KR20180000882A - Inline Furnance Apparatus - Google Patents

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Abstract

An inline furnace apparatus according to the present invention includes: a heat chamber unit for blocking external heat or light; and a conveyor belt unit for conveying a wafer from one side inlet to the other side outlet of the heat chamber unit. The wafer is a wafer N-doped with a P-type semiconductor so that solar absorption performance is influenced by a minority carrier. When the wafer is conveyed into the heat chamber unit by the conveyor belt unit, the heat chamber unit applies a first factor and a second factor which are individually controlled to the wafer at the same time so that boron bonded on an N-type semiconductor region of the wafer is combined with silicon of the wafer. Accordingly, the present invention can prevent the efficiency deterioration of a solar cell.

Description

인라인 퍼니스 장치{Inline Furnance Apparatus}Inline Furnace Apparatus < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 태양 전지(Solar cell) 제조시 후단에 설치되는 공정으로서, 태양 전지를 어닐링(Annealing)하는 과정에서 발생하는 태양 전지의 효율 저하를 방지하기 위한 인라인 퍼니스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an in-line furnace device for preventing deterioration of the efficiency of a solar cell occurring during a process of annealing a solar cell.

실리콘 태양 전지의 제조 공정은 전단부터 후단으로 가면서 Texturing, Emitter Diffusion, Edge Isolation, Anti Reflection Coatings, Screen Print Front, Screen Print Rear Aluminium, Screen Print Rear Silver, Firing, Testing의 순으로 이루어질 수 있다.Silicon solar cells can be fabricated in the order of Texturing, Emitter Diffusion, Edge Isolation, Anti Reflection Coatings, Screen Print Front, Screen Print Rear Aluminum, Screen Print Rear Silver, Firing and Testing.

이 공정들 중에서 어닐링(Annealing)을 위한 Firing 과정에서 붕소(Boron)가 실리콘이 아닌 산소와 결합하게 되면 태양 전지의 발전 효율이 저하될 수 있다.Among these processes, when the boron is combined with oxygen rather than silicon in the firing process for annealing, the power generation efficiency of the solar cell may be lowered.

한국공개특허공보 제10-2012-0032193호에는 Emitter Diffusion을 위한 인라인 퍼니스 장치가 기재되고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0032193 discloses an in-line furnace device for Emitter Diffusion.

한국공개특허공보 제10-2012-0032193호Korean Patent Publication No. 10-2012-0032193

본 발명은 태양 전지(Solar cell) 제조시 후단 공정으로서, 태양 전지를 어닐링(Annealing)하는 과정에서 발생하는 태양 전지의 효율 저하를 방지하기 위한 인라인 퍼니스 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides an in-line furnace device for preventing deterioration of the efficiency of a solar cell occurring during a process of annealing a solar cell as a back end process in manufacturing a solar cell.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.

일 실시예로서, 본 발명의 인라인 퍼니스 장치는,In one embodiment, the in-line furnace device of the present invention includes:

외부의 열 또는 광을 차단하는 열 챔버 유니트;A heat chamber unit for blocking external heat or light;

상기 열 챔버 유니트의 일측 입구로부터 타측 출구까지 웨이퍼를 반송하는 컨베이어 벨트부; 를 포함하고,A conveyor belt portion for conveying the wafer from one inlet to the other outlet of the column chamber unit; Lt; / RTI >

상기 웨이퍼는 소수 캐리어(Minority Carrier)에 따라 태양광 흡수 성능이 영향을 받도록 P형 반도체에 N 도핑된 웨이퍼로서, 상기 컨베이어 벨트부에 의하여 상기 웨이퍼가 상기 열 챔버 유니트 내부로 이송될 때, Wherein the wafer is N-doped with a P-type semiconductor so that solar absorption performance is influenced by a minority carrier, wherein when the wafer is transferred into the thermal chamber unit by the conveyor belt portion,

상기 열 챔버 유니트는 상기 웨이퍼의 N형 반도체 영역에서 결합된 붕소(Boron)가 상기 웨이퍼의 실리콘과 결합되도록, 각기 개별 제어되는 제1 인자와 제2 인자를 상기 웨이퍼에 한꺼번에 인가한다.The thermal chamber unit simultaneously applies individually controlled first and second factors to the wafer so that the boron bonded in the N-type semiconductor region of the wafer is bonded to the silicon of the wafer.

일 실시예로서, 상기 광원부의 광 파장은 태양광의 파장 영역대에서 선택되고, 상기 광원부는 적외선부터 자외선까지의 파장대의 광을 조사한다.In one embodiment, the light wavelength of the light source portion is selected in the wavelength region band of sunlight, and the light source portion irradiates light in a wavelength range from infrared light to ultraviolet light.

일 실시예로서, 본 발명의 인라인 퍼니스 장치는, 상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제1 인자로서 열을 가해주는 열원부를 포함하고, 상기 열원부의 열원은 상기 열 챔버 유니트 내부에 구비된 온도계의 측정값에 따라 제어된다.According to an embodiment of the present invention, an in-line furnace apparatus includes a heat source unit that applies heat as the first factor to the wafer in the thermal chamber unit, and the heat source of the heat source unit is provided inside the heat chamber unit It is controlled according to the measured value of the thermometer.

