WO2003016590A2 - Device for supplying gas mixtures to a cvd reactor - Google Patents

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WO2003016590A2
WO2003016590A2 PCT/DE2002/002592 DE0202592W WO03016590A2 WO 2003016590 A2 WO2003016590 A2 WO 2003016590A2 DE 0202592 W DE0202592 W DE 0202592W WO 03016590 A2 WO03016590 A2 WO 03016590A2
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carrier gas
medium
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Rudolf Kogler
Helmut Schönherr
Silke Skrabl
Rolf Urschitz
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Infineon Technologies Ag
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber

Definitions

  • the invention relates to a device by means of which gas mixtures with CVD media contained therein can be fed to a CVD reactor.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the CVD media are usually initially in liquid form and must therefore be converted to the gas phase before the gas phase separation.
  • Two common methods are available for converting liquid CVD media into the gas phase.
  • a carrier gas is pumped through a container which is filled with the liquid CVD medium. During this process, part of the CVD medium passes into the gas phase through evaporation and mixes with the carrier gas atmosphere.
  • a second method is based on the atomization of the liquid CVD medium. For this purpose, the liquid CVD medium is injected into a by means of an injection valve
  • Sprayed small chamber enriched carrier gas so that a gaseous state of the CVD medium and mixing with the carrier gas are also achieved.
  • Chemically inert gases such as e.g. Helium. This eliminates undesired reactions of the carrier gas with the CVD medium.
  • PCT patent application WO 00/15881 describes a CVD system which is based on the principle of evaporation of liquid CVD media.
  • a liquid CVD medium in a container.
  • the container has a feed line for a carrier gas which is inserted into the container with a adjustable flow is initiated.
  • the carrier gas flows through the container filled with the liquid CVD medium, the CVD medium is converted into the gas phase by evaporation and, together with the carrier gas, is fed via feed lines into a CVD reactor in which a controlled separation of the CVD medium from the Gas phase takes place on a substrate surface.
  • a disadvantage of previous CVD systems is that the gaseous CVD media partially already condense in the feed lines to the CVD reactor and possibly on the injection valves. Deposits in the feed lines caused thereby cause reduced and undefined cross-sectional areas of the feed lines, which makes a controlled supply of the gas mixtures to the CVD reactor considerably more difficult. Ultimately, the supply lines can even be completely closed. Deposits on the injection valves lead to malfunction or failure of the injection valves due to the high reactivity of the CVD media. Due to such degradations, the injection valves have to be replaced frequently. Otherwise, if the injection valves remained in the CVD system for too long, there was a risk that the function of the injector valves, which were impaired in their function, would get liquid CVD media into the CVD reactor and heavily contaminate it.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for a CVD system and to specify a corresponding method by means of which reduced deposits of CVD media are brought about in the feed lines to the CVD reactor and, if appropriate, on the injection valves. It is in particular a further object of the invention that undesired mixing of the CVD media can be prevented.
  • the gas mixture is generated by atomizing a liquid CVD medium in a carrier gas.
  • the at least one feed branch comprises a first feed line for the liquid CVD medium, a second feed line for the carrier gas and a treatment unit.
  • the processing unit is used to transfer the liquid CVD medium into the gas phase by means of an injection valve and to mix the CVD medium with the carrier gas.
  • the processing unit is supplied on the input side with the liquid CVD medium through the first feed line and with the carrier gas through the second feed line.
  • An essential idea of the invention is that the first feed line has a first flow control unit and the second feed line has a second flow control unit.
  • a flow can be understood as an amount or a volume that flows through a surface perpendicular to the flow per unit of time.
  • the flow of the liquid CVD medium is given in the unit mg / min and the flow of the carrier gas in the unit sccm (sccm: standard cm 3 / min).
  • the processing unit can be supplied with the CVD medium and the carrier gas with individually set flows.
  • the flow control of the liquid CVD medium can also indirectly control the rate at which the liquid CVD medium is atomized in the processing unit.
  • the chemical compositions and the physical properties of the CVD medium and the carrier gas allow their mixture concentrations to be optimized by the device according to the invention such that on the one hand the CVD medium completely changes into the gas phase and on the other hand condensations of the CVD medium in the feed lines to the CVD Reactor and at the injector are minimized. This measure extends the service life of the supply lines and the injection valve considerably.
  • the device according to the invention has a plurality of feed branches and thus a plurality of processing units, the inflows to each processing unit can be set independently of the inflows to the other processing units. Furthermore, the presence of several supply branches for one CVD medium each ensures that different CVD media do not mix undesirably.
  • the flow of the CVD medium and the flow of the carrier gas can advantageously be controlled independently of one another. Independent controls of this type make it possible, for example, to set the desired operating conditions of an associated CVD system either via the first flow control unit or via the second flow control unit.
  • the reason for this is that in the device according to the invention which works on the atomization principle, both a change in the flow of the liquid CVD medium and a change in the flow of the carrier gas change the concentration ratio which exists in the treatment unit between the CVD medium and the carrier gas , directly influenced.
  • the flow control arrangement includes, for example, measuring devices for measuring the flows through the first and the second feed line, the two flow control units described above and a control unit which regulates the flows through the two feed lines to predetermined and adjustable values. It can also be provided that the regulation takes place only in one of the two feed lines.
  • liquid sensor downstream of the processing unit.
  • the liquid sensor can be used to determine whether the atomization of the CVD medium in the processing unit is optimal.
  • the flow control arrangement is fed with the measured values supplied by the liquid sensor. In this case, the liquid sensor would take over the function of the above-mentioned measuring device in the flow control.
  • shut-off valves are arranged on the inflow and outflow sides of the first flow control unit.
  • further shut-off valves can advantageously be provided on the upstream and downstream sides of the second flow control unit.
  • these measures are particularly advantageous when replacing a flow control unit. Due to the shut-off valves, the two flow control units can be decoupled from the supply lines and removed from the supply lines without the vacuum in the supply lines being impaired thereby.
  • these measures are advantageous if a certain CVD medium is not required during the operation of the associated CVD system.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that in the case of a plurality of feed branches, these are combined on the output side to form a common feed line which feeds the CVD reactor through a gas inlet. This reduces the number of gas inlets on the CVD reactor, which means that the likelihood of a leak in the vacuum seal of the CVD reactor is also reduced.
  • a method according to the invention relates to the supply of at least one gas mixture to a CVD reactor.
  • the at least one gas mixture is generated by atomizing a liquid CVD medium in a carrier gas.
  • the initially liquid CVD medium is converted into the gas phase in a treatment unit by an injection valve and mixed there with the carrier gas.
  • An essential idea of the invention is that the inflows of the liquid CVD medium and the carrier gas to the processing unit are controlled.
  • the advantage of the method according to the invention is that by controlling the inflows of the CVD medium and the carrier gas to the processing unit, an optimal mixing of the two gases in the processing unit is made possible. As a result, the efforts of the gaseous CVD medium for condensation are kept as low as possible, so that deposits of the CVD medium in the supply lines and on the injection valve and thereby impaired operation of the associated CVD system are minimized.
  • Another aspect of the invention relates to a device for supplying gases to a CVD reactor, which has supply lines for CVD media and / or gases to the CVD reactor and a cleaning arrangement for pumping liquid residues out of the supply lines.
  • the cleaning arrangement can be coupled to the feed lines via valves. During the cleaning process, gases that remove the liquid residues hold, not pumped through the CVD reactor. Furthermore, the cleaning arrangement and the CVD reactor have a common pump.
  • This device allows both those liquid residues that are left in the feed lines for the liquid CVD media after the operation of the CVD system to be pumped out, as well as those liquid residues that result from condensation of the gaseous CVD media in the feed lines for the gas mixtures to the CVD reactor.
  • Such cleaning measures reduce deposits of CVD media in the feed lines to the CVD reactor.
  • An advantage of the present device is that the gases produced during the pumping out are not pumped through the CVD reactor. This prevents the gaseous residues of the CVD media from contaminating the CVD reactor.
  • Another advantage lies in the joint use of a pump both for cleaning the supply lines and for creating a vacuum in the CVD reactor. This reduces the number of pumps required to a minimum.
  • the device according to the invention advantageously has a bypass line which connects the feed lines to the pump.
