KR102536289B1 - 금속 표면 상의 헤테로사이클릭 패시베이션 막의 선택적 증착 - Google Patents

금속 표면 상의 헤테로사이클릭 패시베이션 막의 선택적 증착 Download PDF

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Abstract

선택적 증착 방법들이 기술된다. 패시베이션 막(passivation film)이 유전체 재료의 증착 전에 금속 표면 상에 증착된다. 방법들은 금속 표면 및 유전체 표면을 포함하는 기판을 프로세싱 챔버에서 헤드기(head group) 및 테일기(tailgroup)를 포함하는 헤테로사이클릭 반응물에 노출시키는 단계 및 금속 표면 상에 헤테로사이클릭 반응물을 선택적으로 증착시켜 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함하며, 헤테로사이클릭 헤드기는 상기 금속 표면과 선택적으로 반응하고 결합한다.

Description

금속 표면 상의 헤테로사이클릭 패시베이션 막의 선택적 증착
[0001] 본 개시의 구체예들은 패시베이션 막(passivation film)을 선택적으로 증착시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시의 구체예들은 금속 표면들 상에 패시베이션 막들을 선택적으로 증착시키는 방법들에 관한 것이다.
[0002] 반도체 산업은 나노스케일 피처(nanoscale feature)들의 빠른 스케일링(scaling)을 포함하는 디바이스 소형화(device miniaturization)를 추구하는데 많은 어려움들에 직면해 있다. 이러한 문제들에는 다수의 리소그래피(lithography) 단계들과 같은 복잡한 제조 단계들의 도입 및 고성능 재료들의 통합이 포함된다. 디바이스 소형화의 케이던스(cadence)를 유지하기 위해, 선택적 증착이 가능성을 보여주었는데, 이는 선택적 증착이 통합 방식들을 단순화함으로써 고가의 리소그래피 단계들을 제거할 가능성이 있기 때문이다.
[0003] 재료들의 선택적 증착은 다양한 방식들로 달성될 수 있다. 화학 전구체는 다른 표면(예를 들어, 금속 및 유전체)에 대해 하나의 표면과 선택적으로 반응할 수 있다. 압력, 기판 온도, 전구체 분압들, 및/또는 가스 흐름들과 같은 공정 파라미터들은 특정 표면 반응의 화학 반응 속도를 조절하도록 조절될 수 있다. 다른 가능한 방식은 유입되는 막 증착 전구체에 대해 관심 표면을 활성화 또는 비활성화하는데 사용될 수 있는 표면 전처리들을 포함한다.
[0004] 차세대 반도체 디바이스들을 위한 복잡한 패터닝 아키텍처(patterning architecture)들을 달성하기 위해 다수의 리소그래피(lithography) 및 에칭 단계들로 구성된 기존의 하향식 접근 방식(top-down approach)들은 높은 비용을 초래하고 기술 노드 확장(technology node scaling)과 관련된 문제들에 직면한다. 증착 선택성을 개선하기 위한 방법들에 대한 당업계의 지속적인 요구가 존재한다.
[0005] 기판 상에 막을 선택적으로 증착시키는 방법은 금속 표면 및 유전체 표면을 포함하는 기판 표면을 프로세싱 챔버에서 헤드기(head group) 및 테일기(tailgroup)를 포함하는 헤테로사이클릭 반응물에 노출시키는 단계; 및 금속 표면에 헤테로사이클릭 반응물을 선택적으로 증착시켜 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 헤테로사이클릭 헤드기는 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다.
[0006] 다른 구체예에서, 기판 상에 막을 선택적으로 증착시키는 방법은 금속 표면 및 유전체 표면을 포함하는 기판 표면을 프로세싱 챔버에서 헤드기 및 테일기를 포함하는 헤테로사이클릭 반응물에 노출시키는 단계; 및 금속 표면 상에 헤테로사이클릭 반응물을 선택적으로 증착시켜 패시베이션 층을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 헤테로사이클릭 헤드기는 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합하고, 헤테로사이클릭 헤드기는 N, O, S, Se 및 P 원자들 중 하나 이상을 포함하고, 테일기는 페닐기 및 탄소 사슬 중 하나 이상을 포함하고, 탄소 사슬은 1 내지 50개의 탄소 원자들의 범위의 길이를 갖는다.
[0007] 다른 양태에서, 본 개시는 기판 프로세싱 챔버의 제어기에 의해 실행될 때, 기판 프로세싱 챔버가 금속 표면 및 유전체 표면을 포함하는 기판 표면을 프로세싱 챔버에서 헤드기 및 테일기를 포함하는 헤테로사이클릭 반응물에 노출시키게 하고, 금속 표면 상에 헤테로사이클릭 반응물을 선택적으로 증착시켜 패시베이션 층을 형성하게 하는 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 관한 것이며, 여기서 헤테로사이클릭 기는 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다.
[0008] 따라서, 본 개시의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략하게 요약된 본 개시의 보다 구체적인 설명이 구체예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구체예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시의 단지 전형적인 구체예들을 도시하는 것이므로 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시가 다른 균등하게 유효한 구체예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시의 구체예에 따른 금속 표면 상에 패시베이션 막을 선택적으로 증착시키기 위한 방법의 개략도를 도시한 것이고;
[0010] 도 2는 본 개시의 하나 이상의 구체예들에 따른 방법의 흐름도이다.
상세한 설명
[0011] 본 발명의 몇몇 예시적인 구체예들을 설명하기 전에, 본 발명은 다음 설명에서 기재되는 구성 또는 공정 단계들의 세부사항들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 구체예들이 가능하고 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다.
