(57)【要約】【課題】半導体ウエハ等の板状被加熱物を非接触で効率よく加熱することができる加熱装置を提供すること。【解決手段】本発明では、半導体ウエハ２０等の板状被加熱物の全面を非接触で加熱するヒータブロック１１を備えた加熱装置であって、前記ヒータブロック１１の前記半導体ウエハ２０に対する対向面部分に加熱ガス噴射用のノズル部１２を設けると共に、このノズル部１２から噴射されるガスが外部から当該ノズル部１２の中央に供給されるのを案内するガス供給路１１ａを前記ヒータブロック１１に設け、前記ノズル部１２が、当該ノズル部１２から前記半導体ウエハ２０等の板状被加熱物に向けて噴射される加熱ガスＧの一部を再循環させる噴射ガス再循環機構３０を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2009093964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状被加熱物を非接触で加熱するヒータブロックを備えた加熱装置であって、
前記ヒータブロックは、
加熱ガスを供給するガス供給路と、
前記加熱ガスを前記板状被加熱物に向けて噴射するノズル部と、
噴射された加熱ガスの一部を前記ガス供給路へ再循環させる噴射ガス再循環機構と、
を備えていることを特徴とした加熱装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の加熱装置において、
前記ヒータブロックの前記板状被加熱物に対する対向面部分に凹状空間領域を設け、一端を前記ノズル部とする貫通するガス噴射路を有するノズル本体を、前記凹状空間領域内に、前記ガス供給路の中心線と前記ガス噴射路の中心線が合うよう配設して、前記噴射ガス再循環機構を構成したことを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の加熱装置において、
前記ヒータブロックは、前記噴射ガス再循環機構の前記板状被加熱物に対する対向面部分に、噴射された加熱ガスを一時的に停留させるよう周囲より凹んだ噴射ガス停留空間を有することを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
前記請求項３に記載の加熱装置において、
前記噴射ガス停留空間の内側周囲に、中心から見て放射状に配置された複数の放熱フィンを装備したことを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
前記請求項１，２，３，又は４に記載の加熱装置において、
前記ノズル本体の周囲側面に、前記凹状空間領域の側壁に向かう突起部を設けたことを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
前記請求項１，２，３，４又は５に記載の加熱装置において、
前記ノズル本体の側面周囲に対向する前記凹状空間領域の側壁部分に、前記ノズル本体の側面に向かう突起部を設けたことを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
前記請求項１乃至６の何れか一つに記載の加熱装置において、
前記凹状空間領域を断面円柱状に形成すると共に、前記噴射ガス停留空間を断面円板状に形成したことを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置に係り、特に半導体ウエハ等の板状被加熱物を非接触で加熱する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式で半導体ウェハを加熱する場合、従来より、板状に形成されたヒータの熱効率を高めるために、ヒータと半導体ウェハの間にガスの流れを作り、このガスの流れによる熱対流と、加熱されたガスが帯びた熱エネルギーと、ヒータの輻射熱とによって、半導体ウェハにヒータの熱を伝えるという噴流方式が採用されている。
【０００３】
ここで、半導体ウェハを加熱するヒータブロックの関連技術の例を図９に示す。
ヒータブロック１１０と半導体ウェハ１２０との間にガス流を設定するには、図９に示すように、ヒータブロック１１０を貫通した貫通穴１１１に一定圧力の注入ガスＧ０  を流入させ、この注入ガスＧ０  が貫通穴１１１を通過するときに当該注入ガスＧ０  がヒータブロック１１０によって加熱されて加熱ガスＧとなるように構成されている。図９において符号１０９は上記ヒータブロック１１０が備えているヒータを示す。
