TWI440792B - 汽化裝置及其控制方法 - Google Patents

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Description

汽化裝置及其控制方法
本發明係關於一種汽化裝置(vaporization apparatus)及其控制方法，更具體而言，係關於一種能夠供應處於一汽化狀態(即處於一氣體狀態)之一原料之汽化裝置及其控制方法。
一般而言，當原料係為一固體或一液體時，真空加熱氣相沈積方法會伴隨汽化該原料之過程。為此，配備一原料汽化裝置於一腔室之內部或外部。該原料汽化裝置一般包含一汽化單元以及一汽化量控制單元，該汽化單元用於汽化一固體或液體原料，該汽化量控制單元用於量測一欲汽化之原料之一量並根據量測值而調整一汽化量至一期望值。
該汽化量控制單元藉由一晶體感測器(crystal sensor)量測一晶體之一振盪頻率之變化或藉由一壓力計(pressure gauge)量測一壓力之變化。當量測之一結果係為汽化量高於期望值時，則減少一原料供應量或降低一加熱溫度或一施加功率。反之，該汽化量控制單元則可增加該原料供應量或提高該加熱溫度或該施加功率。
然而，倘若使用晶體感測器，則當一預定量或更多之量沈積於晶體感測器之一表面上時，晶體感測器之使用壽命便會終止，導致無法再精確地執行量測。因此，該晶體感測器不適用於其中需要供應大量原料或需要長時間地連續執行一製程之情形中。另外，在其中該原料不易順利地吸附至晶體感測器表面之情形中，因振盪頻率之變化與汽化量不成比例，故晶體感測器亦不適用。
倘若使用壓力計，則已汽化之原料可能會與壓力計之一內部部件發生化學反應，甚至會造成裝置之故障(malfunction)。此外，在使用一段時間後，已汽化之原料可能會阻塞壓力計之一入口路徑，進而使壓力計不能精確地量測壓力。此外，壓力計只能近似地而不是精確地量測一汽化壓力之變化，乃因其對壓力變化並不敏感。換言之，壓力計不適用於需要精確控制之製程。
因此，根據相關技術之上述汽化量控制方法不能勝任如下之最新製程：需要供應各種原料以形成一異質膜(heterogeneous)之製程、因使用一大面積之基板而需要供應大量原料之製程、需要長時間供應原料以確保生產率之製程、以及需要根據製程之按比例縮小(scale down)而精確地供應原料之製程。
本發明提供一種汽化裝置及其控制方法，該汽化裝置配備有適於供應各種原料、大量供應原料、長時間供應原料以及精確地供應原料之一汽化量控制單元。
本發明亦提供一種汽化裝置及其控制方法，該汽化裝置配備有能夠即時地檢查一原料汽化量之一汽化量控制單元。
本發明亦提供一種藉由改善一汽化器之結構而使汽化速度及品質得到提高之汽化裝置及其控制方法。
根據一實例性實施例，一種汽化裝置包含：一汽化坩堝(vaporization crucible)，用以容置一原料；一汽化加熱單元，用以藉由加熱該汽化坩堝而汽化該原料；一溫度量測單元，用以量測該汽化坩堝之一溫度；一功率量測單元，用以量測該汽化加熱單元之一施加功率；以及一控制單元，用以根據該溫度量測單元之一溫度變化值與該功率量測單元之一功率變化值其中之任一者，控制該原料之一汽化量。
該控制單元可控制該汽化坩堝之該溫度保持恆定，並根據該功率量測單元之該功率變化值而控制該原料之該汽化量。
該控制單元可控制該汽化加熱單元之該施加功率保持恆定並根據該溫度量測單元之該溫度變化值而控制該原料之該汽化量。
該溫度量測單元可安裝於該汽化坩堝中。
該汽化裝置可更包含：一外殼，被設置成圍繞該汽化坩堝；以及一壓力計(pressure gauge)，用以量測該外殼內之一汽化壓力。另一選擇為，該汽化裝置可更包含一壓力計，該壓力計用以量測該汽化坩堝內之一汽化壓力。
該汽化裝置可更包含一原料供應單元，用以供應該原料至該汽化坩堝，並且該原料供應單元可包含：一液化坩堝，用以儲存處於一固態之一原料；一液化加熱單元，用以藉由加熱該液化坩堝而液化該原料；以及一排放單元，用以排放該液化坩堝中之該原料至外部。
