DE102016225257A1

DE102016225257A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs

Info

Publication number: DE102016225257A1
Application number: DE102016225257.7A
Authority: DE
Inventors: Henrik Wolfgang Behm; Karim Bahroun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-21

Abstract

Vorrichtung (100) zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors (11) und/oder eines Hilfsstoffs, mit einer Injektionseinheit (10) und einer Verdampfungseinheit, insbesondere eines Niederdruckbehälters (20), wobei durch die Injektionseinheit (10) der Präkursor (11) in die Verdampfungseinheit derart mit Hochdruck einspritzbar ist, dass der Präkursor (11) in der Verdampfungseinheit tröpfchenförmig verteilt vorliegt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung sowie einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Aus der DE 198 82 473 T1 ist ein Verdampfer mit einer Aerosolerzeugungseinrichtung bekannt, die eine Flüssigkeit in kleine und größere Tröpfchen zerstäubt, welche im Wesentlichen bei Raumtemperatur in eine Gasströmung transportiert werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Vorrichtung zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs, sowie ein Verfahren zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Vorrichtung bzw. des Verfahrens möglich.
Es wird eine Vorrichtung zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs, mit einer Injektionseinheit und einer Verdampfungseinheit, insbesondere eines Niederdruckbehälters, vorgestellt, wobei durch die Injektionseinheit der Präkursor in die Verdampfungseinheit derart mit Hochdruck einspritzbar ist, dass der Präkursor in der Verdampfungseinheit tröpfchenförmig verteilt vorliegt.
Unter einem Ausgangsstoff kann hierbei insbesondere ein fester und/oder flüssiger Ausgangsstoff verstanden werden. Unter einem Präkursor kann ein Ausgangsprodukt verstanden werden, welches in eine chemische Reaktion eingeht. Insbesondere können darunter schichtbildende Ausgangsstoffe für eine chemische Gasphasenabscheidung oder eine Atomlagenabscheidung verstanden werden. Unter Hilfsstoffen können hierbei Stoffe verstanden werden, die insbesondere das Verdampfen der Präkursoren bzw. des Präkursors unterstützen. Unter einer Injektionseinheit kann ein Injektor bzw. ein Hochdruckinjektor verstanden werden, der einen flüssigen Präkursor oder einen festen Präkursor, der zuvor verflüssigt wird, unter Druck über eine Düse austrägt bzw. in die Verdampfungseinheit einspritzt. Unter Druck bzw. Hochdruck kann ein Druckbereich verstanden werden, der beispielsweise größer als 1 bar, bevorzugt größer als 100 bar, besonders bevorzugt größer als 1000 bar und ganz besonders bevorzugt größer als 2500 bar beträgt. Unter einer Verdampfungseinheit kann ein verschließbarer Behälter verstanden werden, welcher den eingespritzten Präkursor aufnehmen kann, ohne dass ein durch den Einspritzvorgang erzeugter Sprühnebel bzw. ohne dass durch den Einspritzvorgang erzeugte Tröpfchen des Präkursors agglomerieren bzw. kondensieren. Insbesondere kann unter einer Verdampfungseinheit ein Niederdruckbehälter verstanden werden, der ein ausreichend großes Volumen aufweist, um den eingespritzten und in Tröpfchenform vorliegenden Präkursor aufzunehmen.
Die hier vorgestellte Vorrichtung hat den Vorteil, dass in einfacher Weise kleine als auch große Mengen an gasförmigem Präkursor unter Umgebungstemperatur hergestellt werden können bzw. bereitgestellt werden können. Unter kleinen Mengen sind weniger als 1 Standard-Kubikzentimeter (sccm) bevorzugt weniger als 0,1 sccm, besonders bevorzugt weniger als 0,001 sccm, zu verstehen. Unter großen Mengen ist hierbei insbesondere mehr als ein Standardliter pro Minute (slm), bevorzugt mehr als 10 slm, besonders bevorzugt mehr als 100 slm und ganz besonders bevorzugt mehr als 1000 slm, zu verstehen. Unter Umgebungstemperatur ist eine Temperatur zwischen +5°C und +40°C zu verstehen.
