TW202305172A - 用於cvd反應器的蒸發源 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種用於提供用於CVD反應器(1、1'、1")之製程氣體的裝置，其具有用於提供流入蒸發裝置(2、2'、2")之載氣流量的入口質量流量調節器(10)、(11)，載氣流量將儲存在蒸發裝置(2、2'、2")之容器(4)中之起始材料(3)的蒸氣透過製程氣體饋送管線(9、9'、9")輸送至CVD反應器(1、1'、1")，其中，可藉由壓力調節器(8)使製程氣體饋送管線(9、9'、9")中的總壓力保持預定值。為了使待送入CVD反應器之起始材料(3)的質量流量隨著時間的推移而保持足夠恆定，如下設置：藉由質量流量調節器對穿過製程氣體饋送管線(9、9'、9")的氣流進行調節，並且在預定的總壓力下測量製程氣體饋送管線(9、9'、9")中之起始材料的濃度。

Description

用於CVD反應器的蒸發源
本發明係有關於一種用於提供製程氣體之裝置，該製程氣體用於CVD反應器，特別是用於MOCVD反應器。藉由一個入口質量流量調節器或由數個入口質量流量調節器組成的裝置提供載氣，例如氫氣或氮氣。載氣可選擇性地直接進入製程氣體饋送管線(該製程氣體饋送管線通入CVD反應器之氣體入口構件)中，或者可與蒸發裝置形式之來源(Quelle)的入口連接。在後一種情況下，蒸發裝置之出口與製程氣體饋送管線連接，因此，儲存在蒸發裝置之容器中的液態或固態起始材料之蒸氣與載氣一起被製程氣體饋送管線輸送至CVD反應器。容器中起始材料的蒸氣壓力可用調溫裝置調節，藉由該調溫裝置可對容器進行加熱或冷卻。當該裝置用於MOCVD反應器時，容器中存在有機金屬起始材料。設有其他氣體源，藉由該等其他氣體源將其他特別是呈氣態之起始材料直接送入CVD反應器之氣體入口構件，以便將兩種不同化學元素(例如第V及第III主族元素)的氣體送入CVD反應器之製程室，從而在佈置於製程室內且被加熱至製程溫度之基板上沉積由第III及第V主族元素所構成之半導體層。
此外，在中央供氣系統中亦可設置來源，以提供儲存在容器中之氣體(例如丙烷或類似氣體)的質量流量，該質量流量與載氣一起被輸送至一個或數個CVD反應器。反應性氣體在載氣中的濃度可以變化。然而，作為儲存於容器中之氣體的替代，亦可使用能使固態或液態起始材料蒸發並且使蒸氣以上述方式被載氣輸送至一個或數個CVD反應器之來源。在此情況下，氣流中反應性氣體之濃度同樣會隨著時間的推移而變化，特別是當容器被更換後。
EP 1 870 490 A2描述一種具有饋送管線之蒸發裝置，由質量流量調節器調節的載氣經由該饋送管線被送入蒸發器之入口。蒸發器之出口通入製程氣體饋送管線，其他的載氣饋送管線通入該製程氣體饋送管線。用於稀釋來自蒸發器之製程氣體流量的補償氣體(Ausgleichsgas)流經此載氣饋送管線。設有壓力調節器，藉由該壓力調節器對補償氣體之質量流量進行調節，以使來源之容器中的總壓力以及製程氣體饋送管線中的總壓力保持恆定值。
根據習知之先前技術，還可在製程氣體饋送管線中設置測量裝置，以測量起始材料之蒸氣在製程氣體饋送管線中的濃度或分壓。具體而言，為此使用能產生聲音信號、特別是超音波信號且能測量聲音在製程氣體內部之傳播時間或速度的測量裝置。由於聲速與載氣中起始材料之濃度有關，因此，根據以此方式獲得的測量值可測定濃度或分壓。然而，此測量裝置之測量值亦與製程氣體饋送管線中或測量裝置之測量室中的總壓力有關。
此外，將預定的製程氣體流量送入CVD反應器之氣體入口構件，特別是將不同的預定製程氣體流量透過佈置於不同位置上之進氣開口送入CVD反應器，亦是可取的。還希望提供中央供氣系統，以便能提供濃度不隨時間推移而變化之製程氣體。
本發明之目的在於向CVD反應器供應精確可調的起始材料質量流量。
本發明之另一目的在於提供能使來源之容器中的總壓力及製程氣體饋送管線中的總壓力皆保持恆定值之措施。
本發明之又一目的在於提供一種CVD反應器及一種提供製程氣體之方法。
