KR20170052147A - 기판처리시스템 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리시스템 및 기판처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170052147A
KR20170052147A KR1020150154242A KR20150154242A KR20170052147A KR 20170052147 A KR20170052147 A KR 20170052147A KR 1020150154242 A KR1020150154242 A KR 1020150154242A KR 20150154242 A KR20150154242 A KR 20150154242A KR 20170052147 A KR20170052147 A KR 20170052147A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
module
process module
substrate processing
deposition film
Prior art date
Application number
KR1020150154242A
Other languages
English (en)
Inventor
엄용택
이정민
장석필
Original Assignee
주식회사 원익아이피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 원익아이피에스 filed Critical 주식회사 원익아이피에스
Priority to KR1020150154242A priority Critical patent/KR20170052147A/ko
Publication of KR20170052147A publication Critical patent/KR20170052147A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L21/203—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0749—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 기판처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대하여 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하는 기판처리시스템 및 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명은, 직사각형 기판의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 상기 증착막이 복수개의 막대형 셀들로 분할되는 직사각형의 기판에 대하여 상기 증착막을 형성하는 기판처리시스템으로서, 기판을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 공정모듈을 포함하며, 상기 공정모듈로의 기판도입, 상기 공정모듈 내의 기판이송, 및 상기 공정모듈로부터의 기판배출은, 상기 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.

Description

기판처리시스템 및 기판처리방법 {Substrate processing system, and substrate processing system}
본 발명은 기판처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대하여 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하는 기판처리시스템 및 기판처리방법에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다.
특히, 유리 기판, 금속 이면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고저항 버퍼층, n형 창층(window layer) 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.
이러한 태양전지의 각층에서 평탄도 및 이에 따른 밀착력을 향상시키기 위한 연구가 진행 중이며, 한국 공개특허공보 제10-2011-0001794호 등 다양한 기술들이 제시되고 있다.
도 1a는, CIGS계 태양전지의 평면도이고, 도 1b는, 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ방향의 단면으로서 CIGS계 태양전지의 구조를 보여주는 모식도이다.
한편 CIGS계 태양전지는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, CIGS를 포함하는 복수 개의 막대형 셀(5)들이 하부유리 기판(1) 상에 서로 간격을 두고 배치되며, 하부유리 기판(1)의 가장자리로부터 일정한 간격을 두고 가장자리를 따라서 출력단자(4)와의 연결을 위한 버스바(3)가 설치됨이 일반적이다.
여기서 상기 하부유리 기판(1)의 가장자리에는, 접착영역(71)이 형성되어 셀(5)의 보호 및 방수를 위하여 EVA와 같은 접착제(7)가 도포되어 상부유리 기판(6)과 합착된다. 또한 "hot butyl"과 같은 실링재가 접착영역 바깥영역에 추가로 형성될 수 있다.
그리고 상기 버스바(3)는, 하부유리 기판(1) 상에 형성된 최외각 셀(5)의 하부전극(11) 상에 설치되어 각 셀(5)에서 발생된 전자(전류)를 출력단자(4)를 통하여 출력되도록 한다.
한편 상기와 같은 구조를 가지는 CIGS계 태양전지는, 클러스터 타입 또는 인라인 타입의 기판처리시스템에 의하여 스퍼터링 등을 이용하여 복수의 증착단계를 거쳐 제조됨이 일반적이다.
여기서 기판 제조의 생산성은, 기판처리시스템이 차지하는 풋프린트 및 기판처리속도 등에 따라 결정된다.
종래의 기판처리시스템에 따르면 인라인 기판처리시스템에서 한 장의 기판을 처리하는 경우 각 기판의 이송속도를 높일 수 있다.
그러나, 기판처리시스템을 이루는 로드락모듈, 처리모듈, 언로드락모듈, 즉 각 모듈들 간의 기판전달을 위한 게이트 개방, 대기압 변환 및 진공압 변환 등의 펌핑시간, 게이트 폐쇄 등의 각 기판에 수반되는 개별 단위동작시간을 줄이는데 한계가 있어 기판제조의 생산성을 높이는데 한계가 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 처리모듈 내의 도입과정, 기판처리과정 및 배출과정을 2장의 기판을 세트로 하여 수행함으로써 기판제조의 생산성을 극대화할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 직사각형 기판의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 상기 증착막이 복수개의 막대형 셀들로 분할되는 직사각형의 기판에 대하여 상기 증착막을 형성하는 기판처리시스템으로서, 기판을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 공정모듈을 포함하며, 상기 공정모듈로의 기판도입, 상기 공정모듈 내의 기판이송, 및 상기 공정모듈로부터의 기판배출은, 상기 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.