  • the bypass line enables the gases to be pumped out without them crossing the CVD reactor.
  • Bypass line therefore represents a simple way of realizing the cleaning arrangement.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the bypass line has a check valve and / or a shut-off valve and / or a filter.
  • the check valve prevents air from entering the CVD system through the bypass line in the event of a sudden vacuum leak on the pump.
  • the shut-off valve is open while the supply lines are being cleaned and closed during normal operation of the CVD system.
  • the filter prevents residues of CVD media in liquid form from getting into the pump and damaging it.
  • a further shut-off valve can advantageously be arranged between the CVD reactor and the pump. This prevents the penetration of CVD media into the CVD reactor and the resulting contamination of the CVD reactor during the cleaning operation.
  • liquid residues are pumped out of the supply lines.
  • a pump is used, which is also used as a vacuum pump of the CVD reactor.
  • gases which contain the liquid residues are not pumped through the CVD reactor during the cleaning of the feed lines.
  • the process according to the invention has the advantage that when cleaning the feed lines, the gases which carry the remaining residues of the CVD media out of the feed lines are not pumped through the CVD reactor. This prevents the CVD reactor from being contaminated by these gases.
  • Another advantage is the use of the pump for vacuum generation in the CVD reactor as well as for cleaning the supply lines. This saves additional pumps that are only used for cleaning the supply lines.
  • the single figure shows a schematic arrangement of an exemplary embodiment of the device according to the invention for supplying gases to a CVD reactor.
  • the figure shows a CVD reactor R, which is fed through a gas inlet with CVD media M1, M2 and M3.
  • the CVD Media are in the liquid state beforehand and must therefore first be converted into the gas phase. This is done in supply branches ZI, Z2 and Z3. Since the feed branches ZI, Z2 and Z3 correspond in their structure and function, only the feed branch ZI is described below. The structure and function of the feed branches Z2 and Z3 result from this in an analogous manner.
  • the CVD medium M1 is supplied to the feed branch ZI in the liquid state. After passing through a 3-way valve 3WV11, a shut-off valve AV11 and a 3-way valve 3WV12, the liquid CVD medium Ml flows through a flow control unit DSU and reaches an injection valve EVl via a shut-off valve AV14.
  • the feed branch ZI also has a feed line for a carrier gas T.
  • the carrier gas T first passes through a filter F2 and is then fed to the feed branches ZI, Z2 and Z3. In the feed branch ZI, the carrier gas T successively passes through a shut-off valve AV12, a flow control unit DS12 and a shut-off valve AV13.
  • the liquid CVD medium Ml is then injected into the carrier gas T within a small chamber through the injection valve EV1, as a result of which the CVD medium Ml changes into the gas phase and mixes with the carrier gas T.
  • a liquid sensor FS1 downstream of the injection valve EV1 serves to determine the liquid content of the gas mixture consisting of the CVD medium M1 and the carrier gas T.
  • the flow control units DSU and DS12 can include a control loop.
  • the flows are measured by the flow control units DSU and DS12 and then for example, controlled by means of controllable valves within the flow control units DSU and DS12 to predetermined values.
  • the flows through the flow control units DSU and DS12 are not measured for the control arrangement, but that the liquid sensor FS1 serves as a measuring device of the control arrangement. If the gas mixture produced is too high, the flow of the carrier gas T can be increased, for example, or the flow of the medium Ml can be reduced.
  • the shut-off valves AV12 and AV13 are required when replacing the flow control unit DS12.
  • the flow control unit DS12 can be decoupled from the supply lines and replaced by the shut-off valves AV12 and AV13.
  • shut-off valves AV11 and AV14 and the flow control unit DSU The same applies to the shut-off valves AV11 and AV14 and the flow control unit DSU.
  • the feed branch ZI can be decoupled from the CVD reactor R.
  • all feed branches ZI, Z2 and Z3 can be decoupled from the CVD reactor R by the shut-off valve AV2.
  • the filter F3 prevents contaminants from entering the CVD reactor R.
  • a bypass line BL is provided for cleaning the lines of the present arrangement.
  • the bypass line BL is connected at one end to the line branches ZI, Z2 and Z3 via the 3-way valves 3WV11, 3WV21 and 3WV31.
  • the bypass line BL is connected to a pump P via a check valve RV5, a shutoff valve AV3 and a filter F4. If the respective valves have the corresponding positions, residues of all types, in particular liquid residues of the CVD media M1, M2 and M3, can be pumped through the bypass line BL from the feed branches ZI, Z2 and Z3.
  • the vacuum in the CVD reactor R and the feed branches ZI, Z2 and Z3 is also generated by the pump P.
  • the CVD reactor R is separated from the pump P and the bypass line BL by a shutoff valve AV4.
  • the shutoff valve AV4 is open and the shutoff valve AV3 is closed, so that the bypass line BL is decoupled from the pump P.
  • the feed branches ZI, Z2 and Z3 can be flushed with nitrogen N for cleaning purposes.
  • the nitrogen N is flushed through a check valve RV1 and the 3-way valve 3WV12 through the feed branch ZI.
  • the nitrogen N can also be used to purge the CVD reactor R.
  • the common feed of the feed branches ZI, Z2 and Z3 can be fed with nitrogen N.
  • the nitrogen N is fed to the common feed line to the CVD reactor R via a filter F1, a shut-off valve AVI, a needle valve NV and a check valve RV4.
  • This nitrogen supply can also be used to purge the feed branches ZI, Z2 and Z3 via their outputs.

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Abstract

The invention relates to a device comprising a supply line branch (Z1) for a gas mixture consisting of an atomized medium (M1) and a carrier gas (T) to a CVD reactor (R). The supply line branch (Z1) comprises a supply line for the liquid medium (M1), a supply line for the carrier gas (T) and a processing unit which is fed by the supply lines and is used to convert the liquid medium (M1) into a gaseous state using an injector valve (EV1) and to mix the medium (M1) with the carrier gas (T). The supply lines are respectively provided with a through flow control unit (DS11, DS12)

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zur Zufuhr von Gasgemischen zu einem CVD-ReaktorDevice for supplying gas mixtures to a CVD reactor
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mittels welcher einem CVD-Reaktor Gasgemische mit darin enthaltenen CVD-Medien zugeführt werden können.The invention relates to a device by means of which gas mixtures with CVD media contained therein can be fed to a CVD reactor.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden mittels CVD (Chemical Vapour Deposition) -Anlagen dünne Schichten auf Substraten erzeugt . Dieses geschieht in einem CVD-Reaktor durch kontrolliertes Abscheiden von CVD-Medien aus der Gasphase .In the manufacture of semiconductor components, thin layers are produced on substrates using CVD (Chemical Vapor Deposition) systems. This is done in a CVD reactor by controlled separation of CVD media from the gas phase.
Die CVD-Medien liegen in der Regel zunächst in flüssiger Form vor und müssen daher vor der Gasphasenabscheidung in die Gasphase übergeführt werden. Zur Überführung flüssiger CVD- Medien in die Gasphase stehen zwei gängige Verfahren zur Verfügung. Bei einem ersten Verfahren wird ein Trägergas durch einen Behälter gepumpt, welcher mit dem flüssigen CVD-Medium gefüllt ist. Dabei geht durch Verdampfung ein Teil des CVD- Mediums in die Gasphase über und vermischt sich mit der Trägergasatmosphäre. Ein zweites Verfahren basiert auf der Zerstäubung des flüssigen CVD-Mediums . Dazu wird das flüssige CVD-Medium mittels eines Einspritzventils in eine mit demThe CVD media are usually initially in liquid form and must therefore be converted to the gas phase before the gas phase separation. Two common methods are available for converting liquid CVD media into the gas phase. In a first method, a carrier gas is pumped through a container which is filled with the liquid CVD medium. During this process, part of the CVD medium passes into the gas phase through evaporation and mixes with the carrier gas atmosphere. A second method is based on the atomization of the liquid CVD medium. For this purpose, the liquid CVD medium is injected into a by means of an injection valve
Trägergas angereicherte kleine Kammer gesprüht, sodass ebenfalls ein gasförmiger Zustand des CVD-Mediums und eine Durchmischung mit dem Trägergas erreicht werden. Als Trägergase werden chemisch inerte Gase, wie z.B. Helium, verwendet. Da- durch werden unerwünschte Reaktionen des Trägergases mit dem CVD-Medium ausgeschlossen.Sprayed small chamber enriched carrier gas, so that a gaseous state of the CVD medium and mixing with the carrier gas are also achieved. Chemically inert gases such as e.g. Helium. This eliminates undesired reactions of the carrier gas with the CVD medium.