[0012] 본원에 사용되는 "기판" 또는 "기판 표면"은 막 프로세싱이 수행되는 기판 상에 형성된 재료 표면의 일부 또는 기판의 임의의 부분을 지칭한다. 예를 들어, 프로세싱이 수행될 수 있는 기판 표면은 적용에 따라, 규소, 산화규소, 질화규소, 도핑된 규소, 게르마늄, 비소화갈륨, 유리, 사파이어와 같은 재료들, 및 임의의 다른 재료들, 예컨대 금속들, 금속 질화물들, 금속 합금들, 및 다른 전도성 재료들을 포함한다. 기판들은 비제한적으로, 반도체 웨이퍼들을 포함한다. 기판들은 전처리 공정에 노출되어 기판 표면을 연마, 에칭, 환원, 산화, 하이드록실화, 어닐링, UV 경화, e-빔 경화 및/또는 베이킹할 수 있다. 기판 표면 자체 상에 직접 막을 프로세싱하는 것에 추가하여, 본 개시에서, 개시된 막 프로세싱 단계들 중 임의의 단계는 또한 하기에 보다 상세히 개시되는 바와 같이 기판 상에 형성된 하층에서 수행될 수 있으며, 용어 "기판 표면"은 문맥이 나타내는 바와 같이 그러한 하층을 포함하도록 의도된다. 따라서, 예를 들어, 막/층 또는 부분 막/층이 기판 표면 상에 증착된 경우, 새로 증착된 막/층의 노출된 표면이 기판 표면이 된다. 기판들은 200 mm 또는 300 mm 직경 웨이퍼들 뿐만 아니라 직사각형 또는 정사각형 판유리들과 같이 다양한 치수들을 가질 수 있다. 일부 구체예들에서, 기판은 강성의 개별 재료를 포함한다.
[0013] 본원에 사용되는 "원자층 증착(atomic layer deposition)" 또는 "주기적 증착(cyclical deposition)"은 기판 표면 상에 재료 층을 증착시키기 위해 2개 이상의 반응성 화합물들의 순차적 노출을 포함하는 공정을 지칭한다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 용어들 "반응성 화합물", "반응성 가스", "반응성 화학종", "전구체", "공정 가스" 등은 표면 반응(예를 들어, 화학흡착, 산화, 환원, 고리첨가)에서 기판 표면 또는 기판 표면 상의 재료와 반응할 수 있는 화학종을 갖는 물질을 의미하도록 상호 교환 가능하게 사용된다. 기판, 또는 기판의 일부는 프로세싱 챔버의 반응 존(reaction zone)에 도입되는 2개 이상의 반응성 화합물들에 순차적으로 노출된다.
[0014] 본원에 사용된 "금속"은 예를 들어 구리, 코발트, 니켈, 텅스텐, 바나듐, 루테늄, 크롬, 철, 백금, 금, 은, 몰리브덴, 갈륨, 인듐, 인듐 주석 산화물, 불소 도핑된 산화주석 및 Al-도핑된 산화아연을 포함하는, 금속, 금속 합금, 금속 산화물, 금속 질화물, 또는 이들의 조합을 지칭한다.
[0015] 본원에 사용된 "금속 표면"은 기판의 임의의 부분 또는 금속으로 형성된 재료 표면의 일부를 지칭한다. 금속 표면은 기판 표면을 연마, 코팅, 도핑, 에칭, 환원, 산화, 하이드록실화, 어닐링, UV 경화, e-빔 경화 및/또는 베이킹하기 위한 전처리 공정에 노출될 수 있다. 금속 표면 자체에 직접 전처리하는 것 외에, 본 개시에서, 개시된 금속 표면 처리 중 임의의 처리는 또한 하기에 더욱 상세히 개시되는 바와 같이 하층 금속 표면 상에서 수행될 수 있으며, 용어 "금속 표면"은 문맥이 나타내는 것과 같은 그러한 하층을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 예를 들어 막/층 또는 부분 막/층이 금속 표면 상에 증착된 경우, 새로 증착된 막/층의 노출된 표면이 금속 표면이 된다.
[0016] 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 어구 "에 비해 선택적으로", 또는 유사한 것은 대상 재료가 다른 표면 상에서보다 언급된 표면 상에서 더 넓은 범위로 증착됨을 의미한다. 일부 구체예들에서, "선택적으로"는, 대상 재료가 선택되지 않은 표면 상에서의 형성률의 약 10x, 15x, 20x, 25x, 30x, 35x, 40x, 45x 또는 50x 이상의 비율로 선택 표면 상에 형성됨을 의미한다.
[0017] 본 개시의 구체예들은 유리하게는 유전체 표면 및 금속 표면을 포함하는 기판 표면 상에 막을 선택적으로 증착시키기 위한 방법들을 제공한다. 하나 이상의 구체예들은 금속 표면을 선택적으로 블로킹하는 것과 같은 전처리를 포함할 수 있다. 블로킹을 위해, 기판은 헤테로사이클릭 반응물로 전처리된다. 헤테로사이클릭 반응물은 헤드기 및 테일 기를 포함한다. 헤드기는 패시베이션 막을 형성하는 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다. 일부 구체예들에서, 기판은 패시베이션 막을 형성하기 위해 프로세싱 챔버에서 헤테로사이클릭 반응물에 노출된다. 이 방법은 금속 표면 상에서가 아닌 유전체 표면 상에서의 유전체 막의 선택적 증착을 가능하게 한다. 본 개시의 구체예들은 유리하게는 차세대 반도체 디바이스들을 위한 복잡한 패터닝 아키텍처들을 달성하기 위해 영역 선택적 원자층 증착(area-selective atomic layer deposition; AS-ALD)을 사용하는 상향식 접근 방식을 제공한다. AS-ALD를 사용하는 상향식 접근 방식은 저렴한 비용 및 나노미터 규모 제어의 이점들을 제공한다. 본원에서 기술되는 구체예들은 금속 기판 표면들이 아닌 유전체 상의 유전체(dielectric-on-dielectric) 기판 표면들(예를 들어, 낮은 k 상의 높은 k)의 AS-ALD에 대한 실현 가능한 해결안을 제공한다.
