(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを送出するためのガス送出計量チューブにおいて
入口端部と閉じた端部とを有する外側チューブであって、１つ又はそれ以上のオリフィスの列が、前記外側チューブに形成され、前記外側チューブの実質的長さに沿って伸張している、外側チューブと、
開いた入口及び出口端部を有する内側チューブであって、前記内側チューブは前記外側チューブの内側に填め込まれて軸整列し、両者の間に有効環状空間を形成しており、前記内側チューブの前記出口端部は、前記外側チューブの前記閉じた端部より前で終わっている、内側チューブと、
前記内側及び外側チューブの前記入口端部に隣接して配置され、前記内側チューブと連結された第１ガス流路と、前記内側及び外側チューブの間の前記環状空間と連結された第２ガス流路とを有しているガス分流器と、を備えていることを特徴とするガス送出計量チューブ。
【請求項２】
前記ガス分流器は、前記第１ガス流路を形成する中央オリフィスと、前記第２ガス流路を形成する複数の小さなオリフィスとを有するディスクを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項３】
前記ガス分流器は、前記内側チューブの前記入口端部上に設けられたフランジを備えており、前記フランジは、前記第２ガス流路を形成する複数の小さなオリフィスを含むリップを有していることを特徴とする、請求項１に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項４】
前記内側チューブの内側の断面積は、前記分流器の前記複数の小さなオリフィスの合計断面積とほぼ等しいことを特徴とする、請求項２又は３に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項５】
前記計量チューブにガスを供給するための、前記内側及び外側チューブの前記入口端部に連結された単一のガス供給ポートを更に備えていることを特徴とする、請求項１に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項６】
前記ガス供給ポートは、カバーでシールされ密封された経路を形成するポケットが内部に形成されたブロックと、前記ポケットに連結されたガスを受け入れるためのガス供給コネクタと、前記ポケット及び前記内側及び外側チューブの前記入口端部に連結されたガスを流すための中空チューブアッセンブリと、を備えていることを特徴とする、請求項５に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項７】
１つ又はそれ以上のスタンドオフスペーサーが、前記外側チューブの内側に前記内側チューブを軸方向に整列させるために、前記内側チューブに取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項８】
前記計量チューブは、化学蒸着装置内に使用されることを特徴とする、請求項１に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項９】
請求項１に記載の前記ガス送出計量チューブと、前記ガス送出計量チューブを収容するための少なくとも１つのポートを有する少なくとも１つのインジェクタアッセンブリとの組合せ。
【請求項１０】
請求項１に記載の前記ガス送出計量チューブと、前記ガス送出計量チューブを収容するための少なくとも１つのプレナムを有する少なくとも１つのシールドアッセンブリとの組合せ。
【請求項１１】
ガスを送出するためのガス送出計量チューブにおいて、
入口端部と閉じた端部を有する外側チューブであって、１つ又はそれ以上のオリフィスの列が、前記外側チューブに形成され、前記外側チューブの実質的長さに沿って伸張している、外側チューブと、
開いた入口及び出口端部を有する内側チューブであって、前記内側チューブは前記外側チューブの内側に填め込まれて軸整列し、両者の間に有効環状空間を形成しており、前記内側チューブの前記出口端部は、前記外側チューブの前記閉じた端部より前で終わっている、内側チューブと、
前記内側及び外側チューブの前記入口端部に隣接して配置され、前記内側チューブと連結された第１ガス流路と、前記内側及び外側チューブの間の前記環状空間と連結された第２ガス流路とを有しているガス分流器と、
前記計量チューブにガスを供給するための、前記内側及び外側チューブの前記入口端部に連結された単一のガス供給ポートと、を備えており、前記単一のガス供給ポートは１つの端部だけにしか接続されていないにもかかわらず、前記ガス分流器は、ガスを前記計量チューブの反対側へも流せるようになっていることを特徴とするガス送出計量チューブ。
【請求項１２】
前記ガス分流器は、前記第１ガス流路を形成する中央オリフィスと、前記第２ガス流路を形成する複数の小さなオリフィスとを有するディスクを備えていることを特徴とする、請求項１１に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項１３】
前記ガス分流器は、前記内側チューブの前記入口端部上に設けられたフランジを備えており、前記フランジは、前記第２ガス流路を形成する複数の小さなオリフィスを含むリップを有していることを特徴とする、請求項１１に記載のガス送出計量チューブ。
【請求項１４】
前記ガス供給ポートは、カバーでシールされ密封された経路を形成するポケットが内部に形成されたブロックと、前記ポケットに連結されたガスを受け入れるためのガス供給コネクタと、前記ポケット及び前記内側及び外側チューブの前記入口端部に連結されたガスを流すための中空チューブアッセンブリと、を備えていることを特徴とする、請求項１１に記載のガス送出計量チューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関係出願の説明）
本出願は、１９９９年１２月２２日出願の米国特許出願第０９／４７０，４４６号の一部継続出願であり、当該出願をここに参考文献として援用する。
【０００２】
（発明の属する技術分野）
本発明は、概括的にはガスを送出するためのガス送出計量チューブに関する。具体的には、本発明は、実質的に均等なガスの送出を促進する、填め込み型軸整列又は同軸ガス送出計量チューブに関する。
【０００３】
（発明の背景）
