DE3587881T2

DE3587881T2 - Verfahren zur plasma-chemischen Abscheidung aus der Dampfphase und Verfahren zur Herstellung eines Films von diamantähnlichem Kohlenstoff.

Info

Publication number: DE3587881T2
Application number: DE19853587881
Authority: DE
Inventors: Hideo Kurokawa; Tsutomu Mitani; Taketoshi Yonezawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2005-11-29
Also published as: EP0183254B1; EP0183254A3; EP0183254A2; DE3587881D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND DAMIT VERBUNDENER STAND DER TECHNIK

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine CVD (Chemische Dampfauftragungs)-Vorrichtung zum Auftragen eines dünnen Films und insbesondere auf eine CVD- Vorrichtung zum Ausbilden des dünnen Films unter Verwendung von Plasma, und weiterhin bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Ausbilden eines diamantartigen Kohlenstoffilms als dünnen Film unter Verwendung der oben genannten CVD-Vorrichtung.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In letzter Zeit wurde ein neues Material, welches unter Verwendung eines Trockenverfahrens, insbesondere eines Plasmaverfahrens, hergestellt wird, auf einem Gebiet der Halbleitertechnologie und anderen Gebieten entwickelt.
Eine konventionelle Plasma-CVD-Vorrichtung wird im allgemeinen einem Kapazitätkopplungstyp oder einem Nicht-Elektroden-Induktionskopplungstyp bezüglich eines Aufbaus einer Elektrode zugeordnet. Ein Beispiel einer Plasma-CVD-Vorrichtung vom Nicht-Elektroden-Induktionskopplungstyp bzw. Induktionskopplungstyp ohne Einbeziehung einer Elektrode wird mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben, die als Stand der Technik eine veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung Sho 53-132 310 zeigt. Ein Substrat 1 ist in einem Vakuumgehäuse 3 angeordnet und das Vakuumgehäuse 3 wird durch ein Hauptventil 90 evakuiert. Eine Hochfrequenzspule 2 ist um das Vakuumgehäuse 3 gewickelt und über eine Abstimmeinrichtung 5 mit einer Hochfrequenzleistungsquelle 6 verbunden. Nachdem verbleibende Luft aus dem Vakuumgehäuse 3 vollständig entfernt ist, wird reaktives Gas 7 und Trägergas 8 durch Steuern bzw. Kontrollieren von Fluß und Druck des Gases durch ein Nadelventil 4a, 4b in das Vakuumgehäuse 3 eingeführt. Dann werden das reaktive Gas 7 und das Trägergas 8 durch Zuführen von Hochfrequenzleistung von der Hochfrequenzleistungsquelle 6 über die Abstimmeinrichtung 5 zu der Hochfrequenzspule 2 in einen Plasmazustand angeregt, wodurch ein Film auf dem Substrat 1 ausgebildet wird.
Die Plasma-CVD-Vorrichtung vom Kapazitätkopplungstyp wird im folgenden beschrieben. Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer konventionellen Plasma-CVD-Vorrichtung vom Kapazitätkopplungstyp. Das Beispiel hat einen solchen Aufbau, daß der Film auch durch Beschleunigen von in dem Plasma erzeugten Ionenbildnern bzw. Ionisationsinitiatoren aufgebaut werden kann. Nach Entfernen der verbleibenden Luft wird eine angemessene Menge von reaktivem Gas 15 und trägem Gas 16 in ein Vakuumgehäuse 12 eingeführt. Dann wird Plasma durch Anlegen einer Hochfrequenzleistung zwischen einer Elektrode und einer Substratelektrode 11 von einer Hochfrequenzleistungsquelle 13 erzeugt, wodurch ein Film auf einem Substrat 10 ausgebildet wird. Wenn der Film durch Beschleunigen der Ionenbildner in dem Plasma ausgebildet wird, ist ein Potential der Substratelektrode 11 durch eine Gleichstromleitungsquelle 14 niedriger eingestellt als dasjenige der Elektrode 9.
In letzter Zeit wurde einer Ausbildung des diamantartigen Kohlenstoffilms unter Verwendung eines Niederdruckdampf-Aufwachsverfahrens Aufmerksamkeit geschenkt, und weiterhin wurde dem Ausbilden des diamantartigen Kohlenstoffilms, der unter Verwendung der Plasma-CVD-Vorrichtung hergestellt wurde, auch Aufmerksamkeit geschenkt (H. Vora, T. J. Moravec: J. Appl. Phys. 52,6151 (1981), et al). Das Ausbildungsverfahren verwendet die oben genannte Plasma-CVD-Vorrichtung vom Kapazitätkopplungstyp. Ein Kohlenwasserstoffgas, wie z. B. CH&sub4;- Gas, C&sub2;H&sub6;-Gas, C&sub3;H&sub8;-Gas, wird als reaktives Gas verwendet. Ein Kohlenwasserstoffion wird in einem Hochfrequenzplasmaraum, der zwischen der Elektrode 9 und der Substratelektrode 11 unter einem Druck von 0,133 Pa (10&supmin;³ Torr) induziert wird, erzeugt. Das Kohlenwasserstoffion wird durch das zwischen die Elektrode 9 und die Substratelektrode 11 angelegte elektrische Gleichstromfeld beschleunigt, um dadurch das Kohlenwasserstoffion auf das Substrat 10 auftreffen zu lassen, um den diamantartigen Kohlenstoffilm auszubilden.
Bezüglich der Ausbildung des diamantartigen Kohlenstoffilms gibt es verschiedene Berichte über eine PVD- (physikalische Dampfabscheidung)-Vorrichtung, wie z. B. eine Ionenstrahlabscheidungsvorrichtung und eine Ionenbeschichtungsvorrichtung. Fig. 8 zeigt ein schematisches Bild der Ionenstrahlabscheidung (A. Aisenberg, R. Chabot: J. Appl. Phys, 42,2953 (1971)).
