KR20110008082A - 재료를 증착하기 위한 제조 장치와 이에 사용하기 위한 전극 - Google Patents

재료를 증착하기 위한 제조 장치와 이에 사용하기 위한 전극 Download PDF

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KR20110008082A
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Abstract

본 발명은, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치와, 제조 장치와 함께 사용하기 위한 전극에 관한 것이다. 통상적으로, 캐리어 본체는 서로 이격된 제 1 단부와 제 2 단부를 갖는다. 소켓이 캐리어 본체의 단부 각각에 배치된다. 제조 장치는 챔버를 형성하는 하우징을 포함한다. 적어도 하나의 전극이 소켓에 결합하기 위해 전극이 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 상태로 하우징을 통해 배치된다. 전극은 소켓에 접촉하도록 구성된 접촉 영역을 갖는 외부 표면을 갖는다. 접촉 영역 코팅이 전극의 외부 표면의 접촉 영역에 배치된다. 접촉 영역 코팅은 적어도 9×106 지멘스/미터의 전기 전도도 및 전해질로서 실온 해수에 기초하는 부식 전위열 내의 은보다 높은 내부식성을 갖는다.

Description

재료를 증착하기 위한 제조 장치와 이에 사용하기 위한 전극{MANUFACTURING APPARATUS FOR DEPOSITING A MATERIAL ON AN ELECTRODE FOR USE THEREIN}
관련 출원
본 출원은 2008년 4월 14일 출원된 미국 가출원 제 61/044703호의 우선권 및 모든 장점을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 제조 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 제조 장치 내에 사용되는 전극에 관한 것이다.
캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치가 당 기술 분야에 공지되어 있다. 이러한 제조 장치는 챔버를 한정하는 하우징을 포함한다. 일반적으로, 캐리어 본체는 서로 이격된 제 1 단부와 제 2 단부를 갖는 실질적으로 U-형이다. 통상적으로, 소켓이 캐리어 본체의 각각의 단부에 배치된다. 일반적으로, 2개 이상의 전극이 캐리어 본체의 제 1 단부와 제 2 단부에 배치된 각각의 소켓을 수용하기 위해 챔버 내에 배치된다. 전극은 또한 캐리어 본체가 하우징에 대해 이동하는 것을 방지하기 위해 소켓 및 최종적으로는 캐리어 본체를 지지하는 접촉 영역을 포함한다. 접촉 영역은 소켓과 직접 접촉하도록 구성되고 전극으로부터 소켓까지 그리고 캐리어 본체 내로의 1차 전류 경로를 제공하는 전극의 부분이다.
전원 디바이스가 캐리어 본체에 전류를 공급하기 위해 전극에 결합된다. 전류는 전극 및 캐리어 본체의 양자 모두를 가열한다. 전극 및 캐리어 본체는 각각 캐리어 본체의 온도가 증착 온도로 가열되는 상태의 온도를 갖는다. 처리된 캐리어 본체는 캐리어 본체에 재료를 증착함으로써 형성된다.
당 기술 분야에 공지된 바와 같이, 캐리어 본체가 증착 온도로 가열됨에 따라 캐리어 본체에 증착된 재료의 열 팽창을 고려하기 위해 전극 및 소켓의 형상에 편차가 존재한다. 하나의 이러한 방법은 흑연 슬라이딩 블록의 형태의 소켓 및 편평한 헤드 전극을 사용한다. 흑연 슬라이딩 블록은 캐리어 본체와 편평한 헤드 전극 사이의 브리지로서 작용한다. 접촉 영역에 작용하는 캐리어 본체 및 흑연 슬라이딩 블록의 중량은 흑연 슬라이딩 블록과 편평한 헤드 전극 사이의 접촉 저항을 감소시킨다. 다른 이러한 방법은 2-부분 전극의 사용을 포함한다. 2-부분 전극은 소켓을 압축하기 위한 제 1 반부 및 제 2 반부를 포함한다. 스프링 요소가 소켓을 압축하기 위한 힘을 제공하기 위해 2-부분 전극의 제 1 반부 및 제 2 반부에 결합된다. 다른 이러한 방법은 전극의 컵 내에 위치된 접촉 영역을 갖는 컵을 형성하는 전극의 사용을 포함한다. 소켓은 전극의 컵 내에 끼워지고 전극의 컵 내에 위치된 접촉 영역에 접촉하도록 구성된다. 대안적으로, 전극은 컵을 형성하지 않고 그 외부 표면에 접촉 영역을 형성할 수 있고, 소켓은 전극의 외부 표면에 위치된 접촉 영역에 접촉하기 위한 전극의 상부 위에 끼워진 캡으로서 구성될 수 있다.
전극의 오염은 증착물의 축적에 기인하여 접촉 영역에 발생한다. 적층물(deposit)은 시간 경과에 따라 소켓과 전극 사이에 부적절한 끼워맞춤(fit)을 초래한다. 부적절한 끼워맞춤은 캐리어 본체에 증착된 재료의 금속 오염물을 초래하는 접촉 영역과 소켓 사이의 작은 전기 아크를 유발한다. 금속 오염물은 증착된 재료가 덜 순수하기 때문에 캐리어 본체의 가치를 감소시킨다. 추가로, 오염은 전극과 소켓 사이의 열전달을 감소시켜, 전극이 고온에 도달하게 하여 소켓 및 최종적으로 캐리어 본체를 효과적으로 가열시키게 된다. 전극의 더 높은 온도가 전극 상의 재료의 가속화된 증착을 초래한다. 이는 특히 은 또는 구리를 단독으로 또는 그 내부에 존재하는 주 금속을 포함하는 전극에 대해 해당한다.
전극은 다음 조건, 즉, 첫 번째, 캐리어 본체에 증착되고 있는 재료의 금속 오염이 임계 레벨을 초과할 때, 두 번째, 전극의 접촉 영역의 오염이 전극과 소켓 사이의 접속을 열악하게 할 때, 세 번째 전극을 위한 과잉의 작동 온도가 전극의 접촉 영역의 오염에 기인하여 요구될 때의 조건 중 하나 이상이 발생할 때 교체되어야 한다. 전극은 상기 조건 중 하나가 발생하기 전에 전극이 처리할 수 있는 캐리어 본체의 수에 의해 결정된 수명을 갖는다.
