KR101442219B1 - Thermal treatment system and Method of performing thermal treatment and Method of manufacturing CIGS solar cell using the same - Google Patents

Thermal treatment system and Method of performing thermal treatment and Method of manufacturing CIGS solar cell using the same Download PDF

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도진영
양희철
김석진
정종엽
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정기영
서진우
팽성환
한덕우
황재군
강민환
이인하
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Abstract

The present invention relates to a thermal treatment system, a thermal treatment method, and a method for manufacturing a CIGS solar cell using the same. The thermal treatment system includes a reaction chamber which includes a reaction space, an external chamber which is separated from the reaction chamber with a preset distance and surrounds the reaction chamber, a heater module which includes a first heater module between the reaction chamber and the external chamber, a door chamber which opens or closes the reaction space of the reaction chamber, an internal cooling system which is connected to the reaction space to cool the inside of the reaction chamber, and an external cooling system which is connected to a buffer space between the reaction chamber and the external chamber to cool the outer wall of the reaction chamber. According to the present invention, the reaction chamber is efficiently cooled for a short time after a reaction completion by separately performing a first cooling process and a second cooling process for the reaction chamber using the external cooling system to cool the outer wall of the reaction chamber.

Description

열처리 시스템과 열처리 방법 및 그를 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법{Thermal treatment system and Method of performing thermal treatment and Method of manufacturing CIGS solar cell using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a CIGS solar cell and a method of manufacturing the CIGS solar cell using the same,

본 발명은 CIGS 태양전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광흡수층을 형성하기 위한 열처리 시스템 및 열처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a CIGS solar cell, and more particularly, to a heat treatment system and a heat treatment method for forming a light absorption layer.

태양전지(Solar Cell)는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. Solar cell is a device that converts light energy into electrical energy using the properties of semiconductor.

태양전지의 구조 및 원리를 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(nagative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공은 P형 반도체 쪽으로 이동하고 상기 전자는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생된다. The structure and principle of a solar cell will be briefly described. A solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) semiconductor and an N (nagative) semiconductor are bonded. When solar light is incident on the solar cell, Holes and electrons are generated in the semiconductor due to the energy of light. At this time, the holes move toward the P-type semiconductor due to the electric field generated at the PN junction, and the electrons move toward the N-type semiconductor So that a potential is generated.

이와 같은 태양전지는 벌크형(Bulk) 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. Such a solar cell can be classified into a bulk solar cell and a thin film solar cell.

상기 벌크형(Bulk) 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체층을 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. The bulk solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material itself such as silicon as a substrate. The thin-film solar cell is formed by forming a semiconductor layer in the form of a thin film on a substrate such as glass to manufacture a solar cell It is.

상기 박막형 태양전지는 광흡수층을 구성하는 재료를 기준으로 Si 박막형 태양전지와 화합물 박막형 태양전지로 나눌 수 있고, 그 중 화합물 박막형 태양전지는 다시 III-V 태양전지, CIGS 태양전지 등으로 분류할 수 있다. The thin film type solar cell can be divided into a Si thin film type solar cell and a compound thin film type solar cell based on the material constituting the light absorption layer, and the compound thin film type solar cell can be classified into a III-V solar cell and a CIGS solar cell have.

상기 CIGS 태양전지는 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 셀레늄(Se)의 4가지 원소가 합쳐져서 구성되는 화합물을 광흡수층으로 이용한 것이다.The CIGS solar cell uses a compound composed of four elements of copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se) as a light absorbing layer.

이하, 도면을 참조로 종래의 CIGS 태양전지에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional CIGS solar cell will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 CIGS 태양전지의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional CIGS solar cell.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 CIGS 태양전지는, 기판(1), 후면전극(2), 광흡수층(3), 버퍼층(4) 및 전면전극(5)을 포함하여 이루어진다. 1, a conventional CIGS solar cell includes a substrate 1, a back electrode 2, a light absorbing layer 3, a buffer layer 4, and a front electrode 5.

상기 후면전극(2)은 상기 기판(1) 상에 형성되어 있으며, 일반적으로 몰리브덴(Mo)으로 이루어진다. 상기 광흡수층(3)은 상기 후면전극(2) 상에 형성되어 있으며, 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)의 화합물로 이루어진다. 상기 버퍼층(4)은 상기 광흡수층(3) 상에 형성되어 있으며, 일반적으로 황화카드뮴(CdS)으로 이루어진다. 상기 전면전극(5)은 상기 버퍼층(4) 상에 형성되어 있으며, 투명한 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide:TCO)로 이루어진다. The rear electrode 2 is formed on the substrate 1 and is generally made of molybdenum (Mo). The light absorption layer 3 is formed on the rear electrode 2 and is made of a compound of copper (Cu), indium (In), gallium (Ga) and selenium (Se). The buffer layer 4 is formed on the light absorbing layer 3 and is generally made of cadmium sulfide (CdS). The front electrode 5 is formed on the buffer layer 4 and is made of a transparent conductive oxide (TCO).

이와 같은 종래의 CIGS 태양전지는, 우선, 기판(1) 상에 몰리브덴(Mo)과 같은 물질을 이용하여 후면전극(2)을 형성하고, 다음, 상기 후면전극(2) 상에 다층의 전구체층, 예를 들어, CuGa으로 이루어진 제1 전구체층 및 In으로 이루어진 제2 전구체층을 차례로 적층하고 이어서 Se 분위기에서 열처리 공정을 수행하여 CIGS로 이루어진 광흡수층(3)을 형성하고, 다음, 상기 광흡수층(3) 상에 황화카드늄(CdS)을 이용하여 버퍼층(4)을 형성하고, 다음, 상기 버퍼층(4) 상에 투명한 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide:TCO)을 이용하여 전면전극(5)을 형성하는 공정을 통해 제조될 수 있다. In the conventional CIGS solar cell, first, a rear electrode 2 is formed on a substrate 1 by using a material such as molybdenum (Mo), and then a multi-layered precursor layer , A first precursor layer made of, for example, CuGa and a second precursor layer made of In are sequentially stacked and then a heat treatment process is performed in an atmosphere of Se to form a light absorbing layer 3 made of CIGS, A buffer layer 4 is formed using cadmium sulfide (CdS) on the buffer layer 3 and then a front electrode 5 is formed on the buffer layer 4 using a transparent conductive oxide (TCO) ≪ / RTI >

CIGS 태양전지의 핵심은 상기 CIGS로 이루어진 광흡수층(3)에 있다. 따라서, 전지 효율 및 생산성 등을 향상시키기 위해서는 상기 광흡수층(3)에 대한 최적의 형성 방법을 찾는 것이 필수적이다. 특히, 상기 광흡수층은 전술한 바와 같이 전구체층을 적층하고 고온에서 열처리하는 공정을 통해서 형성되는데, 상기 열처리 공정을 효율적으로 제어하는 것이 큰 과제이다. The core of the CIGS solar cell is in the light absorbing layer 3 made of CIGS. Therefore, it is essential to find an optimum forming method for the light absorbing layer 3 in order to improve the cell efficiency, productivity, and the like. Particularly, the light absorption layer is formed through the step of laminating the precursor layers and heat treatment at a high temperature as described above, and it is a big problem to control the heat treatment process efficiently.

그러나, 종래에 제안된 열처리 장비로는 빠른 시간 내에 효율적으로 전구체층의 열처리 공정을 완료하는데 한계가 있다. However, the conventional heat treatment equipment has a limitation in completing the heat treatment process of the precursor layer in a short time.

특히, 대형화된 기판에 대한 열처리 장비로서 대한민국 특허공개 제2011-0121443호가 제안된 바 있는데, 이는 반응 챔버 내부에 많은 부품들이 들어가 있어서 구성이 복잡하고, 그와 같은 많은 부품들을 부식성이 매우 강한 반응 가스에 견딜 수 있는 우수한 내부식성 재료로 형성해야 하므로 제작이 어렵고 비용도 증가되며, 또한 반응을 완료한 후 반응 챔버 내부를 냉각시키기 위한 냉각 시간이 오려 걸려 생산성이 떨어지는 단점이 있다. Particularly, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0121443 has been proposed as a heat treatment apparatus for a large-sized substrate, because a large number of parts are contained in the reaction chamber, and the configuration is complicated. It is difficult to manufacture and the cost is increased and the cooling time for cooling the inside of the reaction chamber after completion of the reaction is shortened and the productivity is deteriorated.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 반응 챔버 내부에 최소한의 부품만이 들어가면서도 효율적으로 열처리 공정을 수행할 수 있고 또한 반응 완료 후 반응 챔버 내부를 빠른 시간 내에 냉각시킬 수 있는 열처리 시스템과 열처리 방법 및 그를 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to overcome the above-described problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for efficiently performing a heat treatment process while containing only a minimum number of components in a reaction chamber, And a method of manufacturing a CIGS solar cell using the heat treatment system.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 반응 공간을 구비하고 있는 반응 챔버; 상기 반응 챔버와 소정의 거리를 두고 이격되면서 상기 반응 챔버를 둘러싸고 있는 외부 챔버; 상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이에 형성된 제1 히터 모듈을 포함하는 히터 모듈; 상기 반응 챔버의 상기 반응 공간을 개폐하는 도어 챔버; 상기 반응 챔버 내부를 냉각시키기 위해서 상기 반응 공간과 연통되어 있는 내부 냉각 시스템; 및 상기 반응 챔버 외벽을 냉각시키기 위해서 상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이의 버퍼 공간과 연통되어 있는 외부 냉각 시스템을 포함하여 이루어진 열처리 시스템을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a reaction chamber comprising a reaction space; An outer chamber spaced apart from the reaction chamber by a predetermined distance and surrounding the reaction chamber; A heater module including a first heater module formed between the reaction chamber and the outer chamber; A door chamber for opening and closing the reaction space of the reaction chamber; An internal cooling system in communication with the reaction space for cooling the inside of the reaction chamber; And an external cooling system communicating with a buffer space between the reaction chamber and the outer chamber to cool the reaction chamber outer wall.

