JP2000515331A - Ｒｔｐチャンバのための磁気的浮上型回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＲＴＰチャンバにおける磁気的浮遊回転システムのための適応が提供される。該システムは、磁気的透過が可能なロータと、該ロータを囲み、該ロータと同心円の円筒状薄壁と、該円筒状薄壁に隣接する磁気ステータアセンブリを含む。ロータと磁気ステータアセンブリとの間の半径方向の距離は、該ステータアセンブリによて発生された磁場が、ロータを磁気的に浮遊させるのに充分に小さいが、熱膨張の際にもロータが薄壁に物理的に接触しないのに充分に大きい。該システムは、回転フレームの位置を決定する複数のセンサの相対的位置が、装備を除去した場合にも維持されるようなものである。ロータを含む領域の熱的な隔離は、ＲＴＰチャンバのプロセス領域中のプロセスガスから達成される。該ロータは、該チャンバ中に形成された、ある数の冷却チャンバによって冷却することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 ＲＴＰチャンバのための磁気的浮上型回転装置 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(Ｒ ＴＣＶＤ)、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（ＣＭＯ Ｓ）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^-10 ｍ）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（ra mp）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(warpa ge)、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 、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１．５〜２．５ J-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、七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ＲＴ Ｐ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１ ５３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８ ｍｍ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１ １５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１１ １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１７−４Ｐ ＨＳＳ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１１ ３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１１ ３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１ ２８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１１ ３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、Ｔｏｒ ｌｏｎ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１ ５１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 th reads)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１ ９７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１９ ９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）１ ８６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１２ ９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１ ２７、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のまわりにほぼ等問隔 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１ １５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１１ ５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１ １３’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１８ ７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１７ ５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１ ２１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１ １５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'、１０３〜１０ ３'''、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１２ ９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がステータアヤンブリ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（stri ke）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１ ３．５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００４５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１４ ７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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 磁力により浮揚する回転システムであって、 透磁性のロータと、 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、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、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。 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、約０．０４ インチ〜０．０６インチである請求項１に記載の回転システム。 ３． 前記円筒状薄壁の厚さが、約５０ミル〜１５０ミルである請求項１に記載 の回転システム。 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。 ５． 