KR20120032194A - 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치 - Google Patents

태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치 Download PDF

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KR20120032194A
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Abstract

본 발명은 P-N 도핑 공정을 처리하는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치에 관한 것으로서, 기판을 확산부로 투입시키는 로더스테이션이 구비된 기판 로딩장치에 있어서, 상기 로더스테이션은 이송유닛과, 개폐부와, 보트거치대, 및 상기 보트거치대에 장착되는 보트로 구성하되, 메인프레임에 상,하 방향으로 복수로 병렬 설치됨으로써, 복수의 확산 공정을 동시 처리하는 것이 가능하여 공정 자동화에 따른 공정 효율의 향상과 생산성 향상을 얻을 수 있고, 또한 상기 보트는 다수개의 기판이 동일 방향으로 일정 각도 경사지게 설치되도록 함으로써, 소스 가스의 신속하고 균일한 확산을 유도하여 확산막의 균일도 향상은 물론 공정 효율의 향상을 통해 고품질의 태양전지를 제조할 수 있는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치에 관한 것이다.

Description

태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치{Loading device of diffusion apparatus for manufacturing solar cell}
본 발명은 P-N 도핑공정(확산공정)을 처리하는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 확산공정의 동시 처리가 가능하도록 로더스테이션을 복수로 병렬 설치하고, 로더스테이션에 구비되는 보트는 다수개의 기판이 일정 간격으로 이격되어 동일 방향으로 경사지도록 설치되게 함으로써, 공정 효율 향상은 물론 균일하고 효과적인 확산공정이 수행될 수 있는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지(Solar Cell)는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자의 하나로서, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)를 가공하여 전자(electron)와 정공(hole)이 각각 구비되는 다른 극성의 N(negative)형 반도체 및 P(positive)형 반도체를 접합시키고 전극을 형성함으로써, P-N접합에 의한 태양광 발전의 원리를 이용하여 빛 에너지에 의한 전자의 이동을 통해 전기 에너지를 생산하게 되는 광전지 중의 하나이다.
상기와 같은 태양전지는 전력 생산을 위해 다수개의 모듈(module)과 태양전지 패널(panel)로 구성되는 태양전지 어레이(array)의 가장 최소 단위의 기본 소자로서, 다결정(poly crystal) 및 단결정(single crystal) 실리콘 태양전지 또는 비정질 실리콘 태양전지와 같은 실리콘계 태양전지와 화합물 반도체 태양전지 등으로 크게 분류된다.
실리콘계 태양전지는 대략 200㎛의 얇은 두께의 실리콘 웨이퍼(이하 '기판'이라 함)를 제조한 후, 이 기판을 여러 가공 공정을 통해 처리함으로써 제작되어 진다.
이러한 태양전지 제조공정은 광 흡수율을 높이기 위한 텍스처링공정(Texturing,표면조직화공정), P-N접합을 형성시키는 확산공정(도핑공정), 웨이퍼 표면의 불순물을 제거하는 산화막 제거공정, 광반사 손실을 줄이기 위한 반사 방지막 코팅공정, 전후면 전극 인쇄공정, 및 P-N접합 분리를 위한 P-N접합 분리공정 등으로 이루어진다.
상기 제조공정 중 확산(도핑)공정은 극성이 다른 N형 반도체 층과 P형 반도체 층으로 구성된 P-N접합을 형성하기 위해 의도적으로 첨가물을 고온에서 P형 실리콘 기판에 확산시켜 P층과 N층을 적층 형성하는 단계이다.
즉 P-N접합은 POCl3 또는 H3PO4와 같은 N형 불순물의 첨가물을 고온에서 P형 반도체 상에 확산시켜 P형 반도체의 외주면에 소정 두께의 N형 반도체를 형성함으로써 이루어진다.
이때 N형 반도체 층은 에미터(emitter)로 작용하게 되며, 추후 전극 인쇄공정에서 전극이 인쇄되는 부분이다.
이러한 확산공정은 고온의 가열로(furnace) 내에 다수개의 기판을 투입하고 소스 가스를 투입하여 수행되어 진다.
