KR102352264B1 - 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 pecvd 장치 - Google Patents

태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 pecvd 장치 Download PDF

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Abstract

불필요한 플라즈마를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치가 개시된다. 본 발명에 의한 플라즈마가 발생되어 기판에 증착이 이루어지도록 내부에 진공분위기가 형성된 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되고 배치된 간격 사이마다 플라즈마가 발생될 수 있도록 반응 가스가 공급되고 고주파 전원이 연결되는 복수개의 샤워 헤드부; 및 상기 복수개의 샤워 헤드부 사이 마다 각각 설치되고 양면에는 상기 기판이 지지되도록 설치됨으로써 양쪽의 기판 모두에 증착이 이루어지도록 상기 기판에 열을 제공하는 히터;를 포함할 수 있다.

Description

태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치{PECVD apparatus for silicone wafer}
본 발명은 불필요한 플라즈마를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼는 쵸크랄스키법과 에피탁시 실리콘 웨이퍼 기술이 알려져 있다. 쵸크랄스키법은 원료를 도가니에서 1500℃의 고온에서 시드를 넣고 성장시키는 방식으로 설비와 공정이 매우 복잡하고 까다로우며 생산성도 많이 떨어진다.
이에 대하여, 에피탁시 실리콘 웨이퍼 기술은 기판에 원료를 저온인 300℃ 정도에서 증착시키는 방식으로 진행된다. 이때 기체를 반응시켜 실리콘 기판 표면의 결정방향을 따라 단결정 실리콘을 직접 성장시키는 기술(Epitaxy)이고, 폴리실리콘을 이용하지 않고 모노실란(SiH4) 등의 기체 전구체에서 직접 실리콘기판을 성장할 수 있기 때문에 공정단계가 크게 감소하며 절단손실이 발생하지 않게 된다.
이러한 에피탁시 실리콘 웨이퍼 기술은 모체기판을 준비하고, 모체기판에 다공성 분리층을 형성한 다음, 그 위에 다시 에피층을 성장시키게 된다. 그 다음 모체기판으로부터 에피층을 분리층과 함께 분리하여 에피탁시 실리콘 기판을 얻게 되는 동시에 모체기판은 거의 무한대로 재활용하게 된다.
이러한 에피탁시 실리콘 웨이퍼 기술에서 분리층과 에피층을 형성하는 것이 공정의 대부분이기 때문에 이러한 증착공정의 생산성을 높이는 것이 전체 생산성의 증대와 밀접히 관련된다.
이러한 에피탁시 실리콘 웨이퍼 기술에서 증착공정에는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정이 적용된다. 이때 장비 챔버의 진공도가 저압이며, 저온의 열에너지와 RF 전력에 의한 플라즈마로 반응을 시키게 된다.
그러나 종래기술에 의한 플라즈마 발생 지역에서 증착공정이 진행되지 않은 영역이 많이 발생되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
등록특허 10-2018106
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증착에 관여하지 않은 플라즈마를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 플라즈마가 발생되어 기판에 증착이 이루어지도록 내부에 진공분위기가 형성된 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되고 배치된 간격 사이마다 플라즈마가 발생될 수 있도록 반응 가스가 공급되고 전원이 연결되는 복수개의 샤워 헤드부; 및 상기 복수개의 샤워 헤드부 사이 마다 각각 설치되고 양면에는 상기 기판이 지지되도록 설치됨으로써 양쪽의 기판 모두에 증착이 이루어지도록 상기 기판에 열을 제공하는 히터를 포함하는 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
이때, 상기 샤워 헤드부와 히터는 샌드위치 형태로 복수개가 교번하여 배치될 수 있다.
이때, 상기 샤워 헤드부는, 메인 가스 공급관으로부터 상하로 분지된 분지관; 상기 분지관과 각각 연통되도록 연결된 상부 리저브관과 하부 리저브관; 및 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관 사이에 서로 연통되도록 연결된 복수개의 래더관;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 분지관이 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관 내부까지 연장되어 내측관을 형성함으로써 이중관으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 내측관은 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관의 끝단 부근까지 연장되고, 일정간격마다 관통홀이 형성될 수 있다.
