KR101300779B1 - 폴리실리콘 정제용 ｃｖｄ장치의 금속 전극의 재생 방법 및 이 방법으로 재생된 금속 전극 - Google Patents

폴리실리콘 정제용 ｃｖｄ장치의 금속 전극의 재생 방법 및 이 방법으로 재생된 금속 전극 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스정제법을 이용하여 금속규소를 폴리실리콘으로 정제하는 CVD 장치에 설치되는 금속 전극이 손상되었을 때 이를 재생하는 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극 재생 방법 및 이 방법을 이용하여 재생된 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극에 관한 것으로, 폴리실리콘 정제를 위한 리액터 또는 컨버터에 전력을 공급하여 금속 전극의 손상부를 제거하는 단계와, 상기 노출된 비손상부위에 제1 금속을 전기도금 하여 제거된 부위를 상기 제1 금속으로 육성시키는 단계와, 상기 제1 금속으로 육성된 부위를 설정된 형상으로 기계적 가공하는 단계와, 상기 기계적 가공 후, 금속 전극의 표면에 제2 금속 박막을 형성하여 금속 전극 재생을 완료하는 단계를 포함하는 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극의 재생 방법 및 이 방법으로 재생된 폴리실리콘 정제용 금속 전극을 제공한다.

Description

폴리실리콘 정제용 ＣＶＤ장치의 금속 전극의 재생 방법 및 이 방법으로 재생된 금속 전극{ELECTRODE REPARING METHOD OF CVD DEVICE FOR REFINING POLYSILICON AND REPARED ELECTRODE USING THE SAME}
본 발명은 폴리실리콘 정제용 CVD(Chemical vaporized deposition) 장치의 금속 전극의 재생 방법 및 그 재생된 금속 전극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스정제법을 이용하여 금속규소를 고순도의 폴리실리콘으로 정제하는 CVD 장치에 설치되는 전극이 손상되었을 때 이를 재생하는 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극의 재생 방법 그 재생된 전극에 관한 것이다.
폴리실리콘은 태양전지에서 빛에너지를 전기에너지로 전환시키는 역할을 하는 작은 실리콘 결정체들로 이루어진 물질이다. 폴리실리콘은 고순도의 결정질 실리콘 덩어리로서, 이산화규소(규사 혹은 실리카)에서 탄소로 제거해 금속실리콘 형태로 만든다. 폴리실리콘 제조방식으로는 지멘스 공법, FBR 공법, 금속정련 공법, 가스정제법 등 다양한 방법들이 사용되고 있다. 이런 방식을 통해 만들어진 고순도 폴리실리콘을 얇게 썰어 웨이퍼를 만들고, 이 웨이퍼에 각종 공정을 더해 반도체나 태양전지를 만든다. 폴리실리콘은 불순물을 걸러낸 정제 정도에 따라 태양광용과 반도체용으로 구분할 수 있다. 태양광용은 식스-나인(99.9999%) 정도의 순도가 되어야 태양전지로서 사용 가능하며 순도가 높을수록 전지 효율이 높아진다. 반도체용은 일레븐-나인(99.999999999%) 이상의 순도가 되어야 한다.
이와 같이 폴리실리콘을 제조하는 장치 중에 가스정제법을 이용한 장치 즉, 사염화규소 컨버터 또는 열변환 기상증착 리액터에 전원장치는 고전류 고전압의 전기를 정제장치 내부로 공급하는 파워 피드 스로우(power feed through) 전극이 정제장치 내부에 설치되어 있다. 이러한 전극은 정제장치 내부의 그라파이트와 체결되어 있는데, 이 전극에 고전압, 고전류에 의하여 스파크 등이 발생하면서 이로 인해 계속하여 손상을 입게 된다.
일반적으로 이렇게 손상된 전극은 폐기하고 고가의 새로운 전극으로 교체하여 사용하고 있다. 이와 같이 새로운 전극으로 교체하면 계속하여 새로운 전극을 제조해야하므로 공정에 소요되는 시간이 길어지고, 전극 제조 비용도 계속하여 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 전극부분을 잘라내고 새로 제작한 전극을 용접 등의 기계적인 방법으로 붙여 사용하였으나 기계적으로 접착하여 전극을 사용하면 용접 시 열변형 및 용접부 저항에 의하여 전기전도도가 떨어지게 되는 등의 문제점이 발생하였다.
