JP2018110198A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の真空処理モジュールにて付帯設備を共通化しつつ、各真空処理モジュールを用いて基板を処理するにあたって発生する制約を低減することが可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、基板に対する真空処理が行われるｎ台（ｎは４以上の整数）の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂと、付帯設備を構成する処理ガス供給設備８１、真空排気設備８３、電力供給設備８２などの付帯設備群と、を備え、前記ｎ台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、互いに組み合わせが異なる複数のグループからなる第１、第２のグループ集合にグループ分けし、これらのグループ集合毎に、各グループ内に含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して、付帯設備群から選択される付帯設備を共通化している。【選択図】図６

Description

本発明は、複数の真空処理モジュールを利用して基板を処理する技術に関する。

半導体製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に対して成膜、エッチング、アッシング、アニールなどの真空処理が行われる。真空処理を高いスループットで行うために、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）にロードロックモジュールを介して平面視多角形状の真空搬送室を接続し、この真空搬送室の各側壁面に真空処理モジュールを接続したマルチチャンバシステムなどと呼ばれている基板処理装置が知られている。

一方最近では、半導体デバイスの多様化により、処理の完了までに長い時間を要する真空処理が必要となる場合がある。例えば三次元のメモリーであるＮＡＮＤ回路を形成する場合には、酸化層、窒化層を交互に多数回積層するために、１回の成膜処理にかなり長い時間が必要となる。このため、スループットを高めるために、基板処理装置に設けられる真空処理モジュール数を増やす技術の構築が望まれている。

ここで真空処理モジュールは、処理ガスの供給を行う処理ガス供給設備や、ウエハが配置された真空容器内の排気を行う真空排気設備、電力消費機器への電力供給を行う電力供給設備など、各種の付帯設備を利用してウエハへの真空処理を実施する。

基板処理装置に設けられた各真空処理モジュールに対し、これらの付帯設備を個別に設ける場合には、真空処理モジュールの設置数の増大に連れて付帯設備の設置数も増大し、装置コストの増大を招くばかりでなく、基板処理装置の設置場所クリーンルームに於ける専有面積（フットプリント）増大の問題も懸念される。
一方で、複数の真空処理モジュール間でこれらの付帯設備を共通化する場合には、ある真空処理モジュールにてウエハの真空処理を行おうとする際に、当該真空処理モジュールにて用いられる付帯設備が、他の真空処理モジュールと共用されていることに伴う種々の制約が発生するおそれがある。ここで述べる種々の制約は、複数の真空処理モジュール間の機差を最小限に抑え、異なる真空処理モジュールで処理されたウエハ上に成膜される膜質、膜厚を均一に制御するために、出来るだけ取り除く事が望ましい。

例えば特許文献１には、プラズマＣＶＤにより、薄膜の積層構造を形成するにあたり、共通の原料ガス供給源（manifolds）から供給された原料ガスを、共通の混合容器を介して４台の処理ステーション（真空処理モジュールに相当する）に分配する技術や、流路に設けられたバルブを切り替えて、原料ガスの供給先を切り替える技術が記載されている。
しかしながら、当該特許文献１には、４台の処理ステーションに対して原料ガスの供給源（処理ガス供給設備に相当する）を共通化することに伴って生じる制約に係る言及はない。

米国特許第８，７４１，３９４号明細書：Column36,line50-column39,line31、Figs.38, 39

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、複数の真空処理モジュールにて付帯設備を共通化しつつ、各真空処理モジュールを用いて基板を処理するにあたって発生する制約を低減することが可能な基板処理装置を提供することにある。

本発明の基板処理装置は、真空雰囲気下で基板を処理する真空処理モジュールを備えた基板処理装置において、
基板の処理が行われる真空容器を備えたｎ台（ｎは４以上の整数）の真空処理モジュールと、
前記真空容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給設備、前記真空容器内の真空排気を行う真空排気設備、前記真空容器の温度制御を行うチラー設備、及び前記真空処理モジュールに設けられた電力消費機器に電力を供給する電力供給設備、からなる付帯設備群と、を備え、
前記ｎ台の真空処理モジュールについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュールを含む複数のグループからなる第１のグループ集合にグループ分けし、各グループ内に含まれる真空処理モジュールに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択される第１の付帯設備を共通化したことと、
前記ｎ台の真空処理モジュールについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュールを含み、前記第１のグループ集合内の各グループとは、含まれる真空処理モジュールの組み合わせが、各々、少なくとも１台異なる複数のグループからなる第２のグループ集合にグループ分けし、各グループ内に含まれる真空処理モジュールに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択されると共に、前記第１の付帯設備とは異なる第２の付帯設備を共通化したことと、を特徴とする。

本発明は、基板処理装置に設けられた複数の真空処理モジュールを、互いにグループ分けの仕方が異なる複数のグループ集合（第１のグループ集合、第２のグループ集合）に振り分け、各グループ集合に含まれるグループ毎に、種類の異なる付帯設備を共通化しているので、すべての付帯設備が同じグループ内の真空処理モジュール間で共通化されてしまうことに伴う制約の発生を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の横断平面図である。 前記基板処理装置に設けられている処理ユニットの積層ブロックの外観斜視図である。 比較形態に係る処理ユニットへの付帯設備の設置状態を示す模式図である。 前記比較形態に係る基板処理装置によるウエハの処理手順を示す説明図である。 実施形態に係る処理ユニット及び付帯設備の配置例を示す横断平面図である。 処理ユニットへの付帯設備の設置状態を示す模式図である。 実施形態に係る基板処理装置によるウエハの処理手順を示す説明図である。 前記処理ユニット及び付帯設備の他の配置例を示す横断平面図である。 第２の実施の形態に係る処理ユニットへの付帯設備の設置状態を示す模式図である。 各真空処理モジュールに設定可能な処理条件をまとめた説明図である。 他の実施形態に係る真空処理モジュールに設定可能な処理条件をまとめた説明図である。

始めに、図１、２を参照しながら本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構成について説明する。図１の横断平面図に示すように、本例の基板処理装置は、複数枚のウエハＷを収容した搬送容器であるキャリアＣからウエハＷを取り出すためのＥＦＥＭ１０１と、このＥＦＥＭ１０１に接続され、ウエハの処理を行う処理ブロック１０２と、を備えている。

例えばＥＦＥＭ１０１は、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）であるキャリアＣが、手前から見て例えば左右方向（図１中のＸ方向）に４個載置されるように構成された容器載置部であるロードポート１１を備えている。ロードポート１１におけるキャリアＣの載置面には、キャリアＣの底面を位置決めした状態で支持する支持部１０が設けられている。ロードポート１１の奥手側には、キャリアＣに対してウエハの受け渡しを行う受け渡し機構１２を備えた搬送室１３が設けられている。

処理ブロック１０２は、ＥＦＥＭ１０１側から受け渡されたウエハＷが搬送される基板搬送部２０と、この基板搬送部２０に接続された複数の処理ユニットＵが上下方向に多段に積層されて構成された複数の積層ブロックＢ１〜Ｂ６とを備える。これら基板搬送部２０や積層ブロックＢ１〜Ｂ６は、不図示の筐体内に収容されている。

基板搬送部２０は、ＥＦＥＭ１０１側から見て、前後方向に伸び、平面形状が細長い基板搬送室２００を備える。基板搬送室２００は、積層ブロックＢ１〜Ｂ６を構成する各処理ユニットＵ（より詳細には処理ユニットＵ内のロードロックモジュール３）を基板搬送室２００に対して接続することが可能な高さを有する。基板搬送室２００の上面側には、不図示のファンフィルタユニットが設けられ、基板搬送室２００内は例えば常圧の清浄空気雰囲気の空間となっている。

基板搬送室２００の底部には、前後方向に沿って伸びる移動路である走行レール２１が設けられている。基板搬送室２００内には、走行レール２１に案内されながら前後方向に移動自在に構成された支柱部２２が設けられ、この支柱部２２のＥＦＥＭ１０１側の側面には、当該支柱部２２に沿って昇降自在に構成された第１の基板搬送機構２が設けられている。

本例において、第１の基板搬送機構２は、例えば前面が開口した筐体内に、ウエハＷを１枚ずつ保持する不図示のウエハ保持部を多段に設けた構造となっている。また第１の基板搬送機構２は、前記筐体を鉛直軸周りに回転させる不図示の回転駆動部を介して支柱部２２に支持されている。この構成により第１の基板搬送機構２は、ＥＦＥＭ１０１側、及び積層ブロックＢ１〜Ｂ６が設けられている基板搬送室２００の左右の両側面側に前記筐体の開口面を向けることができる。

