CN116387239A - 沉积间隙填充流体的方法及相关系统和装置 - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45531—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations specially adapted for making ternary or higher compositions
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45534—Use of auxiliary reactants other than used for contributing to the composition of the main film, e.g. catalysts, activators or scavengers
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
- C23C16/45538—Plasma being used continuously during the ALD cycle
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
- C23C16/45542—Plasma being used non-continuously during the ALD reactions
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
- C23C16/5096—Flat-bed apparatus
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- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/515—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using pulsed discharges
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- H01L21/02222—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and nitrogen the compound being a silazane
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Abstract
用间隙填充流体填充包含在衬底中的间隙的方法和系统。该间隙填充流体在具有第一前体和第二前体的等离子体中形成。
Description
技术领域
本公开总体涉及适于形成电子器件的方法和系统。更具体地，本公开涉及可用于通过等离子体辅助沉积过程等在间隙、沟槽等中形成材料的方法和系统。
背景技术
可流动材料或间隙填充流体通常用于填充半导体器件处理中的小间隙或凹部。然而，使用现有技术的基于间隙填充流体的过程只能形成有限量的材料。此外，很难控制所形成的材料的构成。特别地，间隙填充流体的元素构成通常非常类似于在相应过程中使用的前体的元素构成。
现有技术试图控制使用基于间隙填充流体的过程形成的材料中的构成的一种方法是使用等离子体处理。等离子体处理可以适当地改变氮和氧含量，但会以降低流动性为代价。此外，等离子体处理通常会去除碳，使得用可流动过程形成高碳含量的材料是不切实际的。
本部分中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已被包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景。这种讨论不应该被认为是承认本发明的任何或全部是先前已知的现有技术或以其他方式构成现有技术。
发明内容
本公开的各种实施例涉及间隙填充方法、使用这种方法形成的结构和器件以及用于执行该方法和/或用于形成该结构和/或器件的装置。下面更详细地讨论本公开的各种实施例解决现有方法和系统的缺点的方式。
这里特别描述了一种填充间隙的方法。该方法包括将衬底引入反应室。衬底设置有间隙。该方法还包括将反应气体引入反应室。反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体。第一前体不同于第二前体。该方法还包括在反应室中产生等离子体。因此，形成至少部分填充间隙的间隙填充流体。第一前体和第二前体具有至少50g/mol的摩尔质量。
本文还描述了填充间隙的另一种方法。该方法包括将衬底引入反应室。衬底设置有间隙。该方法还包括将反应气体引入反应室。反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体。第一前体不同于第二前体。该方法还包括在反应室中产生等离子体。因此，形成至少部分填充间隙的间隙填充流体。应当理解，第一前体和第二前体包括碱金属、碱土金属、硼(B)、铝(Al)、碳(C)和硅(Si)中的至少一种。
以下实施例适用于上述方法中的任何一种或两种。
在一些实施例中，第一前体包括第一元素，第二前体包括第二元素。第一元素和第二元素是不同的。第一元素和第二元素被结合到间隙填充流体中。
在一些实施例中，反应气体还包括第三前体。第三前体不同于第一和第二前体。第三前体包括第三元素。第三元素不同于第一元素和第二元素。第三元素被结合到间隙填充流体中。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种选自烃、胺、酰胺、酰亚胺、硅烷、烷基硅烷、硅氧烷和硼烷。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括C；Si；Si和C；Si,C和O；Si,C和N；Si和N；Si；B和N；或者C,O和N。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括金属前体。金属前体包括金属。
在一些实施例中，金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系元素和后过渡金属。
在一些实施例中，金属前体选自金属卤化物、金属烷基、金属烯基、金属芳基、金属β-二酮酸盐、金属醇盐和金属芳基氧化物。
在一些实施例中，等离子体间歇产生。
在一些实施例中，等离子体连续产生。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种被间歇地提供给反应室。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种被连续地提供给反应室。
在一些实施例中，本文所述的方法在至少-25℃到至多150℃的温度下进行。
在一些实施例中，本文所述的方法在至少500Pa的压力下进行。
在一些实施例中，稀有气体选自He,Ne,Ar和Kr。
在一些实施例中，稀有气体是Ar。
在一些实施例中，该方法包括以下步骤：固化间隙填充流体，使得固化的间隙填充流体的碳浓度相对于未固化的间隙填充流体降低。
在一些实施例中，衬底包括半导体。
在一些实施例中，本文所述的方法包括一个或多个循环。循环包括间隙填充流体形成步骤和固化步骤。间隙填充流体形成步骤包括将反应气体引入反应室并在反应室中产生等离子体。
本文进一步描述了一种系统。系统包括反应室。反应室包括衬底支撑件和上电极。衬底支撑件包括下电极。系统还包括布置用于产生射频功率波形的射频功率源。系统还包括流体联接到反应室的气体注射系统。系统还包括用于将第一前体和可选的载气引入反应室的第一前体气体源。系统还包括用于将第二前体和可选的载气引入反应室的第二前体气体源。系统还包括排气装置。系统还包括控制器，其布置成使系统执行这里描述的方法。
通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见。本发明不限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
当结合以下说明性附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求，可以获得对本公开的实施例的更完整的理解。
图1是等离子体增强原子层沉积(PEALD)设备的示意图，该设备适于沉积结构和/或执行根据本公开的至少一个实施例的方法。
图2(a)-(b)示出了根据本公开的至少一个实施例可用的使用流通系统(FPS)的前体供应系统的示意图。
图3示出了这里描述的方法的实施例。
图4示出了这里描述的方法的实施例。
图5示出了使用本文描述的方法的实施例可实现的增强的构成控制。
图6(a)-(c)示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
图7(a)-(c)示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
图8(a)-(b)示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
图9示出了可以在本文描述的方法的某些实施例中使用的示例性脉冲方案。
图10(a)-(c)示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
图11(a)-(b)示出了使用本文所述方法的实施例获得的脉冲方案和实验结果。
图12示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
图13示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
图14示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
图15(a)-(c)示出了使用本文描述的方法的实施例获得的实验结果。
应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以有助于提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施方式
下面提供的方法、结构、设备和系统的示例性实施例的描述仅仅是示例性的，并且仅仅是为了说明的目的；以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，对具有所述特征的多个实施例的叙述并不旨在排除具有附加特征的其他实施例或者结合了所述特征的不同组合的其他实施例。例如，各种实施例被阐述为示例性实施例，并且可以在从属权利要求中叙述。除非另有说明，示例性实施例或其部件可以组合或可以彼此分开应用。
在本公开中，“气体”可以包括在常温常压(NTP)下为气体的材料、蒸发的固体和/或蒸发的液体，并且可以根据情况由单一气体或气体混合物构成。除了过程气体之外的气体，即不经过气体分配组件、多端口注射系统、其他气体分配装置等而引入的气体，可以用于例如密封反应空间，并且可以包括密封气体，例如稀有气体。在一些情况下，术语“前体”可以指参与产生另一种化合物的化学反应的化合物，特别是指构成膜基质或膜主骨架的化合物；术语“反应物”可以与术语前体互换使用。
在一些实施例中，术语“反应物”是指能够与前体反应和/或相互作用以形成本文所述的可流动间隙填充层的气体。反应物可以激活前体低聚。反应物可以是催化剂。虽然在间隙填充流体的形成过程中反应物确实与前体相互作用，但反应物并不一定必须结合到所形成的间隙填充流体中。换句话说，在一些实施例中，反应物被结合到间隙填充流体中，而在其他实施例中，反应物没有或基本没有被结合到间隙填充流体中。可能的反应物包括稀有气体，其可以处于激发态，特别是比如通过等离子体诱导的离子和/或自由基比如He和Ar以及其他气体比如H2的激发态。这里使用的术语“反应物”的替代表达可以包括“前体”、“气体混合物”、“一种或多种其它气体”和“包含一种或多种其它气体的气体混合物”。
在一些实施例中，术语“衬底”可以指可用于形成器件、电路或膜或者可在其上形成器件、电路或膜的任何一种或多种底层材料。衬底可以包括块体材料，比如硅(例如单晶硅，例如(100)Si)、其他IV族材料，例如锗，或者其他半导体材料，例如II-VI族或III-V族半导体，并且可以包括覆盖在块体材料上面或下面的一层或多层。
应当理解，这里使用的术语“沉积”等可以指通过中间可流动相从气相到固相的相变。事实上，术语“沉积”的含义可以包括从气相到液相的相变，并且可以包括气态反应物形成液态、类液态或固化流体的过程。因此，术语“沉积”的含义可以包括类似的术语，如冷凝或形成。