본 발명은 고전압 고전류로 인해 손상된 전극을 폐기하지 않고 용이하게 재생하여 사용할 수 있도록 하는 폴리실리콘 정제용 금속 전극의 재생 방법과 이 방법으로 재생된 폴리실리콘 제조용 CVD 장치의 리액터 또는 컨버터의 금속 전극을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극 재생 방법은, 폴리실리콘 정제를 위한 CVD 장치의 리액터 또는 컨버터에 전력을 공급하는 금속 전극의 손상부를 제거하는 단계와, 상기 노출된 비손상부위에 제1 금속을 전기도금 하여 제거된 부위를 상기 제1 금속으로 육성시키는 단계와, 상기 제1 금속으로 육성된 부위를 설정된 형상으로 기계적 가공하는 단계와, 상기 기계적 가공 후, 금속 전극의 표면에 제2 금속 박막을 형성하여 금속 전극 재생을 완료하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 금속은, 구리(Cu)일 수 있다.
상기 제1 금속으로 육성시키는 단계는, 상기 제1 금속을 0.01~50mm의 두께로 형성할 수 있다.
상기 제2 금속 박막은 은(Ag), 백금(Pt) 및 금(Au) 중 선택된 어느 하나의 금속일 수 있다.
상기 제2 금속 박막은 0.1~500㎛ 두께로 형성될 수 있다.
상기 가공하는 단계는, 상기 육성된 부위에 나사산을 형성하거나, 콘 형상으로 가공할 수 있다.
상기 방법으로 폴리실리콘 정제용 리액터 또는 컨버터의 금속 전극을 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 고전압 고전류로 인해 손상된 전극을 폐기하지 않고 용이하게 재생하여 사용할 수 있도록 하여 폴리실리콘 정제 시 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 손상된 전극을 재생하여도 전기전도도 등이 떨어지지 않고 오히려 전극을 장시간 사용하는 것보다 재생을 수시로 하여 사용함으로써 평균 전기전도도가 향상될 수 있으므로 폴리실리콘 정제 성능을 향상시키고 저렴한 비용으로 장치의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 폴리실리콘 정제용 금속 전극의 재생 방법을 순서에 따라 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1의 순서를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3은 일반적인 가스정제법을 이용한 폴리실리콘 정제 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘 정제용 CVD 장치 내 금속 전극의 재생 전과 재생 후의 모습을 비교한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 폴리실리콘 정제용 금속 전극의 재생 방법을 순서에 따라 나타낸 순서도이고, 도 2는 도 1의 순서를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명은 폴리실리콘을 정제하기 위한 폴리실리콘 정제용 리액터 또는 컨버터에 전력을 공급하는 금속 전극이 손상되었을 때 이를 재생하는 방법으로서, 먼저 손상된 금속 전극의 손상부를 제거하여 비손상부위를 노출시킴으로써 시작한다(S10). 이때 손상된 부위를 제거하기 위해서는 기계적으로 절삭하거나 그라인드(Grind) 등을 실시하여 제거할 수 있다. 손상된 부위를 제거하기 전에 먼저 손상 정도에 따라 선별하고 이를 확인하여 손상 정도에 따라 손상부가 없어질 때까지 기계적으로 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명과 관련된 폴리실리콘 정제 장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 물이 순환하면서 냉각할 수 있도록 설계된 수냉챔버(10) 내부에, 가열유닛(20) 및 석영관(30)이 형성되고, 석영관(30) 내부에는 규소 로드(20)가 위치하고 있다. 규소 로드(20)의 하단에는 그라파이트(40)가 접촉되어 있으며, 그라파이트(40)의 타단에는 금속 전극(100)이 접하여 전기에너지를 그라파이트(40)를 통해 규소 로드(20)에 가하게 된다. 규소 로드(20)에 전기에너지가 가해지면 소정의 반응에 의해 규소 로드(20) 외부에 폴리실리콘(50)이 석출되도록 하는 것이다.
