WO2019068609A1 - Vorrichtung und verfahren zur erzeugung eines in einem trägergas transportierten dampfes - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur erzeugung eines in einem trägergas transportierten dampfes Download PDF

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WO2019068609A1
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sensor
carrier gas
temperature
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PCT/EP2018/076583
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Nael Al Ahmad
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Aixtron Se
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/543—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on the vapor source

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a transported with a carrier gas vapor stream of a substance, with a conveyor device whose delivery is adjustable, a mass flow of a powder or a liquid is conveyed to an aerosol generator with which the powder or Liquid is mixed as an aerosol particles to the carrier gas and the aerosol thus produced is supplied to an evaporator, where the aerosol particles are vaporized by supplying heat, wherein at least one sensor element a measured value associated with the mass flow transported by the carrier gas is determined.
  • the invention further relates to a device for producing a transported in a carrier gas vapor of a substance, with a conveyor whose delivery capacity is adjustable, an aerosol generator, an evaporator and at least one sensor element, wherein the conveyor, the aerosol generator, the evaporator and the at least one sensor element is arranged and arranged in such a way that with the conveyor a mass flow of a powder or a liquid to the aerosol generator is conveyed, with which the powder or liquid is admixed as aerosol particles to the carrier gas and the aerosol thus generated is fed to the evaporator, where the aerosol particles are vaporized by supplying heat, wherein a measured value associated with the mass flow transported by the carrier gas is determined with the at least one sensor element.
  • a device for producing a transported in a carrier gas vapor of a substance with a conveyor whose delivery capacity is adjustable, an aerosol generator, an evaporator and at least one sensor element, wherein the conveyor, the aerosol generator, the evaporator and the
  • DE 10 2015 105 404 A1 describes devices and methods for generating a vapor, in which initially an aerosol is produced, which is transported with a carrier gas to an evaporator.
  • the delivery rate of a conveyor which transports a powder or liquid to the aerosol generator may be altered to provide a time-constant vapor mass flow.
  • the steam mass flow generated by the evaporator is determined downstream of the evaporator.
  • Conveyors for promoting an adjustable flow rate of a powder are described in DE 10 2017 114 878 and DE 10 2017 106 500.
  • An evaporator is described in DE 10 2014 109 196 AI.
  • the invention has for its object to provide means by which the mass flow of the aerosol can be regulated to the evaporator.
  • At least one sensor arrangement which has at least one sensor element, is arranged such that with it the aerosol particle entry into the evaporator, in particular in an evaporator body of the evaporator, can be determined.
  • the at least one sensor element of the sensor arrangement is arranged according fiction, between the aerosol generator and evaporator. Unlike the aforementioned In the prior art, the sensor element does not determine the mass flow of the vapor evaporated to a vapor or the vapor evaporated to a vapor, but the mass flow of the aerosol, so the not yet evaporated aerosol particles, the gas in the aerosol generator a carrier gas are mixed.
  • the conveying device is designed such that it has a motor-driven metering element with which a substantially constant mass flow of a chemical substance provided in the form of a powder or a liquid is conveyed to the aerosol generator.
  • the substance may be an organic source for producing OLEDs. This delivery rate can be changed.
  • a nozzle arrangement or the like may be provided in the aerosol generator.
  • other means may be provided with which the powder or liquid is atomized, so that an aerosol is formed, which is also conveyed to an evaporator by means of the carrier gas flow whose volume flow or mass flow is also presettable.
  • the evaporator is preferably a solid having a large surface area.
  • It may be a solid state foam or other porous or heat transferring body to which heat may be applied to the aerosol particles to vaporize the aerosol particles. This can be done by a heat transfer, which takes place on contact of an aerosol particle with the surface of the evaporation body. The heat transfer can also take place with the carrier gas heating up on the heat transfer surfaces.
  • the evaporator can be heated by means of heating elements. The heating elements can be heated electrically.
  • the vaporizing body may be arranged in thermal conduction connection to radiators such that heat flow from the radiators flows into the vaporizing body, where the heat for vaporizing the aerosol particles is delivered to the aerosol particles. It is also possible to heat the evaporation body directly electrically.
  • the evaporation body is made of an electrically conductive material through which an electric current is passed through to heat the evaporation body.
  • the sensor element is arranged in or on the evaporation body.
  • the sensor element may be a temperature sensor in this variant.
  • the temperature sensor may be in physical communication with the vaporizing body. In this arrangement, it can be a thermocouple, a resistance thermometer or another electrical element with which a temperature can be measured. But it is also possible to use an optical Temperatursens or, which measures in the manner of a pyrometer, the surface temperature of the evaporation body.
  • the sensor element is preferably associated with the evaporator.
  • a measuring point at which a temperature is measured is assigned to the evaporator.
  • the measuring point at which the temperatures are measured may be arranged in the volume of the evaporator.
  • the temperature of the evaporation body may be higher than the temperature of the aerosol.
  • heat is first extracted from the evaporation body to warm up the aerosol particles.
  • the temperature of the evaporation body is greater than the condensation tempera ture of the vapor. Then the heat of vaporization is removed from the evaporator body to evaporate the aerosol particles. This heat flow is a measure of the mass flow of the aerosol particles to the evaporation body.
  • the evaporation body has a temperature which is lower than the evaporation temperature of the aerosol. This has the consequence that the aerosol particles heat up when they come into contact with the heat transfer surfaces of the evaporation body, but do not evaporate.
  • the mass of the aerosol particles received by the evaporation body thus increases with time, so that the evaporation body is first charged with a mass to be evaporated, without any evaporation taking place.
  • the heat flow is a measure of the mass flow of the aerosol particles to the evaporation body or a measure of the loading state of the evaporation body with the powder or Liquid. With a constant electrically supplied energy, the height of the temperature can be regarded as a measure of the particle flow.
  • a radiator is provided, which is in heat-transferring connection to the evaporation body.
  • the radiator may be formed by a body similar to the evaporator, for example a solid-state foam, which is arranged downstream of the evaporation body in the flow direction. This heater may be located a short distance downstream of the evaporator body.
  • the aforementioned methods for determining the mass flow and in particular the loading state of the evaporation body can be used. Either a constant heat output is transferred to the evaporator body with the radiator, so that the temperature of the evaporator body is a measure of the mass flow or the loading state, or the temperature of the evaporator body is controlled to a constant value.
  • the power that must be fed into the radiator a measure of the mass flow or the load state.
  • the sensor arranged between the aerosol generator and the evaporator, in particular the evaporation body has a sensor element, which is a vibration body. The sensor arrangement then forms a vibration sensor. The vibration sensor is excited to vibrate at its natural frequency.
  • the vibrating body is arranged such that its surface lies in the aerosol stream, so that aerosol particles impinge on the surface.
  • the aerosol particles can adhere to the surface for a certain time.
  • This oscillation frequency change is a measure of the mass flow of the aerosol particles.
  • the vibrating body can be a flat body.
  • the surface of the vibrating body may be oriented transversely to the aerosol flow. The surface normal of the surface may point against the aerosol flow. It can also be provided that in the vibrating body sieve-like openings are arranged, through which the particle flow can flow through the vibrating body.
  • the sensor elements form electrodes.
  • the electrodes are preferably spaced apart from each other and form a gap between them.
  • the electrodes may be components of a capacitive sensor.
