KR20080067965A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
(과제) 절연성 기판의 표면 부분을 간단하고 그리고 효율 좋게 가열하여 소정의 처리를 행할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법.
(해결 수단) 기판(10) 표면에 도전박막(20)을 형성하고, 상기 도전박막(20)에 전극(30)을 마련하고, 상기 전극(30)과 전원(60)에 접속되는 전극(40)을 전기적으로 도통 상태로 하고, 스위치(50)를 닫아 도전박막(20)에 통전하고, 그 때의 전열 효과에 의해 도전박막(20)을 직접 발열시켜 소정 온도로 승온시키고, 반응 가스로서 SiH4 가스 및 B2H6 가스를 박막(20) 표면에 공급하여 Poly-Si을 퇴적시킨다.
기판, 도전박막, 절연성.
Description
본 발명은, 절연성 기판의 표면 부분을 가열하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 예를 들면 절연성 기판의 표면에 형성된 도전층을 가열하여 그 위에 막 형성하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
기판 상에 금속, 반도체, 절연 물질 등의 박막을 형성하는 방법으로서, 화학 기상 성장법, 열산화법, 플라즈마 산화법, 진공 증착법, 스퍼터링법, 분자선 에피택시(epitaxy)법, 코팅법 등 각종 방법이 실용화되어 있다. 이들 방법에 있어서는 막 특성을 제어하기 위해 성막(成膜) 시에 기판을 가열한다. 예를 들면, 태양 전지 등에 적용 가능한 광-전기 변화 디바이스의 제조에 있어서는, 피(被)처리 기판 표면에 도전층, 예를 들면 ZnO 박막을 형성하고, 그리고 형성한 박막 표면에 폴리실리콘(Poly-Si)막 등을 형성하지만, 이 Poly-Si막을 형성할 때에 기판을 소정의 온도로 가열한다.
종래, 이런 종류의 처리에 있어서의 기판의 가열은, 저항 히터나 램프의 복사열에 의해 간접적으로 기판을 가열하는 방법이 주로 이용되고 있다.
최근, 박막 디스플레이의 대형화나 저렴한 태양 전지 패널의 수요 증대 등으로 인해, 대형의 유리 기판 상부에 Poly-Si막을 형성하는 요구가 높아지고 있다. 유리 기판의 사이즈는 해마다 대형화하고 있고, 일변(一邊)이 2m를 초과하는 거대한 것이 출현하기에 이르고 있다. 이와 같은 대형의 유리 기판을 저항 히터나 램프 등을 이용하여 복사에 의해 간접적으로 가열하는 방법에서는, 히터 등의 사이즈도 대형화할 필요가 생기기 때문에, 제조 비용의 증가가 우려된다.
한편, 특허 문헌 1에는, 기판의 이면에 전극을 배치하여, 기판에 직접 통전하여 가열하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 이 기술은 기판이 도전성의 것인 것을 전제로 한 기술이며, 전술한 바와 같은 절연 재료인 유리 기판에 Poly-Si막 등을 성막하는 용도에는 적용할 수 없다.
[특허 문헌 1] 일본공개특허공보 2001-279430호
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 절연성 기판의 표면 부분을 간단하고 또한 효율 좋게 가열하여 소정의 처리를 행할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 관점에서는, 표면에 도전층이 형성된 절연성 기판이 도전층을 위로 한 상태로 놓여지는 기판 유지부와, 상기 도전층에 통전하여 가열하기 위해 상기 도전층에 접속하는 급전 전극과, 상기 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 급전하기 위한 전력 공급 수단을 구비하고, 상기 절연성 기판을 가열하여 소정의 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 제1 관점에 있어서, 상기 도전층의 표면에 막을 형성하기 위한 반응 가스를 상기 도전층에 공급하는 가스 공급 수단을 추가로 구비하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 가스 공급 수단은, 상기 반응 가스로서 Si 함유 가스를 공급하여, 상기 도전층 표면에 폴리실리콘막을 형성하는 것으로 할 수 있다. 상기 가스 공급 수단은, 상기 반응 가스로서 SiH4 가스를 포함하는 가스를 공급하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 투명 재료로 형성된 상기 절연성 기판 및 상기 도전층을 처리하도록 하는 것이 바람직하고, 이 경우에, 상기 도전층으로서는 ZnO 박막층을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 도전층 상에 막을 형성하는 경우에 있어서, 적어도 상기 막을 형성할 때에, 막 형성 부위에 빛을 조사하는 광원을 추가로 갖는 구성으로 할 수 있다. 이 경우에, 상기 절연성 기판 및 상기 도전층은 투명 재료로 형성되어 있고, 상기 광원은, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 상기 막 형성 부위에 빛을 조사하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 절연성 기판으로서 직사각형 기판이 매우 적절하다.