금속 전극(100)의 상단부 끝단에는 돌출 형성되어 그라파이트(40)와 직접 저촉하는 접촉부(110)가 형성된다. 이러한 금속 전극(100)은 사용하면서 수시로 정제반응기 내의 그라파이트(40)와 체결과 분리가 이루어진다. 이와 같이 금속 전극(100)은 사용과 체결, 분리 등의 과정을 반복하면서 접촉부(110)에 고전류 고전압의 전기가 통하면서 전기 스파크 등과 같은 전기적 충격으로 접촉부(110) 표면이 손상을 입게 되고, 이 과정이 반복되면서 사용하기 어려운 상태가 되면 신규 전극으로 교체를 하게 된다.
즉 도 2와 같이, 본 발명의 금속 전극 손상부는 주로 접촉부(110)가 될 수 있겠으나, 고전압 고전류로 인한 스파크 등으로 접촉부(110)라 생성된 금속 전극(100)의 상단부도 포함될 수 있을 것이다.
손상부를 제거하여 비손상부위가 외부로 노출될 수 있도록 한 후, 노출된 비손상부위에 제1 금속을 전기도금 하여 제거된 손상부를 제1 금속으로 육성한다(S20). 본 발명에서 육성이란 제거된 손상부를 제1 금속으로 채워넣어 손상부 제거 이전과 유사한 형태 및 크기로 만드는 것을 의미한다. 제1 금속은 구리(Cu, Copper)를 이용하는 것이 바람직하다. 구리는 금속 중 비용이 저렴하면서도 전기전도도와 열전도도 등이 우수한 금속으로 본 발명과 같이 전기전도도가 우수한 재료를 사용하는 것이 유리한 경우 사용하기에 바람직하다. 본 발명에 사용되는 구리는 무산소동과 같은 고순도 동을 사용할 수 있다.
제1금속을 전기도금 하기 이전에 전기 도금을 실시할 부분에 전처리를 실시할 수 있다. 전처리는 크게 탈지, 핫린스(Hot-Rinse), 산세처리로 나눌 수 있다. 탈지는 전기 도금할 부위의 표면에 존재하는 유분 및 알칼리 성분(OH-)을 제거해주는 공정일 수 있다. 탈지는 5~10%의 탈지제로 도금할 부위에 존재하는 유분을 제거할 수 있다. 탈지제는 공지된 탈지제를 사용할 수 있으며, 도금 부위를 닦아 내거나 탈지제가 든 용기에 도금 부위를 침지하는 등의 방법이 모두 사용될 수 있다. 탈지 온도는 상온에서 50℃까지 다양하게 선택될 수 있으나, 50℃를 초과하면 탈지 효과 대비 온도 상승에 소요되는 시간과 장비 등이 필요하게 되는 단점이 있다. 탈지 시간은 2분 이상 10분 이내로 하는 것이 좋으며, 2분 미만의 경우 유분 제거 효과가 미미하고, 10분을 초과하면 탈지 시간 대비 유분 제거 효과의 상승이 거의 없다.
핫린스(Hot-rinse)는 전기 도금할 부위를 세정하는 것으로서, 40℃~60℃의 온도에서 탈지에 사용되었던 탈지제를 제거시켜주기 위해 실시할 수 있다. 탈지제가 전기 도금할 부위에 남아있으면 향후 전기 도금 시 문제가 발생할 수 있으므로 이를 제거해주고자 실시하는 것이다. 핫린스를 실시하는 시간은 30초~3분인 것이 바람직하다. 핫린스 시간이 30초 미만인 경우 탈지제의 제거가 미흡할 수 있으며, 3분을 초과하면 핫린스 실시 시간 대비 탈지제 제거 효과가 미미하다.
