KR101240538B1 - 기판 온도조절장치, 이를 포함하는 증착장치, 및 이를 이용한 태양전지 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 온도조절라인을 복수개 포함하고, 서셉터에 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도조절부를 포함하되, 상기 온도조절라인들이 서셉터를 M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역들 각각에 상기 온도조절영역들을 구획하는 구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된 기판 온도조절장치, 이를 포함하는 증착장치, 및 이를 이용한 태양전지 제조방법에 관한 것으로,
본 발명에 따르면, 서셉터에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써 기판에 대한 온도 편차를 줄일 수 있고, 이에 따라 기판에 증착된 박막에 대한 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 서셉터에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써 기판에 대한 온도 편차를 줄일 수 있고, 이에 따라 기판에 증착된 박막에 대한 품질을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 기판의 온도를 조절하기 위한 기판 온도조절장치, 이를 포함하는 증착장치 및 이를 이용한 태양전지 제조방법에 관한 것이다.
평판디스플레이 장치, 태양전지(Solar Cell), 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 반도체 소자 등의 제품은 여러 가지 공정을 거쳐 제조된다. 이러한 제품은 기판에 박막 등을 증착하기 위한 증착공정, 증착된 박막 등을 이용하여 소정 패턴을 형성하기 위한 식각공정, 및 이물질 등을 제거하기 위한 세정공정 등을 거쳐 제조된다. 상기 증착공정은 증착장치에 의해 이루어진다.
도 1은 종래 기술에 따른 증착장치의 개략적인 측단면도이다.
도 1을 참고하면, 종래 기술에 따른 증착장치(100)는 기판(200)에 박막을 증착하기 위한 공정가스를 분사하는 샤워헤드(110), 및 상기 기판(200)을 지지하기 위한 서셉터(130)를 포함한다.
상기 샤워헤드(110)에는 상기 기판(200) 쪽으로 공정가스를 분사하기 위한 복수개의 분사공(120)이 형성된다. 상기 샤워헤드(110)는 상기 서셉터(130)로부터 소정 거리 이격되게 설치된다.
상기 서셉터(130)에는 상기 기판(200)이 지지된다. 상기 서셉터(130)는 상기 기판(200)을 기준으로 상기 샤워헤드(110) 반대편에 위치되게 설치된다.
여기서, 종래 기술에 따른 증착장치(100)는 상기 기판(200)에 대한 증착공정을 수행하는 과정에서 상기 서셉터(130)에 부분적으로 온도 편차가 발생하는 문제가 있다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 증착장치(100)는 상기 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되지 못함으로써, 상기 기판(200)에 증착한 박막의 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서셉터에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써 기판에 대한 온도 편차를 줄일 수 있는 기판 온도조절장치, 이를 포함하는 증착장치, 및 이를 이용한 태양전지 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치는 기판을 지지하기 위한 서셉터에 설치되고, 서셉터에 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도조절부; 및 상기 온도조절부에 연결되고, 기판의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체가 상기 온도조절부를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시키는 순환부를 포함할 수 있다. 상기 온도조절부는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 온도조절라인을 복수개 포함할 수 있다. 상기 온도조절라인들은 서셉터를 M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역들 각각에 상기 온도조절영역들을 구획하는 구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 및 상기 외부순환라인 내측에 위치되게 설치되는 내부순환라인을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 내부순환라인은 상기 외부순환라인보다 짧은 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 순환부는 상기 외부순환라인들 각각에 공급하는 온도조절유체에 대해 유량과 온도 중에서 적어도 하나가 상이한 온도조절유체를 상기 내부순환라인들 각각에 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 각각 상기 내부순환라인의 출구와 상기 외부순환라인의 입구를 연결하는 연결라인을 포함할 수 있다. 상기 순환부는 상기 내부순환라인의 입구로 공급한 온도조절유체가 상기 연결라인과 상기 외부순환라인을 거쳐 회수되도록 온도조절유체를 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 제1온도조절영역과 제2온도조절영역으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 제1온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제1외부순환라인, 및 상기 제1외부순환라인 내측에 위치되는 제1내부순환라인이 설치될 수 있다. 상기 제2온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제2외부순환라인, 및 상기 제2외부순환라인 내측에 위치되는 제2내부순환라인이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 제1내부순환라인은 상기 제1온도조절영역을 상기 제1구획선에 수직한 방향으로 서로 균등한 면적을 갖도록 구획하는 제2구획선을 기준으로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 제1외부순환라인은 상기 제2구획선을 기준으로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 4개의 영역으로 구획하여 형성된 4개의 온도조절영역들 각각에 위치되게 서셉터에 설치될 수 있다. 상기 온도조절영역들 각각에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 상기 외부순환라인 내측에 위치되는 내부순환라인이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 내부순환라인들은 상기 온도조절영역들을 제1축방향으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 온도조절영역들을 상기 제1축방향에 수직한 제2축방향으로 구획하는 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 외부순환라인들은 상기 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 온도조절장치에 있어서, 상기 순환부는 기판을 냉각하기 위한 온도조절유체를 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치는 기판을 지지하기 위한 서셉터; 상기 서셉터에 지지된 기판을 기준으로 상기 서셉터 반대편에 위치되게 설치된 샤워헤드; 및 상기 서셉터에 설치되고, 상기 서셉터에 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도조절부를 포함할 수 있다. 상기 온도조절부는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 온도조절라인을 복수개 포함할 수 있다. 상기 온도조절라인들은 상기 서셉터를 M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역들 각각에 상기 온도조절영역들을 구획하는 구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 및 상기 외부순환라인 내측에 위치되는 내부순환라인을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 내부순환라인은 상기 외부순환라인보다 짧은 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치는 상기 온도조절부에 연결되고, 온도조절유체가 상기 온도조절부를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시키는 순환부를 포함할 수 있다. 상기 순환부는 상기 외부순환라인들 각각에 공급하는 온도조절유체에 대해 유량과 온도 중에서 적어도 하나가 상이한 온도조절유체를 상기 내부순환라인들 각각에 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 각각 상기 내부순환라인의 출구와 상기 외부순환라인의 입구를 연결하는 연결라인을 포함할 수 있다. 상기 순환부는 상기 내부순환라인의 입구로 공급한 온도조절유체가 상기 연결라인과 상기 외부순환라인을 거쳐 회수되도록 온도조절유체를 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 상기 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 제1온도조절영역과 제2온도조절영역으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 제1온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제1외부순환라인, 및 상기 제1외부순환라인 내측에 위치되는 제1내부순환라인이 설치될 수 있다. 상기 제2온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제2외부순환라인, 및 상기 제2외부순환라인 내측에 위치되는 제2내부순환라인이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 제1내부순환라인은 상기 제1온도조절영역을 상기 제1구획선에 수직한 방향으로 서로 균등한 면적을 갖도록 구획하는 제2구획선을 기준으로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 제1외부순환라인은 상기 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 온도조절라인들은 상기 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 4개의 영역으로 구획하여 형성된 4개의 온도조절영역들 각각에 위치되게 서셉터에 설치될 수 있다. 상기 온도조절영역들 각각에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 상기 외부순환라인 내측에 위치되는 내부순환라인이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 내부순환라인들은 상기 서셉터를 제1축방향으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 서셉터를 상기 제1축방향에 수직한 제2축방향으로 구획하는 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 외부순환라인들은 상기 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 증착장치에 있어서, 상기 순환부는 기판을 냉각하기 위한 온도조절유체가 상기 온도조절부를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법은, M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역들을 포함하는 서셉터에 제1반도체층이 형성된 기판을 안착시키는 단계; 및 상기 제1반도체층 상에 제2반도체층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2반도체층을 형성하는 단계는, 상기 온도조절영역들을 구획하는 구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된 온도조절라인들을 통해 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터에 안착된 기판을 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법에 있어서, 상기 서셉터에 안착된 기판을 냉각하는 단계는, 온도조절유체가 상기 온도조절라인들이 갖는 내부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터의 제1냉각영역을 냉각하는 단계; 및 온도조절유체가 상기 내부순환라인들 외측에 위치되게 설치된 외부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 제1냉각영역의 외측에 위치된 제2냉각영역을 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법에 있어서, 상기 서셉터에 안착된 기판을 냉각하는 단계는, 온도조절유체가 상기 온도조절라인들이 갖는 내부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터의 제1냉각영역을 냉각하는 단계; 및 상기 제1냉각영역을 냉각한 온도조절유체가 상기 내부순환라인들 외측에 위치되게 설치된 외부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 제1냉각영역 외측에 위치된 제2냉각영역을 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법은, 기판 상에 상기 제1반도체층을 형성하는 단계, 및 상기 제2반도체층 상에 제3반도체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제2반도체층을 형성하는 단계는, 상기 제1반도체층을 형성하는 단계와 상기 제3반도체층을 형성하는 단계보다 높은 RF(Radio Frequency) 전력을 이용하여 상기 제2반도체층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법에 있어서, 상기 제1반도체층을 형성하는 단계는 P형 반도체 물질을 이용하여 상기 제1반도체층을 형성하고, 상기 제2반도체층을 형성하는 단계는 I형 반도체 물질을 이용하여 상기 제2반도체층을 형성하며, 상기 제3반도체층을 형성하는 단계는 N형 반도체 물질을 이용하여 상기 제3반도체층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 서셉터에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써 기판에 대한 온도 편차를 줄일 수 있고, 이에 따라 기판에 증착된 박막에 대한 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 증착장치의 개략적인 측단면도
