DE3730086C2 - Vorrichtung zur chemischen Mikrowellenplasmaabscheidung von Schichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausbildung einer Schicht auf einem Substrat mittels eines chemischen Mikro­ wellenplasma-Abscheideverfahrens.

Eine derartige Vorrichtung findet beispielsweise in Halb­ leitereinrichtungen, in Photosensoren, in Bildeingabe-Zeilen­ abtastern oder in Bildaufnahmegeräten Verwendung.

Bisher wurden als Bauelemente von derartigen und anderen elektrischen sowie optischen Einrichtungen mehrere Ab­ scheidungsschichten wie amorphe Halbleiterschichten, bei­ spielsweise eine amorphe Abscheidungsschicht aus einem amor­ phen Siliziummaterial, das mit Wasserstoff- oder/und Halogen­ atomen kompensiert ist, wie mit Fluor- oder Chloratomen (im folgenden als "A-Si(H,X)" bezeichnet), vorgeschlagen. Einige dieser Schichten haben in der Praxis Anwendung gefunden.

Zusammen mit diesen amorphen Halbleiterschichten wurden ver­ schiedene Verfahren zu ihrer Herstellung unter Verwendung einer chemischen Plasma-Abscheidungstechnik vorgeschlagen, wobei ein Ausgangsmaterial zersetzt wird, indem es der Ein­ wirkung einer Energie eines Gleichstroms, einer Hochfrequenz oder einer Mikrowelle ausgesetzt wird, um dadurch eine Ab­ scheidungsschicht auf einem Substrat aus Glas, Quarz, hitze­ beständigem Kunstharz, rostfreiem Stahl oder Aluminium zu bilden. Auch wurden verschiedene Vorrichtungen, um diese Ver­ fahren in die Praxis umzusezten, vorgeschlagen.

In den letzten Jahren hat sich nun die allgemeine Aufmerksam­ keit auf ein chemisches Plasma-Abscheidungsverfahren mit Hilfe einer mikrowellenunterstützten Plasma-CVD, im folgenden als "MW-PCVD-Verfahren" bezeichnet, auch auf industriellem Niveau konzentriert.

Eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses MW-PCVD-Verfahrens weist den in einer schematischen Schrägan­ sicht in Fig. 2(A) gezeigten Aufbau auf.

Fig. 2(A) zeigt eine im wesentlichen geschlossene, zylindri­ sche Aufdampfkammer 1 mit einer (nicht gezeigten) Zufuhrvor­ richtung für ein Ausgangsmaterialgas, ein Mikrowellen-Ein­ trittsfenster 2, das aus einem dielektrischen Material einer Aluminiumoxidkeramik oder aus einem geschmolzenen Sizilium­ dioxid besteht, einen Wellenleiter 3, der elektrisch mit einer (nicht gezeigten) Mikrowellen-Energiequelle verbunden ist, von der Mikrowellen-Energiequelle ausgehende Mikrowellen 4, ein durch ein Ablaßventil (Hauptventil) an eine (nicht gezeigte) Absaugvorrichtung (Saugpumpe) angeschlossenes Austrittsrohr 5, ein Substrat 6, auf dem eine Ab­ scheidungsschicht ausgebildet werden soll und das auf einem Substratträger mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Heizeinrichtung angebracht ist, sowie einen Schichtbildungs- oder Plasmaerzeugungsraum 7 mit einer Resonanzstruktur.

Der Vorgang zur Ausbildung der Schicht in der in Fig. 2(A) gezeigten Vorrichtung wird beispielsweise auf die folgende Weise ausgeführt.

Durch Öffnen des Hauptventils des Austrittrohres 5 wird der Schichtbildungsraum 7 evakuiert, um in diesem ein vorbe­ stimmtes Vakuum zu erzeugen. Dann wird die im Substratträger eingebaute Heizeinrichtung aktiviert, um das Substrat 6 auf eine vorgegebene Temperatur gleichförmig aufzuheizen, wobei das Substrat auf dieser Temperatur gehalten wird.

Im Fall der Ausbildung einer amorphen Siliziumschicht werden gleichzeitig Rohgase, z. B. Silan, SiF₄ und H₂ durch die Gas­ zufuhreinrichtung mit jeweils einer vorbestimmten Durchsatz­ menge in den Schichtbildungsraum 7 der Aufdampfkammer 1 ein­ geführt, während dieser Raum auf einem Unterdruck von weniger als 1,33×10^-2 mbar gehalten wird. Anschließend werden die Mikrowellen 4 von beispielsweise 2,45 GHz von der Mikro­ wellen-Energiequelle durch einen Isolator, ein Leistungsüber­ wachungsgerät, eine Abstimm-Stichleitung, die nicht darge­ stellt sind, durch den Wellenleiter 3 und das Mikrowellen- Eintrittsfenster 2 in den Schichtbildungsraum 7 der Aufdampf­ kammer 1 eingeführt.

Auf diese Weise werden in dem Schichtbildungsraum 7 Plasmen erzeugt und chemische Wechselwirkungen hervorgerufen, woraus die Bildung der Abscheidungsschicht auf dem Substrat 6 resul­ tiert.

Eine andere beispielhafte Vorrichtung zur Umsetzung des MW-PCVD-Verfahrens weist den schematisch in der Schrägansicht von Fig. 3(A) gezeigten Aufbau auf.

Fig. 3(A) zeigt eine im wesentlichen geschlossene, zylindri­ sche Aufdampfkammer 1, ein aus einem dielektrischen Material von Aluminiumoxidkeramik oder geschmolzenem Siliziumdioxid gefertigtes Mikrowellen-Eintrittsfenster 2, einen Wellen­ leiter 3, von einer (nicht gezeigten) Mikrowellen-Energie­ quelle ausgehende Mikrowellen 4, ein durch ein Ventil an eine (nicht gezeigte) Saugpumpe angeschlossenes Austrittsrohr 5, ein Substrat 6′ von zylindrischer Gestalt, das auf einem Substratträger mit einer elektrischen Heizeinrichtung 15 an­ geordnet ist, einen Schichtbildungsraum 7 und ein mit einer Anzahl von Gasabgabeöffnungen versehenes Gaszufuhr-Ringrohr 16, das mit (nicht gezeigten) Gasspeichern in Verbindung steht.