본 발명은 또한, 반응 챔버 내부의 공기를 불활성 가스로 치환하는 공정; 상기 반응 챔버 내부의 온도를 점차로 상승시키면서 상기 반응 챔버 내부로 반응 가스를 공급하는 공정; 상기 반응 챔버 내부의 온도를 유지시키면서 상기 반응 챔버 내부에 로딩된 기판 상의 전구체층을 반응시키는 공정; 상기 반응 챔버 내부에 대해서 제1 냉각 속도로 1차 냉각 공정을 수행하고, 상기 반응 챔버 내부에 잔존하는 반응가스를 불활성 가스로 치환하는 공정; 상기 반응 챔버 내부에 대해서 상기 제1 냉각 속도보다 빠른 제2 냉각 속도로 2차 냉각 공정을 수행하는 공정; 및 상기 반응 챔버 내부에 잔존하는 반응가스를 불활성 가스로 치환하는 공정을 포함하여 이루어진 열처리 방법을 제공한다. The present invention also relates to a process for producing a semiconductor device, comprising the steps of: replacing air inside a reaction chamber with an inert gas; Supplying a reaction gas into the reaction chamber while gradually increasing a temperature inside the reaction chamber; Reacting the precursor layer on the substrate loaded in the reaction chamber while maintaining the temperature inside the reaction chamber; Performing a first cooling process at a first cooling rate in the reaction chamber, and replacing the reaction gas remaining in the reaction chamber with an inert gas; Performing a secondary cooling process inside the reaction chamber at a second cooling rate that is faster than the first cooling rate; And a step of replacing the reaction gas remaining in the reaction chamber with an inert gas.

본 발명은 또한, 기판 상에 후면전극을 형성하는 공정; 상기 후면전극 상에 전구체층을 형성하는 공정; 상기 전구체층에 대해서 열처리 공정을 수행하여 광흡수층을 형성하는 공정; 상기 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 공정; 및 상기 버퍼층 상에 전면전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 전구체층에 대해서 열처리 공정을 수행하는 공정은, 반응 챔버 내부의 공기를 불활성 가스로 치환하는 공정; 상기 반응 챔버 내부의 온도를 점차로 상승시키면서 상기 반응 챔버 내부로 반응 가스를 공급하는 공정; 상기 반응 챔버 내부의 온도를 유지시키면서 상기 반응 챔버 내부에 로딩된 기판 상의 전구체층을 반응시키는 공정; 상기 반응 챔버 내부에 대해서 제1 냉각 속도로 1차 냉각 공정을 수행하고, 상기 반응 챔버 내부에 잔존하는 반응가스를 불활성 가스로 치환하는 공정; 상기 반응 챔버 내부에 대해서 상기 제1 냉각 속도보다 빠른 제2 냉각 속도로 2차 냉각 공정을 수행하는 공정; 및 상기 반응 챔버 내부에 잔존하는 반응가스를 불활성 가스로 치환하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a rear electrode on a substrate; Forming a precursor layer on the rear electrode; Performing a heat treatment process on the precursor layer to form a light absorbing layer; Forming a buffer layer on the light absorbing layer; And forming a front electrode on the buffer layer, wherein the step of performing a heat treatment process on the precursor layer includes the steps of: replacing air in the reaction chamber with an inert gas; Supplying a reaction gas into the reaction chamber while gradually increasing a temperature inside the reaction chamber; Reacting the precursor layer on the substrate loaded in the reaction chamber while maintaining the temperature inside the reaction chamber; Performing a first cooling process at a first cooling rate in the reaction chamber, and replacing the reaction gas remaining in the reaction chamber with an inert gas; Performing a secondary cooling process inside the reaction chamber at a second cooling rate that is faster than the first cooling rate; And replacing the reaction gas remaining in the reaction chamber with an inert gas. The present invention also provides a method of manufacturing a CIGS solar cell.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.

본 발명의 일 실시예는 반응 챔버 내부를 냉각하기 위한 내부 냉각 시스템 및 반응 챔버 외벽을 냉각하기 위한 외부 냉각 시스템을 구비하고 있고, 상기 내부 냉각 시스템과 외부 냉각 시스템을 이용하여 반응 챔버에 대해서 냉각 공정을 수행함으로써 반응 완료 후 반응 챔버를 빠른 시간 내에 보다 효율적으로 냉각할 수 있는 장점이 있다. One embodiment of the present invention includes an internal cooling system for cooling the inside of the reaction chamber and an external cooling system for cooling the reaction chamber outer wall, and a cooling process for the reaction chamber using the internal cooling system and the external cooling system So that the reaction chamber can be cooled more efficiently in a short period of time after completion of the reaction.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 챔버와 외부 대기 사이를 밀봉하기 위한 실링 부재에 관통홀이 형성되어 있고, 상기 관통홀을 통해서 내부 냉각 시스템이 상기 반응 챔버의 상기 반응 공간과 연통되기 때문에, 상기 반응 챔버 내부의 구성이 간단해지고 또한 반응 챔버 내부의 냉각 공정도 보다 용이한 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, a through hole is formed in a sealing member for sealing between the reaction chamber and the outside atmosphere, and the inside cooling system communicates with the reaction space of the reaction chamber through the through hole Therefore, the structure inside the reaction chamber is simplified and the cooling process inside the reaction chamber is also easier.

또한, 본 발명의 일 실시예는 상기 반응 챔버의 반응 공간과 마주하는 기류 조절 장치를 동작하여 상기 반응 챔버의 반응 공간 내에서 기류를 순환시킴으로써 상기 반응 공간 전체에서 균일한 온도 분포 및 균일한 반응 가스의 농도 분포가 되는 장점이 있다. In an embodiment of the present invention, an airflow regulating device facing the reaction space of the reaction chamber is operated to circulate the airflow in the reaction space of the reaction chamber, so that a uniform temperature distribution and a uniform reaction gas And the concentration distribution of the solution is advantageous.

도 1은 종래의 CIGS 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 진행 챠트(Chart)이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조방법을 도시한 공정 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional CIGS solar cell.
2 is a schematic cross-sectional view of a heat treatment system according to an embodiment of the present invention.
3 is a chart of a heat treatment process according to an embodiment of the present invention.
4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CIGS solar cell according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 시스템의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of a heat treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 시스템은, 외부 챔버(100), 히터 모듈(200), 단열 부재(250), 반응 챔버(300), 도어 챔버(400), 기류 조절 장치(450), 실링 부재(500), 내부 냉각 시스템(600), 외부 냉각 시스템(700), 가스 배기부(800) 및 가스 공급부(900)를 포함하여 이루어진다. 2, the heat treatment system according to an embodiment of the present invention includes an outer chamber 100, a heater module 200, a heat insulating member 250, a reaction chamber 300, a door chamber 400, And includes a regulator 450, a sealing member 500, an internal cooling system 600, an external cooling system 700, a gas exhaust unit 800, and a gas supply unit 900.

상기 외부 챔버(100)는 열처리 시스템의 외곽 구조를 구성하는 것으로서 상기 반응 챔버(300)를 둘러싸고 있다. 보다 구체적으로는, 상기 외부 챔버(100)는 상기 반응 챔버(300)와 소정의 거리를 두고 이격된 상태로 상기 반응 챔버(300)를 둘러싸고 있고, 따라서, 상기 외부 챔버(100)와 상기 반응 챔버(300) 사이에는 소정의 버퍼 공간(150)이 마련된다. The outer chamber 100 constitutes an outer structure of the heat treatment system and surrounds the reaction chamber 300. More specifically, the outer chamber 100 surrounds the reaction chamber 300 in a state of being spaced apart from the reaction chamber 300 by a predetermined distance. Accordingly, the outer chamber 100 and the reaction chamber 300, A predetermined buffer space 150 is provided between the first and second substrates 300.

상기 히터 모듈(200)은 상기 반응 챔버(300)에 열을 공급하는 것으로서, 제1 히터 모듈(200a) 및 제2 히터 모듈(200b)을 포함하여 이루어진다. The heater module 200 supplies heat to the reaction chamber 300 and includes a first heater module 200a and a second heater module 200b.

상기 제1 히터 모듈(200a)은 상기 외부 챔버(100)와 상기 반응 챔버(300) 사이의 버퍼 공간(150)에 형성되어 있고, 상기 제2 히터 모듈(200b)은 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간과 마주하는 상기 도어 챔버(400)의 전방에 형성되어 있다. The first heater module 200a is formed in the buffer space 150 between the outer chamber 100 and the reaction chamber 300 and the second heater module 200b is formed in the buffer space 150 between the outer chamber 100 and the reaction chamber 300, And is formed in front of the door chamber 400 facing the reaction space.

비교적 넓은 면적에 형성되는 상기 제1 히터 모듈(200a)은 상기 반응 챔버(300) 외곽의 서로 다른 위치에 배치되는 복수 개의 히터들을 포함하여 이루어질 수 있고, 이 경우 복수 개의 히터들 각각은 독립적으로 온도제어가 가능하도록 함으로써 상기 반응 챔버(300) 내부가 전체적으로 균일한 온도를 유지하도록 할 수 있다. The first heater module 200a formed on a relatively large area may include a plurality of heaters disposed at different positions on the outer side of the reaction chamber 300. In this case, So that the inside of the reaction chamber 300 can maintain a uniform temperature as a whole.

