KR20100003947A - 기판지지프레임을 가지는 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판과 기판안치대와의 접촉 면적을 최대화시키는 기판지지프레임을 포함하는 기판처리장치에 관한 것으로, 기판지지프레임은 승강 가능한 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서 기판의 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 기판안치대의 상부에 설치되는 기판지지프레임에 있어서, 상기 기판안치대와 중앙부와 대응하여 상하로 관통된 개구부; 상기 개구부를 감싸고 상기 기판안치대의 외곽부와 대응되는 프레임; 상기 개구부를 주변부를 따라 상기 프레임과 연결되어 상기 기판이 거치되는 다수의 돌기부; 상기 다수의 돌기부 사이의 다수의 함몰부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기판지지프레임, 돌기부, 기판처리장치

Description

기판지지프레임을 가지는 기판처리장치{Apparatus for treating substrate having substrate support frame}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서 구체적으로는 기판과 기판안치대와의 접촉 면적을 최대화시키는 기판지지프레임을 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.
화석자원의 고갈과 환경오염에 대처하기 위해 최근 태양력 등의 청정에너지에 대한 관심이 크게 고조되면서, 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지에 대한 연구개발이 활력을 얻고 있다.
태양전지는 실리콘 웨이퍼 또는 글래스(이하 '기판')에 PN접합다이오드 형태의 반도체 적층구조를 형성한 것으로서, 태양에너지에 의해 여기된 소수캐리어가 PN 접합면을 가로질러 확산되면 이로 인해 PN접합 다이오드의 양단에서 발생하는 전압차에 의해 기전력을 얻게 된다. 따라서 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 반사방지막, P형 또는 N형 반도체층, 전극 등의 박막을 증착하는 공정과 증착된박막을 소정 패턴으로 식각하는 공정 등을 거쳐야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 기판 상에 박막을 증착하기 위한 기판처리장치이다. 최근에는 생산성 향상을 위하여 태양전지 제조용 기판의 사이즈가 커지고 있는데, 대면적 태양전지용 기판에 박막을 증착하는 기판처리장치는 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 가진다.
기판처리장치(10)는, 반응공간을 형성하는 챔버(11), 챔버(11)의 내부에서 기판(s)을 안치하는 한편 플라즈마 발생을 위한 하부전극의 역할을 하는 기판안치대(12), 기판안치대(12)의 상부에 설치되며 RF전원(17)에 연결되는 상부전극(15), 상부전극(15)의 하부에 결합하며 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판(14), 상부전극(15)을 관통하여 가스분배판(14)의 상부로 원료물질을 공급하는 가스공급관(16), 챔버 하부에 형성되어 잔류가스를 배출하는 배기구(18) 등을 포함한다. 기판안치대(12)는 하부면 중앙부에 결합하는 지지대(12a)에 의해 상하로 승강운동을 할 수 있다.
또한 기판(s)의 로딩 및 언로딩을 보조하기 위하여 리프트 핀(13)을 기판안치대(12)를 관통하여 설치한다. 이때 리프트 핀(13)을 기판안치대(12)의 상부로 돌출시킨 상태에서 기판(s)을 챔버(11) 내부로 반입하여 리프트 핀(13) 위에 올려 놓은 다음 기판안치대(12)를 상승시키면 기판안치대(12)에 기판(s)이 로딩된다. 반대로 공정을 마친 후에 기판안치대(12)를 하강시키면 리프트 핀(13)의 하단이 챔버(11)의 저면에 닿으면서 리프트 핀(13)의 상단이 기판안치대(12)의 상부로 돌출 되면서 기판안치대(12)로부터 기판(s)을 들어올린다.
