KR20210122684A - 상이한 두 표면 상에 상이한 두 재료의 선택적 동시 증착 - Google Patents

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KR20210122684A
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마이클 유진 기븐스
에바 토이스
수비 하우카
다리아 네브스트루바
찰스 데젤라
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

일부 구현예에서, 동일한 반응 화학물질을 사용하여, 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 동일한 기판의 제2 상이한 표면 상에 제2 상이한 재료를 동시에 그리고 선택적으로 증착하는 방법이 제공된다. 예를 들어, 제1 재료는 금속 표면 상에 선택적으로 증착될 수 있는 반면에, 제2 재료는 인접한 유전체 표면 상에 동시에 그리고 선택적으로 증착된다. 제1 재료와 제2 재료는 상이한 재료 특성, 예컨대 상이한 에칭 속도를 갖는다.

Description

상이한 두 표면 상에 상이한 두 재료의 선택적 동시 증착{SIMULTANEOUS SELECTIVE DEPOSITION OF TWO DIFFERENT MATERIALS ON TWO DIFFERENT SURFACES}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2020년 3월 30일에 출원된 미국 가출원 제63/001898호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본원에 전체가 참조로 포함된다.
기술분야
본 출원은, 동일한 기판의 두 개의 상이한 표면 상에 두 개의 상이한 재료를 동시에 선택적으로 증착하는 것에 관한 것이다. 특히, 이는 동일한 기상 반응물에 대한 두 개의 상이한 표면의 노출이 두 개의 상이한 표면 상에 두 개의 상이한 재료를 선택적으로 증착하는 기상 증착 공정에 관한 것이다.
현재, 집적 회로는, 다양한 재료 층이 반도체 기판 상에 소정의 배열로 순차적으로 구성된 정교한 공정에 의해 제조된다.
기판 상에 재료 층의 소정 배열은 전체 기판 표면 상에 재료를 증착한 다음 기판의 소정 영역으로부터 그 재료를 제거, 예를 들어 마스크 층의 증착 및 이후의 선택적인 에칭 공정에 의해 종종 이루어진다. 따라서, 제1 재료가 제1 표면 상에만 증착되고 제2 재료가 제2 표면 상에만 증착되는 것이 바람직한 경우에, 다수의 단계가 일반적으로 요구된다. 먼저, 제1 재료가 전체 기판 표면 위에 증착된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정을 사용하여 제1 재료가 제1 표면 상에 노출되지 않도록 제1 재료를 패턴화한다. 그런 다음, 남아 있는 것이 제1 표면 상의 제1 재료이도록 제1 표면이 에칭된다. 그런 다음, 동일한 단계를 따라 제2 표면 상에 제2 재료를 제조한다.
기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 기판의 제2 표면 상에 제2 재료를 동시에 그리고 선택적으로 증착하는 하나의 공정을 갖는 것이 유리할 것이다. 이러한 공정은, 제1 재료 및 제2 재료 각각을 증착하고 에칭하기 위한 별도의 단계가 필요하지 않게 함으로써, 제조 시간을 절약할 수 있다.
일부 양태에서, 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 기판의 제2 상이한 표면 상에 제2 상이한 재료를 선택적으로 증착하는 방법이 제공된다. 기판의 제1 표면 상에 제1 재료, 및 기판의 제2 상이한 표면 상에 상이한 재료를 선택적으로 증착하는 방법은, 하나 이상의 제1 증착 사이클을 포함할 수 있고, 상기 사이클은, 기판의 제1 및 제2 표면을 패시베이션제에 노출시켜 패시베이션제가 제2 표면에 대해 제1 표면 상에 패시베이션층을 선택적으로 형성하도록 하는 단계; 기판의 제1 및 제2 표면을 제1 금속 또는 반금속 반응물에 노출시키는 단계; 및 기판의 제1 및 제2 표면을 제2 금속 또는 반금속 반응물에 노출시키는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터 제1 금속 또는 반금속, 및 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터 제2 금속 또는 반금속을 포함하는 제1 재료의 제1 층은, 제1 표면이 아닌 제2 표면 상에 형성된다. 일부 구현예에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터 제2 금속 또는 반금속을 포함하는 제2 재료의 제2 층은, 제1 표면이 아닌 제2 표면 상에 형성된다.
일부 구현예에서, 제1 표면은 금속을 포함하고 제2 표면은 유전체 재료를 포함한다. 일부 구현예에서, 금속은 Co, Cu, W, Ru 및/또는 Ni이다. 일부 구현예에서, 유전체 재료는 실리콘디옥사이드(SiO2), 실리콘나이트라이드(SiN), 및/또는 실리콘옥사이드카바이드(SiOC)를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 재료는 제2 재료와 상이한 재료 특성을 갖는다. 일부 구현예에서, 제1 재료는 제2 재료와 상이한 에칭 속도를 갖는다. 일부 구현예에서, 제1 재료는 제2 재료와 상이한 전도도 또는 굴절률을 갖는다.
일부 구현예에서, 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 기판의 제2 상이한 표면 상에 제2 상이한 재료를 선택적으로 증착하는 방법은, 제1 및 제2 표면을 추가 반응물과 접촉시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 추가 반응물은, 예를 들어 산소 반응물, 질소 반응물 또는 탄소 반응물일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 표면은 금속 표면이고, 제2 표면은 유전체 표면이고, 패시베이션제는 Hthd, Hfac 또는 Hacac이고, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 디에틸아미노실란 또는 헥사키스(에틸아미노)디실란이고, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 트리메틸 알루미늄(TMA)이고, 추가 반응물은 물을 포함한 산소 반응물이다.
일부 구현예에서, 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 기판의 제2 상이한 표면 상에 제2 상이한 재료를 선택적으로 증착하는 방법은, 패시베이션제와 제1 금속 또는 반금속 반응물을 기판과 교대 순차적으로 접촉시키는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 제2 증착 사이클은, 기판을 산소 반응물, 질소 반응물 및/또는 탄소 반응물과 접촉시키는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 사이클은 X회 반복되고 제2 사이클은 Y회 반복되며, 여기서 X 및 Y는 정수이다.
일부 구현예에서, 패시베이션제는 디-이민 또는 베타-디케토네이트를 포함한다. 일부 구현예에서, 패시베이션 층은 제1 금속 또는 반금속 반응물이 제1 표면과 반응하는 것을 입체적으로 방지한다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 헥사메틸디실라잔(HMDS), 테트라메틸디실라잔(TMDS), 디에틸아미노실란 및/또는 헥사키스(에틸아미노)디실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 알루미늄, 지르코늄, 하프늄, 티타늄, 란타늄, 및/또는 에르븀을 포함한다.
일부 구현예에서, 기판 상에 두 개의 상이한 재료를 증착하는 방법이 제공된다. 기판 상에 두 개의 상이한 재료를 증착하는 방법은, 기판의 제1 표면 및 제2 표면을 동일한 기상 반응물의 순차적 펄스와 동시에 접촉시킴으로써, 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 기판의 제2 상이한 표면 상에 제2 상이한 재료를 선택적으로 및 동시에 증착하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 기판 상에 두 개의 상이한 재료를 증착하는 방법은, 상기 제1 및 제2 표면을 패시베이션제에 노출시켜 패시베이션제가 제2 표면에 대해 제1 표면 상에 패시베이션 층을 선택적으로 형성하는 단계; 금속 또는 반금속을 포함한 제1 반응물에 제1 및 제2 표면을 노출시키는 단계; 및 금속 또는 반금속을 포함한 제2 반응물에 제1 및 제2 표면을 노출시키는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 베타-디케토네이트를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 반응물은 HMDS, TMDS, 디에틸아미노실란, 및/또는 헥사키스(에틸아미노)디실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 제2 반응물은 알루미늄, 지르코늄, 하프늄, 티타늄, 란타늄, 및/또는 에르븀을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 재료 및 제2 재료를 선택적으로 증착하는 단계는 주변 공기에 노출되지 않고 수행된다.
도 1은, 기판의 두 개의 상이한 표면 상에 두 개의 재료를 동시에 그리고 선택적으로 증착하는 공정의 예시적인 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는, 기판의 두 개의 상이한 표면 상에 두 개의 상이한 재료를 동시에 그리고 선택적으로 증착하는 공정의 예시적인 구현예의 단계를 개략적으로 나타낸다.
