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KR101075842B1 - 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치 - Google Patents

인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치 Download PDF

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KR101075842B1
KR101075842B1 KR1020090049546A KR20090049546A KR101075842B1 KR 101075842 B1 KR101075842 B1 KR 101075842B1 KR 1020090049546 A KR1020090049546 A KR 1020090049546A KR 20090049546 A KR20090049546 A KR 20090049546A KR 101075842 B1 KR101075842 B1 KR 101075842B1
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South Korea
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carrier
reaction chamber
solar cell
grounding
processing apparatus
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장상래
장철종
한경록
김영민
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주식회사 에스에프에이
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Abstract

인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치가 개시된다. 본 발명의 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 측벽 및 하부벽을 갖는 반응챔버; 반응챔버의 상부에 마련되어 반응챔버의 내부로 공정가스를 분사하는 디퓨저; 반응챔버의 내부에 마련되고, 다수의 태양전지 웨이퍼가 안착된 캐리어를 이송하기 위한 다수의 이송롤러; 및 캐리어를 접지시키기 위한 다수의 접지용 핀이 형성되고, 반응챔버의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되는 핀 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 하부전극인 캐리어를 보다 균일하게 접지시킬 수 있어 반응챔버 내의 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있고, 적용되는 플라즈마 공정의 특성에 따라 상부전극인 디퓨저와 하부전극인 캐리어 사이의 간격을 요구되는 간격으로 조절할 수 있다.
태양전지, 인라인, 캐리어, 접지, 플라즈마, 증착

Description

인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치{INLINE TYPE PLASMA PROCESSING APPARATUS FOR MANUFACTURING SOLAR CELL}
본 발명은, 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치에서 하부전극인 캐리어의 접지 구조에 관한 것이다.
태양전지(solar cells)는, 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 이러한 태양전지는 그 종류에 따라 결정계 태양전지, 박막 태양전지(thin-film solar cells) 등으로 분류된다. 또한, 결정계 태양전지는 단결정 태양전지와 다결정 태양전지로 분류될 수 있으며, 변환 효율의 우수성, 신뢰성 등으로 인해 널리 사용되고 있다.
한편, 결정계 태양전지를 제조하는 방식 중에 하나로 인라인 방식(Inline Type)이 있는데, 인라인 방식이란 다수의 태양전지 웨이퍼가 안착된 캐리어(carrier)를 이송 라인을 따라 순차적으로 이송하면서 이송 라인 상에 일정 간격으로 배치된 세정, 증착, 식각 등의 공정을 수행하는 장치들을 통해 결정계 태양전지를 제조하는 방식을 말한다.
도 1은 종래의 인라인 방식의 태양전지 제조용 화학기상 증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 인라인 방식의 태양전지 제조용 화학기상 증착장치(10)는, 측벽(11) 및 하부벽(12)을 갖는 반응챔버(13)와, 반응챔버(13)의 상부에 마련되어 반응챔버(13)의 내부로 공정가스를 분사하는 디퓨저(14, Diffuser)와, 다수의 태양전지 웨이퍼(미도시)가 안착된 캐리어(C, Carrier)를 이송하기 하도록 반응챔버(13)의 내부에 마련되는 다수의 이송롤러(15)와, 다수의 이송롤러(15)의 하측에 배치되어 캐리어(C)에 안착된 다수의 태양전지 웨이퍼를 가열하는 히터(16)를 포함한다.
이때, 반응챔버(13)의 측벽(11)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반응챔버(13)의 외부에 위치한 캐리어(C)를 반응챔버(13)의 내부로 인입하기 위한 인입 슬롯(11a)과, 반응챔버(13)의 내부에 위치한 캐리어(C)를 반응챔버(13)의 외부로 인출하기 위한 인출 슬롯(11b)이 형성된다. 도 1에서는 도시하지 않았지만, 인입 슬롯(11a) 및 인출 슬롯(11b) 각각에는 반응챔버(13) 내의 진공을 유지하기 위한 개폐 밸브(미도시)가 마련된다. 또한, 다수의 이송롤러(15)는 캐리어(C)의 양측 가장자리를 지지하도록 캐리어(C)의 이송 방향을 따라 반응챔버(13)의 측벽(11) 상단부에 미리 정해진 간격으로 마련된다.