Der Vorgang zur Ausbildung der Schicht auf dem Substrat 6′ in zylindrischer Form unter Verwendung der Vorrichtung von Fig. 3(A) wird in der gleichen Weise, wie zur Vorrichtung von Fig. 2(A) geschildert wurde, durchgeführt.

Bei den bekannten Vorrichtungen zur Ausbildung einer Abschei­ dungsschicht unter Verwendung des MW-PCVD-Verfahrens sind die im Schichtbildungsraum 7 erzeugten Plasmen ionisierte Medien, die Elektronen und Ionenpartikel enthalten, so daß sie als Leiter wirken. Insbesondere sind im Fall, da Plasmen mit einer Mikrowellenenergie von 2,45 GHz erregt werden, Ionen­ partikel, die zu einer Bewegung im Zusammenhang mit der hochfrequenten Oszillation imstande sind, auf Partikel einer niedrigen Masse, wie Elektronen, beschränkt. Deshalb reicht es in dem Fall, da die Dichte der erzeugten Plasmen in Be­ tracht gezogen wird, aus, die Elektronendichte zu beachten. Wenn unter solchen Bedingungen, daß das Vakuum 2,66×10^-2 mbar beträgt und die Mikrowellenenergie 200 W ist, erzeugte Plasmen solche Niederdruck-Entladungsplasmen sind, die eine Elektronentemperatur (T_e) von etwa 40 Elektronenvolt (eV) und eine Elektronendichte n_e = 10¹⁷ m³ haben, so wird jedoch die Mikrowelle von 2,45 GHz an der Plasma-Grenz- oder Trennfläche, die etwa 10 µm vom Mikrowellen-Eintrittsfenster entfernt liegt, reflektiert, so daß sie nicht in die Plasmen eingeführt werden kann. Auf Grund dessen wird die Plasmadichte mit wachsendem Abstand vom Mikrowellen- Eintrittsfenster abrupt vermindert.

Um eine gewünschte Abscheidungsschicht, die aus einem A-Si(H,X)-Material besteht, auf einem großflächigen Substrat unter Verwendung von Mikrowellen-Plasmen mit Hilfe einer her­ kömmlichen Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, aus­ zubilden, so ist es im Hinblick auf die obigen Feststellungen notwendig, ein Mikrowellen-Eintrittsfenster mit einer großen Öffnung zu verwenden.

In diesem Fall muß ein solches Mikrowellen-Eintrittsfenster an einer Vorrichtung so angeordnet werden, daß es in jedem Fall als Wand der Vakuum-Aufdampfkammer 1 dient, wodurch un­ vermeidbar die Abmessungen der Vorrichtung groß werden, was Probleme in bezug auf die Stabilität der Vorrichtung nach sich zieht. Auf Grund dessen besteht eine Notwendigkeit, die Vorrichtung unter sehr sorgfältigen Erwägungen zu konstru­ ieren. Weil folglich dann auch das Volumen des Schichtbil­ dungsraumes 7 groß wird, treten zusätzlich weitere Probleme auf, die mit dem Nutzungsgrad des Rohgasmaterials zusammen­ hängen, da dieses durch das Volumen verhindert wird. Selbst wenn ein Produkt mit einer gewünschten Abscheidungsschicht erzeugt werden sollte, wird dessen Herstellung deshalb kost­ spielig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zur Ausbildung einer Schicht auf einem Substrat mittels eines chemischen Mikrowellenplasma-Abscheideverfah­ rens mit einer hohen und konstanten Abscheidungsrate in sta­ biler Weise zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung ge­ mäß Patentanspruch 1 und alternativ durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8 gelöst.

Beide Vorrichtungen weisen jeweils eine im wesentlichen ge­ schlossene, mit einem Substratträger ausgestattete Aufdampf­ kammer, eine Rohmaterialgas-Zufuhreinrichtung, eine Absaug­ einrichtung und ein eine Mikrowellenübertragung von einer Mikrowellen-Energiequelle erlaubendes Fenster als Wandbauteil der Aufdampfkammer auf.

Die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 weist zusätzlich eine Vielzahl von Schichten auf, die in der Mitte des Fensters und in die Richtung der Mikrowellenübertragung geschichtet sind und aus einem mikrowellendurchlässigen Material mit einer spezifischen Dielektrizitätskonstante von mehr als 1,0 beste­ hen.

Das Fenster der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8 weist eine Vielzahl von dielektrischen Blöcken auf, die in der Mitte des Fensters derart angeordnet sind, daß sie die elektrischen Kraftlinien der Mikrowellenübertragung schneiden, wobei jede der Vielzahl von dielektrischen Blöcken einen kleinen Radius aufweist und aus einem mikrowellendurchlässigen Material mit einer spezifischen Dielektrizitätskonstante von mehr als 1,0 besteht.

In beiden Fällen dient das Fenster jeweils als Mikrowellen­ resonator und gestattet eine verbesserte Mikrowellenübertra­ gung.

Darüber hinaus kann auch eine verbesserte Ausbildung einer A-Si (H,X)-Abscheidungsschicht unter Verwendung des MW-PCVD- Verfahrens bewirkt werden, bei der das Mikrowellen-Eintritts­ fenster unter Verwendung eines dielektrischen Materials der­ art angeordnet werden kann, daß dessen Resonanzzustand auf geeignete Weise in Übereinstimmung mit der aus einem dielek­ trischen Material aufgebauten Struktur eingeregelt werden kann, damit die Mikrowellenenergie effektiv in das Plasma eingebracht werden kann.

Es wurde herausgefunden, daß im Fall, da das Niederdruck-Ent­ ladungsplasma (Elektronendichte n_e = 10¹⁵-10¹⁷ m³), das durch eine Mikrowelle erregt wird, als ausreichend selbsterregt anzusehen ist, sowohl die Gestalt des Mikrowellen-Eintritts­ fensters wie diejenige des Schichtbildungsraumes jeweils eine solche Struktur haben müssen, die als Mikrowellenresonator wirkt.

