[0028] 在一些实施例中，可设定处理条件（例如压强和气体流率）和/或自由基弛豫区 138的几何形状以使流过自由基弛豫区138的气体的停留时间可至少为I X KT3秒。在一些 实施例中，可设定处理条件或自由基弛豫区138的几何形状以使流过自由基弛豫区138的 氢气的停留时间小于起因于自由基弛豫区138内的自由基猝灭分子间碰撞的弛豫时间（例 如通过平均自由路径和平均分子速度确定的时间），由此基态氢自由基仍然存在于流出自 由基弛豫区138的气体中，该自由基弛豫区138沿流动路径130处于化学气相沉积区108 的上游。
[0029] 与氢自由基至自由基弛豫区138的传递同步，来自有机硅反应物源140的有机硅 反应物流被引入到化学气相沉积区108内。在一些实施例中，有机硅反应物可以在大约0. 5 和2. 5标准立方厘米/分钟（seem)之间的流率范围内提供。优选地，有机硅反应物可以大 约1和IOsccm之间的流率范围提供，更优选地以大约1和5 SCCm之间的流率范围提供。
[0030] 有机硅反应物经由有机硅反应物分配器142被引入，该有机硅反应物分配器142 位于沿流动路径130在自由基弛豫区138下游的有机硅反应物注入位置144。自由基弛豫 区138完全地包含在被形成在多舱口气体分配器106和有机硅反应物分配器142之间的空 间内。在图1所示的实施例中，有机硅反应物分配器142包括相互间隔开的反应物开口，这 些反应物开口被定位以使有机硅反应物流沿与气体混合物通过衬底处理室104的流动平 行的方向被引入至气体流路径130。
[0031] 图2示出有机硅反应物分配器200的另一实施例。在图2中，具有与图1相同数 字的附图标记（用撇号表不）表不相似的结构。例如，图2中的附图标记138'表不与图1 中的自由基弛豫区138相似的自由基弛豫区。在图2的实施例中，相互间隔开的反应物开口 202被设置在衬底处理室104'的壁上以使有机硅反应物流沿与气体混合物通过衬底处理 室104'的流动横交的方向在自由基弛豫区138'的位置下游被引入至气体流动路径130'。
[0032] 在图2所示的实施例中，化学气相沉积区108'被形成在衬底处理室104'的内部， 在多舱口气体分配器106'和衬底112之间，并通过自由基弛豫区138'与多舱口气体分配器 106'隔开。进而，几乎所有的有机硅反应物流被防止与多舱口气体分配器106'附近的受激 气体混合，在多舱口气体分配器106'附近受激氢自由基的浓度可能比衬底处理室104'内 的别处商。
[0033] 在一些实施例中，有机硅反应物注入位置144、144'可位于流动路径130、130'上 弛豫的氢自由基与有机硅反应物混杂或混合的区域或位置附近。在图1和图2中，混合位 置"M"标示弛豫氢自由基与有机硅反应物混合的区域。通过稀释或反应或者这两者，期望 在混合位置的有机硅反应物的浓度将超过在流动路径130上的混合位置的上游位置的有 机硅反应物浓度。也期望弛豫氢自由基的浓度将超过在流动路径130上的混合位置上游位 置处的有机硅反应物的浓度。因此，混合位置代表自由基弛豫区138 (和其中发生的带能弛 豫）与化学气相沉积区1〇8(和其中发生的反应处理）之间的概念边界。当然，边界的形状 和厚度可根据局部流体流动轮廓（例如活塞流、抛物线流动或两者之间的轮廓）以及局部 流体分散轮廓的不同而变化。由于流动和分散概况可能难以测量，因此，在实践中可使用任 何商业计算性流体动力软件利用实际系统模型对其中的一者或两者作出模拟。
[0034] 在一些实施例中，有机娃反应物注入位置144可与多舱口气体分配器106隔开足 够的距离以防止有机硅反应物沿流动路径130的反向扩散或反向流动。在一些实施例中， 有机硅反应物注入位置144可沿流动路径130的方向与多舱口气体分配器106内的气体舱 口 134隔开在大约0. 5和5英寸之间的距离，优选地在大约1. 5和4. 5英寸之间的距离，更 优选地在1. 5和3英寸之间的距离。在一些实施例中，有机硅反应物注入位置144可相对于 多舱口气体分配器106定位以使出现在靠近气体舱口 134位置处的有机硅反应物的质量分 数大约为〇. 1或更小。由于有机硅质量分数的局部测量可能是困难的，因此使用具有适当 网眼尺寸的实际系统的模型的任何商用计算性流体动力软件可被用来确定在气体舱口 134 的离开口处的有机硅反应物的质量分数或浓度。优选地，有机硅反应物注入位置144可与 多舱口气体分配器106隔开以使有机硅反应物的质量分数在气体舱口 134的离开口处为大 约0. 02或更小，或更优选地使有机硅反应物的质量分数在气体舱口 134的离开口处为大约 0. 015或更小。
