KR20240038613A - 갭 충진 방법 및 처리 어셈블리 - Google Patents

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토미 튀넬
빌자미 포어
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

본 개시는 반도체 기판 내의 갭을 충진하는 방법에 관한 것이다. 갭을 충진하는 방법이 개시된다. 방법은 반응 챔버 내에 갭을 포함한 기판을 제공하는 단계, 실리콘 및 탄소를 포함한 제1 전구체를 기상으로 반응 챔버 내에 제공하는 단계를 포함하되, 제1 전구체는 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합 및 산소와 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다. 방법은, 갭 충진 재료를 형성하기 위해 제1 전구체를 중합시키도록 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계, 이에 따라 갭을 갭 충진 재료로 적어도 부분적으로 충진하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 불포화 결합은 이중 결합이다.

Description

갭필 방법들 및 처리 어셈블리들{Gapfill Methods and Processing Assemblies}
본 개시는, 일반적으로 반도체 처리 방법 및 시스템 분야 그리고 집적 회로 제조 분야에 관한 것이다. 특히, 갭을 충진하기에 적절한 방법 및 시스템이 개시된다.
새로운 소자 아키텍처가, 열적 부담뿐만 아니라 갭 종횡비, 간격 및 형상에 대한 더욱 엄격한 요건을 요구함에 따라, 유전체 갭 충진 공정을 지속적으로 개선할 필요가 있다. 양호한 스텝 커버리지 및 저점도 유전체 재료를 갖는 등각성 공정은, 과거에 갭 충진 문제에 대한 해결책을 제공하였지만, 이상적인 갭 충진 공정은 트렌치의 바닥으로부터 상향식으로 막 성장을 생성함으로써 후속 평탄화 단계를 필요로 하지 않고 갭을 충진한다. 또한, 갭 충진 재료에서의 높은 탄소 함량은, 일반적으로 유전체 재료의 탄소 함량이 증가함에 따라 증가하는 식각 저항성을 고려하게 된다.
따라서, 높은 탄소 함량을 갖는 재료로 갭을 충진하는 방법이 당업계에서 요구된다.
본 발명의 내용은 선정된 개념을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이들 개념은 하기의 본 발명의 예시적 구현예의 상세한 설명에 더 상세하게 기재되어 있다. 이 발명의 내용은 청구된 주제의 주요 특징부 또는 필수 특징부를 식별하도록 의도되지 않으며, 청구된 주제의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시의 다양한 구현예는 갭을 충진하는 방법, 상기 방법을 사용하여 형성된 구조체, 및 상기 방법을 수행하기 위한 증착 어셈블리에 관한 것이다.
일 양태에서, 갭을 충진하는 방법이 개시된다. 방법은 반응 챔버 내에 갭을 포함한 기판을 제공하는 단계, 실리콘 및 탄소를 포함한 제1 전구체를 기상으로 반응 챔버 내에 제공하는 단계를 포함하되, 제1 전구체는 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합 및 산소와 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다. 방법은, 갭 충진 재료를 형성하기 위해 제1 전구체를 중합시키도록 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계, 이에 따라 갭을 갭 충진 재료로 적어도 부분적으로 충진하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 불포화 결합은 이중 결합이다.
일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 불활성 가스로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 불활성 가스는 N2, He, Ne 및 Ar로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 알킬 실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 알킬 실란은 적어도 두 개의 상이한 알킬기를 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 알콕시 실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 비닐기를 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 질소를 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 산소를 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 할로겐을 포함하지 않는다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 Si, C, O 및 H로 구성된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 Si, C, N 및 H로 구성된다.
일부 구현예에서, 상기 제1 전구체는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐디메톡시실란, 비닐디에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐에틸디메톡시실란, 비닐에틸디에톡시실란, 비닐메톡시실란, 비닐에톡시실란, 비닐디메틸메톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 비닐디에틸메톡시실란, 비닐디에틸에톡시실란, 디에테닐디메톡시실란, 디에테닐디에톡시실란, 디에테닐메톡시실란, 디에테닐에톡시실란, 디에테닐메틸메톡시실란, 디에테닐메틸에톡시실란, 디에테닐에틸메톡시실란 및 디에테닐에틸에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 갭 충진 재료는 갭을 충진할 때의 유체이다.
일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 펄스로 반응 챔버 내에 제공된다.
일부 구현예에서, 갭 충진 재료의 탄소 함량은 적어도 30 원자%이다.
일부 구현예에서, 제2 전구체는 반응 챔버 내에 기상으로 제공된다.
일부 구현예에서, 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공한 후 제2 플라즈마가 반응 챔버 내에 제공되어 갭 충진 재료의 특성을 변경시킨다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는 수소를 포함한 가스로부터 발생된다.
일부 구현예에서, 갭 충진 재료는 0.6 미만의 습식 식각 속도비를 갖는다.
다른 양태에서, 갭을 충진하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 반응 챔버 내에 갭을 포함한 기판을 제공하는 단계, 제1 전구체를 기상으로 반응 챔버 내에 제공하는 단계, 및 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하여 유체 갭 충진 재료를 형성하고, 이에 의해 갭을 갭 충진 재료로 적어도 부분적으로 충진하는 단계를 포함한다. 상기 방법에서, 제1 전구체는 화학식 (I) 또는 화학식 (II)에 따른 분자를 포함하고,
여기서 R1, R2, R3 및 R4 각각은 H, C1 내지 C6의 포화 및 불포화 알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 독립적으로 실리콘 원자 및 질소 및 산소로부터 선택된 원자를 포함한다.
본 개시에서, 변수의 임의의 두 수는 변수의 작동 가능한 범위를 구성할 수 있고, 표시된 임의의 범위는 종점을 포함하거나 배제할 수 있다. 추가적으로, 지시된 변수의 임의의 값은 ("약"으로 표시되는지의 여부에 관계없이) 정확한 값 또는 대략적인 값을 지칭할 수 있고 등가를 포함할 수 있으며, 평균, 중간, 대표, 다수 등을 지칭할 수 있다. 또한, 본 개시에서, 용어 "포함한", "의해 구성되는", 및 "갖는"은 일부 구현예에서 "통상적으로 또는 대략적으로 포함하는", "포함하는", "본질적으로 이루어지는", 또는 "이루어지는"을 독립적으로 지칭한다. 본 개시에서, 임의의 정의된 의미는 일부 구현예에서 반드시 보통의 그리고 관습적인 의미를 배제하는 것은 아니다. 본원에 제공된 표제는 존재하는 경우, 단지 편의를 위한 것이며 청구된 발명의 범주 또는 의미에 반드시 영향을 주지 않는다.
본 개시의 추가 이해를 제공하고 본 명세서의 일부를 구성하기 위해 포함된 첨부 도면은 예시적인 구현예를 도시하며, 설명과 함께 본 개시의 원리를 설명하는 데 도움이 된다.
도면 중,　
도 1은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 방법을 나타낸다.
도 2는 본 개시의 예시적 구현예에 따른 방법을 나타낸다.
도 3은 본 개시에 따른 구현예의 개략도이다.
도 4는 본 개시의 방법의 적어도 하나의 구현예에 따라 증착된 갭 충진 재료로 충진된 갭의 투과 전자 현미경 사진이다.
본원에 제시된 예시는 임의의 특정한 재료, 구조, 또는 소자의 실제 뷰를 의도하려 하는 것은 아니며, 단지 본 발명의 구현예를 설명하기 위해 사용되는 이상화된 표현이다. 도면의 요소는 단순성 및 명확성을 위해 예시되고, 반드시 축척에 맞게 도시되지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 개시에서 예시된 구현예의 이해를 돕기 위해 도면 중 일부 구성 요소의 치수는 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다. 또한, 다양한 도면에서 나타낸 연결선은 다양한 요소 사이의 예시적인 기능 관계 및/또는 물리적 결합을 표시하려는 의도이다. 많은 대안 또는 추가적인 기능적 관계 또는 물리적 연결은 실질적인 시스템에 존재할 수 있고/있거나 일부 구현예에서는 없을 수 있다.
