KR20120047414A - 기판처리장치 및 그에 사용되는 커버부재 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 그에 사용되는 커버부재 및 기판처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판처리를 위한 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 트레이를 통하여 복수개의 기판들이 m×n(n, m은 2 이상의 자연수)의 배열로 안착되며 하부전극이 설치된 기판지지대와; 상하로 관통 형성된 다수의 개구부들이 형성되며 상기 기판과 간격을 가지고 상기 기판을 복개하는 프레이트부재와, 상기 플레이트를 상기 기판과 간격을 두고 설치될 수 있도록 플레이트를 지지하는 지지부를 포함하는 커버부를 포함하며, 상기 플레이트는 중앙부와 상기 중앙부를 둘러싸며 저면으로부터 상기 기판과의 수직거리가 상기 중앙부보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 및 그에 사용되는 커버부재 및 기판처리방법 {Substrate processing apparatus, cover member therefor, and substrate processing method}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 식각하는 등 기판처리를 수행하는 기판처리장치, 그에 사용되는 커버부재 및 기판처리방법에 관한 것이다.
기판처리장치란 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 기판지지대를 포함하여 구성되며, 처리공간에 처리가스를 주입하면서 전원을 인가하여 기판의 표면을 식각하거나 증착하는 등 기판처리를 수행하는 장치를 말한다.
상기 기판처리장치에 의하여 처리되는 기판은 반도체용 웨이퍼, LCD 패널용 유리기판, 태양전지용 기판 등이 있다.
상기 기판처리장치의 일례로서, 기판지지대 상에 트레이를 사용하여 다수개의 태양전지용 기판을 안착시킨 후 기판의 상측에 다수개의 개구부들이 형성된 커버부재를 복개하여 기판의 표면에 미세한 요철-요철형성의 목적은 소자의 특성에 따라 달라질 수 있으며 특히 태양전지소자의 효율을 높이기 위하여 기판에 의한 빛의 반사율을 낮추는 것이 그 하나이다-을 형성하도록 기판처리를 수행하는 기판처리장치가 있다.
상기와 같이 커버부재를 복개하여 기판의 표면에 미세한 요철을 형성하는 기판처리장치는 다음과 같은 공정을 거쳐 기판의 표면에 요철을 형성한다.
종래의 일예에 따른 기판처리장치는 공정챔버 내에 가스를 주입하면서 전원을 인가하면 처리공간 내에서 플라즈마를 형성하며, 플라즈마 및 가스의 일부는 커버부재의 개구부를 통과하여 기판의 표면을 식각한다.
그리고 기판식각에 의하여 형성되는 화합물 중 일부는 커버부재의 저면과 기판 사이의 복개공간에서 부유하여 유동하게 되며, 나머지 화합물 및 부유된 화합물들의 일부가 기판의 표면에 부착되어 기판식각 과정에서 마스크로서 작용하여 기판표면에 미세요철의 형성을 촉진한다.
여기서 종래의 기판처리장치의 커버부재는 다수개의 개구부들이 형성된 커버 플레이트와, 커버 플레이트가 기판과 간격을 두고 설치될 수 있도록 커버 플레이트의 가장자리에 설치된 지지부를 포함하여 구성된다.
한편 커버부재를 사용하여 미세요철을 형성하는 종래의 기판처리방법은 커버부재의 중앙부분 및 가장자리부분 등 위치에 따른 화합물의 밀도에 차이가 발생할 수 있는데, 위치에 따른 화합물의 밀도차이는 기판의 표면상의 미세요철형성에 영향을 미쳐 기판의 색차를 야기하는 문제점이 있다.
특히 종래의 기판처리장치에 의하여 수행되는 기판처리방법은 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판의 상측에 설치되는 커버부재를 기준으로 가장자리부분에 위치된 기판에서 현저한 색차가 발생한다.
그리고 기판 표면의 색차는 반사율의 차이를 의미하며 기판 상의 미세요철의 형성에 의한 반사율저감효과를 충분히 달성되지 못하여 태양전지소자의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.
