KR100755804B1 - 알루미늄 함유 금속막 및 알루미늄 함유 금속 질화막을증착하는 박막 증착 장치의 세정방법 - Google Patents
알루미늄 함유 금속막 및 알루미늄 함유 금속 질화막을증착하는 박막 증착 장치의 세정방법 Download PDFInfo
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Abstract
Al 함유 금속막 및 Al 함유 금속 질화막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정방법을 제공한다. 본 발명에서는 Al 함유 금속막 및 Al 함유 금속 질화막을 증착하는 박막 증착 장치의 챔버 내부를 430℃ 이상의 고온으로 유지한 다음, 챔버 내부로 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여 챔버 내부를 세정하거나, 챔버 내부를 고온으로 유지하기 어려운 경우에는 플라즈마 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 사용해 박막 증착 장치를 세정하는 방법을 제안한다. 본 발명에 따르면, 잔류 생성물과 파티클 발생없이 TiAlN 및 이와 유사한 막질을 증착하는 박막 증착 장치를 효과적으로 세정할 수 있다.
Description
도 1은 Al-F 바이너리 시스템의 상평형을 보여주기 위한 온도에 따른 깁스 프리 에너지 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 박막 증착 장치의 세정방법을 수행할 수 있는 박막 증착 장치의 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 박막 증착 장치의 세정방법의 제1 실시예를 보이는 순서도이다.
도 4는 Ti-Cl 바이너리 시스템의 상평형을 보여주기 위한 온도에 따른 깁스 프리 에너지 그래프이다.
도 5는 Al-Cl 바이너리 시스템의 상평형을 보여주기 위한 온도에 따른 깁스 프리 에너지 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 박막 증착 장치의 세정방법의 제2 실시예를 보이는 순서도이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...챔버 11...샤워헤드
12...웨이퍼 블록 12a...히터
13...펌핑 배플 14...가스커튼블럭
20...가스 공급 장치 100...박막 증착 장치
본 발명은 반도체 제조 장치의 세정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박막 증착 장치의 챔버를 건식 세정하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 박막 공정, 확산 공정, 사진 공정, 식각 공정 등과 같은 다수의 단위 공정들을 거쳐서 제조된다. 이러한 단위 공정들 중에서 박막 공정은 반도체 소자 제조의 재현성 및 신뢰성에 있어서 개선이 요구되는 필수적인 공정이다.
반도체 소자의 박막은 스퍼터링(sputtering) 방법, 증기 증착(evaporation) 방법, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 방법, 원자층 증착(atomic layer deposition) 방법 등에 의하여 반도체 기판 상에 형성된다. 이러한 방법을 수행하기 위한 박막 증착 장치는 통상적으로, 챔버와, 챔버 내부에 각종 가스를 공급하는 가스 라인과, 반도체 기판을 안착시키기 위한 기판 홀더부를 포함한다.
그런데, 박막 증착 장치를 이용하여 박막 형성 공정을 진행하는 동안에, 박막 형성 처리시에 생성되는 반응 생성물은 반도체 박막의 표면뿐만 아니라, 챔버 내부 표면에도 퇴적(부착)되어 버린다. 반도체 양산용 박막 증착 장치는 많은 양 의 반도체 기판을 처리하기 때문에 챔버 내부에 반응 생성물이 부착된 상태에서 박막 형성 처리를 계속하면, 반응 생성물이 박리되어 파티클을 발생시켜 버린다. 이 파티클은 증착공정의 불량을 야기하고 반도체 기판에 부착되어 반도체 소자의 수율을 저하시킬 수 있다. 이 때문에, 일정 시간 또는 일정 매수의 반도체 기판 증착 공정이 종료된 후에는 챔버 내부를 세정하여야 한다.
