(57)【要約】【課題】イオンミリング装置を量産に適用して酸化膜またはチタンを含んだ物質をミリングするに際し、きわめて再現性良くミリングを行うことができるミリング方法を提供する。【解決手段】イオンミリング装置を量産に適用して酸化膜またはチタンを含んだ材料をミリングするに際し、ミリング時の処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ、水素の分圧が２×１０−４Ｐａ以下となった後に、本ミリングを開始し、該本ミリングの開始後、前記水の分圧の変動を４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａの範囲内に抑えつつミリングを行う。【選択図】　図１
2004043860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンミリング方法により試料の酸化膜をミリングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ以下となった後に、本ミリングを開始し、該本ミリングの開始後、前記水の分圧の変動を４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａの範囲内に抑えつつミリングを行うことを特徴とする酸化膜のミリング方法。
【請求項２】
イオンミリング方法により試料の酸化膜をミリングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ、水素の分圧が２×１０−４Ｐａ以下となった後に、本ミリングを開始することを特徴とする酸化膜のミリング方法。
【請求項３】
請求項２において、前記本ミリングの開始後、前記水の分圧の変動を４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａの範囲内、前記水素の分圧変動を２×１０−４Ｐａから６×１０−４Ｐａの範囲内に抑えつつミリングを行うことを特徴とする試料のミリング方法。
【請求項４】
プラズマプロセス方法によりチタン含んだ材料をエッチングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ以下、水素の分圧が２×１０−４Ｐａ以下となった後に、本エッチングを開始し、
該本エッチングの開前後、前記水の分圧の変動を４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａの範囲内、前記水素の分圧変動を２×１０−４Ｐａから６×１０−４Ｐａの範囲内に抑えつつエッチングを行うことを特徴とする試料のエッチング方法。
【請求項５】
前記処理室を大気開放した後、該処理室内を直接もしくは間接的に加熱して水分及び水素の離脱を行いつつ、該処理室の水の分圧もしくは水素の分圧を測定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の試料の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミリング方法もしくはエッチング方法に係り、特に、酸化膜またはチタンを含んだ材料を量産に適用してミリングするのに適したミリング方法もしくはエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のミリング方法として一般的に行われていた例を述べる。ミリングを実施する場合の処理室中の圧力は１０−２Ｐａ台が一般的である。従来は、まずミリングを行う前に、このミリング圧力よりある程度低い圧力まで排気した後でミリングを実施するのが一般的であった。ミリング前に、どの程度低い圧力まで排気してからミリングを行うかは、そのプロセスにより異なっている。しかし、あくまで全圧を調べることにより判断を行っていて、その残留ガスの成分を評価してミリングを実施するかどうかの判断することはなかった。
【０００３】
また、従来の装置は、例えば、特開平１０−１４０３４８号公報に記載のように、ミリングのバッチ間分布の低減対策として、終点検出装置を使用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のミリング方法によるとミリングのバッチ間の再現性を一定以上向上させることが困難となっていた。具体的にのべると、ミリング時のイオン源条件やミリング時間を一定にしてミリングを実施しても、ミリングした深さに一定のばらつきが生じてしまっていた。
