KR20100010770A - A rapid thermal processing apparatus for large-area - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A rapid thermal processing apparatus for a large-area is provided to increase the heat uniformity of a workpiece by installing a stick lamp inside a quartz tube and supplying uniform heat to a large scale on the workpiece. CONSTITUTION: A chamber has two holes opposite to each other, and the two holes penetrate a side of the chamber. A quartz tube(120) is inserted into ends of two holes. A stick type lamp(130) is inserted into the quartz tube. A lamp guide is formed with a head unit and a body. The head unit of the disc type has an outer diameter bigger than the diameter of the hole. The body comprises a communicating path for interlinking the quartz tube and the outside.

Description

대면적용 급속 열처리 장치{A Rapid thermal processing apparatus for large-area}A rapid thermal processing apparatus for large-area

본 발명은 대면적용 급속 열처리 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 태양 전지 기판 등과 같이 기존의 웨이퍼 기판 기반 급속 열처리 장치로는 불가능한 태양전지 기판 등을 수 내지 수십 장 동시에 급속 열처리할 수 있는 대면적용 급속 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a large area rapid heat treatment apparatus, and more particularly, a large area rapid heat treatment capable of rapidly heat-treating several to several tens of sheets of solar cell substrates, which is impossible with conventional wafer substrate-based rapid heat treatment apparatuses such as solar cell substrates. Relates to a device.

일반적으로 반도체 소자가 제조되기 위해서는 다수의 열처리 공정이 진행된다.In general, a plurality of heat treatment processes are performed to manufacture a semiconductor device.

이러한 열처리가 요구되는 공정들은 예를 들면, 열산화 공정, 열확산 공정 및 어닐링(annealing) 공정 등이 있을 수 있다. Processes requiring such heat treatment may include, for example, a thermal oxidation process, a thermal diffusion process, and an annealing process.

상기 열확산 공정은 이온을 주입한 후 상기 이온들이 균일하게 확산시키는 공정으로 이용될 수 있고, 상기 어닐링 공정은 불순물 이온을 주입한 후의 결정성 회복시키는 공정으로 이용될 수 있다.The thermal diffusion process may be used as a process for uniformly diffusing the ions after implanting ions, and the annealing process may be used as a process for recovering crystallinity after implanting impurity ions.

한편, 상기 열처리 공정을 수행하는 장치에는 로(furnace) 외에 급속 열처리 장치(rapid thermal processing apparatus)가 많이 이용되고 있다.Meanwhile, in addition to furnaces, rapid thermal processing apparatuses are widely used as apparatuses for performing the heat treatment process.

상기 급속 열처리 장치는 고온의 조건에서 원하는 효과를 얻을 수 있으며, 단 시간(보통 수십 초에서 수분 정도) 동안에 열처리 공정이 진행되므로 불순물이 불필요하게 확산되고, 표면에 산화물이 생성되는 등의 부작용을 최소화할 수 있는 이점이 있어 열처리 공정에 많이 사용된다.The rapid heat treatment apparatus can obtain a desired effect at high temperature conditions, and since the heat treatment process is performed for a short time (usually tens of seconds to several minutes), impurities are unnecessarily diffused and minimize side effects such as oxides on the surface. There is an advantage that can be used a lot in the heat treatment process.

그러나 종래의 급속 열처리 장치는 반도체 기판, 예컨대, 직경 8인치 또는 12인치 등의 실리콘 웨이퍼를 기준으로 하여 설계되어 있어 태양전지 등과 같이 대면적으로 다수의 기판을 동시에 급속 열처리하는 제조 공정에서는 사용하기 힘들다는 문제점이 있다.However, the conventional rapid heat treatment apparatus is designed based on a semiconductor wafer, for example, a silicon wafer having a diameter of 8 inches or 12 inches, and thus is difficult to use in a manufacturing process of rapidly heat treating a large number of substrates at the same time, such as a solar cell. Has a problem.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양전지 제조 공정 등과 같은 대면적으로 다수의 기판을 동시에 급속 열처리하리 위한 대면적용 급속 열처리 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above disadvantages and problems of the prior art, to provide a large area rapid heat treatment apparatus for rapidly heat-treating a large number of substrates at the same time in a large area, such as a solar cell manufacturing process of the present invention There is a purpose.

