서브챔버를 가지는 에칭 챔버 document_id A220623053640

반도체 재료 및/또는 기판의 기상 에칭(vapor etching)은 이플르오르화 크세논(xenon difluoride)과 같은 가스를 이용하여 수행된다. 명확하게는, 이플르오르화 크세논 에칭에 있어서, 이플르오르화 크세논 가스는 실리콘 및 몰리브덴과 같은 고형 재료(solid materials)와 반응하고, 상기 재료들은 기상(gas phase)으로 변환된다. 이러한 재료들의 제거는 에칭으로 알려져 있다. 이플르오르화 크세논과 같은 기상 에칭을 수행하는데 사용되는 일부 가스들은 비싸며, 따라서, 이러한 에칭 가스의 낭비는 최소화되어야 한다. 그러나, 반도체 산업에서의 표준 생산 에칭 시스템은 전형적으로 가스 이용을 최대화하도록 최적화되어 있지 않다. 특히, 중앙 로봇 주위의 클러스터 배열(cluster arrangement)에 전형적으로 연결되는 모듈형 장비 표준 위원회(MESC; Modular Equipment Standards Committe) 호환 챔버들은 본질적으로 큰 챔버 용적을 가진다. 이러한 큰 챔버 용적은 주로 웨이퍼(wafer)를 위한 접근을 제공하는데 사용되는 사이드 포트(side port)로 인한 것이다. 또한, 많은 MESC 호환 챔버들은 큰 직경의 웨이퍼들, 예를 들어 200mm 직경의 웨이퍼의 가공을 위해 사용될 수 있지만, 또한 보다 작은 직경의 웨이퍼들, 예를 들어 100mm 직경의 웨이퍼를 가공하는데 사용될 수도 있다. 보다 작은 웨이퍼를 가공하는데 보다 큰 챔버를 사용하면, 에칭 가스가 더 낭비된다. 이는 하나 이상의 웨이퍼 크기가 사용되는 설비에서는 흔히 일어나는 일이다 또한, MESC 호환 챔버들이 일측에 웨이퍼 로딩 포트(wafer loading port)를 가지므로 챔버들은 본질적으로 비대칭이다. 이러한 비대칭은, 이로 인해 상기 가스가 상기 웨이퍼에 대해 축대칭으로 분포되지 않기 때문에, 상기 웨이퍼의 비균일한 에칭을 초래한다. 그러므로, 제한없이 내부에 서브챔버 조립체가 구비되고 감소된 챔버 용적이 형성된 SC 호환 에칭 챔버 또는 로딩용 포트가 일측에 구비된 다른 에칭 챔버와 같은 챔버가 필요하다. 이 챔버는 바람직하게는 축대칭형이고, 애칭가스의 이용을 최대화하고, 웨이퍼 에칭 균일성을 향상시키는 것이다. [발명의 요약] 본 발명은 제 1 챔버가 구비된 반도체 웨이퍼 또는 시료 에칭 시스템이다. 제 1 챔버는 제 1 용적을 갖는 상기 제 1 챔버의 외부 및 내부의 사이에 반도체 웨이퍼 또는 시료의 통로를 위한 로딩포트(loading port) 및 상기 제1챔버의 내부와 연통가능한 진공포트(vacuum port)를 포함한다. 웨이퍼 또는 시료 홀더는 제 1 챔버의 내부에 배치되어 로딩포트를 통과한 반도체 웨이퍼 또는 시료를 지지한다. 서브 챔버 조립체는 상기 제 1 챔버 내에 배치된다. 상기 서브챔버 조립체는 상기 로딩포트를 통과한 반도체 웨이퍼 또는 시료가 시료 홀더에 로딩될 수 있는 개방 위치와, 상기 서브챔버 조립체와 상기 제 1 챔버의 조합이 시료 홀더 및 진공 포트를 포함하는 보다 작은 제 2 용적을 한정하는 제 2 챔버를 형성하는 폐쇄 위치 사이에서 이동가능하다. 상기 에칭 시스템은 반도체 웨이퍼 또는 시료를 시료 홀더로 또는 시료 홀더로부터 승강시키기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 승강시키기 위한 수단은 그 가장자리를 따라 승강 도중 반도체 웨이퍼 또는 시료를 지지하기 위한 수단, 반도체 웨이퍼 또는 시료를 승강시키기 위한 공압 또는 유압 메커니즘, 및/또는 반도체 웨이퍼 또는 시료를 승강시키기 위한 전동 액츄에이터를 포함할 수 있다. 상기 에칭 시스템은 상기 서브 챔버 조립체에서 상기 제2챔버로 에칭 가스의 통과를 위한 에칭 가스 포트(etching gas port)와 에칭 가스를 상기 에칭 가스 포트로 통과시키기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 특히 서브챔버 조립체가 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 시료 홀더에 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료를 클램핑 또는 홀딩하기 위한 위한 수단이 제공될 수 있다. 