JP2006294779A - Heat processing furnace - Google Patents

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JP2006294779A JP2005111692A JP2005111692A JP2006294779A JP 2006294779 A JP2006294779 A JP 2006294779A JP 2005111692 A JP2005111692 A JP 2005111692A JP 2005111692 A JP2005111692 A JP 2005111692A JP 2006294779 A JP2006294779 A JP 2006294779A
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強詩 田端
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat processing furnace reducing the film thickness variation of a film formed on a semiconductor substrate and suppressing the deviation of the flow of process gas. <P>SOLUTION: A vertical furnace 11 is used so as to form a silicon oxide film in a wafer 12, and it comprises a reaction pipe 13, a boat 14, a gas feed opening 16, a gas exhaust opening 17, a first current plate 18, and a second current plate 19. Process gas 21 is introduced from the gas feed opening 16, and is exhausted by suction from the gas exhaust opening 17. The flow differences between the region near the gas exhaust opening 17 and the region distant therefrom are suppressed in the region of the lower side of the boat 14, owing to the second current plate 19 arranged between the boat 14 and the gas exhaust opening 17, with respect to the process gas 21 which is extended with the first current plate 18. Consequently, even if a wafer 12 is placed in the lower side of the boat 14, the uniformity in the surface of film thickness formed in the wafer 12 is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板であるウエハに膜を形成する熱処理炉に関する。   The present invention relates to a heat treatment furnace for forming a film on a wafer which is a semiconductor substrate.

熱処理炉の１つに、特許文献１に記載のような、プロセスガスを用いてウエハ上に膜の形成を行う縦型炉がある。詳述すると、図４に示すように、縦型炉１０１は、複数のウエハ１０２を載置することが可能なボート１０３と、ボート１０３を収納することが可能な反応管１０４と、反応管１０４の中にプロセスガス１０５の供給を行う反応管１０４の上面近傍に設けられたガス供給口１０６と、ガス供給口１０６から供給されたプロセスガス１０５を広げるための供給側整流板１０７と、供給側整流板１０７によって広げられたプロセスガス１０５を吸引によって排気を行う反応管１０４の側面における底面近傍の位置に設けられたガス排気口１０８とを有する。
プロセスガス１０５は、反応管１０４の下側から吸引されることにより、反応管１０４の上側から下側に向かって流れ、ボート１０３の上側に載置されたウエハ１０２からボート１０３の下側に載置されたウエハ１０２に亘って供給される。 As one of the heat treatment furnaces, there is a vertical furnace that forms a film on a wafer using a process gas as described in Patent Document 1. More specifically, as shown in FIG. 4, the vertical furnace 101 includes a boat 103 on which a plurality of wafers 102 can be placed, a reaction tube 104 in which the boat 103 can be stored, and a reaction tube 104. A gas supply port 106 provided in the vicinity of the upper surface of the reaction tube 104 for supplying the process gas 105 therein, a supply side rectifying plate 107 for expanding the process gas 105 supplied from the gas supply port 106, and a supply side A gas exhaust port 108 is provided at a position near the bottom of the side surface of the reaction tube 104 that exhausts the process gas 105 spread by the rectifying plate 107 by suction.
The process gas 105 is sucked from the lower side of the reaction tube 104 to flow from the upper side to the lower side of the reaction tube 104, and is loaded from the wafer 102 placed on the upper side of the boat 103 to the lower side of the boat 103. It is supplied over the placed wafer 102.

特開平５−２３４９２３号公報JP-A-5-234923

しかしながら、反応管１０４の上側ではプロセスガス１０５が略均一に広がっているが、ガス排気口１０８が側面における底面近傍の位置に設けられているので、反応管１０４の下側ではプロセスガス１０５がガス排気口１０８に集中して（偏って）吸引されることから、プロセスガス１０５がウエハ１０２に対して不均一に流れるという問題があった。これにより、ボート１０３の上側に載置されたウエハ１０２には膜厚バラツキの小さい膜が形成されるが、ボート１０３の下側に載置されたウエハ１０２には膜厚バラツキの大きい膜が形成される。その結果、ウエハ１０２が不良となることがあった。   However, although the process gas 105 spreads substantially uniformly on the upper side of the reaction tube 104, the gas exhaust port 108 is provided at a position near the bottom surface on the side surface. There is a problem that the process gas 105 flows non-uniformly with respect to the wafer 102 because it is concentrated (biased) and sucked to the exhaust port 108. As a result, a film having a small film thickness variation is formed on the wafer 102 placed on the upper side of the boat 103, but a film having a large film thickness variation is formed on the wafer 102 placed on the lower side of the boat 103. Is done. As a result, the wafer 102 may become defective.

本発明の目的は、プロセスガスが偏って流れることを抑え、半導体基板上に形成される膜の膜厚バラツキを低減することが可能な熱処理炉を提供する。   An object of the present invention is to provide a heat treatment furnace capable of suppressing uneven flow of process gas and reducing film thickness variation of a film formed on a semiconductor substrate.

