[发明专利]用于薄膜沉积装置的原料气体供应装置和残留气体处理装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜沉积装置，尤其涉及用于对薄膜沉积装置提 供形成薄膜的金属材料原料气体供给装置，以及在薄膜沉积后处理残 留气体的残留气体处理装置。

背景技术

薄膜是指无法用机械加工来实现的、厚度为数微米以下的薄膜。 这里包括水面的油膜、皂滴凝聚的膜、金属表面的锈、铁皮、生铁的 亚铅膜、锡膜等，除此之外，还有一些薄膜(比如金属薄膜、半导体 薄膜、绝缘膜、化合物半导体薄膜、磁性薄膜、电介质薄膜、集成电 路薄膜、超导薄膜等)是通过以规定的真空沉积法(也可称作蒸气干 燥法)为主的电镀法、气体或液体的氧化法、化合物热分解法、电子 束沉积法、镭射光束沉积法等来制成的。

当物质一旦成为薄膜状态时，其物理、化学性质会大大发生改变。 例如，存在不可燃性金属成为薄膜状态时则会有被烧的可能性。一般 而言，其粘性增大而其表面张力减小，且因光的干涉而产生着色现象。 这些特性应用于各种理化学原理的试验或理化学机械的制作。

沉积镀金是将物体和要沉积的金属放入在真空条件中，并用加热 蒸发的方法使金属转化为气相，然后凝聚在物体表面而在其表面形成 薄膜的方法。这种沉积镀金法广泛应用于包含半导体薄膜且近来盛行 的平面显示器的制造中。

尤其作为平面显示器大多使用的液晶显示器，这些液晶显示器利 用了液晶的光学各向异性和极化特性，众所周知，液晶具有：分子结 构细长、排列具有取向性的光学各向异性；当处于电场内时根据其大 小而其分子排列发生变化的极化性质。液晶显示器由液晶面板构成， 其具备在相对面分别形成由电极产生电界的一对透明绝缘基板，并在 其间再开液晶层，对各电极产生的电界施加适当的电压，由此改变电 场，并自动调整液晶分子的排列取向，利用此时所变化的光的透过率 而显示多样的图像。

最近尤其以行列式排列图象显示的基本单位的像素并利用切换 元件分别独立控制它们的有源矩阵(active matrix)型液晶显示装置， 因其较高的清晰度及影像显示功能而备受关注，这就是由这样的开关 元件使用薄膜场效应晶体管的薄膜场效应晶体管型液晶显示装置。

更详细而言，构成此液晶面板的两张透明绝缘基板的其中一个作 为用于区分像素的电布线而纵横交叉的多个排列的闸极(gate)门线、 数据线、薄膜场效应晶体管和像素电极等各种构成要素高密度汇聚为 微薄膜图案(pattern)而构成阵列基板，在另一透明绝缘基板中包含 红色、绿色、青色滤色镜而构成滤色基板，这些各个基板是反复进行 规定物质的薄膜沉积及其用于构图的蚀刻程序来制成的。

修补镭射薄膜沉积装置是：制造这样的液晶显示装置用基板之 后，继续进行断开已短路的布线图案或连接已断线的布线图案等修补 工序而减少不良反应增加收率，此时所使用的修补装置中尤其将镭射 光束作为能源产生局部化学气相沉积反应而连接后者短路的布线图 案的装置。

这些修补薄膜沉积装置的原理是简单地应用了镭射局部沉积法 (laser-induced chemical vapour deposition method)，含有沉积目标物 的前体(precursor)气体氛围下向基板的一部分照射镭射光束，在焦 点产生局部化学气相沉积，通过由此形成的薄膜图案连接断线的布线 图案。

这样的薄膜沉积装置，以前需要如真空腔室那样的大型的密封装 置，但是如今广泛使用在开放的大气压下可处理的修补薄膜沉积装 置。

这样的薄膜沉积装置包括：原料气体供给装置，将固体状态的金 属成分变为气体状态，且对腔室提供与惰性气体或氮气等混合的原料 气体；腔室，在此进行薄膜沉积程序；排气装置，排出形成沉积后的 原料气体。

本发明涉及一种上述的薄膜沉积装置的原料供给装置和排气装 置。

以往的原料供给装置只提供将金属材料提供给腔室的功能，因此 对有效进行薄膜沉积带来一些问题。

并且，即使不进行薄膜沉积工序的情况下也对腔室提供原料气 体，而导致原料气体的浪费。

并且，以往的原料气体供给装置存在以下问题：当只注入提供金 属材料的运输气体并在腔室进行薄膜沉积工序之时，薄膜被沉积到用 于将镭射光束透射到腔室内的光学窗、或者产生原料气体泄漏的问 题。