"化学気相成長により合成ダイヤモンド材料を製造するマイクロ波プラズマ反応器であって、前記マイクロ波プラズマ反応器は、周波数fのマイクロ波を発生させるよう構成されたマイクロ波発生器を含み、底部、頂板及び前記底部から前記頂板まで延びる側壁を備えていて、マイクロ波共振モードを支える空胴共振器を構成するプラズマチャンバを含み、前記空胴共振器は、前記底部から前記頂板まで延びる中心対称回転軸線を有し、前記頂板は、前記中心対称回転軸線を横切って設けられ、前記マイクロ波発生器からのマイクロ波を前記プラズマチャンバ中に送り込むマイクロ波結合構造体を含み、プロセスガスを前記プラズマチャンバ中に送り込んで前記プロセスガスを前記プラズマチャンバから除去するガス流システムを含み、前記プラズマチャンバ内に設けられると共に使用中に前記合成ダイヤモンド材料を析出させるべき基板を支持する支持面を備えた基板ホルダを含み、前記空胴共振器は、前記プラズマチャンバの前記底部から前記頂板まで測定して、前記底部を前記頂板との間で前記周波数fにおいてTM011共振モードを支える高さを有するよう構成され、前記空胴共振器は、更に、前記底部から測定して前記空胴共振器の前記高さの50未満の高さ位置で測定して、前記空胴共振器の高さと前記空胴共振器の直径の比が0.3~1.0である条件を満たす直径を有するよう構成されている、マイクロ波プラズマ反応器。前記底部から測定した前記空胴共振器の前記高さは、400MHz~500MHz、800MHz~1000MHz又は2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fでは、TM011共振モードを支えるよう選択されている、請求項1記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器の高さと直径の前記比は、0.4~0.9又は0.5~0.8である、請求項1又は2記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記プラズマチャンバの前記底部から前記頂板まで測定した前記空胴共振器高さは、400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fでは、300mm~600mm、300mm~500mm若しくは400mm~500mm、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数fでは、150mm~300mm、150mm~250mm若しくは200mm~250mm、又は2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fでは、50mm~110mm、50mm~90mm若しくは70mm~90mmである、請求項1~3のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器直径は、400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fでは、400mm~1000mm、500mm~900mm若しくは600mm~800mm、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数fでは、200mm~500mm、250mm~450mm若しくは300mm~400mm、又は2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fでは、70mm~180mm、90mm~160mm若しくは110mm~150mmである、請求項1~4のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器の容積は、400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fでは、0.018m3~0.530m3、0.062m3~0.35m3、0.089m3~0.270m3若しくは0.133m3~0.221m3、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数fでは、0.002m3~0.06m3、0.007m3~0.04m3、0.01m3~0.03m3若しくは0.015m3~0.025m3、又は2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fでは、9.8×105m3~2.9×103m3、3.4×104m3~1.96×103m3、4.9×104m3~1.47×103m3若しくは7.35×104m3~1.23×103m3である、請求項1~5のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器は、円筒形である、請求項1~6のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器の上方部分は、前記空胴共振器の下方部分よりも大きな直径を有し、前記空胴共振器の前記上方部分は、使用中における前記空胴共振器の前記上方部分内の高電場最大振幅を少なくとも部分的になくす少なくとも1つの二次マイクロ波モードを支えるよう構成されている、請求項1~6のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器の下方直径と上方直径の比は、0.4を超え且つ1未満であり、前記下方直径は、前記底部から測定して前記空胴共振器の前記高さの50未満の高さのところで測定され、前記上方直径は、前記底部から測定した前記空胴共振器の前記高さの50を超える高さのところで測定されている、請求項8記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記比は、0.5~0.9、0.6~0.9又は0.7~0.8である、請求項9記載のマイクロ波プラズマ反応器。400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fでは、前記下方直径は、400mm~900mm、500mm~900mm、600mm~800mm若しくは650mm~800mmであり、前記上方直径は、600mm~1000mm、700mm~1000mm、700mm~900mm若しくは800mm~900mmであり、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数fでは、前記下方直径は、200mm~450mm、250mm~450mm、300mm~400mm若しくは330mm~400mmであり、前記上方直径は、300mm~500mm、350mm~500mm、350mm~450mm若しくは400mm~450mmであり、又は2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fでは、前記下方直径は、70mm~160mm、90mm~160mm、100mm~150mm若しくは120mm~150mmであり、前記上方直径は、100mm~200mm、120mm~200mm、130mm~170mm若しくは150mm~170mmである、請求項9又は10記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器は、使用中において前記空胴共振器内に生成されたプラズマにさらされるよう構成された内壁を有し、前記内壁は、前記空胴共振器内の前記内壁の全表面積の少なくとも75、80、85、90又は95を占める金属製の表面を有する、請求項1~11のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記金属製表面は、アルミニウム又はアルミニウムの重量で少なくとも80、90、95又は98を含むアルミニウム合金で作られている、請求項12記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記内壁の一部分は、1つ又は数個の区分の状態で形成された環状誘電体窓によって形成され、前記環状誘電体窓は、前記空胴共振器内の前記内壁の全表面積の25以下、20以下、15以下、10以下又は5以下を占める、請求項12又は13記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記マイクロ波プラズマ反応器は、導電性表面を更に有し、前記導電性表面は、前記導電性表面を備えていないとした場合の対応のプラズマチャンバ内に存在する高電場最大振幅領域上で前記プラズマチャンバ内に配置されている、請求項1~14のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記導電性表面は、円錐の形をしている、請求項15記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記円錐形導電性表面は、丸形先端部を有する、請求項15記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記円錐形導電性表面は、前記プラズマチャンバ内に環状凹部を形成し、前記環状誘電体窓は、前記凹部内に設けられている、請求項16又は17記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記空胴共振器は、使用において1000以下、500以下、200以下、100以下、80以下、50以下、30以下又は20以下のQファクタを有するよう構成されている、請求項1~18のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記マイクロ波結合構造体は、マイクロ波を前記プラズマチャンバ中に誘導結合するよう構成されている、請求項1~19のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。前記ガス流システムは、前記基板ホルダに対向して設けられていて、使用中、プロセスガスを前記基板に向かって噴射する1つ又は2つ以上の入口ノズルを含む、請求項1~20のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器。化学気相成長により合成ダイヤモンド材料を製造するマイクロ波プラズマ反応器であって、前記マイクロ波プラズマ反応器は、底部、頂板及び前記底部から前記頂板まで延びる側壁を備えていて、マイクロ波共振モードを支える空胴共振器を構成するプラズマチャンバを含み、前記空胴共振器は、前記底部から前記頂板まで延びる中心対称回転軸線を有し、前記頂板は、前記中心対称回転軸線を横切って設けられ、マイクロ波発生器からのマイクロ波を前記プラズマチャンバ中に送り込むマイクロ波結合構造体を含み、プロセスガスを前記プラズマチャンバ中に送り込んで前記プロセスガスを前記プラズマチャンバから除去するガス流システムを含み、前記プラズマチャンバ内に設けられると共に使用中に前記合成ダイヤモンド材料を析出させるべき基板を支持する支持面を備えた基板ホルダを含み、前記空胴共振器は、前記プラズマチャンバの前記底部から前記頂板まで測定して、400MHz~500MHz、800MHz~1000MHz又は2300MHz~2600MHzの周波数では、前記底部と前記頂板との間にTM011共振モードを支える高さを有するよう構成され、前記空胴共振器は、更に、前記底部から測定して前記空胴共振器の前記高さの50未満の高さ位置で測定して、前記空胴共振器の高さと前記空胴共振器の直径の比が0.3~1.0である条件を満たす直径を有するよう構成されている、マイクロ波プラズマ反応器。化学気相成長法を用いて合成ダイヤモンド材料を製造する方法であって、請求項1~22のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器を用意するステップと、基板を前記基板ホルダ上に配置するステップと、マイクロ波を前記プラズマチャンバ中に送り込むステップと、プロセスガスを前記プラズマチャンバ中に送り込むステップと、前記基板上に合成ダイヤモンド材料を形成するステップとを含む、方法。空胴共振器の直径と基板の直径の比は、1.5~5.0、2.0~4.5又は2.5~4.0であり、前記空胴共振器直径は、前記空胴共振器の高さの50未満、40未満、30未満又は20未満の高さのところで測定される、請求項23記載の方法。前記基板直径は、400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fに関し、165mm~415mm、185mm~375mm、205mm~375mm、205mm~330mm若しくは240mm~330mmであり、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数fに関し、80mm~200mm、90mm~180mm、100mm~180mm、100mm~160mm若しくは115mm~160mmであり、又は2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fに関し、30mm~75mm、33mm~65mm、37mm~65mm、37mm~58mm若しくは42mm~58mmである、請求項24記載の方法。前記マイクロ波プラズマ反応器を逆さまにし、前記基板を支持した前記プラズマチャンバの底部が地面に対して前記プラズマチャンバの上壁を形成する、請求項23~25のうちいずれか一に記載の方法。上述の説明及び本明細書において言及した先行技術に照らして、CVDダイヤモンド合成分野において、広い領域にわたって一様なCVDダイヤモンド成長を達成するために大面積基板/ホルダの表面を横切って一様且つ安定性のある大面積プラズマを生じさせることがCVDダイヤモンド合成分野において周知の目的であり、この目的を達成しようとする多種多様なプラズマチャンバ設計例及び電力結合構造体が当該技術分野において提案されていることは明らかであろう。しかしながら、大きなCVD成長面積、良好な一様性、高い成長速度、良好な再現性、良好な電力効率及び/又は低製造費を提供するために先行技術の構成を改良することが目下の要望である。本発明の或る特定の実施形態の目的は、この目下の要望に応えることにある。