또한 색차가 있는 기판은 시각적으로 좋지 않아 불량품으로 오인되는 등 시장에서 제품에 대한 신뢰도를 떨어뜨리고 색차없는 기판에 비하여 낮은 가격으로 유통되는 등 시장에서 판매가 용이하지 않은 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 커버부재를 기준으로 가장자리에 위치된 기판의 표면에 색차 발생을 방지할 수 있는 기판처리장치, 그에 사용되는 기판처리장치 및 및 기판처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 기판처리를 위한 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내부에 구비되며 복수개의 기판들이 m×n(m, n은 2 이상의 자연수)의 배열로 안착된 트레이를 지지하는 기판지지대와; 상하로 관통 형성된 다수의 개구부들이 형성되며 상기 기판과 간격을 가지고 상기 기판을 복개하는 커버 플레이트와, 상기 기판과 간격을 두고 설치될 수 있도록 상기 커버 플레이트를 지지하는 지지부를 포함하는 커버부를 포함하며, 상기 커버 플레이트는 중앙부와. 상기 중앙부를 둘러싸며 저면으로부터 상기 기판과의 수직거리가 상기 중앙부보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 중앙부의 저면과 상기 외곽부의 저면은 불연속구간 없이 연결될 수 있다.
상기 외곽부는 저면이 기판 쪽으로 상기 중앙부보다 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
상기 중앙부와 상기 외곽부의 경계는 단차가 형성될 수 있다.
상기 외곽부는 가장자리 쪽으로 가면서 기판 쪽으로 더 돌출되는 하나 이상의 단차가 추가로 형성될 수 있다.
상기 외곽부의 저면은 상기 중앙부의 경계로부터 상기 트레이의 가장자리 가장자리로 가면서 적어도 일부분이 저면으로부터 상기 기판과의 수직거리가 감소할 수 있다.
상기 외곽부의 저면은 적어도 상기 중앙부의 경계로부터 가장자리로 가면서 적어도 일부가 곡면을 이룰 수 있다.
상기 커버 플레이트는 일정한 두께를 가지는 플레이트부재와, 상기 플레이트부재의 저면에 상기 외곽부에 해당되는 부분에 결합되는 외곽플레이트부재를 포함할 수 있다.
상기 외곽부의 평균두께를 ts라 하고 상기 중앙부의 평균두께를 tp라 할 때, 1<ts/tp<1.5인 것이 바람직하다.
상기 트레이의 가장자리에 위치된 기판을 기준기판이라고 할 때 상기 중앙부와 외곽부의 경계는 상기 기준기판의 상기 중앙부 쪽 가장자리와 상기 기준기판의 중앙선 사이에 위치되는 것이 바람직하다.
상기 트레이의 가장자리에 위치된 기판을 기준기판이라고 할 때 상기 트레이의 상면은 상기 기준기판의 중앙부 쪽 가장자리로부터 상기 트레이의 가장자리 쪽으로 가면서 높아질 수 있다.
상기 기준기판의 중앙부 쪽 가장자리에 대응되는 위치에는 상기 기준기판이 중앙부 쪽으로 이동되는 것을 방지하기 위한 이동방지턱이 추가로 형성될 수 있다.
상기 트레이의 가장자리에 위치된 기판을 기준기판이라고 할 때 상기 트레이의 상면은 상기 기준기판에 대응되는 위치에서 상기 중앙부에 대응되는 위치보다 더 높게 형성될 수 있다.
상기 기판은 태양전지용 결정계 실리콘 기판이 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 기판처리장치의 커버부인 커버부재를 개시한다.
본 발명은 또한 상기 기판처리장치에 의한 기판처리방법으로서, 상기 커버부를 복개한 상태에서 상기 기판의 표면에 다수의 미세요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.
본 발명에 따른 기판처리장치, 그에 사용되는 커버부재 및 기판처리방법은 커버부의 외곽부에서 그 저면으로부터 기판과의 수직거리를 중앙부에서의 수직거리보다 작게 함으로써 중앙부 및 외곽부에서의 기판처리의 편차를 줄여 균일한 기판처리를 수행할 수 있는 이점이 있다.