【０００４】
そして、この加熱されたガスＧは、ヒータブロック１１０と半導体ウェハ１２０の間の空気層をかく乱することで、強制的熱対流の効果が得られ、ヒータブロック１１０の輻射熱の照射効率を高める効果がある。さらに、加熱されたガスＧが熱風となり、ヒータブロック１１０の直下に置かれた半導体ウェハ１２０と衝突する。これにより、ガスの熱は半導体ウェハ１２０に有効に伝えられる。
【０００５】
また、非接触による板状被加熱物の加熱方式には、上記噴流方式のほかに、更に循環ファン方式がある。
この循環ファン方式は、循環ファンなどの羽根車を有する機構を用い加熱装置チャンバー内にてガスの流れを作り、熱対流の発生を加速することで、ヒータの熱効率を向上させる方式であり、従来より良く知られた一般的なものである。以下、この噴流方式と循環ファン方式とについて例示する。
【０００６】
噴流方式の例を特許文献１に示す。この噴流方式による加熱装置では、送風手段として羽根車を装備し、ガスを流路に流しながら加熱し、羽根車でチャンバー内の雰囲気をかき混ぜるように構成されている。また、ガスが通過する加熱流路を延長したので、ガスがより高い温度に加熱される。従って、送風手段による熱対流の向上と、延長した加熱流路によるガスの高温化によって、加熱装置のヒータの熱交換率を高められている。
【０００７】
次に、循環ファン方式の例を特許文献２に示す。この循環ファン方式による加熱装置では、循環ファンと、それぞれ独立された送風／吸引流路とを用いてチャンバー内に流れの循環を作り、これにより熱対流の向上による熱交換率を高めるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００１−２０３０６１（第７頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−１７５２８８（第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した図９の噴流方式では、ガスを所要温度より温度の高い熱風に加熱する必要がある。このため、前述した特許文献１のように、流路を長くし、ガスの加熱時間を増やし、或いは別途のヒータを設置し、ガスを貫通穴に導入する前に予め加熱するのが一般的である。このため、上述した関連技術では、ヒータの熱効率を高めるための機構として、ヒータブロック１１０以外にも、別途のヒータ又はガスを加熱するための長い流路を収める大型のヒータブロック１１０を必要とする、という煩わしさがある。
【０００９】
更に、半導体ウェハ１２０にあっては、ＬＳＩのデバイス集積度が高くなりつつある現在、半導体ウェハ１２０上のデバイスがナノオーダーに移行しつつあることから、前述した循環ファン方式の循環ファン機構によると、パーティクルの発生は無視できない状態となっている。
【００１０】
又、前述した特許文献１では、十分な長さの流路を確保しないと、チャンバー内に送り込まれたガスが十分にヒータに加熱されないため、半導体ウェハを効率良い加熱効果が得られないという不都合がある。また、流路を長くするためには、ヒータブロックを大型化にする必要があるため、半導体ウェハのフロア当り生産量向上のための装置コンパクト化が難しくなるほか、エネルギー消費が大きくなるため、装置ランニングコストが高くなるという不都合がある。
【００１１】
更に、特許文献２では、熱交換率を高める循環流を作り出すために、循環ファンのような機構を使用している。循環ファンは可動部を有するため、稼動する際に半導体ウェハの品質を左右するパーティクルが生じ、製品に付着し、製品の品質を損なうという問題を抱えている。また、パーティクルの改善に取り付けたパーティクル除去機構は、より高い出力の循環ファンを必要とし同時にエネルギー消費を伴うため、装置コストがより高くなるという不都合がある。
（発明の目的）
【００１２】