이때, 상기 내측관의 외면에는 상기 내측관과 상기 상부 리저브관 및 하부 리저브관 사이 공간으로 반응 가스가 흐를 때 균일하게 흐르도록 안내하는 나선형 가이드가 형성될 수 있다.
이때, 상기 내측관은 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관 내부에서 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 상기 분지관과 주름관에 의해 연결될 수 있다.
이때, 상기 내측관을 왕복 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 메인 가스 공급관과 상기 분지관 사이에는 반응 가스 이송량을 조절하기 위한 조절밸브가 설치될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 히터 및 양면 기판 어셈블리 양쪽에 반응 가스를 공급하는 샤워 헤드부를 샌드위치 형태로 배치함으로써 발생되는 플라즈마 중에 사용되지 않고 버려지는 양을 최대한 줄일 수 있다.
(2) 본 발명은 샤워 헤드부에서 반응 가스를 양쪽으로 제공해되 이중관 구조를 통하여 균일한 반응 가스를 공급하게 되어 적절한 증착 품질을 유지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치의 일부 구성요소인 샤워 헤드부의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 샤워 헤드부의 부분 절개도이다.
도 4는 도 2에 도시된 샤워 헤드부의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 샤워 헤드부의 종단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다 른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치(1)는, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 챔버(10), 복수개의 샤워 헤드부(20, 30, 40), 히터(50)를 포함한다.
상기 챔버(10)는, 도 1을 참고하면, 반응 용기로서, 플라즈마가 발생되어 기판에 증착이 이루어지도록 내부에 진공분위기가 형성된다.
이때, 상기 챔버(10)는 내부의 진공 분위기를 형성하기 위한 가스 출입구가 형성될 것이고, 반응이 이루어진 가스가 빠져나가는 배기구 또한 형성될 것이다.
상기 히터(50)는, 도 1을 참고하면, 상기 복수개의 샤워 헤드부(20-40) 사이 마다 각각 설치되고 양면에는 상기 기판(51)이 지지되도록 설치됨으로써 양쪽의 기판(51) 모두에 증착이 이루어지도록 상기 기판(51)에 열을 제공하게 된다.
이때, 상기 히터(50)는 종래와 다르게 한쪽 면뿐만 아니라 양쪽면에 기판(51)이 설치된다. 따라서 양쪽 기판(51)을 모두 증착하기 위한 샤워 헤드부(20-40)의 구성과 배치가 필요해진다. 따라서 챔버(10) 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. 즉 거의 2배에 가까운 기판(51)을 얻을 수 있게 된다.
상기 샤워 헤드부(20-40)는 복수개가 설치되되, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 챔버(10) 내부에 배치되고 배치된 간격 사이마다 플라즈마가 발생될 수 있도록 반응 가스가 공급되고 고주파 전원이 연결될 수 있다. 여기서 양끝단에 설치되는 샤워 헤드부(30, 40) 외에는 중앙 또는 사이에 설치되는 샤워 헤드부(20)는 양쪽으로 반응가스를 공급하여 기판(51) 쪽으로 플라즈마가 발생되도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 샤워 헤드부(20)와 히터(50)는 샌드위치 형태로 복수개가 교번하여 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이 히터(50) 양쪽면에 기판(51)이 배치되기 때문에 그 양쪽으로 샤워 헤드부(20-40)가 배치되어 샌드위치 형태를 가지게 된다.
이때, 상기 샤워 헤드부(20-40)는, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 메인 가스 공급관(21)으로부터 상하로 분지된 분지관(23)과, 상기 분지관(23)과 각각 연통되도록 연결된 상부 리저브관(25)과 하부 리저브관(25)과, 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관(25) 사이에 서로 연통되도록 연결된 복수개의 래더관(27)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 분지관(23)이 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관(25) 내부까지 연장되어 내측관(26)을 형성함으로써 이중관으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 내측관(26)은 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관(25)의 끝단 부근까지 연장되고, 일정간격마다 관통홀(26b)이 형성될 수 있다. 이렇게 관통홀(26b)들이 균일하게 형성됨으로써 내측관(26)을 따라 돌아오는 반응가스와 혼합되면서 래더관(27)을 통하여 토출되는 반응가스가 균일하게 토출되도록 할 수 있다.
