KR101223549B1 - 챔버 갭 및 수평 조절이 용이한 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치 - Google Patents
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Abstract
복수의 태양전지용 웨이퍼를 동시에 표면 텍스처링할 수 있도록 척 플레이트의 고정뿐만 아니라 척 플레이트의 레벨링이 가능하도록 설계된 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 사각 형상을 갖는 태양전지용 웨이퍼를 텍스처링하기 위한 장치로써, 반응 챔버; 상기 반응 챔버의 내부에 장착되며, 상부면에 하나 이상의 태양전지용 웨이퍼가 안착되는 사각 형상의 척 플레이트; 및 상기 반응 챔버의 바닥면과 상기 척 플레이트 사이에 배치되어 상기 척 플레이트의 수평을 조절하는 복수의 레벨러(leveler);를 포함하며, 상기 복수의 레벨러에 의하여 상기 척 플레이트의 수평이 유지되어, 상기 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링이 균일하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 사각 형상을 갖는 태양전지용 웨이퍼를 텍스처링하기 위한 장치로써, 반응 챔버; 상기 반응 챔버의 내부에 장착되며, 상부면에 하나 이상의 태양전지용 웨이퍼가 안착되는 사각 형상의 척 플레이트; 및 상기 반응 챔버의 바닥면과 상기 척 플레이트 사이에 배치되어 상기 척 플레이트의 수평을 조절하는 복수의 레벨러(leveler);를 포함하며, 상기 복수의 레벨러에 의하여 상기 척 플레이트의 수평이 유지되어, 상기 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링이 균일하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치에 관한 것이다.
태양 전지(solar cell)는 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 전환시키는 반도체 소자이다. 태양전지는 p형 반도체와 n형 반도체의 접합형태를 갖는다.
현재, 양산되고 있는 태양 전지는 실리콘계 태양 전지가 대부분을 차지하고 있다. 그러나, 실리콘계 태양 전지는 그 내부로 입사되는 빛 중 30% 이상이 반도체 기판의 표면에서 반사된다. 이는 태양 전지의 광 변환 효율을 저하시키는 원인이 된다.
이에 대한 대안으로, 최근에는 태양전지용 웨이퍼의 표면을 텍스쳐링(texturing) 처리하여 빛의 흡수를 극대화하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기 표면 텍스처링은 웨이퍼의 표면에 피라미드 구조를 형성하여 입사되는 빛의 반사율을 감소시키고 태양 전지 내의 빛 통과 길이를 확장시켜 흡수된 빛의 양을 증가시킨다.
최근에는 대량 생산을 위한 목적으로 복수의 태양전지용 웨이퍼를 대면적 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치를 이용하여 동시에 식각하여 표면 텍스처링하고 있다.
그러나, 상기의 경우 태양전지용 웨이퍼의 수 및 무게 증가로 인하여 척 플레이트의 가장자리 부분이 처지는 현상이 발생하고 있다. 척 플레이트가 처짐으로 인하여 태양전지용 웨이퍼의 표면 텍스처링 공정시, 척 플레이트의 중앙과 가장자리의 식각율 편차를 발생시킨다.