なお、多段にウエハＷを収容可能な筐体によって第１の基板搬送機構２を構成することは必須の要件ではない。例えば伸縮、回転自在な１本、または複数本の関節アームを走行レール２１に沿って移動自在、支柱部２２に沿って昇降自在に設けてもよい。この場合には、ＥＦＥＭ１０１と基板搬送部２０との間に、受け渡し対象のウエハＷを一時的に載置するための棚段状のウエハ載置部を設けてもよい。

ＥＦＥＭ１０１側から見て基板搬送部２０の左右側方には、例えば３台の処理ユニットＵが上下方向に積層されて構成される積層ブロックＢ１〜Ｂ６が、複数基ずつ（本例では３基ずつ）配置されている。
例えば積層ブロックＢ１〜Ｂ６は、各々、処理ユニットＵを収容することが可能な収容空間を棚状に上下方向に並べて配置した不図示の収容フレームを備え、各処理ユニットＵは、各収容空間内に収容されることによって上下方向に積層配置される。

これら積層ブロックＢ１〜Ｂ６に設けられた処理ユニットＵの構成について説明する。各処理ユニットＵは、ロードロックモジュール（ＬＬＭ）３と、このＬＬＭ３を介して第１の基板搬送機構２との間でウエハＷの受け渡しが行われる複数、例えば２つの真空処理モジュール（第１の真空処理モジュール４Ａ、第２の真空処理モジュール４Ｂ）とを備える。

図１、２に示すように、例えばＬＬＭ３は、平面形状が五角形のロードロック室３２内に、第２の基板搬送機構３３を設けた構造となっている。ロードロック室３２の一側面には、ゲートバルブＧ１によって開閉され、ウエハＷの搬入出が行われる搬入出口３１が設けられている。各処理ユニットＵは、この搬入出口３１を基板搬送室２００の側壁面に向けて、基板搬送部２０と接続されている。

一方、基板搬送部２０との接続面から見て、ロードロック室３２の背面側に位置する２つの面には、各々、ゲートバルブＧ２、Ｇ３により開閉自在な搬入出口３５が設けられている。そして、これら搬入出口３５が設けられた基板搬送部２０の側壁面には、第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを構成する真空容器４０が気密に接続されている。即ち、第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂは、ＬＬＭ３（または基板搬送部２０）側から見て、左右横方向に並べて設けられている。本例の処理ユニットＵでは、ＬＬＭ３側から見て、右手側を第１の真空処理モジュール４Ａ、左手側を第２の真空処理モジュール４Ｂとする。

ロードロック室３２には、不図示の排気管が接続され、当該排気管を介してロードロック室３２内を真空排気することにより、常圧の大気雰囲気（常圧雰囲気）と真空雰囲気との間で内部雰囲気を切り替えることができる。
ロードロック室３２内に設けられた第２の基板搬送機構３３は、例えば、伸縮自在、及び鉛直軸周りに回転自在な関節アームによって構成され、当該ＬＬＭ３の接続位置の前方に移動してきた第１の基板搬送機構２と、第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂとの間でウエハＷの受け渡しを行う。

第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを構成する真空容器４０内では、ウエハＷに対して真空処理である例えば成膜が実施される。真空容器４０には、処理対象のウエハＷが載置され、ウエハＷの加熱を行う加熱部を備えた載置台や、真空容器４０内に成膜用の処理ガスや真空容器４０内のクリーニング用のクリーニングガスの供給を行うガスシャワーヘッド、プラズマを利用した成膜を行う場合に、処理ガスをプラズマ化するためのプラズマ発生部などが設けられている（いずれも不図示）。

真空容器４０下方側には、ＬＬＭ３内の第２の基板搬送機構３３を駆動する駆動機構や、第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの真空容器４０内に設けられた載置台と、ＬＬＭ３側の第２の基板搬送機構３３との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡し機構などが設けられているが、個別の図示、説明は省略する。

図１、２に示すように、上述の構成を備える処理ユニットＵは、上下方向に多段（本例では３段）に積層され、積層ブロックＢ１〜Ｂ６を構成した状態にて、各処理ユニットＵのＬＬＭ３が基板搬送部２０に接続される。この結果、本例の基板処理装置では、６基の積層ブロックＢ１〜Ｂ６を構成する計１８台の処理ユニットＵが基板搬送部２０に接続され、３６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを用いてウエハＷに対する成膜を行うことができる。
言い替えると、本例の基板処理装置においては、３６台（ｎ＝３６）の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂが、１８台の処理ユニットＵに分けて設けられているといえる。

上述の構成を備える基板処理装置には、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの真空容器４０に成膜用の処理ガスを供給する処理ガス供給設備であるガスボックス８１、真空容器４０内の真空排気を行う真空排気設備を構成する排気管５１Ａ、５１ＢやＡＰＣ（Automatic Pressure Control）バルブ８３、及び、真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに設けられたプラズマ発生部やウエハＷの加熱部、各種駆動機器などの電力消費機器に電力を供給する電力供給設備である電源ボックス８２が設けられている。
付帯設備であるこれらガスボックス８１、ＡＰＣバルブ８３、電源ボックス８２は、本実施の形態の付帯設備群を構成している。

図１に示すように、基板搬送部２０に向かう各積層ブロックＢ１〜Ｂ６から見て、例えば左手側には、各々ガスボックス８１が設けられている。ガスボックス８１は、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに設けられた真空容器４０対して成膜用の各種処理ガスを供給するほか、不要な処理ガスを排出するためのパージガスなどを供給することができる。
また基板搬送部２０側から見て各ガスボックス８１の後方には、ＬＬＭ３や各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに設けられた各種の電力消費機器に電力を供給するための電源ボックス８２が設けられている。

さらに図２に示すように、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６には、上下方向に多段に積層された第１の真空処理モジュール４Ａ側の真空容器４０の真空排気を行うための第１の排気管５１Ａ、及び第２の真空処理モジュール４Ｂ側の真空容器４０の真空排気を行うための第２の排気管５１Ｂが設けられている。例えば、各排気管５１Ａ、５１Ｂは、処理ユニットＵから見て各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂよりも外方側の左右側方位置に、処理ユニットＵの積層方向に沿って上下方向に伸びるように配設されている。

各排気管５１Ａ、５１Ｂからは、各真空容器４０の配置高さ位置にて分岐管５１１が分岐し、真空容器４０と排気管５１Ａ、５１Ｂとは、これら分岐管５１１を介して接続されている。
２本の排気管５１Ａ、５１Ｂは下流側にて合流し、当該合流位置のさらに下流側は、各真空容器４０内の圧力を調節するための圧力調節部であるＡＰＣバルブ８３を介して工場用力の真空排気ラインに接続されている。第１、第２の排気管５１Ａ、５１Ｂや分岐管５１１、ＡＰＣバルブ８３は、本例の真空排気設備を構成している。

上述の構成により各積層ブロックＢ１〜Ｂ６内にて、上下方向へと多段（本例では３段）に積層された第１の真空処理モジュール４Ａの真空容器４０に対しては、第１の排気管５１Ａが共通に接続される。また同じく多段に積層された第２の真空処理モジュール４Ｂの真空容器４０に対しては、第２の排気管５１Ｂが共通に接続される。

さらに基板処理装置は、制御部７を備えている。例えば制御部７は不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には各処理ユニットＵの第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにて実施される成膜の内容や第１の基板搬送機構２によるウエハＷの搬送順などの制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

上述の構成を備える基板処理装置は、当該基板処理装置内に設けられた複数（本例では３６台）の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂが異なる複数のグループ集合（第１のグループ集合、第２のグループ集合）に振り分けられ、各グループ集合に含まれるグループ毎に、種類の異なる付帯設備（ガスボックス８１、ＡＰＣバルブ８３、電源ボックス８２）が共通化して設けられている。

ここで、実施の形態に係る基板処理装置における付帯設備の具体的な設置状態を説明する前に、図３、４を参照しながら、比較形態おける付帯設備の設置状態、及び当該設置状態に起因する問題点について説明する。

比較形態に係る基板処理装置は、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対する付帯設備の設置状態が異なる点を除いて、図１、２を用いて説明した基板処理装置と同様に構成されている。図３において、図１、２を用いて説明した実施の形態に係る基板処理装置と共通の構成要素には、これらの図に用いたものと共通の符号を付してある。
図３の模式図は、例えば図１に示す基板処理装置のＥＦＥＭ１０１から見て、一番手前の右手側に配置された積層ブロックＢ１を構成する３台の処理ユニットＵについて、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対する付帯設備の設置状態を示している。

