JPH04505347A - 制御された放射エネルギによる加熱及び反応ガス流分布機能を備えた反応室 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 制御された放射エネルギによる加熱及び反応ガス流分布機能を備えた反応室 発明の分野 本発明は均一な熱の分布および反応ガスの分布が望ましい試料の反応表面上に化 学蒸着のようなプロセスをひき起こす装置に関する０本発明は、さらに特定する と、試料を横切る温度勾配および反応表面を横切る反応ガスの濃度の勾配を最小 限にとどめる半導体ウェーハ上で化学蒸着またはその他のプロセスを生ずるため の反応室を提供するものである。

関連技術の説明 化学蒸着プロセスはマンクニエリ−（ＭａＮｉｅｌｌｙ）氏その他に発行された ［放射熱およびサセプター（ｓａｓｃｅｐｔｏｒ）を使用する化学蒸着コーティ ング方法」と題する米国特許第４．４９６，６０９号明細書に記載された方法お よび装置により例示されている。この化学蒸着装置は内部に試料が支持される反 応室を含む、試料は反応温度まで加熱され、そして反応ガスが反応室に供給され る０反応ガスが試料の加熱された反応表面と接触すると、所望の材料の膜が成長 する。膜の一つの型式は別の半導体ウェーへの頂部に成長したエピタキシャル型 半導体の層である。

単結晶膜を成長させる化学蒸着プロセスにおいては、反応面を横切って温度勾配 が生ずることを回避することが非常に重要である。この温度勾配は化学蒸着によ り成長した膜の品質を低下させかつ不均一な成長をひき起こす結晶学的なスリッ プを発生する。

そのほかに、化学蒸着プロセスにおいては、成長した膜の厚さが反応表面全体に わたって均一であることが望ましい。それ故に、反応表面と接触する反応ガスの 温度勾配および質量輸送（ｍａｓｓｔｒａｎｓｐｏｒｔ）を最小限にとどめるべ きである。

マツクニエリー氏その他の上記特許に示された化学蒸着装置には、低温壁反応室 として知られている反応室が使用されている。

この反応室は、冷却される壁部と、放射エネルギが送られる窓部とを有している ０反応室の内部には、放射エネルギを吸収しかつ化学蒸着プロセスを行おうとす る試料を支持するサセプター（ｓｕｓ−ｃｅｐｔｏｒ）が装着される。放射エネ ルギはサセプターを加熱しまたはサセプターおよび試料の両方を直接に加熱する 。

試料からの熱損失の主な成分は放射熱損失である。放射により失われる熱の量が 物質内の所定の点における温度勾配の千乗に比例することはよく知られている。

したがって、試料の端縁においては、試料の中央部における熱損失よりもはるか に大きい熱損失が発生する。この広い加熱サセプターは、これらの端縁における 温度勾配を最小限にとどめ、そして試料の反応表面を横切って均一な温度分布を 維持することを助ける。

しかしながら、サセプターはそれらもまた種々に変動する程度で化学蒸着プロセ スをうけるという点で望ましくない、それ故に、サセプターは定期的に洗浄しま たは廃棄して新しいサセプターと取り替えなければならない、また、化学蒸着プ ロセスが進むにつれて、上に試料が支持されるサセプターの表面が不整になる。

その結果、試料の下側に空隙が生じ、これらの空隙内に化学蒸着プロセスが滲出 して、試料の裏側に膜が成長する。これは半導体製造ラインに沿ったその後の加 工段階において重要である試料を平らに配置することを阻止するので、望ましく ない。

先行技術による化学蒸着システムにおいては、反応表面上に反応ガスの均一な流 れを確保することが困難であった０反応ガスの流れが不均一であると、膜が不均 一に成長する０反応ガスの均一な流れを確保する困難は、部分的には、サセプタ ーおよびその他の試料支持機構による反応ガスの動力学的な流れに対する妨害に 起因している。また、反応ガスの動力学的な流れは、ガスポートを試料を照明す る放射エネルギの通路外に取り付けることを必要とする条件により妨害される。

発明の要約 本発明は試料を横切って均一な温度分布を確保するためにサセプターを使用しな いで試料を制御された放射エネルギにより加熱しかつ反応表面を横切る反応ガス の分布した流れを生ずる反応室を提供するものである。

本発明は、一つの局面によれば、反応表面を有する試料上に放射エネルギを供給 する装置を提供するものである。この試料は放射エネルギの少なくとも一つの成 分を吸収し、かつ低温壁反応室内で放射熱損失によりひき起こされることがある 熱損失の不均一な分布を特徴としている。この装置は、反応室と、試料を反応室 内に支持する試料支持部材とを備えている。この支持部材はサセプターのような 作用をせず、そして一実施例においては、放射エネルギを本質的に透過させる材 料で構成されている。

放射エネルギ供給源、例えば、複数個のランプまたは１個のランプの配列が反応 室に取り付けられ、それにより直接の放射エネルギが反応室の窓を通して試料の 反応表面に送られるようになっている。ランプハウジングはランプを反応室の窓 と該ハウジングの反射面との間に支持している。この反射面は反応表面に対して 個々に特定された位置、曲率および傾斜を有する配列中の各々のランプ用のラン プシートを含む。したがって、ランプからの直接の放射エネルギとランプハウジ ングの反射面から反射された放射エネルギとが組み合わされて反射面における放 射エネルギの制御■された分布を形成し、この制御された分布は試料上の熱損失 の不均一な分布を補償しかつ反応表面の温度勾配を最小限にとどめる。

本発明は、第二の局面によれば、放射エネルギにより加熱される試料の反応表面 に反応ガスの流れを供給する装置を提供する。

この装置は、この局面によれば、試料により吸収される放射エネルギを透過させ る窓を有する反応室を含む６反応室内の支持部材は反応表面が窓に面するように 試料を支持する６反応ガス供給源はガスポートを介して窓と反応表面との間の反 応室と結合されている。反応ガス供給源用ガスポートと反応表面との間に装着さ れた反応ガス分布板は、反応表面上に反応ガスの分布した流れを生ずる。

一実施例による反応ガス分布板は、反応室の窓と該分布板との間に反応ガス受入 室を構成している。このガス分布板は反応ガスの流れの分布を決定するパターン を有する複数個の穴を含む０反応ガス供給源は反応ガスの流れを反応表面上に直 接に分布させるためのブレナムとして作用するガス受入室に反応ガスを供給する 。

反応室には、反応室からガスを排出して反応ガスの分布した流れを維持するため の排気口が設けられている。一実施例においては、反応ガス分布板、反応表面お よび排気口は支持機構が反応表面上への反応ガスの流れをかく乱しないように整 列している。その結果、反応表面上に対称の圧力勾配が生じ、それにより反応表 面における濃度の勾配を最小にとどめる反応ガスの分布した流れが維持される。

本発明は、第三の局面によれば、単一の装置内に反応ガスの流れの均一な分布を 確保する反応ガス分布装置と、反応表面上に放射エネルギの制御された分布を確 保するランプハウジングとを組み合わせた試料の反応表面上に制御された反応を ひき起こす装置を提供する。

本発明のその他の局面および利点は、添付図面、以下の詳細な説明および請求の 範囲を参照すれば、理解できよう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による反応室の好ましい一実施例の横断面図である。

