KR100942203B1 - 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 ａｐｃｖｄ 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리히팅구간과 박막증착구간으로 구분되는 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD 장치에 관한 것으로서, 기판을 이송시키는 기판이송장치; 상기 박막증착구간에서 상기 기판이송장치의 상부공간에 반복적으로 설치되는 복수개의 반응가스 주입수단; 상기 반응가스 주입수단의 사이사이에 설치되어 탑 사이드(top side)에서 상기 기판을 가열하는 복수개의 가열램프; 상기 가열램프의 파워를 제어하여 상기 기판의 온도를 조절하는 온도제어수단; 및 상기 기판이송장치의 하부에 설치되어 상기 가열램프의 빛을 상기 기판쪽으로 반사시키거나 상기 가열램프의 빛을 흡수하여 이를 다시 상기 기판쪽으로 열복사하는 가열보조판; 을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 종래의 인라인형 APCVD 장치에서 문제점이었던, 기판가열문제를 해결할 수 있게 된다. 또한 가열보조판의 설치로 인하여 램프가열의 효율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 증착 차폐막의 설치로 인하여 파티클 발생을 방지할 수 있다.
램프가열, 인-라인형 APCVD, 태양전지, 가열보조판, 증착 차폐막
Description
도 1은 박막형 pn 접합 태양전지의 원리를 설명하기 위한 도면;
도 2는 태양전지의 TCO막에 형성되는 텍스쳐를 보여주는 사진;
도 3은 태양전지의 TCO층을 형성하는데 사용되는 종래의 인라인형 APCVD 장치를 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 개략도;
도 5는 도 4의 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단(300)을 설명하기 위한 도면;
도 6은 TCO막의 증착 균일성을 설명하기 위한 도면;
도 7은 본 발명에 따른 인-라인형 APCVD 장치의 온도제어를 설명하기 위한 도면;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 개략도;
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 개략도;
도 10은 가열보조판(401)의 바람직한 구성을 설명하기 위한 도면;
도 11 내지 도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>
10: 유리기판 20: TCO층
30: p형 실리콘층 40: 진성형 실리콘층
50: n형 실리콘층 60: pin층
75: 금속반사전극 85: 그리드 라인
110: 반응가스 주입헤드 120: 에어커튼 주입구
140: 컨베이어 벨트 150: 히터
160: 에치머플 170: 에어 나이프
180: 초음파 탱크 190: 적외선램프
200: 세정장치 300: 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단
320: 롤러 350: 가열램프
401: 가열보조판 402: 가열수단
403: 증착 차폐막 450: 차폐막 수납 오목홈
본 발명은 APCVD 장치에 관한 것으로서, 특히 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD(top side lamp heating type in-line APCVD) 장치에 관한 것이다.
태양전지(solar cell)는 미래 에너지 고갈 문제를 해결할 열쇠로서 예로부터 주목받고 있었으며, 반도체 기술의 발달로 박막형 pn 접합 태양전지가 이미 양산되고 있다.
도 1은 박막형 pn 접합 태양전지의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유리기판(10) 상에 TCO막(transparent conducting oxide film, 20)이 형성되며, TCO막(20) 상에는 pin층(60)이 형성된다. pin층(60)은 p형 실리콘층(30), 진성형 실리콘층(intrinsic silicon layer, 40), 및 n형 실리콘층(50)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. n형 실리콘층(50) 상에는 금속반사전극(metal back reflector, 75)이 형성되고, TCO막(20)에는 그리드 라인(grid line, 85)이 형성된다. 유리기판(10)에 빛이 비춰지면 진성형 실리콘층(40)에 전자-정공쌍(electron-hole pair)의 발생에 의한 유동전류(drift current)가 생겨서, pin층(60)에 외부 회로를 연결하면 도시된 바와 같이 전류가 흐르게 된다.
