DE102019117543A1

DE102019117543A1 - Verfahren zum Kalibrieren/Verifizieren von Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten eines Gasmischsystems und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102019117543A1
Application number: DE102019117543.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Sebald Lauffer
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2020-12-31
Also published as: WO2020260480A1; TW202111290A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren/Überprüfen von in einem Gasmischsystem einer Substratbehandlungseinrichtung dauerhaft angeordneten Massenfluss-Mess/ Steuer-Geräten (21, 31, 41, 51, 61) bei dem ein als Gasflussmessgerät ausgebildetes Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) derart in eine Gasflussverbindung zum zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/ Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) gebracht wird, dass durch das zu kalibrierende/ überprüfende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) zumindest ein Teilfluss des durch das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) fließenden Gasflusses fließt. Zur gebrauchsvorteilhaften Weitbildung, insbesondere zur Ermöglichung einer vollautomatischen Kalibrierung/Überprüfung mehrerer und insbesondere aller Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte eines Gasmischsystems, wird vorgeschlagen, dass das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) permanent stromaufwärts bezogen auf den Gasfluss gegenüber dem zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Substrates mit einem Gasmischsystem.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren von in einem Gasmischsystem einer Substratbehandlungseinrichtung dauerhaft angeordneten Massenfluss-Mess/ Steuer-Geräten bei dem ein als Gasflussmessgerät ausgebildetes Kalibriergerät derart in eine Gasflussverbindung zum zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät gebracht wird, dass der durch das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät hindurchfließende Gasfluss durch das Kalibriergerät fließt.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist insbesondere ein Gasmischsystem einer Substratbehandlungseinrichtung, wobei die Substratbehandlungseinrichtung einen CVD-Reaktor und insbesondere einen MOCVD-Reaktor aufweisen kann.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Mehrzahl derartiger Vorrichtungen einer Fertigungseinrichtung.
Stand der Technik
Eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, insbesondere zum thermischen Behandeln von Substraten besitzt einen Reaktor, insbesondere einen CVD-Reaktor oder einen MOCVD-Reaktor, in dem ein Substrat thermisch insbesondere derart behandelt wird, dass auf eine Oberfläche des Substrates eine Schicht abgeschieden wird. Hierzu liefert ein Gasmischsystem reaktive Gase, die zusammen mit einem Trägergas in eine Prozesskammer des Reaktors eingespeist werden. Die Gasflüsse werden mit Massenfluss-Messgeräten oder Massenfluss-Steuergeräten gemessen oder gesteuert. Derartige Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte müssen in zeitlichen Abständen kalibriert bzw. verifiziert oder zumindest überprüft werden. Hierzu sind aus dem Stand der Technik, insbesondere den US 9,169,975 B2 , US 9,644,796 B2 und US 2006/0283390 A1 Verfahren bekannt, bei denen ein Gasfluss durch ein zu kalibrierendes Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät geleitet wird und dieser Gasfluss von einem als Gasflussmessgerät ausgebildeten Kalibriergerät gemessen wird. Das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät wird derart eingestellt, dass der Wert, den das Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät an eine Steuerelektronik abgibt, dem Wert entspricht, den das Kalibriergerät misst.
Es ist ebenfalls bekannt, derartige Kalibriergeräte oder Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte dadurch zu kalibrieren, dass sie an externe Kalibriergeräte angeschlossen werden, um die Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte einer Vielzahl von Substratbehandlungseinrichtungen einer Fertigungseinrichtung identisch zu kalibrieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden. Es ist insbesondere vorgesehen, Maßnahmen zu ergreifen, mit denen eine vollautomatische Kalibrierung mehrerer und insbesondere aller Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte eines Gasmischsystems möglich ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen technischen Lösungen darstellen, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe sind.
Zunächst und im Wesentlichen schlägt die Erfindung vor, dass das Kalibriergerät stromaufwärts des zu kalibrierenden oder zu überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes angeordnet ist. Mit dem Kalibriergerät kann zumindest ein Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät eines Gasmischsystems kalibriert werden, wobei unter Kalibrieren nicht nur das Korrigieren der Einstellung, sondern auch das ledigliche Überprüfen bzw. Verifizieren der Einstellung des Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes verstanden wird. Das Kalibriergerät ist ein permanent im Gasmischsystem angeordnetes Gas-Massenfluss-Messgerät. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Kalibriergerät zwischen einer Zuleitung eines Kalibriergases, welches ein Inertgas sein kann, und den zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten angeordnet ist. Das Kalibriergerät ist dauerhaft in der Verrohrung eines Gasmischsystems angeordnet. Es ist mit einer Zuleitung, die von einer Kalibriergasquelle, beispielsweise einer Inertgasquelle, gespeist wird verschraubt oder anderweitig verflanscht. Es ist mit einer Gasverteilleitung, die das Kalibriergas zu weiteren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten leitet, verschraubt oder verflanscht. Besitzt das Gasmischsystem zwei Quellen für voneinander verschiedene Inertgase, so kann jede Inertgaszuleitung zumindest ein Kalibriergerät aufweisen, so dass die nachfolgend angeordneten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte wahlweise mit einem der mehreren Inertgase kalibriert werden können. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass lediglich eine Inertgasquelle mit einem Kalibriergerät versehen ist, beispielsweise eine Quelle für Stickstoff oder Wasserstoff. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass mehrere Kalibriergeräte mit unterschiedlichen Wertebereichen parallel oder in Reihe zueinander in der Gaszuleitung angeordnet sind. Jedes der Kalibriergeräte ist mit der Kalibriergasquelle (Inertgasquelle) verbindbar. Hierzu kann der Strömungsleitung, mit der das Kalibriergerät mit der Kalibriergasquelle verbindbar ist, ein Ventil zugeordnet sein, welches wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann, um den Kalibriergasfluss durch das Kalibriergerät hindurchzuleiten. Es kann ein Bypass vorgesehen sein, der mit einem Ventil verschließbar ist, um den Kalibriergasfluss (Inertgasfluss) um das mindestens eine Kalibriergerät herumzuleiten. Kalibriergeräte mit unterschiedlichen Messbereichen können aber auch in Reihe geschaltet sein, wobei jedes der Kalibriergeräte von einem Bypass umgehbar ist. Der Massenfluss kann aber auch gleichzeitig durch den Bypass und das Kalibriergerät strömen. Es können mehrere Kalibriergeräte derart in Reihe geschaltet sein, dass Massenflüsse in einem großen Messbereich gemessen werden können. Die ein oder mehreren Kalibriergeräte bilden eine Kalibriergeräteanordnung. Bestandteil der Kalibriergeräteanordnung kann auch ein elektronischer Druckregler sein. Bei dem elektronischen Druckregler handelt es sich um einen Präzisionsdruckregler, mit dem der Druck innerhalb des Rohrsystems des Gasmischsystems während des Kalibrierens auf einem konstanten Wert gehalten werden kann. Der Präzisionsdruckregler kann stromaufwärts eines Kalibriergerätes angeordnet sein. Er ist bei mehreren Kalibriergeräten bevorzugt stromaufwärts eines Kalibriergerätes mit einem kleinen Messbereich angeordnet. Indem die Kalibriergeräte permanenter Bestandteil des Gasmischsystems sind, lassen sich ohne die Gefahr von Kontaminationen die Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte des Gasmischsystems in regelmäßigen Abständen, insbesondere in Leerlaufphasen, wenn keine Substratbehandlungsschritte durchgeführt werden, kalibrieren. Dies erfolgt bevorzugt gesteuert von einer Steuereinrichtung. Indem mehrere Kalibriergeräte mit unterschiedlichen Messbereichen wahlweise in den Inertgasfluss geschaltet werden können, kann ein großer Wertebereich erfasst werden.
Der von der Kalibriergeräteanordnung bereitgestellte Kalibriergasfluss wird in eine gemeinsame Gaszuleitung geleitet. Von dieser Gaszuleitung können mehrere Gasleitungen abzweigen, die jeweils zu einem zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät führen. Es ist nicht erforderlich, dass parallel zueinander angeordnete Massenfluss-Mess/Steuereinrichtungen während des Kalibrierens voneinander getrennt werden, etwa dadurch, dass der Gasfluss durch eine Schaltung entsprechender Ventile durch nur ein zu kalibrierendes Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät geleitet wird. In einer Variante der Erfindung ist vielmehr vorgesehen, dass der von der Kalibriergeräteanordnung bereitgestellte Kalibriergasfluss auf mehrere, parallel geschaltete Massenfluss-Mess/ Steuer-Geräte aufgeteilt wird. Bei dieser Variante sind die Massenfluss-Mess/ Steuer-Geräte bevorzugt Massenfluss-Controller, die einen Regelkreis aufweisen, der nach einem vorgegebenen Sollwert einen Massenfluss regelt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Istwert des vom Massenfluss-Controller geregelten Massenflusses ermittelt werden und gegen den Sollwert abgeglichen werden. Die mehreren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte können bevorzugt zumindest ähnliche Messbereiche aufweisen. Es ist aber auch vorgesehen, dass die parallel geschalteten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte voneinander verschiedene Messbereiche, beispielsweise 2 slm, 5 slm, 10 slm, 20 slm, 50 slm oder 100 slm besitzen. Beim Kalibrieren eines dieser Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte werden alle anderen Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte mit einem minimalen Sollwert eines Massenflusses, beispielsweise 2 % des Maximalflusses betrieben. Während des Kalibrierens werden diese Werte nicht geändert, sondern konstant gehalten. Das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät wird mit verschiedenen Sollwerten betrieben. Beispielsweise kann der Sollwert schrittweise geändert werden. Er kann beginnend von einem minimalen Sollwert schrittweise erhöht werden. Am Kalibriergerät kann dann die jeweilige Steigerung des Massenflusses, die auf die Steigerung des Sollwertes zurückzuführen ist, abgelesen werden. Mittels einer derartigen Messreihe lässt sich die Steigung einer Kalibrierfunktion des zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes aufnehmen. Der Nullwert der Kalibrierfunktion kann durch Abschalten des Kalibriergasflusses und/oder durch Evakuieren des Gasmischsystems erfolgen. Mittels des Präzisionsdruckreglers wird der Totaldruck innerhalb des Gasmischsystems stromabwärts des Druckreglers während der Kalibrierphase konstant gehalten. Hierdurch bilden sich innerhalb des Rohrsystems während des Kalibrierens keine Blindflüsse, die die Messung beeinflussen können. Nach dem Kalibrieren eines ersten einer Mehrzahl von parallel zueinander geschalteten Massenfluss-Mess/ Steuer-Geräten kann ein zweites dieser Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte in derselben Weise kalibriert werden, indem der Sollwert des zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes schrittweise geändert und die Sollwerte der übrigen Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte konstant gehalten werden. Der Reihe nach können somit alle Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte von einer Steuereinrichtung der Vorrichtung automatisiert in regelmäßigen Abständen kalibriert werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der wahlweise durch ein Kalibriergerät hindurchleitbare Gasfluss in eine gemeinsame Gaszuleitung geleitet wird, von der mehrere Gasleitungen abzweigen, die jeweils zu einem zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät führen. Jede dieser Zuleitungen kann mit einem Ventil verschlossen werden, so dass wahlweise von einer Vielzahl von Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten jeweils nur ein Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät mit der Kalibrier- oder