Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Plasmabehandlung von Werkstücken, die mindestens eine eva- kuierbare Plasmakammer zur Aufnahme der Werkstücke aufweist und bei der die Plasmakammer im Bereich einer Behandlungs- station angeordnet ist, sowie bei der die Plasmakammer von einem Kammerboden, einem Kammerdeckel sowie einer seitli- chen Kammerwandung begrenzt ist und mindestens ein Halte- element zur Positionierung des Werkstückes aufweist.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um Kunststoffe mit Oberflächenbeschichtungen zu versehen. Insbesondere sind auch bereits derartige Verfah- ren und Vorrichtungen bekannt, um innere oder äußere Ober- flächen von Behältern zu beschichten, die zur Verpackung von Flüssigkeiten vorgesehen sind. Darüber hinaus sind Ein- richtungen zur Plasmasterilisation bekannt.

In der PCT-WO 95/22413 wird eine Plasmakammer zur Innenbe- schichtung von Flaschen aus PET beschrieben. Die zu be- schichtenden Flaschen werden durch einen beweglichen Boden in eine Plasmakammer hineingehoben und im Bereich einer Flaschenmündung mit einem Adapter in Verbindung gebracht.

Durch den Adapter hindurch kann eine Evakuierung des Fla- scheninnenraumes erfolgen. Darüber hinaus wird durch den Adapter hindurch eine hohle Lanze in den Innenraum der Fla- schen eingeführt, um Prozeßgas zuzuführen. Eine Zündung des Plasmas erfolgt unter Verwendung einer Mikrowelle.

Aus dieser Veröffentlichung ist es auch bereits bekannt, eine Mehrzahl von Plasmakammern auf einem rotierenden Rad anzuordnen. Hierdurch wird eine hohe Produktionsrate von Flaschen je Zeiteinheit unterstützt.

In der EP-OS 10 10 773 wird eine Zuführeinrichtung erläu- tert, um einen Flascheninnenraum zu evakuieren und mit Pro- zeßgas zu versorgen. In der PCT-WO 01/31680 wird eine Plas- makammer beschrieben, in die die Flaschen von einem beweg- lichen Deckel eingeführt werden, der zuvor mit einem Mün- dungsbereich der Flaschen verbunden wurde.

Die PCT-WO 00/58631 zeigt ebenfalls bereits die Anordnung von Plasmastationen auf einem rotierenden Rad und be- schreibt für eine derartige Anordnung eine gruppenweise Zu- ordnung von Unterdruckpumpen und Plasmastationen, um eine günstige Evakuierung der Kammern sowie der Innenräume der Flaschen zu unterstützen. Darüber hinaus wird die Beschich- tung von mehreren Behältern in einer gemeinsamen Plasmasta- tion bzw. einer gemeinsamen Kavität erwähnt.

Eine weitere Anordnung zur Durchführung einer Innenbe- schichtung von Flaschen wird in der PCT-WO 99/17334 be- schrieben. Es wird hier insbesondere eine Anordnung eines Mikrowellengenerators oberhalb der Plasmakammer sowie eine Vakuum-und Betriebsmittelzuleitung durch einen Boden der Plasmakammer hindurch beschrieben.

Bei der überwiegenden Anzahl der bekannten Verfahren werden zur Verbesserung von Barriereeigenschaften des thermopla- stischen Kunststoffmaterials durch das Plasma erzeugte Be- hälterschichten aus Siliziumoxiden mit der allgemeinen che- mischen Formel Sio, verwendet. Zusätzlich können in den hierdurch erzeugten Barriereschichten auch Anteile von Koh- lenstoff, Wasserstoff und Stickstoff enthalten sein. Derar- tige Barriereschichten verhindern ein Eindringen von Sauer- stoff in die verpackten Flüssigkeiten sowie ein Austreten von Kohlendioxid bei CO2-haltigen Flüssigkeiten.

Die bislang bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, für eine Mas- senproduktion eingesetzt zu werden, bei der sowohl ein ge- ringer Beschichtungspreis je Werkstück als auch eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver- fahren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß eine Betriebsmittelzuführung zur Behandlungsstation bei kompaktem Aufbau, kurzer Prozeßnebenzeiten und großer Zu- verlässigkeit unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur gleichzeitigen Versorgung von mindestens zwei Kammern mit mindestens einem Betriebsmittel eine Strömung des Betriebs- mittels mindestens einmal in zwei Teilströme verzweigt wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstru- ieren, daß eine Betriebsmittelzuführung zur Plasmakammer bei kompaktem Aufbau unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß min- destens zwei Plasmakammern an mindestens eine Verzweigung zur Aufteilung einer Strömung eines Betriebsmittels in min- destens zwei Teilströmungen angeschlossen sind.

Durch die gleichzeitige Versorgung mehrerer Kammern und durch die Verzweigung mindestens einer Betriebsmittelströ- mung wird eine sehr kompakte Baueinheit bereitgestellt, die eine räumlich dichte Anordnung mehrerer Plasmakammern ne- beneinander unterstützt und die sowohl die Montage als auch spätere Servicearbeiten erleichtert. Darüber hinaus werden durch die Verzweigung sehr kurze Verbindungskanäle bereit- gestellt, die zu einer Verkürzung der Prozeßnebenzeiten führen, da beispielsweise bei einer Vakuumzuführung auch die Anschlußkanäle evakuiert werden müssen, was zu einem entsprechenden Zeitaufwand führt.

