(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学気相成膜反応室であって、ウエハ（５）のための基板ホルダ（４Ａ）を収容する処理室（１０１）と、前記ウエハを処理するための反応ガスの第１ガス流（Φ１）を与える第１入口と、前記基板ホルダを取り囲む王冠形状のガスコレクタとを有し、前記ガスコレクタは中空環状空間を形成するとともに前記反応ガスを前記処理室から排出させる出口（１２）を備え、前記化学気相成膜反応室は、更に、
前記基板ホルダ下方及び上方にそれぞれ置かれたベースプレート（３０）及びカバープレート（２０）と、
前記ガスコレクタ（１６）を取り囲むとともに前記ベースプレート（３０）及び前記カバープレート（２０）に接触する外側リング（１０）とを備え、
前記処理室は第１空間（１０１）を定義し、前記第１空間は前記ベースプレート及び前記カバープレート、前記外側リングによって仕切られ、
さらに非反応性ガスの第２ガス流（Φ２）のための入口（３９）を備え、
前記第１空間が、実質的に円筒状の周辺壁（１９Ｃ）、下部水平壁（１９Ａ）、及びカバー（２８）によって仕切られた第２及び第３空間によって取り囲まれており、前記壁の一つが前記第２ガス流（Φ２）のための入口を備え、前記第２ガス流が対抗流として作用することによって前記第１ガス流（Φ１）が前記ガスコレクタ（１６）以外を経て前記処理室から外へ出ることを防止することを特徴とする化学気相成膜反応室。
【請求項２】
前記外側リング（１０）は、前記カバープレート及びベースプレートのそれぞれ接触する上部平坦表面及び下部平坦表面を有し、前記上部平坦表面及び下部平坦表面には溝又は荒らされた領域が設けられ、前記対抗流として作用する前記第２ガス流（Φ２）が前記外側リングと前記カバープレートとの間及び前記外側リングと前記ベースプレートとの間の界面を通るようにすることを特徴とする請求項１記載の化学気相成膜反応室。
【請求項３】
前記基板ホルダ（４Ａ）は、前記ベースプレート（３０）の穴（３２）を経て処理室（１０１）に入る回転軸（４Ｃ）によって支持されることを特徴とする請求項１又は２記載の化学気相成膜反応室。
【請求項４】
前記回転軸は、環状部品（４Ｂ）によって前記基板ホルダに接続されており、前記環状部品（４Ｂ）は前記回転軸（４Ｃ）のための前記ベースプレート（３０）の穴（３２）より大きく、前記回転軸に前記基板ホルダを接続する前記環状部品（４Ｂ）は前記基板ホルダに比してより多孔質的でない材料で作られることを特徴とする請求項３記載の化学気相成膜反応室。
【請求項５】
処理温度は３００から１５００℃の範囲であり、前記回転軸（４Ｃ）に前記基板ホルダ（４Ａ）を接続する前記環状部品（４Ｂ）はそのような高温に耐える材料で作られることを特徴とする請求項４記載の化学気相成膜反応室。
【請求項６】
前記ベースプレートは、前記基板ホルダの下方に置かれた第１内部リング形状ベースプレート部品（３０Ａ）と、前記第１内部リング形状ベースプレート部品（３０Ａ）、前記ガスコレクタ（１６）及び前記外側リング（１０）を支持する第２内部リング形状ベースプレート部品（３０Ｂ）とを備え、前記第２内部リング形状ベースプレート部品（３０Ｂ）は、前記第１内部リング形状ベースプレート部品（３０Ａ）から相対的に下方へ移動することができ、それによってウエハに自由にアクセスしてウエハを操作することができるようにすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の化学気相成膜反応室。
【請求項７】
前記周辺壁（１９Ｃ）は、ゲートバルブを備え、それによってウエハにアクセスできるようにすることを特徴とする請求項６記載の化学気相成膜反応室。
【請求項８】
前記第１及び第２内部リング形状ベースプレート部品（３０Ａ、３０Ｂ）の接触表面に溝又は荒らされた領域を設け、これによって前記対抗流としての前記第２ガス流（Φ２）が前記接触表面の間の界面を通るようにすることを特徴とする請求項６又は７記載の化学気相成膜反応室。