In der PCT-Patentanmeldung WO 00/15881 ist eine CVD-Anlage beschrieben, die auf dem Prinzip der Verdampfung flüssiger CVD-Medien basiert. Dazu befindet sich ein flüssiges CVD- Medium in einem Behälter. Der Behälter weist eine Zuleitung für ein Trägergas auf, welches in den Behälter mit einem ein- stellbaren Fluss eingeleitet wird. Beim Durchströmen des Trägergases durch den mit dem flüssigen CVD-Medium gefüllten Behälter wird das CVD-Medium durch Verdampfen in die Gasphase übergeführt und zusammen mit dem Trägergas über Zuleitungen in einen CVD-Reaktor geführt, in welchem eine kontrollierte Abscheidung des CVD-Mediums aus der Gasphase auf einer Substratoberfläche stattfindet.PCT patent application WO 00/15881 describes a CVD system which is based on the principle of evaporation of liquid CVD media. For this purpose, there is a liquid CVD medium in a container. The container has a feed line for a carrier gas which is inserted into the container with a adjustable flow is initiated. When the carrier gas flows through the container filled with the liquid CVD medium, the CVD medium is converted into the gas phase by evaporation and, together with the carrier gas, is fed via feed lines into a CVD reactor in which a controlled separation of the CVD medium from the Gas phase takes place on a substrate surface.
Nachteilig an bisherigen CVD-Anlagen ist, dass die gasförmi- gen CVD-Medien teilweise bereits in den Zuleitungen zum CVD- Reaktor und gegebenenfalls an den Einspritzventilen kondensieren. Dadurch hervorgerufene Ablagerungen in den Zuleitungen verursachen verkleinerte und Undefinierte Querschnitts- flächen der Zuleitungen, wodurch eine kontrollierte Zufuhr der Gasgemische zu dem CVD-Reaktor erheblich erschwert wird. Letztlich kann es sogar zu einem vollständigen Verschluss der Zuleitungen kommen. Ablagerungen an den Einspritzventilen führen wegen der hohen Reaktivität der CVD-Medien zu Fehlfunktionen oder zum Ausfall der Einspritzventile. Aufgrund derartiger Degradationen müssen die Einspritzventile häufig ausgetauscht werden. Anderenfalls bestünde bei einem zu langen Verbleiben der Einspritzventile in der CVD-Anlage die Gefahr, dass durch die in ihrer Funktion beeinträchtigten Einspritzventile CVD-Medien in flüssiger Form in den CVD-Reaktor gelangen würden und diesen stark verschmutzen würden.A disadvantage of previous CVD systems is that the gaseous CVD media partially already condense in the feed lines to the CVD reactor and possibly on the injection valves. Deposits in the feed lines caused thereby cause reduced and undefined cross-sectional areas of the feed lines, which makes a controlled supply of the gas mixtures to the CVD reactor considerably more difficult. Ultimately, the supply lines can even be completely closed. Deposits on the injection valves lead to malfunction or failure of the injection valves due to the high reactivity of the CVD media. Due to such degradations, the injection valves have to be replaced frequently. Otherwise, if the injection valves remained in the CVD system for too long, there was a risk that the function of the injector valves, which were impaired in their function, would get liquid CVD media into the CVD reactor and heavily contaminate it.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung für eine CVD-Anlage zu schaffen und ein entsprechendes Verfahren anzugeben, durch welche verringerte Ablagerungen von CVD-Medien in den Zuleitungen zu dem CVD-Reaktor und gegebenenfalls an den Einspritzventilen bewirkt werden. Es ist insbesondere ein weiteres Ziel der Erfindung, dass man unerwünschte Durchmischungen der CVD-Medien verhindern kann.The object of the invention is therefore to provide a device for a CVD system and to specify a corresponding method by means of which reduced deposits of CVD media are brought about in the feed lines to the CVD reactor and, if appropriate, on the injection valves. It is in particular a further object of the invention that undesired mixing of the CVD media can be prevented.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 10, 18 und 22 ge- löst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The problem underlying the invention is characterized by the features of claims 1, 10, 18 and 22 solves. Advantageous further developments and refinements are specified in the subclaims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zufuhr von Gasen zu ei- nem CVD-Reaktor weist mindestens einen Zuleitungszweig auf, durch welchen dem CVD-Reaktor ein Gasgemisch zugeführt wird. Das Gasgemisch wird durch Zerstäubung eines flüssigen CVD- Mediums in einem Trägergas erzeugt . Der mindestens eine Zuleitungszweig umfasst eine erste Zuleitung für das flüssige CVD-Medium, eine zweite Zuleitung für das Trägergas und eine Aufbereitungseinheit . Die Aufbereitungseinheit dient zur Überführung des flüssigen CVD-Mediums mittels eines Einspritzventils in die Gasphase und zur Durchmischung des CVD- Mediums mit dem Trägergas . Dazu wird die Aufbereitungseinheit eingangsseitig durch die erste Zuleitung mit dem flüssigen CVD-Medium und durch die zweite Zuleitung mit dem Trägergas versorgt. Eine wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die erste Zuleitung eine erste Durchflusssteue- rungseinheit und die zweite Zuleitung eine zweite Durchfluss- Steuerungseinheit aufweisen.A device according to the invention for supplying gases to a CVD reactor has at least one feed branch through which a gas mixture is fed to the CVD reactor. The gas mixture is generated by atomizing a liquid CVD medium in a carrier gas. The at least one feed branch comprises a first feed line for the liquid CVD medium, a second feed line for the carrier gas and a treatment unit. The processing unit is used to transfer the liquid CVD medium into the gas phase by means of an injection valve and to mix the CVD medium with the carrier gas. For this purpose, the processing unit is supplied on the input side with the liquid CVD medium through the first feed line and with the carrier gas through the second feed line. An essential idea of the invention is that the first feed line has a first flow control unit and the second feed line has a second flow control unit.
In der vorliegenden Patentanmeldung kann unter einem Fluss eine Menge oder ein Volumen, die oder das pro Zeiteinheit durch eine Fläche senkrecht zur Strömung fließt, verstanden werden. In der Regel werden der Fluss des flüssigen CVD- Mediums in der Einheit mg/min und der Fluss des Trägergases in der Einheit sccm (sccm: Standard cm3/min) angegeben.In the present patent application, a flow can be understood as an amount or a volume that flows through a surface perpendicular to the flow per unit of time. As a rule, the flow of the liquid CVD medium is given in the unit mg / min and the flow of the carrier gas in the unit sccm (sccm: standard cm 3 / min).
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Steuerbarkeit des Flusses des flüssigen CVD-A major advantage of the device according to the invention lies in the controllability of the flow of the liquid CVD
Mediums durch die erste Zuleitung und des Flusses des Trägergases durch die zweite Zuleitung. Der Aufbereitungseinheit kann dadurch das CVD-Medium und das Trägergas mit individuell eingestellten Flüssen zugeführt werden. Durch die Flusssteue- rung des flüssigen CVD-Mediums kann indirekt auch die Rate, mit welcher das flüssige CVD-Medium in der Aufbereitungseinheit zerstäubt wird, gesteuert werden. In Abhängigkeit von den chemischen Zusammensetzungen und den physikalischen Eigenschaften des CVD-Mediums und des Trägergases lassen sich ihre Mischungskonzentrationen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung derart optimieren, dass einerseits das CVD-Medium vollständig in die Gasphase übergeht und andererseits Kondensationen des CVD-Mediums in den Zuleitungen zu dem CVD- Reaktor und an dem Einspritzventil minimiert werden. Diese Maßnahme verlängert die Verwendungsdauern der Zuleitungen und des Einspritzventils erheblich.Medium through the first feed line and the flow of the carrier gas through the second feed line. The processing unit can be supplied with the CVD medium and the carrier gas with individually set flows. The flow control of the liquid CVD medium can also indirectly control the rate at which the liquid CVD medium is atomized in the processing unit. In dependence of The chemical compositions and the physical properties of the CVD medium and the carrier gas allow their mixture concentrations to be optimized by the device according to the invention such that on the one hand the CVD medium completely changes into the gas phase and on the other hand condensations of the CVD medium in the feed lines to the CVD Reactor and at the injector are minimized. This measure extends the service life of the supply lines and the injection valve considerably.
