CN114622186A - 排除环、化学气相沉积机台及将于其上放置排除环的方法 - Google Patents

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Abstract

一种排除环、化学气相沉积机台及将于其上放置排除环的方法，排除环用在处理腔室，例如化学气相沉积腔室中以处理半导体基材。排除环包括第一对准结构，在晶圆的处理期间，第一对准结构与晶圆将放置的平台上的第二对准结构相配合。第一队准结构包含导引面，导引面促进第二对准结构在第一对准结构内的接收和定位。另提供排除环的使用方法。

Description

排除环、化学气相沉积机台及将于其上放置排除环的方法
技术领域
本揭露实施方式是有关于一种排除环、化学气相沉积机台以及将排除环放置在化学气相沉积机台的平台的方法。
背景技术
化学气相沉积(CVD)是一种气体反应制程，通常用于半导体产业中，以在集成电路基板上形成称为薄膜的材料薄层。CVD制程是基于所选气体的热、电浆、或热与电浆的分解与反应。虽然已知各种适用于绝缘体与电介层、半导体、导体、超导体和磁性材料的CVD薄膜，但使用最广泛的CVD薄膜是二氧化硅，氮化硅和多晶硅。
CVD薄膜的微粒污染是必须避免的。在金属和其他导体的化学气相沉积中，特别麻烦的微粒来源是在某些条件下在晶圆的边缘和背面上形成的薄膜。举例而言，如果在沉积过程中晶圆边缘和背面没有受到保护或保护不足的话，CVD材料的部分涂层会分别形成在晶圆边缘和背面上。对于某些类型的材料来说，部分涂层容易剥落与剥离，而在沉积和后续处理步骤中将微粒引入腔室。
在原子层沉积(ALD)中，通过连续的供剂和活化的步骤逐层沉积膜。ALD用于在高深宽比结构上生成共形膜(conformal films)。在一些ALD制程中，因为任何可进入晶圆背面的间隙都可能被膜沉积，所以难以避免在晶圆背面上沉积膜。有许多原因，背面的沉积是不需要的，其中一个原因是晶圆背面上多余的薄膜容易剥落，例如在晶圆运输过程中剥落。如果从晶圆背面剥落的薄片与晶圆(同一晶圆或不同晶圆)接触，则晶圆会被污染，而导致缺陷。
发明内容
在一实施方式中，提供一种排除环，用于化学气相沉积机台。排除环包含环状体，且环状体包含外周缘、内周缘、上表面、以及下表面。开放中心区自环状体的内周缘径向朝内。凸缘延伸自环状体的下表面邻近环状体的外周缘之处。排除环包含位于凸缘上的第一对准结构，且第一对准结构包含导引面。导引面相对环状体的上表面倾斜大于90度的角度。
在一实施例中，提供一种化学气相沉积机台。化学气相沉积机台包含排除环其包含环状体。排除环的环状体包含外周缘、内周缘、上表面、以及下表面。开放中心区自环状体的内周缘径向朝内。凸缘延伸自环状体的下表面邻近环状体的外周缘之处。凸缘上具有第一对准结构。第一对准结构包含导引面。导引面相对环状体的上表面倾斜大于90度的角度。化学气相沉积机台包含具有上表面及下表面的平台。第二对准结构设置在平台的上表面上。
在一实施例中，提供一种将排除环放置在化学气相沉积机台的平台的方法。方法包含放置排除环于平台上。排除环包含环状体，其具有外周缘、上表面、及下表面。凸缘延伸自环状体的下表面邻近环状体的外周缘之处。第一对准结构位于凸缘上。第一对准结构包含导引面，其相对环状体的上表面倾斜大于90度的角度。平台包含上表面以及位于平台的上表面的第二对准结构。方法包含将第一对准结构接触第二对准结构。使第一对准结构与第二对准结构保持接触。在第一对准结构与第二对准结构保持接触时，相对于第二对准结构移动第一对准结构。将第一对准结构对准第二对准结构。
附图说明
从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本揭露的实施例的态样有更佳的了解。需注意的是，根据业界的一般实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或减少。
图1是根据本揭露实施方式的用于在基材上进行制程的处理腔室的示意图；
图2是根据本揭露实施方式的排除环的底视图；
图3是根据本揭露实施方式的平台上的排除环的放大示意图；
图4是根据本揭露实施方式的排除环上的第一对准结构和平台上的第二对准结构的放大示意图；
图5是根据本揭露实施方式的第一对准结构的剖示图；
图6是根据本揭露实施方式的排除环被放置在平台上的示意图；
图7是根据本揭露实施方式的沉积控制气体的流动的示意图；
图8是沉积控制气体的流动的示意图；
图9A和图9B是根据本揭露的多个实施例在排除环的底面上的两种第一对准结构的平面示意图；
图10A和图10B是根据本揭露的多个实施例在平台的上表面上的两种第二对准结构的平面示意图；
图11是根据本揭露的多个实施例的第二对准结构的剖视图；以及
图12是根据本揭露实施方式的方法的流程图。
【符号说明】
2:处理腔室
4b:晶圆处理站
4c:晶圆处理站
4d:晶圆处理站
8b:销升降平台
12b:分散头
