KR20020033565A - 액면 센서, 액체 용기 및 액체량 검지 방법 - Google Patents

액면 센서, 액체 용기 및 액체량 검지 방법 Download PDF

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KR20020033565A
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Abstract

액면 센서(18)는, 센서 프로브(20a∼21b)와 감시 유닛(23)을 가진다. 감시 유닛(23)은 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 횟수 및 센서 프로브(21a, 21b)의 출력 전위차를 검출하는 프로브 전위차 검출부(25)와, 그 검출 결과로부터 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별부(26)를 가진다. 또한, 감시 유닛(23)은 프로브 전위차 검출부(25)의 검출 결과로부터 버블링용 가스의 버블링 발생을 검지하고, 펄스 신호를 발생시키는 버블링 검지 펄스 발생부(28)와, 상기 버블링 검지 펄스 발생부(28)에서 발생한 펄스의 개수를 카운트하는 펄스 카운터(29)를 가지며, 이로써 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 파악할 수 있다.

Description

액면 센서, 액체 용기 및 액체량 검지 방법 {LIQUID SURFACE SENSOR, LIQUID CONTAINER AND LIQUID AMOUNT DETECTING METHOD}
본 발명은 이른바 액체 소스 버블링 시스템에서 사용되는 액면 센서, 액체 용기 및 액체량 검지 방법에 관한 것이다.
액체 용기 내부에 버블링용 가스를 도입하여 액체내에 버블링을 일으키고 원하는 프로세스 가스를 생성하는, 이른바 액체 소스 버블링 시스템에서는 액면 센서가 사용될 경우가 있다. 이러한 액면 센서로는, 가령 용기 내부에 수용된 액체중에 센서 프로브를 직접 침지하여, 그 액체의 액면 레벨을 검출하는 것이 알려져 있다.
그러나, 상기와 같은 액체 소스 버블링 시스템에서는, 품질 관리의 관점에서 용기 내부의 액체의 유무뿐만 아니라, 액체의 감량 정도가 정상인지의 여부나, 용기 내부에 액체가 어느 정도 남아 있는지 등에 대해서도 감시할 수 있어야 한다.
본 발명의 목적은 용기 내부의 액체 상태를 효과적으로 감시할 수 있는 액면 센서, 액체 용기 및 액체량 검지 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 액체 용기의 제 1 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 액면 센서에 의해 액체의 액면 레벨을 검출하기 위한 원리도이다.
도 3은 도 1의 감시 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 액체 용기에 있어서 버블링용 가스의 버블링이 발생했을 때 생긴 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 출력 전위차의 변동을 나타내는 특성도이다.
도 5는 본 발명에 관한 액체 용기의 제 2 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다.
도 6은 도 5의 감시 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 액체 사용량 연산부에 의한 액체 사용량의 연산 처리 순서를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 8은 본 발명에 관한 액체 용기의 제 3 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다.
도 9는 도 8의 감시 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 액체 사용량 연산부에 의한 액체 사용량의 연산 처리 순서를 나타낸 플로우챠트이다.
도 11은 본 발명에 관한 액체 용기의 제 4 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다.
도 12는 도 11의 감시 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 액체 사용량 파라미터 연산부에 의한 연산 처리 순서를 나타낸 플로우 챠트이다.
도 14는 도 12에 도시된 액체 사용량 연산부에 의한 연산 처리 순서를 나타낸 플로우 챠트이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 막형성 시스템 2 : CVD 장치
3 : 배관 4 : 액체 용기
5 : 처리 챔버 6 : 진공 펌프
7 : 받침대 8 : 히터
9 : 가스 분배 플레이트 12 : 용기 본체
16 : 히터 17 : 온도 센서
23 : 감시 유닛
본 발명자들은 면밀히 검토를 거듭한 결과, 액체 소스 버블링 시스템에서는 버블링용 가스의 버블링 도중에는 용기 내부의 액체가 교반되기 때문에, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수나 버블링 시간을 파악할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서, 액체 용기 내부에 배치되는 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 버블링 계수 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 가지는 액면 센서가 배치된 액체 용기에 있어서, 버블링용 가스의 버블링이 일어나면, 액체 용기 내부의 액체가 교반되기 때문에, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차(출력 전위차)가 0에 가까워진다. 따라서, 버블링 계수 수단에 의해 양 센서 프로브의 온도차가 0에 가까워지는 횟수를 카운트함으로써, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트할 수 있게 된다. 이로써, 용기 내부의 액체의 감량 정도 등을 파악할 수 있다. 예를 들면, 액체 용기 내부의 액체가 가득 채워진 상태에서 텅 빈 상태가 될 때까지, 버블링 기간이 몇 번 있었는지를 앎으로써 용기 내부의 액체의 감량 정도가 정상인지 여부를 파악할 수 있다.
온도차에 근거하여 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 액면 센서에서는, 용기 내부 액체의 액면 레벨을 검출하는 동시에, 버블링용 가스의 버블링 기간 횟수를 검출하므로, 용기 내부의 액체 상태를 효과적으로 감시할 수 있다.
또한, 버블링 계수 수단은 온도차가 소정량 작아지면 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생 수단과, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스의 수를 카운트하는 펄스 카운터를 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 버블링 계수 수단을 간단한 구성으로 실현할 수 있어 비용면에서 유리하다.
더욱이, 버블링 계수 수단에 의해 카운트된 버블링 기간의 횟수를 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 작업자는 표시 수단을 보고 버블링 기간의 횟수를 즉시 파악할 수 있다.
또, 자기 가열용 프로브 센서 및 온도 측정용 프로브 센서로 이루어지는 프로브 센서부는 복수 그룹으로 구비하고, 각 그룹의 프로브 센서부의 선단부 위치는 다른 것이 바람직하다. 이로써, 용기 내부 액체의 감량 정도를 단계적으로 파악할 수 있다.
또한, 본 발명은, 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서, 액체 용기 내부에 배치되는 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 시간을 구하고, 버블링 시간에서 액체 용기의 액체 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 가지는 액면 센서가 배치된 액체 용기에 있어서, 버블링용 가스의 버블링이 일어나면, 액체 용기 내부의 액체가 교반되기 때문에, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차(출력 전위차)가 0에 가까워진다. 여기서, 연산 수단에서는 그 특성을 이용하여 버블링용 가스의 버블링 시간을 산출한다. 그리고, 버블링 단위 시간당액체 사용량은 대략 일정하다고 생각되므로, 연산 수단에서는 버블링 단위 시간당 액체 사용량의 데이터와 버블링용 가스의 버블링 시간으로부터 액체 용기에서의 액체 사용량을 산출한다. 이 때, 초기 상태에서 액체 용기 내부에서의 액체의 총량은 미리 결정되어 있기 때문에, 액체의 사용량을 알면 현재의 액체 잔량도 용이하게 알 수 있다. 이와 같이 용기 내부에 액체가 어느 정도 남아 있는지를 아날로그적으로 파악할 수 있으므로, 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브는 1그룹이면 되고, 이에 따라 액면 센서의 구성을 간소화할 수 있다.
온도차에 근거하여 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별 수단을 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 액면 센서에서는, 용기 내부 액체의 액면 레벨이 소정 레벨보다 높은지 낮은지를 검출하는 동시에, 용기 내부의 액체 잔량을 검출하므로, 용기 내부의 액체 상태를 보다 효과적으로 감시할 수 있다.
또, 연산 수단은 버블링 단위 시간당 액체 사용량 데이터를 미리 기억해 두고, 버블링용 가스의 버블링 시간과 버블링 단위 시간당 액체 사용량 데이터로부터 액체 용기에서의 액체 사용량을 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 연산 수단에서 버블링 단위 시간당 액체 사용량을 산출하지 않고, 액체 사용량을 얻을 수 있다.
더욱이, 연산 수단은 온도차의 하강 타이밍 기간에서 온도차의 상승 타이밍 기간까지의 시간을 계측함으로써, 버블링 시간을 구하는 것이 바람직하다.
또, 연산 수단으로 산출한 액체 용기에서의 액체 사용량 또는 액체의 잔량을 표시하는 표시 수단을 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 작업자는 표시 수단을 보고 액체 사용량 또는 잔량을 즉시 파악할 수 있다.