일부 상황에서, 예컨대 집적 회로의 형성에서, 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 기판의 제2 상이한 표면 상에 제2 상이한 재료를 선택적으로 형성하는 것이 바람직하다. 본원에 설명된 바와 같이, 단일 기상 증착 공정으로 이를 수행하는 것은, 예를 들어 많은 통상적인 처리 단계를 회피함으로써 처리 속도를 증가시키는 것을 포함하여, 다수의 이점을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 증착된 제1 재료는, 제2 재료와 하나 이상의 상이한 재료 특성을 가질 수 있고, 이들 차이는 후속 처리에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 재료 특성은 상이한 에칭 속도 및 상이한 전도도를 포함할 수 있다.
단일 증착 공정을 사용하여 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 기판의 제2 표면 상에 제2 재료를 동시에 및 선택적으로 증착하기 위한 방법 및 재료가 본원에 개시된다. 제1 및 제2 재료는 서로 상이하고 상이한 재료 특성을 갖는다. 일부 구현예에서, 유전체 재료 및 금속과 같은 두 개의 상이한 재료의 층을 포함한 기판이 다수의 상이한 전구체, 반응물 및/또는 패시베이션제에 노출되는 기상 증착 공정이 제공된다. 상이한 반응물 중 적어도 하나는, 기판 상의 두 개의 상이한 층의 표면과 상이하게 반응한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 금속 층의 표면과 같은 기판의 제1 표면, 및 유전체 재료를 포함한 층의 표면과 같은 기판의 제2 표면은, 패시베이션제, 제1 금속 또는 반금속 반응물, 및 제2 금속 또는 반금속 반응물에 순차적으로 노출된다. 일부 구현예에서, 원하는 재료를 제조하기 위해 제3 반응물이 교대 순차적으로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 제3 반응물은, 증착된 재료와 반응하여 산화물, 질화물 또는 탄화물을 생성하는 산소 반응물, 질소 반응물 또는 탄소 반응물일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 표면 및 제2 표면은 기판 상에서 서로 인접한다.
패시베이션제는 제2 표면에 대해 제1 표면과 선택적으로 반응하여 제1 표면 상에 패시베이션 종의 층을 우선적으로 형성한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 패시베이션제는 유전체 표면에 대해 기판의 금속 표면 상에 패시베이션 층을 선택적으로 형성한다. 제1 표면의 패시베이션의 결과로서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 패시베이션되지 않은 제1 표면과 반응하지 않고 패시베이션되지 않은 제2 표면과 반응하여, 제2 표면 상에 제1 금속 또는 반금속 반응물의 금속 또는 반금속을 포함한 반응물 종의 층을 형성한다. 일부 구현예에서, 제1 표면 상의 제1 금속 또는 반금속 반응물의 금속 또는 반금속을 포함한 반응물 종은 실질적으로 없다. 이론에 의해 제한되지 않는다면, 이는, 제1 금속 또는 반금속 반응물이 제1 표면과 접촉하고 반응하는 것을 방지하는 패시베이션제에 의해 야기된 입체 장애로 인한 것일 수 있다.
제2 금속 또는 반금속 반응물은 패시베이션 층에 의해 반응하는 것이 방지되지 않고, 따라서 제1 및 제2 표면 둘 모두와 반응한다. 예를 들어, 제2 금속 또는 반금속 반응물은, 패시베이션 층의 존재에도 불구하고 제1 표면과 접촉하지 못하게 입체적으로 방지되지 않는 크기의 것일 수 있다. 따라서, 제2 금속 또는 반금속 반응물의 금속 또는 반금속을 포함한 반응물 종의 층이 제1 표면 상에 형성된다. 또한, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 또한 제2 표면과 반응하여, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속과 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속 모두를 포함한, 제2 표면 상의 종 층을 형성한다.
유사하게, 선택적인 제3 반응물은, 제1 패시베이션 표면 및 제2 비-패시베이션 표면 둘 모두와 반응할 수 있다. 결과적으로, 제3 반응물은 제1 표면 상의 종과 반응하여 제1 표면 상의 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속을 포함한 제1 재료를 형성하고, 제3 반응물은 제2 표면 상의 종과 반응하여 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 제1 금속 또는 반금속, 및 제2 표면 상의 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 제2 금속 또는 반금속을 포함한 제2 상이한 재료를 형성한다. 따라서, 제1 재료 및 제2 재료는 상이한 재료이며, 에칭 속도, 밀도, 전도도, 및 굴절률과 같은 하나 이상의 상이한 재료 특성을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 재료 층의 제1 표면 및 제2 상이한 재료 층의 제2 표면, 예컨대 제1 금속 표면 및 제2 유전체 표면을 포함한 기판이 제공된다. 일부 구현예에서, 예를 들어 기판은 Co, Cu 또는 W를 포함한 금속 표면, 및 SiO2를 포함한 유전체 표면을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 표면은 하프늄 산화물, 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 코발트 산화물, 또는 구리 산화물과 같은 금속 산화물을 포함하거나 이로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지는 반면에, 제2 표면은 상이한 금속 또는 금속 산화물, 예컨대 게르마늄 산화물, 텅스텐 산화물, 아연 산화물, 철 산화물, 금속성 루테늄 또는 금속성 백금을 포함하거나 이로 필수적으로 이루어지거나 이로 구성된다.
일부 구현예에서, 제1 표면은 하프늄 산화물, 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 코발트 산화물, 또는 구리 산화물과 같은 금속 산화물을 포함하거나 이로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지는 반면에, 제2 표면은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 또는 금속성 백금을 포함하거나 이로 필수적으로 이루어지거나 이로 구성된다.
일부 구현예에서, 제1 표면은 게르마늄 산화물, 텅스텐 산화물, 아연 산화물, 철 산화물, 금속성 루테늄 또는 금속성 백금과 같은 금속 또는 금속 산화물을 포함하거나 이로 필수적으로 이루어지거나, 구성되는 반면에, 제2 표면은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 금속성 팔라듐을 포함하거나 이로 필수적으로 이루어지거나 이로 구성된다.
기판의 두 개의 상이한 표면은 패시베이션제, 제1 금속 또는 반금속 반응물, 제2 금속 또는 반금속 반응물, 및 산화제와 같은 제3 반응물에 교대 순차적으로 노출된다. 패시베이션제는, 제2 표면에 대해 제1 표면과, 예컨대 제2 유전체 표면에 대해 제1 금속 표면과 선택적으로 반응하고, 제1 표면 상에 패시베이션 종의 층을 우선적으로 형성한다. 패시베이션 이후에, 기판의 제1 및 제2 표면은 제1 금속 또는 반금속 반응물에 노출된다. 제1 표면의 패시베이션의 결과로서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 패시베이션되지 않은 제1 표면과 반응하고 패시베이션된 제2 표면과 반응하지 않아, 제2 표면 상에 제1 금속 또는 반금속 반응물의 금속 또는 반금속을 포함한 층을 형성한다. 예를 들어, 제1 금속 또는 반금속 반응물의 금속 또는 반금속을 포함한 층은, 패시베이션된 제1 금속 표면에 대해 제2 유전체 표면 상에 형성될 수 있다.
제1 및 제2 표면은, 이어서 제2 금속 또는 반금속 반응물에 노출된다. 제2 금속 또는 반금속 반응물은, 패시베이션 층에 의해 반응하는 것이 방지되지 않으며, 따라서 기판이 제2 금속 또는 반금속 반응물과 접촉하는 경우에, 이는, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속 종의 층을 포함한 제1 표면, 및 제2 패시베이션 표면과 모두 반응한다. 결과적으로, 제2 표면은, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속, 및 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속 모두를 포함하는 반면에, 제1 표면은 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속만을 포함한다. 예를 들어, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속을 포함한 제1 재료가 제1 금속 표면 상에 형성될 수 있고, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 제1 금속 또는 반금속, 및 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 제2 금속 또는 반금속을 포함한 제2 상이한 재료가 제2 유전체 표면 상에 형성된다.
