DE69018479T2

DE69018479T2 - Verfahren zum beschichten von substraten mit verbindungen auf siliziumbasis.

Info

Publication number: DE69018479T2
Application number: DE69018479T
Authority: DE
Inventors: Carolynn Vacaville Ca 95687 Boehmler; James J. Northfield Mn 55057 Hofmann; Jesse D. San Ramon Ca 94583 Wolfe
Original assignee: BOC Group Inc
Current assignee: Messer LLC
Priority date: 1989-11-08
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JP3164364B2; AU631710B2; EP0502068B1; DK0502068T3; EP0502068A1; DE69018479D1; AU6873091A; ES2070343T3; EP0502068A4; WO1991007519A1; US5047131A; KR100199663B1; CA2069329C; ATE120806T1; JPH05501587A; CA2069329A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Herstellen eines Films aus dielektrischem Material auf einem Substrat, und insbesondere auf eine Technik zum Aufbringen von Filmen aus Verbindungen auf Siliziumbasis auf Substrate durch reaktive Magnetronzerstäubung.
Siliziumverbindungen, insbesondere Siliziumdioxid (SiO&sub2;) spielen eine integrale Rolle in der heutigen Werkstofftechnologie. Beispielsweise wird SiO&sub2; als abschließender Schutzüberzug auf Filmen eingesetzt, die der Korrosion oder Abrasion ausgesetzt sind, oder als Schichtwerkstoff für mehrschichtige Filmstrukturen. Typische Anwendungsfälle umfassen Bau- und Autosonnenschutzglas, Spiegel (erste und zweite Oberfläche), vergütete Spiegel, Sperrfilme (gegen Feuchtigkeit und Gas), Elektronikkomponenten, Antireflexionsfilme und Halbleiterbausteine.
Es gibt verschiedene Verfahren zum Aufbringen von Verbindungen aus Siliziumbasis auf Substrate. Beispielsweise werden Halbleiterplättchen in Diffusionsverfahren bei hohen Temperaturen über 1000 ºC beschichtet. Da jedoch Diffusionsöfen Hochfrequenzenergie ("RF") verwenden, sind Größe und Wirkungsgrad dieser Öfen stark begrenzt. Andere Halbleiterverfahren einschließlich thermischer Oxidation und LPCVD (low Pressure Chemical Vapour Deposition - chemische Niederdruckaufdampfung) haben unter anderem den Nachteil langsamer Auftragsgeschwindigkeit.
Des weiteren gibt es Siliziumoxidbeschichtungsverfahren, die allgemein als "Naß-, Tauch- und Trocken-" Verfahren für Massenanwendungen bezeichnet werden, einschließlich Glasund Antireflexüberzügen. Diese Verfahren sind jedoch für Anwendungen ungeeignet, die hochreine und präzise Filme gleichförmiger Dicke auf großen Substraten erfordern.
Reaktive Zerstäubungstechniken, wie sie beispielsweise in der EP 0 279 550 beschrieben sind, sind ebenfalls schon zur Herstellung von Filmen aus Verbindungen auf Siliziumbasis eingesetzt worden. Die Zerstäubung ist der physikalische Auswurf von Material aus einem Target in Folge von Ionenbeschuß des Targets. Die Ionen werden gewöhnlich durch Kollisionen zwischen Gasatomen und Elektronen in einer Glimmentladung erzeugt. Die Ionen werden durch ein elektrisches Fild zur Targetkathode beschleunigt. Ein Substrat wird an einer geeigneten Stelle plaziert, so daß es einen Teil der ausgeworfenen Atome aufnimmt. Infolgedessen wird auf der Substratoberfläche ein Überzug abgelagert.
Mit dem Ziel des Erreichens gesteigerter Auftragsraten sind auch schon magnetisch unterstützte Targets eingesetzt worden. In einem ebenen Magnetron weist die Kathode ein Feld von Permanentmagneten auf, die in einer geschlossenen Schleife angeordnet und in einer feststehenden Position relativ zu der ebenen Targetplatte montiert sind. Infolgedessen wird eine Wanderung des magnetischen Felds in einer geschlossenen Schleife verursacht, die üblicherweise als "Laufbahn" bezeichnet wird, die einen Pfad bzw. einen Bereich herstellt, entlang dessen die Zerstäubung bzw. Erosion von Targetmaterial stattfindet. In einer Magnetronkathode umschließt ein magnetisches Feld das Glimmentladungsplasma und steigert die Weglänge der sich unter dem Einfluß des elektrischen Feldes bewegenden Elektronen. Dies führt zu einer Steigerung der Atom-Elektron-Kollisionswahrscheinlichkeit. Dies führt zu einer viel höheren Zerstäubungsrate, als sie ohne den Einsatz des magnetischen Einschlusses erhältlich ist. Des weiteren kann der Zerstäubungsprozeß bei einem niedrigeren Gasdruck ausgeführt werden.
Bei der reaktiven Zerstäubung bildet ein Reaktionsgas eine Verbindung mit dem Material, das von der Targetplatte weg zerstäubt wird. Wenn die Targetplatte aus Silizium besteht und das reaktive Gas Sauerstoff ist, wird auf der Substratoberfläche Siliziumoxid, üblicherweise in der Form von SiO&sub2; gebildet. Da jedoch Siliziumoxid ein derart guter Isolator ist, bildet sich in außerhalb der "Laufbahn" liegenden Bereichen der Targetplatte schnell ein Film, der dick genug ist, um Lichtbogenbildung zu verursachen. Siliziumoxid ist wegen dieser Eigenschaft als eines der durch reaktive Magnetronzerstäubung am schwierigsten aufzubringenden dielektrischen Filme bekannt. Die bei Siliziumoxiden auftretende Lichtbogenbildung hat es verhindert, daß eine reaktive Zerstäubung in einem ebenen Magnetron zum Aufbringen von Qualitätsiliziumoxidfilmen effektiv eingesetzt wird.