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って、 可動な状態で前記処理チャンバのベースに取り付けられる中央組立体と、 前記中央組立体に取り付けられる組立体台と、 前記回転フレームの前記中央組立体に対する垂直位置及び水平位置を測定する 複数のセンサと、 前記処理チャンバの壁に形成されるキャビティ台と を備え、前記キャビティ台が可動な状態で前記組立体台に取り付けられるように 、前記キャビティ台と前記組立体台とが構成され配置され 前記回転フレーム及び前記中央組立体の前記プロセスチャンバからの取り外し を、前記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装置。 ６． 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って、 可動な状態で前記処理チャンバのベースに取り付けられる中央組立体と、 前記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 前記中央組立体に取り付けられ、前記回転フレームの前記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、 前記回転フレーム及び前記中央組立体の前記プロセスチャンバからの取り外しを 前記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、前記 センサが構成され配置される装置。 ７． 離脱可能な前記取り付け手段が、複数のボルトである請求項６に記載の装 置。 ８． 離脱可能な前記取り付け手段が、少なくとも１つのクランプである請求項 ６に記載の装置。 ９． 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って、 回転可能な状態で前記回転フレームに結合し、前記処理領域からの熱が前記回 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 、支持シリンダと、 前記支持シリンダの前記回転フレームとの結合側と反対側の端に結合するエッ ジリングと を備え、前記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装置。 １０． 前記支持シリンダがクオーツ製である請求項９に記載の装置。 １１． 前記支持シリンダの長さが、約２．２〜２．９インチである請求項９に 記載の装置。 １２． 前記処理領域からの光が前記回転フレームの近傍でかなり弱められる程 度の不透明度を前記支持シリンダに与えるシリコンコーティングを、前記支持シ リンダに更に備える請求項９に記載の装置。 １３． 前記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、前 記処理領域からの光が前記中央組立体と前記回転フレームとにより画される空間 においてかなり弱められるように、前記中央組立体が、前記回転フレームと前記 支持シリンダとに画される領域に、空間的に配置される、請求項９に記載の装置 。 １４． 前記支持シリンダが、波長約０．８〜１．１ミクロンの範囲で不透明で ある請求項１２に記載の装置。 １５． 前記回転フレーム近傍で更に弱めるように、前記支持シリンダの外周の 周りに取り付けられるフランジを更に備える請求項９に記載の装置。 １６． 前記支持シリンダの熱伝導率が、約１．５〜２．５ J-Ｋｇ-ｍ/ｍ²-sec -℃である請求項９に記載の装置。 １７． 前記支持シリンダの壁の厚さが、約５０〜１５０ミルである請求項９に 記載の装置。 １８． 処理チャンバための回転システムであって、 複数の穴が形成された上面を有するロータと、 前記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、 前記配置ピンに係合することにより、前記ロータに対して同心となるように前 記ロータに取り付けられる支持シリンダと を備える回転システム。 １９． 前記配置ピンの前記複数の穴に対する取り付けが、ねじ式ではなく摩擦 によるはめあいでなされる請求項１８に記載の回転システム。 ２０． 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１８に記載の回転システム。 ２１． 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１９に記載の回転シ ステム。 ２２． 処理チャンバための回転システムであって、 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前記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、 前記ロータに対して同心となる支持シリンダと を備え、 前記支持シリンダはグルーブを備え、前記支持シリンダは前記配置ピンが前記グ ルーブと係合することにより前記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。 ２３． 処理チャンバの回転システムであって、 中央組立体に近接してこれを取り囲むロータと、 前記ロータを浮揚させるための浮揚手段と、 前記中央組立体の中に形成される冷却チャンバであって、前記冷却チャンバは 、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 に前記冷却チャンバが前記ロータに近づく、前記冷却チャンバと を備える回転システム。 ２４． 前記冷却流体が液体又は気体である請求項２３に記載の回転システム。 ２５． 前記ロータと前記中央組立体の間の領域にガスを供給して熱伝導により 前記ロータを冷却するためのガス源を更に備える請求項２３に記載の回転システ ム。 ２６． 前記浮揚手段が、磁力による浮揚システムである請求項２３に記載の回 転システム。 ２７． 処理チャンバの回転システムであって、 中央組立体に近接してこれを取り囲むロータと、 前記ロータを囲む磁気ステータ組立体であって、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、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い、前記磁気ステータ組立体 と、 前記中央組立体の中に形成される冷却チャンバであって、前記冷却チャンバは 、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 に前記冷却チャンバが前記ロータに近づく、前記冷却チャンバと を備える回転システム。 ２８． 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 テムであって、 前記ロータの垂直位置及び水平位置を測定するため、前記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、 前記センサと前記ロータとの間に配置されるカバーと を備え、前記カバーが厚さ約１０〜３０ミルのポリマーを備えるセンサシステム 。 ２９． 前記カバーが、前記ロータに対する着地パッド（タッチダウンパッド） として機能する請求項２８に記載のシステム。 ３０． 複数のアジャスタを更に備え、前記センサが対応する前記アジャスタに ねじにより取り付けられ、前記アジャスタが前記中央組立体に取り付けられる請 求項２８に記載のシステム。 ３１． 複数のセンサマウントを更に備え、前記アジャスタは対応する前記セン サにアジャスタねじによって取り付けられ、前記センサマウントはセンサマウン トねじにより前記中央組立体に取り付けられる請求項３０に記載のシステム。 ３２．前記アジャスタねじ及び前記センサねじが、ピッチが細かく、その他はピ ッチが粗い請求項３１に記載のシステム。