DE102010045046A1

DE102010045046A1 - Cylindrical precursor container for vaporizer used for e.g. atomic layer deposition method, has pressure spring that presses valve temple with sealing disc on inner end of inner pipe and closes steam and precursor exits and air inlet

Info

Publication number: DE102010045046A1
Application number: DE201010045046
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Oliver Feddersen-Clausen
Current assignee: FEDDERSEN-CLAUSEN, OLIVER, DE
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2012-03-15

Abstract

The container has a steam outlet pipe/inner pipe (12) formed in the bottom for discharging the liquid or powdered precursor. A steam outlet aperture (14) is tightly closed by a plug (2) that includes a valve mechanism for sealing the inner end of inner pipe. By drawing the adjustable screw (25) of the valve mechanism, the valve temple (22) is drawn and the steam outlet is released. By loosening the screw, a pressure spring (24) presses the valve temple with a sealing disc (23) against inner end of inner pipe and closes the steam and precursor exits and air inlet. Independent claims are included for the following: (1) vaporizer; and (2) evaporation method of vaporizer.

Description

Die Erfindung betrifft einen zylindrischen Precursorbehälter (Vorläuferbehälter) für Verdampfer und einen entsprechend ausgestalteten Verdampfer. Derartige Behälter und Verdampfer werden insbesondere für ALD-(Atomic Layer Deposition) und CVD-(Chemical Vapor Deposition)Verfahren eingesetzt.The invention relates to a cylindrical Precursorbehälter (precursor container) for evaporators and a correspondingly designed evaporator. Such containers and evaporators are used in particular for ALD (Atomic Layer Deposition) and CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

Es ist eine Vielzahl derartiger Behälter unterschiedlicher Bauart bekannt. Diese Behälter haben gemeinsam, dass zumindest eine Ausgangsleitung mit Ventiladapter sowie ein Ventil zum Schließen der Leitung vorgesehen sind (siehe z. B. www.strem.com ).There is a variety of such containers of different types known. These containers have in common that at least one output line with valve adapter and a valve for closing the line are provided (see, for example, US Pat. www.strem.com ).

Die eingesetzten Precursoren (Vorläufer) haben oft einen sehr geringen Dampfdruck bei Raumtemperatur, so dass Precursorbehälter, Ventil und Rohrleitungen zur Verdampfung beheizt werden müssen. Hierfür kann der Behälter entweder mit Ventil und Rohrleitungen in eine beheizte Kammer eingebaut werden oder es sind die einzelnen Komponenten mit Mantelheizung und eigener Temperaturregelung auszurüsten.The precursors used (precursor) often have a very low vapor pressure at room temperature, so that precursor container, valve and piping for evaporation must be heated. For this purpose, the container can either be installed with valve and piping in a heated chamber or it is the individual components with jacket heating and own temperature control equip.

Bekannte zylindrische Precursorbehälter haben außenliegende Rohrleitungen und Ventile, sind nur mit hohem Aufwand gleichmäßig beheizbar und eine Reinigung bei Verschmutzung oder Precursorwechsel ist schwierig, da gebogene Rohre oder handelsübliche Ventile nicht einsehbar sind.Known cylindrical Precursorbehälter have external piping and valves are uniformly heated only with great effort and cleaning in case of contamination or Precursorwechsel is difficult because bent pipes or commercially available valves are not visible.