12c:分散头
12d:分散头
14b:平台
14c:平台
14d:平台
16b:托架底座
16d:托架底座
20b:销
20c:销
20d:销
21b:销
21c:销
21d:销
22b:销
24:真空排气端口
26:主轴升降/旋转机构
28:销升降机构
200:环状体
201:外周缘
202:平台
203:内周缘
205:开放中心区
207:上表面
209:下表面
211:上表面
210:气槽
213:第一对准结构
400:第二对准结构
402:晶圆
404:凸缘
406:导引面
406a:导引面
406b:导引面
408:顶侧
410:底侧
420:排除防护抬升组件
440:箭头
606:倾斜表面
606a:倾斜表面
606b:倾斜表面
608:顶侧
610:底侧
706:节流开口
800:排除防护件
804:延伸部
902:孔洞
920:孔
1000:排除防护件
1004:对准孔
1006:对准槽
1008:凹口
1010:凹口
1200:方法
1210:步骤
1215:步骤
1220:步骤
1230:步骤
1240:步骤
H:高度/尺寸
H′:尺寸
H1:距离
L:长度
L′:尺寸
W1:长度
W1′:尺寸/尺寸
W2:长度
W2′:尺寸
W3:直径/尺寸
θ:角度
θ′:角度
ф:角度
ф′:角度
具体实施方式
以下的揭露提供了许多不同实施方式或实施例，以实施所提供的标的的不同特征。以下所描述的构件与安排的特定实施例是用以简化本揭露的实施例。当然这些仅为实施例，并非用以作为限制。举例而言，于描述中，第一特征形成于第二特征的上方，可能包含第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施方式，亦可能包含额外特征可能形成在第一特征与第二特征之间的实施方式，如此第一特征与第二特征可能不会直接接触。如在此所使用的，第一特征形成在第二特征上意指第一特征形成以直接接触第二特征。另外，本揭露可以在各种示例中重复元件符号及/或字母。这些重复本身并非指定所讨论的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，在此可能会使用空间相对用语，例如“在下(beneath)”、“下方(below)”、“较低(lower)”、“上方(above)”、“较高(upper)”与类似用语，以方便说明如附图所绘示的一构件或一特征与另一(另一些)构件或特征之间的关系。除了在图中所绘示的方向外，这些空间相对用词意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。设备可能以不同方式定位(旋转90度或在其他方位上)，因此可利用同样的方式来解释在此所使用的空间相对描述符号。
在此所提及的“基材”包含，但不限于，半导体晶圆、半导体工件、与其他工件，例如光学板(optical planks)、记忆体磁盘等。本揭露实施方式可应用于任何大致平坦的工件上，且利用在此所述的方法与装置于工件上沉积材料。
“垂直方向”和“水平方向”应被理解为表示相对方向。因此，水平方向应理解为与垂直方向实质上垂直的方向，且反之亦然。然而，在本揭露的范围内，所描述的实施例和方向整体上是可旋转的，使得被称为垂直方向的尺寸是以水平为方向，同样地，被称为水平方向的尺寸是以垂直为方向。
本揭露提供一种排除环，其底侧包含第一对准结构。此第一对准结构与排除环将放置之一平台的上表面的第二对准结构相配合。第一对准结构和第二对准结构之间的配合促使排除环与平台所承载的晶圆的适当对准。第一对准结构包括导引面，这增加了第一对准结构接收和配合第二对准结构的可能性。将第二对准结构适当对准和配合第一对准结构可促使排除环与晶圆在制程公差范围内对准。
一般而言，可产生制程气体的激发物质，来辅助本揭露所述的原子层沉积(atomiclayer deposition，ALD)制程。这些物质可通过电浆辅助、UV辅助(光辅助)、离子辅助(例如，离子源产生的离子)或前述的组合而激发。物质在处理腔室外壳内的处理区域内或是附近被激发，以避免在离子到达批次处理腔室的处理区域之前激发态的松弛。本揭露实施方式描述了没有电浆辅助的情况下进行CVD制程的使用情境，然而，本揭露实施方式并不限于在没有电浆辅助的情况下进行CVD制程的实施例。本揭露实施方式亦可利用具有电浆辅助的CVD制程进行的其他材料沉积制程。
在图1中，从高压CVD反应腔室可看到晶圆处理站4b、4c及4d。晶圆处理站4b、4c及4d未按比例绘制，因此其他特征可能更明显。晶圆处理站4c，举例而言，包含分散头12c，用于将制程气体或气体混合物引至待处理的晶圆上方；平台14c，用于支撑待处理的晶圆；托架底座16c，其包含加热器，用于加热平台14c并间接提供热量至待处理的晶圆、以及与销20c与21c以及另一销(图未示)配合的销升降平台8b，以升降待处理晶圆并与晶圆输送机构10的启动互相协调。同样地，晶圆处理站4b包含分散头12b、平台14b、托架底座16b以及与销20b、21b与22b配合的销升降平台8a。同样地，晶圆处理站4d包含分散头12d、平台14d、托架底座16d以及与销20d与21d以及另一销(图未示)配合的销升降平台8b。图1中也示出真空排气端口24、主轴升降/旋转机构26以及销升降机构28。另外两个晶圆处理站相似于晶圆处理站4b、4c及4d。
