化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法
【課題】化学蒸着工程のうち、容器内に残存する前駆体の水位を正確でリアルタイムで安全に測定できる手段を提供する。
【解決手段】本発明は化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量診断装置及び診断方法に関し、より詳細には化学蒸着工程のうち、容器内に残存する前駆体の水位を超音波の送／受信を通じて発生する信号を分析して正確に測定できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法に関するものである。従って、本発明によれば、前駆体が保管されている容器に超音波を使用する水位診断機を設け、前駆体の水位をリアルタイムで測定して前駆体の枯渇による被害を事前に防止し、製品不良率を著しく減少させることができ、上記の測定結果に基づいて前駆体の正確な交替時期が分かるので、前駆体の使用期間を最大に延長できる。
【解決手段】本発明は化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量診断装置及び診断方法に関し、より詳細には化学蒸着工程のうち、容器内に残存する前駆体の水位を超音波の送／受信を通じて発生する信号を分析して正確に測定できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法に関するものである。従って、本発明によれば、前駆体が保管されている容器に超音波を使用する水位診断機を設け、前駆体の水位をリアルタイムで測定して前駆体の枯渇による被害を事前に防止し、製品不良率を著しく減少させることができ、上記の測定結果に基づいて前駆体の正確な交替時期が分かるので、前駆体の使用期間を最大に延長できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法に関し、より詳細には化学蒸着工程のうち、容器内に残存する前駆体の水位を超音波の送／受信を通じて発生される信号を分析して正確に測定できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般のコーティング技術だけでなく、半導体工程における化学蒸着工程の重要性は益々増大している。特に、線幅が減少することによって既存の物理的な蒸着工程の限界で段差被覆性（step coverage）が優れた化学前駆体を使用する化学蒸着工程に対する関心が増大されている。また、化学蒸着工程と共に段差被覆性が更に優れた原子層蒸着（atomic layer deposition）工程も多く使用されている。
【０００３】
一般的に化学蒸着工程は容器内の液体状態の化学前駆体を様々な方法で気化させ、気化された化学気体を反応炉内に注入、基板に蒸着できるようにする。
【０００４】
特に、半導体ラインでは前記反応炉内で化学前駆体を用い、普通数十枚以上のウエハが連続に蒸着されるが、途中で化学前駆体が枯渇する場合、深刻な問題が発生する。最近では、半導体工程分野において前駆体として有機金属化合物を使用する有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）工程にもその研究開発が拡張されている。
【０００５】
従って、蒸着工程以後に、ウエハに蒸着された化学前駆体の状態を確認するなどの事後診断方式を取っており、前駆体の残っている量を工程進行中にリアルタイムで診断できるような診断構造が提供されていないという問題点がある。
【０００６】
このような問題点の改善のためにウエハの蒸着枚数を計算して前駆体が容器で消耗される以前に交替する方法が提示されているが、前駆体の特性上、使用時間当りの消耗量に対する正確なデータを得るのが困難なので、このような方法は実効性が落ちる。
【０００７】
また、浮力センサーが一般的に使用されるが、前駆体内に挿入されたセンサーでは腐食や汚染のような問題が発生し、複雑な構造によるガス漏れ、及び毒性のあるＣＶＤ工程時に安全を保障できない問題も起こる。
【０００８】
また、前駆体の交替時期を正確に診断して決定できるような適切な方法がなく、前駆体が相当量残っているにもかかわらず、これを交替するようになると、その経済的な損失は相当であるといえる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は前記のような従来の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の第１の目的は、前駆体が保管されている容器の下部に超音波を使用する水位診断機を設け、前駆体の水位をリアルタイムで測定して前駆体の枯渇による被害を事前に防止し、製品不良率を著しく減少させることができる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法を提供することである。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、上記の測定結果に基づいて前駆体の正確な交替時期が分かるので、前駆体の使用期間を最大に延長できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法を提供することである。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、前記水位診断機が前駆体保管容器の下部に設けられることによって、腐食や汚染、または複雑な構造によるガス漏れのおそれがなく、毒性のあるＣＶＤ工程時にも安全に使用できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような本発明の目的は、運搬気体が収容されたボンベ；前記運搬気体が流れるように一端が前記ボンベに配管された第１のパイプ；液状の前駆体が収容され、前記運搬気体が前記前駆体をバブリングして気化するように前記第１のパイプの他端が前記前駆体に浸漬されて配管される容器；一端が前記前駆体の液面の上に配置されるように前記容器に配管されて前記前駆体及び運搬気体が移送される第２のパイプ；前記第２のパイプの他端が配管され、内包されたウエハに対して前記前駆体で化学蒸着工程が遂行される反応器；超音波を放出し、前記前駆体の液面から反射される前記超音波を受信するように前記容器の下部に設けられる水位診断機；前記水位診断機に連結され、アナログの前記超音波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器；及び前記Ａ／Ｄ変換器に連結され、前記送／受信されたデジタルデータを通じて前記前駆体の当該水位が相対的に低いかを判別する判別装置；を含んで構成されることを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置によって達成される。
【００１３】
ここで、前記水位診断機は、前記前駆体の液面に向けてパルス状超音波を送信し、前記液面から反射された前記超音波を感知するように前記容器の下部に取り付けられる超音波センサー；及び前記感知された超音波を受信し、送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するように前記超音波センサーに電気的に連結されるパルスレシーバー；を含んで構成されるのが望ましい。
【００１４】