그런데 리프트 핀(13)은 통상 세라믹재질로 제조되고 기판(s)의 로딩 및 언로딩 과정에서 기판(s)의 하중을 지탱하기 때문에 기울어진 상태에서 힘을 받아 부러지는 경우가 빈번히 발생한다. 특히, 태양전지용 기판 통상 수 mm이상의 두께를 가지기 때문에 상당한 무게를 가지게 되며, 따라서 이를 제조하는 기판처리장치에서는 리프트 핀이 부러지는 빈도가 더욱 증가하게 된다. 리프트 핀이 부러지면 이를 교체하기 위하여 장치의 가동을 중단하여야 하기 때문에 생산성에 큰 영향을 미칠 수밖에 없다. 리프트 핀의 이러한 문제점은 태양전지용 기판을 처리하는 장치에만 한정되는 것이 아니라 다른 용도의 기판을 처리하는 장치에서도 동일하게 발생함은 물론이다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판안치대의 주변부에 설치되어 기판과 기판안치대의 접촉면적을 최대화시키도록 기판이 거치되는 부분을 다수의 돌기부로 형성한 기판지지프레임을 포함하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판이 다수의 돌기부에 거치되는 것에 의해, 기판안치대로부터 열을 균일하게 전달하여, 기판 상에 형성되는 박막의 질을 개선하는 기판처리장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판지지프레임은, 승강 가능한 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서 기판의 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 기판안치대의 상부에 설치되는 기판지지프레임에 있어서, 상기 기판안치대와 중앙부와 대응하여 상하로 관통된 개구부; 상기 개구부를 감싸고 상기 기판안치대의 외곽부와 대응되는 프레임; 상기 개구부를 주변부를 따라 상기 프레임과 연결되어 상기 기판이 거치되는 다수의 돌기부; 상기 다수의 돌기부 사이의 다수의 함몰부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판지지프레임에 있어서, 상기 개구부의 주변부을 따라 상기 프레임과 상기 다수의 돌기부 사이에 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판지지프레임에 있어서, 이송로봇의 이동을 위하여 상기 프레 임의 일측에 형성되며 상기 개구부와 연통하는 로봇출입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판지지프레임에 있어서, 상기 로봇출입부는 상기 프레임에서 상면을 절개하여 형성한 요부인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판지지프레임에 있어서, 상기 다수의 돌출부의 형태는 사각형, 사다리꼴, 삼각형, 및 만곡형 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 이송로봇의 출입구가 형성된 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되며 승강운동이 가능한 기판안치대; 상기 챔버의 내부로 원료물질을 공급하는 가스분사수단; 상기 기판안치대의 상부에 설치되는 기판지지프레임에 있어서, 상기 기판지지프레임은, 상기 기판안치대와 중앙부와 대응하여 상하로 관통된 개구부, 상기 개구부를 감싸고 상기 기판안치대의 외곽부와 대응되는 프레임, 상기 개구부를 주변부를 따라 상기 프레임과 연결되어 상기 기판이 거치되는 다수의 돌기부, 및 상기 다수의 돌기부 사이의 다수의 함몰부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 프레임의 하부에는 돌출부가 형성되고, 상기 기판안치대가 상승할 때, 상기 기판안치대에 상기 다수의 돌기부가 삽입되는 다수의 제 1 단차부와, 상기 다수의 제 1 단차부의 외곽부에 상기 돌출부가 접하는 제 2 단차부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 제 1 단차부의 높이는 상기 다수의 돌기부의 높이보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 제 1 단차부는 상기 다수의 돌기부와 동일한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 기판안치대의 마모를 방지하기 위하여 상기 제 2 단차부에서 상기 돌출부와 접하는 부분에는 절연성 보강부재를 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 챔버의 내부에는 상기기판지지프레임을 상기 기판안치대의 상부에 위치시키기 위한 프레임거치수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 기판안치대와 상기 기판지지프레임은 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시예는 다음과 같은 효과가 있다.
기판지지프레임에서 기판이 거치되는 부분을 돌기부와 함몰부가 교번되도록 형성하는 것에 의해 기판과 기판안치대와 접촉하는 면적을 최대화하여, 기판에 기판안치대의 열이 균일하게 전달되도록 하여 공정의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 리프트 핀 없이 챔버 내부에 기판을 로딩 또는 언로딩할 수 있기 때문에 리프트 핀의 파손과 이에 따른 유지보수로 인하여 발생하는 손실이 사전에 예방되므로 기판처리장치의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기 로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판지지프레임의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판이 안치된 기판지지프레임의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포크출입구를 가지는 기판지지프레임의 사시도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 반응공간을 형성하는 챔버(110), 챔버(110)의 내부에서 기판(s)을 안치함과 동시에 하부전극의 역할을 하는 기판안치대(120), 기판안치대(120)의 상부에 설치되며 RF전원(180)에 연결되는 상부전극(160), 상부전극(160)의 하부에 결합하며 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판(150)을 포함한다. 또한 가스분배판(150)의 상부로 원료물질을 공급하는 가스공급관(170)이 상부전극(160)을 관통하여 설치되며, 챔버(110)의 하부에는 잔류가스를 배출하는 배기구(112)가 형성된다.