Des weiteren wurde herausgefunden, daß in dem Fall, da ein anderer Raum als der Raum zur Bildung einer koaxialen Reso­ nanzstruktur, z. B. die Öffnung des Austrittsrohres oder dergleichen, eine Öffnung hat, die das Einführen einer Mikrowelle zuläßt, ein solcher Raum auch als Teil des Mikro­ wellenresonators wirkt. Insbesondere werden, wenn eine Aus­ trittsöffnung oder dergleichen innerhalb des Wellenleiters vorhanden ist, die auf einer hohen Unterdruckatmosphäre ge­ halten wird, die Resonanzbedingungen in unerwünschter Weise verschoben.

Diese Vorrichtungen sind in Fig. 2(B) bzw. 3(B) abgebildet. Bei beiden Vorrichtungen ist ein Mikrowellen-Reflexionsele­ ment 8 aus einer gelochten Metallplatte, die viele Lochungen (1 mm-3,58 cm) aufweist, oder eine Metallgitterplatte (Maschengröße von 1 mm-3,58 cm) an der Öffnung des Aus­ trittsrohres 5 im Schichtbildungsraum angeordnet, so daß die Platte scheinbar die Öffnung abdichtet.

Im Fall, daß das Mikrowellen-Eintrittsfenster eine Resonanz­ struktur aufweisen soll, wird dieses Mikrowellen-Eintritts­ fenster in der folgenden Weise ausgelegt.

Wenn das Mikrowellen-Eintrittsfenster vom TE₁₁₁-Resonanz­ wellentyp sein und die Resonanzwellenlänge λ = 12,245 cm (die Resonanzfrequenz von 2,45 GHz) betragen soll, so kann die Größe des Mikrowellen-Eintrittsfensters angenähert aus der folgenden Formel in Übereinstimmung mit der bekannten Theorie des koaxialen Resonators bestimmt werden:

wobei "a" den Radius (cm) eines kreisförmigen Resonanz­ fensters, "d" dessen Dicke (cm) und "ε" die spezifische Di­ elektrizitätskonstante bezeichnen.

In dieser Beziehung werden beispielsweise im Fall des aus einer Aluminiumoxidkeramik von 99,5% Reinheit (spezifische Dielektrizitätskonstante = 10) gefertigten Mikrowellen- Eintrittsfensters Resonanzbedingungen erfüllt, wenn der Ra­ dius a des Mikrowellen-Eintrittsfensters mit 9,5 cm und dessen Dicke d mit 1,95 cm festgesetzt werden. Hierbei ent­ spricht die die Dicke d darstellende Länge von 1,95 cm einer halben Wellenlänge einer Mikrowelle, die in einem Aluminium­ oxidkeramikmedium übertragen wird.

Der Resonanzzustand des aus einer Aluminiumoxidkeramik von 2,0 cm Dicke bestehenden Mikrowellen-Eintrittsfensters in der Vorrichtung von Fig. 2(B) wurde dann gemessen. Die in Fig. 2(C) gezeigte ausgezogene Linie gibt die durch die Messung der Resonanzfrequenzkennlinie erhaltenen Ergebnisse wieder.

In Fig. 2(C) sind auf der horizontalen Achse die Frequenz (Einheit GHz) und auf der senkrechten Achse der Reflexions­ verlust (Einheit dB), der im folgenden als "RL" abgekürzt wird, aufgetragen. Hierbei wird der Reflexionsverlust (RL) angesehen als: RL = -20log₁₀ p, und zwar aus dem Reflexions­ koeffizient P = V_R/V_F, der dem Verhältnis des elektrischen Reflexionsvermögens V_R (V) einer Mikrowelle zu deren zuge­ führter elektrischen Leistung V_F (V) entspricht.

Aus den erhaltenen Ergebnissen wurde festgestellt, daß der Reflexionsverlust des Mikrowellen-Eintrittsfensters bei 2,48 GHz seinen niedrigsten Wert von etwa -40 dB annimmt, und die Mikrowelle bei dieser Frequenz wirksam übertragen wird. Je­ doch wird bei der Frequenz von 2,45 GHz der Verlust zu etwa -5 dB, und es wird nahezu alle Leistung am Mikrowellen-Ein­ trittsfenster aus Aluminiumoxidkeramik reflektiert.

Es wird im allgemeinen gesagt, daß die Oszillationsfrequenz eines üblichen Mikrowellenoszillators von 2,45 GHz im Bereich von 2,45 GHz ± 30 MHz liegt. Es wurde jedoch herausgefunden, daß tatsächlich die Kennlinie einer Magnetron-Schwingröhre eine steile und schmale Bandschwingung im Bereich von 1-5 MHz bei der Mittenfrequenz 2,45 GHz hat, wie durch die ge­ strichelte Linie in Fig. 2(C) dargestellt ist.

Das bedeutet, daß dann, wenn die Mikrowellenenergie von 2,45 GHz unter Verwendung des bekannten Mikrowellen-Eintrittsfens­ ters übertragen werden soll, die übertragene Energie dieje­ nige sein wird, die in dem durch die ausgezogene Linie und die gestrichelte Linie in Fig. 2(C) umschlossenen Bereich liegt. Beispielsweise werden im Fall der Zufuhr von Mikro­ wellenenergie von 1 kW etwa 560 W davon am Aluminiumoxid­ fenster reflektiert, während der Rest von nur etwa 440 W in die Reaktionskammer eingeführt wird. Wenn der Reflexionsver­ lust bei der Oszillationsfrequenz noch größer ist als nahezu die Menge der am Mikrowellen-Eintrittsfenster abgesperrten Mikrowellenenergie, so wird es unmöglich, die Mikrowellen­ energie effektiv in die Reaktionskammer einzuführen.