본 발명의 목적은 복수개의 태양전지용 웨이퍼를 동시에 표면 텍스처링하더라도 척 플레이트의 가장자리가 처지는 것을 방지할 수 있으며, 챔버 갭을 조절 가능하고, 척 플레이트의 수평을 제어할 수 있는 대면적 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수평 조절이 용이한 대면적 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 사각 형상을 갖는 태양전지용 웨이퍼를 텍스처링하기 위한 장치로써, 반응 챔버; 상기 반응 챔버의 내부에 장착되며, 상부면에 하나 이상의 태양전지용 웨이퍼가 안착되는 사각 형상의 척 플레이트; 및 상기 반응 챔버의 바닥면과 상기 척 플레이트 사이에 배치되어 상기 척 플레이트의 수평을 조절하는 복수의 레벨러(leveler);를 포함하며, 상기 복수의 레벨러에 의하여 상기 척 플레이트의 수평이 유지되어, 상기 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링이 균일하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 레벨러에 의하여 척 플레이트의 가장자리가 지지되며, 수평이 유지될 수 있다. 따라서, 복수의 웨이퍼를 동시에 표면 텍스처링하더라도 척 플레이트의 처짐을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 레벨러를 이용한 챔버 갭(chamber gap)의 조절을 통하여 이온 에너지(ion energy) 및 플라즈마 밀도(plasma density)를 제어함으로써 에칭 균일도(etching uniformity)를 향상시킬 수 있다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 레벨러에 의하여 척 플레이트의 수평을 조절하는 것이 가능하므로, 태양전지 웨이퍼의 텍스처링 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평 조절이 용이한 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치(100)는 반응 챔버(110), 슬릿 밸브(120), 배기구(130), 척 플레이트(140) 및 레벨러(150)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 텍스처링 장치(100)는 벨로우즈(160)를 더 포함할 수 있다.
반응 챔버(110)는 외부와 밀폐되어 태양전지용 웨이퍼(미도시)의 표면에 식각 공정을 수행하기 위한 반응 영역을 정의한다. 이때, 반응 챔버(110)는 외부에 배치되는 진공 펌프(미도시)로부터의 진공압을 제공받아 진공 상태를 유지하게 된다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 태양전지용 웨이퍼는 사각 형상을 갖는다. 태양전지용 웨이퍼는 대량 생산을 위한 목적으로 반응 챔버(110)의 내부에 복수개가 투입된다.
슬릿 밸브(120)는 반응 챔버(110)의 일 측벽면(110b)에 배치될 수 있다. 이러한 슬릿 밸브(120)는 태양전지용 웨이퍼의 출입을 제어한다. 이때, 태양전지용 웨이퍼는 슬릿 밸브(120)의 개방시, 이송 수단(미도시)에 의하여 반응 챔버(110)의 내부로 이송되어 후술할 척 플레이트(140)의 상면에 안착될 수 있다.
배기구(130)는 태양전지용 웨이퍼의 표면에 식각 공정을 수행하는 과정에서 발생되는 부유물을 반응 챔버(110)의 외부로 배출하기 위해 장착된다. 이러한 배기구(130)는 반응 챔버(110)의 외측에 설치되는 배기 펌프(미도시)와 연결될 수 있다.
척 플레이트(140)는 반응 챔버(110)의 내부에 장착되며, 상기 반응 챔버(110)의 내부로 투입되는 하나 이상의 태양전지용 웨이퍼를 안착시킨다. 이때, 상기 척 플레이트(140)는 복수의 태양전지용 웨이퍼와 동일한 사각 형상을 가질 수 있다. 이러한 척 플레이트(140)는 반응 챔버(110) 내부의 하측에 설치될 수 있으며, 척 플레이트 승강 유닛(미도시)에 의하여 승강 운동이 제어될 수 있다.
상기 척 플레이트(140)는 RF 파워 전압을 인가받는 하부 전극의 기능을 한다. 도면으로 제시하지는 않았지만, 척 플레이트(140)는 그 내부에 태양전지용 웨이퍼를 일정 온도 이상으로 가열하기 위한 히터(미도시)와 일정 온도를 유지하기 위한 쿨러(미도시)를 구비할 수 있다.
레벨러(leveler, 150)는 반응 챔버(110)의 바닥면(110a)과 척 플레이트(140) 사이에 배치되어 척 플레이트(140)의 가장자리를 지지한다. 이때, 레벨러(150)는 복수의 태양전지용 웨이퍼의 하중에 의하여 척 플레이트(140)의 가장자리가 처지는 것을 방지하는 기능을 한다. 이에 더불어, 레벨러(150)는 척 플레이트(140)의 수평을 조절하는 기능을 한다.