제1 및 제2 표면은 선택적으로 제3 반응물과 추가 접촉한다. 제3 반응물은 패시베이션제에 의해 반응하는 것이 방지되지 않으며, 따라서 각각의 산화물, 질화물 또는 탄화물을 형성하는 것과 같이, 제1 재료 및 제2 재료와 반응한다. 원하는 재료 조성을 달성하기 위해, 추가적인 반응물이 제공될 수 있다. 따라서, 생성된 제1 재료 및 제2 재료는 상이한 재료이며, 에칭 속도, 밀도, 전도도, 및 굴절률과 같은 하나 이상의 상이한 재료 특성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 및 제2 재료 각각의 원하는 재료 조성 및 특성을 달성하기 위해, 하나 이상의 추가 반응물이 제공될 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 재료 및 제2 재료는 적어도 25%, 적어도 50%, 적어도 75%, 적어도 85%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%만큼 상이한 에칭 속도를 가질 수 있다. 제1 재료는, 제2 재료의 에칭 속도의 적어도 1.5배, 적어도 2배, 적어도 3배, 적어도 5배, 적어도 7배, 또는 적어도 10배인 에칭 속도를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 재료 및 제2 재료는 적어도 20%, 적어도 40%, 적어도 60%, 적어도 100%, 또는 적어도 500%만큼 상이한 전도도를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 재료는 제2 재료의 전도도보다 적어도 10배, 적어도 100배, 또는 적어도 1000배 더 큰 전도도를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 재료 및 제2 재료는 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 또는 적어도 40%, 또는 적어도 50%만큼 상이한 밀도를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 재료 및 제2 재료는 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 또는 적어도 40%, 또는 적어도 50%만큼 상이한 굴절률을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 재료 중 하나는 에칭에 의해 제1 및 제2 재료 중 다른 하나에 대해 선택적으로 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 재료 또는 제2 재료 중 하나는 에칭에 의해 선택적으로 제거되고, 제1 재료와 제2 재료 사이의 에칭 공정의 선택도는 적어도 25%, 적어도 50%, 적어도 75%, 적어도 85%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%일 수 있다. 제1 재료와 제2 재료 사이의 에칭 공정의 선택도는 (제1 재료의 에칭 속도/제2 재료의 에칭 속도)에 의해 계산된 백분율로서 주어질 수 있다.
패시베이션제, 제1 금속 또는 반금속 반응물, 제2 금속 또는 반금속 반응물, 및 제3 반응물의 교대 순차적인 제공을 하나의 증착 사이클로 간주할 수 있다. 증착 사이클은, 원하는 두께로 두 개의 상이한 표면 상에 두 개의 상이한 재료를 선택적으로 증착하기 위해 여러 번 반복될 수 있다. 후속 사이클에서, 패시베이션제는 제1 표면 상에 형성되지만 제2 표면 상에는 형성되지 않은 재료와 반응함으로써, 선택도를 유지한다. 예를 들어, 패시베이션제가 유전체 표면에 대해 상대적으로 금속 표면에 대해 초기에 선택적이면, 유전체의 상단 표면이 초기 증착 사이클에 의해 변경되었더라도, 이러한 선택도는 후속 증착 사이클에서 유지될 것이다. 일부 구현예에서, 예를 들어 패시베이션제는 유전체에 대해 상대적으로 금속 산화물에 대해 선택적이며, 초기 금속 표면은 산화물을 포함하거나 일부 산화물을 포함하도록 처리된다. 후속 사이클에서, 금속 산화물이 형성되고 (가능하면 상이한 금속을 포함하고), 선택도가 유지된다. 유사하게, 제1, 제2 및 제3 반응물의 선택도는 후속 증착 사이클에서 유지될 것이다. 제1, 제2, 및 제3 반응물로서 지칭되지만, 패시베이션제, 제1 금속 또는 반금속 반응물, 제2 반금속 또는 금속 반응물, 및 제3 반응물은 임의의 순서로 제공될 수 있다. 또한, 순서는 사이클마다 달라질 수 있다.
전술한 바와 같이, 일부 구현예에서, 패시베이션제는 기판의 제2 표면이 아니라 제1 표면을 선택적으로 패시베이션한다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 유전체 표면에 대해 금속 표면을 선택적으로 패시베이션시킨다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 패시베이션된 제1 표면 상에서 제1 금속 또는 반금속 반응물의 반응을 입체적으로 방해할 수 있다. 그러나, 제2 표면이 패시베이션되지 않기 때문에, 제2 표면은 제1 금속 또는 반금속 반응물과 반응할 수 있다. 한편, 패시베이션제는 하나 이상의 추가 반응물의 반응을 방해하지 않으므로, 이들 반응물은 제1 및 제2 표면 둘 모두와 반응할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 표면에 동시에 노출된 제1 금속 또는 반금속 반응물은, 제1 패시베이션된 표면이 아닌 제2 표면과 선택적으로 반응하는 반면에, 제2 금속 또는 반금속 반응물 및 임의의 추가 반응물은 이어서 제1 패시베이션된 표면 및 제2 비 패시베이션된 표면 둘 모두와 반응할 수 있어서, 제1 및 제2 표면 상에 상이한 재료의 형성을 초래한다. 따라서, 패시베이션제는 특정 상황에 기초하여 선택되어, 제2 표면에 대해 제1 표면을 선택적으로 패시베이션할 수 있도록 하고, 제2 및 선택적으로 추가 전구체의 반응을 허용하면서 제1 전구체의 반응을 방지하도록 한다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 헤테로원자 사이에 에틸렌 또는 프로판 브릿지를 포함하는 두자리 화합물이다. 예를 들어, 패시베이션제는 O, S, N 또는 P 헤테로원자를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 화학식 (I), 화학식 (II), 화학식 (III) 또는 화학식 (IV)에 따른 화합물을 포함하고,
Figure pat00001
여기서 R1 및 R2는 선형, 분지형, 환형 및 방향족 C1 내지 C10 탄화수소로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구현예에서, 패시베이션제는 화학식 (V), 화학식 (VI), 화학식 (VII) 또는 화학식 (VIII)에 따른 화합물을 포함하고,
Figure pat00002
여기서 R1, R2, R3 및 R4 각각은 선형, 분지형, 환형 및 방향족 C1 내지 C10 탄화수소로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구현예에서, 패시베이션제는 화학식 (IX)에 따른 피리딘계 화합물, 일산화탄소, 니트릴로옥소늄, 화학식 (X)에 따른 치환된 부타디엔, 화학식 (XI)에 따른 트리-알킬 포스핀, 화학식 (XII) 또는 (XIII)에 따른 디알킬 설파이드, 또는 화학식 (XIV)에 따른 디설파이드이다.
Figure pat00003
여기서 각각의 R1, R2, R3, 및 R4는 선형, 분지형, 환형 또는 방향족 C1 내지 C10 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
일부 구현예에서, 패시베이션제는 디-이민 계열 화합물이다. 디-이민계 화합물의 두 개의 이민 기는 인접한 탄소 원자(즉, (R1-C(N-R3-C(N-R4-R2에 위치할 수 있다. 대안적으로, 이민기는 탄소 원자(즉, R1-C(N-R3)-C-C(N-R4)-R2)에 의해 분리될 수 있다. 디-이민-계 화합물의 R1 및 R2 기는 선형, 분지형, 환형 또는 방향족 C1 내지 C10 탄화수소로부터, 선형, 분지형, 환형 또는 방향족 C1-C10 알콕시 기로부터, 알킬아미노기로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, 여기서 N 상의 치환기는 독립적으로 H 또는 알킬이고, 알킬은 선형, 분지형, 환형 또는 방향족 C1-C10, 또는 1 내지 10개의 탄소 및 할로겐(F, Cl, Br 또는 I)을 포함한 할로카본, 예컨대 -CF3 or -CF2CF3이다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 디케톤-계 화합물이다. 디케톤-계 화합물의 두 개의 케톤 기는 인접한 탄소 원자(즉, (R1-C(O)-C(O)-R2))에 위치할 수 있다. 대안적으로, 케톤기는 탄소 원자(즉, R1-C(O)-C-C(O)-R2)에 의해 분리될 수 있다. 디케톤-계 화합물의 R1 및 R2 기는 선형, 분지형, 환형 또는 방향족 C1 내지 C10 탄화수소로부터, 선형, 분지형, 환형 또는 방향족 C1-C10 알콕시 기로부터, 알킬아미노기로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, 여기서 N 상의 치환기는 독립적으로 H 또는 알킬이고, 알킬은 선형, 분지형, 환형 또는 방향족 C1-C10, 또는 1 내지 10개의 탄소 및 할로겐(F, Cl, Br 또는 I)을 포함한 할로카본, 예컨대 -CF3 or -CF2CF3이다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 베타-디케토네이트이다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 테트라메틸-3,5-헵탄디온(Hthd)이다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 아세틸아세톤(Hacac)이다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 헥사플루오로아세틸아세톤(Hfac)이다.