본 발명의 상기 목적은 내부와 외부를 분리하고 일 측벽에는 측벽을 관통하는 천공이 복수 개 구비되어 있으며 상기 측벽과 대향하는 다른 측벽에도 상기 일 측벽의 천공들과 대응하는 천공이 복수 개 구비된 챔버; 상기 두 측벽의 대응하는 두 개의 천공에 양 끝단이 삽입되어 상기 챔버 내부는 진공을 유지하면서도 그 내부는 대기압 상태를 유지할 수 있는 퀄츠 튜브; 및 상기 퀄츠 튜브 내부에 삽입된 막대형 램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해 달성된다.The object of the present invention is to separate the inside and the outside, and one side wall is provided with a plurality of perforations penetrating the side wall, the other side wall facing the side wall is provided with a plurality of perforations corresponding to the perforations of the one side wall ; A quality tube having both ends inserted into two corresponding perforations of the two side walls such that the interior of the chamber maintains a vacuum while the interior of the chamber maintains atmospheric pressure; And it is achieved by a large-area rapid heat treatment apparatus comprising a; rod-shaped lamp inserted into the quartz tube.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 천공의 직경보다 큰 외부 직경을 가진 디스크 형태의 머리부 및 상기 머리부에서 연장되며, 상기 천공을 관통하여 상기 퀄츠 튜브의 내부로 삽입되고, 상기 퀄츠 튜브 내부와 외부를 연결하는 통로를 구비한 몸통부로 이루어진 램프 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.In addition, the object of the present invention is a disk-shaped head having an outer diameter larger than the diameter of the perforation and extends from the head, penetrates the perforated and inserted into the inside of the quartz tube, and the inside of the quartz tube and It is also achieved by a large-area rapid heat treatment apparatus further comprises a lamp guide consisting of a body portion having a passage connecting the outside.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 천공은 다른 영역 보다 내부 직경이 큰 오링 영역을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.The above object of the present invention is also achieved by a large-area rapid heat treatment apparatus, wherein the perforation is provided with an O-ring region having a larger inner diameter than other regions.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 오링 영역에는 상기 램프 가이드의 끝단이 위치하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.In addition, the object of the present invention is also achieved by a large area rapid heat treatment apparatus, characterized in that the end of the lamp guide is located in the O-ring region.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 오링 영역에는 상기 오링 영역의 내부 직경과 상기 퀄츠 튜브의 외부 직경의 차의 반과 동일하거나 큰 직경을 가진 진공실링용 오링을 구비하고 있으며, 상기 진공실링용 오링은 상기 오링 영역의 내부 직경과 상기 퀄츠 튜브의 외부 직경의 차의 반과 동일하거나 작은 두께 및 상기 오링 영역의 너비와 상기 진공실링용 오링의 직경의 합과 동일하거나 더 긴 길이를 가진 측면부 및 상기 램프 가이드가 관통하는 바닥부를 가진 오링푸싱 부재에 의해 고정되며, 상기 오링푸싱 부재와 상기 퀄츠 튜브의 끝단 사이에는 충격방지용 오링을 구비하여 상기 퀄츠 튜브의 끝단을 보호하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.In addition, the object of the present invention is the O-ring region is provided with a vacuum sealing O-ring having a diameter equal to or greater than half of the difference between the inner diameter of the O-ring region and the outer diameter of the quartz tube, the O-ring for vacuum sealing The side surface and the lamp guide having a thickness equal to or less than half the difference between the inner diameter of the O-ring region and the outer diameter of the quartz tube and the length equal to or longer than the sum of the width of the O-ring region and the diameter of the vacuum sealing O-ring. Is fixed by an O-ring pushing member having a bottom portion penetrating therebetween, and an anti-shock O-ring is provided between the O-ring pushing member and the end of the quartz tube to protect the end of the quartz tube. Is also achieved.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 막대형 램프에 전원을 연결하기 위한 전원선이 상기 천공을 통해 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.In addition, the object of the present invention is also achieved by a large-area rapid heat treatment apparatus characterized in that the power line for connecting the power to the rod-shaped lamp is drawn out through the perforation.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 막대형 램프는 텅스텐 할로겐 램프 또는 적외선 램프인 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.In addition, the above object of the present invention is also achieved by a large area rapid heat treatment apparatus, characterized in that the bar lamp is a tungsten halogen lamp or an infrared lamp.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 대면적용 급속 열처리 장치는 태양전지용 기판 수 내지 수십장을 동시에 급속 열처리하기 위한 급속 열처리 장치인 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.In addition, the above object of the present invention is also achieved by a large area rapid heat treatment apparatus, characterized in that the rapid heat treatment apparatus for rapid heat treatment at the same time a large number of substrates for solar cells.

또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 챔버의 네 측벽 중 서로 대면하는 두 측벽씩 서로 대응하는 천공들을 구비하고, 상기 두 측벽씩 서로 대응하는 천공들에 퀄츠 튜브들을 삽입하여 상기 퀄츠 튜브들은 일방향으로 배열된 제1군과 상기 제1군의 수직방향으로 배열되되, 상기 제1군과 높이가 다르게 배열된 제2군을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치에 의해서도 달성된다.In addition, the object of the present invention is provided with perforations corresponding to each other by two sidewalls facing each other of the four sidewalls of the chamber, by inserting the quartz tubes in the perforations corresponding to each other by the two sidewalls the quartz tubes are arranged in one direction It is also achieved by a large-area rapid heat treatment apparatus, characterized in that it comprises a first group and a second group arranged in the vertical direction of the first group, the second group arranged in a height different from the first group.

본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치는 대면적으로 기판을 열처리할 수 있는 급속 열처리 장치를 제공하는 효과가 있다.The large area rapid heat treatment apparatus of the present invention has an effect of providing a rapid heat treatment apparatus capable of heat treating a substrate in a large area.

