DE3884697T2

DE3884697T2 - Verfahren zur gesteigerten Abscheidung von Siliciumoxid durch Plasma.

Info

Publication number: DE3884697T2
Application number: DE88306433T
Authority: DE
Inventors: John T Felts; Eugene S Lopata
Original assignee: BOC Group Inc
Current assignee: Bobst Manchester Ltd
Priority date: 1987-07-15
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2008-07-14
Also published as: AU1899588A; MX170794B; EP0299754A3; US5904952A; CN1030616A; DE3884697D1; KR890002286A; RU2030483C1; ATE95574T1; JP2634637B2; ES2043826T3; UA12650A; EP0299754A2; AU606715B2; JPS6487772A; EP0299754B1; KR930011764B1; ZA884511B; CA1340053C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Aufbringen von Filmen auf Siliziumoxydbasis, und insbesondere auf das plasmaunterstützte Aufbringen von dünnen Filmen auf Siliziumoxydbasis aus flüchtigen Organosiliziumverbindungen.
Die Plasmapolymerisation ist eine bekannte Technik zum Bilden von Filmen auf verschiedenen Substraten. Beispielsweise sind schon Gemische von Silan mit oder ohne Sauerstoff, Distickstoffoxyd oder Ammoniak plasmapolymerisiert worden, um Siliziumoxydfilme herzustellen. Jedoch hat Silan einen abstoßenden Geruch, kann die Atemwege reizen und ist pyrophor und korrosiv.
Eine gewisse Aufmerksamkeit wandte sich von Silan ab zum Aufbringen von Organosiliziumfilmen in Plasmen. Sharma und Yasuda, Thin Solid Films, 110, Seiten 171 bis 184 (1983) untersuchten die Herstellung von Filmen aus verschiedenen Organosiliziumverbindungen, in welchen Polymere auf Siliziumbasis aufgebracht wurden, und beschrieben die Plasmapolymerisation von Tetramethyldisiloxan durch eine Magnetron-Glimmentladung unter Zugabe von Sauerstoffgas. Die so gebildeten Filme waren hinsichtlich ihres Kohlenstoff/Silizium-Verhältnisses mit Bezug auf das Organosilizium-Ausgangsmaterial reduziert, enthielten aber immer noch eine beträchtliche Menge Kohlenstoff. Die Zugabe von Sauerstoff in das Speisegemisch führte jedoch trotz Siliziumanreicherung des Films nur zu schlechter Polymerhaftung.
Das US-Patent Nr. 4 557 946 beschreibt die Verwendung von plasmapolymerisierten Beschichtungen aus Organosiliziumverbindungen zur Herstellung einer Feuchtigkeitssperre auf einem Substrat durch Erhitzen des Substrats und Regeln des Plasmaleistungspegels. Das US-Patent Nr. 4 599 678 beschreibt die Verwendung eines Organosiliziums in einer Glimmentladung zum Beschichten von Dünnfilmkondensatoren, wobei diese Substrate auf eine Temperatur oberhalb 50ºC erhitzt wurden.
Im allgemeinen werden aus Organosiliziumverbindungen hergestellte Filme typischerweise mit verhältnismäßig niedriger Auftragsrate (im Vergleich beispielsweise mit Zerstäubungsbeschichtung) gebildet, neigen dazu, weich zu sein, und sind oft trüb. Das Erfordernis des Erhitzens des Substrats, wie bei Sacher u.a. und Wertheimer u.a., ist bei einigen Substraten ebenfalls nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in reproduzierbarer Weise haftende, harte, vorzugsweise dünne Filme auf Siliziumoxydbasis, vorzugsweise mit ausgewählten Eigenschaften und vorzugsweise mit kommerziell brauchbaren Auftragsraten aufzubringen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Aufbringen eines haftenden, harten Films auf Siliziumoxydbasis das Erzeugen einer Gasströmung mit mindestens drei Komponenten, nämlich einer verdampften Organosiliziumverbindung, Sauerstoff und einem Inertgas, das Erzeugen eines Glimmentladungsplasmas aus der Gasströmung oder einer ihrer Komponenten in einer zuvor evakuierten Kammer, und das regelbare Einleiten der Gasströmung in das Plasma zum Aufbringen eines Siliziumoxyds auf ein in dem Plasma positionierten Substrat, wobei das aufgebrachte Siliziumoxyd ein Reaktionsprodukt aus der Gasströmung darstellt, und die Kammer während des Aufbringens unter einem Druck von weniger als etwa 13,33 Pa (100/1000 mm QS) gehalten wird. Gemäß einem weiteren Aspekt umfaßt die Erfindung auch ein Vakuumsystem gemäß Anspruch 23.
Die Gasströmung wird regelbar in das Plasma eingeleitet, indem das Organosilizium außerhalb der Kammer verdampft und in dosierten Mengen mit Sauerstoff und dem Inertgas vermischt wird. Ein unsymmetrisches Magnetron schnürt vorzugsweise während des Aufbringens einen Teil des Plasmas angrenzend an das Substrat ein, was den Ionenfluß erhöht und dadurch die Filmauftragsrate steigert.
Filme nach der Erfindung können in regelbarer Weise auf vielfältigen großen oder kleinen Substraten für Anwendungen aufgebracht werden, bei welchen ein harter schützender Film bzw. Sperrüberzug gewünscht wird. Die Eigenschaften der Filme können wahlweise entsprechend den jeweiligen Anwendungen modifiziert werden.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Aufbringen von Filmen auf Siliziumoxydbasis, die hart, haftend und vorzugsweise im wesentlichen anorganisch sind. Solche Filme sind gemäß der Erfindung auf einer Vielfalt von Substraten mit Dicken zwischen etwa 50 nm bis 1 um (500 Angström bis etwa 1 1000 mm) aufgebracht wurden, obwohl auch Filme mit Dicken über 1 um erhältlich sind und im Rahmen der Erfindung liegen.
