一种提高成膜稳定性的系统的制作方法

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种提高成膜稳定性的系统。

背景技术：

浅沟槽隔离高深宽比工艺(shallowtrenchisolationhighaspectratioprocess，简称stiharp)成膜工艺的主要反应源是臭氧和正硅酸乙酯。臭氧是由臭氧发生器产生的重量浓度为12.5％的臭氧和氧气混合气。臭氧发生器产生稳定浓度的臭氧需要一定的时间，流量和浓度变化时，需要较长时间稳定。实际生产中为得到稳定的臭氧源，臭氧发生器持续不断地产生同一流量和浓度的臭氧。臭氧不参与反应时就流向臭氧处理装置，需要臭氧进入反应腔体时通过阀体切换流量。

stiharp成膜的步骤是一开始慢速成膜，最后快速成膜。快速成膜是通过降低臭氧占总反应气体的比例，此处，臭氧流量降低。臭氧流量下降导致臭氧浓度波动，臭氧发生器状态不同，稳定需要时间不同，臭氧浓度变化，成膜速率发生变化。可能影响成膜质量和稳定性，影响到产品良率和可靠性。

如图1所示，臭氧管路分布，臭氧流量由流量计控制，臭氧发生器(o3generation)持续产生臭氧并流出，有o3处理装置和反应腔体两个方向。当成膜工艺开始快速成膜时，臭氧流量变化，臭氧浓度出现波动，臭氧浓度能影响到成膜速率，如图2。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明涉及提高成膜稳定性的系统。

本发明采用如下技术方案：

一种提高成膜稳定性的系统，适用于stiharp成膜工艺，所述stiharp成膜工艺包括通过臭氧和正硅酸乙酯进行成膜反应形成膜层；所述系统包括：

臭氧发生器，所述臭氧发生器用于产生并输出臭氧；

反应腔体，所述反应腔体用于接收所述臭氧，并基于所述臭氧进行所述stiharp成膜工艺；

第一管路，所述第一管路用于将所述臭氧发生器输出的臭氧输送至所述反应腔体；

臭氧处理器，所述臭氧处理器用于接收所述第一管路中多余的所述臭氧；

第二管路，所述第二管路用于将所述臭氧发生器输出的臭氧输送至所述臭氧处理器；

所述系统还包括：

第三管路，所述第三管路用于将所述第一管路中输送的所述臭氧按照分流策略部分分流至所述臭氧处理器。

优选的，所述系统还包括：

第四管路，所述第四管路用于向所述臭氧发生器中输入氧气；

第五管路，所述第五管路用于向所述臭氧发生器中输入氮气。

优选的，所述第一管路和所述第二管路具有连通部位，且于所述连通管部位设有第一阀体，以调节所述第一管路和所述第二管路中的所述臭氧的输送速度，所述第一阀体为三通阀。

优选的，所述第三管路上设有第二阀体以调节输送速度。

优选的，所述stiharp成膜工艺包括先期成膜制程和后期成膜制程；

所述先期成膜制程中的臭氧浓度大于所述后期成膜制程中的臭氧浓度。

优选的，所述分流策略为：

于所述前期成膜制程，打开所述第一阀体，关闭所述第二阀体和所述第二阀体，调节所述第一阀体的打开程度以控制从所述臭氧发生器流向所述反应腔体的臭氧流量符合预设的第一流量；

于所述后期成膜制程，打开所述第一阀体和所述第二阀体，关闭所述第二阀体，调节所述第一阀体和所述第二阀体的打开程度以控制从所述臭氧发生器流向所述反应腔体的臭氧流量符合预设的第二流量，所述第二流量小于所述第一流量。

优选的，基于所述分流策略，所述第一管路的直径与所述第二流量成正比。

优选的，基于所述分流策略，所述第三管路的直径与所述第二流量成正比。

本发明的有益效果：本发明能有效的保证臭氧浓度在整个成膜过程中的稳定性，提高了成膜的稳定性。降低了臭氧浓度波动带来的成膜异常风险。

附图说明

图1为现有技术中，臭氧流向示意图；

图2为现有技术中，臭氧浓度波动图；

图3为本发明一种优选的实施例中，先期成膜时的臭氧管路示意图；

图4为本发明一种优选的实施例中，最后成膜时的臭氧管路示意图；

图5为本发明一种优选的实施例中，提高成膜稳定性的系统的管路示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

如图3-5所示，一种提高成膜稳定性的系统，适用于stiharp成膜工艺，上述stiharp成膜工艺包括通过臭氧和正硅酸乙酯进行成膜反应形成膜层；上述系统包括：

臭氧发生器1，上述臭氧发生器1用于产生并输出臭氧；

反应腔体2，上述反应腔体2用于接收上述臭氧，并基于上述臭氧进行上述stiharp成膜工艺；第一管路4，上述第一管路4用于将上述臭氧发生器1输出的臭氧输送至上述反应腔体2；