도 3과 같이, 기판지지프레임(130)은 중앙에 상하로 관통된 개구부(135)를 가지는 프레임(131)과, 프레임(131)의 일측에 형성된 로봇출입부(136)와 개구부(135)의 주변부을 따라 기판(s)이 거치되는 기판 거치부(132)로 구성된다. 프레임(131) 및 기판안치대(120)의 외곽은 기판(s)과 동일한 형태로 제작된다. 일반적으로 기판(s)으로 웨이퍼를 사용하면 프레임(131)의 외곽은 원형으로 제작되고, 기 판(s)로 글래스을 사용하면 프레임(131)의 외곽은 사각형으로 제작된다.
기판 거치부(132)의 외주연을 따라 경사면(154)이 형성되고, 기판 거치부(132)는 프레임(131)보다 낮은 단차를 가진다. 기판 거치부(132)를 형성하지 않고, 개구부(135)와 인접한 프레임(131) 상에 직접적으로 거치할 수 있으나, 기판(s)이 기판지지프레임(130) 상에 정확하게 정렬되기 어렵다. 따라서, 경사면(154)과 단차는 기판(s)을 기판 거치부(132)에 정확하게 위치하기 위한 정렬기능 및 외부적 요인에 의해 기판(s)의 위치가 변경되는 것을 방지하는 기능을 한다.
도 4와 같이, 기판 거치부(132)에 기판(s)의 주변부가 위치한 평면도이고, 기판 거치부(132)에 거치되는 기판(s)의 주변부의 폭(W)은 3~10mm이다. 폭(W)이 너무 짧으면 지지력이 약하여 기판(s)의 안치상태가 불안정해지고 너무 넓으면 기판지지프레임(130)과 기판안치대(120) 사이의 온도편차로 인하여 기판(s)의 주변부에서 공정의 균일도가 악화될 수 있다. 기판안치대(120)의 내부에는 기판(s)을 가열하기 위한 발열수단(미도시)이 내장되기 때문이다. 기판 거치부(132)와 프레임(131) 사이를 도 3과 같이 경사면으로 형성하여 기판(s)을 안치할 때, 정렬효과를 얻을 수 있지만. 기판 거치부(132)와 프레임(131) 사이를 수직면으로 형성하여 기판(s)의 측면에 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 박막증착공정의 필요에 따라, 기판지지프레임의 설계를 변경할 수 있다.
도 3과 같이, 기판지지프레임(130)의 일측면을 완전히 개방하여 로봇출입부(136)를 형성할 수 있으나, 도 5와 같이, 기판지지프레임(130)의 일측면에 이송로봇(200)의 포크부(210)이 출입할 수 있는 포크출입부(212)를 형성할 수 있다. 포크출입부(212)는 프레임(131)의 상면을 절개하여 요부이다. 포크출입부(212)는 이송로봇(200)의 포크의 수와 상응하는 개수로 형성된다.
도 3에서 개구부(135)는 기판안치대(120)가 상승하여 기판지지프레임(130)을 들어올릴 때 기판안치대(120)의 상면이 관통하여 기판(s)의 배면과 밀착되도록 하기 위한 것이다. 따라서 기판안치대(120)의 상면 형상에 대응하여 개구부(135)의 형상이 정해져야 한다. 프레임(131)의 일측을 개방하여 형성한 로봇출입부(136)는 기판(s)을 운송하는 이송로봇(200)의 출입통로 역할을 하며, 기판지지프레임(130)을 챔버(110)의 내부에 설치할 때는 챔버(110)의 측벽에 형성된 출입구(도시하지 않음)쪽에 로봇출입부(136)를 위치시켜야 한다.
