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Patent Searching and Data


Title:
LINEAR MICROWAVE PLASMA SOURCE HAVING SEPARATED PLASMA CHAMBERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/233750
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a linear microwave plasma source. The plasma source contains: - a microwave antenna surrounded by a dielectric tube; - a wall having at least one opening; and - at least one gas inlet. The opening is arranged on the side of the plasma source facing a substrate surface to be treated by means of a plasma treatment. According to the invention, the plasma source has at least one dividing wall, which runs from opposite sides of the wall to the dielectric tube and thus divides the chamber within the plasma source into at least two sub-chambers.

Inventors:
MAI JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/062951
Publication Date:
December 12, 2019
Filing Date:
May 20, 2019
Export Citation:
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Assignee:
MEYER BURGER GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
H01J37/32; C23C16/511; H05H1/46
Foreign References:
US20100078320A12010-04-01
EP3309815A12018-04-18
EP1063678A22000-12-27
DE102012103425A12013-10-24
DE19812558B42010-09-23
EP3309815A12018-04-18
Attorney, Agent or Firm:
KAILUWEIT & UHLEMANN PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle (1 ), wobei die Plasmaquelle (1 ) eine von einem dielektrischen Rohr (13) umgebene Mikrowellenantenne (12), eine Wandung (10) mit mindestens einer Öffnung (11 ) und mindestens einen Gaseinlass (15a-15d, 15aa-15bb) enthält, wobei die Öffnung (11 ) auf der einer mit einer Plasmabehandlung zu behandelnden Substratoberfläche zugewandten Seite der Plasmaquelle (1 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) mindestens eine Teilungswand (2) aufweist, die sich von gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt und den Raum innerhalb der Plasmaquelle damit in mindestens zwei Teilräume (16a, 16b) unterteilt.

2. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der mindestens einen Teilungswand (2) sich von zwei, sich bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne (12) gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) der Plasmaquelle (1 ) jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in eineroder mehreren Ebenen entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) bis an entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) gegenüberliegende Seiten der Wandung (10) erstreckt und damit den Raum der Plasmaquelle (1 ) in zwei, sich entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckende und parallel bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordnete Teilräume (16a, 16b), die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres (13) angrenzen, unterteilt.

3. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem ersten der bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordnete Teilräume (16a, 16b) mindestens eine zweite Teilungswand (2) angeordnet ist, die sich von allen Seiten der Wandung (10) im ersten Teilraum (16a) bis zu der ersten Teilungswand (2) entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne (12) und bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt und damit den ersten Teilraum (16a) der Plasmaquelle (1 ) in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordneten zweite Teilräume (16aa, 16ab) unterteilt.

4. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der mindestens einen Teilungswand (2) sich entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne (12) von der Wandung (10) der Plasmaquelle (1 ) bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt und das dielektrische Rohr (13) radial vollständig umgibt und damit den Raum der Plasmaquelle (1 ) in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne

(12) nebeneinander angeordnete Teilräume (16a, 16b) unterteilt

5. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem ersten der entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne (12) nebeneinander angeordneten Teilräume (16a, 16b) mindestens eine zweite Teilungswand (2) angeordnet ist, die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) der Plasmaquelle (1 ) jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in einer oder mehreren Ebenen entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) bis an die erste Teilungswand (2) und bis an eine der ersten Teilungswand (2) gegenüberliegende Seite der Wandung (10) oder eine dritte Teilungswand (2), die parallel zur ersten Teilungswand (2) verläuft und gleichartig zu dieser ausgebildet ist, erstreckt und damit den ersten Teilraum (16a) der Plasmaquelle (1 ) in zwei, parallel zur Achse der Mikrowellenantenne (12) verlaufende zweite Teilräume (16aa, 16ab) die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres (13) angrenzen, unterteilt.

6. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ebenen, in der sich eine der Teilwände (2) entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt, durch die Achse der Mikrowellenantenne (12) verläuft.

7. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ebenen, in der sich eine der Teilwände (2) entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt, mit einem Abstand größer 0 und kleiner als der Radius des dielektrischen Rohres (13) zu der Achse der Mikrowellenantenne (12) angeordnet ist.

8. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Teilungswände (2) Öffnungen (21 ) aufweist, die einen Gasdurchtritt von einem der durch diese Teilungswand (2) voneinander getrennten Teilräume (16a, 16b) in den angrenzenden Teilraum (16a, 16b) ermöglichen.

9. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) weiterhin mindestens ein elektrisch leitfähiges Zylindersegment (3) aufweist, das sich entlang der Oberfläche des dielektrischen Rohres

(13) zumindest über einen T eil der Ausdehnung des dielektrischen Rohres (13) entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt.

10. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines des mindestens einen elektrisch leitfähigen Zylindersegments (3) an einer der mindestens einen Teilungswand (2) befestigt ist.

1 1. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) mindestens zwei stabförmige Mikrowellenantennen (12a, 12b), die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr (13a, 13b) umgeben sind, aufweist, wobei mindestens eine der Teilungswände (2) zwischen den dielektrischen Rohren (13a, 13b) angeordnet ist und zusammen mit mindestens einer Teilungswand (2), die an die Wandung (10) der Plasmaquelle (1 ) angrenzt, den Raum der Plasmaquelle (1 ) in mindestens zwei Teilräume unterteilt.

12. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) weiterhin mindestens eine T rennwand (4) aufweist, die sich in einer Ebene erstreckt, die zwischen zwei der dielektrischen Rohre (13a, 13b) verläuft und die Ebene der Teilungswand (2), die zwischen den dielektrischen Rohren (13a, 13b) angeordnet ist, schneidet.

13. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) zwei Öffnungen (1 1a, 11 b) auf gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10) und mindestens eine Teilungswand (2), die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10), die die zwei Öffnungen (11a, 1 1 b) miteinander verbinden, bis zum dielektrischen Rohr (13) erstreckt und entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) verläuft, aufweist.

14. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) zwei stabförmige Mikrowellenantennen (12a, 12b), die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr (13a, 13b) umgeben sind, und mindestens zwei Teilungswände (2a, 2b) aufweist, wobei die Mikrowellenantennen (12a, 12b) auf einer Geraden, die die zwei Öffnungen (1 1a, 1 1 b) miteinander verbindet, hintereinander angeordnet sind und wobei sich jeweils eine Teilungswand (2a, 2b) von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung (10), die die zwei Öffnungen (1 1a, 1 1 b) miteinander verbinden, bis an eines der dielektrischen Rohre (13a, 13b)erstreckt und entlang der Achsen der Mikrowellenantennen (12a, 12b) verläuft, derart, dass zwischen den Teilungswänden (2a, 2b) ein von den Öffnungen (11 a, 11 b) abgeteilter Teilraum (16c) der Plasmaquelle (1 ) angeordnet ist.

15. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) weiterhin eine Schutzauskleidung (5) an den an die Öffnung (1 1 ) angrenzenden Seiten der Wandung (10) der Plasmaquelle (1 ) aufweist

16. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) weiterhin eine Gasleitvorrichtung (6) aufweist, die sich von mindestens einer Seite der Wandung (10) der Plasmaquelle (1 ) in den Raum der Plasmaquelle (1 ) hinein und zumindest über einen Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle (1 ) in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne (12) erstreckt und die Weite einer für einen Gasaustausch offenen Verbindungzone (18) zwischen einer an das dielektrische Rohr (13) angrenzenden Plasmaerzeugungszone (19) und der Öffnung (1 1 ) in diesem Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle (1 ) gegenüber einer Plasmaquelle ohne Gasleitvorrichtung verringert.

17. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle (1 ) mindestens eine Teilungswand (2) enthält, die sich in einer Ebene parallel zur Öffnung (1 1 ) der Plasmaquelle (1 ) erstreckt, und zwischen der Ebene der Teilungswand (2) und der Gasleitvorrichtung (6) mindestens ein Gaseinlass (15c) angeordnet ist.

18. Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zwei der Teilräume (16a, 16b) jeweils mindestens ein Gaseinlass (15a-15d, 15aa-15bb) angeordnet ist.

Description:
Lineare Mikrowellen-Plasmaquelle mit getrennten Plasmaräumen

Die Erfindung betrifft eine lineare Mikrowellen-Plasmaquelle mit getrennten Plasmaräumen.

Lineare Mikrowellen-Plasmaquellen bestehen aus einer stabförmigen Mikrowellenantenne, die in einem dielektrischen Rohr angeordnet ist und deshalb auch als Innenleiter einer Koaxialleiteranordnung bezeichnet wird. Der Außenleiter wird dann durch das erzeugte Plasma am dielektrischen Rohr gebildet. Diese Koaxialleiteranordnung ist von einer Wandung umgeben und bildet dadurch die eigentliche Plasmaquelle. Die Wandung der Plasmaquelle weist dabei auf mindestens einer Seite eine Öffnung auf, durch die das Plasma aus der Plasmaquelle austritt und in deren Nähe ein zu behandelndes Substrat außerhalb der Plasmaquelle angeordnet ist. Die Plasmaquelle erstreckt sich entlang der Achse der stabförmigen Mikrowellenantenne mit einer definierten Länge, wobei die Öffnung eine gegenüber der Länge der Plasmaquelle wesentlich kleinere Weite aufweist, so dass von einer linearen Plasmaquelle gesprochen wird. Solche Plasmaquellen sind bspw. in der DE 198 12 558 B4 beschrieben.

Bei den linearen Mikrowellen-Plasmaquellen aus dem Stand der Technik bildet der Raum innerhalb der Plasmaquelle einen zusammenhängenden Raum, in dem sich die vorhandenen Gase oder Gasfragmente, bspw. Plasmateilchen, relativ frei verteilen können.

Darüber hinaus wird die Plasmaerzeugung durch die Umgebungsbedingungen in der Plasmaquelle stark beeinflusst, die sich jedoch bspw. in Endbereichen der linearen Mikrowellen- Plasmaquelle mit Bezug auf deren Ausdehnung entlang der Achse der Mikrowellenantenne von denen in einem zentralen Bereich der Plasmaquelle mit Bezug auf deren Ausdehnung entlang der Achse der Mikrowellenantenne unterscheiden. Damit unterscheiden sich auch die Plasmabehandlungen in diesen Bereichen voneinander, was nachteilig für die Homogenität der Plasmabehandlung sein kann. Ein Ausgleich über die in den jeweiligen Bereich eingebrachte Mikrowellenleistung ist jedoch schwierig zu gestalten.

