DE10137673A1 - Device for supplying gas mixtures to a CVD reactor - Google Patents
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Abstract
Description
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 a CVD reactor gas mixtures with contained CVD media can be supplied.
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 devices are using CVD (Chemical Vapor Deposition) systems apply thin layers Generated substrates. 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 dem 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. Dadurch werden unerwünschte Reaktionen des Trägergases mit dem CVD-Medium ausgeschlossen. The CVD media are usually initially in liquid form before and must therefore before the gas phase separation in the Gas phase are transferred. For transferring liquid CVD Media in the gas phase are two common processes Available. In a first method, a carrier gas is passed through a container pumped with the liquid CVD medium is filled. Part of the CVD Medium into the gas phase and mixes with the Carrier gas atmosphere. A second method is based on the Atomization of the liquid CVD medium. To do this, the liquid CVD medium by means of an injection valve in one with the Small chamber enriched with carrier gas sprayed so that also a gaseous state of the CVD medium and one Mixing with the carrier gas can be achieved. As carrier gases are chemically inert gases such. B. helium used. This prevents undesirable reactions of the carrier gas with the CVD medium excluded.
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 einstellbaren 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. In the PCT patent application WO 00/15881 there is a CVD system described on the principle of liquid evaporation CVD media based. There is a liquid CVD Medium in a container. The container has a feed line for a carrier gas, which is in the container with an adjustable River is initiated. When flowing through the Carrier gas through the filled with the liquid CVD medium The CVD medium becomes container by evaporation into the gas phase transferred and together with the carrier gas via feed lines into a CVD reactor in which a controlled Separation of the CVD medium from the gas phase on a Substrate surface takes place.
Nachteilig an bisherigen CVD-Anlagen ist, dass die gasförmigen 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 Querschnittsflächen 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 partly already in the supply lines to the CVD Reactor and if necessary on the injection valves condense. Deposits caused in the Supply lines cause reduced and undefined Cross-sectional areas of the supply lines, which ensures a controlled supply the gas mixtures to the CVD reactor is made considerably more difficult. Ultimately, it can even lead to a complete occlusion of the Leads come. Deposits on the injection valves lead to because of the high reactivity of the CVD media Malfunctions or failure of the injection valves. by virtue of Degradations of this type are frequently required for the injection valves be replaced. Otherwise there would be too the injection valves remain in the CVD system for a long time Danger of being impaired in their function Injectors CVD media in liquid form in the CVD reactor would get and heavily pollute 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 a device for a To create a CVD system and a corresponding process indicate the reduced deposits of CVD media in the feed lines to the CVD reactor and optionally the injection valves are effected. It is a particular one further object of the invention that one undesirable Prevent mixing of the CVD media.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 10, 18 und 22 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. The problem underlying the invention is solved by the features of claims 1, 10, 18 and 22. Advantageous further developments and refinements are specified in the subclaims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zufuhr von Gasen zu einem 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 Durchflusssteuerungseinheit und die zweite Zuleitung eine zweite Durchflusssteuerungseinheit aufweisen. An inventive device for supplying gases a CvD reactor has at least one feed branch, through which a gas mixture is fed to the CVD reactor. The gas mixture is atomized by a liquid CVD Medium generated in a carrier gas. The at least one Feed line includes a first feed line for the liquid CVD medium, a second supply line for the carrier gas and one Conditioning unit. The processing unit is used for Transfer of the liquid CVD medium using a Injector in the gas phase and for mixing the CVD medium with the carrier gas. For this, the processing unit on the input side through the first supply line with the liquid CVD Medium and through the second feed line with the carrier gas provided. An essential idea of the invention is that the first lead is a first Flow control unit and the second feed line a second Have 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- 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 Flusssteuerung 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. A major advantage of the device according to the invention lies in the controllability of the flow of liquid CVD Medium through the first supply line and the flow of the Carrier gas through the second feed line. The processing unit can the CVD medium and the carrier gas with individually set flows are fed. Through the Flow control of the liquid CVD medium can also indirectly affect the rate, with which the liquid CVD medium in the Processing unit is atomized, controlled. In dependence of the chemical compositions and the physical Properties of the CVD medium and the carrier gas can be their mixture concentrations by the invention Optimize the device in such a way that on the one hand the CVD medium completely passes into the gas phase and on the other hand Condensation of the CVD medium in the supply lines to the CVD Reactor and at the injector are minimized. This Measure extends the service life of the supply lines and of 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 eingestellt 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 several Has feed branches and thus several processing units, the inflows to each processing unit can be independent from the inflows to the other processing units can be set. Furthermore, by the existence several supply branches for one CVD medium each ensures that various CVD media are not undesirable mix thoroughly.