특히 m×n으로 배치된 복수의 기판들이 태양전지용 실리콘 기판이며, 기판처리가 반응성이온에칭에 의하여 기판의 표면에 미세요철을 형성하는 공정인 경우, 외곽부에 위치된 기판의 표면에 형성되는 미세요철을 위치에 관계없이 균일하게 형성함으로써 기판의 표면에 형성되는 색차를 방지할 수 있는 이점이 있다.
더 나아가 본 발명에 따른 기판처리장치, 그에 사용되는 커버부재 및 기판처리방법은 m×n으로 배치된 복수의 기판들에 있어서 가장자리에 위치된 기판의 표면에 기판처리의 편차가 현저하게 발생하는바 상기와 같은 중앙부와 외곽부의 경계를 기준기판의 중앙부 쪽 가장자리와 기준기판의 중앙선 사이에 위치시킴으로써 간단한 구조의 커버부에 의하여 최적의 색차 개선효과를 달성할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에서 트레이, 트레이 상에 안착된 기판들을 보여주는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 종래의 기판처리장치에 의하여 기판처리된 실리콘 기판을, 본 발명에 따른 기판처리장치에 의하여 기판처리된 실리콘 기판을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 1의 기판처리장치에 사용되는 커버부의 제1실시예를 보여주는 일부단면도이다.
도 5는 도 1의 기판처리장치에 사용되는 커버부의 제2실시예를 보여주는 일부단면도이다.
도 6은 도 1의 기판처리장치에 사용되는 커버부의 제3실시예를 보여주는 일부단면도이다.
도 7은 도 1의 기판처리장치에 사용되는 커버부의 제4실시예를 보여주는 일부단면도이다.
도 8은 도 1의 기판처리장치의 다른 예로서, 트레이의 제1실시예를 보여주는 일부단면도이다.
도 9는 도 1의 기판처리장치의 다른 예로서, 트레이의 제2실시예를 보여주는 일부단면도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치, 그에 사용되는 커버부재 및 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면들은 본 발명의 설명을 위하여 도시한 것으로 설명의 편의상 실제와는 크기 및 비율을 과장하여 도시하였다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1에서 트레이, 트레이 상에 안착된 기판들을 보여주는 평면도이다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 공정챔버(100) 내부에 구비되며 기판(10)들이 안착되는 트레이(30)를 지지하는 기판지지대(130)와; 상하로 관통 형성된 다수의 개구부(211)들이 형성되며 기판(10)을 복개하는 커버부(200)를 포함하여 구성된다. 여기서 기판처리는 다양한 기판처리가 가능하며, 특히 반응성이온에칭(Reactive ion etching)이 가장 바람직하다.
기판처리의 대상인 기판(10)은 식각 등 기판처리를 요하는 기판이면 어떠한 기판도 가능하며, 특히 식각을 통하여 그 표면에 미세요철을 형성할 필요가 있는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 등의 태양전지용 결정계 실리콘 기판도 가능하다.
상기 기판(10)이 태양전지용 실리콘 기판인 경우, 기판(10)은 본 발명에 따른 기판처리장치를 사용하여 태양전지의 효율은 높이기 위하여 기판(10) 표면에 다수의 미세요철을 형성함으로써 반사율을 낮추고 있다.
상기 기판(10)은 기판처리의 효율을 위하여 복수개의 기판들이 n×m(n, m은 2 이상의 자연수)의 배열로 트레이(30) 상에 안착되어 공정챔버(100) 등으로 이송된다.
상기 트레이(30)는 다수개의 기판(10)들이 안착되어 기판(10)을 이송하는 구성으로서 기판(10)의 종류 및 처리공정에 따라서 그 재질 및 형상은 다양하게 구성될 수 있다. 여기서 상기 트레이(30)는 붕규산유리(pyrex), Al2O3, 석영(Quartz), 각종 수지와 같은 플라즈마에 강한 재질이 사용되며, 안착된 상태로 기판(10)들을 이송하기 위한 구성으로서 기판(10)이 기판지지대(130)에 직접 안착되는 경우에는 필요하지 않음은 물론이다.
