DE19603685C1 - Mikrowellengerät - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Mikrowellengerät mit einer Behandlungs
kammer mit einer für Mikrowellen durchlässigen Übertragungswand zu
einer benachbarten Kammer und mit einer Ausbildung der Übertra
gungswand zur Beeinflussung der Intensitätsverteilung der Übertra
gung der Mikrowellen in die Behandlungskammer.
Es ist bekannt, Mikrowellen, die durch eine Übertragungswand von
einer Kammer in eine Behandlungskammer übertragen werden, in ihrer
Intensitätsverteilung durch eine spezielle Ausbildung der Übertra
gungswand zu beeinflussen. Durch DE 94 05 808 U1 ist ein Plasmabe
arbeitungsgerät bekannt, bei dem in einer Behandlungskammer durch
eingeleitete Mikrowellen ein Plasma, beispielsweise zur Oberflä
chenbearbeitung von in die Behandlungskammer eingebrachten Gegen
ständen, erzeugt wird. Dabei werden die Mikrowellen in einem
rechteckigen, länglich ausgebildeten Hohlleiter erzeugt und über
einen in den Hohlleiter hineinragenden Wellenleiter seitlich aus
gekoppelt. Der Wellenleiter ist in diesem Fall scheibenförmig aus
gebildet und bildet eine Begrenzungswand für die Behandlungskam
mer. Zum vergleichmäßigten Einbringen der Mikrowellenenergie in
die Behandlungskammer befindet sich zwischen dem Wellenleiter und
der Behandlungskammer eine Abschirmung aus leitendem Material, die
als Lochblech ausgebildet ist, wobei die Größe der Durchgangs
löcher mit zunehmenden Abstand von dem Hohlleiter zunimmt, um
so den Abfall der Mikrowellenenergie mit zunehmenden Abstand
von dem Hohlleiter ausgleichen zu können.
Das Einsetzen einer derartigen Abschirmung als Übertragungs
wand der Behandlungskammer führt jedoch zu einem erheblichen
Abfall der in die Behandlungskammer eingeleiteten Mikrowellen
energie. Die Vergleichmäßigung der Energieeinleitung in die
Behandlungskammer wird daher mit einer erheblichen Reduzierung
der Mikrowellenenergie erkauft.
Durch EP 0 459 177 A2 ist ein Mikrowellengerät mit einer Be
handlungskammer bekannt, in der ein möglichst lokales Plasma
an der Stelle des zu behandelnden Gegenstandes erzeugt werden
soll. Hierfür sind in einer Wand der Behandlungskammer An
tennenelemente vorgesehen, über die Mikrowellen in die Behand
lungskammer abgestrahlt werden. Die Steuerung der Antennenele
mente erfolgt über die dem Antennenelement zugeordneten
Phaseneinstellglieder und Verstärker, so daß die Antennenele
mente Mikrowellen mit einer definierten Phase und einer defi
nierten Amplitude ausstrahlen. Dadurch ist erreichbar, daß die
Vielzahl von Antennen im Behandlungsraum eine Interferenz aus
bilden, bei der das Mikrowellenfeld quasi punktförmig ver
stärkt, an allen anderen Stellen des Behandlungsraumes jedoch
geschwächt bzw. ausgelöscht wird. Durch eine geeignete Steue
rung der Phasen der Antennenelemente läßt es sich erreichen,
daß der Behandlungspunkt über das zu behandelnde Objekt ge
führt wird, wodurch eine intensive Plasmabehandlung auf der
Oberfläche des Werkstücks erfolgen soll. Das beschriebene
Mikrowellengerät unterscheidet sich von dem eingangs erwähnten
Mikrowellengerät bereits dadurch, daß keine für Mikrowellen
durchlässige Übertragungswand vorgesehen ist, deren Übertra
gung der Mikrowellen in die Behandlungskammer gesteuert werden
soll, sondern daß die Mikrowellen originär für die Behand
lungskammer von den Antennenelementen abgestrahlt und hierfür
in Phase und Amplitude sorgfältig eingestellt werden.