또한, 본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치는 기존의 반도체 소자 제조용 급속 열처리 장치로는 급속 열처리가 거의 불가능한 태양전지 기판 수 내지 수십 장을 동시에 열처리할 수 있는 급속 열처리 장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, the large-area rapid heat treatment apparatus of the present invention has the effect of providing a rapid heat treatment apparatus capable of simultaneously heat-treating several to several dozen solar cell substrates, which is almost impossible to rapidly heat the conventional rapid heat treatment apparatus for manufacturing a semiconductor device.

또한, 본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치는 그 내부가 대기압 상태인 퀄츠 튜브 내부에 막대형 램프를 구비하여 종래의 할로겐램프 투과용 퀄츠 윈도우를 구비하지 않아도 되는 급속 열처리 장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, the large-area rapid heat treatment apparatus of the present invention has an effect of providing a rapid heat treatment apparatus that does not have to provide a conventional halogen lamp transmission window by having a rod-shaped lamp in the inside of the quartz tube that is inside the atmospheric pressure state.

또한, 본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치는 퀄츠 튜브 내부에 막대형 램프를 구비하여 본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치의 크기 변화하여도, 즉, 막대 형 램프의 길이가 변화되어도 막대형 램프와 피처리물간의 거리는 변화되지 않는 효과가 있다.In addition, the large-area rapid heat treatment apparatus of the present invention includes a rod-shaped lamp inside the quartz tube so that even if the size of the large-area rapid heat treatment apparatus is changed, that is, the length of the rod-shaped lamp is changed, The distance between the treatments has the effect of not changing.

또한, 본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치는 퀄츠 튜브 내부에 막대형 램프를 구비하여 열원인 막대형 램프와 피처리물간의 거리를 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the large-area rapid heat treatment apparatus of the present invention has an effect that can minimize the distance between the rod-shaped lamp and the object to be treated by having a rod-shaped lamp inside the quartz tube.

또한, 본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치는 서로 수직하는 방향으로 교차 배열되고, 두 층으로 적층된 막대형 램프들을 구비하여 균일한 열을 대면적으로 피처리물에 공급할 수 있어 피처리물의 열 균일도를 높일 수 있는 대면적용 급속 열처리 장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, the large-area rapid heat treatment apparatus of the present invention has a rod-shaped lamp which is arranged in a direction perpendicular to each other, and is laminated in two layers to supply uniform heat to the object to be treated in a large area, thereby providing uniformity of the object to be treated. It is effective to provide a large area rapid heat treatment apparatus to increase the.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Details of the above objects and technical configurations and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치를 보여주는 도이다.1 is a view showing a large area rapid heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 크게 챔버(110), 퀄츠 튜브(120) 및 막대형 램프(130)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, a large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110, a quality tube 120, and a rod-shaped lamp 130.

물론, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 상기 챔버(110) 내부를 진공 분위기로 만들 수 있는 진공 펌프(미도시) 및 상기 진공 펌프와 연결된 배기구를 구비할 수 있고, 상기 챔버(110) 내부로 장입되는 피처리물(미도시)을 안착하여 고정할 수 있는 척 또는 지그(140)를 구비할 수 있으며, 상기 챔버(110) 내부에 가스를 주입할 수 있는 가스 공급구(미도시)를 구비할 수도 있으며, 상기 챔버(110) 내부로 피처리물을 장입하거나 인출할 수 있는 도어를 상기 챔버(110)의 일정 위치에 구비할 수도 있다.Of course, the large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a vacuum pump (not shown) and an exhaust port connected to the vacuum pump to make the interior of the chamber 110 in a vacuum atmosphere. And a chuck or jig 140 for seating and fixing a workpiece (not shown) to be charged into the chamber 110, and a gas for injecting gas into the chamber 110. It may be provided with a supply port (not shown), it may be provided with a door for charging or withdrawing the object to be processed into the chamber 110 at a predetermined position of the chamber (110).

상기 챔버(110)는 그 내부와 외부를 분리하여 진공 펌프에 의해 그 내부가 진공 분위기로 변화될 수 있고, 또한 그 내부는 가스 공급구를 통해 공급되는 가스에 의해 특정 분위기로 변화될 수 있다.The chamber 110 may be changed into a specific atmosphere by separating the inside and the outside into a vacuum atmosphere by a vacuum pump, and the inside of the chamber 110 by a gas supplied through a gas supply port.

또한 상기 챔버(110)는 일 측벽에는 상기 챔버(110)의 측벽을 관통하는 천공(115)이 복수 개 구비되어 있다.In addition, the chamber 110 is provided with a plurality of perforations 115 penetrating through the side wall of the chamber 110 on one side wall.

이때, 도 1에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)의 수직 단면도를 도시하고 있어 상기 일 측벽에 구비된 천공(115)이 하나 구비되어 있는 것으로 도시하고 있으나 실제로는 복수 개 구비되어 있다.At this time, Figure 1 is a vertical cross-sectional view of a large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, it is shown that one perforated 115 provided on the side wall is provided with a plurality actually Dogs.

