(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバ及びガス供給装置を有するＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉であって、
前記ガス供給装置は、中心の周りにスター状に配置されそれぞれ気化ガスソース（２１）と接続された各入口ダクト（２２）を具備し、該各入口ダクト（２２）はそれぞれ前記ガスソース（２１）から供給された各ガス流を、中心の周りに環状円筒形にて配置された第１混合室（１２）に供給し、
前記第１混合室（１２）では複数段の第１ガス偏向要素（１３）がフロー方向に重なって配置されることにより、周方向において時計回りと反時計回りに行われる複数回の各ガス流の偏向及び各ガス流の混合が生じ、かつ、螺旋状で層状の流れが生じ、
前記ガス供給装置はオーバーフロー障壁（１４）を具備し、前記第１混合室（１２）から出た全ての各ガス流からなる第１ガス流が前記オーバーフロー障壁（１４）を超えて１８０°向きを変えさせられて前記第１混合室（１２）の内側に配置された第２混合室（１５）に流れ、前記第２混合室（１５）にてフロー方向に重なって配置された複数段の第２ガス偏向要素（１６）であって各々が曲がった部分を有する平板材料から形成された同じ構成を有しかつ一つが他の一つの上に置かれて支持された前記複数段の第２ガス偏向要素（１６）により前記第１ガス流の複数回の偏向を生じ、
前記ガス供給装置はガス出口ダクト（８）を具備し、前記ガス出口ダクト（８）は前記第２混合室（１５）からＣＶＤ又はＰＶＤコーティング装置（１）のガス入口部材（５）への前記ガス流の出口のために中心に配置され、
２つの前記混合室（１２，１５）と前記気化ガスソース（２１）とからなる前記ガス供給装置が前記プロセスチャンバ（２）の鉛直方向上方に配置され、かつ、
前記ガスソース（２１）から前記ガス入口部材（５）までの各ガス流の有効行程長が互いに同じであることを特徴とする
ＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉。
【請求項２】
前記入口ダクト（２２）が入口平面に配置されかつ共通の中心を向いており、前記ガス出口ダクト（８）が入口平面に対して交差する方向に延在することを特徴とする
請求項１に記載のＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉。
【請求項３】
前記第１混合室（１２）が予備混合室であり、かつ、前記第２混合室（１５）が渦流生成室であって前記第２混合室（１５）内に渦状の第２ガス流を生成するために第２ガス偏向要素（１６）を具備することを特徴とする
請求項１又は２に記載のＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉。
【請求項４】
第１又は第２の前記混合室（１２、１５）が、同心状の管（１８，１９）から形成されており、それらは反対方向に流れられ通過されることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載のＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉。
【請求項５】
第１又は第２の前記混合室（１２，１５）の直径が、第１又は第２の前記混合室（１２，１５）の軸方向高さより短いことを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載のＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉。
【請求項６】
前記ガスソース（２１）及び前記混合室（１２，１５）が、前記反応炉ハウジング（１）の上壁の真上に配置されていることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉。
【請求項７】
希釈ガス流の流入のための付加的なガス入口ダクト（２２’）があることを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載のＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉。
【請求項８】
ＣＶＤ又はＰＶＤコーティング装置のガス入口部材（５）にプロセスガスを供給するための方法であって、
複数のプロセスガスの各々をそれぞれのガスソース（２１）に供給するステップと、
