DD263648A1 - Verfahren und einrichtung zur erzeugung von mikrowellenplasmen mit grosser ausdehnung und homogenitaet - Google Patents

Abstract

Die Erfindung verfolgt das Ziel, die vorteilhafte Wirkung des nichtthermischen Mikrowellenplasmas hohe chemische und/oder physikalische Stoffumwandlungsraten zu realisieren auf großräumige Bearbeitungszonen mit großer Homogenität zu erweitern. Erfindungsgemäß wird dazu ein Verfahren angegeben, bei dem Mikrowellenenergie aus einem heranführenden Wellenleiter in einen zweiten Wellenleiter derart definiert und variabel auszukoppeln, dass in der Bearbeitungszone ein homogenes Plasma erzeugt wird. Die zugehörige Einrichtung sieht einen ersten Wellenleiter vor, an den ein zweiter über bekannte Mittel angekoppelt ist und dass der Plasmaraum an den zweiten Wellenleiter angekoppelt ist. Fig. 2{Mikrowellen, auskoppeln, variabel, Wellenleiter, Mikrowellenplasma, homogen, Großräumig}

Description

263 *4β

VEB Hochvakuum Dresden P

Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Mikrowellenplasmen mit großer Ausdehnung und Homogenität

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung dient der vorteilhafter Nutzung des nichtthermischen Mikrowellenplasmas, mit seinen hohen chemischen und/oder physikalischen Stoffumwandlungsraten, für Plasmabearbeitungsverfahren v- mit großräumigen Substraten und großer Plasmahorogenitat in der Plasma-Bearbeitungszone. Besonders geeignete Anwendungsgebiete sind die Abscheidung von Schichten, z.B. Plasmapolymorsohlchten, Hartstoffschichten oder Halbleiterschichten, das Plasmaätzen und die physikalische Oberflächonaktivierung· Hervorzuheben ist auch die Eignung der Erfindung zur Erzeugung von Laserplasmen·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nichtthermische Mikrowellenplasmen für die chemische , und/oder physikalische Stoffwandlung weisen gegenüber auf andere Weise erzeugten Entladungsplasmen eine um etwa eine Größenordnung höhere Stoffumsatzrate unter sonst gleichen Bedingungen auf« Sie eignen sich damit besonders für den industriellen Einsatz bei der Bearbeitung von Massenartikeln, vor allem von großflächigen und/oder kontinuierlich zu beschichtenden Gegenständen. Voraussetzung dafür ist das Vorhandensein einfach aufgebauter, ausgedehnter Plasmaquellen. Entsprechend den physikalischen Eigenschaften der Mikrowellen (Ausbreitungsfähigkeit auf räumlich exakt begrenzbaren Wellenleitern) bietet sich hier besonders

263

- 2 - P

die Nutzung langgestreckt er, linienförmige!·, seitwärts zugänglicher und bei Bedarf mehrfach parallel zueinander installierbarer Plasmaqellen mit variabler Länge an· Die Hasmaeigensohaften müssen dabei längs der Quellen möglichst homogen sein* Außerdem sollten in gewissen Grenzen Abweichungen der Linienführung von der Geraden möglioh sein» um auch gekrümmte Objekte bearbeiten zu können.

Die bekannten Lösungen zur Erzeugung von nichtthermisohen Mikrowellenplasmen im Neutralgas-Druckbereich zwischen

