(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空引き可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ必要な処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、処理すべき被処理体を載置する載置台とを有する処理装置において、
前記載置台は、熱媒体流路が形成された上段ブロックと補助熱媒体流路が形成された下段ブロックとに上下２段に分離して接合されており、
前記熱媒体流路には低温処理を行うための冷却用熱媒体と高温処理を行うための加熱用熱媒体とを選択的に供給する熱媒体選択供給機構が接続されており、
前記補助熱媒体流路には必要時に前記高温処理後に前記載置台の降温を促進させるための冷媒を流すための冷媒供給機構が接続されており、
前記上段ブロックと前記下段ブロックとの接合部には不活性ガスよりなる熱対流用ガスを供給する熱対流用ガス供給機構が接続されていることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記処理容器には、必要な活性種を発生させて前記処理容器内へ導入するための活性種発生機構が接続されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記低温処理は、前記被処理体の表面に形成されている自然酸化膜を中間体へ変換する中間体形成処理であり、前記高温処理は、前記中間体を昇華させる昇華処理であることを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
【請求項４】
前記中間体形成処理では、プラズマガスとしてＮ２ ガスとＨ２ ガスとを用い、処理ガスとしてＮＦ３ ガスとＳＦ６ ガスとＣＦ４ ガスの内の少なくとも一種を用いるようにしたことを特徴とする請求項３記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン基板等の半導体ウエハなどに所定の２つの処理を連続的に行う処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を形成するためには、シリコン基板等の半導体ウエハの表面に成膜処理、酸化拡散処理、アニール処理、改質処理、エッチング処理等の各種の処理が繰り返し施されることになる。この場合、上記各処理の処理直前に、半導体ウエハ表面に自然酸化膜（ＳｉＯ２ ）が生成されていると、半導体集積回路の電気的特性が劣化したり、最悪の場合には不良品となる場合もあった。
そこで、必要な場合には上記各種処理を行う直前に半導体ウエハ表面に付着している自然酸化膜を除去する処理、すなわちプレクリーニング（Ｐｒｅ−Ｃｌｅａｎｉｎｇ）が行われている。
ここで従来のプレクリーニング処理の一例について説明する。ここではプレクリーニング処理として、まず、自然酸化膜を昇華し易い中間体に変換し、その後、これを加熱することにより中間体を昇華させて自然酸化膜を除去するようにした、２段階プロセスのプレクリーニング処理について説明する。
【０００３】
図８は自然酸化膜を中間体に変換する従来の処理装置の一例を示す概略構成図、図９は中間体を昇華させる従来の処理装置の一例を示す概略構成図である。
まず、図８に示すように、処理装置１の真空引き可能になされた処理容器２の載置台４上にシリコン基板よりなる半導体ウエハＷを載置する。この半導体ウエハＷの表面には、すでに不必要な自然酸化膜が付着している。この処理容器２の天井部には、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波によりＮ２ ガスとＨ２ ガスとからプラズマを形成するためのリモートプラズマ発生機構６が設けられており、上記プラズマを利用して水素活性種（Ｈ＊）や窒素活性種（Ｎ＊）を形成するようになっている。
そして、減圧状態に維持された処理容器２内において、載置台４に冷却水を流してウエハ温度を例えば１５℃程度の比較的低温に維持しつつ、処理ガスとしてＮＦ３ ガスを導入する。これにより、ＮＦ３ ガス等と上記各活性種であるＨ＊やＮ＊が自然酸化膜に作用して反応し、自然酸化膜は中間体である（ＮＨ４ ）２ ＳｉＦ６ に変換される結果、中間体膜８が形成されることになる。
【０００４】
