(57)【要約】      （修正有）【課題】同時に複数の基板をローディング／アンローディングすることができる原子層蒸着装置を提供する。【解決手段】複数の基板をプロセスモジュールに移動するときに、複数の基板をローディング／アンローディング可能な原子層蒸着装置は、基板をローディングおよびアンローディングするローディング／アンローディングモジュール１０と、複数の基板を同時に収容して蒸着工程が実行される複数のプロセスチャンバ３１を備え、プロセスチャンバの内部の排気ガスを吸入して、プロセスチャンバの上部に排出させるように排気部が備えられたガス噴射ユニットが備えられるプロセスモジュール３０と、ローディング／アンローディングユニットとプロセスモジュールとの間に備えられ、基板を移送するが複数の基板を同時にパージして移送するトランスファーロボットを備えるトランスファーモジュール２０とを含む。【選択図】図１
2010157736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をローディングおよびアンローディングするローディング／アンローディングモジュールと、
複数の基板を同時に収容して蒸着工程を実行する複数のプロセスチャンバを備え、前記複数のプロセスチャンバの内部の排気ガスを吸入して、前記複数のプロセスチャンバの上部に排出させる排気部を有するガス噴射ユニットが備えられるプロセスモジュールと、
前記ローディング／アンローディングモジュールと前記プロセスモジュールの間に備えられ、前記複数の基板を同時に保持して移送するトランスファーロボットを備えるトランスファーモジュールと、
を含むことを特徴とする原子層蒸着装置。
【請求項２】
前記ローディング／アンローディングモジュールは、前記複数の基板が格納されたロードポートおよびバッファ部を備え、
前記バッファ部は、前記ロードポートに格納された基板の数と前記プロセスチャンバに収容される基板の数とが倍数関係になるように、前記基板のローディング時に不足した数の基板を補充することを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３】
前記バッファ部は、前記トランスファーモジュールの一側に備えられ、前記トランスファーモジュールに前記基板を引出するときに前記トランスファーモジュールの真空が破壊されないように、前記バッファ部の内部圧力を選択的に減圧／加圧されることを特徴とする請求項２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項４】
前記トランスファーロボットは、１枚の基板をそれぞれ保持する複数のハンドリングアームを含み、前記ハンドリングアームは、前記基板の下部で前記基板を支持するように前記基板の直径に対応し、前記基板の中心を横切って所定の幅を有するバー状または環状を有することを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項５】
前記基板の移送時に、前記ハンドリングアームが上下方向に重なり、前記プロセスチャンバに前記基板をローディングおよびアンローディングするときに、前記ハンドリングアームが左右にＶ字状に開くことを特徴とする請求項４に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６】
前記トランスファーモジュールは、前記トランスファーロボットに前記基板の載置を検査するセンサを備え、前記基板の一部が重なるように前記ハンドリングアームが左右にＶ字状態に開いた状態で前記センサが前記基板の載置を検査することを特徴とする請求項４に記載の原子層蒸着装置。
【請求項７】
前記プロセスチャンバは、
前記複数の基板が水平方向に載置／支持及び回転可能に備えられ、前記プロセスチャンバ内部で昇降移動するサセプタユニットと、
前記サセプタユニットの上部に備えられ、前記基板に薄膜を蒸着するための蒸着ガスのうち１種類のガスを供給する複数の噴射孔グループで定義され、ソースガスを噴射する１つ以上のソース領域とパージガスを噴射する１つ以上のパージ領域を含む複数の噴射領域が形成されたガス噴射ユニットと、
前記ガス噴射ユニットに備えられ、前記プロセスチャンバ内部の排気ガスを吸入して排出させる排気部と、
前記サセプタユニットの下部に備えられ、前記基板および前記サセプタユニットを加熱するヒーターユニットと、
前記サセプタユニットに備えられ、前記基板が載置され、前記サセプタユニットの昇降移動によって前記サセプタユニットの上部に突出するように昇降移動するリフトピンと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項８】
前記排気部は、
前記ガス噴射ユニットで前記複数の噴射領域の境界に沿って備えられ、前記プロセスチャンバ内の排気ガスを吸入して排出させる複数の排気孔グループで定義される排気ラインと、
前記排気ラインと連結するように形成され、前記サセプタユニットの中央部分の排気ガスを吸入して排出させるように前記ガス噴射ユニットの中央部に形成された中央排気ブロックと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の原子層蒸着装置。
【請求項９】
前記排気部は、前記各ソース領域で吸入された排気ガスを互いに異なる排気バッファを通じて排出させるように形成された少なくとも２つ以上の排気ラインを含むことを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１０】
前記排気ラインは、１つのソース領域で吸入された排気ガスが前記パージ領域で吸入された排気ガスと同じ１つの排気バッファを通じて排出されるように形成されることを特徴とする請求項９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１１】
前記中央排気ブロックは、前記中央排気ブロックで吸入された排気ガスを排出させる流路が前記排気ラインの前記排気バッファと連続または分離するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１２】
前記中央排気ブロックは、前記サセプタユニットの中央部分に対応する大きさの領域を有するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１３】
前記中央排気ブロックは、少なくとも前記各ソース領域で吸入された排気ガスが互いに異なる流路を通じて排出させるように形成されることを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１４】
前記排気ラインは、前記複数の噴射領域を横切るように形成された補助排気ブロックをさらに含み、
前記補助排気ブロックは、前記補助排気ブロックで吸入した排気ガスを排出させる流路が前記排気ラインおよび前記中央排気ブロックと連結または分離するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１５】
前記リフトピンは、前記サセプタユニットを貫通して前記サセプタユニット下部に延長するように備えられ、前記リフトピンは、前記サセプタユニットの下降時に前記リフトピンの下端部が前記ヒーターユニットに接触して前記サセプタユニット上部に突出し、前記サセプタユニットの上昇時に前記リフトピンの重さによって下降することを特徴とする請求項７に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１６】
前記ヒーターユニットは、前記サセプタユニットの下降時に前記リフトピンの下端部を収容して前記リフトピンが突出しないようにするピンガイド孔が備えられ、前記ピンガイド孔は、前記サセプタユニットの下降時に前記基板のローディング／アンローディングのための２枚の基板を除いた残りの基板に対応する載置位置のリフトピンを収容するように形成されることを特徴とする請求項１５に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１７】
前記基板のローディング／アンローディングのための２枚の基板に対応するローディング位置のリフトピンは、前記基板のローディング／アンローディング高低差に対応するように互いに異なる高さで突出されることを特徴とする請求項７に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１８】
前記ヒーターユニットは、内部が密閉したハウジング内部に電源が印加されれば熱を発生させるワイヤ状またはフィラメント状の発熱素子が埋められて形成されることを特徴とする請求項７に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１９】
