemeinsamen elektrisch leitenden Platte ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Übertragung durch die Durchgangswand mit Hilfe von Antennenelementen kann auch kaskadiert angewendet werden, indem an die Oberfläche der Durchgangskammern als wei¬ tere Durchgangskammern ausgebildete Kopplungskammern ange- schlössen sind, die zentrisch jeweils ein Koppel-Antennenele¬ ment aufweisen und in die mehrere Antennenelemente der Durch¬ gangskammern hineinragen. Zweckmäßigerweise wird eine der-

artige Anordnung mit zwei flächig aneinanderliegeden Metall¬ platten ausgebildet, wobei die Anzahl der Antennenelemente ein Vielfaches der Anzahl der Koppel-Antennenelemente beträgt. Auch die Koppelkammern sind dabei vorzugsweise an ihre zur benachbarten Kammer zeigenden Oberfläche mit einer kreisrunden Durchgangsöffnung versehen, mit deren Dimensionierung relativ zum Durchmesser eines Koppel-Antennenelements die Energieüber¬ tragung steuerbar ist. In ähnlicher Weise wie mit den An¬ tennenelementen kann auch durch die Länge der Koppel-Antennen- elemente die Energieübertragung beeinflußt werden.

Vorzugsweise weist die benachbarte Kammer als Übertragungskam¬ mer eine parallel zur Übertragungswand verlaufende Längsachse und wenigstens einen parallel zur Längsachse gerichteten Wel- lenleiter zur Einkopplung von Mikrowellen in die benachbarte Kammer auf.

Der Wellenleiter kann dabei vorzugsweise stabförmig ausgebil¬ det sein und durch eine Öffnung einer Trennwand in einen Hohl- raumresonator ragen, dessen Längsachse senkrecht zur Längs¬ achse der Übertragungskammer steht.

Der Wellenleiter endet mit Abstand von der dem Hohlraumresona¬ tor gegenüberliegenden elektrisch wirksamen Stirnwand. Vor- zugsweise ist mit einem verschiebbaren leitenden Stempel der Abstand der elektrisch wirksamen Stirnwand zum Wellenleiter veränderbar. Dadurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß durch die Veränderung der Länge der Antennenelemente die Reso¬ nanzbedingungen in der Übertragungskammer stark verändert wer- den, was durch Verschiebung des leitenden Stempel als elek¬ trisch wirkende Stirnwand kompensierbar ist.

Es ist auch möglich, in der Übertragungskammer mehrere Wellen¬ leiter parallel zu einander anzuordnen und den Wellenleitern durch leitende Zwischenwände Abteilungen zuzuordnen. Dadurch wird bereits eine vergleichmäßigte Einkopplung der Mikrowel¬ lenenergie in die Übertragungskammer bewirkt. Zweckmäßiger-

weise werden jedem Wellenleiter innerhalb der Abteilungen symmetrische Anordnungen von Antennenelementen der Übertra¬ gungswand zugeordnet. Innerhalb der einzelnen Abteilungen ist dabei zweckmäßigerweise jeweils ein als Stirnwand wirkender Stempel verschiebbar angeordnet.

Für eine Anregung des Plasmas mit Hochfrequenzenergie (im all¬ gemeinen MHz-Bereich unterhalb der Mikrowellenfrequenz) ist es vorteilhaft, wenn die Antennenelemente abgewinkelt sind und mit einem abgewinkelten Ende im wesentlichen parallel zu dem Innenleiter eines in der benachbarten Kammer ausgebildeten Koaxialleiters verlaufen und mit dem anderen Ende durch die Durchgangswand hindurch in die Behandlungskammer ragen und dort mit Abstand zu einer gemeinsamen, auf dem Potential des Außenleiters liegenden Gegenelektrode angeordnet sind. Zweck¬ mäßigerweise können dabei die durch die Durchgangswand ragen¬ den Antennenelemente parallel zur Gegenelektrode ausgebildete Endstücke aufweisen. Auch hierbei bilden die Antennenelemente zweckmäßigerweise mit Durchgangskammern aus leitendem Material einen Koaxialleiterabschnitt, durch den die Übertragung der Hochfrequenzenergie gut gelingt. Durch Auswahl des Abstands und der Länge des abgewinkelten Endes des Antennenelements zum Koaxialleiter kann die Einkoppelbedingung ausgewählt und die Größe der an der Stelle des jeweiligen Antennenelements über- tragenen Anregungsenergie eingestellt werden.