次に、表面に中間体膜８が形成された半導体ウエハＷをこの処理装置から取り出して図９に示すような別の処理装置１０内へ導入する。この処理装置１０内の載置台１２には、加熱手段として例えば抵抗加熱ヒータ１４を設けており、例えばＮ２ ガスの減圧雰囲気下において、この半導体ウエハＷを、例えば２００℃程度の比較的高温に維持する。これにより、上記半導体ウエハ表面に付着していた中間体膜８は、熱分解して昇華し、Ｈ２ 、Ｎ２ 、ＮＨ３ 、ＳｉＦ４ 、Ｈ２ Ｏガス等になって排出されて行き、これにより、半導体ウエハ表面から自然酸化膜を除去することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなプレクリーニング処理では、中間体の形成を行う処理装置１と、この中間体を昇華させる処理装置１０の２つの装置が必要であることから、大幅な設備コストを余儀なくされてしまう、といった問題があった。
特に、複数の各種の処理装置を、トランスチャンバの周囲に、いわばすずなり状に接続してなるクラスタツール装置にあっては、接続できる装置数は制限されていることから、上述したようにプレクリーニング処理を行うだけで２つの処理装置を設けるのは、処理効率の上からも好ましくなかった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、１つの処理容器内において低温処理と高温処理ができ、しかも昇温操作と比較して長い時間を要する降温操作を迅速に行うことが可能な処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、真空引き可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ必要な処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、処理すべき被処理体を載置する載置台とを有する処理装置において、前記載置台は、熱媒体流路が形成された上段ブロックと補助熱媒体流路が形成された下段ブロックとに上下２段に分離して接合されており、前記熱媒体流路には低温処理を行うための冷却用熱媒体と高温処理を行うための加熱用熱媒体とを選択的に供給する熱媒体選択供給機構が接続されており、前記補助熱媒体流路には必要時に前記高温処理後に前記載置台の降温を促進させるための冷媒を流すための冷媒供給機構が接続されており、前記上段ブロックと前記下段ブロックとの接合部には不活性ガスよりなる熱対流用ガスを供給する熱対流用ガス供給機構が接続されていることを特徴とする処理装置である。
これにより、載置台の熱媒体流路に冷却用熱媒体と高温用熱媒体とを選択的に流すことにより、同一の処理容器内において低温処理と高温処理とを連続的に、且つ迅速に行うことが可能となる。
【０００７】
また、載置台の降温時に補助熱媒体流路に冷媒を流すことにより、載置台の降温操作を更に迅速に行うことが可能となり、その分、スループットを向上させることが可能となる。
【０００８】
また、上段ブロックと下段ブロックとの間の微細な隙間（接合部）に熱対流用ガスが導入されるので、両ブロック間の熱伝達効率を促進させて、載置台の降温操作を一段と迅速に行うことが可能となる。
【０００９】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記処理容器には、必要な活性種を発生させて前記処理容器内へ導入するための活性種発生機構が接続されている。
また、例えば請求項３に規定するように、前記低温処理は、前記被処理体の表面に形成されている自然酸化膜を中間体へ変換する中間体形成処理であり、前記高温処理は、前記中間体を昇華させる昇華処理である。
【００１０】
また、例えば請求項４に規定するように、前記中間体形成処理では、プラズマガスとしてＮ２ ガスとＨ２ ガスとを用い、処理ガスとしてＮＦ３ ガスとＳＦ６ ガスとＣＦ４ ガスの内の少なくとも一種を用いる。
本発明の関連技術は、上記処理装置を用いて実施される方法発明であり、すなわち、真空引き可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ必要な処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、処理すべき被処理体を載置する載置台とを有する処理装置を用いた処理方法において、前記載置台上に載置した被処理体に対して所定の低温の温度範囲において低温処理を行う低温処理工程と、前記低温処理工程に引き続いて前記載置台を加熱することにより前記被処理体を昇温して所定の高温の温度範囲内において高温処理を行う高温処理工程とを有する。
