KR20220122479A - 기준 온도센서를 구비한 캐니스터 내의 온도 변화를 이용한 전구체 레벨 측정 방법 - Google Patents

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김대현
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Abstract

본 발명은 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 측정하는 방법에 관한 것으로, 일 실시예에서, 캐니스터 내부에 설치된 기준 온도센서의 측정값에 기초하여 공정의 개시 시점을 판단하는 단계; 공정 개시 전 또는 개시 후, 캐니스터 내부의 소정 지점의 제1시점 온도를 측정하는 단계; 제1시점 온도의 측정으로부터 임의의 시간 이후에, 상기 지점의 제2시점 온도를 측정하는 단계; 및 제1시점 온도와 제2시점 온도의 차이값에 기초하여, 상기 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 출력하는 단계;를 포함하는 전구체 레벨 측정 방법을 개시한다.

Description

기준 온도센서를 구비한 캐니스터 내의 온도 변화를 이용한 전구체 레벨 측정 방법 {Method for measuring level of precursor by using temperature change in canister having reference temperature sensor}
본 발명은 기화기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 측정할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체, 디스플레이, 발광다이오드 등 전자재료의 제조 공정에 있어서 필수적인 박막을 입히는 화학기상장치(CVD)나 원자층 증착장치(ALD) 등과 같은 처리 설비에 사용되는 각종 원료(전구체)는 가스, 액체, 또는 고체의 형태로 공급된다.
가스의 형태를 가진 원료의 경우는 압력을 조절하여 일정량을 공급할 수 있는 방법으로 사용되지만 액체나 고체의 경우에는 자체적인 압력이 매우 낮기 때문에 대부분 캐니스터라는 앰플에 담아서, 캐리어 가스(불활성 가스)를 이용한 버블링이나 가열을 통한 증기 발생을 통해서 기화를 시킨 이후에 반응 챔버로 공급하는 방법을 사용하고 있다.
도1은 종래 일반적인 기화기 시스템을 개략적으로 도시하였다. 도1을 참조하면 일반적인 기화기 시스템은 캐니스터(10), 캐니스터(10)로 캐리어 가스를 이송하는 제1 배관(L1), 캐니스터(10)에서 처리설비(예를 들면 화학증기증착(CVD) 장치나 이온 주입장치와 같은 반도체 가공 장비의 공정챔버)로 가스를 이송하는 제2 배관(L2), 제1 배관(L1)과 제2 배관(L2)을 연결하는 제3 배관(L3), 그리고 각 배관(L1,L2,L3)에 설치된 하나 이상의 밸브들(V1,V2,V3)로 구성된다.
이러한 구성에서, 캐니스터(10)에 액체나 고체 형태의 원료(전구체)를 넣은 후 제1 배관(L1)을 통해 캐리어 가스를 캐니스터(10)에 공급하여 전구체를 일정량씩 기화 또는 승화시키고 이렇게 기화 또는 승화된 전구체와 캐리어 가스를 제2 배관(L2)을 통해 처리설비로 이송하여 공급한다.
이러한 종래 기화기 시스템에서 캐니스터(10)에 채워진 전구체가 모두 소모되거나 전구체의 잔량이 기준치 이하가 되면 캐니스터(10)를 교체해야 하는데, 이를 위해 캐니스터(10)에 저장된 전구체의 잔량을 정확하게 측정할 필요가 있다.
종래 전구체의 잔량을 측정하기 위한 기술로서 저울을 사용하여 전구체의 무게를 측정하고 있는데, 이러한 기술은 온도 변화 등과 같은 작업 조건에 따라서 측정의 정확도를 담보할 수 없는 문제가 발생하곤 한다.
특허문헌1: 한국 공개특허공보 제2020-0055872호 (2020년 5월 22일 공개)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전구체의 레벨(표면 또는 수위)을 측정할 수 있는 레벨 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 측정하는 방법으로서, 상기 캐니스터 내부에 설치된 기준 온도센서의 측정값에 기초하여 공정의 개시 시점을 판단하는 단계; 공정 개시 전 또는 개시 후, 캐니스터 내부의 소정 지점의 제1시점 온도를 측정하는 단계; 제1시점 온도의 측정으로부터 임의의 시간 이후에, 상기 지점의 제2시점 온도를 측정하는 단계; 및 제1시점 온도와 제2시점 온도의 차이값에 기초하여, 상기 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 출력하는 단계;를 포함하는 전구체 레벨 측정 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 측정하는 방법으로서, 상기 캐니스터 내부에 설치된 기준 온도센서의 측정값에 기초하여 공정의 개시 시점을 판단하는 단계; 공정 개시 후, 캐니스터 내부의 제1 지점의 온도센서의 제1 센서온도 및 제1 지점에서 하방으로 소정 거리 이격된 제2 지점의 온도센서의 제2 센서온도를 각각 측정하는 단계; 및 제1 센서온도와 제2 센서온도의 차이값에 기초하여, 상기 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 출력하는 단계;를 포함하는 전구체 레벨 측정 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 정확히 측정할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 변화 등과 같은 작업 환경에 영향을 받지 않으면서 캐니스터에 저장된 전구체의 잔량을 정확하게 측정할 수 있다.
도1은 종래 예시적인 기화기 시스템을 설명하는 도면,
도2는 캐니스터 내부의 온도 변화의 실험결과를 설명하는 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터를 설명하는 도면,
도4는 제1 실시예에서 전구체 레벨에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 설명하는 도면,
도5는 기준 온도센서에 기초하여 공정의 개시와 종료를 판단하는 방법을 설명하는 도면,
도6는 제1 실시예에서 전구체 감소에 따른 온도 변화를 설명하는 도면,
도7은 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 방법을 설명하는 도면,
도8은 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 벨 측정 장치를 설명하는 도면,
도9은 제2 실시예에서 전구체 감소에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 설명하는 도면,
도10는 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 방법을 설명하는 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 구성요소간 위치 관계를 설명하기 위해 '상부', '하부', '좌측', '우측', '전방', '후방' 등과 같이 위치나 방향을 나타내는 용어는 절대적 기준으로서의 위치나 방향을 의미하지 않을 수 있으며 각 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 때 해당 도면을 기준으로 또는 해당 구성요소를 기준으로 설명의 편의를 위해 사용되는 상대적 표현일 수 있다.