此外，在本公开中，变量的任何两个数字可以构成该变量的可行范围，并且所指示的任何范围可以包括或不包括端点。此外，所指出的变量的任何值(不管它们是否用“约”表示)可以指精确值或近似值，并且包括等同物，并且可以指平均值、中间值、代表性值、多数值等。此外，在本公开中，术语“包括”、“由...构成”和“具有”在一些实施例中独立地指“通常或广义地包括”、“包含”、“基本由...构成”或“由...构成”。在本公开中，任何定义的含义在一些实施例中不一定排除普通和习惯的含义。
如本文所用，术语“包括”表示包括某些特征，但不排除其它特征的存在，只要它们不会使权利要求不可行。在一些实施例中，术语“包含”包括“由...构成”。
如本文所用，术语“由...组成”表示除了所述措辞之后的特征之外，在设备/方法/产品中不存在其他特征。当术语“由...组成”用于指化学化合物、物质或物质构成时，它表示该化学化合物、物质或物质构成仅包含所列出的成分。尽管如此，在一些实施例中，除了列出的成分之外，化学化合物、物质或物质构成可以包括作为痕量元素或杂质的其他成分。
在一些实施例中，术语“间隙填充流体”，也称为“可流动间隙填充”，可以指在沉积在衬底上的条件下为液体并且具有交联和形成固体膜的能力的低聚物。
在一些实施例中，术语“填充能力”可以指填充间隙而基本没有空隙(例如没有直径约为5nm或更大的空隙)和接缝(例如没有长度约为5nm或更大的接缝)的能力，其中观察到层的无缝/无空隙自下而上生长。在一些实施例中，间隙底部的生长可比间隙侧壁和具有间隙的顶表面上的生长快至少约1.5倍。具有填充能力的膜可被称为“可流动膜”或“粘性膜”。膜的可流动或粘性行为通常表现为沟槽底部的凹面。
在本公开中，相邻突出结构之间的凹陷和任何其他凹陷图案可被称为“沟槽”。也就是说，沟槽可以指包括孔/通孔的任何凹陷图案。在一些实施例中，沟槽的宽度可以为约5nm至约150nm、或约30nm至约50nm、或约5nm至约10nm、或约10nm至约20nm、或约20nm至约30nm、或约50nm至约100nm、或约100nm至约150nm。当沟槽的长度与其宽度基本相同时，它可被称为孔或通孔。孔或通孔通常具有约20nm至约100nm的宽度。在一些实施例中，沟槽具有约30nm至约100nm的深度，并且通常为约40nm至约60nm。在一些实施例中，沟槽具有约2至约10的纵横比，并且通常为约2至约5。沟槽的尺寸可以根据过程条件、膜成分、预期应用等而变化。
本文使用以下缩写：tBu代表叔丁基，iPr代表异丙基，Me代表甲基，Et代表乙基，thd代表2,2,6,6-四甲基-3,5庚二酮，mmp代表1-甲氧基-2-甲基-2-丙醇，hfac代表六氟乙酰丙酮，Np代表新戊基，acac代表乙酰丙酮，AMD代表乙脒，tBu2DAD代表1,4-二叔丁基-1,3-二氮杂二烯，py代表2,4-戊二酸。
当在本公开中提供具体的过程条件时，它们是为1升的反应室体积和300mm的晶片提供的。技术人员理解这些值可以容易地扩展到其他反应室体积和晶片尺寸。
本文描述了一种用于填充间隙的方法。该方法包括将衬底引入反应室。合适地，衬底可以包括半导体。衬底设置有间隙。该方法还包括将反应气体引入反应室。反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体。在一些实施例中，稀有气体选自He,Ne,Ar和Kr。在一些实施例中，稀有气体包括Ar。
第一前体不同于第二前体。在一些实施例中，第一前体和第二前体具有至少50g/mol的摩尔质量。另外或可替代地，在一些实施例中，第一前体和第二前体可以包括碱金属、碱土金属、硼(B)、铝(Al)、碳(C)和硅(Si)中的一种或多种。合适的碱金属包括Li,Na,K,Rb和Cs。合适的碱土金属包括Be,Mg,Ca,Sr和Ba。
该方法还包括在反应室中产生等离子体。有利地，当第一前体和第二前体被引入反应室时，等离子体可以在反应室中产生。因此，形成至少部分填充间隙的间隙填充流体。间隙填充流体可以在各种半导体器件的制造过程中使用，包括但不限于3D交叉点存储器件中的单元隔离、自对准通孔、伪栅极、反色调图案化、PC RAM隔离、切割硬掩模和DRAM存储节点接触(SNC)隔离。
在一些实施例中，该方法包括用间隙填充流体完全填充间隙。在一些实施例中，该方法包括用间隙填充流体填充间隙，而不形成空隙或接缝。换句话说，在一些实施例中，根据本方法的沉积持续进行，直到间隙被具有填充能力的材料完全填充，并且在填充的间隙中基本没有空隙或接缝形成。例如，可以通过在扫描隧道电子显微镜中研究形成的材料来观察空隙或接缝的存在与否。
在一些实施例中，在形成间隙填充流体时，除了第一前体、第二前体和稀有气体之外，没有气体被引入反应室。
有利地，间隙填充流体的构成可以通过改变提供给反应室的第一前体和第二前体的相对量来控制。因此，在一些实施例中，第一前体以第二前体提供给反应室的流量的至少0.01倍到至多100倍的流量提供给反应室。
应当理解，这里提到的所有流量和流量比都是指标准条件下的体积流量和流量比。
在一些实施例中，间隙的深度为至少5nm到至多500nm，或至少10nm到至多250nm，或至少20nm到至多200nm，或至少50nm到至多150nm，或至少100nm到至多150nm。
在一些实施例中，间隙的宽度为至少10nm到至多10000nm，或至少20nm到至多5000nm，或至少40nm到至多2500nm，或至少80nm到至多1000nm，或至少100nm到至多500nm，或至少150nm到至多400nm，或至少200nm到至多300nm。
在一些实施例中，间隙的长度为至少10nm到至多10000nm，或至少20nm到至多5000nm，或至少40nm到至多2500nm，或至少80nm到至多1000nm，或至少100nm到至多500nm，或至少150nm到至多400nm，或至少200nm到至多300nm。
在一些实施例中，间隙填充流体延伸到特定间隙中的距离等于间隙宽度的至少1.0倍到至多10.0倍。在一些实施例中，间隙填充流体延伸到特定间隙中的距离等于间隙宽度的至少1.5倍到至多9.0倍。在一些实施例中，间隙填充流体延伸到特定间隙中的距离等于间隙宽度的至少2.0倍到至多8.0倍。在一些实施例中，间隙填充流体延伸到特定间隙中的距离等于间隙宽度的至少3.0倍到至多6.0倍。在一些实施例中，间隙填充流体延伸到特定间隙中的距离等于间隙宽度的至少4.0倍到至多6.0倍。在一些实施例中，间隙填充流体延伸到特定间隙中的距离等于间隙宽度的约5.0倍。换句话说，在一些实施例中，间隙填充流体将间隙填充到距离间隙底部的任何一个上述距离。
在一些实施例中，第一前体包括第一元素，第二前体包括第二元素。第一元素和第二元素是不同的。此外，第一元素和第二元素被结合到间隙填充流体中。
在一些实施例中，第一元素和第二元素中的至少一种选自Si、C、O、N和B。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括金属前体。因此，在一些实施例中，第一前体包括金属前体。另外或可替代地，第二前体可以包括金属前体。在一些实施例中，第一前体和第二前体包括金属前体。应当理解，金属前体包括金属。因此，在一些实施例中，第一元素和第二元素中的至少一种包括金属。
在一些实施例中，第一元素和第二元素中的至少一种是金属，例如过渡金属、后过渡金属或稀土金属。
在一些实施例中，第一元素和第二元素中的至少一种是过渡金属。合适的过渡金属包括Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,Lu,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au和Hg。在一些实施例中，过渡金属选自Ti,Zr,Hf,Ta,V和Mo。
在一些实施例中，第一元素和第二金属中的至少一种是后过渡金属。合适的后过渡金属包括Al,Ga,In,Sn,Tl,Pb和Bi。
在一些实施例中，第一元素和第二元素中的至少一种是稀土金属。合适的稀土金属包括镧系元素，例如La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm和Yb。
因此，在一些实施例中，第一前体包括Ti，第二前体包括Si和C。因此，可以形成包括Ti、Si和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体包括Ti，第二前体包括Si、O和C。因此，可以形成包括Ti、Si、O和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体包括Ta，第二前体包括Si和C。因此，可以形成包括Ta、Si和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体包括Ta，第二前体包括Si、O和C。因此，可以形成包括Ta、Si、O和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，金属前体选自金属卤化物、金属烷基、金属烯基、金属芳基、金属β-二酮酸盐、金属醇盐和金属芳基氧化物。
在一些实施例中，金属前体是同质前体。
在一些实施例中，金属前体是杂配型前体。例如，前体可以包含两种不同的烷基配体，或两种不同的芳族配体，或两种不同的β-二酮配体，或两种不同的醇盐配体，或两种不同的芳氧基配体。在一些实施例中，金属前体包括第一配体和第二配体，其中第一配体和第二配体分别包含第一官能团和第二官能团，其中第一官能团和第二官能团是不同的。
在一些实施例中，第一前体包括金属烷基，例如均配型金属烷基。金属烷基的示例包括甲基、乙基、丙基、丁基和戊基。示例性丁基是异丁基。
在一些实施例中，第一前体包括金属烷基胺，例如均配型金属烷基胺。金属烷基胺的示例包括甲胺、乙胺、丙胺和丁胺。示例性金属铝胺是四(二甲基氨基)钛。
在一些实施例中，第二前体包括烷基取代的苯，例如具有1、2、3、4、5或6个烷基取代基的苯。合适的烷基取代基包括甲基、乙基、丙基、丁基和戊基。示例性烷基取代的苯是甲苯。
在一些实施例中，第一前体包括金属烷基胺，例如四(二甲基氨基)钛、四(二甲基氨基)铪和四(二甲基氨基)锆；第二前体包括烷基取代的苯，例如甲苯。
在一些实施例中，第一前体包括金属前体，例如金属烷基胺，比如四(二甲基氨基)钛，或金属卤化物，比如TiCl4-；第二前体包括硅氮烷，例如双(二甲硅烷基氨基)硅烷。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钽前体。合适的钽前体包括钽烷基胺，例如包含至少两种不同烷基胺配体的钽烷基胺。换句话说，在一些实施例中，钽前体是杂配型烷基胺。合适的钽烷基胺包括三(二乙基酰氨基)(叔丁基酰亚胺)钽(V)。当与包含烷基取代的芳烃比如甲苯的第二前体结合时，这种烷基钽胺可能特别合适。因此，可以形成包含Ta、N和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一或第二前体包括硅氧烷。在一些实施例中，硅氧烷包含一个或多个烷基取代基。在一些实施例中，硅氧烷包含一个或多个烷氧基取代基。在一些实施例中，硅氧烷包含一个或多个烷基和一个或多个烷氧基取代基。在一些实施例中，硅氧烷包括1,1,3,3-四甲基-1,3-二甲氧基二硅氧烷或其异构体。当与包含烷基取代的芳烃比如甲苯的第二前体结合时，这种硅氧烷可能特别合适。因此，可以形成包含Si、O和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一或第二前体包括烷基胺取代的卤代烷烃或烯烃，例如烷基胺取代的氟化烷烃或烯烃。烷基胺取代的烷烃的示例包括N,N-二乙基(1,1,2,3,3,3六氟丙基)胺。烷基胺取代的烯烃的示例包括N,N-二乙基(E)五氟丙烯胺。这种前体可以适当地与本文所述的钽前体结合。因此，可以适当地形成包含N、C和Ta的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锂前体。合适的锂前体包括醇盐比如Li(OtBu)，β二酮酸盐比如Li(thd)，和烷基甲硅烷基胺比如LiN(SiMe3)2，烷基硅烷醇化物比如LiOSiMe3，以及烷基硅叠氮化物比如LiN(SiMe3)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铍前体。合适的铍前体包括烷基，例如Be(Me)2和Be(Et)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括硼前体。合适的硼前体包括烷基胺如B(NMe2)3和B(NEtMe)3，醇盐比如B(OMe)3，以及卤化物比如BCl3和BBr3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括碳前体。合适的碳前体包括卤化物，例如CBr4和CCl3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钠前体。合适的钠前体包括醇盐比如Na(OtBu)、烷基硅烷醇盐比如NaOSiMe3和β-二酮酸盐比如Na(thd)。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镁前体。合适的镁前体包括烷基取代的环二烯基比如Mg(EtCp)2，β-二酮酸盐比如Mg(thd)2，以及未取代的环二烯基比如MgCp2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铝前体。合适的铝前体包括卤化物比如AlCl3、烷基比如AlMe3、醇盐比如Al(OiPr)3、脒盐比如Al(iPrAMD)Et2、烷基胺比如Al(NEt2)2(C3H6NMe2)和Al(NEt2)3、醇盐比如1-甲氧基-2-甲基-2-丙醇盐以及杂配型前体比如AlMe2Cl。