따라서 확산공정은 태양전지의 광전 변환 효율에 큰 영향을 미치는 중요한 공정 중의 하나로서, 균일한 에미터층 형성을 위하여 확산튜브 내에서의 소스 가스의 오염 방지는 물론 신속하고 균일한 확산이 중요할 뿐 아니라, 태양전지의 생산성 확보를 위해 소스 가스의 신속한 투입과 배기를 통한 공정 효율의 향상 또한 중요하다.
이러한 확산장치에는 기판을 확산부에 로딩 또는 언로딩시킬 수 있는 기판 로딩장치가 구비되며, 이때 기판 로딩장치는 통상적으로 벨트 타입의 인라인 방식과 카세트 튜브 방식으로 분류된다.
여기서 카세트 튜브 방식은 고온의 분위기를 형성하는 확산튜브 내에 다수개의 기판이 탑재된 보트를 투입하고 밀폐시킨 후, 확산튜브 내에 불순물 이온이 첨가된 소스 가스를 분사하여 기판에 P-N접합을 형성하는 것이다.
이때 기판 로딩장치는 보트가 놓여진 보트거치대를 전,후 방향으로 슬라이딩시켜 기판을 로딩 또는 언로딩시키거나 또는 별도로 구비되는 복잡한 구조의 기판 투입장치를 사용하여 기판을 투입하게 되는 것이다.
그러나 상기와 같은 종래의 기판 로딩장치는 다음과 같은 문제점들이 있었다.
첫째, 하나의 로더스테이션에 의해 기판이 투입되는 단일 구조로서, 기판의 로딩 및 언로딩이 효율적으로 이루어지지 않아 기판의 대기 시간이 길어질 뿐 아니라, 확산로의 예열과 가열 및 냉각에 따른 지연으로 인해 연속 공정 진행이 곤란한 문제점이 있었고, 둘째, 보트에 탑재된 다수개의 기판이 수직으로 설치됨으로써, 기판의 상부와 하부에 조성되는 소스 가스의 밀도 또는 분포도 차이에 의해 기판 전체 면에서의 균일한 확산막 확보가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째, 로더스테이션을 상,하 방향으로 복수로 병렬 설치함으로써, 복수의 확산공정이 순차적으로 또는 동시에 이루어질 수 있게 하여 기판의 대기 시간 단축은 물론 공정 효율 향상을 얻을 수 있게 하고, 둘째, 기판이 일정 각도 경사지도록 배치하여 기판의 상부와 하부에 조성되는 소스 가스의 밀도 또는 분포도가 균일하게 형성되게 하여 공정 품질이 향상되도록 하며, 셋째, 보트의 구조를 견고하게 하여 휨이나 변형 등에 의한 공정 불량을 최소화할 수 있는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기판을 확산부로 투입시키는 로더스테이션이 구비된 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치에 있어서,
상기 로더스테이션은 메인프레임에 설치되는 이송유닛과, 상기 이송유닛에 고정되는 개폐부와, 상기 이송유닛에 일단이 결합되어 일정 길이 연장 형성되는 보트거치대, 및 상기 보트거치대에 장착되는 보트로 구성하되,
확산 공정의 동시 처리가 가능하도록 상기 메인프레임에 상,하 방향으로 격리되어 복수로 병렬 설치되고, 상기 보트는 다수개의 기판이 일정 간격으로 서로 마주보며 이격되도록 배치됨과 동시에 동일 방향으로 경사지도록 구비된다.
여기서 상기 보트는 상기 기판의 양측부를 지지하는 제1지지프레임과 상기 제1지지프레임에 결합되어 상기 기판의 하단을 지지하는 제2지지프레임으로 구성하되, 상기 제1,2지지프레임에는 상기 기판의 외주 일측이 삽입 지지될 수 있도록 일정 간격으로 이격되게 다수개의 슬롯이 각각 구비된다.
또한 상기 슬롯은 상기 보트의 투입 방향과 반대 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치될 수 있다.
