KR20180080995A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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히로카즈 우에다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제]복수의 진공 처리 모듈에서 부대 설비를 공통화하면서, 각 진공 처리 모듈을 이용하여 기판을 처리하는 데에 있어서 발생하는 제약을 저감하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 제공한다.
[해결수단]기판 처리 장치는, 기판에 대한 진공 처리가 행해지는 n대(n은 4 이상의 정수)의 진공 처리 모듈(4A, 4B)과, 부대 설비를 구성하는 처리 가스 공급 설비(81), 진공 배기 설비(83), 전력 공급 설비(82) 등의 부대 설비군을 구비하고, 상기 n대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 서로 조합이 상이한 복수의 그룹으로 이루어진 제1, 제2 그룹 집합으로 그룹핑하고, 이들 그룹 집합마다, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여, 부대 설비군에서 선택되는 부대 설비를 공통화하고 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 복수의 진공 처리 모듈을 이용하여 기판을 처리하는 기술에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 함)에 대하여 성막, 에칭, 애싱, 어닐링 등의 진공 처리가 행해진다. 진공 처리를 높은 스루풋으로 행하기 위해, EFEM(Equipment Front End Module)에 로드록 모듈을 통해 평면에서 볼 때 다각형인 진공 반송실에 접속하고, 이 진공 반송실의 각 측벽면에 진공 처리 모듈에 접속한 멀티 챔버 시스템 등으로 불리는 기판 처리 장치가 알려져 있다.
한편 최근에는, 반도체 디바이스의 다양화에 의해, 처리의 완료까지 긴 시간을 요하는 진공 처리가 필요해지는 경우가 있다. 예컨대 삼차원의 메모리인 NAND 회로를 형성하는 경우에는, 산화층, 질화층을 교대로 다수회 적층하기 때문에, 1회의 성막 처리에 상당히 긴 시간이 필요하다. 이 때문에, 스루풋을 높이기 위해, 기판 처리 장치에 설치되는 진공 처리 모듈수를 늘리는 기술의 구축이 요구되고 있다.
여기서 진공 처리 모듈은, 처리 가스의 공급을 행하는 처리 가스 공급 설비나, 웨이퍼가 배치된 진공 용기 내의 배기를 행하는 진공 배기 설비, 전력 소비 기기에 전력 공급을 행하는 전력 공급 설비 등, 각종 부대 설비를 이용하여 웨이퍼에 대한 진공 처리를 실시한다.
기판 처리 장치에 설치된 각 진공 처리 모듈에 대하여, 이들의 부대 설비를 개별적으로 설치하는 경우에는, 진공 처리 모듈의 설치수의 증대에 따라 부대 설비의 설치수도 증대하여, 장치 비용의 증대를 초래할 뿐만 아니라, 기판 처리 장치의 설치 장소 클린룸에 있어서의 전유 면적(풋프린트) 증대의 문제도 우려된다.
한편, 복수의 진공 처리 모듈 사이에서 이들의 부대 설비를 공통화하는 경우에는, 어떤 진공 처리 모듈에서 웨이퍼의 진공 처리를 행하고자 할 때에, 그 진공 처리 모듈에서 이용되는 부대 설비가, 다른 진공 처리 모듈과 공용되고 있는 것에 따른 여러가지 제약이 발생할 우려가 있다. 여기서 말하는 여러가지 제약은, 복수의 진공 처리 모듈 사이의 기차(機差)를 최소한으로 억제하고, 상이한 진공 처리 모듈에서 처리된 웨이퍼 상에 성막되는 막질, 막두께를 균일하게 제어하기 위해, 가능한 한 제거하는 것이 바람직하다.
예컨대 특허문헌 1에는, 플라즈마 CVD에 의해 박막의 적층 구조를 형성함에 있어서, 공통의 원료 가스 공급원(manifolds)으로부터 공급된 원료 가스를, 공통의 혼합 용기를 통해 4대의 처리 스테이션(진공 처리 모듈에 해당)에 분배하는 기술이나, 유로에 설치된 밸브(벌브)를 전환하여, 원료 가스의 공급선을 전환하는 기술이 기재되어 있다.
그러나, 그 특허문헌 1에는, 4대의 처리 스테이션에 대하여 원료 가스의 공급원(처리 가스 공급 설비에 해당)을 공통화하는 것에 따라 생기는 제약에 관한 언급은 없다.
특허문헌 1 : 미국 특허 제8,741,394호 명세서 : Column36, line50-column39, line31, Figs.38, 39
본 발명은 이러한 사정하에 이루어진 것으로, 그 목적은, 복수의 진공 처리 모듈에서 부대 설비를 공통화하면서, 각 진공 처리 모듈을 이용하여 기판을 처리하는 데에 있어서 발생하는 제약을 저감하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 진공 분위기 하에서 기판을 처리하는 진공 처리 모듈을 구비한 기판 처리 장치에 있어서,
기판의 처리가 행해지는 진공 용기를 구비한 n대(n은 4 이상의 정수)의 진공 처리 모듈과,
상기 진공 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 설비, 상기 진공 용기 내의 진공 배기를 행하는 진공 배기 설비, 상기 진공 용기의 온도 제어를 행하는 칠러 설비, 및 상기 진공 처리 모듈에 설치된 전력 소비 기기에 전력을 공급하는 전력 공급 설비로 이루어진 부대 설비군
을 구비하고,
상기 n대의 진공 처리 모듈에 관해, 각각, 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈을 포함하는 복수의 그룹으로 이루어진 제1 그룹 집합으로 그룹핑하고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택되는 제1 부대 설비를 공통화한 것과,
상기 n대의 진공 처리 모듈에 관해, 각각, 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈을 포함하고, 상기 제1 그룹 집합 내의 각 그룹은, 포함되는 진공 처리 모듈의 조합이, 각각, 적어도 1대 상이한 복수의 그룹으로 이루어진 제2 그룹 집합으로 그룹핑하고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택되고, 상기 제1 부대 설비와는 상이한 제2 부대 설비를 공통화한 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 기판 처리 장치에 설치된 복수의 진공 처리 모듈을, 서로 그룹핑의 방법이 상이한 복수의 그룹 집합(제1 그룹 집합, 제2 그룹 집합)으로 분류하여, 각 그룹 집합에 포함되는 그룹마다, 종류가 상이한 부대 설비를 공통화하고 있기 때문에, 모든 부대 설비가 동일한 그룹 내의 진공 처리 모듈 사이에서 공통화되어 버리는 것에 따르는 제약의 발생을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 기판 처리 장치의 횡단 평면도이다.
도 2는 상기 기판 처리 장치에 설치되어 있는 처리 유닛의 적층 블록의 외관 사시도이다.
도 3은 비교 형태에 관한 처리 유닛에 대한 부대 설비의 설치 상태를 나타내는 모식도이다.
도 4는 상기 비교 형태에 관한 기판 처리 장치에 의한 웨이퍼의 처리 순서를 나타내는 설명도이다.
도 5는 실시형태에 관한 처리 유닛 및 부대 설비의 배치예를 나타내는 횡단 평면도이다.
도 6은 처리 유닛에 대한 부대 설비의 설치 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7은 실시형태에 관한 기판 처리 장치에 의한 웨이퍼의 처리 순서를 나타내는 설명도이다.
도 8은 상기 처리 유닛 및 부대 설비의 다른 배치예를 나타내는 횡단 평면도이다.
도 9는 제2 실시형태에 관한 처리 유닛에 대한 부대 설비의 설치 상태를 나타내는 모식도이다.
도 10은 각 진공 처리 모듈에 설정 가능한 처리 조건을 정리한 설명도이다.
도 11은 다른 실시형태에 관한 진공 처리 모듈에 설정 가능한 처리 조건을 정리한 설명도이다.
처음에, 도 1, 2를 참조하면서 본 발명의 실시형태에 관한 기판 처리 장치의 구성에 관해 설명한다. 도 1의 횡단 평면도에 나타낸 바와 같이, 본 예의 기판 처리 장치는, 복수매의 웨이퍼(W)를 수용한 반송 용기인 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하기 위한 EFEM(101)과, 이 EFEM(101)에 접속되고, 웨이퍼의 처리를 행하는 처리 블록(102)을 구비하고 있다.
예컨대 EFEM(101)는, FOUP(Front Opening Unified Pod)인 캐리어(C)가, 앞에서 바라볼 때 예컨대 좌우 방향(도 1 중의 X 방향)으로 4개 배치되도록 구성된 용기 배치부인 로드 포트(11)를 구비하고 있다. 로드 포트(11)에서의 캐리어(C)의 배치면에는, 캐리어(C)의 바닥면을 위치 결정한 상태로 지지하는 지지부(10)가 설치되어 있다. 로드 포트(11)의 안쪽에는, 캐리어(C)에 대하여 웨이퍼의 전달을 행하는 전달 기구(12)를 구비한 반송실(13)이 설치되어 있다.
처리 블록(102)은, EFEM(101)측으로부터 전달된 웨이퍼(W)가 반송되는 기판 반송부(20)와, 이 기판 반송부(20)에 접속된 복수의 처리 유닛(U)이 상하 방향으로 다단으로 적층되어 구성된 복수의 적층 블록(B1∼B6)을 구비한다. 이들 기판 반송부(20)나 적층 블록(B1∼B6)은, 도시하지 않은 케이스 내에 수용되어 있다.
기판 반송부(20)는, EFEM(101)측에서 볼 때, 전후 방향으로 신장되어 평면형상이 가늘고 긴 기판 반송실(200)을 구비한다. 기판 반송실(200)은, 적층 블록(B1∼B6)을 구성하는 각 처리 유닛(U)(보다 상세하게는 처리 유닛(U) 내의 로드록 모듈(3))을 기판 반송실(200)에 대하여 접속하는 것이 가능한 높이를 갖는다. 기판 반송실(200)의 상면측에는, 도시하지 않은 팬 필터 유닛이 설치되어, 기판 반송실(200) 내는 예컨대 상압의 청정 공기 분위기의 공간으로 되어 있다.
