KR100587448B1 - 박판 제조 장치, 박판 제조 방법 및 태양 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판 반송 기구(1)에 의해 보유된 기판을 융액에 침지함에 의해 기판 표면에 박판을 형성하는 박판 제조 장치, 박판 제조 방법, 및 그 박판을 사용하는 태양 전지에 관한 것이고, 상기 기판 반송 기구(101)는, 수평 방향 이동축(8)을 따라, 수평 방향(104)으로 이동 가능하게 제공되고, 또한 수평 방향 이동축(8)은 수직 방향 이동축(9)을 따라 이동 가능 하도록 제공되어 있다. 또한, 상기 기판 반송 기구(1)는 기판(2)을 경사 이동시키기 위한 수단, 또는 기판을 탈착하기 위한 수단을 포함하여, 편평한 형상의 박판이 제공되는 동시에, 얻어지는 박판의 형상을 최적화하는 것이 가능하다.

Description

박판 제조 장치, 박판 제조 방법 및 태양 전지{SHEET MANUFACTURING DEVICE, SHEET MANUFACTURING METHOD, AND SOLAR BATTERY}
본 발명은 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 기판을 융액에 침지함에 의해 기판 상에 박판을 성장시키는 박판 제조 장치, 박판 제조 방법 및 태양 전지에 관한 것이다.
종래의 박판 제조 장치의 하나로서, 예컨대 일본 특허 공개 공보 제1998-29895호에 개시된 "실리콘 리본의 제조 장치 및 그 제조 방법"을 들 수 있다. 이 실리콘 리본의 제조 장치에 있어서는, 회전체의 원통형 표면을 상하로 이동하는 도가니에 부분적으로 침지하고 냉각체를 회전시키면서 카본 네트를 인출함에 의해 카본 네트에 이어 고화/성장된 실리콘 박판을 연속적으로 취출할 수 있는 구성을 채용하고 있다. 이 방법에 따르면, 인곳(ingot)을 와이어 소(saw) 등에 의해 슬라이스함에 의해 웨이퍼를 얻는 종래의 실리콘 웨이퍼 제조 방법과 비교하여 프로세스 코스트 및 원료비 쌍방을 감소시키는 것이 가능하다.
회전하는 냉각체는 실리콘을 강제 냉각하면서 인출하기 때문에, 인출 속도는 대폭적으로 향상될 수 있다. 또한, 회전체의 크기 또는 회전수에 의해 인출 속도의 제어가 가능하고, 일반적으로는 적어도 100mm/분의 속도로 인출이 가능하다. 그러나, 상기 "실리콘 리본의 제조 장치 및 그 제조 방법"에 따르면, 회전체가 원통형이므로 박판의 형상으로 남아있는 곡률을 따라 박판이 구부러지게 된다.
본 발명의 목적은 평판 형상의 박판이 얻어지는 동시에, 또한 얻어지는 박판의 형상을 최적화하는 것이 가능한, 박판 제조 장치, 박판 제조 방법 및 태양 전지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 연구 개발한 결과, 기판( 및 기판 위에 성장된 박판) 및 융액 사이의 상대 관계가, 박판의 품질 또는 박판의 형상에 영향을 주고 있는 것을 알아내었다. 예컨대, 기판이 융액으로부터 배출될 때 기판의 단부상에, 기판을 수직에 가까운 각도로 끌어올리지 않는 한, 융액의 장력에 의해 큰 웅덩이가 존재하게 된다.
이와 같은 기판과 융액 사이의 상대 관계를 개선하여 최적의 상대 관계를 얻도록 기판의 운동을 제어하려고 하는 경우, 상기 배경 기술에 개시되는 바와 같이 기판이 일정 궤도상에서 이동하는 회전 운동을 행하면 그 운동은 임의로 설정될 수 없기 때문에, 제어가 불가능하다. 따라서, 기판 운동을 임의로 설정하기 위해서는, 기판을 자유롭게 동작 및 반송하기 위한 기구를 설계할 필요가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 장치에서, 고온의 융액을 보유하기 위한 가열 기구 등이 존재하는 경우가 있기 때문에, 기판을 반송하는 기구가 고온에 노출된다. 따라서, 복잡한 기판 반송 기구를 도입하는 것은 곤란하고, 필요한 최소한의 동작을 확실히 실행하는 기판 반송 기구를 발명할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 일 양태에 따른 박판 제조 장치는, 기판 반송 기구에 의해 보유된 기판을 융액에 침지시켜 상기 기판의 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치이고, 상기 기판 반송 기구는 상기 기판을 상기 융액에 침지 및 취출하는 방향으로 상기 기판을 반송하기 위한 제1 기판 반송 수단 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 기판을 반송시킬 수 있는 제2 기판 반송 수단을 포함한다. 이 구성을 채용함에 의해 기판을 반송할 때 기판을 적어도 2방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다.
상기 발명에 있어서, 상기 제1 기판 반송 수단 및 상기 제2 기판 반송 수단을 각각 독립적으로 제어하는 것이 가능하게 되어 제1 기판 반송 수단으로서 기판을 수직 방향으로 반송 가능하게 하고 제2 기판 반송 수단으로서 기판을 수평 방향으로 반송 가능하게 함에 의해 기판의 수평 방향 이동 속도와 수직 방향 이동 속도를 별도로 설정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 제1 기판 반송 수단 및 제2 기판 반송 수단에 의해 규정되는 2방향을 포함하는 평면 내에서 기판의 궤도를 자유롭게 설정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 기판(및 기판 위에 성장된 박판) 및 융액 사이의 상대 관계의 최적화가 실현되어, 박판의 품질의 향상, 박판의 형상의 개선 및 박판의 양산성의 개선을 얻을 수 있게 된다.
상기 발명에 있어서, 상기 기판 반송 기구는, 상기 기판의 표면을 상기 융액의 레벨에 대해 기울어지게 하기 위한 기판 경사 이동 수단을 더 포함한다. 또한, 상기 기판 경사 이동 수단은, 상기 제1 기판 반송 수단 및 상기 제2 기판 반송 수단에 대해 독립적으로 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 기판 면과 융액 면 사이의 상대 관계(각도)를 제어하는 것이 가능하게 되어, 기판이 융액에서 배출될 때 융액 면에 대한 기판의 경사 각도의 최적화가 가능하게 된다.
상기 발명에 있어서, 상기 기판 반송 기구는, 상기 기판을 상기 기판 반송 기구에 대해 착탈 가능으로 하기 위한 기판 탈착 수단을 더 포함한다. 상기 기판 탈착 수단은, 상기 제1 기판 반송 수단, 상기 제2 기판 반송 수단 및 상기 기판 경사 이동 수단에 대해 독립적으로 제어하는 것이 가능하다.
이 구성을 채용함에 의해 기판의 내구성이 유한한 경우에, 기판 만을 교환함에 의해 기판 반송 기구를 연속적으로 사용하는 것이 가능하게 되고, 기판 반송 기구 전체를 교환할 필요가 없어서, 노력, 시간 및 비용 증가를 방지할 수 있다.
또한, 융액 보유 수단의 위쪽 이외의 위치에서, 상기 기판 반송 기구에 상기 기판을 착탈할 수 있게 되어, 상기 기판 탈착 기구의 열 파괴 또는 열 팽창에 의한 정밀도 손실 가능성 등의 열에 의한 악영향을 피할 수 있게 된다.
상기 발명의 구성을 채용하는 경우 박판을 소수 생산하는 경우와 같이 항상 일정한 기판 동작 궤도를 실현해야 하는 경우는, 얻고 싶은 박판을 위한 최적 궤도를 결정하고, 항상 동일의 2방향 이동 패턴과 경사 이동 패턴을 반복함에 의해 목적을 만족할 수 있다.
그러나, 박판을 연속으로 생산하는 양산화를 고려하는 경우 등은, 장시간 운전이 필요하게 된다. 이 경우, 상기한 바와 같이 2개의 이동 방향을 독립적으로 제어하여 그 때에 적합한 이동 패턴을 설정할 수 있도록 하고, 또한 기판 면의 경사 이동을 독립적으로 제어할 수 있도록 하며, 또한 기판의 탈착도, 기판의 경시 변화 에 따른 기판의 이동 및 경사 이동에 독립적으로 제어함에 의해 융액 량(융액의 높이 등의 절대 위치)이 경시 변화하는 것이나, 장치 내 분위기가 경시 변화하는 것 등의 요인에 대해 용이하게 기판의 이동 패턴 및 경사 이동 패턴을 경시적인 최적 패턴으로 설정하는 것이 가능하게 된다.
상기 발명에 있어서, 상기 융액을 보유하는 융액 보유 수단을 포함하고, 상기 융액 보유 수단과 상기 기판 반송 기구 사이에 열 차폐 수단을 더 포함한다. 따라서, 융액 보유 수단으로부터의 기판 반송 기구로의 열 이동을 억제할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 상기 기판 반송 기구는 상기 기판을 금속 재료 또는 반도체 재료 중 적어도 하나를 함유하는 재료의 상기 융액에 침지시키는 침지 제어 수단 및 침지된 기판을 상기 융액으로부터 취출하여 상기 기판 표면에 상기 재료의 박판을 성장시키는 박판 성장 제어 수단을 포함한다. 상기 침지 제어 수단은, 상기 기판이 상기 융액에 침지된 후 상기 융액으로부터 취출되기 전에, 상기 제1 기판 반송 수단 및 상기 제2 기판 반송 수단을 각각 독립적으로 제어하여 상기 기판의 표면에 박판을 성장시킨다.
따라서, 제1 기판 반송 수단에 의해 기판을 수직 방향으로 반송 가능하고 제2 기판 반송 수단에 의해 기판을 수평 방향으로 반송 가능함에 의해 기판의 수평 방향 이동 속도와 수직 방향 이동 속도를 별도로 설정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 제1 기판 반송 수단 및 제2 기판 반송 수단에 의해 규정되는 2방향을 포함하는 평면 내에서 기판의 궤도를 자유롭게 설정할 수 있다. 따라서, 기판(및 기판 상에 성장된 박판) 및 융액 사이의 상대 관계가 최적화되어 박판의 품질의 향상, 박판의 형상의 개선 및 박판의 양산성의 향상을 실현할 수 있다.
기판이 융액으로 침지하기 직전까지는, 기판은 직선적으로 이동될 수 있다. 이 경우, 이동 시간이 단축되어, 택트 시간 및 비용이 감소될 것으로 생각된다. 유사하게, 기판이 융액으로부터 배출된 후에도, 2방향이 독립적으로 제어될 필요는 없고, 기판이 융액에 들어가기 시작하는 시점부터, 융액으로부터 취출될 시점 사이의 구간에서 기판을 2방향으로 독립적으로 제어하는 것이 바람직하다.
상기 발명에 있어서, 상기 침지 제어 수단은, 상기 기판이 상기 융액에 침지된 후 상기 융액으로부터 취출되기 전에, 상기 제1 기판 반송 수단 및 상기 제2 기판 반송 수단에 독립적으로 상기 기판 경사 이동 수단을 제어한다.
더 구체적으로, 적어도 기판이 융액에 침지된 후 융액으로부터 분리되기 전에, 기판이 독립적으로 제어되어 경사 이동할 필요가 있다. 예컨대, 기판이 융액에 침지되기 직전까지, 기판 각도는 고정되어 있어도 된다. 이 경우, 기판 이동 안정성이 향상되는 것으로 생각된다. 유사하게, 기판이 융액으로부터 배출된 후에도, 기판 경사 이동이 독립적으로 제어될 필요는 없다. 따라서, 기판이 융액에 침지되기 시작하는 시점부터 융액으로부터 인출이 완료되는 시점까지, 기판의 경사 이동을 독립적으로 제어할 필요가 있게 된다.