既述のように各積層ブロックＢ１〜Ｂ６において、ＬＬＭ３から見て右手側に第１の真空処理モジュール４Ａが配置され、同じく左手側に第２の真空処理モジュール４Ｂが配置されている。したがって、積層ブロックＢ１〜Ｂ６内においては、３台の処理ユニットＵの第１の真空処理モジュール４Ａは、ＬＬＭ３から見て右手側（一方側）に揃えて上下方向に多段に積層されている。また、第２の真空処理モジュール４Ｂは、ＬＬＭ３から見て左手側（他方側）に揃えて上下方向に多段に積層されている。

以下、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを識別するため、積層ブロックＢ１の真空処理モジュール４Ａについて上段側から順に「ａ−１、ａ−２、ａ−３」の識別符号を付し、第２の真空処理モジュール４Ｂについて上段側から順に「ｂ−１、ｂ−２、ｂ−３」の識別符号を付して説明を行う。
比較形態に係る基板処理装置においては、付帯設備であるガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３は、いずれも各積層ブロックＢ１〜Ｂ６内の６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ毎に共通化されている。

例えばガスボックス８１には、成膜に用いられる成膜用の処理ガスのガス供給源８１１が設けられている。ガス供給源８１１は、固体原料や液体原料をキャリアガス中に気化させて処理ガスを得る構成や、原料を液体や圧縮気体の状態で収容したボンベから直接、原料ガスを供給する構成など、どのような方式のものであってもよい。

ガス供給源８１１の出口側には、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの真空容器４０に供給される成膜用の処理ガスの供給流量の調節を行う処理ガス調節部であるＭＦＣ（Mass Flow Controller）８１２、及び処理ガスの給断の実施タイミングを調節する処理ガス調節部である開閉バルブＶが設けられている。ＭＦＣ８１２から各真空容器４０に至るまでの原料ガス供給ライン８１３のコンダクタンスは、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ間で互いにほぼ等しくなるように調節されていて、開閉バルブＶを開くと、ＭＦＣ８１２にて流量調節された処理ガスがほぼ６等分されて「ａ−１〜ａ−３、ｂ１〜ｂ３」の符号を付した真空容器４０へと供給される。
なお各真空容器４０の出入口側には、メンテナンスなどの目的で用いられる手動式の開閉バルブを設けてもよい。

ガスボックス８１は、成膜の際に各真空容器４０に供給される処理ガスの種類毎に上述のガス供給源８１１とＭＦＣ８１２と開閉バルブＶとの組を備え、共通の原料ガス供給ライン８１３を介して、あるいは処理ガスの種類毎に個別に設けられた原料ガス供給ライン８１３を介して各真空容器４０への各処理ガスの供給が実施される。図示の便宜上、図３、６では、これら処理ガスの種類毎の複数の組のガス供給源８１１、ＭＦＣ８１２、開閉バルブＶ及び原料ガス供給ライン８１３を１組にまとめて表示してある。

電源ボックス８２は電源部８２１を備え、必要に応じて整合器８２２が設けられた給電線を介して各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ内の電力消費機器に接続されている（図３、６には、整合器８２２を介して各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ内の電力消費機器に高周波電力を供給する電源部８２１の例を示してある）。
電源ボックス８２に設けられた電源部８２１のうち、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂのプラズマ発生部に高周波電力を供給する電源部８２１は、供給電力を調節することが可能な給電調節部の機能を備えている。当該電源部８２１に対し、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂのプラズマ発生部は並列に接続されていると共に、処理ガスをプラズマ化させている期間中のプラズマ発生部のインピーダンスは、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ間で互いにほぼ等しくなるように調節されている。

上述の構成により、電源部８２１から予め設定された電圧の高周波電力を印加すると、各真空容器４０内では、ガスボックス８１から供給された成膜用の処理ガスがほぼ共通の条件下でプラズマ化される。
プラズマ発生部は、特定の構成に限定されるものではなく、マイクロ波によりプラズマを発生させてもよいし、アンテナの周囲に形成された高周波の変動磁場により渦電流を発生させて処理ガスをプラズマ化するＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）を利用してもよい。また、ウエハＷが載置された載置台とガスシャワーヘッドとの間に高周波電力を印加する平行平板型のプラズマ発生部を設けてもよい。

この他、例えばウエハＷが載置される載置台に、抵抗発熱体からなる加熱部が設けられている場合には、当該加熱部に直流電力を供給する電源部８２１についても、供給電力を調節することが可能な給電調節部の機能を備えている（図３、６において図示省略）。当該電源部８２１に対し、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの加熱部は並列に接続されていると共に、抵抗発熱体の抵抗は、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ間で互いにほぼ等しくなるように調節されている。

上述の構成により、電源部８２１から予め設定された電圧の直流電力を印加すると、各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂでは加熱部が予め設定された温度まで上昇し、ウエハＷを加熱する。このとき、いずれかの真空容器４０内に収容されたウエハＷの温度を測定する温度検出部を設け、当該ウエハＷ温度の検出結果に基づいて電源部８２１から供給する直流電力を増減してもよい。また、複数のウエハＷ温度の検出結果の平均値に基づいて、電源部８２１から供給する直流電力を増減してもよい。

真空排気設備である第１、第２の排気管５１Ａ、５１Ｂの設置状態については、図２を用いて説明したので再度の説明を省略するが、各真空容器４０の圧力調節を行うＡＰＣバルブ８３についても６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ毎に共通化されている。

図３には、積層ブロックＢ１の例を示したが、他の積層ブロックＢ２〜Ｂ６の各々についても、積層ブロックＢ１合と同様に付帯設備であるガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３が６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにて共通化して設けられている。
以上の構成を言い替えると、比較形態に係る基板処理装置に設けられた３６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂは、積層ブロックＢ１〜Ｂ６単位でグループ分けされ、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６内の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂは、各々、共通の付帯設備（ガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３）を利用してウエハＷの処理を行う構成となっている。

上述の構成を備えた比較形態に係る基板処理装置を用いてウエハＷの処理を行う場合の動作について説明する。
初めに、処理対象のウエハＷを収容したキャリアＣがＥＦＥＭ１０１のロードポート１１に載置されると、受け渡し機構１２によってキャリアＣからウエハＷが取り出され、第１の基板搬送機構２に搬送される。予め設定された枚数だけ処理対象のウエハＷが第１の基板搬送機構２内に収容されたら、これらのウエハＷに対して成膜を行う処理ユニットＵが収容されている積層ブロックＢ１〜Ｂ６の配置位置まで第１の基板搬送機構２を移動させる。以下、本例では、図３に示した積層ブロックＢ１の各処理ユニットＵにウエハＷを搬入する場合について説明する。

積層ブロックＢ１の配置位置に到達した第１の基板搬送機構２は、ウエハＷを収容した筐体の開口面を処理ユニットＵ側に向けると共に、搬入先のＬＬＭ３内の第２の基板搬送機構３３が進入可能な位置に、取り出されるウエハＷの高さ位置を合わせる（図４のステップ１）。

一方、処理ユニットＵ側では、ロードロック室３２内が常圧雰囲気の状態にて基板搬送部２０側のゲートバルブＧ１を開き、第２の基板搬送機構３３の関節アームを延伸させて第１の基板搬送機構２内に進入させ、関節アームのフォークを、受け取るウエハＷの下方側に位置させる。しかる後、第１の基板搬送機構２を少し降下させることにより、第１の基板搬送機構２内の保持部材からフォークへとウエハＷを受け取る。

ウエハＷを受け取った第２の基板搬送機構３３は、関節アームを縮退させウエハＷをＬＬＭ３内に搬入する（図４のステップ１）。ゲートバルブＧ１を閉じてＬＬＭ３を密閉したら、ロードロック室３２内を真空雰囲気に切り替える（図４のステップ２）。次いで、例えば第１の真空処理モジュール４Ａ側の真空容器４０（図３のａ−１）のゲートバルブＧ２を開き、真空容器４０内にウエハＷを搬入する（図４のステップ３）。
上述のステップ１〜３の動作を積層ブロックＢ１の各段の処理ユニットＵに対して実施し、第１の真空処理モジュール４Ａである「ａ−１〜ａ−３」の真空容器４０内にウエハＷを配置する。なお、図４には、第１の真空処理モジュール４Ａ側で処理されるウエハＷを一重の丸印で示してある（後述の図７において同じ）。