일 실시예로서, 본 발명의 인라인 퍼니스 장치는, 상기 열 챔버 유니트는 상기 웨이퍼가 통과하는 위치를 기준으로 구분되는 하부 몸체와 상부 몸체를 포함하고, 상기 제2 인자로서 광을 조사하는 광원부는 상기 상부 몸체에 구비되며, 상기 제1 인자로서 열을 가하는 열원부는 상기 상부 몸체 또는 상기 하부 몸체에 구비된다.According to an embodiment of the present invention, the thermal chamber unit includes a lower body and an upper body separated from each other by a position at which the wafer passes, and the light source unit for irradiating light as the second factor comprises: And a heat source for applying heat as the first factor is provided in the upper body or the lower body.

본 발명의 인라인 퍼니스 장치는 광을 조사하는 광원부와 열을 제공하는 열원부를 별도로 구성하며 열과 광을 독립제어하면서 동시에 웨이퍼에 가할 수 있는 것을 특징으로 한다.The in-line furnace apparatus of the present invention is characterized in that a light source unit that emits light and a heat source unit that provides heat are separately provided, and the heat and light can be independently controlled and simultaneously applied to the wafer.

본 발명은 광조사만을 위한 광원부와 온도 가열을 위한 열원부를 별도의 장치로 구비하며, 이에 따라 어닐링을 위한 온도를 정확하게 제어하는 동시에 소수 캐리어를 최적으로 확보하기 위한 다양한 파장의 광을 조사할 수 있다. The present invention is characterized in that a light source unit for only light irradiation and a heat source unit for temperature heating are provided as separate apparatuses so that the temperature for annealing can be accurately controlled and light of various wavelengths can be irradiated to optimally secure a minority carrier .

도 1은 본 발명의 인라인 퍼니스 장치를 나타내는 측 단면도이다.
도 2는 본 발명과 비교하기 위한 비교 실시예의 인라인 퍼니스 장치를 나타내는 측 단면도이다.
도 3은 본 발명의 컨베이어 벨트부, 광원부 및 열원부의 상대적 위치 관계를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 컨베이어 벨트부, 광원부 및 열원부의 상대적 위치 관계 나타내는 측 단면도이다.
도 5는 본 발명의 인라인 퍼니스 장치의 다른 실시예를 나타내는 측 단면도이다.1 is a side sectional view showing an in-line furnace device of the present invention.
2 is a side cross-sectional view showing an in-line furnace device of a comparative example for comparison with the present invention.
3 is a perspective view showing a relative positional relationship between the conveyor belt portion, the light source portion, and the heat source portion of the present invention.
4 is a side sectional view showing a relative positional relationship between the conveyor belt portion, the light source portion and the heat source portion of the present invention.
5 is a side sectional view showing another embodiment of the in-line furnace device of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

태양 전지는 P형 실리콘 웨이퍼에 다음과 같은 공정을 거쳐 제조될 수 있다. 첫번째로 실리콘 잉곳을 절단하여 만든 웨이퍼 표면의 손상 및 오염을 제거하기 위한 텍스처링(Texturing) 공정이 수행될 수 있다. 텍스처링된 웨이퍼는 N 도핑을 위한 Emitter Diffusion 공정이 수행될 수 있다. N 도핑된 웨이퍼는 웨이퍼의 전면과 후면을 전기적으로 분리하기 위해서 웨이퍼 가장자리의 N 도핑을 제거하는 Edge Isolation 공정이 수행될 수 있다. Edge Isolation된 웨이퍼는 태양 전지에서 태양광을 반사하지 못하게 하는 Anti Reflection Coatings 처리가 될 수 있다. The solar cell can be manufactured on a P-type silicon wafer through the following process. First, a texturing process may be performed to remove damage and contamination of the wafer surface created by cutting the silicon ingot. The textured wafer may be subjected to an emitter diffusion process for N doping. The N-doped wafer may be subjected to an edge isolation process to remove the N-doping of the wafer edge in order to electrically isolate the front and back surfaces of the wafer. Edge-isolated wafers can be treated with Anti Reflection Coatings, which prevent solar cells from reflecting sunlight.

다음의 후단 공정으로서, 웨이퍼는 전면과 후면에 전극 형성을 위한 은(Silver)과 알루미늄(Aluminium)이 Screen Print될 수 있다. Screen Print 공정까지 완료된 웨이퍼는 Firing 공정을 통해 웨이퍼를 어닐링(Annealing)하여 태양 전지로 완성될 수 있다.As a subsequent step, the wafer may be screen printed with silver and aluminum for electrode formation on the front and back sides. The wafers that have completed the screen printing process can be completed with solar cells by annealing the wafers through a firing process.

전단 공정인 Emitter Diffusion, Anti Reflection Coatings 등에서 이온 주입 방식 공정의 경우 웨이퍼로 주입되는 이온이 웨이퍼의 결정 원자를 때리면서 결정 결함을 야기하는 문제를 유발한다. 따라서, 손상된 결정 결함을 회복시키기 위한 어닐링 공정을 후단 공정으로서 요구하는데, Firing 공정이 바로 어닐링 공정이다In the case of the ion implantation process in the shear process, such as Emitter Diffusion and Anti Reflection Coatings, the ions implanted into the wafer cause crystal defects by hitting the crystal atoms of the wafer. Therefore, an annealing process for recovering damaged crystal defects is required as a post-annealing process. The annealing process is a firing process

본 발명의 인라인 퍼니스 장치는 Firing 공정을 위한 장치이다. The in-line furnace device of the present invention is a device for a firing process.

