特許 7431738 チャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-06

(45)【発行日】2024-02-15

(54)【発明の名称】チャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240207BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20240207BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 645Z

C23C16/44 J

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2020541516

(86)(22)【出願日】2019-02-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-27

(86)【国際出願番号】 KR2019001547

(87)【国際公開番号】W WO2019156489

(87)【国際公開日】2019-08-15

【審査請求日】2021-12-09

(31)【優先権主張番号】10-2018-0015852

(32)【優先日】2018-02-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2019-0013071

(32)【優先日】2019-01-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】510149600

【氏名又は名称】ジュソン エンジニアリング カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イ ドンホワン

(72)【発明者】

【氏名】キム ジェホ

(72)【発明者】

【氏名】キム ヒョンイル

(72)【発明者】

【氏名】ユン ホジン

(72)【発明者】

【氏名】イ ジェワン

(72)【発明者】

【氏名】イム ビョングワン

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／０３７１９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０８７３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１４９９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１４０６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５４９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６０１６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｃ２３Ｃ １６／４４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

亜鉛酸化物を蒸着するチャンバを洗浄する方法であって、
前記チャンバ内に含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスを分離して供給するステップと、
前記供給されたガスを前記チャンバ内において活性化させ、且つ、反応させて反応ガスを生成するステップと、
前記チャンバを前記反応ガスで１次洗浄するステップと、
を含み、
前記反応ガスを生成するステップにおいては、
前記含塩素（Ｃｌ）ガスをガス噴射部の外部において活性化させ、
前記含水素（Ｈ）ガスをガス噴射部の内部から活性化させる、チャンバ洗浄方法。

【請求項2】

前記反応ガスは、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを含む請求項１に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項3】

前記反応ガスを生成するステップにおいては、
前記含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスを互いに異なる大きさの活性化領域において活性化させる請求項１に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項4】

前記反応ガスを生成するステップにおいては、
前記チャンバ内において活性化された含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスをガス噴射部の外部において反応させる請求項１に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項5】

前記チャンバを活性化された含水素（Ｈ）洗浄ガスで２次洗浄するステップと、
前記チャンバを活性化された含酸素（Ｏ）洗浄ガスで３次洗浄するステップと、
をさらに含む請求項１に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項6】

前記２次洗浄するステップは、前記チャンバ内に残留する塩素（Ｃｌ）成分を取り除くステップを含み、
前記３次洗浄するステップは、前記チャンバ内に残留する水素（Ｈ）成分を取り除くステップを含む請求項５に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項7】

前記塩素（Ｃｌ）成分を取り除くステップは、前記チャンバ内において含水素（Ｈ）洗浄ガスを活性化させて行われ、
前記水素（Ｈ）成分を取り除くステップは、前記チャンバ内において含酸素（Ｏ）洗浄ガスを活性化させて行われる請求項６に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項8】

前記含水素（Ｈ）洗浄ガスは、前記含水素（Ｈ）ガスと同じ経路で前記チャンバ内に供給される請求項６に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項9】

前記１次洗浄するステップと、前記２次洗浄するステップ及び３次洗浄するステップは、１５０～３５０℃の温度条件下で行われる請求項５に記載のチャンバ洗浄方法。

【請求項10】

含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスの一方である第１のガスを提供する第１のガス提供部と、
含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスの他方である第２のガスを提供する第２のガス提供部と、
チャンバの内部に設けられて、前記第１のガスを供給するための第１のガス供給経路及び前記第２のガスを供給するための第２のガス供給経路が分離されて形成されるガス噴射部と、
前記ガス噴射部と接続されて、前記ガス噴射部に電源を供給するための電源供給部と、
前記第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、互いに反応させて前記チャンバ内の副産物をエッチングするための反応ガスを生成するように、前記ガス噴射部及び電源供給部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記含塩素（Ｃｌ）ガスを前記ガス噴射部の外部において活性化させ、前記含水素（Ｈ）ガスを前記ガス噴射部の内部から活性化させるように前記ガス噴射部及び前記電源供給部を制御する、チャンバ洗浄装置。

【請求項11】

前記ガス噴射部は、
前記チャンバの内部に設けられる上フレームと、
前記上フレームから下方に離れて設けられる下フレームと、
を備え、
前記上フレーム及び下フレームの少なくとも一方の内部にはヒーティング手段が設けられる請求項１０に記載のチャンバ洗浄装置。

【請求項12】

前記ヒーティング手段は、前記上フレーム及び下フレームの少なくとも一方に複数分割されて設けられる請求項１１に記載のチャンバ洗浄装置。

【請求項13】

前記上フレーム及び下フレームの少なくとも一方の内部にはクーリング手段が設けられる請求項１１に記載のチャンバ洗浄装置。

【請求項14】

前記ガス噴射部は、
噴射面に沿って複数が並んで形成される第１の電極と、
前記第１の電極から離れるように前記第１の電極の周りに形成される第２の電極と、
を備え、
前記電源供給部は、
前記第１の電極及び第２の電極の少なくとも一方に電源電圧を供給する請求項１０に記載のチャンバ洗浄装置。

【請求項15】

前記第１のガス供給経路は、前記第１の電極を貫通して形成され、
前記第２のガス供給経路は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の離隔空間に接続されるように形成される請求項１４に記載のチャンバ洗浄装置。

【請求項16】

前記制御部は、
前記第１のガス、第２のガス及び反応ガスの種類に応じて前記第１のガス及び第２のガスの供給量を制御する請求項１０に記載のチャンバ洗浄装置。

【請求項17】

含酸素（Ｏ）ガスを提供する含酸素（Ｏ）ガス提供部をさらに備え、
前記ガス噴射部は、
前記第１のガス供給経路及び第２のガス供給経路の少なくとも一方の経路を介して前記チャンバ内に含酸素（Ｏ）ガスを供給する請求項１０に記載のチャンバ洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法に係り、さらに詳しくは、基板の上に薄膜を蒸着する過程において汚れるチャンバを洗浄することのできるチャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、半導体素子は、基板の上に色々な物質を薄膜状に蒸着し、且つ、これをパターニングして製造される。このために、蒸着工程、エッチング工程、洗浄工程、及び乾燥工程など色々な段階の互いに異なる工程が行われる。ここで、蒸着工程は、基板の上に半導体素子として求められる性質を有する薄膜を形成するための工程である。しかしながら、薄膜の形成のための蒸着工程の最中には、基板の上の所望の領域ばかりではなく、蒸着工程が行われるチャンバの内部にも蒸着物を含む副産物が積もってしまう。