1 3 10 und 1(r Pa lassen sich nach der Art der Einkopplung der Mikrowellenenergie in das Plasma klassifizieren· Eine Gruppe von Löeungsvarianten ist durch die Anordnung von dielektrischen Entladungsgefäßen in Resonatoren bzw· die Nutzung von Resonatoren als Entladungsgefäß gekennzeichnet (z.B. Fehsenfeld, F.ö. et al·, Rev. Sei. Instrum. 36 (1965) 294s DE-OS 311 725 2, DE-OS 260 693 7)· Di^ hierbei entstehenden Plasmen sind, bedingt durch den Resonanzeffekt und die deraentspreohenden Modenstrukturen der Resonatoren sehr inhomogen, wenn sie nicht auf kleine Volumen in der Größenordnung von wenigen cm·' bis zu einigen zelm um besohr&nkt werden· Bei großen Volumen tritt unter Umständen Modenkonkurrenz und damit Instationarität der Plasmen auf· Änderungen der Plasmaparameter verschieben die Arbeitspunkte der Resonatoren und bringen Anpassungsprobleme mit sich· Vorteilhaft an auf diese Welse erzeugten Plasmen sind die relativ hohen erreichbaren Elektronendiohten (10 - cm ^J) und die duroh die Resonanzeffekte erleichterte Zündbarkeit der Plasmen. Eine weitere Gruppe von Lösungsvarianten enthält die verschiedenen Möglichkeiten der Anordnung von Entladungsgefäßen in geschlossenen Wellenleitern (z.B* Pehsenfeld F.C. et al·, Rev* Sei* Inatrum· 36 (1965) 294; Gilgenbaoh, R.M·, Am. J· Pays. 52 (1984) 710} Zakrzewski Z., Czech. J. Phys. B34 (1984) 105; Mejia, S.R. et al., Rev. Sei. Instrum. 57 (1986) 493).

- 3 - P 317

Hierbei sind die Plasmen in ihren Abmessungen durch die Wellenleiterabmessungen beschränkt (bei der Industriefrequenz 2,4 GHz sind die üblichen Querschnitte von H-«-Mode-Rechteckhohlleitern ca. 5 x 10 om), entsprechend dem Modenbild der Wellenleiter inhomogen und bei größeren Abmessungen tritt wiederum Modenkonkurrenz auf·

Die elektrische Leitfähigkeit der Plasmen ermöglicht es auch, diese selbst als Wellenleiter zu verwenden· Bei den Surfatron oder Surfaguide genannten Vorrichtungen laufen die Mikrowellen als Oberflächenwellen auf von ihnen selbst erzeugten Plasmasäulen in dielektrischen Rohren mit Durchmessern im cm-Bereioh (z.B. Moisan, M. et al., Rev. Phys. Appl. 17 (1982) 707). Die Vorteile dieser Vorrichtungen sind die im Vergleioh zur Länge der erzeugten Plasmasäule geringen Abmessungen der Kopplungsvorrichtungen, die die Umwandlung der Hohlleitungs- oder Lecherwellen in die Plasmaoberflächenwellen bewirken, die großen Längen (bis zu 2m) und die fast vollständige Umsetzung der Mikrowellenenergie in Plasraaenergie. Nachteilig sind die prinzipbedingte Ortsabhängigkeit der Plasmaparameter längs der Säulen. Damit lassen sich diese Plasmen kaum für technologische Proaesse, bei denen die zu bearbeitenden Substrate längsseits der Plasmen angeordnet werden, nutzen« Eine dem Surfatron ähnliche Kopplungsvorrichtung wird von Kato und Mitarbeitern angegeben (Kato, I# et al·, J· Appl· Phys. 51 (1980), 5312)· Dabei bildet das durch ein Quarzrohr gehalterte Plasma (Durchmesser 0,2 bis 2 cm) den Innenleiter eines Koaxialleitersβ Die beiden letzt genannten Vorrichtungen sind gut geeignet zur Erzeugung reaktiver flowing-afterglow-Plasmen· Als vierte Gruppfe von Lösungsvarianten ist die Anordnung von Entladungsgefäßen im Feld oder Streufeld von Antennen oder offenen Wellenleiterstrukturen US - 3663858 und US - 3814983 oder sonstigen strahlenden Elementen,

263 44β

- 4 - P

z.B. Koppellöchern, Koppelsohlitzen und -stiften in Hohlleitern, zu nennen»