이때, 상기 내측관(26)의 외면에는 상기 내측관(26)과 상기 상부 리저브관 및 하부 리저브관(25) 사이 공간으로 반응 가스가 흐를 때 균일하게 흐르도록 안내하는 나선형 가이드(26a)가 형성될 수 있다. 상기 나선형 가이드(26a)를 따라 되돌아오는 반응가스와 내측관(26)의 관통홀(26b)을 통과하여 그 사이로 토출되는 반응가스가 서로 혼합됨으로써 순식간에 균일한 반응가스의 흐름을 제공하게 된다.
이때, 상기 메인 가스 공급관(21)과 상기 분지관(23) 사이에는 반응 가스 이송량을 조절하기 위한 조절밸브(22)가 설치될 수 있다. 여기서 상기 조절밸브(22)의 경우에는 각 샤워 헤드부(20-40)마다 설치되어 있기 때문에 기판(51)에 증착된 상태를 피드백하여 다양하게 조절할 수 있게 되어 품질관리를 진행할 수 있게 된다.
상기 샤워 헤드부(20-40) 중 중간에 설치되는 것(20)들의 래더관(27)에는 토출홀(27a)이 양쪽으로 형성되어 있게 되고, 챔버(10) 양 끝단에 설치되는 샤워 헤드부(30, 40)의 레터관(27)에는 한쪽으로만 토출홀(27a)이 형성되어 있다.
도 1을 참고하면, 챔버(10) 내부에 세 줄로 샤워 헤드부(20-40)가 설치되어 있고, 샤워 헤드부(20-40) 사이마다 양쪽면에 기판(51)이 설치된 히터(50)가 각각 설치되어 있다. 메인 가스 공급관(21)으로 반응가스가 공급되면 샤워 헤드부(20-40)의 래더관(27)을 통하여 반응가스가 기판(51)쪽으로 제공되고 플라즈마가 고주파 전원(11)에 의해 생성되어 증착공정이 진행된다. 여기서 히터(50)에 양쪽으로 기판(51)이 설치되고 양쪽에서 샤워 헤드부(20-40)에 의해 반응가스가 공급되어 증착이 이루어지기 때문에 거의 두 배 이상의 기판(51)을 증착시킬 수 있기 때문에 생산성의 향상을 꾀할 수 있게 된다.
도 2를 참고하면, 반응가스의 공급이 도시되어 있다. 메인 가스 공급관(21)과 조절밸브(22)를 통과한 반응가스는 분지관(23)을 거쳐 상하부 리저브관(25)을 통과하면서 균일해진 다음 래더관들(27)을 통과하여 기판(51)쪽으로 토출된다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 복수개의 래더관(27)으로 공급되는 반응가스의 흐름을 볼 수 있다. 반응가스는 먼저 분지관(23)이 연장된 내측관(26)을 따라 흐른다. 이때 내측관(26)으로 흐르는 반응가스 중 일부가 관통홀(26b)을 통과하여 내측관(26)과 리저브관(25) 사이 공간으로 흐르게 된다. 내측관의 나머지 반응가스는 끝까지 흐른 다음, 내측관(26)과 리저브관(25) 사이를 통과하여 다시 돌아오기 시작한다. 이때 나선형 가이드(26a)에 의해 관통홀(26b)을 통과한 반응가스와 혼합되면서 래더관(27)으로 이동하게 되고, 래더관(27)의 토출구(27a)를 통하여 기판(51)쪽으로 토출된다. 이러한 일련의 혼합되고 안내되는 반응가스의 흐름에 의해 기판쪽(51)으로 제공되는 가스는 매우 균일한 흐름을 가지게 되고 그에 따라 기판(51) 증착의 품질도 매우 균일하게 유지될 수 있게 된다.
한편, 도 5를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 내측관(26)은 상기 상부 리저브관(25)과 하부 리저브관(25) 내부에서 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 상기 분지관(23)과 주름관(123)에 의해 연결될 수 있다.
이때, 상기 내측관(26)을 왕복 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. 이러한 구동부로는 모터와 기어의 조합이나 왕복 실린더 등을 적용할 수 있을 것이고, 다른 기구적인 것들도 사용할 수 있다.
여기서, 상기 구동부와 주름관(123)의 구성에 의해 상기 내측관(26)을 직선으로 왕복 이동시킴으로써 더욱 반응가스가 혼합되고 균일하게 될 수 있기 때문에 기판 증착 품질을 더욱 유리하게 제공할 수 있게 되다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : PECVD 장치
10 : 챔버 11 : 고주파 전원
20-40 : 샤워 헤드부 21 : 메인 가스 공급관
22 : 조절밸브 23 : 분지관
25 : 리저브관 26 : 내측관
27 : 래더관

