KR101780053B1 - 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그 - Google Patents

태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그에 관한 것으로, 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 프로세스 튜브를 그 내부에 진입시켜 상기 프로세스 튜브를 에워싸고 가열하는 히터에 있어서, 상기 히터를 승하강시키는 리프트의 포크가 삽입될 수 있는 슬롯부와 상기 히터 측면 외주연에 상기 슬롯부를 고정하는 밴드부가 구비된 히터 이송 지그를 포함하고, 상기 히터 이송 지그는 상기 히터에 용접으로 고정되어 일체화된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그{Zig for carrying heater of solar cell wafer heating apparatus}
본 발명은 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 퍼니스 장비에서 히터 교체 작업을 위한 히터의 이송이나 교체를 안전하게 처리하고 히터의 유지 보수를 편리하게 할 수 있도록 히터를 이송하기 위한 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지 웨이퍼는 산화가스(Pocl3)를 웨이퍼에 도핑하여 PN 접합공정 후 액티베이션 공정(activation, 고온에서 웨이퍼 표면을 평판화 시키기 위해서 웨이퍼를 어닐링)을 거치게 되는데, 이때 도핑 공정 또는 액티베이션 공정에 따른 열처리 장치로서 예를 들면 확산장치를 들 수 있다.
예를들면, 반도체웨이퍼에 산화 확산 등의 열처리를 실시할 경우에, 복수매의 반도체웨이퍼를 석영보트의 이송장치를 이용하여 얹어서 적재하고, 상기 보트를 열처리로 내부에 장착하여 열처리를 행한다.
이와 같은 열처리로는, 석영 등의 내열성 재료로서 만들어진 프로세스튜브와 그의 바깥쪽에 형성된 히터를 구비하고 있다.
도 1은 종래의 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리장치의 사시도이다.
종래의 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리장치는 크게 도핑 열처리 공정에 필요한 산화가스를 공급하는 소스캐비넷(1), 공급된 산화가스 분위기에서 웨이퍼를 열처리하는 퍼네스(2), 상기 퍼네스(2)로 웨이퍼를 이송 공급하는 로더 스테이션(3)으로 구성된다.
상기 로더 스테이션(3)에는 상기 퍼네스(2) 내부의 프로세스튜브로 도핑 열처리될 웨이퍼를 이송하고 도핑 열처리가 완료된 웨이퍼를 회수하기 위한 이송장치(5)가 설치되어 있다.
상기 로더 스테이션(3)의 전면 우측에는 컨트롤 박스(4)를 구비하여 히터 온도 게이지, 소스 가스 플로우챠트를 디스플레이하고 이송 장치의 조작을 위한 터치 스크린이 설치되어 있다.
도 2는 종래의 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 장치의 퍼네스의 상세도이다.
도 2를 참조하면, 퍼네스(2)는 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, 도2의 좌측에는 열처리가스 공급용의 소스캐비넷(1)이 연결되어 있고, 기체공급구는 시일을 확실하게 하기위하여 보올죠인트 구조로 되어 있다.
또한, 프로세스튜브(9)의 개구부쪽, 퍼네스(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.
퍼네스(2) 외부는 여닫이가 가능한 도어(12)(door)가 조립되며, 프로세스튜브(9)와 히터(8)를 보호하는 역할을 하며 외부로터 먼지의 내부유입을 방지한다.
퍼네스(2) 상부에는 라디에이터(13)(radiator)가 설치되어 히터(8)로 인해 발생된 뜨거운 공기를 냉각하여 찬공기로 배기할 수 있다.
그리고, 스캐빈져(7) 커버는 프로세스튜브(9)의 개구부쪽을 통해서 소량의 가스와 열을 배출 시키는 역할을 수행한다.
퍼네스 하부판넬에는 차단기(11)가 장착되어 전원을 공급하는 트랜스포머의 과부하를 방지하고 장비의 전원을 온/오프(on/off)할 수 있다.
종래의 태양전지 웨이터 열처리 장치에 따르면, 퍼네스의 길이가 대략 4m, 높이 3,5m에, 히터 길이 3m, 무게 300Kg 사이즈의 히터가 퍼네스 프레임에 적층되어, 상기 히터의 교체시나 유지 보수하는 경우에는 히터의 이송이나 교체작업에 많은 어려움이 나타난다.
