[发明专利]半导体工艺设备

说明书

本发明提供一种半导体工艺设备，包括载气管、前驱物气源、进气管、工艺腔室、副产物检测器和管路清洁组件，其中，载气管用于将载气通入前驱物气源，前驱物气源用于产生前驱物气体，进气管用于将载气与前驱物气体的混合气体通入工艺腔室；副产物检测器设置在进气管路上，用于检测进气管中存在的前驱物气体的分解产物的浓度；管路清洁组件用于根据分解产物的浓度对进气管进行清洗。在本发明提供的半导体工艺设备中，管路清洁组件能够在颗粒物过多时及时对进气管进行清洗，以免进气管中的颗粒物随气体进入工艺腔室并附着在工艺腔室的内壁或承载盘等结构上，进而提高了半导体工艺的成膜质量，保证了产品良率和工艺一致性。

技术领域

本发明涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺设备。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，芯片的特征尺寸逐渐减小，其结构也越来越复杂，出现了很多高深宽比的图形，对均匀沉积金属薄膜提出了较大的挑战。在半导体工业中，常见的成膜方法主要有物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积等等，其中化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)具有良好的台阶覆盖特性，能够在高深宽比结构中均匀成膜，因而被广泛应用于更高技术节点的工艺制程中。

CVD所使用的反应前驱物种类繁多，其中有一类特殊的CVD反应，即金属有机化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)反应，这类反应使用金属有机配合物作为前驱物。金属有机配合物由有机基团和金属原子构成，反应时通过热分解法或氧化还原法使配合物中的有机基团脱离，剩下的金属原子在基板(Substrate)上沉积得到相应的金属薄膜。不同的有机基团和各种类型的金属原子能组合出多种金属有机配合物，适用于制备特殊种类的金属薄膜，随着Co、Ru等新材料在先进制程的应用，MOCVD也逐渐实现量产化。

然而，由于金属有机配合物多为液态或固态，在量产过程中不可避免地会出现颗粒问题，而颗粒会导致薄膜质量下降，进而引发芯片失效，现有的使用金属有机配合物作为前驱物的半导体工艺设备无法有效发现颗粒物问题，因此，常产生颗粒引起的晶圆质量问题，晶片良率低。

因此，如何提供一种能够实时监测或改善颗粒问题的半导体工艺设备，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备能够实时监测管路中碳杂质等颗粒物的量，有助于提高半导体工艺的成膜质量，保证产品良率和工艺一致性。

为实现上述目的，本发明提供一种半导体工艺设备，包括载气管、前驱物气源、进气管、工艺腔室、副产物检测器和管路清洁组件，其中，

所述载气管用于将载气通入所述前驱物气源，所述前驱物气源用于产生前驱物气体，所述进气管用于将所述载气与所述前驱物气体的混合气体通入所述工艺腔室；

所述副产物检测器设置在所述进气管路上，用于检测所述进气管中存在的所述前驱物气体的分解产物的浓度；

所述管路清洁组件用于根据所述分解产物的浓度对所述进气管进行清洗。

可选地，所述副产物检测器包括碳氧化物传感器，用于检测所述进气管中碳氧化物的浓度。

可选地，所述管路清洁组件包括控制器、第一流量控制件、第一通断控制件、第二通断控制件、第三通断控制件，其中，

所述第一流量控制件设置所述载气管上，靠近所述载气管的入口，用于控制所述载气管中的气体流量；

所述第一通断控制件设置在所述载气管上，用于控制所述载气管的通断；

所述第二通断控制件和所述第三通断控制件设置在所述进气管上，所述第二通断控制件靠近所述进气管的入口，所述第三通断控制件靠近所述进气管的出口，均用于控制所述进气管的通断；