DE4310941A1

DE4310941A1 - Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungsentladung sowie zu deren Zünden, Vakuumbehandlungsanlage und Kathodenkammer hierfür sowie Verwendung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4310941A1
Application number: DE4310941A
Authority: DE
Inventors: Juergen Ramm; Eugen Beck; Hugo Frei; Albert Zueger; Guenter Dipl Phys Peter
Original assignee: Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2013-04-03
Also published as: FR2691834B1; GB9310269D0; JPH0676773A; KR100299158B1; CH687111A5; DE4310941B4; US5384018A; FR2691834A1; JP3158158B2; DE4345602B4; GB2267387B; KR930024049A; GB2267387A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft

- ein Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungs entladung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
- ein Verfahren zum Zünden und Betreiben einer Nie derspannungsentladung nach dem Oberbegriff von Anspruch 18,
- eine Vakuumbehandlungsanlage mit einer Behand lungskammer nach dem Oberbegriff von Anspruch 19,
- eine Kathodenkammer zur Erzeugung einer Nieder spannungsentladung nach dem Oberbegriff von An spruch 32, sowie
- Verwendungen davon.

Für verschiedene Vakuumbehandlungsprozesse ist es be kannt, Niederspannungs-Bogenentladungen einzusetzen. Beispielsweise aus der CH-PS-456 294 oder der CH-PS- 551 497, weiter auch der CH-PS-645 137 oder aus "Ein Produktionsverfahren zur Herstellung dünner Schichten durch Kathodenzerstäubung im Hochvakuumbe reich", F. Gaydou, Sonderdruck aus Vakuumtechnik, Ru dolf A. Lang Verlag, Wiesbaden, Heft 7/66, S. 161-164, oder aus "Ein Verfahren zur Herstellung dünner Schichten durch Ionenzerstäubung im 10E-4 Torr Bereich", F.P. Gay dou, Balzers Aktiengesellschaft, FL-Balzers, aus Son derdruck aus Mikroelektronik 2, Oldenburg/München- Wien 1967, S. 183-192, ist es bekannt, zur Erzeugung einer Niederspannungs- Bogenentladung in einer Vakuumbehandlungskammer, letzterer über eine Blendenanordnung eine Kathoden kammer anzukoppeln, worin eine thermionische Kathode angeordnet ist. Die Niederspannungs-Bogenentladung wird üblicherweise in der Kathodenkammer mit Hilfe einer separaten Zündelektrode gezündet, welche mit Bezug auf die thermionische Kathode auf positives, anodisches Zündpotential gelegt wird.

Nach dem Zünden der Niederspannungsentladung, in der Kathodenkammer, wird die Entladung primär zwischen der thermionischen Kathode und einer behandlungskam merseitig angeordneten Anode unterhalten. Dabei kann die behandlungskammerseitig vorgesehene Anode durch mindestens Teile der Innenwand der Behandlungskammer gebildet sein, oder es kann eine separate Anodenan ordnung in der Behandlungskammer angeordnet sein, von der Wandung der Behandlungskammer elektrisch iso liert, derart, daß Behandlungskammer und die erwähn te Anodenanordnung elektrisch getrennt potentialbe trieben werden können. Eine solche Anodenanordnung kann z. B. durch einen Substratträger gebildet sein.

In gewissen Anwendungsfällen, wie beispielsweise aus der CH-PS-551 497 bekannt, wird die Blendenanordnung elektrisch potentialschwebend betrieben, in anderen, wie beispielsweise aus der CH-PS-456 294 bekannt, ist sie auf das Potential der Behandlungskammerwand ge legt.

Es hat sich gezeigt, daß sich bei einer derartigen Anordnung Funkenentladungen, bekannt unter dem Aus druck "arcing", insbesondere an Partien der Behand lungskammer-Innenwand ausbilden, und zwar desto aus geprägter, je mehr solche Partien der Entladung aus gesetzt sind und je höher die elektrische Feldstärke an solchen Partien ist.

Derartige Funkenentladungen bewirken eine Belastung der elektrischen Speisegeräte, die für den Unterhalt der Entladung vorgesehen sind, unkontrolliertes Prozeßverhalten, wie Unterbrüche und Verunreinigungen, z. B. durch Gasausbrüche, Abstäuben bzw. Verdampfen von nicht erwünschten Materialien etc. Dadurch kann die Prozeßführung gänzlich verunmöglich werden. Eine Abstäubung der vom arcing betroffenen Wandungspartien führt bei heiklen Behandlungsprozessen, bei welchen eine kontrolliert hoch reine Behandlungsatmosphäre erforderlich ist, zu intolerabler Kontamination.

Dies führte dazu, daß die erwähnten Behandlungspro zesse mit Niederspannungs-Bogenentladung, welche an sich für manche Prozesse höchst vorteilhaft wären, dank der tiefen kinetischen Energie der Ladungsträger in der Niederspannungs-Bogenentladung bei gleichzei tig hoher Ladungsträgerdichte, für manche Behand lungsprozesse, bei denen die erwähnten Kontaminatio nen nicht tolerabel sind, nicht eingesetzt wurden.

Die vorliegende Erfindung setzt sich unter ihrem Hauptaspekt zum Ziel, dieses Problem zu lösen, mit anderen Worten, Verfahren mit einer Niederspannungs- Bogenentladung - also einer Niederspannungs-Hoch- Strom-Entladung - so zu verbessern, daß sie auch für Behandlungsprozesse einsetzbar werden, welche bezüg lich Behandlungsatmosphäre hohe Anforderungen stel len.

Zu diesem Zweck zeichnet sich das Verfahren eingangs genannter Gattung nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aus.

Es wurde dabei erkannt, daß die dem arcing meist ausgesetzten Partien der Behandlungskammer-Innenwand um die Blendenanordnung herum situiert sind. Vorsehen des erfindungsgemäßen Schirmes verhindert das Auf treten der erwähnten Funken in diesem Bereich. Damit ergibt sich nun die Möglichkeit, ein Verfahren der erwähnten Gattung auch für Prozesse einzusetzen, wel che höchsten Anforderungen bezüglich Behandlungsat mosphäre gerecht werden müssen.