직사각형 기판의 경우에, 상기 급전 전극으로서는, 상기 도전층의 일단부와 타단부에 접속되는 구성으로 할 수 있고, 그 경우에, 상기 급전 전극은, 상기 직사각형 기판의 도전층 단부 전폭(全幅)에 걸쳐 형성된 전극에 접속되는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 절연성 기판의 상기 도전층의 단부 위치에 대응하는 부분에 상기 도전층에 도달하는 구멍부를 형성하고, 상기 전극이 상기 구멍부 내에 있어서 상기 도전층의 이면에 형성된 구성으로 할 수도 있다.
본 발명의 제2 관점에서는, 표면에 투명 재료로 이루어지는 도전층이 형성된, 투명 재료로 이루어지는 절연성 기판이 도전층을 위로 한 상태로 놓여지는 기판 유지부와, 상기 도전층에 통전하여 가열하기 위해 상기 도전층에 접속되는 급전 전극과, 상기 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 급전하기 위한 전력 공급 수단과, 상기 도전층의 표면 부분에 폴리실리콘막을 형성하기 위한 반응 가스인 Si 함유 가스를 상기 도전층의 표면에 공급하는 가스 공급 수단을 구비하는 것을 특징으로 하 는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 제2 관점에 있어서, 상기 절연성 기판으로서 직사각 형상의 유리 기판을 이용하고, 상기 도전층으로서 ZnO 박막층을 이용할 수 있다. 또한, 적어도 상기 폴리실리콘막 형성 시에, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 상기 폴리실리콘막의 형성 부위에 빛을 조사하는 광원을 추가로 구비하는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 제3 관점에서는, 절연성 기판의 표면 부분을 가열하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서, 표면에 도전층이 형성된 절연성 기판을 도전층을 위로 한 상태로 기판 유지부에 올려놓고, 상기 도전층에 접속하는 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 통전하여 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 제3 관점에 있어서, 상기 도전층에 반응 가스를 공급하여, 가열되고 있는 상기 도전층의 표면에 막을 형성하도록 할 수 있다. 또한, 상기 반응 가스로서 Si 함유 가스를 공급하여, 상기 도전층의 표면에 폴리실리콘막을 형성하는 것으로 할 수 있고, 이 경우에, 상기 반응 가스로서 SiH4 가스를 포함하는 가스를 공급하도록 할 수 있다.
또한, 상기 절연성 기판 및 상기 도전층은 투명 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이 경우에, 상기 도전층으로서는 ZnO 박막층을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 도전층 상에 막을 형성하는 경우에 있어서, 적어도 상기 막을 형성할 때에, 막 형성 부위에 빛을 조사하여, 성막이 진행되고 있는 막의 전기 저항을 저하시키도록 할 수 있다. 이 경우에, 상기 절연성 기판 및 상기 도전층을 투명 재료로 형성하고, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 상기 막 형성 부위에 빛을 조사하도록 할 수 있다. 또한, 상기 절연성 기판으로서 직사각형 기판이 매우 적절하다.
본 발명의 제4 관점에서는, 표면에 투명 재료로 이루어지는 도전층이 형성된, 투명 재료로 이루어지는 절연성 기판이 도전층을 위로 한 상태로 기판 유지부에 놓여지고, 상기 도전층에 접속하는 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 통전하여 가열하고, 상기 도전층에 반응 가스로서 Si 함유 가스를 공급하여, 가열되고 있는 상기 도전층의 표면에 폴리실리콘막을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 제4 관점에 있어서, 상기 절연성 기판으로서 직사각 형상의 유리 기판을 이용하고, 상기 도전층으로서 ZnO 박막층을 이용할 수 있다. 또한, 적어도 상기 폴리실리콘막 형성 시에, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 폴리실리콘막의 형성 부위에 빛을 조사하여, 성막이 진행되고 있는 막의 전기 저항을 저하시키도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 절연성 기판의 표면에 접속하는 도전층에 급전 전극을 통하여 직접 통전 가열을 행하기 때문에, 간단한 구성에 의해 효율 좋게 가열할 수 있고, 게다가 폴리실리콘막을 형성하는 등의 처리를 고효율 그리고 낮은 비용으로 행할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명은, 태양 전지 패널 재료가 되는 광-전기 변화 기판을 제조 가능한 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.