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 Durchflusssteuerungseinheit 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 Konzentrationsverhältnis, welches in der Aufbereitungseinheit zwischen dem CVD-Medium und dem Trägergas besteht, direkt beeinflusst. The flow of the CVD medium and the Flow of the carrier gas is controlled independently become. Such independent controls make it possible For example, the desired operating conditions associated CVD system either via the first Flow control unit or via the second flow control unit adjust. The reason for this is that after the Atomizing principle working device according to the invention both a change in the flow of the liquid CVD medium as well as a change in the flow of the carrier gas Concentration ratio, which is in the processing unit exists between the CVD medium and the carrier gas, directly affected.
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 kept at predetermined values it is particularly advantageous to be in the device according to the invention a flow control arrangement integrate. The flow control arrangement includes for example measuring devices for measuring the flows through the first and the second lead, the two described above Flow control units and a control unit, which the flows through the two supply lines to predetermined and regulates adjustable values. It can also be provided that regulation only takes place in one of the two supply lines.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, der Aufbereitungseinheit einen 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 Durchflussregelungsanordnung gespeist wird. In diesem Fall würde der Flüssigkeitssensor bei der Durchflussregelung die Funktion des vorstehend erwähnten Messgeräts übernehmen. Furthermore, it is advantageous for the processing unit to connect a liquid sensor. By means of the Liquid sensor can determine whether the atomization of the CVD medium runs optimally in the processing unit. For example, it can also be provided that with the Liquid sensor delivered measurements Flow control arrangement is fed. In this case the Liquid sensor in the flow control function of the take over the aforementioned measuring device.
Gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind zustrom- 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 Austausch 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 verringert werden, die durch die Gegenwart des CVD-Mediums in den Zuleitungen verursacht werden. According to advantageous embodiments of the invention upstream and downstream of the first Flow control unit shut-off valves arranged. You can also advantageously upstream and downstream of the second Flow control unit additional shut-off valves may be provided. To the one of these measures is particularly advantageous for Exchange of a flow control unit. Due to the Shut-off valves can be the two flow control units be decoupled from the supply lines and from the supply lines be removed without the vacuum in the Supply lines is impaired. On the other hand, these are measures advantageous if a certain CVD medium during the Operation of the associated CVD system is not required. In in this case, the inflow of the relevant CVD Medium and the carrier gas to the associated Close the feed line, causing signs of wear can be reduced by the presence of the CVD medium in the Leads are caused.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzahl von Zuleitungszweigen 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. A particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that a plurality of On the output side, these branches lead to a common supply line are summarized, which the CVD reactor by a Gas inlet feeds. This will reduce the number of gas inlets on CVD reactor reduced, which has the consequence that the Probability 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. At least a gas mixture is created by atomizing a liquid CVD Medium generated in a carrier gas. This will be the first liquid CVD medium in a processing unit through a Injector converted into the gas phase and there with the Carrier gas mixed. An essential idea of the invention consists of the inflows of the liquid CVD medium and the carrier gas is controlled to the processing unit become.
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 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 enables becomes. This will strive for the gaseous CVD medium kept as low as possible for condensation, so that Deposits of the CVD medium in the supply lines and on the Injection valve and the resulting impairment of the Operation of the associated CVD system can be 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 enthalten, 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 feed lines for CVD media and / or gases to the CVD reactor and one Cleaning arrangement for pumping liquid residues from the Has supply lines. The cleaning arrangement can over Valves are coupled to the supply lines. During the Cleaning process, gases containing the liquid residues are not pumped through the CVD reactor. Furthermore have the cleaning arrangement and the CVD reactor common pump on.