Die obgenannten Probleme bezüglich Funkenentladung entstehen bei den bekannten Vorgehen sowohl bei po tentialschwebend betriebenen Partien mit der Blenden anordnung wie auch, und dies in ausgesprochenerem Maße, wenn die genannten Partien potentialgefesselt betrieben werden.

Dank des erfindungsgemäßen Vorgehens wird es aber gemäß Anspruch 2 gar möglich, diese erwähnten Par tien potentialgefesselt zu betreiben, was bezüglich der Flexibilität der elektrischen Beschaltung bzw. Potentiallegung von Kathodenkammer, Behandlungskammer sowie von Partien um die Blendenanordnung herum, höchst vorteilhaft ist.

Insbesondere wird dadurch nach dem Wortlaut von An spruch 3 ermöglicht, die erwähnten Partien mit bzw. um die Blendenanordnung als Zündelektrode für die Niederspannungsentladung zu betreiben. Hierzu werden sie zum Zünden dann während des Betriebes der Nieder spannungsentladung auf unterschiedliche elektrische Potentiale gelegt. Damit wird der Vorteil erwirkt, daß in der Kathodenkammer nicht zusätzlich eine Zündelektrode vorgesehen und elektrisch isoliert durch die Kathodenkammerwand geführt werden muß, sondern, daß ohnehin vorgesehene Elemente, nämlich die erwähnten Partien, gleichzeitig auch als Zünd elektrode eingesetzt werden können.

Eine höchst einfache Verfahrensvariante ergibt sich dabei gemäß Wortlaut von Anspruch 4, indem die er wähnten Partien über ein passives Strombegrenzungs- Schaltelement, wie insbesondere über ein Widerstands element, gegebenenfalls auch über ein Diodenelement, auf ein Festpotential gelegt werden. Ein Teil des Entladungsstromes bewirkt im Entladungsbetrieb daran einen Spannungsabfall, derart, daß die erwähnten Partien während des Betriebes der Niederspannungsent ladung bezüglich ihres Zündpotentials auf negativeres Potential gelegt werden. An dieser Stelle sei er wähnt, daß der Begriff "Potential" im Sinne der Feldtheorie verwendet wird, also bezugslos (Bezug →∞).

Es ist aber auch durchaus möglich, dem Wortlaut von Anspruch 5 folgend, ergänzend zu dem erwähnten passi ven Schaltelement oder an deren Statt, die erwähnten Partien als Zündelektrode über eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf ein Festpotential zu legen.

Insbesondere bei der gezielten Fesselung der erwähn ten Partien auf vorbestimmte elektrische Potentiale ist es weiter vorteilhaft, dies unabhängig davon rea lisieren zu können, wie die Behandlungskammerwandung potentialgelegt bzw. -geführt wird.

Hierzu wird gemäß Wortlaut von Anspruch 6 vorge schlagen, die erwähnten Partien von der Wand der Be handlungskammer elektrisch zu isolieren.

Weiter werden bevorzugterweise die erwähnten Partien durch die Kathodenkammerwand gebildet. Dies eröffnet insbesondere die Möglichkeit, die Blendenanordnung bildenden und die mindestens eine eigentliche Blen denöffnung umschließenden Partien als Zündelektrode zu verwenden.

Bei isolierter Montage der Behandlungskammer von den erwähnten Partien werden letztere bevorzugterweise auf unterschiedlichem elektrischem Potential betrie ben bezüglich der Behandlungskammer-Innenwand. Damit wird ermöglicht, die Hauptentladung, nach deren Zün den, durch die Blendenanordnung in die Behandlungs kammer zu ziehen, auch wenn die erwähnten Partien vorgängig als Zündelektrode beschaltet wurden.

In einer weiteren bevorzugten Ausbildungsvariante gemäß Wortlaut von Anspruch 10 werden Kathodenkammer und Behandlungskammer auf unterschiedlichen Betriebs drucken betrieben, und es wird die Blendenanordnung gleichzeitig als Druckstufe zwischen den erwähnten Kammern ausgebildet. Dadurch wird ermöglicht, insbe sondere kathodenkammerseitig einen höheren Betriebs druck aufzubauen, um eine Gasströmung während des Entladungsbetriebes durch die Blendenanordnung strö men zu lassen, und dies nach Maßgabe der Druckstu fenwirkung der Blendenanordnung.

Um eine möglichst gute druckmäßige Entkopplung von Kathodenkammer und Behandlungskammer zu erzielen, wird weiter, dem Wortlaut von Anspruch 11 folgend, vorgeschlagen, kathodenkammerseitig und/oder behand lungskammerseitig die mindestens eine Öffnung der Blendenanordnung mit einem Rohrstutzen als Strömungs widerstand zu versehen, womit deren Druckstufenwir kung erhöht wird.

Um druckmäßig Kathodenkammer und Behandlungskammer zu entkoppeln wird weiter vorgeschlagen, nach An spruch 12 vorzugehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird, dem Wortlaut von Anspruch 13 folgend, der erfindungsgemäß vorgesehene Schirm bis unmittelbar um die mindestens eine Öffnung der Blendenanordnung ge führt, und es kann dieser Schirm als Rohrstutzen wei tergeführt werden, um mit ihm die erwähnte Druckstufen wirkung zu erhöhen. Vorsehen der erwähnten Rohr stutzen wird insbesondere auch beim differentiellen Pumpen nach Anspruch 12 vorgenommen.

Es hat sich gezeigt, daß bereits ein Umschließen der erwähnten Partien, auch beabstandet von der min destens einen Öffnung der Blendenanordnung, eine ganz wesentliche Verbesserung bezüglich Funkenbildung an der Innenwand der Behandlungskammer ergibt.

Unter dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, der sich, wie sich ohne weiteres ergeben wird, in op timaler Weise mit den Vorkehrungen unter dem ersten Aspekt kombinieren läßt, wird ein Verfahren zum Zün den und Betreiben einer Niederspannungsentladung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, welches sich nach dem Wortlaut des kennzeichnenden Teils von An spruch 18 auszeichnet.