종래 기술에 따른 박막 증착 장치의 세정방법 중에는 챔버를 대기 중에 노출시켜 챔버와 그 내부의 구성요소 각각을 분리하고, 알코올과 같은 휘발성 물질을 사용하여 챔버 및 각 구성요소에 증착된 이물질을 세정한 후, 분리된 챔버를 다시 체결하는 것이 있다. 그러나, 이와 같은 세정방법은 아직 체계적으로 정립되어 있지 않아 챔버의 세정에 따른 소요시간이 길어지기 때문에 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
박막 증착 장치의 세정방법 중의 다른 것은 부식성 기체를 이용하여 챔버 내부의 증착물을 제거하는 건식 세정(dry cleaning) 방법이다. 예를 들어, 실리콘(Si), 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx)을 증착하는 박막 증착 장치의 세정을 위한 세정 가스로 CF4, C2F6, C3F8, C4F8 및 SF6와 같은 과불화화합물(Perfluorizedcompound) 가스 또는 NF3를 챔버에 주입하여 이들 막을 제거한다. 그리고, TiN을 증착하는 박막 증착 장치의 경우 ClF3를 사용하여 챔버를 세정하거나, 혹은 NF3를 리모트 플라즈마(remote plasma) 방식으로 플라즈마화시킨 것을 사용하여 세정한다.
최근에는, 반도체 소자의 확산방지막이나 전극 혹은 발열체로 쓰이는 TiAlN의 건식 세정방법이 요구되고 있다. TiAlN 박막은 TiN과 제반 특성은 유사하지만, 기존의 TiN과 같이 ClF3를 사용하거나, 혹은 NF3, F2 등 불소를 함유하는 가스를 사용하면, 도 1과 같이 AlF3라는 고체의 잔류물이 남으므로 효과적으로 세정이 이루어지지 않는 문제가 있다. 도 1은 Al-F 바이너리 시스템의 상평형을 보여주기 위한 온도에 따른 깁스 프리 에너지 그래프이다. 다른 세정 가스를 사용하더라도 공정 조건에 따라 다량의 잔류 생성물과 파티클이 발생하기 쉬우므로 TiAlN 및 이와 유사한 막질을 증착하는 박막 증착 장치의 효과적인 건식 세정방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 Al 함유 금속막 및 Al 함유 금속 질화막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양은 Al 함유 금속막 및 Al 함유 금속 질화막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정방법으로서, 상기 박막 증착 장치의 챔버 내부를 430℃ 이상의 고온으로 유지하는 단계, 및 상기 챔버 내부로 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여 상기 챔버 내부를 세정하는 단계를 포함하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양도 Al 함유 금속막 및 Al 함유 금속 질화막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정방법으로서, 상기 박막 증착 장치의 챔버 내부로 상기 챔버 세정을 위한 플라즈마 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여 상기 챔버 내부를 세정하는 단계를 포함하는 것이다.
여기서, 상기 플라즈마 Cl2는 리모트 플라즈마(remote plasma) 방식에 의하여 Cl2 가스를 플라즈마화시켜 얻거나, 상기 챔버 내로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)가 인가된 상태에서 Cl2 가스를 공급하여 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 방법들에 있어서, 상기 클리닝 가스를 유입시키기 전에 상기 챔버 내부와 가스 라인을 퍼지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 세정하는 단계 다음에 상기 챔버 내부에 잔류하는 클리닝 가스를 제거하기 위하여, 상기 챔버 내부를 퍼지하는 단계를 더 포함하거나, Ar, N2 및 H2로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 플라즈마로 상기 챔버 내부를 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 특히 상기 Al 함유 금속 질화막이 TiAlN 및 TaAlN 중 어느 하나인 경우에 효과적이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 하고자 한다. 다음에 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
우선, 본 발명에 따른 세정방법은 도 2와 같은 박막 증착 장치의 세정에 이용될 수 있다.
도 2의 박막 증착 장치(100)는 챔버(10) 내의 웨이퍼 블럭(12) 상에 안착된 실리콘 웨이퍼, 또는 LCD용 유리 기판 등과 같은 반도체 기판(w) 상에 Al 함유 금속막 혹은 Al 함유 금속 질화막의 박막을 증착하기 위한 것이다. 여기서 Al 함유 금속막은 예컨대 Al막이고, Al 함유 금속 질화막은 예컨대 TiAlN 또는 TaAlN막이다.
