ES3062096T3

ES3062096T3 - Substrate treating apparatus and method

Info

Publication number: ES3062096T3
Application number: ES23806984T
Authority: ES
Inventors: Xinyuan Wu; Baochen Liao; Xiang Li; Wei Min Li; Peng Zhang; Yunsong Wang
Original assignee: Jiangsu Leadmicro Nano Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Leadmicro Nano Technology Co Ltd
Priority date: 2022-05-19
Filing date: 2023-05-17
Publication date: 2026-04-08
Anticipated expiration: 2043-05-17
Also published as: EP4394079A4; EP4394079B1; US20240392438A1; WO2023222033A1; EP4394079C0; CN114959649A; EP4394079A1

Abstract

La presente invención proporciona un aparato y un método para el tratamiento de sustratos. El aparato está integrado con una unidad de procesamiento ALD térmica y una unidad de procesamiento PECVD. La unidad de procesamiento ALD térmica comprende una fuente de gas portador, una primera tubería, una segunda tubería, un recipiente de origen, una fuente de oxidación, una primera válvula de fluido, una segunda válvula de fluido y una cavidad del aparato, donde la cavidad del aparato aloja un sustrato y sirve como lugar de reacción para el sustrato; la primera y la segunda tubería se utilizan para transmitir un gas portador a la cavidad; la fuente de gas portador se utiliza para proporcionar el gas portador; la fuente de oxidación se utiliza para proporcionar un agente oxidante; el recipiente de origen se utiliza para alojar una fuente química; cuando el gas portador se introduce en el recipiente de origen, el gas portador puede transportar la fuente química a la cavidad del aparato; la primera válvula de fluido se utiliza para controlar si la fuente química fluye o no a través de la primera tubería; y la segunda válvula de fluido se utiliza para controlar si el agente oxidante fluye o no a través de la segunda tubería. El aparato se utiliza para llevar a cabo la deposición de capas atómicas calientes sobre un sustrato en una plataforma tubular de deposición química en fase vapor asistida por plasma (PECVD), y combina un proceso de deposición de óxido de aluminio y un proceso de deposición de nitruro de silicio en un solo aparato. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Aparato y método para el tratamiento de sustratos

[0003] Campo de la solicitud

[0004] La presente solicitud se refiere al campo técnico de los procesos de semiconductores y, de forma particular, a un aparato para el tratamiento de sustratos y a un método del mismo.

[0005] Antecedentes

[0006] Un aparato de deposición química de vapores mejorada con plasma tubular (PECVD) existente utiliza una tecnología mejorada con iones para llevar a cabo la deposición de varias capas de película de una celda de contacto pasivado con óxido de túnel (TOPcon), como se muestra en la Fig.1, que comprende un laminado frontal de óxido de aluminio y nitruro de silicio, y un laminado posterior de óxido de silicio, polisilicio y nitruro de silicio. En donde el óxido de aluminio juega un papel crucial en la pasivación de un emisor de difusión de boro en el lado frontal. Para un proceso de óxido de aluminio en producción industrial a gran escala, un proceso existente para equipos tubulares se basa principalmente en un proceso mejorado por iones; sin embargo, una tecnología PECVD no puede garantizar la retención de forma de una película delgada sobre la morfología texturizada frontal, y la deposición de óxido de aluminio presenta un problema de no uniformidad. Mientras tanto, una tecnología de plasma también puede generar una pluralidad de daños por bombardeo en una superficie pasivada, lo que hace imposible lograr un efecto de pasivación óptimo. Por lo tanto, se requiere un aparato de tratamiento de sustratos y un método del mismo con el propósito de resolver los problemas anteriormente mencionados.

[0007] El documento CN 207933525U divulga un dispositivo de reacción al vacío y su cámara de reacción, diseñados tanto para la deposición de capas atómicas mejorada con plasma (PEALD) como para la deposición química de vapores mejorada con plasma (PECVD). El dispositivo está provisto de una cámara de reacción con un calentador externo y un portador conductor interno que está aislado de otros componentes. El portador consiste en al menos un conjunto de placas paralelas, con placas adyacentes conectadas a polos opuestos de una fuente de alimentación de plasma. La cámara incluye entradas y salidas de gas conectadas a una bomba de vacío y a fuentes de gas, respectivamente. Las fuentes de gas pueden ser gases de reacción, vapores químicos o gases portadores, con válvulas que controlan su flujo. En lo que respecta a la PEALD, el proceso implica ciclos de pulsos de vapor químico, purga con gas portador, activación por plasma y purga adicional. En lo que respecta a la PECVD, se introducen vapores químicos y gases de reacción de forma continua con una generación de plasma sostenida.

[0008] El documento KR 20040034245A divulga un aparato de deposición de película ALD que incluye: una cámara de reacción para alojar al menos uno o más sustratos; una primera línea de gas de reacción conectada a la cámara de reacción; una segunda línea de gas de reacción conectada a la cámara de reacción; una tercera línea de gas de reacción conectada a la cámara de reacción; una línea de escape para descargar el gas presente en la cámara de reacción; una primera sección de suministro de gas de reacción para suministrar un primer gas de reacción a la primera línea de gas de reacción o derivarlo a la línea de escape; una primera unidad de suministro de gas de purga para suministrar un gas de purga a la primera línea de gas de reacción o derivarlo a la línea de escape; una segunda sección de suministro de gas de reacción para suministrar un segundo gas de reacción a la segunda línea de gas de reacción o derivarlo a la línea de escape; y una tercera sección de suministro de gas de reacción para suministrar un tercer gas de reacción a la tercera línea de gas de reacción o derivarlo a la línea de escape.

[0009] Breve sumario de la solicitud

[0010] La presente solicitud tiene como objetivo proporcionar un aparato de tratamiento de sustratos y un método del mismo, que lleve a cabo una deposición de capa atómica térmica sobre el sustrato en una plataforma de equipo de PECVD tubular, que combina el proceso de deposición de óxido de aluminio y nitruro de silicio en un aparato.

[0011] De forma específica, la presente solicitud proporciona un aparato de tratamiento de sustratos y un método de tratamiento de sustratos según se presentan en las reivindicaciones adjuntas. Las reivindicaciones adjuntas definen la invención, es decir, las realizaciones reivindicadas de la solicitud.

[0012] Un efecto beneficioso del aparato de tratamiento de sustratos de la presente solicitud es que: a través de la transmisión de la fuente química y el oxidante de forma uniforme a la cavidad de aparato a través de la pluralidad de primeras tuberías y la pluralidad de segundas tuberías, respectivamente, se soluciona un problema de uniformidad en la deposición del óxido de aluminio; las primeras válvulas de fluido están configuradas para controlar la comunicación de la botella de fuente con las primeras tuberías; las segundas válvulas de fluido están configuradas para controlar la comunicación de la fuente de oxígeno con las segundas tuberías. Se logra una condición de proceso para realizar la deposición de capa atómica térmica sobre el sustrato en la plataforma de equipo de PECVD tubular, mientras que la retención de forma de una película delgada sobre la morfología texturizada de la superficie de un sustrato se mejora mediante la deposición de la capa atómica térmica y, al mismo tiempo, se evita dañar la superficie pasivada, lo que resulta beneficioso para lograr un efecto de pasivación óptimo.

[0013] Además, al disponer las tuberías, durante todo un período de proceso de ALD, el gas introducido en la cavidad se inyecta en un ambiente de vacío a través de un extremo de puerta de la cavidad antes de fluir hacia el exterior a través de un extremo opuesto, en donde una zona aguas abajo de un extremo de flujo de salida de gas está provista de una bomba con una parte interna que entra en la cavidad, de manera que un flujo de gas es estable, lo que convierte un campo de flujo del gas de proceso en un flujo laminar estable y hace que el proceso sea controlable, por lo tanto, hace posible mejorar la calidad de la capa de película, lo que mejora además la calidad de un producto.

[0014] Mediante la configuración del primer paso de reacción y el segundo paso de reacción, se realiza el proceso de ALD térmica por primera vez en la plataforma tubular, formando de esta manera una primera capa de deposición en la cavidad de aparato en un modo pulsante, como óxido de aluminio, óxido de silicio, óxido de galio, óxido de titanio o una pluralidad de otros óxidos; antes de formar posteriormente una segunda capa de deposición diferente de la primera capa de deposición en la misma cavidad de aparato en un modo no pulsante, como nitruro de silicio, de esta manera, es posible evitar un defecto de la técnica anterior causado por un bombardeo de plasma directo sobre una superficie de un sustrato de silicio. La presente solicitud logra el proceso de ALD térmica en la plataforma tubular por primera vez, lo que es relativamente más sencillo en comparación con un proceso de PEALD tradicional, y permite llevar a cabo un ajuste del proceso controlando únicamente una temperatura, el flujo de introducción, el tiempo de introducción y la concentración de la fuente de oxígeno y de una fuente de TMA. Además, mediante la configuración de las tuberías, se logra la selectividad de diferentes fuentes de oxígeno, al mismo tiempo que se garantiza que un flujo de un gas entre en la cavidad sin cambios, cuando se introduce el gas, lo que asegura es la estabilidad de un proceso.