Die Auswahl des nach der Erfindung zu beschichtenden Substrats ist entsprechend der gewünschten Anwendung variabel. Beispielsweise können verschiedene Kunststoffe wie Polykarbonatharze, die zum Verpacken von Lebensmitteln oder Getränken einsetzbar sind, gemäß der Erfindung beschichtet werden, um ein Eindringen von Sauerstoff oder Feuchtigkeit zu verhindern. Dünne Filme gemäß der Erfindung können auf Galliumarsenid-Halbleitern als Isolierung und Passivierung aufgebracht werden, da die Substrate während der Ausführung der Erfindung nicht erhitzt werden. Glas oder beschichtetes Glas kann ebenfalls als Substrat für architektonische Zwecke verwendet und gemäß der Erfindung beschichtet (oder deckbeschichtet) werden. Brillengläser aus optischem Glas oder Kunststoff können zum Schutz gegen Abrieb beschichtet werden. Andere Anwendungen umfassen die Verwendung der Filme als Orientierungsschichten in Flüssigkristallanzeigen, als Laserlichtleiter in optoelektronischen Geräten, und in verschiedenen medizinischen Anwendungen, beispielsweise als Beschichtung auf Aktivkohle und anderen Substraten.
Obwohl das Verfahren eine Organosiliziumverbindung als Ausgangsmaterial verwendet, sind die bevorzugten Filme im wesentlichen anorganisch, was durch Haftanalyse nachgewiesen ist. Jedoch können auch, wie nachstehend noch weiter beschrieben wird, gewünschtenfalls auch Filme hergestellt werden, die ihrem Wesen nach Silikon sind. Die gemäß der Erfindung aufgebrachten typischen, im wesentlichen anorganischen Filme auf Siliziumoxydbasis sind durch ein hohes Maß an Vernetzung gekennzeichnet (durch Fourier-Transformations- Infrarotspektroskopie bzw. FTIR bestimmt).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer zuvor evakuierten Kammer mit Glimmentladung aus einer Gasströmung mit mindestens drei Komponenten ausgeführt: einer verdampften Organosiliziumkomponente, einer Sauerstoffkomponente und einer Inertgaskomponente. Die Kombination von Sauerstoffkomponente und Inertgaskomponente mit der verdampften Organosiliziumkomponente hat sich als die Härteeigenschaften dünner Filme wesentlich steigernd erwiesen.
Wie nachstehend beispielsweise noch beschrieben wird, haben Filme, die entweder mit dem Organosilizium nur in Kombination mit Sauerstoff oder dem Organosilizium nur in Kombination mit einem lnertgas wie beispielsweise Helium oder Argon hergestellt werden, eine durch Bleistifttest nach ASTM D3363-74 (Standardtestverfahren für Filmhärte) gemessene Härte von nur 2 oder 3. Im Gegensatz dazu haben gemäß der Erfindung hergestellte Filme nach diesem Test Härten von etwa 7 bis etwa 9+. Die angegebenen Werte basieren auf einer Skala von 0 bis 10, wobei 0 die geringste Kratzfestigkeit bedeutet, während 10 bedeutet, daß bei Abscheuern gemäß ASTM die 3363-74 keine Beschädigung an der Beschichtung auftritt. Dementsprechend sind diese gemäß der Erfindung hergestellten Filme um einem Faktor von 2 oder 3 härter als die mit der verdampften Organosiliziumkomponente nur in Kombination entweder mit Sauerstoff oder Inertgas aufgebrachten Filme.
Geeignete Organosiliziumverbindungen für die Gasströmung sind etwa bei Normaltemperatur flüssig und haben, wenn sie verdampft werden, einen Siedepunkt oberhalb Normaltemperatur, und umfassen Methylsilan, Dimethylsilan, Trimethylsilan, Diethylsilan, Propylsilan, Vinylsilan, Hexamethyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethyl-Disilan, Bis(Trimethylsilyl)-Methan, Bis(Dimethylsilyl)-Methan, Hexamethyldisiloxan, Vinyl- Trimethoxisilan, Vinyl-Triethoxisilan, Ethylmethoxisilan, Divinyl-Tetramethyldisiloxan, Divinyl-Hexamethyltrisiloxan, und Trivinyl-Penthamethyltrisiloxan.
Unter den bevorzugten Organosiliziumverbindungen sind 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan, Hexamethyldisiloxan, Vinyl-Trimethylsilan, und Hexamethyldisilazan Diese bevorzugten Organosiliziumverbindungen haben Siedepunkte von 71ºC, bzw. 101ºC, 55,5ºC, 102ºC, 123ºC und 127ºC.
Die verdampfte Organosiliziumkomponente wird vorzugsweise mit der Sauerstoffkomponente und der Inertgaskomponente vermischt, bevor sie in die Kammer eingeleitet wird. Die Mengen dieser so vermischten Gase werden durch Strömungsregler so geregelt, daß das Strömungsmengenverhältnis der Gasströmungskomponenten einstellbar geregelt wird.
Die Organosiliziumverbindung und der Sauerstoff der Gasströmung während des Aufbringens stehen vorzugsweise in einem Strömungsmengenverhältnis zwischen etwa 1,2:1 bis etwa 1:1,8, und das Inertgas der Gasströmung ist vorzugsweise Helium oder Argon, mehr vorzugsweise aber Helium. Wenn das lnertgas Helium oder Argon ist, beträgt das bevorzugte Strömungsmengenverhältnis von Organosiliziumverbindung, Sauerstoff und Inertgas etwa 1 bis 1,8 zu 1,5 bis 1,8 zu 2,3.
