KR20160021785A - 복수개의 구조물을 생산하기 위한 프로세스 - Google Patents

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Abstract

이 프로세스는, a) 상기 복수개의 구조물(S)을 수용하기에 적합한 체임버(10)를 제공하는 단계, b) 상기 체임버(10)가 비산화 분위기를 가지도록 상기 체임버(10) 안에 가스 흐름(F)을 순환시키는 단계, c) 상기 유전체의 상기 산화물 내에 존재하는 산소가 상기 활성 레이어를 통하여 확산되어 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료와 반응하여 휘발성 재료가 생성되는 문턱값 위의 온도에서 상기 복수개의 구조물(S)을 열 처리하는 단계를 포함하며, 상기 프로세스는 상기 가스 흐름(F)이 상기 복수개의 구조물(S) 사이의 순환 속도(rate of circulation)를 가지고, 상기 순환 속도가 상기 휘발성 재료의 상기 가스 흐름 안으로의 확산 속도(rate of diffusion)보다 크도록 상기 단계 b)가 수행되는 점에서 주목할 만하다.

Description

복수개의 구조물을 생산하기 위한 프로세스{Method for producing a plurality of structures}
본 발명은 기판, 산화물을 포함하는 유전체, 및 반도체 재료를 포함하는 활성 레이어를 각각 연이어 포함하는 복수개의 구조물을 생산하기 위한 프로세스에 관한 것이다.
"활성 레이어"라는 표현은 레이어{또는 복수개의 서브레이어들(sublayers)}을 지칭하는바, 그 레이어 상에 또는 그 레이어 안에 특히 미세전자공학(microelectronics), 광학 및 광전자공학의 분야에서의 용례들을 위하여 의도된 구성요소들이 생산될 것이다.
선행 기술로부터 알려진 도 1a에 도시된 생산 프로세스는:
a) 상기 복수개의 구조물(S)을 수용하기에 적합한 체임버(10)를 제공하는 단계,
b) 상기 체임버(10)가 비산화 분위기를 가지도록 상기 체임버(10) 안에 (화살표들로 도시되는) 가스 흐름(F)을 순환시키는 단계,
c) 상기 유전체의 상기 산화물 내에 존재하는 산소가 상기 활성 레이어를 통하여 확산되어 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료와 반응하여 휘발성 재료가 생성되는 문턱값 위의 온도에서 상기 복수개의 구조물(S)을 열 처리하는 단계를 포함한다.
단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버는 장치(1)의 부분이며, 상기 체임버에는 상기 구조물들(S)을 지지하기에 적합한 지지 시스템(4)이 설치된다.
상기 비산화 분위기는 (아르곤과 같은) 불활성 기체 또는 환원성 가스(reducing gas)의 지속적인 가스 흐름(F)에 의하여 단계 b) 동안에 얻어질 수 있다.
"비산화(non-oxidizing)"라는 용어는 10ppm 미만의 산소 함량을 가지는 분위기(atmosphere)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 상기 가스 흐름(F)은 유입구(2)를 거쳐 상기 체임버(10) 안으로 주입되고 유출구(3)를 거쳐 상기 체임버(10)로부터 방출된다.
상기 열 처리는 단계 c) 동안에 고온에서, 통상적으로는 1200°C 대의 고온에서 수행된다.
상기 단계 b) 및 c)는 바람직하게는 동시에 수행된다는 점이 주목되어야 한다.
그러한 선행 기술 프로세스는 특히 상기 유전체가 이산화규소를 포함하는 때에, 그리고 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료가 규소를 포함하는 때에 이용된다. 그렇다면 상기 생성된 휘발성 재료는 일산화규소를 포함한다. 따라서 단계 c)는 상기 유전체를 부분적으로 용해시키는 것을 가능하게 한다. 그러한 선행 기술 프로세스는 200nm 미만의 유전체 두께를 요하는 구조물들의 생산에 특히 유리하다.
