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Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A VAPOUR BY THE USE OF CONTROL DATA OBTAINED IN A CONTROL MODE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/091804
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a vapour by evaporating the solid or liquid particles of an aerosol, which are brought in at least one vapour generation step by means of a carrier gas flow to a heated evaporation body (6.1), where they are evaporated by supplying evaporation heat. A measured temperature value is determined in a control mode, which temperature is regulated to a setpoint value by means of an open-loop/closed-loop control unit (9) by varying the heating capacity fed into the evaporation body (6.1). The development of the heating capacity over time is stored in a log file. Control data is obtained with the aid of the log data stored in the log file to control the temperature of the evaporation body in a later process step, without closed-loop control, to evaporate the particles of the aerosol.

Inventors:
AL AHMAD NAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/079429
Publication Date:
May 16, 2019
Filing Date:
October 26, 2018
Export Citation:
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Assignee:
AIXTRON SE (DE)
International Classes:
C23C16/448; C23C14/12; C23C16/52
Domestic Patent References:
WO2012175126A12012-12-27
Foreign References:
DE102011051261A12012-12-27
DE102014109194A12016-01-07
US20140290575A12014-10-02
US20080191153A12008-08-14
DE102014101792A12015-08-13
DE102014109196A12016-01-07
Attorney, Agent or Firm:
GRUNDMANN, Dirk et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen eines Dampfes durch Verdampfen der festen oder flüssigen Partikel eines Aerosols mit ein oder mehreren Heizkörpern, wobei einer der Heizkörper ein Verdampfungskörper (6.1) ist, zu dem die Partikel in zumindest einem Dampferzeugungsschritt mittels eines Trä- gergasstromes gebracht werden, wo sie durch Zufuhr von Verdampfungswärme verdampft werden, wobei in einem Regelmodus ein erster charakteristischer Parameter des ein oder mehreren Heizkörpers ermittelt wird, der mit einer Steuer-/ Regeleinrichtung (9) durch Variation von in den Heizkörper, insbesondere den ersten Verdampfungskörper (6.1) ein- gespeister Heizleistung auf einen Sollwert geregelt wird und der zeitliche

Verlauf zumindest eines mit der Erzeugung der Heizleistung verknüpften Steuerparameters in einer Protokolldatei gespeichert wird, wobei in einem Steuermodus die in der Protokolldatei gespeicherten Protokolldaten oder aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten verwendet werden, um ohne Ermittlung des charakteristischen Parameters die Heizleistung in den Heizkörper, insbesondere den ersten Verdampfungskörper (6.1) einzuspeisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf des kritischen Parameters in der Protokolldatei gespeichert wird. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Regelmodus ein zweiter, dritter und/ oder vierter charakteristischer Parameter eines zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörpers, insbesondere Verdampfungskörpers (6.2, 6.3, 6.4) ermittelt wird, der mit der Steuer-Regeleinrichtung (9) durch Variation von in den zwei- ten, dritten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper (6.2, 6.3, 6.4) eingespeisten Heizleistung auf einen Sollwert geregelt wird und der zeitliche Verlauf zumindest eines mit der Erzeugung der in den zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper (6.2, 6.3, 6.4) eingespeisten Heizleistung verknüpfter zweiter, dritter und/ oder vierter Steuerparameter in der Protokolldatei gespeichert wird, und im Steuermodus die Protokolldaten und/ oder aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten verwendet werden, um ohne Ermittlung der zweiten, dritten und/ oder vierten charakteristischen Parameter die Heizleistung in dem zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper (6.2, 6.3, 6.4) einzuspeisen, um die Partikel des Aerosols zu verdampfen.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte der ein oder mehreren charakteristischen Parameter in einer Rezeptur enthalten sind, die insbesondere auch die Sollwerte ein oder mehrerer charakteristischer Parameter weiterer Prozessschritte, wie ein oder mehrere Aufheizschritte, ein oder mehrere Abkühlschritte oder ein oder mehrere Temperierschritte oder ein oder mehrere weitere Dampferzeugungsschritte enthält.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren charakteristischen Parameter eine von einem Temperatursensor (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) ermittelte Ist-Temperatur des ersten, zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörpers, insbesondere Verdampfungskörpers (6.1 bis 6.4) ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der charakteristische Parameter ein von einer Dampfdruck- Sensoranordnung (10) ermittelte Dampfdruck des Dampfes ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Prozessschritt, in dem zumindest der erste Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper (6.1) im Steuermodus betrieben wird, zumindest einer der zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper (6.2, 6.3, 6.4) im Regelmodus betrieben wird.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Temperatur eines in Strömungsrichtung des Trägergases letzten Heizkörpers, insbesondere Verdampfungskörpers (6.4) auf einen Sollwert geregelt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdaten durch eine Datenoptimierung, insbesondere eine Mittelwertbildung, aus den Protokolldaten gewonnen werden.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Protokolldatei abgespeicherten Daten zusätzlich den zeitlichen Verlauf eines Träger gas drucks, eines Trägergasflusses einer Partikelzuführrate und/ oder Anfangstemperaturen und/ oder Endtemperaturen eines Prozessschrittes umfassen.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer in einen Aerosolerzeuger (3) mündende Trägergasleitung (2) zum Einspeisen eines volumen-und/ oder massenkontrollierten Trägergases, einem mit einer Aerosolleitung (4) mit dem Aerosolerzeuger (3) verbundenen, zumindest einen Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) aufweisenden Verdampfer (5) und einer Steuer-/ Regeleinrichtung (9), die einen Protokolldatenspei- eher (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- / Regeleinrichtung (9) derart programmiert ist, dass in einem Regelmodus ein erster charakteristischer Parameter des Heizkörpers ermittelt wird, der mit einer Steuer-/ Regeleinrichtung (9) durch Variation von in den ersten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper (6.1) eingespeister Heizleistung auf einen Sollwert geregelt wird und der zeitliche Verlauf zumindest eines mit der Erzeugung der Heizleistung verknüpften Steuerparameters in einer Protokolldatei gespeichert wird, wobei in einem Steuermodus die in der Protokolldatei gespeicherten Protokolldaten oder aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten verwendet werden, um ohne