また、本発明の他の実施形態は、前記判別装置に連結され、前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出される場合、これを警告する出力手段を更に含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記警告出力手段は警告音響が発生するアラーム発生機、または警告音響と共に警告表示がコンピューターのモニターを通じて画像で出力されるように設定された出力手段であるのが望ましい。
【００１６】
また、前記容器は、制御装置を通じて、別に設けられた前駆体が収容されたタンクに連結され、前記制御装置は前記判別装置にも連結され、前記容器内の前駆体の量が一定に維持されるようにすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の目的は、液状の前駆体をバブリングして気化するステップ（Ｓ１０００）；前記前駆体でウエハを化学蒸着するステップ（Ｓ２０００）；容器の下部に取り付けられた超音波センサーからパルス状の超音波を前駆体の液面に向けて放出するステップ（Ｓ３０００）；前記液面から反射された前記超音波を感知するステップ（Ｓ４０００）；前記超音波を受信して送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するステップ（Ｓ５０００）；前記アナログ信号をデジタル信号に変換するステップ（Ｓ６０００）；前記送／受信された各超音波の発生時間差に関する前記デジタルデータを通じて前記前駆体の水位を演算し、前記前駆体に関して設定された基準水位データと比較処理するステップ（Ｓ７０００）；及び前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出されることによって警告音響を放出するステップ（Ｓ８０００）；を含むことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法によって達成される。
【００１８】
また、前記前駆体２００ａの水位が前記基準水位より高ければ、前記ウエハ３００ａに対する蒸着工程を続けて進行し、前記超音波センサー４１０は再び超音波を前記前駆体２００ａの液面に向けて放出し、上記のコンピューター６００による判別までのステップを繰り返すことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法によって達成される。
【００１９】
また、前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出された時、容器内に前駆体を供給して一定水位を維持するように制御するステップ（Ｓ８０００−１）；を更に含むことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法によって達成される。
【発明の効果】
【００２０】
上述した化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法によれば、半導体製造工程のうち、ウエハの化学蒸着工程において超音波を用い、前駆体の水位をリアルタイムで測定して前駆体の枯渇による被害を事前に防止することにより、製品不良率を著しく減少させることができる効果がある。
【００２１】
また、前記の測定結果に基づいて前駆体の正確な交替時期が分かるので、前駆体の使用期間を最大に延長できるという長所がある。
【００２２】
また、前記の測定結果に基づいて容器内の前駆体の量を一定に維持することもできるので、前駆体の枯渇による被害を事前に防止することができる。
【００２３】
本発明のその他の目的、特定の長所および新規の特徴は添付した図面と関連する以下の詳細な説明と、望ましい実施例とから更に明らかになるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下では本発明による化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び方法に関して添付した図面と共に説明する。
【００２５】
図１は本発明による容器内の前駆体残存量の診断装置の構成図である。図１に図示されたように、前記診断装置は、前駆体２００ａをウエハ３００ａに化学蒸着する工程において、前駆体２００ａがウエハ３００ａに蒸着されることによって減少する前駆体２００ａの水位を連続的に測定するように超音波センサー４１０を取り付けて前駆体２００ａの量を診断する構造である。そして、診断の結果、液状の前駆体２００ａの水位が設定された基準水位より低くなった場合、アラーム音響及び／または警告画面を出力するようにして蒸着工程の中断を誘導することができる。
【００２６】
このために、診断装置は、運搬気体１００ａが収容されたボンベ１００、一端が前記ボンベ１００に配管された第１のパイプ１１０、液状の前駆体２００ａが収容され、第１のパイプ１１０の他端が前駆体２００ａに浸漬されて配管される容器２００、一端が前駆体２００ａの液面の上に配置されるように容器２００に配管される第２のパイプ２１０、及び第２のパイプ２１０の他端が配管され、ウエハ３００ａが内包された反応器３００から構成される化学蒸着のための装置に、容器２００の下部に設けられて超音波を送／受信する水位診断機４００、受信された超音波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５００、前記デジタル信号を通じて前駆体２００ａの水位を演算し、基準水位との相対的な高低を判別するコンピューター６００とが順次に連結されて構成され、前記コンピューター６００には前記の判別結果によって前駆体２００ａの水位が基準水位より低い場合、警告音響を発生するアラーム発生器７００が更に連結されている。
【００２７】
ボンベ１００には高圧の運搬気体１００ａが収容されており、容器２００に第１のパイプ１１０が配管されている。第１のパイプ１１０は一端がボンベ１００に配管され、他端は容器２００内に流入され、液状の前駆体２００ａ内に浸漬されている。従って、運搬気体１００ａは第１のパイプ１１０を通じて前駆体２００ａに注入され、これにより前駆体２００ａはバブリングされる。
【００２８】
また、容器２００には第２のパイプ２１０が配管され、第２のパイプ２１０は一端が容器２００内に流入されて前駆体２００ａの液面上に配置されている。先に言及したバブリングによって気化された前駆体２００ａは第２のパイプ２１０を通じて排出される。
【００２９】
そして、第２のパイプ２１０の他端は反応器３００に連結される。従って、気化された前駆体２００ａが反応器３００へ流入し、内包されたウエハ３００ａに対して化学蒸着を遂行する。
【００３０】
このような化学蒸着工程が進行することによって容器２００に収容された前駆体２００ａの量はますます減るようになり、ある時点からはこれ以上前記工程を遂行できない程度に至るようになる。従って、前駆体２００ａの不足による不良品の発生を最小化し、前駆体２００ａの正確な交替時期が分かるように前駆体２００ａの残っている量、即ち、前駆体２００ａの水位をリアルタイムで把握することが必要である。
【００３１】
本発明による水位診断機４００を用いた診断装置では、超音波を前駆体２００ａの下端から前駆体２００ａの液面に放出し、液面から反射されて戻る前記超音波を受信し、現在、残っている前駆体２００ａの水位を判定した後、これを予め設定された基準になる水位と比較して前駆体２００ａの不足可否を判定するように構成している。
【００３２】