複数のプロセスガスの各々を各ガス流として他の各ガス流とは分離して各ガスソース（２１）から、中心の周りにスター状に配置された各入口ダクト（２２）をそれぞれ通って中心の周りに環状円筒形にて配置された第１混合室（１２）に送るステップと、
前記第１混合室（１２）内でフロー方向に重なって配置された複数段の第１ガス偏向要素（１３）を用いて各ガス流を、周方向において時計回りと反時計回りに複数回偏向しかつ各ガス流を混合し、かつ、螺旋状で層状の流れを生じさせるステップと、
全ての各ガス流からなる第１ガス流を、オーバーフロー障壁（１４）を超えさせ１８０°向きを変えさせて前記第１混合室（１２）の内側に配置された第２混合室（１５）にオーバーフローさせるステップと、
前記第２混合室（１５）にてフロー方向に重なって配置された複数段の第２ガス偏向要素（１６）であって各々が曲がった部分を有する平板材料から形成された同じ構成を有しかつ一つが他の一つの上に置かれて支持された前記複数段の第２ガス偏向要素（１６）を用いて前記ガス流を複数回偏向させるステップと、
全ての各ガス流からなるガス流をガス出口ダクト（８）から前記ガス入口部材（５）に送出するステップと、を有し、
前記ガスソース（２１）と前記ガス入口部材（５）の間の行程における前記ガスの有効滞在時間が最大で１０ミリ秒異なることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記ガスソース（２１）と前記ガス入口部材（５）の間の行程における前記ガスの有効滞在時間が、１００ミリ秒より短いことを特徴とする
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２混合室（１５）に配置された前記第２ガス偏向要素（１６）が渦状の第２のガス流を生じることを特徴とする
請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記入口ダクト（２２）におけるガス流は、各ガス流がそれぞれの入口ダクト（２２）を同じ平均ガス速度で出るように設定されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
付加的な入口ダクト（２２’）を通して希釈ガス流が供給されることを特徴とする
請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給装置に関し、個々のガスソースからそれぞれ与えられる各ガス流を第１混合室に供給するための入口ダクトを有し、第１混合室では特に１又は複数の第１ガス偏向要素を用いて１又は複数の各ガス流の偏向及び各ガス流の混合が生じ、さらにオーバーフロー障壁を有し、第１混合室から出た全ての各ガス流からなる第１ガス流はオーバーフロー障壁を介して第２混合室に流入し、第２混合室では特に第２ガス偏向要素を用いて第１ガス流の１又は複数回の偏向が生じ、そして、第２混合室からＣＶＤ又はＰＶＤコーティング装置のガス入口部材へのガス流の出口のためのガス出口ダクトを有する。
【０００２】
本発明はさらに、ＣＶＤ又はＰＶＤコーティング装置のガス入口部材にプロセスガスを供給する方法に関し、以下のステップを有する。
−  複数のプロセスガスを各ガスソースに供給するステップ；
−  互いに分離したガス流にて各ガスソースからそれぞれ入口ダクトを通って第１混合室にプロセスガスを送るステップ；
−  第１混合室にて特に第１ガス偏向要素を用いて各ガス流を偏向させかつ各ガス流を合わせ混合するステップ；
−  全ての各ガスからなる第１ガス流を、オーバーフロー障壁を超えさせて第２混合室にオーバーフローさせるステップ；
−  特に第２のガス偏向要素を用いてガス流を偏向させるステップ；
−  全ての各ガス流からなるガス流をガス出口ダクトからガス入口部材に送出するステップ
【背景技術】
【０００３】
ガス混合装置は、互いに異なるガスの混合を行うためのものであり、それらのガスはそれぞれ例えば管形状の入口ダクトを用いて予備混合室に導入され、そこでガスの最初の混合が生じる。それらのガスは、そこで偏向させられて第２混合室、例えばガス混合管に供給される。特許文献１は、このようなガス混合装置を開示し、それによれば、互いの混合を促進するためにガスに渦が導入される。ガス混合管内に挿入される挿入物の形態のガス偏向器具が設けられる。
【０００４】
ここで課題とされる混合装置は、ＣＶＤ又はＰＶＤ装置において用いられる。このような装置は反応炉ハウジングを有し、その中に配置され特にシャワーヘッドの形状とすることができるガス入口部材と、基板が載置されるサセプタとを具備する。サセプタは、熱的に励起される化学反応が基板表面で生じるべきか、又は、凝縮のみが基板表面で生じるべきかに応じて、加熱され又は冷却されることができる。ガス混合物は、基板の上方に配置されたガス入口部材を通ってプロセスチャンバに導入される。ガス混合手段は、複数の各ガスからなるガス混合物を混合するために用いられる。
