KR100780864B1 - 케미컬 공급 장치, 이를 구비한 반도체 제조 설비 및케미컬 공급 방법 - Google Patents

케미컬 공급 장치, 이를 구비한 반도체 제조 설비 및케미컬 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케미컬 공급장치에 관한 것으로, 액상 케미컬이 채워지고 상기 액상 케미컬의 유출관이 구비된 탱크와; 상기 액상 케미컬의 액면에 소정의 신호를 조사하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하는 제1 센서와; 상기 액상 케미컬이 유입되는 갭이 형성된 프로브와; 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬의 존재 유무를 감지하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하는 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 제1 센서에 의해 액상 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하여 액상 케미컬의 잔량을 항시적으로 모니터링하고, 제2 센서에 의해 액상 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하여 액상 케미컬의 잔량 경고 및 보충 여부를 모니터링할 수 있게 된다.
반도체, 액상 케미컬, 초음파 센서, 버퍼 탱크

Description

케미컬 공급 장치, 이를 구비한 반도체 제조 설비 및 케미컬 공급 방법{APPARATUS FOR SUPPLYING CHEMICAL AND APPARTUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR SUPPLYING CHEMICAL}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치를 구비한 반도체 제조 설비를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 A 부분을 확대 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 B 부분을 확대 도시한 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 접점 센서의 액상 케미컬 검출 원리를 도시한 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 B 부분의 변경례와 액상 케미컬의 검출 원리를 확대 도시한 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치를 구비한 반도체 제조 설비의 동작을 도시한 구성도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10; 반도체 제조 설비 100; 버퍼 탱크
100A,400A; 표시부 101a; 우측벽
101b; 좌측벽 102; 바닥면
103; 액상 케미컬 103a; 액면
105; 유입관 106; 가스관
107; 유출관 107a; 유출관 입구부
109; 분리판 111; 빈 공간
120; 연속 센서 120a; 초음파 신호
131,132; 프로브 131a; 갭
131b; 갭 입구부 141-144; 접점 센서
141a; 송파기 141b; 수파기
141'; 초음파 신호 200; 기화기
300; 공정 챔버 400; 제어부
500; 중앙공급장치
본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 제조 공정에 사용되는 케미컬을 저장 및 공급하는 케미컬 공급 장치와 이를 구비한 반도체 제조 설비 및 케미컬 공급 방법에 관한 것이다.
반도체 공정용 케미컬, 특히 액체 상태에서 상변화를 통해 기체 상태로 공정 챔버로 제공되는 케미컬의 안정적인 공급 유량 확보 및 공급 시스템의 안정성을 위해 반도체 제조 설비에 버퍼 탱크를 설치하는 것이 일반적이다. 버퍼 탱크에 채워진 케미컬의 잔량이 부족하면 공정 사고가 발생하기 쉽고, 넘치면 케미컬 공급 배관에 케미컬이 잔류하여 파티클 소스로 작용하기 쉽다. 그러므로, 버퍼 탱크에 채워진 케미컬의 잔량을 측정할 수 있는 센서가 구비되는 것이 거의 필수적이다.
종래 버퍼 탱크에 채워진 케미컬의 잔량을 감지할 수 있는 것으로는 본 출원인의 한국공개특허 제2005-114143호의 "반도체 설비용 케미컬 공급 장치"에서 제안된 마그네틱 접점 센서이다. 마그네틱 접점 센서는 케미컬 저장탱크 내에 설치된 감지봉에 부력에 의해 승하강 가능하게 조합된 공(ball) 형태이다. 이 마그네틱 센서는 케미컬의 수위에 따라 승하강함으로써 케미컬의 수위를 감지하는 센서이다.
본 출원인에 의해 제안된 다른 형태의 센서로는 한국공개특허 제2002-67148호의 "반도체 제조용 케미컬 공급 장치"에 개시된 로드셀(load cell)이다. 이 로드셀에 연결줄을 매개로 조합된 부력추가 케미컬의 수위에 따라 변위되면서 로드셀에 작용하는 부력추의 하중이 변화한다. 부력추의 하중 변화에 따라 로드셀은 케미컬의 수위를 감지하는 것이다.
전자에 의해서는 가변되는 케미컬의 수위를 감지함으로써 케미컬의 저장수위가 낮아 새로이 보충되어야 할 지점 또는 케미컬의 저장수위가 너무 높아 케미컬의 보충을 중단하여야 할 지점을 알 수 있는 장점이 있다. 후자에 의해서는 가변되는 케미컬의 저장수위를 항시적으로 알 수 있는 장점이 있다.
전자의 마그네틱 볼 형태의 접점 센서는 케미컬과 접촉하는 볼이 케미컬의 저장수위에 따라 움직이기 때문에 파티클 발생의 잠재적 원인이 될 수 있다. 후자의 로드셀 형태의 센서는 케미컬의 유출입에 따른 파동 발생에 따라 측정에 있어서의 정확성이 감소할 수 있는 여지가 있을 수 있다. 그러므로, 파티클 발생을 억제하여 제품 품질에 영향을 주지 않으면서, 케미컬의 잔량은 물론 케미컬의 보충되어야 할 지점 및 케미컬 보충을 중단하여야 할 지점까지 항시적으로 모니터링할 수 있는 개선된 케미컬 공급 장치의 요구 내지는 필요성이 있다.