상기 기판처리시스템은, 외부로부터 기판이 도입되는 로드락모듈과; 상기 공정모듈로부터 기판을 전달받아 외부로 배출하는 언로드락모듈을 포함할 수 있다.
상기 공정모듈은, 기판의 이송방향을 따라서 배치되며 서로 다른 기판처리를 수행하는 복수의 공정영역들이 설정될 수 있다.
각 공정영역들 간의 경계에는, 인접한 공정영역에 영향을 주는 것을 방지하기 위한 영역격리부가 설치될 수 있다.
상기 공정모듈은, 기판이 도입되는 도입단 및 기판이 배출되는 기판배출단에는, 상기 한 세트의 기판들에 대응되는 도입버퍼영역 및 배출버퍼영역이 설정되고, 상기 도입버퍼영역 및 상기 배출버퍼영역 사이에 기판의 이송방향을 따라서 배치되며 기판처리를 수행하는 하나 이상의 공정영역이 설정될 수 있다.
상기 도입버퍼영역은, 상기 공정영역의 도입 전에 기판을 가열하는 예열부가 추가로 설치될 수 있다.
상기 배출버퍼영역은, 상기 공정영역을 거친 기판을 냉각하는 냉각부가 추가로 설치될 수 있다.
상기 로드락모듈 및 상기 공정모듈 사이에는, 상기 공정모듈의 도입 전에 기판을 가열하는 예열모듈이 추가로 설치될 수 있다.
상기 공정모듈 및 상기 언로드락모듈 사이에는, 상기 공정모듈을 거친 기판을 냉각하는 냉각모듈이 추가로 설치될 수 있다.
상기 직사각형 기판은, 한 쌍의 장변들 및 한 쌍의 단면들을 가지며, 상기 막대형 셀들의 길이방향은 상기 장변과 평행한 것이 바람직하다.
상기 증착막은, 상기 증착막은, 산화실리콘층, 전극층, 및 CIG층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 공정모듈은, 상기 증착막을 형성하기 위한 하나 이상의 타켓전극이 설치될 수 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 구성을 가지는 기판처리스템에 의한 기판처리방법으로서, 상기 공정모듈로 기판을 도입하는 기판도입단계; 상기 기판도입단계 후에 기판을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 기판이송단계; 상기 기판이송단계 후에 기판처리를 마친 기판을 상기 공정모듈로부터 배출하는 기판배출단계를 포함하며, 상기 기판도입단계, 상기 기판이송단계, 및 상기 기판배출단계는, 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.
본 발명은 또한, 직사각형 기판의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 상기 증착막이 복수개의 막대형 셀들로 분할되는 직사각형의 기판에 대하여 상기 증착막을 형성하기 위하여, 기판을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 공정모듈을 포함하는 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법으로서, 상기 공정모듈로 기판을 도입하는 기판도입단계; 상기 기판도입단계 후에 기판을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 기판이송단계; 상기 기판이송단계 후에 기판처리를 마친 기판을 상기 공정모듈로부터 배출하는 기판배출단계를 포함하며, 상기 기판도입단계, 상기 기판이송단계, 및 상기 기판배출단계는, 상기 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.
본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법은, 직사각형 기판의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 증착막이 복수개의 막대형 셀들로 분할되는 직사각형의 기판에 대하여 증착막을 형성함에 있어, 공정모듈로의 기판도입, 공정모듈 내의 기판이송, 및 공정모듈로부터의 기판배출이 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행됨으로써 막대형 셀들 각각이 가지는 효율을 전체적으로 균일하게 형성할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, CIGS계 태양전지는, 유리 기판 상에 복수의 증착공정, 예를 들면 Si증착공정 및 Mo증착공정을 거쳐 유리 기판 상에 SiOx층 및 Mo전극층이 형성되고, 그 상부에 CuGa:NaF를 이용한 1차 증착공정, CuGa를 이용한 2차 증착공정 및 In을 이용한 3차 증착공정을 거쳐 CIG층이 형성된다.
그리고 CIG층의 형성 후에 퍼니스(Furnice) 내에서 Se의 주입에 의하여 최종적으로 CIGS층이 형성되며, 형성된 CIGS 층은 스크라이빙 공정을 통하여 복수개의 막대형 셀들로 분할된다.
