DE102014220512A1 - Modulares Versorgungssystem für chemische Reaktionssysteme, eine Blockvorrichtung dafür und Verfahren zur Versorgung chemischer Reaktionssysteme - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Versorgungssystem für chemische Reaktionssysteme, insbesondere für chemische Gasphasenabscheidungsprozesse, gekennzeichnet durch eine erste Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) mit mindestens einer Verbindungsfläche (314, 315), insbesondere mindestens zwei Verbindungsflächen (314, 315) zur Verbindung mit mindestens einer zweiten Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) mit mindestens einer Verbindungsfläche (314, 315), insbesondere mindestens zwei Verbindungsflächen (314, 315), wobei die Form und Größe der Verbindungsflächen (314, 315) der ersten und der zweiten Blockvorrichtungen (1 bis 32, 34, 35) aneinander angepasst sind, und wobei mindestens eine der Blockvorrichtungen (1 bis 32, 34, 35) mindestens einen Fluidkanal (306, 306a, 306b, 306c) für den Transport von Fluiden, insbesondere Precursoren und/oder Hilfsgasen aufweist, wobei die erste oder zweite Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) als Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35) zur Aufnahme von Fluiden ausgebildet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein modulares Versorgungssystem für chemische Reaktionssysteme, insbesondere Gasphasenabscheidungsverfahren, mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Blockvorrichtung für ein modulares Versorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 16 und ein Verfahren zur Versorgung chemischer Reaktionssysteme, insbesondere Gasphasenabscheidungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17.
• Für chemische Reaktionsprozesse, wie z. B. chemische Gasphasenabscheidungsprozesse (CVD – Chemical Vapor Deposition oder PECVD – Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition) und damit auch für die Atomlagenabscheidung (ALD – Atomic Layer Deposition) sind chemische Ausgangsstoffe (Precursoren) erforderlich, die während des Abscheidevorgangs gasförmig in einer Abscheidekammer (Prozesskammer) vorliegen müssen.
• Bei flüssigen oder festen Precursoren ist dabei eine Verdampfung oder eine Sublimation erforderlich. Die verdampften Percursoren werden dann mit einer geeigneten Dosierung in die Abscheidekammer transportiert, ohne dass dabei eine nennenswerte Kondensation der Precursoren im Transport- und Dosiersystem, d. h. im gesamten Versorgungssystem auftritt.
• Zur Verhinderung oder Minimierung der Kondensation werden Heizungen des Verdampfers selbst als auch der Oberflächen des Transport- und Dosiersystems, mit denen die Precursoren in Kontakt gelangen, verwendet.
• Darüber hinaus sind viele Precursoren luftempfindlich, so dass sie unter Luftabschluss in Behälter gefüllt, transportiert oder gelagert werden müssen.
• Aus der US 2008/0041 479 A1 ist ein modulares Fluidsystem bekannt, mit dem eine Verbindung bestimmter Einheiten über Rohrelemente erfolgt.
• Außerdem, insbesondere auch aufgrund der üblichen Anforderungen an eine hohe Reinheit der eingesetzten Medien, ist zu gewährleisten, dass sämtliche Bereiche (insbesondere die Oberflächen) des Transport- und Dosiersystems (d. h. des Versorgungssystems), mit denen die Precursoren in Berührung kommen, vor dem ersten Precursoreinlass und auch nach der letztmaligen Benutzung vor einem Behälterwechsel vollständig gespült und ausgeheizt werden können.
• Dabei bestehen Anforderungen in einer vollständigen, möglichst gleichmäßigen Ausheizbarkeit und in der Möglichkeit einer Spülung mit inertem Reinstgas, wobei nicht durchströmbare Bereiche während der Spülung (Totvolumina) bauartbedingt zu vermeiden sind. Ein möglichst kleines inneres, von Medien berührtes Volumen ist dafür von Vorteil.
• Insbesondere sollte ein Wechsel der Precursorbehälter, verbunden mit diesen notwendigen Konditionierungsmaßnahmen, einfach, schnell aber auch sicher möglich sein. Außerdem sollte eine Reinigung aller medienberührten Oberflächen im Wartungsfalle möglich sein, wobei diese dann auch möglichst einfach durchführbar sein sollte. Für die Entwicklung neuartiger Abscheideprozesse, die mit Untersuchungen verschiedener, teilweise in ihren Eigenschaften bezüglich des Verdampfungs- und Abscheideverhaltens unbekannter Precursoren und damit einem häufigen Precursorwechsel einhergeht, ist dies von entscheidender Bedeutung. Insbesondere für solche Forschungsaufgaben ist auch die Möglichkeit eines flexiblen Aufbaus des Verdampfer- und Dosiersystems von großem Vorteil.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch ein modulares Versorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Dabei weist eine erste Blockvorrichtung mindestens eine Verbindungsfläche zur Verbindung mit mindestens einer zweiten Blockvorrichtung mit mindestens einer Verbindungsfläche auf, wobei die der Form und Größe der Verbindungsflächen der ersten und der zweiten Blockvorrichtungen aneinander angepasst sind, und wobei mindestens eine der Blockvorrichtungen mindestens einen Fluidkanal für den Transport von Fluiden, insbesondere Precursoren und/oder Hilfsgasen aufweist, wobei die erste oder zweite Blockvorrichtung als Container-Blockvorrichtung zur Aufnahme von Fluiden ausgebildet ist.
• Dabei können die Blockvorrichtungen insbesondere mindestens zwei Verbindungsflächen aufweisen.
• Durch die flächige Verbindung, statt einer Verbindung über Rohre stabilisieren sich die Blockvorrichtungen selbst. Dies ermöglicht, dass die Blockvorrichtungen mehrseitig mit oberflächenmontierbaren Bauelementen bestückt werden können, die beispielsweise als Verdampfer-, Dosier- und Verteilersystem für chemische Gasphasenabscheidungsprozesse dienen können. So kann ein Verdampferbehälter als Blockvorrichtung eine Verbindungsfläche mit ausgedehnter Wärmekontaktfläche ohne freistehende Rohrverbindungen aufweisen, die direkt mit dem Precursorversorgungssystem gasdicht verbunden werden kann. Diese Blockvorrichtung kann dabei in ein Gesamtsystem integriert und auch aus dem Gesamtsystem entnommen werden, ohne dass das übrige Gesamtsystem zerlegt werden muss. Die Heizung der Blockvorrichtung ist dafür z. B. als separate Blockvorrichtung ausgeführt, die nach Entnahme der Blockvorrichtung am System verbleiben kann.
• Ferner ist durch die Einbindung der Container-Blockvorrichtung gewährleistet, dass nur ein geringes Totvolumen im Containeranschlussbereich vorliegt.
• Damit können komplexe Systeme oder Module aufgebaut werden, wenn mindestens folgende Blockvorrichtungen einzeln oder in Kombination verwendet werden: eine Aufsatz-Blockvorrichtung, eine End-Blockvorrichtung, eine Anschluss-Blockvorrichtung, eine Heizer-Blockvorrichtung, eine Einlass-Blockvorrichtung, eine Deckel-Blockvorrichtung, eine Auslass-Blockvorrichtung, eine Reihen-Blockvorrichtung und/oder eine Container-Blockvorrichtung.
• Damit ist es möglich, dass mindestens zwei Blockvorrichtungen mit jeweils aufeinander angepassten, standardisierten Verbindungsflächen mit Öffnungen für Fluidkanäle ein Modul bilden, wobei die Module dann zu einem komplexen System zusammengesetzt werden können.
• Zur Schaffung eines stabilen Gesamtsystems aus Modulen können einzelne Module über im Wesentlichen quaderförmige Blockvorrichtungen miteinander flächig verbunden werden.
• Die Verbindung der Blockvorrichtungen und/oder der damit koppelbaren Einheiten weist mindestens zwei Verbindungsflächen der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Blockvorrichtung auf, die eben ausgebildet sind und unter einem Winkel von 90° oder 120° zueinander angeordnet sind.
• In einer weiteren Ausführungsform sind die Verbindungsflächen der ersten Blockvorrichtung und/oder der mindestens einen zweiten Blockvorrichtung als Dichtflächen (z. B. mit einer Oberflächenrauigkeit Ra = 0,2 bis 1 μm, z. B. auch elektropoliert) ausgebildet, wobei insbesondere eine Öffnung des mindestens einen Fluidkanals von einem Dichtungsmittel zur Herstellung einer gas- und vakuumdichten Dichtung umgeben ist.
• Zur Verbindung von Blockvorrichtungen untereinander dient ein Befestigungsmittel für die Verbindung der ersten Blockvorrichtung mit der mindestens einen zweiten Blockvorrichtung. Beispiele für Befestigungsmittel sind Klammern, Schrauben oder Stangenverbindungen.
• In einer Ausführungsform weist ein modulares Versorgungssystem mindestens eine Verdampfervorrichtung für Percursoren auf, die eine Container-Blockvorrichtung und eine Heizer-Blockvorrichtung aufweisen, insbesondere mit einer Wärmeübertragungsfläche zur Verbindung mit anderen Blockvorrichtungen, und eine Deckel-Blockvorrichtung zur gasdichten Abdichtung der Container-Blockvorrichtung.
• In einer weiteren Ausführungsform weist mindestens eine Blockvorrichtung ein Ventil zur Absperrung eines Hohlraumes in der Blockvorrichtung auf. Ferner verfügt es über einen Druckmesser, eine Verbindungsvorrichtung für eine Heizer-Blockvorrichtung und/oder ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit mindestens einer weiteren Blockvorrichtung, insbesondere eine Halterung für Klammern oder eine Schraubverbindung.
• Ferner weist eine Ausführungsform eines modularen Versorgungssystems mindestens ein Containermodul mit einer Container-Blockvorrichtung und einer Deckel-Blockvorrichtung zum Verschließen eines Hohlraums in der Container-Blockvorrichtung auf.
• Eine weitere Ausführungsform weist mindestens eine Behältervorrichtung für Percursoren mit einer Container-Blockvorrichtung, einer Deckel-Blockvorrichtung zum gasdichten Verschließen des Hohlraums in der Container-Blockvorrichtung und ein Ventil zur Absperrung des Hohlraums in der Container-Blockvorrichtung auf.
• Weitere Ausführungsformen weisen mindestens eine Precursorentnahmevorrichtung zur Precursorentnahme mittels Trägergas (Bubbler-Modul) und/oder mindestens eine Dampfdosierungsvorrichtung mit einer Dampfflussbegrenzung und/oder mindestens eine Dampfdosierungsvorrichtung zur Dampfdosierung mit einer Druckbeaufschlagung und/oder mindestens eine Gaseinlassvorrichtung für einen Gaseinlass und/oder mindestens eine Platzhalter-Blockvorrichtung und/oder mindestens eine Gasauslassvorrichtung für einen Gasauslass in eine Prozesskammer und/oder mindestens eine Gasdosierungsvorrichtung für eine Gasdosierung mit einer Druckreduzierung, insbesondere für Ozon und/oder mindestens eine Vorrichtung zur Verteilung und Vorheizung eines Transport-, Spül- und Druckbeaufschlagungsgases und/oder mindestens eine Messvorrichtung für Dampfdruckmessung von Precursoren und zur Füllstandsbestimmung von Precursorcontainern und/oder mindestens eine Zwischenspeichervorrichtung für Precursordampf und Dosierung daraus auf.
• Auch ist es möglich, dass eine Ausführungsform eines modularen Versorgungssystem mindestens
• a) eine Verdampfervorrichtung mit einem ein Precursor-Absperrventil, und
• b) eine Blockvorrichtung zur Aufnahme, Dosierung und Verteilung des Precursors aufweist, wobei
• c) an der Blockvorrichtung erste und zweite Endstücke angeordnet sind, an denen jeweils erste und zweite Verschraubungseinrichtungen für eine Trägergaszu- bzw. -abführung angeordnet sind, und
• d) an der Blockvorrichtung ein Precursor-Dosierventil und ein Precursor-Dampfdruckmesser angeordnet sind.
• Dabei sind mindestens zwei Blockvorrichtungen insbesondere über mindestens eine Klammer miteinander form- und/oder kraftschlüssig verbunden oder verbindbar, wobei die Verbindung insbesondere über eine Nut-Feder Verbindung hergestellt ist oder herstellbar ist. Eine solche Verbindung ist einfach und genau herzustellen. Auch ist es möglich einzelne Blockvorrichtungen leicht aus einem Gesamtsystem herauszulösen oder in ein Gesamtsystem einzufügen.
• In einer weiteren Ausführungsform sind mindestens zwei Blockvorrichtungen mit einer Prozesskammer eines Gasphasenabscheideprozesses, insbesondere eines ALD oder CVD Prozesses verbunden oder verbindbar.
• Die Aufgabe wird auch durch eine Blockvorrichtung gelöst, die besonders eingerichtet und ausgebildet ist, um in einem modularen Versorgungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 verwendet zu werden, insbesondere eine Blockvorrichtung ausgebildet als Aufsatz-Blockvorrichtung, End-Blockvorrichtung, Anschluss-Blockvorrichtung, Heizer-Blockvorrichtung, Einlass-Blockvorrichtung, Deckel-Blockvorrichtung, Auslass-Blockvorrichtung, Reihen-Blockvorrichtung und/oder Container-Blockvorrichtung.
• Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.
• Dabei durchströmen Fluide, insbesondere ein Prozessgas und/oder ein Precursor Fluidkanäle in mindestens einer ersten Blockvorrichtung mit mindestens einer Verbindungsfläche zur Verbindung mit mindestens einer zweiten Blockvorrichtung mit mindestens einer Verbindungsfläche, wobei die Form und Größe der Verbindungsflächen der ersten und der zweiten Blockvorrichtungen aneinander angepasst sind.
• In den folgenden Figuren und Tabellen werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft dargestellt. Dabei zeigt
• 1A einen Flussplan für eine erste Ausführungsform eines modularen Versorgungssystems, nämlich ein Precursorversorgungssystem für Gasphasenabscheidungsprozesse;
• 1B eine Explosionszeichnung der ersten Ausführungsform für ein modulares Versorgungssystem, nämlich ein Precursorversorgungssystem für Gasphasenabscheidungsprozesse;
• 1C eine Explosionszeichnung einer Container-Blockvorrichtung und einer Deckel-Blockvorrichtung der ersten Ausführungsform;
• 1D eine perspektivische Darstellung der Container-Blockvorrichtung und der Deckel-Blockvorrichtung der 1C als Modul;
• 1E eine Explosionszeichnung des Moduls aus 1D mit einer Reihen-Blockvorrichtung;
• 1F eine Explosionszeichnung des zusammengebauten Moduls gemäß 1E;
• 1G eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform der modularen Versorgungsvorrichtung;
• 1H eine Explosionszeichnung mit gelöstem Containermodul einer alternativen Ausführungsform der modularen Versorgungsvorrichtung nach Flussplan in 1A;
• 1J eine Explosionszeichnung des zusammengebauten Moduls gemäß 1H;
• 1K eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der modularen Versorgungsvorrichtung;
• 1L eine Explosionszeichnung einer um ein Modul erweiterten alternativen Ausführungsform der modularen Versorgungsvorrichtung mit Darstellung einer Verbindungsstange;
• 2A eine perspektivische Darstellung eines Verbindungsprinzips einer modularen Versorgungsvorrichtung, die an einer Halterung befestigt ist;
• 2B eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß 2A, wobei Klammern zum Zusammenhalten von Blockvorrichtungen in anderer Lage dargestellt sind;
• 2C eine Explosionszeichnung der Ausführungsform gemäß 2A;
• 2D eine Explosionszeichnung der Ausführungsform gemäß 2A;
• 3A eine perspektivische Ausführungsform einer Reihen-Blockvorrichtung;
• 3B eine Schnittansicht durch die Längsachse der Reihen-Blockvorrichtung gemäß 3A;
• 3C eine perspektivische Ausführungsform einer Reihen-Blockvorrichtung für Anschluss eines 3-Wege-Ventils;