특정 구현예 및 예시가 아래에 개시되지만, 당업자는 본 발명이 구체적으로 개시된 구현예 및/또는 본 발명의 용도 및 이들의 명백한 변형 및 균등물까지 연장됨을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 발명의 범주는 후술되고 구체적으로 개시된 구현예에 의해 제한되지 않도록 의도된다.
증착된 재료의 갭 충진 거동은, 예를 들어 에너지 플라즈마 스트라이크에 의해 기상에서 중합되도록 유도될 수 있는 전구체를 사용함으로써 개선될 수 있다. 본 개시를 임의의 특정 이론으로 제한하지 않는다면, 중합체 종 형성은 증착 표면 상에서 액체처럼 거동하고 중력 및 모세관 힘의 효과를 통해 갭을 충진한다. 중합체는 본원에서 전구체 또는 이의 일부에 의해 형성된 임의의 길이의 사슬을 의미한다. 또한, 이량체, 삼량체, 사량체, 오량체, 육량체, 칠량체 등과 같은 올리고머로 지칭될 수 있는 사슬은 본 개시의 목적을 위해 중합체로 간주된다. 본 개시에 따른 중합체는 선형 또는 분지형일 수 있다. 본 개시에 따른 방법은 가변 길이 및 분지 패턴의 중합체 조성물로 이어질 수 있다.
양호한 갭 충진 거동에 필요한 적절한 중합은, 적절한 작용기를 함유하는 전구체 또는 중합에 필요한 상호 연결이 적절한 형성 기회를 갖도록 충분히 긴 골격을 사용함으로써, 유발될 수 있다. 따라서, 증착된 갭 충진 재료는 유기 중합체 재료를 포함하지만, 조성물 및 재료 특성은 전구체 및 후처리 공정의 적절한 선택을 통해 조절될 수 있다.
본 개시에서, "가스"는 정상 온도 및 압력(NTP)에서 가스, 증기화된 고체 및/또는 증기화된 액체인 재료를 포함할 수 있으며, 맥락에 따라 단일 가스 또는 가스 혼합물로 구성될 수 있다. 공정 가스 이외의 가스, 즉 가스 분배 어셈블리, 다른 가스 분배 장치 등을 통과하지 않고 유입되는 가스는, 예를 들어 반응 공간을 밀폐하기 위해 사용될 수 있고, 희귀 가스와 같은 밀폐 가스를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 증착 공정은, 갭을 포함한 기판 위에 재료를 증착하기 위해 반응 챔버 내로 전구체(및/또는 반응물)를 도입하는 것을 지칭할 수 있다. "주기적 증착 공정"은 "증착 공정"의 예이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 갭 충진 재료는, 일정 조건 하에서 형성되고 고체 막 형성 능력을 갖는 액체이거나 액체를 형성할 수 있는 물질 조성을 지칭할 수 있다. 갭 충진 재료는 영구적으로, 또는 적어도 일시적으로, 즉 갭 충진 재료가 고체화되기 전에 소정량의 시간 동안 유동성 상태에 있을 수 있다. 예를 들어, 중합 가능한 전구체는 기체 상태에서 중합되기 시작할 수 있고, 올리고머 종을 형성할 수 있다. 올리고머 종은 응축되어 유동성 상을 형성하면서 중합을 계속 거칠 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 설명된 방법은 주기적 증착 공정에 의해 갭 충진 재료와 같은 재료를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 용어 "주기적 증착 공정" 또는 "순환 증착 공정"은 기판 또는 구조체 위에 층을 증착하기 위해 반응 챔버 내로 전구체(및/또는 반응물)를 순차적으로 도입하는 것을 지칭할 수 있다. 주기적 증착 공정은 주기적으로 전구체를 제공하고, 반응 챔버 내에 플라즈마를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 주기적 증착 공정은 원격식 플라즈마 내로 제공된 활성 종에 기판을 주기적으로 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "퍼지"는 전구체의 흐름, 반응물의 흐름, 및 활성 종에 대한 기판의 노출 중 적어도 하나가 일시적으로 정지되는 절차를 지칭할 수 있다. 적절하게는, 활성 종은 플라즈마에 의해 생성될 수 있다. 퍼지는 두 개의 펄스 사이에서 발생할 수 있다. 펄스는, 전구체를 반응 챔버 내에 제공하거나 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 것과 같은 공정 단계를 소정의 시간 동안 실행하는 단계를 포함할 수 있다. 문제의 공정 단계를 실행하는 지속 기간을 펄스 시간이라고 할 수 있다. 그 다음, 퍼지는 전구체, 반응물, 및 플라즈마 중 하나 이상에 대한 기판의 노출을 일시적으로 정지시키는 단계를 포함한다. 퍼지는 시간 또는 공간, 또는 둘 모두에 영향을 미칠 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어 시간적 퍼지의 경우, 퍼지 단계는, 예를 들어 반응 챔버에 제1 전구체를 제공하는 단계, 반응 챔버에 퍼지 가스를 제공하는 단계, 및 반응 챔버에 제2 전구체를 제공하는 단계의 시간적 순서로 사용될 수 있으며, 여기서 층이 증착되는 기판은 이동하지 않는다. 예를 들어, 공간적 퍼지의 경우, 퍼지 단계는 다음과 같은 형태: 기판을, 제1 전구체가 연속적으로 공급되는 제1 위치로부터 퍼지 가스 커튼을 통해 제2 전구체가 연속적으로 공급되는 제2 위치로 이동시키는 단계를 취할 수 있다. 일부 구현예에서, 퍼지는 불활성 가스를 반응 챔버 내로 흐르게 하는 단계를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 전구체는, 가스가 될 수 있고, 본원에 설명된 증착 공정 중에 혼입될 수 있는 원소를 포함한 화학식으로 표시될 수 있는 가스 또는 재료를 포함한다. 일부 경우에서, 용어 전구체는 다른 화합물을 생성하는 화학 반응에 참여하는 화합물, 및 특히 막 매트릭스 또는 막의 주 골격을 구성하는 화합물을 지칭할 수 있으며, 용어 반응물은 용어 전구체와 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
일 양태에서, 갭을 충진하는 방법이 본원에 개시된다. 방법은 반응 챔버 내에 갭을 포함한 기판을 제공하는 단계, 실리콘 및 탄소를 포함한 제1 전구체를 기상으로 반응 챔버 내에 제공하는 단계를 포함하되, 제1 전구체는 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합 및 산소와 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다.
본 개시에 따른 방법에서, 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합을 포함한 제1 전구체가 사용된다. 이러한 전구체를 사용함으로써, 불포화 결합을 통해 제1 전구체의 중합을 유도하도록 적절하게 낮은 플라즈마 전력이 선택될 수 있다. 본 개시를 임의의 특정 이론으로 제한하지 않는다면, 중합화에서 불포화 탄소-탄소 결합의 바람직한 이용은 제1 전구체 분자의 작은 탄소-함유 모이어티의 파손 및 동시 증발을 감소시킬 수 있다. 이는 종래 기술의 CVD 증착 방법에 비해 증착된 재료의 탄소 함량을 증가시키는 것을 도울 수 있고, 갭 충진 재료의 습식 식각 저항을 증가시킬 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기판"은, 소자, 회로 또는 막을 그 위에 형성할 수 있거나 개조될 수 있는 임의의 하부 재료(들)을 포함한 임의의 하부 재료(들)를 지칭할 수 있다. "기판"은 연속적 또는 비연속적; 강성 또는 가요성; 고체 또는 다공성; 및 이들의 조합일 수 있다. 기판은 분말, 플레이트, 또는 피가공재와 같은 임의의 형태일 수 있다. 플레이트 형태의 기판은 다양한 형상 및 크기의 웨이퍼를 포함할 수 있다. 기판은, 예를 들어 실리콘, 실리콘 게르마늄, 실리콘 산화물, 갈륨 비소, 갈륨 질화물 및 실리콘 탄화물을 포함하는 반도체 재료로 제조될 수 있다.
예시로서, 분말 형태의 기판은 약학적 제조를 위한 응용을 가질 수 있다. 다공성 기판은 중합체를 포함할 수 있다. 피가공재의 예시는 의료 장치(예, 스텐트 및 주사기), 장신구, 공구 장치, 배터리 제조용 부품(예, 애노드, 캐소드 또는 분리기) 또는 태양전지 셀의 부품 등을 포함할 수 있다.