Zusätzlich zu dem notwendigen Organosilizium, Sauerstoff und Inertgas in der Gasströmung können kleinere Mengen (nicht größer als etwa im Verhältnis 1:1 mit Bezug auf das Organosilizium, mehr vorzugsweise von etwa 0,4 bis 0,1:1 mit Bezug auf das Organosilizium) einer oder mehrerer zusätzlicher Verbindungen in gasartiger Form für bestimmte gewünschte Eigenschaften mitenthalten sein. Beispielsweise verbessert die Zugabe eines niedrigen Kohlenwasserstoffs wie beispielsweise Propylen die meisten Eigenschaften der aufgebrachten Filme (außer der Lichtdurchlässigkeit), und die Haftanalyse zeigt, daß der Film seinem Wesen nach aus Siliziumdioxyd besteht. Die Verwendung von Methan oder Azethylen erzeugt jedoch Filme, die ihrem Wesen nach aus Silikon bestehen.
Der Einschluß einer kleineren Menge gasförmigen Stickstoffs in der Gasströmung steigert die Auftragsrate, verbessert die optischen Eigenschaften bezüglich Durchlässigkeit und Reflexion auf Glas, und verändert den Brechungsindex in Abhängigkeit von den jeweiligen Mengen von N&sub2;. Die Zugabe von Stickstoffdioxyd in die Gasströmung steigert die Auftragsrate und verbessert die optischen Eigenschaften, neigt aber zu einer Verminderung der Filmhärte. Eine besonders bevorzugte Gasströmungszusammensetzung weist 20 bis 40 SCCM Organosilizium, 20 bis 40 Standart-cm³/min O&sub2;, 40 bis 60 Standart- cm³/min He, 1 bis 10 Standart-cm³/min Propylen und 5 bis 20 Standart-cm³/min N&sub2; auf.
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Glimmentladungsplasma in einer zuvor evakuierten Kammer hergestellt. Das Plasma wird aus einer oder mehreren der Gasströmungskomponenten erzeugt und vorzugsweise aus der Gasströmung selbst. Das gewünschte Substrat wird in dem Plasma positioniert, vorzugsweise im Bereich des eingeschnürten Plasmas, und die Gasströmung wird regelbar in das Plasma eingeleitet. Das Substrat wird vorzugsweise im Bereich des eingeschnürten Plasmas mit einer ausreichenden Anzahl von Durchgängen in das und aus dem Plasma bewegt, um die gewünschte Filmdicke zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit Verhältnismäßig hoher Leistung und recht niedrigem Druck ausgeführt. Dementsprechend sind beispielsweise die meisten Filme mit etwa 1000 Watt (40 kHz) hergestellt worden, obwohl auch Filme mit 375 Watt (13,56 MHz) und einige mit 300 Watt Gleichstrom hergestellt worden sind. Während des Aufbringens sollte ein Druck von weniger als etwa 13,33 Pa (100/1000 mm QS) aufrechterhalten werden, und vorzugsweise steht die Kammer während des Aufbringens des Films unter einem Druck zwischen etwa 5,7 bis etwa 6,5 Pa (etwa 43 bis etwa 49 x 10&supmin;³ mm QS).
Das Substrat ist elektrisch von dem System isoliert (mit Ausnahme des "elektrischen" Kontaktes, wenn es sich im Plasma befindet), und befindet sich auf einer Temperatur von weniger als etwa 80ºC während des Aufbringens. Dies bedeutet, das Substrat wird nicht absichtlich erwärmt.
Die Strömungsregelung erfolgt wahlweise für gewünschte Filmeigenschaften und vorzugsweise mittels eines diagnostischen Verfahrens, welches das Überwachen eines Verhältnisses einer Wasserstoff(Alpha)-Emissionslinie zu Inertgasemissionslinien und einer Elektronentemperatur im Plasma umfaßt. Das grundsätzliche Vakuumsystem, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, und das bevorzugte Diagnoseverfahren werden nunmehr im einzelnen beschrieben.
Zur Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in welchen zeigt:
Fig. 1 eine allgemeine schematische Darstellung, die ein Plasmasystem unter Anwendung der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 schematisch eine Schnittansicht der Vakuumauftragskammer und der zugehörigen Ausrüstung,
die Fig. 3A und 3B die Verwendung eines symmetrischen Magnetrons in dem System nach Fig. 2,
die Fig. 4A und 4B die Verwendung eines unsymmetrischen Magnetrons in dem System nach Fig. 2,
Fig. 5 einen alternativen Anschluß an das Magnetron in dem System nach Fig. 2, wobei ein elektrisches Feld durch einen Hochfrequenzgenerator erzeugt wird.
Um zuerst auf Fig. 1 Bezug zu nehmen, dort ist schematisch ein System dargestellt, das eine geschlossene Reaktionskammer 11 aufweist, in welcher ein Plasma gebildet wird und in welcher ein Substrat, wie beispielsweise das Substrat 13, eingesetzt ist, um derauf einen dünnen Materialfilm aufzubringen. Das Substrat 13 kann irgend ein vakuumverträgliches Material sein, wie beispielsweise Metall, Glas, einige Kunststoffe und andere beschichtete Substrate. Ein oder mehrere Gase werden durch ein Gaszufuhrsystem 15 zur Reaktionskammer zugeführt. Ein elektrisches Feld wird durch eine Energieversorgung 17 geschaffen, und mittels eines Druckregelsystems 19 wird ein niedriger Druck aufrechterhalten. Ein optisches Emissionsspektrometer 21 ist über ein faseroptisches Lichtübertragungsmedium 23 mit der Reaktionskammer in geeigneter Weise verbunden, um die sichtbare und nahezu sichtbare Emission (insbesondere im ultravioletten Bereich) des Plasmas mit dem Spektrometer zu koppeln. Ein Quarzfenster 24 in einer Seitenwand der Reaktionskammer kann zu optischen Kopplung der Plasmaemission mit dem externen Fasermedium 23 dienen. Eine allgemeine Systemregelung 25 mit einem Computerregelteil ist mit jeder der anderen Systemkomponenten in einer solchen Weise verbunden, daß es Zustandsinformationen von dieser empfängt und Steuerbefehle an diese sendet.