Es sind zahlreiche Versuche unternommen worden, diese Lichtbogenprobleme zu überwinden und eine bessere Möglichkeit zum Aufbringen von Siliziumoxidfilmen zu finden. Ein großer Teil der Anstrengungen wurde auf die Verbesserung reaktiver Zerstäubungstechniken in einem ebenen Magnetron zum Aufbringen von Siliziumoxid- und anderen Filmen mit hohem elektrischen Isolationsvermögen verwendet. Anstatt eines Gleichstrompotentials (DC) wurde Hochfrequenzenergie (RF) eingesetzt, um die elektrostatische Aufladung auf der Targetoberfläche zu verringern. Dies bringt allerdings die Begleiterscheinung einer Verringerung der Auftragsrate auf das Substrat mit sich. Außerdem erfordert die hohe RF-Leistung, die für große Industriebeschichtungsanlagen notwendig ist, den Einsatz einer enormen Leistungszufuhr, und es ist extrem schwierig, die Erzeugung eines Strahlungspegels in der Umgebung zu vermeiden, der elektronische Einrichtungen stört. Als noch weitere Möglichkeit sind Prallplatten zum Abschirmen der Targetbereiche, in denen sich der störende dielektrische Film bildet, eingesetzt worden. Des weiteren hat man das reaktive Gas auf einen Bereich angrenzend an die Substratoberfläche beschränkt, um eine Minimierung der Menge von filmbildenden Molekülen zu versuchen, die im Bereich der Targetoberfläche vorhanden sein können. Obwohl diese Versuche das Verfahren in gewissem Maße verbessert haben, haben sie nicht zu einer kommerziell praktikablen Technik geführt, insbesondere für große industrielle Anwendungen.
Daher ist es das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren der Herstellung von Filmen auf Siliziumbasisverbindungen auf verschiedenen Substraten zu schaffen.
Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine reaktive Magnetron-Zerstäubungstechnik zum Aufbringen von Filmen aus Dielektrika mit hohem elektrischem Isolationsvermögen ohne die oben erörterten Nachteile zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und zusätzliche Ziele werden durch die vorliegende Erfindung erreicht, wie sie in den Ansprüchen 1 und 11 beansprucht ist, wonach im wesentlichen ein sich drehendes zylindrisches Magnetron zum Aufbringen von Siliziumbasisverbindungen, insbesondere eines Siliziumoxids, und anderer gut isolierender Dielektrika durch reaktive Gleichstromzerstäubung eingesetzt wird.
Das Konzept eines sich drehenden zylindrischen Magnetrons ist grundsätzlich bekannt. Bei einer solchen Einrichtung trägt eine Kathodentargetbaugruppe in Form eines länglichen zylindrischen Rohrs eine auf ihre Außenoberfläche aufgebrachte Schicht aus zu zerstäubendem Material. Das Targetrohr wird um seine Längsachse gedreht. Innerhalb des Rohrs ist ein magnetisches Bauteil angeordnet, das aber nicht mit dem Rohr umläuft.
Das Überraschende dabei ist, daß das Aufbringen der bisher sehr problematischen dielektrischen Filme, insbesondere Siliziumdioxid und andere Siliziumbasisverbindungen, auf diese Weise ohne Bildung einer dielektrischen Schicht auf der Targetoberfläche erfolgt, die dick genug ist, um Lichtbogenbildung zu verursachen. Der Grund dafür liegt anscheinend darin, daß die Drehung der Targeloberfläche durch das stationäre Plasma die oberste Materialschicht im wesentlichen über die gesamte Oberfläche zerstäubt, während diese Oberfläche durch das Magnetfeld gedreht wird. Irgendwelches dielektrisches Material, das auf einem Teil der Targetoberfläche abgelagert worden ist, während diese sich außerhalb des Bereichs des Magnetfelds dreht, wird anscheinend durch Zerstäubung wieder entfernt, wenn sie erneut durch das Feld hindurchpassiert. Dicke dielektrische Schichten bilden sich deshalb nicht aus, wodurch die Lichtbogenbildung verringert wird. Dieses Phänomen kann als "Selbstreinigungs"-Charakteristik des umlaufenden zylindrischen Magnetrons bezeichnet werden. Des weiteren kann in einem umlaufenden zylindrischen Magnetron Gleichstrompotential angewendet werden, und zwar wegen der überragenden Kühlung der umlaufenden Kathode mit hohen Werten, wodurch hohe Auftragsraten erzielt werden. Die Erfindung ist in der Lage, Siliziumbasislegierungen auf großen Substraten präzise aufzubringen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Zerstäubungssystems mit einem umlaufenden zylindrischen Magnetron zum Aufbringen dielektrischer Filme nach der Erfindung;
die Figuren 2a und 2b zeigen jeweils einen Querschnitt einer Kathodenbaugruppe;
Figur 3 zeigt eine graphische Darstellung der Taber-Kratzfestigkeit über der Dicke eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten SiO&sub2;-Überzugs;
Figur 4 zeigt einen graphischen Vergleich des prozentualen Reflexionsvermögens eines mit einem Si&sub3;N&sub4;- und SiO&sub2;-Mehrschichtfilms beschichteten Glases mit dem prozentualen Reflexionsvermögen von unbeschichtetem Glas;
Figur 5 zeigt eine Graphik, welche das prozentuale Reflexionsvermögen von mit einem Mehrschichtfilm aus Si&sub3;N&sub4; und SiO&sub2; beschichteten Glases, und zwar poliert und nicht poliert.
Figur 6 zeigt einen graphischen Vergleich des prozentualen Reflexionsvermögens von beiseitig mit einem Mehrschichtfilm aus Si&sub3;N&sub4; und Si&sub2; beschichteten Glases, und zwar poliert und nicht poliert; und
Figur 7 zeigt das prozentuale Reflexionsvermögen eines aus Al-SiO&sub2;-TiO&sub2;-SiO&sub2;-TIO&sub2;-Filmen bestehenden Mehrschichtüberzugs über dem sichtbaren Lichtspektrum.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Ausführung des umlaufenden zylindrischen Magnetrons erläutert, das allgemein in Figur 1 dargestellt ist. Ein Plasma wird in einer geschlossenen Reaktionskammer 10 erzeugt, in welcher ein Vakuum aufrecht erhalten wird und in welche ein Substrat, beispielsweise ein Substrat 12, zum Aufbringen eines dünnen Materialfilms eingebracht wird. Das Substrat 52 kann aus irgendeinen vakuumverträglichen Material wie beispielsweise Metall, Glas und einigen Kunststoffen bestehen. Der Film kann auch über anderen Filmen oder Überzügen aufgebracht werden, die zuvor schon auf einer Substratoberfläche hergestellt worden sind.