태양 전지는 P형 반도체와 N형 반도체가 접합된, PN 접합 반도체일 수 있다. PN 접합을 형성하기 위해서 일반적으로 태양 전지는 붕소(Boron)가 첨가된 P형 반도체 타입 실리콘에 인(P) 등을 주입하여 N형 반도체 영역을 형성한다. The solar cell may be a PN junction semiconductor in which a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are bonded. In order to form a PN junction, phosphorous (P) or the like is implanted into a P-type semiconductor type silicon doped with boron to form an N-type semiconductor region.

태양 전지에서 태양광 흡수 성능은 소수 캐리어(Minority Carrier)에 영향을 받는다. 태양광은 소수 캐리어에 의해 흡수되고, 기전력으로 발생되기 때문이다. 태양 전지에서는 N형 반도체 영역에서 실리콘과 결합한 붕소(Boron)가 소수 캐리어일 수 있다. 하지만 이러한 붕소가 산소와 결합하게 되면 소수 캐리어가 감소될 수 있고, 태양 전지의 태양광 흡수 효율이 떨어질 수 있다. The solar absorption capacity of a solar cell is affected by a minority carrier. This is because sunlight is absorbed by a minority carrier and is generated by an electromotive force. In solar cells, boron bonded to silicon in the N-type semiconductor region may be a minority carrier. However, when such boron is combined with oxygen, the minority carriers can be reduced, and the solar light absorption efficiency of the solar cell can be lowered.

붕소가 도핑된 P 타입의 실리콘 웨이퍼는 석영도가니에 다결정 폴리 실리콘을 용융시켜서 단결정 실리콘 잉곳으로 제조한 후, 잉곳을 절단하여 생성될 수 있다. 이렇게 생성된 P 타입의 실리콘 웨이퍼는 불순물로 과다한 산소를 함유할 수 있고, 광 조사 후에 초기 효율을 유지하지 못하게 되는 광열화 현상(Light induced degradation)이 발생할 수 있다. 광열화 현상 발생시, 실리콘과 결합되어 있던 산소가 광 조사 후 일정 시간이 지남에 따라서 붕소와 반응하여 결합하고, 소수 캐리어의 감소로 태양광 효율 저하를 가져올 수 있다.Boron-doped P type silicon wafers can be produced by melting a polycrystalline polysilicon into a quartz crucible, producing a monocrystalline silicon ingot, and then cutting the ingot. The P-type silicon wafer thus formed may contain excessive oxygen as an impurity, and light induced degradation may occur which does not maintain the initial efficiency after light irradiation. In case of photodischarge phenomenon, the oxygen bonded with silicon reacts with boron over a certain period of time after light irradiation, and the reduction of minority carriers may lead to deterioration of solar efficiency.

본 발명의 인라인 퍼니스 장치는 광열화 현상에 의한 태양 전지 효율 저하를 줄이기 위한 장치이다. The in-line furnace device of the present invention is a device for reducing the deterioration of the efficiency of the solar cell due to the photo-induced phenomenon.

본 발명은 실리콘의 Firing 공정에서 어닐링을 진행하는 동안에 광 조사를 통하여 붕소가 산소와 결합하는 것을 막고, 붕소가 실리콘과 결합하게 유도할 수 있다. 실리콘의 에너지 밴드 갭(Band gap)이상의 에너지를 가지는 파장 대역의 광을 조사(Illumination)함으로써, 붕소와 실리콘을 결합시키고, 소수 캐리어를 확보할 수 있다. The present invention can prevent boron from binding to oxygen through light irradiation during annealing in the Firing process of silicon and induce boron to bond with silicon. It is possible to combine boron and silicon to secure a small number of carriers by illuminating light in a wavelength band having an energy equal to or higher than the energy band gap of silicon.

본 발명에 따르면, Firing 공정 중에 광원부(110)를 통하여 특정 파장 영역대의 광을 조사할 수 있고, 이에 따라 실리콘 웨이퍼에 소수 캐리어 재생 전압을 형성할 수 있다. 정량적으로 1.0V 이하의 전압인 소수 캐리어 재생 전압은 붕소와 실리콘의 결합을 유도할 수 있다. 소수 캐리어 재생 전압은 실리콘 웨이퍼의 에너지 밴드 갭 이상의 에너지를 가지는 파장의 광을 조사하여 실리콘 웨이퍼에 발생하는 전압을 의미할 수 있다.According to the present invention, it is possible to irradiate light of a specific wavelength range through the light source part 110 during the firing process, thereby forming a minority carrier regeneration voltage on the silicon wafer. The minority carrier regeneration voltage, which is quantitatively less than 1.0 V, can induce the bond of boron and silicon. The minority carrier regeneration voltage may refer to a voltage generated on a silicon wafer by irradiating light having a wavelength that has energy greater than or equal to the energy band gap of the silicon wafer.