기판 반송실(200)의 바닥부에는, 전후 방향을 따라서 신장된 이동로인 주행 레일(21)이 설치되어 있다. 기판 반송실(200) 내에는, 주행 레일(21)로 안내되면서 전후 방향으로 이동 가능하게 구성된 지주부(22)가 설치되고, 이 지주부(22)의 EFEM(101)측의 측면에는, 그 지주부(22)를 따라서 승강 가능하게 구성된 제1 기판 반송 기구(2)가 설치되어 있다.
본 예에 있어서, 제1 기판 반송 기구(2)는, 예컨대 전면이 개구된 케이스 내에, 웨이퍼(W)를 1장씩 유지하는 도시하지 않은 웨이퍼 유지부를 다단으로 설치한 구조로 되어 있다. 또한 제1 기판 반송 기구(2)는, 상기 케이스를 수직축을 중심으로 회전시키는 도시하지 않은 회전 구동부를 통해 지주부(22)에 지지되어 있다. 이 구성에 의해 제1 기판 반송 기구(2)는, EFEM(101)측, 및 적층 블록(B1∼B6)이 설치되어 있는 기판 반송실(200)의 좌우의 양 측면측으로 상기 케이스의 개구면을 향하게 할 수 있다.
또, 다단으로 웨이퍼(W)를 수용 가능한 케이스에 의해 제1 기판 반송 기구(2)를 구성하는 것은 필수적인 요건은 아니다. 예컨대 신축, 회전 가능한 1개 또는 복수개의 관절 아암을 주행 레일(21)을 따라서 이동 가능, 지주부(22)를 따라서 승강 가능하게 설치해도 좋다. 이 경우에는, EFEM(101)과 기판 반송부(20) 사이에, 전달 대상인 웨이퍼(W)를 일시적으로 배치하기 위한 선반단형의 웨이퍼 배치부를 설치해도 좋다.
EFEM(101)측에서 볼 때 기판 반송부(20)의 좌우 측방에는, 예컨대 3대의 처리 유닛(U)이 상하 방향으로 적층되어 구성되는 적층 블록(B1∼B6)이 복수기(基)씩(본 예에서는 3기씩) 배치되어 있다.
예컨대 적층 블록(B1∼B6)은, 각각, 처리 유닛(U)을 수용하는 것이 가능한 수용 공간을 선반형으로 상하 방향으로 나란히 배치한 도시하지 않은 수용 프레임을 구비하고, 각 처리 유닛(U)은, 각 수용 공간 내에 수용되는 것에 의해 상하 방향으로 적층 배치된다.
이들 적층 블록(B1∼B6)에 설치된 처리 유닛(U)의 구성에 관해 설명한다.
각 처리 유닛(U)은, 로드록 모듈(LLM)(3)과, 이 LLM(3)를 통해 제1 기판 반송 기구(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지는 복수, 예컨대 2개의 진공 처리 모듈(제1 진공 처리 모듈(4A), 제2 진공 처리 모듈(4B))을 구비한다.
도 1, 2에 나타낸 바와 같이, 예컨대 LLM(3)는, 평면형상이 오각형인 로드록실(32) 내에, 제2 기판 반송 기구(33)를 설치한 구조로 되어 있다. 로드록실(32)의 일측면에는, 게이트 밸브(G1)에 의해 개폐되며, 웨이퍼(W)의 반입 반출이 행해지는 반입 반출구(31)가 설치되어 있다. 각 처리 유닛(U)은, 이 반입 반출구(31)를 기판 반송실(200)의 측벽면으로 향하게 하여, 기판 반송부(20)와 접속되어 있다.
한편, 기판 반송부(20)와의 접속면에서 볼 때, 로드록실(32)의 배면측에 위치하는 2개의 면에는, 각각, 게이트 밸브(G2, G3)에 의해 개폐 가능한 반입 반출구(35)가 설치되어 있다. 그리고, 이들 반입 반출구(35)가 설치된 기판 반송부(20)의 측벽면에는, 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 구성하는 진공 용기(40)가 기밀하게 접속되어 있다. 즉, 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)은, LLM(3)(또는 기판 반송부(20))측에서 볼 때, 좌우 횡방향으로 나란히 설치되어 있다. 본 예의 처리 유닛(U)에서는, LLM(3)측에서 볼 때, 오른쪽을 제1 진공 처리 모듈(4A), 왼쪽을 제2 진공 처리 모듈(4B)로 한다.
로드록실(32)에는, 도시하지 않은 배기관이 접속되고, 그 배기관을 통해 로드록실(32) 내를 진공 배기함으로써, 상압의 대기 분위기(상압 분위기)와 진공 분위기 사이에서 내부 분위기를 전환할 수 있다.
로드록실(32) 내에 설치된 제2 기판 반송 기구(33)는, 예컨대, 신축 가능 및 수직축을 중심으로 회전 가능한 관절 아암에 의해 구성되며, 그 LLM(3)의 접속 위치의 전방으로 이동해 온 제1 기판 반송 기구(2)와, 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다.
제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 구성하는 진공 용기(40) 내에서는, 웨이퍼(W)에 대하여 진공 처리인 예컨대 성막이 실시된다. 진공 용기(40)에는, 처리 대상인 웨이퍼(W)가 배치되고, 웨이퍼(W)를 가열하는 가열부를 구비한 배치대나, 진공 용기(40) 내에 성막용의 처리 가스나 진공 용기(40) 내의 클리닝용의 클리닝 가스를 공급하는 가스 샤워 헤드, 플라즈마를 이용한 성막을 행하는 경우에, 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 플라즈마 발생부 등이 설치되어 있다(모두 도시하지 않음).
진공 용기(40) 하방측에는, LLM(3) 내의 제2 기판 반송 기구(33)를 구동시키는 구동 기구나, 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 진공 용기(40) 내에 설치된 배치대와, LLM(3)측의 제2 기판 반송 기구(33)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 전달 기구 등이 설치되어 있지만, 개별적인 도시, 설명은 생략한다.
도 1, 2에 나타낸 바와 같이, 전술한 구성을 구비하는 처리 유닛(U)은, 상하 방향으로 다단(본 예에서는 3단)으로 적층되어, 적층 블록(B1∼B6)을 구성한 상태로, 각 처리 유닛(U)의 LLM(3)가 기판 반송부(20)에 접속된다. 그 결과, 본 예의 기판 처리 장치에서는, 6기의 적층 블록(B1∼B6)을 구성하는 총 18대의 처리 유닛(U)이 기판 반송부(20)에 접속되고, 36대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 이용하여 웨이퍼(W)에 대한 성막을 행할 수 있다.
바꿔 말하면, 본 예의 기판 처리 장치에 있어서는, 36대(n=36)의 진공 처리 모듈(4A, 4B)이, 18대의 처리 유닛(U)에 나누어 설치되어 있다고 할 수 있다.
전술한 구성을 구비하는 기판 처리 장치에는, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 진공 용기(40)에 성막용의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 설비인 가스 박스(81), 진공 용기(40) 내의 진공 배기를 행하는 진공 배기 설비를 구성하는 배기관(51A, 51B)이나 APC(Automatic Pressure Control) 밸브(83), 및, 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 설치된 플라즈마 발생부나 웨이퍼(W)의 가열부, 각종 구동 기기 등의 전력 소비 기기에 전력을 공급하는 전력 공급 설비인 전원 박스(82)가 설치되어 있다.
부대 설비인 이들 가스 박스(81), APC 밸브(83), 전원 박스(82)는, 본 실시형태의 부대 설비군을 구성하고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 반송부(20)로 향하는 각 적층 블록(B1∼B6)에서 볼 때, 예컨대 왼쪽에는 각각 가스 박스(81)가 설치되어 있다. 가스 박스(81)는, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 설치된 진공 용기(40)에 대하여 성막용의 각종 처리 가스를 공급하는 것 외에, 불필요한 처리 가스를 배출하기 위한 퍼지 가스 등을 공급할 수 있다.
또한 기판 반송부(20)측에서 볼 때 각 가스 박스(81)의 후방에는, LLM(3)이나 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 설치된 각종 전력 소비 기기에 전력을 공급하기 위한 전원 박스(82)가 설치되어 있다.
또한 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 적층 블록(B1∼B6)에는, 상하 방향으로 다단으로 적층된 제1 진공 처리 모듈(4A)측의 진공 용기(40)의 진공 배기를 행하기 위한 제1 배기관(51A), 및 제2 진공 처리 모듈(4B)측의 진공 용기(40)의 진공 배기를 행하기 위한 제2 배기관(51B)이 설치되어 있다. 예컨대, 각 배기관(51A, 51B)은, 처리 유닛(U)에서 볼 때 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)보다 외방측의 좌우 측방 위치에, 처리 유닛(U)의 적층 방향을 따라서 상하 방향으로 신장되도록 배치되어 있다.
각 배기관(51A, 51B)으로부터는, 각 진공 용기(40)의 배치 높이 위치에서 분기관(511)이 분기되고, 진공 용기(40)와 배기관(51A, 51B)은, 이들 분기관(511)을 통해 접속되어 있다.
2개의 배기관(51A, 51B)은 하류측에서 합류하고, 그 합류 위치의 더 하류측은, 각 진공 용기(40) 내의 압력을 조절하기 위한 압력 조절부인 APC 밸브(83)를 통해 공장용력의 진공 배기 라인에 접속되어 있다. 제1, 제2 배기관(51A, 51B)이나 분기관(511), APC 밸브(83)는, 본 예의 진공 배기 설비를 구성하고 있다.
전술한 구성에 의해 각 적층 블록(B1∼B6) 내에서, 상하 방향으로 다단(본 예에서는 3단)으로 적층된 제1 진공 처리 모듈(4A)의 진공 용기(40)에 대해서는, 제1 배기관(51A)이 공통으로 접속된다. 또한 동일하게 다단으로 적층된 제2 진공 처리 모듈(4B)의 진공 용기(40)에 대해서는, 제2 배기관(51B)이 공통으로 접속된다.
또한 기판 처리 장치는 제어부(7)를 구비하고 있다. 예컨대 제어부(7)는 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit)와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지며, 기억부에는 각 처리 유닛(U)의 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서 실시되는 성막의 내용이나 제1 기판 반송 기구(2)에 의한 웨이퍼(W)의 반송순 등의 제어에 관한 단계(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드디스크, 컴팩트디스크, 마그넷옵티컬디스크, 메모리카드 등의 기억 매체에 저장되고, 그것으로부터 컴퓨터에 인스톨된다.
