KR101403292B1 - 트레이 및 이를 구비한 기판처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판에서 가이드핀과 인접한 영역의 처리가 불균일해지는 것이 방지되도록 구조가 개선된 트레이 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 트레이는 기판을 이송하기 위한 트레이에 있어서, 평판 형상으로 형성되며, 상기 기판이 안착되는 평판부와, 평판부에 안착된 기판이 이탈되는 것이 방지되도록 평판부의 상면 위로 돌출되는 제1위치와, 평판부의 상면 아래로 몰입되는 제2위치 사이에서 승강 가능한 복수의 가이드핀을 포함한다.
Description
본 발명은 트레이 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것으로서, 특히 태양전지의 제조에 필요한 복수의 챔버들이 일렬로 배치되어 공정이 진행되는데 이용되는 트레이 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것이다
화석자원의 고갈과 환경오염에 대처하기 위해 최근 태양력 등의 청정에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지에 대한 연구개발이 활력을 얻고 있다.
태양전지는 PN접합이 형성된 반도체의 내부에서 태양광에 의해 여기된 소수캐리어가 PN접합면을 가로질러 확산되면서 전압차가 생기게 하여 기전력을 발생시키는 소자로서 단결정실리콘, 다결정실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 등의 반도체 재료를 이용하여 제조된다. 단결정실리콘이나 다결정실리콘을 이용하면 발전효율은 높지만 재료비가 비싸고 공정이 복잡한 단점을 가지기 때문에 최근에는 유리나 플라스틱 등의 값싼 기판에 비정질실리콘이나 화합물반도체 등의 박막을 증착한 박막형 태양전지가 사용되고 있다.
이러한 태양전지를 제조하기 위해서는 기판(실리콘 웨이퍼 또는 유리기판 등을 통칭함)에 P형 또는 N형 반도체층, 반사방지막, 전극 등의 박막을 증착하는 공정과, 에너지 변환효율을 개선하는데 필요한 패턴을 형성하기 위해 증착된 박막을 식각하는 공정 등 다양한 공정을 거쳐야 한다. 상기한 공정, 예컨대 반사방지막을 증착하기 위한 공정을 수행하기 위해서는 기판을 예열시키거나 진공압을 형성하는 등 반사방지막 증착에 앞서 선처리가 필요하며, 증착후에는 기판을 냉각시키는 등의 후처리가 이루어져야 한다. 이에 반사방지막 증착공정을 위한 태양전지 제조시스템은 각 단계들이 효과적으로 수행될 수 있도록 최적의 환경으로 설계된 다수의 챔버를 구비하여 이루어진다.
종래의 클러스터 툴(cluster tool) 방식의 제조 시스템에서는 이송로봇이 기판을 탑재한 트레이를 픽업하여 각 챔버들 사이에서 이송하였는 바, 기판의 처리와 이송과정이 유기적으로 통합되어 있지 못했고 생산성이 저하되었다.
이에, 챔버들이 공정 순서에 따라 일렬로 배치되어 있는 인라인 타입의 태양전지 제조시스템이 널리 사용되고 있으며, 이와 같은 인라인 타입의 기판처리시스템에 관해서는 공개특허 10-2004-0057144 등 다수의 특허가 출원된 바 있다.
한편, 이와 같은 인라인 기판처리시스템에서는 트레이 상에 다수의 기판을 안착한 상태에서 각 챔버들 간에 기판을 이송한다. 도 1은 종래의 트레이 상에 기판이 안착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 트레이는 프레임과, 평판 형상으로 형성되며 프레임에 결합되는 안착판을 포함한다. 그리고, 안착판에는 복수의 가이드핀이 결합되어 있으며, 이 가이드핀으로 구획된 각 영역에 기판이 안착된다. 가이드핀은 주로 안착판에 홀을 형성하고 이 홀에 가이드핀을 본딩하는 방식으로 안착판에 결합되며, 트레이가 이동하는 과정에서 기판의 위치가 이탈되는 것을 방지한다.