Sofern die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Zuleitungszweige und somit mehrere Aufbereitungseinheiten aufweist, können die Zuflüsse zu jeder Aufbereitungseinheit unabhängig von den Zuflüssen zu den anderen Aufbereitungseinheiten ein- gestellt werden. Des weiteren wird durch das Vorhandensein mehrerer Zuleitungszweige für jeweils ein CVD-Medium gewährleistet, dass sich verschiedene CVD-Medien nicht unerwünscht durchmischen.If the device according to the invention has a plurality of feed branches and thus a plurality of processing units, the inflows to each processing unit can be set independently of the inflows to the other processing units. Furthermore, the presence of several supply branches for one CVD medium each ensures that different CVD media do not mix undesirably.
Vorteilhafterweise können der Fluss des CVD-Mediums und der Fluss des Trägergases unabhängig voneinander gesteuert werden. Derartige unabhängige Steuerungen ermöglichen es beispielsweise, die gewünschten Betriebsbedingungen einer zugehörigen CVD-Anlage entweder über die erste Durchflusssteue- rungseinheit oder über die zweite Durchflusssteuerungseinheit einzustellen. Der Grund hierfür ist, dass bei der nach dem Zerstäubungsprinzip arbeitenden erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl eine Änderung des Flusses des flüssigen CVD-Mediums als auch eine Änderung des Flusses des Trägergases das Kon- zentrationsverhältnis, welches in der Aufbereitungseinheit zwischen dem CVD-Medium und dem Trägergas besteht, direkt be- einflusst .The flow of the CVD medium and the flow of the carrier gas can advantageously be controlled independently of one another. Independent controls of this type make it possible, for example, to set the desired operating conditions of an associated CVD system either via the first flow control unit or via the second flow control unit. The reason for this is that in the device according to the invention which works on the atomization principle, both a change in the flow of the liquid CVD medium and a change in the flow of the carrier gas change the concentration ratio which exists in the treatment unit between the CVD medium and the carrier gas , directly influenced.
Damit die Zuflüsse des CVD-Mediums und des Trägergases zu der Aufbereitungseinheit auf jeweils vorgegebenen Werten gehalten werden können, ist es besonders vorteilhaft, in die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Durchflussregelungsanordnung zu integrieren. Die Durchflussregelungsanordnung umfasst beispielsweise Messgeräte zur Messung der Flüsse durch die erste und die zweite Zuleitung, die beiden vorstehend beschriebenen Durchflusssteuerungseinheiten und eine Regeleinheit, welche die Flüsse durch die beiden Zuleitungen auf vorgegebene und einstellbare Werte regelt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Regelung nur in einer der beiden Zuleitungen erfolgt.So that the inflows of the CVD medium and the carrier gas to the processing unit can be kept at predetermined values, it is particularly advantageous to include a flow control arrangement in the device according to the invention integrate. The flow control arrangement includes, for example, measuring devices for measuring the flows through the first and the second feed line, the two flow control units described above and a control unit which regulates the flows through the two feed lines to predetermined and adjustable values. It can also be provided that the regulation takes place only in one of the two feed lines.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, der Aufbereitungseinheit ei- nen Flüssigkeitssensor nachzuschalten. Mittels des Flüssigkeitssensors lässt sich feststellen, ob die Zerstäubung des CVD-Mediums in der Aufbereitungseinheit optimal abläuft. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass mit den von dem Flüssigkeitssensor gelieferten Messwerten die Durchflussrege- lungsanordnung gespeist wird. In diesem Fall würde der Flüssigkeitssensor bei der Durchflussregelung die Funktion des vorstehend erwähnten Messgeräts übernehmen.Furthermore, it is advantageous to connect a liquid sensor downstream of the processing unit. The liquid sensor can be used to determine whether the atomization of the CVD medium in the processing unit is optimal. For example, it can also be provided that the flow control arrangement is fed with the measured values supplied by the liquid sensor. In this case, the liquid sensor would take over the function of the above-mentioned measuring device in the flow control.
Gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind zu- ström- und abstromseitig der ersten Durchflusssteuerungseinheit Absperrventile angeordnet. Ebenfalls können vorteilhafterweise zustrom- und abstromseitig der zweiten Durchflusssteuerungseinheit weitere Absperrventile vorgesehen sein. Zum einen sind diese Maßnahmen besonders vorteilhaft beim Aus- tausch einer Durchflusssteuerungseinheit . Aufgrund der Absperrventile können die beiden Durchflusssteuerungseinheiten von den Zuleitungen entkoppelt werden und aus den Zuleitungen entnommen werden, ohne dass dadurch das Vakuum in den Zuleitungen beeinträchtigt wird. Zum anderen sind diese Maßnahmen vorteilhaft, falls ein bestimmtes CVD-Medium während des Betriebs der zugehörigen CVD-Anlage nicht benötigt wird. In diesem Fall lassen sich der Zufluss des betreffenden CVD- Mediums und des Trägergases zu dem zugehörigen Zuleitungszweig verschließen, wodurch Verschleißerscheinungen verrin- gert werden, die durch die Gegenwart des CVD-Mediums in den Zuleitungen verursacht werden. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzahl von Zuleitungs- zweigen diese ausgangsseitig zu einer gemeinsamen Zuleitung zusammengefasst werden, welche den CVD-Reaktor durch einen Gaseinlass speist. Dadurch wird die Zahl der Gaseinlässe am CVD-Reaktor reduziert, was zur Folge hat, dass die Wahrscheinlichkeit eines Lecks in der Vakuumabdichtung des CVD- Reaktors ebenfalls reduziert wird.According to advantageous refinements of the invention, shut-off valves are arranged on the inflow and outflow sides of the first flow control unit. Likewise, further shut-off valves can advantageously be provided on the upstream and downstream sides of the second flow control unit. On the one hand, these measures are particularly advantageous when replacing a flow control unit. Due to the shut-off valves, the two flow control units can be decoupled from the supply lines and removed from the supply lines without the vacuum in the supply lines being impaired thereby. On the other hand, these measures are advantageous if a certain CVD medium is not required during the operation of the associated CVD system. In this case, the inflow of the relevant CVD medium and the carrier gas to the associated feed branch can be closed, thereby reducing signs of wear that are caused by the presence of the CVD medium in the feed lines. A particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that in the case of a plurality of feed branches, these are combined on the output side to form a common feed line which feeds the CVD reactor through a gas inlet. This reduces the number of gas inlets on the CVD reactor, which means that the likelihood of a leak in the vacuum seal of the CVD reactor is also reduced.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren betrifft die Zufuhr von mindestens einem Gasgemisch zu einem CVD-Reaktor. Das mindestens eine Gasgemisch wird durch Zerstäubung eines flüssigen CVD- Mediums in einem Trägergas erzeugt . Dazu wird das zunächst flüssige CVD-Medium in einer Aufbereitungseinheit durch ein Einspritzventil in die Gasphase übergeführt und dort mit dem Trägergas gemischt. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Zuflüsse des flüssigen CVD-Mediums und des Trägergases zu der Aufbereitungseinheit gesteuert werden.A method according to the invention relates to the supply of at least one gas mixture to a CVD reactor. The at least one gas mixture is generated by atomizing a liquid CVD medium in a carrier gas. For this purpose, the initially liquid CVD medium is converted into the gas phase in a treatment unit by an injection valve and mixed there with the carrier gas. An essential idea of the invention is that the inflows of the liquid CVD medium and the carrier gas to the processing unit are controlled.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch die Steuerung der Zuflüsse des CVD-Mediums und des Trägergases zu der Aufbereitungseinheit eine optimale Mischung der beiden Gase in der Aufbereitungseinheit ermöglicht wird. Dadurch wird das Bestreben des gasförmigen CVD-Mediums zur Kondensation möglichst gering gehalten, sodass Ablagerungen des CVD-Mediums in den Zuleitungen sowie an dem Einspritzventil und dadurch verursachte Beeinträchtigungen des Betriebs der zugehörigen CVD-Anlage minimiert werden.The advantage of the method according to the invention is that by controlling the inflows of the CVD medium and the carrier gas to the processing unit, an optimal mixing of the two gases in the processing unit is made possible. As a result, the efforts of the gaseous CVD medium for condensation are kept as low as possible, so that deposits of the CVD medium in the supply lines and on the injection valve and thereby impaired operation of the associated CVD system are minimized.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zufuhr von Gasen zu einem CVD-Reaktor, welche Zuleitungen für CVD-Medien und/oder Gase zu dem CVD-Reaktor und eine Reinigungsanordnung zum Abpumpen von Flüssigkeitsresten aus den Zuleitungen aufweist. Die Reinigungsanordnung kann über Ventile an die Zuleitungen gekoppelt werden. Während des Reinigungsvorgangs werden Gase, welche die Flüssigkeitsreste ent- halten, nicht durch den CVD-Reaktor gepumpt. Des Weiteren weisen die Reinigungsanordnung und der CVD-Reaktor eine gemeinsame Pumpe auf .Another aspect of the invention relates to a device for supplying gases to a CVD reactor, which has supply lines for CVD media and / or gases to the CVD reactor and a cleaning arrangement for pumping liquid residues out of the supply lines. The cleaning arrangement can be coupled to the feed lines via valves. During the cleaning process, gases that remove the liquid residues hold, not pumped through the CVD reactor. Furthermore, the cleaning arrangement and the CVD reactor have a common pump.