Die Kathodenbaugruppe 14 weist im wesentlichen ein längliches zylindrisches Rohr 16 auf, das in der Reaktionskammer 10 angeordnet ist. Eine längliche Magnetbaugruppe 18 ist innerhalb des unteren Teils des Rohrs 16 gehaltert, verläuft im wesentlichen über dessen gesamte Länge und ist ihm gegenüber drehfest angeordnet. Um mit hohen elektrischen Leistungen arbeiten zu können, damit wünschenswerterweise eine hohe Filmauftragsrate erreicht werden kann, wird das Rohr 16 vorzugsweise durch Hindurchleiten von Wasser oder einem anderen Wärmeabführmedium gekühlt.
Das Rohr 16 ist aus geeignetem nichtmagnetischen Material hergestellt, beispielsweise aus Messing oder rostfreiem Stahl, und hat Durchmesser-, Wanddicken- und Längenabmessungen, wie sie für den durchzuführenden Arbeitsprozeß notwendig sind. Auf die Außenoberfläche des Rohrs 16 ist eine Schicht aus einem ausgewählten Targetmaterial 20 aufgebracht, das auf das zu beschichtende Substrat 12 aufzubringen ist. Um auf dem Substrat 12 einen Film auf Siliziumbasis aufzubringen, besteht das Targetmaterial aus reinem Silizium, das mit einem kleinen Prozentsatz eines leitenden Materials wie beispielsweise Aluminium, Bor, Antimon, Phophor oder Arsen dotiert ist, um die Targetoberfläche elektrisch leitfähig zu machen. Die Menge des Dotierungsmittels kann bis etwa 10 % betragen, obwohl weniger als 6 % besser ist. Die bevorzugte Menge liegt so nahe wie möglich bei 0, wobei aber noch die notwendige elektrische Leitfähigkeit hergestellt ist. Eine Konzentration von etwa 2 % kann durch Plasmasprühtechniken praktisch erreicht werden. Das Targetmaterial 20 wird vorzugsweise durch Plasmaspritzen auf das Kernrohr 16 aufgebracht. Das Rohr 16 und die Schicht aus Beschichtungsmaterial 20 bilden also ein rohrförmiges Target bzw. eine Zerstäubungsquelle, im Gegensatz zu dem herkömmlichen ebenen Target.
Das Rohr 16 ist in einer Weise gehaltert, die seine Drehung um seine Längsachse durch einen Targetantrieb 22 ermöglicht. Die Orientierung der Längsachse hängt von der Gestalt und der Position des Substrats ab, das beschichtet wird. Bei dem hier beschriebenen Beispiel wird das Substrat 22 horizontal gehalten und ist eben, und die Längsachse des Rohrs 16 ist also horizontal, verläuft demzufolge parallel mit der zu beschichtenden Substratoberfläche.
In einer bevorzugten Anordnung, die sich etwas von der schematischen Darstellung nach Figur 1 unterscheidet, wird das Rohr 16 an beiden Enden in horizontaler Position drehbar gehalten. Eine Tragkonstruktion an einem Ende ermöglicht außerdem das Einleiten und Herausleiten eines Kühlmittels in das Rohr 16 bzw. aus demselben und enthält einen Mechanismus zum Antrieb des Rohrs 16 von einer motorischen Antriebswelle außerhalb der Vakuumkammer 10. In dieser Tragkonstruktion sind auch drehbare Dichtungen zum Isolieren des Kühlmittels von der Vakuumkammer angeordnet. Eine Tragkonstruktion am anderen Ende weist eine elektrische Bürstenbaugruppe zum Anschluß des Rohres an eine negative Spannung auf.
Die Magnetbaugruppe 18 weist eine Gruppe von Magnetpolen auf, die in geraden parallelen Reihen entlang der Länge des Rohrs 16 angeordnet sind. Jede Reihe weist drei abwechselnde Magnetpole 24, 26 und 28 auf. In einer Konfiguration sind diese Pole 24, 26 und 28 so angeordnet, daß sie Nord- bzw. Süd- bzw. Nordpolarität haben. Eine entgegengesetzte Konfiguration mit Süd- bzw. Nord- und Südpolarität kann ebenfalls angewendet werden. In beiden Fällen sind die Magnetpole 24, 26 und 28 relativ zum Rohr 16 so positioniert, daß ihre Kraftlinien von einem Pol durch das Rohr 16 und zurück durch das Rohr in einer gekrümmten Bahn zu einem benachbarten Pol mit entgegengesetzter Polarität verlaufen. Diese Anordnung erzeugt das, was als magnetischer Tunnel bezeichnet wird, der nicht nur eine Steigerung der Zerstäubungsrate ermöglicht, sondern auch bewirkt, daß das Targetmaterial 20 innerhalb des Tunnels, insbesondere in der Mitte dieses Magnetmusters, schneller frei gesetzt wird.
Die Anordnung der Magnetbaugruppe 18 in Figur 1 bildet eine "W"-Konfiguration aus drei länglichen Magneten 24, 26 und 28. Eine Alternative stellt eine "U"-Konfiguration dar, in welcher ein einziger Magnet in der Mitte positioniert ist und ein U-förmiges Stück aus magnetischem Material beiderseits des Magnets zur Bildung von Polen entgegengesetzter Polarität angeordnet ist. In jedem Fall ist dies gewöhnlich wünschenswert, die Polflächen so nahe wie möglich an der Innenoberfläche des Rohrs 16 anzuordnen. Die Magnetbaugruppe 18 ist vorzugsweise innerhalb des Rohrs 16 auf einer feststehenden axialen Stange oder einem Füllmittelrohr gehaltert oder wird mittels Rollen, die an der Magnetbaugruppe 18 gehaltert sind, von der Innenoberfläche des Rohrs 16 beabstandet gehalten, oder beides.
Dem rohrförmigen Target 20 wird eine zur Zerstäubungserzeugung ausreichendes Kathodenpotential V von einer Gleich stromquelle 30 über eine Speiseleitung 32 zugeführt, die über eine herkömmliche elektrische Bürste Schleifkontakt 34 mit dem Rohr 16 hat. Die Umhüllung der Reaktionskammer 10 ist leitfähig und elektrisch geerdet. Sie dient in dem Zerstäubungsprozeß als Anode. Gegebenenfalls kann eine gesonderte Anode eingesetzt und auf einer kleinen positiven Spannung gehalten werden. Eine solche Anode ist dann eine ebene Anode, die über der Targetrohroberfläche 20 positioniert und vorzugsweise wassergekühlt ist, damit hohe Leistungspegel angewendet werden können.
Um den vor Durchführung des Beschichtungsvorgangs notwendigen niedrigen Druck zu erhalten, ist die Reaktionskammer 10 mit einem Auslaßrohr 36 versehen, das mit einer Vakuumpumpe 38 in Verbindung steht.