한편, 상기 챔버(110)의 일 측벽과 대향하는, 즉 상기 챔버(110)는 평면적으로 사각형의 형상으로 이루어져 있음으로 반대편의 다른 측벽에도 상기 일 측벽의 천공(115)들과 대응하는 천공(117)이 복수 개 구비되어 있다.On the other hand, the one side wall of the chamber 110, that is, the chamber 110 is formed in a planar shape of a square so that the other side wall of the perforations 115 corresponding to the perforations 115 of the one side wall ) Are provided in plurality.

상기 퀄츠 튜브(120)는 두 측벽의 대응하는 두 개의 천공, 즉, 상기 일 측벽과 다른 측벽에 구비된 천공(115,117)에 양 끝단이 삽입되어 있으며, 그 내부는 상 기 챔버(110)의 내부와는 분리되도록 구비된다.Both ends of the quartz tube 120 are inserted into two corresponding perforations of two sidewalls, that is, perforations 115 and 117 provided on the one sidewall and the other sidewall, and the inside of the chamber 110 is formed inside the chamber 110. It is provided to be separated from.

또한, 상기 퀄츠 튜브(120)는 그 내부가 비어 있을 뿐만 아니라 양 끝단이 오픈되어 있어, 상기 일 측벽 또는 다른 측벽 외부에서 용이하게 이후 설명될 막대형 램프(130)를 손쉽게 삽입할 수 있다.In addition, since the inside of the quartz tube 120 is not only empty but both ends are open, the rod-shaped lamp 130 to be described later can be easily inserted outside the one side wall or the other side wall.

상기 막대형 램프(130)은 상기 퀄츠 튜브(120) 내부에 구비되어 있다.The bar lamp 130 is provided inside the quartz tube 120.

한편, 상기 막대형 램프(130)는 텅스텐 할로겐 램프 또는 적외선 램프로 이루어져 있는 것이 바람직하며, 도 1에서는 도시하고 있지는 않지만, 상기 막대형 램프에 전원을 연결하기 위한 전원선들이 상기 일 측벽과 다른 측벽에 각각 구비된 천공(115,117) 및 상기 퀄츠 튜브(120)의 양 끝단을 통해 상기 막대형 램프(130)의 양 끝단에 연결되어 외부로 인출될 수 있도록 구비될 수 있다.On the other hand, the bar lamp 130 is preferably made of a tungsten halogen lamp or an infrared lamp, although not shown in Figure 1, the power line for connecting the power to the bar lamp is different from the side wall It may be provided to be connected to both ends of the rod-shaped lamp 130 through both ends of the perforations (115, 117) and the quartz tube 120 provided in each of them to be drawn out.

본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 상기 챔버(110)의 일 측벽과 상기 일 측벽에 대향하는 다른 측벽 상에만 천공(115,117)들을 구비하여 평면상으로 일 방향으로 균일한 간격으로 배치된 단일 층을 이루는 단일 군의 퀄츠 튜브들로만 구비할 수도 있으나, 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 챔버(110)의 네 측벽 중 서로 대면하는 두 측벽씩 서로 대응하는 천공들을 구비하고, 서로 대응하는 천공들에 퀄츠 튜브(120)들을 삽입하여 상기 퀄츠 튜브들은 일방향으로 배열된 제1군(122) 및 상기 제1군(122)의 수직 방향으로 배열된 제2군(124)을 구비할 수도 있다.The large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is provided with perforations 115 and 117 only on one side wall of the chamber 110 and the other side wall facing the one side wall to be uniform in one direction on a plane. It may be provided only with a single group of quartz tubes forming a single layer arranged at intervals, but as shown in FIG. 1, two of the four sidewalls of the chamber 110 facing each other have perforations corresponding to each other. By inserting the quality tubes 120 in the perforations corresponding to each other, the quality tubes are arranged in one direction, the first group 122 and the second group 124 arranged in the vertical direction of the first group 122 It may be provided.

이는 도 1에서도 보는 바와 같이 상기 퀄츠 튜브(120)들이 일 방향으로 배치된 제1군(122) 및 상기 제1군(122)의 수직 방향으로 배치된 제2군(124)이 서로 적 층하여 두 층을 이루는 형태로 구비될 수 있음을 의미한다. 즉, 상기 제1군(122)과 제2군(124)은 서로 다른 높이(상기 척 또는 지그(140)으로부터의 높이)로 각각 다른 두 층으로 구비되어 있다.As shown in FIG. 1, the first group 122 in which the quartz tubes 120 are arranged in one direction and the second group 124 disposed in the vertical direction of the first group 122 are stacked on each other. It means that it can be provided in the form of two layers. That is, the first group 122 and the second group 124 are provided in two different layers at different heights (height from the chuck or jig 140).

