KR101430752B1

KR101430752B1 - 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어

Info

Publication number: KR101430752B1
Application number: KR1020120158240A
Authority: KR
Inventors: 박종신
Original assignee: (주)피앤테크
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2014-08-19
Also published as: KR20140088283A

Abstract

본 발명은 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어에 관한 것으로, 내부에 진입되는 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브에 있어서, 상기 프로세스 튜브의 개구부에 결합하는 도어는 상기 프로세스 튜브의 개구부와 결합하는 측면에 단열재가 부착되어 있되, 상기 단열재는 프로세스 튜브 방향으로 돌출된 도어 홀더의 돌출 부분을 모두 덮어서 형성되고, 상기 단열재가 덮여진 영역의 직경은 상기 프로세스 튜브의 개구부의 직경보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어{Door of doping process tube for solar cell wafer}

본 발명은 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 광전 반도체 공정단계 중 열확산 방식에 의한 도펀트를 확산하여 PN 접합을 만들기 위한 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 공정에서 프로세스 튜브 전면 부분의 온도 저하를 보정하기 위해서 도어 앞쪽에 단열재를 결합하여 방출되는 온도를 보상할 수 있도록 한 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 장치 튜브의 도어에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지 웨이퍼는 산화가스(Pocl₃)를 웨이퍼에 도핑하여 PN 접합을 만드는 공정을 거치게 되는데, 이때 도핑 공정에 따른 프로세스 장치로서 예를 들면 확산장치를 들 수 있다.

예를들면, 반도체웨이퍼에 산화 확산등의 열처리를 실시할 경우에, 복수매의 반도체웨이퍼를 석영보트의 이송장치를 이용하여 얹어싣고, 이 보트를 열처리로 내부에 장착하여 열처리를 행한다.

이와 같은 열처리로는, 석영 등의 내열성 재료로서 만들어진 프로세스튜브와 그의 바깥쪽에 형성된 히터를 구비하고 있다.

도1은 일반적인 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 장치의 퍼네스 프레임의 상세도이다.

도1을 참조하면, 퍼네스 프레임(2)은 내부에 진입되는 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 프로세스튜브(9)와 상기 프로세스튜브(9)를 에워싸는 히터(8)를 구비한다.

프로세스튜브(9)는 석영으로 구성되어 있고, 도1의 좌측에는 열처리가스 공급용의 소스캐비넷 프레임이 연결되어 있고, 기체공급구는 시일을 확실하게 하기위하여 보올죠인트 구조로 되어 있다.

또한, 프로세스튜브(9)의 개구부쪽, 퍼네스 프레임(2)의 앞쪽에는 가스 및 열의 배출을 위한 스캐빈져 배출구가 형성되어 있어 배관을 통하여 방출된다

히터(8)는 프로세스튜브(9)를 감싸고 있으며, 히터(8)의 양끝단에는 프로세스튜브(9)를 고정시켜 주기위해 고온에서도 견딜 수 있는 석고블럭(10)을 장착한다.

퍼네스프레임(2) 외부는 여닫이가 가능한 도어(12)가 조립되며, 프로세스튜브(9)와 히터(8)를 보호하는 역할을 하며 외부로터 먼지의 내부유입을 방지한다. 퍼네스프레임(2) 상부에는 라디에이터(13)가 설치되어 히터(8)로 인해 발생된 뜨거운 공기를 냉각하여 찬공기로 배기할 수 있다.

그리고, 스캐빈져(7) 커버는 공정 진행중 밀폐된 프로세스튜브(9)의 개구부쪽을 통해서 유출될수 있는 소량의 가스와 열을 배기구를 통하여 외부로 연결된 덕트(duct)로 배출 시키는 역할을 수행한다.

프로세스튜브에는 한쪽 끝단부에 개구부가 형성되어 있고, 이 개구부에서 프로세스튜브내에 웨이퍼를 얹어싣은 보트를 장착하여 프로세스튜브내에 필요한 가스를 도입하면서 히터에 전력을 공급하여 웨이퍼를 열처리 하고 있다.

그리고, 상기 열처리를 할 때에 프로세스튜브가 가열될 때 고온에서도 견딜 수 있는 석영과 석고블록 등의 부재로 튜브를 지지한다.

도2는 도1에 도시된 프로세스 튜브의 단면 구조도로서 프로세스 튜브의 개구부를 막아주는 종래의 도어(50)를 도시한다.

도3은 도2에 도시된 종래의 도어의 상세 구조도로, 정면과 단면을 동시에 도시한 것으로서, 도어(50) 중심에 도어 홀더(52)가 구비되어 도어를 열거나 닫을 때와 같이 취급할 수 있도록 작업자의 손을 집어넣을 수 있도록 되어 있다.