ガスの送出は、広範囲な工業で重要な事柄である。例えば、半導体の処理又は製造の分野では、ガスの送出が極めて重要な役割を果たす。半導体処理の１つの形式は化学蒸着である。化学蒸着は、ある種の気相化学物質の熱化学反応又は分解により安定した化合物が形成され、そのような化合物が基板の表面に堆積する場合に生じる。化学蒸着装置にはいろいろな形態がある。そのような処理のための１つの装置としては、米国特許第４，８４３，０２０号に記載され、譲受人の所有する、コンベヤ化された常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）装置が挙げられ、当該特許をここに参考文献として援用する。プラズマＣＶＤ装置、減圧ＣＶＤ（ＬＣＶＤ）装置のような、他の形式のＣＶＤ装置を使用することもできる。
【０００４】
半導体処理装置の重要な構成要素には、蒸着が行われる成長室と、成長室内の基板表面に気相化学物質を送出するために使用されるインジェクタが含まれる。ガスは、基板の全面に亘って分配され、反応して、基板表面上に許容できる薄膜を堆積するようなものでなければならない。成長室は、蒸着を起こすことのできる制御された環境を提供するよう注意深く設計しなければならない。例えば、成長室は、ガスを閉じ込めるが、ガスの事前反応を起こし不均一な薄膜を堆積させかねないガスの再循環を抑制するようなものでなければならない。成長室は、過剰な反応物質及び反応副産物を生じさせないための排気手段を備えていなければならないが、反応のための基板へのガスの流れを乱さないようなものでなければならない。更に、成長室とその構成要素の温度は、反応物質ガスの凝固を防ぎ、副産物の塵の蓄積を最小化し、装置の洗浄を行えるようにするために注意深く制御されなければならない。加えて、成長室は、その作動の間を通して（許容差のような）機械的完全性を好適に維持しなければならない。これらの要素全てを注意深くバランスさせ、蒸着のための適切な環境を提供しなければならない。
【０００５】
この様な成長室内のインジェクタの機能は、ガスを、所望の位置に制御されたやり方で分配することである。ガスを制御して分配すると、部分的にはガスの事前混合と事前反応を最小化することにより、効率的且つ均一な気相反応の機会が最大化される。これにより、基板上に高品質な薄膜を形成することになる適切な化学種の形成が促進される。ガスを制御して分配するのは、流量全体を確実に均一な組成とするために必要である。完全な反応は、良好な品質の薄膜を形成できる機会を大きくする。ガスの流れが制御されていないと、化学反応は最適ではなくなり、薄膜の組成が均一でなくなる結果となりがちである。薄膜の組成が均一でない場合、半導体が適正に機能しなくなる。従って、インジェクタの設計は、制御されたやり方で所望するガスの流れが起こるようにすることが重要である。
【０００６】
ガスは、成長室の他の領域に、そして／又はインジェクタに加えて構成要素によって、分配される。例えば、不活性ガスは、成長室に、蒸着ガスを所望の様式で分離、及び／又は方向付けするために搬送される。不活性ガス及びその他のガスは、成長室へ、希釈及び搬送ガスとして機能するよう送出される。そのような様式でガスを使用する例の１つが、同時継続米国特許出願第０９／１８５，１８０号に記載されており、当該出願の開示全体を参考文献としてここに援用する。
【０００７】
半導体製作の分野では、デバイスのジオメトリが０．２ミクロン以下へと微細化するに従って、薄膜蒸着厚さの非均一性に対する要求も２％以下へと益々厳しくなってきている。先行技術による線形のガス分配システムでは、この厳しい要求に完全に応えるのは困難になってきている。最も簡単な先行技術による設計では、単一のチューブに、複数の穴又はオリフィスをチューブの表面に沿って配置したものが用いられており、図１に示すように、長さＬ直径Ｄのチューブに直径ｄの複数のオリフィスが設けられている。ガスはチューブの一端から圧力Ｐ０、初速Ｖ０で導入される。この設計では、均一性は、殆ど圧力に依存することになる。各オリフィスで、圧力と流量はある量ずつ低下する。オリフィスのサイズがチューブの直径Ｄに比べて小さく、供給圧力が十分に高いものとすれば、オリフィス当たりの圧力と流量の低下は、Ｐ０及びＶ０に比べると小さい。チューブに沿う速度の低下は、ガス流量が小さい場合を除いて、通常、圧力低下を伴う。ガスの供給源からある程度距離が離れているところでは、チューブ内の圧力Ｐ０は、低下（Ｐ０−Δｐと表される）している。同じ直径のオリフィスを等間隔に設けた単一の計量チューブでは、均一なガス流れは実現できない。単一チューブによる先行技術の具体的欠点は、大きな基板寸法即ち直径に対応するため必要な長さの延長に対し、その全長さに亘って良好な均一性を維持するのが困難なことである。ある圧力に対して、Ｄ、ｄ、Ｌの間の所与の寸法関係の下では、同じ所与の直径を有するオリフィスを配置し直すか、等間隔に設けられた穴の直径を変化させるかの何れかを行うことにより、ある程度均一な速度ベクトル（ｖｉ）と均一なガス流量を実現できる。しかし、このオリフィスの配置は、唯１つの特定の作動条件でなければ、狭い範囲の作動条件に対して最適の流れを作り出すことになる。更に、この様な先行技術による設計では、ガスの流量と圧力次第で、通常、約５から１０％という厚さの非均一性の高い薄膜を作り出すことになる。加えて、低ガス流量で低圧の場合、図２に示すように、供給端に最も近いところでガス流量は高くなる。換言すると、Ｐ０の値が比較的低ければ、チューブ内の全体圧力は、ガス供給部からの距離の関数で、より急速に低下する。この場合、全体的流量の均一性は、非常に悪くなる。加えて、そのようなチューブからのガスの流れは、供給流量と圧力が増すに連れ、方向性が増す（噴流化とも呼ぶ）傾向となる。チューブを出るガスの流れは均一ではなく、図３Ａに示すように、長さに沿って線形に低下する。代わりに、図３Ｂに示すように、ガスをチューブの両端から導入することもできる。何れの場合も、ガスの流れは一様に分布せず、ウェーハ全面に亘って非均一な蒸着が生ずる結果となる。
【０００８】
先行技術の別のアプローチは、多孔質材料製の単一チューブを用いることである。ここでも、ガスはチュ−ブの一端から導入される。このアプローチでは、穴付のチューブに伴う「噴流化」が、問題でなくなる。材料の多孔特性は、通常、チューブ内で到達可能な背圧、従ってチュ−ブの長さに沿う全体的均一性も決めることになる。例えば、スクリーンメッシュは多孔質材と考えることができる。最高の均一性を達成するためには、メッシュは、チューブの全長に沿って良好な背圧を維持するため、ガス流に良好な抵抗を提供しなければならない。通常、流れに対する抵抗は、チューブ表面積に対する総開口面積で決まる。メッシュ開口は、通常は、材料の厚さのオーダーかそれ以上（＞０．００５インチ）である。第２の例は、粒子間隔がミクロンオーダー（この様な材料は、しばしば濾過装置に用いられる）で、厚さがミリメートルオーダーの多孔質セラミックである。この様な材料は、ガス流れに対して抵抗を提供し、均一な背圧を立ち上がらせ、送出ラインの全長に沿って送出ガスの良好な均一性を提供することができる。