Bei der Vorrichtung nach US - 381 498 3 ist ein langgestrecktes Entladungsgefäß mit dielektrischen Wänden im Feld einer leiterförmigen, offenen, mit einem angepaßten Absorber abgeschlossenen Verzögerungsleitung angeordnet· Eine geringfügige Neigung der * Leitung und des Gefäßes zueinander bewirkt die Kornpensation der längs des Plasmas absinkenden Leistung der fortschreitenden Mikrowellen durch verstärkte Kopplung zwisohen Wellenleiter und Plasma* Die DE-OS 314 798 6 verbesserte diese Anordnung duroh Nutzung zweier nebeneinander liegender, gegenläufig gespeister Verzögerungsleitungen, die leicht um ihre Achsen gedreht sind, so daß sie ein gemeinsames, noch homogeneres Plasma erzeugen* Duron gegeneinander versetzte Anordnung der Sprossen der beiden Leitungen wird der in den Plasmen der Einzelleitungen sich abbildende Einfluß der Leiterstruktur verringert· Mit diesen An-Ordnungen werden die derzeit ausgedehntesten nichtthermischen Mikrowellenplasmen für Stoffwondiungszwecke realisiert·

Nach dem genannten Stand der Technik ist allen Verfahren und Einrichtungen gemeinsam, daß eine großräumige Plasmazone nur bedingt homogenisiert werden kann und daß die einmal konstruktiv festgelegte Plasmaverteilung nioht mehr variiert werden kann* Ein paralleles Anordnen mehrerer Plasmazonen ist nur bedingt möglich, da dia offenen Strukturen sich dann unkontrolliert beeinflussen« Auch ist das Anpassen einer homogenen Plasraazone au nicht ebene Substrate nur schwer möglich*

26$ 6AB

- 5 - P 317

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein hoohreaktives, nichtthermisches und großräumig homogenes Plasma zu erzeugen, mit dem vorteilhaft physikalische und/oder chemische Stoffumwandlungsprossesse realisiert werden können«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, bei denen eine Mikrowellenenergiestrbmung unter Anwendung,von Wellenleitern und Koppelelementen zur Erzeugung eines in der Bearbeitungsaone gleichmäßigen und großräuraigen Plasmas ausgenutzt wird»

Erfindungsgeiiiäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, daß clie Mikrowellenenergie mittels eines ersten Mikrowellenleiters herangeführt und aus diesem mit bekannten Koppelelementen in einen zweiten Wellenleiter, der seinerseits unmittelbar an den Plasmaraum angekoppelt ist, ausgekoppelt wird, wobei der Energieeintrag in dio Plasmazone in der Längsrichtung definiert und variabel eingestellt wird, derart, daß die Dämpfung der Wollenenergie durch das Plasma sowie Inhomogenitäten auf Grund der Auskopplung ausgeglichen werden·

Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, die Energiemenge, die in der Plasmazone eingetragen wird, derart zu variieren, daß innerhalb der konkreten Bearbeitungszone ein wedtgehend homogenes Plasma vorhanden ist· Dieses ißt Voraussetzung für ausgeglichene chemische und/oder physikalische Plasmaprozesse, ζ·Β« einer gleichmäßigen Schichtbildung· Die Substratoberfläche und damit die Bearbeitungszone kann dabei eine

- 6 - P

ebene Fläche sein oder auch andere Oberfläohenformen, wie Biegungen, aufweisen·

Bei größeren Substraten kann verfahrensgemäß eine Vielzahl derartiger variabler Energieeinkopplungen in den Plasmaraum parallel erfolgen· Zur Realisierung dieses Verfahrene wird erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der die Wellenenergie von einer Quelle über einen ersten Wellenleiter herangeführt wird, an diesen parallel ein zweiter Wellenleiter angekoppelt ist, wobei an der Koppelstelle ein oder mehrere variabel einstell· ^{ ' bare Koppelelemente vorhanden sind und der Plasmaraum an den zweiten Wellenleiter angekoppelt ist· Der erste und der zweite Wellenleiter weisen vorteilhafterweise die gleiche Leitungswellenlänge auf, da anderenfalls unerwünschte Wellenüberlagerungen auftreten· Bei Anwendung von Rechteckwellenleitern kann sehr vorteilhaft die Kopplungswand als eine konstruktiv gemeinsame Wandung ausgebildet sein«