연속적인 기판은, 증착 공정이 발생하는 반응 챔버의 경계를 넘어 연장될 수 있다. 일부 공정에서, 연속적인 기판은, 기판의 말단에 도달할 때까지 공정이 계속되도록, 반응 챔버를 통해 이동할 수 있다. 연속적인 기판은 연속적인 기판 공급 시스템으로부터 공급되어 임의의 적절한 형태로 연속적인 기판을 제조하고 산출할 수 있다.
연속 기판의 비제한적인 예시는 시트, 부직포 필름, 롤, 포일, 웹, 가요성 재료, 연속 필라멘트 또는 섬유(예, 세라믹 섬유 또는 중합체 섬유)의 다발을 포함할 수 있다. 연속 기판은, 비연속 기판이 그 위에 장착되는 캐리어 또는 시트를 포함할 수도 있다.
일부 구현예에서, 기판은 갭을 포함한 반도체 기판이다. 본 개시의 예시적인 구현예는 기판 표면 상의 갭, 예컨대 트렌치, 비아, 및/또는 핀 사이의 영역을 충진하기 위해 사용될 수 있다. 저 유전율 재료의 탄소 함량을 제어하는 것은 층간 유전체에서와 같은 많은 응용에서, 그리고 금속 배선 사이의 절연으로서 저 유전율 재료를 사용할 때 중요하다.
본 방법은, 갭을 포함한 기판을 반응 챔버에 제공하는 단계를 포함한다. 즉, 기판은 증착 조건이 제어될 수 있는 공간 내로 유입된다. 반응 챔버는, 집적 회로의 형성에 있어 다양하게 상이한 공정이 수행되는 클러스터 툴의 일부일 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 챔버는 유동형 반응기, 예컨대 교차 유동 반응기일 수 있다. 일부 구현예에 따라, 반응 챔버는 샤워헤드 반응기일 수 있다. 일부 구현예에 따라, 반응 챔버는 공간 분할형 반응기일 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 챔버는 다중 스테이션 챔버의 증착 스테이션이다. 일부 구현예에서, 반응 챔버는 단일 웨이퍼 반응기일 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 챔버는 고용량 제조 단일 웨이퍼 반응기일 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 챔버는 다수의 기판을 동시에 제조하기 위한 배치식 반응기일 수 있다.
본 개시의 갭은 기판 내부 또는 위에 있다. 이는, 기판 표면의 일부 영역을 다른 영역보다 낮게 하는 기판의 표면 토폴로지의 변화를 의미하도록 의도된다. 따라서, 갭은 기판 표면의 일부가 기판 표면의 대부분에 비해 더 낮은 토폴로지를 포함한다. 이들은 트렌치, 비아, 오목부, 계곡 형상, 틈새 등을 포함한다. 또한, 기판 표면의 대부분이 상방으로 돌출하여 상승된 특징부 사이의 영역이 또한 갭을 형성한다. 따라서, 인접한 핀 사이의 공간은 갭으로 간주된다.
갭은, 테이퍼가 지거나 경사가 진 벽을 가질 수 있어서, 갭의 직경을 상단을 향해 또는 갭의 하단을 향해 좁힐 수 있다. 일부 구현예에서, 갭의 폭은 약 3 nm 내지 약 400 nm일 수 있다. 예를 들어, 갭의 폭은 약 4 nm 내지 약 300 nm, 약 5 nm 내지 약 100 nm, 약 10 nm 내지 약 50 nm, 또는 약 20 nm일 수 있다. 일부 구현예에서, 갭의 폭은 약 100 nm 내지 약 400 nm, 예컨대 약 150 nm, 200 nm, 250 nm, 300 nm 또는 350 nm일 수 있다. 다른 구현예에서, 갭의 폭은 약 3 nm 내지 약 50 nm, 예컨대 약 3 nm 내지 약 10 nm, 약 3 nm 내지 약 20 nm, 또는 약 3 nm 내지 약 30 nm, 또는 약 3 nm 내지 약 40 nm일 수 있다. 예시로서, 갭의 폭은 약 4 nm, 약 5 nm, 약 6 nm, 약 8 nm 또는 약 12 nm, 약 15 nm, 약 18 nm, 약 25 nm 또는 약 35 nm일 수 있다.
일부 구현예에서, 갭의 깊이는 약 10 nm 내지 약 7 μm, 또는 약 10 μm이다. 예를 들어, 갭의 깊이는 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 10 nm 내지 약 50 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 500 nm, 약 10 nm 내지 약 4 μm, 약 20 nm 내지 약 2 μm, 약 50 nm 내지 약 1 μm, 또는 약 50 nm 내지 약 500 nm일 수 있다. 추가 예시에서, 갭의 깊이는 약 10 nm 내지 약 200 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 또는 약 100 nm 내지 약 7 μm, 약 200 nm 내지 약 5 μm, 약 200 nm 내지 약 3 μm, 약 200 nm 내지 약 1 μm, 또는 약 100 nm 내지 약 500 nm일 수 있다.
일부 구현예에서, 갭의 폭 대 깊이 종횡비는 대략 1:0.5 내지 1:250이다. 특정 구현예에서, 갭의 폭 대 깊이 종횡비는 대략 1:1 내지 1:200, 대략 1:1 내지 1:100, 대략 1:0.5 내지 1:50, 예컨대 1:2, 1:3, 1:5, 1:8, 1:10, 1:20, 1:50, 또는 1:150이다.
본 개시에 따른 방법에서, 실리콘(Si) 및 탄소(C)를 포함한 제1 전구체가 기판과 함께 반응 챔버 내에 제공된다. 제1 전구체는 기상으로 제공되지만, 반응 챔버 내에 제공되기 전에 액체 또는 고체 형태일 수 있다. 저압 및 온도 증가와 같은 다양한 수단이 적절한 제1 전구체를 증발시키기 위해 사용될 수 있다.
본 개시에 따른 제1 전구체는, 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합 및 C와 Si 이외에 산소 및 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 Si, C, O 및 H로 구성된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 Si, C, N 및 H로 구성된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 하나의 C-C 이중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 한 개, 두 개 또는 세 개의 비닐기와 같은 비닐기를 포함한다. 따라서, 본 개시에 따른 제1 전구체는 화학식 (III)로 나타낼 수 있고,
여기서 R1은 치환된 실란을 포함하고, 상기 치환된 실란은 적어도 하나의 산소 원자 또는 적어도 하나의 질소 원자를 포함한다. 일부 구현예에서, R1은 Si(OCH3)(CH3)2이다. 일부 구현예에서, R1은 -Si(OCH3)2CH3이다. 일부 구현예에서, R1은 Si(OCH3)3이다.
일부 구현예에서, 적어도 하나의 불포화 결합은 이중 결합이다. 일부 구현예에서, 전구체 내의 모든 불포화 결합은 이중 결합이다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 한 개의 C-C 이중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 두 개의 C-C 이중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 세 개의 C-C 이중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 세 개 초과의 C-C 이중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 전구체는 적어도 하나의 이중 결합 및 적어도 하나의 삼중 결합을 포함한다.