Eine günstige Strömungsführung wird dadurch unterstützt, daß die Verzweigung in einer vertikalen Richtung durchge- führt wird.

Eine andere Variante besteht darin, daß die Verzweigung in einer horizontalen Richtung durchgeführt wird.

Bei einer Beschichtung von hohlen Werkstücken, die mit ih- rer Mündung nach unten angeordnet sind, erweist es sich als vorteilhaft, daß eine Evakuierung einer Kavität der Plasma- station durch den Kammerboden hindurch erfolgt.

Eine gerätetechnisch einfache Realisierung wird ebenfalls dadurch unterstützt, daß durch den Kammerboden hindurch Prozeßgas zugeführt wird.

Eine schnelle und gleichmäßige Verteilung des Prozeßgases in einem Innenraum des Werkstückes kann dadurch erreicht werden, daß das Prozeßgas durch eine Lanze hindurch in ei- nen Innenraum des Werkstückes zugeführt wird.

Zur Betriebsmittelversorgung eines das Werkstück umgebenden Raumes der Plasmakammer wird vorgeschlagen, daß mindestens ein Betriebsmittel von mindestens einer Verzweigung direkt in mindestens zwei Kammern eingeleitet wird.

Für eine Versorgung eines Innenraumes des Werkstückes wird vorgeschlagen, daß mindestens ein Betriebsmittel von minde- stens einer Verzweigung in Innenräume von mindestens zwei Werkstücken eingeleitet wird.

Eine gezielte lokale Betriebsmitteleinbringung in den In- nenraum des Werkstückes wird dadurch unterstützt, daß min- destens ein Betriebsmittel von mindestens einer Verzweigung in mindestens zwei Lanzen eingeleitet wird.

Bei sämtlichen Plasmaapplikationen erweist es sich als vor- teilhaft, daß von der Verzweigung eine Unterdruckzuführung verteilt wird.

Bei einer Durchführung von Plasmabeschichtungen ist vorge- sehen, daß von der Verzweigung eine Prozeßgaszuführung ver- teilt wird.

Eine einfache Beendigung eines jeweiligen Bearbeitungsvor- ganges wird dadurch unterstützt, daß von der Verzweigung eine Belüftungszuführung verteilt wird.

Zur Unterstützung einer steuerbaren Zündung des Plasmas wird vorgeschlagen, daß im Bereich des Kammerdeckels von einem Mikrowellengenerator erzeugte Mikrowellen in die Ka- vität eingeleitet werden.

Eine typische Anwendung besteht darin, daß ein Werkstück aus einem thermoplastischen Kunststoff behandelt wird.

Insbesondere ist daran gedacht daß ein Innenraum des Werk- stückes behandelt wird.

Ein umfangreiches Anwendungsgebiet wird dadurch erschlos- sen, daß als Werkstück ein Behälter behandelt wird.

Insbesondere ist dabei daran gedacht, daß als Werkstück ei- ne Getränkeflasche behandelt wird.

Eine hohe Produktionsrate bei großer Zuverlässigkeit und hoher Produktqualität kann dadurch erreicht werden, daß die mindestens eine Plasmastation von einem rotierenden Plasma- rad von einer Eingabepositionierung in eine Ausgabepositio- nierung überführt wird.

Eine Vergrößerung der Produktionskapazität bei nur gering- fügig gesteigertem gerätetechnischen Aufwand kann dadurch erreicht werden, daß von einer Plasmastation mehrere Kavi- täten bereitgestellt werden.

Eine weitere konstruktive Vereinfachung wird dadurch unter- stützt, daß von der Verzweigung eine Mikrowellenzuführung verteilt wird Eine typische Anwendung wird dadurch definiert, daß als Plasmabehandlung eine Plasmabeschichtung durchgeführt wird.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Plasmabehandlung unter Verwendung eines Niederdruckplasmas durchgeführt wird.

Bei einer Beschichtung von Werkstücken aus Kunststoff er- weist es sich als vorteilhaft, daß eine Plasmapolymerisati- on durchgeführt wird.

Eine gute Oberflächenhaftung wird dadurch unterstützt, daß durch das Plasma mindestens zum Teil organische Substanzen abgeschieden werden.

Besonders vorteilhafte Verwendungseigenschaften bei Werkstücken zur Verpackung von Lebensmitteln können dadurch erreicht werden, daß durch das Plasma mindestens zum Teil anorganische Substanzen abgeschieden werden.

Bei der Behandlung von Verpackungen ist insbesondere daran gedacht, daß durch das Plasma eine Substanz zur Verbesse- rung von Barriereeigenschaften des Werkstückes abgeschieden wird.

Zur Unterstützung einer hohen Gebrauchsqualität wird vorge- schlagen, daß zusätzlich ein Haftvermittler zur Verbesse- rung eines Anhaftens der Substanz auf einer Oberfläche des Werkstückes abgeschieden wird.

Eine hohe Produktivität kann dadurch unterstützt werden, daß in einer gemeinsamen Kavität mindestens zwei Werkstücke gleichzeitig behandelt werden.

Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht darin, daß als Plas- mabehandlung eine Plasmasterilisation durchgeführt wird.

Ebenfalls ist daran gedacht, daß als Plasmabehandlung eine Oberflächenaktivierung des Werkstückes durchgeführt wird.

Eine Verminderung des Aufwandes für eine Zündung des Plas- mas kann dadurch erfolgen, daß mindestens eine Verzweigung an mindestens einen Mikrowellengenerator angeschlossen ist.