전술한 구성을 구비하는 기판 처리 장치는, 그 기판 처리 장치 내에 설치된 복수(본 예에서는 36대)의 진공 처리 모듈(4A, 4B)이 상이한 복수의 그룹 집합(제1 그룹 집합, 제2 그룹 집합)으로 분류되고, 각 그룹 집합에 포함되는 그룹마다, 종류가 상이한 부대 설비(가스 박스(81), APC 밸브(83), 전원 박스(82))가 공통화하여 설치되어 있다.
여기서, 실시형태에 관한 기판 처리 장치에서의 부대 설비의 구체적인 설치 상태를 설명하기 전에, 도 3, 4를 참조하면서, 비교 형태에서의 부대 설비의 설치 상태 및 그 설치 상태에 기인하는 문제점에 관해 설명한다.
비교 형태에 관한 기판 처리 장치는, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대한 부대 설비의 설치 상태가 상이한 점을 제외하고, 도 1, 2를 이용하여 설명한 기판 처리 장치와 동일하게 구성되어 있다. 도 3에 있어서, 도 1, 2를 이용하여 설명한 실시형태에 관한 기판 처리 장치와 공통의 구성 요소에는, 이들 도면에 이용한 것과 공통의 부호를 붙였다.
도 3의 모식도는, 예컨대 도 1에 나타내는 기판 처리 장치의 EFEM(101)에서 볼 때, 가장 앞쪽의 오른쪽에 배치된 적층 블록(B1)을 구성하는 3대의 처리 유닛(U)에 관해, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대한 부대 설비의 설치 상태를 나타내고 있다.
이미 설명한 바와 같이 각 적층 블록(B1∼B6)에 있어서, LLM(3)에서 볼 때 오른쪽에 제1 진공 처리 모듈(4A)이 배치되고, 동일하게 왼쪽에 제2 진공 처리 모듈(4B)이 배치되어 있다. 따라서, 적층 블록(B1∼B6) 내에 있어서는, 3대의 처리 유닛(U)의 제1 진공 처리 모듈(4A)은, LLM(3)에서 볼 때 오른쪽(일방측)에 가지런히 상하 방향으로 다단으로 적층되어 있다. 또한, 제2 진공 처리 모듈(4B)은, LLM(3)에서 볼 때 왼쪽(타방측)에 가지런히 상하 방향으로 다단으로 적층되어 있다.
이하, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 식별하기 위해, 적층 블록(B1)의 진공 처리 모듈(4A)에 관해 상단측으로부터 순서대로 「a-1, a-2, a-3」의 식별부호를 붙이고, 제2 진공 처리 모듈(4B)에 관해 상단측으로부터 순서대로 「b-1, b-2, b-3」의 식별부호를 붙이고 설명한다.
비교 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서는, 부대 설비인 가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83)는, 모두 각 적층 블록(B1∼B6) 내의 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)마다 공통화되어 있다.
예컨대 가스 박스(81)에는, 성막에 이용되는 성막용의 처리 가스의 가스 공급원(811)이 설치되어 있다. 가스 공급원(811)은, 고체 원료나 액체 원료를 캐리어 가스 중에 기화시켜 처리 가스를 얻는 구성이나, 원료를 액체나 압축 기체의 상태로 수용한 봄베로부터 직접 원료 가스를 공급하는 구성 등, 어떠한 방식의 것이어도 좋다.
가스 공급원(811)의 출구측에는, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 진공 용기(40)에 공급되는 성막용의 처리 가스의 공급 유량을 조절하는 처리 가스 조절부인 MFC(Mass Flow Controller)(812), 및 처리 가스의 급단의 실시 타이밍을 조절하는 처리 가스 조절부인 개폐 밸브(V)가 설치되어 있다. MFC(812)로부터 각 진공 용기(40)에 이르기까지의 원료 가스 공급 라인(813)의 컨덕턴스는, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B) 사이에서 서로 거의 같아지도록 조절되어 있어, 개폐 밸브(V)를 개방하면, MFC(812)에서 유량 조절된 처리 가스가 거의 6등분되어 「a-1∼a-3, b1∼b3」의 부호를 붙인 진공 용기(40)로 공급된다.
또 각 진공 용기(40)의 출입구측에는, 메인터넌스 등의 목적으로 이용되는 수동식의 개폐 밸브를 설치해도 좋다.
가스 박스(81)는, 성막시에 각 진공 용기(40)에 공급되는 처리 가스의 종류마다 전술한 가스 공급원(811)과 MFC(812)와 개폐 밸브(V)의 조를 구비하고, 공통의 원료 가스 공급 라인(813)을 통해, 혹은 처리 가스의 종류마다 개별로 설치된 원료 가스 공급 라인(813)을 통해 각 진공 용기(40)에 대한 각 처리 가스의 공급이 실시된다. 도시의 편의상, 도 3, 6에서는, 이들 처리 가스의 종류마다의 복수의 조의 가스 공급원(811), MFC(812), 개폐 밸브(V) 및 원료 가스 공급 라인(813)을 1조로 정리하여 표시했다.
전원 박스(82)는 전원부(821)를 구비하고, 필요에 따라서 정합기(822)가 설치된 급전선을 통해 각 진공 처리 모듈(4A, 4B) 내의 전력 소비 기기에 접속되어 있다(도 3, 6에는, 정합기(822)를 통해 각 진공 처리 모듈(4A, 4B) 내의 전력 소비 기기에 고주파 전력을 공급하는 전원부(821)의 예를 나타냈다).
전원 박스(82)에 설치된 전원부(821) 중, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 플라즈마 발생부에 고주파 전력을 공급하는 전원부(821)는, 공급 전력을 조절하는 것이 가능한 급전 조절부의 기능을 갖추고 있다. 그 전원부(821)에 대하여, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 플라즈마 발생부는 병렬로 접속되어 있고, 처리 가스를 플라즈마화시키고 있는 기간중의 플라즈마 발생부의 임피던스는, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B) 사이에서 서로 거의 같아지도록 조절되어 있다.
전술한 구성에 의해, 전원부(821)로부터 미리 설정된 전압의 고주파 전력을 인가하면, 각 진공 용기(40) 내에서는, 가스 박스(81)로부터 공급된 성막용의 처리 가스가 거의 공통의 조건하에서 플라즈마화된다.
플라즈마 발생부는, 특정한 구성에 한정되는 것이 아니라, 마이크로파에 의해 플라즈마를 발생시켜도 좋고, 안테나의 주위에 형성된 고주파의 변동 자장에 의해 와전류를 발생시켜 처리 가스를 플라즈마화하는 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해도 좋다. 또한, 웨이퍼(W)가 배치된 배치대와 가스 샤워 헤드의 사이에 고주파 전력을 인가하는 평행 평판형의 플라즈마 발생부를 설치해도 좋다.
그 밖에, 예컨대 웨이퍼(W)가 배치되는 배치대에, 저항 발열체로 이루어진 가열부가 설치되어 있는 경우에는, 그 가열부에 직류 전력을 공급하는 전원부(821)에 관해서도, 공급 전력을 조절하는 것이 가능한 급전 조절부의 기능을 갖추고 있다(도 3, 6에 있어서 도시 생략). 그 전원부(821)에 대하여, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 가열부는 병렬로 접속되어 있고, 저항 발열체의 저항은, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B) 사이에서 서로 거의 같아지도록 조절되어 있다.
전술한 구성에 의해, 전원부(821)로부터 미리 설정된 전압의 직류 전력을 인가하면, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서는 가열부가 미리 설정된 온도까지 상승하여, 웨이퍼(W)를 가열한다. 이 때, 어느 진공 용기(40) 내에 수용된 웨이퍼(W)의 온도를 측정하는 온도 검출부를 설치하고, 그 웨이퍼(W) 온도의 검출 결과에 기초하여 전원부(821)로부터 공급하는 직류 전력을 증감해도 좋다. 또한, 복수의 웨이퍼(W) 온도의 검출 결과의 평균치에 기초하여, 전원부(821)로부터 공급하는 직류 전력을 증감해도 좋다.
진공 배기 설비인 제1, 제2 배기관(51A, 51B)의 설치 상태에 관해서는, 도 2를 이용하여 설명했기 때문에 다시 설명하는 것은 생략하지만, 각 진공 용기(40)의 압력 조절을 행하는 APC 밸브(83)에 관해서도 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)마다 공통화되어 있다.
도 3에는, 적층 블록(B1)의 예를 나타냈지만, 다른 적층 블록(B2∼B6) 각각에 관해서도, 적층 블록(B1)과 동일하게 부대 설비인 가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83)가 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서 공통화하여 설치되어 있다.
이상의 구성을 바꿔 말하면, 비교 형태에 관한 기판 처리 장치에 설치된 36대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)은, 적층 블록(B1∼B6) 단위로 그룹핑되고, 각 적층 블록(B1∼B6) 내의 진공 처리 모듈(4A, 4B)은, 각각 공통의 부대 설비(가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83))를 이용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 구성으로 되어 있다.
전술한 구성을 구비한 비교 형태에 관한 기판 처리 장치를 이용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 경우의 동작에 관해 설명한다.
처음에, 처리 대상인 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(C)가 EFEM(101)의 로드 포트(11)에 배치되면, 전달 기구(12)에 의해 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)가 취출되어, 제1 기판 반송 기구(2)에 반송된다. 미리 설정된 매수만큼 처리 대상인 웨이퍼(W)가 제1 기판 반송 기구(2) 내에 수용되면, 이들 웨이퍼(W)에 대하여 성막을 행하는 처리 유닛(U)이 수용되어 있는 적층 블록(B1∼B6)의 배치 위치까지 제1 기판 반송 기구(2)를 이동시킨다. 이하, 본 예에서는, 도 3에 나타낸 적층 블록(B1)의 각 처리 유닛(U)에 웨이퍼(W)를 반입하는 경우에 관해 설명한다.
적층 블록(B1)의 배치 위치에 도달한 제1 기판 반송 기구(2)는, 웨이퍼(W)를 수용한 케이스의 개구면을 처리 유닛(U)측으로 향하게 함과 함께, 반입선인 LLM(3) 내의 제2 기판 반송 기구(33)가 진입 가능한 위치에, 취출되는 웨이퍼(W)의 높이 위치를 맞춘다(도 4의 단계 1).