Inertgasquelle verbindbar ist. Als Folge einer derartigen Ventilanordnung kann sichergestellt werden, dass der durch das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät fließende Gasstrom derselbe ist, der durch das Kalibriergerät hindurchfließt. Als Folge einer derartigen Anordnung können somit mehrere Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte nacheinander kalibriert werden, wobei jedes der zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte jeweils individuell mit einem der insbesondere mehreren Kalibriergeräte in eine Strömungsverbindung bringbar ist, in der durch beide Geräte derselbe Massenfluss hindurchströmt. Die Kalibrierung kann auch hier voll automatisiert erfolgen, indem eine Steuerung in zeitlichen Abständen die von den Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten gemessenen Massenflüsse des Kalibrier- oder Inertgases mit dem Massenfluss vergleicht, den das Kalibriergerät misst. Sind mehrere Kalibriergeräte mit voneinander verschiedenen Wertebereichen vorgesehen, so lassen sich Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte kalibrieren, die voneinander verschiedene Wertebereiche besitzen. Zum Kalibrieren kann das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät mit dem Kalibriergerät in eine 1:1 Strömungsverbindung gebracht werden, welches demselben oder einem ähnlichen Wertebereich angehört. Bevorzugt wird aber die oben genannte Variante, bei der bei der Kalibrierung der durch das Kalibriergerät hindurchströmende Gasfluss auf mehrere Teilflüsse aufgeteilt wird, die durch parallel zueinander angeordnete Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte hindurchfließen. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit dem Verfahren auch solche Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte kalibriert werden, durch die beim Substratbehandlungsprozess ein reaktives Gas, beispielsweise Arsin, Ammoniak oder Phosphin strömt. Es ist ferner vorgesehen, dass das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät stromaufwärts eines Bubblers angeordnet ist, in dem sich ein flüssiger oder fester Ausgangsstoff befindet, beispielsweise eine metallorganische Verbindung, die durch Temperaturbeaufschlagung in einen Dampf umgewandelt wird, welcher mit einem Trägergas, bei dem es sich um das Kalibriergas (Inertgas) handeln kann, in einen Reaktor transportiert wird. Zum Kalibrieren des zugehörigen Massenfluss-Mess/ Steuer-Gerätes wird das Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät stromabwärts mit einer Umgehungsleitung verbunden. In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Vorrichtung einen Flansch oder einen anderen Port aufweisen, an den ein externes Referenzsystem anschließbar ist. Das externe, insbesondere mobile Referenzsystem besitzt ein Referenzmessgerät, mit dem in zeitlichen Abständen das Kalibriergerät überkalibriert wird. Als Folge dieser Maßnahme ist es möglich, alle Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte einer Fertigungsanlage, die eine Vielzahl von Substratbehandlungseinrichtungen besitzt, identisch zu kalibrieren. Das Referenzsystem kann auch eine Lecktestfunktion aufweisen oder einen Flansch aufweisen, an den eine Lecktestanordnung angeschlossen werden kann.
Mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung lässt sich die Linearität oder eine eventuelle Fehlerhaftigkeit eines Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes erkennen. Dabei wird durch das Kalibriergerät, welches bevorzugt ein Massenfluss-Messgerät ist, der gesamte in das Gasmischsystem eingespeiste Massenfluss eines Trägergases gemessen. Dieser Massenfluss wird aber stromabwärts des Kalibriergerätes auf mindestens zwei Massenfluss-Mess/Steuergeräte aufgeteilt, wobei diese bevorzugt von Massenfluss-Controllern gebildet sind. Diese, mindestens zwei oder mindestens drei Massenfluss-Controller sind gewissermaßen parallel geschaltet, so dass die Summe des durch die Massenfluss-Controller hindurchströmenden Massenflusses des Trägergases vom Kalibriergerät gemessen wird. Von den mehreren, parallel mit dem Trägergas durchströmten Massenfluss-Controllern wird nur der Durchflusswert eines Massenfluss-Controllers verändert. Anhand der sich dann ändernden, vom Kalibriergerät zurückgegebenen Werte, kann während des Betriebes geprüft werden, ob dieser Massenfluss-Controller fehlerhaft ist. Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Prüfen eines Massenfluss-Mess/Steuergerätes hinsichtlich einer Fehlerhaftigkeit, wobei das zu prüfende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät parallel zu weiteren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten geschaltet ist und die Summe der durch die parallel geschalteten Massenfluss-Steuergeräte hindurchströmende Massenfluss vom Kalibriergerät gemessen wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass von den parallel geschalteten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten der Sollwert nur eines Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes geändert wird und die Sollwerte der übrigen Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät konstant gehalten wird.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:

1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Gasmischsystems,
2 einen Ausschnitt aus einem Gasmischsystem eines zweiten Ausführungsbeispiels,
3 einen Ausschnitt eines Gasmischsystems eines dritten Ausführungsbeispiels,
4 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Gasmischsystems.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die 1 und 4 zeigen schematisch jeweils ein Gasmischsystem zur Versorgung eines CVD-Reaktors 1 mit Trägergasen (Inertgasen) und reaktiven Gasen. Die im Detail nicht dargestellte Prozesskammer des Reaktors 1 besitzt einen Suszeptor zur Aufnahme mindestens eines Substrates, welches mit einer Schicht beschichtet werden soll. Es ist ferner ein Gaseinlassorgan vorgesehen, um das Inertgas und die reaktiven Gase in die Prozesskammer einzuleiten. Hierzu münden Gaszuleitungen 24, 34, 44, 54, 64 in den Reaktor 1. Der Reaktor 1 besitzt einen Gasauslass 16, mit dem das aus dem Reaktor 1 heraustretende Gas zu einer Gasnachbehandlungseinrichtung gebracht werden kann. Die Gasnachbehandlungseinrichtung kann eine Zerlegungsvorrichtung aufweisen, mit der die reaktiven Gase zerlegt werden.