상기 단열 부재(250)는 상기 히터 모듈(200)에서 발생된 열이 외부로 유출되지 않고 상기 반응 챔버(300) 쪽으로 잘 전달되도록 하는 것으로서, 제1 단열 부재(250a) 및 제2 단열 부재(250b)를 포함하여 이루어진다. The heat insulating member 250 allows the heat generated from the heater module 200 to be transmitted to the reaction chamber 300 without flowing out to the outside. The first and second heat insulating members 250a and 250b ).

상기 제1 단열 부재(250a)는 상기 제1 히터 모듈(200a)에서 발생된 열이 상기 외부 챔버(100) 쪽으로 전달되는 것을 방지하는 것으로서, 상기 제1 히터 모듈(200a)과 상기 외부 챔버(100) 사이에 형성된다. 상기 제1 단열 부재(250a)는 상기 제1 히터 모듈(200a)과 일체형으로 형성될 수도 있다. The first heat insulating member 250a prevents the heat generated from the first heater module 200a from being transmitted to the outer chamber 100. The first heater module 200a and the outer chamber 100 . The first heat insulating member 250a may be formed integrally with the first heater module 200a.

상기 제2 단열 부재(250b)는 상기 제2 히터 모듈(200b)에서 발생된 열이 상기 도어 챔버(400) 쪽으로는 전달되는 것을 방지하는 것으로서, 상기 제2 히터 모듈(200b)과 상기 도어 챔버(400) 사이에 형성된다. 상기 제2 단열 부재(250b)는 상기 제2 히터 모듈(200b)과 일체형으로 형성될 수도 있다. The second heat insulating member 250b prevents the heat generated from the second heater module 200b from being transmitted to the door chamber 400. The second heater module 200b and the door chamber 400. The second heat insulating member 250b may be formed integrally with the second heater module 200b.

상기 반응 챔버(300)는 그 내부에 복수 개의 기판(S)이 탑재된 보트(B)가 로딩되어 상기 복수 개의 기판(S)에 대한 열처리 공정을 수행하는 반응 공간을 제공하는 것이다. 이와 같은 반응 챔버(300)는 부식성이 매우 강한 반응 가스에 견딜 수 있는 우수한 내부식성 재료, 예로서, 석영 또는 내부식성 금속이나 비금속 재료로 이루어질 수 있다. The reaction chamber 300 is provided with a reaction space in which a boat B on which a plurality of substrates S are mounted is loaded to perform a heat treatment process on the plurality of substrates S. The reaction chamber 300 may be made of an excellent corrosion-resistant material, such as quartz or corrosion-resistant metal or non-metallic material, which can withstand highly reactive corrosive gases.

상기 도어 챔버(400)는 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간을 개폐할 수 있도록 한다. 이와 같은 도어 챔버(400)는 이송 장치에 연결되어 있어 상기 이송 장치의 동작에 의해서 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간을 개폐하게 된다. 구체적으로, 상기 이송 장치는 상기 도어 챔버(400)를 상기 반응 챔버(300)와 가까워지도록 하거나 멀어지도록 이송하는 전후측 이송 장치 및 상기 도어 챔버(400)를 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간과 마주하는 위치에서 그렇지 않은 위치로 이송하는 좌우측 이송 장치로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 다양한 이송 장치가 적용될 수 있다. The door chamber 400 can open and close the reaction space of the reaction chamber 300. The door chamber 400 is connected to a transfer device, and the reaction space of the reaction chamber 300 is opened and closed by the operation of the transfer device. Specifically, the transfer device includes a front and rear transfer device for transferring the door chamber 400 to or away from the reaction chamber 300, and a door chamber 400 for transferring the door chamber 400 to the reaction space of the reaction chamber 300 And a left and right conveying device for conveying from a facing position to a non-facing position. However, the present invention is not limited thereto, and various conveying devices known in the art can be applied.

상기 기류 조절 장치(450)는 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간과 마주하도록 설치되어 상기 반응 공간 내의 기류를 조절한다. 보다 구체적으로, 상기 기류 조절 장치(450)는 상기 도어 챔버(400)의 전방에 형성되어 있으며, 특히, 상기 제2 히터 모듈(200b)의 전방에 배치되면서 상기 도어 챔버(400)의 전방에 고정될 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 기류 조절 장치(450)는 상기 도어 챔버(400)의 반대편에 해당하는 상기 반응 챔버(300)의 후방에 설치될 수도 있다. The airflow regulator 450 is installed to face the reaction space of the reaction chamber 300 to regulate the airflow in the reaction space. More specifically, the airflow regulating device 450 is formed in front of the door chamber 400, and is disposed in front of the second heater module 200b and fixed to the front of the door chamber 400 . However, the present invention is not limited thereto, and the airflow regulator 450 may be disposed behind the reaction chamber 300, which is opposite to the door chamber 400.

상기 기류 조절 장치(450)는 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간 내에서 기류가 순환되도록 함으로써 상기 반응 공간 전체에서 균일한 온도 분포 및 균일한 반응 가스의 농도 분포가 되도록 한다. 이와 같은 기류 조절 장치(450)는 기류 순환 팬(fan)으로 이루어질 수 있다. 상기 기류 조절 장치(450)는 내부식성 재료, 예로서, 석영 또는 내부식성 금속 재료로 이루어질 수 있다. The airflow regulator 450 circulates the airflow in the reaction space of the reaction chamber 300 so that a uniform temperature distribution and a uniform concentration distribution of the reaction gas are obtained throughout the reaction space. The airflow regulating device 450 may be an airflow circulating fan. The airflow regulating device 450 may be made of a corrosion-resistant material, for example, quartz or a corrosion-resistant metal material.

상기 실링 부재(500)는 상기 반응 챔버(300) 내의 반응가스가 외부로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 반응 챔버(300) 내에서는 독성이 매우 강하고 발화성이 큰 반응가스가 반응하게 되는데, 그와 같은 반응가스가 외부로 유출될 경우 산소와 반응하여 폭발의 위험성이 있다. 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내의 반응가스가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해서 상기 실링 부재(500)가 적용된다. The sealing member 500 prevents the reaction gas in the reaction chamber 300 from flowing out to the outside. In the reaction chamber 300, a highly reactive and highly ignitable reaction gas is reacted. When such a reaction gas flows out to the outside, there is a risk of explosion by reacting with oxygen. Therefore, the sealing member 500 is applied to prevent the reaction gas in the reaction chamber 300 from flowing out to the outside.

상기 실링 부재(500)는 상기 외부 챔버(100)와 상기 반응 챔버(300) 사이 및 상기 반응 챔버(300)와 외부 대기 사이를 밀봉한다. 이와 같은 실링 부재(500)는 플린지(fringe)(510), 칼라(collar)(520) 및 오-링(O-ring)(530)으로 이루어진다. The sealing member 500 seals between the outer chamber 100 and the reaction chamber 300 and between the reaction chamber 300 and the outer atmosphere. Such a sealing member 500 is composed of a fringe 510, a collar 520 and an O-ring 530.

상기 플린지(510)는 상기 오-링(530)과 함께 상기 외부 챔버(100)와 상기 반응 챔버(300) 사이를 밀봉한다. 구체적으로, 상기 플린지(510)의 일단부는 상기 외부 챔버(100)의 말단에서 돌출된 돌출부(101)와 결합되어 있고, 상기 플린지(510)의 타단부는 상기 반응 챔버(300)의 외벽과 결합되어 있다. 특히, 상기 플린지(510)의 일단부와 상기 외부 챔버(100)의 말단에서 돌출된 돌출부(101) 사이에는 제1 오-링(530a)이 형성되어 있고, 상기 플린지(510)의 타단부와 상기 반응 챔버(300)의 외벽 사이에는 제2 오-링(530b)이 형성되어 있다. 이와 같이, 상기 플린지(510), 제1 오-링(530a), 및 제2 오-링(530b)의 조합에 의해서 상기 외부 챔버(100)와 상기 반응 챔버(300) 사이가 밀봉된다. The flanges 510 together with the O-rings 530 seal between the outer chamber 100 and the reaction chamber 300. One end of the flange 510 is connected to the protrusion 101 protruding from the distal end of the outer chamber 100 and the other end of the flange 510 is connected to the outer surface of the outer chamber 100 of the reaction chamber 300. [ ≪ / RTI > In particular, a first o-ring 530a is formed between one end of the flange 510 and the protruding portion 101 protruding from the end of the outer chamber 100, And a second O-ring 530b is formed between the end of the reaction chamber 300 and the outer wall of the reaction chamber 300. Thus, the outer chamber 100 and the reaction chamber 300 are sealed by the combination of the flange 510, the first o-ring 530a, and the second o-ring 530b.

상기 칼라(collar)(520)는 상기 오-링(530)과 함께 상기 반응 챔버(300)와 외부 대기 사이를 밀봉한다. 구체적으로, 상기 칼라(520)의 일단은 상기 플린지(510)와 결합되어 있고, 상기 칼라(520)의 타단은 상기 도어 챔버(400)와 결합되어 있다. 특히, 상기 칼라(520)의 일단과 상기 플린지(510) 사이에는 제3 오-링(530c)이 형성되어 있고, 상기 칼라(520)의 타단과 상기 도어 챔버(400) 사이에는 제4 오-링(530d)이 형성되어 있다. 이와 같이, 상기 칼라(520), 제3 오-링(530c), 및 제4 오-링(530c)의 조합에 의해서 상기 플린지(510)와 상기 도어 챔버(400) 사이가 밀봉됨으로써 결과적으로 상기 반응 챔버(300)와 외부 대기 사이가 밀봉된다. The collar 520 together with the O-ring 530 seals between the reaction chamber 300 and the external atmosphere. Specifically, one end of the collar 520 is coupled to the flange 510, and the other end of the collar 520 is coupled to the door chamber 400. A third o-ring 530c is formed between one end of the collar 520 and the flange 510. A third o-ring 530c is formed between the other end of the collar 520 and the door chamber 400, - ring 530d are formed. As a result, the flange 510 and the door chamber 400 are sealed by the combination of the collar 520, the third o-ring 530c, and the fourth o-ring 530c, And the space between the reaction chamber 300 and the external atmosphere is sealed.