또한, 본 발명은 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서, 액체 용기 내부에 배치되는 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 버블링 기간의 횟수로부터 액체 용기에서의 액체 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 가지는 액면 센서가 배치된 액체 용기에 있어서, 버블링용 가스의 버블링이 일어나면, 액체 용기 내부의 액체가 교반되기 때문에, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차(출력 전위차)가 0에 가까워진다. 또, 이러한 버블링용 가스의 버블링에 있어서, 버블링 기간 1회당 버블링 시간이 일정하면, 버블링 기간 1회당 액체 사용량도 대략 일정하다고 생각된다. 본 발명은, 이러한 버블링 특성을 이용하여 액체 용기에서의 액체 사용량을 구하는 것이다. 즉, 연산 수단에 있어서, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하여, 그 버블링 기간의 횟수와 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 액체 용기에서의 액체 사용량을 산출한다. 이 때, 초기 상태의 액체 용기 내부의 액체 총량은 미리 결정되어 있기 때문에, 액체의 사용량을 알면, 현재 액체의 잔량도 용이하게 알 수 있다. 이와 같이 용기 내부에 액체가 어느 정도 남아 있는지를 아날로그적으로 파악할 수 있으므로, 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브는 1그룹이면 되고, 이에 따라 액면 센서의 구성을 간소화할 수 있다.
온도차에 근거하여 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별 수단을 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 액면 센서에서는, 용기 내부 액체의 액면 레벨이 소정 레벨보다 높은지 낮은지를 검출하는 동시에, 용기 내부의 액체 잔량을 검출하므로, 용기 내부의 액체 상태를 보다 효과적으로 감시할 수 있다.
또, 연산 수단은 버블링 기간 1회당 액체 사용량 데이터를 미리 기억해 두고, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수와 버블링 기간 1회당 액체 사용량 데이터로부터 액체 용기에서의 액체 사용량을 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 연산 수단에서 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하지 않고, 액체 사용량을 얻을 수 있다.
더욱이, 연산 수단은 온도차의 하강 타이밍 및 온도차의 상승 타이밍중 적어도 하나를 검출하여, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 것이 바람직하다.
또, 연산 수단으로 산출한 액체 용기에서의 액체 사용량 또는 액체의 잔량을 표시하는 표시 수단을 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 작업자는 표시 수단을 보고 액체 사용량 또는 잔량을 즉시 파악할 수 있다.
또한, 본 발명은 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서, 액체 용기 내부에 배치되는, 제 1 자기 가열용 센서 프로브 및 제 1 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 1 센서 프로브부와, 하단 높이 위치가 제 1 센서 프로브부의 하단 높이 위치보다 높아지도록 액체 용기 내부에 배치되는, 제 2 자기 가열용 센서 프로브 및 제 2 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 2 센서 프로브와, 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차와, 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 각각 검출하는 온도차 검출 수단과, 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여, 버블링용 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하는 제 1 연산 수단과, 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 버블링 기간의 횟수와 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 액체 용기에서의 액체 사용량을 산출하는 제 2 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 가지는 액면 센서가 배치된 액체 용기에 있어서, 버블링용 가스의 버블링이 일어나면, 액체 용기 내부의 액체가 교반되기 때문에, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차(출력 전위차)가 0에 가까워진다. 또, 이러한 버블링용 가스의 버블링에 있어서, 버블링 기간 1회당 버블링 시간이 일정하면, 버블링 기간 1회당 액체 사용량도 대략 일정하다고 생각된다. 본 발명은, 이러한 버블링 특성을 이용하여 액체 용기에서의 액체 사용량을 구하는 것이다. 즉, 우선 제 1 연산 수단에 의해, 제 2 센서 프로브부의 출력 신호에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출한다. 그리고, 제 2 연산 수단에 의해, 제 1 센서 프로브부의 출력신호에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 그 버블링 기간의 횟수와 앞에서 구한 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 액체 사용량을 산출한다. 이 때, 초기 상태의 액체 용기 내부의 액체의 총량은 미리 결정되어 있기 때문에, 액체의 사용량을 알면 현재 액체의 잔량도 용이하게 알 수 있다. 이와 같이 용기 내부에 액체가 어느 정도 남아 있는지를 아날로그적으로 파악할 수 있으므로, 제 1 센서 프로브부는 기본적으로는 1그룹이면 된다.
제 1 자기 가열용 센서 프로브와 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별 수단을 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 액면 센서에서는, 용기 내부 액체의 액면 레벨이 소정 레벨보다 높은지 낮은지를 검출하는 동시에, 용기 내부의 액체 잔량을 검출하므로, 용기 내부의 액체 상태를 보다 효과적으로 감시할 수 있다.
또, 제 1 연산 수단은 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여, 액체의 액면 레벨이 제 2 센서 프로브부의 하단 높이 위치에 도달할 때까지의 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하여, 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 가령 초기 상태에서의 액체 용기 내부 액체의 총량은 미리 결정되어 있기 때문에, 액체의 액면 레벨이 제 2 센서 프로브부의 하단 높이 위치에 있을 때의 액체량을 알면, 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 용이하게 얻을 수 있다.
이 경우, 제 2 센서 프로브부는 복수 그룹으로 구비하고, 각 그룹의 제 2 센서 프로브부의 하단 높이 위치는 다르며, 제 1 연산 수단은 제 2 자기 가열용 센서프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여, 액체의 액면 레벨이 각 제 2 센서 프로브부의 하단 높이 위치에 도달할 때까지의 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 순차적으로 카운트하여, 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 갱신해가는 것이 바람직하다. 이로써, 액체 용기 내부의 액체가 감소함에 따라 보다 적정한 버블링 기간 1회당 액체 사용량이 얻어지게 된다.
또한, 제 1 연산 수단은 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브간 온도차의 하강 타이밍 및 상기 온도차의 상승 타이밍중 적어도 하나를 검출하여 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 것이 바람직하다.
더욱이, 제 2 연산 수단은 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 제 1 온도 측정용 센서 프로브간 온도차의 하강 타이밍 및 상기 온도차의 상승 타이밍중 적어도 하나를 검출하여 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 것이 바람직하다.
또, 제 2 연산 수단에서 산출한 액체 용기에서의 액체 사용량 또는 액체 잔량을 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 작업자는 표시 수단을 보고 액체의 사용량 또는 잔량을 즉시 파악할 수 있다.
본 발명의 액체 용기는, 액체를 수용하는 용기 본체와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스를 용기 본체 내부로 도입하는 가스 도입부와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와, 용기 본체 내부에 배치된 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의횟수를 카운트하는 버블링 계수 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와 온도차 검출 수단과 버블링 계수 수단을 설치함으로써, 상기한 바와 같이 용기 본체 내부의 액체 감량의 정도 등을 파악할 수 있다.
용기 본체 내부에 저장된 액체를 가열하는 히터와, 용기 본체 내부의 액체 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 적정한 온도로 프로세스 가스를 생성시킬 수 있다.
또한, 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 기판의 막형성 처리에 있어서, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트함으로써 기판의 처리 매수를 파악할 수 있게 된다.
또, 본 발명의 액체 용기는, 액체를 수용하는 용기 본체와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스를 용기 본체 내부로 도입하는 가스 도입부와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와, 용기 본체 내부에 배치된 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 시간을 구하고, 버블링 시간으로부터 액체 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와 온도차 검출 수단과 버블링 계수 수단을 설치함으로써, 상기한 바와 같이 용기 본체 내부의 액체 잔량을 효과적으로 파악할 수 있다.
용기 본체 내부에 저장된 액체를 가열하는 히터와, 용기 본체 내부의 액체 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 적정한 온도로 프로세스 가스를 생성시킬 수 있다.
또한, 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 기판의 막형성 처리에 있어서, 버블링용 가스의 총 버블링 시간을 얻어 기판의 처리 매수를 파악할 수 있게 된다.
또, 본 발명의 액체 용기는, 액체를 수용하는 용기 본체와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스를 용기 본체 내부로 도입하는 가스 도입부와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와, 용기 본체 내부에 배치된 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 버블링 기간의 횟수로부터 액체 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와 온도차 검출 수단과 연산 수단을 설치함으로써, 상기한 바와 같이 용기 본체 내부의 액체 잔량을 효과적으로 파악할 수 있다.