Eine vorteilhafte Ankopplung des zweiten Wellenleiters an den Plasmaraum ist die über die Schmalseite des RechtGckwellenleitera· Mit dieser Lösung können die Plasmaeigensohaften in der Querausdehnung günstig beeinflußt werden·

Eine weitere Ausführung kann derart ausgebildet sein, daß der zweite Wellenleiter den ersten umschließt und der Piasinaraum außen angekoppelt ist· Die Wellenleiter können in bekannter Weise als Hohlleiter, als dielektrischer Wellenleiter oder als mit Dielektrikum ausgefüllter Wellenleiter ausgebildet sein· Es ist auch möglich den zweiten Wellenleiter unmittelbar als Mikrowelleneintrittsfenoter in das Plasma einzusetzen· In diesem Fall muß dieser zweite Wellenleiter ein Dielektrikum enthalten«

Die wesentlichsten Vorteile der erfindungsgernäßen Lösungen bestehen in einem räumlich konzentrierten,

- 7 - P

kompakten Aufbau der Quelle und in einer besseren Plasmahomogenität längs und quer zur Quelle«. Weiterhin läßt sich die Länge der Plasmazone während des Betriebes variieren und es lassen sioh gezielt Inhomogenitäten im Plasma erzeugen· Der konzentrierte Aufbau erleichtert die parallele Anordnung mehrerer Quellen zur Erzeugung von Plasmen mit großer Querausdehnung·

Ausführungsbeipiele

Nachfolgend soll die Erfindung an fünf Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig· 1 das Prinzipschaltbild des Verfahrens, Pig· 2 eine Einrichtung mit T-förmiger Reohteckhohl-

1eiter-Anordnung, Fig· 3 eine Einrichtung mit Rechteckhohlleitern, die

mit der Breitseite aneinanderliegen, Fig· 4 eine Einrichtung mit zwei angekoppelten Rechteckhohlleitern ,

Fig· 5 eine Einrichtung, bei der der zweite Wellenleiter gleichzeitig das Mikrowellenfenster ist und Fig· 6 eine koaxiale AusfUhrungsform·

In Fig· 1 ist sohematisch das Prinzipschaltbild des Verfahrens dargestellt·

Längs eines Mikrowellenleiters 1 , der Mikrowellenenergie in einer oder mehreren stabilen Moden (vom Lecher- oder Hohlleitungs- oder Oberflächenwellentyp) von einem Generator 3 zu einem angepaßten Absorber transportiert,wird Mikrowellenenergie mittels geeignet verteilter einstellbarer Koppelelemente in einen zweiten

262 64Q

- 8 - P

parallelen Wellenleiter eingekoppelt, der so aufgebaut ist, daß in ihm mindestens eine ausbreitungsfähige Mode besteht, die duroh das einen Teil seiner Berandung bildende Plasma gedämpft wird· Dieser zweite Wellenleiter ist an seinen beiden Enden duroh angepaßte Absorber 5 und 6 abgeschlossen» Dabei sind der vorzugsweise konstante Abstand der Koppelelemente untereinander und deren Kopplungsgrad so gewählt, daß sioh im gesamten zweiten Wellenleiter duroh überlagerung der Wellenanteile jeweils mehrerer Koppelelemente eine sehr gleichmäßige Energiediohte einstellt« Auf diese Weise wird sowohl der Einfluß der duroh die Auskopplung abnehmenden Bnergieflußdiohte im ersten Wellenleiter als auoh der Einfluß der diskreten Verteilung der Koppelelemente kompensiert und es entsteht ein über die Länge sehr homogenes Plasma· Heben diskreten Koppelelementen können auoh kontinuierlich verteilte Koppelelemente, wie ζ·Β· bei Hohlleitern lange Schlitze mit in Richtung Absorber zunehmender Breite Verwendung finden· Damit geht aber der Vorteil der Variabilität der Anordnung, ihrer Anpaßbarkeit an veränderte Plasmaparameter mittels veränderter Einstellung einer begrenzten Zahl von Koppelelementenverloren bzw· gestaltet sioh komplizierter·