如图1所示，排除防护抬升组件420安装在处理腔室2中。排除防护抬升组件420与可旋转的晶圆输送机构(图未示)耦接以进行垂直运动，同时在晶圆输送机构旋转期间允许排除防护抬升组件420相对于晶圆处理站4b、4c及4d旋转静止。
将要处理的晶圆从负载锁定腔引入处理腔室2中，并在空的装载/卸载站被接收，且下降到空的装载/卸载站的已升起的抬升销上。透过使晶圆输送机构的旋转以及抬升销的上升和下降互相协调，将晶圆输送到后续的晶圆处理站4b、4c及4d。当晶圆输送机构上升到适合于晶圆处理站4b、4c及4d接合晶圆的水平时，排除防护件抬升板422也会升起，从而提升排除防护件以清除晶圆处理站4b、4c及4d上方的空间以供晶圆运输。当晶圆输送机构从适合于晶圆处理站4b、4c及4d接合晶圆的水平下降时，排除防护抬升组件420也会下降，从而降低了已抬升的排除防护件。应注意的是，抬升销的运动随着运输机构和排除防护抬升组件420的向上运动，且先于运输机构和排除防护抬升组件420的向下运动。
当晶圆处理站4b、4c及4d的抬升销下降时，要处理的晶圆被放置在气体分散头12b、12c及12d下各自的平台14b、14c及14d上。一旦将晶圆放置在各自的平台14b、14c及14d上，优选地是将晶圆固定在各自的平台14b、14c及14d上。可以使用各种手段将晶圆固定到各自的平台上的晶圆接触件。一种优选的手段是使用真空夹头或静电夹头。
当降低排除防护抬升组件420时，排除防护件是放置在各平台14b、14c及14d的顶部上，从而排除防护晶圆。可以采取各种措施以将排除防护件保持在适当的位置，举例而言，可以使排除防护件具有合适的重量，以利用重力将排除防护件保持在适当的位置。排除防护件也可以设置有保持器的形式，以帮助将排除防护件可逆地固定到各晶圆处理站4b、4c及4d的其他元件。
为了促使材料沉积到被处理的晶圆上，将热量提供给晶圆。对晶圆提供热量的一种方法包含加热每一个平台14b、14c及14d，以将热量传递到分别位于其上的晶圆。
在一些沉积操作中，特别是在金属和金属化合物，例如钨、氮化钛和硅化物的CVD沉积中，希望能排除材料沉积在晶圆的背面和晶圆边缘。排除材料沉积在晶圆背面和/或晶圆边缘上包含从每一个平台14b、14c及14d中位于平台上的晶圆的边缘附近引入沉积控制气体。用语“沉积控制”气体是指有助于控制或消除晶圆的某些部分上的材料的化学气相沉积的气体。举例而言，在一个实施例中，沉积控制气体包含例如氩气的化学物质，其增强晶圆附近区域的沉积，例如暴露在沉积控制气体和制程气体的混合物的晶圆的前侧周围区域，同时沉积控制气体防止其他部分，例如晶圆背面和晶圆边缘上不必要的沉积。由于晶圆的边缘可能具有多个平面的和非平面，倾斜的和非倾斜的边缘表面，因此用语“边缘”主要是涵盖所有非正面以及非背面表面。根据本揭露实施方式，如下文将更详细地描述，沉积气体被输送到平台14b、14c及14d且可用于分散到处理腔室中。
可使用各种制程气体和适当选择的沉积控制气体来沉积各种材料。举例而言，为了沉积钨膜，在H2和Ar的反应物条件下使用产物反应物六氟化钨(WF6)。六氟化钨和H2气体是制程中的反应性组分。适合的沉积控制气体是Ar、H2或Ar和H2的混合物。
透过在沉积控制气体中包含制程气体的反应性组分，可以进一步改善在被处理的晶圆的前侧周围附近的沉积均匀性。在前段示例中，反应气体为WF6(产物反应物)及H2，载气为Ar、N2、或Ar与N2的混合物，通过将反应性组分H2与Ar、或N2、或Ar与N2的混合物混合，以获得沉积控制气体，可得到改善的边缘沉积均匀性。可根据经验决定反应性组分与惰性气体的适当比例。将制程气体混合物(例如WF6加上H2与Ar的流量比和WF6加上H2与Ar的总流量)和沉积控制气体混合物(例如H2与Ar的流量比以及H2与Ar的总流量)交互组合并更改，以产生最佳晶圆的正面均匀性，同时保持从晶圆边缘和背面排除制程气体。