【０００５】
また、スライダ加工面の様に単一材質をミリングする場合、一般的に使用されている終点検出装置は使用できない。すなわち、多層膜でないので、ミリング時に検出される元素の違いで、どの膜が露出しているかを判断することが出来ない。また、経験上、従来の終点検出装置でも±１％の精度にはならない。
【０００６】
他方、プロセスチャンバ内で、ミリング被加工面でのミリング深さを測定する方式も考えられる。しかし、ミリング加工深さは現状で約１８０ｎｍであり、このわずかな深さを十分な精度で、Ｉｎ−ｓｉｔｕで測定する方法が事実上見あたらない。
【０００７】
このように従来の技術では、ミリングのバッチ間分布の低減を行うことができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、イオンミリング装置を量産に適用して酸化膜またはチタンを含んだ材料をミリングするに際し、きわめて再現性良くミリングを行うことができるミリング方法及びエッチング方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を達成する為に、本発明は、イオンミリング方法により酸化膜またはチタンを含んだ材料をミリングするに際し、処理室内の水または、水素の分圧がある一定値以下となった後に、本ミリングを開始するようにするものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、酸化物とチタンを含んだ化合物をミリング対象とするものにおいて、ミリング開始前の水の分圧とミリング深さ、あるいは、水素の分圧とミリング深さに相関が見られ、水や水素を一定分圧以下にすると、ミリング深さが一定値となる傾向があることに着目し、水や水素の分圧がこの安定したミリング深さが得られる領域であることをチェックしながらミリングを実施するものである。
【００１１】
最近の研究で、ミリング開始前の処理室内の残留ガス成分がミリング結果に影響を及ぼすことが判明している。この原理を図７及び図８で説明する。
【００１２】
まず、図７に示すように、ミリング開始前の水の分圧とミリング深さに相関が見られた。図７に、水の分圧とミリング深さの関係を示す。水分圧が４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａまで変動した場合、他の条件は同一でも、ミリングした深さが５００ｎｍから５０２．５ｎｍまで（図７中、Ｂの範囲）変動する。これは約０．５％の変動である。また、水分圧が４×１０−５Ｐａから５×１０−５Ｐａまで変動した場合には、ミリングした深さが５０１ｎｍから５０２．５ｎｍまで（図７中、Ａの範囲）変動する。これは約０．３％である。
【００１３】
一例として、ミリング深さの変動を０．５％以下に抑えたい場合には、水分圧の変動を４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａの範囲内に抑える必要があり、更に、０．３％以下に抑えたい場合には、水分圧の変動を４×１０−５Ｐａから５×１０−５Ｐａの範囲内に抑える必要があることがわかる。
【００１４】
また、図８に示すように、水素の分圧とミリング深さにも相関が見られた。これらのグラフから分かるように、水も水素も一定分圧以下にすると、ミリング深さが一定値となる傾向がある。
【００１５】
図８に、水の分圧とミリング深さの関係を示す。水素分圧が２×１０−４Ｐａから６×１０−４Ｐａまで変動した場合、他の条件は同一でもミリングした深さが５０１ｎｍから５０６ｎｍまで（Ｂの範囲）変動する。これは約１％の深さ変動である。また、水素分圧が２×１０−４Ｐａから４×１０−４Ｐａまで変動した場合には、ミリングした深さが５０４ｎｍから５０６ｎｍまで（Ａの範囲）変動する。これは約０．４％の深さ変動である。
【００１６】
一例として、ミリングの変動を１％以下に抑えたい場合には、水素分圧変動を２×１０−４Ｐａから６×１０−４Ｐａの範囲内に抑える必要があり、更に、０．４％以下に抑えたい場合には、水素分圧変動を２×１０−４Ｐａから４×１０−４Ｐａの範囲内に抑える必要があることがわかる。