이러한 태양전지의 효율은 크게 광 포획(light trapping), 광 흡수, 및 전자-정공 수집 효율에 의존한다. 이 중에서 광 포획 효율은 주로 금속반사전극(75)과 TCO층(20)을 통하여 이루어진다. 구체적으로, 유리기판(10)으로 들어온 빛은 TCO막(20)을 통과하여 pin층(60)에서 전자-정공쌍을 발생시키고, 거기에 기여하지 못 한 빛은 금속반사전극(75)에 도달한다. 따라서 TCO막(20)에서 산란되어 외부로 빠져나가는 빛이 최소화되고 금속반사전극(75)에서 반사되는 빛이 최대화되어야 빛이 pin층(60)에 포획되는 양이 많아져서 전자-정공쌍의 발생률(electron-hole pair generation rate)이 증가하게 된다.
결국, TCO층(20)의 경우는 유리기판(10)을 통하여 유입되는 빛의 반사가 최소화되어 많은 양의 빛이 pin층(60) 내로 굴절되어 들어가도록 하는 반사방지(anti- reflection) 기능이 요구되며, 금속반사전극(75)에서는 반사가 잘 일어나는 기능이 요구된다. 이러한 요구를 만족시키기 위하여 금속반사전극(75)으로는 ZnO/Ag 나 Al 미러가 많이 사용되며, TCO층(20)의 표면에는 텍스처(texture)를 형성한다.
TCO층(20)의 재질로는 ITO, ZnO, SnO2 등이 사용되며 주로 스퍼터링(sputtering)법으로 증착한다. 스퍼터링법에 의할 경우에는 막 표면에 원하는 텍스처가 형성되지 않기 때문에 이를 위하여 스퍼터링 증착 후에 별도의 습식 또는 건식 에칭을 행한다. 도 2는 이러한 방법으로 형성된 ZnO막의 텍스쳐를 보여주는 사진다.
스퍼터링법으로 TCO층(20)을 형성하는 경우에는 증착직후 표면에 텍스처가 원하는 정도로 형성되지 않기 때문에 별도의 습식 또는 건식식각을 거쳐야 하지만, APCVD 법으로 형성하는 경우에는 증착 직후(as-deposited)에도 표면에 원하는 정도의 텍스처가 형성된다. 따라서 최근에는 태양전지의 TCO층(20)을 형성함에 있어서 공정단순화를 위해 APCVD 장치가 사용되고 있다.
도 3은 태양전지의 TCO층을 형성하는데 사용되는 종래의 인-라인형 APCVD 장치를 설명하기 위한 도면이다. 반응가스 주입헤드(110)가 복수개 설치되며 그 사이사이에는 에어커든 주입구(120)가 설치된다. 에어커튼 주입구(120)를 통해서는 비활성 기체, 예컨대 N2기체가 주입된다.
반응가스 주입헤드(110)를 통하여 분사되는 반응가스는 컨베이어 벨트(140)의 밑에 설치되는 히터(150)에 의해 열분해 되어 유리기판(10)에 증착되며 그 잔류물은 에어커튼 주입구(120)를 통해서 주입되는 비활성 기체의 흐름에 편승하여 배기구(130)를 통하여 외부로 빠져나간다. 에어커튼은 반응가스의 분산을 방지하여 박막형성의 균일화를 도모하기 위한 것이다.
그러나 이러한 종래의 APCVD 장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
첫째는 컨베이어 벨트(140)의 오염 문제이다. 즉, TCO층의 증착 시에 유리기판(10) 뿐만 아니라 컨베이어 벨트(140)에도 증착이 이루어지고 이는 컨베이어 벨트(140)에 붙어 계속 운반되므로 후속으로 처리될 유리기판의 뒷면에 오염을 초래한다. 따라서 컨베이어 벨트(140)의 오염을 세정하기 위한 세정장치(200)가 요구된다.
세정장치(200)는 컨베이어 벨트(140)에 HF가스를 분사시켜 컨베이어 벨트(140)에 침적된 박막을 에칭하는 에치머플(160)과, 그 이후에 잔류하는 파티클을 제거하기 위한 순수가 수용된 초음파 탱크(180)와, 초음파 탱크(180)를 통과하면서 묻게 되는 수분을 제거하는 에어 나이프(170)와, 컨베이어 벨트(150)의 수분을 최종적으로 드라이하는 적외선램프(190)로 구성된다.