Aufgabe der Erfindung ist ein neuer Precursorbehälter, welcher mit geringem Aufwand, einschließlich Ventil und Rohrleitung, gleichmäßig beheizbar und einfach zu reinigen ist. Weiterhin soll ein einfaches Handling des Precursorbehälters unter Schutzgasatmosphäre in einer Glovebox (Handschuhbox) ermöglicht werden.The object of the invention is a new Precursorbehälter which with little effort, including valve and pipe, evenly heated and easy to clean. Furthermore, a simple handling of Precursorbehälters under a protective gas atmosphere in a glove box (glove box) is to be made possible.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Precursorbehälter entsprechend Anspruch 1 mit einem in der Verschlussschraube des Behälters integriertem Ventilmechanismus zur Absperrung eines im Behälterinneren liegenden Dampfaustrittsrohres. Dabei sind Verschlussschraube, Ventilmechanismus und Dampfaustrittssrohr bevorzugt konzentrisch zum Behälterzylinder angeordnet, wobei das Dampfaustrittsrohr ausgehend von einer mittig im Behälterboden angeordneten Dampfaustrittsöffnung in Richtung Behälteroberseite verläuft und die Rohrlänge insbesondere durch Hub- und Baulänge des im Gefäß durch Einschrauben der Verschlussschraube angeordneten Ventilmechanismus bestimmt ist. Durch einen derartigen Aufbau sind die einzelnen Komponenten des Precursorbehälters einsehbar und leicht zu reinigen. Dabei ist entsprechend Anspruch 2 der Ventilmechanismus durch einen Metallbalg gedichtet und kann durch eine bevorzugt im Innensechskant der Verschlussschraube angeordnete Stellschraube (ebenso bevorzugt mit Innensechskant) betätigt werden. Anspruch 3 betrifft die Außenflächen des Precursorbehälters. Dabei ist der Precursorbehälter in eine zylindrische Behälteraufnahme einsteck- und/oder einschraubbar, wobei das obere Ende des Precursorbehälters bevorzugt mit Außensechskant ausgeführt ist. Hierdurch kann der Precursorbehälter am Außensechskant gehalten, die Verschlussschraube mittels Innensechskant eingeschraubt und der Ventilmechanismus durch den Innensechskant der Stellschraube geschlossen werden. Somit ist der Behälter auch innerhalb einer Glovebox gut handzuhaben und zu verschließen. Ein geschlossener Precursorbehälter kann ohne Luftkontakt des Precursors in einen Verdampfer eingesetzt und nach Spülen oder Evakuieren der Verdampferleitungen geöffnet werden. Dabei ermöglicht eine Dichtfläche senkrecht zur Zylinderachse am Behälterboden im Bereich der Dampfaustrittsöffnung die Abdichtung des Strömungsweges zu nachfolgenden Verdampferkomponenten. Die Dichtfläche kann gegenüber dem Behälterboden abgesetzt oder mit diesem identisch sein. Behälterboden und Behälteroberseite sind bevorzugt als plane Flächen senkrecht zur Zylinderachse ausgestaltet, können grundsätzlich jedoch auch gerundet oder anders geformt sein. Bei relativ zur Behälteroberseite kleiner Verschlussschraube mit integriertem Ventilmechanismus ist es vorteilhaft, dass die Behälteroberseite als abnehmbarer Deckel ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß ist auch eine Verwendung des Precursorbehälters als Transportbehälter für luft- oder feuchtigkeitsempfindliche Precursoren.This object is achieved by a Precursorbehälter according to claim 1 with an integrated in the screw plug of the container valve mechanism for shutting off a lying inside the container steam outlet pipe. In this case, screw plug, valve mechanism and steam outlet pipe are preferably arranged concentrically to the container cylinder, the steam outlet pipe, starting from a centrally disposed in the container bottom steam outlet opening in the direction of the container top and the tube length is determined in particular by the stroke and length of the vessel by screwing the screw plug valve mechanism. By such a structure, the individual components of Precursorbehälters are visible and easy to clean. In this case, according to claim 2, the valve mechanism is sealed by a metal bellows and can be actuated by a preferably arranged in the hexagon socket of the screw plug screw (also preferably with hexagon socket). Claim 3 relates to the outer surfaces of Precursorbehälters. In this case, the precursor container can be inserted and / or screwed into a cylindrical container receptacle, wherein the upper end of the precursor container is preferably designed with an external hexagon. As a result, the precursor container can be held on the external hexagon, the closure screw can be screwed in by means of a hexagon socket and the valve mechanism can be closed by the hexagon socket of the adjusting screw. Thus, the container is also easy to handle and close inside a glove box. A closed Precursorbehälter can be used without air contact of the precursor in an evaporator and opened after flushing or evacuation of the evaporator lines. In this case, a sealing surface perpendicular to the cylinder axis on the container bottom in the region of the steam outlet opening enables the sealing of the flow path to subsequent evaporator components. The sealing surface may be offset relative to the container bottom or be identical to this. Container bottom and container top are preferably configured as flat surfaces perpendicular to the cylinder axis, but in principle may be rounded or shaped differently. When relative to the container top small screw plug with integrated valve mechanism, it is advantageous that the container top is designed as a removable lid. According to the invention, a use of the precursor container as a transport container for air- or moisture-sensitive precursors.