Damit wird grundsätzlich ermöglicht, daß an der Ka thodenkammer keine eigens dafür vorgesehene Zündelek trode eingebaut werden muß, und weiter wird dadurch, daß die nun als Zündelektrode wirkende Partie der Kathodenkammer-Innenwand über ein passives Schaltele ment auf ein Festpotential gelegt wird, auf einfache Art und Weise umgangen, daß die Zündspannung mit Hilfe einer steuerbaren Spannungsquelle an die Zünd elektrode angelegt werden muß, steuerbar, um nach dem Zünden der Entladung die Entladung primär zwi schen der thermionischen Kathode und einer wo auch immer angeordneten Betriebsanode unterhalten zu kön nen.

Eine Vakuumbehandlungsanlage, welche die Aufgabe un ter dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst, zeichnet sich durch den Wortlaut von Anspruch 19 aus, bevorzugte Ausführungsvarianten nach denjeni gen der Ansprüche 20 bis 31.

Unter dem zweiten Aspekt, wie erwähnt, mit dem ersten optimalerweise kombinierbar, wird eine Kathodenkammer nach dem Wortlaut von Anspruch 32 vorgeschlagen.

Wie erwähnt wurde, ergibt sich nun dank des erfindungsgemäßen Vorgehens die Möglichkeit, Verfahren bzw. Vakuumbehandlungsanlagen der genannten Gattungen erfindungsgemäß für speziell heikle Behandlungspro zesse einzusetzen und insbesondere, gemäß Wortlaut von Anspruch 33, zur Behandlung von Werkstücken in der Behandlungskammer mit elektrostatisch und/oder elektrodynamisch aus der Entladung in der Behand lungskammer ausgezogenen, monopolaren Ladungsträgern, wie insbesondere für elektronenstimulierte, chemische Reaktionen auf Werkstücken bei hoher Elektronendichte und kleiner Elektronenenergie bzw., gemäß Wortlaut von Anspruch 34, für Niedertemperatur-Werkstückbe handlungsprozesse in der Behandlungskammer und/oder Schichtwachstumsprozesse auf Werkstücken in der Be handlungskammer, wie für Homo- und Hetero-Epitaxie- Beschichtungsprozesse.

Die Erfindung wird anschließend beispielsweise an hand von Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in Form eines Blockdiagrammes, das Prinzip einer erfindungsgemäßen Vakuumbehandlungsan lage bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsva riante einer erfindungsgemäßen Vakuumbehand lungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Ka thodenkammer, auch zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 schematisch einen Teilausschnitt des Überganges von Kathodenkammer in Behandlungskam mer gemäß Fig. 2 in einer weiteren Ausfüh rungsvariante,

Fig. 4a bis 4e Teilausschnitte des Überganges zwischen Ka thodenkammer und Behandlungskammer gemäß Fig. 2 in weiteren Ausführungsvarianten,

Fig. 5 qualitativ den Verlauf von Potentialen über der Zeitachse t an einer erfindungsgemäßen Kathodenkammer, wie an der Anlage gemäß Fig. 2 eingesetzt, mit zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Zündverfahrens,

Fig. 6 schematisch die Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vakuumbehandlungsanlage mit Magnet feldquellen zur gesteuerten Beeinflussung der Plasmaausbreitung und insbesondere der Elek tronenbahnen in der Behandlungskammer,

Fig. 7 eine Anlage analog derjenigen von Fig. 2 schematisch dargestellt, bei welcher ein Werkstückträger außer Sicht bezüglich der thermionischen Kathode liegt und die Elektro nen der Entladung, magnetfeldgesteuert, gegen den Werkstückträger bzw. die Werkstücke umge lenkt werden,

Fig. 8 über dem Radius eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mittels einer erfindungsgemäßen Behandlungsanlage geätzten Wa fers, die Ätzverteilung in % ohne Magneta blenkung, und

Fig. 9 mit Magnetablenkung,

Fig. 10 schematisch einen Teilausschnitt aus einer Anlage gemäß Fig. 2, bei welcher die Blende nanordnung mit zwei Druckstufen ausgebildet ist und zwischen den Druckstufen differen tiell gepumpt wird.

In Fig. 1 ist in Form eines Funktionsblockdiagrammes die vorliegende Erfindung unter ihrem ersten Aspekt prinzipiell dargestellt.

In einer Kathodenkammer 1 mit einer thermionischen Kathode 3 wird eine Niederspannungs-Bogenentladung mittels einer Zündanode 5 gezündet. Die Niederspan nungs-Bogenentladung wird nach ihrem Zünden durch ei ne Blendenanordnung 7 mit mindestens einer Blenden öffnung 9 in eine Vakuumbehandlungskammer 11 gezogen. Dies erfolgt mit Hilfe einer Hauptanode 13, bezüglich der thermionischen Kathode 3 auf entsprechend positi ves anodisches Potential gelegt.

In der Vakuumbehandlungskammer 11 sind, je nach durchgeführtem Prozeß potentialschwebend oder poten tialgebunden, ein oder mehrere Werkstücke 15 gehal tert. Gaseinlässe sowie elektrische Speisungen und Pumpaggregate zu Kathodenkammer 1 bzw. Behandlungs kammer 11 bzw. zwischen den elektrisch als Elektroden wirkenden kathodenkammerseitigen bzw. behandlungskam merseitigen Aggregaten sind in Fig. 1 nicht eingetra gen.

Die Erfindung besteht darin, Wandungspartien 17, wel che die mindestens eine Blendenöffnung 9 umranden bzw. umgeben und welche gegen die Behandlungskammer 11 freiliegen, mit einem Schirm 20 zu versehen, wel cher einerseits die mindestens eine Öffnung 9 der Blendenanordnung mindestens weitgehend, also, wenn überhaupt, mit nur geringfügigen Unterbrüchen umschließt und welcher bezüglich der Wandungsflächen der Partien 17, welche der Behandlungskammer 11 zuge wandt sind, auf Dunkelraumabstand d gehalten ist. Da bei kann der Schirm 20 mit relativ großem Abstand die erwähnte Öffnung 9 umlaufen, kann aber auch, wie noch ausgeführt werden soll, bis unmittelbar in den Öffnungsbereich gezogen sein.

Durch erfindungsgemäßes Vorsehen des Schirmes 20 wird ein arcing auf den erwähnten Wandungsflächen, weitestgehend verhindert und mithin auf diejenigen Partien der dem Prozeßraum P in der Behandlungskam mer 11 ausgesetzten Flächen, welche dem arcing am meisten ausgesetzt sind.