본 발명은 종래 기술에서의 요구 내지 필요에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 파티클 발생을 야기하지 않으면서도 케미컬의 저장수위를 항시적으로 모니터링 할 수 있는 케미컬 공급 장치와 이를 구비한 반도체 제조 설비 및 케미컬 공급 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치는 액상 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출할 수 있는 초음파 센서와 불연속적인 액면 수위를 검출할 수 있는 초음파 센서로써 액상 케미컬의 잔량을 항시적으로 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치는, 액상 케미컬이 채워지고 상기 액상 케미컬의 유출관이 구비된 탱크와; 상기 액상 케미컬의 액면에 소정의 신호를 조사하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하 는 제1 센서와; 상기 액상 케미컬이 유입되는 갭이 형성된 프로브와; 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬의 존재 유무를 감지하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하는 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 제1 센서는 상기 탱크의 바닥면에 위치하여 상기 액상 케미컬의 액면을 향해 소정의 신호를 조사하고 상기 액면에서 반사된 신호를 검출하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하는 초음파 센서이다. 상기 초음파 센서는 상기 분리판과 이격된다.
본 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 탱크는 상기 탱크의 바닥면으로부터 이격된 제1 면을 갖는 분리판을 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 분리판과 상기 바닥면 사이에 형성된 빈 공간에 설치된다. 상기 분리판은 상기 초음파 센서의 상단부에 상당하는 위치에 상기 제1 면에 비해 낮은 높이의 제2 면을 포함하고, 상기 유출관의 입구부는 상기 제1 면에 비해 상기 제2 면에 더 근접한다.
본 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 제2 센서는 상기 갭을 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 프로브 내에 설치된 송파기와 수파기를 포함하는 복수개의 초음파 센서이다. 상기 프로브는 상기 액상 케미컬의 액면 수위가 변동되는 방향으로 연장되는 길이를 가지고, 상기 갭은 상기 프로브의 길이 방향으로 연장된다. 상기 갭은 상기 탱크의 바닥면을 향해 개구된 입구부를 포함한다.
본 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 프로브는 상기 액상 케미컬의 액면 수위가 변동되는 방향으로 연장되는 길이를 가지고, 상기 갭은 상기 프로브의 측면에서 함몰된 형태이다.
본 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 복수개의 초음파 센서는, 상기 액상 케미컬의 결핍 수위를 검출하는 제1 초음파 센서와; 상기 액상 케미컬의 보충 수위를 검출하는 제2 초음파 센서와; 상기 액상 케미컬의 보충 중단 수위를 검출하는 제3 초음파 센서와; 상기 액상 케미컬의 오버플로우 수위를 검출하는 제4 초음파 센서를 포함한다. 상기 프로브는, 상기 제1 초음파 센서와 상기 제4 초음파 센서가 설치된 제1 프로브와, 상기 제2 초음파 센서와 상기 제3 초음파 센서가 설치된 제2 프로브를 포함한다.
본 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 제1 내지 제4 초음파 센서 각각은, 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬이 존재하지 않을 때의 제1 신호와, 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬이 존재할 때의 제2 신호의 횟수를 비교하여, 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 검출한다. 상기 제1 초음파 센서는, 상기 제1 신호의 횟수가 상기 제2 신호의 횟수에 비해 작더라도 상기 액상 케미컬이 존재하지 않는다고 검출한다. 상기 제4 초음파 센서는, 상기 제1 신호의 횟수가 상기 제2 신호의 횟수에 비해 크더라도 상기 액상 케미컬이 존재한다고 검출한다.
본 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 제1 센서는 상기 액상 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하고, 상기 제2 센서는 상기 액상 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 케미컬 공급 장치는, 액상 케미컬이 저장되며 상기 액상 케미컬의 유출관이 구비된 탱크와; 상기 탱크의 하부에 상기 탱크의 바닥면과 이격 설치되며 상기 유출관의 입구부와 근접 하는 함몰부가 형성된 분리판과; 상기 바닥면과 상기 분리판 사이에 그리고 상기 함몰부 아래에 상기 액상 케미컬과는 접촉하지 않게 설치되어, 상기 액상 케미컬의 액면을 향해 초음파를 발사하고 상기 액면에서 반사된 초음파를 검출하여 상기 액상 케미컬의 연속적인 액면 수위를 감지함으로써 상기 액상 케미컬의 잔량을 모니터링하는 연속 센서와; 상기 탱크의 내부에 상기 액상 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되도록 설치되고, 상기 액상 케미컬이 유입되는 갭이 형성된 프로브와; 상기 액상 케미컬과는 접촉되지 않게, 그리고 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬의 존재 유무를 감지하여 상기 액상 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 감지하도록 복수개의 초음파 센서가 상기 액상 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 불연속적으로 상기 프로브에 설치되어, 상기 액상 케미컬의 결핍과 오버플로우 및 보충 여부를 알리는 접점 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 변형 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 연속 센서는 상기 분리판과 이격되고, 상기 연속 센서와 분리판 사이는 빈 공간을 이룬다.
본 변형 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 갭은 상기 액상 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되어 상기 복수개의 초음파 센서로 하여금 상기 갭에 유입된 액상 케미컬의 액면 수위를 검출하게 한다.
본 변형 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 복수개의 초음파 센서 각각은 초음파를 발생시키는 송파기와 상기 송파기에서 발생된 초음파를 검출하는 수파기를 포함하고, 상기 송파기와 상기 수파기는 상기 갭을 사이에 두고 서로 마주본다.
본 변형 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 프로브는 상기 복수개의 초음파 센서 중에서 상기 액상 케미컬의 결핍 수위를 검출하는 제1 초음파 센서와 상기 액상 케미컬의 오버플로우 수위를 검출하는 제2 초음파 센서가 설치된 제1 프로브와, 상기 복수개의 초음파 센서 중에서 상기 액상 케미컬의 보충 수위를 검출하는 제3 초음파 센서와 상기 액상 케미컬의 보충 중단 수위를 검출하는 제4 초음파 센서가 설치된 제2 프로브를 포함한다.