핫린스 이후에는 산세척(산세)을 실시할 수 있다. 산세과정은 구리 전기 도금을 위한 표면활성화 및 여분의 알칼리 성분(OH-)을 제거하기 위하여 실시할 수 있다. 산세는 상온~40℃에서 실시할 수 있으며, 황산 등의 산 용액으로 탈지 부위를 세척하는 것이다. 산세 처리 시간은 30초~3분 사이에서 선택적으로 실시할 수 있다. 산세 처리 시간이 30초 미만이면 도금 부위에 알칼리 성분이 남아있을 수 있으며, 3분을 초과하면 산세 처리 시간 대비 그 효과가 미미할 수 있다.
또한, 전기 도금을 실시하기 전에 도금할 부분 이외에 도금층이 형성되지 않도록 하기 위해 마스킹 처리하는 것이 가능하다. 마스킹 처리는 마스킹 필름을 도포하는 방식을 사용할 수 있다. 마스킹 처리한 부분은 도금액이 침투하지 못하여 도금층이 형성되지 않는다.
전처리 과정을 마친 후 노출된 비손상부위에 전기 도금을 실시한다. 이때 전기 도금은 구리이온(Cu2+)가 포함된 도금 용액이 담긴 전기 도금조 내에 손상부위를 침지하고 도금 용액 중 구리이온이 금속 구리(Cu)로 노출된 비손상부위에 전착될 수 있도록 하여 제거된 손상부만큼 육성시켜주는 것이다. 이때 구리 도금층은 0.01~50mm 두께로 전기 도금하여 육성하는 것이 바람직하다. 육성하는 구리 도금층은 물론 손상되어 제거된 부위의 두께에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 0.01mm미만은 전기 도금층이 너무 얇아 그 육성의 의미가 거의 없으며, 50mm를 초과하는 경우에는 전극 손상부위가 너무 두껍기 때문에 도금층 육성에 의한 방법보다는 새로운 전극을 제조하는 것이 효율적이기 때문에 본 발명의 구리 도금층은 0.01~50mm 두께로하는 것이 바람직하다. 구리 전기 도금은 황산구리(CuSO4·5H2O)와 황산(H2SO4), 염소이온(Cl-) 등을 도금 용액에 첨가하여 실시할 수 있다.
황산구리는 구리이온의 주 공급원으로 도금액의 전도성을 좋게 하기 위해 사용될 수 있다. 황산은 양극을 용해하여 황산구리를 만드는 역할을 할 수 있다. 염소이온은 10~50ppm을 사용할 수 있다. 염소이온은 구리 도금의 광택을 위하여 미량 첨가되는 것일 수 있다. 10ppm 미만일 경우 광택성이 저하되며 모서리부분이 검게 도금될 수 있다. 50ppm을 초과하는 경우 첨가제인 아교의 소모가 많아지고 도금 부위가 단단해질 수 있다.
본 발명의 전극은 전기전도도가 매우 중요하며 인(P) 또는 기타 불순물이 최소로 해야 되므로, 일반 전기 도금시에 사용되는 유기 또는 무지의 첨가제는 사용할 수 없다. 그러나, 도금의 순도에 영향이 적은 유기 첨가제로 아교가 첨가될 수 있다. 아교는 도금된 피막에 균일성을 주기 위해 도금 용액에 첨가하는 유기첨가제이다. 아교는 10~100mg/L를 사용할 수 있다. 10mg/L 이하 일때는 도금층이 거칠어 질 수 있으며, 100mg/L이상에서는 도금층이 너무 딱딱해져서 가공하기에 어렵게 된다.
전기 도금을 실시하여 노출된 비손상부위 표면에 구리층을 육성한 후 세척 및 건조를 더 실시할 수 있다. 세척은 육성된 구리 도금층에 남아있는 잔여물을 제거하는 과정으로 90~100℃의 물이나 증류수 등을 이용하여 닦아내거나 도금층을 담구는 방법으로 실시할 수 있다. 초음파를 이용한 세척 또한 가능하다. 세척이 끝난 후에는 열풍, 냉풍 등으로 도금층을 완전히 건조하여 주는 것이 바람직하다.
이와 같이 전기 도금으로 육성된 도금층은 제거된 손상부와 동일한 크기 및 형상일 수도 있으나, 전기 도금으로 이전과 완전히 동일한 크기 및 형상으로 육성하는 것에 어려움이 있을 수 있으므로 제거된 손상부보다 약간 크고 울퉁불퉁한 형상으로 육성될 수 있다.
