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DE102020112201A1 - Device and method for coating containers - Google Patents

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DE102020112201A1
DE102020112201A1 DE102020112201.2A DE102020112201A DE102020112201A1 DE 102020112201 A1 DE102020112201 A1 DE 102020112201A1 DE 102020112201 A DE102020112201 A DE 102020112201A DE 102020112201 A1 DE102020112201 A1 DE 102020112201A1
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DE
Germany
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plasma
plasma chamber
generator
solid
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020112201.2A
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German (de)
Inventor
Jan Lengefeld
Vinzent Meier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS Corpoplast GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHS Corpoplast GmbH filed Critical KHS Corpoplast GmbH
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Priority to PCT/EP2021/061774 priority patent/WO2021224290A1/en
Priority to EP21724603.2A priority patent/EP4147264B1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung von Behältern 9 mittels eines Plasmaverfahrens, aufweisend mindestens eine Plasmastation 15, die mindestens eine Plasmakammer 8 mit mindestens einem Behandlungsplatz mit einer Behälteraufnahme umfasst, in welche mindestens ein Behälter 9 mit einem Behälterinnenraum 11 an dem Behandlungsplatz einsetzbar und positionierbar ist, wobei die jeweilige Plasmakammer 8 eine mit einer Vakuumeinheit verbundene Vakuumleitung 14 aufweist, über die sie zumindest teilweise evakuierbar ist, wobei die jeweilige Plasmakammer 8 eine Gaslanze 12 aufweist, die in den Behälterinnenraum 11 einführbar ist, wobei die Gaslanze 12 mit einer Prozessgasleitung verbunden ist, über die ein von einem Prozessgaserzeuger bereitgestelltes Prozessgas in den Behälterinnenraum 11 zu dessen Beschichtung gelangt, wobei die jeweilige Plasmakammer 8 mit mindestens einem Mikrowellenerzeuger 1, 1', 1" verbunden ist und der Mikrowellenerzeuger 1, 1', 1" eine Steuerungseinheit, einen Signalgenerator 3 und ein Netzteil 4, 4' aufweist, wobei der mindestens eine Mikrowellenerzeuger 1, 1', 1" ein Solid-State-Generator, der einen Solid-State-Verstärker 2 umfasst, und/oder ein Mikrowellen-Leistungsverstärker ist und in der mindestens einen Plasmakammer 8 kein Sensor zur Steuerung des Mikrowellenerzeugers 1, 1', 1" und keine Monitordiode zur Erfassung seiner aktuellen Leistung vorhanden sindAußerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung von Behältern 9 in einer Vorrichtung zur Beschichtung von Behältern 9 mittels eines Plasmaverfahrens.The invention relates to a device for coating containers 9 by means of a plasma process, having at least one plasma station 15, which comprises at least one plasma chamber 8 with at least one treatment station with a container receptacle, in which at least one container 9 with a container interior 11 can be inserted and positioned at the treatment station The respective plasma chamber 8 has a vacuum line 14 connected to a vacuum unit, via which it can be at least partially evacuated, the respective plasma chamber 8 having a gas lance 12 which can be inserted into the container interior 11, the gas lance 12 being connected to a process gas line is, via which a process gas provided by a process gas generator reaches the container interior 11 for coating, the respective plasma chamber 8 being connected to at least one microwave generator 1, 1 ', 1 "and the microwave generator 1, 1', 1" being a control unit it, a signal generator 3 and a power supply unit 4, 4 ', the at least one microwave generator 1, 1', 1 "being a solid-state generator comprising a solid-state amplifier 2 and / or a microwave power amplifier and in the at least one plasma chamber 8 there is no sensor for controlling the microwave generator 1, 1 ', 1 "and no monitor diode for detecting its current output. The invention also relates to a method for coating containers 9 in a device for coating containers 9 by means of a plasma process.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.The invention relates to a device for coating containers with the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for coating containers with the features of the preamble of claim 8.

Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind beispielsweise aus der US 2018/0363141 A1 bekannt. Ein bereitgestelltes Prozessgas wird in einer als Plasmakammer ausgebildeten Prozesskammer, in der sich ein zu beschichtender Behälter befindet, eingeleitet. Dieses in der Prozesskammer befindliche plasmaförmige Prozessgas wird gezündet und schlägt sich damit auf dem Behälter nieder. Zur Zündung des plasmaförmigen Prozessgases wird - in Abweichung von den in der Regel verwendeten Magnetrons - ein Solid-State-Generator verwendet. Die für die Zündung benötigte Energie des Solid-State-Generators wird über eine in die Prozesskammer hineinragende Antenne, die mit dem Solid-State-Generator über ein Koaxialkabel verbunden ist, in die Prozesskammer eingebracht. Der Solid-State-Generator wird über eine Regelung, die die benötigten Daten über einen in der Prozesskammer angeordneten Sensor erhält, gesteuert. Innerhalb der Prozesskammer ist ein mikrowellendurchlässiger Quarzzylinder vorhanden, der den zu beschichtenden Behälter umgibt und ihn flüssigkeitsdicht gegenüber dem Raum abschirmt, in dem die Antenne des Solid-State-Generators angeordnet ist.Such a device and such a method are for example from US 2018/0363141 A1 known. A provided process gas is introduced into a process chamber designed as a plasma chamber in which a container to be coated is located. This plasma-shaped process gas located in the process chamber is ignited and thus precipitates on the container. A solid-state generator is used to ignite the plasma-shaped process gas, in contrast to the magnetrons that are usually used. The energy of the solid-state generator required for ignition is introduced into the process chamber via an antenna which protrudes into the process chamber and is connected to the solid-state generator via a coaxial cable. The solid-state generator is controlled by a controller that receives the required data via a sensor located in the process chamber. Inside the process chamber there is a microwave-permeable quartz cylinder which surrounds the container to be coated and shields it in a liquid-tight manner from the space in which the antenna of the solid-state generator is arranged.

Aus der WO 03/100125 A1 ist es bekannt, eine Mehrzahl von Plasmakammern auf einem rotierenden Rad anzuordnen. Hierdurch wird eine hohe Produktionsrate von Behältern je Zeiteinheit unterstützt. Außerdem können auch Doppel- oder Mehrfachkammern als Plasmakammern eingesetzt werden.From the WO 03/100125 A1 it is known to arrange a plurality of plasma chambers on a rotating wheel. This supports a high production rate of containers per unit of time. In addition, double or multiple chambers can also be used as plasma chambers.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beschichtung von Behältern zu schaffen, bei denen eine vereinfachte Konstruktion der Vorrichtung eingesetzt wird.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for coating containers in which a simplified construction of the apparatus is used.

