KR102619046B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 상에 박막을 증착하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하기 위한 기판 처리부; 상기 기판 처리부를 경유하여 이송되는 트레이; 상기 기판 처리부의 일측에 연결되어, 상기 트레이에 기판을 로딩하기 위한 기판 로딩부; 상기 기판 처리부의 타측에 연결되어, 상기 트레이로부터 기판을 언로딩하기 위한 기판 언로딩부; 및 상기 기판 언로딩부로부터 상기 기판 로딩부로 연결되는 트레이 반송 경로에 설치되어, 상기 트레이를 세정하기 위한 세정부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하기 위한 기판 처리부; 상기 기판 처리부를 경유하여 이송되는 트레이; 상기 기판 처리부의 일측에 연결되어, 상기 트레이에 기판을 로딩하기 위한 기판 로딩부; 상기 기판 처리부의 타측에 연결되어, 상기 트레이로부터 기판을 언로딩하기 위한 기판 언로딩부; 및 상기 기판 언로딩부로부터 상기 기판 로딩부로 연결되는 트레이 반송 경로에 설치되어, 상기 트레이를 세정하기 위한 세정부;를 포함한다.
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 상에 박막을 증착하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
태양 전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자이다.
여기서, 태양 전지는 기판형 태양 전지와 박막형 태양 전지로 구분될 수 있다. 기판형 태양 전지는 실리콘 웨이퍼를 기판으로 이용하여 제조되며, 박막형 태양 전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막 형태로 반도체층을 형성하여 제조된다. 기판형 태양 전지는 박막형 태양 전지에 비하여 효율이 다소 우수한 장점이 있고, 박막형 태양 전지는 기판형 태양 전지에 비하여 제조 비용이 감소되는 장점이 있다. 따라서, 근래에는 기판형과 박막형을 조합한 이종 접합 태양 전지가 제안되고 있다.
태양 전지와 같은 소자를 제조하기 위해서는 소정의 기판에 대한 다수의 공정 처리가 이루어지게 되며, 이에 따라 기판을 다양한 공정 장비 내로 반입하고, 반입된 기판에 대한 기판 처리 공정을 진행한 후, 기판을 반출하는 일련의 공정을 여러 번 반복하여 수행하게 된다.
이러한 일련의 공정을 위한 시스템은 다양한 공정 장비들의 배치에 따라 인라인(inline) 타입과 클러스터(cluster) 타입으로 나뉜다. 일반적으로 태양 전지를 제조하는 시스템은 인라인 타입으로 배치된다. 즉, 복수 개의 기판이 로딩된 트레이는 로드락 장비, 기판 처리 장비 및 언로드락 장비를 순차적으로 통과하며, 기판 처리가 완료된 후 기판은 트레이로부터 언로딩되고, 기판이 언로딩된 트레이는 다시 로드락 장비로 다시 반입된다.
그러나, 이와 같은 일련의 공정을 위한 시스템에서 기판이 로딩되는 트레이에는 전단계의 기판 처리 공정에서 발생하는 처리 부산물이 잔류하게 되며, 트레이에 잔류하는 처리 부산물은 이후의 기판 처리 공정에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명은 트레이에 잔류하는 처리 부산물을 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하기 위한 기판 처리부; 상기 기판 처리부를 경유하여 이송되는 트레이; 상기 기판 처리부의 일측에 연결되어, 상기 트레이에 기판을 로딩하기 위한 기판 로딩부; 상기 기판 처리부의 타측에 연결되어, 상기 트레이로부터 기판을 언로딩하기 위한 기판 언로딩부; 및 상기 기판 언로딩부로부터 상기 기판 로딩부로 연결되는 트레이 반송 경로에 설치되어, 상기 트레이를 세정하기 위한 세정부;를 포함한다.
상기 기판 처리부는, 상기 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하기 위한 제1 증착부; 및 상기 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하기 위한 제2 증착부;를 포함할 수 있다.
상기 세정부는, 상기 트레이를 상기 트레이 반송 경로를 따라 이동시키기 위한 이동 유닛; 및 상기 이동 유닛 상에 설치되어 상기 트레이에 세정 가스를 공급하기 위한 가스 공급 유닛;을 포함할 수 있다.
상기 세정부는, 상기 세정 가스를 흡입하여 배출하기 위한 배기 유닛;을 더 포함하고, 상기 가스 공급 유닛 및 배기 유닛은 상기 트레이 반송 경로를 따라 상기 이동 유닛 상에 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 가스 공급 유닛은, 상기 트레이 반송 경로에 교차하는 방향으로 연장되는 가스 공급관; 및 상기 이동 유닛에 대향하여 형성되고, 상기 가스 공급관의 연장 방향을 따라 배열되는 복수 개의 공급 홀;을 포함할 수 있다.
상기 가스 공급 유닛은, 상기 복수 개의 공급 홀을 통하여 상기 가스 공급관에 각각 연통되고, 상기 이동 유닛을 향하여 연장되는 복수 개의 가스 분사 노즐;을 더 포함할 수 있다.
상기 트레이에는 복수 개의 기판을 로딩하기 위한 복수 개의 안착 영역이 각각 이격되어 형성되며, 상기 복수 개의 공급 홀은 상기 복수 개의 안착 영역에 대응되는 간격으로 배열될 수 있다.
상기 트레이는, 복수 개의 기판을 정렬하기 위한 복수 개의 정렬 핀을 포함하고, 상기 복수 개의 공급 홀은 상기 트레이의 이동시 상기 복수 개의 정렬 핀 상에 각각 위치하도록 배열될 수 있다.
상기 세정부는, 격리된 공간을 형성하며, 상기 이동 유닛, 가스 공급 유닛 및 배기 유닛을 수용하는 하우징;을 더 포함할 수 있다.
상기 트레이 반송 경로는 상기 기판 처리부의 하부에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판 로딩부에서 트레이에 기판을 로딩하는 단계; 상기 트레이를 기판 처리부로 반입하여, 상기 트레이에 로딩된 기판을 처리하는 단계; 상기 트레이를 기판 처리부로부터 반출하여, 기판 언로딩부에서 상기 트레이로부터 기판을 언로딩하는 단계; 및 상기 기판 언로딩부로부터 상기 기판 로딩부로 연결되는 트레이 반송 경로 상에서 상기 트레이를 세정하는 단계;를 포함한다.