본 발명 기술분야의 통상의 기술자는 코논후크(Kononchuk)에 의한 논문(Kononchuk et al., Novel trends in SOI technology for CMOS applications, Solid State Phenomena, vols. 156-158 (2010), pp. 69-76, and also Kononchuk et al., Internal Dissolution of Buried Oxide in SOI Wafers, Solid State Phenomena, vols. 131-133 (2008), pp. 113-118)에서 그러한 프로세스의 기술적 설명을 찾을 수 있을 것이다.
그러나 그러한 선행 기술 프로세스는, 단계 c) 동안의 상기 유전체의 용해가 균일하지 않아 생산되는 구조물 내 상기 유전체의 두께의 불균일성으로 이어질 수 있다는 것이 본 출원인에 의하여 관찰되었다는 점에 있어서는 완전히 만족스러운 것은 아니다. 이 불균일성은 상기 유전체의 원하는 두께가 작고(예를 들어 20nm 또는 10nm 미만) 그 구조물의 직경이 큰 때에(300mm, 450mm)는 심지어 더 해롭다.
본 발명은 앞서 언급된 단점을 극복하는 것을 목표로 하고, 기판, 산화물을 포함하는 유전체, 및 반도체 재료를 포함하는 활성 레이어를 각각 연이어 포함하는 복수개의 구조물을 생산하기 위한 프로세스에 관한 것인바, 상기 프로세스는:
a) 상기 복수개의 구조물을 수용하기에 적합한 체임버를 제공하는 단계,
b) 상기 체임버가 비산화 분위기를 가지도록 상기 체임버 안에 가스 흐름을 순환시키는 단계,
c) 상기 유전체의 상기 산화물 내에 존재하는 산소가 상기 활성 레이어를 통하여 확산되어 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료와 반응하여 휘발성 재료가 생성되는 문턱값 위의 온도에서 상기 복수개의 구조물을 열 처리하는 단계를 포함하며, 상기 프로세스는 상기 가스 흐름이 상기 복수개의 구조물 사이의 Vf로 표기되는 순환 속도(rate of circulation)를 가지고, 상기 순환 속도가 상기 휘발성 재료의 상기 가스 흐름 안으로의 Vd로 표기되는 확산 속도(rate of diffusion)보다 크도록 상기 단계 b) 및 c)가 수행되는 점에서 주목할 만하다.
본 출원인은 본질적으로 단계 c) 동안의 상기 유전체의 용해의 불균일성이 상기 구조물의 가장자리보다 상기 구조물의 중심에서 더 큰, 상기 활성 레이어의 부근에서의 상기 휘발성 재료의 축적으로 인한 것이라는 점을 관찰하였다. 상기 휘발성 재료의 이러한 농도 구배는 상기 구조물의 중심에서의 상기 유전체의 과도한 두께로 귀결된다. 특히, 상기 복수개의 구조물 사이의 가스 흐름의 순환 속도는 상기 가스 흐름 안으로의 상기 휘발성 재료의 확산 속도에 비하여 매우 느린바; 전형적으로는 Vf/Vd < 10이다. 따라서 상기 휘발성 재료의 방출은 상기 구조물들의 가장자리들을 향하여 대부분 (mm/s 대의 속도로 되는) 확산에 의하여 이루어진다. 이에 따라 상기 활성 레이어의 부근에서의 상기 휘발성 재료의 농도 구배는 상기 구조물들의 가장자리에 비한, 상기 구조물의 중심들에서의 상기 유전체의 용해의 감속으로 이어진다.
본 발명은 상기 복수개의 구조물 사이의 가스 흐름의 Vf로 표기되는 순환 속도가 상기 휘발성 재료의 상기 가스 흐름 안으로의 Vd로 표기되는 확산 속도보다 크게 함으로써 이 문제를 해결한다. 따라서 상기 구조물들 사이의 상기 휘발성 재료의 농도 구배는 상기 휘발성 재료의 강제 순환을 만듦으로써 방지되며, 단계 c) 동안의 상기 유전체의 용해는 균일하게 이루어지는바, 이는 생산되는 구조물들 내 상기 유전체의 두께의 균일성으로 귀결된다.
상기 단계 b) 및 c)가 바람직하게는 동시에 수행된다는 점이 주목되어야 한다.