該汽化坩堝可包含：一本體部，包含一用以容置該原料之內部空間；以及至少一個排放板(discharge plate)，連接至該本體部，用以排放容置於該內部空間中之該原料。
該排放板可以複數形式設置並將該本體部之該內部空間分隔成一上部空間與一下部空間。該排放板可包含嵌置於其中之該汽化加熱單元。
該排放板可被配置成使其一外表面之一中心與一周邊具有不同之高度。例如，該排放板之該外表面可具有一燈罩(lampshade)形狀或一漏斗(funnel)形狀。
根據另一實例性實施例，一種汽化裝置包含：一汽化坩堝，用以容置一原料；以及一汽化加熱單元，用以加熱該汽化坩堝，其中該汽化坩堝包含：一本體部，包含一用以容置該原料之內部空間；以及複數個排放板，包含至少一個出口，用以排放容置於該內部空間中之該原料並將該內部空間分隔成一上部空間與一下部空間。
該汽化加熱單元可設置於該汽化坩堝之一外部或嵌置於該等排放板至少其中之一中。
根據又一實例性實施例，一種汽化裝置包含：一汽化坩堝，用以容置一原料；以及一汽化加熱單元，用以加熱該汽化坩堝，其中該汽化坩堝被配置成使容置該原料的其一底面之一中心與一周邊具有不同之高度。於該汽化坩堝之該底面中，該中心可高於該周邊。另一方面，於該汽化坩堝之該底面中，該中心可低於該周邊。
根據再一實例性實施例，一種用於一汽化裝置之控制方法包含：供應一原料至一汽化坩堝；藉由一汽化加熱單元加熱該汽化坩堝，以汽化該原料；藉由量測該汽化坩堝之一溫度變化值以及該汽化加熱單元之一功率變化值其中之任一者，計算該原料之一汽化量；以及根據該汽化量，控制供應至該汽化坩堝之該原料之一供應量。
可在使該汽化加熱單元之一功率保持恆定之同時，量測該汽化坩堝之該溫度變化值。
可在使該汽化坩堝之一溫度保持恆定之同時，量測該汽化加熱單元之該功率變化值。
該功率變化值可包含一電功率、一電壓、及一電流其中之任一者之一變化值。
計算該汽化量之該步驟可包含量測圍繞該汽化坩堝之該外殼之一內部之一壓力變化值，並且可根據該溫度變化值、該功率變化值及該壓力變化值之其中之任一者，計算該汽化量。
根據實施例，使用一種非接觸式/電子方法，該非接觸式/電子方法藉由一原料之汽化期間之一溫度變化值與一功率變化值而量測一汽化量。因此，因不同於一接觸式方法，一汽化量量測單元並不直接接觸一原料氣體，故可供應各種原料並且，此外，可達成大量原料供應或長時間原料供應而不會使功能劣化。另外，因該電子方法能夠精確地量測該汽化量，故可提高該原料供應之一精確度。
根據實施例，不僅可即時地檢查汽化量，且亦可獲得關於汽化過程之各種資訊，包含汽化速度、汽化溫度及汽化功率。因此，根據該原料之特性，可容易地設計最佳汽化條件。
另外，藉由根據該原料之特性而自該等實施例所提出之各種結構中選擇一汽化單元之最佳結構，可保證得到能達成快速且穩定之汽化之條件。
此外，該等實施例應用一漸進汽化方法，該漸進汽化方法液化大量原料並接著僅汽化所需之小量原料。因施加大量原料，故生產率得以提高。另外，因汽化小量原料，故能方便地控制汽化速度並保持汽化品質。
在下文中，將參照附圖詳細說明具體實施例。然而，本發明可以不同形式實施並且不應被理解為僅限於本文所述之實施例。相反，提供這些實施例係為了能徹底且完整地揭露本發明並充分地傳達本發明之範圍予熟習此項技術者。
第1圖係為顯示根據一個實施例之一汽化裝置之圖式。
參照第1圖，該汽化裝置包含一原料供應單元100、一原料汽化單元200(210、220、230、240、250及270)、一噴射器300以及一控制單元500。原料供應單元100供應處於一固體或一液體形式之一原料S。原料汽化單元200汽化藉由該原料供應單元100所供應之該原料。噴射器300係與原料汽化單元200流體連通，以噴射已汽化之原料至一目標空間。控制單元500控制自原料供應單元100供應至原料汽化單元200之該原料之一供應量，並控制於原料汽化單元200處所汽化之該原料之一汽化量。
