KR101075930B1 - 태양전지 제조용 확산장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 P-N 도핑 공정을 처리하는 태양전지 제조용 확산장치로서, 제어부가 구비된 메인하우징에 확산(도핑) 공정을 수행하는 확산유닛을 구비하고, 상기 메인하우징과 확산유닛에 각각 형성되는 기판투입구를 자동으로 동시 개폐시킬 수 있는 오토셔터부와 상기 확산튜브 내에 다수개의 기판을 동시에 로딩시키는 로더스테이션을 구비함으로써, 확산유닛과 메인하우징의 동시 자동 개폐는 물론 이에 연동되는 기판의 로딩과 언로딩 구조의 콤팩트한 설계를 통해 설비 비용을 절감할 수 있으며, 또한 다수개의 기판을 자동으로 동시 처리 가능하게 하여 공정 자동화에 따른 공정 효율의 향상은 물론 반응가스의 균일한 확산을 통해 광전 변환 효율이 우수한 고품질의 태양전지 생산이 가능한 태양전지 제조용 확산장치에 관한 것이다.
기판, 태양전지, 확산유닛

Description

태양전지 제조용 확산장치{Diffusion apparatus for manufacturing solar cell}
본 발명은 P-N 도핑 공정을 처리하는 태양전지 제조용 확산장치로서, 보다 구체적으로는 확산공정을 수행하는 확산유닛과 상기 확산유닛을 개폐하는 오토셔터부 및 상기 확산유닛에 기판을 투입시키는 로더스테이션을 구비하되, 상기 오토셔터부가 메인하우징과 확산유닛을 동시에 자동 개폐시키는 것은 물론 로더스테이션과 연동되어 다수개의 기판을 로딩 또는 언로딩시키는 구동 메카니즘을 콤팩트한 구조로 구성함으로써, 설비 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 반응가스의 균일도를 확보하여 공정 품질 또한 향상시킬 수 있는 태양전지 제조용 확산장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지(Solar Cell)는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자의 하나로서, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)를 가공하여 전자(electron)와 정공(hole)이 각각 구비되는 다른 극성의 N(negative)형 반도체 및 P(positive)형 반도체를 접합시키고 전극을 형성함으로써, P-N접합에 의한 태양광 발전의 원리를 이용하여 빛 에너지에 의한 전자의 이동을 통해 전기 에너지를 생산하게 되는 광전지 중의 하나이다.
상기와 같은 태양전지는 전력 생산을 위해 다수개의 모듈(module)과 태양전지 패널(panel)로 구성되는 태양전지 어레이(array)의 가장 최소 단위의 기본 소자로서, 다결정(poly crystal) 및 단결정(single crystal) 실리콘 태양전지 또는 비정질 실리콘 태양전지와 같은 실리콘계 태양전지와 화합물 반도체 태양전지 등으로 크게 분류된다.
실리콘계 태양전지는 실리콘을 성장시켜 하나의 실리콘 덩어리를 형성하는 잉곳(ingot)을 대략 200㎛의 얇은 두께로 절단하여 실리콘 웨이퍼(이하 기판이라 함)를 제조한 후, 이 기판을 여러 가공 공정을 통해 처리함으로써 제작되게 된다.
일반적으로 태양전지 제조공정은 상기와 같이 제조된 기판의 광 흡수율을 높이기 위한 텍스처링공정(Texturing,표면조직화공정), P-N접합을 형성시키는 확산공정(도핑공정), 웨이퍼 표면의 불순물을 제거하는 산화막 제거공정, 광반사 손실을 줄이기 위한 반사 방지막 코팅공정, 전후면 전극 인쇄공정, 및 P-N접합 분리를 위한 P-N접합 분리공정 등으로 이루어진다.
상기 제조공정 중 확산(도핑)공정은 극성이 다른 N형 반도체 층과 P형 반도체 층으로 구성된 P-N접합을 형성하기 위해 의도적으로 첨가물을 고온에서 P형 실리콘 기판에 확산시켜 P층과 N층을 적층 형성하는 단계이다.