Plasmabehandlungen, die mit Hilfe des erzeugten Plasmas durchgeführt werden, sind vor allem schichtabscheidende Verfahren wie CVD (Chemical vapour deposition, Chemische Gasphasenabscheidung) oder schichtentfernende Verfahren wie Plasmaätzen. In beiden Fällen wird oftmals ein erstes Gas, welches keinen oder nur einen vernachlässigbaren chemisch aktiven Bestandteil des durchgeführten Verfahrens enthält, nahe der Mikrowellenantenne in die Plasmaquelle eingeleitet, während ein zweites Gas, welchen den chemisch aktiven Bestandteil des durchgeführten Verfahrens enthält, nahe einer Substratoberfläche des zu behandelnden Substrats in die Plasmaquelle eingeleitet wird. Der Raum innerhalb der Plasmaquelle kann in zwei Bereiche unterteilt werden: einen Plasmaerzeugungsbereich, in dem aus den eingesetzten Gasen ein Plasma erzeugt wird und der sich nahe und im Wesentlichen radialsymmetrisch zur Mikrowellenantenne erstreckt, und in eine Plasmabehandlungszone, in der das im Plasmaerzeugungsbereich erzeugte Plasma und die dort gebildeten Gasfragmente das zweite Gas soweit anregt und umwandelt, dass die gewünschte Behandlung der Substratoberfläche erfolgt. Die Plasmabehandlungszone befindet sich im Wesentlichen nahe der Substratoberfläche und kann über den eigentlichen Raum der Plasmaquelle hinausreichen. Beide Bereiche können sich auch teilweise überschneiden, wobei jedoch eine weitgehende räumliche Trennung vorteilhaft ist. Der Überschneidungsbereich bzw. ein Bereich, der den Plasmaerzeugungsbereich und die Plasmabehandlungszone miteinander verbindet, wird als Verbindungszone bezeichnet. Eine solche Plasmabehandlungsvorrichtung ist bspw. in der EP 3 309 815 A1 beschrieben. Bei dem ersten Gas und/oder dem zweiten Gas kann es sich auch um Gasgemische aus verschiedenen Gasen handeln.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Plasmabehandlungsvorrichtungen erfolgt jedoch eine Diffusion von Bestandteilen des zweiten Gases aus der Plasmabehandlungszone in Richtung der Plasmaquelle, was sich nachteilig auf die Standzeit der Plasmaquelle und/oder auf die Qualität der behandelten Substratoberfläche auswirken kann oder zu einer Veränderung der Prozessbedingungen des durchgeführten Verfahrens führt. So kann bspw. bei schichtabscheidenden Verfahren eine Schicht auf dem dielektrischen Rohr und/oder der Wandung der Plasmaquelle aufwachsen, die zum einen die Auskopplung der Mikrowellenleistung in den umgebenden gasgefüllten Raum und damit die Erzeugung des Plasmas und die Prozessbedingungen des durchgeführten Verfahrens beeinflusst und zum zweiten zu einer Partikelbildung und damit einer Verschlechterung der Qualität der auf der Substratoberfläche abgeschiedenen Schicht führen kann. Darüber hinaus ist die Schichtabscheidung auf dem dielektrischen Rohr und/oder der Wandung oftmals asymmetrisch, da aufgrund der Diffusionsrichtung mehr Bestandteile des zweiten Gases die dem Substrat zugewandten Seite des dielektrischen Rohres und der Wandung der Plasmaquelle erreichen als die dem Substrat abgewandte Seite des dielektrischen Rohres und der Wandung. Dies kann zu einer schlecht ausgleichbaren asymmetrischen Veränderung der Plasmaerzeugungsbedingungen in der Plasmaquelle führen. Im Ergebnis ist die Standzeit der Plasmaquelle begrenzt, d.h. die Plasmaquelle muss häufig gereinigt werden. Dies führt zu Produktivitätsverlusten und, da einige Teile der Plasmaquelle zur Reinigung oder für deren Ersatz oftmals aus der Plasmabehandlungsvorrichtung entfernt werden müssen, zu einem erhöhten Aufwand bei der Demontage und Montage der Plasmaquelle, bspw. in Bezug auf die Vakuumdichtheit von Durchführungen von Zuleitungen etc. Ähnliche Auswirkungen haben auch schichtentfernende Bestandteile des zweiten Gases.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lineare Mikrowellenplasmaquelle bereitzustellen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden oder verringert werden können.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine lineare Mikrowellen-Plasmaquelle gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße lineare Mikrowellen-Plasmaquelle, im folgenden kurz Plasmaquelle genannt, enthält eine von einem dielektrischen Rohr umgebene Mikrowellenantenne, eine Wandung mit mindestens einer Öffnung und mindestens einen Gaseinlass. Die Öffnung der Wandung ist auf der Seite der Plasmaquelle angeordnet, die einer mit einer Plasmabehandlung zu behandelnden Substratoberfläche zugewandt ist. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Plasmaquelle weiterhin mindestens eine Teilungswand auf, die sich von gegenüberliegenden Seiten der Wandung bis zum dielektrischen Rohr erstreckt und den Raum innerhalb der Plasmaquelle damit in mindestens zwei Teilräume unterteilt. Da alle Teilräume an das dielektrische Rohr angrenzen, können die verschiedenen Teilräume auch als verschiedene Plasmaräume bezeichnet werden. Dabei erstreckt sich die Teilungswand soweit in Richtung des dielektrischen Rohrs und in den Raum der Plasmaquelle hinein, dass ein Teilchenaustausch zwischen den verschiedenen Teilräumen an einem verbleibenden Spalt zwischen dem dielektrischen Rohr und der mindestens einen Teilungswand vernachlässigbar ist. An die Wandung der Plasmaquelle grenzt die mindestens eine Teilungswand gasdicht an, d.h. auch dort findet kein oder nur ein für den Gesamtprozess vernachlässigbarer Gasaustausch zwischen den Teilräumen statt. Damit können in den Teilräumen der Plasmaquelle unterschiedliche Plasmabedingungen und/oder Gaszusammensetzungen eingestellt werden oder verschiedene Funktionalitäten voneinander getrennt werden. Im Ergebnis können bspw. ein Teilraum, in dem ein Beschichtungsprozess oder ein Schichtentfernungsprozess ausgeführt werden soll, und ein anderer Teilraum, in dem bspw. ein Plasma erzeugt wird oder in dem ein anderer Beschichtungsprozess oder ein anderer Schichtentfernungsprozess ausgeführt werden soll, voneinander getrennt und trotzdem mit einer einzigen linearen Mikrowellenantenne betrieben werden. So ist es möglich, in einem ersten Teilraum einen Bestandteil eines Prozesses, bspw. ein in den Plasmazustand versetztes Gas, zu erzeugen, welches dann in einem anderen, zweiten Teilraum für einen weiteren funktionalen Teil des Prozesses, bspw. die Anregung eines schichtabscheidenden oder schichtentfernenden Gases, genutzt wird, wenn ein definierter Gasdurchlass von dem ersten in den zweiten Teilraum möglich ist. Damit können verschiedene Funktionsräume oder Funktionalitäten eines Prozesses voneinander getrennt werden.

Die Teilungswand besteht vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie bspw. Quarzglas, Aluminiumoxid, Glaskeramik, Kunststoff usw. oder auch aus verschiedenen geeigneten Verbundmaterialien, kann aber auch aus einem elektrisch leitfähigem Material, wie bspw. Edelstahl, Aluminium, Graphit usw. oder leitfähigen Beschichtungen auf verschiedenen Trägermaterialien, bestehen. Auch Kombinationen verschiedener Materialien, bspw. in Form von Schichtaufbauten, Gemischen oder von nebeneinander angeordneten verschiedenen Materialbereichen, sind möglich.

In einer ersten Au sfüh rungsform erstreckt sich eine erste Teilungswand, die vorzugsweise aus zwei Teilen besteht, von zwei, sich bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne gegenüberliegenden Seiten der Wandung der Plasmaquelle jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in einer oder mehreren Ebenen entlang der Achse der Mikrowellenantenne bis an entlang der Achse der Mikrowellenantenne gegenüberliegende Seiten der Wandung. Hierbei soll auch die Öffnung der Wandung als Seite der Wandung verstanden werden. Damit unterteilt die erste Teilungswand den Raum der Plasmaquelle in zwei, sich entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne erstreckende und parallel bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne nebeneinander angeordnete Teilräume, die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres angrenzen, sich jedoch über die gesamte Länge der Mikrowellenantenne entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstrecken. So kann bspw. ein Teilraum der Plasmaquelle, der an die Öffnung der Wandung angrenzt, von einem Teilraum, der nicht an die Öffnung der Wandung angrenzt, getrennt werden, wenn die Teilungswand parallel oder schräg zur Ebene der Öffnung verläuft. Verläuft die Teilungswand senkrecht zur Ebene der Öffnung oder schräg dazu, aber so, dass beide Teilräume an die Öffnung angrenzen, so können zwei bezüglich der Ebene der Öffnung lateral nebeneinander angeordnete und sich über die Länge der Achse der Mikrowellenantenne erstreckende Teilräume geschaffen werden.

In einer besonderen Ausgestaltung der ersten Ausführungsform ist in einem der durch die erste Teilungswand voneinander getrennten ersten Teilräume eine zweite Teilungswand angeordnet, die sich von allen Seiten der Wandung in diesem ersten Teilraum bis zu der ersten Teilungswand entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne und bis zum dielektrischen Rohr erstreckt. Damit unterteilt die zweite Teilungswand den ersten Teilraum der Plasmaquelle in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne nebeneinander angeordnete zweite Teilräume. In einer zweiten Au sfüh rungsform erstreckt sich eine erste Teilungswand entlang einer Ebene quer zur Achse der Mikrowellenantenne von der Wandung der Plasmaquelle bis zum dielektrischen Rohr und umgibt dieses radial vollständig. Damit unterteilt die erste Teilungswand den Raum der Plasmaquelle in zwei, entlang der Richtung der Achse der Mikrowellenantenne nebeneinander angeordnete Teilräume, die jeweils an den gesamten Umfang des dielektrischen Rohres angrenzen, sich jedoch nur über einen Teil der Länge der Mikrowellenantenne entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstrecken.