한편, 공정챔버에서는 도 1에 도시된 바와 같이 트레이 상에 기판이 안착된 상태로 기판에 대한 처리가 이루어진다. 그런데, 기판의 가장자리 부분에는 가이드핀이 돌출되어 있으므로, 도 1에 확대되어 도시되어 있는 바와 같이 기판의 가장자리 영역(A)에는 가스 공급이 원활하지 않아서 기판에 대한 처리, 예를 들어 증착이나 식각 등이 원활하게 이루어지지 않으며, 그 결과 기판의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기판에서 가이드핀과 인접한 영역의 처리가 불균일해지는 것이 방지되도록 구조가 개선된 트레이 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 트레이는 기판을 이송하기 위한 트레이에 있어서, 평판 형상으로 형성되며, 상기 기판이 안착되는 평판부와, 상기 평판부에 안착된 기판이 이탈되는 것이 방지되도록 상기 평판부의 상면 위로 돌출되는 제1위치와, 상기 평판부의 상면 아래로 몰입되는 제2위치 사이에서 승강 가능한 복수의 가이드핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 평판부의 하측에 승강 가능하게 배치되며, 상기 복수의 가이드핀에 결합되어 상기 가이드핀을 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 승강시키는 승강판을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 평판부 및 상기 승강판이 결합되며, 환형으로 형성되는 프레임을 더 포함하며, 상기 프레임의 내측면에는 상기 승강판이 끼워지는 체결홈이 형성되어 있으며, 상기 승강판은 상기 체결홈 내에서 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 승강되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 기판에 대한 처리가 이루어지는 공간이 마련되어 있는 챔버본체와, 상기 챔버본체의 내부로 기판을 이송하는 트레이와, 상기 챔버본체의 내부에 승강가능하게 설치되며, 상기 트레이가 안착되는 서셉터와, 상기 기판으로 가스를 분사하는 가스분사기를 포함하며, 상기 트레이는, 평판 형상으로 형성되며, 상기 기판이 안착되는 평판부와, 상기 평판부에 안착된 기판이 이탈되는 것이 방지되도록 상기 평판부의 상면 위로 돌출되는 제1위치와, 상기 평판부의 상면 아래로 몰입되는 제2위치 사이에서 승강 가능한 복수의 가이드핀을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 챔버본체의 내부에는 상기 트레이의 이송을 위한 롤러가 상기 트레이의 이송방향을 따라 복수로 설치되어 있으며, 상기 트레이의 이송시에는 상기 트레이의 승강판은 상기 롤러에 마련된 플랜지부에 의해 지지되어 상기 가이드핀을 상기 제1위치로 승강시키며, 상기 기판에 대한 처리시에는 상기 트레이의 하면은 상기 서셉터에 의해 지지되어 상기 롤러로부터 상방으로 이격되며, 상기 가이드핀이 상기 제2위치에 배치되도록 상기 승강판이 하강되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 서셉터는, 상기 트레이에 대응되는 형상으로 형성되는 바디부와, 상기 바디부로부터 돌출되며 상기 복수의 롤러의 사이에 배치되는 지지부를 포함하며, 상기 트레이는 상기 지지부에 의해 지지되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 기판의 이송시에는 가이드핀이 트레이의 평판부 위로 돌출되므로 기판의 위치가 이탈되는 것이 방지되며, 기판의 처리시에는 가이드핀이 트레이의 평판부 아래로 몰입되므로 기판의 가장자리까지 균일하게 처리할 수 있다.
도 1은 종래의 트레이 상에 기판이 안착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판처리장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인라인 기판처리시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판처리장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인라인 기판처리시스템의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트레이 및 이를 구비한 기판처리시스템에 관하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 개략적인 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 기판처리장치의 개략적인 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 트레이(200)에 관해 먼저 설명한 후, 기판처리장치에 관하여 설명하기로 한다.
먼저, 트레이(200)는 기판처리장치(10)로 기판을 이송하기 위한 것으로, 프레임(210)과, 평판부(220)와, 가이드핀(230)과, 승강판(240)을 가진다.
프레임(210)은 환형(고리)으로 형성되는데, 본 실시예의 경우 프레임은 직사각형의 고리 형상으로 형성된다. 그리고, 프레임의 내측면에는 그 둘레방향을 따라 결합홈(211) 및 체결홈(212)이 오목하게 형성된다.