原料供應單元100供應一固體原料以及一液體原料其中之任一者。例如，根據本實施例，處於一固態之一原料S可於原料供應單元100中液化，使得已液化之原料供應至原料汽化單元200。為達此目的，原料供應單元100包含一液化坩堝110、一液化加熱單元130、以及一原料排放單元。液化坩堝110具有一圓柱形狀，用於儲存該原料。液化加熱單元130藉由加熱液化坩堝110而液化該原料。該原料排放單元自液化坩堝110排放該原料，且例如係為一活塞單元120，該活塞單元120插於液化坩堝110之一側並用以以一推擠方式排放該原料。原料供應單元100更包含一外殼140，用於提供一真空環境並容置液化坩堝110及活塞單元120。
液化坩堝110可具有圓柱形狀，該圓柱形狀於一端處開口而於另一端處封閉。液化坩堝110於其中提供一預定儲存空間A，以被填充以原料S。液化坩堝110之一橫截面並不僅限於一圓形形狀，而是亦可為其他多邊形形狀，例如矩形、五邊形等。另外，液化坩堝110之一本體包含至少一個原料入口111以及至少一個原料出口112，原料S經由該至少一個原料入口111而引入，且儲存於該本體中之原料S經由該至少一個原料出口112而排出。舉例而言，在本實施例中，原料入口111設置於液化坩堝110之該本體之一上部處，而原料出口112則設置於液化坩堝110之該本體之一底部(即封閉端)或一側。
液化加熱單元130係用以提供藉由加熱和液化儲存於液化坩堝110中之固體原料S所產生之熱能。液化加熱單元130可為能夠液化固體原料S並提供熱能之任何結構。舉例而言，可對液化加熱單元130使用一電阻器型加熱元件，例如一核心加熱器(core heater)、一板式加熱器(plate heater)以及一燈加熱器(lamp heater)，或一高頻加熱元件，例如一高頻線圈(high-frequency coil)。在本實施例中係應用核心加熱器，該核心加熱器被設置成圍繞液化坩堝110之一外部。然而，液化加熱單元130可不設置於液化坩堝110之外部。舉例而言，液化加熱單元130可設置於液化坩堝110中或嵌置於液化坩堝110之本體中。另一選擇為，外殼140可配備有一加熱元件，以用作液化加熱單元130。
活塞單元120係用以漸進地傳送填充於液化坩堝110之儲存空間A之原料S至汽化單元200。活塞單元120包含一頭部121、一桿122以及一驅動器123。頭部121設置於液化坩堝110中，用以以一推擠方式傳送原料S。桿122之一端連接至頭部121，另一端則延伸出液化坩堝110，以與頭部121成一體地移動。驅動器123連接至桿122之該另一端，以移動桿122。驅動器123可包含能夠在上下方向上移動桿122之任一元件，例如一馬達或一液壓缸。舉例而言，本實施例採用能夠將一旋轉運動轉換成一線性運動且能夠精確加以控制之一線性馬達(linear motor)。
原料汽化單元200包含一外殼210及一汽化器220，汽化器220係用以引入該原料至外殼210中並汽化該原料。
外殼210提供一預定空間，該預定空間藉由一傳送管400而與液化坩堝110之原料出口112流體連接。處於一液態之原料S被供應至該預定空間並於該預定空間中汽化。傳送管400之一端插入外殼210中並延伸一預定長度。傳送管400之該延伸端係與汽化器220相連接，汽化器220用於引入該液體原料至該空間中並汽化所引入之液體原料。
汽化器220包含一汽化坩堝221及一汽化加熱單元222。汽化坩堝221係用以容置被引入至外殼210中之原料，汽化加熱單元222係用以加熱汽化坩堝221，藉此汽化該原料。汽化坩堝221及汽化加熱單元222之結構將在下文中予以更詳細之說明。