상기 로딩된 기판을 처리하는 단계는, 상기 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및 상기 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 비정질 실리콘층을 형성하는 단계 및 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 의하여 수행될 수 있다.
상기 트레이를 세정하는 단계는 상기 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계에서 공급되어 상기 트레이에 잔류하는 불순물을 제거할 수 있다.
상기 트레이를 세정하는 단계는, 상기 트레이를 트레이 반송 경로를 따라 이동시키는 단계; 상기 트레이가 이동하는 중에 상기 트레이에 세정 가스를 공급하는 단계; 및 상기 세정 가스를 흡입하여 배출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 불순물은 보론을 포함하고, 상기 트레이에 세정 가스를 공급하는 단계에서 상기 트레이에 잔류하는 보론은 상기 세정 가스와 반응하여 휘발할 수 있다.
상기 세정 가스는 수증기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면 기판이 언로딩되어 트레이 반송 경로를 따라 반송 중인 트레이에 대하여 세정 가스를 공급하여 세정함으로써 세정을 위한 별도의 공정 및 시간이 소요되지 않게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 공정에서 트레이에 잔류하는 불순물을 세정 가스와 반응시켜 휘발 제거함으로써 제조되는 소자의 특성이 저하되는 것을 방지하고, 불순물 오염에 따른 후속 공정의 효율이 감소하는 것을 최소화할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면 불순물을 제거하기 위한 세정 가스를 분사하는 가스 분사 노즐의 위치 및 간격을 제어함으로써 트레이 상에서 불순물이 잔류하는 영역을 집중적으로 세정할 수 있게 되어 세정 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 이종 접합 태양 전지의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 증착부를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트레이에 복수 개의 기판이 안착되는 모습을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 세정부를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 증착부를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트레이에 복수 개의 기판이 안착되는 모습을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 세정부를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 이종 접합 태양 전지의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 이종 접합 태양 전지는 결정질 실리콘 웨이퍼로 이루어지는 기판(S)의 양면에 비정질 실리콘층이 증착되어, 광전 효과에 의해 전류가 생성되는 구조를 가진다. 여기서, 기판(S)의 일면(도 1에서 기판(S)의 하면)에는 제1 비정질 진성 실리콘층(10)과 P형 불순물, 예를 들어 보론(B)이 도핑된 실리콘층(20)이 형성되며, 상기 기판(S)의 일면과 반대측인 타면(도 1에서 기판(S)의 상면)에는 제2 비정질 진성 실리콘층(50)과 N형 불순물, 예를 들어 인(P)이 도핑된 실리콘층(60)이 형성되어 태양 전지를 이루게 된다. 또한, P형 불순물이 도핑된 실리콘층(20)과 N형 불순물이 도핑된 실리콘층의 외측(60)에는 각각 제1 전극(30) 및 제2 전극(70)이 형성될 수 있다.
이러한 이종 접합 태양 전지를 대량 생산하기 위하여는 트레이에 기판(S), 즉 결정질 실리콘 웨이퍼를 로딩한 후, 각각의 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비를 거쳐 비정질 진성 실리콘층과 불순물이 도핑된 실리콘층의 증착이 연속적으로 이루어지게 된다. 이후, 기판(S)은 트레이로부터 언로딩되고, 기판(S)이 언로딩된 트레이는 다음 공정을 위하여 반송된다.
그러나, 불순물이 도핑된 실리콘층의 증착 공정이 완료된 후 트레이에는 증착 공정에서 공급되는 불순물이 잔류하게 된다. 이에, 다음 공정을 위하여 반송된 트레이에 다시 결정질 실리콘 웨이퍼가 로딩되어 비정질 진성 실리콘층을 증착하는 경우, 트레이에 잔류한 불순물이 비정질 진성 실리콘층으로 침투하게 된다. 이와 같은 문제점은 비정질 진성 실리콘층을 플라즈마를 이용하여 증착하는 경우, 불순물이 활성화되는 바 보다 심각하게 발생한다.
여기서, N형 불순물로 사용되는 인(P)은 P형 불순물로 사용되는 보론(B)에 비하여 상대적으로 안정한 성질을 가진다. 따라서, 인(P)이 트레이에 잔류하는 경우에는 비정질 진성 실리콘층으로 거의 침투하지 않는다. 그러나, 보론(B)의 경우는 매우 불안정한 상태로 트레이에 잔류하게 되어 비정질 진성 실리콘층에 보다 쉽게 침투하게 되며, 이와 같이 비정질 진성 실리콘층에 보론(B)이 침투하게 되면 제조되는 태양 전지의 개방 전압이 감소하여 광전 변환 효율이 급격하게 저하되는 문제점이 있었다.
