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.pdf

本发明涉及一种薄膜沉积装置，具体地说，涉及一种包括：原料气体供应装置，用于对薄膜沉积装置提供形成薄膜的金属材料；残留气体处理装置，在薄膜沉积后处理残留气体。本发明薄膜沉积装置的原料气体供应装置，包括：运输气体供应部，与薄膜沉积目标物隔一定间隔安装，向沉积薄膜的薄膜沉积用腔室提供用于运输金属材料的运输气体；原料气体产生部，储存上述金属材料，升华上述金属材料与上述运输气体混合；运输气体注入线，连接上述运输气体供应部和原料气体产生部，将运输气体和原料气体转送到上述薄膜沉积用腔室，具有用于将运输气体或原料气体维持在金属材料升华点以上的加热器。

1、  一种薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，包括：
薄膜沉积用腔室；
运输气体供应部，与薄膜沉积目标物隔一定间距安装，向沉积薄膜的薄膜沉积用腔室提供用于运输金属材料的运输气体；
原料气体产生部，储存上述金属材料，升华上述金属材料使其与上述运输气体混合；
运输气体注入线，连接上述运输气体供应部和原料气体产生部，将运输气体和原料气体传送到上述薄膜沉积用腔室，具有用于将运输气体或原料气体维持在升华点以上的加热器，与上述腔室连接的末端安装有用于阻断气体注入的阀门。

2、  如权利要求1所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，上述运输气体注入线包括调整运输气体注入量的流量控制装置。

3、  如权利要求1所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，还包括：
净化气体供应部，向形成在上述薄膜沉积用腔室内的光学窗注入防止原料气体沉积的净化气体；
净化气体注入线，将上述净化气体转送到薄膜沉积用腔室。

4、  如权利要求1所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，还包括：
保护气体供应部，注入防止上述薄膜沉积用腔室内的原料气体向外部泄漏用的保护气体；
保护气体注入线，将上述保护气体传送到薄膜沉积用腔室。

5、  如权利要求1所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，还包括：
保护膜用气体供应部，当形成金属薄膜时，供应在金属薄膜上部形成保护膜或绝缘膜所用的气体；
保护膜用气体注入线，将上述保护膜用气体传送到薄膜沉积用腔室。

6、  如权利要求3所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，在上述运输气体注入线上具有净化排管，连接在上述净化原料气体产生部和腔室之间，用于从净化气体供应部供应净化气体。

7、  如权利要求5所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，还包括：
净化气体供应部，注入净化气体防止原料气体沉积在上述薄膜沉积用腔室内的透明光学窗上；
净化气体注入线，将净化气体转送到薄膜沉积用腔室；
净化排管，连接在上述保护膜用气体注入线上，用于净化原料气体产生部和腔室之间的连接线，从净化气体供应部供应净化气体。

8、  如权利要求3至5中的任一项所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，包括：
流量控制装置，安装在上述净化气体注入线、保护气体注入线及保护膜用气体注入线上，用于调整气体的流量；
阀门，安装在上述流量控制装置的前后端。

9、  如权利要求3至5中的任一项所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，上述净化气体注入线、保护气体注入线及保护膜用气体注入线具有加热器。

10、  如权利要求1所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，上述原料气体产生部，包括：
金属材料供应部，用于储存金属材料；
加热部，用于将上述金属材料加热至升华点以上；
温度感测器，用于检测上述加热温度。

11、  如权利要求10所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，上述金属材料供应部，包括：
喷嘴型气体喷射器，与运输气体注入线连接，用于喷射运输气体；
倒V字型排气口，用于排出与运输气体混合的原料气体。

12、  如权利要求10所述的薄膜沉积装置的原料气体供应装置，其特征在于，还包括，温度控制器，通过检测上述温度感测器的温度来控制加热器的温度。

13、  一种薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，包括：金属材料收集部，与薄膜沉积目标物隔一定间隔安装，从沉积薄膜的薄膜沉积用腔室排出的排出气体中收集金属材料；
泵，通过与上述腔室连接的残留气体排气线以一特定的压力抽取腔室内的残留气体。