도 2는 본 발명에 따른 기판 온도조절장치가 서셉터에 설치된 상태를 나타낸 개략적인 측단면도
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 9는 PECVD에 본 발명에 따른 기판 온도조절장치를 설치하여 실험한 결과를 나타낸 그래프
도 10은 본 발명의 변형된 제2실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부에 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부가 적용된 상태를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부에 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부가 적용된 상태를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 13은 본 발명에 따른 증착장치의 개략적인 측단면도
도 14는 본 발명에 따른 증착장치를 이용하여 제조된 태양전지의 개략적인 측단면도
도 15는 본 발명에 따른 태양전지 제조방법의 개략적인 순서도
도 2는 본 발명에 따른 기판 온도조절장치가 서셉터에 설치된 상태를 나타낸 개략적인 측단면도
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 9는 PECVD에 본 발명에 따른 기판 온도조절장치를 설치하여 실험한 결과를 나타낸 그래프
도 10은 본 발명의 변형된 제2실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부에 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부가 적용된 상태를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부에 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부가 적용된 상태를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도
도 13은 본 발명에 따른 증착장치의 개략적인 측단면도
도 14는 본 발명에 따른 증착장치를 이용하여 제조된 태양전지의 개략적인 측단면도
도 15는 본 발명에 따른 태양전지 제조방법의 개략적인 순서도
이하에서는 본 발명에 따른 기판 온도조절장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물의 "상에" 또는 "아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 온도조절장치가 서셉터에 설치된 상태를 나타낸 개략적인 측단면도, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도, 도 9는 PECVD에 본 발명에 따른 기판 온도조절장치를 설치하여 실험한 결과를 나타낸 그래프, 도 10은 본 발명의 변형된 제2실시예에 따른 순환부를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부에 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부가 적용된 상태를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부에 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부가 적용된 상태를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 평단면도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 서셉터(11)에 지지된 기판(200)의 온도를 조절하기 위한 것이다. 상기 기판(200)은 평판디스플레이 장치, 태양전지(Solar Cell), 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 반도체 소자 등의 제품을 제조하기 위한 것이다. 상기 기판(200)은 유리, 투명한 플라스틱, 가용성 플라스틱, 메탈, 실리콘 등으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함으로써, 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)의 온도를 조절하기 위한 온도조절부(2), 및 기판(200)의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체가 상기 온도조절부(2)를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시키는 순환부(3)를 포함한다. 상기 온도조절부(2)는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 온도조절라인(21, 도 3에 도시됨)을 복수개 포함한다. 온도조절유체는 상기 온도조절라인(21)들을 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다.
상기 온도조절라인(21)들은 상기 서셉터(11)를 M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역(TA, 도 3에 도시됨)들 각각에 설치된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 온도조절유체가 상기 온도조절영역(TA)들 각각에 설치된 온도조절라인(21)들을 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)의 온도를 상기 온도조절영역(TA)별로 조절하도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역(TA)들 간에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다.
상기 온도조절라인(21)들은 상기 온도조절영역(TA)들을 구획하는 구획선(D, 도 3에 도시됨)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 구획선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에서 상기 서셉터(11)의 온도가 조절되도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역(TA)들 간에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판 온도 조절장치(1)는 온도조절유체가 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화하더라도, 온도조절유체가 상기 온도조절라인(21)들을 따라 이동하면서 상기 구획선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 지점에서 대략 일치하는 온도로 변화하도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역(TA)들 간에 발생하는 온도 편차를 더 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 더 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 더 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)가 기판(200)에 박막을 증착하기 위한 증착장치에 설치되는 경우, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절함으로써, 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착되도록 할 수 있다.
이하에서는 상기 온도조절부(2) 및 상기 순환부(3)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 온도조절부(2)는 상기 서셉터(11)에 설치된다. 상기 온도조절부(2)는 온도조절유체를 이용하여 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다. 온도조절유체는 기판(200)을 가열하거나 냉각하기 위한 유체일 수 있다. 예컨대, 온도조절유체는 기판(200)의 온도보다 높은 온도를 갖도록 가열된 기체, 액체 등일 수 있다. 온도조절유체는 기판(200)의 온도보다 낮은 온도를 갖도록 냉각된 기체, 액체 등일 수도 있다. 상기 서셉터(11)가 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)와 같은 증착장치에 설치된 것인 경우, 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 온도가 상승하게 된다. 이에 따라, 기판(200)에 증착된 박막의 품질이 저하될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 기판 온도 조절장치(1)는 기판(200)을 냉각하기 위한 온도조절유체를 이용하여 기판(200)을 냉각함으로써, 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착되도록 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다. 상기 순환부(3)는 상기 온도조절부(2)를 통해 기판(200)을 냉각하기 위한 온도조절유체를 이동시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 온도조절부(2)는 상기 서셉터(11) 내부에 위치되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 온도조절부(2)는 온도조절유체를 이용하여 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함으로써, 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 온도조절부(2)는 상기 온도조절라인(21)을 복수개 포함한다. 상기 온도조절라인(21)들은 상기 서셉터(11) 내부에 위치되게 설치될 수 있다. 온도조절유체는 상기 온도조절라인(21)들을 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)의 온도를 조절할 수 있고, 이에 따라 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다. 상기 서셉터(11)에는 복수개의 기판(200)이 지지될 수도 있다. 이 경우, 상기 기판(200)들은 서로 소정 거리 이격되게 상기 서셉터(11)에 지지될 수 있다.
상기 온도조절라인(21)들은 상기 서셉터(11)를 M개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역(TA)들 각각에 설치된다. 이에 따라, 상기 온도조절라인(21)들은 각각 상기 서셉터(11)가 갖는 크기에 비해 상대적으로 짧은 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 온도조절유체가 상기 온도조절라인(21)들을 따라 이동하면서 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화하는 폭을 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 서셉터(11)에 하나의 온도조절라인(21)만 설치된 경우, 상기 온도조절라인(21)은 온도조절유체가 상기 서셉터(11)를 전체적으로 통과하여 상기 서셉터(11) 전체의 온도를 조절할 수 있는 길이를 갖도록 형성되어야 한다. 이에 따라, 온도조절유체는 상기 온도조절라인(21)을 따라 이동하는 거리가 증가함으로써, 상기 온도조절라인(21)의 입구측과 출구측 간의 온도 차이가 증가하게 된다. 즉, 온도조절유체는 상기 온도조절라인(21)을 따라 이동하면서 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화하는 폭이 증가하게 된다. 따라서, 상기 서셉터(11)에 하나의 온도조절라인(21)만 설치된 경우, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절하기에 어려운 문제가 있다.