상기 공정챔버(100)는 기판처리를 위한 밀폐된 처리공간(S)을 형성하기 위한 구성으로서, 기판처리공정에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 탈착가능하게 결합되어 처리공간을 형성하는 챔버본체(120) 및 탑리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 본 발명에 따른 기판처리장치에 의하여 수행되는 처리공정은 진공상태에서 플라즈마를 형성하여 기판(10)의 표면을 식각하는 식각공정 등이 있다.
상기 챔버본체(120)는 설계 및 디자인에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 기판(10)이 직접 입출되거나, 기판(10)이 안착된 트레이(30)가 입출될 수 있도록 게이트밸브에 의하여 개폐되는 적어도 하나의 게이트(170)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 공정챔버(100)에는 외부에 설치된 가스공급장치(미도시)로부터 공급받아 처리공간(S)으로 처리가스를 분사하는 샤워헤드(140) 및 기판(10)이 트레이(30)를 통하여 안착되는 기판지지대(130), 처리공간(S) 내의 압력조절 및 배기를 위한 배기시스템(미도시)과 연결되는 배기관(180) 등 진공처리공정을 수행하기 위한 장치들이 설치될 수 있다.
상기 기판지지대(130)는 기판(10)이 직접 안착되거나, 기판(10)들이 안착된 트레이(30)가 안착되며, 처리공간(S)에서 플라즈마 형성 등 기판처리를 위한 반응이 일어날 수 있도록 전원이 인가되는 하부전극(미도시)이 설치된다.
여기서 상기 하부전극은 전원인가 방식에 따라서 공정챔버(100) 및 샤워헤드(140)를 접지시키고 하나 또는 두 개의 RF전원이 인가되거나, 하부전극은 접지되고 공정챔버(100) 및 샤워헤드(140)에 RF전원이 인가되거나, 하부전극에 제1의 RF전원이 인가되고 공정챔버(100) 및 샤워헤드(140)에 제2의 RF전원이 인가되는 등 다양한 형태로 전원이 인가될 수 있다.
상기 커버부(200)는 그 사용목적에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 개구부(211)들이 형성되는 커버 플레이트(210)와, 트레이(30)에 안착된 기판(10)으로부터 커버 플레이트(210)가 소정의 간격을 두고 설치되도록 커버 플레이트(210)의 가장자리에 설치되어 커버 플레이트(210)를 지지하는 지지부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 상기 커버부(200)는 기판(10)이 안착된 트레이(30) 사이에 복개공간을 형성하여 개구부(211)를 통하여 유입된 플라즈마에 의하여 형성되는 화합물을 가두어 화합물이 기판(10)의 표면에 부착되어 미세요철을 형성하는 등 소정의 목적을 위해 사용된 경우를 예시한 것이다. 여기서 기판(10)이 실리콘 기판인 경우 화합물은 실리콘화합물 등을 포함한다.
이때 상기 커버부(200), 즉 커버 플레이트(210)의 저면과 트레이(30) 상에 안착된 기판(10)의 표면과의 거리는 잔사를 가두는 효과 및 잔사에 의한 요철형성속도를 고려하여 5㎜~30㎜를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 커버 플레이트(210)에 형성되는 개구부(211)는 커버부(200)의 사용목적에 따라서 다양한 형상 및 치수를 가지며, 슬릿과 같이 길게 형성될 수 있다. 여기서 상기 개구부(211)가 슬릿으로 형성된 경우, 그 폭이 커버 플레이트(210)의 저면과 기판(10) 사이의 거리의 1/2이하로 형성됨이 바람직하다.
그리고 상기 개구부(211)는 상면 및 저면 중 적어도 어느 하나에서 개구부(211)의 가장자리에 모따기될 수 있다.
