KR20100132669A - 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치 - Google Patents

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Abstract

박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치가 개시된다. 본 발명의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 기판을 핸들링하는 기판 핸들링 로봇이 내부에 마련되는 트랜스퍼 모듈 챔버(Transfer Module Chamber); 트랜스퍼 모듈 챔버의 일측에 연결되어 기판이 출입되는 적어도 하나의 로드락 챔버(Loadlock Chamber); 및 트랜스퍼 모듈 챔버의 타측에 연결되어 기판에 대한 실질적인 증착 공정이 진행되는 적어도 하나의 프로세스 모듈 챔버(Process Module Chamber)를 포함하며, 프로세스 모듈 챔버는, 기판을 향하여 공정 가스를 분사하는 디퓨져 및 디퓨져의 하부에 마련되어 기판이 로딩되는 서셉터를 각각 구비하는 다수의 단위 챔버; 및 디퓨져와 기판 사이의 거리를 조절하기 위해 서셉터를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다수의 단위 챔버를 갖는 프로세스 모듈 챔버를 구비한 플라즈마 처리장치에서 디퓨저와 서셉터 사이의 간격을 간편하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 공정 변수에 대한 영향을 최소화하여 공정 효율을 실질적으로 향상시킬 수 있게 된다.
플라즈마 처리장치, 로드락 챔버, 프로세스 모듈 챔버, 서셉터

Description

박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치{Plasma processing apparatus for manufacturing thin-film solar cells}
본 발명은 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다수의 단위 챔버를 갖는 프로세스 모듈 챔버를 구비한 플라즈마 처리장치에서 디퓨저와 서셉터 사이의 간격을 간편하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 공정 변수에 대한 영향을 최소화하여 공정 효율을 실질적으로 향상시킬 수 있는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
태양전지(solar cells)는, 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 이러한 태양전지는 그 종류에 따라 단결정 실리콘 태양전지, 다결정 실리콘 태양전지, 박막 태양전지(thin-film solar cells) 등으로 분류된다.
박막 태양전지는 얇은 막 형태로 제작되는 것으로서, 단결정 실리콘 태양전지 등에 비해 그 효율은 낮으나 제조 가격이 저렴하고 대면적화가 가능하며 표면이 불규칙한 곳이나 장치하기 어려운 곳에 용이하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한 증착되는 기판의 종류에 따라 장판처럼 둘둘 말아서 운반하거나 보관할 수도 있다.
이러한 박막 태양전지는 반도체 공정과 유사한 다수의 공정들을 거치면서 제품으로 제작된다.
다수의 공정들 중에는 박막 태양전지 제조용 기판의 표면에 박막 형태의 증착막을 증착시키는 증착 공정이 존재하는데, 이러한 증착 공정은 주로 플라즈마를 이용한 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치를 통해 진행된다. 참고로, 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는 통상적인 LCD 기판 제조용 플라즈마 처리장치와 실질적으로 유사한 구성을 갖는다.
종래의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 박막 태양전지 제조용 기판이 인입 및 취출되는 로드락 챔버(LOADLOCK CHAMBER)와, 로드락 챔버와 연결되며 기판 핸들링 로봇이 내부에 구비된 트랜스퍼 모듈 챔버(TRANSFER MODULE CHAMBER)와, 트랜스퍼 모듈 챔버에 연결되어 실질적인 증착 공정을 진행하는 다수의 프로세스 모듈 챔버(PROCESS MODULE CHAMBER)를 구비한다.
이에, 박막 태양전지 제조용 기판이 로드락 챔버 내로 인입되면, 트랜스퍼 모듈 챔버 내의 기판 핸들링 로봇이 박막 태양전지 제조용 기판을 트랜스퍼 모듈 챔버로 옮긴 후, 다수의 프로세스 모듈 챔버 중에서 어느 한 프로세스 모듈 챔버로 전달함으로써 해당 프로세스 모듈 챔버 내에서 박막 태양전지 제조용 기판에 대한 증착 공정이 이루어지게 되며, 작업이 완료되면 전술한 역순으로 박막 태양전지 제조용 기판이 취출된다.
한편, 이러한 종래의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 다수의 박 막 태양전지 제조용 기판에 대한 증착 공정이 동시에 진행될 수 있도록 마련되는 다수의 단위 챔버를 포함한다. 다수의 단위 챔버는 다수의 프로세스 모듈 챔버 내에 각각 배치됨으로써 한꺼번에 많은 양의 박막 태양전지 제조용 기판에 대한 증착 공정이 진행되게 된다.
도 1은 종래의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버(10)는 다수의 단위 챔버(11, 12)를 포함한다.
단위 챔버(11, 12)는 각각 상부벽(11d, 12d) 하측에 마련되는 디퓨져(11a, 12a)와, 디퓨져(11a, 12a)의 하부에 마련되어 기판이 로딩되는 서셉터(11b, 12b)를 포함한다.
서셉터(11b, 12b)는 각각 지지부재(11c, 12c)에 의하여 단위 챔버(11, 12)의 하부벽(11e, 12e)으로부터 지지되며, 디퓨져(11a, 12a)와 서셉터(11b, 12b) 사이의 공간은 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 반응 공간이 된다.
그러나, 종래의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버(10)는, 상부벽(11d, 12d)에 고정된 디퓨져(11a, 12a)와 하부벽(11e, 12e)에 고정된 서셉터(11b, 12b) 사이의 반응 공간 거리를 조절할 수 있는 구성을 갖추고 있지 못하므로 공정에 있어 중요한 변수가 되는 공정갭과 공정가스의 유량을 조절할 수 없으며, 이에 따라 새로운 공정개발시 많은 시간과 실패비용을 지불해야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 다수의 단위 챔버를 갖는 프로세스 모듈 챔버를 구비한 플라즈마 처리장치에서 디퓨저와 서셉터 사이의 간격을 간편하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 공정 변수에 대한 영향을 최소화하여 공정 효율을 실질적으로 향상시킬 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 핸들링하는 기판 핸들링 로봇이 내부에 마련되는 트랜스퍼 모듈 챔버(Transfer Module Chamber); 상기 트랜스퍼 모듈 챔버의 일측에 연결되어 상기 기판이 출입되는 적어도 하나의 로드락 챔버(Loadlock Chamber); 및 상기 트랜스퍼 모듈 챔버의 타측에 연결되어 상기 기판에 대한 실질적인 증착 공정이 진행되는 적어도 하나의 프로세스 모듈 챔버(Process Module Chamber)를 포함하며, 상기 프로세스 모듈 챔버는, 상기 기판을 향하여 공정 가스를 분사하는 디퓨져 및 상기 디퓨져의 하부에 마련되어 상기 기판이 로딩되는 서셉터를 각각 구비하는 다수의 단위 챔버; 및 상기 디퓨져와 상기 기판 사이의 거리를 조절하기 위해 상기 서셉터를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치에 의하여 달성된다.