前記ヒーターユニットは、前記基板に対応する位置に複数の発熱領域を形成するように１つまたは複数の発熱素子が曲線型に配置されることを特徴とする請求項１８に記載の原子層蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子層蒸着装置に関し、特に、同時に複数の基板をローディングおよびアンローディングして、スループットを向上させることができる原子層蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体基板やガラスなどの基板上に所定の厚さの薄膜を形成するためには、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）のように物理的な衝突を用いる物理気相成長法（ＰＶＤ：ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や化学反応を用いる化学気相成長法（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いた薄膜形成方法が用いられている。
【０００３】
半導体素子の設計ルール（ｄｅｓｉｇｎ  ｒｕｌｅ）の急激な微細化によって、微細パターンの薄膜が要求されるようになり、薄膜が形成される領域の段差も極めて大きくなった。このことにより、原子層の厚さの微細パターンを極めて均一に形成できるだけでなく、ステップカバレッジ（ｓｔｅｐ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）が優れた原子層蒸着法（ＡＬＤ：ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の使用が増大している。
【０００４】
原子層蒸着法は、気体分子間の化学反応を利用するという点において、一般的な化学気相成長法と似ている。しかしながら、通常の化学気相成長法が複数の気体分子を同時にプロセスチャンバ内に注入して、基板上部で発生した反応生成物を基板に蒸着することとは異なり、原子層蒸着法は１つの気体物質をプロセスチャンバ内に注入した後に、これをパージ（ｐｕｒｇｅ）して加熱した基板の表面に物理的に吸着した気体のみを残留させ、この後に他の気体物質を注入することによって基板表面で発生する化学反応生成物を蒸着させるという点において異なる。このような原子層蒸着法によって実現する薄膜は、ステップカバレッジ特性が極めて優れており、不純物含有量が低い純粋な薄膜の実現が可能であるという長所を有しており、現在脚光を浴びている。
【０００５】
従来の原子層蒸着装置は、スループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を向上させるために、複数の基板に対して同時に蒸着工程が実行されるセミバッチ式（ｓｅｍｉ−ｂａｔｃｈ  ｔｙｐｅ）が開示されている。通常、セミバッチ式の原子層蒸着装置は、互いに異なる種類の蒸着ガスが噴射され、ガス噴射ユニットまたはサセプタユニットの高速回転によって基板が順に蒸着ガスが噴射される領域を通過して基板表面で蒸着ガス間の化学反応生成物が蒸着されて薄膜が形成される。
【０００６】
ここで、従来の原子層蒸着装置は、セミバッチ式のプロセスチャンバが２つ備えられ、同時に１２枚の基板に対して蒸着工程を実行することができる。そして、原子層蒸着装置は、バッファからプロセスチャンバに基板を移送し、プロセスチャンバに基板をローディングおよびアンローディングするトランスファーロボットを備える。ここで、従来のトランスファーロボットは、基板を１枚ずつローディング／アンローディングして移送するように構成されており、原子層蒸着装置の空間的な制約により、通常１台のトランスファーロボットを備えている。
【０００７】
しかしながら、従来の原子層蒸着装置は、トランスファーロボット１台が基板をローディング／アンローディングして移送する役割を担当して、１２枚の基板をすべて移送およびローディング／アンローディングするためには多くの時間が必要となる。このように、ローディング／アンローディングおよび移送時にトランスファーロボットで遅延する時間だけ蒸着工程に遅延が発生し、スループットと生産性が低下するという問題点がある。さらに、通常バッファには２５枚または５０枚の基板が格納されるが、プロセスモジュールは１２枚の基板に対して蒸着工程を実行するために余分な基板が残るようになり、余分な基板の処理によってバッファを交換して基板を補充するのに時間遅延が発生することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第２００９−００６９０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した問題点を解決するために、本発明は、基板のローディング／アンローディングおよび移送時に遅延の発生を防ぐことができる原子層蒸着装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、蒸着工程のスループットと生産性を向上させることができる原子層蒸着装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、複数の基板をプロセスモジュールに移動するときに、複数の基板のローディング／アンローディングが可能な原子層蒸着装置は、基板をローディングおよびアンローディングするローディング／アンローディングモジュールと、複数の基板を同時に収容して蒸着工程を実行する複数のプロセスチャンバとを備え、前記複数のプロセスチャンバの内部の排気ガスを吸入して、前記プロセスチャンバの上部に排出させるように排気部を有するガス噴射ユニットが備えられるプロセスモジュールと、前記ローディング／アンローディングモジュールと前記プロセスモジュールとの間に備えられ、前記複数の基板を同時に保持して移送するトランスファーロボットとを備えるトランスファーモジュールを含んでもよい。
【００１２】
ここで、前記ローディング／アンローディングモジュールは、複数の基板を格納するロードポートおよびバッファ部を備え、前記バッファ部は、前記ロードポートに格納された基板の数と前記プロセスチャンバに収容される基板の数とが倍数関係をなすように前記基板のローディング時に不足している数の基板を補充してもよい。すなわち、前記バッファ部は、前記基板のローディング時にロードポートで不足している枚数の基板を補充して、前記ロードポートに余分の基板が発生することを防ぎ、ローディング時に基板の補充のために、時間遅延が発生することを防ぐことができる。例えば、前記バッファ部は、前記トランスファーモジュールの一側に備えられ、前記トランスファーモジュールに前記基板を引出するときに、前記トランスファーモジュールの真空を破壊しないように、前記バッファ部の内部圧力を選択的に減圧／加圧される。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記トランスファーロボットは、それぞれ１枚ずつ基板を保持することができる複数のハンドリングアームを含んで構成される。例えば、前記トランスファーロボットは、２つのハンドリングアームを含み、前記ハンドリングアームは、前記基板の下部で前記基板を支持できるように、前記基板の直径に対応して前記基板の中心を横切って所定の幅を有するバー（ｂａｒ）状または環状を有してもよい。ここで、前記ハンドリングアームは、前記基板のローディング時に、前記ハンドリングアームがリフトピンや他の構造物と干渉することを防ぐ。ここで、前記トランスファーロボットは、前記基板の移送時には、前記ハンドリングアームが上下方向に重なり、前記プロセスチャンバに前記基板をローディングおよびアンローディングするときには前記ハンドリングアームが左右にＶ字状に開く。
【００１４】
そして、前記トランスファーモジュールは、前記トランスファーロボットに前記基板の載置を検査するセンサを備え、前記基板の一部が重なるように、前記ハンドリングアームが左右にＶ字状に開いた状態で前記センサが前記基板の載置を検査してもよい。例えば、前記センサは、前記トランスファーモジュールの下部に備えられ、前記ハンドリングアームに載置した前記基板に対して光を照射して前記基板が正常に載置したか否かを確認する光センサを含んでもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記プロセスチャンバは、前記複数の基板が水平方向に載置／支持され、前記基板が公転するように回転可能に備えられ、前記プロセスチャンバの内部で昇降移動するサセプタユニットと、前記サセプタユニットの上部に備えられ、前記基板に薄膜を蒸着するための蒸着ガスのうちの１種類のガスを供給する複数の噴射孔グループで定義される複数の噴射領域が形成されたガス噴射ユニットと、前記ガス噴射ユニットに備えられ、前記プロセスチャンバの内部の排気ガスを吸入して排出させる排気部と、前記サセプタユニットの下部に備えられ、前記基板および前記サセプタユニットを加熱するヒーターユニットと、前記サセプタユニットに備えられ、前記基板を載置し、前記サセプタユニットの昇降移動によって前記サセプタユニットの上部に突出するように昇降移動するリフトピンとを含んでもよい。