本発明の第1の実施形態によれば、化学気相成長により合成ダイヤモンド材料を製造するマイクロ波プラズマ反応器であって、マイクロ波プラズマ反応器は、周波数fのマイクロ波を発生させるよう構成されたマイクロ波発生器を含み、底部、頂板及び底部から頂板まで延びる側壁を備えていて、マイクロ波共振モードを支える空胴共振器を構成するプラズマチャンバを含み、空胴共振器は、底部から頂板まで延びる中心対称回転軸線を有し、頂板は、中心対称回転軸線を横切って設けられ、マイクロ波発生器からのマイクロ波をプラズマチャンバ中に送り込むマイクロ波結合構造体を含み、プロセスガスをプラズマチャンバ中に送り込んでプロセスガスをプラズマチャンバから除去するガス流システムを含み、プラズマチャンバ内に設けられると共に使用中に合成ダイヤモンド材料を析出させるべき基板を支持する支持面を備えた基板ホルダを含み、空胴共振器は、プラズマチャンバの底部から頂板まで測定して、底部を頂板との間で周波数fでTM011共振モードを支える高さを有するよう構成され、空胴共振器は、更に、底部から測定して空胴共振器の高さの50未満の高さ位置で測定して、空胴共振器の高さと空胴共振器の直径の比が0.3~1.0である条件を満たす直径を有するよう構成されていることを特徴とするマイクロ波プラズマ反応器が提供される。本発明の第2の実施形態によれば、化学気相成長により合成ダイヤモンド材料を製造するマイクロ波プラズマ反応器であって、マイクロ波プラズマ反応器は、底部、頂板及び底部から頂板まで延びる側壁を備えていて、マイクロ波共振モードを支える空胴共振器を構成プラズマチャンバを含み、空胴共振器は、底部から頂板まで延びる中心対称回転軸線を有し、頂板は、中心対称回転軸線を横切って設けられ、マイクロ波発生器からのマイクロ波をプラズマチャンバ中に送り込むマイクロ波結合構造体を含み、プロセスガスをプラズマチャンバ中に送り込んでプロセスガスをプラズマチャンバから除去するガス流システムを含み、プラズマチャンバ内に設けられると共に使用中に合成ダイヤモンド材料を析出させるべき基板を支持する支持面を備えた基板ホルダを含み、空胴共振器は、プラズマチャンバの底部から頂板まで測定して、400MHz~500MHz、800MHz~1000MHz又は2300MHz~2600MHzの周波数では、底部と頂板との間にTM011共振モードを支える高さを有するよう構成され、空胴共振器は、更に、底部から測定して空胴共振器の高さの50未満の高さ位置で測定して、空胴共振器の高さと空胴共振器の直径の比が0.3~1.0である条件を満たす直径を有するよう構成されていることを特徴とするマイクロ波プラズマ反応器が提供される。本発明の第3の実施形態によれば、化学気相成長法を用いて合成ダイヤモンド材料を製造する方法であって、請求項1~22のうちいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ反応器を用意するステップと、基板を基板ホルダ上に配置するステップと、マイクロ波をプラズマチャンバ中に送り込むステップと、プロセスガスをプラズマチャンバ中に送り込むステップと、基板上に合成ダイヤモンド材料を形成するステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。本発明の良好な理解を得るため且つ本発明をどのように具体化するかを示すために、今、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明するが、かかる実施形態は例示に過ぎない。本発明者は、次の有利な技術的作用効果、即ち、大面積CVDダイヤモンド成長、成長領域全体にわたる良好なCVDダイヤモンド一様性、高い成長速度、良好な再現性、良好な電力効率及び/又は低生産費のうちの1つ又は2つ以上の実現を試みてかかる技術的作用効果を達成するために多数の反応器設計基準を検討した。設計基準としては、1共振モード及びチャンバ幾何学的形状、2マイクロ波結合構造体、誘電体窓形状及び配置場所及び3反応器チャンバ内に生成されるプラズマを安定化する構成が挙げられる。以下において、これら設計基準について説明する。共振モード及びチャンバ幾何学的形状本発明の或る特定の実施形態は、広い領域にわたって一様なCVDダイヤモンド成長を達成するために一様で安定性のある大面積プラズマを生成するために比較的小さな直径を有するプラズマ反応器チャンバを用いるのが有利であるという見た目の直感に反する知見に基づいている。本発明者は、大径チャンバが幾つかの共振モード、又は確かに多くの共振モードを支えることができるということに注目した。さらに、これらモードは互いに相互作用することができるということに注目した。本発明者は、弱い相互作用であっても、これが問題であると考えている。寄生モードが主共振モードの数パーセントであってもこれについて存在する場合、プラズマの一様性を乱すのに十分である場合がある。本発明者は、プラズマチャンバの直径が大きすぎる場合、これによりプラズマの安定性が貧弱になる場合があり、プラズマがジャンプする傾向があるということを見出した。しかしながら、他方、チャンバ直径が小さすぎるようになった場合、プラズマは、圧縮状態になって基板を横切って非一様になる。さらに、本発明者は、特定の比較的小径範囲内に形成された空胴共振器以下、単に空胴という場合があるにより基板のところに局所的な高次非対称モードの生成を可能にし、それにより基板の頂部コーナー部のところに極めて強力な半径方向E場を形成することなく、基板を横切るE場を一様にすることができると考えている。注目されるべきこととして、これら局所高次非対称モードは、チャンバを横切って全体として支えられると共に望ましくないことに空胴共振器の一次マイクロ波モードを阻害する上述の破壊的寄生モードとは異なっている。さらに又、本発明者は、比較的低いQファクタを有する空胴共振器を提供することが有利であると考えている。空胴共振器のQファクタは、1サイクル当たりのエネルギー貯蔵/エネルギー散逸比である。本発明者は、CVDダイヤモンド合成に関し、使用中における即ち、プラズマがプラズマチャンバ内に存在している状態でプラズマチャンバのQファクタが比較的に低くあるべきである例えば、1000未満、500未満、200未満、100未満、80未満、50未満、30未満又は20未満と考えている。すなわち、空胴共振器は、共振性が弱く且つ減衰度が高く、エネルギー損失度が高い。かかる空胴共振器は、これらが共振する周波数範囲が広く、かくして広い帯域幅で動作する。チャンバの容積並びにプラズマの体積及び導電性を変更することによりQファクタを変更するのが良い。大きな空胴中の小さく且つ弱い導電性プラズマは、小さな空胴内の大容積プラズマよりも高いQファクタを有すると見込まれる。したがって、プラズマ体積の大きい小さい空胴は、この追加の理由で好ましいと考えられる。この条件は、比較的小さな直径のプラズマチャンバを提供することによって最も容易に達成できるというのは、定常マイクロ波を支えるのに空胴の高さを選択しなければならないからである。マイクロ波空胴のQファクタは、幾つかの理由で重要であると言える。第1に、マイクロ波源は、周波数スペクトルにわたって電力を生じさせ、源ごとで異なる。反応器が整合ネットワークに対してなんら他の調整を行わないでその周波数範囲全体にわたって動作することができるようにするためには低Qファクタが有利な場合があることが明らかである。第2に、プラズマそれ自体は、共振周波数及びチャンバのその無負荷状態からの整合に影響を及ぼす。というのは、弱電離状態のプラズマであってもかかるプラズマの複素誘電率が非電離ガスの複素誘電率とは異なっているからである。最適には、整合ネットワークに対して調整を行う必要なく、プラズマを空洞内で励起させることができる妥協策を見出す必要がある。というのは、整合ネットワークは、通常動作中に設定されるからである。第3に、高Q空胴及び整合ネットワークは、周波数につれて反射相及び反射の大きさに大幅な変化を示すことになる。