各処理ユニットＵにおいては、第１の真空処理モジュール４Ａの真空容器４０にウエハＷを搬入したら、ＬＬＭ３内を常圧雰囲気に戻し（図４のステップ４）、再度、ＬＬＭ３に対向する高さ位置へ移動してきた第１の基板搬送機構２から、第２の真空処理モジュール４Ｂの真空容器４０へ搬入するウエハＷを受け取り、ＬＬＭ３内へ搬入する。図４には、第２の真空処理モジュール４Ｂ側で処理されるウエハＷを二重丸印で示してある（後述の図７において同じ）。
そして、第１の真空処理モジュール４Ａ側の場合と同様の手順にてロードロック室３２内の真空排気（図４のステップ６）、第２の真空処理モジュール４Ｂ側の真空容器４０へのウエハＷの搬入を実施し（図４のステップ７）、「ｂ−１〜ｂ−３」の真空容器４０内にウエハＷを配置する。

こうして積層ブロックＢ１のすべての真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの真空容器４０内にウエハＷが配置されたら、電源ボックス８２から各真空容器４０内の加熱部に直流電力を供給してウエハＷを予め設定された温度に加熱する。そして、予め設定されたシーケンスに基づき、ガスボックス８１から成膜用の１種類または複数種類の処理ガスを所定の順番、及び流量にて各真空容器４０内に供給する。また、プラズマ発生部を用いて処理ガスをプラズマ化する場合には、電源ボックス８２から各真空容器４０のプラズマ発生部に高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、成膜を実行する（図４のステップ８）。また、これらの期間中、各真空容器４０内の圧力は、予め設定された圧力に維持されるようにＡＰＣバルブ８３によって調節される。

そして、成膜に係る予め設定された操作（処理ガスの供給、切り替え、プラズマ化やウエハＷの加熱など）を実施したら、ウエハＷの搬入時とは反対の手順にて、例えば第１の真空処理モジュール４Ａである「ａ−１〜ａ−３」の真空容器４０から第１の基板搬送機構２にウエハＷを受け渡す（図４のステップ９〜１１）。次いで、再度、ロードロック室３２内の真空排気を行った後（図４のステップ１２）、第２の真空処理モジュール４Ｂである「ｂ−１〜ｂ−３」の真空容器４０から第１の基板搬送機構２にウエハＷを受け渡す（図４のステップ１３〜１５）。

こうして積層ブロックＢ１内のすべての真空処理モジュール４Ａ、４Ｂから成膜後のウエハＷが取り出され、第１の基板搬送機構２内に、成膜後のウエハＷを所定枚数だけ収容したら、第１の基板搬送機構２をＥＦＥＭ１０１側へ移動させ、搬入時とは反対の経路にて、成膜後のウエハＷを元のキャリアＣに戻す。
また、積層ブロックＢ１〜Ｂ６側では、図４のステップ１〜１５の動作が繰り返される。

以上に説明したように、６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにて付帯設備（ガスボックス８１、ＡＰＣバルブ８３、電源ボックス８２）が共通化されている比較形態に係る基板処理装置では、「ａ−１〜ａ−３、ｂ−１〜ｂ−３」のすべての真空容器４０にウエハＷが搬入されてからでないと、ウエハＷに対する成膜を開始することができない。このため、第１の真空処理モジュール４Ａ側にウエハＷを搬入した後でも、成膜を開始するまでに待ち時間が発生する（図４のステップ４〜７までの第１の真空処理モジュール４Ａ側の網掛けをしたカラム）。

また、成膜されたウエハＷの搬出にあたっても、一方側の第１の真空処理モジュール４Ａの搬出を開始してから、他方側の第２の真空処理モジュール４Ｂの搬出を開始するまでに、比較的長い待ち時間が発生する（図４のステップ９〜１２までの第２の真空処理モジュール４Ｂ側の網掛けをしたカラム）。
これらの待ち時間の影響により、比較形態に係る基板処理装置では、６台の第１の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを用いて６枚のウエハＷを処理するにあたり１５ステップを要している（図４参照）。

また、真空容器４０にクリーニングガスを供給して、真空容器４０内のクリーニングを行う場合においても、すべての真空容器４０からウエハＷが搬出された状態とならなければ、クリーニングを開始することができない。

この点、筐体内にウエハＷを多段に保持する構成の第１の基板搬送機構２を用いる場合には、図４のステップ１１、１５における成膜後のウエハＷの搬出動作において、搬出されたウエハＷと入れ替えに成膜前のウエハＷを第１の基板搬送機構２から受け取ってもよい。この場合には、２回目以降の成膜においては、ステップ６〜１５の動作にてウエハＷの処理を実施することができるが、依然としてすべての真空容器４０にウエハＷが搬入されてからでないと成膜を開始することはできない。

また、ＬＬＭ３のロードロック室３２内に、ウエハＷを一時的に載置する載置領域を設ければ、ＬＬＭ３に２枚のウエハＷを搬入した状態にて、ＬＬＭ３内を常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替えることができる。この場合には、１枚目のウエハＷの搬入出動作が完了するのを待つ必要がなく、６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを用いてウエハＷの処理を行う際に要する時間を低減できる。

しかしながら、ウエハＷの一時載置領域を有する特別な構成のＬＬＭ３や、第１の基板搬送機構２や一時載置領域、第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの各真空容器４０との間で２枚のウエハＷを搬送する複雑な動作を実行可能な第２の基板搬送機構３３を各処理ユニットＵに搭載しなければならないため、装置コストの上昇を招くおそれがある。

そこで本実施の形態の基板処理装置は、比較形態に係る基板処理装置と同様に、例えば６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにて付帯設備（ガスボックス８１、ＡＰＣバルブ８３、電源ボックス８２）を共通化しつつ、ウエハＷの搬入出に際して生じる制約を緩和することが可能な構成となっている。
以下、図５〜７を参照しながら実際形態における付帯設備の設置状態、及び基板処理装置の作用について説明する。ここで図６には、既述の積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａ、第２の真空処理モジュール４Ｂについての識別符号に加えて、積層ブロックＢ２の第１の真空処理モジュール４Ａについて上段側から順に「ｃ−１、ｃ−２、ｃ−３」の識別符号を付し、積層ブロックＢ２の第２の真空処理モジュール４Ｂについて上段側から順に「ｄ−１、ｄ−２、ｄ−３」の識別符号を付してある。

図５、６に示すように、実施の形態に係る基板処理装置は、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６に設けられた処理ユニットＵの第１の真空処理モジュール４Ａと第２の真空処理モジュール４Ｂとで、異なる付帯設備（本例ではガスボックス８１ａ、８１ｂ、電源ボックス８２ａ、８２ｂ）を使用してウエハＷに対する成膜を行う構成となっている点に特徴がある。

例えば図５に示す基板処理装置の例では、積層ブロックＢ１内の各処理ユニットＵにおいて、第１の真空処理モジュール４Ａは、積層ブロックＢ１に隣接して配置されたガスボックス８１ａ、電源ボックス８２ａから処理ガス及び電力の供給が行われる。一方で、同じ処理ユニットＵに設けられた第２の真空処理モジュール４Ｂは、各々、基板搬送室２００を挟んで積層ブロックＢ１と向かい合う積層ブロックＢ２に隣接して配置されたガスボックス８１ｂ、電源ボックス８２ｂから処理ガス及び電力の供給が行われる。

図６に基づいて、より詳細にみると、ガスボックス８１ａ、電源ボックス８２ａは、積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａである「ａ−１〜ａ−３」、及び積層ブロックＢ２の第２の真空処理モジュール４Ｂである「ｄ−１〜ｄ−３」に処理ガスや電力の供給を行う（図７には「グループａｄ」と記してある）。また、ガスボックス８１ｂ、電源ボックス８２ｂは、積層ブロックＢ１の第２の真空処理モジュール４Ｂである「ｂ−１〜ｂ−３」、及び積層ブロックＢ２の第１の真空処理モジュール４Ａである「ｃ−１〜ｃ−３」に処理ガスや電力の供給を行う（図７には「グループｂｃ」と記してある）。

一方で、ＡＰＣバルブ８３については、図２を用いて説明したように排気管５１Ａ、５１Ｂを介して各積層ブロックＢ１、Ｂ２内の第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにて共通化されている点は、比較形態に係る基板処理装置と同様である。