둘째는 유리기판(10)의 가열문제이다. 종래의 태양전지 제조용 APCVD 장치는 실리콘 웨이퍼의 기반 개념을 그대로 적용하였다. 실리콘 웨이퍼의 경우는 매우 얇고 열전도도가 뛰어나기 때문에 웨이퍼의 뒷면에서 가열하더라도 웨이퍼의 앞면까지 빠른 시간 내에 충분히 가열된다. 그러나 도 1의 박막형 태양전지의 경우에는 실리콘 웨이퍼를 기판으로 사용하는 것이 아니라 유리기판(10)을 사용한다. 유리기판(10)은 지지대로서의 역할도 하기 때문에 빛 투과도만 확보된다면 두꺼워도 상관없다. 그래서 LCD 제조에 사용되는 유리기판보다도 통상적으로 더 두꺼운 유리기판이 사용되어진다.
유리기판(10)은 웨이퍼보다는 열전도가 나쁘기 때문에, 종래와 같이 유리기판(10)의 밑에서 가열하는 방식으로는 유리기판(10)이 이동하는 과정에서 유리기판(10)의 앞면까지 원하는 온도로 상승시키는 것이 쉽지 않다. 유리기판(10)이 두꺼우거나 유리기판(10)이 컨베이어 벨트(140)에 가려지면 더욱 그러하다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기판의 가열이 효율적으로 이루어지도록 한 탑 사이드 램프 히팅방식의 인-라인형 APCVD 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명은 태양전지 제조를 위한 유리기판 뿐만 아니라 반도체 웨이퍼의 경우에도 적용된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 인-라인형 APCVD 장치는, 프리히팅구간과 박막증착구간으로 구분되며, 구체적으로는, 기판을 이송시키는 기판이송장치; 상기 박막증착구간에서 상기 기판이송장치의 상부공간에 반복적으로 설치되는 복수개의 반응가스 주입수단; 상기 반응가스 주입수단의 사이사이에 설치되어 탑 사이드(top side)에서 상기 기판을 가열하는 복수개의 가열램프; 상기 가열램프의 파워를 제어하여 상기 기판의 온도를 조절하는 온도제어수단; 및 상기 기판이송장치의 하부에 설치되어 상기 가열램프의 빛을 상기 기판쪽으로 반사시키거나 상기 가열램프의 빛을 흡수하여 이를 다시 상기 기판쪽으로 열복사하는 가열보조판; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 가열보조판의 밑에는 가열수단이 더 설치될 수 있으며, 이 경우 상기 가열수단은 저항체인 것이 바람직하다.
상기 기판 이송장치로는 롤러를 사용할 수 있으며, 이 때 상기 가열보조판은 상기 롤러가 위치하는 부분에 오목홈이 형성되며, 상기 롤러는 상기 오목홈에 들어가도록 설치된다.
상기 반응가스 주입수단의 밑 부분에 위치하는 상기 가열보조판 상에 증착 차폐막이 설치되는 것이 바람직하다. 이 때 상기 증착 차폐막의 양측은 위로 접혀진 형태를 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 증착 차폐막은 기판 이송방향과 수직하게 수평이동 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
상기 온도제어수단은 상기 기판의 이송방향에 따라 구간별로 상기 가열램프의 파워를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 기판의 온도를 측정하는 온도측정수단이 설치되며, 상기 온도제어수단은 상기 온도측정수단으로부터 측정된 온도를 피드백 받아 상기 기판의 이송 중에 상기 기판의 온도가 일정하도록 상기 기판의 이송방향에 따라 구간별로 상기 가열램프의 파워를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 복수개의 반응가스 주입수단은 에어커튼에 의해서 각각이 분획되는 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단인 것이 바람직하다. 상기 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단은, 반응가스를 분사하는 반응가스 주입헤드와, 상기 반응가스 주입헤드의 양측에 설치되어 비활성 기체를 주입하는 에어커튼 주입구와, 상기 에어커튼 주입구와 상기 반응가스 주입헤드 사이에 설치되는 배기구를 포함하여 이루어진다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
[실시예 1]
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 개략도로서, (a)는 단면도이고, (b)는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래와 달리 유리기판(10)의 밑에서 가열이 이루어지는 것이 아니라 유리기판(10)의 상부에서 가열램프(350)를 통해 가열이 이루어지며, 유리기판(10)은 컨베이어 벨트 대신에 롤러(320)를 통해 이송된다. 가열램프(350)는 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단(300)의 양측에 설치된다. 가열램프(350)와 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단(300)은 연속적으로 반복 설치되며 유리기판(10)은 롤러(320)의 회전에 의하여 그 밑을 통과한다.
