(57)【要約】【課題】  例えば半導体ウエハに対して処理容器内でプラズマ処理を行うにあたり、ヒータにより処理容器を所定温度に加熱しておいてプラズマ発生による発熱分を冷却水などの冷媒により冷却しようとすると、チラーユニットが必要になり、また気体で冷却しようとすると速やかな冷却ができない。【解決手段】  処理容器にミスト流路を設け、またミストを発生させるためのミスト発生手段と、ここで発生したミストを前記ミスト流路に通流させるためのキャリアガス供給部とを設ける。そしてミスト流路により冷却されることになる部位の温度を温度センサで検出し、温度検出値が所定温度を越えたときに前記ミスト流路に例えば水のミストを流入させ、その気化熱によって処理容器を冷却する。このため速やかに処理容器の温度が降温し、安定した温度雰囲気でプラズマ処理することができる。【選択図】  図２
2005197600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置製造用の基板を処理するための半導体製造装置において、
装置構成部材を冷却するためのミスト流路と、
このミスト流路に接続され、ミストを発生させるためのミスト発生手段と、
前記ミスト流路に接続され、前記ミスト発生手段で発生したミストを前記ミスト流路に通流させるためのキャリアガス供給部と、
前記ミスト流路に流入したミストの気化熱によって、装置構成部材に発生した熱を奪って冷却することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
装置構成部材は基板を処理するための処理容器であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
処理容器内で基板に対して行われる処理は、プラズマによる処理であることを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記ミスト流路により冷却される部位を加熱するためのヒータを備え、このヒータは、少なくともプラズマが発生していないときにはオンになっていることを特徴とする請求項３記載の半導体製造装置。
【請求項５】
ミスト流路により冷却される部位の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部の温度検出値が設定値以上のときにミスト流路にミストを供給するための制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の半導体製造装置。
【請求項６】
制御部は、温度検出部の温度検出値が設定値以下のときには、キャリアガスの供給を停止するための制御信号を出力することを特徴とする請求項５記載の半導体製造装置。
【請求項７】
温度検出部の温度検出値が設定値以下のときであってもキャリアガスはミスト流路を通流していることを特徴とする請求項５記載の半導体製造装置。
【請求項８】
制御部は、ミストがミスト流路を通流しているときに、温度検出部からの温度検出値に基づいて、ミストの流量及びキャリアガスの流量の少なくとも一方を制御する機能を備えたことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一つに記載の半導体製造装置。
【請求項９】
処理容器は、加熱炉の中に設けられていて基板を加熱して所定の処理を行うためのものであり、
ミスト流路は、処理容器と加熱炉との間の隙間により形成されており、
処理された基板を処理容器から搬出する前にミスト流路にミストを通流して処理容器内を冷却することを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
ミスト流路を通流したミストを液体として回収するミスト回収部を備え、ミスト発生部は、前記ミスト回収部で回収された液体からミストを発生させることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して所定の処理を行って半導体装置を製造するための装置、例えばプラズマ処理や熱処理等を行う装置であって、冷却機能を備えた半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置としては、半導体装置を製造するための基板例えば半導体ウエハに対してプラズマにより成膜やエッチングを行うプラズマ処理装置、加熱炉内でアニールや酸化処理などの熱処理を行う熱処理装置等種々の装置が挙げられるが、これらの装置から発熱した熱を奪って装置を冷却することが必要な場合がある。例えばプラズマ処理装置では、マイクロ波等のエネルギーにより処理ガスが励起されてプラズマが立つと、そのプラズマからの熱により装置の温度が上昇する。