【００１１】
この場合、例えば前記低温処理工程は、前記被処理体の表面に形成されている自然酸化膜を中間体へ変換する工程であり、前記高温処理工程は、前記中間体を昇華させる工程である。
また、例えば前記所定の低温の温度範囲は１０〜２５℃であり、前記所定の高温の温度範囲は２００〜４００℃である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る処理装置を示す構成図、図２は図１中の載置台中に形成された熱媒体流路を示す水平断面図、図３は図１中の載置台中に形成された補助熱媒体流路を示す水平断面図である。ここでは、処理として前述したプレクリーニング処理を行う場合を例にとって説明する。
この処理装置２０は、図示するように例えばアルミニウムにより内部が筒体状に成形された処理容器２４を有している。この処理容器２４の底部２６の中心部には、挿通孔２８が形成されると共に周辺部には、排気口３０が形成されており、この排気口３０には、図示しない真空引きポンプ等を介設した真空排気系３２が接続されており、容器内部を真空引き可能としている。この排気口３０は、容器底部２６に複数個、例えば等間隔で同一円周上に４個程度設けられ、各排気口３０は、真空排気系３２により共通に真空引きされている。
【００１３】
また、この処理容器２４の側壁の一部には、ウエハ搬出入口３４が設けられ、ここに真空引き可能になされたトランスファチャンバ３６との間を連通・遮断する前記ゲートバルブ３８を設けている。尚、トランスファチャンバ３６に替えて、ロードロック室を設ける場合もある。
この処理容器２４内には、例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウム製の円板状の載置台４０が設けられ、この上面に被処理体としての例えばシリコン基板よりなる半導体ウエハＷを載置するようになっている。この載置台４０の下面中央部には下方に延びる中空円筒状の脚部４２が一体的に形成されている。この脚部４２の下端は上記容器底部２６の挿通孔２８の周辺部にＯリング等のシール部材４４を介在させてボルト等を用いて気密に取り付け固定される。従って、この中空脚部４２内は、外側に開放され、処理容器２４内に対して気密状態となっている。
【００１４】
上記載置台４０は、薄い円板状の上段ブロック４０Ａと、同じく薄い円板状の下段ブロック４０Ｂとを上下２段に分離して接合されて構成されている。そして、上段及び下段ブロック４０Ａ、４０Ｂはそれぞれ２ｃｍ程度の厚さに設定されると共に、両ブロック４０Ａ、４０Ｂの接合部には、その周縁部に沿ってＯリング等のシール部材４６が介在されており、両ブロック４０Ａ、４０Ｂ間に形成される微細な隙間４８を処理容器２４内側に対して気密にシールしている。
そして、上記上段ブロック４０Ａ内には、図２にも示すように、断面が例えば矩形状になされた熱媒体流路５０が上段ブロック４０Ａの全域に亘って例えば１〜２周程度、あたかも巻回するように形成されている。また、上記下段ブロック４０Ｂ内にも、図３にも示すように、断面が例えば矩形状になされた熱媒体流路５２が下段ブロック４０Ｂの全域に亘って例えば１〜２周程度、あたかも巻回するように形成されている。尚、これらの流路５０、５２の巻回数は上述したものに限定されず、更に多く設定してもよい。
【００１５】
そして、上記上段ブロック４０Ａの熱媒体流路５０には、本発明の特徴とする熱媒体選択供給機構５４が接続されており、低温処理を行うための冷却用熱媒体と高温処理を行うための加熱用熱媒体とを選択的に供給し得るようになっている。ここでは、上記冷却用熱媒体と加熱用熱媒体とは共に不活性ガス、例えば窒素ガスを用いており、この窒素ガスの温度を変えることによって、冷却と加熱の双方を行うようになっている。
具体的には、上記熱媒体流路５０の媒体入口５０Ａには、下段ブロック４０Ｂに形成した貫通孔５６を挿通させて主媒体供給ライン５８が接続されると共に、上記熱媒体流路５０の媒体出口５０Ｂには、下段ブロック４０Ｂに形成した貫通孔６０を挿通させて主媒体排出ライン６２が接続されている。
【００１６】