在一些实施例中，第一或第二前体包括硅前体。合适的硅前体包括卤代硅烷比如Si2Cl6、高级硅烷比如乙硅烷和丙硅烷、甲硅烷基胺比如N(Si2H5)3以及杂配型前体比如SiCl2Me2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括磷前体。合适的磷前体包括卤化物比如PCl3和卤氧化物比如POCl3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钾前体。合适的钾前体包括醇盐比如KOtBu。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钙前体。合适的钙前体包括β-二酮酸盐比如Ca(hfac)2和Ca(thd)2，以及烷基取代的环二烯比如Ca(iPr3Cp)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钪前体。合适的钪前体包括取代或未取代的环二烯比如Sc(iPrCp)3和ScCp3，以及杂配型前体比如Sc(MeCp)2(Me2pz)。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钛前体。合适的钛前体包括卤化物比如TiCl4、烷基比如Ti(Np)4和烷基胺比如Ti(Et2)4。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钒前体。合适的钒前体包括硼酸盐比如VO(acac)2、烷基胺比如V(NEt2)4、脒盐比如V(iPrAMD)3、醇盐比如VO(OiPr)3和卤化物比如VCl4。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铬前体。合适的铬前体包括β-二酮酸盐比如Cr(acac)3和卤化物比如CrO2Cl2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锰前体。合适的锰前体包括烷基取代的环二烯基比如Mn(EtCp)2和Mn(MeCp)2、脒基比如Mn(tBuAMD)2以及β-二酮酸盐比如Mn(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铁前体。合适的铁前体包括脒基比如Fe(tBuAMD)2、β-二酮酸盐比如Fe(acac)3和环二烯基比如Fe(Cp)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钴前体。合适的钴前体包括二氮杂二烯比如Co(tBu2DAD)2、烷基取代的环二烯比如Co(CpEt)2和羰基化合物比如Co2(CO)8。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镍前体。合适的镍前体包括β-二酮酸盐比如Ni(acac)2、环二烯基比如Ni(Cp)2和杂配型前体比如Ni(acac)2(py)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铜前体。合适的铜前体包括β-二酮酸盐比如Cu(acac)2和脒盐比如[Cu(iPrAMD)]2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锌前体。合适的锌前体包括烷基比如ZnEt2和卤化物比如ZnCl2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镓前体。合适的镓前体包括β-二酮酸盐比如Ga(acac)3、烷基取代的环二烯基比如Ga(CpMe5)和烷基比如GaMe3和GaEt3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锗前体。合适的锗前体包括锗烷比如二锗烷、卤锗烷比如四氯锗烷和烷基锗烷比如二乙基锗烷。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铷前体。合适的铷前体包括醇盐，例如RbOtBu。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锶前体。合适的锶前体包括烷基取代的环二烯基，例如Sr(CpiPr3)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钇前体。合适的钇前体包括烷基取代的环二烯基比如Y(CpiPr3)2和杂配型前体比如Y(EtCp)2(iPr2AMD)。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锆前体。合适的锆前体包括烷基胺比如Zr(NEtMe)4和醇盐比如Zr(OtBu)4。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铌前体。合适的铌前体包括杂配型前体比如Nb(NtBu)(NEt2)2(Cp)、醇盐比如Nb(OEt)5和卤化物比如NbCl5。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钼前体。合适的钼前体包括卤化物比如MoCl5、羰基化合物比如Mo(CO)6和杂配型前体比如MoCp(CO)2(NO)。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钌前体。合适的钌前体包括烷基取代的环二烯基，例如Ru(CpEt)2和Ru(CpEtMe)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铑前体。合适的铑前体包括β-二酮酸盐，例如Rh(acac)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钯前体。合适的钯前体包括β-二酮酸盐，例如Pd(hfac)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括银前体。合适的银前体包括杂配型前体，例如Ag(hfac)(PMe3)。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镉前体。合适的镉前体包括烷基，例如CdMe2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铟前体。合适的铟前体包括β-二酮酸盐，例如In(acac)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锡前体。合适的锡前体包括卤化物，例如SnCl4。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铯前体。合适的铯前体包括醇盐，例如CsOtBu。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钡前体。合适的钡前体包括烷基取代的环二烯基，例如Ba(CpMe5)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镧前体。合适的镧前体包括烷基取代或未取代的环二烯基，例如La(Cp)3和La(CpEt)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铈前体。合适的铈前体包括β-二酮酸盐比如Ce(thd)4和烷基取代的环二烯基比如Ce(iPrCp)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镨前体。合适的镨前体包括烷基取代的环二烯基，例如Pr(CpiPr)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钕前体。合适的钕前体包括β-二酮酸盐，例如Nd(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钐前体。合适的钐前体包括β-二酮酸盐，例如Sm(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铕前体。合适的铕前体包括β-二酮酸盐，例如Eu(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钆前体。合适的钆前体包括烷基取代的环二烯基，例如Gd(CpMe)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铽前体。合适的铽前体包括β-二酮酸盐，例如Tb(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镝前体。合适的镝前体包括β-二酮酸盐，例如Dy(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钬前体。合适的钬前体包括β-二酮酸盐，例如Ho(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铒前体。合适的铒前体包括β-二酮酸盐，例如Er(thd)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铥前体。合适的铥前体包括环二烯基，例如TmCp3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镱前体。合适的镱前体包括烷基取代的环二烯基，例如Yb(MeCp)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括镥前体。合适的镥前体包括醇盐，例如Lu(OiPr)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铪前体。合适的铪前体包括烷基胺，例如Hf(NEtMe)4。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钽前体。合适的钽前体包括卤化物，例如TaCl5。
在一些实施例中，第一或第二前体包括钨前体。合适的钨前体包括卤化物，例如WCl6。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铼前体。合适的铼前体包括卤化物，例如ReCl5。
在一些实施例中，第一或第二前体包括锇前体。合适的锇前体包括环二烯基，例如OsCp2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铱前体。合适的铱前体包括β-二酮酸盐，例如Ir(acac)3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铂前体。合适的铂前体包括β-二酮酸盐，例如Pt(acac)2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括金前体。合适的金前体包括杂配型前体，例如Au(PMe3)Me3。
在一些实施例中，第一或第二前体包括汞前体。合适的汞前体包括烷基，例如HgMe2。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铊前体。合适的铊前体包括β-二酮酸盐，例如Tl(acac)。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铅前体。合适的铅前体包括具有芳族配体的前体，比如PbPh4。
在一些实施例中，第一或第二前体包括铋前体。合适的铋前体包括卤化物，例如BiCl3。
在一些实施例中，反应气体还包括第三前体。应当理解，第三前体不同于第一前体和第二前体。第三前体包括第三元素。第三元素不同于第一元素和第二元素。当反应气体还包括第三前体时，在一些实施例中，第三元素可以结合到间隙填充流体中。
在一些实施例中，第三前体选自作为可能的第一前体或第二前体列出的任何一种前体。
在一些实施例中，第三元素选自Si,C,O,N和B。
在一些实施例中，第三元素是金属，例如过渡金属、后过渡金属或稀土金属。
在一些实施例中，第三元素是过渡金属。合适的过渡金属包括Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,P,Ag,Cd,Lu,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au和Hg。