このことは、源周波数がどれほど大きな電力がプラズマ中に結合されるかを決定する上で重要になることを意味している。源の周波数の変化は、様々な理由で起こる場合があり、高Q空胴は、製造公差の僅かな違いについても許容度が小さい。上述のことを念頭に置いて、本発明者は、以下の有利な技術的作用効果を提供するためには比較的小さい直径の空胴を用いることが有利であると考えている。iチャンバ内の共振モード純度を向上させると共にCVDダイヤモンド合成に必要な長時間にわたる動作中、多くのモード相互間の複雑な相互作用を回避すること。例えば、小径チャンバは、好ましくない高次モードを刺激するCVDダイヤモンド成長面中の僅かな温度不安定性の問題を軽減することができる。ii特定の比較的小径範囲内で形成される空胴は、基板のところに局所的な高次非対称モードの生成を可能にし、それにより基板の頂部コーナー部のところに極めて強力な半径方向E場を形成することなく、基板を横切るE場を一様にすることができると考えられる。iii比較的低いQファクタを有する小径空胴は、開始及び調整が容易であり、マイクロ波源周波数の変動の影響をそれほど受けない。かかる比較的小径の空胴は又、プラズマ不安定性をもたらすチャンバ内で生じる複雑且つ相互作用ガス対流の問題を緩和するのに役立つ。すなわち、本発明者は、小径空胴がプラズマチャンバ内でプラズマチャンバ内のガス流とマイクロ波電力の両方の面で制御システムに簡単さと容易さを提供し、その結果、広い領域にわたって一様なCVDダイヤモンド成長を達成するために一様で安定した大面積プラズマを生成して維持することができると考えている。それと同時に、空胴の直径は、プラズマが圧縮状態になると共に基板を横切って非一様になるほど小さくあるべきではない。したがって、上述の要件を満たすためにチャンバが実際に備えなければならない形状及び寸法がどのようなものかについての疑問が残る。上述の説明に関し、チャンバの形状及び寸法は、iマイクロ波の周波数、ii所望の定常波モード及びiiiチャンバについての所望のQファクタで決まるであろう。マイクロ波周波数に関し、英国で用いられている発電機の標準周波数が2つ存在し、即ち、2450MHz及び896MHzであるヨーロッパ大陸、アメリカ大陸及びアジア大陸では、低周波数標準は、915MHzであり、オーストラリアでは、低周波数標準は、922MHzである。周波数2450MHzから896MHzに2.7分の1にすることにより、モード構造が所与の場合、CVD析出直径について次数2.7のスケールアップが可能である。したがって、低標準周波数は、大面積析出にとって好ましい。他の許容帯域の選択、例えば433MHzも又可能である。幾つかの点において、例えば433MHzの低周波数が大面積CVDダイヤモンド析出を達成する上で有利である。かくして、周波数を896MHzから433MHzに2.07分の1にすることにより、CVD析出直径について2.07の次数のスケールアップが可能である。所望のモードに関し、基板のところ又はすぐ上のところに電場のEZ成分の集中箇所最大振幅箇所を作ってこの領域にプラズマを活性化することが望ましいので、横電場モードではなく横磁場モードを用いることが好ましいと考えられる。というのは、横電場モードは、伝搬方向に対して横方向に差し向けられた導電性表面のところに高電場を軸対称に発生させることができないからである。TM011モードを用いることが有利であることが判明した。というのは、かかるTM011モードは、ダイヤモンドCVDプラズマ反応器内に実現可能に使用できる最もコンパクトな小さいモードであることが判明したからである。TM011定常波は、ノードがチャンバの中央に位置し、最大振幅が基板上のチャンバの底部のところに位置すると共に最大振幅がチャンバの頂部のところに位置した状態で半波長であるよう形成できる。この低次モードは、高次モードの周波数分離と比較して、他のモードへの広い周波数分離を行うことができ、かくして互いに異なるモード相互間のホッピングの恐れを減少させることができるという追加の利点を有する。したがって、TM011モードは、この理由でモード純度及び安定性の点においても有利であることが判明した。TM011モードに関し、上述の説明を考慮に入れると、合成ダイヤモンド材料を製造するマイクロ波プラズマ反応器は、周波数fのマイクロ波を発生させるよう構成されたマイクロ波発生器を含むのが良く、底部、頂板及び底部から頂板まで延びる側壁を備えていて、マイクロ波共振モードを支える空胴共振器を構成するプラズマチャンバを含むのが良く、空胴共振器は、底部から頂板まで延びる中心対称回転軸線を有し、頂板は、中心対称回転軸線を横切って設けられ、マイクロ波発生器からのマイクロ波をプラズマチャンバ中に送り込むマイクロ波結合構造体を含むのが良く、プロセスガスをプラズマチャンバ中に送り込んでプロセスガスをプラズマチャンバから除去するガス流システムを含むのが良く、プラズマチャンバ内に設けられると共に使用中に合成ダイヤモンド材料を析出させるべき基板を支持する支持面を備えた基板ホルダを含むのが良く、空胴共振器は、プラズマチャンバの底部から頂板まで測定して、底部を頂板との間で周波数fにおいてTM011共振モードを支える高さを有するよう構成され、空胴共振器は、更に、底部から測定して空胴共振器の高さの50未満、40未満、30未満、20未満又は10未満の高さ位置で測定して、空胴共振器の高さと空胴共振器の直径の比が0.3~1.0である条件を満たす直径を有するよう構成されている。かかる設計は、CVDダイヤモンド合成のための他の構成よりも大きく且つ一様なプラズマを生成する上で有用であることが判明した。上述した反応器を用いると、直径150mmオーダの基板を一様なプラズマで覆い、それにより早い成長速度で領域全体にわたって極めて高品質で一様なCVDダイヤモンド材料を形成することができるということが判明した。驚くべきこととして、多種多様で且つ大抵の場合複雑な反応器設計と比較して、本明細書において説明した外観上コンパクトで且つ単純な設計は、CVDダイヤモンド合成にとって有利であることが判明した。さらに、本発明は、広い領域にわたって高品質且つ一様なCVDダイヤモンド成長を達成する目的を達成しようとして複雑な幾何学的形状を有する大きなプラズマチャンバの使用に関心が向いていたこの分野における当業者によって採用される全体的方向とは完全に逆である。例えば、シルヴァ等に記載されている先行技術の反応器だけがTM011モードの使用、即ち第2世代のASTEX反応器を開示している。本発明の設計による反応器は、2つの重要な特徴、即ち、iTM011モードが空胴共振器の底部と頂板との間で第2世代のASTEX設計例の場合のように基板テーブルと頂板との間ではなく支えられるものと定義されていること及びii空胴共振器の少なくとも下方部分の空胴共振器直径が、空胴共振器高さと空胴共振器直径の比が0.3~1.0であるような条件を満たすことこれにより、空胴共振器の直径がTM021モードを支えるよう設計された側方に延びる部分を有する非常に幅の広いチャンバを有するASTEX設計とは対照的に比較的幅が狭いことが必要であるによって第2世代のASTEX反応器とは区別される。したがって、ASTEX設計は、TM011モードがプラズマチャンバの底部と頂板との間で支えられる幅の狭いコンパクトな空胴共振器を形成する本発明の実施形態の技術的思想とは完全に異なっている。