【０００３】
一方、基板に対して行われるエッチングや成膜などの処理は基板の温度やチャンバの温度に敏感であるため、これらの温度をできるだけ適正な温度に安定化する必要がある。一般に温調手段としてヒータが用いられることが多いが、プラズマ処理装置の場合にはヒータのみで温度制御しようとすると、プラズマ発生時の発熱分を奪うことができず装置が昇温してしまうので、プラズマによる発熱時に装置を冷却する必要がある。
【０００４】
例えば特許文献１には冷却機能を備えたプラズマ処理装置が記載されており、その構成を図１０に簡略化して示す。この装置は、例えばアルミニウムからなる処理容器１１内に、半導体ウエハＷを載置するための載置台１２が設けられており、前記処理容器１１の上部の導波管１３を介して平面アンテナ１４にマイクロ波が供給され、この平面アンテナ１４から透過窓１５を介してマイクロ波が処理容器１１内に放射されて処理ガスがプラズマ化されるように構成されている。そして処理容器１１の上部にはプラズマ発生時に装置を冷却するための冷却流路１６が設けられており、図示しないヒータと冷媒とを組み合わせることによって処理容器１１の上部を設定温度に維持するように温度制御が行われる。また冷媒流路１６を通流する冷媒としては冷却水が用いられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９９３３０号公報（段落００３９、図３（Ａ）参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら冷媒を通流する手法は、チラーユニットが必要であり、チラーユニットは冷凍機、一次冷却水の流路、温調タンク及びヒータ等を含む大掛かりな装置であるため設備コストが高く、また広い占有面積が必要であり、更に消費電力が大きいという課題がある。ここでプラズマ処理装置に限らず半導体製造装置の冷媒として捉えた場合、冷却水を用いる場合には、その温度の上限がせいぜい８０℃であるため、適用範囲が狭い。またガルデン（アウジモント社の登録商標）などの冷媒を用いる場合には、例えば１５０℃程度の温度まで加熱できるが、高温流体が工場内で循環しているので危険であり、加えて粘性が極めて大きいことから定常状態になるまでに長い時間がかかるという不利益がある。そしてまた空気等の気体を冷媒として用いる場合には、供給システムは簡単であるが、冷却能力が小さいという欠点がある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、半導体製造装置の処理容器或いは装置の一部を冷却するに当たり、省エネルギー化を図ることができ、簡易な構成でありながら冷却能力の大きい半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体製造装置は、半導体装置製造用の基板を処理するための半導体製造装置において、装置構成部材を冷却するためのミスト流路と、このミスト流路に接続され、ミストを発生させるためのミスト発生手段と、前記ミスト流路に接続され、前記ミスト発生手段で発生したミストを前記ミスト流路に通流させるためのキャリアガス供給部と、前記ミスト流路に流入したミストの気化熱によって、装置構成部材に発生した熱を奪って冷却することを特徴とする。前記装置構成部材は例えば基板を処理するための処理容器である。この場合、処理容器内で基板に対して行われる処理は、例えばプラズマによる処理である。本発明がプラズマ処理装置である場合、前記ミスト流路により冷却される部位を加熱するためのヒータを備え、このヒータは、少なくともプラズマが発生していないときにはオンになっている構成とすることができる。
【０００９】
また半導体製造装置としてはプラズマ処理装置に限られるものではなく、例えば複数枚の半導体ウエハを棚状に保持具に搭載して縦型の処理容器内に搬入して熱処理を行う縦型熱処理装置であってもよい。この場合、処理容器は、加熱炉の中に設けられていて基板を加熱して所定の処理を行うためのものであり、ミスト流路は、処理容器と加熱炉との間の隙間により形成されており、処理された基板を処理容器から搬出する前にミスト流路にミストを通流して処理容器内を冷却することになる。なお装置構成部材とは、処理容器以外の部位例えば加熱炉の外周部であってもよい。
【００１０】