上記目的を達成するために、本発明に係る熱処理は、複数の半導体基板を収納するための柱状に形成された反応管と、前記反応管内で複数の前記半導体基板を支持するボートと、前記ボート上の前記半導体基板に膜を形成するためのプロセスガスを行き亘らせるべく、前記反応管の上面近傍に設けられた前記反応管の中に前記プロセスガスの供給を行うガス供給口と、前記反応管の外部に排気するために、前記反応管の側面における底面近傍の位置に設けられた、前記ガス供給口から供給された前記プロセスガスを吸引によって排気を行うガス排気口と、前記ボートと前記ガス排気口との間に設けられた整流板であって、前記ボートにおける前記底面側の領域において、前記ガス排気口によって吸引される前記プロセスガスの流れの勢い及び方向を変えることが可能な整流板と、を有する。   In order to achieve the above object, the heat treatment according to the present invention includes a reaction tube formed in a columnar shape for accommodating a plurality of semiconductor substrates, a boat for supporting the plurality of semiconductor substrates in the reaction tube, and the boat. A gas supply port for supplying the process gas into the reaction tube provided in the vicinity of the upper surface of the reaction tube in order to spread a process gas for forming a film on the semiconductor substrate. A gas exhaust port for exhausting the process gas supplied from the gas supply port by suction, provided at a position in the vicinity of the bottom surface of the side surface of the reaction tube for exhausting to the outside of the reaction tube; A rectifying plate provided between the gas exhaust port and a momentum of the flow of the process gas sucked by the gas exhaust port in a region on the bottom surface side of the boat; Having a rectifier plate capable of changing the direction.

この構成によれば、ガス供給口から供給されたプロセスガスをガス排気口によって吸引するとき、整流板によって、プロセスガスの流れの勢い及び方向を調整できるようにしたので、プロセスガスが反応管内において供給側から排気側に向かって偏って流れることを低減できる。これにより、ボートに載置された複数の半導体基板のうち、排気側に載置された半導体基板であったとしても、プロセスガスと反応して形成された半導体基板上の膜厚のバラツキが抑えられ、面内均一性を向上させることができる。その結果、半導体基板が不良となることを低減することができる。   According to this configuration, when the process gas supplied from the gas supply port is sucked by the gas exhaust port, the flow rate and direction of the process gas can be adjusted by the rectifying plate. It is possible to reduce the uneven flow from the supply side toward the exhaust side. As a result, even if the semiconductor substrate is mounted on the exhaust side among the plurality of semiconductor substrates mounted on the boat, the variation in film thickness on the semiconductor substrate formed by reacting with the process gas is suppressed. In-plane uniformity can be improved. As a result, it can be reduced that the semiconductor substrate becomes defective.

本発明に係る熱処理炉では、前記整流板は、前記プロセスガスが流通する孔が形成されていることが望ましい。   In the heat treatment furnace according to the present invention, it is desirable that the current plate has a hole through which the process gas flows.

この構成によれば、形成された孔からプロセスガスが通るようになるので、整流板におけるプロセスガスを流したい方向に孔を設けることにより、プロセスガスの流す方向をコントロールすることができる。よって、ボートの底面側の領域におけるガス排気口に近い領域と遠い領域とで、プロセスガスの流れの偏りの差を低減することができる。   According to this configuration, since the process gas passes through the formed hole, the flow direction of the process gas can be controlled by providing the hole in the direction in which the process gas flows in the rectifying plate. Therefore, it is possible to reduce the difference in the flow deviation of the process gas between the region close to the gas exhaust port and the region far from the gas exhaust port in the region on the bottom side of the boat.

本発明に係る熱処理炉では、前記整流板は、前記整流板における前記ガス排気口側に近い領域と遠い領域とにおいて、前記孔の大きさ及び孔の数量のうち少なくとも一方が変えられていることにより、前記プロセスガスの流れの勢い及び方向を変更できることが望ましい。   In the heat treatment furnace according to the present invention, at least one of the size of the holes and the number of holes is changed in the flow straightening plate in a region near and far from the gas exhaust port side of the flow straightening plate. Therefore, it is desirable that the momentum and direction of the flow of the process gas can be changed.

この構成によれば、ガス排気口側に近いほどプロセスガスの流れの勢いが抑えられるように、整流板の孔の大きさや孔の数量を、ガス排気口に近い領域と遠い領域とで変えているので、プロセスガスが反応管内における供給側から排気側に向かって偏って流れることを低減できる。整流板におけるガス排気口に近い領域では、遠い領域と比較して小さい孔や少ない数量の孔が形成される。一方、整流板におけるガス排気口に遠い領域では、近い領域と比較して大きい孔や多い数量の孔が形成される。   According to this configuration, the size and the number of holes of the rectifying plate are changed between a region close to the gas exhaust port and a region far from the gas exhaust port so that the momentum of the flow of the process gas can be suppressed as the gas exhaust port side is closer. Therefore, it is possible to reduce the flow of the process gas from the supply side to the exhaust side in the reaction tube. Smaller holes and a smaller number of holes are formed in the region near the gas exhaust port in the current plate than in the far region. On the other hand, in the region far from the gas exhaust port in the rectifying plate, a larger hole or a larger number of holes are formed as compared with the closer region.