該目的藉由申請專利範圍所給出之發明而達成。附屬項不僅為並列請求項之有利改良，亦為能達成該目的之獨立解決方案。
本發明首先且實質上係關於一種用於提供用於習知CVD反應器之製程氣體的裝置。本發明之裝置可為用於CVD反應器之供氣系統的一部分。該裝置具有連接或可連接載氣源之饋送管線。然而，亦可設置數條可連接不同載氣源之饋送管線。如此便可使用彼此不同的載氣。該裝置具有排出管線，該排出管線特別是可作為製程氣體饋送管線而與CVD反應器之氣體入口構件連接。本發明之實施例可具有第一入口質量流量調節器，其用於提供載氣、反應性氣體或載氣與蒸氣或反應性氣體之混合物的第一質量流量。第一入口質量流量調節器之入口可連接載氣源。第一入口質量流量調節器之出口可連接蒸發裝置之饋送管線。此係可藉由切換裝置來實現。蒸發裝置具有形成蒸發容積之容器。待蒸發之起始材料可儲存在容器中。該起始材料可為液態或固態起始材料。饋送管線通入容器中，使得經由饋送管線流入的載氣穿過粉末狀或液態起始材料，以便被起始材料之蒸氣所飽和。蒸發裝置之源自蒸發容積的排出管線與通往CVD反應器之製程氣體饋送管線連接。由載氣及反應性氣體(例如蒸發了的起始材料)所組成之質量流量流入製程氣體饋送管線或經由製程氣體饋送管線流向CVD反應器。可設置其他饋送管線，其他氣態起始材料經由該等饋送管線進入CVD反應器。特別是如下設置：在蒸發裝置中蒸發第III主族元素的有機金屬起始材料，並且透過單獨的饋送管線向CVD反應器供應第V主族元素的氣體。
然而，入口質量流量調節器之入口亦可連接反應性氣體源。在上述變體中，僅載氣穿過入口質量流量調節器，而在第二變體中，反應性氣體或反應性氣體與載氣之混合物或中央蒸發裝置中所產生的蒸氣特別是與載氣一起穿過入口質量流量調節器。此變體中的氣體源可為對應於中央供氣系統之中央氣體源，該等中央氣體源向數個CVD反應器供應一種或數種製程氣體。中央蒸發裝置可具有前述特性，其中，中央蒸發裝置具有用於容納待蒸發之起始材料的更大容器，其中，可設置成此容器由儲存容器不斷補充。
可如下設置：製程氣體源為儲存有氣態起始材料之容器，其中，氣態起始材料可例如為氫化物。然而，氣態起始材料亦可為任何其他的反應性氣體，亦即，具體亦可為含碳氣體、含矽氣體或類似氣體。該氣體可以其最純淨的形式儲存在容器中。然而，該氣體亦可與另一種氣體一起作為氣體混合物儲存在容器中。特別是在後一種情況下，容器中反應性氣體之濃度可與具體批次有關。
CVD反應器中設有可被加熱至製程溫度之基板座，待塗佈之基板位於該基板座上。亦可在CVD反應器之製程室中同時塗佈數個基板。為此，藉由氣體入口構件將不同的製程氣體與載氣一起送入製程室。本發明提出：壓力調節器之入口與第一入口質量流量調節器所連接的第二載氣源或同一個載氣源連接。壓力調節器可提供補償氣體，該補償氣體被送入製程氣體饋送管線中，以使製程氣體饋送管線中的總壓力保持恆定值。壓力調節器亦可同時使蒸發裝置之容器內的總壓力保持恆定值。根據本發明的另一個態樣，建議在壓力調節器之出口與CVD反應器之間的製程氣體饋送管線中或者在壓力調節器下游的製程氣體饋送管線中設置至少一個其他質量流量調節器。由於製程氣體質量流量穿過此質量流量調節器，因此下文將其稱為製程氣體質量流量調節器。根據本發明的另一個態樣，建議在壓力調節器之出口與CVD反應器之間的製程氣體饋送管線中或者在壓力調節器下游及製程氣體質量流量調節器上游的製程氣體饋送管線中設置用於測量起始材料之蒸氣之濃度或分壓的裝置。藉由壓力調節器使此用於測量濃度或分壓之測量裝置之測量室中的總壓力保持恆定值，其中，用超音波產生器產生聲音信號，可在一段測量距離上測量其聲音傳播時間，因此，測量值不會因總壓力變化而失真。製程氣體質量流量調節器可佈置在測量裝置與CVD反應器之間。製程氣體質量流量調節器對流入CVD反應器之反應性氣體的質量流量進行調節。製程氣體質量流量調節器與壓力調節器及用於測量濃度或分壓的裝置之結合，進一步具有可對製程氣體質量流量調節器及/或入口質量流量調節器之目標值進行修正之優點。由製程氣體質量流量調節器提供的質量流量值可與製程氣體饋送管線中之蒸氣的濃度或分壓有關。