これら発明において、ミスト流路により冷却される部位の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部の温度検出値が設定値以上のときにミスト供給のための制御信号を出力する制御部と、を備えた構成としてもよい。更に制御部は、温度検出部の温度検出値が設定値以下のときには、キャリアガスの供給を停止するための制御信号を出力する構成としてもよい。また温度検出部の温度検出値が設定値以下のときであってもキャリアガスはミスト流路を通流する構成としてもよい。そしてまた制御部は、ミストがミスト流路を通流しているときに、温度検出部からの温度検出値に基づいて、ミストの流量及びキャリアガスの流量の少なくとも一方を制御する機能を備えた構成としてもよい。またこれら発明は、ミスト流路を通流したミストを液体として回収するミスト回収部を備え、ミスト発生部は、前記ミスト回収部で回収された液体からミストを発生させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ミスト流路にミストを通流させて装置構成部材を冷却するようにしているため、ミストの気化熱により装置構成部材から熱を奪うので、装置構成部材を速やかに冷却することができる。この結果例えばプラズマ処理装置の処理容器がプラズマの発生により昇温しても速やかに所定の温度まで冷却されるので、安定したプラズマ処理を行うことができる。またミストを用いているので、冷却水を用いる場合のようにチラーユニットを用いなくて済み、装置全体のレイアウトをコンパクトにすることで、半導体製造装置の設置面積を小さくすることができ、また消費電力を低減できるのでコスト的にも有利である。更にミストの気化熱を利用して冷却していることから、高温の冷媒の配管を工場内を引き回さなくてよいので、安全なシステムを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る半導体製造装置の実施の形態であるプラズマ処理装置の概観を示している。先ず装置本体について簡単に説明しておく。図中２は処理容器であり、ここでいう処理容器２は真空チャンバをなすアルミニウムからなる容器本体３９と、この容器本体３９の周囲を囲う断熱部材３と、容器本体３９の上面側のアンテナ本体４２などを含んだものである。またこの処理容器２内には、半導体ウエハＷ（以下、ウエハという。）が載置されるための載置台３１が設けられており、この載置台３１には例えば１３．６５ＭＨｚのバイアス用高周波電源３２が接続されている。
【００１３】
前記載置台３１の上方には、例えば平面形状が略円形状に構成された導電体からなるガス供給部３３が設けられ、このガス供給部３３における載置台３１と対向する面には多数のガス供給孔３４が形成されている。このガス供給部３３の内部には、ガス供給孔３４と連通する格子状のガス流路３５が形成されており、このガス流路３５にはガス供給路３６が接続されている。このガス供給路３６には、図示しないガス供給源が接続されており、このガス供給源からプラズマ処理に必要な処理ガスが当該ガス供給路３６、ガス流路３５、及びガス供給孔３４を通じて処理容器２内に供給されるようになっている。
【００１４】
またガス供給部３３には、当該ガス供給部３３を貫通するように、図示されない多数の開口部が形成されている。この開口部は、プラズマを当該ガス供給部３３の下方側の空間に通過させるためのものであり、例えば隣接するガス流路３５同士の間に形成されている。また処理容器２の底部には排気管３７が接続されており、この排気管３７の基端側には図示しない真空排気手段が接続されている。
【００１５】
前記ガス供給部３３の上部側には、誘電体例えば石英からなるプレート（マイクロ波透過窓）４が設けられ、この石英プレート４の上部側には、当該石英プレート４と密接するようにアンテナ部４１が設けられている。この誘電体のプレートは石英に限らず例えばアルミナなどであってもよい。前記アンテナ部４１は、平面形状が円形の扁平なアンテナ本体４２と、このアンテナ本体４２の下方側に設けられ、多数のスロットが周方向に形成された円形状の平面アンテナ部材（スロット板）４３とを備えている。これらアンテナ本体４２と平面アンテナ部材４３とは導体により構成されており、同軸導波管４４に接続されている。また前記アンテナ本体４２と平面アンテナ部材４３との間には、遅波板４５が設けられ、これらアンテナ本体４２、平面アンテナ部材４３及び遅波板４５によりラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）が構成されている。