일부 구현예에서, 적어도 하나의 불포화 결합은 삼중 결합이다. 일부 구현예에서, 전구체 내의 모든 불포화 결합은 삼중 결합이다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 한 개의 C-C 삼중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 두 개의 C-C 삼중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 세 개의 C-C 삼중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 세 개 초과의 C-C 삼중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 적어도 하나의 이중 결합 및 적어도 하나의 삼중 결합을 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 알킬 실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 알킬 실란은 적어도 두 개의 상이한 알킬기를 포함한다. 하나 이상의 알킬기는 질소(N) 또는 산소(O)와 같은 치환기를 가질 수 있다. 예를 들어, 알킬 실란의 적어도 하나의 알킬기는 알콕시기일 수 있고, 이들 중 하나 이상은 미치환된 알킬일 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 알콕시 실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 알콕시 실란은 한 개의 알콕시기를 포함한다. 일부 구현예에서, 알콕시 실란은 두 개의 알콕시기를 포함한다. 일부 구현예에서, 알콕시 실란은 세 개의 알콕시기를 포함한다. 일부 구현예에서, 알콕시기의 알킬 사슬은 선형 및 분지형 C1 내지 C4 알킬기로부터 독립적으로 선택된다. 일부 구현예에서, 알콕시기의 알킬 사슬은 메틸 및 에틸로부터 독립적으로 선택된다. 예를 들어, 알콕시 실란은 하나의 메톡시기, 또는 에톡시기 또는 프로폭시기를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 알콕시 실란은 두 개의 알콕시기, 예컨대 디메톡시 실란, 디에톡시 실란 또는 디프로폭시 실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 알콕시 실란은 세 개의 알콕시기, 예컨대 트리메톡시 실란, 트리에톡시 실란 또는 트리프로폭시 실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 알콕시 실란에 포함된 하나 이상의 알킬기는 불포화된다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 질소를 포함하지 않는다. 이러한 구현예에서, 제1 전구체는 산소를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 산소를 포함하지 않는다. 이러한 구현예에서, 제2 전구체는 질소를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 할로겐을 포함하지 않는다. 따라서, 일부 구현예에서, 제1 전구체는 할로겐이 없다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 화학식 (I)로 표시된다.
화학식 (I)에서, R1, R2, R3 및 R4 각각은 H 및 C1 내지 C6의 포화 및 불포화 알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 독립적으로 실리콘 원자 및 질소 및 산소로부터 선택된 원자를 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 화학식 (II)로 표시된다.
화학식 (II)에서, R1 및 R2 각각은 H 및 C1 내지 C6의 포화 및 불포화 알킬기로부터 독립적으로 선택되고, 단, R1 및 R2 중 적어도 하나는 독립적으로 실리콘 원자 및 질소 및 산소로부터 선택된 원자를 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 한 개의 알콕시기를 포함한다. 이러한 분자의 비제한적인 예는, 에테닐메톡시실란(비닐메톡시실란), 에테닐에톡시실란(비닐에톡시실란), 비닐디메틸메톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 비닐디에틸메톡시실란, 비닐디에틸에톡시실란, 메톡시(1-메틸렌-2-프로펜-1-일)실란, 에테닐실란, 에테닐에톡시실란, 에톡시(2-메틸-1-프로펜-1-일)실란, 에테닐메톡시메틸실란, 디에테닐메톡시실란, 디에테닐에톡시실란 및 에테닐프로폭시실란, 에테닐에톡시메틸실란, 디에테닐메틸메톡시실란, 디에테닐메틸에톡시실란, 디에테닐에틸메톡시실란 및 디에테닐에틸에톡시실란을 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 두 개의 알콕시기를 포함한다. 이러한 분자의 비제한적인 예는 비닐메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐에틸디메톡시실란, 비닐에틸디에톡시실란, 디에테닐디에톡시실란, 비스(1,1-디메틸에톡시)에테닐메틸실란, 디에테닐디메톡시실란, 에테닐메틸디프로폭시실란, 디메톡시비스(1-메틸렌-2-프로펜-1-일)실란, 에테닐디에톡시실란(비닐디에톡시실란), 에테닐디메톡시프로필실란, 디메톡시메틸(1-메틸렌-2-프로펜-1-일)실란, 부티레테닐디에톡시실란, 메틸(1-메틸렌-2-프로펜-1-일)비스(1-메틸에톡시)실란, 비스(1,1-디메틸에톡시)에테닐실란, 비닐디메톡시실란, 에테닐에톡시메톡시실란 및 에테닐디프로폭시실란을 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 세 개의 알콕시기를 포함한다. 이러한 분자의 비제한적인 예는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로펜옥시실란, 비닐트리이소프로펜옥시실란, 트리메톡시(1-메틸렌-2-프로펜-1-일)실란, 트리에톡시(1-메틸렌-2-프로펜-1-일)실란, 에테닐에톡시디메톡시실란, 에테닐트리프로폭시실란 및 트리에톡시-1-프로펜-1-일실란을 포함한다.
제1 전구체 내의 불포화 탄소-탄소 결합은 삼중 결합일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 한 개의 알콕시기를 포함하고, 불포화 탄소-탄소 결합은 삼중 결합이다. 이러한 분자의 비제한적인 예는 에티닐메톡시디메틸실란, 디에티닐메톡시메틸실란, 에티닐디메틸프로폭시실란, (에테닐옥시)에티닐디메틸실란 및 에테닐(에테닐옥시)에티닐메틸실란을 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 두 개 또는 세 개의 알콕시기를 포함하고, 불포화 탄소-탄소 결합은 삼중 결합이다. 이러한 분자의 비제한적인 예는 에티닐디메톡시메틸실란, 디에톡시에티닐메틸실란, 트리에톡시에티닐실란 및 에티닐트리메톡시실란을 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 히드록실기를 포함한다. 예를 들어, 제1 전구체는 에테닐실란디올 또는 1-에테닐실란트리올을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 질소를 포함한다. 제1 전구체는 탄소-탄소 이중 결합 및 한 개, 두 개 또는 세 개의 질소 원자를 포함할 수 있다. 이러한 분자의 비제한적인 예는 1-에테닐-N,N,1,1-테트라메틸실란아민, 1-에테닐-N-에틸-1,1-디메틸실란아민, 1-에테닐-N,N-디에틸-1,1-디메틸-실란아민, 1-에테닐-N,N,N',N',1-펜타메틸실란아민, 1-에테닐-1-에틸-N,N,N',N'-테트라메틸실란디아민, 1,1-d디에테닐-N,N,N',N'-테트라에틸실란디아민, 1-에테닐-N,N',N"-트리스(1-메틸프로필)실란트리아민 및 1-에테닐-N,N',N"-트리메틸실란트리아민을 포함한다. 또한, 탄소-탄소 삼중 결합 및 질소 원자를 포함한 제1 전구체가 고려될 수 있다. 이러한 분자의 비제한적인 예는 1-에티닐-1,1-디메틸실란아민 및 N,N-디에틸-1-에티닐-1,1-디메틸실란아민을 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 실리콘 전구체는 두 개의 실리콘 원자를 포함한다. 이러한 분자의 비제한적인 예는 [1-[디메틸(1-메틸에톡시)실릴]-1-프로페닐]트리메틸실란 및 트리에틸[2-(트리메톡시실릴)에테닐]실란을 포함한다.
본 개시에 따른 방법에서, 화학 기상 증착(CVD)을 사용하여 갭 충진 재료를 증착한다. 구체적으로, 증착을 위해 플라즈마 강화 CVD(PECVD)가 사용된다. CVD 공정은 기판 상에 재료를 형성하는 표면 반응 또는 기상 반응을 포함할 수 있다. CVD 공정에서의 반응은 자기 제한적이 아니며, 재료 층의 신속한 증착을 허용한다. CVD 공정은 증착된 재료를 형성하는 데 하나 이상의 전구체 및/또는 반응물을 포함할 수 있다. 상기 반응물은 반응 공간 또는 기판에 동시에 제공되거나, 부분적으로 제공되거나, 완전히 분리된 펄스(주기적 CVD)일 수 있다. 기판 및/또는 반응 챔버는 가열되어 기체 반응물 사이의 반응을 촉진할 수 있다. PECVD 공정은, 기판 표면에 대한 반응성 및/또는 화학 흡착을 증가시키기 위해 플라즈마에 노출되는 하나 이상의 전구체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 원하는 두께를 갖는 층이 증착될 때까지 전구체(들)와 가능한 플라즈마가 제공된다.
본 개시에 따른 방법은, 갭 충진 재료를 형성하기 위해 제1 전구체를 중합시키도록 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계, 이에 따라 갭을 갭 충진 재료로 적어도 부분적으로 충진하는 단계를 포함한다. 제1 플라즈마는, 제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 것과 적어도 부분적으로 동시에 제공될 수 있다. 제1 반응물을 반응 챔버 내에 제공하고 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는, 실질적으로 완전히 동시에 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 것은, 제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 단계와 적어도 부분적으로 분리된다.