14、  如权利要求13所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，还包括，热处理部，将无法由上述金属材料收集部分离的金属材料经过热处理过程进行分离。

15、  如权利要求13或14所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，还包括，过滤部，从上述金属材料收集部或热处理部排出的排出气体中过滤金属粒。

16、  如权利要求13所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，上述排气线包括用于检测腔室内部的压力及流量的排气压及排气流量感测器。

17、  如权利要求13或14所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，在连接上述腔室和金属材料收集部、腔室和热处理部的排气线具有加热器，将残留气体维持在金属材料的升华点以上。

18、  如权利要求13所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，上述金属材料收集部具有在其前后缠绕连接的缠绕排气线。

19、  如权利要求13所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，上述排气线包括第一排气线和第二排气线，第二排气线缠绕金属材料与热处理部连接。

20、  如权利要求18所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，在上述缠绕排气线具有根据排出气体的绕回与否来进行开/关的阀门，及将排出气体维持在金属材料升华点以上的加热器。

21、  如权利要求13所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，上述金属材料收集部的内壁具有冷却装置。

22、  如权利要求13所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，在上述金属收集部具有对其内部进行分离的两个以上隔板，在上述隔板各角线位置上具有气体移动槽。

23、  如权利要求14所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，上述热处理部包括加热器。

24、  如权利要求23所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，上述加热器加热至100℃～600℃。

25、  一种薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，包括：
薄膜沉积用腔室；
金属材料收集部，与薄膜沉积目标物隔一定间距安装，在从沉积薄膜的薄膜沉积用腔室排出的排出气体中收集金属材料；
热处理部，将不能从上述金属材料收集部分离的金属材料经过热处理过程进行分离；
过滤部，从上述热处理部排出的排出气体中过滤金属粒；
泵，通过与上述腔室连接的残留气体排气线以一特定的压力将腔室内的残留气体抽取；
排气压及排气流量调整部，调整上述泵的吸收程度来调整排气压及流量。

26、  如权利要求25所述的薄膜沉积装置的残留气体处理装置，其特征在于，上述排气线安装有用于检测排气压的压力、流量的排气压及排气流量感测器，上述排气压及排气流量调整部根据上述感测器的输出值来调整泵的压力。

27、  一种薄膜沉积装置的原料气体供应方法，所述薄膜沉积装置包括，薄膜沉积用腔室；原料气体供应部，与薄膜沉积目标物隔一定间距安装，向沉积薄膜的薄膜沉积用腔室提供原料气体；残留气体处理部，处理从上述腔室排出的残留气体，其特征在于，薄膜沉积装置的原料气体供应方法包括以下步骤：
阶段性供应净化气体、保护气体和原料气体的步骤，净化气体用于防止上述薄膜沉积用腔室内光学窗上沉积原料气体，保护气体用于形成无形门窗防止上述薄膜沉积用腔室内的原料气体外漏，原料气体用于沉积薄膜；
判断金属薄膜沉积是否完成，根据其结果继续提供原料气体或者停止原料气体的供应，提供在金属薄膜上部形成保护膜或绝缘膜的保护膜用气体的步骤。

28、  如权利要求27所述的薄膜沉积装置的原料气体供应方法，其特征在于，还包括步骤：提供上述保护膜用气体后，判断保护膜沉积是否结束，根据其结果继续供应保护膜用气体或停止保护膜用气体供应而提供原料气体。

29、  如权利要求27所述的薄膜沉积装置的原料气体供应方法，其特征在于，上述原料气体或保护膜用气体的供应及阻断是通过安装在上述腔室前端的阀门的开/关进行供应或阻断。