より詳細に説明すると、水位診断機４００は超音波センサー４１０と、パルスレシーバー４２０とから構成されるが、前記容器２００の下部に取り付けられる超音波センサー４１０から前駆体２００ａの液面に向けて前記超音波を送信して前記液面から反射された超音波を感知し、パルスレシーバー４２０で前記感知された超音波を受信して送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出する。
【００３３】
このようなアナログ信号はコンピューター６００による判別のためにＡ／Ｄ変換器５００によってデジタル信号に変換される。この時、コンピューター６００は前記送／受信された各超音波の発生時間の間隔に関する前記デジタルデータを通じて前記前駆体２００ａの水位を演算し、前記前駆体２００ａに関して設定された基準水位データと比較処理して前記前駆体２００ａの当該水位が相対的に低いかを判別する。
【００３４】
ここで、基準水位は前駆体２００ａの水位が前記水位以下になると、蒸着工程を続けて遂行できない程度の水位であり、前記前駆体２００ａの交替が必要な時点を表わす基準点である。
【００３５】
判別の結果、もし、前記前駆体２００ａの当該水位が前記基準水位より低いと、コンピューター６００は電気的に連結されている警告出力手段であるアラーム発生器７００に信号を送って警告音響が発生するようにする。
【００３６】
前記警告出力手段は、警告音響と共に警告表示がコンピューター６００上のモニターを通じて画像で出力できるように設定することもできる。
【００３７】
また、他の実施例として、容器２００には液状の前駆体が収容されているタンク（図示せず）が制御装置（図示せず）と共に連結されて構成されていてもよい。前記制御装置はコンピューターにも連結される。これは容器２００内の前駆体２００ａの量を予め設定された水位に一定に維持できるようにするためである。
【００３８】
従って、水位診断機４００のデータを分析したコンピューターでの判別の結果、前記前駆体２００ａの当該水位が予め設定された水位より低いと、コンピューター６００は制御装置（図示せず）を通じてタンク（図示せず）内の液状前駆体が容器２００に流入されるようにする。そうすることによって容器２００内の前駆体２００ａの量は蒸着工程を続けて遂行できる程度の予め設定された水位に一定に維持される。
【００３９】
図２は本発明による化学蒸着工程時、容器２００内の前駆体２００ａ残存量の診断方法に対する手順図である。図２に図示されたように、ボンベ１００内の運搬気体１００ａは容器２００内の液状前駆体２００ａをバブリングし、気化させて反応器３００へ運搬する（Ｓ１０００）。
【００４０】
反応器３００へ運搬された前駆体２００ａは反応器３００に内包されたウエハ３００ａに化学蒸着する（Ｓ２０００）。
【００４１】
このようなステップが連続的に遂行される時、容器２００内の前駆体２００ａの水位を測定するために容器２００の下部に取り付けられている超音波センサー４１０から前記前駆体２００ａの液面に向けてパルス状の超音波を放出する（Ｓ３０００）。前記超音波は前記前駆体２００ａの液面から反射されて再び超音波センサー４１０へ戻るが、これを超音波センサー４１０が感知し（Ｓ４０００）、前記センサー４１０に電気的に連結されているパルスレシーバー４２０が受信するようになる（Ｓ５０００）。
【００４２】
このように受信された超音波信号はパルス状になったアナログ信号である。従って、コンピューター６００による分析のために前記アナログ信号はＡ／Ｄ変換器５００によってデジタル信号に変換される（Ｓ６０００）。
【００４３】
コンピューター６００では前記デジタル信号が有しているデータを分析して前記前駆体２００ａの水位を演算する。演算の原理は特定物体に超音波を放出し、その超音波が到逹するまでの時間を測定すれば、“距離＝速度×経過時間”の関係を有するので、超音波の速度及びデジタル化された超音波信号の発生時間の間隔で経過時間を把握すると、距離、即ち、前駆体２００ａの水位を測定できる。
【００４４】
このような演算の結果に基づいて、前駆体２００ａの水位と、予め設定されている基準水位とを比較する（Ｓ７０００）。
【００４５】
この時、もし、前駆体２００ａの水位が前記基準水位より低いと、蒸着工程を続けて進行できない状態であるので、コンピューター６００は警告音響を発生するように信号を出力するようになる。前記信号はコンピューター６００に電気的に連結されているアラーム発生器７００へ入力され、警告音響を発生するようになる（Ｓ８０００）。
【００４６】
本発明では警告状態に対する出力手段として音響を放出するアラーム発生器７００を例示したが、これに限るものではなく、使用者へ警告できる他の手段、例えば警告画面を画像で出力するモニター、または一定の色の光を放出するランプなども可能であろう。
【００４７】
しかし、もし、前駆体２００ａの水位が前記基準水位より高いと、蒸着工程を続けて進行できる状態であるので、ウエハ３００ａに対する蒸着工程を続けて進行させ、超音波センサー４１０は再び超音波を前記前駆体２００ａの液面に向けて放出し、前記のコンピューター６００による判別までのステップを繰り返す。
【００４８】
また、前記他の実施例による蒸着工程によれば、前記演算の結果に基づいて、コンピューター６００は前駆体２００ａの水位と、予め設定されている水位とを比較する。
【００４９】
予め設定された水位より低い当該前駆体の水位の比較結果が導出された場合、コンピューター６００は制御装置を通じてタンクから前駆体が容器２００内に流入されるようにする（Ｓ８０００−１）。そうすることによって容器２００内の前駆体２００ａの水位は一定に維持され、化学蒸着が連続的に進行する。
【００５０】
本発明による前駆体残存量の診断装置によって、水位診断機４００のパルスレシーバー４２０で受信された超音波の波形で流体の水位を計算する過程を図３乃至図５により調べる。図３は本発明による水位診断機４００をオシロスコープに連結して得た測定結果を図示したグラフであり、図４は前駆体の他の水位の時、往復時間の測定結果を図示したグラフである。図３及び図４に図示されるように、Ｘ軸は時間をμｓ単位で示し、Ｙ軸は振幅を示す。
【００５１】
放出されるパルスの大きさは５ＭＨｚであり、前駆体はＣＶＤ ＳｉＯ2工程において主に使用されるテトラキス−エトキシーシラン（tetrakisethoxysilane、ＴＥＯＳ）を使用する。
【００５２】
容器内の液状前駆体の水位（ｄ）は次の式で計算される。
【００５３】
ｄ＝ｒ（［１／２］ｔ） …（１）
ここで、“ｒ”は液状前駆体内での超音波パルス速度であり、“ｔ”は液面までのパルスの往復時間である。
【００５４】
先ず、前記（１）式を用いてＴＥＯＳでの超音波パルス速度を決定する。液体水位を２ｃｍに固定して超音波往復時間を測定すれば、図３に図示したように超音波が送信される時間である‘ｔ１’からＴＥＯＳ液面から反射された超音波のパルス発生時間‘ｔ２’までの時間間隔は約３９μｓと測定された。これを前記（１）式に代入すれば、ＴＥＯＳでの超音波パルス速度ｒは略１０２４ｍ／ｓｅｃであることが分かる。
【００５５】
図４に図示したように、前記液体水位を２ｃｍ、４ｃｍ、及び６ｃｍにとった時、測定された往復時間は各々４１ｓｅｃ、７９ｓｅｃ、及び１１５ｓｅｃである。測定されたパルス速度ｒ及び測定された往復時間（４１ｓｅｃ、７９ｓｅｃ、及び１１５ｓｅｃ）を前記式に代入して各々の液体水位を計算すれば、略２．１ｃｍ、３．８ｃｍ、及び５．９ｃｍである。このような測定値は実際値とほとんど同一であることが分かる。