즉 P-N접합은 POCl3 또는 H3PO4와 같은 N형 불순물의 첨가물을 고온에서 P형 반도체 상에 확산시켜 P형 반도체의 외주면에 소정 두께의 N형 반도체를 형성함으로써 이루어진다.
이때 N형 반도체 층은 에미터(emitter)로 작용하게 되며, 추후 전극 인쇄공정에서 전극이 인쇄되는 부분이다.
이러한 확산 공정은 벨트 타입의 인라인 방식과 카세트 튜브 방식으로 분류된다.
따라서 확산 공정은 태양전지의 광전 변환 효율에 큰 영향을 미치는 중요한 공정 중의 하나로서, 균일한 에미터층 형성을 위하여 반응가스가 확산 공정을 수행하는 확산튜브 내에서 신속하고 균일하게 확산되도록 하는 것이 중요할 뿐 아니라, 태양전지의 생산성 확보를 위해 반응가스의 신속한 투입과 배기를 통한 공정 효율의 향상 또한 중요하다.
그러나 종래의 카세트 튜브 방식의 확산장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 반응가스가 확산튜브의 일측에 설치되는 가스유입구를 통해 내부로 분사되기 때문에 확산튜브 내에서의 신속한 확산과 불순물 이온의 균일한 분포도를 유지하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었고, 둘째, 확산튜브와 메인하우징의 개폐 작업이 개별적으로 수행될 뿐 아니라, 작업자에 의해 수동으로 이루어짐으로써, 공정 효율이 현저히 저하되는 문제점이 있었으며, 셋째, 복잡한 구조의 개폐장치와 로더스테이션을 설치하여 확산튜브 내에 기판을 로딩 또는 언로딩시킴으로써, 기판의 신속한 투입과 인출이 용이하지 않아 생산성 저하는 물론 설비 비용 또한 증가 하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째, 다수개의 분사구가 형성된 일정 길이의 샤워헤드를 구비함으로써, 반응가스가 신속하고 균일하게 확산튜브 내에 확산될 뿐 아니라, 신속하게 배기될 수 있게 하여 공정 품질 향상을 통한 광전 변환 효율이 높은 고품질의 태양전지 제조가 가능토록 하고, 둘째, 확산튜브와 메인하우징의 개폐 작업이 자동으로 동시에 수행되는 것은 물론 이에 연동되어 기판의 로딩 및 언로딩 작업이 자동으로 이루어지게 됨으로써, 공정 효율이 현저히 향상될 수 있게 하며, 셋째, 오토셔터부의 콤팩트한 설계 및 배치를 통해 설비 비용 절감과 장치의 단순화를 실현하여 기업은 물론 대학교 또는 연구소 등에서도 간편하게 설치하여 사용할 수 있는 태양전지 제조용 확산 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제어부가 구비되는 메인하우징과, 상기 메인하우징에 설치되는 가열용 확산로와 상기 확산로에 내설되어 확산공정을 수행하는 확산튜브로 구성된 확산유닛과, 상기 메인하우징과 확산튜브에 각각 형성되는 기판투입구를 자동으로 개폐시킬 수 있게 상기 메인하우징에 설치하되, 상기 두 개의 기판투입구를 동시에 개폐 가능하도록 한 쌍의 개폐판이 이격 설치되는 오토셔터부, 및 상기 기판투입구를 통해 상기 확산튜브 내에 기판을 로딩시키는 로더 스테이션을 포함하여 구성된다.
또한 상기 확산튜브는 상기 기판투입구와 마주보는 후측면에는 배기구가 형성되고, 내측 상부에는 반응가스를 분사시키는 샤워헤드를 설치하되,
상기 샤워헤드는 상기 확산튜브의 길이 방향으로 수평 설치되는 일정 길이의 분사파이프와 상기 분사파이프의 외주면에 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 다수개의 분사구로 구성될 수 있다.