In Fig. 2 ist schematisch eine erste bevorzugte Aus führungsvariante einer erfindungsgemäßen Anlage dar gestellt. Es sind Einheiten, die denjenigen entspre chen, welche bereits anhand von Fig. 1 erläutert wur den, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Partien 17, welche die Blendenanordnung bzw. de ren mindestens eine Öffnung 9 umranden, sind bei dieser Ausführungsvariante Teil der Kathodenkammer wand. Die Kathodenkammer 1 ist über Isolationsträger 22 an der Wand der Behandlungskammer 11 montiert. Hier umschließt der Schirm 20, sowohl bezüglich der Kathodenkammer 1, wie auch bezüglich der Behandlungs kammer 11, potentialschwebend betrieben, die erwähn ten Partien 17 auf Dunkelraumabstand d bis unmittel bar in den Bereich der vorgesehenen Blendenöffnung 9.

Die thermionische Kathode 3 wird mittels einer Quelle 24 mit dem Heizstrom I_H betrieben und ist über eine Spannungsquelle 26 und generell gesprochen, eine Einheit 28 auf mindestens einen Teil der Kathodenkam merwand geführt, bevorzugterweise auf die Kathoden kammerwand an sich. Die Einheit 28 wirkt als Strombe grenzung und bewirkt, in Funktion des sie durchfließenden Stromes i, einen Spannungsabfall u. Sie kann, wie gestrichelt dargestellt, durch eine stromgesteu erte Spannungsquelle realisiert sein, wird aber be vorzugterweise durch ein passives Schaltelement, da bei insbesondere durch ein Widerstandselement 30, realisiert.

Der negative Pol der Spannungsquelle 26 kann auf ein Bezugspotential, sei dies Masse oder ein weiteres vorgegebenes Potential, gelegt werden oder kann po tentialfrei betrieben werden, wie dies rein schema tisch durch den Möglichkeitsumschalter 32 dargestellt ist. Desgleichen kann, da von der Kathodenkammer 1 elektrisch isoliert, die Behandlungskammer 11, wie mit dem Möglichkeitsumschalter 34 rein schematisch dargestellt, auf Massepotential, auf einem Bezugspo tential oder gegebenenfalls sogar potentialschwebend betrieben werden. Je nach dem im Prozeßraum P durch zuführenden Prozeß wird die Behandlungskammer-Innen wand 36 oder mindestens Partien davon bezüglich der thermionischen Kathode 3 als Anode geschaltet, so daß sich die Entladung hauptsächlich zwischen der genannten Kathode 3 und den genannten Innenwandungs partien ausbildet.

Andernfalls wird, wie gestrichelt dargestellt, eine separate Anode 38 vorgesehen, welche über eine Span nungsquelle 14 mit Bezug auf die thermionische Katho de 3 anodisch, d. h. positiv, beschaltet wird. Dann ist man bezüglich Potentiallegung der Behandlungskam merwand prozeßangepaßt frei. Als Anode kann dabei irgendein Teil in der Kammer 11 wirken, insbesondere auch ein Werkstückträger.

Der Kathodenkammer 1 und/oder der Behandlungskammer 11 wird über Gaszuspeiseleitungen 40 ein Ionisie rungsgas für die Niederspannungsentladung zugeführt und gegebenenfalls wiederum der Kathodenkammer 1 und/ oder der Behandlungskammer 11 ein Reaktivgas, letzte res bevorzugterweise der Behandlungskammer 11, wel ches in bekannter Art und Weise in der Glimmentladung chemisch mit am Prozeß beteiligten Materieteilchen, wie verdampften oder abgeätzten, reagiert, im Rahmen eines reaktiven Ätz- oder Beschichtungsprozesses.

Wie wiederum bei 35 schematisch dargestellt, kann die Gaszuspeiseleitung 40, entkoppelt vom Potential der Kammerwand, auf Massepotential, auf einem anderen Po tential oder potentialfrei betrieben werden, um ge zielt zusätzliche Anregungs- oder Ionisationseffekte zu erzeugen.

Im weiteren wird die Behandlungskammer 11 mittels ei nes Pumpaggregates 42 zur Vakuumlegung betrieben.

Die Blendenanordnung mit der mindestens einen Blen denöffnung 9 wirkt zusätzlich als Druckstufe zwischen dem Druck in der Kathodenkammer 1 und dem Druck in der Behandlungskammer 11. Je nach Ausbildung ihrer Druck-Entkopplungswirkung können die beiden Kammern, im wesentlichen druckunabhängig voneinander betrieben werden. Damit kann z. B. der Partialdruck eines Reak tivgases in der Behandlungskammer 11 wesentlich höher gehalten werden als in der Kathodenkammer 1, worin ein solches Gas z. B. an der Kathode 3 reagieren und deren Standzeit drastisch reduzieren könnte. Umge kehrt kann der Partialdruck von Hintergrundgasen, wie z. B. von Ar in der Behandlungskammer 11 wesentlich tiefer gehalten werden als in der Kathodenkammer 1, wo dieses Gas zur Erzeugung der Entladung notwendig ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Schirm 20 unmit telbar in den Bereich der Blendenöffnung 9 gezogen und bildet mit Teilen der Kathodenkammerwand einen Zwischenraum. Gleichzeitig bildet die Öffnung 9a ei ne weitere Blende. Deshalb kann, wie mit 42a darge stellt, bei dieser Anordnung, durch Abpumpen im er wähnten Zwischenraum, differentielles Pumpen reali siert werden, womit eine weitere Verbesserung der Druckentkopplung realisiert wird.

In Fig. 10 ist ausschnittsweise eine weitere Ausbil dung des Blendenanordnungsbereiches an der Anlage gemäß Fig. 2 dargestellt, wo die Blendenanordnung selbst doppelt ausgebildet ist und im so gebildeten Zwischenraum 10 differentiell gepumpt wird. Auf die gemäß Fig. 10 bevorzugterweise vorgesehenen Rohr stutzen an den Blendenöffnungen 9a bzw. 9b wird im Zusammenhang mit Fig. 4 eingegangen.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante ist die Kathodenkammer in einer für sich erfinderi schen Art und Weise ausgebildet, wie noch erläutert werden wird. Dies ist zur Realisation der Erfindung unter ihrem ersten Aspekt, nämlich Verhinderung des arcings, nicht erforderlich, d. h. ist unabhängig vom Vorsehen des Schirmes 20, wird aber bevorzugterweise damit kombiniert.