【０００９】
多孔質セラミックチューブは、ガス送出の良好な均一性を提供することはできるが、材料自体が極めて脆く、これ又広範囲な温度に耐えることのできるガス供給ラインとシールするのが難しい。
【００１０】
３番目の代替手段は、チュ−ブの直径に供給部からの距離の関数としてテーパを付け、質量流量が低下しても流体速度を一定に保てるようにすることである。このアプローチの主要な欠点は、ある流量で均一な流れに対して最適化された設計は、別の流量では正しく機能しないことである。
【００１１】
単一の有孔又は多孔質チューブを使用する先行技術の最大の弱点は、圧力の変化に対する感度が比較的高く、送出チューブの長さに沿う位置の関数として流れが不均一になることである。更に、図４に示すように、不均一な流れは、ガス流量の強力な関数であり、アプリケーションとプロセスの条件が違えばガス流量も違ったものとなり、均一な薄膜蒸着を作り出すプロセスを設計開発するのが益々複雑になる。図４に示すグラフは、レイノルズ数１００＜Ｒｃ＜２０００を有する、ＣＶＤアプリケーションに典型的なガス流れの状態とジオメトリの範囲を示している。更に、ウェーハの直径が増すに連れ、薄膜の非均一性は、しばしばガス送出チューブの長さが増すと共に悪化する。
【００１２】
圧力の変化は、ユーザーが故意に起こすこともあるが、しばしば、ガス送出システムからＣＶＤ装置までの設備内の変動が原因で起こる。従って、先行技術では、ガス圧の変化は、インジェクタ及び／又は成長室内のガス送出の均一性に影響を及ぼし、それが次には基板上に形成される薄膜の均一性や組成に影響する。換言すると、先行技術によるシステムでは、ガス送出装置は、１つの作動条件でのみ有用だということである。従って、特に長さに沿って送出システムの変動に鈍感な、実質的に均一なガスの流れ及び／又は分配を、広汎なガス流れの作動範囲に亘って促進するガス送出システムが求められている。
【００１３】
（発明の概要）
本発明の目的は、改良されたガス送出用のガス送出計量チューブを提供することであり、より具体的には、一端からガスが供給されるガス送出チューブの長さに沿って実質的に均一なガス送出を提供することである。これら及びその他の目的は、最も内側のチューブが、ガスを受け取って最も内側のチューブの全長に亘って実質的に均一な背圧を確立し、最も外側のチューブが、ガス送出チューブを通って外に出るガスの均一な流れの分布を提供する、填め込み型軸整列又は同軸計量チューブを組み合わせたガス送出計量チューブによって達成される。本発明の別の態様では、ガス送出計量チューブは、ガス送出計量チューブを収容するための少なくとも１つのポートを有する少なくとも１つのインジェクタアッセンブリと組み合わせて提供されている。本発明の又別の態様では、ガス送出計量チューブは、ガス送出計量チューブを収容するための少なくとも１つのプレナムを有するシールドアッセンブリと組み合わせて提供されている。このガス送出計量チューブは、半導体用途で使用するのに特に適している。
【００１４】
本発明の別の態様では、入口端部と閉じた端部を有する外側チューブと、外側チューブに形成された、実質的に外側チューブの長さに沿って伸張する１つ又はそれ以上のオリフィスの列と、を備えた、ガスを送出するためのガス送出計量チューブが提供されている。開いた入口及び出口端部を有する内側チューブは、外側チューブの内側に填め込まれて軸整列し、内側チューブと外側チューブとの間に有効環状空間を形成している。内側チューブの出口端部は、外側チューブの閉じた端部より前で終わっている。ガス分流器は、内側及び外側チューブの入口端部に隣接して配置され、内側チューブと連結された第１ガス流路と、内側及び外側チューブの間の環状空間と連結された第２ガス流路を有している。
【００１５】
（好適な実施例の詳細な説明）
本発明のこの他の目的と利点は、本発明の詳細な説明と、特許請求の範囲に述べることを読み、添付図面を参照すれば、明白となるであろう。
【００１６】
特に有利な点として、本発明は、長さ、特にチューブの長さに沿ってガスの分配を計測し、チューブからのガスの分配が、広範な作動条件又はガス流量範囲に亘って圧力変化に敏感でないようにして、先行技術の欠点に取り組むガス分配チューブを提供する。本発明は、最も内側のチューブが、好ましくはガス供給部に取り付けられ、内側及び外側のチューブが共に、最も内側のチューブと最も外側のチューブの長さに沿って分布する１つ又はそれ以上のオリフィスの列を有している、２つ又はそれ以上の填め込み型軸整列又は同軸チューブのチューブアッセンブリを有するガス送出チューブで構成されている。議論を目的に、２つの軸整列填め込み型の円形断面を有するチューブから成るガス送出チューブ１０について議論するが、３つの填め込み型チューブやそれ以上の同軸チューブのような、この他の数のチューブを使用することもできる。半導体基板を処理するのに使用されるガス送出チューブの長さは、通常、基板の幅又は直径よりも数センチメートル長い。
【００１７】
本発明のある実施例を、図５及び６Ａを参照しながら説明する。図５は、環状空間１５で隔てられた同軸の内側チューブ１２と外側チューブ１４を有する２チューブ式アッセンブリから成るガス送出チューブ１０の概略図である。各チューブは、２つの端部を有している。内側チューブ１２は、ガス供給部に取り付けられる一端１３を有しており、他端１７にはキャップが被せられている。１つ又はそれ以上のオリフィス１６の列が、内側チューブ１２の実質的長さに沿って分布しており、内側チューブ１２の全長に沿って均一な背圧を確立するように、位置と大きさが定められ、なお且つ内側チューブ１２を出て環状空間１５に入る十分なガス流量を提供している。外側チューブ１４は、その実質的長さに沿って分布するオリフィス１８の列を有している。１つ又はそれ以上のオリフィス１８の列は、環状空間内に均一な背圧を維持し、且つ外側チューブ１４を出て外側チューブ１４に隣接する領域に入る均一なガス流れを提供するように、位置と大きさが定められている。外側チューブ１４の両端部にはキャップを被せてあるのが好ましいが、別の実施例では、外側チューブもガスの供給を受けている。図５及び６Ａに示すように、内側オリフィス１６の線は、外側オリフィス１８の線列から回転方向に１８０度ずれているのが好ましい。しかし、これらの列の間には、どの様な回転整列及び直線整列でも用いることができる。好適な実施例では、オリフィスの内側の列が、オリフィスの外側の列から１８０°の位置に整列している。