또 상기 오토셔터부는 상기 한 쌍의 개폐판이 마주보도록 평행하게 이격 설치되는 개폐부와, 상기 개폐부를 전,후 방향으로 이송시키는 제1이송유닛, 및 상기 제1이송유닛을 횡방향으로 이송시키는 제2이송유닛으로 구성하되,
상기 제1이송유닛은 상기 개폐부를 지지하는 지지프레임과, 상기 지지프레임을 전,후 방향으로 이송시키는 제1이송부재와, 상기 제1이송부재가 고정되는 이동프레임, 및 상기 제1이송부재를 구동시키는 구동모터로 구성되고,
상기 제2이송유닛은 상기 이동프레임을 횡방향으로 이송시키는 제2이송부재와, 상기 제2이송부재가 고정되는 베이스프레임, 및 상기 제2이송부재를 구동시키는 구동모터로 구성될 수 있다.
한편 상기 제1이송부재는 상기 제2이송부재에 결합되는 이동프레임과, 상기 이동프레임에 고정되는 한 쌍의 가이드레일과, 이송스크류와, 풀리, 및 이송벨트로 구성되고, 제2이송부재는 한 쌍의 가이드레일과 이송스크류로 구성된다.
또 상기 메인하우징에는 확산공정의 동시 처리가 가능하도록 상기 확산유닛과 오토셔터부 및 로더스테이션을 서로 대응되게 복수로 병렬 설치하되, 상기 로더 스테이션은 상기 메인하우징의 일측에 설치되는 로더스테이션 프레임에 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 첫째, 균일한 에미터층 형성을 통해 광전 변환 효율이 높은 태양전지 제조가 가능하여 태양전지의 품질과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 둘째, 다수개의 기판을 신속하게 자동 처리할 수 있게 됨으로써, 공정 효율 향상을 통한 태양전지 생산성을 향상시키는 효과가 있으며, 셋째, 오토셔터부 및 로더스테이션의 콤팩트한 설계 및 배치를 통해 설비 비용 절감과 장치의 단순화를 실현하여 기업이나 대학교 또는 연구소 등에서도 간편하게 설치 가능하여 확산장치의 다양한 시장 수요에 효과적으로 대응할 수 있으며, 또한 열확산 방식에 의한 공정이라면 BBR3 등 다른 반도체 공정에도 적용될 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 태양전지 제조용 확산장치의 사시도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 확산장치는 메인하우징(10)과 오토셔터부(50) 및 로더스테이션(150)으로 구성된다.
메인하우징(10)은 전체 확산공정을 콘트롤하는 제어부(15)와 파워공급부 등 이 설치되는 것으로서, 내부 일측에는 확산유닛(40)이 설치되며, 확산유닛(40)에 실리콘 웨이퍼(이하 '기판'이라 함)(300)를 투입할 수 있도록 확산유닛(40)에 대응되게 외측면에 기판투입구(17)가 형성된다.
파워공급부는 메인하우징(10) 하측부에 트랜스와 장비를 구동하기 위한 전기 전장파트 및 PLC(Program Logic Controller)가 구비될 수 있다.
한편 확산유닛(40)은 확산공정이 수행되는 것으로서, 확산로(20)와 확산튜브(30)로 구성되며, 메인하우징(10)에 수평 방향으로 내설된다.
확산공정은 P형 실리콘 웨이퍼에 N형 불순물(POCl3 또는 H3PO4 )을 고온에서 확상(도핑)시킴으로써, P형 실리콘 웨이퍼 외주면 전체에 N형 실리콘 웨이퍼가 적층된 P-N접합 구조의 기판(300)을 형성하는 것이다.
한편 오토셔터부(50)는 메인하우징(10)에 형성된 기판투입구(17)와 확산튜브(30)의 기판투입구(37)(도2에 도시함)를 동시에 자동 개폐시킬 수 있게 개폐부(60)가 구비되는 것으로서, 메인하우징(10)의 일측면에 설치하되, 하기에서 설명하는 로더스테이션(150)의 작동과 간섭이 발생되지 않도록 개폐부(60)가 횡방향과 전,후 방향으로 각각 이동 가능하도록 설치된다.
또한 로더스테이션(150)은 다수개의 기판(300)(1장~200장)이 탑재되는 보트거치대(151)와 보트거치대(151)를 이송시키는 구동부(155)로 구성되는 것으로서, 확산튜브(30) 내에 기판을 로딩 또는 언로딩 시킬 수 있게 보트(200)가 안착되는 보트거치대(151)를 상,하,전,후 방향으로 이동 가능하도록 설치된다.