【００１６】
ここで、前記複数の噴射領域は、ソースガスを噴射する１つ以上のソース領域とパージガスを噴射する１つ以上のパージ領域からなり、前記排気部は、前記ガス噴射ユニットで前記複数の噴射領域の境界に沿って備えられ、前記プロセスチャンバ内の排気ガスを吸入して排出させる複数の排気孔グループで定義される排気ラインと、前記排気ラインと連結するように形成され、前記サセプタユニットの中央部分の排気ガスを吸入して排出させるように前記ガス噴射ユニットの中央部に形成された中央排気ブロックとを含んでもよい。そして、前記排気部は、前記各ソース領域で吸入した排気ガスを互いに異なる排気バッファを通じて排出させるように形成された複数の排気ラインを含んでもよい。また、前記排気ラインは、１つのソース領域で吸入した排気ガスが前記パージ領域で吸入した排気ガスと同じ１つの排気バッファを通じて排出されるように形成してもよい。そして、前記中央排気ブロックは、前記中央排気ブロックで吸入した排気ガスを排出させる流路が前記排気ラインの前記排気バッファと連続または分離するように形成してもよい。また、前記中央排気ブロックは、前記サセプタユニットの中央部分に対応する大きさの領域を有するように形成してもよい。また、前記中央排気ブロックは、少なくとも前記各ソース領域で吸入した排気ガスを互いに異なる流路を通じて排出させるように形成してもよい。
【００１７】
また、前記排気ラインは、前記複数の噴射領域を横切るように形成された補助排気ブロックをさらに含み、前記補助排気ブロックは、前記補助排気ブロックで吸入した排気ガスを排出させる流路が前記排気ラインおよび前記中央排気ブロックと連結または分離するように形成してもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態において、前記リフトピンは、前記サセプタユニットを貫通して前記サセプタユニットの下部に延長するように備えられ、前記リフトピンは、前記サセプタユニットの下降時に前記リフトピンの下端部が前記ヒーターユニットに接触して前記サセプタユニット上部に突出し、前記サセプタユニットの上昇時に前記リフトピンの重さによって下降するように形成してもよい。
【００１９】
そして、前記ヒーターユニットは、前記サセプタユニットの下降時に前記リフトピンの下端部を収容して前記リフトピンが突出しないようにするピンガイド孔が備えられ、前記ピンガイド孔は、前記サセプタユニットの下降時に前記基板のローディング／アンローディングの位置の２枚の基板を除いた残りの基板に対応する載置位置のリフトピンを収容するように形成してもよい。すなわち、前記基板のローディング／アンローディング時に、載置位置のリフトピンは突出しないため、前記基板が前記サセプタユニットに載置した状態で維持され、ローディング位置のリフトピンは突出し、前記リフトピンに前記基板を載置してもよい。また、前記ハンドリングアームは、上下に重なった状態で前記基板を移送するように形成されるため、前記基板のローディング／アンローディング時に前記ハンドリングアームに載置した前記基板の高低差が発生し、前記基板のローディング／アンローディング位置の２枚の基板に対応するローディング位置のリフトピンは、前記基板のローディング／アンローディングの高低差に対応するように互いに異なる高さで突出するように形成してもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前記ヒーターユニットは、内部が密閉したハウジング内部に電源が印加されて熱を発生するワイヤ状またはフィラメント状の発熱素子が埋められて形成してもよい。ここで、前記ヒーターユニットは、前記基板に対応する位置に複数の発熱領域を形成するように、１つまたは複数の発熱素子を曲線型に配置して形成してもよい。また、前記ハウジングは、前記発熱素子から発生した熱が前記ヒーターユニットの下部に放出することを防ぐように形成してもよい。また、前記ハウジングの下部に前記発熱素子から発生した熱が前記ヒーターユニット下部に放出することを防ぐ遮蔽材を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数のハンドリングアームを含むトランスファーロボットが備えられ、少なくとも２枚以上の基板を同時に移送してローディング／アンローディングするため、基板のローディング／アンローディングおよび移送時間を効率的に短縮させ、トランスファーロボットで時間の遅延が発生することを防ぐ原子層蒸着装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、バッファ部を備えることにより、ロードポートに収容された基板の数とプロセスチャンバに同時に収容される基板の数とを同一にすることによって、基板のローディング／アンローディング時に、ロードポートに一部基板が残ることを防ぎ、余分な基板の処理による工程の遅延を防ぐ原子層蒸着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る原子層蒸着装置の全体システムを示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るトランスファーロボットを示す正面図である。
【図３】図２のトランスファーロボットを示す要部斜視図である。
【図４】図１の原子層蒸着装置の断面図である。
【図５】図４のプロセスモジュールを示す要部斜視図である。
【図６】図５のプロセスモジュールにおいてガス噴射ユニットを示す平面図である。
【図７】図６のガス噴射ユニットにおいてＩ−Ｉ線による断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る図６のガス噴射ユニットを示す平面図である。
【図９】図８のガス噴射ユニットにおいてＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図１０】図８のガス噴射ユニットにおいてＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【図１１】図１の原子層蒸着装置においてトランスファーロボットがサセプタユニットに基板をローディングする動作を示す要部斜視図である。
【図１２】図４のプロセスモジュールのヒーターユニットを示す斜視図である。
【図１３】図１２のヒーターユニットの断面図である。
【図１４】図１２のヒーターユニットの発熱素子パターンの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明が実施形態によって制限または限定されるものではない。本発明を説明するにおいて、公知の機能あるいは構成に対して具体的な説明は、本発明の要旨を明瞭にするために省略することがある。
【００２５】
以下、図１〜１４を参照しながら、本発明の一実施形態に係る原子層蒸着装置について詳細に説明する。
【００２６】
まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る原子層蒸着装置の全体システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る原子層蒸着装置を説明するための平面図である。
【００２７】
図１を参照すれば、原子層蒸着装置は、基板１を原子層蒸着装置にローディングおよびアンローディングするためのローディング／アンローディングモジュール（ｌｏａｄｉｎｇ／ｕｎｌｏａｄｉｎｇ  ｍｏｄｕｌｅ）１０と、原子層蒸着工程を実行するプロセスモジュール（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｍｏｄｕｌｅ）３０と、ローディング／アンローディングモジュール１０とプロセスモジュール３０との間で基板１を移送するためのトランスファーモジュール（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｄｕｌｅ）２０とからなる。
【００２８】