本発明は、半導体ウエハ等の板状被加熱物を非接触で効率よく加熱することができる加熱装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明では、板状被加熱物を非接触で加熱するヒータブロックを備えた加熱装置であって、前記ヒータブロックは、加熱ガスを供給するガス供給路と、前記加熱ガスを前記板状被加熱物に向けて噴射するノズル部と、噴射された加熱ガスの一部を前記ガス供給路へ再循環させる噴射ガス再循環機構と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上述したように構成したので、これによると、加熱ガス噴射用のノズル部に設けた噴射ガス再循環機構によって外部からの注入ガスをヒータブロックにて熱変換するに際してノズル部内で一部再循環させるようにしたので、注入ガスに対して連続的に効率良く熱変換することができ、噴射する加熱ガスを高温度に維持することができ、これがため、半導体ウエハ等の板状被加熱物を加熱ガスを介して非接触で効率よく加熱することができるという従来にない優れた加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
〔第１の実施形態〕
図１乃至図３に、本発明にかかる加熱装置の第１の実施形態を示す。この図１乃至図３において、加熱装置１は、板状被加熱物である半導体ウエハ２０の全面を非接触で加熱する金属製のヒータブロック１１を備えている。このヒータブロック１１の前述した半導体ウエハ２０に対する対向面部分に、加熱ガス噴射用のノズル部１２が設けられている。このノズル部１２は、当該ノズル部１２から前述した半導体ウエハ２０に向けて噴射される加熱ガスの一部を再循環させる噴射ガス再循環機構３０を備えている。
【００１６】
また、ヒータブロック１１には、前述したノズル部１２から噴射されるガスが外部から当該ノズル部１２の中央部分に供給されるのを案内するガス供給路１１Ａが、貫通穴の形態をもって形成されている。
換言すると、上述したヒータブロック１１は、加熱ガスを供給するガス供給路１１Ａと、前記加熱ガスを前記板状被加熱物に向けて噴射するノズル部１２と、噴射された加熱ガスの一部を前記ガス供給路へ再循環させる噴射ガス再循環機構３０と、を備えて構成されている。
更に、このヒータブロック１１は、本実施形態では上述した半導体ウエハ２０に対応して板状に形成され、その厚さ方向のほぼ中央部に、前述した板状の加熱面に沿ってほぼ等間隔にヒータ１１Ａが埋設されている。これにより、ヒータブロック１１の板状加熱面の全面が、必要とする加熱温度に設定されるようになっている。
【００１７】
又、上述したヒータブロック１１は、前述した板状被加熱物に対する対向面部分に凹状空間領域１３を有し、図１の下端側をノズル部１２とする貫通したガス噴射路１４Ａを有するノズル本体１４を、前記凹状空間領域１３内に、前記ガス供給路１１Ａの中心線と前記ガス噴射路１４Ａの中心線が合うよう配設し、これによって形成される前記噴射ガス再循環機構３０を備えている。
このヒータブロック１１における上記ノズル部１２は、具体的には図２に示すように、ヒータブロック１１の前述した半導体ウエハ２０に対する対向面部分に設けられた断面円柱状の凹状空間領域１３と、この凹状空間領域１３内に配設され中心部に前記半導体ウエハ２０に向かうガス噴射路１４Ａを有する円柱状のノズル本体１４と、このノズル本体１４の周囲および当該ノズル本体１４と前記凹状空間領域１３の深部との間に設けられた還流ガス流路（循環部）１５Ａ，１５Ｂと、前記ノズル本体１４の前記半導体ウエハ２０側に設けられ前記ガス噴射路１４Ａから噴射されるガスを一時的に停留させつつ同時に前記半導体ウエハ２０に沿って一様に噴射する噴射ガス停留空間１６とを備えて構成されている。
【００１８】
そして、この内の還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂとガス噴射路１４Ａとにより、前述した噴射ガス再循環機構３０が構成されている。また、前述したノズル本体１４のガス噴射路１４Ａと、前記ヒータブロック１１側のガス供給路１１Ａとは、相互に同一の中心線上に設置されている。
【００１９】
ここで、外部から供給される注入ガスＧ０  は、ガス供給路１１Ａの出口にて噴流になるように、ヒータブロック１１を貫通して設定されたガス供給路１１Ａの外部のガス注入側（図示せず）で、一定の圧力で注入される。そして、この注入ガスＧ０  は、図３に示すようにガス供給路１１Ａを通過中に加熱され当該ガス供給路１１Ａから噴出された後、ノズル本体１４のガス噴射路１４Ａを通過する。
【００２０】