이때 로더스테이션(150)은 보트거치대(151)가 구비된 통상적인 구조의 기판 로딩장치가 사용될 수 있으며, 확산튜브(30)의 중심축 상에서 확산튜브(30)와 마주보도록 설치됨으로써, 오토셔터부(50)와 연동되어 기판(300)을 확산튜브(30) 내에 용이하게 투입 또는 인출할 수 있도록 구비된다.
한편 확산유닛(40)은 별도로 마련되는 메인하우징(10)의 확산유닛 수용부(18)에 추가로 설치되어 복수의 확산공정이 동시에 수행되도록 할 수 있다.
즉 본 발명의 확산장치는 확산유닛(40)을 메인하우징(10)에 상,항 방향으로 복수개 병렬 설치하고, 이에 대응되게 오토셔터부(50)와 로더스테이션(150)을 각각 복수로 설치하여 복수의 확산공정이 수행되도록 함으로써, 공정 효율 향상과 생산성을 증대시킬 수 있다.
이때 로더스테이션(150)은 메인하우징(10)의 일측부에 일정 높이로 설치되는 로더스테이션 프레임(160)에 확산유닛(40)에 대응되도록 상,하 위치에 복수로 병렬 설치될 수 있을 것이다.
확산장치의 구동은 전자동(Full Auto)으로서 윈도우 운영체제를 기반으로 한 프로그램 수행형 시스템이 사용될 수 있으며, 여기서 사용되는 소프트웨어는 공정 특성에 맞게 개발된 것을 사용한다.
이하 확산유닛(40)을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 확산유닛(40)의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 확산유닛(40)은 확산로(20)와 확산튜브(30)로 구성된다.
확산로(20)는 반응가스의 불순물 이온이 기판(300) 표면에 확산(도핑)되어 에미터층이 형성될 수 있게 내부를 고온의 분위기로 유지하는 가열로(heating furnace)로서, 석고블록 등의 내열 소재가 사용되며, 내측면에는 가열 히터(도시하지 않음)가 설치된다.
따라서 확산로(20)는 확산공정이 수행될 수 있도록 가열 히터를 이용하여 확산튜브(30) 내부 분위기가 약 850℃ ~ 940℃의 고온으로 유지되도록 하는 것이다.
한편 확산튜브(30)는 확산로(20)에 내설되는 것으로, 확산공정에서 내부가 상기와 같이 고온 상태를 유지해야 하므로 석영으로 제작되며, 전면은 개방되어 기판투입구(37)가 형성되고, 후측면에는 반응가스를 강제 배기시키는 배기구(36)가 형성된다.
또한 확산튜브(30)의 내부 상측부에는 불순물 이온이 포함된 반응가스를 분사하는 샤워헤드(31)가 설치되고, 하측부에는 온도계(35)가 설치된다.
확산튜브(30) 내에는 하기에서 설명하는 로더스테이션(150)에 의해 다수개의 기판(300)이 탑재된 보트(200)가 로딩된다.
샤워헤드(31)는 일정 길이의 분사파이프(32)의 분사파이프(32) 외주면에 길이 방향을 따라 형성되는 다수개의 분사구(33)로 구성되는 것으로서, 반응가스가 확산튜브(30) 내에 신속하게 효과적으로 분산되어 불순물 이온의 밀도나 분포도가 균일하게 유지되도록 분사구(33)를 외주면에 일정 간격으로 다수개 배치한다.
이때 확산튜브(30)는 샤워헤드(31)의 설치가 용이하도록 후측면에 돌출관(38)을 형성하고, 내측면에는 다수개의 지지대(34)를 설치한다.
따라서 샤워헤드(31)는 돌출관(38)을 관통하여 확산튜브(30) 내에 삽입한 후, 하측면이 지지대(34)에 의해 지지되도록 함으로써, 간편하게 설치할 수 있다.
한편 도시하지는 않았지만, 샤워헤드(31)는 가스공급장치와 연결되고, 배기구(36)는 배기펌프와 연결되는 것이다.
반응가스는 통상적으로 불순물 이온과 산소(O₂) 및 운반용 불활성 가스(N₂ 등) 등이 투입된다.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 오토셔터부(50)를 상세히 설명한다.