In dem Fall, daß die eingeführte Energie klein wird, tritt zusätzlich zu dem Vorstehenden noch ein Problem insofern auf, als es schwierig ist, die Entladung selbst einzuleiten. Ferner setzt sich darüber hinaus die Entladung für eine lange Zeitspanne bei einem Zustand fort, wenn ein großer Refle­ xionsverlust auftritt, der das Problem nach sich zieht, daß das Aluminiumoxidfenster auf eine erhöhte Temperatur durch die Mikrowellenenergie aufgeheizt wird, was einen Schaden am Fenster hervorruft.

Aus der Darstellung von Fig. 2(C) ist zu erkennen, daß ein solcher Anstieg im Reflexionsverlust in Übereinstimmung mit der Oszillationsfrequenz einer Mikrowelle als Ergebnis der Verschiebung der Resonanzfrequenz des Mikrowellen-Eintritts­ fensters auftritt.

Als Grund dafür, daß eine effektive Frequenz vom vorgegebenen Wert verschoben wird, wird angenommen, daß die Herstellungs­ genauigkeit eines Aluminiumoxidbauteils, ein Mikrowellen-Me­ tallschirmteil, das in Umfangsrichtung am Aluminiumoxidbau­ teil vorgesehen ist, sein Oberflächenwiderstand usw. damit in Zusammenhang stehen.

Das bedeutet, daß ein Aluminiumoxidbauteil mit einer um größeren Abmessung als im Fall eines Mikrowellenhohlraumes als Wellenleiter dient. Sollte beispielsweise ein Fehler von nur 0,5 mm in dieser Größenabmessung auftreten, so wird er sich für eine Mikrowelle in der gleichen Weise wie im Fall eines Hohlraumes, bei dem ein Fehler von 1,5 mm in der Größe vorhanden ist, auswirken, wodurch das Auftreten einer Ver­ schiebung in der Größenordnung von MHz für die Resonanzfre­ quenz hervorgerufen wird.

An der Oberfläche des Metallschirmteils fließt ein elektri­ scher Strom parallel zum elektrischen Feld der Mikrowelle, wodurch eine Reflexionswelle erzeugt wird. Die Situationen, die eine Verschiebung der Resonanzfrequenz zum Ergebnis haben, unterscheiden sich fein und empfindlich in Abhängig­ keit vom Metallbestandteil, vom Oberflächen-Oxidationszustand und vom Fertigungszustand.

Selbst wenn Mikrowellen-Eintrittsfenster die gleiche Gestalt haben und aus denselben Materialien bestehen, so ist es des­ halb selten, daß sie die gleiche Resonanzfrequenz haben.

Im Hinblick auf die obigen Ausführungen gilt die oben ge­ nannte Berechnungsformel tatsächlich nur zu Zwecken einer An­ näherung.

Zusätzlich dazu, daß Keramiken nicht auf einfache Weise bear­ beitet werden können, ist es nahezu unmöglich, die Resonanz­ frequenz fein oder empfindlich zu justieren, indem die Form der Keramik entsprechend eingerichtet wird. Deshalb ist es notwendig, geeignete Mittel und Maßnahmen zu finden, die es ermöglichen, auf einfache Weise und genau die Oszillations­ frequenz einer Mikrowelle abzustimmen.

Auf der Grundlage dieser Resultate wurden weitere Untersuch­ ungen vorgenommen, die sich auf die Einregelung des Resonanz­ zustandes eines Mikrowellen-Eintrittsfensters konzentrieren, und als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, den Resonanzzustand reversibel einzuregeln, indem die Struk­ tur des für die Mikrowelle durchlässigen dielektrischen Mate­ rials, das für ein Mikrowellen-Eintrittsfenster zu verwenden ist, in geeigneter Weise verändert wird.

Beispielsweise ist es bei einem Mikrowellen-Eintrittsfenster mit einer zirkularen Resonanzstruktur eines TE₁₁₁-Kesonanz­ wellentyps möglich, in Aufeinanderfolge die Resonanzfrequenz zu einer Hochfrequenzseite hin zu verschieben, indem eine Mehrzahl von Aluminiumoxid-Dünnschichten mit dem gleichen Ra­ dius in der Richtung der Mikrowellen-Übertragung (d. h. in der Dickenrichtung des Aluminiumoxids) aufeinandergesetzt wird. Es ist auch möglich, die Resonanzfrequenz in Aufeinanderfolge zu einer Niederfrequenzseite zu verschieben, indem eine Mehr­ zahl von Aluminiumoxidblöcken, die jeweils einen kleinen Ra­ dius haben, an der Stelle, die rechtwinklig zu den elektri­ schen Kraftlinien liegt und an der die elektrischen Kraftli­ nien innerhalb des elektromagnetischen Wellentyps auf der planen Oberfläche konvergiert werden, angeordnet oder aufein­ andergestapelt wird. Es ist ferner möglich, lediglich den Re­ flexionsverlust ohne eine Änderung der Resonanzfrequenz ein­ zuregeln, indem die oben genannten Blöcke in der Mitte einer kreisförmigen Aluminiumoxidplatte gestapelt werden. Des wei­ teren hat es sich bestätigt, daß diese Einregelungen oder Ju­ stierungen der Resonanzfrequenz in der Praxis reversibel und wiederholbar ausgeführt werden können.

Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurde die Erfindung kon­ zipiert. Die Merkmale der Vorrichtung zur Ausbildung einer funktionellen Abscheidungsschicht unter Verwendung eines MW-PCVD-Verfahrens gemäß der Erfindung sind darin zu sehen, daß das für eine Mikrowelle durchlässige dielektrische Material für das Mikrowellen-Eintrittsfenster zur Verwendung kommt und dessen Gestalt derart ausgebildet ist, daß es mit einer Mikrowellen-Oszillationsfrequenz in Resonanz kommt, wobei das Fenster einen derartigen Aufbau hat, daß das dielektrische Material geteilt ist oder nach Wunsch bzw. Erfordernis zu­ sätzlich mit einem anderen dielektrischen Material kombiniert wird, und zwar in der Weise, daß es eine geeignete Einrege­ lung der Charakteristik der Resonanzfrequenz und des elektro­ magnetischen Resonanzwellentyps ermöglicht.