Durch diese Vorrichtung lassen sich sowohl solche Flüssigkeitsreste abpumpen, die nach dem Betrieb der CVD-Anlage in den Zuleitungen für die flüssigen CVD-Medien zurückgeblieben sind, als auch solche Flüssigkeitsreste, die sich durch Kondensation der gasförmigen CVD-Medien in den Zuleitungen für die Gasgemische zu dem CVD-Reaktor gebildet haben. Durch derartige Reinigungsmaßnahmen werden Ablagerungen von CVD-Medien in den Zuleitungen zu dem CVD-Reaktor reduziert. Ein Vorteil der vorliegenden Vorrichtung ist, dass die beim Abpumpen entstehenden Gase nicht durch den CVD-Reaktor gepumpt werden. Dadurch wird ausgeschlossen, dass die gasförmigen Reste der CVD-Medien den CVD-Reaktor verunreinigen. Ein weiterer Vorteil liegt in der gemeinsamen Verwendung einer Pumpe sowohl für die Reinigung der Zuleitungen als auch für die Vakuumerzeugung in dem CVD-Reaktor. Dadurch wird die Anzahl der benö- tigten Pumpen auf ein Minimum reduziert.This device allows both those liquid residues that are left in the feed lines for the liquid CVD media after the operation of the CVD system to be pumped out, as well as those liquid residues that result from condensation of the gaseous CVD media in the feed lines for the gas mixtures to the CVD reactor. Such cleaning measures reduce deposits of CVD media in the feed lines to the CVD reactor. An advantage of the present device is that the gases produced during the pumping out are not pumped through the CVD reactor. This prevents the gaseous residues of the CVD media from contaminating the CVD reactor. Another advantage lies in the joint use of a pump both for cleaning the supply lines and for creating a vacuum in the CVD reactor. This reduces the number of pumps required to a minimum.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Bypassleitung auf, welche die Zuleitungen mit der Pumpe verbindet. Die Bypassleitung ermöglicht ein Abpumpen der Ga- se, ohne dass diese dabei den CVD-Reaktor durchqueren. DieThe device according to the invention advantageously has a bypass line which connects the feed lines to the pump. The bypass line enables the gases to be pumped out without them crossing the CVD reactor. The
Bypassleitung stellt folglich eine einfache Realisierungsmöglichkeit der Reinigungsanordnung dar.Bypass line therefore represents a simple way of realizing the cleaning arrangement.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Bypassleitung ein Rückschlagventil und/oder ein Absperrventil und/oder ein Filter aufweist. Das Rückschlagventil verhindert bei einem plötzlich auftretenden Vakuumleck an der Pumpe das Eindringung von Luft in die CVD-Anlage durch die Bypassleitung. Das Absperrventil ist während der Reini- gung der Zuleitungen geöffnet und während des normalen Betriebs der CVD-Anlage geschlossen. Durch das Filter wird ver- hindert, dass Reste von CVD-Medien in flüssiger Form in die Pumpe gelangen und diese dadurch beschädigen.A further advantageous embodiment of the invention provides that the bypass line has a check valve and / or a shut-off valve and / or a filter. The check valve prevents air from entering the CVD system through the bypass line in the event of a sudden vacuum leak on the pump. The shut-off valve is open while the supply lines are being cleaned and closed during normal operation of the CVD system. The filter prevents residues of CVD media in liquid form from getting into the pump and damaging it.
Um vor der Reinigung der Zuleitungen den CVD-Reaktor von der Pumpe entkoppeln zu können, kann vorteilhafterweise ein weiteres Absperrventil zwischen dem CVD-Reaktor und der Pumpe angeordnet sein. Dieses verhindert ein Eindringen von CVD- Medien in den CVD-Reaktor und eine dadurch verursachte Verschmutzung des CVD-Reaktors während des Reinigungsbetriebs.In order to be able to decouple the CVD reactor from the pump before cleaning the supply lines, a further shut-off valve can advantageously be arranged between the CVD reactor and the pump. This prevents the penetration of CVD media into the CVD reactor and the resulting contamination of the CVD reactor during the cleaning operation.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Reinigung von Zuleitungen für CVD-Medien und/oder Gase zu einem CVD-Reaktor werden Flüssigkeitsreste aus den Zuleitungen abgepumpt . Zu diesem Zweck wird eine Pumpe verwendet, die ebenfalls als Va- kuumpumpe des CVD-Reaktors Verwendung findet. Ferner werden während der Reinigung der Zuleitungen Gase, welche die Flüssigkeitsreste enthalten, nicht durch den CVD-Reaktor gepumpt.In a method according to the invention for cleaning supply lines for CVD media and / or gases to a CVD reactor, liquid residues are pumped out of the supply lines. For this purpose a pump is used, which is also used as a vacuum pump of the CVD reactor. Furthermore, gases which contain the liquid residues are not pumped through the CVD reactor during the cleaning of the feed lines.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat zum Vorteil, dass bei der Reinigung der Zuleitungen die Gase, welche die zurückgebliebenen Reste der CVD-Medien aus den Zuleitungen befördern, nicht durch den CVD-Reaktor gepumpt werden. Dadurch wird eine Verunreinigung des CVD-Reaktors durch diese Gase ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwendung der Pumpe sowohl für die Vakuumerzeugung im CVD-Reaktor als auch für die Reinigung der Zuleitungen. Dadurch werden weitere Pumpen, die nur für die Reinigung der Zuleitungen verwendet werden, eingespart .The process according to the invention has the advantage that when cleaning the feed lines, the gases which carry the remaining residues of the CVD media out of the feed lines are not pumped through the CVD reactor. This prevents the CVD reactor from being contaminated by these gases. Another advantage is the use of the pump for vacuum generation in the CVD reactor as well as for cleaning the supply lines. This saves additional pumps that are only used for cleaning the supply lines.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unterThe invention is described below in an exemplary manner
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Anordnung eines Ausführungs- beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zufuhr von Gasen zu einem CVD-Reaktor.Reference to the drawing explained in more detail. The single figure shows a schematic arrangement of an exemplary embodiment of the device according to the invention for supplying gases to a CVD reactor.
