(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
急速熱処理に用いられる磁力により浮揚する回転システムであって、
複数の穴を含む上面を有する透磁性のロータと、
前記複数の穴の中にある複数の配置ピンと、
前記配置ピンにより前記ロータに結合された支持シリンダと、
前記ロータと同心にこれを取り囲む、円筒状薄壁と、
前記円筒状薄壁に隣設する磁気ステータ組立体と、
を備え、
柔軟性を有する前記配置ピンの下部は前記ロータに形成した穴に摩擦装着され、前記配置ピンの上部は前記支持シリンダの下部フランジと摩擦係合し、前記支持シリンダの上部がウエハを支持し、
前記ロータと前記磁気ステータ組立体との半径方向の距離は、前記磁気ステータ組立体により発生する磁界が前記ロータを磁力により浮揚させる程度に十分小さく、また、前記ロータが熱膨張の際に前記薄壁と物理的に接触しない程度に十分大きい回転システム。
【請求項２】
前記ロータと前記磁気ステータ組立体との半径方向の距離が、０．０４インチ（１．０１６ｍｍ）〜０．０６インチ（１．５２４ｍｍ）である請求項１に記載の回転システム。
【請求項３】
前記円筒状薄壁の厚さが、５０ミル（１．２７ｍｍ）〜１５０ミル（３．８１ｍｍ）である請求項１に記載の回転システム。
【請求項４】
前記円筒状薄壁が、半導体処理チャンバである請求項１に記載の回転システム。
【請求項５】
前記配置ピンは、前記複数の穴の中で、ねじ式ではなく摩擦によるはめあいで取り付けられる、請求項１に記載の回転システム。
【請求項６】
前記複数の穴が、前記支持シリンダの半径よりも大きな半径の円で配置される、請求項１に記載の回転システム。
【請求項７】
前記配置ピンが、複数の配置ピンプラグを備え、前記配置ピンプラグは摩擦によるはめあいで前記複数の穴に取り付けられる、請求項５に記載の回転システム。
【請求項８】
前記支持シリンダは、前記配置ピンと係合するようにフランジを含む、請求項１に記載の回転システム。
【請求項９】
前記配置ピンは、各々が強度および剛性を与える為にリングを含む、請求項１に記載の回転システム。
【請求項１０】
前記配置ピンは、前記フランジと係合するように曲げられている、請求項８に記載の回転システム。
【請求項１１】
前記支持シリンダは、前記配置ピンに係合するように円形溝を含む、請求項１に記載の回転システム。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は急速熱処理（ＲＴＰ）に関する。更に詳細には磁気浮上回転装置を使用したＲＴＰチャンバの特徴に関する。
発明の背景
ＲＴＰ装置技術は、ウエハのハンドリングを最小にすると同時に、ウエハの製造スループットを増加するために開発されてきた。本明細書で関連するウエハのタイプは、超大型集積（ＵＬＳＩ）回路のためのものも含む。ＲＴＰは、急速熱アニーリング（ＲＴＡ）、急速熱クリーニング（ＲＴＣ）、急速熱化学気相堆積（ＲＴＣＶＤ）、急速熱酸化（ＲＴＯ）及び急速熱窒化（ＲＴＮ）を含む種々の異なった処理に関連している。
熱処理中の基板全表面にわたる処理の均一性も、均一なデバイスを生成する上で重要である。例えば、ＲＴＯ又はＲＴＮによる相補型金属酸化半導体（ＣＭＯＳ）ゲート誘電体形成の特定の用途では、ゲート誘電体の均一性、厚さ、成長温度は、重要なパラメータであり、全てのデバイス特性及び製造歩留まりに影響を与える。現在、ＣＭＯＳデバイスは、わずか６０〜８０オングストローム（１０-10ｍ）の厚さの誘電体層で作られており、このため厚さの均一性は数パーセント内に保たれなければならない。この均一性のレベルは、高温処理中の基板全面にわたる温度変化が数セルシウス度（℃）を越えないことが必要である。故に、温度の非均一性を最小にする技術は大変重要である。
ＲＴＰプロセスでは、ウエハが、温度数百℃で、窒素（Ｎ2）ガス雰囲気の処理チャンバ内にロードされる場合がある。ウエハの温度は、反応状態に急変（ramp）され、その温度は、通常８５０〜１２００℃である。温度は、多くの熱源を用いて上昇され、その熱源は、タングステンハロゲンランプ等であり、放射的にウエハを加熱する。反応ガスは、温度急変前に、急変中に、或いは急変後に導入される。例えば、酸素がシリコン酸化物（ＳｉＯ2）の成長のために導入されるであろう。
上述したように、処理中に基板に均一な温度を得ることが望ましい。温度の均一性は、基板上に均一なプロセスの変動（例えば、層厚さ、抵抗及びエッチング深さなど）を、種々のプロセスステップ（膜堆積、酸化成長及びエッチングを含む）でもたらす。
更に、基板の温度均一性は、熱応力誘発ウエハダメージ（例えば、そり（warpage）、欠陥発生及びスリップ）を防止するためにも必要である。このタイプのダメージは、熱勾配で発生し、これは温度均一性で最小にされる。ウエハは、高温処理中にわずかな温度差でさえも許容できないことが多々ある。例えば、温度差が、１２００℃で１−２℃／センチメータ（ｃｍ）より大きいことが可能な場合、その結果の応力は、シリコン結晶内でスリップを発生しやすい。結果のスリップ平面は、そこを横切るいかなるデバイスも破壊する。そのようなレベルの温度均一性を達成するためには、閉ループ温度制御用の信頼できるリアルタイム、マルチポイント温度測定が必要である。
温度均一性を達成する一方法は、処理中に基板を回転することである。これは、自由度の方位に沿った温度依存性を除去する。この依存性は、基板の軸が、回転軸と共線（collinear）であるので除去される。その理由は、ウエハのどの環周（どの任意の半径でも）に沿っても全ての点が、同じ量の照度に露出されるからである。多くのパイロメータ及びフィードバック装置を提供することによって、放射温度依存性が残っていても除去することができ、良好な温度均一性が達成され、全基板にわたって維持される。
今日、使用されている機械的回転装置のタイプの一例を図１に示す。このタイプの装置は、今日、サンタクララのアプライド  マテリアルズ  インコーポレイテッドによって販売され、使用されているものと同様である。このような装置の確実な詳細は、１９９２年１０月１３日に付与され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，１５５，３３６号明細書、名称「急速熱加熱装置及び方法」に記載されており、その内容は本明細書に援用されている。このタイプの機械的回転装置では、基板サポートは、ベアリングアセンブリそのものに回転可能に取り付けられており、ベアリングアセンブリは真空シール駆動アセンブリに取り付けられている。例えば、図１はそのような装置を示している。ウエハ１２はエッジリング１４に置かれ、エッジリングはシリンダ１６に摩擦的にはめられている。シリンダ１６は、磁石である上部ベアリングレース２１上に着座している。上部ベアリングレース２１は、壁部３９内に配置されており、多くのボールベアリング２２（１つのみを図示）によって、下部ベアリングレース２６に関して回転する。下部ベアリングレース２６は、通常チャンバ底部２８に取り付けられている。水冷式リフレクタ２４がチャンバ底部２８に、温度測定装置の一部として配置されている（詳細には図示せず）。磁石３０が、上部ベアリングレース２１の反対側にあるチャンバ底部２８の部分に隣接して位置している。磁石はモータ駆動磁石リング３２上に取り付けられている。