Ausführungsbeispiel I j Die Einrichtung nach Fig· 2 besteht aus zwei H..Q-Mode- |

Reohteckhohlleitern mit gleichen Hohlleiterwellen- i längen, die T-förinig aufeinanderstellen· Das Plasma bildet sich an der einen Schmalseite des koppelnden

Wellenleiters 2 aus, in der sich ein vakuumdichtes i Fenster aus mikrowellendurchlässigem Material 14 be- \

findet· Durch die spezielle Wahl der Breite dieses ;

Fensters lassen sich die Querauedehnung des Plasmas und ,

die elektrische Feldstärke im Plasma beeinflussen· j

- 9 - P 317

Die Kopplung zwischen den B-Feldern der beiden Wellenleiter erfolgt über Koppellöcher θ , in deren Mitte . sich metallische Kopplungshaken 9 befinden« Die Haken sind an duroh die Deokflache des die Mikrowellen heranführenden Wellenleiters 1 geführten dünnen, isolierenden Aufhängungen 10 befestigt, mit deren Hilfe sie zweoks Einstellung der Koppeldämpfung in "'

der Höhe verstellt oder gedreht werden können* Die absoluten Werte der Koppeldämpfung, zwisoheiv denen variiert werden kann, werden duroh die Abmessungen der Koppelhaken (Länge und Durchmesser) und die Durchmesser ( ) der Koppellöcher bestimmt« Duroh die Verwendung von Hohlleitern, die Anbringung von Sohirmhülsen 11 an den Durchführungen der Hakenaufhängungen und die Möglichkeit, die Hohlleiterwände unmittelbar mit den Wänden eines Metallrezipienten zu verbinden, kann eine |P hohe Sicherheit vor gesundheit»gefährdender Mikrowellen« || leckstrahlung erreiolit werden * 2|

Die wesentlichen Besonderheiten dieser Ausführungsform φ sind die in den fensternahen Bereichen sehr hohe Homo- ';,. genität des Plasmas auoli in der Querausdehnung und die $$j zeitunabhängige, eindeutige Polarisation des elektrischen f Feldes im Plasma (entsprechend dem Modenbild der Strom- ^ Verteilung auf den Hohlleiterwänden). ;τ

Ausführungsbeispiel II V₁J

Die Einrichtung nach Pig. 3 besteht aus zwei H^_Q-Mode-Rechteckhohlleitern gleicher Abmessungen, die eine gemeinsame Breitseite besitzen« Die verteilte Kopplung wird durch Koppellöcher realisiert, in deren Mitte sich metallisch leitende Gewindestift befinden« Wie im Ausführungsbeispiel I wird der Kopplungsgrad durch den Durchmesser der Koppellöcher, die Länge und den Durchmesser der Kopplungsstifte und durch deren Eintauchtiefe bestimmt* Die Variation des Kopplungsgrades

W-ψι. ·:<; ι,

- 10 - P

erfolgt über die Änderung dor Eintauchtiefe der in dielektrischen, mikrowellendurohlässigen Scheiben 12 sitzenden Gewindestifte· Auf der zweiten Breitseite des koppelnden Wellenleiters 2 befindet sich wieder ein Mikrowellenfenster 14 zur Einkopplung in das Plasma·

Mit dieser Anc tf^ung können auf einfachste Weise breitere Plasmen erzeugt werden* Dabei ist aber die elektrische Feldstarke und damit das Plasma in der Querausdehnung dem Modenbild der Hohlleiter entsprechend inhomogen. Bei Verwendung von Flachhohlleitern lassen sich besonders günstig gekrümmte ) Plasmen erzeugen.