在一些实施例中，第三元素是后过渡金属。合适的后过渡金属包括Al,Ga,In,Sn,Tl,Pb和Bi。
在一些实施例中，第三元素是稀土金属。合适的稀土金属包括镧系元素，例如La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm和Yb。
在一些实施例中，第三前体包括氨。在一些实施例中，第一前体包括硅氮烷，例如具有下式的硅氮烷：
在一些实施例中，反应气体还包括第四、第五或更多前体。例如，反应气体可以包含多种金属前体。应当理解，第四、第五或更多前体彼此不同，并且它们不同于第一前体、第二前体和第三前体。在一些实施例中，第四、第五或更多前体选自作为可能的第一或第二前体的本文所列的任何一种前体。
在一些实施例中，第一前体包括碳前体，例如烷基取代的苯，例如甲苯；第二前体包含钛前体，例如四(二甲基氨基)钛，第三前体包含钽前体，例如三(二乙基酰氨基)(叔丁基酰亚胺)钽。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种选自烃、胺、酰胺、酰亚胺、硅烷、烷基硅烷、硅氧烷和硼烷。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括硅前体。在一些实施例中，硅前体包括硅和卤素。在一些实施例中，硅前体具有SinH2n+2-mXm的通式，其中X是卤素，n是从至少1到至多3，m是从至少1到至多2n+2。在一些实施例中，卤素选自F、Cl、Br和I。换句话说，在一些实施例中，硅前体是卤化硅烷。在一些实施例中，硅前体具有SinH2n+2-mIm的通式，其中n是从至少1到至多3，m是从至少1到至多2n+2。在一些实施例中，硅前体包括SiI2H2。在一些实施例中，硅前体由SiI2H2构成。在一些实施例中，硅前体包括或者基本由硅、氢和一种或多种卤素构成。应当理解，当硅前体由某些成分构成时，在一些实施例中，其他成分可能仍以少量存在，例如作为污染物。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括碳前体。在一些实施例中，碳前体包括碳和氢。合适的碳前体包括取代或未取代的芳烃，例如烷基苯，比如甲苯和1,2,4-三甲基苯。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括硅氮烷，例如三甲硅烷基胺或双(二甲硅烷基氨基)硅烷。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基取代的硅氮烷，例如双(二乙基氨基)硅烷。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括卤代硅烷，例如氟硅烷、氯硅烷、溴硅烷或碘硅烷。在一些实施例中，卤代硅烷包括六氯乙硅烷。因此，可以形成包含Si的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基甲硅烷基亚磷酸酯，例如三甲基甲硅烷基亚磷酸酯。因此，可以形成包含Si、O、C和P的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基甲硅烷基硼酸酯，例如三甲基甲硅烷基硼酸酯。因此，可以形成包含Si、O、C和B的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括硅烷，例如丙硅烷。因此，可以形成包含Si的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括环硼氮烷。因此，可以形成包含B、N和H的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括硅氮烷，例如具有下式的化合物：
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基取代的苯，例如甲苯。因此，可以形成包含C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括环二烯，例如环戊二烯。因此，可以形成包含C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基取代的环状硅氮烷，例如六甲基环三硅氮烷。因此，可以形成包含Si、C和N的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基取代的线性硅氮烷，例如六甲基二硅氮烷。因此，可以形成包含Si、C和N的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基和烷基甲硅烷基-取代的肼，例如1,1-双(二甲基甲硅烷基)-2,2二甲基肼。因此，可以形成包含Si、C和N的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基取代的硅烷，例如三甲基硅烷。因此，可以形成包含Si和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基和烯基取代的硅烷，例如二甲基二苯基硅烷。因此，可以形成包含Si和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基取代的硅烷，例如六甲基二硅烷。因此，可以形成包含Si和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括卤代硅烷，例如二碘硅烷或六氯乙硅烷。因此，可以形成包含Si的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括环硼氮烷。因此，可以形成包含B和N的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括含Si和N的化合物，例如三甲硅烷基胺、N,N,N',N'-四甲硅烷基硅烷二胺或(SiH3)2-N-SiH2-NH-SiH2-N-(SiH3)2。因此，可以形成包含Si和N的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基胺和烷基取代的环硅氧烷，例如2-二乙基氨基-2,4,6,8四甲基环四硅氧烷。因此，可以形成包含Si、O、C和N的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基取代的环硅氧烷，例如八甲基环四硅氧烷、2,4,6,8四甲基环四硅氧烷或十甲基环五硅氧烷。因此，可以形成包含Si、O和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括叔胺，该叔胺包括一个或多个烷基链和一个或多个卤代烷基链。这种化合物的示例包括N,N-二乙基(1,1,2,3,3,3-六氟丙基)胺和N,N-二乙基(E)五氟丙烯胺。因此，可以形成包含C、N和卤素比如F的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括烷基、烷氧基和烯基取代的硅烷，例如二甲氧基甲基乙烯基硅烷。因此，可以形成包含Si、O和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括不饱和环烃，例如环戊二烯。因此，可以形成包含C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括不饱和脂肪烃，例如乙烯。因此，可以形成包含C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括卤化环硼氮烷，例如六氯环硼氮烷。因此，可以形成包含B和N的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括线性或环状高级硅烷，例如丙硅烷、新戊硅烷、四硅烷、新戊硅烷或环己硅烷。因此，可以形成包含Si的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括线性或环状硅氧烷，例如十二甲基六硅氧烷。因此，可以形成包含Si、O和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括环状或线性硅氮烷，例如六甲基二硅氮烷。因此，可以形成包含Si、N和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括有机硅化合物，该有机硅化合物包括一个或多个烷基取代基，并且可选地包括一个或多个不饱和键，例如1,1-甲基乙烯基二硅烷。因此，可以形成包含Si和C的间隙填充流体。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括碳(C)。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括硅(Si)。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括Si和C。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括Si、C和氧(O)。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括硅、碳和氮(N)。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括Si和N。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括N和硼(B)。在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种包括C、O和N。
有利地，使用包含B、N和H的第一前体；以及包含C、O、N和H的第二前体可以允许形成包含B、N、C、O和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si和H的第一前体；以及包含C、O、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、O、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si和H的第一前体；以及包含B、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、B、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、N和H的第一前体；以及包含C、O、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、N、C、O和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、N和H的第一前体；以及包含B、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、B、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、N和H的第一前体；以及包含Si和H的第二前体可以允许形成包含Si、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、N和H的第一前体；以及包含C、O、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、N、O和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、N和H的第一前体；以及包含B、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、B、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、N和H的第一前体；以及包含Si和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、N和H的第一前体；以及包含Si、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、O和H的第一前体；以及包含C、O和N的第二前体可以允许形成包含Si、C、O、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、O和H的第一前体；以及包含B、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、O、B、