Aus EP 0 501 466 A1 ist ebenfalls ein Mikrowellengerät mit
einer Plasma-Behandlungskammer bekannt. Dabei werden Mikrowel
len über eine für Mikrowellen durchlässige Wand in die Behand
lungskammer eingeleitet. Zur Formung des Mikrowellenfeldes in
der Behandlungskammer sind in der Behandlungskammer selbst
Antennenelemente, beispielsweise in Form einer Kammantenne,
angeordnet, die als Sekundärstrahler die eingeleiteten Mikro
wellen konzentrieren und erneut abstrahlen. Eine Beeinflussung
der Intensitätsverteilung bereits bei der Übertragung der
Mikrowellen in die Behandlungskammer ist nicht beschrieben.
Der Erfindung liegt somit die Problemstellung zugrunde, ein
Mikrowellengerät der eingangs erwähnten Art so auszubilden,
daß eine Übertragung der Mikrowellen in die Behandlungskammer
in einem vorgegebenen Intensitätsprofil oder möglichst gleich
mäßig erfolgen kann, ohne daß hierdurch eine erhebliche Her
absetzung der übertragenen Mikrowellenenergie in Kauf genommen
werden muß.
Ausgehend von dieser Problemstellung ist ein Mikrowellengerät
der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekenn
zeichnet, daß die Übertragungswand eine die Mikrowellen durch
lässige Platte sowie eine Vielzahl von winkelig zur Wandebene
zur benachbarte Kammer gerichteten, stabförmigen Antennenele
menten aufweist, die zentrisch in der durchlässigen Platte
benachbart angeordneten zylindrischen, von elektrisch leiten
dem Material begrenzten Durchgangskammern angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist die durchlässige Platte mit einer Vielzahl
von winkelig, vorzugsweise senkrecht, zu ihr stehenden Anten
nenelementen versehen, die in Durchgangskammern angeordnet
sind, die ihrerseits von leitendem Material begrenzt sind. Die
Antennen bilden mit den leitenden Wandungen der Durchgangskam
mern eine Art Koaxialleiter. Die Länge der Antennenelemente,
die vorzugsweise aus der Oberfläche der Durchgangskammern her
ausragen, erlauben eine
Beeinflussung der über das jeweilige Antennenelement übertragenen
Mikrowellenenergie. Es ist daher möglich, die Länge verschiedener
Antennenelemente über die Fläche der Übertragungswand unterschied
lich auszubilden, um dadurch, falls erforderlich, eine Vergleich
mäßigung oder ein gewünschtes Intensitätsprofil über die Fläche
der Übertragungswand auszubilden.
Die Durchgangskammer weisen vorzugsweise an der zur benachbarten
Kammer zeigenden Oberfläche des leitenden Materials eine kreis
förmige Durchgangsöffnung mit einem Durchmesser auf, der deutlich
größer ist als der Durchmesser des Antennenelements. Der Durch
messer der Durchgangsöffnung ist vorzugsweise etwa 2 bis 5 ×,
weiter bevorzugt etwa 3 ×, größer als der Durchmesser des Anten
nenelements.
Die Durchgangskammer kann sich unterhalb der Durchgangsöffnung
stufenförmig erweitern und dort beispielsweise im Querschnitt rund
oder rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ausgebildet sein.
Durch das Verhältnis von Durchmesser der Durchgangsöffnung zu
Durchmessern des Antennenelements läßt sich ebenfalls die Übertra
gung der Energie über die Übertragungswand steuern.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Durch
gangskammern in einer gemeinsamen elektrisch leitenden Platte aus
gebildet.