한편, 디퓨저(14)에는 RF(radio frequency) 또는 VHF(very high frequency) 전력이 인가되고, 캐리어(C)는 접지된다. 즉, 디퓨저(14)는 상부전극의 역할을 담당하고 캐리어(C)는 하부전극의 역할을 담당한다. 이에 따라, 상부전극인 디퓨 저(14)와 하부전극인 캐리어(C) 사이에 플라즈마가 발생하여 캐리어(C)에 안착된 태양전지 웨이퍼에 대한 증착 처리가 이루어지는 것이다.
그런데, 종래의 인라인 방식의 태양전지 제조용 화학기상 증착장치(10)에서는, 하부전극인 캐리어(C)의 접지가 반응챔버(13) 내에서 캐리어(C)를 지지하고 있는 다수의 이송롤러(15)에 의한 부분적인 접촉에 의해서 이루어지므로, 캐리어(C)의 접지 균일성이 떨어지고 이로 인해 반응챔버(13) 내의 플라즈마 균일성이 저하되는 등의 공정상의 문제점이 있다.
아울러, 종래의 인라인 방식의 태양전지 제조용 화학기상 증착장치(10)에서는, 상부전극인 디퓨저(14)와 하부전극인 캐리어(C) 사이의 간격이 고정되어 있으므로, 요구되는 최적의 공정 조건에 따라 디퓨저(14)와 캐리어(C) 사이의 간격을 조절할 수 없어 공정상의 튜닝에 제한이 따르는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 하부전극인 캐리어를 보다 균일하게 접지시킬 수 있어 반응챔버 내의 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상부전극인 디퓨저와 하부전극인 캐리어 사이의 간격을 최적의 공정 조건에 따라 요구되는 간격으로 조절할 수 있는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들은, 본 발명에 따라, 측벽 및 하부벽을 갖는 반응챔버; 상기 반응챔버의 상부에 마련되어 상기 반응챔버의 내부로 공정가스를 분사하는 디퓨저; 상기 반응챔버의 내부에 마련되고, 다수의 태양전지 웨이퍼가 안착된 캐리어를 이송하기 위한 다수의 이송롤러; 및 상기 캐리어를 접지시키기 위한 다수의 접지용 핀이 형성되고, 상기 반응챔버의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되는 핀 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 핀 플레이트는, 상기 다수의 접지용 핀이 상기 캐리어로부터 이격되는 하강 위치와 상기 다수의 접지용 핀이 상기 캐리어에 접촉되는 상승 위치 사이를 이동 가능하도록, 상기 다수의 이송롤러의 하측에 마련될 수 있다.
상기 핀 플레이트는, 상기 디퓨저와 상기 캐리어 사이의 간격을 조절하기 위해, 상기 다수의 접지용 핀이 상기 캐리어를 접촉 지지한 상태에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다.
상기 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 상기 핀 플레이트와 상기 반응챔버의 하부벽 사이에 개재되는 다수의 접지용 스트립을 더 포함할 수 있다.
상기 접지용 스트립은, 탄성을 갖도록 휘어진 형상으로 가공된 금속성 스트립으로 마련될 수 있다.
상기 핀 플레이트에는, 상기 다수의 접지용 스트립을 냉각시키기 위한 냉각 라인이 마련될 수 있다.
상기 접지용 스트립은, 그 상단부 및 하단부가 상기 핀 플레이트 및 상기 반응챔버의 하부벽에 각각 볼트 체결되어 상기 핀 플레이트와 상기 반응챔버의 하부벽을 연결할 수 있다.
상기 다수의 접지용 핀은 상기 핀 플레이트의 상부면 가장자리에 미리 정해진 간격으로 배치되고, 상기 다수의 접지용 스트립은 상기 핀 플레이트의 하부면 가장자리에 미리 정해진 간격으로 배치될 수 있다.