한편, 처리 유닛(U)측에서는, 로드록실(32) 내가 상압 분위기인 상태에서 기판 반송부(20)측의 게이트 밸브(G1)를 개방하고, 제2 기판 반송 기구(33)의 관절 아암을 연신시켜 제1 기판 반송 기구(2) 내에 진입시키고, 관절 아암의 포크를, 수취하는 웨이퍼(W)의 하방측에 위치시킨다. 그 후, 제1 기판 반송 기구(2)를 조금 강하시킴으로써, 제1 기판 반송 기구(2) 내의 유지 부재로부터 포크로 웨이퍼(W)를 수취한다.
웨이퍼(W)를 수취한 제2 기판 반송 기구(33)는, 관절 아암을 축퇴시켜 웨이퍼(W)를 LLM(3) 내에 반입한다(도 4의 단계 1). 게이트 밸브(G1)를 폐쇄하여 LLM(3)를 밀폐하면, 로드록실(32) 내를 진공 분위기로 전환한다(도 4의 단계 2). 이어서, 예컨대 제1 진공 처리 모듈(4A)측의 진공 용기(40)(도 3의 a-1)의 게이트 밸브(G2)를 개방하여, 진공 용기(40) 내에 웨이퍼(W)를 반입한다(도 4의 단계 3).
전술한 단계 1∼3의 동작을 적층 블록(B1)의 각 단의 처리 유닛(U)에 대하여 실시하고, 제1 진공 처리 모듈(4A)인 「a-1∼a-3」의 진공 용기(40) 내에 웨이퍼(W)를 배치한다. 또, 도 4에는, 제1 진공 처리 모듈(4A)측에서 처리되는 웨이퍼(W)를 한겹의 원으로 나타냈다(후술하는 도 7에 있어서 동일).
각 처리 유닛(U)에 있어서는, 제1 진공 처리 모듈(4A)의 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)를 반입하면, LLM(3) 내를 상압 분위기로 되돌리고(도 4의 단계 4), 다시, LLM(3)에 대향하는 높이 위치로 이동해 온 제1 기판 반송 기구(2)로부터, 제2 진공 처리 모듈(4B)의 진공 용기(40)에 반입하는 웨이퍼(W)를 수취하여, LLM(3) 내에 반입한다. 도 4에는, 제2 진공 처리 모듈(4B)측에서 처리되는 웨이퍼(W)를 두겹의 원으로 나타냈다(후술하는 도 7에 있어서 동일).
그리고, 제1 진공 처리 모듈(4A)측의 경우와 동일한 순서로 로드록실(32) 내의 진공 배기(도 4의 단계 6), 제2 진공 처리 모듈(4B)측의 진공 용기(40)로의 웨이퍼(W)의 반입을 실시하여(도 4의 단계 7), 「b-1∼b-3」의 진공 용기(40) 내에 웨이퍼(W)를 배치한다.
이렇게 해서 적층 블록(B1)의 모든 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 진공 용기(40) 내에 웨이퍼(W)가 배치되면, 전원 박스(82)로부터 각 진공 용기(40) 내의 가열부에 직류 전력을 공급하여 웨이퍼(W)를 미리 설정된 온도로 가열한다. 그리고, 미리 설정된 시퀀스에 기초하여, 가스 박스(81)로부터 성막용의 1종류 또는 복수종류의 처리 가스를, 소정의 순서 및 유량으로 각 진공 용기(40) 내에 공급한다. 또한, 플라즈마 발생부를 이용하여 처리 가스를 플라즈마화하는 경우에는, 전원 박스(82)로부터 각 진공 용기(40)의 플라즈마 발생부에 고주파 전력을 인가하여 처리 가스를 플라즈마화하여 성막을 실행한다(도 4의 단계 8). 또한, 이들 기간중에, 각 진공 용기(40) 내의 압력은, 미리 설정된 압력으로 유지되도록 APC 밸브(83)에 의해 조절된다.
그리고, 성막에 관한 미리 설정된 조작(처리 가스의 공급, 전환, 플라즈마화나 웨이퍼(W)의 가열 등)을 실시했다면, 웨이퍼(W)의 반입시와는 반대의 순서로, 예컨대 제1 진공 처리 모듈(4A)인 「a-1∼a-3」의 진공 용기(40)로부터 제1 기판 반송 기구(2)에 웨이퍼(W)를 전달한다(도 4의 단계 9∼11). 이어서, 다시 로드록실(32) 내의 진공 배기를 행한 후(도 4의 단계 12), 제2 진공 처리 모듈(4B)인 「b-1∼b-3」의 진공 용기(40)로부터 제1 기판 반송 기구(2)에 웨이퍼(W)를 전달한다(도 4의 단계 13∼15).
이렇게 해서 적층 블록(B1) 내의 모든 진공 처리 모듈(4A, 4B)로부터 성막후의 웨이퍼(W)가 취출되고, 제1 기판 반송 기구(2) 내에 성막후의 웨이퍼(W)를 소정 매수만큼 수용하면, 제1 기판 반송 기구(2)를 EFEM(101)측으로 이동시키고, 반입시와는 반대의 경로로 성막후의 웨이퍼(W)를 원래의 캐리어(C)로 되돌린다.
또한, 적층 블록(B1∼B6)측에서는, 도 4의 단계 1∼15의 동작이 반복된다.
이상에 설명한 바와 같이, 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서 부대 설비(가스 박스(81), APC 밸브(83), 전원 박스(82))가 공통화되어 있는 비교 형태에 관한 기판 처리 장치에서는, 「a-1∼a-3, b-1∼b-3」의 모든 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)가 반입되고 나서가 아니면, 웨이퍼(W)에 대한 성막을 시작할 수 없다. 이 때문에, 제1 진공 처리 모듈(4A)측에 웨이퍼(W)를 반입한 후에도, 성막을 시작할 때까지 대기 시간이 발생한다(도 4의 단계 4∼7까지의 제1 진공 처리 모듈(4A)측의 망점을 넣은 컬럼).
또한, 성막된 웨이퍼(W)의 반출에 있어서도, 일방측의 제1 진공 처리 모듈(4A)의 반출을 시작하고 나서, 타방측의 제2 진공 처리 모듈(4B)의 반출을 시작할 때까지, 비교적 긴 대기 시간이 발생한다(도 4의 단계 9∼12까지의 제2 진공 처리 모듈(4B)측의 망점을 넣은 컬럼).
이러한 대기 시간의 영향에 의해, 비교 형태에 관한 기판 처리 장치에서는, 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 이용하여 6장의 웨이퍼(W)를 처리함에 있어서 15 단계를 필요로 한다(도 4 참조).
또한, 진공 용기(40)에 클리닝 가스를 공급하여, 진공 용기(40) 내의 클리닝을 행하는 경우에 있어서도, 모든 진공 용기(40)로부터 웨이퍼(W)가 반출된 상태가 되지 않으면, 클리닝을 시작할 수 없다.
이러한 점에서, 케이스 내에 웨이퍼(W)를 다단으로 유지하는 구성의 제1 기판 반송 기구(2)를 이용하는 경우에는, 도 4의 단계 11, 15에서의 성막후의 웨이퍼(W)의 반출 동작에 있어서, 반출된 웨이퍼(W)와 교체하기 위해 성막전의 웨이퍼(W)를 제1 기판 반송 기구(2)로부터 수취해도 좋다. 이 경우에는, 2회째 이후의 성막에 있어서는, 단계 6∼15의 동작으로 웨이퍼(W)의 처리를 실시할 수 있지만, 여전히 모든 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)가 반입되고 나서가 아니면 성막을 시작할 수는 없다.
또한, LLM(3)의 로드록실(32) 내에 웨이퍼(W)를 일시적으로 배치하는 배치 영역을 마련하면, LLM(3)에 2장의 웨이퍼(W)를 반입한 상태로, LLM(3) 내를 상압 분위기와 진공 분위기의 사이에서 전환할 수 있다. 이 경우에는, 1장째의 웨이퍼(W)의 반입 반출 동작이 완료하는 것을 대기할 필요가 없어, 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 이용하여 웨이퍼(W)를 처리할 때 요하는 시간을 저감할 수 있다.
그러나, 웨이퍼(W)의 일시 배치 영역을 갖는 특별한 구성의 LLM(3)나, 제1 기판 반송 기구(2)나 일시 배치 영역, 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 각 진공 용기(40)와의 사이에서 2장의 웨이퍼(W)를 반송하는 복잡한 동작을 실행 가능한 제2 기판 반송 기구(33)를 각 처리 유닛(U)에 탑재해야 하기 때문에, 장치 비용의 상승을 초래할 우려가 있다.
따라서, 본 실시형태의 기판 처리 장치는, 비교 형태에 관한 기판 처리 장치와 마찬가지로, 예컨대 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서 부대 설비(가스 박스(81), APC 밸브(83), 전원 박스(82))를 공통화하면서, 웨이퍼(W)의 반입 반출시에 생기는 제약을 완화하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.
이하, 도 5∼7을 참조하면서 실제형태에서의 부대 설비의 설치 상태 및 기판 처리 장치의 작용에 관해 설명한다. 여기서 도 6에는, 이미 설명한 적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A), 제2 진공 처리 모듈(4B)에 관한 식별부호에 덧붙여, 적층 블록(B2)의 제1 진공 처리 모듈(4A)에 관해 상단측으로부터 순서대로 「c-1, c-2, c-3」의 식별부호를 붙이고, 적층 블록(B2)의 제2 진공 처리 모듈(4B)에 관해 상단측으로부터 순서대로 「d-1, d-2, d-3」의 식별부호를 붙였다.
도 5, 6에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 관한 기판 처리 장치는, 각 적층 블록(B1∼B6)에 설치된 처리 유닛(U)의 제1 진공 처리 모듈(4A)과 제2 진공 처리 모듈(4B)에서, 상이한 부대 설비(본 예에서는 가스 박스(81a, 81b), 전원 박스(82a, 82b))를 사용하여 웨이퍼(W)에 대한 성막을 행하는 구성으로 되어 있는 점에 특징이 있다.