Eine wirkungsvolle Evakuierung der Plasmakammern wird da- durch unterstützt, daß mindestens eine Verzweigung an ein Primärvakuumventil zur Zuschaltung eines ersten Unterdruk- kes angeschlossen ist.

Zur Vermeidung von Deformationen des Werkstückes wird vor- geschlagen daß das Primärvakuumventil mindestens zeitweilig sowohl einen Innenraum des Werkstückes als auch einen wei- teren Innenraum der Plasmakammer an eine gemeinsame Unter- druckversorgung anschließt.

Für eine schnelle Evakuierung mit geringem Aufwand erweist es sich als vorteilhaft, daß mindestens eine Verzweigung an ein Sekundärvakuumventil zur Zuschaltung eines relativ zum ersten Unterdruck niedrigeren Unterdruckes angeschlossen ist.

Zur Erzeugung eines im Innenraum des Werkstückes relativ zur weiteren Plasmakammer niedrigeren Unterdruckes wird vorgeschlagen, daß das Sekundärvakuumventil mindestens zeitweilig ausschließlich einen Innenraum des Werkstückes mit der Unterdruckquelle verbindet.

Eine Deformation eines fertig behandelten Werkstückes wird ebenfalls dadurch vermieden, daß mindestens eine Verzwei- gung an ein Werkstückentlüftungsventil zur Verbindung eines Innenraumes des Werkstückes mit einem Umgebungsdruck ange- schlossen ist.

Zur Unterstützung eines einfachen Öffnens der Plasmakammer wird vorgeschlagen, daß mindestens eine Verzweigung an ein Kammerentlüftungsventil zur Verbindung eines Innenraumes der Plasmakammer mit einem Umgebungsdruck angeschlossen ist.

Eine Prozeßgaszuführung wird dadurch unterstützt, daß min- destens eine Verzweigung an ein Primärprozeßgasventil ange- schlossen ist.

Zur Ermöglichung einer zeitlich aufeinander folgenden Zu- führung unterschiedlich zusammengesetzter Prozeßgase wird vorgeschlagen, daß mindestens eine Verzweigung an ein Se- kundärprozeßgasventil angeschlossen ist.

Eine Unterdruckaufrechterhaltung während der Durchführung des Plasmabehändlungsvorganges wird dadurch unterstützt, daß mindestens eine Verzweigung an ein Prozeßvakuumventil angeschlossen ist.

Eine Abschottung eines Innenraumes des Werkstückes gegen- über einem weiteren Innenraum der Plasmakammer wird dadurch unterstützt, daß mindestens eine Verzweigung an ein Kammer- vakuumventil angeschlossen ist.

Eine kompakte Ausführungsform kann dadurch bereitgestellt werden, daß mindestens eine Verzweigung im Bereich eines Kammersockels der Plasmastation angeordnet ist.

Zur Unterstützung einer guten Zugänglichkeit ist insbeson- dere daran gedacht, daß mindestens eine Verzweigung in lot- rechter Richtung unterhalb des Kammerbodens angeordnet ist.

Eine sehr kompakte Konstruktion kann dadurch bereitgestellt werden, daß mindestens eine Verzweigung mit dem Kammersok- kel ein gemeinsames Bauteil ausbildet.

Ebenfalls trägt es zu einer kompakten Konstruktion bei, daß mindestens zwei der Ventile im Bereich eines gemeinsamen Ventilblockes angeordnet sind.

Eine sehr raumsparende Konstruktion kann dadurch erreicht werden, daß mindestens eine der Verzweigungen im Bereich des Ventilblockes angeordnet ist.

Insbesondere ist zur Unterstützung einer einfachen Montage sowie einer einfachen Durchführung von Servicearbeiten dar- an gedacht, daß der Ventilblock mit den mindestens zwei Ventilen und der mindestens einen Verzweigung in lotrechter Richtung unterhalb des Kammersockels angeordnet ist.

Eine nochmalige Steigerung der Kompaktheit kann dadurch er- reicht werden, daß der Ventilblock mit mindestens einer Verzweigung ein gemeinsames Bauteil ausbildet.

Eine an unterschiedliche Anwendungsanforderungen anpaßbare Ansteuerung wird dadurch bereitgestellt, daß mindestens ei- nes der Ventile als ein elektromagnetisch gesteuertes Ven- til ausgebildet ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 Eine Prinzipskizze einer Mehrzahl von Plasmakam- mern, die auf einem rotierenden Plasmarad angeord- net sind und bei der das Plasmarad mit Eingabe- und Ausgaberädern gekoppelt ist.

Fig. 2 eine Anordnung ähnlich zu Fig. 1, bei der die Plasmastation jeweils mit zwei Plasmakammern aus- gestattet sind, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Plasmarades mit einer Vielzahl von Plasmakammern, Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Plasmasta- tion mit einer Kavität, Fig. 5 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 4 mit geschlossener Plasmakammer, Fig. 6 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie VI-VI in Fig.

5, Fig. 7 eine Darstellung entsprechend Fig. 5 mit geöffne- ter Plasmakammer, Fig. 8 einen Vertikalschnitt gemäß Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung der Plasmakammer mit zu beschichtender Flasche gemäß Fig. 6, Fig. 10 eine nochmals vergrößerte Darstellung eines An- schlußelementes zur Halterung des Werkstückes in der Plasmakammer, Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Positionierung eines flaschenförmigen Werkstückes innerhalb der Plasmakammer unter Verwendung eines zangenartigen Halteelementes, Fig. 12 einen Vertikalschnitt durch eine Plasmastation mit zwei Plasmakammern, die über eine kanalartige Ver- zweigung an eine gemeinsame Betriebsmittelzufüh- rung angeschlossen sind, Fig. 13 einen Vertikalschnitt gemäß Schnittlinie XIII-XIII in Fig. 12 und Fig. 14 eine schematische Darstellung für einen Anschluß eines mit sich verzweigenden Anschlußkanälen ver- sehenen Kammersockels an eine Mehrzahl von Venti- len.