[0015] Breve descripción de los dibujos

[0016] La Fig.1 ilustra un diagrama esquemático de una estructura de deposición de varias capas de película de una celda TOPCon del estado de la técnica;

[0017] La Fig.2 ilustra un diagrama estructural esquemático de un aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con una realización de la presente solicitud;

[0018] La Fig. 3 ilustra un diagrama estructural esquemático de una primera cavidad de aparato de acuerdo con una realización de la presente solicitud;

[0019] La Fig.4 ilustra una vista lateral de una segunda cavidad de aparato de acuerdo con una realización de la presente solicitud;

[0020] La Fig.5 ilustra un diagrama estructural esquemático de otro aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con una realización de la presente solicitud;

[0021] La Fig.6 ilustra un diagrama de flujo de un método de tratamiento de sustratos de acuerdo con una realización de la presente solicitud;

[0022] La Fig.7 ilustra un diagrama esquemático de una división regional del sustrato de acuerdo con la presente solicitud; La Fig. 8 ilustra un diagrama de cajas de la vida útil de un portador minoritario de un sustrato de acuerdo con una realización de la presente solicitud;

[0023] La Fig. 9 ilustra un diagrama de cajas de un voltaje de circuito abierto implícito de un sustrato de acuerdo con una realización de la presente solicitud;

[0024] en donde: 201: cavidad de aparato; 202: fuente de gas portador; 203: generador de ozono; 204: botella de fuente; 205: primera tubería; 206: segunda tubería; 207: destructor de ozono; 208: bomba de vacío; 209: tratador de gas de escape; 210: primera válvula de fluido; 211: segunda válvula de fluido; 212: fuente de oxígeno; 213: fuente de nitrógeno; 214: tercera tubería; 215: cuarta tubería; 216: calentador; 220: canal de gas; 221: primer canal de gas; 222: segundo canal de gas; 230: brida de boca de horno; 240: botella de fuente de oxígeno; 301: fuente de nitrógeno de purga; 302: fuente de silano; 303: electrodo.

[0025] Descripción detallada de las realizaciones

[0026] Con el fin de presentar el propósito, la solución técnica y las ventajas de la presente solicitud de forma más clara y explícita, a continuación se aportan en el presente documento descripciones con mayor nivel de detalle de la presente solicitud, haciendo referencia a los dibujos adjuntos y a algunas realizaciones de la presente solicitud.

[0027] A menos que se defina lo contrario, los términos técnicos o científicos utilizados en el presente documento habrán de tener los significados entendidos por lo general por los expertos en la materia a la que pertenece la presente solicitud. Según se emplean en el presente documento, los términos “comprender” y similares pretenden significar que un elemento o artículo que aparece antes del término abarca elementos o artículos que aparecen después del término y sus equivalentes, en lugar de excluir otros elementos o artículos.

[0028] La Fig. 1 ilustra un diagrama esquemático de la estructura de deposición de varias capas de película de una celda TOPCon del estado de la técnica.

[0029] La Fig.2 ilustra un diagrama estructural esquemático de un aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con una realización de la presente solicitud.

[0030] Teniendo en cuenta los problemas del estado de la técnica, como se muestra en la Fig. 2, la presente solicitud proporciona un aparato de tratamiento de sustratos, el aparato está configurado para efectuar una deposición de capa atómica térmica sobre el sustrato en una plataforma de equipo de PECVD tubular. El aparato comprende: una fuente de gas portador 202, una pluralidad de primeras tuberías 205, una pluralidad de segundas tuberías 206, una botella de fuente 204, un generador de ozono 203, una pluralidad de primeras válvulas de fluido 210, una pluralidad de segundas válvulas de fluido 211 y una cavidad de aparato 201. La cavidad de aparato 201 está configurada para alojar un sustrato y servir como un lugar de reacción del mismo. Tanto las primeras tuberías 205 como las segundas tuberías 206 están configuradas para transmitir un gas portador hasta la cavidad de aparato 201. La fuente de gas portador 202 está configurada para suministrar el gas portador. El gas portador está configurado para purgar la cavidad de aparato 201. El generador de ozono 203 está configurado para suministrar ozono. La botella de fuente 204 está configurada para alojar una fuente química. Cuando el gas portador se introduce en la botella de fuente 204, el gas portador porta la fuente química antes de entrar en la cavidad de aparato 201. Las primeras válvulas de fluido 210 están configuradas para controlar la comunicación de la botella de fuente 204 con las primeras tuberías 205. Las segundas válvulas de fluido 211 están configuradas para controlar la comunicación del generador de ozono 203 con las segundas tuberías 206.

[0031] En una pluralidad de otras realizaciones, el aparato comprende además una botella de fuente de oxígeno 240, la botella de fuente de oxígeno 240 está configurada para alojar agua purificada. La botella de fuente de oxígeno 240 está en comunicación con las segundas tuberías 206 a través de las segundas válvulas de fluido 211. Cuando se abren todas las segundas válvulas de fluido 211 conectadas a la botella de fuente de oxígeno 240, el gas portador entra en la botella de fuente de oxígeno 240, y el agua purificada presente en la botella de fuente de oxígeno 240 entra en la cavidad de aparato 201 a través de las segundas tuberías 206 antes de participar en una reacción.

[0032] Además, tanto la botella de fuente de oxígeno 240 como el generador de ozono 203 pueden disponerse en las segundas tuberías al mismo tiempo, mientras que se selecciona una fuente de oxígeno mediante la configuración de una válvula, se puede seleccionar agua como fuente de oxígeno y también se puede seleccionar ozono como fuente de oxígeno. Es decir, la fuente de oxígeno comprende al menos dos oxidantes con diferentes composiciones, que se comunican con las segundas tuberías respectivamente, mientras que al menos una fuente de oxígeno es un generador de ozono y al menos una fuente de oxígeno es una botella de fuente de oxígeno. La selección a través de una válvula puede seleccionar además una fuente de oxígeno durante cada semirreacción.

[0033] La Fig. 3 ilustra un diagrama estructural esquemático de una primera cavidad de aparato de acuerdo con una realización de la presente solicitud.

[0034] Como se muestra en la Fig.3, en una pluralidad de realizaciones, la cavidad de aparato 201 tiene una brida de boca de horno 230 conectada. La brida de boca de horno 230 está provista de una pluralidad de canales de gas 220. Tanto las primeras tuberías 205 como las segundas tuberías 206 están conectadas con la brida de boca de horno 230. Tanto las primeras tuberías 205 como las segundas tuberías 206 están comunicadas con la cavidad de aparato 201 a través de la pluralidad de canales de gas 220.

[0035] La Fig.4 ilustra una vista lateral de una segunda cavidad de aparato de acuerdo con una realización de la presente solicitud.

[0036] Como se muestra en la Fig.4, en una pluralidad de realizaciones específicas, el aparato está provisto de una pluralidad de primeros canales de gas 221 y una pluralidad de segundos canales de gas 222, y tanto la pluralidad de primeros canales de gas 221 como la pluralidad de segundos canales de gas 222 están distribuidas de forma anular en un lado de la cavidad de aparato 201; los primeros canales de gas 221 están conectados a las primeras tuberías 205; y los segundos canales de gas 222 están conectados a las segundas tuberías 206. Dicho diseño ha evitado una mezcla prematura de la fuente química con el óxido presente en las primeras tuberías 205 o las segundas tuberías 206 y la brida, así como una pluralidad de problemas de seguridad asociados. La distribución anular de los canales de gas es beneficiosa para que el gas entre en la cavidad de manera uniforme, evitando de este modo una concentración de gas local demasiado alta y haciendo que la reacción de deposición sea más uniforme, por tanto, se resuelve un problema de uniformidad de la deposición de óxido de aluminio en un proceso de PEALD. El óxido puede ser ozono, oxígeno o agua. La fuente química puede ser una o más seleccionada entre una fuente de aluminio, una fuente de galio, una fuente de titanio y una fuente de silicio.

[0037] En una pluralidad de realizaciones, la fuente de gas portador 202 está configurada para suministrar un gas inerte o nitrógeno, que sirve como un portador de fuente y un gas de purga sin participar en una reacción de deposición. Las primeras válvulas de fluido 210 y las segundas válvulas de fluido 211 están dispuestas como una pluralidad de válvulas neumáticas. La cavidad de aparato 201 está dispuesta como un tubo de cuarzo. La cavidad de aparato 201 está provista de dos entradas de gas, que se conectan respectivamente a las primeras tuberías 205 y a las segundas tuberías 206. La botella de fuente 204 se ubica en un lado de las primeras tuberías 205, con una entrada y una salida, y tanto la entrada como la salida de la botella de fuente 204 están en comunicación, respectivamente, con las primeras tuberías 205 a través de dos primeras válvulas de fluido 210.