噴射器300可具有一桿形狀，該桿形狀自外殼210之一側水平地延伸一預定長度。然而，並不僅限於此，噴射器300亦可根據一處理方向而在一垂直方向或一傾斜方向上延伸。噴射器300可不僅以一對應於其桿形狀之線型(line type)噴射方法運作，且亦可以一點型(point type)噴射方法或一平面型(plane type)噴射方法運作。一連通路徑310形成於噴射器300之一本體中，於噴射器300中所汽化之原料S被引入該本體中。另外，複數個孔口320形成於噴射器300之該本體之一外表面上，孔口320自連通路徑310延伸並朝外開口。作為實例，孔口320之位置及數目被調整成使得僅在朝向一基板G之一方向上噴射已汽化之原料S。另外，儘管圖未示出，然而孔口320可呈一噴射噴嘴之形式，該噴射噴嘴自噴射器300之該本體向外部突出一預定長度。據此，於原料汽化單元200中所汽化之原料S流經噴射器300之連通路徑310，並經由噴射器300之孔口320而在例如朝向該基板之一上部之一目標方向上均勻地噴射。
控制單元500控制安裝至原料液化單元100、原料汽化單元200及噴射器300之各種器件之整體運作，以藉此控制最終經由噴射器300噴射之一原料氣體之噴射量、噴射速度及汽化品質。為此，原料汽化單元200包含一壓力計270，用以偵測一內部之一汽化壓力。控制單元500根據由壓力計270所量測之汽化壓力而控制活塞單元120之驅動。藉此，控制供應至原料汽化單元200之液體原料的量。舉例而言，當該汽化壓力低於一目標值時，提高活塞單元120之頭部121之一前進速度，以增加該液體原料之供應量。相反，當該汽化壓力高於該目標值時，則降低頭部121之前進速度，以減少該液體原料之供應量。
在根據該實施例之汽化裝置之外殼210中，提供一溫度量測單元230，以量測汽化器220之一表面溫度，例如汽化坩堝221之一溫度。另外，提供一功率量測單元240，以量測汽化器220(例如汽化加熱單元222)之一施加功率。因此，汽化器220之一溫度變化值及一功率變化值被即時地傳送至控制單元500。此處，該「功率(power)」可包含一電功率、一電壓及一電流。功率量測單元240可根據需要而量測其中之任一者。一般而言，原料之汽化會造成一周圍部件(例如汽化器220)之溫度變化。因此，當控制單元500保持汽化器220之溫度及所施加功率其中之任一者恆定時，可使用汽化器220之該溫度變化值或該功率變化值來計算並即時地檢查汽化量之一微小變化。現在，將對此一過程予以更詳細之說明。
第2圖係為顯示一汽化過程期間之一功率變化值之曲線圖，該汽化過程係根據一第一試驗實例在一恆定溫度下執行。參照第1圖及第2圖，在該過程中自始至終使汽化坩堝221之溫度保持恆定。因當原料之汽化開始(Ts )時，汽化坩堝221會損失熱量，故為保持該恆定溫度，增大汽化加熱單元222之施加功率。相反，當原料之汽化結束(Te )時，汽化坩堝221不再損失熱量。因此，將汽化加熱單元222之施加功率減小至一初始值。另外，在汽化量恆定之時，汽化加熱單元222之該施加功率保持恆定。然而，於汽化量發生微小變化之某些時間點(Tp1 及Tp2 )，汽化加熱單元222之溫度亦發生微小變化。因此，當汽化坩堝221之溫度保持恆定時，藉由汽化加熱單元222之溫度變化值，可非常精確地量測汽化量。
第3圖係為顯示該汽化過程期間之溫度變化之曲線圖，該汽化過程係根據一第二試驗實例以一恆定功率執行。參照第1圖及第3圖，在該過程中自始至終使汽化加熱單元222之功率保持恆定。當原料之汽化開始(Ts )時，在使該施加功率保持不變之同時，汽化坩堝221會損失熱量。因此，汽化坩堝221之溫度降低。另一方面，當汽化結束(Te )時，汽化坩堝221不再損失熱量。因此，汽化坩堝221之溫度升高至一初始溫度。當汽化量係為恆定時，汽化坩堝221之溫度亦保持恆定。然而，當汽化量於某些時間點(Tp1 及Tp2 )發生微小變化時，汽化坩堝221之溫度亦發生微小變化。因此，當使汽化加熱單元222之該施加功率保持恆定時，藉由汽化坩堝221之該功率變化值，可非常精確地量測汽化量。