Die Figur zeigt einen CVD-Reaktor R, welcher durch einen Ga- seinlass mit CVD-Medien Ml, M2 und M3 gespeist wird. Die CVD- Medien liegen vorab in flüssigen Zuständen vor und müssen daher zunächst in die Gasphase übergeführt werden. Dieses erfolgt in Zuleitungszweigen ZI, Z2 und Z3. Da die Zuleitungszweige ZI, Z2 und Z3 in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion übereinstimmen, wird nachfolgend lediglich der Zuleitungszweig ZI beschrieben. Der Aufbau und die Funktion der Zuleitungszweige Z2 und Z3 ergeben sich daraus in analoger Weise.The figure shows a CVD reactor R, which is fed through a gas inlet with CVD media M1, M2 and M3. The CVD Media are in the liquid state beforehand and must therefore first be converted into the gas phase. This is done in supply branches ZI, Z2 and Z3. Since the feed branches ZI, Z2 and Z3 correspond in their structure and function, only the feed branch ZI is described below. The structure and function of the feed branches Z2 and Z3 result from this in an analogous manner.
Dem Zuleitungszweig ZI wird das CVD-Medium Ml in flüssigem Zustand zugeführt. Nach Durchlaufen eines 3-Wege-Ventils 3WV11, eines Absperrventils AV11 und eines 3 -Wege-Ventils 3WV12 durchströmt das flüssige CVD-Medium Ml eine Durchfluss- steuerungseinheit DSU und gelangt über ein Absperrventil AV14 zu einem Einspritzventil EVl. Der Zuleitungszweig ZI weist ferner eine Zuleitung für ein Trägergas T auf. Das Trägergas T durchläuft zunächst einen Filter F2 und wird anschließend den Zuleitungszweigen ZI, Z2 und Z3 zugeführt. Im Zuleitungszweig ZI durchläuft das Trägergas T sukzessive ein Absperrventil AV12, eine Durchflusssteuerungseinheit DS12 so- wie ein Absperrventil AV13. Danach wird innerhalb einer kleinen Kammer durch das Einspritzventil EVl das flüssige CVD- Medium Ml in das Trägergas T eingespritzt, wodurch das CVD- Medium Ml in die Gasphase übergeht und sich mit dem Trägergas T vermischt. Zur Feststellung des Flüssigkeitsgehalts des aus dem CVD-Medium Ml und dem Trägergas T bestehenden Gasgemisches dient ein dem Einspritzventil EVl nachgeschalteter Flüssigkeitssensor FS1. Nach Durchströmen eines Absperrventils AV15 werden die in den Zuleitungszweigen ZI, Z2 und Z3 erzeugten Gasgemische zu einer gemeinsamen Zuleitung zusam- mengeführt und über ein Absperrventil AV2 und ein Filter F3 in den CVD-Reaktor R eingespeist.The CVD medium M1 is supplied to the feed branch ZI in the liquid state. After passing through a 3-way valve 3WV11, a shut-off valve AV11 and a 3-way valve 3WV12, the liquid CVD medium Ml flows through a flow control unit DSU and reaches an injection valve EVl via a shut-off valve AV14. The feed branch ZI also has a feed line for a carrier gas T. The carrier gas T first passes through a filter F2 and is then fed to the feed branches ZI, Z2 and Z3. In the feed branch ZI, the carrier gas T successively passes through a shut-off valve AV12, a flow control unit DS12 and a shut-off valve AV13. The liquid CVD medium Ml is then injected into the carrier gas T within a small chamber through the injection valve EV1, as a result of which the CVD medium Ml changes into the gas phase and mixes with the carrier gas T. A liquid sensor FS1 downstream of the injection valve EV1 serves to determine the liquid content of the gas mixture consisting of the CVD medium M1 and the carrier gas T. After flowing through a shut-off valve AV15, the gas mixtures generated in the feed branches ZI, Z2 and Z3 are combined to form a common feed line and fed into the CVD reactor R via a shut-off valve AV2 and a filter F3.
Es ist auch möglich, eine Regelungsanordnung . in die vorliegende Anordnung zu implementieren. Beispielsweise können die Durchflusssteuerungseinheiten DSU und DS12 einen Regelkreis beinhalten. Dazu werden die Flüsse durch die Durchflusssteuerungseinheiten DSU und DS12 gemessen und anschließend bei- spielsweise mittels steuerbarer Ventile innerhalb der Durch- flusssteuerungseinheiten DSU und DS12 auf vorgegebene Werte geregelt. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass für die Regelungsanordnung nicht die Flüsse durch die Durchflusssteue- rungseinheiten DSU und DS12 gemessen werden, sondern dass der Flüssigkeitssensor FS1 als Messgerät der Regelungsanordnung dient. Bei einem zu hohen Flüssigkeitsgehalt des erzeugten Gasgemisches kann beispielsweise der Fluss des Trägergases T erhöht werden oder der Fluss des Mediums Ml verringert werden.It is also possible to have a regulatory arrangement. to implement in the present arrangement. For example, the flow control units DSU and DS12 can include a control loop. The flows are measured by the flow control units DSU and DS12 and then for example, controlled by means of controllable valves within the flow control units DSU and DS12 to predetermined values. Furthermore, it is also conceivable that the flows through the flow control units DSU and DS12 are not measured for the control arrangement, but that the liquid sensor FS1 serves as a measuring device of the control arrangement. If the gas mixture produced is too high, the flow of the carrier gas T can be increased, for example, or the flow of the medium Ml can be reduced.
Die Absperrventile AV12 und AV13 werden beim Austausch der Durchflusssteuerungseinheit DS12 benötigt . Durch die Absperrventile AV12 und AV13 lässt sich die Durchflusssteuerungsein- heit DS12 von den Zuleitungen entkoppeln und austauschen.The shut-off valves AV12 and AV13 are required when replacing the flow control unit DS12. The flow control unit DS12 can be decoupled from the supply lines and replaced by the shut-off valves AV12 and AV13.
Entsprechendes gilt für die Absperrventile AV11 und AV14 sowie die Durchflusssteuerungseinheit DSU. Mit Hilfe des Absperrventils AVI5 kann der Zuleitungszweig ZI von dem CVD- Reaktor R entkoppelt werden. Des weiteren können sämtliche Zuleitungszweige ZI, Z2 und Z3 durch das Absperrventil AV2 von dem CVD-Reaktor R entkoppelt werden. Das Filter F3 verhindert das Eindringen von Verunreinigungen in den CVD- Reaktor R.The same applies to the shut-off valves AV11 and AV14 and the flow control unit DSU. With the help of the shut-off valve AVI5, the feed branch ZI can be decoupled from the CVD reactor R. Furthermore, all feed branches ZI, Z2 and Z3 can be decoupled from the CVD reactor R by the shut-off valve AV2. The filter F3 prevents contaminants from entering the CVD reactor R.
Zur Reinigung der Leitungen der vorliegenden Anordnung ist eine Bypassleitung BL vorgesehen. Die Bypassleitung BL ist an ihrem einen Ende mit den Zuleitungszweigen ZI, Z2 und Z3 über die 3-Wege-Ventile 3WV11, 3WV21 und 3WV31 verbunden. An ihrem anderen Ende steht die Bypassleitung BL über ein Rückschlag- ventil RV5, ein Absperrventil AV3 und ein Filter F4 mit einer Pumpe P in Verbindung. Sofern die jeweiligen Ventile die entsprechenden Stellungen aufweisen, können durch die Bypassleitung BL aus den Zuleitungszweigen ZI, Z2 und Z3 Reste aller Art, insbesondere Flüssigkeitsreste der CVD-Medien Ml, M2 und M3 , gepumpt werden. Das Vakuum in dem CVD-Reaktor R und den Zuleitungszweigen ZI, Z2 und Z3 wird ebenfalls von der Pumpe P erzeugt . Während der Reinigung der Zuleitungszweige ZI, Z2 und Z3 wird der CVD- Reaktor R von der Pumpe P und der Bypassleitung BL durch ein Absperrventil AV4 getrennt. Im normalen Betrieb ist das Absperrventil AV4 geöffnet und das Absperrventil AV3 ist geschlossen, sodass die Bypassleitung BL von der Pumpe P entkoppelt ist.A bypass line BL is provided for cleaning the lines of the present arrangement. The bypass line BL is connected at one end to the line branches ZI, Z2 and Z3 via the 3-way valves 3WV11, 3WV21 and 3WV31. At its other end, the bypass line BL is connected to a pump P via a check valve RV5, a shutoff valve AV3 and a filter F4. If the respective valves have the corresponding positions, residues of all types, in particular liquid residues of the CVD media M1, M2 and M3, can be pumped through the bypass line BL from the feed branches ZI, Z2 and Z3. The vacuum in the CVD reactor R and the feed branches ZI, Z2 and Z3 is also generated by the pump P. During the cleaning of the feed branches ZI, Z2 and Z3, the CVD reactor R is separated from the pump P and the bypass line BL by a shutoff valve AV4. In normal operation, the shutoff valve AV4 is open and the shutoff valve AV3 is closed, so that the bypass line BL is decoupled from the pump P.