[0038] Es preciso tener en cuenta que, en algunas realizaciones, cuando las dos primeras válvulas de fluido 210 están ambas abiertas, el gas portador fluye a través de la botella de fuente 204 y el gas portador porta una fuente química antes de entrar en la cavidad de aparato 201. La fuente química comprende al menos una de entre la fuente de aluminio, la fuente de galio, la fuente de titanio y la fuente de silicio. La fuente de aluminio comprende trimetilaluminio. Cuando las dos primeras válvulas de fluido 210 están ambas cerradas, el gas portador entra en la cavidad de aparato 201 directamente a través de las primeras tuberías 205. Las segundas válvulas de fluido 211 se disponen en un lado de las segundas tuberías 206. Cuando las segundas válvulas de fluido 211 están abiertas, el ozono generado por el generador de ozono 203 fluye hasta la cavidad de aparato 201 a través de las segundas tuberías 206. El aparato de tratamiento de sustratos proporcionado por la presente solicitud es aplicable a la deposición atómica térmica de una pluralidad de óxidos, entre los que se incluyen el óxido de aluminio, el óxido de galio, el óxido de silicio, el óxido de titanio y más, lo cual resulta práctico para seleccionar un precursor de reacción o una fuente química de acuerdo con un requisito.

[0039] En una pluralidad de otras realizaciones, la fuente de gas portador 202 puede estar configurada además para suministrar un gas no reactivo. Las primeras válvulas de fluido 210 y las segundas válvulas de fluido 211 están dispuestas como una válvula solenoide o cualquier otro tipo de válvula. La cavidad de aparato 201 puede ser cualquier estructura tridimensional preparada mediante una pluralidad de otros materiales. La cavidad de aparato 201 puede estar provista de más de dos entradas de gas. La botella de fuente 204 puede estar dispuesta en cualquier posición de las primeras tuberías 205.

[0040] En algunas realizaciones, la fuente de gas portador 202 puede estar provista de una válvula de conversión, la válvula de conversión está configurada para suministrar el gas portador a las primeras tuberías 205 o las segundas tuberías 206 de forma selectiva en un mismo flujo. La válvula de conversión puede cambiar directamente el gas portador introducido en las primeras tuberías 205 para introducirlo en las segundas tuberías 206 con un mismo flujo, también puede aumentar un flujo de gas introducido en las segundas tuberías 206 al mismo tiempo que reduce de forma gradual el que se introduce en las primeras tuberías 205, mientras que el flujo reducido en las primeras tuberías es el mismo que el aumentado en las segundas tuberías, lo que hace que los flujos totales de gas que entran en la cavidad a través de las primeras tuberías 205 y a través de las segundas tuberías 206 sean iguales. De forma específica, se adopta una estructura de tres vías, en donde una entrada es la fuente de gas portador, una salida está provista de una válvula de control dispuesta antes de conectarse con las primeras tuberías 205, otra salida tiene una válvula de control dispuesta antes de conectarse con las segundas tuberías 206. Por supuesto, la presente solicitud no ha de limitarse de forma específica, y se puede adoptar cualquier estructura capaz de implementar las funciones anteriormente adoptadas.

[0041] En una pluralidad de realizaciones, el aparato comprende además un destructor de ozono 207. El destructor de ozono 207 está configurado para procesar cualquier exceso de ozono generado por el generador de ozono 203. El destructor de ozono 207 presenta una pluralidad de efectos beneficiosos, que incluyen mantener el generador de ozono 203 en un estado de encendido, poseer un flujo de aire a largo plazo, y, por tanto, mantener un flujo y una concentración de ozono suministrado en un estado estable, mientras se evita que los excesos de ozono en altas concentraciones causen problemas de seguridad al aparato y a un operario.

[0042] En una pluralidad de realizaciones, el generador de ozono 203 tiene una tercera tubería 214 y una cuarta tubería 215 conectadas. La tercera tubería 214 está conectada a las segundas válvulas de fluido 211 y la cuarta tubería 215 está conectada al destructor de ozono 207. Las segundas tuberías 206, la tercera tubería 214 y la cuarta tubería 215 están todas sujetas a un tratamiento antioxidante.

[0043] En una pluralidad de realizaciones, el generador de ozono 203 tiene la tercera tubería 214 conectada, la tercera tubería 214 está en comunicación con las segundas tuberías 206, y la tercera tubería 214 tiene un medidor de flujo (no mostrado en las figuras) dispuesto en su interior, y el medidor de flujo detecta un flujo de gas en la tercera tubería. Las segundas tuberías 206 tienen una tubería de escape dispuesta en un lugar cercano a la fuente de gas portador 202. Una tubería de escape está dispuesta en las segundas tuberías 206 en un lugar cercano a la fuente de gas portador 202. Mediante la disposición de la tubería de escape cerca de la fuente de gas portador 202, cuando está abierta, es posible evitar que se expulse el gas que fluye hacia las segundas tuberías 206 desde la tercera tubería 214. La tubería de escape comprende un controlador de flujo y el controlador de flujo controla un flujo en la tubería de escape para que sea idéntico al gas detectado por el medidor de flujo. Cuando un flujo de gas en la tercera tubería es idéntico al del gas expulsado, un flujo de gas que fluye hacia la cavidad no cambia.

[0044] Cuando se introduce un gas de reacción procedente de la botella de fuente 204, una diferencia de flujo antes y después de haber introducido el gas portador en la botella de fuente 204 es relativamente pequeña, por tanto, no se requerirá ninguna estructura de escape adicional; por supuesto, cuando la diferencia de flujo antes y después de haber introducido el gas portador en la botella de fuente 204 es relativamente grande, las primeras tuberías 205 también están provistas de una estructura correspondiente, y se logra un mismo flujo expulsando parte del gas. Cuando se adopta la botella de fuente 204 como fuente de oxígeno a las segundas tuberías 206, si la diferencia de flujo antes y después de haber introducido el gas portador en la botella de fuente 204 es demasiado grande, es posible adoptar la tubería de escape de gas de las segundas tuberías 206 para lograr un ajuste y control de la diferencia de flujo antes de finalmente mantener constante el flujo del gas que entra en la cavidad.

[0045] Además, considerando que la fuente de gas portador 202 está provista de la válvula de conversión, la válvula de conversión se configura para seleccionar suministrar el gas portador en un mismo flujo a las primeras tuberías 205 o las segundas tuberías 206, de manera que, cuando se lleva a cabo una reacción ALD, un flujo del gas que se está introduciendo en un proceso de purga entre dos semirreacciones es idéntico, lo que reduce cualquier variación de la presión de gas y el campo de flujo entre diferentes procesos, manteniendo de este modo una presión de gas y un flujo de gas constante durante un proceso de ALD completo, por tanto, equilibrando un proceso de reacción y garantizando una calidad de formación de película y un rendimiento estable de una celda final.

[0046] En una pluralidad de realizaciones específicas, el tratamiento antioxidante comprende un revestimiento de óxido de aluminio.

[0047] En una pluralidad de otras realizaciones específicas, el tratamiento antioxidante comprende un revestimiento de óxido de silicio.

[0048] En una pluralidad de otras realizaciones, el tratamiento antioxidante puede comprender un revestimiento de cualesquiera otros materiales antioxidantes.

[0049] En una pluralidad de realizaciones, el generador de ozono 203 está conectado a una fuente de oxígeno 212 y una fuente de nitrógeno 213. La fuente de nitrógeno 213 está configurada para ajustar una concentración del ozono generado por el generador de ozono 203. La concentración de ozono se establece a un [16, 20] % en peso.

[0050] En una pluralidad de otras realizaciones, el generador de ozono 203 puede estar conectado a una fuente de oxígeno 212 y a una fuente de gas inerte.

[0051] En una pluralidad de realizaciones, el aparato comprende además una bomba de vacío 208. La bomba de vacío 208 está configurado para bombear gas desde la cavidad de aparato 201.

[0052] En una pluralidad de otras realizaciones, la bomba de vacío 208 puede estar dispuesta como una bomba de succión u otro equipo de presión negativa.

[0053] En una pluralidad de realizaciones, el aparato comprende además un tratador de gas de escape 209. El tratador de gas de escape 209 está configurado para procesar el gas bombeado desde la cavidad de aparato 201. Y el tratador de gas de escape 209 está también configurado para procesar el gas expulsado del destructor de ozono 207.

[0054] En una pluralidad de realizaciones, la cavidad de aparato 201 está provista de un calentador 216, y el calentador 216 está configurado para controlar una temperatura de reacción de la cavidad de aparato 201.