Gelöst wird diese Aufgabe für die gattungsgemäße Vorrichtung und für das gattungsgemäße Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.This object is achieved for the generic device and for the generic method by the characterizing features of the respective independent claim. Advantageous developments of the device according to the invention and the method according to the invention are specified in the dependent claims.

Dadurch, dass bei der Erfindung vorgesehen ist, dass anstatt eines Magnetrons ein Mikrowellenerzeuger, der das Plasma in der Plasmakammer zündet und aufrechterhält, in der Form eines Solid-State-Generators oder eines Mikrowellen-Leistungsverstärkers ausgebildet ist, wird eine verbesserte Plasmaabscheidung auf der Behälterinnenwand erzeugt, da dadurch eine verbesserte Zuverlässigkeit und eine verbesserte Prozesskontrolle gegeben ist. Dadurch, dass in der Plasmakammer kein Sensor zur Steuerung des Mikrowellenerzeugers und keine Monitordiode zur Erfassung der aktuellen Leistung vorhanden sind, wird der Aufbau und auch die Steuerung des Mikrowellenerzeugers vereinfacht.Because the invention provides that, instead of a magnetron, a microwave generator, which ignites and maintains the plasma in the plasma chamber, is in the form of a solid-state generator or a microwave power amplifier, improved plasma deposition on the inner wall of the container is achieved generated, as this results in improved reliability and improved process control. The fact that there is no sensor for controlling the microwave generator and no monitor diode for detecting the current output in the plasma chamber simplifies the structure and also the control of the microwave generator.

Vorteilhafterweise kann der mindestens eine Mikrowellenerzeuger über einen Hohlleiter mit der mindestens einen Plasmakammer über eine am Ort der Einleitung angeordnete Quarzscheibe verbunden sein. Dadurch kann die bekannte Ausgestaltung der Beschichtungsvorrichtung weiterverwendet werden und lediglich das Magnetron gegen einen Solid-State-Generator oder eine Mikrowellen-Leistungsverstärker ausgetauscht werden. Somit ist eine kostengünstige Umrüstung zur Erreichung der erfindungsgemäßen Vorteile gegeben.The at least one microwave generator can advantageously be connected to the at least one plasma chamber via a waveguide via a quartz disk arranged at the point of introduction. As a result, the known configuration of the coating device can continue to be used and only the magnetron can be exchanged for a solid-state generator or a microwave power amplifier. An inexpensive conversion to achieve the advantages according to the invention is thus provided.

Vorteilhafterweise kann der mindestens eine Mikrowellenerzeuger direkt mit der mindestens einen Plasmakammer über eine am Ort der Einleitung angeordnete Quarzscheibe verbunden sein. Dadurch wird ein Bauteil, regelmäßig ein Hohlleiter, gegenüber der Verwendung eines Magnetrons eingespart, außerdem wird kein Isolauncher zur Einkopplung des Magnetrons mehr beötigtThe at least one microwave generator can advantageously be connected directly to the at least one plasma chamber via a quartz disk arranged at the point of introduction. As a result, one component, usually a waveguide, is saved compared to the use of a magnetron, and an isolator for coupling in the magnetron is no longer required

Vorteilhafterweise kann sich der Ort der Einleitung im Bereich der Einleitung der Prozessgasleitung, auf der diesem Bereich gegenüberliegenden Fläche der mindestens einen Plasmakammer und/oder in einem Seitenbereich der mindestens einen Plasmakammer befinden. Diese Stellen sind besonders geeignet, eine gute Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.

  • - Vorteilhafterweise kann sich der Ort der Einleitung im Bereich der Einleitung der Prozessgasleitung in axialer Richtung gegenüber einem Auslass der Gaslanze befinden. Dadurch kann die Gaslanze als Antenne verwendet werden und es ist keine Einkopplung über ein komplexes Quarzglas nötig. Darüber hinaus ist eine gezielte Anregung von gewünschten Moden über eine Längenänderung der Gaslanze möglich.
The point of introduction can advantageously be in the region of the introduction of the process gas line, on the surface of the at least one plasma chamber opposite this region and / or in a side region of the at least one plasma chamber. These points are particularly suitable for ensuring good functionality.
  • The point of introduction can advantageously be in the region of the introduction of the process gas line in the axial direction opposite an outlet of the gas lance. This means that the gas lance can be used as an antenna and there is no need for coupling via a complex quartz glass. In addition, a targeted excitation of desired modes is possible by changing the length of the gas lance.

Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung eine in einem Reaktorblock integrierte Kühlvorrichtung aufweisen, wobei der Solid-State-Verstärker des mindestens einen Solid-State-Generators lösbar mit dem Reaktorblock verbunden ist. Dadurch muss bei einem Tausch des Solid-State-Verstärkers nicht an dem Kühlkreislauf gearbeitet werden.The device can advantageously have a cooling device integrated in a reactor block, the solid-state amplifier of the at least one solid-state generator being detachably connected to the reactor block. This means that when the solid-state amplifier is replaced, there is no need to work on the cooling circuit.

Vorteilhafterweise kann genau ein Solid-State-Verstärker und/oder genau eine Steuerungseinheit und/oder genau ein Signalgenerator und/oder genau ein Netzteil vorhanden sein. Damit können bei Vorrichtungen, die mehrere Plasmakammern aufweisen, Bauteile eingespart werden.Advantageously, precisely one solid-state amplifier and / or precisely one control unit can be used and / or exactly one signal generator and / or exactly one power supply unit. In this way, components can be saved in devices that have several plasma chambers.

Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Erzeugung des Plasmas ohne Sensorerfassung der eingetragenen Energiemenge und ohne Regelung des Mikrowellenerzeugers erfolgt, kann auf Sensoren in der Plasmakammer zur Erfassung der eingetragenen Energiemenge verzichtet werden, was zu einer Vereinfachung der Beschichtungsvorrichtung führt. Eine weitere Vereinfachung der Beschichtungsvorrichtung wird dadurch erzielt, dass keine Regelung des Mikrowellenerzeugers in Abhängigkeit von der Feldkonstellation erfolgt.Because the plasma is generated in the method according to the invention without sensor detection of the amount of energy introduced and without regulation of the microwave generator, sensors in the plasma chamber for detecting the amount of energy introduced can be dispensed with, which leads to a simplification of the coating device. A further simplification of the coating device is achieved in that there is no regulation of the microwave generator as a function of the field constellation.