상기 접지용 핀 및 상기 접지용 스트립 각각은, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
상기 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 상기 핀 플레이트에 의한 상기 캐리어의 상승 이동을 미리 정해진 위치까지 제한하기 위한 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 스토퍼는, 일단부가 상기 반응챔버의 측벽에 결합되고, 타단부가 상기 캐리어의 상부면에 접촉 가능하게 배치되는 다수의 브라켓으로 마련될 수 있다.
상기 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치는, 상기 다수의 이송롤러와 상기 핀 플레이트 사이에 배치되어 상기 캐리어에 안착된 상기 다수의 태양전지 웨이퍼를 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 하부전극인 캐리어의 접지에 있어서, 다수의 접지용 핀이 형성되고 반응챔버 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되는 핀 플레이트를 사용함으로써, 하부전극의 역할을 담당하는 캐리어를 보다 균일하게 접지시킬 수 있어 반응챔버 내의 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 다수의 접지용 핀이 캐리어를 접촉 지지한 상태에서 핀 플레이트를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상부전극인 디퓨저와 하부전극인 캐리어 사이의 간격을 최적의 공정 조건에 따라 요구되는 간격으로 조절할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 핀 플레이트의 상승 위치에서 도 2의 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 개략적인 단면도이며, 도 4는 도 2의 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 부분 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치(100, 이하 '플라즈마 처리장치(100)'라 함)는, 측벽(111) 및 하부벽(113)을 갖는 반응챔버(110)와, 반응챔버(110)의 상부에 마련되어 반응챔 버(110)의 내부로 공정가스를 분사하는 디퓨저(120, Diffuser)와, 다수의 태양전지 웨이퍼(미도시)가 안착된 캐리어(C, Carrier)를 이송하기 하도록 반응챔버(110)의 내부에 마련되는 다수의 이송롤러(130)와, 반응챔버(110)의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되는 핀 플레이트(150, Pin Plate)와, 핀 플레이트(150)와 반응챔버(110)의 하부벽(113) 사이에 개재되는 다수의 접지용 스트립(161)과, 다수의 이송롤러(130)와 핀 플레이트(150) 사이에 배치되어 캐리어(C)에 안착된 다수의 태양전지 웨이퍼를 가열하는 히터(140)를 포함한다.
한편, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는, 축전결합형 플라즈마 화학기상 증착장치(PECVD, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)이지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 축전결합형 플라즈마 에칭장치(RIE, Reactive Ion Etching), 더 나아가 유도결합형 플라즈마 처리장치 및 유도결합과 축전결합의 혼합형 플라즈마 처리장치 각각에도 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반응챔버(110)는 측벽(111) 및 하부벽(113)을 포함하고, 반응챔버(110)의 상부에 마련된 디퓨저(120)와 함께 캐리어(C)에 안착된 다수의 태양전지 웨이퍼를 증착 처리하기 위한 공간을 제공한다. 즉, 반응챔버(110)와 디퓨저(120)에 의해 한정되는 공간은 다수의 태양전지 웨이퍼를 증착 처리하기 위해 플라즈마가 생성·반응되는 공간이 된다. 본 실시예에서 반응챔버(110)는 전체적으로 사각 형상을 가지나 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
반응챔버(110)의 측벽(111)에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반응챔버(110)의 외부에 위치한 캐리어(C)를 반응챔버(110)의 내부로 인입하기 위한 인입 슬롯(111a)과, 반응챔버(110)의 내부에 위치한 캐리어(C)를 반응챔버(110)의 외부로 인출하기 위한 인출 슬롯(111b)이 형성된다. 도 2 및 도 3에서는 도시하지 않았지만, 인입 슬롯(111a) 및 인출 슬롯(111b) 각각에는 반응챔버(110) 내의 진공을 유지하기 위한 개폐 밸브(미도시)가 마련된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 디퓨저(120)는 반응챔버(110)의 상부에 마련되고, 테프론 또는 세라믹 재질 등의 절연체(미도시)에 의해 반응챔버(110)와 전기적으로 절연된다. 도 2 및 도 3에는 도시되지 않았지만, 디퓨저(120)에는 반응챔버(110)의 외부로부터 유입되는 공정가스를 반응챔버(110)의 내부로 분사하기 위한 다수의 가스유로(미도시)가 형성된다. 디퓨저(120)는 캐리어(C)의 상부에서 캐리어(C)에 안착된 다수의 태양전지 웨이퍼를 향하여 공정가스를 분사한다. 참고로, 디퓨저(120)는 '샤워헤드'라고도 한다.