• 3D eine Schnittansicht durch die Längsachse der Reihen-Blockvorrichtung gemäß 3C;
• 4A eine erste perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Deckel-Blockvorrichtung;
• 4B eine zweite perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach 4A;
• 5 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Klammer;
• 6A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Moduls zur Flüssigkeitsversorgung für Flüssiginjektionssysteme mittels Druckbeaufschlagung (für Precursor);
• 6B eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform eines Moduls gemäß 6A;
• 6C eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach 6B;
• 7A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Moduls zur Flüssigkeitsversorgung für Flüssiginjektionssysteme mittels Druckbeaufschlagung (für Lösungsmittel);
• 7B eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform eines Moduls gemäß 7A;
• 7C eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach 7B;
• 8A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Moduls zur Flüssigkeitsversorgung für Flüssiginjektionssysteme mittels Druckbeaufschlagung (für Lösungsmittel und Precursor);
• 8B eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform eines Moduls gemäß 8A;
• 8C eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach 8B;
• 9A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Moduls zur Flüssigkeitsversorgung für Flüssiginjektionssysteme mittels Druckbeaufschlagung (für ein Lösungsmittel und zwei flüssige Precursoren);
• 9B eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß 9A;
• 10A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Gaseinlassmoduls;
• 10B eine Explosionszeichnung des Gaseinlassmoduls der 10A;
• 10C eine perspektivische Darstellung des Gaseinlassmoduls nach 10A im Zusammenbau;
• 11A einen Flussplan einer weiteren Ausführungsform eines Gaseinlassmoduls;
• 11B eine Explosionszeichnung des Gaseinlassmoduls der 11A;
• 11C eine perspektivische Darstellung des Gaseinlassmoduls nach 11A im Zusammenbau;
• 12A einen Flussplan einer weiteren Ausführungsform eines Gaseinlassmoduls;
• 12B eine Explosionszeichnung des Gaseinlassmoduls der 12A;
• 12C eine perspektivische Darstellung des Gaseinlassmoduls nach 12A im Zusammenbau;
• 13A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Dampfdosierungsmoduls (Bubbler);
• 13B eine Explosionszeichnung des Dampfdosierungsmoduls der 13A;
• 13C eine perspektivische Darstellung des Dampfdosierungsmoduls nach 13A im Zusammenbau;
• 14A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Dampfdosierungsmoduls (Vapor draw);
• 14B eine Explosionszeichnung des Dampfdosierungsmoduls der 14A;
• 14C eine perspektivische Darstellung des Dampfdosierungsmoduls nach 14A im Zusammenbau;
• 14D eine perspektivische Darstellung von zwei in einer Reihe verbundenen Dampfdosierungsmodulen mit Containermodulen für größere Precursorfassungsvermögen nach 14A im Zusammenbau;
• 15A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Dampfdosierungsmoduls (Vapor draw mit Flussbegrenzung);
• 15B eine Explosionszeichnung des Dampfdosierungsmoduls der 15A;
• 15C eine perspektivische Darstellung des Dampfdosierungsmoduls nach 15A im Zusammenbau;
• 16A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Dampfdosierungsmoduls (Booster);
• 16B eine Explosionszeichnung des Dampfdosierungsmoduls der 16A;
• 16C eine perspektivische Darstellung des Dampfdosierungsmoduls nach 16A im Zusammenbau;
• 17A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Gasauslassmoduls;
• 17B eine Explosionszeichnung des Gasauslassmoduls der 17A;
• 17C eine perspektivische Darstellung des Gasauslassmoduls nach 17A im Zusammenbau;
• 18A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Gasdosiermoduls;
• 18B eine Explosionszeichnung des Gasdosierungsmoduls der 18A;
• 18C eine perspektivische Darstellung des Gasdosierungsmoduls nach 18A im Zusammenbau;
• 19A einen Flussplan eines modularen Versorgungssystems;
• 19B eine Explosionszeichnung des modularen Versorgungssystems nach 19A;
• 19C eine perspektivische Darstellung modularen Versorgungssystems nach 19A im Zusammenbau;
• 20A einen Flussplan eines Platzhaltermoduls;
• 20B eine perspektivische Darstellung des Platzhaltermoduls nach 20A;
• 21A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Moduls für eine Messanordnung zur Dampfdruckmessung von Precursoren und zur Füllstandmessung von Precursorcontainern;
• 21B eine Explosionszeichnung des Moduls der 21A;
• 21C eine perspektivische Darstellung des Moduls nach 21A im Zusammenbau;
• 22A einen Flussplan einer Ausführungsform eines Moduls für einen Zwischenspeicher für Precursordampf;
• 22B eine Explosionszeichnung des Moduls der 22A;
• 22C eine perspektivische Darstellung des Moduls nach 22A im Zusammenbau;
• 23A einen Flussplan eines modularen Versorgungssystems mit integrierten Modulen nach 21A und 22A mit Bezeichnung der Module;
• 23B einen Flussplan eines modularen Versorgungssystems mit integrierten Modulen nach 21A und 22A mit Bezeichnung von Baugruppen;
• 23C eine Explosionszeichnung des modularen Versorgungssystems nach 23A;
• 23D eine perspektivische Darstellung des modularen Versorgungssystems nach 23A im Zusammenbau.
• Tabelle 1 eine Aufstellung einzelner Blockvorrichtungen und damit verbindbarer Bauelemente mit Bezugszeichen;
• Tabelle 2 eine Systematik des modularen Versorgungssystems.
• Im Folgenden werden einige Ausführungsformen von modularen Versorgungsystemen für Gasphasenabscheidungsprozesse, insbesondere CVD und ALD dargestellt.
• In Tabelle 1 ist eine Systematik mit Bezugszeichen angegeben, in der Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 und Blockvorrichtungszubehör 33, 36–40 als modulare Elemente vorgesehen sind. Hinzu kommen dann noch Zubehörteile 100 bis 143 wie z. B. Ventile oder Messgeräte und Kleinteile 200 bis 225. Auch werden konstruktive Details 300 bis 316, 500, 501, 502, 510, 511 aufgeführt. Aus diesen Teilen lassen sich beispielsweise Module A bis N aufbauen, die ebenfalls in der Tabelle 1 angegeben sind.
• In der Tabelle 2 wird eine Systematik der hier beschriebenen Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35, sowie der daraus zu bildenden Module und Systeme dargestellt.
• In den folgenden Ausführungsbeispielen werden nicht alle der Bezugszeichen in der Tabelle 1 verwendet, da die Tabelle 1 den als eine Art Baukasten konzipierten modularen Charakter der Versorgungseinheiten grundsätzlich zeigen soll. So existieren in dem Baukasten vorbestimmt Anschluss-Blockvorrichtungen 5 bis 11, bei denen je nach Seitenorientierung (links, rechts) die geeigneten Öffnungen von Fluidkanälen 306 und Verbindungsflächen 314, 315 zur Verbindung mit anderen Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 angeordnet sind.
• Eine erste Verbindungsfläche 314 dient dabei der Oberflächenmontage, z. B. für den Anschluss für Standardbauteilen oder Anschlussblockvorrichtungen, Deckelblockvorrichtungen oder Heizerblockvorrichtungen. Eine zweite Verbindungsfläche 315 dient als Verbindungsfläche innerhalb einer Systemreihe, d. h. einer Aneinanderreihung unterschiedlicher Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35, die insbesondere durch Klammern 36 verbunden werden.
• In 1A bis 1K wird ein modulares Versorgungssystem unter Verwendung einer Dampfdosierung für einen Precursor mit hohem Dampfdruck (d. h. Dampfdruck größer als Prozessdruck) dargestellt.
• In 1A wird in einem Flussplan dargestellt, dass der Precursor in einer Container-Blockvorrichtung 34 angeordnet ist. Dieser ist über ein Ventil 116 zur Absperrung des Precursorbehälters (Container-Blockvorrichtung 34) mit einer Reihen-Blockvorrichtung 29 verbunden, in der ein Dosierventil 126 und Fluidkanäle 306 angeordnet sind. Ferner wird mit einem Druckmesser 101 der Druck in einem Fluidkanal 306 gemessen. In 3A, 3B wird die Reihen-Blockvorrichtung 29 im Detail dargestellt.
• Seitlich sind an der Reihen-Blockvorrichtung 29 zwei Anschluss-Blockvorrichtungen 8, 10 angeordnet.
• Ein Trägergas, z. B. Stickstoff strömt von rechts kommend durch die Anschluss-Blockvorrichtung 8 und dann die Reihen-Blockvorrichtung 29. Dabei nimmt das Trägergas den verdampften Precursor auf und strömt dann weiter nach links über die zweite Anschluss-Blockvorrichtung 10 in den Gasphasenabscheidungsprozess (siehe z. B. 19A bis 19C).
• In den 1B bis 1G wird dargestellt, wie ein solches Modul aus modularen Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 zusammengebaut ist, die jeweils mindestens eine Verbindungsfläche 314, 315 aufweisen, die auf eine Verbindungsfläche 314, 315 mindestens einer zweiten Blockvorrichtung konstruktiv abgestimmt ist, da die Form und die Größe der Verbindungsflächen 314, 315 einander angepasst sind. Die Verbindung zwischen den Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 erfolgt somit nicht über Rohrleitungen, die eine eher punktuelle Verbindung zwischen den Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 herstellen würden, sondern über flächige Anschlüsse in denen – wie noch gezeigt wird – die Anschlüsse der Fluidkanäle 306 angeordnet sind. Die Oberflächen der Verbindungsflächen 314, 315 sind dabei so bearbeitet, das im Zusammenbau eine Dichtflächenverbindung entsteht.
• Durch Flächenverbindung stabilisiert sich ein modular aufgebautes Versorgungssystem selbst. Auch ist der Austausch einer Blockvorrichtung 1 bis 32, 34, 35 aus einem modularen Gesamtsystem (siehe 19A bis 19C) durch die standardisierten Anschlüsse der Fluidkanäle 306 und Verbindungsflächen 314, 315 einfach möglich.
• In 1B sind in einer Explosionszeichnung die Blockvorrichtungen 8, 10, 13, 22, 29, 34, Blockvorrichtungszubehör 36, 37, Zubehörteile 101, 116, 126 und Kleinteile 205, 210, 218 dieser ersten Ausführungsform dargestellt.
• In der Explosionszeichnung ist erkennbar, dass die einzelnen Blockvorrichtungen 8, 10, 13, 22, 29, 34 über Verbindungsflächen 314, 315 miteinander verbindbar bzw. verbunden sind, so dass im Zusammenbau (siehe 1G) eine kompakte, in sich stabile Bauform eines modularen Versorgungssystems vorliegt.
• In den 1C bis 1F wird schrittweise dargestellt, wie ein solcher Aufbau erfolgen kann.
• 1C zeigt eine Explosionszeichnung der Container-Blockvorrichtung 34 mit einer Deckel-Blockvorrichtung 22 (siehe auch 4A, 4B). In der Container-Blockvorrichtung 34 ist ein Hohlraum 502 zur Aufnahme des Precursors angeordnet, der von der Deckel-Blockvorrichtung 22 dichtend abgeschlossen wird (1D). An der Deckel-Blockvorrichtung 22 ist ein das Ventil 116 zur Absperrung der Container-Blockvorrichtung 34 angeordnet.
• Die Container-Blockvorrichtung 34 und die Deckel-Blockvorrichtung 22 weisen jeweils aufeinander abgestimmte Verbindungsflächen 314 auf, deren quadratische Form und Größe übereinstimmen.
• Dies ist im Zusammenbau der 1D erkennbar; d. h. 1D zeigt ein Modul H als Containerblock. Die Deckel-Blockvorrichtung 22 weist zwei hier unter 90° angeordnete Verbindungsflächen 314 auf, wobei eine mit einer Reihen-Blockvorrichtung 29 verbunden werden kann, was in 1E dargestellt ist. In alternativen Ausführungsformen können die Verbindungsflächen 314 auch unter einem Winkel von z. B. 120° angeordnet sein.
• Die Reihen-Blockvorrichtung 29 ist im Wesentlichen quaderförmig aufgebaut, so dass die Verbindungsflächen 314 mit denen der Deckel-Blockvorrichtung 29 (und anderen) zusammenpasst.
• In der Explosionszeichnung der 1E ist erkennbar, dass die Reihen-Blockvorrichtung 29 Fluidkanäle 306 aufweist (von denen hier nur eine Öffnung zum Modul Containerblock H zu erkennen ist).
• Der verdampfte Precursor steigt aus der Container-Blockvorrichtung 34 auf, wird durch die Deckel-Blockvorrichtung 22 geleitet und strömt dann in die sichtbare Öffnung der Fluidkanäle 306 in der Reihen-Blockvorrichtung 29. Die Container-Blockvorrichtung 34 ist unten mit einer Heizer-Blockvorrichtung 13 verbunden (siehe 1F).
• An der Reihen-Blockvorrichtung 29 sind Anschluss-Blockvorrichtungen 8, 10 angeordnet, wobei die erste Anschluss-Blockvorrichtung 8 über einen Einschraubkörper 210 den Anschluss zu einer Trägergasversorgung herstellt. An der gegenüberliegenden Seite der Reihen-Blockvorrichtung 29 ist als Pendant eine Anschluss-Blockvorrichtung 10 angeordnet, die über einen weiteren Einschraubkörper 210 eine Verbindung zur einer hier nicht dargestellten Gasphasenbeschichtungsanlage ermöglicht. Der Druckmesser 101 ist hier an der hinteren Seite der Reihen-Blockvorrichtung 29 angeordnet, das Ventil 126 zur Dosierung des Precursors an der Oberseite.
• Ferner sind an der unteren und oberen Seite der Reihen-Blockvorrichtung 29 vier Klammern 36 und eine Verbindungs- und Halteplatte 37 angeordnet. Die Klammern 36 sind im Wesentlichen quaderförmige Blöcke, die in einer Seite eine profilierte Nut aufweisen (siehe z. B. 1A oder 1F und 5). Diese Nut kann auf entsprechend geformte Leisten an den Blockvorrichtungen 1, 4 bis 11, 14 bis 17, 23 bis 30b geschoben werden, damit diese Blockvorrichtungen zusammengehalten werden. In der darstellten Ausführungsform halten je zwei Klammern 36 die Anschluss-Blockvorrichtungen 8, 10 mit der Reihen-Blockvorrichtung 29 form- und/oder reibschlüssig zusammen (siehe 1F). Die Geometrie der Nut-Feder Verbindung kann von der dargestellten Ausführungsform abweichen, indem unterschiedliche Querschnittsgeometrien gewählt werden.
• Die Verbindungs- und Halteplatte 37 dient zur Herstellung und zum Lösen der Verbindung, wie anhand der 2A bis 2D beschrieben wird, und kann zur zusätzlichen Fixierung der Klammern 36 und der Verbindung an den Blockvorrichtungen verbleiben. Dies ist an der rechten Seite des Systems für die Verbindung von Reihen-Blockvorrichtung 29 und Anschluss-Blockvorrichtung 8 in 1E und 1G dargestellt.
• In 1F ist die andere Ansicht dargestellt, bei der in der linken Seite die Container-Blockvorrichtung 34 im Zusammenbau mit der Heizer-Blockvorrichtung 13 und der Reihen-Blockvorrichtung 22 dargestellt ist, d. h. ein Modul C zur Dampfdosierung.
• Da die Anschluss-Blockvorrichtungen 8, 10 hier getrennt von den anderen Blockvorrichtungen dargestellt ist, ist eine Öffnung der Fluidkanäle 306 erkennbar. In dieser Ausführung werden nur die Fluidkanäle der Prozessgaslinie 510 benutzt, der Fluidkanal der Verbindungslinie 511 der Reihen-Blockvorrichtung 29 bleibt hier unbenutzt.
• 1G zeigt dann eine Ausführungsform des modularen Versorgungssystems im Zusammenbau.
• In den 1H bis 1K ist eine alternative Ausführungsform des modularen Versorgungssystems gemäß Flussplan in 1A gezeigt, die ohne Klammerverbinder aufgebaut ist. In dieser Ausführungsform werden die aufgereihten Blockvorrichtungen durch Verbindungsstangen (39 in 1J oder 40 in 1K) verbunden und miteinander verschraubt.
• In 1H ist in einer Explosionszeichnung (entsprechend 1E) gezeigt, wie ein Containermodul H1 aus diesem System entnommen werden kann. Die Aufreihung von Anschluss-Blockvorrichtung 10a, Reihen-Blockvorrichtung 29b und Anschluss-Blockvorrichtung 6a wird dabei nicht gelöst und bleibt durch die verschraubten Verbindungsstangen erhalten. Die Breite von Deckel-Blockvorrichtung 22a und Container-Blockvorrichtung 34a ist etwas geringer ausgeführt als die Breite der Reihen-Blockvorrichtung 29b, so dass das Containermodul H1 mit geringem Spiel zwischen die Anschluss-Blockvorrichtungen 6a und 10a eingefügt werden kann.