일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 반응 챔버 내에서 생성됨으로써 반응 챔버 내에 제공된다. 이는 직접식 플라즈마로 지칭될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 외부 플라즈마 공급원으로부터 반응 챔버 내에 제공된다. 이러한 유형의 플라즈마는 원격식 플라즈마로 지칭될 수 있다. 본 개시를 임의의 특정 이론으로 제한하지 않는다면, 직접식 플라즈마의 특성은 본 개시의 구현예에서 이점을 가질 수 있지만, 일부 응용의 경우, 원격식 플라즈마는 동등하거나 훨씬 더 적합할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 직접식 플라즈마이다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 원격식 플라즈마이다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 반응 챔버에 연속적으로 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 반응 챔버에 연속적으로 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 반응 챔버에 연속적으로 제공되고 제1 플라즈마는 반응 챔버 내에 연속적으로 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 펄스로 반응 챔버 내에 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 펄스로 반응 챔버 내에 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 반응 챔버에 연속적으로 제공되고 제1 플라즈마는 반응 챔버 내에 펄스로 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체 및 제1 플라즈마 중 하나는 반응 챔버 내로 펄스로, 다른 하나는 연속적으로 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 반응 챔버에 펄스로 제공되고 제1 플라즈마는 반응 챔버 내에 연속적으로 제공된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 반응 챔버에 연속적으로 제공되고 제1 플라즈마는 반응 챔버 내에 펄스로 제공된다.
일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 불활성 가스로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 불활성 가스는 귀가스를 포함한다. 일부 구현예에서, 불활성 가스는 N2, He, Ne 및 Ar로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 Ar로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 He로부터 발생된다. 본 개시를 임의의 특정 이론으로 제한하지 않는다면, Ar은 전구체 분자의 부분 분해에 적합한 특성을 가질 수 있다. 따라서, 제1 전구체를 갭 충진 재료로 중합하기 위해 제1 전구체에 포함된 이중 결합의 바람직한 파괴를 허용할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 RF 플라즈마 발생기에 의해 발생된다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마는 RF 발생 플라즈마이다.
제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하고, 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는 갭 충진 재료를 기판 상으로 증착시키는 결과를 갖는다. 일부 구현예에서, 갭 충진 재료는 갭을 충진할 때의 유체이다. 갭 충진 재료는 적어도 초기에는 액체와 같은 유체일 수 있지만, 추가적인 플라즈마 노출 또는 다른 처리 중에 고체화될 수 있다. 일부 구현예에서, 갭 충진 재료는 갭을 충진할 때의 액체이다. 갭 충진 재료는 이미 기체상으로 적어도 부분적으로 형성될 수 있고, 연속적인 중합화로 인해, 이는 액체가 되어 기판 상에 증착될 수 있다. 액체 상태에서, 이는 적어도 부분적으로 충진하기 위해 갭 내로 흐를 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공한 후 제2 플라즈마가 반응 챔버 내에 제공되어 갭 충진 재료의 특성을 변경시킨다. 제1 플라즈마에 대해 전술한 바와 같이, 제2 플라즈마는 또한 직접식 플라즈마 또는 원격식 플라즈마일 수 있다. 따라서, 제2 플라즈마 처리가 갭 충진 재료에 대해 수행된다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는 활성 가스로부터 발생된다. 예를 들어, 제2 플라즈마는 수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 플라즈마 처리는 갭 충진 재료에서의 가교 결합을 증가시키고/증가시키거나 갭 충진 재료를 치밀화할 수 있다. 일부 재료는 또한, 제2 플라즈마 처리 동안 갭 충진 재료로부터 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는 수소를 포함한 가스로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는, 아르곤, 수소 및 헬륨을 포함한 가스로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는, 수소 및 헬륨을 포함한 가스로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는, 아르곤, 수소 및 헬륨으로 본질적으로 이루어진 가스로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는, 수소 및 헬륨으로 본질적으로 이루어진 가스로부터 발생된다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마는 귀가스를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마 가스는 본질적으로 귀가스로 구성된다. 일부 구현예에서, 제2 플라즈마 가스는 본질적으로 헬륨으로 구성된다.
제2 플라즈마는 소정의 양의 갭 충진 재료가 기판 상에 증착된 후에 반응 챔버 내에 제공될 수 있다. 예를 들어, 적어도 약 0.5 nm의 갭 충진 재료가, 제2 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하기 전에, 증착될 수 있다. 일부 구현예에서, 약 0.5 nm 내지 약 5 nm, 예컨대 약 1 nm 내지 약 3 nm의 갭 충진 재료가, 제2 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하기 전에, 증착될 수 있다. 주기적 공정에서, 제2 플라즈마는 소정의 수의 증착 사이클 후에 반응 챔버 내에 제공될 수 있다. 증착 사이클은, 제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 단계 및/또는 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계의 반복 유닛으로서 정의될 수 있다. 제2 플라즈마는 매 증착 사이클 후, 즉 제1 전구체가 반응 챔버 내에 제공되고 제1 플라즈마가 반응 챔버 내에 제공된 후마다, 반응 챔버 내에 제공될 수 있다. 대안적으로, 제2 플라즈마는 2회, 3회 또는 4회의 증착 사이클마다, 또는 약 5회, 약 10회 또는 약 20회의 증착 사이클 후마다, 반응 챔버 내에 제공될 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 증착 공정은 제2 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하기 전에 완료된다. 따라서, 제2 플라즈마는 증착후 처리로서 사용될 수 있다. 증착후 처리, 또는 제2 플라즈마를 이용한 간헐적 처리는, 증착 공정과 동일한 반응 챔버 또는 상이한 반응 챔버에서 수행될 수 있다.
갭 충진 재료의 특성은 제2 플라즈마로 처리하는 것 대신에 또는 이에 추가하여 다른 수단에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, UV선 처리가 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, UV 처리는 증착과 동일한 반응 챔버에서 수행된다. 일부 구현예에서, UV 처리는 증착과 상이한 반응 챔버에서 수행된다.
일부 구현예에서, 제2 전구체는 반응 챔버 내에 기상으로 제공된다. 본 개시에 따른 제2 전구체는 제1 전구체와 유사한 구조를 갖는다. 즉, 제2 전구체는 실리콘 및 탄소, 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합, 및 산소와 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다. 그러나, 제2 전구체는 제1 전구체와 상이한 구조 및/또는 원소 조성을 갖는다. 제2 전구체는 갭 충진 재료의 특성을 조절하는 데 사용될 수 있다. 갭 충진 재료의 특성을 조절하는 단계는 갭 충진 재료의 원소 조성을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 일 양태에서, 갭 충진 재료의 특성을 조절하는 방법이 개시된다. 방법은 반응 챔버 내에 갭을 포함한 기판을 제공하는 단계, 실리콘 및 탄소를 포함한 제1 전구체를 기상으로 반응 챔버 내에 제공하는 단계를 포함하되, 제1 전구체는 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합 및 산소와 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다. 상기 방법은, 실리콘 및 탄소를 포함한 제1 전구체를 기상으로 반응 챔버 내에 제공하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 제2 전구체는 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합 및 산소와 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함하고, 상기 제1 전구체와는 상이한 구조를 갖는다. 상기 방법은, 갭 충진 재료를 형성하기 위해 제1 전구체와 제2 전구체를 중합시키도록 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계, 이에 따라 갭을 갭 충진 재료로 적어도 부분적으로 충진하는 단계를 추가로 포함한다.
선택적으로, 제2 플라즈마가 반응 챔버 내에 제공되어 갭 충진 재료의 특성을 변경할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전구체와 제2 전구체는 반응 챔버 내에 적어도 부분적으로 동시 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전구체와 제2 전구체는 반응 챔버 내에 적어도 부분적으로 별도로 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 챔버는 제1 전구체와 제2 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 단계 사이에서 퍼지된다. 제1 플라즈마는 제1 전구체와 제2 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 사이에 반응 챔버 내에 제공될 수 있다.