図６には、積層ブロックＢ１、Ｂ２の例を示したが、他の積層ブロックＢ３〜Ｂ６についても、同様に、基板搬送室２００を挟んで向かい合う積層ブロックＢ３、Ｂ５の第１の真空処理モジュール４Ａと、積層ブロックＢ４、Ｂ６の第２の真空処理モジュール４Ｂとにおいてガスボックス８１ａ、電源ボックス８２ａが共通化されている。また、積層ブロックＢ３、Ｂ５の第２の真空処理モジュール４Ｂと、積層ブロックＢ４、Ｂ６の第１の真空処理モジュール４Ａとにおいてガスボックス８１ｂ、電源ボックス８２ｂが共通化されている（図５）。
一方、ＡＰＣバルブ８３については各積層ブロックＢ３〜Ｂ６内の第１の真空処理モジュール４Ａ、第２の真空処理モジュール４Ｂ間でＡＰＣバルブ８３が共通化されている。

以上に説明した構成を特許請求の範囲の記載に沿って説明すると、積層ブロックＢ１〜Ｂ６に設けられた３６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、各々、６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含む６つのグループ（積層ブロックＢ１、Ｂ３、Ｂ５の第１の真空処理モジュール４Ａ−積層ブロックＢ２、Ｂ４、Ｂ６の第２の真空処理モジュール４Ｂを各々含んだ３つのグループ、及び、積層ブロックＢ１、Ｂ３、Ｂ５の第２の真空処理モジュール４Ｂ−積層ブロックＢ２、Ｂ４、Ｂ６の第１の真空処理モジュール４Ａを各々含んだ３つのグループ）からなる第１のグループ集合にグループ分けし、付帯設備であるガスボックス８１（８１ａ、８１ｂ）、電源ボックス８２（８２ａ、８２ｂ）を各グループ内で共通化している。

よって、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６内で見ると、一の積層ブロックＢ１〜Ｂ６に含まれる第１の真空処理モジュール４Ａは、共通のグループにグループ分けされ、当該一の積層ブロックＢ１〜Ｂ６に含まれる第２の真空処理モジュール４Ｂは、前記第１の真空処理モジュール４Ａを含むグループとは異なる共通のグループにグループ分けされている。

また、おなじ３６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、各々、６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含み、上述の第１のグループ集合内の各グループとは、第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの組み合わせが互いに異なる６つのグループ（各積層ブロックＢ１〜Ｂ６内の第１の真空処理モジュール４Ａ、第２の真空処理モジュール４Ｂを含んだ６つのグループ）からなる第２のグループ集合にグループ分けし、付帯設備であるＡＰＣバルブ８３を各グループ内で共通化している。

上述の構成を備えた実施の形態に係る基板処理装置によるウエハＷの処理動作について説明する。
キャリアＣからウエハＷを取り出し、当該ウエハＷに対して成膜を行う処理ユニットＵが収容されている積層ブロックＢ１〜Ｂ６の配置位置まで第１の基板搬送機構２を移動させる点については、既述の比較形態に係る基板処理装置の場合と同様なので再度の説明を省略する。また本例では、図５、６に示した積層ブロックＢ１、Ｂ２の各処理ユニットＵにウエハＷを搬入する場合について説明する。

実施の形態に係る基板処理装置においても第１の基板搬送機構２からＬＬＭ３にウエハＷを搬入し、ロードロック室３２内を真空雰囲気に切り替えた後、ロードロック室３２内のウエハＷを真空容器４０内に搬入する動作については、図４を用いて説明した比較形態に係る基板処理装置と同様である（図７のステップ１〜３）。
一方で、上述のウエハＷの搬入動作においては、積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａ側である「ａ−１〜ａ−３」の真空容器４０と、積層ブロックＢ２の第２の真空処理モジュール４Ｂである「ｄ−１〜ｄ−３」の真空容器４０とにウエハＷが搬入される点が、既述の比較形態に係る基板処理装置と異なる。

上述の６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対しては、共通のガスボックス８１ａ、電源ボックス８２ａから処理ガス、電力の供給が行われるので、「ａ−１〜ａ−３、ｄ−１〜ｄ−３（グループａｄ）」の真空容器４０にウエハＷが搬入されると、成膜を開始することができる（図７のステップ４）。このとき積層ブロックＢ１、Ｂ２の各ＡＰＣバルブ８３は、成膜が行われている真空容器４０内の圧力が目標圧力となるように、圧力調節を行う。

また、このウエハＷが搬入された各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにおける成膜の開始と並行して、ＬＬＭ３内を常圧雰囲気に戻す（図７のステップ４）。
なお、図４、７に示す各ステップは、均等な時間間隔を示すものではなく、各操作の実行タイミングの目安を示している。従って、図４のステップ８に記載の成膜を完了するまでの時間は、図７にて成膜と並行して実施される他の操作の数ステップ分の時間を要する場合もある。そこで、図７においては、他の操作と並行して実施される成膜は、成膜が終了した後の待ち時間も合わせて「成膜」と記載してある。

次いで、図７のステップ５〜７では、共通のガスボックス８１ｂ、電源ボックス８２ｂから処理ガス、電力の供給を受ける、積層ブロックＢ１の第２の真空処理モジュール４Ｂである「ｂ−１〜ｂ−３」の真空容器４０と、積層ブロックＢ２の第１の真空処理モジュール４Ａである「ｃ−１〜ｃ−３」の真空容器４０とにウエハＷを搬入する。

「ｂ−１〜ｂ−３、ｃ−１〜ｃ−３（グループｂｃ）」の真空容器４０にウエハＷが搬入されたら、これらの真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにおいても成膜が開始される（図７のステップ８）。
これらの真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにおける成膜の開始時に、先に処理を開始していた真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ側での成膜が終了している場合、または終了していない場合であっても、積層ブロックＢ１、Ｂ２の各ＡＰＣバルブ８３は、真空容器４０内の圧力が成膜時の目標圧力となるように、圧力調節を行えばよい。

ステップ５〜８の期間中に、先に成膜を開始していた積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａ、積層ブロックＢ２の第２の真空処理モジュール４Ｂ側の成膜が終了したら、ウエハＷの搬入時とは反対の手順にて、例えば「グループａｄ」の各真空容器４０からＬＬＭ３を介して第１の基板搬送機構２にウエハＷを受け渡す（図７のステップ９〜１１）。また、ステップ１１においては、成膜後のウエハＷの搬出と入れ替えに、「グループａｄ」の真空容器４０にて成膜が行われる次のウエハＷをＬＬＭ３に搬入する。

次いで、各ＬＬＭ３のロードロック室３２内を真空雰囲気に切り替えた後（ステップ１２）、ＬＬＭ３内のウエハＷを「グループａｄ」の真空容器４０内に搬入する（ステップ１３）。またこのとき、ステップ９〜１２の期間中に、後から成膜を開始した積層ブロックＢ１の第２の真空処理モジュール４Ｂ、積層ブロックＢ２の第１の真空処理モジュール４Ａ側の成膜が終了していたら、「グループｂｃ」の真空容器４０からＬＬＭ３へと成膜後のウエハＷを搬出する（ステップ１３）。ステップ１２の終了時点で「グループｂｃ」側の成膜が終了していない場合は、成膜の終了を待ってからウエハＷを搬出する（ステップ１３）。

しかる後、「グループａｄ」の真空容器４０では次のウエハＷに対する成膜を開始する（ステップ１４）。成膜の開始と並行して、「グループｂｃ」の真空容器４０にて成膜されたウエハＷを受け入れたＬＬＭ３は、ロードロック室３２内を真空雰囲気から常圧雰囲気に切り替え（ステップ１４）、次いで当該ウエハＷを第１の基板搬送機構２へ受け渡す（ステップ１５）。また、ステップ１５においては、成膜後のウエハＷの搬出と入れ替えに、「グループｂｃ」の真空容器４０にて成膜が行われる次のウエハＷをＬＬＭ３に搬入する。

次いで、各ＬＬＭ３のロードロック室３２内を真空雰囲気に切り替えた後（ステップ１６）、ＬＬＭ３内のウエハＷを「グループｂｃ」の真空容器４０内に搬入する（ステップ１７）。またこのとき、ステップ１４〜１６の期間中に、積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａ、積層ブロックＢ２の第２の真空処理モジュール４Ｂ側の成膜が終了していたら、「グループａｄ」の真空容器４０からＬＬＭ３へと成膜後のウエハＷを搬出する（ステップ１７）。ステップ１６の終了時点で「グループａｄ」側の成膜が終了していない場合は、成膜の終了を待ってからウエハＷを搬出する（ステップ１７）。