상기 다수의 단위 챔버는, 제1 서셉터와, 상기 제1 서셉터를 지지하도록 제1 하부벽을 관통하여 마련되는 제1 서셉터 지지부재를 구비하는 제1 단위 챔버; 및 제2 서셉터와, 상기 제2 서셉터를 지지하도록 제2 하부벽을 관통하여 마련되는 제2 서셉터 지지부재를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며, 상기 서셉터 이동유닛은, 상기 제2 단위 챔버의 상측에서 상기 제1 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제1 무빙 플레이트; 상기 제2 단위 챔버의 하측에서 상기 제2 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제2 무빙 플레이트; 및 상기 제1 무빙 플레이트 및 상기 제2 무빙 플레이트를 상하 방향으로 함께 이동시키는 무빙 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 무빙 샤프트는, 상기 제1 무빙 플레이트의 양단부와 상기 제2 무빙 플레이트의 양단부를 각각 지지할 수 있다.
상기 다수의 단위 챔버는, 제1 서셉터와, 상기 제1 서셉터를 지지하도록 제1 하부벽을 관통하여 마련되는 제1 서셉터 지지부재를 구비하는 제1 단위 챔버; 및 제2 서셉터와, 상기 제2 서셉터를 지지하도록 제2 하부벽을 관통하여 마련되는 제2 서셉터 지지부재를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며, 상기 서셉터 이동유닛은, 상기 제2 단위 챔버의 상측에서 상기 제1 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제1 무빙 플레이트와, 상기 제1 무빙 플레이트를 상하 방향으로 이동시키는 제1 무빙 샤프트; 및 상기 제2 단위 챔버의 하측에서 상기 제2 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제2 무빙 플레이트와, 상기 제2 무빙 플레이트를 상하 방향으로 이동시키는 제2 무빙 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 제1 무빙 샤프트는 상기 제1 무빙 플레이트의 양단부를 지지하며, 상기 제2 무빙 샤프트는 상기 제2 무빙 플레이트의 양단부를 지지할 수 있다.
상기 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 상기 제1 하부벽과 상기 제1 무빙 플레이트의 사이에서 상기 제1 서셉터 지지부재의 외부를 감싸도록 마련되는 제1 벨로우즈; 및 상기 제2 하부벽과 상기 제2 무빙 플레이트의 사이에서 상기 제2 서셉터 지지부재의 외부를 감싸도록 마련되는 제2 벨로우즈를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 단위 챔버는, 제1 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제1 갭스페이서와, 상기 제1 갭스페이서의 하부에 마련되는 제1 서셉터를 구비하는 제1 단위 챔버; 및 제2 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제2 갭스페이서와, 상기 제2 갭스페이서의 하부에 마련되는 제2 서셉터를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며, 상기 서셉터 이동유닛은, 상기 제1 디퓨져와 상기 제1 서셉터 사이 및 상기 제2 디퓨져와 상기 제2 서셉터 사이에서 해당 기판에 대한 증착 공간이 각각 형성되도록 하기 위해, 상기 제1 서셉터 및 상기 제2 서셉터를 상하 방향으로 함께 이동시켜 상기 제1 서셉터의 상단면 및 상기 제2 서셉터의 상단면이 각각 상기 제1 갭스페이서의 하측 및 상기 제2 갭스페이서의 하측에 접촉되거나 이격되도록 하는 무빙 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 무빙 샤프트는, 상기 제1 서셉터의 양단부와 상기 제2 서셉터의 양단부를 각각 지지할 수 있다.
상기 다수의 단위 챔버는, 제1 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제1 갭스페이서와, 상기 제1 갭스페이서의 하부에 마련되는 제1 서셉터를 구비하는 제1 단위 챔버; 및 제2 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제2 갭스페이서와, 상기 제2 갭스페이서의 하부에 마련되는 제2 서셉터를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며, 상기 서셉터 이동유닛은, 상기 제1 디퓨져와 상기 제1 서셉터 사이에서 해당 기판에 대한 증착 공간이 형성되도록 하기 위해, 상기 제1 서셉터를 상하 방향으로 이동시켜 상기 제1 서셉터의 상단면이 상기 제1 갭스페이서의 하측에 접촉되거나 이격되도록 하는 제1 무빙 샤프트; 및 상기 제2 디퓨져와 상기 제2 서셉터 사이에서 해당 기판에 대한 증착 공간이 형성되도록 하기 위해, 상기 제2 서셉터를 상하 방향으로 이동시켜 상기 제2 서셉터의 상단면이 상기 제2 갭스페이서의 하측에 접촉되거나 이격되도록 하는 제2 무빙 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 제1 무빙 샤프트는 상기 제1 서셉터의 양단부를 지지하며, 상기 제2 무빙 샤프트는 상기 제2 서셉터의 양단부를 지지할 수 있다.
상기 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 상기 공정가스를 상기 단위 챔버의 외부로 배출하기 위해 상기 단위 챔버의 측부벽을 관통하여 마련되는 적어도 하나의 공정가스 배출관; 및 상기 단위 챔버의 내부로부터 상기 공정가스 배출관 측으로 흐르는 상기 공정가스의 흐름을 제어하는 배플부를 더 포함할 수 있다.
상기 배플부는, 적어도 하나의 제1 공정가스 홀이 형성되며 상기 디퓨져의 하측 일단부와 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련되는 제1 배플부; 및 적어도 하나의 제2 공정가스 홀이 형성되며 상기 디퓨져의 일측면과 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련되는 제2 배플부를 포함할 수 있다.
상기 제1 배플부 및 상기 제2 배플부를 따라 흐르는 상기 공정가스의 흐름을 방해하도록 상기 제1 공정가스 홀과 상기 제2 공정가스 홀은 상호 다른 위치에 형 성될 수 있다.