Die Reaktionskammer 11 in dem System nach Fig. 1 kann von einer geeigneten Bauart sein, um irgend eines der plasmaunterstützten chemischen Dampfbeschichtungs (PECVD) oder Plasmapolymerisationsverfahren durchzuführen. Eine detailliertere Erläuterung gewisser Komponenten des Systems nach Fig. 1 wird mit Bezug auf Fig. 2 gegeben, wobei ein Beispiel eines PECVD- oder Plasmapolymerisationsverfahrens angegeben wird. Die Reaktionskammer 11 ist durch eine Trennpforte 31 in eine Ladeschleusenkammer 27 und eine Prozeßkammer 29 unterteilt. Das Druckregelsystem 19 umfaßt eine mechanische Pumpe 33, die über ein Ventil 35 mit der Ladeschleusenkammer 27 verbunden ist. Das Druckregelsystem umfaßt außerdem Diffusionspumpen 37 und 39 und eine zugeordnete mechanische Pumpe 41. Die Diffusionspumpe 37 ist mit der Ladeschleusenkammer 27 durch ein Trennventil 43 und eine einstellbare Drossel 45 verbunden. In ähnlicher Weise ist die Diffusionspumpe 39 mit der Prozeßkammer 29 über ein Trennventil 47 und eine einstellbare Drossel 49 verbunden. Die Drossel 49 wird, während ein Beschichtungsvorgang ausgeführt wird, von dem Systemregler 25 gesteuert, um den Innendruck auf einem gewünschten Wert zu halten.
Ein zu beschichtendes Substrat wird zuerst in die Ladeschleusenkammer 27 eingebracht, während die Pforte 31 geschlossen ist. Die mechanische Pumpe 33 setzt dann den Druck weitestgehend bis in den Hochvakuumbereich herab. Danach wird die Diffusionspumpe 37 betätigt, um den Druck weiter zu verringern, nämlich bis etwa 666,5 x 10&supmin;&sup6; Pa (5 x 10&supmin;&sup6; Torr). Der Betriebsdruck liegt typischerweise in der Nachbarschaft von 6,1 Pa (46/1000 mm QS) für einen PECVD- oder Plasmapolymerisationsvorgang und wird durch Einleiten der Prozeßgase in die Reaktionskammer und Drosseln der Diffusionspumpe 39 unter Verwendung der Drossel 49 erreicht. Während der Lade- und Entladevorgänge hält die Difusionspumpe 39 die Beschichtungskammer 29 unter dem Betriebsdruck. Wenn die Ladeschleusenkammer 27 auf den Basisdruck abgesenkt ist, wird die Pforte 31 geöffnet und das Substrat 13 in die Beschichtungskammer 29 befördert.
Es sind Vorkehrungen getroffen, um das Substrat 13 durch einen Bereich 51, wo ein Plasma gebildet wird, vor und zurück zu bewegen. Bei dem beispielsweise beschriebenen System wird dies durch eine Mehrzahl von Rollen 53, die vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sind, mit substrattragenden, elektrisch isolierten O-Ring-Abstandhaltern bewerkstelligt. Die Rollen oder dgl. werden mittels eines (nicht dargestellten) motorischen Antriebs angetrieben, um sich mit regelbaren Drehzahlen um ihre Achsen zu drehen und folglich das Substrat 13 zu bewegen. Ein typisches Auftragsverfahren umfaßt das Passieren des Substrats 13 eine Anzahl von Malen vor und zurück durch das Plasma 51, damit der auf der Oberseite des Substrals 13 aufgebrachte dünne Film eine gewünschte gleichförmige Dicke erhält.
In der Kammer 29 ist ein Magnetron positioniert, das aus einer magnetischen Struktur 55 und einer Kathode 57 aufgebaut ist. Die Energiequelle 17 ist mit ihrem Ausgang zwischen die Kathode 57 und das metallene Gehäuse der Reaktionskammer 29 geschaltet. Das Magnetron erzeugt eine geeignete Kombination aus magnetischen und elektrischen Feldern in dem Bereich 51, um dort ein Plasma zu erzeugen, wenn die entsprechenden Gase in die Reaktionskammer 29 eingeleitet werden. Das Substrat 13 wird elektrisch isoliert gehalten und direkt durch den Plasmabereich 51 hindurchpassiert.
Die zur Bildung des Plasmas in dem Bereich 51 notwendigen gasförmigen Komponenten werden durch eine Leitung 59 in die Beschichtungskammer 29 eingeleitet. Ein (nicht dargestelltes) Rohr mit einer Mehrzahl von Gaszufuhrdüsen entlang seiner Länge ist quer über die Breite der Kammer 29 (in Richtung in die Zeichenebene in Fig. 2) an der Stelle positioniert, wo die Leitung 59 in die Kammer eintritt. Dieses Gas strömt innerhalb der Beschichtungskammer 29 aus dem Zufuhrrohr zur Diffusionspumpe 39, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Gas auf der der Pumpe 39 nächstliegenden Seite des Plasmabereichs 51 einzuleiten. Zwei Drosseln 61 und 63 beiderseits des Magnetrons unterstützen außerdem die Einschnürung der Gasströmung in den Plasmabereich 51.
Das jeweilige Gaszufuhrsystem 15, das an die Leitung 59 angeschlossen ist, hängt natürlich davon ab, wieviele Gase miteinander zu kombinieren sind, und welcher Art die Gase sind.