Die Behandlungskammer ist vorzugsweise als Vakuumkammer ausge¬ bildet, wobei die Anordnung vorzugsweise als Plasma-Behand¬ lungsanordnung verwendet wird. Innerhalb der Behandlungskammer dann dabei ein Behandlungstisch in an sich bekannter Weise höhenverstellbar ausgebildet sein.

Insbesondere für hohe Vakua kann es zweckmäßig sein, daß an der Außenseite des Behandlungsraumes Spulenanordnungen zur Ausbildung eines Magnetfeldes vorgesehen sind, um durch den

Einfluß des Magnetfeldes die Kollisionswahrscheinlichkeit zwi¬ schen Gaspartikeln zu erhöhen und damit die Zündungsfähigkeit

des Plasmas zu verbessern. Dabei kann es zweckmäßig sein, un¬ ter dem Behandlungstisch eine Mehrzahl von Permanentmagneten anzuordnen.

Für bestimmte Anwendungen im Plasma kann es zweckmäßig sein, zwischen dem Behandlungstisch und der Übertragungswand ein negativ geladenes Sieb als Elektronenfalle anzuordnen, durch das zur Plasmabehandlung nur Ionen hindurchtreten.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 - einen Vertikalschnitt durch ein erfindungs- gemäßes Mikrowellengerät

Figur 2 - eine perspektivische Ansicht einer mit Durch¬ gangskammern versehenen Metallplatte mit zen¬ trisch eingesezten Antennenelementen

Figur 3 - eine schematische Ansicht der Unterseite der Metallplatte gemäß Figur 2 ohne Antennenele¬ mente

Figur 4 - eine perspektivische schematische Darstellung des Mikrowellengeräts gemäß Figur 1

Figur 5 - einen Horizontalschnitt durch eine Übertra¬ gungskammer mit mehreren, parallel zueinander angeordneten Wellenleitern

Figur 6 - eine schematische Darstellung einer Übertra¬ gungswand mit kaskadierten Antennenelementen und Durchgangskammern

Figur 6a - eine Variante der Ausführungsform gemäß Figur 6

Figur 7 - eine Anordnung gemäß Figur 1 mit einer Elekto- nenfalle in der Behandlungskammer und Anre¬ gungsspulen für ein Magnetfeld

Figur 8 - eine Anordnung gemäß Figur 1 mit einer Spulen¬ anordnung zur Erzeugung eines Magnetfelds sowie mit einer Anordnung von Permanentmagneten un¬ terhalb des Behandlungstisches

Figur 9 - eine Variante der Ausbildung der Übertragungs¬ wand zu der Ausführungsform gemäß Figuren 1, 7 und 8

Figur 10 - eine weitere Variante der Übertragungswand

Figur 11 - eine noch andere Variante der Übertragungswand

Figur 12 - eine schematische Darstellung eines für Hoch¬ frequenzanregung ausgelegten erfindungsgemäßen Behandlungsgeräts.

Figur 1 zeigt eine Anordnung, in der in einem Hohlleiter 1 mit einem rechteckigen Querschnitt Mikrowellen erzeugt werden. Die Mikrowellen werden durch eine seitliche Öffnung 2 des Hohllei¬ ters 1 mit Hilfe wenigstens eines stabförmigen Wellenleiters 3 ausgekoppelt und in eine Übertragungskammer 4 eingeleitet. Die Ubertragungskammer 4 wird im wesentlichen von metallischen Wänden 5 begrenzt. In eine an einer Längsseite der rechtecki- gen Ubertragungskammer 4 befindliche Ausnehmung ragt eine Be¬ handlungskammer 6, die allseitig mit Ausnahme der zur benach¬ barten Übertragungskammer 4 zeigenden Wand 7 durch metallische Wände 8 begrenzt ist. Die Behandlungskammer 6 ist als Vakuum¬ kammer ausgeführt. Die Übertragungswand 7 besteht aus einer für Mikrowellen durchlässigen Platte 9, einer Vielzahl von senkrecht zu der durchlässigen Platte 9 sich in die Übertra¬ gungskammer 4 erstreckenden Antennenelementen 10 sowie einer