【請求項９】
外側リング（１０）及びガスコレクタ（１６）にそれぞれ形成された穴（５５，５８）にチューブ（５７）を挿入し、これによって前記基板ホルダ上のウエハを調べるための光ビームを導入することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の化学気相成膜反応室。
【請求項１０】
前記光ビームに対して透明な一片の固体材料（５６）すなわちチューブ窓が前記チューブ（５７）の内部に挿入され、前記チューブと前記チューブ窓の接触表面によって前記第２ガス流（Φ２）を対抗流として作用させ、これによって前記第１ガス流（Φ１）が処理室（１０１）から出て来ることを防止することを特徴とする請求項９記載の化学気相成膜反応室。
【請求項１１】
前記円筒状周辺壁（１９Ｃ）は、前記光ビームに対して透明な窓（５２）を有し、それによって前記光ビームを前記チューブに導入することを特徴とする請求項１０記載の化学気相成膜反応室。
【請求項１２】
前記基板ホルダを加熱するための加熱手段（７）を、前記ベースプレートの下方に設けることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の化学気相成膜反応室。
【請求項１３】
前記ガスコレクタは、環状上部部品（１５）と環状下部部品（１４）とからなり、前記環状上部部品及び環状下部部品は側方フランジ（１７，１８）に接続され且つねじ（１３）によってお互いに固定されており、前記基板ホルダを取り囲む前記側方フランジ（１８）は前記第１ガス流のための出口（１２）を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか記載の化学気相成膜反応室。
【請求項１４】
前記ガスコレクタからガスを集めるためのチューブは、壁（２９Ａ）を有しており、前記ガスコレクタの環状下部部品（１４）の開口（４０）の中にスライドし、前記壁（２９Ａ）に設けられた尾根（２９Ｂ）によって前記開口（４０）の内部（４１）と前記壁（２９Ａ）の間に小さな開口（２９Ｃ）を残し、これによって前記第２ガス流（Φ２）を対抗流として作用させることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか記載の化学気相成膜反応室。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、化学気相成膜反応室であって、ウエハとそれを処理するための反応ガス流を備えた処理室と、反応ガスがガスコレクタを除き処理室から出ることを防止する手段とを備えたものに関する。
【０００２】
本発明は、半導体素子たとえばガリウム砒素半導体素子のための化学気相成膜反応室を製造する産業に応用される。
【０００３】
背景技術
化学気相成膜反応室は、米国特許第４，９６１，３９９によって既に知られている。この文献に開示されているのは、複数の半導体ウエハを反応ガス流に晒すことによって処理するためのエピタキシャル反応室である。この反応室は、処理室において遊星回転するグラファイト製基板ホルダを有する。ここに、処理室は、ガス流がウエハと接触する空間であり、遊星回転する基板ホルダをできる限り近くで取り囲み且つ鉛直軸を持つ円筒体である。円筒体の下部と上部は床板と天井板によって気密に封止される。ほぼ平坦なカバーがこの装置をカバーする。反応ガスの導入口はカバーの中心に位置し、遊星回転する基板ホルダに対向する。この導入口は、反応ガスを、端面が朝顔状に下方に開いたいくつかの同心状漏斗を経由して、処理室内に導入する。反応室を開けるためにカバーを持ち上げれば、処理室の内部にアクセスできる。基板ホルダは、周囲に複数の開口を設けた中空の石英製リングで囲まれている。この石英製リングの周辺で、反応ガスが出ていくことができるチューブが終端する。付加的に水素ガス流が円筒体と石英製リングの間の空間に供給され、反応ガス流がその空間に進入しその空間を汚染することを防止する。
【０００４】