유리하게는, 상기 단계 b) 및 c)는 Vf/Vd ≥ 100이도록, 바람직하게는 Vf/Vd ≥ 1000이도록 수행된다.
따라서 상기 체임버 안의 상기 가스 흐름의 순환 속도와 상기 가스 흐름 안으로의 상기 휘발성 재료의 확산 속도 사이의 그러한 비율들은 각각의 구조물 사이의 기능 레이어(useful layer) 부근에서의 상기 휘발성 재료의 농도 구배가 급격하게 감소되는 것으로 귀결된다.
일 실시례에 따르면, 상기 단계 b)는 상기 가스 흐름이 각각의 구조물의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 수행된다.
따라서 상기 휘발성 재료의 강제 순환이 상기 복수개의 구조물 사이에서 이루어진다.
일 실시례에 따르면, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버는 길이방향 축을 따라 연장되며, 단계 b)는 상기 가스 흐름을 상기 체임버 안으로 주입함을 포함하며, 상기 주입은 상기 길이방향 축에 평행하게 지향되고, 단계 a)는 주입되는 상기 가스 흐름을 각각의 구조물의 상기 활성 레이어의 부근 안으로 안내하기 위하여 구성된 안내 수단을 상기 체임버에 설치(equipping)함으로 이루어지는 단계를 포함하며, 상기 안내 수단은 바람직하게는 상기 체임버의 주위 둘레에 위치된 핀들(fins)을 포함한다.
일 실시례에 따르면, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버는 길이방향 축을 따라 연장되며, 단계 b)는 상기 가스 흐름을 상기 체임버 안으로 주입함을 포함하며, 상기 주입은 상기 길이방향 축에 평행하게 지향되고, 단계 a)는 상기 복수개의 구조물을 지지하기 위하여 구성된 지지 부재들을 상기 체임버에 설치함으로 이루어지는 단계를 포함하며, 상기 지지 부재들은 상기 가스 흐름이 각각의 구조물의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 길이방향 축을 중심으로 상기 체임버에 대하여 회전 가능하게 움직일 수 있다.
일 특징에 따르면, 구조물의 상기 지지 부재들은 상기 길이방향 축을 중심으로 부분적으로 권취된 나선형을 형성하며, 상기 구조물의 각각의 지지 부재는 상기 나선형의 날(blade)을 형성한다.
따라서 그러한 지지 부재들은 상기 가스 흐름의 교반(stirring)에 의하여 각각의 구조물 사이의 기능 레이어의 부근에서의 상기 휘발성 재료의 농도 구배를 급격히 감소시키는 것을 가능하게 한다.
일 실시 변형례에 따르면, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버는 길이방향 축을 따라 연장되고, 단계 b)는 상기 가스 흐름을 상기 체임버 안으로 주입함을 포함하며, 상기 주입은 상기 가스 흐름이 각각의 구조물의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 길이방향 축에 대하여 직각으로 지향되고 각각의 구조물을 향하여 배향된다.
유리하게는 상기 프로세스는 각각의 구조물의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하는 상기 가스 흐름을 방출하는 단계를 포함하며, 상기 가스 흐름의 상기 체임버 밖으로의 방출은 상기 체임버의 길이방향 축에 대하여 직각으로 지향된다.
따라서, 각각의 구조물에 전용되는 그러한 방출은 상기 길이방향 축을 따라 상기 휘발성 재료의 농도 구배를 방지할 수 있게 한다.
다른 일 실시 변형례에 따르면, 단계 b)는 상기 가스 흐름을 상기 체임버 안으로 주입하는 단계를 포함하며, 상기 주입은 각각의 구조물의 중심으로 지향된다.
따라서 상기 휘발성 재료의 강제 순환이 상기 구조물의 중심으로부터 상기 구조물의 가장자리들을 향하여 이루어지는바, 이는 각각의 구조물 사이의 상기 기능 레이어의 부근에서의 상기 휘발성 재료의 농도 구배를 방지하게 위한 것이다.
유리하게는, 단계 a)는 상기 복수개의 구조물을 지지하기 위하여 구성된 지지 부재들을 상기 체임버에 설치함으로 이루어지는 단계를 포함하고, 상기 지지 부재들은 구조물의 중심으로 주입되는 상기 가스 흐름을 안내하기 위하여 구성된 덕트(ducts)들을 형성한다.