• In 1J ist in einer Explosionszeichnung die Verbindung in von Blockvorrichtungen in einer Aufreihung gezeigt. Vier Verbindungsstangen 39 werden durch fluchtende Bohrungen 303 aller aufgereihten Blockvorrichtungen geführt und an den jeweiligen Enden mit Muttern 225 verschraubt. Die Fluidkanäle 306 zwischen den Blockvorrichtungen in dieser Reihe werden damit durch Anpressen der Dichtelemente 205 auf die jeweiligen Dichtflächen gas- und vakuumdicht verschlossen. In dieser Ausführung werden nur die Fluidkanäle der Prozessgaslinie 510 benutzt, der Fluidkanal der Verbindungslinie 511 der Reihen-Blockvorrichtung 29b bleibt hier unbenutzt. Durch die Konstruktion ist sichergestellt, dass kein Fluidkanal die Bohrungen 303 für die Aufnahme der Verbindungsstangen schneidet. In dieser Ausführungsform befinden sich Bohrungen 300 für die Aufnahme von Heizelementen und die Bohrungen 304 zur Systembefestigung in den Anschluss-Blockvorrichtungen 6a, 10a.
• 1K zeigt dann diese Ausführungsform des modularen Versorgungssystems im Zusammenbau.
• Eine Aneinanderreihung von mehreren Modulen dieser Ausführungsform ist auch möglich. In 1L ist beispielhaft ein System mit zwei Modulen gezeigt. Hierbei werden Verbindungsstangen 40 einer durch die Gesamtsystembreite vorgegebenen Länge durch die fluchtenden Bohrungen 303 der aufgereihten Blockvorrichtungen geführt und mit Muttern 225 verschraubt, in 1L ist eine der vier Verbindungsstangen 40 in der Explosionsdarstellung hervorgehoben. Zwischen aufgereihten Reihen-Blockvorrichtungen wird dabei eine Heizer-Blockvorrichtung 13b eingefügt, die wie die Anschluss-Blockvorrichtungen Bohrungen für die Aufnahme von Heizelementen, Temperaturfühlern und die Bohrungen zur Systembefestigung enthält.
• In 2A ist beispielhaft ein System aus zwei Anschluss-Blockvorrichtungen 7, 8 dargestellt, die beide mit einem Strebenprofil 221 verbunden sind. Anhand dieser Figur soll beispielhaft das Verbindungsprinzip der Klammermontage dargestellt werden.
• Dabei ist die vordere Anschluss-Blockvorrichtung 8 mit einem Träger- oder Spülgasanschluss (Einschraubkörper 210) von rechts ausgebildet. Auf der hinteren Seite ist eine Anschluss-Blockvorrichtung 7 angeordnet, die als Blindplatte ausgebildet ist und den Fluidkanal der Anschluss-Blockvorrichtung 8 verschließt.
• Die beiden Anschluss-Blockvorrichtungen 7, 8 werden durch Klammern 36 zusammengehalten, wobei Schrauben 219 zum Anziehen der Klammern 36 dienen. Die Nut-Feder Verbindung ist am besten in 2B erkennbar, da hier die Klammern 36 jeweils nicht vollständig auf die Anschluss-Blockvorrichtungen 7, 8 geschoben sind. Die Nut-Feder-Verbindung ist keilförmig ausgebildet, so dass ein Anziehen der Klammern ein fortschreitendes Zusammenpressen in Richtung der Verbindung erfolgt.
• 2B zeigt das Lösen der Klammern 36 mittels einer Klammerausdrückschraube 213, wobei hier die Klammeranzugschrauben 219 durch Klammerausdrückschrauben 213 mit größerem Gewindedurchmesser ersetzt wurden. Die Verbindungs- und Halteplatte 37 besitzt dafür an diesen Stellen Gewindebohrungen entsprechend dem Gewindedurchmesser der Klammerausdrückschrauben 213. Die Klammerausdrückschrauben 213 drücken auf die Klammer 36 über eine Klammerausdrückplatte 212, die zum Schutz des Gewindes der Klammer 36 eingefügt wird.
• In 2C ist dann dargestellt, wie die Anschluss-Blockvorrichtung 7 von der Anschluss-Blockvorrichtung 8 getrennt und vom System gelöst werden kann, wenn die Klammern 36 vollständig von den jeweiligen Federn geschoben und die Schrauben von der Anschluss-Blockvorrichtung 7 entfernt wurden. In der Explosionszeichnung ist erkennbar, dass zwischen den Verbindungsflächen 315, deren Form und Größe aufeinander abgestimmt sind, eine Dichtung 204 aus Metall angeordnet ist, deren Lage zwischen den Anschluss-Blockvorrichtungen 7, 8 durch einen Dichtungshalter 206 fixiert wird.
• In der Explosionszeichnung der 2D sind die Einzelteile der Ausführungsform der modularen Versorgungsvorrichtung noch einmal im Detail dargestellt, wobei die kleineren Bauelemente in der Tabelle 1 erläutert werden.
• In der 3A ist eine Reihen-Blockvorrichtung 29 ohne damit verbundene weitere Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 dargestellt. Die größeren Seitenflächen dienen hier als Verbindungsflächen 314 für die Oberflächenmontage. Die kleineren Seitenflächen dienen hier als Verbindungsflächen 315 für den Anschluss innerhalb einer Systemreihe. Benachbarte Verbindungsflächen sind hier unter einem Winkel von 90° angeordnet, in alternativen Ausführungsformen können die Verbindungsflächen auch unter einem Winkel von z. B. 120° angeordnet sein.
• Auf der Oberseite sind an den Enden jeweils keilförmige Federn 312 zur Nut-Feder Verbindung mit einer hier nicht dargestellten Klammer 36 und einer weiteren Blockvorrichtung 1, 4 bis 11, 14 bis 17, 23 bis 30b angeordnet. Des Weiteren sind in den Verbindungsflächen 314, 315 diverse Öffnungen 304, 306, 308, von Fluidkanälen 306, Durchgangsbohrungen und Gewindebohrungen vorgesehen. Die Anordnung dieser Öffnungen ist innerhalb des Bausatzes für das modulare Versorgungssystem standardisiert, so dass bei einem Anschluss jeder passenden Verbindungsfläche die entsprechenden Öffnungen – und damit auch die entsprechen fluidführenden Leitungen 306 – fluchten, um eine flexible Kombinierbarkeit und eine entsprechende Dichtung durch die Dichtflächen der Verbindungsflächen 314, 315 zu gewährleisten.
• 3B zeigt eine Schnittansicht entlang der Längsachse der Reihen-Blockvorrichtung 29.
• 3C zeigt eine Reihen-Blockvorrichtung 29a (entsprechend 3A) für den Anschluss von Dreiwege-Ventilen für die Oberflächenmontage, und in der 3D ist diese Reihen-Blockvorrichtung in einer Schnittansicht gezeigt. Diese Bauweise ist für die weitere Verminderung von Totvolumina, das heißt, von nicht durch Durchfluss spülbaren Bereichen, vorgesehen. In diesem Fall ist der oben liegende Fluidkanal 306 für das Träger- und Spülgas der Prozessgaslinie 510 über die Kanäle 306a und 306b an die Oberfläche geführt, die das Ventil trägt. Die Kanäle 306a und 306b sind bei entsprechender Bauweise des Ventils innerhalb des Ventils verbunden, so dass das Spülgas ohne Totvolumen das Ventil durchströmen kann. Der Precursordampf wird in diesem Falle durch den Fluidkanal 306c nach Öffnen des Ventils in die Prozessgaslinie dosiert.
• 4A, 4B zeigen perspektivische Ansichten einer Deckel-Blockvorrichtung 22. Die Verbindungsflächen 314 sind hier – wie im Zusammenhang mit der 1 beschrieben – unter einem Winkel von 90° angeordnet (siehe 4B).
• In 5 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Klammer 36 dargestellt, deren Nut im Wesentlichen einen T-förmigen Querschnitt aufweist und deren Flanken 312 keilförmig zueinander ausgeführt sind.
• In 6A ist einen Flussplan eines Moduls zur Flüssigkeitsversorgung für Flüssigkeitsinjektionssysteme, das heißt, zur Beförderung von flüssigem Precursor durch Druckbeaufschlagung auf einen Precursorvorrat dargestellt.
• In einer Container-Blockvorrichtung 35 ist einem Hohlraum 502 ein Precursor angeordnet. Dabei ist diese Reihen-Blockvorrichtung 26 als Endstück ausgebildet, so dass keine Anschlüsse auf der linken Seite möglich sind.
• Auf der Container-Blockvorrichtung 35 ist eine Deckel-Blockvorrichtung 19 angeordnet, die den Hohlraum 502 dichtend abschließt.
• Ein Ventil 114 dient der Absperrung des Flüssigkeitsentnahmebehälters auf der Druckbeaufschlagungsseite. Ein weiteres Ventil 115 dient der Absperrung des Flüssigkeitsentnahmebehälters auf der Entnahmeseite.
• Mit der Deckel-Blockvorrichtung 19 verbunden ist eine Reihen-Blockvorrichtung 26 mit einem Ventil 125 für ein Lösungsmittel. Des Weiteren weist Reihen-Blockvorrichtung 26 Fluidkanäle 306 zum Anschluss von Inertgas für Druckbeaufschlagung und Gasspülung (z. B. Stickstoff) und Lösungsmittel für eine Spülung auf.
• Aus der Reihen-Blockvorrichtung 26 tritt ein Fluidstrom, entweder Precursor oder Lösungsmittel, je nach Stellung der Ventile 115, 125, zu einem separaten Flüssigkeitsinjektionssystem, das das Fluid direkt in eine Prozessanlage dosiert, (hier nicht dargestellt) aus.
• In 6B ist eine Ausführungsform des Moduls K dargestellt, mit dem ein flüssiger Precursor befördert werden kann.
• Der Precursor ist in dem Hohlraum 502 der Container-Blockvorrichtung 35 gelagert. Eine Container-Befestigungsvorrichtung 33 dient der Verbindung mit der Deckel-Blockvorrichtung 19 (siehe z. B. 4A, 4B), wobei diese beiden Blockvorrichtungen über Verbindungsflächen 314 miteinander verbindbar sind. Dies ist ein Beispiel für eine Ausführung einer Container-Blockvorrichtung in einer zylindrischen Containerform. Ein Entnahmerohr 211, das austauschbar ausgebildet sein kann, ragt in den Precursor in dem Hohlraum 502 hinein. Durch Druckbeaufschlagung des Gasvorrates im Hohlraum 502 wird der Precursor in das Entnahmerohr befördert.
• Seitlich der Deckel-Blockvorrichtung 19 werden die Bedienelemente für die Ventile 114, 115 angeordnet, mit denen der Flüssigkeitsentnahmebehälter auf der Druckbeaufschlagungsseite und auf der Entnahmeseite abgesperrt werden kann.
• Wie in der in 6B dargestellten Ausführungsform wird die Deckel-Blockvorrichtung 19 mit einer Reihen-Blockvorrichtung 26 verbunden. An der Oberseite der Reihen-Blockvorrichtung 26 ist das Bedienelement für das Ventil 125 für den Lösungsmitteleinlass angeordnet.
• Der Ausgang für das Fluid (Precursor oder Lösungsmittel) zu einem separaten Flüssigkeitsinjektionssystem (hier nicht dargestellt) erfolgt über den Einschraubkörper 207. Die Komponenten für die Beförderung von Flüssigkeiten werden in der Regel nicht beheizt.
• 6C zeigt den Gegenstand der 6B im Zusammenbau.
• In 7A ist in einem Flussplan das Modul L dargestellt, mit dem flüssiges Lösungsmittel befördert werden kann. Das Lösungsmittel befindet hier in einem Hohlraum 502 der Container-Blockvorrichtung 35.
• Ein Ventil 114 dient der Absperrung des Flüssigkeitsentnahmebehälters auf der Druckbeaufschlagungsseite. Ein weiteres Ventil 115 dient der Absperrung des Flüssigkeitsentnahmebehälters auf der Entnahmeseite.
• Mit der Deckel-Blockvorrichtung 19 ist eine Reihen-Blockvorrichtung 27 verbunden, die einen Eingang für ein Inertgas für Druckbeaufschlagung und Gasspülung, hier Stickstoff, aufweist. Über ein Ventil 131 kann die Lösungsmittellinie evakuiert oder mit Inertgas gespült werden. Zwei weitere Ventile 117, 118 dienen dazu, Abgas abzulassen und stellen den Zugang zu einer hier nicht dargestellten Vakuumpumpe her.
• In der Explosionszeichnung der 7B ist das Lösungsmittel-Modul L dargestellt, wobei der grundsätzliche Aufbau dem des Precursor-Moduls K der 6B entspricht, so dass auf die entsprechende Beschreibung Bezug genommen werden kann.
• 7C zeigt den Gegenstand der 7B im Zusammenbau.
• In der Ausführungsform gemäß 8A bis 8C wird deutlich, wie sich mittels des modularen Versorgungssystems in einfacher Weise komplexere Module aufbauen lassen. Aus den Modulen lässt sich dann ein Gesamtsystem zusammensetzen.
• Das Modul gemäß der 8A bis 8C ist eine Kombination der Module, die in den 6A bis 6C und 7A bis 7C beschrieben werden. In dem Flussplan der 8A wird bereits deutlich, dass die Anschlüsse der Fluidkanäle 306 auf Grund der standardisierten Verbindungsflächen 315 jeweils an der richtigen Stelle sind, wenn zwei Reihen-Blockvorrichtungen 26, 27 an ihren kleineren Seitenflächen mit einander verbunden werden.
• Die 8A stellt die Kombination der beiden Module K, L aus den 6A und 7A dar, so dass auf diese Beschreibung verwiesen wird.
• Hier kommt noch eine Anschluss-Blockvorrichtung 11 hinzu, die für eine Verbindung zu einer Inertgasversorgung von rechts ausgebildet ist.
• In 8B sind das Percursor-Modul K und das Lösungsmittel-Modul L getrennt dargestellt. Die Verbindungsflächen 315 der beiden Reihen-Blockvorrichtungen 26, 27 sind aufeinander abgestimmt. Selbst wenn die internen Fluidkanäle 306 in den Reihen-Blockvorrichtungen 26, 27 unterschiedlich sind, so sind die Anschlüsse für die Fluidkanäle 306 in den Verbindungsflächen 315 aufeinander ausgerichtet, so dass auch funktionell unterschiedliche Reihen-Blockvorrichtungen 26, 27 miteinander verbindbar sind. Dieses Prinzip ist auf alle Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 anwendbar, da diese speziell ausgebildete Verbindungsflächen 314, 315 aufweisen.
• In 8C sind die Module K, L zusammengebaut. Es wird deutlich, dass hier ein System aus standardisierten Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 zum Einsatz kommt, das auf Grund der flächigen Verbindungen in sich stabil und kompakt ist. Insbesondere werden keine Rohrverbindungen benötigt, um sowohl die Module L, K miteinander zu verbinden, als auch die Anschlüsse der Container-Blockvorrichtungen innerhalb der Module herzustellen. Wenn eine Blockvorrichtung 1 bis 32, 34, 35 ausgetauscht werden soll, so erfordert dies nicht den Abbau des Gesamtsystem, da jedes Modul sehr einfach abgebaut und wieder eingebaut werden kann.
• Der modulare Charakter wird in den 9A und 9B noch deutlicher. Hier wird eine Modulkombination der Ausführungsform entsprechend 8A bis 8C aus Precursor-Modulen K1, die aneinandergereiht werden können, aufgebaut. Die Precursormodule K1 sind dabei baugleich. Durch die einfache Verbindung über die Verbindungsflächen 315 lassen sich, wie hier beispielhaft gezeigt, drei in Reihe gekoppelte Module aufbauen, ohne dass Rohrverbindungen verlegt werden müssen. Die Lösungsmittel- und die Inertgaslinie sind in den Modulen K1 durchgehend ausgeführt, so dass eine beliebige Anzahl dieser Module K1 nebeneinander angeordnet werden können und jeweils mit Inertgas und Lösungsmittel aus nur einem Modul L am Anfang dieser Reihe versorgt werden können.
• Hier erfolgt eine Reihenschaltung zweier Reihen-Blockvorrichtungen 25 mit einer Reihen-Blockvorrichtung 27.
• Die Modularität kann dazu verwendet werden, noch komplexere Modulbaugruppen aufzubauen, wie dies z. B. in 19A bis 19C dargestellt ist.
• In den 10A bis 18C werden die einzelnen Module A (mit zwei Varianten A1, A2), B, C, D, E, F, G (siehe Tabelle 1 für eine Beschreibung der Bezeichnung) zunächst jeweils in gleicher Weise dargestellt. Zuerst wird die Funktion anhand eines Flussplans dargestellt, dann werden die Einzelheiten des Moduls in einer Explosionszeichnung und abschließend alle Teile des Moduls im Zusammenbau dargestellt.
• Der Zusammenbau der Module zur der Vorrichtung wird dann in den 19A bis 19C beschrieben. Grundsätzlich ist es möglich, mit den beschrieben Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 auch gänzlich andere Module aufzubauen, die dann wieder zu anderen komplexen Gesamtsystemen zusammengebaut werden. Somit sind die hier dargestellten Module und komplexen Vorrichtungen nur beispielhaft zu verstehen.