Anspruch 4 betrifft eine bevorzugte Ausgestaltung eines Verdampfers zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Precursorbehälters. Hierbei ist ein Verdampferblock mit Dichtflächen, internen Strömungswegen, Bohrungen zur Aufnahme von Heizpatronen und weiteren Vorkehrungen zur Aufnahme eines modularen Ventils, einer Behälteraufnahme und eines Precursorbehälters beispielsweise aus Edelstahl gefertigt, während eine aus Aluminium oder Kupfer gefertigte zylinderrohrförmige Behälteraufnahme senkrecht zur Zylinderachse mit möglichst hohem Wärmeübergang durch geeignete Mittel auf den Verdampferblock aufgesetzt ist. In den Ansprüchen 5 bis 7 sind weitere bevorzugte Ausführungsdetails genannt. Anspruch 5 betrifft das Material des Verdampferblocks, das bevorzugt als Aluminium- oder Kupferlegierung gewählt ist, wobei die Strömungswege aus korrosionsbeständigem Material wie beispielsweise Edelstahl gefertigt sind. Anspruch 6 betrifft ein zusätzliches Sicherheitsventil, eine Zufuhrleitung für Trägergas und eine derart geradlinige Ausgestaltung der Strömungswege, dass jeder Bereich der Strömungswege mit einem stabförmigen Reinigungswerkzeug zugänglich ist. Der Strömungsweg zwischen Precursorbehälter und modularem Ventil wäre ohne Sicherheitsventil durch seinen „U”-förmigen Verlauf nicht einsehbar oder zugänglich. Ein geeignet angeordnetes, herausschraubbares Sicherheitsventil mit entsprechendem Strömungsweg ermöglicht die Zugänglichkeit aller Strömungswege. Anspruch 7 betrifft die Verwendung eines Elements zur Strömungsverlangsamung und Druckreduktion entsprechend einer älteren Patentanmeldung des Erfinders ( DE 10 2008 024 530 ). Dies hat einerseits den Vorteil, dass Überschallströmung innerhalb des modularen Ventils vermieden werden kann und andererseits eine Druckanpassung zwischen Verdampferausgang und Prozessraum ohne Überschallströmungen realisierbar ist.Claim 4 relates to a preferred embodiment of an evaporator for receiving a Precursorbehälters invention. Here, an evaporator block with sealing surfaces, internal flow paths, holes for receiving cartridges and other arrangements for receiving a modular valve, a container holder and a Precursorbehälters example made of stainless steel, while a made of aluminum or copper cylinder tube container receptacle perpendicular to the cylinder axis with the highest possible heat transfer is placed on the evaporator block by suitable means. In claims 5 to 7 further preferred execution details are mentioned. Claim 5 relates to the material of the evaporator block, which is preferably selected as aluminum or copper alloy, wherein the flow paths are made of corrosion-resistant material such as stainless steel. Claim 6 relates to an additional safety valve, a supply line for carrier gas and such a rectilinear configuration of the flow paths, that each region of the flow paths is accessible with a rod-shaped cleaning tool. The flow path between the precursor container and the modular valve would not be visible or accessible without safety valve by its "U" shaped course. A suitably arranged, herausschraubbares safety valve with appropriate flow path allows the accessibility of all flow paths. Claim 7 relates to the use of an element for flow slowing and pressure reduction according to an earlier patent application of the inventor ( DE 10 2008 024 530 ). On the one hand, this has the advantage that supersonic flow within the modular valve can be avoided and, on the other hand, pressure adaptation between the evaporator outlet and the process chamber can be achieved without supersonic flows.