前述措施改良了用於MOCVD反應器之來源裝置(Quellenanordnung)在起始材料之可調質量流量誤差方面的性能。根據本發明之一個或數個上述態樣的進一步方案，由壓力感測器保持在恆定總壓力下的製程氣體流量或由測量裝置測定濃度或分壓之質量流量可被分成數個分質量流量。為此，製程氣體饋送管線可分成兩條或數條氣體饋送管線，在該等氣體饋送管線中各設有一個製程氣體質量流量調節器。由製程氣體質量流量調節器調節之製程氣體的質量流量可在不同位置上被送入CVD反應器之製程室。為此，CVD反應器可具有氣體入口構件，該氣體入口構件具有數個佈置於不同位置之進氣開口。在本發明之進一步方案中，可使用單獨一個壓力調節器來產生多種補償氣體，該等補償氣體可被送入不同反應器裝置之製程氣體饋送管線。在此裝置中，不同CVD反應器之製程氣體饋送管線保持相同的總壓力。為此，壓力調節器之出口透過不同的氣體饋送管線與不同的製程氣體饋送管線連接，其中，氣體饋送管線較佳分別在製程氣體質量流量調節器的上游及/或在用於測量濃度或分壓之測量裝置的上游通入製程氣體饋送管線中。
在本發明之用於提供製程氣體的裝置中，特別是可如下設置：藉由用壓力調節器饋送載氣之補償氣體流量，使或可以使製程氣體饋送管線中的總壓力保持預定值，其中，藉由質量流量調節器對經由製程氣體饋送管線流向CVD反應器之氣流進行調節，該質量流量調節器佈置在壓力調節器下游或由壓力調節器提供到製程氣體饋送管線中之補償氣體的饋送點下游。
藉由本發明之裝置及本發明之方法，由中央氣體源產生的或者由每個CVD反應器單獨所對應之氣體源產生的製程氣體質量流量可保持恆定壓力。還可進一步使載氣流量中的反應性氣體濃度保持恆定值，而不考慮來源所提供之質量流量。此外，更可僅藉由一個壓力調節器來使數個對應於單獨一個或數個CVD反應器之蒸發容器中的壓力保持共同的壓力。
本發明的一個變體係關於這樣一種供氣裝置或這樣一種CVD反應器，其中，氣態起始材料(該起始材料可為蒸發了的液體、蒸發了的固體或由氣瓶提供的起始材料)之來源在載氣中提供隨時間的推移而變化之起始材料濃度。為了用此種來源提供製程氣體(該製程氣體具有起始材料之隨時間推移而恆定不變的分壓)之隨時間推移而恆定不變的質量流量，建議用入口質量流量調節器將氣態起始材料送入製程氣體饋送管線，壓力調節器之氣體饋送管線通入該製程氣體饋送管線中，藉由用壓力調節器饋送補償氣體，使製程氣體饋送管線中的總壓力保持恆定值。壓力調節器亦使得用於測量濃度或分壓之測量裝置中的壓力保持恆定。測量裝置提供測量值，該測量值被提供給調節裝置。此調節裝置可提供目標值，藉由該目標值對入口質量流量調節器進行操作，以使製程氣體質量流量調節器獲得具有恆定混合物之氣體混合物。可在測量裝置下游設置製程氣體質量流量調節器。
因此可如下設置：在入口質量流量調節器下游，將載氣之由壓力調節器調節的稀釋用氣體流量送入氣態起始材料或氣態起始材料與載氣之混合物的由入口質量流量調節器調節之氣體流量(就該氣體流量而言，起始材料之分壓隨時間推移而波動)中，並且將該等兩個氣流送入用於測量起始材料之分壓或濃度的測量裝置中，其中，藉由壓力調節器使測量裝置之測量元件內的總壓力保持恆定，該壓力調節器進一步將補償氣流送入測量元件，藉由調節裝置改變起始材料之質量流量，以使測量元件中之起始材料的濃度或分壓僅在狹窄範圍內波動。藉由設置於測量點下游的製程氣體質量流量調節器，使起始材料之質量流量與稀釋用氣體流量之總和保持恆定，藉此透過壓力調節器來改變稀釋用氣體流量。
圖1至圖3以及圖5及圖6所示之來源裝置分別具有至少一個用於提供固態或液態起始材料3之蒸氣的來源，該起始材料儲存在蒸發裝置2、2'、2"之容器4中。蒸發裝置2、2'、2"具有饋送管線，載氣可經由該饋送管線流入容器4中。其中，載氣如氫氣、氮氣或惰性氣體被起始材料之蒸氣所飽和，並且經排出管線離開容器4。
容器4之饋送管線及排出管線與切換裝置5連接，該切換裝置具有數個閥，該等閥可經切換而使得由一個或數個入口質量流量調節器10、11(下稱載氣質量流量調節器)所組成之裝置所提供的載氣流量要麼穿過容器4，要麼從容器4旁邊經過。