• Das Modul A (siehe 10A) ist ein Gaseinlassmodul mit einem Gasflussregler 104 für Trägergas und/oder Spülgas (und einem Ventil 130) und einem Druckregler 103. 10B zeigt in einer Explosionszeichnung eine Einlass-Blockvorrichtung 15, die speziell für Druckregler 103 und Gasflussregler 104 ausgebildet ist. In 10C ist das Modul im Zusammenbau dargestellt.
• Eine Variante des Moduls A ist als Modul A1 (Gasheizvorrichtung 34 mit Eingangsdruckminderer und separater Voreinstellung von Träger- und Spülgasfluss über Nadelventile) in den 11A bis 11C dargestellt. Zusätzlich ist hier ein Modul für Gasheizung I mit Eingangsdruckminderer dargestellt. In der Container-Blockvorrichtung 34 ist ein Rohr 215 angeordnet. Unterhalb der Container-Blockvorrichtung 34 ist eine Heizer-Blockvorrichtung 13 angeordnet (siehe 11B). Die Container-Blockvorrichtung 34 ist oben mit einer Deckel-Blockvorrichtung 20 abgeschlossen. Die Integration mit den Nadelventilen 110, 111 und dem Ventil 127 für die Precursortransportlinie und dem Ventil 129 für das Trägergas erfolgt über die Einlass-Blockvorrichtung 14, die Aufnahmen für zwei Nadelventile 110, 111 aufweist.
• Eine weitere Variante des Moduls A ist als Modul A2 (Eingangsdruckminderer mit einer gemeinsamen Voreinstellung von Träger- und Spülgasfluss über Nadelventil) in den 12A bis 12C dargestellt. Die Integration des Druckminderers 102, des Nadelventils 108 zur Flussbegrenzung der Percursortransportlinie und dem Ventil 130 für das Trägergas/Spülgas erfolgt über eine Einlass-Blockvorrichtung 16 für ein Nadelventil. Die Seitenfläche, die den Druckminderer 102 trägt ist dabei so ausgeführt, dass hier auch ein Modul für Gasheizung I entsprechend der Beschreibung von Modul A1 verwendet werden kann.
• Das Modul B (siehe 13A bis 13C) dient der Dampfdosierung (ein sogenannter Bubbler). Dabei erfolgt eine Einleitung von Trägergas in Percursor, der sich in einer Container-Blockvorrichtung 32 befindet. Eine Heizer-Blockvorrichtung 12 umschließt die in diesem Falle zylinderförmige Container-Blockvorrichtung 32 (siehe 13B). Nach oben ist die Container-Blockvorrichtung 32 durch eine Deckel-Blockvorrichtung 18 abgeschlossen, wobei ein Bubblerrohr 203 über ein Ventil 113 mit dem Rest der Vorrichtung verbunden ist. In einer Langversion ragt das Bubblerrohr 203 in die Flüssigkeit im Hohlraum 502 hinein. In einer Kurzversion kann das Rohr 203 auch nur in den Gasraum oberhalb der Flüssigkeit ragen. Im Modul kann dann anstelle einer Trägergassättigung mit Precursordampf über die Flüssigphase (Bubbler-Funktion) eine Trägergassättigung mit Precursordampf über die Dampfphase (Vaporcarrier-Funktion) erfolgen. Das Rohr 203 kann auch austauschbar ausgebildet sein.
• Die Deckel-Blockvorrichtung 18 ist über eine Reihen-Blockvorrichtung 24 mit den anderen Einheiten verbunden. An der Oberseite ist eine Aufsatz-Blockvorrichtung 1 angeordnet, an der zwei Ventile 119, 120 angeordnet sind.
• Oberhalb der Aufsatz-Blockvorrichtung 1 ist eine Anschluss-Blockvorrichtung 17 für Bubbler angeschlossen, die wiederum mit einem Gasflussregler 105 und einem Ventil 128 verbunden ist.
• Eine Zuleitung für Stickstoff als Trägergas erfolgt über Einschraubkörper 210, ebenso wie die Ableitung des Abgases. Beide Einschraubkörper 210 sind in einer Anschluss-Blockvorrichtung 5 für Bubbler eingeschraubt.
• Der Zusammenbau dieser beiden Module A, B erfolgt über die kleineren Seitenflächen der im Wesentlichen quaderförmigen Einlassblöcke 15, 16, wie dies in 19C dargestellt ist.
• Das Modul C (14A bis 14C) ist ein Modul zur Dampfdosierung für einen Precursor mit hohem Dampfdruck.
• Der Precursor befindet sich in einer Container-Blockvorrichtung 34, an der eine Heizer-Blockvorrichtung 13 angeordnet ist, wobei die Container-Blockvorrichtung 34 oben mit einer Deckel-Blockvorrichtung 22 abgeschlossen ist, an der ein Ventil 116 zur Absperrung des Hohlraums 502 des Precursorbehälters in der Container-Blockvorrichtung 34 angeordnet ist. Über eine Reihen-Blockvorrichtung 29 für eine Dampfdosierung bei hohem Dampfdruck werden dann ein Druckmesser 101 zur Messung des Dampfdruckes und ein Ventil 126 zur Precursordosierung angeschlossen.
• In 14D ist dargestellt, wie Module zur Dampfdosierung auch mit Container-Blockvorrichtungen 31, die über die Breite einer Reihen-Blockvorrichtung hinausgehen, in einer Systemreihe verwendet werden können. Damit werden Containermodule zur Aufnahme größerer Precursormengen von mehr als 300 ml im System verwendbar. Die Container-Blockvorrichtung 31 ist so aufgebaut, dass sie mit einer systemkompatiblen Deckel-Blockvorrichtung 22 verschlossen und in das System integriert werden kann. Reihen-Blockvorrichtungen 30 dienen als Platzhalter und vergrößern den Abstand benachbarter Reihen-Blockvorrichtungen 29 für die Aufnahme der großen Containermodule.
• Auch das Modul D (15A bis 15C) weist eine Container-Blockvorrichtung 32 auf, die von einer Heizer-Blockvorrichtung 12 umgeben ist. Oben ist sie über eine Deckel-Blockvorrichtung 21 abgeschlossen, an der wiederum ein Ventil 116 zur Absperrung des Precurorsbehälters in der Container-Blockvorrichtung 32 angeordnet ist.
• Über die Reihen-Blockvorrichtung 29 sind dann ein Nadelventil 108 und ein Ventil 126 zur Precursordosierung angeschlossen. Die Reihen-Blockvorrichtung 29 dient über die kleineren Seitenflächen der Verbindung mit den anderen Modulen.
• Das Modul E (16A bis 16C) weist eine Container-Blockvorrichtung 32 auf, die von einer Heizer-Blockvorrichtung 12 umgeben ist. Oben ist sie über eine Deckel-Blockvorrichtung 21 abgeschlossen, an der wiederum ein Ventil 116 zur Absperrung des Hohlraums 502 des Precurorsbehälters in der Container-Blockvorrichtung 32 angeordnet ist.
• Über die Reihen-Blockvorrichtung 28 sind dann ein Ventil 121, mit dem eine Verbindung zur Verbindungsleitung 511 hergestellt und damit eine Druckbeaufschlagung des Hohlraums 502 in der Container-Blockvorrichtung 32 mit Inertgas erfolgen kann, und eine Ventil 126 zur Precursordosierung angeschlossen. Die Reihen-Blockvorrichtung 28 dient über die kleineren Seitenflächen der Verbindung mit den anderen Modulen.
• Das Modul F (17A bis 17C) betrifft den Gasauslass zum Reaktor (hier nicht dargestellt). Dabei erfolgt die Einstellung des Gasflusses der Verbindungslinie über ein Nadelventil 106. An der linken Seite besteht die Möglichkeit für einen Anschluss eines Endblockes. In einer anderen Variante des kann an dieser Seite auch ein Anschluss einer weiteren Modulreihe erfolgen.
• Grundkörper ist hier die im Wesentlichen quaderförmige Auslass-Blockvorrichtung 23 für den Reaktor. An diesem ist das Nadelventil 106 angeordnet. Oben auf der Auslass-Blockvorrichtung 23 ist ein Aufsatzblock 3 angeordnet, in den zwei Einschraubkörper 210 eingeschraubt sind. Ein Ausgang führt zu einer hier nicht dargestellten Pumpe, der andere führt zum Reaktor, d. h. zum Prozess (siehe 19A).
• Eine Öffnung der Auslass-Blockvorrichtung 23 ist mit einem Blinddeckel 202 verschlossen.
• Das Modul G (18A bis 18C) betrifft eine Gasdosierung mit einer Druckreduzierung, z. B. für eine Ozonversorgung, bei der Ozon aus einem separaten Ozongenerator (hier nicht dargestellt) mit Atmosphärendruck kontinuierlich bereitgestellt wird. Dabei erfolgt eine Entnahme von Gas aus dem Standbyfluß bei höherem Druck als im Reaktor (hier nicht dargestellt). Ferner sind eine Druckmessung und eine Druckreduzierung vor einer Entnahme möglich. Die hier dargestellte Ausführungsform ist als Endblock ausgeführt, da es das letzte Modul innerhalb der Reihe ist (siehe 19B).
• Die Integration der Einzelteile erfolgt hier über eine End-Blockvorrichtung 4, an die die Ventile 122, 123 für Druckreduzierung am Gasauslass und ein Gasauslass für den Standbyfluss angeordnet sind.
• Ferner sind an die End-Blockvorrichtung 4, ein Ventil 124 zur Gasdosierung, ein Gasdruckmesser 100 und ein Nadelventil 107 zur Druckbegrenzung angeordnet. Nach oben dient eine Aufsatz-Blockvorrichtung 2 dem Anschluss von drei Einschraubkörpern 210. Über einen Anschluss (in 18B mit „IN” gekennzeichnet) erfolgt der Einlass von z. B. Ozon. Über die beiden anderen ein Ausgang zur Pumpe und ein Ausgang für das Abgas.
• Anstelle der Benutzung einer End-Blockvorrichtung für den Aufbau einer solchen Gasdosierung mit Druckreduzierung ist auch der Aufbau mittels einer Aufsatz-Blockvorrichtung innerhalb einer Modulreihe möglich.
• In 19A bis 19C ist ein modulares Versorgungssystem aus den Modulen A, B, C, D, E, F und G dargestellt. 19A zeigt dabei die Aneinanderreihung der einzelnen Flusspläne. Die Aneinanderreihung und die jeweils passenden Anschlüsse in den Verbindungsflächen 314, 315 erlauben eine in sich stabile Anordnung der einzelnen Module A, B, C, D, E, F, G mit sehr unterschiedlichen Funktionen.
• In 19A ist dargestellt, dass vier Precursorbehälter an die Module B, C, D, E angeschlossen sind. Damit ist es möglich, mit vier unterschiedlichen Chemikalien zu arbeiten, was bei Abscheidungen mit komplexer Zusammensetzung erforderlich ist.
• Insbesondere in 19B ist erkennbar, wie die einzelnen Module A, B, C, D, E, F, G miteinander flächig über aufeinander nach Größe und Form abgestimmte Verbindungsflächen 314, 315 verbunden sind. Die im Wesentlichen quaderförmigen Blockvorrichtungen 15, 24, 29, 28, 30, 23, 4 bilden eine Art Rückgrat, an dem andere Einrichtungen in standardisierter Weise angekoppelt werden können. Auch kann auf Grund dieser Standardisierung leicht ein Modul gegen ein anderes ausgetauscht werden. Die Öffnungen der Fluidkanäle 306 sind nach Lage und Größe ebenfalls aufeinander abgestimmt.
• Durch die flächige Verbindung des „Rückgrates” wird auch eine Stabilisierung des Gesamtsystems erreicht.
• In 20A, 20B ist als eine einfache Blockvorrichtung eine Reihen-Blockvorrichtung 30 dargestellt, die als Platzhalter dient. Die Fluidkanäle sind einfache Durchgangsleitungen, wobei die Ausgänge jeweils mit den standardisierten Anordnungen der anderen Blockvorrichtungen 1, 4 bis 11, 14 bis 17, 23 bis 30b zusammenpassen.
• Das Modul M (21A bis 21C) dient der Integration einer Messanordnung für eine Dampfdruckmessung von Precursordampf sowie einer Füllstandsbestimmung von Precursorbehältern über Gasdruckdifferenzmessungen mittels eines Referenzvolumens. Das Modul weist eine Container-Blockvorrichtung 34 auf, die mit einer Deckel-Blockvorrichtung 22 verschlossen ist und mit dieser mit der Reihen-Blockvorrichtung 39 verbunden ist. Das Ventil 136 der Deckel-Blockvorrichtung ist als druckluftbetätigtes Ventil ausgeführt und im Hohlraum 500 der Container-Blockvorrichtung befindet sich kein Precursor. Bei mit Deckel-Blockvorrichtung 22 verschlossenem Containermodul bildet dieser Hohlraum einschließlich des mit diesem Hohlraum verbundenen Fluidkanals bis zum geschlossenen Ventilsitz des Ventils 136 das Referenzvolumen. Die Größe des Referenzvolumens ist durch die Konstruktion oder eine Messung bekannt. Das Druckmessgerät 101 wird vorzugsweise als präzises temperaturstabilisiertes Membranvakuummeter für eine gasartunabhängige Totaldruckmessung ausgeführt und kann mit einer in der Vakuumtechnik üblichen vorzugsweise metallgedichteten Flanschverbindung an die Reihen-Blockvorrichtung 39 angeschlossen werden. Die Temperatur der Messzelle des Membranvakuummeters und der Verbindungsleitung zur Reihen-Blockvorrichtung wird auf die gleiche Temperatur wie die der Reihen-Blockvorrichtung geregelt. Über das Ventil 135 kann eine Verbindung vom Fluidkanal, an dem das Druckmessgerät angeschlossen ist, mit der Verbindungslinie 511, die die Reihen-Blockvorrichtungen verbindet, hergestellt werden.
• Das Modul N (22A bis 22C) dient einer Dosierung von Precursordampf aus einem Zwischenspeicher. Das Modul weist eine Container-Blockvorrichtung 32 auf, die mit einer Deckel-Blockvorrichtung 18 verschlossen ist und mit dieser mit der Reihen-Blockvorrichtung 40 verbunden ist. Dabei kann es sich um ein leeres, das heißt, nicht mit Precursor gefülltes Bubbler-Containermodul handeln. Bei mit Deckel-Blockvorrichtung 18 verschlossenem und an die Reihen-Blockvorrichtung 40 angeschlossenem Containermodul bildet der Hohlraum 501 einschließlich der mit diesem Hohlraum verbundenen Fluidkanäle bis zu den geschlossenen Ventilsitzen der Ventile 138 und 137 (bei geöffneten Ventilen 139 und 140) das Volumen des Zwischenspeichers. Über das Ventil 137 kann eine Verbindung vom Zwischenspeicher mit der Verbindungslinie 511 hergestellt werden, die die Reihen-Blockvorrichtungen verbindet, und über das Ventil 138 kann eine Verbindung vom Zwischenspeicher mit der Prozessgaslinie 510 hergestellt werden, die die gemeinsame Trägergas-, Spülgas- und Precursordampflinie der Module darstellt. Die Öffnung des Rohrs 203a, das an der Deckel-Blockvorrichtung 18 befestigt und mit Ventil 140 verbunden ist, befindet sich nahe des Bodens innerhalb der Container-Blockvorrichtung, um ein gutes Durchspülen des Zwischenspeichers zu ermöglichen.
• Die Module M und N können wie die Module B, C, D, E in eine Systemreihe eingefügt werden. Beispielhaft ist ein System mit den Modulen M und N zusammen mit Modulen A, B, E und F in 23A bis 23D gezeigt. In 23A ist der Flussplan des Systems mit der Bezeichnung der Module angegeben, und in 23B ist derselbe Flussplan mit der Bezeichnung von Baugruppen dargestellt. 23C zeigt eine Explosionszeichnung des modularen Versorgungssystems nach 23A und 23D zeigt eine perspektivische Darstellung dieses modularen Versorgungssystems im Zusammenbau. In 23C und 23D kann auch ersehen werden, wie mit einer Anschluss-Blockvorrichtung 8a eine direkte Flanschverbindung des modularen Versorgungssystems zu einer konstruktiv abgestimmten Prozesskammeraußenwand hergestellt werden kann.
• Anhand des Flussplanes in 23B kann die Funktion der Module M und N erläutert werden.
• Eine Dampfdruckmessung von Precursordampf in einem der Containermodule von Modul B oder E erfolgt mittels Modul M über die gemeinsame Verbindungsleitung 511. Eine Druckmessung erfolgt dabei vorzugsweise unter Isothermalbedingungen, alle Oberflächen, die in Kontakt mit Precursor kommen, sind auf der Temperatur stabilisiert, bei der der Dampfdruck bestimmt werden soll. Eine Messvorschrift kann wie folgt festgelegt sein. Zur Vorbereitung der Messung wird zunächst das Druckmessgerät 101 bestmöglich evakuiert, dabei sind die Ventile 141, 137, 121, 143 und 136 geschlossen und die Ventile 134 und 135 sind geöffnet, das Evakuieren erfolgt über eine Vakuumpumpe über den Anschluss an der Aufsatz-Blockvorrichtung 3a. Danach wird die Verbindung des Precursormoduls, in dem die Messung stattfinden soll, zur Verbindungsleitung durch Öffnen des Ventils 121 für Modul E oder Ventil 142 für Modul F hergestellt, wobei beide Ventile nie gleichzeitig geöffnet werden dürfen, um eine Vermischung unterschiedlicher Precursordämpfe zu vermeiden. Bei Modul E müssen dabei gleichzeitig Ventil 126 geschlossen und Ventil 116 geöffnet sein; bei Modul B müssen dabei die Ventile 119, 142 und 126 geschlossen sein und Ventil 112 geöffnet sein. Nach kurzem weiterem Evakuieren sollte die Gaszusammensetzung am Druckmessgerät aus ausreichend reinem Precursordampf bestehen. Nun wird das Ventil 134 geschlossen, und im abgeschlossenen Messvolumen bildet sich das Dampfdruckgleichgewicht, bei dem die Druckmessung erfolgt. Diese Messung kann bei verschiedenen Temperaturen wiederholt werden. Nach Druckmessungen mit Füllung von Precursordampf in die Verbindungsleitung wird diese durch Öffnen von Ventil 143 mit Inertgas von Precursordampf frei gespült, die Ventilstellungen sind dabei wie bei der Vorbereitung der Messung. Der Inertgasfluss wird dabei mit dem Gasflussregler 104a geregelt.