Um die Kammer 10 mit den für den Beschichtungsvorgang notwendigen Gasen zu versorgen, ist ein Gaszufuhrsystem vorhanden. Ein erstes Gaszufuhrrohr 40 verläuft in die Beschichtungskammer 10 und kommt von einer Inertgasquelle 42. Das Inertgas ist für die beschriebenen spezifischen Verfahren vorzugsweise Argon. Mit dem Einlaßrohr 40 verbundene Düsen 44 verteilen das Inertgas in einem Bereich über der umlaufenden Kathode 14. Das Inertgas wird unter dem Einfluß eines zwischen der Targetoberfläche 20 und der geerdeten Kammerumhüllung bzw. der gesonderten Schwebeanode erzeugten elektrischen Felds in elektrisch geladene Ionen zersetzt. Die positiven Ionen werden unter dem Einfluß des elektrischen Felds in einen Bereich, in welchem sie durch das Magnetfeld geleitet werden, von der Targetoberfläche 20 angezogen und bombardieren diese. Diese Bombardierung tritt hauptsächlich von zwei paralellen Streifen entlang der Länge des Zylinders 14 an dessen unteren Bereich gegenüber der Magnetbaugruppe 18 auf, und zwar jeweils ein Streifen zwischen den gegenüberliegenden Magnetpolen.
Ein zweites Gaszufuhrrohr 16 verläuft von einer Reaktionsgasquelle 48 in die Beschichtungskammer 10. Wenn ein Oxidfilm wie beispielsweise Siliziumoxid aufgebracht werden soll, wird als Reaktionsgas reiner Sauerstoff gewählt. Wenn ein Nitridfilm aufzubringen ist, beispielsweise Siliziumnitrid, wird als Reaktionsgas reiner Stickstoff gewählt. Zur Bildung eines Siliziumkarbidfilms wird das Reaktionsgas aus Kohlenwasserstoffgasen ausgewählt. Mit dem Einlaßrohr 46 verbundene Düsen 50 verteilen das Reaktionsgas nach je an dem zu beschichteten Substrat 12 und über dessen Breite. Moleküle des Reaktionsgases kombinieren sich mit von der Targetoberfläche infolge des Ionenbeschusses zerstäubten Molekülen und bilden die gewünschten Moleküle, die auf der Oberfläche des Substrat 12 abgelagert werden sollen. Siliziumoxidfilme werden infolgedessen durch Verwendung des Siliziummaterials als zylindrische Targetoberfläche 20 und Sauerstoff als Reaktionsgas aufgebracht.
Ebenso sind zahlreiche Abwandlungen des dargestellten Gaszufuhrsystems möglich. Das Inertgas und das Reaktionsgas aus den Quellen 42 und 48 können miteinander kombiniert und durch ein gemeinsames Rohr und eine gemeinsame Düsengruppe in die Kammer 10 eingeführt werden. Wenn dies der Fall ist, wird das Zufuhrrohr vorzugsweise längs einer Seite des umlaufenden Targetrohrs 16 und paralell zu dessen Längsachse positioniert. Es können zwei solche Rohre verwendet werden, und zwar eines auf jeder Seite des Targetrohrs 16 und parallel zu dessen Längsachse, wobei jedes Zufuhrrohr die gleiche Kombination von Inertgas und Reaktionsgas zuführt. Außerdem kann mehr als nur ein Reaktionsgas gleichzeitig zugeführt werden, je nach dem aufgebrachten Film. Beispielsweise können sowohl Sauerstoff wie auch Stickstoff zugeführt werden, um das Substrat 12 mit einem Siliziumoxidnitridfilm zu überzeihen.
Der hergestellte Film schlägt sich anscheinend auf einem Oberflächenteil des Targets 20 nieder, nachdem er den Bereich unterhalb der feststehenden magnetischen Struktur 18 verlassen hat, und zwar in der gleichen Weise, wie dies auch auf der Targetoberfläche eines ebenen Magnetrons auftritt. Es hat sich aber gezeigt, daß dies kein Problem darstellt, weil der niedergeschlagene Film offenbar durch den Zerstäubungsprozeß wieder abgetragen wird, wenn dieser Oberflächenbereich erneut durch den Bereich unter der Magnetstruktur 18 hindurchläuft. Außerdem hat sich gezeigt. daß dieses Abtragen weder die Qualität des auf dem Substrat 12 gebildeten Films noch die Auftragsrate des Films beeinträchtigt. Der Film wird jedoch auch auf anderen Oberflächen innerhalb der Kammer 10 niedergeschlagen, die auf dem hohen negativen Potential der Targetoberfläche 20 gehalten werden. Solche Oberflächen können an den Haltekonstruktionen des Rohres 16 vorhanden sein. Falls dies der Fall ist, ist es in hohem Maße wünschenswert, sie mit einem Dielektrikum abzudecken, so daß irgendwelche niedergeschlagenen Filme nicht direkt auf der unter hoher Spannung stehenden Oberfläche zu liegen kommen und eine Lichtbogenbildung vermieden wird. Falls eine auf positiver Spannung liegende Schwebeanode verwendet wird, ist ihre Oberfläche entsprechend gestaltet und von den Oberflächen mit negativer Spannung entfernt positioniert, um das Plasma von diesen wegzuziehen und dadurch eine Ablagerung auf diesen zu verringern.
Das in Figur 1 dargestellte Beispiel zeigt der Einfachheit halber nur eine einzige Targetbaugruppe, aber es kann bevorzugt werden, zwei oder mehr solche Baugruppen nebeneinander anzuordnen, wobei ihre Rohrlängsachsen parallel verlaufen. Damit kann eine gesteigerte Auftragsrate erzielt werden. Die Figuren 2a und 2b zeigen jeweils Querschnitte einer Kathodenbaugruppe, die zusammen ein Doppelsystem bilden. Bei großen Maschinen kann es zu bevorzugen sein, die Magnetpole benachbarter Targetbaugruppen, die einander gegenüberliegen, entgegengesetzt zu polen. Dies hindert das Plasma daran, sich nach oben zwischen zwei benachbarte Targetbaugruppen hinein auszudehnen. Bei dieser Ausführungsform haben die Magnetpole abwechselnde Polarität, so daß, wenn der Pol 28 ein Nordpol ist, der Pol 52 ein Südpol ist, oder umgekehrt. Wie vorstehend schon beschrieben, erzeugen die magnetischen Feldlinien bzw. der magnetische Fluß 58 einen magnetischen Tunnel, in welchem sich die Zerstäubung konzentriert. Die Punkte 60 und 62 bezeichnen die ungefähren äußeren Grenzen des Tunnels bei einer Baugruppe, und die Punkte 64 und 66 bezeichnen die ungefähren äußeren Grenzen bei der anderen Baugruppe. Weitere konstruktive und funktionelle Einzelheiten eines umlaufenden Magnetrons der mit Bezug auf Figur 1 beschriebenen Bauart ergeben sich aus der WO 91/07 521 auf den Namen Alex Boozenny u.a. mit dem Titel "Rotating Cylindrical Magnetron Structure for Large Area Coating", deren Inhalt durch Bezugnahme hier einbezogen wird.