여기서 상기 증착공정들은, 기판을 이송하면서 스퍼터링 등을 이용하여 기판 표면에 증착막을 형성하게 되는데 기판의 이송방향과 수직인 방향을 기준으로 가장자리 및 중앙부에서 증착막의 편차가 발생된다.
따라서, 복수의 증착공정을 거친 증착막을 분할하는 경우, 앞서 수행된 증착공정에서의 기판의 이송방향과 수직으로 분할, 즉 분할되는 막대형 셀들의 길이방향이 기판의 이송방향과 수직이되어야만 분할된 각 막대형 셀들이 서로 균일하게 된다.
만일, 기판의 이송방향과 평행하게 막대형 셀들로 분할되는 경우 분할된 각 막대형 셀들의 증착편차가 그대로 반영되는데, 전체 효율이 복수의 셀들 중 가장 낮은 효율로 결정되는 태양전지의 특성상 전체효율이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은, 공정모듈로의 기판도입, 공정모듈 내의 기판이송, 및 공정모듈로부터의 기판배출이 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행됨으로써 막대형 셀들 각각이 가지는 효율을 전체적으로 균일하게 형성할 수 있는 이점을 가지는 것이다.
또한 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법은, 동일 수의 기판처리대비 공정시간을 줄이고 기판처리속도 대비 시스템이 차지하는 공간을 감소시켜 공정효율을 높이고 공간효율 또한 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1a는, CIGS계 태양전지의 평면도이다.
도 1b는, 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ방향의 단면으로서 CIGS계 태양전지의 구조를 보여주는 모식도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 기판처리방법을 보여주는 개념도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 기판처리시스템을 보여주는 개념도이다.
도 4는, 도 3의 기판처리시스템의 기판처리모듈을 보여주는 종단면도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명의 기술적 요지는, 직사각형 기판의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 증착막이 복수개의 막대형 셀들로 분할되는 직사각형의 기판에 대하여 증착막을 형성하는 기판처리시스템에 있어서, 공정모듈로의 기판도입, 공정모듈 내의 기판이송, 및 공정모듈로부터의 기판배출은, 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행함으로써 복수개의 막대형 셀들 간의 균일도를 높이면서 전체 기판처리속도를 향상시킴에 있다.
이러한 본 발명의 기술적요지를 구현하기 위한 기판처리시스템 및 기판처리방법은 다양하며 본 발명의 실시예에 국한되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 직사각형 기판(10)의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 증착막이 복수개의 막대형 셀(5)들로 분할되는 직사각형의 기판(10)에 대하여 증착막을 형성하는 기판처리시스템으로서, 기판(10)을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 공정모듈(100)을 포함한다.
여기서 상기 공정모듈(100)로의 기판도입, 공정모듈(100) 내의 기판이송, 및 공정모듈(100)로부터의 기판배출은, 막대형 셀(5)들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판(10)들이 한 세트로 하여 수행됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공정모듈(100)의 기판처리의 대상인 기판(10)은, 상면에 하나 이상의 증착공정을 통하여 증착막이 하나 이상의 층으로 형성되는 기판이면 반도체 기판, LCD 패널, OLED 패널, 태양전지 기판 등 다양한 기판이 될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 기판처리의 대상으로서 CIGS계 태양전지 기판이 될 수 있다.
여기서 상기 기판(10)은 평면형상이 직사각형 형상을 가지며, 그 표면에 하나 이상의 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 증착막이 복수개의 막대형 셀(5)들로 분할되며, 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법은, 직사각형의 기판(10)에 대하여 후속되는 스크라이빙공정, 레이저공정 등에 의하여 복수개의 막대형 셀(5)들로 분할될 증착막을 형성함을 특징으로 한다.
여기서 상기 증착막의 분할 전에, 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법에 의한 증착공정 후, 추가 증착공정 등 추가 공정이 수행될 수 있음은 물론이다.
구체적인 실시예로서, CIGS계 태양전지는, 유리 기판 상에 복수의 증착공정, 예를 들면 Si증착공정 및 Mo증착공정을 거쳐 유리 기판 상에 SiOx층 및 Mo전극층이 형성되고, 그 상부에 CuGa:NaF를 이용한 1차 증착공정, CuGa를 이용한 2차 증착공정 및 In을 이용한 3차 증착공정을 거쳐 CIG층이 형성된다.