용기 본체 내부에 수용된 액체를 가열하는 히터와, 용기 본체 내부의 액체 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 적정한 온도로 프로세스 가스를 생성시킬 수 있다.
또한, 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 막형성 처리에 있어서, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수에 의해 기판의 처리 매수를 파악할 수 있게 된다.
또, 본 발명의 액체 용기는, 액체를 수용하는 용기 본체와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스를 용기 본체 내부로 도입하는 가스 도입부와, 용기 본체에 설치되며 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와, 용기 본체 내부에 배치된, 제 1 자기 가열용 센서 프로브 및 제 1 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 1 센서 프로브부와, 하단 높이 위치가 상기 제 1 센서 프로브부의 하단 높이 위치보다 높아지도록 용기 본체 내부에 배치된, 제 2 자기 가열용 센서 프로브 및 제 2 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 2 센서 프로브부와, 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 제 1 온도 측정용 센서 프로브간의 온도차와, 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 각각 검출하는 온도차 검출 수단과, 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하는 제 1 연산 수단과, 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하여, 버블링 기간의 횟수와 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 액체 사용량을 산출하는 제 2 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이 제 1 센서 프로브부, 제 2 센서 프로브부, 온도차 검출 수단, 제 1 연산 수단, 제 2 연산 수단을 설치함으로써, 상기한 바와 같이 용기 본체 내부의 액체 사용량 및 잔량을 효과적으로 파악할 수 있다. 또한, 액체 용기의 가스 도출부와 접속되는 장치의 개체 차에 의해 버블링 기간 1회당 액체 사용량에 편차가 있다 하더라도, 제 1 연산 수단에 의해 현상태의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하므로, 항상 적정한 액체 사용량 및 잔량을 얻을 수 있다.
용기 본체 내부에 수용된 액체를 가열하는 히터와, 용기 본체 내부의 액체 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 적정한 온도로 프로세스 가스를 생성시킬 수 있다.
또한, 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 기판의 막형성 처리에 있어서, 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수에 의해 기판의 처리 매수를 파악할 수 있게 된다.
본 발명의 액체량 검지 방법은, 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 배치하고, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이로써, 상기한 바와 같이 용기 내부의 액체의 감량 정도 등을 파악할 수 있게 도니다.
또한, 본 발명의 액체량 검지 방법은, 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 배치하고, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 시간을 구하고, 버블링 시간으로부터 액체 용기 내부에 수용된 액체의 사용량을 산출하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 상기한 바와 같이 용기 내부의 액체 잔량을 효과적으로 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 액체량 검지 방법은, 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 배치하고, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 버블링 기간의 횟수로부터 액체 용기 내부에 수용된 액체의 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이로써, 상기한 바와 같이 용기 내부의 액체 잔량을 효과적으로 파악할 수 있다.
또, 본 발명의 액체량 검지 방법은, 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 배치되는, 제 1 자기 가열용 센서 프로브 및 제 1 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 1 센서 프로브부와, 하단 높이 위치가 제 1 센서 프로브부의 하단 높이 위치보다 높아지도록 액체 용기 내부에 배치되는, 제 2 자기 가열용 센서 프로브 및 제 2 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 2 센서 프로브부를 가지는 액면 센서를 이용하여, 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하고, 그 온도차에 근거하여 버블링용 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하고, 그 후, 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 그 온도차에 근거하여 버블링용 가스의버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 버블링 기간의 횟수와 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 액체 용기 내부에 수용된 액체 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이로써, 상기한 바와 같이 용기 내부의 액체 잔량을 효과적으로 파악할 수 있게 된다.
바람직한 실시 형태의 설명
이하, 본 발명에 관한 액면 센서, 액체 용기 및 액체량 검지 방법의 바람직한 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 본 발명의 제 1 실시 형태를 도 1 내지 4를 통해 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관한 액체 용기의 제 1 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다. 동 도면에 있어서, 막형성 시스템(1)은, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 티탄나이트라이드(TiN)막을 형성하는 것이다. 막형성 시스템(1)은 CVD 장치(2)와, 이 CVD 장치(2)에 가스 배관(3)을 통해 접속된 액체 용기(4)를 구비한다.
CVD 장치(2)는 처리 챔버(5)를 가지며, 이 처리 챔버(5)내부는 진공 펌프(6)에 의해 감압되어 있다. 처리 챔버(5) 내부에는 웨이퍼(W)를 지지하는 받침대(pedestal ; 7)가 배치되어 있다. 이 받침대(7)에는 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터(8)가 설치되어 있다. 받침대(7)의 상방에는 가스 분배 플레이트(9)가 배치되어 있다. 상기 가스 분배 플레이트(9)는 가스 배관(3)과 접속되며, 액체 저장용기(4)로부터 보내져 오는 막형성 가스(프로세스 가스)인 테트라 디메틸 아미노 티탄(TDMAT) 가스를, 웨이퍼(W)를 향하여 균일하게 블로잉한다. 그렇게 하면, 가열된 웨이퍼(W)상에 도달한 TDMAT은 열분해되어 막형성 프로세스가 실행된다.
이러한 CVD 장치(2)에 접속된 액체 용기(4)는, 테트라 디메틸 아미노티탄액(TDMAT액 ; 50)을 저장하는 원통형상의 용기 본체(12)를 가진다. 이 용기 본체(12)는 TDMAT액(50)에 대하여 내식성(耐蝕性)을 가지는 고강도의 스텐레스강 등의 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
용기 본체(12)의 커버(12a)에는, 헬륨(He)가스를 용기 본체(12)내부로 도입하기 위한 가스 도입관(가스 도입부 ; 13)이 설치되어 있다. 이 가스 도입관(13)은 용기 본체(12)의 바닥면 부근까지 연장되어 있으며, TDMAT액(50)내에서 He가스의 버블링이 발생되도록 한다. 상기 He가스의 버블링에 의해 TDMAT액(50)이 기화되어 막형성 가스인 TDMAT가스가 생성된다. 또, 용기 본체(12)의 커버(12a)에는 TDMAT가스를 도출하기 위한 가스 도출관(가스 도출부 ; 14)이 설치되며, 상기 가스 도출관(14)에 상기 가스 배관(3)이 접속되어 있다. 또한, 가스 배관(3)에는 복수의 개폐 밸브(15)가 설치되어 있다.
용기 본체(12)의 외측에는 용기 본체(12) 내부의 TDMAT액(50)을 가열하는 히터(16)가 배치되어 있다. 용기 본체(12)내부에는 TDMAT액(50)의 온도를 검출하는 온도 센서(17)가 배치되어 있다. 그리고, 온도 센서(17)에서 TDMAT액(50)의 온도를 감시하면서, 히터(16)에 의해 TDMAT액(50)을 가열한다. 이 때, TDMAT액(50)의 온도는 CVD 장치(2)에 의한 막형성 프로세스를 안정시키는 온도(가령 50도)로 설정된다.
이러한 액체 용기(4)에는, TDMAT액(50)의 액면 레벨을 검출하기 위한 열감지식 액면 센서(18)가 설치되어 있다. 이 액면 센서(18)는, 용기 본체(12)의커버(12a)에 착탈가능하도록 부착된 베이스부(19)를 가진다. 이 베이스부(19)의 하면에는, 제로 레벨 검지용 센서 프로브(20a, 20b) 및 경고 레벨 검지용 센서 프로브(21a, 21b)로 이루어진 2그룹의 센서 프로브부가 부착되어 있다.
이들 센서 프로브(20a∼21b)는, 그 선단부측이 용기 본체(12)내부에서 하방을 향하여 연장되어 TDMAT액(50)에 침지되도록 배치되어 있다. 여기서, 경고 레벨 검지용 센서 프로브(21a, 21b)의 선단부 높이 위치는, 제로 레벨 검지용 센서 프로브(20a, 20b)의 선단부 높이 위치보다 높다. 또, 센서 프로브(20a∼21b)는 리드 선(22)을 통해 감시 유닛(23)과 접속되어 있다. 이러한 센서 프로브(20a∼21b)에 의한 액면 레벨의 검출 원리를 도 2에 나타낸다.