磁石３０が、磁気ベアリングレース２１に、チャンバ底２８を通して磁気的に連結している。機械的に磁石３０を、チャンバ底部２８の中心軸線を中心として回転すると、上部ベアリングレース２１は、磁石３０と磁気的に連結されているので、回転されるであろう。特に、トルクが上部ベアリングレース２１に、モータ駆動磁石リング３２から伝達される。上部磁石ベアリングレース２１の回転の結果、ウエハ１２が、シリンダ１６及びエッジリング１４を通して所望の回転をする。
上記装置は、意図する機能を達成することが十分にできる一方、幾つかの欠点も備えている。例えば、ボールベアリングに関する滑り及び回転接触が通常みられ、それは処理チャンバ内で粒子発生を引き起こす。この粒子発生は、ボールベアリングとレースとの接触、及びベアリング装置に必要な潤滑剤から発生する。
他の例としては、ベアリング及びレース装置は、許容誤差の小さな相互接続部を多数有する複雑なベアリング構造が必要である。これらの相互接続部は、結果として、望まないガス及び蒸気の吸着に利用される大きな量の表面領域となる。
他の欠点は、複雑な回転機構にリソート（resort）がなされるときに発生する。滑らか及び速い回転の対象物が、複雑な回転機構を用いる要件を満たしたとしても、複雑な機構は、チャンバの他の部分で反応的なプロセスガスでしばしばダメージを受ける。これは、これらの機構がしばしば特に精密であることによる。例えば、相互接続の許容誤差が小さく、腐食、及び高温のプロセスガスによって引き起こされる他のダメージに耐えることができないからである。
関連する欠点は、ウエハ上の化学的反応のガス状生成物が、排気装置によって十分に排気されないことによって起こる。これらのガスのいくらかは排気装置から逃れて、ウエハの平面の下の領域に流れことができ、これは望ましくない。例えば、通常のシリコン堆積は、トリクロロシラン（ＴＳＣ）と水素分子（Ｈ2）との反応で、ウエハ上の処理領域で発生するであろう。これらの反応ガスは、処理チャンバの特定の部分に悪影響を与える。
上記のように影響を受けた領域は、ベアリング／レース装置を含む壁部を形成する。回転に関係する敏感な構成部分の多くはこの壁内で回転するであろう。特に、これらの領域に熱いガスが存在することによってベアリング及びシリンダの外部でダメージ及び腐食が発生するであろう。
これら回転システムに関連する他の問題は、回転における偏心の発生である。例えば、図１に示すように、エッジリング１４によってウエハを支持している中間シリンダ１６を支持するレース２２等の回転駆動アセンブリを有することは通常のことである。本装置では、中間シリンダ１６が駆動アセンブリ２１に適切に固定されていない場合、中間シリンダ１６は偏心の態様でスピンするであろう。特に回転的駆動アセンブリ２１への接続が同心的でない場合である。換言すると、中間シリンダ１６が非同心フレームに保持されていると、特に高回転速度で偏心回転する傾向がある。
他の欠点は、クリーニングと修理に関係している。複雑なベアリング及びレース回転装置は分解及びクリーニングが困難である。例えば、このような装置では分解、及び多くのボールベアリングを個々に清浄にすることは困難である。
従って、修理が容易であり、分解容易な比較的複雑でない構造を有し、高速で安定した円滑な回転を提供する磁気浮揚ドライブを提供することが有用であろう。
発明の摘要
本発明の一局面によれば、本発明は、磁力により浮揚する回転システムである。このシステムは、透磁性のロータと、ロータと同心にこれを取り囲む円筒状薄壁と、円筒状薄壁に隣設する磁気ステータ組立体とを含む。ロータと磁気ステータ組立体との半径方向の距離は、磁気ステータ組立体により発生する磁界がロータを磁力により浮揚させる程度に十分小さく、また、ロータが熱膨張の際に薄壁と物理的に接触しない程度に十分大きい。
本発明の実施形態によれば、以下の１又はそれ以上を含んでもよい。ロータと磁気ステータ組立体との半径方向の距離は、約０．０４インチ〜０．０６インチである。円筒状薄壁の厚さは、約５０ミル〜１５０ミルである。円筒状薄壁は、半導体処理チャンバである。
本発明の他の局面によれば、本発明は、処理チャンバにおいて回転フレームの位置を決定する複数のセンサの相対的な位置を維持するための装置である。この装置は、可動な状態で処理チャンバのベースに取り付けられる中央組立体を含む。中央組立体には、組立体台が取り付けられる。複数のセンサは、回転フレームの中央組立体に対する垂直位置及び水平位置を測定する。キャビティ台は、処理チャンバの壁に形成され、キャビティ台が可動な状態で組立体台に取り付けられるように、キャビティ台と組立体台とが構成され配置される。回転フレーム及び中央組立体のプロセスチャンバからの取り外しを、複数のセンサの相対的な位置関係を変えずに行うことができるように、複数のセンサが中央組立体に取り付けられている。
本発明の他の局面によれば、本発明は、処理チャンバにおいて回転フレームの位置を測定する複数のセンサの相対的な位置を維持するための装置である。この装置は、可動な状態で処理チャンバのベースに取り付けられる中央組立体と、中央組立体を前記ベースに離脱可能な状態で取り付けるための取り付け手段と、及び中央組立体に取り付けられ、回転フレームの中央組立体に対する垂直位置及び水平位置を感知する複数のセンサとを備える。回転フレーム及び中央組立体のプロセスチャンバからの取り外しを複数のセンサの相対的な位置関係を変えずに行うことが可能なように、センサが構成され配置される。
本発明の実施形態によれば、以下の１又はそれ以上を含んでもよい。離脱可能な取り付け手段は、複数のボルト又は少なくとも１つのクランプであってもよい。
本発明の他の局面によれば、本発明は、基板処理チャンバにおいて、回転フレームを処理の領域からほぼ熱的に遮断するための装置である。この装置は、回転可能な状態で前記回転フレームに結合し、処理領域からの熱が回転フレームの近傍でかなり弱められるような低い熱伝導率と十分な長さを有する、支持シリンダを備える。この装置はさらに、支持シリンダの回転フレームとの結合側と反対側の端に結合するエッジリングを備え、エッジリングは基板を支持するように構成され配置される。