sich über die gesamte Längsseite der Übertragungskammer 4 er¬ streckenden metallischen Platte 11. In der metallischen Platte 11 sind Durchgangskammern 12 ausgebildet, die zur durchlässi¬ gen Platte 9 hin offen sind und somit von dieser begrenzt wer- den. Seitlich werden die quadratischen Durchgangskammern durch gitterförmig ausgebildete dünne Wände 13 der metallischen Platte 11 begrenzt. An der Oberfläche befindet sich eine kreisförmige Durchgangsöffnung 14 etwa in der Dicke der Wände 13, wobei die Durchgangsöffnungen 14 einen Durchmesser D auf- weisen, der zwischen 2 und 5 x so groß ist wie der Durchmesser d der Antennenelemente 10, die zentrisch in der Durchgangsöff¬ nung 14 und in der Durchgangskammer 12 angeordnet sind.

Die Antennenelemente 10 ragen um ein gewisses Maß über die metallische Platte 11 in die Übertragungskammer 4 hinein, wo¬ bei durch die Länge der Antennenelemente die Menge der einge¬ koppelten Mikrowellenenergie beeinflußbar ist.

Vorzugsweise werden die Antennenelemente 10 in unterschied- liehen Längen auf Lager gehalten und werden versuchsweise in unterschiedlichen Längen eingesetzt, um eine optimierte Kon¬ stellation zu erzielen. Durch den Übergang auf ein Antennen¬ element 10 mit einer anderen Länge wird die Resonanzbedingung in der Ubertragungskammer 4 sofort dramatisch verändert. Um hier jeweils Anpassungen vornehmen zu können, ist die Übertra¬ gungskammer 4 auf der dem Hohlleiter 1 gegenüberliegenden Seite mit einem verschiebbaren metallischen Stempel 15 verse¬ hen, mit dem empirisch wieder eine optimale Resonanzbedingung in der Übertragungskammer 4 einstellbar ist.

Figur 2 läßt die metallische Platte 11 mit ihren kreisförmigen Durchgangsöffnungen 14 an der Oberfläche erkennen. In die kreisförmigen Durchgangsöffnungen 14 sind die stabförmigen Antennenelemente 10 zentrisch eingesetzt.

Die Ansicht auf die Unterseite der metallischen Platte 11 ge¬ mäß Figur 3 verdeutlicht, daß die Durchgangskammern 12 einen

quadratischen Querschnitt aufweisen und sich unterhalb der Durchgangsöffnung 14 stufenförmig erweitern. Die Durchgangs- kamraern 12 werden durch die gitterförmig ausgebildeten Wände 13 begrenzt.

Figur 4 läßt die schematische Anordnung von Hohlleiter 1, Ubertragungskammer 4 und Behandlungskammer 6 erkennen, die alle jeweils quaderförmig ausgebildet sind.

Figur 5 zeigt ein modifiziertes Ausfuhrungsbeispiel, bei dem in den Hohlleiter drei Wellenleiter 3 in zueinander und zur Übertragungswand 7 parallelen Anordnungen hineinragen und sich über die Länge der Übertragungskammer 4 erstrecken. Figur 5 läßt erkennen, daß jedem Wellenleiter 3 beidseitig jeweils eine Reihe von kreisförmigen Durchgangsöffnungen 14 mit Anten¬ nenelementen 10 zugeordnet sind, wobei die symmetrische Anord¬ nung zu beiden Seiten des Wellenleiters 3 wesentlich ist. Durch leitende Zwischenwände 16 werden für jeden Wellenleiter 3 Abteilungen gebildet, durch die eine gegenseitige Beeinflus- sung der Antennenelemente 10 durch mehrere Wellenleiter 3 aus¬ geschlossen wird.