동 도면에 있어서, 센서 프로브(20a, 20b)는 스텐레스제의 시스(sheath, 도시 생략)를 가지며, 센서 프로브(20a, 20b)의 선단부에서의 시스 내부에는 안정된 온도 특성을 가진 백금 측온 저항체(24a, 24b)가 점착되어 있다. 상기 백금 측온 저항체(24a, 24b)는 리드 선(22)과 접속되어 있다. 센서 프로브(20a)는 자기 가열용 고온 센서 프로브이고, 센서 프로브(20b)는 온도 측정용 저온 센서 프로브이다. 그리고, 이들 센서 프로브(20a,20b)간에 발생하는 온도차를 이용하여, TDMAT액의 액면 레벨을 검출한다.
구체적으로는, 양 센서 프로브(20a, 20b)의 선단부(백금 측온 저항체(24a, 24b))가 TDMAT액내에 있을 경우(도 2의 액면 레벨 A 참조), 자기 가열용 센서 프로브(20a)에서 발생된 열이 TDMAT액내에 퍼져, 열의 확산이 일어난다. 이로 인해, 센서 프로브(20a, 20b)의 온도차가 작아지므로 백금 측온 저항체(24a, 24b)의 저항치의 차가 작아진다. 또한, 실제 계측에서는, 백금 측온 저항체(24a, 24b)의 저항치 차는, 백금 측온 저항체(24a, 24b)에 가해지는 전위차(센서 프로브(20a, 20b)의 전위차)로서 출력된다. 한편, 센서 프로브(20a, 20b)의 선단부(백금 측온 저항체(24a, 24b))가 TDMAT액 내부가 아닌, TDMAT 가스 내부에 있을 경우(도 2의 액면 레벨 B 참조)에는, 자기 가열용 센서 프로브(20a)에서 발생된 열중 TDMAT 가스내로 퍼진 열은 매우 적다. 이로 인해, 각 센서 프로브(20a, 20b)의 온도차가 커지므로, 백금 측온 저항체(22a, 22b)의 저항치의 차(센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차)가 커진다. 이와 같이 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 의해 센서 프로브(20a, 20b)의 선단부가 TDMAT 액내에 있는지, TDMAT 가스 내에 있는지를 알 수 있다.
또, 경고 레벨 검지용 센서 프로브(21a, 21b)중, 센서 프로브(21a)는 자기 가열용 고온 센서 프로브이고, 센서 프로브(21b)는 온도 측정용 저온 센서 프로브이다. 이들 센서 프로브(21a, 21b)의 구성도 센서 프로브(20a, 20b)와 마찬가지이다. 이와 같이 2그룹의 센서 프로브(20a, 20b 및 21a, 21b)를 설치함으로써, 용기 본체(12) 내부의 TDMAT액의 감량 정도를 단계적으로 파악할 수 있게 된다.
즉, 센서 프로브(21a, 21b)의 선단부가 TDMAT액내에 있을 때에는, 용기 본체(12)내부에 TDMAT액이 충분히 남아 있고, 액면 레벨이 잔류 레벨이 된다. 센서 프로브(20a, 20b)의 선단부가 TDMAT액내에 있으나, 센서 프로브(21a, 21b)의 선단부가 TDMAT가스내에 있을 때에는, 용기 본체(12)에 남아 있는 TDMAT액은 적고, 액면 레벨이 경고 레벨이 된다. 센서 프로브(20a, 20b)의 선단부가 TDMAT가스내에있을 때에는, 용기 본체(12)내부에 남은 TDMAT액은 거의 없으며 액면 레벨이 제로 레벨이 된다.
이러한 TDMAT액의 액면 레벨의 판별은, 감시 유닛(23)에 의해 이루어진다. 감시 유닛(23)은, 도 3에 도시된 바와 같이 프로브 전위차 검출부(온도차 검출 수단 ; 25)와, 액면 레벨 판별부(액면 레벨 판별 수단 ; 26)와, 액면 레벨 표시부(27)를 가진다.
프로브 전위차 검출부(25)는, 상기한 제로 레벨 검지용 센서 프로브(20a, 20b) 및 경고 레벨 검지용 센서 프로브(21a, 21b)의 출력 전위차(온도차)를 각각 검출한다. 액면 레벨 판별부(26)는 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차 및 센서 프로브(21a, 21b)의 출력 전위차에 근거하여, TDMAT액의 액면 레벨이 상기한 잔류 레벨, 경고 레벨, 제로 레벨중 어느 레벨에 있는지를 판별한다. 한편, 프로브 전위차 검출부(25) 및 액면 레벨 판별부(26)는 가령 OP 앰프 등에 의해 구성된다. 액면 레벨 표시부(27)는 TDMAT액의 액면 레벨(상기한 잔류 레벨, 경고 레벨, 제로 레벨)을 LED 등에 의해 표시한다.
또, 감시 유닛(23)은 상기한 TDMAT액의 액면 레벨을 검출하는 기능외에, He 가스의 버블링 기간의 횟수를 검출하는 기능도 겸비하도록, 버블링 검지 펄스 발생부(펄스 발생 수단 ; 28)와, 펄스 카운터(29)와, 카운트 표시부(30)를 가진다.
여기서, 용기 본체(12)내부에 TDMAT액이 들어 있는 상태에서, He 가스의 버블링이 발생하면, 용기 본체(12)내부의 TDMAT액이 심하게 흔들리기 때문에, TDMAT액이 교반되어, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 출력 전위차(온도차)가 0에 가까워진다. 그 예를 도 4에 나타낸다.
동 도면에 있어서, 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브의 선단부가 모두 TDMAT액내에 있을 경우, He 가스의 버블링이 일어나지 않은 상태에서는, 양 센서 프로브의 출력 전위차는 액중 표준 레벨(도면에서는 약 0.12V)에 있다. 이 상태에서 He 가스의 버블링이 발생하면, 양 센서 프로브의 출력 전위차는 급격히 하강하여 약 5초만에 0V가 된다. 그리고, He 가스의 버블링이 정지하면, 양 센서 프로브의 출력 전위차는 0V로부터 상승하여 몇 초후에는 상기한 액중 표준 레벨로 되돌아간다.
감시 유닛(23)에서는, 이러한 버블링 특성을 이용하여 He 가스의 버블링 기간의 횟수를 검출한다. 즉, 버블링 검지 펄스 발생부(28)는, 프로브 전위차 검출부(25)의 출력 신호를 입력하여, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 출력 전위차가 소정량 작아졌는지 여부를 검출함으로써, He 가스의 버블링 발생을 검지하여, 펄스 신호를 발생시킨다. 이 때, 버블링 발생을 검지하는데 이용되는 신호로는, 프로브 전위차 검출부(25)의 출력 신호중, 제로 레벨 검지용 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 관계된 신호를 채용하는 것이 바람직하다. 또, 버블링 검지 펄스 발생부(28)는 가령 OP 앰프 등에 의해 구성된다.
펄스 카운터(29)는, 버블링 검지 펄스 발생부(28)에서 발생된 펄스의 개수, 즉 버블링 기간의 횟수를 카운트한다. 카운트 표시부(30)는, 펄스 카운터(29)에서 카운트한 펄스 수를 가령 디지털 표시한다. 이로써, 작업자는 카운트 표시부(30)의 표시를 보고 현재 사용하고 있는 액체 용기(4)에 대한 He 가스의 버블링 기간의횟수를 파악할 수 있다.