如上所述，該汽化裝置供應原料S至汽化坩堝221，然後於汽化加熱單元222中汽化該原料S。此處，控制單元500根據由壓力計270所量測之汽化量而控制該原料之供應量及汽化速度。此外，根據由溫度量測單元230所量測之汽化坩堝221之溫度變化值或由功率量測單元240所量測之汽化加熱單元222之功率變化值，能更精確地檢查汽化量，俾使控制單元500更細微地控制原料之供應量及汽化速度。換言之，藉由使用包含壓力計270之一第一汽化量量測單元以及包含溫度量測單元230及功率量測單元240之一第二汽化量量測單元，可根據需要而更細微地控制經由噴射器300所噴射之原料之噴射量及速度以及汽化量。此處，該第一汽化量量測單元及該第二汽化量量測單元可被指定為一主單元及一輔助單元並互補地使用。
另外，該汽化裝置不僅能夠即時地檢查汽化量，且亦能夠獲得關於汽化過程之各種資訊，包含汽化速度、汽化溫度及汽化功率。因此，根據原料之特性，可方便地設定最佳汽化條件。
此外，固體原料及液體原料二者皆適用於根據該實施例之汽化裝置。因採用在原料液化單元100中液化大量原料而在原料汽化單元200中僅汽化其中之少量原料之漸進汽化方法，故根據該大量原料，可提高生產率。此外，因汽化少量之原料，故可方便地控制沈積速度並維持沈積及品質。因僅汽化該大量原料其中之一小部分，故可最小化能耗。
可以各種方式修改根據該實施例之汽化裝置之汽化器，以提高汽化速度及品質。在下文中，將提出並說明根據實施例之各種汽化器。
第4圖係為根據該實施例之一第一修改形式的一汽化裝置之剖面圖。第5圖係為根據該實施例之該第一修改形式的該汽化裝置之立體圖。
參照第4圖及第5圖，一汽化器600包含一汽化坩堝，該汽化坩堝係由一本體部620及複數個排放板(discharge plate)610(610a、610b及610c)構成，本體部620連接至傳送管400並包含一用以容置經由傳送管400所供應之原料之內部空間，該等排放板610連接至本體部620。排放板610各包含形成於其一表面上之至少一個出口611，以排放容置於該內部空間中之原料。汽化器600更包含一設置於該汽化坩堝之外部之汽化加熱單元630。汽化加熱單元630可圍繞該汽化坩堝之一外圓周之全部或一部分。
本體部620具有一圓柱形狀，其中一端開口而另一端封閉。排放板610連接至開口區域，藉此於由排放板610所界定之圓柱體內形成內部空間。另外，傳送管400可被連接成穿透本體部620之一下壁或一側壁，並與本體部620之該等內部空間流體連通。
排放板610具有一平板形狀，於其表面上形成有至少一個出口611。作為實例，提供並徑向且對稱地排列複數個出口611，以用於均勻地排放該原料。此外，排放板610可包含該等排放板610a至610c，用於將本體部620之內部空間分隔成一上部空間與一下部空間。
在具有上述結構之汽化器600中，沿上下方向分別排列於本體部620之內部空間中之該等排放板610a至610c其中之某些使一排放流均勻化。因此，可提高原料排放之均勻性。
第6圖係為根據該實施例之一第二修改形式的一汽化裝置之剖面圖。第7圖係為根據該實施例之該第二修改形式的汽化量之立體圖。
參照第6圖及第7圖，一汽化器700係由具有一板形狀之一排放板710(710a、710b及710c)以及嵌置於排放板710中之一汽化加熱單元(圖未示出)構成。嵌置有汽化加熱單元(圖未示出)之排放板710係以複數形式設置，即係為排放板710a、710b及710c，用以將一本體部720之一內部空間分隔成一上部空間與一下部空間。較佳使本體部720由一絕緣材料(例如陶瓷)製成。
汽化器700之汽化坩堝與汽化加熱單元(圖未示出)係相互一體成型，藉此獲得一簡單之外觀、同時最小化對所暴露之汽化加熱單元(圖未示出)之損壞。另外，因排放板710a、710b及710c係逐漸地加熱該原料，故汽化速度及品質得以提高。
第8圖係為顯示根據該實施例之一第三修改形式的一汽化裝置之剖面圖。第9圖係為顯示根據該第三修改形式的該汽化裝置之操作過程之剖面圖。