Für jede Abteilung 17 ist ein verschiebbarer Stempel 15 als elektrisch wirksame Stirnwand vorgesehen.

Figur 6 verdeutlicht eine kaskadierte Ausbildung der Übertra¬ gungswand 7'. Auf die metallische Platte 11 ist dabei eine weitere metallische Platte 18 gesetzt, die mit ähnlichen Durchgangskammern 19 und kreisförmigen Durchgangsöffnungen 20 versehen sind. In die Durchgangskammer 19 und die Durch¬ gangsöffnung 20 ist zentrisch ein Koppel-Antennenelement 21 eingesetzt, das aus der Durchgangskammer 19 in die Übertra¬ gungskammer 4 hineinragt und naturgemäß mit einem Abstand von der Oberfläche der metallischen Platte 11 endet.

Es ist erkennbar, daß mehrere Antennenelemente 10 in die Durchgangskammer 19 hineinragen, beispielsweise vier Antennen-

elemente 10 in symmetrischer Anordnung zum zentrischen Koppel- Antennenelement 21. Der Vorteil dieser Anordnung besteht dar¬ in, daß eine gleichmäßige Übertragung der Mikrowellenenergie durch die zahlreichen Antennenelemente 10 bewirkt wird, daß jedoch die Justierungsarbeiten nur mit den Koppel-Antennenele¬ menten 21 (insbesondere mit deren Länge) durchgeführt werden müssen, während die Antennenelemente 10 mit gleicher Länge ausgebildet sein können, also nicht mehr justiert werden müs¬ sen (Figur 6a) . Die Justierung der wesentlich geringeren An- zahl der Koppel-Antennenelemente 21 ist aber ausreichend, um homogenen Übertragungen aus der Übertragungskammer 4 Rechnung zu tragen.

Figur 7 zeigt die Anordnung gemäß Figur 1, wobei jedoch um die Behandlungskammer 6 herum eine Spulenanordnung 22 zur Ausbil¬ dung eines Magnetfeldes in der Behandlungskammer 6 vorgesehen ist. Durch das Magnetfeld wird die Zahl der Kollisionen zwischen Gaspartikeln deutlich erhöht, so daß auch bei einem hohen Vakuum eine Plasmazündung erreicht werden kann.

Außerdem ist die Behandlungskammer 6 mit einem siebförmigen Gitter 23 zwischen der Übertragungswand 7 und einem Behand¬ lungstisch 24 versehen. Das Gitter 23 wird negativ vorge¬ spannt, so daß es Elektronen abfängt und nur Ionen durchläßt. Auf diese Weise dient die Anordnung als Ionenquelle zur Be¬ handlung von auf den Behandlungstisch 24 aufgesetzten Produk¬ ten.

Bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform befindet sich unterhalb des Behandlungstisches eine Anordnung aus zahlrei¬ chen Permanentmagneten 25, die abwechselnd gepolt sind. Hier¬ durch wird eine lokale Verdichtung des Plasmas erreicht, die die Zündung des Plasmas begünstigt.

Bei der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform sind die An¬ tennenelemente 10 mit unterschiedlichen Längen ausgebildet und enden alle an der für Mikrowellen durchlässigen Platte 9 der

Übertragungswand 7. Die Antennenelemente ragen mit unter¬ schiedlichen Längen aus den Durchgangsöffnungen 14 heraus. Durch die herausstehende Länge der Antennenelemente läßt sich die Einkopplung der in die Kammer 4 eingeleiteten Mikrowellen- energie in die Antennenelemente 10 regulieren. Im übrigen be¬ finden sich die Antennenelemente 10 in Durchgangskammern 12, die durch die Wände 13 begrenzt sind.