상기 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 상기 디퓨져의 측부벽에 결합되는 인슐레이터; 및 상기 인슐레이터의 일측면에 결합되는 격벽을 더 포함하며, 상기 제1 배플부는, 상기 디퓨져의 하측 일단부, 상기 인슐레이터의 하단부 및 상기 격벽의 하단부와 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련되고, 상기 제2 배플부는, 상기 격벽의 일측면과 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련될 수 있다.
본 발명에 의하면, 다수의 단위 챔버에 각각 마련되는 서셉터를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛에 의하여, 다수의 단위 챔버를 갖는 프로세스 모듈 챔버를 구비한 플라즈마 처리장치에서 디퓨저와 서셉터 사이의 간격을 간편하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 공정 변수에 대한 영향을 최소화하여 공정 효율을 실질적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
참고로, 이하에서 설명할 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 및 박막 태양전지용 기판 등을 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 1의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 구성도이며, 도 4는 다수의 단위 챔버가 결합된 도 3의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치(100, 이하 '플라즈마 처리장치(100)'라 함)는 박막 태양전지 기판 제조용 화학 기상 증착 장치(Chemical Vapor Deposition Apparatus)이지만, 본 발명은 화학 기상 식각 장치(Chemical Vapor Etching Apparatus) 등의 플라즈마 처리를 활용한 다양한 장치에 적용될 수 있음은 물론이다. 즉, 본 명세서에서 「플라즈마 처리」란 플라즈마 에칭(Plasma Etching)과 플라즈마 증착(Plasma Vapor Deposition)의 의미를 포함한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는, 증착 공정 대상의 기판이 인입되거나 증착이 완료된 기판이 취출되는 로드락 챔버(110)와, 로드락 챔버(110)와 연결되며 기판 핸들링 로봇(180)이 내부에 구비된 트랜스퍼 모듈 챔버(120)와, 트랜스퍼 모듈 챔버(120)에 연결되어 실질적인 증착 공정을 진행하는 다수의 프로세스 모듈 챔버(130)를 구비한다.
본 실시예의 플라즈마 처리장치(100)는, 트랜스퍼 모듈 챔버(120)가 평면 투영 시 8각형의 구조를 가지며, 8개의 각 변에, 로드락 챔버(110)와 6개의 프로세스 모듈 챔버(130)가 동심적으로 배열되면서 트랜스퍼 모듈 챔버(120)에 연결된 구조를 갖는다.
하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다. 즉, 로드락 챔버(110)와 프로세스 모듈 챔버(130)가 트랜스퍼 모듈 챔버(120)와 연결되는 구조를 갖는다면 그것으로 충분하므로, 트랜스퍼 모듈 챔버(120)는 8각형의 구조를 떠나 다양한 다각형의 구조를 가질 수도 있는 것이다.
다만, 이하에서는 도 2를 참조하여 8각형 구조의 트랜스퍼 모듈 챔버(120)에 로드락 챔버(110)와, 6개의 프로세스 모듈 챔버(130)가 연결되는 것에 대해 상세히 설명하기로 한다.
로드락 챔버(110)는, 증착 대상의 기판이 인입되는 인입 로드락 챔버(110a)와, 증착이 완료된 기판이 취출되는 취출 로드락 챔버(110b)로 구분된다.
본 실시예에서 인입 로드락 챔버(110a)와 취출 로드락 챔버(110b)는 상호 인접되도록 트랜스퍼 모듈 챔버(120)에 연결되고 있다. 이는 기판 핸들링 로봇(180)의 동작 거리를 가능한 한 줄여 택트 타임(tact time)을 감소시키기 위한 하나의 방편인데, 본 발명이 이에 제한될 필요는 없는 것이다.
인입 로드락 챔버(110a) 및 취출 로드락 챔버(110b)에 대해 부연하면, 프로세스 모듈 챔버(130)를 통한 기판의 증착 공정이 진행되기 위해서는 기판 핸들링 로봇(180)이 증착 대상의 기판을 해당 프로세스 모듈 챔버(130)로 이송시키게 되는데, 이 때 대기압 상태에 있는 기판을 직접 고온 저압의 프로세스 모듈 챔버(130)로 진입시키는 과정에 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 모듈 챔버(130)로 이송하기 전에 프로세스 모듈 챔버(130)와 동일한 환경을 조성해줄 필요가 있다. 이를 위해 인입 로드락 챔버(110a)가 마련되는 것이다.
다시 말해, 인입 로드락 챔버(110a)는 장치 외측의 로봇(미도시)에 의해 외부로부터 증착 대상의 기판이 인입되면, 내부의 환경을 프로세스 모듈 챔버(130)와 실질적으로 동일한 온도와 압력으로 조성하는 역할을 한다. 이처럼 프로세스 모듈 챔버(130)와 실질적으로 동일한 환경이 조성된 인입 로드락 챔버(110a) 내의 기판은, 트랜스퍼 모듈 챔버(120)에 마련되는 기판 핸들링 로봇(180)에 의해 핸들링되어 해당 프로세스 모듈 챔버(130)로 이송된 후 그 곳에서 해당 증착 공정이 수행된다.
이와는 반대로, 프로세스 모듈 챔버(130) 내에서 증착 공정이 완료된 기판은 기판 핸들링 로봇(180)에 의해 핸들링되어 장치의 외부로 취출되어야 하는데, 이 경우에도 외부와 실질적으로 동일한 온도와 압력을 유지한 채로 기판이 취출되어야 하기 때문에 취출 로드락 챔버(110b)가 마련되는 것이다.
결과적으로 인입 로드락 챔버(110a)와 취출 로드락 챔버(110b)는 기판에 대한 출입 통로를 형성하기는 하되, 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 내부 및 외부 환경 조건에 기초하여 미리 기판의 상태를 조율하기 위해 마련된다.
하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로, 인입 로드락 챔버(110a)와 취출 로드락 챔버(110b)가 반드시 구분되어 마련될 필요는 없다. 다시 말해 하나의 로드락 챔버(미도시)만을 마련하고, 이 로드락 챔버를 통해서 기판의 출입이 모두 가능하도록 해도 무방하다.
