Способ обработки или покрытия субстратов и устройство для его осуществления

 

Использование: для экономичного и быстрого снабжения крупноразмерных субстратов покрывающими слоями, которые плотнее и однороднее, чем известные покрытия. Сущность: пригодный для осаждения реакционный газ протекает по покрываемой поверхности и посредством генерируемых в полом волноводе микроволн возбуждается в шнуровую плазму. Для этого используется квадратный в сечении полый волновод, в котором возбуждают две поляризованные перпендикулярно друг к другу стоячие волны, которые смещены относительно друг друга на четверть длины волны. Подвод микроволн к плазме производится через продольную щель, выполненную в одном из ребер волновода. В волноводе расположены два перекрещивающихся микроволновых поляризатора. Поляризатор, смежный с соответствующим подводом, для вводимых по нему микроволн является проницаемым, а поляризатор, удаленный от соответствующего подвода, для вводимых по нему микроволн является непроницаемым. Расстояние между концевой стенкой и соответствующим удаленным от нее поляризатором выбрано из условия образования стоячих волн. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способу обработки или покрытия субстратов, при котором способный к осаждению реакционный газ протекает по покрываемой поверхности и посредством генерируемых в полном проводнике микроволн реакционный газ возбуждается в шнуровую плазму. Изобретение относится также к устройству для осуществления способа, содержащему реакционную камеру для размещения обрабатываемого или покрываемого субстрата, ввод для подачи реакционного газа в реакционную камеру и смежный с реакционной камерой полый волновод, в котором возбуждаются микроволны с длиной волны.

Для улучшения свойств поверхности различных материалов часто используют плазму, которую создают сверхвысокочастотными, высокочастотными или низкочастотными разрядами, а также разрядами постоянного тока. Примерами являются обеспечение пригодности для печати поверхностей синтетических материалов, т. е. целевое изменение характера смачиваемости жидкостями, или покрытие твердым, стойким к царапинам слоем или слоями, которые улучшают оптические и электрические свойства субстрата (системы интерференционных пленок, красочные слои, электропроводящие слои). Во многих случаях важное значение имеет высокая степень равномерности обработки или покрытия в отношении различных свойств, например толщины слоя, пористости, показателя преломления и проводимости. Условием этого является равномерное воздействие плазмы по всей поверхности.

Известен плазменный CVD-способ [1] покрытия большеразмерных плоских субстратов, при котором плазменные электроды располагаются растром над или под покрываемыми поверхностями. Расстояние между двумя соседними плазменными электродами выбирается так, что их плазменные шнуры перекрывают друг друга.

Недостаток такого расположения состоит в том, что излучаемая антеннами микроволновая энергия неравномерно входит в плазму. Кроме того, могут возникнуть интерференционные эффекты излучаемых антеннами волн, что также отрицательно влияет на равномерность.

Известно устройство [2] для образования микроволновой плазмы для обработки субстратов, в котором используется структура волноводов slow wave structure. Но эта конструкция из-за ввода в плазму энергии, снижающейся вдоль волноводной структуры, приводит к образованию неоднородной плазмы.

Известны расположение постоянных магнитов в виде полос и ввод микроволновой энергии для образования шнуровой плазмы посредством продольно ориентированных рупорных антенн [3] В то время как относительное движение субстрата и шнуровой плазмы обеспечивает высокую степень однородности обработки и покрытия в направлении движения, однородность плазмы в направлении шнуров при всех вариантах является недостаточной. Одномерный раствор slow wave structure даже при смещенном расположении двух таких антенн не обеспечивает однородного ввода энергии в плазму.

Кроме недостатков, присущих slow-wave-structure, ЕСР конструкция требует низкого давления процесса. Чтобы обеспечить высокое качество покрытия, требуются насосы с высокой производительностью, чтобы при низком давлении был большой поток откачиваемой массы. Этим обусловлены нежелательные высокие аппаратурные затраты. Повышаются также требования к герметичности использованных субстратных камер. Другой недостаток заключается в том, что требуется много времени, чтобы установить необходимое рабочее давление.

Известны способ образования покрывающих слоев и устройство для осуществления способа [4] в котором над реакционной камерой, в которой находится покрываемый субстрат, располагается форкамера в виде металлической трубы с щелевидным отверстием. В этой форкамере создаются микроволны, возбуждающие в форкамере плазму. Возбуждение введенного в реакционную камеру реакционного газа происходит под действием возбужденных компонентов, которые из плазмы попадают в реакционную камеру. Таким образом, плазма преимущественно находится в форкамере, а не в реакционной камере. Для покрытия большеразмерных субстратов их перемещают перпендикулярно к щелевидному отверстию.