Weiterhin bietet die Vorrichtung den Vorteil, dass die Menge an bereitgestelltem, gasförmigem Präkursor, wie beispielsweise dem in der Niederdruckbeschichtungstechnik verbreiteten Hexamethyldisiloxan (HMDSO), zügig verändert werden kann. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn durch die Vorrichtung der Präkursor direkt verdampft werden kann, ohne notwendigerweise auf Hilfsstoffe zurückgreifen zu müssen. Indem der Präkursor in der Verdampfungseinheit tröpfchenförmig verteilt vorliegt, lässt sich somit der Präkursor in einfacher Weise verdampfen bzw. in seinen gasförmigen Zustand überführen.
Insbesondere kann durch die Vorrichtung ein schneller Wechsel von einem Präkursor auf einen anderen Präkursor gewährleistet werden. Ferner kann die Verdampfungseinheit in einfacher Weise gereinigt und evakuiert werden.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Injektionseinheit den Präkursor mit einem Einspritzdruck in den Verdampfer einspritzt, der größer ist als der Druck in der Verdampfungseinheit. Denn somit wird gewährleistet, dass der in flüssiger Form vorliegende Präkursor nach dem Einspritzen in die Verdampfungseinheit in möglichst kleine Tröpfchen verteilt vorliegt. So enthält ein Würfel von 1 cm Kantenlänge bei einem Moleküldurchmesser von 0,31 nm = 3,10^-10 m nv = 3,7 × 10²² Moleküle von denen n_A = 1,1 × 10¹⁵ an einer Oberfläche des Würfels liegen. Dies entspricht 1,8 × 10^-5% Grenzflächenmolekülen. Bei einer Aufteilung eines Volumens des Würfels auf Würfel von 10^-5 cm Kantenlänge befinden sich dagegen 1,8 % der Moleküle in der Grenzfläche. Hierdurch wird eine Effizienz eines Verdampfungsprozesses und damit der Vorrichtung weiter gesteigert. Eine maximal erzielbare Verdampfungsgeschwindigkeit für eine Verdampfung in ein Vakuum kann mit Hilfe der Hertz-Knudsen-Gleichung für ein homogenes System in einem Verdampfungsgleichgewicht abgeschätzt werden. $\dot{m} = \frac{p (T) \cdot A}{\sqrt{2 π MRT}}$
mit:

ṁ = Verdampfungsgeschwindigkeit in kg/s
A = Grenzfläche der Tropfen in m²
R = ideale Gaskonstante [8,314 kJ/(kmol*K)]
T = Temperatur des Präkursors in K
M = Molmasse des Präkursors in kg/kmol
p(T) = Dampfdruck des Präkursors bei der Temperatur T in Pa

Damit erhöht sich die Verdampfungsleistung des beschriebenen Verdampfers proportional zur Grenzflächenvergrößerung und wird im Gegensatz zu einer Verdampfung unter Temperaturerhöhung nicht durch eine maximal tolerierbare Temperaturbelastung des Materials begrenzt.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Verdampfungseinheit eine Heizvorrichtung zum Temperieren der Verdampfungseinheit aufweist. Die Heizvorrichtung kann hierbei beispielsweise als Heizwendel oder Heizfolie ausgestaltet sein, die zumindest teilweise mit einer Oberfläche der Verdampfungseinheit in Kontakt steht und somit thermische Energie auf eine Wandung der Verdampfungseinheit übertragen kann. Somit kann eine Kondensation des Präkursors an einer Innenseite der Wandung der Verdampfungseinheit, aufgrund einer im Verdampfungsprozess natürlich auftretenden adiabatischen Kühlung des Präkursors und in Folge dessen der Verdampferwandung, vermieden werden.
Die Verdampfungseinheit kann ferner eine Evakuieröffnung zum Evakuieren der Verdampfungseinheit aufweisen. Hierdurch kann erreicht werden, dass der eingespritzte Präkursor in der Verdampfungseinheit nicht durch Rückstände im Verdampfer verunreinigt wird. Hierdurch wird die Effizienz der Vorrichtung weiter gesteigert.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Verdampfungseinheit eine Anschlussöffnung zum Anschließen einer Gasentnahmevorrichtung aufweist. Hierdurch kann in einfacher Weise der gasförmige Präkursor aus der Verdampfungseinheit entnommen werden und beispielsweise als Prozessgas einer weiteren Vorrichtung zugeführt werden.