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、O和H的第一前体；以及包含Si和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、O和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、O和H的第一前体；以及包含Si和N的第二前体可以允许形成包含Si、C、O、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C、O和H的第一前体；以及包含Si、C、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、O、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含C和H的第一前体；以及包含C、O、N和H的第二前体可以允许形成包含C、O、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含C和H的第一前体；以及包含B、N和H的第二前体可以允许形成包含B、C和N的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含C和H的第一前体；以及包含Si和H的第二前体可以允许形成包含Si、C和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含C和H的第一前体；以及包含Si、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含C和H的第一前体；以及包含Si、C、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含C和H的第一前体；以及包含Si、C、O和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、O和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C和H的第一前体；以及包含C、O和N的第二前体可以允许形成包含Si、C、O、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C和H的第一前体；以及包含B、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、B、N、C和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C和H的第一前体；以及包含Si和H的第二前体可以允许形成包含Si、C和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C和H的第一前体；以及包含Si、N和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、N和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C和H的第一前体；以及包含Si、N、C和H的第二前体可以允许形成包含Si、N、C和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C和H的第一前体；以及包含Si、C、O和H的第二前体可以允许形成包含Si、C、O和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
有利地，使用包含Si、C和H的第一前体；以及包含C和H的第二前体可以允许形成包含Si、C和H的间隙填充流体。本方法对于控制这种间隙填充流体的构成特别有利。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种通过载气供应到反应室，即作为夹带前体的气体和/或作为附加气体。在一些实施例中，以至少0.2到至多2.0slpm，或至少0.3到至多1.5slpm，或至少0.4到至多1.0slpm，或至少0.5到至多0.7slpm的流量提供载气。这些示例性载气流量是针对衬底是300mm晶片的情况提供的。其他晶片尺寸的流量可以很容易地从这些流量中导出。合适的载气包括稀有气体，例如He,Ne,Ar和Kr。应当理解，载气是指将前体运送或夹带到反应室的气体。示例性载气包括稀有气体，例如氩气。
在一些实施例中，反应气体还包括H2。应当理解，稀有气体比如氩气基本不被结合地间隙填充流体中。尽管如此，当反应气体包括H2时，氢气可被结合到间隙填充流体中。
在一些实施例中，本方法包括间歇地向反应空间提供第一、第二或第三前体中的至少一种，并连续施加等离子体。因此，在一些实施例中，使用连续等离子体代替等离子体脉冲。在一些实施例中，本方法包括间歇地向反应空间提供第一、第二或第三前体中的至少一种，并间歇地产生等离子体。
在一些实施例中，第一、第二和第三前体中的至少一种被连续地提供给反应室，而等离子体被间歇地产生。
在一些实施例中，本方法包括向反应室连续提供第一、第二和第三前体中的至少一种，并在反应室中连续产生等离子体，例如通过施加RF功率，同时形成间隙填充流体。
在一些实施例中，等离子体间歇产生。在一些实施例中，在反应室中产生脉冲等离子体，例如脉冲RF等离子体。因此，该方法包括多个循环，循环包括等离子体开启脉冲和等离子体关闭脉冲。在一些实施例中，等离子体开启脉冲持续至少0.7秒到至多2.0秒，例如至少0.7秒到至多1.5秒。在一些实施例中，等离子体关闭脉冲持续至少0.7秒到至多2.0秒，例如至少0.7秒到至多1.5秒。
在一些实施例中，等离子体连续产生。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种被间歇地提供给反应室。
在一些实施例中，第一前体和第二前体中的至少一种被连续地提供给反应室。
有利地，通过控制脉冲时间、脉冲间间隔持续时间、前体流量、等离子体参数、源温度、载气流量等，可以控制通过本文所述方法的实施例形成的间隙填充流体的元素构成和物理性质。
在一些实施例中，形成间隙填充流体包括执行循环沉积过程。循环沉积过程包括执行多个沉积循环。沉积循环可以包括前体脉冲和等离子体脉冲。前体脉冲包括将第一、第二和第三前体中的至少一种引入反应室。等离子体脉冲包括在反应室中产生等离子体。因此，可以形成至少在一定程度上填充间隙的间隙填充流体。如果需要，沉积循环可以重复一次或多次，直到在间隙中形成适量的间隙填充流体。
在一些实施例中，本文所述的方法包括至少10到至多30000个沉积循环，或至少10到至多3000个沉积循环，或至少10到至多1000个沉积循环，或至少10到至多500个沉积循环，或至少20到至多200个沉积循环，或至少50到至多150个沉积循环，或至少75到至多125个沉积循环，例如100个沉积循环。
在一些实施例中，前体脉冲和等离子体脉冲至少部分重叠。换句话说，在一些实施例中，前体脉冲和等离子体脉冲至少部分同时发生。在这样的实施例中，循环沉积过程不包含循环内吹扫。在一些实施例中，循环沉积过程不包含循环间吹扫。
在一些实施例中，在前体脉冲和等离子体脉冲之间，不吹扫反应室。然而，在一些实施例中，前体脉冲和等离子体脉冲可以通过循环内吹扫分开。请注意，在这种情况下，循环内吹扫保持足够短，不会将反应室中的前体浓度稀释到可感知的程度。换句话说，吹扫步骤的持续时间和吹扫气体的流量选择得足够低，以确保在吹扫步骤完成后，不是所有的前体已被从反应室中去除。换句话说，吹扫步骤的持续时间和其中使用的吹扫气体流量可以足够低，使得在吹扫步骤期间整个反应室不被抽空。
在一些实施例中，前体脉冲的持续时间为至少0.25s到至多4.0s，或至少0.5s到至多2.0s，或至少1.0s到至多1.5s。
在一些实施例中，循环内吹扫的持续时间为至少0.025s到至多2.0s，或至少0.05s到至多0.8s，或至少0.1s到至多0.4s，或至少0.2s到至多0.3s。
在一些实施例中，RF开启时间，即等离子体脉冲的持续时间，也就是在等离子体脉冲期间提供RF功率的时间，为至少0.5s到至多4.0s，或至少0.7s到至多3.0s，或至少1.0s到至多2.0s，或至少1.25s到至多1.75s，或约1.5s。
在一些实施例中，循环间吹扫的持续时间为从至少0.1s到至多2.0s，或者从至少0.1s到至多1.5s，例如1.0s。
在一些实施例中，等离子体脉冲包括在反应室中产生RF等离子体。在一些实施例中，在等离子体脉冲期间使用至少10W到至多500W的等离子体功率。在一些实施例中，在等离子体脉冲期间使用至少20W到至多150W的等离子体功率。在一些实施例中，在等离子体脉冲期间使用至少30W到至多100W的等离子体功率。在一些实施例中，在等离子体脉冲期间使用至少35W到至多75W的等离子体功率。在一些实施例中，在等离子体脉冲期间使用至少40W到至多50W的等离子体功率。
在一些实施例中，至少40kHz到至多2.45GHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少40kHz到至多80kHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少80kHz到至多160kHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少160kHz到至多320kHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少320kHz到至多640kHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少640kHz到至多1280kHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少1280kHz到至多2500kHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者使用至少2.5MHz到至少5MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少5MHz到至多50MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少5MHz到至多10MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少10MHz到至多20MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少20MHz到至多30MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少30MHz到至多40MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少40MHz到至多50MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少50MHz到至多100MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者使用至少100MHz到至多200MHz的等离子体频率来产生等离子体，或者至少200MHz到至多500MHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少500MHz到至多1000MHz的等离子体频率用于产生等离子体，或者至少1GHz到至多2.45GHz的等离子体频率用于产生等离子体。在示例性实施例中，等离子体是RF等离子体，并且以13.56MHz的频率提供RF功率。
在一些实施例中，本文所述的方法在至少-25℃到至多150℃的温度下进行。在一些实施例中，本方法在至少-25℃到至多200℃的温度下进行。在一些实施例中，本方法在至少-25℃到至多0℃的温度下进行。在一些实施例中，本方法在至少0℃到至多25℃的温度下进行。在一些实施例中，本方法在至少25℃到至多50℃的温度下进行。在一些实施例中，本方法在至少50℃到至多75℃的温度下进行。在一些实施例中，本方法在至少75℃到至多150℃的温度下进行。在一些实施例中，本方法在至少150℃到至多200℃的温度下进行。
在一些实施例中，本文所述的方法在至少500Pa的压力下进行。在一些实施例中，反应室保持在至少600Pa到至多10000Pa的压力下。例如，反应室中的压力可以保持在至少600Pa到至多1200Pa的压力，或至少1200Pa到至多2500Pa的压力，或至少2500Pa到至多5000Pa的压力，或至少5000Pa到至多10000Pa的压力。这增强了目前提供的间隙填充流体的间隙填充性能。