  • the aerosol particles flowing through the gap between the electrodes change the capacitance of the capacitive sensor so that a measure of the aerosol current can be obtained from the capacitance change.
  • the electrodes of the electrode assembly are aligned transversely to the aerosol stream.
  • the electrodes may have holes, in particular sieve-like arranged openings, so that the aerosol stream can flow through the two electrodes and through the gap between the electrodes.
  • Such a sensor arrangement in the form of a vibration sensor or a capacitive sensor may be arranged immediately above the upstream side of the evaporation body.
  • lance-shaped feed lines open into an upstream volume in the evaporator. The volume extends between the aerosol generator and the evaporator body. The lance has a flow channel through which the aerosol passes and an opening through which the aerosol can flow into the upstream volume.
  • a sensor arrangement for determining the mass flow of the aerosol is arranged within the lance, that is to say within the flow channel.
  • Fig. 4 shows schematically in a perspective view another
  • FIG. 6 shows a further embodiment, wherein only the evaporator 10 is shown
  • Fig. 7 shows another embodiment, where also only the
  • Figures 1 and 2 show schematically a device for depositing organic layers on a substrate 18.
  • the substrate 18 is located on a cooled substrate support 19 which is disposed within a reactor housing 20.
  • a vapor V of organic material is fed by means of a gas inlet 17.
  • the vapor V is transported by a carrier gas G.
  • the vapor V fed into the reactor housing 20 condenses on the surface of the substrate 18. As a result, luminous pixels for OLED displays are deposited.
  • the vapor V is transported to the gas inlet 17 via a vapor transport channel 15. Upstream of the vapor transport channel 15 is a downstream volume 14 of an evaporator 10.
  • the evaporator 10 has an evaporator body 11 made of a porous material or other material having a large surface area. Downstream of the evaporation body 11 is the downstream volume 14, in which from the evaporator 10 of the steam generated there can occur.
  • the aerosol feed line 12 is the end section of an aerosol transport channel 8, which connects the evaporator 10 with an aerosol generator 7.
  • a carrier gas G is fed by means of a carrier gas supply line 6.
  • Particles from a particle reservoir 9 are fed into this carrier gas stream G from a storage container 1 by means of a delivery device 2.
  • the conveyor 2 has metering elements 4 and 5 respectively.
  • the metering elements 4 and 5 are provided by a drive motor 3 driven so that, for example, on the speed of the drive motor 3, the delivery rate of the conveyor 2 is affected.
  • the metering element is a screw 4 with which a powder is transported from a particle reservoir 9 to the aerosol generator 7.
  • the metering is a perforated disc with metering 5, which is rotationally driven about its axis, so that depending on the speed of the drive motor 3, a variable capacity is achieved.
  • the aerosol A is conveyed via the gas flow G in the upstream volume 13 and then enters the evaporation body 11, where it is evaporated by heat application.
  • the evaporator 10 has an energy supply line 16 through which, for example, electrical energy is fed into the evaporator.
  • the evaporation body 11 may be in heat-conducting connection with radiators. But it is also envisaged that the evaporation body 11 is electrically conductive, so that it can be heated by passing an electric current.
  • a sensor arrangement 22, 23, 24, 25, 26, 28 is provided with which the mass flow of the aerosol particles A from the aerosol generator 7 to the evaporation body 11 can be determined.
  • the delivery rate of the conveyor 2 can be varied by means of a control device 21 such that the mass flow measured with the sensor arrangement 22 to 28 is maintained at a desired value.
  • the exemplary embodiments show differently configured sensor arrangements with which the particle entry of the aerosol particles into the evaporation body 11 can be determined per time.
  • the volume temperature of the evaporation body 11 is determined by means of a temperature sensor 22.
  • the volume temperature of the evaporation body 11 is influenced by the heat flow by evaporation of the aerosol particles.
  • the temperature measured with the temperature sensor 22 is thus a measure of the mass flow.
  • the temperature sensor 22 may be a thermocouple or a resistance thermometer. But it is also possible to determine the temperature of the evaporation body 11 with an unillustrated optical temperature sensor, for example by means of a pyrometer.
  • the temperature change is measured by means of the temperature sensor 22.
  • the heating power fed into the evaporation body 11 is varied via the energy supply line 16 such that the temperature of the evaporation body 11 is kept at a fixed value.
  • the heating power required for heating the evaporation body 11 is then a measure of the mass flow of the aerosol particles A to the evaporation body 11.
  • the sensor or the sensor arrangement is located upstream of the evaporation body 11 Vibration sensor 23 in the upstream volume 13.
  • the vibration sensor 23 has a vibration body 24, which acts via a particular electromagnetically acting or piezoelectrically acting the exciter is excited to a vibration. It is preferably a natural vibration of the vibrating body 24. The natural vibration and thus the oscillation frequency of the vibrating body 24 is influenced by the aerosol particle flow. For this purpose, the vibrating body 24 is arranged such that it is acted upon by the aerosol particles A. The vibration body 24 is in the area of the aerosol flow. Particles exiting from the aerosol transport channel 8 hit the vibrating body 24.
  • the aerosol particles A may temporarily adhere to the surface of the vibrating body 24.
  • the surface of the substantially flat vibrating body 24 extends transversely to the flow direction of the aerosol A.
  • the planar vibrating body 24 has a multiplicity of sieve-like arranged openings through which the aerosol stream can flow from the aerosol transport channel 8 to the evaporation body 11.
  • FIG. 4 shows a further variant of a sensor arrangement, the sensor elements forming electrodes 26, 27 of a capacitive sensor 25.
  • the two flat, parallel electrodes 26, 27 are also located here in the upstream volume 13 upstream of the evaporation body 11.
  • the electrodes 26, 27 are aligned transversely to the direction of the aerosol flow and have sieve-like arranged openings, so that the aerosol flow through the electrodes 26, 27 and the intermediate space 28 can flow between the electrodes.
  • the capacitance of the capacitive sensor 25 is influenced by the aerosol particle flow, so that a capacitance measurement gives a value which corresponds to the mass flow of the aerosol particles A.
  • the electrodes 26, 27 can also be arranged in the upstream volume 13 with surface normal aligned perpendicular to the aerosol flow.
  • the aerosol stream then flows through the gap 28 without directly meeting the electrodes 26, 27.
  • 5 shows schematically an alternative arrangement, for example, a vibration sensor 23 or a capacitive sensor 25 within the aerosol feed line 12.
  • the aerosol feed line 12 may be formed by a lance, as it is already known from the above-mentioned prior art.
  • the sensor arrangement 23, 25 may be disposed upstream of the outlet opening of the aerosol feed line 12.
  • FIG. 6 schematically shows a further exemplary embodiment.
  • the aerosol generator 7 is not shown here. It can be designed according to FIG. 1 or FIG.
  • downstream of the evaporation body 11 is a radiator 29.
  • the radiator 29 may as well as the evaporation body 11 consist of a solid state foam. It is spaced from the evaporation body 11 by an intermediate volume 30.
  • the heater 29 has electrical terminals 31 through which an electric current can be supplied to the heater 29 to heat the heater 29. This creates a heat flow H from the radiator 29 to the evaporator body 11.
  • a temperature sensor 22 to determine the core temperature of the evaporator body 11.
  • the evaporation body 11 is passively heated by the heater 29 in this embodiment.
