用于在化学气相沉积反应器上净化废气的设备和方法_2

文档序号:9258347阅读:来源:国知局
连接,但在该转换阶段结束之后与该废气管道分离。这两个废气装置各有一个节流阀,可以以此调节处理室中的总压力。这两个节流阀在关闭的截止阀就要打开之前具有大致相同的阀位。至今关闭的截止阀被打开且至今打开的截止阀被关闭之后,需要以此仅减小在当前与废气管道连接的废气装置内的补偿气体流,这可以比节流阀调整更快地进行。当截止阀关闭时,则在处理室内部压力只稍微上升。废气装置内部的总压力的调节通过借助于压力传感器获取总压力和控制装置进行,控制装置通过质量流调节器改变补偿气体的质量流。在本发明的变型方案中可规定,只有一个真空泵,其上连接两个或多个废气装置。另外还可规定,这些废气装置中的每个都各有一个真空泵,其中该真空泵可以布置在净化机构的上游或下游。但是总压力的获取至少直接在阀门装置下游进行,以便在阀门装置的所有阀门打开的位置上没有横向流动。两个或多个废气装置中的每一个都各有一个截止阀,它们是该阀门装置的一部分。在截止阀的上游,废气装置与反应器的废气管道连接。优选以流体洗涤器形式设置至少一个气体净化装置。可以设置一个共同的流体洗涤器,它净化所有从一个或多个真空泵排出的气流。但是还可以规定,每个废气装置都各有一个配属的流体洗涤器。另外还可以规定,每个废气装置都具有一个节流阀。但还可以规定,至少一个废气装置不具有可调整的节流阀,而是只有一个固定节流件,以便这个废气系统内部的总压力只通过补偿气体调节。
【附图说明】
[0011]结合附图进一步阐述本发明的实施例。在附图中:
[0012]图1示出两个相互平行布置的废气净化装置10、20的第一实施例的框图,
[0013]图2示出按照图1的图示,但具有三个平行相邻布置的废气净化装置10、20、30,
[0014]图3示出第三实施例的根据图1的图示,其中在各个节流阀15、25的下游布置共同的真空泵16,
[0015]图4示出本发明的第四实施例,其中在真空泵16、26的下游布置净化机构18、28,和
[0016]图5示出第五实施例,其中仅设置一个可调整的节流阀15,而且在废气净化装置20中设置定值节流件25。
【具体实施方式】
[0017]该实施例描述了用于净化在CVD生长过程实施中产生的不同废气的废气净化装置。CVD生长过程在反应器3中发生。其中所述反应器3是指对外气密的封闭外壳,其中有进气机构6。设计为喷头状的进气机构6具有排气孔,由气源1、2,2'提供的处理气体通过排气孔进入处理室,处理室的底层设计为加热的基座7。在基座7上有一个或多个基板8,例如II1-V-基板,但或者还有IV-基板,例如硅基板。在基板8上沉积II1-V-层,例如,砷化镓、砷化铟、磷化铟或氮化镓层。总的说来在处理室内部沉积含有镓、铟、铝、磷、砷和/或氮的层。另外,这些层还可以通过掺杂剂被掺杂。处理气体应用金属有机化合物或氢化物的形式,例如NH3。该处理气体与运载气体一起通过进气机构引入处理室。作为运载气体可以使用氢、氮或惰性气体。
[0018]具有一个或多个不同成份的层沉积在基板8上之后并从该处理室取出基板8之后,必须清洗该处理室。为此,把清洗气体送进处理室。典型的清洗气体是氯。清洗气体与运载气体一起送入处理室。应用氯时,作为运载气体尤其应用氮气。
[0019]该处理气体或废气通过废气管道5从反应器3导出。压力传感器4处在废气管道5中,用以测量废气管道内部或者在处理室内部的总压力Ρκ。废气管道5分支到第一废气装置10的第一截止阀11。这涉及一种具有采取颗粒过滤器形式的净化机构18的废气净化装置。供气位置12直接处于第一截止阀11的下游,用以供给补偿气体,例如Ν2。补偿气体的质量流可以用质量流调节器12'调节。压力传感器13处于截止阀11的直接下游,因此在净化机构18和截止阀11之间,用以测量废气装置10内部的总压力PF。优选涉及截止阀11直接下游的总压力。
[0020]借助于第二压力传感器13'可以获得净化机构18下游的总压力。
[0021]可调节的节流阀15处于净化机构18的下游,可以用来调整布置在节流阀15下游的真空泵16的抽吸功率。用于气体净化的洗涤器17处于真空泵16下游。
[0022]废气管道5还分支出具有与第一废气装置10类似结构的第二废气装置20。第二废气装置具有第二截止阀21和直接布置在截止阀21下游用以供给第二补偿气体的第二供气位置22,其质量流用第二质量流调节器22'调节。借助第二压力传感器23获得处于截止阀21直接下游的总压力Ρτ。可以用与截止阀11无关地进行操作的截止阀21,使第二废气装置20与废气管道5连接或从废气管道5分离。
