[發明專利]抑制沉積物在制造系統中的形成的方法

無效

• 申請號: 201080031781.0
• 申請日: 2010-07-14
• 公開（公告）號: CN102471883A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: M·德蒂亞;詹森·賈爾迪納;杰米·范德霍夫爾;邁克爾·豪姆斯特;邁克爾·約翰·莫爾納;羅伯特·E·斯特拉頓;斯蒂芬·帕夫利克夫斯基
• 申請（專利權）人: 赫姆洛克半導體公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/458;C23C16/52;F25B43/00;F25B47/00;C23C16/24
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 武晶晶;鄭霞

發明領域

本發明大體上涉及包括電極的制造系統以及抑制沉積物在電極上的形成的方法。更具體地，本發明涉及包括電極的制造系統，所述電極用于將材料沉積在載體主體上并用冷卻劑組合物冷卻，以及涉及由于電極和冷卻劑組合物之間的接觸而抑制沉積物在電極上的形成的方法。

發明背景

本領域中已知用于將材料沉積在載體主體上的方法。一種這樣的方法使用包括界定室的反應器的制造系統。電極被布置在室內，以將載體主體支持在室內。典型地，電極包含高導電性材料，例如銅。制造系統還包括被耦合于電極的用于向電極提供電流使得電流經過電極并且進入載體主體中的電源。電流的流過產生在電極內的熱并且將載體主體加熱至沉積溫度。

反應性氣體和包含材料的前體被引入室中。一旦載體主體達到沉積溫度，那么前體與反應性氣體的反應會導致材料在載體主體上的沉積。然而，材料將還被沉積至電極上，如果電極達到沉積溫度的話。因此，期望的是，防止電極達到沉積溫度，同時仍然使載體主體能夠達到沉積溫度。

具有多個已知的用于防止電極達到沉積溫度的方法。在一個實施方案中，電極具有冷卻表面，并且提供了用于接觸冷卻表面以消散在電極內產生的熱的冷卻劑組合物。冷卻劑組合物和電極的冷卻表面之間的接觸導致非期望的沉積物在冷卻表面上的形成。沉積物減小冷卻劑組合物和電極之間的熱傳遞的速率。

已經觀察到，沉積物在電極上的形成可以取決于所使用的冷卻劑組合物的類型。例如，當冷卻劑組合物是自來水時，礦物可以被懸浮在自來水中并且被沉積在冷卻表面上。對與使用自來水作為冷卻劑組合物相關聯的問題的試圖的解決方案已經是去離子水的使用，其不具有在冷卻劑組合物中的懸浮的礦物。然而，去離子水的使用僅獲得沉積物在電極上的形成的很少的延遲。

一旦沉積物在冷卻表面上的形成嚴重得使得冷卻劑組合物不能夠防止電極達到沉積溫度并且材料變得被沉積在電極上，那么發生電極的結垢。一旦發生電極的結垢，那么電極必須被更換，這增加生產成本。通常，電極的壽命取決于在電極必須被更換之前電極可以處理的載體主體的數量。此外，一旦發生電極的結垢和更換，那么冷卻劑組合物必須也被更換，這進一步增加生產成本。

將意識到，在發電的領域中，冷卻劑組合物也被用于消散熱。在發電中，由于發電設備的高度靈敏的本質，冷卻劑組合物中的礦物可以增加冷卻劑組合物的電導率，導致對發電設備的破環以及效率的降低。此外，發電設備操縱大量的電，這使通過保持冷卻劑組合物的電導率進行電的限制是對于安全性和效率目的來說非常重要的。因此，在發電中，對冷卻劑組合物中的礦物的控制是對于冷卻劑組合物的電導率的降低關鍵的，并且已經采取措施通過多種機制除去冷卻劑組合物中的礦物。

因此，將是有利的是，進一步開發抑制沉積物在電極的冷卻表面上的形成的方法。

發明概述和優點

公開了抑制沉積物在電極的冷卻表面上的形成的方法，所述電極在用于將材料沉積在載體主體上的制造系統中使用。制造系統包括至少一個界定室的反應器。至少一個電極被至少部分地布置在室內并且用于在室內支持載體主體，并且電極的冷卻表面包含銅。制造系統還包括包含冷卻劑和溶解銅的冷卻劑組合物。循環系統被耦合于電極并且容納冷卻劑組合物以向電極的冷卻表面和從電極的冷卻表面運輸冷卻劑組合物。系統還包括與循環系統流體連通的過濾系統。方法包括以下步驟：加熱支持載體主體的電極以及使電極的冷卻表面與冷卻劑組合物接觸。方法還包括以下步驟：將材料沉積在被電極支持的載體主體上以及使用過濾系統過濾冷卻劑組合物以從其除去溶解銅的至少一部分。

作為冷卻組合物和包含銅的冷卻表面之間的接觸的結果，銅溶解到冷卻劑組合物中。已經發現的是，溶解銅是沉積物在冷卻表面上的形成的主要原因。因此，過濾冷卻劑組合物的一個優點是，可能抑制沉積物在冷卻表面上的形成用于允許電極內的熱被消散，由此延遲電極的結垢。延遲電極的結垢延長電極的壽命和生產能力。過濾冷卻劑組合物的另一個優點是，過濾增加冷卻劑組合物的壽命。增加電極和冷卻劑組合物的壽命提高制造系統的生產能力并且降低生產成本。

附圖簡述

本發明的其他的優點將在與附圖結合地考慮時被容易地意識到，如本發明的其他的優點通過參照下文的詳細描述變得更好地被理解，在附圖中：

圖1是用于將材料沉積在載體主體上的制造系統的示意性的圖示，其中制造系統具有至少一個被耦合于過濾系統的反應器；

圖2是反應器的部分橫截面圖；

圖3是在圖1的反應器內利用的電極的橫截面圖；

圖4是容納冷卻劑組合物的循環系統的示意性的圖示，其中冷卻劑組合物與電極和過濾系統接觸；