  • the radiator 29 is kept at a constant temperature.
  • the temperature is adjusted so that the temperature of the evaporation body 11 is below the condensation temperature of the aerosol particles.
  • the aerosol particles fed through the aerosol feed line 12, which have a lower temperature than the temperature of the evaporating body 11, are heated in contact with the heat transfer surfaces of the evaporating body 11.
  • the case taken from the evaporation body 11 heat leads to a reduction in temperature of the evaporation body 11, which is determined by the temperature sensor 22.
  • about this temperature reduction can be the mass flow of the aerosol to the evaporation body 11 and the Determine charging state of the evaporation body 11 with the powder or the liquid.
  • the loading of the evaporation body 11 is continued until a predetermined mass of the powder or liquid is stored in the evaporation body 11. Then, the temperature of the evaporator body 11 is increased so that the entire load of the evaporator body 11 evaporates via a temperature increase of the radiator 29. The vapor is conveyed through the vapor transport channel 15 to the substrate, not shown.
  • the loading state or the mass flow to the evaporation body 11 can also be determined by determining the power of the heating body 29 in order to keep the temperature of the evaporation body 11 constant during loading.
  • the embodiment shown in Figure 7 differs from the embodiment shown in Figure 1 essentially in that the mouth region of the aerosol feed line 12 is surrounded by another heater 33, which is also formed as a solid state foam.
  • another heater 33 which is also formed as a solid state foam.
  • an inert gas is fed through a supply line 33.
  • a temperature sensor 22 is provided in the evaporation body 11 to determine the temperature of the evaporation body 11.
  • a heating element 29 may be provided downstream of the evaporation body 11 here.
  • a method which is characterized in that the sensor element 22, 24, 26, 27 is designed and arranged in such a way that the aerosol particle entry into the evaporator 10 is determined therewith.
  • a device which is characterized in that the at least one sensor element 22, 24, 26, 27 arranged and arranged such that the aerosol particle entry into the evaporator 10 can be determined.
  • a device which is characterized in that the at least one sensor element 22, 24, 26, 27 or a measuring point associated with the evaporator 10 or between the aerosol generator 7 and the evaporator 10 is arranged.
  • a device which is characterized in that the sensor element arranged between the aerosol generator 7 and the evaporator 10 is a vibration body 24 of a vibration sensor 23, wherein the vibration body 24 is arranged in the aerosol flow in such a way that aerosol particles impinging on the surface of the vibration body 24 affect the oscillation frequency of the vibrating body 24.
  • a device which is characterized in that arranged between the aerosol generator 7 and evaporator 10 sensor elements electrodes 26, 27 of a capacitive sensor 25, wherein the electrodes 26, 27 are arranged such that at least a partial flow of the aerosol through a gap 28 between the two electrodes 26, 27 flow.
  • thermocouple or resistance thermometer having a surface temperature or a bulk temperature of the vaporizing body 11 formed particularly by a porous body is measured and / or that the Temperatursens or 22 is an optical temperature sensor with which determines the surface temperature of the evaporation body 11 kung is and / or that the evaporation body 11 can be heated by introducing electrical energy.
  • a device which is characterized in that the vibrating body 24 and / or the electrodes 26, 27 are sheet-like bodies, which in particular have sieve-like arranged openings and are arranged transversely to the aerosol flow.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines mit einem Trägergas (G) transportierten Dampfstroms (V) eines Stoffes, wobei der Stoff mit einer Fördereinrichtung (2), deren Förderleistung einstellbar ist, als Massenfluss eines Pulvers oder einer Flüssigkeit zu einem Aerosolerzeuger (7) gefördert wird, mit dem das Pulver oder die Flüssigkeit als Aerosolpartikel dem Trägergas (G) beigemischt wird und das so erzeugte Aerosol (A) einem Verdampfer (10) zugeführt wird, wo die Aerosolpartikel durch Wärmezufuhr verdampft werden, wobei mit zumindest die einem Sensorelement (22, 24, 26, 27) ein Messwert der mit dem Trägergas (G) transportierten Massenflusses des Stoffes verknüpft ist, ermittelt wird. Das Sensorelement (22, 24, 26, 27) ist derart ausgebildet und angeordnet ist, dass damit der Aerosolpartikeleintrag in den Verdampfer (10) ermittelt wird. Der Sensor ist bevorzugt zwischen Aerosolerzeuger (7) und einem Verdampfungskörper (11) des Verdampfers (10) angeordnet. Er kann auch ein Temperatursensor (22) sein, mit dem die Temperatur des Verdampfungskörpers (11) gemessen wird.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines in einem Trägergas transportierten Dampfes
Gebiet der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines mit einem Trägergas transportierten Dampfstroms eines Stoffes, wobei mit einer Förder- einrichtung, deren Förderleistung einstellbar ist, ein Massenfluss eines Pulvers oder einer Flüssigkeit zu einem Aerosolerzeuger gefördert wird, mit dem das Pulver oder die Flüssigkeit als Aerosolpartikel dem Trägergas beigemischt wird und das so erzeugte Aerosol einem Verdampfer zugeführt wird, wo die Aerosolpartikel durch Wärmezufuhr verdampft werden, wobei mit zumindest ei- nem Sensorelement ein mit dem vom Trägergas transportierten Massenfluss verknüpfter Messwert ermittelt wird.
[0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Erzeugung eines in einem Trägergas transportierten Dampfs eines Stoffes, mit einer Fördereinrichtung, deren Förderleistung einstellbar ist, einem Aerosolerzeuger, einem Verdampfer und zumindest einem Sensorelement, wobei die Fördereinrichtung, der Aerosolerzeuger, der Verdampfer und das zumindest eine Sensorelement derart angeordnet und eingerichtet sind, dass mit der Fördereinrichtung ein Massenfluss eines Pulvers oder einer Flüssigkeit zum Aerosolerzeuger gefördert wird, mit dem das Pulver oder die Flüssigkeit als Aerosolpartikel dem Trägergas beigemischt wird und das so erzeugte Aerosol dem Verdampfer zugeführt wird, wo die Aerosolpartikel durch Wärmezufuhr verdampft werden, wobei mit dem zumindest einen Sensorelement ein mit dem Trägergas transportierten Massenfluss verknüpfter Messwert ermittelt wird. Stand der Technik
[0003] Die DE 10 2011 051 931 AI, DE 10 2014 102484 AI und
DE 10 2015 105 404 AI beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zum Erzeugen eines Dampfes, bei dem zunächst ein Aerosol erzeugt wird, das mit einem Trägergas zu einem Verdampfer transportiert wird. Die Förderleistung einer Fördereinrichtung, mit der ein Pulver oder eine Flüssigkeit zum Aerosolerzeuger transportiert wird, kann zum Bereitstellen eines zeitlich konstanten Dampf- Massenflusses verändert werden. Hierzu wird stromabwärts des Verdampfers der vom Verdampfer erzeugte Dampf-Massenfluss ermittelt.
[0004] Fördereinrichtungen zur Förderung einer einstellbaren Förderleistung eines Pulvers werden beschrieben in der DE 10 2017 114 878 und der DE 10 2017 106 500. Ein Verdampfer wird beschrieben in der DE 10 2014 109 196 AI.