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 benötigten Pumpen auf ein Minimum reduziert. With this device, both such Pump off any liquid residues that are in after the operation of the CVD system the supply lines for the liquid CVD media remained are, as well as those liquid residues that are characterized by Condensation of the gaseous CVD media in the supply lines for which have formed gas mixtures to the CVD reactor. By Such cleaning measures become deposits of CVD media reduced in the feed lines to the CVD reactor. An advantage The present device is that when pumping resulting gases are not pumped through the CVD reactor. This prevents the gaseous residues of the CVD media contaminate the CVD reactor. Another Advantage lies in the shared use of both a pump for cleaning the supply lines as well as for the Vacuum generation in the CVD reactor. This will increase the number of required pumps reduced to a minimum.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Bypassleitung auf, welche die Zuleitungen mit der Pumpe verbindet. Die Bypassleitung ermöglicht ein Abpumpen der Gase, ohne dass diese dabei den CVD-Reaktor durchqueren. Die Bypassleitung stellt folglich eine einfache Realisierungsmöglichkeit der Reinigungsanordnung dar. The device according to the invention advantageously has a bypass line, which connects the supply lines to the pump combines. The bypass line enables the pump to be pumped out Gases without them crossing the CVD reactor. The Bypass line therefore represents a simple one Possibility of implementing 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 Reinigung der Zuleitungen geöffnet und während des normalen Betriebs der CVD-Anlage geschlossen. Durch das Filter wird verhindert, dass Reste von CVD-Medien in flüssiger Form in die Pumpe gelangen und diese dadurch beschädigen. A further advantageous embodiment of the invention provides before that the bypass line is a check valve and / or a Shut-off valve and / or a filter. The Check valve prevents a sudden vacuum leak air penetration into the CVD system at the pump the bypass line. The shut-off valve is during the Cleaning the supply lines open and during normal Operation of the CVD system closed. The filter prevents that residues of CVD media in liquid form in the Pump and damage 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. To remove the CVD reactor from the To be able to decouple the pump can advantageously be a additional shut-off valve between the CVD reactor and the pump be arranged. This prevents intrusion of CVD Media in the CVD reactor and one caused by it Contamination of the CVD reactor during 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 Vakuumpumpe 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. To For this purpose, a pump is used, which is also called Vacuum pump of the CVD reactor is used. Furthermore during the cleaning of the supply lines gases, which the Liquid residues contained, not pumped through the CVD reactor.
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 inventive method has the advantage that in the Cleaning the supply lines the gases that the remove remaining CVD media from the supply lines, cannot be pumped through the CVD reactor. This will make one Contamination of the CVD reactor by these gases locked out. Another advantage is the use of the pump for vacuum generation in the CVD reactor as well as for the cleaning of the supply lines. This means that additional pumps, which are only used for cleaning the supply lines, saved.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Anordnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zufuhr von Gasen zu einem CVD-Reaktor. The invention is described below in an exemplary manner Reference to the drawing explained in more detail. The shows single figure is a schematic arrangement of a Embodiment of the inventive device for feeding Gases to a CVD reactor.
Die Figur zeigt einen CVD-Reaktor R, welcher durch einen Gaseinlass mit CVD-Medien M1, 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 Z1, Z2 und Z3. Da die Zuleitungszweige Z1, Z2 und Z3 in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion übereinstimmen, wird nachfolgend lediglich der Zuleitungszweig Z1 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 by a Gas inlet is fed with CVD media M1, M2 and M3. The CVD Media are in liquid states in advance and must therefore first be converted into the gas phase. This takes place in supply branches Z1, Z2 and Z3. Since the Supply branches Z1, Z2 and Z3 in their structure and in their function match, only the Supply branch Z1 described. The structure and function of the Supply branches Z2 and Z3 result from this in an analogous manner.
