用于在化学气相沉积反应器上净化废气的设备和方法
【技术领域】
[0001]一种具有反应器的设备，在彼此不同的处理步骤中能够向反应器内输入彼此不同的处理气体，或者一种方法，其中在彼此不同的处理步骤中向反应器内输入彼此不同的处理气体，这在现有技术中是已知。
【背景技术】
[0002]由此，由US 7，647,886 B2已知一种处理室，在彼此不同的处理步骤中从多个气源向其中提供彼此不同的处理气体。处理气体通过进气机构进入处理室。在处理室内，基板位于被加热的基座上。这时，处理气体分解、尤其热解，并形成覆层和废气。该废气通过废气管道从处理室引出，进入第一废气装置(其涉及废气净化装置)进行净化。应用第二处理气体，例如清洗气体时，通过处理气体从壁部腐蚀除去寄生的覆层，使用第二废气装置，其同样涉及废气净化装置。这两个废气净化装置具有彼此不同的净化机构，其中各自过滤一种废气或反应产物。
[0003]US 2007/0207625 Al描述了具有两个废气装置的设备。这两个废气装置中的每个都具有泵和流体洗涤器形式的气体净化装置。在这种设备中，可以向这两个废气装置供给冲洗气体。
[0004]从US 2012/0304930 Al已知一种设备或方法，其中使用两个彼此平行相邻布置的废气装置，各自具有一个冷却塔和一个压力控制阀。
[0005]US 2013/0237063 Al还描述了一种具有两个泵和一个共同的净化装置的废气净化装置的布置。
[0006]US 4，817，557描述了实施CVD(化学气相沉积)处理的处理室装置，其中在废气管道中可以通过质量流调节器供给镇流气体，以此当泵装置的抽吸功率维持在一个固定值的情况下，可以改变或调节处理室内的总压力。
[0007]在CVD反应器运行时，通过进气机构向CVD反应器的处理室提供处理气体。处理气体可以由相互反应的单一气体构成，例如处理气体可以具有III族元素的金属有机物和III族氢化物。例如，可以向该处理室提供镓金属有机化合物、铟金属有机化合物或铝金属有机化合物。为了沉积II1-V层附加地供给氢化物、如砷化氢、磷化氢或氨气。该化学反应产物最好在处于处理室内加热基座上的基板上形成单晶层。气态反应产物或但还未分解的处理气体通过废气管道从处于气密反应器内部的处理室引出。生长步骤期间带有第一净化机构、例如颗粒过滤器的第一废气装置与废气管道连接。在颗粒过滤器中把颗粒滤出，在处理室或气体引出管道中通过处理气体相互间的反应形成颗粒。在沉积过程中，在一个或多个基板上不仅构成一个层。在处理室的壁板和尤其在未被基板覆盖的被加热的基座的表面位置上也构成寄生的覆层。在覆层步骤之后进行的清洗步骤中，基板从处理室取出之后，把清洗气体引入处理室。清洗气体一般指的是氯。用清洗气体在壁部或处理室基座表面上清除寄生的覆层。通过废气管道不仅反应产物在清洗气体和覆层之间流动(即例如氯化镓)，而且还有Cl2。为了避免在过滤器内清洗气体与残留物发生反应，或者为了从废气流中去除清洗气体，借助阀门装置将第一废气装置与废气通道分离。借助阀门装置第二废气装置与废气管道连接，其中布置由第二净化机构。为了冷凝清洗气体，例如可以使用冷却到77° K的冷却塔。在这种类型的方法或在这种类型的设备中，通过阀门装置交替地或者将第一废气装置或者将第二废气装置与废气管道连接。然而，在转换时可能发生串流。这意味着，例如，氯气漏入在沉积过程中用来净化处理气体的废气净化装置中，或者册13进入用来冷凝清洗气体的废气净化装置中。在这两种情况下Cl与NH3反应成NH4Cl,并由此导致净化机构的使用寿命缩短。当为安全起见在该阀门装置转换时短时间打开两个截止阀时(由此使各自的废气装置与废气管道连接)，则在现有技术的装置上出现这样的交叉污染。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是，对使用有利地改进CVD装置的用于废气净化的设备或方法。