Experimentelle Ergebnisse

Das Verfahren nach der Erfindung ergibt dauerhafte Überzüge auf Siliziumbasisverbindungen, die mit verhältnismäßig hohen Auftragsraten aufgebracht werden können. Um die Wirksamkeit des Verfahrens zu demonstrieren, wurden Filme aus Siliziumoxid (SiO&sub2;) und aus Si&sub3;N&sub4; auf verschiedenen Substraten hergestellt und auf ihre mechanischen und optischen Eigenschaften und hinsichtlich der Auftragsraten geprüft. Es ist bekannt, daß SiO&sub2; die vorherrschende Form von Siliziumoxid ist, die im Zerstäubungsvorgang erzeugt wird. Es wird jedoch vermutet, daß andere Formen genauso gut erzeugt werden. Sofern also nichts anderes angegeben ist, stellt SiO&sub2; alle Formen von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltem Siliziumoxid dar. Des weiteren werden durch Verwendung von Reaktionsgasgemischen komplexere Siliziumverbindungen zerstäubt. Wenn beispielsweise das Gemisch aus Sauerstoff und Stickstoff besteht, wird SixOyNz niedergeschlagen, wobei x, y und z unterschiedliche stöchiometrische Mengen von Silizium, Sauerstoff und Stickstoff in den verschiedenen gebildeten Verbindungen bedeuten. Des weiteren können x, y und z durch Regulieren der Prozeßbedingungen, insbesondere der Strömungsdurchsätze von Sauerstoff und Stickstoff und des Drucks in der Reaktionskammer gesteuert werden.
Experimente unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden ursprünglich in einem zylindrischen Magnetron von Forschungsgröße nach der in Figur 1 gezeigten Bauart durch geführt, das von Airco Coating Technology, eine Abteilung der Erwerberin hergestellt wurde. Die gleichen Ergebnisse wurden später in einem größeren zylindrischen Magnetron, in ebenfalls von Airco hergestellten C-Mag -Modell 3000, unter im wesentlichen denselben Prozeßbedingungen wiederholt. Zusätzlich sind bei dem Modell 3000 kompliziertere Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. Die Forschungsanlage ermöglicht Substratgrößen bis zu einer Breite von 16 Zoll (ein Zoll = 2,54 cm), während die größere Anlage Substratgrößen bis zu einer Breite von 1 m ermöglichte. Forschungsbeschichtungsanlagen arbeiten normalerweise mit einer Leistung von etwa 3 kW, während das Modell 3000 normalerweise mit zwischen 30 bis 40 kW arbeitet. Versuche zeigen, daß die Forschungsanlage und das Modell 3000 Filme von gleicher Qualität erzeugen. Beide Systeme verwenden fallenlose Diffussionspumpen, die einen Basisdruck im Bereich von 10&supmin;&sup6; Torr (1 Torr = 133,3 Pa) vor Betriebsbeginn erreichen. Als Inertgas wurde Argon und als Reaktionsgas entweder Sauerstoff oder Stickstoff verwendet. Der Partialdruck der Gase wurde durch den Übergang von Oxid- bzw. Nitridmodus zum metallischen Modus bestimmt. Die Versuche wurden so nahe wie möglich an diesen Übergang durchgeführt. Druck und Strömungsdurchsatz der Zerstäubungsgase wurden durch herkömmliche Geräte gesteuert.
Die aufgebrachte Leistung war für die verschiedenen Targetmaterialien veränderlich, da aber größtenteils mit der maximal verfügbaren Leistung bei ebenen Magnetrons gleicher Größe vergleichbar. Jede Zerstäubungsquelle war an eine geeignete Gleichstromquelle angeschlossen, die mit einer Einrichtung zum automatischen Konstanthalten von Spannung, Strom oder Leistung, je nach Bedarf ausgestattet war.
Weil die elektrische Leitfähigkeit von reinem Silizium so niedrig ist, daß sie sich für ein Zerstäuben mit Gleichstrom nicht eignet, war das Siliziumtarget mit einer kleinen Menge von Aluminium im Bereich von 2 bis 4 % imprägniert bzw. dotiert. Das Target wurde durch Plasmaspritzen hergestellt.
Der gemäß der Erfindung aufgetragene Film enthält Reaktionsprodukte aus Aluminium und Silizium mit dem Reaktionsgas. Wenn das Reaktionsgas Sauerstoff war, enthielt der aufgebrachte Überzug ein Gemisch aus Aluminium- und Siliziumoxiden. Es wird vermutet, daß der Prozentsatz der Aluminiumoxide in dem Film etwa gleich dem Prozentsatz des Aluminiums im Targetmaterial ist. Die Menge der Aluminiumoxide nimmt proportional mit der Menge des Aluminiums im Targetmaterial zu. Wenn andere Substanzen als Dotierungsmittel verwendet werden, zeigt sich eine ähnliche Korrelation zwischen der Menge des Dotierungsmittels im Target und der Menge des Dotierungsmitteloxids. Wenn das Zerstäubungsgas Stickstoff war, enthielt der Überzug ein Gemisch aus Aluminium- und Siliziumnitriden. Alle diese vier Verbindungen sind verhältnismäßig hart und bilden einen amorphen Film, der als starke Sperrschicht wirkt. Jedoch störte die Menge des Aluminiums in dem Film die Bildung der gewünschten Filme aus Siliziumbasisverbindungen nicht. Im Verlauf der Experimente wurden zwei Siliziumverbindungsfilme für eine unabhängige RBS-Prüfung (Rutherford Back-Scattering) eingesandt, um die Zusammensetzung der Verbindung zu bestimmen. Das Siliziumoxid enthielt 36% Si/64% O, und das Siliziumnitrid enthielt 42 % Si/47 % N. Diese Prozentsätze liegen sehr nahe bei dem theoretischen Verhältnis von 1 zu 2 für Oxid und 3 zu 4 für Nitrid.
Das Target wurde unter Verwendung eines Inertgases konditioniert, so dann wurde das Prozeßgas zugeführt, bis der gewünschte Partialdruck erreicht war. Der Prozeß wurde auf diesem Punkt durchgeführt, bis der Prozeß sich stabilisiert hatte. Die Substrate wurden sodann in die Beschichtungszone eingeführt und der Film wurde aufgebracht. Das verwendete Substrat war typischerweise Kalknatronglas, aber könnte auch je nach dem Test irgendeine Kombination aus dem Folgenden sein: Mikroskopierplättchen, Koningglas 7059, 0,5 mil-PET- Film (Poly(ethylenterephthalat)), selsttragende Quarzglasscheibe oder Kohlenstoffschälchen.