III-V族の半導体材料上にエピタキシャル層を成膜することを含む半導体素子を製造する分野においては、上述した反応室では、いくつかの問題を解決することができない。
【０００５】
発明の概要
問題の一つは、処理室が、反応室の周辺の空間から充分に分離されていないということである。処理室が分離されなければならない理由は、導入される反応ガスが処理室から出て反応室の空間に向かって流れることを防止し、その空間が汚染されないようにするためである。実際、反応ガスによる高温の化学反応でウエハ上に所望の膜が堆積されるが、反応室の他の空間のすべてにおいてそのような堆積が起こることは望ましくない。これらの空間を頻繁にクリーニングして、これらの空間の機能を維持し、エピタキシャル成長の条件が変化しないようにし、ウエハを出し入れする際に異物粒子がウエハ上に堆積しないようにしなければならない。実際、これらの空間をクリーニングし置換する作業のために、反応室を使用するための時間が無駄になる。加熱反応ガスに晒されていたこれらの空間が冷却されるとき、これらの空間の汚染の問題が重要になってくる。たとえば、砒素を含むIII-V族化合物の場合には、砒素は、約２００℃以下ですべての表面に堆積する。大きな反応室においては、処理室の外壁は、多くの実際的な理由のために冷却されなければならない。また、処理室の大きさ、重量及び反応室への多重接続の故に、決まり切った仕事として容易に処理室を開けてクリーニングすることは困難となる。
【０００６】
この処理室を他の反応室空間から分離すべき他の理由は、ウエハが晒される先駆ガスからなるガス混合物を、プロセス処理条件から要求されるとおり極めて迅速に変更しなければならないからである。現実には、中央の導入口から処理室の中へ先駆ガスを導入することをやめた後、ウエハ上の先駆ガス濃度は、数秒以内に１００００分の１程度に減少しなければならない。このことが要求されるのは、たとえば、ＨＥＭＴと略される高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor)での２重ドープ構造の成長の最中にＮドープ先駆ガスが使用されるときである。この要求が満たされるのは、反応ガスがウエハに面する空間に閉じこめられている場合だけである。この空間以外のすべての空間には、反応ガスが存在してはならない。処理室を分離する他の理由は、化学気相成膜で使用される反応ガスは、通常、危険で有害であり、陽圧の排気口以外を通って処理室の外部に流れ出てはならないからである。
【０００７】
処理室の分離を格別困難にするのは基板ホルダである。第１に、基板ホルダは、化学反応が生じるように３００℃から１５００℃の温度範囲に加熱されている。そのため、ウエハに適合し高温に耐える材料たとえば多孔質であるグラファイトが選ばれる。第２に、基板ホルダは回転しており、それによってウエハ同士の均一性を保証し、またガス流の動力学に影響を与える。回転軸と静止部品との接続をきつくすることはできず、ガス流が排出され得る。そのため、処理室を基板ホルダより下の空間から気密に封止することは容易ではない。
【０００８】
処理室の分離を困難にする他の特別の理由は、処理室の外部の空間の体積が、ウエハに直接面する空間よりかなり大きくなることがあるということである。かくして、既に引用した米国特許で知られているような付加的水素ガス流でかなりのサイズの対抗流を作り、その空間に反応ガスが来ないように保証している。もしも反応室の設計で決まるその対抗流のサイズが、たまたま、ウエハに直接面する空間における全ガス流の量よりも大きくなったら、いくつかの困った結果たとえば、エピタキシャル層の不均一、層の純度の低下、超高純度ガスの浪費、を招く。
【０００９】