Aus der Darstellung in Fig. 1 ist ein Plasmamodul (1) zu erkennen, das mit einem rotierenden Plasmarad (2) versehen ist. Entlang eines Umfanges des Plasmarades (2) sind eine Mehrzahl von Plasmastationen (3) angeordnet. Die Plasmasta- tionen (3) sind mit Kavitäten (4) bzw. Plasmakammern (17) zur Aufnahme von zu behandelnden Werkstücken (5) versehen.

Die zu behandelnden Werkstücke (5) werden dem Plasmamodul (1) im Bereich einer Eingabe (6) zugeführt und über ein Vereinzelungsrad (7) an ein Übergaberad (8) weitergeleitet, das mit positionierbaren Tragarmen (9) ausgestattet ist.

Die Tragarme (9) sind relativ zu einem Sockel (10) des Übergaberades (8) verschwenkbar angeordnet, so daß eine Ab- standsveränderung der Werkstücke (5) relativ zueinander durchgeführt werden kann. Hierdurch erfolgt eine Übergabe der Werkstücke (5) vom Übergaberad (8) an ein Eingaberad (11) mit einem relativ zum Vereinzelungsrad (7) vergrößer- ten Abstand der Werkstücke (5) relativ zueinander. Das Ein- gaberad (11) übergibt die zu behandelnden Werkstücke (5) an das Plasmarad (2). Nach einer Durchführung der Behandlung werden die behandelten Werkstücke (5) von einem Ausgaberad (12) aus dem Bereich des Plasmarades (2) entfernt und in den Bereich einer Ausgabestrecke (13) überführt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind die Plasmastatio- nen (3) jeweils mit zwei Kavitäten (4) bzw. Plasmakammern (17) ausgestattet. Hierdurch können jeweils zwei Werkstücke (5) gleichzeitig behandelt werden. Grundsätzlich ist es hierbei möglich, die Kavitäten (4) vollständig voneinander getrennt auszubilden, grundsätzlich ist es aber auch mög- lich, in einem gemeinsamen Kavitätenraum lediglich Teilbe- reiche derart gegeneinander abzugrenzen, daß eine optimale Beschichtung aller Werkstücke (5) gewährleistet ist. Insbe- sondere ist hierbei daran gedacht, die Teilkavitäten zumin- dest durch separate Mikrowelleneinkopplungen gegeneinander abzugrenzen.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Plasma- moduls (1) mit teilweise aufgebautem Plasmarad (2). Die Plasmastationen (3) sind auf einem Tragring (14) angeord- net, der als Teil einer Drehverbindung ausgebildet und im Bereich eines Maschinensockels (15) gelagert ist. Die Plas- mastationen (3) weisen jeweils einen Stationsrahmen (16) auf, der Plasmakammern (17) haltert. Die Plasmakammern (17) weisen zylinderförmige Kammerwandungen (18) sowie Mikrowel- lengeneratoren (19) auf.

In einem Zentrum des Plasmarades (2) ist ein Drehverteiler (20) angeordnet, über den die Plasmastationen (3) mit Be- triebsmitteln sowie Energie versorgt werden. Zur Betriebs- mittelverteilung können insbesondere Ringleitungen (21) eingesetzt werden.

Die zu behandelnden Werkstücke (5) sind unterhalb der zy- linderförmigen Kammerwandungen (18) dargestellt. Unterteile der Plasmakammern (17) sind zur Vereinfachung jeweils nicht eingezeichnet.

Fig. 4 zeigt eine Plasmastation (3) in perspektivischer Darstellung. Es ist zu erkennen, daß der Stationsrahmen (16) mit Führungsstangen (23) versehen ist, auf denen ein Schlitten (24) zur Halterung der zylinderförmigen Kammer- wandung (18) geführt ist. Fig. 4 zeigt den Schlitten (24) mit Kammerwandung (18) in einem angehobenen Zustand, so daß das Werkstück (5) freigegeben ist.

Im oberen Bereich der Plasmastation (3) ist der Mikrowel- lengenerator (19) angeordnet. Der Mikrowellengenerator (19) ist über eine Umlenkung (25) und einen Adapter (26) an ei- nen Kopplungskanal (27) angeschlossen, der in die Plasma- kammer (17) einmündet. Grundsätzlich kann der Mikrowellen- generator (19) sowohl unmittelbar im Bereich des Kammerdek- kels (31) als auch über ein Distanzelement an den Kammer- deckel (31) angekoppelt mit einer vorgebbaren Entfernung zum Kammerdeckel (31) und somit in einem größeren Umge- bungsbereich des Kammerdeckels (31) angeordnet werden. Der Adapter (26) hat die Funktion eines Übergangselementes und der Kopplungskanal (27) ist als ein Koaxialleiter ausgebil- det. Im Bereich einer Einmündung des Kopplungskanals (27) in den Kammerdeckel (31) ist ein Quarzglasfenster angeord- net. Die Umlenkung (25) ist als ein Hohlleiter ausgebildet.