Auftragsrate:

Die Auftragsraten für die Herstellung von SiO&sub2; und Si&sub3;N&sub4; unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden gemessen und mit Auftragsraten anderer Filme unter Anwendung des gleichen Verfahrens verglichen.
Verschiedene Faktoren beeinträchtigen die Auftragsraten, nämlich unter anderem Gaspartialdruck, Abstand von Quelle zu Substrat, Systemreinheit, Magnetkonstruktion und Kammergeometrie, was für den untenstehenden Bereich von Auftragsraten verantwortlich ist. Für die untersuchten Materialien war die dynamische Auftragsrate (DDR) für das zylindrische Magnetron ähnlich oder größer als die entsprechende Auftragsrate bei einem ebenen Magnetron unter gleichen Bedingungen.
Die physikalische Dicke der Filme wurde unter Verwendung eines Sloan Dektak IIA Profilometers gemessen. Die Filme wurden durch Auftragen über Linien hergestellt, die mittels eines Permanentmarkierungsstifts gezogen waren, wonach der Film über der Linie in einem Ultraschall-Alkoholbad abgezogen wurde. Der Zerstäubungswirkungsgrad bzw. DDR wurde für jeden Film unter Verwendung der physikalischen Dicke und der Auftragparameter in der Gleichung berechnet, die von Waits angegeben wird (siehe R. K. Waits, Thin Film Processes, Seite 150, Academic Press, New York, 1978):
DDR (AMM²/Joule) = (d*C*S)/(P*n)
wobei
d = Filmdicke in Angström
c = Umlaufbahnlänge des Targets in mm
S = Vorschubgeschwindigkeit in mm pro Sekunde
P = zugeführte Leistung in Watt
n = Anzahl der Durchgänge
(Anmerkung: 1Å = 10 &supmin;¹&sup0;m)
Nachstehend ist der typische Bereich von dynamischen Auftragsraten angegeben, die mit dem zylindrischen Magnetron unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbar sind: Film DDR

Abriebfestigkeit:

Die Dauerhaftigkeit von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Filmen aus SiO&sub2; und Si&sub3;N&sub4; wurde mit einem Taber-Abriebgerät gemessen. Es wurde ein CS10F-Rad mit 500 Gramm Gewichten verwendet. Für den Standard-Taber-Kratzwert wurde die Probe unter den Rädern in 50 Umdrehungen gedreht. Der Abriebbereich wurde unter einem Mikroskop bei 50facher Vergrößerung beobachtet und es wurde ein Bild aufgenommen. Vier 1" x 1" Quadrate wurden auf dem Bild an zufälligen Stellen aufgezeichnet und die Anzahl der Kratzer innerhalb dieser Quadrate wurde gezählt. Die Anzahl von Kratzer in allen vier Quadraten wurde ausgemittelt und der Probe wurde ein Taber-Kratzwert auf der Basis der folgenden Formel zugeteilt:
Taber-Kratzwert = Anzahl der Kratzer x (-0,18) + 10
Die Taber-Kratzwertskala ist eine lineare Skala, aus welcher keine Kratzer den Wert 10 und 50 Kratzer den Wert 0 haben. Zum Vergleich: unbeschichtetes Kalknatronglas hat typischerweise einen Kratzwert von etwa 9,0.
Siliziumoxidfilme unterschiedlicher Dicken wurden auf VWR (Vanwater and Rogers Co.) Glasplättchen aufgetragen. Die Kathode wurde mit 2,0 kW betrieben und die Vorschubgeschwindigkeit betrug 20 Zoll pro Minute. Die anderen Betriebsbedingungen für das zylindrische Magnetron waren vergleichbar denjenigen, wie sie in der untenstehenden Tafel 1 angegeben sind. Es wurden 4 Zoll x 4 Zoll-Proben aus jedem Durchgang für Taber-Abriebversuche geschnitten. Die Ergebnisse zeigen, daß eine 900 Å dicke Probe einen Taber- Kratzwert von 9,40 und eine 3000 Å dicke Probe einen Taber- Kratzwert von 9,70 hatte. Eine FTR-Analyse zeigte, daß der Film verhältnismäßig rein und frei von Verunreinigungen war. Eine SEM-Querschnittsanalyse zeigte, daß das SiO&sub2; dicht und amorph war.
Die folgende Tafel zeigt typische Taber-Kratzwerte für einige der untersuchten Verbindungen: Verbindung Taber-Kratzfestigkeit bei zylindrischem Magnetron Taber-Kratzfestigkeit bei ebenem Magnetron *Die mit ebenem Magnetron hergestellten Siliziumverbindungen wurden unter Verwendung eines hochfrequenzunterstützten Systems erzeugt.

