DE3931713C1 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Werkstückoberfläche gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum plasmaunterstützten chemischen Beschichten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

Plasmaunterstützte Dampfabscheidungsverfahren sind bekannt, ebenso wie die hierfür eingesetzten Anlagen, wozu beispielsweise auch auf "Plasma deposition of inorganic thin films", Alan R. Reinberg, Ann. Rev. Mater. Sic. 1979, Seiten 341-372, hingewiesen wird.

Zur Erzeugung des Plasmas ist es dabei auch bekannt, ein elektrisches Feld zwischen zwei Elektroden zu erzeugen, um dem Gasgemisch in der Vakuumkammer die zur Plasmabildung notwendige Energie zuzuführen. Der zwischen den Elektroden liegende Raum kann grundsätzlich in zwei Dunkelräume unmittelbar im Bereich der Elektroden und den Plasmaraum, der zwischen den Dunkelräumen liegt, eingeteilt werden. Während im Plasmaraum eine hohe Dichte elektrischer Ladungsträger vorliegt, die Raumladungsdichte, sich aus der Ladungsbilanz pro Raumeinheit ergebend, aber Null ist, weisen die Dunkelräume eine ausgesprochene Raumladungsdichte auf.

Wegen der nicht verschwindenden Ladungsbilanz in den Dunkelräumen nimmt der Plasmaraum das Plasmapotential an. Innerhalb des Plasmaraumes ist das Potential im wesentlichen konstant. Der Plasmaraum ist ein für den Fachmann klar definierter Raum, wozu z. B. auf "Glow Discharge Processes", Brian, Chapman, John Wiley & Sons (1980), Seiten 77-80, verwiesen sei.

Bei der Werkstückbeschichtung mit dem obgenannten Verfahren, im weiteren PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) genannt, ist es üblich, die Werkstücke auf einer der Elektroden anzuordnen. Zur Beschichtung mit leitenden Schichten werden die Elektroden mit Gleich- oder Wechselspannung betrieben, während für die Beschichtung mit isolierenden Materialien eine Wechselspannungsspeisung vorgesehen ist.

Aus der US-PS 38 47 652 ist ein PECVD-Verfahren mit entsprechender Anordnung bekanntgeworden, um Osmosemembranen herzustellen. Das Plasma strömt von einer Seite gegen einen Träger, auf welchem die Membrane beschichtet werden soll, während das Monomergas von der Gegenseite zugeleitet wird. Die Plasmaerzeugung erfolgt mittels Hochfrequenz an einem Elektrodenpaar, entfernt vom Träger.

Die Beschichtung der Membrane wird gezielt auf einer Seite der Trägerplatte gebildet, wobei erläutert ist, bei unterschiedlicher Flächenausbildung des Trägers, welche Fläche sich für die Beschichtung besser eigne.

Im weiteren ist es aus der DE-PS 33 21 906 bekannt, metallisches Pulver mit einem synthetischen Film durch plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung zu beschichten, indem es in einem rotierenden Vakuumbehälter zwischen Elektroden zur Erzeugung des Plasmas umgerührt wird, womit das Pulver allseitig beschichtet wird.

Wie erwähnt wurde, ist es beim PECVD üblich, zu beschichtende Werkstücke, die, im Gegensatz zu Pulver, nicht im Prozeßraum umgerührt werden können, auf der einen Elektrode anzuordnen. Der Nachteil davon ist, daß die Werkstücke nur von einer Seite beschichtet werden und daß mithin ein nachmaliges Wenden notwendig ist, wenn sie beidseitig zu beschichten sind. Zudem ist das gleichmäßige Beschichten unterschiedlich hoher Werkstücke oder von Werkstücken mit gewölbten Oberflächen, wie später gezeigt wird, schwierig. Eine dreidimensionale Beschichtung, wie sie gemäß der DE-PS 33 21 906 für Pulverkörner bekannt ist, bei welcher die Pulverkörner wegen der Rotationsbewegung des Reaktionsgefäßes im Plasmaraum und in den Dunkelräumen hin und her gerührt werden, ist klar für die Beschichtung von Werkstücken, wie Linsen, Filtergläsern etc., nicht möglich.