30、  一种薄膜沉积装置的残留气体处理方法，所述薄膜沉积装置包括：薄膜沉积用腔室；原料气体供应部，与薄膜沉积目标物隔一定间距安装，向沉积薄膜的薄膜沉积用腔室提供原料气体；残留气体处理部，处理从上述腔室排出的残留气体，其特征在于，上述薄膜沉积装置的残留气体处理方法，包括：
收集上述腔室的排出气体的步骤；
将上述收集的排出气体冷却至金属升华点以下并提取金属材料的步骤；
通过热处理及过滤过程而排出已提取上述金属材料的排出气体的步骤。

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
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。
并且，以往的排气装置存在以下问题：所排出的残留气体全部被排出到大气中而造成大气污染，且无法再利用存在有残留气体记忆体的金属材料。尤其存在以下问题：即使金属材料为金那样的高价金属的情况下也无法再利用，当排管的温度不能维持原料供给装置的升华点以上的温度时，原料气体重新粘贴在排管上而堵住排管。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题，提供一种为薄膜沉积装置提供原料气体，而在原料气体装置和气体注入线设置加热器(heater)，以使金属材料容易升华以及使运输气体容易混合。
并且，本发明的目的在于，原料供给装置中将加热器设置到反应腔室前端，维持升华点以上的温度，并且不让原料气体粘贴到排管。
并且，本发明的目的在于，在气体注入线设置阀门及流量控制装置调整所注入气体的开/关及流量。
并且，本发明的目的在于，在气体注入线的未端即反应腔室前端设置阀门，在未进行薄膜沉积程序期间阻断不必要的原料供给而减少费用。
并且，本发明的目的在于，为了防止薄膜沉积时不必要的沉积，及防止原料气体泄漏到大气中而与运输气体分体，另提供净化气体和保护气体。
并且，本发明的目的在于，薄膜沉积后在残留气体中收集金属材料。
并且，本发明的目的在于，对提供原料气体的阀门供给净化气体，以净化原料气体产生部和腔室之间的排管。
本发明的薄膜沉积装置的原料气体供给装置，包括：
薄膜沉积用腔室；
运输气体供给部，与薄膜沉积目标物相隔一特定的间隔配置，对沉积薄膜的薄膜沉积用腔室提供用于运输金属材料的运输气体；
原料气体产生部，储存上述金属材料，升华上述金属材料，使其与上述运输气体混合；
运输气体注入线，连接上述运输气体供给部和原料气体产生部，将运输气体和原料气体传送到上述薄膜沉积用腔室，设置加热器以使运输气体或原料气体维持在升华点以上，在与上述腔室连接的未端设置用于阻断气体注入的阀门。
并且，本发明薄膜沉积装置的残留气体处理装置，包括：
薄膜沉积用腔室；
金属材料收集部，与薄膜沉积目标物相隔一特定的间隔而配置，在从沉积薄膜的薄膜沉积用腔室排出的排出气体中收集金属材料；
泵，通过与上述腔室连接的残留气体排气线，将腔室内的残留气体以规定的压力抽取。
并且，本发明的薄膜沉积装置的原料气体供给方法，包括：对上述薄膜沉积装置提供原料气体，其中上述薄膜沉积装置包括：薄膜沉积用腔室；原料气体供给部，与薄膜沉积目标物相隔一特定的间隔而配置，对沉积薄膜的薄膜沉积用腔室提供原料气体；残留气体处理部，处理从上述腔室排出的残留气体，其特征在于，薄膜沉积装置的原料气体供给方法包括：阶段地提供净化气体、原料气体和保护气体，净化气体用于防止上述薄膜沉积用腔室内的光学窗沉积原料气体，保护气体用于形成无形门窗以防止上述薄膜沉积用腔室内的原料气体外漏，原料气体用于沉积薄膜；判断金属薄膜沉积是否结束，根据其结果，继续提供原料气体，或者停止原料气体的供给，而提供用于在金属薄膜上端形成保护膜或绝缘膜的保护膜用气体的工序。