Das Werkstück (5) wird im Bereich eines Dichtelementes (28) positioniert, das im Bereich eines Kammerbodens (29) ange- ordnet ist. Der Kammerboden (29) ist als Teil eines Kammer- sockels (30) ausgebildet. Zur Erleichterung einer Justage ist es möglich, den Kammersockel (30) im Bereich der Füh- rungsstangen (23) zu fixieren. Eine andere Variante besteht darin, den Kammersockel (30) direkt am Stationsrahmen (16) zu befestigen. Bei einer derartigen Anordnung ist es bei- spielsweise auch möglich, die Führungsstangen (23) in ver- tikaler Richtung zweiteilig auszuführen.

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht der Plasmastation (3) gemäß Fig. 3 in einem geschlossenen Zustand der Plasmakammer (17). Der Schlitten (24) mit der zylinderförmigen Kammer- wandung (18) ist hierbei gegenüber der Positionierung in Fig. 4 abgesenkt, so daß die Kammerwandung (18) gegen den Kammerboden (29) gefahren ist. In diesem Positionierzustand kann die Plasmabeschichtung durchgeführt werden.

Fig. 6 zeigt in einer Vertikalschnittdarstellung die Anord- nung gemäß Fig. 5. Es ist insbesondere zu erkennen, daß der Kopplungskanal (27) in einen Kammerdeckel (31) einmündet, der einen seitlich überstehenden Flansch (32) aufweist. Im Bereich des Flansches (32) ist eine Dichtung (33) angeord- net, die von einem Innenflansch (34) der Kammerwandung (18) beaufschlagt wird. In einem abgesenkten Zustand der Kammer- wandung (18) erfolgt hierdurch eine Abdichtung der Kammer- wandung (18) relativ zum Kammerdeckel (31). Eine weitere Dichtung (35) ist in einem unteren Bereich der Kammerwan- dung (18) angeordnet, um auch hier eine Abdichtung relativ zum Kammerboden (29) zu gewährleisten.

In der in Fig. 6 dargestellten Positionierung umschließt die Kammerwandung (18) die Kavität (4), so daß sowohl ein Innenraum der Kavität (4) als auch ein Innenraum des Werk- stückes (5) evakuiert werden können. Zur Unterstützung ei- ner Zuleitung von Prozeßgas ist im Bereich des Kammersok- kels (30) eine hohle Lanze (36) angeordnet, die in den In- nenraum des Werkstückes (5) hineinverfahrbar ist. Zur Durchführung einer Positionierung der Lanze (36) wird diese von einem Lanzenschlitten (37) gehaltert, der entlang der Führungsstangen (23) positionierbar ist. Innerhalb des Lan- zenschlittens (37) verläuft ein Prozeßgaskanal (38), der in der in Fig. 6 dargestellten angehobenen Positionierung mit einem Gasanschluß (39) des Kammersockels (30) gekoppelt ist. Durch diese Anordnung werden schlauchartige Verbin- dungselemente am Lanzenschlitten (37) vermieden.

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen die Anordnung gemäß Fig. 5 und Fig. 6 in einem angehobenen Zustand der Kammerwandung (18).

In diesem Positionierungszustand der Kammerwandung (18) ist es problemlos möglich, das behandelte Werkstück (5) aus dem Bereich der Plasmastation (3) zu entfernen und ein neues zu behandelndes Werkstück (5) einzusetzen. Alternativ zu der in den Zeichnungen dargestellten Positionierung der Kammer- wandung (18) in einem durch Verschiebung nach oben erreich- ten geöffneten Zustand der Plasmakammer (17) ist es auch möglich, den Öffnungsvorgang durch eine Verschiebung einer konstruktiv modifizierten hülsenförmigen Kammerwandung in vertikaler Richtung nach unten durchzuführen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Kopplungs- kanal (27) eine zylinderförmige Gestaltung und ist im we- sentlichen koaxial zur Kammerwandung (18) angeordnet.

Fig. 9 zeigt den Vertikalschnitt gemäß Fig. 6 in einer ver- größeren teilweisen Darstellung in einer Umgebung der Kam- merwandung (18). Zu erkennen ist insbesondere das Übergrei- fen des Innenflansches (34) der Kammerwandung (18) über den Flansch (32) des Kammerdeckels (31) und die Halterung des Werkstückes (5) durch das Halteelement (28). Darüber hinaus ist zu erkennen, daß die Lanze (36) durch eine Ausnehmung (40) des Halteelementes (28) hindurchgeführt ist.

Die Positionierung des Werkstückes (5) im Bereich des Dichtelementes (28) ist in der nochmals vergrößerten Dar- stellung in Fig. 10 zu erkennen. Das Dichtelement (28) ist in eine Führungshülse (41) eingesetzt, die mit einer Feder- kammer (42) versehen ist. In die Federkammer (42) ist eine Druckfeder (43) eingesetzt, die einen Außenflansch (44) des Dichtelementes (28) relativ zur Führungshülse (41) ver- spannt.

In der in Fig. 10 dargestellten Positionierung ist ein an der Lanze (36) montierter Schubteller (45) gegen den Außen- flansch (44) geführt und drückt das Dichtelement (28) in seine obere Endpositionierung. In dieser Positionierung ist ein Innenraum des Werkstückes (5) gegenüber dem Innenraum der Kavität (4) isoliert. In einem abgesenkten Zustand der Lanze (36) verschiebt die Druckfeder (43) das Dichtelement (28) relativ zur Führungshülse (41) derart, daß eine Ver- bindung zwischen dem Innenraum des Werkstückes (5) und dem Innenraum der Kavität (4) geschaffen ist.