在實施例中，用於提供載氣質量流量之裝置係由兩個具有不同流量範圍的質量流量調節器10、11組成。質量流量調節器11例如可比質量流量調節器10具有更大的流量範圍。載氣饋送管線6與兩個質量流量調節器10、11連接，其中，在通往質量流量調節器11之饋送管線中設有截止閥。
來源裝置用於為CVD反應器1、1'、1"提供有機金屬起始材料，在該反應器中，一個或數個基板17平放於被加熱的基板座16上，該基板座形成製程室18之底部。
實施例分別具有至少一個CVD反應器1、1'、1"。在圖1所示之實施例中，由來自蒸發裝置2之載氣所輸送的起始材料蒸氣被送入製程氣體饋送管線9中，該製程氣體饋送管線通入CVD反應器1之進氣開口15中。
在圖2所示之實施例中，三條彼此不同的製程氣體饋送管線9、9'、9"分別通入CVD反應器1、1'、1"之進氣開口15中，由來自蒸發裝置2、2'、2"之載氣所輸送的起始材料蒸氣分別被送入該等製程氣體饋送管線中。在此，單獨一個壓力調節器8藉由被分成數條氣體饋送管線12、12'、12"的排出管線與不同CVD反應器1、1'、1"之數個來源裝置連接。
在圖3所示之實施例中，由來自蒸發裝置2之載氣所輸送的起始材料蒸氣被送入製程氣體饋送管線9中，該製程氣體饋送管線被分成兩條製程氣體饋送管線9'、9"。在該等製程氣體饋送管線9'、9"之每一者中皆設有製程氣體質量流量調節器13、13'。由兩個製程氣體質量流量調節器13、13'調節的質量流量進入同一個CVD反應器1的兩個不同之進氣開口15、15'。產生兩個分別經調節之製程氣體流量，其在不同位置上被送入CVD反應器之製程室18。
實施例示出壓力調節器8。壓力調節器8連接在載氣饋送管線7上。載氣饋送管線7可與載氣饋送管線6所連接的同一個載氣源連接。然而，亦可將載氣饋送管線7與不同的載氣源連接。被送入壓力調節器8的載氣流量穿過壓力調節器8，該壓力調節器適於使與壓力調節器8之出口連接之氣體饋送管線12、12'、12"中的壓力保持恆定值。為此，壓力調節器8具有調節迴路。壓力調節器8亦用於使蒸發裝置2、2'、2"之容器4中的總壓力保持恆定值。氣體饋送管線12、12'、12"在容器4下游通入製程氣體饋送管線9、9'、9"。
實施例進一步示出可選的測量裝置14、14'、14"，藉由該等測量裝置可測定載氣中起始材料之濃度或分壓。具體而言，一種被稱為Epison的裝置可被用作測量裝置。此種測量裝置係藉由測量聲音傳播時間來獲得測量值，該測量值一方面與起始材料之濃度或分壓有關，但另一方面亦與測量裝置之測量室中的總壓力有關。由壓力調節器8產生的補償氣體流量在測量裝置14、14'、14"上游分別被送入製程氣體饋送管線9、9'、9"中。藉此使測量裝置14、14'、14"之測量室內部的總壓力保持恆定值。
在製程氣體饋送管線9、9'、9"之每一者中皆設有製程氣體質量流量調節器13、13'、13"，藉由該製程氣體質量流量調節器可對經由製程氣體饋送管線9、9'、9"被送入相關CVD反應器1、1'、1"之製程氣體的質量流量進行調節。因此在該技術方案中，各質量流量調節器13、13'、13"係對由載氣及起始材料之蒸氣所組成之混合物的質量流量進行調節，其中，起始材料之分壓為已知的。可能有必要對製程氣體質量流量調節器之目標值進行目標值修正，可使用測量裝置14、14'、14"所測得的值來進行該修正。
在圖4所示之實施例中，用於提供在載氣中被輸送之反應性氣體的來源19具有容器20，例如氣瓶，該氣瓶中儲存有純反應性氣體，例如第V主族或第IV主族元素的氫化物。然而，氣瓶中亦可儲存另一種氣體，例如丙烷。特別是可如下設置：容器20中已儲存有經稀釋的反應性氣體，例如反應性氣體與載氣(例如氫氣或氮氣)之混合物。藉由在本例中為入口質量流量調節器之質量流量調節器10提供反應性氣體或氣體混合物之預定質量流量。取值範圍更大的質量流量調節器11與入口質量流量調節器10並聯，並且可選擇性地被接通。
藉由壓力調節器8將補償氣體流量送入已存在的氣體流量中，從而使測量裝置14內部的總壓力保持恆定值。可在測量裝置14中測定製程氣體饋送管線9中之製程氣體的濃度。藉由調節裝置21可透過入口質量流量調節器10使得穿過製程氣體饋送管線9之製程氣體流量中的反應性氣體濃度保持恆定值。