Als Ergebnis der Bestätigung der Tatsache, daß die Resonanz­ frequenz mit Hilfe einer Kombination der aus dielektrischem Material mit einer spezifischen Dielektrizitätskonstanten von mehr als 1,0 gebildeten Strukturen verschoben werden kann, ist der Erfinder zu dem Resultat gelangt, daß die Grundlage dieser Tatsache in der bewußten, gezielten Einregelung des elektromagnetischen Resonanzwellentyps beruht.

Deshalb wird gemäß dem grundsätzlichen Prinzip der Erfindung das auf der kreisförmigen Aluminiumoxidplatte zu stapelnde dielektrische Material ausreichend sein, solange es eine spe­ zifische Dielektrizitätskonstante größer als 1,0 hat, d. h., solange es die elektrischen Felder verändern kann. Beispiels­ weise wird im Fall der Verwendung eines Quarzglases mit einer spezifischen Dielektrizitätskonstanten von 3,5 und mit der gleichen Gestalt sowie der gleichen Anordnung wie im Fall von Aluminiumoxid der Verschiebungswert der Resonanzfrequenz in erwünschter Weise klein, so daß es dadurch möglich wird, eine feinere oder empfindlichere Einregelung durchzuführen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, bewußt und gezielt den elektromagnetischen Wellentyp in Abhängigkeit vom dielektrischen Material gemäß dem Anordnungszustand des dielektrischen Blocks umzuwandeln. Das bedeutet, daß der TE₁₁₁-Wellentyp an einem zirkularen Wellenleiter zu einem TE₁₁₁-Wellentyp einer Koaxialleitung umgewandelt werden kann, indem ein Aluminiumoxidblock in zentrischer Lage auf die kreisförmige Platte aufgesetzt wird, um dadurch die Möglich­ keit zu haben, die lokale, auf einer ungleichen Verteilung der im dielektrischen Material durch die Mikrowellenenergie erzeugten Hitze beruhende Überhitzung zu verhindern und die Plasmadichte im Reaktionsraum zu vergleichmäßigen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung konzentriert sich für das geteilt in der Richtung der Mikrowellenübertragung ge­ schichtete Mikrowellen-Eintrittsfenster die elektrische La­ dung an der Grenzfläche zwischen den gestapelten Schichten, so daß die Erzeugung einer winzigen Reflexion für die Mikro­ welle hervorgerufen wird. Das verhindert jedoch nicht eine Übertragung der Mikrowelle, sondern zieht die Erzeugung von vielfachen Interferenzen wegen der Reflexionswelle nach sich, um für die Mikrowelle eine Anti-Reflexionswirkung hervorzuru­ fen und damit als Ergebnis den Reflexionsverlust zu vermin­ dern.

Ferner müssen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die ge­ teilt gestapelten Materialien nicht notwendigerweise die gleichen sein. Das geeignete Kombinieren der Materialien, die unterschiedliche spezifische Dielektrizitätskonstanten haben, macht es möglich, ein Mikrowellen-Eintrittsfenster zu ferti­ gen, das erwünschte Breitband-Resonanzfrequenzkennlinien hat.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1(A) bis 1(L) schematische Schnitt- oder Perspektiv­ darstellungen von erfindungsgemäßen Mikrowellen- Eintrittsfenstern und deren Frequenzkennlinien,

Fig. 2(A) bis 2(C) schematische Perspektivdarstellungen von bekannten Vorrichtungen zur Ausbildung einer funktionellen Abscheidungsschicht mit Hilfe eines MW-PCVD-Verfahrens und die Frequenzkennlinien der bei diesen verwendeten Mikrowellen-Eintritts­ fenstern,

Fig. 3(A) und 3(B) Perspektivdarstellungen von weiteren bekannten Vorrichtungen zur Ausbildung einer funk­ tionellen Abscheidungsschicht mittels des MW-PCVD- Verfahrens,

Fig. 4(A) eine schematische Darstellung einer elektrischen Feldverteilung in einem koaxialen TE₁₁₁-Resonanz- Wellentyp,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer elektrischen Feldverteilung in einem zirkularen TE₀₁-Resonanz­ wellentyp.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen einer ver­ besserten Vorrichtung zur Ausbildung einer Abscheidungs­ schicht mittels eines erfindungsgemäßen MW-PCVD-Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt Beispiele zur Justierung eines Mikrowellen- Eintrittsfensters des bekannten TE₁₁₁-Wellentyps in einer Vor­ richtung zur Ausbildung einer funktionellen Abscheidungs­ schicht mittels des MW-PCVD-Verfahrens gemäß der Erfindung.

In Fig. 1(A) ist schematisch ein Querschnitt eines bekannten Aluminiumoxidfensters 2 dargestellt, das aus zwei Aluminium­ oxidplatten 9 und 10 von jeweils 1,0 cm Dicke gebildet ist, wobei die Seitenwand der Platte 10 auf der Seite der Plasmen kegelförmig ausgebildet ist. Fig. 1(B) zeigt dessen Frequenz­ kennlinie, wobei die gestrichelte Linie die Kennlinie des be­ kannten Mikrowellen-Eintrittsfensters darstellt. Fig. 1(B) ist zu entnehmen, daß sich die Resonanzfrequenz zur Nieder­ frequenzseite hin verschiebt. Der Verschiebungswert dieser Resonanzfrequenz hängt vom Kegelwinkel θ ab, was bedeutet, daß ein großer Kegelwinkel einen großen Verschiebungswert zur Niederfrequenzseite hervorruft.

In Fig. 1(C) ist ein schematischer Querschnitt eines Fensters, bei dem eine Aluminiumoxidplatte 11 mit einer Dicke von 0,2 cm und einem Durchmesser, der nicht größer ist als 2a, auf die Aluminiumoxidplatte 9 gesetzt ist. Fig. 1(D) zeigt dessen Frequenzkennlinie, wobei die gestrichelte Linie die in Fig. 1(B) dargestellte Kennlinie des Fensters vor dem Aufsetzen der Aluminiumoxidplatte mit einer Dicke von 0,2 cm wiedergibt. Fig. 1(D) ist zu entnehmen, daß der Resonanzpunkt sich um etwa 30 MHz weiter zur Hochfrequenzseite verschiebt.