In einer besonderen Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform ist in einem der durch die erste Teilungswand voneinander getrennten ersten Teilräumen eine zweite Teilungswand angeordnet, die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung der Plasmaquelle jeweils bis zum dielektrischen Rohr und in einer Ebene entlang der Achse der Mikrowellenantenne bis an die erste Teilungswand und bis an eine der ersten Teilungswand gegenüberliegende Seite der Wandung oder eine dritte Teilungswand, die parallel zur ersten Teilungswand verläuft und gleichartig zu dieser ausgebildet ist, erstreckt. Damit unterteilt die zweite Teilungswand den ersten Teilraum der Plasmaquelle in zwei, parallel zur Achse der Mikrowellenantenne verlaufende zweite Teilräume, die jeweils nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohres angrenzen.

Jede der Ausführungsformen und Ausgestaltungen kann weitere Teilungswände aufweisen, die die ersten und ggf. zweiten Teilräume weiter unterteilen.

Weist die Plasmaquelle eine Teilungswand auf, die sich entlang einer Ebene entlang der Achse der Mikrowellenantenne, d.h. nicht quer zu dieser, erstreckt, so verläuft diese Ebene vorzugsweise durch die Achse der Mikrowellenantenne und unterteilt damit den Umfang des dielektrischen Rohres in zwei gleichgroße Teilbereiche.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist eine solche Teilungswand, die sich entlang einer Ebene entlang der Achse der Mikrowellenantenne, d.h. nicht quer zu dieser, erstreckt, mit einem Abstand größer 0 und kleiner als der Radius des dielektrischen Rohres zu der Achse der Mikrowellenantenne angeordnet.

In einer besonderen Ausführungsform weist mindestens eine der Teilungswände Öffnungen auf, die einen Gasdurchtritt von einem der durch diese Teilungswand voneinander getrennten Teilräume in den angrenzenden Teilraum ermöglichen. Dabei sind die Öffnungen in ihrer Form, Größe und Verteilung so ausgestaltet, dass ein definierter Gasaustausch zwischen den angrenzenden Teilräumen erfolgt, der bspw. auch durch entsprechende Druckverhältnisse oder Strömungsverhältnisse in den jeweiligen Teilräumen während des Betriebs der Plasmaquelle unterstützt wird. So können bspw. angeregte Gasteilchen oder Gasfragmente eines ersten Gases, welches in einem ersten Teilraum vorliegt, die Öffnungen passieren, während Teilchen eines zweiten Gases, welches in einem zweiten Teilraum vorliegt, nur unwesentlich durch die Öffnungen hindurchtreten können.

In einer Ausführungsform weist die Plasmaquelle weiterhin mindestens ein elektrisch leitfähiges Zylindersegment auf, das sich entlang der Oberfläche des dielektrischen Rohres zumindest über einen Teil der Ausdehnung des dielektrischen Rohres entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstreckt. „Entlang der Oberfläche“ bedeutet hierbei, dass das Zylindersegment auf der Oberfläche des dielektrischen Rohres anliegt oder in einem so geringen Abstand von der Oberfläche des dielektrischen Rohres angeordnet ist, dass die Ausbildung eines Plasmas im Zwischenraum zwischen dem dielektrischen Rohr und dem Zylindersegment nicht möglich oder vernachlässigbar ist. Dieser Abstand sowie die Dicke des Zylindersegments sind dabei derart ausgestaltet, dass ein Durchtritt einer für die Zündung eines Plasmas notwendigen Mikrowellenleistung verhindert wird. Der Abstand und die Dicke sind von der in die Mikrowellenantenne eingebrachten Leistung und deren Frequenz sowie der Gaszusammensetzung, dem Druck sowie dem Material des elektrisch leitfähigen Zylindersegments, und insbesondere von dessen elektrischer Leitfähigkeit, abhängig. Das Zylindersegment wirkt dabei als koaxialer Außenleiter zur Mikrowellenantenne und verhindert eine Ausbildung eines Plasmas in einem radial auf der Außenseite des Zylindersegments angrenzenden Raumbereich der Plasmaquelle. Über die Bogenlänge des Zyindersegments kann der Mikrowellenleistungsverbrauch in dem jeweiligen Teilraum angepasst werden.

Vorzugsweise ist mindestens ein Zylindersegment an einer der mindestens einen Teilungswand befestigt. Alternativ kann ein Zylindersegment auch an der Wandung der Plasmaquelle oder einer anderen Haltevorrichtung befestigt sein, so dass keine Verbindung zu einer Teilungswand vorliegt. Vorteilhaft können die Zylindersegmente auch aus einem elektrisch leitfähigen Rohr gebildet sein, bei dem örtlich definierte Aussparungen die für Mikrowellen offenen Bereiche zur Plasmaerzeugung definieren. Bevorzugt wird ein solches Rohr an den Enden der linearen Plasmaquelle mit der Wandung der Plasmaquelle verbunden.

In einer besonderen Ausführungsform weist die Plasmaquelle mindestens zwei stabförmige Mikrowellenantennen, die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr umgeben sind, auf. Jede Mikrowellenantenne und das ihr zugeordnete dielektrische Rohr werden im Folgenden als„Plasmaline“ (plasma line) bezeichnet. Weiterhin ist mindestens eine der Teilungswände zwischen den dielektrischen Rohren angeordnet und unterteilt zusammen mit mindestens einer Teilungswand, die an die Wandung der Plasmaquelle angrenzt, den Raum der Plasmaquelle in mindestens zwei Teilräume. Mit anderen Worten: Die erfindungsgemäße Unterteilung des Plasmaraums einer Plasmaquelle in zwei (oder mehr) Teilräume mit Hilfe einer Teilungswand (oder mehrerer Teilungswände) kann auch für Plasmaquellen mit zwei (oder mehr) nebeneinander angeordneten Plasmalines realisiert werden, wobei sich mindestens eine Teilungswand zwischen den dielektrischen Rohren der Plasmalines erstreckt. In diesem Fall ist jeweils ein Teilbereich der Plasmalines einem Teilraum zugeordnet. Bspw. ein erster Teilbereich einer ersten Plasmaline und ein erster Teilbereich einer zweiten Plasmaline einem ersten Teilraum, während ein zweiter Teilbereich der ersten Plasmaline und ein zweiter Teilbereich der zweiten Plasmaline einem zweiten Teilraum zugeordnet sind.

In einer besonderen Ausgestaltung der Ausführungsform der Plasmaquelle mit mehreren Plasmalines weist die Plasmaquelle weiterhin mindestens eine Trennwand auf, die sich in einer Ebene erstreckt, die zwischen zwei der dielektrischen Rohre verläuft und die Ebene der Teilungswand, die zwischen diesen dielektrischen Rohren angeordnet ist, schneidet. Eine solche Trennwand unterteilt mindestens einen Teilraum der Plasmaquelle zwischen den Plasmalines weiter, wobei die Trennwand im Unterschied zur Teilungswand nicht notwendigerweise an eines der dielektrischen Rohre angrenzt.

In einer besonderen Ausführungsform weist die Plasmaquelle zwei Öffnungen auf gegenüberliegenden Seiten der Wandung und mindestens eine Teilungswand, die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten der Wandung, die die zwei Öffnungen miteinander verbinden, bis zum dielektrischen Rohr erstreckt und entlang der Achse der Mikrowellenantenne verläuft, auf. Damit kann der Raum der Plasmaquelle in zwei Teilräume, die jeweils an eine der beiden Öffnungen der Plasmaquelle angrenzen, und in die eine Mikrowellenleistung von der Mikrowellenantenne eingespeist wird, unterteilt werden.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die Plasmaquelle neben den eben beschriebenen zwei Öffnungen der Wandung auch zwei stabförmige Mikrowellenantennen, die sich parallel zueinander erstrecken und die jeweils von einem dielektrischen Rohr umgeben sind, also zwei Plasmalines, auf. Dabei sind die Plasmalines auf einer Geraden, die die beiden Öffnungen miteinander verbindet, hintereinander angeordnet. Darüber hinaus sind mindestens zwei Teilungswände, die sich jeweils von zwei gegenüberliegenden Seiten derWandung, die die zwei Öffnungen miteinander verbinden, bis an eines der dielektrischen Rohre erstrecken und entlang der Achsen der Plasmalines verlaufen, in der Plasmaquelle so angeordnet, dass zwischen den Teilungswänden ein von den Öffnungen abgeteilter Teilraum der Plasmaquelle entsteht. Im Ergebnis ist die Plasmaquelle in drei Teilräume unterteilt, von denen jeweils zwei an eine der Plasmalines angrenzen und von denen wiederum nur ein Teilraum an eine der Öffnungen angrenzt. Somit kann bspw. innerhalb des von den Öffnungen abgeteilten Teilraums ein angeregtes erstes Gas erzeugt werden, welches dann in den an eine der Öffnungen angrenzenden Teilräumen ggf. verschiedene zweite Gase anregt und eine entsprechende Plasmabehandlung einer der jeweiligen Öffnung zugeordneten Substratoberfläche ermöglicht.

In einer besonderen Ausführungsform der Plasmaquelle weist die Plasmaquelle weiterhin eine Schutzauskleidung an den an die Öffnung angrenzenden Seiten der Wandung der Plasmaquelle auf. Diese Schutzauskleidung reduziert eine Beschichtung der Wandung oder einen Angriff von Gasbestandteilen auf die Wandung und kann aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie bspw. Quarzglas, Glaskeramikfolie, Kunststoff oder Verbundmaterialien usw., oder einem elektrisch leitenden Material, wie bspw. Aluminium, Edelstahl oder Graphit, bestehen, wobei unterschiedliche Bereiche der Schutzauskleidung auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. Auch eine Kombination verschiedener Materialien in Form eines Schichtaufbaus oder einer Gewebestruktur oder einer beliebigen anderen Form ist möglich. Dielektrische Bereiche der Schutzauskleidung sind dabei für die in die Mikrowellenantenne eingebrachte Mikrowellenleistung durchlässig, während elektrisch leitfähige Bereiche für die Mikrowellenleistung undurchlässig sind, wie dies bereits mit Bezug auf die Zylindersegmente beschrieben wurde. Die Schutzauskleidung ist vorzugsweise lösbar mit der Wandung der Plasmaquelle verbunden. Dabei liegt die Schutzauskleidung derart an den zu schützenden Oberflächen der Plasmaquelle, d.h. der Wandung, der Teilungswand und/oder dem dielektrischen Rohr sowie ggf. weiteren Bestandteilen der Plasmaquelle, an, dass zwischen der Schutzauskleidung und den zu schützenden Oberflächen keine Plasmaausbildung möglich ist. Die Schutzauskleidung kann dabei aus mehreren Einzelteilen und unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein. In einer besonderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist mindestens eine Teilungswand integraler Bestandteil der Schutzauskleidung. Mit anderen Worten: die Schutzauskleidung ist derart ausgebildet und in der Plasmaquelle angeordnet, dass sie die Funktion der Teilungswand erfüllt und keine separate Teilungswand erforderlich ist.