第２図は第１図の反応室用の試料支持部材を並進しかつ回転させるＩ！構を示し た図である。

第３図は第１図の反応室と共に使用されるランプハウジングの拡大図である。

第４図はランプハウジングのためのランプシートの各々の個々に特定された位置 、曲率および傾斜を示すランプハウジングの図である。

第５図はランプシートに沿った空気冷却口を例示したランプハウジングの図であ る。

第６図は第１図の反応室用の試料支持部材の拡大側面図である。

第６図は支持ピンの位置を例示した試料支持部材の上面図である。

第７図は第１図の反応室用の反応ガス分布用そらせ板の上面図および側面図を示 した図である。

第８図は対称の反応ガスポートの構成を例示した第１図に示した反応室を８−８ 線に沿って裁った横断面図である。

第９図はアナログ制御ループを使用した本発明によるランプ強度制御システムの 一実施例のブロック線図である。

第１０図は第９図の比率制御装置の回路図である。

第１１図はディジタル制御ループを使用したランプ強度制御システムの別の実施 例のブロック線図である。

詳細な説明 本発明の好ましい一実施例の詳細な説明を添付図面について以下に説明する。

Ａ３反応室の全体図 第１図は本発明による反応室１０およびランプハウジング１１の側面図を示す。

反応室１０は三つの主な領域を含む、全体を符号１２で示した第１領域は反応を 行うためのウェーハ輸送支持区画室を構成している。

全体を符号１３で示した第２領域は反応ガス受入区画室を構成している。全体を 符号１４で示した第３区画室は反応室からの排気ガスの波路を構成している。

試料支持部材１５は反応室内の支持部材１５の回転および並進機構に装着されて いる。この回転および並進機構は第２図に示しである。

支持部材１５は、試料１６、例えば、半導体材料のスライスをその反応表面１７ がランプハウジング１１に面するように支持している。支持部材１５の構造は第 ６図および第６図Ａに例示しである。支持部材１５は反応室が低温壁反応室であ るのと同じ意味で「低温支持手段」である、すなわち、支持部材１５は試料内に 熱を発生するエネルギのサセプターとして作用しないように設計されている。さ らに、支持部材１５は、該支持部材上の反応が最小限にとどめられるように試料 に対してより低い温度に保たれる。

ランプハウジング１１はへラド部材１８およびベース部材１９を含む、ベース部 材１９およびヘッド部材１８は一緒に固定されて液状冷却媒体用のブレナムを構 成している。冷却液は入口ノズル２０に流入し、そしてヘッド部材１８に固定さ れたフィン２２．２３．２４．２５．２６．２７．２８および２９と、ベース部 材１９に切り込まれたみぞ３０．３１．３２．３３．３４．３５．３６および３ ７とにより形成された通路を通って流れた後に、出口ノズル２１から流出する。

この冷却媒体は、好ましい一装置においては、水であってもよいが、任意の好適 な液体を使用することができる。

ベース部材１９は、さらに、冷却ガスの流れがノズル３８および／または３９か ら流入する空気冷却プレナムを含む。ランプハウジング１１のベース部材１８の 詳細な構造を第３図ないし第５図について説明する。

ランプハウジング１１のベース部材１９は、反応室内の試料１６の反応表面１７ 上に放射エネルギを制御されたパターンにより分布させる反射凹面により形成さ れた複数個のランプシートを含む。反応室１０は、基本的には、ステンレススチ ールまたはアルミニウムシリンダ４０で構成された低温壁を有する室であり、室 の内部を包囲する冷却流体通路（例えば、４１および４２）を備えている。

反応室１０はポンプフランジ４３を介して比較的に高い真空状態まで排気するこ とができる。試料１６が放射エネルギにより加熱されるときに、反応室の外側部 は低温に保たれる。それ故に、試料１６からのかなりの熱損失が放射熱損失によ り発生する。また、熱損失はキャリヤーガス中への対流により発生する。

反応室１０は、ランプハウジング１１と反応ガス受入区画室１３との間で、石英 窓４４および０リング４４Ａによりシールされている０石英窓４４は、試料１６ の放射エネルギによる加熱をひき起こすために試料１６により吸収される範囲の 放射線を透過させる。忘４４は所定の用途のための好ましい範囲の放射エネルギ を本質的に透過させる任意の好適な材料で構成することができよう。

窓４４のために使用された石英はランプの出カスベクトルの長い波長を有する赤 外光の一部分を吸収する。この長い波長の赤外光が反応室１０に入り壁部および 分布板を加熱することを阻止することが望ましい。したがって、この窓４４は赤 外光フィルタとして、かつ長い波長の赤外放射線から生ずる熱の放散手段として の役目をするように１７２インチないし３７４インチの厚さに構成されている。

反応ガス受入区画室１３は、第１図に例示したみぞおよび複数個の反応ガスポー ト４６．４７および４８と、第８図に示した第４のポートを通して反応ガスを受 け入れるように連結されている。

反応ガス受入区画室１３のガスポートの構成は第８図にさらに明瞭に示しである 。

ガスはガスポートを通してガス受入区画室１３中に流入する。

複数個の穴（第７図に示した）を有するそらせ板４９がガス受入区画室１３と主 反応区画室１２との間の境界を構成している。そらせ板４９は、試料１６により 吸収される範囲の放射線を透過させる石英材料またはその他の材料で構成されて いる。

そらせ板４９は、受入区画室１３と協働して、反応表面１７を横切って反応プロ セスにおける不整な状態をひき起こすことがある濃度勾配および質量輸送勾配が 最小限にとどめられるように、試料１６の反応表面１７上に反応ガスを分布させ る作用をする。

主反応室１２は、さらに、略図で例示して真空ポー）５０を特徴としている。こ の真空ポート５０は、試料１６を反応室１０に挿入しかつ反応室１０から取り出 すことを可能にする。任意のよ（知られた試料取扱い方法および機構を使用する ことができる。

真空ボート５０と向き合う位置にフランジ５１が設けられている、このフランジ ５１は、反応室１０に迅速に接近するボートとして使用することができる。その うえ、このフランジ５１に第２真空ボートを追加することができよう。

操作される装置においては、反応が行われているときに、フランジ５１は真空ボ ート５０と同様に閉鎖状態にシールされる。

反応室１０の第３区画室１４は、主区画室１２の幅を狭くした円筒形の延長部で ある。したがって、垂直壁部４０は水平壁部５２と連結されている。水平壁部５ ２を通して冷却流体が通路５３中に流入する。壁部５２は垂直壁部５４と連結さ れている。

垂直壁部５４は第２図に示したシールされた回転および並進機構まで延びている 。排気区画室内の壁部５４には排気口５５が形成され、ポンプフランジ４３と連 結されている。ポンプフランジ４３は反応室１０からガスを抜き取る真空ポンプ と連結されている。

したがって、操作中、試料１６は反応表面１７がランプハウジング１１内の放射 エネルギ供給源に面する反応平面上に着座するように支持部材１５上に配置され る０反応室１０は排気され、かつランプは付勢される。ランプは、反応室１０の 区画室１２内の反応平面において放射エネルギの制御された分布を生ずる。この 制御された分布は、試料１６上の放射熱損失の分布を補償して、反応面１７全体 を横切って本質的に均一な温度に保つ。

試料１６の温度は、第２図に示すように、支持部材１５の管状の内部５６を通し て検出される。センサをその他の別の位置に配置することにより、支持部材１５ の管状の内部５６を設ける必要がなくなる０例えば、この温度センサは、所望さ れれば、反応面の温度を直接に検出するために試料の上方に配置することができ よう。

