KR20060007417A - 박막 형성장치의 기판 반송장치 - Google Patents

박막 형성장치의 기판 반송장치 Download PDF

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Abstract

성막실(1) 내에 기판(4)의 외주 가장자리부 전체를 덮는 큰 마스크 패널(35)을 설치하지 않고, 전극(3)으로부터 발생하는 플라즈마가 기판(4)의 이면측으로 돌아들어가는 것을 확실하게 방지하고, 원가절감 및 관리성 향상을 도모하기 위해서, 반송대차(23)상에, 기판(4)보다 큰 개구부(36)가 형성되고 또한 유도 결합형 전극(3)과 대향하는 격벽 패널(37)을 세워 설치하는 동시에, 상기 격벽 패널(37)의 반유도 결합형 전극(3)측에, 기판(4)이 장착된 프레임형의 기판 홀더(38)를, 상기 격벽 패널(37)의 개구부(36)의 대략 중앙부에 기판(4)이 배치되고 또한 기판 홀더(38)의 외주 가장자리부가 격벽 패널(37)에 의해서 덮여 가려지도록 배치한 박막 형성장치의 기판 반송장치이다.
전극, 성막실, 반송대차, 기판, 기판 반송장치, 격벽 패널, 기판 홀더

Description

박막 형성장치의 기판 반송장치{Substrate transfer device of thin-film forming apparatus}
본 발명은 기판에 실리콘 등의 박막을 균일하게 형성하는 플라즈마 CVD에 의한 박막 형성장치의 기판 반송장치에 관한 것이다.
태양전지는 깨끗한 에너지원으로서 주목되어 기대되고 있지만, 그 보급을 도모하기 위해서는 원가절감(cost reduction)이 불가결하다. 그 때문에 대형기판에 균일한 막 두께의 실리콘막을 형성하고, 또한 일회의 조작으로 복수의 기판에 실리콘막을 형성하는 것으로 높은 양산성을 실현 가능한 박막 형성장치가 강하게 요구되고 있다. 실리콘막과 같은 박막의 형성에는 평행 평판형(용량 결합형)의 플라즈마 CVD 장치가 실용화되고 있지만, 통상한 1장의 기판밖에 처리할 수 없기 때문에 처리 능력이 낮고, 그 한편, 복수 기판을 동시 처리하려고 하면 장치가 극히 대형화되어 버린다고 하는 문제가 있다. 또, 기판의 대형화와 함께 형성되는 박막의 막 두께 균일성이 현저하게 저하되어 버려, 원하는 특성의 태양전지를 얻을 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.
막 두께 균일성이 높은 박막 제작을 하기 위해서는 기판 전체에서 균일 밀도의 플라즈마를 형성할 필요가 있고, 이를 위해서 여러 가지의 검토가 이루어져 왔다. 그러나, 평행 평판형 전극방식에서는 기판이 대형화되면 균일 밀도의 플라즈마를 형성하는 것이 용이하지 않다. 즉, 평행 평판형 전극에서는 균일 밀도의 플라즈마를 형성하기 위해서는 기판 전체에 걸쳐 2개의 전극간 거리를 정밀도 좋게 유지하여 배치할 필요가 있지만, 이것은 용이하지 않고, 기판이 대형화되면 한층 더 곤란해진다. 또, 평행 평판형 전극방식에서는 고주파를 투입하는 전극과 접지전위에 어떤 대향 전극 및 성막실 벽의 사이의 방전에 의해, 전극에 자기 바이어스 전위가 발생하고, 이 때문에 플라즈마 밀도에 분포가 생긴다고 하는 문제가 있다(예를 들면, 미국특허 제5,437,895호). 또, 전극이 커지면, 그 표면에 정재파(定在波)가 발생하고, 이 때문에 플라즈마가 분포하여 버리는 경우가 있다.
그래서, 플라즈마 유지 메커니즘이 평행 평판형 전극방식과는 완전히 다르고, 상기 평행 평판형 전극방식 고유의 전극간 거리 정밀도나 전극의 자기 바이어스 등의 문제가 일어나지 않고, 더구나 고속 성막에 유리한 VHF대의 고주파를 사용하여 높은 플라즈마 밀도를 발생할 수 있는 유도 결합형 전극을 사용한 플라즈마 CVD법이 제안되고 있다.