전극의 오염과 관련된 상기 문제를 보았을 때, 전극과 소켓 사이의 접속을 유지하기 위해 전극의 오염을 적어도 지연시켜서, 생산성을 높이고 전극의 수명을 늘릴 필요성이 있다.
본 발명은 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치 및 제조 장치와 함께 사용하기 위한 전극에 관한 것이다. 캐리어 본체는 서로 이격된 제 1 단부와 제 2 단부를 갖는다. 소켓은 캐리어 본체의 단부 각각에 배치된다.
제조 장치는 챔버를 한정하는 하우징을 포함한다. 하우징은 또한 챔버 내로 가스를 도입하기 위한 입구 및 챔버로부터 가스를 배기하기 위한 출구를 형성한다. 적어도 하나의 전극이 하우징을 통해 배치되고, 전극은 소켓에 결합하기 위해 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 전극은 소켓에 접촉하도록 구성된 접촉 영역을 갖는 외부 표면을 갖는다. 접촉 영역 코팅은 전극의 외부 표면의 접촉 영역에 배치된다. 접촉 영역 코팅은 적어도 9×106 지멘스/미터의 전기 전도도 및 전해질로서 실온 해수에 기초하는 부식 전위열(galvanic series) 내의 은보다 높은 내부식성을 갖는다. 전원 디바이스가 전극에 전류를 제공하기 위해 전극에 결합된다.
전극의 외부 표면 상의 접촉 영역 코팅의 유형 및 위치를 제어하는 다수의 장점이 있다. 일 장점은 오염의 소스에 기초하여 상이한 재료를 갖는 전극의 외부 표면에 접촉 영역 코팅을 적합시킴으로써 전극의 오염을 지연시키는 것이 가능하다는 것이다. 오염을 지연시킴으로써, 전극의 수명이 연장되어, 더 낮은 제조 비용 및 처리된 캐리어 본체의 제조 시간의 감소를 초래한다. 또한, 전기 전도도에 대한 고려는 접촉 영역의 외부에 비교할 때 외부 표면 상의 접촉 영역 내에서 매우 중요하여, 이에 의해 접촉 영역 코팅 내의 부식 및 전기 전도도를 만족시키는 재료를 사용하는 장점을 제공한다.
본 발명의 다른 장점은 첨부 도면과 관련하여 고려할 때 다음 상세한 설명을 참조하여 더 양호하게 이해됨에 따라 즉시 이해될 것이다.
본 발명은, 전극의 오염과 관련해서, 전극과 소켓 사이의 접속을 유지하기 위해 전극의 오염을 적어도 지연시키고, 이로 인해 생산성을 높이고 전극의 수명을 늘리는 효과가 있다.
도 1은, 전극을 포함하는 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치의 단면도.
도 2a는, 내부면을 도시하는 도 1의 제조 장치와 함께 사용되는 전극의 제 1 사시도.
도 2b는, 컵의 부분 내에 위치된 접촉면을 갖는 컵을 형성하는 도 2a의 전극의 제 2 사시도.
도 3은, 라인 3-3을 따라 취한 도 2의 전극의 단면도.
도 4는, 컵 내에 배치된 소켓을 도시하는 도 3의 전극의 부분의 확대 단면도.
도 5는, 그에 연결된 순환 시스템의 부분을 갖는 도 3의 전극의 단면도.
도 6은, 전극 상에 증착된 접촉 영역 코팅, 외부 코팅 및 채널 코팅을 갖는 도 3 내지 도 5의 전극의 다른 실시예의 단면도.
도 7은, 캐리어 본체에 재료의 증착 중에 도 1의 제조 장치의 단면도.
유사한 도면 부호가 다수의 도면 전체를 통해 유사한 또는 대응 부분을 지시하는 도면을 참조하면, 캐리어 본체(24) 상에 재료(22)의 증착을 위한 제조 장치(20)가 도 1 및 도 6에 도시된다. 일 실시예에서, 증착될 재료(22)는 규소이지만, 제조 장치(20)는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 캐리어 본체(24) 상에 다른 재료를 증착하는데 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
통상적으로, 지멘스법(Siemens method)과 같은 당 기술 분야에 공지된 화학 증기 증착의 방법에 의해, 캐리어 본체(24)는 실질적으로 U-형이고, 서로 이격되고 평행한 제 1 단부(54) 및 제 2 단부(56)를 갖는다. 소켓(57)이 캐리어 본체(24)의 제 1 단부(54) 및 제 2 단부(56)의 각각에 배치된다.
제조 장치(20)는 챔버(30)를 한정하는 하우징(28)을 포함한다. 통상적으로, 하우징(28)은 내부 실린더(32), 외부 실린더(34) 및 베이스 플레이트(36)를 포함한다. 내부 실린더(32)는 서로 이격된 개방 단부(38) 및 폐쇄 단부(40)를 포함한다. 외부 실린더(34)는 통상적으로 순환된 냉각 유체(미도시)를 수용하기 위한 재킷으로서 기능하는 내부 실린더(32)와 외부 실린더(34) 사이의 공동(42)을 형성하기 위해 내부 실린더(32) 둘레에 배치된다. 공동(42)은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 통상의 용기 재킷, 배플이 있는 재킷 또는 절반 파이프 재킷일 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다.
베이스 플레이트(36)는 챔버(30)를 형성하기 위해 내부 실린더(32)의 개방 단부(38) 상에 배치된다. 베이스 플레이트(36)는 일단 내부 실린더(32)가 베이스 플레이트(36) 상에 배치되면 챔버(30)를 밀봉하기 위해 내부 실린더(32)와 정렬하여 배치된 밀봉부(미도시)를 포함한다. 일 실시예에서, 제조 장치(20)는 지멘스형 화학 증기 증착 반응기이다.