【００１８】
ガス送出チューブ１０を、２つの軸整列填め込み型チューブを有するものとして説明してきたが、チューブを付加して使うこともできる。例えば、ガス送出チューブ１０は、３つか又はそれ以上の同軸チューブで構成してもよい。２つか又はそれ以上の填め込み型同軸チューブを使用することにより、本発明の装置は、先ず、内側チューブの長さに沿って均一な背圧を確立し、次に、その均一で一定な圧力を維持しながらチューブアッセンブリ１０の全長に亘って２つのチューブの間の環状空間に移すことにより、広汎な流れの範囲に亘って圧力の影響に対する感度を低下させる。その結果、外側チューブから出てくるガス流れは極めて均一なものとなる。本発明は、この様に、チューブアッセンブリの全長に亘る圧力と流れの確立を２段階に効果的に分けている。
【００１９】
上記のように、オリフィスの列を設けた単一のチューブの一端にガスを供給する先行技術では、オリフィスの列から均一な流れを提供するためには、チューブの全長に亘って背圧を均等にする必要がある。流量が低い状態では、背圧が低くなりすぎて、供給部から最も遠いオリフィスからの流れは低下し、チューブの全長に亘って不均一な分布となる。対照的に、本発明によれば、本発明の内側チューブ１２のオリフィス１６の直径と配列は、チューブの全長に亘って均一な背圧を確立するように形成されている。換言すると、チューブの直径とオリフィスの直径との間の関係が重要なのである。オリフィス１６は、内側チューブ１２の実質的長さ、好ましくは全長に亘って分布しており、その大きさと数は、内側チューブから外に流れ出るガス流れに対する十分な抵抗を保証して、全内側チューブ長さ内で背圧を構築できるように設定されている。内側チューブからのガス流れは、その長さに沿って平坦に分布しており、内側チューブと外側チューブの間の環状空間に供給される。
【００２０】
モクタリ他（「複数の出口のついた流れ分配パイプにおける流れの均一性と圧力の変動」流体、構造物、過渡現象、自然ハザードにおける分析的、実験的、計算的技術の進歩、ＡＳＭＥ、ＰＶＰ３５５巻、１１３ページ、１９９７年）では、単一のチューブに沿って均一な流れを確立するための、内側チューブ１２の内径（Ｄｉｎ）と、チューブ長Ｌと、オリフィスサイズ（ｄｉｎ）の間の一般的関係が議論されている。更に、アクリボス他（「マニフォルド内の流れの分布」化学技術科学、１０巻、１１２−１２４頁、パーガモン出版、１９５９年）では、モクタリが例としてＬ／Ｄｉｎ＞５０を示唆しているのに対し、Ｌ／Ｄｉｎ＜７０を要求している。加えて、モクタリ他は、Ｄｉｎ／ｄｉｎ≒１０かそれ以上ならば、チューブ全長に亘って良好な流れの均一性が期待できることを示している。アクリボスは、合計オリフィス面積（Ｎπｄｉｎ２／４）のマニフォルドの面積（πＤｉｎ２／４）に対する割合が１を越えるべきではないことを示唆している。
【００２１】
先行技術は、このように、単一チューブ内に比較的安定した背圧を確立するための法則のセットを提供している。具体的には以下の関係、即ちＬ／Ｄ＜７０、Ｄ／ｄ＞１０、Ｎａｐｏｒｔ／Ａｔｕｂｅ≒１、が示されており、ここに、Ｎはチューブ内のオリフィスの数であり、ａｐｏｒｔはこれらのオリフィスそれぞれの断面積である。この先行技術は、単一チューブ配置に限定されているが、上に議論したように、この様な単一チューブ配置では性能に限界があり、満足できる薄膜の均一性を提供できていない。
【００２２】
本発明の発明人は、先行技術の要件を内側チューブ１２に対して維持すると、内側チューブ１２内に比較的安定した背圧（Ｐ０−Δｐ）を確立できることを発見した。更に、本発明人は、内側チューブのオリフィス１６から、２つのチューブの間の環状空間１５内への実質的に一定したガス流れの供給を維持すれば、チューブの全長に亘って実質的に均一なガス流れを提供できることを発見した。本発明によれば、内側チューブ１２と外側チューブ１４の間の環状空間内の圧力の均一性は、環状空間のサイズによって確立され、ガス分配の均一性は内側チューブ１２のオリフィス１６の分布に支配されるが、外側チューブ１４とそのオリフィス１８を付け加えることにより実質的に改善される。この様に、本発明によれば、少なくとも２つの同軸チューブの組合せにより、最も内側のチューブ１２と最も外側のチューブ１４との間の環状空間１５内に、そのようなチューブの長さに沿って、一定の均一な圧力を確立でき、その結果、最も外側のチューブらのガスの分配が非常に均一になる。
【００２３】
本発明人は、内側チューブ１２と外側チューブ１４の間の環状空間１５の断面積と、内側チューブ１２の断面積は、ほぼ同じであるのが望ましく、少なくとも互いに３倍以内でなければならないということを発見した。換言すると、有効環状空間の有効直径Ｄｅｆｆと最も内側のチューブの直径Ｄｉｎとは、互いに３倍以内にあり、Ｄｅｆｆ≒Ｄｉｎであるのが望ましい。加えて、チューブの内表面積の、そのチューブ内の全オリフィスの合計断面積に対する割合は、約１０に等しいかそれ以上、好ましくは１００以上とすべきである。換言すると、ＳｕｒｆａｃｅＡｒｅａｏｕｔｅｒ／ＮＡｏｕｔｅｒ≒１０かそれ以上、である。これによってガス流れの非均一性値が著しく改善され、即ち、この値は、先行技術によって達成される約５から１０％に比較して、本発明では約３％以下の範囲になる。ガス流れの均一性とチューブ長さの間の関係の感度は、内側チューブ１２に対してよりも、外側チューブ１４に対しての方が遙かに低い。
【００２４】
要約すれば、本発明の思想は、内側チューブの設計を通して、ガス送出チューブの長さに沿い一定の背圧を確立し、次に、内側チューブと外側チューブの幾何学的関係を通して、全長に亘る一定の圧力と均等な分布を維持し、最終的には、外側チューブのオリフィスの分配を通してガス流れを計測することである。
【００２５】
本発明は、膨大な数の用途に使用することができる。以下、その中の２つの用途について述べる。ある実施例では、本発明のガス送出計量チューブ１０は、図７又は８に示すような、直線状のインジェクタ配置を使用する常圧／減圧化学蒸着装置に使用されている。ガス送出計量チューブ１０は、図８に示すようにインジェクタ自身の中に使用してもよく、及び／又は、図７に示すように、インジェクタの側面に位置するシールド内に使用してもよい。