〔제1 실시 형태〕
본 실시 형태에 있어서는, 절연성 기판의 표면에 형성된 도전층에 전류를 흘려 가열하는 기능을 구비한 기판 처리 장치를 기본으로 한다.
우선 도1 내지 도5 를 참조하여 본 발명에 따른 일 실시 형태의 기판 처리 장치에 대하여 설명한다. 도1 은 본 발명에 따른 일 실시 형태의 기판 처리 장치의 기본 원리를 설명하기 위한 개략 단면도, 도2 는 도1 의 기판 처리 장치의 스테이지를 나타내는 평면도, 도3 은 기판 부분에 전류를 흘린 상태를 나타내는 개략 단면도, 도4 는 기판 부분에 전류를 흘린 상태를 나타내는 개략 평면도, 도5 는 가열 중의 도전막(20)의 표면에 막을 형성하기 위한 반응 가스를 도입한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 절연성 기판(10)은, 예를 들면 유리 기판이고, 전형적으로는 직사각 형상을 이루고 있다. 그리고 이 절연성 기판(10)의 표면에는, 균일한 두께가 되도록 도전 재료로 이루어지는 도전박막(도전층)(20)이 형성되어 있다. 여기서는, 태양 전지 패널 또는 TFT 패널을 형성하는 경우의 예를 나타내고 있고, 투명한 유리 기판의 표면에 도전박막을, 예를 들면 증착에 의해 형성하고 있다. 도전박막(20) 은 투명 전극이 되는 것으로, 투명 도전성 재료로서 종래 이용되고 있는 다양한 것을 이용할 수 있고, 종래부터 이용되고 있는 ITO(인듐-주석 산화물)막 등을 이용할 수 있지만, 특히, 산화아연(ZnO)막이 바람직하다. ZnO막은 막두께 2㎛에 있어서 가시광에 대한 투과율이 90%에 가깝고, 그리고 10-4Ω㎝대의 낮은 저항률을 갖고 있다. 또한, ZnO은 융점이 1975℃로 고온이기 때문에, 가열 처리 중의 안정성이 높다.
도전박막(20)의 기판 양단 근방에는, 금속 전극(30)이 형성되어 있다. 이 금속 전극(30)은, 증착 등에 의해 형성할 수 있다. 금속 전극(30)의 소재로서는, 융점이 높은 크롬(Cr), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 등이 적합하다(융점: Cr=1907℃, Ti=1941℃, Mo=2623℃, Ta=3017℃, W=3442℃). 그러나, 금속 전극 재료는 이들에 한정되는 것은 아니고 다른 금속을 이용해도 좋다.
본 실시 형태의 장치는, 기판을 올려놓는 기판 받침대인 스테이지(80)를 구비하고, 이 스테이지(80) 상에 도전박막(20) 및 금속 전극(30)이 형성된 유리 기판(10)이 위치 결정되어 놓여진다.
스테이지(80)는, 도2 에 나타내는 바와 같이, 격자 형상으로 구성되어 있어, 경량화를 도모하면서 충분한 강도를 확보할 수 있는 형상으로 되어 있다. 스테이지(80)를 구성하는 재료로서는 금속, 반도체, 절연체 중 어느 것이라도 좋지만, 석영 등의 내열성이 높은 것을 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 유리 기판(10)을 스테이지(80)에 올려놓고, 위치 결정한 상태에서, 금 속 전극(30)에 대향하는 위치에 위치 결정 가능하도록 장치측 전극(40)이 설치되어 있고, 장치측 전극(40)을 금속 전극(30)에 접촉시킴으로써, 도전박막(20)에 급전 가능해진다.