Der Fall des Aufsetzens einer weiteren Aluminiumoxidplatte 12 mit einer Dicke von 0,2 cm auf das Fenster ist in Fig. 1(E) dargestellt. Dessen Frequenzcharakteristik ist in Fig. 1(F) gezeigt, wobei die gestrichelte Linie dessen Kennlinie vor dem Aufsetzen wiedergibt, d. h. die Kennlinie des Fensters mit nur einer aufgesetzten Aluminiumoxidplatte mit einer Stärke von 0,2 cm. Fig. 1 (F) ist zu entnehmen, daß sich der Reso­ nanzpunkt um etwa 30 MHz weiter zur Hochfrequenzseite hin verschiebt.

Fig. 1(G) zeigt in einer schematischen Schrägansicht ein Fenster, bei dem Aluminiumoxidblöcke 13 mit einer Dicke von 1,0 cm und einem Durchmesser von 2,0 cm an zwei Stellen des Fensters von Fig. 1(C), an denen die elektrischen Kraftlinien konvergieren, angeordnet sind. Die gestrichelten Linien in Fig. 1(G) geben die Verteilung des elektrischen Felds E (die elektrische Kraftlinie) an. Die Frequenzkennlinie dieses Fensters ist in Fig. 1(H) dargestellt, wobei die gestrichelte Linie die Kennlinie des Fensters, das in Fig. 1(C) gezeigt ist, wiedergibt.

Aus Fig. 1(H) wird deutlich, daß sich die Resonanzfrequenz um etwa 10 MHz weiter zur Niederfrequenzseite verschiebt.

In dem nicht dargestellten Fall des Aufsetzens eines weiteren Aluminiumoxidblocks von 2,0 cm Durchmesser auf jeden der Alu­ miniumblöcke 13 von 2,0 cm Durchmesser, die auf dem Fenster von Fig. 1(G) angeordnet sind, verschiebt sich der Resonanz­ punkt um etwa 10 MHz weiter zur Niederfrequenzseite.

Unterschiedlich zu dem in Fig. 1(G) dargestellten Fall ändert sich, wenn die Aluminiumoxidblöcke an den Stellen angeordnet werden, an denen das Magnetfeld konvergiert, d. h. an den um 90° in der Umfangsrichtung mit Bezug auf die in Fig. 1(G) dargestellten Blöcke gedrehten Stellen, die Frequenzlinie kaum.

Fig. 1(I) zeigt in einer schematischen Perspektivdarstellung ein Fenster, das einen in dessen Mitte angeordneten Alu­ miniumoxidblock 13 aufweist, wobei dessen Frequenzkennlinie In Fig. 1(J) dargestellt ist. In diesem Fall verschiebt sich der Resonanzpunkt kaum, jedoch wird der Reflexionsverlust um etwa 10 dB größer.

In ähnlicher Weise zeigt Fig. 1(K) ein Fenster mit in dessen Mitte angeordneten fünf Aluminiumoxidblöcken, während Fig. 1(L) dessen Kennlinie darstellt, die zeigt, daß der Refle­ xionsverlust noch größer wird.

Es ist zu bemerken, daß im Fall der Anordnung des Aluminium­ oxidblocks 13 in der Mitte des Fensters der TE₁₁₁-Resonanz­ wellentyp des kreisförmigen Fensters verformt wird und dem­ jenigen der Koaxiallinie nahekommt. Die Änderungen in der Verteilung des elektrischen Felds zu dieser Zeit sind in Fig. 4(B) dargestellt. Fig. 4(A) zeigt den Verteilungszustand des elektrischen Felds bei dem bekannten zirkularen TE₁₁₁-Wellen­ typ. Im Fall von unter Verwendung des Fensters von Fig. 4(A) erzeugten Plasmen wird die Plasmadichte an zwei Stellen, an denen das elektrische Feld konvergiert, hoch, was als Ergeb­ nis hat, daß die Wärmeerzeugung in dem Aluminiumoxidmaterial des Fensters letztlich an diesen Stellen groß wird. Jedoch wird in dem Fall des Fensters von Fig. 4(B) ein Bereich mit einer hohen Dichte des elektrischen Felds in erwünschter Weise zerstreut, weshalb die Plasmadichte nahezu gleichförmig wird. Infolgedessen wird auch die Wärmeerzeugung zerstreut, was zum Ergebnis hat, daß auf einer Überhitzung beruhende Schäden in dem Fenster schwerlich auftreten werden.

Wie oben herausgestellt wurde, ist es möglich, die Resonanz­ frequenz und den elektromagnetischen Wellentyp des Fensters in passender Weise einzuregeln, indem eine geeignete Alu­ miniumoxidplatte oder ein solcher Block in der gewünschten Weise angeordnet wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Mikrowellen-Ein­ trittsfensters, das bei der Vorrichtung von Fig. 2(B) zur Ausbildung einer funktionellen Abscheidungsschicht mittels eines MW-PCVD-Verfahrens unter Verwendung eines Mikrowellen- Oszillators mit einer Mittenfrequenz von 2,452 GHz zum Ein­ satz kommt, ist es vorzuziehen, einen Fensteraufbau zu ver­ wenden, wie er in Fig. 1(G) gezeigt ist, wobei die Reflexionsenergie der Mikrowelle bei dieser Frequenz die geringste wurde.

Im Fall der Verwendung einer anderen Art des Fensteraufbaus wird die Reflexionsenergie darin nicht kleiner als die im Fenster von Fig. 1(G), so daß es nicht möglich ist, wirksam die Mikrowellenenergie in Plasmen einzuführen.