도 3의 경우에는 유리기판(10)의 가열이 밑에서 이루어진다. 유리기판(10)의 열전도도는 그리 좋은 것은 아니기 때문에 유리기판(10)의 앞면이 원하는 온도가 되기까지에는 시간지연이 발생하므로 온도보정작업이 필요하다. 이러한 시간지연은 유리기판(10)의 두께 및 재질 등에 따라 달라지므로 온도보정작업도 이러한 점들을 고려하여 이루어져야 한다. 그러나 본 발명과 같이 가열램프(350)를 통하여 급속열처리 방식으로 탑 사이드(top-side) 가열을 하면 이러한 시간지연 및 온도보정작업이 특별히 필요 없다.
도 5는 도 4의 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단(300)을 설명하기 위한 도면으로서, 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단(300)은 도 3의 경우와 마찬가지로 반응가스 주입헤드(110), 에어커튼 주입구(120), 및 배기구(130)를 포함하여 이루어지며, 종래의 범주를 벗어나지 않는다.
도 6은 TCO막의 증착 균일성을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이 반응가스 주입헤드(110)에서 주입되는 반응가스는 에어커튼으로서 제공되는 비활성기체의 흐름에 편승하여 배기구(130)를 통해서 외부로 빠져나가기 때문에 반응가스 주입헤드(110)의 바로 밑에 있는 부분에 더 두꺼운 TCO막이 형성되고 배기구(130) 근처에는 상대적으로 얇거나 거의 증착되지 않는다. 따라서 본원발명과 같이 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단(300)을 연속적으로 반복 설치하여 인-라인 방식으로 TCO막을 증착할 필요성이 있는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 인-라인형 APCVD 장치의 온도제어를 설명하기 위한 도면이다. 프리히팅구간(A)에서는 유리기판(10)을 열 쇼크 없이 빠른 시간 내에 원하는 온도까지 가열하는 것이 바람직하고, 일단 원하는 반응온도까지 올라간 이후의 TCO 증착구간(B)에서는 유리기판(10)이 식지 않고 그 온도를 계속 유지할 정도로만 가열해주면 된다.
이를 위해 가열램프(350)를 복수개 설치하여 구간별로 차등화되게 가열하면 좋다. 예컨대 프리히팅구간(A)에서는 뒤로 갈수록 가열 강도가 높아지도록(예:20% -> 30% -> 50% )하고, TCO 증착구간(B)에서는 뒤로 갈수록 가열강도를 낮게(50% -> 30% -> 20%) 하는 경우가 그러하다. 이러한 온도 차등화 수치는 하나의 예에 불과하며 구체적인 경우에 따라 다를 것이다.
유리기판(10)의 밑공간에는 온도측정장치(370), 예컨대 파이로미터를 설치하여 적절한 간격마다 유리기판(10)의 온도를 측정하여 이를 온도제어수단(360)으로 피드백시키는 것이 바람직하다. 그러면 온도제어수단(360)은 이를 바탕으로 가열램프(350)에 인가되는 전력을 조절하여 유리기판(10)이 항상 같은 온도를 유지할 수 있게 한다. 온도측정장치(370)는 접촉식, 비접촉식 어느 것이든 무방하다. 온도측정장치(370)가 반드시 유리기판(10)의 밑공간에 설치되어야만 하는 것은 아니다. 종래와 같이 컨베이어 벨트(140)를 사용하는 경우에는 컨베이어 벨트(140)에 가리기 때문에 이러한 온도측정장치의 설치위치가 마땅히 없었으나, 롤러(320)를 사용하는 경우에는 롤러(320)의 사이에 위치하도록 유리기판(10)의 밑에 설치하면 좋다.
종래와 같이 컨베이어 벨트(140)의 밑에서 기판을 가열하는 경우에는 컨베이어 벨트(140)에 의해 열복사가 차단되어 효율적인 가열이 이루어지지 않을 수 있지만, 본 발명에서와 같이 탑 사이드 방식의 가열을 하면 이러한 열차단이 발생하지 않으므로 효율적인 기판 가열이 이루어진다.