【0003】

チャンバの内部に積もる副産物は、それが厚くなると剥離されてパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）が生じる原因となる。このようにして生じたパーティクルは、基板の上に形成される薄膜内に取り込まれたり、薄膜の表面に付着したりして半導体素子の欠陥の原因として働いて製品の不良率を高める。この理由から、これらの副産物が剥離されないうちにチャンバの内部に積もった副産物を取り除く必要がある。

【0004】

特に、有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の場合、これを行う蒸着装置は、蒸着中に多量のパーティクルを生じさせるが故に、非常に頻繁に洗浄を行うことが求められる。しかしながら、この場合、チャンバ内の副産物は、主としてウェットエッチングにより洗い落され、これは、チャンバを開いた状態で作業者が自らマニュアルにて洗浄を行う場合がほとんどであるため、洗浄コストが高騰し、しかも、装置の再現性及び稼働率を確保しにくいという不都合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】大韓民国公開特許第１０－２０１１－００７４９１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、薄膜の形成のための蒸着中に生じる副産物を有効にインサイチュ（Ｉｎ－Ｓｉｔｕ）にて洗浄することのできるチャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄方法は、亜鉛酸化物を蒸着するチャンバを洗浄する方法であって、前記チャンバ内に含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスを供給するステップと、前記供給されたガスを前記チャンバ内において活性化させ、且つ、反応させて反応ガスを生成するステップと、前記チャンバを前記反応ガスで１次洗浄するステップと、を含む。

【0008】

前記含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスを供給するステップは、前記含塩素（Ｃｌ）ガスと前記含水素（Ｈ）ガスとを分離して供給してもよい。

【0009】

前記反応ガスは、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを含んでいてもよい。

【0010】

前記反応ガスを生成するステップにおいては、前記含塩素（Ｃｌ）ガスをガス噴射部の外部において活性化させ、前記含水素（Ｈ）ガスをガス噴射部の内部から活性化させてもよい。

【0011】

前記反応ガスを生成するステップにおいては、前記含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスを互いに異なる大きさの活性化領域において活性化させてもよい。

【0012】

前記反応ガスを生成するステップにおいては、前記チャンバ内において活性化された含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスをガス噴射部の外部において反応させてもよい。

【0013】

前記チャンバ洗浄方法は、前記チャンバを活性化された含水素（Ｈ）洗浄ガスで２次洗浄するステップと、前記チャンバを活性化された含酸素（Ｏ）洗浄ガスで３次洗浄するステップと、をさらに含んでいてもよい。

【0014】

前記２次洗浄するステップは、前記チャンバ内に残留する塩素（Ｃｌ）成分を取り除くステップを含み、前記３次洗浄するステップは、前記チャンバ内に残留する水素（Ｈ）成分を取り除くステップを含んでいてもよい。

【0015】

前記塩素（Ｃｌ）成分を取り除くステップは、前記チャンバ内において含水素（Ｈ）洗浄ガスを活性化させて行われ、前記水素（Ｈ）成分を取り除くステップは、前記チャンバ内において含酸素（Ｏ）洗浄ガスを活性化させて行われてもよい。

【0016】

前記含水素（Ｈ）洗浄ガスは、前記含水素（Ｈ）ガスと同じ経路で前記チャンバ内に供給されてもよい。

【0017】

前記１次洗浄するステップと、前記２次洗浄するステップ及び３次洗浄するステップは、１５０～３５０℃の温度条件下で行われてもよい。

【0018】

また、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置は、第１のガスを提供する第１のガス提供部と、第２のガスを提供する第２のガス提供部と、チャンバの内部に設けられて、前記第１のガスを供給するための第１のガス供給経路及び前記第２のガスを供給するための第２のガス供給経路が分離されて形成されるガス噴射部と、前記ガス噴射部と接続されて、前記ガス噴射部に電源を供給するための電源供給部と、前記第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、互いに反応させて前記チャンバ内の副産物をエッチングするための反応ガスを生成するように、前記ガス噴射部及び電源供給部を制御する制御部と、を備える。

【0019】

前記ガス噴射部は、前記チャンバの内部に設けられる上フレームと、前記上フレームから下方に離れて設けられる下フレームと、を備え、前記上フレーム及び下フレームの少なくとも一方の内部にはヒーティング手段が設けられてもよい。

【0020】

前記ヒーティング手段は、前記上フレーム及び下フレームの少なくとも一方に複数分割されて設けられてもよい。

【0021】

前記上フレーム及び下フレームの少なくとも一方の内部にはクーリング手段が設けられてもよい。

【0022】

前記ガス噴射部は、噴射面に沿って複数が並んで形成される第１の電極と、前記第１の電極から離れるように前記第１の電極の周りに形成される第２の電極と、を備え、前記電源供給部は、前記第１の電極及び第２の電極の少なくとも一方に電源を供給してもよい。

【0023】

前記第１のガス供給経路は、前記第１の電極を貫通して形成され、前記第２のガス供給経路は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の離隔空間に接続されるように形成されてもよい。

【0024】

前記制御部は、前記第１のガス、第２のガス及び反応ガスの種類に応じて前記第１のガス及び第２のガスの供給量を制御してもよい。

【0025】

前記チャンバ洗浄装置は、含酸素（Ｏ）ガスを提供する含酸素（Ｏ）ガス提供部をさらに備え、前記ガス噴射部は、前記第１のガス供給経路及び第２のガス供給経路の少なくとも一方の経路を介して前記チャンバ内に含酸素（Ｏ）ガスを供給してもよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法によれば、チャンバ内に互いに異なる経路で分離されて供給される第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、互いに反応させて生成される反応ガスでチャンバ内の副産物をエッチングすることにより、洗浄中にガス噴射部がエッチングされ且つ損なわれ、しかも、パーティクルが生じるという現象を防ぐことができる。