다음, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절라인(21)들이 상기 온도조절영역(TA)들 각각에 설치됨에 따라, 상기 온도조절라인(21)들 각각이 상기 서셉터(11)가 갖는 크기에 비해 상대적으로 짧은 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 온도조절유체가 상기 온도조절라인(21)들을 따라 이동하면서 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화하는 폭을 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절하기 위한 공정의 용이성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절하기 위한 공정의 용이성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 온도조절장치(1)는 상기 온도조절라인(21)들 각각에 상이한 유량 또는 상이한 온도를 갖는 온도조절유체가 이동하도록 함으로써, 상기 서셉터(11)의 온도를 상기 온도조절영역(TA)별로 조절할 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역(TA)들 간에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 온도조절라인(21)들은 상기 온도조절영역(TA)들을 구획하는 구획선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다. 이에 따라, 온도조절유체는 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화하더라도, 상기 온도조절라인(21)들 각각을 따라 이동하면서 상기 구획선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 지점에서 대략 일치하는 온도로 변화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역(TA)들 간에 발생하는 온도 편차를 더 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 더 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 상기 구획선(D)은 상기 온도조절영역(TA)들을 구획하는 가상의 선을 의미한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 온도조절라인(21)들은 각각 외부순환라인(211) 및 내부순환라인(212)을 포함한다.
상기 외부순환라인(211)과 상기 내부순환라인(212)은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공한다. 상기 외부순환라인(211)과 상기 내부순환라인(212)은 서로 소정 거리 이격되게 상기 서셉터(11)에 설치된다. 온도조절유체는 상기 외부순환라인(211)과 상기 내부순환라인(212) 각각을 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)의 온도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역(TA)들마다 상기 외부순환라인(211)과 상기 내부순환라인(212)이 분담하여 온도를 조절함으로써, 상기 온도조절영역(TA)들 각각이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)가 전체적으로 더 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있고, 이에 따라 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 더 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다. 상기 서셉터(11)에 복수개의 기판(200)이 지지된 경우, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절함으로써, 상기 기판(200)들 각각이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있고, 상기 기판(200)들이 서로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 내부순환라인(212)은 상기 외부순환라인(211) 내측에 위치되게 설치된다. 이에 따라, 상기 내부순환라인(212)은 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a, 도 4에 도시됨)에 위치되게 설치되고, 상기 외부순환라인(211)은 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b, 도 4에 도시됨)에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)은 상기 가운데 영역(11a)의 둘레를 감싸는 형태로 형성된다. 예컨대, 상기 가운데 영역(11a)은 전체적으로 직사각형 형태로 형성되고, 상기 외곽 영역(11b)은 상기 가운데 영역(11a)의 둘레를 감싸도록 사각 고리 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 내부순환라인(212)과 상기 외부순환라인(211)이 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 외곽 영역(11b)을 분담하여 온도를 조절함으로써, 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 외곽 영역(11b)이 서로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 온도조절유체가 상기 내부순환라인(212)과 상기 외부순환라인(211) 각각을 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 상기 외곽 영역(11b)의 온도를 개별적으로 조절하도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 상기 외곽 영역(11b) 간에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다.
상기 서셉터(11)가 PECVD와 같은 증착장치에 설치된 것인 경우, 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 온도가 상승하게 되는데, 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)에 위치된 부분이 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)에 위치된 부분보다 높은 온도로 상승하게 된다. 이러한 경우, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 내부순환라인(212)과 상기 외부순환라인(211)을 통해 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 상기 외곽 영역(11b)의 온도를 개별적으로 조절함으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 상기 서셉터(11)의 온도를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착되도록 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 내부순환라인(212)은 상기 외부순환라인(211)보다 짧은 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 동일한 시간 동안 온도조절유체가 상기 외부순환라인(211)보다 상기 내부순환라인(212)을 통해 더 많은 횟수로 순환하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)이 상기 외곽영역(11b)과 비교할 때 더 큰 폭으로 온도가 조절되도록 함으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 상기 서셉터(11)의 온도를 조절하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 내부순환라인(212)은 전체적으로 원형 고리 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 조절되도록 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공할 수 있는 형태이면 사각 고리 형태 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 온도조절영역(TA)들 각각에 설치된 내부순환라인(212)들은 상기 구획선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 외부순환라인(211)은 전체적으로 원형 고리 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 조절되도록 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공할 수 있는 형태이면 사각 고리 형태 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 온도조절영역(TA)들 각각에 설치된 외부순환라인(211)들은 상기 구획선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 형성될 수 있다. 상기 외부순환라인(211)은 상기 내부순환라인(212)보다 큰 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 외부순환라인(211)은 상기 내부순환라인(212)과 대략 일치하는 형태를 갖도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 내부순환라인(212)과 상이한 형태를 갖도록 형성될 수도 있다.
여기서, 본 발명에 따른 온도조절부(2)는 상기 온도조절영역(TA)의 개수에 따라 크게 두 가지 실시예를 포함할 수 있는데, 이하에서는 각 실시예들에 관해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절부(2)는 상기 온도조절라인들(21a, 21b)이 2개의 온도조절영역들(TA1, TA2) 각각에 위치되게 상기 서셉터(11)에 설치될 수 있다. 상기 온도조절라인들(21a, 21b)은 상기 서셉터(11)를 제1온도조절영역(TA1)과 제2온도조절영역(TA2)으로 구획하는 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 제1구획선(D1)은 상기 서셉터(11)가 갖는 장변(長邊)(11c)의 가운데 지점(11d)을 기준으로 상기 제1온도조절영역(TA1)과 상기 제2온도조절영역(TA2)을 구획할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1구획선(D1)은 상기 제1온도조절영역(TA1)과 상기 제2온도조절영역(TA2)이 서로 균등한 면적을 갖도록 구획할 수 있다. 상기 제1온도조절영역(TA1)에는 제1내부순환라인(212a)이 제1외부순환라인(211a) 내측에 위치되게 설치된다. 상기 제2온도조절영역(TA2)에는 제2내부순환라인(212b)이 제2외부순환라인(211b) 내측에 위치되게 설치된다. 상기 제1내부순환라인(212a)과 상기 제2내부순환라인(212b)은 상기 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다. 상기 제1외부순환라인(211a)과 상기 제2외부순환라인(211b)은 상기 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역들(TA1, TA2)마다 상기 외부순환라인들(211a, 211b)과 상기 내부순환라인들(212a, 212b)이 분담하여 온도를 조절함으로써, 상기 온도조절영역들(TA1, TA2) 각각이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 또한, 상기 외부순환라인들(211a, 211b)과 상기 내부순환라인들(212a, 212b)이 각각 상기 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치됨으로써, 온도조절유체는 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화하더라도 상기 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 지점에서 대략 일치하는 온도로 변화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역들(TA1, TA2) 간에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 제1내부순환라인(212a)은 상기 제1온도조절영역(TA1)을 상기 제1구획선(D1)에 수직한 방향으로 서로 균등한 면적을 갖도록 구획하는 제2구획선(D2)을 기준으로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 제2구획선(D2)은 상기 서셉터(11)가 갖는 단변(短邊)(11e)의 가운데 지점(11f)을 기준으로 상기 제1온도조절영역(TA1)을 구획할 수 있다. 상기 제1외부순환라인(211a)은 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 경로를 따라 온도조절유체가 이동하도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에서 상기 제1온도조절영역(TA1)의 온도가 조절됨으로써, 상기 제1온도조절영역(TA1)이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 제2내부순환라인(212b)은 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 상기 제2외부순환라인(211b)은 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 대칭되는 형태로 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 경로를 따라 온도조절유체가 이동하도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에서 상기 제2온도조절영역(TA2)의 온도가 조절됨으로써, 상기 제2온도조절영역(TA2)이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부(2)는 상기 온도조절라인들(21a, 21b, 21c, 21d)이 4개의 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4) 각각에 위치되게 상기 서셉터(11)에 설치될 수 있다. 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)은 상기 제1구획선(D1)과 상기 제2구획선(D2)에 의해 서로 균등한 면적을 갖도록 구획된다. 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)에는 각각 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)과 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)이 설치된다. 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)은 각각 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d) 내측에 위치되게 설치된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)마다 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)과 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)이 분담하여 온도를 조절함으로써, 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4) 각각이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다.