상기 오-링(O-ring)(530)은 전술한 바와 같이, 제1 오-링(530a), 제2 오링(530b), 제3 오-링(530c), 및 제4 오-링(530d)을 포함하여 이루어진다. 각각의 오링(530a, 530b, 530c, 530d)는 복수 개의 오-링들의 조합으로 이루어질 수 있다. The O-ring 530 is connected to the first O-ring 530a, the second O-ring 530b, the third O-ring 530c, and the fourth O-ring 530b, 530d. Each of the O-rings 530a, 530b, 530c, and 530d may be a combination of a plurality of O-rings.

상기 내부 냉각 시스템(600)은 상기 반응 챔버(300) 내부를 빠른 시간 내에 냉각시켜 전체 공정 시간을 단축시키는 역할을 한다. 상기 반응 챔버(300) 내부에서 반응이 완료되면 상기 반응 챔버(300) 내부에 로딩된 복수 개의 기판(S)이 탑재된 보트(B)를 상기 반응 챔버(300) 외부로 언로딩해야 하는데, 상기 복수 개의 기판(S)과 보트(B)가 고온으로 가열된 상태이므로 일단 상기 반응 챔버(300) 내부를 냉각한 후에 상기 보트(B)를 언로딩한다. 그런데, 상기 반응 챔버(300) 내부를 자연냉각시킬 경우 열용량이 큰 복수 개의 기판(S)과 보트(B)를 냉각하는데 대략 5시간 내지 10시간 정도의 시간이 소요되므로, 자연냉각을 이용하게 되면 전체 공정 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지게 된다. 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내부를 보다 빠른 시간 내에 냉각시키기 위해서 상기 내부 냉각 시스템(600)이 적용된다. The internal cooling system 600 serves to shorten the entire process time by rapidly cooling the inside of the reaction chamber 300. When the reaction is completed in the reaction chamber 300, the boat B loaded with the plurality of substrates S loaded in the reaction chamber 300 needs to be unloaded from the reaction chamber 300, Since the plurality of substrates S and the boat B are heated at a high temperature, the boat B is unloaded after cooling the inside of the reaction chamber 300 once. When the inside of the reaction chamber 300 is cooled down, it takes about 5 to 10 hours to cool a plurality of substrates S having a large heat capacity and a boat B, The entire process takes a long time and the productivity is lowered. Accordingly, the internal cooling system 600 is applied to cool the inside of the reaction chamber 300 more rapidly.

상기 내부 냉각 시스템(600)은 제1 순환 배관(610), 제1 열교환 장치(620), 제1 순환 장치(630), 및 차단 밸브(640a, 640b)를 포함하여 이루어진다. The internal cooling system 600 includes a first circulation pipe 610, a first heat exchange device 620, a first circulation device 630, and shutoff valves 640a and 640b.

상기 제1 순환 배관(610)은 그 일단이 상기 실링 부재(500), 보다 구체적으로는 상기 칼라(520)의 일측에 연결되어 있고 그 타단이 상기 칼라(520)의 타측에 연결되어 있다. 특히, 상기 제1 순환 배관(610)과 연결되는 상기 칼라(520)의 일측 및 타측에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버(300)의 내부와 상기 제1 순환 배관(610) 사이가 서로 연통되어 있다. 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내부의 가스, 보다 구체적으로는 상기 반응 챔버(300) 내부의 불활성 가스는 상기 제1 순환 배관(610)을 통해서 순환될 수 있다. One end of the first circulation pipe 610 is connected to the sealing member 500 and more specifically to one side of the collar 520 and the other end thereof is connected to the other side of the collar 520. Particularly, a through hole is formed at one side and the other side of the collar 520 connected to the first circulation pipe 610, and the inside of the reaction chamber 300 and the first circulation pipe 610 communicate with each other. Therefore, the gas inside the reaction chamber 300, more specifically, the inert gas inside the reaction chamber 300, can be circulated through the first circulation pipe 610.

상기 제1 열교환 장치(620)는 상기 제1 순환 배관(610)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 제1 순환 배관(610)을 통해 순환되는 불활성 가스는 상기 제1 열교환 장치(620)에 의해서 냉각된 상태로 상기 반응 챔버(300) 내부로 전달된다. The first heat exchanger 620 is connected to the first circulation pipe 610. Accordingly, the inert gas circulated through the first circulation pipe 610 is transferred into the reaction chamber 300 while being cooled by the first heat exchanger 620.

상기 제1 순환 장치(630)는 상기 제1 순환 배관(610)에 연결되어 있어, 상기 제1 순환 장치(630)의 동작에 의해서 상기 반응 챔버(300) 내부와 상기 제1 순환 배관(610) 사이에서 불활성 가스가 순환된다. 상기 제1 순환 장치(630)는 펌프 또는 블로우워(Blower)로 이루어질 수 있다.The first circulation device 630 is connected to the first circulation pipe 610 and is connected to the inside of the reaction chamber 300 and the first circulation pipe 610 by the operation of the first circulation device 630, The inert gas is circulated. The first circulator 630 may be a pump or a blower.

상기 차단 밸브(640a, 640b)는 상기 제1 순환 배관(610)에 연결되어 있어 상기 반응 챔버(300) 내부의 반응 가스가 순환되는 것을 차단한다. 상기 내부 냉각 시스템(600)은 상기 반응 챔버(300) 내부의 반응이 종료된 후 남아있는 반응 가스를 배기하고 상기 반응 챔버(300) 내부에 불활성 가스를 공급한 이후에 작동하게 되므로, 상기 불활성 가스를 상기 반응 챔버(300) 내부에 공급하기 전까지는 상기 반응 가스가 순환되는 것을 차단할 필요가 있고, 그를 위해서 상기 차단 밸브(640a, 640b)가 적용되는 것이다. 이와 같은 차단 밸브(640a, 640b)는 상기 칼라(520)와 상기 제1 열교환 장치(620) 사이에 형성되는 제1 차단 밸브(640a) 및 상기 칼라(520)와 상기 제1 순환 장치(630) 사이에 형성되는 제2 차단 밸브(640b)를 포함하여 이루어진다. The shutoff valves 640a and 640b are connected to the first circulation pipe 610 to block the reaction gas in the reaction chamber 300 from circulating. Since the internal cooling system 600 operates after the reaction gas remaining after the reaction in the reaction chamber 300 is exhausted and the inert gas is supplied into the reaction chamber 300, It is necessary to block the circulation of the reaction gas until the reaction gas is supplied into the reaction chamber 300. For this purpose, the shutoff valves 640a and 640b are applied. The shutoff valves 640a and 640b may include a first shutoff valve 640a formed between the collar 520 and the first heat exchanger 620 and a second shutoff valve 640b between the collar 520 and the first circulator 630, And a second shutoff valve 640b formed between the second shutoff valve 640b and the second shutoff valve 640b.

상기 외부 냉각 시스템(700)은 상기 내부 냉각 시스템(600)과 함께 반응 챔버(300) 내부를 빠른 시간 내에 냉각시켜 전체 공정 시간을 단축시키는 역할을 한다. The external cooling system 700 cools the inside of the reaction chamber 300 together with the internal cooling system 600 to shorten the entire process time.

상기 반응 챔버(300)의 내부와 더불어 상기 반응 챔버(300)의 외벽을 함께 냉각시킬 경우 상기 반응 챔버(300) 내부의 냉각 속도가 증진될 수 있으며, 따라서, 상기 반응 챔버(300)와 상기 외부 챔버(100) 사이의 버퍼 공간(150)을 냉각하도록 상기 외부 냉각 시스템(700)이 적용된 것이다. The cooling rate in the reaction chamber 300 can be increased when the outer wall of the reaction chamber 300 is cooled together with the inside of the reaction chamber 300. Accordingly, The external cooling system 700 is applied to cool the buffer space 150 between the chambers 100.

상기 외부 냉각 시스템(700)은 제2 순환 배관(710), 제2 열교환 장치(720), 및 제2 순환 장치(730)를 포함하여 이루어진다. The external cooling system 700 includes a second circulation pipe 710, a second heat exchange device 720, and a second circulation device 730.

상기 제2 순환 배관(710)은 그 일단이 상기 외부 챔버(100)의 일측에 연결되어 있고 그 타단이 상기 외부 챔버(100)의 타측에 연결되어 있다. 상기 제2 순환 배관(710)과 연결되는 상기 외부 챔버(100)의 일측 및 타측에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 버퍼 공간(150)과 상기 제2 순환 배관(710) 사이가 서로 연통되어 있다. 따라서, 상기 버퍼 공간(150)의 불활성 가스는 상기 제2 순환 배관(710)을 통해서 순환될 수 있다. One end of the second circulation pipe 710 is connected to one side of the outer chamber 100 and the other end is connected to the other side of the outer chamber 100. A through hole is formed at one side and the other side of the outer chamber 100 connected to the second circulation pipe 710 and the second circulation pipe 710 is connected to the buffer space 150 through the through hole, Respectively. Accordingly, the inert gas in the buffer space 150 can be circulated through the second circulation pipe 710.