Aus der WO 87/01738 ist ein chemisches Abscheideverfahren mittels Mikrowellenentladung bekannt, wobei ein zu beschichtendes Substrat auf einem Substratträgertisch abgelegt wird, über dem sich der Entladungsraum befindet. Aufgrund dieser Anordnung können räumlich versetzte Oberflächenbereiche eines einzigen Werkstücks nicht gleichzeitig und im wesentlichen gleichmäßig beschichtet werden.

Bei einer aus der GB-A 21 78 062 bekannten Vorrichtung wird zur zweiseitigen Beschichtung das zu behandelnde Substrat zwischen zwei Elektroden angeordnet und auf Bezugspotential gebracht. Bei dieser Anordnung wirken eine obere Elektrode einerseits und das Substrat andererseits als eine Entladungsstrecke für die obere Substratoberfläche, die untere Seite des Substrats mit einer unteren Elektrode als zweite Entladungsstrecke der unteren Substratseite. Eine gleichmäßige Beschichtung unabhängig von der Ausbildung bzw. der Anordnung der zu beschichtenden Flächen ist hierbei nicht möglich.

Ein weiteres Beschichtungsverfahren ist aus der US-PS 45 12 284 bekannt. Zwar wird auch bei diesem Verfahren innerhalb eines Rezipienten mittels Elektroden ein Plasma erzeugt, konkrete Aussagen hinsichtlich der Elektrodenanordnungen bzw. der Beschaltung des Substrats sind dieser Schrift jedoch nicht entnehmbar.

Aus der US-PS 42 89 598 ist ein reaktives Ätzverfahren bekannt, bei dem die zu behandelnden Werkstücke zwischen kammartig angeordneten Parallelelektrodenpaaren mittig im Plasmaraum gehalten werden. Die dieser Schrift zugrundeliegenden Probleme sind andersartig als beim Beschichten, da an die Behandlungsgleichheit der Werkstückseiten wesentlich weniger scharfe Bedingungen zu stellen sind als bei einer Beschichtung von Werkstückseiten, beispielsweise optische Gläser, bei der eine im wesentlichen gleichmäßige Beschichtung zweiseitig innerhalb enger Toleranzen gefordert ist.

Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 sind in der US-PS 43 61 595 beschrieben, wobei zwei Scheiben zwischen Elektroden mit einer abrasiven Schicht beschichtet werden. Dabei ist jedoch zu beachten, daß an die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke bei abrasiven Schichten äußerst geringe Anforderungen zu stellen sind und daß die mit solchen Schichten versehenen Scheiben nur einseitig verwendet werden. Die Beschaltung des Substrats ist in dieser Schrift ebenfalls nicht angegeben und es ist nicht ersichtlich, in welcher Weise das bekannte Verfahren bzw. die bekannte Vorrichtung zu modifizieren sind, damit, abweichend vom geplanten Einsatzgebiet, ein einheitliches Werkstück gleichmäßig mit engen Toleranzen beschichtet werden kann. Dies gilt insbesondere auch für den Fall, daß sich die Oberflächenbereiche des Werkstücks nicht parallel zu den Elektroden erstrecken und daß mehrere Werkstücke gleichzeitig beschichtet werden sollen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung obgenannter Art vorzuschlagen, mittels welchen es möglich ist, Werkstückoberflächen weitgehend unabhängig von der Ausbildung bzw. der Anordnung zu beschichtender Flächen im wesentlichen gleichmäßig und gleichzeitig zu beschichten.

Dies wird beim Verfahren eingangs genannter Art dadurch erreicht, daß es nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 ausgeführt wird.

Die Erfindung geht von der an sich bekannten Erkenntnis aus, daß in den an die Elektroden anschließenden Raumgebieten, den Dunkelräumen, wohl die höchste Abscheidungsrate beobachtet wird, wenn in einem dieser Räume das zu beschichtende Werkstück angeordnet wird, wie unmittelbar auf der einen der Elektroden, daß aber in diesen an die Elektroden anschließenden Räumen der Abscheidungsgradient in Funktion zunehmenden Abstandes von einer betrachteten Elektrode groß ist, was eben zu den erwähnten Problemen führt.