【００５６】
図５は、図４による結果を、実際値と測定値とを比較して図示したグラフである。図５でＸ軸は測定条件による相対的な区別状態（ポイント）を一連数字で示し、Ｙ軸は前駆体水位をｃｍ単位で示す。図５に図示したように、測定された往復時間、ポイント１（４１ｓｅｃ）、ポイント２（７９ｓｅｃ）、及びポイント３（１１５ｓｅｃ）の各々から、該当する前駆体液面水位の実際値と測定値とがほとんど同一であることが分かる。これは、超音波センサーシステムが半導体用の前駆体であるＴＥＯＳに対してモニタリング装置として使用できることを表わすものである。
【００５７】
このように水位診断機４００を用いた本発明による診断装置及び診断方法によれば、どのような液状前駆体２００ａの水位でも前記のような原理で測定し、前駆体２００ａの交替時期を正確に判断できるようになる。
【００５８】
以上のような本発明による化学蒸着工程時、容器２００内の前駆体２００ａ残存量の診断装置及び診断方法において、本発明による前駆体２００ａはある特定の前駆体２００ａに限定されるものではなく、超音波を通じた前駆体２００ａの水位測定は全ての前駆体２００ａにおいて可能であるので、化学蒸着に使用される無機、有機及び有機金属化合物などの全ての前駆体２００ａに使用できる。
【００５９】
また、本発明は化学蒸着工程だけでなく、液状前駆体２００ａを使用する他の蒸着工程、例えば原子層蒸着（atomic layer deposition）工程、半導体蒸着工程などにも使用できる。
【００６０】
加えて、本発明ではボンベ１００に保管された運搬ガスにより容器２００に収容された前駆体２００ａをバブリングして反応器３００へ運搬するシステムを例示したが、これに限らず、インジェクションタイプ（injection type）で前駆体２００ａを反応器３００に注入することも可能である。
【００６１】
本発明を以上で言及した望ましい実施例と関連して説明したが、発明の要旨と範囲とから脱することなく、多様な修正や変形をすることが可能である。従って、添付された特許請求の範囲は本発明の要旨に属するこのような修正や変形を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による容器内の前駆体残存量の診断装置の構成図。
【図２】本発明による化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法に関する手順図。
【図３】本発明による水位診断機をオシロスコープに連結して得た測定結果を図示したグラフ。
【図４】前駆体の他の水位をとった時、往復時間の測定結果を図示したグラフ。
【図５】図４による結果を実際値と測定値とを比較して図示したグラフ。
【符号の説明】
【００６３】
１００…ボンベ、１００ａ…運搬気体、１１０…第１のパイプ、２００…容器、２００ａ…前駆体、２１０…第２のパイプ、３００…反応器、３００ａ…ウエハ、４００…水位診断機、４１０…超音波センサー、４２０…パルスレシーバー、５００…Ａ／Ｄ変換器、６００…コンピューター、７００…アラーム発生機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法に関し、より詳細には化学蒸着工程のうち、容器内に残存する前駆体の水位を超音波の送／受信を通じて発生される信号を分析して正確に測定できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般のコーティング技術だけでなく、半導体工程における化学蒸着工程の重要性は益々増大している。特に、線幅が減少することによって既存の物理的な蒸着工程の限界で段差被覆性（step coverage）が優れた化学前駆体を使用する化学蒸着工程に対する関心が増大されている。また、化学蒸着工程と共に段差被覆性が更に優れた原子層蒸着（atomic layer deposition）工程も多く使用されている。
【０００３】
一般的に化学蒸着工程は容器内の液体状態の化学前駆体を様々な方法で気化させ、気化された化学気体を反応炉内に注入、基板に蒸着できるようにする。
【０００４】
特に、半導体ラインでは前記反応炉内で化学前駆体を用い、普通数十枚以上のウエハが連続に蒸着されるが、途中で化学前駆体が枯渇する場合、深刻な問題が発生する。最近では、半導体工程分野において前駆体として有機金属化合物を使用する有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）工程にもその研究開発が拡張されている。
【０００５】
従って、蒸着工程以後に、ウエハに蒸着された化学前駆体の状態を確認するなどの事後診断方式を取っており、前駆体の残っている量を工程進行中にリアルタイムで診断できるような診断構造が提供されていないという問題点がある。
【０００６】
このような問題点の改善のためにウエハの蒸着枚数を計算して前駆体が容器で消耗される以前に交替する方法が提示されているが、前駆体の特性上、使用時間当りの消耗量に対する正確なデータを得るのが困難なので、このような方法は実効性が落ちる。
【０００７】
また、浮力センサーが一般的に使用されるが、前駆体内に挿入されたセンサーでは腐食や汚染のような問題が発生し、複雑な構造によるガス漏れ、及び毒性のあるＣＶＤ工程時に安全を保障できない問題も起こる。
【０００８】
また、前駆体の交替時期を正確に診断して決定できるような適切な方法がなく、前駆体が相当量残っているにもかかわらず、これを交替するようになると、その経済的な損失は相当であるといえる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は前記のような従来の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の第１の目的は、前駆体が保管されている容器の下部に超音波を使用する水位診断機を設け、前駆体の水位をリアルタイムで測定して前駆体の枯渇による被害を事前に防止し、製品不良率を著しく減少させることができる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法を提供することである。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、上記の測定結果に基づいて前駆体の正確な交替時期が分かるので、前駆体の使用期間を最大に延長できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法を提供することである。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、前記水位診断機が前駆体保管容器の下部に設けられることによって、腐食や汚染、または複雑な構造によるガス漏れのおそれがなく、毒性のあるＣＶＤ工程時にも安全に使用できる化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような本発明の目的は、運搬気体が収容されたボンベ；前記運搬気体が流れるように一端が前記ボンベに配管された第１のパイプ；液状の前駆体が収容され、前記運搬気体が前記前駆体をバブリングして気化するように前記第１のパイプの他端が前記前駆体に浸漬されて配管される容器；一端が前記前駆体の液面の上に配置されるように前記容器に配管されて前記前駆体及び運搬気体が移送される第２のパイプ；前記第２のパイプの他端が配管され、内包されたウエハに対して前記前駆体で化学蒸着工程が遂行される反応器；超音波を放出し、前記前駆体の液面から反射される前記超音波を受信するように前記容器の下部に設けられる水位診断機；前記水位診断機に連結され、アナログの前記超音波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器；及び前記Ａ／Ｄ変換器に連結され、前記送／受信されたデジタルデータを通じて前記前駆体の当該水位が相対的に低いかを判別する判別装置；を含んで構成されることを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置によって達成される。