反応ガスは反応ガス受入室１３に所望の温度に達する前、所望の温度に達する間 または所望の温度に達した後に供給することができる０反応ガス受入室１３は、 反応表面１７上に制御された分布状態でそらせ板４９を通過する反応ガスのため のブレナムとして作用する。ポンプフランジ４３と連結されたポンプは、排気口 ５５を通して排気ガスを抜き取る。この排気口５５が排気区画室１４内に配置さ れているので、そらせ板４９からのガスが試料１６の反応表面１７上に流れ、そ して試料のまわりを本質的に対称に流れて排気室１４中に流入するガスの流路が 確立される。その結果、基本的に対称なガスの動力学的な流れが確立され、それ により反応表面１７を横切る濃度勾配が最小限にとどめられる。

このガスの流れは、第１図において「反応ガス」および「排気」という符号を付 した矢印で概略例示しである。

Ｂ００回転よび並進機構 第２図は第１図の支持部材１５を回転しかつ並進する機構を例示している。支持 部材１５は取付用フランジ６０と連結されている。取付用フランジ６０は回転軸 ６１と連結されている０回転軸６１はフエローフルーディフク・インコーポレー テソドから市販されているような回転フィードスルー６２中に延びている。フィ ードスルー６２は軸受および真空シールとしての作用をする。

回転軸６１は、フィードスルー６２を貫通した後に、プーリ６３と連結されてい る。プーリ６３は、支持部材１５を回転させるために、電動機により駆動される 。

支持部材１５０回転は、好ましい実施例においては、ランプハウジングのランプ シートが反応平面において放射エネルギを分布させるための長方形の対称性を確 保するために構成されているので、必要である。支持部材１５を回転することに より、円形の対称性を有する試料が放射エネルギ吸収の円形の対称な分布を受け る。

回転速度は、用途により、毎分１回転未満から１０００回転以上まで変更するこ とができる。

軸６１は窓６４によりシールされかつ軸受６５に取り付けられている。窓６４は 、弗化カルシウム（ＣａＦ）または石英または試料の放射スペクトルに好適な任 意の材料で製造することができる。放射エネルギ検出器６６が軸受６５の台部に 装着され、そして軸６１の円筒形の穴および支持部材１５を介して反応室内の試 料１６の温度を検出する。検出器６６は支持台６７上に装着されている。

支持部材１５の並進は、１個またはそれ以上のウオーム歯車により行われ、図で は、例えば、ウオーム歯車６８を示しである。

好ましい一実施例においては、１個のウオーム歯車が使用されている。この構造 体は反応室１０の壁部５４に装着されている。壁部５４は並進板６９と連結され ている。並進板６９上には、軸受７０がウオーム歯車６８を受け入れるように装 着されている。並進板６９は、反応室の壁部の膨張を許容する真空ベローズ７１ と連結されている。真空ベローズ７１は支持板７２に装着されている。支持板７ ２上には、フィードスルー６２が装着されている。

また、支持板７２はウオーム歯車６８用の軸受７３を含む。ウオーム歯車６８は 、図ではプーリ７４で例示したベルト駆動装置と連結されている。このベルト駆 動装置は反応室内の支持部材１５を上下動するために使用される。

支持部材１５の上下動は、ランプハウジング１１によりひき起こされた放射エネ ルギの分布に対する反応表面１７の関係を変更しかつ区画室１２内のガスの動力 学的な流れに影響を与えるために、試料の挿入および取外しの間に使用される。

したがって、試料１６は、特定の反応に対して所望されるときに、ランプに接近 しまたはランプから遠ざかるように移動させることができる。好ましい一実施例 においては、試料の位置は、そらせ板４９の底部から０．５インチないし２イン チとなるように設計され、最適の位置はそらせ板４９から通常１インチである。

Ｃ，ランプハウジング 第３図はランプ照度制御システム３００および温度検出ロジック３０１を略号で 示したランプハウジングのベース部材１９の拡大図である。ランプ強度制御シス テムを第９図ないし第１１図について説明する。ランプハウジングベース部材１ ９は、ランプハウジングを通して延びる細長いチューブの形態のタングステンラ ンプのような複数個の線形のヒートランプを支持している。ランプは、第３図に おいて、Ｌｌないしし、で示しである。ランプＬ１ないしり、は円形のハウジン グの形状に適合するように選択された長さを有している。すべてのランプの単位 長さあたりのピークエネルギは同じである。

複数個のランプし、ないしり、の各々は、それぞれのランプシー）１０１．１０ ２．１０３．１０４．１０５．１０６および１０７の内部に装着されている。各 々のランプシートは、ランプから反射された放射エネルギを試料の反応表面に導 くようになった反射凹面である。凹面形ランプシートは、好ましくは、湾曲した または円錐形に形成されるが、もしも所定の用途または製造方法のために必要で あれば、直線の形状（三角形、五角形等）に形成することができよう、これらの 反射面は、高度に研磨されかつこの好ましい装置においては、反射力および耐久 性のために、金でコーティングされるかまたは別の高い反射性を有するコーテイ ングを施される。

ランプから反射された放射エネルギとランプからの直接の放射エネルギとの組合 わせにより、反応表面において試料の熱損失の分布のいかなる不整状態をも補償 する放射エネルギの制御された分布が得られ、それにより反射面を横切る温度勾 配を減少させる。

この好ましい装置においては、ランプシートの湾曲部が楕円形であり、かつ対応 したランプが楕円の焦点に本質的に近い位置に装着されている。それ故に、この ランプシートは、反応表面において放射エネルギの制御された分布を生ずるよう に個々に特定された位置、傾斜および曲率を有することを特徴とすることができ る。第３図に例示した実施例においては、各々のランプシートの焦点の位置およ び傾斜は次の表に示しである。この表において、Ｘ位置はランプハウジングおよ び反応室の中心線を基準とした位置であり、そしてＹ位置はランプハウジングの ベース部材の上方の高さである。

Ｌｌ　２４８００’　−４，１２５０，８１３Ｌｘ　１１＠３０’　２．８４０ 　１．３１３Ｌｘ　７″３０’　−１，４５０１，５６３Ｌ、　Ｏ＠ＯＯ’　０ ．００　１．３１３”　Ｌｓ　７°３０’　１．４５０　１．５６３Ｌ、−１１ ＠３０’　２．８４０　１．３１３Ｌフ　−２４　°　００’　４．１２５　０ ．８１３ランプシートの各々のシートの曲率は第４図に例示しである。

また、第３図はガスがガスポート３８および３９において供給されるガス冷却ブ レナムの明確な図を示している。このガス冷却ブレナムは複数個の相互に連結さ れたみぞ１１０〜１１８を含み、これらのみぞを通して空気が供給される。これ らのみぞ内の空気はポート、例えば、ランプＬ１におけるポート１１９を通して ランプシート中に結合される。ランプは、冷却空気の通路が形成されるようにラ ンプシートの反射面から隔置された第３図に例示した開口部中に装着される。冷 却空気は、ポート、例えば、ポート１１９外に流出し、ランプを越えて流れて、 大気中に流出する。

第４図は、前述したように、ランプシート１０１〜１０７の曲率を例示している 。各々のランプシートは、それぞれのランプチューブに沿って延びる分割された 楕円形のみぞからなっている。