本発明の或る特定の実施形態では、次の有利な特徴、即ち、iプラズマチャンバ内の共振モード純度が向上し、それによりCVDダイヤモンド合成に必要な長時間にわたる動作中、多くのモード相互間の複雑で制御できない相互作用が制限されること、ii基板の頂部コーナー部のところに極めて強力な半径方向E場を形成することなく、基板を横切るE場を一様にする基板のところの局所的な高次非対称モードの生成に関する制御が向上すること、iiiガス流制御が向上すること例えば、小さい簡単な設計のチャンバは、非一様なCVDダイヤモンド成長をもたらすチャンバ内の好ましくない対流を減少させることができる及びiv始動及び調整能力が向上すること例えば、低Qファクタ空胴共振器を提供することによってを提供することが判明した。最初の3つのポイントは、広い領域にわたって高品質の一様なCVDダイヤモンド成長を達成する上で重要であると考えられ、最後のポイントは、堅牢な工業プロセスを提供する上で重要である。オプションとして、空胴共振器高さと空胴共振器直径の比は、0.4~0.9又は0.5~0.8である。例えば、プラズマチャンバの底部から頂板まで測定した空胴共振器高さは、150mm~300mm、150mm~250mm又は200mm~250mmであるのが良い。さらに、オプションとして、空胴共振器直径は、200mm~500mm、250mm~450mm又は300mm~400mmであるのが良い。これら寸法は、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数での動作のために特に好ましい。しかしながら、空胴共振器高さと空胴共振器直径の比が上述の制限の範囲内にあるようにするための上述の要件は、別の動作周波数、例えば400MHz~500MHz又は2300MHz~2600MHzの動作周波数についても当てはまる。したがって、空胴共振器は、プラズマチャンバの底部から頂板まで測定して、底部と頂板との間のほぼ円筒形のTM011共振モードをマイクロ波発生器の周波数fの±50MHz内の周波数で支える高さを有するよう構成されるのが良い。2300MHz~2600MHzの動作周波数の場合、プラズマチャンバの底部から頂板まで測定した空胴共振器高さは、50mm~110mm、50mm~90mm又は70mm~90mmであるのが良い。この動作周波数における空胴共振器直径は、70mm~180mm、90mm~160mm又は110mm~150mmであるのが良い。400MHz~500MHzの動作周波数に関し、プラズマチャンバの底部から頂板まで測定した空胴共振器高さは、300mm~600mm、300mm~500mm又は400mm~500mmであるのが良い。この動作周波数における空胴共振器直径は、400mm~1000mm、500mm~900mm又は600mm~800mmであるのが良い。一構成例では、空胴共振器は、円筒形である。すなわち、空胴共振器の側壁は、底部から頂板までのその高さの大部分にわたって例えば、50を超え、60を超え、70を超え、80を超え、90を超え又は95を超える実質的に一様な直径を有する。これは、基板ホルダが設けられるプラズマチャンバの下方部分内の複雑なマルチモード相互作用の恐れを生じさせる大きく漸変する直径を有するASTEX構成とはかなり異なる。変形例として、プラズマチャンバの側壁は、使用中における空胴共振器の上方部分内の高電場最大振幅の強度を減少させるために空胴共振器の高さの50を超える高さのところで空胴共振器の少なくとも上方部分内の空胴共振器の頂板に向かって外方にテーパしていても良い。この場合も又、これは、プラズマチャンバの下方部分に大きな直径を有すると共にプラズマチャンバの上方部分内に小さい直径を有するASTEX形態とはかなり異なっている。本発明の変形構成例では、空胴共振器の下方直径と上方直径の比は、0.4を超え且つ1未満であるのが良く、下方直径は、底部から測定して空胴共振器の高さの50未満の高さのところで測定され、上方直径は、底部から測定した空胴共振器の高さの50を超える高さのところで測定される。オプションとして、比は、0.5~0.9、0.6~0.9又は0.7~0.8であるのが良い。例えば、下方直径は、200mm~450mm、250mm~450mm、300mm~400mm又は330mm~400mmであるのが良く、上方直径は、300mm~500mm、350mm~500mm、350mm~450mm又は400mm~450mmであるのが良い。これら寸法は、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数での動作に特に好ましい。400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fに関し、下方直径は、400mm~900mm、500mm~900mm、600mm~800mm又は650mm~800mmであり、上方直径は、600mm~1000mm、700mm~1000mm、700mm~900mm又は800mm~900mmであるのが良い。2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fに関し、下方直径は、70mm~160mm、90mm~160mm、100mm~150mm又は120mm~150mmであり、上方直径は、100mm~200mm、120mm~200mm、130mm~170mm又は150mm~170mmであるのが良い。上述の小直径空胴共振器の使用の結果として、使用中においてプラズマ体積とチャンバ容積の比較的大きい比が得られる。空胴共振器の容積は、0.002m3~0.060m3、0.007m3~0.040m3、0.010m3~0.030m3又は0.015m3~0.025m3であるのが良い。したがって、これらパラメータは、低Qファクタ空胴共振器を形成することができ、例えば、使用中において1000以下、500以下、200以下、100以下、80以下又は50以下であるのが良い。これら寸法は、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数での動作に特に好ましい。400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fに関し、空胴共振器の容積は、0.018m3~0.530m3、0.062m3~0.35m3、0.089m3~0.270m3若しくは0.133m3~0.221m3であるのが良い。2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fに関し、空胴共振器の容積は、9.8×105m3~2.9×103m3、3.4×104m3~1.96×103m3、4.9×104m3~1.47×103m3若しくは7.35×104m3~1.23×103m3であるのが良い。例えば頂部又は頂、底部又は底、上方及び下方のような用語は、本明細書において、プラズマ反応器を説明する際に用いられるが、反応器を逆さまにすることが可能であることに注目されるべきである。したがって、これら用語は、反応器コンポーネントの互いに対する配置場所に関しており、必ずしも地面に対するこれらの配置場所を示しているわけではない。例えば、標準的な使用において、基板は、地面に対してチャンバの下方壁を形成するチャンバの底部によって支持されることになる。しかしながら、反応器を逆さまにして基板を支持しているチャンバの底部が地面に対するチャンバの上方壁を形成することが可能である。逆さまの向きでは、基板に向かうガス流は、熱的に駆動される主要な対流に平行であるのが良いかかる対流は、逆さまの構成では基板の下方に位置するプラズマ中に生じる熱の量が多いので上向きの方向である。