この際、注入ガスＧ０  の流速により、ガス供給路１１Ａの出口側およびその対応する周囲領域にある流路（還流ガス流路）１５Ｂに負圧が生じる。符号４０ａ，４０ａは負圧発生エリアを示す。そして、この負圧発生エリア４０ａ，４０ａに、還流ガス流路１５Ｂ，１５Ａを介して噴射ガス停留空間１６から一部の加熱ガスＧが吸い込まれ、その移動過程でヒータブロック１１の側壁１３Ａで再加熱される。このように、噴射ガス再循環機構３０にあっては、ガス噴射路１４Ａのガス導入側で発生する負圧によるガス循環効果が、更にガスの再加熱という効果をもたらす。
【００２１】
又、噴射ガス停留空間１６はノズル本体１４のガス噴射路１４Ａを通過した加熱ガスＧの一部を停留させる作用を有する。前述の循環の働きによって、加熱ガスＧがヒータブロック１１との接触時間が増える効果も得られる。
【００２２】
このため、本実施形態にあっては、詳細は後述するが、加熱ガスＧを循環させる機構（噴射ガス再循環機構３０）の存在により、噴出された一部の加熱ガスＧが再び還流ガス流路（循環部）１５Ａ，１５Ｂにて回収および再加熱され、注入された直後の温度が低い加熱ガスＧと混合する。符号４０ｂはガス混合エリアを示す。従って、長いガス流路を備えなくても、噴射ガス再循環機構３０が有効に機能してより加熱効率が良い加熱装置１を得ることができる。
【００２３】
ここで、前述したノズル本体１４は、本実施形態にあっては、その周囲４か所でアーム部材１４ａを介して前述した凹状空間領域１３の側壁（ヒータブロック１１側）１３Ａに保持されている（図２参照）。
更に、前述したノズル本体１４における前記ガス噴射路１４Ａの通路容量は、本実施形態では前述したヒータブロック１１におけるガス供給路１１Ａの通路容量よりも大きく設定されている。この場合、ガス噴射路１４Ａおよびガス供給路１１Ａは、それぞれ貫通穴をもって形成されている。ここで、通路容量とは、本実施例ではこれら各ガス噴射路１４Ａおよびガス供給路１１Ａが備えているガス通路の空間断面積をいう。
【００２４】
これを更に詳述する。
本第１実施形態における加熱装置は、上述したように、ヒータブロック１１の中央部に配設され噴出する加熱ガスＧの一部を再循環させるノズル部１２と、ヒータ１０，１０……を内蔵した厚板状のヒータブロック１１とを備えている。また、ヒータブロック１１の熱効率を高めるための注入ガスＧ０  を外部から取り込んでノズル部１２に案内するガス供給路１１Ａが、ヒータブロック１１の中央部に貫通穴の形態で形成されている。そして、注入ガスＧ０  は、このガス供給路１１Ａを通過する間に加熱され、加熱ガスＧとしてノズル部１２に案内され当該ノズル部１２から半導体ウエハ２０に向かって噴出されるようになっている。
【００２５】
又、ヒータ１０を内蔵した金属ブロックである厚板状のヒータブロック１１には、半導体ウエハ２０に面する側には、前述したように断面円柱状のノズル部１２が装備されている。このノズル部１２内には前述したように噴射ガス再循環機構３０が構築されており、半導体ウエハ２０に向けて噴射される加熱ガスＧの一部を、これによって再循環させる構造となっている。そして、全体的には、ヒータブロック１１は、半導体ウェハ２０と接触せずに、ヒータブロック１１の面全体からの輻射熱とノズル部１２による熱対流とによって、当該半導体ウェハ２０を加熱するように機能する。
【００２６】
噴射ガス再循環機構３０は、前述したように、還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂとガス噴射路１４Ａとにより構成されている（図２参照）。
この内、ガス噴射路１４Ａは、前述したようにノズル本体１４の中心軸上に形成され、ヒータブロック１１のガス供給路１１Ａを通過する過程で加熱された加熱ガスＧを半導体ウエハ２０に向けて噴射するのを案内する。この噴射された加熱ガスＧは、噴射ガス停留空間１６で一時的に停留され、同時に所定のガス注入圧力によって半導体ウエハ２０に向けて噴射される。
【００２７】
一方、前述した還流ガス流路（循環部）１５Ａ，１５Ｂは、図２に示すようにノズル本体１４を周囲から上面に至る全体を包むように流路が配設され、その図２における上端中央部が前述したガス噴射路１４Ａのガス入力領域に連通され、これによって、前述した噴射ガス再循環機構３０が具体的に機能するように構成されている。
【００２８】
次に、上記噴射ガス再循環機構３０の動作を説明する。