[0018] 하나 이상의 구체예들은 승온들(예를 들어, 후속 유전체 증착의 경우, 250℃)에서도 강한 결합 친화력 및 높은 안정성으로 Cu/Co 표면들(유전체 표면들 상에서가 아님) 상에서 선택적으로 자기 조립 단층(self-assembled monolayer)(SAM)들의 형성을 위한 헤테로사이클릭(예를 들어, N, O, S, P 함유) 분자들을 이용하는 방법들을 제공한다. 일부 구체예들에서, 리간드 구조의 미세 조정은 소수성의 제어로 증기상 SAM들을 사용하는 ALD 툴(tool)에서 적합한 증기압들에 의해 후속 유전체 증착 및 리간드들의 증착을 방지하도록 한다. 본 개시의 구체예들은 프로세싱 시간 및 비용을 상당히 감소시키는 동일한 ALD 툴에서 증기상 SAM 증착 및 후속 유전체 증착 둘 모두를 제공한다. 리간드 변형의 유연성은 증기상 전달에 적합한 증기압을 제공한다.
[0019] 따라서, 영역 선택적 증착은 프로세싱 동안 분자들의 원자 수준 제어로 인해 상향식 전략으로부터 복잡한 아키텍처들 상의 증착을 위한 합리적인 해결안을 제공한다. 본원에 기술된 구체예들은 과거의 문제들을 극복하기 위한 선택적 기능화 방법을 제공한다. 하나 이상의 구체예들에서, 자기 조립 단층(SAM) 기술이 먼저 사용되어 목표 표면(예를 들어, 금속) 상에 선택적 마스크 코팅을 생성한다. 이후, 요망하는 재료(예를 들어, 유전체, 예를 들어 HfO2와 같은 금속 산화물)이 마스크로 덮이지 않은 다른 표면(예를 들어, 유전체)에서 핵을 형성한다. 구체예들에서, 이 패시베이션 층은 승온들에서 ALD 공정을 사용하여 적어도 50 Å의 선택적 증착을 유지한다. 또한, SAM들 또는 후속 재료 증착(예를 들어, 유전체)은 임의의 용매들 또는 보조 장비를 사용하지 않고 동일한 ALD 툴에서 모두 수행될 수 있다. 이 환경 친화적인 방법은 시간과 장비 둘 모두에서 비용을 크게 절약할 수 있다.
[0020] 일부 구체예들에서, SAM들은 표면 화학을 통해 목표 표면들 상에 조밀하고 균일하며 기능화된 막들을 제공한다. SAM 리간드들은 일반적으로 작용기가 있거나 없는 헤드기 및 테일로 구성된다. 헤드기는 분자 상호 작용을 신중하게 제어하여 목표 표면들에 선택적으로 결합한다. 본원에 기술된 구체예들에서, 헤테로사이클릭 화합물들(N, O, S, Se 및 P 원자들 함유)은 SAM 형성에 사용되고, 이어서 다른 재료(예를 들어, 유전체)의 영역 선택적 ALD에 사용된다. 이러한 헤테로사이클릭(N, O, S, Se 및 P 원자들을 함유함)은 금속 원자들(예를 들어, Cu, Co)에 우선적으로 강하게 결합하지만, Si 원자들에는 결합하지 않는다. 따라서, 이러한 SAM들은 Cu 및 Co 기판들에 선택적이고 정밀한 표면 코팅을 제공한다. SAM들의 결합 친화력 성질들 및 소수성은 일반적인 헤드기의 임의의 치환 부위 상의 테일 말단의 치환 R 기들의 위치, 길이, 크기 및 수 중 하나를 조정하여 조정될 수 있다.
[0021] 하나 이상의 구체예들에 따르면, 헤드기들의 각 유형에 대한 테일 말단의 적합한 길이 및 크기를 합성하고 선택함으로써, ALD 프로세싱에 적합한 증기압들을 갖는 SAM들을 결정할 수 있다. SAM 리간드들은 높은 안정성, 밀도 및 균일성으로 Cu 또는 Co와 같은 금속 표면들 상에 SAM 막들을 형성하기 위해 기상 증착될 수 있다. 또한, 이 테일들은 적절한 소수성을 제공하여 후속 핵 형성 및 증착되는 전구체(예를 들어, 유전체)가 목표 표면(예를 들어, 금속)에 흡착하지 못하도록 할 수 있다. 그러나, 이 후속 재료(예를 들어, 유전체)는 복잡한 패턴화된 구조의 다른 표면에 임의의 용액 처리 없이 ALD에 의해 증착될 수 있다. SAM 층은 반도체 아키텍처를 복구하기 위해 고온들에서 선택적으로 분해될 수 있다. 이 완전한 증기상 SAM 및 ALD 공정은 금속이 아닌 유전체-상의-유전체(dielectric-on-dielectric)(예를 들어, 낮은 k 상의 높은 k)의 AS-ALD에 대한 실현 가능한 해결안을 제공한다.
[0022] 도 1은 본 개시의 예시적인 구체예에 따른 금속 표면(101)(금속, 예를 들어, 구리, 코발트, 니켈, 텅스텐, 바나듐, 루테늄, 크롬, 철, 백금, 금, 은, 몰리브덴, 갈륨 및 인듐 등) 상에 헤테로사이클릭 반응물의 패시베이션 막(106)을 선택적으로 증착시키기 위한 방법(100)의 반응 개략도를 도시한다. 110에서 방법은 금속 표면(101) 상에 헤테로사이클릭 반응물을 증착시키는 단계를 포함한다. 헤테로사이클릭 반응물은 헤드기(104) 및 테일기(105)를 포함하고, 헤드기(104)(예를 들어, 피롤, 피롤리딘, 피라졸, 이미다졸, 푸란, 바이이미다졸, 티오펜, 티아졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 퀴녹살린, 인다졸, 티아진, 포스피닌, 포스피놀린 또는 포스폴 유도체)는 금속 표면(101)과 선택적으로 반응하고 결합한다. 120에서 방법은 유전체 막(103)(예를 들어, SiOx, SixNy, Si, SiON, AlOx, Al2O3, HfOx, ZrO2, TiOx, TiN, TaxO5, Ta2O5, Y2O3, La2O3, AlN, MgO, CaF2, LiF, SrO, SiC, BaO, HfSiO4, LaAlO3, Nb2O5, BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, Pb(Zr, Ti)O3, CaCu3Ti4O12, LiNbO3, BaTiO3, LiNbO3, KNbO3 또는 이들의 조합)을 유전체 표면(102)(예를 들어, SiOx, SixNy, Si, SiON, AlOx, Al2O3, HfOx, ZrO2, TiOx, TiN, TaxO5, Ta2O5, Y2O3, La2O3, AlN, MgO, CaF2, LiF, SrO, SiC, BaO, HfSiO4, LaAlO3, Nb2O5, BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, Pb(Zr, Ti)O3, CaCu3Ti4O12, LiNbO3, BaTiO3, LiNbO3, KNbO3 또는 이들의 조합) 상에 증착시키는 단계를 포함한다. 끝으로, 일부 구체예들에서, 130에서 방법은 금속 표면(101)으로부터 패시베이션 막(106)을 제거하는 단계를 선택적으로 포함한다.