Vorteilhafterweise kann das Verfahren in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Dabei ergeben die sich oben zu den Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils angegebenen Vorteile.The method can advantageously be carried out in a device according to the invention. This results in the advantages given above for the embodiments of the device according to the invention.

Vorteilhafterweise kann die Feldkonstellation innerhalb der Plasmakammer durch synchronisierte Ansteuerung von mindestens zwei mit der Plasmakammer verbundenen Mikrowellenerzeugern beeinflusst werden. Dadurch kann die Feldkonstellation in der Plasmakammer beeinflusst werden und es können beispielsweise Feldinhomogenitäten ausgeglichen werden.The field constellation within the plasma chamber can advantageously be influenced by synchronized control of at least two microwave generators connected to the plasma chamber. As a result, the field constellation in the plasma chamber can be influenced and, for example, field inhomogeneities can be compensated for.

Es versteht sich, dass die oben und nachfolgend erläuterten Merkmale und Ausführungsformen nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen offenbart sind, sondern auch in Alleinstellung sowie in anderen Kombinationen zur Offenbarung gehörend anzusehen sind.It goes without saying that the features and embodiments explained above and below are not only disclosed in the respectively specified combinations, but are also to be regarded as belonging to the disclosure on their own and in other combinations.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 eine Prinzipskizze eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 4 ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 5 ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred embodiment with reference to the drawings. The drawings show:
  • 1 a schematic diagram of a first embodiment of a device according to the invention,
  • 2 a schematic diagram of a second embodiment of a device according to the invention,
  • 3 a schematic diagram of a third embodiment of a device according to the invention,
  • 4th a schematic block diagram of a preferred embodiment of a device according to the invention and
  • 5 a schematic block diagram of a further preferred embodiment of a device according to the invention.

In den 1 bis 3 sind schematisch drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei der eine Plasmastation 15 (siehe 4) genau eine Plasmakammer 8 mit genau einem Behandlungsplatz für einen Behälter 9, der einen Behälterinnenraum 11 aufweist, mit dazugehörigen Vorrichtungsmerkmalen aufweist. Von der Erfindung erfasst sind aber auch Vorrichtungen mit mehr als einer Plasmakammer 8 und auch von Plasmakammern 8, die mehr als einen Behandlungsplatz aufweisen. Liegen mehrere Plasmakammern 8 vor, so sind diese regelmäßig auf einem rotierenden (nicht gezeigten) Plasmarad angeordnet, wie es beispielsweise aus der oben genannten WO 2017/102280 A2 bekannt ist. Die Erfindung ist jedoch auch nicht auf ein rotierendes Plasmarad beschränkt, sondern umfasst insbesondere alle rotierenden oder nicht rotierende Beschichtungsmaschinen, die einen oder mehr Prozessschritte mit festen Prozessgasmischungen und kontinuierlichem Prozessgas-Verbrauch haben.In the 1 until 3 three embodiments of the invention are shown schematically, in which a plasma station 15th (please refer 4th ) exactly one plasma chamber 8th with exactly one treatment station for one container 9 , of a container interior 11 has, with associated device features. However, devices with more than one plasma chamber are also covered by the invention 8th and also from plasma chambers 8th that have more than one treatment station. There are several plasma chambers 8th before, they are regularly arranged on a rotating (not shown) plasma wheel, as is the case, for example, from the above WO 2017/102280 A2 is known. However, the invention is also not limited to a rotating plasma wheel, but in particular includes all rotating or non-rotating coating machines that have one or more process steps with fixed process gas mixtures and continuous process gas consumption.

Im ersten Ausführungsbeispiel der 1 ist der zu beschichtende Behälter 9 schon in seiner Aufnahmevorrichtung in einem Reaktorraum 10 der Plasmakammer 8 angeordnet und in den Behälterinnenraum 11 ist eine Gaslanze 12 von unten durch die Öffnung des Behälters 9 eingeführt.In the first embodiment of the 1 is the container to be coated 9 already in its cradle in a reactor room 10 the plasma chamber 8th arranged and in the container interior 11 is a gas lance 12th from below through the opening of the container 9 introduced.

Die zu beschichtenden Behälter 5 werden der Plasmastation 15 mittels bekannter Vorrichtungen unter Ablauf bekannter Verfahren zugeführt. Die Plasmakammer 8 weist eine Vakuumleitung 14 auf, die mit einer Vakuumeinheit (nicht gezeigt) verbunden ist und die dafür sorgt, dass der Druck im Reaktorraum 10 gesenkt wird, um ein vom einem Prozessgaserzeuger (nicht gezeigt) bereitgestelltes Prozessgas über eine Prozessgasleitung (nicht gezeigt), die in das untere Ende der Gaslanze 12 mündet, in den Behälter 9 zu saugen. Dieses Prozessgas dient zur Beschichtung der Innenwand des Behälters 9. Auch die Beschichtung geschieht mittels bekannter Verfahren. Der Unterschied zu den altbekannten Verfahren besteht in der Verwendung eines alternativen Mikrowellenerzeugers 1 in der Form eines Solid-State-Generators 1. Solche Solid-State-Generatoren 1 werden zwar seit kurzem gemäß dem oben genannten Stand der Technik prinzipiell verwendet, aber die Erfindung verzichtet gegenüber den bekannten Vorrichtungen und Verfahren auf Vorrichtungsteile, wie dies weiter unten noch ausgeführt wird.The containers to be coated 5 become the plasma station 15th supplied by means of known devices using known methods. The plasma chamber 8th has a vacuum line 14th on, which is connected to a vacuum unit (not shown) and which ensures that the pressure in the reactor chamber 10 is lowered by a process gas provided by a process gas generator (not shown) via a process gas line (not shown) which enters the lower end of the gas lance 12th opens into the container 9 to suck. This process gas is used to coat the inner wall of the container 9 . The coating is also carried out using known processes. The difference to the well-known methods lies in the use of an alternative microwave generator 1 in the form of a solid-state generator 1 . Such solid state generators 1 have recently been used in principle according to the above-mentioned prior art, but the invention dispenses with device parts compared to the known devices and methods, as will be explained further below.