In einer anderen besonderen Ausführungsform der Plasmaquelle weist die Plasmaquelle weiterhin eine Gasleitvorrichtung auf, die sich von mindestens einer Seite der Wandung der Plasmaquelle in den Raum der Plasmaquelle hinein und zumindest über einen Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne erstreckt und die Weite einer für einen Gasaustausch offenen Verbindungzone zwischen einer an das dielektrische Rohr angrenzenden Plasmaerzeugungszone und der Öffnung der Wandung in diesem Teilbereich der Ausdehnung der Plasmaquelle gegenüber einer Plasmaqielle ohne Gasleitvorrichtung verringert. Die Gasleitvorrichtung verändert das Strömungsverhalten der Gase mindestens in einem Teilraum der Plasmaquelle gegenüber einer Plasmaquelle ohne Gasleitvorrichtung.

Weist die Plasmaquelle eine solche Gasleitvorrichtung auf und enthält mindestens eine Teilungswand, die sich in einer Ebene parallel zur Öffnung der Plasmaquelle erstreckt, so ist vorzugsweise zwischen der Ebene der Teilungswand und der Gasleitvorrichtung mindestens ein Gaseinlass angeordnet.

Vorzugsweise ist in mindestens zwei der Teilräume, die durch die erfindungsgemäße mindestens eine Teilungswand entstanden sind, jeweils mindestens ein Gaseinlass angeordnet. Damit kann jeder der entstandenen Teilräume mit einem verschiedenen Gas versorgt werden. Dabei wird unter„Gas“ auch ein Gasgemisch verstanden, wobei sich bei verschiedenen Gasgemischen die Bestandteile des Gasgemischs und/oder deren Anteile unterscheiden können.

Soweit sich die verschiedenen Ausführungsformen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Plasmaquelle nicht gegenseitig ausschließen, können diese frei miteinander kombiniert werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Dabei sind die Größen der einzelnen Komponenten sowie die Abstände zwischen ihnen nicht maßstabsgerecht abgebildet.

Es zeigen:

Fig. 1A eine erste Ausgestaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt,

Fig. 1 B die Plasmaquelle der Fig. 1 A in einer Sicht entlang der Linie A-A‘,

Fig. 2A eine zweite Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt,

Fig. 2B die Plasmaquelle der Fig. 2A in einer Sicht entlang der Linie B-B‘

Fig. 3A eine erste Ausgestaltung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt,

Fig. 3B die Plasmaquelle der Fig. 3A in einer Sicht entlang der Linie C-C‘,

Fig. 4A eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle im Querschnitt Fig. 4B die Plasmaquelle der Fig. 4A in einer Sicht entlang der Linie D-D‘,

Fig. 5A und 5B weitere beispielhafte Anordnungen von Teilungswänden mit Bezug auf die Mikrowellenantenne,

Fig. 6A und 6B beispielhafte Anordnungen von elektrisch leitfähigen Zylindersegmenten, Fig. 7A eine erste Ausgestaltung einer dritten Ausführungsform der Plasmaquelle mit zwei nebeneinander angeordneten Plasmalines,

Fig. 7B eine zweite Ausgestaltung der dritten Ausführungsform der Plasmaquelle,

Fig. 8A und 8B beispielhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit einer Schutzauskleidung der Wandung,

Fig. 9 eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit einer Gasleitvorrichtung,

Fig. 10 eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle zwei nebeneinanderangeordneten Plasmalines und einer Gasleitvorrichtung,

Fig. 11 Aeine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit zwei Öffnungen,

Fig. 1 1 Beine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Plasmaquelle mit zwei Plasmalines und zwei Öffnungen und

Fig. 12 eine Plasmabehandlungsvorrichtung mit mehreren erfindungsgemäßen Plasmaquellen.

Die Figuren 1A und 1 B zeigen eine erste Ausgestaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 , die eine Wandung 10 mit einer Öffnung 11 aufweist. Die Öffnung 11 liegt einer Substratoberfläche, die mithilfe eines Prozesses bearbeitet wird, der mit einem in der Plasmaquelle 1 erzeugten Plasma ausgeführt wird, gegenüber. Innerhalb der Wandung 10 ist eine lineare Mikrowellenantenne 12 angeordnet, die im dargestellten Querschnitt eine kreisrunde Form hat und sich entlang der y-Achse stabförmig erstreckt. Die Mikrowellenantenne 12 ist von einem dielektrischen Rohr 13 umgeben, welches einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist und sich ebenfalls entlang der y-Achse erstreckt. Auf den Außenseiten der Wandung 10 sind Magnetvorrichtungen 14 angeordnet, die innerhalb der Plasmaquelle 1 ein Magnetfeld erzeugen und entlang der Wandung 10 verschoben werden können. Die Magnetvorrichtungen 14 sind jedoch nicht notwendigerweise Bestandteil der Plasmaquelle, sondern können in anderen Ausführungsformen auch nicht vorhanden sein. An einer oberen Seite der Wandung 10, die der Öffnung 11 gegenüberliegt, ist ein erster Gaseinlass 15a angeordnet, durch den ein erstes Gas in die Plasmaquelle 1 eingeleitet wird. Nahe der Öffnung 11 sind zweite Gaseinlässe 15b angeordnet, durch die mit Hilfe von Gasleitungen ein zweites Gas, das zumindest im angeregten Zustand schichtbildende oder schichtentfernende Bestandteile aufweist, in die Plasmaquelle 1 eingelassen wird. Entlang der y-Achse können auch mehrere erste Gaseinlässe 15a und mehrere zweite Gaseinlässe 15b angeordnet sein.

Aus den eingesetzten Gasen wird in einem Plasmaerzeugungsbereich, der sich im Wesentlichen rund um das dielektrische Rohr 13 erstreckt, im Betriebszustand der Mikrowellenantenne 12 ein Plasma erzeugt. Das in dem Plasmaerzeugungsbereich erzeugte Plasma regt in einer Plasmabehandlungszone nahe der Öffnung 1 1 das zweite Gas soweit an, dass die gewünschte Behandlung der Substratoberfläche erfolgt. Der Plasmaerzeugungsbereich und die Plasmabehandlungszone sind durch eine Verbindungszone miteinander verbunden, in der kaum Plasma neu erzeugt wird und eine gegenüber der Plasmabehandlungszone verringerte Menge des zweiten Gases vorliegt. Die Ausdehnung und räumliche Gestalt des Plasmas bzw. des Plasmaerzeugungsbereichs, der Verbindungszone und der Plasmabehandlungszone wird durch die Anordnung, Polarität und Ausgestaltung der Magnetvorrichtung 14 mit beeinflusst.

Erfindungsgemäß enthält die Plasmaquelle 1 weiterhin eine Teilungswand 2, die im dargestellten Fall zwei Teile 2a und 2b umfasst, die jeweils an bezüglich einer Ebene, die durch die Achse der Mikrowellenantenne 12 verläuft und senkrecht auf einer Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 der Wandung 10 steht, gegenüberliegenden Seiten der Wandung 10 angrenzen und sich von dort in das Innere der Plasmaquelle 1 bis zu dem dielektrischen Rohr 13 und über die Ausdehnung der Plasmaquelle 1 in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. in y-Richtung, erstrecken und dort auch wieder an die Wandung 10 angrenzen. Wie in den Figuren 1A und 1 B zu sehen ist, kann zwischen dem dielektrischen Rohr 13 und den Teilen 2a, 2b der Teilungswand 2 ein Spalt verbleiben, der jedoch so schmal ist, dass ein Gasdurchtritt durch diesen vernachlässigbar ist. In der dargestellten Ausgestaltung der ersten Ausführungsform erstrecken sich die Teile 2a und 2b der Teilungswand 2 jeweils in einer Ebene parallel zur Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 , d.h. in einer x-y-Ebene, und sind gasdicht mit der Wandung 10 verbunden. Die Teilungswand 2 unterteilt damit den Raum der Plasmaquelle 1 , d.h. den Raum innerhalb der Wandung 10 und begrenzt durch die Öffnung 1 1 , in zwei Teilräume 16a und 16b, die voneinander funktional getrennt sind und beide an das dielektrische Rohr 13, jedoch nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13, angrenzen. Dabei nimmt der Teilraum 16a den oberen Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 ein, d.h. den Bereich, der nicht an die Öffnung 1 1 angrenzt, während der Teilraum 16b den unteren, an die Öffnung 1 1 angrenzenden Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 einnimmt. Die beiden Teilräume 16a und 16b sind somit entlang der z-Achse nebeneinander angeordnet. Alternativ zu der dargestellten Ausgestaltung können die Teile 2a und 2b auch in verschiedenen Ebenen, die parallel oder auch schräg zur Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 verlaufen, angeordnet sein, solange die funktionelle Trennung der Teilräume 16a und 16b gegeben ist.

Die Teilungswand 2 weist in der dargestellten Ausgestaltung Öffnungen 21 auf, die einen Durchtritt von Gasen, Gasbestandteilen oder Gasfragmenten aus dem Teilraum 16a in den Teilraum 16b ermöglichen. Diese Öffnungen 21 können eine kreisrunde Form in der Draufsicht haben, wie dies in Fig. 1 B dargestellt ist, oder jede beliebige regelmäßige oder unregelmäßige andere Form, z.B. oval, eckig oder die Form eines Langlochs, aufweisen und erstrecken sich jeweils über die gesamte Dicke der Teilungswand 2, d.h. durchdringen diese vollständig. Die Öffnungen 21 können gleichförmig oder ungleichförmig über die Ausdehnung der Teilungswand 2 hinweg verteilt sein. Die Form und/oder Größe der Öffnungen 21 können sich zwischen verschiedenen Öffnungen 21 unterscheiden und sind, so wie auch die Anzahl der Öffnungen 21 sowie ihre Verteilung über die Ausdehnung der Teilungswand 2 hinweg, in Abhängigkeit von einem gewünschten Gasdurchtritt frei wählbar und können mit Hilfe von dem Fachmann bekannten Simulationen bestimmt werden.