Zusammenfassung der Erfindung
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel anzugeben, mit denen der Massenfluss des Aerosols zum Verdampfer geregelt werden kann.
[0006] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er- findung. Die Unter ansprüche betreffen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der nebengeordneten Ansprüche, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.
[0007] Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Sensoranordnung, die zumindest ein Sensorelement aufweist, derart angeordnet ist, dass mit ihr der Aerosolpartikeleintrag in den Verdampfer, insbesondere in einem Verdampfungskörper des Verdampfers, bestimmbar ist. Das zumindest eine Sensorelement der Sensor anordnung ist erfindungs gemäß zwischen Aerosolerzeuger und Verdampfer angeordnet. Anders als beim eingangs genannten Stand der Technik wird mit dem Sensorelement nicht der Massenfluss des zu einem Dampf verdampften Pulvers oder der zu einem Dampf verdampften Flüssigkeit ermittelt, sondern der Massenfluss des Aerosols, also der noch nicht verdampften Aerosolpartikel, die im Aerosolerzeuger einem Träger gas ström bei- gemischt werden. Die Fördereinrichtung ist so ausgebildet, dass sie ein motorisch angetriebenes Dosierelement aufweist, mit dem ein im Wesentlichen gleichbleibender Massenfluss eines in Form eines Pulvers oder einer Flüssigkeit bereitgestellten chemischen Stoffes zum Aerosolerzeuger gefördert wird. Bei dem Stoff kann es sich um einen organischen Ausgangsstoff zur Erzeugung von OLEDs handeln. Diese Förderleistung lässt sich verändern. Im Aerosolerzeuger kann eine Düsenanordnung oder dergleichen vorgesehen sein. Im Aerosolerzeuger können aber auch andere Mittel vorgesehen sein, mit denen das Pulver oder die Flüssigkeit zerstäubt wird, so dass ein Aerosol entsteht, das mit Hilfe des Trägergasstromes, dessen Volumenfluss oder Massenfluss ebenfalls voreinstellbar ist, zu einem Verdampfer gefördert wird. Bei dem Verdampfer handelt es sich bevorzugt um einen Festkörper mit einer großen Oberfläche. Es kann sich um einen Festkörperschaum oder um einen anderen porösen oder Wärmeübertragungsflä- chen aufweisenden Körper handeln, dem Wärme zugeführt werden kann, die an die Aerosolpartikel abgegeben wird, um die Aerosolpartikel zu verdampfen. Dies kann durch eine Wärmeübertragung erfolgen, die bei einer Berührung eines Aerosolpartikels mit der Oberfläche des Verdampfungskörpers stattfindet. Die Wärmeübertragung kann aber auch mit dem sich an den Wärmeübertragungsflächen aufheizenden Trägergas erfolgen. Der Verdampfer kann mittels Heizelementen beheizt werden. Die Heizelemente können elektrisch beheizt werden. Der Verdampfungskörper kann in thermischer Leitverbindung zu Heizkörpern angeordnet sein, so dass von den Heizkörpern ein Wärmefluss in den Verdampfungskörper fließt, wo die Wärme zur Verdampfung der Aerosolpartikel an die Aerosolpartikel abgegeben wird. Es ist auch möglich, den Verdampfungskörper unmittelbar elektrisch zu beheizen. Hierzu wird der Verdampfungskörper aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, durch das ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wird, um den Verdampfungskörper aufzuheizen. In einer ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sensorelement im oder am Verdampfungskörper angeordnet ist. Das Sensorelement kann bei dieser Variante ein Temperatursensor sein. Der Temperatursensor kann in einer körperlichen Verbindung zum Verdampfungskörper stehen. Er kann bei dieser Anordnung ein Thermoelement, ein Widerstandsthermometer oder ein anderes elektrisches Element sein, mit dem eine Temperatur messbar ist. Es ist aber auch möglich, einen optischen Temperatursens or zu verwenden, der in der Art eines Pyrometers die Oberflächentemperatur des Verdampfungskörpers misst. Das Sensorel- ement ist bevorzugt dem Verdampfer zugeordnet. Es ist aber auch vorgesehen, dass ein Messpunkt, an dem eine Temperatur gemessen wird, dem Verdampfer zugeordnet ist. Der Messpunkt, an dem die Temperaturen gemessen werden, kann im Volumen des Verdampfers angeordnet sein. Die Temperatur des Verdampfungskörpers kann höher sein als die Temperatur des Aerosols. Treffen die Aerosolpartikel auf den Verdampfungskörper, so wird dem Verdampfungskörper zunächst Wärme entzogen, um die Aerosolpartikel aufzuwärmen. In einer ersten Variante ist die Temperatur des Verdampfungskörpers größer als die Kondensations temper atur des Dampfes. Dann wird dem Verdampfungskörper die Verdampfungswärme entzogen, um die Aerosolpartikel zu verdampfen. Die- ser Wärmeabfluss ist ein Maß für den Massenfluss der Aerosolpartikel zum Verdampfungskörper. In einer zweiten Variante hat der Verdampfungskörper eine Temperatur, die geringer ist, als die Verdampfungstemperatur des Aerosols. Dies hat zur Folge, dass sich die Aerosolpartikel beim Inkontakttreten mit den Wärmeübertragungsflächen des Verdampfungskörpers zwar aufheizen, nicht jedoch verdampfen. Die Masse der vom Verdampfungskörper aufgenommenen Aerosolpartikel nimmt somit mit der Zeit zu, so dass der Verdampfungskörper zunächst mit einer zu verdampfenden Masse beladen wird, ohne dass eine Verdampfung stattfindet. Auch hier ist der Wärmeabfluss ein Maß für den Massenfluss der Aerosolpartikel zum Verdampfungskörper beziehungsweise ein Maß für den Beladungszustand des Verdampfungskörpers mit dem Pulver oder der Flüssigkeit. Bei einer gleichbleibenden elektrisch eingespeisten Energie kann die Höhe der Temperatur als Maß für den Partikelstrom angesehen werden. In einer dritten Variante wird vorgeschlagen, die Temperatur des Verdampfungskörpers auf eine konstante Temperatur zu regeln und aus der hierzu erforderlichen elektrischen Leistung den Massenfluss zum Verdampfungskörper zu ermitteln. Der Verdampfungskörper kann passiv erwärmt werden. Hierzu ist ein Heizkörper vorgesehen, der in wärmeübertragender Verbindung zum Verdampfungskörper steht. Der Heizkörper kann von einem dem Verdampfer ähnlichen Körper, beispielsweise einem Festkörperschaum ausgebildet sein, der in Strömungs- richtung dem Verdampfungskörper nachgeordnet ist. Dieser Heizkörper kann in einem geringen Abstand stromabwärts des Verdampfungskörpers angeordnet sein. Durch ein Zwischenvolumen zwischen dem Verdampfungskörper und dem Heizkörper kann über Wärmestrahlung oder Wärmeleitung durch das Trägergas Wärme an den Verdampfungskörper übertragen werden. Es können die zuvor genannten Verfahren zur Ermittlung des Massenflusses und insbesondere des Beladungszustandes des Verdampfungskörpers verwendet werden. Entweder wird mit dem Heizkörper eine gleichbleibende Wärmeleistung zum Verdampfungskörper übertragen, so dass die Temperatur des Verdampfungskörpers ein Maß für den Massenfluss beziehungsweise den Beladungszustand ist, oder die