KR20070108727A - 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및진단방법 - Google Patents

화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학증착 공정 중 용기 내 잔존하는 전구체의 수위를 초음파의 송/수신을 통해 감지하되 일정시간 지연시켜 필터링 및 노이즈를 제거토록 함으로서 보다 정확한 잔존량을 체크할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및 진단방법에 관한 것으로,
전구체(200a)의 수면을 향해 상기 초음파를 송신하고 상기 수면으로부터 반사된 초음파를 일정시간 지연시켜 수신하는 초음파 센서장치(410)와; 문턱 전압을 최대 진폭의 절반정도로 조절하여 문턱전압을 넘어서지 않은 값들은 필터링에 의해 제거토록 하며, 필터링된 데이터와 이미 설정되어 있는 기준수위를 비교하여 수위가 기준이하일 경우 알람출력신호를 인가하는 초음파 제어부(410)를 포함하여 구성함이 특징이며;
반도체 제조공정 중 웨이퍼의 화학 증착 공정에서 초음파를 지연시킨 상태에서 수신토록 하여 노이즈를 제거하고 아울러 문턱전압 이상의 전압만을 체크하여 보다 정확한 전구체의 수위를 실시간으로 측정함으로서 전구체의 고갈로 인한 피해를 사전에 방지함으로써 제품 불량율을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
화학증착, 용기, 전구체, 잔존량, 진단

Description

화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및 진단방법{Diagnostic Device And Method Of Measuring Quantity Of Precursor For CVD Process}
도 1은 본 발명에 따른 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 초음파 센서장치 및 제어부 구성도.
도 3은 본 발명의 초음파 송신신호 및 수신신호 파형도.
도 4는 본 발명의 실제 거리측정 그래프도.
도 5는 본 발명에 따른 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단방법에 대한 순서도.
* 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 *
100 : 봄베 100a : 운반기체
110 : 제 1파이프 200 : 용기
200a : 전구체 210 : 제 2파이프
300 : 반응기 300a : 웨이퍼
410: 초음파 센서장치 420 초음파 제어부
500 : 알람발생기
본 발명은 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및 진단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학증착 공정 중 용기 내 잔존하는 전구체의 수위를 초음파의 송/수신을 통해 감지하되 일정시간 지연시켜 필터링 및 노이즈를 제거토록 함으로서 보다 정확한 잔존량을 체크할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및 진단방법에 관한 것이다.
일반 코팅 기술 뿐 아니라 반도체 공정에서 화학증착 공정의 중요성은 점점 증대하고 있다. 특히 선폭이 감소함에 따라 기존의 물리적 증착 공정의 한계로 층덮힘(step coverage) 특성이 우수한 화학 전구체를 사용하는 화학 증착 공정에 대한 관심이 증대되고 있다. 또한 화학 증착 공정과 더불어 층덮힘 특성이 보다 뛰어난 원자층 증착 (atomic layer deposition) 공정도 많이 사용되고 있다.
일반적으로 화학 증착 공정은 용기내 액체 상태의 화학 전구체를 여러 방법으로 기화시켜, 기화된 화학 기체를 반응로내로 주입, 기판에 증착할 수 있게 한다.
특히 반도체 라인 등에서는 상기 반응로 내에서 화학 전구체를 이용하여 보통 수십매 이상의 웨이퍼가 연속으로 증착되는데 도중에 화학 전구체가 고갈될 경우 심각한 문제가 발생된다.
따라서 증착 공정 이후에 웨이퍼에 증착된 화학 전구체의 상태를 확인하는 등의 사후 진단 방식을 취하고 있으며, 전구체의 남아있는 양을 공정 진행 중에 실 시간으로 진단할 만한 제반 진단구조의 마련이 부재한 문제점을 안고 있다.
이러한 문제점 개선을 위해 웨이퍼의 증착 매수를 계산하여 전구체가 용기에서 소모되기 이전에 교체하는 방법이 제시되고 있다.