Nun wird aber erkannt, daß der Abscheidungsratengradient, in Funktion des von einer Elektrode her betrachtet zunehmenden Abstandes, im Plasmaraum mindestens genähert Null wird, d. h. daß im Plasmaraum die Abscheidungsrate, wenn auch geringer als im Dunkelraum, so doch weitgehendst abstandsunabhängig ist, womit in herkömmlichen derartigen Prozessen die genannten Probleme höchst einfach gelöst werden können, wenn man vom vorerst offensichtlichen Kriterium wegkommt, die höchste Abscheidungsrate aus Gründen vermeintlich optimaler Prozeßökonomie, in den Dunkelräumen, ausnützen zu wollen.

Durch die erfindungsgemäße Abkehr vom direkten Optimieren - größtmögliche Beschichtung pro Zeiteinheit - werden nun weitere höchst vorteilhafte Möglichkeiten eröffnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in bevorzugter Art und Weise dazu ausgenützt werden, am selben Werkstück gleichzeitig zwei voneinander beabstandete Flächen, wie die sich gegenüberliegenden, zu beschichten. Dies hat prozeßökonomisch einen ganz wesentlichen Vorteil mit Bezug auf die Beschichtung einer Fläche, dann Drehen der Werkstücke und Wiederaufnahme oder Weiterführung des Prozesses, wie dies bekanntlich dann erfolgen muß, wenn die Werkstücke auf der einen Elektrode, d. h. im Dunkelraum, plaziert werden.

Die erfindungsgemäße Erkenntnis erlaubt nun aber auch, den Plasmaraum grundsätzlich zum Anordnen von Werkstücken auszunützen, räumlich gestaffelt, womit gleichzeitig wesentlich mehr Werkstücke bearbeitet werden können, als wenn ihr Anordnen auf die zur Verfügung stehende zweidimensionale Fläche einer der Elektroden beschränkt ist.

Obwohl es physikalisch durchaus möglich ist, PECVD-Verfahren mittels einer Gleichspannungsentladung vorzunehmen, ist dies bei der Beschichtung mit isolierenden Materialien aus Elektrodenbeschichtungsgründen und der Bildung von Kapazitäten durch die sich bildenden Schichten als Dielektrikum problematisch.

Allerdings ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf Beschichtungsvorgänge für isolierende Materialien beschränkt, sondern kann durchaus auch für die Beschichtung mit leitenden Materialien eingesetzt werden, wo, wie erwähnt, mit einer Gleichspannungsentladung gearbeitet werden kann.

Vorzugsweise wird dies aber mit Hochfrequenz bis hin in den Mikrowellenbereich vorgenommen, insbesondere wenn die Beschichtung mit isolierenden Material erfolgt.

Obwohl es in manchen Fällen angezeigt sein mag, die Flächen während der Beschichtung zu bewegen, ist es mit ein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung, daß die Flächen während des Prozesses stationär gehalten werden können und trotzdem gleich und gleichzeitig beschichtet werden.

Nun ist es ebenfalls bekannt, daß Eigenschaften des Plasmaraumes, hier interessierend vor allem dessen Ausdehnung, durch Anlegen eines magnetischen Induktionsfeldes im Reaktionsraum beeinflußt werden können. Hierzu sei beispielsweise auf den Artikel "Magnetic field effects in the plasma-enhanced chemical vapor deposition of boron nitride" von T. H. Yuzuriha et al., J. Vac. Sci. Technol. A 3(6), Nov./Dez. 1985, Seite 2135 hingewiesen.

Nachdem erfindungsgemäß schon erkannt wurde, welche Vorteile die Beschichtung im Plasmaraum gegenüber der Beschichtung in einem der Dunkelräume aufweist, wird erfindungsgemäß ein weiterer Schritt gegangen, indem man die Ausbildung des Plasmaraumes optimiert, insbesondere in seiner räumlichen Ausdehnung.