본 변형 실시예의 케미컬 공급 장치에 있어서, 상기 제1 초음파 센서는 상기 제2 초음파 센서에 비해 상기 액상 케미컬의 부존재를 더 예민하게 감지하고, 상기 제2 초음파 센서는 상기 제1 초음파 센서에 비해 상기 액상 케미컬의 존재를 더 예민하게 감지한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비는, 반도체 제조 공정이 진행되는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버에서 사용되는 케미컬을 저장하는 중앙 탱크와; 상기 중앙 탱크로부터 제공받은 케미컬의 저장 수위를 연속적으로 감지하여 상기 케미컬의 잔량을 항시적으로 모니터링하는 연속 센서부와, 상기 케미컬의 저장 수위를 불연속으로 감지하여 상기 케미컬의 잔량 수위를 알리는 접점 센서부를 포함하는 버퍼 탱크와; 상기 연속 센서부와 상기 접점 센서부 각각으로부터 상기 케미컬의 수위에 관한 신호를 제공받아 상기 공정의 진행 여부 및 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬의 보충 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 연속 센서부는 상기 버퍼 탱 크의 바닥면에 상기 케미컬과 접촉하지 않도록 설치되어, 상기 케미컬의 액면을 향해 초음파를 발사하고 상기 액면에서 반사된 초음파를 검출하여 상기 케미컬의 연속적인 액면 수위를 감지하는 초음파 센서를 포함한다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 접접 센서부는 상기 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되고 상기 케미컬이 유입되는 갭이 형성된 프로브와, 상기 갭에 상기 케미컬이 채워졌을 때 상기 케미컬을 매개로 초음파 신호가 전달되어 상기 케미컬의 존재가 감지됨으로써 상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 감지하도록 상기 프로브의 길이 방향으로 불연속적으로 배열된 복수개의 초음파 센서를 포함한다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 복수개의 초음파 센서는 상기 프로브에 가장 낮은 위치에 설치되어 상기 케미컬의 결핍 수위를 검출하는 제1 초음파 센서와, 상기 프로브에 가장 높은 위치에 설치되어 상기 케미컬의 오버플로우 수위를 검출하는 제2 초음파 센서와, 상기 제1 및 제2 초음파 센서 사이에 설치되어 상기 케미컬의 보충 수위를 검출하는 제3 초음파 센서와, 상기 제2 및 제3 초음파 센서 사이에 설치되어 상기 케미컬의 보충 중단 수위를 검출하는 제4 초음파 센서를 포함한다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 제1 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 결핍 수위에 관한 신호 또는 상기 제2 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 오버플로우 수위에 관한 신호가 상기 제어부로 제공되는 경우, 상기 제어부는 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 중단시킨 다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 제3 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 보충 수위에 관한 신호가 상기 제어부로 제공되는 경우, 상기 제어부는 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬 보충을 진행시킨다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 제4 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 보충 중단 수위에 관한 신호가 상기 제어부로 제공되는 경우, 상기 제어부는 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬 보충을 중단시킨다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 버퍼 탱크로부터 제공받은 케미컬을 기화시켜 상기 공정 챔버로 제공하는 기화기를 더 포함한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 방법은, 공정 챔버와 중앙 탱크와 버퍼 탱크와 제어부를 포함하는 반도체 제조 설비를 이용하여 반도체 제조 공정에 소요되는 케미컬을 상기 중앙 탱크로부터 상기 공정 챔버로 공급하는 방법에 있어서, 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로 제공된 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하고, 상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하는 단계와; 상기 케미컬의 액면 수위에 관한 신호를 상기 제어부로 전송하는 단계와; 상기 제어부로 전송된 상기 케미컬의 액면 수위에 관한 신호에 따라 상기 공정의 진행 여부 및 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬의 보충 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 케미컬 공급 방법에 있어서, 상기 제어부로 전송된 상기 케미컬의 액면 수위에 관한 신호에 따라 상기 공정의 진행 여부 및 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬의 보충 여부를 결정하는 단계는, 상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 결핍 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 중단시키는 단계와; 상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 보충 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우, 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬을 보충시키는 단계와; 상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 보충 중단 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우, 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬 보충을 중단시키는 단계와; 상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 오버플로우 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우, 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 중단시키는 단계를 포함한다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로 제공된 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하는 것은, 상기 버퍼 탱크의 바닥면으로부터 상기 케미컬의 액면을 향해 초음파를 발사하고 상기 액면에서 반사된 초음파를 검출하여 상기 케미컬의 액면 수위를 검출한다.
본 실시예의 반도체 제조 설비에 있어서, 상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하는 것은, 상기 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되고 상기 케미컬이 유입되는 갭에 상기 케미컬이 채워졌을 때 상기 케미컬을 매개로 초음파 신호가 전달됨으로써 상기 케미컬의 결핍 경고, 보충 공급, 보충 중단 및 오버플로우 경고 수위를 검출한다.
본 실시예의 케미컬 공급 방법에 있어서, 상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하는 것은, 상기 케미컬의 결핍 경고, 보충 공급, 보충 중단 및 오버플로우 경고 수위를 각각 검출하는 복수개의 초음파 센서를 이용하고, 상기 복수개의 초음파 센서 중에서 상기 케미컬의 결핍 경고 수위를 검출하는 초음파 센서는 다른 초음파 센서들에 비해 상기 케미컬의 부존재를 더 예민하게 감지하고, 상기 케미컬의 오버플로우 경고 수위를 검출하는 초음파 센서는 다른 초음파 센서들에 비해 상기 케미컬의 존재을 더 예민하게 감지한다.