제1 금속으로 제거된 손상부에 구리 전기 도금을 통해 구리층을 육성한 후에 육성된 부위를 설정된 형상으로 기계적으로 가공한다(S30). 이러한 기계적 가공은 상술한 바와 같이 육성된 제1 금속층이 제거된 손상부의 크기와 형상과 다를 수 있기 때문에 정확한 크기와 형태로 가공하는 과정이 필요하기 때문이다. 뿐만 아니라, 접촉부(110)는 그라파이트(40)와 체결되어야 하기 때문에 외부 표면에 나사산 또는 콘 형상 등이 형성되어야 한다. 그러므로 이와 같이 필요한 형상을 기계적으로 가공하여 주는 과정이 필요하다. 그러므로 구리가 육성된 부위를 선반 등을 이용하여 깎아냄으로써 원래의 크기와 형태로 가공한다. 이후 외부 표면에 나사산을 기계적으로 가공하여 형성하여 주는 것이 바람직하다. 또한, 접촉부(110)가 콘 형태인 경우에는 기계적인 장비를 이용하여 구리 육성부위를 콘 형상으로 절삭하거나 깎아내어 가공하는 것이 바람직하다. 이처럼 기계적 가공 과정에서 잔존하는 절삭오일 등과 같은 오염물질을 제거하는 탈지, 산세 및 세정단계가 더 포함될 수 있다.
접촉부(110)의 기계적 가공이 완료되면, 금속 전극(100)의 표면에 제2 금속 박막을 형성한다(S40). 제2 금속 박막은 기계적 가공이 완료된 부분의 표면에만 선택적으로 형성할 수도 있고, 구리 육성 후 기계적 가공으로 원래 형태가 된 금속 전극(100) 전체의 상단 표면에 형성할 수도 있다. 제2 금속 박막을 형성하는 것은 전기 도금법을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 제2 금속은 은(Ag), 백금(Pt) 및 금(Au) 중 선택된 어느 하나의 금속으로 전기 도금하는 것이 바람직하다. 상술한 제1 금속은 구리인 것이 바람직한데, 이때 구리는 전기전도도가 우수한 금속이고 가격이 저렴한 편에 속한다. 그러나, 산화가 잘되는 단점이 있기 때문에 이를 보완하기 위하여 가공이 완료된 구리 도금층의 상단에 내산화성이 구리보다 좋으면서 전기전도도가 매우 우수한 제2 금속 박막층을 형성하여 준다. 구리에 비해 전기전도도가 우수하면서도 박막으로 형성되기 좋은 금속은 은(Ag), 백금(Pt) 및 금(Au) 중 어느 하나가 될 수 있다. 물론, 필요에 따라 은(Ag), 백금(Pt) 및 금(Au) 중 적어도 하나 이상을 혼합하여 제2 금속 박막층을 형성할 수도 있다. 이처럼 제2 금속 박막층을 형성하기 위해서는 전기 도금을 실시한다.
이때 전기 도금을 실시하기 전 도금층을 형성하여야 할 부분에 전해탈지, 수세, 산세 중 적어도 하나 이상의 전처리를 실시할 수 있다. 전해탈지는 도금층 형성부위에 존재하는 유분이나 알칼리 성분을 제거하기 위해 실시한다. 전해탈지에 사용되는 용액은 청화소다(NaCN) 또는 탄산소다(NaCO3)일 수 있다. 전해탈지는 도금할 부위를 청화소다 혹은 탄산소다를 포함한 용액에 침지하고 전류를 1~5A.d·m2 가하여 도금층을 형성할 부위에 잔존하는 유분이나 알칼리 성분을 제거하는 것이다.