Недостаток такого способа заключается в том, что в результате непрямого возбуждения может быть обеспечена лишь небольшая интенсивность покрытия и реакции. Этот способ менее пригоден, например, для нанесения окисленных и плотных слоев с малой пористостью.

Цель изобретения создать способ и устройство для быстрого и экономичного нанесения слоев покрытия на большеразмерные субстраты. Слои должны быть плотными и однородными в большей степени, чем слои, нанесенные известными способами.

Эта цель достигается тем, что используют квадратный в сечении полый волновод, в котором возбуждают две поляризованные перпендикулярно друг к другу стоячие волны, которые смещены относительно друг друга. Подвод микроволн к плазме производят через продольную щель в ребре волновода.

Нанесенный на субстрат слой является значительно более однородным, чем известные слои, если для образования шнуровой плазмы в полом волноводе возбуждаются две перпендикулярно друг другу поляризованные стоячие волны, которые сдвинуты относительно друг друга на четверть длины волны, а соединение микроволн с плазмой производится через продольную щель (щель связи), расположенную в одном из ребер предпочтительно квадратного полого волновода. Ввод микроволн производится по концам полого волновода.

Применение двух стоячих волн, которые смещены относительно друг друга на четверть длины волны, создает преимущество в том, что узлы одной стоячей волны попадают в пучности другой стоячей волны, поэтому ввод мощности в плазму становится значительно равномернее.

Преимущество использования двух поляризованных волн, направления поляризации которых перпендикулярны друг другу, заключается в том, что не происходит взаимного влияния обеих волн, которые, следовательно, не зависимы друг от друга. Для таких линейной поляризированных волн условия в ребрах квадратного полого волновода одинаковы, поэтому соединительную щель предпочтительно расположить в одном из ребер полого проводника.

В результате ввода микроволн по двум противоположным концам полого волновода падение мощности одной волны, которое происходит вследствие соединения с плазмой в направлении плазменного шнура (и, следовательно, в направлении полого волновода), компенсируется возникающим в этом направлении повышением мощности вводимых с другой стороны волн. Так как падение мощности обеих волн описывается экспоненциальной функцией, которая зависит от затухания, то в центре полого волновода находится минимум мощности, который выражен, однако гораздо слабее, чем в случае известных способов. Это означает, что обеспечивается гораздо большая однородность вдоль полого волновода и, следовательно, однородность воздействующей на субстрат плазмы.

Благодаря тому, что внутреннее пространство полого волновода отделено от реакционной камеры полностью переходит в реакционную камеру, поэтому она находится непосредственно над субстратом. В результате этого достигается высокая степень интенсивности покрытия и реакции. Кроме того, предпочтителен прямой контакт субстрата с плазмой, так как слои характеризуются более высокой плотностью и меньшей пористостью.

Щель связи в одном из ребер полого волновода разрывает потоки j по стенкам полого волновода. В зоне ребра в продольном направлении Х вдоль полого волновода они варьируются в соответствии со следующими уравнениями: j₁=j_o sin(a·x), j₂=j_o'cos(a·x). При этом а=2π/λ_h, где а максимальный поток по стенке полого волновода, λ_h длина волны в полом волноводе, когда обе стоячие волны имеют одну и ту же длину, а в случае стоячих волн с различной длиной среднее длина волны, полученная из значений длины обеих волн. Затухание при этом считается пренебрежимо малым.

П р и м е р 1. Применены два некогерентных излучателя микроволн, которые генерируют две волны с различной длиной λh₁ и λh₂. Предпочтительно длины обеих волн λh₁ и λh₂ отличаются друг от друга меньше чем на один процент. Преимущество этого заключается в том, что отделившиеся от потоков j₁ и j₂ по стенкам частичные мощности Р₁ и Р₂ суммируются в общую мощность Р. Эта общая мощность одинакова по всей длине щели связи, т.е. независима от координаты Х: P=P₁+P₂=P₀ ·sin²(ax)+P₀·cos²(ax)=P₀, где Р₀ максимальная мощность.