본 발명의 인라인 퍼니스 장치는 외부의 열 또는 광을 차단하는 열 챔버 유니트(10)와, 열 챔버 유니트(10)의 일측 입구로부터 타측 출구까지 웨이퍼를 반송하는 컨베이어 벨트부(210)를 포함할 수 있다. 또한, 열 챔버 유니트(10)의 내부에서 웨이퍼에 열을 가해주는 열원부(120)와, 열 챔버 유니트(10)의 내부에서 웨이퍼에 광을 조사하는 광원부(110)가 마련될 수 있다.The inline furnace apparatus of the present invention may include a thermal chamber unit 10 for blocking external heat or light and a conveyor belt unit 210 for conveying the wafer from one side inlet to the other side outlet of the thermal chamber unit 10 have. A heat source unit 120 for applying heat to the wafer in the thermal chamber unit 10 and a light source unit 110 for irradiating light to the wafer in the thermal chamber unit 10 may be provided.

도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼는 공정 진행 방향(a)으로 컨베이어 벨트부(210)에 의해 열 챔버 유니트(10)를 관통하여 반송될 수 있다.As shown in Fig. 1, the wafer can be conveyed through the thermal chamber unit 10 by the conveyor belt portion 210 in the process advancing direction (a).

열 챔버 유니트(10)는 웨이퍼가 통과하는 위치를 기준으로 하부 몸체와, 상부 몸체를 포함할 수 있다.The thermal chamber unit 10 may include a lower body and an upper body with respect to a position through which the wafer passes.

하부 몸체는 지면에 지지되며, 컨베이어 벨트부(210)를 포함할 수 있다. The lower body is supported on the ground and may include a conveyor belt portion 210.

하부 몸체 내부에는 켄베이어 벨트부의 구동을 위한 구동 모터, 컨베이어 벨트부(210)를 이동 가능하게 지지하는 복수의 반송 롤러(220), 컨베이어 벨트부(210)의 텐션을 조절하는 텐션 조절 수단, 컨베이어 벨트부(210)를 청소하는 청소 수단이 구비될 수 있다.A driving motor for driving the conveyer belt portion 210, a plurality of conveying rollers 220 for movably supporting the conveyor belt portion 210, a tension adjusting means for adjusting the tension of the conveyor belt portion 210, A cleaning means for cleaning the belt portion 210 may be provided.

컨베이어 벨트부(210)는 서로 이격된 복수의 반송 롤러(220)에 의해 무한 궤도를 형성하며 회전될 수 있다. 즉, 컨베이어 벨트부(210)는 복수의 반송 롤러(220)에 감긴 상태일 수 있다.The conveyor belt portion 210 may be rotated by forming a caterpillar by a plurality of conveying rollers 220 spaced from each other. That is, the conveyor belt portion 210 may be wound on the plurality of conveying rollers 220.

컨베이어 벨트부(210)에서 공정 진행 방향(a)으로 이동하는 부분을 제1 구간이라 하고, 공정 진행 방향(a)의 역방향으로 이동하는 부분을 제2 구간이라고 할 때, 제1 구간은 제2 구간보다 상측에 존재할 수 있다.A portion moving from the conveyor belt portion 210 in the process advancing direction a is referred to as a first section and a portion moving in a direction opposite to the process advancing direction a is referred to as a second section, Can be present on the upper side of the section.

제1 구간에는 웨이퍼가 거치될 수 있다. 웨이퍼는 컨베이어 벨트부(210)의 제1 구간에 거치되며 열 챔버 유니트(10)의 입구에서부터 출구까지 반송될 수 있다.The wafer may be mounted in the first section. The wafer is placed in a first section of the conveyor belt section 210 and can be transported from the inlet to the outlet of the thermal chamber unit 10.

제2 구간에는 컨베이어 벨트부(210)가 정상 구동을 하기 위한 장치들이 연결될 수 있다. 제2 구간에는 컨베이어 벨트부(210)의 텐션을 유지하는 텐션 조절 수단과, 컨베이어 벨트부(210)의 이물질을 제거하는 청소 수단이 구비될 수 있다.In the second section, devices for normally driving the conveyor belt section 210 may be connected. A tension adjusting means for maintaining the tension of the conveyor belt portion 210 and a cleaning means for removing foreign matters from the conveyor belt portion 210 may be provided in the second section.

텐션 조절 수단은 중력을 이용한 추나 탄성력을 이용한 스프링 등을 이용하여 컨베이어 벨트부(210)를 당겨줌으로써, 컨베이어 벨트가 팽팽하게 텐션을 유지할 수 있게 할 수 있다.The tension adjusting means can pull the conveyor belt portion 210 using a spring or an elastic force using gravity, so that the tension of the conveyor belt can be maintained.

청소 수단은 컨베이어 벨트부(210)에 접촉하는 브러쉬를 포함할 수 있다. 브러쉬는 하부 몸체에 고정되며, 컨베이어 벨트부(210)의 구동에 의해서 자동으로 이물질을 털어 낼 수 있다.The cleaning means may include a brush that contacts the conveyor belt portion 210. The brush is fixed to the lower body, and the foreign matter can be automatically shaken by driving the conveyor belt portion 210.