Temperatur des Verdampfungskörpers wird auf einen konstanten Wert geregelt. Hier ist die Leistung, die hierzu in den Heizkörper eingespeist werden muss, ein Maß für den Massenfluss beziehungsweise den Beladungszustand. In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass der zwischen dem Aerosolerzeuger und dem Verdampfer, insbesondere dem Verdampfungskörper, angeordnete Sensor ein Sensorelement aufweist, welches ein Vibrationskörper ist. Die Sensoranordnung bildet dann einen Vibrationssensor. Der Vibrationssensor wird angeregt, auf seiner Eigenfrequenz zu schwingen. Der Vibrationskörper ist derart angeordnet, dass seine Oberfläche im Aerosolstrom liegt, so dass Aerosolpartikel auf die Oberfläche auftreffen. Die Aerosolpartikel können dabei für eine gewisse Zeit an der Oberfläche anhaften. Durch das Auftreffen beziehungsweise das Anhaften ändert sich die Schwingungsfrequenz des Vibrationskörpers. Diese Schwingungsfrequenzänderung ist ein Maß für den Massenfluss der Aerosolpartikel. Der Vibrationskörper kann ein flacher Körper sein. Die Oberfläche des Vibrationskörpers kann quer zum Aerosolstrom ausgerichtet sein. Die Flächennormale der Oberfläche kann gegen den Aerosolstrom weisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem Vibrationskörper siebartige Öffnungen angeordnet sind, durch die der Partikelstrom durch den Vibrationskörper hindurchströmen kann. In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensor elemente Elektroden ausbilden. Die Elektroden sind bevorzugt räumlich voneinander beabstandet und bilden zwischen sich einen Zwischenraum aus. Die Elektroden können Bestandteile eines kapazitiven Sensors sein. Die Aerosolpartikel, die durch den Zwischenraum zwischen den Elektroden hindurchströmen, verändern die Kapazität des kapazitiven Sensors, so dass aus der Kapazitätsänderung ein Maß für den Aerosolstrom gewonnen werden kann. Auch hier kann vorgesehen sein, dass die Elektroden der Elektrodenanordnung quer zum Aerosolstrom ausgerichtet sind. Die Elektroden können Löcher, insbesondere siebartig angeordnete Öffnungen aufweisen, so dass der Aerosolstrom durch die beiden Elektroden und durch den Zwischenraum zwischen den Elektroden hindurchströmen kann.
[0008] Eine derartige Sensor anordnung in Form eines Vibrationssensors oder eines kapazitiven Sensors kann unmittelbar oberhalb der stromaufwärtigen Seite des Verdampfungskörpers angeordnet sein. In einer Variante der Erfindung münden lanzenf örmige Zuleitungen in ein stromaufwärtiges Volumen im Verdampfer. Das Volumen erstreckt sich zwischen Aerosolerzeuger und Verdampfungskörper. Die Lanze besitzt einen Strömungskanal, durch den das Aerosol hindurchströmt und eine Öffnung, durch die das Aerosol in das stromaufwärtige Volumen einströmen kann. Es ist insbesondere vorgesehen, dass eine Sensoranordnung zur Ermittlung des Massenflusses des Aerosols innerhalb der Lanze, also innerhalb des Strömungskanales angeordnet ist. Hinsichtlich der Ausgestaltung eines derartigen Verdampfers wird auf die DE 10 2014 109 196 AI verwie- sen. Hinsichtlich der Ausgestaltung der Regeleinrichtung wird auf die
DE 10 2011 051 931 AI, DE 10 2014 102 484 AI und die DE 10 2015 105 404 AI verwiesen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0009] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Beschichtungseinrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 schematisch eine Beschichtungseinrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 die Draufsicht auf einen Vibrationssensor,
Fig. 4 schematisch in einer perspektivischen Darstellung ein weiteres
Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei lediglich der Verdampfer 10 dargestellt ist,
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wo ebenfalls lediglich der
Verdampfer 10 dargestellt ist. Beschreibung der Ausführungsformen
[0010] Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch eine Vorrichtung zum Abscheiden von organischen Schichten auf einem Substrat 18. Das Substrat 18 befindet sich auf einem gekühlten Substratträger 19, der innerhalb eines Reaktorgehäuses 20 angeordnet ist. In das Reaktorgehäuse 20 wird mittels eines Gas- einlasses 17 ein Dampf V aus organischem Material eingespeist. Der Dampf V wird von einem Trägergas G transportiert. Der in das Reaktorgehäuse 20 eingespeiste Dampf V kondensiert auf der Oberfläche des Substrates 18. Hierdurch werden leuchtende Pixel für OLED-Displays abgeschieden.
[0011] Der Dampf V wird über einen Dampftransportkanal 15 zum Gasein- lass 17 transportiert. Stromaufwärts des Dampftransportkanals 15 befindet sich ein stromabwärtiges Volumen 14 eines Verdampfers 10. Der Verdampfer 10 besitzt einen Verdampfungskörper 11, der aus einem porösen Werkstoff oder aus einem anderen Material mit einer großen Oberfläche besteht. Stromabwärts des Verdampfungskörpers 11 befindet sich das stromabwärtige Volumen 14, in das aus dem Verdampfer 10 der dort erzeugte Dampf eintreten kann.
[0012] Stromaufwärts des Verdampfungskörpers 11 befindet sich ein stromauf- wärtiges Volumen 13, in welches eine Aerosolzuleitung 12 mündet. Die Aerosolzuleitung 12 ist der Endabschnitt eines Aerosoltransportkanals 8, der den Verdampfer 10 mit einem Aerosolerzeuger 7 verbindet. [0013] In den Aerosolerzeuger 7 wird mittels einer Trägergaszuleitung 6 ein Trägergas G eingespeist. In diesen Trägergasstrom G wird mittels einer Fördereinrichtung 2 aus einem Vorratsbehälter 1 Partikel aus einem Partikelvorrat 9 eingespeist. Hierzu besitzt die Fördereinrichtung 2 Dosierelemente 4 beziehungsweise 5. Die Dosierelemente 4 beziehungsweise 5 werden von einem An- triebsmotor 3 derart angetrieben, dass beispielsweise über die Drehzahl des Antriebsmotors 3 die Förderleistung der Fördereinrichtung 2 beeinflusst wird.
[0014] Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dosierelement eine Schnecke 4, mit der ein Pulver aus einem Partikelvorrat 9 zum Ae- rosolerzeuger 7 transportiert wird.
[0015] Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dosierelement eine Lochscheibe mit Dosieröffnungen 5, die um ihre Achse drehangetrieben wird, so dass abhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors 3 eine veränderbare Förderleistung erzielt wird. [0016] Das Aerosol A wird über den Gasstrom G in das stromaufwärtige Volumen 13 gefördert und tritt dann in den Verdampfungskörper 11 ein, wo es durch Wärmebeaufschlagung verdampft wird. Hierzu besitzt der Verdampfer 10 eine Energiezuleitung 16, durch die beispielsweise elektrische Energie in den Verdampfer eingespeist wird. [0017] Der Verdampfungskörper 11 kann in wärmeleitender Verbindung mit Heizkörpern stehen. Es ist aber auch vorgesehen, dass der Verdampfungskörper 11 elektrisch leitend ist, so dass er durch Hindurchleiten eines elektrischen Stroms beheizbar ist.