또 상기 제1지지프레임은 상기 슬롯이 형성된 한 쌍의 가이드바와 상기 가이드바를 고정 지지하는 다수개의 제1고정바로 구성되고, 상기 제2지지프레임은 상기 제1고정바의 중앙부에 결합하되, 상기 슬롯이 형성된 한 쌍의 지지바와 상기 지지바를 고정 지지하는 제2고정바로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 병렬 설치된 복수의 로더스테이션을 통해 복수의 확산공정이 순차적으로 또는 동시에 이루어질 수 있어 공정 효율의 향상에 따른 생산성 향상의 효과가 있고, 둘째, 기판의 전체 표면에서의 소스 가스의 밀도와 분포도가 균일하여 공정 품질 향상을 통한 불량률 감소의 효과가 있으며, 셋째, 보트의 휨이나 변형 등에 의한 공정 불량 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 태양전지 제조용 확산장치의 사시도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 본 발명의 보트의 사시도,
도 4는 도 3의 정단면도,
도 5는 도 3의 측단면도,
도 6은 보트가 로딩된 상태의 확산유닛의 측단면도이다.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 태양전지 제조용 확산장치의 사시도를 나타낸 것이고 도 2는 도 1의 정면도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 확산장치는 기판로딩장치(10), 확산부(50), 가스공급부(80), 및 제어부(90)로 구성된다.
기판로딩장치(10)는 기판(실리콘 웨이퍼)(100)이 탑재된 보트(30)를 이송하여 하기에서 설명하는 확산부(50)의 확산유닛(70)에 로딩 또는 언로딩시키는 역할을 하는 것으로서, 메인프레임(12)과 로더스테이션(20)으로 구성된다.
메인프레임(12)은 로더스테이션(20)을 지지함과 동시에 로더스테이션(20)의 작동을 가이드하는 것으로서, 로더스테이션(20)이 상,하 방향으로 복수로 설치될 수 있게 내부 공간이 상부와 하부로 분리 형성되도록 구비된다.
이때 메인프레임(12)의 중앙부에는 내부 공간을 상,하부로 분리하는 격벽(15)이 설치되는 것이 바람직하다.
즉 로더스테이션(20)은 메인프레임(10) 상에 병렬로 설치되어 동시에 작동 가능하도록 구비될 수 있으나, 도시된 바와 같이, 한 쌍으로 한정되는 것은 아니며, 상,하 방향으로 두 개 이상의 다수개가 병렬 설치될 수도 있을 것이다.
본 발명의 로더스테이션(20)은 다수개의 기판(100)(1장~200장)이 탑재된 보트(30)를 확산유닛(70)에 구비되는 확산튜브(77)(도6에 도시함) 내에 자동적으로 투입 또는 인출하는 작업을 수행하여 기판(100)을 확산튜브(77) 내에 로딩 또는 언로딩 시키는 것으로서, 확산유닛(70)에 대응되게 마주보도록 설치되는 것이다.
여기서 로더스테이션(20)은 이송유닛(21), 개폐부(25), 보트거치대(27), 및 보트(30)로 구성된다.
이때 이송유닛(21)은 개폐부(25)와 보트거치대(27) 및 보트(30)를 확산부(50)로 이송하는 것으로서, 구동부(22)와 지지프레임(23)으로 구성된다.
구동부(22)는 지지프레임(23)을 메인프레임(12)의 수평 방향으로 직선 왕복 이송시키기 위한 것으로서, 구동모터에 의해 순환 이송되는 이송벨트를 설치하고, 상기 이송벨트의 일측부에 지지프레임(23)을 고정함으로써, 이송벨트의 이송과 연계되어 지지프레임(23)을 이송시키게 되는 것이다.
이송벨트는 정확하고 신뢰성이 있는 수평 이송을 위하여 타이밍 벨트 등이 사용되는 것이 바람직하다.
그러나 구동부는 상기와 같은 구동 방식에 한정되는 것은 아니며, 이송스크류 방식이나 리니어모듈 등 지지프레임(23)을 직선 왕복 이송시킬 수 있는 통상적인 다양한 구동 방식이 적용될 수 있을 것이다.
한편 개폐부(25)는 이송유닛(21)의 지지프레임(23)에 결합되며 서로 마주보는 한 쌍의 개폐판으로 구성된다.