ここで、基板１は、シリコンウェハ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｗａｆｅｒ）であってもよいが、本発明においては、基板１は、シリコンウェハに限定されるものではない。すなわち、基板１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）のようなフラットパネルディスプレイに用いるガラスを含む透明基板であってもよい。また、基板１の形状および大きさが図面によって限定されるものではなく、円形および四角形プレートなど実質的に多様な形状と大きさを有していてもよい。
【００２９】
ローディング／アンローディングモジュール１０は、基板１を原子層蒸着装置にローディング／アンローディングするための構成要素と、基板１の格納および収納のための構成要素とを備えている。例えば、ローディング／アンローディングモジュール１０は、複数の基板１を収容および格納するロードポート（ｌｏａｄ  ｐｏｒｔ）１１と、ロードポート１１から基板１を引出してトランスファーモジュール２０に移送する前に一時的に収納するためのロードバッファユニット１２と、ロードバッファユニット１２とトランスファーモジュール２０との間に備えられ、基板１の移送時に原子層蒸着装置の内部が外気の流入によって急激に変化することを防ぐように減圧／加圧してバッファの役割をするロードラックユニット（ｌｏａｄ−ｌｏｃｋ  ｕｎｉｔ）１３とで構成されている。
【００３０】
ここで、ローディング／アンローディングモジュール１０の各構成要素の詳細な技術構成は本発明の要旨ではないため、詳細な説明および図示は省略し、主要構成要素についてのみ説明する。
【００３１】
例えば、ロードポート１１は、複数の基板を収容および格納してもよく、カセット（ｃａｓｓｅｔｔｅ）または前方開放統一ポッド（ＦＯＵＰ：ｆｒｏｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｕｎｉｆｉｅｄ  ｐｏｄ）であってもよい。また、プロセスモジュール３０は、複数の基板１に対して同時に蒸着工程を実行するため、ローディング／アンローディングモジュール１０は複数のロードポート１１ａ、ｌ１ｂ、１１ｃを備えてもよい。
【００３２】
ロードバッファユニット１２は、ロードポート１１から基板１を引出して、ロードラックユニット１３に移送し、ロードラックユニット１３から基板１をロードポート１１に移送して収納してもよい。ここで、ロードバッファユニット１２は、ロードポート１１およびロードラックユニット１３から基板１を引出／収納して移送するためのロボット（図示せず）と、基板１の引出／収納時に基板１を整列させるためのアライナ（ａｌｉｇｎｅｒ）（図示せず）とを備えている。
【００３３】
一方、プロセスモジュール３０の内部は、原子層蒸着工程の特性上、プロセスモジュール３０の内部が高真空状態で維持されるが、トランスファーモジュール２０もプロセスモジュール３０に基板１を移送するためにプロセスモジュール３０と同程度の高真空が維持されてもよい。これにより、ローディング／アンローディングモジュール１０で、基板１をローディングまたはアンローディングするとき、トランスファーモジュール２０が大気側につながるトランスファーモジュール２０の真空が破られることがあり、トランスファーモジュール２０およびプロセスモジュール３０の内部の環境が急激に変化するようになる。そして、基板１をローディング／アンローディングした後、原子層蒸着工程を実行してもよく、トランスファーモジュール２０及びプロセスモジュール３０の内部に高真空を形成しなければならないために工程が遅延し、不良発生の原因となってしまう。ロードラックユニット１３は、ローディング／アンローディングモジュール１０およびトランスファーモジュール２０が選択的に伝達または密閉／遮断されるように形成され、内部の圧力がローディング／アンローディングモジュール１０およびトランスファーモジュール２０に適合するように、減圧／加圧されるように形成され、ローディング／アンローディングモジュール１０およびトランスファーモジュール２０の間でトランスファーモジュール２０の真空が破壊されることを防ぎながら基板１を移送してもよい。さらに、基板１のローディング／アンローディング時に大気側につながる空間をロードラックユニット１３で限定するため、加圧／減圧時に時間の遅延が発生することを防いでもよい。
【００３４】
トランスファーモジュール２０は、同時に複数の基板１を移送されるトランスファーロボット２１を備えている。トランスファーロボット２１の詳細な技術構成については、図２及び３を参照しながら後述する。
【００３５】
プロセスモジュール３０は、基板１を収容して蒸着工程を実行するプロセスチャンバ３１と、プロセスチャンバ３１に蒸着のための蒸着ガスを供給する蒸着ガス供給部３３とを含むようにしてもよい。例えば、プロセスモジュール３０は、それぞれ６枚の基板１が収容される２つのプロセスチャンバ３１を備え、同時に１２枚の基板１に対して、各々の蒸着工程を実行してもよい。しかしながら、本発明が図面によって限定されるものではなく、プロセスモジュール３０で同時に処理することができる基板１の数と、プロセスモジュール３０の形状は、実質的に多様に変更することが可能である。
【００３６】
一方、プロセスモジュール３０で同時に蒸着工程を実行する基板１の数とロードポート１１に備えられた基板１の数との間で倍数関係が成立しない場合、ロードポート１１に一部の基板１が残ったり不足したりする場合が生じることがある。本発明の実施形態では、このように、基板１のローディング／アンローディング時にロードポート１１及びプロセスチャンバ３１の基板１の数を倍数関係で形成し、ロードポート１１に一部の基板１が残ったり不足したりすることを防ぐため、バッファ部１４をトランスファーモジュール２０の一側に備えてもよい。
【００３７】
バッファ部１４は、ロードポート１１と同様、複数の基板１を収容および格納してもよく、トランスファーモジュール２０の一側に備えられ、トランスファーロボット２１がバッファ部１４から基板１を引出すように形成される。また、バッファ部１４は、トランスファーモジュール２０と基板１との移送時にトランスファーモジュール２０の真空が破壊されることを防ぐように、ロードラックユニット１３と同様、選択的に内部圧の減圧／加圧が可能なように形成され、トランスファーモジュール２０との連結部を選択的に密閉するように形成してもよい。
【００３８】
原子層蒸着装置で基板１をローディングする方法を簡略に説明すれば、次のとおりとなる。一例として、図１に示すように、プロセスモジュール３０は同時に１２枚の基板１を収容し、ロードポート１１は２５枚の基板１が格納された３つのポート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを備えている。そして、トランスファーロボット２１は、同時に２枚の基板１を移送し、２つのプロセスチャンバ３１にそれぞれローディングする。
【００３９】
この場合、基板１のローディングは、まず、ロードバッファユニット１２は第１〜３ポート１１ａ、１１ｂ、１１ｃからそれぞれ基板１を２枚ずつ引出し、ロードラックユニット１３では、ロードバッファユニット１２から引出した基板をそれぞれ１枚ずつトランスファーロボット２１にローディングする。ここで、ローディング／アンローディングモジュール１０は、２つのロードラックユニット１３を備えており、それぞれ１枚の基板１をトランスファーロボット２１の２つのハンドリングアーム（ｈａｎｄｌｉｎｇ  ａｒｍ）２１１、２１２にそれぞれローディングし、トランスファーロボット２１は、２つのプロセスチャンバ３１に順に２枚ずつ同時に基板１をローディングしてもよい。
【００４０】
このように、ロードポート１１から基板１を引出せば、各ロードポート１１ａ、１１ｂ、１１ｃには２枚ずつが１２回引出された後に、１枚ずつの基板１が残るようになるが、残った基板１は、バッファ部１４に収容された基板１を引出することにより、プロセスチャンバ３１を満たしてもよい。
【００４１】
本発明の実施形態によれば、バッファ部１４を備えることにより、プロセスモジュール３０に収容される基板１の数とローディング／アンローディングモジュール１０に格納された基板１の数とに互いに倍数関係が形成しないことによって、ロードポート１１に基板１の余分が発生することを防ぎ、基板１を補充するために工程が遅延することを防ぎ、スループットを向上させることができる。
【００４２】
しかしながら、本発明が図面によって限定されるものではなく、プロセスチャンバ３１に収容される基板１の数とロードポート１１の数、およびバッファ部１４の数と位置、バッファ部１４に収容される基板１の数などは、実質的に多様に変更することができる。
【００４３】
