蒸汽浓度控制

目前的半导体工艺需要原子尺度的工程。虽然气体可以通过质量流量控制器 (MFC) 精确控制，但有必要澄清汽化液体或固体前驱体的现象。前驱体递送不稳定会引起工艺变化，影响制造成品率。

HORIBA 提供三种蒸发方式，鼓泡，烘烤和直接注射。每种方法都有优点和缺点。其中鼓泡法由于其结构简单，可应用于大气压工艺，被广泛应用于III-V型MOCVD。

在理想鼓泡条件下，空间区域与前驱体始终处于平衡状态，前驱体温度处于稳定控制状态。前驱体浓度 C 由前驱体摩尔流量与总流量之比来描述。从前驱体摩尔流量方程 QP 可以看出，保持 C 的恒定对于前驱体的稳定输送是很重要的。然而，有许多因素使 C 难以稳定，例如起泡器温度容易受到载气温度、汽化热的产生的影响。残余前驱体的量也会影响前驱体的蒸汽压。

前驱体输送控制方法大致分为两种: “浓度控制”和“前驱体流量控制”。前者是通过控制总压 PT (pressure -based VCC) 来调节 C，即“pressure -based VCC”，或者通过使用两个 MFC 来控制稀释比，即“Flow-based VCC”。

HORIBA 提供了一种基于压力的 VCC 解决方案，该方案将压力阀和基于非色散红外 (NDIR) 技术的气体浓度监测器集成到一个模块中。VCC 模块内部的浓度控制算法，用户只需设定浓度，即可获得稳定的前驱体输送。

由于蒸汽压随温度的升高呈指数增长，起泡器温度的微小变化都会影响蒸汽压。当起泡器下游的压力被控制为保持一个恒定的压力时，起泡器温度会影响前驱体的浓度。例如，温度仅升高1℃，起泡器下游线的前驱体浓度就会增加约 7% (右下图)。VCC 模块可实现恒定的前驱体浓度控制，以波动起泡器温度。因此，VCC 模块具有稳定的产率。