KR100776370B1 - 소성로 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 실리콘 웨이퍼가 가열되도록 단열된 공간을 제공하는 챔버; 상하운동 및 직선운동이 가능하도록 적어도 두개 구비되는 이송바와, 그 일단과 타단이 이송바와 연결되는 바와, 이송바의 하측에 구비되며 이송바가 직선운동할 수 있도록 LM가이드가 형성된 플레이트와, 이송바의 하측에 구비되며 이송바를 상하이동시키는 이송바업다운장치를 포함하며, 실리콘 웨이퍼를 챔버 내로 이송시키는 이송용셔틀유닛; 챔버 내부에 구비되며, 실리콘 웨이퍼를 가열시키는 히터; 챔버의 일측에 구비되어, 챔버 내부로 가스를 공급하는 급기장치; 챔버의 일측에 구비되어, 상기 챔버 내부에서 가스를 배출시키는 배기장치; 이송용셔틀유닛의 일측에 구비되어 상기 가열된 실리콘 웨이퍼에 바람을 공급하여 상기 실리콘 웨이퍼를 냉각시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 소성로가 제공된다.
이와 같은 소성로에 의하면, 이송용셔틀유닛을 석영 재질로 구비함으로써, 히터에 의해 발생된 복사열이 실리콘 웨이퍼에 효율적으로 전달될 수 있다는 장점을 갖는다.
소성, 반도체, 가열, 히터

Description

소성로{Burning apparatus}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소성로의 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 소성로의 측면도,
도 3은 도 1에 도시된 소성로의 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 소성로 110 : 챔버
120 : 이송용셔틀유닛 130 : 히터
140 : 급배기장치 150 : 냉각팬
본 발명은 소성로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광에너지를 전기에너지로 변화시키는 반도체화합물 소자인 태양전지용 소성로에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지에 사용되는 실리콘 웨이퍼는 그 표면에 도포된 페이스트를 가열시키고, 유리 성분을 제거하기 위하여 소성의 과정을 거치게 된다.
이러한 실리콘 웨이퍼를 소성시키기 위한 장치로서, 종래에는 챔버와, 이송용벨트와, 히터를 포함한 소성로가 개시되었다. 이러한 종래 기술에 따른 소성로는 이송용벨트를 이용하여 챔버 내로 실리콘 웨이퍼를 이송시킨다.
이러한 종래 기술에 따르면, 이송용벨트의 상면에 실리콘 웨이퍼가 올려져 이송되기 때문에, 실리콘 웨이퍼 뿐만 아니라, 실리콘 웨이퍼를 이송시키는 이송용벨트를 가열 또는 냉각시켜야 한다. 이에 따라, 에너지가 불필요하게 소모되게 될 뿐만 아니라, 승온 및 냉각이 급속하게 이루어지지 못한다.
또한, 이러한 소성로의 이송용벨트는 실리콘 웨이퍼의 한면과 접촉되기 때문에, 분진이 발생하여 제품에 이물질이 들어가 제품의 불량 생산률이 높아진다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 급속 승온 및 급속 냉각이 가능한 소성로를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소성로는 실리콘 웨이퍼가 가열되도록 단열된 공간을 제공하는 챔버; 상하운동 및 직선운동이 가능하도록 적어도 두개 구비되는 이송바와, 그 일단과 타단이 상기 이송바와 연결되는 바와, 상기 이송바의 하측에 구비되며 상기 이송바가 직선운동할 수 있도록 LM가이드가 형성된 플레이트와, 상기 이송바의 하측에 구비되며 상기 이송바를 상하이동시키는 이송바업다운장치를 포함하며, 실리콘 웨이퍼를 상기 챔버 내로 이송시키는 이송용셔틀유닛; 상기 챔버 내부에 구비되며, 실리콘 웨이퍼를 가열시키는 히터; 상기 챔버의 일측에 구비되어, 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 급기장치; 상기 챔버의 일측에 구비되어, 상기 챔버 내부에서 가스를 배출시키는 배기장치; 상기 이송용셔틀유닛의 일측에 구비되어 상기 가열된 실리콘 웨이퍼에 바람을 공급하여 상기 실리콘 웨이퍼를 냉각시키는 냉각팬을 포함한다.