[0018] Erfindungsgemäß ist eine Sensoranordnung 22, 23, 24, 25, 26, 28 vorge- sehen, mit der der Massenfluss der Aerosolpartikel A vom Aerosolerzeuger 7 bis zum Verdampfungskörper 11 ermittelbar ist. Mit dem so ermittelten Massenfluss kann mittels einer Regeleinrichtung 21 die Förderleistung der Fördereinrichtung 2 derart variiert werden, dass der mit der Sensoranordnung 22 bis 28 gemessene Massenfluss auf einem Sollwert gehalten wird. [0019] Die Ausführungsbeispiele zeigen verschiedenartig ausgebildete Sensoranordnungen, mit denen der Partikeleintrag der Aerosolpartikel in den Verdampfungskörper 11 pro Zeit bestimmbar ist.
[0020] Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird mittels eines Temperatursensors 22 die Volumentemperatur des Verdampfungskörpers 11 ermittelt. Die Volumentemperatur des Verdampfungskörpers 11 wird vom Wärmeabfluss durch Verdampfung der Aerosolpartikel beeinflusst. Die mit dem Temperatursensor 22 gemessene Temperatur ist somit ein Maß für den Massenfluss. Bei dem Temperatursensor 22 kann es sich um ein Thermoelement oder ein Widerstandsthermometer handeln. Es ist aber auch möglich, die Temperatur des Verdampf ungskörpers 11 mit einem nicht dargestellten optischen Temperatursensor zu bestimmen, beispielsweise mittels eines Pyrometers.
[0021] In einer Variante der Erfindung wird mittels des Temperatursens ors 22 die Temperaturveränderung gemessen. In einer Variante der Erfindung ist vor- gesehen, dass die in den Verdampfungskörper 11 eingespeiste Heizleistung über die Energiezuleitung 16 derart variiert wird, dass die Temperatur des Verdampfungskörpers 11 auf einem festen Wert gehalten wird. Die zur Beheizung des Verdampfungskörpers 11 erforderliche Heizleistung ist dann ein Maß für den Massenfluss der Aerosolpartikel A zum Verdampfungskörper 11. [0022] Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Sensor beziehungsweise die Sensoranordnung stromaufwärts des Verdampfungskörpers 11. Im Ausführungsbeispiel befindet sich ein Vibrationssensor 23 im stromaufwärtigen Volumen 13.
[0023] Der Vibrationssensor 23 besitzt einen Vibrationskörper 24, der über ei- nen insbesondere elektromagnetisch wirkenden oder piezoelektrisch wirken- den Anreger zu einer Schwingung angeregt wird. Es handelt sich bevorzugt um eine Eigenschwingung des Vibrationskörpers 24. Die Eigenschwingung und somit die Schwingfrequenz des Vibrationskörpers 24 wird durch den Aerosolpartikelstrom beeinflusst. Der Vibrationskörpers 24 ist hierzu derart angeord- net, dass er von den Aerosolpartikeln A beaufschlagt wird. Der Vibrationskörper 24 liegt im Bereich der Aerosolströmung. Aus dem Aerosoltransportkanal 8 austretende Partikel treffen den Vibrationskörper 24.
[0024] Die Aerosolpartikel A können kurzfristig an der Oberfläche des Vibrationskörpers 24 anhaften. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Oberflä- che des im Wesentlichen flächigen Vibrationskörpers 24 quer zur Stromrichtung des Aerosols A. Der flächige Vibrationskörper 24 besitzt eine Vielzahl von siebartig angeordneten Öffnungen, durch die der Aerosolstrom vom Aerosoltransportkanal 8 hin zum Verdampfungskörper 11 hindurchstromen kann.
[0025] Die Figur 4 zeigt eine weitere Variante einer Sensoranordnung, wobei die Sensorelemente Elektroden 26, 27 eines kapazitiven Sensors 25 ausbilden. Die beiden flächigen, parallel zueinander angeordneten Elektroden 26, 27 befinden sich auch hier im stromaufwärtigen Volumen 13 stromaufwärts des Verdampf ungskörpers 11. Die Elektroden 26, 27 sind quer zur Aerosolstromrichtung ausgerichtet und besitzen siebartig angeordnete Öffnungen, so dass der Aerosolstrom durch die Elektroden 26, 27 und den zwischen den Elektroden liegenden Zwischenraum 28 hindurchströmen kann. Die Kapazität des kapazitiven Sensors 25 wird durch den Aerosolpartikelstrom beeinflusst, so dass eine Kapazitätsmessung einen Wert ergibt, der dem Massenfluss der Aerosolpartikel A entspricht. Die Elektroden 26, 27 können aber auch mit senkrecht zum Aerosolfluss ausgerichteten Flächennormalen im stromaufwärtigen Volumen 13 angeordnet sein. Der Aerosolstrom strömt dann durch den Zwischenraum 28 ohne direkt auf die Elektroden 26, 27 zu treffen. [0026] Die Figur 5 zeigt schematisch eine alternative Anordnung beispielsweise eines Vibrationssensors 23 oder eines kapazitiven Sensors 25 innerhalb der Aerosolzuleitung 12. Die Aerosolzuleitung 12 kann von einer Lanze ausgebildet werden, wie sie aus dem oben genannten Stand der Technik vorbekannt ist. Die Sensor anordnung 23, 25 kann stromaufwärts der Austritts Öffnung der Aerosolzuleitung 12 angeordnet sein.
[0027] Die Figur 6 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der Aerosolerzeuger 7 ist hier nicht dargestellt. Er kann gemäß Figur 1 oder Figur 2 ausgebildet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich stromabwärts des Verdampfungskörpers 11 ein Heizkörper 29. Der Heizkörper 29 kann ebenso wie der Verdampfungskörper 11 aus einem Festkörperschaum bestehen. Er ist vom Verdampfungskörper 11 durch ein Zwischenvolumen 30 beabstandet. Der Heizkörper 29 besitzt elektrische Anschlüsse 31, durch die ein elektrischer Strom in den Heizkörper 29 eingespeist werden kann, um den Heizkörper 29 zu erwärmen. Dabei entsteht ein Wärmefluss H vom Heizkörper 29 zum Verdampfungskörper 11. Innerhalb des Verdampfungskörpers 11 befindet sich ein Temperatursensor 22, um die Kerntemperatur des Verdampfungskörpers 11 zu ermitteln. Der Verdampfungskörper 11 wird bei diesem Ausführungsbeispiel passiv durch den Heizkörper 29 beheizt. In einer ersten Variante wird der Heizkörper 29 auf einer konstanten Temperatur gehalten. Die Temperatur ist so eingestellt, dass die Temperatur des Verdampfungskörpers 11 unterhalb der Kondens ationstemperatur der Aerosolpartikel liegt. Die durch die Aerosolzuleitung 12 eingespeisten Aerosolpartikel, die eine tiefere Temperatur besitzen als die Temperatur des Verdampf ungskörpers 11, werden bei in Kontakttreten mit den Wärmeübertragungsflächen des Verdampf ungskörpers 11 aufgeheizt. Die dabei dem Verdampfungskörper 11 entnommene Wärme führt zu einer Temperaturverminderung des Verdampfungskörpers 11, die über den Temperatursensor 22 ermittelt wird. Über diese Temperaturabsenkung lässt sich der Massenfluss des Aerosols zum Verdampfungskörper 11 beziehungsweise der Beladezustand des Verdampfungskörpers 11 mit dem Pulver oder der Flüssigkeit ermitteln. Die Beladung des Verdampfungskörpers 11 wird so lange fortgesetzt, bis eine vorgegebene Masse des Pulvers oder der Flüssigkeit im Verdampfungskörper 11 gespeichert ist. Dann wird über eine Temperaturer hö- hung des Heizkörpers 29 die Temperatur des Verdampfungskörpers 11 so weit erhöht, dass die gesamte Beladung des Verdampfungskörpers 11 verdampft. Der Dampf wird durch den Dampftransportkanal 15 zum nicht dargestellten Substrat gefördert.