하지만 전구체의 특성상 사용시간당 소모량에 대한 정확한 데이터 획득이 어렵기 때문에, 상기 종래 방법은 실효성이 떨어진다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 초음파를 이용하여 전구체 잔존량을 체크하되 노이즈를 제거하여 보다 정확한 데이터를 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 운반기체(100a)가 담긴 봄베(100); 상기 운반기체(100a)가 흐를 수 있도록 일측이 상기 봄베(100)에 배관된 제 1파이프(110); 액상의 전구체(200a)가 담기고, 상기 운반기체(100a)가 상기 전구체(200a)를 버블링하여 기화하도록 상기 제 1파이프(110)의 타측이 상기 전구체(200a)에 수장되어 배관되는 용기(200); 일측이 상기 전구체(200a)의 수면 위에 배치되게 상기 용기(200)에 배관되어 상기 전구체(200a) 및 운반기체(100a)가 이송되는 제 2파이프(210); 상기 제 2파이프(210)의 타측이 배관되고 내포된 웨이퍼(300a)에 대해 상기 전구체(200a)로 화학 증착 공정이 수행되는 반응기(300); 전구체(200a)의 수면을 향해 상기 초음파를 송신하고 상기 수면으로부터 반사된 초음파를 일정시간 지연시켜 수신하는 초 음파 센서장치(410)와; 문턱 전압을 최대 진폭의 절반정도로 조절하여 문턱전압을 넘어서지 않은 값들은 필터링에 의해 제거토록 하며, 필터링된 데이터와 이미 설정되어 있는 기준수위를 비교하여 수위가 기준이하일 경우 알람출력신호를 인가하는 초음파 제어부(410)를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 초음파 센서장치는, 용기내의 수면을 맞고 돌아오는 음파중 일정시간 지연시켜 필터링 후 신호를 수신하는 초음파 수신부(411)와; 상기 초음파 수신부가 일정시간 지연 후 수신한 해당 음파의 신호를 증폭처리하는 수신증폭부(412)와; 상기 수신증폭부를 통해 입력한 수신음파를 기준신호와 비교하여 기준신호보다 높으면 디지털 신호로 변환하는 비교부(413)와; 초음파 제어부의 제어에 따라 음파를 발사하기 위한 주파수를 발생하는 송신부(414)로 이루어짐이 특징이다.
또한, 화학 증착 공정에 있어서,
액상의 전구체(200a)를 버블링하여 기화하는 단계(S1000); 상기 전구체(200a)로 웨이퍼(300a)를 화학 증착하는 단계(S2000); 용기(200)의 하부에 부착된 초음파 센서(410)에서 펄스상의 초음파를 전구체(200a)의 수면을 향해 방출하는 단계(S3000); 일정시간 수신타임을 지연시키도록 하여 서스용기 두께에 해당하는 데이터를 제거하면서 초음파를 수신하는 단계(S4000); 수신된 데이터 중에서 기준전압에 미치지 못하는 노이즈를 제거하는 단계(S5000); 노이즈를 제거하고 난후 연산된 전구체의 수위 데이터와 이미 설정되어 있는 기준수위를 비교하는 단계(S6000); 전구체(200a)의 수위가 상기 기준수위보다 높다면 증착공정을 계속 진 행할 수 있는 상태이므로 웨이퍼(300a)에 대한 증착 공정은 계속 진행하고, 초음파 센서(410)는 다시 초음파를 상기 전구체(200a)의 수면을 향해 방출하며, 상기의 초음파 제어부(420)를 통한 판별까지의 단계를 반복하는 단계(S7000)로 이루어짐이 특징이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 초음파 센서장치 및 제어부 구성도.
도 3은 본 발명의 초음파 송신신호 및 수신신호 파형도로서,
본 발명의 전구체 잔존량 진단장치는 전구체(200a)를 웨이퍼(300a)에 화학 증착하는 공정에서 전구체(200a)가 웨이퍼(300a)를 증착함에 따라 감소되는 전구 체(200a)의 수위를 연속적으로 측정하도록 초음파 센서장치(410) 및 초음파 제어부(420)를 부가 설치한 것이 주요한 특징이며, 진단결과 액상의 전구체(200a)의 수위가 설정된 기준수위보다 낮아졌을 경우 알람음향 또는 경고화면을 출력하도록 하여 증착 공정의 중단을 유도할 수 있다.