본 명세서에서 어떤 구성요소(A)가 다른 구성요소(B)에 연결(또는 결합, 체결, 부착 등)된다고 언급하는 경우 그것은 구성요소(A)가 다른 구성요소(B)에 직접적으로 연결되거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소를 개재하여 간접적으로 연결되는 것을 의미한다.
본 명세서의 도면들에 있어서 구성요소들의 길이, 두께, 또는 넓이는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이며 어느 한 구성요소와 다른 구성요소의 상대적 크기도 구체적 실시예에 따라 달라질 수 있다.
본 명세서에서 구성요소의 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '~를 포함한다', '~로 구성된다', 및 '~으로 이루어진다' 라는 표현은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
용어의 정의
본원 명세서에서, '유로', '라인', 및 '배관'은 가스가 이동할 수 있는 이송 공간을 의미한다.
본원 명세서에서 '흐름을 조절'한다고 함은 흐름을 막거나, 흐름을 허용하거나, 흐르는 양을 조절하는 것을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 유체의 흐름을 조절할 수 있는 구성요소는 유체의 흐름을 막거나, 유체의 흐름을 허용하거나, 흐르는 유체의 양을 조절하는 있는 구성요소로서, 밸브나 유체 부하가 있을 수 있다.
본원 명세서에서, '밸브'는 유체의 흐름을 조절할 수 있는 구성요소이며, 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하거나 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있는 구성요소를 의미하며, 예를 들면 온-오프 밸브와 컨트롤 밸브와 같은 기기들일 수 있다.
본원 명세서에서, '온-오프 밸브'는 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하는 밸브를 의미하고, '컨트롤 밸브'는 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하거나 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있는 밸브를 의미한다.
본원 명세서에서, '상류'와 '하류'는 유체가 흐르는 라인('유로')에서의 위치를 나타내기 위한 용어들로서, 구성요소 A가 구성요소 B보다 상류에 위치한다고 함은 유체가 구성요소 A에 먼저 도달하고 구성요소 A에 도달한 유체 중 적어도 일부의 유체가 구성요소 B에 도달하는 것을 의미한다. 또한, 구성요소 A가 구성요소 B보다 하류에 위치한다고 함은 유체가 구성요소 B에 먼저 도달하고 구성요소 B에 도달한 유체 중 적어도 일부의 유체가 구성요소 A에 도달하는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 기화기 시스템은 전구체를 기화시켜서 처리설비로 제공하는 장치이다. 처리설비는 예를 들면 화학증기증착(CVD: chemical vapor deposition) 장치 또는 이온 주입장치(ion implanter)와 같은 반도체 가공 장비의 공정챔버(process chamber)와 같은 장치들이 될 수 있다.
본원 발명에서 전구체(precursor)는 고체 전구체 또는 액체 전구체일 수 있다. 고체 전구체의 경우 '고체'는 예컨대 분말 등과 같이 미세입자 형태인 것도 포함한다. 전구체의 종류로서는, 예를 들어 몰리브덴(Mo: molybdenum), 붕소(B: boron), 인(P:phosphorous), 구리(Cu: copper), 갈륨(Ga:gallium), 비소(As:arsenic), 루테늄(Ru: ruthenium), 인듐(In: indium), 안티몬(Sb: antimony), 란탄(La: lanthanum), 탄탈륨(Ta: tantalum), 이리듐(Ir: iridium), 데카보란(B10H14: decaborane), 사염화 하프늄(HfCl4: hafnium tetrachloride), 사염화 지르코늄(ZrCl4: zirconium tetrachloride), 삼염화 인듐(InCl3: indium trichloride), 금속 유기 베타-디케토네이트 착물(metal organic β-diketonate complex), 사이클로펜타디에닐 사이클로헵타트리에틸 티타늄(CpTiChT:cyclopentadienyl cycloheptatrienyl titanium), 삼염화 알루미늄(AlCl3: aluminum trichloride), 요오드화 티타늄(TixIy:titanium iodide), 사이클로옥타테트라엔 사이틀로펜타디에닐 티타늄((Cot)(Cp)Ti: cyclooctatetraene cyclopentadienyltitanium), 비스(사이클로펜타디에닐)티타늄 디아지드 [bis(cyclopentadienyl)titanium diazide], 텅스텐 카르보닐(Wx(CO)y: tungsten carbonyl)(여기서, x와 y는 자연수), 비스(사이클로펜타디에닐)루테늄(II)[Ru(Cp)2: bis(cyclopentadienyl)ruthenium (II)], 삼염화 루테늄(RuCl3: ruthenium trichloride), 및 텅스텐 클로라이드(WxCly)(여기서, x와 y는 자연수) 중 적어도 하나를 포함하는 물질일 수 있다. 그러나 상술한 전구체의 종류는 예시적인 것이며 본 발명은 이러한 전구체들에만 한정되는 것이 아님을 당업자는 이해할 것이다.
이제 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 상술한 것처럼 전구체가 고체 또는 액체일 수 있으나, 본 명세서의 이하의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 전구체가 미세한 입자나 분말과 같은 고체로 이루어진 것으로 가정하고 설명하기로 한다.
도2는 캐니스터 내부의 온도 변화의 실험결과를 설명하는 도면으로, 도2(a)와 도2(c)는 각각 전구체가 캐니스터(10) 내부에서 제1 레벨(L1)과 제2 레벨(L2)에 위치하는 상태를 개략적을 도시하였다. 본 발명에 따르면 캐니스터(10) 내부에 적어도 하나의 온도센서(20)를 소정 높이마다 설치한다.
도2(a)와 도2(c)는 서로 높이를 다르게 하여 설치한 5개의 온도센서(20)를 포함하되 모든 온도센서(20)가 하나의 공통되는 프로브(30)에 각기 높이를 다르게 하여 설치되었다고 가정한다. 도2(b)와 도2(d)는 전구체가 각각 도2(a)와 도2(c)의 상태에 있을 때 각 온도센서(20)가 측정하는 온도를 나타낸 것으로 수평축은 시간이고 수직축은 온도를 나타내며, 각 색깔별로 구분한 5개의 그래프는 5개 온도센서(20)의 각각의 측정 온도를 의미한다.