本発明の実施形態によれば、以下の１又はそれ以上を含んでもよい。支持シリンダは、クオーツ製である。支持シリンダの長さは、約２．２〜２．９インチである。処理領域からの光が回転フレームの近傍でかなり弱められる程度の不透明度を支持シリンダに与えるシリコンコーティングを、支持シリンダに更に備えてもよい。支持シリンダは、波長約０．８〜１．１ミクロンの範囲で不透明である。支持シリンダの熱伝導率は、約１．５〜２．５J-Kg-m/m2-sec-℃である。支持シリンダの壁の厚さは、約５０〜１５０ミルである。回転フレーム近傍で更に弱めるように、支持シリンダの外周の周りにフランジを取り付けてもよい。処理チャンバのベースに取り付けられた中央組立体を更に備え、処理領域からの光が中央組立体と回転フレームとにより画成される空間においてかなり弱められるように、中央組立体が、回転フレームと支持シリンダとに画成される領域に、部分的に配置される。
本発明の他の局面によれば、本発明は、処理チャンバのための回転システムである。このシステムは、複数の穴が形成された上面を有するロータと、複数の穴の中に取り付けられる複数のフレキシブルな配置ピンと、及び配置ピンに係合することにより、ロータに対して同心となるようにロータに取り付けられる支持シリンダとを備える。
本発明の実施形態によれば、以下の１又はそれ以上を含んでもよい。配置ピンの複数の穴に対する取り付けは、ねじ式ではなく摩擦によるはめあいでなされる。複数の穴は、支持シリンダの半径よりも大きな半径の円で配置される。配置ピンは、複数の配置ピンプラグを備えてもよく、配置ピンプラグは摩擦によるはめあいで複数の穴に取り付けられる。
本発明の他の局面によれば、本発明は、処理チャンバのための回転システムである。このシステムは、複数の穴が形成された上面を有する、回転可能な状態で取り付けられたロータと、摩擦によるはめあいで複数の穴に取り付けられる複数の配置ピンプラグを有する複数の配置ピンと、ロータに対して同心となる支持シリンダとを備え、支持シリンダはグルーブを備え、支持シリンダは配置ピンがグルーブと係合することによりロータに摩擦によるはめあいで取り付けられる回転システムである。
本発明の他の局面によれば、本発明は、処理チャンバの回転システムである。このシステムは、中央組立体に近接してこれを取り囲むロータと、ロータを浮揚させるための浮揚手段と、中央組立体の中に形成される冷却チャンバであって、冷却チャンバは、冷却流体を内包することができ、冷却流体が前記ロータを冷却する程度に十分に冷却チャンバがロータに近づく、冷却チャンバとを備える。
本発明の実施形態によれば、以下の１又はそれ以上を含んでもよい。冷却流体は、液体又は気体である。システムはさらに、ロータと中央組立体の間の領域にガスを供給して熱伝導によりロータを冷却するためのガス源を備える。浮揚手段は、磁力による浮揚システムでよい。
本発明の他の局面によれば、本発明は、処理チャンバの回転システムである。このシステムは、中央組立体に近接してこれを取り囲む透磁性ロータを備える。磁気ステータ組立体は、ロータと磁気ステータ組立体との半径方向の距離が、磁気ステータ組立体により発生する磁界がロータを磁力により浮揚させる程度に十分小さい距離でロータを囲む。冷却チャンバは、中央組立体の中に形成され、冷却流体を内包することができ、冷却流体がロータを冷却する程度に十分に冷却チャンバがロータに近づく。
本発明の他の局面によれば、本発明は、中央組立体を囲む浮揚ロータを有する処理チャンバのためのセンサシステムである。このシステムは、ロータの垂直位置及び水平位置を測定するため、中央組立体にねじにより取り付けられる複数のセンサと、センサとロータとの間に配置されるカバーとを備え、カバーが厚さ約１０〜３０ミルのポリマーを備えるセンサシステムである。
本発明の実施形態によれば、以下の１又はそれ以上を含んでもよい。カバーは、ロータに対する着地パッド（タッチダウンパッド）として機能する。システムは、さらに複数のアジャスタを備え、センサが対応するアジャスタにねじにより取り付けられ、アジャスタが中央組立体に取り付けられる。システムはさらに、複数のセンサマウントを備えてもよく、アジャスタは対応するセンサにアジャスタねじによって取り付けられ、センサマウントはセンサマウントねじにより中央組立体に取り付けられる。アジャスタねじ及びセンサねじは、ピッチが細かく、その他はピッチが粗くてもよい。
本発明による利点、すなわち、熱的及び機械的にＲＴＰチャンバのプロセス領域における反応ガスから、ロータの実質的な隔離が達成される。ＲＴＰチャンバにおけるロータの安定で円滑なかつ高速な回転も、同様に達成できる。本発明はまた、非常に容易な取り外し、修理及び掃除が可能である。
本発明の他の利点及び特徴は、図面及び請求の範囲を含む以下の記載から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、ＲＴＰチャンバで使用される従来の支持システムおよび回転システムの断面図である。
図２は、磁気的に空中に浮揚したローターシステムを有する本発明によるＲＴＰチャンバの断面図である。
図３は、特にローターシステムの一定のコンポーネントを示す、本発明によるローターシステムの一部の分解斜視図である。
図４Ａは、本発明の一実施例によるローターシステム、ステータ、セントラルアセンブリ（中央組立体）の分解斜視図である。
図４Ｂは、本発明の一実施例によるセンサハウジングの側面図である。
図５は、本発明の一実施例によるローターシステムの平面図である。
図６は、磁気浮揚システムの詳細を示す、図５の６−６線で概略的に切断した本発明のローターシステムの断面図である。この図では、ローターが休止位置にありセンサウインドーに接触している。
図７は、図６の一部の拡大図である。
図８Ａ及び８Ｂは、ローター拡大部におけるロケータピン（配置ピン）の位置を示す。
図９は、ロケータピンの他の実施例を示す断面図である。
図１０は、図７の一部の拡大図であり、ガスの流れる方向を示す。
詳細な説明
ＲＴＰ装置の一つのタイプは、１９９４年１２月１９日に「基板温度の測定方法及び装置」という発明の名称でPeuse氏等により出願された米国出願第０８／３５９３０２、さらに、１９９６年５月１日に「基板温度の測定方法及び装置」という発明の名称でPeuse氏等により出願された米国出願第０８／６４１４７７に開示されており、両出願とも本発明の譲受人に譲渡され、引用形式で本願に組み込まれている。