Indem die Verdampfungseinheit einen Gasmengensensor zum Bestimmen einer durch die Anschlussöffnung entnehmbaren Gasmenge aufweist, kann über Massefluss- oder Gasvolumenregler eine entnommene Gasmenge in einfacher Weise gezielt gemessen, eingestellt und/oder reguliert werden und es kann in Abhängigkeit von der entnommenen Gasmenge weiterer, noch in flüssiger Form vorliegender Präkursor in die Verdampfungseinheit zum Verdampfen eingespritzt werden.
Es ist zweckmäßig, wenn die Vorrichtung eine Druckmesseinheit zum Messen eines Einspritzdrucks und/oder zum Messen eines Drucks im Inneren der Verdampfungseinheit aufweist. Denn durch Kenntnis dieses Drucks bzw. dieser beider Drücke kann der Verdampfungsvorgang in der Vorrichtung von dem gemessenen Druck bzw. den gemessenen Drücken abhängig gesteuert werden. Hierdurch kann die Vorrichtung noch effizienter betrieben werden. Insbesondere kann durch die Druckmesseinheit sowohl eine Einspritzmenge als auch einen Innendruck in der Verdampfungseinheit überwacht werden und damit eine Leckage sicher erkannt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Steuereinheit zum Steuern eines Verdampfungsprozesses aufweist. Hierbei kann die Steuereinheit beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Injektionseinheit und/oder die Verdampfungseinheit in Abhängigkeit von messbaren Parametern, wie beispielsweise einer Temperatur des in flüssiger Form vorliegenden Präkursors, einer Umgebungstemperatur, einer Temperatur im Inneren der Verdampfungseinheit, einer Temperatur der Heizvorrichtung zum Temperieren der Verdampfungseinheit, eines Innendrucks in der Verdampfungseinheit, einer momentan eingestellten Einspritzrate und/oder eines momentan eingestellten Einspritzdrucks zu steuern bzw. zu regeln. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Arbeitspunkt der Vorrichtung bzw. eines in der Vorrichtung ablaufenden Verdampfungsprozesses optimiert werden.
Die zuvor genannten Vorteile gelten in entsprechender Weise auch für ein Verfahren zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs.
Ein Verfahren zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs, wobei ein Präkursor durch eine Injektionseinheit in eine Verdampfungseinheit derart eingespritzt wird, dass sich der Präkursor in der Verdampfungseinheit tröpfchenförmig verteilt, hat den Vorteil, dass der Präkursor in der Verdampfungseinheit sehr schnell in Gasform überführt wird. Des Weiteren können durch dieses Verfahren variable Gasmengen verschiedener, in flüssiger Form vorliegender Präkursoren, wie beispielsweise HMDSO, Trimethylaluminium und/oder Trimethylindium bereitgestellt werden.
Es ist zweckmäßig, wenn bei dem Verfahren eine Steuereinheit einen Einspritzvorgang und/oder einen Verdampfungsvorgang in Abhängigkeit von einem durch eine Druckmesseinheit gemessenen Einspritzdruck und/oder einem durch die Druckmesseinheit gemessenen Druck im Inneren der Verdampfungseinheit steuert. Denn hierdurch kann das Verfahren in einem optimalen Arbeitspunkt und damit in effizienter Weise betrieben werden.