In der Plasmakammer 8 wird im Reaktorraum 10 der Behälter 9 gas- und/oder luftdicht eingesetzt und positioniert. Ein Kammersockel 23 weist dabei eine Vakuumleitung 14 auf. Diese mündet von unten in die Plasmakammer 8 beziehungsweise stellt je nach Stellung der Gaslanze 12 zusätzlich auch eine gasdurchlässige Verbindung in den Behälterinnenraum 11 her. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in einem in den Behälterinnenraum 11 eingefahrenen Zustand der Gaslanze 12 der Behälterinnenraum 11 gegenüber dem Reaktorraum 10 isoliert, das heißt abgedichtet, ist, wohingegen in einem abgesenkten Zustand der Gaslanze 12 eine gasdurchlässige Verbindung zwischen dem Behälterinnenraum 11 und dem Reaktorraum 10 geschaffen wird. Es können auch noch zusätzliche Vakuumleitungen (nicht gezeigt) sowie wenigstens eine Belüftungsleitung (nicht gezeigt) angeschlossen sein. Die Gaslanze 12 kann über die (zentrale) Prozessgasleitung mit weiteren Prozessgasleitungen (nicht gezeigt) gekoppelt sein, über die jeweils unterschiedliche Prozessgaszusammensetzungen dem Behälterinnenraum 11 mittels der Gaslanze 12 zuführbar sind.In the plasma chamber 8th is in the reactor room 10 the container 9 Gas- and / or airtight inserted and positioned. A chamber base 23 has a vacuum line 14th on. This opens into the plasma chamber from below 8th or depending on the position of the gas lance 12th In addition, there is also a gas-permeable connection to the interior of the container 11 here. In particular, it can be provided that in one in the container interior 11 retracted state of the gas lance 12th the container interior 11 opposite the reactor room 10 is insulated, that is to say sealed, whereas the gas lance is in a lowered state 12th a gas-permeable connection between the container interior 11 and the reactor room 10 is created. Additional vacuum lines (not shown) and at least one ventilation line (not shown) can also be connected. The gas lance 12th can be coupled to further process gas lines (not shown) via the (central) process gas line, via which the different process gas compositions to the container interior 11 by means of the gas lance 12th are supplied.

Ein typischer Behandlungsvorgang an der Plasmastation 15 wird im Folgenden am Beispiel eines Beschichtungsvorgangs kurz erläutert:

  • Zunächst wird der Behälter 9 unter Verwendung eines Eingaberades (nicht gezeigt) zum Plasmarad transportiert und in einem hochgeschobenen Zustand einer hülsenartigen Kammerwandung wird der Behälter 9 in die entsprechende Plasmakammer 8 eingesetzt. Nach einem Abschluss des Einsetzvorgangs wird die jeweilige Kammerwandung an dieser Plasmastation 15 in ihre abgedichtete Positionierung abgesenkt und zunächst gleichzeitig eine Evakuierung sowohl des Reaktorraumes 10 als auch des Behälterinnenraums 11 durchgeführt.
A typical treatment process at the plasma station 15th is briefly explained below using the example of a coating process:
  • First is the container 9 using an input wheel (not shown) transported to the plasma wheel and in a pushed-up state of a sleeve-like chamber wall, the container 9 into the corresponding plasma chamber 8th used. After the insertion process has been completed, the respective chamber wall is attached to this plasma station 15th lowered into their sealed position and at the same time an evacuation of both the reactor room 10 as well as the interior of the container 11 carried out.

Nach einer ausreichenden Evakuierung des Reaktorraumes 10 wird die Gaslanze 12 in den Behälterinnenraum 11 eingefahren und durch eine Verschiebung eines Dichtelement eine Abdichtung des Behälterinnenraums 11 gegenüber dem Reaktorraum 10 durchgeführt. Anschließend kann der Druck im Behälterinnenraum 11 noch weitergehend abgesenkt werden. Nach Erreichen eines ausreichend tiefen Unterdrucks wird Prozessgas über die Gaslanze 12 in den Behälterinnenraum 11 des Behälters 9 an der entsprechenden Plasmastation 15 eingeleitet. Nach einer ausreichenden Prozessgaszuführung zündet der Mikrowellenerzeuger 1 das Plasma im Behälterinnenraum 11, wobei zu Erleichterung der Zündung noch eine Zündhilfe 13 im Kammersocke 231 vorgesehen ist. Die Zündhilfe 13 ragt in die Vakuumleitung 14 der Gaslanze 12 gegenüberliegend hinein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mit Hilfe des Plasmas sowohl ein Haftvermittler auf der Oberfläche des Behälterinnenraums 11 als auch die eigentliche Barriere- und Schutzschicht abgeschieden wird.After sufficient evacuation of the reactor room 10 becomes the gas lance 12th into the interior of the container 11 retracted and a seal of the container interior by a displacement of a sealing element 11 opposite the reactor room 10 carried out. The pressure in the interior of the container can then be increased 11 can be further reduced. After a sufficiently low negative pressure has been reached, process gas is released through the gas lance 12th into the interior of the container 11 of the container 9 at the corresponding plasma station 15th initiated. After a sufficient supply of process gas, the microwave generator ignites 1 the plasma in the container interior 11 , with an ignition aid to facilitate ignition 13th is provided in the chamber sock 231. The ignition aid 13th protrudes into the vacuum line 14th the gas lance 12th opposite in. In particular, it can be provided that with the aid of the plasma both an adhesion promoter is applied to the surface of the interior of the container 11 as well as the actual barrier and protective layer is deposited.

Als Mikrowellenerzeuger 1 wird ein Solid-State-Generator 1 - dessen Ausgestaltung unten noch näher in Zusammenhang mit den 4 und 5 beschrieben wird - verwendet, der mit dem Reaktorraum 10 der Plasmakammer 8 über einen Hohlleiter 5 verbunden ist und dessen Einmündung in den Reaktorraum 10 über eine Quarzscheibe 7 gasdicht abgeschlossen ist. Innerhalb des Hohlleiters 5 ist noch ein optisches Emissionsspektroskop 6 angeordnet, mit dem der Prozess überwacht und sichergestellt wird, dass die vom Solid-State-Generator 1 ausgesendeten Pulse auch im Plasma zu erkennen sind. Die Intensität der Pulse wird detektiert und es wird eine Summation aller Pulsintensitäten durchgeführt. Hieraus ergibt sich eine Bewertungsgrundlage, die als Vergleich zu einem in einem Rezept definierten Soll-Wert dient. Dadurch können zum Beispiel falsche Gaszusammensetzungen und Drücke erkannt werden. Das optische Emissionsspektroskop 6 dient nur zur Überwachung, aber nicht zur Regelung.As a microwave generator 1 becomes a solid state generator 1 - its design below in more detail in connection with the 4th and 5 - used that with the reactor room 10 the plasma chamber 8th via a waveguide 5 is connected and its confluence with the reactor room 10 over a quartz disk 7th is sealed gas-tight. Inside the waveguide 5 is still an optical emission spectroscope 6th arranged to monitor the process and ensure that the solid-state generator 1 emitted pulses can also be seen in the plasma. The intensity of the pulses is detected and a summation of all pulse intensities is carried out. This results in an evaluation basis that serves as a comparison to a target value defined in a recipe. This means, for example, that incorrect gas compositions and pressures can be detected. The optical emission spectroscope 6th is only used for monitoring, but not for regulation.