그러나, 예를 들면, 사다리 형상이나 지그재그로 구부린 형상을 갖는 상기 유도 결합형 전극은 기판의 대형화에 대응하여 커지면, 전류 경로가 균일해지기 어렵고, 또, 예기할 수 없는 장소에 부분적으로 정재파가 발생하여 버리는 문제가 있어, 이것에 의해, 플라즈마 밀도를 균일하게 하는 것은 어렵고, 종래의 전극 구조 로 대면적 기판에 대응하는 것은 곤란하였다.
이 때문에, 장치를 대형화하지 않고 대형의 기판에 대한 균일 두께의 실리콘막을 능률적으로 형성할 수 있는 동시에, 복수의 기판에 동시에 실리콘막을 형성하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 박막 형성장치가 개발되고 있고, 이 박막 형성장치는 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 성막실(1)의 격벽(2)의 내부에 복수열(도 2의 예에서는 3열)의 유도 결합형 전극군(3A)이 배치되어 있다(도 1에서는 6개의 유도 결합형 전극(3)으로부터 한 개의 유도 결합형 전극군(3A)이 구성된다).
상기 각 유도 결합형 전극(3)은 급전부(3a)와 접지부(3b)에 의해 대략 U자형으로 형성되어 있고, 그 대략 U자형의 면이 소요의 간격을 두고 동일 평면 내에 배치되도록 함으로써, 기판(4)의 폭에 따른 전극열을 형성하고 있다.
상기 대략 U자형의 각 유도 결합형 전극(3)의 급전부(3a)의 선단은 성막실(1)의 상부의 격벽(2)에 설치한 급전측 커넥터(5)의 급전 내 도체에 접속되고, 상기 급전 내 도체는 고주파 전원(6)에 접속된 동축 케이블(7)의 고주파 전력을 공급하는 심체측에 접속되어 있다. 또, 각 유도 결합형 전극(3)의 접지부(3b)의 선단은 상기 격벽(2)에 설치한 접지측 커넥터(8)의 접지 도체에 의해 격벽(2)에 접지되어 있다. 또, 상기 급전측 커넥터(5)의 외도체가 격벽(2)에 접지되고, 이 외도체가 상기 동축 케이블(7)의 심체를 피복하는 외피체측에 접속됨으로써 어스 전위가 되어 고주파 전력의 실드(shield) 어스를 하도록 되어 있다. 이 때, 인접하는 유도 결합형 전극(3, 3)의 급전부(3a)에 역위상의 고주파를 공급하기 위해서, 급전측 커넥터(5)와 고주파 전원(6)의 사이에 페이즈 시프터(도시하지 않음)를 배치하고, 또, 고주파 전원(6)에 펑션 제너레이터(function generator; 도시하지 않음)를 연결하여, 고주파 전원(6)으로부터 출력되는 고주파 전력에 원하는 AM 변조를 가하도록 한 경우도 있다.
상기 박막 형성장치는 도 1에 도시하는 바와 같이 기판(4)의 폭에 대응하여 유도 결합형 전극(3)을 배열한 전극열(유도 결합형 전극군(3A))이, 도 2와 같이 소정의 간격을 두고 복수열(도 2의 예에서는 3열) 배치되고, 각 유도 결합형 전극(3)의 양측에 기판(4)을 배치한 구성으로 되어 있고, 이 구성에 의해, 다수의 기판(4; 도 2의 예에서는 6장)상에 동시에 박막을 형성하는 것을 가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 되어 있다. 상기 성막실(1)의 앞벽(2a; 도 1의 좌측벽)은 개폐 가능하게 구성되어 있고, 앞벽(2a)을 개방함으로써 상기 기판(4)을 기판 지지대(9)상에 반입하거나, 기판 지지대(9)상으로부터 추출할 수 있도록 되어 있다.
또, 상기 성막실(1)의 내부는 진공 배기장치(10)에 접속되어 있어 내부가 진공 배기되도록 되어 있고, 이를 위해서 상기 성막실(1)은 치밀하게 구성되어 있다.
또, 상기 접지측 커넥터(8)의 외부에는 가스공급원(11)이 접속되어 있고, 상기 유도 결합형 전극(3)의 파이프로 이루어지는 접지부(3b)의 내부를 통해서 성막실(1)의 내부에 실란 등의 성막을 위한 원료 가스(12)를 공급할 수 있도록 되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시되는 박막 형성장치에 있어서는 복수열 배치한 유도 결합형 전극(3)의 양측에 기판(4)을 배치하여, 진공 배기장치(10)에 의해 성막실(1) 내를 진공으로 유지하고, 또한 가스공급원(11)으로부터 실란 등의 원료 가스(12)를 공급하고, 이 상태로 고주파 전원(6)에 의해 고주파 전력을 유도 결합형 전극(3)에 공급하여 급전부(3a)와 접지부(3b)의 주위에 플라즈마를 발생시키면, 기판(4)의 표면에 균일한 실리콘의 박막이 형성된다.