并且，本发明薄膜沉积装置的残留气体处理方法，包括在上述薄膜沉积装置中处理残留气体，其中上述薄膜沉积装置包括：薄膜沉积用腔室；原料气体供给部，与薄膜沉积目标物以一特定的间隔而配置，对沉积薄膜的薄膜沉积用腔室提供原料气体；残留气体处理部，处理从上述腔室排出的残留气体，其特征在于，上述薄膜沉积装置的残留气体处理方法包括：
收集上述腔室的排出气体的步骤；
将上述所收集的排出气体冷却至金属的升华点并提取金属材料的步骤；
将提取上述金属材料的排出气体通过热处理及过滤过程而排出的步骤。
本发明的有益效果在于：
如上所述，根据本发明，在原料气体产生部和气体注入线设置加热器，有利于金属材料的升华，且金属材料和运输气体能充分地混合。
并且，根据本发明，在气体注入线设置阀门及流量控制装置而能调整所注入的气体的开/关及流量。
并且，根据本发明，在气体注入线的未端(腔室的前端)设置阀门，而在未进行薄膜沉积工序期间停止不必要的原料供给，能减少生产原价。
并且，根据本发明，对原料气体产生部和腔室之间的排管提供净化气体而能防止排管被堵住。
并且，根据本发明，设置净化气体线及保护气体线，而能防止在腔室中的不必要的沉积，能防止原料气体向大气泄漏，能更有效地进行薄膜沉积。
并且，根据本发明，薄膜沉积工序后，可在残留气体中收集金属材料，由此能防止大气污染，并且可再利用工序中所需的金属材料，能大大减少费用。
附图说明
图1是本发明的实施例的薄膜沉积装置的全体构成图；
图2是本发明的实施例的原料气体产生部的详细构成图；
图3是本发明的实施例的气体喷射器的放大图；
图4是本发明的实施例的另一金属材料的内部结构的构成图；
图5是本发明的实施例的另一原料气体供给方法的流程图。
图中，100：原料气体供给装置；110：运输气体供给部；111：净化气体供给部；112：保护气体供给部；113：保护膜所用气体供给部；114：阀门；115：流量控制装置；120：原料气体产生部；121：金属材料；122：金属材料供给部；123：加热器；124：温度感测器；125：气体喷射器；125a：喷嘴；126：排气口；127：设置罩；128：温度控制器；129：固定螺丝；200：腔室；210：第一排气口；220：第二排气口；300：排出残留气体的残留气体处理装置；310：金属材料收集部；311：气体注入口；312：隔板；313：气体移动槽；314：排气口；315：冷却装置；316：温度感测器；317：温度控制器；320：热处理部；330：过滤部；331：过滤部；340：泵；350a：排出线；351a：缠绕排气线；351b：缠绕排气线；353：阀门；360：排气压及排气流量感测器；370：排气压及排气流量调整部；400：目标物；S50：提供净化气体；S51：提供保护气体；S52：提供原料气体；S53：确认薄膜沉积是否已完成；S54：停止原料气体的供给；S55：提供保护膜用气体；S56：确认保护膜用沉积是否已完成；S57：停止供给保护膜用气体；S58：确认程序是否完成。
具体实施方式
图1是本发明实施例的薄膜沉积装置的示意图。
薄膜沉积装置包括原料气体供给装置100、进行薄膜沉积程序的腔室200及排出残留气体的残留气体处理装置300。
本发明的原料气体供给装置100包括：多个运输气体供给部110；与上述各个运输气体供给部110连接的多个原料气体产生部120；提供用于防止薄膜沉积时在腔室200的光学窗形成薄膜，且对连接原料气体产生部120和腔室200之间排管的气体进行净化的净化气体供给部111；提供用于防止在薄膜沉积时金属气体向腔室200外部泄漏气体的保护气体供给部112；以及形成金属薄膜时提供在金属薄膜上端形成保护膜或绝缘膜所需气体的保护膜所用气体供给部113。