따라서, 기판 면과 융액 면 사이의 상대 관계(각도)를 제어하는 것이 가능하게 되어, 기판이 융액으로부터 취출될 때 융액의 면에 대한 기판의 경사 각도를 최적화할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 상기 기판 탈착 수단은, 상기 기판의 침지 전에, 상기 기판을 상기 기판 반송 기구에 설치하는 단계 및 상기 기판의 침지 후에, 표면에 박판이 성장된 상기 기판을 상기 기판 반송 기구로부터 분리하는 단계를 포함한다.
따라서, 침지 전에 기판을 설치하고, 침지 후에 박판과 함께 기판을 분리하여, 시스템에서 기판을 배출함에 의해, 기판으로부터 박판을 떼내는 공정을 장치 외측에서 행할 수 있고 기판 표면을 매회 리프레시 할 수 있음으로써, 박판의 양산성을 실현할 수 있게 된다.
상기 발명에 있어서, 상기 기판의 침지 후에, 상기 기판 반송 기구에 상기 기판을 장착한 상태에서, 상기 기판의 표면에 성장된 박판을 상기 기판으로부터 취출하는 단계를 포함한다. 따라서, 박판의 양산성을 실현하는 것이 가능하게 된다.
상기 발명에 있어서, 상기 융액은 실리콘을 포함하는 재료이다.
본 발명에 기초한 박판 제조 방법은, 기판 반송 기구에 의해 기판을 보유하고, 상기 기판을 융액에 침지시킴에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하는 박판 제조 방법이며, 상기 기판을 융액에 침지한 후 상기 기판을 융액에서 취출하기 전에, 상기 기판을 상기 융액에 침지하여 상기 융액에서 취출하는 방향으로 상기 기판을 반송하기 위한 제1 기판 반송 수단 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 기판의 반송을 가능하게 하는 제2 기판 반송 수단을 독립적으로 제어하는 단계를 포함한다. 이 단계를 채용함에 의해 기판을 반송할 때 기판을 적어도 2방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다.
상기 발명에 있어서, 상기 제1 기판 반송 단계는 상기 기판을 기울어지게 하고 상기 기판에 의해 상기 융액 면을 누르면서 상기 기판을 상기 융액으로부터 취 출하는 단계를 포함한다. 이 단계를 채용함에 의해 기판을 취출할 때 융액이 항상 기판의 표면에 충돌하는 방향으로 진행하게 된다. 그 결과, 융액이 기판에 항상 압력을 가하기 때문에, 기판 표면에 융액이 거의 존재하지 않게 되고 박판에 형성되는 돌기 수가 감소될 수 있다.
상기 발명에서, 상기 박판 제조 방법은 상기 기판의 침지 전에 상기 기판을 상기 기판 반송 기구에 설치하는 단계 및 상기 기판의 침지 후에 표면에 박판이 성장된 상기 기판을 상기 기판 반송 기구로부터 빼내는 단계를 포함한다. 이 단계를 채용함에 의해 침지 전에 기판을 설치하고, 침지 후에 박판과 함께 기판을 취출하여 시스템으로부터 배출함에 의해, 기판에서 박판을 분리하는 공정을 장치 외측에서 실행할 수 있고 매회 기판 표면을 리프레시할 수 있게 되어, 박판의 양산을 실현하는 것이 가능하게 된다.
상기 발명에서, 상기 기판의 침지 후에 상기 기판 반송 기구에 상기 기판을 설치한 상태에서 상기 기판의 표면에 성장된 박판을 상기 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함한다. 이 단계를 채용함에 의해 박판의 양산을 실현하는 것이 가능하게 된다.
상기 발명에서, 상기 융액은 실리콘을 포함하는 재료이다.
본 발명에 기초한 태양 전지는 상기 박판 제조 장치 또는 박판 제조방법에 의해 제조된 박판을 사용하여 제조된다. 상기 박판 제조 장치 또는 박판 제조 방법에 의해 제조된 박판을 사용하여 제조된 태양 전지에 있어서는, 제조 공정에서의 수율의 향상(양품율의 향상) 및 태양 전지 변환 효율의 향상을 실현하는 것이 가능 하게 된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 박판 제조 장치는 기판 반송 기구에 의해 보유된 기판을 융액에 침지시킴에 의해 상기 기판의 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치이며, 상기 기판 반송 기구는 상기 기판을 보유하기 위한 기판 고정 수단, 상기 기판 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하여 상기 기판 고정 수단의 수평 방향 이동 위치를 제어하기 위한 수평 이동 위치 제어 수단, 상기 기판 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하여 상기 기판 고정 수단의 수직 방향 이동 위치를 조절하기 위한 수직 이동 위치 제어 수단 및 상기 기판 표면을 상기 융액의 액면에 대해 기울어지게 하도록 상기 기판 고정 수단의 경사 각도를 조절하기 위한 기판 경사 이동 수단을 포함한다.
또한, 상기 수평 이동 위치 제어 수단은 수평 방향으로 연장되는 수평 방향 안내 레일 및 상기 수평 방향 안내 레일을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛을 가지며, 상기 수직 이동 위치 제어 수단은 상기 수평 이동 유닛에 수직 방향으로 이동 가능하게 지지되어 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결되는 수직 방향 안내축 및 상기 수평 방향 안내 레일을 따라 제공되어 상기 수직 방향 안내축의 상단부의 이동 위치를 안내하기 위한 수직 방향 안내 레일을 가지며, 상기 기판 경사 이동 수단은 상기 수평 이동 유닛에 수직 방향으로 이동 가능하게 지지되어 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결되는 경사 이동 안내축 및 상기 수평 방향 안내 레일을 따라 제공되어 상기 경사 이동 안내축의 상단부를 안내하기 위한 경사 이동 안내 레일을 가진다.
이 구성을 채용함에 의해 수평 방향 안내 레일을 따라 수평 이동 유닛을 이동시킴에 의해 전용 구동 장치를 설치하지 않고 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내 축을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내축의 상단부의 이동 방향은 각각 수직 방향 안내 레일 및 경사 이동 안내 레일에 의해 안내되기 때문에, 수직방향 안내 축 및 경사 이동 안내축의 위치는 종동적으로 결정될 수 있다. 그 결과, 기판 반송 기구로서, 수평 이동 위치 조절 수단, 수직 이동 위치 조절 수단 및 기판 경사 이동 수단의 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 조절 수단에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하기 때문에, 기판 반송 기구의 구조의 간략화를 실현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 박판 제조 장치는 기판 반송 기구에 의해 보유된 기판을 융액에 침지함에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치이며, 상기 기판 반송 기구는 상기 기판을 고정하기 위한 기판 고정 수단, 상기 기판 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단의 수평 방향 이동 위치를 제어하는 수평 이동 위치 제어 수단, 상기 기판 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단의 수직 방향 이동 위치를 제어하는 수직 이동 위치 제어 수단 및 상기 기판의 표면을 상기 융액의 레벨에 대해 경사지게 하도록 상기 기판 고정 수단의 경사 각도를 제어하는 기판 경사 이동 수단을 포함한다.
또한, 상기 수평 이동 위치 제어 수단은 수평 방향으로 연장되는 수평/수직 방향 안내 레일 및 상기 수평/수직 방향 안내 레일을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛을 가지며, 상기 수직 이동 위치 제어 수단은 상기 수평 이동 유닛에 상단부가 연결되고, 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결되는 수직 방향 안내축을 가지며, 상기 기판 경사 이동 수단은 수직 방향으로 습동 가능하게 지지되어 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결된 경사 이동 안내축 및 상기 수평/수직 방향 안내 레일을 따라 제공되어 상기 경사 이동 안내축의 상단부를 안내한다.
이 구성을 채용함에 의해 수평/수직 방향 안내 레일을 따라 수평 이동 유닛을 이동시킴에 의해 전용 구동 장치를 설치하지 않고 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내 축을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 수직 방향 안내 축의 상단부는 수평 이동 유닛에 연결되어 있기 때문에, 수평/수직 방향 안내 레일의 궤도를 제어함에 의해 수직 방향 안내축의 위치를 종동적으로 결정할 수 있다. 또한, 경사 이동 안내축의 상단부는 경사 이동 안내 레일에 의해 이동 방향이 안내되기 때문에, 경사 이동 안내축의 위치도 종동적으로 결정하는 것이 가능하다.
그 결과, 기판 반송 기구는 수평 이동 위치 제어 수단, 수직 이동 위치 제어 수단 및 기판 경사 이동 수단의 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 제어 수단에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하게 되기 때문에, 기판 반송 기구의 구조의 간략화를 실현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 박판 제조 장치는 기판 반송 기구에 의해 보유된 기판을 융액에 침지함에 의해 상기 기판의 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치이며, 상기 기판 반송 기구는 상기 기판을 고정하기 위한 기판 고정 수단, 상기 기판의 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단의 수평 방향 이동 위치를 제어하는 수평 이동 위치 제어 수단, 상기 기판 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단의 수직 방향 이동 위치를 제어하는 수직 이동 위치 제어 수단 및 상기 기판의 표면을 상기 융액의 레벨에 대해 경사지게 하도록 상기 기판 고정 수단의 경사 각도를 제어하는 기판 경사 이동 수단을 포함한다.
또한, 상기 수평 이동 위치 제어 수단은 수평 방향으로 연장되는 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일 및 상기 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛을 가지며, 상기 수직 이동 위치 제어 수단은 상기 수평 이동 유닛에 상단부가 연결되고, 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결되는 수직 방향 안내축을 가지며, 상기 기판 경사 이동 수단은 상기 수평 이동 유닛에 상단부가 연결되고, 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결되는 경사 이동 안내축을 가진다.
이 구성을 채용함에 의해 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일을 따라 수평 이동 유닛을 이동시킴에 의해 전용 구동 장치를 설치하지 않고 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내 축을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내 축의 상단부는 각각 수평 이동 유닛에 연결되기 때문에, 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일의 궤도를 제어함에 의해 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내 축의 위치도 종동적으로 결정할 수 있다.
그 결과, 기판 반송 기구로서, 수평 이동 위치 제어 수단, 수직 이동 위치 제어 수단 및 기판 경사 이동 수단의 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 제어 수단에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하게 되기 때문에, 기판 반송 기구의 구조의 간략화를 실현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 박판 제조 장치는 기판 반송 기구에 의해 보유된 기판을 융액에 침지함에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치이며, 상기 기판 반송 기구는 상기 기판을 고정하기 위한 기판 고정 수단, 상기 기판 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단의 수평 방향 이동 위치를 제어하는 수평 이동 위치 제어 수단, 상기 기판 표면의 상기 융액의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단의 수직 방향 이동 위치를 제어하는 수직 이동 위치 제어 수단 및 상기 기판의 표면을 상기 융액의 액면에 대해 경사지게 하도록 상기 기판 고정 수단의 경사 각도를 제어하는 기판 경사 이동 수단을 포함한다.
또한, 상기 수평 이동 위치 제어 수단은 수평 방향으로 연장되는 수평 방향 안내 레일 및 상기 수평 방향 안내 레일을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛을 가지며, 상기 수직 이동 위치 제어 수단은 상기 수평 이동 유닛에 수직 방향으로 습동 가능하게 지지되어, 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결되는 수직 방향 안내축 및 상기 수평 방향 안내 레일을 따라 제공되어, 상기 수직 방향 안내축의 상단부의 이동 위치를 안내하기 위한 수직/경사 이동 방향 안내 레일을 가지며, 상기 기판 경사 이동 수단은 상기 수평 이동 유닛에 수직 방향으로 습동 가능하게 지지되고, 그의 하단부에 상기 기판 고정 수단이 연결되고, 상단부의 이동 위치가 상기 수직/경사 이동 방향 안내 레일에 의해 안내되는 경사 이동 안내축을 가진다.