따라서 그러한 지지 부재들은 이중의 역할을 수행하는바, 그 이중의 역할은: 상기 구조물들의 지지 및 상기 가스 흐름의 주입이다.
일 실시례에 따르면, 상기 프로세스는 상기 가스 흐름을 상기 체임버 밖으로 방출하는 단계를 포함하고, 방출된 상기 가스 흐름의 일 부분은 상기 체임버로 재주입된다.
따라서 상기 구조물들의 중심과 가장자리 사이의 농도의 균질성에 더하여 휘발성 재료의 농도가 상기 체임버를 따라 균질화된다.
유리하게는, 각각의 구조물의 상기 활성 레이어는 자유 표면(free surface)을 가지고, 단계 a)는 상기 복수개의 구조물을 지지하기 위하여 구성된 지지 수단을 상기 체임버에 설치함으로 이루어지는 단계를 포함하고, 상기 프로세스는 상기 지지 수단을 각각의 구조물의 상기 활성 레이어의 상기 자유 표면에 대하여 직각인 축을 중심으로 하는 회전 동작(rotational motion)으로 설정하는 단계를 포함한다.
따라서 동작에 있어서의 그러한 설정은 각각의 구조물의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하는 상기 가스 흐름의 비대칭성을 방지할 수 있게 한다.
일 실시례에 따르면, 상기 유전체는 이산화규소를 포함하며, 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료는 규소를 포함하고, 상기 생성된 휘발성 재료는 일산화규소를 포함한다.
다른 특징들 및 장점들은 본 발명에 따른 생산 프로세스의 비한정적 예시들로서 주어진 실시례들의 뒤를 잇는 첨부된 도면들을 참조한 설명에서 드러날 것인바, 그 첨부된 도면들 중에서:
- (위에서 이미 언급된) 도 1a는 선행 기술에 따른 일 실시례를 구현하기 위한 장치의 길이방향 단면도이며,
- 도 1b는 본 발명의 제1 실시례를 구현하기 위한 장치의 길이방향 단면도이며,
- 도 2는 본 발명의 제2 실시례를 구현하기 위한 장치의 횡방향 단면도이며,
- 도 3은 본 발명의 제3 실시례를 구현하기 위한 장치의 길이 방향 단면도이며,
- 도 4는 본 발명의 제3 실시례를 구현하기 위한 장치의 횡방향 단면도이고,
- 도 5는 본 발명의 제4 실시례를 구현하기 위한 장치의 횡방향 단면도이다.
설명의 간략화를 위하여, 다양한 실시례들에 있어서 동일한 구성요소들 또는 같은 역할을 수행하는 구성요소들에 대하여 같은 참조부호가 이용될 것이다.
도 1b에 도시된 장치(1)는 기판, 산화물을 포함하는 유전체, 및 반도체 재료를 포함하는 활성 레이어를 각각 연이어 포함하는 복수개의 구조물(S)을 생산하기 위한 장치이다.
상기 장치(1)는:
- 상기 복수개의 구조물(S)을 수용하기에 적합한 체임버(10),
- 상기 체임버(10)가 비산화 분위기를 가질 수 있도록 상기 체임버(10) 안에서 가스 흐름(F)을 순환시키기 위한 수단,
- 상기 유전체의 상기 산화물 내에 존재하는 산소가 상기 활성 레이어를 통하여 확산되어 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료와 반응하여 휘발성 재료가 생성되는 문턱값 위의 온도에서 상기 복수개의 구조물(S)의 열 처리를 야기할 수 있는 가열 수단을 포함한다.
"비산화"라는 용어는 10ppm 미만의 산소 함량을 가지는 분위기를 의미하는 것으로 이해된다.
상기 체임버(10)에는 상기 구조물들(S)을 지지하기에 적합한 지지 시스템(4)이 설치된다. 상기 체임버(10)는 수직 길이 방향 축(Z’-Z)을 따라 연장된다.