本発明に係る熱処理炉では、前記整流板は、前記プロセスガスの流れに応じて相互に回動可能な第１整流板と第２整流板とを有することが望ましい。   In the heat treatment furnace according to the present invention, it is desirable that the rectifying plate has a first rectifying plate and a second rectifying plate that are rotatable relative to each other according to the flow of the process gas.

この構成によれば、孔の大きさや数量をガス排気口に近い領域と遠い領域とにおいて変えた第１整流板及び第２整流板を相互に回動させることが可能なので、プロセスガスが流れる方向をより多くの組み合わせによって調整することができる。   According to this configuration, the first flow rectifying plate and the second flow rectifying plate in which the size and quantity of the holes are changed between the region close to the gas exhaust port and the region far from the gas exhaust port can be rotated relative to each other. Can be adjusted by more combinations.

本発明に係る熱処理炉では、前記熱処理炉は、縦型炉又は横型炉であってもよい。   In the heat treatment furnace according to the present invention, the heat treatment furnace may be a vertical furnace or a horizontal furnace.

以下、本発明に係る半導体製造装置の排気方法の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of a semiconductor manufacturing apparatus exhaust method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、熱処理炉の１つである縦型炉の構造を示す模式断面図である。縦型炉は、半導体基板に膜を形成したり、半導体基板に注入された不純物を拡散したりするために用いられる。以下、半導体基板に膜の形成を行う縦型炉の構造を、図１を参照しながら説明する。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a vertical furnace that is one of heat treatment furnaces. The vertical furnace is used for forming a film on a semiconductor substrate and diffusing impurities implanted into the semiconductor substrate. Hereinafter, the structure of a vertical furnace for forming a film on a semiconductor substrate will be described with reference to FIG.

図１に示すように、縦型炉１１は、反応管１３と、ボート１４と、ヒータ１５と、ガス供給口１６と、ガス排気口１７と、第１整流板１８（ガス供給側の整流板）と、整流板である第２整流板１９（ガス排気側の整流板）とを有する。半導体基板としてのウエハ１２上に形成する膜としての酸化膜は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）である。 As shown in FIG. 1, the vertical furnace 11 includes a reaction tube 13, a boat 14, a heater 15, a gas supply port 16, a gas exhaust port 17, and a first rectifying plate 18 (a rectifying plate on the gas supply side). And a second rectifying plate 19 (a gas rectifying plate on the gas exhaust side) which is a rectifying plate. An oxide film as a film formed on the wafer 12 as a semiconductor substrate is, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ).

反応管１３は、例えば、石英や炭化珪素（ＳＩＣ）からなり、上側が閉塞された上下方向に長い筒型状（柱状）に形成されている。反応管１３の下側には、反応管１３内にボート１４を搬入したり反応管１３内からボート１４を搬出したりするための、図示しない開閉可能なシャッタが設けられている。   The reaction tube 13 is made of, for example, quartz or silicon carbide (SIC), and is formed in a cylindrical shape (columnar shape) elongated in the vertical direction with the upper side closed. Below the reaction tube 13, an openable / closable shutter (not shown) for carrying the boat 14 into and out of the reaction tube 13 is provided.

ボート１４は、例えば、石英や炭化珪素（ＳＩＣ）からなり、複数のウエハ１２を載置するために用いられる。ボート１４は、熱処理を行うとき、反応管１３の中に収納される。縦型炉１１は、ボート１４を反応管１３の中に搬入したり、反応管１３内から搬出したりするために、上下動可能なローダ２０を有する。   The boat 14 is made of, for example, quartz or silicon carbide (SIC), and is used to place a plurality of wafers 12 thereon. The boat 14 is accommodated in the reaction tube 13 when heat treatment is performed. The vertical furnace 11 has a loader 20 that can move up and down in order to carry the boat 14 into and out of the reaction tube 13.

ヒータ１５は、反応管１３内に配置された複数のウエハ１２を加熱させるために、反応管１３の外側全周に亘って設けられている。ヒータ１５の熱によって、反応管１３内の雰囲気が、例えば８００℃〜１２００℃に加熱される。   The heater 15 is provided over the entire outer periphery of the reaction tube 13 in order to heat the plurality of wafers 12 arranged in the reaction tube 13. The atmosphere in the reaction tube 13 is heated to, for example, 800 ° C. to 1200 ° C. by the heat of the heater 15.