하우징(28)은 챔버(30) 내로 가스(45)를 도입하기 위한 입구(44)와, 챔버(30)로부터 가스(45)를 배기하기 위한 출구(46)를 한정한다. 통상적으로, 입구 파이프(48)가 하우징(28)에 가스(45)를 전달하기 위해 입구(44)에 연결되고, 배기 파이프(50)가 하우징(28)으로부터 가스(45)를 제거하기 위해 출구(46)에 연결된다. 배기 파이프(50)는 물 또는 상업적인 열전달 유체와 같은 냉각 유체로 재킷될 수 있다.
적어도 하나의 전극(52)이 소켓(57)과 결합하기 위해 하우징(28)을 통해 배치된다. 일 실시예에서, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 전극(52)은 캐리어 본체(24)의 제 1 단부(54)의 소켓(57)을 수용하기 위한 하우징(28)을 통해 배치된 제 1 전극(52)과, 캐리어 본체(24)의 제 2 단부(56)의 소켓(57)을 수용하기 위한 하우징(28)을 통해 배치된 제 2 전극(52)을 포함한다. 전극(52)은 예를 들어 편평한 헤드 전극, 2-부분 전극 또는 컵 전극과 같은 당 기술 분야에 공지된 임의의 유형의 전극일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 적어도 하나의 전극(52)은 챔버(30) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 일 실시예에서, 전극(52)은 베이스 플레이트(36)를 통해 배치된다.
전극(52)은 적어도 14×106 지멘스/미터 또는 S/m의 실온에서의 최소 전기 전도도를 갖는 전기 전도성 재료를 포함한다. 예를 들어, 전극(52)은 구리, 은, 니켈, 인코넬(Inconel) 및 금 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 그 각각은 상술한 전도도 파라미터에 부합한다. 추가로, 전극(52)은 상술한 전도도 파라미터에 부합하는 합금을 포함할 수 있다. 통상적으로, 전극(52)은 약 58×106 S/m의 실온에서의 최소 전기 전도도를 갖는 전기 전도성 재료를 포함한다. 통상적으로, 전극(52)은 구리를 포함하고, 구리는 통상적으로 전극(52)의 중량에 기초하여 약 100 중량%의 양으로 존재한다. 구리는 무산소 전해 구리 등급 UNS 10100일 수 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 3을 또한 참조하면, 전극(52)은 외부 표면(60)을 갖는다. 전극(52)의 외부 표면(60)은 접촉 영역(66)을 갖는다. 특히, 본 명세서에 정의된 바와 같이 접촉 영역(66)은 소켓(57)과 직접 접촉하도록 구성되고 전극(52)으로부터 소켓(57)을 통해 캐리어 본체(24) 내로의 1차 전류 경로를 제공하는 전극(52)의 외부 표면(60)의 부분이다. 이와 같이, 제조 장치(20)의 정상 작동 중에, 접촉 영역(66)은 캐리어 본체(24) 상에 증착된 재료(22)로의 노출로부터 차폐된다. 접촉 영역(66)은 소켓(57)과 직접 접촉하도록 구성되고 일반적으로 캐리어 본체(24) 상의 증착 중에 재료(22)에 노출되지 않기 때문에, 접촉 영역(66)은 전극(52)의 다른 부분과는 상이한 디자인 고려 사항을 받게 되고, 이 고려 사항은 이하에 더 상세히 설명된다.
일 실시예에서 전극(52)은 제 1 단부(61)와 제 2 단부(62)를 갖는 샤프트(58)를 포함한다. 존재할 때, 샤프트(58)는 전극(52)의 외부 표면(60)을 또한 형성한다. 일반적으로, 제 1 단부(61)는 전극(52)의 개방 단부이다. 일 실시예에서, 샤프트(58)는 원통형 샤프트를 생성하는 원형 단면 형상을 갖고 직경(D1)을 규정한다. 그러나, 샤프트(58)는 본 발명으로부터 벗어나지 않고 직사각형, 삼각형 또는 타원형 단면 형상을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
전극(52)은 또한 샤프트(58)의 단부(61, 62) 중 하나에 배치된 헤드(64)를 포함할 수 있다. 헤드(64)는 샤프트(58)와 일체일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 통상적으로, 헤드(64)가 존재할 때, 접촉 영역(66)은 헤드(64) 상에 위치된다. 전극(52)에 소켓(57)을 연결하는 방법은 본 발명으로부터 벗어나지 않고 용례 사이에서 다양할 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다. 예를 들어, 편평한 헤드 전극(미도시)에 대한 것과 같은 일 실시예에서, 접촉 영역은 단지 전극(52)이 헤드(64) 상의 상부의 편평한 표면일 수 있고, 소켓(57)은 접촉 영역에 접촉하기 위해 전극(52)의 헤드(64) 상에 끼워지는 소켓 컵(미도시)을 형성할 수 있다. 대안적으로, 도시되지는 않았지만, 헤드(64)는 샤프트(58)의 단부(61, 62)에 없을 수도 있다. 이 실시예에서, 전극(52)은 샤프트(58)의 외부 표면(60) 상의 접촉 영역을 형성할 수 있고, 소켓(57)은 샤프트(58)의 외부 표면(60) 상에 위치된 접촉 영역에 접촉하기 위해 전극(52)의 샤프트(58) 상에 끼워지는 캡으로서 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 2a, 도 2b, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전극(52)은 소켓(57)을 수용하기 위한 컵(68)을 형성한다. 전극(52)이 컵(68)을 형성할 때, 접촉 영역(66)은 컵(68)의 부분 내에 위치된다. 소켓(57) 및 컵(68)은 캐리어 본체(24)가 제조 장치(20)로부터 수확될 때 소켓(57)이 전극(52)으로부터 제거될 수 있도록 설계될 수 있다. 통상적으로, 헤드(64)는 샤프트(58)의 직경(D1)보다 큰 직경(D2)을 규정한다. 베이스 플레이트(36)는 전극(52)의 샤프트(58)를 수용하기 위한 구멍(도면 부호 없음)을 형성하여, 전극(52)의 헤드(64)가 챔버(30)를 밀봉하기 위해 챔버(30) 내에 남아 있게 한다.