Dem Zuleitungszweig Z1 wird das CVD-Medium M1 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 M1 eine Durchflusssteuerungseinheit DS11 und gelangt über ein Absperrventil AV14 zu einem Einspritzventil EV1. Der Zuleitungszweig Z1 weist ferner eine Zuleitung für ein Trägergas T auf. Das Trägergas T durchläuft zunächst einen Filter F2 und wird anschließend den Zuleitungszweigen Z1, Z2 und Z3 zugeführt. Im Zuleitungszweig Z1 durchläuft das Trägergas T sukzessive ein Absperrventil AV12, eine Durchflusssteuerungseinheit DS12 sowie ein Absperrventil AV13. Danach wird innerhalb einer kleinen Kammer durch das Einspritzventil EV1 das flüssige CVD- Medium M1 in das Trägergas T eingespritzt, wodurch das CVD- Medium M1 in die Gasphase übergeht und sich mit dem Trägergas T vermischt. Zur Feststellung des Flüssigkeitsgehalts des aus dem CVD-Medium M1 und dem Trägergas T bestehenden Gasgemisches dient ein dem Einspritzventil EV1 nachgeschalteter Flüssigkeitssensor FS1. Nach Durchströmen eines Absperrventils AV15 werden die in den Zuleitungszweigen Z1, Z2 und Z3 erzeugten Gasgemische zu einer gemeinsamen Zuleitung zusammengeführt und über ein Absperrventil AV2 und ein Filter F3 in den CVD-Reaktor R eingespeist. The CVD medium M1 is fed to the feed branch Z1 in the liquid state. After passing through a 3-way valve 3 WV11, a shut-off valve AV11 and a 3-way valve 3 WV12, the liquid CVD medium M1 flows through a flow control unit DS11 and reaches an injection valve EV1 via a shut-off valve AV14. The feed branch Z1 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 Z1, Z2 and Z3. In the feed branch Z1, 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 M1 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 M1 changes into the gas phase and mixes with the carrier gas T. A liquid sensor FS1 downstream of the injection valve EV1 is used 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 Z1, Z2 and Z3 are combined into 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 DS11 und DS12 einen Regelkreis beinhalten. Dazu werden die Flüsse durch die Durchflusssteuerungseinheiten DS11 und DS12 gemessen und anschließend beispielsweise mittels steuerbarer Ventile innerhalb der Durchflusssteuerungseinheiten DS11 und DS12 auf vorgegebene Werte geregelt. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass für die Regelungsanordnung nicht die Flüsse durch die Durchflusssteuerungseinheiten DS11 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 M1 verringert werden. It is also possible to have a regulatory arrangement in the to implement the present arrangement. For example, the Flow control units DS11 and DS12 a control loop include. To do this, the rivers through the Flow control units DS11 and DS12 measured and then, for example by means of controllable valves within the Flow control units DS11 and DS12 to specified values regulated. Furthermore, it is also conceivable that for the Regulatory arrangement not the rivers through the Flow control units DS11 and DS12 are measured, but that the liquid sensor FS1 as a measuring device Regulation arrangement serves. If the liquid content of the generated gas mixture can, for example, the flow of Carrier gas T are increased or the flow of the medium M1 is reduced become.
Die Absperrventile AV12 und AV13 werden beim Austausch der Durchflusssteuerungseinheit DS12 benötigt. Durch die Absperrventile AV12 und AV13 lässt sich die Durchflusssteuerungseinheit DS12 von den Zuleitungen entkoppeln und austauschen. Entsprechendes gilt für die Absperrventile AV11 und AV14 sowie die Durchflusssteuerungseinheit DS11. Mit Hilfe des Absperrventils AV15 kann der Zuleitungszweig Z1 von dem CVD- Reaktor R entkoppelt werden. Des weiteren können sämtliche Zuleitungszweige Z1, 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 shut-off valves AV12 and AV13 are replaced when the Flow control unit DS12 required. Through the Shutoff valves AV12 and AV13 can be used Disconnect the flow control unit DS12 from the supply lines and replace them. The same applies to the shut-off valves AV11 and AV14 and the flow control unit DS11. With the help of Shut-off valve AV15 can the branch Z1 from the CVD Reactor R are decoupled. Furthermore, everyone can Supply branches Z1, Z2 and Z3 through the shut-off valve AV2 be decoupled from the CVD reactor R. The filter F3 prevents contamination 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 Z1, Z2 und Z3 über die 3-Wege-Ventile 3WV11, 3WV21 und 3WV31 verbunden. An ihrem anderen Ende steht die Bypassleitung BL über ein Rückschlagventil 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 Z1, Z2 und Z3 Reste aller Art, insbesondere Flüssigkeitsreste der CVD-Medien M1, M2 und M3, gepumpt werden. 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 supply branches Z1, Z2 and Z3 via the 3-way valves 3 WV11, 3 WV21 and 3 WV31. 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 kinds, in particular liquid residues of the CVD media M1, M2 and M3, can be pumped through the bypass line BL from the feed branches Z1, Z2 and Z3.