이때 개폐판은 확산부(50)의 확산튜브(77)에 형성되는 기판투입구(71a)를 개폐시키기 위한 것으로서, 원형 판재 형태로 구비된다.
한편 보트거치대(27)는 다수개의 기판(100)이 일정 간격으로 탑재되는 일정 길이의 기판(100) 탑재용 보트(30)가 고정되는 부분으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 일정 길이의 사각형 및 반원형 바(bar)가 연속으로 이어지는 구조로 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 보트(30)의 길이와 형상에 대응되어 다양한 구조로 구비될 수 있을 것이다.
여기서 보트거치대(27)는 보트(30)를 안정적으로 지지할 수 있도록 이에 대응되는 길이로 연장 형성되며, 이때, 일단부가 개폐부(25)의 하측부를 관통하여 이송유닛(21)의 지지프레임(23)에 결합되는 것이다.
따라서 보트거치대(27)는 이송유닛(21)의 작동과 연계되어 확산튜브(77) 내부에 보트(30)를 투입시키게 되는 것이다.
보트거치대(27)는 보트(30)의 하면 양측부를 각각 지지할 수 있게 일정 거리 이격되도록 한 쌍으로 구비될 수도 있을 것이다.
따라서 로더스테이션(20)은 확산튜브(50)의 중심축 상에서 확산튜브(50)와 마주보도록 설치됨으로써, 기판(100)이 탑재된 보트(30)를 확산튜브(50) 내부에 용이하게 투입 또는 인출할 수 있도록 구비되는 것이다.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 보트를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 보트(30)의 사시도를 나타낸 것이고, 도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 것이며, 도 5는 도 3의 측단면도를 나타낸 것이다.
보트(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 기판(100)을 카세트 방식으로 끼워 넣을 수 있는 일정 길이의 프레임 구조로 형성되는 것으로서, 제1지지프레임(34)과 제2지지프레임(39)으로 구성된다.
제1지지프레임(34)은 기판(100)이 외부로 이탈되지 않도록 하는 것으로서, 서로 마주보도록 설치되는 한 쌍의 가이드바(31)와 가이드바(31)를 고정 지지하는 다수개의 제1고정바(32)로 구성된다.
제1고정바(32)는 중앙부가 절곡 형성되어 'ㄴ' 형상으로 구비되는 것으로서, 다수 개가 일정 간격으로 이격되도록 배치하되, 반대편에도 다수개를 동일 간격으로 배치하여 서로 마주보도록 대칭되게 설치된다.
이때 제1고정바(32)의 상단부에 가이드바(31)의 외주면 하단부가 결합되는 것이다.
한편 가이드바(31)의 전 후단에는 연결바(33)가 각각 구비될 수 있으며, 기판(100)의 양측 하부가 끼워질 수 있는 다수개의 슬롯(31a)이 길이 방향을 일정 깊이로 대칭되게 형성된다.
이때, 슬롯(31a)은 동일 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치된다.
한편 제2지지프레임(39)은 제1지지프레임(34) 하부에 설치되어 기판(100)의 하부를 지지하는 것으로서, 한 쌍의 지지바(36)와 지지바(36)를 고정하는 제2고정바(37) 및 연결바(38)로 구성된다.
지지바(36)는 서로 마주보도록 배치된 제1지지프레임(34)의 제1고정바(32)의 단부에 결합되는 것으로서, 일정 거리 이격되도록 설치된다.
이때 지지바(36)의 상측부에는 가이드바(31)에 설치된 슬롯(31a)에 대응되도록 다수개의 슬롯(36a)이 일정 간격으로 이격되어 경사지도록 배치되고, 전,후단부에는 양단이 지지바(36)에 각각 결합되는 연결바(38)가 각각 설치된다.
여기서 가이드바(31)의 슬롯(31a)과 지지바(36)의 슬롯(36a)은 동일 방향으로 서로 대응되게 경사지도록 설치되어 기판(100)의 외주 양측과 하부를 각각 지지하게 되는 것이다.
한편 지지바(36) 사이에는 양단이 지지바(36)에 각각 결합되는 다수개의 제2고정바(37)가 일정 간격으로 이격되도록 배치된다.