【０００５】
特許文献２は、例えばシャワーヘッドとして構成されたガス入口部材を具備するＣＶＤプロセスチャンバを開示し、その中に、互いに異なるプロセスガスを供給することができる。シャワーヘッドの上流にはガス混合装置がある。
【０００６】
特許文献３は、シャワーヘッドを取り巻くリング室を開示し、その中でプロセスガス全体の混合が生じることになる。フロー方向においてガス入口部材の上流側に配置された混合室は、特許文献４にも開示されている。
【０００７】
特許文献５は、平たい円筒ハウジング形状のガス混合装置を開示する。そのハウジングは２つの混合室を含む。径方向外側に配置された混合室では、スター状に配置された入口ダクトを通って径方向外側に位置する予備混合室に互いに異なるプロセスガスが供給される。予備混合室には第１ガス偏向要素があり、それは混合室に供給された各ガス流の向きを変える。それにより各ガス流は、入口ダクト存在する入口平面の延在面に対して交差する方向に偏向させられる。それにより各ガス流は、オーバーフロー障壁をオーバーフローして第２混合室に到達する。第２混合室はガス混合装置の中心に配置されかつ下方に開口するガス出口ダクトを有し、第２混合室には第２ガス偏向要素が配置されている。この先行開示されていない文献は本発明の一種に当たる。
【０００８】
特許文献６は、ガス入口部材の上方、プロセスチャンバ天井の直上に配置されたガス混合システムを具備するＣＶＤ反応炉を開示している。
【０００９】
特許文献７は、複数のスター状に配置されたガス入口ダクトから供給を受ける、中心に配置された第１混合室を具備するガス混合装置を開示する。導入されたガス流は、径方向外側に流れるために、中心の混合室内で渦を巻きながら渦格子を軸方向に通過して第１混合室から出て行き、その場合、ガス流は約９０°向きを変えさせられる。中心の第１混合室で予備混合されたガス流は、中心の第１混合室の径方向外側に配置された第２混合室へと流れ、スター状に配置された出口ダクトからガス入口部材に出て行く。
【００１０】
特許文献８は、シャワーヘッドと、プロセスガスの混合のためにシャワーヘッドの上方に配置された混合装置とを具備するＣＶＤ反応炉を開示する。プラズマ発生器に設けられたプロセスガスは互いに平行に延在する入口ダクトを流れ撹拌室に入り、そこで撹拌が生じる。
【００１１】
特許文献９は、２つのガスを混合するためのガス混合装置を開示し、それらのガスは互いに分離したガス入口ダクトを通って第１混合室に入る。第１混合室は、隔壁により拡散室から分離されている。第１混合室で予備混合され、入口ダクトを通過した２つのプロセスガスは隔壁の開口を通って拡散室に移動し、そこでプロセスガスの更なる混合が生じる。
【００１２】
特許文献１０は、複数のプロセスガスを混合するためのガス混合装置を開示し、それらのガスは径方向に中心に向かって延在するガス入口ダクトを通って混合室に入る。混合室は、環状に中心の周りに配置された滞留室であり、そこを通ってプロセスガスは、混合されるために蛇行形状に流れなければならない。全ガス流は、中心に配置されたガス出口孔からガス入口部材に出てくる。
【００１３】
特許文献１１は、反応炉カバーを具備するＣＶＤ反応炉を開示し、その上にソースと混合室が配置されている。混合室は中心にあり、中心に対して径方向に延在するガス入口ダクトから供給される。各ガス流の混合は混合室で生じる。
【００１４】
特許文献１２は、管状断面形状のガス偏向要素を開示する。円筒管の壁から、自由端をもつ曲がった偏向板が、管のフローダクト内に突出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願公開第2009/0120364号公報
【特許文献２】米国特許第7,540,305号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第10 2005 003 984号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第2003/0019428号公報
【特許文献５】独国特許出願公開第10 2013 113 817号公報
【特許文献６】欧州特許第1 252 363号明細書
【特許文献７】米国特許第6,758,591号明細書
【特許文献８】米国特許第6,495,233号明細書
【特許文献９】欧州特許第1 452 626号明細書