• Eine Füllstandsbestimmung, das heißt Volumenbestimmung von nicht gasförmigen Precursor, in einem der Containermodule von Modul B oder E erfolgt mittels Modul M über Differenzdruckmessungen über die gemeinsame Verbindungsleitung 511 unter Zuhilfenahme des Referenzvolumens. Die Druckmessungen erfolgen dabei ausschließlich unter Isothermalbedingungen, alle Oberflächen, die in Kontakt mit Precursor oder inertem Füllgas kommen, sind auf der Temperatur stabilisiert, bei der der Druck bestimmt werden soll. Die kompakte Bauweise des modularen Systems gestattet, dass die Messungen unter isothermalen Bedingungen durchgeführt werden können, was für hohe Messgenauigkeiten erforderlich ist. Eine Messvorschrift kann wie folgt festgelegt sein. Zur Vorbereitung der Füllstandsbestimmung wird zunächst das Druckmessgerät 101 samt Referenzvolumen bestmöglich evakuiert, dabei sind die Ventile 141, 137, 121 und 143 geschlossen und die Ventile 134, 135 und 136 sind geöffnet, das Evakuieren erfolgt über eine Vakuumpumpe über den Anschluss an der Aufsatz-Blockvorrichtung 3a. Dann wird Ventil 134 geschlossen und das mit der Druckmesszelle verbundene Volumen einschließlich des Referenzvolumens wird durch Öffnen von Ventil 143 mit Inertgas bis zu einem zu messenden Druck befüllt. Nach Schließen von Ventil 136 ist das Referenzvolumen mit dem nun bekannten Inertgasdruck befüllt. Nun erfolgt eine Evakuierung der Verbindungsleitung durch Öffnen des Ventils 134 sowie des Containermoduls, in dem der Füllstand bestimmt werden soll. Dafür wird die Verbindung des Precursormoduls, in dem die Messung stattfinden soll, zur Verbindungsleitung durch Öffnen des Ventils 121 für Modul E oder Ventil 142 für Modul F hergestellt, wobei beide Ventile nie gleichzeitig geöffnet werden dürfen, um eine Vermischung unterschiedlicher Precursordämpfe zu vermeiden. Bei Modul E müssen dabei gleichzeitig Ventil 126 geschlossen und Ventil 116 geöffnet sein; bei Modul B müssen dabei die Ventile 119, 142 und 126 geschlossen sein und Ventil 112 geöffnet sein. Nach kurzem weiterem Evakuieren sollte die Gaszusammensetzung am Druckmessgerät aus ausreichend reinem Precursordampf bestehen. Nun wird das Ventil 134 geschlossen, und im abgeschlossenen Messvolumen bildet sich ein Dampfdruckgleichgewicht, bei dem eine zweite Druckmessung erfolgt. Dieser Druck kann der reine Dampfdruck sein oder nach Öffnen von Ventil 143 kann zusätzlich durch Füllen mit Inertgas ein höherer zu messender Druck eingestellt werden. Nun kann durch Öffnen des Ventils 136 ein Druckausgleich mit dem Referenzvolumen durchgeführt werden, der neue sich einstellende Gleichgewichtsdruck wird nun in einer dritten Messung bestimmt. Bei bekanntem Referenzvolumen und bekanntem Volumen eines leeres Containermoduls (samt dem Volumen der mit der Druckmesszelle verbundenen Fluidkanäle), welches über die gleiche Messvorschrift ermittelt werden kann, kann aus den Druckmesswerten nun das Volumen ermittelt werden, das vom nicht gasförmigen Precursor eingenommen wird. Die Differenzdruckmessungen können für eine Erhöhung der Genauigkeit mit gleicher Messvorschrift oder mit verschiedenen Inertgasfüllungen des Referenzvolumens oder des Containermodulvolumens wiederholt werden. Nach Druckmessungen mit Kontakt von Precursordampf an inneren Oberflächen (außer denen im Containermodul) werden diese durch Öffnen von Ventil 143 und 136 mit Inertgas von Precursordampf frei gespült, die Ventilstellungen sind dabei wie bei der Vorbereitung der Messung. Der Inertgasfluss wird dabei mit dem Gasflussregler 104a geregelt. Auch eine wiederholte Druckwechselspülung durch Füllen der Volumenbereiche bei geschlossenem Ventil 134, in denen Precursordampf enthalten war und nachfolgendem Evakuieren durch Öffnen des Ventils 134 kann hierfür durchgeführt werden.
• Eine alternative Messvorschrift für die Bestimmung des Füllstandes ist die Füllung des vorher evakuierten Containermodulvolumens mit bekanntem, das heißt geregeltem, Inertgasfluss über den Gasflussregler 104a bei gleichzeitiger Messung des Druckes. Aus dem Druckanstieg kann bei bekanntem Volumen für ein leeres Containermodul (samt dem Volumen der mit der Druckmesszelle verbundenen Fluidkanäle), das über die gleiche Messvorschrift ermittelt werden kann, das Volumen ermittelt werden, das vom nicht gasförmigen Precursor eingenommen wird.
• Der Vorteil der Integration eines Moduls M in das Gesamtsystem ist, dass mit nur einem solchen Modul die Dampfdrücke und Füllstände aller Precursoren in der Systemreihe ermittelt werden können. Damit ist auch nur ein Druckmessgerät für das Gesamtsystem erforderlich, was einen höheren Anschaffungspreis für ein solches Messgerät, der für eine für eine genaue Druckmessung erforderlich ist, rechtfertigen kann.
• Eine Dosierung aus von Precursordampf aus einem Zwischenspeicher kann mittels des Moduls N wie folgt erfolgen. Zunächst wird der Zwischenspeicher über die Prozessgaslinie 510 bestmöglich evakuiert, indem die Ventile 126, 132, 133 und 134 geschlossen sind und die Ventile 139, 138, 140 und 141 geöffnet sind. Das Evakuieren erfolgt über eine Vakuumpumpe über den Anschluss an der Aufsatz-Blockvorrichtung 3a. Danach wird das Ventil 141 geschlossen und das Ventil 126 des Moduls, aus dem der Precursordampf entnommen werden soll, wird geöffnet. Der Precursordampf strömt nun in den Zwischenspeicher bis ein Druckgleichgewicht, das dem Precursordampfdruck entspricht, erreicht ist. Der Vorteil ist hier, dass eine Dampfentnahme auf diese Weise möglich ist, auch wenn der Dampfdruck geringer als der Prozessdruck in der Prozesskammer ist. Nun wird das Ventil 126 geschlossen und der Precursordampf kann aus dem Zwischenspeicher in die Prozesskammer gespült werden, indem die Ventile 133 und 137 geöffnet werden. Das Spülen erfolgt hier aus der Verbindungsleitung 511, wobei hier die Ventile 119, 120, 121, 134, 135 und 142 geschlossen sind und Ventil 143 geöffnet ist. Der Spülgasfluss des Inertgases wird mittels des Gasflussreglers 104a der Verbindungslinie geregelt. Nach Schließen der Ventile 137, 138 und 143 wird in der Prozessgaslinie 510 verbliebener Precursordampf durch Öffnen des Ventils 132 in die Prozesskammer gespült. Bei der Benutzung des Moduls N muss zur Vermeidung von Precursordampfkondensation die Temperatur dieses Modules mindestens so hoch wie die Temperatur des Precursormoduls sein, aus dem der Precursordampf entnommen werden soll. Der Vorteil der Entnahme über einen Zwischenspeicher bei Precursoren mit geringem Dampfdruck ist insbesondere gegenüber der Druckbeaufschlagungsmethode, wie sie beim Modul E beschrieben wurde, dass unabhängig vom Füllstand des Precursorbehälters eine durch das Volumen des Zwischenspeichers und den Dampfdruck des Precursors genau vorgegebene und reproduzierbare Precursordampfmenge dosiert werden kann. Das Volumen des Zwischenspeichers und damit der dosierbaren Precursordampfmenge kann durch Verwendung unterschiedlich großer Containermodule, die leicht ausgewechselt werden können, variiert werden. Eine gleichzeitige Messung des Druckverlaufes während der Dosiersequenz, und damit des Precursordampfdruckes, ist unter Verwendung von Modul M möglich.
• Alle Abläufe für Precursor- und Gasdosierungen, Spülvorgänge und auch für Dampfdruckmessungen oder Füllstandbestimmungen können mittels einer geeigneten Steuerung der Betätigungs- und Messelemente automatisiert werden.
• Im Folgenden wird ein modular aufgebautes System beschrieben, das im Falle von nicht gasförmigen Precursoren mindestens einen abnehmbaren Verdampferbehälter in einer Container-Blockvorrichtung beinhaltet, der mit ausgedehnter Wärmekontaktfläche ohne freistehende Rohrverbindungen direkt mit dem Versorgungssystem gasdicht verbunden werden kann. Der Verdampfungsbehälter kann dabei in das modulare Versorgungsystem integriert oder aus dem Versorgungssystem entnommen werden, ohne dass das Versorgungssystem als Ganzes zerlegt werden muss. Die Heizung des Verdampferbehälters ist dafür als separater Block ausgeführt, der nach Entnahme des Verdampferbehälters am Versorgungssystem verbleiben kann.
• Am Verdampfungsbehälter ist ein Ventil angeordnet, so dass das enthaltene im Verdampfungsbehälter befindliche Medium ohne Luftkontakt bei geschlossenem Ventil transportiert und auch gelagert werden kann.
• Dieses Ventil ist dabei vom Typ einer modularen Standardbaugruppe zur Oberflächenmontage und wird als druckluft- oder handbetätigtes Membranventil ausgelegt. Eine Ausführung als pneumatisch betätigtes Ventil ist hierbei für eine Betätigung innerhalb der Anlagensteuerung vorteilhaft.
• Für eine Befüllung oder Reinigung kann der Verdampfungsbehälter durch Abnehmen eines Deckelblockes, an dem das Ventil verbleibt, geöffnet werden, was eine Durchführung dieser Arbeit in der Schutzgasatmosphäre einer Glovebox (Handschuhkammer) erleichtert und dabei auch das Innere des Verdampfungsbehälters für eine Reinigung vollständig und einfach zugänglich macht. Das Verschließen des Verdampfungsbehälters erfolgt entsprechend durch das Anbringen des Deckelblocks, der den Behälter gasdicht verschließt.
• Eine Befüllung des Verdampfungsbehälters ohne Abnehmen des Deckelblocks durch eine separate Füllöffnung, die nach dem Befüllen mit einem Blindverschluss abgedichtet wird, kann ebenfalls vorgesehen werden.
• Ein Reihenblock des Systems ist so ausgeführt, dass darauf für Dosierung, Flusskontrolle oder Druckmessung der Medien modulare Standardbaugruppen zur Oberflächenmontage (zum Beispiel Mehrwege-Membranventile, Nadelventile oder Druckmessgeräte) so angebracht werden können, dass mehrere, im Winkel (von vorzugsweise 90°) zueinander liegende Oberflächen (Seitenflächen) dieses Reihenblocks belegt werden können. Dabei werden in der Regel mehrere Reihenblöcke miteinander verbunden.
• In den Oberflächen der Reihenblöcke befinden sich Öffnungen für Kanäle, die innerhalb der Reihenblöcke Verbindungen für den Transport oder die Verteilung von Precursoren und Hilfsgasen ermöglichen. Damit werden kürzeste Verbindungswege unter weitgehender Vermeidung von nicht-spülbaren Totvolumina realisiert.
• Ein Reihenblock wird mit einem Behälterblock zu einem Modul verbunden. (Bei Nichtbenutzung eines solchen Moduls in einem Gesamtsystem kann der Behälterblock auch durch einen geeigneten Blindblock ersetzt werden, wobei das übrige System betriebsbereit bleibt) Alle Verbindungen von medienführenden Kanälen werden durch geeignete Dichtelemente (Metall- oder O-Ring-Dichtungen) gas- und vakuumdicht ausgeführt.
• Ein Versorgungssystem kann durch ein Aneinanderreihen oder Kombination von Einzelblöcken aufgebaut werden. Eine Verbindung kann hierbei über durchgehende Verschraubungsstangen oder durch ein Klammersystem zwischen benachbarten Blöcken erfolgen.
• Verbindungsbauteile ermöglichen darüber hinaus eine Befestigung an Halterungen und sie können, wie auch die Reihenblöcke selbst, Aufnahmevorrichtungen für die Heizelemente und die Temperaturmessung (zum Beispiel Bohrungen für die Aufnahme von Heizpatronen und Thermoelementen) enthalten.
• Separate Abschlussbauteile können als Schnittstellen für Medien mit aufgereiht werden. Außerdem besteht die Möglichkeit an Seitenflächen von Reihenblöcken über Anschlussblöcke auch quer zur oben beschriebenen Richtung der Aufreihung weitere Aufreihungen von Bauteilen des Systems anzuschließen. Eine gute Wärmeübertragung zwischen den zusammengefügten Bauteilen ist über deren flächige Verbindung gegeben.
• An den äußeren Oberflächen des Gesamtsystems kann eine Wärmeisolation durch abnehmbare Isoliermanschetten angebracht sein. Durch einen blockweisen Aufbau des Gesamtsystems ohne die Verwendung von freiliegenden Rohrverbindungen ergeben sich sehr kleine Volumina innerhalb des Gesamtsystems, die von Precursoren zu durchströmen sind. Diese medienführenden Volumina sind aufgrund der Bauweise sehr leicht und vollständig beheizbar und für eine Konditionierung des Systems im Zuge eines Precursorwechsels oder einer Wartung leicht zu spülen. Für weitergehende Wartungszwecke ist das Gesamtsystem vollständig zerlegbar. Damit sind alle Transportkanäle zugänglich und leicht zu reinigen. Aufgrund von abgestimmten Baugruppengeometrien sind verschiedene Ausführungen von Gesamtsystemen aus einem Vorrat von Einzelblöcken konfigurierbar. Damit ist das System sehr flexibel und auch leicht erweiterbar. Einige mögliche Ausführungsformen für Einzelmodule, die zu einem Gesamtsystem zusammenstellbar sind, werden im Antrag beschrieben:
• – Modul für Precursor mit hohem Dampfdruck (Vapor-draw-System) mit Druckmessung,
• – Modul für Precursor mit hohem Dampfdruck und gedrosselter Entnahme über ein Nadelventil,
• – Modul für Precursor mit niedrigem Dampfdruck und Druckbeaufschlagung vor Entnahme (Booster-System),
• – Modul für Precursorentnahme mittels Trägergas (Bubbler-System),
• – Modul für Dosierung von Precursordampf aus einem Zwischenspeicher,
• – Modul für gasförmigen Precursor mit Druckreduzierung (zum Beispiel für Ozoneinlass),
• – Modul für Verteilung und Vorheizung von Transport-, Spül- und Druckbeaufschlagungsgas (zum Beispiel Argon oder Stickstoff),
• – Modul für Integration einer Messanordnung für eine Dampfdruckmessung von Precursordampf sowie einer Füllstandsbestimmung von Precursorbehältern über Gasdruckdifferenzmessungen mittels eines Referenzvolumens,
• – Verbindungsmodul zu einer Abscheidekammer,
• – Module für System zur Druckbeaufschlagung für Flüssigkeitsinjektionssysteme.
• Dies soll keine vollständige Aufzählung darstellen, weitere Ausführungsformen können innerhalb dieses Systems realisiert werden.
• Einzelne Precursormodule können dabei beliebig nebeneinander aufgereiht werden, wobei gleichartige oder verschiedene Module gleichermaßen benutzt werden können. Eine Ausführung als Einzelsystem nur zur Verdampfung und Dosierung eines Precursors unter Verwendung eines Einzelmoduls mit geeigneten Abschlussbauteilen ist ebenfalls im Sinne der Erfindung.
• Die Blockvorrichtungen 1 bis 32, 34, 35 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen können z. B. aus Edelstahl gefertigt sein, was z. B. bei Verwendung von Metalldichtungen sinnvoll sein kann. Auch Aluminium oder eventuell Kunststoff sind möglich, wobei das jeweilige Material den verwendeten Chemikalien und/oder Reaktionen angepasst sein muss. So sollten die Materialien inert sein und nicht zu Kontamination führen. Tabelle 1