この逆さま構成は、或る特定の用途に関して幾つかの利点を有する場合がある。上述の基本的なチャンバ寸法に加えて、空胴共振器内の基板及び/又は基板ホルダの幾何学的形状が使用中に生成されるプラズマの一様性に影響を及ぼす場合のあることが判明した。特に、プラズマの一様性は、空胴共振器内の基板及び/又は基板ホルダが、空胴共振器直径と基板及び/又は基板ホルダ直径の比が1.5~5.0、2.0~4.5又は2.5~4.0である条件を満たすよう構成されるようにすることによって更に向上させることができるということが判明しており、この場合、空胴共振器直径は、空胴共振器の高さの50未満、40未満、30未満又は20未満の高さのところで測定され、例えば、基板ホルダの支持面の高さのところで又は基板の成長面のところで測定される。例えば、基板又は基板ホルダ直径は、400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fに関し、165mm~415mm、185mm~375mm、205mm~375mm、205mm~330mm又は240mm~330mmであののが良く、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数fに関し、80mm~200mm、90mm~180mm、100mm~180mm、100mm~160mm又は115mm~160mmであるのが良く、2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fに関し、30mm~75mm、33mm~65mm、37mm~65mm、37mm~58mm又は42mm~58mmであるのが良い。上述の条件は、基板ホルダが使用中において基板と同等のサイズのものであるということを前提としている。実際には、基板ホルダは、CVDダイヤモンドプロセスで用いられるべき基板よりも大きな直径を備えた状態で作られるのが良い。この場合、基板の成長面上におけるプラズマの一様性は、主として、基板の幾何学的形状の影響を受け、かくして、上述の直径は、基板ホルダではなく基板のみに当てはまると言える。また、基板ホルダは、プラズマチャンバの底部によって形成できることが注目されるべきである。基板ホルダという用語の使用は、かかる変形例を含むことを意図している。さらに、基板ホルダは、基板と同一直径図示のように又はこれよりも大きい直径の平坦な支持面を有するのが良い。例えば、基板ホルダは、チャンバ底部又はチャンバ底部上に設けられた別個のコンポーネントにより形成される広い平坦な表面を形成するのが良く、基板は、平坦支持面の中央領域上に注意深く位置決めされるのが良い。一構成例では、基板ホルダの支持面は、基板を位置合わせし、オプションとしてこれを保持する別の要素、例えば突出部又は溝を有するのが良い。変形例として、かかる追加の要素が設けられなくても良く、その結果、支持ホルダは、基板が載せられる平坦な支持面を提供するに過ぎない。本発明者が上述した小型空胴構成例を用いた場合に見出した潜在的な一問題は、チャンバの壁コンポーネントの過熱という問題である。以下に詳細に説明するように、空胴共振器の壁が使用中においてプラズマにさらされ、即ち、プラズマがベルジャー内に閉じ込められることがない構成例の提供が有利であることが判明した。真空技術者の推奨するところによれば、プラズマ反応器容器は溶接ステンレス鋼で作られるべきである。というのは、これは、超真空UHVチャンバに関して容認された選択材料だからである。しかしながら、これにより、インターフェースのところでのアーク発生、高温表面上におけるスートすす状物質の生成及び全体として貧弱な熱伝達という問題が生じることが判明した。アルミニウムは、熱的に良好な材料であることが判明しており、機械加工も又容易である。かくして、ステンレス鋼が真空チャンバにとって良好な材料であるが、ステンレス鋼は、その極めて貧弱な熱的性能により、高電力密度が生じる領域での使用には好適ではない。例えばアルミニウムのような材料は、伝統的には高真空に適しているものとみなされていないが、実際には、従来型エラストマーシールを用いることができるかなり高い真空での使用にとって極めて良好である。したがって、空胴共振器は、好ましくは、アルミニウム又はアルミニウムの重量で少なくとも80、90、95又は98を含むアルミニウム合金で作られる。マイクロ波結合構造体、誘電体窓の形状及び配置場所プラズマの不安定性によりプラズマがジャンプして基板の真上の所望の場所から離れた高電場の他の領域でプロセスガスを点火する場合がある。この問題の一解決手段は、ベルジャーを用いてプロセスガスを基板の近くに封じ込めることである。プロセスガスは、ベルジャーの外側のガスと比較して著しく減少した圧力状態にあるので、破壊電圧が減少してプラズマがベルジャー内でのみ存在することができるようになる。また、ベルジャー内のガスの組成は、低電場において絶縁破壊を助けるよう選択されるのが良い。しかしながら、ベルジャーを用いると、それ自体の問題が生じる。例えば、石英ベルジャーからのシリコン不純物がかかる構成を用いて成長したCVDダイヤモンド中に混入状態になる場合があり、それにより生成物純度が劣化する。さらに又、ベルジャーは、大電力で過熱する傾向があり、それにより全体的寿命が短縮し又は極端な場合、破滅的な損傷が生じる。これは、少なくとも或る程度は、プラズマの近接性に起因している。プラズマから一層離れて配置された大型ベルジャーは、この問題を部分的に解決することができるが、かかる構成は、対流の影響を受けやすく、従ってプラズマ安定性を失いやすい。確かに、本発明者は、プラズマ安定性の低下を招くチャンバ内での対流の問題チャンバ内における少なくとも比較的複雑であり且つ制御されない対流も又、ベルジャーを用いていない大容積チャンバ内でも生じると考えている。この問題は、上述した小型且つ小径のTM011空胴構成を用いることによって解決される。ベルジャーを備えていないかかる小型且つ小径TM011空洞内に大電力マイクロ波を送り込むことにより、それ自体幾つかの問題が生じる場合がある。しかしながら、これらの問題は、必要に応じて、どれほどのマイクロ波電力がチャンバ内に結合されるかという観点及びどれほどの電場及び磁場がチャンバ内で操作されるかという観点でチャンバを更に改造することによって解決できる。これらの更なる改造について以下において説明する。一問題は、基板の真上の所望の場所から離れた電磁場中における最大振幅のところにおけるプラズマ生成及び絶縁破壊をどのように回避するかということである。この問題は、部分的ではあるが、上述した比較的小型且つ小径のTM011空洞を提供して比較的僅かな電磁最大振幅がチャンバ内に存在するようにすることによって解決される。しかしながら、このTM011空胴設計を使用した場合であっても、チャンバの上方部分内には、事実上、空胴の基板側端部のところに存在する電場の鏡像である第2の最大振幅が依然として存在する。上側最大振幅のところでのプラズマ生成及び絶縁破壊の問題を軽減する幾つかの方法が考えられる。例えば、マイクロ波電力がチャンバ内に容量結合されるのではなく誘導結合される場合に上側最大振幅のところでのプラズマ生成の恐れが小さいことが判明した。とは言うものの、シルヴァ等は、アンテナを用いた電場容量結合が最も普及していること及び磁気誘導結合が結合できる電力の制限のために稀にしか用いられていないということを明らかにしている。