しかる後、「グループｂｃ」の真空容器４０では次のウエハＷに対する成膜を開始する（ステップ１８）。成膜の開始と並行して、「グループａｄ」の真空容器４０にて成膜されたウエハＷを受け入れたＬＬＭ３は、ロードロック室３２内を真空雰囲気から常圧雰囲気に切り替える（ステップ１８）。
これ以降は、図７のステップ１１〜１８に示す動作を繰り返すことにより、「グループａｄ」の真空容器４０と「グループｂｃ」の真空容器４０とで交互に成膜を行うことができる。
また積層ブロックＢ３、Ｂ４及び積層ブロックＢ５、Ｂ６に設けられた処理ユニットＵにおいても、図７を用いて説明した動作が実行される。

以上に説明したように、図５、７を用いて説明した基板処理装置は、基板搬送室２００を挟んで向かい合う積層ブロックＢ１、Ｂ３、Ｂ５の第１の真空処理モジュール４Ａと、積層ブロックＢ２、Ｂ４、Ｂ６の第２の真空処理モジュール４Ｂとにおいてガスボックス８１ａ、電源ボックス８２ａが共通化され、積層ブロックＢ１、Ｂ３、Ｂ５の第２の真空処理モジュール４Ｂと、積層ブロックＢ２、Ｂ４、Ｂ６の第１の真空処理モジュール４Ａとにおいてガスボックス８１ｂ、電源ボックス８２ｂが共通化されている。

この結果、例えば図６に示す積層ブロックＢ１、Ｂ２に着目したとき、積層ブロックＢ１、Ｂ２の全ての真空容器４０にウエハＷが搬入されていなくても、ガスボックス８１ａ、電源ボックス８２ａから処理ガス、電力の供給が行われる６台の真空容器４０（グループａｄ：ａ−１〜ａ−３、ｄ−１〜ｄ−３）にウエハＷが搬入された段階で、成膜を開始することができる。

そして、ガスボックス８１ｂ、電源ボックス８２ｂから処理ガス、電力の供給が行われる残る６台の真空容器４０（グループｂｃ：ｂ−１〜ｂ−３、ｃ−１〜ｃ−３）については、グループａｄ側の成膜と並行してウエハＷの搬入を行うことができるので、成膜を開始するまでの待ち時間を削減することができる。

この結果、各グループ（グループａｄ、グループｂｃ）で１回目の成膜を行った後の２回目以降の成膜にあたっては、１２台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを用いて１２枚のウエハＷを８ステップ（図７のステップ１１〜１８）で成膜することができる。
既述のように、図４、７に示す各ステップは、均等な時間間隔を示すものではないが、比較形態に係る基板処理装置にてすべての真空容器４０にウエハＷが搬入されてからでないと成膜を開始することはできないことに伴って発生する待ち時間は確実に削減することができる。

ここで、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６について、一の積層ブロックＢ１〜Ｂ６に含まれる第１の真空処理モジュール４Ａを共通のグループにグループ分けし、当該一の積層ブロックＢ１〜Ｂ６に含まれる第２の真空処理モジュール４Ｂを、前記第１の真空処理モジュール４Ａを含むグループとは異なる共通のグループにグループ分けする手法は図５に示した例に限定されない。

例えば図８に示す例では、ＥＦＥＭ１０１側から見て最も手前側の積層ブロックＢ１の第２の真空処理モジュール４Ｂ−積層ブロックＢ２の第１の真空処理モジュール４Ａ、及び最も奥手側の積層ブロックＢ５の第１の真空処理モジュール４Ａ−積層ブロックＢ６の第２の真空処理モジュール４Ｂについてのみ基板搬送室２００を挟んで向かい合って配置された第１の真空処理モジュール４Ａ、第２の真空処理モジュール４Ｂにてガスボックス８１ａ、８１ｂ、電源ボックス８２ａ、８２ｂを共通化している。そして残る真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについては、隣り合う積層ブロックＢ１、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６の第１の真空処理モジュール４Ａ−第２の真空処理モジュール４Ｂにてガスボックス８１ａ、８１ｂ、電源ボックス８２ａ、８２ｂを共通化している。

また、図７を用いて説明したウエハＷの処理手順を実現するには、少なくともガスボックス８１について、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６に設けられた処理ユニットＵの第１の真空処理モジュール４Ａと第２の真空処理モジュール４Ｂとで異なるガスボックス８１ａ、８１ｂを使用して成膜を行うことができればよい。例えば加熱部を備え、プラズマ発生部が設けられていない真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについては、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６内の６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ毎に共通化したうえで、ＡＰＣバルブ８３の場合と同様に、成膜が行われている真空容器４０内のウエハＷの温度が目標温度となるように、温度調節を行ってもよい。

以上、図１〜５を参照しながら、複数の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを、互いにグループ分けの仕方が異なる複数のグループ集合（第１のグループ集合、第２のグループ集合）に振り分けて付帯設備（ガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３）を共通化することにより、各真空処理モジュール４Ａ、４ＢへのウエハＷの搬入出時に生じる制約（待ち時間）を低減することが可能であることを説明した。

ここで、上記構成を採用することにより低減可能な制約はウエハＷの搬送動作に伴って生じる待ち時間に限定されない。例えば、既述の比較形態に係る基板処理装置において、各真空処理モジュール４Ａ、４ＢにてウエハＷの処理を行ううえで発生する処理条件の設定に係る制約についても緩和することができる。

図３に示した比較形態に係る基板処理装置は、ある積層ブロックＢ１〜Ｂ６内の全ての真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して、付帯設備であるガスボックス８１、ＡＰＣバルブ８３、電源ボックス８２が共通化されている。
既述のようにガスボックス８１には、処理ガスの供給流量の調節を行う処理ガス調節部であるＭＦＣ８１２や、処理ガスの給断の実施タイミングを調節する処理ガス調節部である開閉バルブＶが設けられている。このため、ＭＦＣ８１２や開閉バルブＶは、ガスボックス８１を共用している全ての真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して共通の流量調節、給断タイミング調節を行う。

この点は、他の付帯設備についても同様である。圧力調節部であるＡＰＣバルブ８３による真空容器４０内の圧力調節、給電調節部である電源ボックス８２内の電源部８２１によるプラズマ発生部や加熱部への給電量の調節についても、ＡＰＣバルブ８３や電源ボックス８２を共用している全ての真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して共通の調節が行われる。

一方、複数の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを備える基板処理装置においては、同じ処理条件下で成膜を行ったとしても処理結果（例えば膜厚）が真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ毎に僅かに異なる機差が生じる場合がある。
この点、個別の真空処理モジュールに対して処理条件を変更可能な枚葉装置においては、「成膜時間を＋０．２秒長くする」、「処理ガスの流量を＋０．１ｓｃｃｍ少なくする」などの個別の設定を行うことができる。

しかしながら、各種の調節機能を備えた付帯設備が共通化されている比較例に係る基板処理装置においては、各積層ブロックＢ１〜Ｂ６に含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ毎に個別の処理条件を設定することができない。
一方で、枚葉装置と同様に基板処理装置内の全ての真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに個別の処理ガス調節部や圧力調節部、給電調節部などを設けることは、装置コストの大幅な上昇や装置の大型化を招く要因となる。

そこで第２の実施の形態に係る基板処理装置は、複数の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを、互いにグループ分けの仕方が異なる複数のグループ集合（第１〜第３のグループ集合）に振り分けて付帯設備（ガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３）を共通化することにより、処理条件の設定に係る制約を緩和している。
以下、図９〜１１を参照しながら、第２の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。なお図９において、図１、２を用いて説明した第１の実施の形態に係る基板処理装置と共通の構成要素には、これらの図に用いたものと共通の符号を付してある。

第２の実施の形態に係る基板処理装置は、図１、２を用いて説明した基板処理装置と同様の構成を備えている。図９は、当該実施の形態の技術的な特徴を分かり易く示すため、基板処理装置内の積層ブロックＢ１、Ｂ２及びこれらの付帯設備を抜き出して示してある。

