KR101040941B1 - 기판처리장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치에 의해 하나의 내부공간에서 다수의 공정을 일괄적으로 처리하는 기판처리장치 및 방법에 관한 것으로, 기판처리장치는 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 내부공간에 위치하고, 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 다수의 서브 플라즈마 발생장치를 포함하는 플라즈마 발생장치; 상기 플라즈마 발생장치의 하부에 위치되고, 상기 플라즈마 발생장치를 따라 기판이 이송되는 기판이송장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기판처리장치, 플라즈마 발생장치, 기판이송장치

Description

기판처리장치 및 방법 {Appratus and Method for treating substrate}
본 발명은 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치에 의해 하나의 내부공간에서 다수의 공정을 일괄적으로 처리하는 기판처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정은 최적화된 기판처리장치에서 진행한다. 증착공정 및 식각공정에서 사용되는 기판처리장치는 하나의 내부공간과 하나의 공정가스 또는 공정가스의 조합물에 대하여 이온화 또는 활성화시키는 하나의 플라즈마 발생장치를 포함하고 있으므로 하나의 기판처리공정이 수행된다.
이하에서는 기판처리장치를 사용하여 제조하는 태양전지에 대하여 설명한다. 도 1a 내지 도 1e는 종래기술의 태양전지를 제조하기 위한 공정 단면도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 단결정 실리콘의 잉고트(single crystal ingot)(도시하지 않음)를 절단하여 기판(10)으로서 웨이퍼를 준비한다. 잉고트의 절단과정에서 기판(10) 상에 스크레치와 같은 손상이 발생한다. 건식 또는 습식식각을 위한 기판처리장치(도시하지 않음)에서 기판(10)의 표면을 식각하여 손상부분을 제거한다. 건식식각의 기판처리장치는 플라즈마에 위해 이온화 또는 활성화된 공정가스을 이용하고, 습식식각의 기판처리장치는 염기 또는 산 용액으로 구성된 식각액을 이용한다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 태양전지의 광 흡수율을 높이기 위해, 기판(10)의 표면이 미세한 요철의 조면(11)을 가지도록 조면화 공정(texturing)을 실시한다. 조면화 공정은, 염기 또는 산 용액을 이용한 습식식각 방법을 이용하거나, 또는 플라즈마를 이용한 반응성 이온식각(reactive ion etching)방법을 이용할 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, P-N 접합을 형성하기 위하여, P 형의 기판(10)에 N 형의 불순물 영역(12)을 형성한다. 기판(10)의 측면부에도 N 형의 불순물 영역(12)이 형성되어, N 형의 불순물 영역(12)을 통하여, 전면전극과 후면전극이 도 통되어 누설전류가 발생될 수 있으므로, 기판(10) 주변부의 N 형의 불순물 영역(12)을 제거하여 격리영역(13)을 형성한다. 도 1d에 도시된 바와 같이 N 형 불순물 영역(12)의 상부에 반사방지막(14)으로 실리콘질화막을 형성한다. 도 1e에 도시된 바와 같이, 반사방지막(14)을 형성한 후에 기판(10)의 전면과 후면에 전면전극(18)과 후면전극(16)을 형성한다.