구동 모터는 기어 또는 동력 전달 벨트로 반송 롤러(220) 중 하나와 연결되며, 연결된 반송 롤러(220)에 구동력을 전달하여 컨베이어 벨트부(210)를 구동할 수 있다.The driving motor is connected to one of the conveying rollers 220 by a gear or a power transmission belt, and can transmit the driving force to the conveying roller 220 to drive the conveyor belt unit 210.

도 3에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트부(210)는 개구부(211)를 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트부(210)는 일정 개구율로 개구부가 형성된 메쉬(Mesh)타입의 벨트를 채용하여 열원과 기류가 잘 흐를 수 있다. 예를 들어, 컨베이어 벨트부(210)는 금속 재질의 체인 형태의 벨트가 될 수 있다. As shown in FIG. 3, the conveyor belt portion 210 may include an opening 211. The conveyor belt portion 210 employs a mesh type belt having openings formed at a predetermined opening ratio, so that the heat source and the airflow can flow well. For example, the conveyor belt portion 210 may be a metal chain belt.

도 4에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트부(210)의 제1 구간의 상하측 각각에 구비된 열원부(120)의 열은 제1 구간의 컨베이터 벨트부(210)의 개구부(211)를 통해서 컨베이터 벨트부(210)의 상하측으로 쉽게 이동될 수 있다. 한편, 열원부(120)가 상부 몸체 또는 하부 몸체 중 어느 하나에만 구비되더라도 개구부(211)를 통해 열이 이동하여 상부 몸체와 하부 몸체 간의 열적 평형이 쉽게 이루어질 수 있다.4, the rows of the heat source units 120 provided on the upper and lower sides of the first section of the conveyor belt unit 210 are connected to the openings 211 of the conveyor belt unit 210 of the first section The upper and lower sides of the conveyor belt portion 210 can be easily moved. On the other hand, even if the heat source unit 120 is provided only in one of the upper body and the lower body, the heat can be moved through the opening 211 to facilitate thermal equilibrium between the upper body and the lower body.

컨베이어 벨트부(210)는 공정 환경에 강하도록 산화 피막으로 코팅될 수 있다. 컨베이어 벨트부(210)가 산화 피막으로 코팅되면, 컨베이어 벨트부(210)에서 발생하는 이물질이 웨이퍼에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.The conveyor belt portion 210 may be coated with an oxide coating to strongly resist the process environment. When the conveyor belt portion 210 is coated with the oxide film, it is possible to prevent foreign matter generated on the conveyor belt portion 210 from affecting the wafer.

컨베이어 벨트부(210)에는 일정 간격으로 웨이퍼를 지지하는 돌기가 마련될 수 있다. 웨이퍼는 돌기에 의해서 컨베이어 벨트부(210)에 점 접촉되며, 돌기는 컨베이어 벨트부(210)와 접촉하는 웨이퍼 면적을 최소화할 수 있다. The conveyor belt portion 210 may be provided with protrusions for supporting the wafer at regular intervals. The wafer is in point contact with the conveyor belt portion 210 by the projection, and the projection can minimize the area of the wafer in contact with the conveyor belt portion 210.

상부 몸체는 하부 몸체의 상측을 덮는 커버일 수 있다. 상부 몸체는 공압에 의해서 열고 닫을 수 있다. The upper body may be a cover covering the upper side of the lower body. The upper body can be opened and closed by air pressure.

열원부(120)는 상부 몸체 또는 하부 몸체에 구비될 수 있으며, 광원부(110)는 상부 몸체에 구비될 수 있다.The heat source unit 120 may be provided on the upper body or the lower body, and the light source unit 110 may be provided on the upper body.

열원부(120)는 열에너지를 웨이퍼에 가하여 웨이퍼를 어닐링시킬 수 있다. 열원부(120)는 램프 또는 코일을 열원으로 사용할 수 있다. 열원부(120)는 어닐링 최적 온도를 고려하여 섭씨 50도에서 300도의 온도로 웨이퍼에 열을 가할 수 있다. 열원부(120)의 열원은 열 챔버 유니트(10) 내부에 구비된 온도계의 측정값을 근거로 PID 제어를 하여 조절될 수 있다.The heat source unit 120 can apply heat energy to the wafer to anneal the wafer. The heat source unit 120 may use a lamp or a coil as a heat source. The heat source unit 120 may heat the wafer at a temperature of 50 to 300 degrees Celsius considering the optimum annealing temperature. The heat source of the heat source unit 120 can be controlled by PID control based on the measured value of the thermometer provided in the thermal chamber unit 10. [

열 챔버 유니트(10)는 복수의 열원부(120) 및 온도계를 구비할 수 있다. 열 챔버 유니트(10)는 입구 측부터 출구 측까지 일정한 길이 단위로 구역이 지정되고, 각 구역에 열원부(120) 및 온도계가 마련되며, 각 구역별로 열원부(120) 및 온도계는 각기 다른 지령값으로 제어될 수 있다. The thermal chamber unit 10 may include a plurality of heat sources 120 and a thermometer. In the thermal chamber unit 10, a zone is designated by a predetermined length unit from an inlet side to an outlet side, and a heat source unit 120 and a thermometer are provided in each zone, and the heat source unit 120 and the thermometer are provided with different commands Lt; / RTI >

웨이퍼가 열 챔버 유니트(10)를 통과할 시에 입구 측 또는 출구 측에서 온도가 급격하게 변하면 웨이퍼에 손상이 생길 수 있다. 따라서 각 구역별로 서로 다른 온도를 유지함으로써, 웨이퍼의 손상을 줄일 수 있다. 예를 들어 입구와 출구 측에서 섭씨 50도를 유지하고 중간 구역에서 섭씨 200도를 유지하면, 웨이퍼에 급격한 온도 변화로 인한 손상을 줄일 수 있다.If the temperature suddenly changes at the inlet side or the outlet side when the wafer passes through the thermal chamber unit 10, the wafer may be damaged. Therefore, by maintaining different temperatures for each zone, the damage of the wafer can be reduced. For example, maintaining 50 degrees Celsius at the inlet and outlet sides and 200 degrees Celsius at the middle section can reduce damage due to abrupt temperature changes in the wafer.