이 구성을 채용함에 의해 수평 방향 안내 레일을 따라 수평 이동 유닛을 이동시킴에 의해 전용 구동 장치를 설치하지 않고 수직 방향 안내 축 및 경사이동 안내 축을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내 축의 상단부는 각각 수직/경사 이동 방향 안내 레일에 의해 이동 방향이 안내되기 때문에, 수직 방향 안내 축 및 경사 이동 안내 축의 위치는 종동적으로 결정될 수 있다.
그 결과, 기판 반송 기구로서, 수평 이동 위치 제어 수단, 수직 이동 위치 제어 수단 및 기판 경사 이동 수단의 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 제어 수단에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하게 됨으로써, 기판 반송 기구의 구조의 간략화를 실현하는 것이 가능하게 된다.
상기 발명에서, 상기 박판 제조 장치는 상기 기판을 상기 융액에 침지하기 전에, 상기 기판 표면의 온도를 제어하기 위한 기판 온도 제어 수단을 더 포함한다. 이 구성을 채용함에 의해 기판 표면에 박판을 형성하는 경우에 기판 표면 온도의 최적화를 실현하는 것이 가능하게 된다.
도1은 실시예1에 따른 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도2는 기판 반송 기구(1)의 확대도이다.
도3은 실시예1에 따른 박판 제조 장치의 제어 블록의 일부를 나타낸 도면이다.
도4는 기판(2)으로부터 성장된 실리콘 다결정 박판(3)을 분리하는 방법을 나 타낸 개략도이다.
도5는 실리콘 다결정 박판(3)을 성장시키기 위한 기판(2)의 궤도 단계를 나타낸 개략도이다.
도6은 실시예2에 따른 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도7은 실시예3에 따른 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도8은 실시예1∼4 및 배경 기술에 따른 실리콘 다결정 박판(3)을 사용하여 제조된 태양 전지 시제품에서의 적하 높이, 태양 전지 시제품 수율 및 태양 전지 변환 효율을 나타낸 도면이다.
도9는 실시예6에서의 실리콘 다결정 박판(3)을 성장시키기 위한 기판(2)의 궤도 단계에서 제4 및 제5 단계를 나타낸 개략도이다.
도10은 실시예6에 따른 실리콘 다결정 박판(3)을 사용하여 제조된 태양 전지 시제품의 돌기 개수, 태양 전지 시제품 수율 및 태양 전지 변환 효율을 나타낸 도면이다.
도11은 실시예8에 따른 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도12는 실시예8에서의 기판 반송 기구(1)의 확대도이다.
도13은 실시예8에서의 기판 반송 기구(1)의 궤도를 나타낸 도면이다.
도14는 실시예9에 따른 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도15는 실시예9에서의 기판 반송 기구(1)의 궤도를 나타낸 도면이다.
도16은 실시예10에 따른 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도17은 실시예10에서의 기판 반송 기구(1)의 공급 궤도를 나타낸 도면이다.
도18은 실시예10에서의 기판 반송 기구(1)의 귀로 궤도를 나타낸 도면이다.
도19는 실시예11에 따른 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도20은 실시예11에서의 기판 반송 기구(1)의 궤도를 나타낸 도면이다.
도21은 배경 기술에 개시된 " 결정 시트 제조 장치"의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 배경 기술로서의 "결정 시트 제조 장치"를 도21에 나타낸다. 상기 "결정 시트 제조 장치"의 구조에 있어서는, 복수의 기판(14)이 다각주(多角柱) 회전체(12)로 안내되어, 일측으로부터 회전하면서 융액(融液)(6)에 침지되고, 융액(6)의 타측으로부터 취출되어 시스템에서 반출된다. 기판(14)은 서로 기판 연결기(15)에 의해 캐터필러 형태로 연결되어 있다. 회전축(13)은 도시 안된 회전 구동 기구에 의해 소정 회전수로 회전 제어되어, 기판(14)이 차례차례 융액(6)으로 안내된 후, 계속해서 반출된다. 상기 융액(6)은 가열 장치(4)를 구비한 도가니(5)내에 유지되어 있다.
이러한 구성으로 이루어진 "결정 시트 제조 장치"에 따르면, 다각주 회전체(12)에 의해 안내되는 평탄한 기판(14)을 융액(6)내로 침지함에 의해 기판(14)위에 곡률을 갖지 않는 평탄하고 휘지 않은 평판 상의 박판으로 이루어지는 결정 시트를 응고/성장시키는 것이 가능하다. 또한, 다각주 회전체(12)를 연속으로 회전시킴에 의해 기판(14)으로부터 결정 시트를 연속으로 취출하는 것이 가능하게 된다.
상기 배경 기술에서의 "결정 시트 제조 장치 및 결정 시트 제조 방법"에 있어서는, 기판(14)의 운동이 회전 운동으로 제한된다. 따라서, 기판(14)위에 박판을 성장시킬 때의 성장 조건을 제어하는 것이 어렵다.
예컨대, 기판(14)의 수평 방향 이동 속도와 수직 방향 이동 속도를, 별도로 설정할 수 없다. 그 결과, 기판(14)이 융액(6)에 침입할 때의 침입 각도를 임의로 설정할 수 없다. 또한, 기판(14)을 융액(6)을 통해 진행시킬 때의 경로를 임의로 설정할 수 없다. 특히, 기판(14)이 융액(6)으로부터 배출될 때의 배출 각도를 임의로 설정하는 것이 불가능하다.
그 결과, 기판(14)위에 박판을 성장시키는 조건 및 기판(14)이 융액(6)으로부터 배출될 때, 박판과 융액(6) 사이의 상대 관계의 제어 조건을 임의로 설정할 수 없고, 따라서 박판 형상의 최적화가 곤란하다. 특히, 박판이 융액(6)으로부터 배출될 때에 박판 상으로 천천히 이동하는 메니스커스의 제어가 어렵기 때문에, 박판의 단부에 물웅덩이가 형성됨에 의해 박판의 형상 열화가 문제로 된다.
또한, 기판(14)이 융액(6)에 침지되기 전이나, 배출된 후의 기판(14)의 운동을 임의로 설정하는 것이 불가능하다. 따라서, 기판(14)으로부터 박판을 박리/취출하는 위치 또는 기판(14)을 부착/탈착하는 위치를 임의로 설정할 수 없고, 이 작동은 융액(6)의 위쪽의 위치에서 행하지 않을 수 없게된다. 따라서, 상기 동작을 행하기 위한 기계적 기구부가, 융액(6), 도가니(5), 가열 장치(4)로부터의 복사나 전달에 의한 열 영향을 받기 쉽게 되므로, 기구부 설계가 어렵게 되고, 양산성을 향상시키는 것이 곤란하게 된다.
따라서, 상기 배경 기술에서의 "결정 시트 제조 장치 및 결정 시트 제조 방법"에 있어서는, 평탄한 형상의 박판이 얻어지지만, 기판(14)의 회전 운동으로 인해 박판의 형상을 최적화하는 것이 어렵고, 양산성을 향상시키는 것도 어렵게 되는 과제가 있다.
이하, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 각 실시예들에 따른 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 대해, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
(실시예1)
먼저, 도1 및 도2를 참조하여 본 실시예에 따른 박판 제조 장치 및
박판 제조 방법에 대해 설명한다. 도1은 본 실시예의 박판 제조 장치의 전체 구성을 나타내는 개략도이고, 도2는 후술하는 기판 반송 기구(1)의 확대도이다.
(박판 제조 장치(1000)의 전체 구성)
도1을 참조하여 본 실시예의 박판 제조 장치(1000)의 전체 구성에 대해 설명한다. 이 박판 제조 장치(1000)에서는, 기판이 수평 방향(104)과 수직 방향(105)의 2방향으로 이동할 수 있는 구성으로 한다. 이 박판 제조 장치(1000)는 기판 반송 기구(1)를 포함하고, 이 기판 반송 기구(1)는 수평 방향 이동축(8)을 따라 수평 방향(104)으로 이동 가능하도록 제공되어 있다. 수평 방향 이동축(8)은 선형 레일을 가지며, 기판 반송 기구(1)에 구비된 유닛(103)(후술하는 도2 참조)에 제공된 수평 방향 이동용 모터를 사용하여, 기판 반송 기구(1) 및 그 기판 반송 기구(1)에 보유된 기판(2)을 수평 방향(104)으로 자유롭게 이동시키는 것이 가능하다.
수평 방향 이동축(8)은 수직 방향 이동축(9)을 따라 이동 가능하도록 제공된 다. 수평 방향 이동축(8)은 수직 방향 이동용 모터(7)에 연결되어 있다. 수직 방향 이동축(9)을, 이빨모양 선형 레일로 형성하고 수직 방향 이동용 모터(7)를 작동시킴에 의해 수직 방향 이동용 모터(7)에 연결된 수평 방향 이동축(8), 수평 방향 이동축(8)에 제공된 기판 반송 기구(1) 및 기판 반송 기구(1)에 보유된 기판(2)을 수직 방향(105)으로 자유롭게 이동시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 기판(2)은 수평 방향 이동축(8)과 수직 방향 이동축(9)에 의해 정의되는 평면 내에서 자유롭게 이동하는 것이 가능하다. 이동을 위해서는, 수평 방향 이동축(8) 및 수직 방향 이동축(9)의 어느 하나 또는 양쪽을, 볼 나사 등의 기구로서, 동작시키는 것도 가능하다.
수평 방향 이동축(8)의 아래쪽에는, 융액(6)을 보유하기 위한 도가니(5) 및 융액(6)을 가열하기 위한 가열 기구(4)가 배치되어 있다. 융액(6) 윗쪽에는, 기판 고정 부재(101)(후술함) 및 유닛(103)(후술함)을 융액(6)으로부터 절연하도록, 열차폐 기구(10)가 배치되어 있다. 이 열차폐 기구(10)에는 수냉 금속 판 또는 내열성 단열판 등의 단열성이 풍부한 장치 또는 부재가 사용된다. 따라서, 기판 고정 부재(101)(후술함) 및 유닛(103)(후술함)상의 열 영향에 의한, 기구의 열 파괴 또는 열팽창에 의한 수평 방향 이동축(8)의 직선성 열화에 기초한 정밀도 손실을 회피하는 것이 가능하게 된다.
(기판 반송 기구(1)의 상세 구조)
도2를 참조하여 기판 반송 기구(1)의 상세 구조에 대해 설명한다. 본실시예에 따르면, 기판 반송 기구(1)는, 수평 방향 이동용 모터 및 경사용 모터를 포함하 는 유닛(103)에 2개의 기판 경사 이동축(102)이 접속되어 있다. 2개의 기판 경사 이동축(102)은 각각 독립적으로 수직 이동(도2에 화살표(106)로 나타낸 방향)하게 되어, 그 하부에 접속된 기판 고정 부재(101)를 경사 이동되게 할 수 있다.
본 실시예에서는, 기판(2)과 기판 보유 부재(101)의 착탈 기구로서 요철형으로 서로 결합되는 기구가 채용되고 있다. 이와 다르게, 이 기구에 있어서는, 다른 공지의 착탈 기능이 적용될 수 있다. 기판(2)을 기판 고정 부재(102)에 장착하거나 또는 기판(2)을 기판 고정 부재(102)로부터 취출하도록, 가열 기구(4)에서 분리된 위치에 탈착 기구(도시 안됨)를 설치한다.