도 3은 오토셔터부(50)의 사시도를 나타낸 것이고, 도 4와 도 5는 오토셔터부(50)의 정면도와 측면도를 각각 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 오토셔터부(50)는 개폐부(60)와 제1이송유닛 (90)및 제2이송유닛(100)으로 구성된다.
개폐부(60)는 메인하우징(10)과 확산튜브(30)에 각각 형성된 기판투입구(17,37)를 동시에 개폐하는 것으로서, 이격 설치된 두개의 원판 형상의 개폐판(61,65)으로 구성된다.
개폐판(61,65)은 메인하우징(10)과 확산튜브(30)의 기판투입구(17,37)가 이격된 거리에 대응되게 지지축(62)에 이격되어 서로 마주보도록 설치되며, 직경은 기판투입구(17,37)의 직경에 대응되게 형성된다.
개폐판(61)은 스테인레스 소재로 형성되고, 확산튜브(30)를 개폐시키는 개폐판(65)은 석영 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 개폐판(61,65)은 기판투입구(17,37)에 탄성적으로 밀착될 수 있게 스프링 등에 의해 탄성 지지되도록 지지축(62)에 설치될 수도 있을 것이다.
한편 제1이송유닛(90)은 개폐부(60)를 전,후 방향으로 이동시키는 것으로서, 지지프레임(70), 제1이송부재(80), 이동프레임(75), 및 구동모터(95)로 구성된다.
지지프레임(70)은 상단부가 지지축(62)의 일단부에 결합되도록 기립 설치되며, 하단부는 제1이송부재(80)에 구비되는 이송스크류(81)의 너트부(81b)(도5에 도시함)에 결합되어 너트부(81b)와 함께 스크류축(81a)(도5에 도시함)을 따라 이동 가능하도록 설치되는 것이다.
한편 제1이송부재(80)는 지지프레임(70)을 이송시키는 것으로서, 이동프레임(75)에 설치되는 한 쌍의 가이드레일(83), 이송스크류(81), 풀리(82), 및 이송벨트(86)로 구성된다.
가이드레일(83)은 이동프레임(75)의 저면에 일정 간격으로 이격되도록 병렬 설치되며, 이송스크류(81)는 스크류축(81a)과 스크류축(81a)의 회전에 의해 축 방향으로 이송되는 너트부(81b)로 구성된다.
이때 너트부(81b)와 가이드레일(83)을 따라 슬라이딩 되는 가이드블록(83a)은 지지프레임(70)의 하단부에 각각 결합되는 것이다.
한편 구동모터(95)는 이동프레임(75)의 일측에 결합되는 고정브래킷(96)에 설치하되, 한 쌍의 풀리(82)에 의해 스크류축(81a)과 이송벨트(86)로 연결됨으로써, 스크류축(81a)을 회전시킬 수 있게 설치된다.
따라서 제1이송유닛(90)은 구동모터(95)가 회전되면 이송벨트(86)에 의해 스크류축(81a)이 회전됨과 동시에 너트부(81b)가 스크류축(81a)의 축 방향으로 이동하게 됨으로써, 지지프레임(70)과 개폐부(60)를 화살표와 같이 이동시키게 되는 것 이다.
또한 이에 연동되어 가이드불록(83a)이 가이드레일(83)을 따라 슬라이딩 됨으로써, 가이드불록(83a)은 지지프레임(70)의 이동을 안정적으로 지지하게 되는 것이다.
한편 제2이송유닛(100)은 제1이송유닛(90)을 횡 방향으로 이송시킬 수 있게 설치되는 것으로, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 제2이송부재(105)와 베이스프레임(110) 및 구동모터(107)로 구성된다.
제2이송부재(105)는 제1이송유닛(90)의 이동프레임(75) 하측부에 결합되며, 이송스크류(101)와 한 쌍의 가이드레일(103)로 구성하되, 제1이송부재(80)의 이송 방향과 직교되는 방향으로 이송 가능하도록 베이스프레임(110)에 설치된다.