태양전지의 모든 제조과정은 하나의 기판처리장치에서 하나의 공정이 수행된다. 따라서, 하나의 공정을 수행하고 다음 공정을 수행하기 위해 필수적으로 기판의 이동시간 및 공정대기 시간이 발생하고, 이로 인해 제조기간의 감소 및 원가의 절감이 어렵다. 또한, 이동과정에서 기판이 대기상태에 노출되어 산화의 가능성이 높아지므로, 산화막을 제거하기 위한 추가적 공정이 필요할 수 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치와 플라즈마 발생장치의 하부에서 기판을 이송시키는 기판이송장치에 의해, 하나의 내부공간에서 다수의 공정을 일괄적으로 처리할 수 있는 기판처리장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 내부공간에 위치하고, 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 다수의 서브 플라즈마 발생장치를 포함하는 플라즈마 발생장치; 상기 플라즈마 발생장치의 하부에 위치하고, 상기 플라즈마 발생장치를 따라 기판을 이송하는 기판이송장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 서브 플라즈마 발생장치 각각은, 가스공급관이 관통되는 리드; 상기 리드의 하부에 위치한 가스분배판; 상기 가스분배판의 하부에 위치하는 소스전극 및 상기 소스전극과 간극을 사이에 두고 대향하는 접지전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 리드와 상기 가스분배판 사이의 지지블록; 상기 가스분배판과 상기 소스 및 접지전극 사이의 절연블록; 상기 지지블록, 상기 가스분배판, 상기 절연블록 및 상기 소스와 접지전극을 정렬시키기 위한 정렬장치; 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 정렬장치는 상기 지지블록, 상기 가스분배판, 상기 절연블록 및 상기 소스와 접지전극에 형성된 정렬구와 상기 정렬구에 삽입된 정렬핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 지지블록의 하부에 제 1 함몰부와 상기 절연블록의 상부에 제 2 함몰부가 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 함몰부에 의 해서 상기 가스공급관을 통하여 공급된 공정가스를 수용하는 수용공간이 정의되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 소스전극은 RF전원과 연결되고, 상기 접지전극은 상기 리드와 전기적으로 연결되는 접지벽에 의해서 접지되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 접지벽과 평행하고, 상기 소스전극의 측면과 접하는 제 1 절연벽과 상기 소스전극의 양단부와 접하는 제 2 절연벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 접지벽과 상기 제 1 및 제 2 절연벽이 상기 소스 및 접지전극의 하부로에서 상기 기판이송장치 근처까지 연장되어, 상기 소스 및 접지전극 사이의 상기 간극을 통과하여 이온화 또는 활성화된 공정가스를 일시적으로 수용하는 플라즈마 수용공간이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 기판이송장치는, 상기 기판을 이송시키는 다수의 롤러; 상기 다수의 롤러를 지지하는 지지 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 롤러 각각은 지지축과 상기 지지축의 양단에 설치되고 상기 기판이 안치되는 로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 플라즈마 발생장치와 상기 기판이송장치 사이에 설치되어, 상기 플라즈마 발생장치와 상기 기판이송장치 사이의 간격을 조절하는 승하강장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 승하강장치는, 상기 플라즈마 발생장치를 지지하는 지지 빔; 상기 지지 프레임에 고정되는 스크루; 상기 지지 빔과 상기 스크루를 연결시키는 연결 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 하우징은, 상기 기판이 반입되는 반입구; 상기 기판이 반출되는 반출구; 상기 내부공간의 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배출구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리방법은, 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 내부공간에 위치하고, 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치를 포함하는 플라즈마 발생장치; 상기 플라즈마 발생장치의 하부에 위치하고, 상기 플라즈마 발생장치를 따라 기판을 이송하는 기판이송장치;를 포함하는 기판처리장치에 있어서, 상기 내부공간으로 상기 기판을 반입하여 상기 기판이송장치에 안치시키는 단계; 상기 기판이 상기 제 1 서브 플라즈마 발생장치의 하부로 이송될 때, 상기 제 1 서브 플라즈마 발생장치에 의해 이온화 또는 활성된 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스의 조합물을 공급하여 제 1 공정을 진행하는 단계; 상기 기판이 상기 제 2 서브 플라즈마 발생장치의 하부로 이송 될 때, 상기 제 2 서브 플라즈마 발생장치에 의해 이온화 또는 활성된 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스의 조합물을 공급하여 제 2 공정을 진행하는 단계; 상기 기판을 외부로 반출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하나의 내부공간에서 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 다수의 플라즈마 발생장치와 기판을 이송시키는 기판이송장치를 포함하는 기판처리장치에 의해, 기판 상에 서로 다른 공정을 순차적으로 일괄처리할 수 있어, 제품의 제조시간, 제조원가 및 장비설치 비용을 절감할 수 있다. 또한, 제품의 제조를 위한 기판처리장치를 사용하는 공정단계가 감소하므로, 기판이 대기상태에 노출되는 시간이 감소되어 기판의 산화를 최소화시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이다. 도 2와 같이 기판처리장치(110)는 내부공간을 제공하는 하우징(112), 하우징(112)의 내부공간에 위치하여 기판(182)을 이송시키는 기판이송장치(116) 및 기판이송장치(116) 상에 설치되고 기판(182)을 처리하기 위해 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치(114)를 포함하여 구성된다. 기판처리장치(110)는 대기압 상태에서 플라즈마 발생장치(114)에 의해 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마 발생장치(114)의 하부에서 기판(182)을 이송시켜 기판처리공정을 수행한다.