도 3에서 프레임(131)이 사각형태인 것은 사각형태의 기판(s)을 안치하는 용도로 제작되었기 때문이며, 프레임(131)은 기판(s)의 형태에 따라 다르게 된다. 프레임(131)의 저면에 형성된 돌출부(133)는 기판안치대(120)와 접하는 부분이며, 프레임(131)의 저면을 따라 연속적으로 형성될 수도 있고 불연속적으로 형성될 수도 있다. 경우에 따라서는 돌출부(133)를 형성하지 않을 수도 있다.
한편, 기판지지프레임(130)은 아노다이징(anodizing) 처리된 알루미늄 재질로 제작되는 것이 바람직한데, 이것은 공정가스에 대한 내성을 강화하는 한편 하부전극의 역할을 하는 기판안치대(120)와 기판지지프레임(130)을 절연시킴으로써 기판지지프레임(130) 주변에서 플라즈마 균일도가 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.
기판지지프레임(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(110) 내벽에 설치된 프레임거치수단(140)에 단순히 올려진 상태로 거치되며, 프레임거치수단(140)은 기판지지프레임(130)을 지지하면서 기판안치대(120)의 상하운동을 방해하지만 않는다면 그 형상이나 개수가 특별히 제한되지 않는다. 따라서 도 4에 도시된 바와 같이 기판지지프레임(130)의 각 변을 하나씩의 프레임거치수단(140)을 이용하여 지지할 수도 있고, 기판지지프레임(130)의 서로 마주보는 2 변만을 지지하도록 프레임거치수단(140)을 설치할 수도 있다. 후자의 경우에는 각 변을 2개 이상의 프레임거치수단(140)을 이용하여 지지하는 것이 바람직하다.
기판안치대(120)는 상승하면서 기판지지프레임(130)과 기판(s)을 공정위치까지 함께 들어올리게 된다. 이때 공정을 진행하기 위해서는 기판(s)의 배면이 기판안치대(120)의 상면에 완전히 밀착되어야 하므로, 기판안치대(120)의 주변부에는 기판지지프레임(130)의 기판 거치부(132)가 놓여지는 제 1 단차부(122)를 형성하고, 제 1 단차부(122)의 외곽을 따라 기판지지프레임(130)의 돌출부(133)가 놓여지 는 제 2 단차부(124)를 형성한다. 이때, 제 1 단차부(122)의 높이를 D1이라 하고, 기판지지프레임(130)의 기판 거치부(132)의 높이를 D2 라고 할 때 D1≥D2가 되어야 한다. 만일 D1<D2이면 기판(s)의 주변부가 기판안치대(120)로부터 이격되어 온도편차가 발생하며, 이로 인해 기판(s)의 주변부에서 박막균일도가 저하될 수밖에 없기 때문이다.
기판지지프레임(130)의 돌출부(133)가 놓여지는 제 2 단차부(124)의 높이는 돌출부(133)와 동일한 것이 바람직하다. 만일 기판지지프레임(130)의 하부에서 돌출부(133)가 생략되는 경우에는 기판안치대(120)에서 제 2 단차부(124)를 생략할 수도 있다. 한편 장시간 사용으로 인하여 제 2 단차부(124)의 바닥면이 돌출부(133)에 의해 마모되거나 돌출부(133)의 아노다이징 막이 마모되어 기판안치대(120)와의 절연이 파괴되는 것을 방지하기 위하여 제 2 단차부(124)의 바닥면에서 돌출부(133)와 접하는 부분에는 내마모성이 뛰어난 보강부재(126)를 설치하는 것이 바람직하다.
보강부재(126)는 세라믹 재질인 것이 바람직하며, 도시된 바와 같이 기판안치대(120)의 상면에 매설될 수도 있고 상부도 돌출되도록 설치될 수도 있다. 어떤 경우이든지 간에 기판지지프레임(130)의 돌출부(133)는 기판안치대(120)가 상승하였을 때 기판(s)과 기판안치대(120)의 상면이 밀착되도록 적절한 높이를 가져야 한다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치(100)에서 기판(s)이 로딩 및 언로딩되는 과정을 설명한다.