[0055] En una pluralidad de otras realizaciones, la cavidad de aparato 201 está provista además de un tubo de calor auxiliar (no mostrado en la figura), el tubo de calor auxiliar (no mostrado en las figuras) está configurado para calentar, de manera que la cavidad de aparato 201 puede calentarse rápidamente para satisfacer un requisito de un proceso de nitruro de silicio. El tubo de calor auxiliar está dispuesto en una parte superior interna de un tubo de horno. Una vez completado el proceso de óxido de aluminio en la cavidad de aparato 201, el tubo de calor auxiliar (no mostrado en las figuras) está abierto para permitir un aumento de temperatura más rápido de la cavidad de aparato 201, de manera que se acorta un período de aumento de temperatura lo máximo posible y se mejora la eficiencia del proceso.

[0056] En una pluralidad de realizaciones específicas, un intervalo de temperaturas ajustable del calentador 216 es de entre temperatura ambiente y 530 grados Celsius. Es preciso tener en cuenta que el calentador 216 está específicamente dispuesto como un cable calefactor y un detector de temperatura; el cable calefactor está dispuesto fuera de la cavidad de aparato 201 de una manera envolvente, y el calor generado por el cable calefactor se conduce a un sustrato presente en un bote de grafito a través de la cavidad de aparato 201; el detector de temperatura cuenta con un extremo de acoplamiento interno, un extremo de acoplamiento externo y un extremo eléctrico; el extremo de acoplamiento interno está dispuesto dentro de la cavidad de aparato 201 y configurado para detectar una temperatura del bote de grafito; el extremo de acoplamiento externo está dispuesto fuera de la cavidad de aparato 201 y configurado para detectar una temperatura del cable calefactor; y la temperatura del cable calefactor se controla mediante el extremo eléctrico para mantener la temperatura de la cavidad de aparato 201.

[0057] En una pluralidad de otras realizaciones, el calentador 216 puede estar dispuesto de cualquier forma, siempre que sea posible lograr un efecto consistente en permitir que el sustrato alcance una temperatura de calentamiento deseada y mantener un control de temperatura continuo.

[0058] En una pluralidad de realizaciones, la cavidad de aparato 201 está provista de una pluralidad de botes de grafito en su interior. Una cantidad de los botes de grafito es N, y N es un número entero positivo. El bote de grafito está configurado para cargar los sustratos. Una cantidad de los sustratos cargados por el bote de grafito es M, y M es un número entero positivo.

[0059] La Fig.5 ilustra un diagrama estructural esquemático de otro aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con una realización de la presente solicitud.

[0060] Se observa que, en una pluralidad de otras realizaciones, como se muestra en la Fig.5, el aparato se configura además para llevar a cabo un proceso de deposición química de vapores mejorada con plasma tubular en la cavidad de aparato 201. La cavidad de aparato 201 está provista de un electrodo 303 en su interior y la cavidad de aparato 201 está conectada a una fuente de nitrógeno de purga 301, una fuente de nitrógeno 213 y una fuente de silano 302 a través de una única tubería, mientras que la fuente de nitrógeno 213 y la fuente de silano 302 se transmiten a la cavidad de aparato 201 de una forma mezclada en la única tubería, logrando la deposición química de vapores mejorada con plasma tubular (PECVD) bajo una acción de un campo eléctrico aplicado mediante la electrificación del electrodo 303. La fuente de nitrógeno de purga 301 está configurada para purgar la cavidad de aparato 201 cuando una reacción de la deposición química de vapores mejorada con plasma (PECVD) termina.

[0061] En una pluralidad de otras realizaciones, el aparato también es capaz de llevar a cabo un proceso de nitruro de silicio mediante PECVD, el silano y el amoníaco entran en la cavidad de aparato 201 desde las primeras tuberías 205, y el nitrógeno se introduce en la cavidad de aparato 201 desde la fuente de nitrógeno 301 a través de las segundas tuberías 206. El método evita un problema consistente en que el óxido que permanece en la cavidad de aparato 201 después de un proceso de óxido de aluminio previo reacciona con el silano para generar un producto erróneo y evita además un problema por el que una duración de proceso es prolongada debido al requisito de una purga prolongada por una única entrada de gas.

[0062] De acuerdo con otro aspecto de la presente solicitud, se proporciona un aparato de tratamiento de sustratos, el aparato integra una primera unidad de proceso y una segunda unidad de proceso; la primera unidad de proceso comprende: una fuente de gas portador, una pluralidad de primeras tuberías, una pluralidad de segundas tuberías, una botella de fuente, una fuente de oxígeno, una pluralidad de primeras válvulas de fluido, una pluralidad de segundas válvulas de fluido y una cavidad de aparato; en donde

[0063] la cavidad de aparato está configurada para alojar un sustrato y servir como un lugar de reacción para el sustrato; tanto las primeras tuberías como las segundas tuberías están configuradas para transmitir un gas portador hasta la cavidad;

[0064] la fuente de gas portador está configurada para suministrar el gas portador;

[0065] la fuente de oxígeno está configurada para suministrar un oxidante;

[0066] la botella de fuente está configurada para alojar una fuente química; cuando se introduce el gas portador en la botella de fuente, el gas portador porta la fuente química antes de entrar en la cavidad de aparato;

[0067] las primeras válvulas de fluido están configuradas para controlar si la fuente química fluye a través de las primeras tuberías o no; y

[0068] las segundas válvulas de fluido están configuradas para controlar si el oxidante fluye a través de las segundas tuberías o no;

[0069] en donde la primera unidad de proceso y la segunda unidad de proceso comparten al menos la fuente de gas portador y la cavidad de aparato.

[0070] En la presente solicitud, debido a una disposición de las tuberías, durante todo un período de proceso de ALD, el gas introducido en la cavidad se inyecta en un ambiente de vacío a través de un extremo de puerta de la cavidad antes de fluir hacia el exterior a través de un extremo opuesto, en donde una zona aguas abajo del extremo de flujo de salida de gas está provista de una bomba con una parte interna que entra en la cavidad, de manera que un flujo de gas es estable, lo que convierte un campo de flujo del gas de proceso en un flujo laminar estable y hace que el proceso esté controlado, por lo tanto, hace posible mejorar la calidad de la capa de película, lo que mejora además la calidad de un producto.

[0071] En una solución adicional, la primera unidad de proceso es una unidad de proceso de ALD térmica, y al menos un trayecto de gas de la unidad de proceso de ALD térmica se introduce en la cavidad de aparato en un modo pulsante; y la segunda unidad de proceso es una unidad de proceso de PECVD, y el gas presente en la unidad de proceso de PECVD se introduce en una misma cavidad de aparato en un modo no pulsante.

[0072] En una solución adicional, la unidad de proceso de PECVD y la unidad de proceso de ALD térmica comparten la fuente de gas portador y la cavidad de aparato.

[0073] En una solución adicional, una parte del proceso al vacío del equipo tubular es un tubo de cuarzo con una pared caliente, y un calentador es una combinación de cables calefactores o placas calefactoras que tienen una cantidad no inferior a cuatro intervalos de ajuste de temperatura.

[0074] En una solución adicional, la unidad de proceso de PECVD y la unidad de proceso de ALD térmica comparten la fuente de gas portador, la botella de fuente y la cavidad de aparato.

[0075] En una solución adicional, la fuente de oxígeno es una fuente de oxígeno gaseoso o un óxido de plasma activo. En una solución adicional, la pluralidad de tuberías de reacción suministra de forma independiente gas requerido por el proceso a la cavidad.

[0076] Se observa que las soluciones adicionales mencionadas anteriormente, como un conjunto de características opcionales, pueden combinarse arbitrariamente, mientras que todas se encuentren dentro del alcance de protección reivindicado por la presente solicitud.

[0077] En una primera realización de la presente solicitud, la fuente de gas portador está provista de una válvula de conversión, la válvula de conversión está configurada para seleccionar suministrar un mismo flujo del gas portador a las primeras tuberías o a las segundas tuberías, es decir, la fuente de gas portador introduce de forma continua un mismo flujo del gas portador en la misma cavidad tubular a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías de forma alternada mediante la válvula de conversión, lo que hace que el gas salga de manera estable y, por lo tanto, forme una capa de deposición uniforme cuando una primera capa de deposición, como óxido de aluminio, es depositada en un modo pulsante.