上述气体供给部110、111、112、113通过用于提供气体的排管(气体注入线)连接至腔室200，并在各排管设置了加热器，以使气体加热至金属材料的升华点以上。通常较佳的是加热至比升华点要高10度左右。如上所述，通过加热器对注入气体进行加热以使运输气体与已升华的金属材料充分地混合，而且当净化气体或保护气体到达形成金属薄膜的腔室200时，使其与混合在金属材料中的原料气体充分地混合。
在与上述运输气体供给部110连接的排管的始端安装有阀门114，当不进行气体注入时阻断注入气体。并且，在上述阀门114的后端安装有流量控制装置115，其用于控制流量即控制为：当需要大量的气体注入时使流量变大，相反时使流量变小。在上述流量控制装置115的后端也安装有阀门而可阻断注入气体，即在上述流量控制装置115的前后端都安装有阀门，可防止气体的逆流。上述净化气体供给部111、保护气体供给部112及保护膜所用气体供给部113都通过排管连接至腔室200，在各排管设置有流量控制装置和阀门。
上述运输气体、净化气体及保护气体较佳的是惰性气体或氮气。上述的净化气体供给部111及保护气体供给部112，在本实施例中与运输气体供给部分分离形成，也可以共用供给部，而分体使用气体注入线，即运输气体供给部的惰性气体或氮气从供给部被排出后通过与各个供给部连接的排管来注入。
上述保护膜所用气体供给部113在形成金属薄膜时提供在金属薄膜上部形成保护膜或绝缘膜所需的气体。上述保护膜用气体通常使用在半导体或显示器领域用于沉积保护膜或绝缘膜的气体。上述保护膜所用气体经由原料气体产生部120注入到腔室200的同时，而一部分气体不经由原料气体产生部120直接注入到腔室200。经由上述原料气体产生部120的保护膜所用气体和不经由原料气体产生部120的气体在到达腔室200之前进行混合后而注入到腔室200。可通过控制经由上述原料气体产生部的气体和不经由原料气体产生部的气体的流量，来调整注入到腔室200的气体的浓度。
并且，在上述运输气体注入线和保护膜所用气体注入线的未端，即腔室200的正前端安装有多个阀门，打开阀门时原料气体直接注入到腔室200。上述运输气体注入线形成与原料气体相应的量，以防止原料气体被混合。
以往技术中，阀门只安装于原料气体产生部120的后端，在不进行程序期间可关闭阀门阻断气体的供给，但是开始程序提供气体时冲进排管到流过一定的流量为止需要大量的时间。因此即使暂时不进行程序的情况下还继续提供原料气体而导致原料气体浪费。原料气体是指运输气体和所升华的金属材料混合后的气体。
在上述净化气体供给部111安装有净化排管116，可对连接原料气体产生部120和腔室200的排管提供净化气体。通过上述净化排管来使堆积到原料气体产生部120和腔室200之间的排管的原料气体残留物排出到外部。上述净化排管不经由腔室200而排出到热处理部320。
上述原料气体产生部120储存利用于薄膜沉积的金属原料。参照图2进行详细的说明。
上述原料气体产生部120包括：储存金属材料的原料气体供给部122；用于使上述金属材料加热至升华点以上的加热器123；用于对上述加热器加热的温度进行检测的温度感测器124；及检测上述温度感测器124的温度并控制加热器温度的温度控制器128。并且，上述金属材料供给部122包括：与运输气体注入线连接、用于喷射运输气体的喷嘴状的气体喷射器125；用于排出与运输气体混合的原料气体的倒V字形的排气口126。在上述金属材料供给部122的上端设置罩127，以使金属材料插入或取出，并由固定螺丝129固定。图3是气体喷射器125的放大图，设置有喷嘴125a。上述喷嘴125a是具有喷射原料气体的孔，为圆形形状。