以下、図２〜３を参照しながら、トランスファーモジュール２０およびトランスファーロボット２１について説明する。図２〜３は、図１の原子層蒸着装置のトランスファーモジュール２０で基板１が正常に載置するか否かを検出する動作を説明するための図である。図２は、トランスファーロボット２１を示す正面図であり、図３はトランスファーロボット２１を示す要部斜視図である。
【００４４】
以下、説明の便宜のために、同時に２枚の基板１を移送することが可能であるトランスファーロボット２１を例示して説明するが、本発明がこれによって限定されるものではなく、少なくとも２枚の複数の基板１を同時に移送することが可能であるトランスファーロボット２１にも実質的に同じように適用してもよい。
【００４５】
図２〜３を参照すれば、トランスファーロボット２１は、２枚の基板１を同時に移送するため、２つのハンドリングアーム２１１、２１２と、ハンドリングアーム２１１、２１２の直線移動、回転移動、および昇降移動が可能なように駆動する駆動アーム２１３、２１４と、駆動部２１５とを含んでもよい。
【００４６】
ハンドリングアーム２１１、２１２は、基板１の下部で基板１を保持し、移送してもよい。この場合、ハンドリングアーム２１１、２１２は、基板１を安定的に保持するように基板１の直径に対応する長さを有し、所定の幅と大きさを有してもよい。また、ハンドリングアーム２１１、２１２は、基板１の下部を安定的に支持しながら、基板１をプロセスモジュール３０にローディング／アンローディングするときに、リフトピン３２１との干渉が発生しない形状を有してもよい。例えば、ハンドリングアーム２１１、２１２は、Ｃ字状またはコ字状の環状を有してもよい。しかしながら、トランスファーロボット２１およびハンドリングアーム２１１、２１２の形状は図面によって限定されるものではなく、ハンドリングアーム２１１、２１２は、基板１の下部及びエッジを接触して支持するため、実質的に多様な形状を有してもよい。
【００４７】
駆動アーム２１３、２１４と駆動部２１５とは、ハンドリングアーム２１１、２１２の直線移動、回転移動及び昇降移動が可能なように、ハンドリングアーム２１１、２１２に連結して形成され、ハンドリングアーム２１１、２１２の駆動に必要な駆動力を供給して伝達する。
【００４８】
一方、ハンドリングアーム２１１、２１２は、同時に２枚の基板１を移送することが可能であるが、基板１の大きさが大きくなるほどトランスファーモジュール２０およびトランスファーロボット２１の大きさが大きくなり、トランスファーロボット２１の動作に必要な空間が大きくなる。本発明の実施形態では、トランスファーモジュール２０およびトランスファーロボット２１の大きさを縮小して、ハンドリングアーム２１１、２１２が上下に所定の間隔、離隔して形成される。それによって、基板１の移送時には、図２に示すように、ハンドリングアーム２１１、２１２が上下方向に並んで重なった状態で移動し、基板１のローディング／アンローディング時には、図３に示すように、ハンドリングアーム２１１、２１２が左右に所定の角度、回転してＶ字状に開くように形成されてもよい。
【００４９】
また、トランスファーモジュール２０には、トランスファーロボット２１に２枚の基板１が正常に載置したか否かを確認するためのセンサ（Ｓｅｎｓｏｒ）２２を備えてもよい。ここで、基板１の移送時のように重なった状態では２枚の基板１が載置したか否かを確認することが困難であるため、センサ２２で載置したか否かを検査するときには、２枚の基板１の一部だけが重なるようにハンドリングアーム２１１、２１２が左右に所定の角度、回転した状態で検査するように形成してもよい。
【００５０】
例えば、図２〜３に示すように、センサ２２は、基板１が重なっていない部分およびハンドリングアーム２１１、２１２によって干渉が発生しない位置でハンドリングアーム２１１、２１２に載置した基板１に向かって光を照射する位置に２つの光センサを備えてもよい。ここで、センサ２２から光を照射したとき、２枚の基板１のうちのいずれか１枚でも正常に載置していない場合には、センサ制御部２２１から異常信号を発生させて工程を中断することができる。
【００５１】
しかしながら、本発明の実施形態が図面によって限定されるものではなく、センサ２２の位置と数は実質的に多様に変更してもよい。また、センサ２２は、光センサの他にも、基板１が正常に載置したか否かを確認する実質的に多様な手段を用いてもよい。
【００５２】
以下、図４〜１４を参照しながら、プロセスモジュール３０について詳細に説明する。
【００５３】
まず、図４及び５を参照しながら、プロセスモジュール３０について説明する。図４は、図１の原子層蒸着装置におけるプロセスモジュール３０とトランスファーモジュール２０との一部断面図であり、図５は、図４のプロセスモジュール３０を示す要部斜視図である。
【００５４】
プロセスモジュール３０は、６枚の基板１を収容して蒸着工程を実行する２つのプロセスチャンバ３１を含み、プロセスチャンバ３１内部には、基板１を載置するサセプタユニット３２０と、基板１に蒸着ガスを供給するガス噴射ユニット３１０と、蒸着工程のため、基板１及びアセプタユニット３２０に熱を加えるヒーターユニット３３０とが備えられる。ここで、プロセスモジュール３０の詳細な技術構成は、本発明の要旨ではないため、詳しい説明および図示は省略し、主要構成要素についてのみ説明する。
【００５５】
一方、図４において、符号３０１は、基板１のローディング／アンローディング時にトランスファーロボット２１が出入りするための出入口３０１であり、符号３０２は、出入口３０１を開閉するためのドア部３０２である。すなわち、図４に示すように、基板１のローディング／アンローディング時にはドア部３０２によって出入口３０１が開放され、トランスファーロボット２１の出入りが可能となり、蒸着工程の実行中にはドア部３０２が出入口３０１を閉鎖してプロセスチャンバ３１を密閉させる。
【００５６】
ガス噴射ユニット３１０は、プロセスチャンバ３１の上部に備えられ、サセプタユニット３２０に支持された基板１に蒸着ガスを供給する。
【００５７】
ここで、原子層蒸着方法は、薄膜を形成するためのソース物質が含まれた互いに異なる種類の蒸着ガスが基板１の表面で反応することによって所定の薄膜が形成されるが、本発明の実施形態では、ガス噴射ユニット３１０が固定され、サセプタユニット３２０がガス噴射ユニット３１０に対して、平行に回転可能なように備えられる。そして、ガス噴射ユニット３１０は、サセプタユニット３２０の回転によって、基板１に蒸着ガスを順に提供できるように蒸着ガスをそれぞれ噴射する複数の噴射領域４００（図６を参照）を含み、プロセスチャンバ３１の内部で排気ガスを吸入して排出させる排気部３５０が備えられる。
【００５８】
参考までに、本発明において、蒸着ガスとは、薄膜を蒸着する工程で用いられるガスを意味し、基板１に蒸着しようとする薄膜を構成するソース物質を含む少なくとも１種類以上のソースガスと、ソースガスを基板１から除去する少なくとも１種類のパージガスとを含む。本発明の実施形態では、互いに化学的に反応して薄膜を形成する２種類のソースガスと、ソースガスをパージするための少なくとも１種類のパージガスとを用いてもよい。例えば、シリコン薄膜を蒸着するために、第１ソースガス（Ｓ１）は、シリコンを含むシラン（Ｓｉｌａｎｅ、ＳｉＨ４）またはジシラン（Ｄｉｓｉｌａｎｅ、Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、有機金属化合物（ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ）ソースのうちのいずれか１つのガスを用い、第２ソースガス（Ｓ２）は、酸素（Ｏ２）やオゾン（Ｏ３）、およびプラズマ（ｐｌａｓｍａ）によって分解された反応性ガスを用いてもよい。さらに、パージガス（ＰＧ）は、第１および第２ソースガス（Ｓ１）、（Ｓ２）、または基板１上に蒸着した薄膜と化学的に反応しない安定したガスが用いられ、例えば、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）のうちのいずれか１つのガスまたは２つ以上が混合したガスを用いてもよい。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではなく、蒸着ガスの数と種類は実質的に多様に変更してもよい。
【００５９】
次に、図６〜１０を参照しながら、ガス噴射ユニット３１０について説明する。図６は、図５のプロセスモジュール３０におけるガス噴射ユニット３１０を示す平面図であり、図７は、図６のガス噴射ユニット３１０におけるＩ−Ｉ線による断面図である。そして、図８は、図６のガス噴射ユニット３１０の変形実施形態を示す平面図であり、図９は、図８のガス噴射ユニット３１０においてＩＩ−ＩＩ線による断面図であり、図１０は、図８のガス噴射ユニット３１０においてＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【００６０】