【特許文献１０】米国特許第6,068,703号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第2011/0223334号公報
【特許文献１２】国際公開第97/35107号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、ガス供給装置、又は、プロセスガスをガス入口部材に供給するための方法を技術的に改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的は、特許請求の範囲に特定された本発明により実現される。
【００１８】
請求項の主旨である個々の特徴の利点は次の通りである。本発明による装置は、ガスソースからガス入口部材までの各ガス流の有効行程長が互いに同じ長さとなるように構成されている。各ガス流の有効行程長が互いに同じ長さとなることにより、互いに異なるガスが、ガス供給装置内で同じ滞在時間を有することとなる。同じ滞在時間は、異なる直径をもつ入口ダクトにより又は混合室の異なる断面形状により異なる圧力比によって、均等に維持することができる。しかしながら、異なる直径を、異なる管長により補償することも可能である。入口ダクト又は混合室の関係する断面が均等な形状となるような対称的構成が好適である。その有効行程長の下では、特にそのフローパスは、それに沿って各ガス流が同じ時間で第１混合室を通過するものと解される。各フローダクトに有り得る幾何学的相違は、異なる圧力比により補償することができる。
【００１９】
入口ダクトの対称的構成において全ての入口ダクトが同じ断面を有しかつ同じ幾何学的周縁部にて混合室に開口している場合、有効行程長は、混合室における各入口ダクトの開口からガス出口ダクトの始点までの各ガス流のフローパスの幾何学的距離である。各ガス流が層流として扱われることが好適であり、それにより行程長が実質的にフローラインにより決定される。
各ガス流の混合は、実質的に第１混合室における横方向拡散と各ガス流の複数回の偏向によって生じる。第１混合室に配置された第１ガス偏向要素は、実質的にフローパスを延長する特性を有するように構成することができる。第１混合室内における第１ガス偏向要素の配置は、ガス入口ダクトのスター状配置に対応して対称的であることが好適であり、それにより各ガス流が少なくとも均等なフローパスに沿ってそれぞれ流れることになる。第１ガス偏向要素は、各ガス流が螺旋状に環状円筒形の第１混合室を通過して流れるように構成することができる。従って、各ガス流は、入口平面の延在面に対して交差する向きの運動成分を有することになる。しかしながらそれらはまた、延在面に沿った方向の運動成分も有する。これらの方向において、好適には円運動又は螺旋運動が形成される。従って、各ガス流は、螺子状のラインに沿って、例えば床から上方へ第１混合室の仮想的軸に沿って第１混合室を流れ通過する。第１混合室の内側には第２混合室を設けることができる。第２混合室は、同心状に配置された管により構成することができる。従って、第１混合室は、周囲混合室を形成し、第２混合室は中心混合室を形成する。
【００２０】
各ガス流は、第１混合室内で予備混合された第１ガス流に統合され、それはオーバーフロー障壁を通過する。オーバーフロー障壁は、第１混合室の内壁でありかつ第２混合室の外壁を構成する内管の端縁とすることができる。第２混合室ではさらに、第２ガス偏向要素が設けられることが好適であり、それにより、オーバーフロー障壁を超えて第２混合室に入ったガス流は１又は複数回、向きを変えさせられる。第２ガス偏向要素は、渦を形成するように構成されかつ配置することができる。第１ガス偏向要素が層状ガス流の向きを１又は複数回変えるように形成されかつ構成されることが好適である一方、第２ガス偏向要素は渦生成形態にて配置される。従って、第２ガス偏向要素は、全ての各ガス流からなる渦状の第２ガス流を生成する。
【００２１】
第２混合室を通過するガス流は、ガス出口ダクトを通って第２混合室から出て行き、その場合、ガスの流出方向は、ガスの流入方向に対して交差していることが好適である。従って、ガス出口ダクトは、ガス入口平面の延在面に対して交差するように向いた延在方向を有することが好適である。２つの混合室の壁は、円筒形とし同心状の管から構成することができる。管の仮想的軸は、ガス入口平面に対して交差して延在している。２つの管内には、互いに反対向きのガス流が形成される。
【００２２】