上記主媒体供給ライン５８の基端部には、熱媒体となる不活性ガス、例えば窒素ガスを貯留するガス源６４が接続されている。そして、この主媒体供給ライン５８の途中は、２つに分岐されて一方には、窒素ガスを所定の温度、例えば１０〜２５℃に冷却して維持する冷却部６６が介設されると共に、他方には窒素ガスを所定の温度、例えば２００〜４００℃に加熱して維持する加熱部６８が介設される。そして、上記主媒体供給ライン５８の分岐点には、それぞれ例えば３方弁よりなる上流側切替弁７０と下流側切替弁７２とが介設されており、冷却或いは加熱された熱媒体のいずれか一方を選択的に流すようになっている。
そして、上記ガス源６４と上記上流側切替弁７０との間の主媒体供給ライン５８には、開閉弁７４及びマスフローコントローラのような流量制御器７６が順次介設されている。尚、上記窒素ガスを循環使用させるようにしてもよい。
【００１７】
一方、上記下段ブロック４０Ｂの補助熱媒体流路５２には、冷媒供給機構８０が接続されており、必要時に載置台４０の降温を促進させ得るようになっている。ここでは、冷媒として、例えば冷却水が用いられるがこれに限定されない。
具体的には、上記補助熱媒体流路５２の媒体入口５２Ａには、補助媒体供給ライン８２が接続されると共に、上記補助熱媒体流路５２の媒体出口５２Ｂには、補助媒体排出ライン８４が接続されている。そして、上記両ライン８２、８４は、補助冷媒を貯留してこれを圧送する補助冷媒源８６にて接続されており、冷却水を循環使用するようになっている。
そして、この補助冷媒源８６の上流側の補助媒体供給ライン８２には、これに流れる冷却水の温度を所定の冷却温度、例えば１０〜２５℃に維持する冷却部８８と開閉弁９０とが順次介設されている。
【００１８】
更に、上記上段ブロック４０Ａと下段ブロック４２Ｂとの接合部の僅かな隙間４８には、これに不活性ガスよりなる熱対流用ガス、例えばヘリウムガスを供給するための熱対流用ガス供給機構９２が接続される。具体的には、上記隙間４８に熱対流用ガスライン９４を接続し、このライン９４の基端部にヘリウム源９６を接続している。尚、ヘリウムガスに替えてアルゴンガスを用いるようにしてもよい。
そして、この熱対流用ガスライン９４には、上記ヘリウム源９６より開閉弁９８及びマスフローコントローラのような流量制御器１００が順次介設されている。
【００１９】
一方、上記載置台４０の下方には、複数本、例えば３本のＬ字状のリフタピン１０２（図示例では２本のみ記す）が上方へ起立させて設けられており、このリフタピン１０２の基部は、リング部材１０４に共通に接続されている。そして、このリング部材１０４を処理容器底部に貫通して設けられた押し上げ棒１０６により上下動させることにより、上記リフタピン１０２を載置台４０に貫通させて設けたリフタピン穴１０８に挿通させてウエハＷを持ち上げ得るようになっている。
上記押し上げ棒１０６の容器底部の貫通部には、処理容器２４において内部の気密状態を保持するために伸縮可能なベローズ１１０が介設され、この押し上げ棒１０６の下端はアクチュエータ１１２に接続されている。
【００２０】
また、この処理容器２４の天井部には、シール部材１１４を介して天井板１１６が気密に設けられると共に、この天井板１１６の中央部には比較的大口径の活性種導入孔１１８が形成されている。そして、この活性種導入孔１１８に、必要な活性種を発生させて下方の処理容器２４内へ導入するための活性種発生機構１２０が設置されている。具体的には、この活性種導入孔１１８の上部には、下端が開放された有天井の円筒体状のプラズマ容器１２２がシール部材１２４を介して気密に取り付けられている。このプラズマ容器１２２は、例えば石英やセラミックス材などの絶縁材よりなる。このプラズマ容器１２２の周囲には、一端が接地されたマイクロ波コイル１２６が適当数だけ巻回されている。
【００２１】
そして、このコイル１２６の他端には、マッチング回路１２８を介して例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発生器１３０が接続されており、上記プラズマ容器１２２内にマイクロ波を導入して後述するようにプラズマを立てるようになっている。そして、このプラズマ容器１２２の天井部には、ガス導入口１３２が形成されており、このガス導入口１３２には、活性種用ガスライン１３４が接続されている。そして、この活性種用ガスライン１３４には、活性種用ガスとしてＮ２ガスとＨ２ ガスを貯留するＮ２ ガス源１３６及びＨ２ ガス源１３８が分岐してそれぞれ接続される。そして、各分岐路には、それぞれ開閉弁１４０、１４２及びマスフローコントローラのような流量制御器１４４、１４６が順次介設されており、必要に応じて上記Ｎ２ ガスやＨ２ ガスを流量制御しつつ供給し得るようになっている。