여기서, 상기 바는 석영관 재질로 구비되어 상기 히터에서 발생된 복사열이 실리콘 웨이퍼에 전달될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송용셔틀유닛의 일측에 구비되며, 상기 가열된 실리콘 웨이퍼에 냉풍을 공급하여 상기 실리콘 웨이퍼를 냉각시키는 냉풍공급부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 챔버는 상기 실리콘 웨이퍼가 단계적으로 가열되도록 그 내부에 형성된 공간을 다수의 독립된 공간으로 나누는 다수의 세라믹보드를 구비하는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 상기 히터는 탄소섬유히터, 근적외선히터, 할로겐히터로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되 어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 소성로를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소성로의 평면도, 도 2는 도 1에 도시된 소성로의 측면도, 도 3은 도 1에 도시된 소성로의 정면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 소성로(100)는 챔버(110), 이송용셔틀유닛(120), 히터(130), 급배기장치(140), 냉각팬(150)을 포함한다.
상기 챔버(110)는 실리콘 웨이퍼(160)가 가열되는 공간을 제공한다. 이러한 챔버(110)는 그 내부가 단열되도록 구비하여, 실리콘 웨이퍼(160)를 효율적으로 소성시킬 수 있다. 또한, 도 2와 같이 챔버(110)는 다수의 공간으로 나누어, 실리콘 웨이퍼(160)를 순차적으로 가열하도록 한다. 이렇게 챔버(110)를 다수의 공간으로 나누는 데는 내구성과 단열성이 높은 세라믹 재질의 보드가 이용할 수 있다. 이러한 챔버(110) 내에는 실리콘 웨이퍼(160)의 양 측면을 지지하는 지지대(170)가 구비된다.
상기 이송용셔틀유닛(120)은 실리콘 웨이퍼(160)를 챔버(110)내로 이송시킨다. 이러한 이송용셔틀유닛(120)은 이송바(121), 바(122), 플레이트(123), 이송바 업다운장치(124)를 구비한다.
상기 이송바(121)는 본 발명의 일실시예에 따르면, 챔버(110)의 일측에 세개구비된다. 이러한 이송바(121)는 이송용셔틀유닛(120)의 안정적인 구동을 위하여, 더 구비할 수 있으며, 두개만 구비하여도 구동가능하다.
상기 바(122)는 이송바(121)사이에 이송바(121)와 대략 수직하도록 구비된다. 이러한 바(122)는 후술할 이송바업다운장치(124)의 구동에 따라, 선택적으로 실리콘 웨이퍼(170)를 지지하게 된다. 더욱 자세히 설명하면, 지지대(170)에 의해 그 양측면이 지지되는 실리콘 웨이퍼(170)는, 상기 바(122)가 지지대(170)사이를 지나 상승함으로써, 바(122)에 의해 지지되게 되는 것이다. 이러한 바(122)는 실리콘 웨이퍼(160)의 상측과 하측에 구비된 히터(130)의 복사열을 실리콘 웨이퍼(160)에 효율적으로 전달할 수 있는 석영 재질로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 플레이트(123)는 상기 이송바(121)의 하부와 연결된다. 이러한 플레이트(123)는 이송바(121)와 연결되는 부분에 LM가이드를 구비하여, 이송바(121)가 플레이트(123)상에서 직선운동할 수 있게 된다.
상기 이송바업다운장치(124)는 플레이트(123)의 하면과 연결되어, 플레이트(123)를 상하구동시킨다. 이에 따라, 플레이트(123)상에 위치한 이송바(121) 및 바(122)가 상하구동되게 된다. 여기서, 바(122)가 지지대(170) 사이를 통과하면서 상하구동되므로, 실리콘 웨이퍼(170)는 지지대(170) 또는 바(122)에 선택적으로 지지된다.
상기 히터(130)는 챔버(110) 내부에 실리콘 웨이퍼(160)의 상측과 하측에 위 치하도록 구비되며, 실리콘 웨이퍼(160)를 가열시킨다. 이러한 히터(130)는 할로겐히터, 탄소섬유히터 또는 근적외선히터로 구비될 수 있다. 또한, 히터(130)는 그 내부 한면을 금도금하여, 히터(130)의 복사열에 의해 실리콘 웨이퍼(160)가 가열되도록 한다.
상기 급배기장치(140)는 챔버(110)의 일측에 구비되어, 챔버(110) 내부로 가스를 공급하고 배출시킨다. 챔버(110)에서 발생되는 유기물 증기는 급배기장치(140)에 의해 외부로 배출된다.