상기 순환 수단은 상기 가스 흐름을 상기 체임버(10) 안으로 주입하기 위한 복수개의 주입 덕트들(20)을 포함한다. 상기 주입 덕트들(20)은 상기 가스 흐름(F)의 유입구(2)에 의하여 서로 연결된다. 각각의 주입 덕트(20)는 하나의 구조물(S)에 전용된다. 상기 주입 덕트들(20)은 상기 가스 흐름(F)이 상기 구조물들(S) 사이에 Vf로 표기되는 순환 속도를 가지고, 그 순환 속도가 상기 가스 흐름(F) 안으로의 상기 휘발성 재료의 Vd로 표기되는 확산 속도보다 크도록 구성된다. 더 구체적으로는 각각의 주입 덕트(20)는 미리 정해진 값보다 작은 직경을 가질 수 있는바, 그 아래에서 Vf/Vd ≥ 100이며, 바람직하게는 Vf/Vd ≥ 1000이다. 각각의 주입 덕트(20)의 직경은 일정할 수 있는바, 바람직하게는 0.5mm 내지 1.5mm 사이이며, 더 바람직하게는 실질적으로 1mm와 같다. 상기 가스 흐름(F)의 상기 체임버(10) 안으로의 주입은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 대하여 직각으로 지향되며 각각의 구조물(S)을 향하여 배향됨으로써 상기 가스 흐름(F)은 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환한다.
상기 순환 수단은 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 밖으로 방출하기 위한 복수개의 방출 덕트들(30)을 포함한다. 상기 복수개의 방출 덕트들(30)은 상기 복수개의 주입 덕트들(20)에 대향되게 배치된다. 상기 방출 덕트들(30)은 상기 가스 흐름(F)의 유출구(3)에 의하여 서로 연결된다.
도 2 및 3에 도시된 실시례에서 상기 장치(1)는:
- 상기 가스 흐름(F)의 상기 체임버(10) 안으로의 주입은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 평행하게 지향되며,
- 상기 체임버(10)에는 주입되는 상기 가스 흐름(F)을 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근으로 안내하기 위하여 구성된 안내 수단이 설치된다는 점에서 도 1b에 도시된 장치와는 상이하다.
상기 안내 수단은 상기 체임버(10)의 주위 둘레에 위치된 핀들(50)을 포함한다. 상기 핀들(50)은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 대하여 직각으로 그리고 상기 구조물들(S)에 평행하게 연장된다. 상기 핀들(50)은 각각의 핀(50)이 구조물(S)과 동일 평면 상에 있도록 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 분포된다. (도 2에서 점선으로 된) 구조물(S)이 상기 지지 시스템(4)에 속한 지지 부재들(40)에 의하여 지지되는 때에, 대응되는 핀(50)은 상기 구조물(S) 주위의 제1 부분(70)에 종동(follow)한다. 상기 대응되는 핀(50)은 상기 장치(1)의 하우징(11)과 상기 구조물(S) 주위의 제2 부분(71)으로써 개구(6)를 획정(delimit)한다. 이에 따라 상기 가스 흐름(F)의 순환은 상기 개구(6)를 통하여 강제된다. 상기 핀들(50)은 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 구조물들(S)에 대하여 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 배치된다.
도 4에 도시된 실시례에서, 장치(1)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 안으로 주입하기 위한 복수개의 주입 덕트들(20)을 포함하며, 그 복수개의 주입 덕트들이 구조물(S)의 중심으로 지향된다는 점에서 도 1b에 도시된 장치 및 도 2 및 3에 도시된 장치와는 상이하다. 각각의 주입 덕트(20)는 상기 구조물(S) 위에 배치된 상기 구조물(S)을 지지하기 위한 지지 수단을 형성하는바, 대응되는 주입 덕트(20)가 그 구조물(S)의 중심에서 지향된다. 도 4의 점선들은 상기 가스 흐름(F)의 주입을 도시한다.
도 5에 도시된 실시례에서, 장치(1)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 밖으로 방출하기 위한 방출 덕트(30)를 포함한다. 상기 장치(1)는 주입 덕트(20)를 상기 방출 덕트(30)에 연결하기 위하여 구성된 연결 채널(connection channel; 8)을 포함한다. 상기 연결 채널(8)은 벤투리 효과(Venturi effect)를 가능하게 하기 위하여 상기 주입 덕트(20) 및 상기 방출 덕트(30)의 직경에 비하여 충분히 작은 직경을 가진다.