제 1 세트의 나사산(thread)(70)은 전극(52)의 외부 표면(60) 상에 배치될 수 있다. 도 1을 다시 참조하면, 유전체 슬리브(72)가 통상적으로 전극(52)을 절연하기 위해 전극(52) 주위에 배치된다. 유전체 슬리브(72)는 세라믹을 포함할 수 있다. 너트(74)가 전극(52)을 하우징(28)에 고정하기 위해 베이스 플레이트(36)와 너트(74) 사이에 유전체 슬리브(72)를 압축하기 위해 제 1 세트의 나사산(70) 상에 배치된다. 전극(52)은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 예를 들어 플랜지에 의해서와 같이 다른 방법에 의해 하우징(28)에 고정될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
통상적으로, 샤프트(58)와 헤드(64) 중 적어도 하나는 채널(78)을 형성하는 내부면(76)을 포함한다. 내부면(76)은 샤프트(58)의 제 1 단부(61)로부터 이격된 말단 단부(80)를 포함한다. 말단 단부(80)는 일반적으로 편평하고 전극(52)의 제 1 단부(61)에 평행하다. 원추형 형태, 타원형 형태 또는 역원추형 형태(이들 어느 것도 도시되어 있지 않음)와 같은 말단 단부(80)의 다른 형태가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 채널(78)은 전극(52)의 제 1 단부(61)로부터 말단 단부(80)로 연장하는 길이(L)를 갖는다. 말단 단부(80)는 전극(52)의 샤프트(58) 내에 배치될 수 있고, 또는 말단 단부(80)는 본 발명으로부터 벗어나지 않고 존재시에 전극(52)의 헤드(64) 내에 배치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
제조 장치(20)는 전류를 제공하기 위해 전극(52)에 결합된 전원 디바이스(82)를 더 포함한다. 통상적으로, 전기 와이어 또는 케이블(84)이 전원 디바이스(82)를 전극(52)에 결합한다. 일 실시예에서, 전기 와이어(84)는 제 1 세트의 나사산(70)과 너트(74) 사이에 전기 와이어(84)를 배치함으로써 전극(52)에 접속된다. 전극(52)으로의 전기 와이어(84)의 접속은 상이한 방법에 의해 성취될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
전극(52)은 전극(52)의 가열을 초래하고 이에 의해 전극(52)의 작동 온도를 설정하는 그를 통한 전류의 통과에 의해 수정되는 온도를 갖는다. 이러한 가열은 주울 가열로서 당 기술 분야의 숙련자들에게 공지되어 있다. 특히, 전류는 전극(52)을 통해, 소켓(57)을 통해, 캐리어 본체(24) 내로 통과하여 캐리어 본체(24)의 주울 가열을 초래한다. 추가로, 캐리어 본체(24)의 주울 가열은 챔버(30)의 복사/대류 가열을 초래한다. 캐리어 본체(24)를 통한 전류의 통과는 캐리어 본체(24)의 작동 온도를 설정한다.
도 5와 도 1 및 도 6을 다시 참조하면, 제조 장치(20)는 또한 전극(52)의 채널(78) 내에 적어도 부분적으로 배치된 순환 시스템(86)을 포함할 수 있다. 존재할 때, 순환 시스템(86)은 채널(78) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 순환 시스템(86)의 부분은 채널(78)의 외부에 배치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 제 2 세트의 나사산(88)은 순환 시스템(86)을 전극(52)에 결합하기 위해 전극(52)의 내부면(76) 상에 배치될 수 있다. 그러나, 플랜지 또는 커플링의 사용과 같은 다른 체결 방법이 전극(52)에 순환 시스템(86)을 결합하는데 사용될 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다.
순환 시스템(86)은 전극(52)의 온도를 감소시키기 위해 전극(52)의 채널(78)과 유체 연통하는 냉각제를 포함한다. 일 실시예에서, 냉각제는 물이지만, 냉각제는 본 발명으로부터 벗어나지 않고 순환을 통해 열을 감소시키도록 설계된 임의의 유체일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 순환 시스템(86)은 또한 전극(52)과 저장조(미도시) 사이에 결합된 호스(90)를 포함한다. 단지 도 5만을 참조하면, 호스(90)는 내부 튜브(92) 및 외부 튜브(94)를 포함한다. 내부 튜브(92) 및 외부 튜브(94)는 호스(90)에 일체화될 수 있고, 또는 대안적으로 내부 튜브(92) 및 외부 튜브(94)는 커플링(미도시)을 사용함으로써 호스(90)에 부착될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 내부 튜브(92)는 채널(78) 내에 배치되고, 전극(52) 내에 냉각제를 순환시키기 위해 채널(78)의 대부분의 길이(L)로 연장된다.
순환 시스템(86) 내의 냉각제는 내부 튜브(92) 및 외부 튜브(94)를 통해 냉각제를 강제 이동시키도록 압력 하에 있다. 통상적으로, 냉각제는 내부 튜브(92)를 나오고, 전극(52)의 내부면(76)의 말단 단부(80)에 대해 강제 이동되고, 이어서 호스(90)의 외부 튜브(94)를 거쳐 채널(78)을 나온다. 냉각제가 외부 튜브(94)를 거쳐 채널(78)에 진입하고 내부 튜브(92)를 거쳐 채널(78)을 나오도록 유동 형태를 반전시키는 것이 또한 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 말단 단부(80)의 형태는 전극(52)의 헤드(64)에 대한 근접도 및 표면적에 기인하여 열전달의 비율에 영향을 준다는 것이 또한 열전달 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다. 상술한 바와 같이, 말단 단부(80)의 상이한 기하학적 윤곽은 동일한 순환 유량에 대해 상이한 대류 열전달 계수를 초래한다.