例えば、図６に示すように、ガス噴射ユニット３１０の複数の噴射領域４００は、４種類の蒸着ガスをそれぞれ噴射する噴射領域４００が扇形で形成され、基板１の移動方向に沿って、第１ソースガスを噴射する第１ソース領域４１０と、パージガスを噴射する第１パージ領域４３０と、第２ソースガスを噴射する第２ソース領域４２０と、パージガスを噴射する第２パージ領域４４０とからなる。
【００６１】
ガス噴射ユニット３１０には、蒸着ガスが噴射される複数の噴射孔３１１と、複数の噴射孔３１１に蒸着ガスが供給される流路となる噴射バッファ３１２とを備えている。また、噴射バッファ３１２の一側には、噴射バッファ３１２に蒸着ガスを供給する蒸着ガス供給部３３を備えてもよい。例えば、蒸着ガス供給部３３は、第１ソースガス（Ｓ１）を供給する第１供給源３３ａと、第２ソースガス（Ｓ２）を供給する第２供給源３３ｂと、パージガスＰＧを供給する第３供給源３３ｃとを備えている。
【００６２】
ここで、ガス噴射ユニット３１０は、基板１に対して均一に蒸着ガスを供給するように、複数の噴射孔３１１が所定のパターンに従って形成してもよい。また、複数の噴射孔３１１は、噴射した微量の蒸着ガスがサセプタユニット３２０の回転による基板１の移動時に、基板１に対して直線状に接触して基板１の全面を覆うように接触して形成されてもよい。例えば、複数の噴射孔３１１は、基板１の移動方向に対して、略垂直に、すなわち直線状に配置され、基板１と複数の噴射孔３１１から噴射した蒸着ガスが直線状に交差するため、基板１の表面で蒸着ガスと接触する時間を一定に維持させてもよい。しかしながら、本発明が図面によって限定されるものではなく、複数の噴射孔３１１の大きさと形状および配置された形態は、実質的に多様に変更してもよい。
【００６３】
ガス噴射ユニット３１０には、基板１にそれぞれ１種類の蒸着ガスを噴射する複数の噴射孔３１１のビア（ｖｉａ）で定義される噴射領域４００が形成され、蒸着ガスの数によって複数の噴射領域４００が形成される。例えば、噴射領域４００は、第１ソースガスＳ１と第２ソースガスＳ２をそれぞれ噴射する第１ソース領域４１０と第２ソース領域４２０と、第１ソース領域４１０および第２ソース領域４２０のそれぞれ間に配置され、パージガスＰＧを噴射する２つのパージ領域４３０、４４０とに区画される。そして、図６に点線で示すように、複数の噴射領域４００は、ガス噴射ユニット３１０を略４つに区画する扇状で形成してもよい。
【００６４】
ガス噴射ユニット３１０には、プロセスチャンバ３１内の排気ガスを吸入して排出させるための排出ユニット３５が連結し、プロセスチャンバ３１内部の排気ガスを基板１上部に吸入して、外部に排出させる排気部３５０が備えられる。排気部３５０は、プロセスチャンバ３１内部の排気ガスを吸入する複数の排気孔３５１からなる複数の排気ライン５１１、５１２と、複数の排気孔３５１で吸入した排気ガスの流路となる排気バッファ３５２とを含む。
【００６５】
ここで、排気ライン５１１、５１２は、複数の噴射領域４００の境界に沿って形成された複数の排気孔３５１のビアで定義され、複数の排気孔３５１を通じて排気ガスを吸入して排出させると同時に、噴射領域４００の境界に沿って備えられて複数の噴射領域４００を区画する役割を有する。例えば、排気部３５０は、各噴射領域４００の境界に沿って備えられ、ガス噴射ユニット３１０を略４つの領域に区画するように、Ｕ字状またはコ字状の２つの排気ライン５１１、５１２を備えてもよい。ここで、排気部３５０は、ソース領域４１０、４２０の面積を最大限に確保するが、ソース領域４１０、４２０の間でソースガスが混合することを防ぐ物理的障壁の役割をするように、２つのＶ字状の排気ライン５１１、５１２が水平に対称をなし、互いに対向するようにＶ字状の頂点がガス噴射ユニット３１０の中心部に位置するように形成してもよい。
【００６６】
一方、噴射孔３１１の大きさや個数および配置形状は、図面によって限定されるものではなく、基板１に均一に蒸着ガスを噴射するように、実質的に多様な形態で配置されてもよい。また、複数の噴射孔３１１は、円形状またはスリット状を有してもよい。同様に、排気孔３５１の大きさや個数および配置形状は、図面によって限定されるものではなく、実質的に多様に変更してもよい。
【００６７】
特に、排気部３５０は、複数の噴射領域４００の形状的な特性上、ガス噴射ユニット３１０の中央部で互いに隣接するように、第１および第２ソース領域４１０、４２０の間でソースガスＳ１、Ｓ２が互いに混合することを防ぐことができるように排気ライン５１１、５１２を形成してもよい。以下では、排気部３５０においてガス噴射ユニット３１０の中央部で、それぞれの排気ライン５１１、５１２が互いに隣接するように形成された部分を中央排気ブロック５１５、５１６とし、図６および図８において四角形の点線で示した。
【００６８】
ここで、中央排気ブロック５１５は、排気ライン５１１、５１２のうちでガス噴射ユニット３１０の中央部分に形成された部分で定義され、排気ライン５１１、５１２と連続して形成してもよい。しかしながら、上述した本発明の実施形態とは異なり、中央排気ブロック５１５を排気ライン５１１、５１２と独立した排気バッファ３５２を有するように形成してもよい。ここで、排気ライン５１１、５１２と中央排気ブロック５１５との間が連続して形成されるとは、排気ライン５１１、５１２で吸入した排気ガスが排出されるバッファと中央排気ブロック５１５で吸入した排気ガスが排出されるバッファとが連続するように形成されることをいう。これだけでなく、図６や図８に示すように、排気ライン５１１、５１２と中央排気ブロック５１５が連続的な形状を有する実施形態も含む。
【００６９】
一方、排気ガス内には未反応ソース物質が含まれているので、第１ソース領域４１０と第２ソース領域４２０で吸入される排気ガスが排気バッファ３５２内部で互いに混合すれば反応してパーティクルが発生することがある。したがって、第１および第２ソース領域４１０、４２０では、互いに独立的な流路を有する排気ライン５１１、５１２を通じて排気ガスを排出させるように形成しなければならない。しかしながら、パージガスＰＧは、第１および第２ガスＳ１、Ｓ２と化学的に反応しないため、パージ領域４３０、４４０では第１ソース領域４１０または第２ソース領域４２０と同じ排気ライン５１１、５１２を用いて排気ガスを排出させてもよい。本発明の実施形態では、第１ソース領域４１０とパージ領域４３０、４４０で排気ガスを吸入するように形成された第１排気ライン５１１と、第２ソース領域４２０およびパージ領域４３０、４４０で排気ガスを吸入するように形成された第２排気ライン５１２とからなる。また、図７に示すように、中央排気ブロック５１５も、第１ソース領域４１０と第２ソース領域４２０で吸入される排気ガスが互いに混合しないように中央排気ブロック５１６の内部で排気バッファ３５２ａ、３５２ｂを区画し、形成してもよい。
【００７０】
ここで、複数の噴射領域４００およびガス噴射ユニット３１０の形状的な特性により、ガス噴射ユニット３１０の中央部では、第１ソース領域４１０と第２ソース領域４２０とが互いに隣接してもよい。しかしながら、本発明の実施形態によれば、ガス噴射ユニット３１０の中央部に中央排気ブロック５１５を形成することにより、ガス噴射ユニット３１０の中央部で第１および第２ソース領域４１０、４２０の間に中央排気ブロック５１５による物理的な障壁が形成され、第１および第２ガスＳ１、Ｓ２の流入および混合を防止する。
【００７１】
一方、図５に示すように、サセプタユニット３２０が高速で回転すれば、サセプタユニット３２０上の排気ガスがサセプタユニット３２０の中央部分（ＣＡ）に流入する過程において、排気ガスの渦流とこれによる停滞現象が発生するようになる。ここで、中央部分ＣＡは、サセプタユニット３２０の中心付近で排気ガスが流入しながら渦流が発生する領域に定義され、略サセプタユニット３２０において基板１が載置されない領域をほぼ意味する。
【００７２】
中央排気ブロック５１５は、このように排気ガスの渦流および停滞現象が発生するサセプタユニット３２０の中央部分ＣＡの排気量を増加させることにより、中央部分ＣＡに排気ガスの渦流および停滞が発生することを防止する。
【００７３】