【００１７】
そこで、分圧計にて、処理室内の水または水素の分圧がこの安定したミリング深さが得られる領域であることをチェックしながらミリングを実施する。これにより、極めて再現性の良いミリングを得ることが出来る。
【００１８】
なお、監視する処理室内の残留ガス成分は水と水素であり、水の分圧が４×１０−５Ｐａ以下、水素の分圧が２×１０−４Ｐａ以下であることが求められる。しかし、常に水と水素の両方を監視する必要はなく、どちらか片方でも十分に効果がある。
【００１９】
本発明によれば、イオンミリング装置を量産に適用して酸化膜をミリングするに際し、きわめて再現性良くミリングを行うことができるミリング方法を提供することができる。
【００２０】
なお、本発明は、さらに、以下のような特徴を有する。
（１）イオンミリング方法により酸化膜をミリングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ以下となった後に、本ミリングを開始する。
【００２１】
（２）イオンミリング方法により酸化膜をミリングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ、水素の分圧が２×１０−４Ｐａ以下となった後に、本ミリングを開始する。
【００２２】
（３）プラズマプロセス方法によりチタン含んだ材料をエッチングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ以下となった後に、本エッチングを開始する。
【００２３】
（４）プラズマプロセス方法によりチタン含んだ材料をエッチングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ以下、水素の分圧が２×１０−４Ｐａ以下となった後に、本エッチングを開始する。
【００２４】
（５）処理室を大気開放した後、ダミーミリングにより所定回数もしくは所定時間実施した後、本ミリングを実施する。
（６）下記のａからｄのような方法にて水分・水素の脱離を早める。
ａ．ホルダ部に温水を流す。
ｂ．ホルダ部に加熱機構を設ける。
ｃ．電離プラズマ照射プロセスをつける。
ｄ．ランプ加熱機構を付ける。
【００２５】
（７）処理室に水分圧計（検出器）や水素分圧計（検出器）をつけて、各々の分圧を測定する機能をもつ。
【００２６】
（８）水分・水素分を処理室内に持ち込まないようにする為に、被加工対象物である基板やその搬送治具をデシケータなどの水分がつきにくい雰囲気中で保存する。
（９）大気開放しない場合でも、８時間以上ミリングを実施しない状態が続いた後の第一回目の本ミリングの前には、必ず、ダミーミリングを実施する。
（１０）ダミーミリングを実施するため、ダミーミリング専用の機構をその内部に持つ。
【００２７】
（１１）ある種のガスの圧力が設定値を超えると、装置にアラームを表示するシステムを持つ。
【００２８】
（１２）ミリング対象物によりアラーム設定値、監視ガス分圧が変わるシステムを持つ。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図により説明する。まず、第一の実施例になるミリング装置の全体構成例を図１により説明する。内部を真空排気された処理室１には、イオン源２が取り付けられている。イオン源２は、その内部にプラズマ６を生起する機能を具備している。電極３に電圧をかけることより、前記プラズマ６からイオンビーム７を引き出す。このイオンビーム７は、基板ホルダ５に取り付けられた基板４に照射される。基板４上には、予め所望のパターンを得られるように、レジストによりパターニングが施されている。
【００３０】
本発明では、処理室１に分圧計１５を取り付けて、処理室１内の残留ガス成分の分圧を測定可能としている。分圧計１５のデータは制御ケーブル１７を介して制御装置１６に送られ、ここで処理され、表示装置２９に表示される。また、制御装置１６における処理結果に基づき、警報が必要な場合、警報表示装置１８にて警報が表示される。
【００３１】