Zwar sind die Teilräume 16a und 16b durch die Öffnungen 21 nicht mehr gasdicht voneinander getrennt, jedoch bewirkt die Teilungswand 2 eine funktionelle Trennung der beiden Teilräume 16a und 16b, die bspw. einen Durchtritt von schichtabscheidenden oder schichtentfernenden Gasbestandteilen aus dem Teilraum 16b in den Teilraum 16a bei entsprechenden Druck- und Strömungsverhältnissen reduziert oder fast vollständig verhindert. Damit kann eine Schichtabscheidung oder eine Schichtentfernung im Teilraum 16a verringert oder vermieden werden, wodurch die Standzeit der Plasmaquelle 1 verlängert, die Plasmaerzeugung sowie die Plasmabehandlung einer Substratoberfläche besser, vor allem unabhängiger voneinander, beeinflusst und die Qualität der Substratbehandlung verbessert werden kann.

Die Teile 2a und 2b der Teilungswand 2 können in einem Bereich der x-y-Ebene auch miteinander verbunden sein und damit ein zusammenhängendes Gebilde bilden.

Ist die Teilungswand 2 aus einem Material gebildet, welches die Ausbreitung eines Magnetfeldes beeinflusst, z.B. aus einem ferromagnetischen Material, so können weitere Magnetvorrichtungen 14 an der Wandung 10, bspw. im Bereich des Teilraums 16b, angeordnet sein, welche die Plasmaausbildung und -Verteilung in den Teilräumen 16a und 16b in einer gewünschten Art und Weise beeinflussen. In Figur 1 B ist neben den bereits erwähnten Bestandteilen der Plasmaquelle 1 weiterhin eine Halterung 17, mit der das dielektrische Rohr 13 in der Wandung 10 befestigt ist, dargestellt. Die Mikrowellenantenne 12 wird dabei normalerweise über nicht dargestellte Zentrierkörper in der Achse des dielektrischen Rohres 13 gehalten. In die Halterung 17 können darüber hinaus eine Vakuumdurchführung für Bestandteile der Mikrowellenantenne 12 oderfür das dielektrische Rohr 13 sowie ggf. elektrische Anschlüsse der Mikrowellenantenne 12 integriert sein. Die Halterung 17 kann auch zur Befestigung der Teilungswand 2 oder von Teilen davon dienen.

Die Plasmaquelle 1 weist in der Ausgestaltung der Fig. 1A einen trapezförmigen Querschnitt auf, bei dem die der Öffnung 11 gegenüberliegende obere Seite der Wandung 10 parallel zur Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 und die seitlichen Teile der Wandung 10 in einem stumpfen Winkel von der oberen Seite in Richtung der Ebene 1 1 1 der Öffnung 11 geradlinig verlaufen. Die äußere Form der Plasmaquelle 1 ist jedoch nicht auf diese Form begrenzt, sondern kann beliebig ausgeführt sein. So kann die Plasmaquelle bspw. im oberen Bereich die Form eines Halbzylinders oder eine andere runde Form oder eine (im Querschnitt) rechteckige Form aufweisen.

Die Figuren 2A und 2B zeigen eine zweite Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Plasmaquelle 1 , bei der sich die Teilungswand 2 mit ihren Teilen 2a und 2b in einer Ebene erstreckt, die durch die Achse der Mikrowellenantenne 12 verläuft und senkrecht auf der Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 der Wandung 10 steht. D.h. die Teilungswand 2 erstreckt sich in einer y-z- Ebene. Die Teilungswand 2 grenzt an die obere Seite der Wandung 10, d.h. die der Öffnung 1 1 gegenüberliegende Seite der Wandung 10, und an die Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 an und erstreckt sich von dort in das Innere der Plasmaquelle 1 bis zu dem dielektrischen Rohr 13 und über die Ausdehnung der Plasmaquelle 1 in Richtung entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. in y-Richtung, und grenzt dort auch wieder an die Wandung 10 an. Die Teilungswand 2 unterteilt damit den Raum der Plasmaquelle 1 wiederum in zwei Teilräume 16a und 16b, die voneinander funktional getrennt sind und beide an das dielektrische Rohr 13, jedoch wiederum nur an einen Teil des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13, angrenzen. Dabei nimmt der Teilraum 16a den in Fig. 2A linken Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 ein, während der Teilraum 16b den in Fig. 2A rechten Bereich des Raumes der Plasmaquelle 1 einnimmt, wobei beide Teilräume 2a und 2b an die Öffnung 1 1 angrenzen. Die beiden Teilräume 16a und 16b sind somit entlang der x-Achse nebeneinander angeordnet. Im Teilraum 16a sind an der oberen Seite der Wandung 10 mindestens ein erster Gaseinlass 15a und nahe der Öffnung 1 1 mindestens ein zweiter Gaseinlass 15c angeordnet, während im Teilraum 16b an der oberen Seite der Wandung 10 mindestens ein erster Gaseinlass 15b und nahe der Öffnung 1 1 mindestens ein zweiter Gaseinlass 15d angeordnet sind. Wie in Fig. 2B für den ersten Gaseinlass 15b zu sehen ist, können auch mehrere erste Gaseinlässe 15a, 15b und/oder mehrere zweite Gaseinlässe 15c, 15d entlang der y-Achse angeordnet sein. Damit können in den beiden Teilräumen 16a und 16b über die ersten Gaseinlässe 15a, 15b und die zweiten Gaseinlässe 15c, 15d unterschiedliche Gase in den jeweiligen Teilraum 16a, 16b der Plasmaquelle 1 eingelassen und unterschiedliche Plasmaprozesse ausgeführt werden. Im dargestellten Fall sind in der Teilungswand 2 keine Öffnungen angeordnet, so dass die beiden Teilräume 16a, 16b, abgesehen von einem Gasaustausch über die Öffnung 11 hinweg, vollständig voneinander getrennt sind. Um einen Gasaustausch über die Öffnung 11 hinweg zu reduzieren, kann der Teil 2b der Teilungswand 2 sich auch weiter als bis zur Ebene 11 1 der Öffnung 11 erstrecken. Alternativ kann der Teil 2b der Teilungswand 2 auch kürzer ausgebildet sein, so dass er oberhalb der Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 endet und die Ebene 1 11 der Öffnung 11 nicht berührt.

Wie in Fig. 2B zu sehen ist, kann der Teil 2b der Teilungswand 2 bspw. mit der Halterung 17 der Plasmaquelle 1 , d.h. nahe der Wandung 10, mit dem Teil 2a der Teilungswand 2 verbunden sein, so dass die Teilungswand 2 aus einem Stück besteht.

Auch hier können die Teile 2a und 2b der Teilungswand 2 wieder in verschiedenen Ebenen verlaufen, solange die funktionelle Trennung der Teilräume 16a und 16b gegeben ist.

In den Figuren 3A und 3B ist eine erste Ausgestaltung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 dargestellt, die eine Teilungswand 2 aufweist, welche sich in einer Ebene erstreckt, die quer zur Achse der Mikrowellenantenne 12 verläuft Dabei grenzt die Teilungswand 2 an die Wandung 10 der Plasmaquelle 1 und die Öffnung 11 an ind erstreckt sich bis zum dielektrischen Rohr 13, welches sie radial vollständig umgibt. Damit erstreckt sich die Teilungswand 2 in einer x-z-Ebene. Zu sehen ist wieder ein kleiner Spalt zwischen dem dielektrischen Rohr 13 und der Teilungswand 2. Da, wie in Fig. 3B zu sehen ist, zwei Teilungswände 2 entlang der Ausdehnung der Plasmaquelle 1 entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. entlang der y-Achse, angeordnet sind, ist der Raum der Plasmaquelle 1 in drei Teilräume 16a, 16b und 16c unterteilt, die jeweils an die Öffnung 1 1 und den gesamten Umfang des dielektrischen Rohres 13 angrenzen und entlang der y-Achse nebeneinander angeordnet sind. In jedem der Teilräume 16a, 16b und 16c sind mindestens ein erster Gaseinlass 15a an der oberen Seite der Wandung 10 und mindestens zwei zweite Gaseinlässe 15b nahe der Öffnung 1 1 angeordnet. Dies ermöglicht bspw. eine unterschiedliche Gaszusammensetzung oder unterschiedliche Prozessführungen in den einzelnen Teilräumen 16a, 16b und 16c, wodurch bspw. Inhomogenitäten in der Plasmabehandlung einer Substratoberfläche ausgeglichen werden können. Im dargestellten Fall sind keine Öffnungen in den Teilungswänden 2 ausgebildet, dies ist jedoch, wie in allen Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Plasmaquelle, in denen es nicht explizit ausgeschlossen und für die Funktionalität der Plasmaquelle notwendig ist, möglich. Die Teilungswände 2 können nach Bedarf auch vor der Öffnung 1 1 enden bzw. auch darüber hinaus reichen.

Figur 4A und 4B zeigen eine weitere Ausführungsform der Plasmaquelle 1 , bei der die erste und die zweite Ausführungsform, d.h. Teilungswände, die sich entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12 erstrecken, und Teilungswände, die sich quer zur Achse der Mikrowellenantenne 12 erstrecken, miteinander kombiniert sind. So weist die Plasmaquelle 1 zwei Teile 2a und 2b einer ersten Teilungswand auf, die sich in einer x-y-Ebene über die gesamte Ausdehnung der Plasmaquelle 1 entlang der Achse der Mikrowellenantenne 12, d.h. in y- Richtung, erstrecken und damit den Raum der Plasmaquelle 1 in zwei erste Teilräume, nämlich einen oberen Teilraum, der an die obere Seite der Wandung 10 angrenzt, und in einen unteren Teilraum, der an die Öffnung 1 1 angrenzt, unterteilen. Dies ist ähnlich zu der in den Fig. 1A und 1 B dargestellten Ausführungsform. Zusätzlich weist die Plasmaquelle 1 zwei zweite Teilungswände 2c auf, die sich jeweils in einer y-z-Ebene erstrecken und die ersten Teilräume weiter entlang der y-Achse unterteilen, ähnlich wie mit Bezug auf die Fig. 3A und 3B beschrieben. Im Ergebnis liegen innerhalb des Raums der Plasmaquelle 1 sechs zweite Teilräume 16aa bis 16bc vor, die jeweils funktionell von den angrenzenden zweiten Teilräumen 16aa bis 16bc getrennt sind. Dabei sind die zweiten Teilräume 16aa bis 16ac im oberen ersten Teilraum des Raums der Plasmaquelle 1 angeordnet, während diezweiten Teilräume 16ba bis 16bc im unteren ersten Teilraum angeordnet sind und jeweils an die Öffnung 1 1 angrenzen. Damit können sowohl die positiven Ergebnisse der ersten Ausführungsform als auch die positiven Ergebnisse der zweiten Ausführungsform gleichzeitig erreicht werden.