本発明は、磁気浮揚基板回転駆動装置を用いることが要求されるＲＴＰチャンバの特徴及び適用に関する。駆動装置には、チャンバデザインに組み込まれる３つの主要コンポーネント、ステータ、ローターアセンブリ、センサが含まれる。遠隔電子パッケージも同様に含まれる。ロータは、回転できるように取り付けられ、吊り下げられ、ステータにより生成される交番磁界により密封されたチャンバ内で回転する。センサは、ロータの回転速度とローターの垂直及び水平位置を測定する。
特に、図２はディスク形、１２インチ（３００ｍｍ）径シリコン（Ｓｉ）基板１１７を処理するためのＲＴＰ処理チャンバ１００を示す。基板１１７はチャンバ１００の内部でローターシステム１１１上に取り付けられ、基板１１７のすぐ上に配置された加熱素子１１０によって加熱される。
詳細に後述するが、基板１１７は、サポートシリンダ（支持シリンダ）１１５上に取り付けられたエッジリング１１９上に配置されるように示されている。サポートシリンダ１１５は、ロータ１１３上に配置されている。同時回転エッジリング拡張部１２１も同様にエッジリング１１９から拡張している。エッジリング１１９、サポートシリンダ１１５、同時回転エッジリング拡張部１２１、ロータ１１３は、ロータシステム１１１の主要コンポーネントである。
加熱素子１１０は、水冷クオーツウインドウアセンブリ１１４℃を通じて処理チャンバ１００に入り込める、放射１１２を生成する。ウインドウアセンブリは、基板の上方、約２５ｍｍに配置してもよい。基板１１７の下方にあるのは、概略円筒基体を有するセントラルアセンブリ１５１上に取り付けられたリフレクタ１５３である。リフレクタ１５３は、アルミニウムで形成することが可能で、良好な反射面コーティング１２０を有する。（図６，図７及び図１０に示される）リフレクタカバー１５５は、リフレクタを保護するために使用してもよい。そのようなリフレクタカバーの詳細は、本願と同日に出願され、「クオーツリフレクタカバー」という発明の名称を有し、本発明の譲受人に譲渡され、本願に引用形式で組み込まれている米国出願に開示されている。基板１１７の下部１６５とリフレクタ１５３の上部には反射キャビティ１１８が形成され、基板の有効放射率を強化されている。
基板１１７とリフレクタ１５３の間の離隔距離は、変えることができる。１２インチシリコンウエハの為に設計された処理システムにおいて、基板１１７とリフレクタ１５３の間の距離は、約３ｍｍから２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍから８ｍｍにすることができる。キャビティ１１８の幅−高さ比は、約２０：１より大きくすべきである。
基板１１７の局部領域１０２での温度は、（図２には３個しか示されていないが）複数の温度プローブにより測定される。各温度プローブは、セントラルアセンブリ１５１の裏側からリフレクタ１５３の上部を通り抜ける導管１２４内に挿入されたサファイア製の光導体１２６を有する。サファイア製光導体１２６は直径が約０．０８０インチで、導管１２４は、これより僅かに大きく、光導体が容易に導管内に挿入できる。光導体１２６は、測定温度を示す信号を生成する、光ファイバ１２５を介してパイロメータ１２８に接続されている。この温度測定を達成する一つの方法は、「基板温度の測定方法及び装置」という発明の名称で、引用形式で本願に組み込まれる特許出願に開示されている。
処理領域１６３は、概略的に基板１１７の上方に位置する。処理領域１６３及びチャンバの他の領域の一定範囲において、処理ガスが、ランプ１１０を介する基板１１７の温度制御と共に使用され、基板１１７上で化学反応が行われる。これらの反応には、酸化、窒化、膜形成などが含まれるが、これらに限定されるものではない。処理ガスは、通常、処理領域１６３の上部又は側部に配置されたガスプレナムやシャワーヘッドを介して処理領域１６３に導入される。図２において、これらのガスは、ガス入口１７７から入れられる。必要に応じて、処理ガスは、公知設計の真空引きシステム１７９により、チャンバから真空引き、又は排気される。
基板１１７は、一般的に、大径のシリコンウエハである。他の材料のウエハも同様に使用可能である。上述したように、本願で説明された実施例は３００ｍｍウエハであるが、本発明は、２００ｍｍ、４５０ｍｍ、それ以上若しくはそれ以下のサイズのウエハを含む、あらゆるサイズのウエハに対する回転駆動装置を意図するものである。
セントラルアセンブリ（中央組立体）１５１は、冷媒入口１８５により供給される、チャンバ１４６を含む循環系統を含み、この循環系統を介して、冷却されたガスや液体等の冷媒が循環し、この循環系統によって、リフレクタ１５３を冷却する。水（通常は約２３℃）をセントラルアセンブリ１５１の中に循環し、リフレクタ１５３の温度を、加熱された基板１１７の温度よりかなり低く（例えば、１５０℃以下）保つことが可能である。
図３は、本発明の一実施例によるロータシステム１１１のより詳細な斜視図を示す。特に、磁気浮揚ロータシステム１１１のような回転フレームの分解斜視図が示されている。ロータシステム１１１は、使用の際、部分的に（図６，図７、図１０に示される）ロータウェル内に配置される。ロータシステム１１１は、エッジリング１１９により基板１１７を支持し、（図２に示されるように）加熱ランプ１１０下方の基板１１７を回転させ、温度均一性を与える。
エッジリング１１９の内側領域には、基板１１７を支持する棚１３４がある。棚１３４は、エッジリング１１９の内側円周部周囲の領域であって、それはエッジリング１１９の残りの領域より下方にある。この棚で、エッジリング１１９は、基板の外周の周りにて基板と接触し、それにより、外周の周りの小さな環状領域を除き、基板１１７の下部１６５の全てが露出した状態になる。エッジリング１１９は、３００ｍｍ基板に対する、およそ０．７５インチの半径幅を有してもよい。処理中に基板１１７の端部で起こるかもしれない熱的断続性を最小限にするため、エッジリング１１９は、基板と同一又は類似の材料、例えばシリコンやシリコンカーバイド（ＳｉＣ）で形成される。
部分的に基板１１７と隣接して配置されるエッジリング１１９は、反応性ガスが基板１１７上の材料に堆積する処理領域１６３との接近のため、腐食に晒される。エッジリング１１９は、そのような腐食に対し抵抗を有する。
エッジリング１１９は、支持シリンダ１１５と共に光タイトシールを創設するように設計される。エッジリング１１９の底面から伸びているのは、円筒形リップ又はスカート１０９であり、それはサポートシリンダ１１５の外径より僅かに大きい内径を有し、そのため、サポートシリンダ１１５に適合し、光タイトシールを形成する。もちろん、スカート１０９は、数多くの他の方法でサポートシリンダ１１５に接続されてもよい。