【００１３】
ここで、前記水位診断機は、前記前駆体の液面に向けてパルス状超音波を送信し、前記液面から反射された前記超音波を感知するように前記容器の下部に取り付けられる超音波センサー；及び前記感知された超音波を受信し、送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するように前記超音波センサーに電気的に連結されるパルスレシーバー；を含んで構成されるのが望ましい。
【００１４】
また、本発明の他の実施形態は、前記判別装置に連結され、前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出される場合、これを警告する出力手段を更に含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記警告出力手段は警告音響が発生するアラーム発生機、または警告音響と共に警告表示がコンピューターのモニターを通じて画像で出力されるように設定された出力手段であるのが望ましい。
【００１６】
また、前記容器は、制御装置を通じて、別に設けられた前駆体が収容されたタンクに連結され、前記制御装置は前記判別装置にも連結され、前記容器内の前駆体の量が一定に維持されるようにすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の目的は、液状の前駆体をバブリングして気化するステップ（Ｓ１０００）；前記前駆体でウエハを化学蒸着するステップ（Ｓ２０００）；容器の下部に取り付けられた超音波センサーからパルス状の超音波を前駆体の液面に向けて放出するステップ（Ｓ３０００）；前記液面から反射された前記超音波を感知するステップ（Ｓ４０００）；前記超音波を受信して送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するステップ（Ｓ５０００）；前記アナログ信号をデジタル信号に変換するステップ（Ｓ６０００）；前記送／受信された各超音波の発生時間差に関する前記デジタルデータを通じて前記前駆体の水位を演算し、前記前駆体に関して設定された基準水位データと比較処理するステップ（Ｓ７０００）；及び前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出されることによって警告音響を放出するステップ（Ｓ８０００）；を含むことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法によって達成される。
【００１８】
また、前記前駆体２００ａの水位が前記基準水位より高ければ、前記ウエハ３００ａに対する蒸着工程を続けて進行し、前記超音波センサー４１０は再び超音波を前記前駆体２００ａの液面に向けて放出し、上記のコンピューター６００による判別までのステップを繰り返すことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法によって達成される。
【００１９】
また、前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出された時、容器内に前駆体を供給して一定水位を維持するように制御するステップ（Ｓ８０００−１）；を更に含むことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法によって達成される。
【発明の効果】
【００２０】
上述した化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び診断方法によれば、半導体製造工程のうち、ウエハの化学蒸着工程において超音波を用い、前駆体の水位をリアルタイムで測定して前駆体の枯渇による被害を事前に防止することにより、製品不良率を著しく減少させることができる効果がある。
【００２１】
また、前記の測定結果に基づいて前駆体の正確な交替時期が分かるので、前駆体の使用期間を最大に延長できるという長所がある。
【００２２】
また、前記の測定結果に基づいて容器内の前駆体の量を一定に維持することもできるので、前駆体の枯渇による被害を事前に防止することができる。
【００２３】
本発明のその他の目的、特定の長所および新規の特徴は添付した図面と関連する以下の詳細な説明と、望ましい実施例とから更に明らかになるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下では本発明による化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置及び方法に関して添付した図面と共に説明する。
【００２５】
図１は本発明による容器内の前駆体残存量の診断装置の構成図である。図１に図示されたように、前記診断装置は、前駆体２００ａをウエハ３００ａに化学蒸着する工程において、前駆体２００ａがウエハ３００ａに蒸着されることによって減少する前駆体２００ａの水位を連続的に測定するように超音波センサー４１０を取り付けて前駆体２００ａの量を診断する構造である。そして、診断の結果、液状の前駆体２００ａの水位が設定された基準水位より低くなった場合、アラーム音響及び／または警告画面を出力するようにして蒸着工程の中断を誘導することができる。
【００２６】
このために、診断装置は、運搬気体１００ａが収容されたボンベ１００、一端が前記ボンベ１００に配管された第１のパイプ１１０、液状の前駆体２００ａが収容され、第１のパイプ１１０の他端が前駆体２００ａに浸漬されて配管される容器２００、一端が前駆体２００ａの液面の上に配置されるように容器２００に配管される第２のパイプ２１０、及び第２のパイプ２１０の他端が配管され、ウエハ３００ａが内包された反応器３００から構成される化学蒸着のための装置に、容器２００の下部に設けられて超音波を送／受信する水位診断機４００、受信された超音波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５００、前記デジタル信号を通じて前駆体２００ａの水位を演算し、基準水位との相対的な高低を判別するコンピューター６００とが順次に連結されて構成され、前記コンピューター６００には前記の判別結果によって前駆体２００ａの水位が基準水位より低い場合、警告音響を発生するアラーム発生器７００が更に連結されている。
【００２７】
ボンベ１００には高圧の運搬気体１００ａが収容されており、容器２００に第１のパイプ１１０が配管されている。第１のパイプ１１０は一端がボンベ１００に配管され、他端は容器２００内に流入され、液状の前駆体２００ａ内に浸漬されている。従って、運搬気体１００ａは第１のパイプ１１０を通じて前駆体２００ａに注入され、これにより前駆体２００ａはバブリングされる。
【００２８】