다만, 본 실시예와 같이 인입 로드락 챔버(110a)와 취출 로드락 챔버(110b)가 별개로 마련될 경우라면 기판의 출입에 따른 로딩(loading) 혹은 대기 시간 등 이 줄어들 수 있어 택트 타임 감소의 효과를 기대할 수 있고, 따라서 생산성 향상에 도움이 될 것임에 틀림이 없다.
트랜스퍼 모듈 챔버(120)는 6개의 프로세스 모듈 챔버(130)와 2개의 로드락 챔버(110a, 110b)를 연결하는 챔버이다. 트랜스퍼 모듈 챔버(120)는 도시된 바와 같이 평면 투영 시 8각형 구조를 갖는다.
앞서도 기술한 바와 같이, 트랜스퍼 모듈 챔버(120)의 내부에는 6개의 프로세스 모듈 챔버(130)와 2개의 로드락 챔버(110a, 110b)로 예컨대 5장의 기판을 동시에 핸들링(handling)하는 기판 핸들링 로봇(180)이 마련되고, 또한 트랜스퍼 모듈 챔버(120)의 내부에서 기판 핸들링 로봇(180)에 의해 가로/세로의 폭이 1.5 미터 내외의 소위, 5세대라 불리는 기판이 이송되어야 하므로 트랜스퍼 모듈 챔버(120)는 거대한 구조물로 마련된다.
한편, 6개의 프로세스 모듈 챔버(130)는 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 실질적인 증착 공정을 진행하는 부분이다.
6개의 프로세스 모듈 챔버(130)는 각각, 다수의 기판에 대한 증착 공정이 동시에 진행될 수 있도록 내부에 마련되는 다수의 단위 챔버(140, 150, 171 내지 173)를 포함한다. 물론, 단위 챔버(140, 150, 171 내지 173)의 개수는 필요에 따라 조정될 수 있는 사항으로 본 발명의 권리범위는 단위 챔버(140, 150, 171 내지 173)의 개수에 의하여 제한되지 않는다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 프로세스 모듈 챔버(130)의 내부에 마련된 두 개의 단위 챔버(140, 150)를 기준으로 본 실시예를 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 프로세스 모듈 챔버(130)는, 디퓨져(141, 151) 및 서셉터(142, 152)를 각각 구비하는 단위 챔버(140, 150)와, 단위 챔버(140, 150)에 구비된 서셉터(142, 152)를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛(160)을 포함한다.
단위 챔버(140, 150)는 프로세스 모듈 챔버(130) 내부의 상측에 마련되는 제1 단위 챔버(140)와, 그 하측에 마련되는 제2 단위 챔버(150)를 포함하며, 제1 단위 챔버(140) 및 제2 단위 챔버(150)는 각각 상부벽(140a, 150a)과, 하부벽(140b, 150b)과, 상부벽(140a, 150a) 및 하부벽(140b, 150b)의 양단부를 각각 연결하는 한 쌍의 측부벽(140c, 140d, 150c, 150d)을 포함한다.
제1 단위 챔버(140)는 상부벽(140a) 하측에 마련되는 제1 디퓨져(141)와, 제1 디퓨져(141)의 하부에 마련되어 기판이 로딩되는 제1 서셉터(142)를 포함한다. 본 실시예에서 제1 단위 챔버(140)는 전체적으로 사각 형상을 가지나 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
제1 디퓨져(141)는 제1 단위 챔버(140)의 외부로부터 유입되는 공정 가스를 제1 단위 챔버(140)의 내부로 분사하며, 하부전극으로 기능하는 제1 서셉터(142)에 대응하여 제1 단위 챔버(140) 내에 플라즈마를 생성하기 위한 상부전극의 역할을 담당하는 구성이다.
제1 단위 챔버(140)의 측부벽(140c, 140d)과 제1 디퓨져(141)의 양측면 사이에는 격벽(145, 146)이 마련되며, 제1 디퓨져(141)의 양측면과 격벽(145, 146) 사이에는 테프론 또는 세라믹 재질의 인슐레이터(147)가 삽입되어 제1 단위 챔 버(140)와 제1 디퓨져(141) 상호 간을 전기적으로 절연시킨다.
기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 진행하는 경우, 상부전극으로 기능하는 제1 디퓨져(141)에는 RF(radio frequency) 또는 VHF(very high frequency) 전력이 인가되며, 하부전극으로 기능하는 제1 서셉터(142) 사이에서 플라즈마가 생성되고 플라즈마 반응에 의해 제1 서셉터(142) 상부에 안착된 기판에 대한 증착 처리가 이루어진다.
한편, 제1 서셉터(142)는 제1 디퓨져(141)의 하부에 마련되어 기판이 안착되는 것으로 전술한 바와 같이 하부전극으로 기능하는 구성이다. 기판은 프로세스 모듈 챔버(130)의 측부벽을 관통하여 형성되는 기판 인출입 슬롯(130a) 및 제1 단위 챔버(140)의 측부벽(140c)을 관통하여 형성되는 기판 인출입 슬롯(140e)을 따라 기판 핸들링 로봇(180)에 의하여 트랜스퍼 모듈 챔버(120)로부터 제1 단위 챔버(140)의 제1 서셉터(142)의 상부에 안착되거나, 제1 서셉터(142)로부터 트랜스퍼 모듈 챔버(120) 측으로 인출된다. 도시되지는 않았지만, 기판 인출입 슬롯(130a, 140e)에는 프로세스 모듈 챔버(130) 내의 진공을 유지하기 위한 개폐 밸브(미도시)가 마련된다.
제2 단위 챔버(150)는 상부벽(150a) 하측에 마련되는 제2 디퓨져(151)와, 제2 디퓨져(151)의 하부에 마련되어 기판이 로딩되는 제2 서셉터(152)를 포함한다.
제2 디퓨져(151) 및 제2 서셉터(152)에 대한 구체적인 사항은 전술한 제1 디퓨져(141) 및 제1 서셉터(142)에 대한 사항과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 서셉터 이동유닛(160)은 제1 디퓨져(141)와 제1 서셉터(142) 상에 놓인 기판 사이의 거리 및 제2 디퓨져(151)와 제2 서셉터(152) 상에 놓인 기판 사이의 거리를 조절하기 위하여 제1 서셉터(142) 및 제2 서셉터(152)를 상하 방향으로 이동시키는 구성이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 서셉터 이동유닛(160)은 제1 서셉터(142)의 하단부를 지지하는 제1 서셉터 지지부재(143)를 지지하도록 마련되는 제1 무빙 플레이트(161)와, 제2 서셉터(152)의 하단부를 지지하는 제2 서셉터 지지부재(153)를 지지하도록 마련되는 제2 무빙 플레이트(162)와, 제1 무빙 플레이트(161) 및 제2 무빙 플레이트(162)를 상하 방향으로 함께 이동시키는 무빙 샤프트(163)와, 무빙 샤프트(163)를 구동하는 구동부(미도시)를 포함한다.