【００２６】
ＣＶＤ装置２０の一部を図７に示す。ＣＶＤ装置２０は、インジェクタ２２、保護シールドアッセンブリ２４、及びウェーハ２６を含む成長室を備えており、ウェーハ２６は、ベルトのような搬送機構３０によって、インジェクタ２２とシールドアッセンブリ２４の下を、蒸着領域２８を通って搬送される。ガスは、インジェクタから蒸着領域２８内に噴射され、反応してウェーハ表面上に蒸着して薄層となる。シールドアッセンブリ２４は、通常、窒素ガスのような不活性ガスを噴射し、このガスは、インジェクタ表面上に堆積物が積み上がるのを最小化するのを支援し、且つ蒸着領域２８を隔離するのを助ける。この実施例では、シールドアッセンブリ２４は４つの区画から構成されており、そのうち２つはインジェクタ２２の側面に位置している。この形式のＣＶＤ装置の例について更に詳しいことは、米国特許第５，８４９，０８８号及び米国特許出願番号第０９／１８５，１８０号（弁理士事件整理番号Ａ−６５５８３−１）に記載されており、両開示の全てを、ここに参考文献として援用する。
【００２７】
約３％以下という薄膜厚さの非均一性に関する工業的要件については、インジェクタの側面に位置するシールドガス流れが、時間を通して安定しており、インジェクタの各側のガス流れがそれ自身の長さに沿って良好に画定され、インジェクタの反対側のガス流れに関しても良好に画定されていることが重要である。蒸着ガスは、直線状のインジェクタにより基板表面上に垂直に送出され、インジェクタの両側へ排気される。もっと具体的には、シールドアッセンブリ２４の第１の目的は、使用されなかった材料がインジェクタ２２及び排気経路面上に堆積するのを最小化することである。シールドアッセンブリ２４は、不活性ガスを送出する経路となるプレナム２５を内部に形成する孔付材料の輪郭面を備えた幾つかの区画から構成されている。不活性ガスは、排気経路内に送出され、未使用の蒸着ガス流を希釈して、未使用蒸着ガスを排気経路表面から外へ向かわせる。
【００２８】
効果を最大とするには、不活性ガスを蒸着領域の直ぐ下流に送出しなければならず、近接して送出する際には、不活性ガスが、蒸着ガスをウェーハ基板上に分配するのを乱さないようにする必要がある。加えて、通常のＡＰＣＶＤ及びＳＡＣＶＤのツールでは、蒸着ガスが反応し再結合して所望の薄膜を形成できるようにするため、基板に熱を加える必要がある。ウェーハの温度は通常５００℃以上であり、従って周囲の装置は、直接には加熱されないが、高温（数百℃）になると予測される。従って、不活性ガスは、蒸着ガスに要求される不均一性（即ち、不均一性約１％未満）と同様に、シールドとインジェクタの長さに沿ってある均一性で計測、送出されるのが望ましく、そのハードウェア設計は、広範囲の温度に亘って作動できるようなものでなければならない。特筆すべき利点は、本発明のガス送出チューブ１０は、基板の直径又は幅に亘るシールドアッセンブリの全幅に亘って、この様な計測済みのガス流れを供給するのに非常に適しており、これは、３００ｍｍウェーハのような大きな基板直径に対して特に有用である。特に、図７に示すように、本発明のガス送出チューブ１０は、シールドアッセンブリ区画の１つ又はそれ以上のプレナム２５内に配置することができる。ガス送出チューブ１０は、シールドアッセンブリ区画内の所望の位置どこにでも配置することができ、２つ以上のチューブを各区画内に置くこともできる。
【００２９】
通常、シールド２４及びインジェクタ２２は、フッ化水素酸のようなエッチング剤で洗浄するために取り外される。従って、ガス送出チューブ１０も、そのような洗浄溶液を使えるようになっているか、及び／又は簡単に取り外せて、シールドアッセンブリを単独で洗浄できるようになっているのが好ましい。
【００３０】
別の実施例では、ガス送出チューブ１０は、インジェクタアッセンブリ２２自身の中に、好ましくは、米国特許第５，６８３，５１６号及び米国特許出願番号第０９／１１３，８２３号（弁理士事件整理番号Ａ−５９４７１−４）に記載されている形式のような直線状のインジェクタ内に使用することができ、上記両特許の開示内容全てを、ここに参考文献として援用する。一般的に、インジェクタ２２は、インジェクタ２２の長さを横切る、複数のクロスチャネル即ちポート３２で構成されており、各ポート３２は、細いスロット状のチャネル３６で共通のガス送出面３４に連結され、このチャネル３６もインジェクタ２２の長さに亘って伸張している。ガスは、ガス送出面３４から、ウェーハ基板２６直上の蒸着領域２８（即ち容積部）に出て行く。蒸着ガスは、各ポート３２へ別々に供給されるのが望ましい。上に引用した開示は、蒸着ガスをインジェクタ２２の全長に沿って確実に均一に分配するための幾つかの構造を詳細に論じている。特筆すべき利点として、本発明のガス送出チューブ１０は、所望の均一な及び／又は計量済みのガス流れを供給するために、インジェクタ２２の１つ又はそれ以上のプレナム３２内に挿入できるガス送出装置として非常に適している。
【００３１】
通常、先行技術を使用する薄膜厚さの非均一性は、約２％近くにあり、この値は、使用される処理化学物質のタイプとＣＶＤ条件によっては、４％から５％に上がることもある。本発明は、ガス分配の均一性を更に改良することを通して先行技術に対する改良を行い、結果的に約２％以下の薄膜非均一性を現実のものとして、先行技術に勝る実質的改良を実現する。
【００３２】
特筆すべき利点として、本発明は、ガス流れを「計量」する手段を提供し、ガス送出システムの長さに亘って実質的に均一な分配を保証する。シールドに適用する場合、ガス流量は、通常、チューブ当たり毎分数標準リットル（ｓｌｍ）から約３０ｓｌｍ程度であり、一方インジェクタに適用する場合、ガス流量は、数ｓｌｍから約２０ｓｌｍ程度であるのが好ましい。シールドに適用する場合、不活性ガスは、シールドスクリーンの後の比較的閉じ込められていない容積部に送出され、一方インジェクタに適用する場合は、プレナムとチャネルスロットに非常に近接しているため、ガスの分配と流れの方向付けを調節する助けとなる。
【００３３】
直線状のインジェクタ、シールド及び基板配置のジオメトリでは、ガスを送出チューブの一端から導入する必要がある。直線状ガス分配システムに関する先行技術は、幾つかのアプローチを含んでいるが、ある種のＡＰＣＶＤ装置、特に幅２００ｍｍ以上の基板用の装置では、上手く機能しない。最も単純な形式の設計は、先に説明した図１及び２に示すような、表面に沿ってオリフィスが分布する単一のチューブである。