일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 전구체는, 제1 금속 또는 반금속 반응물 분자가 패시베이션 층을 관통할 수 없게 하는 큰 분자 크기를 가지므로, 패시베이션제는 제1 금속 또는 반금속 전구체가 제1 표면과 접촉하고 반응하는 것을 방지한다. 한편, 제2 금속 또는 반금속 전구체는, 제1 표면과 반응하기 위해 패시베이션제를 통해 침투시킬 수 있는 분자 크기를 갖는다. 따라서, 유익하게는, 패시베이션된 표면은 제2 금속 또는 반금속 전구체와만 반응하는 반면에, 패시베이션되지 않은 표면은 제1 및 제2 금속 또는 반금속 전구체 둘 모두와 반응한다. 재차, 양 표면과 반응할 수 있는 하나 이상의 추가 반응물, 예컨대 제1 및 제2 표면 상의 재료와 반응하여 각각의 금속 산화물을 형성할 수 있는 산소 함유 반응물, 제1 및 제2 표면 상의 재료와 반응하여 각각의 금속 질화물을 형성할 수 있는 질소 함유 반응물, 및/또는 제1 및 제2 표면 상의 재료와 반응하여 각각의 금속 탄화물을 형성할 수 있는 탄소 함유 반응물이 제공될 수 있다. 따라서, 제1 재료는 기판의 제1 표면 상에 형성되고, 제2 재료는 양 표면이 동일한 화학물질에 노출되더라도 기판의 제2 표면 상에 형성된다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 재료는 상이한 재료 특성을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 표면은 금속 또는 금속성 표면이고, 제2 표면은 유전체 표면이다.
일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘 반응물과 같은 반금속 반응물이다. 일부 구현예에서, 실리콘 반응물은 화학식 Sia(NR1R')bR2c, 또는 Sia(OR')bR1c, 또는 SiaXbRc를 가질 수 있되, R1과 R2는 H 및 C1 내지 C6 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있고, R'는 C1 내지 C6 탄화수소로부터 선택될 수 있고, X는 F, Cl, Br 및 I로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, a는 1 내지 4의 정수이고, b는 1 내지 2a + 2의 정수이고, c는 2a + 2 - b이다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 헥사메틸디실라잔(HMDS), 테트라메틸디실라잔(TMDS), 디에틸아미노실란 및/또는 헥사키스(에틸아미노)디실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 팔라듐을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 게르마늄, 텅스텐, 아연, 루테늄, 철 및/또는 백금을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 게르마늄, 텅스텐, 아연, 루테늄, 철, 백금, 몰리브덴, 코발트, 구리, 알루미늄, 지르코늄, 하프늄, 티타늄, 란타늄, 및/또는 에르븀을 포함하는 금속 또는 반금속 반응물이다. 일부 구현예에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 알루미늄 반응물이다. 알루미늄 반응물은 알킬알루미늄 화합물, 예컨대 트리메틸알루미늄(TMA)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 알루미늄 반응물은 산소를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 알루미늄 반응물은 질소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 반응물은 화학식 AlR3, 또는 AlRx(OR)y, 또는 AlRx(NRR')y, 또는 AlRxHy를 가질 수 있고, 여기서 x는 0, 1 또는 2이고, y는 3-x이고, 여기서 R은 H 또는 임의의 C1 내지 C6 탄화수소기이고, R'는 임의의 C1 내지 C6 탄소기이다. 구체적으로, 알루미늄 반응물은 Al(iPr2AMD)3, Al(tBu2AMD)3, Al(iPr2FMD)3, 또는 Al(tBu2FMD)3를 포함할 수 있고, 여기서 iPr은 이소프로필을 나타내고, tBu는 터트-부틸을 나타내고, AMD는 아세트아미디네이트를 나타내고, FMD는 포름아미디네이트를 나타낸다.
일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 팔라듐을 포함할 수 있고, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 게르마늄, 텅스텐, 아연, 루테늄, 철 또는 백금을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 팔라듐을 포함할 수 있고, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 하프늄, 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 코발트 또는 구리를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘을 포함할 수 있고, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 게르마늄, 텅스텐, 아연, 루테늄, 철 또는 백금을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘을 포함할 수 있고, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 하프늄, 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 코발트 또는 구리를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 게르마늄, 텅스텐, 아연, 루테늄, 철 및/또는 백금을 포함할 수 있고, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 하프늄, 티타늄, 알루미늄, 몰리브덴, 코발트 또는 구리를 포함할 수 있다.
원자층 증착(ALD) 유형 공정
일부 구현예에서, ALD 유형 공정은 두 개의 상이한 표면 상에 두 개의 상이한 재료를 동시에 증착하는 데 사용된다. ALD 유형 공정은 전구체 화학물질 및 다른 반응물의 제어된 자기-제한 표면 반응을 기반으로 한다. 기상 반응은 기판을 반응물과 교대 순차적으로 접촉시킴으로써 회피된다. 기상 반응물은, 예를 들어 반응물 펄스 사이의 반응 챔버로부터 과량의 반응물 및/또는 반응물 부산물을 제거함으로써, 반응 챔버에서 서로 분리된다.
간략히, 제1 표면 및 상이한 제2 표면을 포함한 기판은 일반적으로 낮아진 압력에서 적합한 증착 온도로 가열된다. 증착 온도는 일반적으로 반응물의 열 분해 온도 이하이지만 반응물의 응축을 피하고 목적하는 표면 반응을 위한 활성화 에너지를 제공하기에 충분히 높은 수준으로 유지된다. 물론, 임의의 주어진 ALD 반응을 위한 적절한 온도 범위는 관련된 표면 말단 및 반응물 종에 따라 달라질 것이다. 여기서, 온도는 증착되는 막의 유형 및 이용되는 반응물 및 패시베이션제에 따라 달라진다. 일부 구현예에서, 증착 온도는 바람직하게는 약 400°C 이하, 보다 바람직하게는 약 200°C 이하, 가장 바람직하게는 약 20°C 내지 약 200°C이다.
각각의 ALD 사이클에서, 기판의 표면은 기상 패시베이션 반응물, 제1 및 제2 금속 또는 반금속 기상 반응물, 및 하나 이상의 추가 기상 반응물과 접촉한다. 일부 구현예에서, 기상 반응물의 펄스가 기판을 함유한 반응 공간에 제공된다. 일부 구현예에서, 기판은 기상 반응물을 함유한 반응 공간으로 이동된다. 바람직하게는, 각각의 반응물이 적절한 표면과 반응하여 원하는 선택적 증착을 얻도록 조건이 선택된다. 적절한 접촉 시간은 특정 환경에 기초하여 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 과량의 반응물 및 반응 부산물이 존재하는 경우, 이들은 예컨대 불활성 기체로 퍼지함으로써 또는 기판을 반응물의 존재로부터 제거함으로써 기판 표면으로부터 제거된다.
퍼지는, 예컨대 진공 펌프로 챔버를 배기하고/배기하거나 반응기 내부의 가스를 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 가스로 대체함으로써, 기상 반응물 및/또는 기상 부산물이 기판 표면으로부터 제거되는 것을 의미한다. 전형적인 퍼지 시간은 약 0.05 내지 약 20초, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 10초, 및 보다 더 바람직하게는 약 1 내지 약 2초이다. 그러나, 매우 높은 종횡비 구조 또는 복잡한 표면 형태를 갖는 다른 구조에 대한 고도의 등각성 단차 피복도가 필요한 경우와 같이, 필요하다면 다른 퍼지 시간이 사용될 수 있다.