【００１６】
このように構成されたアンテナ部４１は、前記平面アンテナ部材４３が石英プレート４に密接するように図示しないシール部材を介して処理容器２に装着されている。そしてこのアンテナ部４１は同軸導波管４４を介して外部のマイクロ波発生手段４６と接続され、例えば周波数が２．４５ＧＨｚ或いは８．４ＧＨｚのマイクロ波が供給されるようになっている。
【００１７】
前記アンテナ本体４２には、冷媒であるミストを含んだガスを通流させるための第１のミスト流路５が処理容器２の周方向にスパイラル状に形成されている。前記第１のミスト流路５の一端側には、例えば管路からなる流入路５１が接続されると共に前記第１のミスト流路５の他端側には、例えば管路からなる排出路５２が接続されている。前記流入路５１及び排出路５２により循環路を形成しており、この循環路には後述する第１のミスト供給部６が介設されている。前記アンテナ本体４２には、加熱手段であるヒータ４８が設けられている。また前記処理容器２の下部側においても冷媒であるミストを含んだガスを通流させるための第２のミスト流路５３が周方向に形成されている。前記第２のミスト流路５３にも、同様にして循環路の一部をなす流入路５４と排出路５５が接続されており、この循環路には第１のミスト供給部６と同様な第２のミスト供給部６１が介設されている。
【００１８】
またアンテナ本体４２には、処理容器２内の温度を検出するための温度検出部である温度センサ４９が設けられており、この温度センサ４９で検出した温度検出値が制御部７に送られる構成になっている。更に前記第１のミスト供給部６及び第２のミスト供給部６１は夫々制御部７によってミスト及びキャリアガスの通流が制御される構成になっている。
【００１９】
次に処理容器２の外部に設けられた第１のミスト供給部６及び制御部７について詳細に説明する。図２は、第１のミスト供給部６の内部構成を詳細に説明した構成図である。なお第２のミスト供給部６１の内部構成は、第１のミスト供給部６と同じ構成にあるため、ここでは第１のミスト供給部６について説明を行う。前記第１のミスト供給部６は、流入路５１の上流側からミストをキャリアガス例えば空気を供給するためのガス供給部６２と、供給するキャリアガスの量を調整するための流量調整部６３と、ミストを発生させるためのミスト発生手段６４とがこの順に設けられている。また排出路５２にはミスト回収部をなす気液分離部６５が設けられており、この気液分離部６５によってミストを含んだキャリアガスをキャリアガスとミストとに分離し、つまり気液分離し、分離されたミストは回収液貯槽部６６に貯められて、再びミスト発生手段６４の原料液として用いられる構成になっている。また前記制御部７は、ここではガス供給部６２、流量調整部６３及びミスト発生手段６４とを制御することになる。なお前記ガス供給部６２は、例えば空気ボンベ及びバルブ等のガス供給機器を備えており、例えば制御部７によってバルブの開閉制御が行われてキャリアガスの供給、停止が行われる。
【００２０】
図３は、前記ミスト発生手段６４を詳細に説明した原理図である。図中８はパイプであり、この中をガス供給部６２から供給されるキャリアガスが流れる。前記パイプ８には、縮径した縮径部８１が設けられており、この縮径部８１の中央付近に、パイプ８を貫通して設けられたミスト液供給管８２の開口部８３が位置している。前記ミスト液供給管８２は、ミストの原料となる液例えば水、アルコール水及びアンモニア等が蓄えらているミスト液貯槽部８４に接続されており、また前記ミスト液供給管８２にはバルブ８５及び流速計８６が夫々介設されている。更にバルブ８５及び流速計８６は前記制御部７によって制御される。このようにミスト液供給管８２の開口部８３を縮径部８１の中央付近に位置することで、縮径部８１ではガスの流速が増して、縮径部８１内の圧力（Ｐ１）が下がる。この圧力（Ｐ１）はミスト液貯槽部８４内の圧力（Ｐ０）よりも低いため、その圧力差（Ｐ０−Ｐ１）によって液が開口部８３から吸い出される。吸い出された液は、パイプ８内を流れるガスによって拡散され霧状のミストとなる。この圧力差（Ｐ０−Ｐ１）は、ガス供給部６２から供給されるガスの流量によって決まり、前記流量調整部６３で調整されることになる。即ちこの例ではキャリアガスの流量を調整することにより、ミストの流量が調整される。更に前記流速計８６の検出値を制御部７で監視しながら開口部８３から吹き出される液の量をバルブ８５によって調節するようにしてもミストの量を調整することができる。更にまたミストの発生を止める場合には、バルブ８５が閉じられる。また前記ミスト液貯槽部８４は、管路に介設されたバルブ８７を介して前記回収液貯槽部６６に接続されており、このバルブ８７を開けることによって回収液貯槽部６６に貯まった液をミスト液貯槽部８４に供給する構成になっている。