Ermittlung des charakteristischen Parameters die Heizleistung in den Heizkörper, insbesondere den ersten Verdampfungskörper (6.1) einzuspeisen.

Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- / Regeleinrichtung (9) einen Steuerdatenspeicher (17) aufweist, in den aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten gespeichert werden.

Vorrichtung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Dampfes durch die

Verwendung von in einem Regelmodus gewonnenen Steuerdaten

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Dampfes durch Verdampfen der festen oder flüssigen Partikel eines Aerosols mit ein oder mehreren Heizkörpern, wobei einer der Heizkörper ein Verdampfungskörper ist, zu dem die Partikel in zumindest einem Dampferzeugungsschritt mittels eines Trägergasstromes gebracht werden, wo sie durch Zufuhr von Verdampfungswärme verdampft werden, wobei in einem Regelmodus ein erster charakteristischer Parameter des ein oder mehreren Heizkörpers ermittelt wird, der mit einer Steuer-/ Regeleinrichtung durch Variation von in den Heizkörper, insbesondere den ersten Verdampfungskörper eingespeister Heizleistung auf einen Sollwert geregelt wird und der zeitliche Verlauf zumindest eines mit der Erzeugung der Heizleistung verknüpften

Steuerparameters in einer Protokolldatei gespeichert wird. [0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

[0003] Vorrichtungen zum Erzeugen eines Dampfes aus einem Aerosol sind bekannt beispielsweise aus den DE 10 2014 101 792 AI, WO 2012/175126 AI oder DE 10 2014 109 196 AI. [0004] Vorrichtungen dieser Art beziehungsweise Verfahren zum Erzeugen eines Dampfes werden bei der Abscheidung organischer Schichten auf einem Substrat verwendet, insbesondere bei der Fertigung von OLEDs. In einem Ae- rosolerzeuger wird mittels einer Dosiervorrichtung ein konstanter, hinsichtlich seines Massenflusses aber variierbarer Partikelstrom in einen Träger gas ström eingespeist. Bei dem Trägergas handelt es sich um ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, das die Partikel in Form eines Aerosols zu einem Dampferzeuger transportiert. Der Dampferzeuger besitzt zumindest einen Verdampfungskörper, mit dem den Aerosolpartikeln Verdampfungswärme zugeführt wird, um die Aerosolpartikel zu verdampfen. Der Dampf wird durch eine Dampfleitung zu einem Reaktorgehäuse transportiert, wo er in ein Gaseinlassorgan eingespeist wird, das den Dampf in eine Prozesskammer verteilt, in der sich auf ei- nem gekühlten Substrathalter aufliegend das zu beschichtende Substrat befindet.