각각의 증착 사이클은, 두 개의 상이한 재료 층을 포함한 기판이 패시베이션제와 접촉하여 제2 재료 층의 표면에 대해 제1 재료 층의 표면 상에 패시베이션 층을 선택적으로 형성하는, 제1 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 및 제2 표면을 패시베이션제와 접촉시키기 전에, 하나 또는 둘 모두의 표면이 적절한 표면 종결을 제공하도록 처리될 수 있어서, 패시베이션제가 제2 표면에 상대적으로 제1 표면에 대해 원하는 선택도를 갖는다. 예를 들어, 제1 금속 표면 및 제2 유전체 표면은, 패시베이션 층이 유전체 표면에 대해 산화된 금속 표면 상에 선택적으로 형성되도록, 제1 금속 표면 상에 산화물을 제공하도록 처리될 수 있다.
유전체 표면에 대해 금속 표면 상에 패시베이션 층의 선택적 형성을 허용하는 적절한 접촉 시간 후에, 과량의 패시베이션제는, 예를 들어 반응 공간을 퍼지함으로써 기판 표면으로부터 제거된다.
제2 단계에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 제1 및 제2 표면과 접촉한다. 패시베이션 층의 존재로 인해, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 패시베이션되지 않은 표면만 반응하고 패시베이션된 표면과는 반응하지 않는다. 따라서, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터 금속 또는 반금속을 포함한 재료의 층이 패시베이션되지 않은 표면 상에 형성된다. 그런 다음, 과량의 제1 금속 또는 반금속 반응물 및 반응 부산물이, 예를 들어 반응 공간을 퍼지함으로써 기판 표면으로부터 제거된다.
제3 단계에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 제1 및 제2 표면과 접촉한다. 제2 금속 또는 반금속 반응물은, 패시베이션된 표면 및 패시베이션되지 않은 표면 둘 모두와 반응한다. 따라서, 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속을 포함한 재료의 층이 패시베이션된 표면 상에 형성되는 반면에, 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속, 그리고 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속을 포함한 재료의 층은 패시베이션되지 않은 표면 상에 형성된다. 그런 다음, 과량의 제2 금속 또는 반금속 반응물 및 반응 부산물이, 예컨대 반응 공간을 퍼지함으로써 기판 표면으로부터 제거된다.
제4 단계에서, 제1 및 제2 표면은 추가적인 비-금속 비-반금속 반응물, 예컨대 산소 반응물, 질소 반응물 또는 탄소 반응물과 접촉한다. 제3 반응물은, 예컨대 금속 또는 반금속 산화물, 질화물, 탄화물, 산질화물 또는 산탄화물을 형성함으로써, 패시베이션된 표면 상의 재료 및 패시베이션되지 않은 표면 상의 재료와 반응한다. 그런 다음, 과량의 제3 반응물 및 반응 부산물이, 예컨대 반응 공간을 퍼지함으로써 기판 표면으로부터 제거된다.
기판 표면을 다른 반응물과 교대 순차적으로 접촉하는 단계, 및 표면으로부터 반응물을 제거하는 단계를 포함한 추가 단계는, 보다 복잡한 재료를 형성하기 위해 포함될 수 있다.
일부 구현예에서, 각 사이클의 각 단계는 자기 제한적이다. 과량의 반응물 전구체가 민감한 구조 표면을 포화시키기 위해 각 페이즈에서 공급될 수 있다. 표면 포화는 이용 가능한 모든 반응 부위(예컨대, 물리적 크기 또는 "입체 장애" 제약 조건에 종속됨)의 반응물 점유를 보장하고 따라서 우수한 단차 피복도를 보장한다. 전형적으로, 하나 미만의 분자 재료층이 각 사이클을 이용하여 증착되지만, 일부 구현예에서, 하나 이상의 분자층이 상기 사이클 동안 증착된다.
과량의 반응물과 반응 부산물을 기판 표면으로부터 제거하는 단계는, 반응 공간의 내용물 전부 또는 일부를 배기하고/배기하거나 반응 공간을 헬륨, 질소 또는 다른 불활성 가스로 퍼지하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 퍼지는 불활성 캐리어 가스를 반응 공간으로 지속적으로 흘리면서 반응 가스의 흐름을 차단하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 과량의 반응물 및 반응 부산물은 기판을, 예를 들어 상이한 반응 공간으로 이동시킴으로써 기판 표면으로부터 제거된다.
ALD형 공정에서 사용되는 반응물이 기판 표면과 접촉하기 전에 기상으로 있는 경우, 이들 반응물은 표준 조건(실온 및 대기압) 하에서 고체, 액체 또는 가스 재료일 수 있다. 기판 표면을 기화된 반응물과 접촉시키는 것은 한정된 기간 동안 반응물 증기가 기판 표면과 접촉한다는 것을 의미한다. 전형적으로, 접촉 시간은 약 0.05 내지 약 10초이다. 그러나, 기판 유형 및 이의 표면적에 따라, 상기 접촉 시간은 10초보다 훨씬 더 길 수 있다. 접촉 시간은 경우에 따라 분 단위일 수 있다. 최적의 접촉 시간은 특정 환경에 기초하여 당업자에 의해 결정될 수 있다.
반응물의 질량 유속은 또한 당업자에 의해 결정될 수 있다. 일부 구현예에서, 전구체의 유속은 바람직하게는 제한 없이 약 1 내지 약 1000 sccm, 또는 약 100 내지 약 500 sccm이다.
반응 챔버 내 압력은 약 0.01 내지 약 20 mbar, 또는 약 1 내지 약 10 mbar일 수 있다. 일부 경우에, 압력은 특정 상황에 기초하여 이들 범위보다 높거나 낮을 것이다.
사용될 수 있는 적절한 반응기의 예는, 상업적으로 이용 가능한 ALD 장비를 포함한다. ALD 반응기 외에, 적절한 장비 및 전구체를 펄스화하기 위한 수단을 갖춘 화학 기상 증착(CVD) 반응기를 포함하여 박막의 ALD 성장이 가능한 다른 많은 종류의 반응기가 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 유동형 ALD 반응기가 사용된다. 바람직하게는 반응물은 반응 챔버에 도달할 때까지 분리되어 유지되어, 전구체에 대한 공유 선이 최소화된다.
성장 공정은 클러스터 툴에 연결된 반응기 또는 반응 공간에서 선택적으로 수행될 수 있다. 클러스터 툴에서, 각각의 반응 공간은 하나의 유형의 공정에 전용되기 때문에, 각 모듈 내의 반응 공간의 온도는 일정하게 유지될 수 있으며, 이는 각 공정 실행 전에 기판이 공정 온도로 가열되는 반응기에 비해 처리량을 향상시킨다.
독립형 반응기는 로드-록을 구비할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 공정 실행 사이에 반응 공간을 냉각할 필요가 없다.
도 1은, 금속 표면과 같은 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를 그리고 유전체 표면과 같은 기판의 제2 표면 상에 제2 상이한 재료를 선택적으로 증착하기 위한 단일 증착 사이클을 나타낸다. 일부 구현예에서, 제1 재료는 제1 표면 상에만 증착되고 제2 재료는 제2 표면 상에만 증착된다.
제1 표면과 제2 표면을 갖는 기판이 제공된다. 제1 표면 및 제2 표면을 포함한 기판은, 패시베이션제(102), 제1 금속 또는 반금속 반응물(104), 제2 금속 또는 반금속 반응물(106) 및 제3 반응물(108)과 교대 순차적으로 접촉한다.
일부 구현예에서, 선택적으로 패시베이션된 제1 표면은 금속 또는 금속성 표면이다. 일부 구현예에서, 금속 표면은 상단 표면에서 산화된다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 금속성 표면은 코발트(Co), 구리(Cu), 텅스텐(W), 및/또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 패시베이션되지 않는 제2 표면은 유전체 표면일 수 있다. 일부 구현예에서, 유전체 표면은 실리콘 기반 유전체 재료, 예컨대 실리콘 디옥사이드(SiO2), 실리콘 나이트라이드(SiN), 및/또는 실리콘 옥사이드 카바이드(SiOC)의 표면일 수 있다.