參照第8圖及第9圖，一汽化器800包含一汽化坩堝及一汽化加熱單元820。用以容置該原料S之該汽化坩堝係由一本體部810構成，本體部810提供一底面812及一側壁環813，側壁環813自底面812之一圓周向上延伸。汽化加熱單元820設置於汽化坩堝之外部。供應該原料之傳送管400係以一穿透方式連接至汽化坩堝810之底面812之一中心。另外，底面812被配置成使一中心高於一周邊，藉此形成呈一上凸之燈罩形式之一斜坡。根據此種結構，藉由傳送管400所供應之該液體原料S沿該斜坡流動並分散於每一方向上。因此，因一原料加熱面積增大，故汽化速度提高。
第10圖係為根據該實施例之一第四修改形式的一汽化器之剖面圖。第11圖係為根據該第四修改形式的該汽化裝置之操作過程之剖面圖。
參照第10圖及第11圖，一汽化器900包含一用以容置該原料S之汽化坩堝。該汽化坩堝係由一本體部910構成，本體部910提供一底面912及一側壁環913，側壁環913自底面912之一圓周向上延伸。一汽化加熱單元920設置於該汽化坩堝之外部。不同於前一形式，底面912被配置成具有低於一周邊之一中心，藉此形成呈一下凹之漏斗形狀之一斜坡。根據此種結構，藉由傳送管400所供應之該液體原料S自一下部(即汽化坩堝910之底面912之中心)填充，進而形成一在水平方向上均勻之高度。因該原料係自該均勻高度汽化，故可使汽化速度穩定。
如此一來，藉由該汽化器之各種修改結構，可根據原料之特性而確保得到用於達成快速且穩定之汽化之最佳條件。
第12圖係為根據一第二實施例之一汽化裝置之圖式。
參照第12圖，本實施例之汽化裝置包含原料供應單元100、一原料汽化單元1200(1220、1230、1240及1250)、噴射器300以及控制單元500。原料供應單元100供應該原料S，原料汽化單元1200汽化由原料供應單元100所供應之該原料S，噴射器300係與原料汽化單元1200流體連通並噴射已汽化之原料至一目標空間，控制單元500控制自原料供應單元100供應至原料汽化單元1200之該原料之一供應量以及於原料汽化單元1200處所汽化之該原料之一汽化量。
原料汽化單元1200包含一汽化坩堝1221以及一汽化加熱單元1222。汽化坩堝1221提供一汽化空間並容置被引入至該汽化空間中之該原料，汽化加熱單元1222藉由加熱汽化坩堝1221而汽化該原料。
該汽化裝置更包含一溫度量測單元1230以及一功率量測單元1240。溫度量測單元1230量測汽化坩堝1221之一內部溫度(例如一底部溫度)，功率量測單元1240量測汽化加熱單元1222之一功率。此外，該汽化裝置亦包含一壓力計1270，壓力計1270用於偵測汽化坩堝1221內之汽化壓力。因此，該控制單元能夠藉由即時地接收關於汽化坩堝1221之溫度變化值、汽化加熱單元1222之功率變化值以及汽化坩堝1221之壓力變化值之資訊而非常精確地計算該原料之汽化量。
因汽化坩堝1221用作外殼210(第1圖)，故根據該第二實施例之具有上述結構之汽化裝置可降低成本。
根據該第一實施例及該第二實施例之該等汽化裝置適用於各種藉由汽化一固體原料或液體原料並供應已汽化之原料至腔室中而形成一預定薄膜於一基板上之薄膜沈積裝置，例如一電漿增強化學氣相沈積(plasma enhanced chemical vapor deposition；PECVD)裝置以及一有機金屬化學氣相沈積(metal organic chemical vapor deposition；MOCVD)裝置。
儘管上文已參照特定實施例對汽化裝置及其控制方法進行了說明，然而本發明並不僅限於此。因此，熟習此項技術者將易於理解，在不背離由隨附申請專利範圍所界定之本發明精神與範圍之情況下，可對本發明作出各種修飾及改變。
100．．．原料供應單元/原料液化單元
110．．．液化坩堝
111．．．原料入口
112．．．原料出口
120．．．活塞單元
121．．．頭部