도 1에서 도시한 바와 같이 서로 수직하도록 두 층으로 배열된 퀄츠 튜브(120), 정확하게는 막대형 램프(130)를 구비함으로써, 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 전체적으로 균일한 열량을 피처리물에 공급할 수 있다.As shown in FIG. 1, the quartz tube 120 is arranged in two layers so as to be perpendicular to each other, that is, a rod lamp 130, and thus the large-area rapid heat treatment apparatus 100 has a uniform amount of heat as a whole. Can be supplied to

즉, 일반적으로 막대형 램프(130)의 경우, 막대형 램프(130)의 중앙부의 열량이 양 가장자리부의 열량에 비해 상대적으로 높은데, 서로 수직하도록 두 층으로 배열된 막대형 램프(130)들 각각에 적절한 전원을 공급하게 되면, 전체적으로 균일한 열량이 피처리물에 공급되어 피처리물이 균일하게 가열될 수 있다.That is, in the case of the bar lamp 130, in general, the heat of the central portion of the bar lamp 130 is relatively high compared to the heat of both edges, each of the bar lamp 130 arranged in two layers to be perpendicular to each other When the proper power is supplied to the object, a uniform amount of heat is supplied to the object to be treated and the object to be heated can be uniformly heated.

한편, 상기 막대형 램프(130)가 상기 퀄츠 튜브(120) 내부에 구비되어 있는 형태임으로 인해 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)의 크기가 커짐, 즉, 상기 퀄츠 튜브(120)의 길이가 길어짐에도 상기 퀄츠 튜브(120)의 두께는 두꺼워질 필요가 없다.On the other hand, since the rod-shaped lamp 130 is provided in the inside of the quartz tube 120, the size of the large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is increased, that is, the quartz tube Although the length of the 120 is longer, the thickness of the quartz tube 120 does not need to be thick.

이는 기존의 급속 열처리 장치의 경우, 그 크기가 커짐에 따라 챔버 내부의 진공 분위기로 인한 압력을 견디기 위해 할로겐램프 투과용 퀄츠 윈도우가 두꺼워져야 하는 문제점이 있으나, 본원 발명의 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 상기 막대형 램프(130)가 상기 퀄츠 튜브(120) 내부에 삽입되어 있음으로 인해 상기 할로겐램프 투과용 퀄츠 윈도우가 불필요하여 상기와 같은 문제가 발생하지 않을 뿐만 아니라 상기 퀄츠 튜브(120)의 단면이 원형임으로 인해 상기 퀄츠 튜브(120)의 길이에 상관없이 일정한 두께의 퀄츠 튜브(120)를 사용할 수 있어 피처리물에 충분한 열량을 공급할 수도 있다.This is a conventional rapid heat treatment device, but as the size increases, there is a problem that the halogen window permeate quality window should be thickened to withstand the pressure due to the vacuum atmosphere inside the chamber, the large-area rapid heat treatment device 100 of the present invention ), Since the rod-shaped lamp 130 is inserted into the quartz tube 120, the halogen lamp penetrating quartz window is not necessary, and thus, the above problem does not occur. Since the cross section is circular, the quartz tube 120 having a constant thickness may be used regardless of the length of the quartz tube 120, thereby supplying a sufficient amount of heat to the workpiece.

한편, 상기 도 1에서는 도시하고 있지는 않지만, 상기 챔버(110) 내부의 상부면, 즉, 상기 척 또는 지그(140)가 구비되어 있는 바닥면의 대향면에는 상기 막대형 램프(130)에서 발생되는 적외선 등의 열선을 상기 척 또는 지그(140)가 구비된 바닥면을 향해 반사할 수 있는 반사판을 구비하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)의 열 전달 효율을 높일 수 있다. On the other hand, although not shown in Figure 1, the upper surface of the inside of the chamber 110, that is, the opposite surface of the bottom surface provided with the chuck or jig 140 is generated in the rod-shaped lamp 130 It is possible to increase the heat transfer efficiency of the large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention by having a reflecting plate that can reflect a heat ray such as infrared rays toward the bottom surface provided with the chuck or jig 140. have.

도 2는 챔버의 측벽에 구비된 천공에 퀄츠 튜브가 구비된 형태를 보여주는 단면도이다. 이때, 도 2는 상기 도 1의 A 영역을 확대한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a form in which the quartz tube is provided in the perforations provided in the side wall of the chamber. 2 is an enlarged cross-sectional view of region A of FIG. 1.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 챔버(110)의 측벽에 천공(115)을 구비하고, 상기 천공(115)에 퀄츠 튜브(120)가 삽입되어 고정된 형태로 구성되어 있다. 이때, 도 2에서는 일 측벽에 구비된 천공(115)에 퀄츠 튜브(120)의 끝단이 구비된 것만을 도시하고 있으나 다른 측벽에 구비된 천공(117)에도 이후 설명될 구조와 동일한 형태로 상기 퀄츠 튜브(120)의 끝단이 구비되어 있음을 밝혀 둔다.Referring to Figure 2, the large-area rapid heat treatment apparatus 100 of the present invention is provided with a perforation 115 on the side wall of the chamber 110, the quartz tube 120 is inserted into the perforation 115 is fixed In the form of 2 shows only the end of the quartz tube 120 in the perforation 115 provided on one side wall, but the same quality as the structure to be described later also in the perforation 117 provided on the other side wall. Note that the end of the tube 120 is provided.