[0023] 도 2는 방법(200)의 구체예의 흐름도이다. 방법(200)은 210에서 기판 프로세싱 영역에서 헤테로사이클릭 반응물을 흐르게 하는 단계 및 220에서 금속 기판 표면 상에 패시베이션 층을 선택적으로 증착하는 단계를 포함한다. 230에서 방법(200)은 기판 프로세싱 영역으로부터 헤테로사이클릭 반응물을 제거하는 단계를 포함하고, 240에서 유전체 재료가 유전체 기판 표면 상에 증착된다. 250에서 패시베이션 층이 선택적으로 분해된다.
[0024] 본 개시의 구체예들에 따르면, 패시베이션 막은 임의의 적합한 방법에 의해 증착된다. 일부 구체예들에서, 패시베이션 막은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정, 주기적 층 증착(Cyclic Layer Deposition; CLD) 공정 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 공정에 의해 증착된다.
[0025] 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 반응물은 용액상 및 증기상 중 하나 이상에서 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다. 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 반응물은 증기상으로 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다. 일부 구체예들에서, 패시베이션 막의 밀도는 cm2 당 1x1010 내지 1x1016, 1x1011 내지 1x1016, 1x1012 내지 1x1016, 1x1013 내지 1x1016, 1x1010 내지 1x1015, 1x1011 내지 1x1015, 1x1012 내지 1x1015, 1x1013 내지 1x1015, 1x1010 내지 1x1014, 1x1011 내지 1x1014, 1x1012 내지 1x1014 또는 1x1013 내지 1x1014 개의 분자들의 범위이다. 일부 실시예에서, 패시베이션 막의 두께는 0.5 Å 내지 500 Å, 1 Å 내지 500 Å, 1 Å 내지 400 Å, 1 Å 내지 300 Å, 1 Å 내지 200 Å, 1 Å 내지 100 Å 또는 5 Å 내지 100 Å의 범위이다.
[0026] 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 테일기는 페닐 기 및 탄소 사슬 중 하나 이상을 포함한다. 일부 구체예들에서, 탄소 사슬은 선형 또는 분지형일 수 있다. 일부 구체예들에서, 탄소 사슬은 하나 이상의 탄소-탄소 단일 결합, 이중 결합 및 삼중 결합을 가질 수 있다. 일부 구체예들에서, 탄소 사슬의 길이는 1 내지 50개, 1 내지 40개, 1 내지 30개, 1 내지 20개 또는 1 내지 10개의 탄소 원자들의 범위이다. 일부 구체예들에서, 테일기의 길이는 1 Å 내지 75 Å의 범위이다. 일부 구체예들에서, 테일기는 하나 이상의 R 치환기들을 갖는다. 일부 구체예들에서, 테일기는 1 내지 50개, 1 내지 40개, 1 내지 30개, 1 내지 20개 또는 1 내지 10개 범위의 치환체들을 갖는다. 하나 이상의 구체예들에서, 테일기 치환체들 및 탄소 사슬의 길이의 합은 50 이하이다. 일부 구체예들에서, R 치환기는 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴기 중 하나 이상을 포함한다. 일부 구체예들에서, R 치환기는 선형 또는 분지형 탄소 사슬을 포함한다. 일부 구체예들에서, R 치환기는 하나 이상의 탄소-탄소 단일 결합, 이중 결합, 및 삼중 결합을 포함한다.
[0027] 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 헤드기는 N, O, S, Se 및 P 원자들 중 하나 이상을 포함한다. 일부 구체예들에서, 헤드기는 피롤 기, 피롤리딘 기, 피라졸 기, 이미다졸 기, 푸란 기, 바이이미다졸 기, 티오펜 기, 티아졸 기, 티아디아졸 기, 피리딘 기, 피리다진 기, 피리미딘 기, 퀴녹살린 기, 인다졸 기, 티아진 기, 포스피닌 기, 포스피놀린 기 및 포스폴 기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
[0028] 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 헤드기는 화학식(I) 내지 화학식(XXXIV) 중 하나 이상에 따른다:
Figure 112021143469026-pct00001
Figure 112021143469026-pct00002
상기 식에서, R, R1, R2 및 R3 기는 각각 알킬 기, 사이클로알킬 기 및 아릴 기 중 하나 이상을 포함한다. 일부 구체예들에서, R, R1, R2 및 R3 기는 각각 선형 또는 분지형 탄소 사슬을 포함한다. 일부 구체예들에서, R, R1, R2 및 R3 기는 각각 탄소-탄소 단일 결합, 이중 결합, 및 삼중 결합 중 하나 이상을 포함한다.
[0029] 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 헤드기는 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다. 금속 표면은 금속, 금속 합금, 금속 산화물, 금속 질화물, 다른 전도성 재료들 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 금속은 구리, 코발트, 니켈, 텅스텐, 바나듐, 루테늄, 크롬, 철, 백금, 금, 은, 몰리브덴, 갈륨, 인듐 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 헤드기는 용액상 및 증기상 중 하나 이상에서 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다. 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 헤드기는 증기상에서 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합한다. 일부 구체예들에서, 기판은 헤테로사이클릭 반응물에 노출되기 전에 세정, 연마, 코팅, 도핑, 에칭, 환원, 산화, 하이드록실화, 어닐링, UV 경화, e-빔 경화 및/또는 베이킹의 전처리 공정에 노출된다. 일부 구체예들에서, 기판은 헤테로사이클릭 반응물에 노출되기 전에 세정된다.