제1 전구체 및 제2 전구체는 본원에 개시된 화합물로부터 선택될 수 있다. 그러나, 제2 전구체는 당업계에 공지된 다른 실리콘 포함 전구체일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 산소를 포함하고 제2 전구체는 질소를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는 질소를 포함하고 제2 전구체는 산소를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체와 제2 전구체는 산소를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 전구체와 제2 전구체는 질소를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 퍼지는, 예를 들어 진공 펌프로 반응 챔버를 배기하고/배기하거나 반응 챔버 내부의 가스를 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 또는 실질적으로 불활성인 가스로 대체함으로써, 기상 전구체, 반응물 및/또는 기상 부산물이 기판 표면으로부터 제거되는 절차를 지칭할 수 있다. 퍼지는 서로 반응하는 두 개의 가스 펄스 사이에서 수행될 수 있다. 그러나, 퍼지는 서로 반응하지 않는 가스의 두 펄스 사이에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 퍼지, 또는 퍼징은 두 개의 전구체의 펄스 사이 또는 전구체와 반응물 사이에 제공될 수 있다. 퍼지는 두 개의 가스 사이의 기상 상호 작용을 회피하거나 적어도 감소시킬 수 있다. 퍼지는 시간 또는 공간, 또는 둘 모두에 영향을 미칠 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어 시간적 퍼지의 경우, 퍼지는, 예를 들어 반응기 챔버에 제1 전구체를 제공하는 단계, 반응기 챔버에 퍼지 가스를 제공하는 단계, 및 반응기 챔버에 제2 전구체를 제공하는 단계의 시간적 순서로 사용될 수 있으며, 여기서 재료가 증착되는 기판은 이동하지 않는다. 예를 들어, 공간적 퍼지의 경우, 퍼지는 다음과 같은 형태: 기판을, 제1 전구체가 공급되는 제1 위치로부터 퍼지 가스 커튼을 통해 제2 전구체가 공급되는 제2 위치로 이동시키는 단계를 취할 수 있다. 각각의 전구체의 공급은 연속적이거나 비연속적일 수 있다. 퍼지 시간은, 예를 들어 약 0.01초 내지 약 20초, 약 0.05초 내지 약 20초, 약 0.1초 내지 약 20초, 또는 약 0.5초 내지 약 20초, 또는 약 0.01초 내지 약 10초, 또는 약 5초 내지 약 20초, 예컨대 5초, 6초, 또는 8초일 수 있다. 그러나, 매우 높은 종횡비 구조 또는 복잡한 표면 형태를 갖는 다른 구조에 대한 고도의 등각성 스텝 커버리지가 필요한 경우 또는 배치형 반응기와 같이 특정한 반응기가 사용되는 것과 같이, 필요하다면 다른 퍼지 시간이 사용될 수 있다.
　일부 구현예에서, 방법은 반응 챔버 내에 제2 전구체를 제공하기 이전에 불활성 가스에 의해 반응 챔버로부터 과량의 제1 전구체를 제거하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 반응 챔버는 반응 챔버 내에 제1 전구체를 제공하는 단계와 반응 챔버 내에 플라즈마를 제공하는 단계 사이에서 퍼지된다. 일부 구현예에서, 모든 전구체 펄스 다음에 퍼지 단계가 있다.
일부 구현예에서, 갭 충진 재료의 탄소 함량은 적어도 약 30 원자%이다. 일부 구현예에서, 갭 충진 재료의 탄소 함량은 약 30 원자% 내지 약 70 원자%, 예컨대 약 40 원자%, 또는 약 50 원자% 또는 약 60 원자%이다. 본 개시를 임의의 특정 이론으로 제한하지 않는다면, 갭 충진 재료의 탄소 함량은, 적용 가능한 경우, 제1 전구체 및 제2 전구체의 불포화 탄소-탄소 결합을 통해 우선적으로 보다 선택적인 중합으로 인해 증가할 수 있다.
일부 구현예에서, 갭 충진 재료는 0.6 미만의 습식 식각 속도비(WERR)를 갖는다. 습식 식각 속도비는, 본원에서, 묽은 불산(1:100)에서 열 실리콘 산화물의 습식 식각 속도에 비해, 본 개시에 따른 방법에 의해 증착된 갭 충진 재료의 습식 식각 속도의 비율을 의미한다. WERR은 약 0.6 미만, 또는 약 0.5 미만, 또는 약 0.3 미만, 또는 약 0.20 미만, 또는 약 0.1 미만, 또는 약 0.05 미만, 예컨대 약 0.04일 수 있다.
반응 챔버 및/또는 기판의 온도는 본 개시에 따른 증착 공정에 영향을 미친다. 저온은 플라즈마에 의한 제1 및 제2 전구체의 제어된 분해에 유리할 수 있다. 본원에 개시된 방법은 150℃ 미만 또는 100℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 갭 충진 재료는 약 65℃ 내지 약 150℃, 예컨대 약 70℃, 75℃, 80℃, 90℃ 또는 100℃의 온도에서 증착될 수 있다.
증착 공정 동안 반응 챔버 내의 압력은 20 토르 미만일 수 있다. 증착 공정 동안 반응 챔버 내의 압력은 5 토르 초과일 수 있다. 예를 들어, 증착 공정 동안 반응 챔버 내의 압력은 약 7 토르, 약 9 토르 또는 약 10 토르일 수 있다.
낮은 제1 플라즈마 전력은 본 개시에 따른 방법에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 플라즈마 전력은 약 20 W 내지 약 120 W, 예컨대 약 50 W일 수 있다.
일 양태에서, 본 개시에 따른 방법에 의해 충진된 갭을 포함한 반도체 구조가 개시된다. 다른 양태에서, 본 개시에 따른 방법에 의해 충진된 갭을 포함한 반도체 구조가 개시된다. 트랜지스터와 같은 반도체 소자는 본 개시에 따른 구조를 포함할 수 있다.
도면의 상세한 설명
본 개시는 도면에 도시된 다음의 예시적인 구현예에 의해 추가로 설명된다. 본원에 제시된 예시는 임의의 특정 재료, 구조, 소자 또는 장치의 실제 도면을 의도하는 것이 아니라, 본 개시의 구현예를 설명하기 위한 단지 개략적인 표현이다. 도면의 요소는 단순성 및 명확성을 위해 예시되고, 반드시 축척에 맞게 도시되지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 개시에서 도시된 구현예의 이해를 돕기 위해 도면 중 일부 구성 요소의 치수는 다른 구성 요소에 비해 확대될 수 있다. 도면에 도시된 구조와 소자는, 명확성을 위해 생략될 수 있는 추가 요소 및 세부 사항을 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 구현예에 따라 방법(100)을 블록 다이어그램으로서 나타낸다. 제1 단계(102)에서, 갭을 포함한 기판이 반응 챔버에 제공된다. 본 개시에 따른 기판은 산화물, 예를 들어 실리콘 산화물(예를 들어, 열 실리콘 산화물 또는 자연 실리콘 산화물)을 포함할 수 있다. 기판은, 실리콘 질화물 또는 티타늄 질화물과 같은 질화물, 구리, 코발트 또는 텅스텐과 같은 금속, 황화 몰리브덴과 같은 칼코지나이드 재료를 포함할 수 있다. 증착된 갭 충진 재료는 전자 소자의 제조에 사용될 수 있다.
반응 챔버는 화학 기상 증착(CVD) 어셈블리의 일부를 형성할 수 있다. 어셈블리는 단일 웨이퍼 반응기일 수 있다. 대안적으로, 반응기는 배치식 반응기일 수 있다. 어셈블리는 하나 이상의 다중 스테이션 증착 챔버를 포함할 수 있다. 방법(100)의 다양한 단계는 단일 반응 챔버 내에서 수행될 수 있거나, 다수의 반응기 챔버에서 수행될 수 있고, 예를 들어 클러스터 툴의 반응 챔버에서 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 방법(100)은 클러스터 툴의 단일 반응 챔버에서 수행되고, 하지만 다른 경우에는 선행 또는 후속, 구조체 또는 소자의 제조 단계는 동일한 클러스터 툴의 추가 반응 챔버에서 수행된다.　