제1 무빙 플레이트(161)는 제2 단위 챔버(150)의 상측에서 제1 서셉터 지지부재(143)를 지지하도록 마련되는 판재형 금속 부재이며, 제2 무빙 플레이트(162)는 제2 단위 챔버(150)의 하측에서 제2 서셉터 지지부재(153)를 지지하도록 마련되는 판재형 금속 부재이다.
제1 무빙 플레이트(161)의 양단부 및 제2 무빙 플레이트(162)의 양단부는 각각 무빙 샤프트(163)에 의하여 지지되며, 무빙 샤프트(163)는 모터(미도시)를 포함하는 구동부(미도시)에 의하여 구동되어 프로세스 모듈 챔버(130)의 상하 방향으로 움직인다.
무빙 샤프트(163)의 운동에 따라, 제1 무빙 플레이트(161) 및 제2 무빙 플레이트(162)도 프로세스 모듈 챔버(130)의 상하 방향으로 함께 움직이게 되며, 제1 무빙 플레이트(161)에 의하여 지지된 제1 서셉터 지지부재(143) 및 제1 서셉터 지지부재(143)에 연결된 제1 서셉터(142)와, 제2 무빙 플레이트(162)에 의하여 지지된 제2 서셉터 지지부재(153) 및 제2 서셉터 지지부재(153)에 연결된 제2 서셉터(152)는 각각 제1 디퓨져(141) 및 제2 디퓨져(151) 측으로 상승하거나 제1 디퓨져(141) 및 제2 디퓨져(151)로부터 하강한다.
한편, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는 제1 서셉터 지지부재(143)의 외측을 감싸도록 마련되는 제1 벨로우즈(144)와, 제2 서셉터 지지부재(153)의 외측을 감싸도록 마련되는 제2 벨로우즈(154)를 더 포함한다.
제1 벨로우즈(144)는 제1 단위 챔버(140)의 하부벽(140b)과 제1 무빙 플레이트(161)의 사이에서 제1 서셉터 지지부재(143)의 외측을 감싸도록 마련되는 부재이며, 제2 벨로우즈(154)는 제2 단위 챔버(150)의 하부벽(150b)과 제2 무빙 플레이트(162)의 사이에서 제2 서셉터 지지부재(153)의 외측을 감싸도록 마련되는 부재이다.
제1 벨로우즈(144) 및 제2 벨로우즈(154)는 각각 제1 서셉터(142) 및 제2 서셉터(152)가 하강할 때 팽창되고, 제1 서셉터(142) 및 제2 서셉터(152)가 부상할 때 압착되면서 제1 서셉터 지지부재(143)와 관통홀(140f) 사이 및 제2 서셉터 지지부재(153)와 관통홀(150f) 사이에 공간이 발생하는 것을 방지한다.
본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는, 제1 서셉터(142) 및 제2 서셉터(152)를 함께 상하 방향으로 움직일 수 있도록 마련되므로, 제1 단위 챔버(140) 내의 제1 디퓨져(141)와 제1 서셉터(142) 상에 놓인 기판 상호 간의 이격거리 및 제2 단위 챔버(150) 내의 제2 디퓨져(151)와 제2 서셉터(152) 상에 놓인 기판 상호 간의 이격거리를 공동으로 조절할 수 있는 장점을 갖는다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.
본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)는 로드락 챔버(미도시), 트랜스퍼 모듈 챔버(미도시) 및 다수의 프로세스 모듈 챔버(230)를 구비하며, 프로세스 모듈 챔버(230)는 디퓨져(241, 251) 및 서셉터(242, 252)를 각각 구비하는 단위 챔버(240, 250)와, 단위 챔버(240, 250)에 구비된 서셉터(242, 252)를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛(260)을 포함한다.
로드락 챔버(미도시), 트랜스퍼 모듈 챔버(미도시), 디퓨져(241, 251) 및 서셉터(242, 252)에 관한 사항은 각각, 전술한 제1 실시예의 로드락 챔버(110), 트랜스퍼 모듈 챔버(120), 디퓨져(141, 151) 및 서셉터(142, 152)에 관한 사항과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
서셉터 이동유닛(260)은, 제1 서셉터(242)의 하단부를 지지하는 제1 서셉터 지지부재(243)를 지지하도록 마련되는 제1 무빙 플레이트(261)와, 제2 서셉터(252)의 하단부를 지지하는 제2 서셉터 지지부재(253)를 지지하도록 마련되는 제2 무빙 플레이트(262)와, 제1 무빙 플레이트(261)를 상하 방향으로 이동시키는 제1 무빙 샤프트(263a)와, 제2 무빙 플레이트(262)를 상하 방향으로 이동시키는 제2 무빙 샤프트(263b)와, 제1 무빙 샤프트(263a) 및 제2 무빙 샤프트(263b)를 각각 구동시키는 구동부(미도시)를 포함한다.
제1 서셉터 지지부재(243), 제1 무빙 플레이트(261), 제2 서셉터 지지부재(253) 및 제2 무빙 플레이트(262)에 관한 사항은 전술한 실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
제1 무빙 플레이트(261)의 양단부는 제1 무빙 샤프트(263a)에 의하여 지지되며, 제2 무빙 플레이트(262)의 양단부는 제2 무빙 샤프트(263b)에 의하여 지지되고, 제1 무빙 샤프트(263a) 및 제2 무빙 샤프트(263b)는 각각 구동부(미도시)에 연결된다.