도 6을 참고하면, 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)은 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)을 제1축방향(Y축 방향)으로 구획하는 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다. 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)은 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)을 상기 제1축방향(Y축 방향)에 수직한 제2축방향(X축 방향)으로 구획하는 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다. 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)은 상기 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다. 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)은 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 경로를 따라 온도조절유체가 이동하고, 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 경로를 따라 온도조절유체가 이동하도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 제1구획선(D1)과 상기 제2구획선(D2) 각각을 기준으로 서로 대칭되는 위치에서 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)의 온도가 조절됨으로써, 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4)이 서로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 온도조절유체가 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화하더라도, 온도조절유체가 상기 제1구획선(D1)을 기준으로 서로 대칭되는 지점에서 대략 일치하는 온도로 변화하고, 상기 제2구획선(D2)을 기준으로 서로 대칭되는 지점에서 대략 일치하는 온도로 변화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절영역들(TA1, TA2, TA3, TA4) 간에 발생하는 온도 편차를 줄임으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다.
도 7을 참고하면, 상기 순환부(3)는 상기 온도조절부(2)에 연결된다. 상기 순환부(3)는 온도조절유체가 상기 온도조절부(2)를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시킨다. 온도조절유체는 상기 순환부(3)에서 상기 온도조절부(2)로 이동하고, 상기 온도조절부(2)를 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)의 온도를 조절한 후에, 다시 상기 순환부(3)로 이동한다.
도 7을 참고하면, 상기 순환부(3)는 상기 온도조절부(2)로 온도조절유체를 공급하기 위한 공급유닛(31) 및 상기 온도조절부(2)로부터 온도조절유체를 회수하기 위한 회수유닛(32)을 포함한다. 온도조절유체는 상기 공급유닛(31)에서 상기 온도조절부(2)로 이동하고, 상기 온도조절부(2)를 따라 이동한 후에 상기 회수유닛(32)으로 이동할 수 있다. 상기 순환부(3)는 상기 회수유닛(32)을 통해 회수된 온도조절유체를 상기 서셉터(11)의 온도를 조절할 수 있는 온도로 조절한 후에, 다시 상기 공급유닛(31)을 통해 상기 온도조절부(2)로 공급할 수 있다. 이를 위해, 상기 순환부(3)는 상기 공급유닛(31)과 상기 회수유닛(32) 사이에 설치된 온도조절기구(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 온도조절기구는 상기 온도조절유체를 가열하기 위한 가열기구(미도시) 및 상기 온도조절유체를 냉각하기 위한 냉각기구(미도시) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 공급유닛(31)과 상기 회수유닛(32)은 상기 서셉터(11)로부터 소정 거리 이격된 위치에 설치될 수 있다. 상기 순환부(3)는 상기 공급유닛(31)과 상기 회수유닛(32)을 상기 온도조절부(2)에 연결하기 위한 복수개의 배관(33)을 포함할 수 있다. 상기 배관(33)들은 상기 공급유닛(31)과 상기 온도조절라인(21)들 간에 온도조절유체가 이동할 수 있도록 연결하고, 상기 회수유닛(32)과 상기 온도조절라인(21)들 간에 온도조절유체가 이동할 수 있도록 연결한다.
여기서, 본 발명에 따른 순환부(3)는 상기 온도조절라인(21)들에 연결되는 방식에 따라 크게 두 가지 실시예를 포함할 수 있는데, 이하에서는 각 실시예들에 관해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부(3)는 상기 온도조절라인(21)들이 갖는 외부순환라인(211)들과 내부순환라인(212)들에 병렬연결 방식으로 연결된다. 이를 위해, 상기 공급유닛(31)은 상기 외부순환라인(211)들 각각에 연결되는 제1공급유닛(311), 및 상기 내부순환라인(212)들 각각에 연결되는 제2공급유닛(312)을 포함한다. 상기 회수유닛(32)은 상기 외부순환라인(211)들 각각에 연결되는 제1회수유닛(321), 및 상기 내부순환라인(212)들 각각에 연결되는 제2회수유닛(322)을 포함한다. 상기 제1공급유닛(311)과 상기 제1회수유닛(321)은 상기 외부순환라인(211)들의 양단에 연결된다. 상기 제1공급유닛(311)은 상기 외부순환라인(211)들의 입구에 연결되고, 상기 제1회수유닛(321)은 상기 외부순환라인(211)들의 출구에 연결된다. 상기 제2공급유닛(312)과 상기 제2회수유닛(322)은 상기 내부순환라인(212)들의 양단에 연결된다. 상기 제2공급유닛(312)은 상기 내부순환라인(212)들의 입구에 연결되고, 상기 제2회수유닛(322)은 상기 외부순환라인(212)들의 출구에 연결된다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부(3)는 상기 외부순환라인(211)들과 상기 내부순환라인(212)들에 병렬연결 방식으로 연결됨으로써, 상기 외부순환라인(211)들 각각에 공급하는 온도조절유체에 대해 유량과 온도 중에서 적어도 하나가 상이한 온도조절유체를 상기 내부순환라인(212)들 각각에 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부(3)는 상기 서셉터(11)에서 상기 외부순환라인(211)들이 설치된 외곽 영역(11b)과 상기 내부순환라인(212)들이 설치된 가운데 영역(11a)에 대한 온도를 개별적으로 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)과 상기 가운데 영역(11a) 간에 발생하는 온도 편차를 줄일 수 있고, 이에 따라 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부(3)는 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착되도록 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는 상기 외부순환라인(211)들과 상기 내부순환라인(212)들에 직렬연결 방식으로 연결된다. 이를 위해, 상기 온도조절라인(21)들은 각각 상기 내부순환라인(212)의 출구와 상기 외부순환라인(211)의 입구를 연결하는 연결라인(213)을 포함할 수 있다. 상기 공급유닛(31)은 상기 내부순환라인(212)들의 입구들 각각에 배관(33)을 통해 연결될 수 있다. 상기 회수유닛(32)은 상기 외부순환라인(211)들의 출구들 각각에 배관(33)을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는 상기 내부순환라인(212)의 입구로 공급한 온도조절유체가 상기 연결라인(213)과 상기 외부순환라인(211)을 거쳐 회수되도록 온도조절유체를 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는, 상술한 제1실시예에 따른 순환부(3)와 비교할 때 상기 외부순환라인(211)들에 온도조절유체를 공급하기 위한 제2공급유닛(312)을 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는, 상술한 제1실시예와 비교할 때 제조 비용을 줄일 수 있다.
둘째, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는, 온도조절유체가 상기 내부순환라인(212)을 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함에 따라 온도가 변화한 후에, 상기 외부순환라인(211)을 따라 이동하면서 상기 서셉터(11)의 온도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는 온도조절유체가 상기 서셉터(11)에서 상기 내부순환라인(212)이 설치된 부분의 온도를 조절한 후에, 변화된 온도로 상기 서셉터(11)에서 상기 외부순환라인(211)이 설치된 부분의 온도를 보상하여 줌으로써 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다.
예컨대, 상기 서셉터(11)가 PECVD와 같은 증착장치에 설치된 것인 경우, 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)에 위치된 부분이 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)에 위치된 부분보다 높은 온도로 상승하게 된다. 이러한 경우, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는 온도조절유체가 상기 내부순환라인(212)을 따라 이동하면서 상기 가운데 영역(11a)을 냉각한 후에, 상기 외부순환라인(211)을 따라 이동하면서 상기 외곽 영역(11a)의 온도를 보상하여 줌으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착되도록 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다.