도 6에 도시된 실시례에서, 장치(1)는 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 지지 부재들(40)이 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 중심으로 상기 체임버(10)에 대하여 {도 6에 도시된 회전 방향(Ω)으로} 회전 가능하게 움직일 수 있다는 점에서 도 2 및 3에 도시된 장치(1)와 상이하다. 구조물(S)의 지지 부재들(40)은 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 중심으로 부분적으로 권취된 나선형(helix)을 형성한다. 대응되는 구조물(S)의 지지 부재(40) 각각은 상기 나선형의 날을 형성한다.
일 실시례에 따르면, 본 발명에 따른 프로세스는 기판, 산화물을 포함하는 유전체, 및 반도체 재료를 포함하는 활성 레이어를 각각 연이어 포함하는 복수개의 구조물(S)을 생산하기 위한 프로세스인바, 상기 프로세스는:
a) 상기 복수개의 구조물(S)을 수용하기에 적합한 체임버(10)를 제공하는 단계,
b) 상기 체임버(10)가 비산화 분위기를 가지도록 상기 체임버(10) 안에 가스 흐름(F)을 순환시키는 단계,
c) 상기 유전체의 상기 산화물 내에 존재하는 산소가 상기 활성 레이어를 통하여 확산되어 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료와 반응하여 휘발성 재료가 생성되는 문턱값 위의 온도에서 상기 복수개의 구조물(S)을 열 처리하는 단계를 포함한다.
상기 단계 b) 및 c)는 상기 가스 흐름(F)이 상기 구조물들(S) 사이의 Vf로 표기되는 순환 속도를 가지고, 그 순환 속도가 상기 휘발성 재료의 상기 가스 흐름(F) 안으로의 Vd로 표기되는 확산 속도보다 크도록 수행된다. 상기 단계 b) 및 c)는 Vf/Vd ≥ 100이도록, 바람직하게는 Vf/Vd ≥ 1000이도록 수행될 수 있다. 상기 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 수행된다. 상기 열 처리는 단계 c) 동안에 고온에서 수행되는바, 통상적으로는 1200°C 대의 온도에서 수행된다. 유리하게는 상기 열 처리는 1150°C 위의 온도에서, 4시간 미만의 지속 시간 동안 수행된다. 예를 들어 열 처리는 1200°C에서 1시간 미만 동안 수행되거나 또는 심지어 30분 미만 수행될 수 있으며, 또는 열 처리가 1175°C에서 3시간 미만 수행될 수 있다.
일 실시례에 따르면, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버(10)는 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 연장된다. 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 안으로 주입함을 포함하며, 상기 주입은 상기 길이방향 축에 평행하게 지향된다(도 3 참고). 단계 a)는 주입되는 상기 가스 흐름(F)을 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근 안으로 안내하기 위하여 구성된 안내 수단을 상기 체임버(10)에 설치(equipping)함으로 이루어지는 단계를 포함한다. 상기 안내 수단은 바람직하게는 상기 체임버(10)의 주위 둘레에 위치된 핀들(fins; 50)을 포함한다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 상기 핀들(50)은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 대하여 수직으로 그리고 상기 구조물들(S)에 평행하게 연장된다. 상기 핀들(50)은 각각의 핀(50)이 구조물(S)과 동일 평면 상에 있도록 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 분포된다. (도 2에서 점선으로 된) 구조물(S)이 상기 지지 시스템(4)에 속한 지지 부재들(40)에 의하여 지지되는 때에 상기 대응되는 핀(50)은 상기 구조물(S) 주위의 제1 부분(70)에 종동한다. 상기 대응되는 핀(50)은 상기 장치(1)의 하우징(11) 및 상기 구조물(S) 주위의 제2 부분(71)으로써 개구(6)를 획정한다. 따라서 상기 가스 흐름(F)의 순환은 상기 개구(6)를 통하여 강제된다. 상기 핀들(50)은 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 구조물들(S)에 대하여 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 배치된다.