Fig. 11 zeigt die Positionierung des Werkstückes (5) inner- halb der Plasmakammer (17) mit Hilfe eines Halteelementes (46). Das Halteelement (46) ist zangenartig ausgebildet und besitzt zwei verschwenkbar gelagerte Haltearme (47,48).

Die Haltearme (47,48) sind relativ zu Drehachsen (49,50) verschwenkbar. Zur Gewährleistung einer automatischen Fi- xierung des Werkstückes (5) durch das Halteelement (46) werden die Haltearme (47,48) von Federn (51,52) in eine jeweilige Haltepositionierung gedrückt.

Das Halteelement (46) ist oberhalb des Kammersockels (30) angeordnet, so daß nach einem Anheben der Kammerwandung (18) eine seitliche Zugänglichkeit des Halteelements (46) gegeben ist. Das Werkstück (5) kann hierdurch von einem Po- sitionierelement an das Halteelement (46) übergeben werden, ohne daß eine Hubbewegung des Werkstückes (5) in Richtung einer Kavitätenlängsachse (53) erfolgen muß.

Fig. 12 zeigt eine Plasmastation (3) mit zwei Plasmakammern (17) zur gleichzeitigen Plasmabehandlung von zwei Werkstük- ken (5). Jede der Plasmakammern (17) ist über einen Kopp- lungskanal (27) sowie einen Adapter (26) und eine Umlenkung (25) an jeweils einen Mikrowellengenerator (19) angeschlos- sen. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, für zwei oder mehr Plasmakammern (17) einen gemeinsamen Mikrowellengene- rator (19) zu verwenden und über eine nicht dargestellte Verzweigung eine Aufteilung der generierten Mikrowellen- strahlung vorzunehmen, um eine gleichmäßige Zündung des Plasmas in jeder der Plasmakammern (17) zu gewährleisten.

In die Plasmakammern (17) münden Kopplungskanäle (54) ein, die jeweils an eine Verzweigung (55) zur Aufteilung einer Menge eines zugeführten Betriebsmittels in zwei Teilmengen angeschlossen sind. Bei einer Verwendung von mehr als zwei Plasmakammern (17) wird die Verzweigung (55) entweder mit einer entsprechenden Anzahl von Ausgängen versehen, oder es werden kaskadiert mehrere Teilverzweigungen hintereinander angeordnet. Die in Fig. 12 dargestellte Anordnung der Ver- zweigung (55) in unmittelbarer Nähe der Plasmakammer (17) führt zu sehr kurzen Kopplungskanälen (27). Bei einer Zu- fuhr von Unterdruck hat dies den Vorteil, daß nur ein rela- tiv geringes Volumen der Kopplungskanäle (27) zu evakuieren ist.

Fig. 13 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Anordnung ge- mäß Fig. 12 bei zusätzlich eingezeichnetem Lanzenschlitten (37). In der dargestellten Positionierung ist die Plasma- kammer (17) geschlossen und der Lanzenschlitten (37) gegen den Kammersockel (30) geführt, so daß eine Strömung von Prozeßgas in den Innenraum des Werkstückes (5) hinein ge- steuert werden kann.

Im Bereich des Kammersockels (30) sind Kammerkanäle (56) zum Anschluß von Innenräumen der Plasmakammern (17) an die jeweiligen Betriebsmittelzuführungen sowie an den Positio- nierkanal (57) angeordnet, innerhalb dessen ein Kupplungs- rohr (58) längsverschieblich und abgedichtet geführt ist, das eine Verbindung mit dem Plasmagaskanal (38) innerhalb des Lanzenschlittens (37) bereitstellt. Unabhängig von ei- ner jeweiligen Positionierung des Lanzenschlittens (37) zum Kammersockel (30) wird hierdurch die Lanze (36) an eine Prozeßgaszuführung angeschlossen, so daß ein Eindringen von Umgebungsluft in die Prozeßgaszuführung vermieden ist.

Fig. 14 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 12 in einer stark schematisierten Darstellung sowie mit zusätzlicher Darstel- lung von Ventilen (59) zur Steuerung einer Betriebsmittel- zufuhr. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf- grund der schaltungstechnischen Anordnung der Kopplungska- näle (54) drei Verzweigungen (55) verwendet. Zu erkennen sind ebenfalls Quarzglasfenster (68) zur Abdichtung der In- nenräume der Plasmakammern (17) relativ zu den Innenräumen der Kopplungskanäle (27) bei gleichzeitiger Durchtrittsmög- lichkeit für die Mikrowellenstrahlung.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden ein Primärva- kuumventil (60) zur Zuführung einer ersten Unterdruckstufe sowie ein Sekundärvakuumventil (61) zur Zuführung eines ge- genüber der ersten Unterdruckstufe niedrigeren Unterdruckes verwendet. Zur Aufrechterhaltung des Vakuums synchron zur Zuführung des Prozeßgases ist darüber hinaus ein Prozeßva- kuumventil (62) angeordnet. Das Prozeßvakuumventil (62) vermeidet einen Übertritt von abgesaugtem Prozeßgas in die Versorgungskreise für das Primärvakuum und das Sekundärva- kuum.