셋째, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는, 상술한 제1실시예에 따른 순환부(3)와 비교할 때, 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 외곽 영역(11b) 간에 온도 편차를 더 줄일 수 있다. 이는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 순환부(3)를 이용하여 상기 서셉터(11)의 온도를 조절한 후에, 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 외곽 영역(11b)의 온도를 측정한 실험 결과를 나타낸 도 9로부터 알 수 있다. 도 9는 PECVD에 본 발명에 따른 기판 온도조절장치(1)를 설치하여 실험한 결과를 나타낸 그래프이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부(3)를 이용하여 상기 서셉터(11)의 온도를 조절한 경우, 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 외곽 영역(11b)의 온도 편차는 8.2℃로 측정되었다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부(3)는 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착될 수 있는 온도 편차로 상기 서셉터(11)의 온도를 조절할 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)를 이용하여 상기 서셉터(11)의 온도를 조절한 경우, 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a')과 외곽 영역(11b')의 온도 편차는 4.4℃로 측정되었다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는, 제1실시예에 따른 순환부(3)와 비교할 때 기판(200)에 더 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착될 수 있는 온도 편차로 상기 서셉터(11)의 온도를 조절할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 온도 편차는, PECVD에서 플라즈마를 생성하기 위한 전원이 차단된 시점에 온도를 측정한 결과이다.
도 8 및 도 10을 참고하면, 상기 연결라인(213)은 상기 내부순환라인(212)의 출구 및 상기 외부순환라인(211)의 입구에 대한 상대적인 위치에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 내부순환라인(212)의 출구 및 상기 외부순환라인(211)의 입구가 인접하게 위치된 경우, 상기 연결라인(213)은 상기 내부순환라인(212)의 출구로부터 상기 외부순환라인(211)의 입구에 연결되도록 직선 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 내부순환라인(212)의 출구 및 상기 외부순환라인(211)의 입구가 서로 반대편에 위치된 경우, 상기 연결라인(213)은 상기 내부순환라인(212)의 출구로부터 상기 내부순환라인(212)의 입구 부근을 지나 상기 외부순환라인(211)의 입구에 연결되도록 'ㄴ' 형태로 형성될 수도 있다. 상기 연결라인(213)들은 상기 구획선(D)을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 상기 서셉터(11)에 설치될 수 있다.
도 7, 도 8 및 도 10에서는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 순환부(3)가 본 발명의 제1실시예에 온도조절부(2)에 적용되는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 순환부(3)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절부(2)에도 적용될 수 있다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 순환부(3)는 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)과 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)에 병렬연결 방식으로 연결된다. 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d) 각각에는 양단에 상기 제1공급유닛(311)과 상기 제1회수유닛(321)이 상기 배관(33)을 통해 연결될 수 있다. 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d) 각각에는 양단에 상기 제2공급유닛(312)과 상기 제2회수유닛(322)이 상기 배관(33)을 통해 연결될 수 있다.
도 12를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 순환부(3)는 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)과 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)에 직렬연결 방식으로 연결된다. 상기 온도조절라인(21)들은 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)의 출구와 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)의 입구를 연결하는 연결라인들(213a, 213b, 213c, 213d)을 포함할 수 있다. 상기 공급유닛(31)은 상기 내부순환라인들(212a, 212b, 212c, 212d)의 입구들 각각에 배관(33)을 통해 연결될 수 있다. 상기 회수유닛(32)은 상기 외부순환라인들(211a, 211b, 211c, 211d)의 출구들 각각에 배관(33)을 통해 연결될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 증착장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명에 따른 증착장치의 개략적인 측단면도, 도 14는 본 발명에 따른 증착장치를 이용하여 제조된 태양전지의 개략적인 측단면도이다.
도 13을 참고하면, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 기판(200)을 지지하기 위한 서셉터(11), 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)을 기준으로 상기 서셉터(11) 반대편에 위치되게 설치된 샤워헤드(12), 및 상기 기판 온도조절장치(1)를 포함한다. 상기 기판 온도조절장치(1)는 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 서셉터(11)는 기판(200)을 지지한다. 상기 서셉터(11)에는 복수개의 기판(200)이 지지될 수도 있다. 이 경우, 상기 기판(200)들은 서로 소정 거리 이격되게 상기 서셉터(11)에 지지될 수 있다. 상기 서셉터(11)는 챔버(13) 내부에 설치된다. 상기 서셉터(11)는 상기 챔버(13)에 승강 가능하게 설치될 수 있다. 상기 챔버(13)는 기판(200)에 박막을 증착하기 위한 반응공간을 밀폐시킬 수 있다. 상기 챔버(13)에는 상기 반응공간을 배기시키기 위한 배기관(131)이 연결된다.
상기 서셉터(11)에는 상술한 기판 온도조절장치(1)가 설치된다. 상기 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 상기 서셉터(11)의 온도를 조절함으로써, 상기 서셉터(11)에 지지된 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다. 상기 서셉터(11)에 복수개의 기판(200)이 지지되는 경우, 상기 기판 온도조절장치(1)는 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절함으로써, 상기 기판(200)들 각각이 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있고, 상기 기판(200)들이 서로 균일한 온도로 유지되도록 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막을 증착할 수 있다.
상기 샤워헤드(12)에는 기판(200) 쪽으로 공정가스를 분사하기 위한 복수개의 분사공(121)이 형성된다. 상기 샤워헤드(12)는 상기 서셉터(11)로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 샤워헤드(12)에는 플라즈마 전극(14)이 설치된다.
상기 플라즈마 전극(14)은 상기 샤워헤드(12)를 기준으로 상기 서셉터(11) 반대편에 위치되게 설치된다. 상기 플라즈마 전극(14)은 상기 챔버(13)에 결합됨으로써, 상기 반응공간을 밀폐시킬 수 있다. 상기 플라즈마 전극(14)에는 상기 샤워헤드(12)에 공정가스를 공급하는 가스공급관(15)이 연결된다. 상기 플라즈마 전극(14)은 정합부재(16)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(17)에 전기적으로 접속된다. 상기 RF 전원(17)은 RF 전력을 생성하여 상기 플라즈마 전극(14)에 공급한다. 상기 정합부재(16)는 상기 플라즈마 전극(14)과 상기 RF 전원(17) 간에 접속되어 상기 RF 전원(17)으로부터 상기 플라즈마 전극(14)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
도 13을 참고하면, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 기판(200)이 상기 서셉터(11)에 지지되면, 상기 샤워헤드(12)를 통해 상기 반응공간에 공정가스를 분사함과 아울러 상기 플라즈마 전극(14)에 RF 전력을 공급하여 상기 반응공간에 분사된 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킴으로써 기판(200)에 박막을 증착하는 공정을 수행할 수 있다. 이 과정에서 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 온도가 상승하게 되는데, 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)에 위치된 부분이 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)에 위치된 부분보다 높은 온도로 상승하게 된다. 이러한 경우, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 상기 기판 온도조절장치(1)를 통해 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 상기 외곽 영역(11b)을 냉각함으로써 온도 편차를 줄일 수 있고, 이에 따라 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 박막이 증착되도록 기판(200)의 온도를 조절할 수 있다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 태양전지를 제조하기 위해 기판(200)에 박막을 증착하는 증착공정을 수행할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 태양전지는 기판(200) 상에 전면전극층(210), 반도체층(220), 투명전도층(230) 및 후면전극층(240)을 적층 형성함으로써 제조될 수 있다. 상기 반도체층(220)은 제1반도체층(221), 제2반도체층(222) 및 제3반도체층(223)이 순서대로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(221)은 P(Positive)형 반도체 물질로 형성된 P형 반도체층일 수 있다. 상기 제2반도체층(222)은 I(Intrinsic)형 반도체 물질로 형성된 I형 반도체층일 수 있다. 상기 제3반도체층(223)은 N(Negative)형 반도체 물질로 형성된 N형 반도체층일 수 있다. 이러한 제1반도체층(221), 제2반도체층(222) 및 제3반도체층(223)이 순서대로 적층 형성됨으로써, 상기 반도체층(220)은 PIN구조로 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 반도체층(220)을 PIN 구조로 형성하게 되면, I형 반도체층이 P형 반도체층과 N형 반도체층에 의해 공핍(Depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 전기장에 의해 드리프트(Drift)되어 각각 P형 반도체층 및 N형 반도체층에서 수집되게 된다. 한편, 상기 반도체층(220)를 PIN 구조로 형성할 경우에는, 상기 전면전극층(210) 상에 P형 반도체층을 형성하고, 이어서 I형 반도체층 및 N형 반도체층을 형성하는 것이 바람직하다. 그 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(Drift Mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 비해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하기 위함이다. 도시되지 않았지만, 상기 반도체층(220)은 적층형 구조를 갖도록 형성될 수도 있다. 예컨대, 상기 반도체층(220)은 텐덤[Tandem(PIN/PIN)] 형태 또는 트리플[Triple(PIN/PIN/PIN) 형태의 적층형 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 상기 제1반도체층(221) 상에 상기 제2반도체층(222)을 형성하는 공정을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 증착장치(10)는 상기 제1반도체층(221)과 상기 제3반도체층(223)을 형성하는 공정에서보다 높은 RF 전력을 이용하여 상기 제2반도체층(222)을 형성하는 공정을 수행한다. 따라서, 상기 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 온도가 상승하게 됨으로써, 상기 기판(200)에 증착된 제2반도체층(222)의 품질이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절부(2)를 통해 이동하는 온도조절유체를 이용하여 상기 서셉터(11)를 냉각함으로써, 상기 기판(200)을 냉각할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 상기 기판(200)에 증착된 제2반도체층(222)의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)에 위치된 부분이 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)에 위치된 부분보다 높은 온도로 상승하게 된다. 이 경우, 상기 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절부(2)를 통해 이동하는 온도조절유체를 이용하여 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 상기 외곽 영역(11b)을 냉각함으로써 기판(200)에 발생하는 온도 편차를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 증착장치(10)는 상기 서셉터(11)와 상기 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절함으로써, 상기 기판(200)에 균일한 결정화도와 막질을 갖는 제2반도체층(222)을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 증착장치(10)는 상술한 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 온도조절부(2)를 이용하여 상기 서셉터(11)와 상기 기판(200)을 냉각할 수 있다. 본 발명에 따른 증착장치(10)는 상술한 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 순환부(3)를 이용하여 상기 서셉터(11)와 상기 기판(200)을 냉각할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 태양전지 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 15는 본 발명에 따른 태양전지 제조방법의 개략적인 순서도이다.