上述金属材料121可使用铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、铁(Fe)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、白金(Pt)、镍(Ni)、钽(Ta)或钛(Ti)等多种金属材料。这样的金属材料121由上述加热器123所加热，升华成气体并通过气体喷射器125与注入的运输气体混合而生成原料气体。由此生成的原料气体通过排气口126从原料气体产生部120排出，并沿着原料气体注入线注入到腔室200。此时上述加热器123的温度由温度感测器124来检测，温度控制器根据温度感测器的值来控制加热器的温度。在运输气体注入线安装加热器123及温度感测器124，通过温度控制器128将温度控制在不低于金属材料的升华点，且随着温度所升华的气体的蒸气压不同，因而能控制所升华的气体的量。
如上所述，注入到腔室200的原料气体在对基板等目标物400沉积薄膜中使用，净化气体向光学窗喷射以防止在光学窗形成薄膜，保护气体形成无形门窗(air curtain)而防止原料气体泄漏。
上述原料气体产生部120根据需要使用保护膜。保护膜沉积所用原料通常使用在半导体或显示器领域中用于沉积保护膜或绝缘膜的材料。
返回到图1，说明残留气体被排出的过程。
残留气体是指进行薄膜沉积后不涉及薄膜沉积的气体，其与排气相等。根据文意混合使用残留气体或排气。
残留气体排出装置300包括：从腔室200排出的残留气体由冷却装置来冷却并收集金属材料的金属材料收集部310；将在上述金属材料收集部中未分离的金属材料通过热处理进行分离的热处理部320；在经过上述步骤的排气中进行过滤而提取金属粒的过滤部330；通过与上述腔室200连接的残留气体排出线350a将腔室200内的残留气体以一定的压力抽取的泵340；及通过调整上述泵340的压力来调整残留气体排出线的排气压的排气压及排气流量调整部370。上述腔室200具有两个排气口。大部分排出气体通过第一排气口210排出，而一部分残留气体通过第二排气口220排出。
上述排出线350a连接金属材料收集部310、热处理部320、过滤部330及泵340，在上述金属材料收集部310直接连接排气线350a以外，还形成有缠绕连接的缠绕排气线351a。
即，上述排气线350a与第一排气口210连接对收集部310传送残留气体，缠绕排气线351a使残留气体直接传送到热处理部320。在上述排气线350a和缠绕排气线351a具有阀门353。根据上述阀门353的开/关来确定残留气体传送到金属材料收集部310还是直接输入到热处理部320。当薄膜沉积中使用的金属材料包含金(Au)或银(Ag)这样的高价金属时，通过金属材料收集部310来收集它，不是高价金属时可不收集直接排出。不通过上述第一排气口210而排出的剩余气体通过第二排气口220排出，经由缠绕排气线351b将金属材料收集部310缠绕与热处理部320连接。在通过第二排气口220排出的气体中金属原料几乎没有剩余，因此缠绕排气线351b无需与金属材料收集部310连接，并且无需设置加热器。
但是，通过第一排气口210排出的气体中含有大量的金属原料，因此，为了在排出气体到达热处理部320之前防止金属材料被固化，而在上述排气线350a上设置有加热器。不言而喻，上述加热器也可以设置于缠绕排气线351a上。并且热处理部320之后不设置加热器。在上述排气线350a上附加有排气压及排气流量感测器360，可测量排气压及流量。
排气压及排气流量调整部370测量排气压及排气流量感测器360的值，并根据其结果调整泵340，而调整排气压。
薄膜沉积工序中实际用于薄膜沉积的原料气体很少，大部分原料气体作为残留气体排出，而其利用率很低。尤其当金属材料为金时，若只利用一次就排出残留气体需要很大的费用。本发明利用如上所述的金属材料收集部310在残留气体中抽出金属材料并可再利用，大大减少费用。