박막 증착 장치(100)는, 박막 증착이 진행되는 챔버(10)와, 가스 라인을 통해 챔버(10)로 소스 가스, 불활성 가스 및 클리닝 가스를 공급하는 가스 공급 장치(20)를 포함한다. 본 발명에 따른 세정방법에 있어서, 클리닝 가스는 Cl2 혹은 플라즈마 Cl2를 포함하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 세정방법을 실시하기 위해 가스 공급 장치(20)를 통해 Cl2 혹은 플라즈마 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하면 된다. 이 때, 플라즈마 Cl2는 리모트 플라즈마 방식에 의하여 Cl2 가스를 플라즈마화시켜 얻거나, 챔버(10) 내로 다이렉트 플라즈마가 인가된 상태에서 Cl2 가스를 공급하여 얻을 수 있다. 따라서, 도시하지는 않았지만 챔버(10) 외부에는 리모트 플라즈마 발생기 또는 다이렉트 플라즈마 발생기가 구비된다. 인가되는 플라즈마는 50 ~ 2000W의 파워에 300~500KHz의 저주파 및/또는 13.56MHz ~ 21.12MHz의 고주파일 수 있다.
챔버(10)는, 그 내부 상부에 설치되어 각종 가스가 분사되는 샤워헤드(11)와, 샤워헤드(11) 하부에 설치되며 반도체 기판(w)이 안착되는 웨이퍼 블럭(12)과, 웨이퍼 블럭(12) 외주에 설치되어 소스, 불활성 가스 및 반응 부산물의 원활하고 균일한 펌핑을 위한 펌핑 배플(13)과, 샤워헤드(11) 외주에 불활성 가스를 분사하는 가스커튼블럭(14)을 포함한다.
웨이퍼 블럭(12)의 내부에는 히터(12a)가 내장되어 있으며, 히터(12a)는 안착되어 있는 반도체 기판(w)을 200℃ ~ 700℃ 범위에서 가열시킨다. 가스커튼블럭(14)은 불활성 가스를 반도체 기판(w)의 가장자리측으로 분사하여 그 반도체 기판(w) 가장자리의 조성 변화를 조절하며, 또한 챔버(10), 상세하게는 펌핑 배플(13) 내벽이 소스들에 의하여 오염되는 것을 최소화한다.
다음으로, 도 2의 박막 증착 장치(100)의 챔버(10)를 세정하는 방법의 실시예들에 관하여 설명하기로 한다.
(제1 실시예)
도 3은 본 발명에 따른 박막 증착 장치의 세정방법의 제1 실시예를 보이는 순서도이다.
먼저 도 3의 단계 s1에서와 같이 박막 증착 장치(100)의 챔버(10) 내부를 430℃ 이상의 고온으로 유지한다. 예를 들어, 샤워헤드(11), 웨이퍼 블록(12) 등 건식 세정의 대상이 되는 부분의 온도를 430℃ 이상의 고온으로 유지한다.
그런 다음, 선택적인 단계 s2에서와 같이 챔버(10) 내부와 가스 라인을 퍼지한다. 이것은 챔버(10) 내부와 가스 라인에 잔류 기체가 있을 경우 후속적으로 클 리닝 가스 공급시 격렬한 반응이 발생하거나 다량의 파티클을 발생시킬 수 있으므로, 이를 예방하기 위한 것이다. 이러한 문제가 없는 경우에는 이 퍼지 단계(s2)는 생략할 수 있다. 퍼지 가스는 불활성 가스, 예컨대 Ar 또는 N2를 이용할 수 있다.
물론, 단계 s1과 단계 s2의 순서를 바꾸어 수행할 수도 있다.
다음으로, 단계 s3에서와 같이 챔버(10) 내부로 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여 챔버(10) 내부를 세정한다. 이 때, 챔버(10) 내부의 압력은 2 Torr 정도로 유지할 수 있고, 클리닝 가스의 유량은 500 sccm 정도로 할 수 있다. 세정 단계(s3)의 시간은 챔버(10)의 오염 정도에 따라 달라지겠지만, 3 내지 20분 정도가 적당하다.