Schutzüberzug auf weicher Unterschicht:

Eine Untersuchung der Kratzfestigkeit einer SiO&sub2;-Überzugsschicht auf einem sehr weichen Film wurde durchgeführt. Super-H ist ein von Airco entwickelter Sonnenschutzfilm mit niedrigem Ernissionsvermögen; er ist verhältnismäßig weich, da er Metall als eine seiner Schichten verwendet. Durch Aufbringen eines harten, aber relativ neutralen Films, beispielsweise aus SiO&sub2;, kann seine Dauerhaftigkeit ohne Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften verbessert werden. Glassubstrate, die zuvor mit Super-H beschichtet worden waren, wurden mit Siliziumoxidfilmen unterschiedlicher Dicken beschichtet. Die Kathode wurde mit 2,0 kW betrieben und die Vorschubgeschwindigkeit betrug 20 Zoll/min, ausgenommen bei der 8250 Å-Probe, wo die Vorschubgeschwindigkeit 2,3 Zoll/min betrug. Die anderen Betriebsbedingungen des zylindrischen Magnetrons waren vergleichbar denjenigen, wie sie in der untenstehenden Tafel 1 angegeben sind. Die Taber-Kratzfestigkeiten für verschiedene Proben sind nachstehend angegeben: SiO&sub2;-Dicke (A) ohne Überzug Taber-Kratzfestigkeit
Figur 3 zeigt die obigen Ergebnisse graphisch.

SiO&sub2; als Sperrschicht:

Auf einer 6" x 6" großen PET-Probe wurde ein 3000 Å dicker Film aus SiO&sub2; hergestellt. Bei diesem besonderen Beispiel wurde die Substratprobe während des Zerstäubungsprozesses, der 31 Minuten dauerte, 16 mal durch das Plasma hindurchgeführt. Tafel 1 gibt die Prozeßdaten für die Herstellung des Oxids an. Beginnend mit 0 beziehen sich die Zeitangaben auf die verstrichene Zeit während des Prozesses. Das Potential gibt die Spannung zwischen dem Kathodenbaugruppenrohr und Masse an. Die Leistung gibt die zugeführte Leistung an, und der Strom wurde an der Stromquelle gemessen. Die Strömungsdurchsätze des Inertgases (Ar) und des Reaktionsgases (O&sub2;) wurden in Standardkubikzentimeter pro Minute (sccm) gemessen. Der Druck in der Reaktionskammer wurde in Micron gemessen (1 Micron, u, = 0,1333 Pa). Schließlich gibt die Anzahl der Durchgänge an, wieviel mal das Substrat während des Zerstäubungsprozesses in einem bestimmten Zeitpunkt das Plasma durchquert hatte. Beispielsweise bei der Zeit 23 Minuten im Prozeß hatte das Substrat 13 Durchgänge durchgeführt. Tafel 1 Zeit (Min) Leistung (kW) Potential (V) Strom (A) Druck (u) Anzahl der Durchgänge Gesamtzahl der Durchgänge
Die Wasserdurchlässigkeit wurde auf einem Mocon Permatran getestet und die Sauerstoffdurchlässigkeit wurde auf einem Mocon Ox-Tran Twin getestet. Bei einem Versuch wurde eine etwa 3000 Å dicke Schicht SiO&sub2; auf eine 6 " x 6" x 0,5 mil große PET-Probe aufgebracht. Diese wurde auf Wasserdurchlässigkeit getestet; eine unbeschichtete Probe zeigte einen gemessenen Durchgang von 43,4 g/m²/Tag, während die beschichtete Probe nur einen Durchgang von 3,3 g/m²/Tag zeigte.
In einem weiteren Versuch wurde eine etwa 3000 Å dicke Schicht aus Si&sub3;N&sub4; auf eine 6 " x 6" x 0,5 mil große PET-Probe aufgebracht. Diese wurde auf Sauerstoffdurchdringung geprüft. Bei 32 ºC zeigte die unbeschichtete Probe einen Durchgang von 161,2 cm³/m²/Tag, während die beschichtete Probe nur einen Durchgang von 5,96 cm³/m²/Tag zeigte. Bei 25 ºC zeigte die unbeschichtete Probe einen Durchgang von 23,89 cm³/m²/Tag, während die beschichtete Probe einen Durchgang von 4,7 cm³/m²/Tag zeigte.

Optische Eigenschaften von reinem SiO&sub2;:

Ein VWR-Glasplättchen, das mit einem 8250 Å dicken Film SiO&sub2; unter ähnlichen Bedingungen wie nach Tafel 1 beschichtet worden war, wurde auf verschiedene optische und physikalische Eigenschaften getestet, wie nachstehend aufgelistet:
Brechungsindex bei 520 nm 1,46
% Durchlässigkeit (integrierte D/65-Quelle)* 91,98
% Reflexionsvermögen (einfache Oberfläche, integrierte D65-Quelle)** 3,42
5% Absorptionsvermögen 0,70 (beziehungsweise 8,48 x 10&supmin;&sup6; % A/Å)
* Das unbeschichtete Glasplättchen hatte eine prozentuale Durchlässigkeit von 92,27
** Das unbeschichtete Glasplättchen hatte ein prozentuales Reflexionsvermögen von 3,83

Breitband-Antireflexüberzug unter Verwendung von SiO&sub2;- und Si&sub2;N&sub4;-Filmen:

Auf einem Glassubstrat wurde ein vierschichtiger Überzug hergestellt, bestehend aus abwechselnden Schichten aus Si&sub3;N&sub4; und SiO&sub2;. Tafel 2 gibt die Prozeßdaten für die Herstellung der Oxid- und Nitridfilme an. Die Substratgeschwindigkeit gibt an, wie schnell die Probe durch das Plasma hindurchlief. Tafel 2 Schicht Dicke (A) Potential (V) Strom (A) Druck (u) Anzahl d. Durchgänge Substratvorschubgeschwindigkeit (Zoll/Min.)
Die Kurve 68 in Figur 4 gibt das prozentuale Reflexionsvermögen des unbeschichteten Glassubstrates an. Die Kurve 70 gibt das prozentuale Reflexionsvermögen eines Mehrschichtfilms an.