Bei dieser erfindungsgemäßen Kathodenkammer 1 ist mindestens ein Teil ihrer Innenwandung als Zündelek troden eingesetzt, und dies bevorzugterweise in der in Fig. 2 dargestellten Art und Weise.

Die Funktion des dadurch realisierten Zündens soll anhand von Fig. 5 erläutert werden.

Darin sind über der Zeitachse t qualitativ eingetra gen:
Φ_B das negative Potential der Quelle 26 gemäß Fig. 2,
Φ_A das Potential einer behandlungskammerseitig vor gesehenen Entladungsanode, sei dies 38 gemäß Fig. 2 oder mindestens von Teilen der Behand lungskammer-Innenwand 36,
Φ_Z das Potential mindestens des Teils der Kathoden kammer-Innenwand, der als Zündelektrode einge setzt wird,
Φ_K das Potential der thermionischen Kathode 3, ent sprechend dem negativen Pol der Quelle 26, das in Fig. 5 als Bezugspotential eingesetzt ist.

Zum Zünden der Niederspannungsentladung wird vorerst die thermionische Kathode 3 zur Elektronenemission mit dem Heizstrom I_H aufgeheizt. Es wird mindestens ein Ionisierungsgas, wie beispielsweise Argon, durch Leitung 40, sei dies über Behandlungskammer 11 oder üblicherweise direkt, in die Kathodenkammer 1 einge lassen.

Am dargestellten Beispiel von Fig. 2 wird die ganze Wand der Kathodenkammer 1 bezüglich der thermioni schen Kathode 3 auf positives Potential gelegt, womit sich zwischen thermionischer Kathode 3 und Wandung der Kathodenkammer 1, vor Zünden der Entladung, die Zündspannung U_Z gemäß Fig. 5 einstellt.

Aufgrund des durch die Abstandsrelation zwischen be sagter Wand und der Kathode resultierenden elektri schen Feldes erfolgt die Zündung der Entladung, wor auf, bezüglich des Elektronenstromes in Gegenrichtung (Stromrichtungskonvention), ein Strom i entsprechend einem Entladungsstromanteil durch die Einheit 28 und insbesondere in deren bevorzugter Ausführungsvariante durch das Widerstandselement 30 fließt.

Das Potential Φ_Z der Wandung der Kathodenkammer 1 sinkt, womit gemäß Fig. 5 während des Entladungsbe triebes zwischen der Wandung der Kathodenkammer 1 und der Kathode 3 sich eine wesentlich reduzierte Span nung U_B einstellt.

Damit wirkt, im Betrieb, die Wandung der Kammer 1 nur noch in vernachlässigbarem Maße als Anode. Die Pri märentladung wird durch die Blendenanordnung mit der Öffnung 9 zwischen Kathode 3 und behandlungskammer seitiger Anode aufrechterhalten.

Um dieses einfache Vorgehen realisieren zu können, muß mindestens der als Zündelektrode verwendete Teil der Kathodenkammerwand dann vom Potential der Behand lungskammerwand getrennt sein, wenn letztere, wie be vorzugt, als behandlungskammerseitige Anode einge setzt wird. Werden dabei in einfacher Art und Weise die gesamte Wand der Kathodenkammer und mithin auch die Partien 17 als Zündelektrode eingesetzt, so blei ben diese Partien 17 nach dem Zünden, wie Fig. 5 zeigt, kathodisch, womit sich dieses einfache Vorge hen insbesondere für heikle Prozesse erst durch das ebenfalls erfindungsgemäße Vorsehen des Schirmes 20 ohne arcing-Gefahr realisieren läßt.

In Fig. 3 ist mit Bezug auf die Erfindung unter ihrem ersten Aspekt dargestellt, daß die Blendenanordnung mit ihrer mindestens einen Öffnung 9 auch durch die Wandung der Behandlungskammer 11 gebildet sein kann.

In den Fig. 4a bis 4e sind weitere, teilweise bevor zugte Ausführungsvarianten des Ausschnittes gemäß Fig. 2 um die Blendenanordnung dargestellt.

Gemäß Fig. 4a ist der Schirm 20 an der Anordnung gemäß Fig. 2 nicht bis unmittelbar an die mindestens eine Öffnung 9 der Blendenanordnung gezogen, sondern umschlingt die Partien 17, von der Öffnung 9 der Blendenanordnung beabstandet. Bereits dadurch wird eine maßgebliche Reduktion des arcings erzielt, und zwar insbesondere dann, wenn, wie bei Einsatz der erfindungsgemäßen Kathodenkammer, letztere bezüglich der Behandlungskammerwand auf unterschiedlichem Po tential betrieben wird, z. B. wenn letzteres als Anode eingesetzt ist.

Wie erwähnt wurde, ist es äußerst vorteilhaft, daß mit der Blendenanordnung eine Druckstufe zwischen Ka thodenkammer und Behandlungskammer realisiert wird. Dieser Effekt kann gemäß den Fig. 4b bis 4d dadurch verstärkt werden, daß an der mindestens einen Blen denöffnung 9 kathodenkammerseitig und behandlungskam merseitig gemäß Fig. 4b je ein Rohrstutzen 44 _K bzw. 44 _B vorgesehen wird bzw. gemäß Fig. 4c nur kathoden kammerseitig der Stutzen 44 _K bzw. gemäß Fig. 4b nur behandlungskammerseitig der Stutzen 44 _B.

Gestrichelt sind in den Fig. 4b bis 4d die erfindungsgemäßen Schirme 20 dargestellt.