処理室の分離を困難にする他の特別の理由は、同時に数枚のウエハを収容するために処理室が比較的大きくなることである。そのため、大きな処理室の特定の部品要素であって高温領域に置かれるものは、ウエハの導入の際に又は処理室のクリーニングの際に処理室を開閉するため、他の部品要素に対して相対移動可能でなければならない。かくして、高温領域の中の可動部品要素を封止するために標準的なシールを使用することは不可能である。さらに、処理室が大きいために、また処理室を開閉する観点からも、可動部品要素同士の閉鎖箇所表面は互いに接触してはいない。何故なら、これらの大寸法閉鎖表面を充分平坦にすることは機械的に不可能であり、不規則な閉鎖界面が生じる。その結果、封止手段を用いることなく、対向する閉鎖表面同士の単純難接触によって処理室を閉鎖しても、反応ガス流を不規則閉鎖界面から外へ出すことになるか、又は、対抗流を不規則閉鎖界面から外へ出し対抗流を無駄にすることになるだけである。
【００１０】
本発明の目的は、処理ガスを処理室の外側に出さないことである。これは請求項１記載の化学気相成膜反応室によって解決される。ここに、請求項１記載の化学気相成膜反応室は、ウエハとウエハを処理する反応ガスとを備えた処理室と、処理室を分離する手段とを備えている。
【００１１】
他の問題は、処理室内のガス圧が大気圧と実質的に違わないということである。そのため、対抗流を形成する不活性ガスは、処理ガス圧を乱さないように導入されなければならない。すなわち、対抗流を形成する不活性ガスの量は、処理室の可動部品要素の周辺の長さがどのようであっても、あまりに重要な要因であってはならない。反応ガス流が反応室から外に出ることを防止するための不活性ガスの量があまりに多いと、混合により反応ガスを希釈し、処理室内での処理をかき乱す可能性がある。そこで、不活性ガスが処理をかき乱さないためには、処理ガスが導入されている領域以外の領域に不活性ガスを導入しなければならない。何故なら、不活性ガスが処理ガスと混ざり合うということはあまりにも重要だからである。
【００１２】
本発明の他の目的は、対抗流のサイズを反応室の中で最小に保つ手段を提案することである。
【００１３】
上述した他の問題を解決するための化学気相成膜反応室の他の形態は、他の請求項に記載されている。
【００１４】
本発明の利点は、これらの手段は容易に製造し使用することができ、公知手段より効率的であるということである。また、ウエハ上に堆積された層は、より均一である。また、成膜室の外部の空間は清浄に保たれる。また、対抗流ガスの堆積は可能な限り小さく保たれる。また、成膜室内部の圧力は、要求されたレベルに容易に維持される。
【００１５】
図面の簡単な説明
本発明の対象を、図面を参照して詳細に説明する：
図１は、円筒状の化学気層成膜反応室の断面図である、
図２は、他の実施形態の反応室の断面図である、
図３は、開口を開けた場合の図２の実施形態の断面図である、
図４は、他の実施形態の反応室の断面図である、
図５Ａは王冠型の排出装置の拡大断面図であり、図５Ｂは排出ポートを示す。
【００１６】
好適な実施形態の記述
本発明は、化学気相成膜室すなわちたとえばいくつかのウエハを収容する処理室に関する。また、本発明は、そのような処理室を有する化学気相成膜反応室に関する。処理室は、分離要素を有し、処理室内の反応ガスが処理室の外に出ていき反応室の他の部分に向かって流れることを防止する。また、処理室は、開閉動作のための可動要素を有する。分離要素と可動要素は、特定の高温シール手段構造と処理室を分離するための特定の対抗流とともに設けられる。高温とは、３００℃程度以上の温度、たとえば３００℃から１５００℃である。本発明は、たとえばガリウム砒素半導体素子を製造する産業において利用される。
【００１７】
図１から図４を参照すると、反応室は、鉛直軸を有するほぼ円筒体である。反応室は、たとえば直径約２５ｃｍの円形ベースプレート３０を備え、回転する基板ホルダ４Ａ、４Ｂを支え、基板ホルダ４Ａ、４Ｂ上には、１枚又は数枚の半導体ウエハが置かれている。基板ホルダは、ベースプレート３０の開口３２を通る回転軸４Ｃを有する。当業者に公知の加熱手段７は、ベースプレート３０の下に置かれ、基板ホルダ４Ａを加熱する。基板ホルダは、ウエハを収容し処理温度に耐える適切な材料、好適にはグラファイトで作られる。しかし、グラファイトは、多孔質であるため、反応ガスを処理室から外に出す可能性がある。