벨로우즈(bellows, 160)는 척 플레이트 승강 유닛을 감싸도록 설치된다. 벨로우즈(160)는 척 플레이트 승강 유닛의 구동에 따른 반응 챔버(110)의 진공 누설을 방지하기 위한 목적으로 장착된다.
한편, 전술한 레벨러(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 척 플레이트(140)의 모서리 부분에 각각 배치될 수 있다. 이때, 레벨러(150)는 척 플레이트(140)의 모서리 부분에 2 ~ 8개가 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 도 2에서는 네 모서리 부분에 각각 배치된 것을 예를 들어 도시하였다.
이와 같이, 척 플레이트(140)의 네 모서리에 4개의 레벨러(150)를 각각 설치할 경우, 상기 4개의 레벨러(150)가 척 플레이트(140)를 안정적으로 고정 및 지지할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 텍스처링 장치(100)는 척 플레이트(140)의 상부에 안착되는 태양전지용 웨이퍼에 대하여 플라즈마 반응을 유도하는 과정에서 전자 에너지 분배 기능(electron energy distribution function: EEDF)의 안정화를 꾀할 수 있는 구조적 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 텍스처링 장치(100)를 이용한 텍스처링 공정은 척 플레이트(140)의 전 부분에서의 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있으므로 척 플레이트(140)의 중앙과 가장자리의 식각율을 균일하게 확보할 수 있다. 이 결과, 본 발명은 척 플레이트(140)의 처짐에 의한 공정 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 텍스처링 장치(100)는 레벨러(150)를 통하여 척 플레이트(140)와 반응 챔버(110)의 천장과의 갭(g)이 조절될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 텍스처링 장치(100)는 레벨러(150)에 의하여 챔버 갭(chamber gap)의 조절이 용이해지므로, 텍스처링 공정이 수행되는 반응 영역의 전 부분에 대한 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있게 된다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 레벨러(150)는 높이조절부(150a), 몸체부(150b) 및 돌출부(150c)를 포함할 수 있다.
높이조절부(150a)는 반응 챔버(110)의 바닥면(110a)에 고정될 수 있다. 이때, 높이조절부(150a)는 이의 측벽에 구비되는 나사산(152)을 매개로 챔버(110)와 나사 결합될 수 있다.
몸체부(150b)는 높이조절부(150a)로부터 수직 방향으로 소정의 길이로 연장되며, 원통 형상을 가질 수 있다.
돌출부(150c)는 몸체부(150b)로부터 돌출되며, 척 플레이트(140)의 하강시 척 플레이트(140)의 하면과 접촉될 수 있다.
상기 높이조절부(150a) 및 몸체부(150b)는 동종 재질로 형성될 수 있다. 상기 돌출부(150c)는 높이조절부(150a) 및 몸체부(150b)와 이종 재질로 형성될 수 있다.
이때, 상기 높이조절부(150a) 및 몸체부(150b)는 쿼츠(quartz), 티타늄(Ti), SUS(stainless steel) 등을 포함하는 재질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 돌출부(150c)는 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 세라믹 재질로는 산화지르코늄(ZrO2), 질화 알루미늄(AlN) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 돌출부(150c)는 피라미드 또는 반구 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 피라미드 또는 반구 형상을 갖는 돌출부(150c)는 설계가 용이할 뿐만 아니라 척 플레이트(140)와의 접촉 면적이 줄어드는 효과로 안정적으로 척 플레이트(140)의 가장자리를 지지하는 데 용이하다.
삭제
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 이때, 본 발명의 다른 실시예에서는 일 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 도면 번호에 100을 더하여 나타내었다.