Zusammenfassung der Erfindung

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausfallsicherheit eines Dampferzeugers zu erhöhen bzw. einen alternativen Betriebsmodus zum Betrieb des Verdampfers anzugeben. [0006] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den selbständigen Ansprüchen angegebenen Erfindung dar. Sie bilden auch jeweils mit einzelnen Merkmalen eigenständige Weiterbildungen des Standes der Technik, wobei einzelne Merkmale verschiedener Unteransprüche beliebig miteinander kombiniert werden können.

[0007] Das eingangs genannte Verfahren wird durch einen Steuermodus weitergebildet, in dem die Protokolldaten oder aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten verwendet werden, um ohne die Ermittlung des charakteristischen Parameters die Heizleistung in einen Heizkörper, insbesondere in den ersten Verdampfungskörper einzuspeisen. Handelt es sich bei dem Heizkörper um einen Verdampfungskörper, so werden mit der Heizleistung die Partikel des Aerosols verdampft. Während im Regelmodus ein erster charakteristischer Parameter, beispielsweise eine Temperatur des Heizkörpers, insbesondere Verdampfungskörpers, ermittelt wird und diese mit der Steuer-/ Regeleinrichtung durch Variation von in den Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper eingespeister Heizleistung auf einen Sollwert geregelt wird, erfolgt die Einspei- sung der Heizleistung in den Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper im Steuermodus ohne Regelung, jedoch unter Verwendung der im Regelmodus gewonnenen Daten. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit etwa bei Ausfall eines Sensors, mit dem der charakteristische Parameter ermittelt wird, weiterbetrieben werden, ohne dass sofort ein Austausch des Sensors vorgenommen wird. Die Vorrichtung arbeitet gewissermaßen in einem„Blmd- Modus" ohne Ermittlung des charakteristischen Parameters, beispielsweise ohne eine Temperaturmessung. Produktionsunterbrechungen können damit ver- mieden werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann neben einem ersten Verdampfungskörper zusätzlich weitere Verdampfungskörper, beispielsweise einem zweiten, dritten und/ oder vierten Verdampfungskörper aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass jeder weitere Verdampfungskörper in einem Regelmodus auf eine ihm individuell zugeordnete Soll-Temperatur geregelt wird. Hierzu kann vorgesehen sein, dass zu jedem der weiteren Verdampfungskörper ein ihm individuell zugeordneter Sensor, insbesondere Temperatursensor vorgesehen ist, mit dem beispielsweise die Ist-Temperatur des weiteren Verdampfungskörpers ermittelt wird. Mit der Steuer-/ Regeleinrichtung wird dieser Wert, insbesondere Temperatur Ist-Wert gegen einen Soll- Wert ge- regelt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass jeder dieser weiteren Verdampfungskörper sowohl in einem Regelmodus, in dem ein charakteristischer Parameter, beispielsweise die Ist-Temperatur, durch Variation der in den weiteren Verdampfungskörper eingespeisten Heizleistung gegen einen Sollwert, beispielsweise eine Soll-Temperatur geregelt wird. In einem Steuermodus, bei- spielsweise nach Ausfall eines Temperatursensors, wird der jeweilige weitere Verdampfungskörper ungeregelt betrieben, wobei die im Regelmodus gewonnenen Protokolldaten verwendet werden, um Heizleistung in den Verdampfungskörper einzuspeisen. Es ist somit insbesondere vorgesehen, dass in gewissen Prozessschritten, insbesondere Dampferzeugungsschritten, in denen mit der Vorrichtung ein Dampf erzeugt wird, alle Verdampfungskörper im Regelmodus betrieben werden oder zumindest ein Verdampfungskörper in einem Steuermodus betrieben wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass alle Verdampfungskörper im Steuermodus betrieben werden, wobei die Heizleistung unter Verwendung der Protokolldaten beziehungsweise aus den Protokolldaten gewonnenen Steuerdaten gesteuert wird. Die Soll-Werte der ein oder mehreren charakteristischen Parameter sind bevorzugt in einer Rezeptur enthalten. Die Rezeptur kann ein Datensatz sein, der