본 발명의 전체 구성을 살펴보면, 운반기체(100a)가 담긴 봄베(100)와, 일측이 상기 봄베(100)에 배관된 제 1파이프(110)와, 액상의 전구체(200a)가 담기고 제 1파이프(110)의 타측이 전구체(200a)에 수장되어 배관되는 용기(200)와, 일측이 전구체(200a)의 수면 위로 배치되게 용기(200)에 배관되는 제 2파이프(210) 및 제 2파이프(210)의 타측이 배관되고 웨이퍼(300a)가 내포된 반응기(300)로 구성되는 화학 증착을 위한 장치를 구비하며, 아울러 용기(200)의 하부에 설치되어 초음파를 송/수신하는 초음파 센서장치(410)와, 상기 초음파 신호를 통해 전구체(200a)의 수위를 연산하고 기준수위와의 상대적인 높낮이를 판별하는 초음파 제어부(420)와, 상기 판별결과에 따라 전구체(200a)의 수위가 기준수위보다 낮을 경우 경고음향을 발생하는 알람발생기(500)가 순차적으로 연결되어 구성된다.
봄베(100)에는 고압의 운반기체(100a)가 담겨 있으며, 용기(200)에 제 1파이프(110)로 배관되어 있다. 제 1파이프(110)는 일측이 봄베(100)에 배관되고 타측은 용기(200) 내로 유입되어 액상의 전구체(200a) 내로 수장되어 있다. 따라서 운반기체(100a)는 제 1파이프(110)를 통해 전구체(200a)로 주입되고 이로인해 전구체(200a)는 버블링된다.
또한 용기(200)에는 제 2파이프(210)가 배관되어 있는데, 제 2파이프(210)는 일측이 용기(200) 내로 유입되어 전구체(200a)의 수면 위에 배치되어 있다. 앞서 언급된 버블링에 따라 기화된 전구체(200a)는 제 2파이프(210)를 통해 배출된다.
그리고 제 2파이프(210)는 반응기(300)에 연결되어 있다. 따라서, 기화된 전구체(200a)가 반응기(300)로 유입되어 내포된 웨이퍼(300a)에 대해 화학 증착을 수행한다.
이러한 화학 증착 공정이 진행됨에 따라 용기(200)에 담긴 전구체(200a)의 양은 점점 줄어들게 되고 어느 시점에는 더 이상 상기 공정을 수행할 수 없을 정도에 이르게 된다. 따라서, 전구체(200a)의 부족으로 인한 불량품의 발생을 최소화하고 전구체(200a)의 정확한 교체 시기를 알 수 있도록 전구체(200a)의 남아있는 양, 즉 전구체(200a)의 수위를 실시간으로 파악하는 것이 필요하다.
이를 위해 본 발명에서는, 초음파를 전구체(200a)의 하단에서 전구체(200a)의 수면으로 방출하고 수면에서 반사되어 돌아오는 상기 초음파를 수신하여 현재 남아있는 전구체(200a)의 수위를 판정한 후, 이를 기준이 되는 수위와 비교하여 전구체(200a)의 부족여부를 판정하도록 구성하고 있다.
상기 용기(200)의 하부에 부착되는 초음파 센서장치(410)에서 전구체(200a)의 수면을 향해 상기 초음파를 송신하고 상기 수면으로부터 반사된 초음파를 감지하며, 초음파 제어부(420)에서 상기 감지된 초음파를 수신하여 송/수신된 각 초음파에 관한 아날로그 신호를 검출한다.
이하에서 본 발명의 핵심구성요소인 초음파 센서장치(410)와 초음파 제어부(420)의 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 초음파 센서장치(410)는, 용기내의 수면을 맞고 돌아오는 음파중 일정시간 지연시켜 필터링 후 신호를 수신하는 초음파 수신부(411)와;
상기 초음파 수신부(411)가 일정시간 지연 후 수신한 해당 음파의 신호를 증폭처리하는 수신증폭부(412)와;
상기 수신증폭부(412)를 통해 입력한 수신음파를 기준신호와 비교하여 기준신호보다 높으면 디지털 신호로 변환하는 비교부(413)와;
상기 비교부를 통해 입력한 디지탈 신호에 따라 기준신호보다 높을 경우에 그때의 시간을 거리로 변환하며, 그 거리가 기준이하일 경우에는 경보음을 출력토록 제어하는 초음파 제어부(420)와;
초음파 제어부(420)의 제어에 따라 음파를 발사하기 위한 주파수를 발생하는 송신부(414)로 이루어진다.
상기와 같이 이루어지는 초음파 센서장치(410)는 먼저 초음파 제어부(420)가 제어신호를 출력하여 초음파 송신부(414)를 이용하여 일정음파를 용기 수면에 발사한다.