또한, CVD 장치(2)에 의한 막형성 처리에 있어서, 1회째 He 가스의 버블링 기간은 대략 정해져 있기 때문에, 1장의 웨이퍼(W)를 막형성하는데 필요한 버블링 기간의 횟수는 미리 알 수 있다. 따라서, 감시 유닛(23)에서는 He 가스의 버블링 기간의 횟수에 부가하여, 현재 사용하고 있는 액체 용기(4)에 대한 웨이퍼(W)의 처리 매수를 카운트하여 그것을 카운트 표시부(30)에 디지털 표시할 수도 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 자기 가열용 센서 프로브와 온도 측정용 센서 프로브의 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 버블링 기간의 횟수를 검출하는 기능을 액면 센서(18)에 설치하였기 때문에, 용기 본체(12) 내부의 TDMAT액의 유무뿐만 아니라, 용기 본체(12)내의 TDMAT액의 감량 정도가 정확히 어떠한지도 파악할 수 있다. 가령, 1대의 액체 용기(4)에 대해서 He 가스의 버블링 기간의 횟수가 통상의 횟수보다 적은데도 불구하고, 액체 용기(4) 내부의 TDMAT액이 없어질 경우에는, TDMAT액의 누출이 발생하고 있는 등, 어딘가 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이러한 액면 센서(18)를 이용하여 액체 용기(4) 내부의 TDMAT액의 액면 레벨을 검출하므로, 액체 용기(4) 내부의 TDMAT액의 상태를 효과적으로 감시할 수 있고, 이로써 품질 관리상 유리해진다.
또한, 본 실시 형태에서는 He 가스의 버블링 기간의 횟수를 검출하는 버블링 계수 수단을, 버블링 검지 펄스 발생부(28) 및 펄스 카운터(29)로 구성하였으나, 이외에도 가령, A/D 변환기 및 CPU 등을 설치하여, TDMAT액의 액면 레벨을 검출하는 기능과 함께 소프트하게 구성할 수도 있다.
또, 본 실시 형태에서는 자기 가열용 프로브 센서 및 온도 측정용 프로브 센서로 이루어지는 프로브 센서부를 2그룹 설치하였으나, 센서 프로브부는 1그룹이어도 되고, 혹은 센서 프로브부를 3그룹 이상 설치하여, 그 선단부 위치가 각 그룹마다 다르도록 구성하여도 된다.
본 발명의 제 2 실시 형태를 도 5∼7을 통해 설명하도록 한다. 도면에서 제 1 실시 형태와 동일하거나 또는 동등한 부재에는 동일한 부호를 사용하고 그에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 5는 본 발명에 관한 액체 용기의 제 2 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다. 동 도면에 있어서, 본 실시 형태의 액체 용기(4A)에는 TDMAT액(50)의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서(18A)가 설치되어 있다. 이 액면 센서(18A)는 한 쌍의 센서 프로브(20a, 20b)와, 이들 센서 프로브(20a, 20b)와 리드선(22)을 통해 접속된 감시 유닛(23A)을 가진다. 또한, 상기한 바와 같이 센서 프로브(20a)는 자기 가열용 고온 센서 프로브이고, 센서 프로브(20b)는 온도 측정용 저온 센서 프로브이다.
감시 유닛(23A)은 도 6에 도시된 바와같이, 프로브 전위차 검출부(온도차 검출 수단 ; 31)와, 액면 레벨 판별부(액면 레벨 판별 수단 ; 32)와, 액체 사용량 연산부(연산 수단 ; 33)와, 표시부(표시 수단 ; 34)를 가진다.
프로브 전위차 검출부(31)는, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차(온도차)를 검출한다. 액면 레벨 판별부(32)는 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 TDMAT액의 액면 레벨이 제로 레벨인지 여부를 판별한다.
액체 사용량 연산부(33)는 상기한 버블링 특성(도 4 참조)을 이용하여 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 버블링 시간을 구하며, 이 버블링 시간으로부터 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 산출한다. 표시부(34)는 TDMAT액의 액면 레벨이 제로 레벨에 있는지 여부를 LED 등으로 표시함과 동시에, TDMAT액의 사용량 및 잔량을 가령 디지털 표시한다. 이러한 표시부(34)를 보면, 현재 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 즉시 파악할 수 있다.
액체 사용량 연산부(33)에 의한 TDMAT 액체 사용량의 연산 처리 순서의 상세를 도 7에 나타낸다. 동 도면에 있어서, 우선 프로브 전위차 검출부(31)의 출력 신호를 입력한다(단계 101). 그리고, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 버블링 발생 여부를 판단한다(단계 102). 이 때, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차가 액중 표준 레벨로부터 소정량(가령 0.01V) 하강하면, He 가스의 버블링이 발생한 것이라 판단한다. 또, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차가 최저 레벨(도 4에서는 0V)로부터 소정량(가령 0.01V) 상승하면, He 가스의 버블링이 종료한 것으로 판단한다. 또한, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차가 액중 표준 레벨로부터 소정량 하강하는 기간을, 하강 타이밍 기간이라 하고, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차가 최저 레벨로부터 소정량 상승하는 기간을, 상승 타이밍 기간이라 하기로 한다. 이로써, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차의 하강 타이밍기간으로부터 상승 타이밍 기간까지의 사이에는, He 가스의 버블링이 발생한 것으로 판단된다.
그리고, 단계 102에서 He 가스의 버블링이 발생한 것으로 판단되면, He 가스의 버블링 시간의 계측을 개시한다(단계 103). 그 후, 단계 101로 되돌아가, 버블링 발생중에는 버블링 시간의 계측이 계속 이루어진다. 한편, 단계 102에서 버블링이 발생하지 않는 것으로 판단되면, 버블링 시간을 계측중인지 여부를 판단한다(단계 104). 그리고, 버블링 시간을 계측중이라 판단되면, 버블링 시간의 계측을 정지한다(단계 105). 이로써, 1회째 버블링 기간의 버블링 시간이 산출된다. 그 버블링 시간은 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차의 하강 타이밍 기간의 개시 시점으로부터 상승 타이밍 기간의 개시 시점까지의 시간, 또는 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차의 하강 타이밍 기간의 종료 시점으로부터 상승 타이밍 기간의 종료 시점까지의 시간으로 한다. 이어서, 이 버블링 시간을 지금까지의 총 버블링 시간에 가산함으로써, 누계 버블링 시간을 산출한다(단계 106).
이어서, 누계 버블링 시간과 미리 메모리(도시 생략)에 기억된 버블링 단위 시간당 액체 사용량 데이터로부터, 현재의 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 산출한다(단계 107). 여기서, 버블링 단위 시간당 액체 사용량 데이터는, 가령 미리 임의의 액체 용기에 의해 버블링 시험을 하여 취득한 것이다. 또, TDMAT액의 잔량은, 액체 용기(4)의 초기 상태, 즉 TDMAT액이 가득 채워진 상태의 총 액체량으로부터 현재의 사용량을 감산함으로써 산출된다. 이어서, 그 TDMAT액의 사용량 데이터 및 잔량 데이터를 표시부(34)에 출력하여, 현재의 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 표시부(34)에 표시한다.
이러한 액체 사용량 연산부(33)에서는, 용기 본체(12)의 용적 등을 미리 알기 때문에, TDMAT액의 사용량 또는 잔량외에 TDMAT액의 액면 레벨을 산출하여 그액면 레벨을 표시부(34)에 표시할 수도 있다. 또, He 가스의 누계 버블링 시간으로부터, 현재 사용하고 있는 액체 용기(4)에 대한 웨이퍼(W)의 처리 매수를 카운트하여 그것을 표시부(34)에 표시할 수도 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 누계 버블링 시간을 산출하고, 그 누계 버블링 시간으로부터 TDMAT액의 사용량 또는 잔량을 산출하도록 하였기 때문에, TDMAT액의 액면 레벨이 제로 레벨인지 여부뿐만 아니라, 용기 본체(12) 내부에 TDMAT액이 어느 정도 남아있는지도 아날로그적으로 파악할 수 있다. 따라서, 액면 센서의 활용도가 향상된다.
또, 이와 같이 TDMAT액의 잔량을 아날로그적으로 알 수 있기 때문에, 자기 가열용 센서 프로브(20a) 및 온도 측정용 센서 프로브(20b)는 기본적으로는 1그룹이면 충분하며, 이에 따라 액면 센서의 구조가 간단해진다.
본 발명의 제 3 실시 형태를 도 8∼10에 따라 설명하도록 한다. 도면에서, 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일 또는 동등한 부재에는 동일한 부호를 사용하고, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명에 관계된 액체 용기의 제 3 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다. 동 도면에 있어서, 본 실시 형태의 액체 용기(4B)에는, TDMAT액(50)의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서(18B)가 설치되어 있다. 이 액면 센서(18B)는 한 쌍의 센서 프로브(20a, 20b)와, 이들 센서 프로브(20a, 20b)와 리드 선(22)을 통해 접속된 감시 유닛(23B)을 가진다.