이때 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법에 의하여 수행되어 기판(10)에 형성되는 증착막은, 산화실리콘층, 전극층, 및 CIG층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
위와 같은 증착공정들은, 각각 개별적으로 또는 2개 이상의 연속공정 등으로서 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법에 의하여 수행될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 기판처리방법에 의하여 CIG층의 형성 후에 퍼니스(Furnice) 내에서 Se의 주입에 의하여 최종적으로 CIGS층이 형성되며, 형성된 CIGS 층은 스크라이빙 공정을 통하여 복수개의 막대형 셀(5)들로 분할된다.
상기 공정모듈(100)은, 기판(10)을 선형이동시키면서 앞서 설명한 증착막을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 공정모듈(100)은, 하나 이상의 게이트가 형성되며 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버(110)와; 공정챔버(110)에 설치되어 직사각형 기판(10)을 수평방향으로 선형이동하는 선형이동부(120)와; 기판(10)의 이송방향(도면에서 X축 방향)과 수직(도면에서 Y축 방향)을 이루어 배치되며 스퍼터링에 의하여 기판 표면에 증착막(5)을 형성하는 하나 이상의 타겟전극(140)을 포함한다.
상기 공정챔버(110)는, 하나 이상의 게이트(111, 112)가 형성되며 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서 챔버의 구성 및 스퍼터링 방식 등에 따라서 다양한 구조가 가능하다.
예로서, 상기 공정챔버(110)는, 직사각형 형상을 고려하여 평면 형상이 실질적으로 직사각형을 이루며, 공정수행의 원활한 진행을 위하여 내부압력의 제어 및 배기를 위한 배기시스템이 연결되는 등 스퍼터링 공정의 수행을 위한 부대 구성요소들이 설치될 수 있다.
한편 상기 공정챔버(110)에 형성되는 게이트(111, 112)는, 기판처리장치(100)의 배치방식, 즉 인라인타입 및 클러스터타입 등에 따라서 하나 또는 2개 이상으로 형성될 수 있다.
상기 선형이동부(120)는, 공정챔버(110)에 설치되어 직사각형 기판(10)을 수평방향으로 선형이동하는 구성으로서, 기판(10)의 선형이동방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 선형이동부(120)는, 기판(10) 또는 기판(10)이 안착된 트레이(미도시)의 저면을 지지하면서 회전에 의하여 기판(10) 또는 기판(10)이 안착된 트레이를 이동시키는 복수의 이송롤러들로 구성될 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 선형이동부(120)는, 기판(10) 또는 기판(10)이 안착된 트레이의 저면을 지지하면서 회전에 의하여 기판(10) 또는 기판(10)이 안착된 트레이를 이동시키는 컨베이어벨트로 구성될 수 있다.
상기 타겟전극(140)은, 공정챔버(110) 내에 하나 이상으로 고정설치되어 기판(10)의 이송방향(도면에서 X축 방향)과 수직(도면에서 Y축 방향)을 이루어 배치되며 스퍼터링에 의하여 기판 표면에 증착막(11)을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 타겟전극(140)은, 증착될 증착막의 물성 및 공정조건에 따라서 Mo, Si, CuGa, NaF, 또는 그 조합 등의 조성을 포함하는 증착물질로 이루어진 원통형의 타켓 전극으로 구성될 수 있다.
그리고 상기 타겟전극(140)은, 복수개로 설치될 수 있으며, 이때 기판(10)의 이송방향(도면에서 X축 방향)으로 간격을 두고 설치될 수 있다.
또한 상기 타겟전극(140)은, 제1물성을 가지는 하나 이상의 제1타겟, 하나 이상의 제2물성을 가지는 제2타겟, 제3물성을 가지는 하나 이상의 제3타켓을 포함할 수 있다.
이와 같이 복수의 물성을 가지는 타겟전극들이 배치되는 등 서로 다른 공정들을 수행할 수 있도록, 공정모듈(100)은, 기판의 이송방향(X축방향)을 따라서 배치되며 서로 다른 기판처리를 수행하는 복수의 공정영역(S1, S2, S3)들이 설정?? 수 있다.
이때, 상기 각 공정영역(S1, S2, S3)들 간의 경계에는, 인접한 공정영역에 영향을 주는 것을 방지하기 위한 영역격리부(161, 162)가 설치될 수 있다.