또, 상술한 바와 같이 박막 형성장치를 개시하는 것으로서는 예를 들면, 일본 공개특허공보 2002-69653호와 같은 특허문헌이 있다.
그런데, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같은 성막실(1)을 단체(單體)로서 설치한 박막 형성장치에서는 기판(4)의 표면에 박막을 형성하는 작업을 자동화하는 것이 어렵기 때문에, 종래에 있어서는 예를 들면, 도 3에 도시되는 바와 같이, 기판 장착부(13)와, 기판 가열장치(14)를 갖는 가열부(15)와, 균열기(16) 및 진공 배기장치(17)와 개폐 가능한 외기 도입구(18a)를 갖는 로드 로크실(18)과, 유도 결합형 전극(3), 진공 배기장치(10), 가스공급원(11) 및 온도 조절 장치(19)를 갖는 성막실(1)과, 진공 배기장치(20)와 개폐 가능한 외기 도입구(21a)를 갖는 언로드 로크실(21)과, 기판 추출부(22)를 설치하는 동시에, 상기 기판(4)을 운반 가능한 반송대차(23)를, 상기 기판 장착부(13)로부터 가열부(15)와 로드 로크실(18)을 통해서 성막실(1)로 주행시켜 반입하여, 언로드 로크실(21)을 지나서 기판 추출부(22)로 이동시키고, 다시, 상기 기판 장착부(13)로 되돌리도록 하여, 박막 형성장치를 구성하는 것이 제안되어 있다. 또, 도 3 중, 24a 및 24e는 각각 로드와 언로드를 외부로부터 차단하기 위한 게이트 밸브이다. 또한 도 3 중, 24b, 24c, 24d는 가열부(15), 로드 로크실(18), 성막실(1) 및 언로드 로크실(21)을 서로 차단하기 위한 게이트 밸브이다.
상기 기판(4)의 표면에 박막을 형성할 때는 우선, 기판 장착부(13)에 있어서 반송대차(23)상에 기판(4)이 운반된다.
상기 반송대차(23)상에 운반된 기판(4)은 게이트 밸브(24a)를 개방함으로써 가열부(15) 내에 반입되고, 게이트 밸브(24a)를 폐쇄한 후, 기판 가열장치(14)에 의해서 소정 온도까지 균일하게 가열된다.
상기 가열부(15)에서 가열된 기판(4)은 게이트 밸브(24b)를 개방함으로써 로드 로크실(18) 내에 반입되고, 게이트 밸브(24b)를 폐쇄한 후, 진공 배기장치(17)에 의해 로드 로크실(18) 안이 감압되는 동시에, 균열기(16)에 의해서 상기 기판(4)의 온도가 소정 온도로 유지된다.
계속해서, 상기 기판(4)은 게이트 밸브(24c)를 개방함으로써 성막실(1) 내에 반입되고, 게이트 밸브(24c)를 폐쇄한 후, 진공 배기장치(10)에 의해 소정의 압력이 유지되고 또한 가스공급원(11)에 의해서 실란 등의 원료 가스(12)가 공급된 상태에 있어서, 유도 결합형 전극(3)을 작동시킴으로써, 기판(4)의 표면에 실리콘막이 형성된다.
상기 기판(4)에 대한 성막이 종료하면, 게이트 밸브(24d)를 개방함으로써 기판(4)이 언로드 로크실(21)로 반출된다. 이 때, 언로드 로크실(21)의 내부는 진공 배기장치(20)로 미리 상기 성막실(1)과 같은 부압으로 감압되어 있고, 기판(4)이 언로드 로크실(21)로 반출되면 게이트 밸브(24d)가 폐쇄된다.
그 후, 외기 도입구(21a)를 개방하여, 언로드 로크실(21)이 대기압으로 승압된 후, 게이트 밸브(24e)가 개방된다. 그 상태로, 반송대차(23)에 운반된 기판(4) 이 외부로 반출된다. 그리고, 반송대차(23)는 기판 추출부(22)로 이동하고, 성막 완료의 기판(4)이 분리되어 회수된다. 또, 상기 감압된 로드 로크실(18) 내에 다음의 기판(4)을 반입할 때에는 외기 도입구(18a)를 개방하여, 로드 로크실(18)이 대기압으로 승압된 후, 게이트 밸브(24b)가 개방된다.