이후 초음파는 용기의 수면을 통해 반사되어 초음파 수신부로 입력되며 동시에 용기의 바닥면과 액상의 접면을 통해 반사되는 초음파 역시 초음파 수신부로 입력된다.
본 발명은 용기의 바닥면과 액상의 접면을 통해 반사되는 초음파를 필터링하기 위해 초음파 수신부(411)에서 일정시간 수신시간을 지연시키도록 하며, 일정시간이 지난 다음에 수신토록 한다.
이는 본 발명의 기술내용이 용기에 담긴 전구체의 수면 높이를 측정하는 것인데 용기 바닥면의 두께도 동시에 측정되어 에러를 일으킬 수 있는 요인이 되기 때문이며, 따라서 본 발명에서는 초음파 발사후 일정시간은 신호를 필터링토록 하여 용기 바닥면의 두께에 의한 노이즈를 걸러낼 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 기준전압 이상의 신호만을 추출토록 하여 큰 노이즈가 수신된 경우 이를 삭제토록 하는바, 이를 위해 초음파 제어부(420)는 소정수신된 신호가 증폭처리되어 입력되면, 일정기준 이상의 신호만을 분리 처리하고 그때의 시간을 거리로 환산한다.
그리고, 환산된 거리가 기준이하여서 남아 있는 전구체가 기준량 이하일 경우에는 경보음을 출력하여 전구체를 교체토록 유도한다.
도 5는 본 발명에 따른 화학 증착 공정시 용기(200) 내의 전구체(200a) 잔존량 진단방법에 대한 순서도이다. 도 5에 도시된 바와 같이,
봄베(100) 내의 운반기체(100a)는 용기(200) 내의 액상 전구체(200a)를 버블링하고 기화시켜 반응기(300)로 운반한다(S1000).
반응기(300)로 운반된 전구체(200a)는 반응기(300)에 내포된 웨이퍼(300a)에 화학 증착한다(S2000).
이러한 단계가 연속적으로 수행될 때 용기(200) 내의 전구체(200a)의 수위를 측정하기 위하여 용기(200)의 하부에 부착되어 있는 초음파 센서장치(410)에서 상기 전구체(200a)의 수면을 향해 펄스상의 초음파를 방출한다(S3000). 상기 초음파는 상기 전구체(200a)의 수면에서 반사되어 다시 초음파 수신부(410)로 되돌아 오 는데, 이를 초음파 수신부(420)가 수신하게 된다(S4000).
이때, 초음파 제어부에서는 상기 수신단계전에 일정시간 수신타임을 지연시키도록 하여 서스용기 두께에 해당하는 데이터를 제거한다.
그리고, 수신된 데이터 중에서 기준전압에 미치지 못하는 노이즈를 제거한다.(S5000)
이후, 상기 디지털 신호가 가지고 있는 데이터를 분석하여 상기 전구체(200a)의 수위를 연산한다. 연산의 원리는 특정 물체에 초음파를 방출하고 그 초음파가 도달할 때까지의 시간을 측정하면 "거리 = 속도 ×경과시간"의 관계를 갖으므로 초음파의 속도 및 디지털화 된 초음파 신호의 발생시간 간격으로 경과시간을 파악하게 되면 거리, 즉 전구체(200a)의 수위를 측정할 수 있다는 것이다.
즉, 노이즈가 너무 커서 수면 에코피크들과 혼동될 수 있으므로 문턱 전압을 최대 진폭의 절반정도로 조절하여 문턱전압을 넘어서지 않은 값들은 필터링에 의해 제거토록 함으로서 에코피크와 노이즈들이 혼동이 일어나는 것을 방지토록 하며, 이러한 연산의 결과를 가지고 전구체(200a)의 수위와 이미 설정되어 있는 기준수위를 비교한다(S6000).
이 때, 만일 전구체(200a)의 수위가 상기 기준수위보다 낮다면 증착 공정을 계속 진행할 수 없는 상태이므로 초음파 제어부(410)는 경고음향을 발생하도록 신호를 출력하고, 알람발생기(500)를 통해 경고음을 디스플레이한다.