【００２１】
図４（ａ）は、前記気液分離部６５を上から見た概略横断面図である。前記気液分離部６５の内部は、図４（ｂ）にも示すように複数のフィン９が屈曲した流路を形成するよう配置されており、流入口９１と排気口９２とが設けられている。また前記気液分離部６５の下面側には、分離された液を排出する図示されない排出口が設けられている。このような構成にすることで、ミストを含んだガスがフィン９に当ってミストだけが付着し、ガスは排気口９２から排気される。またフィン９に付着したミストの量が多くなると、このミストが大きな液滴となり、重力によって降下して排出口から排出され、前記回収液貯槽部６６に回収される。
【００２２】
続いて本発明の実施の形態の作用について図５を参照しながら説明する。先ずプラズマ処理装置を立ち上げるときにヒータ４８がオンにされ、処理容器２の上面部の温度が所定温度に維持される。より詳細には、前記上面部の温度センサ４９の温度検出値が予め設定した設定温度となるようにヒータ４８の供給電力が設定される。この設定温度とは、ウエハＷに対してプラズマ処理例えばプラズマエッチングが行われるときにプラズマ発生空間の温度が適切な温度となる値であり、例えば１８０℃である。続いて外部から図示しない搬送アームにより図示しない搬送口を介してウエハＷが処理容器２内に搬入され、載置台３１の表面に図示しない昇降ピンを介して載置される。しかる後、ガス供給部から処理ガス例えばＡｒガスなどの不活性ガスと例えばハロゲン化合物ガス等のエッチングガスとが処理容器２内に供給されると共に、マイクロ波発生手段４６からアンテナ部材４３及び石英プレート４を介してマイクロ波が処理装置２内に放射され、処理ガスがプラズマ化される。またこのときバイアス電源３２からバイアス電力が載置台３１に印加される。そしてウエハＷの表面部の薄膜が、このプラズマによりエッチングされる。
【００２３】
ここで、処理容器２の上面部の温度センサ４９が設けられている部位の温度に着目すると、その温度は図５に示すように推移する。即ち、時刻ｔ１でプラズマが発生したとすると、時刻ｔ１まではヒータ４８がオンになっており、また流路５にはキャリアガスである例えば空気が流れていて、温度センサ４９の温度検出値は例えばおよそ１８０℃で一定である。時刻ｔ１にてプラズマが発生し、その後このプラズマにより処理容器２の温度が上昇する。このためヒータ４８がオフにされると共にミスト発生手段６４のバルブ８５を開くことによって所定量のミストが発生し、キャリアガスと共にミストが流入路５１を介して第１のミスト流路５内に供給される。このようにしてミスト流路５内を通流するミストは、処理容器２に発生した熱により気化され、当該熱が気化熱として奪われる。この結果プラズマの発生により昇温しようとした処理容器２（この説明では処理容器２の上面部分）が冷却され、所定温度まで降温し、発熱と吸熱とのバランスによって所定温度に安定しようとする。そして時刻ｔ２にてプラズマの発生が停止すると処理容器２の温度が下がるので再びヒータ４８がオンにされると共にミストの供給が停止され処理容器２が所定温度に維持される。
【００２４】
上述の実施の形態によれば、ミスト流路５にミストを通流させて装置構成部材である処理容器２の上部側を冷却するようにしているため、プラズマの発生により発熱した熱がミストの気化熱として奪われて当該上部側が冷却されることから、冷却が速やかに行われる。この結果例えばプラズマ処理装置の処理容器２がプラズマの発生により昇温しても速やかに所定の温度まで降温して安定するので基板に対して安定した処理例えばエッチング処理を行うことができる。またミストを用いているので、冷却水を用いる場合のようにチラーユニットを用いなくて済み、装置全体のレイアウトをコンパクトにすることで、半導体製造装置の設置面積を小さくすることができ、また消費電力を低減できるのでコスト的にも有利である。更にミストの気化熱を利用して冷却していることから、高温の冷媒の配管を工場内を引き回さなくてよく、作業者が火傷するといった事故を防止でき、安全なシステムを構築できる。更にまたミスト流路５を通流したミストをミスト回収部である気液分離部６５により回収して再使用しているので、資源を有効利用でき、低コスト化を図れる。
【００２５】