Die erfindungsgemäße Übertragung durch die Durchgangswand mit Hil
fe von Antennenelementen kann auch kaskadiert angewendet werden,
indem an die Oberfläche der Durchgangskammern als weitere Durch
gangskammern ausgebildete Kopplungskammern angeschlossen sind, die
zentrisch jeweils ein Koppel-Antennenelement aufweisen und in die
mehrere Antennenelemente der Durchgangskammern hineinragen. Zweck
mäßigerweise wird eine derartige Anordnung mit zwei flächig anein
anderliegeden Metallplatten ausgebildet, wobei die Anzahl der An
tennenelemente ein Vielfaches der Anzahl der Koppel-Antennenele
mente beträgt. Auch die Koppelkammern sind dabei vorzugsweise an
ihre zur benachbarten Kammer zeigenden Oberfläche mit einer kreis
runden Durchgangsöffnung versehen, mit deren Dimensionierung rela
tiv zum Durchmesser eines Koppel-Antennenelements die Energieüber
tragung steuerbar ist. In ähnlicher Weise wie mit den Antennenele
menten kann auch durch die Länge der Koppel-Antennenelemente die
Energieübertragung beeinflußt werden.
Vorzugsweise weist die benachbarte Kammer als Übertragungskammer
eine parallel zur Übertragungswand verlaufende Längsachse und we
nigstens einen parallel zur Längsachse gerichteten Wellenleiter
zur Einkopplung von Mikrowellen in die benachbarte Kammer auf.
Der Wellenleiter kann dabei vorzugsweise stabförmig ausgebildet
und durch eine Öffnung einer Trennwand in einen Hohlraumresonator
ragen, dessen Längsachse senkrecht zur Längsachse der Übertra
gungskammer steht.
Der Wellenleiter endet mit Abstand von der dem Hohlraumresonator
gegenüberliegenden elektrisch wirksamen Stirnwand. Vorzugsweise
ist mit einem verschiebbaren leitenden Stempel der Abstand der
elektrisch wirksamen Stirnwand zum Wellenleiter veränderbar. Da
durch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß durch die Verände
rung der Länge der Antennenelemente die Resonanzbedingungen in der
Übertragungskammer stark verändert werden, was durch Verschiebung
des leitenden Stempel als elektrisch wirkende Stirnwand kompen
sierbar ist.
Es ist auch möglich, in der Übertragungskammer mehrere Wellenlei
ter parallel zueinander anzuordnen und den Wellenleiter durch
leitende Zwischenwände Abteilungen zuzuordnen. Dadurch wird be
reits eine vergleichmäßigte Einkopplung der Mikrowellenenergie in
die Übertragungskammer bewirkt. Zweckmäßigerweise werden jedem
Wellenleiter innerhalb der Abteilungen symmetrische Anordnungen
von Antennenelementen der Übertragungswand zugeordnet. Innerhalb
der einzelnen Abteilungen ist dabei zweckmäßigerweise jeweils ein
als Stirnwand wirkender Stempel verschiebbar angeordnet.
Die Behandlungskammer ist vorzugsweise als Vakuumkammer ausgebil
det, wobei die Anordnung vorzugsweise als Plasma-Behandlungsanord
nung verwendet wird. Innerhalb der Behandlungskammer dann dabei
ein Behandlungstisch in an sich bekannter Weise höhenverstellbar
ausgebildet sein.
Insbesondere für hohe Vakua kann es zweckmäßig sein, daß an der
Außenseite des Behandlungsraumes Spulenanordnungen zur Ausbildung
eines Wechsel-Magnetfeldes vorgesehen sind, um durch den Einfluß
des Wechsel-Magnetfeldes die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen
Gaspartikeln zu erhöhen und damit die Zündungsfähigkeit des Plas
mas zu verbessern. Dabei kann es zweckmäßig sein, unter dem Be
handlungstisch eine Mehrzahl von Permanentmagneten anzuordnen.