【００１８】
ベースプレート３０は、反応ガスがウエハに接触するように反応室内部に配置される。反応室は、鉛直軸を有する円筒体１９Ｃを備え、ベースプレート３０を取り囲む。円筒体１９Ｃの下部と上部に、底板１９Ａ及びほぼ平坦なカバー２８がそれぞれ置かれている。反応室の冷たい部分である円筒体１９Ｃにおいて、底板１９Ａとカバー２８の締め付けは環状ジョイント２１によって確保される。底板は、好適には、円筒体１９Ｃの水平部分１９Ａである。カバー２８は、ベースプレート３０を置くために持ち上げることができる。それは、処理動作中において、実際上ベースプレートに平行である。処理動作中は、第１先駆ガス流Φ１Ａのための入口１Ａと第２先駆ガス流Φ１Ｂのための入口１Ｂとからなる同心状漏斗を経て、反応ガスが反応室に導入される。ガス流は、ベースプレート３０の上をベースプレートの周囲にむかって径方向に移動する。反応性処理ガスは、出口１２を経て、排気ポート４０にあるガスコレクタ１６によって集められ、さらに排気ポート４０にあるガスコレクタ１６に接続されたチューブの中の空間２９によって集められる。ガスコレクタ１６は、リング３１上のベースプレート３０の端に置かれる。
【００１９】
ガスコレクタについて、図５Ａを参照して詳細に説明する。ガスコレクタは、王冠状であり、環状上部１５と環状下部１４を備え、その上部及び下部は側方フランジ１７，１８によって接続されている。処理室１０１は、王冠状ガスコレクタ１６のフランジ１８によって仕切られている。基板ホルダ４Ａを取り囲むフランジ１８は、処理室１０１から反応ガスを追い出すために規則的に離間した複数の出口１２を有する。出口１２は、チューブの中の空間２９に向かうガスコレクタ１６に導かれる。図５Ｂを参照すると、チューブの中の空間２９は、壁２９Ａを有するチューブの中に形成されており、壁２９Ａには外部長手方向尾根２９Ｂが設けられている。チューブの中の空間２９は、環状下部１４の開口４０の中へスライドし、開口４０の内部４１とチューブの壁２９Ａとの間に、小さな開口２９Ｃを残す。ガスコレクタを形成する金属は、好適には、モリブデンであってもよい。モリブデン製ガスコレクタが有利な点は、カバープレートと底板に過剰な力をかけることがない点と、半導体ウエハと同様に室内の温度に耐える点と、処理ガスの使用に耐える点である。好適には、直径方向において対向する２つのチューブをガスコレクタ１６の内部に没入しガスを外部へ排出するのがよい。
【００２０】
図１に例示した実施形態において、入口１Ｂは、カバー２８に結合するエクステンション２０を有し、反応室を開閉する際に入口１Ａ、１Ｂがカバー２８と一緒に持ち上がるようになっている。従って、エクステンション２０は、実際のカバーであり、これ以降、ウエハ及び基板ホルダ４Ａ直上の空間のためのカバープレート２０と呼ぶことにする。好適には、ベースプレート３０、カバープレート２０、入口１Ａ、１Ｂは、高温の処理温度に耐える非多孔質材料である石英製とするのがよい。
【００２１】
本発明によれば、分離手段は、反応ガスが基板ホルダとウエハの直上の空間すなわち第１空間１０１（これ以降、処理室という。処理室は、実際には、ウエハ５付き基板ホルダ４Ａ、入口１Ａ，１Ｂ、ガスコレクタ１６を含む）以外の反応室の空間に流れ込むことを防止する。分離手段の構成要素について説明する。
【００２２】
分離手段は、外側リング１０を備える。外側リング１０は、ガスコレクタ１６とウエハ５付き基板ホルダ４Ａを取り囲み、ベースプレート３０とカバープレート２０に接触する。これによって、処理ガスが入った第１空間すなわち処理室１０１が、外部リング１０、プレート３０、２０の外側であって、且つ周辺壁１９Ｃ、１９Ａの内側の第２空間１０２と第３空間１０３から分離される。外側リング１０は、ベースプレート３０の端に置かれ、ベースプレート３０とエクステンションカバー２０に接触するための上部平坦表面と下部平坦表面を有する。外側リング１０は、好適には、inox製とするのがよい。
【００２３】