[0030] 일부 구체예들에서, 헤테로사이클릭 반응물은 고온에서 금속 표면에 결합된 상태로 유지되며, 여기서 고온은 50℃ 내지 100℃, 50℃ 내지 150℃, 50℃ 내지 200℃, 50℃ 내지 250℃, 50℃ 내지 300℃, 50℃ 내지 350℃, 50℃ 내지 400℃ 또는 50℃ 내지 500℃의 범위이다.
[0031] 본 개시의 구체예들은 패시베이션 막을 갖는 유전체 표면 상에 유전체 막을 선택적으로 증착시키기 위한 방법들을 제공한다. 기판의 유전체 표면은 임의의 적합한 유전체 재료를 포함할 수 있다. 적합한 유전체 재료는 SiOx, SixNy, Si, SiON, Al2O3, AlOx, HfOx, ZrO2, TiOx, TiN, TaxO5, Ta2O5, Y2O3, La2O3, AlN, MgO, CaF2, LiF, SrO, SiC, BaO, HfSiO4, LaAlO3, Nb2O5, BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, Pb(Zr, Ti)O3, CaCu3Ti4O12, LiNbO3, BaTiO3, LiNbO3, KNbO3 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 구체예들에서, 유전체 표면은 산화규소로 구성된다.
[0032] 일부 구체예들에서, 유전체 막은 패시베이션 막을 갖는 기판을 유전체 반응물에 노출시킴으로써 증착된다. 유전체 반응물은 SiOx, SixNy, Si, SiON, AlOx, Al2O3, HfOx, ZrO2, TiOx, TiN, TaxO5, Ta2O5, Y2O3, La2O3, AlN, MgO, CaF2, LiF, SrO, SiC, BaO, HfSiO4, LaAlO3, Nb2O5, BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, Pb(Zr, Ti)O3, CaCu3Ti4O12, LiNbO3, BaTiO3, LiNbO3, KNbO3 또는 이들의 조합을 포함한다.
[0033] 일부 구체예들에서, 유전체 반응물은 실란이다. 기판에 노출되는 실란은 임의의 적합한 트리하이드리도실란들을 포함할 수 있다. 일부 구체예들에서, 실란은 일반식 SiH3R을 갖는 적어도 하나의 화합물을 포함하고, 여기서 R은 C4-C20 알킬, 퍼플루오로알킬, 알케닐 또는 알키닐 기들로부터 선택된다. 일부 구체예들에서, C4-C20 알킬 기들은 하나의 Si-C 결합, C-C 단일 결합들 및 C-H 결합들을 필수적 요소로 하여 구성된다(consist essentially of). 일부 구체예들에서, C4-C20 퍼플루오로알킬 기들은 하나의 Si-C 결합, C-C 단일 결합들 및 C-F 결합들을 필수적 요소로 하여 구성된다. 일부 구체예들에서, C4-C20 알케닐 기들은 하나의 Si-C 결합, C-C 단일 결합들, 적어도 하나의 C-C 이중 결합 및 C-H 결합들을 필수적 요소로 하여 구성된다. 일부 구체예들에서, C4-C20 알키닐 기들은 하나의 Si-C 결합, C-C 단일 결합들, 적어도 하나의 C-C 삼중 결합 및 C-H 결합들을 필수적 요소로 하여 구성된다. 일부 구체예들에서, C4-C20 기는 하나 이상의 할로겐 원자 및/또는 소수성 모이어티(moiety)를 포함한다. 일부 구체예들에서, 실란은 C4-C20 알킬 기들을 포함한다. 비제한적 특정 예들은 비스(디에틸아미노)실란(BDEAS), 테트라에틸 오르쏘실리케이트(TEOS), SiBr4, 비스(3차-부틸아미노)실란(BTBAS), 테트라메틸실란(TMS), 트리스(트리메틸실릴)실란(TTMSS), 및 트리에톡시(플루오로)실란을 포함한다. 일부 구체예들에서, 실란 기들은 증착 후 서로 가교한다. 일부 구체예들에서, 도킹 층은 실란 기들 사이에 실질적으로 가교를 함유하지 않는다. 이 방식에 사용되는 용어 "실질적으로 가교를 함유하지 않는"은 표면적 기준으로 약 5%, 2% 또는 1% 이하의 가교가 존재함을 의미한다.
[0034] 일부 구체예들에서, 유전체 막의 두께는 패시베이션 막의 두께와 동일하거나, 페이베이션 막의 두께보다 크거나 작다. 일부 구체예들에서, 기판을 유전체 반응에 노출시키는 것은 결과적인 유전체 막의 두께가 패시베이션 막의 두께보다 작거나 동일하게 유지되도록 유전체 막의 두께를 증가시키기 위해 1회 이상 반복된다. 일부 구체예들에서, 반응물은 실란이고, 유전체 막은 질화규소 막이다. 일부 구체예들에서, 기판은 질화규소 막이 패시베이션 막의 두께보다 작거나 동일한 두께에 도달할 때까지 1회 초과로 실란에 노출된다.
[0035] 일부 구체예들에서, 패시베이션 막은 유전체 막의 증착 후 기판으로부터 제거된다. 패시베이션 막은 임의의 적합한 선택적 에칭 공정에 의해 제거될 수 있다. 적합한 선택적 에칭 공정들은 산소 플라즈마들 및 불소 플라즈마들의 사용을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 구체예들에서, 산소 플라즈마가 패시베이션 막을 제거하는 데 사용되는 경우, 금속 산화물 층이 금속 표면 상에 형성된다. 일부 구체예들에서, 금속 표면 상에 형성된 금속 산화물 층은 환원 공정을 사용함으로써 제거된다. 적합한 환원 공정들은 수소 또는 암모니아를 포함하는 플라즈마들 및 수소 또는 암모니아를 포함하는 열 어닐링들의 사용을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 구체예들에서, 산소 플라즈마, 불소 플라즈마, 수소 플라즈마 및 암모니아 플라즈마는 독립적으로 원격으로 또는 내부적으로 생성되고, 전도 결합되거나 유도 결합될 수 있다. 일부 구체예들에서, 패시베이션 막은 기판의 산소 플라즈마 및 수소 플라즈마로의 순차적 노출에 의해 제거된다.