Die Ansprüche 8 und 9 betreffen ein Verdampfungsverfahren für einen Verdampfer nach Anspruch 4 mit Precursorbehälter nach Anspruch 1. Bei längeren Öffnungszeiten (ab ca. 100 ms) des Verdampfers zur Precursordampfentnahme kann flüssiger Precursor durch gebundene Gase oder Bestandteile mit niedrigerem Siedepunkt „überkochen” während pulverförmige Precursoren verspritzen oder aufgewirbelt werden können. Um einen prozesssicheren Betrieb eines erfindungsgemäßen Verdampfers zu gewährleisten und oben beschriebene Phänomene zu vermeiden sind Entnahmepausen vorzusehen, innerhalb derer eine Regeneration des Dampfdrucks möglich ist. Derartige Pausen sind ebenfalls nutzbar, um dem Verdampfungsraum zusätzliches Trägergas (z. B. Argon) zuzuführen, welches das Verdampfen von Precursoren mit sehr kleinem Dampfdruck (< 1 mbar) ermöglicht.Claims 8 and 9 relate to an evaporation method for an evaporator according to claim 4 with precursor container according to claim 1. At longer opening times (from about 100 ms) of the evaporator for precursor vapor extraction liquid precursor can "boil over" by bound gases or lower boiling point components during powdered Precursors can splash or be whirled up. In order to ensure process-reliable operation of an evaporator according to the invention and to avoid the phenomena described above, it is necessary to provide sampling pauses within which a regeneration of the vapor pressure is possible. Such pauses can also be used to supply the evaporation space with additional carrier gas (eg argon), which makes it possible to vaporize precursors with a very low vapor pressure (<1 mbar).

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schnittansicht eines geschlossenen Precursorbehälters 1 a sectional view of a closed Precursorbehälters

2 eine Schnittansicht eines Verdampfers mit geöffnetem Precursorbehälter 2 a sectional view of an evaporator with opened precursor container

In 1 ist ein Precursorbehälter mit geschlossenem Dampfaustrittsrohr schematisch dargestellt. Ein Außenrohr 11 und ein Innenrohr (Dampfaustrittsrohr) 12 sind durch eine Bodenplatte 13 miteinander verbunden. Die Bodenplatte 13 ist als Dichtfläche ausgestaltet und hat eine dem Innenrohr 12 entsprechende Dampfaustrittsöffnung 14. Das obere Ende des Außenohrs 11 ist mit einer Reduzierverschraubung 15 verbunden. Die Komponenten des Precursorbehälters (Außenrohr 11, Innenrohr 12, Bodenplatte 13 und Reduzierverschraubung 15) sind bevorzugt miteinander verschweißt, der Precursorbehälter kann jedoch auch aus einem Stück gedreht sein. Das äußere Gewinde 151 der Reduzierverschraubung 15 dient zum Einschrauben des Precursorbehälters in eine Behälteraufnahme 4 (s. Zeichnung 2), während das innere Gewinde zum Verschluss der Behälteroberseite des Precursorbehälters mit einer Verschlussschraube 2 dient. Die Verschlussschraube 2 ist gegen die Reduzierverschraubung 15 des Precursorbehälters durch eine Dichtscheibe 16 und entsprechende Dichtflächen abdichtbar. Die Verschlussschraube 2 verfügt über einen Ventilmechanismus zum Abdichten des innenliegenden Rohrendes des Innenrohrs 12. Der Ventilmechanismus umfasst einen Metallbalg 21, einen Ventilstempel 22 mit Gewindeführung, Anschweißflansch und Dichtungshalterung mit eingesetzter Dichtscheibe 23, sowie eine Druckfeder 24 und eine Stellschraube 25. Durch Anziehen der Stellschraube 25 wird der Ventilstempel angezogen und der Dampfaustritt freigegeben. Durch Lösen der Stellschraube 25 drückt die Druckfeder 24 den Ventilstempel 22 mit Dichtscheibe 23 gegen das innenliegende Ende des Innenrohrs 12 und schließt den Precursorbehälter gegen Dampf- und Precursoraustritt sowie Lufteintritt. Dies ist insbesondere für luft- und feuchtigkeitsempfindliche Precursoren von großer Bedeutung. Der Metallbalg 21 ist mit den anliegenden Komponenten luft-/vakuumdicht verschweißt und verhindert Gasaustausch durch die Stellschraubenbohrung. Metallbälge (Falten- und Membranbälge) sind axial dehn- und stauchbar und können in temperatur- und korrosionsbeständigem Material gefertigt werden. Die Verwendung einer Druckfeder 24 hat insbesondere den Vorteil, dass bei geschlossenem Precursorbehälter Überdruck durch Nachgeben der Druckfeder 24 abgeleitet werden kann. Dieses Verhalten kann sicherheitsrelevant sein, wenn ein Verdampfungsprozess gestartet wird, ohne den Behälter zu öffnen. Grundsätzlich ist jedoch auch eine reine Schraubbetätigung möglich, wenn die Stellschraube 25 z. B. durch einen Sprengring im Innensechskant der Verschlussschraube 2 in Position gehalten wird. Die Dichtungshalterung des Ventilstempels 22 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Dichtscheibe 23 auswechselbar ist. Als Dichtungsmaterial ist PTFE oder chemikalienresistenter Fluorkautschuk vorgesehen.In 1 is a Precursorbehälter shown schematically with closed steam outlet pipe. An outer tube 11 and an inner tube (steam outlet pipe) 12 are through a bottom plate 13 connected with each other. The bottom plate 13 is designed as a sealing surface and has a the inner tube 12 corresponding steam outlet opening 14 , The upper end of the outer ear 11 is with a reducer 15 connected. The components of the Precursorbehälters (outer tube 11 , Inner tube 12 , Bottom plate 13 and reducer 15 ) are preferably welded together, but the Precursorbehälter can also be rotated from one piece. The outer thread 151 the reducer 15 serves to screw the precursor container into a container receptacle 4 (see drawing 2), while the internal thread to the closure of the container top of the Precursor container with a screw plug 2 serves. The screw plug 2 is against the reducer 15 of Precursorbehälters through a sealing washer 16 and corresponding sealing surfaces can be sealed. The screw plug 2 has a valve mechanism for sealing the inner tube end of the inner tube 12 , The valve mechanism includes a metal bellows 21 , a valve stamp 22 with thread guide, welding flange and seal holder with inserted sealing washer 23 , as well as a compression spring 24 and a set screw 25 , By tightening the adjusting screw 25 the valve stem is tightened and the steam outlet is released. By loosening the adjusting screw 25 pushes the compression spring 24 the valve stamp 22 with sealing washer 23 against the inner end of the inner tube 12 and closes the Precursorbehälter against steam and Precursoraustritt and air inlet. This is particularly important for air and moisture sensitive precursors of great importance. The metal bellows 21 is welded air / vacuum tight to the adjacent components and prevents gas exchange through the set screw hole. Metal bellows (fold and diaphragm bellows) are axially expandable and compressible and can be manufactured in temperature and corrosion resistant material. The use of a compression spring 24 has the particular advantage that when the precursor container is closed, overpressure is given by yielding of the compression spring 24 can be derived. This behavior can be safety-relevant if an evaporation process is started without opening the container. Basically, however, a pure screw is possible if the set screw 25 z. B. by a snap ring in the hexagon socket of the screw plug 2 is held in position. The seal holder of the valve punch 22 is preferably designed so that the sealing disc 23 is interchangeable. The sealing material is PTFE or chemical-resistant fluororubber.