도 13 내지 도 15를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 다음과 같은 공정을 포함할 수 있다.
우선, 상기 서셉터(11)에 상기 제1반도체층(221)이 형성된 기판(200)을 안착시킨다(S10). 이러한 공정(S10)은 기판(미도시)을 이송하기 위한 이송수단(미도시)이 상기 증착장치(10)가 갖는 서셉터(11)에 상기 기판(200)을 안착시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 기판(200) 상에는 전면전극층(210)과 상기 제1반도체층(221)이 형성된 상태일 수 있다. 상기 서셉터(11)에는 상기 기판 온도조절장치(1)가 설치되어 있다.
다음, 상기 제1반도체층(221) 상에 상기 제2반도체층(222)을 형성한다(S20). 이러한 공정(S20)은 상기 증착장치(10)가 상기 제1반도체층(221) 상에 상기 제2반도체층(222)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 상기 증착장치(10)는 상기 샤워헤드(12)를 통해 상기 반응공간에 공정가스를 분사함과 아울러 상기 플라즈마 전극(14)에 RF 전력을 공급하여 상기 반응공간에 분사된 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킴으로써 상기 제1반도체층(221) 상에 상기 제2반도체층(222)을 증착할 수 있다. 상기 제2반도체층(222)을 형성하는 공정(S20)은, 상기 제1반도체층(221)과 상기 제3반도체층(223)을 형성하는 공정에서보다 높은 RF 전력을 이용하여 상기 제2반도체층(222)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 온도가 상승하게 됨으로써, 상기 기판(200)에 증착된 제2반도체층(222)의 품질이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 제2반도체층(222)을 형성하는 공정(S20)은, 상기 서셉터(11)에 안착된 기판(200)을 냉각하는 공정(S21)을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 15를 참고하면, 상기 서셉터(11)에 안착된 기판(200)을 냉각하는 공정(S21)은, 상기 기판 온도조절장치(1)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 기판 온도조절장치(1)는 상기 온도조절라인(21)들을 통해 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터(11)를 냉각함으로써, 상기 서셉터(11)에 안착된 기판(200)을 냉각할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(200)이 높은 플라즈마 파워에 의해 온도가 상승하게 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 향상된 품질을 갖는 제2반도체층(222)이 형성된 태양전지를 제조할 수 있다.
여기서, 상기 기판(200)은 높은 플라즈마 파워에 의해 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)에 위치된 부분이 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)에 위치된 부분보다 높은 온도로 상승할 수 있다. 이와 같이 상기 기판(200)에 발생하는 온도 편차를 줄이기 위해, 상기 서셉터(11)에 안착된 기판(200)을 냉각하는 공정(S21)은 다음과 같은 공정을 포함할 수 있다.
우선, 온도조절유체가 상기 내부순환라인(212, 도 7에 도시됨)들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각한다. 이러한 공정은 상기 제2공급유닛(312, 도 7에 도시됨)이 상기 내부순환라인(212)들에 온도조절유체를 공급함으로써 이루어질 수 있다. 온도조절유체는 상기 제2공급유닛(312)에서 상기 내부순환라인(212)들로 이동하고, 상기 내부순환라인(212)들을 따라 이동하면서 상기 제1냉각영역을 냉각한 후 상기 제2회수유닛(322)으로 이동할 수 있다. 온도조절유체는 상기 서셉터(11)를 냉각할 수 있는 온도로 조절된 후에, 다시 상기 제2공급유닛(312)을 통해 상기 내부순환라인(212)들로 이동할 수 있다. 상기 제1냉각영역은 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 동일한 영역이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상기 내부순환라인(212)들을 통해 이동하는 온도조절유체를 이용하여 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)을 냉각할 수 있다.
다음, 온도조절유체가 상기 외부순환라인(211, 도 7에 도시됨)들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각한다. 이러한 공정은 상기 제1공급유닛(311, 도 7에 도시됨)이 상기 외부순환라인(211)들에 온도조절유체를 공급함으로써 이루어질 수 있다. 온도조절유체는 상기 제1공급유닛(311)에서 상기 외부순환라인(211)들로 이동하고, 상기 외부순환라인(211)들을 따라 이동하면서 상기 제2냉각영역을 냉각한 후 상기 제1회수유닛(321)으로 이동할 수 있다. 온도조절유체는 상기 서셉터(11)를 냉각할 수 있는 온도로 조절된 후에, 다시 상기 제1공급유닛(311)을 통해 상기 외부순환라인(211)들로 이동할 수 있다. 상기 제2냉각영역은 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)과 동일한 영역이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상기 외부순환라인(211)들을 통해 이동하는 온도조절유체를 이용하여 상기 서셉터(11)의 외곽 영역(11b)을 냉각할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상기 서셉터(11)의 가운데 영역(11a)과 상기 외곽 영역(11b)을 냉각함으로써 기판(200)에 발생하는 온도 편차를 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상기 서셉터(11)와 상기 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절함으로써, 균일한 결정화도와 막질을 갖는 제2반도체층(222)이 형성된 태양전지를 제조할 수 있다.
상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은, 상술한 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 온도조절부(2)를 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은, 상기 외부순환라인(211)들과 상기 내부순환라인(212)들에 병렬연결 방식으로 연결된 순환부(3)를 이용하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은, 상술한 제1실시예에 따른 순환부(3)를 이용하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은, 상기 외부순환라인(211)들 각각에 공급하는 온도조절유체에 대해 유량과 온도 중에서 적어도 하나가 상이한 온도조절유체를 상기 내부순환라인(212)들 각각에 공급함으로써, 상기 외부순환라인(211)들이 설치된 외곽 영역(11b)과 상기 내부순환라인(212)들이 설치된 가운데 영역(11a)에 대한 온도를 개별적으로 조절함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은 다음과 같이 구성될 수도 있다.
우선, 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정은 상기 공급유닛(31, 도 8에 도시됨)이 상기 내부순환라인(212, 도 8에 도시됨)들에 온도조절유체를 공급함으로써 이루어질 수 있다.