Чтобы улучшить заменяемость реакционного газа свежим, в предпочтительном примере осуществления микроволновые генераторы периодически включаются на промежуток времени t_d и отключаются на промежуток времени t_p. Промежуток времени t_d предпочтительно составляет 0,5-2,0 мс, а промежуток времени t_p 1-100 мс.

П р и м е р 2. Используются однотипные когерентные микроволновые генераторы, которые попеременно работают в пульсирующем режиме. Длина волн λh₁ и λh₂ в этом случае одинакова. В течение промежутка времени t_d микроволновые генераторы работают попеременно в пульсирующем режиме, при этом продолжительность импульса t_A является небольшой по сравнению с характеристическим временем реакции, выделения и смены газа в плазме. Предпочтительно продолжительность импульсов t_A находится в диапазоне от одной до ста микросекунд. В этом случае средняя мощность, только имеющая существенное значение для покрытия или плазменной обработки, независима от координаты х. Излучаемые из щели микроволновые поля возбуждают плазму, однородную в одном измерении (направлении х).

В качестве микроволновых частот применяются частоты в диапазоне от 400 до 10 ГГц.

Для обработки или покрытия большеразмерных субстратов их перемещают перпендикулярно щели связи или щель связи перемещают относительно субстрата.

В зависимости от материала субстрата или наносимого на субстрат слоя может быть целесообразным нагрев субстрата. Для других комбинаций материалов может быть предпочтительным охлаждение субстрата во время обработки или покрытия.

Устройство для осуществления способа содержит реакционную камеру для размещения обрабатываемого или покрываемого субстрата. В реакционную камеру входит канал для подачи реакционного газа. Рядом с реакционной камерой расположен полый волновод, прямоугольного, предпочтительно квадратного сечения. Полый волновод с обоих концов закрыт стенками (первая и вторая концевые стенки).

В полом волноводе на расстоянии l₁=λ_h/2(n+1/2) друг от друга расположены два перекрещивающихся микроволновых поляризатора.

Вводы для подачи микроволн расположены между каждой из концевых стенок и соответствующим поляризатором. Так как подаются предпочтительном микроволны типа Н₁₀ и Н₀₁, вводы на боковых стенках полого проводника смещены относительно друг друга на 90^о.

Смежный с соответствующим вводом поляризатор является проницаемым для подаваемых через этот ввод микроволн, а поляризатор, удаленный от этого ввода, является непроницаемым для микроволн, подаваемых через этот ввод. В результате этого получается, что для подаваемых волн между соответствующей концевой стенкой и удаленным от нее поляризатором в полом волноводе образуется объемный резонатор, в котором возникают стоячие волны, если расстояние между соответствующей концевой стенкой и удаленным от нее поляризатором является кратным половине длины волны λh₁ или λh₂ в объемного резонаторе. Чтобы обе стоячие волны были смещены относительно друг друга на λ_h/4, промежуток между концевой стенкой и смежным с ней поляризатором равен λ_h/4 или кратно в нечетное число раз λ_h/4.

Между обоими микроволновыми поляризаторами в продольном ребре полого волновода образована щель связи длиной S и шириной h₁, которая со стороны реакционной камеры перекрывается окном, выполненным из материала, проницаемого для микроволн.

Полное пространственное разделение между полым волноводом и реакционной камерой исключает осаждение материалов покрытия в нежелательных местах. Внутри волновода создается давление предпочтительно 1 бар, чтобы предотвратить нежелательное возбуждение в полом волноводе плазмы.

Чтобы можно было работать с волнами различной длины без необходимости иметь специально подогнанный волновод, поляризатора И/ИЛИ концевые стенки установлены с возможностью перемещения в осевом направлении. Подвижность стенок И/ИЛИ поляризаторов позволяет регулировать волновод в соответствии с длиной вводимых микроволн.

Согласно предпочтительному варианту выполнения степень присоединения к плазме можно варьировать тем, что щель связи выполнена в виде канала связи, имеющего длину λ. Этот канал связи образован тем, что по краям щели расположены ограничительные стенки, проходящие наружу по существу радиально. Длина d тесно связана с длиной λ_h микроволн. Если d= λ_h/4, то присоединение слабое, затухание вдоль волновода. Слабо затухание означает, что падение мощности вдоль щели связи незначительно, поэтому вдоль щели может быть обеспечена хорошая однородность плазмы. Если d=0, что равнозначно удалению ограничительных стенок, то получается сильное присоединение, и следовательно, сильное затухание. Однородность шнуровой плазмы в результате этого ухудшается. Предпочтительно минимальное затухание, означающее, что d должно быть равно λ_h/4. Хотя присоединение является небольшим, но ввод мощности в плазму сравним с сильным присоединением, так как в этом случае повышается качество резонатора. Микроволны пробегают в волноводе много раз из конца в конец, поэтому отдаваемая микроволнами мощность становится по величине такой же, как и при сильном присоединении, при котором, однако микроволны вследствие затухания совершают малое число пробегов в волноводе.