【0027】

また、ガス噴射部の噴射面に沿って形成される第１の電極及び第２の電極によりプラズマを形成してチャンバ内のプラズマ密度を向上させ、分離供給される第１のガス及び第２のガスを互いに有効に反応させることができる。

【0028】

さらに、上フレーム及び下フレームの少なくとも一方にヒーティング手段を組み込んでチャンバ内の温度を高め、洗浄のための最適な温度を保つことにより、チャンバ内の副産物をより有効に取り除くことができる。

【0029】

のみならず、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法によれば、頻繁な洗浄が求められる化学気相蒸着工程においてチャンバを取り外すことなくインサイチュにて洗浄を行うことが可能になることから、作業能率の向上及び高い装置再現性と稼働率の確保を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置を概略的に示す図。

【図2】本発明の実施形態に係るガス噴射部を概略的に示す図。

【図3】図２に示すガス噴射部を分解して示す図。

【図4】本発明の実施形態によりプラズマが形成される様子を示す図。

【図5】本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄方法を概略的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。

【0032】

図１は、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置を概略的に示す図である。また、図２は、本発明の実施形態に係るガス噴射部３００を概略的に示す図であり、図３は、図２に示すガス噴射部３００を分解して示す図である。

【0033】

図１から図３を参照すると、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置は、第１のガスを提供する第１のガス提供部１００と、第２のガスを提供する第２のガス提供部２００と、チャンバ１０の内部に設けられて、前記第１のガスを供給するための第１のガス供給経路１１０及び前記第２のガスを供給するための第２のガス供給経路２１０が分離されて形成されるガス噴射部３００と、前記ガス噴射部３００と接続されて、前記ガス噴射部３００に電源を供給するための電源供給部４００と、前記第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、互いに反応させて前記チャンバ１０内の副産物をエッチングするための反応ガスを生成するように、前記ガス噴射部３００及び電源供給部４００を制御する制御部５００と、を備える。

【0034】

本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置は、基板の処理、例えば、薄膜の蒸着工程中に生じてチャンバ１０内に積もる副産物を取り除く。このため、チャンバ１０は、基板処理工程を行う反応空間を提供する。ここで、基板処理工程は、基板の上にインジウムとガリウムとがドープされた亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）を蒸着する工程であってもよく、この場合、チャンバ１０内に積もる副産物は、インジウムとガリウムとがドープされた亜鉛酸化物を含んでいてもよい。また、この場合、チャンバ１０内には少なくとも１枚の基板を支持する基板支持部２０が設けられてもよい。ここで、基板支持部２０は、基板処理工程が行われることにつれて上昇または下降するように設けられてもよく、回転自在に設けられてもよい。このような基板支持部２０の昇降及び回転は、チャンバ１０の底面を貫通する支持軸２２及び前記支持軸２２に接続される駆動部２４により行われ、チャンバ１０の底面に露出される支持軸２２は、蛇腹２６により密閉されてもよい。

【0035】

第１のガス提供部１００及び第２のガス提供部２００は、それぞれチャンバ１０の外部に設けられてもよく、第１のガス及び第２のガスをガス噴射部３００に提供する。第１のガス及び第２のガスは、それぞれ別々に活性化されてチャンバ１０内の反応空間において互いに反応してチャンバ１０内の副産物をエッチングして洗浄するための反応ガスを生成する。亜鉛酸化物などの有機金属酸化物を含む副産物を効率よくエッチングするために、前記反応ガスは、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを含んでいてもよく、これにより、第１のガス及び第２のガスのどちらか一方は、含塩素（Ｃｌ）ガスを含み、前記第１のガス及び第２のガスの他方は、含水素（Ｈ）ガスを含んでいてもよい。また、含塩素（Ｃｌ）ガスは、Ｃｌ₂ 、ＢＣｌ₃ 、ＣｌＦ₃ 及びＣｌＦ₄ のうちの少なくとも一種を含み、含水素（Ｈ）ガスは、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 及びＨ₂ Ｏのうちの少なくとも一種を含んでいてもよいが、本発明はこれに何ら制限されるものではなく、それぞれ塩素（Ｃｌ）または水素（Ｈ）を元素として含む様々な種類のガスを用いてもよいことはいうまでもない。

【0036】

このように、第１のガス及び第２のガスとして含塩素（Ｃｌ）ガスと含水素（Ｈ）ガスを用いる場合、第１のガスと第２のガスとを活性化させ、且つ、反応させてチャンバ１０内において塩化水素（ＨＣｌ）ガスを生成してもよく、生成された塩化水素（ＨＣｌ）ガスによりチャンバ１０内に積もる亜鉛酸化物などの有機金属酸化物を含む副産物を効率よくエッチングすることが可能になる。第１のガスと第２のガスとを反応させて塩化水素（ＨＣｌ）ガスを生成する具体的な過程については後述する。

【0037】

ガス噴射部３００は、チャンバ１０の内部、例えば、チャンバリッド１２の下面に着脱自在に設けられて、第１のガスを供給するための第１のガス供給経路１１０及び第２のガスを供給するための第２のガス供給経路２１０が形成される。ここで、第１のガス供給経路１１０及び第２のガス供給経路２１０は、互いに分離されるように形成されて、第１のガス及び第２のガスをチャンバ１０の内部に分離して供給してもよい。