また、容器２００には第２のパイプ２１０が配管され、第２のパイプ２１０は一端が容器２００内に流入されて前駆体２００ａの液面上に配置されている。先に言及したバブリングによって気化された前駆体２００ａは第２のパイプ２１０を通じて排出される。
【００２９】
そして、第２のパイプ２１０の他端は反応器３００に連結される。従って、気化された前駆体２００ａが反応器３００へ流入し、内包されたウエハ３００ａに対して化学蒸着を遂行する。
【００３０】
このような化学蒸着工程が進行することによって容器２００に収容された前駆体２００ａの量はますます減るようになり、ある時点からはこれ以上前記工程を遂行できない程度に至るようになる。従って、前駆体２００ａの不足による不良品の発生を最小化し、前駆体２００ａの正確な交替時期が分かるように前駆体２００ａの残っている量、即ち、前駆体２００ａの水位をリアルタイムで把握することが必要である。
【００３１】
本発明による水位診断機４００を用いた診断装置では、超音波を前駆体２００ａの下端から前駆体２００ａの液面に放出し、液面から反射されて戻る前記超音波を受信し、現在、残っている前駆体２００ａの水位を判定した後、これを予め設定された基準になる水位と比較して前駆体２００ａの不足可否を判定するように構成している。
【００３２】
より詳細に説明すると、水位診断機４００は超音波センサー４１０と、パルスレシーバー４２０とから構成されるが、前記容器２００の下部に取り付けられる超音波センサー４１０から前駆体２００ａの液面に向けて前記超音波を送信して前記液面から反射された超音波を感知し、パルスレシーバー４２０で前記感知された超音波を受信して送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出する。
【００３３】
このようなアナログ信号はコンピューター６００による判別のためにＡ／Ｄ変換器５００によってデジタル信号に変換される。この時、コンピューター６００は前記送／受信された各超音波の発生時間の間隔に関する前記デジタルデータを通じて前記前駆体２００ａの水位を演算し、前記前駆体２００ａに関して設定された基準水位データと比較処理して前記前駆体２００ａの当該水位が相対的に低いかを判別する。
【００３４】
ここで、基準水位は前駆体２００ａの水位が前記水位以下になると、蒸着工程を続けて遂行できない程度の水位であり、前記前駆体２００ａの交替が必要な時点を表わす基準点である。
【００３５】
判別の結果、もし、前記前駆体２００ａの当該水位が前記基準水位より低いと、コンピューター６００は電気的に連結されている警告出力手段であるアラーム発生器７００に信号を送って警告音響が発生するようにする。
【００３６】
前記警告出力手段は、警告音響と共に警告表示がコンピューター６００上のモニターを通じて画像で出力できるように設定することもできる。
【００３７】
また、他の実施例として、容器２００には液状の前駆体が収容されているタンク（図示せず）が制御装置（図示せず）と共に連結されて構成されていてもよい。前記制御装置はコンピューターにも連結される。これは容器２００内の前駆体２００ａの量を予め設定された水位に一定に維持できるようにするためである。
【００３８】
従って、水位診断機４００のデータを分析したコンピューターでの判別の結果、前記前駆体２００ａの当該水位が予め設定された水位より低いと、コンピューター６００は制御装置（図示せず）を通じてタンク（図示せず）内の液状前駆体が容器２００に流入されるようにする。そうすることによって容器２００内の前駆体２００ａの量は蒸着工程を続けて遂行できる程度の予め設定された水位に一定に維持される。
【００３９】
図２は本発明による化学蒸着工程時、容器２００内の前駆体２００ａ残存量の診断方法に対する手順図である。図２に図示されたように、ボンベ１００内の運搬気体１００ａは容器２００内の液状前駆体２００ａをバブリングし、気化させて反応器３００へ運搬する（Ｓ１０００）。
【００４０】
反応器３００へ運搬された前駆体２００ａは反応器３００に内包されたウエハ３００ａに化学蒸着する（Ｓ２０００）。
【００４１】
このようなステップが連続的に遂行される時、容器２００内の前駆体２００ａの水位を測定するために容器２００の下部に取り付けられている超音波センサー４１０から前記前駆体２００ａの液面に向けてパルス状の超音波を放出する（Ｓ３０００）。前記超音波は前記前駆体２００ａの液面から反射されて再び超音波センサー４１０へ戻るが、これを超音波センサー４１０が感知し（Ｓ４０００）、前記センサー４１０に電気的に連結されているパルスレシーバー４２０が受信するようになる（Ｓ５０００）。
【００４２】
このように受信された超音波信号はパルス状になったアナログ信号である。従って、コンピューター６００による分析のために前記アナログ信号はＡ／Ｄ変換器５００によってデジタル信号に変換される（Ｓ６０００）。
【００４３】
コンピューター６００では前記デジタル信号が有しているデータを分析して前記前駆体２００ａの水位を演算する。演算の原理は特定物体に超音波を放出し、その超音波が到逹するまでの時間を測定すれば、“距離＝速度×経過時間”の関係を有するので、超音波の速度及びデジタル化された超音波信号の発生時間の間隔で経過時間を把握すると、距離、即ち、前駆体２００ａの水位を測定できる。
【００４４】
このような演算の結果に基づいて、前駆体２００ａの水位と、予め設定されている基準水位とを比較する（Ｓ７０００）。
【００４５】
この時、もし、前駆体２００ａの水位が前記基準水位より低いと、蒸着工程を続けて進行できない状態であるので、コンピューター６００は警告音響を発生するように信号を出力するようになる。前記信号はコンピューター６００に電気的に連結されているアラーム発生器７００へ入力され、警告音響を発生するようになる（Ｓ８０００）。
【００４６】
本発明では警告状態に対する出力手段として音響を放出するアラーム発生器７００を例示したが、これに限るものではなく、使用者へ警告できる他の手段、例えば警告画面を画像で出力するモニター、または一定の色の光を放出するランプなども可能であろう。
【００４７】
しかし、もし、前駆体２００ａの水位が前記基準水位より高いと、蒸着工程を続けて進行できる状態であるので、ウエハ３００ａに対する蒸着工程を続けて進行させ、超音波センサー４１０は再び超音波を前記前駆体２００ａの液面に向けて放出し、前記のコンピューター６００による判別までのステップを繰り返す。
【００４８】
また、前記他の実施例による蒸着工程によれば、前記演算の結果に基づいて、コンピューター６００は前駆体２００ａの水位と、予め設定されている水位とを比較する。
【００４９】
予め設定された水位より低い当該前駆体の水位の比較結果が導出された場合、コンピューター６００は制御装置を通じてタンクから前駆体が容器２００内に流入されるようにする（Ｓ８０００−１）。そうすることによって容器２００内の前駆体２００ａの水位は一定に維持され、化学蒸着が連続的に進行する。
【００５０】
本発明による前駆体残存量の診断装置によって、水位診断機４００のパルスレシーバー４２０で受信された超音波の波形で流体の水位を計算する過程を図３乃至図５により調べる。図３は本発明による水位診断機４００をオシロスコープに連結して得た測定結果を図示したグラフであり、図４は前駆体の他の水位の時、往復時間の測定結果を図示したグラフである。図３及び図４に図示されるように、Ｘ軸は時間をμｓ単位で示し、Ｙ軸は振幅を示す。
【００５１】
放出されるパルスの大きさは５ＭＨｚであり、前駆体はＣＶＤ ＳｉＯ2工程において主に使用されるテトラキス−エトキシーシラン（tetrakisethoxysilane、ＴＥＯＳ）を使用する。