Волновод установлен на металлическом основании, при этом щель связи обращена к основанию. Основание по существу представляет собой металлическую плиту с прорезью, ширина которой соответствует ширине щели связи. После установки волновода ограничительные стенки канала связи соединяются с основанием с обеспечением проводимости. Благодаря этому прерванные потоки по стенкам в зоне щели связи могут распространяться в основании.

Микроволновое окно, которое перекрывает щель или канал связи, заделано в основание и предпочтительно установлено посредством уплотнительных элементов, поэтому внутреннее пространство волновода полностью герметизировано относительно реакционной камеры. Это необходимо, так как давление в волноводе предпочтительно составляет 1000 мбар, тогда как давление в реакционной камере приблизительно на уровне 1 мбар.

Ширина В₂ основания предпочтительно кратна ширине В щели связи. Путем выбора ширины основания устанавливается протяженность плазменной зоны перпендикулярно продольной оси волновода.

Газовый ввод, через который поступают все компоненты реакционного газа, находится в основании сбоку и предпочтительно оканчивается перед микроволновым окном реакционной камеры. Устье газового ввода рассчитано на ширину основания, поэтому реакционный газ поступает точно в ту зону, где возбуждается плазма. Газовый ввод проходит по существу по всей длине щели связи. На стороне, противоположной газовому вводу, находится газовый выход, который также проходит почти по всей длине щели связи. К газовому выходу подключены всасывающие устройства, поэтому постоянно можно подавать новый реакционный газ и производить непрерывное покрытие.

Для покрытия большеразмерных субстратов необходимо перемещать субстрат, или установить с возможностью перемещения волновод с основанием и газовыми вводом и выходом. С помощью устройства можно покрывать также внутреннюю поверхность труб, так как микроволновое устройство настолько компактно, что его можно целиком ввести внутрь трубы. При покрытии или вращается покрываемая труба, или внутрь трубы. При покрытии или вращается покрываемая труба, или вращается микроволновое устройство, а труба неподвижна. В обоих случаях плазма направляется по внутренней стороне покрываемой трубы.

Устройство пригодно также для покрытия несколько изогнутых субстратов. Для этого волновод также выполняется изогнутым в осевом направлении. Для покрытия субстратов, изогнутых в двух измерениях, используется изогнутый в осевом направлении волновод, который установлен с возможностью перемещения по искривленной в соответствии с изгибом субстрата направляющей.

Предпочтительно со стороны субстрата, противоположной волноводу, расположить контрплиту. Роль этой контрплиты состоит в пространственной концентрации используемого для возбуждения микроволнового поля. Контрплита может быть выполнена нагреваемой, благодаря чему покрытие может производиться при высокой температуре.

Для осуществления обоих вариантов способа подводящие магистрали подключаются к двум микроволновым генераторам, которые создают микроволны одинаковой длины или микроволны различной длины. Если используются идентичные микроволновые генераторы, создающие микроволны одинаковой длины, то генераторы в течение промежутка времени t_d включаются с помощью соответствующего дополнительного приспособления попеременно в пульсирующем режиме. Продолжительность импульса t_A находится в диапазоне от одной микросекунды до 100 микросекунд.

На фиг. 1 изображен волновод, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 то же, фрагмент; на фиг.4 полый волновод с основанием и потоками по стенкам; на фиг.5 график электрического поля в зависимости от координаты Х; на фиг. 6 график ввода мощности в зависимости от координаты Х; на фиг.7 два графика вводимой в полый волновод пульсирующей мощности в зависимости от времени; на фиг.8 схема устройства для внутреннего покрытия стеклянных труб.