한편, 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 비정질 진성 실리콘층의 증착 공정과 불순물이 도핑된 실리콘층의 증착 공정에서 각각 전용의 트레이를 사용하는 방식도 제안되고 있으나, 이 경우 각각의 트레이에 기판(S)을 로딩 및 언로딩하기 위하여 과다한 시간이 소요되고, 공정의 횡 전개가 원할하게 이루어지지 않아, 인라인 타입의 시스템에 비하여 생산성이 현저하게 낮아지는 문제점이 있었다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 증착부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트레이에 복수 개의 기판이 안착되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판(S)을 처리하기 위한 기판 처리부(100); 상기 기판 처리부(100)를 경유하여 이송되는 트레이(200); 상기 기판 처리부(100)의 일측에 연결되어, 상기 트레이(200)에 기판(S)을 로딩하기 위한 기판 로딩부(300); 상기 기판 처리부(100)의 타측에 연결되어, 상기 트레이(200)로부터 기판(S)을 언로딩하기 위한 기판 언로딩부(400); 및 상기 기판 언로딩부(400)로부터 상기 기판 로딩부(300)로 연결되는 트레이 반송 경로에 설치되어, 상기 트레이(200)를 세정하기 위한 세정부(700);를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판 로딩부(300)와 기판 처리부(100) 사이에 배치되는 로드락부(500) 및 기판 처리부(100)와 기판 언로딩부(400) 사이에 배치되는 언로드락부(600)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 기판(S)은, 예를 들어 태양 전지를 제조하기 위하여 사용되는 기판(S)으로 결정질 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있다. 여기서, 결정질 실리콘 웨이퍼는 이종 접합 태양 전지의 제조를 위하여 포함되는 것으로, 기판(S)의 종류는 이에 제한되지 않고 기타 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판 등을 다양하게 포함할 수 있음은 물론이다. 이하에서는, 사각형의 형상을 가지는 기판(S)을 예로 들어 설명하나, 기판(S)의 형상은 이에 제한되지 않으며 원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
기판 처리부(100)는 기판(S) 상에 박막을 증착하여 처리한다. 여기서, 기판 처리부(100)는 기판(S)을 트레이(200)에 로딩한 상태로 기판(S) 상에 박막을 증착한다. 기판 처리부(100)는 기판(S) 상에 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 실리콘층을 순차적으로 형성할 수 있는데, 이를 위하여 기판 처리부(100)는 기판(S) 상에 비정질 실리콘층을 형성하기 위한 제1 증착부(110); 및 상기 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하기 위한 제2 증착부(130);를 포함할 수 있다.
제1 증착부(110) 및 제2 증착부(130)는 증착하는 박막의 종류만이 차이가 있을 뿐, 기본적인 구조는 유사한 바, 도 3을 참조하여 제1 증착부(110)와 관련하여 설명하기로 하며, 이는 제2 증착부(130)에 대하여도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
제1 증착부(110)는 내부에 기판(S)이 반입되어 처리되는 처리 공간을 제공하는 증착 챔버(111)를 포함할 수 있다. 챔버는 상면이 개방되며 접지된 챔버 몸체(111a)와 챔버 몸체의 개방된 상면에 결합되어 챔버 몸체와 절연되는 리드(111b)를 포함할 수 있다. 여기서, 챔버 몸체(111a)와 리드(111b)에 의하여 형성되는 공간이 기판(S)이 반입되어 처리되는 처리 공간이다.
챔버 몸체(111a)의 일측 면에는 기판(S)이 로딩된 트레이(200)가 반입되는 반입구(112a)가 형성될 수 있으며, 챔버 몸체(111a)의 타측 면에는 증착이 완료된 기판(S)이 로딩된 트레이(200)가 반출되는 반출구(112b)가 형성될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 챔버 몸체(111a)의 하측 면에는 공정 가스 등을 배출시키기 위한 배출구가 형성될 수 있다.
챔버의 상면인 리드(111b)에는 가스 공급부(113)로부터 공정 가스를 공급받는 가스 공급관이 설치될 수 있으며, 리드(111b)의 하면에는 챔버 몸체의 하측 부위로 공정 가스를 균일하게 분사하는 샤워헤드(114)가 설치될 수 있다. 이때, 샤워헤드(114)는 플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 전극의 기능을 할 수 있다.
챔버 몸체(111a)의 하측 면에는 서셉터(115)가 지지축(116)에 지지되어 설치될 수 있다. 지지축(116)은 모터 또는 실린더 등과 같은 구동부에 연결되어 승강 및 회전할 수 있으며, 이로 인하여 서셉터(115)가 승강 및 회전할 수 있게 된다.
서셉터(115)는 플라즈마 전극인 샤워헤드(114)의 상대 전극의 기능을 할 수 있고, 내부에는 히터 등과 같은 가열 유닛이 설치될 수 있으며, 지지축(116)을 통하여 접지될 수 있다. 챔버의 외측에는 샤워헤드(114)와 접속되어 샤워헤드(114)에 RF(Radio Frequency) 전원 등을 인가하기 위한 전원부(117) 등이 설치될 수 있다.
여기서, 제1 증착부(110)의 타측(도면의 우측)에는 상기 제1 증착부(110)와 동일한 구조를 가지는 제2 증착부(130)가 연결될 수 있다. 즉, 제1 증착부(110)는 공정 가스로, 예를 들어 SiH4 및 H2를 분사하여 기판(S) 상에 제1 비정질 진성 실리콘층을 형성할 수 있으며, 제2 증착부(130)는 공정 가스로, 예를 들어 SiH4, H2 및 B2H6을 분사하여 제1 비정질 진성 실리콘층 상에 보론(B)을 포함하는 P형 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성할 수 있다.
트레이(200)는 상기 기판 처리부(100)를 경유하여 이송된다. 즉, 트레이(200)는 기판(S)이 로딩된 상태로 제1 증착부(110)의 반입구(112a)로 제1 증착부(110)에 반입되며, 상기 제1 증착부(110)의 반출구(112b)로부터 반출되어 제2 증착부(130)의 반입구로 제2 증착부(130)에 반입된다. 예를 들어, 기판(S)이 로딩된 트레이(200)가 제1 증착부(110)에 반입되면, 서셉터(115)가 상승하여 트레이(200)를 상승시키고, 트레이(200)의 상승에 의하여 기판(S)은 처리를 위한 위치에 위치된다. 이 후, 샤워헤드(114)를 통하여 공정 가스를 기판(S) 측으로 분사하면서 샤워헤드(114)에 RF 전원을 인가하면, 샤워헤드(114)와 서셉터(115) 사이에서 플라즈마가 생성되고, 플라즈마에 의하여 공정 가스가 활성화되어 기판(S) 상에 제1 비정질 진성 실리콘층이 증착되게 된다.
이와 같은 과정은 공정 가스의 종류만을 달리하여 제2 증착부(130)에 대하여도 동일하게 수행되며, 제2 증착부(130)에서는 제1 비정질 진성 실리콘층 상에 불순물, 즉 보론(B)이 도핑된 실리콘층이 증착되게 된다.