Erfindungsgemäß ist es so, dass abweichend vom Stand der Technik am und im Reaktorraum 8 keine Sensoren zur Steuerung des Solid-State-Generators 1 vorhanden sind. Die Steuerung des Solid-State-Generators 1 wird unten noch näher in Zusammenhang mit den 4 und 5 beschrieben.According to the invention, it is such that, in deviation from the prior art, on and in the reactor space 8th no sensors to control the solid-state generator 1 available. The control of the solid-state generator 1 will be discussed in more detail below in connection with the 4th and 5 described.

Nach Abschluss der Plasmabehandlung wird der Behälterinnenraum 11 bis auf Atmosphärendruck belüftet. Synchron dazu kann die Gaslanze 12 aus dem Behälterinnenraum 11 abgesenkt werden. Nach einer ausreichenden Belüftung des Behälterinnenraums 11 und der Plasmakammer 8 bis vorzugsweise auf Atmosphärendruck, beziehungsweise Umgebungsdruck, wird die Kammerwandung wieder angehoben. Nachfolgend erfolgt eine Entnahme beziehungsweise Übergabe des beschichteten Behälters 5 an ein Ausgaberad (nicht gezeigt).After completion of the plasma treatment, the interior of the container 11 ventilated to atmospheric pressure. At the same time, the gas lance can 12th from the interior of the container 11 be lowered. After adequate ventilation of the interior of the container 11 and the plasma chamber 8th The chamber wall is raised again up to preferably atmospheric pressure or ambient pressure. The coated container is then removed or transferred 5 to an output wheel (not shown).

Das zweite Ausführungsbeispiel, das in 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 dadurch, dass der Solid-State-Generator 1,1' nicht über einen Hohlleiter 5 mit dem Reaktorraum 8 verbunden ist, sondern direkt an der Wand der Plasmakammer 8 aufgesetzt ist. In 2 sind zwei Positionen gezeigt, in denen der Solid-State-Generator 1,1' angeordnet sein kann. In seiner ersten Position koppelt der Solid-State-Generator 1 seine Energie an derselben Stelle in den Reaktorraum 10, wie im ersten Ausführungsbeispiel der 1, nämlich an der der Gaslanze 12 gegenüberliegenden oberen Fläche. Auch hier sind eine Quarzscheibe 7 zum gasdichten Abschluss des Solid-State-Generators 1 gegenüber dem Reaktorraum 10 und eine optisches Emissionsspektroskop 7 vorhanden.The second embodiment shown in 2 is shown differs from the first embodiment of FIG 1 by having the solid state generator 1 '1' does not have a waveguide 5 with the reactor room 8th connected, but directly on the wall of the plasma chamber 8th is put on. In 2 are shown two positions in which the solid-state generator 1 , 1 'can be arranged. The solid-state generator couples in its first position 1 its energy in the same place in the reactor room 10 , as in the first embodiment of the 1 namely on the gas lance 12th opposite top surface. Here, too, are a quartz disk 7th for gas-tight closure of the solid-state generator 1 opposite the reactor room 10 and an optical emission spectroscope 7th available.

Alternativ oder auch zusätzlich kann ein weiterer Solid-State-Generator 1' an der Plasmakammer 8 angebracht sein. Dieser ist an der Seitenwand der Plasmakammer 8 angeordnet und koppelt seine Energie über eine weitere Quarzscheibe 7' in den Reaktorraum 10 ein.Alternatively or additionally, a further solid-state generator can be used 1' at the plasma chamber 8th to be appropriate. This is on the side wall of the plasma chamber 8th arranged and couples its energy via another quartz disk 7 ' into the reactor room 10 a.

Werden zwei Solid-State-Generatoren 1, 1' verwendet, kann über eine geeignete synchrone Ansteuerung dieser beiden Solid-State-Generatoren 1, 1' die Feldkonstellation innerhalb des Reaktorraums 10 so beeinflusst werden, dass ein möglichst gutes Abscheidungsergebnis des Prozessgases auf der Oberfläche des Behälterinnenraums 11 erfolgt.Will be two solid state generators 1 , 1' can be used via a suitable synchronous control of these two solid-state generators 1 , 1' the field constellation within the reactor room 10 be influenced in such a way that the best possible deposition result of the process gas on the surface of the container interior 11 he follows.

Das dritte Ausführungsbeispiel der 3 ist demjenigen der 2 sehr ähnlich. Es unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch, dass ein einziger Solid-State-Generator 1" unterhalb des Kammersockels 23 angeordnet ist. Er speist seine Energie hierbei nicht direkt über die Wand der Plasmakammer 8 in deren Reaktorraum 10 ein, sondern über die Vakuumleitung 14, wobei eine Quarzscheibe 7" den gasdichten Abschluss zu dieser und somit auch zum Reaktorraum 10 gewährleistet. Von der Ausrichtung her liegt die Quarzscheibe 7" in axialer Richtung gegenüber dem Auslass der Gaslanze 12 und es ist - wie bei den anderen Ausführungsbeispielen - im Bereich der Quarzscheibe 7" ein optisches Emissionsspektroskop vorhanden.The third embodiment of the 3 is the one who 2 very similar. It differs essentially in that it is a single solid-state generator 1" below the chamber base 23 is arranged. It does not feed its energy directly through the wall of the plasma chamber 8th in their reactor room 10 one, but via the vacuum line 14th , taking a quartz disk 7 " the gas-tight seal to this and thus also to the reactor room 10 guaranteed. The quartz disk is oriented in terms of its orientation 7 " in the axial direction opposite the outlet of the gas lance 12th and it is - as in the other exemplary embodiments - in the area of the quartz disk 7 " an optical emission spectroscope is available.

4 zeigt eine schematische Darstellung, wie der Solid-State-Generator 1 prinzipiell aufgebaut ist und mit dem Reaktorraum 10 verbunden ist. 4th shows a schematic of how the solid-state generator 1 is built in principle and with the reactor room 10 connected is.