在沉积其他膜时，可以使用其他具有不同反应物组分的制程气体。适用于沉积控制气体混合物的惰性气体包括氩气，氮气和氦气或其任何合适的组合。惰性气体是不会与处理腔室和气体分配系统中存在的材料发生不利的反应，且不参与所涉及的化学反应的任何气体。而且，理想的惰性气体的热导率和热容量是足以在整个被处理的晶圆上实现良好的温度均匀性。本揭露实施方式不限于上述气体。根据本揭露实施方式亦使用其他反应气体和载气。透过使用例如“排除防护”或最小重叠排除环(MOER)之类的结构，结合使用处理过程中的沉积控制气体，有助于从晶圆背面和边缘排除制程气体。排除防护件的广义实施例是图2所示的排除防护件1000，其是由例如金属或陶瓷(包括例如氧化铝)之类的任何合适的材料制成。排除防护件1000包含环状体200。环状体200包含外周缘201、内周缘203、上表面207及下表面209。开放中心区205位于内周缘203径向内侧。图3中的凸缘404延伸自下表面209邻近外周缘201之处。图2的排除防护件包含位在凸缘404的底侧的对准孔1004以及位在凸缘404的底面的对准槽1006。在其他实施例中，排除防护件包括对准孔1004和对准槽1006中的其中一个或另一个。在其他实施例中，排除防护件(排除环)包含一个以上的对准孔1004以及一个以上的对准槽1006。对准孔1004和对准槽1006的更多细节将于后提供。
图3示出了位于平台202上的排除防护件800的分解局部剖面图。排除防护件周围向下延伸的凸缘404。在处理期间，如上所述，将沉积控制气体引入平台14b、14c及14d中以分散到处理腔室中。节流开口706用于使部分由气槽210所形成的气室中的压力与气槽210与延伸部804之间的腔内的压力相等。因此，如图3中的箭头所示，沉积控制气流均匀通过在整个晶圆前侧周围上上方的节流开口706。这种均匀的沉积控制气体流拒绝或减少制程气体进入晶圆402的边缘和背面，从而防止或减少材料在这些表面上的沉积。
为了提高在晶圆402前侧周围上的均匀材料沉积的程度，沉积控制气体优选地包括如上所述的制程气体的一种或多种反应性组分。沉积控制气体中的反应性组分增强了在晶圆402外围的沉积，以补偿在由节流开口706排出的沉积控制气体以及延伸部804的一部分在晶圆402上延伸到制程气体的流态中的物理存在的区域中所引起的任何制程气流干扰。举例而言，当沉积钨W并使用H2作为沉积控制气体中的反应性组分时，W(由WF6与H2反应生成)的沉积速率与H2浓度的平方根呈比例变化，亦即，H2的量增加四倍使W的沉积速率增加了两倍。因此，为了在晶圆的前侧周围将W的沉积增加两倍，在晶圆的前侧周围将H2的浓度增加四倍。应注意的是，在沉积控制气体中可能需要更高的H2总浓度，以确保四倍的增加量到达晶圆前侧周围。应注意的是，当增加沉积控制气体(例如H2)中的反应性组分时，优选提供制程气体(例如WF6)中的反应性组分以维持动力学上可能的沉积速率。否则，反应可能会在富含H2而缺乏WF6的区域“匮乏(starved)”。
沉积控制气体的流速与存在于沉积控制气体中的反应性组分的量成反比。因此，当降低流速时，反应性组分(例如H2)的量可增加，以达到在晶圆402的前侧所需的沉积均匀度，反之亦然。
在某些过程中，沉积控制气体流量的减少可能无法将足够的反应性组分传递到干扰区域，以克服排除防护件800对制程气流的干扰以及从节流开口706排出的沉积控制气体的稀释效果，使得均匀沉积的程度可能不如期望的那么大。在排除防护件中设置孔洞使沉积控制气体的干扰减至最小，同时最好增加对晶圆402前侧周围的反应性组分的供应。举例而言，图2的排除防护件1000包含多个孔洞，且这些孔洞在图3中标号为902。孔洞902从排除防护件800的顶面延伸到沉积控制气源。进入处理腔室的沉积控制气体的总量等于流经节流开口706和孔洞902的沉积控制气体的量。因此，在不增加通过节流开口706的沉积控制气体的流速的情况下，可以在处理腔室的区域中增加晶圆前侧周围上方的沉积控制气体的总量。孔洞902应当优选地将一部分沉积控制气体朝向排除防护件800的外边缘排放到处理腔室中，以产生文丘里效应(venturi effect)，以在晶圆处理期间吸取制程气体沿着晶圆前侧朝向延伸部804的前缘晶圆，即使一些沉积控制气体往延伸部804的前缘扩散回去，而增加了对晶圆402前侧周围的反应气体成份的供应，从而改善了均匀的晶圆前侧的沉积。
再次参照图2，排除防护件1000(或排除环)的底视图具有一排可让沉积控制气体通过的孔，以促进被处理的晶圆靠近边缘的均匀沉积。孔920以实线圆表示。在所示的实施例中，有180个孔920等间距地隔开，且每个孔具有相等的直径。因为在延伸部804和已安装晶圆的前侧之间的节流开口的宽度非常小，因此很大一部分沉积控制气体会通过孔920排出。排除防护件1000的底面还示出了对准孔1004和对准槽1006。对准孔1004和对准槽1006位在凸缘404中。排除防护件1000的外边缘具有凹口1008和凹口1010，以在图1的处理腔室2中容纳相邻的排除防护件。
如上述参考图3，位于平台202上的排除防护件800包括延伸部804，延伸部804与晶圆402的上表面或前侧的外围部分重叠。排除防护件800也与晶圆的周缘重叠。排除防护件800还定义了节流开口706的一个边界。节流开口706的另一边界是由晶圆402的上表面所定义。适当地将排除防护件800定位并对准晶圆402，以确保晶圆402的上表面的周围部分和晶圆402的外围边缘的所需部分被排除防护件800覆盖。将排除防护件800设置在适当位置促进了沉积控制气体通过节流开口706的流动，并促进了整个晶圆上表面周围的均匀流动。沉积控制气体的均匀流动促进了在晶圆402的中心区域上和在晶圆402的周边附近的沉积膜的形成，沉积膜是均匀的且在产品规格之内。当排除环没有正确定位并与晶圆402对齐时，晶圆402的上表面的一部分不会被覆盖、或是覆盖的程度比所需的程度小而使晶圆402的上表面的其他部分会被覆盖，且覆盖程度超出了预期。这两种情况都可能导致沉积的材料无法表现出均匀的特性，例如厚度。