상기 커버 플레이트(210)는 진공처리공정에 따라서 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 플라즈마에 강한 재질이 사용되는 것이 바람직하며, 알루미늄 또는 그 합금의 재질을 가질 수 있다.
한편, 커버부(200)의 복개의 의하여 기판(10) 표면에 형성되는 미세요철은 트레이(30)의 상면 또는 기판지지대(130)의 상면을 기준으로 중앙부 및 외곽부 등 위치에 따라서 불균일하게 형성될 수 있다.
따라서 상기 커버 플레이트(210)는 개구부(211)에 의하여 형성되는 개구율을 중앙부 및 외곽부가 서로 다르게 형성될 수 있으며, 중앙부의 개구율이 외곽부의 개구율보다 높게 형성될 수 있다.
상기 지지부(220)는 커버 플레이트(210)와 기판(10)이 안착된 트레이(30)로부터 일정한 거리를 유지하면서 처리공간(S)과 복개공간을 구획하기 위한 구성으로서, 커버 플레이트(210)와 일체로 형성되거나 커버 플레이트(210)와 별도로 구성될 수 있다. 이때 상기 지지부(220)는 커버 플레이트(210)와 다른 재질을 가질 수 있다.
상기 커버부(200)는 기판(10)이 안착된 트레이(30)의 복개를 위하여 별도의 이송장치(미도시)에 의하여 상하로 이송가능하도록 지지부(220)에 한 쌍의 탭(미도시)이 설치될 수 있다.
그리고 상기 커버부(200)는 기판처리장치, 즉 공정챔버(100)의 내부에서 기판(10)이 안착된 트레이(30)를 복개하도록 구성되거나, 외부에서 트레이(30)에 안착된 기판(10)을 복개한 상태로 트레이(30)와 함께 이송될 수 있다.
상기 커버부(200)의 저면 및 트레이(30)와 소정의 간격을 유지하기 위하여 커버부(200) 및 기판지지대(130) 사이에는 하나 이상의 처짐방지기둥(미도시)이 설치될 수 있다.
상기 처짐방지기둥은 커버부(200)의 저면 트레이(30)와의 간격을 유지하기만 하면 어떠한 구성도 가능하며 플라즈마에 노출되는 것을 고려하여 알루미늄, 알루미늄합금, 실리콘, 테프론 등 플라즈마에 강한 재질을 가지는 것이 바람직하다.
한편 상기 트레이(30)는 안착된 기판(10)들의 가장자리를 따라서 실리콘 등 기판(10)과 동일한 재질의 더미부재가 추가로 설치될 수 있다. 특히 중앙부에 위치된 기판(10)들은 이웃하는 기판(10)이 더미부재로서 활용이 가능한바 이웃하는 기판(10)이 없는 가장자리에 위치된 기판(10)의 가장자리에 더미부재가 추가로 설치될 수 있다.
상기 기판(10) 및 더미부재는 동일한 재질이 사용됨이 바람직하며, 기판(10)이 단결정 또는 다결정 실리콘인 경우 더미부재 또한 동일한 재질인 단결정 또는 다결정 실리콘 사용이 바람직하다.
한편 앞서 설명한 바와 같이, 커버부(200)의 복개의 의하여 기판(10) 표면에 형성되는 미세요철은 트레이(30)의 상면을 기준으로 중앙부 및 외곽부 등 위치에 따라서 불균일하게 형성되며, 특히 트레이(30)의 가장자리 부분에 위치된 기판(10)의 표면이 실험에 따르면 도 3a와 도시된 바와 같은 색차가 발생되는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 커버부(200)의 커버 플레이트(210)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙부(CA)와, 중앙부(CA)를 둘러싸며 저면으로부터 기판(10)과의 수직거리가 중앙부(CA)보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부(SL)를 포함하여 구성된다.