Für bestimmte Anwendungen im Plasma kann es zweckmäßig sein, zwi
schen dem Behandlungstisch und der Übertragungswand ein negativ
geladenes Sieb als Elektronenfalle anzuordnen, durch das zur Plas
mabehandlung nur Ionen hindurchtreten.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Mikrowellengerät;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer mit Durchgangs
kammern versehenen Metallplatte mit zentrisch ein
gesetzten Antennenelementen;
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Unterseite der Me
tallplatte gemäß Fig. 2 ohne Antennenelemente;
Fig. 4 eine perspektivische schematische Darstellung des
Mikrowellengeräts gemäß Fig. 1;
Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch eine Übertragungskam
mer mit mehreren, parallel zueinander angeordneten
Wellenleitern;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Übertragungs
wand mit kaskadierten Antennenelementen und Durch
gangskammern;
Fig. 7 eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit einer Elektronen
falle in der Behandlungskammer und Anregungsspulen
für ein Wechsel-Magnetfeld; und
Fig. 8 eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit einer Spulenanord
nung zur Erzeugung eines Wechsel-Magnetfelds sowie
mit einer Anordnung von Permanentmagneten unterhalb
des Behandlungstisches.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, in der in einem Hohlleiter 1 mit
einem rechteckigen Querschnitt Mikrowellen erzeugt werden. Die
Mikrowellen werden durch eine seitliche Öffnung 2 des Hohlleiters
l mit Hilfe wenigstens eines stabförmigen Wellenleiters 3 ausge
koppelt und in eine Übertragungskammer 4 eingeleitet. Die Über
tragungskammer 4 wird im wesentlichen von metallischen Wänden 5
begrenzt. In eine an einer Längsseite der rechteckigen Übertra
gungskammer 4 befindliche Ausnehmung ragt eine Behandlungskammer
6, die allseitig mit Ausnahme der zur benachbarten Übertragungs
kammer 4 zeigenden Wand 7 durch metallische Wände 8 begrenzt ist.
Die Behandlungskammer 6 ist als Vakuumkammer ausgeführt. Die Über
tragungswand 7 besteht aus einer für Mikrowellen durchlässigen
Platte 9, einer Vielzahl von senkrecht zu der durchlässigen Platte
9 sich in die Übertragungskammer 4 erstreckenden Antennenelementen
10 sowie einer sich über die gesamte Längsseite der Übertragungs
kammer 4 erstreckenden metallischen Platte 11. In der metallischen
Platte 11 sind Durchgangskammern 12 ausgebildet, die zur durch
lässigen Platte 9 hin offen sind und somit von dieser begrenzt
werden. Seitlich werden die quadratischen Durchgangskammern durch
gitterförmig ausgebildete dünne Wände 13 der metallischen Platte
11 begrenzt. An der Oberfläche befindet sich eine kreisförmige
Durchgangsöffnung 14 etwa in der Dicke der Wände 13, wobei die
Durchgangsöffnungen 14 einen Durchmesser D aufweisen, der zwischen
2 und 5 × so groß ist wie der Durchmesser d der Antennenelemente
10, die zentrisch in der Durchgangsöffnung 14 und in der Durch
gangskammer 12 angeordnet sind.
Die Antennenelemente 10 ragen um ein gewisses Maß über die metal
lische Platte 11 in die Übertragungskammer 4 hinein, wobei durch
die Länge der Antennenelemente die Menge der eingekoppelten Mikro
wellenenergie beeinflußbar ist.
Vorzugsweise werden die Antennenelemente 10 in unterschiedlichen
Längen auf Lager gehalten und werden versuchsweise in unterschied
lichen Längen eingesetzt, um eine optimierte Konstellation zu er
zielen. Durch den Übergang auf ein Antennenelement 10 mit einer
anderen Länge wird die Resonanzbedingung in der Übertragungskammer
4 sofort dramatisch verändert. Um hier jeweils Anpassungen vorneh
men zu können, ist die Übertragungskammer 4 auf der dem Hohlleiter
1 gegenüberliegenden Seite mit einem verschiebbaren metallischen
Stempel 15 versehen, mit dem empirisch wieder eine optimale Reso
nanzbedingung in der Übertragungskammer 4 einstellbar ist.
Fig. 2 läßt die metallische Platte 11 mit ihren kreisförmigen
Durchgangsöffnungen 14 an der Oberfläche erkennen. In die kreis
förmigen Durchgangsöffnungen 14 sind die stabförmigen Antennen
elemente 10 zentrisch eingesetzt.