도2(a)와 도2(b)를 참조하면, 온도센서(20) 중 일부가 전구체 내에 위치하고 일부는 밖에 위치한다. 처리 설비의 공정을 개시하는 경우, 예컨대 전구체를 기체로 승화(또는 기화)시켜 전구체를 외부의 처리 설비에 공급하게 되는데, 전구체 내부에는 승화열(또는 기화열)을 빼앗기게 되어 온도가 하강하지만 전구체가 없는 영역은 승화열(또는 기화열)의 영향이 없거나 거의 없으므로 온도가 변하지 않거나 아주 약간 증감하는 정도의 변화만 나타낸다. 그러나 도2(a)와 같이 하나의 공통 프로브(30)에 온도센서(20)를 모두 설치한 경우 온도센서(20) 간에 열전달이 발생하게 되고, 따라서 전구체 바깥 영역에 위치하는 온도센서(20)(즉, 도2(a)에서 위쪽 3개의 온도센서)에도 승화열(또는 기화열)로 인한 온도 하강의 영향이 미치게 된다.
즉 복수개의 온도센서를 하나의 프로브(30)에 설치할 경우 열전달로 인해 프로브의 전체 온도센서가 영향을 받으므로 정확한 온도 측정을 할 수 없음을 알 수 있다. 그러므로 복수개의 온도센서(20)를 캐니스터(10) 내부에 설치할 경우 바람직하게는 각 온도센서(20)가 서로간에 열적으로 독립(분리)되도록, 즉 열적으로 서로 영향을 받지 않도록 설계하는 것이 중요하며, 예를 들어 각 온도센서(20)를 각 프로브(30)에 하나씩 설치하는 것이 바람직할 수 있다. 물론 만일 각 온도센서(20)가 열적으로 독립되도록 프로브(30)를 설계한 경우라면 하나의 공통된 프로브(30)에 복수개의 온도센서(20)를 설치하여도 무방할 것이다.
한편 도2(c)에서는 전구체의 표면(레벨)이 전체 온도센서(20)의 아래쪽에 위치한다. 따라서 모든 온도센서(20)가 전구체의 승화나 기화에 의한 온도 변화의 영향을 거의 받지 않으며, 도2(d)의 그래프로 도시한 것처럼 공정 개시 전이나 공정 개시 후(즉, 전구체가 승화나 기화되어 외부의 처리 설비로 공급되기 시작한 후)의 측정 온도에 거의 변화가 없음을 알 수 있다.
일 실시예에서 본 발명은 캐니스터(10) 내부에서 전구체의 승화나 기화로 인한 상술한 온도 변화의 원리를 이용하여, 캐니스터 내부의 온도 측정에 기초하여 전구체의 레벨(높이)를 측정하는 레벨 측정 방법을 개시한다.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기화기 시스템의 일부 구성을 개략적으로 도시하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기화기 시스템은 도1에 도시한 것처럼 캐니스터(10)에 연결된 다수의 배관과 각 배관에 설치된 밸브들, 그리고 배관을 통한 유체의 흐름을 제어하기 위해 배관들에 설치되는 질량유량제어기(MFC), 질량 유량계(MFM), 그리고 캐니스터(10)를 가열하기 위한 히터 등의 구성요소들을 더 포함할 수 있으나, 본 명세서의 도면에서는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 이러한 각종 배관과 밸브 및 장치들을 생략하였음을 당업자는 이해할 것이다.
일 실시예에서 캐니스터(10)는 내부에 전구체를 수용하기 위한 공간을 가지며, 캐리어 가스를 캐니스터(10) 내부로 유입하기 위한 유입구(11) 및 캐니스터(10) 내부에 저장된 전구체를 캐리어 가스에 실어서 외부로 배출하는 유출구(12)를 포함할 수 있다. 전구체는 캐니스터(10) 내부에서 승화(고체인 경우)되어 가스 형태로 외부로 공급될 수 있다. 또한 캐니스터(10)는 온도센서(111)를 구비하며 내부 공간을 향해 연장되어 있는 프로브(100)를 포함한다.
온도센서(111)는 예컨대 열전대(thermocouple) 등의 공지의 온도센서로 구현될 수 있다. 도3에 도시한 실시예에는 하나의 온도센서(111)를 도시하였지만 발명의 구체적 실시 형태에 따라 하나 이상의 온도센서가 설치될 수 있고, 이 경우 각 온도센서마다 각각 프로브에 개별적으로 설치함으로써 온도센서간 열전달에 의해 영향을 방지할 수 있다. 그러나 만일 온도센서들 서로간에 열적으로 독립되도록, 즉 서로간에 온도의 영향이 없도록 설계할 경우 하나의 프로브(100)를 사용할 수도 있음은 물론이다.
일 실시예에서 프로브(100)는 내부에 빈 공간을 가지며 예컨대 스테인리스 스틸 등의 재질로 만들 수 있다. 온도센서(111)의 전선이 프로브(100)의 내부 공간을 통해 위로 연결되어 제어부(200)에 연결될 수 있고, 따라서 온도센서(111)가 측정한 온도 측정값이 제어부(200)로 전달될 수 있다.
도시한 실시예에서는 프로브(100)가 캐니스터(10)의 상부 케이스에 결합된 것으로 도시하였지만 구체적 실시 형태에 따라 프로브(100)의 설치 위치가 달라질 수 있다. 또한 대안적 실시예에서 온도센서(111)가 캐니스터(10)의 내부 측벽에 설치될 수도 있으며 이 경우 프로브(100)가 생략될 수도 있음도 이해할 것이다.
일 실시예에서 프로브(100)는 용접 등의 접합방식에 의해 캐니스터(10)에 결합되어 고정된다. 또는 프로브(100)는 예를 들어 VCR 피팅(Vacuum Coupling Radiation fitting), VCO 피팅(Vacuum Coupling O-ring fitting), UPG 피팅(Universal Pipe Gasket fitting), 그리고 락 피팅(LOK fitting) 등 공지의 피팅 방식에 따른 하나의 피팅 커넥터를 이용하여 캐니스터(10)에 체결될 수 있다.