[0078] En una segunda realización de la presente solicitud, la fuente de gas portador está provista de una válvula de conversión, la válvula de conversión está configurada para seleccionar suministrar un mismo flujo del gas portador a las primeras tuberías o a las segundas tuberías, es decir, la fuente de gas portador introduce de forma continua un mismo flujo del gas portador en una misma cavidad tubular a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías de forma alternada mediante la válvula de conversión. Cuando el gas portador se introduce desde la fuente de gas portador en la cavidad tubular a través de las segundas tuberías mediante la válvula de conversión, la fuente de oxígeno gaseoso (como un generador de ozono) está en comunicación con las segundas tuberías a través de una tercera tubería, y la tercera tubería está provista de un medidor de flujo en su interior, mientras que el medidor de flujo está configurado para detectar un flujo del gas en la tercera tubería; y las segundas tuberías tienen una tubería de escape dispuesta en un lugar cercano a la fuente de gas portador, la tubería de escape comprende un controlador de flujo, el controlador de flujo controla la tubería de escape para que expulse gas a través de las segundas tuberías, y un flujo del gas que se está expulsando es el mismo que el flujo detectado por el medidor de flujo. La presente realización puede garantizar que el flujo introducido en la cavidad tubular desde la segunda tubería permanezca sin cambios. De esta manera, un mismo flujo del gas puede introducirse en la misma cavidad tubular a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías de forma alternada, y el gas puede emitirse de forma estable, cuando un primer paso de semirreacción y un segundo paso de semirreacción se llevan a cabo de forma alternada en un paso posterior. Por lo tanto, cuando una primera capa de deposición, como óxido de aluminio, queda depositada en tal modo pulsante, se puede formar una capa de deposición uniforme.

[0079] En una primera realización de la presente solicitud, la primera unidad de proceso es una unidad de proceso de deposición de capa atómica térmica (es decir, una unidad de proceso de ALD térmica), y al menos un trayecto de gas en la unidad de proceso de ALD térmica se introduce en la cavidad de aparato en un modo pulsante con el objetivo de formar una primera capa de deposición sobre el sustrato. La segunda unidad de proceso es una unidad de deposición química de vapores mejorada con plasma (es decir, una unidad de proceso de PECVD), el gas de la unidad de proceso de PECVD se introduce en la misma cavidad de aparato en un modo no pulsante con el objetivo de formar además una segunda capa de deposición diferente de la primera capa de deposición sobre el sustrato.

[0080] En una segunda realización de la presente solicitud, el aparato de tratamiento de sustratos tiene una cavidad tubular. La primera unidad de proceso es una unidad de proceso de deposición de capa atómica térmica (es decir, una unidad de proceso de ALD térmica), y al menos un trayecto de gas en la unidad de proceso de ALD térmica se introduce en la cavidad tubular en un modo pulsante con el objetivo de formar una primera capa de deposición sobre el sustrato. La segunda unidad de proceso es una unidad deposición química de vapores mejorada con plasma (es decir, una unidad de proceso de PECVD), el gas de la unidad de proceso de PECVD se introduce en la misma cavidad tubular en un modo no pulsante con el objetivo de formar además una segunda capa de deposición diferente de la primera capa de deposición sobre el sustrato.

[0081] Es preciso tener en cuenta en el presente documento que el proceso de ALD térmica adoptado en la presente solicitud es diferente del proceso de PEALD. El proceso de PEALD es complejo debido a que el proceso de PEALD requiere el control de una reacción de plasma y presenta un proceso de control complejo.

[0082] En donde, la fuente de oxígeno es preferiblemente una fuente de oxígeno gaseoso.

[0083] Debido a que tanto la primera capa de deposición como la segunda capa de deposición se forman en una misma cavidad de aparato, mientras que la segunda capa de deposición es formada por la unidad de deposición química de vapores mejorada con plasma en el modo no pulsante, y la primera capa de deposición es formada por la unidad de proceso de deposición de capa atómica térmica en el modo pulsante, a menudo, la primera capa de deposición no puede ser depositada sobre el sustrato de forma uniforme, lo que afecta gravemente a la calidad del moldeo de un sustrato de chip y, con frecuencia, produce un producto no cualificado.

[0084] Con el propósito de permitir que la primera capa de deposición formada por la unidad de proceso de deposición de capa atómica térmica en la cavidad tubular en el modo pulsante se deposite sobre el sustrato de forma uniforme, la presente solicitud proporciona una pluralidad de realizaciones tal y como se describen a continuación:

[0085] En una realización de la presente solicitud, la fuente de gas portador está provista de una válvula de conversión, y la válvula de conversión está configurada para seleccionar suministrar el gas portador en un mismo flujo a las primeras tuberías o a las segundas tuberías. La presente realización puede garantizar que un flujo del gas introducido en la cavidad de aparato desde las segundas tuberías sea el mismo que el introducido en la cavidad tubular desde las primeras tuberías, por tanto, un flujo de gas expulsado desde las segundas tuberías es el mismo que un flujo del gas presente en las primeras tuberías, de manera que el gas puede emitirse de manera estable. Por lo tanto, cuando una primera capa de deposición, como óxido de aluminio, es depositada en un modo pulsante, una capa de deposición se forma de manera uniforme.

[0086] Además, la fuente de gas portador está provista de la válvula de conversión, y la válvula de conversión está configurada para seleccionar suministrar el gas portador en un mismo flujo a las primeras tuberías o las segundas tuberías, es decir, la fuente de gas portador introduce de forma continua un mismo flujo del gas portador en una misma cavidad tubular de forma alternada a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías mediante la válvula de conversión. Cuando la fuente de oxígeno gaseoso (como un generador de ozono) está en comunicación con las segundas tuberías a través de una tercera tubería, un medidor de flujo se dispone en la tercera tubería, y el medidor de flujo está configurado para detectar un flujo del gas en la tercera tubería; y las segundas tuberías tienen una tubería de escape dispuestas en un lugar cercano a la fuente de gas portador, la tubería de escape comprende un controlador de flujo, el controlador de flujo controla la tubería de escape para expulsar gas desde las segundas tuberías, lo que hace que un flujo del gas expulsado en las segundas tuberías sea el mismo que un flujo de gas detectado por el medidor de flujo en la tercera tubería. La presente realización puede garantizar que el flujo introducido en la cavidad tubular desde las segundas tuberías permanezca sin cambios. De esta manera, también logra que el mismo flujo de gas se pueda introducir en la misma cavidad tubular de forma alternada a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías, lo que hace que el gas se emita de forma estable cuando un primer paso de semirreacción y un segundo paso de semirreacción se llevan a cabo de forma alternada. Por lo tanto, una capa de deposición se puede formar de manera uniforme cuando una primera capa de deposición, como óxido de aluminio, se deposita en un modo pulsante.

[0087] La Fig.6 ilustra un diagrama de flujo de un método de tratamiento de sustratos de acuerdo con una realización de la presente solicitud.

[0088] Basándose en el aparato de tratamiento de sustratos descrito anteriormente, la presente solicitud proporciona un método de tratamiento de sustratos que se aplica al aparato indicado en cualquiera de los contenidos anteriores. Como se muestra en la Fig.6, el método comprende los siguientes pasos:

[0089] S401. Transmitir el gas portador a la cavidad de aparato 201 a través de las primeras tuberías 205 y las segundas tuberías 206 de manera continua cuando la fuente de gas portador 202 está funcionando.

[0090] En una pluralidad de realizaciones, cuando el sustrato entra en la cavidad de aparato 201, el calentador 216 calienta la cavidad antes de calentar el sustrato a través de conducción térmica. La fuente de gas portador 202 rellena la cavidad de aparato 201 con el gas portador para llevar a cabo una prueba de mantenimiento de presión. La bomba de vacío 208 evacúa por bombeo el gas de la cavidad de aparato 201. Mediante la válvula de conversión, la fuente de gas portador introduce un mismo flujo del gas portador en la cavidad de forma continua a través de las primeras tuberías o las segundas tuberías. De esta manera, la presente realización es capaz de garantizar que un flujo del gas introducido en la cavidad de aparato 201 desde las segundas tuberías 206 sea el mismo que el introducido en la cavidad de aparato 201 desde las primeras tuberías 205.

[0091] En una pluralidad de realizaciones específicas, un período de calentamiento para que el calentador 216 caliente el sustrato es de entre 5 y 10 minutos, y el período de calentamiento depende de un estado de los botes de grafito y de un estado de la cavidad que se está calentando. La prueba de mantenimiento de presión comprende que la cavidad de aparato 201 tenga un cambio de presión que no sea superior a 3 Pa en 15 s.

[0092] S402. Llevar a cabo un primer paso de reacción, que comprende: abrir las primeras válvulas de fluido 210 durante un período t1 antes de cerrarlas durante un período t2. Cuando las primeras válvulas de fluido 210 están abiertas, el gas portador porta la fuente química para que entre en la cavidad de aparato 201 a través de las primeras tuberías 205; y cuando las primeras válvulas de fluido 210 están cerradas, la fuente de gas portador 202 purga el gas portador hacia la cavidad de aparato 201.

[0093] S403. Llevar a cabo un segundo paso de reacción, que comprende: abrir las segundas válvulas de fluido 211 durante un período t3 antes de cerrarlas durante un período t4. Cuando las segundas válvulas de fluido 211 están abiertas, el generador de ozono 203 transmite ozono a la cavidad de aparato 201 a través de las segundas tuberías 206; cuando las segundas válvulas de fluido 211 están cerradas, la fuente de gas portador 202 purga el gas portador hacia la cavidad de aparato 201.