Die Ansicht auf die Unterseite der metallischen Platte 11 gemäß
Fig. 3 verdeutlicht, daß die Durchgangskammern 12 einen quadrati
schen Querschnitt aufweisen und sich unterhalb der Durchgangsöff
nung 14 stufenförmig erweitern. Die Durchgangskammern 12 werden
durch die gitterförmig ausgebildeten Wände 13 begrenzt.
Fig. 4 läßt die schematische Anordnung von Hohlleiter 1, Übertra
gungskammer 4 und Behandlungskammer 6 erkennen, die alle jeweils
quaderförmig ausgebildet sind.
Fig. 5 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel, bei dem in
den Hohlleiter drei Wellenleiter 3 zueinander und zur Übertra
gungswand 7 parallele Anordnungen hineinragen und sich über die
Länge der Übertragungskammer 4 erstrecken. Fig. 5 läßt erkennen,
daß jedem Wellenleiter 3 beidseitig jeweils eine Reihe von kreis
förmigen Durchgangsöffnungen 14 mit Antennenelementen 10 zugeord
net sind, wobei die symmetrische Anordnung zu beiden Seiten des
Wellenleiters 3 wesentlich ist. Durch leitende Zwischenwände 16
werden für jeden Wellenleiter 3 Abteilungen 17 gebildet, durch die
eine gegenseitige Beeinflussung der Antennenelemente 10 durch meh
rere Wellenleiter 3 ausgeschlossen wird.
Für jede Abteilung 17 ist ein verschiebbarer Stempel 15 als elek
trisch wirksame Stirnwand vorgesehen.
Fig. 6 verdeutlicht eine kaskadierte Ausbildung der Übertragungs
wand 7′. Auf die metallische Platte 11 ist dabei eine weitere
metallische Platte 18 gesetzt, die mit ähnlichen Durchgangskammern
19 und einer kreisförmigen Durchgangsöffnung 20 versehen sind. In
die Durchgangskammer 19 und die Durchgangsöffnung 20 ist zentrisch
ein Koppel-Antennenelement 21 eingesetzt, das aus der Durchgangs
kammer 19 in die Übertragungskammer 4 hineinragt und naturgemäß
mit einem Abstand von der Oberfläche der metallischen Platte 11
endet.
Es ist erkennbar, daß mehrere Antennenelemente 10 in die Durch
gangskammer 19 hineinragen, beispielsweise vier Antennenelemente
10 in symmetrischer Anordnung zum zentrischen Koppel-Antennenele
ment 21. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine
gleichmäßige Übertragung der Mikrowellenenergie durch die zahl
reichen Antennenelemente 10 bewirkt wird, daß jedoch die Justie
rungsarbeiten nur mit den Koppel-Antennenelementen 21 (insbesonde
re mit deren Länge) durchgeführt werden müssen, während die An
tennenelemente 10 mit gleicher Länge ausgebildet sein können, also
nicht mehr justiert werden müssen. Die Justierung der wesentlich
geringeren Anzahl der Koppel-Antennenelemente 21 ist aber aus
reichend, um in homogenen Übertragungen aus der Übertragungskammer
4 Rechnung zu tragen.
Fig. 7 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 1, wobei jedoch um die
Behandlungskammer 6 herum eine Spulenanordnung 22 zur Ausbildung
eines Wechsel-Magnetfeldes in der Behandlungskammer 6 vorgesehen
ist. Durch das Wechselmagnetfeld wird die Zahl der Kollisionen
zwischen Gaspartikeln deutlich erhöht, so daß auch bei einem hohen
Vakuum eine Plasmazündung erreicht werden kann.
Außerdem ist die Behandlungskammer 6 mit einem siebförmigen Gitter
23 zwischen der Übertragungswand 7 und einem Behandlungstisch 24
versehen. Das Gitter 23 wird negativ vorgespannt, so daß es Elek
tronen abfängt und nur Ionen durchläßt. Auf diese Weise dient die
Anordnung als Ionenquelle zur Behandlung von auf den Behandlungs
tisch 24 aufgesetzten Produkten.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform befindet sich
unterhalb des Behandlungstisches eine Anordnung aus zahlreichen
Permanentmagneten 25, die abwechselnd gepolt sind. Hierdurch wird
eine lokale Verdichtung des Plasmas erreicht, die die Zündung des
Plasmas begünstigt.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Mikro
wellenanordnung besteht in einer gleichmäßigen Oberflächenbe
arbeitung, z. B. durch Plasmabeschichten (PECVD-Plasma enhanced
chemical vapour deposition).