이하, 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치, 이를 구비한 반도체 제조 설비 및 케미컬 공급 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 액상 케미컬(전구체)을 기화시키고 기화된 케미컬을 이용하는 공정이 실제로 진행되는 반도체 제조 설비(10)를 본 발명의 실시예로서 설명한다. 본 설비(10)의 공정 챔버(300)에 제공되는 기상 케미컬(케미컬(g))은 중앙공급장치(500)에 액상 상태로 저장되고 기화기(200)에서 기상 상태로 상변화된다. 액상 케미컬(케미컬(l))의 안정적인 공급 유량 확보 내지는 공급 시스템의 안정성을 위해 액상 케미컬의 임시저장 및 공급장치로서 버퍼 탱크(100)가 본 설비(10)에 구비된다. 설비(10)의 전체적인 동작 상황에 대한 제어를 하는 제어부(400)가 구비된다. 제어부(400)는 케미컬 잔량 및 공정 진행 상황을 시각적으로 표시하는 표시부(400A)를 포함한다. 선택적으로, 케미컬 잔량의 용이한 확인을 위해 버퍼 탱크(100)에 표시부(100A)가 더 구비될 수 있다.
액상 케미컬은 중앙공급장치(500)로부터 버퍼 탱크(100)로 제공되어 임시적으로 저장된다. 버퍼 탱크(100)에서 임시 저장된 액상 케미컬은 기화기(200)로 제공되어 기상 상태로 상변화된다. 기화기(200)에서 상변화된 기상 케미컬은 공정 챔버(300)로 유입되어 화학기상증착과 같은 공정에 이용된다. 불활성 가스의 도입에 의해 중앙공급장치(500)가 가압됨으로써 중앙공급장치(500)에 저장된 액상 케미컬이 버퍼 탱크(100)로 제공된다. 버퍼 탱크(100)로부터 기화기(200)로의 액상 케미컬의 제공 역시 불활성 가스에 의한 가압에 의한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 케미컬을 임시적으로 저장하여 공급하는 버퍼 탱크(100)에는 액상 케미컬(103)이 유출입되는 유출관(107)과 유입관(105)이 배치된다. 유출관(107)은 버퍼 탱크(100)의 중심부에 설치되고 유입관(105)은 우측벽(101a)에 인접 설치된다. 액상 케미컬(103)은 버퍼 탱크(100) 내부가 가압되면서 유출되는데 버퍼 탱크(100) 내부를 가압하는데 소요되는 불활성 가스(예; 아르곤, 네온)가 유입되는 가스관(106)이 좌측벽(101b)에 인접 설치된다.
버퍼 탱크(100)에 저장되는 액상 케미컬(103)에 대해서는 그 저장 수위를 감지하여 필요에 따라 액상 케미컬(103)의 보충 공급 및 보충 중단이 행해지고, 액상 케미컬(103)의 잔량이 너무 모자르거나 넘치는 경우 공정불량 발생을 염려하여 인터록을 걸 필요가 있다. 이에 따라, 버퍼 탱크(100)에는 액상 케미컬(103)의 잔량을 감지할 수 있도록 액상 케미컬(103)의 액면(103a) 수위를 검출하는 센서(120)가 구비된다. 이 센서(120)는 예를 들어 압전소자를 이용한 초음파 센서(120)이다.
초음파 센서(120)는 버퍼 탱크(100)의 바닥면(102)과 분리판(109) 사이의 빈 공간(111)에 설치된다. 초음파 센서(120)가 액상 케미컬(103)과 접촉하게 되면 파티클이 발생될 수 있고, 초음파 센서(120)에 미세한 틈이 발생되는 경우 액상 케미컬(103)이 유입되어 초음파 센서(120)의 기능 장애가 야기될 수 있다. 그러므로, 초음파 센서(120)는 액상 케미컬(103)과 비접촉식으로 설치되는 것이 바람직하다. 분리판(109)이 초음파 센서(120)와 액상 케미컬(103)을 격리시킴으로써 초음파 센서(120)는 액상 케미컬(103)과 접촉되지 않는다.
분리판(109)은 상대적으로 높은 면(109a)과 상대적으로 낮은 면(109b)으로 구성된다. 선택적으로, 면(109a)과 면(109b) 사이는 경사진 면(109c)으로 설계될 수 있다. 면(109a)은 평평하게 구성되어 있는데, 선택적으로 버퍼 탱크(100)의 중심축을 향하여 내리막 형태가 되도록 경사지게 구성될 수 있다. 유출관(107)은 액상 케미컬(103)이 흡입되는 입구부(107a)를 갖는데, 입구부(107a)는 높은 면(109a)에 비해 낮은 면(109b)에 더 근접한다. 분리판(109)은 그 중앙부에 함몰된 면(109b)을 가지게 되고, 유출관(107)은 높은 면(109a)에 비해 낮은 면(109b)에 더 근접하도록 깊게 위치하게 되는데, 이러한 것은 버퍼 탱크(100)에 저장된 액상 케미컬(103) 중에서 최하층에 있는 부분을 분리판(109)의 함몰된 면(109b) 상에 모이게 하여 우선적으로 유출시키기 위한 것이다. 액상 케미컬(103) 중에서 버퍼 탱크(100)의 최하층에 있는 부분을 우선적으로 공급시킴으로써 액상 케미컬(103)의 정체로 인한 특성열화 내지 변화 발생의 가능성을 배제시킬 수가 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 A 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 초음파 센서(120)는 특성상 측정하고자 하는 물체가 매우 가까울 경우에는 측정이 불가능한 측정 사각 지대인 데드 존(dead zone)이 존재한다고 알려져 있다. 그러므로, 측정하고자 하는 액면(103a)이 데드 존에 포함되지 않도록 초음파 센서(120)는 분리판(109)의 낮은 면(109b)과 일정 거리(d) 이격되도록 설치된다. 일정 거리(d)는 데드 존을 포괄하기에 충분한 거리인 것이 바람직하다.