【0038】

チャンバ１０内に積もる亜鉛酸化物などの有機金属酸化物を含む副産物をエッチングするために塩化水素（ＨＣｌ）ガスをチャンバ１０内に供給する場合、ガス噴射部３００を介して直接的に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを噴射してもよく、含水素（Ｈ）ガスと含塩素（Ｃｌ）ガスとを混合して噴射してもよい。しかしながら、ガス噴射部３００を介して直接的に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを噴射する場合、塩化水素（ＨＣｌ）ガスによりガス噴射部３００がエッチングされ且つ損なわれて,むしろパーティクルが生じ、これによりガス噴射部３００のガス供給経路が閉塞されてしまう。また、ガス噴射部３００を介して含塩素（Ｃｌ）ガスと含水素（Ｈ）ガスとを混合して噴射する場合、ガス噴射部３００内において含塩素（Ｃｌ）ガスと含水素（Ｈ）ガスとが激しく反応してしまい、その結果、上記の問題がさらに深刻化してしまうという不都合があった。これに対し、本発明の実施形態により含塩素（Ｃｌ）ガスを供給するためのガス供給経路と含水素（Ｈ）ガスを供給するためのガス供給経路とをガス噴射部３００内において分離すれば、ガス噴射部３００が損なわれてしまうという不都合を防ぐことができ、チャンバ１０の内部をより有効に洗浄することが可能になる。

【0039】

このために、ガス噴射部３００は、上フレーム３１０及び下フレーム３２０を備えていてもよい。ここで、上フレーム３１０は、チャンバリッド１２の下面に着脱自在に結合されるとともに、上面の一部、例えば、上面の中心部が前記チャンバリッド１２の下面から所定の距離だけ離れる。これにより、上フレーム３１０の上面とチャンバリッド１２の下面との間の空間において第１のガス提供部１００からの第１のガスが拡散され、且つ、一時的に貯留されることが可能になる。また、下フレーム３２０は、上フレーム３１０の下面に一定の間隔を隔てて設けられる。これにより、下フレーム３２０の上面と上フレーム３１０の下面との間の空間において第２のガス提供部２００からの第２のガスが拡散され、且つ、一時的に貯留されることが可能になる。ここで、上フレーム３１０と下フレーム３２０は、外周面に沿って接続されて内部に離隔空間を形成して一体に形成されてもよく、別途のシール部材３５０により外周面を密閉するような構造に形成されてもよいことはいうまでもない。

【0040】

すなわち、第１のガス供給経路１１０は、第１のガス提供部１００からの第１のガスがチャンバリッド１２の下面と上フレーム３１０との間の空間において拡散され、且つ、一時的に貯留されて、上フレーム３１０及び下フレーム３２０を貫通してチャンバ１０の内部に供給されるように形成される。また、第２のガス供給経路２１０は、第２のガス提供部２００からの第２のガスが上フレーム３１０の下面と下フレーム３２０の上面との間の空間において拡散され、且つ、一時的に貯留されて下フレーム３２０を貫通してチャンバ１０の内部に供給されるように形成される。第１のガス供給経路１１０及び第２のガス供給経路２１０は、互いに連通されず、これにより、第１のガス及び第２のガスは、ガス噴射部３００からチャンバ１０の内部に分離して供給される。

【0041】

ここで、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方の内部にはヒーティング（ｈｅａｔｉｎｇ）手段３１２、３２２が設けられてもよい。洗浄工程中には低い洗浄温度に起因して装置の内部に副産物が付着する虞がある。このような現象は、下フレーム３２０の下面と後述する第１の電極３４２及び第２の電極３４４においてさらに深刻化する。このため、上フレーム３１０の内部には第１のヒーティング手段３１２を設け、下フレーム３２０の内部には第２のヒーティング手段３２２を設けて、上フレーム３１０、下フレーム３２０、第１の電極３４２及び第２の電極３４４に副産物が付着することを防ぎ、副産物が付着する場合にも剥がれ取られ易いようにすることができる。このとき、ヒーティング手段３１２、３２２は、ヒーティングライン（ｈｅａｔｉｎｇ ｌｉｎｅ）として形成されてもよい。

【0042】

また、ヒーティング手段３１２、３２２は、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方に複数に分割されて設けられてもよい。このとき、複数に分割されて設けられるヒーティング手段３１２、３２２は、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方を領域別に加熱してもよい。例えば、ヒーティング手段３１２、３２２は、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方において２つ、３つまたは４つの領域にそれぞれ設けられてもよく、チャンバ１０の内部の中心軸に比べてより低い温度を有するチャンバ壁側の温度をさらに高めるためにチャンバ壁寄りにさらに多くのヒーティング手段が配置可能である。このように、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方にヒーティング手段３１２、３２２を組み込んでチャンバ１０内の温度を高め、洗浄のための最適な温度を保つことにより、チャンバ１０内の副産物をより有効に取り除くことができる。

【0043】

一方、第２のヒーティング手段３２２は、下フレーム３２０を直接的に加熱する。このとき、下フレーム３２０から発せられる熱は、基板支持部２０へ向かう第１の電極３４２の端部まで有効に伝わる必要がある。したがって、下フレーム３２０と第１の電極３４２は金属接触（ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔａｃｔ）されて熱伝導率が向上する。

【0044】

ヒーティング手段３１２、３２２により上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方を加熱する場合、チャンバ１０内の温度は、１５０℃以上、且つ、３５０℃以下の温度に保たれ得る。これにより、洗浄工程が行われる洗浄温度は、１５０～３５０℃の温度に保たれ得る。洗浄温度が１５０℃未満である場合、洗浄効率が急減し、洗浄温度が３５０℃を超える場合、Ｏリング（Ｏ－ｒｉｎｇ）及びこれに係わる構造に歪みが生じてしまうという不都合があるため、ヒーティング手段３１２、３２２によりチャンバ１０内の温度は１５０℃以上、且つ、３５０℃以下の温度に加熱し、これを保つことにより、チャンバの内部に生じる副産物を有効に取り除くことが可能になる。

【0045】

一方、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方の内部にはクーリング（ｃｏｏｌｉｎｇ）手段３１４、３２４が設けられてもよい。このようなクーリング手段３１４、３２４は、例えば、蒸着工程中に高い蒸着温度に起因して上フレーム３１０または下フレーム３２０が歪まれてしまうことを防ぐ。クーリング手段３１４、３２４は、クーリングライン（ｃｏｏｌｉｎｇ ｌｉｎｅ）として形成されてもよく、ヒーティング手段３１２、３２２について説明するときに述べた事項と同様に、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方に複数に分割されて設けられてもよい。