도1 에 나타내는 바와 같이, 장치측 전극(40)에는, 전원(예를 들면 직류 전원)(60)이 급전선(45)에 의해 접속되어 있고, 급전선(45)에는 스위치(50)가 구비되어 있다. 장치측 전극(40)을 구성하는 금속 재료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 금속 전극(30)과 마찬가지로, 고융점 금속을 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 스위치(50)를 닫음으로써 금속 전극(30) 간의 도전박막(20)에 소정의 전류를 흘릴 수 있도록 구성되어 있다. 전극(30)을 도전박막(20)의 단부의 가로폭 전폭에 걸쳐 형성함으로써, 도전박막면 내에 거의 균일하게 흘릴 수 있다.
도전박막(20)의 막두께를 예를 들면 1㎛ 정도로 한 경우에는, 시트 저항은 1개 당 2Ω/□을 하회(下回)하도록 구성할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 도3 에 나타내는 바와 같이 스위치(50)를 닫으면, 도전박막(20)에 전류가 흘러, 전열 효과에 의해 도전박막(20)이 가열된다. 이 경우에, 전류가 흐르는 범위는, 장치측 전극(40)의 전극 형상에 더하여, 기판(10) 상에 형성된 금속 전극(30)이나 도전박막(20)의 형상에 의해서도 제어 가능하여, 유리 기판 사이즈가 변화한 경우에 있어서도 장치 구조를 크게 바꾸는 일이 없이 기판을 가열하는 것이 가능해진다.
이 때, 유리 기판(10)으로서 직사각형의 것을 이용함으로써, 도4 에 나타내는 바와 같이, 도전박막(20)의 전면에 거의 균일하게 전류를 흘릴 수 있다.
이와 같이, 도전박막(20)에 전류를 흘리는 것만으로, 복잡한 제어를 행하는 일이 없이 전열 효과에 의해 도전박막(20)의 전체가 거의 균일하게 가열되어 승온되어 가게 된다.
스테이지(80)의 상방에는, 스테이지(80)에 대향하도록, 가스 공급 기구(70)가 설치되어 있다. 가스 공급 기구(70)는, 예를 들면 통상 이런 종류의 장치의 가스 공급 기구로서 이용되는 샤워헤드로서 구성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 가스 공급 기구(70)로부터 반응 가스를 공급함으로써, 가열되고 있는 도전박막(20) 상에 소정의 막이 형성된다.
또한, 이와 같이 구성되는 기판 처리 장치는, 청정도를 높이는 관점 등에서, 도시하지 않는 커버로 스테이지(80) 상의 유리 기판(10)을 덮도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 커버를 구성하는 재료로서는 석영이 매우 적절하다.
이 기판 처리 장치에 있어서 도전박막(20)을 가열하면서, 그 위에 막 형성 처리를 행할 때에는, 우선, 유리 기판(10)에 도전박막(20) 및 금속 전극(30)을 형성하고, 그 후, 스테이지(80)에 이 유리 기판(10)을 올려놓고, 위치 결정한다.
이 상태에서, 스위치(50)를 닫아 전원(60)으로부터 도전박막(20)에 전류를 흘린다. 이에 따라 전열 효과에 의해 도전박막(20)이 가열된다. 이 상태에서, 도5 에 나타내는 바와 같이, 가스 공급 기구(70)로부터 반응 가스를 공급함으로써, 막 형성을 행할 수 있다. 구체적으로는, 반응 가스로서 Si 함유 가스와 도핑 가스, 예를 들면, SiH4 및 B2H6를 가열되고 있는 도전박막(20)에 공급함으로써, 도전박막(20)의 표면에 Poly-Si막이 성막된다. 이 경우에, 도전박막(20)의 통전량을 제어하여 그 온도를 제어하고, 예를 들면 SiH4 가스가 분해되는 500℃ 이상으로 함으로써, Poly-Si막의 성막이 진행된다. 또한, 도5 에서 설명한 예에 있어서는 도핑 가스로서 B2H6를 이용하고 있지만, 도핑 가스는 이에 한정되는 것은 아니고, 목적으로 하는 막의 조성에 따라서 PH3 등의 다른 도핑 가스를 이용해도 좋다.
이 경우에 있어서, 도전박막(20)으로서, 예를 들면 ZnO을 이용한 경우에는, ZnO의 융점은 1975℃로 고온이기 때문에, 예를 들면, SiH4 가스를 분해하는 온도 영역(>500℃)에 있어서도 안정하다. 또한, 본 실시 형태예의 방법에 의하면, 성막된 Poly-Si의 두께가 증가함에 따라, Poly-Si층과 도전박막(20)으로 이루어지는 층의 시트 저항이 내려가기 때문에, 보다 에너지 효율이 향상하고, 보다 낮은 소비 전력으로 가열하는 것이 가능하다는 이점이 있다.