도 3, 도 4 및 도 6을 참조하면, 전극(52)은 전극(52)의 접촉 영역(66) 상에 배치된 접촉 영역 코팅(96)을 포함한다. 접촉 영역 코팅(96)은 적어도 9×106 지멘스/미터, 더 일반적으로는 적어도 20 S/m, 가장 일반적으로는 적어도 40 S/m의 전기 전도도, 및 전해질로서 실온 해수에 기초하는 부식 전위열(galvanic series) 내의 은보다 높은 내부식성을 갖는다. 이러한 부식 전위열은 현재 기술에서 잘 알려져 있다. 전극(52)과 캐리어 본체(24) 사이의 1차 전류 경로가 아닌 전극(52)의 다른 부분에 대해서보다 접촉 영역 코팅(96)에 대한 전기 전도도의 더 큰 중요성 때문에, 그리고 접촉 영역 코팅(96)이 증착 중에 소켓(57)과 접촉하고, 캐리어 본체에 증착된 재료(22)로부터 다소 차폐되기 때문에, 상술한 전기 전도도 특성을 만족시키는 특정 재료가 접촉 영역 코팅(96)에 사용하기 위해 선택된다. 또한, 부식에 대한 임계 저항을 갖고, 따라서 전극(52) 자체에 사용된 재료보다 낮은 속도로 오염되는 재료를 선택하는 것이 유리하다. 더 느린 오염은 전극(52)의 수명의 증가에 대해 장점을 제공한다.
접촉 영역 코팅(96)을 위해 선택된 재료의 특정 유형의 선택은 전극을 둘러싸는 환경적인 조건, 특히 캐리어 본체(24)의 온도, 전극(52)을 통해 흐르는 전류, 냉각 유체 유량 및 냉각 유체 온도의 조합에 기인하는 전극(52)의 부근에서의 열 조건에 의존할 수 있다.
컵(cup)(68)을 포함하는 도 2a, 도 2b, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 전극(52)의 실시예에서, 부식은 컵(68)의 허용 공차를 감소시키고, 캐리어 본체(24) 상에 배치된 소켓(57)과 전극(52)의 컵(68)의 부분 내에 위치된 접촉 영역(66) 사이의 열악한 끼워맞춤을 초래한다. 열악한 끼워맞춤은 전류가 전극(52)으로부터 캐리어 본체(24)로 전도될 때 접촉 영역(66)과 소켓(57) 사이에 작은 전기 아크를 초래한다. 작은 전기 아크는 전극(52)의 금속이 캐리어 본체(24) 상에 증착되게 하여, 이에 의해 캐리어 본체(24) 상에 증착된 재료(22)의 금속 오염물을 초래한다. 예로서, 고순도 규소의 제조에 있어서, 금속 오염물은 처리된 캐리어 본체로부터 제조된 규소 잉곳 및 웨이퍼에 불순물을 기여하기 때문에 증착 후에 처리된 캐리어 본체 내에 금속 오염물을 최소로 유지하는 것이 바람직하다. 웨이퍼 상의 이들 금속 오염물은 마이크로 전자 디바이스의 후처리 중에 웨이퍼로 제조된 마이크로 전자 디바이스의 능동 영역 내로 벌크 웨이퍼로부터 확산될 수 있다. 구리는, 예를 들어, 예외적으로 처리된 캐리어 본체 내의 구리의 농도가 너무 높으면 웨이퍼 내에 확산되는 경향이 있다. 일반적으로, 전극(52)은 일단 금속 오염물이 다결정 규소 내의 임계 레벨을 초과하면 또는 재료(22)가 전극(52) 상에 증착되고 처리 후에 전극(52)의 컵(68)으로부터 소켓(57)이 제거를 방지하면 교체되어야 한다. 이 상황을 예시하기 위해, 구리계 전극에 기인하는 다결정 규소의 구리 오염은 통상적으로 0.01 ppba의 임계치 미만이다. 그러나, 전이 금속 오염에 대한 사양은 특정 용례에 기초하여 상이하다는 것이 고순도의 반도체 재료를 제조하는 분야의 숙련자들에게 인식된다. 예를 들어, 광전 전지용 잉곳 및 웨이퍼의 제조에 사용된 규소는 수명 및 전지 성능의 상당한 손실 없이, 예를 들어 100 내지 10,000 폴드(fold)와 같은 반도체 등급 규소에 대해 상당히 높은 구리 오염의 레벨을 견딜 수 있는 것이 알려져 있다. 이와 같이, 다결정 규소를 위한 각각의 순도 사양은 전극 교체 요구에 대해 고찰할 때 개별적으로 평가될 수 있다.
또한, 부식은 전극(52)과 캐리어 본체(24) 사이, 특히 전극(52)의 접촉 영역(66)과 소켓(57) 사이의 전기 전도도의 효율을 감소시킨다. 전기 전도도의 효율의 감소는 캐리어 본체(24)의 작동 온도를 증착 온도로 가열하는데 요구되는 전류의 증가를 필요로 한다. 전기 전도도의 효율의 감소는 또한 전극(52)의 작동 온도를 증가시킨다. 전극(52)의 작동 온도가 증착 온도에 접근함에 따라, 금속(22)은 전극(52) 상에 증착된다.
접촉 영역 코팅(96)은 일반적으로 전극(52)을 형성하는데 사용되는 재료보다 높은 부식에 대한 저항을 제공함으로써 전극의 수명을 연장시킨다. 또한, 접촉 영역(66)에서의 전극(52)의 부식은 전극(52)이 교체되어야 하는지의 여부를 제어하는 일 인자이기 때문에, 부식에 대한 저항에 기초하는 접촉 영역 코팅(96)을 위한 재료의 선택은 부식이 덜 관련될 수 있는 전극의 다른 부분을 위한 재료의 선택보다 전극(52)의 수명을 연장하는데 더 효과적일 수 있다. 따라서, 접촉면 코팅(96)을 위해 사용된 재료의 특정 유형은 전극(52)의 전기 전도도를 유지하면서 부식을 저항해야 한다.