[0028] Der Beladezustand beziehungsweise der Massenfluss zum Verdamp- fungskörper 11 kann aber auch durch Ermitteln der Leistung des Heizkörpers 29 ermittelt werden, um die Temperatur des Verdampfungskörpers 11 beim Beladen konstant zu halten.
[0029] Das zuvor beschriebene Verfahren der„Kaltbeladung" des Verdampfungskörpers 11 kann auch an den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausfüh- rungsbeispielen durchgeführt werden. Es kann auch an den im Folgenden beschriebenen, in der Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.
[0030] Das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass der Mündungsbereich der Aerosolzuleitung 12 von einem weiteren Heizkörper 33 umgeben ist, der auch als Festkörperschaum ausgebildet wird. In das stromaufwärts des weiteren Heizkörpers 33 angeordnete Gasverteilvolumen 32 wird durch eine Zuleitung 33 ein Inertgas eingespeist. Auch hier ist im Verdampfungskörper 11 ein Temperatursensor 22 vorgesehen, um die Temperatur des Verdampfungskörpers 11 zu bestimmen. [0031] Zur Durchführung des oben beschriebenen Kai tbeladungs Verfahrens kann hier stromabwärts des Verdampfungskörpers 11 auch ein Heizelement 29 vorgesehen sein.
[0032] 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:
[0033] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sensorele- ment 22, 24, 26, 27 derart ausgebildet und angeordnet ist, dass damit der Aerosolpartikeleintrag in den Verdampfer 10 ermittelt wird.
[0034] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Messwertermittlung im Verdampfer 10 oder zwischen Aerosolerzeuger 7 und Verdampfer 10 durchgeführt wird. [0035] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mittels einer Regeleinrichtung 21 durch eine Veränderung der Förderleistung der Massenfluss auf einen Sollwert geregelt wird.
[0036] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit dem Sensorelement 22, 24, 26, 27 die Beladung eines Verdampfungskörpers 11 des Ver- dampf ers 10 mit dem Pulver oder der Flüssigkeit ermittelt wird.
[0037] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, der Verdampfungskörper 11 mittels eines stromabwärts des Verdampfungskörpers 11 angeordneten Heizkörpers 29 beheizt wird. [0038] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sensorelement ein Temperatursensor 22 ist, mit dem die Temperatur eines Verdampfungskörpers 11 des Verdampfers 10 gemessen wird.
[0039] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das zwischen Aero- solerzeuger 7 und Verdampfer 10 angeordnete Sensorelement ein Vibrationssensor 23 mit einem Vibrationskörper 24 ist, welcher Vibrationskörper 24 derart angeordnet ist, dass auf die Oberfläche des Vibrationskörpers 24 auftreffende Aerosolpartikel dessen Schwingfrequenz beeinflussen.
[0040] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die zwischen Aero- solerzeuger 7 und Verdampfer 10 angeordnete Sensoren Elektroden 26, 27 eines kapazitiven Sensors 25 sind, wobei die Elektroden 26, 27 derart angeordnet sind, dass zumindest ein Teilstrom des Aerosolstroms durch einen Zwischenraum durch die Elektroden 26, 27 hindurchströmt.
[0041] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das zumindest eine Sensorelement 22, 24, 26, 27 derart angeordnet und eingerichtet ist, dass der Aerosolpartikeleintrag in den Verdampfer 10 ermittelbar ist.
[0042] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das zumindest eine Sensorelement 22, 24, 26, 27 oder ein Messpunkt dem Verdampfer 10 zugeordnet oder zwischen dem Aerosolerzeuger 7 und dem Verdampfer 10 ange- ordnet ist.
[0043] Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine Regeleinrichtung 21 zur Regelung des Massenflusses auf einen Sollwert durch Veränderung der Förderleistung. [0044] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in Strömungsrichtung des Trägergases G stromabwärts eines Verdampfungskörpers 11 ein Heizkörper 29 vorgesehen ist, mit dem der Verdampfungskörpers 11 beheizbar ist. [0045] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sensorelement ein Temperatursensor 22 ist, mit dem die Temperatur eines Verdampfungskörpers 11 des Verdampfers messbar ist.
[0046] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das zwischen Aerosolerzeuger 7 und Verdampfer 10 angeordnete Sensorelement ein Vibrati- onskörper 24 eines Vibrationssensors 23 ist, wobei der Vibrationskörper 24 derart im Aerosolstrom angeordnet ist, dass auf die Oberfläche des Vibrationskörpers 24 auftreffende Aerosolpartikel die Schwingfrequenz des Vibrationskörpers 24 beeinflussen.
[0047] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die zwischen Aerosolerzeuger 7 und Verdampfer 10 angeordneten Sensorelemente Elektroden 26, 27 eines kapazitiven Sensors 25 sind, wobei die Elektroden 26, 27 derart angeordnet sind, dass zumindest ein Teilstrom des Aerosols durch einen Zwischenraum 28 zwischen den beiden Elektroden 26, 27 strömen.
[0048] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Tempera- tursensor 22 innerhalb des oder in Berührung zum Verdampfungskörper 11 steht und ein Thermoelement oder ein Widerstandsthermometer ist, mit dem eine Oberflächentemperatur oder eine Volumentemperatur des insbesondere von einem porösen Körper ausgebildeten Verdampfungskörpers 11 gemessen wird und/ oder dass der Temperatursens or 22 ein optischer Temperatursensor ist, mit dem die Oberflächentemperatur des Verdampf ungskörpers 11 ermittelt wird und/ oder dass der Verdampfungskörper 11 durch Einleiten elektrischer Energie beheizbar ist.
[0049] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Vibrationskörper 24 und/ oder die Elektroden 26, 27 flächenartige Körper sind, die insbe- sondere siebartig angeordnete Öffnungen aufweisen und quer zum Aerosolstrom angeordnet sind.