Dies wird nach dem Wortlaut von Anspruch 6 vorgenommen. Man erreicht dadurch, daß sich der Plasmaraum homogen über einen größeren Bereich des Reaktionsraumes erstreckt, womit der zur Verfügung stehende Raum zum Anordnen zu beschichtender Werkstück vergrößert wird.

Eine Vorrichtung zur gleichzeitigen, plasmaunterstützten chemischen Beschichtung zeichnet sich zur Lösung der oben gestellten Aufgabe nach dem Wortlaut von Anspruch 8 aus.

Es sind somit daran Halteorgane vorgesehen, die grundsätzlich bezüglich auf elektrisches Potential gelegter Anlageteile isoliert angeordnet sind, wobei sich aber, wie dem Fachmann klar ist, während des Prozesses, gleichermaßen wie der Plasmaraum auf Potential liegt, an der erwähnten Haltepartie ein Schwebepotential einstellt. Wesentlich ist, daß sich dieses Potential frei einstellen kann.

Um nun an ein und demselben Werkstück, wie beispielsweise an optischen Linsen, gleichzeitig beide Seiten beschichten zu können werden diese Oberflächenbereiche freigelassen, während dann, wenn gezielt nur eine Fläche beschichtet werden, aber gleichzeitig der Plasmaraum im obgenannten Sinne ausgenützt werden soll, die Halteorgane nur eine Fläche freilassen müssen.

Bevorzugte Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 9 und 10 spezifiziert.

Bevorzugte Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im weiteren in den Ansprüchen 11 bis 13 spezifiziert.

Die Erfindung wird anschließend beispielsweise anhand von Figuren und Beispielen erläutert.

In den Figuren zeigt

Fig. 1 eine an sich bekannte Prozeßkammer, schematisch und im Querschnitt, zur Durchführung eines PECVD-Verfahrens, zur Erläuterung der unterschiedlichen Beschichtungsratenverhältnisse im Zusammenhang mit Fig. 2,

Fig. 2 über einer, wie in Fig. 1 beispielsweise eingetragenen Raumachse x, senkrecht zur einen der Elektroden, die qualitativen Verhältnisse der Beschichtungsrate R,

Fig. 3 an der Prozeßkammer gemäß Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung von gleichzeitig zwei- und/oder mehrseitig zu beschichtenden Werkstücken,

Fig. 4 an der Kammer gemäß Fig. 1 das erfindungsgemäße Anordnen von Werkstücken zur gleichzeitigen, gleichmäßigen Beschichtung,

Fig. 5 die beispielsweise Anordnung von Magneten zur Erzeugung eines gezielt die Plasmaverteilung beeinflussenden magnetischen Induktionsfeldes .

In Fig. 1 ist schematisch, im Querschnitt, eine bekannte Prozeßkammer 1 zur plasmaunterstützten chemischen Dampfabscheidung (PECVD) dargestellt. Sie umfaßt ein Kammergehäuse 3, durch welches, wie mittels einer isolierten Durchführung 5, die elektrische Speisung 7 einer der Elektroden 9, hier als Plattenelektrode dargestellt, durchgeführt ist. Der Elektrode 9 gegenüberliegend ist eine zweite Elektrode 11 vorgesehen, welche beispielsweise zusammen mit dem Gehäuse 3 auf Masse gelegt ist.

Insbesondere für die Beschichtung mit einem isolierenden Schichtmaterial ist die Speisung 7, über ein Anpaßnetzwerk 13, mit einem Wechselspannungsgenerator 15 verbunden, der im genannten Fall bevorzugterweise ein Hochfrequenzsignal erzeugt. Wenn vom Prozeß her geeignet, insbesondere vom Beschichtungsmaterial, kann anstelle des Wechselspannungsgenerators 15 ein Gleichspannungsgenerator 15a, wie gestrichelt dargestellt, vorgesehen werden, allenfalls dann unter Weglassung des Anpaßnetzwerkes 13.