한편, 디퓨저(120)는 반응챔버(110) 내에 플라즈마를 생성하기 위한 상부전극의 역할을 담당한다. 즉, 디퓨저(120)에는 RF(radio frequency) 또는 VHF(very high frequency) 전력이 인가된다. 상부전극인 디퓨저(120)와 대응하는 하부전극의 역할은 캐리어(C)가 담당한다. 이에 따라, 상부전극인 디퓨저(120)와 하부전극인 캐리어(C) 사이에서 플라즈마가 생성되고 플라즈마 반응에 의해 캐리어(C)의 상부에 안착된 다수의 태양전지 웨이퍼에 대한 증착 처리가 이루어진다. 이때, 캐리어(C)는 하부전극으로 기능하기 위해서 접지되어야 하는데, 캐리어(C)의 접지구조에 대해서는 후술하기로 한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 다수의 이송롤러(130)는 다수의 태양전지 웨이 퍼가 안착된 캐리어(C)를 반응챔버(110)의 외부에서 반응챔버(110)의 내부로 또는 반응챔버(110)의 내부에서 반응챔버(110)의 외부로 이송하는 동시에 반응챔버(110)의 내부에서 캐리어(C)를 지지한다. 다수의 이송롤러(130)는 캐리어(C)의 양측 가장자리를 지지하도록 캐리어(C)의 이송 방향을 따라 반응챔버(110)의 측벽(111) 상단부에 미리 정해진 간격으로 마련된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 핀 플레이트(150)는 다수의 이송롤러(130)의 하측에서 반응챔버(110)의 하부벽(113)과 인접하도록 마련된다. 핀 플레이트(150)는 그 상부면에 캐리어(C)를 접지시키기 위한 다수의 접지용 핀(155)이 형성된다. 다수의 접지용 핀(155)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 핀 플레이트(150)의 상부면 가장자리에 미리 정해진 간격으로 배치되고, 나사 결합방식에 의해 핀 플레이트(150)에 결합된다. 다만, 본 발명에서 다수의 접지용 핀(155)의 배치 형태 및 결합 구조는 본 실시예에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 다수의 접지용 핀(155)은 용접방식에 의해 핀 플레이트(150)에 결합되거나, 핀 플레이트(150)에 일체로 형성될 수 있다. 한편, 핀 플레이트(150)와 다수의 접지용 핀(155)은 공정가스 및/또는 클리닝가스(cleaning gas)에 대한 내부식성이 우수하고 낮은 전기저항값을 갖는 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
핀 플레이트(150)는, 다수의 접지용 핀(155)이 캐리어(C)로부터 이격되는 하강 위치(도 2 참조)와, 다수의 접지용 핀(155)이 캐리어(C)에 접촉되는 상승 위치(도 3 참조) 사이에서 이동한다. 이때, 핀 플레이트(150)의 상승 이동 및 하강 이동은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반응챔버(110)의 하부벽(113)을 관통하여 마련되는 구동축(163)에 의해 이루어진다. 구동축(163)은 그 상단부가 핀 플레이트(150)의 중앙부분에 결합되어 핀 플레이트(150)를 지지한다. 구동축(163)의 하단부에는 구동축(163)을 상하 방향으로 구동시키기 위한 구동 모듈(미도시)이 연결된다. 예를 들면, 구동 모듈은 서보 모터(미도시)와 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위한 기어 등의 기계 요소(미도시)를 구비할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 다수의 접지용 스트립(161)은 핀 플레이트(150)와 반응챔버(110)의 하부벽(113) 사이에 개재된다. 접지용 스트립(161)은 탄성을 갖도록 휘어진 형상으로 가공된 금속성 스트립으로 마련된다. 이때, 접지용 스트립(161)은 공정가스 및/또는 클리닝가스(cleaning gas)에 대한 내부식성이 우수하고 낮은 전기저항값을 갖는 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이처럼, 다수의 접지용 스트립(161)은 탄성을 갖도록 마련되므로, 핀 플레이트(150)가 상하 방향으로 왕복 이동하더라도, 다수의 접지용 스트립(161)은 핀 플레이트(150)와 반응챔버(110)의 하부벽(113)을 안정적으로 연결하는 것이 가능하다.