Zur Unterstützung einer wahlweisen oder gemeinsamen Zufüh- rung von Unterdruck zum Innenraum des Werkstückes (5) und/ oder in den weiteren Innenraum der Plasmakammer (17) ist ein Kammervakuumventil (63) verwendet, das eine entspre- chende Absperrfunktion durchführt. Insbesondere ist daran gedacht, das jeweilige Versorgungsvakuum über die Ventile (60,61, 62) jeweils unmittelbar dem Innenraum des Werk- stückes (5) zuzuführen und über das Kammervakuumventil (63) gesteuert eine bedarfsabhängige Zuschaltung des weiteren Innenraumes der Plasmakammer (17) vorzunehmen.

Zur Unterstützung einer vorgebbaren und voneinander unab- hängigen Entlüftung sowohl des Innenraumes des Werkstückes (5) als auch des weiteren Innenraumes der Plasmakammer (17) sind ein Werkstückentlüftungsventil (64) sowie ein Kammer- entlüftungsventil (65) verwendet.

Zur Unterstützung einer Zuführung unterschiedlicher Prozeß- gaszusammensetzungen sind ein Primärprozeßgasventil (66) sowie ein Sekundärprozeßgasventil (67) verwendet.

Ein typischer Behandlungsvorgang wird im folgenden am Bei- spiel eines Beschichtungsvorganges erläutert und derart durchgeführt, daß zunächst das Werkstück (5) unter Verwen- dung des Eingaberades (11) zum Plasmarad (2) transportiert wird und daß in einem hochgeschobenen Zustand der hülsenar- tigen Kammerwandung (18) das Einsetzen des Werkstückes (5) in die Plasmastation (3) erfolgt. Nach einem Abschluß des Einsetzvorganges wird die Kammerwandung (18) in ihre abge- dichtete Positionierung abgesenkt und zunächst gleichzeitig eine Evakuierung sowohl der Kavität (4) als auch eines In- nenraumes des Werkstückes (5) durchgeführt.

Nach einer ausreichenden Evakuierung des Innenraumes der Kavität (4) wird die Lanze (36) in den Innenraum des Werk- stückes (5) eingefahren und durch eine Verschiebung des Dichtelementes (28) eine Abschottung des Innenraumes des Werkstückes (5) gegenüber dem Innenraum der Kavität (4) durchgeführt. Ebenfalls ist es möglich, die Lanze (36) be- reits synchron zur beginnenden Evakuierung des Innenraumes der Kavität in das Werkstück (5) hinein zu verfahren. Der Druck im Innenraum des Werkstückes (5) wird anschließend noch weiter abgesenkt. Darüber hinaus ist auch daran ge- dacht, die Positionierbewegung der Lanze (36) wenigstens teilweise bereits parallel zur Positionierung der Kammer- wandung (18) durchzuführen. Nach Erreichen eines ausrei- chend tiefen Unterdruckes wird Prozeßgas in den Innenraum des Werkstückes (5) eingeleitet und mit Hilfe des Mikrowel- lengenerators (19) das Plasma gezündet. Insbesondere ist daran gedacht, mit Hilfe des Plasmas sowohl einen Haftver- mittler auf eine innere Oberfläche des Werkstückes (5) als auch die eigentliche Barriereschicht aus Siliziumoxiden ab- zuscheiden.

Nach einem Abschluß des Beschichtungsvorganges wird die Lanze (36) wieder aus dem Innenraum des Werkstückes (5) entfernt und die Plasmakammer (17) sowie der Innenraum des Werkstückes (5) werden belüftet. Nach Erreichen des Umge- bungsdruckes innerhalb der Kavität (4) wird die Kammerwan- dung (18) wieder angehoben, um eine Entnahme des beschich- teten Werkstückes (5) sowie eine Eingabe eines neuen zu be- schichtenden Werkstückes (5) durchzuführen. Zur Ermögli- chung einer seitlichen Positionierung des Werkstückes (5) wird das Dichtelement (28) mindestens bereichsweise wieder in den Kammersockel (3) hinein verfahren.

Alternativ zur erläuterten Innenbeschichtung von Werkstük- ken (5) können auch Außenbeschichtungen, Sterilisationen oder Oberflächenaktivierungen durchgeführt werden.

Eine Positionierung der Kammerwandung (18), des Dichtele- mentes (28) und/oder der Lanze (36) kann unter Verwendung unterschiedlicher Antriebsaggregate erfolgen. Grundsätzlich ist die Verwendung pneumatischer Antriebe und/oder elek- trischer Antriebe, insbesondere in einer Ausführungsform als Linearmotor, denkbar. Insbesondere ist aber daran ge- dacht, zur Unterstützung einer exakten Bewegungskoordinie- rung mit einer Rotation des Plasmarades (2) eine Kur- vensteuerung zu realisieren. Die Kurvensteuerung kann bei- spielsweise derart ausgeführt sein, daß entlang eines Um- fanges des Plasmarades (2) Steuerkurven angeordnet sind, entlang derer Kurvenrollen geführt werden. Die Kurvenrollen sind mit den jeweils zu positionierenden Bauelementen ge- koppelt.

Über die Verzweigungen (55) ist es grundsätzlich möglich, mehrere Plasmakammern (17) an gemeinsame Ventile (59) anzu- schließen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, über die Verzweigungen mehrere Kavitäten innerhalb einer Plasma- kammer mit gemeinsamen Ventilen (59) zu verbinden. Schließ- lich ist auch daran gedacht, alternativ oder ergänzend zu den obigen Varianten mehrere Innenräume von Werkstücken (5) innerhalb einer gemeinsamen Plasmakammer (17) oder inner- halb einer gemeinsamen Kavität mit gemeinsamen Ventilen (59) zu verbinden.