für ein oder mehrere aufeinander folgende Prozessschritte die wesentlichen charakteristischen Parameter enthält. Bei den Prozessschritten kann es sich um Aufheizschritte, Abkühlschritte, Tem- perierschritte und ein oder mehrere Dampferzeugungsschritte handeln. In der Rezeptur werden bevorzugt die zeitlichen Sollverläufe ein oder mehrerer charakteristischer Parameter gespeichert, wobei die charakteristischen Parameter der Sollpartialdampfdruck des Dampfes sein kann, der in der Dampfleitung mit einer Dampfdruck-Sensoranordnung, wie sie aus dem oben genannten Stand der Technik bekannt ist, gemessen wird. Der charakteristische Parameter kann aber auch eine Soll-Temperatur des mindestens einen Verdampfungskörpers sein. Ferner ist vorgesehen, dass in der Rezeptur auch Werte für den zeitlichen Verlauf eines Total drucks, des Massenflusses des Trägergases und/ oder der Förderrate des Aerosolerzeugers gespeichert sind. Ist der charakteristische Pa- rameter die Temperatur eines Verdampfungskörpers, so weist die Vorrichtung einen Temperatursensor auf, mit dem die Temperatur des Verdampfungskörpers gemessen werden kann. Hierzu können mehrere Thermoelemente oder anderweitige Temperatursensoren vorgesehen sein, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Temperatur jedes ein oder mehreren Verdampfungskörpers individuell bestimmt wird. In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem Dampferzeugungsschritt zumindest ein oder mehrere Verdampfungskörper im Steuermodus betrieben wird, jedoch der in Strömungsrichtung letzte Verdampfungskörper auf eine Solltemperatur geregelt wird. Die ein oder mehreren Verdampfungskörper des Verdampfers sind be- vorzugt in Strömungsrichtung des Trägergases hintereinander angeordnet, so dass das Aerosol in einen in Strömungsrichtung ersten Verdampfungskörper eintritt und durch diesen hindurchströmt, wobei zumindest Teile der Aerosolpartikel in dem ersten Verdampfungskörper verdampft werden. Es ist aber auch möglich, dass dieser Verdampfungskörper auf einer Temperatur tempe- riert wird, die unterhalb einer Verdampfungstemperatur der Aerosolpartikel temperiert wird, so dass die Aerosolpartikel in dem in Strömungsrichtung ersten Verdampfungskörper nicht verdampft werden, sondern sich dort anreichern. Eine Nachtemperierung kann in Strömungsrichtung dem ersten Verdampfungskörper nachgeordnete weitere Verdampfungskörper erfolgen, wo- bei die Temperatur des in Strömungsrichtung letzten Verdampfungskörpers für die Prozessstabilität relevant ist. Die Steuerdaten, die zur Steuerung des mindestens einen Verdampfungskörpers im Steuermodus verwendet werden, werden bevorzugt durch eine Datenoptimierung der in der Protokolldatei gespeicherten Protokolldaten gewonnen. Es kann sich dabei um eine Mittelwertbil- dung handeln. Zur Bildung der Steuerdaten können nicht nur die jeweiligen charakteristischen Parameter verwendet werden. Es können auch andere in der Protokolldatei abgespeicherte, im Regelmodus ermittelte Messwerte herangezogen werden, beispielsweise können die Steuerdaten gebildet werden unter Verwendung insbesondere Mitverwendung von Anfangstemperaturen, End- temperaturen, Werten für die Steilheit einer Temperaturrampe, den Trägergasdruck, den Trägergasfluss und/ oder die Partikelzuführrate, wobei es sich bei den Partikeln um feste oder flüssige Partikel handeln kann. Bei dem erfindungsgemäß entweder geregelten oder gesteuerten Heizkörper kann es sich nicht nur um einen Verdampfungskörper handeln. Der Heizkörper kann auch ein Vorheizkörper sein, mit dem ein Trägergas vorgeheizt wird. [0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Regel-/ Steuereinrichtung einen Protokoll-Datenspeicher und insbesondere auch einen Steuerdatenspeicher aufweist und so programmiert ist, dass in einem Regelmodus Protokolldaten gewonnen werden, die in einem Steuermodus zur Steuerung verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0009] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beschich- tung eines Substrates 14 mit einer Schicht aus einem organi- sehen Material,