다음, 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은 상기 제1냉각영역을 냉각한 온도조절유체가 상기 외부순환라인(211, 도 8에 도시됨)들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 온도조절유체는 상기 공급유닛(31)에서 상기 내부순환라인(212)들을 따라 이동하면서 상기 제1냉각영역을 냉각한 후, 상기 연결라인(213, 도 8에 도시됨)들을 거쳐 상기 외부순환라인(211)들로 이동한다. 온도조절유체는 상기 외부순환라인(211)들을 따라 이동하면서 상기 제2냉각영역을 냉각한 후 상기 회수유닛(32, 도 8에 도시됨)으로 이동할 수 있다. 온도조절유체는 상기 서셉터(11)를 냉각할 수 있는 온도로 조절된 후에, 다시 상기 공급유닛(31)을 통해 상기 내부순환라인(212)들로 이동할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 온도조절유체가 상기 서셉터(11)에서 상기 내부순환라인(212)들이 설치된 가운데 영역(11a, 도 8에 도시됨)의 온도를 조절한 후에, 변화된 온도로 상기 서셉터(11)에서 상기 외부순환라인(211)들이 설치된 외곽 영역(11b, 도 8에 도시됨)의 온도를 보상하여 줌으로써, 상기 서셉터(11)가 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상기 서셉터(11)와 상기 기판(200)이 전체적으로 균일한 온도로 되도록 조절함으로써, 균일한 결정화도와 막질을 갖는 제2반도체층(222)이 형성된 태양전지를 제조할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따른 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은, 상술한 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 온도조절부(2)를 이용하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따른 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은, 상기 외부순환라인(211)들과 상기 내부순환라인(212)들에 직렬연결 방식으로 연결된 순환부(3)를 이용하여 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 상기 서셉터(11)의 제1냉각영역을 냉각하는 공정과 상기 서셉터(11)의 제2냉각영역을 냉각하는 공정은, 상술한 제2실시예에 따른 순환부(3)를 이용하여 이루어질 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 제1반도체층(221)을 형성하는 공정(S30)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1반도체층(221)을 형성하는 공정(S30)은, 상기 기판(200) 상에 상기 제1반도체층(221)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 공정(S30)은 상기 제2반도체층(222)을 형성하는 공정(S20)을 수행하는 증착장치(10)와 별개로 구성된 증착장치에 의해 이루어질 수 있다. 상기 제1반도체층(221)을 형성하는 공정(S30)은 상기 기판(200) 상에 P형 반도체 물질을 증착하여 P형 반도체층을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 상기 제1반도체층(221)을 형성하는 공정(S30)은 상기 전면전극층(210) 상에 상기 제1반도체층(221)을 형성함으로써 이루어질 수 있다.
도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상기 기판(200) 상에 상기 전면전극층(210)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 이러한 공정은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정, PECVD 공정, 스퍼터링(Sputtering) 공정, e빔(e-beam) 공정 또는 열적(Thermal) 공정 등을 이용하여 상기 기판(200) 상에 상기 전면전극층(210)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 상기 전면전극층(210)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, 또는 Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질을 이용하여 형성되거나, ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine doped Tin Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, Ag, SnO2, SnO2:F, ZnO:Ga2O3, ZnO:Al2O3, SnO2:Sb2O3 등과 같은 투명한 도전물질(TCO, Transparent Conductive Oxide)을 이용하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 전면전극층(210)은 태양광이 입사되는 면이기 때문에 입사되는 태양광이 태양전지 내부로 최대한 흡수될 수 있도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해, 상기 전면전극층(210)을 형성하는 공정은, 상기 전면전극층(210)에 대한 텍스처(Texturing) 가공 공정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 텍스처 가공 공정은 상기 전면전극층(210)의 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성하는 공정으로, 상기 전면전극층(210)의 표면을 마치 직물의 표면과 같은 형상으로 가공할 수 있다. 상기 택스처 가공 공정은, 포토리소그라피법(Photolithography)을 이용한 식각공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각공정(Anisotropic Etching), 기계적 가공, 또는 물리적 가공을 이용한 홈 형성 공정 등을 통해 수행될 수 있다. 상기 텍스처 가공 공정을 수행함에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법에 의해 제조된 태양전지는, 상기 전면전극층(210)에 입사되는 태양광이 태양전지 외부로 반사되는 비율이 감소될 수 있고, 그와 더불어 상기 전면전극층(210)에 입사되는 태양광의 산란에 의해 태양전지 내부로 태양광이 흡수되는 비율이 증가될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 전력 생산에 대한 효율이 향상된 태양전지를 제조할 수 있다. 한편, 상기 텍스처 가공 공정은, 상술한 홈 형성 공정을 이용하여 상기 기판(200)의 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성함으로써 이루어질 수도 있다. 이와 같이 상기 기판(200)의 표면을 요철구조로 형성함에 따라, 상기 전면전극층(210)의 표면은 상기 기판(200)의 표면에 형성된 요철구조에 대응되는 요철구조를 갖도록 형성될 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 제3반도체층(223)을 형성하는 공정(S40)을 더 포함할 수 있다. 상기 제3반도체층(223)을 형성하는 공정(S40)은, 상기 제2반도체층(222) 상에 상기 제3반도체층(223)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 공정(S40)은 상기 제1반도체층(221)과 상기 제2반도체층(222)을 형성하는 공정(S20)을 수행하는 증착장치(10)들과 별개로 구성된 증착장치에 의해 이루어질 수 있다. 상기 제3반도체층(223)을 형성하는 공정(S40)은 상기 제2반도체층(222) 상에 N형 반도체 물질을 증착하여 N형 반도체층을 형성함으로써 이루어질 수 있다.
도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은, 투명전도층(230)을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 투명전도층(230)을 형성하는 공정은, ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, Ag와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 상기 제3반도체층(223) 상에 상기 투명전도층(230)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 상기 투명전도층(230)은 태양광을 산란시켜 광이 다양한 각으로 진행하도록 함으로써, 상기 후면전극층(240)에서 반사되어 상기 반도체층(220)으로 재입사되는 광의 비율을 증가시키는 기능을 갖는다. 한편, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은, 상기 투명전도층(230)을 형성하지 않고, 상기 반도체층(220)만을 형성할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상기 투명전도층(230)을 선택적으로 형성할 수 있다.
도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은, 후면전극층(240)을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 후면전극층(240)을 형성하는 공정은, MOCVD 공정, PECVD 공정, 또는 스퍼터링 공정 등을 이용하여 상기 투명전도층(230) 또는 상기 반도체층(220) 상에 상기 후면전극층(240)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 상기 후면전극층(240)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, 또는 Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질을 이용하여 형성되거나, ITO, FTO, ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, Ag, SnO2, SnO2:F, ZnO:Ga2O3, ZnO:Al2O3, SnO2:Sb2O3 등과 같은 투명한 도전물질로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 게 있어 명백할 것이다.