分割された楕円形のみぞの各々の半部分は楕円の古典的な定義により定義された 楕円形の曲線を形成するように切断されている。

Ｘ”／ａ”　十Ｙ”／ｂ”　−１ 好ましい実施例に使用される楕円の曲率ａ３１．１２５ ｂ−０，８１２５ Ｃ−０，７８０ Ｅ＝０．６９３３ θ−４４°５４′ 分割された楕円における各々の楕円は上記の表１に示したランプシートの傾斜か ら１０”の傾斜角だけ偏位している。したがって、各々の曲率は、二つの焦点、 例えば、ランプシート１０１および１０７に対する焦点ＡおよびＢ５ランプシー ト１０２および１０６に対する焦点Ｃおよびり、ランプシート１０３および１０ ５に対する焦点ＥおよびＦならびにランプシート１０４に対する焦点ＧおよびＨ により特性を表わすことができる。したがって、ランプシートの各々の半部分は 、その焦点の位置と、次の表に示した垂直線に対して焦点により規定された楕円 の長軸の角度とにより特性を表わすことができる。

Ａ　（＋）（−）　１　４　”　ＯＯ’　（÷）（−）　４．１２９　０．７６ ９Ｂ　（＋）（−）　３４’ＯＯ’　（＋）（〜）３．８８１　０．８７９Ｃ（ ＋）（−）　１　°　３０　′　（÷）（−）　２．９４８　１．２９７Ｄ　（ ＋）（−）　２１”３０’　（＋）（−）２．６８２　１．３５１Ｅ　（−）（ ＋）　２°３０’　（＋）（−）　１．５７４　１．５５７Ｆ　（÷）（−）　 １７’３０’　（＋）（−）　１．３０５　１．５９２Ｇ　（−）　１０”ＯＯ ’　（＋）０．１３５　１．３２５Ｈ（＋）　１０＠ＯＯ’　（−）０．１３５ 　１．３２５魚点ＡおよびＢの平均角度がランプシート１０１の傾斜と等しく、 その他の各々のランプシートについても同じことがあてはまることは理解できよ う。

分割された楕円形のランプシートを使用することにより、楕円形の表面から反射 されてランプ中にもどるエネルギが少なくなり、より多量のエネルギが反応表面 に導かれる。

また、第４図は各々のランプシートの中央の焦点が反応平面１２０に沿ってエネ ルギの制御された分布を生ずるように向けられている状態を例示している０反応 子面１２０は試料１６の反応表面の位１において反応室内に配置されよう。

図示の実施例のためのこの制御された分布は、窓およびそらせ板における反射お よび屈折を考慮して既知のプロファイルを確立するための好ましい操作状態のた めにランプハウジング内のランプにより発生した放射プロファイルのコンピュー タシミュレーションにより決定される。各々のランプとランプシートの組合わせ は、ランプの位置およびランプシートを形成する楕円形の表面により生じた像の 位置により決定されたエネルギプロファイルを発生する。次に、各々の像の強さ は対応した楕円形の反射体の捕獲角により決定される。すべての７個のランプお よびランプシートの協働作用により、試料の反応表面において放射エネルギの制 御された分布が生ずる。

その後、放射エネルギの分布は、第９図ないし第１１図のランプ強度制御システ ムにおいて、所定の反応のために必要な分布を得るためにランプＬ、ないしり、 の強度を個々に制御することにより変更される。個々のランプは、選択されたラ ンプシートの設計と組み合わせて、任意の所望の強度のパターンを確立するため に制御することができる。

また、この分布は反応室内の試料を上下動することにより変更することができる 。

第５図は複数個の空気冷却口およびランプハウジングベース部材１９のランプシ ートの細長い性質を例示している。各々のランプシート１０１ないし１０７は、 高度の反射面を有する細長いみぞである。各々のみぞの中心に沿って、ハウジン グ内に装着されたランプ上に冷却ガスを流す複数個のガスポート１４０が形成さ れている。ランプのガスポート１４０は、第１図および第３図について述べたよ うに、ガスポート３８および３９を通してガスを受け入れるブレナムと連結され ている。

別のｔＳの装置においては、ガスポート１４０をスロットと置き換えることがで きよう、また、ポートまたはスロットは反応室の石英窓からの熱を取り去るため の冷却媒体を供給するためにランプシートの外側に配置することができよう。

反応室内に放射工ふルギの制御された分布を確立↓るために、別のｖＲ様のエネ ルギ分布機構、例えば、吸収フィルタ、コーティングまたはその他の光学構成部 分（ｏｐｔｉｃｓ）を使用することができよう。

Ｄ、支持部材 第６図および第６Ａ図は支持部材１５の構造を例示している。

支持部材１５は軸１５０により支持されている。管状の軸１５０上には、支持板 １５１が着座している。支持板１５１には、３個の支持ピン１５２．１５３およ び１５４が連結されている。支持部材１５が回転されつつあるときおよび試料１ ６を支持部材１５上に挿入するときに試料が支持ピン１５２．１５３および１５ ４から外れて移動することを阻止するために、ガイドボスト１５５．１５６およ び１５７が使用されている。

支持ピン１５２．１５３．１５４は第６Ａ図に例示したように配置されている。

したがって、ピン１５２．１５３および１５４は支持板１５１の円周のまわりに 相互に１２０”を隔てて配置され、支持平面を形成している。ガイドボスト１５ ５．１５６および１５７は支持板１５１の周囲に固定されている。

支持ピン１５２．１５３および１５４は、点（例えば、ピン１５２０点１６０） が非常に鋭くとがっており、１１よりも小さい半径を有するように形成されてい る。したがって、試料１６の接点は小さく、支持ピンを介しての熱損失を極めて 僅少にすることができる。したがって、支持部材１５の接点の面積は試料１６の 反応表面１７の表面積よりもはるかに小さい。

Ｅ１１反応ガス布システム 第７図は第１図に示した反応室内の試料１６の反応表面１７上の直径の半導体ウ ェーハで形成された試料のために構成されている。したがって、そらせ板４９に 形成された複数個の穴は、６インチの外側穴の限界内にある。これらの穴の直径 は代表的には２■であり、中心間の距離が４＋ａｍであり、そして第７図に例示 した６インチの直径の円形の範囲内に平行な列をなして形成されている。したが って、この円形の範囲内には約９００個の穴がある。

そらせ板４９の外周２００のまわりには、管状構造部材２０１が形成されている 。第７図に例示したそらせ板４９の側面図は支持管２０１の構造を示している。

支持管２０１は、そらせ板４９が２３３１１１１の外径および２１９ｍｍの内径 を有する１本の管の頂部上に着座するように、基本的には、４ａ＋ｍの厚さの管 状の延長部である。そらせ板４９それ自体の厚さは２１ＩＩＩであり、そしてそ の直径は８．９８３インチである。管状支持構造の長さは０．６２９インチであ る。そらせ板を形成する材料は、ヘラエウスＡマーシル社により製造されたＴＯ ８Ｏ８商業用型光学的に研磨された石英である。そらせ板は試料の反応表面１７ 上に分布させようとする範囲の放射エネルギを本質的に透過させる任意の材料で 構成することができる。