【００２２】
そして、上記活性種導入孔１１８の周囲の天井板１１６には、処理ガス供給手段１４８の一部を構成する複数のガス導入口１５０が形成されており、このガス導入口１５０には、処理ガスライン１５２が接続されている。この処理ガスライン１５２には、処理ガスとしてＮＦ３ ガスを貯留するＮＦ３ ガス源１５４が接続されると共に、途中には、開閉弁１５６及びマスフローコントローラのような流量制御器１５８が下流側に向けて順次介設されている。
尚、図示されていないが、載置台４０の上段、下段ブロック４０Ａ、４０Ｂの接合部において、リフタピン孔１０８の周囲や貫通孔５６、６０の周囲にも、Ｏリング等のシール部材が介在されており、処理容器２４内や隙間４８内の気密性を維持しているのは勿論である。
【００２３】
次に、以上のように構成された処理装置を用いて行なわれる処理方法について図４及び図５も参照して説明する。
図４は中間体の作成を行う低温処理工程を説明するための説明図、図５は中間体を昇華させるための高温処理工程を説明するための説明図、図６は処理方法の流れを示すフローチャートである。
まず、真空状態に維持された処理容器２４内に、トランスファチャンバ３６側からウエハ搬出入口３４を介して未処理の半導体ウエハＷを搬入し、これを載置台４０上に載置する（図６中の点Ｐ１）。この半導体ウエハＷのシリコン表面には、種々の要因から僅かに不要な自然酸化膜が付着している。
このウエハＷの搬入に先立って、載置台４０の上段ブロック４０Ａの熱媒体流路５０には、冷却用熱媒体が流されており、また、下段ブロック４０Ｂの補助熱媒体流路５２には冷媒として冷却水が流されており、載置台４０は所定の温度に維持されている。尚、実際には、直前に行われた高温処理の温度から載置台４０は十分に降温されて上記した所定の温度に維持されている。
【００２４】
具体的には、熱媒体選択供給機構５４においては、主媒体供給ライン５８に介設された上流側切替弁７０と下流側切替弁７２は、熱媒体が冷却部６６側を流れるように切り替えられている。従って、ガス源６４から流量制御されつつ流れ出した窒素ガスは、冷却部６６にて所定の低温（室温）１０〜２５℃の範囲内に冷却維持され、この冷却用媒体は主媒体供給ライン５８を流れて上段ブロック４０Ａの熱媒体流路５０に至り、そして、この熱媒体流路５０の全体を流れた後に、主媒体排出ライン６２から排出されることになる。これにより、上段ブロック４０Ａは、高温状態から十分に降温冷却されることになる。また、この載置台４０の降温を促進させるために、冷媒供給機構８０においては、補助媒体供給ライン８２と補助媒体排出ライン８４とを用いた循環ラインにより、冷媒として冷却水が下段ブロック４０Ｂの補助熱媒体流路５２に流されて循環している。この冷却水は、冷却部８８により上記冷却時の窒素ガスと同じ温度、例えば１０〜２５℃の範囲内に設定維持されている。これにより、下段ブロック４０Ｂも高温状態から十分に降温冷却されて、上記した所定の温度を維持している。
【００２５】
この時、上段ブロック４０Ａを迅速に降温させて所定の温度に安定的に維持するには、熱対流用ガス供給機構９２を動作させて、この熱対流用ガスライン９４から隙間４８にＨｅガスを供給し、これにより上段ブロック４０Ａから下段ブロック４０Ｂへの熱伝達効率を上げるようにするのがよい。尚、上記冷却されたＮ２ ガスよりなる低温用熱媒体のみで、十分迅速に載置台４０を冷却し得るならば、冷却水及びＨｅガスの使用は省略してもよい。
【００２６】
このようにして、１０〜２５℃程度に維持されている載置台４０上に、上述したように半導体ウエハＷが載置されたならば、この処理容器２４内を密閉して、容器内部を真空引きしつつ、処理ガスとしてＮＦ３ ガスを流量制御しつつガス導入口１５０から処理容器２４内へ導入すると共に、活性種用ガスとしてＮ２ ガスとＨ２ ガスとを活性種発生機構１２０のガス導入口１３２からプラズマ容器１２２内へ流量制御しつつ導入する。これと同時に、マイクロ波コイル１２６へ２．４５ＧＨｚのマイクロ波を印加し、これにより、図４に示すようにマイクロ波によりＨ２ ガスとＮ２ ガスのプラズマが発生してこのプラズマにより両ガスの活性主Ｈ＊、Ｎ＊及びこれらの活性種が結合して別の活性種ＮＨ＊が生成されることになる。
【００２７】