В данном примере сечение волновода 1 квадратное со стороной а. Общая длина волновода обозначена l₃. На концевых участках волновода 1 предусмотрены микроволновые подводы 7 и 8, которые присоединены к микроволновым генераторам. В данном примере микроволновый подвод 7 выполнен на боковой стенке 32 полого волновода 1. По микроволновому подводу 7 в волновод 1 подается микроволны типа Н₁₀. Двойная стрелка 9 показывает направление поля Н₁₀. Подвод 8 выполнен на боковой стенке 33 волновода 1. По подводу 8 в волновод 1 подаются микроволны типа Н₀₁. Двойная стрелка 10 показывает направление поля Н₀₁.

Концы полого волновода 1 закрыты первой концевой стенкой 2 и второй концевой стенкой 3. Обе стенки 2 и 3 установлены с возможностью перемещения в осевом направлении. Это показано стрелками 11 и 12. Внутри полого волновода 1 установлены два микроволновых поляризатора 4 и 5. Первый поляризатор 4 проницаем для подаваемых по подводу 7 вертикально поляризованных микроволн.

Второй микроволновый поляризатор 5 расположен рядом с подводом 8 и проницаем для подаваемых по этому подводу 8 горизонтально поляризованных микроволн. Расстояние между поляризаторами 4 и 5 составляет l₁= λ_h/2(n+1/2), при этом n целое положительное число.

Поляризатор 4 непроницаем для микроволн типа Н₀₁, которые вводятся по подводу 8. Соответственно поляризатор 5 непроницаем для вводимых по подводу 7 микроволн типа Н₁₀. Расстояние между первой концевой стенкой 2 и вторым поляризатором 5 выбирается таким образом, чтобы образовались стоячие волны между концевой стенкой 2 и поляризатором 5 для типа Н₁₀. Точно так же выбирается расстояние между второй концевой стенкой 3 и первым поляризатором 4 с целью образования стоячих волн для типа Н₀₁. Чтобы обеспечить сдвиг обеих волн на λ_h/4, расстояние между первой концевой стенкой 2 и первым поляризатором 4 или второй концевой стенкой 3 и вторым поляризатором 5 должно быть кратным в нечетное число раз относительно длины волны λ_h/4.

Между двумя поляризаторами 4 и 5 в переднем ребре волновода 1 выполнена щель связи 6, длина которой равна S. Предпочтительно, чтобы щель 6 была несколько короче, чем расстояние между обоими поляризаторами 4 и 5.

На основании 13 установлен волновод 1. Так как щель 6 образована в одном из ребер волновода 1, он опирается своими боковыми стенками 34 и 35 на основание 13, которое выполнено из электропроводящего материала, например из металла. Основание 13 имеет форму плиты, по середине которой выполнена продольная щель, ширина которой по существу соответствует ширине b₁ (фиг.3). Как показано на фиг.2 и 3, полый волновод 1 в зоне щели 6 снабжен выступающими наружу ограничительными стенками 24 и 25, в результате чего образуется канал 26 связи длиной d. Ширина b₁ щели 6 выбирается так, чтобы, с одной стороны, не было пробоя между ограничительными стенками 24 и 25 и, с другой стороны, не создавалось препятствий для волн в осевом направлении.

Щель 6 или канал 26 закрывается относительно расположенной ниже реакционной камеры 31 микроволновым окном 15. Так как ограничительные стенки 24 и 25 должны быть герметично соединены с основанием 13, а внутреннее пространство волновода 1 должно быть вакуумно плотно перекрыто относительно реакционной камеры 31, микроволновое окно 15 устанавливается на уплотнение 19, которые имеются в основании 13. Микроволновое окно 15 заделывается в основание 13 таким образом, чтобы боковые участки 14а и 14b основания охватывали окно 15. Под окном 15 схематично показана зона 18 плазмы. В зону плазмы через газовый ввод 20 подается реакционный газ. Газовый вход 20 расположен в основании 13 сбоку и занимают по существу такую же длину, как и щель 6 связи. На противоположной стороне основания 13 сбоку расположен газовый выход 21. Выход 21 также выполнен щелеобразным и также проходит по всей длине щели 6. Газовый ввод в показанном здесь примере входит непосредственно перед микроволновым окном 15.

Субстрат 17 перемещается в направлении у под щелью 6, то есть зона 18 плазмы проходит над покрываемой поверхностью субстрата 17. Так как зона 18 плазмы однородна в направлении х, а субстрат 17 непрерывно перемещается в направлении у, на субстрат 17 наносится покрытие, однородное в обоих измерениях. Под субстратом 17 предусмотрена контрплита 16, которая при необходимости может быть нагрета. Контрплита 16 также является электропроводной.