수세는 증류수, 초순수 등을 이용하여 전해탈지 한 부분에 남아있는 잔류물을 좀 더 깨끗하게 세척하는 것으로서, 여러 번 반복 실시할 수 있다. 산세는 산용액으로 도금층을 형성할 부위를 세척하는 것으로서, 황산(H2SO4)이 사용될 수 있다. 전해탈지, 수세, 산세는 상온~35℃에서 실시되는 것이 좋다. 온도가 너무 높은 경우나 이보다 낮은 경우에는 세척에 소요되는 시간이 길거나 너무 짧아져 조절이 어려울 수 있고, 세척 효율이 떨어질 수 있다.
전처리가 완료되면, 제2 금속으로 전기 도금을 실시하기 전에 도금할 부분 이외에 도금층이 형성되지 않도록 하기 위해 마스킹 처리하는 것이 가능하다. 마스킹 처리는 마스킹 필름을 도포하는 방식을 사용할 수 있다. 마스킹 처리한 부분은 도금액이 침투하지 못하여 도금층이 형성되지 않는다.
전처리 및 마스킹 처리 후 도금층을 형성하고자 하는 부위에 은, 백금, 금 중 적어도 하나 이상의 물질로 전기 도금을 실시한다.
이때 전기 도금은 2단계로 나누어 실시할 수 있다. 먼저 본도금에 앞서 스크라이크 도금을 실시할 수 있다. 스크라이크 도금은 본도금층과 도금전에 형성되어 있던 제1 금속 육성 도금층의 밀착성을 향상시키기 위해 실시하는 것일 수 있다. 스크라이크 도금은 청화은(KAgCN)과 청화가리(KCN)를혼합한 수용액에 레벨러와 광택제를 첨가하여 도금 용액을 제조하고 도금 용액에 도금층을 형성하고자 하는 부분을 침지하여 전류를 흘림으로써 이루어진다. 이때 청화은(KAgCN)은 물 1L당 1.0~30g 첨가하는 것이 바람직하고, 청화가리(KCN)는 물 1L당 30~200g 첨가하는 것이 바람직하다. 청화은과 청화가리를 이 범위 미만 혹은 초과하여 첨가하면 도금층이 제대로 형성되지 않거나 금속 박막이 너무 과하게 생성되어 향후 본도금에 악영향을 미칠 수 있고, 도금층 두께의 조절이 어려울 수 있다. 레벨러와 광택제는 미량 첨가하되 그 양은 도금 용액의 양 등에 따라 조절이 가능하다. 이때 전류밀도는 0.1~5A/d·m2 정도로 조절하여 주는 것이 도금층 형성에 바람직하다.
스트라이크 도금이 완료되면 본도금을 실시할 수 있다. 본도금은 제2 금속을 육성하는 육성 도금으로서, 청화은(KAgCN)과 청화가리(KCN)를혼합한 수용액에 레벨러와 광택제를 첨가하여 도금 용액을 제조하고 도금 용액에 도금층을 형성하고자 하는 부분을 침지하여 전류를 흘림으로써 이루어진다. 이때 청화은(KAgCN)은 물 1L당 50~300g 첨가하는 것이 바람직하고, 청화가리(KCN)는 물 1L당 50~200g 첨가하는 것이 바람직하다. 청화은과 청화가리를 이 범위 미만 혹은 초과하여 첨가하면 도금층이 제대로 형성되지 않거나 너무 거칠게 형성되어 원하는 금속 박막층의 품질 및 두께를 얻지 못할 수 있다. 레벨러와 광택제는 미량 첨가하되 그 양은 도금 용액의 양 등에 따라 조절이 가능하다. 이때 전류밀도는 0.1~5A/d·m2 정도로 조절하여 주는 것이 제2 금속 본도금층 형성에 바람직하다.
스트라이크 도금 및 본도금을 실시하는 온도는 18℃~40℃정도가 바람직하며 이 온도 범위를 벗어나는 경우 도금층이 잘 형성되지 않거나 도금 속도가 너무 빨라져 도금층 두께 조절에 어려움이 있을 수 있다.