상기 중앙부(CA) 및 외곽부(SL)는 커버 플레이트(210)를 물리적으로 분리한 것이 아니라 커버 플레이트(210)의 영역을 분할한 것으로서, 하나의 부재로 일체로 구성됨이 일반적이나 복수의 부재들로도 구성될 수 있음은 물론이다.
그리고 상기 커버 플레이트(210)는 저면으로부터 기판(10)과의 수직거리가 중앙부보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부(SL)를 포함하는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 외곽부(SL)는 저면이 기판(10) 쪽으로 중앙부(CA)보다 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
상기 커버 플레이트(210)의 제1실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙부(CA)와 외곽부(SL)의 경계(310)는 단차가 형성될 수 있다.
상기 중앙부(CA)와 외곽부(SL)의 경계(310)에 형성되는 단차는 도 4에 도시되 바와 같이, 일부구간이 수직을 이루도록 구성되거나, 커버 플레이트(210)의 제2실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 일부구간이 기판(10)에 대하여 경사면을 이루도록 구성될 수 있다.
한편 상기 커버 플레이트(210)의 제3실시예로서, 도 6에 도시되 바와 같이, 외곽부는 가장자리 쪽으로 가면서 기판(10) 쪽으로 더 돌출되는 하나 이상의 단차가 추가로 형성될 수도 있다.
또한 상기 커버 플레이트(210)의 제4실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 외곽부(SL)의 저면은 중앙부(CA)의 경계(310)로부터 가장자리로 가면서 적어도 일부분이 수직거리가 감소하도록 구성될 수 있다. 특히 상기 외곽부(SL)의 저면은 적어도 중앙부(CA)의 경계(310)로부터 가장자리로 가면서 적어도 일부가 곡면을 이룰 수 있다.
한편 기판처리 후 기판(10)의 표면에 발생하는 색차가 가장자리에 위치된 기판(10)에 현저하게 발생하는바, 커버 플레이트(210)의 가장자리에 위치된 기판(10)을 기준기판이라고 할 때 중앙부(CA)와 외곽부(SL)의 경계(310)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기준기판의 중앙부(CA) 쪽 가장자리와 기준기판의 중앙선(C) 사이에 위치됨이 바람직하다.
상기 중앙부(CA)와 외곽부(SL)의 경계(310)가 기준기판의 중앙부(CA) 쪽 가장자리보다 중앙부(CA) 쪽에 위치되는 경우 색차 개선 효과는 있으나 중앙부(CA) 쪽에 위치된 기판(10)의 표면에 개구부(211)의 패턴이 형성되는 등 중앙부(CA) 쪽에 위치된 기판(10)에 색차를 유발하는 문제점이 있다.
또한 상기 중앙부(CA)와 외곽부(SL)의 경계(310)가 기준기판의 중앙선(C)보다 가장자리 쪽으로 위치된 경우 기준기판에 대한 색차개선 효과를 달성할 수 없는 문제점이 있다.
그리고 상기 중앙부(CA)의 저면과 외곽부(SL)의 저면은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 불연속구간 없이, 즉 각진 부분의 형성없이 완만하게 연결되는 것이 바람직하다. 상기 중앙부(CA)의 저면과 외곽부(SL)의 저면에 각진 부분이 형성되는 경우 각진 부분에서 아크가 발생되는 등 기판처리에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
또한 상기 외곽부(SL)의 두께를 ts라 하고 중앙부(CA)의 두께를 tp라 할 때, 1<ts/tp<1.5인 것이 바람직하다. 여기서 외곽부(SL) 및 중앙부(CA)가 일정한 두께를 가지지 않은 경우에는 평균값으로 계산한다.
한편 상기와 같이, 상기 커버부(200)의 커버 플레이트(210)가 저면으로부터 기판(10)과의 수직거리가 중앙부(CA)보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부(SL)를 형성하는 방법으로써 하나의 부재에 의하여 구성되는 것 이외에, 일정한 두께를 가지는 플레이트부재의 저면에 외곽부에 해당되는 부분에 별도의 외곽플레이트부재(미도시)를 결합시켜 구성될 수 있다.