Ausführungsbeispiel III

Bei der Einrichtung naoh Fig. 4 sind zwei koppelnde ILQ-Mode-Rechteckhohlleiter 2 , die eine gemeinsame Trennwand 13 haben, gleichphasig an die Breitseite des die Mikrowellen heranführenden Hohlleiters 1 angekoppelt. Die Art der Kopplung ist dieselbe wie im Ausführungsbeispiel I. Alle drei Hohlleiter haben die gleichen Abmessungen* Die beiden koppelnden Hohlleiter 2 besitzen ein gemeinsames mikrowellendurchläsaiges Fenster 14 , hinter dem sich zwei Phasen ausbilden, die sich schon in geringem Abstand vom Fenster zu einem gemeinsamen, in der Querrichtung ebenfalls homogenen Plasma überlagern. Diese Ausführungsform ist ein besonders geeigneter Grundbaustein für die Erzeugung von flächenhaften, weitgehend homogenen Plasmen»

Ausführungsbeispiel IV

Bei der Einrichtung nach Fig. 5 ist der die Mikrowellen heranführende Wellenleiter 1 wiederum ein Rechteckhohlleiter, an dessen oiner Breitsaite der mit einem

- 11 - P 317

verlustarmen Dielektrikum (z.B. Teflon oder Quarzglas) gefüllte zweite Hohlleiter 2 ebenfalls mit der Breitseite angekoppelt ist. Das Dielektrikum dient gleichzeitig als vaku'.irtichtes Mikrowellenfenster für den lietallrezipienten, in dem das Plasma hinter einem Längssohlitz in der zweiten Breitseite des zweiten Wellenleiters entsteht. Zur Gewährleistung gleicher Wellenlängen in beiden Hohlleitern ist der zweite Wellenleiter entsprechend dem Wert des relativen Dielektrizitätskonstanten des Dielektrikums in der Breite reduziert* Durch die hier dargestellte Verwendung von Flachhohlleitern, von denen der zweite Hohlleiter in die Wand eines Metallrezipienten 15 eingearbeitet ist, kann diese Ausführungsform äußerst einfach und kompakt aufgebaut werden und gut an gekrümmte Linienführungen des Plasmas (z.B. Reζipienten-Wände) angepaßt werden. Die verteilte Kopplung der Hohlleiter wird ähnlich wie im Ausführungsbeispiel II durch Löcher in der gemeinsamen Trennwand der Hohlleiter realisiert. In der Mitte dieser Löcher befinden sich metallische Gewindestifte 7 , die in Gewindesackläohem im Dielektrikum stehen. Die Variation der Kopplung wird durch Hinein- oder Herausdrehen der Stifte vorgenommen. Dazu befinden sich in der gegenüberliegenden Seite des heranführenden Hohlleiters zylindrische kleine, mikrowellendichte Kanäle zum Durchführen entsprechender Werkzeuge oder auch nur Löcher 16 die während des Betriebes mit metallischen Stopfen verschlossen werden können. Nachteilig an dieser Ausführungsforra ist die etwas verringerte Leistungsbelastbarkeit.

Ausführungsbeispiel V

Diese AusfUhrungsform nach Pig. 6 besteht aus zwei konzentrischen Koaxialleitern, von denen die innere Koaxialleitung der die Mikrowellen heranführende Wellenleiter ist. Die Hohlräume der Wellenleiter sind mit einem Dielektrikum ausgefüllt. Die verteilte Kopplung wird durch

- ' 'ι

- 12 - P 317 '

Löcher 8 im mittleren Leitungsrohr 17 realisiert, in deren Zentrum metallische Gewindestifte 7 in im Dielektrikum befindlichen, vom Außenrohr 18 bis in die Nähe des Innenleiters 19 reichenden Gewindelöchern sitzen· Durch Verstellung der Position dieser Gewindestifte wird der Kopplungsgrad eingestellt. Die |[ dazu notwendigen Löcher im Außenleiter' — können bei fj Bedarf durch einen Gewindebolzen aus dieloktrisohera Material mit metallischem Kopf verschlossen werden· ^i>; Das Plasma entsteht an einem Längssohlitz 20 auf der den 'Koppelstellen gegenüberliegenden Seite des ||