Die Betätigung der Ventile (59) erfolgt vorzugsweise über eine programmierbare elektronische Steuerung. Zunächst wird nach einem Schließen der Plasmakammer (17) das Primärvaku- umventil (60) geöffnet und der Innenraum des Werkstückes (5) und der Innenraum der Plasmakammer (17) gleichzeitig evakuiert. Hierbei wird ein Druckniveau im Bereich von 20 mbar bis 50 mbar erreicht. Nach einem Schließen des Primär- vakuumventils (60) erfolgt ein Öffnen des Sekundärvakuum- ventils (61) und der Innenraum des Werkstückes (5) und der Innenraum der Plasmakammer (17) werden zunächst gleichzei- tig an eine Unterdruckquelle mit einem niedrigeren Druckni- veau angeschlossen. Nach einer ausreichenden Evakuierung des das Werkstück (5) umgebenden Innenraumes der Plasmakam- mer (17) schließt das Kammervakuumventil (63) und lediglich der Innenraum des Werkstückes (5) wird weiter evakuiert.

Hierbei wird ein Druckniveau von etwa 0,1 mbar erreicht.

Nach einem Schließen des Kammervakuumventils (63) und einer in der Regel bereits zuvor erfolgten Positionierung der Lanze (36) innerhalb des Innenraumes des Werkstückes (5) öffnet das Primärprozeßgasventil (66) und ein Prozeßgas ei- ner ersten Zusammensetzung wird zugeführt. Zur Prozeßgas- versorgung der Lanze (36) ist insbesondere daran gedacht, die beispielsweise in Fig. 6 dargestellten Gasanschlüsse (39) im Bereich des Kammersockels (30) derart auszuführen, daß innerhalb einer bohrungsartigen Ausnehmung ein rohrar- tiges Kupplungselement in einer Längsrichtung verschieblich geführt ist. Eine Abdichtung kann über eine dynamische Ringdichtung erfolgen. Das rohrartige Verbindungselement ist vom Lanzenschlitten (37) getragen und stellt eine Ver- bindung zum Plasmagaskanal (38) innerhalb des Lanzenschlit- tens (37) her. Durch eine entsprechende Verschiebung des rohrartigen Verbindungselementes innerhalb der bohrungsar- tigen Ausnehmung ist für jede Positionierung des Lanzen- schlittens (37) eine Verbindung mit der Prozeßgasverteilung gewährleistet.

Nach einer ausreichenden Prozeßgaszuführung zündet der Mi- krowellengenerator (19) das Plasma im Innenraum des Werk- stückes (5). Zu einem vorgebbaren Zeitpunkt schließt das Primärprozeßgasventil (66) und das Sekundärprozeßgasventil (67) öffnet zur Zuführung eines Prozeßgases einer zweiten Zusammensetzung. Zumindest zeitweise parallel zum Öffnen der Prozeßgasventile (66,67) öffnet auch das Prozeßvakuum- ventil (62), um einen ausreichend niedrigen Unterdruck im Innenraum des Werkstückes (5) aufrecht zu erhalten. Hierbei erweist sich ein Druckniveau von etwa 0,3 mbar als zweckmä- ßig Nach einem Abschluß der Plasmabeschichtung öffnet zunächst das Werkstückentlüftungsventil (64) und schließt den Innen- raum des Werkstückes (5) an einen Umgebungsdruck an. Mit einer vorgebbaren zeitlichen Verzögerung nach einem Öffnen des Werkstückentlüftungsventils (64) öffnet auch das Kam- merentlüftungsventil (65), um den Innenraum der Plasmakam- mer (17) wieder vollständig auf den Umgebungsdruck anzuhe- ben. Nach einem zumindest annäherungsweise Erreichen des Umgebungsdruckes innerhalb der Plasmakammer (17) kann die Plasmakammer (17) öffnen und das beschichtete Werkstück (5) wird entnommen und durch ein neues zu beschichtendes Werk- stück (5) ersetzt.

Zur Entfernung eventueller Rückstände des Plasmabehand- lungsverfahrens innerhalb des Werkstückes (5) ist es mög- lich, vor einer Entnahme des Werkstückes (5) aus der Plas- makammer (17) Druckluft in das Werkstück (5) einzubringen und hierdurch die eventuellen Verunreinigungen zu entfer- nen. Die Ableitung der Druckluft kann entweder in eine Um- gebung der Plasmastation (3) erfolgen, insbesondere ist aber auch daran gedacht, gleichzeitig zur Druckbeaufschla- gung auch einen der Unterdruckanschlüsse zu aktivieren und hierdurch ein definiertes Absaugen der Verunreinigungen durchzuführen. Alternativ ist ebenfalls daran gedacht, den Reinigungsvorgang ausschließlich durch eine zusätzliche Un- terdruckbeaufschlagung durchzuführen und den Reinigungsvor- gang durch nachströmende Umgebungsluft durchzuführen.

Bei einer Druckluftzuführung ist insbesondere an eine Zu- führung durch die Lanze (36) hindurch gedacht, da hierdurch die Spülluft in einen Bereich des Innenraumes des Werkstük- kes (5) eingebracht werden kann, der einer Öffnung des Werkstückes (5) abgewandt angeordnet ist. Hierdurch wird eine Spülluftströmung in Richtung auf die Öffnung des Werk- stückes (5) unterstützt und ein wirksamer Reinigungsvorgang durchgeführt.