Zusätzlich können zu Reinigungszwecken die Zuleitungszweige ZI, Z2 und Z3 mit Stickstoff N gespült werden. Dazu wird der Stickstoff N über ein Rückschlagventil RV1 und das 3-Wege- Ventil 3WV12 durch den Zuleitungszweig ZI gespült. Entsprechendes gilt für die Zuleitungszweige Z2 und Z3.In addition, the feed branches ZI, Z2 and Z3 can be flushed with nitrogen N for cleaning purposes. For this purpose, the nitrogen N is flushed through a check valve RV1 and the 3-way valve 3WV12 through the feed branch ZI. The same applies to the feed branches Z2 and Z3.
Des weiteren kann der Stickstoff N auch zur Spülung des CVD- Reaktors R verwendet werden. Zu diesem Zweck kann die gemeinsame Zuleitung der Zuleitungszweige ZI, Z2 und Z3 mit Stickstoff N gespeist werden. Der Stickstoff N wird der gemeinsa- men Zuleitung zu dem CVD-Reaktor R über ein Filter Fl, ein Absperrventil AVI, ein Nadelventil NV und ein Rückschlagventil RV4 zugeführt. Diese Stickstoff-Versorgung kann ebenfalls verwendet werden, um die Zuleitungszweige ZI, Z2 und Z3 über ihre Ausgänge zu spülen. Furthermore, the nitrogen N can also be used to purge the CVD reactor R. For this purpose, the common feed of the feed branches ZI, Z2 and Z3 can be fed with nitrogen N. The nitrogen N is fed to the common feed line to the CVD reactor R via a filter F1, a shut-off valve AVI, a needle valve NV and a check valve RV4. This nitrogen supply can also be used to purge the feed branches ZI, Z2 and Z3 via their outputs.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Zufuhr von Gasen zu einem CVD-Reaktor (R) , mit mindestens einem Zuleitungszweig (ZI, Z2 , Z3) für ein Gasgemisch, welches durch Zerstäubung eines CVD-Mediums (Ml, M2, M3) in einem Trägergas (T) erzeugt wird, wobei der mindestens eine Zuleitungszweig (ZI, Z2, Z3) eine erste Zuleitung für das flüssige CVD-Medium (Ml, M2 , M3), eine zweite Zuleitung für das Trägergas (T) und eine von der ersten und der zweiten Zuleitung gespeiste Aufbereitungseinheit aufweist, welche mittels eines Einspritzventils (EVl, EV2, EV3) das flüssige CVD-Medium (Ml, M2, M3) in den gasförmigen Zustand überführt und mit dem Trägergas (T) mischt, wobei die erste Zuleitung eine erste Durchflusssteuerungseinheit (DSU, DS21, DS31) und die zweite Zuleitung eine zweite Durchflusssteuerungseinheit (DS12, DS22, DS32) aufweisen.1. Device for supplying gases to a CVD reactor (R), with at least one feed branch (ZI, Z2, Z3) for a gas mixture, which by atomizing a CVD medium (Ml, M2, M3) in a carrier gas (T ) is generated, the at least one supply branch (ZI, Z2, Z3) a first supply line for the liquid CVD medium (M1, M2, M3), a second supply line for the carrier gas (T) and one of the first and the second Supply line fed treatment unit, which converts the liquid CVD medium (Ml, M2, M3) into the gaseous state by means of an injection valve (EVl, EV2, EV3) and mixes with the carrier gas (T), the first supply line having a first flow control unit ( DSU, DS21, DS31) and the second feed line have a second flow control unit (DS12, DS22, DS32).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, - dass die beiden Durchflusssteuerungseinheiten (DSU, DS21, DS31, DS12, DS22, DS32) eine unabhängige Steuerung des Durchflusses des CVD-Mediums (Ml, M2 , M3) und des Durchflusses des Trägergases (T) ermöglichen.2. Device according to claim 1, characterized in that - the two flow control units (DSU, DS21, DS31, DS12, DS22, DS32) an independent control of the flow of the CVD medium (Ml, M2, M3) and the flow of the carrier gas (T ) enable.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h3. Device according to claim 1 or 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- eine Durchflussregelungsanordnung, die unter Verwendung der ersten und/oder der zweiten Durchflusssteuerungseinheit (DSU, DS21, DS31, DS12, DS22, DS32) eine Regelung des Trägergas- und/oder des CVD-Medium-Durchflusses ermöglicht .- A flow control arrangement which enables the carrier gas and / or the CVD medium flow to be controlled using the first and / or the second flow control unit (DSU, DS21, DS31, DS12, DS22, DS32).
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t,4. The device as claimed in one or more of the preceding claims, wherein the device is used,
- dass der Aufbereitungseinheit ein Flüssigkeitssensor (FS1, FS2, F3) nachgeschaltet ist, mit dessen Messwerten gegebe- nenfalls insbesondere die Durchflussregelungsanordnung gespeist wird.- that the processing unit is followed by a liquid sensor (FS1, FS2, F3) with whose measured values if necessary, in particular the flow control arrangement is fed.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h5. Device according to one or more of the preceding claims, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- ein erstes Absperrventil (AV11, AV21, AV31) , welches in der ersten Zuleitung zustromseitig der ersten Durchflusssteuerungseinheit (DSU, DS21, DS31) angeordnet ist, und/oder ein zweites Absperrventil (AV12, AV22, AV32) , welches in der zweiten Zuleitung zustromseitig der zweiten Durchflusssteuerungseinheit (DS12, DS22, DS32) angeordnet ist.- A first shut-off valve (AV11, AV21, AV31), which is arranged in the first feed line upstream of the first flow control unit (DSU, DS21, DS31), and / or a second shut-off valve (AV12, AV22, AV32), which is in the second feed line is arranged upstream of the second flow control unit (DS12, DS22, DS32).
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h6. Device according to one or more of the preceding claims, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- ein drittes Absperrventil (AV14 , AV24, AV34) , welches in der ersten Zuleitung abstromseitig der ersten Durchfluss- Steuerungseinheit (DSU, DS21, DS31) angeordnet ist, und/oder ein viertes Absperrventil (AV13, AV23, AV33), welches in der zweiten Zuleitung abstromseitig der zweiten Durchflusssteuerungseinheit (DS12, DS22, DS32) angeordnet ist.- A third shut-off valve (AV14, AV24, AV34), which is arranged in the first feed line downstream of the first flow control unit (DSU, DS21, DS31), and / or a fourth shut-off valve (AV13, AV23, AV33), which in the second feed line is arranged downstream of the second flow control unit (DS12, DS22, DS32).
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h7. Device according to one or more of the preceding claims, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- ein fünftes Absperrventil (AV15, AV25, AV35) , welches ab- stromseitig der Aufbereitungseinheit angeordnet ist.- A fifth shut-off valve (AV15, AV25, AV35), which is arranged downstream of the treatment unit.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t du r c h - eine Mehrzahl von Zuleitungszweigen (ZI, Z2 , Z3) , die aus- gangsseitig in eine gemeinsame Zuleitung münden, welche mit einem Gaseinlass des CVD-Reaktors (R) verbunden ist. 8. The device according to one or more of the preceding claims, characterized du rch - a plurality of feed branches (ZI, Z2, Z3) which open on the output side into a common feed line which is connected to a gas inlet of the CVD reactor (R) ,
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,9. The device according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- dass die gemeinsame Zuleitung ein sechstes Absperrventil (AV2) aufweist.- That the common supply line has a sixth shut-off valve (AV2).