Aus einem ersten Vakuumgehäuse 17 werden durch eine Vakuumpumpe 24 Gase abgeführt. Argongas 26 wird in eine Quellenkammer 18 eingeführt, und das erste Vakuumgehäuse 17 wird unter einem Druck von 0,2666-6,665 Pa (2 · 10&supmin;³-5 · 10&supmin;² Torr) gehalten. Weiterhin wird gleichzeitig ein zweites Vakuumgehäuse 19 durch eine Vakuumpumpe 20 unter einem Druck von 133,3 · 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) gehalten. Danach wird Argonplasma durch Anlegen einer Spannung an die Kohlenstoffelektrode 23 und ein Kohlenstoffziel 22 erzeugt. Kohlenstoffatome werden durch Aufsputtern bzw. Aufstäuben der Argonionen auf das Kohlenstoffziel 22 beschossen und herausbefördert. Die herausbeförderten Kohlenstoffatome werden durch Ionisation durch Elektronen in dem Argonplasma teilweise Kohlenstoffionen. Die ionisierten Kohlenstoffionen werden durch die an einem Substrat 21 angelegte negative Vorspannung beschleunigt, wodurch sie auf dem Substrat 21 abgeschieden werden. Entsprechend dem Fortschreiten der Ausbildung dieses Verfahrens wird jedoch eine positive elektrische Ladung durch die Kohlenstoffionen angesammelt, da der diamantartige Kohlenstoffilm eine hohe Isoliereigenschaft zeigt. Dann wird der Effekt der negativen Vorspannung verringert, und eine Filmqualität und eine Filmausbildungsgeschwindigkeit werden verschlechtert.
Dementsprechend wird, um positive elektrische Ladung zu neutralisieren, eine alternierende Spannung rechtzeitig an das Substrat 21 angelegt, um zu bewirken, daß die Elektronen in dem Plasma den Film 21 erreichen.
Andere CVD-Vorrichtungen verwenden auch derartige Mittel zum Neutralisieren der positiven elektrischen Ladung.
Eine solche Plasma-CVD-Vorrichtung hat derartige Nachteile, wie unten beschrieben.
In der Plasma-CVD-Vorrichtung vom Kapazitätkopplungstyp wird im Verlauf der Zeit auch ein Film auf der Hochfrequenzelektrode ausgebildet. Dementsprechend variiert mit dem Fortschreiten der Ausbildung des Films sein Potential zustand, und das Plasma wird unstabil. Dementsprechend wird der Film inhomogen. Die Innenfläche des Vakuumgehäuses wird verschmutzt, da sich das Plasma in dem ganzen Vakuumgehäuse verteilt. Entsprechend steigt die Temperatur des Substrats, da das Substrat ganz dem Plasma ausgesetzt ist. Der Temperaturanstieg des Substrats wird bemerkenswert, wenn die Ausbildung des Films durch Beschleunigen der Ionenbildner in dem Plasma durchgeführt wird.
Wie oben beschrieben, variiert in der Plasma-CVD- Vorrichtung vom Kapazitätkopplungstyp der Plasmazustand, und die Temperatur des Substrats steigt im Verlaufe der Zeit. Dementsprechend ist es schwierig, die Qualität des Films zu kontrollieren bzw. zu steuern.
Bei der Plasma-CVD-Vorrichtung vom Induktionskopplungstyp ohne Einbeziehung einer Elektrode ist der in dem Vakuumgehäuse erzeugte Plasmazustand in Abhängigkeit von der Position in dem Vakuumgehäuse unterschiedlich, und dementsprechend ist es extrem schwierig, den Plasmazustand homogen zu steuern bzw. zu kontrollieren.
Dementsprechend ist es auch schwierig, einen Film mit einer guten Qualitätssteuerung auf dem in dem Vakuumgehäuse angeordneten Substrat mit einer guten Reproduzierbarkeit auszubilden, und es ist auch schwierig, den homogenen Film in einem großen Bereich auszubilden. Wie bei der Plasma-CVD-Vorrichtung vom Kapazitätkopplungstyp verteilt sich das Plasma ganz in dem Vakuumgehäuse, und dementsprechend wird die Innenfläche des Vakuumgehäuses verschmutzt. Entsprechend steigt die Temperatur des Substrats an, da das ganze Substrat dem Plasma ausgesetzt ist. Das heißt, bei dem Induktionskopplungstyp unter Einbeziehung einer Elektrode gibt es Probleme beim Ausbilden eines homogenen Films auf einer großen Oberfläche des Substrats, da es schwierig ist, positionelle Ungleichmäßigkeiten des Zustands des in dem Vakuumgehäuse erzeugten Plasmas durch Steuern der Parameter des Gasdrucks oder der Hochfrequenzleistung usw. zu vermeiden, und da die Änderung der Temperatur des Substrats mit fortschreitender Zeit groß ist.
Auch sind die CVD-Vorrichtungen sowohl vom konventionellen Kapazitätkopplungstyp als auch vom konventionellen Induktionskopplungstyp ohne Einbeziehung einer Elektrode nicht geeignet zum lokalen Ausbilden des Films, da die ganze Oberfläche dem Plasma ausgesetzt ist. Weiterhin ist es extrem schwierig, eine Plasma-CVD-Vorrichtung durch Umbauen einer konventionellen Vakuumvorrichtung (z. B. einer Aufdampfvorrichtung, einer Sputter- bzw. Aufstäubvorrichtung) mit einer konventionellen Funktion herzustellen, da sich das Plasma ganz in dem Vakuumgehäuse verteilt. Aber das Einführen einer ganz neuen Vorrichtung oder das Hinzufügen eines neuen Plasma-CVD- verarbeitenden Teils zu einer vorher aufgebauten Produktionslinie erfordert hohe Kosten.