광원부(110)의 광조사는 N형 반도체 측에 소수 캐리어가 확보될 수 있도록, 붕소를 실리콘과 결합시키기 위한 것이다. 따라서 광원부(110)의 광 조사는 웨이퍼의 N형 도핑 측에 가해질 필요가 있으며, 이를 위히여 광원부(110)는 열 챔버 유니트(10)의 상부 몸체에 구비될 수 있다. 즉, 광원부(110)는 컨베이어 벨트부(210)의 제1 구간의 상측에 위치할 수 있다. Light irradiation of the light source part 110 is for bonding boron to silicon so that a minority carrier can be secured to the N-type semiconductor side. Therefore, the light irradiation of the light source unit 110 needs to be applied to the N-type doping side of the wafer, and the light source unit 110 may be provided on the upper body of the thermal chamber unit 10. That is, the light source unit 110 may be positioned above the first section of the conveyor belt unit 210.

광원부(110)는 램프 또는 LED 광원으로 제작될 수 있다. 광원부(110)는 LED 광원으로 제작되어 발생하는 광의 파장 대역 설정이 용이할 수 있다. The light source unit 110 may be a lamp or an LED light source. The light source unit 110 may be fabricated as an LED light source and may easily set the wavelength band of the generated light.

따라서, 광원부(110)는 열 챔버 유니트(10)의 상부 몸체에 구비되며, 열원부(120)는 열 챔버 유니트(10)의 상부 몸체 또는 하부 몸체에 구비될 수 있다.Accordingly, the light source unit 110 may be provided on the upper body of the thermal chamber unit 10, and the heat source unit 120 may be provided on the upper or lower body of the thermal chamber unit 10.

도 1을 참조하면, 상부 몸체에 광원부(110) 및 열원부(120)를 구비하고, 하부 몸체에 열원부(120)를 구비한 본 발명의 제1 실시예가 도시된다. Referring to FIG. 1, a first embodiment of the present invention in which a light source unit 110 and a heat source unit 120 are provided in an upper body, and a heat source unit 120 is provided in a lower body.

도 5는 상부 몸체에 광원부(110)를 구비하고, 하부 몸체에 열원부(120)를 구비한 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다.5 shows a second embodiment of the present invention in which the light source unit 110 is provided on the upper body and the heat source unit 120 is provided on the lower body.

제1 실시예에서, 열원부(120)는 막대 형상의 램프 또는 코일이 복수로 마련된 것일 수 있다. 이때, 램프 또는 코일 간에 이격 거리가 존재하며, 램프 또는 코일 간의 이격 공간을 통해서 광원부(110)의 광원이 열원부(120)를 통과할 수 있다. 따라서 광원부(110)는 열원부(120) 보다 상측에 구비될 수 있고, 광원부(110)의 광원은 열원부(120)를 통과하여 웨이퍼에 조사될 수 있다.In the first embodiment, the heat source unit 120 may be a plurality of rod-shaped lamps or coils. At this time, there is a distance between the lamp or the coil, and the light source of the light source unit 110 can pass through the heat source unit 120 through the space between the lamp and the coil. Therefore, the light source unit 110 may be provided above the heat source unit 120, and the light source of the light source unit 110 may be irradiated to the wafer through the heat source unit 120.

제2 실시예에서, 하부 몸체의 열원부(120)에서 공급되는 열은 컨베이어 벨트부(210)에 구비된 개구부(211)를 통해서 상부 몸체로 전달되고, 이에 따라 열 챔버 유니트(10) 내부의 열적 평형이 향상될 수 있다. 또한 광원부(110)의 LED에서 발산하는 열도 상부 몸체에 열을 공급하는데 사용될 수 있다.The heat supplied from the heat source unit 120 of the lower body is transferred to the upper body through the opening 211 provided in the conveyor belt unit 210, Thermal equilibrium can be improved. The heat emitted from the LEDs of the light source 110 may also be used to supply heat to the upper body.

광원부(110)의 광 파장은 태양광의 파장 영역대에서 선택될 수 있다. 광원부(110)는 실리콘의 에너지 밴드 갭 이상의 에너지의 파장을 가지는 광을 조사할 필요가 있다. 따라서 광원부(110)의 광 파장은 1100nm(나노미터)이하인 것이 바람직하다.The light wavelength of the light source unit 110 can be selected in the wavelength region band of the sunlight. The light source unit 110 needs to irradiate light having a wavelength of energy higher than the energy band gap of silicon. Therefore, the light wavelength of the light source 110 is preferably 1100 nm (nanometer) or less.