예컨대 도 5에 나타내는 기판 처리 장치의 예에서는, 적층 블록(B1) 내의 각 처리 유닛(U)에 있어서, 제1 진공 처리 모듈(4A)은, 적층 블록(B1)에 인접하여 배치된 가스 박스(81a), 전원 박스(82a)로부터 처리 가스 및 전력의 공급이 행해진다. 한편, 동일한 처리 유닛(U)에 설치된 제2 진공 처리 모듈(4B)은, 각각, 기판 반송실(200)을 사이에 두고 적층 블록(B1)과 마주 보는 적층 블록(B2)에 인접하여 배치된 가스 박스(81b), 전원 박스(82b)로부터 처리 가스 및 전력의 공급이 행해진다.
도 6에 기초하여 보다 상세히 보면, 가스 박스(81a), 전원 박스(82a)는, 적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A)인 「a-1∼a-3」 및 적층 블록(B2)의 제2 진공 처리 모듈(4B)인 「d-1∼d-3」에 처리 가스나 전력의 공급을 행한다(도 7에는 「그룹 ad」로 기재했다). 또한, 가스 박스(81b), 전원 박스(82b)는, 적층 블록(B1)의 제2 진공 처리 모듈(4B)인 「b-1∼b-3」 및 적층 블록(B2)의 제1 진공 처리 모듈(4A)인 「c-1∼c-3」에 처리 가스나 전력의 공급을 행한다(도 7에는 「그룹 bc」로 기재했다).
한편, APC 밸브(83)에 관해서는, 도 2를 이용하여 설명한 바와 같이 배기관(51A, 51B)을 통해 각 적층 블록(B1, B2) 내의 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서 공통화되어 있는 점은, 비교 형태에 관한 기판 처리 장치와 동일하다.
도 6에는, 적층 블록(B1, B2)의 예를 나타냈지만, 다른 적층 블록(B3∼B6)에 관해서도 마찬가지로, 기판 반송실(200)을 사이에 두고 마주 보는 적층 블록(B3, B5)의 제1 진공 처리 모듈(4A)과, 적층 블록(B4, B6)의 제2 진공 처리 모듈(4B)에 있어서 가스 박스(81a), 전원 박스(82a)가 공통화되어 있다. 또한, 적층 블록(B3, B5)의 제2 진공 처리 모듈(4B)과, 적층 블록(B4, B6)의 제1 진공 처리 모듈(4A)에 있어서 가스 박스(81b), 전원 박스(82b)가 공통화되어 있다(도 5).
한편, APC 밸브(83)에 관해서는 각 적층 블록(B3∼B6) 내의 제1 진공 처리 모듈(4A), 제2 진공 처리 모듈(4B) 사이에서 APC 밸브(83)가 공통화되어 있다.
이상에 설명한 구성을 특허청구범위의 기재에 따라서 설명하면, 적층 블록(B1∼B6)에 설치된 36대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 각각 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하는 6개의 그룹(적층 블록(B1, B3, B5)의 제1 진공 처리 모듈(4A)-적층 블록(B2, B4, B6)의 제2 진공 처리 모듈(4B)을 각각 포함한 3개의 그룹, 및, 적층 블록(B1, B3, B5)의 제2 진공 처리 모듈(4B)-적층 블록(B2, B4, B6)의 제1 진공 처리 모듈(4A)을 각각 포함한 3개의 그룹)으로 이루어진 제1 그룹 집합으로 그룹핑하고, 부대 설비인 가스 박스(81)(81a, 81b), 전원 박스(82)(82a, 82b)를 각 그룹 내에서 공통화하고 있다.
따라서, 각 적층 블록(B1∼B6) 내에서 보면, 하나의 적층 블록(B1∼B6)에 포함되는 제1 진공 처리 모듈(4A)은, 공통의 그룹으로 그룹핑되고, 그 하나의 적층 블록(B1∼B6)에 포함되는 제2 진공 처리 모듈(4B)은, 상기 제1 진공 처리 모듈(4A)을 포함하는 그룹과는 상이한 공통의 그룹으로 그룹핑되어 있다.
또한, 동일한 36대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 각각 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하고, 전술한 제1 그룹 집합 내의 각 그룹은, 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 조합이 서로 다른 6개의 그룹(각 적층 블록(B1∼B6) 내의 제1 진공 처리 모듈(4A), 제2 진공 처리 모듈(4B)을 포함한 6개의 그룹)으로 이루어진 제2 그룹 집합으로 그룹핑하고, 부대 설비인 APC 밸브(83)를 각 그룹 내에서 공통화하고 있다.
전술한 구성을 구비한 실시형태에 관한 기판 처리 장치에 의한 웨이퍼(W)의 처리 동작에 관해 설명한다.
캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 그 웨이퍼(W)에 대하여 성막을 행하는 처리 유닛(U)이 수용되어 있는 적층 블록(B1∼B6)의 배치 위치까지 제1 기판 반송 기구(2)를 이동시키는 점에 관해서는, 이미 설명한 비교 형태에 관한 기판 처리 장치의 경우와 동일하기 때문에 다시 설명하는 것은 생략한다. 또한 본 예에서는, 도 5, 6에 나타낸 적층 블록(B1, B2)의 각 처리 유닛(U)에 웨이퍼(W)를 반입하는 경우에 관해 설명한다.
실시형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서도 제1 기판 반송 기구(2)로부터 LLM(3)에 웨이퍼(W)를 반입하고, 로드록실(32) 내를 진공 분위기로 전환한 후, 로드록실(32) 내의 웨이퍼(W)를 진공 용기(40) 내에 반입하는 동작에 관해서는, 도 4를 이용하여 설명한 비교 형태에 관한 기판 처리 장치와 동일하다(도 7의 단계 1∼3).
한편, 전술한 웨이퍼(W)의 반입 동작에 있어서는, 적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A)측인 「a-1∼a-3」의 진공 용기(40)와, 적층 블록(B2)의 제2 진공 처리 모듈(4B)인 「d-1∼d-3」의 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)가 반입되는 점이, 이미 설명한 비교 형태에 관한 기판 처리 장치와 상이하다.
전술한 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대해서는, 공통의 가스 박스(81a), 전원 박스(82a)로부터 처리 가스, 전력의 공급이 행해지기 때문에, 「a-1∼a-3, d-1∼d-3(그룹 ad)」의 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)가 반입되면, 성막을 시작할 수 있다(도 7의 단계 4). 이 때 적층 블록(B1, B2)의 각 APC 밸브(83)는, 성막이 행해지고 있는 진공 용기(40) 내의 압력이 목표 압력이 되도록 압력을 조절한다.
또한, 이 웨이퍼(W)가 반입된 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서의 성막의 시작과 병행하여, LLM(3) 내를 상압 분위기로 되돌린다(도 7의 단계 4).
또, 도 4, 7에 나타내는 각 단계는, 균등한 시간 간격을 나타내는 것이 아니라, 각 조작의 실행 타이밍의 기준을 나타내고 있다. 따라서, 도 4의 단계 8에 기재된 성막을 완료하기까지의 시간은, 도 7에서 성막과 병행하여 실시되는 다른 조작의 여러 단계분의 시간이 필요한 경우도 있다. 따라서, 도 7에 있어서는, 다른 조작과 병행하여 실시되는 성막은, 성막이 종료한 후의 대기 시간도 합하여 「성막」으로 기재했다.
이어서, 도 7의 단계 5∼7에서는, 공통의 가스 박스(81b), 전원 박스(82b)로부터 처리 가스, 전력의 공급을 받는, 적층 블록(B1)의 제2 진공 처리 모듈(4B)인 「b-1∼b-3」의 진공 용기(40)와, 적층 블록(B2)의 제1 진공 처리 모듈(4A)인 「c-1∼c-3」의 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)를 반입한다.
「b-1∼b-3, c-1∼c-3(그룹 bc)」의 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)가 반입되면, 이들 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 있어서도 성막이 시작된다(도 7의 단계 8).
이들 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서의 성막의 시작시에, 먼저 처리를 시작했던 진공 처리 모듈(4A, 4B)측에서의 성막이 종료한 경우, 또는 종료하지 않은 경우라 하더라도, 적층 블록(B1, B2)의 각 APC 밸브(83)는, 진공 용기(40) 내의 압력이 성막시의 목표 압력이 되도록 압력을 조절하면 된다.
단계 5∼8의 기간중에, 먼저 성막을 시작했던 적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A), 적층 블록(B2)의 제2 진공 처리 모듈(4B)측의 성막이 종료하면, 웨이퍼(W)의 반입시와는 반대의 순서로, 예컨대 「그룹 ad」의 각 진공 용기(40)로부터 LLM(3)를 통해 제1 기판 반송 기구(2)에 웨이퍼(W)를 전달한다(도 7의 단계 9∼11). 또한, 단계 11에 있어서는, 성막후의 반출된 웨이퍼(W)와 교체하기 위해, 「그룹 ad」의 진공 용기(40)에서 성막이 행해지는 다음 웨이퍼(W)를 LLM(3)에 반입한다.
이어서, 각 LLM(3)의 로드록실(32) 내를 진공 분위기로 전환한 후(단계 12), LLM(3) 내의 웨이퍼(W)를 「그룹 ad」의 진공 용기(40) 내에 반입한다(단계 13). 또한 이 때, 단계 9∼12의 기간중에, 나중에 성막을 시작한 적층 블록(B1)의 제2 진공 처리 모듈(4B), 적층 블록(B2)의 제1 진공 처리 모듈(4A)측의 성막이 종료하면, 「그룹 bc」의 진공 용기(40)로부터 LLM(3)로 성막후의 웨이퍼(W)를 반출한다(단계 13). 단계 12의 종료 시점에서 「그룹 bc」측의 성막이 종료하지 않은 경우는, 성막의 종료를 대기하고 나서 웨이퍼(W)를 반출한다(단계 13).
그 후, 「그룹 ad」의 진공 용기(40)에서는 다음 웨이퍼(W)에 대한 성막을 시작한다(단계 14). 성막의 시작과 병행하여, 「그룹 bc」의 진공 용기(40)에서 성막된 웨이퍼(W)를 수용한 LLM(3)는, 로드록실(32) 내를 진공 분위기로부터 상압 분위기로 전환하고(단계 14), 이어서 그 웨이퍼(W)를 제1 기판 반송 기구(2)에 전달한다(단계 15). 또한, 단계 15에 있어서는, 성막후의 반출된 웨이퍼(W)와 교체하기 위해, 「그룹 bc」의 진공 용기(40)에서 성막이 행해지는 다음 웨이퍼(W)를 LLM(3)에 반입한다.