도 1b에 도시된 일 실시 변형례에 따르면, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버(10)는 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 연장되고, 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)을 주입 덕트들(20)을 거쳐 상기 체임버(10) 안으로 주입함을 포함한다. 상기 주입 덕트들(20)은 상기 가스 흐름(F)의 유입구(2)에 의하여 서로 연결된다. 상기 주입은 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 대하여 직각으로 지향되고 각각의 구조물(S)을 향하여 배향된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 프로세스는 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하는 상기 가스 흐름(F)을 방출 덕트들(30)을 거쳐 방출하는 단계를 포함한다. 상기 가스 흐름(F)의 상기 체임버(10) 밖으로의 방출은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 대하여 직각으로 지향된다. 복수개의 방출 덕트들(30)은 복수개의 주입 덕트들(20)에 대향되게 배치된다. 상기 방출 덕트들(30)은 상기 가스 흐름(F)의 유출구(3)에 의하여 서로 연결된다.
도 4에 도시된 일 실시례에 따르면, 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 안으로 주입하는 단계를 포함하며, 상기 주입은 각각의 구조물(S)의 중심으로 지향된다. 단계 a)는 상기 복수개의 구조물(S)을 지지하기 위하여 구성된 지지 부재들(40)을 상기 체임버(10)에 설치함으로 이루어지는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 지지 부재(40)는 구조물(S)의 중심으로 주입되는 상기 가스 흐름(F)을 안내하기 위하여 구성된 주입 덕트(20)를 형성한다.
도 5에 도시된 일 실시례에 따르면, 상기 프로세스는 상기 가스 흐름(F)을 방출 덕트(30)를 거쳐 상기 체임버(10) 밖으로 방출하는 단계를 포함한다. 방출된 상기 가스 흐름(F)의 부분은 주입 덕트(20)를 거쳐 상기 체임버(10) 안으로 재주입된다. 연결 채널(8)은 상기 주입 덕트(20)를 상기 방출 덕트(30)에 연결하기 위하여 구성된다. 상기 연결 채널(8)은 벤투리 효과를 가능하게 하기 위하여 상기 주입 덕트(20) 및 상기 방출 덕트(30)의 직경에 비하여 충분히 작은 직경을 가진다.
미표현된 일 실시례에 따르면, 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어는 자유 표면을 가지고, 상기 프로세스는 상기 복수개의 구조물(S)의 지지 시스템(4)을 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 자유 표면에 대하여 직각인 축을 중심으로 하는 회전 동작으로 설정하는 단계를 포함한다. 이 실시례는 도 1b, 2, 3 및 6에 도시된 실시례들과 조합하면 특히 유리하다.
일 실시례에 따르면, 상기 유전체는 이산화규소를 포함하며, 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료는 규소를 포함하고, 상기 생성된 휘발성 재료는 일산화규소를 포함한다.
물론 위에서 설명된 본 발명의 실시례들은 어떠한 한정적인 성격도 가지고 있지 않다. 본 발명의 범위로부터 실제적으로 일탈됨 없이 본 발명에 대한 상세사항들 및 개량 사항들이 다른 실시 변형례들로 만들어질 수 있다.
이런 식으로 특히, 상기 길이방향 축(Z’-Z)이 수평적인 것일 수 있다.