Zusätzlich zu den oben genannten Problemen tritt ein solches Problem bei den konventionellen Vorrichtungen auf, daß, wenn der diamantartige Kohlenstoffilm durch Verwenden der Plasma-CVD-Vorrichtung hergestellt wird, das Substrat geheizt werden sollte und bei einer derartigen sehr hohen Temperatur von 400ºC bis 1000ºC durch ein Filament gehalten werden sollte, um die Reaktion fortschreiten zu lassen und die Qualität des Films zu verbessern; und dementsprechend ist die Art des Materials des Substrats in starkem Maße beschränkt.
Wie oben erwähnt ist als eine andere Einrichtung als die CVD-Vorrichtung zum Ausbilden des diamantartigen Kohlenstoffilms eine derartige Einrichtung bekannt, daß die CVD-Vorrichtung wie eine Ionenstrahlabscheidevorrichtung oder eine Ionenbeschichtungsvorrichtung verwendet wird. Die CVD-Vorrichtung hat einen Vorteil darin, daß der diamantartige Kohlenstoffilm auch ausgebildet werden kann, wenn die Temperatur des Substrats niedriger als diejenige der CVD-Vorrichtung ist. Die positive elektrische Ladung wird jedoch auf der Oberfläche des Substrats durch die Ionenbildner angesammelt, da die Ausbildung des diamantartigen Kohlenstoffilms, der eine starke Isolationseigenschaft zeigt, fortschreitet, auch wenn das Material des Substrats ein leitendes Material wie z. B. ein Metall ist, ähnlich wie in dem Fall, daß das Material ein Isolationsmaterial ist. Da die CVD-Vorrichtung ein solches Verfahren verwendet, daß die Kohlenwasserstoff- oder Kohlenstoffionen, die in dem Plasma erzeugt worden sind, beschleunigt werden und auf dem Substrat auftreffen, wird als ein Ergebnis die Beschleunigung der Ionenkeime durch das elektrische Feld unzureichend, und die Qualität des Films und die Geschwindigkeit der Filmzusammensetzung wird verschlechtert bzw. minderwertig. Unter Berücksichtigung dieser Nachteile wird bei der konventionellen CVD-Vorrichtung die Zuführung der alternierenden Spannung oder Strahlung eines Elektronenstrahls durch eine Elektronenkanone durchgeführt, um den positiven Elektronenstrahl zu entfernen. Als ein Ergebnis wird der Aufbau und der Betrieb der oben genannten Vorrichtung kompliziert und teuer.
Weiterhin ist es wie in dem Fall der CVD-Vorrichtung extrem schwierig, die Ionenbeschichtung durch Umbau der vorher aufgebauten Vakuumvorrichtung durchzuführen.
Ein anderes Problem beim Ausbilden und in die Praxis Umsetzen des diamantartigen Kohlenstoffilms durch die konventionelle Vorrichtung ist, daß die Ausbildungsgeschwindigkeit des Films niedrig ist. Bei der konventionellen Plasma-CVD-Vorrichtung unter Verwendung von Kohlenwasserstoffgas, Wasserstoffgas als reaktivem Gas ist die höchste Wachstumsgeschwindigkeit des Films 100 Å/Min im industriellen Maßstab. Bei der Plasma-CVD-Vorrichtung unter Verwendung von Kohlenstoff oder entsprechend Graphit usw. als ein Ziel kann als höchste Wachstumsgeschwindigkeit des Films 1200 Å/Min. erreicht werden, was größer ist als diejenige der CVD-Vorrichtung. Ein solcher Grad der Geschwindigkeit ist jedoch für eine Massenherstellung nicht genug.
Wie oben erwähnt gibt es bei der konventionellen Vorrichtung zum Herstellen eines diamantartigen Kohlenstoffilms bei der Anwendung auf eine industrielle Produktion zwei große Probleme dahingehend, daß (1) die Temperatur des Substrats hoch wird, wenn der Film ausgebildet wird, und dadurch die Art des Materials des Substrats beschränkt ist, und (2) die Ausbildungsgeschwindigkeit des Films niedrig ist, und dementsprechend kann die Vorrichtung nicht für eine Massenherstellung verwendet werden. Derartige Probleme sind eine große Hürde für eine industrielle Verwendung des konventionellen Verfahrens.
In der GB-A-2 128 637 wird ein Verfahren zum Abscheiden eines Diamantfilms oder diamantartigen Kohlenstoffilms auf einem Substrat gezeigt, bei dem ein kohlenwasserstoffhaltiges Gas und ein Gas, welches durch chemisches Sputtern andere Formen von Kohlenstoff entfernt, verwendet werden. Die Gase werden in eine Ionenkanonenkammer eingeführt, um sie zu ionisieren, und die erzeugten Ionen werden aus dieser Kammer durch eine durch die mit einer Abscheidekammer verbundenen Ansaugkammer erzeugte Druckdifferenz in eine Abscheide- bzw. Depositionskammer herausgeblasen. Die Ionen werden in der Abscheidekammer durch eine zwischen einem Gitter und dem Substrat, die beide innerhalb der Abscheidekammer angeordnet sind, angelegte elektrostatische Potentialdifferenz beschleunigt. Ein direkt vor dem Substrat angeordnetes Netz wird zur Emission von Sekundärelektronen verwendet, um Ionen von dem Strahl zu entfernen. Weiterhin kann ein thermionischer Emitter verwendet werden, um die Elektronendichte in dem Strahl zu erhöhen.

AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben genannten Nachteile des konventionellen Verfahrens zu lösen.
Um diese Aufgabe zu erreichen, wird in dem Oberbegriff von Anspruch 1 auf den in der GB-A-2 128 637 genannten Stand der Technik Bezug genommen, und das kennzeichnende Merkmal von Anspruch 1 ist vorgesehen.
Weiterhin wird im Anspruch 11 eine Plasma-CVD-Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden jeweils in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 und 12 bis 16 beansprucht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Darstellung, die eine Ausführungsform einer Plasma-CVD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Darstellung, die ein Gaseinführungssystem einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine Darstellung, die ein Gaseinführungssystem einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4a ist eine Darstellung, die eine weitere Ausführungsform einer Plasma-CVD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4b ist eine Darstellung, die eine beschleunigende und neutralisierende Elektrode einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5a ist eine Darstellung, die eine weitere Ausführungsform einer Plasma-CVD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5b ist eine Darstellung, die eine Filamentelektrode einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer konventionellen Plasma-CVD-Vorrichtung vom Induktionskopplungstyp ohne Einbeziehung einer Elektrode zeigt.
Fig. 7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer konventionellen Plasma-CVD-Vorrichtung vom Kapazitätkopplungstyp zeigt.
Fig. 8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer konventionellen CVD-Vorrichtung unter Verwendung der Ionenstrahlabscheidung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevor Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wird ein Prinzip des Ausbildens des diamantartigen Kohlenstoffilms aus dem Kohlenwasserstoff- und Argongas unter Verwendung der Plasma-CVD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das in der Ausführungsform verwendete Plasma ist ein schwach-ionisiertes Plasma von 13,33 bis 133,3 Pa (0,1 bis 1 Torr) und dementsprechend wird das Plasma als viskoses Fluid betrachtet. Das Plasma wird entsprechend gegen ein Substrat geblasen, indem lediglich eine Druckdifferenz zwischen einem ersten Vakuumgehäuse und einem zweiten Vakuumgehäuse angelegt wird. Weiterhin wird ein Ion in dem Plasma durch Verwenden einer Beschleunigungseinrichtung, z. B. einem derartigen elektrischen Gleichfeld, daß das Substrat auf negatives Potential gelegt ist, gegen das Substrat geblasen. Durch Beschleunigen der Ionen wird das Plasma in dem ersten Vakuumgehäuse weiter gegen das Substrat beschleunigt, und gleichzeitig erreichen nicht nur die Ionen, sondern auch Radikalbildner und neutrale Partikel das Substrat auf effiziente Weise. Somit wird der dünne Film effizient bzw. problemlos ausgebildet. Kohlenstoffradikale und Kohlenwasserstoffradikale unter den Radikalbildnern haben einen großen Einfluß auf die Zusammensetzung des Films. Das Kohlenstoffradikal bildet einen derartigen Film, daß er eine starke Bindung hat, da das Kohlenstoffradikal den Film durch die wechselseitige chemische Reaktion aufbaut. Das Kohlenwasserstoffradikal wird in das Kohlenstoffatom, den Wasserstoff, den Wasserstoffradikalbildner usw. durch Auftreffen der Ionenbildner auf der Substratoberfläche oder eine Katalysatorreaktion des Wasserstoffatoms zersetzt, dementsprechend wird der Film durch das Kohlenstoffatom ausgebildet.
In dem Plasma des angeregten Kohlenwasserstoffgases und Argongases liegen nicht nur die Ionen und die Radikalbildner des Kohlenstoffs und Kohlenwasserstoffs vor, sondern auch die Ionen und die Radikalbildner des Wasserstoffs und Argons und die Elektronen. Die Wasserstoffionen und die Wasserstoffradikalbildner haben eine solche Funktion der Katalysatorreaktion, daß der Wasserstoff von den Kohlenwasserstoffradikalbildnern auf dem Substrat entfernt wird, und sie haben weiterhin eine derartige Funktion, daß die Ablagerung des graphitartigen Kohlenstoffs in dem Film unterdrückt wird und die Ablagerung der Diamantstruktur begünstigt wird.
Die Argonionen werden durch eine Beschleunigungseinrichtung, z. B. ein elektrisches Gleichfeld, beschleunigt und treffen auf die Oberfläche des Substrats auf. Der Auftreffvorgang unterbricht die Bindung des Kohlenstoffs und des Wasserstoffs des Kohlenwasserstoffs in dem Film, wodurch das Verhältnis des Kohlenstoffanteils in dem Film erhöht wird und ein Teil der Kohlenstoffatome in ihrer Eigenschaft zu dem Diamantaufbau hin geändert werden. Das Ionisationspotential des Kohlenwasserstoffgases, z. B. Methangas, Acetylengas usw., liegt bei 8 bis 10 eV. Auf der anderen Seite beträgt eine metastabile Spannung des Argongases 11,53 eV. Dementsprechend wird die Entladung des Plasmas durch den Penningeffekt vorangetrieben und stabilisiert. Dementsprechend wird die Filmaufbaugeschwindigkeit durch Verwendung des Argongases in großem Umfang erhöht. In der vorliegenden Erfindung gibt es einige Fälle, bei denen Argongas teilweise in den Film eingeführt wurde. Das eingeführte Argongas hat jedoch insgesamt keinen Effekt auf den Film, da Argongas ein Edelgas ist. Bei dem Argongas besteht keine Gefahr von z. B. einer Explosion, Giftigkeit usw., und es ist billig. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung für eine industrielle Anwendung vorteilhaft.
Die Elektronen in dem Plasma befinden sich nahe dem Substrat, und ein Teil der Elektronen erreicht das Substrat mit einer Abbremsung trotz des Vorhandenseins der Einrichtung, z. B. des elektrischen Gleichstromfeldes zum Beschleunigen der Ionen, da das Plasma ein viskoses Fluid ist. Die auf dem Substrat ankommenden Elektronen werden abgebremst, indem sie eine rückstoßende Kraft empfangen. Dementsprechend ist die Energie der Elektronen niedrig, und die Temperatur des Substrats steigt während des Ausbildens des Films nicht stark an.