図２乃至図３において、半導体ウエハ２０に向けて加熱ガスＧの噴射が始まると、ガス噴射路１４Ａ内の加熱ガスＧが連続的に移動し、前述したガス供給路１１Ａから加熱ガスＧが連続的に供給される。この加熱ガスＧの移動に伴い、当該ガス噴射路１４Ａ内のガス圧は幾分低下することから、これに連通した領域のガス圧も低下する（負圧の発生）。
【００２９】
このため、前述した噴射ガス再循環機構３０における還流ガス流路１５Ｂの前記ガス噴射路１４Ａに面した領域４０ａにも負圧が発生し、還流ガス流路１５Ｂ内の加熱ガスＧがガス噴射路１４Ａに向けて押し出される。以下、かかる状態が連続して継続するため、還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂを介して前述した噴射ガス停留空間１６内の噴射ガスの一部が還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂとガス噴射路１４Ａとを循環路として還流する。かかる流動状態は、前述したノズル本体１４を周囲全体にて同時に発生し、噴射ガスＧがノズル部１２内で有効に攪拌されヒータブロック１１から加熱ガスＧへの熱交換が効率良く実行される。
【００３０】
これを更に具体的に説明する。
前述したように、半導体ウエハ２０に向けて加熱ガスＧを供給するノズル部１２は、ガス供給路１１Ａからガス噴射路１４Ａに向かう加熱ガスＧの噴流によって、ガス供給路１１Ａの出口とノズル本体１４との間のエリア（負圧エリア４０ａ）に負圧が生じる（図３参照：ベルヌーイ定理）。従って、ガス供給路１１Ａとノズル本体１４との間の負圧エリア４０ａは、循環部である還流ガス流路１５Ｂ，１５Ａを介して噴射ガス停留空間１６内の噴射ガスの一部を吸引する。
【００３１】
一方、半導体ウェハ２０によって熱が奪われた温度が下がった噴射ガス停留空間１６に停留する一部の加熱ガスは、上述した負圧エリア４０ａによる吸引によって、再びガス供給路１１Ａの出口とノズル本体１４との間にある当初の位置に戻る。この場合、噴射ガス停留空間１６に停留する加熱ガスＧが前記還流ガス流路１５Ｂ，１５Ａを介して吸引される途上にあってヒータブロック１１の側壁（熱交換面積がはるかに大きい）により加熱されることから結果的に前述したガス供給路１１ａから供給される加熱ガスＧよりも高い温度に加熱される。
【００３２】
そして、ガス供給路１１Ａとノズル本体１４の間にある混合エリア４０ｂ（図３）で新たに供給された加熱ガスＧとで混合され、前記ガス噴射路１４Ａから噴射ガス停留空間１６内へ噴出される。したがって、長い流路を備えなくても、前述した噴射ガス再循環機構３０を装備した本実施形態では、より加熱効率の良い非接触式の加熱装置を得ることができる。同時に、循環ファン等の可動部品がないため、パーティクル発生の心配がない。
このように、上記第１の実施形態によると、加熱ガスＧを循環させる機構である噴射ガス再循環機構３０を設けたので、噴出された一部の加熱ガスＧが再び還流ガス流路１５Ｂ，１５Ａにて回収および再加熱され、注入されたばかりの温度が低い加熱ガスＧと混合するように構成されているので、長い流路を備えなくても、より加熱効率が良い加熱装置を得ることができる。
【００３３】
即ち、本第１の実施形態によると、加熱ガス噴射用のノズル部１２に設けた噴射ガス再循環機構３０によって外部からの注入ガスをヒータブロック１１にて熱変換するに際してノズル部１２内で一部再循環させるようにしたので、注入ガスに対して連続的に効率良く熱変換することができ、噴射する加熱ガスＧを高温度に維持することができ、これがため、半導体ウエハ２０等の板状被加熱物を加熱ガスＧを介して非接触で効率よく加熱することができる。
更に、本第１の実施形態では、循環ファンのような可動部がないため、ゴミによる汚染の心配がなくなる。
【００３４】
ここで、上記第１の実施形態におけるヒータブロック１１については、被加熱物の外形やヒータ１０の構成に合わせて加熱が可能であれば、どんな形状でもよい。
又、ヒータブロック１１は伝熱性の良い素材であれば金属でなくてもよい。また、ヒータブロック１１の構造については、ヒータ１０を埋設するための厚みを有する一体ものか、或いは複数枚の金属もしくは伝熱性の良い素材を重ねたものであってもよい。
【００３５】