Breitband-Antireflexüberzug unter Verwendung SiO&sub2;- und TiO&sub2;- Filmen:

Auf einem Glassubstrat wurde ein vierschtchtiger Überzug hergestellt bestehend aus abwechselnden Schichten aus TiO&sub2; und SiO&sub2;. Tafel 3 gibt die Prozeßdaten für die Herstellung der Oxide an. Tafel 3 Schicht Dicke (Å) Potential (V) Leistung (kW) Strom (A) Druck (u) Anzahl der Durchgänge Substratvorschubgeschwindigkeit (Zoll/Min.)
Die Kurve 72 in Figur 5 gibt das prozentuale Reflexionsvermögen des nicht polierten Films an. Die Kurve 74 gibt das prozentuale Reflexionsvermögen des polierten Films an.
Nach Beschichten einer Seite des Glasubstrats mit den Oxiden, wie oben beschrieben, wurde die andere Seite des Substrats in gleicher Weise ebenfalls beschichtet. Die Kurve 76 in Figur 8 gibt das prozentuale Reflexionsvermögen eines nicht polierten Films an. Die Kurve 78 gibt das prozentuale Reflexionsvermögen des polierten Films an.

Verbesserte Aluminiumspiegel:

Auf einem Glassubstrat wurde ein fünfschichtiger Überzug aufgebracht, bestehend aus einem einfachem Aluminiumfilm, gefolgt von abwechselnden Schichten aus SiO&sub2; und TiO&sub2;. Die Tafel 4 gibt die Prozeßdaten für die Herstellung der Aluminium- und Oxidfilme an. Tafel 4 Schicht Dicke (Å) Potential (V) Leistung (kW) Strom (A) Druck (u) Anzahl der Durchgänge Substratvorschubgeschwindigkeit (Zoll/Min.)
Figur 7 zeigt eine graphische Darstellung des prozentualen Reflexionsvermögens des Films über der Strahlungswellenlänge über dem sichtbaren Spektrum. Das Reflexionsvermögen wurde bei einem Einfallswinkel von 6 Grad gemessen.

Claims

1. Verfahren zum Aufbringen eines dünnen Films aus einer Verbindung aus Siliziumbasis auf ein Substrat innerhalb einer evakuierten Kammer, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines länglichen, zylindrischen rohrförmigen Teils, das auf seiner Außenfläche ein Siliziumzerstäubungsmaterial trägt,

b) Erzeugen eines magnetischen Felds innerhalb des rohrförmigen Teils zum Herstellen einer Erosionszone des Überzugsmaterials, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des rohrförmigen Teils und umfangsmäßig über einen relativ schmalen Bereich desselben erstreckt,

c) Einströmenlassen eines reaktiven Gases in die Vakuumkammer,

d) Einströmenlassen eines inerten Gases in die Vakuumkammer,

e) Drehen des rohrförmigen Teils um seine Längsachse, um verschiedene Bereiche des Zerstäubungsmaterials in die Zerstäubungsposition gegenüber dem magnetischen Feld zu bringen,

f) Anlegen eines Gleichspannungspotentials an das zylindrische Teil zum Bewirken der Zerstäubung, und

g) Positionieren des Substrats gegenüber der Erosionszone, wodurch ein dünner Film einer Verbindung auf Siliziumbasis auf dem Substrat niedergeschlagen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereitstellen eines zylindrischen rohrförmigen Teils das Bereitstellen eines ersten und eines zweiten länglichen zylindrischen rohrförmigen Teils umfaßt, die einander benachbart positioniert werden und von denen beide ein Siliziumzerstäubungsmaterial auf ihrer Außenfläche tragen, und wobei der Schritt des Erzeugens eines magnetischen Felds das Erzeugen eines ersten und eines zweiten magnetischen Felds im ersten bzw. zweiten rohrförmigen Teil umfaßt, um eine Erosionszone auf dem Überzugsmaterial herzustellen, die sich über im wesentlichen die gesamte Länge des betreffenden rohrförmigen Teils und umfangsmäßig entlang eines verhältnismäßig schmalen Bereichs hiervon erstreckt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Einströmenlassens eines reaktiven Gases in die Kammer das Einströmenlassen eines sauerstoffhaltigen Gases umfaßt, so daß der niedergeschlagene Film aus einem Siliziumoxid besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Einströmenlassens eines reaktiven Gases in die Kammer das Einströmenlassen eines stickstoffhaltigen Gases umfaßt, so daß der niedergeschlagene Film aus einem Siliziumnitrid besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Einströmenlassenes eines reaktiven Gases in die Kammer das Einströmenlassen eines kohlenstoffhaltigen Gases umfaßt, so daß der niedergeschlagene Film aus einem Siliziumkarbid besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Einströmenlassenes eines inerten Gases in die Kammer das Einströmenlassen von Argon umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat dadurch gekennzeichnet, daß es vakuumverträglich ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat aus Glas, Kunststoff oder Metall besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Bereitstellens eines zylindrischen Teils das Schaffen seiner Außenfläche mit einem zu mindestens 90% aus Silizium bestehenden Zerstäubungsmaterials umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Bereitstellens eines zylindrischen Teils das Bereits teilen eines Teils umfaßt, bei welchem das Zerstäubungsmaterial mit einer oder mehreren Substanzen dotiert ist, die aus der Aluminium, Bor, Antimon, Phosphor und Arsen umfassenden Gruppe ausgewählt ist bzw. sind.

11. Verfahren zum Aufbringen eines Siliziumdioxidfilms auf ein Substrat, das in einer evakuierten Kammer positioniert ist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

a) Bereits tellen eines länglichen zylindrischen rohrförmigen Teils, das auf seiner Außenfläche ein Siliziumzerstäubungsmaterial trägt,

b) Erzeugen eines magnetischen Felds innerhalb des rohrförmigen Teils zum Herstellen einer Erosionszone auf dem Überzugsmaterial, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des rohrförmigen Teils und umfangsmäßig entlang eines verhältnismäßig schmalen Bereichs hiervon erstreckt,

c) Einströmenlassen eines sauerstoffhaltigen Gases in die Vakuumkammer,

d) Einströmenlassen eines inerten Gases in die Vakuumkammer,

g) Positionieren des Substrats gegenüber der Erosionszone, so daß ein dünner Siliziumdioxidfilm auf dem Substrat niedergeschlagen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bereitstellen eines zylindrischen Teils das Herstellen der genannten Außenfläche mit einem zu mindestens 98% aus Silizium bestehenden Zerstäubungsmaterial umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bereitstellen eines zylindrischen Teils das Bereits teilen eines Teils umfaßt, bei welchem das Zerstäubungsmaterial mit einer oder mehreren Substanzen dotiert ist, die aus der Aluminium, Bor, Antimon, Phosphor und Arsen umfassenden Gruppe ausgewählt ist bzw. sind.