제어부(200)는 온도센서(111)로부터 수신한 온도 측정값에 기초하여 캐니스터(10) 내부에 저장된 전구체의 레벨(표면 또는 액위)을 추정할 수 있다. 제어부(200)는 온도센서(111)의 제1 시점에서의 온도(제1시점 온도)와 제2 시점에서의 온도(제2시점 온도)를 각각 측정한 후 제1시점 온도와 제2시점 온도 사이의 온도 차이값(ΔT)을 산출하고 이 차이값을 기설정된 임계값과 비교하여 전구체의 레벨을 추정할 수 있으며, 이러한 제어부(200)의 구체적 동작에 대해서는 이하 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도4는 제1 실시예에서 전구체 레벨에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해 전구체가 고체라고 가정한다. 도4(a)는 전구체의 레벨(표면)이 온도센서(111) 보다 높은 위치에 있는 상태를 나타내고 이 때의 온도센서(111)의 측정 온도값(Ts)을 도4(b)에 도식적으로 나타내었다. 또한 도4(c)는 전구체의 레벨이 온도센서(111) 밑으로 내려간 상태를 나타내고 이 때의 온도센서(111)의 측정 온도값(Ts)을 도4(d)에 도식적으로 나타내었다.
만일 전구체의 레벨(L1)이 도4(a)에 도시한 것처럼 온도센서(111) 보다 높은 위치에 있는 경우, 공정 개시 전에 전구체 내부는 소정의 제1 온도(T1)를 유지하고 있을 것이고, 공정 개시에 의해 전구체가 승화되기 시작하여 전구체 내부의 온도가 하강하게 된다. 즉 도4(b)에 개략적으로 도시한 것처럼 전구체가 승화되기 전까지는 소정의 제1 온도(T1)를 유지하다가 전구체가 승화되기 시작하면 승화열에 의한 온도 강하에 의해 전구체가 제2 온도(T2)까지 하강하게 됨을 이해할 것이다.
그러므로 온도센서(111)가 공정을 개시하기 전이나 공정 개시 직전 또는 직후의 시점(예컨대 'ta'로 표시한 시점)에서 온도(제1시점 온도)를 측정하고 그 후 임의의 시간(예컨대 도4(b)의 'tb' 시점)에 온도(제2시점 온도)를 측정하면, 제1시점 온도와 제2시점 온도의 온도 차이가 발생하고 이 온도 차이값이 기설정한 임계값 보다 큰 경우 도4(a)와 같은 상태, 즉 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 높은 위치에 있다고 판단할 수 있다. 이 때 “임계값”은 적어도 전구체의 승화열에 의한 온도 강하값 보다 작은 값일 수 있고, 전구체의 종류와 저장량, 캐니스터의 용량 및 내부 온도, 전구체의 외부 공급 속도 등에 따라 달라질 수 있으며, 실험이나 이론적 계산에 의해 미리 설정될 수 있다.
도4(b)에서 "R"로 표시한 온도 범위는 공정 개시 시점에서의 온도(제1 온도(T1))의 오차범위를 의미할 수 있다. 예컨대 제1 온도(T1)가 R로 설정한 온도 범위 내에서 변동할 경우 전구체의 승화열로 인한 영향이 아니라 온도센서 자체의 측정오차 등 다른 이유로 변하는 것으로 가정할 수 있다. 또는 대안적 실시예에서 온도 범위(R)의 하한값이 상기 '임계값'의 역할을 할 수도 있다. 예를 들어 온도센서(111)가 측정하는 온도가 제1 온도(T1)에서 점차 하강하여 온도범위(R)의 하한값 이하로 떨어지면 제어부는(200)가 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 높은 위치에 있다고 판단할 수 있다.
한편, 도4(a)의 상태에서 전구체를 소모함에 따라 도4(c)와 같이 전구체의 레벨(L2)이 온도센서(111) 밑으로 감소하였다고 하면, 이 경우 전구체 내부에서 승화가 일어나더라도 전구체 외부에 있는 온도센서(111)에 열적 영향을 거의 미치지 않는다. 즉 도4(d)에 도시한 것처럼 공정 개시 전이나 공정 개시 이후에도 온도가 거의 일정하거나 또는 온도범위(R) 이내에서 온도를 유지하게 된다.
그러므로 온도센서(111)가 공정 개시 시점 근처에서, 즉 공정 개시 시점이나 그 직전 또는 그 직후 시점에서 온도(제1시점 온도)를 측정하고 그 후 임의의 시간이 경과한 후 온도(제2시점 온도)를 측정한 후, 제1시점 온도와 제2시점 온도의 온도 차이값이 기설정한 임계값 보다 작은 경우 도4(c)와 같은 상태, 즉 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 낮은 위치에 있다고 판단할 수 있다.
한편, 다시 도3을 참조하면, 캐니스터(10)는 내부에 기준 온도센서(15)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서 기준 온도센서(15)는 캐니스터 내부의 바닥면에 인접하게 배치되되 캐니스터 내부면으로부터 열적으로 독립(분리)되어 설치된다. 일 실시예에서, 캐니스터(10) 내부에 높이별로 복수개의 온도센서(111)가 설치되는 경우 가장 낮은 위치의 온도센서(111) 보다 더 낮은 위치에 기준 온도센서(15)가 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 또 다른 예로서, 기준 온도센서(15)는 캐니스터(10) 내부에서 항상 전구체의 레벨(표면 또는 액위) 보다 낮은 위치에 위치하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 캐니스터(10)의 교체 주기가 되거나 또는 캐니스터 내의 전구체 잔량이 기준량 이하가 되어 캐니스터를 교체해야 할 때, 캐니스터 교체 직전까지 캐니스터에 남아 있는 전구체의 레벨보다 낮은 위치에 기준 온도센서(15)가 설치될 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것이며, 기준 온도센서(15)가 캐니스터(10) 내의 바닥면으로부터 소정 높이 이하의 위치에 설치될 수도 있다.
일 실시예에서 캐니스터(10)가 반도체 생산 라인 등 공정 설비에 설치되어 있을 때, 제어부(200)는 기준 온도센서(15)의 측정값에 기초하여 공정 설비의 공정 개시 시점 및/또는 공정 종료 시점을 판단할 수 있다.