특히, 상기 제2 순환 배관(710)의 일단 및 타단은 상기 외부 챔버(100)에 형성된 관통홀을 경유하여 상기 제1 단열 부재(250a) 및 제1 히터 모듈(200a)을 관통하도록 형성된다. 따라서 상기 제2 순환 배관(710)을 통해서 순환되는 불활성 가스는 상기 반응 챔버(300)와 제1 히터 모듈(200a) 사이의 공간으로 전달되기 때문에 상기 반응 챔버(300)의 외벽에 대해서 보다 효율적인 냉각이 가능하다. Particularly, one end and the other end of the second circulation pipe 710 are formed to pass through the first heat insulating member 250a and the first heater module 200a via a through hole formed in the outer chamber 100. [ Accordingly, the inert gas circulated through the second circulation pipe 710 is transferred to the space between the reaction chamber 300 and the first heater module 200a, so that more efficient cooling of the outer wall of the reaction chamber 300 This is possible.

상기 제2 열교환 장치(720)는 상기 제2 순환 배관(710)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 제2 순환 배관(710)을 통해 순환되는 불활성 가스는 상기 제2 열교환 장치(720)에 의해서 냉각된 상태로 상기 버퍼 공간(150) 내부로 전달된다. The second heat exchanger 720 is connected to the second circulation pipe 710. Accordingly, the inert gas circulated through the second circulation pipe 710 is transferred into the buffer space 150 while being cooled by the second heat exchanger 720.

상기 제2 순환 장치(730)는 상기 제2 순환 배관(710)에 연결되어 있어, 상기 제2 순환 장치(730)의 동작에 의해서 상기 버퍼 공간(150)과 상기 제2 순환 배관(710) 사이에서 불활성 가스가 순환된다. 상기 제2 순환 장치(730)는 펌프 또는 블로우워(Blower)로 이루어질 수 있다.The second circulation device 730 is connected to the second circulation pipe 710 and is connected between the buffer space 150 and the second circulation pipe 710 by the operation of the second circulation device 730, The inert gas is circulated. The second circulator 730 may be a pump or a blower.

상기 가스 배기부(800)는 상기 반응 챔버(300) 내부의 공기 또는 상기 반응 챔버(300) 내부에서 반응이 종료된 후 남아있는 반응 가스를 배기하는 역할을 한다. 이와 같은 가스 배기부(800)는 상기 실링 부재(500), 보다 구체적으로는 상기 칼라(520)에 연결되어 있다. 특히, 상기 가스 배기부(800)와 연결되는 상기 칼라(520)에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버(300)의 내부와 상기 가스 배기부(800) 사이가 서로 연통되어 있다. The gas exhaust part 800 serves to exhaust the air inside the reaction chamber 300 or the reaction gas remaining after the reaction in the reaction chamber 300 is terminated. The gas exhaust unit 800 is connected to the sealing member 500, more specifically, to the collar 520. Particularly, a through hole is formed in the collar 520 connected to the gas exhaust unit 800, and the inside of the reaction chamber 300 and the gas exhaust unit 800 communicate with each other through the through- .

상기 가스 공급부(900)는 상기 반응 챔버(300) 내부에 불활성 가스 또는 반응 가스를 공급하는 역할을 한다. 이와 같은 가스 공급부(900)는 상기 실링 부재(500), 보다 구체적으로는 상기 칼라(520)에 연결되어 있다. 특히, 상기 가스 공급부(900)와 연결되는 상기 칼라(520)에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버(300)의 내부와 상기 가스 공급부(900) 사이가 서로 연통되어 있다. The gas supply unit 900 serves to supply an inert gas or a reactive gas into the reaction chamber 300. The gas supply unit 900 is connected to the sealing member 500, more specifically, to the collar 520. Particularly, a through hole is formed in the collar 520 connected to the gas supply unit 900, and the inside of the reaction chamber 300 and the gas supply unit 900 communicate with each other through the through hole .

상기 가스 배기부(800)와 상기 가스 공급부(900)는 상기 칼라(520)에 연결된 별도의 배관을 구비할 수도 있지만, 상기 칼라(520)에 연결된 하나의 배관에서 분기된 구조로 형성될 수도 있다. The gas exhaust unit 800 and the gas supply unit 900 may have a separate pipe connected to the collar 520 but may be branched from one pipe connected to the collar 520 .

이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법을 설명하면 다음과 같다. The heat treatment method using the heat treatment system according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

우선, 상기 도어 챔버(400)를 소정의 이송 장치를 통해 이송하여 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간을 개방하고, 복수 개의 기판(S)이 탑재된 보트(B)를 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간에 로딩한 후, 상기 도어 챔버(400)를 소정의 이송 장치를 통해 이송하여 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간을 폐쇄함으로써, 열처리 공정의 준비를 완료한다. First, the door chamber 400 is transferred through a predetermined transfer device to open the reaction space of the reaction chamber 300, and a boat B on which a plurality of substrates S are mounted is transferred to the reaction chamber 300, And then the door chamber 400 is transferred through a predetermined transfer device to close the reaction space of the reaction chamber 300 to complete the preparation of the heat treatment process.

다음, 상기 가스 배기부(800)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부의 공기를 배기하고, 이어서 상기 가스 공급부(900)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부로 불활성 가스, 예로서 질소(N2)가스를 공급한다(제1 공정). Next, air in the reaction chamber 300 is exhausted through the gas exhaust unit 800, and inert gas such as nitrogen (N 2 ) is introduced into the reaction chamber 300 through the gas supply unit 900. ) Gas (the first step).

이와 같은 공기의 배기와 불활성 가스의 공급을 반복하여 상기 반응 챔버(300) 내부의 산소 농도를 1%이하가 되도록 한다. The exhaust of air and the supply of the inert gas are repeated so that the oxygen concentration in the reaction chamber 300 becomes 1% or less.

다음, 상기 히터 모듈(200)을 동작하여 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 점차로 상승시키면서, 상기 가스 공급부(900)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부로 제1 반응 가스, 예로서 H2Se 가스, 및 불활성 가스를 공급하고, 상기 반응 챔버(300) 내부를 일정한 압력, 예로서, 500 ~ 750 Torr로 유지한다(제2 공정). Next, the heater module 200 is operated to gradually increase the temperature inside the reaction chamber 300, and a first reaction gas such as H 2 (eg, H 2 ) is introduced into the reaction chamber 300 through the gas supply unit 900. Se gas and an inert gas are supplied to the reaction chamber 300 and the inside of the reaction chamber 300 is maintained at a predetermined pressure, for example, 500 to 750 Torr (second process).

상기 제1 반응 가스 및 불활성 가스를 공급함과 더불어 상기 기류 조절 장치(450)를 동작하여 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간 내에서 기류가 순환되도록 함으로써 상기 반응 공간 전체에서 균일한 온도 분포 및 균일한 반응 가스의 농도 분포가 되도록 할 수 있다. 이와 같은 기류 조절 장치(450)의 동작은 후술하는 제3 공정, 제4 공정, 제5 공정, 제6 공정, 제7 공정, 제8 공정, 및 제9 공정이 완료될 때까지 중단하지 않고 계속 수행할 수 있다.The first reaction gas and the inert gas are supplied and the airflow regulating device 450 is operated to circulate the airflow in the reaction space of the reaction chamber 300 so that a uniform temperature distribution and a uniform temperature distribution The concentration distribution of the reaction gas can be obtained. The operation of the airflow regulator 450 is continued without interruption until the third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, and ninth processes described below are completed. Can be performed.

다음, 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 제1 온도, 예로서 400 ~ 500 ℃까지 상승시킨 후, 상기 제1 온도를 유지시키면서 기판(S) 상의 전구체층에 대해서 1차 반응시킨다(제3 공정). Next, the temperature inside the reaction chamber 300 is increased to a first temperature, for example, 400 to 500 ° C., and a first reaction is performed on the precursor layer on the substrate S while maintaining the first temperature fair).

다음, 상기 가스 배기부(800)를 통해 1차 반응 이후 잔존하는 제1 반응 가스를 배기한 후, 상기 가스 공급부(900)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부로 제2 반응 가스, 예로서 H2S 가스를 공급한다(제4 공정). Next, after the first reaction gas remaining after the first reaction is exhausted through the gas exhaust unit 800, a second reaction gas, for example, H (H), is introduced into the reaction chamber 300 through the gas supply unit 900 2 S gas is supplied (fourth step).

다음, 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 제2 온도, 예로서 500 ~ 600 ℃까지 상승시킨 후, 상기 제2 온도를 유지시키면서 기판(S) 상의 전구체층에 대해서 2차 반응시킨다(제5 공정). Next, the temperature inside the reaction chamber 300 is increased to a second temperature, for example, 500 to 600 ° C, and the second reaction is performed on the precursor layer on the substrate S while maintaining the second temperature fair).

다음, 일정 시간 동안 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 하강시키는 1차 냉각 공정을 수행한다(제6 공정).Next, a first cooling step of lowering the temperature inside the reaction chamber 300 for a predetermined time is performed (sixth step).

상기 1차 냉각 공정은 전술한 외부 냉각 시스템(700)을 동작하여 수행할 수 있다. 즉, 상기 외부 냉각 시스템(700)을 구성하는 상기 제2 열교환 장치(720) 및 제2 순환 장치(730)를 동작시켜, 냉각된 불활성 가스를 상기 버퍼 공간(150)으로 순환 공급하여 상기 반응 챔버(300) 외벽을 냉각한다. The primary cooling process may be performed by operating the external cooling system 700 described above. That is, the second heat exchanger 720 and the second circulator 730 constituting the external cooling system 700 are operated to circulate and supply the cooled inert gas to the buffer space 150, (300) to cool the outer wall.

다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 1차 냉각 공정을 자연 냉각 공정으로 대체하는 것도 가능하다. However, the present invention is not limited thereto, and it is also possible to replace the primary cooling process with a natural cooling process.