[0094] S404. Llevar a cabo el primer paso de reacción y el segundo paso de reacción de forma alternada una pluralidad de veces antes de detener una reacción.

[0095] Se observa que, al llevar a cabo de manera alternada el primer paso de reacción y el segundo paso de reacción, se logra la deposición de capa atómica térmica, y se mejora la conformabilidad de la película delgada sobre la morfología texturizada de la superficie del sustrato, al tiempo que se evitan daños en la superficie pasivada, siendo de este modo beneficioso para lograr un mejor efecto de pasivación.

[0096] En una pluralidad de realizaciones, una vez detenida la reacción, las tuberías y la cavidad se purgan con el gas portador, y la bomba de vacío 208 deja de evacuar por bombeo el gas. Una vez roto el vacío, los botes de grafito se sacan de la cavidad de aparato 201.

[0097] En una pluralidad de realizaciones, el generador de ozono 203 se mantiene encendido y el exceso de ozono generado por el generador de ozono 203 es procesado por el destructor de ozono 207. Cuando se suministra gas a las segundas tuberías a través de la tercera tubería, mediante la tubería de escape dispuesta en la segunda tubería en un lugar cercano a la fuente de gas portador, el gas portador presente en las segundas tuberías 206 se expulsa, mientras que el flujo del gas expulsado es el mismo que el flujo del gas en la tercera tubería.

[0098] Cuando las segundas válvulas de fluido 211 están abiertas, el ozono generado por el generador de ozono 203 entra en las segundas tuberías 206 a través de la tercera tubería 214 y, finalmente, entra en la cavidad de aparato 201. Cuando las segundas válvulas de fluido 211 están cerradas, el ozono generado por el generador de ozono 203 entra en el destructor de ozono 207 a través de la cuarta tubería 215. El destructor de ozono 207 destruye la mayor parte del ozono, y una pequeña parte del ozono entra en el tratador de gas de escape 209 para una reacción completa con el objetivo de evitar que el ozono contamine el medio ambiente.

[0099] En una pluralidad de realizaciones, el gas evacuado por bombeo desde la cavidad de aparato 201 por la bomba de vacío 208 es introducido en el tratador de gas de escape 209. El gas expulsado desde el destructor de ozono 207 es introducido en el tratador de gas de escape 209.

[0100] En una pluralidad de realizaciones, la fuente química comprende trimetilaluminio. Una superficie del sustrato está provista de una capa de hidroxilo, que satisface la siguiente fórmula de reacción química:

[0101] nsurf-OH+Al(CH<3>)<3>→surf-O-Al(CH<3>)<3-n>+nCH<4>

[0102] en donde n es 1 o 2.

[0103] En una pluralidad de realizaciones, el primer paso de reacción satisface una siguiente fórmula de reacción química: nsurf-AIOH+AI(CH<3>)<3>→surf-(nAl)-O-Al(CH<3>)<3-n>+nCH<4>

[0104] en donde n es 1 o 2. El segundo paso de reacción satisface la siguiente fórmula de reacción química:

[0105] (3-n)surf-AlCH<3>+(3-n)O<3>→(3-n) surf-AlCH<2>OH+(3-n)O<2>

[0106] en donde n es 1 o 2. Un producto del segundo paso de reacción satisface una siguiente fórmula de reacción química: 2surf-AlCH<2>OH→2surf-A1OH+C<2>H<4>.

[0107] Es preciso tener en cuenta que el ozono presente en una pluralidad de reactivos del segundo paso de reacción puede ser parcial o completamente reemplazado por agua purificada. Un producto obtenido en este momento comprende surf-AloOH, que no afecta a que el primer paso de reacción y el segundo paso de reacción se lleven a cabo de forma alternada.

[0108] En una pluralidad de realizaciones, una vez que el sustrato completa el proceso de ALD térmica en la cavidad de aparato 201, el sustrato continúa sometiéndose al proceso de PECVD en la cavidad de aparato 201.

[0109] Es preciso tener en cuenta que la unidad de proceso de PECVD y la unidad de proceso de ALD térmica comparten la fuente de gas portador y la botella de fuente.

[0110] En una pluralidad de realizaciones específicas, una pluralidad de parámetros adoptados por el método de tratamiento de sustratos se muestra en la Tabla 1, y las temperaturas de la cavidad de aparato 201 en los momentos T1-T6 se establecen todas como 200 grados Celsius. La fuente de gas portador 202 adopta argón con un valor de flujo de 2500 mililitros estándar por minuto. Un valor de flujo del ozono se establece como 3000 mililitros estándar por minuto y una concentración en un 18,5 % en peso. La fuente química adopta trimetilaluminio (TMA). Las primeras válvulas de fluido 210 están abiertas durante 5 segundos antes de cerrarse durante 7 segundos. Las segundas válvulas de fluido 211 están abiertas durante 7 segundos antes de cerrarse durante 8 segundos. Una operación de 27 segundos en total anteriormente indicada constituye un ciclo.

[0113]

[0115] En una pluralidad de realizaciones específicas, los botes de grafito se disponen como ocho: A-H. Cada bote de grafito cuenta con 56 sustratos cargados y cada sustrato cuenta con una ubicación única en el bote de grafito. Una vez que el ciclo se ha llevado a cabo 500 veces, se lleva a cabo una prueba de espesor en un punto de prueba de sustrato con un polarizador elíptico.

[0116] En una pluralidad de otras realizaciones, la temperatura se puede establecer como cualquier temperatura comprendida en el intervalo de entre [130, 250] grados Celsius, la fuente de gas portador 202 puede adoptar un gas inerte u otro gas no reactivo y un valor de flujo puede ser cualquier número positivo. El valor de flujo y la concentración del ozono se pueden establecer como un número positivo cualquiera. Un período de apertura y un período de cierre de las primeras válvulas de fluido 210 y las segundas válvulas de fluido 211 pueden establecerse como un número positivo cualquiera. Una cantidad de botes de grafito se puede establecer como un número entero positivo cualquiera. El número de veces que se lleva a cabo el ciclo puede ser un número entero positivo cualquiera.

[0117] De acuerdo con otro aspecto de la presente solicitud, se proporciona un método de tratamiento de sustratos. A través del método de tratamiento, es posible mantener el flujo del gas en la cavidad sin cambios durante un proceso de ALD térmica, de manera que se consigue la uniformidad de una película delgada procesada por ALD térmica. Es decir, el método de tratamiento de sustratos de la presente realización adopta el aparato de tratamiento de sustratos de la presente solicitud para llevar a cabo el proceso de deposición de capa atómica térmica (es decir, el proceso de ALD térmica) y el proceso de deposición química de vapores mejorada con plasma (es decir, el proceso de PECVD) sobre el sustrato en una misma cavidad tubular. El proceso de ALD térmica comprende:

[0118] transmitir el gas portador a la cavidad de aparato 201 a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías de manera continua cuando la fuente de gas portador está funcionando;

[0119] llevar a cabo un primer paso de semirreacción, que comprende: abrir las primeras válvulas de fluido durante un período t1 antes de cerrarlas durante un período t2;

[0120] portar, mediante el gas portador, la fuente química antes de entrar en la cavidad de aparato 201 a través de las primeras tuberías, cuando las primeras válvulas de fluido están abiertas;

[0121] purgar, mediante la fuente de gas portador, el gas portador hacia la cavidad de aparato 201, cuando las primeras válvulas de fluido están cerradas;

[0122] llevar a cabo un segundo paso de semirreacción, que comprende: abrir las segundas válvulas de fluido durante un período t3 antes de cerrarlas durante un período t4;

[0123] transmitir, mediante el generador de ozono, ozono a la cavidad de aparato 201 a través de la segunda tubería cuando las segundas válvulas de fluido están abiertas;

[0124] purgar, mediante la fuente de gas portador, el gas portador hacia la cavidad de aparato 201 cuando las segundas válvulas de fluido están cerradas; y

[0125] llevar a cabo el primer paso de reacción y el segundo paso de reacción de forma alternada una pluralidad de veces antes de detener una reacción.

[0126] En donde, una vez que el sustrato completa el proceso de ALD térmica en la cavidad tubular, el sustrato continúa sometiéndose al proceso de PECVD en la misma cavidad tubular.

[0127] Por tanto, es posible formar la primera capa de deposición en la cavidad tubular en un modo pulsante basándose en el proceso de ALD térmica, incluyendo óxido de aluminio, óxido de silicio, óxido de galio, óxido de titanio u otros óxidos; lo que viene seguido de formar la segunda capa de deposición, diferente de la primera capa de deposición, en la misma cavidad tubular en un modo no pulsante mediante el proceso de PECVD, como nitruro de silicio.