  Nummer		BRICS
  	Module
  A	W-M FI AM AP	Modul Gaseinlass (mit Gasflussregler und Druckregler)
  A1	W-M FI AS	Modul Gaseinlass (Trägergas/Spülgas)
  A2	W-M FI AD GH	Modul Gaseinlass (Trägergas Spülgas) mit Gasheizer
  A3	W-M FI AM AM	Modul Gaseinlass (für zwei Gasflussregler)
  B	W-M FB TM	Modul Dampfdosierung (mit Bubblermethode)
  C	W-M FV TS	Modul Dampfdosierung (Precursor mit hohem Dampfdruck)
  C1	R-M FV TS	Modul Dampfdosierung (Precursor mit hohem Dampfdruck)
  D	W-M FF TM	Modul Dampfdosierung (Entnahme mit Dampfflussbegrenzung)
  E	W-M FP TM	Modul Dampfdosierung (mit Druckbeaufschlagung vor Entnahme)
  F	W-M FO AS	Modul Gasauslass zum Reaktor
  F1	W-M FO AT	Modul Gasauslass zum Reaktor
  G	W-M FG BE	Modul Gasdosierung mit Druckreduzierung (z. B. für Ozon)
  H	W-M FT TS	Modul Containerblock (Blockcontainer mit O-Ring-Dichtung)
  H1	R-M FT TS	Modul Containerblock (Blockcontainer mit O-Ring-Dichtung)
  I	W-M FT GH	Modul Gasheizung
  K	W-M FL AL SL	Modul Flüssigdosierung (Precursor, Endmodul)
  K1	W-M FL AL	Modul Flüssigdosierung (Precursor)
  L	W-M FL AR	Modul Flüssigdosierung (Lösungsmittel)
  M	W-M FM TS	Modul für Messanordnung
  N	W-M PS TM	Modul Zwischenspeicher
  	Blöcke
  1	W-BA FB	Aufsatz-Blockvorrichtung (für Bubbler)
  2	W-BA GI GO GO	Aufsatz-Blockvorrichtung (für Gasversorgung mit Druckreduzierung)
  3	W-BA GO GO	Aufsatz-Blockvorrichtung (für Auslass-Blockvorrichtung)
  3a	W-BA GO	Aufsatz-Blockvorrichtung (für Auslass-Blockvorrichtung)
  4	W-BE FG SL	End-Blockvorrichtung (für Gasdosierung mit Druckreduzierung, links)
  5	W-BF FB GI GO	Anschluss-Blockvorrichtung (für Bubbler, Trägergas (Eingang), Standbygas (Ausgang))
  6	W-BF GC SR	Anschluss-Blockvorrichtung (für Träger-/Spülgas, rechts)
  6a	R-BF GC SR	Anschluss-Blockvorrichtung (für Träger-/Spülgas, rechts)
  7	W-BF GI PB SL	Anschluss-Blockvorrichtung (Blindplatte für Gaseinlass, links)
  8	W-BF GI SR	Anschluss-Blockvorrichtung (für Träger-/Spülgas (Eingang), rechts)
  8a	W-BF GO GF SL	Anschluss-Blockvorrichtung (für Gasauslass mit Flansch, links)
  9	W-BF GO GP PB SL	Anschluss-Blockvorrichtung (Blindplatte, links)
  10	W-BF GO SL	Anschluss-Blockvorrichtung (für Gasauslass, links)
  10a	R-BF GO SL	Anschluss-Blockvorrichtung (für Gasauslass, links)
  11	W-BF GP SR	Anschluss-Blockvorrichtung (für Druckbeaufschlagungsgas, rechts)
  12	W-BH TM 75	Heizer-Blockvorrichtung (für Beheizung Rohrcontainer)
  13	W-BH TS	Heizer-Blockvorrichtung (für Beheizung Blockcontainer)
  13a	R-BH TS	Heizer-Blockvorrichtung (für Beheizung Blockcontainer)
  13b	R-BH FJ	Heizer-Blockvorrichtung (als Verbindungsbauteil bei Stangenmontage)
  14	W-BI AD GH	Einlass-Blockvorrichtung (für zwei Nadelventile (Trägergas, Spülgas) und Gasheizer)
  15	W-BI AM AP	Einlass-Blockvorrichtung (für Gasflussregler und Druckregler)
  16	W-BI AS GH	Einlass-Blockvorrichtung (für ein Nadelventil (Träger-Spülgas) und Gasheizer)
  17	W-BI FB AM AS	Einlass-Blockvorrichtung (für Bubbler)
  18	W-BL FB TM	Deckel-Blockvorrichtung (für Bubbler mit CF-Dichtung)
  19	W-BL FL AE	Deckel-Blockvorrichtung (für Flüssigkeitsinjektionssystem)
  20	W-BL GH	Deckel-Blockvorrichtung (für Heizcontainer)
  21	W-BL TM	Deckel-Blockvorrichtung (für Rohrcontainer mit CF-Dichtung)
  22	W-BL TS	Deckel-Blockvorrichtung (für Block- oder ISO-Container mit O-Ring-Dichtung)
  22a	R-BL TS	Deckel-Blockvorrichtung (für Block- oder ISO-Container mit O-Ring-Dichtung)
  23	W-BO AS	Auslass-Blockvorrichtung (für Anschluss an Reaktor, für Anschluss Nadelventil)
  23a	W-BO AT	Auslass-Blockvorrichtung (für Anschluss an Reaktor, für Anschluss von drei Ventilen)
  24	W-BR FB	Reihen-Blockvorrichtung (für Bubbler)
  25	W-BR FL AL	Reihen-Blockvorrichtung (für Flüssigkeitsinjektionssystem, für Precursorcontainer)
  26	W-BR FL AL SL	Reihen-Blockvorrichtung (für Flüssigkeitsinjektionssystem, für Precursorcontainer)
  27	W-BR FL AR	Reihen-Blockvorrichtung (für Flüssigkeitsinjektionssystem, für Lösemittelcontainer)
  28	W-BR FP	Reihen-Blockvorrichtung (für Dampfdosierung mit Druckbeaufschlagung)
  29	W-BR FV	Reihen-Blockvorrichtung (für Dampfdosierung bei hohem Dampfdruck)
  29a	W-BR FV FZ	Reihen-Blockvorrichtung (für Dampfdosierung bei hohem Dampfdruck, für 3-port Ventil)
  29b	R-BR FV	Reihen-Blockvorrichtung (für Dampfdosierung bei hohem Dampfdruck)
  30	W-BR PH	Reihen-Blockvorrichtung (als Platzhalter)
  30a	W-BR FM	Reihen-Blockvorrichtung (für Messanordnung)
  30b	W-BR FS	Reihen-Blockvorrichtung (für Zwischenspeicher)
  31	W-BT TI 1000	Container-Blockvorrichtung (Rohrcontainer mit O-Ring-Dichtung, ISO 1000 ml)
  32	W-BT TM 75	Container-Blockvorrichtung (Rohrcontainer mit CF-Dichtung 75 ml)
  33	W-BT TR	Containerbefestigung (Überwurf für Rohrcontainer mit O-Ring-Dichtung)
  34	W-BT TS 150	Container-Blockvorrichtung (Blockcontainer mit O-Ring-Dichtung 150 ml)
  35	W-BT TT 250	Container-Blockvorrichtung (Rohrcontainer mit O-Ring-Dichtung 250 ml)
  36	W-CC	Klammer
  37	W-CP PF	Verbindungsplatte vorn
  38	W-CP PR	Verbindungs- und Halteplatte hinten
  39	R-CR 1M	Verbindungsstange für ein Modul
  40	R-CR 2M	Verbindungsstange für zwei Module