Der Solid-State-Generator 1 weist einen RF-Verstärker 2 auf, der von einem Signalgenerator 3 eine Eingangsleistung Pin, die über von links ankommende Steuersignale vorgegeben wird, bekommt. Mittels des RF-Verstärkers 2, der von einem Netzteil 4 mit einem Verstärkungsfaktor G (Vs) in Abhängigkeit der Versorgungsspannung der Transistoren gespeist wird, wird diese Eingangsleistung Pin verstärkt und somit als Ausgangsleistung Pout in den Reaktorraum 10 der Plasmakammer 10, die sich in der Plasmastation 15 befindet, eingespeist, um das dort vorhandene Plasma zu zünden, wie dies oben zu 1 beschrieben wurde. Durch die Veränderung der Spannung kann die Ausgangsleistung des Solid-State-Generators 1 geregelt werden.The solid-state generator 1 has an RF amplifier 2 on that from a signal generator 3 an input power P in , which is specified via control signals arriving from the left, gets. Using the RF amplifier 2 from a power supply 4th is fed with a gain factor G (Vs) depending on the supply voltage of the transistors, this input power P in is amplified and thus as output power Pout in the reactor space 10 the plasma chamber 10 that are in the plasma station 15th is fed in to ignite the plasma present there, as described above 1 has been described. By changing the voltage, the output power of the solid-state generator 1 be managed.

In 5 wird ein anderes schematisches Ausführungsbeispiel eines Solid-State-Generators 1 gezeigt. Dieser ist über einen Anschlussflansch 16 mit dem Hohlleiter 5 verbunden. Der Hohlleiter 5 schließt gasdicht über die Quarzscheibe 7 mit dem Reaktorraum 10 ab.In 5 Figure 3 is another schematic embodiment of a solid state generator 1 shown. This is via a connection flange 16 with the waveguide 5 tied together. The waveguide 5 closes gas-tight over the quartz disc 7th with the reactor room 10 away.

Der Solid-State-Generator 1 weist einen Solid-State-Verstärker 2 auf, der auf jeder Seite drei Haupttransistoren 22 aufweist (es können je nach gewünschter Leistung auch mehr oder weniger sein), die ihre Eingangsleistung von einem Netzteil 4 erhalten. Das Netzteil 4 erhält sein Steuersignal von einem Eingangstransistor 21, der als Vorverstärker dient.The solid-state generator 1 has a solid state amplifier 2 on, the three main transistors on each side 22nd has (it can also be more or less, depending on the desired output) that draws its input power from a power supply unit 4th obtain. The power supply 4th receives its control signal from an input transistor 21 that serves as a preamplifier.

Der Eingangstransistor 21 des Solid-State-Generators 1 wird von einem Signalgenerator 3 gespeist, der die Eingangsleistung für den Solid-State-Generator 1 liefert und nicht Bestandteil desselben ist. Der Signalgenerator 3 ist wiederum mit einem externen weiteren Netzteil 4' verbunden. Alternativ kann der Signalgenerator 3 auch Bestandteil des Solid-State-Generators 1 sein und durch ein externes Netzteil versorgt werden.The input transistor 21 of the solid-state generator 1 is made by a signal generator 3 which is the input power for the solid-state generator 1 supplies and is not part of the same. The signal generator 3 is in turn with an external further power supply unit 4 ' tied together. Alternatively, the signal generator 3 also part of the solid-state generator 1 and be supplied by an external power supply unit.

Das Ausgangssignal des Solid-State-Verstärkers 2 erreicht einen Zirkulator 18, der die Energie bereitgestellt, die für die Zündung und das Aufrechterhalten des Plasmas im Reaktorraum 10 benötigt wird. Der Zirkulator 18 leitet die Energie über die Einkopplung in den Reaktorraum 10 weiter. Der Energieeintrag 19 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel über den Hohlleiter 5; dies kann aber auch durch andere Antennenkonzepte geschehen. Im Zirkulator 18 wird die Leistung gerichtet. Zur Steuerung des Energieeintrags 19 weist der Solid-State-Generator 1 einen eingehenden und einer ausgehenden Sensoranschluss 19 auf, die mit einem entsprechenden Sensor, beispielsweise in der Form einer Monitordiode (die keinen Bezug zur Plasmakammer 8 hat), verbunden sind. Wichtig ist im Zusammenhang mit der Erfindung, dass im Unterschied zum Stand der Technik, beispielsweise der oben angegebenen US 2018/0363141 A1 , kein Sensor verwendet wird, der Zustände innerhalb des Reaktorraums 10 erfasst und der Solid-State-Verstärker 1 auch keine Informationen über die aktuelle Leistung, des Energieeintrags 19 aus dem Reaktorraum 10 erhält. Vielmehr wird durch den oben dargestellten Sensoranschluss 17 die hinlaufende Leistung (Welle) detektiert und durch den unten dargestellten Sensoranschluss 17 wird die rücklaufende Leistung (Welle) detektiert. Durch die Sensoranschlüsse 17 wird nur überwacht, ob die Leistung aus dem Zirkulator 18 herauskommt, die gewünscht ist. Zur Aufnahme der richtungsfalschen Leistung des Zirkulators 18 ist ein Absorptionselement vorhanden, der beispielsweise als Wassersack oder Widerstand ausgebildet sein kann.The output signal of the solid-state amplifier 2 reaches a circulator 18th that provides the energy necessary for the ignition and maintenance of the plasma in the reactor room 10 is needed. The circulator 18th conducts the energy via the coupling into the reactor room 10 Further. The energy input 19th takes place in the illustrated embodiment via the waveguide 5 ; but this can also be done using other antenna concepts. In the circulator 18th the performance is judged. To control the energy input 19th instructs the solid-state generator 1 one incoming and one outgoing sensor connection 19th with a corresponding sensor, for example in the form of a monitor diode (which has no relation to the plasma chamber 8th has), are connected. In connection with the invention, it is important that, in contrast to the prior art, for example that specified above US 2018/0363141 A1 , no sensor is used, the conditions inside the reactor room 10 captured and the solid-state amplifier 1 also no information about the current performance, the energy input 19th from the reactor room 10 receives. Rather, it is through the sensor connection shown above 17th the incoming power (wave) is detected and through the sensor connection shown below 17th the returning power (wave) is detected. Through the sensor connections 17th it is only monitored whether the power from the circulator 18th comes out that is desired. To absorb the wrong directional output of the circulator 18th there is an absorption element, which can be designed as a water pocket or resistor, for example.