이때, 상기 천공(115)이 위치한 상기 챔버(110)는 이중 구조, 즉, 내측 측벽(112)과 외측 측벽(114)으로 이루어진 것이 바람직하다. 이는 상기 퀄츠 튜브(120)가 상기 챔버(110)의 내부 공간을 가로질러 구비되면서, 상기 챔버(110)의 내부 공간과는 분리된 상태를 유지하게 하기 위해서일 뿐만 아니라 상기 챔버(110) 내부에 리크(leak)가 발생하게 하지 않도록 하기 위해서이다.In this case, the chamber 110 in which the perforation 115 is located preferably has a dual structure, that is, an inner sidewall 112 and an outer sidewall 114. This is not only to maintain the state in which the quartz tube 120 is provided across the inner space of the chamber 110 and is separated from the inner space of the chamber 110, but also inside the chamber 110. This is to prevent leakage.

상기 내측 측벽(112)에 구비된 천공(115)은 두 개의 영역, 즉, 퀄츠 튜브 삽입 영역(115a) 및 오링 영역(115b)으로 구분될 수 있다.The perforation 115 provided in the inner sidewall 112 may be divided into two regions, that is, the quartz tube insertion region 115a and the O-ring region 115b.

상기 퀄츠 튜브 삽입 영역(115a)은 상기 퀄츠 튜브(120)가 삽입되는 영역으로 도 2에서 보는 바와 같이 그 내부 직경이 상기 퀄츠 튜브(120)의 외부 직경과 동일하거나 조금 더 큰 직경을 가지고 있어 상기 퀄츠 튜브(120)의 끝단이 삽입되어 있다.The quartz tube insertion region 115a is a region into which the quartz tube 120 is inserted. As shown in FIG. 2, the inner diameter of the quartz tube insertion region 115a is equal to or slightly larger than the outer diameter of the quartz tube 120. The end of the quartz tube 120 is inserted.

상기 오링 영역(115b)은 상기 퀄츠 튜브(120)의 끝단이 위치하고, 상기 퀄츠 튜브(120)의 삽입을 위해 구비된 천공(115)에 의해 상기 챔버(110) 내부의 밀폐가 깨어지는 것을 방지하기 위한 오링들을 구비한 영역으로 천공(115)의 다른 영역에 비해 그 내부 직경이 큰 직경을 가지도록 구비되어 있다.The O-ring region 115b is positioned at the end of the quartz tube 120 and prevents the sealing inside the chamber 110 from being broken by a perforation 115 provided for insertion of the quartz tube 120. A region having O-rings is provided to have a larger diameter than that of other regions of the perforation 115.

상기 오링 영역(115b)에는 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 오링 영역(115b)의 내부 직경과 상기 퀄츠 튜브(120)의 외부 직경의 차의 반과 동일하거나 큰 직영을 가진 진공실링용 오링(150)을 구비하고 있다.As shown in FIG. 2, the o-ring region 115b includes an oval ring 150 for vacuum sealing having a direct line equal to or greater than half of a difference between an inner diameter of the o-ring region 115b and an outer diameter of the quartz tube 120. ).

상기 진공실링용 오링(150)은 상기 퀄츠 튜브(120)를 삽입하기 위해 구비된 천공(115)을 통해 외부의 공기가 상기 챔버(110) 내부로 침입하는 등의 리크(leak)가 발생하는 것을 방지하기 위해 구비된다.The vacuum sealing O-ring 150 has a leak such that outside air intrudes into the chamber 110 through a perforation 115 provided to insert the quartz tube 120. Is provided to prevent.

한편, 상기 진공실링용 오링(150)은 상기 오링 영역(115b)의 내부 직경과 상기 퀄츠 튜브(120)의 외부 직경의 차의 반과 동일하거나 작은 두께(T)를 가지며, 상기 오링 영역(115b)의 너비와 상기 진공실링용 오링(150)의 합과 동일하거나 더 긴 길이(L)를 가진 측면부 및 이후 설명될 램프 가이드가 관통하는 바닥부를 가진 오링푸싱 부재(160)에 의해 고정된다.On the other hand, the vacuum sealing O-ring 150 has a thickness T that is equal to or less than half the difference between the inner diameter of the O-ring region 115b and the outer diameter of the quartz tube 120, and the O-ring region 115b. Is fixed by an O-ring pushing member 160 having a side portion having a length L equal to or longer than the sum of the width of the vacuum sealing O-ring 150 and a lamp guide to be described later.