블록(102)에서, 제1 표면 및 제2 표면은 동시에 패시베이션 단계에서 패시베이션제에 노출된다. 패시베이션제의 예시는 2,2,6,6,-테트라메틸-3,5-헵탄디온(Hthd), 아세틸아세톤(Hacac), 및 헥사플루오로아세틸아세톤(Hfac) 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현예에서, 패시베이션제는 베타-디케토네이트이다. 패시베이션 단계 동안에, 패시베이션제는 제2 유전체 표면이 아니라 제1 금속 표면 상에 선택적으로 흡착되어, 금속 층의 표면 상에 패시베이션 층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 표면은 루테늄을 포함할 수 있고, 제2 표면은 실리콘 함유 재료, 예컨대 실리콘 산화물을 포함할 수 있고, 패시베이션제는 알릴, 예컨대 알릴 벤젠일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 표면은 구리를 포함할 수 있고, 제2 표면은 실리콘 산화물과 같은 실리콘 함유 재료를 포함할 수 있고, 패시베이션제는 티올일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 표면은 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있고, 제2 표면은 실리콘 함유 재료, 예컨대 실리콘 산화물을 포함할 수 있고, 패시베이션제는 시클로펜타디에닐 화합물을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 표면을 패시베이션제에 노출시킨 후, 과량의 패시베이션제가, 예컨대 퍼지에 의해 제1 표면 및 제2 표면으로부터 제거될 수 있다.
블록(104)에서, 제1 표면 및 제2 표면은 동시에 제1 기상 금속 또는 반금속 반응물에 노출된다. 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘 반응물과 같은 반금속 반응물일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 헥사메틸디실라잔(HMDS), 테트라메틸디실라잔(TMDS), 디에틸아미노실란 및/또는 헥사키스(에틸아미노)디실란이다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은, 제1 금속 또는 반금속 반응물이 제1 금속 표면과 접촉하고 반응하는 것을 패시베이션층이 입체적으로 방지하도록 하는, 분자 크기를 갖는다. 따라서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은, 패시베이션층을 포함하지 않는 제2 표면과 우선적으로 접촉하고 반응한다. 제1 표면 및 제2 표면이 제1 금속 또는 반금속 반응물에 노출된 후, 과량의 제1 금속 또는 반금속 반응물은, 예컨대 반응 공간을 퍼지함으로써 제1 표면 및 제2 표면으로부터 제거될 수 있다.
블록(106)에서, 제1 표면 및 제2 표면은 동시에 제2 금속 또는 반금속 반응물에 노출된다. 일부 구현예에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은, 알루미늄 반응물, 지르코늄 반응물, 하프늄 반응물, 티타늄 반응물, 란타늄 반응물, 및/또는 에르븀 반응물과 같은 금속 반응물일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 트리메틸알루미늄(TMA)이다. 제2 금속 또는 반금속 반응물의 분자 크기는, 패시베이션제가 제2 금속 또는 반금속 반응물과 제1 표면과의 반응을 입체적으로 방해하거나 차단하지 않도록 할 수 있다. 따라서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은, 제1 패시베이션 표면 및 제2 비 패시베이션 표면 둘 모두와 접촉하고 반응할 수 있다. 제1 표면 및 제2 표면이 제2 금속 또는 반금속 반응물에 동시에 노출된 후, 과량의 제2 금속 또는 반금속 반응물은, 예컨대 반응 공간을 퍼지함으로써 제1 표면 및 제2 표면으로부터 제거될 수 있다.
제1 표면 및 제2 표면은, 하나 이상의 추가 반응물, 예컨대 산소 반응물, 질소 반응물, 및/또는 탄소 반응물에 추가 노출될 수 있다. 산소 반응물은, 예를 들어 물(H2O), 오존(O3), 산소 분자(O2), 공기, 또는 다른 산화제를 포함할 수 있다. 제1 표면 및 제2 표면이 산화제에 노출되는 경우에, 제1 표면 및 제2 표면 상에 증착된 재료는 산화되어 제1 표면 상에 제1 산화물 재료 및 제2 표면 상에 제2 산화물 재료를 형성할 수 있다. 유사하게, 질소 반응물은 금속 질화물을 형성하기 위해 사용될 수 있고/있거나 탄소 반응물은 금속 탄화물을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 질소 반응물은, 예를 들어 암모니아, 히드라진, 메틸히드라진, 1,1-디메틸히드라진, 터트-부틸히드라진, 페닐히드라진, 1,1-디페닐히드라진, 1-아미노피페리딘, 1-아미노피롤리딘, 아지리딘, 1-아미노아지리딘, 아조-터트-부탄, 아닐린, C1-C6 알킬아민 및 디알킬아민(분지형 및 환형 알킬 기 포함)을 포함하거나, 이로 필수적으로 이루어지거나, 이로 구성될 수 있다. 탄소 반응물은, 예를 들어 에틸렌, 아세틸렌, 프로파디엔, 1,3-부타디엔, 2,4-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-시클로헥사디엔, 1,4-시클로헥사디엔, 클로로메탄, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소, 브로모메탄, 디브로모메탄, 브로모포름, 사브롬화탄소, 요오드메탄, 디요오드메탄, 요오드포름, 사요오드화탄소, 브로모에탄, 요오드에탄, 1,2-디브로모에탄, 1,2-디요오드에탄, 알릴 클로라이드, 알릴 브로마이드, 알릴 요오드를 포함하거나, 이로 필수적으로 이루어지거나, 이로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 추가 반응물을 사용하는 추가 단계는, 산질화물 또는 산탄화물과 같은 더 복잡한 물질을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 제1 표면 및 제2 표면이 추가 반응물에 노출된 후에, 과량의 반응물은 제1 표면 및 제2 표면으로부터 제거될 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 표면 상에 증착된 제1 재료는, 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속이 아닌, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속을 포함한다. 반면에, 제2 표면 상에 증착된 제2 재료는, 제1 및 제2 금속 또는 반금속 반응물 둘 모두로부터의 금속 또는 반금속을 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 금속 표면 및 제2 유전체 표면은, 증착 사이클에서 실리콘 반응물, 알루미늄 반응물 및 산소 반응물과 교대 순차적으로 접촉한다. 일부 구현예에서, 금속 표면은 Co, Co, Ni, 또는 W을 포함하고, 유전체 표면은 SiO2를 포함한다. Hacac, Hfac 또는 Hthd가 패시베이션제로서 사용될 수 있고, 디에틸아미노실란 또는 헥사키스(에틸아미노)디실란이 제1 금속 또는 반금속 반응물로서 사용될 수 있고, TMA가 제2 금속 또는 반금속 반응물로서 사용될 수 있다. 물 또는 다른 산화제가 제3 반응물로서 사용될 수 있다. 즉, 일부 구현예에서, 증착 사이클은 제1 금속 표면 및 제2 유전체 표면을, Hacac, Hthd, 및/또는 Hfac를 포함한 패시베이션제, 디에틸아미노실란 또는 헥사키(에틸아미노)디실란을 포함한 제1 금속 또는 반금속 반응물, TMA를 포함한 제2 금속 또는 반금속 반응물, 및 물과 같은 제3 산소 반응물과 교대 순차적으로 접촉시키는 단계를 포함한다. 증착 사이클은 2회 이상 반복될 수 있고, 금속 층 상에 알루미늄 산화물(Al2O3)을, 유전체 표면 상에 알루미늄 실리케이트(AlXSiYO)를 선택적으로 증착한다.
따라서, 금속 표면 상에 증착된 제1 재료는, 유전체 표면 상에 증착된 제2 재료와 상이한 재료 특성을 갖는다. 예를 들어, 제1 재료는 상이한 에칭 속도, 상이한 전도도, 상이한 밀도, 상이한 굴절 또는 다른 재료 특성을 가질 수 있고, 이는 제2 재료의 것과 상이하다.
일부 구현예에서, 과량의 반응물 또는 패시베이션제를 제거하는 단계는, 과량의 반응물 및/또는 반응 부산물이 퍼지 가스의 도움으로 반응 공간으로부터 제거되는, 퍼지 사이클을 포함할 수 있다. 퍼지 사이클은 퍼지 가스, 예를 들어 헬륨(He) 또는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 반응물로서 지칭되지만, 반응물은 각각의 증착 사이클에서 임의의 순서로 제공될 수 있고, 상이한 증착 사이클에서 상이한 순서로 제공될 수 있다.