다수의 접지용 스트립(161)은 핀 플레이트(150)의 하부면 가장자리에 미리 정해진 간격으로 배치된다. 접지용 스트립(161)은 그 상단부 및 하단부가 핀 플레이트(150) 및 반응챔버(110)의 하부벽(113)에 각각 볼트 체결되어 핀 플레이트(150)와 반응챔버(110)의 하부벽(113)을 연결한다. 한편, 본 발명에서 접지용 스트립(161)의 배치 형태 및 결합 구조는 본 실시예에 한정되는 것은 아니지만, 파손된 접지용 스트립(161)을 교체하는 등의 유지보수 측면에서 본 실시예와 같이 접지용 스트립(161)을 핀 플레이트(150) 및 반응챔버(110)의 하부벽(113)에 볼트 체결 하는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)에서, 하부전극의 역할을 담당하는 캐리어(C)는, 핀 플레이트(150)의 상승 위치에서 접촉되는 다수의 접지용 핀(155), 핀 플레이트(150) 및 접지용 스트립(161)에 의해 반응챔버(110)와 접지가 이루어진다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는, 다수의 이송롤러(130)에 의한 접촉에 의해 캐리어(C)의 접지가 이루어지는 종래의 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치에 비해 캐리어(C)의 접지를 위한 접촉 영역이 전체적으로 고르게 분포하게 되므로, 캐리어(C)의 접지 균일성이 향상된다.
아울러, 본 발명에서 다수의 접지용 스트립(161)은 생략될 수 있는데, 이 경우 캐리어(C)의 접지는 다수의 접지용 핀(155), 핀 플레이트(150) 및 구동축(163)에 의해 이루어질 수 있다. 다만, 대형 크기의 캐리어(C)에 적용하는 경우에는 보다 균일한 캐리어(C)의 접지를 확보하는 측면에서 본 실시예와 같이 다수의 접지용 스트립(161)을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 증착 공정시 반응챔버(110)의 내부온도는 대략 400℃ 이상으로 올라가는데, 상대적으로 얇은 두께를 갖는 접지용 스트립(161)은 대략 300℃ 이상에서 그 탄성을 잃게 되므로, 핀 플레이트(150)의 반복적인 상하 방향으로의 이동에 의해 끊어질 수 있다. 이러한 문제점을 해결하고자, 핀 플레이트(150)에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 접지용 스트립(161)을 냉각시키기 위한 냉각 라인(153)이 마련된다. 즉, 핀 플레이트(150)에 내재된 냉각 라인(153)은 다수의 접지용 스트립(161)을 냉각시키는 냉각수가 흐르는 유로를 제공한다. 본 실시예에서 냉각 라인(153)은 핀 플레이트(150)에 내재되지만, 이와 다르게 냉각 라인(153)은 핀 플레이트(150)의 상부 및/또는 하부에 마련될 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 히터(140)는 다수의 이송롤러(130)와 핀 플레이트(150) 사이에 배치되어 캐리어(C)에 안착된 다수의 태양전지 웨이퍼를 가열한다. 이러한 히터(140)는 다양한 타입의 히터로 마련될 수 있으나, 본 실시예에서는 다수의 할로겐 램프 히터(140)로 마련된다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는, 핀 플레이트(150)에 의한 캐리어(C)의 상승 이동을 미리 정해진 위치까지 제한하기 위한 스토퍼로서 다수의 브라켓(170)을 더 포함한다.