エッジリング１１９がサポートシリンダ（支持シリンダ）１１５の半径より大である外側半径を有するので、サポートシリンダ１１５を越えて伸張する。このエッジリング１１９のサポートシリンダ１１５を越える環状伸張は、散乱光が反射キャビティ１１８に入ることを防ぐバッフルとして機能する。散乱光が反射キャビティ１１８に入る可能性をさらに低減するために、エッジリング１１９は加熱エレメント１１０（たとえば、シリコン）によって発生される放射線を吸収する材料でコーティングしてもよい。吸収は、少なくとも、たとえば、０．８から約１．１ミクロンの高温計の波長範囲内で起こるよう選択されなければならない。キャビティ１１８に入る散乱光の量をさらに低減するために、同時回転するエッジリングエクステンション１２１を以下に述べるよう使用してもよい。
サポートシリンダ１１５は、たとえば、クオーツで造られ、高温計（パイロメータ）１２８の周波数範囲内、特に０．８から約１．１ミクロンの範囲内で不透明にするため、シリコンでコーティングしてもよい。サポートシリンダ１１５上のＳｉコーティングは、高温計温度測定を汚染する外部発生源からの放射線を遮断するバッフルとして働く。サポートシリンダの好適な態様には、以下のものを含む。低熱伝導性をもつ材料で造られる。適切であると判明した伝導性を示す値の一つの範囲は、約１．５から約２．５（J-Kg-m）/（m2-Sec-℃）である。他の要求は、サポートシリンダ１１５が熱的に安定な材料で、工程中で使用されるタイプの化合物に不活性である材料で造られることである。たとえば、サポートシリンダ１１５を塩素化合物に耐性のある材料で造ることも有用である。他の要求は、サポートシリンダ１１５の壁が薄いことである。たとえば、サポートシリンダ１１５のディメンジョン“ｘ”が５０と１５０ミル（ｍｉｌｓ）の間であってもよく、特に１００ミルであってもよい。このような厚みは、サポートシリンダ１１５が、その回転慣性を低める相対的に低重量及び適切な熱伝導性をもつことを可能にする。サポートシリンダ１１５は、ロータ１１３で支持してもよい。さらに、サポートシリンダ１１５は、処理行き６３からロータ１１３を含む回転部材に到達する熱及び光の量を減ずるような長さ（ディメンジョン“ｙ”）にする。すなわち、サポートシリンダ１１５は、長く造られるので、熱と光が長い距離を横切り回転部材の領域に到達する。ｙに関する安定な値の範囲は、約２．２インチから約２．９インチである。
ロータ１１３は、その上で磁力がロータシステム１１１を浮揚する働きをする部材である。特に、磁場は、永久磁石（浮揚用）及び電磁石（制御用）を有するステータアセンブリ（stator assembly）１２７（図２及び図４Ａを参照）により発生される。ともにそれらは、以下に詳細に述べるように、ロータシステム１１１を浮揚させる働きをする。代わりに、永久磁石はセントラルアセンブリ１５１内に配置される。このような磁力浮揚システムは、より安定でなめらかな回転と同時により高い回転速度を達成する。このタイプのステータ及び磁石アセンブリは、ステファンニコルズ他の「Integrated Magnetic Levitation and Rotation System」と題する米国特許出願番号第０８／５４８，６９２号（SatCon,Inc.に譲渡されている）において記載されているタイプのものでよく、この米国特許出願は参考としてこの明細書に組み入れられる。
ロータ１１３は、“Ｃ”の断面形状を有し、冷間圧延鋼、たとえば１７−４ＰＨＳＳあるいは４００シリーズのステンレススティールのような磁力線透過性の材料で造ることができる。材料が永久磁石である必要はない。ロータ１１３は、チャンバー形式とせず、高い回転速度での歪みに耐えるような堅いものとすることができる。ロータ１１３は環状とすることができ、その頭部の表面は環状の周縁部をもってもよい。
たとえば、タンタル（Ｔａ）コーティングのようなコーティングもロータ１１３の表面上に適用することができる。このタイプのコーティングは、ロータ１１３に関してある種の腐食保護をもたらす。典型的なＴａコーティングは、たとえば、０．０１５インチの厚さであり、プラズマスプレイコーティングシステムによって適用することができる。
図３を参照すれば、サポートシリンダ１１５は第１フランジ１０４、第２フランジ１４３及び第３フランジ１０６を有する。厳密には要求されないが、第１フランジ１０４及び第２フランジ１４３は垂直方向において相殺（offset）されて、サポートシリンダ１１５が狭い一部の断面を維持することができる。各フランジは、以下に詳細に述べるが、第１フランジ１０４は同時回転リングエクステンション１２１を支持し、第２フランジはリフレクタ側壁１２２（たとえば、図７及び図１０中に示す）に向かって伸張し、これら二つの間に最小限の隙間を許容し、第３フランジ１０６はサポートシリンダ１１５をロータ１１３に不ぶっｂてきに載置するために使用される。
図４Ａは、ロータウェル（rotor well）１１６及びセントラルアセンブリ１５１を含むＲＴＰシステムの他の要素を示す。特にロータウェル１１６を画成するハウジング１８１をも示す。ロータウェル１１６はまた、チャンバ１００の基礎によって全般的に画成される。リフレクタ１５３及びリフレクタカバー１５５（図６〜７及び図１０中に図示）を含むセントラルアセンブリ１５１はロータウェル１１６内にある。
セントラルアセンブリ１５１はまた、その上にステータアセンブリ１２７に関してロータ１１３の位置を検出するためのセンサシステムを載置している。以下に詳細に述べるフィードバックシステムは、ロータ１１３の回転を維持するためにステータアセンブリ１２７の電磁コイルへの電力及びロータウェル１１６の普遍の中心において小さい変化を与えるために使用される。
特に、セントラルアセンブリ１５１は、１又はそれ以上のｘ位置センサ１０１，１０１’など、１又はそれ以上のｙ位置センサ１５７、１５７’、及び１又はそれ以上のｚ位置センサ１０３、１０３’、１０３’’、１０３’’’を含む。これらのセンサは、図４Ｂ中に図示するようにセンサハウジングを有する。
図４Ｂは、ｘセンサハウジング１２８の側面図を示すが、ｙ及びｚセンサ及びセンサハウジングを記載する場合にも一般的に適用される。センサハウジング１２８は、気密性であるので、プロセスガス及びパージガスは接触せずセンサ内部に悪影響を及ぼさない。センサハウジング１２８は、一般的にはセントラルアセンブリ１５１の壁内に配置され、内部のセンサが測定目的物（ロータ）に向かうように構成され調整される。これらの図において、二つのｘ位置センサ及び二つのｙ位置センサは、ロータ１１３のレベルでセントラルアセンブリ１５１の円周の周りに配置されていることが図示されている。４つのｚ位置センサは、セントラルアセンブリ１５１の基礎に沿って配置され、これらのセンサはロータ１１３の垂直位置を測定するように上方向に向いている。センサは、チャンバを貫通することなく、又はチャンバ内の配線図を要求することなく、ロータの水平及び垂直位置を測定する。