In 2 ist ein Verdampfer mit Precursorbehälter 1 nach 1 schematisch dargestellt. In dieser Zeichnung ist der Ventilmechanismus der Verschlussschraube 2 geöffnet. Der Strömungsverlauf des Precursordampfs ist durch Pfeile dargestellt. Der Precursorbehälter 1 mit Verschlussschraube 2 ist in eine Behälteraufnahme 4 eingeschraubt und dichtet durch Dichtring 10a gegenüber dem Verdampferblock 3 ab. Durch den im Verdampferblock 3 befindlichen Strömungsweg 30 erreicht Precursordampf das modulare Ventil 5. Hierbei handelt es sich um ein schematisch dargestelltes modulares Membranventil, welches durch eine Metallmembran 51 und einen Betätigungsmechanismus 52 schließ- und offenbar ist. Bei geöffnetem modularem Ventil 5 strömt der Precursordampf durch ein Strömungsaustrittselement 6 in einen nicht dargestellten nachfolgenden Prozessraum. Das Strömungsaustrittselement 6 ist in den Verdampferblock 3 eingeschraubt, und weist eine stirnseitige bzw. senkrecht zur Gewindeachse angeordnete Dichtfläche auf, die den Strömungsweg 30 zum modularen Ventil 5 hin durch einen Dichtring 10b abdichtet. Eine Abdichtung zwischen Strömungsaustrittselement 6 und Prozessraum erfolgt durch einen Dichtring 10c. Entsprechend einer älteren Anmeldung des Erfinders (s. o.) ist es besonders bevorzugt, dass das Strömungsaustrittselement 6 als Druckreduktionselement ausgestaltet ist und eine Druckanpassung zwischen Precursordampf und Prozessraumdruck ohne Ausbildung von Überschallströmung erfolgt.In 2 is an evaporator with Precursorbehälter 1 to 1 shown schematically. In this drawing, the valve mechanism of the screw plug is 2 open. The flow pattern of the precursor vapor is shown by arrows. The Precursorbehälter 1 with screw plug 2 is in a container receptacle 4 screwed in and sealed by sealing ring 10a opposite the evaporator block 3 from. Through the in the evaporator block 3 located flow path 30 Precursor steam reaches the modular valve 5 , This is a schematically illustrated modular diaphragm valve, which through a metal diaphragm 51 and an actuating mechanism 52 closed and apparently. With open modular valve 5 flows the precursor vapor through a flow outlet element 6 in a subsequent process space, not shown. The flow outlet element 6 is in the evaporator block 3 screwed, and has an end face or perpendicular to the threaded axis arranged sealing surface, which the flow path 30 to the modular valve 5 through a sealing ring 10b seals. A seal between the flow outlet element 6 and process space is made by a sealing ring 10c , According to an earlier application of the inventor (see above), it is particularly preferred that the flow outlet element 6 is configured as a pressure reduction element and a pressure adjustment between precursor vapor and process chamber pressure without formation of supersonic flow.