在一些实施例中，本文所述的方法在至少500Pa到至多1500Pa的压力和至少50℃到至多150℃的温度下进行。在一些实施例中，本文所述的方法在至少500Pa到至多10000Pa的压力和至少50℃到至多200℃的温度下进行。在一些实施例中，本文所述的方法在至少700Pa的压力和至少50℃到至多150℃的温度下进行。在一些实施例中，本文所述的方法在至少900Pa的压力和至少50℃到至多75℃的温度下进行。
当挥发性前体通过等离子体聚合并沉积在衬底表面上时，可暂时获得可流动膜，其中气态前体(例如单体)被等离子体气体放电提供的能量活化或分裂，从而引发聚合，当所得材料沉积在衬底表面上时，该材料表现出暂时的可流动行为。根据示例性实施例，当沉积步骤完成时，可流动膜不再是可流动的，而是固化的，因此，不需要单独的固化过程。在其他实施例中，可流动膜在沉积后被致密化和/或固化。致密化和/或固化可流动膜可以通过固化步骤(也称为“固化”)来完成。
因此，在一些实施例中，该方法包括固化间隙填充流体的步骤。该步骤增加了间隙填充流体的热阻。换句话说，它增加了间隙填充流体在高温下抵抗变形和/或质量损失的能力。另外或可替代地，固化步骤可以导致间隙填充流体固化。
在一些实施例中，固化步骤包括在反应室中产生等离子体，从而将衬底暴露于直接等离子体。合适的直接等离子体包括稀有气体等离子体。当使用直接等离子体时，可以有效地固化间隙填充流体的薄层，产生高质量薄层。在一些实施例中，特别是当需要更厚的固化间隙填充流体层时，用于填充间隙的方法可以包括多个循环，其中间隙填充流体沉积步骤和采用直接等离子体处理的固化步骤交替进行。在这样的实施例中，填充间隙的过程优选地包括多个循环，并且间隙填充流体沉积和等离子体处理步骤(也称为脉冲)交替进行。这种循环过程的优点在于，更大部分的间隙填充流体被固化：直接等离子体可以具有约2至7nm的穿透深度，使得后沉积直接等离子体处理将仅固化间隙填充流体的顶层。相反，交替沉积和等离子体步骤允许固化更大部分或者甚至全部的间隙填充流体，即使当使用具有低渗透深度的固化技术时，例如直接等离子体。
合适的等离子体处理包括H2等离子体、He等离子体、H2/He等离子体、Ar等离子体、Ar/H2等离子体和Ar/He/H2等离子体。应当理解，H2等离子体是指采用H2作为等离子体气体的等离子体。此外，应当理解，H2/He等离子体是指采用H2和He的混合物作为等离子体气体的等离子体。应当理解，类似地定义其他等离子体。
在一些实施例中，固化步骤包括提供远程等离子体，例如远程稀有气体等离子体，并将衬底暴露于一种或多种受激物质，例如自由基、离子和UV辐射中的至少一种。在一些实施例中，固化步骤包括在用间隙填充流体填充间隙之后使用间接等离子体。间接等离子体可以具有比直接等离子体更大的穿透深度，从而消除了对循环沉积和固化步骤的需要。因此，可以在沉积后应用间接等离子体固化。
在一些实施例中，固化步骤包括提供远程等离子体源，并将一个或多个网板定位在远程等离子体源和衬底之间。因此，衬底可以暴露于由远程等离子体源产生的自由基。自由基的穿透深度显著高于直接等离子体提供的穿透深度，例如显著高于通过目前提供的方法填充的间隙的尺寸。因此，在所有的间隙填充流体已经沉积之后，可以有利地应用一次远程等离子体处理。尽管如此，远程等离子体固化也可以与交替等离子体固化和间隙填充流体沉积步骤一起循环应用，类似于直接等离子体的操作。远程等离子体的大穿透深度具有允许有效固化间隙填充流体的优点。在一些实施例中，远程等离子体中采用的等离子体气体包括稀有气体，例如选自He和Ar的稀有气体。
在一些实施例中，本文所述的方法包括一个或多个循环。循环包括间隙填充形成步骤和固化步骤。间隙填充形成步骤包括将反应气体引入反应室并在反应室中产生等离子体。
在一些实施例中，间隙填充流体在沉积后被固化。可选地，在间隙填充流体沉积之后和固化步骤之前，间隙填充流体经受退火。合适的退火时间包括从至少10.0秒到至多10.0分钟，例如从至少20.0秒到至多5.0分钟，例如从至少40.0秒到至多2.5分钟。合适地，退火在包括选自N2,He,Ar和H2的一种或多种气体的气体混合物中进行。在一些实施例中，退火在至少200℃的温度、或至少250℃的温度、或至少300℃的温度、或至少350℃的温度、或至少400℃的温度、或至少450℃的温度下进行。
固化步骤可以降低间隙填充流体相对于其未固化状态的氢浓度。例如，氢浓度减少至少0.01原子％到至多0.1原子％，或至少0.1原子％到至多0.2原子％，或至少0.2原子％到至多0.5原子％，或至少0.5原子％到至多1.0原子％，或至少1.0原子％到至多2.0原子％，或至少2.0原子％到至多5.0原子％，或至少5.0原子％到至多10.0原子％。
在一些实施例中，固化步骤包括将间隙填充流体暴露于微脉冲等离子体。当沉积的间隙填充流体包含氢气时，微脉冲等离子体的应用可能特别有利。微脉冲等离子体是一种等离子体处理，其包括应用多个快速连续的开启-关闭微脉冲。微脉冲等离子体可以例如采用稀有气体作为等离子体气体。当使用300mm的晶片作为衬底时，在微脉冲等离子体期间，维持例如至少5.0slm，或至少5.0slm到至多7.0slm，或至少7.0slm到至多10.0slm的等离子体气体流量。例如，微脉冲等离子体中的开启微脉冲可持续至少1.0μs到至多1.0s，或至少2.0μs到至多0.5s，或至少5.0μs到至多250ms，或至少10.0μs到至多100.0ms，或至少25.0μs到至多50.0ms，或至少50.0μs到至多25.0ms，或者从至少100.0μs到至多10.0ms，或者从至少250.0μs到至多5.0ms，或者从至少0.50ms到至多2.5ms。例如，微脉冲等离子体中的关闭微脉冲可以持续从至少1.0μs到至多2.0s，或者从至少2.0μs到至多1.0s，或者从至少5.0μs到至多500ms，或至少10.0μs到至多250.0ms，或至少25.0μs到至多100.0ms，或至少50.0μs到至多50.0ms，或至少100.0μs到至多25.0ms，或至少200.0μs到至多10.0ms，或至少500.0μs到至多5.0ms，或至少1.0ms到至多2.0ms。微脉冲等离子体可以循环使用，即作为循环沉积处理中的等离子体脉冲，和/或作为后沉积处理。换句话说，填充间隙的过程可以包括间隙填充流体沉积和微脉冲等离子体的交替循环。另外或可替代地，在所有间隙填充流体已经沉积之后，衬底可以经受微脉冲等离子体后沉积处理。
在一些实施例中，固化步骤包括使用紫外(UV)光。换句话说，固化步骤可以包括将包括间隙填充流体的衬底暴露于UV辐射。这种使用UV光的固化步骤可被称为UV固化。
在一些实施例中，UV固化用作后沉积处理。换句话说，在一些实施例中，本方法可以包括沉积间隙填充流体，并且在所有间隙填充流体已经沉积之后，使间隙填充流体经受UV固化。
在一些实施例中，本方法包括包含多个循环的循环过程，每个循环包括间隙填充流体沉积步骤和UV固化步骤。UV固化步骤可以由吹扫步骤分开。另外或可替代地，后续循环可以由吹扫步骤分开。本文别处描述了合适的吹扫步骤。
在示例性实施例中，讨论了示例性固化步骤。固化步骤可以采用20秒的连续直接等离子体。间隙填充流体沉积步骤和直接等离子体固化步骤可以循环进行，即间隙填充流体沉积步骤和固化步骤可以交替进行。这允许有效地固化所有或至少大部分间隙填充流体。为了固化300mm衬底上的间隙中的间隙填充流体，每个直接等离子体固化步骤可以例如200W的RF功率和600Pa的工作压力下的20秒He等离子体为特征。反应器体积约为1升，He的流量为2slm。
作为另一示例性实施例，讨论了另一示例性固化步骤。固化步骤可以包括将间隙填充流体暴露于微脉冲等离子体。在本示例中，固化步骤可以循环进行，即采用间隙填充流体沉积和微脉冲RF等离子体的交替循环，尽管后沉积微脉冲等离子体固化处理也是可能的。循环间隙填充流体沉积和等离子体步骤的应用允许有效地固化全部或至少大部分间隙填充流体。为了固化300mm衬底上的间隙中的间隙填充流体，每个直接固化步骤可以具有200个微脉冲，其包括0.1秒的等离子体开启时间和0.5秒的等离子体关闭时间。固化步骤可以采用400Pa的He等离子体。所提供的RF功率可以是200W。可以采用10slm的He流量。
在一些实施例中，该方法包括固化间隙填充流体的步骤，使得固化的间隙填充流体的碳浓度相对于未固化的间隙填充流体降低。这种固化步骤有时也称为“灰化”。当间隙填充流体包括金属(和碳)时，这是特别有利的，因为这种固化步骤允许(至少部分地)将间隙填充流体转化为金属氧化物、金属氮化物或者甚至金属等。这样，固化的间隙填充流体中的金属含量以及所述间隙填充流体的密度通常会增加。因此，它有利地提供了向间隙中提供金属氧化物、金属氮化物或金属的替代方法。此外，这种替代方法可以在不使用卤素的情况下进行，从而可以有利地消除衬底蚀刻问题。在一些实施例中，金属可以是Ta、V、Hf、Zr或Mo。在一些实施例中，降低碳浓度的间隙填充流体沉积步骤和直接等离子体固化步骤可以循环进行，即间隙填充流体沉积步骤和固化步骤可以交替进行。
在一些实施例中，固化间隙填充流体使得固化的间隙填充流体的碳浓度相对于未固化的间隙填充流体降低包括在反应室中产生等离子体，从而将衬底暴露于直接等离子体。因此，合适的直接等离子体包括O2等离子体、N2等离子体、NH3等离子体和/或H2等离子体。例如，可以使用基于O2的等离子体处理将包含金属的间隙填充流体转化为金属氧化物；使用基于N2和/或NH3的等离子体将其转化为金属氮化物；或者使用基于H2的等离子体处理将其转化为金属。
在一些实施例中，固化可将固化的间隙填充流体的碳浓度相对于未固化的间隙填充流体降低至少1.0原子％到至多5.0原子％，或至少5.0原子％到至多10.0原子％，或至少10.0原子％到至多30.0原子％，或至少30.0原子％到至多50.0原子％，或至少50.0原子％到至多70.0原子％，或至少70.0原子％到至多90.0原子％。在一些实施例中，固化可以将固化的间隙填充流体的碳浓度降低到至多70.0原子％到至少60.0原子％，或至多60.0原子％到至少50.0原子％，或至多50.0原子％到至少40.0原子％，或至多40.0原子％到至少30.0原子％，或至多30.0原子％到至少20.0原子％，或至多20.0原子％到至少10.0原子％，或至多10.0原子％到至少5.0原子％，或至多5.0原子％到至少2.0原子％，或至多2.0原子％到至少0.1原子％，或基本0.0原子％。
在一些实施例中，该方法在包括两个电极的系统中执行，衬底位于这两个电极之间。电极以称为电极间隙的预定距离平行放置。在一些实施例中，电极间隙为至少5mm到至多30mm、至少5mm到至多10mm或至少10mm到至多20mm或至少20mm到至多30mm。
在一些实施例中，使用包括两种或更多种前体源的系统来执行所述方法，所述前体源包括第一前体源、第二前体源、可选的第三前体源以及可选的更多前体源。前体源可以适当地包括前体接收器，例如前体罐、前体瓶等；以及一个或多个气体管线，其可操作地将前体接收器连接到反应室。特别地，第一前体源可以包括包含第一前体的第一前体接收器，第二前体源可以包括包含第二前体的第二前体接收器等。在这样的实施例中，前体接收器可以适当地保持在比反应室温度低至少5℃到至多50℃的温度，或者比反应室温度低至少5℃到至多10℃的温度，或者比反应室温度低至少10℃到至多20℃的温度，或者比反应室温度低至少30℃到至多40℃的温度，或者比反应室温度低至少40℃到至多50℃的温度。气体管线可以适当地保持在相应前体接收器和反应室的温度之间的温度。例如，气体管线可以保持在比反应室温度低至少5℃到至多50℃，或至少5℃到至多10℃，或至少10℃到至多20℃，或至少30℃到至多40℃，或至少40℃到至多50℃的温度。在一些实施例中，至少一部分气体管线和反应室保持在基本相同的温度，该温度高于前体接收器的温度。
在一些实施例中，衬底经受微脉冲等离子体，同时以高于预定阈值的流量向反应室提供等离子体气体。微脉冲等离子体与这些高流量的结合使沉积的间隙填充流体在等离子体诱导交联过程中释放的挥发性副产物的再沉积最小化。在一些实施例中，在微脉冲等离子体处理期间，等离子体气体的流量为至少5.0slm(每分钟标准升)，优选至少为10.0slm。本领域技术人员理解，该流量取决于反应室体积和衬底尺寸，并且这里为300mm晶片和1升反应室体积提供的值可以容易地转移到其它衬底尺寸和/或反应器体积。在一些实施例中，在微脉冲等离子体处理期间，稀有气体被用作等离子体气体。在一些实施例中，稀有气体选自He和Ar。
本文进一步描述了一种系统。该系统包括反应室。反应室包括衬底支撑件和上电极。衬底支撑件包括下电极。该系统还包括射频功率源。射频功率源布置成用于产生射频功率波形。该系统还包括气体注射系统。气体注射系统与反应室流体连通。该系统还包括第一前体气体源和第二前体气体源。第一前体气体源布置用于将第一前体和可选的载气引入反应室。第二前体气体源布置用于将第二前体和可选的载气引入反应室。系统还包括排气装置。系统还包括控制器，其布置成使该系统执行这里描述的方法。如本领域技术人员将理解，控制器与系统的各种电源、加热系统、泵、机器人和气流控制器或阀通信。