センサ１０１は、センサハウジング１２８のセンタ中に図示され、ロータ１１３に向かうように向けられている。センサ１０１は、Ｏリング２０１によって位置を維持しているセンサカバー１８８を通してロータ位置を検出することによってロータ位置を測定する容量性タイプであってもよい。特に、容量性センサはセンサ内の金属電極と金属ロータとの間の容量を検出する。この容量の変化を測定することによって、センサからのロータの距離における変化を測定することができる。センサ及び付随する電子回路は、十分当業者の知識の領域内であるため、図示していない。カバー１８８は、約１０ミル（ｍｉｌｓ）から約３０ミルの範囲内の厚さを有し、特に２０ミルの厚さがよい。一般に、センサ１０１は、ロータの位置を効率的に検出するためにロータ１１３の約６０ミル内であるべきである。センサ１０１は、ケーブル１８９を経由してロータ位置の測定値を伝達する。ケーブル１８９は、その構造が以下に詳細に記載されているプラグ２１１に接続する。
カバー１８８は、プロセスで反応しない、非伝導性の材料（たとえば、ＴｏｒｌｏｎやＶｅｓｐｅｌのようなポリアミドイミド）で構成することができる。このような材料でカバー１８８を造ることによって、カバー１８８はタッチダウンシート（touchdown seat）として働く。すなわち、ロータ１１３が停止するために移動されると、ステータ１２７内の永久磁石のために、セントラルアセンブリ１５１の１の壁に付着する。ロータ１１３がカバー１８８上に停止するために来ると、ロータ１１３はセントラルアセンブリ１５１に直接接触しない。両方の部材が金属であるので、直接的接触が金属粒子及びダストを頻繁に放出するために、このことは重要である。
スレディングスキーム（threading scheme）を、センサ１０１の位置調整を可能にするために使用する。スレッズ（threads）の二重のセットは位置調整が、その長軸まわりにケーブル１８９を不都合に回転することなく、また望ましくないもつれも生じることなく、行われるように使用される。センサスレッズ（sensor threads）１９１の１組は、スレッドセンサ１０１をセンサアジャスタ１９７中に通り抜けさせる。第１プラグ２１１は、センサマウント１９９中へのアジャスタ１９７の過剰回転（over-rotation）を防ぐ。センサスレッズ１９１は、インチ当たり約２０から３２スレッズの範囲内のような細かいピッチを有してもよい。アジャスタスレッズ１９３の１組は、センサアジャスタ１９７をセンサマウント１９９中を通り抜けさせる。第２プラグ２０９は、センサマウント１９９のセントラルアセンブリ１５１への過剰回転を防ぐ。アジャスタスレッズ１９３は、インチ当たり約１２から１８スレッズの範囲内の粗いピッチを有するものであってもよい。センサマウント１９９は、センサマウントスレッズ１９５を経由してセントラルアセンブリ１５１の壁２１３中を通り抜ける。上記の二重スレッディングシステムは、その縦方向の軸に沿ってセンサ自体を過剰回転することなく移動することを可能にする。この過剰回転は、ねじられたセンサコードと関連している。
許容できる結果を与える事が見出された一つのセンサ配置は、正反対に配置された２個のｘ位置センサと、正反対に配置された２個のｙ位置センサと、回転子ウェル１１６のベースの周囲に９０°離間して配置された４個のｚ位置センサとを有している。このようなシステムの平面図を図５に示す。この図では、２個のｘ位置センサ１０１および１０１′が、２個のｙ位置センサ１５７および１５７′に対して直角に示されている。４個のｚ位置センサ１０３、１０３’、１０３’’および１０３’’’は、回転子１１３のベースを包囲して配置されているように示されている。回転子ウェル１１６の中心からのｚ位置センサ１０３の径方向距離は、回転子１１３の内径より大きくてもよい。しかしながら、図３に示されるように、回転子１１３は、回転子１１３の重さを低減する複数のローブ（lobe）１８６を有する場合がある。回転子ウェル１１６の中心からのｚ位置センサ１０３の径方向距離は、センサ１０３がローブ１８６間のカットアウト領域を見ないような距離となっていると好適である。さもないと、センサ１０３は、偽の読取り値を与える可能性がある。
上述のシステム全体は、図６の断面図に示されている。
図７の拡大断面図を参照すると、中央アセンブリ１５１は、そのベース付近にアセンブリ迫持台（assembly abutment）を有している。アセンブリ迫持台は、一般に、比較的厚い取付部である。同様に、円筒薄壁１２９は、キャビティ迫持台１６９を有している。キャビティ迫持台も、一般に、比較的厚い取付部である。キャビティ迫持台１６９は、チャンバ１００用の封止真空気密ベースを設けるようにアセンブリ迫持台１６７に取り付けられる。この取付配置は一連のボルト２０３を用いて達成することができるが、クランプや当業者が知る他の取付技術を使用することもできる。
中央アセンブリ１５１を、例えばメンテナンスのために回転子ウェル１１６から取り外す場合、アセンブリ迫持台１６７をキャビティ迫持台１６９から取り外される。この後、中央アセンブリ１５１を取り外すことができる。全てのセンサが中央アセンブリ１５１に取り付けられるので、これらのセンサの相対的な位置は、回転子ウェル１１６からの中央アセンブリ１５１の取外しによっては乱れない。従って、中央アセンブリの取外し時に相対的なセンサ位置が変わる場合には必要となるセンサの再較正は必要ない。一部の従来システムでは、センサの一部がキャビティ迫持台と一体のチャンバ部分に載っており、他のセンサはアセンブリ迫持台と一体のチャンバ部分に載っている。中央アセンブリをチャンバから取り外すと、センサの再較正が必要であった。再構成の必要をなくすというこの利点は、本発明の利点の一つである。
回転子ウェル１１６は、回転子システム１１１の取外しの際にハンドクリーニングが可能となるのに十分な広さに作ることができる。すなわち、円筒薄壁１２９と支持シリンダ１１５との間隔は、クリーニングツールを挿入して粒子や残渣を除去できるような大きさとすることができる。
また、循環路およびチャンバ１４６は、円筒薄壁１２９、固定子アセンブリ１２７、及び回転子１１３から熱を取り出す。具体的には、複数のチャンバ１４６への放射によって、これらの部品から熱を取り除くことができる。このことは回転子１１３にとって極めて重要である。というのも、回転子１１３は浮いているので、従来の方法で冷却することは困難だからである。後述するように、パージガスを供給して回転子１１３からチャンバ１４６への熱伝導性を高めてもよい。