Claims (24)
1. Mikrowellengerät mit einer Behandlungskammer (6) mit einer
für Mikrowellen durchlässigen Übertragungswand (7) zu einer
benachbarten Kammer (4) und mit einer Ausbildung der Über
tragungswand (7) zur Beeinflussung der Intensitätsverteilung
der Übertragung der Mikrowellen in die Behandlungskammer (6),
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswand (7) eine für
die Mikrowellen durchlässige Platte (9) sowie eine Vielzahl
von winkelig zur Wandebene zur benachbarten Kammer (4) ge
richtete stabförmige Antennenelemente (10) aufweist, die zen
trisch in der durchlässigen Platte (9) benachbart angeordne
ten zylindrischen, von elektrisch leitendem Material (11) be
grenzten Durchgangskammern (12) angeordnet sind.
2. Mikrowellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Antennenelemente (10) senkrecht zur durchlässigen Platte
(9) stehen.
3. Mikrowellengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Durchgangskammern (12) an der zur benachbarten
Kammer (4) zeigenden Oberfläche des leitenden Materials (11)
eine kreisförmige Durchgangsöffnung (14) mit einem Durchmes
ser (D) aufweisen, der größer ist als der Durchmesser (d) des
Antennenelements (10).
4. Mikrowellengerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser (D) der Durchgangsöffnung (14) etwa 2- bis 5-mal,
vorzugsweise etwa 3-mal größer ist als der Durchmesser (d) des
Antennenelements (10).
5. Mikrowellengerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß sich die Durchgangskammern (12) anschließend an die
Durchgangsöffnung (14) zur durchlässigen Platte (9) hin stu
fenförmig erweitern.
6. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchgangskammer (12) anschließend an
die Durchgangsöffnung (14) einen rechteckigen, vorzugsweise
quadratischen Querschnitt aufweist.
7. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchgangskammern (12) in einer ge
meinsamen elektrisch leitenden Platte (11) ausgebildet sind.
8. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antennenelemente (10) aus der Ober
fläche der Durchgangskammern (12) herausragen.
9. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge verschiedener Antennenelemente
(10) über die Fläche der Übertragungswand (7) unterschiedlich
ausgebildet ist.
10. Mikrowellengerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
an die Oberfläche der Durchgangskammern (12) als weitere
Durchgangskammern ausgebildete Kopplungskammern (19) ange
schlossen sind, die zentrisch jeweils ein Koppel-Antennenele
ment (21) aufweisen und in die mehrere Antennenelemente (10)
der Durchgangskammern (12) hineinragen.
11. Mikrowellengerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß auch die Kopplungskammern (19) an ihrer zur benachbarten
Kammer (4) zeigenden Oberfläche eine kreisrunde Durchgangs
öffnung (20) aufweisen.
12. Mikrowellengerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppel-Antennenelemente (21) mit unterschiedlichen
Längen ausgebildet sind und aus ihren Durchgangsöffnungen
(20) herausragen.
13. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die benachbarte Kammer (4) als Übertra
gungskammer eine parallel zur Übertragungswand (7) verlaufen
de Längsachse und wenigstens einen parallel zur Längsachse
gerichteten Wellenleiter (3) zur Einkopplung von Mikrowellen
in die Übertragungskammer (4) aufweist.
14. Mikrowellengerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wellenleiter (3) stabförmig ausgebildet ist und durch
eine Öffnung (2) einer Trennwand in einem Hohlleiter (1)
ragt, dessen Längsachse senkrecht zur Längsachse der Übertra
gungskammer (4) steht.
15. Mikrowellengerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Wellenleiter (3) mit Abstand von der dem
Hohlleiter (1) gegenüberliegenden Stirnwand endet und daß mit
einem verschiebbaren leitenden Stempel (15) der Abstand zur
elektrisch wirksamen Stirnwand veränderbar ist.
16. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Wellenleiter (3) parallel zuein
ander in die Übertragungskammer (4) ragen und daß den Wellen
leitern (3) durch leitende Zwischenwände (16) Abteilungen
(17) zugeordnet sind.
17. Mikrowellengerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Abteilungen (17) jedem Wellenleiter (3)
symmetrische Anordnungen von Antennenelementen (10) zugeord
net sind.
18. Mikrowellengerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß innerhalb der Abteilungen (17) jeweils ein als
Stirnwand wirkender Stempel (15) verschiebbar angeordnet ist.
19. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (6) als Vakuumkam
mer ausgebildet ist.
20. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb der Behandlungskammer (6) ein
Behandlungstisch (24) höhenverstellbar ausgebildet ist.
21. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Behandlungskammer
(6) Spulenanordnungen (22) zur Ausbildung eines Wechsel-Mag
netfeldes vorgesehen sind.
22. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Behandlungskammer (6) eine Anord
nung einer Mehrzahl von Permanent-Magneten (25) angeordnet
ist.
23. Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekenn
zeichnet, durch ein zwischen dem Behandlungstisch (24) und
der Übertragungswand (7) angeordnetes Sieb (23) als Elektro
nenfalle.
24. Verwendung des Mikrowellengerät nach einem der Ansprüche 1
bis 23 zur Ausbildung eines Plasmas in der Behandlungskammer
(6).
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10341239A1 (de) * | 2003-09-08 | 2005-04-14 | Roth & Rau Ag | ECR-Plasmaquelle mit linearer Plasmaaustrittsöffnung |
DE102007035359A1 (de) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Rational Ag | Kopplungsvorrichtung zur Mikrowellenübertragung in einem Nahrungsmittelbehandlungsgerät sowie Nahrungsmittelbehandlungsgerät und Zubehörteil mit solch einer Kopplungsvorrichtung |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6502328B1 (en) * | 2000-05-17 | 2003-01-07 | Arrow Pneumatics, Inc. | Seal for holding a microwave antenna at a pressurized tank of a gas drying system and method |
FR2840451B1 (fr) * | 2002-06-04 | 2004-08-13 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif de production d'une nappe de plasma |
TW200415726A (en) * | 2002-12-05 | 2004-08-16 | Adv Lcd Tech Dev Ct Co Ltd | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
JP5213150B2 (ja) * | 2005-08-12 | 2013-06-19 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置を用いた製品の製造方法 |
WO2008127158A1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-23 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Arrangement and method for simulating a radio access network |
JP5011139B2 (ja) * | 2008-01-28 | 2012-08-29 | 株式会社アルバック | 真空装置 |
US8800483B2 (en) | 2009-05-08 | 2014-08-12 | Peter F. Vandermeulen | Methods and systems for plasma deposition and treatment |
US8808496B2 (en) * | 2011-09-30 | 2014-08-19 | Tokyo Electron Limited | Plasma tuning rods in microwave processing systems |
US9728416B2 (en) | 2011-09-30 | 2017-08-08 | Tokyo Electron Limited | Plasma tuning rods in microwave resonator plasma sources |
US9111727B2 (en) * | 2011-09-30 | 2015-08-18 | Tokyo Electron Limited | Plasma tuning rods in microwave resonator plasma sources |
US9396955B2 (en) * | 2011-09-30 | 2016-07-19 | Tokyo Electron Limited | Plasma tuning rods in microwave resonator processing systems |
US20130084706A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Tokyo Electron Limited | Plasma-Tuning Rods in Surface Wave Antenna (SWA) Sources |
JP6225243B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-11-01 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波処理システムおよび基板処理方法 |