これらの活性種はＨ＊、Ｎ＊、ＮＨ＊はプラズマ容器１２２内を降下して処理容器２４内に流入し、ここで処理ガスであるＮＦ３ ガスと反応してＮＦ３ Ｈｘとなり、更に、これらのガスや活性種が、半導体ウエハ表面の自然酸化膜（ＳｉＯ２ ）と反応して、これが（ＮＨ４ ）２ ＳｉＦ６ よりなる中間体に変換され、ウエハ表面に中間体膜８が形成されることになる。この時のプロセス圧力は例えば５３２Ｐａ（４Ｔｏｒｒ）程度、ウエハＷが３００ｍｍサイズの時の各ガスの流量は、例えばＮ２ ガス（プラズマ用）が１リットル／ｍｉｎ、Ｈ２ ガスが５０ｓｃｃｍ程度、ＮＦ３ ガスが１５０ｓｃｃｍ程度、プロセス時間が６０秒程度である。尚、これらの各数値は単に一例を示したに過ぎず、これに限定されない。
また、プロセス温度が、１０℃より低い場合、或いは２５℃よりも高い場合には、いずれの場合にも自然酸化膜を十分に中間体へ変換させることができない。
このようにして、所定の時間だけ低温処理工程を行って中間体を作成したならば（図６中の点Ｐ２）、次に、高温処理工程へ移行して上記中間体を昇華させる。
【００２８】
まず、図５に示すように、処理ガスであるＮＦ３ ガスの供給及びＨ２ ガスの供給をそれぞれ停止し、また、マイクロ波コイル１２６へのマイクロ波の印加も停止し、プラズマや活性種を発生させないようにする。尚、Ｎ２ ガス源１３６からのＮ２ ガスの供給は引き続いて行い、処理容器２４内をＮ２ ガス雰囲気にする。
これと同時に、冷媒供給機構８０の動作を停止して冷却水を補助熱媒体流路５２内へ流さないようにし、更に、上下段ブロック４０Ａ、４０Ｂ間の隙間４８へのＨｅガスの供給も停止する。
そして、熱媒体選択供給機構５４にあっては、冷却部６６の両側の上流側切替弁７０と下流側切替弁７２とを切り替えて加熱部６８側へＮ２ ガスが流れるように設定する。これにより、加熱部６８ではＮ２ ガスが所定の高温、例えば２００〜４００℃程度の範囲内に加熱されて、Ｎ２ ガスは今度は加熱用熱媒体（ホットＮ２ ）となって上段ブロック４０Ａの熱媒体流路５０内に沿って流れることになり、この載置台４０を直ちに加熱昇温する。
【００２９】
このようにして、載置台４０の温度が昇温して所定の高温状態で安定したならば（図６中の点Ｐ３）、この状態で所定の時間、例えば３０秒程度だけ高温処理を施す。これにより、ウエハ表面上の中間体膜８は、熱分解してＨ２ 、ＮＨ３ 、Ｎ２ 、ＳｉＦ４ ガス等となって飛んでしまい、昇華してしまう。この時のプロセス圧力は、例えば９３Ｐａ（０．７Ｔｏｒｒ）程度である。
この場合、プロセス温度が２００℃よりも低いと中間体膜８が十分に昇華せず、また、４００℃よりも高いと、製造すべき回路素子の種類にもよるが、電気的特性が急激に劣化する恐れがあるし、また、処理容器壁等から不純物金属が排出されてウエハが金属汚染を生ずる恐れもある。
【００３０】
このようにして、高温処理工程が終了したならば（図６中の点Ｐ４）、スループットを考慮して載置台４０を迅速に冷却して降温させるために、先に図６中の点Ｐ１−点Ｐ２間で説明したような操作を行う。すなわち、上段ブロック４０Ａの熱媒体流路５０に流れる熱媒体を、加熱用熱媒体から冷却用熱媒体へ切り替え、下段ブロック４０Ｂの補助熱媒体流路５２へ冷媒として冷却水を流しはじめると共に、上下段ブロック４０Ａ、４０Ｂ間の隙間４８へＨｅガスを流しはじめる。
これにより、前述したように載置台４０の温度を急速に１０〜２５℃に向けて低下させる。尚、この時も、前述したように冷却されたＮ２ ガスよりなる低温用熱媒体のみで、十分迅速に載置台４０を冷却し得るならば、冷却水及びＨｅガスの使用は省略してもよい。
そして、半導体ウエハＷのハンドリング温度になったならば、処理済みのウエハと未処理のウエハの差し替えを行う（図６中の点Ｐ５）。
【００３１】
このようにして、載置台４０の温度が所定の低温状態になって、ウエハ温度も安定したならば（図６中の点Ｐ６）、前述したと同様に、低温処理工程を行えばよい。以後は、上述したようにこのような低温処理工程と高温処理工程とを繰り返し行うことになる。
このようにして、１つの処理装置内において、低温処理工程、例えば中間体の形成操作と、高温処理工程、例えば中間体の昇華操作とを、スループットを低下させることなく迅速に連続的に行うことが可能となる。
また、一般的に昇温よりも降温により多くの時間を要する載置台４０の熱的特性に鑑みて、降温時のみに下段ブロック４０Ｂの補助熱媒体５２に冷媒（冷却水）を流すようにすれば、載置台４０の降温速度を促進させることができ、スループットを一層向上させることが可能となる。