Стрелки 22а и 22b на фиг.3 и 4 обозначают потоки по стенкам волновода 1. Потоки 22а и 22b распространяются в металлическом основании 13 вследствие электропроводящего соединения с ограничительными стенками 24 и 25 и образуют потоки 23а и 23b. Эти потоки идут в обход микроволнового окна. Силовые линии электрического поля выходят из боковых участков 14а и 14b и входят в зону 18 плазмы. В зоне 18 плазмы благодаря наличию контрплиты 16 образуется вводимое микроволновое поле, характеризуемое стрелками 36. Таким образом, ширина зоны 18 плазмы по существу определяется шириной b₂ основания 18.

Длина d канала 26 связи выбирается таким образом, чтобы при хорошем присоединении к плазме в осевом направлении обеспечивалась степень однородности. На фиг. 6 представлен ввод мощности вдоль пространственной координаты Х. Кривой а₂ описывается ввод мощности типа Н₁₀, подаваемой по микроволновому подводу 7. Кривая а₁ описывает ввод мощности типа Н₀₁, подаваемой по микроволновому вводу 8. В результате наложения друг на друга обеих кривых а₁ и а₂ получается график, представленный кривой А. Ход кривых А, В и С зависит от параметра d, при этом с возрастанием d падения ввода мощности уменьшается. По этому выбирается d>0 и значение предпочтительно устанавливается между λ_h/8 и λ_h/4.

На фиг.5 представлены две стоячие волны типа Н₁₀ и Н₀₁ в зависимости от пространственной координаты Х. На верхней кривой концевая стенка 2 находится в точке Х= 0, а на нижней кривой концевая стенка 3 находится в точке Х_w. Положение поляризаторов 4 и 5 показано пунктирными линиями. На верхнем графике стоячая волна образуется между стенкой 2 и поляризатором 5, тогда как на нижнем графике стоячая волна образуется между поляризатором 4 и стенкой 3. Обе волны смещены относительно друг друга на четверть длины волны.

Согласно варианту выполнения по микроволновым подводам 7 и 8 можно вводить микроволны одинаковой длины. При таком варианте микроволны пульсируют с временем цикла t_A. На фиг.7 верхний график изображает мощность 1, вводимую по микроволновому подводу 8. Время цикла t_A в обоих случаях одинаково, при этом ввод по подводу 8 происходит тогда, когда не происходит ввод по подводу 7, и наоборот. Чтобы улучшить газообмен в реакционной камере, микроволновые генераторы периодически включают на время t_d и отключают на время t_p. В течение времени t_p отключения свежий реакционный газ вытесняет из реакционной камеры имеющийся газ.

На фиг.8 показан другой вариант выполнения, предназначенный для покрытия изнутри субстрата 17 в виде стеклянной трубы 30. Радиус кривизны основания 13 и микроволнового окна 15 соответствует радиусу кривизны стеклянной трубы. Наносить покрытие можно двумя способами. Волновод 1 может быть расположен неподвижно и вокруг него вращается стеклянная труба 30. Hо можно также установить неподвижно трубу 30 и вращать в ней волновод 1.

В табл. 1 и 2 приведены размеры волновода и параметры процесса для покрытия TiO₂.

Формула изобретения

1. Способ обработки или покрытия субстратов, включающий протекание пригодного к осаждению реакционного газа по покрываемой поверхности и посредством генерируемых в полом волноводе микроволн возбуждение в шнуровую плазму, отличающийся тем, что используют квадратный в сечении полый волновод, в котором возбуждают две поляризованные перпендикулярно одна к другой стоячие волны с длиной которые смещены относительно одна другой на четверть длины, причем подвод микроволн к плазме производят через продольную щель, выполненную в ребре полого волновода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генерируют две волны с различной длиной 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что создают две волны с длинами волн, отличающиеся одна от другой меньше чем на 1% 4. Способ по одному из пп. 1 3, отличающийся тем, что микроволны создают с помощью микроволновых генераторов, при этом микроволновые генераторы для улучшения газообмена периодически включают на период времени t_d и отключают на период времени t_p.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что микроволновые генераторы формируют две волны одинаковой длины и в течение времени t_d работают попеременно в пульсирующем режиме, причем продолжительность t_a импульса поддерживают небольшой по сравнению с характеристическим временем реакции выделения и смены газа в плазме.

6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что время включения t_d выбирают в диапазоне 0,5 2 мс, за время отключения t_p и время импульса t_a в диапазоне 1 100 мс.