이상에서 설명한 제1 실시 형태에 의하면, 도전박막(20)을 직접 발열원으로 함으로써, 기판이 유리 기판과 같은 절연성의 것이어도, 간단한 구성으로 효율 좋은 가열을 행할 수 있어, 용이하게 소정 두께의 Poly-Si막을 형성할 수 있다. 그리고, 이와 같이 형성된 Poly-Si막의 위에 성막, 산화, 확산, 에칭 등의 후공정의 프로세스를 행함으로써, 태양 전지 패널이나 TFT 패널 등의 디바이스를 제작할 수 있다. 또한, 이들 후공정의 프로세스에 있어서, 본 장치를 이용할 수도 있다.
〔제2 실시 형태〕
이상의 설명에서는, 도전박막(20)에 전류를 흘려 박막 온도를 상승시키는 기본 구성을 설명하였지만, 본 실시 형태에서는, 이에 더하여, 스테이지(80)의 이면 측으로부터 유리 기판(10) 및 투명한 ZnO막으로 이루어지는 도전박막(20)을 통하여 도전박막(20) 상의 막 형성 부위에 빛을 조사하는 구성을 추가하고 있다.
이 제2 실시 형태를 도6 을 참조하여 설명한다. 도6 은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도6 에 있어서, 도1∼도5에 나타내는 제1 실시 형태예와 동일한 구성에는 동일 부호를 붙여, 상세 설명을 생략하고, 주로 다른 구성에 대하여 설명을 한다. 도6 에 나타내는 바와 같이 제2 실시 형태에서는, 유리 기판(10)의 이면측의 스테이지(80)의 하부에 램프 등의 광원(100)을 배치하고 있다.
그리고, 적어도, 도전박막(20)을 소정 온도까지 가열하여 그 위에 Poly-Si막(25)을 형성할 때에는, 광원(100)으로부터 빛을 사출(射出)한다. 유리 기판(10) 및 도전박막(20)이 투명한 재료이면, 이 빛은 스테이지(80)의 격자 사이의 공간부, 유리 기판(10) 및 도전박막(20)을 통하여 Poly-Si막의 성막 부위에 조사된다. 이 경우에, 스테이지(80) 자체도 석영 등의 투명 재료로 구성됨으로써, 빛의 효율을 향상시킬 수 있다. 이 빛의 조사에 의해, Poly-Si막의 전기 저항이 저하하여, 광 조사가 없는 경우와 비교하여 보다 높은 에너지 효율로 기판을 가열하는 것이 가능해진다. 또한, 광원(100)을 스테이지의 상방에 마련하여, 유리 기판(10)의 표면측으로부터 빛을 조사하도록 해도 좋다. 이와 같은 구성은, 기판이나 도전박막이 투명체가 아닌 경우에도 적용 가능하다.
이 실시 형태에 있어서도, 이와 같이 형성된 Poly-Si막의 위에 성막, 산화, 확산, 에칭 등의 후공정의 프로세스를 행함으로써, 태양 전지 패널이나 TFT 패널 등의 디바이스를 제작할 수 있다.
〔제3 실시 형태〕
상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 도전박막(20)의 표면 양단부 근방에 금속 전극을 배치하여 이 도전박막(20) 상부에서 전력을 공급하는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 도전박막(20)의 상부에 기판측의 금속 전극(30)이나 장치 전극(40) 등을 배치하면, 이들 전극(30, 40)에도 동시에 Poly-Si막이 성막되어 버린다.
그래서, 본 실시 형태에서는 이와 같은 문제를 회피 가능한 예에 대하여 도7 을 참조하여 설명한다. 도7 은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도7 에 있어서, 도1∼도5 에 나타내는 제1 실시 형태와 동일한 것에는 동일 부호를 붙여, 상세 설명을 생략하고, 주로 다른 구성에 대하여 설명을 한다.