Indem die Steuereinheit den Einspritzvorgang und/oder den Verdampfungsvorgang in Abhängigkeit einer aus der Verdampfungseinheit entnommenen, durch einen Gasmengensensor gemessenen Gasmenge steuert, kann das Verfahren noch weiter in seiner Effizienz gesteigert werden.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Steuereinheit den Verdampfungsvorgang in Abhängigkeit einer Temperierung der Verdampfungseinheit durch eine Heizvorrichtung steuert. Denn hierdurch kann der Verdampfungsvorgang noch effizienter gestaltet werden. Weiterhin kann hierdurch verhindert bzw. teilweise vermieden werden, dass gasförmiger Präkursor beispielsweise an der Innenseite der Wandung der Verdampfungseinheit kondensiert. Hierdurch können nachfolgende Wartungsschritte und/oder Reinigungsschritte entfallen oder Intervalle für die Wartungsschritte und/oder die Reinigungsschritte vergrößert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs, gemäß einem Ausführungsbeispiel; sowie
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs, gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elementen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100 weist eine Injektionseinheit 10 auf, welche beispielsweise als Hochdruckinjektor ausgestaltet ist. Die Vorrichtung 100 weist ferner einen Niederdruckbehälter 20 auf, welcher als Verdampfungseinheit fungiert. Die Injektionseinheit 10 ist derart an den Niederdruckbehälter 20 angeordnet bzw. angeschlossen, dass die Injektionseinheit 10 einen Ausgangsstoff, beispielweise flüssigen Präkursor 11 unter Druck bzw. Hochdruck in den Niederdruckbehälter 20 einspritzen kann. Der vormals in flüssiger Form vorliegende Präkursor 11 liegt nach dem Einspritzvorgang als tröpfchenförmig verteilter Präkursor 111 in dem Niederdruckbehälter 20 vor. Indem der tröpfchenförmig verteilte Präkursor 111 gleichverteilt in dem Niederdruckbehälter 20 vorliegt, wird der Übergang von flüssigem Zustand in gasförmigen Zustand des Präkursors 111 erleichtert. Einspritzparameter wie beispielweise eine Einspritzmenge und/oder ein Einspritzdruck können hierbei durch eine Düse 12 der Injektionseinheit 10 beeinflusst werden und über eine Einspritzdruckmesseinheit 13 gemessen bzw. gemonitort werden.
Der Niederdruckbehälter 20 der Vorrichtung 100 weist eine Evakuieröffnung 21 auf, über welche der Niederdruckbehälter 20 evakuiert werden kann. Dies kann beispielsweise über eine an der Evakuieröffnung 21 angeschlossene Vakuumpumpe und/oder weitere Pumpen wie beispielsweise eine Turbomolekularpumpe oder eine Kryopumpe erreicht werden. Hierdurch lassen sich in einfacher Weise im Vergleich zu dem Umgebungsdruck kleinere Unterdrücke herstellen als auch eine Restentleerung des Niederdruckbehälters 20 durchführen. Die Evakuieröffnung 21 kann beispielsweise als Flansch 26 ausgestaltet sein. Ferner weist der Niederdruckbehälter 20 eine Anschlussöffnung 24 auf, über welche ein gasförmiger Präkursor 112 als Prozessgas 30 weiteren Prozessschritten zugeführt werden kann. Der gasförmige Präkursor 112 entsteht hierbei durch den Verdampfungsvorgang von tröpfchenförmig verteiltem Präkursor 111 in dem Niederdruckbehälter 20. An der Anschlussöffnung 24 kann ein Gasmengensensor 28 angeordnet sein, der eine Menge an entnommenen Prozessgas 30 messen kann. Die Anschlussöffnung 24 kann hierbei als Flansch 26 ausgestaltet sein.
Der Niederdruckbehälter 20 kann wenigstens teilweise mit einer Heizvorrichtung 25 ummantelt und/oder umwickelt sein. Die Heizvorrichtung 25 kann hierbei den Niederdruckbehälter 20 bzw. eine Wandung des Niederdruckbehälters 20 auf eine bestimmte Temperatur aufheizen. Die Heizvorrichtung 25 kann hierbei als Heizfolie, als Heizspirale und/oder als Heizwendel ausgeführt sein.
Des Weiteren weist der Niederdruckbehälter 20 einen Deckel 22 auf, durch welchen der Niederdruckbehälter 20 geöffnet und gasdicht verschlossen werden kann. Der Deckel 22 kann so dimensioniert sein, dass, wenn er von dem Niederdruckbehälter 20 abgenommen ist, der Niederdruckbehälter 20 in einfacher Weise von Innen gereinigt werden kann.