参照图4及图5，对准结构213的实施例，例如图2中的对准槽1006，具有等腰梯形的形状形成在排除防护件1000的底面内，具体是在凸缘404的底面内。对准结构213的等腰梯形形状的特征是以一对称线将一对相对侧平分。在图4和图5中，相对侧是指顶侧408和底侧410。对准结构213的特征还有，形成导引面406a的对角面和形成导引面406b的对角面在具有相等的长度，且每个对角面都分别与底侧410与顶侧408形成相等的角度。
在图4中，第二对准结构400包含对准销，位于平台202的上表面211。在图4中，第二对准结构400的实施例中，对准销的下部是嵌入平台202的上表面211中。第二对准结构的上部于平台202的上表面211上方延伸一距离H1。在图4的实施例中，延伸在平台202的上表面211上方的第二对准结构的上部具有圆形形状，例如，球形。此球形上部的直径为W3。在根据本揭露的其他实施例中，第二对准结构400的上部可不为圆形。例如，第二对准结构400的上部可具有正方形或矩形立方体形状，例如，等腰梯形的形状。在一些实施例中，第二对准结构400的上部的形状与第一对准结构213的形状实质一致。在其他实施例中，第二对准结构400仅包含延伸在平台202的上表面上方的上部，而不包括包含在平台202的主体内的下部。当第二对准结构仅包含延伸在平台202的上表面上方的上部时，上部是被固定在平台202的上表面211上。根据本揭露所述的实施例，当第二对准结构400被适当地安置在第一对准结构213内时，排除防护件800位于所需位置并对准晶圆402，使得从晶圆402和排除防护件800之间的节流开口706流出的沉积控制气体能够均匀且流过整个晶圆正面周围。沉积控制气体的这种均匀流动使得了晶圆正面周围附近的均匀材料沉积，并且减少或防止了晶圆正面周围附近的不均匀晶圆沉积。
图5示出了第一对准结构213以及第一对准结构213所在的凸缘404的一部分的剖面图。图5中的剖面是沿着图2中的切线5-5剖切。沿图2中的切线5A-5A剖切的对准结构213的剖面与沿图2中的切线5-5剖切的第一对准结构213的剖面相同。
参照图5，第一对准结构213包含顶侧408，其具有长度W1。相对于顶侧408，第一对准结构213具有底侧410，其具有长度W2。底侧410平行于顶侧408。在一些实施例中，顶侧408平行于排除防护件800的环状体200的上表面207。在所绘示的实施例中，长度W2是大于长度W1。顶侧408与底侧410之间的距离为高度H。第一对准结构213还包含由对准结构的等腰梯形形状的相对的边或形成对角侧的导引面406a和406b。在所示的实施例中，这些对角侧各自具有长度L。本揭露实施方式不限于对角侧的长度相等。例如，在其他实施例中，形成对角侧的导引面406a的长度小于或大于形成对角侧的导引面406b长度。在一个对角侧的长度与另一个对角侧的长度不相等的实施例中，可以透过调整形成导引面406a或导引面406b任一对角侧的斜率或斜度来维持顶侧408和底侧410的平行关系。
第一对准结构213的特征还包含在底侧410与形成对角侧的导引面406a之间的角度θ，其中角度θ的反正弦等于H/L。当底侧410与环状体200的下表面209平行时，形成导引面406a的对角侧相对于环状体200的下表面209倾斜角度θ。当形成对角侧的导引面406a和形成对角侧的导引面406b的长度相等时，形成对角侧的导引面406b也与底侧410形成角度θ并且具有等于H/L的反正弦。当底侧410与环状体200的下表面209平行时，形成对角侧的导引面406b是相对于环状体200的下表面209倾斜角度θ。形成对角侧的导引面406a与第一对准结构213的顶侧408形成角度ф。角度ф的特征在于其反余弦等于H/L。类似地，形成对角侧的导引面406b与第一对准结构213的顶侧408形成角度ф，其反余弦等于H/L。当顶侧408平行于排除防护件800的环状体200的上表面207时，形成对角侧的导引面406a侧相对于上表面207倾斜一角度ф。当顶侧408与排除防护件800的环状体200的上表面207平行时，形成对角侧的导引面406b相对于上表面207倾斜一角度ф。
在一些实施例中，角度ф大于90度。例如，角度ф大于100度、大于110度、大于120度、大于130度或大于140度。在一些实施例中，角度θ与角度ф的总和为180度。在一些实施例中，角度θ小于90度。举例而言，在一些实施例中，角度θ小于80度、小于70度、小于60度或小于50度。