상기 영역격리부(161, 162)는, 인접한 공정영역에 영향을 주는 것을 방지하기 위한 구성으로, 불활성가스 등의 분사에 따른 가스커튼, 또는 기판(10)이 통과될 수 있는 개구만을 형성하는 격벽부재 등으로 구성될 수 있따.
한편 상기 복수의 공정영역(S1, S2, S3)들은, 순차적인 기판처리공정에 의하여 CIG층과 같은 미리 설정된 물성의 증착막을 형성하기 위한 영역으로서, 앞서 설명한 바와 같이, 제1물성을 가지는 하나 이상의 제1타겟, 하나 이상의 제2물성을 가지는 제2타겟, 제3물성을 가지는 하나 이상의 제3타켓이 설치되는 등 요구되는 기판처리의 수행을 위한 구성이 설치될 수 있다.
그리고 상기 공정모듈(100)은, 기판(10)이 도입되는 도입단 및 기판(10)이 배출되는 기판배출단에는, 한 세트의 기판(10)들에 대응되는 도입버퍼영역(B1) 및 배출버퍼영역(B2)이 설정되고, 도입버퍼영역(B1) 및 배출버퍼영역(B2) 사이에 기판(10)의 이송방향을 따라서 배치되며 기판처리를 수행하는 하나 이상의 공정영역(S1, S2, S3)이 설정될 수 있다.
상기 도입버퍼영역(B1)은, 원활한 기판처리의 수행을 위하여 기판처리공정이 공정챔버(100)의 게이트(111)를 폐쇄한 후에 기판처리가 수행될 수 있도록 기판(10)이 도입되어 기판처리 전에 임시로 위치될 수 있는 공간으로서 공정에 따라서 설정될 수 있다.
상기 배출버퍼영역(B2)은, 원활한 기판처리의 수행을 위하여 기판처리공정이 공정챔버(100)의 게이트(111)를 폐쇄한 후에 기판처리가 수행될 수 있도록 기판처리 후의 기판(10)이 배출되기 전에 임시로 위치될 수 있는 공간으로서 공정에 따라서 설정될 수 있다.
한편 상기 도입버퍼영역(B1)은, 공정영역(S1, S2, S3)의 도입 전에 기판(10)을 가열하는 예열부(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.
그리고 상기 배출버퍼영역(B2)은, 공정영역(S1, S2, S3)을 거친 기판(10)을 냉각하는 냉각부(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에서는 스퍼터링에 의한 증착막 형성을 예를 들어 설명하였으나, PECVD, 이온주입 등 기판처리의 종류에 따라서 샤워헤드, 이온빔발생장치 등의 장치가 공정챔버(110)에 구비될 수 있음을 물론이다.
한편 본 발명에 따른 기판처리시스템은, 공정모듈(100)을 포함하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 인라인타입 또는 클러스터타입 모두 적용될 수 있다.
예로서, 본 발명에 따른 기판처리시스템은, 공정모듈(100)을 포함하여, 외부로부터 기판(10)이 도입되는 로드락모듈(200)과; 공정모듈(100)로부터 기판(10)을 전달받아 외부로 배출하는 언로드락모듈(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
상기 로드락모듈(200)은, 외부로부터 기판(10)이 도입되는 모듈로서, 대기압 상태의 외부로부터 진공압(공정압) 하의 공정모듈(100)로의 기판전달을 위하여 압력변환이 가능하게 구성된다.
한편 상기 로드락모듈(200) 및 공정모듈(100) 사이에는, 공정모듈(100)의 도입 전에 기판(10)을 가열하는 예열모듈(300)이 추가로 설치될 수 있다.
상기 예열모듈(300)은, 공정모듈(100)의 도입 전에 기판(10)을 가열하는 구성으로서 챔버 및 챔버 내에서 기판(10)을 가열하기 위한 히터를 포함할 수 있다.
상기 히터는 가열방식에 따라서, 할로겐히터, 인덕션히터 등 가열방식에 따라서 다양한 히터사 사용될 수 있다.
상기 언로드락모듈(500)은, 공정모듈(100)로부터 기판(10)을 전달받아 외부로 배출하는 모듈로서, 진공압(공정압) 하의 공정모듈(100)로부터 기판을 전달받아 대기압 상태의 외부로의 기판배출을 위하여 압력변환이 가능하게 구성된다.
한편 상기 공정모듈(100) 및 언로드락모듈(500) 사이에는, 공정모듈(100)을 거친 기판(10)을 냉각하는 냉각모듈(400)이 추가로 설치될 수 있다.