Es sei bemerkt, daß der Grund, weshalb der in Fig. 1(G) ge­ zeigte Fensteraufbau verwendet wird, darin liegt, daß die Mittenfrequenz des in den bei dieser Ausführungsform verwen­ deten Mikrowellen-Oszillators eingebauten Magnetrons durch eine Änderung mit dem einregelbaren Frequenzbereich im in Fig. 1(G) gezeigten Fenster zusammenfällt. Es ist allgemein bekannt, daß unterschiedliche Magnetrons jeweils unterschied­ liche Mittenfrequenzen haben. Deshalb ist im Fall, daß die Mittenfrequenz des in den verwendeten Mikrowellenoszillator eingebauten Magnetrons 2,46 GHz ist, die in Fig. 1(C) ge­ zeigte Fensterstruktur zur Verwendung geeignet. In ähnlicher Weise ist im Fall der Verwendung eines Mikrowellenoszillators mit einer Mittenfrequenz von 2,43 GHz der Fensteraufbau von Fig. 1(A) zur Verwendung geeignet.

In jedem Fall sollte der Aufbau des Fensters in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Art des zum Einsatz gelangen­ den Mikrowellen-Oszillators gewählt werden.

Beispiel zur Ausbildung einer funktionellen Abscheidungs­ schicht unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung:
Bei diesem Beispiel wurde eine funktionelle Abscheidungs­ schicht auf einem Substrat unter Verwendung der in Fig. 2(B) gezeigten Vorrichtung mit einem Mikrowellen-Eintrittsfenster 2 mit dem Aufbau von Fig. 1(G) unter Verwendung eines Mikro­ wellen-Oszillators mit einer Mittenfrequenz von 2,452 GHz ge­ bildet.

Als Ausgangsmaterialgase kamen Silan und H₂ zum Einsatz.

Das Silan und H₂ wurden durch eine (nicht gezeigte) Gaszu­ fuhreinrichtung in den Schichtbildungsraum 7 jeweils mit Durchsatzmengen von 500 Normal-cm³/min und 200 Normal-cm³/min sowie unter einem Vakuumzustand von 2,66×10^-3 mbar einge­ leitet. Gleichzeitig wurde eine Mikrowellenenergie von 1 kW mit einer Frequenz von 2,45 GHz von der Mikrowellenenergie­ quelle angelegt. Während der Entladung wurde die Reflexion einer Mikrowellenenergie von 100 W festgestellt. Jedoch wurde klar erkannt, daß dies nicht auf das Aluminiumoxidfenster selbst zurückzuführen war, sondern auf die im Schichtbildungsraum erzeugten Plasmen.

Es wurde eine Entladung in einem ausreichend stabilen und stetigen Zustand ausgeführt, wobei sich während der Bildung der Abscheidungsschicht für die Dauer von 1 h die Temperatur des Fensters kaum änderte.

Als Ergebnis der Prüfung einer abgeschiedenen amorphen Sili­ ziumschicht hat sich gezeigt, daß die Abscheidungsgeschwin­ digkeit 15 nm/s war, was etwa das Doppelte im Vergleich mit dem Fall ist, wenn das herkömmliche Mikrowellen-Eintritts­ fenster verwendet wird.

Ferner hat sich als Ergebnis der Bewertung der sich ergeben­ den Abscheidungsschicht gezeigt, daß sie trotz der hohen Ab­ scheidungsgeschwindigkeit erwünschte elektrische Kennwerte hat, nämlich die Dunkelleitfähigkeit von 6×10^-12 S/cm, und das Hell-/Dunkel-Leitfähigkeitsverhältnis lag bei 4 Stellen, die denjenigen eines bekannten erwünschten Verhältnisses vergleichbar sind.

Es ist zu bemerken, daß bei den obigen Ausfühungsformen die Erläuterung sich in der Hauptsache auf das kreisförmige Alu­ miniumoxidfenster mit einem TE₁₁₁-Resonanzwellentyp bezog.

Wenn man die Orte, an denen die Aluminiumplatten oder -blöcke angeordnet werden sollten, auf diejenigen begrenzt, die durch das elektrische Feld im Fenster beeinflußt werden, und wenn die Resonanzbedingungen durch Änderung dessen Verteilung ein­ geregelt werden sollen, so ist es jedoch für den Resonanz­ wellentyp des Fensters nicht notwendig, diesen nur auf den TE₁₁-Wellentyp zu begrenzen. Deshalb ist es möglich, neben den oben erwähnten Wellentypen beispielsweise ein solches kreisförmiges Fenster zu verwenden, das einen TE₀₁-Reso­ nanzwellentyp hat. In diesem Fall werden jedoch die elektri­ schen Felder konzentrisch verteilt, wie Fig. 5 zeigt, so daß die Resonanzfrequenz verschoben wird, wenn die Blöcke in der Mitte und im kreisförmigen Umgebungsbereich dazu angeordnet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann mit Hilfe einer einfachen Tätigkeit, nämlich dem Aufsetzen oder Anordnen einer geeigneten dielektrischen Platte oder eines geeigneten dielektrischen Blocks in passender Weise auf einem Mikro­ wellen-Eintrittsfenster, die Resonanzfrequenz des Mikro­ wellen-Eintrittsfensters in erwünschter Weise verschoben wer­ den, so daß sie mit der Oszillationsfrequenz der Mikro­ wellenenergiequelle übereinstimmt, was eine erhebliche Ver­ minderung des Reflexionsverlusts einer Mikrowelle zum Ergeb­ nis hat. Deswegen besteht die Möglichkeit, in wirksamer Weise Mikrowellenenergie in den Reaktionsraum einzuführen.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen hervorgeht, ist es mit der ein MW-PCVD-Verfahren verwendenden Vorrichtung, bei der ein erfindungsgemäßes Mikrowellen-Eintrittsfenster vorhanden ist, möglich, eine gewünschte Abscheidungsschicht, die aus einem amorphen Material besteht, mit einer hohen Abschei­ dungsgeschwindigkeit auszubilden.