평판부(220)는 기판이 안착되는 곳으로 평판 형상으로 형성되며, 복수의 기판(s)이 이 평판부 위에 안착된다. 이 평판부(220)는 프레임에 형성된 결합홈(211)에 끼워져 결합된다. 그리고, 평판부에는 가이드핀이 삽입되는 복수의 삽입홀이 관통 형성되는데, 평판부 위에 안착된 각 기판(s)의 모서리 부분에 형성된다.
가이드핀(230)은 트레이가 이송되는 과정에서, 평판부(220)의 상면에 안착된 기판(s)의 위치가 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다. 본 실시예의 경우 가이드핀(230)은 복수로 구비되며, 평판부(220)에 형성된 삽입홀에 각각 승강가능하게 삽입된다. 후술하는 바와 같이 각 가이드핀은 승강판(240)에 의해 제1위치와 제2위치 사이에서 승강된다. 이때, 제1위치는 도 2의 (A)에 도시된 위치로, 가이드핀(230)이 평판부(220)의 상면 위로 돌출되며, 이에 따라 기판의 위치가 이탈되는 것이 방지된다. 제2위치는 도 2의 (B)에 도시된 위치로, 가이드핀(230)이 평판부(220)의 상면 아래로 몰입된 위치이다.
승강판(240)은 복수의 가이드핀(230)을 제1위치와 제2위치 사이에서 승강시키기 위한 것이다. 본 실시예의 경우 승강판(240)은 평판 형상으로 형성되며, 프레임의 체결홈(212)에 끼워져 도 2의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이 승강된다. 여기서, 승강판(240)이 승강되는 과정에 관해서는 후술하기로 한다.
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면 본 실시예에 따른 기판처리장치(10)는 서셉터(11)와, 가스분사기(12)와, 롤러(300)와, 트레이(200)를 포함한다.
서셉터(11)는 트레이(200)를 지지하기 위한 것으로, 승강가능하게 설치된다. 서셉터(11)는 트레이에 대응되는 형상, 즉 직사각형 형상으로 형상되는 바디부와, 바디부로부터 돌출되어 도 4에 도시된 바와 같이 롤러(300) 사이사이에 배치되는 지지부(111)를 포함한다. 그리고, 기판에 대한 처리공정시 후술하는 바와 같이, 이 지지부(111)에 트레이(200)가 안착된 상태에서 처리공정이 진행된다.
가스분사기(12)는 기판으로 가스를 분사하는 것이다. 이 가스분사기(12)는 가스공급원(도면 미도시)과 연결되어 가스를 공급받으며, 공급된 가스를 기판으로 분사한다. 이때, 분사되는 가스의 종류는 공정에 따라 변경될 수 있으며, 예를 들어 소스가스, 식각가스, 반응가스 등이 될 수 있다. 또한, 가스분사기는 내부에서 복수의 가스가 혼합되는 프리-믹스 타입의 구조를 가질 수 있으며, 또는 가스분사기 내부에서는 복수의 가스가 혼합되지 않고 분사된 이후 혼합되는 포스트-믹스 타입의 구조(이중구조)를 가질 수도 있다.
롤러(300)는 트레이(200)를 이송하기 위한 것으로, 본 실시예의 경우 롤러는 도 4에 도시된 바와 같 트레이의 이송방향을 따라 복수로 구비되며, 모터 등의 구동원에 연동되어 회전가능하게 설치된다. 또한, 각 롤러의 양측 단부에는 한 쌍의 플랜지부, 즉 외측플랜지부(302)와 내측플랜지부(301)가 형성되어 있으며, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 트레이의 프레임(210)이 한 쌍의 플랜지부(301,302) 사이에 끼워져 이송되므로, 트레이가 이탈됨 없이 안정적으로 이송된다.
트레이(200)는 챔버본체의 내부로 기판을 이송하기 위한 것으로, 그 구체적인 구성은 앞서 설명한 바와 같다.