제2 금속 박막이 형성되는 총 두께는 0.1~500㎛인 것이 바람직하다. 이는 고가의 금속인 은, 백금, 금 등은 제1 금속 육성층의 형태에 큰 변화를 주지 않는 범위 내에서 가능한 한 얇고 견고하게 형성되는 것이 바람직하기 때문이다. 구체적으로, 이미 제1 금속의 도금층이 완료되고, 이에 대한 기계적 가공이 완료된 상태의 접촉부(110)에 너무 두껍게 제2 금속 박막이 형성되면 기계적 가공을 실시한 의미가 없어질 뿐 아니라, 제2 금속 박막은 제1 금속보다 전기전도도가 우수하여 전기적 성질의 향상을 꾀하기 위하여 형성되므로 0.1~500㎛정도로 박막을 형성하여 주는 것이 바람직하다.
제2 금속 박막의 형성이 완료되면, 수세와 후처리를 더 실시할 수 있다. 수세는 완료된 제2 금속 박막층에 증류수, 초순수 등을 사용하여 잔류하는 물질들을 세척하는 과정이다. 이때 수세는 반복적으로 실시할 수 있다. 또한, 후처리는 은도금층의 변색을 방지하기 위한 변색방지제를 첨가하는 과정일 수 있다. 변색방지제는 공지된 물질을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 수세와 후처리를 완료한 후 제2 금속 박막 형성 부위를 열풍 혹은 냉풍 건조하여 줄 수 있다. 열풍 건조시 온도는 70~100℃ 일 수 있다. 건조 온도가 너무 높은 경우에는 도금층에 변형이 생길 수 있으므로 이 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.
제2 금속 박막의 형성이 완료되면 폴리실리콘 정제용 리액터 또는 컨버터의 금속 전극의 재생이 완료되어 이를 재사용하는 것이 가능하다. 또한, 폴리실리콘 정제용 리액터 또는 컨버터를 채용하는 가스정제법을 이용한 폴리실리콘 정제 장치의 부품 사용연한을 향상시킬 수 있다. 도 4는 본 발명에 일실시예에 따른 방법으로 폴리실리콘 정제용 금속 전극을 재생한 후와 재생 전 손상된 금속 전극의 모습을 비교하여 촬영한 사진이다.
이와 같이 본 발명은 고전압 고전류로 인해 손상된 전극을 폐기하지 않고 용이하게 재생하여 사용할 수 있도록 하여 폴리실리콘 정제 시 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 손상된 전극을 재생하여도 전기전도도 등이 떨어지지 않고 오히려 손상된 전극을 곧바로 재생함으로써 평균적 전기전도도가 향상될 수 있으므로 폴리실리콘 정제 성능을 향상시키면서도 저렴한 비용으로 장치의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극의 재생 방법, 이 방법으로 재생된 폴리실리콘 정제용 리액터 또는 컨버터의 금속 전극은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10: 수냉챔버 20: 가열유닛
30: 석영관 40: 그라파이트
50: 석출 폴리실리콘 100: 금속 전극
110: 접촉부

Claims (7)

  1. 폴리실리콘 정제를 위한 CVD(Chemical vaporized deposition) 장치의 리액터 또는 컨버터에 전력을 공급하는 금속 전극에서 손상부를 제거하는 단계;
    상기 금속전극의 손상부를 제거함에 따라 노출된 비손상부위에, 제1 금속을 전기도금 하여 제거된 부위를 다시 제1 금속으로 육성시키는 단계;
    상기 제1 금속으로 육성된 부위를 설정된 형상으로 가공하는 단계; 및
    상기 가공 후, 상기 금속 전극의 표면에 제2 금속 박막을 형성하여 금속 전극의 재생을 완료하는 단계;를 포함하는 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극 재생 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 금속은 구리(Cu)인 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극 재생 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 금속으로 육성시키는 단계에서,
    상기 제1 금속은 0.01~50mm의 두께로 형성되는 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극 재생 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 금속 박막은 은(Ag), 백금(Pt) 및 금(Au) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극 재생 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 금속 박막은 0.1~500㎛ 두께로 형성되는 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극 재생 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가공하는 단계는,
    상기 육성된 부위에 나사산을 형성하거나 또는 상기 육성된 부위를 콘 형상으로 가공하는 폴리실리콘 정제용 금속 전극 재생 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 방법으로 재생된 폴리실리콘 정제용 CVD 장치의 금속 전극.




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