이와 관련하여 도5를 참조하여 기준 온도센서에 기초하여 공정의 개시와 종료를 판단하는 예시적 방법을 설명한다. 도3에 도시한 것처럼 기준 온도센서(15)가 전구체 레벨 보다 낮은 위치에 위치하고 있다고 가정하면, 기준 온도센서(15)가 일정 주기마다 측정한 온도값(Tr)은 도5와 같은 도식적인 그래프로 나타날 수 있다.
즉, 공정 개시 전에 전구체 내부는 소정의 제1 온도(T1)를 유지하고 있을 것이고, 공정 개시에 의해 전구체가 승화되기 시작하면 승화열에 의한 온도 강하에 의해 전구체가 제2 온도(T2)까지 하강한다. 그리고 공정을 종료하면 전구체의 승화가 일어나지 않게 되어 다시 온도가 제1 온도(T1)까지 상승하며 이와 같이 공정의 개시와 종료를 반복함에 따라 기준 온도센서(15)가 측정하는 온도값(Tr)이 도5의 그래프와 같이 변동함을 이해할 것이다.
그러므로, 제어부(200)는 예컨대 전구체 승화가 시작되어 온도가 하강하기 시작하는 시점 또는 온도가 제2 온도(T2)까지 하강한 시점을 공정 개시 시점으로 판단할 수 있고, 전구체 승화가 중지되어 온도가 상승하기 시작하는 시점 또는 온도가 제1 온도(T1)까지 상승한 시점을 공정 종료 시점으로 판단할 수 있으며, 따라서 도5에 도시한 것처럼 이러한 온도 변화에 따라 공정 설비의 가동 구간(Pon)과 중단 구간(Poff)을 판단할 수 있다.
이 때 도5에 도시한 실시예에서는 전구체 승화에 의해 온도가 제2 온도(T2)로 하강한 시점을 공정 개시 시점으로 판단하고 전구체 승화가 중지되어 온도가 제1 온도(T1)까지 상승한 시점을 공정 종료 시점으로 판단하여 가동 구간(Pon)과 중단 구간(Poff)을 표시하였으나 이는 예시적인 것이며, 예컨대 전구체 승화가 시작되어 온도가 하강하기 시작하는 시점을 공정 개시 시점으로 판단할 수도 있고 전구체 승화가 끝나고 온도가 상승하기 시작하는 시점을 공정 종료 시점으로 판단할 수도 있음은 물론이다.
또한 도시한 실시예에서는 기준 온도센서의 온도가 특정 온도(예컨대 T1, T2)가 되었을 때 공정의 개시 또는 종료가 된 것으로 판단하지만, 대안적 실시예에서 특정 온도(T1, T2)는 소정의 온도 범위로 대체되거나 소정의 임계값으로 대체될 수 있다.
예를 들어, 전구체 승화가 시작되어 기준 온도센서의 온도가 제2 온도(T2)를 포함하는 특정 온도 범위까지 하강하면 그 때를 공정 개시 시점으로 판단하거나 또는 전구체 승화가 끝나고 기준 온도센서의 온도가 제1 온도(T1)를 포함하는 특정 온도 범위까지 상승하면 그 때를 공정 종료 시점으로 판단할 수 있다.
또는, 기준 온도센서의 온도가 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2) 사이의 소정의 제1 임계값 이하로 떨어질 때를 공정 개시 시점으로 판단하거나, 또는 기준 온도센서의 온도가 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2) 사이의 소정의 제2 임계값 이상으로 상승한 때를 공정 종료 시점으로 판단할 수 있으며, 이 때 제1 임계값과 제2 임계값은 동일할 수도 있지만 다른 값일 수도 있다. 이와 같이 캐니스터 하부에 설치된 기준 온도센서(15)를 이용할 경우 제어부(200)는 다른 외부의 제어신호나 알람 신호를 수신하지 않더라도 자체적으로 처리 설비의 공정 개시 시점과 종료 시점을 판단할 수 있다. 종래에는 제어부(200)가 공정의 개시나 종료에 관한 정보를 예컨대 캐리어 가스 공급 밸브나 질량유량제어기(MFC) 등 다른 장치로부터 전달받아 전구체 레벨 측정 동작을 개시하거나 종료하였지만, 본 발명의 상술한 실시예에 따르면 기준 온도센서(15)의 측정값을 이용하여 공정 개시나 종료 시점을 판단할 수 있다. 그러므로 예컨대 본 발명에 따른 기화기 시스템을 기존 처리 설비에 설치할 때 다른 외부 장치로부터 신호를 별도로 받지 않더라도 공정 개시 시점이나 종료 시점을 자동으로 판별하고 전구체 레벨 측정 동작을 자동으로 개시 또는 종료할 수 있다.
도6은 제1 실시예에서 전구체 레벨의 감소에 따른 온도 변화를 설명하는 온도 그래프로서, 전구체 레벨이 도4(a)의 상태에서 도4(c)의 상태로 감소하는 동안 온도센서(111) 및 기준 온도센서(15)의 측정 온도 그래프를 개략적으로 도시한 것으로, 도면에서 'Ts'는 온도센서(111)의 측정값이고 'Tr'은 기준 온도센서(15)의 측정값이다.
도6을 참조하면, 기준 온도센서(15)는 공정 개시나 종료에 상관없이 항시 온도를 측정할 수 있고, 공정 개시 전에 기준 온도센서(15)의 측정값이 제1 온도(T1)라고 가정한다. 공정이 개시되면 소정 시점(ta)부터 전구체의 승화열에 의한 온도 강하에 의해 전구체 내부의 온도가 점차 하강하고 소정 시간이 경과한 시점(tb)부터 대략 일정한 제2 온도(T2)를 유지하게 된다. 일 실시예에서 제어부(200)는 제2 온도(T2)를 유지하는 시점(예컨대 'tb')를 공정 개시 시점이라고 판단할 수 있고, 이때부터 온도센서(111)를 동작시켜 전구체 레벨 측정 동작을 개시할 수 있다.
그 후 전구체가 점차 소모되어 시각(tc)에서 전구체 레벨이 온도센서(111)와 동일한 높이까지 이르면 승화열에 의해 온도센서(111)에 끼치는 온도 하강의 영향이 점차 약해지므로 온도센서(111)가 측정하는 온도가 점차 상승하고, 시각(td)에서 도4(c)와 같이 전구체 레벨이 온도센서(111)의 아래로 완전히 내려가게 되면 일정한 온도(예컨대 제1 온도(T1))를 유지한다. 따라서 온도센서(111)의 측정값(Ts)이 도6에 도시한 그래프와 같이 변한다면, 제1 구간(P1)까지는 전구체 레벨이 온도센서(111) 보다 위에 있는 상태이고, 제2 구간(P2)부터 전구체 레벨이 온도센서(111) 보다 아래쪽으로 내려갔다고 판단할 수 있다.