또한, 히터 사이즈 증대로 인해 석영 프로세스 튜브(9)의 조립성이 나빠지고, 히터가 처지는 경우가 발생되어 프로세스튜브를 퍼네스 프레임에서 분리할 때 파손되는 문제점이 발생하여, 히터의 주기적인 유지 보수가 필요하게 되며, 적층된 히터의 이송이나 분리, 교체를 위해서는 보다 안정적인 이송수단이 요구된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 그의 목적은 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 퍼니스 장비에서 히터 교체 작업을 위한 히터의 이송이나 교체를 안전하게 처리하고 히터의 유지 보수를 편리하게 할 수 있도록 히터를 이송하기 위한 히터 이송 지그와 상기 지그를 적용한 히터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그는, 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 프로세스 튜브를 그 내부에 진입시켜 상기 프로세스 튜브를 에워싸고 가열하는 히터에 있어서, 상기 히터를 승하강시키는 리프트의 포크가 삽입될 수 있는 슬롯부와 상기 히터 측면 외주연에 상기 슬롯부를 고정하는 밴드부가 구비된 히터 이송 지그를 포함하고, 상기 히터 이송 지그는 상기 히터에 용접으로 고정되어 일체화된 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그에 있어서, 상기 히터 이송 지그는 그 단면이 C자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그에 있어서, 상기 히터 이송 지그의 상기 슬롯부에는 상기 리프트의 포크가 상기 슬롯부에 삽입되도록 안내하는 터널형상의 가이드가 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그는 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 퍼니스 장비에서 히터 교체 작업을 위한 히터의 이송이나 교체를 안전하게 처리하고 히터의 유지 보수를 편리하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 태양전지 웨이퍼용 열처리장치의 사시도이다.
도 2는 종래의 태양전지 웨이퍼용 도핑 열처리 장치의 퍼네스 프레임의 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼용 도핑 열처리 장치의 퍼네스 프레임의 사시도와 A-A방향에서 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그와 결합된 히터의 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그의 사용 상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼용 도핑 히터에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼용 도핑 열처리 장치의 퍼네스 프레임의 사시도와 A-A방향에서 절단한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그와 결합된 히터의 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그의 사용 상태도이다.
본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리장치는 공급된 산화가스 분위기에서 웨이퍼를 열처리하는 퍼네스(2)를 포함하고, 상기 퍼네스 프레임(21)은 철(SPCC)및 스테인레스(SUS) 재질로 구성되어 있으며 도색 처리된 프레임 골격은 각관을 서로 용접부착한 구조물이며, 구성은 각관 프레임, 외측덮개, 배기구로 이어져 있다.
상기 퍼네스 프레임(21)에는 내부에 진입되는 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 프로세스튜브와 상기 프로세스튜브를 에워싸는 히터(8)를 지지하고 있고, 상기 히터(8)는 상하로 5개가 적층되어 있다.
도 3, 도 4, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치는 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 프로세스 튜브를 그 내부에 진입시켜 상기 프로세스 튜브를 에워싸고 가열하는 히터(8)에 있어서, 상기 히터(8)를 승하강시키는 리프트(30)의 포크(31)가 삽입될 수 있는 슬롯부(81)와 상기 히터(8) 측면 외주연에 상기 슬롯부(81)를 고정하는 밴드부(82)가 구비된 히터 이송 지그(80)를 포함하고 있다.
또한, 상기 히터 이송 지그(80)는 히터 외주연에 메탈 재질의 스트랩 밴드 형태로서 상기 히터(8)에 결합하며, 여기에서 상기 히터 이송 지그(80)는 상기 히터(8)에 용접으로 고정되어 일체화되어 있다.