ガスソースは、気化ソースとすることができる。これらは固体又は液体の開始物質を含み、それらは気化熱を加熱することによりガス形態とされる。これらの気化された開始物質は、定量可能な搬送ガスを用いて各入口ダクトをそれぞれ通って第１混合室に搬送される。好適には、各ガス流が、互いに等しい平均フロー速度をもって入口ダクトから第１混合室に流入する。各ガス流のフロー速度は、マスフローレギュレータを用いて調整することができる。
しかしながら、ガスソースをエアロゾル気化器としてもよい。この場合もまた、液体又は固体の開始物質に気化熱を加熱することにより、ガス形態とすることができる。蒸気のマスフローは、一方では気化表面の温度により制御することができるが、他方では搬送ガスフローによっても制御することができる。
【００２３】
本発明によれば、ガス混合装置内における各ガスの滞在時間、さらにガスソースとＣＶＤ反応炉のガス入口部材の間の領域における各ガスの滞在時間を実質的に同じ長さとすることが提示される。それらの時間は、互いに最大でも１０ミリ秒異なるに留めるべきである。好適には、ガス混合装置内におけるガスの滞在時間が１００ミリ秒を超えない。しかしながら、別の態様の装置においては、第１混合室がフロー障壁を有することができ、それにより渦流が生成される。第２混合室も同様にフロー障壁を有することができる。しかしながら、それは、層流の形成のためのフロー偏向要素も有することができる。
本発明の実施形態の例は、以下に示す添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、連係するガス混合装置を具備するＣＶＤ又はＰＶＤ反応炉のが概略断面図である。
【図２】図２は、図１のラインＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】図３は、ガス混合装置の第２の実施形態を示す図である。
【図４】図４は、図３のガス混合装置の平面図である。
【図５】図５は、ガス混合装置がＵ形管により形成された第３の実施形態の斜視図である。
【図６】図６は、図５に示したガス混合装置の側面図である。
【図７】図７は、図５に示したガス混合装置の平面図である。
【図８】図８は、ガス混合装置の第４の実施形態の斜視図である。
【図９】図９は、図８に示したガス混合装置の平面図である。
【図１０】図１０は、図９のラインＸ−Ｘに沿った断面図である。
【図１１】図１１は、図９のラインＸＩ−ＸＩに沿った断面図である。
【図１２】図１２は、ガス混合装置の第５の実施形態の平面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示したガス混合装置の側面図である。
【図１４】図１４は、図１３のラインＸＩＶ−ＸＩＶに沿った断面図である。
【図１５】図１５は、図１３のラインＸＶ−ＸＶに沿った断面図である。
【図１６】図１６は、図１３のラインＸＶＩ−ＸＶＩに沿った断面図である。
【図１７】図１７は、図１３のラインＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態の例について、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態を示す。気密性で内部の真空引き可能な反応炉ハウジング１が、内部にガス分散空間７とガス放出プレートとを具備するガス入口部材５を有し、ガス放出プレートは複数のシャワーヘッド状に配置されたガス放出孔６を具備し、ガス放出孔はプロセスチャンバ２の方に向き、プロセスチャンバの床にはコーティングされるべき基板４が載置される。基板４は、ヒーターによりプロセス温度へ加熱可能な又は冷却装置によりプロセス温度から冷却可能なサセプタ３上に載置される。サセプタ３は、真空ポンプ１０に接続されている環状のガス出口部材９により取り囲まれており、真空ポンプによりプロセスチャンバ２又は反応炉ハウジング１の内部の全圧を調整することができる。
【００２６】
ガス入口部材５へのプロセスガスの供給は、反応炉ハウジング１の天井を貫通して内部に延びるガス出口ダクト８を通して行われる。
【００２７】
ガス出口ダクト８は、ガス混合装置のハウジングの床２０と接続され、その床は反応炉ハウジング１の上壁の真上に配置することができる。ガス混合装置は、反応炉ハウジング１の上壁と強固に接続することができる。その上壁は、ガス混合装置の担体とすることができる。
【００２８】
ガス混合装置は、円筒形ハウジングであり、床２０と、床２０の反対側に位置する天井１７とがそれぞれ円形ディスク形状を有する。ガス混合装置のハウジングは、第１の管から形成される円筒形の外壁１８を有する。  第２の管１９は内側に配置されかつその下端が床２０と強固に接続されている。内側の管１９の空洞は、ガス出口ダクト８と接続されている。内側の管１９の上縁は、外側の管１８の空洞内に自由に突出し、オーバーフロー可能な縁を形成している。