Selbstverständlich sind auch andere oder weitere Kombinationen von Teilungswänden innerhalb einer Plasmaquelle 1 möglich.

Die Figuren 5A und 5B zeigen weitere beispielhafte Anordnungen von Teilungswänden 2a bis 2d mit Bezug auf eine Mikrowellenantenne 12 und das dielektrische Rohr 13. So ist bspw. durch die Teilungswände 2a bis 2c der Fig. 5A eine Aufteilung des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13, und damit der in den jeweiligen Teilraum 16a bis 16c abgegebenen Mikrowellenleistung in drei Teilbereiche, die jeweils einem spezifischen Teilraum 16a bis 16c zugeordnet sind, möglich. Dabei erstrecken sich die Teilungswände 2a und 2b in entgegengesetzte Richtungen vom dielektrischen Rohr 13 weg, jedoch in derselben Ebene, während die Teilungswand 2c senkrecht auf der Ebene der Teilungswände 2a und 2b steht. Damit steht in den Teilräumen 16a und 16b jeweils ca. ein Viertel des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 zur Auskopplung von Mikrowellenleistung zur Verfügung, während im Teilraum 16c ca. die Hälfte des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13 zur Verfügung steht. Selbstverständlich können die Teilungswände 2a und 2b auch in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, so dass beliebige Aufteilungen des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 auf die einzelnen Teilräume 16a bis 16c möglich sind. Figur 5B zeigt darüber hinaus, dass die Ebene, in der sich eine Teilungswand erstreckt, nicht unbedingt durch die Achse der Mikrowellenantenne 12 verlaufen muss. So ist bspw. die Ebene, in der sich die Teilungswände 2a und 2b in der Ausgestaltung der Fig. 5B erstrecken, mit einem Abstand H zur Achse der Mikrowellenantenne 12 angeordnet, der größer 0 (Null) und kleiner als der Radius R des dielektrischen Rohres 13 ist. Durch die zusätzliche Teilungswand 2d liegen nunmehr vier Teilräume 16a bis 16d vor, von denen die Teilräume 16a und 16b an jeweils weniger als ein Viertel des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 angrenzen, während die Teilräume 16c und 16d jeweils an mehr als ein Viertel des Umfangs des dielektrischen Rohrs 13 angrenzen. Durch eine geeignete Auswahl der Anzahl und Anordnung der Teilungswände kann der Raum der Plasmaquelle nahezu beliebig in verschiedene funktionelle Teilräume aufgeteilt und die Plasmaerzeugung in den einzelnen Teilräumen beeinflusst werden.

Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Plasmaerzeugung in den einzelnen Teilräumen ist in den Figuren 6A und 6B dargestellt. Dabei sind nahe der Oberfläche des dielektrischen Rohres 13 elektrisch leitfähige Zylindersegmente 3a und 3b angeordnet, die in dem Bereich des Umfangs des dielektrischen Rohres 13, in welchem sie angeordnet sind, eine Plasmaerzeugung verhindern. Dabei können die Zylindersegmente 3a und 3b gleichartig ausgebildet sein, wie in Fig. 6A dargestellt, oder verschiedene Bogenlängen des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 bedecken, wie in Fig. 6B dargestellt. Darüber hinaus können die Zylindersegmente 3a und 3b beliebig über den Umfang des dielektrischen Rohres 13 verteilt sein. Sie können bspw. jeweils an Teilungswänden 2a, 2b befestigt sein, wie dies in Fig. 6A dargestellt ist, oder können an der Wandung 10 oder einer speziellen Halterung befestigt sein, ohne die Teilingswände 2a, 2b zu berühren, wie dies in Fig. 6B dargestellt ist. Die in Fig. 6B dargestellte Ausführung könnte auch durch die Ausbildung der Zylindersegmente 3a, 3b als Teile eines elektrisch leitfähigen Rohres, welches über das dielektrische Rohr 13 aufgezogen ist und Öffnungen aufweist, realisiert werden. Die Öffnungen im Rohr würden dann die nicht von den Zylindersegmenten 3a und 3b bedeckten Bereiche des dielektrischen Rohres 13 darstellen. Das elektrisch leitfähige Rohr wird dabei bevorzugt an seinen Enden mit der Wandung 10 verbunden. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen mit mehr als den hier dargestellten zwei Zylindersegmenten 3a und 3b oder auch mit nur einem Zylindersegment, welches beliebig entlang des Umfangs des dielektrischen Rohres 13 angeordnet ist, möglich. Die Figuren 7A und 7B zeigen jeweils eine Ausgestaltung einer dritten Ausführungsform der Plasmaquelle 1 mit zwei nebeneinander angeordneten Plasmalines. Jede Plasmaline besteht aus einer stabförmigen Mikrowellenantenne und einem, diese umgebenden, dielektrischen Rohr. So bilden die Mikrowellenantenne 12a und das dielektrische Rohr 13a eine erste Plasmaline, während die Mikrowellenantenne 12b und das dielektrische Rohr 13b eine zweite Plasmaline bilden. In der dritten Ausführungsform der Plasmaquelle 1 weist diese weiterhin nur ein Öffnung 1 1 auf, wobei sich die Achsen der Plasmalines parallel zueinander und in Bezug zur Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 nebeneinander erstrecken. Von der Wandung 10 der Plasmaquelle 1 erstrecken sich Teilungswände 2a, 2b bis zu den dielektrischen Rohren 13a, 13b der Plasmalines, wie dies mit Bezug auf Fig. 1A beschrieben ist. Die Plasmaquelle 1 weist nunmehr eine zusätzliche Teilungswand 2c auf, die sich zwischen den dielektrischen Rohren 13a und 13b derPlasmalines erstreckt. Zusammen mit den Teilungswänden 2a und 2b unterteilt die Teilungswand 2c den Raum der Plasmaquelle 1 in einen Teilraum 16a und einen Teilraum 16b, wobei der Teilraum 16a nicht an die Öffnung 1 1 angrenzt, wie dies bereits mit Bezug auf die Fig. 1 A beschrieben wurde. Zusätzlich können weitere Trennwände 4, welche den Raum der Plasmaquelle 1 weiter unterteilen, in der Plasmaquelle 1 angeordnet sein, wie dies in Fig. 7B zu sehen ist. Dabei ist eine solche Trennwand 4 im Gegensatz zu den Teilungswänden 2a bis 2c so angeordnet, dass sie nicht an ein dielektrisches Rohr 13a, 13b einer der Plasmalines angrenzt. Bspw. kann sich die Trennwand 4 in einer Ebene, die zwischen den Plasmalines verläuft und die Teilungswand 2c schneidet, erstrecken. Dabei kann die Trennwand 4 sich in beiden Teilräumen 16a und 16b erstrecken, wie dies in Fig. 7B dargestellt ist, und damit diese Teilräume weiter unterteilen, so dass vier Teilräume 16aa bis 16bb entstehen. Alternativ kann sich die Trennwand 4 auch nur in einem der Teilräume 16a oder 16b erstrecken, so dass nur der entsprechende Teilraum weiter unterteilt wird. Auch die Trennwände 4 erstrecken sich jeweils bis an die Wandung 10 bzw. bis an die Ebene 1 1 1 der Öffnungen 1 1 a und 1 1 b und bis an eine ggf. vorhandene Teilungswand, in diesem Fall die Teilungswand 2c, und grenzen gasdicht an diese an. Alternativ kann die T rennwand 4 nach Bedarf auch vor der Ebene 1 1 1 der Öffnungen 1 1 a und 1 1 b enden bzw. auch darüber hinaus reichen. Optional können die Trennwände ähnlich wie die Teilungswände Öffnungen für einen definierten Gasdurchtritt von einem Teilraum in einen anderen Teilraum aufweisen. Derartige Öffnungen sind in den Fig. 5A bis 7B sowohl für die Teilungswände 2a bis 2d als auch für die Trennwand 4 nicht dargestellt, jedoch möglich.

Selbstverständlich können auch für die in den Fig. 7A und 7B dargestellten Plasmaquellen mit mehreren Plasmalines weitere Teilungswände mit den bereits dargestellten Teilungswänden 2a bis 2c kombiniert oder andere Teilungswände angeordnet werden. So können bspw. auch zwei Teilungswände, die senkrecht zur Ebene 1 1 1 der Öffnung 1 1 verlaufen und sich jeweils entlang der Achse einer der Mikrowellenantennen 12a, 12b erstrecken, vorgesehen werden, wie dies mit Bezug auf die Fig. 2A und 2B erläutert wurde. Damit würde der Raum der Plasmaquelle 1 in drei Teilräume unterteilt, von denen die beiden seitlichen Teilräume nur von einem Teil des Umfangs einer der Plasmalines mit Mikrowellenleistung versorgt wird, während der mittlere Teilraum von Teilen der Umfänge beider Plasmalines mit Mikrowellenleistung versorgt wird.

Die Figuren 8A und 8B zeigen weitere mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 , wobei dieser Ausgestaltungen ähnlich der mit Bezug auf die Fig. 1A und 1 B beschriebenen Ausführungsform ausgebildet sind, jedoch zusätzlich eine Schutzauskleidung 5 der Wandung 10 der Plasmaquelle 1 in dem der Öffnung 1 1 zugewandten Teilraum 16b aufweist. Darüber hinaus sind in den Fig. 8A und 8B andere äußere Formen der Plasmaquelle 1 als die bisher dargestellte Trapezform dargestellt. In Fig. 8A ist zusätzlich gezeigt, dass die Anzahl der Gaseinlässe 15a, die geeignet sind, ein oder mehrere Gase in den Teilraum 16a zuzuführen, sowie deren Anordnung und die Anzahl und Anordnung der Magnetvorrichtungen 14 nicht auf die in den bisherigen Figuren dargestellten Fälle begrenzt, sondern beliebig erweiterbar ist.