[0050] 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 Prioritäts- unterlagen (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, insbe- sondere 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 vorste- henden 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. Liste der Bezugszeichen
1 Förderbehälter 25 kapazitiver Sensor
2 Fördereinrichtung 26 Elektrode, Sensorelement
3 Antriebsmotor 27 Elektrode, Sensorelement
4 Schnecke 28 Zwischenraum
5 Dosieröffnung 29 Gasverteilvolumen
6 Trägergaszuleitung 30 Zwischenvolumen
7 Aerosolerzeuger 31 Anschluss
8 Aerosoltransportkanal 32 Gasverteilvolumen
9 Partikelvorrat 33 Heizkörper
10 Verdampfer
11 Verdampfungskörper
12 Aerosolzuleitung
13 stromaufwärtiges Volumen
14 stromabwärtiges Volumen A Aerosol
15 Dampftransportkanal G Trägergas
16 Energiezuleitung V Dampfstrom
17 Gaseinlass
18 Substrat
19 Substratträger, -halter
20 Reaktorgehäuse
21 Regeleinrichtung
22 Temperatursens or, Sensorelement
23 Vibrationssensor
24 Vibrationskörper, Sensorelement

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen eines mit einem Trägergas (G) transportierten Dampfstroms (V) eines Stoffes, wobei der Stoff mit einer Fördereinrichtung (2), deren Förderleistung einstellbar ist, als Massenfluss eines Pulvers oder einer Flüssigkeit zu einem Aerosolerzeuger (7) gefördert wird, mit dem das Pulver oder die Flüssigkeit als Aerosolpartikel dem Trägergas (G) beigemischt wird und das so erzeugte Aerosol (A) einem Verdampfer (10) zugeführt wird, wo die Aerosolpartikel durch Wärmezufuhr verdampft werden, wobei mit dem zumindest einen Sensorelement (22, 24, 26, 27) ein mit dem vom Trägergas (G) transportierten Massenfluss des Stoffes verknüpfter Messwert ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem zwischen dem Aerosolerzeuger (7) und Verdampfer (10) angeordneten Sensorelement (22, 24, 26, 27) der Aerosolpartikeleintrag in den Verdampfer (10) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensor¬
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element ein Vibrationssensor (23) mit einem Vibrationskörper (24) ist, welcher Vibrationskörper (24) derart angeordnet ist, dass auf die Oberfläche des Vibrationskörpers (24) auftreffende Aerosolpartikel dessen
Schwingfrequenz beeinflussen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorelemen¬
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te Elektroden (26, 27) eines kapazitiven Sensors (25) sind, wobei die Elektroden (26, 27) derart angeordnet sind, dass zumindest ein Teilstrom des Aerosolstroms durch einen Zwischenraum durch die Elektroden (26, 27) hindurchströmt.
Verfahren zum Erzeugen eines mit einem Trägergas (G) transportierten Dampfstroms (V) eines Stoffes, wobei der Stoff mit einer Fördereinrich- tung (2), deren Förderleistung einstellbar ist, als Massenfluss eines Pulvers oder einer Flüssigkeit zu einem Aerosolerzeuger (7) gefördert wird, mit dem das Pulver oder die Flüssigkeit als Aerosolpartikel dem Trägergas (G) beigemischt wird und das so erzeugte Aerosol (A) einem Ver- dampfer (10) zugeführt wird, wo die Aerosolpartikel durch Wärmezufuhr verdampft werden, wobei mit zumindest einem Temperatursensor (22) die Temperatur eines Verdampfungskörpers (11) des Verdampfers (10) gemessen wird, um die Beladung des Verdampfungskörpers (11) mit dem Pulver oder der Flüssigkeit zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungskörper (11) mittels eines stromabwärts des Verdampfungskörpers (11) angeordneten Heizkörpers (29) beheizt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Regeleinrichtung (21) durch eine Veränderung der Förderleistung der Massenfluss auf einen Sollwert geregelt wird.
Vorrichtung zur Erzeugung eines in einem Trägergas (G) transportierten Dampfs eines Stoffes, mit einer Fördereinrichtung (2), deren Förderleistung einstellbar ist, einem Aerosolerzeuger (7), einem Verdampfer (10) und zumindest einem Sensorelement (22, 24, 26, 27), wobei die Fördereinrichtung (2), der Aerosolerzeuger (7), der Verdampfer (10) und das zumindest eine Sensorelement (22, 24, 26, 27) derart angeordnet und eingerichtet sind, dass mit der Fördereinrichtung (2) ein Massenfluss eines Pulvers oder einer Flüssigkeit zum Aerosolerzeuger (7) gefördert wird, mit dem das Pulver oder die Flüssigkeit als Aerosolpartikel dem Trägergas (G) beigemischt wird und das so erzeugte Aerosol (A) dem Verdampfer (10) zugeführt wird, wo die Aerosolpartikel durch Wärmezufuhr verdampft werden, wobei mit dem zumindest einen Sensorelement (22, 24, 26, 27) ein mit dem vom Trägergas (G) transportierten Massenfluss des Stoffes verknüpfter Messwert ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensorelement (22, 24, 26, 27) zwischen dem Aerosolerzeuger (7) und dem Verdampfer (10) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Erzeugung eines in einem Trägergas (G) transportierten Dampfs eines Stoffes, mit einer Fördereinrichtung (2), deren Förderleistung einstellbar ist, einem Aerosolerzeuger (7), einem Verdampfer (10) und zumindest einem Sensorelement (22, 24, 26, 27), wobei die Fördereinrichtung (2), der Aerosolerzeuger (7), der Verdampfer (10) und das zumindest eine Sensorelement (22, 24, 26, 27) derart angeordnet und eingerichtet sind, dass mit der Fördereinrichtung (2) ein Massenfluss eines Pulvers oder einer Flüssigkeit zum Aerosolerzeuger (7) gefördert wird, mit dem das Pulver oder die Flüssigkeit als Aerosolpartikel dem Trägergas (G) beigemischt wird und das so erzeugte Aerosol (A) dem Verdampfer (10) zugeführt wird, wo die Aerosolpartikel durch Wärmezufuhr verdampft werden, wobei mit zumindest einem Temperatursensor (22) die Temperatur eines Verdampfungskörpers (11) des Verdampfers (10) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Trägergases (G) stromabwärts des Verdampfungskörpers (11) ein Heizkörper (29) vorgesehen ist, mit dem der Verdampfungskörper (11) beheizbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (21) zur Regelung des Massenflusses auf einen Sollwert durch Veränderung der Förderleistung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
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Sensorelement ein Vibrationskörper (24) eines Vibrationssensors (23) ist, wobei der Vibrationskörper (24) derart im Aerosolstrom angeordnet ist, dass auf die Oberfläche des Vibrationskörpers (24) auftreffende Aerosolpartikel die Schwingfrequenz des Vibrationskörpers (24) beeinflussen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Aerosolerzeuger (7) und Verdampfer (10) angeordneten Sensorelemente Elektroden (26, 27) eines kapazitiven Sensors (25) sind, wobei die Elektroden (26, 27) derart angeordnet sind, dass zumindest ein Teilstrom des Aerosols durch einen Zwischenraum (28) zwischen den beiden Elektroden (26, 27) strömen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (22) innerhalb des oder in Berührung zum Verdampfungskörper (11) steht und ein Thermoelement oder ein Widerstandsthermometer ist, mit dem eine Oberflächentemperatur oder eine Volumentemperatur des insbesondere von einem porösen Körper ausgebildeten Verdampfungskörpers (11) gemessen wird und/ oder dass der Temperatursensor (22) ein optischer Temperatursensor ist, mit dem die Oberflächentemperatur des Verdampfungskörpers (11) ermittelt wird und/ oder dass der Verdampfungskörper (11) durch Einleiten elektrischer Energie beheizbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationskörper (24) und/ oder die Elektroden (26, 27) flächenartige Körper sind, die insbesondere siebartig angeordnete Öffnungen aufweisen und quer zum Aerosolstrom angeordnet sind.
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