또한, 상기 퀄츠 튜브(120)와 상기 오링푸싱 부재(160) 사이에는 상기 퀄츠 튜브(120)가 상기 오링푸싱 부재(160)에 의해 손상 받지 않게 하기 위한 충격방지용 오링(170)이 구비되어 있다.In addition, an impact preventing O-ring 170 is provided between the quartz tube 120 and the O-ring pushing member 160 to prevent the quartz tube 120 from being damaged by the O-ring pushing member 160.

한편, 상기 외측 측벽(114)에 구비된 천공(115), 즉, 상기 가이드 영역(115c)에는 상기 가이드 영역(115c)의 내부 직경보다 큰 외부 직경을 가진 디스크 형태의 머리부(182) 및 상기 머리부(182)에서 연장되며, 상기 가이드 영역(115c)과 상기 오링 영역(115b)까지 관통하여 상기 퀄츠 튜브(120)의 내부로 그 끝단부가 삽입된 몸통부(184)를 구비한 램프 가이드(180)를 구비하고 있다.On the other hand, the perforation 115 provided on the outer sidewall 114, that is, the guide region 115c has a disk-shaped head 182 having an outer diameter larger than the inner diameter of the guide region 115c and the A lamp guide having a body portion 184 extending from the head 182 and penetrating through the guide region 115c and the O-ring region 115b and having an end portion inserted into the quartz tube 120. 180).

상기 램프 가이드(180)는 상기 퀄츠 튜브(120)의 내부와 연결되는 통로를 구비하여 상기 막대형 램프(130)를 외부에서 상기 퀄츠 튜브(120) 내부, 즉, 챔버(110)로 수비게 삽입할 수 있게 한다. The lamp guide 180 has a passage connected to the inside of the quartz tube 120 to insert the rod-shaped lamp 130 from outside to the inside of the quartz tube 120, that is, the chamber 110. Make it possible.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 열처리할 수 있는 피처리물의 크기에 맞추어 장치를 설계할 수 있어 종래의 급속 열처리 장치로는 열처리가 거의 불가능한 태양전지용 기판 수 내지 수집 장을 동시에 열처리할 수 있는 대면적용 급속 열처리 장치를 제공할 수 있다.Therefore, the large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can design the device according to the size of the workpiece to be heat treated, and thus the number of solar cell substrates that is almost impossible to be heat-treated with the conventional rapid heat treatment apparatus. It is possible to provide a large area rapid heat treatment apparatus capable of simultaneously heat treating the collecting field.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 퀄츠 튜브 내부에 막대형 램프를 구비함으로써 종래의 급속 열처리 장치의 할로겐램프 투과용 퀄츠 윈도우를 구비하고 있지 않아, 대면적용 급속 열처리 장치의 크기 변화하여도, 즉, 막대형 램프의 길이가 변화되어도 막대형 램프와 피처리물간의 거리 가 일정하게 유지되어 변화되지 않을 뿐만 아니라 열원인 막대형 램프와 피처리물간의 거리를 최소화할 수 있어 효율이 높은 대면적용 급속 열처리 장치를 제공할 수 있다.In addition, the large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention does not include a quartz window for transmitting a halogen lamp of the conventional rapid heat treatment apparatus by providing a rod-shaped lamp inside the quartz tube. Even if the size of the heat treatment device changes, that is, even if the length of the bar lamp is changed, the distance between the bar lamp and the workpiece is kept constant so as not to be changed, and the distance between the bar lamp and the workpiece as a heat source is minimized. It is possible to provide a large area rapid heat treatment apparatus with high efficiency.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치(100)는 서로 수직하는 방향으로 교차 배열되고, 두 층으로 적층된 형태의 제1군 및 제2군의 막대형 램프들을 구비하여 균일한 열을 대면적으로 피처리물에 공급할 수 있어 피처리물의 열 균일도를 높일 수 있는 대면적용 급속 열처리 장치를 제공할 수 있다.In addition, the large-area rapid heat treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is uniformly provided with rod-shaped lamps of the first group and the second group, which are arranged in a direction perpendicular to each other and stacked in two layers. It is possible to provide a large-area rapid heat treatment apparatus capable of supplying a heat to the object to be treated in a large area to increase the thermal uniformity of the object to be treated.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above-described embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대면적용 급속 열처리 장치를 보여주는 도이다.1 is a view showing a large area rapid heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 챔버의 측벽에 구비된 천공에 퀄츠 튜브가 구비된 형태를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a form in which the quartz tube is provided in the perforations provided in the side wall of the chamber.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 대면적용 급속 열처리 장치 110 : 챔버100: rapid heat treatment apparatus for large area 110: chamber

120 : 퀄츠 튜브 130 : 막대형 램프120: quartz tube 130: rod lamp

140 : 척 또는 지그 150 : 진공실링용 오링140: chuck or jig 150: O-ring for vacuum sealing

160 : 오링 푸싱 부재 170 : 충격방지용 오링160: O-ring pushing member 170: impact resistant O-ring

180 : 램프 가이드180: lamp guide

Claims (9)