여기서, 트레이(200)에는 복수 개의 기판(S)이 로딩될 수 있다. 이를 위하여, 트레이(200)에는 복수 개의 기판(S)을 로딩하기 위한 복수 개의 안착 영역(A)이 일 방향 및 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 각각 이격되어 형성될 수 있다. 여기서, 트레이(200)는 기판(S)이 안착되기 위한 플레이트(210) 및 복수 개의 정렬 핀(220)을 포함할 수 있는데, 상기 플레이트(210) 상에는 복수 개의 기판(S)을 로딩하기 위한 복수 개의 안착 영역(A)이 형성되고, 복수 개의 정렬 핀(220)은 상기 복수 개의 안착 영역(A)의 외측 모서리에 각각 배치되어 안착 영역(A) 상에 기판(S)이 각각 안착되도록 안내할 수 있다. 트레이(200)에 형성되는 안착 영역(A) 및 복수 개의 정렬 핀(220)과 관련하여는 세정부(700)와 관련하여 추가적으로 후술하기로 한다.
기판 로딩부(300)는 기판 처리부(100)의 일측에 연결되어 트레이(200) 상에 기판(S)을 로딩한다. 여기서, 기판 로딩부(300)는 트레이 반송 경로(도 2의 실선 화살표)를 따라 반송되는 트레이(200) 상에 기판(S)을 로딩한다. 한편, 기판(S)은 결정질 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있으며, 트레이(200) 상에 로딩된 결정질 실리콘 웨이퍼의 하면에 이미 제2 비정질 진성 실리콘층과 N형 불순물, 예를 들어 인(P)이 도핑된 실리콘층이 형성된 기판(S)일 수 있다. 또한, 기판 로딩부(300)는 트레이(200)를 승강시키기 위한 제1 승강 유닛(미도시)을 포함할 수 있으며, 이에 의하여 기판 처리부(100)의 하부에 형성되는 트레이 반송 경로를 따라 반송된 트레이(200)를 상승시켜 기판 처리 경로(도 2의 점선 화살표)를 따라 이동하도록 배치시킬 수 있다.
기판 로딩부(300)에서는 기판(S) 상에 생성된 자연 산화막을 제거하는 전처리가 수행될 수 있다. 즉, 기판(S) 상에는 대기 중의 산소 원자와의 결합에 의하여 자연 산화막이 생성될 수 있는데, 기판 로딩부(300)에서는 이러한 자연 산화막을 제거하기 위한 전처리가 수행될 수 있다. 이와 같은 전처리는 기판 로딩부(300)에서 수소 플라즈마 처리 또는 램프 등에 의한 가열 처리에 의하여 이루어지며, 이에 의하여 기판(S) 상에 생성되는 자연 산화막은 제거될 수 있다.
로드락부(500)는 상기 기판 로딩부(300)와 기판 처리부(100)의 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 로드락부(500)는 대기압 상태인 외부로부터 기판(S)이 로딩된 트레이(200)를 전달받아 진공 상태인 기판 처리부(100)로 전달하며, 이를 위하여 내부 압력을 변화시킬 수 있는 진공 펌프(미도시) 등이 설치될 수 있다.
기판 언로딩부(400)는 기판 처리부(100)의 타측에 연결되어 트레이(200)로부터 기판(S)을 언로딩한다. 여기서, 기판 언로딩부(400)는 기판 처리 경로를 따라 이송되는 트레이(200)로부터 기판(S)을 언로딩한다. 기판 언로딩부(400)에 의하여 언로딩되는 기판(S)은 기판 처리부(100)에 의하여 기판(S) 상에 제1 비정질 진성 실리콘층 및 P형 불순물, 예를 들어 보론(B)이 도핑된 실리콘층이 형성된 기판(S)일 수 있다. 또한, 기판 언로딩부(400)는 트레이(200)를 승강시키기 위한 제2 승강 유닛(미도시)을 포함할 수 있으며, 이에 의하여 기판 처리 경로를 따라 이송된 트레이(200)를 하강시켜 트레이 반송 경로를 따라 반송되도록 배치시킬 수 있다.
언로드락부(600)는 상기 기판 처리부(100)와 기판 언로딩부(400)의 사이에 배치될 수 있다. 언로드락부(600)는 진공 상태인 기판 처리부(100)로부터 기판(S)이 로딩된 트레이(200)를 전달받아 대기압 상태의 외부로 전달하며, 이를 위하여 내부 압력을 변화시킬 수 있는 진공 펌프(미도시) 등이 설치될 수 있음은 로드락부(500)에서 전술한 바와 같다.
세정부(700)는 기판 언로딩부(400)로부터 기판 로딩부(300)로 연결되는 트레이 반송 경로에 설치되어, 기판 언로딩부(400)에 의하여 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)를 세정한다. 여기서, 트레이(200)는 전술한 바와 같이 기판 처리 경로를 따라 제1 증착부(110) 및 제2 증착부(130)를 순차적으로 경유한 바, 상기 트레이(200)에는 제2 증착부(130)에서 수행되는 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 과정에서 기판(S) 상에 공급된 불순물, 예를 들어 보론(B)이 잔류하게 된다. 이에, 세정부(700)는 이와 같이 트레이(200)에 잔류하는 불순물을 트레이 반송 경로를 따라 기판 언로딩부(400)로부터 기판 로딩부(300)로 트레이(200)가 반송되는 중에 제거하게 된다.
여기서, 세정부(700)는 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)를 불활성 가스, 예를 들어 질소(N2)로 플러싱(flushing)하여, 트레이(200)에 잔류하는 불순물을 제거할 수 있다. 질소 플러싱은 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)에 질소 가스의 분사 및 퍼지를 복수 회 반복하여 수행될 수 있으며, 이와 같은 질소 플러싱에 의하여 트레이(200)에 잔류하는 불순물, 예를 들어 보론(B)은 제거될 수 있다. 또한, 세정부(700)는 트레이(200)에 세정 가스를 공급하여 트레이(200)에 잔류하는 불순물을 제거할 수도 있으며, 이와 관련하여는 이하에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 세정부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 세정부(700)는 트레이(200)를 상기 트레이 반송 경로를 따라 이동시키기 위한 이동 유닛(710); 및 상기 이동 유닛(710) 상에 설치되어 트레이(200)에 세정 가스를 공급하기 위한 가스 공급 유닛(720)을 포함할 수 있다.