Nachfolgend werden Massenfluss-Controller und Massenfluss-Messgeräte genannt, die in der Offenbarung der Erfindung mit dem übergeordneten Begriff Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte bezeichnet werden.
In jeder der Gaszuleitungen 24, 34, 44, 54, 64 ist zumindest ein Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 angeordnet, mit denen die Massenflüsse durch die Zuleitungen 24, 34, 44, 54, 64 in den Reaktor 1 eingestellt werden können. Die Massenfluss-Controller 21, 31 dienen der Zuleitung von Wasserstoff oder Stickstoff. Die Massenfluss-Controller 41, 51 können wahlweise mit einer Inertgasquelle 20, 30 oder Quellen 40, 50 für reaktive Gase verbunden werden. Die jeweiligen Verbindungsleitungen der Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 sind bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Ventilen 22, 32, 42, 43, 52, 53, 62 verschließbar. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Massenfluss-Controller 21, 31, und 61 unmittelbar mit einer Gaszuleitung 10 verbunden. Die Massenfluss-Controller 41, 51 können durch Öffnen von Ventilen 42, 52 mit der Gaszuleitung 10 verbunden werden.
Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Massenfluss-Controller 61 mit einer Zuleitung, die mit einem Ventil 62 verschließbar ist ebenso wie die übrigen Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51 mit der gemeinsamen Zuleitung 10 verbunden, in die Wasserstoff oder Stickstoff eingespeist werden kann. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Massenfluss-Controller 61 direkt mit der gemeinsamen Zuleitung 10 verbunden. Stromabwärts des Massenfluss-Controllers 61 befindet sich ein Bubbler 65, in dem sich eine metallorganische Verbindung befindet. Die Zuleitung zum Bubbler 65 kann mit einem Ventil 66 verschlossen werden. Mit einem Ventil 67 kann der Massenfluss-Controller 61 zum Kalibrieren in eine Strömungsverbindung mit einer Umgehungsleitung 68 gebracht werden, die in den Gasauslass 16 mündet.
Die 1 zeigt eine Inertgasquelle 20, bei der es sich um eine N₂ oder H₂ Quelle handeln kann. Über eine Ventilanordnung 19a, 19b, 19c bzw. über eine Kalibriergeräteanordnung 2a, 2b, 2c wird das Inertgas in die gemeinsame Zuleitung 10 eingespeist. Die 1 zeigt nur eine Kalibriergeräteanordnung. Es können aber auch mehrere Kalibriergeräteanordnungen parallel nebeneinander angeordnet sein, wobei jede Kalibriergeräteanordnung von einem anderen Inertgas gespeist wird. Die Kalibriergeräteanordnung besitzt mehrere in Reihe geschaltete Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 2a, 2a, 2c, wobei stromabwärts der Inertgasquelle 20 zunächst ein Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 2a mit einem Messbereich von 100 slm vorgesehen ist. Stromabwärts dieses ersten Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes 2a ist ein zweites Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 2b angeordnet, das einen geringeren Messbereich, nämlich 10 slm aufweist. Ein drittes Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 2c kann einen Messbereich von 2 slm aufweisen. Zu jedem der Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 2a, 2b, 2c gibt es einen jeweils durch ein Ventil 19a, 19b, 19c verschließbaren Bypass. Stromaufwärts des Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes 2b befindet sich ein hochpräziser Druckregler 69, mit dem der Totaldruck innerhalb des Gasmischsystems konstant gehalten wird. Es ist vorgesehen, dass die Massenfluss Messgeräte (2a), 2b, 2c derart in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet sind, dass ihre Messbereiche in Strömungsrichtung abnehmen.
Bei dem in der 1 Ausführungsbeispiel sind die Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 bevorzugt Massenfluss-Controller, die nach einem vorgegebenen Sollwert mittels einer Regeleinrichtung einen Istwert eines Massenflusses eines Gases liefern.
Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Inertgasquellen 20, 30 für jeweils H₂ und für N₂ vorgesehen. Jede Inertgasquelle 20, 30 ist über eine Inertgaszuleitung mit dem Gasmischsystem verbunden. In jeder der Inertgaszuleitungen befindet sich ein von einem Massenfluss-Messgerät ausgebildetes Kalibriergerät 2, 2'. Es sind Ventile 5, 5' vorgesehen, mittels derer wahlweise Wasserstoff oder Stickstoff in die Zuleitung 10 einspeisbar ist. Parallel zu jedem der beiden Kalibriergeräte 2, 2', 2a, 2b, 2c erstreckt sich ein Bypass 3, 3', der über ein Ventil 4, 4' verschließbar ist. Die beiden Inertgase können wahlweise als Kalibriergase verwendet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 sowohl Massenfluss-Messgeräte als auch Massenfluss-Controller sein. Bevorzugt sind sie aber als Massenfluss-Controller ausgebildet.