Es folgen Spezifikationen, was für Bauteile verwendet werden und welche Kennzahlen diese aufweisen. Diese sind nur beispielhaft und beschränken die Erfindung keinesfalls.The following are specifications of what components are used and what key figures they have. These are only exemplary and in no way limit the invention.

Als Haupttransistoren 22 werden LD MOS, die zur Gleichrichtung dienen, mit einer Leistung von 250-330 W (eventuell gespiegelt, so dass insgesamt sechs solcher Haupttransistoren 22 vorhanden sind) und der Eingangstransistor 21 hat eine Leistung von 20-150 W, idealerweise 25-100 W. Das interne Netzteil 4 muss variabel sein und hat eine Spannung von 40-60 V DC, hingegen weist das externe Netzteil 4' eine Spannung von nur 5-12 V auf. Der Zirkulator 18 bringt eine Leistung von circa 2 kW über den Bereich von 1-5 kW, idealerweise 1,5-4 kW, in den Reaktorraum 10 ein. Das externe Netzteil 4' liefert eine Spannung von 5-12 V. Als Signalgenerator 3 wird ein in Eigenfrequenz arbeitender VCO oder PLL verwendet, mit einem HF-Schalter zum Pulsen, beispielsweise ein angeregter Quarzkristall. Er weist eine Leistung von im Bereich von 0,5-15 mW, insbesondere circa 1 mW, auf.As main transistors 22nd LD MOS, which are used for rectification, with a power of 250-330 W (possibly mirrored, so that a total of six such main transistors 22nd are present) and the input transistor 21 has an output of 20-150 W, ideally 25-100 W. The internal power supply unit 4th must be variable and has a voltage of 40-60 V DC, however, the external power supply 4 ' a voltage of only 5-12 V. The circulator 18th brings a power of about 2 kW over the range of 1-5 kW, ideally 1.5-4 kW in the Reactor room 10 a. The external power supply 4 ' supplies a voltage of 5-12 V. As a signal generator 3 a VCO or PLL operating in natural frequency is used, with an RF switch for pulsing, for example an excited quartz crystal. It has a power in the range of 0.5-15 mW, in particular about 1 mW.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention was described above using exemplary embodiments. It goes without saying that numerous changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive concept on which the invention is based.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1, 1', 1''1, 1 ', 1' '
Mikrowellenerzeuger, insbesondere Solid-State-GeneratorMicrowave generators, in particular solid-state generators
22
Solid-State-VerstärkerSolid state amplifier
33
SignalgeneratorSignal generator
4,4'4.4 '
Netzteilpower adapter
55
HohlleiterWaveguide
66th
optisches Emissionsspektroskopoptical emission spectroscope
7, 7', 7''7, 7 ', 7' '
QuarzscheibeQuartz disk
88th
PlasmakammerPlasma chamber
99
Behältercontainer
1010
ReaktorraumReactor room
1111
BehälterinnenraumContainer interior
1212th
GaslanzeGas lance
1313th
ZündhilfeIgnition aid
1414th
VakuumleitungVacuum line
1515th
PlasmastationPlasma station
1616
AnschlussflanschConnection flange
1717th
SensoranschlussSensor connection
1818th
ZirkulatorCirculator
1919th
EnergieeintragEnergy input
2020th
AbsorptionselementAbsorption element
2121
EingangstransistorInput transistor
2222nd
HaupttransistorMain transistor
2323
KammersockelChamber base

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2018/0363141 A1 [0002, 0035]US 2018/0363141 A1 [0002, 0035]
  • WO 03/100125 A1 [0003]WO 03/100125 A1 [0003]
  • WO 2017/102280 A2 [0017]WO 2017/102280 A2 [0017]

Claims (10)