Zur Ausführung des PECVD-Prozesses sind Gaseinlässe 17, gespiesen aus einem oder mehreren Gastanks, vorgesehen, um das Reaktionsgas in die Prozeßkammer 3 mit zwischen den Elektroden liegendem Reaktionsraum 3a durch schematisch dargestellte Einlässe 19 gesteuert zuzuführen. In der hier dargestellten Ausführungsvariante ist die Prozeßkammer zylindrisch aufgebaut, und koaxial zur Zylinderachse A ist ein Evakuierungsanschluß 21 vorgesehen, in bekannter Art und Weise mit einer Vakuumpumpe und Reinigungsstufen zur Reinigung des abgepumpten Gases während des Prozesses verbunden. Wie erwähnt, stellt sich beim bekannten Betrieb einer solchen bekannten Kammer für ein PECVD-Verfahren zwischen den Elektroden 9 und 11 der rein qualitativ dargestellte schraffierte Plasmaraum ein, der sich durch eine hohe Dichte von Ladungsträgern auszeichnet, bei dem die Raumladungsdichte ρ, mindestens genähert, Null ist.

In Fig. 1 ist eine x-Achse mit Nullpunkt auf der Oberfläche der Elektrode 11 eingetragen, bezüglich welche Fig. 2 dargestellt ist.

In Fig. 2 ist als Funktion der x-Koordinate gemäß Fig. 1 vorerst gestrichelt und rein qualitativ die Raumladungsdichte ρ(x) dargestellt. Sie ist im elektrodennahen Bereich, dem Dunkelraum, wie erwähnt, nicht verschwindend und verschwindet insbesondere im Plasmaraum. Da aber im Plasmaraum die Raumladungsdichte ρ(x) verschwindet, ist dort das elektrische Potential konstant.

In Fig. 2 ist nun weiter die in Funktion von x beobachtete Beschichtungsrate R des in einem PECVD-Verfahren abgeschiedenen Schichtmaterials dargestellt. Wie ersichtlich, ist die Beschichtungsrate R im Dunkelraum mit abnehmendem Abstand von der betrachteten Elektrode stark zunehmend, so daß sich, nur die Beschichtungsrate als Optimierungsgröße betrachtend, das bisher bekannte Vorgehen, nämlich das zu beschichtende Werkstück im Dunkelraum anzuordnen, ohne weiteres anbietet. Allerdings ist in diesem Dunkelraum der Beschichtungsratengradient dR/dx groß, so daß dann, wenn mehrere elektrisch nicht leitende Flächen gleichzeitig zu beschichten sind, peinlich darauf zu achten ist, daß diese Flächen auch auf dem selben x-Koordinatenwert liegen.

Aus Fig. 2 wird nun aber ersichtlich, daß die Beschichtungsrate R im Plasmaraum nicht verschwindet, jedoch der Gradient dR/dx. Damit wird hier die Beschichtungsrate weitgehend unabhängig von der x-Koordinate, d. h. es können hier Flächen in x-Richtung beliebig gestaffelt angeordnet werden, und sie werden trotzdem gleich beschichtet.

Betrachtet man nun weiter die auf der Elektrode 11 gemäß Fig. 1 für das herkömmliche Anordnen von Werkstücken zur Verfügung stehende Oberfläche 23 und vergleicht sie mit dem nun zum Anordnen von Werkstücken erfindungsgemäß zur Verfügung stehenden Plasmaraum, so wird ersichtlich, daß mit der der Erfindung zugrundegelegten Erkenntnis, d. h. Ausnützung des Plasmaraumes für die PECVD-Beschichtung, das zum Anordnen gleichzeitig und gleich zu beschichtender Flächen zur Verfügung stehende Platzangebot wesentlich größer ist, insbesondere wenn man bedenkt, daß nun Werkstücke, in x-Richtung gestaffelt, dabei auch lateral aufeinander ausgerichtet, angeordnet werden können, da sie sich auch dann, bezüglich Beschichtung, nicht abdecken.

In Fig. 3 ist, ausgehend von der Darstellung in Fig. 1 und den Erläuterungen im Zusammenhang mit Fig. 2, dargestellt, wie in einer Variante des erfindungsgemäßen Vorgehens die Eigenschaft, daß nämlich der Beschichtungsratengradient in Entladungsrichtung im Plasmaraum verschwindet, ausgenützt wird. Werkstücke, wie optische Linsen, Filtergläser etc., die durch das PECVD-Verfahren beschichtet werden sollen, werden mit einer Halteanordnung im Plasmaraum angeordnet, und zwar elektrisch isoliert bezüglich auf Potential gelegter Anlageteile, wie Elektrode 9, Kammer und Gegenelektrode 3 bzw. 11.