한편 제2 구간(P2)의 초기 상태에서 기준 온도센서(15)의 측정값(Tr)이 제2 온도(T2)에 머물러 있으므로 처리 설비의 공정이 종료된 것은 아니다. 따라서 제어부(200)는 아직 공정 설비가 가동 중이지만 전구체 레벨이 온도센서(111)의 아래로 내려간 상태로 판단하고, 예컨대 기준 온도센서(15)의 측정값(Tr)이 제2 온도(T2)이지만 온도센서(111)의 측정값(Ts)이 제1 온도(T1)로 상승한 시점(예컨대 'td' 시점)에서 캐니스터(10)를 교체해야 한다고 판단할 수 있다.
또한 만일 기준 온도센서(15)의 측정값(Tr)도 제2 온도(T2)에서 제1 온도(T1)로 상승한 경우, 도5를 참조하여 설명한 것처럼 이 상승한 시점(예컨대 'te' 시점)에서 공정이 종료했다고 판단할 수 있고 따라서 온도센서(111)에 의한 전구체 레벨 측정 동작을 중단시킬 수 있다.
도7은 상기 구성에 따라 제어부(200)에서 전구체 레벨을 측정하는 예시적 방법을 나타낸다. 도7을 참조하면, 우선 단계(S110)에서 기준 온도센서(15)의 측정값에 기초하여 공정의 개시 시점을 판단한다. 예컨대 도5를 참조하여 설명한 것처럼 측정값(Tr)이 제2 온도(T2)까지 하강한 경우 처리설비의 공정이 개시되었다고 판단할 수 있다. 공정 개시 시점을 판단한 후, 단계(S120)에서 온도센서(111)가 공정 개시 직전의 제1시점 온도(예컨대 도6의 'ta'에서의 온도)를 측정한다. 이 때 만일 온도센서(111)가 공정 개시 시점 이후에 동작을 개시하여 제1시점 온도를 측정하지 못했다면, 이 경우 제어부(200)는 기준 온도센서(111)가 측정한 측정값을 제1시점 온도로 간주할 수도 있음을 이해할 것이다.
그 후 예컨대 기설정된 소정 시간주기로 또는 임의의 시점에서 온도센서(111)가 제2시점 온도를 측정할 수 있다(S130). 제2시점 온도를 측정하여 이 측정값을 제어부(200)로 전송하면 제어부(200)는 제1시점 온도와 제2시점 온도의 온도 차이값(ΔT)을 계산하고(S140), 제1시점 온도, 제2시점 온도, 및/또는 상기 차이값(ΔT)에 기초하여 전구체의 레벨을 출력한다(S150). 예를 들어, 제1시점 온도와 제2시점 온도의 온도 차이값이 기설정한 임계값 보다 큰 경우 도4(a)와 같이 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 높은 위치에 있다고 판단하고, 상기 온도 차이값이 상기 임계값 보다 작은 경우 도4(c)와 같이 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 낮은 위치에 있다고 판단할 수 있다. 또한, 일 실시예에서 전구체 레벨이 온도센서(111)의 높이까지 감소하였거나 또는 온도센서(111) 높이 이하로 감소하였다고 판단한 경우 전구체의 현재 레벨 또는 캐니스터의 교체 시기를 관리자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 단계(S120)에서, 제어부(200)는 공정 개시 이후 전구체 승화에 의해 하강한 제2 온도(T2)를 제1시점 온도로서 측정할 수도 있다(S120). 이 경우 임의의 시간 이후 제2시점 온도를 측정하고(S130), 제어부(200)는 제1시점 온도, 제2시점 온도, 및/또는 제1시점 온도와 제2시점 온도의 차이값(ΔT)에 기초하여 전구체 레벨을 측정한다. 예를 들어 제1시점 온도와 제2시점 온도가 모두 제2 온도(T2)와 동일하거나 그 근방이고 두 온도의 차이값(ΔT)이 임계값 이하이면 (예컨대 도6의 'tb'에서 'tc' 사이의 구간이라고 판단하여) 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 높은 위치에 있다고 판단할 수 있고, 또는, 제1시점 온도는 제2 온도(T2) 근방이고 제2시점 온도는 제1 온도(T1) 근방이고 두 온도의 차이값(ΔT)이 임계값 이상이면 (예컨대 도6에서 'td' 구간을 지났다고 판단하여) 전구체 레벨이 온도센서(111) 보다 낮은 위치에 있다고 판단할 수 있다(S150).
그 후 만일 기준 온도센서(15)의 측정값(Tr)이 제2 온도(T2)에서 제1 온도(T1)로 상승하게 되면 처리 설비의 공정이 종료했다고 판단할 수 있고(S160) 이에 따라 온도센서(111)에 의한 전구체 레벨 측정 동작을 중단시킬 수 있다.
도8은 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 벨 측정 장치를 설명하는 도면이고, 도9는 제2 실시예에서 전구체 감소에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도8의 실시예에서 캐니스터(10)는 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112) 및 기준 온도센서(15)를 포함한다. 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)는 수직 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 따라서 제1 온도센서(111)는 캐니스터(10) 내부의 제1 지점의 온도를 측정하고 제2 온도센서(112)는 상기 제1 지점에서 소정 거리(L) 하방으로 이격된 제2 지점의 온도를 측정할 수 있다. 제1 지점과 제2 지점 사이의 수직 이격 거리(L)는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 두 온도센서(111,112)가 동일 상(기체 또는 액체 또는 고체) 내에 위치하고 있다면 이상적으로 동일 온도를 출력할 정도의 가까운 거리일 수 있다. 예를 들어 이러한 이격 거리(L)는 수mm 내지 수cm 일 수 있다.