[0023]第二废气装置20具有冷却塔形式的第二净化机构28,它可以冷却到77° K,以便冷凝清洗气体。另一个压力传感器23'处于第二净化机构28的下游,用以确定废气装置20内部的总压力Pt。
[0024]可调节的节流阀25处于第二真空泵26的上游,用以调整第二真空泵26的泵功率。第二流体洗涤器27处于第二真空泵的下游。
[0025]在沉积过程期间,第二截止阀21关闭,而第一截止阀11打开,以便尤其含有见13的废气通过废气管道5流入第一废气净化装置10。存在于废气流中的颗粒在颗粒过滤器18中滤出。未分解的剩余气体通过真空泵16进入气体净化装置17。在沉积过程期间,该两个压力传感器13、23向控制装置9提供第一废气装置10和第二废气装置20中的总压力的压力值。此外,控制装置9还从压力传感器获得在处理室内部的总压力Ρκ。通过节流阀15的节流闸板位置的变化使处理室中的总压力保持在额定值上。
[0026]沉积过程之后进入转换阶段。转换阶段的目的是,通过截止阀11的断开使第一废气装置10与废气管道5分离,并通过打开截止阀21使第二废气装置20与废气管道5连接。
[0027]为了开始转换阶段,改变压力控制的参考变量。代替处理室内的总压力Pk现在将第一废气装置的总压力匕保持为恒定值。这或者通过质量流调节器12,改变供给的补偿气体的质量流,或者改变节流阀15的节流闸板的位置而实现。
[0028]为了开始转换阶段把由质量流调节器22'在第二废气装置20内的供气位置22上提供的补偿气体的质量流设置在一个相当于流过第一废气装置10的节流阀15的质量流的数值上。当补偿流量小时,这基本上也是流过反应器3的处理室的质量流。这时,第二废气装置20内的总压力Pt调节到第一废气装置10的总压力Pf上。换句话说,这两个废气装置10,20中的总压力PF,Pt控制在同一数值上。
[0029]一旦这两个废气装置10、20中的总压力PF、PTE经稳定,便可以打开截止阀21。一旦阀门21完全打开,便关闭第一废气装置10的截止阀11。以此在一个短瞬间这两个废气装置10、20都与废气管道5流动连接。由于两侧的总压力的一致,溢出达到最小。
[0030]随着第一废气装置的第一截止阀11关闭,在供气位置22上向第二废气装置20提供的补偿气体的质量流减到最小,以便在该阀门装置切换时,即在第二截止阀21打开和第一截止阀11关闭时,这两个节流阀15、25的位置基本上相同。
[0031]由于压力相等,在转换时无横向流动。在清洗处理室时所使用的氯在冷却塔28中冷凝。在清洗步骤期间通过在供气位置12上向第一废气装置提供补偿气体,第一废气装置10中的总压力保持在第二废气装置20的总压力上。
[0032]转换过程结束之后,控制装置9再次获得作为参考变量的处理室中的总压力,从而使用由压力调节器4获得的压力Pk来调节节流阀25。在此可以使节流阀25保持在一个恒定值上,而压力调节通过改变补偿气体的质量流进行。
[0033]清洗步骤结束之后,再次进行转换阶段,这时首先把激活的废气装置20内的总压力调节在一个恒定值上,并把未激活的废气装置10的总压力调节在相同的总压力上。压力达到稳定之后,即在两个废气装置10、20内具有相同总压力的状态后,打开未激活的废气装置的截止阀11,一旦它打开,便关闭激活的废气装置20的截止阀21。接着,再次进行转换,以便调节在处理室内部的总压力。
[0034]在未激活的废气装置中,在供气位置22或12上提供的补偿气流的质量流保持在最小值上。但是同样地由控制装置9把未激活的废气装置内的总压力保持在激活的废气装置内总压力的数值上。
[0035]在图2所示的第二实施例中对图1所示实施方式补充了第三废气净化装置30,其结构基本上相当于第一废气净化装置10的结构。第三废气净化30具有与截止阀11、21并联连接的截止阀31。在供气位置32上第三补偿气体借助于第三质量流调节器32'质量流受控地向该废气装置30供气。作为第三净化机构38,第三废气装置30具有颗粒过滤器38,在颗粒过滤器38的上游具有第三压力传感器33,用以获得第三废气装置内部的总压力。第三压力传感器33向控制装置提供其数值,控制装置再次这样控制第三质量流调节器32',使得废气装置30内部的总压力与其他两个废气装置10、20的总压力一致。
[0036]另一个压力传感器33'处于净化机构38下游。此外第三节流阀35也处于净化机构38下游,第三节流阀35确定第三
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