更に、ノズル本体１４については、ガス供給路１１Ａとの関係で前述した還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂを設定し得るものであれば、その形状については円柱状以外のものであってもよい。又、前述したガス供給路１１Ａについては、その加熱ガスの出口側の端部を細くしたり、注入ガスＧ０  の流量を増やしたりする方法を利用して、出口側噴流流速の制御を行うように構成しても良い。
【００３６】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施形態を図４乃至図６に基づいて説明する。
この第２の実施形態では、前述した第１の実施の形態において、ノズル本体１４の側面周囲に凹凸状の複数の突起５４Ｂを設け、これをノズル本体５４とした点に特徴を有する（図４）。この場合、凹凸状の突起５４Ｂついては、本実施形態では、図４に示すようにノズル本体１４の側面周囲に同心円上に設けた場合を例示したが、螺旋状に連続して設けたものであってもよい。その他の構成は、前述した第１実施形態（図１乃至図３）と同一となっている。
【００３７】
このようにすると、前述した第１実施形態の場合と同等の作用効果を有するほか、更に、循環される加熱ガスＧが還流ガス流路１５Ａの側壁（ノズル本体５４側）に形成された複数の突起５４Ｂによって攪拌され乱流となることから、還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂにおけるヒータブロック１１との間の熱交換の効率を更に高めることができる、という利点がある。
【００３８】
ここで、上記図４の凹凸状の突起５４Ａと同等に機能する他の関連技術の例を、図５乃至図６に示す。
【００３９】
図５の場合は、前述した第１の実施の形態において、ノズル本体１４の側面周囲に対向するヒータブロック１１の側壁１３Ａ部分に、凹凸状の複数の突起５５Ｂを設けた点に特徴を有する。この場合、凹凸状の突起５５Ｂについては、本実施形態では、図５に示すように本体部１４の周囲に同心円上に設けた場合を例示したが、螺旋状に連続して設けたものであってもよい。その他の構成は、前述した図１乃至図３の第１実施形態と同一となっている。
【００４０】
この図５では、前述した図４の場合と同等の作用効果を有するほか、更に、循環移動される加熱ガスＧは、還流ガス流路１５Ａ部分を通過する際に、凹凸の表面によって乱流となり同時にヒータブロック１１側の側壁１３Ａとの接触面積が倍増されているので、当該ヒータブロック１１との間の熱交換の効率を更に大幅に高めることができ。
【００４１】
又、図６の場合は、前述した第１の実施形態において、ノズル本体１４の側面周囲に凹凸状の複数の突起５４Ｂを設けると共に、ノズル本体１４の側面周囲に対向するヒータブロック１１の側壁１３Ａ部分に凹凸状の複数の突起５５Ｂを設けた点に特徴を有する。
【００４２】
この場合、凹凸状の突起５４Ｂ，５５Ｂについては、本実施形態では、図６に示すように、突起５４Ｂについては本体部１４の周囲に、又突起５５Ｂについてはノズル本体１４の側面周囲に対向するヒータブロック１１の側壁１３Ａ部分に、それぞれ同心円上に設けた場合を例示したが、それぞれ螺旋状に連続して設けたものであってもよい。その他の構成は、前述した図１乃至図３の第１実施形態と同一となっている。
【００４３】
このようにすると、前述した図５の場合と同等の作用効果を有するほか、更に、加熱ガスＧが還流ガス流路１５Ａのノズル本体５４側に形成された複数の突起５４Ｂによって更に攪拌されるので、還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂにおけるヒータブロック１１との間の熱交換の効率を更に大幅に高めることができる、という利点がある。
【００４４】
尚、上述した凹凸状の突起５４Ｂ，５５Ｂについては、本実施形態では、山状突起の連続体について例示したが、加熱ガスＧを攪乱し得る突起形状のものであれば、どのような形状であってもよい。また、突起５４Ｂ，５５Ｂのほか、還流ガス流路１５Ａ，１５Ｂの入り口側に、網状の障害物を設けてもよい。このようにすると、還流ガスをより一層攪乱することができて都合がよい。
【００４５】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態を図７乃至図８に基づいて説明する。