Wenn das Substrat aus einem Material von hoher Isoliereigenschaft ist, wird eine positive elektrische Ladung auf der Oberfläche des Substrats durch die Ionen angesammelt. Wie oben erwähnt, erreicht nur eine kleine Menge der Elektronen die Oberfläche des Substrats, und dementsprechend können solche Elektronen nicht die positive elektrische Ladung, die sich auf der Oberfläche des Substrats angesammelt hat, neutralisieren, wenn das Substrat von einer bestimmten Art ist. In solch einem Fall kann eine beschleunigende und neutralisierende Elektrode zum Aussenden von Sekundärelektronen oder Thermoelektronen, die auch eine beschleunigende Funktion haben kann, nahe dem Substrat in dem zweiten Vakuumgehäuse vorgesehen werden. Die emittierten Sekundärelektronen oder Thermoelektronen neutralisieren einen Teil der gegen das Substrat beschleunigten Ionen, wodurch neutralisierte Teilchen hergestellt werden, und sie neutralisieren weiterhin die positive elektrische Ladung auf der Oberfläche des Substrats. Somit kann ein diamantartiger Kohlenstoffilm gleichmäßig und schnell auf dem in hohem Maße isolierenden Substrat ausgebildet werden.
Die Plasma-CVD-Vorrichtung und das Plasma-CVD-Verfahren eines diamantartigen Kohlenstoffilms der vorliegenden Erfindung wird im Detail im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Plasma-CVD- Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Eine Plasmaröhre 28 ist an das Vakuumgehäuse 27 angeschlossen. Eine an dem oberen Ende der Plasmaröhre 28 vorgesehene Düse 39 ist auf das Substrat 31 gerichtet. Eine Anregungsspule 29 ist um die Außenfläche der Plasmaröhre 28 gewickelt. In der Plasmaröhre 28 ist die beschleunigende Elektrode 30 derartig vorgesehen, daß sie einen Fluß des Plasmagases senkrecht kreuzt. Weiterhin ist ein elektrisches Gleichstromfeld zwischen dem Substrat 31 und der beschleunigenden Elektrode 30 durch die elektrische Gleichstromquelle 32 angelegt.
Die Plasmaröhre 28 und das Vakuumgehäuse 27 werden durch eine Vakuumpumpe über ein Hauptventil 35 evakuiert. Als nächstes werden Methangas 37 und Argongas 38 in die Plasmaröhre 28 eingeleitet, wobei ihre Drücke durch ein Pirani-Vakuummeßgerät 36 überwacht werden. Alternativ dazu können das Methangas 37 und das Argongas 38 vor dem Einleiten in die Plasmaröhre 38 gemischt werden. Daraufhin wird die Plasmaröhre 28 durch Anlegen einer elektrischen Hochfrequenzleistung von einer elektrischen Heizungsquelle 34 auf eine Anregungsspule 29 erregt, um ein Plasmagas zu erzeugen, wobei die elektrische Hochfrequenzleistung durch eine Abstimmeinrichtung 33 gesteuert bzw. kontrolliert wird.
Um das Plasmagas zu erzeugen, kann eine Hochfrequenzheizeinrichtung, eine Mikrowellenaufheizung, ein Pyrolyseverfahren, ein Ionenstrahlerhitzen usw. verwendet werden.
Die Hochfrequenzerhitzung ist vorzuziehen, da die Temperatur des Substrats nicht stark ansteigt. Das Argongas und das Methangas können jeweils zu Plasmagas gemacht werden. Das Plasmagas wird gegen das Substrat 31 herausgeblasen durch eine Druckdifferenz zwischen der Plasmaröhre 28 und dem Vakuumgehäuse 27 und durch Beschleunigen der Ionen in dem Plasma gegen das Substrat 31, indem das elektrische Gleichstromfeld zwischen das Substrat 31 und die Beschleunigungselektrode 30, die in der Plasmaröhre 28 angeordnet ist, von der elektrischen Gleichstromquelle 32 auf eine Weise angelegt wird, daß das Substrat 31 auf negativem Potential liegt. Der Druck in der Plasmaröhre 28 und im Vakuumgehäuse 27 werden durch die Vakuumpumpe konstant gehalten. Somit wird der diamantartige Kohlenstoffilm auf dem Substrat 31 ausgebildet. Nach dem Ausbilden des diamantartigen Kohlenstoffilms einer vorbestimmten Dicke werden die Zuführung elektrischer Leistung der elektrischen Gleichstromquelle 32, der elektrischen Hochfrequenzquelle 34 und die Zuführungen des Methangases 37 und des Argongases 38 alle gestoppt.
In der oben genannten Ausführungsform ist die beschleunigende Elektrode 30 vom Netztyp. Aber der Typ bzw. Aufbau der beschleunigenden Elektrode 30 ist nicht auf den Netztyp beschränkt, und er kann von einer anderen Art sein, solange das hereingeführte Gas durch die beschleunigende Elektrode 30 fließen kann.
Weiterhin kann bei der Ausführungsform, die ein derartiges Gaszuführungssystem hat, wie in Fig. 2 gezeigt, die Form der beschleunigenden Elektrode 40 von ebener Form sein.
Das heißt, wenn die Einlässe zum Zuführen des Argongases und des Methangases zwischen der beschleunigenden Elektrode 40 und der Düse 39 vorgesehen sind, kann die Form der beschleunigenden Elektrode 40 beliebig sein.
Weiterhin zeigt Fig. 3 eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das Plasmagas ausgeblasen wird und die Ionen in dem Plasma beschleunigt werden.
In der Plasmaröhre 28 und dem Vakuumgehäuse 27 sind wenigstens zwei Teile der Beschleunigungselektroden 30a, 30a vorgesehen, wobei sie dem Substrat 31 gegenüberliegen. Die Potentialdifferenz zwischen den Beschleunigungselektroden 30a, 30a wird durch die elektrische Gleichstromquelle 32 auf eine Weise erzeugt, daß die Beschleunigungselektrode 30a, die dem Substrat 31 näher ist, auf ein niedrigeres Potential als dasjenige der anderen beschleunigenden Elektrode 30a gelegt ist.
Die Ionen in dem Plasma werden durch die Beschleunigungselektrode 30a beschleunigt und ein Teil der Ionen trifft auf die Beschleunigungselektrode 30a auf. Aber die Ionen gelangen überwiegend durch die Beschleunigungselektrode 30a mit den neutralen Partikeln, den Radikalbildnern und den Elektronen hindurch, wenn die Größe des Lochs der Netzform der beschleunigenden Elektrode 30a größer als die Debye-Länge des Plasmas ist. Die hindurchtretenden Ionen werden gegen das Substrat 31 geblasen. Somit wächst ein diamantartiger Kohlenstoffilm wie in der ersten Ausführungsform.