도7 에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 유리 기판(10)의 도전박막(20)의 양단부에 대응하는 위치에, 도전박막(20)까지 도달하는 구멍부(15)를 형성하고, 구멍부(15) 내에 기판(10) 표면과 동일한 면이 되도록 도전박막(20)의 이면측에 전극(110)을 형성한다. 그리고, 기판(10)의 이면측의 전극(110)으로부터 하방으로 급전선(45)를 배선하고, 이 급전선(45)에 전원(60), 스위치(50)를 구비시켜, 종전의 실시 형태와 동일하게, 스위치(50)를 닫음으로써, 전원(60)으로부터 전극(110)을 통하여 도전박막(20)에 통전하여, 도전박막(20)을 가열한다.
이와 같은 구성에서는, 유리 기판(10)의 표면에 전극이 존재하지 않기 때문에, 전극에 성막되어 버린다는 문제를 회피할 수 있다. 또한, 유리 기판의 상면측 에 급전을 위한 기구가 불필요하게 되기 때문에, 전술한 바와 같이 청정도를 높이는 목적으로 커버를 설치하는 경우에, 커버를 소형화할 수 있다. 도7 에는, 이와 같은 커버(120)를 도시하고 있다. 이 커버(120) 내의 상부에 가스 공급 기구(70)를 설치하고, 가스 공급 배관(75)으로부터 SiH4 및 B2H6 등의 반응 가스를 도입하도록 한다. 또한, 커버(120)의 측면에는, 배기구(125)를 형성하도록 한다.
제3 실시 형태에 있어서 기판 처리를 행하는 경우에도, 스위치(50)를 닫아 유리 기판(10)의 구멍부(15), 전극(110)을 통하여 도전박막(20)에 직접 전류를 흘림으로써, 도전박막(20)의 온도를 소정 온도, 예를 들면 500℃를 초과하는 온도로 가열하고, 그 때에 SiH4 가스와 B2H6를 도입함으로써, 도전박막(20) 표면에 Poly-Si막(25)을 성막할 수 있다.
이상의 제1∼제3 의 실시 형태예에 의하면, 절연성 기판인 유리 기판(10)의 표면에 형성된 도전박막(20)에 막 형성할 때에, 유리 기판마다 열복사에 의해 가열하는 것이 아니라, 도전박막(20)에 통전하는 것에 의한 전열 효과로 가열하기 때문에, 특별한 히터가 불필요하여 구조가 간단하고 그리고 장치 비용을 경감할 수 있음과 아울러, 높은 에너지 효율과 균일한 온도 분포에서의 가열을 실현할 수 있는 기판 처리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 일이 없이, 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는 도전박막 표면에 SiH4 가스와 B2H6를 도입함으로써, Poly-Si막을 성막하는 경우에 대하여 나 타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 막을 성막하는 경우에도 적용할 수 있으며, 성막에 한하지 않고, 도전박막 표면의 산화 처리, 질화 처리, 어닐 처리, 확산 처리 등, 피처리 대상을 가열할 필요가 있는 처리이면 적용 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 절연성 기판이면 유리 기판에 한하지 않고, 세라믹 기판 등의 다른 기판이어도 좋으며, 투명하지 않아도 좋다. 또한, 도전박막으로서는, ZnO막 등의 투명한 것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은, 절연성 기판의 표면 부분에 형성된 도전박막을 가열하여 소정의 처리를 행하는 용도 전반, 예를 들면 태양 전지 패널의 제조에 있어서의 도전성 박막 상으로의 Poly-Si막 형성에 유효하다.
도1 은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도2 는 도1 의 기판 처리 장치의 스테이지의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도3 은 도1 의 기판 처리 장치의 기판 부분에 전류를 흘린 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도4 는 도1 의 기판 처리 장치의 기판 부분에 전류를 흘린 상태를 나타내는 개략 평면도이다.
도5 는 도1 의 기판 처리 장치에 있어서, 가열 중의 도전박막 상에 Poly-Si막을 형성하기 위해 반응 가스로서 SiH4 가스 및 B2H6 가스를 공급한 상태를 나타내는 도면이다.