Claims (9)

  1. 플라즈마가 발생되어 기판에 증착이 이루어지도록 내부에 진공분위기가 형성된 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되고 배치된 간격 사이마다 플라즈마가 발생될 수 있도록 반응 가스가 공급되고 고주파 전원이 연결되는 복수개의 샤워 헤드부;
    상기 복수개의 샤워 헤드부 사이 마다 각각 설치되고 양면에는 상기 기판이 지지되도록 설치됨으로써 양쪽의 기판 모두에 증착이 이루어지도록 상기 기판에 열을 제공하는 히터;를 포함하고,
    상기 샤워 헤드부는,
    메인 가스 공급관으로부터 상하로 분지된 분지관;
    상기 분지관과 각각 연통되도록 연결된 상부 리저브관과 하부 리저브관;
    상기 상부 리저브관과 하부 리저브관 사이에 서로 연통되도록 연결된 복수개의 래더관;을 포함하며,
    상기 분지관이 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관 내부까지 연장되어 내측관을 형성함으로써 이중관으로 형성된 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤워 헤드부와 히터는 샌드위치 형태로 복수개가 교번하여 배치된 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내측관은 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관의 끝단 부근까지 연장되고, 일정간격마다 관통홀이 형성된 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내측관의 외면에는 상기 내측관과 상기 상부 리저브관 및 하부 리저브관 사이 공간으로 반응 가스가 흐를 때 균일하게 흐르도록 안내하는 나선형 가이드가 형성된 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내측관은 상기 상부 리저브관과 하부 리저브관 내부에서 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 상기 분지관과 주름관에 의해 연결된 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내측관을 왕복 이동시키는 구동부를 더 포함하는 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메인 가스 공급관과 상기 분지관 사이에는 반응 가스 이송량을 조절하기 위한 조절밸브가 설치된 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼 제조용 대량생산 기반의 PECVD 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012471A (ja) * 1998-06-25 2000-01-14 Agency Of Ind Science & Technol プラズマｃｖｄ装置並びに太陽電池およびこれを作製するプラズマｃｖｄ方法
JP2003297759A (ja) 2002-04-01 2003-10-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄ製膜方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101552726B1 (ko) * 2009-02-04 2015-09-11 엘지전자 주식회사 플라즈마 화학 기상 증착 장치
KR20120090349A (ko) * 2011-02-07 2012-08-17 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상증착장치
KR102018106B1 (ko) 2017-08-08 2019-09-04 (주)유니플라텍 롤투롤 대면적증착 pecvd장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012471A (ja) * 1998-06-25 2000-01-14 Agency Of Ind Science & Technol プラズマｃｖｄ装置並びに太陽電池およびこれを作製するプラズマｃｖｄ方法
JP2003297759A (ja) 2002-04-01 2003-10-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄ製膜方法

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