【0046】

図１においては、ヒーティング手段３１２、３２２及びクーリング手段３１４、３２４が上フレーム３１０及び下フレーム３２０の内部の全領域にわたって積層されて設けられる構造を例にとって示したが、ヒーティング手段３１２、３２２及びクーリング手段３１４、３２４の位置及び配設領域は種々に変更して適用可能であることはいうまでもない。

【0047】

ガス噴射部３００は、下フレーム３２０の下面に設けられる絶縁プレート３３０を備えていてもよい。ここで、絶縁プレート３３０は、後述する第２の電極３４４と下フレーム３２０とを電気的に絶縁する役割を果たし、下フレーム３２０の下面のうち第１の電極３４２が形成される領域を除く残りの領域、または下フレーム３２０の下面のうち第１の電極３４２が形成される領域と、第１の電極３４２と第２の電極３４４とが離れる領域とを除く残りの領域を覆うように下フレーム３２０の下面に着脱自在に設けられてもよい。

【0048】

また、ガス噴射部３００は、噴射面に沿って複数が並んで形成される第１の電極３４２と、前記第１の電極３４２から離れるように前記第１の電極３４２の周りに形成される第２の電極３４４と、を備えていてもよい。

【0049】

第１の電極３４２は、下フレーム３２０の下面に下方に突き出るように形成されてガス噴射部３００から噴射されるガスの噴射面に沿って複数が並んで形成される。また、第１の電極３４２は、下フレーム３２０と一体に形成されてもよい。ここで、第１の電極３４２は、円形状または多角形状の断面を有するように突き出てもよく、第１の電極３４２のそれぞれは、角部において生じるアーキング（アーク発生、ａｒｃｉｎｇ）を防止したり極力抑えたりするために各角部が所定の曲げ率を有するように凸状に丸められたり凹状に丸められたりしてもよい。

【0050】

第２の電極３４４は、第１の電極３４２から離れるように前記第１の電極３４２の周りに沿って絶縁プレート３３０の下面に形成される。ここで、第２の電極３４４は、第１の電極３４２の形状に応じて円形状または多角形状に貫通され、第１の電極３４２から離れるように第１の電極３４２の各側面を取り囲む。

【0051】

ここで、第１のガス供給経路１１０は、第１の電極３４２を貫通して形成され、第２のガス供給経路２１０は、第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の離隔空間に接続されるように形成されてもよい。すなわち、第１のガスを供給するための第１のガス噴射孔１１２は、第１の電極３４２を貫通して形成され、第２のガスを供給するための第２のガス噴射孔２１２は、第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の離隔空間において下フレーム３２０または絶縁プレート３３０を貫通して形成されてもよい。ここで、第２のガス噴射孔２１２は、第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の離隔空間に沿って複数形成されてもよい。なお、下フレーム３２０の各側面と第２の電極３４４の周縁部分には絶縁体３６０が配備されてチャンバリッド１２と第２の電極３４４とを電気的に絶縁してもよい。

【0052】

電源供給部４００は、ガス噴射部３００と接続されて、ガス噴射部３００に電源を供給する。ここで、電源供給部４００は、第１の電極３４２及び第２の電極３４４の少なくとも一方に電源を供給してもよい。すなわち、電源供給部４００は第１の電極３４２に電源電圧を供給し、第２の電極３４４は接地されるように構成してもよく、逆に、第２の電極３４４に電源電圧を供給し、第１の電極３４２は接地されるように構成してもよい。また、第１の電極３４２と第２の電極３４４に互いに異なる電源電圧を供給してもよいことはいうまでもない。なお、基板支持部２０は接地されてもよいが、電源供給部４００により第１の電極３４２及び第２の電極の少なくとも一方とは異なる電源電圧が供給されてもよいことはいうまでもない。

【0053】

電源供給部４００が供給する電源は、高周波電力またはＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力、例えば、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力、ＭＦ（Ｍｉｄｄｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、ＨＦ（Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力、またはＶＨＦ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力になり得る。このとき、ＬＦ電力は、３ｋＨｚ～３００ｋＨｚの範囲の周波数を有し、ＭＦ電力は、３００ｋＨｚ～３ＭＨｚの範囲の周波数を有し、ＨＦ電力は、３ＭＨｚ～３０ＭＨｚの範囲の周波数を有し、ＶＨＦ電力は、３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚの範囲の周波数を有していてもよい。

【0054】

さらに、電源供給部４００は、第１の電極３４２または第２の電極３４４に供給されるプラズマ電源の負荷インピーダンスとソースインピーダンスとを整合させるためのインピーダンスマッチング回路を備えていてもよい。前記インピーダンスマッチング回路は、可変キャパシタ及び可変インダクタの少なくとも一方から構成される少なくとも２つのインピーダンス素子を備えていてもよい。

【0055】

制御部５００は、第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、互いに反応させて前記チャンバ１０内の副産物をエッチングするための反応ガスを生成するように、前記ガス噴射部３００及び電源供給部４００を制御してもよい。制御部５００は、ガス噴射部３００から供給される各ガスの供給量、供給流量などを制御し、電源供給部４００からガス噴射部３００へと印加される電力の種類、周波数範囲などを全般的に制御して、活性化された第１のガスと第２のガスからチャンバ１０内の副産物をエッチングするための反応ガス、例えば、塩化水素（ＨＣｌ）ガスが生成されるようにしてもよい。ここで、制御部５００は、第１のガス、第２のガス及び反応ガスの種類に応じて、第１のガス及び第２のガスの供給量を制御してもよい。例えば、第１のガスとして塩素ガス（Ｃｌ₂ ）が用いられ、第２のガスとして水素ガス（Ｈ₂ ）が用いられる場合、制御部５００は、第１のガスと第２のガスの供給量を同量に制御してもよい。これに対し、第１のガスとして三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ₃ ）が用いられ、第２のガスとして水素ガス（Ｈ₂ ）が用いられる場合、第２のガスの供給量が第１のガスの供給量よりも多くなるように制御してもよい。このように、制御部５００は、第１のガス、第２のガス及び反応ガスの種類に応じて第１のガス及び第２のガスの供給量を制御することにより、チャンバ１０内に最大限の効率で反応ガスを生成することが可能になる。