Die beschleunigende Elektrode bzw. Beschleunigungselektrode 30 kann an jeder Position in der Plasmaröhre 28 angeordnet sein. Aber es ist vorzuziehen, daß die Anregungsspule 29 zwischen den Beschleunigungselektroden 30a und 30a angeordnet ist. Dies dient dazu, das Plasma, das durch die Anregungsspule 29 erzeugt worden ist, am effizientesten zu verwenden, und um einen Film von hoher Qualität zu gewinnen.
Wenn der spezifische Widerstand des diamantartigen Kohlenstoffilms, der durch die vorliegende Erfindung hergestellt wird, 10¹³ Ω·cm oder weniger ist, ist der Film selbst nicht mit Elektrizität aufgeladen.
Wenn jedoch der spezifische Widerstand des Films größer als etwa 10¹³ Ω·cm ist, tritt das unten genannte Problem auf. Das heißt, in der ersten Ausführungsform ist, wie oben erwähnt, die Anzahl der Elektronen, die die Oberfläche des Substrats 31 zu der Zeit erreichen, wo das Plasmagas ausgeblasen wird, extrem gering im Vergleich zu derjenigen der beschleunigten Ionen, die auf dem Substrat 31 ankommen. Wenn dementsprechend das Substrat 31 auf einem hochisolierenden Material hergestellt ist, wird die positive elektrische Ladung, die durch die beschleunigten Ionen hervorgerufen wird, auf der Oberfläche des Substrats angesammelt, und die Ladung hat einen schlechten Einfluß auf die Qualität und die Ausbildungsgeschwindigkeit des Films.
Eine zweite Ausführungsform kann die oben genannten Probleme lösen. Die zweite Ausführungsform ist insbesondere dann nützlich, wenn der diamantartige Kohlenstoffilm auf dem hochisolierenden Material ausgebildet wird.
Fig. 4a zeigt die zweite Ausführungsform der Plasma- CVD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Das Vorrichtungssystem und die Betriebsreihenfolge sind die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Weiterhin ist die beschleunigende und neutralisierende Elektrode 44 nahe und vor dem Substrat 49 in dem Vakuumgehäuse 50 angeordnet. Das Potential der beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode 44, das durch die elektrische Gleichstromquelle 45 hervorgerufen wird, wird gleich gewählt wie dasjenige des Substrats 49. Weiterhin wird das Potential der beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode 44 niedriger eingestellt als dasjenige der beschleunigenden Elektrode 43 in der Plasmaröhre 41. Somit werden die Ionen in dem Plasma gegen das Substrat 49 beschleunigt. Die Form der beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode 44 kann beliebig sein, z. B. vom Netztyp, so lange wie das Plasmagas durch die beschleunigende und neutralisierende Elektrode 44 gelangen kann. Ein Teil der beschleunigten Ionen trifft auf die beschleunigende und neutralisierende Elektrode 44 auf, die zwischen dem Substrat 49 und der Düse 48 angeordnet ist, wodurch die Sekundärelektronen erzeugt werden. Die Sekundärelektroden neutralisieren einen Teil der beschleunigten Ionen, wodurch neutrale Teilchen hoher Geschwindigkeit erzeugt werden, und neutralisieren weiterhin die Ionen, die durch die beschleunigende und neutralisierende Elektrode 44 gelangt und auf dem Substrat 49 angesammelt worden sind. Entsprechend kann der diamantartige Kohlenstoffilm auf dem hochisolierenden Substrat ohne die Verringerung der Filmausbildungsgeschwindigkeit hergestellt werden. Die kinetische Energie der beschleunigten Ionen ist größer als diejenige der Sekundärelektronen. Dementsprechend haben die neutralen Hochgeschwindigkeitsteilchen auch nach der Neutralisierung Energie. Um die auf dem Substrat 49 angesammelten Ionen durch die von der beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode 44 abgegebenen Sekundärelektronen zu neutralisieren, sollte die beschleunigende und neutralisierende Elektrode 44 so nah wie möglich an dem Substrat 49 unter Berücksichtigung der mittleren freien Weglänge eines Elektrons angeordnet werden.
In der oben genannten zweiten Ausführungsform kann eine Möglichkeit bestehen, daß das Muster der Elektrode, z. B. ein Netzmuster der beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode 44 unerwünschterweise auf den ausgebildeten Film projiziert wird, da die beschleunigende und neutralisierende Elektrode 44 sehr nah an dem Substrat 49 angeordnet ist. In einem derartigen Fall kann z. B. durch Hin- und Her-Schwingen der beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode 44 auf einer mit der Oberfläche des Substrats 49 parallelen Ebene durch einen Antriebsmotor 43, wie in Fig. 4b gezeigt, das unerwünschte Muster auf dem Film beseitigt werden, wodurch ein gleichmäßiger und glatter diamantartiger Kohlenstoffilm ermöglicht wird. Dabei ist es am meisten vorzuziehen, daß die Anregungsspule 42 zwischen der beschleunigenden Elektrode 43 und der beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode 44 angeordnet ist, um das Plasma am effizientesten zu verwenden, ähnlich wie in der ersten Ausführungsform.
Um einen Teil der beschleunigten Ionen und der auf dem Substrat hoher Isolation angesammelten Ionen zu neutralisieren, können Thermoelektronen verwendet werden. Dies ist anders als bei der zweiten Ausführungsform, bei der die Sekundärelektronen verwendet werden, die durch Auftreffen der beschleunigten Ionen auf die nahe dem Substrat angeordnete beschleunigende und neutralisierende Elektrode erzeugt werden. In dieser Ausführungsform ist die Emissionsmenge der Sekundärelektronen unterschiedlich in Abhängigkeit vom Gasdruck, der kinetischen Energie der Ionen oder der Art des Elektrodenmaterials etc., und dementsprechend wird die Menge der Sekundärelektronen manchmal nicht groß genug, um die auf dem Substrat unter verschiedenen Bedingungen angesammelten Ionen zu neutralisieren. Um ein solches Problem zu lösen, verwendet die dritte Ausführungsform Thermoelektronen für die Neutralisierung.