도 2를 다시 참조하면, 초음파 센서(120)는 액면(103a)을 향해 초음파 신호(120a)을 조사하고, 액면(103a)에서 반사된 초음파 신호를 검출함으로써 액면(103a)의 수위를 감지함으로써 액상 케미컬(103)의 잔량을 계측할 수 있다. 소위 연속 센서(continuous sensor)인 초음파 센서(120)에 의해 액면(103a)의 수위가 연속적으로 검출되어 액상 케미컬(103)의 잔량이 항시적으로 모니터링된다. 그런데, 액상 케미컬(103)에 버블(bubble)이 심하게 일어나면 초음파 특성상 난반사가 일어나 초음파 센서(120)에 의한 정확한 액면(103a)의 수위 측정이 어렵게 된다. 이를 보완하는 것이 프로브(131,132)에 적절히 배분된 복수개의 초음파 센서(141,142,143,144)이다.
프로브(131,132)는 유출관(107)의 양 측면 각각에 1기씩 배치되고, 액면(103a)의 수위 변동 방향, 즉 수직 방향으로 연장된다. 복수개의 초음파 센서(141-144)는 액상 케미컬(103)의 특정 수위를 각각 검출하여 액상 케미컬(103)의 잔량을 계측할 수 있도록 프로브(131,132)에 불연속적으로 배열된 접점 센서(point sensor)이다.
이들 초음파 센서(141-144) 중에서, 가장 낮은 위치의 초음파 센서(141)는 액상 케미컬(103)의 결핍 경고(empty alarm) 수위를 검출하여 'LL(low low)' 신호를 발하는 접점 센서이다. 가장 높은 위치의 초음파 센서(142)는 액상 케미컬(103)의 오버플로우 경고(overflow alarm) 수위를 검출하여 'HH(high high)' 신호를 발하는 접점 센서이다. 약간 낮은 위치의 초음파 센서(143)는 액상 케미컬(103)의 보충 수위를 검출하여 'L(low)' 신호를 발하는 접점 센서이다. 그리고, 약간 높은 위 치의 초음파 센서(144)는 액상 케미컬(103)의 보충 중단 수위를 검출하여 'H(high)' 신호를 발하는 접점 센서이다.
액상 케미컬(103)의 경고 수위를 검출하는 초음파 센서(141,142)는 좌측 프로브(131)에, 액상 케미컬(103)의 보충 및 중단 수위를 검출하는 초음파 센서(143,144)는 우측 프로브(132)에 배치된다. 접점 센서인 초음파 센서(141-144)가 동작 불량시 연속 센서인 초음파 센서(120)에 의해 액상 케미컬(103)의 잔량을 계측할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 B 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 프로브(131) 내부에는 갭(131a)이 형성되고 초음파 센서(141)는 갭(131a)을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치된 송파기(141a;emitter)와 수파기(141b;receiver)로 구성되는 초음파 변환기(ultrasonic transducer)이다. 송파기(141a)는 갭(131a)의 좌측에 수파기(141b)는 갭(131a)의 우측에 액상 케미컬(103)과는 접촉하지 않게 설치된다. 송파기(141a)는 초음파 신호(141')를 발생시키고 수파기(141b)는 송파기(141a)에서 발생된 초음파 신호(141')를 감지하여, 갭(131a) 안에 액상 케미컬(103)의 존재 유무를 검출한다. 갭(131a)은 액면(103a) 수위의 변동 방향으로 연장되고, 프로브(131)의 최하부에는 액상 케미컬(103)이 갭(131a) 안으로 유입될 수 있도록 개구된 입구부(131b)가 있다. 다른 초음파 센서(142-144) 및 프로브(132)에 관한 설명도 앞서 기술한 바와 같다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 접점 센 서의 액상 케미컬 검출 원리를 도시한 단면도이다.
액상 케미컬(103)이 입구부(131b)를 통해 갭(131a) 안으로 유입되어, 도 5에 나타내듯이, 액면(103a)이 송수파기(141a,141b)보다 높게 위치하게 되면 송파기(141a)에서 발생된 초음파 신호(141')는 액상 케미컬(103)을 통해 전달되어 수파기(141b)에서 검출된다. 이에 따라, 초음파 센서(141)는 액상 케미컬(103)이 존재한다는 의미로서 'WET' 신호를 발하게 된다. 그런데, 갭(131a) 내에 액상 케미컬(103)이 차지 않거나 설령 유입되었다 하더라도, 도 6에 나타내듯이, 액면(103a)이 송수파기(141a,141b)보다 낮게 위치하게 되면 송파기(141a)에서 발생된 초음파 신호(141')는 공기를 통과하게 된다. 이때의 초음파 신호(141')는 그 세기가 현저히 감쇄되어 수파기(141b)는 초음파 신호(141')를 거의 받을 수 없게 된다. 이에 따라, 초음파 센서(141)는 액상 케미컬(103)이 존재하지 않는다는 의미로서 'DRY' 신호를 발하게 된다. 이와 같이, 초음파 센서(141)는 초음파 신호(141')가 공기를 통과하는 경우 그 세기가 현저히 감쇄되는 원리를 이용하여 갭(131a) 안에 액상 케미컬(103)의 존재 유무를 감지한다. 다른 초음파 센서(142-144)의 검출 원리도 이와 같다.