Die Funktion der Vorrichtung ist die Folgende: Während des Produktionsbetriebs sind die Ventile 19a, 19b, 19c geöffnet, so dass wahlweise der aus einer Wasserstoffquelle 20 oder einer Stickstoffquelle 30 kommende Inertgasstrom in die gemeinsame Zuleitung 10 strömen kann. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel strömt das Inertgas unmittelbar in die Massenfluss-Controller 21, 61. Die Massenfluss-Controller 41, 51 können durch Öffnen der Ventile 42, 52 in den Inertgasfluss gebracht werden.
Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kann über die Ventilstellungen der Ventile 22, 32, 42, 52, 62 erreicht werden, dass das Inertgas durch die Zuleitungen 24, 34, 54, 64 hindurchströmt, wobei der Massenfluss des Inertgases über die Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 eingestellt werden kann.
Durch Schließen des Ventils 42 und Öffnen des Ventils 43 kann anstelle des Inertgases AsH₃ aus der Quelle 40 über die Zuleitung 45 in die Prozesskammer des Reaktors 1 strömen. Durch Schließen des Ventils 52 und Öffnen des Ventils 53 kann alternativ oder kumulativ NH₃ aus der Quelle 50 über die Zuleitung 55 in die Prozesskammer des Reaktors 1 strömen.
Um bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines der Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 zu kalibrieren, wird zumindest eines der Ventile 19a, 19b, 19c geschlossen, so dass der Intergasstrom aus der Inertgasquelle 20 durch zumindest eines der Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 2a, 2b, 2c hindurchströmt. Von den insgesamt sechs parallel geschalteten Massenfluss-Controllern 21, 31, 41, 51, 61 wird jeweils nur einer kalibriert. Die übrigen Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 werden mit einem minimalen Sollwert betrieben, der während des Kalibrierens konstant gehalten wird. Der zu kalibrierende Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 erhält von der Steuereinrichtung 25 einen Sollwert, der schrittweise erhöht wird. Parallel dazu wird der vom Massenfluss-Messgerät 2a, 2b oder 2c gemessene Messwert gespeichert. Durch stufenweises Erhöhen des Sollwertes des zu kalibrierenden Massenfluss-Controllers 21, 31, 41, 51, 61 und gleichzeitiges Messen des Anstiegs des Gasflusses durch das Massenfluss-Messgerät 2a, 2b, 2c kann die Steigung einer Kalibrierfunktion ermittelt werden. Indem der gesamte Gaszufluss gestoppt wird oder dass Gasmischsystem vollständig evakuiert wird, kann der Nullpunkt der Kalibrierfunktion ermittelt werden.
Als Folge dessen fließt der gesamte, von nur einer der Inertgasquellen 20, 30 gelieferte Gasfluss durch das Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61, dessen zugeordnetes Ventil geöffnet ist. Um das Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät zu kalibrieren, wird der Bypass 3, 3' durch Schließen des Ventils 4, 4' geschlossen. Nur eines der Ventile 5, 5' ist geöffnet, so dass nur durch eines der Kalibriergeräte 2, 2', 2a, 2b, 2c ein Massenfluss in die Zuleitung 10 strömt. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der durch das Kalibriergerät 2a, 2b, 2c fließende Massenfluss in der Regel nicht identisch mit dem durch das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät hindurchströmenden Massenfluss.
Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der durch das Kalibriergerät 2 oder 2' strömende Massenfluss identisch mit dem, der durch das zu kalibrierende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät hindurchströmt.
Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zum Kalibrieren der Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte, die hier auch Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 sein können, sämtliche Ventile außer demjenigen, welches dem zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät zugeordnet ist, geschlossen, so dass nacheinander der durch das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c hindurchströmende Massenfluss durch jeweils genau ein zu kalibrierendes Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 hindurchströmt.
Bei der Kalibrierung des Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes 61 ist das Ventil 66 verschlossen. Der Inertgasstrom wird durch das geöffnete Ventil 67 in die Umgehungsleitung 68 geleitet.
Die Kalibrierung kann wahlweise mit Wasserstoff oder mit Stickstoff erfolgen. Hierzu werden wahlweise die zugeordneten Ventile 5, 5' geöffnet bzw. geschlossen.
Das Kalibrieren der Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 kann in regelmäßigen Zeitintervallen, beispielsweise in Leerlaufphasen vorgenommen werden. Das Kalibrieren kann auch in nicht produktiven Betriebszuständen vorgenommen werden, beispielsweise wenn die Vorrichtung zur Durchführung eines Beschichtungsprozesses vorbereitet wird.