ガス供給口１６は、反応管１３内に、例えば窒素ガスやプロセスガス２１を導入するために、反応管１３内の上側（上面近傍）中央付近に設けられている。プロセスガス２１は、例えば、ウエハ１２上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）を形成するための酸素（Ｏ2）である。反応管１３内にプロセスガス２１が導入されたあと、熱酸化法によって、ウエハ１２上にシリコン酸化膜が形成される。 The gas supply port 16 is provided on the upper side (near the upper surface) in the reaction tube 13 near the center in order to introduce, for example, nitrogen gas or process gas 21 into the reaction tube 13. The process gas 21 is, for example, oxygen (O 2 ) for forming a silicon oxide film (SiO 2 ) on the wafer 12. After the process gas 21 is introduced into the reaction tube 13, a silicon oxide film is formed on the wafer 12 by thermal oxidation.

ガス排気口１７は、図示しない排気設備に接続されており、反応管１３内に導入されたプロセスガス２１（熱処理済みのプロセスガスを含む）の排気を行っている。ガス排気口１７は、反応管１３の側面における底面近傍の位置に設けられている。   The gas exhaust port 17 is connected to an exhaust facility (not shown) and exhausts the process gas 21 (including the heat-treated process gas) introduced into the reaction tube 13. The gas exhaust port 17 is provided at a position near the bottom surface on the side surface of the reaction tube 13.

第１整流板（ガス供給側整流板）１８は、ガス供給口１６とボート１４との間に、水平に設けられている。第１整流板１８は、例えば、円板状からなり、ガス供給口１６から供給されたプロセスガス２１を分散させるための分散孔が形成されている。   The first rectifying plate (gas supply side rectifying plate) 18 is provided horizontally between the gas supply port 16 and the boat 14. The first rectifying plate 18 has, for example, a disk shape, and has a dispersion hole for dispersing the process gas 21 supplied from the gas supply port 16.

第２整流板（ガス排気側整流板）１９は、例えば円板状からなり、ボート１４とガス排気口１７との間に水平に配置されている。第２整流板１９は、プロセスガス２１が反応管１３の中で偏って流れないようにするために設けられており、プロセスガス２１の流れる方向を変えるための分散孔３２（図２参照）が形成されている。第２整流板１９は、ローダ２０の支柱２０ａに回動可能な状態で配置される。第２整流板１９の外周面と反応管１３の内周面との間には、例えば、わずかな隙間を有する。   The second rectifying plate (gas exhaust side rectifying plate) 19 has a disk shape, for example, and is disposed horizontally between the boat 14 and the gas exhaust port 17. The second rectifying plate 19 is provided to prevent the process gas 21 from flowing in the reaction tube 13 in an uneven manner, and a dispersion hole 32 (see FIG. 2) for changing the direction in which the process gas 21 flows is provided. Is formed. The 2nd baffle plate 19 is arrange | positioned in the state which can be rotated to the support | pillar 20a of the loader 20. As shown in FIG. For example, a slight gap is provided between the outer peripheral surface of the second rectifying plate 19 and the inner peripheral surface of the reaction tube 13.

以上のように構成された縦型炉１１によって熱処理を行うことにより、ボート１４に載置されたウエハ１２にプロセスガス（Ｏ2）２１が接触し、これにより、ウエハ１２に含まれるシリコン（Ｓｉ）とプロセスガス（Ｏ2）２１が反応し、その結果、ウエハ１２上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）が形成される。
ウエハ１２上の全面にプロセスガス２１が均一に流れることで、ウエハ１２上に膜厚の均一なシリコン酸化膜が形成される。 By performing the heat treatment in the vertical furnace 11 configured as described above, the process gas (O 2 ) 21 comes into contact with the wafer 12 placed on the boat 14, and thereby silicon (Si ) And the process gas (O 2 ) 21 react, and as a result, a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on the wafer 12.
By uniformly flowing the process gas 21 over the entire surface of the wafer 12, a silicon oxide film having a uniform film thickness is formed on the wafer 12.

図２は、ガス排気側に配置された第２整流板の構造を示す模式平面図である。以下、第２整流板の構造を、図２を参照しながら説明する。図２に示すように、第２整流板１９は、基板３３と、嵌合孔３１と、分散孔３２とを有する。   FIG. 2 is a schematic plan view showing the structure of the second rectifying plate arranged on the gas exhaust side. Hereinafter, the structure of the second current plate will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the second current plate 19 includes a substrate 33, a fitting hole 31, and a dispersion hole 32.

嵌合孔３１は、基板３３の中心に形成されており、ローダ２０に設けられた支柱２０ａに嵌合できる大きさになっている。支柱２０ａを中心に、第２整流板１９を回動させることが可能になっている。   The fitting hole 31 is formed in the center of the substrate 33 and has a size that can be fitted to the support column 20 a provided in the loader 20. The second rectifying plate 19 can be rotated around the support column 20a.

分散孔３２は、例えば、基板３３における半円の範囲Ａ内に、所定の間隔をあけて均一に形成されている。分散孔３２は、例えば、全て同じ大きさに形成されている。   For example, the dispersion holes 32 are uniformly formed within a semicircular range A of the substrate 33 with a predetermined interval. The dispersion holes 32 are all formed to have the same size, for example.