Fig. 5a zeigt die dritte Ausführungsform, die das oben genannte Problem lösen kann.
Der grundsätzliche Aufbau der dritten Ausführungsform ist gleich derjenigen der zweiten Ausführungsform von Fig. 4a, außer daß die beschleunigende und neutralisierende Elektrode 44 durch eine Filamentelektrode 51 zum Aussenden der Thermoelektronen ersetzt ist. Das Methangas und Argongas werden in die Plasmaröhre 41 geleitet, und das gemischte Gas wird durch Anregung der Spule 42 zu Plasma gemacht. Eine Potentialdifferenz zwischen der beschleunigenden Elektrode 43 und der auch als eine beschleunigende Elektrode dienenden Filamentelektrode 51 wird durch die elektrische Gleichstromquelle 45 auf eine Weise angelegt, daß die Filamentelektrode 51 auf einem niedrigeren Potential als die beschleunigende Elektrode 43 liegt. Die Ionen in dem Plasma werden in dem Zwischenraum zwischen der beschleunigenden Elektrode 43 und der Filamentelektrode 51 auf das Substrat 49 beschleunigt. Weiterhin emittiert die Filamentelektrode durch einen Strom, der durch sie verläuft, um sie zu erhitzen, Thermoelektronen. Ein Teil der beschleunigten Ionen wird durch die Thermoelektronen neutralisiert, um sie dadurch zu neutralen Hochgeschwindigkeitspartikeln zu ändern. Die kinetische Energie der neutralen Teilchen ist beträchtlich größer als diejenige der Thermoelektronen, und dementsprechend verringert sich die kinetische Energie der Ionen kaum. Die Ionen, die um die Filamentelektrode 51 herumgelangt und auf dem Substrat 49 angekommen sind, werden auch durch die Thermoelektronen neutralisiert.
Die Anzahl der notwendigen Thermoelektronen für die oben genannten Neutralisierungen wird durch Einstellen der an die Filamentelektrode 51 angelegte Spannung gesteuert. Dementsprechend können die Thermoelektronen auch dann in angemessener Weise zugeführt werden, wenn die Bedingung des Ausbildens oder des Substratmaterials variiert. Entsprechend kann der diamantartige Kohlenstoffilm auch auf einem im hohen Maße isolierenden Substrat mit einer hohen Filmqualität und einer hohen Wachstumsgeschwindigkeit ausgebildet werden. In dieser dritten Ausführungsform kann ein gleichmäßiger Film ohne Übertragung eines Elektronenmusters durch z. B. Schwingen der Filamentelektrode 51 auf einer Ebene parallel mit der Oberfläche des Substrats 49, wie in Fig. 5b gezeigt, ausgebildet werden.
Der Kohlenstoffilm, der unter Verwendung der oben genannte Plasma-CVD-Vorrichtung und des Verfahrens hergestellt worden ist, ist von amorpher Natur mit einer diamantartigen Struktur, die eine sp³-Elektronenanordnung aufweist. Eine Vickers-Härte des Kohlenstoffilms beträgt 2000 kg/mm² oder mehr. Dementsprechend hat der Kohlenstoffilm eine hohe Verschleißbeständigkeit und Sprung- bzw. Bruchfestigkeit. Der Reibungskoeffizient des Kohlenstoffilms ist 0,1 oder weniger eines Reibungskoeffizient-Meßverfahrens unter Verwendung einer Stahlkugel, was zeigt, daß der Kohlenstoffilm eine gute Gleitbzw. Schmiereigenschaft hat. Die höchste Filmwachstumsgeschwindigkeit des Kohlenstoffilms ist 5000 Å/Min, was um eine Stelle höher ist als die konventionelle. Weiterhin steigt die Temperatur des Substrats nicht stark an und kann beinahe bei Raumtemperatur gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung kann den Film auf dem Substrat sowohl von leitendem als auch isolierendem Material ausbilden. Insbesondere zeigt der Film eine starke Adhäsionskraft auf dem Substrat von solchen Arten von Materialien, die eine Verbindung mit Kohlenstoff bilden, wie z. B. Si, B, Co, Fe, Ni, Mn, Cr usw.
In den oben genannten Ausführungsformen wird die Plasma-CVD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Ausbildung des diamantartigen Kohlenstoffilms als ein Beispiel genommen wird.
Weiterhin kann die Plasma-CVD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auf andere als diamantartige Kohlenstoffilme angewendet werden, indem die eingeleiteten Gase, die elektrische Gleichstromleistung, die elektrische Hochfrequenzleistung usw. gewählt werden. Zum Beispiel werden zum Ausbilden eines TiC-Films Titanchloridgas und Methangas verwendet. Die Reaktionsgleichung ist wie folgt:
TiCl&sub4; + CH&sub4; → TiC(s) + 4HCl(g).
Wenn der SiC-Film ausgebildet wird, werden Silangas und Methangas verwendet, und die Reaktionsgleichung ist wie folgt:
SiH&sub4; + CH&sub4; → SiC(s) + 4H2(g).
Folglich können verschiedene Filme ausgebildet werden.
Weiterhin kann der Film an jedem Teil oder Bereich durch Auswählen der Form der Düse, von der das Plasmagas in das zweite Vakuumgehäuse eingeblasen wird, ausgebildet werden.
Wenn weiterhin die plasmaerzeugende Einrichtung und die beschleunigende Einrichtung in dem ersten Vakuumgehäuse vorgesehen werden und das erste Vakuumgehäuse und das zweite Vakuumgehäuse voneinander trennbar ausgebildet werden, kann das erste Vakuumgehäuse als ein kompatibler bzw. bedienungsfreundlicher Satz gehandhabt werden, der mit dem konventionellen Vakuumsystem verwendet werden kann, indem er nur an ein konventionelles Vakuumgehäuse angefügt wird.
Ethylengas oder Wasserstoffgas kann als das reaktive Gas verwendet werden.
Kryptongas kann als das Trägergas verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist sicher, da es frei von einer möglichen Explosion ist, weil kein Wasserstoffgas, das in dem konventionellen Verfahren verwendet wurde, darin verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der diamantartige Kohlenstoffilm auf einem solchen Substrat wie z. B. Kunstharzmaterial und einem dünnen Polyethylenfilm ausgebildet werden, die bisher aufgrund des Temperaturanstiegs in dem konventionellen Verfahren nicht als ein Substrat des diamantartigen Films verwendet werden konnten.