다음, 상기 가스 배기부(800)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부에 잔존하는 제2 반응 가스를 배기하고, 이어서 상기 가스 공급부(900)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부로 불활성 가스를 공급한다(제7 공정). Next, the second reaction gas remaining in the reaction chamber 300 is exhausted through the gas exhaust unit 800, and then inert gas is supplied into the reaction chamber 300 through the gas supply unit 900 (Step 7).

상기 잔존하는 반응 가스의 배기와 불활성 가스의 공급은 반복 수행하며, 이와 같은 반응 가스의 배기와 불활성 가스의 공급을 반복하는 동안 상기 외부 냉각 시스템(700)을 이용한 냉각 공정이 이어진다. The exhaust of the residual reaction gas and the supply of the inert gas are repeatedly performed, and the cooling process using the external cooling system 700 is performed while repeating the supply of the reactive gas and the supply of the inert gas.

다음, 상기 내부 냉각 시스템(600) 및 외부 냉각 시스템(700)을 함께 동작하여 상기 반응 챔버(300) 내부에 대한 2차 냉각 공정을 수행한다(제8 공정). Next, the internal cooling system 600 and the external cooling system 700 are operated together to perform a secondary cooling process inside the reaction chamber 300 (eighth process).

본 발명은 기판(S)에 대한 반응을 종료한 후 상기 내부 냉각 시스템(600) 및 외부 냉각 시스템(700)을 동시에 동작시켜 급속 냉각을 수행하는 것이 아니라, 기판(S)에 대한 반응을 종료한 후 우선 상대적으로 느린 냉각 속도로 1차 냉각을 하고, 이어서 상기 반응 챔버(300) 내부에 잔존하는 고온의 제2 반응 가스를 배기하고, 이어서 상기 내부 냉각 시스템(600) 및 외부 냉각 시스템(700)을 함께 이용한 급속 2차 냉각을 수행하는 것을 특징으로 한다. The present invention is not limited to performing rapid cooling by simultaneously operating the internal cooling system 600 and the external cooling system 700 after completing the reaction with respect to the substrate S, The internal cooling system 600 and the external cooling system 700 are firstly cooled at a relatively slow cooling rate and then the high temperature second reaction gas remaining in the reaction chamber 300 is exhausted, Is performed together with the secondary cooling.

이와 같이, 상대적으로 느린 제1 냉각 속도로 1차 냉각을 먼저 수행하고 그 후에 상대적으로 빠른 제2 냉각 속도로 2차 냉각을 수행함으로써, 급속한 온도 변화로 인해 기판(S)이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다. In this manner, the substrate S is prevented from being broken due to the rapid temperature change by first performing the first cooling at the relatively slow first cooling rate and then performing the second cooling at the relatively fast second cooling rate .

상기 2차 급속 냉각을 위한 내부 냉각 시스템(600)의 동작에 대해서 구체적으로 설명하면, 상기 내부 냉각 시스템(600)을 구성하는 상기 차단 밸브(640a, 640b)를 개방한 후, 상기 제1 열교환 장치(620) 및 제1 순환 장치(630)를 동작시켜, 냉각된 불활성 가스를 상기 반응 챔버(300) 내부로 순환 공급하여 상기 반응 챔버(300) 내부를 냉각하게 된다. The operation of the internal cooling system 600 for the second rapid cooling will be described in detail. After the shutoff valves 640a and 640b constituting the internal cooling system 600 are opened, The first circulation unit 620 and the first circulation unit 630 are operated to circulate the cooled inert gas into the reaction chamber 300 to cool the inside of the reaction chamber 300.

상기 2차 급속 냉각시 상기 내부 냉각 시스템(600) 및 외부 냉각 시스템(700)을 반드시 동시에 동작해야 하는 것은 아니다. 예로서, 상기 내부 냉각 시스템(600) 만을 동작하고 상기 외부 냉각 시스템(700)은 동작하지 않을 수도 있다. The internal cooling system 600 and the external cooling system 700 are not necessarily operated at the same time during the second rapid cooling. By way of example, only the internal cooling system 600 may operate and the external cooling system 700 may not operate.

다음, 상기 가스 배기부(800)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부의 가스를 배기하고 상기 가스 공급부(900)를 통해 상기 반응 챔버(300) 내부로 불활성 가스를 공급하는 과정을 반복한다(제9 공정). Next, the process of discharging the gas inside the reaction chamber 300 through the gas exhaust unit 800 and supplying the inert gas into the reaction chamber 300 through the gas supply unit 900 is repeated 9 process).

이상과 같은 열처리 공정이 완료되면, 상기 도어 챔버(400)를 소정의 이송 장치를 이용하여 이송하여 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간을 개방하고, 복수 개의 기판(S)이 탑재된 보트(B)를 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간으로부터 언로딩한다. When the above-described heat treatment process is completed, the door chamber 400 is transferred using a predetermined transfer device to open the reaction space of the reaction chamber 300, and a boat B Is unloaded from the reaction space of the reaction chamber 300.

한편, 이상은 기판(S)에 대해서 제1 반응 가스(H2Se)로 1차 반응을 수행하고 제2 반응 가스(H2S)로 2차 반응을 수행한 것을 설명하였지만, 본 발명이 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 하나의 반응 가스로 한 번의 반응만을 수행하는 것도 가능하다. While the above description has been made on the case where the substrate S is subjected to the first reaction with the first reaction gas (H 2 Se) and the second reaction is performed with the second reaction gas (H 2 S) But it is also possible to perform only one reaction with one reaction gas.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 진행 챠트(Chart)로서, 이는 전술한 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법에 따른 것인데, 구체적으로, 열처리 공정 순서에 따라 반응 챔버(300) 내부의 압력(Pressure), 온도(Temp.), 불활성 가스(N2) 흐름, 제1 반응 가스(H2Se) 흐름, 제2 반응 가스(H2S) 흐름을 보여주는 챠트이다. FIG. 3 is a chart of a heat treatment process according to an embodiment of the present invention, which is based on the heat treatment method using the above-described heat treatment system. Specifically, according to the heat treatment process sequence, ), A temperature (Temp.), An inert gas (N 2 ) flow, a first reaction gas (H 2 Se) flow, and a second reaction gas (H 2 S) flow.

이하, 도 3에 도시한 열처리 진행 챠트에 대해서 전술한 도 2를 참조하여 설명한다. Hereinafter, the heat treatment progress chart shown in Fig. 3 will be described with reference to Fig. 2 described above.

제1 공정(P1)은 상기 반응 챔버(300) 내부를 불활성 가스로 치환하여 상기 반응 챔버(300) 내부의 산소 농도를 최소화하는 공정이다. 제1 공정(P1)에서는 상기 반응 챔버(300) 내부의 공기를 배기하는 공정과 상기 반응 챔버(300) 내부로 불활성 가스(N2)를 공급하는 공정을 반복하게 되며, 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내의 온도는 상온을 유지하며 압력은 변동하게 된다. The first step P1 is a process of minimizing the oxygen concentration in the reaction chamber 300 by replacing the inside of the reaction chamber 300 with an inert gas. In the first step P1, the process of discharging the air inside the reaction chamber 300 and the process of supplying the inert gas N 2 into the reaction chamber 300 are repeated. 300 maintains the ambient temperature and the pressure fluctuates.

제2 공정(P2)은 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 상승시키면서 상기 반응 챔버(300) 내부로 제1 반응 가스를 공급함으로써 기판(S)에 대한 1차 반응을 시작하는 공정이다. 제2 공정(P2)에서는 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 점차로 상승시킴과 동시에 상기 반응 챔버(300) 내부로 제1 반응 가스(H2Se) 및 불활성 가스를 공급하고, 가스 공급이 완료된 후 상기 반응 챔버(300) 내부의 압력을 일정하게(예로서, 500 ~ 750 Torr) 유지한다. The second step P2 is a step of starting the first reaction with respect to the substrate S by supplying the first reaction gas into the reaction chamber 300 while raising the temperature inside the reaction chamber 300. In the second step (P2), the temperature inside the reaction chamber 300 is gradually increased, the first reaction gas (H 2 Se) and the inert gas are supplied into the reaction chamber 300, The pressure inside the reaction chamber 300 is kept constant (for example, 500 to 750 Torr).

제3 공정(P3)은 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 제1 온도로 유지하면서 기판(S)에 대한 1차 반응을 완료하는 공정이다. 제3 공정(P3)에서는 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 제1 온도(예로서, 400 ~ 500 ℃)까지 상승시킨 후 제1 온도를 유지하게 된다. 이때, 상기 반응 챔버(300) 내부의 압력은 일정하게 유지한다. The third step P3 is a step of completing the first reaction to the substrate S while maintaining the temperature inside the reaction chamber 300 at the first temperature. In the third step P3, the temperature inside the reaction chamber 300 is raised to a first temperature (for example, 400 to 500 ° C), and then the first temperature is maintained. At this time, the pressure inside the reaction chamber 300 is kept constant.

제4 공정(P4)은 상기 반응 챔버(300) 내부를 제2 반응 가스로 치환하여 기판(S)에 대한 2차 반응을 시작하는 공정이다. 제4 공정(P4)에서는 1차 반응 이후 잔존하는 반응 가스를 배기한 후, 상기 반응 챔버(300) 내부로 제2 반응 가스(H2S)를 공급하고, 가스 공급이 완료된 후 상기 반응 챔버(300) 내부의 압력을 일정하게 유지한다. 이때, 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도는 상기 제1 온도를 유지한다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 제2 반응 가스(H2S)를 공급하면서 온도를 상승시킬 수도 있다. The fourth step P4 is a step for starting the secondary reaction with respect to the substrate S by replacing the inside of the reaction chamber 300 with the second reaction gas. In the fourth step P4, after the reaction gas remaining after the first reaction is exhausted, the second reaction gas (H 2 S) is supplied into the reaction chamber 300. After the completion of the gas supply, 300). At this time, the temperature inside the reaction chamber 300 maintains the first temperature. However, the present invention is not limited thereto, and the temperature may be raised while supplying the second reaction gas (H 2 S).