Bei dem Beispiel nach Fig. 2 finden zwei gesonderte Gasquellen 65 und 67 Anwendung, die unter hohem Druck stehen; für andere Verfahren können weniger oder zusätzliche solche Gasquellen notwendig sein. Außerdem ist bei diesem speziellen Beispiel eine Quelle 69 eines flüssigen, zu verdampfenden Materials vorgesehen. Ein (auch die Strömung regelnder) Verdampfer 71 erzeugt die gewünschte Dampfströmung in die Zufuhrleitung 59 entsprechend einem Steuersignal vom Systemregler 25. In ähnlicher Weise werden die Hochdruckgase 65 und 67 durch einzeln gesteuerte Strömungsdosierer 73 und 75 zugeführt. Eine wichtige Steuerung des Plasmas 51 und folglich auch des sich auf dem Substrat 13 ergebenden aufgebrachten Films ergibt sich aus der Fähigkeit, die Anteile jeder gasförmigen Komponente einzustellen, die durch das Zufuhrrohr 59 in die Beschichtungskammer 29 strömt. Die Strömungsdosierer 73 und 75 und der Verdampfer 71 führen dein Systemregler 25 jeweils ein elektrisches Signal zu, das der jeweiligen Gasströmungsrate proportional ist, und sprechen auf ein Signal des Systemreglers 25 zum Einstellen und Steuern der Strömungsrate an.
Das in der Plasmakammer 29 verwendete Magnetron kann eine übliche ebene Magnetronform haben, wie sie in Fig. 3A dargestellt ist. Die Magnetstruktur 55 ist in einer Vertikalebene geschnitten dargestellt. In der Draufsicht ist die Struktur nach Fig. 3 in einer zur Papierebene senkrechten Richtung langgestreckt.
Die Struktur nach Fig. 3A wird als symmetrisches Magnetron bezeichnet. Seine magnetischen Kraftlinien 131 verlaufen alle zwischen einem der äußeren magnetischen Südpole und einem mittigen Nordpol. Bekanntermaßen wandern Elektronen und Ionen in einer Spirale um eine magnetische Feldlinie und entlang derselben unter dem Einfluß einer Kombination der magnetischen Feldkräfte und der elektrischen Feldkräfte, die durch die Kathode und das Metallgehäuse der Prozeßkammer erzeugt werden. Die Kathode 57 ist im allgemeinen aus Titan oder Quarz hergestellt, jedoch wird das Auftreten einer Zerstäubung wegen des bei dem Beschichtungssystem nach Fig. 2 verwendeten höheren Druckes (d.h. größer als der Druck von 0,13 bis 0,67 Pa (1/1000 bis 5/1000 mm QS) beim Zerstäuben) verhindert.
Ein in dem System nach Fig. 2 alternativ verwendbares unsymmetrisches Magnetron ist in Fig. 4A dargestellt. Äußere Magnete 133 und 135 sind mit einem Weicheisenkern 137 in der Mitte angeordnet. Nur die magnetischen Südpole sind einer Kathode 57' zugewandt; die Nordpolflächen weisen von der Kathode weg. Das Ergebnis ist, daß ein wesentlicher Teil der magnetischen Feldlinien zwischen den magnetischen Süd- und Nordpolbereichen einem viel längeren Weg folgen.
Nur ein kleiner Teil der Kraftlinien verläuft direkt zwischen den äußeren Südpolflächen und dem mittigen Eisenkernstück. Das Ergebnis ist ein magnetisches Feldlinienmuster, wie durch die Linien 139 der Fig. 4A dargestellt, die zum Substrat 13 hin gerichtet sind, wobei die meisten von ihnen im wesentlichen senkrecht zu dessen Oberfläche verlaufen. Im Ergebnis erhält man einen vorteilhaften Beschuß durch Ionen und Elektronen in dem Plasma gegen die Oberfläche des Substrats 13. Dies verbessert bekanntermaßen einige Eigenschaften des sich ergebenden aufgebrachten Films, wie beispielsweise dessen Härte. Außerdem hat sich die Auftragsgeschwindigkeit bei einem unsymmetrischen Magnetronaufbau gemäß Fig. 4A als viel besser erwiesen als bei dem symmetrischen Magnetronaufbau nach Fig. 3A.
Bei dem symmetrischen und dem unsymmetrischen Magnetron verläuft die jeweilige magnetische Feldstärkeverteilung über der Kathode in der durch die Diagramme nach den Fig. 3B und 4B dargestelleten Weise. Wie aus Fig. 3B ersichtlich ist, ist die magnetische Feldstärke in der Mitte zweimal so groß wie die Feldstärke an den äußeren Polen. Im Falle des unsymmetrischen Magnetrons nach Fig. 4B ist jedoch die Feldstärke in der Mitte sehr schwach im Vergleich zur Feldstärke an jedem der äußeren Magnetpole. Dieser Unterschied in der Feldstärkeverteilung über der Kathode resultiert in der anderen Verteilung der magnetischen Flußlinien 139.
Die Magnetronanordnungen nach den Fig. 3A und 4A eignen sich für einen Niederfrequenzbetrieb der Energieversorgung 17. Beispielsweise beträgt die Frequenz 40 kHz. Jedoch können sich gewisse Vorteile aus einem Betrieb mit viel höherer Frequenz ergeben, beispielsweise im Hochfrequenzbereich von mehreren Megaherz. Ein solches Hochfrequenzsystem ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Der Magnetaufbau 55" des Magnetrons kann entweder von der Symmetrischen Bauart oder der unsymmetrischen Bauart sein, wie oben beschrieben, wobei die unsymmetrisch Bauart bevorzugt wird. Die Kathode 57" ist in diesem Fall aus einem nichtleitenden Quarzmaterial hergestellt. Ein Hochfrequenzgenerator 141 ist mit seinem Ausgang über einen Stab 143 mit der Kathode 57" verbunden. Ein Impedanzanpassungsnetzwerk 145 ist zwischen den Hochfrequenzgenerator und den Verbindungsstab 143 geschaltet, um irgendwelche Reflexionen von Impedanz-Diskontinuitäten an der Kathode 57" minimal zu halten.
Die beispielsweise dargestellte Beschichtungskammer 29 hat eine Größe vom 305 mm x 305 mm x 610 mm (12 Zoll x 12 Zoll x 24 Zoll), und der Verdampfer 71 hat bei dieser Größenauslegung vermutlich einen maximalen Strömungsdurchsatz von etwa 700 Standard-Kubikzentimeter/min, was für die meisten Anwendungen ausreichend sein sollte. Jedoch ist der Verdampfer 71 nicht auf diese beispielsweise angegebene Bemessung beschränkt, da er leicht vergrößert werden kann.