이에 따라 구동부(미도시)에 포함된 모터(미도시)의 구동시 제1 무빙 샤프트(263a) 및 제2 무빙 샤프트(263b)는 각각 프로세스 모듈 챔버(230)의 상하 방향으로 움직이며, 제1 무빙 샤프트(263a) 및 제2 무빙 샤프트(263b)의 운동에 따라, 제1 무빙 플레이트(261) 및 제2 무빙 플레이트(262)도 프로세스 모듈 챔버(230)의 상하 방향으로 각각 움직이게 되고, 결국 제1 서셉터(242) 및 제2 서셉터(252)는 각각 제1 디퓨져(241) 및 제2 디퓨져(251) 측으로 상승하거나 제1 디퓨져(241) 및 제2 디퓨져(251)로부터 하강하게 된다.
본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)는, 제1 서셉터(242) 및 제2 서셉터(252)를 각각 상하 방향으로 움직일 수 있도록 마련되므로, 제1 단위 챔버(240) 내의 제1 디퓨져(241)와 제1 서셉터(242) 상에 놓인 기판 상호 간의 이격거리 및 제2 단위 챔버(250) 내의 제2 디퓨져(251)와 제2 서셉터(252) 상에 놓인 기판 상호 간의 이격거리를 각각 조절할 수 있는 장점을 갖는다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔 버의 개략적인 단면도이며, 도 7은 갭스페이서에 서셉터가 결합된 상태를 나타낸 도 6의 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 단면도이고, 도 8은 도 7의 A 부분의 확대도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)는 로드락 챔버(미도시)와, 트랜스퍼 모듈 챔버(미도시)와, 다수의 프로세스 모듈 챔버(310)를 구비한다.
로드락 챔버(미도시) 및 트랜스퍼 모듈 챔버(미도시)에 관한 사항은 전술한 제1 실시예의 로드락 챔버(110) 및 트랜스퍼 모듈 챔버(120)에 관한 사항과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하며, 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 두 개의 단위 챔버(320, 330)를 구비한 프로세스 모듈 챔버(310)를 기준으로 본 실시예를 설명한다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 프로세스 모듈 챔버(310)는, 디퓨져(321, 331) 및 서셉터(322, 332)를 각각 구비하는 단위 챔버(320, 330)와, 단위 챔버(320, 330)에 구비된 서셉터(322, 332)를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛(340)을 포함한다.
단위 챔버(320, 330)는 프로세스 모듈 챔버(310) 내부의 상측에 마련되는 제1 단위 챔버(320)와, 그 하측에 마련되는 제2 단위 챔버(330)를 포함하며, 제1 단위 챔버(320) 및 제2 단위 챔버(330)는 각각 상부벽(320a, 330a)과, 상부벽(320a, 330a) 의 양단부에 마련되는 한 쌍의 측부벽(320b, 320c, 330b, 330c)을 포함한다.
본 실시예의 단위 챔버(320, 330)에는 하부벽이 마련되지 않으며 서셉 터(322, 332)가 하부벽의 역할을 대신하게 되는바 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.
제1 단위 챔버(320)는, 상부벽(320a) 하측에 마련되는 제1 디퓨져(321)와, 제1 디퓨져(321)의 하부에서 제1 단위 챔버(320)의 측부벽(320b, 320c) 하단부 둘레를 따라 마련되는 제1 갭스페이서(323)와, 제1 디퓨져(321)의 하부에 마련되어 기판이 로딩되는 제1 서셉터(322)를 포함한다. 본 실시예에서 제1 단위 챔버(320)는 전체적으로 사각 형상을 가지나 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
제1 디퓨져(321) 및 제1 서셉터(322)에 관한 사항은 전술한 제1 실시예의 제1 디퓨져(141) 및 제1 서셉터(142)에 관한 사항과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
제1 갭스페이서(323)는 제1 단위 챔버(320)의 측부벽(320b, 320c)과 제1 단위 챔버(320)의 전방 및 후방에 마련되는 측부벽(미도시)의 둘레를 따라 마련되는 오링(O-ring) 형상의 부재이다. 제1 갭스페이서(323)는 탄성을 갖는 탄성재질로 제작되며, 추후 제1 서셉터(322)의 상승에 따라 제1 서셉터(322)의 상단면은 제1 갭스페이서(323)에 접촉되고, 이에 따라 제1 단위 챔버(320) 내의 증착 공간이 형성되게 된다. 즉, 전술한 바와 마찬가지로 제1 단위 챔버(320)에 있어서 하부벽의 역할은 제1 서셉터(322)가 하게 되는 것이다.
한편, 서셉터 이동유닛(340)은 제1 서셉터(322)의 양단부 및 제2 서셉터(332)의 양단부를 지지하는 무빙 샤프트(341)와, 무빙 샤프트(341)를 구동하는 구동부(미도시)를 포함한다.
무빙 샤프트(341)는 모터(미도시)를 포함하는 구동부(미도시)에 의하여 구동되어 프로세스 모듈 챔버(310)의 상하 방향으로 움직이며, 이에 따라 제1 서셉터(322) 및 제2 서셉터(332)는 각각 제1 디퓨져(321) 및 제2 디퓨져(331) 측으로 상승하거나 제1 디퓨져(321) 및 제2 디퓨져(331)로부터 하강한다.
제2 단위 챔버(330)는 상부벽(330a) 하측에 마련되는 제2 디퓨져(331)와, 제2 디퓨져(331)의 하부에 마련되어 기판이 로딩되는 제2 서셉터(332)를 포함한다.
제2 디퓨져(331) 및 제2 서셉터(332)에 대한 구체적인 사항은 전술한 제1 디퓨져(321) 및 제1 서셉터(322)에 대한 사항과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)는 공정가스를 단위 챔버(320)의 외부로 배출하기 위한 공정가스 배출관(350)과, 단위 챔버(320)의 내부로부터 공정가스 배출관(350) 측으로 흐르는 공정 가스의 흐름을 제어하기 위한 배플부(360)를 더 포함한다.
공정가스 배출관(350)은 제1 단위 챔버(320)의 측부벽(320b) 일부를 관통하여 형성되며, 도시되지는 않았지만 제2 단위 챔버(330)의 경우도 마찬가지이다.
배플부(360)는 공정 가스가 유출되는 유출경로 상에 마련되어 공정 가스가 공정가스 배출관(350) 측으로 일정하게 흐를 수 있도록 마련되는 구성이다.
배플부(360)는 제1 디퓨져(321)의 하측 일단부, 인슐레이터(371)의 하단부 및 격벽(372)의 하단부와 제1 단위 챔버(320)의 측부벽(320b) 사이에 마련되는 제1 배플부(361)와, 격벽(372)의 일측면과 제1 단위 챔버(340)의 일 측부벽(320b) 사이 에 마련되는 제2 배플부(362)를 포함한다.