また、２１は真空ロボット２０を備えた基板搬送室であり、ゲート弁２２を介して処理室１に接続されている。３１は扉３０を備えた仕込取り出し室であり、ゲート弁２３を介して基板搬送室２１に接続されている。基板５は、作業者が扉３０を開いて、仕込取り出し室３１内に取り付ける。扉３０が閉じられると、仕込取り出し室３１内部は真空排気され、真空となった後、ゲート弁２３が開き、真空ロボット２０が自動的に基板４を仕込取り出し室３１から基板搬送室２１を経由して処理室１内に搬入する。最終的に、基板４は、基板ホルダ５上に取り付けられる。
【００３２】
本発明によれば、上記ミリング装置によりミリング処理、例えば酸化膜のミリングや、チタン含んだ材料をエッチングするに際し、処理室内の水の分圧が４×１０−５Ｐａ以下、水素の分圧が２×１０−４Ｐａ以下となった後に、処理を開始する。
【００３３】
次に、図２により本発明の一実施例になるミリング処理の全体のフローを説明する。３００のブロックは、処理室を大気開放してメンテナンスすると共にその後脱ガス処理を行うフローの概要であり、詳細を図３に示す。４００のブロックは、基板搬入フローの概要であり、詳細を図４に示す。５００のブロックは、通常時の基板処理フローの概要であり、詳細を図５に示す。
【００３４】
基板搬入フロー（ブロック４００）では、基板４を仕込取り出し室３１に搬入し（４１０）、さらに基板搬送室２１に搬入し（４２０）、基板表面の脱ガス処理を行う（４３０）。
【００３５】
通常時の基板処理フロー（ブロック５００）では、基板４を処理室１に搬入し（５１０）、処理室内の残留ガス圧を測定し（５２０）、ガス圧が正常か否かの判断を行い（５３０）、正常であればミリング処理を行い（５５０）、異常であれば脱ガス処理を行い（５４０）、ガス圧が正常になるまでこの処理を繰り返す。
【００３６】
ミリング処理（５５０）の後、基板の再処理が必要か否か判定し（６００）、再処理が必要な場合には基板搬入フロー（４００）に戻る。基板の再処理が必要で無い場合、次に、メンテナンスの必要性を判定する（６０２）。メンテナンスの必要が無ければ、再処理が必要か否かの判定（６００）に戻り、次の再処理まで待機状態となる。一方、メンテナンスが必要な場合、ブロック３００のフローに進む。
【００３７】
ブロック３００においては、まず、処理室を大気開放して（３１０）、メンテナンス作業を行い（３２０）、その後、排気してから、脱ガス処理を行う（３４０）。脱ガス処理の後、残留ガスの圧力を測定し（３５０）、ガス圧が正常か否かの判断を行い（３６０）、正常であればブロック４００の基板搬入フローに進み、異常であれば脱ガス処理を行う（３４０）。このようにして、残留ガス圧が正常になるまでこの処理を繰り返す。
【００３８】
処理室１は大気開放すると処理室１の壁面に水や水素等が吸着される。このため、大気解放直後は、真空排気を始めても、この吸着された水や水素等ガス成分が多く脱離する。このため、水や水素等の分圧が非常に高い状態である。一方、ミリング装置の場合は、ミリング処理を行う場合にプラズマを発生させたり、フィラメントを加熱したりするプロセスが必ず伴う。このために、ミリングプロセスを行うことにより、そのプラズマなどにより壁面を加熱する効果がある。従って、ミリングすることが、ガスの脱離を早める効果がある。本ミリングを行う前に、ダミーミリングを実施することにより、ガスの脱離が早まり、水や水素の分圧を下げることが出来る。
【００３９】
次に、図３により、図２のブロック３００の処理について説明する。　　　　処理室を一度大気圧状態にすると、処理室１の内壁面にガスが吸着される。この内壁面の吸着ガスを取り出すための「脱ガス」処理（３４０）を行う。「脱ガス」において処理室１の壁面に吸着された水や水素等を脱離させる為には、処理室１の内壁表面を加熱する方法が効果的である。
【００４０】
内壁面の表面を加熱する方法の１つとして、まず、ダミーミリングを行う方法がある。ミリング装置の場合は、ミリング処理を行う場合にプラズマを発生させたり、フィラメントを加熱したりするプロセスが必ず伴う。このために、ミリングプロセスを行うことにより、そのプラズマなどにより内壁面の表面を加熱する効果がある。従って、ミリングすることが、ガスの脱離を早める効果がある。本ミリングを行う前に、ダミーミリングを複数回、例えば３回実施することにより、ガスの脱離が早まり、水や水素の分圧を下げることが出来る。ミリングによる加熱にてガスを脱離させ、その後は脱離したガスを排気する。このミリングと排気を交互に３回行うことにより、水および水素の分圧を下げる効果がある。また、ダミーミリングを所定時間実施しても良い。例えば、ダミーミリングは１回だけでも、これを２０分以上行うと効果がある。