Fig. 2a den zeitlichen Verlauf der Temperatur Tl, T2, T3, T4, die mit

Temperatursens oren 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 in verschiedenen Prozessschritten PI, P2, P3, P4, P5 gemessen werden,

Fig. 2b die Heizleistungen II, 12, 13, 14, die in den Prozessschritten PI,

P2, P3, P4, P5 im Steuermodus in die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 eingespeist werden und

Fig. 3 schematisch in einer Darstellung gemäß Figur 1 ein weiteres

Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsformen

[0010] Die Figuren 1 beziehungsweise 3 zeigen grob schematisch eine Vorrichtung zur Fertigung von OLEDs. In einem Reaktorgehäuse 12, das nach außen hin gasdicht abgeschlossen ist und welches evakuierbar ist, befindet sich ein mit einer nicht dargestellten Kühlvorrichtung kühlbaren Substrathalter 15. Der Substrathalter 15 trägt das zu beschichtende Substrat 14. Die zu beschichtende Seite des Substrates 14 liegt einer Gasaustrittsfläche eines Gaseinlassorganes 13 gegenüber, in welches eine Dampfleitung 11 mündet, die beheizbar ist und durch die mittels eines Trägergases ein Dampf gefördert wird, der auf der Oberfläche des Substrates 14 kondensiert, wobei zur Strukturierung der auf dem Substrat 14 abgeschiedenen Schicht eine nicht dargestellte Maske, beispielsweise Schattenmaske, vorgesehen ist.

[0011] Mit einer Dampfdruck-Sensoranordnung 10, beispielsweise einem QCM-Sensor kann der Partialdruck des Dampfes innerhalb der Dampfleitung 11 bestimmt werden.

[0012] Stromaufwärts der Dampfleitung 11 befindet sich ein Verdampfer 5, der im Ausführungsbeispiel vier beziehungsweise drei in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 aufweist. Die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 sind voneinander durch einen Freiraum beabstandet. Sie können aber auch berührend aneinander anliegen. Die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 besitzen Verdampfungsflächen. Durch die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 kann ein Gas hindurchströmen. Die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 können beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Festkörperschaum gebildet werden, so dass der Festkörperschaum durch Hindurchleiten eines elektrischen Stroms beheizbar ist. Die in der Figur 1 mit 8.1, 8.2, 8.3 und 8.4 bezeichneten Heizleistungseinspeisungen können somit elektrische Leitungen sein, mit welchen ein elektrischer Strom zur Übertragung der Heizleistung in den Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 eingespeist wird.

[0013] In jedem der Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 ist ein dem jeweiligen Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 jeweils individuell zugeordneter Temperatursensor 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 angeordnet. Bei den Temperatursensoren 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 kann es sich um ein Thermoelement handeln. Es ist aber auch vorgesehen, zur Messung der Temperatur der Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 optische Temperatursens oren zu verwenden. [0014] Stromaufwärts des Verdampfers 5 befindet sich eine in den Verdampfer 5 mündende Aerosolleitung 4, durch die ein Aerosol in den Verdampfer 5 eingespeist wird. Indem die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 Verdampfungswärme an die Partikel des Aerosols übertragen, werden die Aerosolpartikel verdampft. [0015] Das Aerosol wird mit einem Aerosolerzeuger 3 erzeugt, welcher stromaufwärts der Aerosolleitung 4 angeordnet ist. Die Partikelflussrate, die der Aerosolerzeuger 3 erzeugt, kann eingestellt werden. Hierzu kann der Aerosolerzeuger 3 ein Dosierelement aufweisen. In den Zeichnungen ist hierzu eine Schnecke dargestellt, die mit variierender Drehzahl betrieben werden kann. Das Dosierelement kann aber auch eine mit variierender Drehzahl betriebene Lochscheibe sein.

[0016] In den Aerosolerzeuger 3 mündet eine Trägergasleitung 2, durch die ein Trägergas G eingespeist wird, mit dem die Aerosolpartikel beziehungsweise der Aerosolpartikelstrom, der von der Förderleistung abhängt, durch die Aero- solleitung 4 zum Verdampfer 5 transportiert wird. Der Volumenfluss oder der Massenfluss des Trägergases G kann geregelt werden. Beim Ausführungsbeispiel ist hierzu ein Massenflusskontroller 1 vorgesehen.