容器20可由中央供氣系統形成。
圖4中以20標示的來源亦可由圖1至圖3中所描述之來源裝置形成，即由蒸發裝置2形成，具有容器4，容器中裝有待蒸發之固態或液態起始材料3。此種裝置由圖7示出。藉由至少一個載氣質量流量調節器10、11將載氣以前述方式送入容器4，使得起始材料之蒸氣與載氣的混合物穿過入口質量流量調節器10、11，其中，載氣中起始材料之蒸氣的濃度可以變化。容器4為中央蒸發源19的一部分，該中央蒸發源提供由載氣輸送的持續蒸氣流，並將其供應給數個局部供氣裝置26。容器4之內容物可由其他容器27不斷補充。
圖7示出兩個這樣的局部供氣裝置26，各用於為一個CVD反應器1供氣。設有切換閥24，藉由該等切換閥可將反應性起始材料(在此為載氣與蒸氣之混合物)送入入口質量流量調節器10、11。藉由切換閥24可選擇性地將載氣或反應性氣體送入入口質量流量調節器10。送入載氣係為了吹掃局部供氣裝置26之管道。每個供氣裝置26皆具有調節裝置21，藉由該調節裝置可調節反應性氣體之質量流量，以使測量裝置14之測量元件處的起始材料濃度保持恆定值。
圖5示出作為圖3所示實施例之變體的另一實施例。製程氣體之質量流量在此被分成數個分流量，該等分流量分別被導向不同的CVD反應器1、1'、1"，其中，每條通往一個CVD反應器1、1'、1"的製程氣體饋送管線9、9'、9"皆被分配了獨用的製程氣體質量流量調節器13、13'、13"。
圖6所示之實施例示出一個CVD反應器，其與數個不同的固態或液態起始材料來源(例如有機金屬化合物來源)連接。在此，每個來源皆對應一個用於測量製程氣體饋送管線9、9'、9"中之起始材料濃度的測量裝置14、14'、14"。穿過每條製程氣體饋送管線9、9'、9"之製程氣體的氣體流量皆可用一個製程氣體質量流量調節器13、13'、13"調節。製程氣體質量流量進入CVD反應器之氣體入口構件，其中，製程氣體可自氣體入口構件之不同進氣開口流出。
圖8示出上述幾個實施例之另一變體。以上述方式將反應性氣體或反應性氣體與載氣之混合物或蒸氣與載氣之混合物送入製程氣體饋送管線9，其中，在此亦可設置調節裝置21，藉由該調節裝置以為質量流量調節器10、11規定目標值之方式對入口質量流量調節器進行控制。設有第一製程氣體質量流量調節器13，由其提供被持續送入CVD反應器1之製程氣體的質量流量。藉由切換閥22亦可將第二製程氣體質量流量調節器13'所提供的製程氣體選擇性地送入CVD反應器1或排氣管線23。藉由此種裝置可在最短的時間內改變被送入CVD反應器1之質量流量，因為穿過質量流量調節器13、13'之製程氣體的總質量流量保持恆定。調節器21之作用並不因此受到影響。
圖9示出一個類似的裝置。然而，第二製程氣體質量流量調節器13'在此係直接連接至排氣管線23，因此，穿過質量流量調節器13'的質量流量不進入CVD反應器1，而是只有穿過第一製程氣體質量流量調節器13的質量流量會進入該CVD反應器。藉由控制裝置25可改變穿過製程氣體質量流量調節器13之製程氣體的質量流量。同時，經由第二製程氣體質量流量調節器13'而進入排氣管線23的製程氣體質量流量亦被改變。兩個製程氣體質量流量的改變係以穿過製程氣體質量流量調節器13、13'之製程氣體質量流量的總和保持恆定之方式進行。藉此可在CVD反應器1中的基板上沉積層特性隨層厚變化而變化的層。在圖8及圖9所示之實施例中，由於製程氣體之總流量保持恆定，調節器21不會受到干擾。
若前述元件在載氣之流動方向上按以下順序佈置，則被認為是有利的：蒸發裝置2、2'、2"佈置在壓力調節器8之氣體饋送管線12、12'、12"的饋送點上游。測量裝置14佈置在壓力調節器8下游或壓力調節器8之氣體饋送管線12、12'、12"的饋送點下游。至少一個製程氣體質量流量調節器13、13'、13"佈置在測量裝置14下游。
進一步被認為是有利的是：數個各具有一個被建構為起泡器之蒸發裝置2、2'、2"的來源裝置並聯連接，其中，使用公共壓力調節器8來使起泡器之容器4中的壓力保持恆定。可設置不同的氣體管路，以便向不同的製程室18饋送製程氣體。