먼저 챔버(110) 내부에서 기판지지프레임(130)은 기판안치대(120)의 상부에 위치하는 한편, 챔버(110) 내벽에 설치된 프레임거치수단(140)에 단순 거치되어 있다. 이 상태에서 기판출입구를 통해 이송로봇(200)이 진입하여 기판(s)을 기판지지프레임(130)의 개구부(135) 상부에 위치시킨다. 이어서 이송로봇(200)이 하강하면, 기판(s)의 주변부가 기판지지프레임(130)의 기판 거치부(132)에 놓여지면서 이송로봇(200)으로부터 기판(s)이 분리된다. 이송로봇(200)이 챔버(110)에서 빠져나가면, 배기구(112)를 통해 진공펌핑을 실시하여 챔버(110) 내부에 공정분위기를 조성하고, 기판안치대(120)를 공정위치까지 상승시킨다.
기판안치대(120)는 상승하는 과정에서 기판지지프레임(130)과 기판(s)을 함께 들어올리게 되며, 기판지지프레임(130)의 개구부(135)를 통해 상승하는 기판안치대(120)의 상면과 기판(s)의 배면이 서로 밀착된다. 기판안치대(120)가 공정위치까지 완전히 상승하면, 가스분배판(150)을 통하여 기판(s)의 상부로 원료물질을 분사하고, 상부전극(160)에 RF전원(180)을 연결하여 기판(s)의 상부에 활성종과 이온의 혼합체인 플라즈마를 발생시켜 기판(s) 표면에 박막을 증착한다.
공정을 마친 이후에 기판안치대(120)는 하강을 시작하며, 하강 도중에 기판안치대(120)에 올려져 있는 기판지지프레임(130)의 프레임(131)이 프레임거치수단(140)에 걸쳐지면서 기판지지프레임(130)이 기판안치대(120)로부터 분리되고, 동시에 기판지지프레임(130)에 안치된 기판(s)도 기판안치대(120)로부터 분리된다. 정전기 때문에 기판(s)이 기판안치대(120)에 밀착되는 경우가 대부분이지만 기판(s)의 두께가 수mm이상인 경우에는 가장자리에서부터 기판(s)을 들어올리더라도 거의 파손되지 않는 것으로 나타났다.
기판(s)이 기판안치대(120)로부터 완전히 분리되고 기판안치대(120)가 완전히 하강하면, 챔버(110) 내부로 다시 기판이송로봇이 진입하여 기판지지프레임(130)에 안치된 기판(s)의 하부에 위치한다. 이어서 기판이송로봇이 상승하면서 기판(s)을 들어올려 기판지지프레임(130)로부터 분리시킨 상태에서 챔버(110) 외부로 빠져 나간다.
본 발명의 제 1 실시예는 도 4와 같이, 기판(s)의 주변부는 기판 거치부(132)에 3-10mm 정도의 폭으로 걸쳐지므로, 기판(s)의 주변부는 기판안치대(120)와 직접적으로 접촉하지 않는다. 기판(s)의 주변부가 기판안치대(120)와 기판지지프레임(130)을 통하여 간접적으로 접촉되므로 기판안치대(120)의 열전도도가 낮아진다. 다시 말하면, 개구부(135)와 대응되어 기판안치대(120)와 직접 접촉하는 기판(s)의 중앙부와 비교하여, 기판 거치부(132)를 개재하여 기판안치대(120)와 간접 접촉하는 기판(s)의 주변부는 5 내지 10도 정도 낮아진다. 따라서, 기판(s)의 주변부는 기판(s)의 중앙부와 비교하여 증착속도가 느려지므로, 기판(s) 상에 증착되는 박막의 균일성이 저하된다. 본 발명의 제 1 실시예의 문제를 보완하여, 기판(s)의 주변부와 중앙부의 온도 편차를 최소화시키기 위한 제 2 실시예를 제안한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판지지프레임 및 기판안치대의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판이 안치된 기판지지프레임의 평면도이고, 도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판지지프레임의 다수의 돌기부의 평면도이다. 본 발명의 제 2 실시예에서, 기판지지프레임을 제외하고, 기판처리장치는 본 발명의 제 1 실시예와 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에 동일한 부호를 사용한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판지지프레임(130)은, 중앙에 상하로 관통된 개구부(135)를 가지는 프레임(131)과, 프레임(131)의 일측에 형성된 로봇출입부(136)와 개구부(135)의 주변부을 따라 프레임(131)과 연결되어 기판(s)이 거치되는 다수의 돌기부(162)와 다수의 돌기부(162) 사이의 다수의 함몰부(164)로 구성된다. 프레임(131) 및 기판안치대(120)의 외곽은 기판(s)와 동일한 형태로 제작된다. 일반적으로 기판(s)으로 웨이퍼를 사용하면 프레임(131)의 외곽은 원형으로 제작되고, 기판(s)로 글래스을 사용하면 프레임(131)의 외곽은 사각형으로 제작된다. 개구부(135)는 기판안치대(120)의 중앙부와 대응하여 상하로 관통되고, 프레임(131) 은 개구부(135)를 감싸고 기판안치대(120)의 외곽부와 대응된다.