박막 증착 장치(100)가 TiAlN막을 증착하는 장치인 경우를 예로 들면, TiAlN의 주요 구성성분인 Ti와 Al은 도 4 및 도 5에 제시한 그래프와 같이 Cl2와 반응하여 안정된 기체 반응 생성물을 발생시킨다. 도 4는 Ti-Cl 바이너리 시스템의 상평형을 보여주기 위한 온도에 따른 깁스 프리 에너지 그래프이고, 도 5는 Al-Cl 바이너리 시스템의 상평형을 보여주기 위한 온도에 따른 깁스 프리 에너지 그래프이다.
즉, TiAlN은 다음과 같은 반응식으로 제거하는 것이 가능하다.
이러한 반응은 도 4 및 도 5에에 도시한 바와 같이 TiCl4(g) 및 AlCl3(g)의 화학반응성이 강하기 때문에 안정하게 이루어질 수 있다. 그러나, 주의할 점은 AlCl3의 경우에는 약 430℃ 부근 온도의 이하에서는 Al과 반응하여 AlCl3(s)를 남기게 된다는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 세정방법에서는 단계 s1에서와 같이 챔버(10) 내부를 430℃ 이상의 고온으로 유지하여 이를 예방한다. 따라서, 본 발명에 의하면 Cl2를 이용하여 잔류 생성물없이 챔버 내부에 부착된 TiAlN막과 같은 Al 함유 금속 질화막을 제거할 수 있다.
세정 단계(s3) 반응이 끝나면 챔버(10) 내부에 잔류하는 Cl 성분 클리닝 가스를 제거하는 단계 s4를 수행한다. 예를 들어, 챔버(10) 내부를 장시간 퍼지하거나, H2 등의 Cl2를 제거할 수 있는 기체의 플라즈마 혹은 스퍼터링 효과가 있는 Ar, N2 등 반응성은 없으나 스퍼터링 효과가 있는 기체의 플라즈마를 사용하여 챔버(10) 내부를 처리해 준다.
(제2 실시예)
도 6은 본 발명에 따른 박막 증착 장치의 세정방법의 제2 실시예를 보이는 순서도이다.
앞의 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, Cl2를 사용하면 TiAlN과 같은 Al 함유 금속 질화막을 제거하는 것이 가능하지만 약 430℃ 부근 온도의 이하에서는 Al과 반응하여 잔류 생성물인 AlCl3(s)를 유발하므로 챔버(10) 내부를 430℃ 이상의 고온으로 유지하는 것이 중요하다. 그러나, 부득이한 이유로 챔버(10) 내부를 430℃ 이상 상승시킬 수 없는 경우에는 본 실시예에서와 같이 플라즈마 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 사용하도록 한다.
먼저 도 6의 단계 s11에서와 같이 챔버(10) 내부와 가스 라인을 퍼지한다. 이것은 챔버(10) 내부와 가스 라인에 잔류 기체가 있을 경우 후속적으로 클리닝 가스 공급시 격렬한 반응이 발생하거나 다량의 파티클을 발생시킬 수 있으므로, 이를 예방하기 위한 것이다. 이러한 문제가 없는 경우에는 이 퍼지 단계(s11)는 생략할 수 있다.
다음으로, 단계 s12에서와 같이 챔버(10) 내부로 플라즈마 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여 챔버(10) 내부를 세정한다. 플라즈마 Cl2는 리모트 플라즈마 방식에 의하여 Cl2 가스를 플라즈마화시켜 얻거나, 챔버(10) 내로 다이렉트 플라즈마가 인가된 상태에서 Cl2 가스를 공급하여 얻을 수 있다. 이렇게 플라즈마를 이용하여 Cl2를 화학적으로 활성화시키면 챔버(10)의 온도를 고온으로 유지하지 못해도 잔류 생성물의 발생을 방지할 수 있다.
세정 단계(s12) 반응이 끝나면 챔버(10) 내부에 잔류하는 Cl 성분 클리닝 가스를 제거하는 단계 s13을 수행한다. 예를 들어, 챔버(10) 내부를 장시간 퍼지하거나, H2 등의 Cl2를 제거할 수 있는 기체의 플라즈마 혹은 스퍼터링 효과가 있는 Ar, N2 등 반응성은 없으나 스퍼터링 효과가 있는 기체의 플라즈마를 사용하여 챔버 (10) 내부를 처리해 준다.