Hierzu ist eine Isolationsstrecke 25 an der Halterung 24 vorgesehen und endständig ein wie auch immer und je nach Werkstück ausgebildetes Halteorgan 27, um das zweiseitig bzw. allseitig zu beschichtende Werkstück 29 an den mindestens zwei gleichzeitig und gleich zu beschichtenden Flächen frei im Plasmaraum zu positionieren. In Fig. 3 ist das Anordnen lediglich eines Werkstückes 29 dargestellt. Es versteht sich aber von selbst, daß wie durch radial in die Kammer einragende Haltevorrichtungen 24 eine große Anzahl von Werkstücken 29 für die gleichzeitig zweiseitige Beschichtung während eines Prozesses angeordnet werden kann.

In Fig. 4 ist wiederum an der anhand von Fig. 1 beispielsweise dargestellten Kammer gezeigt, wie weiter grundsätzlich eine Vielzahl gleichzeitig und gleich zu beschichtender Werkstücke vorgesehen wird. Wie beschrieben bezüglich auf Potential liegender Anlageteile isoliert, wie bei 29 schematisch dargestellt, ist eine Halteanordnung vorgesehen, beispielsweise mit einer Netzstruktur 31, worauf allseitig und insbesondere zweiseitig gleichzeitig zu beschichtende, allenfalls zusätzlich noch gewölbte oder gekrümmte bzw. beliebig geformte Werkstücke 33, wie Linsen, abgelegt sind.

Auf einer unteren netzartigen Struktur 35 ist nun beispielsweise eine Anzahl planer Werkstücke 37 abgelegt, wobei die netzartige Struktur so ausgebildet ist, daß die eine Oberfläche der hier planen Werkstücke 37 auf der Struktur aufliegt und mithin nicht beschichtet wird. Gegebenenfalls werden die zwei Netzstrukturen aus isolierendem Material gefertigt oder, wie bei 39 schematisch dargestellt, mindestens voneinander isoliert, um die Potentialverteilung im Plasmaraum durch galvanische Ausgleichsströme nicht zu stören.

Soll nicht nur in x-Richtung, sondern auch in Lateralrichtung (in Fig. 1 mit y gestrichelt angedeutet) in einem größeren Bereich eine gleichmäßige gleichzeitige Beschichtung sichergestellt werden, so kann es notwendig sein, die Verteilung des Plasmas zu beeinflussen, wie zu homogenisieren und auszudehnen, um einen möglichst großen erfindungsgemäß ausnützbaren Raum zu erhalten. Dies wird grundsätzlich, und wie in Fig. 1 schematisch eingetragen, durch Anlegen eines magnetischen Induktionsfeldes erreicht. Ein solches Feld wird durch Vorsehen einer Permanent- und/oder Elektromagnetanordnung, vorzugsweise außerhalb der Kammer, erzeugt.

Es wurden, wie in Fig. 5 dargestellt, Permanentmagnete 43 im Bereich der Elektrode 11 außerhalb der Kammer 3, bezüglich der Achse A gleichmäßig verteilt, vorgesehen.

Beispiele

In einem kapazitiv gekoppelten Hochfrequenzreaktor der Art, wie in den Figuren dargestellt, mit 7 cm Plattenabstand zwischen den Elektroden 9 und 11, wurde eine Glasplatte 50 × 50 × 2 mm etwa über der Vakuumabsaugung 21 und etwa mittig zwischen den Elektroden positioniert und durch Plasmapolymerisation von Dimethyldiaethoxylsilan bei einem Gasfluß von 31 Standardkubikzentimeter/min, 600 Watt Hochfrequenzleistung, bei 0,93 Pa Druck während 30 Min. beschichtet. Beide Seiten der Glasplatte waren danach mit einer Schicht von 550 nm Dicke beschichtet.