감시 유닛(23B)은 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 프로브 전위차 검출부(31)와, 상기 액면 레벨 판별부(32)와, 액체 사용량 연산부(33B)와, 상기 표시부(34)를 가진다.
액체 사용량 연산부(33B)는 상기한 버블링 특성(도 4 참조)을 이용하여 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하며, 이 버블링 기간의 횟수로부터 액체 용기(4)에서의 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 산출한다. 한편, 도 4에 도시된 버블링에서, 버블링 기간 1회당 버블링 시간은 15초 정도로 일정하기 때문에, 버블링 기간 1회당 액체 사용량은 대략 일정해진다.
액체 사용량 연산부(33)에 의한 TDMAT 액체 사용량의 연산 처리 순서의 상세를 도 10에 나타낸다. 동 도면에 있어서, 우선 프로브 전위차 검출부(31)의 출력 신호를 입력한다(단계 111). 그리고, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 버블링 발생 여부를 판단한다(단계 112). 또한, 버블링 발생의 판단 방법은 제 2 실시 형태의 방법과 동일하다.
그리고, He 가스의 버블링이 발생한 것으로 판단되면, He 가스의 버블링 기간의 횟수를 가산한다(단계 113). 이어서, 버블링 기간의 횟수와 미리 메모리(도시 생략)에 기억시킨 버블링 기간 1회당 액체 사용량 데이터에 근거하여, 현재의 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 산출한다(단계 114). 여기서, 버블링 기간 1회당 액체 사용량의 데이터는, 가령 미리 임의의 액체 용기에 의해 버블링 시험하여 취득한 것이다. 또, TDMAT액의 잔량은, 액체 용기(4)의 초기 상태, 즉 TDMAT액이 가득채워진 상태일 때의 총 액체량으로부터 현재의 사용량을 감산함으로써 산출된다.
이어서, 그 TDMAT액의 사용량 데이터 및 잔량 데이터를 표시부(34)에 출력하고, 현재의 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 표시부(34)에 표시한다(단계 115).
한편, 여기서는 버블링 기간의 횟수를 소프트하게 카운트하였으나, 엄격하게 카운트할 수도 있다. 예를 들어, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차의 하강 타이밍 또는 상승 타이밍을 검출하였을 때 펄스 신호를 발생시키고, 이 펄스 수를 펄스 카운터에 의해 카운트한다.
이러한 액체 사용량 연산부(33B)에서는, He 가스의 버블링 기간의 횟수로부터 현재 사용하고 있는 액체 용기(4)에 대한 웨이퍼(W)의 처리 매수를 카운트하여 그것을 표시부(34)에 표시할 수도 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 He가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 그 버블링 기간의 횟수로부터 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 산출하도록 하였기 때문에, 제 2 실시 형태와 마찬가지로, TDMAT액의 액면 레벨이 제로인지 여부뿐만 아니라, 용기 본체(12)내부에 TDMAT액이 어느 정도 남아 있는지도 아날로그적으로 파악할 수 있다.
본 발명의 제 4 실시 형태를 도 11∼14에 따라 설명한다. 도면에서, 제 1 실시 형태와 동일 또는 동등한 부재에는 동일 부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명에 관계된 액체 용기의 제 4 실시 형태를 포함하는 막형성 시스템의 개략 구성도이다. 동 도면에 있어서, 본 실시 형태의 액체 용기(4C)에는, TDMAT액(50)의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서(18C)가 설치되어 있다. 이 액면 센서(18C)에는, 자기 가열용 고온 센서 프로브(제 1 자기 가열용 센서 프로브 ; 20a) 및 온도 측정용 저온 센서 프로브(제 1 온도 측정용 센서 프로브 ; 20b)로 이루어지는 액면 검출용 센서 프로브부(제 1 센서 프로브부 ; 20)와, 자기 가열용 고온 센서 프로브(제 2 자기 가열용 센서 프로브 ; 41a) 및 온도 측정용 저온 센서 프로브(제 2 온도 측정용 센서 프로브 ; 41b)로 이루어지는 검출 보조용 센서 프로브부(제 2 센서 프로브부 ; 41)와, 자기 가열용 고온 센서 프로브(제 2 자기 가열용 센서 프로브 ; 42a) 및 온도 측정용 저온 센서 프로브(제 2 온도 측정용 센서 프로브 ; 42b)로 이루어지는 검출 보조용 센서 프로브부(제 2 센서 프로브부 ; 42)가 설치되어 있다.
이들 센서 프로브부(20,41,42)는, 그 선단부측이 용기 본체(12)내부에서 하방을 향하여 연장되어 TDMAT액(50)에 침지되도록 배치되어 있다. 액면 검출용 센서 프로브부(20)는, 용기 본체(12)의 바닥면 부근까지 연장되어 있으며, 검출 보조용 센서 프로브부(41,42)는 액면 검출용 센서 프로브부(20)의 하단(선단)보다 상방의 위치까지 연장되어 있다. 센서 프로브부(41)의 하단 높이 위치는, 센서 프로브부(42)의 하단 높이 위치보다 높다. 센서 프로브부(20,41,42)의 각 센서 프로브는, 리드 선(22)을 통해 감시 유닛(23C)에 접속되어 있다.
감시 유닛(23C)은 도 12에 도시된 바와 같이, 프로브 전위차 검출부(온도차 검출 수단 ; 43)와, 액면 레벨 판별부(액면 레벨 판별 수단 ; 44)와, 액체 사용량 파라미터 연산부(제 1 연산 수단 ; 45)와, 액체 사용량 연산부(제 2 연산 수단 ;46)와, 표시부(표시 수단 ; 47)를 구비한다.
프로브 전위차 검출부(43)는, 액면 검출용 센서 프로브부(20)의 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차, 검출 보조용 센서 프로브부(41)의 센서 프로브(41a, 41b)의 출력 전위차, 검출 보조용 센서 프로브부(42)의 센서 프로브(42a, 42b)의 출력 전위차를 각각 검출한다.
액면 레벨 판별부(44)는, 액면 검출용 센서 프로브부(20)의 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 TDMAT액의 액면 레벨이 제로 레벨인지 여부를 판별한다.
액체 사용량 파라미터 연산부(45)는, 검출 보조용 센서 프로브부(41)의 센서 프로브(41a, 41b)의 출력 전위차와 검출 보조용 센서 프로브부(42)의 센서 프로브(42a, 42b)의 출력 전위차에 근거하여, He 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출한다.
액체 사용량 연산부(46)는 액면 검출용 센서 프로브부(20)의 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 이 버블링 기간의 횟수와 액체 사용량 파라미터 연산부(45)에서 구한 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 산출한다.
또한, 액체 사용량 파라미터 연산부(45) 및 액체 사용량 연산부(46)는, 상기한 버블링 특성(도 4 참조)을 이용하여 연산한다.
표시부(47)는, TDMAT액의 액면 레벨이 제로 레벨인지 여부를 LED 등으로 표시하는 동시에, TDMAT액의 사용량 및 잔량을 가령 디지털 표시시킨다. 이러한 표시부(47)를 보면 현재 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 즉시 파악할 수 있다. 또, 이들 정보에 부가하여 액체 사용량 파라미터 연산부(45)에서 구한 버블링 기간 1회당 액체 사용량도 표시하여도 된다.
액체 사용량 파라미터 연산부(45)에 의한 연산 처리 순서의 상세를 도 13에 나타낸다. 여기서, 검출 보조용 센서 프로브부(41)를 센서 프로브부(S1), 검출 보조용 센서 프로브부(42)를 센서 프로브부(S2)로 하고, 이들을 합하여 센서 프로브부(Sn, n = 1, 2)로 한다.