  Nummer	Zubehör
  	Ventile, Messgeräte etc.
  100	Druckmesser (Gasdruck)
  101	Druckmesser (Precursordampfdruck)
  102	Druckminderer (Eingangsdruck Träger-/Spülgas)
  103	Druckregler (Verbindungslinie)
  104	Gasflussregler (Träger-/Spülgas Precursortransportlinie)
  104a	Gasflussregler (Spül-/Druckbeaufschlagungsgas Verbindungslinie)
  105	Gasflussregler (Trägergas Bubbler)
  106	Nadelventil (Flussbegrenzung Verbindungslinie)
  107	Nadelventil (Flussbegrenzung Gas)
  108	Nadelventil (Flussbegrenzung Percursortransportlinie)
  109	Nadelventil (Flussbegrenzung Precursordampf)
  110	Nadelventil (Flussbegrenzung Spülgas Percursortransportlinie)
  111	Nadelventil (Flussbegrenzung Trägergas Percursortransportlinie)
  112	Ventil (Absperrung Bubblerbehälter Entnahmeseite)
  113	Ventil (Absperrung Bubblerbehälter Trägergasseite)
  114	Ventil (Absperrung Flüssigkeitsentnahmebehälter Druckbeaufschlagungsseite)
  115	Ventil (Absperrung Flüssigkeitsentnahmebehälter Entnahmeseite)
  116	Ventil (Absperrung Precursorbehälter)
  117	Ventil (Auslass Abgas)
  118	Ventil (Auslass Vakuum)
  119	Ventil (Bubblerauslass Standbyfluss)
  120	Ventil (Bypass Bubbler)
  121	Ventil (Druckbeaufschlagung Precursorbehälter)
  122	Ventil (Gasauslass Druckreduzierung)
  123	Ventil (Gasauslass Standbyfluss)
  124	Ventil (Gasdosierung)
  125	Ventil (Lösungsmittel in Precursorlinie)
  126	Ventil (Precursordosierung)
  127	Ventil (Spülgas Percursortransportlinie)
  128	Ventil (Trägergas Bubbler)
  129	Ventil (Trägergas Percursortransportlinie)
  130	Ventil (Trägergas/Spülgas Percursortransportlinie)
  131	Ventil (Vakuum in Lösungsmittellinie)
  132	Ventil (Absperrung Precursorlinie Eingangseite)
  133	Ventil (Absperrung Precursorlinie zum Reaktor)
  134	Ventil (Absperrung Verbindungslinie zum Ausgang)
  135	Ventil (Verbindung Referenzvolumen Verbindungslinie)
  136	Ventil (Absperrung Referenzvolumen)
  137	Ventil (Evakuierung/Spülung Zwischenspeicher)
  138	Ventil (Precursoreinlass aus Zwischenspeicher)
  139	Ventil (Absperrung Füllvolumen Entnahmeseite)
  140	Ventil (Absperrung Füllvolumen Spülseite)
  141	Ventil (Verbindung Precursorlinie Abgas)
  142	Ventil (Verbindung Bubblercontainer Verbindungslinie)
  143	Ventil (Einlass Verbindungslinie)
  	Kleinteile
  200	Aufsatz-Rohranschluss
  201	Befestigungsstrebe
  202	Blinddeckel (CF)
  203	Bubblerrohr
  203a	Spülrohr
  204	Dichtungsmittel (Metall)
  205	Dichtungsmittel (O-Ring)
  206	Dichtungshalter
  207	Einschraubkörper (Klemmverschraubung für Ausgang Flüssigprecursor)
  208	Einschraubkörper (Klemmverschraubung)
  209	Einschraubkörper (Klemmverschraubung für Entnahmerohr)
  210	Einschraubkörper (mit Außengewinde (VCR-System), Verbindung zu externen Leitungen)
  211	Entnahmerohr
  212	Klammerausdrückplatte
  213	Klammerausdrückschraube
  214	Indexschraube
  215	Rohr
  216	Rohr (mit CF-Flanschen)
  217	Rohrwinkel
  218	Schraube
  219	Schraube für Klammeranzug
  220	Schweißgland (VCR-System)
  221	Strebenprofil
  222	Überwurfmutter mit Außengewinde (VCR-System)
  223	Winkel mit Befestigungsschrauben
  224	Zentrierstift
  225	Mutter mit Scheibe und Federring für Stangenmontage
  Nummer	Beschreibung von Konstruktionsdetails
  300	Bohrung für Aufnahme von Heizpatrone
  301	Dichtfläche
  302	Dichtungsnut
  303	Durchgangsbohrung
  304	Durchgangsbohrung für Systembefestigung
  305	Einschraubloch
  306	Fluidkanal
  306a	Fluidkanal (Spüleingang zum Ventil)
  306b	Fluidkanal (Ausgang Spülgas/Precursor aus Ventil)
  306c	Fluidkanal (Precursoreingang zum Ventil)
  307	Gewindebohrung für Befestigung der Verbindungsplatte
  308	Gewindebohrung für Befestigung von Containermodul
  309	Gewindebohrung für Befestigung von Oberflächenmontagebauteil
  310	Gewindebohrung für Klammeranzug
  311	Gewindebohrung für Klammerlösen
  312	Keilform für Klammerbefestigung
  313	Markierung
  314	Verbindungsfläche für Oberflächenmontage
  315	Verbindungsfläche innerhalb einer Systemreihe
  316	Zentrierbohrung für Indexschraube
  500	Hohlraum (Referenzvolumen)
  501	Hohlraum (Zwischenspeicher für Precursordampf)
  502	Hohlraum für Aufnahme von Precursor
  510	Prozessgaslinie
  511	Verbindungslinie