【００４１】
処理室１の内壁面の表面を加熱する他の方法として、温水により、基板ホルダ５と処理室１の内壁を加熱する方法もある。あるいは、加熱ヒーターやランプ加熱ヒーターにより、基板ホルダ５と処理室１の内壁面を加熱しても良い。あるいはまた、プラズマ照射源からのプラズマを内壁面に照射しても良い。ランプ加熱ヒーターにより、処理室１の内壁面を加熱しても良い。これらを実現する処理室１の具体的な構成については、後で詳細に説明する。
【００４２】
図６に、真空ポンプにて排気中に脱ガスをした場合の、脱ガス前後と脱ガス中の圧力変化の様子を模式的に示す。脱ガスを実施しない場合でも、真空ポンプの排気により、圧力は徐除に下がるが、あまり大きく下げることが出来ない。そこで、処理室を真空状態とした後に、「脱ガス」処理を行うと、内壁に吸着されたガスが徐々に放出されて、圧力を上昇させる。そのため脱ガス中は一時的に圧力が上がるが、その後は脱ガス前より下げることが可能となる。圧力と時間の関係は、残留ガス全体でも個々の分圧でも、同様の推移となる。このような「脱ガス」処理により、短時間に処理室の圧力を下げることが可能となる。
【００４３】
次に、図４により、基板搬入の処理（図２のブロック４００）について説明する。基板は、前の工程に引き続いて処理室１に搬入される場合（４０１）と、基板を予め除湿倉庫内に保管しておき（４０２）これを処理室１に搬入する場合とがある。いずれの場合でも、基板４を仕込取り出し室３１に搬入し（４１０）、さらに基板搬送室に搬入する（４２０）。そして、ここで、基板表面の「脱ガス」処理を行う（４３０）。
【００４４】
処理室１内の残留ガス圧が増加する原因として、処理室１内に搬入される基板に付着して大気成分が侵入することが考えられる。そこで、基板４の表面に付着するガスを搬送室２１内で脱離する「脱ガス」処理を行うことが望ましいのである。基板表面の「脱ガス」処理の具体的な方法としては、プラズマを基板表面に照射する方法や、ヒーターにて基板表面を加熱する方法などがある。
【００４５】
表面の「脱ガス」処理がなされた基板は、次に、処理室１内に搬入して処理される。
【００４６】
図５に詳細を示した、通常時の基板処理フローでは、基板４を処理室１に搬入し（５１０）、処理室内の残留ガス圧を測定し（５２０）、ガス圧が正常か否かの判断を行う（５３０）。正常であればミリング処理を行い（５５０）、異常であれば処理室壁面の脱ガス処理を行う（５４０）。この脱ガス処理により、処理室内壁に吸着されたガスを取り出す。
【００４７】
一度排気が完了した後、処理室１は排気を継続していても、残留ガスの圧力が上昇する現象がある。これに対応するため、ミリング時にも分圧を確認し、分圧を下げる対策として、この脱ガス処理を実施する。脱ガス処理の具体的な方法は、図３に示した処理室内壁面脱ガス処理（３４０）と同じようなものが挙げられる。この脱ガス処理は、水の分圧が所定値より小さい値になるまで、繰り返される。そして、処理室内の水の分圧が所定値、例えば４×１０−５Ｐａ以下となった後に、本ミリングとして、例えば酸化膜のイオンミリングを開始する。
【００４８】
図７に、水の分圧とミリング深さの関係を示す。水分圧が４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａまで変動した場合、他の条件は同一でも、ミリングした深さが５００ｎｍから５０２．５ｎｍまで（図７中、Ｂの範囲）変動する。これは約０．５％の変動である。また、水分圧が４×１０−５Ｐａから５×１０−５Ｐａまで変動した場合には、ミリングした深さが５０１ｎｍから５０２．５ｎｍまで（図７中、Ａの範囲）変動する。これは約０．３％である。
【００４９】
一例として、ミリング深さの変動を０．５％以下に抑えたい場合には、水分圧の変動を４×１０−５Ｐａから６×１０−５Ｐａの範囲内に抑える必要があり、更に、０．３％以下に抑えたい場合には、水分圧の変動を４×１０−５Ｐａから５×１０−５Ｐａの範囲内に抑える必要があることがわかる。
【００５０】
なお、図５の例ではガス圧として、水の分圧を測定しこれと所定値とを比較するようにしているが、場合により、水素の分圧を測定しこれと所定値とを比較するステップを付加しても良い。
【００５１】