롤러(350)를 설치하는 경우에는 유리기판(10)이 휘어지지 않는 범위 내에서 롤러(350)의 간격을 최대한 크게 하는 것이 롤러(350)에 발생할 수 있는 오염문제나 기판의 온도측정 등에 있어서 유리할 것이다. 또한, 롤러(350)를 사용하면 컨베이어 벨트의 경우와 같은 세정문제는 크게 발생하지 않는다.
[실시예2]
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 개략도이다. 도 4의 경우 가열램프(350)에서 나온 빛이 유리기판(10)을 투과해버려 가열효율이 떨어질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 유리기판(10)의 밑에 가열보조판(401)이 설치된다. 가열보조판(401)은 가열램프(350)에서 나오는 빛을 다시 유리기판(10) 쪽으로 반사시킬 수 있는 반사판을 이용하거나 또는 가열램프(350)의 빛을 흡수하여 이를 다시 유리기판(10)으로 열복사하는 열복 사체를 이용할 수 있다.
[실시예3]
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 개략도로서, 가열보조판(401)의 뒷면에 가열수단(402)을 더 설치하는 것을 특징으로 한다. 가열수단(402)은 가열보조판(401)에 의해 가려지기 때문에 램프를 사용하기 보다는 저항체를 사용하는 것이 바람직하다.
도 10은 가열보조판(401)의 바람직한 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 가열보조판(401)과 유리기판(10) 사이의 간격이 가까울수록 가열보조판(401)이 제 역할을 다 하게 되므로 롤러(320)가 위치하는 부분에는 오목홈(A)을 형성하여 롤러(320)가 오목홈(A) 부위에 들어가도록 하는 것이 바람직하다.
[실시예4]
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 APCVD를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 유리기판(10)은 한 장씩 줄을 지어 반응가스 주입수단(300)의 밑을 지난다. 이 때 일렬의 유리기판(10) 사이에는 틈이 존재하게 되고 이 틈새로 반응가스가 밑으로 흘러 들어가게 된다. 그러면 가열보조판(401)에도 원하지 않는 증착(D)이 일어나고 유리기판(10)의 뒷면에도 원하지 않는 증착(E)이 일어난다. 이러한 증착(D, E) 부위는 파티클 발생소스로 작용하기 때문에 바람 직하지 않다. 이를 방지하기 위하여 도 12에 도시된 바와 같이, 반응가스 주입수단(300)의 밑 공간에 증착 차폐막(403)을 설치한다.
도 13에 도시된 바와 같이 증착 차폐막(403)은 반응가스의 흐름을 고려하여 양측이 위로 접혀진 형태를 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 참조부호 F로 표시한 바와 같이 양끝이 더욱 절곡되어 유리기판(10)의 뒷면을 가리도록 설치되는 것이 바람직하다.
증착 차폐막(403)은 가열보조판(401) 상에 설치된다. 가열보조판(401)의 표면에는 차폐막 수납 오목홈(450)이 형성되며, 증착 차폐막(403)은 차폐막 수납 오목홈(450)에 놓여진다. 유리기판(10)과 가열보조판(401) 사이는 틈이 매우 좁기 때문에 증착 차폐막(403)의 양측이 위로 올라가 있는 형태에서는 유리기판(10)과 가열보조판(401) 사이에 증착 차폐막(403)을 설치할 공간이 생기지 않을 수 있다. 따라서 상기와 같이 가열보조판(401)에 차폐막 수납 오목홈(450)을 형성하여 여기에 증착 차폐막(403)을 설치하는 것이다. 이 경우 차폐막 수납 오목홈(450)에 원하지 않는 증착이 이루어질 수 있으므로 증착 차폐막(403)의 양끝은 차폐막 수납 오목홈(450)의 위로 약간 돌출되는 것이 바람직하다.