臭氧处理器3，上述臭氧处理器3用于接收第一管路4中多余的上述臭氧；

第二管路5，上述第二管路5用于将上述臭氧发生器1输出的臭氧输送至上述臭氧处理器3；

上述系统还包括：

第三管路6，上述第三管路6用于将上述第一管路4中输送的上述臭氧按照分流策略部分分流至上述臭氧处理器3。

在本实施例中，现有技术通过降低臭氧发生器1的流量来使臭氧减少，但是流量降低的瞬间发生器的工作状态来不及改变，所以如图2所示突然出现浓度一下子增加的波动，本发明是不降低流量，通过将多余的臭氧当废气排掉(通过分流管路输送到臭氧处理器3)。

臭氧进入反应腔体2之前的管路，使用按照流量比例从新增的分流管路(即第三管路6)分流一定流量的臭氧气体。新增的分流气体最终也进入臭氧处置装置(即臭氧处理器3)，其余的臭氧流量通过第一管路4进入反应腔体2，两个管路的总流量，在整个成膜过程中始终一样，臭氧总流量不变，保证了臭氧浓度，提高了成膜稳定性。

新增的臭氧分流管路在原来进入反应腔体2的臭氧管路(即第一管路4)上，如图3所示。在新增的臭氧分流管路上安装一个气动阀(即第二阀体8)，在先期的成膜过程中，新增分流管路上的阀体关闭，所有臭氧进入反应腔体2，最后的成膜步骤时，新增分流管路上的阀体打开，只有部分既定流量的臭氧进入反应腔体2。新增分流管路的臭氧进入臭氧处置装置，如图4所示。

目前的臭氧气体管路状况下，要改变进反应腔体2的臭氧流量，只能改变流量计，通过臭氧发生器1的气体量变化，臭氧浓度有一段时间的稳定过程，此过程的成膜非常不稳定，成膜速率和均一性都不可控。如图1所示。

将生成的臭氧定量分流后，能保证通过臭氧发生器1的气体量一定，臭氧的浓度不会出现大的波动，确保成膜的稳定性。如图5所示。

stiharp成膜使用臭氧作为反应源之一，臭氧浓度对成膜反应有较大影响。在成膜过程中，通过但不局限于通过第三管路6分流臭氧流量的方法，确保反应腔体2内参与反应的臭氧浓度稳定在合理范围内，得到更稳定的反应成膜。提高成膜稳定性，产品良率。

通过对臭氧分流的方法，使臭氧发生器1始终工作在同一状态，产生的臭氧维持在稳定的浓度之下，保证臭氧持续的浓度稳定性，从而确保成膜工艺的稳定性。

较佳的实施例中，上述系统还包括：

第四管路10，上述第四管路10用于向上述臭氧发生器1中输入氧气；

第五管路11，上述第五管路11用于向上述臭氧发生器1中输入氮气。

较佳的实施例中，上述第一管路4和第二管路5具有连通部位，于连通管部位上设有第一阀体7以第一管路4和第二管路5中的输送速度。

在本实施例中，第一阀体7为三通阀，图3-5中实心为阀体打开，空心为阀体关闭。

较佳的实施例中，上述第三管路6上设有第二阀体8以调节输送速度。

在本实施例中，第二阀体8为气动阀，图3-5中实心为阀体打开，空心为阀体关闭。

较佳的实施例中，上述stiharp成膜工艺包括先期成膜制程和后期成膜制程；

上述先期成膜制程中的臭氧浓度大于上述后期成膜制程中的臭氧浓度。较佳的实施例中，上述分流策略为：

于上述前期成膜制程，调节上述第一阀体7，使第一管路4导通、第二管路5关闭、第三管路6关闭，调节上述第一阀体7的打开程度以控制从上述臭氧发生器1流向上述反应腔体2的臭氧流量符合预设的第一流量；

于上述后期成膜制程，调节上述第一阀体7和上述第二阀体8，使第一管路4导通、第二管路5关闭、第三管路6导通，调节上述第一阀体7和上述第二阀体8的打开程度以控制从上述臭氧发生器1流向上述反应腔体2的臭氧流量符合预设的第二流量，上述第二流量小于上述第一流量。

在本实施例中，在进入反应腔体2的臭氧气体管路上，将管路增加一个分流管，分流管最终流向臭氧处理器3。分流管路需要安装气动阀，需要分流时气动阀打开，不需要分流时气动阀关闭。

气动阀的开关和程式(recipe)内的成膜步骤信号导出，步骤信号可以从log信息中取得。

较佳的实施例中，基于上述分流策略，上述第一管路4的直径与上述第二流量成正比。

较佳的实施例中，基于上述分流策略，上述第三管路6的直径与上述第二流量成正比。

在本实施例中，根据臭氧流量的不同，可以确定分流管路的直径，或者分流管路安装限流器。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。