122．．．桿
123．．．驅動器
130．．．液化加熱單元
140．．．外殼
210．．．外殼
220．．．汽化器
221．．．汽化坩堝
222．．．汽化加熱單元
230．．．溫度量測單元
240．．．功率量測單元
270．．．壓力計
300．．．噴射器
310．．．連通路徑
320．．．孔口
400．．．傳送管
500．．．控制單元
600．．．汽化器
610．．．排放板
610a、610b、610c．．．排放板
611．．．出口
620．．．本體部
630．．．汽化加熱單元
700．．．汽化器
710．．．排放板
710a、710b、710c．．．排放板
720．．．本體部
800．．．汽化器
810．．．本體部/汽化坩堝
812．．．底面
813．．．側壁環
820．．．汽化加熱單元
900．．．汽化器
910．．．本體部
912．．．底面
913．．．側壁環
920．．．汽化加熱單元
1221．．．汽化坩堝
1222．．．汽化加熱單元
1230．．．溫度量測單元
1240．．．功率量測單元
1270．．．壓力計
A．．．預定儲存空間
S．．．原料
Te 、Tp1 、Tp2 、Ts ．．．時間點
結合附圖閱讀以下說明，可更詳細地理解實例性實施例，附圖中：
第1圖係為顯示根據一個實施例之一汽化裝置之一圖式；
第2圖係為顯示一汽化過程期間之一功率變化值之曲線圖，該汽化過程係根據一第一實驗實例在一恆定溫度下執行；
第3圖係為顯示汽化過程期間之一溫度變化值之曲線圖，該汽化過程係根據一第二實驗實例以一恆定功率執行；
第4圖係為根據該實施例之一第一修改形式的一汽化器之剖面圖；
第5圖係為根據該實施例之該第一修改形式的該汽化器之立體圖；
第6圖係為根據該實施例之一第二修改形式的一汽化器之剖面圖；
第7圖係為根據該實施例之該第二修改形式的該汽化器之立體圖；
第8圖係為顯示根據該實施例之一第三修改形式的一汽化器之剖面圖；
第9圖係為顯示根據該第三修改形式的該汽化器之操作過程之剖面圖；
第10圖係為顯示根據該實施例之一第四修改形式的一汽化器之剖面圖；
第11圖係為顯示根據該第四修改形式的該汽化器之操作過程之剖面圖；以及
第12圖係為顯示根據一第二實施例之一汽化裝置之圖式。
100．．．原料供應單元
110．．．液化坩堝
111．．．原料入口
112．．．原料出口
120．．．活塞單元
121．．．頭部
122．．．桿
123．．．驅動器
130．．．液化加熱單元
140．．．外殼
210．．．外殼
220．．．汽化器
221．．．汽化坩堝
222．．．汽化加熱單元
230．．．溫度量測單元
240．．．功率量測單元
270．．．壓力計
300．．．噴射器
310．．．連通路徑
320．．．孔口
400．．．傳送管
500．．．控制單元
A．．．預定儲存空間
S．．．原料

Claims (22)

  1. 一種汽化裝置，包含：一液化坩堝，用以儲存一原料；一活塞單元，插於該液化坩堝之一側並以一推擠方式排放該原料；一汽化坩堝(vaporization crucible)連接至該液化坩堝，用以汽化提供自該液化坩堝之該原料；一外殼，被設置成圍繞該汽化坩堝；一汽化加熱單元，用以藉由加熱該汽化坩堝而汽化該原料；一溫度量測單元，用以量測該汽化坩堝之一溫度；一功率量測單元，用以量測該汽化加熱單元之一施加功率；一壓力計(pressure gauge)，用以量測該汽化坩堝內之一汽化壓力；以及一控制單元，用以根據該壓力計所量測之該汽化壓力，控制該活塞單元之一前進速度及根據該壓力計之該汽化壓力、該溫度量測單元之一溫度變化值與該功率量測單元之一功率變化值其中之任一者，控制該原料之一汽化量。
  2. 如請求項1所述之汽化裝置，其中該控制單元控制該汽化坩堝之該溫度保持恆定，並根據該功率量測單元之該功率變化值而控制該原料之該汽化量。