詳細には、複数の中央排気ブロック５１５は、サセプタユニット３２０の中央部分（ＣＡ）に対応するガス噴射ユニット３１０の中央部に複数の排気孔３５１が形成され、サセプタユニット３２０の中央部分（ＣＡ）からの排気ガスの排気量を増加させる。また、２つの排気ライン５１１、５１２は、複数の噴射領域４００の境界に沿って形成され、ガス噴射ユニット３１０の中央部で互いに隣接し、中央排気ブロック５１５は、サセプタユニット３２０の中央部分（ＣＡ）に対応する領域全体に複数の排気孔３５１が配置されるように形成されてもよい。例えば、中央排気ブロック５１５は、図６または図８に示すように、ガス噴射ユニット３１０の中央部で所定の長さを有する直線状に形成される。また、中央排気ブロック５１５は、サセプタユニット３２０の中央部分（ＣＡ）の大きさに対応するように、排気ライン５１１、５１２よりも拡張した形状を有してもよい。
【００７４】
しかしながら、本発明が図面によって限定されるものではなく、排気ライン５１１、５１２および中央排気ブロック５１５の形状と位置とは、実質的に多様に変更してもよい。
【００７５】
一方、排気ライン５１１、５１２の排気量を増加させ、排気ライン５１１、５１２の面積および複数の排気孔３５１の数を増加させてもよい。
【００７６】
図８〜１０は、上述した実施形態を変形した実施形態であり、排気ライン５１１、５１２の面積を増加させたガス噴射ユニット３１０の一例を示している。以下で説明する実施形態は、上述した実施形態と排気ライン５１１、５１２の形態を除いては実質的に同じであり、同じ構成要素については同じ名称および符号を用い、重複する説明は省略する。
【００７７】
図８〜１０に示すように、排気部３５０は、複数の噴射領域４００の境界に沿って形成された排気ライン５１１、５１２と、ガス噴射ユニット３１０の中央部に形成され、サセプタユニット３２０の中央部分（ＣＡ）の排気ガスを吸入して排出する中央排気ブロック５１６とを含む。
【００７８】
また、排気部３５０は、ガス噴射ユニット３１０を約４つの領域に区画するＵ字状またはコ字状の２つの排気ライン５１１、５１２と、ガス噴射ユニット３１０の直径方向に沿ってガス噴射ユニット３１０を横切るように形成された２つの補助排気ブロック５１３、５１４とを含んでもよい。そして、２つの排気ライン５１１、５１２は、第１ソース領域４１０及び第２ソース領域４２０で吸入した排気ガスが混合することを防ぐように２つの排気ライン５１１、５１２が形成され、２つの補助排気ブロック５１３、５１４は、パージ領域４３０、４４０を横切るように形成されてもよい。
【００７９】
ここで、パージガスＰＧの噴射圧力が高い場合には、第１および第２ガスＳ１、Ｓ２が一方向に重くなり、基板１に蒸着する膜の厚さが不均一に形成されることがある。補助排気ブロック５１３、５１４は、パージ領域４３０、４４０に形成され、パージガス（ＰＧ）の噴射圧力を調節してもよい。
【００８０】
一方、図８において説明されていない領域４３１、４３２、４４１、４４２は、補助排気ブロック５１３、５１４によって、パージ領域４３０、４４０がそれぞれ区画された領域を示す。
【００８１】
排気ライン５１１、５１２と補助排気ブロック５１３、５１４とは、連続するように形成されてもよいし、互いに独立して形成されてもよい。ただし、排気ライン５１１、５１２と補助排気ブロック５１３、５１４とは、第１ソース領域４１０及び第２ソース領域４２０で吸入した排気ガスの混合を防ぐように形成されてもよい。
【００８２】
ガス噴射ユニット３１０の中央部には、複数の排気孔３５１が稠密に配置され、サセプタユニット３２０の中央部分（ＣＡ）の排気ガスを吸入するための中央排気ブロック５１６が形成されている。中央排気ブロック５１６は、排気ライン５１１、５１２および補助排気ブロック５１３、５１４と連通するように形成されてもよいし、互いに独立するように形成されてもよい。ただし、少なくとも２つの中央排気ブロック５１６は、第１ソース領域４１０と第２ソース領域４２０で吸入した排気ガスの混合を防ぐように２つ以上の中央排気ブロック５１６が形成され、図１０に示すように、２つの中央排気ブロック５１６は、互いに独立した流路を形成する独立した排気バッファ３５２ａ、３５２ｂを含んでもよい。
【００８３】
次に、図１１〜１４を参照しながら、本発明の実施形態に係るサセプタユニット３２０およびヒーターユニット３３０について説明する。図１１は、図１の原子層蒸着装置においてトランスファーロボット２１がサセプタユニット３２０に基板をローディングする動作を示す要部斜視図であり、図１２は、図４のプロセスモジュール３０においてヒーターユニット３３０を示す斜視図であり、図１３は、図１２のヒーターユニット３３０の断面図であり、図１４は、図１２のヒーターユニット３３０における発熱素子３３３パターンの一例を示す平面図である。
【００８４】
サセプタユニット３２０は、スループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）が優れたセミバッチ（ｓｅｍｉ−ｂａｔｃｈ）タイプであり、複数の基板１をサセプタユニット３２０の上面に水平に載置するが、サセプタユニット３２０の円周方向に沿って放射状に配置される。例えば、サセプタユニット３２０は、６枚の基板１が互いに所定の間隔離隔して載置され、サセプタユニット３２０が回転することによってサセプタユニット３２０の中心点を基準として基板１が公転する。そして、サセプタユニット３２０の下部には、サセプタユニット３２０の回転および基板１のローディング／アンローディング時のサセプタユニット３２０の昇降移動のための駆動軸３２５を備えてもよい。
【００８５】
サセプタユニット３２０には、基板１が載置される位置に複数のリフトピン３２１が備えられる。例えば、１枚の基板１は、３つのリフトピン３２１によって三角形の形態で３点が支持され、サセプタユニット３２０で基板１が載置される位置ごとに３つずつのリフトピン３２１を備えてもよい。
【００８６】
基板１は、トランスファーロボット２１によってサセプタユニット３２０の表面上に載置されるのではなく、図１１に示すように、基板１のローディング時に複数のリフトピン３２１がサセプタユニット３２０の表面上から所定の高さが突出して一次的にリフトピン３２１に載置した後、複数のリフトピン３２１の下降によってサセプタユニット３２０の表面上に載置される。
【００８７】
複数のリフトピン３２１は、サセプタユニット３２０を貫通して形成され、サセプタユニット３２０の昇降移動によって昇降移動するように備えられてもよい。
【００８８】
詳細には、図４に示すように、基板１のローディング／アンローディング時にはサセプタユニット３２０の下部に、ヒーターユニット３３０と近接した位置まで下降する。リフトピン３２１は、サセプタユニット３２０を貫通して下部まで一定の長さが延長するように備えられ、サセプタユニット３２０の下降時にヒーターユニット３３０の上面にリフトピン３２１の下端部が接触してリフトピン３２１の移動が制限されながら、リフトピン３２１がサセプタユニット３２０の上部に所定の高さが突出してもよい。そして、蒸着工程のためにサセプタユニット３２０が上昇すれば、リフトピン３２１の自重によってリフトピン３２１が下部に移動するようになり、基板１がサセプタユニット３２０の表面に載置してもよい。ここで、リフトピン３２１がサセプタユニット３２０の下部に落下することを防ぐようにリフトピン３２１の上端部がサセプタユニット３２０のピンガイド孔３３１で係止されるように、リフトピン３２１の上端部の一部がピンガイド孔３３１の直径よりも大きく拡張した形状を有してもよい。
【００８９】
一方、サセプタユニット３２０上で、基板１のローディング／アンローディング時に、すべてのリフトピン３２１が昇降移動する場合、既にローディングされた基板１がリフトピン３２１の移動によって位置離脱／落下する事故が発生することがあるため、基板１がローディング／アンローディングされる位置の２枚の基板１に対してのみリフトピン３２１が上昇するようにしてもよい。すなわち、リフトピン３２１の昇降移動は、サセプタユニット３２０の昇降移動時にヒーターユニット３３０と接触するか否かによって行われるため、ヒーターユニット３３０にはリフトピン３２１が昇降移動しないようにヒーターユニット３３０を貫通してピンガイド孔３３１を含んでもよい。ここで、説明の便宜のために、出入口３０１でトランスファーロボット２１によってローディング／アンローディングされる位置の２枚の基板１に対応する位置をローディング位置３３２ａとし、残りの４枚の基板１に対応する位置を載置位置３３２ｂとする。図１２に示すように、ヒーターユニット３３０において、ローディング位置３３２ａには、リフトピン３２１が突出して、ピンガイド孔３３１が形成されない反面、残りの載置位置３３２ｂにはピンガイド孔３３１が形成されており、サセプタユニット３２０の下降時にリフトピン３２１の下端部がピンガイド孔３３１を通じて下部に移動してもよく、リフトピン３２１が突出しないようにする。
【００９０】