[0009]所述技术问题首先通过一种具有反应器的设备解决，在彼此不同的处理步骤中能够向所述反应器内输入彼此不同的处理气体，并且所述反应器具有废气管道，在彼此不同的处理步骤中通过所述废气管道能够将彼此不同的废气导出所述反应器，所述设备还具有第一废气装置，所述第一废气装置借助阀门装置能够与所述废气管道流动连接并与之断开，所述设备还具有第一净化机构，用于处理在彼此不同的处理步骤的第一处理步骤中产生的废气，所述设备还具有布置在所述阀门装置和所述第一净化机构之间的第一供气装置，用于供给第一补偿气体，所述设备还具有用于获取所述第一废气装置中的第一总压力的第一压力传感器和尤其用于调节补偿气体的质量流的质量流调节器，并且所述设备还具有第二废气装置，所述第二废气装置借助所述阀门装置能够与所述废气管道流动连接并与之断开，所述设备还具有第二净化机构，用于处理在彼此不同的处理步骤的第二处理步骤中产生的废气，所述设备还具有布置在所述阀门装置和所述第二净化机构之间的第二供气装置，用于供给第二补偿气体，所述设备还具有用于获取所述第二废气装置中的第二总压力的第二压力传感器和尤其用于调节第二补偿气体的质量流的质量流调节器，其中，设有控制装置，所述控制装置的调节量是第一废气装置中的总压力与第二废气装置中的总压力之间的压力差，并且如此设置所述控制装置，使得至少在所述阀门装置转换时将该压力差调整到零。
[0010]所述技术问题还通过一种运行反应器的方法、尤其作为存储在数据存储器中的控制程序解决，在彼此不同的处理步骤中向所述反应器内输入彼此不同的处理气体，并且其中，在彼此不同的处理步骤中通过废气管道将彼此不同的废气导出所述反应器，其中，在第一处理步骤中第一废气装置借助阀门装置与所述废气管道流动连接，并且至少一个第二废气装置与所述废气管道断开，其中，第一废气通过第一废气装置的第一净化机构处理，并且借助尤其具有第一质量流调节器的第一供气装置在所述阀门装置和所述第一净化机构之间供给第一补偿气体，并且通过第一压力传感器获取所述第一废气装置中的总压力，其中，在第二处理步骤中第二废气装置借助阀门装置与所述废气管道流动连接，并且至少所述第一废气装置与所述废气管道断开，其中，第二废气通过第二废气装置的第二净化机构处理，并且借助尤其具有第二质量流调节器的第二供气装置在所述阀门装置和所述第二净化机构之间供给第二补偿气体，并且通过第二压力传感器获取所述第二废气装置中的总压力，其中，借助控制装置首先在所述阀门装置转换时将第一废气装置中的总压力与第二废气装置中的总压力之间的压力差调整到零。在本发明有利的变型方案中，设置压力传感器，可用来获取处理室中的总压力。另外，设置至少一个真空泵，可用来通过废气装置之一把处理室抽真空。节流阀处在至少一个真空泵的上游。该节流阀具有由控制装置驱动的执行电动机。可以用执行电动机改变节流阀的孔横截面积，并借此改变泵功率。在处理步骤期间由压力传感器实测的处理室内总压力例如通过改变节流阀的阀位调节到额定值上。但为了调节处理室内的总压力，还可以使用补偿气体、在此为镇流气体的质量流。上述方法至少在从一个处理步骤向下一个处理步骤切换期间使用。为了开始该转换阶段，通过改变节流阀的阀位和/或通过改变在这两个废气装置中的补偿气体或镇流气体的质量流，将那里的总压力调节到同一数值。这在运行位置中进行，其中废气装置通过打开的截止阀与排气管道连接，而另一个废气装置通过关闭的截止阀与该废气管道分离。在这两个废气装置的总压力稳定之后，打开至今关闭的截止阀，以便这两个废气装置与废气管道流动连接。由于这两个废气装置中的总压力维持在一个共同数值上，因此不会发生在现有技术中干扰性的横向流动。但同样地保证，对处理室不间断地抽吸，因为在任何时刻所有截止阀都不关闭。例如，打开第二废气装置的截止阀之后不久，关闭第一废气装置的截止阀。在随后的处理步骤中控制装置再次与用于在处理室内获取总压力的压力传感器共同地工作，以便把处理室中的总压力维持在额定值上。因为截止阀一般并非100%密封的，所以尤其通过改变第一和/或第二补偿气体的质量流，使这两个废气装置中的总压力之间的压力差即使在处理步骤期间也尽可能保持恒定。在与废气管道断开的废气装置中，压力调节可以通过改变供给的补偿气体的质量流进行。其中补偿气体优选涉及惰性气体，例如氮气。但还可以使用氢或适当的稀有气体。该供气在废气机构的范围内进行，废气机构处于阀门装置和相应的净化机构之间。在这个区域内优选也获取总压力。净化机构可以是颗粒过滤器。但是它还可以是冷却塔。第一净化机构优选是颗粒过滤器，而第二净化机构是冷凝氯用的冷却塔。同样可以把压力传感器布置在净化机构的下游。由于净化机构中出现压力降，则压力传感器测量出减小的总压力。一个或多个废气装置中的每个都可以具有一个节流阀，用它们可以调节在流动方向布置在节流阀后面的真空泵的泵功率。为了调节废气装置内部的总压力，节流阀可以保持在一个固定的阀位上。由此，泵以恒定的输送功率工作。但总压力也可以借助各个节流阀进行调节，并向废气装置输送恒定的镇流气体流。在本发明的优选变型方案中，为了开始转换阶段、在仍旧与废气管道分离、但是在转换阶段结束时应该与废气管道连接的废气装置中，把补偿气体流提高到一个相当于通过废气装置流动的气流量的数值，该废气装置在转换阶段开始时仍旧与该废气管道