本発明は、常時キャリアガスをミスト流路５に流しておき、上述のように温度センサ４９の温度検出値が設定値を越えたときにミストを供給するようにしてもよいが、前記温度検出値が設定値以下のときにはキャリアガスの供給を停止しておき、温度検出値が設定値を越えたときに、キャリアガス及びミストをミスト流路５に供給するようにしてもよい。
【００２６】
更に本発明は、温度設定値に応じてミストの供給量またはキャリアガスの供給量の少なくとも一方を変えるようにしてもよい。図６はこのような例を示すものであり、制御部７のメモリに温度領域とミスト流量とキャリア流量とを対応づけたデータを記憶させ、温度検出値とこのデータとを照合してミスト流量とキャリア流量とを求めるようにしている。図６における温度Ｔ１は、例えばプラズマが発生していないときにヒータ４８により加熱されている温度（プラズマ処理を行うときの適切な温度）であり、この温度Ｔ１以下のときにはミスト及びキャリアガスの流量が夫々ゼロ及びＡ１、温度がＴ１〜Ｔ２の間にある場合には、ミスト及びキャリアガスの流量が夫々Ｍ２及びＡ２、温度がＴ２以上の場合には、ミスト及びキャリアガスの流量が夫々Ｍ３及びＡ３である。なおＭ２＜Ｍ３、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３の関係にある。この例では、温度を３分割して各分割領域に流量を割り当てているが、温度の分割数は３分割に限らずそれ以上であってもよい。このように温度領域を設定して温度が高いほどミスト或いはキャリアガスの流量を大きくすることで、よりきめ細かい温度制御ができ、一層速やかに所定の温度まで冷却することが可能になる。
【００２７】
更に本発明は以下に説明する半導体製造装置にも適用することができる。
【００２８】
図７は、熱処理装置である縦型熱処理装置を示し、縦型の加熱炉１００は例えば天井部を備えた筒状の断熱体１０１と、この断熱体１０１の内壁面に沿って周方向に設けられる加熱手段をなす例えば抵抗発熱体からなるヒータ１０２とを備え、その下端部がベース体１０３に固定されている。
【００２９】
加熱炉１００の中には、上端が閉じられ、その内部に熱処理雰囲気が形成される縦型の例えば石英よりなる処理容器である反応管１０４が設けらている。この反応管１０４はベース体１０３に固定されている。ベース体１０３には、加熱炉１００と反応管１０４との間の隙間（ミスト流路）に冷却用のミストを含んだガスを供給するために、周方向に沿って複数のノズル１２０が設けられている。これらノズル１２０はベース体１０３にリング状に設けられた送風ヘッダ１２１に接続され、送風ヘッダ１２１には送風ファン１２２が介設された送風パイプ１２３からミストを含んだガスが供給されるようになっている。この送風パイプ１２３は上述したと同様のミスト供給部６に接続されている。また加熱炉１００の天井部には、冷却用のミストを含んだガスを排出する排気路１３０が連結されており、この排気路１３０には、開閉シャッタ１３１、当該排出ガスを冷却する冷却機構１３２及び排気ファン１３３が順次介設されている。
【００３０】
またこの縦型熱処理装置は複数枚の基板例えばウエハＷを棚状に保持する保持具であるウエハボート１１０を備えており、このウエハボード１１０は断熱材１１１及びターンテーブル１１２を介して蓋体１１３の上に載置されている。蓋体１１３は反応管１００の下端の開口部を開閉するためのものであり、ボートエレベータ１１４に設けられている。またボートエレベータ１１４には回転機構１１５が設けられ、これによりウエハボート１１０がターンテーブル１１２と共に回転するようになっている。そしてボートエレベータ１１４が昇降することにより、反応管１００に対するウエハボート１１０の搬入出が行われる。
【００３１】
反応管１００の下部側においては、外部から内部にガス供給管１１６が配管され、このガス供給管１１６は例えば反応管１００内にて垂直に立ち上げられ、その先端部は反応管１００の中心部付近で天井部に向けて処理ガスを吹き付けるように屈曲している。このようにして反応管１００内に供給された処理ガスは、反応管１００の下端側に設けられた排気管１１７から図示されない減圧手段である真空ポンプによって排出される。
【００３２】
このような装置では、反応管１０４内を所定温度まで加熱してウエハＷに対して成膜処理、酸化処理或いはアニール処理等の熱処理を行った後、断熱体１０１と反応管１０４との間に上述したミスト供給部６から供給されるミストを含んだガスを通流させることによって、ミストの気化熱によって反応管１０４に蓄積した熱を素早く冷却することができるので、反応管１０４内を速やかに降温してウエハボート１１０を反応管１０４から搬出することができる。このため高スループット化に寄与できる。