第８図は反応ガスが受入室１３中に対称に分布された態様を示したガス供給ボー ト４６．４７．４８．１７０およびプレナム４５を通る第１図の８−８＆Ｉに沿 って裁った反応室ｌＯの横断面図である０反応ガスは弁２００、管２０１を介し てブレナム４５中に供給される。プレナム４５はボート４６．４７．４８および ボート１７０に至る４つの個々のみぞに分割されている。ボート４７から弁２０ ０へのみぞ２０２を図示しかつボート４８から弁２００へのみぞ２０３を図示し である。

みぞ２０２がボート４６をバイパスする態様を示した図を符号２０５で示しであ る。別個のみぞ２０６がみぞ２０２の下方に弁２００からボート４６まで延びて いることが理解できよう、みぞ２０６およびみぞ２０２は壁部２０７により分離 されている。穴２０８がみぞ２０６からボート４６を介して受入室１３中に延び ている。ボート１７０へのみぞはボート４６に至るみぞ２０６と同様なＬｉ１で 形成されている。

個々の流れみそを設ける別の態様のシステムは、反応室の本体の外側に設置され た管を使用して実施することができよう。この別のｉ様のシステムは第８図に示 したみぞを機械加工するときに発生するくずに関する問題をなくすことができよ う。

分布させたボートに反応ガスを送入するためにブレナムに個々の流れみぞを設け ることにより、反応ガス受入区画室１３中へのより均一な反応ガスの流れが得ら れる。上記の実施例は毎分数百立方センチメートルから毎分５０１を越える流量 で反応ガスを供給するように設計されている。

Ｆ　ランプ強度制御′！ｊシステム ランプの各々の強度を個々に制御するランプ強度制御システムを第９図ないし第 １１図について説明する。第９図はランプのためのアナログ制御ループを例示し ている。第１０図は第９図のシステム用の比率制御回路の回路図である。第１１ 図はディジタル制御ループを備えた強度制御システムのブロック線図である。

第９図に例示したシステムはランプハウジング９００内のランプの各々の強度を 制御するアナログ制御ループに基づいている。

ランプハウジング９００内のランプはＬｃ　、Ｌ＋　、Ｌｘまたはり、の符号を つけた線により略図で示したある。ランプＬｃはランプハウジング９００の中央 に配置されている。符号り、をつけた２個のランプはランプＬｃに隣接して配置 されている。最後に、符号り、をつけた２個のランプはランプハウジング９００ の外側のランプである。

ランプの各々はシリコン制御整流器ＳＣＲと結合されている。

したがって、ランプＬｃは５ＣＲ９０１と結合されている。符号り、をつけた２ 個のランプは５ＣＲ９０２と結合されている。符号Ｌ２をつけた２個のランプは ５ＣＲ９０３と結合されている。

符号り、をつけた２個のランプは５ＣＲ９０４と結合されている。

比率制御電源９０５は４つのパワー出力を発生する。パワー出力９０６は５ＣＲ ９０１と結合される。パワー出力９０７は５ＣＲ９０２と結合される。パワー出 力９０８は５ＣＲ９０３と結合される。パワー出力９０９は５ＣＲ９０４と結合 される。４つのパワー出力の各々の最大パワー出力はランプ駆動強度の１００％ に設定されている。しかしながら、比率制御電源においては、ランプシートの手 動電位差計ＳＣ９１０、ランプ上１用手動電位差計ＳＣ９１１、ランプ上２用手 動電位差計３２９１２、およびランプＬ、用手動電位差計５３９１３がランプの 各々のパワー出力の比率が個々に制御可能であるように設けられている。

上記のシステムにおいては、ランプの’ｉｊＬ　Ｌ　＋　Ｌ　ｔおよびり、が単 一のパワー出力により制御されることに留意されたい、これにより、ランプハウ ジングを対称的に動作させることができる。対称的な動作が望まれない実施例に 対しては、個々のパワー出力がこの設計のまっすぐな延長により供給される。

比率制御電ａ９０５は第１０図にさらに詳細に例示しである。

比率側′４１ｔｆｉ９０５の入力として、温度制御装置９１５からの指令パワー がライン９１４に供給される。温度側ｍ装置９２５！、ｔＰＴＤアナログ制御回 路により構成されている。設定点温度がシステムコンピュータ９１７からライン ９１６を介して温度制御装置９１５に供給される。この温度に比例した電圧が光 学高温計９１８からライン９５０を介して温度制御装置９１５に供給される。光 学高温計９１８は第２図のセンサ６６に相当する。

試料ウェーハ９２０からの赤外線放射９１９が高温計９１８により検出されてラ イン９５０上にその温度に比例した出力電圧ｖ７を発生する。ランプハウジング ９００がら放射エネルギ９２１が試料ウェーハ９２０に送り出されて制御ループ を完成する。

動作中、電位差計９１０〜９１３は、前述したように、ランプハウジング９００ 内の反射ランプシートの設計と協働して、つ工−ハ９２０上の放射エネルギの分 布を制御するように設定される。

電位差計９１０〜９１３を介して比率制御電源９０５を手動で設定することによ りやや粗い制御を行うことができる。比率制御電源９０５はディジタル制御可能 な電位差計を含めるように容易に適応させることができ、次いで、システムコン ピュータ９１７により制御することができる。このように構成することにより、 ランプの相対パワーを極めて正確に制御することができる。

比率制御電源９０５を第１０図に例示しである。指令パワー９１４はジャンパ１ ０００と接続される。ジャンパ１０００は演算増幅器１００２の正の入力と接続 される第１出力１００１を有する。ジャンパ１０００の第２人力はライン１００ ３を介して接地端子１００４と接続される。接地端子１００４からライン１００ １までの間に抵抗体１００５が接続されている。演算増幅器１００２は単位利得 構成で接続され、そして４個の個々の電力増幅器、すなわち、ランプＬ、用ＡＭ Ｐ３　１００７、ランプ上２用ＡＭＰ２１００８、ランプＬ１用ＡＭＰＩ　１０ ０９およびランプＬｃ用ＡＭＰＣＩ　０１０への入力として指令パワー信号をラ イン１００６に倶飴するためのパンファーとして動作する。４個の電力増幅器は １同Ｃ４１Ｉ′Ｒｉ、テあるノテ、ＡＭＰＣＩ　Ｏｌ　０（７）回路ノミニラい テ説明する。

各々のランプには、第９図について説明したように、手動設定可１能な電位差計 が結合されている。したがりて、電位差計９１３はＡＭＰ３　１００７と結合さ れ、電位差計９１２はＡＭＰ２１００８と結合され、かつ電位差計９１１はＡＭ ＰＩ　１００９と結合されている。電位差計９１０はＡＭＰＣＩ　０１０の回路 内に含められている。

増幅器ＡＭＰＣの回路にフいて説明する。ライン１００６上の信号は抵抗体１０ １１を介して演算増幅器１０１２の負の入力に供給される。演算増幅器１０１２ の出力は帰還抵抗体を介してライン１０１３に結合される。これにより、単一利 得電力増幅段が構成される。ライン１０１３上の出力は入力抵抗体１０１５を介 して演算増幅器１０１６の負の入力と結合される。演算増幅器１０１６の出力は 抵抗体１０１７を介して出力ライン１０１８に供給される。出力ライン１０１８ は帰還回路１０１９と結合されて、いる、帰還回路１０１９はライン１０１８か ら演算増幅器１０１６の負の入力までの間に結合されたコデンサ１０２０を含む 、また、この帰還回路１０１９は二位置スイッチ１０２１を含む、このスイッチ は第１位置において端子１０２３と結合される。端子工０２３は抵抗体１０２２ を介してライン１０２８と結合されている。スイッチ１０２１の第２位置はライ ン１０１８と直接に接続された端子１０２４と結合される。スイッチ１０２１の 共通の端子は出力パワーの比率を制御するように設定された電位差計９１０と結 合されている。スイッチ１０２１は増幅器段の増幅を制御することにより出力パ ワーの範囲を設定する。スイッチ１０２１の第」位置においては、増幅器段の利 得は電位差計９１０の設定により１ないし２である。第２位置においては、増幅 器段の利得は、同様に電位差計９１０の設定により、ゼロないし１である。