Versuche

Alle Beschichtungen wurden nach dem nun beschriebenen grundsätzlichen Verfahren und mit Hilfe eines "Airco Solar Products"-ILS-1600 Versuchsbeschichter durchgeführt. Die Kammer wurde auf einen Gruddruck von nicht mehr als etwa 400 x 10&supmin;&sup6; Pa (3 x 10&supmin;&sup6; Torr) evakuiert. Die Ladeschleuse wurde auf Atmosphärendruck entlüftet, während die Kammer unter Hochvakuum gehalten wurde. Dann wurde die Ladeschleuse mit dem darin eingebrachten Substrat evakuiert. Inzwischen ist der Verdampfer auf eine konstante Temperatur von 100ºC erwärmt worden und enthält verdampftes Organosilizium, war aber von der Kammer abgetrennt, bis der Gaseinlaß geöffnet wurde. Der Verdampfer 71 wurde auf den gewünschten Strömungsdurchsatz des Organosiliziums eingestellt. Die gewünschten Gasströme der zusätzlichen Komponenten wurden am jeweiligen Komponentenströmungsregler eingestellt, und der Druck in der Kammer wurde durch Einstellen einer Drossel über der Diffusionspumpe auf den gewünschten Wert eingestellt. Die Ladeschleusendiffusionspumpe wurde geschlossen und das die Ladeschleuse und die Kammer voneinander trennende Ventil wurde geöffnet. Nachdem der Druck in der Kammer sich stabilisiert hatte, wurde die Energieversorgung eingeschaltet und auf den gewünschten Wert eingestellt. Infolgedessen wurde ein Glimmentladungsplasma in der Kammer ausgebildet. Der Druck wurde wieder stabilisiert und ggf. nachgestellt. Es wurden die gewünschten Prozeßbedingungen gewählt (Leistung, Spannung und Strom der Energieversorgung, der Druck in der Kammer, die Organosiliziumströmung, und der Verdampferdruck). Aus dem Regelprogramm wurde ein Emissionsspektrum verwendet, um das geeignete Verhältnis von Wasserstoff (Alpha) zu Inertgas zu finden. Die Organosiliziumströmung in die Kammer wurde eingestellt, bis das gewünschte Verhältnis von Wasserstoff (Alpha) zum Inertgas erreicht war. Sodann wurde das Substrat durch den Plasmabereich hin und her bewegt, bis die gewünschte Beschichtungsdicke erreicht war, während die Prozeßbedingungen weiterhin beobachtet wurden und entsprechend der Diagnosemethode geeignete Nachstellungen durchgeführt wurden. Nachdem die gewünschte Filmdicke erreicht worden war, wurde das System abgeschaltet und das beschichtete Substrat herausgenommen.
Es werden die folgenden Abkürzungen verwendet:
HMDSO - Hexamethyldisiloxan
TMDSO - 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan
MTMOS - Methyltrimethoxysilan
VTMS - Vinyltrimethylsilan
VTMEOS - Vinyltrimethoxysilan
SCCM - Standard-Kubikzentimeter pro Minute
Te - Mittlere Elektronentemperatur in Elektronenvolt
H - Wasserstoff-Alpha-Emissionslinie bei 657 nm
%T - Prozent Lichtdurchlässigkeit
%Rf - Prozent Reflexion der beschichteten Probenseite
%Rg - Prozent Reflexionsvermögen der reinen Glasseite der Probe
Eine Trübungsmessung stellt die prozentuale Trübungsänderung als Ergebnis eines Abschleifens des Films mit einem Schleifrad (CS-10F) mit einer Last von 500 g auf einem Taber- Schleifgerät dar. Die Härtewerte (bzw. die Kratzfestigkeit) wurden nach ASTM D3363-74 bestimmt, wobei 0 die geringste Kratzfestigkeit bedeutet und 10 keine Beschädigung der Beschichtung beim Kratzen bedeutet.
Nunmehr werden Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der folgenden Beispiele erläutert. Bei allen Beispielen wurden Filme auf klaren Glassubstraten hergestellt.

Beispiel I

Vier verschiedene Gasströme wurden verwendete um dünne Filme auf Glassubstraten herzustellen. Die Leistung betrug 1000 Watt, 40 kHz. Die Substratbewegungsgeschwindigkeit betrug in allen vier Fällen 250 mm (10 Zoll) pro min, und jedes Substrat wurde 5 x durch das Plasma hindurchbewegt. Die Zusammensetzung 4 war ein Gasstrom nach der Erfindung. Die unten stehende Tafel I gibt die vier Gasstromzusammensetzungen sowie die Kratzfestigkeitswerte des mit jeder Zusammensetzung hergestellten Films an. Tafel I Zusammensetzung Gasströmung (SCCM) Härte
Wie aus Tafel I ersichtlich ist, erzeugte der erfindungsgemäße Gasstrom einen Film mit einer Härte, die mehr als 4 x größer als bei den Gasströmen ist, die entweder nur Argon oder nur Helium anstatt beide enthielt, und 3 x härter als bei einem Gasstrom nur mit Sauerstoff. Die Prozeßparameter für die Gasstromzusammensetzung 4 nach Tafel I waren Te mit 1,49 eV und H/He von 1,22. Der Kammerdruck schwankte zwischen 5,1 und 6,1 Pa (38/1000 und 46/1000 mm QS) bei den vier verschiedenen Gasströmen und betrug 6,1 Pa (46/1000 mm QS) bei der erfindungsgemäßen Gasstromzusammensetzung 4.

Beispiel II

Vier verschiedene Gasströme gemäß der Erfindung wurden verwendet, um die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wahl von Eigenschaften wie beispielsweise Auftragsgeschwindigkeit, Filmtentspiegelung und Filmhärte zu demonstrieren. Die Bewegungsgeschwindigkeit in allen fünf Fällen betrug 254 mm (10 Zoll) pro min, und die Leistung betrug 1000 Watt, 40 kHz. Der Kammerdruck während der Beschichtung bei allen fünf Gasströmen betrug 6,1 Pa (46/1000 mm QS). Die Tafel II gibt die fünf verschiedenen Zusammensetzungen und die verschiedenen Filmeigenschaften und Prozeßparameter an. Tafel II Erfindungsgemäße Zusammensetzung Gas Strom (SCCM) Härte Auftragsgeschwindigkeit (nm/min)
Wie aus den Daten von Tafel II ersichtlich ist, ergab die Gasstromzusammensetzung 8 einen extrem harten Film, während die anderen vier erfindungsgemäßen Gasströme Filme mit guter Härte und annehmbaren Auftragsgeschwindigkeiten ergaben. Der Film aus der Gasstromzusammensetzung 8 wurde in 37 Durchgängen hergestellt; die Filme aus den Gasstromzusammensetzungen 5, 6 und 7 aus sieben Durchgängen, und der Film aus der Gasstromzusammensetzung 9 aus fünf Durchgängen. Da nichbeschichtetes Glas einen %Rf-Wert von 7,86 hat, war der Film aus der Gaszusammensetzung 9 auf der beschichteten Seite des Substrats schwach entspiegelt. Der %Rg-Wert auf der reinen Glasseite war in ähnlicher Weise schwach reflektierend.