이어서, 각 LLM(3)의 로드록실(32) 내를 진공 분위기로 전환한 후(단계 16), LLM(3) 내의 웨이퍼(W)를 「그룹 bc」의 진공 용기(40) 내에 반입한다(단계 17). 또한 이 때, 단계 14∼16의 기간중에, 적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A), 적층 블록(B2)의 제2 진공 처리 모듈(4B)측의 성막이 종료하면, 「그룹 ad」의 진공 용기(40)로부터 LLM(3)로 성막후의 웨이퍼(W)를 반출한다(단계 17). 단계 16의 종료 시점에서 「그룹 ad」측의 성막이 종료하지 않은 경우는, 성막의 종료를 대기하고 나서 웨이퍼(W)를 반출한다(단계 17).
그 후, 「그룹 bc」의 진공 용기(40)에서는 다음 웨이퍼(W)에 대한 성막을 시작한다(단계 18). 성막의 시작과 병행하여, 「그룹 ad」의 진공 용기(40)에서 성막된 웨이퍼(W)를 수용한 LLM(3)는, 로드록실(32) 내를 진공 분위기로부터 상압 분위기로 전환한다(단계 18).
그 이후는, 도 7의 단계 11∼18에 나타내는 동작을 반복하는 것에 의해, 「그룹 ad」의 진공 용기(40)와 「그룹 bc」의 진공 용기(40)에서 교대로 성막을 행할 수 있다.
또한 적층 블록(B3, B4) 및 적층 블록(B5, B6)에 설치된 처리 유닛(U)에 있어서도, 도 7을 이용하여 설명한 동작이 실행된다.
이상에 설명한 바와 같이, 도 5, 7을 이용하여 설명한 기판 처리 장치는, 기판 반송실(200)을 사이에 두고 마주 보는 적층 블록(B1, B3, B5)의 제1 진공 처리 모듈(4A)과, 적층 블록(B2, B4, B6)의 제2 진공 처리 모듈(4B)에 있어서 가스 박스(81a), 전원 박스(82a)가 공통화되고, 적층 블록(B1, B3, B5)의 제2 진공 처리 모듈(4B)과, 적층 블록(B2, B4, B6)의 제1 진공 처리 모듈(4A)에 있어서 가스 박스(81b), 전원 박스(82b)가 공통화되어 있다.
그 결과, 예컨대 도 6에 나타내는 적층 블록(B1, B2)에 착안했을 때, 적층 블록(B1, B2)의 모든 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)가 반입되어 있지 않더라도, 가스 박스(81a), 전원 박스(82a)로부터 처리 가스, 전력의 공급이 행해지는 6대의 진공 용기(40)(그룹 ad : a-1∼a-3, d-1∼d-3)에 웨이퍼(W)가 반입된 단계에서, 성막을 시작할 수 있다.
그리고, 가스 박스(81b), 전원 박스(82b)로부터 처리 가스, 전력의 공급이 행해지는 나머지 6대의 진공 용기(40)(그룹 bc : b-1∼b-3, c-1∼c-3)에 관해서는, 그룹 ad측의 성막과 병행하여 웨이퍼(W)의 반입을 행할 수 있기 때문에, 성막을 시작하기까지의 대기 시간을 삭감할 수 있다.
그 결과, 각 그룹(그룹 ad, 그룹 bc)에서 1회째의 성막을 행한 후의 2회째 이후의 성막에 있어서는, 12대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 이용하여 12장의 웨이퍼(W)를 8단계(도 7의 단계 11∼18)로 성막할 수 있다.
이미 설명한 바와 같이, 도 4, 7에 나타내는 각 단계는, 균등한 시간 간격을 나타내는 것은 아니지만, 비교 형태에 관한 기판 처리 장치에서 모든 진공 용기(40)에 웨이퍼(W)가 반입되고 나서가 아니면 성막을 시작할 수 없는 것에 따라서 발생하는 대기 시간은 확실하게 삭감할 수 있다.
여기서, 각 적층 블록(B1∼B6)에 관해, 하나의 적층 블록(B1∼B6)에 포함되는 제1 진공 처리 모듈(4A)을 공통의 그룹으로 그룹핑하고, 그 하나의 적층 블록(B1∼B6)에 포함되는 제2 진공 처리 모듈(4B)을, 상기 제1 진공 처리 모듈(4A)을 포함하는 그룹과는 상이한 공통의 그룹으로 그룹핑하는 수법은 도 5에 나타낸 예에 한정되지 않는다.
예컨대 도 8에 나타내는 예에서는, EFEM(101)측에서 볼 때 앞쪽의 적층 블록(B1)의 제2 진공 처리 모듈(4B)-적층 블록(B2)의 제1 진공 처리 모듈(4A), 및 가장 안쪽의 적층 블록(B5)의 제1 진공 처리 모듈(4A)-적층 블록(B6)의 제2 진공 처리 모듈(4B)에 관해서만 기판 반송실(200)을 사이에 두고 마주 보게 배치된 제1 진공 처리 모듈(4A), 제2 진공 처리 모듈(4B)에서 가스 박스(81a, 81b), 전원 박스(82a, 82b)를 공통화하고 있다. 그리고 나머지 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해서는, 인접하는 적층 블록(B1, B3, B5, B2, B4, B6)의 제1 진공 처리 모듈(4A)-제2 진공 처리 모듈(4B)에서 가스 박스(81a, 81b), 전원 박스(82a, 82b)를 공통화하고 있다.
또한, 도 7을 이용하여 설명한 웨이퍼(W)의 처리 순서를 실현하기 위해서는, 적어도 가스 박스(81)에 관해, 각 적층 블록(B1∼B6)에 설치된 처리 유닛(U)의 제1 진공 처리 모듈(4A)과 제2 진공 처리 모듈(4B)에서 상이한 가스 박스(81a, 81b)를 사용하여 성막을 행할 수 있으면 된다. 예컨대 가열부를 구비하고, 플라즈마 발생부가 설치되지 않은 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해서는, 각 적층 블록(B1∼B6) 내의 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)마다 공통화한 다음, APC 밸브(83)의 경우와 마찬가지로, 성막이 행해지고 있는 진공 용기(40) 내의 웨이퍼(W)의 온도가 목표 온도가 되도록 온도 조절을 행해도 좋다.
이상, 도 1∼5를 참조하면서, 복수의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을, 서로 그룹핑의 방법이 상이한 복수의 그룹 집합(제1 그룹 집합, 제2 그룹 집합)으로 분류하여 부대 설비(가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83))를 공통화함으로써, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대한 웨이퍼(W)의 반입 반출시에 생기는 제약(대기 시간)을 저감하는 것이 가능한 것을 설명했다.
여기서, 상기 구성을 채용함으로써 저감 가능한 제약은 웨이퍼(W)의 반송 동작에 따라서 생기는 대기 시간에 한정되지 않는다. 예컨대, 이미 설명한 비교 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서, 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서 웨이퍼(W)의 처리를 행한 다음에 발생하는 처리 조건의 설정에 관한 제약에 관해서도 완화할 수 있다.
도 3에 나타낸 비교 형태에 관한 기판 처리 장치는, 어떤 적층 블록(B1∼B6) 내의 모든 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여, 부대 설비인 가스 박스(81), APC 밸브(83), 전원 박스(82)가 공통화되어 있다.
이미 설명한 바와 같이 가스 박스(81)에는, 처리 가스의 공급 유량을 조절하는 처리 가스 조절부인 MFC(812)나, 처리 가스의 급단의 실시 타이밍을 조절하는 처리 가스 조절부인 개폐 밸브(V)가 설치되어 있다. 이 때문에, MFC(812)나 개폐 밸브(V)는, 가스 박스(81)를 공용하고 있는 모든 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여 공통의 유량 조절, 급단 타이밍 조절을 행한다.
이 점은, 다른 부대 설비에 관해서도 동일하다. 압력 조절부인 APC 밸브(83)에 의한 진공 용기(40) 내의 압력 조절, 급전 조절부인 전원 박스(82) 내의 전원부(821)에 의한 플라즈마 발생부나 가열부에 대한 급전량의 조절에 관해서도, APC 밸브(83)나 전원 박스(82)를 공용하고 있는 모든 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여 공통의 조절이 행해진다.
한편, 복수의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 구비하는 기판 처리 장치에 있어서는, 동일한 처리 조건하에서 성막을 행했다 하더라도 처리 결과(예컨대 막두께)가 진공 처리 모듈(4A, 4B)마다 약간 상이한 기차가 생기는 경우가 있다.
이러한 점에서, 개별적인 진공 처리 모듈에 대하여 처리 조건을 변경 가능한 매엽 장치에 있어서는, 「성막 시간을 +0.2초 길게 한다」, 「처리 가스의 유량을 +0.1 sccm 적게 한다」 등의 개별적인 설정을 행할 수 있다.
그러나, 각종 조절 기능을 갖춘 부대 설비가 공통화되어 있는 비교예에 관한 기판 처리 장치에 있어서는, 각 적층 블록(B1∼B6)에 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)마다 개별적인 처리 조건을 설정할 수 없다.
한편, 매엽 장치와 동일하게, 기판 처리 장치 내의 모든 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 개별적인 처리 가스 조절부나 압력 조절부, 급전 조절부 등을 설치하는 것은, 장치 비용의 대폭적인 상승이나 장치의 대형화를 초래하는 요인이 된다.
따라서 제2 실시형태에 관한 기판 처리 장치는, 복수의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을, 서로 그룹핑의 방법이 상이한 복수의 그룹 집합(제1∼제3 그룹 집합)으로 분류하여 부대 설비(가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83))를 공통화함으로써, 처리 조건의 설정에 관한 제약을 완화하고 있다.
이하, 도 9∼11을 참조하면서, 제2 실시형태에 관한 기판 처리 장치에 관해 설명한다. 또 도 9에 있어서, 도 1, 2를 이용하여 설명한 제1 실시형태에 관한 기판 처리 장치와 공통의 구성 요소에는, 이들 도면에 이용한 것과 공통의 부호를 붙였다.