Gemäß Fig. 4e wird der Stutzen 44 _B1 durch den Schirm 20 gebildet, ist also potentialfliegend, wozu, wie schematisch dargestellt, gegebenenfalls zusätzliche Isolationsabstützungen 46 vorgesehen werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vakuumbehandlungsanlage wird eine Niederspannungs-Hochstrom-Gasentladung verwendet bzw. erzeugt. Dieses Verfahren eignet sich ausgezeichnet für Anwendungen, worin eine Materialabtragung an ei ner Oberfläche in der Behandlungskammer vorgenommen werden soll. Dabei können entweder Werkstücke ober flächengereinigt werden, oder es kann die Innenwand der Vakuumkammer 11 gemäß Fig. 2 gereinigt werden. Es hat sich dabei gezeigt daß ein reaktiver Abtragprozeß, beispielsweise zum Entfernen von Verunreini gungen, die aus Oxid, Kohlenstoff und auch Kohlenver bindungen bestehen, mit Hilfe von Wasserstoffgas als Reaktivgas außerordentlich gute Resultate ergibt. Deshalb wird in dieser Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der entsprechenden Anlage, an der Anlage gemäß Fig. 2 Wasserstoffgas in die Be handlungskammer 11 eingelassen und in der Niedervolt- Bogenentladung aktiviert. Das dadurch realisierte Ab tragungsverfahren ermöglicht die Reinigung von Ober flächen, auf welche anschließend haftfeste Schichten höchster Reinheit abgeschieden werden können. Dabei ergibt sich eine hohe Abtragrate, was eine hohe Wirt schaftlichkeit des Verfahrens bedeutet.

Aufgrund der hohen Ströme der Niederspannungsentla dung tritt, je nach ihrer Bündelung, ein Elektronen strahl auf die Rezipientenwand, der lokale Erwärmun gen bis beispielsweise 400°C ergeben kann, was in ge wissen Fällen unzulässig ist. Trifft der Elektronen strahl nicht, wie beim Reinigen der Rezipienteninnen wandung auf letztere, sondern zum Reinigen einer Sub stratoberfläche auf letzteren auf, so sind selbstver ständlich die erwähnten Temperaturbelastungen in vie len Fällen ebenfalls unzulässig. Substrattemperatu ren, welche unter anderem von der Prozeßzeit abhän gen, dürfen vielfach nicht größer als 110°C betra gen, was oft nach wenigen Minuten bereits erreicht ist. Im weiteren wird der Elektronenstrahl von Rest- Magnetfeldern der Anlage und Umgebung sowie vom Erd magnetfeld abgelenkt. Damit ergeben sich Elektronen flugbahnen und damit ein Strahlauftreffbereich, der von der lokalen Anlagenorientierung im Raum abhängt.

Im weiteren ergibt sich bei der Oberflächenbehandlung von Substraten oft und insbesondere bei relativ ge bündeltem Plasma der Niederspannungs-Bogenentladung eine inhomogene Bearbeitungswirkung, wie z. B. eine inhomogene Abtragrate, in dem Sinne, daß im einen Flächenbereich des Werkstückes bzw. Substrates mehr als in einem anderen abgetragen wird und dies relativ unkontrolliert.

All diese Probleme, welche sich durch die hohen Werte des Entladungsstromes von beispielsweise 90 Ampere bei 40 Volt ergeben, lassen sich durch Anlegen eines zeitkonstanten und/oder zeitvariablen Magnetfeldes in der Behandlungskammer weitgehendst lösen.

Zur Verhinderung, daß beim Reinigen der Rezipienten wand oder eines Substrates eine zu hohe lokale Erwär mung auftritt, werden die Elektronen des Niederspan nungs-Entladungsplasmas mittels eines Magnetfeldes abgelenkt, d. h. der zu reinigende Bereich wird abge strichen oder es wird der Elektronenstrahl mit Hilfe des Magnetfeldes örtlich oszillierend betrieben, d. h. gewobbelt. Damit ergibt sich entlang der gereinigten Oberfläche ein Temperaturausgleich.

Einflüsse des Erdmagnetfeldes und von Restmagnetfel dern auf die Bahn der Elektronen werden, nachdem eine Anlage an ihrem Bestimmungsort aufgestellt ist, mit Hilfe von Kompensationsmagnetfeldern an der Behand lungskammer kompensiert. Eine inhomogene Wirkungsver teilung der Niederspannungsentladung auf einem zu be arbeitenden Substrat, insbesondere auf einem zu ät zenden, beispielsweise reinigungszuätzenden Substrat, wird ebenfalls durch Anlegen bahnkorrigierender Ma gnetfelder mindestens teilweise behoben, wobei mit den erwähnten Magnetfeldern der Elektronenstrahl auch aufgeweitet werden kann. Der Unterschied eines Ätzprozesses mit und ohne Magnetablenkung an einer Anla ge gemäß Fig. 2 ist in den Fig. 8 und 9 veranschau licht:

Das Ätzprofil läßt sich magnetisch steuern.

Im weiteren wird durch Anlegen eines Magnetfeldes die Plasmadichte erhöht. Erfolgt dies im Bereich eines zu ätzenden Substrates, so wird durch die lokale Erhö hung der Plasmadichte die Abtragrate erhöht. Dies oh ne daß die kinetische Energie auftreffender Partikel erhöht würde. Mithin wird dadurch die Ätzrate er höht, die Bearbeitungszeit reduziert und damit die thermische Belastung des Substrates.

In Fig. 6 ist rein schematisch die Behandlungskammer 11 gemäß Fig. 2 dargestellt, mit einer schematisch dargestellten Elektronenbahn e. Durch Anlegen des Ma gnetfeldes B wird die Bahn e, wie gestrichelt einge tragen, abgelenkt. Die Erzeugung des Magnetfeldes B erfolgt mittels Permanentmagneten oder, wie darge stellt, mittels Elektromagneten, die als Paar, oder im Sinne eines Quadropols, als Doppelpaar entlang der Wandung der Behandlungskammer vorgesehen sind und zur Optimierung der Elektronenbahnen bzw. des Elektronen strahls, gestellt werden.

Gemäß Fig. 7, welche im Längsschnitt schematisch die Anlage gemäß Fig. 2 zeigt ist ein Werkstückträger 50 in der Behandlungskammer 11 so angeordnet, daß er außer Sichtverbindung zur thermionischen Kathode 3 ist. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß störende Wechselwirkungen von Kathode und Werkstück unterbun den sind. Der Elektronenstrahl e wird mittels des Ma gnetfeldes B nach Austreten aus der Blende 9 gegen den Werkstückträger 50 bzw. die Werkstücke abgelenkt.