기판(2)은 내열성이 우수하고 또한 성장하는 박판(3)을 오염시키지 않는 재료로서, 카본, SiC, 고융점 금속 또는 이러한 재료를 다른 물질에 피복한 것이 바람직하다. 이 실시예에서는 카본 기판이 사용된다. 또한, 박판(3)을 성장시키는 기판(2)의 표면은 평면 형태로 한다. 그러나, 이 평면이 완전히 평평하고 미끄러운 경우 뿐 아니라, 그 표면에 특정 형상의 가공을 한 것일 수도 있다.
또한, 융액(6)으로부터 고화/성장된 박판(3)의 결정 모양은 온도 등의 조건에 따라 단결정 상태, 다결정 상태, 비정질 상태 또는 결정질과 비정질 상태가 혼재한 물질의 결정질 상태를 나타낸다.
융액(6)에는, 실리콘, 게르마늄, 갈륨, 비소, 인듐, 인, 보론, 안티몬, 아연 또는 주석 등의 반도체 재료, 또는 알루미늄, 니켈 또는 철 등의 금속 재료를 사용하는 것이 가능하다.
(박판 제조 장치(1000)의 제어 및 박판 제조 방법)
기판 반송 기구(1)를 동작시키기 위해서는, 도3에 나타낸 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터(200)가 수평 방향 이동용 모터(201), 수직 방향 이동용 모터(7) 및 경사 이동용 모터(202)에, 각각 다른 동작 패턴을 전송하여 수평 방향 이동용 모터(201), 수직 방향 이동용 모터(7) 및 경사 이동용 모터(202)를 각각 독립적으로 제어하게 된다. 수평 방향 이동용 모터(201), 수직 방향 이동용 모터(7) 및 경사 이동용 모터(202)의 동작 패턴은, 시간이나 온도 등의 파라미터에 의해 자동 또는 수동으로 스위치되도록 한다. 이로써, 수평 방향 이동용 모터(201), 수직 방향 이동용 모터(7) 및 경사 이동용 모터(202)를 각각 독립적으로 제어함에 의해 기판(2)의 궤도를, 목적에 적합하게 되도록 제어하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기판(2)을 융액(6)에 침지하기 직전까지의 구간과, 기판(2)을 융액(6)에 침지한 직후 이후의 구간에서는, 수평 방향으로만 이동(수직 방향 이동 또는 경사 이동은 행하지 않음)하도록 제어를 선택하는 것도 가능하다.
융액(6)으로서 실리콘 융액을 사용하고, 이 실리콘 융액(6)으로부터 실리콘 다결정 박판(3)을 제조하는 경우에 있어서, 박판 제조 장치(1000)의 제어 및 박판 제조 방법에 대해 설명한다. 도1을 참조하면, 기판(2)을 실리콘 융액(6)으로부터 떨어진 위치에서 기판 반송 기구(1)에 장착한다. 다음, 수평 방향 이동용 모터(201)를 구동하여 기판 반송 기구(1)에 의해 실리콘 융액(6)의 바로 위까지 기판(2)을 반송하고, 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)를 각각 독립적으로 구동하여 기판(2)에 임의의 궤도를 제공하여 기판(2)을 실리콘 융액(6)에 침지시킨다. 계속하여, 실리콘 융액(6)으로부터 기판(2)을 취출하여, 기판(2) 위에 실리콘 다결정 박판(3)을 성장시킨다. 기판(2)이 실리콘 융액(6)으로 침지되어 취출될 때, 경사 이동용 모터(202), 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)는 각각 독립적으로 제어되어, 기판(2)에 소정의 경사를 제공한다.
그 후, 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)를 사용하여 실리콘 다결정 박판(3)이 성장된 기판(2)을 실리콘 융액(6)에서 떨어진 위치까지 반송한다. 그 후, 기판 반송 기구(1)로부터 기판(2)을 배출시키고, 기판(2)으로부터 성장된 실리콘 다결정 박판(3)을 얻는다.
기판(2)을 기판 반송 기구(1)로부터 배출하지 않고, 기판(2)에서 성장된 실리콘 다결정 박판(3)을 박리하기 위해서는, 도４에 나타낸 바와 같이, 복수의 흡인구(16a)를 가진 스테이지(16)위에 기판 반송 기구(1)에 의해 기판(2)을 반송하여 흡인구(16a)를 통해 실리콘 다결정 박판(3)을 진공 흡착한다. 그 후, 스테이지(16)에 제공된 아암(16b)에 의해, 실리콘 다결정 박판(3)을 흡인/유지한 스테이지(16)를 박판 비축 위치 또는 외부 반출 기구로 이동시켜서, 실리콘 다결정 박판(3)을 스테이지(16)로부터 떼어낸다. 상기 일련의 실리콘 다결정 박판(3)의 떼어내기 동작은, 기판 반송 기구(1)의 이동 동작과 타이밍을 맞추면서 행한다.
(기판(2)의 궤도 스텝)
본 실시예의 실리콘 다결정 박판(3)을 성장시키기 위한 기판(2)의 구
체적인 궤도 스텝에 대해 도5를 참조하여 이하에 설명한다.
제1 스텝: 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)를 제어 하여 기판(2)을 실리콘 융액(6)의 레벨 바로 위의 10mm의 위치로 이동시킨다. 이 때, 기판(2)의 경사각도(수평면에 대한 각도)는 수평으로 설정한다.
제2 스텝: 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)를 제어하여 기판(2)의 첨단부가 침지되기 시작한 후, 기판(2)이 실리콘 융액(6)의 레벨에서 20mm 만큼 침지되는 시점까지는, 수평 방향 이동 속도와 수직 방향 이동 속도를 (각각 100mm/초, 및 50mm/초)로 제어한다. 기판(2)의 경사각도는 수평(일정)으로 유지한다.
제3 스텝: 기판(2)이 실리콘 융액(6)의 레벨에서 20mm 만큼 침지된 시점에서, 수평 방향 이동 속도가 500mm/초, 수직 방향 이동 속도가 0mm/초로 되도록, 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)를 제어하여, 기판(2)을 수평 방향으로 10mm 이동시킨다.
제4 스텝: 다음, 기판(2)의 이동 방향 측을 상방으로 향하게 하고, 기판의 경사각도가 10°가 되도록, 경사 이동용 모터(202)를 제어한다. 수평 방향 이동 속도와 수직 방향 이동 속도는 일정 (각각 100m/초, 10mm/초)로 되도록 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)를 제어하여 기판(2)을 실리콘 융액(6)으로부터 취출한다.
제5 스텝: 기판(2)의 단부가 배출된 시점에서 기판의 경사 각도가 45°로 되도록 경사 이동용 모터(202)를 제어한다. 그 후, 수직 방향 이동용 모터(7)를 제어하여 기판(2)을 수직 방향으로 100mm/초로 30mm 상승시킨다.
제6 스텝: 다음, 경사 이동용 모터(202)를 제어하여 기판(2)을 수평 상태로 하고, 수평 방향 이동용 모터(201)를 제어하여 기판(2)을 취출 위치까지 반송한다.
기판(2)의 크기는 100mm의 정방형이고, 기판(2)의 실리콘 융액(6)으로의 침지 시간은 약 4초이다. 기판 반송 기구(1)로의 기판(2)의 부착 시간은 약 5초이고, 부착 위치로부터 기판(2)의 침지 위치까지의 이동 시간은 3초이고, 침지 시간은 4초이고, 기판(2)을 취출 위치로 이동시키는 시간은 3초이고, 기판(2)을 기판 반송 기구(1)로부터 분리하는 시간은 약 5초이며, 취출 위치에서 부착 위치까지의 기판 반송 기구(1)의 복귀 시간은 9초이다. 그 결과, 일련의 공정에 요구되는 시간은 약 29초(5초+3초+4초+3초+5초+9초)이다. 그러나, 기판 부착 위치와 취출 위치를 동일하게 설정하거나 또는 가열 기구(4)의 양측에 기판 부착 기구와 취출 기구를 병설하는 것에 의해 복귀 시간을 단축시킬 수 있으며, 이때의 일련의 공정에 요구되는 시간은 약 20초로 된다.
(작용/효과)
이상, 본 실시예의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법으로 제조된 실리콘 다결정 박판(3)에 따르면, 종래의 제조 방법에서 야기되는 실리콘 다결정 박판(3)의 단부에 형성되는 높이 4mm정도의 적하(滴下)를, 1mm정도로 감소시키는 것이 가능하게 된다. 이는, 기판(2)을 실리콘 융액(6)으로부터 취출할 때, 기판(2)과 실리콘 융액(6) 사이의 각도를 증가시켜서 실리콘 융액(6)이 흘러내리기 쉽게 되어 적하 량이 감소되기 때문이다.
따라서, 상기한 바와 같이, 수평 방향 이동용 모터(201), 수직 방향 이동용 모터(7) 및 경사 이동용 모터(202)를 각각 독립적으로 제어함에 의해 수평 방향 이 동축(8)과 수직 방향 이동축(9)에 의해 정의되는 평면 내에 서 기판(2)의 궤도를 자유롭게 설정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 경사 이동용 모터(202)에 의해 2개의 기판 경사 이동축(102)을 제어함에 의해 기판(2)의 경사 각도를 독립적으로 제어 가능하게 되어 기판(2)의 표면과 실리콘 융액(6)의 레벨 사이의 상대 관계(각도)를 제어할 수 있음으로써, 기판(2)이 실리콘 융액(6)으로부터 배출될 때, 실리콘 융액(6)의 표면에 대한기판(2)의 경사 각도를 최적화할 수 있다.
따라서, 기판(2)(및 기판(2)위에 성장된 실리콘 다결정 박판(3)) 및 실리콘 융액(6) 사이의 상대적 관계의 최적화가 실현되어, 실리콘 다결정 박판(3)의 품질의 향상, 실리콘 다결정 박판(3)의 형상의 향상 및 실리콘 다결정 박판(3)의 양산성의 향상을 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 기판 반송 기구(1)는 기판(2)을 기판 반송 기구(1)에 대해 착탈 가능한 구성을 채용함으로써, 기판(2)의 내구성이 한정적인 경우에, 기판(2)만을 교환함에 의해 기판 반송 기구(1)를 연속해 사용하는 것이 가능하게 되고, 따라서 기판 반송 기구(1) 전체를 교환할 필요가 없고 노동, 시간 및 비용의 상승을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도가니(5) 위쪽 이외의 위치에서, 기판 반송 기구(1)에 대해 기판(2)을 탈착할 수 있기 때문에, 도가니(5)로부터의 기판 반송 기구(1)로의 열 이동에 의한, 기판 반송 기구(1)의 열 파괴 또는 열 팽창에 의한 정밀도 손실 가능성 등의 열에 의한 악영향을 회피할 수 있게 된다.
실리콘 다결정 박판(3)을 연속으로 제조하는 양산화를 고려한 경우, 기판(2) 의 탈착에 대해서도, 기판(2)의 노화에 따른 설치/분리를, 기판(2)의 이동 및 경사를 독립적으로 제어함으로써 가능하게 됨에 의해, 예컨대 실리콘 융액(6)의 량(융액의 높이 등의 절대 위치)이 시간에 따라 변화하고 장치의 분위기가 시간에 따라 변화하는 그러한 인자들에 대한 시간에 따른 패턴을 최적화하도록 기판(2)의 이동 패턴 및 경사 이동 패턴을 용이하게 설정할 수 있게 된다.