[0128] Dado que la primera capa de deposición y la segunda capa de deposición se forman en la misma cavidad tubular, y la segunda capa de deposición es formada por la unidad de PECVD en el modo no pulsante en la cavidad tubular, mientras que la primera capa de deposición es formada por la unidad de proceso de ALD térmica en el modo pulsante en la misma cavidad tubular, a menudo, la primera capa de deposición no puede depositarse sobre el sustrato de manera uniforme, lo que afecta gravemente a la calidad de moldeo de un sustrato de chip y, con frecuencia, provoca un producto no cualificado.

[0130] Con el propósito de permitir que la primera capa de deposición formada en la cavidad tubular por la unidad de proceso de deposición de capa atómica térmica en el modo pulsante se deposite sobre el sustrato de forma uniforme, la presente solicitud proporciona una pluralidad de las siguientes realizaciones:

[0132] En una primera realización de la presente solicitud, cuando el sustrato entra en la cavidad tubular, el calentador calienta el sustrato; la fuente de gas portador rellena el gas portador en la cavidad tubular antes de llevar a cabo una prueba de mantenimiento de presión, mientras que la bomba de vacío evacúa por bombeo el gas de la cavidad tubular. En donde la fuente de gas portador introduce un mismo flujo del gas portador en la cavidad tubular de forma alternada a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías mediante la válvula de conversión. La presente realización puede garantizar que el flujo del gas portador introducido en la cavidad de aparato 201 desde las segundas tuberías 206 sea el mismo que el introducido en la cavidad de aparato 201 desde las primeras tuberías 205, lo que hace que el flujo del gas portador expulsado en las segundas tuberías sea el mismo que el flujo del gas portador en la primera tubería. Por tanto, al introducir el mismo flujo del gas portador en la cavidad tubular de forma alternada a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías, el gas portador puede emitirse de forma estable cuando el primer paso de semirreacción y el segundo paso de semirreacción se llevan a cabo de forma alternada. Por lo tanto, es posible permitir que la primera capa de deposición, como óxido de aluminio, forme una capa de deposición uniforme cuando se deposita en un modo pulsante.

[0134] En una segunda realización de la presente solicitud, cuando el sustrato entra en la cavidad tubular, el calentador calienta el sustrato; la fuente de gas portador rellena el gas portador en la cavidad tubular antes de llevar a cabo una prueba de mantenimiento de presión, mientras que la bomba de vacío evacúa por bombeo el gas de la cavidad tubular. En donde la fuente de gas portador introduce de forma continua un mismo flujo de gas portador en la misma cavidad tubular de forma alternada a través de las primeras tuberías y las segundas tuberías mediante la válvula de conversión. Cuando la fuente de gas portador introduce el gas portador en la cavidad tubular a través de las segundas tuberías mediante la válvula de conversión, el generador de ozono está en comunicación con la tercera tubería y se mantiene en un estado encendido, el generador de ozono introduce el ozono de un primer flujo en las segundas tuberías a través de la tercera tubería. La tercera tubería está provista de un medidor de flujo en su interior, y el medidor de flujo está configurado para detectar un flujo del ozono en la tercera tubería; mientras tanto, las segundas tuberías tienen una tubería de escape dispuestas en un lugar cercano a la fuente de gas portador, un controlador de flujo presente en la tubería de escape está configurado para controlar la tubería de escape para que expulse gas desde las segundas tuberías, lo que hace que un flujo del gas expulsado desde las segundas tuberías sea el mismo que el del ozono detectado por el medidor de flujo en la tercera tubería, con el objetivo de garantizar que una suma del flujo del gas portador obtenido desde las segundas tuberías y un flujo del ozono obtenido desde las segundas tuberías a través de la tercera tubería sea igual al flujo del gas portador obtenido desde las primeras tuberías. De esta forma, también es posible lograr una emisión constante del gas cuando el primer paso de semirreacción y el segundo paso de semirreacción se llevan a cabo de forma alternada. Por lo tanto, al hacer que el gas pueda emitirse de forma constante, es posible hacer que una primera capa de deposición, como óxido de aluminio, forme una capa de deposición uniforme cuando se deposita en tal modo pulsante.

[0136] La Fig.7 ilustra un diagrama esquemático de una división regional del sustrato de acuerdo con la presente solicitud.

[0137] Además, se lleva a cabo una prueba de espesor en el sustrato que se ha tratado en la realización indicada anteriormente. Como se muestra en la Fig.7, un método para seleccionar puntos de prueba del sustrato es: dividir el sustrato en nueve regiones y considerar un punto central de cada región como punto de prueba. En una realización, el sustrato tiene una longitud lateral de 210 mm, un resultado de prueba se muestra en la Tabla 2: al medir el espesor de 9 puntos de prueba del mismo sustrato (espesor de punto de prueba de SE), se puede obtener fácilmente un valor medio (media), una uniformidad dentro de la oblea (WIW) y un crecimiento del espesor por ciclo (GPC). Mientras que la uniformidad de oblea a oblea (WTW) se puede obtener midiendo los espesores de los puntos de prueba de diferentes sustratos.

[0138]

[0140] Se puede observar fácilmente en la Tabla 2 que, después de 500 ciclos, el sustrato puede alcanzar una uniformidad WIW en un intervalo del 0 al 3 % y una uniformidad WTW en un intervalo del 0 al 3,01 %.

[0141] En una pluralidad de otras realizaciones, el sustrato se divide en X regiones, y X es un número entero positivo. Un diámetro del sustrato es cualquier tamaño más pequeño que un tamaño del bote de grafito.

[0142] La Fig. 8 ilustra un diagrama de cajas de la vida útil de portador minoritario de un sustrato de acuerdo con una realización de la presente solicitud; y la Fig.9 ilustra un diagrama de cajas de un voltaje de circuito abierto implícito de un sustrato de acuerdo con una realización de la presente solicitud.

[0143] En una pluralidad de otras realizaciones específicas, el sustrato es revestido con óxido de aluminio de 15 nm en ambos lados mediante el método de tratamiento de sustratos, antes de ser recocido al vacío a 450 °C durante 30 minutos. Se ensaya la vida útil de portador minoritario del sustrato después de que el proceso haya sido depurado y estabilizado mediante un instrumento Sinton WCT-120 u otro equipo de medición. Como una realización, se seleccionan un 24º proceso y un 25º proceso de un proceso de desarrollo de proceso como muestras experimentales de la presente realización; y los resultados de prueba se muestran en la Fig.8. En donde una media de las vidas útiles de portador minoritario de un sustrato tipo n es superior a 450 µs, mientras que una media de las vidas útiles de portador minoritario de un sustrato tipo p es superior a 200 µs. Los resultados de una prueba de un voltaje de circuito abierto implícito (iVOC) del sustrato en los experimentos de los 24º y 25º procesos se muestran en la Fig.9. En donde una media de iVOC en cada nodo de tiempo es superior a 0,69 V, es decir, tanto un nivel de pasivación previo como un nivel de pasivación posterior se encuentran en un nivel relativamente alto. Es preciso tener en cuenta que la vida útil de portador minoritario y el iVOC presentan una tendencia de variación con correlación positiva.

[0144] En resumen, para una pluralidad de aplicaciones de una celda TOPCon, la realización de la presente solicitud es capaz de llevar a cabo una deposición de óxido de aluminio uniforme sobre un sustrato de gran tamaño, especialmente teniendo una excelente conformabilidad y efecto de pasivación sobre una superficie texturizada de un sustrato de tipo n, garantizando una utilización eficiente de la energía lumínica por la celda TOPCon. En la realización de la presente solicitud, dado que se reutiliza la plataforma de equipo de PECVD cuando el sustrato se somete a deposición atómica térmica, se logra un proceso de deposición tanto de óxido de aluminio como de nitruro de silicio en un mismo bote, de este modo se reduce hasta cierto punto los costes de producción.