根据本揭露实施方式，长度W2是大于长度W1。举例而言，长度W2与长度W1的比介于约1.1至2.0。在其他实施例中，长度W2与长度W1的比介于约1.25至1.75。在其他实施例中，长度W2与长度W1的比介于约1.5至1.65。
根据本揭露实施方式，长度W1与高度H的比介于0.5至2.0。根据其他实施例，长度W1与高度H的比介于约1.0至1.5。根据其他实施例，长度W1与高度H的比介于约1.1至1.4。根据其他实施例，长度W1与高度H的比介于约1.2至1.3。
根据本揭露实施方式，长度W2与高度H的比介于1至3。根据其他实施例，长度W2与高度H的比介于约1.5至2.5。
根据本揭露实施方式，第二对准结构400的上部的直径W3(或宽度)至少为长度W1的80％。在其他实施例中，直径W3至少为长度W1的85％。在其他实施例中，直径W3至少为长度W1的90％。在其他实施例中，直径W3至少为长度W1的95％。具有在上述范围内的直径W3的第二对准结构400符合第一对准结构213的公差，使排除防护件800在制程公差范围内对准晶圆。选择上述的第一对准结构213的尺寸与尺寸比，以优化第二对准结构400被第一对准结构213接收的可能性与第二对准结构400正确地放置在第一对准结构213内的可能性，进而在晶圆表面上对准。
根据本揭露实施方式，第二对准结构400的上部在平台202延伸在上表面209上方一距离H1。在一些实施例中，距离H1至少为高度H的80％。在其他实施例中，距离H1至少为高度H的85％。在其他实施例中，距离H1至少为高度H的90％。在其他实施例中，距离H1至少为高度H的95％。
参照图9A及图9B，凸缘404中的第一对准结构213的两个实施例的底视图。图9A是以对准槽1006形式形成在图2中的排除防护件1000的凸缘404底侧中的第一对准结构213的视图。图9A中的第一对准结构213的实施例是具有至少两个延伸在第一对准结构213的顶侧408和底侧410之间的的导引面406a与导引面406b的矩形凹陷(例如，正方形凹陷)。图9B是呈对准孔1004形式的另一第一对准结构213的视图。对准孔1004与对准槽1006的不同之处在于，对准孔1004从下面看时呈圆形。对准孔1004形式的第一对准结构213包括延伸在顶侧408和底侧410之间的导引面406。沿着图2中的切线5B-5B剖切的对准孔1004的横截面将具有与图5所示的对准槽1006的横截面相同的形状。沿着图2中的切线5C-5C剖切的对准孔1004的剖面具有与沿着图2中的切线5B-5B剖切的横截面相同的截面形状。根据本揭露实施方式，第一对准结构213可具有其他形状，只要这些其他形状包括第一对准结构213的导引面并与第二对准结构400配合以排除环使其在晶圆402上对齐。
参照图10A及图10B，为平台202的上表面211的第二对准结构400的两个实施例的上视图。图10A是第二对准结构400的视图，其是与图2中的排除防护件1000的凸缘404的下侧上的对准槽1006互相配合。图10A中的第二对准结构400的实施例是具有延伸在第二对准结构400的顶侧608与底侧610之间的至少两个倾斜表面(例如倾斜表面606a和倾斜表面606b)的矩形凸出部，例如正方形凸出部。图10B是用于与对准孔1004配合的另一第二对准结构400的视图。图10B的第二对准结构400与图10A的第二对准结构400的不同之处在于，图10B的第二对准结构400从上方看起来为圆形。图10A的第二对准结构类似于图4的第二对准结构。图10B中的第二对准结构400包括延伸在顶部608和底部610之间的倾斜表面606。图11示出图10A与图10B的第二对准结构400的截面。图10A与图10B的第二对准结构400具有与图5中的第一对准结构213的截面形状一致或实质一致的截面形状。在图11中，与第一对准结构213的尺寸一致或实质一致的第二对准结构400的尺寸使用了相同的字母标记并标记了角分符号，亦即，尺寸L′、尺寸H′、尺寸W1′、尺寸W2′。第二对准结构400包含实质上互相平行的顶侧608以及相对的底侧610。延伸在顶部608和底部610之间的是至少一倾斜表面606。倾斜表面606形成角度θ′与角度ф′。前述关于图5和第一对准结构213的长度L、高度H、长度W1和长度W2以及角度θ和角度ф的描述同样适用于尺寸L′、尺寸H′、尺寸W1′、尺寸W2′、角度θ′以及角度ф′，为了简洁起见，于此不再赘述。
参照图4及图7，根据本揭露实施方式所形成的排除防护件800用于促进排除防护件800与晶圆402的对准，晶圆402的外围边缘被设计为与晶圆402配合以确保形成在晶圆外围边缘附近的材料膜具有均匀特性(例如厚度)。图4示出了适当地放置在平台202的上表面211上的排除防护件800的侧视图。在图4中，第二对准结构400嵌套在第一对准结构213中。在图4所示的实施例中，第一对准结构213的宽度大于延伸到第一对准结构213中的第二对准结构400的上部的宽度。第二对准结构的上部的宽度与第一对准结构213的宽度之间的差是这样的，尽管排除防护件800可能在图4中从左偏移至右边而改变排除防护件800与晶圆402的对齐方式，但这种偏移量并不大，并不至于使排除防护件800与晶圆402的对齐超出制程公差。当排除防护件800适当地放置在平台202上并与晶圆402对齐时，来自平台的一部分沉积控制气体250流经排除防护件800中的孔洞902，如图7所示。另一部分的沉积控制气体250在延伸部804和晶圆402之间流动并通过晶圆402的上表面。这些沉积控制气体的流动促进在晶圆402的上表面上形成均匀的膜。