플라즈마 발생장치(114)는 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 이온화 또는 활성화시키는 제 1 서브 플라즈마 발생장치(118) 및 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물을 이온화 또는 활성화시키는 제 2 서브 플라즈마 발생장치(120)를 포함한다. 플라즈마 발생장치(114)는 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)를 포함하여 구성되는 것에 한정되지 않고, 추가적인 서브 플라즈마 발생장치를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120) 각각은 리드(lid)(122), 리드(122)의 하부에 위치하는 가스분배판(126), 가스분배판(126)의 하부에 위치하는 소스전극(128) 및 소스전극(128)과 간극(140)을 사이에 두고 대향하는 접지전극(130)을 포함하여 구성된다.
도 4는 제 1 서브 플라즈마 발생장치(118)의 상세 단면도를 도시한다. 제 2 서브 플라즈마 발생장치(120)는 제 1 플라즈마 발생장치(118)와 구성요소가 동일하므로 설명을 생략한다. 도 4와 같이, 제 1 서브 플라즈마 발생장치(118)는 리드(122)와 가스분배판(126) 사이의 지지블록(132), 가스분배판(126)과 소스 및 접 지전극(128, 130) 사이의 절연블록(134), 및 조립을 위하여 가스분배판(126), 절연블록(134) 및 소스와 접지전극(128, 130)을 정렬시키기 위한 정렬장치(164)를 포함한다.
지지블록(132)의 하부에는 제 1 함몰부(136)가 형성된다. 절연블록(134)의 상부에는 제 2 함몰부(138)가 형성되고, 제 2 함몰부(138)의 중심부에는 소스 및 접지전극(128, 130) 사이의 간극(140)과 연통되는 연통구(142)가 형성된다. 절연블록(134)은 가스분배판(134)과 소스 및 접지전극(128, 130)을 절연시키는 기능을 한다. 절연블록(134)은 절연물질 예를 들면 테프론 재질로 만들어진다.
지지블록(132)과 절연블록(134)은 그들 사이에 위치되는 가스분배판(126)을 지지하는 기능을 한다. 공정가스를 공급하는 가스공급관(124)은 리드(122) 및 지지블록(132)을 관통하여 제 1 함몰부(136)와 연통된다. 제 1 및 제 2 함몰부(136, 138)에 의해서 가스공급관(124)을 통하여 공급된 공정가스가 수용되는 수용공간이 형성된다. 제 2 함몰부(138)는 연통구(142)의 방향으로 경사면을 가지고 있어, 역삼각형의 단면을 가진다.
가스분배판(126)은 제 1 및 제 2 함몰부(136, 138)를 연통시키기 위하여, 도 5와 같이, 다수의 분사홀(168)이 설치된다. 다수의 분사홀(168)은 제 1 및 제 2 함몰부(136, 138)와 대응되는 부분에 형성된다. 가스분배판(126)에 도 5와 같은 다수 의 분사홀(168) 대신, 도 6과 같이, 다수의 슬릿(170)을 형성할 수 있다. 리드(122), 지지블록(132) 및 가스분배판(126)은 알루미늄 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속으로 만들어진다.