注意すべきことは、ガスコレクタ１６は、必ずしも分離要素の一部ではないということである。それは、ベースプレート３０の端に立っており、集められた高温ガスに起因する膨張を許容するカバープレート２０に接触していない。
【００２４】
非多孔質環状要素４Ｂは、多孔質基板ホルダ４Ａと回転軸４Ｃに結合している。非多孔質環状要素４Ｂの外側直径は、回転軸４Ｃのための開口３２の直径より大きく、反応ガスが開口３２から外へ出ていくことを防止する。実際、ベースプレート３０は加熱手段７によって３００℃以上に加熱されるため、要素４Ｂは、そのような温度に耐える反射性金属でできている。基板ホルダ４Ａの非多孔質要素４Ｂは、ベースプレート３０と結びついて、処理室１０１を特に第３空間１０３から分離する。
【００２５】
非反応ガスの対抗流Φ２は、反応ガスから遠く離れた領域に与えられる。すなわち、それは、入口３９を経て周辺の第３空間の中に導入される。対抗流は、空間１０２の中に伝搬し、特定の構造すなわち高温シール手段によって、処理室の中で反応ガスと逆方向に伝搬する。
【００２６】
このシール手段は、小さな溝又は上述した分離手段の界面の表面の溝又は荒らした領域である。図１の実施形態においては、シール手段構造は、カバープレート２０との界面及びベースプレート３０との界面において、外側リング１０の平坦接触表面に対して応用されている。本発明のシール手段構造により、処理ガスを界面から外に出ないようにし、処理ガスを出口１２に向かわせ、チューブの中の空間２９に向かわせる。これらのシール手段により、これらの処理ガスを空間１０２，１０３に入らないようにする。これ以降、シール手段について詳細に説明する。
【００２７】
外側リング１０の上部平面とカバープレート２０との界面Ｉを例に取ると、注意すべきことは、反応ガスであって反応室の第１空間１０１に位置するものは、ガス流Φ１を形成し、外部の大気圧より少し高い圧力Ｐ１を有するため、その結果として、ガス流Φ１は、第１方向Ｄ１へ伝搬し、界面Ｉを経て処理室の外部へ出ようとすることである。本発明のシール手段構造においては、まず、不活性ガスの対抗流Φ２がたとえば入口３９によって外側リング１０の周りの第２、第３空間１０２、１０３の中へ導入されて、Ｐ１より少し高い圧力Ｐ２を有する。その結果、ガス流Φ２は、第２方向Ｄ２に向かって伝播し、界面Ｉを経て処理室１０１に入ろうとする。不活性ガスの対抗流Φ２は、界面Ｉを経て、放物線上の速度プロファイルを持つ層流として伝搬する。放物層流伝搬であるので、対抗流の層流速度Ｖ２は界面Ｉの高さの中間で最大となり、界面Ｉのいわゆる接触表面においてほとんどゼロとなる。かくして、圧力Ｐ１が劣る第１の流れΦ１は、界面Ｉを経て処理室の外に出ることができない。当業者に公知であることであるが、層流ガス流の伝搬は、界面Ｉの高さＨと、流れとこれに対抗する流れとの間の圧力差とに依存し、また、対抗流Φ２の速度Ｖ２は高さＨの関数である。かくして、効率的な対抗流Φ２の速度Ｖ２を得るためには、流れとこれに対抗する流れのとの間の圧力差又は界面の高さＨ２が小さすぎてはならないことになる。既に説明したように、圧力差Ｐ１−Ｐ２は、成膜速度を乱さないために、大きくてはならない。さて、また、不活性ガスを大量に使用しないためにも、界面の高さＨは、大きすぎてはならない。また、大量の不活性ガスは、成膜速度を乱す。実際、考慮しなければならないことは、処理室の周辺のいくつかのウエハを収容するために重要であり、そのため、界面Ｉを経て入ってくる不活性ガスの量は非常に多くなりうるということである。
【００２８】
これらのすべての問題にひとつの答えを与えるために、本発明のシール手段は、２つの対向する接触表面の内の少なくとも１つの上に１対の実質的に径方向の溝、すなわち対抗流Φ２がその溝を通って処理室１０１に入るための溝であって外側リングの上部表面と下部表面径方向寸法に少なくとも等しい長さの溝を備える。さて、溝の深さと幅、２つの隣接する溝の間隔は、外側リング１０の長さと関連付けて、本発明の目的を達成するように決定される。そのため、これらの適切な値を決定するためのシミュレーションが、標準的方法に従い標準的手段を使用して行われる。溝に替えて、考慮すべき界面の接触表面に荒らした領域を形成してもよい。かくして、外側リングは、分離要素として機能するとともに、適切な対抗流Φ２を導入するシール手段としても機能する。