[0035] 从自由基弛豫区138流入化学气相沉积区108的弛豫氢自由基的至少一些在其中 与同时流动的有机硅反应物中的一些反应，由此是的含硅碳的薄膜110沉积在衬底112上。 由此，化学气相沉积区108代表衬底处理室104的一部分，在该部分处，弛豫的氢自由基和 有机硅反应物在含硅碳膜110的CVD成形期间在气相下混合和反应。在一些实施例中，可 (例如通过加热化学气相沉积区108或底座114)将热量提供给衬底处理室104以调整在 衬底112表面处的薄膜沉积速率。在一些实施例中，衬底112的体积温度可被维持在大约 200摄氏度和大约400摄氏度之间的温度下。在一些实施例中，体积温度可被维持在低于约 250摄氏度的温度下。
[0036] 自然地，含硅碳膜110的组成可根据有机硅反应物的性质而改变。在一些实施例 中，有机硅反应物可包括至少一个Si-H键或至少一个Si-Si键，其任何一个对于与弛豫氢 自由基的键断裂反应可能都是敏感的。
[0037] 选择和供给有机反应物以在含硅碳膜110内提供所希望的组合物性质，并且在一 些情形下，提供物理或电子性质。有机硅反应物的例子包括硅氧烷、硅烷、烷基硅烷、烷氧 基硅烷、氨基硅烷及其它。例如，含硅碳膜（例如碳化硅、硅碳氧化物和硅碳氮氧化物）可 使用娃烧来形成。娃烧的非限定例子包括甲娃烧、乙娃烧、丙娃烧和更商的娃烧。烧基娃烧 的非限定例包括二甲甲硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、三乙基硅烷以及五甲基二硅杂甲烷 (pentamethyldisilamethane)〇
[0038] 同样包括氧原子的含硅碳膜（例如硅碳氧化物和硅碳氮氧化物）可使用包括氧的 有机硅反应物（例如硅氧烷和烷氧基硅烷）来形成。硅氧烷的非限定例子包括环四硅氧烷 (例如2, 4, 6, 8-四甲基环四硅氧烷、八甲环四硅氧烷以及七甲基环四硅氧烷）、其它环硅氧 烷、具有三维或笼状结构（即其中硅原子经由氧原子彼此桥接，由此形成三维结构或多面 体）的硅氧烷（例如倍半硅氧烷）、以及例如二硅氧烷之类的线形硅氧烷（比如五甲基二 硅氧烷、四甲基二硅氧烷以及六甲基三硅氧烷）。硅氧烷的结构配置（例如线形、环状或笼 状）可能影响薄膜孔隙性质。例如，环形硅氧烷可形成具有根据环形环尺寸设计尺寸的孔 隙的微孔薄膜，而笼状硅氧烷可形成网眼孔薄膜。烷氧基硅烷的非限定例包括甲氧基硅烷、 -甲氧基娃烧、二甲氧基娃烧、甲基-甲氧基娃烧、-乙氧基甲基娃烧、-甲基乙氧基娃烧 以及二甲基甲氧基硅烷。
[0039] 同样包括氮原子的含硅碳膜（例如硅碳氮化物和硅碳氮氧化物）可使用包括氮的 有机硅反应物（例如氨基硅烷和硅氮烷）来形成。氨基硅烷的非限定例子包括2, 2-二（二 甲氨基）-4, 4-二甲基-2, 4-二硅杂戊烷、2, 2, 4-三甲基-4-二甲氨基-3, 4-二硅杂戊烷、 二甲氨基二甲硅烷、二（二甲氨基）甲基甲硅烷以及三（二甲氨基）硅烷。1，1，3, 3-四甲 基二硅氮烷是硅氮烷的非限定例子。
[0040] 自然地，可根据含硅碳膜110中所期望的组成来选择一种或多种有机硅反应物。 例如，硅碳氧化物可通过提供硅烷和硅氧烷的混合物来形成。在一些实施例中，有机硅反应 物可为含硅碳膜Iio提供所有杂原子。例如，二甲基氨基甲基乙氧基硅烷可为硅碳氮氧化 物薄膜沉积过程提供氧原子和氮原子。
[0041] 可经由气体出口 148从衬底处理室104中去除处理气体，该气体出口 148被配置 成流体地耦合至泵（未示出）。由此，过多的有机硅反应物、氢气以及任何其它稀释和置换 或清洗气体可通过经由气体出口 148排空或置换清洗或两者从衬底处理室104被去除。在 一些实施例中，气体出口 148可流体地与压强控制设备（例如压强控制阀）耦合，该压强控 制设备被配置成对离开衬底处理模块100的气流进行调节并由此调整其中的压强。
[0042] 图1所示的实施例也绘出与衬底处理模块100操