광원부(110)의 광조사 파장은 적외선부터 자외선까지 다양한 파장대의 광이 조사될 수 있다.The light irradiation wavelength of the light source unit 110 can be irradiated with light of various wavelengths ranging from infrared rays to ultraviolet rays.

본 발명의 인라인 퍼니스 장치는 광을 조사하는 광원부(110)와 열을 제공하는 열원부(120)를 별도로 구성하며, 각각 독립적으로 제어 가능한 것이 장점이다. 광원부(110)의 광과 열원부(120)의 열이 동시에 웨이퍼에 가해질 수 있다.The in-line furnace apparatus of the present invention has a merit that the light source unit 110 for irradiating light and the heat source unit 120 for providing heat are separately formed and independently controlled. The light from the light source unit 110 and the heat from the heat source unit 120 can be simultaneously applied to the wafer.

도 2에 도시된 바와 같이, 열원부(120)만을 열 챔버 유니트(10)에 구비하는 경우를 설명한다. 열원부(120)를 적외선 램프로 구비할 경우 어느 정도 광이 발생할 수 있다. 하지만 열원부(120)에서 발생하는 미미한 광조사량으로는 일정 수준의 소수 캐리어를 확보하기 위한 붕소와 실리콘 결합양을 채울 수는 없다. 또한, 열원부(120)만으로는 광원의 조사량 제어와 열온도 제어를 동시에 하기에는 불가능할 수 있다. 또한 열원부(120)의 램프에서 발산되는 광파장은 램프 소재로 한정되는 일부 파장 영역대 뿐이므로 열원부(120)만으로는 다양한 스펙트럼의 광을 조사할 수 없다.As shown in FIG. 2, the case where only the heat source unit 120 is provided in the heat chamber unit 10 will be described. When the heat source unit 120 is provided with an infrared lamp, light may be generated to some extent. However, the amount of light irradiation generated in the heat source 120 can not fill the amounts of boron and silicon bonds to secure a certain level of minority carriers. In addition, the heat source unit 120 alone may not be able to simultaneously control the irradiation amount of the light source and the heat temperature. In addition, since the wavelength of light emitted from the lamp of the heat source unit 120 is limited to only a certain wavelength range defined by the lamp material, the heat source unit 120 alone can not irradiate light of various spectra.

본 발명은 광조사만을 위한 광원부(110)와 온도 가열을 위한 열원부(120)를 별도의 장치로 구비함으로써, 어닐링을 위한 온도를 정확하게 제어하는 동시에 소수 캐리어를 최적으로 확보하기 위한 충분하고 다양한 파장의 광조사를 할 수 있다.The present invention is characterized in that the light source unit 110 for only light irradiation and the heat source unit 120 for temperature heating are provided as separate apparatuses so that the temperature for annealing can be accurately controlled and sufficient and various wavelengths Can be performed.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10...열 챔버 유니트 110...광원부
120...열원부 210...컨베이어 벨트부
211...개구부 220...반송 롤러10 ... column chamber unit 110 ... light source unit
120 ... heat source part 210 ... conveyor belt part
211 ... opening 220 ... conveying roller

Claims (8)