【００３４】
本発明のガス送出計量チューブがシールド用途に使用される場合、ガス流が不活性ガス送出アッセンブリから「噴流」状に出るのは望ましくなく、方位角的に一様にチューブから出なければならない。その場合、本発明の別の実施例によれば、外側チューブオリフィスの分布パターンは、チューブの長さに沿って方位角状に分布した小さな孔の幾つかの列又は行（図６Ｂ）である。
【００３５】
図８に示すインジェクタ用途の場合、インジェクタクロスチャネル即ちポート自身が、本発明的アッセンブリの周りに境界を形成し、ガスがスロットチャネルを通って混合室に流れる前に、ガスの方向を調整することができる。ここでは、外側チューブのオリフィス分布パターンを支配する法則は、シールド用途の場合よりもインジェクション用途の場合の方が拘束が緩く、幾つかの行と、チューブ長さに沿う多分より長いピッチとで構成されることになる。本発明のガス送出計量チューブを利用すれば、シールド及びインジェクタの両方の用途で、遙かに均一なガス流れを作り出し易くなる。以上、２つの特定の例について説明してきたが、本発明のガス送出計量チューブは、単独でも利用できるし、加えて、実質的に均一なガス送出が望ましい多くの用途、例えば全ＣＶＤ用途、半導体装置等に適していると理解されたい。
実験
以下に幾つかの例を提示するが、これ等は、説明を目的としており、本発明に制限を加える意図はない。各種事例のパラメータを表１に示す。
【００３６】
【表１】
0003621393.tif 000002
【００３７】
説明用事例
例１：表１のケースＡに示す設計パラメータの、図７に示すのと同様な保護シールド内に配置された計量チューブに使用された場合の実行可能性を、以下に検証する。
背圧は、約２００Ｔｏｒｒである。
ガス流量：チューブ当たり５から３０ｌ／ｍｉｎ
内側チューブ長（第１孔から最終孔）：約９．２６インチ
外側チューブ長（第１孔から最終孔）：約９．７インチ
内側チューブの諸元は表１に示す通り（内径ＩＤは０．１１４インチ、外径ＯＤは０．１３４インチ）で、一方外側チューブの諸元は、内径ＩＤ＝０．１８６インチ、外径ＯＤ＝０．２５０インチである。
【００３８】
内側チューブと外側チューブの間の環状部の有効径Ｄｅｆｆは、以下のように求めることができる。
【数１】
0003621393.tif 000003
【００３９】
但し、Ａｏｕｔｅｒは外側チューブの断面積、Ａｉｎｎｅｒは内側チューブの断面積で、それぞれ直径ＩＤｏｕｔｅｒ及びＯＤｉｎｎｅｒを有しており、Ｄｅｆｆは、内側チューブと外側チューブの間の環状部の有効径である。従って、式３を上記に与えられた条件で解けば、以下のようになる。
【００４０】
＝２ｘ［（．１８６／２）２−（．１３４／２）  ２］  １／２＝０．１２９インチ＝Ｄｅｆｆ
チューブの断面積と、チューブのオリフィスの断面積の和を比較するのは興味深い。内側のチューブでは、断面積は、π（ＩＤｉｎｎｅｒ／２）２＝π（．１１４／２）２＝０．００３２５π  となり、一方各オリフィスの断面積は、π（．００７）２＝０．００００４９π  である。
【００４１】
内側チューブの設計に際して、先行技術のモクタリとアクリボスに記述してある３つの条件の値が興味深い。３つの条件とは、ａ）チューブ長さの直径に対する比、ｂ）チューブ直径のポート直径に対する比、ｃ）全オリフィス面積の和のチューブ断面積に対する比、である。具体的には以下のようになる。
0003621393.tif 000004
【００４２】
表１のケースＡ内側チューブ設計について計算すると、次のようになる。
（ａ）内側チューブ  Ｌ／Ｄ＝９．２６／０．１１４＝８１
（ｂ）内側チューブ  Ｄ／ｄ＝０．１１４／０．０１４＝８．１
（ｃ）オリフィス総数の断面積内側チューブ：
３９ｘ（０．００００４９）π／（０．００３２５π）＝０．６
提案されている設計の計算結果を、先行技術によるガイドライン（式４ａ、４ｂ、４ｃ）と比較すると、ケースＡの内側チューブに関する提案設計が、一様流れの条件にほぼ合致していることが分かり、設計結果が条件４ａの高位側にあるのは注目される。
【００４３】
本発明によれば、外側チューブに対する設計標準は次のようになる。
0003621393.tif 000005
ここに、Ｄｉｎは最内側チューブの内径、ＳｕｒｆａｃｅＡｒｅａｏｕｔｅｒは最外側チューブの表面積、ＮＡｏｕｔｅｒは最外側チューブの全オリフィスの合計断面積である。
【００４４】
表１ケースＡの外側チューブに関する設計値は、
（ａ）Ｄｅｆｆ＝０．１２９≒０．１１４＝Ｄｉｎ
（ｂ）表面積対ポート断面積＝（９．７）π（．１８６）／（１５６ｘ５ｘ．００７２π）＝４７
となり、設計標準を満足する。
【００４５】
例２：表１のケースＤに示す設計パラメータの、図７に示すようなインジェクタアッセンブリ内の計量チューブに使用された場合の実行可能性を、以下に検証する。
背圧は、約２００Ｔｏｒｒである。
ガス流量：チューブ当たり２から２０ｌ／ｍｉｎ
内側チューブ長（第１孔から最終孔）：約９．２７インチ
内側チューブ及び外側チューブの内／外径寸法は、表１のケースＤに示す通りである。各種キー設計値は、上記例１に示した式と手順を使って計算することができる。具体的には以下のようになる。
内側チューブと外側チューブの間の環状部のＤｅｆｆ＝２ｘ［（．２６１／２）２−（．１５６／２）  ２］  １／２＝０．２０９インチ＝Ｄｅｆｆ
内側チューブの断面積＝π（．１３６／２）  ２＝０．００４６２π
内側及び外側オリフィスの断面積＝π（．００４８）  ２＝０．００００２３π
このデータを使って、ケースＤの内側チューブ設計に関する４ａ、４ｂ、４ｃに示す関係を計算すると以下のようになる。
Ｌ／Ｄｉｎ＝９．２７／．１３６＝６８
Ｄｉｎ／ｄ＝．１３６／．００９５＝１４．３
Ｎａｐｏｒｔ／Ａｔｕｂｅ＝３９π（．００４８）  ２／．００４６２π＝０．１９
提案設計の計算結果を先行技術の設計ガイドラインと比較すると、ケースＤの内側チューブに関する提案設計が、一様流れの条件にほぼ合致していることが分かる。
【００４６】
ケースＤに提案されている外側チューブの設計も、式５ａ、５ｂの標準に対して検証しなければならない。ケースＤでは、最初の関係は満足しており、即ち、Ｄｅｆｆ／Ｄｉｎ＝．２０９／．１３６＝１．５４  であり、３倍以内の要件に合致する。ケースＤの外側チューブは７７個の孔を有しており、各孔の直径は０．０１３８インチである。従って、式５ｂでは、外側チューブ長さが約９．７インチの場合は、９．７π（．２６１）／（７７ｘ．００６９２π）＝６９０となる。