如4是详细表示上述金属材料收集部310的内部结构的构成图。参照图4详细说明金属材料被收集的过程。
在上述金属材料收集部310形成有分离内部的多个隔板312，在上述隔板312的隔板相互对角线位置上形成有气体移动槽313。如图4(a)所示，在腔室中使用于薄膜沉积中的残留气体通过金属材料收集部310的气体注入口311注入，并沿着形成于隔板312的气体移动槽313移动冷却，金属材料被晶体化而残留在收集部310的地面上，剩余的残留气体通过排气口314来排出。上述附图中箭头表示残留气体的移动路径。本实施例中示出了有三个隔板312和气体移动槽313的情况，但是隔板的数量及气体移动槽的数量可进行变更。气体移动槽以隔板相互对角线形成而优选使气体移动路径最大化。
同时参照图4(b)所示，上述金属材料收集部310在内部包括：冷却装置315、温度感测器316及根据温度感测器316的值来控制冷却装置315的温度控制器317。上述温度感测器316较佳的是设置于金属材料收集部310的底面和残留气体排出的排气口314上。注入到金属材料收集部310的残留气体如图4(a)所示向箭头方向移动，由冷却装置315逐渐被冷却，金属材料的结晶残留在地面上。
例如，注入到金属材料收集部310的残留气体的最初温度设为60℃时，由隔板所分离的第一间中由冷却装置315冷却到50℃，在另一间中冷却到45℃，再另一间中冷却到35℃，再最后间中冷却到25℃，金属材料固化为结晶而形成在地面上，最后剩余的残留气体通过排气口314来排出。
在上述金属材料收集部310中大部分金属材料被结晶化，但是一部分金属材料依然存在于残留气体中。存在于残留气体中的金属材料在热处理部320再通过热处理过程而分离金属。
反应式一例如下：
M(CO)6——》M(金属)+(CO或CO2或...)
经过上述热处理部320的残留气体通过过滤部330、331排出到大气中。上述过滤部包括过滤大粒子的第一过滤部330和过滤微粒子的第二过滤部331。上述热处理部320包含加热器。
下面概述金属材料的注入及排气路径。
金属材料在放入腔室200之前以M(CO)n的化学物形态存在，放入腔室后，一部分金属原料经过镭射化学气相沉积(CVD)法沉积为薄膜。此时，在腔室200的内部进行CO、CO2反应后存在气体和金属原料(M(Con))。上述反应后大部分金属材料不经过反应而直接排出，并在金属材料收集部310冷却而被收集。未在上述金属材料收集部310中收集的金属材料在热处理部320中经过热处理过程而废气不排出到外部。
如上所述，通过金属材料收集部310、热处理部320及过滤部330而金属材料被过滤掉，而只有气体排出到大气中。
图5是本发明的实施例的原料气体供给方法的流程图。
首先，向腔室依次提供净化气体、保护气体及原料气体(S50、S51、S52)。通过事先提供净化气体和保护气体，在原料气体注入到腔室并进行沉积程序时，可防止原料气体沉积到形成在腔室中的光学窗并排出到外部。
上述气体供给一直提供到薄膜沉积完成为止。
确认薄膜沉积是否已完成(S53)，当薄膜沉积完成时，停止原料气体的供给(S54)，提供保护膜用气体(S55)，即将用于沉积保护膜的保护膜所用气体提供给腔室。此时也要继续提供净化气体和保护气体。
上述保护膜用气体也与原料气体相同地继续提供至沉积结束为止，之后确认保护膜用沉积是否已完成(S56)，当保护膜沉积结束时，要停止供给保护膜用气体(S57)，再确认程序是否完成(S58)以决定重新提供原料气体或者完成程序。
上述程序中，通过腔室正前端的阀门开/关控制原料气体和保护膜用气体的供给及阻断。
并且，本发明公开的发明概念和实施例作为为了实现本发明的同一目的而修正或设计为另一结构的基础，由本领域技术人员所使用。并且，由本领域技术人员所修正或变更的结构在不脱离权利要求范围内的基础上可进行各种变更。