Somit können durch Anlegen von Magnetfeldern der Ver lauf und/oder die Aufweitung des Elektronenstrahls im Niederspannungsentladungsplasma gezielt gestellt wer den.

Rückblickend auf die Anlage gemäß Fig. 2 wurde wei ter ein Widerstandswert für das Widerstandselement 30 von 22 Ohm eingesetzt, was bei einem Gesamtentla dungsstrom 10 bis 20 Ampere und einer Kathoden/Ano den-Spannung von 25 Volt zu einem Strom durch besag ten Widerstand von 1 Ampere führte. Im weiteren muß erwähnt werden, daß der gefundene starke Einfluß der erwähnten Magnetfelder, und damit die gute Steu erbarkeit der Elektronenbahnen, wesentlich dadurch bedingt ist, daß die kinetische Energie der Elektro nen dank der eingesetzten Niederspannungsentladung gering ist.

Die erfindungsgemäße Anlage bzw. das erfindungsgemäße Vorgehen, insbesondere unter ihrem ersten Aspekt, ergeben die Möglichkeit, mit Niederspannungs entladungen einzusetzen für hoch diffizile Anwendun gen, wie beispielsweise für die Halbleiterherstel lung, bei denen Prozeßgas-Partialdrucke von typisch kleiner als 10^-9 mbar eingesetzt werden müssen. Das Vorgehen ergibt aber bereits bei wesentlich höheren Prozeß-Total-Drucken schon ab 10^-1 mbar bezüglich des erwähnten arcings wesentliche Vorteile.

Falls das erfindungsgemäße Vorgehen für Hochvakuum- oder gar Ultrahochvakuum-Anwendungen eingesetzt wird, werden selbstverständlich die Isolations- bzw. Dich tungsverbindungen der in Fig. 2 prinzipiell vorzuse henden Teile in den den jeweiligen Vakuumbereichen üblichen Techniken ausgeführt. Gerade bei Behand lungsprozessen, in welchen extrem tiefe Partialdrucke der beteiligten Prozeßgase bzw. Arbeitsgase sicher zustellen sind, hat sich die Weiterausbildung der Blendenanordnung zur Druckstufenbildung gemäß den Fig. 4b bis 4e bzw. Fig. 10 ausgezeichnet bewährt.

Damit lassen sich nun die erwähnten Niederspannungs- Bogenentladungen einsetzen für hoch diffizile Verfah ren, wie insbesondere für die Behandlung von Werk stücken mit elektrostatisch aus der Entladung in der Behandlungskammer ausgezogenen monopolaren Ladungs trägern, wie für elektronenstimulierte chemische Re aktionen auf den Werkstücken bei hoher Elektronen dichte und kleiner Elektronenenergie, dabei insbeson dere auch für Niedertemperatur-Behandlungsprozesse, Schichtwachstumsprozesse auf den Werkstücken, wie für Homo- und Hetero-Epitaxie-Beschichtungsprozesse.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungsentla dung zwischen mindestens einer thermionischen Kathode (3) in einer Kathodenkammer (1) und einer Anode (38, 36) in einer über eine Blendenanordnung (7, 9) mit der Kathodenkammer (1) verbundenen Vakuumbehandlungs kammer (11), dadurch gekennzeichnet, daß eine Fun kenbildung an den Innenraum der Behandlungskammer (11) begrenzenden Partien (17) um die Blendenanord nung (7, 9) mittels eines elektrisch schwebend be triebenen Schirmes (20), der bezüglich der Partien (17) auf Dunkelraumabstand gehalten ist, mindestens im wesentlichen verhindert wird.

2. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Partien (17), welche den Innenraum um die Blendenanordnung (7, 9) herum begrenzen, poten tialgefesselt (Φ_B, u) betrieben werden.

3. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Partien (17), als Zündelektrode für die Niederspannungsentladung, zum Zünden und zum Betrieb der Niederspannungsentladung, auf unterschiedlichen Potentialen (Φ_B; Φ_B-u) betrie ben werden.

4. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Partien (17) über eine Einheit (28) auf ein Festpotential (Φ_B) gelegt werden, welche Einheit eine Spannung erzeugt in Funktion des sie durchfließenden Stromes (i) und welche vorzugsweise durch min destens ein passives Schaltelement, vorzugsweise ein Widerstandselement (30), gebildet ist, woran ein Teil des Entladungsstromes, im Betrieb der Niederspan nungsentladung, einen Spannungsabfall (u) bewirkt, derart, daß das Potential der Partien (17) dann vom Zündpotential (Φ_B) hin gegen das Potential (Φ_K) der Kathode verschoben wird.

5. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß die Partien (17) über eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf ein Fixpotential (Φ_B) gelegt werden.

6. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Partien (17) von der Wand der Behandlungskammer (11) elektrisch isoliert (22) werden.

7. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Partien (17) durch die Kathodenkammerwand (1) gebildet werden.

8. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Partien (17) bezüglich des Potentials der Behandlungskammerwand (11) auf un terschiedlichem elektrischem Potential betrieben wer den.

9. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammerwand (11) oder Teile davon bezüglich der thermionischen Kathode die Anode für die Entladung bilden oder daß in der Behandlungskammer eine Anode (38) vorgesehen ist, z. B. gebildet durch eine Elektrode, einen Sub stratträger etc., welche bezüglich der Behandlungs kammerwand unabhängig auf Potential legbar ist.

10. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Kathodenkammer und die Behandlungskammer auf unterschiedlichen Betriebsdrucken betrieben werden und die Blendenanordnung (7, 9) gleichzeitig als Druckstufe eingesetzt wird.

11. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Blendenanordnung (7, 9) mit kathoden kammerseitigen und/oder behandlungskammerseitigen Rohrstutzen (44) versehen wird zur Erhöhung ihrer Druckstufenwirkung.

12. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Blenden anordnungen mit Abstand vorgesehen sind, welche je eine Druckstufe bilden und dazwischen eine Absaugung vorgenommen wird, im Sinne differentiellen Pumpens.

13. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß der Schirm (20) bis unmit telbar um die mindestens eine Öffnung (9) der Blen denanordnung (7) geführt wird.

14. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß die räumliche Verteilung der Niederspannungsentladung durch Anlegen eines sta tionären und/oder zeitvariablen Magnetfeldes in der Behandlungskammer gesteuert wird.

15. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, daß der Einfluß des örtlich variierenden Erd magnetfeldes auf die Bahnen der Niederspannungsentla dungselektronen mittels des Magnetfeldes kompensiert wird.

16. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsverteilung der Niederspannungsentladung sowie deren Plasmadichte entlang eines einer Behandlung mit Unterstützung der Entladung unterworfenen Flächenbereiches mittels des Magnetfeldes gesteuert wird.

17. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsverteilung der Niederspannungsentladung sowie deren Plasmadichte entlang eines einer Behandlung mit Unterstützung der Entladung unterworfenen Flächenbereiches durch zeit liche und örtliche Variation des Magnetfeldes gesteuert, verschoben werden.

18. Verfahren zum Zünden und Betreiben einer Nieder spannungsentladung in einer Kathodenkammer (1), worin mindestens eine thermionische Kathode (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens Teile der Kathodenkammer-Innenwand über ein Strombegren zungselement, insbesondere ein Widerstandselement (30), auf ein Fixpotential (Φ_B) gelegt werden, zwi schen welchem und dem an die Kathode (3) gelegten Po tential (Φ_K) Zündspannung liegt.

19. Vakuumbehandlungsanlage mit einer Behandlungskam mer (11), einer daran über eine Blendenanordnung (7, 9) angekoppelten Kathodenkammer (1) mit mindestens einer thermionischen Kathode (3) zur Erzeugung einer Niederspannungsentladung, dadurch gekennzeichnet, daß behandlungskammerseitig ein elektrisch schwebend betriebener Schirm (20) um die Blendenanordnung herum vorgesehen ist, bezüglich die Blendenanordnung (7, 9, 17) umschließende, dem Innenraum der Behandlungskam mer zugewandter Wandpartien (17), auf Dunkelraumab stand montiert.

20. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 19, da durch gekennzeichnet, daß mindestens Teile der vom Schirm (20) gegen den Innenraum abgedeckten Partien (17), auf ein Festpotential (Φ_B) geschaltet sind.

21. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 20, da durch gekennzeichnet, daß die Partien (17) über ein Strombegrenzungselement, vorzugsweise über ein Wider standselement (30) und/oder eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf Festpotential (Φ_B) gelegt sind, welches bezüglich eines an die thermionische Kathode (3) angelegten Potentials (Φ_K) positiv ist.

22. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 21, da durch gekennzeichnet, daß das Potential (Φ_B) an den Partien (17), ohne Entladungsstromfluß, bezüglich des Potentials (Φ_K) an der thermionischen Kathode (3), Zündspannung (U_Z) festlegt.

23. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß minde stens Teile der Partien (17) von übrigen, dem Inneren der Behandlungskammer zugewandten Wandungspartien (11), elektrisch isoliert (22) montiert sind.

24. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Par tien (17) auf das Potential der Behandlungskammerwand (11) geschaltet sind.

25. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behandlungskammer (11), durch deren Wandung oder durch Teile ihrer Wandung oder durch andere Teile in der Behandlungskammer, die Entladungsanode gebildet ist.

26. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Par tien, welche vom Schirm (20) abgedeckt werden, durch die Teile der Wand der Kathodenkammer (1) gebildet sind.

27. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (20) bis unmittelbar an die mindestens eine Öffnung (9) der Blendenanordnung (7, 9) gezogen ist.

28. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Blen denanordnung (7, 9) als Druckstufe ausgebildet ist und vorzugsweise die mindestens eine Blendenöffnung (9) kathodenkammerseitig und/oder behandlungskammer seitig, mittels eines Rohrstutzens (44) fortgesetzt ist.

29. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 18-28, dadurch gekennzeichnet, daß in Entla dungsrichtung mindestens zwei auf Abstand gehaltene, als Druckstufen ausgebildete Blendenanordnungen vor gesehen sind, vorzugsweise mit dazwischen angeordne tem Pumpenanschluß.

30. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß minde stens in die Kathodenkammer (1) mindestens ein Gas einlaß (40) einmündet für ein Ionisierungsgas, wie für Argon, und gegebenenfalls auch für ein Reaktiv gas.

31. Vakuumbehandlungsanlage, vorzugsweise nach minde stens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprü che 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß minde stens an der Behandlungskammer Pumporgane angeschlos sen sind.

32. Kathodenkammer zur Erzeugung einer Niederspan nungsentladung mit einer thermionischen Kathode (3) dadurch gekennzeichnet, daß mindestens Partien ihrer Wandung als Zündelektrode über ein Strombegrenzungs element, vorzugsweise über ein Widerstandselement (30) oder eine stromgesteuerte Spannungsquelle auf ein Festpotential (Φ_B) gelegt sind und daß das Po tential der Partien im stromlosen Zustand bezüglich des Kathodenpotentials (Φ_K) Zündspannung festlegt.

33. Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18 oder der Behandlungsanlage bzw. Kathodenkammer nach mindestens einem der Ansprü che 19 bis 32 zur Behandlung von Werkstücken in der Behandlungskammer mit elektrostatisch und/oder elek trodynamisch aus der Entladung in der Behandlungskam mer ausgezogenen monopolaren Ladungsträgern, wie für elektronenstimulierte chemische Reaktionen auf dem Werkstück bei hoher Elektronendichte und kleiner Elektronenenergie.

34. Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18 bzw. der Anlage bzw. der Ka thodenkammer nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 32 für Niedertemperatur-Werkstück-Behandlungspro zesse in der Behandlungskammer und/oder Schichtwachs tumsprozesse auf Werkstücken in der Behandlungskam mer, wie für Homo- und Hetero-Epitaxie-Beschichtungs prozesse.

35. Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-18 bzw. der Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 19-31 für das Abtragen oder Reinigen einer Werkstückoberfläche oder der Behand lungskammerwand bzw. von Teilen in der Behandlungs kammer.

36. Verwendung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeich net, daß Wasserstoffgas in die Kammer eingelassen wird und mittels der Entladung aktiviert wird.