상기 냉각모듈(400)은, 공정모듈(100)을 거친 기판(10)을 냉각하는 구성으로서, 챔버 및 챔버 내에서 기판(10)을 냉각하기 위한 냉각부를 포함할 수 있다.
상기 냉각부는, 쿨링자켓과 같은 모듈로서 복사, 전도 등에 의하여 기판(10)을 냉각하는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 로드락모듈(100)로부터 언로드락모듈(500)까지의 기판이송은 앞서 설명한 선형이동부(120)와 유사한 구성으로서, 복수의 이송롤러, 컨베이어벨트 등을 이용하여 수행될 수 있다.
여기서 기판(10)의 이송속도는, 각 모듈들 간의 이송, 공정모듈 내로의 기판도입, 공정모듈로부터의 기판배출, 공정영역에서의 기판이송 등 위치에 따라서 그 속도가 가변될 수 있다.
그리고 기판(10)의 이송시, 도 4에 도시된 바와 같이, 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향(X축방향)으로 배치된 2개 이상의 기판(10)들이 한 세트로 하여 수행됨을 특징으로 하는바, 직사각형 기판은, 한 쌍의 장변들 및 한 쌍의 단면들을 가질 수 있으며 이때 직사각형 기판은, 장변이 기판의 이송방향과 수직인 상태로 배치됨이 바람직하다.
또한 기판(10)의 이송시, 도 4에 도시된 바와 같이, 후속공정에 의하여 분할되는 복수개의 막대형 셀(5)들의 길이방향과 수직인 방향으로 기판(10)이 이송되며, 후속공정에 의하여 분할되는 복수개의 막대형 셀(5)들의 길이방향과 수직인 방향으로 2개 이상의 기판(10)들이 한 세트로 배치되어 막대형 셀(5)들의 길이방향과 수직인 방향으로 기판(10)이 이송됨이 바람직하다.
한편 본 발명은, 직사각형 기판(10)의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 증착막이 복수개의 막대형 셀(5)들로 분할되는 직사각형의 기판(10)에 대하여 증착막을 형성하기 위하여, 기판(10)을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 공정모듈(100)을 포함하는 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법으로서, 공정모듈(100)로 기판(10)을 도입하는 기판도입단계; 기판도입단계 후에 기판(10)을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 기판이송단계; 기판이송단계 후에 기판처리를 마친 기판(10)을 공정모듈(100)로부터 배출하는 기판배출단계를 포함하는 기판처리방법에 의하여 구현될 수 있다.
여기서 상기 기판도입단계, 기판이송단계, 및 기판배출단계는, 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향(X축방향)으로 배치된 2개 이상의 기판(10)들이 한 세트로 하여 수행될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 기판처리방법은, 앞서 설명한 본 발명에 따른 기판처리시스템에 의하여 구현되는바 자세한 설명은 생략한다.
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 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 공정모듈 10 : 기판
5 : 막대형 셀

Claims (16)

  1. 직사각형 기판의 표면에 증착막의 형성 후에, 직사각형의 한 변의 길이방향으로 상기 증착막이 복수개의 막대형 셀들로 분할되는 직사각형의 기판에 대하여 상기 증착막을 형성하는 기판처리시스템으로서,
    기판을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 공정모듈을 포함하며, 상기 공정모듈로의 기판도입, 상기 공정모듈 내의 기판이송, 및 상기 공정모듈로부터의 기판배출은, 상기 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    외부로부터 기판이 도입되는 로드락모듈과;
    상기 공정모듈로부터 기판을 전달받아 외부로 배출하는 언로드락모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정모듈은,
    기판의 이송방향을 따라서 배치되며 서로 다른 기판처리를 수행하는 복수의 공정영역들이 설정된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    각 공정영역들 간의 경계에는,
    인접한 공정영역에 영향을 주는 것을 방지하기 위한 영역격리부가 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정모듈은,
    기판이 도입되는 도입단 및 기판이 배출되는 기판배출단에는, 상기 한 세트의 기판들에 대응되는 도입버퍼영역 및 배출버퍼영역이 설정되고,
    상기 도입버퍼영역 및 상기 배출버퍼영역 사이에 기판의 이송방향을 따라서 배치되며 기판처리를 수행하는 하나 이상의 공정영역이 설정된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 도입버퍼영역은, 상기 공정영역의 도입 전에 기판을 가열하는 예열부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 배출버퍼영역은, 상기 공정영역을 거친 기판을 냉각하는 냉각부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드락모듈 및 상기 공정모듈 사이에는, 상기 공정모듈의 도입 전에 기판을 가열하는 예열모듈이 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정모듈 및 상기 언로드락모듈 사이에는, 상기 공정모듈을 거친 기판을 냉각하는 냉각모듈이 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 직사각형 기판은, 한 쌍의 장변들 및 한 쌍의 단면들을 가지며,