여기에서, 도 3에 도시되는 박막 형성장치에 사용되는 기판 반송장치로서의 반송대차(23)는 종래의 경우, 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 가이드 레일(25)상을 전동이 자유자재인 차륜(26)을 갖는 대차 본체(27)의 상면에, 그 주행방향으로 소요 간격을 두고 지주(28; 支柱)를 세워 설치하고, 상기 지주(28)의 유도 결합형 전극(3)측의 면에, 기판(4)을 밀봉하기 위한 폴(pawl) 부재(29)를 장착시킴으로써, 상기 지주(28)간에 기판(4)을 가로질러 장착하여, 상기 기판(4) 표면이 유도 결합형 전극(3)과 대향하도록 하여 이루어지는 구성을 갖고 있다.
도 4에 도시되는 예에서는 성막실(1) 내에, 유도 결합형 전극(3)을 배열한 전극열이, 반송대차(23)의 주행방향과 직각인 수평방향으로 소요 간격을 두고 복수열(도 4의 예에서는 3열) 배치되어 있기 때문에, 상기 각 유도 결합형 전극(3)의 전극열의 양면측에 기판(4) 표면이 대향하도록, 반송대차(23)의 대차 본체(27)상에 복수 세트(도 4의 예에서는 6세트)의 지주(28)를 세워 설치시키고 있다.
또, 상기 반송대차(23)의 대차 본체(27)의 하면 중앙부에는 그 주행방향으로 연장되도록 래크(30; rack)가 설치되고, 상기 래크(30)에 결합하여 또한 모터 등의 구동장치(31)에 의해 회전축(32)을 통해서 회전 구동되는 피니언(33)이, 반송대차(23)의 주행 경로 도중에, 대차 본체(27)의 길이보다 약간 짧은 피치로 배치되어 있고, 상기 구동장치(31)가 순차 구동됨으로써, 반송대차(23)가 보내져 주행하도록 되어 있다. 또, 도 4 중, 34는 래크(30)의 양면을 협지하도록 반송대차(23)의 주행 경로 도중에 배치된 가이드 롤러이고, 상기 가이드 롤러(34)에 안내되면서 반송대차(23)가 안정되게 주행할 수 있도록 되어 있다. 또, 상기 반송대차(23)의 정지위치는 구동장치(31)의 회전수를 카운트하는 것이나, 소요 개소에 설치된 광학식 센서(도시하지 않음)의 광축을 반송대차(23)가 가리는 것 등에 의해 검출되고, 그 검출 결과에 기초하여 구동장치(31)의 회전을 멈춤으로써, 소정의 위치로 반송대차(23)를 정지시키도록 되어 있다.
그런데, 상술한 바와 같이 구성한 기판 반송장치로서의 반송대차(23)를 사용하여 성막실(1) 내로 기판(4)을 반입하여, 상기 기판(4) 표면에 실리콘막 등의 박막을 형성하는 경우, 성막실(1) 내에는 기판(4)의 이면측으로 플라즈마가 돌아들어가는 것(wraparound)을 방지하기 위한 사방 가장자리 형상의 마스크 패널(35)을 기판(4)에 대하여 근접·이반 가능하게 배치할 필요가 있었다.
즉, 상기 반송대차(23)에 의한 기판(4)의 성막실(1) 내로의 반입출시에는 마스크 패널(35)을, 도 4에 도시되는 위치보다 유도 결합형 전극(3)측으로 퇴피시켜, 기판(4)의 통과를 방해하지 않도록 하는 한편, 기판(4) 표면으로의 박막 형성시에는 마스크 패널(35)을, 기판(4)의 외주 가장자리부를 덮도록, 도 4에 도시되는 위치에 이동시킴으로써, 유도 결합형 전극(3)으로부터 발생하는 플라즈마가 기판(4)의 이면측으로 돌아들어가지 않도록 할 필요가 있었다.
그렇지만, 상술한 바와 같이, 유도 결합형 전극(3)으로부터 발생하는 플라즈 마가 기판(4)의 이면측으로 들어 들어가지 않도록 하기 위해서는 기판(4)의 외주 가장자리부 전체를 덮는 것과 같은 큰 마스크 패널(35)이 불가결하고, 더구나, 기판(4)과의 틈을 최소한으로 억제할 필요가 있지만, 그와 같은 큰 마스크 패널(35)을 성막실(1) 내에 정밀도 좋게 가동으로 배치하는 것은 어렵고, 비용 상승으로 이어진다고 하는 결점을 갖고 있었다.