여기서, 세정 가스는 산소(O) 함유 가스를 포함할 수 있다. 즉, 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성함에 있어서, 불순물로는 보론(B)을 사용할 수 있는 바, 세정 가스는 보론(B)과 반응하여야 할 필요가 있다. 즉, 보론(B)은 산소(O)와 반응하여 녹는점과 끓는점이 매우 낮은 산화보론(B2O3)을 형성하게 되고, 산화보론(B2O3)은 휘발성이 매우 큰 물질이다. 따라서, 세정 가스로 산소(O) 함유 가스를 포함하여 트레이(200)에 잔류하는 보론(B)과 반응시켜 산화보론(B2O3)을 형성함으로써 트레이(200)에 잔류하는 보론(B)을 휘발시켜 제거할 수 있게 된다. 이와 같은 산소(O) 함유 가스로는 수증기(H2O)를 사용할 수 있다.
이동 유닛(710)은, 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)를 트레이 반송 경로를 따라 이동시킨다. 이동 유닛(710)은 트레이(200)를 이동시키기 이한 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어, 복수 개의 롤러로 구성될 수 있다. 여기서, 복수 개의 롤러는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 전반에 걸쳐서 트레이(200)를 이동시키는데 사용할 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 5에서는 트레이(200)의 하부에만 이동 유닛(710), 즉 복수 개의 롤러가 위치하는 것으로 도시되었으나, 후술할 가스 공급 유닛(720) 및 배기 유닛(730)의 하부에도 복수 개의 롤러가 연속적으로 배치되어, 세정부(700) 내에서 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)를 계속적으로 이동시킬 수 있음은 물론이다.
가스 공급 유닛(720)은 이동 유닛(710) 상에 설치되어 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)에 세정 가스를 공급한다. 여기서, 가스 공급 유닛(720)은 트레이 반송 경로에 교차하는 방향으로 연장되는 가스 공급관(722) 및 이동 유닛(710)에 대향하여 형성되고, 가스 공급관(722)의 연장 방향을 따라 배열되는 복수 개의 공급 홀을 포함할 수 있다.
가스 공급관(722)은 트레이 반송 경로에 교차하는 방향, 예를 들어 트레이 반송 경로에 수직하는 방향으로 연장되어 형성된다. 가스 공급관(722)은 중공형으로 형성될 수 있으며, 이에 의하여 세정 가스가 저장되는 가스 저장부(미도시)로부터 유입되는 가스를 내부로 유동시켜 공급할 수 있다. 여기서, 가스 저장부는 가스 공급관(722)의 일단 또는 가스 공급관(722)의 중앙 등에 연결될 수 있다.
공급 홀은 가스 공급관(722)의 연장 방향을 따라 배열되도록 복수 개로 형성될 수 있다. 공급 홀은 가스 공급관(722)의 내부 공간에 연통되어 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)에 가스 저장부로부터 유입되는 세정 가스를 공급하며, 이를 위하여 이동 유닛(710)에 대향되도록, 예를 들어 가스 공급관(722)의 하부에 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 가스 저장부는 가스 공급관(722)의 일단 또는 가스 공급관(722)의 중앙 등에 연결될 수 있는 바, 트레이(200) 상에 균일하게 세정 가스를 공급하기 위하여 공급 홀은 가스 저장부의 연결 위치로부터 가스 공급관(722)의 연장 방향을 따라 직경이 점차 증가하도록 형성될 수 있다. 즉, 가스 저장부의 연결 위치로부터 멀어질수록 가스 공급관(722) 내부의 압력은 점차 감소하는 바, 가스 저장부의 연결 위치로부터 멀어질수록 보다 많은 양의 세정 가스를 공급하기 위하여 공급 홀의 직경은 점차 증가하도록 형성될 수 있다.
여기서, 가스 공급 유닛(720)은 복수 개의 공급 홀을 통하여 가스 공급관(722)에 각각 연통되고, 이동 유닛(710)을 향하여 연장되는 복수 개의 가스 분사 노즐(724)을 더 포함할 수 있다. 가스 공급관(722)의 하부에 공급 홀만이 형성되는 경우에도 트레이(200)에 세정 가스를 공급할 수 있으나, 보다 트레이(200)에 인접하게 세정 가스를 공급하고, 공급되는 세정 가스의 압력을 조절하기 위하여, 가스 공급 유닛(720)은 복수 개의 가스 분사 노즐(724)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 가스 분사 노즐(724)은 복수 개의 가스 분사 노즐(724)은 복수 개의 공급 홀로부터 각각 이동 유닛(710)을 향하여 연장되어 형성될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 가스 공급관(722)의 하부 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 공급 홀 또는 가스 분사 노즐(724)은 트레이(200)에 각각 이격되어 형성되는 복수 개의 안착 영역(A)에 대응되는 간격(d)으로 배열될 수 있다. 공급 홀과 가스 분사 노즐(724)은 동일한 위치에 배열되는 바, 이하에서는 가스 분사 노즐(724)의 위치를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가스 분사 노즐(724)은 복수 개의 안착 영역(A)에 대응되는 간격(d)으로 배열될 수 있다. 여기서, 복수 개의 안착 영역(A)에 대응되는 간격(d)이라 함은, 복수 개의 안착 영역(A) 사이에 위치하는 이격 공간 사이의 간격을 의미한다. 이와 같이, 가스 분사 노즐(724)을 복수 개의 안착 영역(A)에 대응되는 간격(d)으로 배열하는 경우 가스 분사 노즐(724)로부터 공급되는 세정 가스는 복수 개의 안착 영역(A) 사이에 위치하는 이격 공간을 향하여 직접 공급될 수 있다. 즉, 불순물이 도핑된 실리콘층의 형성시 복수 개의 안착 영역(A) 상에는 기판(S)이 로딩되어 있었으므로, 복수 개의 안착 영역(A) 각각에는 잔류하는 불순물이 거의 존재하지 않게 된다. 그러나, 복수 개의 안착 영역(A) 사이의 이격 공간에는 기판(S)이 로딩되어 있지 않았던 바, 불순물의 많이 잔류하게 된다. 따라서, 가스 분사 노즐(724)을 복수 개의 안착 영역(A)에 대응되는 간격으로 배열시켜, 기판(S)이 로딩되지 않았던 복수 개의 안착 영역(A) 사이의 이격 공간에 세정 가스를 직접 분사함으로써 트레이(200)에 잔류하는 불순물을 효과적으로 세정할 수 있게 된다.