그러나 본 발명에서는 경고상태에 대한 출력수단으로 음향을 방출하는 알람발생기(500)를 예시하였으나 이에 국한되는 것은 아니고, 사용자에게 경고할 수 있 는 다른 수단, 예를 들면 경고화면을 화상으로 출력하는 모니터 또는 일정한 색의 빛을 방출하는 램프 등도 가능할 것이다.
그러나, 만일 전구체(200a)의 수위가 상기 기준수위보다 높다면 증착공정을 계속 진행할 수 있는 상태이므로 웨이퍼(300a)에 대한 증착 공정은 계속 진행되고, 초음파 센서(410)는 다시 초음파를 상기 전구체(200a)의 수면을 향해 방출하며, 상기의 초음파 제어부(420)를 통한 판별까지의 단계가 반복된다(S7000).
도 4는 본 발명에 따른 초음파 센서장치 및 초음파 제어부(410, 420)를 오실로스코프에 연결하여 얻은 측정결과를 도시한 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, X축은 시간을 초 단위로 나타내고, Y축은 진폭을 나타낸다.
계산의 편의를 위해 상기 유체를 물이라고 하고, 물에서의 초음파의 속도가 약 1024m/sec이며, 초음파가 송신되는 시간인 't1'에서 물의 수면에서 반사된 초음파의 펄스 발생시간 't2'까지의 시간 간격은 약 38.9㎲로 측정되었다.
본 발명은 5us의 지연타임을 실시하여 상기 시간동안 측정된 데이터는 무시토록 하며, 상기 5us는 실제 바닥면의 두께에 해당한다.
상기에서 언급한 바와 같이 "거리 = 속도 ×경과시간"이므로 "초음파의 왕복거리 = 1024m/sec(물에서의 초음파의 속도) ×48.9㎲('t1'에서 't2'까지의 시간 간격)"을 계산하면 약 50mm의 값이 나오게 된다. 이는 왕복거리이므로 편도거리만을 계산하면 약 25mm라는 물의 수위가 나오게 되어 정확한 값을 얻었음을 알 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 화학 증착 공정시 용기(200) 내의 전구 체(200a) 잔존량 진단장치 및 진단방법에서, 본 발명에 따른 전구체(200a)는 어느 특정한 전구체(200a)에 한정되는 것이 아니라, 초음파를 통한 전구체(200a)의 수위측정은 모든 전구체(200a)에서 가능하므로 화학 증착에 사용되는 무기, 유기 및 유기금속 화합물 등의 모든 전구체(200a)에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 화학 증착 공정 뿐만 아니라, 액상 전구체(200a)를 사용하는 다른 증착 공정, 예를 들면, 원자층 증착(atomic layer deposition) 공정 등에 사용될 수 있다.
아울러 본 발명에서는 봄베(100)에 저장된 운반가스가 용기(200)에 담긴 전구체(200a)를 버블링하여 반응기(300)로 운반하는 시스템이 예시되었지만, 이에 국한되지 않고 인젝션 타입(injection type)으로 전구체(200a)를 반응기(300)에 주입하는 것도 가능하다.
한편, 공정중 운반개스를 전구체 용기에 주입하여 버블링할때 또는 용기에 전구체를 리필할때 순간적으로 수면이 흔들려 초음파 측정이 불가능하게 된다. 따라서, 모니터링이 불가능하거나 알람이 오동작하게 되며, 이러한 점을 개선하기 위하여 본 발명에서는 시간당 순위변화가 일정수준 이상 급격히 변화시에는 프로그램상에서 이들 변화수위를 제외토록 한다.
즉, 이러한 프로그램이 들어가지 않을 경우에는 버블링이나 리필할 경우 수위가 흔들려 제대로 모니터링이 어렵게 되고 알람도 오동작을 하게 되므로, 필수적으로 알람을 제외시키는 프로그램이 포함되어야 하는 것이다.