[0017] Zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens besitzt eine Steuer-/ Regeleinrichtung 9 einen Protokolldatenspeicher 16 und gegebenen- falls auch einen Steuerdatenspeicher 17. Darüber hinaus besitzt die Steuer- /Regeleinrichtung 9 einen Kontroller oder Mikrocomputer 18 zur elektronischen Datenverarbeitung. Die erfindungs gemäße Vorrichtung kann in ein oder mehreren zeitlich aufeinander folgenden Prozessschritten PI, P2, P3, P4, P5 betrieben werden. In einem Rezepturdatenspeicher 19 ist eine Rezeptur abgespei- chert, die insbesondere die Temperaturen Tl, T2, T3, T4 der Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 in den verschiedenen Prozessschritten PI, P2, P3, P4, P5 enthält. Zusätzlich oder alternativ dazu kann im Rezepturdatenspeicher 19 aber auch für jeden Prozessschritt PI bis P5 der zu erzeugende Dampfpartialdruck oder Dampfmassenfluss abgespeichert sein. [0018] Mit der Bezugsziffer 6 ist in den Figuren 1 und 3 ein Vorheizkörper bezeichnet, der ebenfalls auf eine Solltemperatur geregelt wird. Die Temperatur wird mit einem Temperatursensor 7 ermittelt. Es kann sich dabei um ein Thermoelement handeln. Durch eine nicht dargestellte Inertgaszuleitung wird ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder ein Edelgas in einen Raum stromauf - wärts des Vorheizkörpers 6 eingespeist. Das Inertgas, welches auch ein Trägergas ausbildet, wird im Vorheizkörper 6 auf eine erhöhte Temperatur aufgeheizt.

[0019] Die Figur 2a gibt beispielhaft die Temperatursollwerte Tl bis T4 an, wie sie in jedem der hintereinander durchzuführenden Prozessschritte PI bis P5 eingestellt werden sollen. Dabei ist ersichtlich, dass beim Wechsel von einem Prozessschritt PI bis P4 zum jeweils darauffolgenden Prozessschritt P2 bis P5 eine Temperaturrampe durchlaufen wird, wenn sich die Temperatur Tl bis T4 ändert.

[0020] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zunächst in einem Regelmo- dus betrieben. In diesem Regelmodus wird ein charakteristischer Parameter, dessen Sollwert in der Rezeptur vorgegeben ist, auf den Sollwert geregelt. Bei dem charakteristischen Parameter kann es sich um den von der Dampfdruck- Sensor anordnung 10 ermittelten Dampfdruck handeln. Beim Ausführungsbeispiel wird als charakteristischer Parameter jedoch der Einfachheit halber die jeweilige Temperatur Tl bis T4 der einzelnen Verdampfungskörper 6.1 bis 6.4 erörtert.

[0021] In einem Regelmodus wird die Vorrichtung zunächst derart betrieben, dass hintereinander abfolgend die einzelnen Prozessschritte PI bis P5 durchgeführt werden, in denen die Temperaturen Tl bis T4 jeweils durch Einspeisen von Heizleistung II, 12, 13, 14 durch die Heizleistungseinspeisungen 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 in die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 auf einen Sollwert geregelt werden. Dabei wird die Heizleistung II, 12, 13, 14 entsprechend einer individuellen Regelcharakteristik (beispielsweise PID) variiert. In dem Protokolldatenspeicher werden zumindest die zeitlichen Abfolgen der Heizleistungen II bis 14 abgespeichert. Es können aber auch zusätzlich die jeweiligen Verläufe der Ist- Temperaturen der Verdampfungskörper 6.1 bis 6.4 und weitere Messwerte, wie der Dampfpartialdruck, der Totaldruck, die Aerosolförderrate oder der Mas- senfluss des Trägergases G abgespeichert werden.