10. Verfahren zur Zufuhr von mindestens einem Gasgemisch, welches durch Zerstäubung eines CVD-Mediums (Ml, M2, M3) in einem Trägergas (T) erzeugt wird, zu einem CVD-Reaktor (R) , wobei das zunächst flüssige CVD-Medium (Ml, M2 , M3) in einer Aufbereitungseinheit mittels eines Einspritzventils (EVl, EV2, EV3) in den gasförmigen Zustand übergeführt wird und mit dem Trägergas (T) gemischt wird, und wobei der Zufluss des flüssigen CVD-Mediums (Ml, M2, M3) und der Zufluss des Trä- gergases (T) zu der Aufbereitungseinheit gesteuert werden.10. Method for supplying at least one gas mixture, which is generated by atomizing a CVD medium (M1, M2, M3) in a carrier gas (T), to a CVD reactor (R), the initially liquid CVD medium ( Ml, M2, M3) is converted into the gaseous state in a processing unit by means of an injection valve (EVl, EV2, EV3) and mixed with the carrier gas (T), and the inflow of the liquid CVD medium (Ml, M2, M3 ) and the inflow of the carrier gas (T) to the processing unit can be controlled.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,11. The method according to claim 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- dass der Zufluss des flüssigen CVD-Mediums (Ml, M2, M3) und der Zufluss des Trägergases (T) zu der Au bereitungseinheit unabhängig voneinander gesteuert werden.- That the inflow of the liquid CVD medium (Ml, M2, M3) and the inflow of the carrier gas (T) to the processing unit are controlled independently.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, - dass der Zufluss des flüssigen CVD-Mediums (Ml, M2, M3) und/oder der Zufluss des Trägergases (T) zu der Aufbereitungseinheit geregelt werden.12. The method of claim 10 or 11, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t, - that the inflow of the liquid CVD medium (Ml, M2, M3) and / or the inflow of the carrier gas (T) to the processing unit are regulated.
13. Verfahren nach Anspruch einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,13. The method according to claim one or more of claims 10 to 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- dass der Flüssigkeitsanteil des mindestens einen Gasgemisches untersucht wird, und gegebenenfalls insbesondere die Regelung des Zuflusses des flüssigen CVD-Mediums (Ml, M2, M3) und/oder die Regelung des Zuflusses des Trägergases- That the liquid portion of the at least one gas mixture is examined, and possibly in particular the regulation of the inflow of the liquid CVD medium (Ml, M2, M3) and / or the regulation of the inflow of the carrier gas
(T) in Abhängigkeit von dem Untersuchungsergebnis durchgeführt werden. (T) depending on the test result.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis14. The method according to one or more of claims 10 to
13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- dass der Zufluss des CVD-Mediums (Ml, M2 , M3) zu der Auf- bereitungseinheit durch ein erstes Absperrventil (AV14, AV24, AV34) gesteuert wird und/oder der Zufluss des Trägergases (T) zu der Aufbereitungseinheit durch ein zweites Absperrventil (AV13, AV23, AV33) gesteuert wird.- That the inflow of the CVD medium (M1, M2, M3) to the treatment unit is controlled by a first shut-off valve (AV14, AV24, AV34) and / or the inflow of the carrier gas (T) to the treatment unit by a second shut-off valve (AV13, AV23, AV33) is controlled.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,15. The method according to one or more of claims 10 to 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- dass der Abfluss des mindestens einen Gasgemisches aus der Aufbereitungseinheit durch ein drittes Absperrventil- That the outflow of the at least one gas mixture from the processing unit through a third shut-off valve
(AV15, AV25, AV35) gesteuert wird.(AV15, AV25, AV35) is controlled.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h16. The method according to one or more of claims 10 to 15, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- eine Mehrzahl von Gasgemischen, die über eine gemeinsame Zuleitung dem CVD-Reaktor (R) zugeführt wird.- A plurality of gas mixtures, which is fed to the CVD reactor (R) via a common feed line.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,17. The method according to claim 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- dass der Zufluss der Gasgemische zu dem CVD-Reaktor (R) durch ein viertes Absperrventil (AV2) gesteuert wird.- That the inflow of the gas mixtures to the CVD reactor (R) is controlled by a fourth shut-off valve (AV2).
18. Vorrichtung zur Zufuhr von Gasen zu einem CVD-Reaktor (R) , mit18. Device for supplying gases to a CVD reactor (R), with
- Zuleitungen für CVD-Medien (Ml, M2 , M3) und/oder Gase zu dem CVD-Reaktor (R) , und- Supply lines for CVD media (M1, M2, M3) and / or gases to the CVD reactor (R), and
- einer Reinigungsanordnung zum Abpumpen von Flüssigkeitsresten aus den Zuleitungen, wobei - die Reinigungsanordnung über Ventile (3WV11, 3WV21, 3WV31) an die Zuleitungen koppelbar ist, - die Reinigungsanordnung und der CVD-Reaktor (R) eine gemeinsame Pumpe (P) aufweisen, unda cleaning arrangement for pumping liquid residues out of the feed lines, the cleaning arrangement being able to be coupled to the feed lines via valves (3WV11, 3WV21, 3WV31), - The cleaning arrangement and the CVD reactor (R) have a common pump (P), and
- die Reinigungsanordnung derart ausgeführt ist, dass während der Reinigung abgepumpte Gase, welche die Flüssig- keitsreste enthalten, an dem CVD-Reaktor (R) vorbei gepumpt werden.- The cleaning arrangement is designed in such a way that gases which are pumped out during the cleaning and contain the liquid residues are pumped past the CVD reactor (R).
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h - eine Bypassleitung (BL) , welche die Zuleitungen mit der Pumpe (P) verbindet.19. The apparatus of claim 18, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h - a bypass line (BL) which connects the feed lines to the pump (P).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, - dass die Bypassleitung (BL) ein Rückschlagventil (RV5) und/oder ein erstes Absperrventil (AV3) und/oder ein Filter (F4) aufweist.20. The apparatus of claim 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t - that the bypass line (BL) has a check valve (RV5) and / or a first shut-off valve (AV3) and / or a filter (F4).
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, g e k e n n z e i c h n e t du r c h21. The device according to one or more of claims 18 to 20, g e k e n n z e i c h n e t du r c h
- ein zweites Absperrventil (AV4) , welches zwischen dem CVD- Reaktor (R) und der Pumpe (P) angeordnet ist.- A second shut-off valve (AV4), which is arranged between the CVD reactor (R) and the pump (P).
22. Verfahren zur Reinigung von Zuleitungen für CVD-Medien22. Processes for cleaning supply lines for CVD media
(Ml, M2, M3) und/oder Gase zu einem CVD-Reaktor (R) , bei welchem Flüssigkeitsreste aus den Zuleitungen abgepumpt werden, wobei(Ml, M2, M3) and / or gases to a CVD reactor (R), in which liquid residues are pumped out of the feed lines, whereby
- für die Reinigung der Zuleitungen eine mit dem CVD-Reaktor (R) gemeinsame Pumpe (P) verwendet wird, und- A pump (P) common to the CVD reactor (R) is used for cleaning the supply lines, and
- während der Reinigung der Zuleitungen Gase, welche die Flüssigkeitsreste enthalten, an dem CVD-Reaktor (R) vorbei gepumpt werden.- Gases containing the liquid residues are pumped past the CVD reactor (R) during the cleaning of the supply lines.
23. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, — dass die Zuleitungen mit der Pumpe (P) durch eine Bypassleitung (BL) verbunden werden.23. The method according to claim 22, characterized in - That the supply lines are connected to the pump (P) by a bypass line (BL).
24. Verfahren nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,24. The method according to claim 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
— dass die Bypassleitung (BL) ein Rückschlagventil (RV5) und/oder ein erstes Absperrventil (AV3) und/oder ein Filter (F4) aufweist.- That the bypass line (BL) has a check valve (RV5) and / or a first shut-off valve (AV3) and / or a filter (F4).
25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t,25. The method according to one or more of claims 22 to 24, that a c r g e k e n n z e i c hn e t,
— dass vor der Reinigung der Zuleitungen der CVD-Reaktor (R) von der Pumpe (P) durch ein zweites Absperrventil (AV4) entkoppelt wird. - That the CVD reactor (R) is decoupled from the pump (P) by a second shut-off valve (AV4) before cleaning the supply lines.
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