Beispiel III

Vier verschiedene erfindungsgemäße Gasstromzusammensetzungen wurden mit verschiedenen Organosiliziumverbindungen verwendet. Der Druck während der Beschichtung in allen vier Fällen betrug 46/1000 mm QS, die Leistung betrug 1000 Watt, 40 kHz, die Fördergeschwindigkeit betrug 254 mm (20 Zoll) pro min, und es fanden fünf Durchgänge bei jeder Gasstromzusammensetzung statt. Die Filmhärten und zwei Prozeßparameter sind in Tafel III dargestellt. Tafel III Erfindungsgemäße Zusammensetzung Gas Strom (SCCM) Härte
Wie aus den Daten in Tafel III ersichtlich ist, ergaben alle vier verschiedenen Organosiliziumverbindungen Filme mit guter Härte, wenn sie gemäß der Erfindung hergestellt worden sind. Die erfindungsgemäße Gas-Stromzusammensetzung 10 ergab eine Auftragsgeschwindigkeit von 38,1 nm (381 Angström) pro min und eine Sauerstoffdurchlässigkeitsrate von 0,0836 cm³/645 cm³/Tag (0,0836 cc/100 in²/Tag) bei einer 21%igen Sauerstoffatmosphäre. Infolgedessen ist die erfindungsgemäße Gasstromzusammensetzung 10 besonders brauchbar für eine schnelle Beschichtung von Substraten mit einem Film, der im wesentlichen sauerstoffundurchlässig ist. Des weiteren ergab die Gasstromzusammensetzung 12 nur eine Zunahme der "Trübung" um 1,01%, nachdem der Überzug 100 Umdrehungen des Taber-Schleifgerätes unterzogen wurde. Dieser exzellente "Trübungs"-Wert ist vergleichbar mit demjenigen vom klaren Glas und bedeutet, daß der Überzug besonders für Anwendungen geeignet ist, bei denen Abriebfestigkeit erforderlich ist.

Beispiel IV

Zwei identische Gasstromzusammensetzungen gemäß der Erfindung wurden hergestellt und unter identischen Bedingungen verarbeitet, mit der Ausnahme, daß bei einer Zusammensetzung ein ebenes Standardmagnetron und bei der anderen das bevorzugte unsymmetrische Magnetron verwendet wurde. Die Leistung bei beiden Verfahren betrug 1000 Watt, 40 kHz, die Bewegungsgeschwindigkeit betrug 254 mm (20 Zoll) pro min bei jeweils 10 Durchgängen, der Druck betrug 46/1000 mm QS während der Beschichtung, und die aufgebrachten Filme hatten beide einen Härtewert von 7. Ein Unterschied zwischen den beiden Verfahren lag darin, daß das bevorzugte unsymmetrische Magnetron eine Auftragsgeschwindigkeit hatte, die etwa 15% größer als bei dem ebenen Magnetron war. Die unter Verwendung des unsymmetrischen Magnetrons erzeugten Filme erwiesen sich auch bei der Bestimmung des "Trübungs"-Wert als härter. Die FTIR-Analyse zeigte ein höheres Maß an Quervernetzung. Beide Gasstromzusammensetzungen und ihre Strömungsdurchsätze waren wie bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung 8 im Beispiel II.

Beispiel V

Drei ähnliche erfindungsgemäße Gasströme wurden mit unterschiedlichen Leistungs- und/oder Frequenzbedingungen hergestellt. Die Daten sind in Tafel IV angegeben. Tafel IV Erfindungsgemäße Zusammensetzung Gas Strom (SCCM) O&sub2;-Durchlässigkeitsrate Druck (Pa) Leistung Auftragsgeschwindigkeit (nm/min)
Die Filmhärten bei den Gasstromzusammensetzungen 14 und 15 betrugen beide 7 und bei der Gasstromzusammensetzung 16 betrug sie 6-. Man sieht also, daß die Hochfrequenzverarbeitung des Gasstroms 15 eine exzellente Undurchlässigkeitseigenschaft bei sehr guter Auftragsgeschwindigkeit ergab. Die Auftragsgeschwindigkeit bei der Gasstromzusammensetzung 16 war hervorragend, aber der Film hatte nur eine verringerte Lichtdurchlässigkeit (%T von 87), und im Vergleich zu unbeschichtetem Glas gesteigerte Reflexionsvermögen. Beide Gasstromzusammensetzungen 14 und 15 ergaben Filme mit einer Lichtdurchlässigkeit ähnlich unbeschichtetem Glas.

Beispiel VI

Die Wirkung des Druckes auf den erfindungsgemäßen Prozeß wurde mit einer Zusammensetzung untersucht, indem der Druck jeweils auf 13,0, 6,0 und 3,5 Pa (97/1000, 45/1000 bzw. 26/1000 mm QS) gehalten wurde. Die Auftragsgeschwindigkeiten bei dieser Zusammensetzung bei den drei verschiedenen Drücken sind in Tafel V dargestellt. Tafel V Erfindungsgemäße Zusammensetzung Gas Strom (SCCM) Druck (Pa) Auftragsgeschwindigkeit (nm/min)
Wie aus den Daten der Tafel V ersichtlich ist, verbessert sich die Auftragsgeschwindigkeit, wenn der Druck verringert wird. Der Härtewert des Films bei 3,5 Pa (26/1000 mm QS) betrug 9+, während derjenige des Films bei 13,0 Pa (97/1000 mm QS) 9 betrug. Ein bevorzugter Druckbereich liegt jedoch bei etwa 5,7 bis 6,5 Pa (43/1000 bis etwa 49/1000 mm QS), weil die FTIR-Analyse hier eine stärkere Quervernetzung ergab. Obwohl die vorstehenden Beispiele Filme auf klarem, 3,2 mm (1/8 Zoll) dickem Glas darstellen, können Filme auch auf verschiedenen Kunststoffen, auf Metallen, und auf Mineralien wie beispielsweise kristallinem Silizium und KBr aufgebracht werden. Infolgedessen bietet sich für das Verfahren ein breites Anwendungsgebiete.

Claims

1. Verfahren zum Aufbringen eines Haftfilms auf Siliziumoxydbasis, das umfaßt:

Erzeugen einer Gasströmung, die eine verdampfte Organosiliziumverbindung, Sauerstoff und ein Inertgas enthält;

Herstellen eines aus dem Gasstrom erzeugten Glimmentladungsplasmas in einer zuvor evakuierten Kammer; und