액상 케미컬(103)의 잔량 결핍이나 오버플로우에 의해 공정 불량 문제를 일으킬 여지를 가능한 최대로 없애기 위해 액상 케미컬(103)의 검출 능력을 초음파 센서(141-144)별로 달리 설계하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 액상 케미컬(103)의 결핍 경고 수위를 검출하여 'LL' 신호를 발하는 초음파 센서(141)는 액상 케미컬(103)의 부존재를 더 예민하게 검출할 수 있는 것이 바람직하다. 이와 다르게, 액상 케미컬(103)의 오버플로우 경고 수위를 검출하여 'HH' 신호를 발하는 초음파 센서(142)는 액상 케미컬(103)의 존재를 더 예민하게 검출할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 것은 'WET' 신호와 'DRY' 신호의 비, 이른바 건습 비율을 적절히 조절함으로써 구현할 수 있다.
예를 들어, 초음파 센서(141)에 있어서 송파기(141a)는 초음파 신호(141')를 총 10회 발생시키고 수파기(141b)에서 초음파 신호(141')의 검출 횟수를 비교하여 액상 케미컬(103)의 존재 여부를 측정한다고 가정한다. 측정 결과, 'DRY' 신호가 'WET' 신호에 비해 현저히 작더라도, 가령 수파기(141b)가 초음파 신호(141')를 검출하지 못한 횟수가 3회이고 검출한 횟수가 7회이어도 'DRY' 신호를 발하여 액상 케미컬(103)의 결핍을 알리게 하는 것이 바람직하다. 이와 다르게, 초음파 센서(142)의 경우 수파기(142b)가 초음파 신호(142')를 검출한 횟수가 3회이고 검출하지 못한 횟수가 7회이어도 'WET' 신호를 발하여 액상 케미컬(103)의 오버플로우를 알리게 하는 것이 바람직하다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치에 있어서 B 부분의 변경례와 액상 케미컬의 검출 원리를 확대 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 갭(1310a)은 프로브(1310)의 측면에서 함몰된 형태로 이루어질 수 있다. 초음파 센서(1410)는 갭(1310a)을 사이에 두고 상측에 배치된 송파기(1410a)와, 송파기(1410a)와 마주보도록 하측에 배치된 수파기(1410b)로 구성된다. 액상 케미컬(1030)이 갭(1310a) 내에 존재하게 되면 송파기(1410a)에서 발생된 초음파 신호(1410')는 액상 케미컬(1030)을 통해 수파기(1410b)로 전달됨으로써 'WET' 신호를 발하게 된다. 반대로, 갭(1310a) 내에 액상 케미컬(1030)이 존재하지 않으면, 도 8에 나타내듯이, 송파기(1410a)에서 발생된 초음파 신호(1410')는 그 세기가 현저히 감쇄되어 수파기(1410b)는 초음파 신호(1410')를 거의 받을 수 없게 되어 'DRY' 신호를 발하게 된다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급장치를 구비한 반도체 제조 설비의 동작을 도시한 구성도이다.
도 9를 참조하면, 버퍼 탱크(100)에서 저장된 액상 케미컬(103)의 잔량 검출 결과 액상 케미컬(103)의 결핍 경고 신호('LL' 신호)가 제어부(400)로 전송되면 제어부(400)는 설비(10)의 동작이 진행되지 않도록 인터록을 건다. 이에 따라, 공정 챔버(300)의 공정 진행이 중단되고, 중앙공급장치(500)로부터 버퍼 탱크(100)로의 액상 케미컬의 공급이 중단된다. 또한, 버퍼 탱크(100)로부터 기화기(200)로의 액상 케미컬의 공급이 중단되고, 기화기(200)로부터 공정 챔버(300)로의 기상 케미컬의 공급이 중단된다. 액상 케미컬(103)의 오버플로우 경고 신호('HH' 신호)의 경우도 마찬가지이다.