단계(104)에서 제1 전구체가 기판을 함유한 반응 챔버 내에 제공된다. 현재 개시를 임의의 특정 이론에 제한하지 않는다면, 제1 전구체는, 제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 동안 기판 상에 적어도 부분적으로 화학 흡착될 수 있다. 제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는 연속적이거나 펄스로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 전구체 펄스의 지속 시간(제1 전구체 펄스 시간)은 약 0.1초 내지 약 15초, 또는 약 0.5초 내지 약 10초, 또는 약 0.5초 내지 약 5초, 또는 약 0.1초 내지 약 1.5초, 또는 약 0.1초 내지 약 1초, 또는 약 0.1초 내지 약 0.8초, 또는 약 0.1초 내지 약 0.5초일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전구체 펄스 길이는 1초 미만, 예컨대 0.2초, 0.3초 또는 0.7초이다.
단계(106)에서 제1 플라즈마가 반응 챔버 내에 제공될 경우, 제1 전구체 또는 이의 유도체 종과 기상에서 또는 기판 상에서 반응하여 제1 전구체의 중합체를 형성할 수 있다. 제1 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는 연속적이거나 펄스로 수행될 수 있다. 제1 플라즈마 펄스의 지속 시간(제1 플라즈마 펄스 시간)은, 예를 들어 약 0.1초 내지 약 15초, 또는 약 0.5초 내지 약 10초, 또는 약 0.5초 내지 약 5초, 또는 약 0.5초 내지 약 3초일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 플라즈마 펄스 시간은 25초 미만, 15초 미만, 8초 미만, 5초 미만, 또는 2초 미만일 수 있다.
제1 전구체 및 제1 플라즈마가 반응 챔버 내에 연속적으로 제공되는 경우, 원하는 양의 재료가 증착될 때까지 제1 전구체 및 제1 플라즈마를 제공하는 것이 계속된다. 원하는 양은 문제의 응용 분야 및 충진되는 갭의 크기에 따라 달라진다. 예를 들어, 플라즈마 펄스 길이는, 약 0.5초 내지 여러 시간, 예컨대 약 0.5초 내지 약 60분, 또는 약 0.5초 내지 약 30분, 또는 약 0.5초 내지 약 10분, 또는 약 0.5초 내지 약 1분일 수 있다. 일부 구현예에서, 증착은 약 5초 내지 약 2시간, 약 5초 내지 약 30분, 약 10초 내지 약 60분, 또는 약 10초 내지 약 15분, 또는 약 20초 내지 약 60분 연속된다.
일부 구현예에서, 제1 전구체는 반응 챔버 내에 제공하기 전에 가열된다. 일부 구현예에서, 제1 전구체는, 반응 챔버 내에 제공하기 전에 분위기 온도로 유지된다.
펄스화 체제가 제1 전구체 및 제1 플라즈마 중 적어도 하나에 대해 사용되는 경우 임의의 순서로 수행되는 단계(104 및 106)는 증착 사이클을 형성할 수 있다. 일부 구현예에서, 두 단계 증착, 즉 제1 전구체를 반응 챔버에 제공하고 플라즈마를 반응 챔버에 제공하는 단계(104 및 106)는 선택적으로 반복될 수 있다(점선 루프 108). 이러한 구현예에서, 상기 방법은 여러 증착 사이클을 포함한다. 증착된 갭 충진 재료의 두께는 증착 사이클의 수를 조절함으로써 제어될 수 있다. 증착 사이클(루프 108)은 원하는 갭 충진 재료 두께가 달성될 때까지 반복될 수 있다. 예를 들어, 약 50, 100, 200, 300, 400, 500, 700, 800 또는 1,000회의 증착 사이클이 수행될 수 있다. 본원에 개시된 방법에 따라 증착된 재료의 성장 속도는 비교적 바를 수 있다. 그러나, 증착된 재료의 최종 두께는, 제2 플라즈마와의 선택적인 처리에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 증착된 재료의 수축을 초래할 수 있다.
후술하는 추가적인 공정 단계뿐만 아니라 단계(104 및 106)가 별도의 단계로 도시되어 있지만, 많은 구현예에서, 공정 단계는 중첩될 수 있다. 구체적으로, 제1 전구체를 반응 챔버 내에 제공하고 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는 부분적으로 또는 완전히 중첩될 수 있다. 단계(104 및 106) 중 하나는 연속적으로 수행될 수도 있는 반면, 다른 하나는 펄스 방식으로 수행될 수 있다. 루프(108)는 주기적이지 않은 구현예에서는 없을 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 방법의 다른 구현예를 블록 다이어그램으로서 나타낸다. 전술한 바와 유사한 증착 공정이, 전술한 바와 같이 단계(102, 104, 및 106)와 함께 도시된다. 도 2에서, 공정은, 제1 플라즈마를 반응 챔버(106) 내에 제공한 후 반응 챔버(107) 내에 제2 플라즈마를 제공하는 단계를 포함한다. 비-주기적 구현예에서, 단계(102, 104, 106 및 107)는 표시된 순서로 수행된다. 그러나, 루프(108a 및 108b)는 주기적인 구현예에서의 주기 가능성을 나타낸다. 루프(108a)가 공정 중에 적어도 한 번 수행되는 경우, 갭 충진 재료는 먼저 원하는 대로 축적되고, 그 다음 제2 플라즈마가 반응 챔버 내에 제공(107)된다. 이는 비-주기적 구현예에서와 같이 공정의 종료 시, 또는 루프(108b)가 수행되는 경우 간헐적으로 단 한 번만 발생할 수 있다. 루프(108b)는 수행 루프(108a)와 독립적으로 수행될 수 있다.
도 1에 대해 전술한 바와 같이, 공정의 상이한 단계는 별도의 단계로서 수행될 수 있거나, 이들은 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
도 3은 본 개시에 따른 구현예의 개략도이다. 도 3은 중첩 단계, 및 본 개시에 따른 증착 공정에 제2 전구체를 포함할 수 있는 가능성을 나타낸다. 타임라인은 화살표로 도 3의 하단에 표시되어 있고, 반응 챔버 내에 제1 전구체를 제공하는 단계는 흰색 막대로 표시되어 있고, 제1 플라즈마를 제공하는 단계는 순방향 해칭으로 도시되어 있다. 제2 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는, 도 3의 패널 G)에서 역방향 해칭으로 표시된다. 제2 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는 수직 해칭(패널 J) 기준)으로 도시된다. 상이한 패널로 도시된 구현예뿐만 아니라 공정 단계를 도시하는 막대의 길이는 실제 축적대로 도시되지 않는다.
패널 A에서, 제1 전구체의 일정한 흐름을 포함하고 제1 플라즈마를 연속적으로 제공하는 간단한 공정이 표시되어 있다. 예시에서, 둘 다 동시에 개시되고 정지되지만, 둘 중 어느 하나는 더 일찍 개시될 수 있고, 독립적으로, 패널 B) 및 C)에 표시된 바와 같이 하나는 더 일찍 정지될 수 있다. 패널 B)의 구현예에서, 제1 전구체가 반응 챔버 내에 제공되기 전에 제1 전구체가 반응 챔버 내에 제공되며, 제1 플라즈마는 제1 전구체가 그 안에 제공되는 것보다 더 긴 시간 동안 반응 챔버 내에 제공된다. 패널 C)의 구현예에서, 제1 전구체는, 제1 플라즈마가 그 안에 제공되는 것보다 상당히 더 일찍 반응 챔버 내에 제공되며, 두 가지 모두가 동시에 정지된다.
패널 D)에서, 제1 전구체는 펄스화되고, 제1 플라즈마는 반응 챔버 내에 연속적으로 제공된다. 패널 E)에서, 펄스화 방식은 반대이며, 제1 전구체는 반응 챔버 내에 연속적으로 제공되고, 제1 플라즈마는 반응 챔버 내에 펄스로 제공된다. 패널 D) 및 E) 모두에서, 제1 전구체의 제공이 정지된 후 제1 플라즈마가 제공된다.
패널 F) 내지 L)에서, 제2 플라즈마가 구현예에서 사용된다. 패널 F) 내지 I)에서, 공정은 하나의 전구체로 수행되는 반면, 패널 J) 내지 L)에서, 제2 전구체가 또한 사용된다. 패널 F)는 패널 A)와 유사한 구현예를 예시하며, 제2 플라즈마는, 제1 전구체를 제공하는 단계와 플라즈마를 반응 챔버 내에 제공하는 단계 모두가 종료된 후, 반응 챔버 내에 제공된다. 따라서, 패널 F)는 제2 플라즈마로 갭 충진 재료를 후처리하는 것을 도시한다.