Einleiten des Gasstroms in das Plasma zum Aufbringen eines Siliziumoxyds auf einem in dem Plasma positionierten Substrat, wobei das aufgebrachte Siliziumoxyd ein Reaktionsprodukt des Gasstroms ist und die Kammer unter einem Druck von weniger als etwa 13,3 Pa (100 Mikron) während des Aufbringens gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Substrat während des Aufbringens in das und aus dem Plasma befördert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Organosiliziumverbindung verdampft und mit dem Sauerstoff und dem Inertgas zur Bildung einer Gasströmung außerhalb der Kammer vermischt und die Gasströmung regelbar in das Plasma innerhalb der Kammer zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat während des Aufbringens auf einer Temperatur unterhalb etwa 80ºC gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat mit Ausnahme des Kontaktes mit dem Plasma von der Kammer elektrisch isoliert ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil des Plasmas angrenzend an das Substrat während des Aufbringens magnetisch eingeschnürt wird, um den Ionenfluß auf das Substrat zu erhöhen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kammer während des Aufbringens unter einem Druck von zwischen etwa 2,7 bis etwa 13,3 Pa (etwa 20 bis etwa 100 Mikron) gehalten wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kammer zuvor auf etwa 133 x 10&supmin;&sup6; Pa (etwa 10 Torr) evakuiert wird und eine ausreichende Gasströmung in das Plasma eingeleitet wird, um einen Druck in der Kammer von etwa 3,3 bis etwa 13,3 Pa (etwa 25 bis etwa 100 Mikron) aufrechzuerhalten.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Organosiliziumverbindung mit einer einstellbar geregelten Menge in das Plasma eingeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Organosiliziumverbindung und Sauerstoff in der in das Plasma eingeleiteten Gasströmung in einem Strömungsmengenverhältnis von zwischen etwa 1,2:1 bis etwa 1:1,8 stehen und das Inertgas der in das Plasma eingeleiteten Gasströmung Helium oder Argon in einer Menge ist, die zur Steigerung der Aufbringrate und der Härte des aufgebrachten Siliziumoxyds wirksam ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem das Inertgas Helium ist und die in das Plasma eingeleitete Gasströmung die Organosiliziumverbindung und Sauerstoff in einem Verhältnis in einem Bereich von etwa 1,2:1 bis etwa 1:1,8 enthält und die Organosiliziumverbindung und Helium in einem Verhältnis im Bereich von etwa 1:1,5 bis 1:2,3 stehen.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Organosiliziumverbindung 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan, Hexamethyldisiloxan, Vinyltrimethylsilan, Methyltrimethoxsiylan, Vinyltrimethoxysilan oder Hexamethyldisilazan ist.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das aufgebrachte Siliziumoxyd im wesentlichen anorganisch ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchen das Inertgas Helium ist, die Gasströmung eine kleinere Menge Propylen enthält, und das aufgebrachte Siliziumoxyd Kohlenstoffanteile enthält.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasströmung eine kleinere Menge Stickstoff oder Distickstoffoxyd enthält und das aufgebrachte Siliziumoxyd Stickstoffanteile enthält.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Plasma dadurch magnetisch eingeschnürt wird, daß innerhalb des Plasmas ein Magnetfeld mit gegen das Substrat gerichtetem beträchtlichem magnetischem Fluß erzeugt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Erzeugens eines magnetischen Flusses das Positionieren zweier Magnetpolpaare in der Kammer umfaßt, wobei ein erster Magnetpol jedes Paars so orientiert ist, daß er dem Plasma zugewandt ist, und der zweite Magnetpol jedes Paars so orientiert ist, daß er von dem Plasma abgewandt ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Schritt des Erzeugens eines magnetischen Flusses das Positionieren einer magnetischen Struktur innerhalb der Kammer mit einer dem Plasma benachbarten Fläche umfaßt, die durch eine magnetische Flußverteilungsfunktion in im wesentlichen jeder Richtung über dieser Fläche gekennzeichnet ist, die sich von einer maximalen magnetischen Feldstärke einer Polarität, die von einer schwächeren magnetischen Feldstärke anderer Polarität getrennt ist, aus verändert.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Plasma mittels eines unsymmetrischen Magnetrons eingeschnürt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei eine in Strömungsverbindung mit der Kammer stehende Vakuumpumpe mit Abstand von dem Magnetron angeordnet ist und die Gasströmung stromauf einer zur Evakuierung der Kammer verwendeten Vakuumpumpe und stromab des Magnetrons in das Plasma eingeleitet wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat aus Glas, Kunststoff, einem Mineral oder Metall besteht.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches das Evakuieren der Kammer auf einem Druck im wesentlichen in einem Bereich von etwa 5,7 bis etwa 6,5 Pa (etwa 43 bis 49 Mikron) umfaßt.

23. Vakuumsystem zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, mit:

einer Sauerstoff- und Inertgasquelle und einem Mittel zur Zufuhr einer geregelten Strömung von Sauerstoff und Inertgas in eine zuvor evakuierte Kammer,

einem Verdampfer zum Verdampfen eines flüssigen Organosilans mit einem Siedepunkt oberhalb Normaltemperatur und zum Zuführen einer geregelten Strömung des Dampfes in die zuvor evakuierte Kammer,

elektrischen Mitteln zum Herstellen eines Glimmentladungsplasmas in der Kammer aus dem Dampf, Sauerstoff und Inertgas,

einem innerhalb der Kammer positionierten Substrat, und magnetischen Mitteln zum Erzeugen eines Magnetfelds innerhalb des Plasmas mit einem gegen das Substrat gerichteten beträchtlichen magnetischen Fluß.

24. Vakuumsystem nach Anspruch 23, das außerdem mindestens eine zusätzliche Gasquelle aufweist, die zum Einleiten von zusätzlichem Gas zusammen mit dem Dampf, Sauerstoff und Inertgas in die Kammer in Form einer Gasströmung ausgebildet ist, und wobei das Glimmentladungsplasma aus dieser Gasströmung gebildet wird.

25. Vakuumsystem nach Anspruch 23 oder 24, wobei die magnetischen Mittel ein in der Kammer positioniertes unsymmetrisches Magnetron aufweisen.

26. Vakuumsystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei die magnetischen Mittel zwei in der Kammer positionierte Magnetpolpaare aufweisen, wobei ein erster Magnetpol jedes Paars so orientiert ist, daß er dem Plasma zugewandt ist, und der zweite Magnetpol jedes Paars so orientiert ist, daß er von dem Plasma abgewandt ist.

27. Vakuumsystem nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei die magnetischen Mittel eine in der Kammer positionierte magnetische Struktur mit einer dem Plasma benachbarten Fläche haben, die durch eine magnetische Flußverteilungsfunktion in im wesentlichen jeder Richtung über die Fläche gekennzeichnet ist, die sich von einer maximalen magnetischen Feldstärke einer Polarität, die von einer schwächeren magnetischen Feldstärke anderer Polarität getrennt ist, verändert.