상기 냉각팬(150)은 이송용셔틀유닛(120)의 일측에 구비되어 가열된 실리콘 웨이퍼(160)에 바람을 공급하여 실리콘 웨이퍼(160)를 냉각시킨다. 이러한 냉각팬(150)은 냉풍공급기(미도시)와 연결되어 냉각된 공기가 실리콘 웨이퍼(160)로 공급되도록 하여, 보다 신속하게 실리콘 웨이퍼(160)를 냉각시킬 수 있다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 소성로(100)의 작동 과정을 설명하도록 한다.
먼저, 실리콘 웨이퍼(160)는 다수의 지지대(170)에 그 양측면이 각각 지지된다. 여기서, 이송바업다운장치(124)가 작동하여 이송용셔틀유닛(120)이 상승하면서, 바(122)는 지지대(170) 사이를 통과해 상승하게 된다. 이에 따라, 실리콘 웨이퍼(160)는 바(122)에 의해 지지되게 된다. 이렇게 실리콘 웨이퍼(160)가 바(122)에 의해 지지된 상태에서 이송바(121)는 플레이트(123)에 구비된 LM가이드를 타고 직선운동하게 된다. 도 2를 참조하여 설명하면, 이송바(121)는 플레이트(123)의 왼쪽에서 오른쪽으로 직선운동을 한다. 이렇게 이송바(121)가 직선운동을 하면, 바(122)에 의해 지지되어 있는 실리콘 웨이퍼(160)가 이송된다. 이 상태에서 다시 이송바업다운장치(124)가 작동하여, 바(122)가 지지대(170)사이를 지나 지지대(170)의 하측으로 이동되게 함으로써, 실리콘 웨이퍼(160)가 다시 다수의 지지대(170)에 각각 다시 안착되도록 한다. 그 다음으로, 이송바(121)는 플레이트(123)위에서 직선 운동을 하여, 처음의 위치로 되돌아오고, 다시 상기와 같은 과정을 거쳐서, 다른 실리콘 웨이퍼(160)를 이송시킨다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 소성로에 의하면,
첫째, 이송용셔틀유닛을 구비함으로써, 벨트식에 비해 소비에너지가 감소되며, 급속 승온 및 급속 냉각이 가능하다.
둘째, 이송용셔틀유닛을 구비함으로써, 피처리물과 마찰부위가 거의 없기 때문에 제품에 이물질이 들어가 불량이 발생하는 일이 없어 품질 및 효율성이 향상된다.
셋째, 이송용셔틀유닛을 석영 재질로 구비함으로써, 히터에 의해 발생된 복사열이 실리콘 웨이퍼에 효율적으로 전달될 수 있다.
넷째, 챔버를 다수개의 공간으로 나누고, 각 공간의 온도를 다르게 제어함으 로써, 실리콘 웨이퍼를 단계적으로 가열시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 실리콘 웨이퍼가 가열되도록 단열된 공간을 제공하는 챔버;
    상하운동 및 직선운동이 가능하도록 두개 이상 구비되는 이송바와, 그 일단과 타단이 상기 이송바와 연결되는 바와, 상기 이송바의 하측에 구비되며 상기 이송바가 직선운동할 수 있도록 LM가이드가 형성된 플레이트와, 상기 이송바의 하측에 구비되며 상기 이송바를 상하이동시키는 이송바업다운장치를 포함하며, 실리콘 웨이퍼를 상기 챔버 내로 이송시키는 이송용셔틀유닛;
    상기 챔버 내부에 구비되며, 실리콘 웨이퍼를 가열시키는 히터;
    상기 챔버의 일측에 구비되어, 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 급기장치;
    상기 챔버의 일측에 구비되어, 상기 챔버 내부에서 가스를 배출시키는 배기장치;
    상기 이송용셔틀유닛의 일측에 구비되어 상기 가열된 실리콘 웨이퍼에 바람을 공급하여 상기 실리콘 웨이퍼를 냉각시키는 냉각팬;
    상기 이송용셔틀유닛의 일측에 구비되며, 상기 가열된 실리콘 웨이퍼에 냉풍을 공급하여 상기 실리콘 웨이퍼를 냉각시키는 냉풍공급부를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 소성로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바는 석영관 재질로 구비되어 상기 히터에서 발생된 복사열이 실리콘 웨이퍼에 전달될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 소성로.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 실리콘 웨이퍼가 단계적으로 가열되도록 그 내부에 형성된 공간을 다수의 독립된 공간으로 나누는 다수의 세라믹보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 소성로.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 히터는 탄소섬유히터, 근적외선히터, 할로겐히터로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 소성로.
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