[0036] 본 개시의 구체예들은 유전체 막이 임의의 적합한 방법에 의해 증착될 수 있다는 것을 제공한다. 일부 구체예들에서, 유전체 막은 화학 기상 증착(CVD) 공정, 주기적 층 증착(CLD) 공정 또는 원자층 증착(ALD) 공정에 의해 증착된다. 일부 구체예들에서, 유전체 막은 화학 기상 증착(CVD) 공정에 의해 증착된다. 일부 구체예들에서, 유전체 막은 원자층 증착(ALD) 공정에 의해 증착된다.
[0037] 일부 구체예들에서, 반응 존은 기판 중심 찾기(substrate center-finding) 및 배향, 탈가스, 어닐링, 증착 및/또는 에칭을 포함하는 다양한 기능들을 수행하는 다수의 챔버들을 포함하는 모듈식 시스템에 있다. 하나 이상의 구체예들에 따르면, 모듈식 시스템은 적어도 제1 프로세싱 챔버 및 중앙 이송 챔버를 포함한다. 중앙 이송 챔버는 프로세싱 챔버들과 로드 록 챔버들(load lock chamber) 간에, 그리고 이러한 챔버들 사이에서 기판들을 왕복시킬 수 있는 로봇을 수용할 수 있다. 이송 챔버는 전형적으로 진공 상태로 유지되며 기판들을 한 챔버에서 다른 챔버로, 그리고/또는 클러스터 툴(cluster tool)의 전단에 위치한 로드 록 챔버로 왕복시키기 위한 중간 스테이지를 제공한다. 본 개시를 위해 구성될 수 있는 2개의 잘 알려진 모듈식 시스템들은 Centura® 및 Endura®이며, 둘 모두 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)로부터 입수 가능하다. 그러나, 챔버들의 정확한 배열 및 조합은 본원에서 기술된 바와 같이 공정의 특정 단계들을 수행할 목적들로 변경될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 프로세싱 챔버들은 주기적 층 증착(CLD), 원자층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD), 에칭, 사전 세정, 화학적 세정, 열 처리, 예컨대 RTP, 플라즈마 질화, 탈가스, 배향, 하이드록실화, 및 다른 기판 공정들을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 모듈식 시스템의 프로세싱 챔버에서 공정들을 수행함으로써, 후속 막을 증착하기 전에 산화 없이 대기 불순물들에 의한 기판의 표면 오염을 피할 수 있다.
[0038] 하나 이상의 구체예들에 따르면, 기판은 연속적으로 진공 또는 "로드 록" 조건들 하에 있고, 한 챔버에서 다음 챔버로 이동할 때 주변 공기에 노출되지 않는다. 따라서, 이송 챔버들은 진공 하에 있으며, 진공 압력 하에서 "펌프 다운(pumped down)"된다. 불활성 가스들이 프로세싱 챔버들 또는 이송 챔버들에 존재할 수 있다. 일부 구체예들에서, 진공은 반응물들(예를 들어, 반응물)의 일부 또는 전부를 제거하는데 사용된다. 일부 구체예들에서, 불활성 가스는 반응물들(예를 들어, 반응물)의 일부 또는 전부를 퍼징하거나 제거하는 데 사용된다. 일부 구체예들에서, 진공은 반응물들의 일부 또는 전부를 제거하고, 이어서 불활성 가스(예를 들어, 반응물)로 퍼징하는데 사용된다. 하나 이상의 구체예들에 따르면, 불활성 가스는 반응물들(예를 들어, 반응물)이 프로세싱 챔버로부터 이송 챔버 및/또는 추가 프로세싱 챔버로 이동하는 것을 방지하기 위해 프로세싱 챔버의 출구에서 주입된다. 따라서, 불활성 가스의 흐름은 챔버 출구에서 커튼을 형성한다.
[0039] 기판은 다른 기판이 프로세싱되기 전에 단일 기판이 로딩되고(loaded), 프로세싱되고, 언로딩되는(unloaded) 단일 기판 증착 챔버들에서 프로세싱될 수 있다. 기판은 또한 컨베이어 시스템과 유사하게 연속적인 방식으로 프로세싱될 수 있으며, 여기서 다수의 기판은 챔버의 제1 부분에 개별적으로 로딩되고, 챔버를 통해 이동하고, 챔버의 제2 부분으로부터 언로딩된다. 챔버 및 관련 컨베이어 시스템의 모양은 직선 경로 또는 곡선 경로를 형성할 수 있다. 추가적으로, 프로세싱 챔버는 다수의 기판들이 중심축을 중심으로 이동되고 캐러셀(carousel) 경로 전체에 걸쳐 증착, 에칭, 어닐링, 세정 등의 공정들에 노출되는 캐러셀일 수 있다.
[0040] 프로세싱 동안, 기판은 가열되거나 냉각될 수 있다. 이러한 가열 또는 냉각은 기판 지지체의 온도를 변경하고 가열되거나 냉각된 가스들을 기판 표면으로 흐르게 하는 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 수단에 의해 달성될 수 있다. 일부 구체예들에서, 기판 지지체는 기판 온도를 전도적으로 변경하도록 제어될 수 있는 가열기/냉각기를 포함한다. 하나 이상의 구체예들에서, 사용되는 가스들(반응성 가스들 또는 불활성 가스들)은 기판 온도를 국부적으로 변화시키기 위해 가열되거나 냉각된다. 일부 구체예들에서, 가열기/냉각기는 기판 온도를 대류적으로 변경하도록 기판 표면에 인접하게 챔버 내에 위치된다.