[0022] Nachdem in ein oder mehreren Durchläufen, in denen die Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 im Regelmodus betrieben werden und Protokollda- ten im Protokolldatenspeicher 16 gesammelt wurden, kann zumindest ein Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 in einem späteren Durchlauf in einem Steuermodus betrieben werden. In diesem Steuermodus wird keine Regelung vorgenommen. Die Ist-Temperatur des Verdampfungskörpers 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 wird nicht ermittelt. Die Heizleistungseinspeisung 8.1 bis 8.4 erfolgt hier ausschließ- lieh durch Verwendung der im Protokolldatenspeicher 16 gespeicherten Protokolldaten. Mit dieser Art des Betriebs eines oder mehrerer der Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 kann nicht nur auf einen Ausfall eines Temperatur- sensors 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 reagiert werden. Es ist auch möglich, planmäßig die Vorrichtung in einem neuen Betriebsmodus zu verwenden, in dem die Temperatur zumindest eines der Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 nicht geregelt, sondern gesteuert wird. [0023] Die Steuerung der in die ein oder mehreren Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 eingespeisten Heizleistung II bis 14 kann mit Hilfe von aus den Protokolldaten gewonnenen Steuerdaten erfolgen. Diese können in dem Steuerdatenspeicher 17 abgelegt sein. Die Steuerdaten werden bevorzugt durch eine Mittelwertbildung der im Regelmodus gewonnenen Protokolldaten berechnet. [0024] Die Figur 2b zeigt beispielsweise Steuerdaten zur Steuerung der Heizleistungen II bis 14. In einem Prozessschritt PI befindet sich die Vorrichtung in einem Ruhezustand. Es wird keine Heizleistung eingespeist. Der durch die elektrisch leitenden Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 hindurchfließende Strom beträgt 0 A. In einem Prozessschritt P2 werden nur die in Strömungsrich- tung letzten beiden Verdampfungskörper 6.3 und 6.4 durch Einspeisen eines

Stroms beheizt. Aufgrund von Wärmeleitung oder Wärmestrahlung heizen sich die stromaufwärtigen Verdampfungskörper 6.1 und 6.2 aber ebenfalls auf. Beim Übergang vom Prozessschritt P2 zum Prozessschritt P3 wird die Heizleistung 13, 14 zunächst abgesenkt und anschließend in Form einer Rampe erhöht. Im Prozessschritt P4 werden die stromaufwärtigen Verdampfungskörper 6.1, 6.2 in zwei aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten mit unterschiedlichen Heizleistungen, die über ihre Einspeisezeit aber konstant gehalten werden, beheizt.

[0025] In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung in ein oder mehreren Durchläufen im Regelmodus betrieben wird, wobei jeweils sämtliche Prozessschritte PI bis P5 hintereinander durchgeführt werden. In den darauffolgenden Durchläufen wird die Vorrichtung im Steuer- modus betrieben, wobei entweder alle oder einige Verdampfungskörper 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 im Steuermodus betrieben werden oder ausschließlich der in Strömungsrichtung letzte Verdampfungskörper 6.4 im Regelmodus betrieben wird.

[0026] Auch der Vorheizkörper 6 kann sowohl im Regelmodus als auch im Steuermodus betrieben werden.

[0027] 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 Merkmalskombinatio- nen auch kombiniert sein können, nämlich:

[0028] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Steuermodus die in der Protokolldatei gespeicherten Protokolldaten oder aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten verwendet werden, um ohne Ermittlung des charakteristischen Parameters die Heizleistung in den Heizkörper, insbesondere den ersten Verdampfungskörper 6.1 einzuspeisen.

[0029] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der zeitliche Verlauf des kritischen Parameters in der Protokolldatei gespeichert wird.

[0030] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass im Regelmodus ein zweiter, dritter und/ oder vierter charakteristischer Parameter eines zwei- ten, dritten und/ oder vierten Heizkörpers, insbesondere Verdampfungskörpers 6.2, 6.3, 6.4 ermittelt wird, der mit der Steuer-Regeleinrichtung 9 durch Variation von in den zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper 6.2, 6.3, 6.4 eingespeisten Heizleistung auf einen Sollwert geregelt wird und der zeitliche Verlauf zumindest eines mit der Erzeugung der in den zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper 6.2, 6.3, 6.4 eingespeisten Heizleistung verknüpfter zweiter, dritter und/ oder vierter Steuerparameter in der Protokolldatei gespeichert wird, und im Steuermodus die Protokolldaten und/ oder aus den Protokolldaten gewon- nene Steuerdaten verwendet werden, um ohne Ermittlung der zweiten, dritten und/ oder vierten charakteristischen Parameter die Heizleistung in dem zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper

6.2, 6.3, 6.4 einzuspeisen, um die Partikel des Aerosols zu verdampfen.