  3. 如請求項1所述之汽化裝置，其中該控制單元控制該汽化加熱單元之該所施加功率保持恆定並根據該溫度量測單元之該 溫度變化值而控制該原料之該汽化量。
  4. 如請求項1所述之汽化裝置，其中該溫度量測單元安裝於該汽化坩堝中。
  5. 如請求項1所述之汽化裝置，更包含：一壓力計(pressure gauge)，用以量測該外殼內之一汽化壓力。
  6. 如請求項1所述之汽化裝置，更包含一原料供應單元，用以供應該原料至該汽化坩堝，其中該原料供應單元包含：該液化坩堝，用以儲存處於一固態之該原料；一液化加熱單元，用以藉由加熱該液化坩堝而液化該原料；以及一排放單元，用以排放該液化坩堝中之該原料至外部。
  7. 如請求項1所述之汽化裝置，其中該汽化坩堝包含：一本體部，包含一用以容置該原料之內部空間；以及至少一個排放板(discharge plate)，連接至該本體部，用以排放容置於該內部空間中之該原料。
  8. 如請求項7所述之汽化裝置，其中該排放板係以複數形式設置並將該本體部之該內部空間分隔成一上部空間與一下部空間。
  9. 如請求項7所述之汽化裝置，其中該排放板包含嵌置於其中之該汽化加熱單元。
  10. 如請求項7所述之汽化裝置，其中該排放板被配置成使其一外表面之一中心與一周邊具有不同之高度。
  11. 如請求項10所述之汽化裝置，其中該排放板之該外表面具有 一燈罩(lampshade)形狀或一漏斗(funnel)形狀。
  12. 一種汽化裝置，包含：一液化坩堝，用以儲存一原料；一活塞單元，插於該液化坩堝之一側並以一推擠方式排放該原料；一汽化器(vaporizer)連接至該液化坩堝，用以汽化提供自該液化坩堝之該原料；以及一壓力計，用以量測該汽化器內之一汽化壓力；其中，該汽化器包含：一汽化坩堝，包含一本體部，具有用以容置該原料之一內部空間，及複數個排放板，與該本體部連接，且包含至少一個出口，用以排放容置於該內部空間中之該原料，並將該內部空間分隔成一上部空間與一下部空間；以及一汽化加熱單元，用以加熱該汽化坩堝。
  13. 如請求項12所述之汽化裝置，其中該汽化加熱單元設置於該汽化坩堝之一外部。
  14. 如請求項12所述之汽化裝置，其中該汽化加熱單元嵌置於該等排放板至少其中之一中。
  15. 一種汽化裝置，包含：一汽化坩堝，用以容置一原料；以及一汽化加熱單元，用以加熱該汽化坩堝，其中該汽化坩堝被配置成使容置該原料的其一底面之一中心與一周邊具有不同之高度。
  16. 如請求項15所述之汽化裝置，其中於該汽化坩堝之該底面 中，該中心係高於該周邊。
  17. 如請求項15所述之汽化裝置，其中於該汽化坩堝之該底面中，該中心係低於該周邊。
  18. 一種用於一汽化裝置之控制方法，包含：藉由驅動一液化坩堝內之一活塞單元，以供應一原料至一汽化坩堝，其中該液化坩堝用以容置一原料，並以一推擠方式排放該原料；藉由一汽化加熱單元加熱該汽化坩堝，以汽化該原料；藉由量測該汽化坩堝之一汽化壓力、一溫度變化值以及該汽化加熱單元之一功率變化值其中之任一者，計算該原料之一汽化量；以及根據該汽化量，藉由調整該活塞單元之一前進速度及提供至該汽化加熱單元之一功率變化值其中之任一者，以控制供應至該汽化坩堝之該原料之一供應量。
  19. 如請求項18所述之控制方法，其中在使該汽化加熱單元之一功率保持恆定之同時，量測該汽化坩堝之該溫度變化值。
  20. 如請求項18所述之控制方法，其中在使該汽化坩堝之一溫度保持恆定之同時，量測該汽化加熱單元之該功率變化值。
  21. 如請求項20所述之控制方法，其中該功率變化值包含一電功率、一電壓、及一電流其中之任一者之一變化值。
  22. 如請求項18所述之控制方法，其中計算該汽化量之該步驟包含：量測圍繞該汽化坩堝之該外殼之一內部之一壓力變化值；以及根據該溫度變化值、該功率變化值及該壓力變化值之其中之任一者，計算該汽化量。
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