여기서, 전술한 바와 같이 트레이(200)는 기판(S)이 안착되기 위한 플레이트(210) 및 복수 개의 정렬 핀(220)을 포함할 수 있는데, 여기서 복수 개의 정렬 핀(220)은 각각 복수 개의 안착 영역(A) 사이의 이격 공간에 배치된다. 이에, 각 정렬 핀(220)에도 많은 양의 불순물이 잔류하게 되므로, 복수 개의 가스 분사 노즐(724)은, 트레이(200)가 이동하여 가스 공급 유닛(720)의 하부에 배치되는 경우 복수 개의 정렬 핀(220) 상에 각각 위치하도록 배열될 수 있다.
또한, 세정부(700)는 세정 가스를 흡입하여 배출하기 위한 배기 유닛(730)을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 배기 유닛(730)은 트레이 반송 경로에 교차하는 방향으로 연장되는 배기관(732) 및 상기 배기관(732)에 형성되는 흡입구(734)를 포함할 수 있다. 여기서, 배기관(732)은 트레이 반송 경로에 교차하는 방향, 예를 들어 트레이 반송 경로에 수직하는 방향으로 연장되어 형성되며, 중공형으로 형성될 수 있다. 배기관(732)은 배기 펌프(미도시) 등에 연결될 수 있으며, 가스 공급 유닛(720)으로부터 트레이(200) 상에 공급된 후 잔류하는 세정 가스는 흡입구(734)를 통하여 흡입되어 배기관(732)을 통하여 외부로 배출되게 된다. 이를 위하여, 가스 공급 유닛(720) 및 배기 유닛(730)은 트레이 반송 경로를 따라 이동 유닛(710) 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 배기 유닛(730)은 가스 공급 유닛(720)보다 트레이 반송 경로의 후단에 배치될 수 있으며, 이로부터 이동 유닛(710)에 의하여 이동하는 트레이(200)에는 먼저 가스 공급 유닛(720)으로부터 세정 가스가 공급되게 되고, 공급 후 잔류하는 세정 가스는 배기 유닛(730)으로부터 외부로 배기될 수 있게 된다.
도시되지는 않았으나, 세정부(700)는 격리된 공간을 형성하며, 이동 유닛(710), 가스 공급 유닛(720) 및 배기 유닛(730)을 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다. 이는 가스 공급 유닛(720)으로부터 공급되는 세정 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위함이고, 일반적으로 트레이(200)의 세정은 대기압 하에서 수행되므로 그 재질 및 구조는 세정 가스가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있는 것이면 어떠한 구성도 가능하다.
이와 같이, 세정부(700)에 의하여 세정된 트레이(200)는 기판 로딩부(300)로 이동된다. 기판 로딩부(300)로 이동된 트레이(200)에는 새로운 기판(S)이 로딩되게 되고, 트레이(200)에 로딩된 기판(S)에는 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 실리콘층을 증착되게 되어 인라인(inline) 타입의 기판 처리 장치를 구현할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판 로딩부(300)에서 트레이(200)에 기판(S)을 로딩하는 단계(S100); 상기 트레이(200)를 기판 처리부(100)로 반입하여, 상기 트레이(200)에 로딩된 기판(S)을 처리하는 단계(S200); 상기 트레이(200)를 기판 처리부(100)로부터 반출하여, 기판 언로딩부(400)에서 상기 트레이(200)로부터 기판(S)을 언로딩하는 단계(S300); 및 상기 기판 언로딩부(400)로부터 상기 기판 로딩부(300)로 연결되는 트레이 반송 경로 상에서 상기 트레이(200)를 세정하는 단계(S400);를 포함한다.
트레이(200)에 기판(S)을 로딩하는 단계(S100)은 기판 로딩부(300)에 의하여 트레이(200) 상에 기판(S)을 로딩한다. 기판(S)을 로딩하는 단계(S100)에서 복수 개의 기판(S)은 트레이(200)에 형성되는 복수 개의 안착 영역(A)에 각각 로딩될 수 있으며, 복수 개의 기판(S)은 복수 개의 정렬 핀(220)에 의하여 그 위치가 제어되어 각 안착 영역(A)에 안착될 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 트레이(200)에 기판(S)을 로딩하는 단계(S100) 이후에 기판(S)을 전처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 기판(S)을 전처리하는 단계는 기판 로딩부(300)에서 수행될 수 있으며, 트레이(200)에 로딩된 기판(S)을 수소 플라즈마 처리하거나, 램프 등에 의하여 가열 처리함으로써 기판(S) 상에 생성되는 자연 산화막을 제거할 수 있음은 전술한 바와 같다.
트레이(200)에 로딩된 기판(S)을 처리하는 단계(S200)은 트레이(200)를 기판 처리부(100)로 반입하여 트레이(200)에 로딩된 기판(S)을 처리한다. 전술한 바와 같이, 기판 로딩부(300)와 기판 처리부(100) 사이에는 로드락부(500)가 배치될 수 있으며, 로드락부(500)에 의하여 기판(S)이 로딩된 트레이(200)는 진공 상태의 기판 처리부(100)에 전달되며, 기판 처리부(100)는 트레이(200)에 로딩된 기판(S)에 처리 공정을 수행한다.