第２整流板１９は、第２整流板１９における分散孔３２を、ガス排気口１７が設けられている位置と反対側の位置になるようにして設置される。つまり、第２整流板１９は、プロセスガス２１が、反応管１３の側面に設けられているガス排気口１７によって吸引されることに伴い、偏って流れることを抑えるための役割を行う。また、嵌合孔３１を軸に第２整流板１９を回動させて、分散孔３２が形成された方向を任意の角度に調整することができる。   The second rectifying plate 19 is installed so that the dispersion hole 32 in the second rectifying plate 19 is located at a position opposite to the position where the gas exhaust port 17 is provided. That is, the second rectifying plate 19 plays a role of suppressing the flow of the process gas 21 in a biased manner as it is sucked by the gas exhaust port 17 provided on the side surface of the reaction tube 13. In addition, the direction in which the dispersion holes 32 are formed can be adjusted to an arbitrary angle by rotating the second rectifying plate 19 around the fitting hole 31.

次に、図１，２を参照しながら、縦型炉１１によってウエハ１２上にシリコン酸化膜を形成する手順を説明する。
まず、ステップ１では、反応管１３の中に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を導入する。不活性ガスは、反応管１３の上側に設けられたガス供給口１６から供給する。反応管１３の外周に配置されたヒータ１５の熱により、反応管１３内に載置されたウエハ１２を、熱処理可能な温度に加熱する。 Next, a procedure for forming a silicon oxide film on the wafer 12 by the vertical furnace 11 will be described with reference to FIGS.
First, in step 1, an inert gas (for example, nitrogen gas) is introduced into the reaction tube 13. The inert gas is supplied from a gas supply port 16 provided on the upper side of the reaction tube 13. The wafer 12 placed in the reaction tube 13 is heated to a heat-treatable temperature by the heat of the heater 15 disposed on the outer periphery of the reaction tube 13.

ステップ２では、ウエハ１２が熱処理可能な温度に達したところで、反応管１３の中に導入した不活性ガス（窒素ガス）をプロセスガス２１に切り替える。   In step 2, the inert gas (nitrogen gas) introduced into the reaction tube 13 is switched to the process gas 21 when the temperature of the wafer 12 reaches a heat treatable temperature.

ステップ３では、プロセスガス２１を反応管１３内の周方向全体に亘って広げる。詳しくは、ガス供給口１６から供給されたプロセスガス２１は、ガス排気口１７の吸引によって下側に移動するとともに、ガス供給口１６とボート１４との間に配置された第１整流板１８によって分散し、反応管１３の周方向に広げられる。   In step 3, the process gas 21 is spread over the entire circumferential direction in the reaction tube 13. Specifically, the process gas 21 supplied from the gas supply port 16 is moved downward by the suction of the gas exhaust port 17 and is moved by the first rectifying plate 18 disposed between the gas supply port 16 and the boat 14. Dispersed and spread in the circumferential direction of the reaction tube 13.

ステップ４では、プロセスガス２１が更に反応管１３の下側に向かって下降する。詳しくは、プロセスガス２１は、ガス排気口１７の吸引によって、ウエハ１２の外周面と反応管１３の内周面との隙間を下側に移動するとともに、ウエハ１２の間に入り込む。これにより、ウエハ１２上には、プロセスガス（Ｏ2）２１とウエハ１２に含まれるシリコン（Ｓｉ）との反応により、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）が形成される。 In step 4, the process gas 21 further descends toward the lower side of the reaction tube 13. Specifically, the process gas 21 moves between the wafer 12 and the gap between the outer peripheral surface of the wafer 12 and the inner peripheral surface of the reaction tube 13 by suction of the gas exhaust port 17. As a result, a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on the wafer 12 by a reaction between the process gas (O 2 ) 21 and silicon (Si) contained in the wafer 12.

ステップ５では、ガス排気側にある第２整流板１９によって、プロセスガス２１が流れる方向を調整（コントロール）する。詳しくは、第２整流板１９より下側の領域では、ガス排気口１７に近い領域でプロセスガス２１が早く（強く）引かれ、ガス排気口１７から遠い領域でプロセスガス２１が遅く（弱く）引かれている。
一方、第２整流板１９より上側の領域では、第２整流板１９の分散孔３２から吸引することにより、ガス排気口１７から離れた分散孔３２に向かってプロセスガス２１の一部が流れるとともに、第２整流板１９の外周面と反応管１３の内周面との隙間に向かってプロセスガス２１の一部が流れる。 In step 5, the flow direction of the process gas 21 is adjusted (controlled) by the second rectifying plate 19 on the gas exhaust side. Specifically, in the region below the second rectifying plate 19, the process gas 21 is drawn early (strong) in a region near the gas exhaust port 17, and the process gas 21 is slow (weak) in a region far from the gas exhaust port 17. It is drawn.
On the other hand, in the region above the second rectifying plate 19, a part of the process gas 21 flows toward the dispersion hole 32 away from the gas exhaust port 17 by suction from the dispersion hole 32 of the second rectifying plate 19. Part of the process gas 21 flows toward the gap between the outer peripheral surface of the second rectifying plate 19 and the inner peripheral surface of the reaction tube 13.