7. Способ по п. 5 или 6, отличающийся тем, что микроволновые генераторы периодически включаются в течение времени t и выключаются в течение времени t и создают микроволны с одинаковой длиной волны, причем микроволновые генераторы во время периода времени t создают пульсацию со временем импульса 1 мс, меньше или равно 100 мс так, что мощность одного из генераторов снижается тогда, когда другой выключается, и наоборот.

8. Способ по одному из пп. 1 7, отличающийся тем, что ввод микроволновой энергии производят в концах полого волновода.

9. Способ по одному из пп. 1 8, отличающийся тем, что используют микроволны с частотой в диапазоне от 400 МГц до 101 Гц.

10. Способ по одному из пп. 1 8, отличающийся тем, что субстрат во время покрытия или обработки перемещают перпендикулярно к продольной щели или продольную щель перемещают относительно субстрата.

11. Способ по одному из пп. 1 10, отличающийся тем, что субстрат нагревают.

12. Способ по одному из пп. 1 10, отличающийся тем, что субстрат во время обработки или покрытия охлаждают.

13. Устройство для обработки или покрытия субстратов, содержащее реакционную камеру для размещения обрабатываемого или покрываемого субстрата, ввод для подачи реакционного газа в реакционную камеру и смежный с реакционной камерой полый волновод, в котором возбуждаются микроволны с длиной волны и , отличающееся тем, что оно снабжено первой концевой стенкой 2 и второй концевой стенкой 3, размещенными по обеим концам полого волновода, двумя перекрещивающимися микроволновыми поляризаторами 4 и 5, расположенными в полом волноводе на расстоянии друг от друга, и подводами 7 и 8 для ввода микроволн, расположенными между каждой концевой стенкой 2,3 и соответствующими смежным с нею поляризатором 4,5, причем поляризатор 4,5, смежный с соответствующими подводом 7,8 для вводимых по нему микроволн, является проницаемым, а удаленный от соответствующего подвода 7,8 для вводимых по нему микроволн является непроницаемым, расстояние между концевой стенкой 2,3 и соответствующим удаленным от нее поляризатором 4,5 выбрано из условия образования стоячей волны, а полый волновод 1 имеет квадратное сечение, причем в одном из его продольных ребер в зоне между поляризаторами 4,5 выполнена щель 6 связи длиной S и шириной B₁, которая со стороны реакторной камеры закрыта окном 15, выполненным из проницаемого для микроволн материала.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что концевые стенки 2,3 и/или поляризаторы 4,5 установлены с возможностью перемещения в осевом направлении.

15. Устройство по п. 13 или 14, отличающееся тем, что для образования канала 26 связи длиной d на полом волноводе 1 по краям щели 6 расположены ограничительные стенки 24, 25, проходящие радиально наружу.

16. Устройство по одному из пп. 13 15, отличающееся тем, что длина d выбирается в диапазоне 0 ≅ d ≅ λ_n/4. 17. Устройство по одному из пп. 13 16, отличающееся тем, что полый волновод 1 установлен на металлическом основании 13, которое соединено с ограничительными стенками 24, 25 с обеспечением электропроводимости.

18. Устройство по одному из пп. 13 17, отличающееся тем, что микроволновое окно 15 заделано в основании 13.

19. Устройство по одному из пп. 13 18, отличающееся тем, что ширина B₂ основания 13 составляет величину, кратную ширине B₁щели 6.

20. Устройство по одному из пп. 13 19, отличающееся тем, что ввод 20 для газа расположен на основании 13 сбоку и входит в реакционную камеру 31 перед микроволновым окном 15.

21. Устройство по одному из пп. 13 20, отличающееся тем, что субстрат 17 или полый волновод 1 с основанием 13 и газовым вводом 20 установлены подвижно.

22. Устройство по одному из пп. 13 21, отличающееся тем, что со стороны субстрата 17, противоположной волноводу 1, расположена контрплита 16.

23. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что контрплита 16 является нагреваемой.

24. Устройство по одному из пп. 13 23, отличающееся тем, что оба подвода 7,8 присоединены к двум микроволновым генераторам 27, 28.

25. Устройство по одному из пп. 13 24, отличающееся тем, что для внутреннего покрытия трубы 30 полый волновод 1 с основанием 13 и газовым вводом 20 расположены на внутренней стенке вращающейся трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10