또한, 기판 로딩부(300)는 트레이 반송 경로(도 2의 실선 화살표)를 따라 반송되는 트레이(200) 상에 기판(S)을 로딩하는 바, 기판 로딩부(300)는 트레이(200)를 승강시키기 위한 제1 승강 유닛(미도시)을 포함하여 기판 처리부(100)의 하부에 형성되는 트레이 반송 경로를 따라 반송된 트레이(200)를 상승시켜 기판 처리 경로(도 2의 점선 화살표)를 따라 이동시킬 수 있다.
여기서, 트레이(200)에 로딩된 기판(S)을 처리하는 단계(S200)는 기판(S) 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계 및 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 기판 처리부(100)는 기판(S) 상에 비정질 실리콘층을 형성하기 위한 제1 증착부(110) 및 상기 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하기 위한 제2 증착부(130)를 포함할 수 있으므로, 트레이(200)에 로딩된 기판(S)을 처리하는 단계(S200)에서는 기판(S) 상에 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 실리콘층이 순차적으로 형성된다.
여기서, 비정질 실리콘층을 형성하는 단계 및 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 수행될 수 있다. 즉, 비정질 실리콘층을 형성하는 단계 및 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계를 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정으로 수행함으로써, 상대적으로 저온 상태에서 비정질 실리콘층 및 불순물이 도핑된 실리콘층을 안정적으로 형성할 수 있게 된다.
트레이(200)로부터 기판(S)을 언로딩하는 단계(S300)은 기판 언로딩부(400)에 의하여 트레이(200) 상에 로딩된 기판(S)을 언로딩한다. 여기서, 기판 처리부(100)와 기판 언로딩부(400) 사이에는 언로드락부(600)가 배치될 수 있으며, 언로드락부(600)는 진공 상태인 기판 처리부(100)로부터 기판(S)이 로딩된 트레이(200)를 전달받아 대기압 상태의 외부로 전달하고, 기판 언로딩부(400)는 대기압 상태에서 기판(S)을 언로드하게 된다.
트레이(200)를 세정하는 단계(S400)는 기판 언로딩부(400)로부터 기판 로딩부(300)로 연결되는 트레이 반송 경로 상에서 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)를 세정한다. 여기서, 트레이(200)를 세정하는 단계(S400)는 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계에서 공급되어 트레이(200)에 잔류하는 불순물을 제거한다.
즉, 트레이(200)에 로딩된 기판(S)을 처리하는 단계에서는 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계가 수행되며, 불순물이 도핑된 실리콘층의 증착 공정이 완료된 후 트레이(200)에는 증착 공정에서 공급되는 불순물이 잔류하게 된다. 이에, 다음 공정을 위하여 반송된 트레이(200)에 다시 결정질 실리콘 웨이퍼가 로딩되어 비정질 진성 실리콘층을 증착하는 경우, 트레이(200)에 잔류한 불순물이 비정질 진성 실리콘층으로 침투하게 되는 문제점이 있으며, 이는 불순물로 보론(B)을 사용하는 경우 보다 심각하게 야기된다.
트레이(200)를 세정하는 단계(S400)에서는 트레이(200)를 불활성 가스, 예를 들어 질소(N2)로 플러싱(flushing)하여, 트레이(200)에 잔류하는 불순물을 제거할 수 있다. 여기서, 질소 플러싱은 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)에 질소 가스의 분사 및 퍼지를 복수 회 반복하여 수행될 수 있으며, 이와 같은 질소 플러싱에 의하여 트레이(200)에 잔류하는 불순물, 예를 들어 보론(B)은 제거될 수 있다.
또한, 트레이(200)를 세정하는 단계(S400)에서는 산소(O)를 함유하는 가스를 세정 가스로 사용하여 트레이(200)에 잔류하는 보론(B)을 제거할 수 있다. 즉, 세정 가스로 산소(O) 함유 가스를 사용하여 트레이(200)에 잔류하는 보론(B)과 반응시키고, 이와 같은 반응에 의해 트레이(200)에 잔류하는 보론(B)은 산화보론(B2O3)을 형성하게 되어 휘발하여 제거될 수 있게 된다. 이와 같은 산소(O) 함유 가스로는 수증기(H2O)를 사용할 수 있음은 전술한 바와 같다.
여기서, 트레이(200)를 세정하는 단계(S400)은 트레이(200)를 트레이 반송 경로를 따라 이동시키는 단계, 상기 트레이(200)가 이동하는 중에 상기 트레이(200)에 세정 가스를 공급하는 단계 및 상기 세정 가스를 흡입하여 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
트레이(200)를 트레이 반송 경로를 따라 이동시키는 단계는 이동 유닛(710)에 의하여 이루어지게 되고, 이동 유닛(710)은 예를 들어 복수 개의 롤러를 포함하여 기판(S)이 언로딩된 트레이(200)를 트레이 반송 경로를 따라 계속적으로 이동시킨다.
세정 가스를 공급하는 단계는 이동 유닛(710)에 의하여 트레이(200)가 트레이 반송 경로를 따라 이동하는 중에 트레이(200)에 세정 가스를 공급한다. 세정 가스의 공급은 가스 공급 유닛(720)에 의하여 이루어지며, 가스 공급 유닛(720)은 트레이 반송 경로에 교차하는 방향으로 연장되는 가스 공급관(722) 및 상기 가스 공급관(722)의 하부에 형성되어 가스 공급관(722)의 연장 방향을 따라 배열되는 복수 개의 공급 홀을 포함하여 트레이(200)에 세정 가스를 공급할 수 있다.