(실시예2)
이제, 도6을 참조하여 본 실시예에 따른 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 대해 설명한다. 도6은 본 실시예의 박판 제조 장치(2000)의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
본 실시예의 박판 제조 장치(2000)의 기본 구성은 실시예1에 따른 박판 제조 장치(1000)와 동일하다. 상기 박판 제조 장치(2000)의 박판 제조 장치(1000)와 다른 점은, 기판 반송 기구(1)에 대한 기판(2)의 장착 및 분리를 행하지 않고, 박판(3)만을 기판(2)으로부터 분리하여 회수하는 점이다. 따라서, 박판 제조 장치(2000)의 구성은 기본적으로는 상기한 박판 제조 장치(1000)와 동일하기 때문에 도6에서 동일 부분에는 동일의 참조 부호를 첨부하고, 중복되는 부분은 박판 제조 장치(2000)에 있어서는 설명하지 않는다. 기판 반송 기구(1)의 상세 구조에 있어서도, 상기한 박판 제조 장치(1000)에 적용된 기판 반송 기구(1)와 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 기판 반송 기구(1)에 설치된 기판(2)을 융액(6)의 바로 위의 위치로 반송하고, 실시예1과 같이 임의의 궤도를 따라 기판(2)을 융액(6)내로 침지한 후, 융액(6)으로부터 기판(2)을 취출하여 기판 상에 박판(3)을 성장시키고, 그 기판(2) 및 박판(3)을 취출 위치까지 반송하여 박판(3)만을 기판(2)으로부터 취출하기 까지의, 일련의 동작으로, 박판(3)을 제조한다.
(박판 제조 장치(2000)의 제어 및 박판 제조 방법)
박판 제조 장치(2000)의 제어 및 박판 제조 방법은 기본적으로 박판 제조 장치(1000)의 제어 및 박판 제조 방법과 동일하고, 실리콘 다결정 박판(3)이 제조된다. 기판(2)의 궤도 스텝들도, 도5를 참조하여 설명한 스텝들과 유사하지만, 기판 반송 기구(1)에 대한 기판(2)의 장착 및 분리를 행하지 않고, 실리콘 다결정 박판(3)만을 기판(2)으로부터 분리하여 회수하는 스텝이 다르게 되어 있다.
따라서, 기판(2)의 설치 및 분리 시간이 불필요하게 되고, 침지 시간은 약 4초이고, 기판을 취출 위치까지 반송하는 이동 시간은 3초이고, 박판(3)을 기판(2)에서 분리하는 시간은 약 5초이며, 분리 위치에서 침지 위치까지의 복귀 시간은 6초이다. 따라서, 일련의 공정에 요구되는 시간은 약 18초(4초+3초+5초+6초)가 된다.
(작용/효과)
이상, 본 실시예의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 따르면, 상기 실시예1과 같은 작용/효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판 반송 기구(1)에 대한 기판(2)의 장착 및 분리를 행하지 않고, 실리콘 다결정 박판(3)만을 기판(2)에서 분리하여 회수하는 스텝을 채용함으로써, 기판(2)의 설치 및 분리 시간이 불필요하게 되고, 실리콘 다결정 박판(3)의 제조 시간을 단축시키는 것이 가능하게 된다.
(실시예3)
이제 도7을 참조하여, 본 실시예의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 대해 설명한다. 도7은 본 실시예의 박판 제조 장치(3000)의 전체 구성을 나타낸 개략도이다. 본 실시예의 박판 제조 장치(3000)는 기판(2)을 수평 방향과 수직 방향을 포함하는 3차원 공간 내에서 자유롭게 이동시킬 수 있는 구성을 가진다. 상기 박판 제조 장치(1000)와 동일한 부분에는 동일의 참조 부호를 병기하고, 상세한 설명은 생략한다. 프리 아암 타입의 기판 반송 기구(11)의 선단부에 제공되어, 기판(2)을 경사 이동시키기 위한 경사 이동 기구에 대해서도, 실시예1에서 도2를 참조하여 설명한 기구와 유사한 기구가 채용되어 있기 때문에 여기에서 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 기판 반송 기구(11)는 신축 자재의 기구를 가지는 신축 자재 아암(112)을 가지며, 이 신축 자재 아암(112)에 의해 고속 및 광범위하게 기판(2)의 수평 방향 이동을 가능하도록 하고 있다. 상기 신축 자재 아암(112)의 지지 측에 아암 동작 기구(도시 안됨)를 조합함에 의해 신축 자재 아암(112)을 3차원 공간 내에서 자유자재로 이동시키는 것이 가능하게 된다.
기판(2)의 경사 이동과 미세한 수직 및 수평 동작은 상기 신축 자재 아암(112)의 중간 위치에 제공되는 관절, 신축 자재 아암(112)의 선단 부분에 제공되는 기판 경사 이동용 모터(111)와 신축 자재 아암(112) 사이의 접속부 관절에 의해 실행 가능하다. 또한, 실시예1의 경우와 마찬가지로, 기판 경사 이동축의 동작에 의해 기판의 경사 이동을 조정하는 것이 가능하다.
가열 기구(4), 도가니(5) 및 융액(6) 윗쪽에는, 실시예1과 유사하게, 기판 고정 부재(101) 및 기판 경사 이동용 모터(111)로의 열 이동을 방지하도록 열 차폐 기구(10)을 설치함이 바람직하다. 열 차폐 기구(10)로는, 실시예1과 유사하게, 수냉 금속 판 또는 내열성이 강한 단열판 등을 사용한다. 이로써, 기판 고정 부재(101), 기판 경사 이동용 모터(111) 및 신축 자재 아암(112)상으로의 열 영향에 의한 기구의 열 파괴 또는 열 팽창에 의한 수평 방향 이동축(8)의 직선성 열화에 기초한 정밀도 손실을 방지할 수 있다.
기판(2)을 기판 반송 기구(11)에 설치 또는 분리를 행하는 위치는, 신축 자재 아암(112)의 길이를 필요 이상으로 길게 하지 않도록, 신축 자재 아암(112)의 하부 근방에 설치하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시예에 있어서는, 기판(2)의 기판 반송 기구(11)로의 탈착 기구를 신축 자재 아암(112)의 하부 상에 제공하고 있다.
(박판 제조 장치(3000)의 제어 및 박판 제조 방법)
박판 제조 장치(3000)의 제어 및 박판 제조 방법은 기본적으로 박판 제조 장치(1000)의 제어 및 박판 제조 방법과 동일하고, 실리콘 다결정 박판(3)이 제조된다. 기판(2)의 궤도 스텝도, 도5에서 설명한 스텝들과 유사하다.
본 실시예의 경우, 기판(2)의 설치 시간은 약 5초이고, 기판(2)의 탈착 위치에서 실리콘 융액(6)의 침지 위치까지의 이동 시간은 3초이고, 침지 시간은 4초이고, 기판(2)의 탈착 위치로의 복귀 시간은 6초이며, 기판(2)의 분리 시간은 약5초이었다. 따라서, 일련의 공정에 요구되는 시간은 약 23초(5초+3초+4초+6초+5초)가 된다.
(작용/효과)
상기한 바와 같이, 본 실시예의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 따르면, 상기 실시예1과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
(실시예4)
이제, 본 실시예에 따른 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 대해 설명한다. 본 실시예의 박판 제조 장치의 기본 구성은 도7에 나타낸 실시예3의 박판 제조 장치(3000)와 동일하다. 실시예3의 경우와 다른 점은, 기판 반송 기구(1)에 대한 기판(2)의 장착 및 분리를 행하지 않고, 박판(3)만을 기판(2)으로부터 분리하여 회수하는 점이다.
본 실시예에 따르면, 기판 반송 기구(1)에 설치된 기판(2)을 융액(6)의 바로 위의 위치로 반송하고, 실시예1과 같이 임의의 궤도를 따라 기판(2)을 융액(6)으로 침지한 후, 기판을 융액(6)으로부터 취출하여 기판 상에 박판(3)을 성장시키고, 그 기판(2) 및 박판(3)을 취출 위치까지 반송하여 박판(3)만을 기판(2)으로부터 분리하기까지의, 일련의 동작을 통해 박판(3)을 제조한다.
(박판 제조 장치의 제어 및 박판 제조 방법)
박판 제조 장치 제어 및 박판 제조 방법은 기본적으로 박판 제조 장치(3000)의 제어 및 박판 제조 방법과 동일하고, 실리콘 다결정 박판(3)이 제조된다. 기판(2)의 궤도 스텝도 도5에서 설명한 스텝들과 유사하지만, 기판 반송 기구(1)에 대한 기판(2)의 장착 및 분리를 행하지 않고, 실리콘 다결정 박판(3)만을 기판(2) 으로부터 분리하여 회수하는 스텝이 다르게 되어 있다.
따라서, 기판(2)의 설치 및 분리 시간이 불필요하게 되고, 기판(2)의 착탈 위치에서 기판(2)의 침지 위치까지의 이동 시간은 약 3초이고, 기판(2)의 침지 시간은 약 4초이고, 기판(2)의 착탈 위치로의 복귀 시간은 약 6초이며, 실리콘 다결정 박판(3)의 분리 시간은 약 5초이다. 따라서, 일련의 공정에 요구되는 시간은 약 18초(3초+4초+6초+5초)가 된다.
(작용/효과)
상기한 바와 같이, 본 실시예의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 따르면, 상기 실시예3과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판 반송 기구(1)에 대한 기판(2)의 장착 및 분리를 행하지 않고, 실리콘 다결정 박판(3)만을 기판(2)에서 분리하여 회수하는 스텝을 채용함으로써 기판(2)의 설치 및 분리 시간이 불필요하게 되고, 실리콘 다결정 박판(3)의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
(실시예5)
상기 실시예1∼4에 기재된 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법과, 도11에 나타낸 배경 기술에서의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 의해 제조한 실리콘 박판을 사용하여 태양 전지를 시험 제조하였다.
실리콘 박판 상에서 실행되는 시작(試作) 프로세스는, 제1 프로세스: 세정, 제2 프로세스:텍스처 에칭, 제3 프로세스:P 확산, 제4 프로세스:백 에칭, 제5 프로세스:반사방지 막, 제6 프로세스:백 전극 형성, 제7 프로세스:표면 전극 형성, 제8 프로세스:리드 제공이다.
도11에 나타낸 배경 기술에서의 박판 제조 장치에 있어서, 기판(14)은 카본 기판에 의해 형성된다. 실리콘 다결정 박판(3)을 성장시키는 기판(14)의 표면은 평면 형태라 한다. 제조 프로세스에서는, 먼저 기판을 100mm의 정방형으로 설정하고, 다각주 회전체(12)+기판(14)의 면과 면 사이의 거리(기판 중심부의 회전 반경)는 400mm가 되도록 다각주 회전체(12)를 설계한다.
기판(14)의 침지 조건은, 상기 각 실시예에서 기재된 침지 깊이(20mm) 및 침지 시간(4초)에 대한 조건에 근접하도록 최대 침지 깊이를 20mm로 하고, 침지 시간을 4초로 설정하였다. 상기 기판(14)은 연속으로 안내되기 때문에, 일련의 공정에 요구되는 시간은 침지 시간과 거의 유사하게 4초이다. 제조된 실리콘 다결정 박판(3)에서, 기판(14)이 융액으로부터 배출될 때 단부에 형성된 적하의 높이는 4mm정도이었다. 이는, 배출 직후의 기판(14)의 경사 이동 각도를 제어하는 수단이 없기 때문에, 기판 면과 융액 면 사이의 각도는 항상 작은 각도이고, 액이 아래로 흐르기가 어렵게 되어 적하의 체적을 증가시킨다.
침지 깊이 및 회전수를 설정함에 의해 일정의 박판 성장 조건 및 기판과 융액 사이의 상대적 관계를 제어하는 것은 가능하지만, 임의로 기판의 침지 운동을 제어하는 것이 불가능하기 때문에 기판에 물웅덩이가 잔존하게 된다.