제5 공정(P5)은 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 제2 온도까지 상승하여 기판(S)에 대한 2차 반응을 완료하는 공정이다. 제5 공정(P5)에서는 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 제2 온도(예로서, 500 ~ 600 ℃)까지 상승시킨 후 제2 온도를 유지하게 된다. 이때, 상기 반응 챔버(300) 내부의 압력은 일정하게 유지한다.The fifth step P5 is a step of raising the temperature inside the reaction chamber 300 to the second temperature to complete the second reaction to the substrate S. In the fifth step P5, the temperature inside the reaction chamber 300 is increased to a second temperature (for example, 500 to 600 ° C), and then the second temperature is maintained. At this time, the pressure inside the reaction chamber 300 is kept constant.

제6 공정(P6)은 기판(S)에 대한 반응을 종료한 후 상기 반응 챔버(300)에 대해 1차 냉각하는 공정이다. 제6 공정(P6)에서는 상기 외부 냉각 시스템(700)을 동작하여 상기 반응 챔버(300) 내부의 온도를 점차로 하강시킨다. 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내의 압력은 일정하게 유지된다.The sixth step P6 is a step of first cooling the reaction chamber 300 after the reaction to the substrate S is completed. In the sixth step P6, the external cooling system 700 is operated to gradually lower the temperature inside the reaction chamber 300. Therefore, the pressure in the reaction chamber 300 is kept constant.

제7 공정(P7)은 상기 반응 챔버(300) 내부의 반응 가스를 배기하는 공정과 상기 반응 챔버(300) 내부로 불활성 가스(N2)를 공급하는 공정을 반복하는 공정이다. 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내의 압력은 변동하게 된다. 제7 공정(P7) 중에 상기 외부 냉각 시스템(700)도 함께 동작한다. The seventh step P7 is a step of repeating the process of discharging the reaction gas in the reaction chamber 300 and the process of supplying the inert gas N 2 into the reaction chamber 300. Therefore, the pressure in the reaction chamber 300 is varied. During the seventh step P7, the external cooling system 700 also operates together.

제8 공정(P8)은 상기 반응 챔버(300)에 대해 급속 2차 냉각하는 공정이다. 즉, 상기 제6 공정(P6)에서의 1차 냉각 속도에 비하여 제8 공정(P8)에서의 2차 냉각 속도가 빠르다. 제8 공정(P8)에서는 상기 내부 냉각 시스템(600) 및 외부 냉각 시스템(700)을 함께 동작하여 상기 반응 챔버(300)를 급속하게 냉각한다. 이때, 상기 반응 챔버(300) 내의 압력은 일정하게 유지한다. The eighth step (P8) is a step of rapid secondary cooling of the reaction chamber 300. That is, the secondary cooling rate in the eighth process (P8) is faster than the primary cooling rate in the sixth process (P6). In the eighth step P8, the internal cooling system 600 and the external cooling system 700 operate together to rapidly cool the reaction chamber 300. [ At this time, the pressure in the reaction chamber 300 is kept constant.

제9 공정(P9)은 열처리 공정을 종료하는 공정으로서 이는 기판(S)에 대한 언로딩을 준비하는 것이다. 제9 공정(P8)에서는 상기 반응 챔버(300) 내부의 반응 가스를 배기하는 공정과 상기 반응 챔버(300) 내부로 불활성 가스(N2)를 공급하는 공정을 반복하게 되며, 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내의 압력은 변동하게 된다. The ninth step (P9) is a step of terminating the heat treatment process, which is to prepare for unloading the substrate (S). In the ninth step P8, the process of discharging the reaction gas in the reaction chamber 300 and the process of supplying inert gas (N 2 ) into the reaction chamber 300 are repeated. Accordingly, The pressure in the chamber 300 fluctuates.

이상은 CIGS 태양전지의 광흡수층을 형성하기 위한 열처리 시스템 및 열처리 방법에 대해서 설명하였지만, 본 발명에 따른 열처리 시스템 및 열처리 방법이 반드시 CIGS 태양전지의 광흡수층을 형성하는데에 한정되는 것은 아니다. Although the heat treatment system and the heat treatment method for forming the light absorption layer of the CIGS solar cell have been described above, the heat treatment system and the heat treatment method according to the present invention are not limited to forming the light absorption layer of the CIGS solar cell.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조방법을 도시한 공정 단면도이다. 4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CIGS solar cell according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 4a와 같이, 기판(10) 상에 후면전극(20)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, a back electrode 20 is formed on a substrate 10.

상기 기판(10)으로는 유리 또는 투명한 플라스틱 등을 이용할 수 있다.As the substrate 10, glass or transparent plastic can be used.

상기 후면전극(20)은 몰리브덴(Mo) 등과 같은 도전 물질을 스퍼터링(sputtering)법, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 또는 인쇄법 등을 이용하여 형성할 수 있다.The rear electrode 20 may be formed of a conductive material such as molybdenum (Mo) by a sputtering method, an MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, or a printing method.

다음, 도 4b와 같이, 상기 후면전극(20) 상에 전구체층(30a, 30b)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, precursor layers 30a and 30b are formed on the rear electrode 20.

상기 전구체층(30a, 30b)을 형성하는 공정은 상기 후면전극(20) 상에 제1 전구체층(30a)을 형성하는 공정 및 상기 제1 전구체층(30a) 상에 제2 전구체층(30b)을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. The step of forming the precursor layers 30a and 30b may include a step of forming a first precursor layer 30a on the back electrode 20 and a step of forming a second precursor layer 30b on the first precursor layer 30a, To form a layer.

상기 제1 전구체층(30a)은 구리갈륨(CuGa)을 포함하는 도전 물질을 스퍼터링법, MOCVD법, 또는 증발법(evaporation) 등을 이용하여 형성할 수 있다. The first precursor layer 30a may be formed using a conductive material containing copper gallium (CuGa) by sputtering, MOCVD, evaporation, or the like.

상기 제2 전구체층(30b)은 인듐(In)을 포함하는 도전 물질을 스퍼터링법, MOCVD법, 또는 증발법(evaporation) 등을 이용하여 형성할 수 있다. The second precursor layer 30b may be formed using a conductive material containing indium (In) by sputtering, MOCVD, evaporation, or the like.

다음, 도 4c와 같이, 상기 전구체층(30a, 30b)에 대해서 열처리 공정을 수행하여 광흡수층(30)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4C, the precursor layers 30a and 30b are subjected to a heat treatment process to form a light absorbing layer 30.

상기 광흡수층(30)을 형성하는 공정은 H2Se 가스 또는 H2Se와 H2S의 혼합가스 분위기에서 열처리 공정을 수행하여 구성 원소 간에 화학반응을 촉진시키는 공정으로 이루어질 수 있다. 상기 열처리 공정은 전술한 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법으로 이루어질 수 있으며, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다. The step of forming the light absorption layer 30 may include a step of performing a heat treatment process in a mixed gas atmosphere of H 2 Se gas or H 2 Se and H 2 S to accelerate a chemical reaction between the constituent elements. The heat treatment process may be performed by the heat treatment process using the heat treatment system described above, and a detailed description thereof will be omitted.

다음, 도 4d와 같이, 상기 광흡수층(30) 상에 버퍼층(40)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4D, a buffer layer 40 is formed on the light absorbing layer 30.

상기 버퍼층(40)은 CdS, InS, 또는 ZnS 등과 같은 물질을 CBD(Chemical Bath Deposition)법, MOCVD법, 스퍼터링법, 또는 ALD(Atomic Layer Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.The buffer layer 40 may be formed of a material such as CdS, InS, or ZnS using a chemical bath deposition (CBD) method, a MOCVD method, a sputtering method, or an ALD (Atomic Layer Deposition) method.

다음, 도 4e와 같이, 상기 버퍼층(40) 상에 전면전극(50)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4E, the front electrode 50 is formed on the buffer layer 40.

상기 전면전극(50)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전 물질을 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 형성할 수 있다.The front electrode 50 is ZnO, ZnO: can be formed by using a F, ITO (Indium Tin Oxide) transparent conductive material such as a sputtering method or the MOCVD method: B, ZnO: Al, SnO 2, SnO 2 .