도 4를 참조하면, 상기 히터 이송 지그(80)는 그 단면이 C자형으로 형성되어 상기 히터(8)의 외주연에 용접 결합되어, 상기 히터 지지부재(84)에 의하여 퍼네스 프레임(21)에 안착되도록 하는 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 C자형의 이송 지그(80)는 상기 히터(8)의 길이방향을 따라 일정한 간격 이격된 위치에서 균형을 잡을 수 있도록 2개가 용접 결합되어 있으나, 히터의 길이에 따라서는 2 이상의 이송 지그(80)가 히터(8)에 용접 결합될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 슬롯부(81)와 상기 밴드부(82)를 구비한 이송 지그(80)와 용접결합되어 있는 히터(8)가 5열로 적층되어 있고, 각각의 히터(8)는 히터 지지부재(84)에 의하여 상기 히터(8)가 퍼네스 프레임(21)에 거치된 상태이다.
한편, 상기 히터(8)는 히터 사이즈 증대로 인해 석영 프로세스 튜브의 조립성이 나빠지고, 히터가 처지는 경우가 발생되어, 히터의 주기적인 유지 보수가 필요하고 경우에 따라서는 히터(8)를 교체하여야 한다.
이때, 상기 도 3과 같이 퍼네스 프레임(21)에 거치된 히터(8)를 해체하거나 분리하여 이송하거나 재조립하기 위해서는 상기 퍼네스 프레임(21)으로부터 히터(8)를 들어서 이송하여야 한다.
도 5의 왼쪽 도면에 도시된 바와 같이, 상기 히터를 이송하고자하는 경우에는 상기 히터(8)를 승하강 시키는 리프트(30)의 포크(31)를 히터(8)에 결합하여 히터(8)를 들어올려야 한다.
이때, 상기 히터(8)에 용접으로 고정되어 일체화되어 있는 히터 이송 지그(80)를 이용하게 되면, 상기 히터(8) 측면 외주연에 결합고정된 밴드부(82)에 연결 형성된 상기 슬롯부(81)에 평행하게 리프트(30)의 포크(31)가 삽입되어 결합되고 이 상태에서 상기 리프트(30)는 상기 히터(8)를 평행하게 이송하거나 상하로 이송할 수 있게 된다.
도 5에서 오른쪽 도면은 도 5의 B부분을 상세히 도시한 것으로서, 상기 리프트(30)의 포크(31)가 삽입되어 상기 슬롯부(81)에 평행하게 결합되도록 하기 위해서 상기 히터 이송 지그(80)의 상기 슬롯부(81)에는 상기 리프트(30)의 포크(31)가 상기 슬롯부(81)에 삽입이 용이하도록 안내하는 터널형상의 가이드가 형성되어 있다.
이로 인하여, 히터 교체시나 히터를 이송하는 경우에 리프트(30)의 포크(31)를 상기 삽입 안내되는 가이드가 형성된 슬롯부(81)에 안전하게 결합시키게 되므로 히터의 이송이나 유지 보수를 보다 안전하고 용이하게 진행할 수 있도록 한다.
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.
1 : 소스케비넷 2 : 퍼네스
3 : 로더스테이션 8 : 히터
21 : 퍼네스 프레임 30 : 리프트
31 : 리프트 포크 80 : 히터 이송 지그
81 : 슬롯부 82 : 밴드부
84 : 지지부재

Claims (3)

  1. 태양전지 웨이퍼에 도핑 열처리를 위한 프로세스 튜브를 그 내부에 진입시켜 상기 프로세스 튜브를 에워싸고 가열하는 히터를 이송하기 위한 히터 이송 지그에 있어서,
    상기 히터를 승하강시키는 리프트의 포크가 삽입될 수 있는 슬롯부와 상기 히터 측면 외주연에 상기 슬롯부를 고정하는 밴드부가 구비된 히터 이송 지그를 포함하고,
    상기 히터 이송 지그는 상기 히터의 길이 방향을 따라 일정한 간격 이격된 위치에서 균형을 잡을 수 있도록 2개 이상 상기 히터에 용접으로 고정되어 일체화되어 있으며, 상기 히터 측면 외주연에 결합고정된 밴드부에 연결 형성된 상기 슬롯부에 평행하게 리프트의 포크가 삽입되어 결합되고 이 상태에서 상기 리프트는 상기 히터를 평행하게 이송하거나 상하로 이송할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 이송 지그는 그 단면이 C자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 이송 지그의 상기 슬롯부에는 상기 리프트의 포크가 상기 슬롯부에 삽입되도록 안내하는 터널형상의 가이드가 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼용 열처리 장치의 히터 이송 지그.
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