在一些实施例中，前体源包括前体接收器，例如前体罐、前体瓶等；以及一个或多个气体管线，其可操作地将前体接收器连接到反应室。在这样的实施例中，前体接收器可以适当地保持在比反应室温度低至少5℃到至多50℃的温度，或者比反应室温度低至少5℃到至多10℃的温度，或者比反应室温度低至少10℃到至多20℃的温度，或者比反应室温度低至少30℃到至多40℃的温度，或者比反应室温度低至少40℃到至多50℃的温度。气体管线可以适当地保持在前体接收器和反应室的温度之间的温度。例如，气体管线可以保持在比反应室温度低至少5℃到至多50℃，或至少5℃到至多10℃，或至少10℃到至多20℃，或至少30℃到至多40℃，或至少40℃到至多50℃的温度。在一些实施例中，气体管线和反应室保持在基本相同的温度，该温度高于前体接收器的温度。
在一些实施例中，气体注射系统包括前体输送系统，其采用载气将前体运送到一个或多个反应室。在一些实施例中，使用流通系统实现载气的连续流动。在流通系统中，载气管线设置有具有前体储器(瓶)的迂回管线，并且主管线和迂回管线被切换，其中当仅载气被供给到反应室时，迂回管线被关闭，而当载气和前体气体都被供给到反应室时，主管线被关闭，载气流过迂回管线并与前体气体一起从瓶流出。以这种方式，载气可以连续地流入反应室，并且可以通过切换主管线和迂回管线以脉冲运送前体气体。
目前提供的方法可以在任何合适的设备中实施，包括在如图1所示的反应器中。类似地，目前提供的结构可以在任何合适的设备中制造，包括如图1所示的反应器。图1是等离子体增强原子层沉积(PEALD)设备的示意图，该设备理想地与被编程以执行下述序列的控制器相结合，可用于本发明的一些实施例中。在该图中，通过在反应室3的内部11(反应区)提供一对平行且彼此面对的导电平板电极2、4，从电源25向一侧施加RF功率(例如13.56MHz和/或27MHz)，并将另一侧12电接地，在电极之间激发等离子体。温度调节器可以设置在下平台2即下电极中。衬底1放置在其上，并且其温度保持恒定在给定温度。上电极4也可以用作喷淋板，并且反应物气体和/或稀释气体(如果有的话)以及前体气体可以分别通过气体管线21和气体管线22并且通过喷淋板4引入反应室3。此外，在反应室3中，提供了具有排气管线7的圆形导管13，反应室3的内部11中的气体通过该导管排出。此外，转移室5设置在反应室3下方，并设置有气体密封管线24，以将密封气体经由转移室5的内部16引入反应室3的内部11，其中设置有用于分隔反应区和转移区的分隔板14。注意，该图中省略了闸阀，通过该闸阀可以将晶片移入或移出转移室5。转移室还设置有排气管线6。在一些实施例中，沉积间隙填充流体和固化间隙填充流体在同一个反应室中完成。在一些实施例中，形成间隙填充流体和固化间隙填充流体是在同一个系统中包括的独立反应室中完成的。
在一些实施例中，图2中示出的切换稀有气体流和前体气体流的系统可以用在根据图1的设备中，以脉冲引入前体气体，而不会显著波动反应室的压力。实际上，可以使用流通系统(FPS)来实现载气的连续流动，其中载气管线设置有具有前体储器(瓶)的迂回管线，并且主管线和迂回管线被切换，其中当只有载气被供给到反应室时，迂回管线关闭，而当载气和前体气体都被供给到反应室时，主管线关闭，载气流过迂回管线并与前体气体一起从瓶中流出。以这种方式，载气可以连续地流入反应室，并且可以通过切换主管线和迂回管线以脉冲运送前体气体。
图2示出了使用流通系统(FPS)的前体供应系统，其可用于本文所述系统的实施例中(黑色阀表示阀关闭)。如图2中的(a)所示，当将前体供给到反应室(未示出)时，首先，载气比如Ar(或He)流过具有阀b和c的气体管线，然后进入瓶(储器)20。载气从瓶20流出，同时携带与瓶20内的蒸汽压相对应的量的前体气体，并流过具有阀f和e的气体管线，然后与前体一起被供给到反应室。在上述中，阀a和d关闭。如图2中的(b)所示，当仅将载气(其可以是稀有气体，例如He或Ar)供给到反应室时，载气流过具有阀a的气体管线，同时绕过瓶20。在上述中，阀b、c、d、e和f关闭。
本领域技术人员将理解，该设备包括一个或多个控制器(未示出)，其被编程或以其他方式配置成使得本文别处所述的沉积过程得以进行。如本领域技术人员理解，控制器与反应器的各种电源、加热系统、泵、机器人和气流控制器或阀通信。控制器包括电子电路，其包括处理器和软件，以选择性地操作系统中包括的阀、歧管、加热器、泵和其他部件。这种电路和部件用于从相应源(例如瓶20)引入前体、反应物和可选的吹扫气体。控制器可以控制气体供应顺序的定时、衬底和/或反应室3的温度、反应室3内的压力以及各种其他操作，以提供系统的正确操作。控制器可以包括控制软件，以电动或气动控制阀来控制前体、反应物和吹扫气体流入和流出反应室3。控制器可以包括执行特定任务的模块，例如软件或硬件部件，例如FPGA或ASIC。应当理解，在控制器包括执行特定任务的软件部件的情况下，控制器被编程来执行该特定任务。模块可以有利地配置成驻留在控制系统的可寻址存储介质即存储器上，并且配置成执行一个或多个过程。
可选地，可以使用双室反应器。双室反应器包括彼此靠近设置的用于处理晶片的两个部分或隔室。在这种双室反应器中，反应物气体和稀有气体可以通过共享管线供应，而含前体的气体通过非共享管线提供。在示例性实施例中，形成间隙填充流体发生在两个隔室之一中，固化步骤发生在另一个反应室中。这可以有利地提高产量，例如当间隙填充流体形成和固化在不同的温度下发生时，那么间隙填充流体形成可以在一个反应室中进行，而固化可以在相邻的反应室中进行。
图3示出了用于填充间隙的方法的实施例的示意图。该方法在向反应室提供衬底之后开始311,并且包括前体引入步骤312,其中将第一前体和第二前体引入反应室。该方法然后包括等离子体脉冲313,其中衬底经受等离子体处理。在等离子体处理期间，第一前体和第二前体反应形成间隙填充流体。可选地，然后在循环间吹扫314中吹扫反应室。应当理解，在吹扫314期间，在反应室中不产生等离子体。可选地，前体引入步骤312和等离子体脉冲313重复316一次或多次。
因此，在间隙中形成材料。有利地，可以通过控制引入反应室的第一前体和第二前体的相对量来控制材料的构成。当期望量的材料形成在间隙中时，该方法结束315。
图4示出了本文公开的方法的实施例的示意图。该方法在向反应室提供衬底之后开始411。该方法包括在衬底上形成间隙填充流体的步骤412。可选地，然后通过后沉积吹扫413来吹扫反应室。该方法然后包括固化间隙填充流体的步骤414。可选地，然后通过后固化吹扫415来吹扫反应室。可选地，从在衬底上沉积间隙填充流体的步骤412到固化间隙填充流体的步骤414的步骤被重复417一次或多次。可选地，后续循环由后固化吹扫415分开。可以重复由此产生的沉积-固化循环，直到所需厚度的固化间隙填充流体已经沉积在衬底上。
图5示出了与仅使用单一前体的过程相比，使用不同的第一前体和第二前体如何增强间隙填充流体的构成控制。
实际上，当第一和第二前体包含不同的元素时，间隙填充流体可以具有比第一和第二前体中的任何一种包含更多元素的成分。例如，当第一前体由B、N和H构成时；且第二前体由Si、C和H构成，则可以形成由B、N、Si、C和H构成的间隙填充流体，即使第一前体和第二前体都不包含所有B、N、Si、C和H。
当第一和第二前体包含相同的元素，但含量不同时，间隙填充流体的构成控制也是可能的。例如，当第一前体包含Si和相对少量的C，而第二前体包含Si和相对大量的C时，则间隙填充流体的Si和C的相对构成可以通过控制引入反应室的第一和第二前体的相对量来控制：相对于第二前体，引入反应室的第一前体越多，所得间隙填充流体的Si含量越高，C含量越低。
等离子体产生和前体引入可以使用许多脉冲方案中的任何一种来完成，例如图6至图8所示的脉冲方案。
特别地，图6包括3个画面，即画面a)、画面b)和画面c)。图6的画面a)示出，在一些实施例中，当第一前体和第二前体都被连续提供给反应室时，等离子体可以在反应室中连续产生。图6b)示出，在一些实施例中，当以多个离散脉冲将第一前体提供给反应室并将第二前体连续提供给反应室时，在反应室中连续产生等离子体。图6c)示出，在一些实施例中，当第一前体连续提供给反应室并且第二前体以离散脉冲提供给反应室时，在反应室中连续产生等离子体。
图7包括3个画面，即画面a)、画面b)和画面c)。图7的画面a)示出，在一些实施例中，当第一前体和第二前体都以多个离散脉冲提供给反应室时，等离子体可以在反应室中连续产生。图7的画面b)示出，在一些实施例中，当以多个离散脉冲将第一前体提供给反应室并将第二前体连续提供给反应室时，可以多个离散脉冲在反应室中产生等离子体。图7的画面c)示出，在一些实施例中，当以离散脉冲向反应室提供第一前体和第二前体时，可以多个离散脉冲在反应室中产生等离子体。
图8包括两个画面，即画面a)和画面b)。它表明可以使用多种可能的脉冲方案向反应室提供相同量的前体。例如，在图8的画面a)中，第一前体被连续地提供给反应室，并且第二前体以第一前体被提供给反应室的流量的一半的流量被提供给反应室。在图8的画面a)的实施例中，使用在时间上间隔相对远的相对宽的脉冲将第二前体提供给反应室。在图8的画面b)的实施例中，第一前体也被连续地提供给反应室，并且第二前体也以第一前体被提供给反应室的流量的一半的流量被提供给反应室。尽管如此，在图8的画面b)的实施例中，使用彼此快速跟随的相对短的脉冲将第二前体提供给反应室。
在示例性实施例中，参考图9。图9示意性地示出了根据在此描述的方法的实施例的可用于形成间隙填充流体的过程。表1中描述了这种实施例的示例性过程参数。
| 温度[℃] | 75 |
| Ar[slm] | 4.3-6 |
| RC压力[Pa] | 700-900 |
| 功率[W] | 50-100 |
| 前体1开启[％] | 10-100 |
| 前体2开启[％] | 10-100 |
表1—根据图9的实施例的过程的示例性过程参数。
在图9的实施例中，前体1具有根据下式的结构：
在图9的实施例中，前体2是甲苯。
在图9的实施例中，过程温度为75℃，用作等离子体气体的氩气以4.3至6标准升每分钟(slm)的流量连续提供给反应室。反应室保持在至少700到至多900Pa的压力下。在反应室中以13.56MHz的频率产生电容性RF等离子体，并且使用至少50到至多100W的等离子体功率。第一前体的开启时间百分比为至少10％到至多100％，第二前体的开启时间百分比也为至少10％到至多100％。应当理解，在该实施例中，第一和第二前体以由脉冲间间隔分开的离散脉冲提供给反应室，并且“开启时间百分比”是指脉冲持续时间与(脉冲持续时间加上脉冲间间隔持续时间)之比，以百分比表示。“开启时间百分比”可用于控制间隙填充流体的构成。另外或可替代地，间隙填充流体的构成可以通过选择前体源的温度、选择具有特定成分和特定蒸气压的前体以及通过改变载气流来进一步控制。合适的载气包括稀有气体，例如Ar。
根据图9的实施例的过程可以有利地用于形成间隙填充流体，具有在4至47原子％范围内的碳浓度、在9至40原子％范围内的氧浓度、在10至15原子％范围内的氮浓度和在33至45原子％范围内的硅浓度。在633nm处，发现这种间隙填充流体的折射率在1.46至1.57的范围内，厚度不均匀性在1.4至19.3％的范围内，在0.5体积％的含水HF中的湿蚀刻速率为0.9至20.5(a.u.)，并且间隙填充流体的密度为1.03至1.19g/cm3。因此，这里描述的方法，特别是根据图9的实施例的方法，可以有利地控制间隙填充流体的构成和性质。
图10示出了根据图9的实施例的方法的实验结果。特别地，图10的画面a)示出碳含量为13.1原子％的间隙填充流体的透射电子显微镜(TEM)显微照片，通过能量色散X射线光谱(EDS)测量。图10的画面b)示出通过EDS测量的碳含量为29.0原子％的间隙填充流体的TEM显微照片。图10的画面c)示出通过EDS测量的碳含量为39.5原子％的间隙填充流体的TEM显微照片。这些间隙填充流体显示出良好的流动性，与碳含量无关。观察到，随着碳含量的增加，间隙填充流体的氧和硅含量降低，而其它元素浓度保持相对恒定。
在另一示例性实施例中，参考图11。图11的画面a)示意性地示出了根据本文所述方法的实施例的可用于形成间隙填充流体的过程。表2描述了这种实施方式的示例性过程参数。
表2—根据图11的实施例的过程的示例性过程参数。
在图11的实施例中，前体1是甲苯，前体2具有根据下式的结构：
在图11的实施例中，处理温度为75℃，用作等离子体气体的氩气以4.3至6标准升每分钟(slm)的流量连续提供给反应室。反应室保持在至少700到至多900Pa的压力下。在反应室中以13.56MHz的频率产生电容性RF等离子体，并且使用至少50到至多100W的等离子体功率。第一前体的开启时间百分比为100％，第二前体的开启时间百分比为至少10％到至多100％。如前所述，“开启时间百分比”是指脉冲持续时间与(脉冲持续时间加上脉冲间间隔持续时间)之比，以百分比表示。