이때 제1이송부재(80)의 이동프레임(75) 하측부는 제2이송부재(105)에 구비되는 이송스크류(101)의 너트부(101b)에 결합됨과 동시에 가이드레일(103)의 가이드불록(103a)에 결합된다.
한편 이송스크류(101)의 스크류축(101a)은 구동모터(95)의 구동축과 축 커플링(102)에 의해 연결된다.
따라서 제2이송유닛(100)은 구동모터(95)가 회전되면 제2이송부재(105)의 스크류축(101a)이 회전됨과 동시에 너트부(101b)가 스크류축(101a)의 축 방향으로 이동하게 되고, 너트부(101b)에 결합된 제1이송유닛(90)의 이동프레임(75)이 너트부(101b)와 함께 이동함으로써, 제1이송유닛(90)과 개폐부(60)를 화살표와 같이 횡 방향으로 이송시키게 되는 것이다.
또한 가이드블록(103a)은 이에 연동되어 가이드레일(103)을 따라 슬라이딩 되면서 제1이송유닛(90)의 이동을 안정적으로 지지하게 되는 것이다.
한편 제1이송부재(80)와 제2이송부재(105)에 각각 구비된 이송스크류(81,101)는 정밀한 제어와 안정적인 이송이 확보되도록 볼스크류가 사용되는 것이 바람직하며, 가이드레일(83,103) 또한 안정적인 가이드를 위해 LM(Linear Motion) 가이드가 사용되는 것이 바람직하다.
지지프레임(70)과 이동프레임(75) 및 베이스프레임(110) 등은 중량이 적은 알루미늄 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
한편 제1,2이송부재(80,105)는 이송스크류(81,101)를 이용한 구조로 한정되는 것은 아니며, 기어 방식이나 벨트 이송 방식 등 통상적인 다양한 이송 방식이 사용될 수 있을 것이다.
이하 본 발명의 공정 수행 과정을 설명한다.
먼저 로더스테이션(150)은 메인하우징(10)과 확산튜브(30)의 기판투입구(17,37)가 개방된 상태에서 제어부(15)로부터 작동 신호를 전달받아 다수개의 기판(300)이 탑재된 보트거치대(151)를 확산튜브(30) 내로 투입하고, 이 후 보트거치대(150)를 하향 이동시킨 후 후퇴시킴으로써, 기판(300)을 확산튜브(30) 내에 로딩시키게 된다.
기판(300)의 로딩이 완료되면 오토셔터부(50)가 제1이송유닛(90)과 제2이송유닛(100)의 작동에 의해 개폐부(60)를 횡 방향으로 이동시킴과 동시에 확산튜브(30) 방향으로 전진시켜 메인하우징(10)과 확산튜브(30)의 기판투입구(17,37)를 동시에 패쇄시키게 된다.
한편 확산로(20)는 확산튜브(30)가 밀폐된 상태에서 확산튜브(30) 내부 분위기를 적정온도로 가열시키게 되고, 확산튜브(30) 내부는 배기구(36)를 통해 내부 기체가 외부로 강제 배기되어 진공 상태를 형성함과 동시에 샤워헤드(31)를 통해 불순물 이온이 포함된 반응가스가 분사됨으로써, 불순물 이온이 기판(300) 표면에 도핑되어 에미터층이 형성되는 것이다.
불순물 이온의 확산(도핑)이 완료되면 반응가스는 배기구(36)를 통해 외부로 배출되고, 오토셔터부(50)가 확산튜브(30)를 개방시킨 후, 로더스테이션(150)이 확산튜브(30) 내의 보트(200)를 인출함으로써 확산공정이 완료되는 것이다.
따라서 본 발명은 반응가스가 샤워헤드(31)의 다수개의 분사구(33)를 통해 신속하고 균일하게 확산튜브(30) 내에 확산되고, 또한 신속하게 배출됨으로써, 기판(300) 표면에 균일한 에미터층을 형성하여 공정 품질을 향상시킬 수 있게 되며, 또한 확산튜브(30)와 메인하우징(10)의 개폐 작업과 기판(300)의 로딩 및 언로딩 작업이 자동으로 연동되어 수행됨으로써, 공정 효율이 현저히 향상될 뿐 아니라, 콤팩트한 설계 및 배치를 통해 설비 비용 또한 절감할 수 있어 기업은 물론 대학교 또는 연구소 등에서도 활용할 수 있게 되는 것이다.