以上のように、第２整流板１９を設けたことにより、分散孔３２に向けてプロセスガス２１を流すことが可能となり、ガス排気口１７に近い領域及び遠い領域に、プロセスガス２１を分散させて流すことが可能となる。これにより、ボート１４の下側の領域におけるガス排気口１７に近い領域及び遠い領域において、プロセスガス２１の流れる方向の偏りを抑えることができる。   As described above, by providing the second rectifying plate 19, the process gas 21 can flow toward the dispersion hole 32, and the process gas 21 is dispersed in a region close to and far from the gas exhaust port 17. It becomes possible to flow. Thereby, in the area | region near the gas exhaust port 17 in the area | region of the lower side of the boat 14, and the area | region far from it, the bias | inclination of the flow direction of the process gas 21 can be suppressed.

ステップ６では、プロセスガス２１をガス排気口１７から排気する。ガス排気口１７の吸引によって、第２整流板１９を通ったプロセスガス２１を外部に排気する。   In step 6, the process gas 21 is exhausted from the gas exhaust port 17. By the suction of the gas exhaust port 17, the process gas 21 that has passed through the second rectifying plate 19 is exhausted to the outside.

以上詳述したように、本実施形態の縦型炉１１によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）本実施形態の縦型炉１１によれば、ガス供給口１６から供給されたプロセスガス２１をガス排気口１７によって吸引するとき、第２整流板１９に形成された分散孔３２から吸引するようにしたので、ボート１４の下側の領域におけるガス排気口１７に近い領域と遠い領域とにおいて、プロセスガス２１の流れ方の差が抑えられ、プロセスガス２１が反応管１３内における供給側から排気側に向かって偏って流れることを低減できる。これにより、ボート１４に載置された複数のウエハ１２のうち、排気側に載置されたウエハ１２であったとしても、プロセスガス２１と反応して形成されたウエハ１２上のシリコン酸化膜の膜厚バラツキが抑えられ、面内均一性を向上させることができる。その結果、ウエハ１２が不良となることを低減することができる。 As described above in detail, according to the vertical furnace 11 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the vertical furnace 11 of the present embodiment, when the process gas 21 supplied from the gas supply port 16 is sucked by the gas exhaust port 17, it is sucked from the dispersion holes 32 formed in the second rectifying plate 19. Thus, the difference in the flow of the process gas 21 between the region near the gas exhaust port 17 and the region far from the gas exhaust port 17 in the lower region of the boat 14 is suppressed, and the process gas 21 is supplied to the supply side in the reaction tube 13. It is possible to reduce the uneven flow from the exhaust toward the exhaust side. Thereby, even if it is the wafer 12 mounted on the exhaust side among the plurality of wafers 12 mounted on the boat 14, the silicon oxide film on the wafer 12 formed by reacting with the process gas 21. Variations in film thickness are suppressed, and in-plane uniformity can be improved. As a result, it can be reduced that the wafer 12 becomes defective.

（２）本実施形態の縦型炉１１によれば、第２整流板１９を設けたことにより、ボート１４の上側に載置されたウエハ１２からボート１４の下側に載置されたウエハ１２に亘って、ウエハ１２の面内にプロセスガス２１が偏って流れることを抑えるので、ボート１４の上側及び下側に、犠牲用のダミーウエハを少ない枚数に抑えることができる。これにより、ボート１４の上側及び下側に、製品となるウエハ１２を載置することができ、その結果、１回に熱処理できる製品としてのウエハ１２の枚数を多くすることができる。   (2) According to the vertical furnace 11 of the present embodiment, by providing the second current plate 19, the wafer 12 placed on the lower side of the boat 14 from the wafer 12 placed on the upper side of the boat 14. Since the process gas 21 is prevented from flowing unevenly in the plane of the wafer 12, the number of sacrificial dummy wafers can be suppressed to a small number on the upper side and the lower side of the boat 14. Thereby, the wafers 12 to be products can be placed on the upper side and the lower side of the boat 14, and as a result, the number of wafers 12 as products that can be heat-treated at a time can be increased.

（３）本実施形態の縦型炉１１によれば、第２整流板１９に形成された分散孔３２からプロセスガス２１を吸引するようにしたので、分散孔３２の位置や大きさによって、プロセスガス２１が流れる方向をコントロールすることが可能となる。よって、第２整流板１９を用いることにより、ウエハ１２上に形成するシリコン酸化膜の面内均一性が向上できるような条件出しを簡単に行うことができる。   (3) According to the vertical furnace 11 of the present embodiment, since the process gas 21 is sucked from the dispersion holes 32 formed in the second rectifying plate 19, the process gas 21 is changed depending on the position and size of the dispersion holes 32. It is possible to control the direction in which the gas 21 flows. Therefore, by using the second rectifying plate 19, it is possible to easily determine the conditions that can improve the in-plane uniformity of the silicon oxide film formed on the wafer 12.