개구부(135)의 주변부를 경사면(154)이 형성되고, 다수의 돌기부(162)는 프레임(131)보다 낮은 단차를 가진다. 경사면(154)과 단차는 기판(s)을 다수의 돌기부(162)에 정확하게 위치하기 위한 정렬기능 및 외부적 요인에 의해 기판(s)의 위치가 변경되는 것을 방지하는 기능을 한다. 기판(s)이 거치되는 다수의 돌기부(162)는 개구부(135)의 가로면 및 세로면에 각각 2 내지 3 개 정도 설치할 수 있다. 다수의 돌기부(162)는 경사면(154)로부터 돌출 폭은 3 내지 10mm정도이다. 다수의 돌기부(162)와 중첩되는 기판(s)의 폭이 3 내지 10mm이다. 그리고, 다수의 돌출부(162)에서 돌출 폭과 수직인 측면 폭은 5 내지 20mm정도이고, 바람직하게는 10mm정도이다. 또한 다수의 돌출부(162) 사이의 간격, 다수의 함몰부(164)의 각각의 측면 폭은 10 내지 500mm정도이며, 기판(s)의 크기 및 두께에 따라 달라진다.
기판안치대(120)는 공정을 진행하기 위하여 상승될 때, 기판(s)의 배면이 기판안치대(120)의 상면에 완전히 밀착되어야 하므로, 기판안치대(120)의 주변부에는 기판지지프레임(130)의 다수의 돌기부(162)가 삽입되는 다수의 제 1 단차부(166)와, 다수의 제 1 단차부(166)의 외곽을 따라 기판지지프레임(130)의 돌출부(133)가 위치하는 제 2 단차부(124)가 형성된다. 다수의 제 1 단차부(166)는 다수의 돌기부(162)가 삽입되고, 다수의 함몰부(164)와 대응되는 기판(s)의 배면이 기판안치대(120)와 밀착할 수 있도록 한다. 다시 말하면, 제 1 단차부(166)의 높이를 D1이 라 하고, 기판지지프레임(130)의 다수의 돌기부(162)의 높이를 D2 라고 할 때 D1≥D2가 되어야 한다. 만일 D1<D2이면 기판(s)의 주변부가 기판안치대(120)로부터 이격되어 온도편차가 발생하며, 이로 인해 기판(s)의 주변부에서 박막균일도가 저하될 수밖에 없기 때문이다. 다수의 제 1 단차부(166) 사이의 기판안치대(120)의 주변부는 기판지지프레임(130)의 다수의 함몰부(164)와 대응된다.