또, 상기 마스크 패널(35)의 표면에 실리콘막 등의 박막이 부착되고, 이 박막이 낙하함으로써 기판(4)에 대한 박막의 균일한 형성이 저해될 우려가 있기 때문에, 마스크 패널(35)의 표면에 부착한 박막을 제거하는 작업을 정기적으로 할 필요가 있지만, 마스크 패널(35)과 유도 결합형 전극(3)의 간격이 극히 좁기 때문에 제거 작업을 능률적으로 할 수 없고, 관리(maintenance)성도 나쁘다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여, 성막실 내에 기판의 외주 가장자리부 전체를 덮는 큰 마스크 패널을 설치하지 않고, 전극으로부터 발생하는 플라즈마가 기판의 이면측으로 돌아들어가는 것을 확실하게 방지할 수 있어, 원가절감 및 관리성 향상을 도모할 수 있는 박막 형성장치의 기판 반송장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 동일 평면 내에 전극을 배치하여 이루어지는 성막실 내에, 반송대차 위에 운반된 기판을, 상기 기판 표면이 전극과 대향하도록 반입하여, 상기 기판 표면에 박막을 형성하는 박막 형성장치의 기판 반송장치에 있어서,
반송대차 위에, 기판보다 큰 개구부가 형성되고 또한 전극과 대향하는 격벽 패널을 세워 설치하는 동시에, 상기 격벽 패널의 반(反)전극측에, 기판이 장착된 프레임형의 기판 홀더를, 상기 격벽 패널의 개구부의 대략 중앙부에 기판이 배치되고 또한 기판 홀더의 외주 가장자리부가 격벽 패널에 의해서 덮여 가려지도록 배치한 것을 특징으로 하는 박막 형성장치의 기판 반송장치에 관한 것이다.
상기 수단에 의하면, 이하와 같은 작용을 얻을 수 있다.
프레임형의 기판 홀더에 기판을 장착하여, 상기 기판이 장착된 기판 홀더를, 반송대차 위에 세워 설치된 격벽 패널의 반전극측에 배치함으로써, 격벽 패널의 개구부의 대략 중앙부에 기판이 배치되고 또한 기판 홀더의 외주 가장자리부가 격벽 패널에 의해서 덮여 가려지도록 한 상태로, 반송대차를 성막실 내에 반입하여, 기판 표면을 전극과 대향시켜, 상기 전극으로부터 플라즈마를 발생시키면, 기판 표면에 박막이 형성된다.
여기에서, 기판과 기판 홀더의 틈 및 기판 홀더와 격벽 패널의 틈을 각각 최소한으로 억제하는 것은 용이하고, 상기 기판 홀더와 격벽 패널에 의해서 기판의 이면측으로 플라즈마가 돌아들어가는 것은 확실하게 방지되게 되기 때문에, 기판의 외주 가장자리부 전체를 덮는 큰 마스크 패널을 설치할 필요는 없어지고, 더구나, 그와 같은 큰 마스크 패널을 성막실 내에 정밀도 좋게 가동으로 배치하는 것도 불필요해져, 원가절감을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 상기 기판 홀더와 격벽 패널의 표면에 실리콘막 등의 박막이 부착되고, 이 박막이 낙하함으로써 기판에 대한 박막의 균일한 형성이 저해될 우려가 있기 때문에, 상기 기판 홀더와 격벽 패널의 표면에 부착한 박막을 제거하는 작업을 정기적으로 할 필요가 있지만, 상기 기판 홀더와 격벽 패널은 반송대차 위에 탑재되어 있고, 성막실의 외부로 반출할 수 있기 때문에, 성막실의 외부에 있어서 기판 홀더와 격벽 패널의 표면에 부착한 박막의 제거 작업을 능률적으로 하는 것이 가능해져, 관리성도 양호해진다.
상기 박막 형성장치의 기판 반송장치에 있어서는 성막실 내에 반송대차의 주행방향과 직각인 수평방향으로 소요 간격을 두고 복수열의 전극을 설치하고, 상기 각 전극의 양면측에 기판 표면이 대향하도록, 반송대차 위에 복수의 격벽 패널을 세워 설치할 수 있고, 이와 같이 하면, 복수의 기판에 동시에 박막을 형성하여 생산성을 향상하는 데에 있어서 유리해진다.