图6绘示出了根据本揭露实施方式的第一对准结构213如何促进排除防护件800与晶圆402的正确对准的实施例。在图6中，排除防护件800放置在平台202上方的一位置，并如箭头440所示沿左手方向移动。如图所示，形成在平台202的上表面211中的第二对准结构400的上部与下一个排除防护件800的下表面209接触。随着排除防护件800沿着箭头440方的继续移动，第二对准结构400的上部开始接触导引面406。第二对准结构400的上部接着与导引面406配合并沿着导引面406滑动，直到第二对准结构400置中在第一对准结构213中。如果将第二对准结构400放置在图6所示的位置，而没有正确地放置在第一对准结构213中，则阻碍沉积控制气体的适当流动。举例而言，请参照图8，如果将排除防护件800留在图6所示的位置，则大部分的沉积控制气体250将在延伸部804和晶圆402的上表面之间流动，如箭头805所示，而较少的沉积控制气体将流过孔洞902。导向两个不同流道的沉积控制气体的量变化将不利地影响在气相沉积过程中沉积的薄膜的均匀性。
应当理解的是，第二对准结构400延伸在平台202的上表面211上方的部分的形状与第一对准结构213的形状的一致程度越大，一旦第一对准结构213和第二对准结构400配合或嵌套在一起时，排除防护件800对准晶圆的偏移与改变则越少。
根据本揭露实施方式，可以将第一对准结构与第二对准结构设计成相反。也就是说，第一对准结构可形成在平台上，且第二对准结构可形成在排除防护件(排除环)上。在本揭露实施方式的一个具体示例中，导销或凸出的对准结构形成在排除防护件(排除环)的下侧，并且用于容纳凸出的对准结构的对准槽或对准孔或对准凹部是形成在平台的上表面。
图12是根据一实施例的一种将排除环放置在化学气相沉积机台的平台的方法。在步骤1210中，方法1200包含放置排除环于化学气相沉积机台的平台上。排除环的例子可为图2所示的排除防护件1000或是图3所示的排除防护件800。在步骤1215中，方法1200包含将排除环的第一对准结构接触平台上的第二对准结构。在步骤1220中，方法1200包含使第一对准结构的导引面与第二对准结构保持接触，且导引面相对排除环的上表面倾斜大于90度的角度。
第一对准结构的一个例子可如图4及图5所绘示及描述的第一对准结构213。第二对准结构的一个例子可如图4、图10A、图10B及图11所绘示及描述的第二对准结构400。在步骤1230中，方法1200包含在第一对准结构的导引面与第二对准结构保持接触时，相对于第二对准结构移动第一对准结构。在步骤1240中，方法1200包含将第一对准结构对准第二对准结构。
在本揭露实施方式中，提供一种用于化学气相沉积机台的排除环。排除环包含环状体、外周缘、内周缘、上表面、以及下表面。开放中心区自环状体的内周缘径向朝内。凸缘延伸自环状体的下表面邻近环状体的外周缘之处。排除环包含位于凸缘上的第一对准结构，且第一对准结构包含导引面。导引面相对环状体的上表面倾斜大于90度的角度。在一实施方式中，第一对准结构具有横截面位于与上表面的平面平行的平面中，且第一对准结构的横截面为圆形。在一实施方式中，第一对准结构具有横截面位于与上表面的平面平行的平面中，且第一对准结构的横截面为矩形。在一实施方式中，横截面为正方形。在一实施方式中，环状体的上表面倾斜大于110度的角度。在一实施方式中，第一对准结构具有尺寸H，且导引面具有长度L，导引面与下表面定义出角度θ，且角度θ的反正弦等于H/L。在一实施方式中，第一对准结构具有尺寸W1，尺寸W1对尺寸H的比率范围从0.5到2.0。
在一实施例中，提供一种化学气相沉积机台。化学气相沉积机台包含排除环其包含环状体。排除环的环状体包含外周缘、内周缘、上表面、以及下表面。开放中心区自环状体的内周缘径向朝内。凸缘延伸自环状体的下表面邻近环状体的外周缘之处。凸缘上具有第一对准结构。第一对准结构包含导引面。导引面相对环状体的上表面倾斜大于90度的角度。化学气相沉积机台包含具有上表面及下表面的平台。第二对准结构设置在平台的上表面上。在一实施方式中，第一对准结构具有横截面位于与上表面的平面平行的平面中，且第一对准结构的横截面为矩形。在一实施方式中，第二对准结构具有横截面位于与上表面的平面平行的平面中，且第二对准结构的横截面为矩形。在一实施方式中，导引面相对环状体的下表面倾斜小于80度的角度。在一实施方式中，第一对准结构具有尺寸H，且导引面具有长度L，其中导引面与下表面定义出角度θ，且角度θ的反正弦等于H/L。在一实施方式中，第一对准结构具有尺寸W1，第二对准结构具有尺寸W3，尺寸W3是尺寸W1的至少80％。在一实施方式中，第一对准结构具有尺寸W1，第二对准结构具有尺寸W3，其中尺寸W3是尺寸W1的至少95％。在一实施方式中，第二对准结构于平台的上表面的上方延伸一距离，距离等于第一对准结构的尺寸H。在一实施方式中，第一对准结构延伸自排除环的下表面，且第二对准结构延伸至平台的上表面。