Weitere prozesstechnisch wichtige Komponenten sind eine zusätzliche Prozessgasleitung 9 zur Zuleitung eines Trägergases 90 (z. B. Argon) und ein Sicherheitsventil 7. Durch Herausschrauben des Sicherheitsventils 7 aus dem Verdampferblock 3 kann auch der Strömungsweg 30 innerhalb des Verdampferblocks 3 bei Verschmutzung des Verdampfers eingesehen und durch ein stabförmiges Reinigungswerkzeug gereinigt werden.Further process-related components are an additional process gas line 9 for supplying a carrier gas 90 (eg argon) and a safety valve 7 , By unscrewing the safety valve 7 from the evaporator block 3 can also be the flow path 30 inside the evaporator block 3 seen at contamination of the evaporator and cleaned by a rod-shaped cleaning tool.

Mittel zur Beheizung des Verdampfers (z. B. Heizpatronen), Schrauben und Bohrungen zur Befestigung des modularen Ventils 5 am Verdampferblock 3 oder des Verdampfers an einem entsprechenden Flansch sind Stand der Technik und in den Zeichnungen nicht dargestellt. Zur Beheizung des Verdampferblocks 3 sind Heizpatronen bevorzugt so anzuordnen, dass sich im Bereich des modularen Ventils 5 eine etwas höhere Temperatur einstellt als im Bereich des Precursorbehälters 1 und der Behälteraufnahme 4. Weiterhin ist bevorzugt, dass die zusätzliche Prozessgasleitung 9 an der Behälteraufnahme 4 anliegt und zugeführtes Trägergas bereits vor Eintritt in den Strömungsweg 30 vorgewärmt wird. Hierdurch ist der Verdampfer derart ausgestaltet, dass die Beheizung aller Verdampferkomponenten einschließlich des Precursorbehälters 1 über nur einen Heizungs-Regelkreis realisierbar ist.Means for heating the evaporator (eg cartridge heaters), screws and holes for mounting the modular valve 5 at the evaporator block 3 or the evaporator on a corresponding flange are prior art and not shown in the drawings. For heating the evaporator block 3 Cartridges are preferred to be arranged so that in the area of the modular valve 5 sets a slightly higher temperature than in the precursor container 1 and the container receptacle 4 , Furthermore, it is preferred that the additional process gas line 9 at the container receptacle 4 abuts and supplied carrier gas before entering the flow path 30 is preheated. As a result, the evaporator is designed such that the heating of all evaporator components including the Precursorbehälters 1 can be realized via only one heating control loop.

Bei Nichtbenutzung der Prozessgasleitung 9 kann, zusätzlich zum Verschluss des Rohrendes (bevorzugt durch eine Verschraubung mit Metalldichtscheibe), das Rohrvolumen durch einen passgenauen Draht minimiert werden, um Precursorabscheidung im Rohrinneren zu vermeiden. Ebenso ist bevorzugt, dass der Leitungsquerschnitt der zusätzlichen Prozessgasleitung 9 durch einen Draht geeigneten Querschnitts gedrosselt wird. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zusätzliche Prozessgasleitung 9 einschraubbar mit geeigneter Dichtfläche ausgestaltet ist und bei Nichtverwendung durch einen passenden Verschlussstopfen ersetzt werden kann.When not using the process gas line 9 can, in addition to the closure of the pipe end (preferably by a screw with metal seal), the tube volume can be minimized by a tight-fitting wire to avoid precursor deposition inside the tube. It is likewise preferred that the line cross-section of the additional process gas line 9 is throttled by a wire of suitable cross-section. In a further embodiment it is provided that the additional process gas line 9 screwed is designed with a suitable sealing surface and can be replaced by a suitable sealing plug when not in use.