이때 제2고정바(37)는 원형 기판(100)의 형상을 고려하여 원호 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.
따라서 기판(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 보트(30)의 투입 방향과 반대 방향으로 일정각도 경사지도록 보트(30)에 장착되는 것이다.
보트(30)는 상기와 같이 제1지지프레임(34)과 제2지지프레임(39)을 격자 형상으로 구성함으로써, 소스 가스의 확산에 최소한의 영향을 미침과 동시에 보다 견고하게 기판(100)을 지지할 수 있게 되는 것이다.
또한 제1지지프레임(34)의 제1고정바(32)의 하측면에는 보트(30)를 지지하는 다수개의 지지대(35)가 일정 높이로 돌출 형성될 수 있다.
한편 보트거치대(27)와 보트(30)는 확산유닛(70)의 내부가 확산(도핑) 공정 수행을 위하여 850℃~940℃ 정도의 고온을 유지하게 되므로, 이러한 고온을 견딜 수 있는 석영 소재로 형성되는 것이 바람직하며, 또한 열 융착이나 용접 가공 등을 통해 제작될 수 있을 것이다.
이하 도 6을 참조하여 확산부(50)의 확산유닛(70)과 확산유닛(70)에 로딩된 상태의 보트(30)를 설명한다.
도 6은 확산유닛(70)의 측단면도를 나타낸 것이다.
확산부(50)는 고온의 분위기에서 소스 가스를 이용하여 기판(100)(태양전지) 표면에 확산막을 형성하는 공정을 수행하는 부분으로서, 메인하우징(51)과 확산유닛(70)으로 구성된다.
메인하우징(51)은 확산 공정이 고온에서 수행되어 져야 하는 특성상 내부의 확산유닛(70)이 외부와 격리되도록 구비되며, 기판(100)이 확산유닛(70)에 투입 또는 인출될 수 있도록 확산유닛(70)에 대응되게 외측면에 기판출입구(52)가 형성된다.
확산공정은 P형 실리콘 웨이퍼에 N형 불순물(POCl3 또는 H3PO4 )을 고온에서 확상(도핑)시킴으로써, P형 실리콘 웨이퍼 외주면 전체에 N형 실리콘 웨이퍼가 적층된 P-N접합 구조의 기판(100)을 형성하는 것이다.
여기서 확산부(50)는 기판로딩장치(10)의 로더스테이션(20)에 대응되게 확산유닛(70)을 메인하우징(51)에 상,하 방향으로 복수로 병렬 설치되어 복수의 확산공정이 순차적으로 또는 동시에 수행되도록 하여 공정 효율 향상과 생산성을 증대시킬 수 있는 것이다.
이때 메인하우징(51) 내부에는 두 개의 확산유닛(70)을 상,하로 격리시킬 수 있도록 격벽(도시하지 않음)이 설치될 수 있다.
한편 확산유닛(70)은 확산로(60)와 확산튜브(77)로 구성된다.
확산로(60)는 소스 가스의 불순물 이온이 기판(100) 표면에 확산(도핑)되어 에미터층이 형성될 수 있게 내부를 고온의 분위기로 유지하는 가열로(heating furnace)로서, 석고블록 등의 내열 소재가 사용되며, 내측면에는 가열 히터(도시하지 않음)가 설치된다.
따라서 확산로(60)는 확산 공정이 수행될 수 있도록 가열 히터를 이용하여 확산튜브(77) 내부 분위기가 약 850℃ ~ 940℃의 고온으로 유지되도록 하는 것이다.
이때 확산로(60)의 외주면에는 길이 방향을 따라 온도 측정용 TC(Thermal Couple) 센서(도시하지 않음)가 일정 간격으로 이격 설치될 수 있다.
한편 확산튜브(77)는 본체(71)와 가스분사관(72) 및 플랜지(75)로 구성된다.
확산튜브(77)는 확산로(60)에 관통 설치되는 것으로서, 확산공정에서 내부가 상기와 같이 고온 상태를 유지해야 하므로, 본체(71)는 석영(쿼츠)으로 내부가 비어 었는 원통형으로 제작되며, 전면은 개방되어 기판투입구(71a)가 형성되고, 후측면에는 가스배출구(71b)가 형성된다.