【００２９】
床２０に隣接してスター状に配置された入口ダクト２２により、互いに異なるプロセスガスが、ガス混合装置における互いに異なる周縁位置に供給されることができる。この実施形態では、４本の等角度配置された入口ダクト２２が設けられており、それらの各々はそれぞれガスソース２１と接続されている。ガスソース２１は気化器であり、その中で固体又は液体の開始物質が加熱により気化される。このようにして形成された蒸気は、供給ダクト２３に供給される搬送ガスを用いて入口ダクト２２を通ってガス混合室に供給される。
【００３０】
ガス混合装置は、外管１８により外側に対して隔絶され内管１９により内側に対して隔絶された第１混合室１２を有する。この第１混合室１２には、複数の互いに上下に配置されたガス偏向要素１３がある。ガス偏向要素１３は、入口ダクト２２から第１混合室１２に入ってきた各ガス流を、実質的に螺旋状の流れ、好適には層流とするように配置されている。第１ガス偏向要素１３は、入口ダクト２２の配置の対称性に対応して対称に配置されることにより、入口ダクト２２から送り込まれ第１混合室１２を通って流れる各ガス流がそれぞれ類似のフローパターンを有することとなる。その場合、螺旋状のフローラインとなり、それに沿ってガスが床２０から天井１７の方向に、特に内管１９の複数の曲面を通過して上方に移動する。そこでは、全ての各ガス流から構成されるガス流が、管の端縁により形成されるオーバーフロー障壁１４を超えて流れる。これは、既に第１混合室１２で予備混合されたガス流である。
【００３１】
予備混合されたガス流は、オーバーフロー障壁１４の領域において、１８０°向きを変えさせられた後、天井１７から床２０の方へ、内管１９から形成される第２混合室１５を通って流れる。第２混合室１５には第２ガス偏向要素１６があり、それらは渦を生成するように構成されかつ配置されている。例えば、ガス偏向要素１６はガス切裂エッジを有し、その背後で渦流が成長することができる。ガス偏向要素１６は、フロー障壁となることができる。従って、第２混合室１５内には第１ガス流の渦が存在する。このように形成された渦状の第２ガス流は、全ての各ガス流のガスを含むものであり、第２混合室１５の床２０からガス出口ダクト８に出て、ガス入口部材５のガス分散空間７に入る。第１混合室１２への各入口ダクト２２の開口断面における平均ガス速度が同じになるように、搬送ガスが各ガスソース２１又は各入口ダクト２２に供給される。それにより、各入口ダクト２２からのガスは、同じ平均フロー速度をもって第１混合室１２に流入する。
【００３２】
図３及び図４に示される第２の実施形態では、共通のガス入口平面に全部で８本の入口ダクト２２が配置されており、それらはスター状にガス混合装置の中心に向く方向に延びている。径方向外側に配置された第１混合室１２は、ガス偏向要素１３を有し、それにより螺旋通路の形状で延在する第１混合室１２が形成されている。第１混合室１２の端縁は、オーバーフロー障壁１４により形成されており、そこに、円筒形の内側の第２混合室１５が連結されている。さらに第１混合室１２は、段状障壁１３’を配置されており、それらはガスを偏向させつつも、なおガスを渦状にする機能を有することができる。ガス流に影響する類似の要素を、第２混合室にも配置することができる。
【００３３】
図３及び図４は、異なる断面積をもつ入口ダクト２２を示している。より大きな断面積をもつ入口ダクト２２を通してプロセスガスが通過するか、又は、プロセスガスと共に搬送される搬送ガスが通過することが好適である。より小さい断面積をもつ入口ダクト２２’を通して希釈ガスのみ、すなわち搬送ガスのみが通過することが好適である。プロセスガスが導入されない付加的な入口ダクト２２’は、混合室に渦流を生成するために用いることができる。この付加的な入口ダクト２２’を通して供給される搬送ガスすなわち希釈ガスはその有効行程長に関して、入口ダクト２２を通して供給されるプロセスガスの有効行程長に一致させる必要がない。
【００３４】
図５〜図７に示された第３の実施形態では、混合装置のハウジングがＵ形状である。管状の第１混合室１２を形成するハウジングの第１のＵ脚部には、第１平面に配置された第１入口ダクト２２と、第１平面に対して平行に延在する第２平面に配置された第２入口ダクト２２’とが開口する。この場合も、全部で８本のそれぞれソースに接続されたガス入口ダクト２２、２２’が第１混合室に開口し、第１混合室は、管内壁から突出する突起の形態である第１ガス偏向要素１３を有する。それらは半円形突起であり、直線状の自由端縁を具備し、第１混合室１２を形成する管の中央まで突出する。