다수의 브라켓(170)은, 캐리어(C)의 상부면 가장자리를 구속하도록 캐리어(C)의 이송 방향을 따라 반응챔버(110)의 측벽(111) 상단부에 미리 정해진 간격으로 마련된다. 이때, 브라켓(170)은 절곡된 단면을 가지며, 수직으로 연장된 일단부(171)가 반응챔버(110)의 측벽(111)에 볼트(175) 체결되고, 수평으로 연장된 타단부(173)가 캐리어(C)의 상부면에 접촉 가능하게 배치된다. 다수의 브라켓(170)은 다수의 이송롤러(130)의 상측 위치에서 반응챔버(110)의 측벽(111)에 결합된다. 다만, 본 발명에서 스토퍼는 본 실시예에서 개시된 다수의 브라켓(170)에 한정되지 아니하고, 핀 플레이트(150)에 의한 캐리어(C)의 상승 이동을 미리 정해진 위치까지 제한할 수 있는 구조라면 그 어떠한 것이라도 적용될 수 있을 것이다.
이처럼, 스토퍼를 사용하여 핀 플레이트(150)에 의한 캐리어(C)의 상승 이동을 미리 정해진 위치까지 제한하는 것은, 하부전극의 역할을 담당하는 캐리어(C)를 보다 더 균일하게 접지시키기 위한 것인데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.
원칙적으로, 핀 플레이트(150)에 형성된 다수의 접지용 핀(155)은 그 수직 높이가 상호 동일하게 제작되지만, 가공 오차, 열 변형 등에 의해 다수의 접지용의 수직 높이에 있어서 차이가 발생할 수 있다. 이러한 이유로 본 실시예와 같이 캐리어(C)의 상승 이동을 제한하는 스토퍼로서 다수의 브라켓(170)이 없는 경우에는, 핀 플레이트(150)가 도 3에 도시된 바와 같은 상승 위치에 있더라도, 상대적으로 낮은 수직 높이를 갖는 일부 접지용 핀(155)들은 캐리어(C)의 하부면에 접촉하지 못하게 된다.
그러나, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)에서는, 반응챔버(110)의 측벽(111)에 마련된 다수의 브라켓(170)에 의해 캐리어(C)의 상승 이동이 저지되는 위치에서 핀 플레이트(150)를 강압적으로 더 상승시킴으로써, 핀 플레이트(150)에 형성된 일부 접지용 핀(155)들이 가공 오차, 열 변형 등에 의해 다른 접지용 핀(155)들에 비해 그 수직 높이가 낮은 경우에도, 핀 플레이트(150)에 형성된 다수의 접지용 핀(155)이 전체적으로 캐리어(C)의 하부면에 접촉할 수 있게 된다. 이에 따라, 하부전극의 역할을 담당하는 캐리어(C)의 접지 균일성이 더 향상된다.
위와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 다수의 태양전지 웨이퍼가 안착된 캐리어(C)가 반응챔버(110)의 측벽(111)에 형성된 인입 슬롯(111a)을 통해 반응챔버(110)의 내부에 인입되면, 반응챔버(110)의 내부에 마련된 다수의 이송롤러(130)는 캐리어(C)를 반응챔버(110)의 중앙 위치까지 이송한 후 정지한다. 이때, 캐리어(C)는 그 하부면이 다수의 이송롤러(130)에 의해 접촉 지지되며, 핀 플레이트(150)는 다수의 접지용 핀(155)이 캐리어(C)로부터 이격되는 하강 위치에 있다.
다음으로, 핀 플레이트(150)는 다수의 접지용 핀(155)이 캐리어(C)를 접촉 지지하는 상승 위치까지 구동축(163)에 의해 상측 방향으로 이동한다. 이때, 적용되는 증착 공정의 특성에 따라 디퓨저(120)와 캐리어(C) 사이의 간격을 더 좁혀야할 필요가 있는 경우, 핀 플레이트(150)는 다수의 접지용 핀(155)이 캐리어(C)를 접촉 지지한 상태에서 상측 방향으로 더 이동하여 디퓨저(120)와 캐리어(C) 사이의 간격을 요구되는 간격으로 조절할 수 있다.
다음으로, 핀 플레이트(150)의 다수의 접지용 핀(155)이 캐리어(C)를 접촉 지지한 상태에서 반응챔버(110) 내에서 다수의 태양전지 웨이퍼에 대한 증착 처리가 진행되고, 증착 처리가 완료되면, 핀 플레이트(150)는 전술한 하강 위치로 복귀하고 캐리어(C)는 다수의 이송롤러(130)에 의해 접촉 지지된다.