이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 태양전지 제조용 확산장치의 사시도,
도 2는 확산유닛의 측면도,
도 3은 본 발명의 오토셔터부의 사시도,
도 4는 도 3의 오토셔터부의 정면도,
도 5는 도 3의 오토셔터부의 측면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 메인하우징 15 : 제어부
17,37 : 기판투입구 18 : 확산유닛 수용부
20 : 확산로 30 : 확산튜브
31 : 샤워헤드 32 : 분사파이프
33 : 분사구 34 : 지지대
35 : 온도계 36 : 배기구
38 : 돌출관 40 : 확산유닛
50 : 오토셔터부 60 : 개폐부
61,65 : 개폐판 62 : 지지축
70 : 지지프레임 75 : 이동프레임
80 : 제1이송부재 81,101 : 이송스크류
81a,101a : 스크류축 81b,101b : 너트부
82 : 풀리 83,103 : 가이드레일
83a,103a : 가이드블록 86 : 이송벨트
90 : 제1이송유닛 95,107 : 구동모터
96 : 고정브래킷 100 : 제1이송유닛
102 : 축 커플링 105 : 제2이송부재
110 : 베이스프레임 150 : 로더스테이션
160 : 로더스테이션 프레임 151 : 보트거치대
155 : 구동부 200 : 보트
300 : 기판

Claims (5)

  1. 제어부가 구비되는 메인하우징;
    상기 메인하우징에 설치되는 가열용 확산로와 상기 확산로에 내설되어 확산공정을 수행하는 확산튜브로 구성된 확산유닛;
    상기 메인하우징과 확산튜브에 각각 형성되는 기판투입구를 자동으로 개폐시킬 수 있게 상기 메인하우징에 설치하되, 상기 메인하우징과 확산튜브의 기판투입구를 동시에 개폐 가능하도록 한 쌍의 개폐판이 이격 설치되는 오토셔터부; 및
    상기 기판투입구를 통해 상기 확산튜브 내에 기판을 로딩시키는 로더스테이션;
    을 포함하여 구성되는 태양전지 제조용 확산장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확산튜브는,
    상기 기판투입구와 마주보는 후측면에는 배기구가 형성되고, 내측 상부에는 반응가스를 분사시키는 샤워헤드를 설치하되,
    상기 샤워헤드는 상기 확산튜브의 길이 방향으로 수평 설치되는 일정 길이의 분사파이프와 상기 분사파이프의 외주면에 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 다수개의 분사구로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오토셔터부는,
    상기 한 쌍의 개폐판이 마주보도록 평행하게 이격 설치되는 개폐부와, 상기 개폐부를 전,후 방향으로 이송시키는 제1이송유닛, 및 상기 제1이송유닛을 횡방향으로 이송시키는 제2이송유닛으로 구성하되,
    상기 제1이송유닛은,
    상기 개폐부를 지지하는 지지프레임과, 상기 지지프레임을 전,후 방향으로 이송시키는 제1이송부재와, 상기 제1이송부재가 고정되는 이동프레임, 및 상기 제1이송부재를 구동시키는 구동모터로 구성되고,
    상기 제2이송유닛은,
    상기 이동프레임을 횡방향으로 이송시키는 제2이송부재와, 상기 제2이송부재가 고정되는 베이스프레임, 및 상기 제2이송부재를 구동시키는 구동모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1이송부재는,
    상기 제2이송부재에 결합되는 이동프레임과, 상기 이동프레임에 고정되는 한 쌍의 가이드레일과, 이송스크류와, 풀리, 및 이송벨트로 구성되고,
    상기 제2이송부재는,
    한 쌍의 가이드레일과 이송스크류로 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인하우징에는 확산공정의 동시 처리가 가능하도록 상기 확산유닛과 오토셔터부 및 로더스테이션을 서로 대응되게 복수로 병렬 설치하되, 상기 로더스테이션은 상기 메인하우징의 일측에 설치되는 로더스테이션 프레임에 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치.
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