    상기 막대형 셀들의 길이방향은 상기 장변과 평행한 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 증착막은, 산화실리콘층, 전극층, 및 CIG층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 공정모듈은, 상기 증착막을 형성하기 위한 하나 이상의 타켓전극이 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  13. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리스템에 의한 기판처리방법으로서,
    상기 공정모듈로 기판을 도입하는 기판도입단계;
    상기 기판도입단계 후에 기판을 수평이동시키면서 기판처리를 수행하는 기판이송단계;
    상기 기판이송단계 후에 기판처리를 마친 기판을 상기 공정모듈로부터 배출하는 기판배출단계를 포함하며,
    상기 기판도입단계, 상기 기판이송단계, 및 상기 기판배출단계는, 상기 막대형 셀들의 길이방향과 수직인 방향으로 이송되며 그 이송방향으로 배치된 2개 이상의 기판들이 한 세트로 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 직사각형 기판은, 한 쌍의 장변들 및 한 쌍의 단면들을 가지며,
    상기 직사각형 기판은, 상기 장변이 기판의 이송방향과 수직인 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 증착막은 CIGS층인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 공정모듈은, 상기 증착막을 형성하기 위한 하나 이상의 타켓전극이 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
KR1020150154242A 2015-11-04 2015-11-04 기판처리시스템 및 기판처리방법 KR20170052147A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150154242A KR20170052147A (ko) 2015-11-04 2015-11-04 기판처리시스템 및 기판처리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150154242A KR20170052147A (ko) 2015-11-04 2015-11-04 기판처리시스템 및 기판처리방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170052147A true KR20170052147A (ko) 2017-05-12

Family

ID=58740529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150154242A KR20170052147A (ko) 2015-11-04 2015-11-04 기판처리시스템 및 기판처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170052147A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5813920B2 (ja) 基板上に薄膜を蒸着する方法および基板のインライン真空処理のための装置
US20100203242A1 (en) self-cleaning susceptor for solar cell processing
KR101663918B1 (ko) 감소된 챔버 공간을 형성하는 공정 박스 및 다층체의 위치 결정 방법
KR20230029979A (ko) 코팅 장비, 방법, 시스템 및 태양전지, 모듈, 발전 시스템
US20130109189A1 (en) System architecture for plasma processing solar wafers
US9236282B2 (en) Arrangement, system, and method for processing multilayer bodies
KR101129038B1 (ko) 인라인 기판처리 장치
US20140165910A1 (en) Apparatus for large-area atomic layer deposition
JP6282983B2 (ja) 基板処理装置
CN104737301B (zh) 在热工艺中玻璃弯曲的避免
KR101680950B1 (ko) 코팅된 기판을 처리하기 위한 처리 박스, 장치 및 방법
KR101669082B1 (ko) 기판처리시스템 및 그에 사용되는 트레이
KR101299755B1 (ko) 스퍼터링 장치, 박막 형성 방법 및 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법
KR20170052147A (ko) 기판처리시스템 및 기판처리방법
US11024762B2 (en) Substrate processing system, substrate conveying device and conveying method
KR20110062857A (ko) 태양전지 제조용 인라인 시스템
US20120210936A1 (en) Systems and methods for mutli-chamber photovoltaic module processing
KR101484552B1 (ko) 열처리 시스템
KR101794087B1 (ko) 마스크조립체, 기판처리장치 및 기판처리시스템
US8372684B1 (en) Method and system for selenization in fabricating CIGS/CIS solar cells
US20130252367A1 (en) System and process for forming thin film photovoltaic device
JP2015137415A (ja) 大面積原子層蒸着装置
JP4219121B2 (ja) 薄膜光電変換モジュールの製造方法、並びに、製膜装置
JP2013133523A (ja) 成膜装置
KR20170014880A (ko) 기판처리장치, 기판처리시스템 및 기판처리방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application