【００３２】
更には、上下段ブロック４０Ａ、４０Ｂ間の隙間４８に、降温時にＨｅガスなどの熱対流用ガスを供給すれば、両ブロック４０Ａ、４０Ｂ間の熱移動が促進され、更に、載置台４０の降温速度を促進させることが可能となる。
また、ここでは冷却用熱媒体及び加熱用媒体として窒素ガスを用いたが、これに限定されず、例えばＡｒ、Ｈｅ等を用いることができる。また、この熱媒体として、気体に限らず液体、例えば温水等を用いることができる。
また、ここでは補助熱媒体流路５２に流す冷媒として冷却水を用いたが、これに限定されず、他の冷媒、例えばガルデン（商品名）、フロリナート（商品名）等も用いることができる。更には、ここでは処理ガスとしてＮＦ３ ガスを用いたが、これに限定されず、ＮＦ３ ガス、ＳＦ６ ガス、ＣＦ４ ガスの内の少なくとも一種を用いることができる。
【００３３】
また、上記実施例では、載置台４０を、上下段ブロック４０Ａ、４０Ｂの２つのブロックに分割されたものを接合して構成した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、図７に示すように、載置台４０として薄い一枚の円板状のブロック内に、熱媒体流路５０と補助熱媒体流路５２を別々に形成するうにしてもよい。これによれば、載置台４０自体の熱容量を小さくして、載置台４０の昇温操作及び降温操作を一層迅速に行うことが可能となる。
また、ここでは低温処理工程と高温処理工程として、ウエハ表面から自然酸化膜を除去するプレクリーニング処理を例にとって説明したが、これに限定されず、２つの異なる温度帯域で連続的に処理する工程ならばどのような処理にも本発明を適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
本発明によれば、載置台の熱媒体流路に冷却用熱媒体と高温用熱媒体とを選択的に流すことにより、同一の処理容器内において低温処理と高温処理とを連続的に、且つ迅速に行うことができる。
また、載置台の降温時に補助熱媒体流路に冷媒を流すことにより、載置台の降温操作を更に迅速に行うことが可能となり、その分、スループットを向上させることができる。
また、上段ブロックと下段ブロックとの間の微細な隙間（接合部）に熱対流用ガスが導入されるので、両ブロック間の熱伝達効率を促進させて、載置台の降温操作を一段と迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理装置を示す構成図である。
【図２】図１中の載置台中に形成された熱媒体流路を示す水平断面図である。
【図３】図１中の載置台中に形成された補助熱媒体流路を示す水平断面図である。
【図４】中間体の作成を行う低温処理工程を説明するための説明図である。
【図５】中間体を昇華させるための高温処理工程を説明するための説明図である。
【図６】処理方法の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の処理装置の変形例を示す構成図である。
【図８】自然酸化膜を中間体に変換する従来の処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図９】中間体を昇華させる従来の処理装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
８  中間体膜
２０  処理装置
２４  処理容器
４０  載置台
５０  熱媒体流路
５２  補助媒体流路
５４  熱媒体選択供給機構
５８  主媒体供給ライン
６２  主媒体排出ライン
６６  冷却部
６８  加熱部
７０  上流側切替弁
７２  下流側切替弁
８０  冷媒供給機構
８２  補助媒体供給ライン
８４  補助媒体排出ライン
８６  補助冷媒源
９２  熱対流用ガス供給機構
９４  熱対流用ガスライン
９６  ヘリウム源
１２０  活性種発生機構
１２２  プラズマ容器
１２６  マイクロ波コイル
１３０  マイクロ波発生器
１４８  処理ガス供給手段
１５４  ＮＦ３ ガス源
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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