トランスファーロボット２１は、基板１を２枚ずつローディング／アンローディングし、サセプタユニット３２０上に、６枚の基板１を載置して、サセプタユニット３２０は、１２０度の間隔で回転することによって基板１を２枚ずつローディング／アンローディングしてもよい。ここで、リフトピン３２１がヒーターユニット３３０のピンガイド孔３３１に収容された状態で、サセプタユニット３２０が回転する場合、リフトピン３２１、サセプタユニット３２０及びヒーターユニット３３０などが損傷することがあるため、サセプタユニット３２０の回転時にはリフトピン３２１がピンガイド孔３３１から完全に離れるようにサセプタユニット３２０が上昇した状態で回転し、ローディング位置３３２ａのリフトピン３２２は突出して基板１のローディング／アンローディングが可能であり、残りの載置位置３３２ｂのリフトピン３２１はピンガイド孔３３１に収容されて基板１が載置した状態を維持させる。
【００９１】
また、トランスファーロボット２１のハンドリングアーム２１１、２１２の高低差により、２枚の基板１が互いに異なる高さでローディング／アンローディングされるため、ローディング位置３３２ａのリフトピン３２１もローディングされる基板１の高さに適合するように、リフトピン３２１は互いに高さが異なるように突出してもよい。
【００９２】
一方、トランスファーロボット２１は、同時に２枚の基板１をサセプタユニット３２０にローディングするが、基板１を安定的にローディング／アンローディングするように、リフトピン３２１は所定のパターンに従って配置してもよい。例えば、ハンドリングアーム２１１、２１２がリフトピン３２１を形成する三角形の底辺に対して垂直に移動させるようにリフトピン３２１を配置することができる。また、同時にローディング／アンローディングされる２枚の基板１がローディング／アンローディング時またはハンドリングアーム２１１、２１２の出入時に基板１が互いに衝突したり干渉が発生したりすることを防ぐように、２つのローディング位置３３２ａに備えられたリフトピン３２１は所定の形状で配置されてもよい。例えば、ローディング位置３３２ａの６つのリフトピン３２１は、正三角形状または二等辺三角形状にそれぞれ備えられ、６つのリフトピン３２１が形成する２つの三角形の底辺が所定の仮想直線（図１２において１点鎖線で図示）上に配置されるように形成されてもよい。
【００９３】
ヒーターユニット３３０は、サセプタユニット３２０の下部に備えられ、蒸着工程に必要な温度でサセプタユニット３２０および基板１を加熱する。
【００９４】
ヒーターユニット３３０は、図１３および図１４に示すように、電源が印加されたとき熱を発生させる発熱素子３３３がヒーターユニット３３０のハウジング３３５に埋められてもよい。発熱素子３３３がハウジング３３５内部に埋められた形状を有するため、蒸着工程の間、ヒーターユニット３３０が蒸着ガスによって、露出されて酸化／損傷し、これによってヒーターユニット３３０の寿命が短縮したりヒーターユニット３３０に不純物が蒸着したりすることによって温度分布が不均一になることを防ぐ。ここで、ヒーターユニット３３０は、ハウジング３３５の内部に蒸着ガスが流入することを遮断し、発熱素子３３３で発生した熱がサセプタユニット３２０に効率的に伝達されるように、ハウジング３３５内部は真空または高真空状態で維持される。
【００９５】
ハウジング３３５は、発熱素子３３３から放出される熱をサセプタユニット３２０に効率的に伝達するが、ヒーターユニット３３０の下部には熱の伝達を遮断するように形成されてもよい。例えば、ハウジング３３５は、発熱素子３３３から発生する熱によって変形が発生せずに化学的に安定した材質で形成される。例えば、ハウジング３３５は、チッ化物セラミックや炭化物セラミック、またはグラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）材質で形成することができる。そして、ハウジング３３５の下部、すなわち、ハウジング３３５からヒーターユニット３３０の下部に向かう部分には、発熱素子３３３から発生した熱がヒーターユニット３３０の下部に伝達することを遮断するための遮蔽材（図示せず）を備えてもよい。ここで、ハウジング３３５の下部に遮蔽材を備えたりハウジング３３５の下部材質を熱遮蔽が可能な材質で形成したりしてもよく、発熱素子３３３から発生した熱によって、ヒーターユニット３３０の下部に備えられた構造物が熱変形することを防ぎ、発熱素子３３３から発生した熱をヒーターユニット３３０の上部、すなわち、サセプタユニット３２０側にのみ放出するように方向を制限してヒーターユニット３３０の熱伝達効率を向上させる。
【００９６】
発熱素子３３３は、電源が印加されれば熱を発生させる所定の抵抗性加熱素子であってもよく、発熱素子３３３はハウジング３３５内部で基板１を均一に加熱するように所定の形状で配置されるため、ワイヤ状であってもよい。例えば、発熱素子３３３は、フィラメント、コイル、またはカーボンワイヤなどのいずれかを含んでもよい。
【００９７】
発熱素子３３３は、基板１の温度を一定に加熱および維持するように、任意の曲線状に配置されてもよい。また、発熱素子３３３は、ヒーターユニット３３０上に配置されるが、基板１の温度をより精密かつ均一に加熱して維持するように、図１４に示すように、各基板１に対応する位置にそれぞれ備えて複数（例えば、６つ）の発熱領域を形成してもよい。図１４には、発熱素子３３３のパターンおよび配置形式の一例を示している。図１４に示すように、各基板１に対応する領域にそれぞれ所定の曲線形状で配置された６つの発熱素子３３３を備えてもよい。ここで、ヒーターユニット３３０は、独立した６つの発熱素子３３３を備え、６つの発熱領域を形成してもよい。この場合、６つの領域がそれぞれの発熱素子３３３によって加熱されるため、各領域における温度を均一に加熱して、温度分布を均一に維持させてもよい。さらに、各発熱素子３３３に印加された電源を調節して部分的に発熱素子３３３の温度を制御してもよい。
【００９８】
ここで、発熱素子３３３は、変形が自由なワイヤ状を有して、ヒーターユニット３３０内部の構造物およびピンガイド孔３３１などと干渉が発生しないように構造物を回避して基板１を一定に加熱することができる形状で自由に形成することが可能である。
【００９９】
一方、発熱素子３３３は、電源供給部（図示せず）との連結のための端子部（図示せず）を備えなければならないが、発熱素子３３３はこのような端子部の数を最小化するように形成されてもよい。
【０１００】
しかしながら、本発明が図面によって限定されるものではなく、発熱素子３３３は所定の曲線状や任意の自由曲線状を有してもよく、この他にも螺旋形状、同心円形状、直線状など実質的に多様な形状を有することは勿論である。
【０１０１】
上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野における当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解することができるであろう。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。
【符号の説明】
【０１０２】
１：基板
１０：ローディング／アンローディングモジュール
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：ロードポート
１４：バッファ部
２０：トランスファーモジュール
２１：トランスファーロボット
２２：センサ
３０：プロセスモジュール
３１：プロセスチャンバ
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ：蒸着ガス供給部
３５：排気ガス排出部
２１１、２１２：ハンドリングアーム
２１３、２１４：駆動アーム
２１５：駆動部
２２１：センサ制御部
３０１：出入口
３０２：ドア部
３１０：ガス噴射ユニット
３１１：噴射孔
３１２：噴射バッファ
３２０：サセプタユニット
３２１：リフトピン
３２２、３３１：ピンガイド孔
３２５：駆動軸
３３０：ヒーターユニット
３３２ａ、３３２ｂ：基板位置
３３３：発熱素子
３３５：ハウジング
３５０：排気部
３５１：排気孔
３５２、３５２ａ、３５２ｂ：排気バッファ
４００：複数の噴射領域
４１０、４２０：ソース領域
４３０、４３１、４３２、４４０、４４１、４４２：パージ領域
５１１、５１２：排気ライン
５１３、５１４：補助排気ブロック
５１５、５１６：中央排気ブロック
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１４】
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