도 10을 참조하면, 버퍼 탱크(100)에서 저장된 액상 케미컬(103)의 잔량 검출 결과 액상 케미컬(103)의 보충이 필요하다는 신호('L' 신호)가 제어부(400)로 전송되면 제어부(400)는 설비(10)의 정상적인 동작이 계속적으로 진행되도록 하면서 중앙공급장치(500)로부터 버퍼 탱크(100)로 액상 케미컬이 보충 공급되도록 제어한다. 이에 따라, 기화기(200)는 버퍼 탱크(100)로부터 액상 케미컬을 제공받아 이를 기화시킨다. 공정 챔버(300)는 기화기(200)로부터 기상 케미컬을 제공받아 공 정이 계속적으로 진행된다. 버퍼 탱크(100)로의 액상 케미컬의 보충이 어느정도 진행되면 액상 케미컬(103)의 보충 공급 중단 신호('H' 신호)가 제어부(400)로 전송되고, 제어부(400)는 설비(10)의 동작이 계속적으로 진행되도록 하면서 중앙공급장치(500)로 하여금 액상 케미컬의 보충 공급을 중단케한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연속 센서에 의해 액상 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하여 액상 케미컬의 잔량을 항시적으로 모니터링하고, 접점 센서에 의해 액상 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하여 액상 케미컬의 잔량 경고 및 보충 여부를 모니터링할 수 있게 된다. 이에 따라, 액상 케미컬의 잔량 및 보충 여부를 적절히 제어함으로써 액상 케미컬의 공급 안정성을 담보할 수 있어 공정 불량을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (34)

  1. 액상 케미컬이 채워지고 상기 액상 케미컬의 유출관이 구비된 탱크와;
    상기 액상 케미컬의 액면에 소정의 신호를 조사하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하는 제1 센서와;
    상기 액상 케미컬이 유입되는 갭이 형성된 프로브와;
    상기 갭 안에 상기 액상 케미컬의 존재 유무를 감지하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하는 제2 센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는, 상기 탱크의 바닥면에 위치하여 상기 액상 케미컬의 액면을 향해 소정의 신호를 조사하고 상기 액면에서 반사된 신호를 검출하여 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 감지하는 초음파 센서인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는 상기 탱크의 바닥면으로부터 이격된 제1 면을 갖는 분리판을 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 분리판과 상기 바닥면 사이에 형성된 빈 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 분리판과 이격된 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 분리판은 상기 제1 센서의 상단부에 상당하는 위치에 상기 제1 면에 비해 낮은 높이의 제2 면을 포함하고, 상기 제2 면은 상기 제1 면에 비해 상기 유출관의 입구부에 더 근접하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 센서는 상기 갭을 사이에 두고 서로 마주보도록 상기 프로브 내에 설치된 송파기와 수파기를 포함하는 복수개의 초음파 센서인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로브는 상기 액상 케미컬의 액면 수위가 변동되는 방향으로 연장되는 길이를 가지고, 상기 갭은 상기 프로브의 길이 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 갭은 상기 탱크의 바닥면을 향해 개구된 입구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 프로브는 상기 액상 케미컬의 액면 수위가 변동되는 방향으로 연장되는 길이를 가지고, 상기 갭은 상기 프로브의 측면에서 함몰된 형태인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 초음파 센서는, 상기 액상 케미컬의 결핍 수위를 검출하는 제1 초음파 센서와, 상기 액상 케미컬의 보충 수위를 검출하는 제2 초음파 센서와, 상기 액상 케미컬의 보충 중단 수위를 검출하는 제3 초음파 센서와, 상기 액상 케미컬의 오버플로우 수위를 검출하는 제4 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로브는, 상기 제1 초음파 센서와 상기 제4 초음파 센서가 설치된 제1 프로브와, 상기 제2 초음파 센서와 상기 제3 초음파 센서가 설치된 제2 프로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 초음파 센서 각각은, 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬이 존재하지 않을 때의 제1 신호와, 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬이 존재할 때의 제2 신호의 횟수를 비교하여, 상기 액상 케미컬의 액면 수위를 검출하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 초음파 센서는, 상기 제1 신호의 횟수가 상기 제2 신호의 횟수에 비해 작더라도 상기 액상 케미컬이 존재하지 않는다고 검출하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제4 초음파 센서는, 상기 제1 신호의 횟수가 상기 제2 신호의 횟수에 비해 크더라도 상기 액상 케미컬이 존재한다고 검출하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 액상 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하고, 상기 제2 센서는 상기 액상 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  16. 액상 케미컬이 저장되며 상기 액상 케미컬의 유출관이 구비된 탱크와;
    상기 탱크의 하부에 상기 탱크의 바닥면과 이격 설치되며 상기 유출관의 입구부와 근접하는 함몰부가 형성된 분리판과;
    상기 바닥면과 상기 분리판 사이에 그리고 상기 함몰부 아래에 상기 액상 케미컬과는 접촉하지 않게 설치되어, 상기 액상 케미컬의 액면을 향해 초음파를 발사하고 상기 액면에서 반사된 초음파를 검출하여 상기 액상 케미컬의 연속적인 액면 수위를 감지함으로써 상기 액상 케미컬의 잔량을 모니터링하는 연속 센서와;
    상기 탱크의 내부에 상기 액상 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되도록 설치되고, 상기 액상 케미컬이 유입되는 갭이 형성된 프로브와;
    상기 액상 케미컬과는 접촉되지 않게, 그리고 상기 갭 안에 상기 액상 케미컬의 존재 유무를 감지하여 상기 액상 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 감지하도록 복수개의 초음파 센서가 상기 액상 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 불연속적으로 상기 프로브에 설치되어, 상기 액상 케미컬의 결핍과 오버플로우 및 보충 여부를 알리는 접점 센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 연속 센서는 상기 분리판과 이격되고, 상기 연속 센서와 분리판 사이는 빈 공간인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 갭은 상기 액상 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되어 상기 복수개의 초음파 센서로 하여금 상기 갭에 유입된 액상 케미컬의 액면 수위를 검출하게 하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 복수개의 초음파 센서 각각은 초음파를 발생시키는 송파기와 상기 송파기에서 발생된 초음파를 검출하는 수파기를 포함하고, 상기 송파기와 상기 수파기는 상기 갭을 사이에 두고 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 복수개의 초음파 센서 중에서 상기 액상 케미컬의 결핍 수위를 검출하는 제1 초음파 센서와 상기 액상 케미컬의 오버플로우 수위를 검출하는 제2 초음파 센서가 설치된 제1 프로브와, 상기 복수개의 초음파 센서 중에서 상기 액상 케미컬의 보충 수위를 검출하는 제3 초음파 센서와 상기 액상 케미컬의 보충 중단 수위를 검출하는 제4 초음파 센서가 설치된 제2 프로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 초음파 센서는 상기 제2 초음파 센서에 비해 상기 액상 케미컬의 부존재를 더 예민하게 감지하고, 상기 제2 초음파 센서는 상기 제1 초음파 센서에 비해 상기 액상 케미컬의 존재를 더 예민하게 감지하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  22. 반도체 제조 공정이 진행되는 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버에서 사용되는 케미컬을 저장하는 중앙 탱크와;