또한, 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료가 상기 시료 홀더에 위치될 때상기 반도체 웨이퍼 또는 시료와 상기 시료 홀더 사이로 가스를 도입하기 위한 수단도 제공될 수 있다. 서브챔버 조립체가 폐쇄 위치에 있을 때 그 사이로 가스가 통과하는 것을 방지하기 위해 상기 서브챔버 조립체와 상기 제 1 챔버 사이에 제 1 씰(first seal) 배치될 수 있다. 어댑터 링(adaptor ring)이 상기 서브챔버 조립체 및 상기 제 1 챔버 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 서브챔버 조립체가 폐쇄 위치에 있을 때 그 사이로 가스가 통과하는 것을 방지하기 위해 상기 어댑터 링 및 상기 제 1 챔버 사이에 제 2 씰(second seal)이 배치될 수 있다. 본 발명은 또한, (a) 반도체 웨이퍼 또는 시료를 제 1 챔버의 시료 홀더에 위치시키는 단계; (b) 상기 시료 홀더 상의 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료를 상기 제 1 챔버 내의 제 2 챔버 내에 수납하는 단계; (c) 상기 제 2 챔버로부터 가스를 빼는 단계; 및 (d) 에칭 가스를 상기 제 1 챔버가 아닌 상기 제 2 챔버로 도입하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼 또는 시료를 에칭하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 또한 상기 시료 홀더에 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료를 클램핑하는 단계 및/또는 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료와 상기 시료 홀더 사잉에 열전도성 가스를 도입하는 단계가 포함될 수 있다. 상기 제 1 챔버는 제 1 용적을 갖을 수 있고, 상기 제 2 챔버는 상기 제 1 용적과 동일 공간에 있는 보다 작은 제 2 용적을 갖을 수 있다. 끝으로, 본 발명은 제 1 챔버, 상기 제 1 챔버 내의 시료 홀더 및 상기 제 1 챔버내의 서브챔버 조립체를 포함하는 반도체 웨이퍼 또는 시료 에칭 시스템이다. 상기 서브챔버 조립체는 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 운동할 수 있다. 여기서 제 1 위치는 상기 시료 홀더에 또는 시료 홀더로부터 반도체 웨이퍼 또는 시료의 도입 또는 제거를 허락하고, 상기 서브챔버 조립체와 상기 제 1 챔버의 조합에서의 제 2 위치는 상기 제 1 챔버내에서 둘러쌓인 제 1 챔버를 정의한다. 상기 시료 홀더에서 또는 시료 홀더로부터 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료를 승강하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 상기 승강시키기 위한 수단은 그 가장자리를 따라 승강 도중 반도체 웨이퍼 또는 시료를 지지하기 위한 수단, 반도체 웨이퍼 또는 시료 반도체 웨이퍼 또는 시료를 승강시키기 위한 공압 또는 유압 메커니즘, 및/또는 반도체 웨이퍼 또는 시료를 승강시키기 위한 전동 액츄에이터를 포함할 수 있다. 상기 제 1 챔버가 아닌, 상기 제 2 챔버내로 에칭 가스를 통과시키기 위한 장치가 제공될 수 있다. 특히 상기 서브 챔버 조립체가 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 시료 홀더에 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료를 홀딩하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 또한, 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료가 상기 시료 홀더에 구비될 때 상기 반도체 웨이퍼 또는 시료와 상기 시료 홀더 사이로 가스가 도입될 수 있도록 하는 수단이 구비될 수 있다. 상기 서브 챔버 조립체가 폐쇄 위치에 있을 때, 그들 사이로 가스가 통하는 것을 피하기 위하여 상기 서브 챔버 조립체와 상기 제 1 챔버사이에 적어도 하나의 씰(seal)이 구비될 수 있다. 어댑터 링은 상기 서브 챔버 조립체와 상기 제 1 챔버사이에 구비될 수 있고, 상기 밀폐 위치에서 상기 서브 챔버 조립체는 상기 어댑터 링과 접촉하고, 차례로, 상기 어댑터 링은 상기 제 1 챔버와 접촉한다.