演算増幅器１０１６への正の入力はゼロ設定回路１０２５と結合される。ゼロ設 定回路１０２５は＋１５ボルト電源と結合された第１端子１０２６を含む、＠子 １０２６は抵抗体１０２７を介して電位差計１０２８と接続されている。同様に 、電位差計１０２８は抵抗体１０２９を介して一１５ボルト供給端子１０３０と 結合されている。電位差計１０２８は増幅器段のゼロレベルを設定するように調 節される。

この増幅器段はその出力としてライン１０３２と結合される共通の端子１０３１ を含む。ツェナーダイオード１０３３が電圧保護を行うためにライン】０３２と ライン】０１８との間に結合されている。

ライン１０１８および１０３２は出力ジャンパ１０３４と結合されている。同様 に、ＡＭＰＩないしＡＭＰ　３からの出力は出力ジャンパ１０３４と結合される 。出力ジャンパ１０３４は第９図に例示したＳＣＲと結合されている。

第９図のアナログ制御ループの別の１３ｉ樟として、ランプの強度をさらに正確 に制御するために、第１１図に例示したように、ディジタル制御ループを使用す ることができる。第１１図においては、第９図における相当する要素と同じ要素 には、同じ符号をつけである。第１１図のシステムにおいては、ディジタル１１ １ｍループのためのライン９１７上のウェーハの温度を表わすライン９５０上の 電圧■ｉはシステムコンピュータ１１００に直接に供給される。システムコンピ ュータ１１００は閉ループソフトウェアＰＩＤ制御装置を実現してパワー指令値 を発生する。その後、パワー指令値は、ソフトウェア設定比と乗算されてライン Ｉ　１０１上に４つの個々のランプパワー信号を発生する。ライン１１０１は４ 個の個々の増幅器段からなる比率ｗｉｔ源１１０２と結合されている。比率制御 電源１１０２０４個の増幅器段は、増幅器帰還ループにおける電位差計をなくし たことを除いては、第１０図に示した増幅器段と類似している。比率制御電源１ １０２の出力パワーの比率を制御ｎするために、４個の増幅器段の各々への入力 はシステムコンピュータ１１００により°個々に制御される。

好ましいパワー分布を行うための種々のランプの強度は、第１１図のディジタル 制御ループを使用して正確に設定することができる。そのほかに、所定の用途の ために、コンピュータを使用して最適のランプの強度を反復計重しかつ実現する ことができる。

Ｇ、結論 本発明が半導体ウェーハの化学蒸着のために特に適応した優れた反応室を提供す ることが理解できよう、この反応室は該反応室内の試料上の放射エネルギの制御 された分布および反応室内の試料の反応表面上の反応ガスの制御された分布を特 徴とするものである。

反応ガスを試料上に分布させる第１機構は、放射エネルギ供給源の波長を透過さ せる材料で製造された窓と、この窓の近くに配置された同一材料で製造された反 応ガス分布板とからなっている。

この放射エネルギ供給源は窓の大気側に配置され、そして反応ガスは分布板と窓 との間の反応室中に導入される。処理される試料は放射エネルギ供給源に面した 分布板の隣りに配置される。反応ガスはガス分布板の開口部を通して試料上にｆ ｌ！＃に導かれる０反応ガス分布板は、さらに、反応ガスの動力学な流れを制御 するために使用される。

このガス分布機構により、放射エネルギ供給源を試料の反応を最適化するために 試料への反応ガスの流れの方向と同じ試料の側に装着することが可能になる。さ らに、このガス分布機構により、試料支持機構が放射エネルギ供給源と干渉せず 、または反応ガスの流路内に配置されてないように試料支持機構を広い自由な範 囲内で配置することが可能になる。反応ガスの分布を制御するためのこの機構は 、ガスを導入しかつ放射エネルギ供給源と同し側からガスを導入する際の試料支 持機構からの干渉が所望されるようないかなる反応室にも有用でる。

本発明による反応室の一部分を構成する第二の機構は、線形のランプ光源の配列 のためのハウジングと、試料上の照度分布を制御する反射体とからなっている。

各々のランプシートは、一つまたは二つの楕円形表面を有する反射体からなって いる。楕円形表面の位置、偏心度および傾斜の改良を介して、直接の放射エネル ギおよび反射された放射エネルギの分布が制御される。この設計により、あるエ ネルギプロファイルが望ましい試料の表面上の放射エネルギを正確に制御するこ とが可能になる。

試料の表面上の放射エネルギの分布を制御可能にすることにより、試料を横切っ て均一な温度が得られる。これは、試料の熱損失が不均一に分布している場合に すらあてはまる。したがって、この望ましい放射エネルギの分布により、反応室 内の種々の温度における試料の放射熱損失を補償することができる。

上記の説明においては、ガス分布板の一つの例およびランプハウジングの一例に ついて説明した。

当業者には、試料の所定の形状および所望された反応の型式に対して、ランプハ ウジングの反射面およびガス分布用そらせ板を適合させることにより放射エネル ギの分布および反射ガスの分布を適合させることができることは認識されよう、 そのうえ、もしも試料からの熱損失の対称性が反応表面に供給された放射エネル ギの分布の対称性と整合されれば、回転可能な支持部材を固定型支持部材と置き 換えることができる。

本発明の好ましい実施例の前記の説明は、例示および説明の目的のために記載し たものであり、本発明を網羅しまたは開示した正確な形態に限定することを意図 したものではない、当業者が種々の変型および変更が思いつくことは明らかであ る。前述した実施例は、本発明の原理およびその実際の応用を最良に説明してそ れにより当業者が意図された特定の用途に適合した種々の変型と共に種々の実施 例のために本発明を理解することができるように選択しかつ記載したものである 。本発明の範囲は以下の請求の範囲およびそれらと同等の項により規定されるよ うに意図されている。

反応室（ｉ１Ｅ 国際調査報告

Claims (53)