또한, 제1 배플부(361) 및 제2 배플부(362)에는 각각 제1 배플부(361)를 관통하는 제1 공정가스 홀(361a)과, 제2 배플부(362)를 관통하는 제2 공정가스 홀(362a)이 형성되며, 제1 공정가스 홀(361a) 및 제2 공정가스 홀(362a)은 상호 서로 다른 위치에 형성됨으로써 배플부(360)를 따라 흐르는 공정 가스의 흐름을 방해하도록 한다.
즉, 배플부(360)는 제1 단위 챔버(320)의 내부로부터 공정가스 배출관(350) 측으로 공정 가스가 불규칙적으로 빨리 유출되는 것을 방지하기 위한 것이므로, 상호 다른 위치에 형성되는 공정가스 홀(361a, 362a)을 포함하는 제1 배플부(361) 및 제2 배플부(362)에 의하여 공정 가스의 일정한 흐름을 유도한다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 배플부(361)는 제2 배플부(362)와 마찬가지로 격벽(372)의 일측면과 제1 단위 챔버(340)의 일 측부벽(320b) 사이에 마련될 수도 있으며, 마련되는 배플부(360)의 개수 또한 필요에 따라 3개 이상으로 조정될 수도 있고, 본 발명의 권리범위는 배플부(360)의 형성위치와 배플부의 개수 등에 의하여 제한되지 않는다.
또한, 배플부(360)에 관한 사항은 전술한 제1 실시예의 플라즈마 처리장치(100) 및 제2 실시예의 플라즈마 처리장치(미도시) 뿐만 아니라 후술하는 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)에서도 적용 가능하다.
제2 단위 챔버(330)에 마련되는 배플부(미도시)에 관한 사항은 전술한 제1 단위 챔버(320)에 마련되는 배플부(360)에 관한 사항과 동일하므로 중복되는 설명 은 생략한다.
본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)는, 하부벽의 역할을 서셉터(322, 332)가 대신하도록 함으로써 단위 챔버(320, 330)의 구성을 단순화할 수 있으며, 배플부(360)에 의하여 공정 가스의 일정한 흐름을 제어할 수 있는 장점을 갖는다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.
본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)는 로드락 챔버(미도시), 트랜스퍼 모듈 챔버(미도시) 및 다수의 프로세스 모듈 챔버(410)를 구비하며, 프로세스 모듈 챔버(410)는 디퓨져(421, 431) 및 서셉터(422, 432)를 각각 구비하는 단위 챔버(420, 430)와, 단위 챔버(420, 430)에 구비된 서셉터(422, 432)를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛(440)을 포함한다.
로드락 챔버(미도시), 트랜스퍼 모듈 챔버(미도시), 디퓨져(421, 431) 및 서셉터(422, 432)에 관한 사항은 각각, 전술한 제1 실시예의 로드락 챔버(110), 트랜스퍼 모듈 챔버(120), 디퓨져(141, 151) 및 서셉터(142, 152)에 관한 사항과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
서셉터 이동유닛(440)은, 제1 서셉터(422)의 양단부를 지지하는 제1 무빙 샤프트(441a)와, 제2 서셉터(432)의 양단부를 지지하는 제2 무빙 샤프트(441b)와, 제1 무빙 샤프트(441a) 및 제2 무빙 샤프트(441b)를 각각 구동시키는 구동부(미도시)를 포함한다.
제1 무빙 샤프트(441a) 및 제2 무빙 샤프트(441b)는 각각 구동부(미도시)에 연결되며, 구동부(미도시)에 포함된 모터(미도시)의 구동에 따라 제1 무빙 샤프트(441a) 및 제2 무빙 샤프트(441b)는 각각 프로세스 모듈 챔버(410)의 상하 방향으로 움직이게 된다.
제1 무빙 샤프트(441a) 및 제2 무빙 샤프트(441b)의 운동에 따라, 제1 서셉터(422) 및 제2 서셉터(432)는 각각 제1 디퓨져(421) 및 제2 디퓨져(431) 측으로 상승하거나 제1 디퓨져(421) 및 제2 디퓨져(431)로부터 하강하게 된다.
본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(미도시)는, 제1 서셉터(422) 및 제2 서셉터(432)를 각각 상하 방향으로 움직일 수 있도록 마련되므로, 제1 단위 챔버(420) 내의 제1 디퓨져(421)와 제1 서셉터(422) 상에 놓인 기판 상호 간의 이격거리 및 제2 단위 챔버(430) 내의 제2 디퓨져(431)와 제2 서셉터(432) 상에 놓인 기판 상호 간의 이격거리를 각각 조절할 수 있는 장점을 갖는다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 종래의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1의 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 구성도이다.