在一实施例中，提供一种将排除环放置在化学气相沉积机台的平台的方法。方法包含放置排除环于平台上。排除环包含环状体，其具有外周缘、上表面、及下表面。凸缘延伸自环状体的下表面邻近环状体的外周缘之处。第一对准结构位于凸缘上。第一对准结构包含导引面，其相对环状体的上表面倾斜大于90度的角度。平台包含上表面以及位于平台的上表面的第二对准结构。方法包含将第一对准结构接触第二对准结构。使第一对准结构与第二对准结构保持接触。在第一对准结构与第二对准结构保持接触时，相对于第二对准结构移动第一对准结构。第二对准结构与第一对准结构彼此相对移动，直到第一对准结构和第二对准结构对准为止。在一实施方式中，第一对准结构对准第二对准结构包含将第二对准结构安置在第一对准结构中。在一实施方式中，将第一对准结构对准第二对准结构包含将第一对准结构安置在第二对准结构中。在一实施方式中，相对于第二对准结构移动第一对准结构包含沿着第一对准结构的导引面滑动第二对准结构。
上面的揭露已概述数个实施方式的特征，因此熟悉此技艺者可更了解本揭露的实施例的态样。熟悉此技艺者将了解到，其可轻易地利用本揭露的实施例做为基础，来设计或润饰其他制程与结构，以实现与在此所介绍的实施方式相同的目的及/或达到相同的优点。熟悉此技艺者也将了解到，这类对等架构并未脱离本揭露的实施例的精神和范围，且熟悉此技艺者可在不脱离本揭露的实施例的精神和范围下，在此进行各种的更动、取代与修改。

Claims (10)

1.一种排除环，用于化学气相沉积机台，其特征在于，该排除环包含：
一环状体，该环状体包含一外周缘、一内周缘、一上表面、以及一下表面；
一开放中心区，自该内周缘径向朝内；
一凸缘，延伸自该下表面邻近该外周缘之处；以及
一第一对准结构，位于该凸缘上，该第一对准结构包含一导引面，该导引面相对该环状体的该上表面倾斜大于90度的角度。
2.如权利要求1所述的排除环，其特征在于，该第一对准结构具有一尺寸H，且该导引面具有一长度L，该导引面与该下表面定义出一角度θ，且该角度θ的反正弦等于H/L。
3.如权利要求2所述的排除环，其特征在于，该第一对准结构具有一尺寸W1，该尺寸W1对该尺寸H的比率范围从0.5到2.0。
4.一种化学气相沉积机台，其特征在于，包含：
一排除环，包含一环状体，其中该环状体包含一外周缘、一内周缘、一上表面、以及一下表面；
一开放中心区，自该内周缘径向朝内；
一凸缘，延伸自该下表面邻近该外周缘之处；
一第一对准结构，位于该凸缘上，该第一对准结构包含一导引面，该导引面相对该环状体的该上表面倾斜小于90度的角度；
一平台，该平台包含一上表面以及一下表面；以及
一第二对准结构，该第二对准结构位于该平台的该上表面上。
5.如权利要求4所述的化学气相沉积机台，其特征在于，该导引面相对该环状体的该下表面倾斜小于80度的角度。
6.如权利要求4所述的化学气相沉积机台，其特征在于，该第一对准结构具有一尺寸W1，该第二对准结构具有一尺寸W3，该尺寸W3是该尺寸W1的至少80％。
7.如权利要求4所述的化学气相沉积机台，其特征在于，该第二对准结构于该平台的该上表面的上方延伸一距离，该距离等于该第一对准结构的一尺寸H。
8.一种将一排除环放置在一化学气相沉积机台的一平台的方法，其特征在于，该方法包含：
放置该排除环于该平台上，该排除环包含：
一环状体，包含一外周缘、一内周缘、一上表面、以及一下表面；一凸缘，延伸自该下表面邻近该外周缘之处；以及一第一对准结构，位于该凸缘上，该第一对准结构包含一导引面，该导引面相对该环状体的该上表面倾斜大于90度的角度；
该平台包含一上表面以及一第二对准结构，该第二对准结构位于该平台的该上表面上；
将该第一对准结构接触该第二对准结构；
使该第一对准结构与该第二对准结构保持接触；
在该第一对准结构与该第二对准结构保持接触时，相对于该第二对准结构移动该第一对准结构；以及
将该第一对准结构对准该第二对准结构。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将该第一对准结构对准该第二对准结构包含将该第二对准结构安置在该第一对准结构中。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，相对于该第二对准结构移动该第一对准结构包含沿着该第一对准结构的一导引面滑动该第二对准结构。
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