【特許請求の範囲】
1. １．反応表面を有する試料であって、放射エネルギの少なくとも一つの成分を吸 収しかつ熱損失の不均一な分布を特徴とする試料上に放射エネルギを供給する装 置において、該装置が反応室と、 反応室内に試料を支持するために反応室に装着された手段と、放射エネルギを発 生させるために反応室に装着された手段と、反応表面において放射エネルギを発 生させる手段により発生せしめられた放射エネルギを分布させて放射エネルギの 制御された分布を形放するために放射エネルギを発生させる手段に装着されたエ ネルギ分布手段とを備え、そして放射エネルギの制御された分布により試料上の 熱損失の不均一な分布を補償する試料上に放射エネルギを供給する装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の装置において、試料を支持する手段が反応室内で 試料と接触する支持部材を含み、かつ放射エネルギが支持部材と直接に衝突しな いように支持部材が試料の影内に配置された装置。
3. ３．請求の範囲第１項に記載の装置において、試料を支持する手段が支持平面を 形成しかつ試料と接触する三つの試料接触点を有する反応室内の支持部材を含む 装置。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の装置において、試料を支持する手段が放射エネル ギを本質的に透過させる材料からなる支持部材を含む装置。
5. ５．請求の範囲第１項に記載の装置において、制御された分布が長方形の対称性 を有しかつ熱損失の不均一な分布が円形の対称性を有し、かつ試料を支持する手 段が 反応表面がエネルギ分布手段に面するように試料を支持する反応室内の支持部材 と、 支持部材を反応表面に垂直な軸線のまわりに回転させるために支持部材と結合さ れた手段とを含む装置。
6. ６．請求の範囲第１項に記載の装置において、放射エネルギを発生させる手段が 複数個のランプを含み、かつエネルギ分布手段が 複数個のランプの各々のためのランプシートを有するランプハウジングを備え、 各々のランプシートが反応表面に対して個々に特定された曲率、傾斜および位置 を有する反射面を有する装置。
7. ７．請求の範囲第５項に記載の装置において、放射エネルギを発生させる手段が 複数個の線形ランプを含み、かつエネルギ分布手段が 複数個のランプシートを有するランプハウジングを備え、複数個の線形ランプの 各々のために１個のランプシーが設けられ、各々のランプシートが反応表面に対 して個々に特定された曲率、傾斜および位置を有する反射面を有する装置。
8. ８．請求の範囲第７項に記載の装置において、ランプシートの反射面が円錐形の 湾曲部を有する装置。
9. ９．請求の範囲第７項に記載の装置において、ランプシートの反射面が反応表面 に対して第１傾斜を有する第１部分と、反応表面に対して第２傾斜を有する第２ 部分とを有し、かつ第１傾斜および第２傾斜の平均を反射面に対して個々に特定 された傾斜と等しくした装置。
10. １０．請求の範囲第８項に記載の装置において、ランプシートの反射面がそれぞ れの線形ランプ中への放射エネルギの反射を減少させるように反応表面に対して 第１傾斜を有する第１部分と、反射表面に対して第２傾斜を有する第２部分とを 有し、かつ第１傾斜および第２傾斜の平均を反射面に対して個々に特定された傾 斜と等しくした装置。
11. １１．請求の範囲第１項に記載の装置において、さらに、反応表面の温度を検知 するために反応室と結合された手段を含む装置。
12. １２．請求の範囲第１項に記載の装置において、さらに、放射エネルギの強度を 制御するために放射エネルギを発生させる手段と結合された手段を含む装置。
13. １３．請求の範囲第６項に記載の装置において、さらに、複数個のランプの各々 の強度を個々に制御するために複数個のランプの各々と結合された手段を含む装 置。
14. １４．請求の範囲第１項に記載の装置において、反応室が低温壁反応室であり、 かつ試料を支持する手段が反応室内で試料と接触する低温支持手段を含む装置。
15. １５．請求の範囲第１項に記載の装置において、反応室が該反応室に設けられた 窓を含み、該窓を通して放射エネルギが反応室に入り、かつ該窓が試料により吸 収される第１範囲の放射エネルギを本質的に透過させかつ放射エネルギを発生す る手段により発生せしめられた放射線の長い波長の赤外線の範囲を吸収する材料 からなり、かつ長い波長の赤外線の範囲が反応室の内側を加熱しないように放射 線の長い波長の赤外線の範囲を濾波するために十分な厚さを有する装置。
16. １６．所定の範囲内の波長の放射エネルギを吸収する試料の反応表面上に反応ガ スの流れを供給する装置において、所定の範囲内の波長の放射エネルギを本質的 に透過させる窓を有する反応室と、 試料の反応表面が窓に面するように試料を反応室内に支持するために反応室に装 着された手段と、 窓と反応室との間の反応室に反応ガスの流れを供給するために反応室とガスの流 れにより連絡した手段と、反応表面と反応ガスを供給する手段との間の反応室に 装着されかつ反応表面上に反応ガスの流れを分布させて分布した流れを発生させ るために所定の範囲内の波長の放射エネルギを本質的に透過させる反応ガス分布 手段とを備えた装置。
17. １７．請求の範囲第１６項に記載の装置において、さらに、反応室からガスを放 出して分布した流れを維持するために反応室とガスの流れにより連絡した排気口 を有する排気手段を含む装置。
18. １８．請求の範囲第１７項に記載の装置において、反応ガス分布手段、反応表面 および排気口が反応室を通してのガスの流路を形成する装置。
19. １９．請求の範囲第１８項に記載の装置において、反応表面が反応ガス分布手段 と排気口との間に配置された装置。
20. ２０．請求の範囲第１６項に記載の装置において、反応ガス分布手段が 反応ガスの受入区画室を構成するように窓と反応表面との間に装着されたプレー トを含み、該プレートが所定の範囲の波長の放射エネルギを本質的に透過させ、 かつガス受入区画室と反応表面との間に分布したガスの流れを連絡させる複数個 の穴を有する装置。
21. ２１．請求の範囲第２０項に記載の装置において、反応ガスの流れを供給する手 段が ガス受入区画室とガスの流れにより連絡した反応ガスを供給するために接続され た複数個のガスボートを含む装置。
22. ２２．請求の範囲第１６項に記載の装置において、試料を支持する手段が 反応表面が反応ガス分布手段に面するように試料を支持する反応室内の支持部材 と、 支持部材を反応表面に垂直な軸線のまわりに回転させるために支持部材と結合さ れた手段とを含む装置。
23. ２３．請求の範囲第２０項に記載の装置において、試料を支持する手段が 反応表面が反応ガス分布手段に面するように試料を支持する反応室内の支持部材 と、 支持部材を反応表面に垂直な軸線のまわりに回転させるために支持部材と結合さ れた手段とを含む装置。
24. ２４．請求の範囲第１６項に記載の装置において、試料を支持する手段が試料と 接触する反応室内の支持部材を含み、かつ支持部材が反応表面上への反応ガスの 流れをそらさないように支持部材が試料の影内に装着された装置。
25. ２５．請求の範囲第１６項に記載の装置において、試料を支持する手段が支持平 面を形成しかつ試料と接触する三つの試料接触点を有する反応室内の支持部材を 含む装置。
26. ２６．請求の範囲第１６項に記載の装置において、反応室が低温壁反応室であり 、かつ試料を支持する手段が反応室内の試料と接触する低温支持手段を含む装置 。