Die Bezugsziffer 8 bezeichnet einen Flansch 8, der über ein verschließbares Ventil 7 mit einer Gasleitung 11 mit der Gasableitung der Kalibriergeräte 2, 2', 2a, 2b, 2c verbunden ist. An diesen Flansch 8 kann ein Flansch 9 eines Referenzsystems 12 angeschlossen werden, welches ein Referenzmessgerät 6 aufweist. Ein stromabwärts des Referenzmessgerätes 6 angeordneter Flansch 14 kann mit einer Gasableitung verbunden sein, die in den Gasauslass 16 mündet und die mit einem Ventil 15 verschließbar ist. Mit dem mobilen Referenzsystem 12 und insbesondere mit dem Referenzmessgerät 6 können die Kalibriergeräte 2, 2', 2a, 2b, 2c überkalibriert werden. Hierzu werden sämtliche Massenfluss-Controller 21, 31, 41, 51, 61 mit einem minimalen Sollwert betrieben. Das Referenzmessgerät 6 hat Funktion eines Massenfluss-Controllers. Der Sollwert dieses Massenfluss-Controllers 6 wird schrittweise geändert, so dass analog der zuvor beschriebenen Vorgehensweise die Steigung einer Kalibrierfunktion für die Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 2a, 2b, 2c ermittelt werden kann.
Bei der in 4 dargestellten Variante werden sämtliche Ventile 22, 32, 42, 52, 62 geschlossen, so dass der wahlweise von der Gasquelle 20 oder 30 erzeugte Kalibriergasstrom nur durch eines der insbesondere mehreren Kalibriergeräte 2, 2', 2a, 2b, 2c hindurchströmt und vollständig durch das Referenzmessgerät 6. An einen Flansch 14' kann ein Lecktestgerät angeschlossen werden.
Es kann auch vorgesehen werden, einen ohnehin vorhandenen Spülgas-MFC (Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät) temporär gegen ein Referenzmessgerät auszutauschen. Die durch das Referenzmessgerät hindurchströmenden Kalibriergase werden dabei am Reaktor 1 vorbei geleitet, so dass eine Kontamination des Reaktors mit O₂, H₂O oder dergleichen minimiert wird. Vor dem Überkalibrieren kann aber auch über einen Lecktest-Port eine Evakuierung des Gasmischsystems vorgenommen werden.
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem mehrere Kalibriergeräte 2 parallel zueinander angeordnet sind und jeweils durch Öffnen eines Ventils 19 mit einer Inertgasquelle 20 verbunden werden können. Auch hier ist ein Bypass 3 vorgesehen, der zum Kalibrieren der stromabwärts der Kalibriergeräte 2 angeordneten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte geschlossen wird und der beim Produktionsbetrieb geöffnet ist, in welchem Produktionsbetrieb die Ventile 19 geschlossen sind. Die parallel nebeneinander angeordneten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte arbeiten in voneinander verschiedenen Wertebereichen. Sie haben verschiedene Messbereiche, beispielsweise maximal 2 slm, 5 slm, 10 slm, 20 slm, 50 slm, 100 slm etc.
Die 3 zeigt eine ähnliche Anordnung wie die 2. Bei dieser Anordnung besitzt nur eine der beiden Inertgasquellen 20, 30 eine Kalibrieranordnung bestehend aus mindestens einem Kalibriergerät 2.
Bei den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Kalibriergeräte 2, 2' parallel geschaltet, die unterschiedliche Wertebereiche aufweisen, so kann der Wertebereich zwischen 2 slm, 10 slm und 100 slm liegen oder andere Werte einnehmen.
Die 5 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf der Messwerte Q gegenüber der Zeit beim schrittweisen Erhöhen eines Gasmassenflusses durch den Massenfluss-Controller 21, während die Gasmassenflüsse durch die übrigen Massenfluss-Controller 31, 41, 51, 61 konstant gehalten werden. Die Summe dieser Gasmassenflüsse fließt durch eines der Kalibriergeräte 2. Die Stufenhöhe der Messkurve des Kalibriergerätes 2 entspricht dabei der Stufenhöhe der Sollwertkurve des Massenfluss-Controllers 21.
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c permanent stromaufwärts bezogen auf den Gasfluss gegenüber dem zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 angeordnet ist.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c mit einer Kalibriergaszuleitung 20, 30 verbunden ist, durch welche ein Kalibriergas in das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c eingespeist wird, welches wahlweise in eines von mehreren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten 21, 31, 41, 51, 61 oder gleichzeitig in mehrere Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 eingespeist wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mehrere Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 gleichzeitig in eine Gasflussverbindung zum Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c gebracht werden, wobei der durch das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c hindurchfließende Gasfluss sich in mehrere Teilflüsse teilt, die gleichzeitig durch mehreren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 fließen, wobei der Sollwert genau eines der mehreren jeweils als Massenfluss-Controller ausgebildeten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 schrittweise verändert wird und die Sollwerte der übrigen Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 konstant gehalten werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die mehreren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 parallel geschaltet sind und/oder voneinander verschiedene Mess/Steuer-Bereiche aufweisen.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass gesteuert von einer Steuereinrichtung 25 nacheinander mehrere voneinander verschiedene Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 kalibriert werden, indem jeweils nur der Sollwert eines zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes 21, 31, 41, 51, 61 geändert wird und die Sollwerte der anderen, zu dem zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 parallelgeschalteten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten 21, 31, 41, 51, 61 konstant gehalten werden, und/oder dass die Steuereinrichtung 25 die Kalibrierung der Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 selbsttätig gemäß einem vorgegebenen Zeitplan oder selbsttätig zwischen Substratbehandlungsschritten oder während Prozesspausen durchführt.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass durch eine schrittweise Änderung des Sollwertes des zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes 21, 31, 41, 51, 61 und gleichzeitiges Ermitteln des Ist-Wertes des durch das Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 hindurchfließenden Gasflusses eine Steigung einer Kalibrierfunktion ermittelt wird und/oder der Nullpunkt der Kalibrierfunktion durch Evakuieren des Gasmischsystems oder Sperren des Kalibriergases ermittelt wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während des Kalibrierens/der Überprüfung der Druck innerhalb des Gasmischsystems stromabwärts des Kalibriergerätes 2, 2', 2a, 2b, 2c mittels eines elektronischen Druckreglers 26 konstant gehalten wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Kalibrierung/Überprüfung des Kalibriergerätes 2, 2', 2a, 2b, 2c der aus dem Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c heraustretende Massenfluss des Kalibriergases zumindest teilweise durch ein Referenzmessgerät 6 geleitet wird, wobei der durch das Referenzmessgerät 6 hindurchtretende Massenfluss des Kalibriergases schrittweise verändert wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Referenzmessgerät 6 über eine temporäre Verbindung 8, 9 mit dem Gasmischsystem verbunden wird und einem mobilen Referenzsystem 12 zugeordnet ist.