【００５２】
容器内の液状前駆体の水位（ｄ）は次の式で計算される。
【００５３】
ｄ＝ｒ（［１／２］ｔ） …（１）
ここで、“ｒ”は液状前駆体内での超音波パルス速度であり、“ｔ”は液面までのパルスの往復時間である。
【００５４】
先ず、前記（１）式を用いてＴＥＯＳでの超音波パルス速度を決定する。液体水位を２ｃｍに固定して超音波往復時間を測定すれば、図３に図示したように超音波が送信される時間である‘ｔ１’からＴＥＯＳ液面から反射された超音波のパルス発生時間‘ｔ２’までの時間間隔は約３９μｓと測定された。これを前記（１）式に代入すれば、ＴＥＯＳでの超音波パルス速度ｒは略１０２４ｍ／ｓｅｃであることが分かる。
【００５５】
図４に図示したように、前記液体水位を２ｃｍ、４ｃｍ、及び６ｃｍにとった時、測定された往復時間は各々４１ｓｅｃ、７９ｓｅｃ、及び１１５ｓｅｃである。測定されたパルス速度ｒ及び測定された往復時間（４１ｓｅｃ、７９ｓｅｃ、及び１１５ｓｅｃ）を前記式に代入して各々の液体水位を計算すれば、略２．１ｃｍ、３．８ｃｍ、及び５．９ｃｍである。このような測定値は実際値とほとんど同一であることが分かる。
【００５６】
図５は、図４による結果を、実際値と測定値とを比較して図示したグラフである。図５でＸ軸は測定条件による相対的な区別状態（ポイント）を一連数字で示し、Ｙ軸は前駆体水位をｃｍ単位で示す。図５に図示したように、測定された往復時間、ポイント１（４１ｓｅｃ）、ポイント２（７９ｓｅｃ）、及びポイント３（１１５ｓｅｃ）の各々から、該当する前駆体液面水位の実際値と測定値とがほとんど同一であることが分かる。これは、超音波センサーシステムが半導体用の前駆体であるＴＥＯＳに対してモニタリング装置として使用できることを表わすものである。
【００５７】
このように水位診断機４００を用いた本発明による診断装置及び診断方法によれば、どのような液状前駆体２００ａの水位でも前記のような原理で測定し、前駆体２００ａの交替時期を正確に判断できるようになる。
【００５８】
以上のような本発明による化学蒸着工程時、容器２００内の前駆体２００ａ残存量の診断装置及び診断方法において、本発明による前駆体２００ａはある特定の前駆体２００ａに限定されるものではなく、超音波を通じた前駆体２００ａの水位測定は全ての前駆体２００ａにおいて可能であるので、化学蒸着に使用される無機、有機及び有機金属化合物などの全ての前駆体２００ａに使用できる。
【００５９】
また、本発明は化学蒸着工程だけでなく、液状前駆体２００ａを使用する他の蒸着工程、例えば原子層蒸着（atomic layer deposition）工程、半導体蒸着工程などにも使用できる。
【００６０】
加えて、本発明ではボンベ１００に保管された運搬ガスにより容器２００に収容された前駆体２００ａをバブリングして反応器３００へ運搬するシステムを例示したが、これに限らず、インジェクションタイプ（injection type）で前駆体２００ａを反応器３００に注入することも可能である。
【００６１】
本発明を以上で言及した望ましい実施例と関連して説明したが、発明の要旨と範囲とから脱することなく、多様な修正や変形をすることが可能である。従って、添付された特許請求の範囲は本発明の要旨に属するこのような修正や変形を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による容器内の前駆体残存量の診断装置の構成図。
【図２】本発明による化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法に関する手順図。
【図３】本発明による水位診断機をオシロスコープに連結して得た測定結果を図示したグラフ。
【図４】前駆体の他の水位をとった時、往復時間の測定結果を図示したグラフ。
【図５】図４による結果を実際値と測定値とを比較して図示したグラフ。
【符号の説明】
【００６３】
１００…ボンベ、１００ａ…運搬気体、１１０…第１のパイプ、２００…容器、２００ａ…前駆体、２１０…第２のパイプ、３００…反応器、３００ａ…ウエハ、４００…水位診断機、４１０…超音波センサー、４２０…パルスレシーバー、５００…Ａ／Ｄ変換器、６００…コンピューター、７００…アラーム発生機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬気体が収容されたボンベ；
前記運搬気体が流れるように一端が前記ボンベに配管された第１のパイプ；
液状の前駆体が収容され、前記運搬気体が前記前駆体をバブリングして気化するように前記第１のパイプの他端が前記前駆体に浸漬されて配管される容器；
一端が前記前駆体の液面の上に配置されるように前記容器に配管されて前記前駆体及び運搬気体が移送される第２のパイプ；
前記第２のパイプの他端が配管され、内包されたウエハに対して前記前駆体で化学蒸着工程が遂行される反応器；
超音波を放出し、前記前駆体の液面から反射される前記超音波を受信するように前記容器の下部に設けられる水位診断機；
前記水位診断機に連結され、アナログの前記超音波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器；及び
前記Ａ／Ｄ変換器に連結され、前記送／受信されたデジタルデータを通じて前記前駆体の当該水位が相対的に低いかを判別する判別装置；を含んで構成されることを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項２】
前記水位診断機は、前記前駆体の液面に向けてパルス状超音波を送信し、前記液面から反射された前記超音波を感知するように前記容器の下部に取り付けられる超音波センサー；及び
前記感知された超音波を受信し、送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するように前記超音波センサーに電気的に連結されるパルスレシーバー；を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項３】
前記判別装置に連結され、前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出される場合、これを警告する出力手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項４】
前記警告出力手段は警告音響が発生するアラーム発生機であることを特徴とする請求項３に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項５】
前記警告出力手段は警告音響と共に警告表示がコンピューターのモニターを通じて画像で出力されるように設定されることを特徴とする請求項３に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項６】
前記容器は、制御装置を通じて、別に設けられた前駆体が収容されたタンクに連結され、前記制御装置は前記判別装置にも連結され、前記容器内の前駆体の量が一定に維持されるようにすることを特徴とする請求項１に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項７】
化学蒸着工程において、
液状の前駆体をバブリングして気化するステップ（Ｓ１０００）；
前記前駆体でウエハを化学蒸着するステップ（Ｓ２０００）；