【0056】

図４は、本発明の実施形態によりプラズマが形成される様子を示す図である。図４においては、第１の電極３４２及び基板支持部２０が接地され、第２の電極３４４に電源電圧が供給される場合を例にとって示しているが、電源の供給構造はこれに何ら制限されないことはいうまでもない。

【0057】

図４に示すように、第１のガスは、実線にて示す矢印に沿ってチャンバ１０内に供給され、第２のガスは、点線にて示す矢印に沿ってチャンバ１０内に供給されてもよい。第１のガスは、第１の電極３４２の内部を貫通してチャンバ１０の内部に供給され、第２のガスは、第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の離隔空間を介してチャンバ１０の内部に供給される。

【0058】

ここで、第１の電極３４２及び基板支持部２０が接地され、第２の電極３４４に電源電圧が供給される場合、ガス噴射部３００と基板支持部２０との間には第１の活性化領域、すなわち、第１のプラズマ領域Ｐ１が形成され、第１の電極３４２と第２の電極３４４との間には第２の活性化領域、すなわち、第２のプラズマ領域Ｐ２が形成される。つまり、第２の電極３４４と基板支持部２０には互いに異なる電圧が供給されて、第２の電極３４４と基板支持部２０との間において第１のプラズマ領域Ｐ１が形成され、第１の電極３４２と第２の電極３４４にも互いに異なる電圧が供給されるため、第１の電極３４２と第２の電極３４４との間において第２のプラズマ領域Ｐ２が形成される。

【0059】

したがって、第１のガスが第１の電極３４２を貫通して供給される場合、第１のガスはガス噴射部３００の外部に形成される第１のプラズマ領域Ｐ１において活性化される。また、第２のガスが第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の離隔空間を介して供給される場合、第２のガスはガス噴射部３００の内部に相当する第１の電極３４２と第２の電極３４４との間、すなわち、第２のプラズマ領域Ｐ２から第１のプラズマ領域Ｐ１までの領域にわたって活性化される。したがって、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置は、第１のガスと第２のガスとを互いに異なる大きさのプラズマ領域において活性化させることができる。このように、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置の場合、プラズマが形成される領域を第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の領域まで拡張させてチャンバ１０内のプラズマ密度を向上させることができる。なお、第１のガスと第２のガスとが互いに異なる大きさのプラズマ領域において活性化されることにより、反応ガスを生成するための最適な供給経路で各ガスを振り分けることができる。このようにして活性化された第１のガスと第２のガスは、ガス噴射部３００の外部、例えば、第１のプラズマ領域Ｐ１において反応され、チャンバ１０内の副産物をエッチングして洗浄するための反応ガスを生成する。

【0060】

以下、図５に基づき、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄方法について詳しく説明する。本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄方法について説明するに当たって、前述したチャンバ洗浄装置に関する説明と重複する説明は省略する。

【0061】

図５は、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄方法を概略的に示す図である。図５を参照すると、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄方法は、互いに異なる経路でチャンバ１０内に第１のガス及び第２のガスを供給するステップ（Ｓ１００）と、前記第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、反応させて反応ガスを生成するステップ（Ｓ２００）と、前記反応ガスで前記チャンバ１０内の副産物をエッチングするステップ（Ｓ３００）と、前記チャンバ１０内に残留する残渣を取り除くステップ（Ｓ４００）と、を含む。

【0062】

第１のガス及び第２のガスを供給するステップ（Ｓ１００）においては、第１のガス提供部１００からの第１のガスと第２のガス提供部２００からの第２のガスとをガス噴射部３００を介してチャンバ１０内に供給する。すなわち、第１のガス及び第２のガスは、チャンバ１０内に設けられる単一のガス噴射部３００から同時に供給されてもよく、ここで、第１のガス及び第２のガスは、ガス噴射部３００内に互いに異なる経路として形成される第１のガス供給経路１１０及び第２のガス供給経路２１０に沿ってチャンバ１０内に供給されてもよい。

【0063】

ここで、第１のガス及び第２のガスは、前記チャンバ１０内の反応空間において互いに反応して反応ガスを生成するためのものであり、前記第１のガス及び第２のガスのどちらか一方は含塩素（Ｃｌ）ガスを含み、前記第１のガス及び第２のガスの他方は含水素（Ｈ）ガスを含んでいてもよい。また、含塩素（Ｃｌ）ガスは、Ｃｌ₂ 、ＢＣｌ₃ 、ＣｌＦ₃ 及びＣｌＦ₄ のうちの少なくとも一種を含み、含水素（Ｈ）ガスは、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 及びＨ₂ Ｏのうちの少なくとも一種を含んでいてもよいが、本発明はこれに制限されるものではなく、上述したように、ぞれぞれ塩素（Ｃｌ）または水素（Ｈ）を元素として含む多種多様なガスを用いてもよい。以下では、説明のしやすさのために、第１のガスとして含塩素（Ｃｌ）ガスを用い、第２のガスとして含水素（Ｈ）ガスを用いる場合を例にとって説明するが、これとは反対の場合にも同様に適用可能であることはいうまでもない。

【0064】

また、第１のガスは、含塩素（Ｃｌ）ガスを含んでいてもよく、第２のガスは、含水素（Ｈ）ガスを含んでいてもよいが、各ガスは、含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスの他にも、それぞれアルゴン（Ａｒ）、ゼノン（Ｚｅ）及びヘリウム（Ｈｅ）などの少なくとも一種のノニオン性ガスをさらに含んでいてもよい。この場合、ノニオン性ガスはキャリアガスの役割を果たしたり、含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスが逆流することを防ぐ役割を果たしたりしてもよく、電源が供給される場合、プラズマの形成のための放電効率を向上させることができる。

【0065】

第１のガス及び第２のガスは、ガス噴射部３００内においてそれぞれ別々の経路に沿ってチャンバ１０内に分離供給される。すなわち、第１のガスは、ガス噴射部３００内に形成された第１のガス供給経路１１０に沿ってチャンバ１０内に供給され、第２のガスは、ガス噴射部３００内に形成されて第１のガス供給経路１１０と連通されない第２のガス供給経路２１０に沿ってチャンバ１０内に供給される。このように、第１のガス及び第２のガスをガス噴射部３００内においてそれぞれ別々の経路に沿ってチャンバ１０内に供給することにより、ガス噴射部３００内において第１のガスと第２のガスとが反応することを防ぐことができ、これにより、ガス噴射部３００の損傷を防ぎ、チャンバ１０の内部をより有効に洗浄することが可能になる。