본 발명의 제 1 실시예에서는 기판(s)의 주변부가 기판 거치부(132)가 개재되어 기판안치대(120)와 간접적으로 접촉하지만, 본 발명의 제 2 실시예에서는 기판(s)의 주변부 중에서, 다수의 함몰부(164)와 대응되는 부분은 기판안치대(120)과 직접적으로 접촉하게 되어 기판안치대(120)의 열을 기판(s)의 주변부에도 균일하게 전달할 수 있다. 다수의 함몰부(164)는 기판지지프레임(130)의 경사면(154)까지 확장되어 있다. 따라서, 다수의 함몰부(164)와 대응되는 기판(s)의 주변부는 기판(s)의 최외곽 부분도 기판안치대(120)와 직접 접촉한다. 그리고, 다수의 돌기부(162)는 여러가지 형태, 도 8a 내지 도 8d와 같이, 사각형, 사다리꼴, 삼각형, 및 만곡형을 필요에 따라 택일하여 사용한다.
본 발명의 제 1 및 제 2 실시예는 비교적 두꺼운 기판을 사용하는 태양전지용 기판을 처리하는 기판처리장치를 설계하는 데서 착안되었지만, 본 발명의 범위를 굳이 태양전지용 기판처리장치에 국한시켜야 하는 것은 아니므로 일정한 반응공간을 가지는 챔버 내에 웨이퍼, 글래스 등을 안치하여 공정을 진행하는 모든 종류 의 기판처리장치로 확대시켜 적용할 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래기술에 따른 기판 상에 박막을 증착하기 위한 기판처리장치
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판지지프레임의 사시도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판이 안치된 기판지지프레임의 평면도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포크출입구를 가지는 기판지지프레임의 사시도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판지지프레임 및 기판안치대의 사시도
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판이 안치된 기판지지프레임의 평면도
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판지지프레임의 다수의 돌기부의 평면도

Claims (12)

  1. 승강 가능한 기판안치대를 포함하는 챔버의 내부에서 기판의 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 기판안치대의 상부에 설치되는 기판지지프레임에 있어서,
    상기 기판안치대와 중앙부와 대응하여 상하로 관통된 개구부;
    상기 개구부를 감싸고 상기 기판안치대의 외곽부와 대응되는 프레임;
    상기 개구부를 주변부를 따라 상기 프레임과 연결되어 상기 기판이 거치되는 다수의 돌기부;
    상기 다수의 돌기부 사이의 다수의 함몰부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판지지프레임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부의 주변부을 따라 상기 프레임과 상기 다수의 돌기부 사이에 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지프레임.
  3. 제 1 항에 있어서,
    이송로봇의 이동을 위하여 상기 프레임의 일측에 형성되며 상기 개구부와 연통하는 로봇출입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판지지프레임.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇출입부는 상기 프레임에서 상면을 절개하여 형성한 요부인 것을 특징으로 하는 기판지지프레임.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 돌출부의 형태는 사각형, 사다리꼴, 삼각형, 및 만곡형 중 하나인 것을 특징으로 하는 기판지지프레임
  6. 이송로봇의 출입구가 형성된 챔버;
    상기 챔버의 내부에 설치되며 승강운동이 가능한 기판안치대;
    상기 챔버의 내부로 원료물질을 공급하는 가스분사수단;
    상기 기판안치대의 상부에 설치되는 기판지지프레임에 있어서,
    상기 기판지지프레임은, 상기 기판안치대와 중앙부와 대응하여 상하로 관통된 개구부, 상기 개구부를 감싸고 상기 기판안치대의 외곽부와 대응되는 프레임, 상기 개구부를 주변부를 따라 상기 프레임과 연결되어 상기 기판이 거치되는 다수의 돌기부, 및 상기 다수의 돌기부 사이의 다수의 함몰부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프레임의 하부에는 돌출부가 형성되고, 상기 기판안치대가 상승할 때, 상기 기판안치대에 상기 다수의 돌기부가 삽입되는 다수의 제 1 단차부와, 상기 다수의 제 1 단차부의 외곽부에 상기 돌출부가 접하는 제 2 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 단차부의 높이는 상기 다수의 돌기부의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 단차부는 상기 다수의 돌기부와 동일한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판안치대의 마모를 방지하기 위하여 상기 제 2 단차부에서 상기 돌출 부와 접하는 부분에는 절연성 보강부재를 설치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 챔버의 내부에는 상기기판지지프레임을 상기 기판안치대의 상부에 위치시키기 위한 프레임거치수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판안치대와 상기 기판지지프레임은 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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