(실험예)
아래 표 1은 본 발명의 제1 실시예에서와 같이 Cl2를 이용하여 TiAlN을 제거한 결과를 나타낸 것이다. 챔버 내부의 압력은 2 Torr이었고, 클리닝 가스인 Cl2의 유량은 500 sccm이었다. Cl2 공급 시간은 3 내지 20분으로 하였다.
| 샘플번호 | 클리닝 가스 | 온도 및 시간 조건 | 세정 전 부착물 두께(Å) | 세정 후 부착물 두께(Å) |
| 1 | Cl2 | 350℃, 5분 | 400 | 153.78 |
| 2 | Cl2 | 440℃, 3분 | 400 | 15.93 |
| 3 | Cl2 | 440℃, 4분 | 400 | 15.2 |
| 4 | Cl2 | 440℃, 6분 | 400.23 | 7.52 |
| 5 | Cl2 | 440℃, 20분 | 387.48 | 9.31 |
| 6 | Cl2 | 510℃, 6분 | 357.27 | 14.36 |
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 챔버의 온도를 430℃ 이상으로 유지하고 Cl2 처리할 경우(샘플번호 2 내지 6)에는 챔버 내부에 부착된 TiAlN 박막이 거의 제거된 상태가 되는 것을 알 수 있다. 이 때, 고온에서는 거의 완벽히 TiAlN이 제거가 되지만(샘플번호 2 내지 6), 430℃ 이하에서는 잔류 AlCl3(s)가 미량 잔류하였다(샘플번호 1).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명하였지만 본 발명은 상기한 실시예들로 제한되지 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
본 발명에 따르면, 반도체 소자의 확산방지막이나 전극 혹은 발열체로 쓰이는 TiAlN과 같이 Al 함유 금속 질화막 혹은 이와 유사한 막을 증착하는 박막 증착 장치의 효과적인 건식 세정이 가능하다. 즉, 잔류 생성물 및 파티클의 발생없이 효과적으로 박막 증착 장치의 챔버를 세정할 수가 있다. 이를 통하여, 박막 증착 장치의 효과적인 양산운용이 가능해진다. 이에 따라 Al 함유 금속막 또는 Al 함유 금속 질화막을 가지는 반도체 소자의 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (11)
- Al 함유 금속막 및 Al 함유 금속 질화막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정방법으로서,상기 박막 증착 장치의 챔버 내부를 세정시 고체 AlCl3의 생성을 억제하기 위해 430℃ 이상의 고온으로 유지하는 단계; 및상기 챔버 내부로 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여 상기 챔버 내부를 세정하는 단계를 포함하는 세정방법.
- Al 함유 금속막 및 Al 함유 금속 질화막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정방법으로서,상기 박막 증착 장치의 챔버 내부로 상기 챔버 세정을 위한 플라즈마 Cl2를 포함하는 클리닝 가스를 공급하여 상기 챔버 내부를 세정하는 단계; 및상기 챔버 내부에 잔류하는 클리닝 가스를 제거하기 위하여, Ar, N2 및 H2로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 플라즈마로 상기 챔버 내부를 처리하는 단계;를 포함하는 세정방법.