도 4를 참조하면, 레벨러(250)는 척 플레이트(240)의 가장자리에 8개가 배치되도록 설치될 수 있다. 이때, 8개의 레벨러(250)는 척 플레이트(240)의 네 모서리와 네 변의 중앙 가장자리에 각각 배치되도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 8개의 레벨러(250)를 척 플레이트(240)의 가장자리에 설치할 경우, 일 실시예와 비교하여 척 플레이트(240)를 보다 안정적으로 지지하는 것이 가능해지므로, 대면적화에 보다 적합한 구조라는 것을 알 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 레벨러에 의하여 척 플레이트의 가장자리가 지지되며, 수평이 유지될 수 있다. 따라서, 복수의 웨이퍼를 동시에 표면 텍스처링하더라도 척 플레이트의 처짐을 방지할 수 있다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치는 레벨러에 의하여 척 플레이트의 수평을 조절하는 것이 가능하므로, 태양전지 웨이퍼의 텍스처링 균일도를 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 텍스처링 장치 110 : 반응 챔버
110a : 바닥면 110b : 측벽면
120 : 슬릿 밸브 130 : 배기구
140 : 척 플레이트 150 : 레벨러
160 : 벨로우즈
110a : 바닥면 110b : 측벽면
120 : 슬릿 밸브 130 : 배기구
140 : 척 플레이트 150 : 레벨러
160 : 벨로우즈
Claims (9)
- 사각 형상을 갖는 태양전지용 웨이퍼를 텍스처링하기 위한 장치에 있어서,
반응 챔버;
상기 반응 챔버의 내부에 장착되며, 상부면에 하나 이상의 태양전지용 웨이퍼가 안착되는 사각 형상의 척 플레이트; 및
상기 반응 챔버의 바닥면과 상기 척 플레이트 사이에 배치되어 상기 척 플레이트의 수평을 조절하는 복수의 레벨러(leveler);를 포함하며,
상기 복수의 레벨러에 의하여 상기 척 플레이트의 수평이 유지되어, 상기 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링이 균일하게 이루어지고,
상기 복수의 레벨러 각각은 상기 반응 챔버의 바닥면에 나사 결합 형태로 고정되는 높이조절부와, 상기 높이조절부로부터 수직 방향으로 연장되는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 돌출되며, 상기 척 플레이트의 가장자리 부분에 접촉되는 돌출부를 갖되, 상기 돌출부는 상기 높이조절부 및 몸체부와 상이한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 레벨러는
상기 척 플레이트의 가장자리에 대응되는 위치에 대칭형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 복수의 레벨러는
2 ~ 8개가 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 높이조절부 및 몸체부는
쿼츠(quartz), 티타늄(Ti) 및 SUS(stainless steel) 중에서 1종 이상을 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 돌출부는
산화지르코늄(ZrO2) 및 질화 알루미늄(AlN) 중에서 1종 이상을 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 텍스처링 장치는
상기 레벨러를 통하여 상기 척 플레이트와 상기 반응 챔버의 천장과의 갭(gap)이 조절되어 플라즈마 밀도가 조절되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110015129A KR101223549B1 (ko) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 챔버 갭 및 수평 조절이 용이한 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110015129A KR101223549B1 (ko) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 챔버 갭 및 수평 조절이 용이한 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20120095668A KR20120095668A (ko) | 2012-08-29 |
| KR101223549B1 true KR101223549B1 (ko) | 2013-02-04 |
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ID=46886058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020110015129A KR101223549B1 (ko) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 챔버 갭 및 수평 조절이 용이한 태양전지용 웨이퍼의 텍스처링 장치 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR101223549B1 (ko) |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20060051356A (ko) * | 2004-09-15 | 2006-05-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 화학 증착 서셉터 지지 구조 |
| KR100892249B1 (ko) | 2007-11-21 | 2009-04-09 | 주식회사 디엠에스 | 플라즈마 반응장치 |
-
2011
- 2011-02-21 KR KR1020110015129A patent/KR101223549B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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| KR20060051356A (ko) * | 2004-09-15 | 2006-05-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 화학 증착 서셉터 지지 구조 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120095668A (ko) | 2012-08-29 |
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