도6 은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도7 은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
(부호의 설명)
10 : 기판
15 : 구멍부(孔部)
20 : 도전박막
30, 40, 110 : 전극
50 : 스위치
60 : 전원
70 : 가스 공급 기구
80 : 스테이지
100 : 광원
120 : 커버
125 : 배기구
Claims (27)
- 표면에 도전층이 형성된 절연성 기판이 도전층을 위로 한 상태로 놓여지는 기판 유지부와,상기 도전층에 통전하여 가열하기 위해 상기 도전층에 접속하는 급전 전극과,상기 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 급전하기 위한 전력 공급 수단을구비하고, 상기 절연성 기판을 가열하여 소정의 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 도전층의 표면에 막을 형성하기 위한 반응 가스를 상기 도전층에 공급하는 가스 공급 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제2항에 있어서,상기 가스 공급 수단은, 상기 반응 가스로서 Si 함유 가스를 공급하여, 상기 도전층 표면에 폴리실리콘막을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제3항에 있어서,상기 가스 공급 수단은, 상기 반응 가스로서 SiH4 가스를 포함하는 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,투명 재료로 형성된 상기 절연성 기판 및 상기 도전층을 처리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제5항에 있어서,상기 도전층은 ZnO 박막층인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,적어도 상기 막을 형성할 때에, 막 형성 부위에 빛을 조사하는 광원을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제7항에 있어서,상기 절연성 기판 및 상기 도전층은 투명 재료로 형성되어 있고, 상기 광원은, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 상기 막 형성 부위에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 절연성 기판은 직사각형 기판인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제9항에 있어서,상기 급전 전극은, 상기 도전층의 일단부와 타단부에 접속되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제10항에 있어서,상기 급전 전극은, 상기 직사각형 기판의 도전층 단부 전폭(全幅)에 걸쳐 형성된 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 절연성 기판에는, 상기 도전층의 단부 위치에 대응하는 부분에 상기 도전층에 도달하는 구멍부를 갖고, 상기 급전 전극은 상기 구멍부 내에 있어서 상기 도전층의 이면측에 접속되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 표면에 투명 재료로 이루어지는 도전층이 형성된, 투명 재료로 이루어지는 절연성 기판이 도전층을 위로 한 상태로 놓여지는 기판 유지부와,상기 도전층에 통전하여 가열하기 위해 상기 도전층에 접속되는 급전 전극과,상기 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 급전하기 위한 전력 공급 수단과,상기 도전층의 표면 부분에 폴리실리콘막을 형성하기 위한 반응 가스인 Si 함유 가스를 상기 도전층의 표면에 공급하는 가스 공급 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제13항에 있어서,상기 절연성 기판은 직사각 형상의 유리 기판이고, 상기 도전층은 ZnO 박막층인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 제13항 또는 제14항에 있어서,적어도 상기 폴리실리콘막 형성 시에, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 상기 폴리실리콘막의 형성 부위에 빛을 조사하는 광원을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
- 절연성 기판의 표면 부분을 가열하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서,표면에 도전층이 형성된 절연성 기판을 도전층을 위로 한 상태로 기판 유지부에 올려놓고, 상기 도전층에 접속하는 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 통전하여 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제16항에 있어서,상기 도전층에 반응 가스를 공급하여, 가열되고 있는 상기 도전층의 표면에 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제17항에 있어서,상기 반응 가스로서 Si 함유 가스를 공급하여, 상기 도전층의 표면에 폴리실리콘막을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제18항에 있어서,상기 반응가스로서, SiH4 가스를 포함하는 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,상기 절연성 기판 및 상기 도전층은 투명 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제20항에 있어서,상기 도전층은 ZnO 박막층인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,적어도 상기 막을 형성할 때에, 막 형성 부위에 빛을 조사하여, 성막(成膜)이 진행되고 있는 막의 전기 저항을 저하시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제22항에 있어서,상기 절연성 기판 및 상기 도전층은 투명 재료로 형성되어 있고, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 상기 막 형성 부위에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,상기 절연성 기판은 직사각형 기판인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 표면에 투명 재료로 이루어지는 도전층이 형성된, 투명 재료로 이루어지는 절연성 기판이 도전층을 위로 한 상태로 기판 유지부에 놓여지고,상기 도전층에 접속하는 급전 전극을 통하여 상기 도전층에 통전하여 가열하고,상기 도전층에 반응 가스로서 Si 함유 가스를 공급하여, 가열되고 있는 상기 도전층의 표면에 폴리실리콘막을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제25항에 있어서,상기 절연성 기판은 직사각 형상의 유리 기판이고, 상기 도전층은 ZnO 박막층인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
- 제25항 또는 제26항에 있어서,적어도 상기 폴리실리콘막 형성 시에, 상기 절연성 기판의 이면측으로부터 상기 폴리실리콘막의 형성 부위에 빛을 조사하여, 성막이 진행되고 있는 막의 전기 저항을 저하시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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