【００２９】
対抗流Φ２は、実質的に、溝を経て、方向Ｄ２に沿って、すなわち空間１０２から処理室１０１の内部に向かって伝搬する。ガス流Φ１は、対抗流Φ２の値に起因して溝を経て伝搬することができない。但し、ガス流Φ１は、界面Ｉを経て、溝と溝の間を伝搬し得る。もしも溝と溝の間の距離が極めて重要であるとするならば、ガス流Φ１は、界面Ｉの全長を経て処理室１０１から伝搬し、ついには空間１０２に到達し得る。しかし、このことは不都合である。そのため、対抗流Φ２とガス流Φ１の伝搬のすべてのパラメータは注意深く計算される。溝の長さを考慮して、溝の幅と溝間距離の適切な比が達成されたら、ガス流Φ１はもはや界面Ｉを経て処理室１０１へ出ることはない。何故なら、その適切な比によって、ガス流Φ１は、溝の全長のどこからも出られないからである。
【００３０】
図１を参照すると、対抗流Φ２は入口３９から導入されている。また、図示のごとく、ガス流Φ１も対抗流Φ２も出口１２によって集められ、次いでチューブの中の空間２９によって集められている。そのため、ガス流Φ１はガスコレクタ１６を経て外に出ていくことができず界面Ｉを通ることはできない。また、対抗流Φ２が処理に擾乱を与えることもない。
【００３１】
好適には、処理室１０１、外側リング１０を取り囲む空間１０２、１０３を有する反応室においては、圧力差Ｐ１−Ｐ２は、大体１０−５から１０３ミリバールであり、小さいと考えられる。また、閉鎖表面の間の界面Ｉの高さＨは大体０から１ｍｍ、好適には、０．０５から０．１ｍｍであり、やはり小さいと考えられる。また、溝の幅と深さは、それぞれ約１ｍｍ及び０．３ｍｍである。また、溝間距離は、溝幅の５倍である。
【００３２】
図２、図３を参照すると、他の実施形態においては、反応室は、２つの部分すなわち第１リング形状ベースプレート部品３０Ａであって基板ホルダ４Ａの下に置かれたものと、第２リング形状ベースプレート部品３０Ｂであって第１リング形状ベースプレート部品３０Ａを支持するものと、ガスコレクタ１６と、外側リング１０とを備える。第２リング形状ベースプレート部品３０Ｂは、第１リング形状ベースプレート部品３０Ａから相対的に下方へ移動することができ、外側リング及びガスコレクタの上からウエハに自由にアクセスすることができるようになる。
【００３３】
開口４０は、可動窓１９Ｂすなわちゲートバルブに随伴する周辺壁１９Ｃに形成され、第２リング形状ベースプレート部品３０Ｂが図３に示す最も低い位置にある時にウエハにアクセスできるようになる。ウエハを操作するには、たとえば、ロボットアームを使用してもよい。
【００３４】
第１リング形状ベースプレート部品３０Ａと第２リング形状ベースプレート部品３０Ｂとの接触表面には、既に説明したシール手段構造が設けられる。
【００３５】
図４を参照すると、他の実施形態において、反応室は、外側リング１０とガスコレクタ１６にそれぞれ設けられた穴５５と５８を備え、それによってチューブ５７を導入する。チューブ５７を通じて、ウエハを調べ更にたとえば回転速度を判定するために光ビームが導かれる。光ビームは、光ビームに対して透明で開口５３をカバーする窓５２からチューブ５７を経て導かれてもよい。透明な窓５２は、部品５１において周辺壁１９Ｃに結合してもよい。チューブ５７の内部においては、透明な固体材料であるチューブ窓５６が挿入され、チューブ窓の両側の第２空間と第１空間との間の圧力差によって生じた対抗流Φ２を操作することもできる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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