동 도면에 있어서, 센서 프로브부(Sn)의 자기 가열용 고온 프로브와 온도 측정용 저온 프로브의 출력 전위차(이하, 프로브 전위차라 한다)를 프로브 전위차 검출부(43)를 통해 입력한다(단계 121). 그리고, 그 프로브 전위차에 근거하여 용기 본체(12)내부의 TDMAT액의 액면 레벨이 센서 프로브부(Sn)의 하단 높이 위치(액면 센싱 위치 ; Ln)에 도달하였는지, 즉 센서 프로브부(Sn)의 하단부가 TDMAT 가스중에 존재하게 되었는지 여부를 판단한다(단계 122).
이 때, TDMAT액의 액면 레벨이 센서 프로브부(Sn)의 하단 높이 위치(Ln)까지 하강하지 않았다고 판단되면, 센서 프로브부(Sn)의 프로브 출력 전위차에 근거하여 He 가스의 버블링이 발생하였는지 여부를 판단한다(단계 123). 한편, 버블링 발생의 판단 수법은 제 2 실시 형태의 방법과 동일하다. 또, 버블링이 발생하였는지 여부의 판단은, 액면 검출용 센서 프로브부(20)의 센서 프로브(20a, 20b)의 출력 전위차에 근거하여 이루어져도 된다.
이 때, He가스의 버블링이 발생하였다고 판단되면, He 가스의 버블링 기간의 횟수를 가산한다(단계 124). 그 후, 단계 121로 되돌아가 상기 처리를 반복 실행한다.
단계 122에서, 용기 본체(12) 내부의 TDMAT액의 액면 레벨이 센서 프로브부(Sn)의 하단 높이 위치(Ln)까지 하강하였다고 판단되면, 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출한다(단계 125). 여기서, 용기 본체(12) 내부의 TDMAT액이 초기 액면 위치(LO, 도 11 참조), 즉 가득 채워진 상태일 때의 액체량은 미리 결정되어 있다. 또, 용기 본체(12)의 용적 등도 미리 알고 있기 때문에, TDMAT액의 액면 레벨이 센서 프로브부(Sn)의 하단 높이 위치(Ln)에 있을 때의 액체량도 용이하게 얻어진다. 따라서, TDMAT액이 초기 상태에서 센서 프로브부(Sn)의 하단 높이 위치(Ln)에 도달할 때까지의 TDMAT액의 사용량을 알 수 있고, 그 액체 사용량과 상기 버블링 기간의 횟수로부터 버블링 기간 1회당 액체 사용량이 구해진다.
이어서, 그 버블링 기간 1회당 액체 사용량 데이터를 도시하지 않은 메모리에 기억한다(단계 126).
이러한 액체 사용량 파라미터 연산부(45)에서는, 우선 TDMAT액의 액면 레벨이 센서 프로브부(41)의 하단 높이 위치(L1, 도 11 참조)에 도달하였을 때, 초기 액면 위치(LO)와 그 액면 센싱 위치(L1)간의 TDMAT액의 사용량과 그 때의 버블링 기간의 횟수에 근거하여, 최초 버블링 기간 1회당 액체 사용량이 구해진다. 이어서, TDMAT액의 액면 레벨이 센서 프로브부(42)의 하단 높이 위치(L2, 도 11 참조)에 도달하면, 이번에는 초기 액면 위치(L0)와 그 액면 센싱 위치(L2)간의 TDMAT액의 사용량과 그 때의 버블링 기간의 횟수에 근거하여, 버블링 기간 1회당 액체 사용량이 구해진다. 즉, 액면 센싱 위치(L2)에 있어서, 버블링 기간 1회당 액체 사용량이 보정된다. 이와 같이 용기 본체(12) 내부의 TDMAT액이 감소함에 따라, 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하기 위한 액면 레벨의 전체 길이(span)가 길어지기 때문에, 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 보다 고정밀도로 얻을 수 있다.
또한, 물론 상기한 연산 방식이외에도, 액면 센싱 위치(L1, L2)간의 TDMAT액의 사용량과 그 때의 버블링 기간 횟수로부터, 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 구할 수도 있다.
다음으로, 액체 사용량 연산부(46)에 의한 연산 처리 순서의 상세를 도 14에 나타낸다. 동 도면에 있어서, 우선 센서 프로브부(20)의 프로브 전위차를 프로브 전위차 검출부(43)로부터 입력한다(단계 131). 그리고, 그 프로브 전위차에 근거하여 He가스의 버블링이 발생하였는지 여부를 판단한다(단계 132).
이 때, He가스의 버블링이 발생하였다고 판단되면, He가스의 버블링 기간의 횟수를 가산한다(단계 133). 이어서, He가스의 버블링 기간의 횟수와 앞서 메모리(도시 생략)에 기억된 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터, 현재의 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 산출한다(단계 134). 이어서, 그 TDMAT액의 사용량 및 잔량 데이터를 표시부(47)에 출력하여, 현재의 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 표시부(47)에 표시시킨다(단계 135).
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 우선 검출 보조용 센서 프로브부(41,42)의 프로브 전위차에 근거하여 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하고, 그 후, 액면 검출용 센서 프로브부(20)의 프로브 전위차에 근거하여 He가스의 버블링 기간 횟수를 카운트하여, 그 버블링 기간의 횟수와 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 TDMAT액의 사용량 또는 잔량을 산출하도록 하였기 때문에, 용기 본체(12) 내부의 TDMAT액의 상태를 효과적으로 파악할 수 있다. 즉, TDMAT액의 액면 레벨이 제로 레벨인지 여부뿐만 아니라, 용기 본체(12)내부에 TDMAT액이 어느 정도 남아 있는지도 아날로그적으로 파악할 수 있다.
또한, 액체 용기(4)와 접속되는 처리 챔버(5)마다 버블링 기간 1회당 액체 사용량의 편차가 있어도, 항상 적정한 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 알 수 있다. 즉, 용기 본체(4)와 접속되는 처리 챔버(5)가 다르면, 가스 배관(3)의 길이나 구조의 상위성 등에 따라 버블링 기간 1회당 액체 사용량이 변하는 경우가 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는 검출 보조용 센서 프로브부(41,42)의 출력 신호에 근거하여 현상태의 장치에서의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하고, 이것을 이용하여 TDMAT액의 사용량 및 잔량을 구하므로, 처리 챔버의 개체차에 따른 영향을 받지 않는다.
또, 본 실시 형태에서는 검출 보조용 센서 프로브부를 2그룹 구비하지만, 검출 보조용 센서 프로브부는 1그룹이어도 되고, 혹은 3그룹 이상이어도 된다.
이상, 본 발명에 관한 액면 센서, 액체 용기 및 액체량 검지 방법의 실시 형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 가령, 상기 실시 형태의 액체 용기는, CVD 프로세스에 의해 티탄나이트라이드막을 형성하기 위한 TDMAT액을 저류하는 것이지만, 채워지는 액체는 특별히 이것으로 한정되지 않고, TEOS나 TiCl4등, 상기한 액체 소스 버블링 시스템에서 사용되는 것이면 무엇이든 된다. 또, 버블링에 의해 생성된 프로세스 가스의 공급처도, CVD 장치에 한정되는 것은 아니다. 더욱이, 버블링을 일으키기 위한 버블링용 가스도 He가스로 한정되지 않고, 알곤 가스 등이어도 무방하다.

Claims (38)

  1. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서,
    상기 액체 용기 내부에 배치되는 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와,
    상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 버블링 계수 수단을 구비하는 액면 센서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 온도차에 근거하여 상기 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별수단을 더 구비하는 액면 센서.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 버블링 계수 수단은, 상기 온도차가 소정량 작아지면, 펄스 신호를 발생시키는 펄스 발생 수단과, 상기 펄스 발생 수단에서 발생한 펄스의 수를 카운트하는 펄스 카운터를 가지는 액면 센서.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 버블링 계수 수단에 의해 카운트된 상기 버블링 기간의 횟수를 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 액면 센서.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 자기 가열용 프로브 센서 및 상기 온도 측정용 프로브 센서로 이루어지는 프로브 센서부는 복수 그룹 구비되며, 각 그룹의 프로브 센서부의 선단 위치가 다른 액면 센서.