일부 구현예에서, 공정은 위에서 논의된 제1 증착 사이클에 더하여 제2 증착 사이클을 포함할 수 있다. 제2 증착 사이클에서, 기판은 하나 이상의 추가 반응물에 교대 순차적으로 노출될 수 있다. 일부 구현예에서, 기판은 패시베이션제, 및 제1 증착 사이클에 사용된 제1 또는 제2 금속 또는 반금속 반응물 중 하나에 노출될 수 있지만, 제1 증착 사이클에 사용된 다른 제1 또는 제2 금속 또는 반금속 반응물에는 노출되지 않는다. 예를 들어, 제2 증착 사이클에서, 기판의 제1 및 제2 표면은 패시베이션제 및 제1 금속 또는 반금속 반응물에 교대 순차적으로 노출될 수 있지만, 제1 표면 및 제2 표면을 제2 금속 또는 반금속 반응물에 노출시키지 않는다(블록(106)). 따라서, 제2 증착 사이클은, 제1 표면 및 제2 표면을 패시베이션제, 및 패시베이션제에 의한 반응으로부터 차단된 제1 금속 또는 반금속 반응물과 교대 순차적으로 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 사이클은, 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속을 포함한 재료를, 패시베이션되지 않은 표면으로 차등적으로 기여할 수 있다. 따라서, 제2 사이클은, 패시베이션되지 않은 표면 상에 증착된 재료 내의 금속 또는 반금속 중 하나의 농도를 조절하거나 조정하는 데, 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 또는 둘 모두의 표면에 추가 성분을 첨가하고/첨가하거나 하나 또는 둘 모두의 표면 상에 상이한 재료를 증착하기 위해, 상이한 반응물이 제2 사이클에서 사용된다. 제2 증착 사이클은, 기판의 제1 표면 및 제2 표면을 산화제, 질소 반응물, 또는 탄소 반응물에 노출시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제2 증착 사이클은, 예를 들어 제2 표면 상의 제2 재료의 조성을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
각각의 증착 사이클은 소정 횟수만큼 순차적으로 반복될 수 있고, 원하는 조성 및 두께를 갖는 막을 선택적으로 증착하기 위해 원하는 비율로 2회(또는 그 이상)의 상이한 증착 사이클이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 증착 사이클은 X회 반복될 수 있다. 제2 증착 사이클이 수행되는 경우, 제2 증착 사이클은 Y회 반복될 수 있으며, 여기서 X 및 Y는 정수이다. X 및 Y에 대한 특정 수 및 X:Y의 비율은 원하는 조성 및 두께를 달성하기 위해 선택될 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 증착 사이클은 전술한 바와 같이 수행되며, 여기서 제1 금속 표면 및 제2 유전체 표면을 포함한 기판은 패시베이션제, 제1 실리콘 반응물, 제2 금속 또는 반금속 반응물, 및 제3 산소, 질소 또는 탄소 반응물에 교대 순차적으로 노출된다. 일부 구현예에서, 제1 증착 사이클이 금속 층 상에 금속 산화물을, 그리고 유전체 표면 상에 금속 실리케이트를 선택적으로 증착하도록, 반응물을 선택한다. 예를 들어, 금속 실리케이트는 알루미늄 실리케이트(AlxSiyO), 티타늄 실리케이트(TiXSiYO), 탄탈륨 실리케이트(TaXSiYO), 하프늄 실리케이트(HfXSiYO), 지르코늄 실리케이트(ZrXSiYO), 이트륨 실리케이트(YXSiYO), 및 란타늄 실리케이트(LaXSiYO)일 수 있다. 다른 금속 산화물은 티타늄 산화물(TiO2), 탄탈륨 산화물(Ta2O5), 하프늄 산화물(HfO2), 지르코늄 산화물(ZrO2), 이트륨 산화물(Y2O3), 및 란타늄 산화물(La2O3)일 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 금속 표면 및 제2 유전체 표면, 예컨대 Cu 표면 및 SiO2 표면을 포함한 기판은, Hacac, Hthd, Hfac, 및/또는 베타-디케토네이트를 포함한 패시베이션제, 예를 들어 HMDS, TMDS, 디에틸아미노실란, 및/또는 헥사키스(에틸아미노디실란과을 포함한 제1 실리콘 반응물, TMA를 포함한 알루미늄 반응물과 같은 제2 금속 반응물, 및 물과 같은 제3 산소 반응물에 교대 순차적으로 노출된다. 제1 증착 사이클은, 금속 층 상에 알루미늄 산화물(Al2O3)을, 유전체 표면 상에 알루미늄 실리케이트(AlXSiYO)를 선택적으로 증착한다.
제2 증착 사이클은 유전체 표면 상의 알루미늄 실리케이트의 실리콘 함량을 조정하기 위해 수행될 수 있다. 제2 증착 사이클은, 제1 표면 및 제2 표면을 패시베이션제, 실리콘 반응물 및 산소 반응물에 교대 순차적으로 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 패시베이션제가 (이전의 증착 사이클로부터 알루미늄 산화물을 포함할 수 있는) 금속 표면을 패시베이션하기 때문에, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 (이전의 증착 사이클로부터 알루미늄 실리케이트를 포함할 수 있는) 유전체 표면만 반응하여, 제2 증착 사이클에서, 실리콘 산화물이 금속 표면에 대해 유전체 표면 위에 선택적으로 증착되도록 한다. 제1 및 제2 증착 사이클의 적절한 비율을 선택함으로써, 실리콘 농도가 증가된 알루미늄 실리케이트가 유전체 표면 위에 형성될 수 있다.
도 2a는 도 1에 나타낸 것과 같이 주기적인 기상 증착 공정의 예시적인 구현의 다양한 단계를 나타낸다. 도 2a에서, 250에서, 제1 표면(204) 및 제2 표면(202)을 갖는 기판이 제공된다. 제1 표면(204)은 제2 표면(202)과 상이한 재료일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 표면(204)은 금속 또는 금속성인 반면에, 제2 표면(202)은 유전체 표면일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 금속성 표면은, 예를 들어 Co, Cu, W, 및/또는 Ni를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 금속 표면은 제1 금속 표면 상단에 표면 산화물을 포함한다. 제1 금속 표면 상의 표면 산화물은, 제1 금속 표면의 금속 산화물, 예를 들어 코발트 산화물, 구리 산화물, 또는 텅스텐 산화물일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 유전체 표면은 SiO2, SiN, 및/또는 SiOC를 포함할 수 있다.
패시베이션 단계(252) 동안에, 제1 및 제2 표면을 Hthd 또는 Hacac과 같은 패시베이션제에 노출시킴으로써, 제1 표면(204) 상에 패시베이션 층(206)이 선택적으로 형성된다. 패시베이션 층(206)은, 존재하는 경우에 제1 표면(204) 상의 표면 산화물 상에 형성될 수 있다. 패시베이션 단계(252) 동안에, 패시베이션제는 제2 표면(202)이 아닌 제1 표면(204)과 선택적으로 반응하여, 제2 표면에 대해 제1 표면 상에 패시베이션 층이 선택적으로 형성되도록 한다. 전술한 바와 같이, 패시베이션제는, 예를 들어 Hthd, Hfac 또는 Hacac일 수 있다.
제1 금속 또는 반금속 반응물 단계(254)에서, 패시베이션된 제1 표면(204) 및 제2 표면(202)은 제1 금속 또는 반금속 반응물에 노출된다. 일부 구현예에서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘 반응물, 예컨대 디에틸아미노실란 또는 헥사키스(에틸아미노)디실란이다. 제1 표면(204) 상의 패시베이션 층(206)은, 제1 금속 또는 반금속 반응물이 제1 표면(204)과 접촉하는 것을 입체적으로 방지한다. 따라서, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 제2 표면(202)과 선택적으로 반응하고, 실리콘과 같은 제1 금속 또는 반금속을 포함한 반응물 종의 층(208)은 제1 표면(204)이 아니라 제2 표면(202) 상에 선택적으로 증착된다.