図９に示す１２台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含む基板処理装置は、６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含む２つのグループ（積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａ−積層ブロックＢ２の第２の真空処理モジュール４Ｂを含んだグループ、及び、積層ブロックＢ１の第２の真空処理モジュール４Ｂ−積層ブロックＢ２の第１の真空処理モジュール４Ａを含んだグループ）からなる第１のグループ集合にグループ分けされ、付帯設備群（ガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３）から選択されたガスボックス８１（８１ａ、８１ｂ）は、前記第１のグループ集合内のグループに対して共通化されている。また、以下の図９〜１１の説明では、各付帯設備（ガスボックス８１ａ、８１ｂ、ＡＰＣバルブ８３ａ、８３ｂ、電源ボックス８２ａ、８２ｂ）に設定された互いに異なる条件を、「（１）、（２）」の符号を用いて識別する。
ガスボックス８１ａ、８１ｂは、処理ガスの供給流量や処理ガスの給断タイミングについて、互いに異なる条件「（１）、（２）」を設定することができる。

また前記１２台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについては、各々、６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含み、上述の第１のグループ集合内の各グループとは、真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの組み合わせが、互いに異なる２つのグループ（各積層ブロックＢ１、Ｂ２６内の第１の真空処理モジュール４Ａ、第２の真空処理モジュール４Ｂを含んだ２つのグループ）からなる第２のグループ集合にグループ分けされ、付帯設備群から選択されたＡＰＣバルブ８３（８３ａ、８３ｂ）は、前記第２のグループ集合内のグループに対して共通化されている。
ＡＰＣバルブ８３ａ、８３ｂは、真空容器４０内の圧力について、互いに異なる条件「（１）、（２）」を設定することができる。

また、おなじ１２台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂは、各々、６台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含み、上述の第１、第２のグループ集合内の各グループとは、含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの組み合わせが、互いに異なる２つのグループ（積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａ−積層ブロックＢ１の第１の真空処理モジュール４Ａを含んだグループ、及び、積層ブロックＢ１の第２の真空処理モジュール４Ｂ−積層ブロックＢ２の第２の真空処理モジュール４Ｂを含んだグループ）からなる第３のグループ集合にグループ分けされ、付帯設備群から選択された電源ボックス８２（８２ａ、８２ｂ）は、前記第３のグループ集合内のグループに対して共通化されている。
電源ボックス８２ａ、８２ｂは、プラズマ発生部や加熱部への給電量について、互いに異なる条件「（１）、（２）」を設定することができる。

図１０は、図９に示す基板処理装置内の各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて設定可能な処理条件をまとめた表である。
図１０によると、１２台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂは、「ａ―１〜ａ−３」、「ｂ−１〜ｂ−３」、「ｃ−１〜ｃ−３」、「ｄ−１〜ｄ３」のグループ毎に、互いに付帯設備（ガスボックス８１ａ、８１、電源ボックス８２ａ、８２ｂ、ＡＰＣバルブ８３ａ、８３ｂ）の共通化の組み合わせが異なっている。

この結果、例えば「ａ―１〜ａ−３」の第１の真空処理モジュール４Ａに対しては、ガスボックス８１ａの処理条件（１）、電源ボックス８２ａの処理条件（１）、ＡＰＣバルブ８３ａの処理条件（１）が設定されている。「ｂ―１〜ｂ−３」の第２の真空処理モジュール４Ｂに対しては、ガスボックス８１ｂの処理条件（２）、電源ボックス８２ｂの処理条件（２）、ＡＰＣバルブ８３ａの処理条件（１）が設定され、「ａ−１〜ａ−３」とは異なる処理条件の組み合わせを設定することが可能である。
このことは、他の「ｃ−１〜ｃ−３、ｄ−１〜ｄ−３」に係る真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについても同様であり、互いに異なる処理条件の組み合わせを設定することができる。

例えばウエハＷの処理条件と成膜された膜の膜厚との関係について、処理ガスの給断実施のタイミングにより調節される成膜時間が長くなるほど、また処理ガスの供給流量が多くなるほど膜厚が厚くなり、反対の調節を行うと膜厚が薄くなる傾向があるとする。また、他の処理条件についても真空容器４０内の圧力が高くなるほど、また加熱部への給電量を増大させてウエハＷの加熱温度が高くなったり、プラズマの電離度が大きくなったりするほど膜厚が厚くなり、反対の調節を行うと、膜厚が薄くなる傾向があるとする。

このとき、図９に示す各真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、上述の処理条件と膜厚との関係を予備実験などにより把握して個別の機差を把握する。さらに処理条件の組み合わせを変更可能な真空処理モジュール４Ａ、４Ｂのグループ（「ａ―１〜ａ−３」、「ｂ−１〜ｂ−３」、「ｃ−１〜ｃ−３」、「ｄ−１〜ｄ３」）ごとに前記処理条件と平均膜厚との関係を求めるなどして、これらグループ単位の機差を相殺可能な処理条件の相関関係（関係式）を求める。

そして、線形計画法などを用い、各グループ単位の機差が最も小さくなる処理条件の組み合わせを求める（各調節部の目標値の設定を行う）ことにより、ウエハＷに対する成膜の結果を各グループ間でより均一にすることができる。当該処理条件の組み合わせは、例えばウエハＷの処理レシピの設定の際に、制御部７によって計算され、設定される。

図９、１０を用いて説明した実施の形態によれば、複数の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを、互いにグループ分けの仕方が異なる複数のグループ集合（第１〜第３のグループ集合）に振り分けて付帯設備（ガスボックス８１ａ、８１、電源ボックス８２ａ、８２ｂ、ＡＰＣバルブ８３ａ、８３ｂ）を共通化することにより、付帯設備の共通化の組み合わせが異なる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ間で異なる処理条件の組み合わせを設定することができる。

図９を用いて説明した例においては、１２台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、各グループ間での組み合わせが異なる３つのグループ集合（第１〜第３のグループ集合）にグループ分けし、３種類の付帯設備（ガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３）を振り分けることにより、付帯設備の共通化の組み合わせを変化させて、真空処理モジュール４Ａ、４Ｂ間で異なる処理条件の組み合わせの設定を可能とした。

しかしながら、本実施の形態を適用可能な真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの最低台数や、付帯設備の種類数は、図９、１０を用いて説明した例に限定されない。基板処理装置は、最低４台の真空処理モジュール４を備え、また最低２種類の付帯設備を備えていれば、本発明を適用することができる。

例えば図１１（ａ）は、「１、２、３、４」の符号を付した４台の真空処理モジュールに対して、２種類の付帯設備（例えばガスボックス８１ａ、８１ｂとＡＰＣバルブ８３ａ、８３ｂ）を２つのグループ集合に振り分けた例を示している。
これにより、異なる真空処理モジュール「１、２、３、４」間で、４種類の処理条件の組み合わせを設定することができる。

また、各グループ集合を構成するグループは、これらのグループに含まれる真空処理モジュールの組み合わせが、各々、少なくとも１台異なっていればよい。図１１（ｂ）に示す例では、「１、２、３、４、５」の符号を付した５台の真空処理モジュールについて、ガスボックス８１ａ、８１ｂについては「１、２、３」の符号を付したグループと、「４、５」の符号を付したグループに振り分け、ＡＰＣバルブ８３ａ、８３ｂについては、「１、２」の符号を付したグループと、「３、４、５」の符号を付したグループに振り分けている。
この例では、異なる真空処理モジュール「１、２、３、４、５」間で、３種類の処理条件の組み合わせを設定することができる。

上述の手法を一般化して説明すると、ｎ台（ｎは４以上の整数、図１の例ではｎ＝３６）の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含む基板処理装置があるとき、前記ｎ台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含む複数のグループからなる第１のグループ集合にグループ分けする。そして、各グループ内に含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択される第１の付帯設備（例えばガスボックス８１）を共通化する。
さらに、前記ｎ台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含み、前記第１のグループ集合内の各グループとは、含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの組み合わせが、各々、少なくとも１台異なる複数のグループからなる第２のグループ集合にグループ分けする。そして、各グループ内に含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択されると共に、前記第１の付帯設備とは異なる第２の付帯設備（例えば電源ボックス８２）を共通化する。

このとき、付帯設備群に、第１、第２の付帯設備として選択されていない付帯設備（例えば既述のＡＰＣバルブ８３と、真空容器４０や載置台を構成する部材内に形成されている冷媒流路に冷媒を供給し、真空容器４０の温度制御を行うチラー設備とを考える）が残っているとする。この場合には、さらに、前記ｎ台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂを含み、前記第１のグループ集合から第（ｉ−１）のグループ集合内の各グループとは、含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂの組み合わせが、各々、少なくとも１台異なる複数のグループからなる第ｉのグループ集合にグループ分けを行うことができる。そして、各グループ内に含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択されると共に、前記第１から第（ｉ−１）までの付帯設備とは異なる第ｉの付帯設備（前記ＡＰＣバルブ８３、チラー設備の少なくとも一方）を共通化することができる。但し、ｉは、３以上、（ｉ−１）の値に、第（ｉ−１）のグループ集合までに選択されていない前記付帯設備群内の付帯設備の数を加算した値以下の整数である。