제2 실시형태에 관한 기판 처리 장치는, 도 1, 2를 이용하여 설명한 기판 처리 장치와 동일한 구성을 구비하고 있다. 도 9는, 그 실시형태의 기술적인 특징을 알기 쉽게 나타내기 위해, 기판 처리 장치 내의 적층 블록(B1, B2) 및 이들의 부대 설비를 발췌하여 나타냈다.
도 9에 나타내는 12대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하는 기판 처리 장치는, 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하는 2개의 그룹(적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A)-적층 블록(B2)의 제2 진공 처리 모듈(4B)을 포함한 그룹, 및, 적층 블록(B1)의 제2 진공 처리 모듈(4B)-적층 블록(B2)의 제1 진공 처리 모듈(4A)을 포함한 그룹)으로 이루어진 제1 그룹 집합으로 그룹핑되고, 부대 설비군(가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83))에서 선택된 가스 박스(81)(81a, 81b)는, 상기 제1 그룹 집합 내의 그룹에 대하여 공통화되어 있다. 또한, 이하의 도 9∼11의 설명에서는, 각 부대 설비(가스 박스(81a, 81b), APC 밸브(83a, 83b), 전원 박스(82a, 82b))에 설정된 서로 다른 조건을, 「(1), (2)」의 부호를 이용하여 식별한다.
가스 박스(81a, 81b)는, 처리 가스의 공급 유량이나 처리 가스의 급단 타이밍에 관해, 서로 다른 조건 「(1), (2)」를 설정할 수 있다.
또한 상기 12대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해서는, 각각 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하고, 전술한 제1 그룹 집합 내의 각 그룹은, 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 조합이, 서로 다른 2개의 그룹(각 적층 블록(B1, B2) 내의 제1 진공 처리 모듈(4A), 제2 진공 처리 모듈(4B)을 포함한 2개의 그룹)으로 이루어진 제2 그룹 집합으로 그룹핑되고, 부대 설비군에서 선택된 APC 밸브(83)(83a, 83b)는, 상기 제2 그룹 집합 내의 그룹에 대하여 공통화되어 있다.
APC 밸브(83a, 83b)는, 진공 용기(40) 내의 압력에 관해, 서로 다른 조건 「(1), (2)」를 설정할 수 있다.
또한, 동일한 12대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)은, 각각 6대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하고, 전술한 제1, 제2 그룹 집합 내의 각 그룹은, 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 조합이, 서로 다른 2개의 그룹(적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A)-적층 블록(B1)의 제1 진공 처리 모듈(4A)을 포함한 그룹, 및, 적층 블록(B1)의 제2 진공 처리 모듈(4B)-적층 블록(B2)의 제2 진공 처리 모듈(4B)을 포함한 그룹)으로 이루어진 제3 그룹 집합으로 그룹핑되고, 부대 설비군에서 선택된 전원 박스(82)(82a, 82b)는, 상기 제3 그룹 집합 내의 그룹에 대하여 공통화되어 있다.
전원 박스(82a, 82b)는, 플라즈마 발생부나 가열부에 대한 급전량에 관해, 서로 다른 조건 「(1), (2)」를 설정할 수 있다.
도 10은, 도 9에 나타내는 기판 처리 장치 내의 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해 설정 가능한 처리 조건을 정리한 표이다.
도 10에 의하면, 12대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)은, 「a-1∼a-3」, 「b-1∼b-3」, 「c-1∼c-3」, 「d-1∼d-3」의 그룹마다, 서로 부대 설비(가스 박스(81a, 81b), 전원 박스(82a, 82b), APC 밸브(83a, 83b))의 공통화의 조합이 상이하다.
그 결과, 예컨대 「a-1∼a-3」의 제1 진공 처리 모듈(4A)에 대해서는, 가스 박스(81a)의 처리 조건(1), 전원 박스(82a)의 처리 조건(1), APC 밸브(83a)의 처리 조건(1)이 설정되어 있다. 「b-1∼b-3」의 제2 진공 처리 모듈(4B)에 대해서는, 가스 박스(81b)의 처리 조건(2), 전원 박스(82b)의 처리 조건(2), APC 밸브(83a)의 처리 조건(1)이 설정되고, 「a-1∼a-3」과는 상이한 처리 조건의 조합을 설정하는 것이 가능하다.
이것은, 다른 「c-1∼c-3, d-1∼d-3」에 관한 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해서도 동일하며, 서로 다른 처리 조건의 조합을 설정할 수 있다.
예컨대 웨이퍼(W)의 처리 조건과 성막된 막의 막두께의 관계에 관해, 처리 가스의 급단 실시의 타이밍에 의해 조절되는 성막 시간이 길어질수록, 또한 처리 가스의 공급 유량이 많아질수록 막두께가 두꺼워지고, 반대의 조절을 행하면 막두께가 얇아지는 경향이 있는 것으로 한다. 또한, 다른 처리 조건에 관해서도 진공 용기(40) 내의 압력이 높아질수록, 또한 가열부에 대한 급전량을 증대시켜 웨이퍼(W)의 가열 온도가 높아지거나, 플라즈마의 전리도가 커지거나 할수록 막두께가 두꺼워지고, 반대의 조절을 행하면, 막두께가 얇아지는 경향이 있는 것으로 한다.
이 때, 도 9에 나타내는 각 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 전술한 처리 조건과 막두께의 관계를 예비 실험 등에 의해 파악하여 개별적인 기차를 파악한다. 또한 처리 조건의 조합을 변경 가능한 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 그룹( 「a-1∼a-3」, 「b-1∼b-3」, 「c-1∼c-3」, 「d-1∼d-3」)마다 상기 처리 조건과 평균 막두께의 관계를 구하거나 하여, 이들 그룹 단위의 기차를 상쇄 가능한 처리 조건의 상관관계(관계식)를 구한다.
그리고, 선형 계획법 등을 이용하여, 각 그룹 단위의 기차가 가장 작아지는 처리 조건의 조합을 구하는(각 조절부의 목표치의 설정을 행하는) 것에 의해, 웨이퍼(W)에 대한 성막의 결과를 각 그룹 사이에서 보다 균일하게 할 수 있다. 그 처리 조건의 조합은, 예컨대 웨이퍼(W)의 처리 레시피의 설정시에, 제어부(7)에 의해 계산되어 설정된다.
도 9, 10을 이용하여 설명한 실시형태에 의하면, 복수의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을, 서로 그룹핑의 방법이 상이한 복수의 그룹 집합(제1∼제3 그룹 집합)으로 분류하여 부대 설비(가스 박스(81a, 81b), 전원 박스(82a, 82b), APC 밸브(83a, 83b))를 공통화함으로써, 부대 설비의 공통화의 조합이 상이한 진공 처리 모듈(4A, 4B) 사이에서 상이한 처리 조건의 조합을 설정할 수 있다.
도 9를 이용하여 설명한 예에 있어서는, 12대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 각 그룹 사이에서의 조합이 상이한 3개의 그룹 집합(제1∼제3 그룹 집합)으로 그룹핑하고, 3종류의 부대 설비(가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83))를 분류하는 것에 의해, 부대 설비의 공통화의 조합을 변화시켜, 진공 처리 모듈(4A, 4B) 사이에서 상이한 처리 조건의 조합의 설정을 가능하게 했다.
그러나, 본 실시형태를 적용 가능한 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 최저 대수나, 부대 설비의 종류수는, 도 9, 10을 이용하여 설명한 예에 한정되지 않는다. 기판 처리 장치는 최저 4대의 진공 처리 모듈(4)을 구비하고, 또한 최저 2종류의 부대 설비를 구비하고 있으면, 본 발명을 적용할 수 있다.
예컨대 도 11의 (a)는, 「1, 2, 3, 4」의 부호를 붙인 4대의 진공 처리 모듈에 대하여, 2종류의 부대 설비(예컨대 가스 박스(81a, 81b)와 APC 밸브(83a, 83b))를 2개의 그룹 집합으로 분류한 예를 나타내고 있다.
이에 따라, 상이한 진공 처리 모듈 「1, 2, 3, 4」 사이에서, 4종류의 처리 조건의 조합을 설정할 수 있다.
또한, 각 그룹 집합을 구성하는 그룹은, 이들 그룹에 포함되는 진공 처리 모듈의 조합이 각각 적어도 1대 상이하면 된다. 도 11의 (b)에 나타내는 예에서는, 「1, 2, 3, 4, 5」의 부호를 붙인 5대의 진공 처리 모듈에 관해, 가스 박스(81a, 81b)에 관해서는 「1, 2, 3」의 부호를 붙인 그룹과, 「4, 5」의 부호를 붙인 그룹으로 분류하고, APC 밸브(83a, 83b)에 관해서는, 「1, 2」의 부호를 붙인 그룹과, 「3, 4, 5」의 부호를 붙인 그룹으로 분류하고 있다.
이 예에서는, 상이한 진공 처리 모듈 「1, 2, 3, 4, 5」 사이에서, 3종류의 처리 조건의 조합을 설정할 수 있다.
전술한 수법을 일반화하여 설명하면, n대(n은 4 이상의 정수, 도 1의 예에서는 n=36)의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하는 기판 처리 장치가 있을 때, 상기 n대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 각각 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하는 복수의 그룹으로 이루어진 제1 그룹 집합으로 그룹핑한다. 그리고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택되는 제1 부대 설비(예컨대 가스 박스(81))를 공통화한다.
또한, 상기 n대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 각각 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하고, 상기 제1 그룹 집합 내의 각 그룹은, 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 조합이, 각각 적어도 1대 상이한 복수의 그룹으로 이루어진 제2 그룹 집합으로 그룹핑한다. 그리고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택됨과 함께, 상기 제1 부대 설비와는 상이한 제2 부대 설비(예컨대 전원 박스(82))를 공통화한다.