Der Niederdruckbehälter 20 weist eine Druckmesseinheit 23 auf, die beispielsweise als Manometer ausgestaltet werden kann. Die Druckmesseinheit 23 ist dazu eingerichtet, einen Innendruck des Niederdruckbehälters 20 zu messen. Die Druckmesseinheit 23 kann hierbei über einen Flansch 26 direkt an dem Niederdruckbehälter 20 angeschlossen sein. In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Druckmesseinheit 23 beispielsweise über einen Flansch 26 an dem Deckel 22 des Niederdruckbehälters 20 angebracht ist.
Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Steuereinheit 27 auf. Die Steuereinheit 27 ist dazu eingerichtet, ein Signal 130 der Einspritzdruckmesseinheit 13, ein Signal 230 der Druckmesseinheit 23 und/oder ein Signal 280 des Gasmengensensors 28 zu empfangen. Die Steuereinheit 27 ist dazu eingerichtet, anhand der empfangenen Signale, beispielsweise über einen zuvor programmierten Steueralgorithmus und/oder eine in der Steuereinheit 27 hinterlegten Tabelle (Look-up-table) Ansteuersignale zu generieren und auszugeben. Die Steuereinheit 27 gibt hierbei ein Steuersignal 110 für die Injektionseinheit 10 aus, um eine Injektorstellung der Injektionseinheit 10 vorzugeben. Über die Injektorstellung kann beispielsweise der Einspritzdruck und/oder die Einspritzmenge des flüssigen Präkursors 11 vorgegeben werden. Weiterhin kann die Steuereinheit 27 ein Steuersignal 240 zum Steuern der Anschlussöffnung 24 ausgeben. Hierüber kann die Menge des aus dem Niederdruckbehälter 20 entnommenen gasförmigen Präkursors 112, welcher als Prozessgas 30 weiteren Prozessschritten zugeführt werden kann, geregelt werden. Weiterhin kann die Steuereinheit 27 ein Steuersignal 250 zum Ansteuern der Heizvorrichtung 25 ausgeben. Über dieses Steuersignal 250 lässt sich beispielsweise die Temperatur der Wandung des Niederdruckbehälters 20 einstellen.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors und/oder eines Hilfsstoffs, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 300 kann beispielsweise im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel gemäß der in 1 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Hierbei wird in einem Schritt 310 ein in flüssiger Form vorliegender Präkursor 11 durch eine Injektionseinheit 10 in einen Niederdruckbehälter 20 eingespritzt. Ein Einspritzdruck und/oder eine Einspritzrate bzw. -menge wird hierbei über eine Einspritzdruckmesseinheit 13 gemessen und als Wert bzw. Signal 130 einer Steuereinheit 27 übergeben. Ein in dem Niederdruckbehälter 20 vorliegender Druck wird über eine Druckmesseinheit 23 gemessen und als Wert bzw. Signal 230 an die Steuereinheit 27 übergeben.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass an dem Niederdruckbehälter 20 ein Temperatursensor angeordnet ist, welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur einer Wandung des Niederdruckbehälters 20 zu messen und diesen Temperaturwert als Signal an die Steuereinheit 27 zu übergeben.
Ferner kann an dem Niederdruckbehälter 20, insbesondere an einer Anschlussöffnung 24 zur Entnahme von Prozessgas 30, ein Gasmengensensor 28 angeordnet sein, welcher einen Wert bzw. ein Signal 280 an die Steuereinheit 27 übergibt.
In einem weiteren Schritt 320 erfolgt ein Verdampfen des zuvor in flüssiger Form vorliegenden Präkursors 11 und über die Injektionseinheit 10 eingespritzten nunmehr tröpfchenförmig verteilten Präkursors 111 zu einem gasförmigen Präkursor 112.
Für das Verfahren 300 ist es vorteilhaft, wenn Dampfdruck des flüssigen Präkursors 11 und somit der Dampfdruck des gasförmigen Präkursors 112 bei Umgebungstemperatur bzw. Raumtemperatur, welcher den bevorzugt anzustrebenden Druck in dem Niederdruckbehälter 20 darstellt, größer als der Druck des zu entnehmenden Prozessgases 30 ist.