한편, 기판처리장치에는 트레이의 반입/반출을 위한 게이트(도면 미도시)가 마련되어 있으며, 내부의 공간을 배기하기 위한 배기덕트(도면 미도시)가 마련되어 있다. 또한, 기판처리장치는 기판을 공정온도로 가열하기 위한 가열수단을 더 구비한다. 이 가열수단은 램프 히터의 형태로 이루어져 챔버본체의 상단부에 설치될 수도 있고, 서셉터 내부에 가열소자가 매설되는 형태로 구성될 수도 있다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 기판처리장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정에 관하여 설명한다.
먼저, 트레이 상에 기판이 안착된 상태에서 롤러를 통해 트레이가 기판처리장치의 내부로 이송된다. 이때, 트레이(200)가 롤러에 의해 이송될 때에는, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 롤러의 내측플랜지부(301)에 의해 승강판(240)이 지지되어 상승되며, 이에 따라 가이드핀(230)은 제1위치로 돌출되어 기판의 위치가 이탈되는 것이 방지된다.
그리고, 트레이(200)가 서셉터(11)의 상측까지 이송되면 서셉터(11)가 상승하고, 이에 따라 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 트레이 프레임(210)의 하면이 서셉터의 지지부(111)에 의해 지지되어 상승하여, 트레이(200)가 롤러(300)로부터 상방으로 이격되게 된다. 그러면, 승강판(240)이 더 이상 롤러의 내측플랜지부(301)에 의해 지지되지 않으므로 프레임에 마련된 지지턱(312)에 의해 지지될 때까지 아래로 하강하게 되고, 이에 따라 가이드핀(230)이 평판부의 상면 아래로 몰입되게 된다. 그리고, 이 상태에서 기판을 공정온도로 가열하고 기판으로 가스를 분사하여 기판에 대한 처리를 진행하게 된다.
이후, 기판에 대한 처리가 완료되면 서셉터(11)가 하강하고, 이에 따라 트레이(200)가 다시 롤러(300)에 의해 지지되면서 가이드핀이 제1위치로 돌출되며, 이후 롤러를 통해 트레이가 챔버본체로부터 반출된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 기판의 이송시에는 가이드핀이 평판부의 상측으로 돌출되므로 기판이 이탈되는 것이 방지되고, 기판에 대한 처리공정시에는 가이드핀이 평판부의 아래로 몰입되므로 기판으로 균일하게 가스가 분사되며 그 결과 기판의 품질이 우수해지게 된다.
한편, 본 발명에 따르면 상술한 기판처리장치를 포함한 인라인 기판처리시스템(100)을 구성할 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 인라인 기판처리시스템의 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 인라인 기판처리시스템(100)은 로딩스테이션(40)과, 로드락챔버(20)와, 공정챔버(10)와, 언로드락챔버(30)와, 언로딩스테이션(50)을 포함한다.
로딩스테이션(40)은 미처리된 상태의 복수의 기판이 안착된 트레이(200)를 로드락챔버(20)로 공급하기 위한 것이다.
로드락챔버(20)는 공정챔버(10)와 연결된다. 로드락챔버(20)에는 압력조절수단(도면 미도시)이 마련되어 있으며, 이를 통해 로드락챔버(20)의 내부는 진공상태와 대기상태 사이에서 전환가능하다. 또한, 로드락챔버에는 트레이의 이송을 위한 복수의 롤러(300)가 마련되어 있다.
공정챔버(10)는 기판을 처리하기 위한 것으로, 앞서 설명한 기판처리장치(10)가 공정챔버에 해당한다.
언로드락챔버(30)는 공정챔버(10)와 연결된다. 언로드락챔버(30)에는 압력조절수단이 마련되어 있으며, 이를 통해 언로드락챔버(30)의 내부는 진공상태와 대기상태 사이에서 전환가능하다. 또한, 언로드락챔버(30)에는 트레이의 이송을 위한 복수의 롤러(300)가 마련되어 있다.
언로딩스테이션(50)은 언로드락챔버(30)로부터 트레이를 반출한다.