【００３５】
Ｕ形管１２、１５のＵブリッジ部は、オーバーフロー障壁１４を形成する。ここでもまた、半円形のガス偏向要素２４がＵ形管の空洞断面内に突出しており、そのガス偏向要素は、管の中央を通って延在する自由端縁を具備する。
【００３６】
第１混合室１２に対して平行に形成されている管脚部は、第２混合室１５を形成し、その内部にもガス偏向要素１６を有する。ガス偏向要素１３の自由端縁が実質的に互いに平行に第１混合室内で延在するのに対し、ガス流に対し交差して突出するガス偏向プレート１６の自由端縁は、十字状に延在する。
【００３７】
本実施形態では、ガス偏向要素１３、１６、２４が、管の内壁に半円周に亘って接続された平坦な平板により形成される。それらの平板は、フロー方向に対して交差して延在する。
【００３８】
図８〜図１１は、混合装置の第４の実施形態を示し、８本のガス入口ダクト２２を有し、共通する入口平面に配置されている。入口平面に対して交差する円筒状ハウジングが延在する。それは外管１８と内管１９とを有する。内管１９は、自由端縁によりオーバーフロー障壁１４を形成する。ガス入口ダクトは、外管１８により外側に対して隔絶された第１混合室１２に、軸の床２０近傍にて開口し、上部領域にのみすなわちオーバーフロー障壁１４の近くにガス偏向要素１３を有する。これらのガス偏向要素１３は、軸方向に第１混合室１２を通過する各ガス流を螺旋状のフローパス上に向け、それに沿って各ガス流が天井１７の下方空間に到達し、各ガス流はオーバーフロー障壁１４を超えて１８０°急激に向きを変えさせられる。
【００３９】
内側の第２混合室１５は、フロー方向において多数の互いに上下に配置されたガス偏向要素１６を有する。これらは曲がった部品であり、それらが複数段階のガス偏向を行わせる。それらの部品は、内管１９の内壁上に取り付けられ、内側の混合室１５を通過するガス流の渦を生じさせ、ガス流は、円筒構成の軸方向にガス出口ダクト８を通って第２混合室１５から出る。ガス偏向要素１６は、互いに同じ構成を有する。それは、互いに支持される、一つが他の一つの上に置かれるようなアタッチメントとすることができる。従ってそれらは、管１９の内壁上で支持され得るように構成されている。
【００４０】
この場合もまた、互いに異なる入口ダクトが設けられる。より大きい直径をもつ入口ダクト２２により、プロセスガス又はプロセスガスを搬送している搬送ガスが通過させられる一方、より小さい断面をもつ付加的な入口ダクト２２’により搬送ガスのみすなわち希釈ガスが通過させられる。
【００４１】
図１２〜図１７に示す第５の実施形態は、全部で８本のスター状に入口平面に配置された入口ダクト２２を有する。入口ダクト２２は、互いに同じ構成であり、フロー方向に徐々に大きくなる内径を有する。入口ダクト２２はさらに、交差ダクト２５を介して隣り合う入口ダクト２２と接続されている。
【００４２】
この場合もまた、２つの互いに同心状に配置された管１８、１９が外側の第１混合室１２と内側の第２混合室１５を形成し、外側の第１混合室１２は底部にて入口ダクト２２を通して、混合されるべきガスを供給される。第１混合室１２には、ガス流を周方向に偏向させる第１ガス偏向要素１３が設けられている。ガス流は、偏向要素１３により何回も異なる偏向方向に向きを変えさせられることにより、第１混合室１２の最初の高さ領域にて例えば第１混合室１２を時計方向に流れ、それに続く高さ領域では第１混合室１２を反時計回りに流れて通過することになる。時計回り又は反時計回りのフロー運動は、円筒管の軸方向のフロー成分と重なっていることにより、入口ダクト２２から出てきて第１混合室１２の内部で予備混合される各ガス流は第１混合室１２の上部領域に到達し、そこで２つの対向するオーバーフロー障壁１４を１８０°回って中心の第２混合室１５に流入する。
【００４３】
中央の第２混合室１５では、再び、曲がった構造を有することができる平板材料から形成された第２ガス偏向要素１６が設けられ、それらは、第２混合室１５を通過するガスの渦を生じさせる。
【００４４】
上述した全ての実施形態において、入口ダクト２２の長さも考慮して、それぞれの各ガス流がそのガスソース２１からガス入口部材５まで実質的に同じ有効行程長で通過するように、ガス偏向要素１３、１６が構成されかつ配置されている。
【００４５】