【００４７】
例３：表１のケースＥでは、内側チューブの設計はケースＤと同じであるが、外側チューブは、直線状のオリフィスの列ではなく３つの狭いスロットのセットを有している。本発明によるこの様なスロットのセットを備えている外側チューブに関する関係は、以下のようになる。
Ｄｅｆｆ／Ｄｉｎ＝．２０９／．１３６＝１．５４  これは前と同じである。
表面積対スロット断面積＝９．７π（．２６１）／（３ｘ３．０６０ｘ．００５）＝１７３
従って、外側チューブに対する標準にも合致する。
【００４８】
最内側チューブと最外側チューブの間の環状空間は、有効環状空間である。換言すれば、チューブは（円筒状に加えて）様々な形状を取ることができるので、チューブの形状には関わりなく、環状空間は、最内側チューブと最外側チューブの間の領域である。
【００４９】
上記試みにより説明し証明したように、本発明のガス送出計量チューブは、チューブの長さに沿う均一な流れを確立するのとは独立して、一定の背圧を確立するための手段を作り出すことにより、直径や長さには関係なく、所与の長さに沿って実質的に一様なガス流れを提供する。上に示したように、所望の流量と均一性を実現するためには、環状断面の容積が重要である。特筆すべき利点として、チューブの壁寸法は、アスペクト比（孔対壁厚）が１以上であれば、所望の結果を得るのに重要ではなく、供給ガスの給送も、ガス流れを阻害するものでない限り、重要ではないということが分かった。
【００５０】
更なる利点として、軸整列填め込み型チューブは、異なる形状のものであってもよい。例えば、填め込み型チューブは、図に示す円筒形のチューブではなく、２つの軸整列した長方形チューブでもよい。更に、本発明のガス送出計量チューブは、必要ならば「噴流」タイプのガス流れを作り出すように形成することもできるし、そうではなく「噴流」が生じないように形成することもできる。
【００５１】
新しい実施例
本発明の別の実施例を図９から１４に示す。図９は、環状空間１５で隔てられた填め込み型同軸の内側チューブ１２及び外側チューブ１４を有する２チューブ式アッセンブリを備えたガス送出計量チューブ１０の分解図である。外側チューブ１４は、一端がエンドキャップ３５で閉じられ、反対側の入口端３７はガス供給ポート５０に取り付けられている。外側チューブ１４は、例えば図９及び１０に示すように、実質的にその全長に沿って分布する少なくとも一列のオリフィス１８を有している。内側チューブ１２は、開いた入口１３と出口端１７を有し、外側チューブ１４の内側に填め込まれている。内側チューブ１２は、オリフィスの列を有していない。
【００５２】
内側チューブ１２の出口端１７は、エンドキャップ３５の内面と接触してはおらず、図１１Ａ及び１１Ｃに示すように、エンドキャップ３５からある距離のところで終わっており、ガスが、内側チューブ１２の出口端１７から環状空間１５内へ流れ出ることができるようになっている。内側チューブ１２の出口端１７からエンドキャップ３５の内面までの正確な距離は、計量チューブの作動にとって非常に重要なパラメータというわけではない。距離は、約０．１インチから０．２５インチ程度であれば良好に作動すると考えられる。本発明のある特定の実施例では、０．１３５インチの離間距離が使用されている。こうすることにより、単一のガス供給ポートを唯一端に設けるだけで、ガス送出計量チューブ１０の反対側の端部にもガスを供給できるという利点が生まれる。
【００５３】
単一のガス供給ポート５０を使うだけでガス送出計量チューブ１０の反対側の端部にガスを搬送するために、本発明は、内側チューブと外側チューブの入口端に近接してガス分流器３８を設けている。ガス分流器３８は、内側チューブ１２に連結される第１ガス流路と、内側チューブと外側チューブの間の環状空間１５に連結される第２ガス流路を有している。より具体的には、ガス分流器３８は、外側チューブ１４のエンドキャップ３５とは反対側の入口端３７に隣接して配置されており、内側チューブ１２の入口端１３とほぼ同面に横軸に沿って整列している。ガス分流器３８は、その例を図１２Ａ及び１２Ｂに示すが、貫通する複数の小さなオリフィス４２と中央オリフィス４４とを有するディスク４１で構成されている。中央オリフィス４４は、直径が内側チューブ１２の外径とほぼ等しく、内側チューブの入口端１３に隣接し、内側チューブの横方向中心線に沿って配置され、内側チューブ１２内への第１ガス流路を形成している。複数の小さなオリフィス４２は、好ましくはディスク４１の外周回りに配置され、環状空間１５への第２ガス流路を形成している。代わりに、ガス分流器３８は、内側チューブ１２の入口端１３上のフランジとして形成し、複数のオリフィス４２が貫通するリップを有するようなものとしてもよい。別の実施例では、ガス分流器３８は、ガス供給ポート５０の一部として形成されている。
【００５４】
中央オリフィス４４と複数のオリフィス４２の直径は、特に制限があるわけではないが、複数のオリフィス４２の断面積の総合計は、内側チューブ１２の内側断面積と実質的に等しいことが好ましい。更に、複数のオリフィス４２は、全て径が同じでもよいし、径が違っていてもよい。ある例では、オリフィス４２の直径は約０．０１５インチから０．０２５インチの範囲にあり、内側チューブ１２の内径は約０．０６５インチから０．０７５インチの範囲にある。
【００５５】
内側チューブ１２は、１つ又は複数のスタンドオフスペーサー４０によって、外側チューブ１４内に、少なくとも部分的には、軸方向に支持されている。スタンドオフスペーサー４０は、外側チューブ１４内に内側チューブ１２を軸方向にセンタリングするために設けられている。スタンドオフスペーサー４０の一例を図１３Ａ及び１３Ｂに示すが、これは、１つ又はそれ以上のスタンドオフ部４３と中央孔４６を有する薄板でできている。中央孔４６の直径は、内側チューブ１２の外径よりも僅かに大きい。内側チューブ１２は、孔４６内に軸方向に挿入され、スタンドオフ部４３が、外側チューブの内壁と係合する。１つ又はそれ以上のスタンドオフスペーサー４０は、内側チューブの長さに沿って配置される。スタンドオフスペーサーの１つは、内側チューブの出口端１７近くに配置されるのが好ましい。スタンドオフ部４３は、環状空間１５への障害を実質的に最小化する形状に形成されるのが好ましい。
【００５６】