내부와 외부를 분리하고 일 측벽에는 측벽을 관통하는 천공이 복수 개 구비되어 있으며 상기 측벽과 대향하는 다른 측벽에도 상기 일 측벽의 천공들과 대응하는 천공이 복수 개 구비된 챔버;A chamber that separates the inside from the outside and includes a plurality of perforations penetrating the sidewalls, and a plurality of perforations corresponding to the perforations of the one sidewall are provided on the other sidewall facing the sidewall; 상기 두 측벽의 대응하는 두 개의 천공에 양 끝단이 삽입되어 상기 챔버 내부는 진공을 유지하면서도 그 내부는 대기압 상태를 유지할 수 있는 퀄츠 튜브; 및A quality tube having both ends inserted into two corresponding perforations of the two side walls such that the interior of the chamber maintains a vacuum while the interior of the chamber maintains atmospheric pressure; And 상기 퀄츠 튜브 내부에 삽입된 막대형 램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.A large-area rapid heat treatment apparatus comprising a; bar-shaped lamp inserted into the quartz tube. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 천공의 직경보다 큰 외부 직경을 가진 디스크 형태의 머리부 및 상기 머리부에서 연장되며, 상기 천공을 관통하여 상기 퀄츠 튜브의 내부로 삽입되고, 상기 퀄츠 튜브 내부와 외부를 연결하는 통로를 구비한 몸통부로 이루어진 램프 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.A disk-shaped head having an outer diameter greater than the diameter of the perforation and extending from the head, inserted into the inside of the quartz tube through the perforation, and having a passage connecting the inside and outside of the quartz tube; Large area rapid heat treatment apparatus further comprises a lamp guide consisting of a body portion. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 천공은 다른 영역 보다 내부 직경이 큰 오링 영역을 구비하고 있는 것 을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.And said perforation comprises an O-ring region having an inner diameter larger than that of other regions. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 오링 영역에는 상기 램프 가이드의 끝단이 위치하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.And the end of the lamp guide is positioned in the O-ring region. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 오링 영역에는 상기 오링 영역의 내부 직경과 상기 퀄츠 튜브의 외부 직경의 차의 반과 동일하거나 큰 직경을 가진 진공실링용 오링을 구비하고 있으며,The O-ring region is provided with a vacuum sealing O-ring having a diameter equal to or greater than half the difference between the inner diameter of the O-ring region and the outer diameter of the quartz tube. 상기 진공실링용 오링은 상기 오링 영역의 내부 직경과 상기 퀄츠 튜브의 외부 직경의 차의 반과 동일하거나 작은 두께 및 상기 오링 영역의 너비와 상기 진공실링용 오링의 직경의 합과 동일하거나 더 긴 길이를 가진 측면부 및 상기 램프 가이드가 관통하는 바닥부를 가진 오링푸싱 부재에 의해 고정되며,The vacuum sealing O-ring has a thickness equal to or less than half the difference between the inner diameter of the O-ring region and the outer diameter of the quartz tube, and the length equal to or longer than the sum of the width of the O-ring region and the diameter of the vacuum sealing O-ring. Secured by an O-ring pushing member having a side surface having an excitation side surface and a bottom portion through which the lamp guide penetrates, 상기 오링푸싱 부재와 상기 퀄츠 튜브의 끝단 사이에는 충격방지용 오링을 구비하여 상기 퀄츠 튜브의 끝단을 보호하는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.A large-area rapid heat treatment apparatus for protecting an end of the quartz tube by providing an impact-resistant O-ring between the oring pushing member and the end of the quartz tube. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 막대형 램프에 전원을 연결하기 위한 전원선이 상기 천공을 통해 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.A large area rapid heat treatment apparatus, characterized in that the power line for connecting the power to the rod-shaped lamp is drawn out through the perforation. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 막대형 램프는 텅스텐 할로겐 램프 또는 적외선 램프인 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.The rod-shaped lamp is a large area rapid heat treatment apparatus, characterized in that the tungsten halogen lamp or infrared lamp. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 대면적용 급속 열처리 장치는 태양전지용 기판 수 내지 수십장을 동시에 급속 열처리하기 위한 급속 열처리 장치인 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.The large-area rapid heat treatment apparatus is a large-area rapid heat treatment apparatus for rapid heat treatment for rapid heat treatment of several to several dozen sheets of solar cell substrate. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 챔버의 네 측벽 중 서로 대면하는 두 측벽씩 서로 대응하는 천공들을 구비하고, 상기 두 측벽씩 서로 대응하는 천공들에 퀄츠 튜브들을 삽입하여 상기 퀄츠 튜브들은 일방향으로 배열된 제1군과 상기 제1군의 수직방향으로 배열되되, 상기 제1군과 높이가 다르게 배열된 제2군을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 대면적용 급속 열처리 장치.Each of the four sidewalls of the chamber has perforations corresponding to each other by two sidewalls facing each other, and the first and the first groups arranged in one direction by inserting the quality tubes into the perforations corresponding to each of the two sidewalls. A rapid heat treatment apparatus for a large area, which is arranged in a vertical direction of the group, and has a second group arranged differently from the first group.
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