（変形例１）上記した第２整流板１９の分散孔３２は、半円の範囲Ａ内（図２参照）に形成している。半円の範囲Ａ内に分散孔３２を形成することに代えて、同じ大きさの分散孔３２が、第２整流板１９の全体に亘って形成されているようにしてもよい。これによれば、第２整流板１９が設けられていない状態と比較して、プロセスガス２１を吸引する勢いを抑えることができるので、ガス排気口１７に近い領域と遠い領域とで、プロセスガス２１の流れ方の偏りを小さくすることができる。また、形成する範囲を絞って、例えば、基板３３における１／３の範囲に分散孔３２を形成するようにしてもよい。   (Modification 1) The dispersion holes 32 of the second rectifying plate 19 are formed in a semicircular range A (see FIG. 2). Instead of forming the dispersion holes 32 in the semicircular range A, the dispersion holes 32 having the same size may be formed over the entire second rectifying plate 19. According to this, since the momentum of sucking the process gas 21 can be suppressed as compared with the state where the second rectifying plate 19 is not provided, the process gas is divided into a region near and far from the gas exhaust port 17. The deviation of the flow of 21 can be reduced. Further, the dispersion hole 32 may be formed in a range of 1/3 of the substrate 33 by narrowing the range to be formed.

（変形例２）上記した第２整流板１９の分散孔３２は、全て同じ大きさに形成されている。分散孔３２が同じ大きさであることに代えて、例えば、図３に示すように、整流板５９の分散孔５２ａ，５２ｂ，５２ｃの大きさを、ガス排気口１７側から離れるに従って大きくなるように形成（配置）してもよい。
また、プロセスガス２１の流れ方、及び、シリコン酸化膜の形成状態に応じて、分散孔５２を形成する位置、分散孔５２の大きさ、分散孔５２の数量などを変えて配置するようにしてもよい。 (Modification 2) The dispersion holes 32 of the second rectifying plate 19 are all formed in the same size. For example, as shown in FIG. 3, the size of the dispersion holes 52a, 52b, and 52c of the rectifying plate 59 is increased as the distance from the gas exhaust port 17 is increased, instead of the dispersion holes 32 having the same size. It may be formed (arranged).
Further, the position where the dispersion holes 52 are formed, the size of the dispersion holes 52, the number of the dispersion holes 52, and the like are changed according to the flow of the process gas 21 and the formation state of the silicon oxide film. Also good.

（変形例３）上記した第２整流板１９は、ボート１４とガス排気口１７との間に、１枚配置している。１枚の第２整流板１９を配置することに代えて、複数枚の整流板を配置するようにしてもよい。詳しくは、例えば、第２整流板１９と同じ分散孔３２が形成された第３整流板を、間隔を空けて上下方向に平行に配置する。分散孔３２の向きは、第２整流板１９及び第３整流板をお互いに回動させて組み合わせてガスの流れ方を調整して設定する。これによれば、プロセスガス２１の流れ方（流れる方向）を、簡単に調整することができる。
また、半円の領域Ａ内に分散孔３２が形成された第２整流板１９と、変形例２で用いた分散孔５２の大きさが変えられた整流板５９とを組み合わせて使用するようにしてもよい。これによれば、熱処理条件に応じて、プロセスガス２１の流れを任意に変えることができる。 (Modification 3) One second rectifying plate 19 is arranged between the boat 14 and the gas exhaust port 17. Instead of arranging one second rectifying plate 19, a plurality of rectifying plates may be arranged. Specifically, for example, the third rectifying plate in which the same dispersion holes 32 as the second rectifying plate 19 are formed is arranged in parallel in the vertical direction with a gap. The orientation of the dispersion holes 32 is set by adjusting the way of gas flow by combining the second rectifying plate 19 and the third rectifying plate by turning each other. According to this, the flow (direction of flow) of the process gas 21 can be easily adjusted.
Further, the second rectifying plate 19 in which the dispersion holes 32 are formed in the semicircular region A and the rectifying plate 59 in which the size of the dispersion holes 52 used in the modified example 2 is changed are used in combination. May be. According to this, the flow of the process gas 21 can be arbitrarily changed according to the heat treatment conditions.

（変形例４）上記した熱処理炉は、縦型炉を例に説明した。縦型炉に限定されず、例えば、横型炉であってもよい。   (Modification 4) The above-described heat treatment furnace has been described by taking a vertical furnace as an example. For example, a horizontal furnace may be used.

（変形例５）上記した分散孔３２の形状は、丸形状に形成されている。丸形状に限定されず、例えば、楕円形状や四角形状で形成するようにしてもよい。   (Modification 5) The dispersion hole 32 is formed in a round shape. For example, it may be formed in an elliptical shape or a quadrangular shape.