图11的画面b)示出了根据图11的实施例的过程有利地导致具有优异流动性的间隙填充流体的形成。该间隙填充流体具有以原子百分比计的以下构成：62％的C、22.2％的O、11.8％的Ti和3.2％的N。对于具有以下等离子体参数的电容性等离子体，其在O2等离子体中的灰化速率为0.44nm/s：400Pa压力、100W功率、13.56MHz等离子体频率、75℃衬底温度。发现根据图11的实施例的过程参数可以适当地用于控制间隙填充流体的成分，以原子百分比计，在以下范围内：0-13％的Ti、1.3-23.2％的O、59.2-97.5％的C、0-3.8％的N。使用前述参数产生的O2等离子体中的灰化速率可以控制在0.37nm/s至1.2nm/s的范围内。
在又一示例性实施例中，参考图12。根据本文所述方法的实施例，对于可用于形成间隙填充流体的过程，示例性过程参数在表3中描述。
表3—根据图12的实施例的过程的示例性过程参数。
在图12的实施例中，前体1是甲苯，前体2具有根据下式的结构：
在图12的实施例中，过程温度为100℃，用作等离子体气体的氩气以4.3至6标准升每分钟(slm)的流量连续提供给反应室。反应室保持在至少700到至多900Pa的压力下。在反应室中以13.56MHz的频率产生电容性RF等离子体，并且使用至少50到至多100W的等离子体功率。第一前体的开启时间百分比为100％，第二前体的开启时间百分比为至少10％到至多100％。如前所述，“开启时间百分比”是指脉冲持续时间与(脉冲持续时间加上脉冲间间隔持续时间)之比，以百分比表示。
图12示出了根据本实施例的过程有利地导致具有良好流动性的间隙填充流体的形成。特别地，发现流动性高于前体2本身的流动性，前体2可能是不可流动的，即第二前体可能在所讨论的过程中使用的反应条件下产生不显示任何可流动、液体或类液体特征的沉积物质。在如图12所示的一示例中，间隙填充流体具有以原子百分比计的以下构成：74.0％的C、17.3％的O、4.7％的Ta和2.4％的N。它具有1.81g/cm3的密度；对于具有以下等离子体参数的电容性等离子体，在O2等离子体中的灰化速率为0.47nm/s：400Pa压力、100W功率、13.56MHz等离子体频率、75℃衬底温度；并且在400℃下30分钟Ar退火后收缩率为60％。已经发现，根据图12的实施例的过程参数可以适当地用于控制间隙填充流体的成分，以原子百分比计，至少在以下范围内：0-4.7％的Ta、1.7-17.3％的O、74.0-96.7％的C和0-2.4％的N。密度可以控制在至少1.10g/cm3至1.81g/cm3的范围内；使用前述参数产生的O2等离子体中的灰化速率可被控制在至少0.47nm/s至0.75nm/s的范围内；而上述收缩率可被控制在至少60％至85％的范围内。
在又一示例性实施例中，参考图13。根据本文所述方法的实施例，对于可用于形成间隙填充流体的过程，示例性过程参数在表4中描述。
| 温度[℃] | 75 |
| Ar[slm] | 4.3-6 |
| RC压力[Pa] | 700-900 |
| 功率[W] | 50-100 |
| 前体1开启[％] | 100 |
| 前体2开启[％] | 10-100 |
表4—根据图13的实施例的过程的示例性过程参数。
在图13的实施例中，前体1是甲苯，前体2具有根据下式的结构：
在图13的实施例中，过程温度为75℃，用作等离子体气体的氩气以4.3至6标准升每分钟(slm)的流量连续提供给反应室。反应室保持在至少700到至多900Pa的压力下。在反应室中以13.56MHz的频率产生电容性RF等离子体，并且使用至少50到至多100W的等离子体功率。第一前体的开启时间百分比为100％，第二前体的开启时间百分比为至少10％到至多100％。如前所述，“开启时间百分比”是指脉冲持续时间与(脉冲持续时间加上脉冲间间隔持续时间)之比，以百分比表示。
图13示出了根据本实施例的过程有利地导致具有良好流动性的间隙填充流体的形成。特别地，发现流动性高于在测试条件下不可流动的前体2本身的流动性。在如图13所示的一示例中，间隙填充流体具有以下成分，以原子百分比计：90.3％的C、5.3％的O和4.3％的Si。已经发现，根据图13的实施例的过程参数可以适当地用于控制间隙填充流体的成分，以原子百分比计，至少在以下范围内：44.9-97.3％的C、1.3-28.1％的O和0-27.0％的Si。
在又一示例性实施例中，参考图14。根据本文所述方法的实施例，对于可用于形成间隙填充流体的过程，示例性过程参数在表5中描述。
表5—根据图14的实施例的过程的示例性过程参数。
在图14的实施例中，前体1具有根据下式的结构：
前体2具有根据下式的结构：
在图14的实施例中，过程温度为90℃，前体1和2的瓶温度分别为25℃和70℃，用作等离子体气体的氩气以4.3至6标准升每分钟(slm)的流量连续提供给反应室。反应室保持在至少700到至多900Pa的压力下。在反应室中以13.56MHz的频率产生电容性RF等离子体，并且使用至少50到至多100W的等离子体功率。第一前体的开启时间百分比为100％，第二前体的开启时间百分比为至少10％到至多100％。如前所述，“开启时间百分比”是指脉冲持续时间与(脉冲持续时间加上脉冲间间隔持续时间)之比，以百分比表示。
图14示出了根据本实施例的过程有利地导致具有一定流动性的间隙填充流体的形成。在如图14所示的一示例中，间隙填充流体具有以下成分，以原子百分比计：42.4％的O、40.9％的Si、11.2％的N、4.8％的C和0.7％的Ti。它的密度为1.28g/cm3；k值为3.4，击穿电压为6.5V。发现根据图14的实施例的过程参数可以适当地用于控制间隙填充流体的成分，以原子百分比计，在至少以下范围内：0-3.5％的Ti、38.8-61.5％的O、2.4-6.0％的C、2.5-13.1％的N和30.1-42.5％的N。密度可以控制在至少1.22g/cm3至1.79g/cm3的范围内；k值可以控制在至少2.8到6.1的范围内；同时击穿电压可被控制在至少4.8V到10V的范围内。
在又一示例性实施例中，参考图15。按照表2中描述的示例性过程参数，重复上面的第二示例性实施例—即参照图11。因此，前体1是甲苯，前体2具有根据下式的结构：
因此，制造了如图15的画面a)中所示的第一样品(样品1),其中间隙填充流体具有以原子百分比计的以下构成：75.6％的C、13.4％的O、7.1％的Ti和2.9％的n。其密度为1.32g/cm3。
对样品2重复样品1的程序，但在每个沉积循环之间使用O2等离子体的循环间灰化(CK)步骤。在以0.5标准升每分钟(slm)的流量向反应室提供O2的同时，进行O2循环灰化处理；以2slm的流量向反应室提供氩气；将反应室保持在400Pa的压力下；以及在反应室中以13.56MHz的频率和200W的等离子体功率产生电容性RF等离子体。
样品2在图15的画面b)中示出，其中间隙填充流体具有以原子百分比计的以下构成：39.4％的C、37.9％的O、19.4％的Ti和3.4％的N。其密度为2.08g/cm3。
类似地，对样品3重复样品2的程序，但在每个沉积循环之间使用H2等离子体的循环间灰化(CK)步骤。在以1slm的流量向反应室提供H2的同时，进行H2循环灰化处理；以2slm的流量向反应室提供氩气；将反应室保持在400Pa的压力下；以及在反应室中以13.56MHz的频率和100W的等离子体功率产生电容性RF等离子体。
样品3在图15的画面c)中示出，其中间隙填充流体具有以原子百分比计的以下构成：50.7％的C、28.0％的O、15.4％的Ti和5.8％的N。其密度为1.54g/cm3。
因此，O2和H2循环灰化均可有效降低间隙填充流体中的C含量，同时增加Ti含量—以及密度。对于沉积的相同量的间隙填充流体，可通过增加灰化步骤的数量来进一步增加样品的C含量和均匀性。
尽管已经讨论了某些实施例和示例，但本领域技术人员将理解，权利要求的范围延伸超出具体公开的实施例至其他替代实施例和/或使用以及其明显的修改和等同物。实际上，除了在此示出和描述的那些之外，本公开的各种修改，例如所描述的元件的可替代的有用组合，对于本领域技术人员来说从描述中会变得显而易见。这种修改和实施例也旨在落入所附权利要求的范围内。
在本公开中，在没有指定条件和/或结构的情况下，本领域技术人员鉴于本公开可以容易地提供这样的条件和/或结构，作为常规实验。
Claims (20)
1.一种填充间隙的方法，包括：
将衬底引入反应室，该衬底设置有间隙；
将反应气体引入反应室，该反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体，第一前体不同于第二前体；并且
在反应室中产生等离子体；
从而形成至少部分填充间隙的间隙填充流体，
其中，第一前体和第二前体各自具有至少50g/mol的摩尔质量。
2.一种填充间隙的方法，包括：
将衬底引入反应室，该衬底设置有间隙；
将反应气体引入反应室，该反应气体包括稀有气体、第一前体和第二前体，第一前体不同于第二前体；并且
在反应室中产生等离子体；
从而形成至少部分填充间隙的间隙填充流体，
其中，第一前体和第二前体包括碱金属、碱土金属、硼(B)、铝(Al)、碳(C)和硅(Si)中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一前体包含第一元素，其中，所述第二前体包含第二元素，其中第一元素和第二元素是不同的，并且其中第一元素和第二元素被结合到所述间隙填充流体中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述反应气体还包括第三前体，其中第三前体不同于所述第一和第二前体，其中第三前体包含第三元素，其中第三元素不同于所述第一元素和第二元素，并且其中第三元素被结合到所述间隙填充流体中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种选自烃、胺、酰胺、酰亚胺、硅烷、烷基硅烷、硅氧烷和硼烷。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种包含C；Si；Si和C；Si,C和O；Si,C和N；Si和N；Si；B和N；或者C,O和N。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种包括金属前体，该金属前体包括金属。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系元素和后过渡金属。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述金属前体选自金属卤化物、金属烷基、金属烯基、金属芳基、金属β-二酮酸盐、金属醇盐和金属芳基氧化物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述等离子体是间歇产生的。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述等离子体是连续产生的。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种被间歇地提供给所述反应室。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述第一前体和第二前体中的至少一种被连续地提供给所述反应室。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，在至少-25℃到至多150℃的温度下进行。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，在至少500Pa的压力下进行。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述稀有气体选自He、Ne、Ar和Kr。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，包括以下步骤：固化所述间隙填充流体，使得固化的间隙填充流体的碳浓度相对于未固化的间隙填充流体降低。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，所述衬底包括半导体。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，所述方法包括一个或多个循环，循环包括间隙填充流体形成步骤和固化步骤，间隙填充流体形成步骤包括将反应气体引入反应室并在反应室中产生等离子体。
20.一种系统，包括：
-反应室，该反应室包括衬底支撑件和上电极，该衬底支撑件包括下电极；
-射频功率源，其布置用于产生射频功率波形；
-流体联接到反应室的气体注射系统；
-用于将第一前体和可选的载气引入反应室的第一前体气体源；
-用于将第二前体和可选的载气引入反应室的第二前体气体源；
-排气装置；以及
-控制器，其布置成使该系统执行根据权利要求1至19中任一项所述的方法。
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