以上述べたように、本発明の特別な利点は、単一のガス供給入口をチューブ１０の一端に設けるだけで、ガス送出計量チューブ１０内の反対側の端にガスを供給できることである。ガスは、例えば図１４Ａ及び１４Ｂに示すように、単一のガス供給ポート５０から供給される。ガス供給ポート５０は、計量チューブ１０の一端に配置されており、内部に中空容積部、即ちポケット４９が形成された単一のユニットブロック４８と、ガス供給コネクタ６２と、中空チューブスタブ６４とで構成されている。カバー、即ちキャップ９９がポケット上に溶接されガス経路を閉じている。ガス供給コネクタ６２には、ガス供給部からのガスを、ポケット４９を通し中空チューブアッセンブリ６４から送り出すため、プラミング（図示せず）が取り付けられている。中空チューブスタブ６４は、ガス送出計量チューブ１０に連結されている。外側チューブ１４は、一端にアダプタ６６を有している。アダプタ６６は、外側チューブ１４を大径のチューブスタブ６４に接続する。ある代表的実施例では、分流器３８は、チューブスタブ６４とアダプタ６６の間に配置され、この３つの構成要素は一体に溶接されている。この実施例では、アダプタ６６は、実質上外側チューブ１４の延長部として機能し、ガスが分流器３８を通り環状空間１５内へ流れる際に実質的に流れの障害となるものが無いようにしている。
【００５７】
作動中、ガスは、ガス供給部から、コネクタ６２を通してポケット４９へ送り込まれる。ガスは、例えば図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、ポケット４９を通って、中空チューブスタブ６４を経由し、ガス送出計量チューブ１０内へと流れる。ガスは、チューブ１０に近づくと、ガス分流器３８を通り、中央オリフィス４４によって設けられた第１流路と、複数の小さなオリフィス４２によって設けられた第２流路とに分けられる。中央オリフィス４４によって分けられたガスは、内側チューブ１２に入り、複数の小さなオリフィス４２によって分けられたガスは、環状空間１５に入る。これら２つの流路の断面積をほぼ同じに保つことによって、２つのガス流路にほぼ等しい体積のガス流量が供給されることになる。内側チューブ１２にはその長さに沿ってオリフィスが設けられていないので、ガスはその出口端で内側チューブを出て、環状空間１５に、その入口端とは反対側の端部から入る。換言すると、内側チューブからのガスは、複数のオリフィス４２を通してガスが環状空間１５に入るのとは反対側の端部から、環状空間１５に入る。このように、ガス送出計量チューブ１０の唯一端に接続された単一のガス供給ポートを使用していながら、ガスは、ガス送出計量チューブ１０の両端に供給されることになる。
【００５８】
図９から１４に示す代表的実施例では、計量チューブのオリフィス１８の列は、実質的に同じ大きさで等間隔に設けられているが、本発明の精神を逸脱することなく、別の実施形態を用いることもできる。例えば、オリフィス１８のピッチは、所望のガス流れパターンを得るために変化させてもよい。別の実施例では、個々のオリフィスの径は、ガス流れパターンを調整するために変化している。オリフィス１８は、適切であればどの様な技法で形成してもよい。例えばオリフィス１８は、撃ち抜き孔として形成してもよい。代わりに、オリフィスを、ある材料、好ましくはルビーのような小さな許容差での機械加工に適した材料に形成して、次に、そのオリフィスを撃ち抜き孔に填め込むようにしてもよい。
【００５９】
本発明のこの他の特徴及び利点は、本発明の開示を研究した当業者には自明であろう。本発明の特定の実施形態及び例に関する上記説明は、解説と説明を目的としたものであり、本発明は、上記例で確かに説明されてはいるが、それによって制限されるものではない。上記説明は網羅性を意図したものではなく、開示した形態そのものに本発明を制限する意図もなく、上記の教示に基づいて種々の修正、実施形態、変更を取り行えることは自明である。本発明の範囲は、ここに開示した総括的領域を包含し、特許請求の範囲に述べる事項並びにそれと等価なものによって定義されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術で用いられている単一チューブ内のガス流れを示す断面図である。
【図２】先行技術で用いられている単一チューブ内の、圧力が低い場合のガス流れを示す断面図である。
【図３Ａ】先行技術の、ガス流れの非均一性を概略的に表示している図である。
【図３Ｂ】先行技術の、ガス流れの非均一性を概略的に表示している別の図である。
【図４】種々の形式の（先行技術による）チューブの長さに沿ったガス流れの分布を示すグラフである。
【図５】本発明のガス送出チューブの断面図である。
【図６Ａ】本発明のある実施例による、ガス送出チューブの端部断面図である。
【図６Ｂ】本発明の別の実施例による、ガス送出チューブの端部断面図である。
【図７】本発明のガス送出チューブを使用する保護シールドとインジェクタを示す、ＣＶＤ成長室の一例の断面図である。
【図８】本発明のガス送出チューブを使用するインジェクタの一例の断面図である。
【図９】本発明のガス計量チューブの別の実施例の分解図である。
【図１０】本発明のガス計量チューブの一例の両端部を示す部分側面図である。
【図１１Ａ】本発明のガス計量チューブの一例の端部を示す部分断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの該当チューブ端部の内部構造詳細を示す拡大断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａの該当チューブ端部の内部構造詳細を示す拡大断面図である。
【図１２Ａ】本発明のガス計量チューブに使用されるガス分流器の一例の端部断面図である。
【図１２Ｂ】本発明のガス計量チューブに使用されるガス分流器の一例の端部側断面図である。
【図１３Ａ】本発明のガス計量チューブに使用されるスペーサー即ちスタンドオフの一例の端部断面図である。
【図１３Ｂ】本発明のガス計量チューブに使用されるスペーサー即ちスタンドオフの一例の端部側断面図である。
【図１４Ａ】本発明のガス計量チューブに使用されるガス供給ポートの一例の斜視図である。
【図１４Ｂ】本発明のガス計量チューブに使用されるガス供給ポートの一例の側断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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