• Tabelle 2
• Systematik des modularen Systems
• Block = Basiselement mit Gaskanälen, Dichtflächen, Verbindungselementen, Heizeraufnahmen, etc.
• Modul = Blöcke + Baugruppen (Ventile, Druckmesser, MFC, etc.) (+ Verbinder)
• System = Module + Verbinder + Anschlussblöcke (Schnittstellen zur Gasversorgung)
• Benennung der Bauteile:
• 1. Position (Systemvariante)

• R

  System mit Stangenverbinder (rod)

  W

  System mit Klammerverbinder (wedge)

• 2. Position (Baugruppentyp)

  S	System (system)
  M	Modul (module)
  B	Block (block)	Typen:	BA	Aufsatzblock (attachment block)	senkrechte Verbindung zum Reihenblock
  			BE	Endblock (end block)	Bauform für Einzelblock (Reihenendblock)
  			BF	Anschlussblock (fitting block)	Anschlussstücke als Endstücke mit Fittingen für Gasanschlüsse (Schweißglands oder Einschraubkörper)
  			BH	Heizerblock (heater block)	separater Block für Heizeraufnahme
  			BI	Einlassblock (inlet block)	Reihenblock für Gaszuführung
  			BL	Deckelblock (lid block)	ergibt Containermodul zusammen mit Containerblock, an Reihenblock anschließbar und separat zu entnehmen
  			BO	Auslassblock (outlet block)	Verbindungsblock zur Prozesskammer
  			BR	Reihenblock (row block)	Block für Containeraufnahme und Precursordosierung
  			BT	Containerblock (tank block)	ergibt Containermodul zusammen mit Deckelblock
  C	Verbinder (connector)		CC	Klammer (clamp)
  			CP	Verbindungsplatte (plate)
  			CR	Verbindungsstange (rod)

• 3. Position (Ausführungsform oder charakterisierende Bezeichnungen)
• Anschlussvarianten

• AD

  für Anschluss von zwei Ventilen (attachment: double)

  AE

  für Anschluss von wechselbarem Entnahmerohr (attachment: extraction tube)

  AL

  für Anschluss Druckbehälter Flüssigprecursor (attachment: liquid precursor for injection)

  AM

  für Anschluss Gasflussregler (attachment: mass-flow controller)

  AP

  für Anschluss Druckregler (attachment: pressure controller)

  AR

  für Anschluss Druckbehälter Lösungsmittel (attachment: rinse solvent)

  AS

  für Anschluss von einem Ventil (attachment: single)

  AT

  für Anschluss von drei Ventilen (attachment: triple)

  AZ

  für Anschluss von 3-port Ventil für geringes Totvolumen (attachment: zero dead volume)

• Funktionalitäten

• FB

  für Bubblerfunktion (feature: bubbler)

  FF

  für längere Dampfentnahmezeiten mit Flussbegrenzer (feature: flow draw)

  FG

  für Gasdosierung mit Druckminderung, z. B. für Ozon (feature: gas dosing)

  FI

  für Gaseinlass und -verteilung (feature: gas in)

  FJ

  für Verbindung (Zwischenblock) bei Stangenmontage (feature: joint)

  FL

  für Druckbeaufschlagung für Flüssigdosierung (feature: liquid flow)

  FM

  für Messanordnung (feature: metering installation)

  FO

  für Gasauslass (Prozessgas) (feature: gas out)

  FR

  für Precursor mit geringem Dampfdruck mit Boosterfunktion (feature: pressurization and boost)

  FR

  für interne Wiederbefüllung (feature: refill)

  FS

  für Zwischenspeicher (feature: temporary storage)

  FT

  Container komplett (feature: tank)

  FV

  für Dampfentnahme bei ausreichendem Precursordampfdruck (feature: vapor draw)

• Gasschnittstellen

• GC

  Gaseinlass für Trägergas (carrier gas)

  GF

  Gasanschluss als Flansch (gas flange)

  GH

  Gasheizer (gas heater)

  GI

  Gaseinlass allgemein (gas in)

  GO

  Gasauslass (gas out)

  GP

  Gaseinlass für Druckbeaufschlagungsgas für Booster-Linie (pressure boost gas)

  GW

  Gasanschluss mittels Schweißstutzen (gland welded)

• Platten und Blindstücke

• PB

  Blindstück (blind plate)

  PF

  Verbindungsplatte vorn (für Klammeranzug und -lösen) (front plate)

  PH

  Platzhalter (placeholder)

  PR

  Verbindungsplatte hinten (für Ausrichtung beim Anzug) (rear plate)

• Seitenbezeichnungen

• SL

  für linke Seite (left side)

  SR

  für rechte Seite und oben (right side)

• Tankvarianten (Container)

• TI

  Ausführung mit ISO-Dichtung für große Container (ISO-Standard) (tank: ISO)

  TK

  Ausführung mit Kleinflansch-Dichtung für Container (KF-Standard) (tank: KF)

  TM

  Ausführung mit Metalldichtung für Container (CF-Standard) (tank: metal gasket)

  TR

  Überwurfbefestigung für Rohrcontainer (tank: ring)

  TS

  Containerblock eckig (tank: square)

  TT

  Container zylindrisch (tank: tube)

• Maßangaben

• xM

  Stangentyp entsprechend Anzahl der zu verbindenden Module bei Stangenmontage (z. B. 3M für drei Module)

  xx

  Zahlenangabe für Füllmenge Precursorcontainer (z. B. 100 für 100 ml)

• Beispiele:

  W-BR FV	Reihenblock für Precursordosierung für Precursor mit hohem Dampfdruck für Klammermontage
  W-M FT	Containermodul (z. B. bestehend aus: W-BT MG 150, W-BL, W-BM)
  W-M FV	Modul für Precursordosierung für Precursor mit hohem Dampfdruck (z. B. bestehend aus W-BR FV, W-M FT (W-BT TM, W-BL, W-BM))
  W-S-M FO -M FV-M FI	System für Klammermontage aus drei Modulen

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 2008/0041479 A1 [0006]

Claims (18)

1. Modulares Versorgungssystem für chemische Reaktionssysteme, insbesondere Gasphasenabscheidungsprozesse, gekennzeichnet durch eine erste Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) mit mindestens einer Verbindungsfläche (314, 315), insbesondere mindestens zwei Verbindungsflächen (314, 315) zur Verbindung mit mindestens einer zweiten Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) mit mindestens einer Verbindungsfläche (314, 315), insbesondere mindestens zwei Verbindungsflächen (314, 315), wobei die Form und Größe der Verbindungsflächen (314, 315) der ersten und der zweiten Blockvorrichtungen (1 bis 32, 34, 35) aneinander angepasst sind, und wobei mindestens eine der Blockvorrichtungen (1 bis 32, 34, 35) mindestens einen Fluidkanal (306, 306a, 306b, 306c) für den Transport von Fluiden, insbesondere Precursoren und/oder Hilfsgasen aufweist, wobei die erste oder zweite Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) als Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35) zur Aufnahme von Fluiden ausgebildet ist.
2. Modulares Versorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die mindestens eine zweite Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) als Aufsatz-Blockvorrichtung (1 bis 3a), End-Blockvorrichtung (4), Anschluss-Blockvorrichtung (5 bis 11), Heizer-Blockvorrichtung (12 bis 13b), Einlass-Vorrichtung (14 bis 17), Deckel-Blockvorrichtung (18 bis 22a), Auslass-Blockvorrichtung (23, 23a) und/oder Reihen-Blockvorrichtung (24 bis 30b) ausgebildet ist.
3. Modulares Versorgungssystem nach Anspruchs 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Blockvorrichtungen (1 bis 32, 34, 35) mit jeweils aufeinander angepassten, standardisierten Verbindungsflächen (314, 315) und/oder standardisierten Öffnungen der Fluidkanäle (306) ein Modul (A bis N) bilden.
4. Modulares Versorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Module (A bis N) über im Wesentlichen quaderförmige Blockvorrichtungen (4, 18 bis 30b) miteinander flächig verbunden sind.
5. Modulares Versorgungsystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) mindestens ein Ventil (116) zur Absperrung eines Hohlraumes (502) in der Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35), einen Druckmesser, eine Verbindungsvorrichtung für eine Heizer-Blockvorrichtung (12, 13, 13a, 13b) und/oder ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit mindestens einer weiteren Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35), insbesondere eine Halterung für Klammern (36) oder eine Schraubverbindung aufweist.
6. Modulares Versorgungsystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Verbindungsflächen (314, 315) der der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) eben ausgebildet sind und unter einem Winkel von 90° oder 120° zueinander angeordnet sind.
7. Modulares Versorgungsystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Befestigungsmittel (36), insbesondere eine Klammer für die Verbindung der ersten Blockvorrichtung (1, 4 bis 11, 14 bis 17, 23 bis 30b) mit der mindestens einen zweiten Blockvorrichtung (1, 4 bis 11, 14 bis 17, 23 bis 30b).
8. Modulares Versorgungsystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Verbindungsflächen (314, 315) der ersten Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) und/oder der mindestens einen zweiten Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) als Dichtflächen (301) ausgebildet sind, wobei insbesondere eine Öffnung des mindestens einen Fluidkanals (306) von einem Dichtungsmittel (204, 205) zur Herstellung einer gas- und vakuumdichten Dichtung umgeben ist.
9. Modulares Versorgungssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Verdampfervorrichtung für Percursoren, die eine Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35) und eine Heizer-Blockvorrichtung (12, 13, 13a), insbesondere mit einer Wärmeübertragungsfläche zur Verbindung mit anderen Blockvorrichtungen, und eine Deckel-Blockvorrichtung (18 bis 22a) zur gasdichten Abdichtung der Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35) aufweist.
10. Modulares Versorgungssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Containermodul mit einer Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35) und einer Deckel-Blockvorrichtung (18 bis 22a) zum Verschließen eines Hohlraums (502) in der Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35).
11. Modulares Versorgungssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Behältervorrichtung für Percursoren mit einer Container-Blockvorrichtung, einer Deckel-Blockvorrichtung (18 bis 22a) zum gasdichten Verschließen des Hohlraums (502) in der Container-Blockvorrichtung und mindestens einem Ventil (116) zur Absperrung des Hohlraums (502) in der Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35).
12. Modulares Versorgungsystems nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Precursorentnahmevorrichtung (B) zur Precursorentnahme mittels Trägergas (Bubbler-Modul) und/oder mindestens eine Dampfdosierungsvorrichtung (C) zur Dampfentnahme und/oder mindestens eine Dampfdosierungsvorrichtung (D) mit einer Dampfflussbegrenzung und/oder mindestens eine Dampfdosierungsvorrichtung (E) zur Dampfdosierung mit einer Druckbeaufschlagung und/oder mindestens eine Gaseinlassvorrichtung (A) für einen Gaseinlass und/oder mindestens eine Platzhalter-Blockvorrichtung (30) und/oder mindestens eine Gasauslassvorrichtung (F) für einen Gasauslass in eine Prozesskammer und/oder mindestens eine Gasdosierungsvorrichtung (G) für eine Gasdosierung mit einer Druckreduzierung, insbesondere für Ozon und/oder mindestens eine Vorrichtung zur Verteilung und Vorheizung eines Transport-, Spül- und Druckbeaufschlagungsgases und/oder mindestens eine Messvorrichtung (M) für Dampfdruckmessung von Precursoren und zur Füllstandsbestimmung von Precursorcontainern und/oder mindestens eine Zwischenspeichervorrichtung (N) für Precursordampf und Dosierung daraus.
13. Modulares Versorgungssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) eine Verdampfervorrichtung einem ein Precursor-Absperrventil (116), b) eine Blockvorrichtung (29) zur Aufnahme, Dosierung und Verteilung des Precursors, c) eine Blockvorrichtung (29) mit einem ersten (8) und einem zweiten Endstück (10), an denen jeweils erste (210) und zweite Verschraubungseinrichtungen (210) für eine Trägergaszu- bzw. -abführung angeordnet sind, und d) eine Blockvorrichtung (29), an der ein Precursor-Dosierventil (126) und ein Precursor-Dampfdruckmesser (101) angeordnet sind.
14. Modulares Versorgungssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Blockvorrichtungen (1, 4 bis 11, 14 bis 17, 23 bis 30b) über mindestens eine Klammer (36) miteinander form- und/oder kraftschlüssig verbunden oder verbindbar sind, wobei die Verbindung insbesondere über eine Nut-Feder Verbindung hergestellt ist oder herstellbar ist.
15. Modulares Versorgungssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Blockvorrichtungen (1 bis 32, 34, 35) mit einer Prozesskammer eines Gasphasenabscheideprozesses, insbesondere eines ALD oder CVD Prozesses verbunden sind oder verbindbar sind.
16. Blockvorrichtung besonders eingerichtet und ausgebildet, um in einem modularen Versorgungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 verwendet zu werden, insbesondere eine Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) ausgebildet als Aufsatz-Blockvorrichtung (1, bis 3a), End-Blockvorrichtung (4), Anschluss-Blockvorrichtung (5 bis 11), Heizer-Blockvorrichtung (12 bis 13b), Einlass-Blockvorrichtung (14 bis 17), Deckel-Blockvorrichtung (18 bis 22a), Auslass-Blockvorrichtung (23, 23a), Reihen-Blockvorrichtung (25 bis 30b) und/oder Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35).
17. Verfahren zur Versorgung von chemischen Reaktionssystemen, insbesondere chemischer Gasphasenabscheidungsprozesse, dadurch gekennzeichnet, dass Fluide, insbesondere ein Prozessgas und/oder ein Precursor durch Fluidkanäle (306) in mindestens einer ersten Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) mit mindestens einer Verbindungsfläche (314, 315) zur Verbindung mit mindestens einer zweiten Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) mit mindestens einer Verbindungsfläche (314, 315) durchströmen, wobei die der Form und Größe der Verbindungsflächen (314, 315) der ersten und der zweiten Blockvorrichtungen (1 bis 32, 34, 35) aneinander angepasst sind, wobei die erste oder zweite Blockvorrichtung (1 bis 32, 34, 35) als Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35) zur Aufnahme von Fluiden ausgebildet ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung eines Füllstandes in der Container-Blockvorrichtung (31, 32, 34, 35) ein Differenzdruck ermittelt wird.

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