1 : 기판 온도조절장치 2 : 온도조절부 3 : 순환부 10 : 증착장치
11 : 서셉터 12 : 샤워헤드 13 : 챔버 14 : 플라즈마 전극
15 : 가스공급관 16 : 정합부재 17 : RF 전원 21 : 온도조절라인
211 : 외부순환라인 212 : 내부순환라인 213 : 연결라인
TA : 온도조절영역 D : 구획선 200 : 기판 210 : 전면전극층
220 : 반도체층 221 : 제1반도체층 222 : 제2반도체층
223 : 제3반도체층 230 : 투명전도층 240 : 후면전극층
11 : 서셉터 12 : 샤워헤드 13 : 챔버 14 : 플라즈마 전극
15 : 가스공급관 16 : 정합부재 17 : RF 전원 21 : 온도조절라인
211 : 외부순환라인 212 : 내부순환라인 213 : 연결라인
TA : 온도조절영역 D : 구획선 200 : 기판 210 : 전면전극층
220 : 반도체층 221 : 제1반도체층 222 : 제2반도체층
223 : 제3반도체층 230 : 투명전도층 240 : 후면전극층
Claims (23)
- 기판을 지지하기 위한 서셉터에 설치되고, 서셉터에 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도조절부; 및
상기 온도조절부에 연결되고, 기판의 온도를 조절하기 위한 온도조절유체가 상기 온도조절부를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시키는 순환부를 포함하고,
상기 온도조절부는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 온도조절라인을 복수개 포함하며;
상기 온도조절라인들은 서셉터를 M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역들 각각에 상기 온도조절영역들을 구획하는 구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제1항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 및 상기 외부순환라인 내측에 위치되게 설치되는 내부순환라인을 포함하고;
상기 내부순환라인은 상기 외부순환라인보다 짧은 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제1항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 및 상기 외부순환라인 내측에 위치되게 설치되는 내부순환라인을 포함하고;
상기 순환부는 상기 외부순환라인들 각각에 공급하는 온도조절유체에 대해 유량과 온도 중에서 적어도 하나가 상이한 온도조절유체를 상기 내부순환라인들 각각에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제1항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 상기 외부순환라인 내측에 위치되게 설치되는 내부순환라인, 및 상기 내부순환라인의 출구와 상기 외부순환라인의 입구를 연결하는 연결라인을 포함하고;
상기 순환부는 상기 내부순환라인의 입구로 공급한 온도조절유체가 상기 연결라인과 상기 외부순환라인을 거쳐 회수되도록 온도조절유체를 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제1항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 제1온도조절영역과 제2온도조절영역으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고;
상기 제1온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제1외부순환라인, 및 상기 제1외부순환라인 내측에 위치되는 제1내부순환라인이 설치되며;
상기 제2온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제2외부순환라인, 및 상기 제2외부순환라인 내측에 위치되는 제2내부순환라인이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1내부순환라인은 상기 제1온도조절영역을 상기 제1구획선에 수직한 방향으로 서로 균등한 면적을 갖도록 구획하는 제2구획선을 기준으로 대칭되는 형태로 설치되고;
상기 제1외부순환라인은 상기 제2구획선을 기준으로 대칭되는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제1항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 4개의 영역으로 구획하여 형성된 4개의 온도조절영역들 각각에 위치되게 서셉터에 설치되고;
상기 온도조절영역들 각각에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 상기 외부순환라인 내측에 위치되는 내부순환라인이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제7항에 있어서,
상기 내부순환라인들은 상기 온도조절영역들을 제1축방향으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 온도조절영역들을 상기 제1축방향에 수직한 제2축방향으로 구획하는 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고;
상기 외부순환라인들은 상기 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 순환부는 기판을 냉각하기 위한 온도조절유체를 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 온도조절장치. - 기판을 지지하기 위한 서셉터;
상기 서셉터에 지지된 기판을 기준으로 상기 서셉터 반대편에 위치되게 설치된 샤워헤드; 및
상기 서셉터에 설치되고, 상기 서셉터에 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도조절부를 포함하고,
상기 온도조절부는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 온도조절라인을 복수개 포함하며;
상기 온도조절라인들은 상기 서셉터를 M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역들 각각에 상기 온도조절영역들을 구획하는 구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제10항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 및 상기 외부순환라인 내측에 위치되게 설치되는 내부순환라인을 포함하고;
상기 내부순환라인은 상기 외부순환라인보다 짧은 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제10항에 있어서,
상기 온도조절부에 연결되고, 온도조절유체가 상기 온도조절부를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시키는 순환부를 포함하고;
상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 및 상기 외부순환라인 내측에 위치되게 설치되는 내부순환라인을 포함하며;
상기 순환부는 상기 외부순환라인들 각각에 공급하는 온도조절유체에 대해 유량과 온도 중에서 적어도 하나가 상이한 온도조절유체를 상기 내부순환라인들 각각에 공급하는 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제10항에 있어서,
상기 온도조절부에 연결되고, 온도조절유체가 상기 온도조절부를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시키는 순환부를 포함하고;
상기 온도조절라인들은 각각 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 상기 외부순환라인 내측에 위치되게 설치되는 내부순환라인, 및 상기 내부순환라인의 출구와 상기 외부순환라인의 입구를 연결하는 연결라인을 포함하고;
상기 순환부는 상기 내부순환라인의 입구로 공급한 온도조절유체가 상기 연결라인과 상기 외부순환라인을 거쳐 회수되도록 온도조절유체를 이동시키는 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제10항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 상기 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 제1온도조절영역과 제2온도조절영역으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고;
상기 제1온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제1외부순환라인, 및 상기 제1외부순환라인 내측에 위치되는 제1내부순환라인이 설치되며;
상기 제2온도조절영역에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 제2외부순환라인, 및 상기 제2외부순환라인 내측에 위치되는 제2내부순환라인이 설치되는 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제14항에 있어서,
상기 제1내부순환라인은 상기 제1온도조절영역을 상기 제1구획선에 수직한 방향으로 서로 균등한 면적을 갖도록 구획하는 제2구획선을 기준으로 대칭되는 형태로 설치되고;
상기 제1외부순환라인은 상기 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제10항에 있어서,
상기 온도조절라인들은 상기 서셉터를 서로 균등한 면적을 갖는 4개의 영역으로 구획하여 형성된 4개의 온도조절영역들 각각에 위치되게 서셉터에 설치되고;
상기 온도조절영역들 각각에는 온도조절유체가 이동하기 위한 경로를 제공하는 외부순환라인, 상기 외부순환라인 내측에 위치되는 내부순환라인이 설치되는 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제10항에 있어서,
상기 내부순환라인들은 상기 서셉터를 제1축방향으로 구획하는 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 서셉터를 상기 제1축방향에 수직한 제2축방향으로 구획하는 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고;
상기 외부순환라인들은 상기 제1구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되고, 상기 제2구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 증착장치. - 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도조절부에 연결되고, 기판을 냉각하기 위한 온도조절유체가 상기 온도조절부를 통해 순환하도록 온도조절유체를 이동시키는 순환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치. - M(M은 1보다 큰 정수)개의 영역으로 구획하여 형성된 온도조절영역들을 포함하는 서셉터에 제1반도체층이 형성된 기판을 안착시키는 단계; 및
상기 제1반도체층 상에 제2반도체층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제2반도체층을 형성하는 단계는, 상기 온도조절영역들을 구획하는 구획선을 기준으로 서로 대칭되는 형태로 설치된 온도조절라인들을 통해 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터에 안착된 기판을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법. - 제19항에 있어서, 상기 서셉터에 안착된 기판을 냉각하는 단계는,
온도조절유체가 상기 온도조절라인들이 갖는 내부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터의 제1냉각영역을 냉각하는 단계; 및
온도조절유체가 상기 내부순환라인들 외측에 위치되게 설치된 외부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 제1냉각영역의 외측에 위치된 제2냉각영역을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법. - 제19항에 있어서, 상기 서셉터에 안착된 기판을 냉각하는 단계는,
온도조절유체가 상기 온도조절라인들이 갖는 내부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 서셉터의 제1냉각영역을 냉각하는 단계; 및
상기 제1냉각영역을 냉각한 온도조절유체가 상기 내부순환라인들 외측에 위치되게 설치된 외부순환라인들을 따라 이동하도록 온도조절유체를 이동시켜서 상기 제1냉각영역 외측에 위치된 제2냉각영역을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법. - 제19항에 있어서,
기판 상에 상기 제1반도체층을 형성하는 단계, 및 상기 제2반도체층 상에 제3반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하고;
상기 제2반도체층을 형성하는 단계는, 상기 제1반도체층을 형성하는 단계와 상기 제3반도체층을 형성하는 단계보다 높은 RF(Radio Frequency) 전력을 이용하여 상기 제2반도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법. - 제19항에 있어서,
기판 상에 상기 제1반도체층을 형성하는 단계, 및 상기 제2반도체층 상에 제3반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하고;
상기 제1반도체층을 형성하는 단계는 P형 반도체 물질을 이용하여 상기 제1반도체층을 형성하고;
상기 제2반도체층을 형성하는 단계는 I형 반도체 물질을 이용하여 상기 제2반도체층을 형성하며;
상기 제3반도체층을 형성하는 단계는 N형 반도체 물질을 이용하여 상기 제3반도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
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