도 4는 다수의 단위 챔버가 결합된 도 3의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 7은 갭스페이서에 서셉터가 결합된 상태를 나타낸 도 6의 플라즈마 처리장치의 프로세스 모듈 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7의 A 부분의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 플라즈마 처리장치 110 : 로드락 챔버
120 : 트랜스퍼 모듈 챔버 130 : 프로세스 모듈 챔버
140 : 제1 단위 챔버 150 : 제2 단위 챔버
160 : 서셉터 이동유닛 323 : 제1 갭스페이서
333 : 제2 갭스페이서 350 : 공정가스 배출관
163, 341 : 무빙 샤프트 360 : 배플부

Claims (14)

  1. 기판을 핸들링하는 기판 핸들링 로봇이 내부에 마련되는 트랜스퍼 모듈 챔버(Transfer Module Chamber);
    상기 트랜스퍼 모듈 챔버의 일측에 연결되어 상기 기판이 출입되는 적어도 하나의 로드락 챔버(Loadlock Chamber); 및
    상기 트랜스퍼 모듈 챔버의 타측에 연결되어 상기 기판에 대한 실질적인 증착 공정이 진행되는 적어도 하나의 프로세스 모듈 챔버(Process Module Chamber)를 포함하며,
    상기 프로세스 모듈 챔버는,
    상기 기판을 향하여 공정 가스를 분사하는 디퓨져 및 상기 디퓨져의 하부에 마련되어 상기 기판이 로딩되는 서셉터를 각각 구비하는 다수의 단위 챔버; 및
    상기 디퓨져와 상기 기판 사이의 거리를 조절하기 위해 상기 서셉터를 상하 방향으로 이동시키는 서셉터 이동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 챔버는,
    제1 서셉터와, 상기 제1 서셉터를 지지하도록 제1 하부벽을 관통하여 마련되는 제1 서셉터 지지부재를 구비하는 제1 단위 챔버; 및
    제2 서셉터와, 상기 제2 서셉터를 지지하도록 제2 하부벽을 관통하여 마련되는 제2 서셉터 지지부재를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며,
    상기 서셉터 이동유닛은,
    상기 제2 단위 챔버의 상측에서 상기 제1 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제1 무빙 플레이트;
    상기 제2 단위 챔버의 하측에서 상기 제2 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제2 무빙 플레이트; 및
    상기 제1 무빙 플레이트 및 상기 제2 무빙 플레이트를 상하 방향으로 함께 이동시키는 무빙 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무빙 샤프트는,
    상기 제1 무빙 플레이트의 양단부와 상기 제2 무빙 플레이트의 양단부를 각각 지지하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 챔버는,
    제1 서셉터와, 상기 제1 서셉터를 지지하도록 제1 하부벽을 관통하여 마련되는 제1 서셉터 지지부재를 구비하는 제1 단위 챔버; 및
    제2 서셉터와, 상기 제2 서셉터를 지지하도록 제2 하부벽을 관통하여 마련되는 제2 서셉터 지지부재를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며,
    상기 서셉터 이동유닛은,
    상기 제2 단위 챔버의 상측에서 상기 제1 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제1 무빙 플레이트와, 상기 제1 무빙 플레이트를 상하 방향으로 이동시키는 제1 무빙 샤프트; 및
    상기 제2 단위 챔버의 하측에서 상기 제2 서셉터 지지부재를 지지하도록 마련되는 제2 무빙 플레이트와, 상기 제2 무빙 플레이트를 상하 방향으로 이동시키는 제2 무빙 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 무빙 샤프트는 상기 제1 무빙 플레이트의 양단부를 지지하며,
    상기 제2 무빙 샤프트는 상기 제2 무빙 플레이트의 양단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 하부벽과 상기 제1 무빙 플레이트의 사이에서 상기 제1 서셉터 지지부재의 외부를 감싸도록 마련되는 제1 벨로우즈; 및
    상기 제2 하부벽과 상기 제2 무빙 플레이트의 사이에서 상기 제2 서셉터 지 지부재의 외부를 감싸도록 마련되는 제2 벨로우즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 챔버는,
    제1 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제1 갭스페이서와, 상기 제1 갭스페이서의 하부에 마련되는 제1 서셉터를 구비하는 제1 단위 챔버; 및
    제2 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제2 갭스페이서와, 상기 제2 갭스페이서의 하부에 마련되는 제2 서셉터를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며,
    상기 서셉터 이동유닛은,
    상기 제1 디퓨져와 상기 제1 서셉터 사이 및 상기 제2 디퓨져와 상기 제2 서셉터 사이에서 해당 기판에 대한 증착 공간이 각각 형성되도록 하기 위해, 상기 제1 서셉터 및 상기 제2 서셉터를 상하 방향으로 함께 이동시켜 상기 제1 서셉터의 상단면 및 상기 제2 서셉터의 상단면이 각각 상기 제1 갭스페이서의 하측 및 상기 제2 갭스페이서의 하측에 접촉되거나 이격되도록 하는 무빙 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무빙 샤프트는,
    상기 제1 서셉터의 양단부와 상기 제2 서셉터의 양단부를 각각 지지하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 단위 챔버는,
    제1 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제1 갭스페이서와, 상기 제1 갭스페이서의 하부에 마련되는 제1 서셉터를 구비하는 제1 단위 챔버; 및
    제2 디퓨져와, 측부벽 하단부 둘레를 따라 마련되는 제2 갭스페이서와, 상기 제2 갭스페이서의 하부에 마련되는 제2 서셉터를 구비하는 제2 단위 챔버를 포함하며,
    상기 서셉터 이동유닛은,
    상기 제1 디퓨져와 상기 제1 서셉터 사이에서 해당 기판에 대한 증착 공간이 형성되도록 하기 위해, 상기 제1 서셉터를 상하 방향으로 이동시켜 상기 제1 서셉터의 상단면이 상기 제1 갭스페이서의 하측에 접촉되거나 이격되도록 하는 제1 무빙 샤프트; 및
    상기 제2 디퓨져와 상기 제2 서셉터 사이에서 해당 기판에 대한 증착 공간이 형성되도록 하기 위해, 상기 제2 서셉터를 상하 방향으로 이동시켜 상기 제2 서셉터의 상단면이 상기 제2 갭스페이서의 하측에 접촉되거나 이격되도록 하는 제2 무빙 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 무빙 샤프트는 상기 제1 서셉터의 양단부를 지지하며,
    상기 제2 무빙 샤프트는 상기 제2 서셉터의 양단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공정가스를 상기 단위 챔버의 외부로 배출하기 위해 상기 단위 챔버의 측부벽을 관통하여 마련되는 적어도 하나의 공정가스 배출관; 및
    상기 단위 챔버의 내부로부터 상기 공정가스 배출관 측으로 흐르는 상기 공정가스의 흐름을 제어하는 배플부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배플부는,
    적어도 하나의 제1 공정가스 홀이 형성되며 상기 디퓨져의 하측 일단부와 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련되는 제1 배플부; 및
    적어도 하나의 제2 공정가스 홀이 형성되며 상기 디퓨져의 일측면과 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련되는 제2 배플부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 배플부 및 상기 제2 배플부를 따라 흐르는 상기 공정가스의 흐름을 방해하도록 상기 제1 공정가스 홀과 상기 제2 공정가스 홀은 상호 다른 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 디퓨져의 일측부에 결합되는 인슐레이터; 및
    상기 인슐레이터의 일측면에 결합되는 격벽을 더 포함하며,
    상기 제1 배플부는,
    상기 디퓨져의 하측 일단부, 상기 인슐레이터의 하단부 및 상기 격벽의 하단부와 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련되고,
    상기 제2 배플부는,
    상기 격벽의 일측면과 상기 단위 챔버의 측부벽 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
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