여기서, 세정 가스의 공급은 트레이(200)에 형성되는 안착 영역(A)을 제외한 나머지 영역에 세정 가스를 공급하도록 이루어질 수 있으며, 이를 위하여 공급 홀 또는 상기 공급 홀로부터 연장되어 설치되는 가스 분사 노즐(724)의 위치 및 간격을 제어할 수 있음은 전술한 바와 같으므로, 이와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
세정 가스를 흡입하여 배출하는 단계는 배기 유닛(730)에 의하여 이루어진다. 배기 유닛(730)은 트레이 반송 경로에 교차하는 방향으로 연장되는 배기관(732) 및 상기 배기관(732)에 형성되는 흡입구(734)를 포함하여 가스 공급 유닛(720)으로부터 트레이(200) 상에 공급되어 잔류하는 세정 가스를 흡입하여 외부로 배출한다. 이 경우 배기 유닛(730)은 가스 공급 유닛(720)보다 트레이 반송 경로의 후단에 배치되어 먼저 가스 공급 유닛(720)으로부터 트레이(200)에 세정 가스를 공급한 후, 잔류하는 세정 가스를 배기 유닛(730)으로부터 외부로 배기시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면 기판(S)이 언로딩되어 트레이 반송 경로를 따라 반송 중인 트레이(200)에 대하여 세정 가스를 공급하여 세정함으로써 세정을 위한 별도의 공정 및 시간이 소요되지 않게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 공정에서 트레이(200)에 잔류하는 불순물을 세정 가스와 반응시켜 휘발 제거함으로써 제조되는 소자의 특성이 저하되는 것을 방지하고, 불순물 오염에 따른 후속 공정의 효율이 감소하는 것을 최소화할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면 불순물을 제거하기 위한 세정 가스를 분사하는 가스 분사 노즐(724)의 위치 및 간격을 제어함으로써 트레이(200) 상에서 불순물이 잔류하는 영역을 집중적으로 세정할 수 있게 되어 세정 효율을 극대화할 수 있다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
100: 기판 처리부 110: 제1 증착부
111: 증착 챔버 112a, 112b: 반입구, 반출구
113: 가스 공급부 114: 샤워헤드
115: 서셉터 116: 지지축
117: 전원부 130: 제2 증착부
200: 트레이 210: 플레이트
220: 정렬 핀 300: 기판 로딩부
400: 기판 언로딩부 500: 로드락부
600: 언로드락부 700: 세정부
710: 이동 유닛 720: 가스 공급 유닛
722: 가스 공급관 724: 가스 분사 노즐
730: 배기 유닛 732: 배기관
734: 흡입구
111: 증착 챔버 112a, 112b: 반입구, 반출구
113: 가스 공급부 114: 샤워헤드
115: 서셉터 116: 지지축
117: 전원부 130: 제2 증착부
200: 트레이 210: 플레이트
220: 정렬 핀 300: 기판 로딩부
400: 기판 언로딩부 500: 로드락부
600: 언로드락부 700: 세정부
710: 이동 유닛 720: 가스 공급 유닛
722: 가스 공급관 724: 가스 분사 노즐
730: 배기 유닛 732: 배기관
734: 흡입구
Claims (17)
- 기판에 박막을 형성하기 위한 기판 처리부;
상기 기판 처리부를 경유하여 이송되는 트레이;
상기 기판 처리부의 일측에 연결되어, 상기 트레이에 기판을 로딩하기 위한 기판 로딩부;
상기 기판 처리부의 타측에 연결되어, 상기 트레이로부터 기판을 언로딩하기 위한 기판 언로딩부; 및
상기 기판 언로딩부로부터 상기 기판 로딩부로 연결되는 트레이 반송 경로에 설치되어, 상기 트레이를 세정하기 위한 세정부;를 포함하고,
상기 세정부는,
상기 트레이를 상기 트레이 반송 경로를 따라 이동시키기 위한 이동 유닛; 및
상기 이동 유닛 상에 설치되어 상기 트레이에 세정 가스를 공급하기 위한 가스 공급 유닛;을 포함하는 기판 처리 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기판 처리부는,
상기 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하기 위한 제1 증착부; 및
상기 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하기 위한 제2 증착부;를 포함하는 기판 처리 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 세정부는,
상기 세정 가스를 흡입하여 배출하기 위한 배기 유닛;을 더 포함하고,
상기 가스 공급 유닛 및 배기 유닛은 상기 트레이 반송 경로를 따라 상기 이동 유닛 상에 순차적으로 배치되는 기판 처리 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 4에 있어서,
상기 세정부는,
격리된 공간을 형성하며, 상기 이동 유닛, 가스 공급 유닛 및 배기 유닛을 수용하는 하우징;을 더 포함하는 기판 처리 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 트레이 반송 경로는 상기 기판 처리부의 하부에 형성되는 기판 처리 장치.
- 기판 로딩부에서 트레이에 기판을 로딩하는 단계;
상기 트레이를 기판 처리부로 반입하여, 상기 트레이에 로딩된 기판에 박막을 형성하는 단계;
상기 트레이를 기판 처리부로부터 반출하여, 기판 언로딩부에서 상기 트레이로부터 기판을 언로딩하는 단계; 및
상기 기판 언로딩부로부터 상기 기판 로딩부로 연결되는 트레이 반송 경로 상에서 상기 트레이를 세정하는 단계;를 포함하고,
상기 트레이를 세정하는 단계는,
상기 트레이를 트레이 반송 경로를 따라 이동시키는 단계; 및
상기 트레이가 이동하는 중에 상기 트레이에 세정 가스를 공급하는 단계; 를 포함하는 기판 처리 방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 로딩된 기판에 박막을 형성하는 단계는,
상기 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및
상기 비정질 실리콘층 상에 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.
- 삭제
- 청구항 12에 있어서,
상기 트레이를 세정하는 단계는 상기 불순물이 도핑된 실리콘층을 형성하는 단계에서 공급되어 상기 트레이에 잔류하는 불순물을 제거하는 기판 처리 방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 트레이를 세정하는 단계는,
상기 세정 가스를 흡입하여 배출하는 단계;를 더 포함하는 기판 처리 방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 불순물은 보론을 포함하고,
상기 트레이에 세정 가스를 공급하는 단계에서 상기 트레이에 잔류하는 보론은 상기 세정 가스와 반응하여 휘발하는 기판 처리 방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 세정 가스는 수증기를 포함하는 기판 처리 방법.
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- 2018-07-31 KR KR1020180089179A patent/KR102619046B1/ko active IP Right Grant
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| JP2016213229A (ja) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | 日立化成株式会社 | ｐ型拡散層を有するシリコン基板の製造方法及び太陽電池素子の製造方法 |
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