US20140262040A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Tokyo Electron Limited | Method and system using plasma tuning rods for plasma processing |
TWI553700B (zh) * | 2013-11-06 | 2016-10-11 | 東京威力科創股份有限公司 | 多單元共振器微波表面波電漿設備 |
US9531167B2 (en) * | 2014-06-02 | 2016-12-27 | Nxp Usa, Inc. | Device and method for connecting an RF generator to a coaxial conductor |
US9518555B2 (en) | 2014-12-04 | 2016-12-13 | Freescale Semiconductor, Inc. | Radiation devices |
US10490386B2 (en) | 2017-06-27 | 2019-11-26 | Peter F. Vandermeulen | Methods and systems for plasma deposition and treatment |
US10861667B2 (en) | 2017-06-27 | 2020-12-08 | Peter F. Vandermeulen | Methods and systems for plasma deposition and treatment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0459177A2 (de) * | 1990-06-01 | 1991-12-04 | International Business Machines Corporation | Festkörper-mikrowellenerzeugendes Material matrixförmig gestaltet, von welchem jedes Element phasensteuerbar ist und Plasmabearbeitungssystem |
EP0501466A1 (de) * | 1991-03-01 | 1992-09-02 | Röhm Gmbh | Niederdruck-Plasmagenerator |
DE9405808U1 (de) * | 1994-04-11 | 1994-06-09 | Suesmuth Norbert Dipl Ing | Plasma-Bearbeitungsgerät |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3923390A1 (de) * | 1988-07-14 | 1990-01-25 | Canon Kk | Vorrichtung zur bildung eines grossflaechigen aufgedampften films unter verwendung von wenigstens zwei getrennt gebildeten aktivierten gasen |
JPH05144785A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ処理装置及び方法 |
US5700326A (en) * | 1992-02-27 | 1997-12-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Microwave plasma processing apparatus |
JPH06104188A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-15 | Hitachi Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置 |
FR2711035B1 (fr) * | 1993-10-04 | 1995-12-29 | Plasmion | Dispositif et procédé pour former un plasma par application de micro-ondes. |
-
1996
- 1996-02-02 DE DE19603685A patent/DE19603685C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-31 DE DE59705185T patent/DE59705185D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-31 JP JP9527241A patent/JP2000504146A/ja active Pending
- 1997-01-31 US US09/117,428 patent/US6114811A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-31 WO PCT/DE1997/000185 patent/WO1997028555A1/de not_active Application Discontinuation
- 1997-01-31 EP EP97908130A patent/EP0878020B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-31 KR KR1019980705937A patent/KR19990082209A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-01-31 CA CA002244956A patent/CA2244956A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0459177A2 (de) * | 1990-06-01 | 1991-12-04 | International Business Machines Corporation | Festkörper-mikrowellenerzeugendes Material matrixförmig gestaltet, von welchem jedes Element phasensteuerbar ist und Plasmabearbeitungssystem |
EP0501466A1 (de) * | 1991-03-01 | 1992-09-02 | Röhm Gmbh | Niederdruck-Plasmagenerator |
DE9405808U1 (de) * | 1994-04-11 | 1994-06-09 | Suesmuth Norbert Dipl Ing | Plasma-Bearbeitungsgerät |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10341239A1 (de) * | 2003-09-08 | 2005-04-14 | Roth & Rau Ag | ECR-Plasmaquelle mit linearer Plasmaaustrittsöffnung |
DE10341239B4 (de) * | 2003-09-08 | 2006-05-24 | Roth & Rau Ag | ECR-Plasmaquelle mit linearer Plasmaaustrittsöffnung |
DE102007035359A1 (de) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Rational Ag | Kopplungsvorrichtung zur Mikrowellenübertragung in einem Nahrungsmittelbehandlungsgerät sowie Nahrungsmittelbehandlungsgerät und Zubehörteil mit solch einer Kopplungsvorrichtung |
DE102007035359B4 (de) * | 2007-07-27 | 2012-09-20 | Rational Ag | Kopplungsvorrichtung zur Mikrowellenübertragung in einem Nahrungsmittelbehandlungsgerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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WO1995027998A1 (de) | Plasmagerät |
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