외부의 열 또는 광을 차단하는 열 챔버 유니트;
상기 열 챔버 유니트의 일측 입구로부터 타측 출구까지 웨이퍼를 반송하는 컨베이어 벨트부; 를 포함하고,
상기 웨이퍼는 소수 캐리어(Minority Carrier)에 따라 태양광 흡수 성능이 영향을 받도록 P형 반도체에 N 도핑된 웨이퍼로서, 상기 컨베이어 벨트부에 의하여 상기 웨이퍼가 상기 열 챔버 유니트 내부로 이송될 때,
상기 열 챔버 유니트는 상기 웨이퍼의 N형 반도체 영역에서 결합된 붕소(Boron)가 상기 웨이퍼의 실리콘과 결합되도록, 각기 개별 제어되는 제1 인자와 제2 인자를 상기 웨이퍼에 한꺼번에 인가하는 인라인 퍼니스 장치.
A heat chamber unit for blocking external heat or light;
A conveyor belt portion for conveying the wafer from one inlet to the other outlet of the column chamber unit; Lt; / RTI >
Wherein the wafer is N-doped with a P-type semiconductor so that solar absorption performance is influenced by a minority carrier, wherein when the wafer is transferred into the thermal chamber unit by the conveyor belt portion,
Wherein said thermal chamber unit simultaneously applies individually controlled first and second factors to said wafer such that boron bonded in the N-type semiconductor region of said wafer is bonded to silicon of said wafer.
제1항에 있어서,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제1 인자로서 열을 가해주는 열원부와,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제2 인자로서 광을 조사하는 광원부를 포함하는 인라인 퍼니스 장치.
The method according to claim 1,
A heat source unit for applying heat to the wafer in the thermal chamber unit as the first factor,
And a light source unit for irradiating the wafer with light as the second factor inside the thermal chamber unit.
제1항에 있어서,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제2 인자로서 광을 조사하는 광원부를 포함하고,
상기 컨베이어 벨트부에서 공정 진행 방향(a)으로 이동하는 부분을 제1 구간이라 하고, 상기 공정 진행 방향(a)의 역방향으로 이동하는 부분을 제2 구간이라고 할 때,
상기 웨이퍼는 상기 컨베이어 벨트부의 상기 제1 구간에 거치되어 상기 열 챔버 유니트의 입구에서부터 출구까지 반송되고,
상기 광원부의 광 조사는 상기 N형 반도체 영역에 상기 소수 캐리어를 확보하기 위해 상기 붕소를 상기 실리콘에 결합하기 위한 것이며,
상기 광원부에서 조사되는 광을 상기 웨이퍼의 N형 도핑 측에 가하기 위해서, 상기 광원부는 상기 컨베이어 벨트부의 상기 제1 구간의 상측에 위치하는 인라인 퍼니스 장치.
The method according to claim 1,
And a light source unit for irradiating the wafer with light as the second factor in the thermal chamber unit,
A portion moving from the conveyor belt portion in the process advancing direction a is referred to as a first section and a portion moving in a direction opposite to the process advancing direction a is referred to as a second section,
The wafer is conveyed from the inlet of the thermal chamber unit to the outlet through the first section of the conveyor belt portion,
Wherein light irradiation of the light source portion is for bonding the boron to the silicon to secure the minority carrier in the N-type semiconductor region,
Wherein the light source unit is located above the first section of the conveyor belt unit so as to apply the light irradiated from the light source unit to the N-type doping side of the wafer.
제1항에 있어서,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제2 인자로서 광을 조사하는 광원부를 포함하고,
상기 광원부는 상기 웨이퍼의 실리콘의 에너지 밴드 갭(Band gap)이상의 에너지를 가지는 파장 대역의 광을 조사(Illumination)하며,
상기 파장 대역의 광이 조사되면, 상기 붕소와 상기 실리콘의 결합을 유도하는 소수 캐리어 재생 전압이 상기 웨이퍼에 형성되는 인라인 퍼니스 장치.
The method according to claim 1,
And a light source unit for irradiating the wafer with light as the second factor in the thermal chamber unit,
The light source unit illuminates light in a wavelength band having energy greater than an energy band gap of silicon of the wafer,
And a minority carrier regeneration voltage for inducing a bond between the boron and the silicon is formed on the wafer when the light of the wavelength band is irradiated.
제1항에 있어서,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제2 인자로서 광을 조사하는 광원부를 포함하고,
상기 광원부의 광 파장은 1100nm(나노미터)이하인 인라인 퍼니스 장치.
The method according to claim 1,
And a light source unit for irradiating the wafer with light as the second factor in the thermal chamber unit,
And an optical wavelength of the light source is 1100 nm (nanometer) or less.
제1항에 있어서,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제1 인자로서 열을 가해주는 열원부를 포함하고,
상기 열 챔버 유니트는 상기 입구 측부터 상기 출구 측까지 일정한 길이 단위로 구역이 지정되고, 상기 각 구역에 상기 열원부 및 온도계가 마련되며, 상기 각 구역별로 상기 열원부는 각기 다른 지령값으로 제어되는 인라인 퍼니스 장치.
The method according to claim 1,
And a heat source unit for applying heat as the first factor to the wafer in the thermal chamber unit,
Wherein the heat chamber unit is provided with a heat source unit and a thermometer in each of the zones, the zone being designated by a predetermined length unit from the inlet side to the outlet side, wherein the heat source unit is provided with an inline Furnace device.
제1항에 있어서,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제1 인자로서 열을 가해주는 열원부를 포함하고,
상기 열 챔버 유니트는 상기 웨이퍼가 통과하는 위치를 기준으로 구분되는 하부 몸체와 상부 몸체를 포함하고,
상기 컨베이어 벨트부는 개구부를 포함하고, 상기 개구부를 통해 상기 열이 이동하여 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 간의 열적 평형이 이루어지는 인라인 퍼니스 장치.
The method according to claim 1,
And a heat source unit for applying heat as the first factor to the wafer in the thermal chamber unit,
Wherein the thermal chamber unit includes a lower body and an upper body separated from each other by a position at which the wafer passes,
Wherein the conveyor belt portion includes an opening and the heat is moved through the opening to achieve thermal equilibrium between the upper body and the lower body.
제1항에 있어서,
상기 열 챔버 유니트의 내부에서 상기 웨이퍼에 상기 제1 인자로서 열을 가해주는 열원부를 포함하고,
상기 열원부는 복수의 램프 또는 코일을 포함하고,
상기 램프 또는 상기 코일 간에 이격 거리가 존재하며,
상기 램프 또는 상기 코일 간의 공간을 통해서 상기 광원부의 광이 열원부를 통과하고,
상기 광원부는 상기 열원부보다 상측에 구비되며,
상기 광원부에서 조사되는 광은 상기 열원부를 통과하여 상기 웨이퍼에 조사되는 인라인 퍼니스 장치.The method according to claim 1,
And a heat source unit for applying heat as the first factor to the wafer in the thermal chamber unit,
Wherein the heat source portion includes a plurality of lamps or coils,
There is a spacing between the lamp or the coil,
The light from the light source passes through the space between the lamp and the coil,
Wherein the light source unit is disposed above the heat source unit,
And the light emitted from the light source passes through the heat source and is irradiated onto the wafer.
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