【実施例】
【００３３】
次に当該半導体製造装置を用いてミストの冷却能力を確認するために以下に示す実験を行った。
（実験例１）
既述したプラズマ処理装置のアンテナ本体４２に設けられた温度センサ４９を用いて、処理容器２の上面部の温度センサ４９が設けられている部位において、ヒータ３８、４８をオンにして１２０℃に加熱し、ミスト流路５に空気（比較例１）又はミストを含んだ空気（実施例１）を種々の流量で通流させたときの定常状態になる温度を調べた。また同様に、加熱温度が１８０℃である場合についてもミスト流路５に空気（比較例２）又はミストを含んだ空気（実施例２）を通流させたときの定常状態になる温度を調べた。その結果を図８に示す。図８中の縦軸は温度［℃］、横軸は流量［ｌ／ｍｉｎ］である。図８から分かるように、当該流路に５０ｌ／ｍｉｎの空気又はミストを含む空気を通流させた場合、ミストを含んだ空気の方が降温の効果が大きいことが理解できる。
（実験例２）
既述したプラズマ処理装置を構成する処理容器２の上面部に設けられた流路に空気５０ｌ／ｍｉｎにミスト１ｇ／ｍｉｎを含ませて、これを通流させ、処理容器２の上面部の４箇所（ＴＣ１〜ＴＣ４）の温度変化を調べた。これを実施例３とし、図９（ａ）に結果を示す。図９（ａ）中の縦軸は温度［℃］であり、横軸は時間［ｍｉｎ］である。
【００３４】
同様にしてミストを含まない空気を通流させ、４箇所（ＴＣ１〜ＴＣ４）の温度変化を調べた。これを比較例３とし、図９（ｂ）に結果を示す。図９（ｂ）中の縦軸は温度［℃］であり、横軸は時間［ｍｉｎ］である。比較例３では、時間と共に空気の流量を増加させている。
【００３５】
実施例３及び比較例３から分かるように、空気のみを流路に通流させるより、ミストを含んだ空気を流路に通流させた方が、処理容器２の上面部の４箇所（ＴＣ１〜ＴＣ４）の降温速度が早いことが理解できる。これはミストの気化熱によって装置構成部材を素早く冷却できることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に用いられるプラズマ処理装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】上記プラズマ処理装置に接続されるミスト供給部の内部構成を詳細に説明した構成図である。
【図３】上記ミスト供給部を更に詳細に説明した説明図である。
【図４】上記ミスト供給部を更に詳細に説明した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る作用について説明した説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を説明する説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に用いられる縦型熱処理装置の縦断面図である。
【図８】当該流路に空気又はミストを含んだ空気を通流させ、処理容器の上面部の部位の温度変化を示した特性図である
【図９】当該流路に空気又はミストを含んだ空気を通流させ、処理容器の上面部の４箇所の温度変化を示した特性図である。
【図１０】従来のププラズマ処理装置を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
２    処理容器
３    断熱部材
４１  アンテナ部
４２  アンテナ本体
４９  温度センサ
５    第１のミスト流路
５１  流入路
５２  排出路
５３  第２のミスト流路
５４  流入路
５５  排出路
６    第１のミスト供給部
６１  第２のミスト供給部
６２  ガス供給部
６３  流量調整部
６４  ミスト発生手段
６５  気液分離部
６６  回収液貯槽部
７    制御部
【図１】
2005197600.tif 000003
【図２】
2005197600.tif 000004
【図３】
2005197600.tif 000005
【図４】
2005197600.tif 000006
【図５】
2005197600.tif 000007
【図６】
2005197600.tif 000008
【図７】
2005197600.tif 000009
【図８】
2005197600.tif 000010
【図９】
2005197600.tif 000011
【図１０】
2005197600.tif 000012