또, 상기 박막 형성장치의 기판 반송장치에 있어서는 반송대차 위에 그 주행방향으로 소요 간격을 두고 지주를 세워 설치하고, 상기 지주간에, 격벽 패널을 가로질러 장착하는 동시에, 상기 지주로부터 돌출 설치한 수용 부재에 대하여, 기판 홀더로부터의 돌기물을 밀봉시키도록 할 수도 있고, 이와 같이 하면, 기판이 장착된 기판 홀더를 로봇 암(arm)에 의해 반송대차 위에 착탈하는 것이 용이해져, 성막공정의 자동화를 더욱 하기 쉬워진다.
또, 상기 박막 형성장치의 기판 반송장치에 있어서는 기판 홀더의 이면측에 있어서의 내주 가장자리부에, 기판의 외주 가장자리부가 끼워지는 유지 홈을 형성하는 동시에, 상기 유지 홈에 끼워진 기판의 외주 가장자리부를 이면측으로부터 가압 지지하는 유지 홈을 장착하도록 할 수도 있고, 이와 같이 하면, 기판 홀더에 대한 기판의 장착을 더욱 확실하게 하는 것이 가능해진다.
또, 상기 박막 형성장치의 기판 반송장치에 있어서는 전극을, 중앙에서 절곡한 대략 U자 형상을 갖고 또한 그 양단부에 급전부와 접지부를 설치한 유도 결합형 전극으로 할 수 있다.
도 1은 종래의 박막 형성장치의 일례의 측단면도.
도 2는 종래의 박막 형성장치의 일례의 정단면도로, 도 1의 II-II 화살방향에서 본 상당도.
도 3은 기판에 대한 박막 형성 작업을 자동화하기 위해서 제안되어 있는 종래의 박막 형성장치의 전체 개략 플로를 도시하는 평면도.
도 4는 종래의 박막 형성장치의 기판 반송장치의 일례의 정단면도.
도 5는 종래의 박막 형성장치의 기판 반송장치의 일례의 측단면도로, 도 4의 V-V화살방향에서 본 상당도.
도 6은 본 발명의 실시예의 정단면도.
도 7은 본 발명의 실시예의 측단면도로, 도 6의 VII-VII화살방향에서 본 상당도.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 있어서의 기판 홀더에 설치한 기판의 유지 홈의 평면도로, 도 8의 IX부 상당도.
도 10은 본 발명의 실시예에 있어서의 기판 홀더의 로봇 암에 의한 착탈상태를 도시하는 정단면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 있어서의 기판 홀더의 로봇 암에 의한 착탈상태를 도시하는 사시도.
이하, 본 발명의 실시예를 도면과 같이 설명한다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예로, 도면 중, 도 3 내지 도 5와 동일한 부호를 붙인 부분은 동일물을 나타내고 있고, 기본적인 구성은 도 3 내지 도 5에 도시하는 종래의 것과 같지만, 본 실시예의 특징으로 하는 바는 도 6 내지 도 11에 도시하는 바와 같이, 반송대차(23)상에, 기판(4)보다 큰 개구부(36)가 형성되고 또한 유도 결합형 전극(3)과 대향하는 격벽 패널(37)을 세워 설치하는 동시에, 상기 격벽 패널(37)의 반유도 결합형 전극(3)측에, 기판(4)이 장착된 프레임형의 기판 홀더(38)를, 상기 격벽 패널(37)의 개구부(36)의 대략 중앙부에 기판(4)이 배치되고 또한 기판 홀더(38)의 외주 가장자리부가 격벽 패널(37)에 의해서 덮여 가려지도록 배치한 점이다.
본 실시예의 경우, 성막실(1) 내에는 반송대차(23)의 주행방향과 직각인 수평방향으로 소요 간격을 두고 복수열(도 6의 예에서는 3열)의 유도 결합형 전극(3)을 설치하고 있기 때문에, 상기 각 유도 결합형 전극(3)의 양면측에 기판(4) 표면이 대향하도록, 반송대차(23)상에 복수(도 6의 예에서는 6장)의 격벽 패널(37)을 세워 설치하고 있다.
또, 상기 격벽 패널(37)은 반송대차(23)상에 그 주행방향으로 소요 간격을 두고 세워 설치된 지주(28)간에 가로질러 장착하는 동시에, 상기 지주(28)로부터 돌출 설치한 수용 부재(39)에 대하여, 기판 홀더(38)로부터의 돌기물로서의 핀(40)을 밀봉시키도록 하고 있다.