상술한 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및 진단방법에 의하면, 반도체 제조공정 중 웨이퍼의 화학 증착 공정에서 초음파를 지연시킨 상태에서 수신토록 하여 노이즈를 제거하고 아울러 문턱전압 이상의 전압만을 체크하여 보다 정확한 전구체의 수위를 실시간으로 측정함으로서 전구체의 고갈로 인한 피해를 사전에 방지함으로써 제품 불량율을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (3)

  1. 운반기체(100a)가 담긴 봄베(100);
    상기 운반기체(100a)가 흐를 수 있도록 일측이 상기 봄베(100)에 배관된 제 1파이프(110);
    액상의 전구체(200a)가 담기고, 상기 운반기체(100a)가 상기 전구체(200a)를 버블링하여 기화하도록 상기 제 1파이프(110)의 타측이 상기 전구체(200a)에 수장되어 배관되는 용기(200);
    일측이 상기 전구체(200a)의 수면 위에 배치되게 상기 용기(200)에 배관되어 상기 전구체(200a) 및 운반기체(100a)가 이송되는 제 2파이프(210);
    상기 제 2파이프(210)의 타측이 배관되고 내포된 웨이퍼(300a)에 대해 상기 전구체(200a)로 화학 증착 공정이 수행되는 반응기(300);
    전구체(200a)의 수면을 향해 상기 초음파를 송신하고 상기 수면으로부터 반사된 초음파를 일정시간 지연시켜 수신하는 초음파 센서장치(410)와;
    문턱 전압을 최대 진폭의 절반정도로 조절하여 문턱전압을 넘어서지 않은 값들은 필터링에 의해 제거하고, 필터링된 데이터와 이미 설정되어 있는 기준수위를 비교하여 수위가 기준이하일 경우 알람출력신호를 인가하며, 시간당 수위변화가 일정수준 이상 급격히 변화시 알람을 제외하는 초음파 제어부(410)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 센서장치는, 용기내의 수면을 맞고 돌아오는 음파중 일정시간 지연시켜 필터링후 신호를 수신하는 초음파 수신부(411)와;
    상기 초음파 수신부가 일정시간 지연후 수신한 해당 음파의 신호를 증폭처리하는 수신증폭부(412)와;
    상기 수신증폭부를 통해 입력한 수신음파를 기준신호와 비교하여 기준신호보다 높으면 디지털 신호로 변환하는 비교부(413)와;
    초음파 제어부의 제어에 따라 음파를 발사하기 위한 주파수를 발생하는 송신부(414)로 이루어짐을 특징으로 하는 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치.
  3. 화학 증착 공정에 있어서,
    액상의 전구체(200a)를 버블링하여 기화하는 단계(S1000);
    상기 전구체(200a)로 웨이퍼(300a)를 화학 증착하는 단계(S2000);
    용기(200)의 하부에 부착된 초음파 센서(410)에서 펄스상의 초음파를 전구체(200a)의 수면을 향해 방출하는 단계(S3000);
    일정시간 수신타임을 지연시키도록 하여 서스용기 두께에 해당하는 데이터를 제거하면서 초음파를 수신하는 단계(S4000);
    수신된 데이터 중에서 기준전압에 미치지 못하는 노이즈를 제거하는 단계(S5000);
    노이즈를 제거하고 난후 연산된 전구체의 수위 데이터와 이미 설정되어 있는 기준수위를 비교하는 단계(S6000);
    전구체(200a)의 수위가 상기 기준수위보다 낮다면 알람을 출력하고, 높다면 증착공정을 계속 진행할 수 있는 상태이므로 웨이퍼(300a)에 대한 증착 공정은 계속 진행하며, 시간당 순위변화가 일정수준 이상 급격히 변화시에는 알람을 제외하고, 초음파 센서(410)는 다시 초음파를 상기 전구체(200a)의 수면을 향해 방출하며, 상기의 초음파 제어부(420)를 통한 판별까지의 단계를 반복하는 단계(S7000)로 이루어짐을 특징으로 하는 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102028831B1 (ko) * 2018-04-26 2019-11-14 정성수 용접용 초음파 기화장치
CN110504195A (zh) * 2019-08-22 2019-11-26 上海华力集成电路制造有限公司 反应腔体的水气监测方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100494656B1 (ko) * 2003-08-12 2005-06-13 한국표준과학연구원 유기금속화학증착 공정을 위한 전구체 변질 진단장치 및진단방법
KR100592977B1 (ko) * 2003-10-20 2006-06-23 한국표준과학연구원 화학 증착 공정시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및진단방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102028831B1 (ko) * 2018-04-26 2019-11-14 정성수 용접용 초음파 기화장치
CN110504195A (zh) * 2019-08-22 2019-11-26 上海华力集成电路制造有限公司 反应腔体的水气监测方法
KR20220127612A (ko) 2021-03-11 2022-09-20 포이스주식회사 초음파를 이용한 반도체 제조용 화학약품 잔량 관리시스템

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