容器の下部に取り付けられた超音波センサーからパルス状の超音波を前駆体の液面に向けて放出するステップ（Ｓ３０００）；
前記液面から反射された前記超音波を感知するステップ（Ｓ４０００）；
前記超音波を受信して送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するステップ（Ｓ５０００）；
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するステップ（Ｓ６０００）；
前記送／受信された各超音波の発生時間差に関する前記デジタルデータを通じて前記前駆体の水位を演算し、前記前駆体に関して設定された基準水位データと比較処理するステップ（Ｓ７０００）；及び
前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出されることによって警告音響を放出するステップ（Ｓ８０００）；を含むことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法。
【請求項８】
前記前駆体２００ａの水位が前記基準水位より高ければ、前記ウエハ３００ａに対する蒸着工程を続けて進行し、前記超音波センサー４１０は再び超音波を前記前駆体２００ａの液面に向けて放出し、上記のコンピューター６００による判別までのステップを繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法。
【請求項９】
前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出された時、容器内に前駆体を供給して一定水位を維持するように制御するステップ（Ｓ８０００−１）；を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法。
【請求項１】
運搬気体が収容されたボンベ；
前記運搬気体が流れるように一端が前記ボンベに配管された第１のパイプ；
液状の前駆体が収容され、前記運搬気体が前記前駆体をバブリングして気化するように前記第１のパイプの他端が前記前駆体に浸漬されて配管される容器；
一端が前記前駆体の液面の上に配置されるように前記容器に配管されて前記前駆体及び運搬気体が移送される第２のパイプ；
前記第２のパイプの他端が配管され、内包されたウエハに対して前記前駆体で化学蒸着工程が遂行される反応器；
超音波を放出し、前記前駆体の液面から反射される前記超音波を受信するように前記容器の下部に設けられる水位診断機；
前記水位診断機に連結され、アナログの前記超音波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器；及び
前記Ａ／Ｄ変換器に連結され、前記送／受信されたデジタルデータを通じて前記前駆体の当該水位が相対的に低いかを判別する判別装置；を含んで構成されることを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項２】
前記水位診断機は、前記前駆体の液面に向けてパルス状超音波を送信し、前記液面から反射された前記超音波を感知するように前記容器の下部に取り付けられる超音波センサー；及び
前記感知された超音波を受信し、送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するように前記超音波センサーに電気的に連結されるパルスレシーバー；を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項３】
前記判別装置に連結され、前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出される場合、これを警告する出力手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項４】
前記警告出力手段は警告音響が発生するアラーム発生機であることを特徴とする請求項３に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項５】
前記警告出力手段は警告音響と共に警告表示がコンピューターのモニターを通じて画像で出力されるように設定されることを特徴とする請求項３に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項６】
前記容器は、制御装置を通じて、別に設けられた前駆体が収容されたタンクに連結され、前記制御装置は前記判別装置にも連結され、前記容器内の前駆体の量が一定に維持されるようにすることを特徴とする請求項１に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断装置。
【請求項７】
化学蒸着工程において、
液状の前駆体をバブリングして気化するステップ（Ｓ１０００）；
前記前駆体でウエハを化学蒸着するステップ（Ｓ２０００）；
容器の下部に取り付けられた超音波センサーからパルス状の超音波を前駆体の液面に向けて放出するステップ（Ｓ３０００）；
前記液面から反射された前記超音波を感知するステップ（Ｓ４０００）；
前記超音波を受信して送／受信された各超音波に関するアナログ信号を検出するステップ（Ｓ５０００）；
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するステップ（Ｓ６０００）；
前記送／受信された各超音波の発生時間差に関する前記デジタルデータを通じて前記前駆体の水位を演算し、前記前駆体に関して設定された基準水位データと比較処理するステップ（Ｓ７０００）；及び
前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出されることによって警告音響を放出するステップ（Ｓ８０００）；を含むことを特徴とする化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法。
【請求項８】
前記前駆体２００ａの水位が前記基準水位より高ければ、前記ウエハ３００ａに対する蒸着工程を続けて進行し、前記超音波センサー４１０は再び超音波を前記前駆体２００ａの液面に向けて放出し、上記のコンピューター６００による判別までのステップを繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法。
【請求項９】
前記基準水位より低い当該前駆体の水位比較結果が導出された時、容器内に前駆体を供給して一定水位を維持するように制御するステップ（Ｓ８０００−１）；を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の化学蒸着工程時、容器内の前駆体残存量の診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２４２６３０（Ｐ２００６−２４２６３０Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５６０６９（Ｐ２００５−５６０６９）
【出願日】平成１７年３月１日（２００５．３．１）
【出願人】（５９２１０４４７２）韓国標準科学研究院 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１日（２００５．３．１）
【出願人】（５９２１０４４７２）韓国標準科学研究院 (17)
【Ｆターム（参考）】
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