도 4와 같이, 소스 및 접지전극(128, 130)의 표면에 30 내지 50㎛ 두께의 절연층(158)을 형성한다. 절연층(158)은 플라즈마의 방전에 의한 아킹으로부터 소스 및 접지전극(128, 130)을 보호하는 기능을 한다. 소스 및 접지전극(128, 130)을 알루미늄으로 형성하는 경우, 절연층(158)으로 알루미나(Al2O3)를 소스 및 접지전극(128, 130) 상에 코팅한다. 소스 및 접지전극(128, 130)에는 적정온도를 유지시키기 위하여, 냉매가 순환할 수 있는 냉매 순환경로(도시하지 않음)가 형성되고, 냉매 순환경로는 냉매 유입구(190a)와 냉매 유출구(190b)를 가진다.
절연블록(134)의 연통구(142)와 소스 및 접지전극(128, 130)의 간극(140)은 각각 3 내지 5mm 정도이고, 정렬장치(164)를 이용하여 서로 정밀하게 정렬시켜 조립한다. 정렬장치(164)는 지지블록(132), 가스분배판(126), 절연블록(134), 및 소스와 접지전극(128, 130) 각각에 형성되는 정렬구(160)와 정렬구(160)에 삽입되는 정렬핀(162)을 포함한다. 정렬핀(162)은 전기적인 절연물질, 예를 들면 테프른 또는 세라믹 재질을 사용할 수 있다.
도 3과 같이, 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)의 2 개의 소스전극(128)은 RF 전원(144)과 병렬로 연결되고, 2 개의 소스전극(128)과 RF 전원(144) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(146)가 설치된다. 소스 및 접지전극(128, 130)은 서로 평행하고, 길이, 너비 및 높이가 각각 1400mm, 40mm, 및 46mm의 직육면체 형태로 제작된다. 그러나, 소스 및 접지전극(128, 130)의 크기는 특별히 한정되지 않고 기판(182)의 크기에 따라 결정된다.
도 2 및 도 3과 같이, 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)의 2 개의 접지전극(130)은 접지된다. 2 개의 접지전극(130) 사이에 접지벽(ground wall)(148)이 설치되고, 2 개의 접지전극(130)은 접지벽(148)에 전기적으로 연결되어 접지된다. 접지벽(148)은 리드(122)와 전기적으로 연결된다. 리드(122) 및 접지벽(148)이 2 개의 접지전극(130)을 접지시키는 기능을 한다. 접지벽(148)은 리드(122)와 동일한 알루미늄 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속으로 만들어진다.
도 3과 같이, 2 개의 소스전극(128)의 절연을 위하여, 접지벽(148)과 평행하고, 2 개의 소스전극(128)의 측면과 접하는 제 1 절연벽(150)과 2 개의 소스전극(128)의 양단부와 접하는 제 2 절연벽(166)을 형성한다. 제 2 절연벽(166)은 2 개의 접지전극(130)의 양단부와 접한다. 제 1 및 제 2 절연벽(150, 166)에 의해서 원하지 않는 플라즈마의 방전이 방지된다. 제 1 및 제 2 절연벽(150, 166)은 테프론 재질로 만들어질 수 있다.
접지벽(148)과 제 1 및 제 2 절연벽(150, 166)은 소스 및 접지전극(128, 130)의 하부에서 기판이송장치(116) 근처까지 연장되어 소스 및 접지전극(128, 130) 사이의 간극(140)을 통과하여 이온화 또는 활성화된 공정가스를 일시적으로 수용하는 플라즈마 수용공간(152)이 설치된다. 필요에 따라 수용공간(152)의 하부에는 간극(140)과 대응되고 기판(182) 상에 이온화 또는 활성화된 공정가스를 공급하는 공급구(154)를 포함하는 하부 플레이트(156)를 설치할 수 있다. 플라즈마 수용공간(152)을 형성하는 접지벽(148)과 제 1 및 제 2 절연벽(150, 166)에 의해 서로 인접한 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)에서 공급되는 서로 다른 공정가스의 간섭을 차단할 수 있다.