상기 외곽플레이트부재는 저면으로부터 기판(10)과의 수직거리가 중앙부보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부(SL)를 형성하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하며, 체결부재에 의한 결합, 용접, 코팅 등 다양한 방법에 의하여 플레이트부재에 결합될 수 있다.
그리고 상기 외곽플레이트부재는 기판처리의 종류에 따라서 플레이트부재와 같은 재질이 사용되거나 플레이트부재와 다른 재질이 사용될 수 있음은 물론이다.
한편 상기와 같이 상기 커버부(200)의 커버 플레이트(210)가 중앙부(CA)를 둘러싸며 저면으로부터 기판(10)과의 수직거리가 중앙부보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부(SL)를 포함하여 구성되는 경우로서 도 4에 도시된 실시예의 커버부(200)를 사용하여 실험한 결과 도 3b에 도시된 개념도와 같이, 가장자리에 위치된 기판(10)의 표면에 형성되는 색차가 현저하게 개선됨을 확인하였다.
이는 종래기술의 경우 기판처리시 발생하는 화합물, 특히 실리콘 화합물의 밀도가 커버 플레이트(210)의 외곽부(SL), 특히 가장자리에 위치된 기판(10) 상의 실리콘 화합물의 밀도가 중앙부분의 밀도보다 낮아 도 3a와 같은 색차가 발생한 것으로 해석된다.
따라서 본 발명에 따른 기판처리장치와 같이, 커버부(200)의 커버 플레이트(210)를 중앙부(CA)를 둘러싸며 저면으로부터 기판(10)과의 수직거리가 중앙부보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부(SL)를 포함하여 구성함으로써, 커버 플레이트(210)의 외곽부(SL), 특히 가장자리에 위치된 기판(10) 상의 실리콘 화합물의 밀도를 상대적으로 높임으로써 도 3b에 도시된 바와 같이 기판 표면상의 색차 발생을 방지한 것으로 해석된다.
즉, 본 발명은 상기와 같이 커버 플레이트(210)의 외곽부(SL)에서의 기판(10)과의 상대거리를 중앙부(CA)에 비하여 감소시킴으로써 중앙부(CA)에 대응되는 공간보다 외곽부(SL)에 대응되는 공간을 줄임으로써 화합물의 밀도를 상대적으로 높임으로써 외곽부(SL)에서의 기판(10)에 대한 미세요철의 형성을 촉진하여 색차형성을 방지할 수 있다.
한편 상기 커버 플레이트(210)의 외곽부(SL)에서의 기판(10)과의 상대거리를 중앙부(CA)에 비하여
감소시키기 위한 구성으로서, 커버 플레이트(210) 이외의 다른 구성의 변경에 의하여도 가능하다.
즉, 일예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)이 트레이(30)에 안착될 때, 트레이(30)의 상면은 기준기판의 중앙부(CA) 쪽 가장자리로부터 가장자리 쪽으로 가면서 높아지도록 구성될 수 있다.
이때 트레이(30) 상에 안착되는 기판(10)이 경사면에 의하여 중앙부 쪽으로 이동될 수 있는바, 트레이(30)는 기준기판의 중앙부(CA) 쪽 가장자리에 대응되는 위치에는 기준기판이 중앙부(CA) 쪽으로 이동되는 것을 방지하기 위한 이동방지턱(31)이 추가로 형성될 수 있다.
한편 트레이(30)의 다른 예로서, 트레이(30)의 상면은 기준기판에 대응되는 위치에서 중앙부(CA)에 대응되는 위치보다 더 높게 형성될 수도 있다.
이때 상기 트레이(30)는 그 상면이 기준기판의 중앙부(CA) 쪽 가장자리로부터 가장자리 쪽으로 가면서 높아지도록 구성하기 위하여 일체로 구성된 트레이(30)를 가공하여 형성되거나, 도시되지 않았지만 앞서 설명한 커버 플레이트(210)의 외곽플레이트부재와 같이 별도의 부재로서 설치될 수 있음은 물론이다.