도8은 각 실시예의 적하 높이, 태양 전지 시제품의 수율 및 태양 전지 변환 효율을 나타내고 있다. 실시예1로부터 4에서의 실리콘 다결정 박판(3)은, 적하가 1mm로 작기 때문에, 전극 형성 시에 인쇄가 균일하게 행하여 질 수 있었다. 그러나, 배경 기술에 따라 제조된 실리콘 다결정 박판(3)에서는, 적하에 의한 영향으로 스크린이 깨지거나, 전극이 부분적으로 블리드(bleed)되거나, 단선되었다. 스크린 파손과 전극 단선으로 인해, 배경 기술에 따른 실리콘 다결정 박판(3)으로 태양 전지를 시작하는 시간의 양품율(태양 전지 시제품 수율)은 78%로 낮다. 한편, 적하를 억제한 실시예들에 따른 실리콘 다결정 박판(3)의 경우에는, 수율을 92%로 향상시킬 수 있게 되었다. 또한, 전극이 블리드되는 영향으로, 배경 기술에 따른 실리콘 다결정 박판(3)으로 태양 전지 시작을 행할 때의 태양 전지 변환 효율은 11%로 낮지만, 적하를 억제한 실시예들에 따른 실리콘 다결정 박판(3)의 경우에는 상기 효율을 13%로 향상시킬 수 있었다.
(실시예6)
이제 도9를 참조하여 본 실시예에 따른 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 대해 설명한다. 도9는 본 실시예의 박판 제조 장치를 사용하는 경우에 기판(2)의 궤도 스텝을 나타낸 개략도이다.
본 실시예의 박판 제조 장치의 구성은 실시예1에서의 박판 제조 장치(1000)와 동일하다. 실시예1과의 상위점은, 기판(2)을 융액(6)으로부터 취출할 때 기판(2)의 경사 이동 각도이다. 따라서, 본 실시예에서는 기판(2)의 궤도 스텝에 대해서만 설명한다.
(기판(2)의 궤도 스텝)
먼저, 기판(2)은 도5에 나타낸 기판(2)의 궤도 스텝 중, 제1 내지 제3 스텝과 유사한 제어에 의해 기판(2)을 실리콘 융액(6)에 침지한다. 그 후, 도9에 나타낸 이하의 궤도 스텝을 채용한다.
제4 스텝: 기판(2)의 이동 방향 측이 상방으로 향한 기판 경사 각도가 [θ1°]로 되도록 경사 이동용 모터(202)를 제어한다. 수평 방향 이동 속도와 수직 방향 이동 속도는 일정(각각 100mm/초, 10mm/초)으로 되도록 수평 방향 이동용 모터(201) 및 수직 방향 이동용 모터(7)를 제어하고, 기판(2)을 실리콘 융액(6)에서 취출한다.
제5 스텝: 단부가 배출되는 시점에서 기판 경사 각도가 45°로 되도록 경사 이동용 모터(202)를 제어한다. 그 후, 수직 방향 이동용 모터(7)를 제어하여 기판(2)을 수직 방향으로 100mm/초로 30mm 상승시킨다.
제6 스텝: 도5에 나타낸 기판(2)의 궤도 스텝과 유사하게, 경사 이동용 모터(202)를 제어하여 기판(2)을 수평 상태로 복귀시키고, 수평 방향 이동용 모터(201)를 제어하여 기판(2)을 취출 위치까지 반송한다. 도9에서 θ는 5.7°이다. 이 경우, θ2는 기판 이동 벡터와 융액 면 사이에 형성된 각도를 나타낸다. 기판(2)의 크기는 실시예1과 유사하게, 100mm의 정방형이다.
상기 기판 경사 각도[θ1°]를 1.4°(거의 수평), 5.7°(기판의 이동 벡터와 평행) 및 10°(실시예1과 유사함)의 3가지 패턴의 경우에 대해 침지 스텝을 실행하여 실리콘 다결정 박판(3)의 표면에 형성되는 돌기 수를 비교하였다. 그 결과를 도10에 나타낸다.
도10에서 명백한 바와 같이, 실리콘 다결정 박판(3)의 표면에 형성되는 돌기 수는, 기판 경사 각도[θ1°]가 감소할수록(수평에 가까울수록) 증가한다. 이는 다음에 나타내는 이유라고 생각된다:
θ1<θ2의 경우, 기판(2)의 표면이 실리콘 융액(6)으로부터 나올 때, 융액(6)을 끌어들이면서 배출된다(메니스커스 위치(융액과 기판 사이의 계면)가 기판의 이동 방향과 반대 방향으로 진행한다).
θ1=θ2의 경우, 메니스커스 위치(융액과 기판 사이의 계면)는 변화하지 않는다.
θ1>θ2의 경우, 기판(2)의 표면이 실리콘 융액(6)으로부터 나올 때, 융액(6)을 누르면서 배출된다(메니스커스 위치(융액과 기판 사이의 계면)가 기판의 이동 방향을 따라 앞으로 진행한다).
θ1<θ2의 경우, 기판 및 성장된 박판을 기준으로 보면, 융액이 기판에서 분리되는 방향으로 진행하기 때문에, 융액이 기판에 압력을 가할 수 없고, 기판의 표면에 남기 쉬운 상태가 된다. 그 결과, 기판의 표면에 남게 된 융액이 표면 장력에 의해 돌기 형태로 된다고 생각된다.
한편, θ1>θ2의 경우, 융액이 항상 기판에 부딪치는(충돌할) 방향으로 진행하여, 기판에 대해 항상 압력을 가하게 된다. 그 결과, 기판의 표면에 융액이 남기 어려운 상태로 되고, 돌기 수가 감소된다고 생각된다.
(실시예7)
상기 실시예6에서의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 의해 제조된 실리콘 다결정 박판(3)을 사용하여, 상기 실시예5와 유사한 시작 프로세스(제1 내지 제8 프로세스)에 의해 태양 전지를 시험 제조하였다. 도10은 기판(2)의 궤적 스텝의 기판 경사 각도[θ1°]를, 1.4°, 5.7°및 10°로 하여 시작한 경우의 돌기 개 수 및 태양 전지의 수율과 변환 효율을 나타낸다.
기판 경사 각도[θ1°]가 10°인 경우, 돌기 수가 0이기 때문에, 전극 형성 시에 인쇄를 균일하게 할 수 있었지만, [θ1°]가 1.4°인 경우, 실리콘 다결정 박판(3)은 돌기(20개 발생)의 영향에 의해 인쇄 전극이 부분적으로 블리드되거나, 파단되었다. 태양 전지 시작의 경우, 양품율(태양 전지 시제품 수율)은 전극 단선에 의해 84%로 낮다. 한편, 돌기를 억제한 실리콘 다결정 박판(3)의 경우에는, 수율이 92%로 향상될 수 있었다. 전극의 블리드에 의한 영향으로, 배경 기술에 따른 실리콘 다결정 박판(3)으로 태양 전지 시작을 행할 때의 태양 전지 변환 효율은 12%로 낮지만, 돌기를 억제한 실리콘 다결정 박판(3)의 경우에는 상기 효율을 13%로 향상시킬 수 있었다.
(실시예8)
도11 내지 도13을 참조하여 본 실시예에 따른 박판 제조 장치에 대해 설명한다. 도11은 본 실시예의 박판 제조 장치(4000)의 전체 구성을 나타낸 개략도이고, 도12는 후술하는 기판 반송 기구(1)의 확대도이고, 도13은 기판 반송 기구(1)의 궤도를 나타낸 도면이다.
(박판 제조 장치(4000)의 전체 구성)
먼저 도11 및 도12를 참조하여 본 실시예의 박판 제조 장치(4000)의 전체 구성에 대해 설명한다. 이 박판 제조 장치(4000)의 기본 구조는 상기 실시예1에서 설명한 박판 제조 장치(1000)와 동일하고, 다른 점은 기판 반송 기구(1)의 구조이다. 따라서, 동일 또는 대응하는 부분들은 동일의 참조 부호를 첨부하고, 상세한 설명 은 생략한다.
기판(2)을 융액(6)에 침지하기 전에, 기판(2)의 표면 온도를 제어(소정 온도로 냉각 또는 가열)하기 위한 기판 온도 제어 수단(60)이 제공되어 있다. 기판 온도 제어 수단(60)은 기판(2)의 표면에 박판을 형성하는 경우 기판 표면 온도의 최적화를 실현하도록 제공된다. 기판 온도 제어 수단(60)으로서 코일 형태로 감긴 중공의 열전달 부재를 사용하여 열 전달 부재 자체가 가열되는 경우에는, 기판(2)의 표면 온도를 증가시키는 한편, 열 전달 부재를 통해 냉각 매체를 통과시킴에 의해 기판(2)의 표면 온도를 냉각시키는 것이 가능하게 된다.
본 실시예에서의 기판 반송 기구(1)는, 기판(2)을 고정하기 위한 기판 고정 부재(101), 기판(2)의 표면의 융액(6)의 융액(6)의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 제어하여 기판 고정 부재(101)의 수평 방향 이동 위치를 조절하기 위한 수평 이동 위치 조절 수단, 기판(2)의 표면의 융액(6)의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 제어하여 기판 고정 부재(101)의 수직 방향 이동 위치를 조절하기 위한 수직 이동 위치 조절 수단 및 기판(2)의 표면을 융액(6)의 레벨에 대해 기울어지게 하도록 기판 고정 부재(101)의 경사 각도를 조절하기 위한 기판 경사 이동 수단을 포함한다.
수평 이동 위치 조절 수단은 수평 방향(104)으로 연장하는 수평 방향 안내 레일(70) 및 그 수평 방향 안내 레일(70)을 따라 이동 가능하게 설치된 수평 이동 유닛(404)을 가진다. 이 수평 이동 유닛(404)에는, 그를 수평 안내 레일(70)위에서 이동시키기 위한 구동 장치가 내장되어 있다.
수직 이동 위치 조절 수단은 수평 이동 유잇(404)에서 수직 방향(105)으로 습동 가능하게 지지되고, 하단부에 기판 고정 부재(101)가 연결된 수직 방향 안내축(403) 및 수평 방향 안내 레일(70)을 따라서 제공되고, 수직 방향 안내축(403)의 상단부의 이동 위치를 안내하기 위한 수직 방향 안내 레일(80)을 가진다. 수직 방향 안내축(403)의 하단부는 피벗부(403a)에 의해 기판 고정 부재(101)에 회동 가능하게 연결되고, 수직 방향 안내축(403)의 상단부에는 수직 방향 안내 레일(80)에 의해 안내되는 상단부 가이드 로울러(403b)가 제공된다.
기판 경사 이동 수단은 수평 이동 유닛(404)에서 수직 방향으로 습동 가능하게 지지되고, 하단부에 기판 고정 부재(101)가 연결되는 경사 이동 안내축(402) 및 수평 방향 안내 레일(70)을 따라 제공되고, 경사 이동 안내축(402)의 상단부를 안내하기 위한 경사 이동 안내 레일(90)을 가진다. 경사 이동 안내축(402)의 하단부는 피벗부(402a)에 의해 기판 고정 부재(101)에 회동 가능하게 연결되고, 경사 이동 안내축(402)의 상단부에는 경사 이동 안내 레일(90)에 의해 안내되는 상단부 가이드 로울러(402b)가 제공된다.
(기판 반송 기구(1)의 궤도)
도13을 참조하여 기판 반송 기구(1)에서 기판(2)을 융액(6)에 침지하기 위한 궤도를 설명한다. 상기 구성으로 이루어지는 박판 제조 장치(4000)는 수평 방향 안내 레일(70)을 따라서 수평 이동 유닛(404)을 이동시킴에 의해 수평 이동 유닛(404)에 추종하여 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 상단부 가이드 로울러(403b,402b)는 각각 수직 방향 안내 레일(80) 및 경사 이동 안내 레일(90)에 의해 안내되어, 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 위치는 종동적으로 결정될 수 있다.