플라즈마 발생장치(114)의 하부에 위치하는 기판이송장치(116)는 도 7과 같이, 기판(182)을 이송시키는 다수의 롤러(170), 다수의 롤러(170)를 지지하는 지지 프레임(172), 및 다수의 롤러(170)를 구동시키는 구동장치(도시하지 않음)을 포함하여 구성된다. 다수의 롤러(170)는 지지축(170a)와 지지축(170a)의 양단에 설치되는 로드(170b)를 포함한다. 로드(170b) 상에 기판(182)이 안치되고, 지지축(170a)의 구동에 의해 기판(182)이 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)의 하부를 이동한다.
도 2와 같이 플라즈마 발생장치(114)의 고도를 조절하는 승하강장치(174)가 기판이송장치(116)와 플라즈마 발생장치(114) 사이에 설치될 수 있다. 도 2 및 도 7과 같이 승하강장치(174)는 플라즈마 발생장치(114)의 양단부에 두 개씩 설치된다. 승하강장치(174)는 기판이송장치(116)의 지지 프레임(172)에 고정되어, 기판(182)과 플라즈마 발생장치(114) 사이의 간격을 조절하거나, 플라즈마 발생장치(114)의 수평을 조절한다.
도 8과 같이, 승하강장치(174)는 플라즈마 발생장치(114)를 지지하는 지지 빔(support beam)(176), 기판이송장치(116)의 지지 프레임(172)에 고정되는 스크루(178), 및 지지 빔(176)과 스쿠루(178)를 연결시키는 연결 프레임(180)을 포함하여 구성된다. 연결 프레임(180)은 지지 빔(176)의 단부에 고정되는 상부 연결부(180a)와 상부 연결부(180a)와 수직방향으로 연장되어 스크루(178)와 연결되는 하부 연결부(180b)로 구성된다. 스크루(178)와 연결 프레임(180)은 지지 빔(176)의 양단부에 각 두 개씩 설치된다. 스크루(178)의 회전에 의해 플라즈마 발생장치(114)가 상승 또는 하강된다.
플라즈마 발생장치(114)와 기판(182) 사이의 간격은 대략적으로 10 내지 30mm을 유지하지만, 공정조건에 따라 간격의 조절할 필요가 있다. 스크루(178)의 회전에 의해 플라즈마 발생장치(114)를 상승 또는 하강시켜, 플라즈마 발생장치(114)와 기판(182) 사이의 간격을 조절한다.
도 2와 같이, 하우징(112)은 기판이송장치(116)와 기판이송장치(116) 상에 위치하는 플라즈마 발생장치(114)를 수용하는 하나의 내부공간을 제공하고, 기판(182)이 반입되는 반입구(184), 기판(182)이 반출되는 반출구(186), 및 내부공간의 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 상부 배출구(188)와 하부 배출구(190)를 포함하여 구성된다. 하우징(112)은 외부와 밀폐시킬 수 있는 물질 예를 들면 아크릴 계통의 프라스틱으로 제작할 수 있다. 하우징(112)의 내부공간을 원활하게 배기시키기 위하여, 상부 및 하부 배출구(188, 190)에 배기펌프(도시하지 않음)를 설치할 수 있다.
하우징(112)의 내부공간은 외부와 밀폐된 대기압 상태이고, 반입구(184)를 통하여 기판(182)이 반입되면 반입구(184)를 닫고 공정을 진행한 후에 반출구(186)를 열고 기판(182)을 반출한다. 반입구(184) 및 반출구(186)를 열고, 공정처리를 위한 기판(182)의 반입과 공정이 완료된 기판(182)의 반출을 동시에 진행하고, 반입구(184) 및 반출구(186)를 동시에 닫을 수 있다.
도 2와 같은, 기판처리장치(110)은 하우징(112)이 제공하는 내부공간에서 기판(182) 상에 박막의 증착 또는 식각 등과 같은 여러 종류의 기판처리공정을 일괄적으로 진행할 수 있다.