【0066】

さらに、第１のガス及び第２のガスを供給するステップ（Ｓ１００）においては、第１のガス、第２のガス及び反応ガスの種類に応じて第１のガスと第２のガスの供給量を制御して供給してもよい。すなわち、制御部５００は、前述したように、第１のガス、第２のガス及び反応ガスの種類に応じて第１のガスと第２のガスの供給量を同量に制御してもよく、第１のガスまたは第２のガスが他のガスよりもさらに多い供給量で供給されるように制御してもよい。

【0067】

第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、反応させて反応ガスを生成するステップ（Ｓ２００）においては、第１のガスと第２のガスをチャンバ１０の内部に形成されるプラズマ領域において活性化させ、プラズマ領域において活性化された第１のガスと第２のガスとを反応させて反応ガスを生成する。このために、電源供給部４００は、前述したように、第１の電極３４２及び第２の電極３４４の少なくとも一方に電源電圧を供給してもよく、第１の電極３４２または第２の電極３４４にのみ電源電圧を供給したり、第１の電極３４２と第２の電極３４４に互いに異なる電源電圧を供給したりしてもよい。

【0068】

さらにまた、ガス噴射部３００において、第１の電極３４２は、下フレーム３２０の下面に下方に突き出るように形成されてガス噴射部３００から噴射されるガスの噴射面に沿って複数が並んで形成されてもよく、第２の電極３４４は、第１の電極３４２から離れるように前記第１の電極３４２の周りに沿って絶縁プレート３３０の下面に形成されてもよい。すなわち、第１の電極３４２及び第２の電極３４４は、ガス噴射部３００の噴射面に沿って形成されてもよく、この場合、別途の遠隔プラズマソース（ＲＰＳ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ）が不要になり、温度の制約が少ないばかりではなく、プラズマ密度を向上させることができる。ガス噴射部３００と、第１の電極３４２及び第２の電極３４４の詳細な構造は、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置と関連して説明した通りであるため、これと重複する説明は省略する。

【0069】

ここで、反応ガスを生成するステップ（Ｓ２００）においては、第１のガスをガス噴射部３００の外部において活性化させ、第２のガスをガス噴射部３００の内部から活性化させてもよい。すなわち、図４に基づいて上述したように、第１のガスが第１の電極３４２を貫通して供給される場合、第１のガスは、ガス噴射部３００の外部に形成される第１のプラズマ領域Ｐ１において活性化される。また、第２のガスが第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の離隔空間を介して供給される場合、第２のガスは、ガス噴射部３００の内部に相当する第１の電極３４２と第２の電極３４４との間、すなわち、第２のプラズマ領域Ｐ２から活性化されて、第１のプラズマ領域Ｐ１にわたって活性化される。これにより、反応ガスを生成するステップ（Ｓ２００）においては、第１のガスと第２のガスを互いに異なる大きさのプラズマ領域において活性化させることができ、プラズマが形成される領域を第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の領域まで拡張させてチャンバ１０内のプラズマ密度を向上させることができるだけではなく、反応ガスを生成するための最適な供給経路で第１のガスと第２のガスを振り分けることができる。

【0070】

さらにまた、活性化された第１のガスと第２のガス、例えば、含塩素（Ｃｌ）ガスと含水素（Ｈ）ガスはそれぞれ別々の経路でチャンバ１０内に供給されて、直接的にチャンバ１０の洗浄のための洗浄ガスとしても一部用いられてもよいが、活性化された含塩素（Ｃｌ）ガスと活性化された含水素（Ｈ）ガスは相互反応性が高いため、ガス噴射部３００の外部、例えば、第１のプラズマ領域Ｐ１において反応し、その結果、チャンバ１０内の副産物をエッチングするための反応ガス、例えば、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを生成する。生成された塩化水素（ＨＣｌ）ガスは、チャンバ１０内に積もる亜鉛酸化物などの有機金属酸化物を含む副産物を効率よくエッチングするための主な洗浄ガスとなる。

【0071】

反応ガスで前記チャンバ１０内の副産物をエッチングするステップ（Ｓ３００）においては、生成された反応ガスをチャンバ１０内の副産物と物理化学的に反応させてエッチングする。例えば、塩化水素（ＨＣｌ）ガスは、チャンバ１０内に積もる副産物と物理化学的に反応して、有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程などから生じる亜鉛酸化物などの有機金属酸化物を含む副産物を効率よくエッチングして１次洗浄してもよい。

【0072】

残渣を取り除くステップ（Ｓ４００）においては、前述した副産物をエッチングするステップ（Ｓ３００）において生じるチャンバ１０内の残渣をチャンバ１０の外部に排出して取り除く。ここで、残渣を取り除くステップ（Ｓ４００）は、前記チャンバを活性化された含水素（Ｈ）洗浄ガスで２次洗浄するステップと、前記チャンバを活性化された含酸素（Ｏ）洗浄ガスで３次洗浄するステップと、を含んでいてもよい。なお、２次洗浄するステップは、前記チャンバ内に残留する塩素（Ｃｌ）成分を取り除くステップを含み、３次洗浄するステップは、前記チャンバ内に残留する水素（Ｈ）成分を取り除くステップを含んでいてもよい。