접촉 영역 코팅(96)에 사용될 수 있는 적합한 재료는 금, 백금 및 팔라듐을 포함한다. 통상적으로, 접촉 영역 코팅(96)은 다양한 소스로부터 전기 전도도 및 부식에 대한 저항의 우수한 조합에 기인하여 금을 포함한다. 접촉 영역 코팅(96)은 금, 백금 및 팔라듐 중 적어도 하나가 접촉 영역 코팅(96)에 포함되는 한, 다른 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 접촉 영역 코팅(96)은 니켈/은 합금과 같은 은, 니켈 및 크롬 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 통상적으로, 접촉 영역 코팅(96)은 실질적으로 단지 금, 백금 및/또는 팔라듐만을 포함한다. 그러나, 다른 금속 중 하나 이상이 존재할 때, 금, 백금 및 팔라듐의 총량은 통상적으로 접촉 영역 코팅(96)의 총 중량에 기초하여 적어도 50 중량%이다.
접촉 영역 코팅(96)은 0.00254 내지 0.254 mm, 더 일반적으로는 0.00508 mm 내지 0.127 mm, 가장 일반적으로는 0.00508 mm 내지 0.0254 mm의 두께를 갖는다.
이론에 의해 제한되지 않고, 접촉 영역(96)의 존재에 기여하는 오염의 지연은 전극(52)의 수명을 연장시킨다. 더 구체적으로, 접촉 영역 코팅(96)은 전극(52)과 소켓(57) 사이의 전기 전도도를 유지하고, 이는 전극(52)의 작동 온도의 감소를 허용하고 전극(52) 상의 재료(22)의 증착을 방지한다. 더욱이, 접촉 영역 코팅(96)은 전극(52)으로부터의 금속에 의한 증착된 재료(22)의 오염을 방지하기 위해 소켓(57)과 접촉 영역(66) 사이의 접속을 유지하기 위한 내부식성을 제공한다. 전극(52)의 수명의 증가는 전극(52)이 접촉 영역 코팅(96)이 없는 전극(52)과 비교할 때 덜 빈번히 교체될 필요가 있기 때문에 제조 비용을 감소시킨다. 추가로, 캐리어 본체(24) 상에 재료(22)를 증착하기 위한 제조 시간은 또한 전극(52)의 교체가 전극(52)이 접촉 영역 코팅(96)이 없이 사용될 때에 비교하여 덜 빈번하기 때문에 감소된다. 따라서, 접촉 영역 코팅(96)은 제조 장치(20)에 대한 적은 조업 정지 시간을 초래한다.
전극(52)은 전극(52)의 수명을 연장하기 위해 접촉 영역(66) 이외의 다른 위치에 코팅될 수 있다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에서 전극(52)은 접촉 영역(66)의 외부의 그 외부 표면(60) 상에 배치된 외부 코팅(98)을 포함한다. 특히, 외부 코팅(98)은 헤드(64), 접촉 영역(66)의 외부 및 전극(52)의 샤프트(58) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 달리 말하면, 외부 코팅(98)은 접촉 영역(66)의 외부의 헤드(64) 상에, 샤프트(58) 상에, 또는 접촉 영역(66)의 외부의 헤드(64) 상과 샤프트(58) 상의 모두에 배치될 수 있다.
샤프트(58) 상에 포함될 때, 외부 코팅(98)은 헤드(64)로부터 샤프트(58) 상의 제 1 세트의 나사산(70)으로 연장할 수 있다. 외부 코팅(98)은 적어도 9×106 S/m, 더 일반적으로는 적어도 20 S/m, 가장 일반적으로는 적어도 40 S/m의 전기 전도도, 및 전해질로서 실온 해수에 기초하는 부식 전위열 내의 은보다 높은 내부식성을 갖는다. 전극(52) 자체에 대한 것보다 외부 코팅(98)에 대한 전기 전도도의 더 적은 중요성에 기인하여 그리고 외부 코팅(98)은 증착 중에 소켓에 접촉하도록 의도되지 않기 때문에, 캐리어 본체(24)와 접촉하게 되도록 의도된 전극(52)의 부분에 사용될 수 있는 것보다 광범위한 재료가 외부 코팅(98)에 대해 사용될 수 있다. 또한, 캐리어 본체(24)와 접촉하게 되도록 의도된 전극(52)의 부분에 대한 것보다 광범위한 재료가 외부 코팅(98)에 대한 전기 전도도 요건을 만족시키기 때문에, 전극(52) 자체에 사용된 재료보다 느린 속도로 부식 및 따라서 오염에 대해 더 저항성이 있는 재료가 선택될 수 있다. 더 느린 오염은 전극(52)의 수명을 증가시키는 것과 관련하여 장점을 제공한다.
외부 코팅(98)에 대해 사용된 특정 유형의 재료는 외부 코팅(98)의 특정 위치에 의존할 수 있다. 예를 들어, 부식 및 따라서 오염의 소스는 외부 코팅(98)의 특정 위치에 따라 상이할 수 있다. 외부 코팅(98)이 접촉 영역(66)의 외부의 헤드(64)의 외부 표면(60) 상에 배치될 때, 외부 코팅(98)은 챔버(78) 내에 배치되고, 따라서 캐리어 본체(24) 상에 증착하는데 사용되는 재료(22)에 노출된다. 이러한 상황에서, 외부 코팅이 다결정 규소의 수확 중에 염화물 환경에서 부식에 대한 저항을 제공하고 증착 프로세스 중에 사용된 재료(22)로의 노출의 결과로서 염소화 및/또는 실리사이드화를 거쳐 화학적 공격에 대한 저항을 또한 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 접촉 영역(66)의 외부의 전극(52)의 헤드(64) 상에 외부 코팅(98)을 위해 사용될 수 있는 적합한 재료는 금, 백금 및 팔라듐을 포함한다. 외부 코팅(98)을 위해 사용될 수 있는 다른 적합한 재료는 은, 니켈 및 크롬을 포함한다. 외부 코팅(98)이 샤프트(58)의 외부 표면(60) 상에 배치될 때, 외부 코팅(98)은 접촉 영역(66)의 외부의 헤드(64) 상의 외부 코팅(98) 내에 포함된 것들과 동일하거나 상이한 재료를 포함한다. 다른 실시예에서, 샤프트(58)는 그 외부 표면(60) 상에 배치된 코팅이 없을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 헤드(60)의 외부 표면은 코팅이 없을 수 있고, 외부 코팅(98)만이 샤프트(98)의 외부 표면(60) 상에 배치된다.