図７および図８Ａ〜図８Ｂに示されるように、支持シリンダ１１５の第３フランジ１０６は、複数の柔軟位置決めピン１２３と摩擦係合している（図５も参照のこと）。これらの位置決めピンは、回転子１１３の上部周縁面１１３ａ内の複数の穴２０４内に摩擦装着されている。位置決めピン１２３は、例えばテフロン（Teflon：ＰＴＦＥ）やヴェスペル（Vespel）から製造することができる。使用可能と分かった一つの設計では、４個の位置決めピン（配置ピン、ロケータピン）１２３を使用する。各位置決めピン１２３は、ピンを取り囲む一つの位置決めピンＯリング１０５を、一般にその最も狭い位置に有している。Ｏリング１０５は、過度に大きなゆがみに対抗するように位置決めピン１２３を強化および補強する。各位置決めピン１２３は、ピンプラグ１５９によって固定される。ここで、等しい数のピンプラグが、回転子１１３の上面１１３ａのまわりにほぼ等間隔に配置される。ピンプラグ１５９は、回転子１１３の上面内の対応する穴へ非ねじ式で摩擦挿着される。
第３フランジ１０６と位置決めピン１２３との係合によって、支持シリンダ１１５は、しっかりとであるが柔軟に回転子１１３上に支持される。面１１３ａ内の複数の穴２０４は、支持シリンダ１１５の半径よりも全体的に大きな半径を有する円を形成する。回転子１１３の回転は、結果として、支持シリンダ１１５の対応する回転を引き起こす。位置決めピン１２３を用いた第３フランジ１０６の摩擦装着は、回転子１１３が動作速度まで達せられるにつれて支持シリンダ１１５が位置決めピン１２３上で滑ったり飛び跳ねたりしないように十分にしっかりしている。
位置決めピン１２３の使用により、支持シリンダ１１５は処理中に偏心回転しなくなる。前述のように、回転子１１３は処理中に加熱される。このため、回転子は膨張し、その直径が増加する。柔軟な位置決めピン１２３は、この膨張を許容する。
図８Ａは、回転子１１３が冷えているときに位置決めピンＯリング１０５上で静止している支持シリンダ１１５を示している。位置決めピン１２３は、第３フランジ１０６に接触する面がほとんど垂直になるような角度に曲げてもよい。処理中、回転子１１３の直径が増加するに伴い、位置決めピン１２３が曲がる角度は、位置決めピン１２３がほとんど垂直になるまで減少する。これは、図８Ｂに示される状況である。角度が減少したにもかかわらず、位置決めピン１２３は、依然として第３フランジ１０６に接触し、支持シリンダ１１５を回転子１１３に対してしっかりと保持することができる。回転子１１３が熱くなるに伴って位置決めピン１２３が移動しうる距離は、約２０〜３０ミルとすることができる。
更に、ピンプラグ１５９を介した位置決めピン１２３の摩擦装着が、高回転速度のもとでさえ、ねじ止めせずに取り付けられているという事実にもかかわらず、位置決めピン１２３が回転子１１３内の穴２０４から不注意で外れない程度にしっかりしていることにも注目すべきである。ねじ止めを避けることにより、穴２０４は、ガスが吸着してチャンバを汚染する大面積の表面領域に寄与しなくなる。また、回転子がコーティングを有する場合、コーティングは、ねじ穴よりも非ねじ穴の方を容易に被覆する。最後に、位置決めピン１２３は、支持シリンダ１１５と回転子１１３との間の相対運動および摩擦に起因する金属粒子の生産を低減する傾向がある。
図９に示されるように、別の実施形態では、支持シリンダ１１５’が回転子１１３’に別の方法で連結されている。ここで、支持シリンダ１１５’は、その底部周縁のまわりに円状溝１８７を有している。複数の位置決めピン１２３’は、回転子上面１１３ａ′内の摩擦装着取付部から出て、複数の異なる位置で溝１８７と係合している。位置決めピン１２３’は、位置決めピン１２３と同様に、バット形状を有していてもよい。本実施形態は、キャビティ１１８と回転子システム１１１との間の一層狭いガス流路という利点を有している（図１０の矢印１７５で図示し、後述する）。さらに、本実施形態では、支持シリンダ１１５の表面領域が大きな面積にわたってウォータチャンバ１４６に近接するので、大量の熱を支持シリンダ１１５から取り出すことができる。
再び図７を参照すると、第１フランジ１０４は、共回転エッジリング延長部１２１用の支持体として使用される。共回転エッジリング延長部１２１は、ほぼ円錐台形状を有しており、第１フランジ１０４からチャンバ１００の側面へ向かって径方向外向きに延びている。共回転エッジリング延長部１２１の第１フランジ１０４への摩擦装着により、共回転エッジリング延長部１２１が飛び跳ねたり滑ったりすることなく支持シリンダ１１５と共に回転するようになる。
共回転エッジリング延長部１２１とその下方に位置する軸受カバー１６１との間隙（クリアランス）は小さく、約３０〜９０ミルの範囲内にすることができる。この小さな間隙により、処理領域１６３から回転子システム１１１およびその付随部品に向かって下方に流れうるプロセスガスの量が最小限に抑えられる。同じようにして、共回転エッジリング延長部１２１は、処理領域１６３内で生じた熱から回転子ウェル１１６内の部品を熱絶縁する機能も発揮する。
共回転エッジリング延長部１２１は、クオーツや他の材料、例えばグラファイト、炭化珪素、セラミックなどから製造することができる。共回転エッジリング延長部１２１は、このような材料から構成することにより、ランプの大量の放射エネルギを吸収できなくなる。これが重要な場合がある。というのも、このような吸収は、共回転エッジリング延長部１２１を加熱する可能性があり、この加熱は、その表面から処理領域１６３内に戻る熱い反応種の気化を増加させるからである。もちろん、プロセスの要求に従って、ランプに共回転エッジリング延長部１２１を加熱させることが望ましい場合もある。この場合、共回転エッジリング延長部１２１は、グラファイトなどから製造することができる。共回転エッジリング延長部のより詳しい説明は、同日出願された米国特許出願「半導体処理チャンバで使用するための共回転エッジリング延長部」（本発明の譲受人に譲渡）に記載されている。この出願は、参照文献として本明細書に組み込まれる。
他の特徴において、フランジ１０４、１０６および１４３の厚さは、アウトオブラウンド歪みを防止するために、ある程度の剛性（stiffness）を支持シリンダ１１５に与える。特に、上述したように、支持シリンダ１１５は、第一に、薄い石英材料から構成されることができ、有害なプロセス条件および高回転速度に晒されることができる。支持シリンダ１１５の歪みを避けるためには、高められた強度および剛性を有する同様のものを与えることが有利である。フランジ部分（１０４、１４３および１０６）の厚さは、この重要な強度の程度を与えることを助ける。