図８に、水の分圧とミリング深さの関係を示す。水素分圧が２×１０−４Ｐａから６×１０−４Ｐａまで変動した場合、他の条件は同一でもミリングした深さが５０１ｎｍから５０６ｎｍまで（Ｂの範囲）変動する。これは約１％の深さ変動である。また、水素分圧が２×１０−４Ｐａから４×１０−４Ｐａまで変動した場合には、ミリングした深さが５０４ｎｍから５０６ｎｍまで（Ａの範囲）変動する。これは約０．４％の深さ変動である。
【００５２】
一例として、ミリングの変動を１％以下に抑えたい場合には、水素分圧変動を２×１０−４Ｐａから６×１０−４Ｐａの範囲内に抑える必要があり、更に、０．４％以下に抑えたい場合には、水素分圧変動を２×１０−４Ｐａから４×１０−４Ｐａの範囲内に抑える必要があることがわかる。
【００５３】
なお、以上述べた、フローチャートの各手順は、すべてを自動制御で処理するようにしも良いが、一部、手動で行っても良い。
【００５４】
次に、図３の「脱ガス」処理（３４０）や、図５の処理室壁面の脱ガス処理（５４０）を行うのに適した本発明の他の実施例になるミリング装置を、図９〜図１５で説明する。前述したように、真空室１の壁面に吸着されたガス成分を脱離する為に加熱することが有効である。これらの実施例は、ダミーミリング以外の方法で加熱し、ガスの脱離を早めるものである。
【００５５】
まず、図９で本発明の他の実施例を説明する。この実施例では、基板ホルダ５の内部と処理室１の内壁内に温水路８を設け、その内部に温水９を循環させ、壁面表面を加熱することにより、処理室１の壁面に吸着された水や水素等を脱離させることができる。
【００５６】
処理室１の内壁面や基板ホルダ５の表面を加熱する他の方法として、図１０に示すように、基板ホルダ５の内部や処理室１の内壁内に加熱ヒータ１０を設けても良い。
【００５７】
また、図１１に示すように、プラズマ照射源１１からの照射プラズマ１２を基板ホルダ５や処理室１の内壁面に照射しても良い。あるいは、図１２に示すように、ランプ加熱ヒーター１３からの熱１４を基板ホルダ５や処理室１の内壁面に照射しても良い。
【００５８】
他の実施例を図１３に示す。分圧計１５からの分圧信号を装置の制御装置１６が受け取るようになっている。これにより、分圧が規定値以下となっていることを確認してからミリングを行う制御が可能となる。また、規定の分圧になっていない場合に、警報表示装置１８からアラームを出すことも可能である。更に、アラーム設定値やガス種をミリング対象物により変更して制御することも可能である。
【００５９】
また、ミリングを８時間以上行わずに真空排気状態を続けていた場合に、その後ミリングを行うと、そのミリングの熱によりガスが多量に脱離して水や水素の分圧が高くなる現象が確認されている。ミリング中の分圧の増加を防ぐ為、８時間以上ミリングを行わずに待機状態で経過した場合には、本ミリングを実施する前に、ダミーミリングを実施すると、ダミーミリング中に水や水素が脱離するので、ミリング中の水や水素の分圧の増加を防ぐことが出来る。
【００６０】
別の実施例を図１４に示す。処理室１内に水や水素が入る原因は、大気開放時の処理室１壁面への吸着のみではない。ロードロック式の装置の場合、被加工対象である基板４が大気から搬送されて来るときに、基板４に付着して入ってくる。図１４の実施例において、処理室１は常に真空状態となっている。被加工対象である基板４はまず、作業者により基板保管室２４に入れられる。このときこの基板保管室２４は大気である。この基板保管室２４を真空排気した後に、そこから、基板搬送ロボット２０により基板搬送室２１に取り入れられる。そこから更に基板搬送ロボット２０により、処理室１内に搬入され、基板ホルダ５にチャックされる。このように、処理室１に基板４が大気から搬入される場合に、基板４の表面に水や水素などが吸着されて入ってくる。
【００６１】
これを防ぐ為には、基板４が処理室１に入る前に基板４の表面に吸着されたガス成分を取り除くことが有効である。図１４の実施例では、基板保管室２４に除湿装置２５を取り付けて、基板保管室２４内で水分が基板４の表面に吸着されることを防ぐようになっている。
【００６２】