前述實施係用於說明本申請整體所包含之發明，該等發明至少透過以下特徵組合分別獨立構成相對於先前技術之改良方案，其中，此等特徵組合中的兩個、數個或所有特徵組合亦可相互組合，即：
一種裝置，其特徵在於：藉由製程氣體質量流量調節器13、13'、13"來調節自該製程氣體饋送管線9、9'、9"流入該CVD反應器之氣流；
一種裝置，其特徵在於：由該製程氣體饋送管線9、9'、9"輸送的反應性氣體穿過該入口質量流量調節器10、11，並且該氣體源為儲存該反應性氣體之容器或提供在載氣中被輸送之蒸氣的蒸氣源19，或者，由該入口質量流量調節器10、11提供的載氣流量穿過蒸發裝置2、2'、2"之蒸發容器4，並且該蒸發裝置2、2'、2"中所產生的蒸氣在該製程氣體饋送管線9、9'、9"中由該載氣輸送；
一種裝置，其特徵在於：在該壓力調節器8下游設有用於測量蒸發了的或氣態起始材料3在該製程氣體饋送管線9、9'、9"中之濃度或分壓的測量裝置14、14'、14"；
一種裝置，其特徵在於：該壓力調節器8之出口透過數條氣體饋送管線12、12'、12"分別與一條各對應一個不同的CVD反應器1、1'、1"之製程氣體饋送管線9、9'、9"連接；
一種裝置，其特徵在於：穿過該製程氣體饋送管線9且藉由該壓力調節器8保持預定總壓力的製程氣體流量被分成數個分流量，並且/或者，兩個製程氣體質量流量調節器13、13'並聯連接，並且/或者，該製程氣體流量透過兩個不同的進氣開口15、15'分別以質量流量經調節之方式被送入該CVD反應器1之製程室18；
一種裝置，其特徵在於：該入口質量流量調節器10、11為具有數個入口質量流量調節器10、11之入口質量流量調節器裝置的一部分，並且/或者，設有切換裝置5，藉由該切換裝置可將該載氣流量選擇性地送入該蒸發裝置2、2'、2"之該容器4或直接送入該製程氣體饋送管線9、9'、9"，並且/或者，該蒸發裝置2、2'、2"之該容器4可被加熱或冷卻；
一種裝置，其特徵在於：該測量裝置14、14'、14"之出口與數個並聯連接的製程氣體質量流量調節器13、13'連接，該等製程氣體質量流量調節器分別透過製程氣體饋送管線9、9'、9"與CVD反應器1、1'、1"連接；
一種裝置，其特徵在於：該壓力調節器8之出口與數條分別通往不同氣體源19；2-5之氣體饋送管線12、12'、12"連接，藉由該等氣體源提供不同的反應性氣體，該等氣體源透過製程氣體饋送管線9、9'、9"與一個或數個CVD反應器1、1'、1"連接；
一種裝置，其特徵在於調節裝置21，其為該入口質量流量調節器11規定目標值，以使該製程氣體饋送管線9、9'、9"中之該起始材料的濃度或分壓保持恆定值；
一種CVD反應器裝置，其特徵在於用於提供製程氣體之裝置，該製程氣體被送入該CVD反應器1、1'、1"；
一種提供用於CVD反應器之製程氣體的方法，其中，藉由入口質量流量調節器10、11及氣體源19；2-5提供在載氣中被輸送之反應性氣體的質量流量，該質量流量由製程氣體饋送管線9、9'、9"輸送至一個或數個CVD反應器1、1'、1"；
一種方法，其特徵在於：藉由測量裝置14、14'、14"測量該製程氣體饋送管線9、9'、9"中之該起始材料的該濃度或該分壓，特別是藉由以此方式獲得的測量值來修正該製程氣體質量流量調節器之該目標值，並且/或者，藉由以此方式獲得的該測量值使該濃度或該分壓保持恆定值，其實現方式為藉由質量流量調節器(11)在該測量裝置(14、14'、14")上游將稀釋用氣體送入該製程氣體饋送管線(9、9'、9")；
一種方法，其特徵在於：自該壓力調節器8之出口流出的載氣之質量流量被分成數個質量流量，該等質量流量分別進入彼此不同的製程氣體饋送管線9、9'、9"，透過該等製程氣體饋送管線，各有一個製程氣體質量流量自蒸發裝置2、2'、2"流向CVD反應器1、1'、1"；
一種方法，其特徵在於：由該來源19；2-5提供的製程氣體質量流量被分成數個分流量，該等分流量分別經製程氣體質量流量調節器13、13'調節後透過不同的進氣開口15、15'流入該CVD反應器1、1'、1"之製程室18，或者流入不同的CVD反應器1、1'、1"。