Claims (14)

  1. 기판, 산화물을 포함하는 유전체, 및 반도체 재료를 포함하는 활성 레이어를 각각 연이어 포함하는 복수개의 구조물(S)을 생산하기 위한 프로세스로서, 상기 프로세스는:
    a) 상기 복수개의 구조물(S)을 수용하기에 적합한 체임버(10)를 제공하는 단계,
    b) 상기 체임버(10)가 비산화 분위기를 가지도록 상기 체임버(10) 안에 가스 흐름(F)을 순환시키는 단계,
    c) 상기 유전체의 상기 산화물 내에 존재하는 산소가 상기 활성 레이어를 통하여 확산되어 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료와 반응하여 휘발성 재료가 생성되는 문턱값 위의 온도에서 상기 복수개의 구조물(S)을 열 처리하는 단계를 포함하며, 상기 프로세스는 상기 가스 흐름(F)이 상기 복수개의 구조물(S) 사이의 Vf로 표기되는 순환 속도(rate of circulation)를 가지고, 상기 순환 속도가 상기 휘발성 재료의 상기 가스 흐름 안으로의 Vd로 표기되는 확산 속도(rate of diffusion)보다 크도록 상기 단계 b) 및 c)가 수행되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 b) 및 c)는 Vf/Vd ≥ 100이도록, 바람직하게는 Vf/Vd ≥ 1000이도록 수행되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근(vicinity)에서 순환하도록 수행되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  4. 제3항에 있어서, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버(10)는 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 연장되며, 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 안으로 주입함을 포함하며, 상기 주입은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 평행하게 지향되고, 단계 a)는 주입되는 상기 가스 흐름(F)을 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근 안으로 안내하기 위하여 구성된 안내 수단을 상기 체임버(10)에 설치(equipping)함으로 이루어지는 단계를 포함하며, 상기 안내 수단은 바람직하게는 상기 체임버(10)의 주위 둘레에 위치된 핀들(fins; 50)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  5. 제3항에 있어서, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버(10)는 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 연장되며, 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 안으로 주입함을 포함하며, 상기 주입은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 평행하게 지향되고, 단계 a)는 상기 복수개의 구조물(S)을 지지하기 위하여 구성된 지지 부재들(40)을 상기 체임버(10)에 설치함으로 이루어지는 단계를 포함하며, 상기 지지 부재들(40)은 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 중심으로 상기 체임버(10)에 대하여 회전 가능하게 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  6. 제5항에 있어서, 구조물(S)의 상기 지지 부재들(40)은 상기 길이방향 축(Z’-Z)을 중심으로 부분적으로 권취된 나선형을 형성하며, 상기 구조물(S)의 각각의 지지 부재(40)는 상기 나선형의 날(blade)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  7. 제3항에 있어서, 단계 a) 동안에 제공되는 상기 체임버(10)는 길이방향 축(Z’-Z)을 따라 연장되고, 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 안으로 주입함을 포함하며, 상기 주입은 상기 가스 흐름(F)이 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하도록 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 대하여 직각으로 지향되고 각각의 구조물(S)을 향하여 배향되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 프로세스는 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 부근에서 순환하는 상기 가스 흐름(F)을 방출하는 단계를 포함하며, 상기 가스 흐름(F)의 상기 체임버(10) 밖으로의 방출은 상기 길이방향 축(Z’-Z)에 대하여 직각으로 지향되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  9. 제3항에 있어서, 단계 b)는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 안으로 주입하는 단계를 포함하며, 상기 주입은 각각의 구조물(S)의 중심으로 지향되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  10. 제9항에 있어서, 단계 a)는 상기 복수개의 구조물(S)을 지지하기 위하여 구성된 지지 부재들(40)을 상기 체임버(10)에 설치함으로 이루어지는 단계를 포함하고, 상기 지지 부재들(40)은 구조물(S)의 중심으로 주입되는 상기 가스 흐름(F)을 안내하기 위하여 구성된 덕트들(ducts; 20)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세스는 상기 가스 흐름(F)을 상기 체임버(10) 밖으로 방출하는 단계를 포함하고, 방출된 상기 가스 흐름(F)의 일 부분은 상기 체임버(10)로 재주입되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어는 자유 표면(free surface)을 가지고, 단계 a)는 상기 복수개의 구조물(S)을 지지하기 위하여 구성된 지지 수단을 상기 체임버(10)에 설치함으로 이루어지는 단계를 포함하고, 상기 프로세스는 상기 지지 수단을 각각의 구조물(S)의 상기 활성 레이어의 상기 자유 표면에 대하여 직각인 축을 중심으로 하는 회전 동작(rotational motion)으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체는 이산화규소를 포함하며, 상기 활성 레이어의 상기 반도체 재료는 규소를 포함하고, 상기 생성된 휘발성 재료는 일산화규소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수개의 구조물의 상기 열 처리는 1150°C보다 높은 온도에서 4시간보다 짧은 지속 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 생산 프로세스.
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