上述したように、特に図７に示したように、第２のフランジ１４３は、支持シリンダ１１５の間から、中央アセンブリ１５１のレフレクタ側壁１２２に向かって突き出す（projects）。このようにして、第２のフランジ１４３は、いくつかの目的を達成する。第一は、それが、基板１１７の下面１６５の近くに存在するガスを、ロータ１１３およびそれに付随するコンポーネントの方へ下方に流れることから制限する。第二に、言及されるように、フランジ１４３が支持シリンダ１１５を剛性にし、高速回転中において特に重要な、より高い強度を与える。第三に、フランジ１４３は、そうでなければセンサ１０１、１０１’、１０３〜１０３’’’、および１５７、１５７’の下方へ輻射（radiate down）されることができる、プロセス領域１６３から放射される望ましくない光をブロックする。第四に、第２のフランジ１４３とレフレクタ側壁１２２との間の小さいクリアランスが、支持シリンダ１１５からのいくらかの熱が、レフレクタ側壁１２２へ伝導し去るのを許容する。この熱は、次いで、中央アセンブリ１５１中の循環回路によって除去される。
上記したように、ロータウェル１１６の一つの円筒部分は、円筒状の薄壁１２９によって束縛（bound）されている。円筒状薄壁１２９の厚さは、１ミリメートル未満であることができる。円筒状薄壁１２９のトップ周囲は、薄壁フランジ１７１に接続されている。円筒状薄壁１２９の底部は、キャビティ接合点（abutment）が与えられている。薄壁フランジ１７１、円筒状薄壁１２９およびキャビティ接合点は、ここにハウジングとして言及されたステンレス鋼の居一つの片から好適に構成されることができる。円筒状薄壁１２９は垂直壁として示されているが、他のアングルも使用可能である。しかしながら、円筒状薄壁１２９の歪みやつぶれを防止するためには、垂直の設計が好ましい。垂直の設計は、また製造するために、よりシンプルである。
円筒状薄壁１２９は、ロータ１１３とステータアセンブリ１２７との間の境界を与える。特に、ロータ１１３がステータアセンブリ１２７によって磁気的に浮遊（levitate）するため、充分な磁気的コミュニケションが生じるがめに、ロータ１１３は、ステータアセンブリ１２７に物理的に近接してなければならない（電磁気的場の逆２乗の性質により）。磁場を発生するステータアセンブリ１２７と、ロータ１１３との間のトータルの距離は、磁石の強さによって約２．５ｍｍ未満に制限される。円筒状薄壁１２９の使用は、ロータ１１３が充分にステータアセンブリ１２７に近接して配置されて、ステータアセンブリ１２７によって発生された磁場によって効果的に浮遊されることを許容する。
ロータ１１３はステータアセンブリ１２７に合理的に近接しなければならないが、ロータ１１３の熱膨張のため、および制御システムの位置決めエラーを考慮して、クリアランスもまた利用可能である。基板１１７がランプ１１０によって加熱された際に、中央アセンブリ１５１およびロータシステム１１１は、伝導および輻射により熱を受容する。この加熱は、ロータ１１３の小さい熱膨張を引き起こす。もしロータ１１３が円筒状薄壁１２９にあまりに近く配置されていれば、該熱膨張が、ロータ１１３を回転中に円筒状薄壁１２９にぶつけさせる（strike）可能性が生じ、基板１１７、ロータシステム１１１および円筒状薄壁１２９の潜在的なダメージに帰着する。ロータシステム１１１および円筒状薄壁１２９の両方は、高度に敏感且つ精密に加工されたコンポーネントであるため（上記したように、円筒状薄壁１２９は、１ミリメートル未満の厚さにできる）、このような衝突は非常に費用のかかる修理になる。更に、このような衝突はチャンバ中に、実質的な量の金属ダストを生じる。
したがって、円筒状薄壁１２９とロータ１１３との間のクリアランスは、本発明の他の重要な特徴である。３００ｍｍ基板のシステムにおいて満足できる結果を与えることが見出された、一つのクリアランスは約０．０４０〜０．０６０インチであり、更には約０．０４５インチである。これらの寸法は、ロータ直径１３．５インチに基づくものであるが、他の寸法のロータでも適応できる。したがって、使用されたクリアランスが０．０４５インチである場合、円筒状薄壁１２９の内径は約１３．５９０インチであろう。このようなクリアランスは、ロータ温度がプロセスの過程を通じて２０℃〜１２０℃上昇するシステムにおいて遭遇するような、ロータ温度における１００℃の上昇を収容することが可能である。
図７に示されたように、パージガス入口ないしインジェクタ１４７を通して、パージガスがキャビティ１１８に導入されることができる。パージガス入口１４７は、ガス源（図示しない）に接続されている。このパージガスシステムに関する更なる詳細は、１９９６年７月２４日に出願され米国特許出願０８／６８７，１６６号「化学的蒸気プロセス中の基板へのバックサイドをパージするための装置および方法」；およびこれと同等の日（even date）に出願された「化学的蒸気プロセス中の基板へのバックサイドをパージするための装置および方法」の米国特許出願、これらの双方とも本出願の譲受人に譲渡され、レファレンスにより包含された米国特許出願、中に見出すことができる。
パージガスは、キャビティ１１８に流れ込むことができる。図１０を参照して、パージガス流路は、第１のガス流路の矢印１７５により示される。このパージガスは、レフレクタ側壁１２２と、支持シリンダ１１５との間を、下方に向かって流れる。パージガスは、次いで、中央アッセンブリ１５１およびロータ１１３の方へ向かって下方に流れる。パージガスは、次いで、ロータ１１３、および上方隣接（up adjacent）円筒状薄壁１２９のまわりに流れる。該ガスは、次いで、ベアリングカバー１６１と共回転エッジリング延長部１２１との間を流れる。このようにして、該ガスは、共回転エッジリング延長部１２１に沿って粘性的に押出される。共回転エッジリング延長部１２１の高速回転速度は、この効果を助長する。パージガスは、次いで、ガス排気ポート１８３に入り、ポンプシステム１７９によって除去される。例えば、エッジリングにおける欠陥に起因して、パージガスがキャビティ１１８からプロセス領域１６３にリークする場合においては、これらのガスも、共回転エッジリング延長部１２１に沿って押出され、除去される。
このパージガスは、堆積が基板１１７の裏面１６５上で生じないように、連続的な背圧（back pressure）を維持することを保証する。適切な背圧は、この圧力はプロセスによって変動するが、約１００ミリトルである。
本発明を「好ましい態様」について記述して来た。本発明は、しかしながら、描かれ記載された態様に限定されない。むしろ、該発明の範囲は、付随するクレームによって定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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