도8(a)는 전구체의 레벨이 두 온도센서(111,112) 보다 위에 있는 상태이고, 도8(b)에서 도8(c)로 갈수록 전구체 레벨이 점차 낮아지는 것을 도시하였다. 즉 도8(b)는 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112) 사이에 위치하고, 도8(c)는 전구체 레벨이 제2 온도센서(112) 아래로 내려간 상태를 각각 나타낸다.
도9(a)는 공정을 개시하고 전구체 레벨이 도8(a)에서 도8(c)의 상태로 점차 감소하는 동안 제1 온도센서(111)의 측정 온도(Ts1)와 제2 온도센서(112)의 측정 온도(Ts2) 및 기준 온도센서(15)의 측정값(Tr)을 개략적으로 도시하였다. 전술한 바와 같이 기준 온도센서(15)는 공정 개시/종료에 상관없이 항시 온도를 측정하지만 제1 및 제2 온도센서(111,112)는 공정이 진행중인 동안에만(즉, 공정 개시 시점부터 종료 시점까지만) 측정이 있었음을 알 수 있다. 도9(b)는 제1 센서 온도(Ts1)와 제2 센서 온도(Ts2)의 온도 차이값(ΔT)을 나타낸다.
도9를 참조하면, 제1 온도센서(111)의 측정 온도(Ts1)의 경우, 공정 개시 시점(tb)에는 전구체의 승화열에 의한 온도 강하에 의해 전구체 온도가 제2 온도(T2)로 하강한 상태이다. 그 후 전구체가 점차 소모되어 시각(tc)에서 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)와 동일한 높이까지 이르면 제1 온도센서(111)에 미치는 승화열의 영향이 점차 줄어들어 제1 온도센서(111)의 측정 온도(Ts1)가 올라간다. 그리고 시각(td)에서 도8(b)와 같이 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)의 아래로 완전히 내려가게 되면 전구체의 승화가 제1 온도센서(111)에 열적으로 영향을 거의 미치지 않게 되어 온도 상승이 멈추고 일정한 온도(T1)를 유지한다.
한편 제2 온도센서(112)의 측정 온도(Ts2)의 경우에도 공정 개시 시점(tb)부터 제2 온도(T2)를 유지한다. 전구체 레벨이 제 1 온도센서(111) 보다 더 아래로 내려간 이후 어느 시점(te)에서 전구체 레벨이 제2 온도센서(112)와 동일 높이가 되고 이때부터 전구체 승화열의 영향이 점차 줄어들며 제2 온도센서(112)의 측정 온도가 상승한다. 그리고 시각(tf)에서 도8(c)와 같이 전구체 레벨이 제2 온도센서(112)의 아래로 완전히 내려가게 되면 전구체의 승화가 제2 온도센서(112)에 열적으로 영향을 거의 미치지 않게 되어 온도 상승이 멈추고 일정한 온도(T1)를 유지한다.
그러므로 상술한 제1 센서온도(Ts1)와 제2 센서온도(Ts2)의 온도 차이값(ΔT)이 도9(b)에 도시한 것처럼 나타난다. 즉 제1 구간(P1)에서는 차이가 거의 없지만 제2 구간(P2)에서 소정의 차이를 나타내고 제3 구간(P3)에서 다시 차이가 없어지게 된다. 따라서, 제어부(200)는 이 온도 차이값(ΔT)에 기초하여, 제1 구간(P1)까지는 전구체 레벨이 제1 온도센서(111) 보다 높은 상태이고(즉, 도8(a)의 상태), 제2 구간(P2)에서 전구체 레벨이 온도센서(111)와 제2 온도센서(112) 사이에 위치하고(즉, 도8(b)의 상태), 제3 구간(P3)에서 전구체 레벨이 제2 온도센서(112) 보다 아래쪽으로 내려갔다고(즉, 도8(c)의 상태) 판단할 수 있다.
한편 도9(a)의 제1 구간(P1)이나 제3 구간(P3)에서 제1 센서온도(Ts1)와 제2 센서온도(Ts2)가 약간의 온도차가 있는 것으로 도시하였지만 이는 두 온도 그래프를 구분하기 위해 그렇게 도시한 것이며, 실제로는 제1 센서온도(Ts1)와 제2 센서온도(Ts2)가 동일한 값을 가질 수 있음은 물론이다.
또한 일 실시예에서, 온도 차이값(ΔT)에 따른 전구체 레벨을 판단할 때, 온도 차이값(ΔT)과 기설정한 임계값을 비교하여 전구체 레벨을 판단할 수 있다. 예를 들어, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 제1 임계값 보다 크면 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)의 높이와 제2 온도센서(112)의 높이 사이에 위치한다고 판단할 수 있고, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 제2 임계값 이하이면 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)보다 높거나 또는 제2 온도센서(112)보다 낮은 위치라고 판단할 수 있다. 이 때 제1 임계값과 제2 임계값은 동일한 값일 수도 있고 다른 값일 수도 있다.
한편, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 제2 임계값 이하이면 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)보다 높거나 또는 제2 온도센서(112)보다 낮은 경우인데, 이 때 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)의 높이보다 높은지 아니면 제2 온도센서(112)의 높이보다 낮은지 여부는 온도센서(111,112)의 온도값 자체를 통해 알 수 있다.
예를 들어 일 실시예에서, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 임계값 이하이고 제1 센서온도(Ts1)와 제2 센서온도(Ts2)가 기설정한 기준값보다 작은 경우(예컨대 제2 온도(T2)인 경우) 전구체의 표면이 제1 구간(P1), 즉 제1 온도센서(111)보다 높다고 상태라고 판단하고, 온도 차이값(ΔT)이 상기 임계값 이하이되 제1 센서온도(Ts1)와 제2 센서온도(Ts2)가 상기 기준값보다 큰 경우(예컨대 제1 온도(T1)인 경우) 제2 전구체의 표면이 제2 온도센서(112)보다 낮다고 판단할 수 있다.
도10은 제2 실시예에 따른 예시적인 전구체 레벨 측정 방법을 설명하는 도면이다.
도10을 참조하면, 예시적인 레벨 측정 방법은, 우선 단계(S210)에서 기준 온도센서(15)의 측정값에 기초하여 공정의 개시 시점을 판단한다. 예컨대 도5를 참조하여 설명한 것처럼 측정값(Tr)이 기설정한 제2 온도(T2)까지 하강한 경우 처리설비의 공정이 개시되었다고 판단할 수 있다. 공정 개시 시점을 판단한 후, 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)가 각각 동일 시점 또는 인접한 시점에서 온도를 측정하고(S220), 그 후 제어부(200)가 두 온도센서의 온도 차이값(ΔT)을 계산하고(S230), 계산결과에 기초하여 전구체의 레벨을 출력한다(S240).