Außenleiters· Durch diese Lage des Plasmas wirft eine

( ) zusätzliche Verschleifung des Einflusses der diskreten % Koppelstellen auf die Plasmalängshomogenität erreicht· Durch die Verwendung der Koaxialtechnik kann diese Aus- ,, führungsform in den Abmessungen besonders klein gehalten werden· Außerdem ist daduroh ein flexibler Aufbau dieser AusfUhrungsform zur Erzeugung beliebig ge* krümmter Plasmen möglich, wobei aber Sann: die geringere elektrische und thermische Belastbarkeit zu beachten ist· Ebenso ist in gewissen Grenzen eine krummlinige Anordnung des Planmas auf dem Außenmantel möglich«

Claims (10)

- 13 - P Patentanspruch

1. Verfahren zur Erzeugung eines Mikrowellenplasma mi'; großer Ausdehnung und Homogenität in dor zu nutzenden Plasmazone, bei dem die Mikrowellenenergie mittels Wellenleiter und Koppelelementen in den Plasimraum geleitet wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Mikrowellenenergie aus einem ersten Wellenleiter, der die Mikrowellenenergie heranführt, mit bekannten Koppelelementen in einen zweiten Wellenleiter derart definiert variabel ausgekoppelt wird, daß der Energie eint.-a/s; von dem zweiten Wellenleiter in den Plasmaraum in der Längsrichtung der Plasmazone ein Plasma mit dem gewünschten Homogenitätsverlauf in der zu nutzenden Plasmazone ausbildet.

2· Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einkopplung von Mikrowellenenergie in den Plasmaraum mehrfach parallel erfolgt, derart, daß sich die mehrfach ausbildenden Plasmazonen im wesentlichen zu einer gemeinsamen flächigen Plasmazone vereinigen·

3· Einrichtung zur Erzeugung eines Mikrowellenplasma mit großer Ausdehnung und Homogenität ir der zu nutzenden Plasmazone, gekennzeichnet dadurch, daß an einen ersten Wellenleiter Π), der die Wellenenergie heranführt, ein zweiter Wellenleiter (2) parallel angekoppelt ist, daß an der Koppelstelle ein oder mehrere variabel einstellbare Koppele!emente (7) und (8) vorhanden sind, und daß der Plaamarauoi an den zweiten Wellenleiter angekoppelt ist.

- 14 - P 317

4. Einrichtung naoh Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der erste und der zweite Wellenleiter die gleiche Leitungswellenlänge aufweist·

5· Einrichtung nach Anspruch 3» gekennzeichnet dadurch, daß der erste und der zweite Wellenleiter Reohteokwellenleiter sind, die eine gemeinsame Wandung aufweisen«

6· Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der erste und der zweite Wellenleiter Rechteckleiter sind und der Plasmaraum an die Schmalseite des zweiten Wellenleiters angekoppelt ist*

7* Einrichtung nach Anspruch 3> gekennzeichnet dadurch, daß der zweite Wellenleiter den ersten umschließt und der Plasmaraum außen angekoppelt ist·

8. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß der zweite Wellenleiter ein dielektrischer Wollenleiter oder ein mit Dielektrikum aufgefüllter Wellenleiter ist·

9· Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß der zweite Wellenleiter gleichzeitig als Mikrowelleneintrittsfenster in das Plasma dient.

10· Einrichtung nach Anspruch 3 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere derartige Einrichtungen parallel angeordnet sind, derart daß eich die einzelnen erzeugten Plasmazonen in der zu nutzenden Zone zu einem weitgehend homogenen Plasma vereinigen·

Hierzu ..^ Seiten Zeichnungen