縦型炉の構造を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the structure of a vertical furnace. 第２整流板の構造を示す模式平面図。The schematic plan view which shows the structure of a 2nd baffle plate. 第２整流板の変形例を示す模式平面図。The schematic plan view which shows the modification of a 2nd baffle plate. 従来の縦型炉の構造を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the structure of the conventional vertical furnace.

符号の説明Explanation of symbols

１１…熱処理炉としての縦型炉、１２…半導体基板としてのウエハ、１３…縦型炉を構成する反応管、１４…縦型炉を構成するボート、１５…縦型炉を構成するヒータ、１６…縦型炉を構成するガス供給口、１７…縦型炉を構成するガス排気口、１８…整流板としての第１整流板、１９…第２整流板、２０…縦型炉を構成するローダ、２０ａ…ローダを構成する支柱、２１…プロセスガス（Ｏ2）、３１…整流板を構成する嵌合孔、３２…整流板を構成する分散孔、３３…整流板を構成する基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Vertical furnace as heat processing furnace, 12 ... Wafer as semiconductor substrate, 13 ... Reaction tube which comprises vertical furnace, 14 ... Boat which comprises vertical furnace, 15 ... Heater which comprises vertical furnace, 16 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Gas supply port which comprises a vertical furnace, 17 ... Gas exhaust port which comprises a vertical furnace, 18 ... 1st rectifier plate as a rectifier plate, 19 ... 2nd rectifier plate, 20 ... Loader which comprises a vertical furnace , substrate constituting 20a ... struts constituting the loader 21 ... process gas (O 2), a fitting hole which constitutes a 31 ... rectifying plate, 32 ... distribution holes constituting the rectifying plate, 33 ... rectifying plate.

Claims (5)

複数の半導体基板を収納するための柱状に形成された反応管と、
前記反応管内で複数の前記半導体基板を支持するボートと、
前記ボート上の前記半導体基板に膜を形成するためのプロセスガスを行き亘らせるべく、前記反応管の上面近傍に設けられた前記反応管の中に前記プロセスガスの供給を行うガス供給口と、
前記反応管の外部に排気するために、前記反応管の側面における底面近傍の位置に設けられた、前記ガス供給口から供給された前記プロセスガスを吸引によって排気を行うガス排気口と、
前記ボートと前記ガス排気口との間に設けられた整流板であって、前記ボートにおける前記底面側の領域において、前記ガス排気口によって吸引される前記プロセスガスの流れの勢い及び方向を変えることが可能な整流板と、
を有することを特徴とする熱処理炉。 A reaction tube formed in a column shape for housing a plurality of semiconductor substrates;
A boat for supporting a plurality of the semiconductor substrates in the reaction tube;
A gas supply port for supplying the process gas into the reaction tube provided in the vicinity of the upper surface of the reaction tube in order to spread a process gas for forming a film on the semiconductor substrate on the boat; ,
A gas exhaust port for exhausting the process gas supplied from the gas supply port by suction, provided at a position in the vicinity of the bottom surface of the side surface of the reaction tube in order to exhaust to the outside of the reaction tube;
A rectifying plate provided between the boat and the gas exhaust port, and changing the momentum and direction of the flow of the process gas sucked by the gas exhaust port in a region on the bottom surface side of the boat. A rectifying plate capable of
A heat treatment furnace characterized by comprising: 請求項１に記載の熱処理炉であって、
前記整流板は、前記プロセスガスが流通する孔が形成されていることを特徴とする熱処理炉。 The heat treatment furnace according to claim 1,
The rectifying plate is formed with a hole through which the process gas flows. 請求項２に記載の熱処理炉であって、
前記整流板は、前記整流板における前記ガス排気口側に近い領域と遠い領域とにおいて、前記孔の大きさ及び孔の数量のうち少なくとも一方が変えられていることにより、前記プロセスガスの流れの勢い及び方向を変更できることを特徴とする熱処理炉。 A heat treatment furnace according to claim 2,
The flow straightening plate has a flow flow of the process gas that is changed by changing at least one of the size of the holes and the number of holes in a region near and far from the gas exhaust port side of the flow straightening plate. A heat treatment furnace characterized in that the momentum and direction can be changed. 請求項３に記載の熱処理炉であって、
前記整流板は、前記プロセスガスの流れに応じて相互に回動可能な第１整流板と第２整流板とを有することを特徴とする熱処理炉。 A heat treatment furnace according to claim 3,
The rectifying plate includes a first rectifying plate and a second rectifying plate that are rotatable relative to each other in accordance with the flow of the process gas. 請求項１に記載の熱処理炉であって、
前記熱処理炉は、縦型炉又は横型炉であることを特徴とする熱処理炉。
The heat treatment furnace according to claim 1,
The heat treatment furnace is a vertical furnace or a horizontal furnace.
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