외부 코팅(98)은 통상적으로 0.0254 mm 내지 0.254 mm, 더 일반적으로는 0.0508 mm 내지 0.254 mm, 가장 일반적으로는 0.127 mm 내지 0.254 mm의 두께를 갖는다.
또한, 채널 코팅(110)은 전극(52)과 냉각제 사이의 열 전도도를 유지하기 위해 전극(52)의 내부면(76) 상에 배치될 수 있다. 일반적으로, 채널 코팅(110)은 전극(52)의 부식에 대한 저항에 비교할 때 내부면(76)과 냉각제의 상호 작용에 의해 유발되는 부식에 대한 더 높은 저항을 갖는다. 채널 코팅(110)은 통상적으로 부식에 저항하고 증착물의 축적을 억제하는 금속을 포함한다. 예를 들어, 채널 코팅(110)은 은, 금, 니켈 및 크롬 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통상적으로, 채널 코팅(110)은 니켈이다. 채널 코팅(110)은 70.3 내지 427 W/mK, 더 일반적으로는 70.3 내지 405 W/mK, 가장 일반적으로는 70.3 내지 90.5 W/mK의 열 전도도를 갖는다. 채널 코팅(110)은 또한 0.0025 mm 내지 0.026 mm, 더 일반적으로는 0.0025 mm 내지 0.0127 mm, 가장 일반적으로는 0.0051 mm 내지 0.0127 mm의 두께를 갖는다.
전극(52)은 채널 코팅(110) 상에 배치된 변색 방지층(미도시)을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 변색 방지층은 채널 코팅(110)의 상부에 도포된 보호성 박막 유기층이다. 테크닉 인크(Technic Inc.)의 타니반(Tarniban)TM이 전극(52)의 채널 코팅(110)의 형성 후에 사용되어 과잉의 열 저항을 유도하지 않고 전극(52) 내의 그리고 채널 코팅(110) 내의 금속의 산화를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전극(52)은 은을 포함할 수 있고, 채널 코팅(110)은 순은에 비교하여 증착물의 형성에 대한 향상된 저항을 제공하기 위해 존재하는 변색 방지층을 갖는 은을 포함할 수 있다. 통상적으로, 전극(52)은 구리를 포함하고, 채널 코팅(110)은 채널 코팅(110) 상에 배치된 변색 방지층을 갖는 증착물의 형성에 대한 저항 및 열 전도도를 최대화하기 위한 니켈을 포함한다.
전극(52)은 접촉 영역 코팅(96)에 추가하여 임의의 조합으로 외부 코팅(98) 및 채널 코팅(100) 중 적어도 하나를 가질 수 있는 것이 이해될 수 있다. 채널 코팅(100), 외부 코팅(98) 및 접촉 영역 코팅(96)이 전해 도금에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 코팅의 각각은 본 발명으로부터 벗어나지 않고 상이한 방법에 의해 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 몇몇 도금 프로세스는 예를 들어 III족 및 V족 원소(다결정 규소를 제조하는 경우에 질소는 제외)와 같은 도펀트인 재료를 사용하고, 적절한 코팅 방법의 선택은 캐리어 본체(24)의 잠재적인 오염을 최소화할 수 있다는 것이 다결정 규소와 같은 고순도 반도체 재료를 제조하는 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다. 예를 들어, 헤드 코팅(108) 및 접촉 영역 코팅(96)과 같은 챔버(32) 내에 통상적으로 배치된 전극의 영역은 그 각각의 전극 코팅 내의 최소 붕소 및 인 혼입을 갖는 것이 바람직하다.
캐리어 본체(24) 상의 재료(22)의 증착의 통상적인 방법이 이하에 설명되고 도 6을 참조한다. 캐리어 본체(24)는 챔버(30) 내에 배치되어, 캐리어 본체(24)의 제 1 단부(54) 및 제 2 단부(56)에 배치된 소켓(57)이 전극(52)의 컵(68) 내에 배치되고 챔버(30)가 밀봉되게 된다. 전류가 전원 디바이스(82)로부터 전극(52)으로 전달된다. 증착 온도는 증착될 재료(22)에 기초하여 계산된다. 캐리어 본체(24)의 작동 온도는 캐리어 본체(24)로의 전류의 직접적인 통과에 의해 증가되어 캐리어 본체(24)의 작동 온도가 증착 온도를 초과하게 된다. 가스(45)는 일단 캐리어 본체(24)가 증착 온도에 도달하면 챔버(30) 내로 도입된다. 일 실시예에서, 챔버(30) 내에 도입된 가스(45)는 클로로실란 또는 브로모실란과 같은 할로실란을 포함한다. 가스는 수소를 더 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 가스 내에 존재하는 성분에 한정되는 것은 아니고, 가스는 다른 증착 전구체, 특히 실란, 사염화규소 및 삼브롬화실란과 같은 규소 함유 분자를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일 실시예에서, 캐리어 본체(24)는 실리콘 슬림 로드이고, 제조 장치(20)는 그 상부에 규소를 증착하는데 사용될 수 있다. 특히 이 실시예에서, 가스는 통상적으로 삼염화실란을 함유하고, 규소는 삼염화실란의 열 분해의 결과로서 캐리어 본체(24) 상에 증착된다. 냉각제는 전극(52)의 작동 온도가 증착 온도에 도달하는 것을 방지하여 규소가 전극(52) 상에 증착되지 않는 것을 보장하기 위해 사용된다. 재료(22)는 캐리어 본체(24) 상의 재료(22)의 원하는 직경이 도달할 때까지 캐리어 본체(24) 상에 균일하게 증착된다.