ガスソース２１の供給ダクト２３には、それぞれ搬送ガス流が供給される。その場合も、混合システムの内部のガスが、ガスソース２１からガス入口部材５までのそれらの行程上で同じ滞在時間となるように、搬送ガス流が定量されている。個々の滞在時間は１０ミリ秒より大きく異ならせるべきではなく、その場合、全体の滞在時間が最大でも１００ミリ秒であることが好適である。ガスが、同じ平均フロー速度で混合室に入るように、そして混合室又はガス混合装置全体を同じ時間で通過するように、入口ダクト２２を通るガス流が許容範囲内に設定されることが好適である。滞在時間が１０ミリ秒未満で異なる場合、例えば最大２ミリ秒又は５ミリ秒だけ異なるときが最適である。
【００４６】
ガス混合は大気圧下で行うことができる。しかしながら、ガス混合は１mbar〜５００mbarの間の圧力範囲で行うことが好適である。
【００４７】
ガスソース２１とガス入口部材５の間の圧力差は、１mbar未満であり、好適には０．２mbar未満である。ガス混合装置の直径及び高さは、２００mm〜７００mmの範囲である。
【００４８】
上述した説明は本願により全体として包含される発明の説明に寄与するものであり、それらは少なくとも以下の特徴の組合せによりそれぞれ独立して従来技術を進展させる。すなわち：
【００４９】
ガス供給装置は、ガスソース２１からガス入口部材５までの各ガス流の有効行程長が互いに同じであることを特徴とする。
【００５０】
ガス供給装置は、入口ダクト２２が入口平面に配置されかつ特に共通の中心に向けられ、かつ／又は、ガス出口ダクト８が入口平面に対して交差する方向に延在し、かつ／又は、ガス流がオーバーフロー障壁１４により１８０°向きを変えさせられることを特徴とする。
【００５１】
ガス供給装置は、第１混合室１２が予備混合室であって好適には各ガス流の層状の方向変化を生じさせる第１ガス偏向要素１３を具備し、かつ／又は、第２混合室１５が渦流生成室であって第２混合室１５内に第２の渦巻きガス流の生成のための第２ガス偏向要素１６を具備する。
【００５２】
ガス供給装置は、第１又は第２のガス偏向要素１３、１６がフロー方向において複数段にて互いに重なって配置されていることを特徴とする。
【００５３】
ガス供給装置は、第１及び第２混合室１２、１５が同心状の管１８、１９から形成され、それらは逆方向の流れにより通過されることを特徴とする。
【００５４】
ガス供給装置は、第１又は第２混合室１２、１５の直径が、第１又は第２混合室１２、１５の軸方向高さよりも短いことを特徴とする。
【００５５】
ガス供給装置は、２つの混合室１２、１５及びガスソース２１からなるガス供給装置が、プロセスチャンバ２の鉛直方向上方、特に反応炉ハウジング１の上壁の真上に配置されていることを特徴とする。
【００５６】
方法は、ガスソース２１とガス入口部材５の間の行程上におけるガスの有効滞在時間が、最大で１０ミリ秒異なることを特徴とする。
【００５７】
方法は、ガスソース２１とガス入口部材５の間の行程上におけるガスの有効滞在時間が、１００ミリ秒より短いことを特徴とする。
【００５８】
方法は、第１混合室１２に配置された第１ガス偏向要素１３が各ガス流を特に層状に偏向させ、かつ／又は、第２混合室１５に配置された第２ガス偏向要素１６が特に渦状の第２ガス流を生成することを特徴とする。
【００５９】
方法は、各ガス流がそれぞれの入口ダクト２２を同じ平均ガス速度で出るように入口ダクト２２におけるガス流が設定されることを特徴とする。
【００６０】
全ての開示された特徴は（それ自体において、しかしながら互いの組合せにおいても）本発明において本質的なものである。本願の開示において、関連する／添付の優先権書類（先願の複写）の内容もまた、本願の請求の範囲におけるこれらの書類の特徴を統合する目的を含めてここに全体として包含される。従属項はそれらの特徴により従来技術に対する本発明の進展を独立して特徴付けるものであり、特にこれらの請求項を基に分割出願するためのものである。
【符号の説明】
【００６１】
１  反応炉ハウジング
２  プロセスチャンバ
３  サセプタ
４  基板
５  ガス入口部材
６  ガス放出孔
７  ガス分散空間
８  ガス出口ダクト
９  ガス出口部材
１０  真空ポンプ
１１  ガス混合装置
１２  第１混合室
１３  第１ガス偏向要素
１３’障壁
１４  オーバーフロー障壁
１５  第２混合室
１６  第２ガス偏向要素
１７  天井
１８  円筒壁
１９  管
２０  床
２１  ガスソース
２２  入口ダクト
２２’  入口ダクト
２３  供給ケーブル
２４  クロスダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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