[0041] 기판은 또한 프로세싱 동안 고정되거나 회전될 수 있다. 회전 기판은 연속적으로 또는 개별 단계들로 (기판 축을 중심으로) 회전할 수 있다. 예를 들어, 기판은 전체 공정에 걸쳐 회전될 수 있거나, 기판은 상이한 반응성 또는 퍼지 가스들에 대한 노출들 사이에 소량 회전될 수 있다. (연속적으로 또는 단계적으로) 프로세싱 동안 기판을 회전시키는 것은, 예를 들어, 가스 흐름 기하학적 구조들의 국부적 변동성의 영향을 최소화함으로써 보다 균일한 증착 또는 에칭을 생성하는 데 도움이 될 수 있다.
[0042] 일부 구체예들에 따른 공간적 ALD 공정에서, 반응성 가스들은 프로세싱 챔버 내의 상이한 프로세싱 영역들로 흐른다. 상이한 프로세싱 영역들은 인접한 프로세싱 영역들로부터 분리되어 반응성 가스들이 혼합되지 않도록 한다. 기판이 프로세싱 영역들 사이에서 이동되어, 기판은 반응성 가스들에 개별적으로 노출될 수 있다. 기판 이동 동안, 기판 표면의 상이한 부분들 또는 기판 표면 상의 재료는 2개 이상의 반응성 가스들에 노출되어, 기판 상의 임의의 주어진 지점이 실질적으로 동시에 하나 초과의 반응성 가스에 노출되지 않도록 한다. 당업자들이 이해할 바와 같이, 프로세싱 챔버 내에서 가스들의 확산으로 인해 기판의 작은 부분이 다수의 반응성 가스들에 동시에 노출될 수 있고, 달리 명시되지 않는 한 동시 노출은 의도되지 않을 가능성이 있다.
[0043] 공간적 ALD 공정의 다른 양태에서, 반응성 가스들은 반응 존으로 동시에 전달되지만 불활성 가스 커튼(curtain) 및/또는 진공 커튼에 의해 분리된다. 가스 커튼은 프로세싱 챔버로의 불활성 가스 흐름들과 프로세싱 챔버 밖으로의 진공 스트림 흐름들의 조합일 수 있다. 기판은 기판 상의 임의의 주어진 지점이 단 하나의 반응성 가스에 노출되도록 가스 전달 장치에 대해 이동된다.
[0044] 본원에 사용되는 "펄스" 또는 "도즈(dose)"는 프로세싱 챔버에 간헐적으로 또는 비연속적으로 도입되는 소스 가스(source gas)의 양을 지칭한다. 각각의 펄스 내의 특정 화합물의 양은 펄스의 지속 기간에 의거하여 시간에 따라 변할 수 있다. 특정 공정 가스는 단일 화합물 또는 2개 이상의 화합물들의 혼합물/조합물을 포함할 수 있다.
[0045] 하나 이상의 구체예들에 따른 시간 도메인(time-domain) ALD 공정에서, 유전체 막에 사용되는 유전체 반응물들, 헤테로사이클릭 반응물들을 포함하나, 이에 제한되지 않는 각각의 반응성 가스에 대한 노출은 각각의 화합물이 기판 표면에 반응 및/또는 결합하도록 한 후, 프로세싱 챔버로부터 퍼징되도록 시간 지연 만큼 분리된다. 반응성 가스들은 후속 노출들 사이에 프로세싱 챔버를 퍼징함으로써 혼합되는 것을 방지한다.
[0046] 일부 구체예들에 따른 시간 도메인 ALD 공정의 다른 양태에서, 반응성 가스들의 펄스들 사이에 시간 지연이 존재한다. 각각의 시간 지연 동안, 아르곤과 같은 퍼지 가스가 프로세싱 챔버로 도입되어 반응 존을 퍼징하거나 그렇지 않으면 반응 존으로부터 임의의 잔류 반응성 가스 또는 반응 생성물들 또는 부산물들을 제거한다. 대안적으로, 퍼지 가스는 반응성 가스들의 펄스들 사이의 시간 지연 동안 퍼지 가스만 흐르도록 증착 공정 전체에 걸쳐 연속적으로 흐를 수 있다. 반응성 가스들은 그 사이에 퍼지 가스 펄스와 함께 패시베이션 막 두께와 동일한 유전체 막 두께가 형성될 때까지 교대로 펄스화된다.
[0047] 각각의 펄스/도즈에 대한 지속 기간들은 가변적이며, 예를 들어 프로세싱 챔버의 용적 용량 뿐만 아니라 프로세싱 챔버에 결합된 진공 시스템의 능력들을 수용하도록 조정될 수 있다. 또한, 공정 가스의 도즈 시간은 공정 가스의 유량, 공정 가스의 온도, 제어 밸브의 유형, 사용된 프로세싱 챔버의 유형 뿐만 아니라 기판 표면 상에 흡착하는 반응성 가스의 성분들의 능력에 따라 달라질 수 있다. 도즈 시간들은 또한 형성되는 층의 유형 및 형성되는 디바이스의 기하학적 구조에 기초하여 달라질 수 있다. 도즈 시간은 실질적으로 기판의 전체 표면에 흡착/화학 흡착하고 그 위에 반응성 가스 성분 층을 형성하기에 충분한 용적의 화합물을 제공하기에 충분히 길어야 한다.
[0048] 패시베이션 막이 증착되면, 방법은 추가 프로세싱(예를 들어, 유전체 막의 벌크(bulk) 증착)을 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 구체예들에서, 추가 프로세싱은 ALD 공정일 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예들에서, ALD 공정이 질화규소 층을 목표 두께로 벌크 증착시키기 위해 수행될 수 있다.
[0049] 하나 이상의 구체예들에서, 공정들은 일반적으로 제어기 또는 프로세서에 의해 실행될 때 기판 프로세싱 챔버가 본 개시의 공정들 중 하나 이상을 수행하게 하는 소프트웨어 루틴(software routine)으로서 메모리에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 제2 제어기 또는 프로세서(도시되지 않음)에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원격에 위치한 제2 제어기 또는 프로세서에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다. 본 개시의 방법의 일부 또는 전부는 또한 하드웨어로 수행될 수 있다. 이와 같이, 공정은 소프트웨어로 구현될 수 있고, 컴퓨터 시스템을 사용하여, 예를 들어, 주문형 집적 회로 또는 다른 유형의 하드웨어 구현과 같은 하드웨어로, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 프로세서에 의해 실행될 때 범용 컴퓨터를, 본 개시의 하나 이상의 방법들이 수행되도록 기판 프로세싱 챔버 작동을 제어하는 특정 용도의 컴퓨터(제어기)로 변환한다.