この第３の実施形態では、前述した第１の実施形態において、前記噴射ガス停留空間１６の内側周囲に、中心から見て放射状に且つ同一平面上で等間隔に配置された複数の放熱フィン４１を備えている点に特徴を有する。図８は図７の矢印Ａ方向からみた放熱フィン４１の相関位置を示す説明図である。
【００４６】
この放熱フィン４１は、図７乃至図８に示すように、本実施例では噴射ガス停留空間１６の内側周囲に４５度の角度間隔で配設され、ヒータブロック１１によって保持されている。このため、この各放熱フィン４１はヒータブロック１１によって当該ヒータブロック１１の表面と同一の加熱温度が維持されるようになっている。その他の構成は前述した第１の実施形態と同一となっている。
【００４７】
このように、本実施形態では、図７乃至図８に示すようにノズル部１２の加熱ガス噴射側に位置する噴射ガス停留空間１６内に加熱ガスＧの噴射方向に沿って放熱フィン４１等間隔に複数配置したので、噴射ガス停留空間１６内に停留する加熱ガスＧに放熱フィン４１を介してヒータブロック１１からの熱を均一に効率よく伝えることができ、加熱ガスＧの加熱状態を放射直前まで有効に加熱することができという利点がある。
【００４８】
尚、上記放熱フィン４１については、図７乃至図８のものは例示的記載であり、噴射ガス停留空間１６内の加熱ガスＧにヒータブロック１１からの熱を効率よく伝えることができるものであれば、その形状や数についてはどのように設定したものであってもよい。
【００４９】
以上のように、上記各実施形態にあっては、発熱体であるヒータ１１Ａを内蔵するヒータブロック１１に、加熱ガスの一部を再循環させる機能を持つノズル部１２を１個もしくは複数個有することにより、ヒータの熱を加熱媒体である加熱ガスＧを介して半導体ウエハ等の板状被加熱物を非接触で加熱することができ、同時に送風ファンを使用しないことからパーティクルの発生を有効に抑制することが可能な加熱装置を実現することが可能となる。
【００５０】
即ち、上記各実施形態によると、以下に示す効果を得ることができる。
第１の効果は、加熱ガスの一部を再循環させる機能を持つノズル部を備えたので、加熱ガスをより高い温度に加熱でき、長い加熱流路が不要なコンパクトかつ効率の良い加熱性能を実現した半導体ウェハ加熱装置を提供することができる。
第２の効果は、可動部がないため、クリーン度の高い半導体ウェハ加熱装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明については、非接触式で加熱ガスと輻射熱により物体を加熱する場合の加熱方式として、すべての場合に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態における加熱装置の全体を示す概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施形態における加熱装置のノズル部の具体例を示す部分断面図である。
【図３】図２に開示したノズル部におけるガスの流れの経路を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態における加熱装置のノズル部の一例を示す断面図である。
【図５】図４に示す実施形態の他の例を示す断面図である。
【図６】図４に示す実施形態の更に他の例を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態における加熱装置のノズル部の具体例を示す部分断面図である。
【図８】図７における矢印Ａからみたノズル部における複数の放熱フィンの相関位置関係を示す説明図である。
【図９】関連技術の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  ヒータ
１１  ヒータブロック
１１Ａ  ガス供給路
１２  ノズル部
１３  凹状空間領域
１３Ａ  側壁
１４  ノズル本体
１４Ａ  ガス噴射路
１５Ａ，１５Ｂ  還流ガス流路
１６  噴射ガス停留空間
２０  半導体ウェハ
３０  噴射ガス再循環機構
４０ａ  負圧エリア
４０ｂ  混合エリア
４１  放熱フィン
５４Ｂ，５５Ｂ  突起（突起部）
Ｇ  加熱ガス
Ｇ０  注入ガス
【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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