Vorrichtung zur Beschichtung von Behältern (9) mittels eines Plasmaverfahrens, aufweisend mindestens eine Plasmastation (15), die mindestens eine Plasmakammer (8) mit mindestens einem Behandlungsplatz mit einer Behälteraufnahme umfasst, in welche mindestens ein Behälter (9) mit einem Behälterinnenraum (11) an dem Behandlungsplatz einsetzbar und positionierbar ist, wobei die jeweilige Plasmakammer (8) eine mit einer Vakuumeinheit verbundene Vakuumleitung (14) aufweist, über die sie zumindest teilweise evakuierbar ist, wobei die jeweilige Plasmakammer (8) eine Gaslanze (12) aufweist, die in den Behälterinnenraum (11) einführbar ist, wobei die Gaslanze (12) mit einer Prozessgasleitung verbunden ist, über die ein von einem Prozessgaserzeuger bereitgestelltes Prozessgas in den Behälterinnenraum (11) zu dessen Beschichtung gelangt, wobei die jeweilige Plasmakammer (8) mit mindestens einem Mikrowellenerzeuger (1, 1', 1") verbunden ist und der Mikrowellenerzeuger (1, 1', 1") eine Steuerungseinheit, einen Signalgenerator (3) und ein Netzteil (4, 4') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Mikrowellenerzeuger (1, 1', 1") ein Solid-State-Generator, der einen Solid-State-Verstärker (2) umfasst, und/oder ein Mikrowellen-Leistungsverstärker ist und in der mindestens einen Plasmakammer (8) kein Sensor zur Steuerung des Mikrowellenerzeugers (1, 1', 1") und keine Monitordiode zur Erfassung seiner aktuellen Leistung vorhanden sind.Device for coating containers (9) by means of a plasma process, having at least one plasma station (15) which comprises at least one plasma chamber (8) with at least one treatment station with a container receptacle, in which at least one container (9) with a container interior (11) can be used and positioned at the treatment station, the respective plasma chamber (8) having a vacuum line (14) connected to a vacuum unit, via which it can be at least partially evacuated, the respective plasma chamber (8) having a gas lance (12) which is in the container interior (11) can be introduced, the gas lance (12) being connected to a process gas line via which a process gas provided by a process gas generator reaches the container interior (11) for coating, the respective plasma chamber (8) having at least one microwave generator (1, 1 ', 1 ") is connected and the microwave generator (1, 1', 1") is a controller that is, a signal generator (3) and a power supply unit (4, 4 '), characterized in that the at least one microwave generator (1, 1', 1 ") is a solid-state generator, which is a solid-state amplifier ( 2) and / or a microwave power amplifier and in the at least one plasma chamber (8) no sensor for controlling the microwave generator (1, 1 ', 1 ") and no monitor diode for detecting its current output are present. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Mikrowellenerzeuger (1, 1', 1") über einen Hohlleiter (5) mit der mindestens einen Plasmakammer (8) über eine am Ort der Einleitung angeordnete Quarzscheibe (7, 7', 7") verbunden ist.Device according to Claim 1 wherein the at least one microwave generator (1, 1 ', 1 ") is connected via a waveguide (5) to the at least one plasma chamber (8) via a quartz disk (7, 7', 7") arranged at the point of introduction. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Mikrowellenerzeuger (1, 1', 1") direkt mit der mindestens einen Plasmakammer (8) über eine am Ort der Einleitung angeordnete Quarzscheibe (7, 7', 7") verbunden ist.Device according to Claim 1 wherein the at least one microwave generator (1, 1 ', 1 ") is connected directly to the at least one plasma chamber (8) via a quartz disk (7, 7', 7") arranged at the point of introduction. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei sich der Ort der Einleitung im Bereich der Einleitung der Prozessgasleitung, auf der diesem Bereich gegenüberliegenden Fläche der mindestens einen Plasmakammer (8) und/oder in einem Seitenbereich der mindestens einen Plasmakammer (8) befindet.Device according to Claim 3 , the location of the introduction being in the area of the introduction of the process gas line, on the surface of the at least one plasma chamber (8) opposite this area and / or in a side area of the at least one plasma chamber (8). Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei sich der Ort der Einleitung im Bereich der Einleitung der Prozessgasleitung in axialer Richtung gegenüber einem Auslass der Gaslanze (12) befindet.Device according to Claim 4 , wherein the point of introduction is in the region of the introduction of the process gas line in the axial direction opposite an outlet of the gas lance (12). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer in einem Reaktorblock integrierten Kühlvorrichtung, wobei der Solid-State-Verstärker (2) des mindestens einen Solid-State-Generators (1, 1', 1") lösbar mit dem Reaktorblock verbunden ist.Device according to one of the Claims 1 until 5 with a cooling device integrated in a reactor block, the solid-state amplifier (2) of the at least one solid-state generator (1, 1 ', 1 ") being detachably connected to the reactor block. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei genau ein Solid-State-Verstärker (2) und/oder genau eine Steuerungseinheit und/oder genau ein Signalgenerator (3) und/oder genau ein Netzteil (4) vorhanden sind.Device according to one of the Claims 1 until 6th , with exactly one solid-state amplifier (2) and / or exactly one control unit and / or exactly one signal generator (3) and / or exactly one power supply unit (4) being present. Verfahren zur Beschichtung von Behältern (9) in einer Vorrichtung zur Beschichtung von Behältern (9) mittels eines Plasmaverfahrens, welches folgende Verfahrensschritte umfasst: - Einsetzen und Positionieren eines Behälters (9) mit einem Behälterinnenraum (11) an einem Behandlungsplatz einer Plasmakammer (8) einer Plasmastation (15), - zumindest teilweises Evakuieren der jeweiligen Plasmakammer (8), um ein vom einem Prozessgaserzeuger bereitgestellte Prozessgas in den Behälter (9) zu saugen, - Beschichtung des Behälterinnenraums (11) mittels Plasmabehandlung, - Erzeugung des Plasmas aus dem Prozessgas mittels eines Mikrowellenerzeugers (1, 1', 1") in der Form eines Solid-State-Generators und/oder eines Mikrowellen-Leistungsverstärkers, dadurch gekennzeichnet, dass - die Erzeugung des Plasmas ohne Sensorerfassung der eingetragenen Energiemenge erfolgt und keine Regelung des Mikrowellenerzeugers (1, 1', 1") in Abhängigkeit von der Feldkonstellation vorgenommen wird.Method for coating containers (9) in a device for coating containers (9) by means of a plasma process, which comprises the following process steps: - Insertion and positioning of a container (9) with a container interior (11) at a treatment station of a plasma chamber (8) a plasma station (15), - at least partial evacuation of the respective plasma chamber (8) in order to suck a process gas provided by a process gas generator into the container (9), - coating of the container interior (11) by means of plasma treatment, - generation of the plasma from the process gas by means of a microwave generator (1, 1 ', 1 ") in the form of a solid-state generator and / or a microwave power amplifier, characterized in that - the plasma is generated without sensor detection of the amount of energy entered and no regulation of the microwave generator ( 1, 1 ', 1 ") depending on the field constellation. Verfahren nach Anspruch 8, wobei es in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird.Procedure according to Claim 8 , wherein it is in a device according to one of the Claims 1 until 7th is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Feldkonstellation innerhalb der Plasmakammer (8) durch synchronisierte Ansteuerung von mindestens zwei mit der Plasmakammer (8) verbundenen Mikrowellenerzeugern (1, 1', 1") beeinflusst wird.Method according to one of the Claims 8 or 9 , the field constellation within the plasma chamber (8) being influenced by synchronized control of at least two microwave generators (1, 1 ', 1 ") connected to the plasma chamber (8).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024109778A1 (en) * 2024-04-09 2025-10-09 Khs Gmbh Plasma treatment plant for containers and process for plasma treatment of containers
DE102024205250A1 (en) * 2024-06-07 2025-12-11 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Solid-state microwave plasma source for vacuum-assisted surface treatment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003100125A1 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Sig Technology Ltd. Method and device for plasma treating workpieces
EP1881088A1 (en) 2006-07-17 2008-01-23 Sidel Participations Apparatus for depositing a coating on the internal surface of a container
WO2017102280A2 (en) 2015-12-14 2017-06-22 Khs Gmbh Method and device for the plasma processing of containers
US20180363141A1 (en) 2015-05-04 2018-12-20 Sidel Participations Facility for treating containers by microwave plasma, comprising a solid-state generator and adjustment method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003100125A1 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Sig Technology Ltd. Method and device for plasma treating workpieces
EP1881088A1 (en) 2006-07-17 2008-01-23 Sidel Participations Apparatus for depositing a coating on the internal surface of a container
US20180363141A1 (en) 2015-05-04 2018-12-20 Sidel Participations Facility for treating containers by microwave plasma, comprising a solid-state generator and adjustment method
WO2017102280A2 (en) 2015-12-14 2017-06-22 Khs Gmbh Method and device for the plasma processing of containers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024109778A1 (en) * 2024-04-09 2025-10-09 Khs Gmbh Plasma treatment plant for containers and process for plasma treatment of containers
DE102024205250A1 (en) * 2024-06-07 2025-12-11 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Solid-state microwave plasma source for vacuum-assisted surface treatment

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