所有已揭露特徵(作為單項特徵或特徵組合)皆為發明本質所在。故本申請之揭露內容亦包含相關/所附優先權檔案(在先申請副本)所揭露之全部內容，該等檔案所述特徵亦一併納入本申請之申請專利範圍。附屬項以其特徵對本發明針對先前技術之改良方案的特徵予以說明，其目的主要在於在該等請求項基礎上進行分案申請。每個請求項中所給出的發明可進一步具有前述說明中給出的、特別是以符號標示且/或在符號說明中給出的特徵中之一或數項。本發明亦有關於如下設計形式：前述說明中所述及之個別特徵不實現，特別是對於具體用途而言為非必需的或者可被技術上具有相同功效的其他構件所替代之特徵。
1:CVD反應器 1':CVD反應器 1":CVD反應器 2:蒸發裝置 2':蒸發裝置 2":蒸發裝置 3:起始材料 4:容器 5:切換裝置 6:載氣饋送管線 7:載氣饋送管線 8:壓力調節器 9:製程氣體饋送管線 9':製程氣體饋送管線 9":製程氣體饋送管線 10:入口質量流量調節器 11:入口質量流量調節器 12:氣體饋送管線 12':氣體饋送管線 12":氣體饋送管線 13:製程氣體質量流量調節器 13':製程氣體質量流量調節器 13":製程氣體質量流量調節器 14:測量裝置 14':測量裝置 14":測量裝置 15:進氣開口 15':進氣開口 16:基板座 17:基板 18:製程室 19:中央蒸發源 20:容器 21:調節裝置 22:閥 23:截止閥 24:閥 25:控制裝置 26:局部供氣裝置 27:容器
下面將結合實施例對本發明進行詳細說明。其中： 圖1為用於提供蒸發了的有機金屬起始材料之來源裝置的示意圖。 圖2為根據圖1之示意圖，但為第二實施例，其中，壓力調節器8透過數條氣體饋送管線12、12'、12"與總共三個反應器裝置的不同製程氣體饋送管線9、9'、9"連接。 圖3為根據圖1之示意圖，其中，一條製程氣體饋送管線9被分成兩條製程氣體饋送管線9'、9"，經由該等製程氣體饋送管線，各有一種製程氣體藉由製程氣體質量流量調節器13、13'流向CVD反應器1之氣體入口構件的不同進氣開口15、15'。 圖4為本發明之另一實施例，其中，自氣體容器提取反應性氣體，在該容器中包含有反應性氣體之與具體批次有關的濃度。 圖5為另一實施例，其中，具有蒸發源之中央氣體源為數個CVD反應器供氣。 圖6為本發明之另一實施例，其中，一個CVD反應器由數個氣體源供氣，該等氣體源分別在蒸發容器中保持相同的總壓力。 圖7為另一實施例，其中，使用來自中央蒸發源19之反應性氣體的蒸氣。 圖8為另一實施例，其中，兩個製程氣體質量流量調節器13、13'並聯連接。 圖9為另一實施例，其中，兩個製程氣體質量流量調節器13、13'並聯連接。
1:CVD反應器
2:蒸發裝置
3:起始材料
4:容器
5:切換裝置
6:載氣饋送管線
7:載氣饋送管線
8:壓力調節器
9:製程氣體饋送管線
10:入口質量流量調節器
11:入口質量流量調節器
12:氣體饋送管線
13:製程氣體質量流量調節器
14:測量裝置
15:進氣開口
16:基板座
17:基板
18:製程室
21:調節裝置

Claims (12)

  1. 一種用於提供用於CVD反應器(1、1'、1")之製程氣體的裝置，該裝置包括：氣體源(2-5、19、20)，其具有入口質量流量調節器(10、11)，該入口質量流量調節器用於提供由載氣輸送之氣態起始材料的質量流量，該起始材料由製程氣體饋送管線(9、9'、9")輸送至該CVD反應器(1、1'、1")，其中，在該製程氣體饋送管線(9、9'、9")中設有用於測量總壓力之壓力測量裝置以及用於測量該起始材料在該載氣中之濃度或分壓的測量裝置(14、14'、14")；調節裝置(21)，藉由該調節裝置使該製程氣體饋送管線(9、9'、9")中之該起始材料的該濃度或該分壓保持恆定值；以及載氣饋送管線(7)，用於將補償氣體送入該製程氣體饋送管線(9、9'、9")，其特徵在於：該壓力測量裝置具有用於提供該補償氣體之壓力調節器(8)，在該測量裝置(14、14'、14")下游設有製程氣體質量流量調節器(13、13'、13")，並且該調節裝置(21)被設置為：在總壓力藉由該壓力調節器(8)而保持恆定值之情況下，藉由該製程氣體質量流量調節器(13、13'、13")來調節流入該CVD反應器之起始材料的質量流量。