본 실시예에 따르면, 각 챔버 간에 트레이가 이송될 때에는 가이드핀이 트레이의 평판부 위로 돌출되므로 기판의 위치가 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 기판의 처리시에는 가이드핀이 평판부의 아래로 몰입되므로 기판을 균일하게 처리할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100...인라인 기판처리시스템 10...기판처리장치(공정챔버)
11...서셉터 12...가스분사기
20...로드락챔버 30...언로드락챔버
40...로딩스테이션 50...언로딩스테이션
200...트레이 210...프레임
220...평판부 230...가이드핀
240...승강판 300...롤러
11...서셉터 12...가스분사기
20...로드락챔버 30...언로드락챔버
40...로딩스테이션 50...언로딩스테이션
200...트레이 210...프레임
220...평판부 230...가이드핀
240...승강판 300...롤러
Claims (8)
- 기판을 이송하기 위한 트레이에 있어서,
평판 형상으로 형성되며, 상기 기판이 안착되는 평판부와,
상기 평판부의 상면 위로 돌출되는 제1위치와, 상기 평판부의 상면 아래로 몰입되는 제2위치 사이에서 승강 운동하고, 상기 평판부에 안착된 기판이 이탈되는 것이 방지되도록 상기 제1위치에서 상기 평판부에 안착된 기판의 측면을 지지하는 복수의 가이드핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이. - 제1항에 있어서,
상기 평판부의 하측에 승강 가능하게 배치되며, 상기 복수의 가이드핀에 결합되어 상기 가이드핀을 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 승강시키는 승강판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이. - 제2항에 있어서,
상기 평판부 및 상기 승강판이 결합되며, 환형으로 형성되는 프레임을 더 포함하며,
상기 프레임의 내측면에는 상기 승강판이 끼워지는 체결홈이 형성되어 있으며, 상기 승강판이 상기 체결홈 내에서 승강됨에 따라 상기 가이드핀이 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 승강되는 것을 특징으로 하는 트레이. - 기판에 대한 처리가 이루어지는 공간이 마련되어 있는 챔버본체와,
상기 챔버본체의 내부로 기판을 이송하는 트레이와,
상기 챔버본체의 내부에 승강가능하게 설치되며, 상기 트레이가 안착되는 서셉터와,
상기 기판으로 가스를 분사하는 가스분사기를 포함하며,
상기 트레이는,
평판 형상으로 형성되며, 상기 기판이 안착되는 평판부와,
상기 평판부의 상면 위로 돌출되는 제1위치와, 상기 평판부의 상면 아래로 몰입되는 제2위치 사이에서 승강 운동하고, 상기 평판부에 안착된 기판이 이탈되는 것이 방지되도록 상기 제1위치에서 상기 평판부에 안착된 기판의 측면을 지지하는 복수의 가이드핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 제4항에 있어서,
상기 평판부의 하측에 승강 가능하게 배치되며, 상기 복수의 가이드핀에 결합되어 상기 가이드핀을 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 승강시키는 승강판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 제5항에 있어서,
상기 평판부 및 상기 승강판이 결합되며, 환형으로 형성되는 프레임을 더 포함하며,
상기 프레임의 내측면에는 상기 승강판이 끼워지는 체결홈이 형성되어 있으며, 상기 승강판이 상기 체결홈 내에서 승강됨에 따라 상기 가이드핀이 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 승강되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 제6항에 있어서,
상기 챔버본체의 내부에는 상기 트레이의 이송을 위한 롤러가 상기 트레이의 이송방향을 따라 복수로 설치되어 있으며,
상기 트레이의 이송시에는 상기 트레이의 승강판은 상기 롤러에 마련된 플랜지부에 의해 지지되어 상기 가이드핀을 상기 제1위치로 승강시키며,
상기 기판에 대한 처리시에는 상기 트레이의 하면은 상기 서셉터에 의해 지지되어 상기 롤러로부터 상방으로 이격되며, 상기 가이드핀이 상기 제2위치에 배치되도록 상기 승강판이 하강되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 제7항에 있어서,
상기 서셉터는, 상기 트레이에 대응되는 형상으로 형성되는 바디부와, 상기 바디부로부터 돌출되며 상기 복수의 롤러의 사이에 배치되는 지지부를 포함하며,
상기 트레이는 상기 지지부에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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KR20090130574A (ko) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | 주식회사 테스 | 반도체 제조용 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 실리콘 산화막건식 식각 방법 |
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