이때 가스배출구(71b)에는 배기구(76)가 구비된 플랜지(75)가 결합되며, 배기구(76)에는 개폐밸브가 설치될 수 있다.
여기서 가스분사관(72)은 본체(71) 하측면에 위치하도록 플랜지(75) 하측부에 관통 형성된다.
가스분사관(72)은 가스공급부(80)에 구비되는 소스 가스공급관(도시하지 않음)과 연결되어 소스 가스를 확산튜브(77) 내에 분사하는 역할을 하는 것이다.
확산튜브(77) 내에는 도시된 바와 같이, 로더스테이션(20)에 의해 다수개의 기판(100)이 탑재된 보트(30)가 로딩된다.
이때 보트(30)에 구비된 슬롯(31a,36a)은 보트(30)의 투입 방향과 반대 방향으로 경사지도록 설치되어 있기 때문에 확산튜브(77) 내의 기판(100)들은 도시된 바와 같이, 확산튜브(77)의 기판투입구(71a) 방향으로 일정 각도 경사진 상태로 로딩되는 것이다.
한편 가스분사관(72)은 일정 길이의 분사파이프 외주면에 길이 방향을 따라 다수개의 분사노즐을 형성하여 소스 가스가 확산튜브(77) 내에 신속하게 효과적으로 분산되어 불순물 이온의 밀도나 분포도가 균일하게 유지되도록 할 수 있을 것이다.
소스 가스는 통상적으로 불순물 이온과 산소(O₂) 및 운반용 불활성 가스(N₂ 등) 등이 투입된다.
따라서 확산튜브(77) 내에 분사된 소스 가스는 확산튜브(77) 내에 신속하게 확산되어 분포하게 되며, 이때 기판(100)이 일정 각도로 경사진 상태를 유지하기 때문에 기판(100)이 수직으로 설치된 경우보다 기판(100) 상부와 하부에서 보다 균일하게 분포도를 유지하게 되어 균일한 확산막이 형성되도록 할 수 있다.
한편 플랜지(75)와 확산튜브(77)의 본체(71)가 밀착되는 부위에는 가스의 누출을 방지할 수 있는 오링(O-Ring)이 설치되는 것이 바람직하며, 배기구(76)에는 진공펌프(도시하지 않음)가 연결된다.
진공펌프는 확산튜브(77)의 본체(71) 내부를 진공 분위기로 변환시키기 위한 것으로서, 반응이 완료된 확산튜브(77) 내의 소스 가스를 강제로 흡입하여 외부로 배출시킴으로써, 확산튜브(77) 내부를 진공 분위기로 유지함과 동시에 반응 불순물이나 오염 물질이 확산튜브(77) 내에 잔류하는 것을 차단함으로써, 공정 품질을 현저히 향상시키고자 하는 것이다.
한편 제어부(90)는 기판로딩장치(10)와 확산부(50) 및 가스공급부(80)를 제어하여 확산공정이 연속 수행될 수 있도록 하는 것으로서, 시스템의 구동은 전자동(Full Auto)으로서 윈도우 운영체제를 기반으로 한 프로그램 수행형 시스템이 사용될 수 있으며, 여기서 사용되는 소프트웨어는 공정 특성에 맞게 개발된 것을 사용한다.
파워공급부는 별도로 트랜스와 장비를 구동하기 위한 전기 전장파트 및 PLC(Program Logic Controller)가 구비될 수 있다.
이하 본 발명의 작동 과정을 설명한다.
먼저 로더스테이션(20)은 메인하우징(51)과 확산튜브(77)의 기판투입구(52,71a)가 개방된 상태에서 제어부(90)로부터 작동 신호를 전달받아 다수개의 기판(100)이 탑재된 보트(30)를 확산튜브(77) 내로 투입함과 동시에 확산튜브(77)를 폐쇄시키게 된다.