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c stromaufwärts bezogen auf den Kalibriergasfluss gegenüber dem Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 angeordnet ist.
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine Steuereinrichtung 25, die derart eingerichtet ist, dass nacheinander mehrere voneinander verschiedene Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 kalibriert/überprüft werden, indem jeweils nur der Sollwert eines zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes 21, 31, 41, 51, 61 geändert wird und die Sollwerte der anderen, zu dem zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/ Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 parallelgeschalteten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten 21, 31, 41, 51, 61 konstant gehalten wird, wobei ein durch das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c hindurchtretender Kalibriergasfluss, wobei ein durch das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c hindurchfließende Gasfluss sich in mehrere Teilflüsse teil, die gleichzeitig durch mehrere Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte 21, 31, 41, 51, 61 fließen.
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen in Strömungsrichtung unmittelbar vor oder nach dem mindestens einen Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c angeordneten elektronischen Druckregler 26, der von der Steuereinrichtung 25 derart ansteuerbar ist, dass der Druck in den Rohrleitungen des Gasmischsystems während des Kalibrierens/der Überprüfung konstant ist und/oder dass der elektronische Druckregler 26 stromaufwärts zumindest eines von ein oder mehreren Kalibriergeräten 2, 2', 2a, 2b, 2c angeordnet ist.
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest zwei Kalibriergeräte 2, 2', 2a, 2b, 2c vorgesehen sind, wobei die zumindest zwei Kalibriergeräte 2, 2', 2a, 2b, 2c parallel zueinander und/oder parallel zu einem Bypass und/oder in Reihe hintereinander geschaltet sind und/oder voneinander verschiedene Messsteuerbereiche aufweisen.
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen Reaktor zum thermischen Behandeln eines Substrates.
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein mobiles Referenzmessgerät 6, das an einen Flansch 8 des Gasmischsystems derart anschließbar ist oder das gegen ein Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 ausgetauscht werden kann, dass der durch das Kalibriergerät 2, 2', 2a, 2b, 2c hindurchfließende Kalibriergasstrom zumindest teilweise durch das Referenzmessgerät 6 hindurchströmt, wobei der Massenfluss des durch das Referenzmessgerät 6 hindurchströmende Massenfluss schrittweise insbesondere dadurch veränderbar ist, dass das Referenzmessgerät 6 ein Massenfluss-Controller ist, bei dem der durch das Referenzmessgerät 6 hindurchfließende Massenfluss durch einen Sollwert vorgebbar ist.
Eine Anordnung, die gekennzeichnet ist durch ein mobiles Referenzmessgerät 6.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
Bezugszeichenliste

1: CVD-Reaktor
2, 2': Kalibriergerät
2a-c: Kalibriergerät
3, 3': Bypass
4, 4': Ventil
5, 5': Ventil
6: Referenzmessgerät
7: Ventil
8: Flansch
9: Flansch
10: Gaszuleitung
11: Gasleitung
12: Referenzsystem
14, 14': Flansch
15: Ventil
16: Gasauslass
19: Ventil
19a-c: Ventil
20: Inertgaszuleitung
21: Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät
22: Ventil
23: Ventil
24: Gaszuleitung
25: Steuereinrichtung
26: Druckregler
30: Inertgaszuleitung
31: Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät
32: Ventil
34: Gaszuleitung
40: Gasquelle
41: Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät
42: Ventil
43: Ventil
44: Gaszuleitung
45: Gaszuleitung
50: Gasquelle
51: Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät
52: Ventil
53: Ventil
54: Gaszuleitung
55: Gaszuleitung
61: Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät
62: Ventil
64: Gaszuleitung
65: Bubbler
66: Ventil
67: Ventil
68: Umgehungsleitung
69: Druck-Controller

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 9169975 B2 [0004]
US 9644796 B2 [0004]
US 2006/0283390 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Kalibrieren/Überprüfen von in einem Gasmischsystem einer Substratbehandlungseinrichtung dauerhaft angeordneten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten (21, 31, 41, 51, 61), bei dem ein als Gasflussmessgerät ausgebildetes Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) derart in eine Gasflussverbindung zum zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) gebracht wird, dass durch das zu kalibrierende/überprüfende Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) zumindest ein Teilfluss des durch das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) fließenden Gasflusses fließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) permanent stromaufwärts bezogen auf den Gasfluss gegenüber dem zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/ Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) mit einer Kalibriergaszuleitung (20, 30) verbunden ist, durch welche ein Kalibriergas in das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) eingespeist wird, welches wahlweise in eines von mehreren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten (21, 31, 41, 51, 61) oder gleichzeitig in mehrere Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) gleichzeitig in eine Gasflussverbindung zum Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) gebracht werden, wobei der durch das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) hindurchfließende Gasfluss sich in mehrere Teilflüsse teilt, die gleichzeitig durch mehreren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) fließen, wobei der Sollwert genau eines der mehreren jeweils als Massenfluss-Controller ausgebildeten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) schrittweise