Im selben Reaktor wurde eine Kunststofflinse mit 65 mm Durchmesser und einer Krümmung 1/R′ von 0,013 cm^-1 exzentrisch, d. h. lateral in y-Richtung verschoben, bis auf etwa das halbe Radiusmaß der Elektrode 9, 11 positioniert. Es wurden Permanentmagnete, wie in Fig. 5 dargestellt, vorgesehen, so daß am Substrat bzw. im Bereich der Kunststofflinse ein Magnetfeld von 10^-7 bis 10^-2 Tesla entstand. Bei einem Druck von 0,93 Pa, einem Gasfluß von 31 Standardkubikzentimeter/min und 600 Watt Hochfrequenz-Leistung, wiederum bei 13, 56 MHz, wurden beide Seiten mit der Abscheiderate von 38 nm/Min beschichtet. Ein krümmungsbedingter Schichtdickenunterschied vom Zentrumsbereich der Linse zu deren Peripherie konnte nicht festgestellt werden.

In einem gleichen Reaktor mit Plattenabstand 5 cm wurde weiter ein Würfel aus Polycarbonat mit Kantenlänge 1 × 1 × 1 cm koaxial positioniert und wiederum durch Plasmapolymerisation von Dimethyldiaethoxylsilan bei einem Gasfluß von 30 Standardkubikzentimeter/min, bei 15 Pa Druck und 1000 Watt Hochfrequenzleistung (13,56 MHz) während 45 Min beschichtet. Der Würfel wies eine allseitige Beschichtung von 700 nm auf.

Obwohl keinesfalls auf das erfindungsgemäße Vorgehen einschränkend auszulegen, wird dem Fachmann angeraten, vorerst den Prozeß erfindungsgemäßer Art mit den erprobten Druckwerten von 0,1 Pa bis 100 Pa vorzunehmen.

Claims (13)

1. Verfahren zum gleichzeitigen plasmaunterstützen chemischen Beschichten von räumlich versetzten Oberflächenbereichen eines Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß man zum im wesentlichen gleichmäßigen Beschichten der Oberflächenbereiche eines einheitlichen Werkstückes das einheitliche Werkstück bezüglich elektrischem Potential freischwebend in den Mittenbereich eines zwischen zwei Elektroden einer Vakuumbehandlungskammer gebildeten Entladungsraumes einbringt und zwischen den Elektroden eine Entladung erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man je einen der Oberflächenbereiche einer der Elektroden zugewandt anordnet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbereiche gewölbt sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den einen Oberflächenbereich konkav, den anderen konvex gebogen einsetzt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig mehrere der Werkstücke beschichtet, dabei man vorzugsweise die Werkstücke in Richtung der Entladung versetzt anordnet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entladung zusätzlich mittels eines Magnetfeldes im Entladungsraum unterstützt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dampf eine metallorganische Verbindung verwendet und durch Polymerisation eine Schutzschicht gegen mechanisch und chemische Einflüsse auf dem Werkstück aufbringt.

8. Vorrichtung zur gleichzeitigen, plasmaunterstützten, chemischen Beschichtung von räumlich versetzten Oberflächenbereichen eines Werkstückes mit mindestens zwei Elektroden (9, 11) zur Erzeugung einer Entladung in einer Vakuumprozeßkammer (1), dadurch gekennzeichnet, daß Halteorgane zwischen den zwei Elektroden angeordnet sind, bezüglich auf definiertem elektrischem Potential gelegter Anlageteile isoliert sind, die zur Aufnahme von Werkstücken ausgebildet sind, derart, daß die Oberflächenbereiche je an den Werkstücken, um sie im wesentlichen gleich zu beschichten, für eine Beschichtung freiliegen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteorgane zur Aufnahme mehrerer Werkstücke ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß Felderzeugungsorgane (43) vorgesehen sind, welche in der Prozeßkammer ein Magnetfeld (B₁) erzeugen.

11. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 bis die Beschichtung von Substraten mit planen Oberflächen.

12. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zur Beschichtung von Substraten mit gewölbten Oberflächen.

13. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 für die Beschichtung von Kunststoffsubstraten mit optisch transparenten und abriebfesten Schutzschichten.