제2 금속 또는 반금속 반응물 단계(256)에서, 기판은 제2 금속 또는 반금속 반응물에 노출된다. 제2 금속 또는 반금속 반응물은, 예를 들어 TMA와 같은 알루미늄 반응물일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 Zr 반응물, Hf 반응물, Ti 반응물, La 반응물 또는 Er 반응물일 수 있다. 패시베이션 층(206)의 존재는, 제2 금속 또는 반금속 반응물이 제1 표면(204)과 접촉하고 반응하는 것을 방해하지 않는다. 따라서, 제2 금속 또는 반금속 반응물은 제1 표면(204) 및 제2 표면(202) 둘 모두와 접촉하고 반응한다. 결과적으로, 제1 층(212)은 제2 표면(202) 상에 형성되며 상기 제2 표면은 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속, 및 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속 모두를 포함하는 반면에, 제2 층(210)은 제 1표면(204) 상에 형성되며, 상기 제1 표면은 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속만을 포함한다. 예를 들어, 제1 금속 또는 반금속 반응물이 실리콘 반응물이고 제2 금속 또는 반금속 반응물이 알루미늄 반응물인 경우, 비-피시베이션된 제2 표면(204) 상의 제1 층(212)은 실리콘 및 알루미늄을 포함할 수 있는 반면에, 패시베이션된 표면(204) 상의 제2 층(210)은 알루미늄을 포함하지만 실리콘을 포함하지 않는다.
전술한 바와 같이, 추가적인 단계(258)는, 기판이 산소 반응물, 질소 반응물 및/또는 탄소 반응물과 같은 제3 반응물에 노출되는 증착 사이클에 포함될 수 있다. 도 2b는 전술한 바와 같은 추가 반응물에 노출된 후의 기판을 도시한다. 일부 구현예에서, 산소 반응물은 물, 오존, 산소 분자, 또는 공기를 포함할 수 있다. 산소 반응물에 노출된 후, 제2 표면(202) 상의 제1 층(212) 및 제1 표면(204) 상의 제2 층(210)은, 제1 표면(204) 상의 제1 재료(214) 및 제2 표면(202) 상의 제2 재료(216)로 변환된다. 제1 금속 또는 반금속 반응물이 실리콘 반응물이고, 제2 금속 또는 반금속 반응물이 알루미늄 반응물이고, 제3 반응물이 산소 반응물인 경우dp, 제1 재료(214)는 Al2O3일 수 있고, 제2 재료(216)는 알루미늄 실리케이트(AlXSiYO)일 수 있다.
제1 재료(214) 및 제2 재료(216)의 두께를 증가시키기 위해, 도 2a 및 도 2b는 원하는 두께에 도달할 때까지 반복될 수 있다.
또한, 일부 구현예에서 전술한 바와 같이, 제2 재료(216)의 함량은 하나 이상의 제2 증착 사이클을 제공함으로써 조절되거나 조정될 수 있다. 이들 조정 사이클은 도 2a 및 도 2b에 나타낸 것처럼 제1 증착 사이클의 단계를 반영하지만, (제2 금속 또는 반금속 반응물 단계(256)에서 수행되는 바와 같이) 기판을 제2 금속 또는 반금속 반응물에 노출시키는 단계는 생략한다. 이러한 제2 증착 조정 사이클이 수행되는 경우에, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 여전히 제2 표면(202)과 접촉할 것이고, 이는 제2 재료(216) 내의 제1 금속 또는 반금속 반응물로부터의 금속 또는 반금속의 양을 증가시킬 수 있다. 그러나, 제1 금속 또는 반금속 반응물은 패시베이션 층(206)의 존재로 인해 제1 표면(204)과 접촉하지 않으며, 따라서 조정 사이클에서 제1 표면(204) 상에 추가 재료가 거의 또는 전혀 증착되지 않을 것이다. 이러한 방식으로, 예를 들어 알루미늄 실리케이트의 실리콘 함량을 증가시킬 수 있다.
특정 구현예 및 실시예가 논의되었지만, 당업자는 청구범위의 범주가 구체적으로 개시된 구현예 내지 대안적인 구현예 및/또는 용도 및 이들의 명백한 변형물 및 균등물 너머로 연장됨을 이해할 것이다.

Claims (23)

  1. 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 상기 기판의 제2 표면 상에 제2 상이한 재료를 서낵적으로 증착하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 하나 이상의 제1 증착 사이클을 포함하며, 상기 사이클은,
    상기 기판의 제1 및 제2 표면을 패시베이션제에 노출시켜, 상기 패시베이션제가 상기 제2 표면에 대해 상기 제1 표면 상에 패시베이션 층을 선택적으로 형성하는 단계;
    상기 기판의 제1 및 제2 표면을 제1 금속 또는 반금속 반응물에 노출시키는 단계; 및
    상기 기판의 제1 및 제2 표면을 제2 금속 또는 반금속 반응물과 접촉시키는 단계를 포함하되,
    제1 금속 또는 반금속 반응물로부터 제1 금속 또는 반금속, 및 제2 금속 또는 반금속 반응물로부터 제2 금속 또는 반금속을 포함한 제1 재료의 제1 층은, 제1 표면 상이 아닌 제2 표면 상에 형성되고,
    제2 금속 또는 반금속 반응물로부터 제2 금속 또는 반금속을 포함한 제2 재료의 제2 층은, 제2 표면 상이 아닌 제1 표면 상에 형성되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 표면은 금속을 포함하고, 상기 제2 표면은 유전체 재료를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 금속은 Co, Cu, W, Ru 또는 Ni인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유전체 재료는 실리콘디옥사이드(SiO2), 실리콘나이트라이드(SiN), 및/또는 실리콘 옥사이드 카바이드(SiOC)를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이한 재료 특성을 갖는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이한 에칭 속도를 갖는, 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이한 전도도 및 굴절률을 갖는, 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 표면을 산소 반응물, 질소 반응물 또는 탄소 반응물을 포함한 추가 반응물과 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 표면은 금속 표면이고, 상기 제2 표면은 유전체 표면이고, 상기 패시베이션제는 Hthd, Hfac 또는 Hacac이고, 상기 제1 금속 또는 반금속 반응물은 디에틸아미노실란 또는 헥사키스(에틸아미노)디실란이고, 상기 제2 금속 또는 반금속 반응물은 트리메틸 알루미늄(TMA)이고, 상기 추가 반응물은 물을 포함한 산소 반응물인, 방법.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 하나 이상의 제2 증착 사이클을 추가로 포함하고, 상기 사이클은 상기 기판을 상기 패시베이션제 및 상기 제1 금속 또는 반금속 반응물과 교대 순차적으로 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 제2 증착 사이클은, 상기 기판을 산소 반응물, 질소 반응물 및/또는 탄소 반응물과 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 사이클은 X회 반복되고 상기 제2 사이클은 Y회(여기서 X 및 Y는 정수임) 반복되는 방법.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패시베이션제는 디-이민 또는 베타-디케토네이트를 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패시베이션 층은 상기 제1 금속 또는 반금속 반응물이 상기 제1 표면과 반응하는 것을 입체적으로 방지하는, 방법.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 금속 또는 반금속 반응물은 실리콘을 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 금속 또는 반금속 반응물은 헥사메틸디실라잔(HMDS), 테트라메틸디실라잔(TMDS), 디에틸아미노실란 및/또는 헥사키스(에틸아미노)디실란을 포함하는, 방법.
  17. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 금속 또는 반금속 반응물은 알루미늄, 지르코늄, 하프늄, 티타늄, 란타늄, 및/또는 에르븀을 포함하는, 방법.
  18. 기판 상에 두 개의 상이한 재료를 증착하는 방법으로서,
    상기 기판의 제1 표면 및 제2 표면을 상기 동일한 기상 반응물의 순차적 펄스와 동시에 접촉시킴으로써, 상기 기판의 제1 표면 상에 제1 재료를, 그리고 상기 기판의 제2 상이한 표면 상에 제2 상이한 재료를 선택적으로 및 동시에 증착하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 재료 및 상기 제2 재료를 선택적으로 증착하는 단계는 주변 공기에 노출하지 않고 수행되는, 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 표면을 패시베이션제에 노출시켜, 상기 패시베이션제가 상기 제2 표면에 대해 상기 제1 표면 상에 패시베이션 층을 선택적으로 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 표면을 제1 반응물에 노출시키는 단계로서, 상기 제1 반응물은 금속 또는 반금속을 포함하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 표면을 제2 반응물에 노출시키는 단계로서, 상기 제2 반응물은 금속 또는 반금속을 포함하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 패시베이션제는 베타-디케토네이트를 포함하는, 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 반응물은 HMDS, TMDS, 디에틸아미노실란 및/또는 헥사키스(에틸아미노)디실란을 포함하는, 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 제2 반응물은 알루미늄, 지르코늄, 하프늄, 티타늄, 란타늄, 및/또는 에르븀을 포함하는, 방법.
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