Bei der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform ragen die Antennenelemente 10 in Richtung der Kammer 4 mit unterschied¬ lichen Längen aus den Durchgangsöffnungen 14 heraus, verlaufen jedoch zwischen den Durchgangsöffnungen 14 und der mikrowel¬ lendurchlässigen Platte 9 der Übertragungswand 7 in einem ge¬ meinsamen Zwischenraum 26, der dadurch entsteht, daß die Zwischenwände 13 gemäß den in den Figuren 1, 7, 8 und 9 darge¬ stellten Ausführungsbeispielen entfallen sind.

Figur 11 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel, bei dem die Antennen¬ elemente 10 durch Durchgangsöffnungen 14 und Durchgangskammern 12 hindurchgeführt sind, wobei jedoch zwischen den Durchgangs¬ kammern 12 und der für Mikrowellen durchlässigen Platte 9 der Übertragungswand 7 ein gemeinsamer Zwischenraum 27 ausgebildet ist, in den gemäß diesem Ausfuhrungsbeispiel die Antennenele¬ mente 10 ebenfalls mit unterschiedlichen Längen hineinragen. Auf diese Weise läßt sich nicht nur die in die Antennenele¬ mente aus der Kammer 4 eingekoppelte Mikrowellenenergie, son¬ dern auch die in die Behandlungskammer 6 abgestrahlte Mikro¬ wellenenergie steuern.

Figur 12 zeigt eine schematische Darstellung einer Anregung des Plasmas in der Behandlungskammer 6 durch elektromagne¬ tische Hochfrequenzenergie, deren Frequenz also unterhalb der Mikrowellenfrequenz liegt. Hierzu ist die benachbarte Kammer 4 als eine Art Koaxialleiter mit einem sich über die Länge der Kammer 4 erstreckenden Innenleiter 28 und einem den Innenlei¬ ter 28 mit Abstand umgebenden rechteckigen Gehäuse 29 aus elektrisch leitendem Material ausgebildet.

Antennenelemente 10' stehen ebenfalls senkrecht zu einer Über¬ tragungswand 7' ' zwischen der benachbarten Kammer 4 und der Behandlungskammer 6. Innerhalb der benachbarten Kammer 4 wei¬ sen die Antennenelemente 10' abgewinkelte Enden 30 auf, die im wesentlichen parallel zu dem Innenleiter 28 verlaufen. Die Antennenelemente 10' sind durch Durchgangskammern 12' hin¬ durchgeführt, die durch elektrisch leitende Wände 13' begrenzt sind.

Innerhalb der Durchgangskammern 12' befinden sich Abdichtungs¬ stücke 31 aus dielektrischem Material, die die Hochfrequenz¬ leitung nicht beeinträchtigen. Die Abdichtungsstücke 31 ver¬ laufen im wesentlichen fluchtend mit die Behandlungskammer 6 begrenzenden Wandungen 32 aus elektrisch leitendem Material. Die Antennenelemente 10' sind durch die Abdichtungsstücke 31 hindurchgeführt und ragen mit Enden 33 in die Behandlungskam¬ mer 6 hinein. An den Enden 33 sind Endstücke 34 angeformt, die im wesentlichen parallel zu einer auf Massepotential liegenden gemeinsamen Gegenelektrode 35 verlaufen.

Zur Verminderung der gegenseitigen Beeinflussung der Antennen¬ elemente 10' befinden sich sowohl innerhalb der Kammer 4 als auch innerhalb der Behandlungskammer 6 Abteilungswände 36, die die Enden 30 und 34 der Antennenelemente 10' voneinander ab- schirmen.

In der durch die Wandungen 32 und die Dichtungsstücke 31 gas¬ dicht abgeschlossenen Behandlungskammer 6 wird ein Plasma durch Hochfrequenzanregung erzeugt, wobei eine Vergleichmäßi- gung des Plasmas bzw. ein gewünschtes Energieprofil durch die Art der Einkopplung von Hochfrequenzenergie in die Antennen¬ elemente 10' über die abgebogenen Enden 30 einstellbar ist.