- 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 Cl2는 리모트 플라즈마 방식에 의하여 Cl2 가스를 플라즈마화시켜 얻는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 Cl2는 상기 챔버 내로 다이렉트 플라즈마가 인가된 상태에서 Cl2 가스를 공급하여 얻는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제1항에 있어서, 상기 세정하는 단계 다음에 상기 챔버 내부에 잔류하는 클리닝 가스를 제거하기 위하여, 상기 챔버 내부를 퍼지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제1항에 있어서, 상기 세정하는 단계 다음에 상기 챔버 내부에 잔류하는 클리닝 가스를 제거하기 위하여, Ar, N2 및 H2로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 플라즈마로 상기 챔버 내부를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 Al 함유 금속 질화막은 TiAlN 및 TaAlN 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제1항에 있어서, 상기 클리닝 가스를 유입시키기 전에 상기 챔버 내부와 가스 라인을 퍼지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제8항에 있어서, 상기 세정하는 단계 다음에 상기 챔버 내부에 잔류하는 클 리닝 가스를 제거하기 위하여, 상기 챔버 내부를 퍼지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제8항에 있어서, 상기 세정하는 단계 다음에 상기 챔버 내부에 잔류하는 클리닝 가스를 제거하기 위하여, Ar, N2 및 H2로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 플라즈마로 상기 챔버 내부를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제8항에 있어서, 상기 Al 함유 금속 질화막은 TiAlN 및 TaAlN 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022231732A1 (en) * | 2021-04-27 | 2022-11-03 | Applied Materials, Inc. | High-temperature chamber and chamber component cleaning and maintenance method and apparatus |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102414786B (zh) * | 2009-04-28 | 2016-08-24 | 应用材料公司 | 在原位清洁后利用nh3净化对mocvd腔室进行去污染处理 |
| US8110889B2 (en) * | 2009-04-28 | 2012-02-07 | Applied Materials, Inc. | MOCVD single chamber split process for LED manufacturing |
| KR101630234B1 (ko) * | 2009-11-17 | 2016-06-15 | 주성엔지니어링(주) | 공정챔버의 세정방법 |
| JP2012109472A (ja) | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理方法 |
| CN102011097B (zh) * | 2010-12-17 | 2013-08-07 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种清除第ⅲ族元素和第v族元素化合物沉积物残余的方法 |
| CN102108495B (zh) * | 2010-12-17 | 2013-11-20 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种第ⅲ族元素和第v族元素化合物薄膜生长反应腔的清洁方法 |
| WO2013033428A2 (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | Applied Materials, Inc. | In situ process kit clean for mocvd chambers |
| KR102003768B1 (ko) * | 2012-11-13 | 2019-07-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법 |
| CN109385621B (zh) * | 2018-11-26 | 2020-08-11 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种金属有机物化学气相沉积设备的反应腔体的清洁方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100221899B1 (ko) | 1995-05-24 | 1999-09-15 | 가네꼬 히사시 | 진공처리장치 세정방법 |
| JP2001308068A (ja) | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Nec Corp | エッチング装置のチャンバークリーニング方法 |
| KR100369789B1 (ko) | 1995-10-03 | 2003-03-26 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 플라즈마처리방법및장치 |
| KR20050013668A (ko) * | 2002-07-05 | 2005-02-04 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판 처리 장치의 클리닝 방법 및 기판 처리 장치 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6242347B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-06-05 | Applied Materials, Inc. | Method for cleaning a process chamber |
| US6401728B2 (en) * | 1999-03-01 | 2002-06-11 | United Microelectronics Corp. | Method for cleaning interior of etching chamber |
| JP4346741B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2009-10-21 | キヤノンアネルバ株式会社 | 発熱体ｃｖｄ装置及び付着膜の除去方法 |
| KR100444149B1 (ko) * | 2000-07-22 | 2004-08-09 | 주식회사 아이피에스 | Ald 박막증착설비용 클리닝방법 |
| US6868856B2 (en) * | 2001-07-13 | 2005-03-22 | Applied Materials, Inc. | Enhanced remote plasma cleaning |
-
2005
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-
2006
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- 2006-09-06 CN CNA2006101269468A patent/CN1990898A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100221899B1 (ko) | 1995-05-24 | 1999-09-15 | 가네꼬 히사시 | 진공처리장치 세정방법 |
| KR100369789B1 (ko) | 1995-10-03 | 2003-03-26 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 플라즈마처리방법및장치 |
| JP2001308068A (ja) | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Nec Corp | エッチング装置のチャンバークリーニング方法 |
| KR20050013668A (ko) * | 2002-07-05 | 2005-02-04 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판 처리 장치의 클리닝 방법 및 기판 처리 장치 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022231732A1 (en) * | 2021-04-27 | 2022-11-03 | Applied Materials, Inc. | High-temperature chamber and chamber component cleaning and maintenance method and apparatus |
| US11837448B2 (en) | 2021-04-27 | 2023-12-05 | Applied Materials, Inc. | High-temperature chamber and chamber component cleaning and maintenance method and apparatus |
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