마지막으로, 다수의 이송롤러(130)는 다수의 태양전지 웨이퍼가 안착된 캐리어(C)를 이송하여 반응챔버(110)의 측벽(111)에 형성된 인출 슬롯(111b)을 통해 반응챔버(110)의 외부로 인출한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는, 하부전극의 역할을 담당하는 캐리어(C)의 접지에 있어서, 다수의 접지용 핀(155)이 형성되고 반응챔버(110) 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되는 핀 플레이트(150)를 사용함으로써, 하부전극의 역할을 담당하는 캐리어(C)를 보다 균일하게 접지시킬 수 있어 반응챔버(110) 내의 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는, 다수의 접지용 핀(155)이 캐리어(C)를 접촉 지지한 상태에서 핀 플레이트(150)를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상부전극인 디퓨저(120)와 하부전극인 캐리어(C) 사이의 간격을 적용되는 증착 공정의 특성에 따라 요구되는 간격으로 조절할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 종래의 인라인 방식의 태양전지 제조용 화학기상 증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 핀 플레이트의 상승 위치에서 도 2의 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2의 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치의 부분 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치
110 : 반응챔버
120 : 디퓨저
130 : 이송롤러
140 : 히터
150 : 핀 플레이트
153 : 냉각 라인
155 : 접지용 핀
161 : 접지용 스트립
163 : 구동축

Claims (12)

  1. 측벽 및 하부벽을 갖는 반응챔버;
    상기 반응챔버의 상부에 마련되어 상기 반응챔버의 내부로 공정가스를 분사하는 디퓨저;
    상기 반응챔버의 내부에 마련되고, 다수의 태양전지 웨이퍼가 안착된 캐리어를 이송하기 위한 다수의 이송롤러;
    상기 캐리어를 접지시키기 위한 다수의 접지용 핀이 형성되고, 상기 반응챔버의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되는 핀 플레이트; 및
    상기 핀 플레이트에 의한 상기 캐리어의 상승 이동을 미리 정해진 위치까지 제한하기 위한 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀 플레이트는,
    상기 다수의 접지용 핀이 상기 캐리어로부터 이격되는 하강 위치와 상기 다수의 접지용 핀이 상기 캐리어에 접촉되는 상승 위치 사이를 이동 가능하도록, 상기 다수의 이송롤러의 하측에 마련되는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핀 플레이트는,
    상기 디퓨저와 상기 캐리어 사이의 간격을 조절하기 위해, 상기 다수의 접지용 핀이 상기 캐리어를 접촉 지지한 상태에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핀 플레이트와 상기 반응챔버의 하부벽 사이에 개재되는 다수의 접지용 스트립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접지용 스트립은,
    탄성을 갖도록 휘어진 형상으로 가공된 금속성 스트립으로 마련되는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 핀 플레이트에는,
    상기 다수의 접지용 스트립을 냉각시키기 위한 냉각 라인이 마련되는 것을 특징으로 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 접지용 스트립은,
    그 상단부 및 하단부가 상기 핀 플레이트 및 상기 반응챔버의 하부벽에 각각 볼트 체결되어 상기 핀 플레이트와 상기 반응챔버의 하부벽을 연결하는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 접지용 핀은 상기 핀 플레이트의 상부면 가장자리에 미리 정해진 간격으로 배치되고,
    상기 다수의 접지용 스트립은 상기 핀 플레이트의 하부면 가장자리에 미리 정해진 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 접지용 핀 및 상기 접지용 스트립 각각은,
    알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    일단부가 상기 반응챔버의 측벽에 결합되고, 타단부가 상기 캐리어의 상부면에 접촉 가능하게 배치되는 다수의 브라켓으로 마련되는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 이송롤러와 상기 핀 플레이트 사이에 배치되어 상기 캐리어에 안착된 상기 다수의 태양전지 웨이퍼를 가열하는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 방식의 태양전지 제조용 플라즈마 처리장치.
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