【0073】

活性化された含塩素（Ｃｌ）ガスと含水素（Ｈ）ガスとを反応させて塩化水素（ＨＣｌ）ガスを生成し、生成された塩化水素（ＨＣｌ）ガスによりチャンバ１０内の副産物をエッチングすれば、活性化された含塩素（Ｃｌ）ガス及び塩化水素（ＨＣｌ）ガスにより生じる塩素（Ｃｌ）原子、塩素（Ｃｌ）ラジカル、塩素（Ｃｌ）イオン及び電子を含む塩素（Ｃｌ）成分の残渣がチャンバ１０内に残留してしまう。このため、このような塩素（Ｃｌ）成分の残渣を取り除くために、チャンバ１０内を活性化された含水素（Ｈ）洗浄ガスで水素プラズマ処理して２次洗浄する。水素プラズマ処理のために水素プラズマは遠隔プラズマを用いてチャンバ１０内に供給されてもよいが、チャンバ１０内に供給される含水素（Ｈ）洗浄ガスを活性化させてチャンバ１０内において直接的に行われてもよく、第２のガスとして水素ガス（Ｈ₂ ）を用いる場合には、第２のガスをそのまま用いて水素プラズマ処理を行ってもよい。このような水素プラズマ処理により形成される水素（Ｈ）ラジカルは塩素（Ｃｌ）成分と反応し、これにより、チャンバ１０内に残留する塩素（Ｃｌ）成分の残渣が取り除かれる。

【0074】

また、水素プラズマ処理後には、活性化された含水素（Ｈ）ガス及び水素プラズマ処理後に生じる水素（Ｈ）原子、水素（Ｈ）ラジカル、水素（Ｈ）イオン及び電子を含む水素（Ｈ）成分の残渣がチャンバ１０内に残留してしまう。このため、このような水素（Ｈ）成分の残渣を取り除くためにチャンバ１０内を活性化された含酸素（Ｏ）洗浄ガスで酸素プラズマ処理して３次洗浄する。酸素プラズマは、水素プラズマの場合と同様に、遠隔プラズマを用いてチャンバ１０内に供給されてもよいが、チャンバ１０内に供給される含酸素（Ｏ）洗浄ガスを活性化させてチャンバ１０内において直接的に行われてもよい。この場合、含酸素（Ｏ）洗浄ガスを提供する含酸素（Ｏ）ガス提供部（図示せず）をさらに備えていてもよく、含酸素（Ｏ）ガス、例えば、酸素ガス（Ｏ₂ ）は、ガス噴射部３００を介してチャンバ１０内に供給されてもよい。

【0075】

ここで、水素プラズマ処理のための含水素洗浄ガスと酸素プラズマ処理のための含酸素洗浄ガスは、第１のガス及び第２のガスの少なくとも一方と同じ経路でチャンバ１０内に供給されてもよい。また、前述したように、第２のガス供給経路２１０は、電源が供給される第１の電極３４２と第２の電極３４４との間の離隔空間に接続されるように形成されるので、水素プラズマまたは酸素プラズマを高密度にてより効率よく生じさせるために、水素プラズマ処理または酸素プラズマ処理の際に供給される含水素洗浄ガスまたは含酸素洗浄ガスは、第２のガス供給経路２１０を介してチャンバ１０内に供給してもよい。

【0076】

このような１次洗浄ステップ、２次洗浄ステップ及び３次洗浄ステップは、１５０℃以上、且つ、３５０℃以下の温度条件下で行われてもよい。前述したように、上フレーム３１０及び下フレーム３２０の少なくとも一方の内部にはヒーティング手段３１２、３２２が設けられてもよいため、ヒーティング手段３１２、３２２による加熱により、各洗浄ステップにおいて、チャンバの内部は１５０～３５０℃の温度に制御可能である。この場合、前述したように、Ｏリング及びこれに係わる構造の歪みを防ぐとともに、副産物を取り除くための最適な温度範囲を有する。

【0077】

本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄方法は、基板処理過程とインサイチュ（Ｉｎ－Ｓｉｔｕ）にて行われてもよい。すなわち、基板支持部２０に基板が載置されて、例えば、有機金属化学気相蒸着工程が行われて基板の上に亜鉛酸化物、すなわち、インジウムとガリウムとがドープされた亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）が蒸着され、蒸着が終わると、基板は外部に搬出される。次いで、チャンバ１０の内部を洗浄するために、チャンバ１０の内部に工程ガスを供給することなく、含塩素（Ｃｌ）ガス及び含水素（Ｈ）ガスを含む第１のガス及び第２のガスを供給する。電源が供給されて活性化された第１のガス及び第２のガスが反応して塩化水素（ＨＣｌ）ガスが生成されれば、チャンバ１０の内部において副産物と物理化学的に反応して副産物がエッチングされて取り除かれる。一方、洗浄が終わると、第１のガス及び第２のガスの供給を中断し、再び基板をチャンバ１０の内部に搬入して有機金属化学気相蒸着工程を行ってもよい。

【0078】

したがって、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法によれば、チャンバ１０内に互いに異なる経路で分離されて供給される第１のガス及び第２のガスを活性化させ、且つ、互いに反応させて生成される反応ガスでチャンバ１０内の副産物をエッチングすることにより、洗浄中にガス噴射部がエッチングされ且つ損なわれ、しかも、パーティクルが生じるという現象を防ぐことができる。

【0079】

また、ガス噴射部３００の噴射面に沿って形成される第１の電極３４２及び第２の電極３４４によりプラズマを形成してチャンバ１０内のプラズマ密度を向上させ、分離供給される第１のガス及び第２のガスを互いに有効に反応させることができる。

【0080】

さらに、上フレーム及び下フレームの少なくとも一方にヒーティング手段を組み込んでチャンバ内の温度を高め、洗浄のための最適な温度を保つことにより、チャンバ内の副産物をより有効に取り除くことができる。

【0081】

のみならず、本発明の実施形態に係るチャンバ洗浄装置及びチャンバ洗浄方法によれば、頻繁な洗浄が求められる化学気相蒸着工程においてチャンバを取り外すことなくインサイチュにて洗浄を行うことが可能になることから、作業能率の向上及び高い装置再現性と稼働率の確保を図ることができる。

【0082】

以上、本発明の好適な実施形態が特定の用語を用いて説明及び図示されたが、これらの用語は、単に本発明を明確に説明するためのものに過ぎず、本発明の実施形態及び記述された用語は、特許請求の範囲の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び変化が加えられるということは明らかである。これらの変形された実施形態は、本発明の思想及び範囲から個別的に理解されてはならず、本発明の特許請求の範囲内に属するものといえるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】