Die Schutzauskleidung 5 ist im Bereich des Teilraums 16b entlang der dem Teilraum 16b zugewandten Seiten der Wandung 10 und der Teilungswand 2 sowie in einigen Ausgestaltungen auch zumindest teilweise auf dem an den Teilraum 16b angrenzenden Umfang des dielektrischen Rohres 13 angeordnet. Dabei kann zwischen der Schutzauskleidung 5 und den zu schützenden Oberflächen, also der Wandung 10, der Teilungswand 2 und dem dielektrischen Rohr 13, ein Abstand vorliegen, der jedoch so bemessen ist, dass eine Plasmaerzeugung im dadurch vorliegenden Zwischenraum zwischen der Schutzauskleidung 5 und den zu schützenden Oberflächen verhindert wird. Die Schutzauskleidung 5 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie bspw. Aluminium, Edelstahl, Graphit oder Kohlenstofffasermaterial, oder aus einem dielektrischen Material, wie bspw. Glas, Glaskeramik, Aluminiumoxid oder für Mikrowellen geeignete Kunststoffe, und kann auch aus einer Materialkombination in einem Schichtaufbau, einem Gemisch oder Gewebe oder aus Bereichen mit unterschiedlichen Materialien bestehen. Je nach Material der Schutzauskleidung 5 wird die Einkopplung von Mikrowellenleistung von der Mikrowellenantenne 12 in den Teilraum 16b beeinflusst. So kann in der in Fig. 8A dargestelten Ausgestaltung, bei der die Schutzauskleidung 5 auch den an den Teilraum 16b angrenzenden Umfang des dielektrischen Rohres 13 vollständig bedeckt, eine Einkopplung von Mikrowellenleistung in den Teilraum 16b bei einer elektrisch leitfähigen Schutzauskleidung 5 vollständig oder nahezu vollständig unterbunden werden oder bei einer dielektrischen Schutzauskleidung 5 nahezu unvermindert erfolgen. Die Schutzauskleidung 5 kann auch aus verschiedenen Einzelteilen bestehen, die wiederum aus verschiedenen Materialien bestehen können.

Die in Fig. 8B dargestellte Ausgestaltung stellt eine Kombination einer elektrisch leitfähigen Schutzauskleidung 5 und eines dielektrischen Zylindersegments 52 dar. Dabei bedeckt das dielektrische Zylindersegment 52 den an den Teilraum 16b angrenzenden Umfang des dielektrischen Rohres 13 vollständig, während die Schutzauskleidung 5 nur oberhalb eines Teils des an den Teilraum 16b angrenzenden Umfangs des dielektrischen Rohres 13 angeordnet ist. In diesem Teilbereich wirkt die Schutzauskleidung 5 ähnlich wie ein elektrisch leitfähiges Zylindersegment, welches mit Bezug auf die Fig. 6A und 6B erläutert wurde.

Die Schutzauskleidung 5 weist Durchbrüche für die Gaseinlässe 15b sowie Öffnungen 51 auf, die mit Öffnungen 21 in der Teilungswand 2 korrespondieren und gemeinsam mit diesen einen definierten Durchtritt von Gasen und Gasbestandteilen aus dem Teilraum 16a in den Teilraum 16b erlauben. Die Öffnungen 21 , 51 können auch so dimensioniert werden, dass auch Ladungsträger aus dem Plasmaerzeugungsbereich hindurchtransportiert werden.

Die Schutzauskleidung 5 sowie ggf. das dielektrische Zylindersegment 52 schützt die Wandung 10, die Teilungswand 2 sowie das dielektrische Rohr 13 vor der direkten Wechselwirkung mit Plasmateilchen und verhindert insbesondere die Abscheidung von Materialien auf der Wandung 10, der Teilungswand 2 oder dem dielektrischen Rohr 13 im Bereich des Teilraums 16b. Die Schichtabscheidung erfolgt stattdessen auf der Schutzauskleidung 5 und ggf. auf dem dielektrischen Zylindersegment 52, welche jedoch lösbar mit der Wandung 10, der Teilungswand 2 und ggf. dem dielektrischen Rohr 13 verbunden sind oder nur auf diesen aufliegen. Damit sind die Schutzauskleidung 5 und ggf. das dielektrische Zylindersegment 52 auf einfache Art und Weise aus der Plasmaquelle 1 entfernbar, wenn eine kritische Beschichtungsdicke erreicht ist, und können außerhalb der Plasmaquelle 1 gereinigt und für einen neuen Einsatz in der Plasmaquelle 1 vorbereitet oder durch neue entsprechende Komponenten ersetzt werden.

Ist die Schutzauskleidung 5 mechanisch stabil genug und in einer entsprechenden Art und Weise ausgebildet, kann sie auch allein als Teilungswand im Sinne der Anmeldung wirken, so dass keine physisch selbstständige Teilungswand 2, wie sie in den Fig. 8A und 8B dargestellt ist, notwendig ist.

Figur 9 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 mit einer Gasleitvorrichtung 6, wobei die Teilungswand 2 ähnlich, wie mit Bezug auf die Fig. 1A und 1 B erläutert, ausgeführt ist. Die Gasleitvorrichtung 6 ist im Teilraum 16b angeordnet und erstreckt sich von der Wandung 10 aus in den Teilraum 16b hinein, wobei sie zunächst parallel zu der Teilungswand 2 und dann kreisbogenförmig angepasst an die Kontur des dielektrischen Rohres 13 jeweils mit einem Abstand zur Teilungswand 2 bzw. zum dielektrischen Rohr 13 verläuft Durch ihre Formgebung begrenzt die Gasleitvorrichtung 6 die Ausdehnung der bereits mit Bezug auf die Fig. 1A beschriebenen Verbindungszone 18, welche einen Plasmaerzeugungsbereich 19, der sich im Wesentlich radial um das dielektrische Rohr 13 erstreckt, mit einer Plasmabehandlungszone, die nahe der Öffnung 1 1 ausgebildet ist, verbindet und verändert die Strömungsverhältnisse innerhalb des Teilraums 16b. Damit verringert die Gasleitvorrichtung 6 eine Bewegung von Gasbestandteilen eines zweiten Gases, welches über die Gaseinlässe 15b in den Teilraum 16b eingelassen wird, in Richtung auf das dielektrische Rohr 13 und die Teilungswand 2. Im Ergebnis wird im Falle eines schichtabscheidenden Prozesses eine Beschichtung des dielektrischen Rohres 13 und der Teilungswand 2 reduziert. Um eine gute Steuerung der Strömungsverhältnisse im Teilraum 16b zu ermöglichen sowie im Plasmaerzeugungsbereich 19 Bedingungen einzustellen, die günstig für eine Plasmaerzeugung im Teilraum 16b sind, sind vorzugsweise zusätzliche Gaseinlässe 15c zwischen der Teilungswand 2 und der Gasleitvorrichtung 6 im Teilraum 16b angeordnet, wie dies in Fig. 9 zu sehen ist. Vorzugsweise wird über die zusätzlichen Gaseinlässe 15c das ersteGas, welches über den oder die Gaseinlässe 15a in den Teilraum 16a eingelassen wird, zugeführt, jedoch kann auch ein anderes Gas zugeführt werden.

Die Gasleitvorrichtung 6 kann aus einem elektrisch leitenden oder einem elektrisch isolierenden Material bestehen oder aus einer Kombination aus verschiedenen geeigneten Materialien.

Figur 10 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Plasmaquelle 1 mit zwei nebeneinander angeordneten Plasmalines und einer Gasleitvorrichtung 6, wobei, ähnich wie mit Bezug auf die Fig. 7B erläutert, weiterhin eine Trennwand 4 zwischen den Plasmalines angeordnet und die Teilungswand 2 auch zwischen den Plasmalines ausgebildet ist. Im dargestellten Fall erstreckt sich die Gasleitvorrichtung 6 geradlinig von der Wandung 10 aus in einem spitzen Winkel in Richtung auf die Öffnung 1 1 hin. An der Trennwand 4 sind im dargestellten Fall keine Teile der Gasleitvorrichtung 6 angeordnet. Jedoch ist auch dies möglich, so dass in jedem Teilraum 16ab und 16bb eine zu einer Ebene, die senkrecht auf der Ebene der Öffnung 1 1 steht, symmetrische Anordnung der Gasleitvorrichtung vorhanden wäre.

Um insbesondere bei großen lateralen Ausdehnungen der Öffnung 1 1 in Richtung quer zu den Achsen der Plasmalines auch in einem zentralen Bereich der Öffnung 1 1 eine ausreichende Gaszufuhr des zweiten Gases, welches über die Gaseinlässe 15b, die nahe der Öffnung 1 1 angeordnet sind, eingelassen wird, zu gewährleisten, kann an der Trennwand 4nahe der Öffnung 1 1 mindestens ein zusätzlicher Gaseinlass 15c angeordnet sein, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Selbstverständlich kann über den Gaseinlass 15c auch ein anderes als das zweite Gas zugeführt werden.

Die Figuren 1 1A und 1 1 B zeigen jeweils eine Plasmaquelle 1 mit zwei, auf bezüglich der Achse der Mikrowellenantenne 12 gegenüberliegen Seiten der Plasmaquelle 1 angeordneten Öffnungen 1 1 a und 1 1 b. Diese Plasmaquelle 1 gestattet die gleichzeitige Bearbeitung von zwei Substraten oder Substratverbänden, von denen jeweils ein Substrat oder Substratverband nahe einer der Öffnungen 1 1 a oder 1 1 b angeordnet ist oder dort vorbeibewegt wird. Dabei sind in der Plasmaquelle 1 durch die Teilungswand 2, die sich von den Seiten der Wandung 10, die die Öffnungen 1 1 a und 1 1 b miteinander verbinden, bis zum dielektrischen Rohr 13 erstrecken, wieder zwei, funktionell voneinander getrennte Teilräume 16a und 16b ausgebildet. So können mit Hilfe der einen Plasmaquelle 1 auch unterschiedliche Behandlungen der jeweiligen Substrate oder Substratverbände durchgeführt werden, indem bspw. unterschiedliche Gase über die jeweiligen Gaseinlässe 15aa und 15ab bzw. 15ba und 15bb zugeführt werden. Dabei werden mit Hilfe der nahe der Teilungswand 2 angeordneten Gaseinlässe 15aa und 15ba Gase zugeführt, die für eine Plasmaerzeugung optimal sind und kaum schichtabscheidende oder schichtentfernende Bestandteile aufweisen, während über die nahe der jeweiligen Öffnung 1 1 a bzw. 1 1 b angeordneten Gaseinlässe 15ab bzw. 15bb schichtabscheidende oder schichtentfernende Gase zugeführt werden. Die Teilungswand 2 kann Öffnungen aufweisen oder auch nicht, wie dies in der Fig. 1 1A dargestellt ist. Die Magnetvorrichtungen 14 wirken gleichzeitig in beide Teilräume 16a und 16b hinein.