패널 G)는 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마가 순환되고 제1 전구체가 반응 챔버 내에 연속적으로 제공되는 구현예를 도시한다. 이러한 구현예에서, 증착된 갭 충진 재료의 특성은 연속적으로 수정된다. 이는 최종 증착된 재료의 균일성에서 이점을 가질 수 있다. 그러나, 예를 들어 패널 F)에 따른 처리후 방식은 더 빠를 수 있다. 패널 H)는 주기적 플라즈마 체제의 변화를 도시하고, 여기서 제2 플라즈마가 반응 챔버 내에 제공되기 전에, 제1 플라즈마가 다수의 펄스(도시된 구현예에서는 세 번이지만, 두 번부터 그 위로 변할 수 있음)로 제공된다. 제1 전구체의 흐름은 간략화를 위해 패널 H)에서 연속적인 것으로 도시되었고, 패널 I)는 제1 전구체 및 제1 플라즈마 둘 모두가 펄스화된 달리 동일한 구현예를 예시한다.
패널 J) 내지 L)의 구현예가 상기 방법의 또 다른 가능한 성분, 즉, 제2 전구체를 도입할 시, 명확성을 위해 플라즈마를 제공하는 것은 모든 패널에서 연속적인 것으로 표시된다. 또한, 두 개의 전구체를 포함하는 구현예에서, 제1 플라즈마 및/또는 제2 플라즈마가 펄스화될 수 있고, 증착 공정은 주기적일 수 있음이 명백하게 고려된다.
패널 J)에서, 제1 전구체 및 제2 전구체가 교번, 즉 펄스화된다. 패널 K)에서, 두 개의 전구체를 반응 챔버 내에 제공하는 단계는 완전히 중첩되고, 패널 L)에서는 부분적으로 중첩된다. 또한, 패널 L)에서, 제2 전구체 펄스 시간은 제1 전구체의 펄스 시간보다 짧다. 이러한 변형은 갭 충진 재료의 조성 및 특성을 조절하는 데 사용될 수 있다.
모든 퍼지 단계는 개략도로부터 생략되었음을 주목해야 한다. 그러나, 일부 구현예에서, 퍼지는 공정을 조절하고/조절하거나 반응 챔버로부터 부산물을 제거하는 데 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시의 방법의 적어도 하나의 구현예에 따라 증착된 갭 충진 재료로 충진된 갭의 투과 전자 현미경 사진이다. 예시적인 증착 실험에서, 그 결과가 도 4에 표시되어 있고, 실리콘 산화물 기반 구조체(400)가 반응 챔버에 제공되었다. 증착 동안에 온도는 약 65℃였고, 반응 챔버 내 압력은 약 9.5 토르였다. 약 50 W의 플라즈마 전력을 제1 플라즈마에 사용하였고, 플라즈마는 실질적으로 Ar만을 포함하는 가스 내에 제공되었다. 제1 전구체는 비닐메틸디메톡시실란이었다. 구조체 내의 갭의 공극이 없는 균일한 갭 충진(402)을 달성하였다. 상기 방법을 사용하여, 블랭킷 웨이퍼 상에서 30 nm/분 내지 50 nm/분의 성장 속도를 달성하였다.
증착된 갭 충진 재료의 조성을 분석하였다. 제2 플라즈마 처리가 없는 테스트에서, 증착된 갭 충진 재료는 26 원자% Si, 25 원자% O 및 48 원자% C를 포함하였다. 제2 플라즈마 처리 테스트에서, 증착된 갭 충진 재료는 29 원자% Si, 35 원자% O 및 37 원자% C를 포함하였다. 상기 재료에 대한 측정된 영률(GPa)은 각각 0.9 및 52이었고, 경도(GPa)는 각각 0.06 및 7.5였다.
나타내고 설명된 구체적인 적용예는, 본 발명의 예시이자 최적 실시 모드이며, 어떤 방식으로도 양태와 적용예의 범주를 달리 제한하도록 의도되지 않는다. 실제로, 간결성을 위해서, 시스템의 종래의 제조, 연결, 준비 및 다른 기능적 양태는 상세히 기술되지 않을 수 있다.
본원에 기술된 구성 및/또는 접근법은 본질적으로 예시적인 것이며, 다양한 변형이 가능하기 때문에, 이들 특정 구현예 또는 실시예가 제한적인 의미로 고려되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 본원에 설명된 특정 루틴 또는 방법은 임의의 처리 전략 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 따라서, 도시된 다양한 동작은 도시된 시퀀스에서, 상이한 시퀀스에서 수행되거나, 경우에 따라 생략될 수 있다.
본 개시의 요지는, 본원에 개시된 다양한 공정, 시스템, 및 구성, 다른 특징, 기능, 행위 및/또는 성질의 모든 신규하고 비자명한 조합 및 하위 조합뿐만 아니라 임의의 그리고 모든 균등물을 포함한다.

Claims (21)

  1. 갭을 충진하는 방법으로서, 상기 방법은,
    갭을 포함한 기판을 반응 챔버 내에 제공하는 단계;
    실리콘 및 탄소를 포함한 제1 전구체를 기상으로 상기 반응 챔버 내에 제공하되, 상기 제1 전구체는 적어도 하나의 불포화 탄소-탄소 결합 및 산소와 질소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함하는 단계; 및
    갭 충진 재료를 형성하기 위해 상기 제1 전구체를 중합하도록 제1 플라즈마를 상기 반응 챔버 내에 제공하는 단계를 포함하고,
    이에 의해 상기 갭을 상기 갭 충진 재료로 적어도 부분적으로 충진하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플라즈마는 불활성 가스로부터 발생되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2, He, Ne 및 Ar으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 불포화 결합은 이중 결합인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 알킬 실란을 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 알킬 실란은 적어도 두 개의 상이한 알킬기를 포함하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 알콕시 실란을 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 비닐기를 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 질소를 포함하지 않는, 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 산소를 포함하지 않는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 할로겐을 포함하지 않는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 Si, C, O 및 H로 구성되는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전구체는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐디메톡시실란, 비닐디에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐에틸디메톡시실란, 비닐에틸디에톡시실란, 비닐메톡시실란, 비닐에톡시실란, 비닐디메틸메톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 비닐디에틸메톡시실란, 비닐디에틸에톡시실란, 디에테닐디메톡시실란, 디에테닐디에톡시실란, 디에테닐메톡시실란, 디에테닐에톡시실란, 디에테닐메틸메톡시실란, 디에테닐메틸에톡시실란, 디에테닐에틸메톡시실란 및 디에테닐에틸에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭 충진 재료는 상기 갭을 충진하는 시점에서 유체인, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플라즈마는 상기 반응 챔버 내에 펄스로 제공되는, 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭 충진 재료의 탄소 함량은 적어도 30 원자%인, 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 전구체가 상기 반응 챔버 내에 기상으로 제공되는, 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플라즈마를 상기 반응 챔버 내에 제공한 후 제2 플라즈마가 상기 반응 챔버 내에 제공되어 상기 갭 충진 재료의 특성을 변경시키는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 플라즈마는 수소를 포함한 가스로부터 발생되는, 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭 충진 재료는 0.6 미만의 습식 식각 속도비를 갖는, 방법.
  21. 갭을 충진하는 방법으로서, 상기 방법은,
    갭을 포함한 기판을 반응 챔버에 제공하는 단계; 및
    제1 전구체를 상기 반응 챔버 내에 기상으로 제공하는 단계; 및
    제1 플라즈마를 상기 반응 챔버 내에 제공하여 유체 갭 충진 재료를 형성하는 단계를 포함하고,
    이에 의해 상기 갭을 상기 갭 충진 재료로 적어도 부분적으로 충진하되,
    상기 제1 전구체는 화학식 (I 또는 II)에 따른 분자를 포함하고,

    여기서 R1, R2, R3 및 R4 각각은 H, 및 C1 내지 C6의 포화 및 불포화 알킬기들로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 독립적으로 실리콘 원자, 및 질소 및 산소로부터 선택된 원자를 포함하는, 방법.
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