Es wird eine verbesserte Vorrichtung zur Ausbildung einer Schicht mit Hilfe eines chemischen Mikrowellen-Plasma-Ab­ scheidungsverfahrens offenbart, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein für Mikrowellen durchlässiges dielektrisches Ma­ terial als Mikrowellen-Eintrittsfenster verwendet wird und dieses Fenster einen solchen Aufbau hat, daß das dielektri­ sche Material geteilt ist oder zusätzlich mit einem anderen dielektrischen Material kombiniert wird, wodurch es möglich ist, nicht nur die Kennlinie der Resonanzfrequenz zu justieren, sondern auch den elektromagnetischen Resonanz­ wellentyp des Fensters, so daß Resonanz mit der Mikrowellen- Oszillationsfrequenz besteht.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Ausbildung einer Schicht auf einem Substrat (6) mittels eines chemischen Mikrowellenplas­ ma-Abscheideverfahrens, wobei die Vorrichtung
eine im wesentlichen geschlossene, mit einem Substrat­ träger ausgestattete Aufdampfkammer (1),
eine Rohmaterialgas-Zufuhreinrichtung,
eine Absaugeinrichtung und
ein eine Mikrowellenübertragung von einer Mikrowellen- Energiequelle erlaubendes Fenster (2) als Wandbauteil der Aufdampfkammer (1) umfaßt, wobei das Fenster (2) eine Viel­ zahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) aufweist, die in der Mitte des Fensters (2) und in die Richtung der Mikrowellen- Übertragung geschichtet sind und aus einem mikrowellendurch­ lässigen Material mit einer spezifischen Dielektrizitätskon­ stante von mehr als 1,0 bestehen, wodurch das geschichtete Fenster (2) als Mikrowellenresonator wirkt und eine ver­ besserte Mikrowellenübertragung gestattet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem dielektrischen Plat­ tenteil, das auf der obersten Schicht der Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) angeordnet ist und aus einem mikrowellendurchlässigen Material mit einer spezifischen Die­ lektrizitätskonstante von mehr als 1,0 besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einer Vielzahl von auf dem dielektrischen Plattenteil angeordneten dielektrischen Blöc­ ken (13) jeweils mit einem kleinen Radius, die aus einem mi­ krowellendurchlässigen Material mit einer spezifischen Die­ lektrizitätskonstante von mehr als 1,0 bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Vielzahl von sich auf der obersten Schicht der Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) befindenden dielektrischen Plattenteilen, deren Größe kleiner als die der obersten Schicht ist und die aus einem mikrowellendurchlässigen Material mit einer spezifi­ schen Dielektrizitätskonstante von mehr als 1,0 besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einer Vielzahl von auf dem obersten dielektrischen Plattenteil der Vielzahl von dielek­ trischen Plattenteilen angeordneten dielektrischen Blöcken (13) jeweils mit einem kleinen Radius, die aus einem mikro­ wellendurchlässigen Material mit einer spezifischen Dielek­ trizitätskonstante von mehr als 1,0 bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, wobei die Vielzahl von dielektrischen Blöcken (13) derart angeordnet ist, daß sie die elektrischen Kraftlinien der Mikrowellenübertragung schneidet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei jeder der ange­ ordneten Blöcke (13) zwei aufeinandergesetzte, dielektrische Blöcke aufweist.

8. Vorrichtung zur Ausbildung einer Schicht auf einem Substrat (6) mittels eines chemischen Mikrowellenplas­ ma-Abscheideverfahrens, wobei die Vorrichtung
eine im wesentlichen geschlossene, mit einem Substrat­ träger ausgestattete Aufdampfkammer (1),
eine Rohmaterialgas-Zufuhreinrichtung,
eine Absaugeinrichtung und
ein eine Mikrowellenübertragung von einer Mikrowellen- Energiequelle erlaubendes Fenster (2) als Wandbauteil der Aufdampfkammer umfaßt, wobei das Fenster (2) eine Vielzahl von dielektrischen Blöcken (13) aufweist, die in der Mitte des Fensters (2) derart angeordnet sind, daß sie die elektri­ schen Kraftlinien der Mikrowellenübertragung schneiden, wobei jede der Vielzahl von dielektrischen Blöcken (13) einen klei­ nen Radius aufweist und aus einem mikrowellendurchlässigen Material mit einer spezifischen Dielektrizitätskonstante von mehr als 1,0 besteht, wodurch das die Vielzahl von dielektri­ schen Blöcken (13) aufweisende Fenster (2) als Mikrowellenre­ sonator wirkt und eine verbesserte Mikrowellenübertragung ge­ stattet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von die­ lektrischen Blöcken (13) aus demselben mikrowellendurchlässi­ gen Material besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von die­ lektrischen Blöcken (13) aus verschiedenartigen mikrowellen­ durchlässigen Materialien besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von die­ lektrischen Blöcken (13) als Vielzahl von in der Mitte und in der Richtung der Mikrowellenübertragung angeordneten Schich­ ten (9, 10; 9-11; 9-12) angeordnet ist, die aus einem mikro­ wellendurchlässigen Material mit einer spezifischen Dielek­ trizitätskonstante von mehr als 1,0 bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, wobei die Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) aus demselben mikrowellen­ durchlässigen Material besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 12, wobei das mikrowel­ lendurchlässige Material Aluminiumoxid oder Aluminiumoxidke­ ramik ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, wobei die Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) aus verschiedenartigen mi­ krowellendurchlässigen Materialien besteht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 14, wobei eine der ver­ schiedenartigen mikrowellendurchlässigen Materialien Alumini­ umoxid und das andere Quarzglas ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, wobei das die Viel­ zahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) bildende, mikrowellen­ durchlässige Material eine spezifische Dielektrizitätskon­ stante von 10 aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, wobei die Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) verschiedene Dicken auf­ weist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Dicke einer der Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) einer halben Wel­ lenlänge der verwendeten Mikrowelle entspricht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, wobei die Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) kreisförmig ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, wobei die Seitenwand einer der Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) kegel­ förmig ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 11 mit einem auf der obersten Schicht der Vielzahl von Schichten (9, 10; 9-11; 9-12) ange­ ordneten dielektrischen Plattenteil, dessen Größe kleiner als die der obersten Schicht ist und das aus einem mikrowellen­ durchlässigen Material mit einer spezifischen Dielektrizi­ tätskonstante von mehr als 1,0 besteht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei jeder der angeordne­ ten Blöcke (13) zwei aufeinandergesetzte, dielektrische Blöcke aufweist.