本発明者は、商業的に有用な工業プロセスのために高いCVDダイヤモンド成長速度を達成するために大電力での動作に関心を持っている。したがって、シルヴァ等の開示に続き、当業者は、容量結合の使用を教示された。この教示とは対照的に、本発明者は、比較的小型で且つ幅の狭いチャンバ設計を利用した場合、誘導結合を用いた場合であっても大電力密度を達成することができるということを認識した。さらに、誘導結合を用いることによって、容量結合と関連した上述の問題を軽減することができる。したがって、誘導結合と小型で幅の狭いプラズマチャンバの組み合わせは、大電力密度及びかくして高CVDダイヤモンド成長速度を達成する一方で、空胴共振器内の上側最大振幅のところでのプラズマ生成の問題を軽減する上で有利であることが判明した。マイクロ波をチャンバ内にどのように誘導結合すべきかということに関する疑問が残る。一オプションは、プレート型誘電体窓を介して大電力マイクロ波を背景技術の項において説明したASTEX及びLIMHP反応器と同様な仕方でチャンバの上方部分内に誘導結合することである。しかしながら、かかる誘電体プレートは、使用中におけるチャンバの上方中央部分内の高い電場領域によって損傷を受け、それにより、誘電体材料がかかる構成を用いて成長したCVDダイヤモンドを汚染する場合があるということが判明した。この問題を軽減するには、空胴の端のところ又はその近くに設けられた環状誘電体窓を通してマイクロ波電力を送り込むのが良い。環状窓の位置決めのために幾つかのオプションが採用可能である。環状窓は、チャンバの端壁又は側壁に設けられるのが良い。両方の場合において、高磁場の同様な領域が誘導により励起される。しかしながら、米国特許第6,645,343号明細書に開示された環状誘電体窓とは対照的に、本発明者は、環状窓をチャンバの端壁に設けてマイクロ波がチャンバの中心回転軸線に平行な方向でチャンバ内に結合されるようにすることが好ましいことを見出した。使用中におけるプラズマにさらされる誘電体材料の面積を制限することが有利であると考えられる。例えば、空胴共振器は、使用中において空胴共振器内に生成されるプラズマにさらされるよう構成された内壁を有するのが良く、内壁は、空胴キャビティ内の内壁の全表面積の少なくとも75、80、85、90又は95を占める金属製表面を有する。上述したように、金属製表面は、好ましくは、アルミニウムで作られる。特に有利な構成例では、空胴共振器は、小さい容積を有し、使用中にプラズマにさらされる内壁の大部分は、金属製表面によって形成される。空胴共振器の容積は、0.002m3~0.06m3、0.007m3~0.04m3、0.01m3~0.03m3又は0.015m3~0.025m3であるのが良い。これら寸法は、800MHz~1000MHzのマイクロ波周波数での動作に特に好ましい。この場合も又、これら寸法は、動作周波数に従ってスケール変更可能である。例えば、400MHz~500MHzのマイクロ波周波数での動作に関し、上述の値は、2.073倍のスケール変更が可能であり、2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数での動作に関し、上述の値は、0.3663倍のスケール変更が可能である。したがって、400MHz~500MHzのマイクロ波周波数fでは、空胴共振器は、0.018m3~0.530m3、0.062m3~0.350m3、0.089m3~0.270m3又は0.133m3~0.221m3の容積を有するのが良い。2300MHz~2600MHzのマイクロ波周波数fでは、空胴共振器は、9.8×105m3~2.9×103m3、3.4×104m3~1.96×103m3、4.9×104m3~1.47×103m3又は7.35×104m3~1.23×103m3の容積を有するのが良い。マイクロ波を空胴共振器内に誘導結合するために内壁の比較的僅かな部分を誘電体材料で形成するのが良い。特に有利な構成例は、1つ又は数個の区分の状態で形成された環状誘電体窓を含み、環状誘電体窓は、空胴共振器内の内壁の全表面積の25以下、20以下、15以下、10以下又は5以下を占める。反応器チャンバ内に生成されるプラズマを安定化する構造体誘導結合が用いられる場合であっても、チャンバの上方部分内にプラズマ生成の恐れが依然として存在する。この問題を更に軽減する一手法は、チャンバの下方部分内の高電場領域にそれほど影響を及ぼさないでチャンバの上方部分内の高電場最大振幅を少なくとも部分的になくす構成例を提供することである。これを達成する一手法は、チャンバ内に且つ上側最大振幅の上方に延びる導電性表面を提供することである。この導電性表面は、一様な曲率のボウル、先の尖った円錐又は任意の中間円錐形構造体を形成することができる。丸形先端部を備えた円錐形表面が好ましい。好ましい一構成例では、円錐形表面は、空胴共振器の共振モードの電場ベクトルにほぼ直交するよう構成され、それにより空胴共振器内の円錐形表面の導入の結果として電場の摂動を最小限に抑える。すなわち、電場にほぼ直交した導電性金属表面を上方高電場最大振幅の付近に配置して上方高電場領域を効果的になくすことによってチャンバの下方部分内の基本的なTM011電場プロフィールに影響を及ぼさないで最大振幅をなくすことが可能である。チャンバの共振周波数は、甚だしくは変更されるべきではないが、Qファクタは、1サイクル当たりに散逸されるエネルギーが同一のままの状態で、キャビティ内の貯蔵エネルギーの減少に起因して減少することになる。導電性表面は、四分の一誘導波長まで延びると共にプラズマチャンバの被動又は非被動端から延びるのが良い。被動端という用語は、マイクロ波がチャンバ内に結合される端を意味している。別の手段は、導電性表面を非被動端のところに配置することであり、その結果、マイクロ波窓が基板の周りに位置決めされた構成が得られる。ただし、この構成により誘電体窓の損傷が生じる場合がある。上述のことに照らして、一構成例は、円錐形導電性部材が設けられていない同等の空胴共振器と比較して、使用中において空胴共振器内の高電場最大振幅を少なくとも部分的になくすよう空胴共振器内に延びる円錐形導電性部材を有する。円錐形導電性部材は、プラズマチャンバの底部又は頂板によって支持されるのが良く、かかる円錐形導電性部材は、その先端部が空胴共振器の中心対称回転軸線上に位置するよう差し向けられる。例えば、基板ホルダは、プラズマチャンバの底部によって支持されるのが良く、円錐形導電性部材は、プラズマチャンバの頂板によって支持されるのが良い。特に有用な一構成例では、円錐形導電性部材は、空胴共振器内に環状凹部を形成し、上述の環状誘電体窓は、この環状凹部内に設けられるのが良い。この構成例は、使用中における誘電体窓の損傷を阻止するのに有用である。上述の導電性表面は、効果的に一主電場最大振幅を有するに過ぎないプラズマチャンバを提供する上で有用である。すなわち、使用中において基板の成長面に隣接して配置された主電場最大振幅を除き、他の全ての主電場最大振幅を隠してモード純度を向上させると共に基板の成長面のところの関心のある領域から離れたところでのプラズマ生成の問題を軽減するようチャンバ内に延びる導電性表面が提供されるのが良い。かかる単一最大振幅チャンバは、広い領域にわたって高品質合成ダイヤモンド材料を製造する上で有利であると考えられる。この点に関し、注目されるべきこととして、チャンバは、チャンバ内への基板の存在の結果として局所モードを依然として有するのが良い。