Ferner kann in einem optionalen Schritt 330 der gasförmige Präkursor 112 als Prozessgas 30 über die Anschlussöffnung 24 entnommen und weiteren Prozessschritten zugeführt werden. Abhängig von der entnommenen Gasmenge des Gases 30 und des Drucks im Niederdruckbehälter 20 kann die Steuereinheit 27 die Injektionseinheit 10 derart ansteuern, dass die Injektionseinheit 10 über die Düse 12 kontinuierlich oder gepulst weiteren flüssigen Präkursor 11 in den Niederdruckbehälter 20 einspritzt. Abhängig von dem Druck des Niederdruckbehälters 20 kann die Steuereinheit 27 über ein Steuersignal 250 eine Heizvorrichtung 25, welche die Wandung des Niederdruckbehälters 20 aufheizen kann, ansteuern, so dass sich der Niederdruckbehälter 20 auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Hierdurch kann der über die Injektionseinheit 10 eingespritzte und tröpfchenförmig verteilte Präkursor 111 in dem Niederdruckbehälter 20 leichter in Gasform übergehen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 27 bei dem Schritt des Verdampfens 320 den Niederdruckbehälter 20 durch Ansteuern einer externen Vakuumpumpe über eine Evakuieröffnung 21 weiter evakuieren bzw. den Druck des Niederdruckbehälters 20 derart einstellen, dass der tröpfchenförmig verteilte Präkursor 111 in den gasförmigen Zustand 112 übergeht.
Alternativ oder zusätzlich kann vor dem Einspritzen 310 ein Schritt 305 des Reinigens und/oder Evakuierens des Niederdruckbehälters 20 erfolgen. Hierdurch kann verhindert werden, dass ein erzeugtes Prozessgas 30 durch Produkte aus vorangegangenen Verfahrenszyklen kontaminiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19882473 T1 [0002]

Claims

Vorrichtung (100) zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors (11) und/oder eines Hilfsstoffs, mit einer Injektionseinheit (10) und einer Verdampfungseinheit, insbesondere eines Niederdruckbehälters (20), dadurch gekennzeichnet, dass durch die Injektionseinheit (10) der Präkursor (11) in die Verdampfungseinheit derart mit Hochdruck einspritzbar ist, dass der Präkursor (11) in der Verdampfungseinheit tröpfchenförmig verteilt vorliegt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinheit (10) den Präkursor (11) mit einem Einspritzdruck in die Verdampfungseinheit einspritzt, der größer ist, als der Druck in der Verdampfungseinheit.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungseinheit eine Heizvorrichtung (25) zum Temperieren der Verdampfungseinheit aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungseinheit eine Evakuieröffnung (21) zum Evakuieren der Verdampfungseinheit aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungseinheit eine Anschlussöffnung (24) zum Anschließen einer Gasentnahmevorrichtung aufweist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungseinheit einen Gasmengensensor (28) zum Bestimmen einer durch die Anschlussöffnung (24) entnehmbaren Gasmenge aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Druckmesseinheit (13, 23) zum Messen eines Einspritzdrucks und/oder zum Messen eines Drucks im Inneren der Verdampfungseinheit aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Steuereinheit (27) zum Steuern eines Verdampfungsprozesses aufweist.
Verfahren (300) zum Verdampfen eines Ausgangsstoffs, insbesondere eines Präkursors (11) und/oder eines Hilfsstoffs, insbesondere in einer Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Präkursor (11) durch eine Injektionseinheit (10) in eine Verdampfungseinheit derart eingespritzt wird, dass sich der Präkursor (11) in der Verdampfungseinheit tröpfchenförmig verteilt.
Verfahren (300) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (27) einen Einspritzvorgang und/oder einen Verdampfungsvorgang in Abhängigkeit von einem durch eine Druckmesseinheit (13) gemessenen Einspritzdruck und/oder einem durch die Druckmesseinheit (23) gemessenen Druck im Inneren der Verdampfungseinheit steuert.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (27) den Einspritzvorgang und/oder den Verdampfungsvorgang in Abhängigkeit einer aus der Verdampfungseinheit entnommenen, durch einen Gasmengensensor (28) gemessenen Gasmenge steuert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (27) den Verdampfungsvorgang in Abhängigkeit einer Temperierung der Verdampfungseinheit durch eine Heizvorrichtung (25) steuert.