예를 들어 온도 차이값(ΔT)이 기준값보다 작고 각 센서온도(Ts1, Ts2)가 제2 온도(T2)를 나타내면 전구체의 레벨이 도8(a)와 같이 제1 온도센서(111) 보다 높은 위치에 있다고 판단하고, 온도 차이값(ΔT)이 기준값보다 크면 전구체의 레벨이 도8(b)와 같이 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)의 사이에 있다고 판단하고, 온도 차이값(ΔT)이 기준값보다 작고 각 센서온도(Ts1, Ts2)가 제1 온도(T1)를 나타내면 전구체의 레벨이 도8(c)와 같이 제2 온도센서(112) 보다 낮은 위치에 있다고 판단하여 전구체 레벨을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 전구체 레벨이 도8(c)의 상태처럼 제2 온도센서(112) 높이보다 아래로 감소하였다고 판단하면 전구체의 레벨을 관리자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 만일 기준 온도센서(15)의 측정값(Tr)이 제2 온도(T2)에서 제1 온도(T1)로 상승하게 되면 처리 설비의 공정이 종료했다고 판단할 수 있고(S250) 이에 따라 제1 및 제2 온도센서(111, 112)에 의한 전구체 레벨 측정 동작을 종료할 수 있다.
이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 캐니스터
15: 기준 온도센서
100: 온도측정용 프로브
110: 온도센서 모듈
111,112: 온도센서
200: 제어부

Claims (12)

  1. 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 측정하는 방법으로서,
    상기 캐니스터 내부에 설치된 기준 온도센서의 측정값에 기초하여 공정의 개시 시점을 판단하는 단계;
    공정 개시 전 또는 개시 후, 캐니스터 내부의 소정 지점의 제1시점 온도를 측정하는 단계;
    제1시점 온도의 측정으로부터 임의의 시간 이후에, 상기 지점의 제2시점 온도를 측정하는 단계;
    제1시점 온도와 제2시점 온도의 차이값에 기초하여, 상기 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 출력하는 단계; 및
    상기 기준 온도센서의 측정값에 기초하여 공정의 종료 시점을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준 온도센서는 캐니스터 내부의 바닥면에 인접하게 배치되되 캐니스터 내부면으로부터 열적으로 분리되어 설치된 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전구체의 레벨을 출력하는 단계가, 상기 제1시점 온도가 공정개시 전의 온도이고 상기 온도 차이값이 기설정한 임계값 이상이면, 상기 전구체의 레벨이 상기 소정 지점보다 높은 위치에 있다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전구체의 레벨을 출력하는 단계가, 상기 제1시점 온도가 공정개시 전의 온도이고 상기 온도 차이값이 기설정한 임계값 이하이면, 상기 전구체의 레벨이 상기 소정 지점보다 낮은 위치에 있다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정의 개시 시점을 판단하는 단계에서, 상기 기준 온도센서의 측정값이 기설정된 소정 온도 이하로 하강하는 경우 공정 개시 시점이라고 판단하고,
    상기 공정의 종료 시점을 판단하는 단계에서, 상기 기준 온도센서의 측정값이 기설정된 소정 온도 이상으로 상승하는 경우 공정 종료 시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  6. 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 측정하는 방법으로서,
    상기 캐니스터 내부에 설치된 기준 온도센서의 측정값에 기초하여 공정의 개시 시점을 판단하는 단계;
    공정 개시 후, 캐니스터 내부의 제1 지점의 온도센서의 제1 센서온도 및 제1 지점에서 하방으로 소정 거리 이격된 제2 지점의 온도센서의 제2 센서온도를 각각 측정하는 단계;
    제1 센서온도와 제2 센서온도의 차이값에 기초하여, 상기 캐니스터에 저장된 전구체의 레벨을 출력하는 단계; 및
    상기 기준 온도센서의 측정값에 기초하여 공정의 종료 시점을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전구체의 레벨을 출력하는 단계가, 상기 온도 차이값이 기설정한 임계값 이상이면, 상기 전구체의 표면이 제1 지점과 제2 지점 사이에 있다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전구체의 레벨을 출력하는 단계가, 상기 온도 차이값이 기설정한 임계값 이하이면, 상기 전구체의 표면이 제1 지점보다 높거나 또는 제2 지점보다 낮다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전구체의 레벨을 출력하는 단계에서, 상기 온도 차이값이 기설정한 임계값 이하이고 상기 제1 센서온도와 제2 센서온도가 기설정한 기준값보다 작은 경우, 상기 전구체의 표면이 제1 지점보다 높다고 판단하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전구체의 레벨을 출력하는 단계에서, 상기 온도 차이값이 기설정한 임계값 이하이고 상기 제1 센서온도와 제2 센서온도가 기설정한 기준값보다 큰 경우, 상기 전구체의 표면이 제2 지점보다 낮다고 판단하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 캐니스터가 캐니스터의 내부 공간을 향해 뻗어있는 제1 및 제2 프로브를 포함하고,
    제1 프로브에 상기 제1 온도를 측정하기 위한 제1 온도센서가 구비되고 제2 프로브에 상기 제2 온도를 측정하기 위한 제2 온도센서가 구비되며,
    상기 제1 온도센서와 제2 온도센서가 열적으로 분리되어 설치된 것을 특징으로 하는, 전구체 레벨 측정 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 공정의 개시 시점을 판단하는 단계에서, 상기 기준 온도센서의 측정값이 기설정된 소정 온도 이하로 하강하는 경우 공정 개시 시점이라고 판단하고,
    상기 공정의 종료 시점을 판단하는 단계에서, 상기 기준 온도센서의 측정값이 기설정된 소정 온도 이상으로 상승하는 경우 공정 종료 시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 전구체 레벨 측정 방법.
KR1020210181016A 2021-02-26 2021-12-16 기준 온도센서를 구비한 캐니스터 내의 온도 변화를 이용한 전구체 레벨 측정 방법 KR20220122479A (ko)

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