일단 캐리어 본체(24)가 처리되면, 전류가 중단되어 전극(52) 및 캐리어 본체(24)가 전류를 수용하는 것을 정지한다. 가스(45)는 하우징(28)의 출구(46)를 통해 배기되고, 캐리어 본체(24)가 냉각되게 된다. 일단 처리된 캐리어 본체(24)의 작동 온도가 냉각되면, 처리된 캐리어 본체(24)가 챔버(30)로부터 제거될 수 있다. 다음에, 처리된 캐리어 본체(24)가 제거되고, 새로운 캐리어 본체(24)가 제조 장치(20) 내에 배치된다.
분명하게, 본 발명의 다수의 수정 및 변형이 상기 교시의 견지에서 가능하다. 상기 발명은 관련 법적 표준에 따라 설명되었고, 따라서 설명은 본질적으로 한정적이기보다는 예시적이다. 개시된 실시예의 변형 및 수정이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백하게 될 수 있고, 본 발명의 범주 내에 있다. 따라서, 본 발명에 제공된 법적 보호의 범주는 단지 다음 청구범위를 검토함으로써 결정될 수 있다.

Claims (23)

  1. 서로 이격된 제 1 단부와 제 2 단부를 갖고 소켓(socket)이 캐리어 본체(carrier body)의 각 단부에 배치되어 있는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치에 있어서,
    챔버를 한정하는 하우징(housing)과,
    상기 챔버에 가스를 도입하기 위해 상기 하우징을 통해 한정된 입구(inlet)와,
    상기 챔버로부터 가스를 배출하기 위해 상기 하우징을 통해 한정된 출구(outlet)와,
    상기 소켓에 접촉하도록 구성된 접촉 영역을 갖는 외부 표면을 갖는 적어도 하나의 전극으로서, 상기 전극은 상기 하우징을 통해 배치되고, 상기 전극은 상기 소켓과 결합하기 위해 상기 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되어 있는, 적어도 하나의 전극과,
    상기 전극에 전류를 제공하기 위해 상기 전극에 결합된 전원 디바이스와,
    상기 전극과 상기 소켓 사이에 열 전도도를 유지하기 위해 상기 전극의 상기 접촉 영역에 배치된 접촉 영역 코팅으로서, 상기 접촉 영역 코팅은 적어도 9×106 지멘스/미터의 전기 전도도 및 전해질로서 실온 해수에 기초하여 부식 전위열(galvanic series)에서 은보다 높은 내부식성을 갖는, 접촉 영역 코팅을
    포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전극은,
    제 1 단부와 제 2 단부를 갖는 샤프트(shaft)와,
    상기 샤프트의 상기 단부 중 하나에 배치된 헤드(head)를
    더 포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 전극의 상기 헤드는 상기 접촉 영역을 갖는 상기 외부 표면을 포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 헤드는 구리를 포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 전극의 상기 샤프트와 상기 헤드 중 적어도 하나는, 상기 접촉 영역 코팅과 다르고 상기 접촉 영역의 외부의 상기 외부 표면에 배치되어 있는 외부 코팅을 포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드와 상기 샤프트 중 적어도 하나는 상기 접촉 영역의 외부의 상기 외부 표면에 배치된 코팅이 없는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅을 포함하는 상기 전극의 상기 외부 표면은 적어도 부분적으로 상기 챔버 내에 배치되는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 금, 백금 및 팔라듐 중 적어도 하나를 포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 은, 니켈 및 크롬 중 적어도 하나를 더 포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 0.00254 내지 0.254 mm의 두께를 갖는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 0.00508 내지 0.127 mm의 두께를 갖는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 0.00508 내지 0.0254 mm의 두께를 갖는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전극은 상기 캐리어 본체의 제 1 단부에 상기 소켓을 수용하기 위한 제 1 전극과 상기 캐리어 본체의 제 2 단부에 소켓을 수용하기 위한 제 2 전극을 포함하는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위한 제조 장치.
  14. 서로 이격된 제 1 단부와 제 2 단부를 갖고 소켓이 캐리어 본체의 각 단부에 배치되어 있는, 캐리어 본체에 재료를 증착하기 위해 제조 장치와 함께 사용하기 위한 전극으로서,
    제 1 단부와 제 2 단부를 갖는 샤프트와,
    상기 소켓과 결합하기 위해 상기 샤프트의 상기 단부 중 하나에 배치된 헤드로서, 상기 헤드는 상기 소켓과 접촉하도록 구성된 접촉 영역을 갖는 외부 표면을 갖는, 상기 헤드와,
    상기 전극과 상기 소켓 사이에 열 전도도를 유지하기 위해 상기 전극의 상기 접촉 영역에 배치된 접촉 영역 코팅으로서, 상기 접촉 영역 코팅은 적어도 9×106 지멘스/미터의 전기 전도도 및 전해질로서 실온 해수에 기초하여 부식 전위열(galvanic series)에서 은보다 높은 내부식성을 갖는, 접촉 영역 코팅을
    포함하는, 전극.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 헤드는 상기 샤프트에 일체화되어 있는, 전극.
  16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 금, 백금 및 팔라듐 중 적어도 하나를 포함하는, 전극.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 은, 니켈 및 크롬 중 적어도 하나를 더 포함하는, 전극.
  18. 제 14항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드는 구리를 포함하는, 전극.
  19. 제 14항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극의 상기 샤프트는, 상기 접촉 영역 코팅과 다르고 상기 샤프트의 외부 표면에 배치된 샤프트 코팅을 포함하는, 전극.
  20. 제 14항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트는 그 외부 표면에 배치된 샤프트 코팅이 없는, 전극.
  21. 제 14항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 0.00254 내지 0.254 mm의 두께를 갖는, 전극.
  22. 제 14항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 0.00508 mm 내지 0.127 mm의 두께를 갖는, 전극.
  23. 제 14항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 영역 코팅은 0.00508 mm 내지 0.0254 mm의 두께를 갖는, 전극.
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