Der zylindrische Precursorbehälter 1 ist bevorzugt als Kreiszylinder ausgeführt, wobei beliebige Zylinderformen z. B. mit quadratischen oder sechseckigen Grundflächen erfindungsgemäß sind. Das innenliegende Rohr ist bevorzugt als Rundrohr ausgestaltet. Grundsätzlich ist auch hier ein beliebiger, durch einen Ventilmechanismus abdichtbarer Kanal geeignet.The cylindrical precursor container 1 is preferably designed as a circular cylinder, with any cylindrical shapes z. B. with square or hexagonal bases are according to the invention. The inner tube is preferably designed as a round tube. Basically, any suitable, sealable by a valve mechanism channel is also suitable here.

Der im Ausführungsbeispiel beschriebene Verdampfer ist für Forschungsanwendungen optimiert. Durch geeignete Dimensionierung des Precursorbehälters können jedoch auch industrieller Fertigungsprozesse vereinfacht werden.The evaporator described in the embodiment is optimized for research applications. However, by suitable dimensioning of the Precursorbehälters also industrial manufacturing processes can be simplified.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008024530 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

www.strem.com [0002]

Claims

Cylindrical Precursorbehälter for evaporator, characterized in that the bottom of Precursorbehälters has a steam outlet, which is internally extended by a pipe such that it counteracts the outflow liquid or powdery precursor through the steam outlet, the container top of the cylindrical Precursorbehälters is designed such that they having an opening which is tightly closed by a screw plug and the screw plug has an integrated, designed valve mechanism such that the free, not connected to the steam outlet opening end of the inner tube with inserted screw plug by means of a sealing surface is both sealable and openable.

Cylindrical Precursorbehälter according to claim 1, characterized in that the valve mechanism sealed by a metal bellows, the sealing surface of a valve stem by a compression spring and a screw axially actuated and the screw head of the screw is preferably arranged in the hexagon socket of a correspondingly executed screw plug.

Cylindrical Precursorbehälter according to claim 1 or 2, characterized in that the lateral surface of the cylindrical Precursorbehälters is designed so smooth that it can be inserted or screwed accurately into a corresponding container receptacle and the container bottom has a perpendicular to the insertion or screwing arranged sealing surface, that the steam outlet opening is connectable by means of a sealing element with a subsequent flow path.

Evaporator for a cylindrical Precursorbehälter according to claim 1, characterized in that a heatable evaporator block has both a container receptacle and a receptacle for a modular valve, and the connection between Precursorbehälter and modular valve by sealing surfaces and a flow path within the evaporator block takes place, wherein Precursorbehälter , Container receptacle and modular valve are mitbeheizbar on the evaporator block and the container receptacle is preferably made of material with good thermal conductivity.

Evaporator according to claim 4, characterized in that the evaporator block including container receptacle is made of material with good thermal conductivity, while all wetted components are made of corrosion resistant material and the flow path between precursor container and modular valve forming component used in the evaporator block and by a screw-flow outlet element is arranged with perpendicular to the threaded axis arranged sealing surface such that the sealing surface allows a connection with the flow outlet of the modular valve.

Evaporator according to claim 4 or 5, characterized in that both a safety valve and a supply line for a further process gas are provided, wherein the configuration and arrangement of the flow paths allows direct access to all pipe sections.

Vaporizer according to one of claims 4 to 6, characterized in that a flow-slowing element is part of the evaporator.

Evaporation process for an evaporator according to claim 4, characterized in that the precursor vapor is taken pulsed to avoid uncontrolled evaporation processes, wherein the removal pauses take place by cyclically closing the modular valve.

Evaporation process according to claim 8, characterized in that is supplied to the evaporation space in the precursor container by an additional process gas line of the evaporator carrier gas during the withdrawal pauses.