verändert wird und die Sollwerte der übrigen Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) konstant gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) parallel geschaltet sind und/oder voneinander verschiedene Mess/Steuer-Bereiche aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gesteuert von einer Steuereinrichtung (25) nacheinander mehrere voneinander verschiedene Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) kalibriert/überprüft werden, indem jeweils nur der Sollwert eines zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes (21, 31, 41, 51, 61) geändert wird und die Sollwerte der anderen, zu dem zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) parallelgeschalteten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten (21, 31, 41, 51, 61) konstant gehalten werden, und/oder dass die Steuereinrichtung (25) die Kalibrierung/Überprüfung der Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) selbsttätig gemäß einem vorgegebenen Zeitplan oder selbsttätig zwischen Substratbehandlungsschritten oder während Prozesspausen durchführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine schrittweise Änderung des Sollwertes des zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes (21, 31, 41, 51, 61) und gleichzeitiges Ermitteln des Ist-Wertes des durch das Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) hindurchfließenden Gasflusses eine Steigung einer Kalibrierfunktion ermittelt wird und/oder der Nullpunkt der Kalibrierfunktion durch Evakuieren des Gasmischsystems oder Sperren des Kalibriergases ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Kalibrierens/der Überprüfung der Druck innerhalb des Gasmischsystems stromabwärts des Kalibriergerätes (2, 2', 2a, 2b, 2c) mittels eines elektronischen Druckreglers 26 konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibrierung/Überprüfung des Kalibriergerätes (2, 2', 2a, 2b, 2c) der aus dem Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) heraustretende Massenfluss des Kalibriergases zumindest teilweise durch ein Referenzmessgerät (6) geleitet wird, wobei der durch das Referenzmessgerät (6) hindurchtretende Massenfluss des Kalibriergases schrittweise verändert wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Referenzmessgerät (6) über eine temporäre Verbindung (8, 9) mit dem Gasmischsystem verbunden wird und einem mobilen Referenzsystem (12) zugeordnet ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem eine Vielzahl von Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten (21, 31, 41, 51, 61) jeweils mit einer Kalibriergaszuleitung (20, 30) verbunden sind und ein als Gasflussmessgerät ausgebildetes Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) mit ein oder mehreren der Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) in eine Gasflussverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) stromaufwärts bezogen auf den Kalibriergasfluss gegenüber dem Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (25), die derart eingerichtet ist, dass nacheinander mehrere voneinander verschiedene Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) kalibriert/überprüft werden, indem jeweils nur der Sollwert eines zu kalibrierenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerätes (21, 31, 41, 51, 61) geändert wird und die Sollwerte der anderen, zu dem zu kalibrierenden/überprüfenden Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät (21, 31, 41, 51, 61) parallelgeschalteten Massenfluss-Mess/Steuer-Geräten (21, 31, 41, 51, 61) konstant gehalten wird, wobei ein durch das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) hindurchtretender Kalibriergasfluss, wobei ein durch das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) hindurchfließende Gasfluss sich in mehrere Teilflüsse teil, die gleichzeitig durch mehrere Massenfluss-Mess/Steuer-Geräte (21, 31, 41, 51, 61) fließen.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen in Strömungsrichtung unmittelbar vor oder nach dem mindestens einen Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) angeordneten elektronischen Druckregler (26), der von der Steuereinrichtung (25) derart ansteuerbar ist, dass der Druck in den Rohrleitungen des Gasmischsystems während des Kalibrierens/der Überprüfung konstant ist und/oder dass der elektronische Druckregler (26) stromaufwärts zumindest eines von ein oder mehreren Kalibriergeräten (2, 2', 2a, 2b, 2c) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kalibriergeräte (2, 2', 2a, 2b, 2c) vorgesehen sind, wobei die zumindest zwei Kalibriergeräte (2, 2', 2a, 2b, 2c) parallel zueinander und/oder parallel zu einem Bypass und/oder in Reihe hintereinander geschaltet sind und/oder voneinander verschiedene Messsteuerbereiche aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Reaktor zum thermischen Behandeln eines Substrates.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mobiles Referenzmessgerät (6), das an einen Flansch (8) des Gasmischsystems derart anschließbar ist oder das gegen ein Massenfluss-Mess/Steuer-Gerät 21, 31, 41, 51, 61 ausgetauscht werden kann, dass der durch das Kalibriergerät (2, 2', 2a, 2b, 2c) hindurchfließende Kalibriergasstrom zumindest teilweise durch das Referenzmessgerät (6) hindurchströmt, wobei der Massenfluss des durch das Referenzmessgerät (6) hindurchströmende Massenfluss schrittweise insbesondere dadurch veränderbar ist, dass das Referenzmessgerät (6) ein Massenfluss-Controller ist, bei dem der durch das Referenzmessgerät (6) hindurchfließende Massenfluss durch einen Sollwert vorgebbar ist.
Anordnung bestehend aus zwei oder mehreren Vorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 9-13 gekennzeichnet durch ein mobiles Referenzmessgerät (6) gemäß Anspruch 14.
Verfahren oder Vorrichtung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.