증착 차폐막(403)은 주기적인 세정이 필요하므로 세정을 위해서 반응가스 주입수단(300)의 밑 공간에서부터 증착 차폐막(403)을 밖으로 빼내는 작업이 필요하다. 이를 위해 증착 차폐막(403)은 도 14에 도시된 바와 같이 유리기판(10) 이송방향과는 수직하게 수평이동가능토록 설치되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 증착 차폐막(403) 복수개를 병렬적으로 연결하여 한번에 여러개의 증착 차폐 막(403)을 밖으로 빼낼 수 있도록 하는 것이 좋다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 인라인형 APCVD 장치에서 문제점이었던, 기판가열문제를 해결할 수 있게 된다. 또한 기판온도측정과 급속열처리가 가능하기 때문에 기판의 온도를 실시간으로 측정하여 램프에 피드백 시킴으로서 막 증착의 균일성을 확보할 수 있게 된다. 가열보조판의 설치로 인하여 램프가열의 효율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 증착 차폐막의 설치로 인하여 파티클 발생을 방지할 수 있다.
Claims (13)
- 프리히팅구간과 박막증착구간으로 구분되는 인-라인형 APCVD 장치에 있어서,기판을 이송시키는 기판이송장치;상기 박막증착구간에서 상기 기판이송장치의 상부공간에 반복적으로 설치되는 복수개의 반응가스 주입수단;상기 반응가스 주입수단의 사이사이에 설치되어 탑 사이드(top side)에서 상기 기판을 가열하는 복수개의 가열램프;상기 가열램프의 파워를 제어하여 상기 기판의 온도를 조절하는 온도제어수단; 및상기 기판이송장치의 하부에 설치되어 상기 가열램프의 빛을 상기 기판쪽으로 반사시키거나 상기 가열램프의 빛을 흡수하여 이를 다시 상기 기판쪽으로 열복사하는 가열보조판; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가열보조판의 밑에 가열수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 가열수단이 저항체인 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 기판 이송장치가 롤러이며, 상기 가열보조판은 상기 롤러가 위치하는 부분에 오목홈이 형성되며, 상기 롤러는 상기 오목홈에 들어가도록 설치되는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반응가스 주입수단의 밑 부분에 위치하는 상기 가열보조판 상에 증착 차폐막이 설치되는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 증착 차폐막의 양측이 위로 접혀진 형태를 하는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 증착 차폐막이 설치되는 부위의 상기 가열보조판 표면에는 차폐막 수납 오목홈이 형성되며 상기 증착 차폐막은 상기 차폐막 수납 오목홈에 놓여지는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 증착 차폐막이 기판 이송방향과는 수직하게 수평이동 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 온도제어수단은 상기 기판의 이송방향에 따라 구간별로 상기 가열램프의 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 기판의 온도를 측정하는 온도측정수단이 더 설치되며, 상기 온도제어수단은 상기 온도측정수단으로부터 측정된 온도를 피드백 받아 상기 기판의 이송 중에 상기 기판의 온도가 일정하도록 상기 기판의 이송방향에 따라 구간별로 상기 가열램프의 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수개의 반응가스 주입수단은 에어커튼에 의해서 각각이 분획되는 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단인 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 에어커튼 부착식 반응가스 주입수단은, 반응가스를 분사하는 반응가스 주입헤드와, 상기 반응가스 주입헤드의 양측에 설치되어 비활성 기체를 주입하는 에어커튼 주입구와, 상기 에어커튼 주입구와 상기 반응가스 주입헤드 사이에 설치되는 배기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
- 프리히팅구간과 박막증착구간으로 구분되는 인-라인형 APCVD 장치에 있어서,기판을 이송시키는 복수개의 롤러;상기 박막증착구간에서 상기 롤러의 상부공간에 반복적으로 설치되는 복수개의 반응가스 주입수단;상기 롤러들의 하부에 설치되되, 상기 롤러들의 각각이 위치하는 부분에 오목홈이 형성되어 상기 롤러가 상기 오목홈에 들어가도록 설치되는 가열보조판; 및상기 가열보조판의 밑에 설치되는 가열수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인-라인형 APCVD 장치.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR200145299Y1 (ko) | 1995-09-13 | 1999-06-15 | 구본준 | 대기압식 화학기상증착장치 |
| KR20000024867A (ko) * | 1998-10-02 | 2000-05-06 | 윤종용 | 상압 화학기상 증착장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101101943B1 (ko) * | 2010-05-31 | 2012-01-02 | 한국철강 주식회사 | 태양전지용 기판의 열처리 방법 |
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