또, 상기 기판 홀더(38)의 이면측에서의 내주 가장자리부에는 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판(4)의 외주 가장자리부가 끼워지는 유지 홈(41)을 형성하는 동시에, 상기 유지 홈(41)에 끼워진 기판(4)의 외주 가장자리부를 이면측으로부터 가압 지지하는 유지 홈(42)을 장착하도록 하고 있다. 상기 유지 홈(42)은 스프링(42a)의 가압력에 의해 클램프(clamp) 부재(42b)를 기판(4)의 이면측에서의 외주 가장자리부에 가압하도록 하여 이루어지는 구성을 갖고 있고, 기판 홀더(38)의 이면측에서의 내주 가장자리부의 복수 소요 개소에 배치하고 있다.
또, 성막실(1) 내에는 도 6에 도시하는 바와 같이, 격벽 패널(37)의 상측 가장자리부만을 덮는 마스크 패널(35')을, 격벽 패널(37)에 대하여 근접·이반 가능하게 배치하고 있다.
또, 도 10 및 도 11 중, 43은 기판(4)이 장착된 기판 홀더(38)로부터의 돌기물로서의 핀(40)의 부분을 지주(28)의 수용 부재(39)상에 운반하거나 또는 상기 수용 부재(39)상으로부터 들어 올리거나 하기 위한 로봇 암이다.
다음에, 상기 실시예의 작용을 설명한다.
프레임형의 기판 홀더(38)에 기판(4)을 장착하고, 상기 기판(4)이 장착된 기 판 홀더(38)를, 반송대차(23)상에 세워 설치된 격벽 패널(37)의 반유도 결합형 전극(3)측에 배치함으로써, 격벽 패널(37)의 개구부(36)의 대략 중앙부에 기판(4)이 배치되고 또한 기판 홀더(38)의 외주 가장자리부가 격벽 패널(37)에 의해서 덮여 가려지도록 한 상태로, 반송대차(23)를 성막실(1) 내에 반입하여, 기판(4) 표면을 유도 결합형 전극(3)과 대향시켜, 상기 유도 결합형 전극(3)으로부터 플라즈마를 발생시키면, 기판(4) 표면에 박막이 형성된다.
여기에서, 기판(4)과 기판 홀더(38)의 틈 및 기판 홀더(38)와 격벽 패널(37)의 틈을 각각 최소한으로 억제하는 것은 용이하고, 상기 기판 홀더(38)와 격벽 패널(37)에 의해서 기판(4)의 이면측으로 플라즈마가 돌아들어가는 것은 확실하게 방지되게 되기 때문에, 성막실(1) 내에는 도 6에 도시하는 바와 같이, 격벽 패널(37)의 상측 가장자리부만을 덮는 마스크 패널(35')을 설치하는 것만으로 되어, 기판(4)의 외주 가장자리부 전체를 덮는 큰 마스크 패널(35; 도 4 참조)을 설치할 필요는 없어지고, 더구나, 그와 같은 큰 마스크 패널(35)을 성막실(1) 내에 정밀도 좋게 가동으로 배치하는 것도 불필요해져, 원가절감을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 상기 기판 홀더(38)와 격벽 패널(37)의 표면에 실리콘막 등의 박막이 부착되고, 이 박막이 낙하함으로써 기판(4)에 대한 박막의 균일한 형성이 저해될 우려가 있기 때문에, 상기 기판 홀더(38)와 격벽 패널(37)의 표면에 부착한 박막을 제거하는 작업을 정기적으로 할 필요가 있지만, 상기 기판 홀더(38)와 격벽 패널(37)은 반송대차(23)상에 탑재되어 있고, 성막실(1)의 외부로 반출할 수 있기 때문에, 성막실(1)의 외부에 있어서 기판 홀더(38)와 격벽 패널(37)의 표면에 부착한 박막의 제거 작업을 능률적으로 하는 것이 가능해지고, 관리성도 양호해진다.
본 실시예에 있어서는 성막실(1) 내에 반송대차(23)의 주행방향과 직각인 수평방향으로 소요 간격을 두고 복수열의 유도 결합형 전극(3)을 설치하고, 상기 각 유도 결합형 전극(3)의 양면측에 기판(4) 표면이 대향하도록, 반송대차(23)상에 복수의 격벽 패널(37)을 세워 설치하고 있기 때문에, 복수의 기판(4)에 동시에 박막을 형성하여 생산성을 향상하는 데에 있어서 유리해진다.