이와 같이, 기판(100)의 로딩이 완료되면 확산튜브(77) 내부는 배기구(75a)를 통해 내부 기체가 외부로 강제 배기되어 진공상태로 변환된 후 밀폐되고, 확산로(60)는 확산튜브(77)가 밀폐된 상태에서 확산튜브(77) 내부 분위기를 적정온도로 가열시키게 되며, 이때 가스분사관(72)을 통해 불순물 이온이 포함된 소스 가스가 확산튜브(77) 내에 분사됨으로써, 불순물 이온이 기판(100) 표면에 도핑되어 에미터층이 형성되도록 하는 것이다.
불순물 이온의 확산(도핑)이 완료되면 반응이 완료된 가스는 배기구(76)를 통해 외부로 배출되고, 로더스테이션(20)이 제자리로 후퇴하여 확산튜브(77) 내의 보트(30)를 인출함으로써 확산공정이 완료되는 것이다.
따라서 본 발명은 로더스테이션(20)을 상,하 방향으로 복수로 병렬 설치함으로써, 복수의 확산 공정이 순차적으로 또는 동시에 이루어질 수 있게 함으로써, 기판(100)의 로딩 및 언로딩이 효율적으로 수행될 수 있으며, 또한 기판(100)이 일정 각도 경사지도록 배치됨으로써, 기판의 상부와 하부에 조성되는 소스 가스의 밀도 또는 분포도가 균일하게 형성될 수 있어 확산막의 품질이 향상될 수 있으며, 보트의 구조를 견고하게 하여 휨이나 변형 등에 의한 공정 불량을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기판로딩장치 12 : 메인프레임
15 : 격벽 20 : 로더스테이션
21 : 이송유닛 22 : 구동부
23 : 지지프레임 25 : 개폐부
27 : 보트거치대 30 : 보트
31 : 가이드바 31a,36a : 슬롯
32 : 제1고정바 33 : 연결바
34 : 제1지지프레임 35 : 지지대
36 : 지지바 37 : 제2고정바
38 : 연결바 39 : 제2지지프레임
50 : 확산부 51 : 메인하우징
52,71a : 기판투입구 60 : 확산로
70 : 확산유닛 71 : 본체
71b : 가스배출구 72 : 가스분사관
75 : 플랜지 76 : 배기구
77 : 확산튜브 80 : 가스공급부
100 : 기판 90 : 제어부

Claims (4)

  1. 기판을 확산부로 투입시키는 로더스테이션이 구비된 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치에 있어서,
    상기 로더스테이션은,
    메인프레임에 설치되는 이송유닛과, 상기 이송유닛에 고정되는 개폐부와, 상기 이송유닛에 일단이 결합되어 일정 길이 연장 형성되는 보트거치대, 및 상기 보트거치대에 장착되는 보트로 구성하되,
    확산 공정의 동시 처리가 가능하도록 상기 메인프레임에 상,하 방향으로 격리되어 복수로 병렬 설치되고,
    상기 보트는 다수개의 기판이 일정 간격으로 서로 마주보며 이격되도록 배치됨과 동시에 동일 방향으로 경사지도록 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보트는,
    상기 기판의 양측부를 지지하는 제1지지프레임과 상기 제1지지프레임에 결합되어 상기 기판의 하단을 지지하는 제2지지프레임으로 구성하되,
    상기 제1,2지지프레임에는 상기 기판의 외주 일측이 삽입 지지될 수 있도록 일정 간격으로 이격되게 다수개의 슬롯이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 보트의 투입 방향과 반대 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1지지프레임은 상기 슬롯이 형성된 한 쌍의 가이드바와 상기 가이드바를 고정 지지하는 다수개의 제1고정바로 구성되고, 상기 제2지지프레임은 상기 제1고정바의 중앙부에 결합하되, 상기 슬롯이 형성된 한 쌍의 지지바와 상기 지지바를 고정 지지하는 제2고정바로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 확산장치의 기판 로딩장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101290105B1 (ko) * 2012-04-30 2013-07-26 주식회사 엘티에스 기판 로딩장치
CN117382001A (zh) * 2023-11-16 2024-01-12 江苏晶孚新材料科技有限公司 光伏电池片烧结、扩散用碳化硅陶瓷晶舟双头开齿设备

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