27. ２７．請求の範囲第２６項に記載の装置において、反応室が該反応室に設けられ た窓を含み、該窓を通して放射エネルギが反応室に入り、該窓が放射エネルギを 発生する手段により発生せしめられた放射線の長い波長の赤外線の範囲を吸収す る材料からなり、長い波長の赤外線の範囲が反応室の内側を加熱しないように放 射線の長い波長の赤外線の範囲を濾波するために十分な厚さを有する装置。
28. ２８．所定の範囲内の波長の放射エネルギを吸収しかつ熱損失の不均一な分布を 特徴とする試料の反応表面上に制御された反応をひき起こす装置において、該装 置が 所定の範囲内の波長の放射エネルギを本質的に透過させる窓を有する低温壁反応 室と、 反応表面が窓に面するように反応室内に試料を支持するために反応室に装着され た低温支持手段と、所定の範囲内の波長の放射エネルギを発生させるために窓の 外側の反応室に装着された手段と、 試料の反応表面において所定の範囲内の波長の放射エネルギを分布させて放射エ ネルギの制御された分布を形成するために放射エネルギを発生させる手段に装着 されたエネルギ分布手段とを備え、放射エネルギの制御された分布により試料上 の熱損失の不均一な分布を補償し、 さらに、窓と試料との間の反応室に反応ガスの流れを供給するために加熱室とガ スの流れにより連絡した手段と、試料の反応表面と反応ガスを供給する手段との 間の反応室内に装着されかつ試料の反応表面上に反応ガスの流れを分布させて分 布した流れを発生させるために所定の範囲内の波長の放射エネルギを透過させる 反応ガス分布手段とを備えた装置。
29. ２９．請求の範囲第２８項に記載の装置において、さらに、反応室からガスをポ ンプで排出して分布した流れを維持するために反応室とガスの流れにより連絡し た排気口を有する排気手段を含む装置。
30. ３０．請求の範囲第２８項に記載の装置において、反応室が該反応室に設けられ た窓を有し、該窓を通して放射エネルギが反応室に入り、かつ該窓が放射エネル ギを発生させる手段により発生せしめられた放射線の長い波長の赤外線の範囲を 吸収する材料からなり、かつ長い波長の赤外線の範囲が反応室の内側を加熱しな いように放射線の長い波長の赤外線の範囲を濾波するために十分な厚さを有する 装置。
31. ３１．請求の範囲第２９項に記載の装置において、反応ガス分布手段、反応表面 および排気口が反応室を通してのガスの流路を形成する装置。
32. ３２．請求の範囲第３１項に記載の装置において、反応表面が反応ガス分布手段 と排気口との間に配置された装置。
33. ３３．請求の範囲第２８項に記載の装置において、反応ガス分布手段が 反応ガスの受入区画室を構成するように窓と反応表面との間に装着されたプレー トを含み、該プレートが所定の範囲の波長の放射エネルギを本質的に透過させか つガス受入区画室と反応室との間に分布したガスの流れを連絡させる複数個の穴 を有する装置。
34. ３４．請求の範囲第３３項に記載の装置において、反応ガスの流れを供給する手 段が ガス受入区画室とガスの流れにより連絡した反応ガスを供給するために接続され た複数個のガスポートを含む装置。
35. ３５．請求の範囲第２８項に記載の装置において、試料を支持する手段が 反応表面が反応ガス分布手段に面するように試料を支持する反応室内の支持部材 と、 支持部材を反応表面に垂直な軸線のまわりに回転させるために支持部材と待合さ れた手段とを含む装置。
36. ３６．請求の範囲第３３項に記載の装置において、試料を支持する手段が 反応表面が反応ガス分布手段に面するように試料を支持する反応室内の支持部材 と、 支持部材を反応表面に垂直な軸線のまわりに回転させるために支持部材と結合さ れた手段とを含む装置。
37. ３７．請求の範囲第２８項に記載の装置において、低温支持手段が試料と接触す る反応室内の支持部材を含み、かつ放射エネルギが支持部材に直接に衝突しない ように支持部材が試料の影内に装着された装置。
38. ３８．請求の範囲第２８項に記載の装置において、低温支持手段が支持平面を形 成しかつ試料と接触する三つの試料支持点を有する反応室内の支持部材を含む装 置。
39. ３９．請求の範囲第２８項に記載の装置において、低温支持手段が放射エネルギ を実質的に透過させる材料からなる支持部材を含む装置。
40. ４０．請求の範囲第２８項に記載の装置において、放射エネルギを発生させる手 段が複数個のランプを含み、かつエネルギ分布手段が 複数個のランプの各々のためのランプシートを有するランプハウジングを備え、 各々のランプシートが反応表面に対して個々に特定された曲率、傾斜および位置 を有する反射面を有する装置。
41. ４１．請求の範囲第３５項に記載の装置において、放射エネルギを発生させる手 段が複数個の線形ランプを含み、かつエネルギ分布手段が 複数個のランプシートを有するランプハウジングを備え、複数個の線形ランプの 各々のために１個のランプシートが設けられ、各々のランプシートが反応表面に 対して個々に特定された曲率、傾斜および位置を有する反射面を有する装置。
42. ４２．請求の範囲第４１項に記載の装置において、ランプシートの反射面が円錐 形の湾曲部を有する装置。
43. ４３．請求の範囲第４１項に記載の装置において、ランプシートの反射面が反応 表面に対して第１傾斜を有する第１部分と、反応表面に対して第２傾斜を有する 第２部分とを有し、かつ第１傾斜および第２傾斜の平均を反射面に対して個々に 特定された傾斜と等しくした装置。
44. ４４．請求の範囲第４２項に記載の装置において、ランプシートの反射面が反応 表面に対して第１傾斜を有する第１部分と、反応表面に対して第２傾斜を有する 第２部分とを有し、かつ第１傾斜および第２傾斜の平均を反射面に対して個々に 特定された傾斜と等しくした装置。
45. ４５．請求の範囲第２８項に記載の装置において、さらに、反応表面の温度を検 知するために反応室と結合された手段を含む装置。
46. ４６．請求の範囲第２８項に記載の装置において、さらに、放射エネルギの強度 を制御するために放射エネルギを発生させる手段と結合された手段を含む装置。
47. ４７．請求の範囲第４０項に記載の装置におい、さらに、複数個のランプの各々 の強度を個々に制御するために複数個のランプの各々と結合された手段を含む装 置。
48. ４８．反応表面を有する試料であって、熱を生ずるエネルギを吸収する試料を加 熱する装置において、 低温壁反応室と、 試料を反応室内に支持するために反応室内に装着された低温支持手段と、 熱を生ずるエネルギを発生させかつ熱を生ずるエネルギを反応表面に導くために 反応室に装着されだ手段とを備えた装置。
49. ４９．請求の範囲第４８項に記載の装置において、熱を生ずるエネルギが放射エ ネルギであり、かつ低温支持手段が放射エネルギを本質的に透過させる材料から なる装置。
50. ５０．請求の範囲第４８項に記載の装置において、低温支持手段が試料と接触す る反応室内の支持手段を含み、かつ熱を生ずるエネルギが支持部材と直接に衝突 しないように支持部材が試料の影内に装着された装置。
51. ５１．請求の範囲第４８項に記載の装置において、低温支持手段が支持平面を形 成しかつ試料と接触する三つの試料接触点を有する反応室内の支持部材を含む装 置。
52. ５２．請求の範囲第４９項に記載の装置において、反応室が該反応室に設けられ た窓を含み、該窓を通して放射エネルギが反応室に入り、かつ該窓が放射エネル ギを発生させる手段により発生せしめられた放射線の長い波長の赤外線の範囲を 吸収する材料からなり、かつ長い波長の赤外線の範囲が反応室の内側を加熱しな いように放射線の長い波長の赤外線の範囲を濾波するために十分な厚さを有する 装置。
53. ５３．請求の範囲第４８項に記載の装置において、低温支持手段が試料を支持す る反応室内の支持部材と、支持部材を反応表面に垂直な軸線のまわりに回転させ るために支持部材と結合された手段とを含む装置。