Claims (20)

  1. 기판 상에 막을 선택적으로 증착시키는 방법으로서,
    금속 표면 및 유전체 표면을 포함하는 기판 표면을 프로세싱 챔버(processing chamber)에서 헤드기(head group) 및 테일기(tailgroup)를 포함하는 헤테로사이클릭 반응물에 노출시키는 단계;
    금속 표면 상에 헤테로사이클릭 반응물을 선택적으로 증착시켜 패시베이션 층(passivation layer)을 형성하는 단계로서, 헤테로사이클릭 헤드기는 금속 표면과 선택적으로 반응하고 결합하는, 단계;
    유전체 표면 상에 유전체 재료를 증착시키는 단계; 및
    금속 표면으로부터 패시베이션 층을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 헤테로사이클릭 헤드기가 N, O, S, Se 및 P 원자들 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 헤테로사이클릭 헤드기가 피롤, 피롤리딘, 피라졸, 이미다졸, 푸란, 바이이미다졸, 티오펜, 티아졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 퀴녹살린, 인다졸, 티아진, 포스피닌, 포스피놀린, 및 포스폴 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 테일기가 페닐 기 및 탄소 사슬 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 탄소 사슬이 1 내지 50개의 탄소 원자들의 범위의 길이를 갖는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 테일기가 1 Å 내지 75 Å 범위의 길이를 갖는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 테일기가 1 내지 50개 범위의 하나 이상의 R 치환기들을 갖는 방법.
  8. 제7항에 있어서, R 치환기가 다음의 결합들 탄소-탄소 단일/이중/삼중 결합들을 함유하는 선형 또는 분지형일 수 있는, 알킬, 사이클로알킬, 아릴 기들 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 금속 표면이 구리, 코발트, 니켈, 텅스텐, 바나듐, 루테늄, 크롬, 철, 백금, 금, 은, 몰리브덴, 갈륨, 인듐, 인듐 주석 산화물, 불소 도핑된 산화주석 및 Al-도핑된 산화아연 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 헤테로사이클릭 반응물이 고온에서 금속 표면에 결합된 상태로 유지되고, 고온이 50℃ 내지 350℃ 범위인 방법.
  11. 제4항에 있어서, 탄소 사슬 길이와 테일기 치환들의 합이 50개 이하의 탄소 원자들이 되도록, 탄소 사슬이 소정 길이를 갖고 테일기가 치환들을 갖는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 패시베이션 막의 밀도가 cm2당 1x1013 내지 1x1014개의 분자 들의 범위인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 패시베이션 막 두께가 5 Å 내지 100 Å 범위인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 유전체 표면이 SiOx, SixNy, Si, SiON, AlOx, Al2O3, HfOx, ZrO2, TiOx, TiN, TaxO5, Ta2O5, Y2O3, La2O3, AlN, MgO, CaF2, LiF, SrO, SiC, BaO, HfSiO4, LaAlO3, Nb2O5, BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, Pb(Zr, Ti)O3, CaCu3Ti4O12, LiNbO3, BaTiO3, LiNbO3 및 KNbO3 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 유전체 재료는 SiOx, SixNy, Si, SiON, AlOx, Al2O3, HfOx, ZrO2, TiOx, TiN, TaxO5, Ta2O5, Y2O3, La2O3, AlN, MgO, CaF2, LiF, SrO, SiC, BaO, HfSiO4, LaAlO3, Nb2O5, BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, Pb(Zr, Ti)O3, CaCu3Ti4O12, LiNbO3, BaTiO3, LiNbO3 및 KNbO3 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 패시베이션 층 및 유전체 재료 중 하나 이상이 기상 증착에 의해 증착되는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 헤테로사이클릭 화합물의 증기압이 25℃에서 0.00001 mmHg 내지 150 mmHg 범위인 방법.
  18. 제14항에 있어서, 패시베이션 층을 제거하는 단계가 패시베이션 층을 분해 온도에서 분해시키는 단계를 포함하고, 분해 온도가 안정성 온도보다 높은 방법.
  19. 기판 상에 막을 선택적으로 증착시키는 방법으로서,
    금속 표면 및 유전체 표면을 포함하는 기판 표면을 프로세싱 챔버에서 헤드기 및 테일기를 포함하는 헤테로사이클릭 반응물에 노출시키는 단계;
    금속 표면 상에 헤테로사이클릭 반응물을 선택적으로 증착시켜 패시베이션 층을 형성하는 단계로서, 헤테로사이클릭 헤드기는 금속 표면에 선택적으로 반응하고 결합하고, 헤테로사이클릭 헤드기는 N, O, S, Se 및 P 원자들 중 하나 이상을 포함하고, 테일기는 페닐기 및 탄소 사슬 중 하나 이상을 포함하고, 탄소 사슬은 1 내지 50개의 탄소 원자들의 범위의 길이를 갖는, 단계;
    유전체 표면 상에 유전체 재료를 증착시키는 단계; 및
    금속 표면으로부터 패시베이션 층을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)로서, 기판 프로세싱 챔버의 제어기에 의해 실행될 때, 기판 프로세싱 챔버가 금속 표면 및 유전체 표면을 포함하는 기판 표면을 프로세싱 챔버에서 헤드기 및 테일기를 포함하는 헤테로사이클릭 반응물에 노출시키고, 금속 표면 상에 헤테로사이클릭 반응물을 선택적으로 증착시켜 패시베이션 층을 형성하고, 유전체 표면 상에 유전체 재료를 증착시키고, 금속 표면으로부터 패시베이션 층을 제거시키는 명령들을 포함하며, 헤테로사이클릭 헤드기는 금속 표면과 선택적으로 반응하고 결합하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
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