Das Vakuum in dem CVD-Reaktor R und den Zuleitungszweigen Z1, Z2 und Z3 wird ebenfalls von der Pumpe P erzeugt. Während der Reinigung der Zuleitungszweige Z1, 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. The vacuum in the CVD reactor R and the feed branches Z1, Z2 and Z3 are also generated by the pump P. During the Cleaning the supply branches Z1, Z2 and Z3 is the CVD Reactor R from the pump P and the bypass line BL through Shut-off valve AV4 separated. In normal operation it is Shut-off valve AV4 is open and the shut-off valve AV3 is closed so that the bypass line BL from the pump P is decoupled.
Zusätzlich können zu Reinigungszwecken die Zuleitungszweige Z1, 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 Z1 gespült. Entsprechendes gilt für die Zuleitungszweige Z2 und Z3. In addition, the feed branches Z1, 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 3 WV12 through the feed branch Z1. 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 Z1, Z2 und Z3 mit Stickstoff N gespeist werden. Der Stickstoff N wird der gemeinsamen Zuleitung zu dem CVD-Reaktor R über ein Filter F1, ein Absperrventil AV1, ein Nadelventil NV und ein Rückschlagventil RV4 zugeführt. Diese Stickstoff-Versorgung kann ebenfalls verwendet werden, um die Zuleitungszweige Z1, Z2 und Z3 über ihre Ausgänge zu spülen. Furthermore, the nitrogen N can also be used to purge the CVD Reactor R can be used. For this purpose, the common feed of the feed branches Z1, Z2 and Z3 with Nitrogen N can be fed. The nitrogen N becomes the common supply line to the CVD reactor R via a filter F1 Shut-off valve AV1, a needle valve NV and one Check valve RV4 supplied. This nitrogen supply can also be used to the feed branches Z1, Z2 and Z3 to flush their exits.
Claims (25)
Zuleitungen für CVD-Medien (M1, M2, M3) und/oder Gase zu dem CVD-Reaktor (R), und
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, und
die Reinigungsanordnung derart ausgeführt ist, dass während der Reinigung abgepumpte Gase, welche die Flüssigkeitsreste enthalten, an dem CVD-Reaktor (R) vorbei gepumpt werden. 18. Device for supplying gases to a CVD reactor (R), with
Supply lines for CVD media (M1, M2, M3) and / or gases to the CVD reactor (R), and
a cleaning arrangement for pumping liquid residues from the supply lines, wherein
the cleaning arrangement can be coupled to the supply lines via valves ( 3 WV11, 3 WV21, 3 WV31),
the cleaning arrangement and the CVD reactor (R) have a common pump (P), and
the cleaning arrangement is designed such that gases which are pumped out during the cleaning and contain the liquid residues are pumped past the CVD reactor (R).
für die Reinigung der Zuleitungen eine mit dem CVD-Reaktor (R) gemeinsame Pumpe (P) verwendet wird, und
während der Reinigung der Zuleitungen Gase, welche die Flüssigkeitsreste enthalten, an dem CVD-Reaktor (R) vorbei gepumpt werden. 22. Process for cleaning supply lines for CVD media (M1, M2, M3) and / or gases to a CVD reactor (R), in which liquid residues are pumped out of the supply lines, whereby
a pump (P) which is common to the CVD reactor (R) is used for cleaning the feed lines, and
During the cleaning of the supply lines, gases containing the liquid residues are pumped past the CVD reactor (R).
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