100: 외부 챔버 200: 히터 모듈
250: 단열 부재 300: 반응 챔버
400: 도어 챔버 450: 기류 조절 장치
500: 실링 부재 510: 플린지(fringe)
520: 칼라(collar) 530: 오-링(O-ring)
600: 내부 냉각 시스템 610: 제1 순환 배관
620: 제1 열교환 장치 630: 제1 순환 장치
640a, 640b: 차단 밸브 700: 외부 냉각 시스템
710: 제2 순환 배관 720: 제2 열교환 장치
730: 제2 순환 장치 800: 가스 배기부
900: 가스 공급부 10: 기판
20: 후면 전극 30a, 30b: 전구체층
30: 광흡수층 40: 버퍼층
50: 전면전극100: outer chamber 200: heater module
250: thermal insulating member 300: reaction chamber
400: door chamber 450: airflow control device
500: sealing member 510: fringe
520: collar 530: O-ring,
600: internal cooling system 610: first circulation piping
620: first heat exchanger 630: first circulator
640a, 640b: shutoff valve 700: external cooling system
710: second circulation pipe 720: second heat exchanger
730: Second circulation device 800: Gas exhaust part
900: gas supply unit 10: substrate
20: rear electrode 30a, 30b: precursor layer
30: light absorbing layer 40: buffer layer
50: front electrode

Claims (15)

반응 공간을 구비하고 있는 반응 챔버;
상기 반응 챔버와 소정의 거리를 두고 이격되면서 상기 반응 챔버를 둘러싸고 있는 외부 챔버;
상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이에 형성된 제1 히터 모듈을 포함하는 히터 모듈;
상기 반응 챔버의 상기 반응 공간을 개폐하는 도어 챔버;
상기 반응 챔버 내부를 냉각시키기 위해서 상기 반응 공간과 연통되어 있는 내부 냉각 시스템; 및
상기 반응 챔버 외벽을 냉각시키기 위해서 상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이의 버퍼 공간과 연통되어 있는 외부 냉각 시스템을 포함하여 이루어지고,
상기 반응 챔버와 외부 대기 사이를 밀봉하기 위한 실링 부재를 추가로 포함하여 이루어지고, 상기 내부 냉각 시스템은 상기 실링 부재에 구비된 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버의 상기 반응 공간과 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템. A reaction chamber having a reaction space;
An outer chamber spaced apart from the reaction chamber by a predetermined distance and surrounding the reaction chamber;
A heater module including a first heater module formed between the reaction chamber and the outer chamber;
A door chamber for opening and closing the reaction space of the reaction chamber;
An internal cooling system in communication with the reaction space for cooling the inside of the reaction chamber; And
And an external cooling system communicating with a buffer space between the reaction chamber and the outer chamber to cool the reaction chamber outer wall,
And a sealing member for sealing between the reaction chamber and the external atmosphere, wherein the internal cooling system is in communication with the reaction space of the reaction chamber through a through hole provided in the sealing member Heat treatment system. 제1항에 있어서,
상기 반응 챔버의 반응 공간 내에 기류 순환을 위한 기류 조절 장치가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein an air flow regulating device for air circulation is additionally formed in the reaction space of the reaction chamber. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반응 챔버 내부로부터 가스를 배기하기 위한 가스 배기부 및 상기 반응 챔버 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 추가로 포함하여 이루어지고,
상기 가스 배기구 및 가스 공급부는 상기 실링 부재에 구비된 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버의 상기 반응 공간과 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템. The method according to claim 1,
Further comprising a gas evacuation unit for evacuating gas from the inside of the reaction chamber and a gas supply unit for supplying gas into the reaction chamber,
Wherein the gas exhaust port and the gas supply port are communicated with the reaction space of the reaction chamber through a through hole provided in the sealing member. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 외부 냉각 시스템은 상기 외부 챔버에 형성된 관통홀을 경유하여 상기 제1 히터 모듈을 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the external cooling system is formed to penetrate the first heater module via a through hole formed in the external chamber. 제2항에 있어서,
상기 히터 모듈은 상기 도어 챔버의 전방에 형성된 제2 히터 모듈을 추가로 포함하여 이루어지고,
상기 기류 조절 장치는 상기 제2 히터 모듈의 전방에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템. 3. The method of claim 2,
Wherein the heater module further comprises a second heater module formed in front of the door chamber,
Wherein the airflow regulating device is formed in front of the second heater module. 제6항에 있어서,
상기 제1 히터 모듈에서 발생된 열이 상기 외부 챔버 쪽으로 전달되는 것을 방지하기 위해서 상기 제1 히터 모듈과 상기 외부 챔버 사이에 형성된 제1 단열 부재, 및 상기 제2 히터 모듈에서 발생된 열이 상기 도어 챔버 쪽으로는 전달되는 것을 방지하기 위해서 상기 제2 히터 모듈과 상기 도어 챔버 사이에 형성된 제2 단열 부재를 추가로 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열처리 시스템. The method according to claim 6,
A first heat insulating member formed between the first heater module and the outer chamber to prevent heat generated in the first heater module from being transmitted to the outer chamber, Further comprising a second heat insulating member formed between the second heater module and the door chamber to prevent the heat from being transmitted to the chamber. 반응 챔버 내부의 공기를 불활성 가스로 치환하는 공정;
상기 반응 챔버 내부의 온도를 점차로 상승시키면서 상기 반응 챔버 내부로 반응 가스를 공급하는 공정;
상기 반응 챔버 내부의 온도를 유지시키면서 상기 반응 챔버 내부에 로딩된 기판 상의 전구체층을 반응시키는 공정;
상기 반응 챔버 내부에 대해서 제1 냉각 속도로 1차 냉각 공정을 수행하고, 상기 반응 챔버 내부에 잔존하는 반응가스를 불활성 가스로 치환하는 공정;
상기 반응 챔버 내부에 대해서 상기 제1 냉각 속도보다 빠른 제2 냉각 속도로 2차 냉각 공정을 수행하는 공정; 및
상기 반응 챔버 내부에 잔존하는 반응가스를 불활성 가스로 치환하는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 2차 냉각 공정은 상기 반응 챔버 내의 반응 공간에 있는 불활성 가스를 상기 반응 공간과 연통되어 있는 내부 냉각 시스템을 이용하여 냉각 순환시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법. Replacing the air inside the reaction chamber with an inert gas;
Supplying a reaction gas into the reaction chamber while gradually increasing a temperature inside the reaction chamber;
Reacting the precursor layer on the substrate loaded in the reaction chamber while maintaining the temperature inside the reaction chamber;
Performing a first cooling process at a first cooling rate in the reaction chamber, and replacing the reaction gas remaining in the reaction chamber with an inert gas;
Performing a secondary cooling process inside the reaction chamber at a second cooling rate that is faster than the first cooling rate; And
And a step of replacing the reaction gas remaining in the reaction chamber with an inert gas,
Wherein the second cooling step includes cooling the inert gas in the reaction space in the reaction chamber by using an internal cooling system in communication with the reaction space. 제8항에 있어서,
상기 1차 냉각 공정은 상기 반응 챔버와 상기 반응 챔버를 둘러싸고 있는 외부 챔버 사이의 버퍼 공간에 있는 불활성 가스를 상기 버퍼 공간과 연통되어 있는 외부 냉각 시스템을 이용하여 냉각 순환시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the primary cooling step includes a step of cooling and circulating an inert gas in a buffer space between the reaction chamber and an outer chamber surrounding the reaction chamber by using an external cooling system communicating with the buffer space Lt; / RTI > 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 2차 냉각 공정은 상기 반응 챔버와 상기 반응 챔버를 둘러싸고 있는 외부 챔버 사이의 버퍼 공간에 있는 불활성 가스를 상기 버퍼 공간과 연통되어 있는 외부 냉각 시스템을 이용하여 냉각 순환시키는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법. 9. The method of claim 8,
The secondary cooling process further includes cooling the inert gas in the buffer space between the reaction chamber and the outer chamber surrounding the reaction chamber by using an external cooling system in communication with the buffer space Characterized by a heat treatment method. 제8항에 있어서,
상기 반응 챔버 내부로 반응 가스를 공급하는 공정 및 상기 기판 상의 전구체층을 반응시키는 공정은,
상기 반응 챔버 내부의 온도를 제1 온도로 상승시키면서 상기 반응 챔버 내부로 제1 반응 가스를 공급하여 상기 전구체에 대해 1차 반응시키는 공정;
상기 제1 반응 가스를 배기한 후 상기 반응 챔버 내부로 제2 반응 가스를 공급하는 공정; 및
상기 반응 챔버 내부의 온도를 제2 온도로 상승시키면서 상기 전구체에 대해 2차 반응시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열처리 방법. 9. The method of claim 8,
A step of supplying a reaction gas into the reaction chamber and a step of reacting the precursor layer on the substrate,
Supplying a first reaction gas into the reaction chamber while raising the temperature inside the reaction chamber to a first temperature to cause a first reaction to the precursor;
Supplying the second reaction gas into the reaction chamber after exhausting the first reaction gas; And
And secondarily reacting the precursor with the temperature of the inside of the reaction chamber raised to a second temperature. 제8항에 있어서,
상기 반응 챔버 내부로 반응 가스를 공급하는 공정은 상기 반응 챔버의 반응 공간과 마주하는 기류 조절 장치를 동작하여 상기 반응 챔버의 반응 공간 내에서 기류를 순환시키는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the step of supplying the reaction gas into the reaction chamber further comprises the step of circulating the airflow in the reaction space of the reaction chamber by operating the air flow control device facing the reaction space of the reaction chamber. Way. 기판 상에 후면전극을 형성하는 공정;
상기 후면전극 상에 전구체층을 형성하는 공정;
상기 전구체층에 대해서 열처리 공정을 수행하여 광흡수층을 형성하는 공정;
상기 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 공정; 및
상기 버퍼층 상에 전면전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 전구체층에 대해서 열처리 공정을 수행하는 공정은 전술한 제8항, 제9항 및 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 열처리 방법으로 이루어진 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. Forming a rear electrode on the substrate;
Forming a precursor layer on the rear electrode;
Performing a heat treatment process on the precursor layer to form a light absorbing layer;
Forming a buffer layer on the light absorbing layer; And
And forming a front electrode on the buffer layer,
Wherein the step of performing the heat treatment process on the precursor layer comprises the heat treatment method according to any one of claims 8, 9 and 11 to 13. 제14항에 있어서,
상기 전구체층을 형성하는 공정은 구리갈륨(CuGa)을 포함하는 도전 물질로 제1 전구체층을 형성하는 공정 및 상기 제1 전구체층 상에 인듐(In)을 포함하는 도전 물질로 제2 전구체층을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 반응가스는 H2Se 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. 15. The method of claim 14,
Wherein the step of forming the precursor layer includes the steps of forming a first precursor layer with a conductive material containing copper gallium (CuGa), and forming a second precursor layer with a conductive material containing indium (In) on the first precursor layer And a step of forming,
Wherein the reaction gas comprises H 2 Se gas.
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