[0145] Si bien, anteriormente se han descrito las realizaciones de la presente solicitud con detalle, será evidente para los expertos en la materia que es posible llevar a cabo diversas modificaciones y variaciones a las realizaciones. Es preciso entender, no obstante, que estas modificaciones y variaciones se han de encontrar dentro del alcance de la presente solicitud, tal y como se expone en las reivindicaciones. Asimismo, la presente solicitud descrita en el presente documento es susceptible de otras realizaciones, así como de ponerse en práctica o de llevarse a cabo de otras diversas maneras.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un aparato de tratamiento de sustratos, en donde se integran una unidad de proceso de ALD térmica y una unidad de proceso de PECVD; comprendiendo la unidad de proceso de ALD térmica: una fuente de gas portador (202), una pluralidad de primeras tuberías (205), una pluralidad de segundas tuberías (206), una botella de fuente (204), una fuente de oxígeno (212), una pluralidad de primeras válvulas de fluido (210), una pluralidad de segundas válvulas de fluido (211) y una cavidad de aparato (201);

la cavidad de aparato (201) está configurada para alojar un sustrato y servir como un lugar de reacción para el sustrato; tanto las primeras tuberías (205) como las segundas tuberías (206) están configuradas para transmitir un gas portador hasta la cavidad de aparato (201);

la fuente de gas portador (202) está configurada para suministrar el gas portador; la fuente de oxígeno (212) está configurada para suministrar un oxidante;

la botella de fuente (204) está configurada para alojar una fuente química; la fuente de gas portador (202) está conectada a la cavidad de aparato (201) a través de las primeras tuberías (205), la botella de fuente (204) y la primera tubería (205) están dispuestas en paralelo de manera que el gas portador puede fluir a través de al menos una de entre la botella de fuente (204) y las primeras tuberías (205);

las primeras válvulas de fluido (210) están configuradas para controlar si la fuente química fluye a través de las primeras tuberías (205) o no;

las segundas válvulas de fluido (211) están configuradas para controlar si el oxidante fluye a través de las segundas tuberías (206) o no;

caracterizado por que

el aparato de tratamiento de sustratos está provisto de una pluralidad de primeros canales de gas (221) y una pluralidad de segundos canales de gas (222), y tanto la pluralidad de primeros canales de gas (221) como la pluralidad de segundos canales de gas (222) están distribuidas de forma anular en un lado de la cavidad de aparato (201); los primeros canales de gas (221) están conectados a las primeras tuberías (205); y los segundos canales de gas (222) están conectados a las segundas tuberías (206); y

la fuente de gas portador (202) está provista de una válvula de conversión, y la válvula de conversión está configurada para seleccionar suministrar el gas portador en un mismo flujo a las primeras tuberías (205) o a las segundas tuberías (206), de manera que la fuente de gas portador (202) introduce de forma continua el mismo flujo del gas portador en la cavidad de aparato (201) a través de las primeras tuberías (205) y las segundas tuberías (206) de forma alternada mediante la válvula de conversión.

2. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la fuente de oxígeno (212) comprende al menos dos oxidantes de composiciones diferentes, que están en comunicación con las segundas tuberías (206), respectivamente.

3. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 2, en donde al menos una fuente de oxígeno (212) es un generador de ozono (203) y al menos una fuente de oxígeno (212) es una botella de fuente de oxígeno (240).

4. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el generador de ozono (203) tiene una tercera tubería (214) conectada, la tercera tubería (214) está en comunicación con las segundas tuberías (206), la tercera tubería (214) está provista de un medidor de flujo en su interior y el medidor de flujo está configurado para detectar un flujo del gas en la tercera tubería (214); y

las segundas tuberías (206) están provistas de una tubería de escape en un lugar cercano a la fuente de gas portador (202), la tubería de escape comprende un controlador de flujo, el controlador de flujo controla la tubería de escape para expulsar gas a través de las segundas tuberías (206) y un flujo del gas que se expulsa es el mismo que el flujo detectado por el medidor de flujo.

5. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cavidad de aparato (201) está provista de una brida de boca de horno (230); tanto las primeras tuberías (205) como las segundas tuberías (206) están conectadas con la brida de boca de horno (230); y

la brida de boca de horno (230) está provista de una pluralidad de canales de gas (220), cada canal de gas (220) está configurado para comunicar la cavidad de aparato (201) con las primeras tuberías (205) o las segundas tuberías (206), respectivamente.

6. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 3, en donde comprende además un destructor de ozono (207);

el destructor de ozono (207) está configurado para procesar cualquier exceso de ozono generado por el generador de ozono (203);

el generador de ozono (203) tiene la tercera tubería (214) y una cuarta tubería (215) conectadas;

la tercera tubería (214) está conectada a las segundas válvulas de fluido (211) y la cuarta tubería (215) está conectada al destructor de ozono (207).

7. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde cada tubería está sometida a un tratamiento antioxidante.

8. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 7, en donde

el tratamiento antioxidante comprende revestimiento con óxido de aluminio.

9. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 3, en donde

el generador de ozono (203) está conectado a una fuente de oxígeno (212) y una fuente de nitrógeno (213); y la fuente de nitrógeno (213) está configurada para controlar una concentración del ozono generado por el generador de ozono (203); y una concentración del ozono se establece como un [16, 20] % en peso.

10. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cavidad de aparato (201) comprende un calentador (216) configurado para controlar una temperatura de reacción de la cavidad de aparato (201).

11. El aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de proceso de PECVD y la unidad de proceso de ALD térmica comparten la fuente de gas portador (202) y la botella de fuente (204).

12. Un método de tratamiento de sustratos, que adopta el aparato de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 1, que lleva a cabo un proceso de ALD térmica y de PECVD sobre un sustrato en una misma cavidad, en donde, en el aparato de tratamiento de sustratos, la fuente de oxígeno (212) comprende al menos dos oxidantes de diferentes composiciones que están en comunicación con las segundas tuberías (206), respectivamente, al menos una fuente de oxígeno (212) es un generador de ozono (203), y al menos una fuente de oxígeno (212) es una botella de fuente de oxígeno (240); el generador de ozono (203) tiene una tercera tubería (214) conectada y la tercera tubería (214) está en comunicación con las segundas tuberías (206);

en donde el proceso de ALD térmica comprende:

transmitir el gas portador a la cavidad de aparato (201) a través de las primeras tuberías (205) y las segundas tuberías (206) de manera continua cuando la fuente de gas portador (202) está funcionando;

llevar a cabo un primer paso de reacción, que comprende: abrir las primeras válvulas de fluido (210) durante un período t1 antes de cerrarlas durante un período t2;

portar, mediante el gas portador, la fuente química antes de entrar en la cavidad de aparato (201) a través de las primeras tuberías (205), cuando las primeras válvulas de fluido (210) están abiertas;

y purgar, mediante la fuente de gas portador (202), el gas portador hacia la cavidad de aparato (201), cuando las primeras válvulas de fluido (210) están cerradas;

llevar a cabo un segundo paso de reacción, que comprende: abrir las segundas válvulas de fluido (211) durante un período t3 antes de cerrarlas durante un período t4;

transmitir, mediante el generador de ozono (203), ozono a la cavidad de aparato (201) a través de las segundas tuberías (206) cuando las segundas válvulas de fluido (211) están abiertas;

purgar, mediante la fuente de gas portador (202), el gas portador hacia la cavidad de aparato (201) cuando las segundas válvulas de fluido (211) están cerradas; y

llevar a cabo el primer paso de reacción y el segundo paso de reacción de forma alternada una pluralidad de veces antes de detener una reacción.

13. El método de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 12, en donde, en el aparato de tratamiento de sustratos, la cavidad de aparato (201) comprende un calentador (216) configurado para controlar una temperatura de reacción de la cavidad de aparato (201);

cuando el sustrato entra en la cavidad de aparato (201), el calentador (216) calienta el sustrato; y

la fuente de gas portador (202) rellena la cavidad de aparato (201) con el gas portador, y la fuente de gas portador (202) introduce de forma continua un mismo flujo del gas portador en la cavidad a través de las primeras tuberías (205) o las segundas tuberías (206) mediante la válvula de conversión.

14. El método de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el aparato de tratamiento de sustratos comprende además un destructor de ozono (207); el destructor de ozono (207) está configurado para procesar cualquier excedente de ozono generado por el generador de ozono (203); el generador de ozono (203) tiene la tercera tubería (214) y una cuarta tubería (215) conectadas, y la cuarta tubería (215) está conectada con el destructor de ozono (207); el generador de ozono (203) se mantiene en un estado encendido y el excedente de ozono generado por el generador de ozono (203) es tratado por el destructor de ozono (207).

15. El método de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el generador de ozono (203) se mantiene en el estado encendido, cuando suministra gas a las segundas tuberías (206) a través de la tercera tubería (214), la tubería de escape dispuesta en la segunda tubería y cerca de la fuente de gas portador (202) expulsa el gas portador presente en las segundas tuberías (206) al exterior, y un flujo del gas expulsado es el mismo que un flujo del gas presente en la tercera tubería (214).

16. El método de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el aparato de tratamiento de sustratos comprende además una bomba de vacío (208) y un tratador de gas de escape (209), en donde la bomba de vacío (208) está conectada a la cavidad de aparato (201) y al tratador de gas de escape (209), respectivamente, y el tratador de gas de escape (209) está conectado además al destructor de ozono (207);

el gas evacuado por bombeo desde la cavidad de aparato (201) por la bomba de vacío (208) es introducido en el

tratador de gas de escape (209); y

el gas expulsado desde el destructor de ozono (207) es introducido en el tratador de gas de escape (209).

17. El método de tratamiento de sustratos de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el sustrato continúa llevando a cabo el proceso de PECVD en la cavidad de aparato (201), después de que el sustrato complete el proceso de ALD térmica en la cavidad de aparato (201).