Claims

1. Ein Verfahren zum Herstellen eines diamantartigen bzw. diamantähnlichen Kohlenstoffilms durch

- Verwenden einer ersten Vakuumkammer (28), die eine plasmaerzeugende Einrichtung (29) und reaktives Gas oder ein gemischtes Gas aus reaktivem Gas und Edelgas aufweist, und einer zweiten Vakuumkammer (27), in welcher ein Substrat (31) enthalten ist, auf welches der diamantähnliche Kohlenstoffilm ausgebildet werden soll,

- Anregen eines Plasmas in der ersten Vakuumkammer (28) durch die plasmaerzeugende Einrichtung (29) aus dem Gas, wobei das Plasma Ionen, radikale und neutrale Teilchen bzw. Moleküle von jeder der einfachen Substanzen von Kohlenstoff, Wasserstoff und Kohlenwasserstoff und weiterhin Elektronen enthält, und sich wie ein viskoses Fluid verhält,

- Einblasen bzw. Einleiten des Plasmas als ein Strahl durch eine Druckdifferenz in die zweite Vakuumkammer (27) in Richtung auf das Substrat (31) und

- Beschleunigen von Ionen durch eine Potentialdifferenz auf das Substrat (31), dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Ionen durch eine Potentialdifferenz auf das Substrat (31) wenigstens teilweise bereits innerhalb der ersten Vakuumkammer (28) in die Richtung auf das Substrat (31) bewirkt oder beeinflußt wird.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen durch eine Potentialdifferenz beschleunigt werden, die durch eine Einrichtung (30) zum elektrischen Beschleunigen angelegt wird, die die Beschleunigungselektrode (30; 30a; 43) mit einem höheren Potential als das Potential des Trägers des Substrats (31) versorgt, wobei die Beschleunigungselektrode (30; 30a; 43) innerhalb der ersten Vakuumkammer (28) angeordnet ist.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Teil der Ionen in dem Strahl, der auf das Substrat (31) beschleunigt wird, vor dem Substrat (31) neutralisiert wird, so daß die Teilchen bzw. Partikel das Substrat (31) als neutrale Teilchen erreichen.

4. Ein Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdifferenz zwischen einer Beschleunigungselektrode (30; 30a; 43), die innerhalb der ersten Vakuumkammer (28) angeordnet ist, und einer beschleunigenden und neutralisierenden Elektrode (30a; 44; 51) angelegt wird, die das Potential eines Trägers des Substrats (31) hat und vor dem Substrat (31) angeordnet ist.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei Sekundärelektronen und/oder thermionische Elektronen vor dem Substrat (31) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronen oder thermionischen Elektronen zum Neutralisieren von Ionen des Strahls verwendet werden, um die neutralen Teilchen zu erzeugen.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 4, dadurchgekennzeichnet, daß die beschleunigende und neutralisierende Elektrode (30a; 44; 51) mit Erdpotential versorgt wird.

7. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beschleunigende und neutralisierende Elektrode (30a; 44; 51) relativ zu dem Substrat (31), das in einer festen Position gehalten wird, quer zu dem Strahl bewegt wird.

8. Ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdifferenz nur innerhalb der ersten Vakuumkammer (28) angelegt wird.

9. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die beschleunigende Einrichtung (30) eine zweite beschleunigende Elektrode (30a; 44; 51) aufweist, die dem Substrat (31) gegenüberliegt, wobei weiterhin die zweite beschleunigende Elektrode (30a; 44; 51), welche näher an dem Substrat (31) ist, und ein Träger des Substrats (31) mit dem gleichen Potential versorgt werden, welches ein niedrigeres Potential als das der ersten Elektrode ist.

10. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Ionen auf einen ausgewählten Teil oder Bereich des Substrats mittels einer Düse (39; 48) gerichtet werden, die eine Öffnung innerhalb einer zwischen der ersten und der zweiten Vakuumkammer (27) zwischenliegenden Wand bildet.

11. Eine Plasma-CVD-Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die aufweist:

eine erste Vakuumkammer (28), die eine plasmaerzeugende Einrichtung (29) und eine Einrichtung (37; 38) zum Zuführen von reaktivem Gas oder einem gemischten Gas von reaktivem Gas und Edelgas aufweist,

eine zweite Vakuumkammer (27), die ein Substrat (31) enthält,

wenigstens ein Gaseinlaß bei der ersten Vakuumkammer (28),

eine druckdifferenzerzeugende Einrichtung, und eine Einrichtung (30) zum elektrischen Beschleunigen,

die wenigstens eine Beschleunigungselektrode (30; 30a; 43) aufweist, die dem Substrat (31) gegenüberliegt und mit einer elektrischen Quelle (32; 45) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Beschleunigungselektrode (30; 30a; 43) innerhalb der ersten Vakuumkammer (28) angeordnet ist.

12. Die Plasma-CVD-Vorrichtung nach Anspruch 11 zum Durchführen eines Verfahrens nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die plasmaerzeugende Einrichtung (29) zwischen der ersten Beschleunigungselektrode (30; 30a; 43) und der zweiten Beschleunigungselektrode (30a; 44; 51) angeordnet ist.

13. Die Plasma-CVD-Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (30a) innerhalb der ersten Vakuumkammer (28) angeordnet ist.

14. Die Plasma-CVD-Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Vakuumkammer (27) auf eine reversible Weise in zwei unverbundene Einheiten trennbar bzw. unterteilbar sind.

15. Die Plasma-CVD-Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine thermionische Filamentelektrode bzw. Glüh-Filamentelektrode (51) innerhalb der zweiten Vakuumkammer (27) als die zweite Elektrode angeordnet ist.

16. Eine Plasmavorrichtung nach einem der Ansprüche 11 , 12 oder 15, die weiterhin eine Antriebseinrichtung (53) aufweist, die geeignet ist, die zweite Beschleunigungselektrode (44; 51) und das Substrat (31) relativ zueinander zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (53) geeignet ist, die zweite Beschleunigungselektrode (44; 51) in einer Ebene, die im wesentlichen parallel mit dem Substrat (31) ist, zu bewegen.