예를 들어, 도 1a 내지 도 1b에서 도시된 종래기술에 따른 태양전지의 제조 방법은, 단결정 실리콘의 잉고트(single crystal ingot)을 절단하여 기판(10)으로서 웨이퍼를 제공한 후, 기판(10)를 식각하여 손상을 제거하는 단계와 기판(10)의 광 흡수율을 높이기 위하여 기판(10) 표면을 미세한 요철로 가공하는 조면화(texturing) 단계를 서로 다른 기판처리장치에서 별개의 공정으로 진행하였다. 그러나, 본 발명의 기판처리장치(110)를 이용하여, 손상제거 공정과 조면화 공정을 하나의 내부공간을 가지는 기판처리장치(110)에서 순차적으로 일괄처리할 수 있고, 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2의 기판처리장치(110)에서, 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물이 공급되는 제 1 서브 플라즈마 발생장치(118)와 대응되는 제 1 영역에서는 기판(182) 표면의 손상을 제거하는 제 1 공정을 수행하고, 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물이 공급되는 제 2 서브 플라즈마 발생장치(120)와 대응되는 제 2 영역에서는 기판(182)의 표면을 미세한 요철로 가공하여 조면화하는 제 2 공정을 수행한다.
기판(182)이 반입구(184)를 통하여 내부공간으로 반입되어 기판이송장치(116)의 다수의 롤러(170) 상에 위치한다. 기판(182)은 다수의 롤러(170)의 구동에 의해 반출구(186)의 방향으로 이동하면서 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)의 하부를 통과한다.
기판(182)이 제 1 서브 플라즈마 발생장치(118)의 하부를 지날 때, 제 1 서브 플라즈마 발생장치(118)에서 이온화 내지 활성화된 제 1 공정가스 조합물로서 Ar과 NF3이 기판(182)에 공급되어, 기판(182) 표면의 손상을 제거하는 제 1 공정이 수행된다. 기판(182)이 제 2 서브 플라즈마 발생장치(120)의 하부를 지날 때, 제 2 서브 플라즈마 발생장치(120)에서 이온화 내지 활성화된 제 2 공정가스 조합물로서 O2, Ar 및 NF3이 기판(182)에 공급되어, 기판(182)의 표면을 조면화하는 제 2 공정이 수행된다. 제 2 공정이 완료된 기판(182)은 반출구(186)을 통하여 외부로 반출된다.
도 2의 기판처리장치(110)에서, 기판이송장치(116)의 구동속도에 따라 제 1 및 제 2 공정시간을 조절할 수 있다. 기판이송장치(116)의 구동속도를 빠르게 하면, 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)에서 기판(182) 상에 공급되는 공정가스의 양이 감소하고, 기판이송장치(116)의 구동속도를 느리게 하면, 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)에서 기판(182) 상에 공급되는 공정가스의 양이 증가한다. 따라서, 기판이송장치(116)의 구동속도를 조절함으로써, 공정조건을 최적화할 수 있다.
그리고, 제 1 및 제 2 공정의 시간이 서로 달라 기판이송장치(116)의 속도제어에 의해 공정시간을 최적화하기 어려운 경우, 공정시간이 상대적으로 많이 소요 되는 제 1 또는 제 2 서브 플라즈마 발생장치(118, 120)의 수를 증가시킬 수 있다. 다시 말하면, 제 1 공정이 제 2 공정과 비교하여 2 배 정도의 시간이 소요된다면, 제 1 서브 플라즈마 발생장치(118)를 연속해서 두 개 설치하고, 제 2 서브 플라즈마 발생장치(120)를 한 개 설치할 수 있다. 그리고, 필요에 따라, 제 3 공정을 수행하는 제 3 플라즈마 발생장치를 추가할 수 있다.