  6. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서,
    상기 액체 용기 내부에 배치되는 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와,
    상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 시간을 구하고, 상기 버블링 시간으로부터 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 액면 센서.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 온도차에 근거하여 상기 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별 수단을 더 구비하는 액면 센서.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 연산 수단은 버블링 단위 시간당 액체 사용량 데이터를 미리 기억시켜 두고, 상기 버블링용 가스의 버블링 시간과 상기 버블링 단위 시간당 액체 사용량 데이터로부터 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량을 산출하는 액면 센서.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 연산 수단은 상기 온도차의 하강 타이밍 기간으로부터 상기 온도차의 상승 타이밍 기간까지의 시간을 계측함으로써, 상기 버블링 시간을 구하는 액면 센서.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 연산 수단에서 산출한 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량 또는 상기 액체의 잔량을 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 액면 센서.
  11. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서,
    상기 액체 용기 내부에 배치되는 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와,
    상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 상기 버블링 기간의 횟수로부터 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 액면 센서.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 온도차에 근거하여 상기 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별 수단을 더 구비하는 액면 센서.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 연산 수단은 버블링 기간 1회당 액체 사용량 데이터를 미리 기억시켜 두고, 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수와 상기 버블링 기간 1회당 액체 사용량 데이터로부터 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량을 산출하는 액면 센서.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 연산 수단은 상기 온도차의 하강 타이밍 및 상기 온도차의 상승 타이밍중 적어도 하나를 검출하여, 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 액면 센서.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 연산 수단에서 산출한 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량 또는 상기 액체의 잔량을 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 액면 센서.
  16. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 수용된 액체의 액면 레벨을 검출하기 위한 액면 센서로서,
    상기 액체 용기 내부에 배치되는, 제 1 자기 가열용 센서 프로브 및 제 1 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 1 센서 프로브부와,
    하단 높이 위치가 상기 제 1 센서 프로브부의 하단 높이 위치보다 높아지도록 상기 액체 용기 내부에 배치되는, 제 2 자기 가열용 센서 프로브 및 제 2 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 2 센서 프로브부와,
    상기 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 1 온도 측정용 센서 프로브의온도차와, 상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 각각 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여, 상기 버블링용 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하는 제 1 연산 수단과,
    상기 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 상기 버블링 기간의 횟수와 상기 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량을 산출하는 제 2 연산 수단을 구비하는 액면 센서.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여, 상기 액체의 액면 레벨을 판별하는 액면 레벨 판별 수단을 더 구비하는 액면 센서.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 연산 수단은, 상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여, 상기 액체의 액면 레벨이 상기 제 2 센서 프로브부의 하단 높이 위치에 도달할 때까지의 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하여, 상기 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하는 액면 센서.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 제 2 센서 프로브부는 복수 그룹 구비되며, 상기 각 그룹의 제 2 센서 프로브부의 하단 높이 위치가 다르고,
    상기 제 1 연산 수단은, 상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여, 상기 액체의 액면 레벨이 상기 각 제 2 센서 프로브부의 하단 높이 위치에 도달할 때까지의 상기 버블링용 가스의 버블링 기간 횟수를 순차적으로 카운트하여, 상기 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 갱신해가는 액면 센서.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 제 1 연산 수단은, 상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차의 하강 타이밍 및 그 온도차의 상승 타이밍중 적어도 하나를 검출하여, 상기 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 액면 센서.
  21. 제 16항에 있어서, 상기 제 2 연산 수단은, 상기 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차의 하강 타이밍 및 그 온도차의 상승 타이밍중 적어도 하나를 검출하여, 상기 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 액면 센서.
  22. 제 16항에 있어서, 상기 제 2 연산 수단에서 산출한 상기 액체 용기에서의 상기 액체의 사용량 또는 상기 액체의 잔량을 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 액면 센서.
  23. 액체를 수용하는 용기 본체와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 버블링용 가스를 상기 용기 본체 내부에 도입하는 가스 도입부와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 상기 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 상기 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와,
    상기 용기 본체 내부에 배치된 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와,
    상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 버블링 계수 수단을 구비하는 액체 용기.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 용기 본체 내부에 수용된 액체를 가열하는 히터와,
    상기 용기 본체 내부의 액체 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 액체 용기.
  25. 제 23항에 있어서, 상기 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 액체 용기.
  26. 액체를 수용하는 용기 본체와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 버블링용 가스를 상기 용기 본체 내부로 도입하는 가스 도입부와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 상기 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 상기 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와,
    상기 용기 본체 내부에 배치된 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와,
    상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 시간을 구하고, 상기 버블링 시간으로부터 상기 액체의 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 액체 용기.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 용기 본체 내부에 수용된 액체를 가열하는 히터와,상기 용기 본체 내부의 액체의 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 액체 용기.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 액체 용기.
  29. 액체를 수용하는 용기 본체와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 버블링용 가스를 상기 용기 본체 내부에 도입하는 가스 도입부와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 상기 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 상기 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와,
    상기 용기 본체 내부에 배치된 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브와,
    상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 상기 버블링 기간의 횟수로부터 상기 액체의 사용량을 산출하는 연산 수단을 구비하는 액체 용기.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 용기 본체 내부에 수용된 액체를 가열하는 히터와,
    상기 용기 본체 내부의 액체 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 액체 용기.
  31. 제 29항에 있어서, 상기 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 액체 용기.
  32. 액체를 수용하는 용기 본체와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 버블링용 가스를 상기 용기 본체 내부에 도입하는 가스 도입부와,
    상기 용기 본체에 설치되며, 상기 버블링용 가스의 버블링에 의해 생성된 가스를 상기 용기 본체의 외부로 도출하는 가스 도출부와,
    상기 용기 본체 내부에 배치된, 제 1 자기 가열용 센서 프로브 및 제 1 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 1 센서 프로브부와,
    하단 높이 위치가 상기 제 1 센서 프로브부의 하단 높이 위치보다 높아지도록 상기 용기 본체 내부에 배치된, 제 2 자기 가열용 센서 프로브 및 제 2 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 2 센서 프로브부와,
    상기 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차와, 상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 각각 검출하는 온도차 검출 수단과,
    상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의온도차에 근거하여, 상기 버블링용 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하는 제 1 연산 수단과,
    상기 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 상기 버블링 기간의 횟수와 상기 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 상기 액체의 사용량을 산출하는 제 2 연산 수단을 구비하는 액체 용기.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 용기 본체 내부에 수용된 액체를 가열하는 히터와,
    상기 용기 본체 내부의 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 액체 용기.
  34. 제 32항에 있어서, 상기 가스 도출부는 막형성 장치와 접속되어 있는 액체 용기.
  35. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 자기 가열용 센서 프로브 및 상기 온도 측정용 센서 프로브를 배치하고, 상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하는 액체량 검지 방법.
  36. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 배치하고, 상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 시간을 구하여, 상기 버블링 시간으로부터 상기 액체 용기 내부에 수용된 액체의 사용량을 산출하는 액체량 검지 방법.
  37. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 자기 가열용 센서 프로브 및 온도 측정용 센서 프로브를 배치하고, 상기 자기 가열용 센서 프로브와 상기 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 상기 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하고, 상기 버블링 기간의 횟수로부터 상기 액체 용기 내부에 수용된 액체의 사용량을 산출하는 액체량 검지 방법.
  38. 버블링용 가스가 도입되는 액체 용기 내부에 배치되는, 제 1 자기 가열용 센서 프로브 및 제 1 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 1 센서 프로브부와, 하단 높이 위치가 상기 제 1 센서 프로브부의 하단 높이 위치보다 높아지도록 상기 액체 용기 내부에 배치되는, 제 2 자기 가열용 센서 프로브 및 제 2 온도 측정용 센서 프로브로 이루어지는 제 2 센서 프로브부를 가지는 액면 센서를 이용하고,
    상기 제 2 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 2 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하며, 그 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간 1회당 액체 사용량을 산출하고, 그 후, 상기 제 1 자기 가열용 센서 프로브와 상기 제 1 온도 측정용 센서 프로브의 온도차를 검출하여, 그 온도차에 근거하여 상기 버블링용 가스의 버블링 기간의 횟수를 카운트하며, 상기 버블링 기간의 횟수와 상기 버블링 기간 1회당 액체 사용량으로부터 상기 액체 용기 내부에 수용된 액체의 사용량을 산출하는 액체량 검지 방법.
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