또, 본 실시예에 있어서는 상기 격벽 패널(37)은 반송대차(23)상에 그 주행방향으로 소요 간격을 두고 세워 설치된 지주(28)간에 가로질러 장착하는 동시에, 상기 지주(28)로부터 돌출 설치한 수용 부재(39)에 대하여, 기판 홀더(38)로부터의 돌기물로서의 핀(40)을 밀봉시키도록 하고 있기 때문에, 기판(4)이 장착된 기판 홀더(38)를, 도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 로봇 암(43)에 의해 반송대차(23)상에 착탈하는 것이 용이해지고, 성막공정의 자동화를 더욱 하기 쉬워진다.
또, 본 실시예에 있어서는 기판 홀더(38)의 이면측에서의 내주 가장자리부에, 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판(4)의 외주 가장자리부가 끼워지는 유지 홈(41)을 형성하는 동시에, 상기 유지 홈(41)에 끼워진 기판(4)의 외주 가장자리부를 이면측으로부터 가압 지지하는 유지 홈(42)을 장착하도록 하고 있기 때문에, 기판 홀더(38)에 대한 기판(4)의 장착을 더욱 확실하게 하는 것이 가능해진다.
이렇게 해서, 성막실(1) 내에 기판(4)의 외주 가장자리부 전체를 덮는 큰 마스크 패널(35)을 설치하지 않고, 유도 결합형 전극(3)으로부터 발생하는 플라즈마가 기판(4)의 이면측으로 돌아들어가는 것을 확실하게 방지할 수 있고, 원가절감 및 관리성 향상을 도모할 수 있다.
또, 본 발명의 박막 형성장치의 기판 반송장치는 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명에 관계되는 박막 형성장치의 기판 반송장치는 일회의 조작으로 복수의 대형기판에 실리콘 등의 박막을 균일하게 형성하여, 원하는 특성의 태양전지를 얻는 데 적합하다.

Claims (8)

  1. 동일 평면 내에 전극을 배치하여 이루어지는 성막실 내에, 반송대차 위에 운반된 기판을, 상기 기판 표면이 전극과 대향하도록 반입하여, 상기 기판 표면에 박막을 형성하는 박막 형성장치의 기판 반송장치에 있어서,
    반송대차 위에, 기판보다 큰 개구부가 형성되고 또한 전극과 대향하는 격벽 패널을 세워 설치하는 동시에, 상기 격벽 패널의 반전극측에, 기판이 장착된 프레임형 기판 홀더를, 상기 격벽 패널의 개구부의 대략 중앙부에 기판이 배치되고 또한 기판 홀더의 외주 가장자리부가 격벽 패널에 의해서 덮여 가려지도록, 배치한 것을 특징으로 하는 박막 형성장치의 기판 반송장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 성막실 내에 반송대차의 주행방향과 직각인 수평방향으로 소요 간격을 두고 복수열의 전극을 설치하고, 상기 각 전극의 양면측에 기판 표면이 대향하도록, 반송대차 위에 복수의 격벽 패널을 세워 설치한 박막 형성장치의 기판 반송장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 반송대차 위에 그 주행방향으로 소요 간격을 두고 지주를 세워 설치하고, 상기 지주간에, 격벽 패널을 가로질러 장착하는 동시에, 상기 지주로부터 돌출 설치한 수용 부재에 대하여, 기판 홀더로부터의 돌기물을 밀봉시키도록 한 박막 형성장치의 기판 반송장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 기판 홀더의 이면측에서의 내주 가장자리부에, 기판의 외주 가장자리부가 끼워지는 유지 홈을 형성하는 동시에, 상기 유지 홈에 끼워진 기판의 외주 가장자리부를 이면측으로부터 가압 지지하는 유지 홈을 장착하도록 한 박막 형성장치의 기판 반송장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 전극을, 중앙에서 절곡한 대략 U자 형상을 가지며 또한 그 양단부에 급전부와 접지부를 설치한 유도 결합형 전극으로 한 박막 형성장치의 기판 반송장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 전극을, 중앙에서 절곡한 대략 U자 형상을 가지며 또한 그 양단부에 급전부와 접지부를 설치한 유도 결합형 전극으로 한 박막 형성장치의 기판 반송장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 전극을, 중앙에서 절곡한 대략 U자 형상을 가지며 또한 그 양단부에 급전부와 접지부를 설치한 유도 결합형 전극으로 한 박막 형성장치의 기판 반송장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 전극을, 중앙에서 절곡한 대략 U자 형상을 가지며 또한 그 양단부에 급전부와 접지부를 설치한 유도 결합형 전극으로 한 박막 형성장치의 기판 반송장치.
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