上述の例によれば、共通の第３のグループ集合（ｉ＝３）の各グループ内に含まれる真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して、ＡＰＣバルブ８３及びチラー設備の双方を共通化してもよい。
また、ＡＰＣバルブ８３とチラー設備とのいずれか一方側を第３のグループ集合の各グループ内で共通化したとする。このときｎ台の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂをさらに第４のグループ集合（ｉ＝４）にグループ分けし、残る他方側の付帯設備（ＡＰＣバルブ８３またはチラー設備）を、第４のグループ集合の各グループ内で共通化してもよい。

以上に説明した考え方によると、図９、１０に示す例は、ｉ＝３の場合に相当する。また、付帯設備群に含まれる付帯設備の種類の数は、３種類までに限定さるものではなく、例えば４種類以上であってもよい。
付帯設備群に含むことが可能な付帯設備の例としては、ガスボックス８１、電源ボックス８２、ＡＰＣバルブ８３の他、既述のチラー設備などを挙げることができる。チラー設備は、真空容器４０またはウエハＷの載置台に形成された冷媒流路に供給される冷媒の温度または流量の少なくとも一方を調節する温度調節部を用いて真空容器４０の温度調整を行う。

また、基板処理装置に設けられている全ての付帯設備が、複数の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに対して共通化されていることは必須の要件ではない。既述のように最低２種類の付帯設備についての共通化が行われていればよいところ、残る付帯設備については真空処理モジュール４Ａ、４Ｂに個別に設けてもよい。

また、本発明を適用可能な基板処理装置は、図１、２などを用いて説明した、ＬＬＭ３に第１、第２の真空処理モジュール４Ａ、４Ｂが接続された処理ユニットＵを上下方向に多段に積層した構成の積層ブロックＢ１〜Ｂ６を備えるものに限定されない。
例えば真空雰囲気下でウエハＷの搬送が行われる真空搬送室の側壁面に、４台以上の真空処理モジュールを接続したマルチチャンバ型の基板処理装置に対しても本発明は適用することができる。

この他、基板処理装置に設けられる処理ユニットＵの真空処理モジュール４Ａ、４Ｂにて実施される処理の種類は、成膜に限られるものではなく、エッチングやアッシング、アニールなどであってもよいことは勿論である。

Ｂ１〜Ｂ６ 積層ブロック
Ｕ 処理ユニット
Ｗ ウエハ
２ 第１の基板搬送機構
２０ 基板搬送部
２００ 基板搬送室
３ ロードロックモジュール（ＬＬＭ）
３２ ロードロック室
３３ 第２の基板搬送機構
４Ａ、４Ｂ 真空処理モジュール
４０ 真空容器
７ 制御部
８１、８１ａ、８１ｂ
ガスボックス
８２、８２ａ、８２ｂ
電源ボックス
８３、８３ａ、８３ｂ
ＡＰＣバルブ

Claims (7)

1. 真空雰囲気下で基板を処理する真空処理モジュールを備えた基板処理装置において、
   基板の処理が行われる真空容器を備えたｎ台（ｎは４以上の整数）の真空処理モジュールと、
   前記真空容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給設備、前記真空容器内の真空排気を行う真空排気設備、前記真空容器の温度制御を行うチラー設備、及び前記真空処理モジュールに設けられた電力消費機器に電力を供給する電力供給設備、からなる付帯設備群と、を備え、
   前記ｎ台の真空処理モジュールについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュールを含む複数のグループからなる第１のグループ集合にグループ分けし、各グループ内に含まれる真空処理モジュールに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択される第１の付帯設備を共通化したことと、
   前記ｎ台の真空処理モジュールについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュールを含み、前記第１のグループ集合内の各グループとは、含まれる真空処理モジュールの組み合わせが、各々、少なくとも１台異なる複数のグループからなる第２のグループ集合にグループ分けし、各グループ内に含まれる真空処理モジュールに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択されると共に、前記第１の付帯設備とは異なる第２の付帯設備を共通化したことと、を特徴とする基板処理装置。
2. 常圧雰囲気下で基板を搬送する第１の基板搬送機構が設けられた基板搬送部を備え、
   前記ｎ台の真空処理モジュールは、第１の真空処理モジュール及び第２の真空処理モジュールと、これら第１、第２の真空処理モジュールの各真空容器に接続され、常圧雰囲気と真空雰囲気との間で内部雰囲気を切り替え自在に構成されたロードロック室内に、前記基板搬送部と、前記各真空容器との間で基板を搬送するための第２の基板搬送機構が設けられたロードロックモジュールと、を備えた複数の処理ユニット内に分けて設けられていることと、
   前記第１の付帯設備はガス供給設備を含み、各処理ユニット内の第１の真空処理モジュールと第２の真空処理モジュールとは、前記第１のグループ集合内の互いに異なるグループにグループ分けされていることと、を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 複数の前記処理ユニットが上下方向に多段に積層されて構成される複数の積層ブロックを備え、
   前記複数の積層ブロックの各々について、一の積層ブロックに含まれる第１の真空処理モジュールは、共通のグループにグループ分けされ、当該一の積層ブロックに含まれる第２の真空処理モジュールは、前記第１の真空処理モジュールを含むグループとは異なる共通のグループにグループ分けされていることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記各処理ユニット内の第１の真空処理モジュール及び第２の真空処理モジュールは、前記ロードロックモジュール側から見て左右横方向に並べて配置され、前記各積層ブロック内の前記第１の真空処理モジュールは、前記左右の一方側に揃えて上下方向に多段に積層され、前記第２の真空処理モジュールは、前記左右の他方側に揃えて上下方向に多段に積層されていることと、
   前記基板搬送部は、平面形状が細長い基板搬送室内に前記第１の基板搬送機構を配置して構成され、当該基板搬送部の両脇には、細長い前記基板搬送室の長辺方向に沿って、前記積層ブロックが複数基ずつ並べて配置されていることと、
   前記基板搬送室に沿って隣り合う２つの積層ブロック、または前記基板搬送室を挟んで向かい合う２つの積層ブロックについて、一方側の積層ブロックの第１の真空処理モジュールと、他方側の積層ブロックの第２の真空処理モジュールとは共通のグループにグループ分けされていることと、を特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記付帯設備群に、前記第１、第２の付帯設備として選択されていない付帯設備が残っているとき、
   さらに、前記ｎ台の真空処理モジュールについて、各々、２台以上、（ｎ−２）台以下の真空処理モジュールを含み、前記第１のグループ集合から第（ｉ−１）のグループ集合内の各グループとは、含まれる真空処理モジュールの組み合わせが、各々、少なくとも１台異なる複数のグループからなる第ｉのグループ集合にグループ分けし、各グループ内に含まれる真空処理モジュールに対して、前記付帯設備群から少なくとも１つ選択されると共に、前記第１から第（ｉ−１）までの付帯設備とは異なる第ｉの付帯設備を共通化したこと（ｉは、３以上、（ｉ−１）の値に、第（ｉ−１）のグループ集合までに選択されていない前記付帯設備群内の付帯設備の数を加算した値以下の整数）を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
6. 前記処理ガス供給設備は、前記真空容器内への処理ガスの給断の実施タイミングの調節、前記処理ガスの供給流量の調節の少なくとも一方を実施するための処理ガス調節部を備え、前記真空排気設備は、前記真空容器内の圧力を調節する圧力調節部を備え、前記電力供給設備は、前記真空容器内に供給された処理ガスをプラズマ化するプラズマ発生部、前記真空容器内に配置された基板を加熱する加熱部の少なくとも一方に供給される電力を調節する給電調節部を備え、前記チラー設備は、前記真空容器または基板の載置台に形成された冷媒流路に供給される冷媒の温度または流量の少なくとも一方を調節する温度調節部を備えることを特徴とする請求項１または５に記載の基板処理装置。
7. 互いに付帯設備の共通化の組み合わせが異なる真空処理モジュール間で、基板に対する処理の結果が均一化されるように、前記付帯設備に設けられた各調節部の目標値の設定を行う制御部を備えることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。

Images