수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 위치 결정은, 선택될 기판 고정 부재(101)의 수직 위치 및 경사 각도에 대응하여 수직 방향 안내 레일(80) 및 경사 이동 안내 레일(90)의 궤도가 선택된다. 그 결과, 도13에 나타낸 바와 같이, 기판 고정 부재(101) 및 기판(2)에 대해 최적의 궤도를 제공하는 것이 가능하게 된다.
(작용/효과)
상기한 바와 같이, 본 실시예의 박판 제조 장치(4000)에 따르면, 기판 반송 기구(1)는 수평 이동 위치 조절 수단, 수직 이동 위치 조절 수단 및 기판 경사 이동 수단 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 조절 수단인 수평 이동 유닛(404)에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하기 때문에, 상기 실시예1 및 2에 나타낸 기판 반송 기구(1)의 구조를 간략화 할 수 있게 된다.
(실시예9)
도14 및 도15를 참조하여 본 실시예에 따른 박판 제조 장치의 전체 구조에 대해 설명한다. 도14는 본 실시예의 박판 제조 장(5000)의 전체 구성을 나타낸 개략도이고, 도15는 기판 반송 기구(1)의 궤도를 나타낸 도면이다.
(박판 제조 장치(5000)의 전체 구성)
도14 및 도15를 참조하여 본 실시예의 박판 제조 장치(5000)의 전체 구성에 대해 설명한다. 이 박판 제조 장치(5000)의 기본적 구조는 상기 실시예8에서 설명한 박판 제조 장치(4000)와 동일하고, 다른 점은 수평 방향 안내 레일과 수직 방향 안내 레일을 공유 구조로 하여, 수평/수직 안내 레일(75)을 채용하고, 수직 방향 안내축(403)의 상단부를 수평 이동 유닛(404)에 연결하고 있는 점이다. 따라서, 박판 제조 장치(4000)와 동일 또는 대응하는 부분에 대해서는 동일 참조 부호를 첨부하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
(기판 반송 기구(1)의 궤도)
도15를 참조하여, 실시예8에서 기판 반송 기구(1)의 기판(2)의 궤도와 유사하게, 본 실시예의 박판 제조 장치(5000)에서도, 수평/수직 방향 안내 레일(75)을 따라 수평 이동 유닛(404)을 이동시킴에 의해 수평 이동 유닛(404)에 추종하는 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 경사 이동 안내축(402)의 상단부 안내 로울러(402b)는 경사 이동 안내 레일(90)에 의해 이동 방향이 안내되기 때문에, 경사 이동 안내축(402)의 위치는 종동적으로 결정될 수 있다.
수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 위치 결정은, 선택될 기판 고정 부재(101)의 수직 위치 및 경사 각도에 대응하여, 수평 이동 유닛(404)으로의 고정 상태 및 경사 이동 안내 레일(90)의 궤도가 선택된다. 그 결과, 도15에 나타낸 바와 같이, 기판 고정 부재(101) 및 기판(2)에 대해 최적의 궤도를 제공할 수 있다.
(작용/효과)
상기한 바와 같이, 본 실시예의 박판 제조 장치(5000)에 따르면, 기판 반송 기구(1)로서, 수평 이동 위치 조절 수단, 수직 이동 위치 조절 수단 및 기판 경사 이동 수단 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 조절 수단인 수평 이동 유닛(404)에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하기 때문에, 상기 실시예1 및 2에 나타낸 기판 반송 기구(1)의 구조를 간략화 하는 것이 가능하게 된다.
(실시예10)
도16 내지 도18을 참조하여 본 실시예에 따른 박판 제조 장치에 대해 설명한다. 도16은 본 실시예의 박판 제조 장치(6000)의 전체 구성을 나타낸 개략도이고, 도17은 기판 반송 기구(1)의 공급 궤도를 나타낸 도면이며, 도18은 기판 반송 기구(1)의 귀로의 궤도를 나타낸 도면이다.
(박판 제조 장치(6000)의 전체 구성)
도16 및 도17을 참조하여 본 실시예의 박판 제조 장치(6000)의 전체 구성에 대해 설명한다. 이 박판 제조 장치(6000)의 기본적 구조는 상기 실시예8에서 설명한 박판 제조 장치(4000)와 동일하고, 다른 점은 수평 방향 안내 레일, 수직 방향 안내 레일 및 경사 이동 안내 레일을 공유하는 구조로 되는, 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일(76)을 채용하고, 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 상단부를 수평 이동 유닛(404)에 연결하고 있는 점이다. 따라서, 박판 제조 장치(4000)와 동일 또는 대응하는 부분들은 동일의 참조 번호를 첨부하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
(기판 반송 기구(1)의 궤도)
도17을 참조하면, 실시예8에서의 기판 반송 기구(1)에서의 기판(2)의 궤도와 같이, 본 실시예의 박판 제조 장치(6000)에 있어서도, 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일(76)을 따라 수평 이동 유닛(404)을 이동시킴에 의해 수평 이동 유닛(404)에 추종하는 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다.
수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 위치 결정은, 선택될 기판 고정 부재(101)의 수직 위치 및 경사 각도에 대응하여, 수평 이동 유닛(404)으로의 고정 상태가 선택된다. 그 결과, 도17에 나타낸 바와 같이, 기판 고정 부재(101) 및 기판(2)에 대해 최적의 공급 궤도를 제공하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도18에 나타낸 바와 같이, 기판 고정 부재(101) 및 기판(2)에 대해 최적의 귀선 궤도를 제공하는 것도 가능하다.
(작용/효과)
상기한 바와 같이, 본 실시예의 박판 제조 장치(6000)에 따르면, 기판 반송 기구(1)로서, 수평 이동 위치 조절 수단, 수직 이동 위치 조절 수단 및 기판 경사 이동 수단 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 조절 수단인 수평 이동 유닛(404)에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하게 되기 때문에, 상기 실시예1 및 2에 나타낸 기판 반송 기구(1)의 구조를 간략화할 수 있게 된다.
(실시예11)
도19 및 도20을 참조하여 본 실시예에 따른 박판 제조 장치에 대해 설명한 다. 도19는 본 실시예의 박판 제조 장치(7000)의 전체 구성을 나타낸 개략도이고, 도20은 기판 반송 기구(1)의 궤도를 나타낸 도면이다.
(박판 제조 장치(7000)의 전체 구성)
도19 및 도20을 참조하여 본 실시예의 박판 제조 장치(7000)의 전체구성에 대해 설명한다. 이 박판 제조 장치(7000)의 기본적 구조는 상기 실시예8에서 설명한 박판 제조 장치(4000)와 동일하고, 다른 점은 수직 방향 안내 레일과 경사 이동 안내 레일을 공유하는 구조로 되는, 수직/경사 이동 안내 레일(77)을 채용하고 있는 점이다. 따라서, 박판 제조 장치(4000)의 부분들과 동일 또는 대응하는 부분에 대해서는, 동일 참조 부호를 첨부하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
(기판 반송 기구(1)의 궤도)
도20을 참조하여, 실시예8의 기판 반송 기구(1)에서의 기판(2)의 궤도와 같이, 본 실시예에 따른 박판 제조 장치(7000)에 있어서도, 수평 안내 레일(70)을 따라 수평 이동 유닛(404)을 이동시킴에 의해 수평 이동 유닛(404)에 추종하는 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)을 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 상단부 가이드 로울러(403b,402b)는, 수직/경사 이동 방향 안내 레일(77)에 의해 이동 방향이 안내되기 때문에, 수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 위치는, 종동적으로 결정될 수 있다.
수직 방향 안내축(403) 및 경사 이동 안내축(402)의 위치 결정은, 선택될 기판 고정 부재(101)의 수직 위치 및 경사 각도에 대응하여, 수직/경사 이동 방향 안 내 레일(77)의 궤도가 선택된다. 그 결과, 도20에 나타낸 바와 같이, 기판 고정 부재(101) 및 기판(2)에 대해 최적의 궤도를 제공하는 것이 가능하게 된다.
(작용/효과)
상기한 바와 같이, 본 실시예의 박판 제조 장치(7000)에 따르면, 기판 반송 기구(1)로서, 수평 이동 위치 조절 수단, 수직 이동 위치 조절 수단 및 기판 경사 이동 수단 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 조절 수단인 수평 이동 유닛(404)에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하기 때문에, 상기 실시예1 및 2에 나타낸 기판 반송 기구(1)의 구조를 간략화하는 것이 가능하게 된다.
상기 각 실시예에 있어서는, 수평 방향 이동축(8)을 구성하는 리니어 레일, 수평 방향 안내 레일(70), 수직 방향 안내 레일(80), 경사 이동 안내 레일(90), 수평/수직 방향 안내 레일(75), 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일(76) 및 수직/경사 이동 방향 안내 레일(77)의 양단부는 생략되어 있는데, 각 레일에 무한 궤도를 형성하는 구조를 채용할 수 있음으로써, 기판 반송 기구(1)가 순회하는 구성을 채용할 수도 있고, 각 레일의 일단부에서 기판 반송 기구(1)를 장착하고 타 단부로부터 기판 반송 기구(1)를 이탈시키는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
상기 각 실시예에 있어서는, 실리콘 다결정 박판(3)을 제조하는 경우를 참고로 하여 설명하고 있는데, 융액으로서, 게르마늄, 갈륨, 비소, 인듐, 인, 보론, 안티몬, 아연, 주석 등의 반도체 재료, 또는 알루미늄, 니켈, 철 등의 금속 재료를 사용한 경우에는, 사용된 용융 재료에 대응하는 박판에서도 유사한 작용/효과를 얻는 것이 가능하다.
금번 개시된 실시예들은 모든 점에서 예시적인 것으로서 이것으로 제한되지 않는다. 본 발명의 범위는 상기한 설명에 의해서가 아니라 특허 청구의 범위에 의해 나타내지며, 특허 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포괄하는 것이다.
(발명의 효과)
본 발명의 박판 제조 장치 및 박판 제조 방법에 따르면, 기판의 궤도를 제어함에 의해 기판(및 기판 상에 성장된 박판) 및 융액 사이의 상대 관계가 최적화될 수 있음으로써, 박판의 품질 및 형상의 향상(적하 및 돌기 발생 방지)과 박판의 양산성의 향상을 실현할 수 있게 된다.
본 발명의 박판 제조 장치의 다른 양태에 따르면, 기판 반송 기구는 수평 이동 위치 조절 수단, 수직 이동 위치 조절 수단 및 기판 경사 이동 수단 각각에 구동 장치를 설치하지 않고 수평 이동 위치 조절 수단에만 구동 장치를 설치하는 구조의 채용이 가능하기 때문에, 기판 반송 기구의 구조를 간략화할 수 있게 된다.