도 1a 내지 도 1e는 종래기술의 태양전지를 제조하기 위한 공정 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 평면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 사시도
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가스분배판의 사시도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판이송장치의 평면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 승하강장치의 부분 사시도

Claims (14)

  1. 내부공간을 제공하는 하우징;
    상기 내부공간에 위치하고, 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 다수의 서브 플라즈마 발생장치를 포함하는 플라즈마 발생장치; 및
    상기 플라즈마 발생장치의 하부에 위치하고, 상기 플라즈마 발생장치를 따라 기판을 이송하는 기판이송장치;
    를 포함하고,
    상기 다수의 서브 플라즈마 발생장치 각각은,
    가스공급관이 관통되는 리드;
    상기 리드의 하부에 위치한 가스분배판;
    상기 가스분배판의 하부에 위치하는 소스전극 및 상기 소스전극과 간극을 사이에 두고 대향하는 접지전극; 및
    상기 가스분배판과 상기 소스 및 접지전극 사이의 절연블록;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 서브 플라즈마 발생장치 각각은,
    상기 리드와 상기 가스분배판 사이의 지지블록;
    상기 지지블록, 상기 가스분배판, 상기 절연블록 및 상기 소스와 접지전극을 정렬시키기 위한 정렬장치;
    를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정렬장치는 상기 지지블록, 상기 가스분배판, 상기 절연블록 및 상기 소스와 접지전극에 형성된 정렬구와 상기 정렬구에 삽입된 정렬핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지블록의 하부에 제 1 함몰부와 상기 절연블록의 상부에 제 2 함몰부가 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 함몰부에 의해서 상기 가스공급관을 통하여 공급된 공정가스를 수용하는 수용공간이 정의되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 소스전극은 RF전원과 연결되고, 상기 접지전극은 상기 리드와 전기적으로 연결되는 접지벽에 의해서 접지되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접지벽과 평행하고, 상기 소스전극의 측면과 접하는 제 1 절연벽과 상기 소스전극의 양단부와 접하는 제 2 절연벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 접지벽과 상기 제 1 및 제 2 절연벽이 상기 소스 및 접지전극의 하부로에서 상기 기판이송장치 근처까지 연장되어, 상기 소스 및 접지전극 사이의 상기 간극을 통과하여 이온화 또는 활성화된 공정가스를 일시적으로 수용하는 플라즈마 수용공간이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이송장치는,
    상기 기판을 이송시키는 다수의 롤러;
    상기 다수의 롤러를 지지하는 지지 프레임;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다수의 롤러 각각은 지지축과 상기 지지축의 양단에 설치되고 상기 기판이 안치되는 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생장치와 상기 기판이송장치 사이에 설치되어, 상기 플라즈마 발생장치와 상기 기판이송장치 사이의 간격을 조절하는 승하강장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 승하강장치는,
    상기 플라즈마 발생장치를 지지하는 지지 빔;
    상기 지지 프레임에 고정되는 스크루;
    상기 지지 빔과 상기 스크루를 연결시키는 연결 프레임;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 기판이 반입되는 반입구;
    상기 기판이 반출되는 반출구;
    상기 내부공간의 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배출구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 내부공간에 위치하고, 서로 다른 플라즈마를 발생시키는 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치를 포함하는 플라즈마 발생장치; 상기 플라즈마 발생장치의 하부에 위치하고, 상기 플라즈마 발생장치를 따라 기판을 이송하는 기판이송장치;를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 서브 플라즈마 발생장치 각각은, 가스공급관이 관통되는 리드; 상기 리드의 하부에 위치한 가스분배판; 상기 가스분배판의 하부에 위치하는 소스전극 및 상기 소스전극과 간극을 사이에 두고 대향하는 접지전극; 및 상기 가스분배판과 상기 소스 및 접지전극 사이의 절연블록;을 포함하는 기판처리장치를 이용한 기판처리방법에 있어서,
    상기 내부공간으로 상기 기판을 반입하여 상기 기판이송장치에 안치시키는 단계;
    상기 기판이 상기 제 1 서브 플라즈마 발생장치의 하부로 이송될 때, 상기 제 1 서브 플라즈마 발생장치에 의해 이온화 또는 활성된 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스의 조합물을 공급하여 제 1 공정을 진행하는 단계;
    상기 기판이 상기 제 2 서브 플라즈마 발생장치의 하부로 이송될 때, 상기 제 2 서브 플라즈마 발생장치에 의해 이온화 또는 활성된 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스의 조합물을 공급하여 제 2 공정을 진행하는 단계; 및
    상기 기판을 외부로 반출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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