이 때, 부대 설비군에, 제1, 제2 부대 설비로서 선택되지 않은 부대 설비(예컨대 이미 설명한 APC 밸브(83)와, 진공 용기(40)나 배치대를 구성하는 부재 내에 형성되어 있는 냉매 유로에 냉매를 공급하고, 진공 용기(40)의 온도 제어를 행하는 칠러 설비를 생각한다)가 남아 있는 것으로 한다. 이 경우에는, 또한, 상기 n대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 관해, 각각 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 포함하고, 상기 제1 그룹 집합으로부터 제(i-1) 그룹 집합 내의 각 그룹은, 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)의 조합이, 각각 적어도 1대 상이한 복수의 그룹으로 이루어진 제i 그룹 집합으로 그룹핑을 행할 수 있다. 그리고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택됨과 함께, 상기 제1로부터 제(i-1)까지의 부대 설비와는 상이한 제i 부대 설비(상기 APC 밸브(83), 칠러 설비의 적어도 한쪽)를 공통화할 수 있다. 단, i는, 3 이상, (i-1)의 값에, 제(i-1) 그룹 집합까지 선택되지 않은 상기 부대 설비군 내의 부대 설비의 수를 가산한 값 이하의 정수이다.
전술한 예에 의하면, 공통의 제3 그룹 집합(i=3)의 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여, APC 밸브(83) 및 칠러 설비의 쌍방을 공통화해도 좋다.
또한, APC 밸브(83)와 칠러 설비의 어느 일방측을 제3 그룹 집합의 각 그룹 내에서 공통화한 것으로 한다. 이 때 n대의 진공 처리 모듈(4A, 4B)을 제4 그룹 집합(i=4)으로 더 그룹핑하고, 나머지 타방측의 부대 설비(APC 밸브(83) 또는 칠러 설비)를 제4 그룹 집합의 각 그룹 내에서 공통화해도 좋다.
이상에 설명한 사고 방식에 의하면, 도 9, 10에 나타내는 예는, i=3의 경우에 해당한다. 또한, 부대 설비군에 포함되는 부대 설비의 종류의 수는, 3종류까지에 한정되지 않고, 예컨대 4종류 이상이어도 좋다.
부대 설비군에 포함하는 것이 가능한 부대 설비의 예로는, 가스 박스(81), 전원 박스(82), APC 밸브(83) 외에, 이미 설명한 칠러 설비 등을 들 수 있다. 칠러 설비는, 진공 용기(40) 또는 웨이퍼(W)의 배치대에 형성된 냉매 유로에 공급되는 냉매의 온도 또는 유량의 적어도 한쪽을 조절하는 온도 조절부를 이용하여 진공 용기(40)의 온도 조정을 행한다.
또한, 기판 처리 장치에 설치되어 있는 모든 부대 설비가, 복수의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 대하여 공통화되어 있는 것은 필수적인 요건은 아니다. 이미 설명한 바와 같이 최저 2종류의 부대 설비에 관한 공통화가 행해져 있으면 되므로, 나머지 부대 설비에 관해서는 진공 처리 모듈(4A, 4B)에 개별적으로 설치해도 좋다.
또한, 본 발명을 적용 가능한 기판 처리 장치는, 도 1, 2 등을 이용하여 설명한, LLM(3)에 제1, 제2 진공 처리 모듈(4A, 4B)이 접속된 처리 유닛(U)을 상하 방향으로 다단으로 적층한 구성의 적층 블록(B1∼B6)을 구비하는 것에 한정되지 않는다.
예컨대 진공 분위기 하에서 웨이퍼(W)의 반송이 행해지는 진공 반송실의 측벽면에, 4대 이상의 진공 처리 모듈에 접속한 멀티 챔버형의 기판 처리 장치에 대해서도 본 발명은 적용할 수 있다.
그 밖에, 기판 처리 장치에 설치되는 처리 유닛(U)의 진공 처리 모듈(4A, 4B)에서 실시되는 처리의 종류는, 성막에 한정되지 않고, 에칭이나 애싱, 어닐링 등이어도 되는 것은 물론이다.
B1∼B6 : 적층 블록
U : 처리 유닛
W : 웨이퍼
2 : 제1 기판 반송 기구
20 : 기판 반송부
200 : 기판 반송실
3 : 로드록 모듈(LLM)
32 : 로드록실
33 : 제2 기판 반송 기구
4A, 4B : 진공 처리 모듈
40 : 진공 용기
7 : 제어부
81, 81a, 81b : 가스 박스
82, 82a, 82b : 전원 박스
83, 83a, 83b : APC 밸브

Claims (7)

  1. 진공 분위기 하에서 기판을 처리하는 진공 처리 모듈을 구비한 기판 처리 장치에 있어서,
    기판의 처리가 행해지는 진공 용기를 구비한 n대(n은 4 이상의 정수)의 진공 처리 모듈과,
    상기 진공 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 설비, 상기 진공 용기 내의 진공 배기를 행하는 진공 배기 설비, 상기 진공 용기의 온도 제어를 행하는 칠러 설비, 및 상기 진공 처리 모듈에 설치된 전력 소비 기기에 전력을 공급하는 전력 공급 설비로 이루어진 부대 설비군
    을 구비하고,
    상기 n대의 진공 처리 모듈에 관해, 각각, 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈의 조합을 포함하는 복수의 그룹으로 이루어진 제1 그룹 집합으로 그룹핑하고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택되는 제1 부대 설비를 공통화한 것과,
    상기 n대의 진공 처리 모듈에 관해, 각각, 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈의 조합을 포함하고, 상기 제1 그룹 집합 내의 각 그룹은, 포함되는 진공 처리 모듈의 조합이, 각각, 적어도 1대 상이한 복수의 그룹으로 이루어진 제2 그룹 집합으로 그룹핑하고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택되고, 상기 제1 부대 설비와는 상이한 제2 부대 설비를 공통화한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상압 분위기 하에서 기판을 반송하는 제1 기판 반송 기구가 설치된 기판 반송부를 구비하고,
    상기 n대의 진공 처리 모듈은, 제1 진공 처리 모듈 및 제2 진공 처리 모듈과, 이들 제1 진공 처리 모듈과 제2 진공 처리 모듈의 각 진공 용기에 접속되고, 상압 분위기와 진공 분위기의 사이에서 내부 분위기를 전환 가능하게 구성된 로드록실 내에, 상기 기판 반송부와, 상기 각 진공 용기와의 사이에서 기판을 반송하기 위한 제2 기판 반송 기구가 설치된 로드록 모듈을 구비한 복수의 처리 유닛 내에 나누어 설치되어 있는 것과,
    상기 제1 부대 설비는 가스 공급 설비를 포함하고, 각 처리 유닛 내의 제1 진공 처리 모듈과 제2 진공 처리 모듈은, 상기 제1 그룹 집합 내의 서로 다른 그룹으로 그룹핑되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 상기 처리 유닛이 상하 방향으로 다단으로 적층되어 구성되는 복수의 적층 블록을 구비하고,
    상기 복수의 적층 블록 각각에 관해, 하나의 적층 블록에 포함되는 제1 진공 처리 모듈은, 공통의 그룹으로 그룹핑되고, 그 하나의 적층 블록에 포함되는 제2 진공 처리 모듈은, 상기 제1 진공 처리 모듈을 포함하는 그룹과는 상이한 공통의 그룹으로 그룹핑되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각 처리 유닛 내의 제1 진공 처리 모듈 및 제2 진공 처리 모듈은, 상기 로드록 모듈측에서 볼 때 좌우 횡방향으로 나란히 배치되고, 상기 각 적층 블록 내의 상기 제1 진공 처리 모듈은, 상기 좌우의 일방측에 가지런히 상하 방향으로 다단으로 적층되고, 상기 제2 진공 처리 모듈은, 상기 좌우의 타방측에 가지런히 상하 방향으로 다단으로 적층되어 있는 것과,
    상기 기판 반송부는, 평면형상이 가늘고 긴 기판 반송실 내에 상기 제1 기판 반송 기구를 배치하여 구성되고, 상기 기판 반송부의 양 옆에는, 가늘고 긴 상기 기판 반송실의 긴 변 방향을 따라서, 상기 적층 블록이 복수기(基)씩 나란히 배치되어 있는 것과,
    상기 기판 반송실을 따라서 인접하는 2개의 적층 블록, 또는 상기 기판 반송실을 사이에 두고 마주 보는 2개의 적층 블록에 관해, 일방측의 적층 블록의 제1 진공 처리 모듈과 타방측의 적층 블록의 제2 진공 처리 모듈은 공통의 그룹으로 그룹핑되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부대 설비군에, 상기 제1 부대 설비 및 제2 부대 설비로서 선택되지 않은 부대 설비가 남아 있을 때,
    상기 n대의 진공 처리 모듈에 관해, 각각, 2대 이상, (n-2)대 이하의 진공 처리 모듈의 조합을 더 포함하고, 상기 제1 그룹 집합으로부터 제(i-1) 그룹 집합 내의 각 그룹은, 포함되는 진공 처리 모듈의 조합이, 각각, 적어도 1대 상이한 복수의 그룹으로 이루어진 제i 그룹 집합으로 그룹핑하고, 각 그룹 내에 포함되는 진공 처리 모듈에 대하여, 상기 부대 설비군에서 적어도 하나 선택되고, 상기 제1부터 제(i-1)까지의 부대 설비와는 상이한 제i 부대 설비를 공통화한 것(i는, 3 이상, (i-1)의 값에, 제(i-1) 그룹 집합까지 선택되지 않은 상기 부대 설비군 내의 부대 설비의 수를 가산한 값 이하의 정수)을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 처리 가스 공급 설비는, 상기 진공 용기 내로의 처리 가스의 급단의 실시 타이밍의 조절, 상기 처리 가스의 공급 유량의 조절의 적어도 하나를 실시하기 위한 처리 가스 조절부를 구비하고, 상기 진공 배기 설비는, 상기 진공 용기 내의 압력을 조절하는 압력 조절부를 구비하고, 상기 전력 공급 설비는, 상기 진공 용기 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생부, 상기 진공 용기 내에 배치된 기판을 가열하는 가열부 중 적어도 한쪽에 공급되는 전력을 조절하는 급전 조절부를 구비하고, 상기 칠러 설비는, 상기 진공 용기 또는 기판의 배치대에 형성된 냉매 유로에 공급되는 냉매의 온도 또는 유량 중 적어도 하나를 조절하는 온도 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 서로 부대 설비의 공통화의 조합이 상이한 진공 처리 모듈 사이에서, 기판에 대한 처리의 결과가 균일화되도록, 상기 부대 설비에 설치된 각 조절부의 목표치를 설정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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