[0031] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sollwerte der ein oder mehreren charakteristischen Parameter in einer Rezeptur enthalten sind, die insbesondere auch die Sollwerte ein oder mehrerer charakteristischer Parameter weiterer Prozessschritte, wie ein oder mehrere Aufheizschritte, ein oder mehrere Abkühlschritte oder ein oder mehrere Temperierschritte oder ein oder mehrere weitere Dampferzeugungsschritte enthält. [0032] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die ein oder mehreren charakteristischen Parameter eine von einem Temperatursensor 7.1, 7.2,

7.3, 7.4 ermittelte Ist-Temperatur des ersten, zweiten, dritten und/ oder vierten Heizkörpers, insbesondere Verdampfungskörpers 6.1 bis 6.4 ist.

[0033] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der charakteristi- sehe Parameter ein von einer Dampfdruck-Sensoranordnung 10 ermittelte Dampfdruck des Dampfes ist.

[0034] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Prozessschritt, in dem zumindest der erste Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper 6.1 im Steuermodus betrieben wird, zumindest einer der zweiten, drit- ten und/ oder vierten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper 6.2, 6.3, 6.4 im Regelmodus betrieben wird.

[0035] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest die Temperatur eines in Strömungsrichtung des Trägergases letzten Heizkörpers, insbesondere Verdampfungskörpers 6.4 auf einen Sollwert geregelt wird.

[0036] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuerdaten durch eine Datenoptimierung, insbesondere eine Mittelwertbildung, aus den Protokolldaten gewonnen werden.

[0037] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die in der Proto- kolldatei abgespeicherten Daten zusätzlich den zeitlichen Verlauf eines Trägergasdrucks, eines Trägergasflusses einer Partikelzuführrate und/ oder Anfangstemperaturen und/ oder Endtemperaturen eines Prozessschrittes umfassen.

[0038] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuer- / Regeleinrichtung 9 derart programmiert ist, dass in einem Regelmodus ein erster charakteristischer Parameter des Heizkörpers ermittelt wird, der mit einer Steuer-/ Regeleinrichtung 9 durch Variation von in den ersten Heizkörper, insbesondere Verdampfungskörper 6.1 eingespeister Heizleistung auf einen Sollwert geregelt wird und der zeitliche Verlauf zumindest eines mit der Erzeugung der Heizleistung verknüpften Steuerparameters in einer Protokollda- tei gespeichert wird, wobei in einem Steuermodus die in der Protokolldatei gespeicherten Protokolldaten oder aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten verwendet werden, um ohne Ermittlung des charakteristischen Parameters die Heizleistung in den Heizkörper, insbesondere den ersten Verdampfungskörper 6.1 einzuspeisen. [0039] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuer- / Regeleinrichtung 9 einen Steuerdatenspeicher 17 aufweist, in den aus den Protokolldaten gewonnene Steuerdaten gespeichert werden.

[0040] 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 Prioritätsunterlagen (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, insbesondere 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 vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden kön- nen.

Liste der Bezugszeichen

1 Massenflusskontroller 14 Substrat

2 Trägergasleitung 15 Substrathalter

3 Aerosolerzeuger 16 Protokolldatenspeicher

4 Aerosolleitung 17 Steuerdatenspeicher

5 Verdampfer 18 Mikrocomputer

6 Vorheizkörper 19 Rezepturdatenspeicher

6.1 Verdampfungskörper

6.2 Verdampfungskörper

6.3. Verdampfungskörper G Trägergas

6.4 Verdampfungskörper 11 Heizleistung

7 Temperatursensor 12 Heizleistung

7.1 Temperatursensor 13 Heizleistung

7.2 Temperatursensor 14 Heizleistung

7.3 Temperatursensor PI Prozessschritt

7.4 Temperatursensor P2 Prozessschritt

8 Heizleistungseinspeisung P3 Prozessschritt

8.1 Heizleistungseinspeisung P4 Prozessschritt

8.2 Heizleistungseinspeisung P5 Prozessschritt

8.3 Heizleistungseinspeis ung Tl Temperatur

8.4 Heizleistungseinspeisung T2 Temperatur

9 Steuer- / Regeleinrichtung T3 Temperatur

10 Dampfdruck- T4 Temperatur

Sensoranordnung

11 Dampfleitung

12 Reaktorgehäuse

13 Gaseinlassorgan