Claims (25)

  1. 기판 반송 기구(1)에 의해 보유된 기판(2)을 융액(6)에 침지시켜 상기 기판의 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치로서,
    상기 기판 반송 기구(1)는:
    상기 기판(2)을 상기 융액(6)에 침지 및 취출하는 방향으로 상기 기판을 반송하기 위한 제1 기판 반송 수단(7,9), 및
    상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 기판(2)을 반송시킬 수 있는 제2 기판 반송 수단(8)을 포함하는 박판 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판 반송 수단(7,9) 및 상기 제2 기판 반송 수단(8)을 독립적으로 제어하는 것이 가능한 박판 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판 반송 기구(1)는 상기 기판(2)의 표면을 상기 융액(6)의 레벨에 대해 기울어지게 하기 위한 기판 경사 이동 수단(102)을 더 포함하는 박판 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 경사 이동 수단(102)은 상기 제1 기판 반송 수단(7,9) 및 상기 제2 기판 반송 수단(8)에 대해 독립적으로 제어하는 것이 가능한 박판 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판 반송 기구(1)는 상기 기판(2)을 상기 기판 반송 기구(1)에 착탈 가능하게 하기 위한 기판 탈착 수단을 더 포함하는 박판 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판 탈착 수단은 상기 제1 기판 반송 수단(7,9),상기 제2 기판 반송 수단(8) 및 상기 기판 경사 이동 수단(102)에 대해 독립적으로 제어 가능한 박판 제조 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 기판 탈착 수단은:
    상기 기판(2)을 침지하기 전에 상기 기판(2)을 상기 기판 반송 기구(1)에 설치하고,
    상기 기판(2)의 침지 후에, 표면에 박판이 성장된 상기 기판(2)을 상기 기판 반송 기구(1)로부터 빼내는 박판 제조 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 기판(2)의 침지 후에, 상기 기판 반송 기구(1)에 설치된 상기 기판(2)을 보유한 상태에서, 상기 기판(2)의 표면에 성장된 박판을 상기 기판(2)으로부터 분리하는 박판 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 융액(6)을 보유하는 융액 보유 수단(5)을 포함하고,
    상기 융액 보유 수단(5) 및 상기 기판 반송 기구(1) 사이에 열 차폐 수단(10)을 더 포함하는 박판 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판 반송 기구(1)는:
    상기 기판(2)을 금속 재료 또는 반도체 재료 중 적어도 하나를 함유하는 재료로 된 상기 융액(6)에 침지시키는 침지 제어 수단, 및
    상기 기판(2)을 상기 융액(6)으로부터 취출함에 의해 상기 기판의 표면에 상기 재료의 박판을 성장시키는 박판 성장 제어 수단을 포함하는 박판 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 침지 제어 수단은 상기 기판(2)이 상기 융액(6)에 침지된 후 상기 융액(6)으로부터 취출되기 전에, 상기 제1 기판 반송 수단 및 상기 제2 기판 반송 수단을 각각 독립적으로 제어하여 상기 기판(2)의 표면에 박판을 성장시키는 박판 제조 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 침지 제어 수단은 상기 기판(2)이 상기 융액(6)에 침지된 후 상기 기판(2)이 융액(6)에서 취출되기 전에, 상기 제1 기판 반송 수단(7,9) 및 상기 제2 기판 반송 수단(8)에 독립적으로 상기 기판 경사 이동 수단(102)을 제어하는 박판 제조 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 융액(6)은 실리콘을 포함하는 재료인 박판 제조 장치.
  14. 기판 반송 기구(1)에 의해 기판(2)을 보유하고 상기 기판(2)을 융액(6)에 침지시킴에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하는 박판 제조 방법으로서:
    상기 기판(2)을 융액(6)에 침지한 후 상기 기판을 융액(6)에서 취출하기 전에,
    상기 기판(2)을 상기 융액(6)에 침지하고 상기 융액(6)에서 취출하는 방향으로 상기 기판(2)을 반송하기 위한 제1 기판 반송 수단(7,9) 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 기판(2)의 반송을 가능하게 하는 제2 기판 반송 수단(8)을 독립적으로 제어하는 단계를 포함하는 박판 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 단계는:
    상기 기판(2)을 기울어지게 하고, 상기 기판(2)에 의해 상기 융액(6)의 표면을 눌러서 상기 기판(2)을 상기 융액(6)으로부터 취출하는 단계를 포함하는 박판 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 기판(2)의 침지 전에 상기 기판(2)을 상기 기판 반송 기구(1)에 설치하는 단계, 및
    상기 기판(2)의 침지 후에, 표면에 박판이 성장된 상기 기판(2)을 상기 기판 반송 기구(1)로부터 빼내는 단계를 포함하는 박판 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 기판(2)의 침지 후에, 상기 기판 반송 기구(1)에 상기 기판(2)을 설치한 상태에서 상기 기판(2)의 표면에 성장된 박판을 상기 기판(2)으로부터 분리시키는 단계를 포함하는 박판 제조 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 융액(6)은 실리콘을 포함하는 재료인 박판 제조 방법.
  19. 기판 반송 기구(1)에 의해 보유된 기판(2)을 융액(6)에 침지시킴에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치를 사용하여 제조된 박판을 이용하여 제조되는 태양 전지로서,
    상기 기판 반송 기구(1)는 상기 기판(2)을 상기 융액(6)에 침지하는 방향으로 상기 기판(2)을 반송하기 위한 제1 기판 반송 수단(7,9) 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 기판(2)의 반송을 가능하게 하는 제2 기판 반송 수단(8)을 포함하는 태양 전지.
  20. 기판 반송 기구(1)에 의해 기판(2)을 보유하고, 상기 기판(2)을 융액(6)에 침지시킴에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하는 박판 제조 방법에 의해 제공된 박판을 사용하여 제조되는 태양 전지로서,
    상기 기판(2)을 상기 융액(6)에 침지한 후 상기 기판을 융액(6)으로부터 취출하기 전에, 상기 기판(2)을 상기 융액(6)에 침지 및 취출하는 방향으로 반송하기 위한 제1 기판 반송 수단(7,9) 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 기판(2)의 반송을 가능하게 하는 제2 기판 반송 수단(8)을 독립적으로 제어하는 태양 전지.
  21. 기판 반송 기구(1)에 의해 보유된 기판(2)을 융액(6)에 침지시킴에 의해 상기 기판의 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치로서,
    상기 기판 반송 기구(1)는:
    상기 기판(2)을 보유하기 위한 기판 고정 수단(101),
    상기 기판 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하여 상기 기판 고정 수단(101)의 수평 방향 이동 위치를 제어하기 위한 수평 이동 위치 제어 수단,
    상기 기판 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하여 상기 기판 고정 수단(101)의 수직 방향 이동 위치를 제어하기 위한 수직 이동 위치 제어 수단, 및
    상기 기판 표면을 상기 융액(6)의 액면에 대해 기울어지게 하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 경사 각도를 제어하기 위한 기판 경사 이동 수단을 포함하고,
    상기 수평 이동 위치 제어 수단은:
    수평 방향으로 연장되는 수평 방향 안내 레일(70), 및
    상기 수평 방향 안내 레일을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛(404)을 가지며,
    상기 수직 이동 위치 제어 수단은:
    상기 수평 이동 유닛(404)에 수직 방향으로 이동 가능하게 지지되어 하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결되는 수직 방향 안내축(403), 및
    상기 수평 방향 안내 레일을 따라 제공되어 상기 수직 방향 안내축(403)의 상단부의 이동 위치를 안내하기 위한 수직 방향 안내 레일(80)을 가지며,
    상기 기판 경사 이동 수단은:
    상기 수평 이동 유닛(404)에 수직 방향으로 이동 가능하게 지지되어 하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결되는 경사 이동 안내축(402), 및
    상기 수평 방향 안내 레일(70)을 따라 제공되어 상기 경사 이동 안내축(402)의 상단부를 안내하기 위한 경사 이동 안내 레일(90)을 가지는, 박판 제조 장치.
  22. 기판 반송 기구(1)에 의해 보유된 기판(2)을 융액(6)에 침지함에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치로서,
    상기 기판 반송 기구(1)는:
    상기 기판을 고정하기 위한 기판 고정 수단(101),
    상기 기판 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 수평 방향 이동 위치를 제어하는 수평 이동 위치 제어 수단,
    상기 기판 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 수직 방향 이동 위치를 제어하는 수직 이동 위치 제어 수단, 및
    상기 기판의 표면을 상기 융액(6)의 레벨에 대해 경사지게 하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 경사 각도를 제어하는 기판 경사 이동 수단을 포함하며,
    상기 수평 이동 위치 제어 수단은:
    수평 방향으로 연장되는 수평/수직 방향 안내 레일(75), 및
    상기 수평/수직 방향 안내 레일(75)을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛(404)을 가지며,
    상기 수직 이동 위치 제어 수단은:
    상기 수평 이동 유닛(404)에 상단부가 연결되고, 하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결되는 수직 방향 안내축(403)을 가지며,
    상기 기판 경사 이동 수단은:
    수직 방향으로 습동 가능하게 지지되어 하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결된 경사 이동 안내축, 및
    상기 수평/수직 방향 안내 레일을 따라 제공되어 상기 경사 이동 안내축의 상단부(402)를 안내하는 박판 제조 장치.
  23. 기판 반송 기구(1)에 의해 보유된 기판(2)을 융액(6)에 침지함에 의해 상기 기판의 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치로서,
    상기 기판 반송 기구(1)는:
    상기 기판(2)을 고정하기 위한 기판 고정 수단(101),
    상기 기판의 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 수평 방향 이동 위치를 제어하는 수평 이동 위치 제어 수단,
    상기 기판 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 수직 방향 이동 위치를 제어하는 수직 이동 위치 제어 수단, 및
    상기 기판의 표면을 상기 융액(6)의 레벨에 대해 경사지게 하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 경사 각도를 제어하는 기판 경사 이동 수단을 포함하며,
    상기 수평 이동 위치 제어 수단은:
    수평 방향으로 연장되는 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일(76), 및
    상기 수평/수직/경사 이동 방향 안내 레일(76)을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛(404)을 가지며,
    상기 수직 이동 위치 제어 수단은:
    상기 수평 이동 유닛(404)에 상단부가 연결되고, 하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결되는 수직 방향 안내축(403)을 가지며,
    상기 기판 경사 이동 수단은:
    상기 수평 이동 유닛(404)에 상단부가 연결되고, 하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결되는 경사 이동 안내축(402)을 가지는 박판 제조 장치.
  24. 기판 반송 기구(1)에 의해 보유된 기판(2)을 융액(6)에 침지함에 의해 상기 기판 표면에 박판을 형성하기 위한 박판 제조 장치로서,
    상기 기판 반송 기구(1)는:
    상기 기판(2)을 고정하기 위한 기판 고정 수단(101),
    상기 기판 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수평 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 수평 방향 이동 위치를 제어하는 수평 이동 위치 제어 수단,
    상기 기판 표면의 상기 융액(6)의 레벨에 대한 수직 방향 이동 위치를 조절하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 수직 방향 이동 위치를 제어하는 수직 이동 위치 제어 수단, 및
    상기 기판의 표면을 상기 융액(6)의 레벨에 대해 경사지게 하도록 상기 기판 고정 수단(101)의 경사 각도를 제어하는 기판 경사 이동 수단을 포함하며,
    상기 수평 이동 위치 제어 수단은:
    수평 방향으로 연장되는 수평 방향 안내 레일(70), 및
    상기 수평 방향 안내 레일(70)을 따라 이동 가능하게 제공되는 수평 이동 유닛(404)을 가지며,
    상기 수직 이동 위치 제어 수단은:
    상기 수평 이동 유닛(404)에 수직 방향으로 습동 가능하게 지지되어,
    하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결되는 수직 방향 안내축(403), 및
    상기 수평 방향 안내 레일(70)을 따라 제공되어, 상기 수직 방향 안내축(403)의 상단부의 이동 위치를 안내하기 위한 수직/경사 이동 방향 안내 레일(77)을 가지며,
    상기 기판 경사 이동 수단은:
    상기 수평 이동 유닛(404)에 수직 방향으로 습동 가능하게 지지되고, 그의 하단부에 상기 기판 고정 수단(101)이 연결되고, 상단부의 이동 위치가 상기 수직/경사 이동 방향 안내 레일(77)에 의해 안내되는 경사 이동 안내축(402)을 가지는 박판 제조 장치.
  25. 제1항에 있어서, 상기 기판(2)을 상기 융액(6)에 침지하기 전에, 상기 기판 표면의 온도를 제어하기 위한 기판 온도 제어 수단(60)을 더 포함하는 박판 제조 장치.
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