그런데, 프로세스 튜브가 공정온도 약 850도에서 900도 사이로 가열될 때, 열전대(119)에 의해서 측정되는 전면(C) 쪽 온도는 열방출로 중심(B), 후면(A)보다 떨어지는 현상이 발생되어 전면쪽 온도를 보정해야 하는 문제점이 발생된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 그의 목적은 태양전지 웨이퍼를 프로세스 튜브 내부로 이송하여 진공열처리장치나 실리콘 광전반도체 공정단계 중 열확산방식에 의한 PN 접합을 만드는 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 공정에서 프로세스 튜브 전면 부분의 온도 저하를 보정하기 위해서 도어 앞쪽에 단열재를 결합하여 방출되는 온도를 보상할 수 있도록 한 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 튜브 도어를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어는, 내부에 진입되는 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브에 있어서, 상기 프로세스 튜브의 개구부에 결합하는 도어는 상기 프로세스 튜브의 개구부와 결합하는 측면에 단열재가 부착되어 있되, 상기 단열재는 프로세스 튜브 방향으로 돌출된 도어 홀더의 돌출 부분을 모두 덮어서 형성되고, 상기 단열재의 폭은 상기 프로세스 튜브의 개구부의 직경보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어에 있어서, 상기 프로세스 튜브 도어의 단열재는 그라스 울을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어에 있어서, 상기 프로세스 튜브 도어는 석영 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 공정에서 프로세스 튜브 전면 부분의 온도 저하를 보상하여 프로세스 튜브 전체 부분에 걸쳐서 균일한 온도로서 열처리 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도1은 일반적인 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 장치의 퍼네스 프레임의 상세도이다.
도2는 일반적인 프로세스 튜브의 단면 구조도이다.
도3은 종래의 일반적인 프로세스 튜브 도어의 상세 구조도이다.
도4는 본 발명에 따른 프로세스 튜브와 이에 결합하는 도어 구조도이다.
도5는 본 발명에 따른 프로세스 튜브 도어의 단면도이다.
도6은 본 발명에 따른 프로세스 튜브 도어의 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 튜브 도어에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도4는 본 발명에 따른 프로세스 튜브와 이에 결합하는 도어 구조도이다.

도4를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 공정을 위하여 도면에 도시된 프로세스 튜브(9)와 상기 프로세스 튜브(9) 한쪽 끝단부에 형성된 개구부의 입구를 막아주는 도어(50)가 도시되어 있다.

상기 프로세스 튜브(9)의 개구부에서 프로세스튜브내에 웨이퍼를 얹어싣은 보트를 장착한 후 상기 개구부의 입구에 도어(50)가 결합되어 밀봉된 후 프로세스튜브(9) 내에 필요한 가스를 도입하면서 히터에 전력을 공급하여 태양전지용 웨이퍼를 열처리 하게 된다.

이때, 상기 프로세스 튜브(9)의 축방향으로 구비된 열전대(119)는 프로세스 튜브 내부의 온도를 측정하도록 되어 있다.

한편, 도5는 본 발명에 따른 프로세스 튜브 도어의 단면도이고, 도6은 본 발명에 따른 프로세스 튜브 도어의 평면도이다.

상기 프로세스튜브(9)의 개구부와 결합하는 도어(50)의 단면구조는 도5에서 도시되어 있다.

도5를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어는, 상기 프로세스 튜브(9)의 개구부와 결합하는 측면에 단열재(55)가 부착되어 있다.

상기 단열재(55)는 프로세스 튜브 방향으로 돌출된 도어 홀더(52)의 돌출 부분을 모두 덮어서 형성되고, 상기 단열재(52)가 덮여진 영역의 직경은 상기 프로세스 튜브의 개구부의 직경보다 작게 형성되어 있다.

상기 단열재(55)에 의하여 개구부쪽으로 빠져나가는 열방출을 단열시키게 되어 프로세스 튜브(9)의 전면(C) 쪽 온도는 열방출로 중심(B), 후면(A)보다 떨어지는 현상이 발생되지 않도록 전면쪽 온도를 보상하여 주게 된다.

여기에서, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어의 단열재(55)는 그라스 울(glass wool)을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어는 석영 재질로 이루어진 것이 바람직한 것이다.

도6을 참조하면, 프로세스 튜브 도어(50)의 개구부 반대쪽 측면에는 도어(50)를 상기 프로세스 튜브(9)의 개구부로 이동하거나 결합시킬 경우에 그 취급을 위하여 중심 좌우에 두 개의 도어 홀더(52)가 형성되어 있다.

상기 도어홀더(52)는 작업자가 취급하거나, 열처리 장치의 아암, 봉에 의하여 상기 도어(50)를 끼워서 상기 프로세스 튜브 개구부로 이동하여 결합시키기 위하여 구비된 것이다.

상기 그라스울과 같은 단열재(55)는 프로세스 튜브 방향 측면으로 돌출된 도어 홀더(52)의 돌출 부분을 모두 덮어서 형성되도록 일정 두께를 가지고 있고, 그 단열재 영역의 직경은 그 결합을 고려하여 상기 프로세스 튜브의 개구부의 직경보다 작게 형성되도록 한다.

따라서, 본 발명의 프로세스 튜브의 개구부에 결합하는 도어는 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 공정에서 프로세스 튜브 전면 부분인 개구부와 결합부분의 온도 저하를 보상하여 프로세스 튜브 전체 부분에 걸쳐서 균일한 온도로서 열처리 공정을 수행할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

2 : 퍼네스 프레임 7 : 스캐빈져
8 : 히터 9 : 프로세스 튜브
50 : 도어 52 : 도어홀더
55 : 단열재 119 : 열전대

Claims

내부에 진입되는 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브에 있어서,
상기 프로세스 튜브의 개구부에 결합하는 도어는 상기 프로세스 튜브의 개구부와 결합하는 내측면에 단열재가 부착되어 있되, 상기 단열재는 그라스 울을 포함하여 프로세스 튜브 방향으로 돌출된 도어 홀더의 돌출 부분을 모두 덮어서 형성되고, 상기 단열재가 덮여진 영역의 직경은 상기 프로세스 튜브의 개구부의 직경보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 프로세스 튜브 도어는 석영 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼용 도핑 프로세스 튜브 도어.