    상기 중앙 탱크로부터 제공받은 케미컬의 저장 수위를 연속적으로 감지하여 상기 케미컬의 잔량을 항시적으로 모니터링하는 연속 센서부와, 상기 케미컬의 저장 수위를 불연속으로 감지하여 상기 케미컬의 잔량 수위를 알리는 접점 센서부를 포함하는 버퍼 탱크와;
    상기 연속 센서부와 상기 접점 센서부 각각으로부터 상기 케미컬의 수위에 관한 신호를 제공받아 상기 공정의 진행 여부 및 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬의 보충 여부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 연속 센서부는, 상기 버퍼 탱크의 바닥면에 상기 케미컬과 접촉하지 않 도록 설치되어, 상기 케미컬의 액면을 향해 초음파를 발사하고 상기 액면에서 반사된 초음파를 검출하여 상기 케미컬의 연속적인 액면 수위를 감지하는 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 접접 센서부는, 상기 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되고 상기 케미컬이 유입되는 갭이 형성된 프로브와, 상기 갭에 상기 케미컬이 채워졌을 때 상기 케미컬을 매개로 초음파 신호가 전달되어 상기 케미컬의 존재가 감지됨으로써 상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 감지하도록 상기 프로브의 길이 방향으로 불연속적으로 배열된 복수개의 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 복수개의 초음파 센서는,
    상기 프로브에 가장 낮은 위치에 설치되어 상기 케미컬의 결핍 수위를 검출하는 제1 초음파 센서와, 상기 프로브에 가장 높은 위치에 설치되어 상기 케미컬의 오버플로우 수위를 검출하는 제2 초음파 센서와, 상기 제1 및 제2 초음파 센서 사이에 설치되어 상기 케미컬의 보충 수위를 검출하는 제3 초음파 센서와, 상기 제2 및 제3 초음파 센서 사이에 설치되어 상기 케미컬의 보충 중단 수위를 검출하는 제4 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 결핍 수위에 관한 신호 또는 상기 제2 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 오버플로우 수위에 관한 신호가 상기 제어부로 제공되는 경우, 상기 제어부는 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 중단시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 제3 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 보충 수위에 관한 신호가 상기 제어부로 제공되는 경우, 상기 제어부는 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬 보충을 진행시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 제4 초음파 센서에 의해 검출된 상기 케미컬의 보충 중단 수위에 관한 신호가 상기 제어부로 제공되는 경우, 상기 제어부는 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬 보충을 중단시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 버퍼 탱크로부터 제공받은 케미컬을 기화시켜 상기 공정 챔버로 제공하는 기화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  30. 공정 챔버와 중앙 탱크와 버퍼 탱크와 제어부를 포함하는 반도체 제조 설비를 이용하여 반도체 제조 공정에 소요되는 케미컬을 상기 중앙 탱크로부터 상기 공정 챔버로 공급하는 방법에 있어서,
    상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로 제공된 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하고, 상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하는 단계와;
    상기 케미컬의 액면 수위에 관한 신호를 상기 제어부로 전송하는 단계와;
    상기 제어부로 전송된 상기 케미컬의 액면 수위에 관한 신호에 따라 상기 공정의 진행 여부 및 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬의 보충 여부를 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제어부로 전송된 상기 케미컬의 액면 수위에 관한 신호에 따라 상기 공정의 진행 여부 및 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬의 보충 여부를 결정하는 단계는,
    상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 결핍 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 중단시키는 단계와;
    상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 보충 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우, 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬을 보충시키는 단계와;
    상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 보충 중단 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우, 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 계속 진행시키고 이와 병행하여 상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로의 케미컬 보충을 중단시키는 단계와;
    상기 케미컬의 잔량 검출 결과 상기 케미컬의 오버플로우 신호가 상기 제어부로 전송되는 경우, 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공정 챔버로의 케미컬 제공을 중단시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 중앙 탱크로부터 상기 버퍼 탱크로 제공된 케미컬의 연속적인 액면 수위를 검출하는 것은,
    상기 버퍼 탱크의 바닥면으로부터 상기 케미컬의 액면을 향해 초음파를 발사 하고 상기 액면에서 반사된 초음파를 검출하여 상기 케미컬의 액면 수위를 검출하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하는 것은,
    상기 케미컬의 액면 수위의 변동 방향으로 연장되고 상기 케미컬이 유입되는 갭에 상기 케미컬이 채워졌을 때 상기 케미컬을 매개로 초음파 신호가 전달됨으로써 상기 케미컬의 결핍 경고, 보충 공급, 보충 중단 및 오버플로우 경고 수위를 검출하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 케미컬의 불연속적인 액면 수위를 검출하는 것은,
    상기 케미컬의 결핍 경고, 보충 공급, 보충 중단 및 오버플로우 경고 수위를 각각 검출하는 복수개의 초음파 센서를 이용하고, 상기 복수개의 초음파 센서 중에서 상기 케미컬의 결핍 경고 수위를 검출하는 초음파 센서는 다른 초음파 센서들에 비해 상기 케미컬의 부존재를 더 예민하게 감지하고, 상기 케미컬의 오버플로우 경고 수위를 검출하는 초음파 센서는 다른 초음파 센서들에 비해 상기 케미컬의 존재을 더 예민하게 감지하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
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