しかしながら、空胴共振器は、たった1つの主電場最大振幅がチャンバの壁によって支持されるよう設計されるのが良い。チャンバの上方部分内の高電場領域をなくすための円錐形導電性表面の使用の別法は、空胴共振器の上方部分が空胴共振器の下方部分よりも大きな直径を有するプラズマチャンバを提供することであり、空胴共振器の上方部分は、使用中において空胴共振器の上方部分内の高電場最大振幅を減少させるよう構成される。例えば、チャンバの側壁は、TM011モードの上側最大振幅を減少させるようチャンバの上方部分内で外方にテーパしているのが良い。電場のEZ成分の減少は、この領域内で生じる絶縁破壊を阻止するのに十分である。かかるテーパ部は、チャンバの底部から延びるのが良く又はチャンバの下方部分が円筒形のままの状態でチャンバ壁に沿って上方の途中のところで始まるのが良い。変形例として更に、幅の広い上方部分を提供するようチャンバの側壁に段部が設けられても良い。これら構成例は又、チャンバの上方部分内の電力密度を減少させるという利点を有し、それによりチャンバの上方部分内におけるプラズマ生成の問題を軽減する。したがって、幅の広い上方部分をプラズマチャンバに提供することにより、チャンバの上方部分内の電場を減少させるという作用効果が得られる。上述のことの変形例として又はこれに加えて、プロセスガスを頂板から基板の成長面に向かって噴射するよう差し向けられたガス入口の使用は、プラズマを基板に向かって押し下げると共にチャンバの上方領域内へのプラズマジャンプを阻止するのを助けることができる。上述のことに照らして、所望のチャンバ設計は、以下の設計パラメータを満足させることができると考えられる。iチャンバの底部と頂板との間でTM011共振モードを支えるよう設計された小型で且つ幅の狭いチャンバが有利である。iiリング形誘電体窓を経てマイクロ波電力をチャンバ内に誘導結合するのが良い。好ましくは、リング形誘電体窓は、プラズマチャンバの端壁に設けられ、その結果、マイクロ波は、プラズマチャンバの軸線に実質的に平行な方向でプラズマチャンバ内に結合されるようになる。iiiチャンバは、チャンバの上方部分内の高電場最大振幅を少なくとも部分的に打ち消すよう構成されているのが良い。これは、導電性円錐形表面を用いることにより又は変形例としてチャンバの上方部分の直径を大きくしてチャンバの上方部分内の打ち消しモードを支えることによって達成できる。軸方向に設けられたガス入口も又、上方アンチモードへのプラズマジャンプを阻止するのを助けることができる。したがって、円錐又はテーパは、軸方向に差し向けられたガス流を利用する場合には必要不可欠であるという訳ではない場合がある。有用な一構成例では、リング形マイクロ波窓の特徴と中央に設けられる円錐の特徴を組み合わせる。別の有用な組み合わせは、リング形マイクロ波窓と軸方向に設けられたガス入口の組み合わせである。さらに別の有用な組み合わせは、上述の特徴の3つ全ての提供、即ち、リング形マイクロ波窓と中央に設けられた円錐と軸方向に設けられたガス入口の組み合わせである。本発明の実施形態は、広い領域にわたって一様なCVDダイヤモンド成長を達成するために一様且つ安定した大面積プラズマを形成することができるプラズマ反応器チャンバを提供する。実施例図1は、本明細書において説明するマイクロ波プラズマ反応器の一例を示している。図1を参照して理解できるように、マイクロ波プラズマ反応器は、次の基本的コンポーネント、即ち、プラズマチャンバ2、プラズマチャンバ内に設けられていて、基板5を支持する基板ホルダ4、プラズマチャンバ2内にプラズマ8を生成するマイクロ波発生器6、マイクロ波発生器6からのマイクロ波をプラズマチャンバ2中に送り込むマイクロ波結合構造体10及びプロセスガスをプラズマチャンバ2中に送り込んだりプロセスガスをプラズマチャンバ2から取り出したりするガス入口12及びガス出口14を備えたガス流システムを含む。マイクロ波結合構造体10は、内側導体16及び外側導体18を含む同軸ラインを有する。同軸ラインは、マイクロ波発生器6からのマイクロ波を環状誘電体窓20まで伝送するよう構成されている。誘電体窓20は、マイクロ波透過性材料、例えば石英で作られている。誘電体窓は、プラズマチャンバ2の頂部内に空密環状窓を形成する。マイクロ波発生器6及びマイクロ波結合構造体10は、適当な波長のマイクロ波を発生させてかかるマイクロ波をプラズマチャンバ2内に誘導結合し、それにより使用中、基板5のちょうど上に位置する高エネルギーノードを備えたプラズマチャンバ内に定常波を形成するよう構成されている。頂板22が同軸ラインからマイクロ波を誘電体窓20を通して伝送する1つ又は2つ以上の導波路から成る。プラズマチャンバ2の寸法、マイクロ波の波長及び頂板22の位置は、プラズマチャンバ2の底部と頂板22との間でプラズマチャンバ内にTM011定常波を発生させるよう選択されている。底部24と頂板22との間の高さh及びチャンバの直径dは、上述した比を有するよう選択されている。プラズマチャンバは、無垢の金属、好ましくはアルミニウムの壁と気密マイクロ波空胴を形成し、かかる壁は、使用中、プラズマにさらされる。プラズマチャンバの壁は、大電力動作を可能にするよう流体冷却式又はガス冷却式例えば、水冷式であるのが良い。これは、ベルジャーが反応性種を封じ込める要件をなくすのを助け、それにより大電力の採用を可能にすると共に金属純度を向上させる。図2は、図1に示されたプラズマ反応器の改造型バージョンを示している。この改造型構成例では、導電性円錐形部材34が頂板22に取り付けられており、かかる導電性円錐形部材は、プラズマチャンバ内に延びている。導電性円錐形部材34は、プラズマチャンバの下方部分内のTM011モードの高電場最大振幅にそれほど影響を及ぼさないでプラズマチャンバの上方部分内のTM011モードの高電場最大振幅を効果的に隠すよう構成されている。図3は、更に別の変形例を示している。図示の構成例では、プラズマチャンバの上方部分は、プラズマチャンバの下方部分の直径d1よりも大きな直径d2を有している。比d1/d2は、上述の設計上の基準を満たすよう選択される。上方直径d2は、プラズマチャンバの上方部分内のTM011モードの高電場最大振幅を少なくとも部分的に打ち消す二次マイクロ波モードを支えるよう選択されるのが良い。本発明の実施形態は、CVDダイヤモンド成長プロセスの一様性を向上させる。一様性の向上を次のパラメータ、即ち、CVDダイヤモンド膜の厚さの一様性析出領域を横切る、ダイヤモンド材料の1つ又は2つ以上の品質パラメータの一様性例えば、色、光学的性質、電子的性質、窒素取り込み、ホウ素取り込み及び/又はホウ素活性化レベル、多結晶ダイヤモンド材料におけるテキスチャの一様性、表面形態学的特徴、結晶粒度等又は成長が基板キャリヤ上の単結晶ダイヤモンド基板のアレイ上で起こる単結晶ダイヤモンド材料中における各単結晶相互間の厚さの一様性、形態学的特徴、エッジ双晶形成、側方成長等のうちの1つ又は2つ以上によって測定可能である。一様性を評価するために選択される主要なパラメータは、合成プロセス、合成生成物から最終生成物を作製する場合の経済的側面及び最終生成物それ自体の要件で決まる。本発明を好ましい実施形態に関して具体的に図示すると共に説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく形態及び細部における種々の変更を実施できることは当業者には理解されよう。"