  2. 如請求項1之裝置，其中，由該製程氣體饋送管線(9、9'、9")輸送的反應性氣體穿過該入口質量流量調節器(10、11)，並且該氣體源為儲存該反應性氣體之容器或提供在載氣中被輸送之蒸氣的蒸氣源(19)，或者，由該入口質量流量調節器(10、11)提供的載氣流量穿過蒸發裝置(2、2'、2")之蒸發容器(4)，並且該蒸發裝置(2、2'、2")中所產生的蒸氣在該製程氣體饋送管線(9、9'、9")中由該載氣輸送。
  3. 如請求項1之裝置，其中，該壓力調節器(8)之出口透過數條氣體饋送管線(12、12'、12")分別與一條各對應一個不同的CVD反應器(1、1'、1")之製程氣體饋送管線(9、9'、9")連接。
  4. 如請求項1之裝置，其中，穿過該製程氣體饋送管線(9)且藉由該壓力調節器(8)保持預定總壓力的製程氣體流量被分成數個分流量。
  5. 如請求項1之裝置，其中，兩個製程氣體質量流量調節器(13、13')並聯連接，並且/或者，該製程氣體流量透過兩個不同的進氣開口(15、15')分別以質量流量經調節之方式被送入該CVD反應器(1)之製程室(18)。
  6. 如請求項1之裝置，其中，該壓力調節器(8)之出口與數條分別通往不同氣體源(19；2-5)之氣體饋送管線(12、12'、12")連接，藉由該等氣體源提供不同的反應性氣體，該等氣體源透過製程氣體饋送管線(9、9'、9")與一個或數個CVD反應器(1、1'、1")連接。
  7. 如請求項1之裝置，其中，該調節裝置(21)為該入口質量流量調節器(11)規定目標值，以使該製程氣體饋送管線(9、9'、9")中之該起始材料的濃度或分壓保持恆定值。
  8. 一種CVD反應器裝置，具有至少一個載氣源及CVD反應器(1、1'、1")，其特徵在於具有請求項1或2中任一項之用於提供製程氣體的裝置，該製程氣體被送入該CVD反應器(1、1'、1")。
  9. 一種特別是在前述請求項中任一項之裝置中提供製程氣體之方法，其中，藉由壓力測量裝置及測量裝置(14、14'、14")測量該起始材料之濃度或分壓以及該製程氣體饋送管線(9、9'、9")中的總壓力，使流入該CVD反應器(1、1'、1")之起始材料的質量流量保持恆定值，並且將補償氣體送入該製程氣體饋送管線(9、9'、9")，其特徵在於：藉由饋送補償氣體，使該製程氣體饋送管線(9、9'、9")中的總壓力保持恆定值，並且藉由佈置在該測量裝置（14、14'、14"）下游的製程氣體質量流量調節器（13、13'、13"），使流入該CVD反應器（1、1'、1"）之起始材料的質量流量保持恆定值。
  10. 如請求項9之方法，其中，藉由測量裝置(14、14'、14")測量該製程氣體饋送管線(9、9'、9")中之該起始材料的該濃度或該分壓，特別是藉由以此方式獲得的測量值來修正該製程氣體質量流量調節器之該目標值，並且/或者，藉由以此方式獲得的該測量值使該濃度或該分壓保持恆定值。
  11. 如請求項9之方法，其中，自該壓力調節器(8)之出口流出的載氣之質量流量被分成數個質量流量，該等質量流量分別進入彼此不同的製程氣體饋送管線(9、9'、9")，透過該等製程氣體饋送管線，各有一個製程氣體質量流量自蒸發裝置(2、2'、2")流向CVD反應器(1、1'、1")。
  12. 如請求項9之方法，其中，由來源(19；2-5)提供的製程氣體質量流量被分成數個分流量，該等分流量分別經製程氣體質量流量調節器(13、13')調節後透過不同的進氣開口(15、15')流入該CVD反應器(1、1'、1")之製程室(18)，或者流入不同的CVD反應器(1、1'、1")。
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