また、図１４の実施例には、基板搬送室２１内で基板４に表面のガスを取り除く機構も設けてある。基板搬送室２１には、プラズマ照射器１９が取り付けられている。基板４は処理室１に搬送される前にこのプラズマ照射器１９からのプラズマ照射を受ける。これにより、基板４の表面についたガスを取り除くことが出来る。処理室１に取り付けられた分圧計１５により、水または水素の分圧が規定値を超えたことが検出された場合には、基板４を再度基板搬送室２１に戻してプラズマを照射して、吸着されたガスを取り除く制御を行うことも可能である。
【００６３】
ダミーミリングを実施して残留ガス成分を減らす方法を前述した。これに伴うほかの実施例を図１５に示す。ダミーミリングを行う場合には、当然本番用の基板を使用しない。従って、ダミー基板２８が必要である。前述したように大気状態からダミー基板２８を処理室１に搬送すると水分や水素が吸着されて、処理室１に持ち込まれる。これを防ぐためにダミー基板２８は常時真空中に保管しておくことが有効である。図１５の実施例において、基板搬送室２１は常時真空状態である。この基板搬送室２１内で、基板搬送ロボット２０がアクセスできる位置に、ダミー基板ホルダ２７を設ける。ダミー基板２８を使用しないときには、このダミー基板ホルダ２１上にダミー基板２８を置いておく。必要に応じてダミー基板２８は基板搬送ロボット２０により取り出されて、処理室１内の基板ホルダ５に取り付けられて、ダミーミリング時に使用される。ダミー基板２８は常時真空内にあるので、このようにすることにより、処理室１内に大気から残留ガスを持ち込むことがない。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明は、酸化物やチタンを含んだ化合物をミリング対象とするものにおいて、ミリング開始前の水の分圧とミリング深さ、あるいは、水素の分圧とミリング深さに相関が見られ、水や水素を一定分圧以下にすると、ミリング深さが一定値となる傾向があることに着目し、水や水素の分圧がこの安定したミリング深さが得られる領域であることをチェックしながらミリングを実施するものである。
【００６５】
本発明によれば、イオンミリング装置を量産に適用して酸化膜または、チタンを含んだ材料をミリングするに際し、きわめて再現性良くミリングを行うことができるミリング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例になるミリング装置の全体構成例を示す図。
【図２】図１の一実施例におけるミリング処理の全体の処理手順を説明するフロー図。
【図３】図２のブロック３００の詳細を説明するフロー図。
【図４】図２のブロック４００の詳細を説明するフロー図。
【図５】図２のブロック５００の詳細を説明するフロー図。
【図６】真空ポンプにて排気中に脱ガスをした場合の、脱ガス前後と脱ガス中の圧力変化の様子を模式的に示す図。
【図７】本発明の原理を説明するための、水の分圧とミリング深さの関係を示す図。
【図８】本発明の原理を説明するための、水素の分圧とミリング深さの関係を示す図。
【図９】本発明の他の実施例によるミリング装置の構成図。
【図１０】本発明の他の実施例によるミリング装置の構成図。
【図１１】本発明の他の実施例によるミリング装置の構成図。
【図１２】本発明の他の実施例によるミリング装置の構成図。
【図１３】本発明の他の実施例によるミリング装置の構成図。
【図１４】本発明の他の実施例によるミリング装置の構成図。
【図１５】本発明の他の実施例によるミリング装置の構成図。
【符号の説明】
１…処理室、　２…イオン源、　３…電極、　４…被加工基板、　５…基板ホルダ、　６…プラズマ　７…イオンビーム、　８…温水路　、９…温水　、１０…加熱ヒータ、１１…プラズマ照射源、　１２…照射プラズマ、　１３…ランプ加熱ヒータ、　１４…熱、　１５…分圧計、　１６…制御装置、　１７…制御ケーブル、　１８…警報表示装置、　１９…プラズマ照射器、　２０…基板搬送ロボット、　２１…　　基板搬送室、　２２…ゲート弁（１）、　２３…ゲート弁（２）、　２４…基板保管室、　２５…除湿装置、　２６…保管中の基板、　２７…ダミー基板ホルダ、　２８…ダミー基板、　２９…表示装置、　３０…基板搬入・搬出扉、　３１…基板仕込・取り出し室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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