Die in Figur 1 1 B dargestellte Plasmaquelle 1 weist zwei Plasmalines auf, die, wie bereits erläutert, jeweils eine Mikrowellenantenne 12a bzw. 12b und ein diese umgebendes dielektrisches Rohr 13a bzw. 13b aufweisen. Die Plasmalines sind so angeordnet, dass die Achsen der Mikrowellenantennen 12a und 12b auf einer Gerade, die die beiden Öffnungen 1 1 a und 1 1 b verbindet, liegen. Im Raum der Plasmaquelle 1 erstreckt sich eine erste Teilungswand 2a von der Wandung 10 bis zum dielektrischen Rohr 13a, während sich eine zweite Teilungswand 2b von der Wandung 10 bis zum dielektrischen Rohr 13b erstreckt. Im dargestellten Fall verlaufen die Teilungswände 2a und 2b parallel zueinander, jedoch ist dies nicht unbedingt notwendig. Mit Hilfe der Teilungswände 2a und 2b wird der Raum der Plasmaquelle 1 zwischen den Öffnungen 1 1 a und 1 1 b in drei Teilräume 16a, 16b und 16c unterteilt. Dabei grenzen die Teilräume 16a und 16b jeweils an nur eine der Plasmalines und an nur eine der Öffnungen 1 1 a oder 1 1 b an. Der Teilraum 16c ist zwischen den beiden Plasmalines und den Teilungswänden 2a und 2b angeordnet und von den Öffnungen 1 1 a und 1 1 b vollständig getrennt. Im Teilraum 16a sind Gaseinlässe 15a angeordnet, während im Teilraum 16b Gaseinlässe 15b angeordnet sind. Wie dargestellt, können von diesen wiederum erste Gaseinlässe nahe der jeweiligen Teilungswand 2a bzw. 2b angeordnet sein und der Zuführung eines für eine Plasmaerzeugung optimal geeigneten, jedoch kaum schichtbildenden oder schichtentfernenden Gases dienen, während zweite Gaseinlässe nahe der jeweiligen Öffnung 1 1 a bzw. 1 1 b der Zuführung eines schichtbildenden oder schichtentfernenden Gases dienen. Im Teilraum 16c sind weitere Gaseinlässe 15c angeordnet, welche der Zuführung eines optimal für eine Plasmaerzeugung geeigneten Gases dienen. Damit kann im Teilraum 16c unter optimalen Bedingungen ein Plasma erzeugt werden, dessen angeregte Gasteilchen oder Gasfragmente dann durch die Öffnungen 21 in den Teilungswänden 2a und 2b in den jeweiligen Teilraum 16a bzw. 16b eintreten und dort zur Anregung eines schichtbildenden oder schichtentfernenden Gases genutzt werden. Gleichzeitig ist der Teilraum 16c weitgehend vor Beschichtungsvorgängen geschützt, während in den Teilräumen 16a bzw. 16b für die jeweils gewünschte Behandlung des Substrats oder der Substratverbände optimale Bedingungen eingestellt werden können. Jeder Plasmaline bzw. jedem der Teilräume 16a und 16b kann eine gesonderte Magnetvorrichtung 14a bzw. 14b zugeordnet sein, wie dies in Fig. 1 1 B gezeigt ist. Weiterhin kann in jedem der Teilräume 16a und 16b eine Schutzauskleidung 5 angeordnet sein, wie dies mit Bezug auf die Fig. 8A und 8B beschrieben wurde.

Figur 12 zeigt eine Plasmabehandlungsvorrichtung 100, in der mehrere erfindungsgemäße Plasmaquellen 1 a bis 1 e dargestellt sind. Jede der Plasmaquellen 1 a bis 1 e ist entsprechend der mit Bezug auf die Fig. 1 1A erläuterten Ausgestaltung ausgebildet, kann jedoch auch entsprechend der Ausgestaltung der Fig. 1 1 B ausgebildet sein. Wie bereits mit Bezug auf die Fig. 1 1A und 1 1 B erläutert, können mit derartigen Plasmaquellen 1 a bis 1 e mehrere Substrate oder Substratverbände, die auf unterschiedlichen Ebenen in der Plasmabehandlungsvorrichtung 100 angeordnet sind, bearbeitet werden. So können bspw. die Unterseiten von ersten Substraten 200a, welche durch die Plasmabehandlungsvorrichtung 100 auf einer ersten Ebene hindurchbewegt werden, und gleichzeitig die Oberseiten von zweiten Substraten 200b, welche auf einer zweiten Ebene, die parallel zur ersten Ebene verläuft, durch die Plasmabehandlungsvorrichtung 100 hindurchbewegt werden, mit Hilfe der Plasmaquellen 1 a bis 1 e behandelt werden. Im dargestellten Fall bewegen sich beide Substrate 200a bzw. 200b in die gleiche Richtung entlang der x-Achse durch die Plasmabehandlungsvorrichtung 100, jedoch können sie sich auch in entgegengesetzte Richtung bewegen. Die Plasmabehandlungsvorrichtung 100 weist eine Plasmabehandlungskammer 110 auf, in der die Plasmaquellen 1a bis 1 e angeordnet sind. Durch Öffnungen 120a und 120b können die Substrate 200a bzw. 200b in die Plasmabehandlungskammer 1 10 eingebracht oder ausgebracht werden. Innerhalb der Plasmabehandlungskammer 1 10 werden die Substrate 200a bzw. 200b mit Hilfe einer Bewegungsvorrichtung 130, die bspw. aus mehreren rotierenden Wellen besteht, auf denen die Substrate 200a bzw. 200b aufliegen, transportiert. In der Plasmabehandlungskammer 1 10 können weiterhin Temperiervorrichtungen 140 angeordnet sein, die die Substrate 200a bzw. 200b heizen oder kühlen. Weiterhin ist an der Plasmabehandlungskammer 1 10 eine oder mehrere Gasabpumpöffnungen 150, an denen bspw. eine oder mehrere Vakuumpumpen und Druckregulierungsvorrichtungen, vorhanden sind, mit denen innerhalb der Plasmabehandlungskammer 1 10 eine zumindest hinsichtlich des Drucks definierte Atmosphäre erzeugt werden kann. Jeder der Plasmaquellen 1 a bis 1 e kann eine (oder mehrere) zusätzliche Gasabpumpvorrichtung(en) und/oder Gasseparationsvorrichtungen zugeordnet sein, die die innerhalb der Plasmaquelle 1 a bis 1 e optimalen Bedingungen einstellt. Jede der Plasmaquellen 1 a bis 1e kann bezüglich der zugeführten Gase und Gasflüsse sowie der Plasmabedingungen, die abhängig von Druck, eingebrachter Mikrowellenleistung und Frequenz der Mikrowellenleistung sind, eine von den anderen Plasmaquellen 1 a bis 1 e verschiedene Plasmabehandlung der Substrate 200a bzw. 200b vornehmen, wobei durch die in den Plasmaquellen 1a bis 1e vorhandenen Teilungswände die Substrate 200a und 200b auch in jeder einzelnen der Plasmaquellen 1 a bis 1e verschieden behandelt werden können.

Komponenten der genannten Möglichkeiten zur Ausgestaltung der mindestens einen Teilungswand und weitere Komponenten der Plasmaquelle, wie bspw. Trennwände, Schutzverkleidungen oder Gasleitvorrichtungen, können auch miteinander kombiniert werden, solange sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Darüber hinaus ist die vorgestellte Plasmaquelle mit mindestens einer Teilungswand in verschiedenen Plasmabehandlungsvorrichtungstypen einsetzbar und nicht auf den hier dargestellten Fall einer Durchlaufanlage beschränkt. Angegebene Materialien und Größen sowie die dargestellten Anzahlen und Anordnungen einzelner Komponenten sind nur Beispiele und stellen keine abgeschlossene Aufzählung bzw. nicht alle möglichen Ausgestaltungen dar. Die für konkrete Einsatzfälle optimalen Parameter sind für einen Fachmann mit Hilfe von Simulationen, Berechnungen oder Versuchsanordnungen ohne erfinderisches Zutun erhältlich. Bezugszeichen

1 , 1 a - 1 e Plasmaquelle

10 Wandung der Plasmaquelle

1 1 , 1 1 a, 11 b Öffnung der Wandung

1 1 1 Ebene der Öffnung

12, 12a, 12b Mikrowellenantenne

13, 13a, 13b Dielektrisches Rohr

14, 14a, 14b Magnetvorrichtung

15a - 15d, 15aa 15bb Gaseinlass

16a - 16c Erster Teilraum

16aa - 16bc Zweiter Teilraum

17 Halterung

18 Verbindungzone

19 Plasmaerzeugungszone

2, 2a - 2d Teilungswand bzw. Teile davon

21 Öffnung in Teilungswand

3a, 3b Elektrisch leitfähiges Zylindersegment

4 Trennwand

5 Schutzauskleidung

51 Öffnung in Schutzauskleidung

52 Dielektrisches Zylindersegment

6 Gasleitvorrichtung

100 Plasmabehandlungsvorrichtung

1 10 Plasmabehandlungskammer

120a, 120b Öffnungen zum Ein- und Ausbringen eines Substrats

130 Bewegungsvorrichtung

140 T emperiervorrichtung

150 Gasabpumpöffnung

200a, 200b Substrat

H Abstand zwischen der Ebene einer Teilungswand und der Achse der

Mikrowellenantenne

R Radius des dielektrischen Rohres