한편 도 8 및 도 9에 도시된 실시예는 도 4 내지 도 7에 도시된 실시예와의 조합도 가능함을 물론이다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 기판처리장치에 의하여 수행되는 기판처리방법은 다음과 같이 수행될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판처리방법은 기판지지대(130) 상에 트레이(30)를 통하여 n×m(n, m은 2 이상의 자연수)로 배열된 복수개의 기판(10)들 상에 커버부(30)를 복개한 상태에서 기판처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 커버부(30)는 공정챔버(100) 내에 도입되기 전에 트레이(30)에 안착된 기판(10)들을 복개하거나, 공정챔버(100) 내에서 별도의 복개장치(미도시)에 의하여 기판(10)들을 복개할 수 있다.
그리고 상기 기판처리는 다양한 공정이 가능하며, 앞서 설명한 바와 같이 반응성이온에칭에 의하여 태양전지로 사용되는 결정계 실리콘 기판, 특히 다결정계 실리콘 기판의 표면에 다수의 미세요철을 형성하는 공정이 될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 기판 30 : 트레이
100 : 공정챔버 200 : 커버부

Claims (16)

  1. 기판처리를 위한 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내부에 구비되며 복수개의 기판들이 m×n(m, n은 2 이상의 자연수)의 배열로 안착된 트레이를 지지하는 기판지지대와; 상하로 관통 형성된 다수의 개구부들이 형성되며 상기 기판과 간격을 가지고 상기 기판을 복개하는 커버 플레이트와, 상기 기판과 간격을 두고 설치될 수 있도록 상기 커버 플레이트를 지지하는 지지부를 포함하는 커버부를 포함하며,
    상기 커버 플레이트는 중앙부와. 상기 중앙부를 둘러싸며 저면으로부터 상기 기판과의 수직거리가 상기 중앙부보다 작은 수직거리를 가지는 외곽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중앙부의 저면과 상기 외곽부의 저면은 불연속구간 없이 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외곽부는 저면이 기판 쪽으로 상기 중앙부보다 더 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중앙부와 상기 외곽부의 경계는 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 외곽부는 가장자리 쪽으로 가면서 기판 쪽으로 더 돌출되는 하나 이상의 단차가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 외곽부의 저면은 상기 중앙부의 경계로부터 상기 트레이의 가장자리 가장자리로 가면서 적어도 일부분이 저면으로부터 상기 기판과의 수직거리가 감소하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 외곽부의 저면은 적어도 상기 중앙부의 경계로부터 가장자리로 가면서 적어도 일부가 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 일정한 두께를 가지는 플레이트부재와, 상기 플레이트부재의 저면에 상기 외곽부에 해당되는 부분에 결합되는 외곽플레이트부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외곽부의 평균두께를 ts라 하고 상기 중앙부의 평균두께를 tp라 할 때, 1<ts/tp<1.5인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 트레이의 가장자리에 위치된 기판을 기준기판이라고 할 때 상기 중앙부와 외곽부의 경계는 상기 기준기판의 상기 중앙부 쪽 가장자리와 상기 기준기판의 중앙선 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 트레이의 가장자리에 위치된 기판을 기준기판이라고 할 때 상기 트레이의 상면은 상기 기준기판의 중앙부 쪽 가장자리로부터 상기 트레이의 가장자리 쪽으로 가면서 높아지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준기판의 중앙부 쪽 가장자리에 대응되는 위치에는 상기 기준기판이 중앙부 쪽으로 이동되는 것을 방지하기 위한 이동방지턱이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 트레이의 가장자리에 위치된 기판을 기준기판이라고 할 때 상기 트레이의 상면은 상기 기준기판에 대응되는 위치에서 상기 중앙부에 대응되는 위치보다 더 높게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판은 태양전지용 결정계 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리장치의 커버부인 커버부재.
  16. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리장치에 의한 기판처리방법으로서,
    상기 커버부를 복개한 상태에서 상기 기판의 표면에 다수의 미세요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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