【事件の表示】
　特許第２９０６７５２号「ドライエッチング方法」の請求項１〜６に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９０６７５２号の請求項１〜４に係る特許を維持する。
【理　由】
［１］手続の経緯
　本件特許第２９０６７５２号（平成３年７月２３日出願、平成１１年４月２日設定登録。）は、異議申立人池中　実により特許異議の申立てがなされ、取消理由（第１回目）が通知され、その指定期間内である平成１２年１１月１８日付で訂正請求がなされ、その指定期間内である平成１２年１１月１８日付で訂正請求がなされ、その後、平成１３年５月１５日付で新たに取消理由（第２回目）が通知され、その指定期間内である平成１３年６月１９日付で、上記の訂正請求を取り下げるとともに新たに訂正請求がなされたものである。
　
［２］訂正の適否について
（１）訂正事項
（１−１）本件特許の請求項１に記載された「活性種の発光スペクトル」を、「活性種であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカルの発光スペクトル」と訂正する。
　
（１−２）本件特許の請求項４、５を削除し、本件特許の請求項６を請求項４に繰り上げるとともに、請求項６に記載された「１乃至５」を、「１乃至３」と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の追加の有無、及び拡張、変更の存否
（２−１）上記訂正事項（１−１）については、本件特許の請求項１に記載された「活性種」を、より下位概念であって、本件特許の請求項４、５に記載された「活性種であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカル」に限定するものである。
　したがって、この訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書第１号に規定する特許請求の範囲の減縮に該当する。
　
（２−２）上記訂正事項（１−２）については、上記訂正事項（１−１）の訂正に伴って、本件特許の請求項６を請求項４に繰り上げるとともに、新たな請求項４の引用する請求項を「１乃至３」に整合させたものである。
　したがって、この訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書第３号に規定する明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
　そして、上記訂正事項（１−１）、（１−２）は、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　
（３）独立特許要件
　訂正明細書の請求項１〜４に係る発明（以下「本件発明１〜４」という。）は、下記の理由［３］、［４］によっては、特許出願の際独立して特許を受けることができないとすることはできない。
　また、他に本件発明１〜４ついて特許出願の際独立して特許を受けることができないとする理由を発見しない。
　
（４）まとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正は、平成６年改正法附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年改正法による改正前の同法第１２６条第１項ただし書き、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
［３］特許異議の申立てについて
（１）本件発明
　本件発明１〜４は、それぞれ特許請求の範囲の請求項１〜４に記載された次のとおりのものである。
　「【請求項１】反応容器内に導入されたＣＦ系ガスをプラズマ化して被処理体上の二酸化珪素膜をエッチングする方法において、
　前記ＣＦ系ガスの解離により生成される活性種であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカルの発光スペクトル強度とエッチングにより生成される反応生成物の発光スペクトル強度との比に基づいてエッチングの終点を検出するように構成したことを特徴とするドライエッチング方法
　【請求項２】前記測定される活性種は、この発光スペクトル強度がエッチング終点において増加するものであり、前記測定される反応生成物は、この発光スペクトル強度がエッチング終点において減少するものであることを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方法。
　【請求項３】前記反応生成物は、ＣＯガスであることを特徴とする請求項１または２記載のドライエッチング方法。
　【請求項４】前記ＣＦ系ガスの他に、反応生成物の発光スペクトルの谷間にスペクトルを有するプラスマ安定化ガスを加えたことを特徴とする請求項１乃至３記載のドライエッチング方法。」
　
（２）異議申立ての理由の概要
　異議申立人池中　実は、以下に示す証拠を提出して、本件特許の請求項１〜６に係る発明は、以下に示す甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件請求項１〜３に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである旨主張している。
　甲第１号証：「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａ３（６）」Ｎｏｖ／Ｄｅｃ　１９８５．Ｐ２２０５〜２２０８
　甲第２号証：特開昭５９−６１０３６号公報
　甲第３号証：特開昭６３−８１９２９号公報
　
（３）甲第１〜３号証の記載事項
＜甲第１号証＞
　甲第１号証の技術報文（「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａ３（６）」Ｎｏｖ／Ｄｅｃ　１９８５　ｐ２２０５〜ｐ２２０８）には、プラズマ化したＣＦ４ガスにより、石英をエッチングすることが開示され、さらに以下の事項が記載されている。
　
ａ．技術報文の「要約」について
　「ＣＦ４−石英のプラズマエッチングシステムのプラズマを光学的方法によって調べる。紫外および可視域の発光から、ＣＦ２、ＣＦ、ＦおよびＣＯが存在することが証明される。赤外吸収を調べることにより、反応生成物ＳｉＦ４およびＣＯの密度が２.５±０.４×１０２０および３±２×１０２０ｍ−３であることが明らかとなる。ＣＦ２ラジカルは赤外吸収により検出されないが、このことはＣＦ２ラジカルの密度が１０ｌ９ｍ−３よりも低いことを意味する。結果的に、石英はＳｉ＋２ＣＦ２→ＳｉＦ４十２ＣＯという反応を経てエッチングされることが示される。」(２２０５頁「要約」の欄）
　
ｂ．技術報文の「結果」における「赤外吸収」について
　「反応生成物の濃度がより高くなるのは、反応生成物の存在時間がＣＦ２ラジカルの存在時間よりも高くなることを意味する、ということに注目されたい。」（２２０７頁右欄下から４〜２行）
　
＜甲第２号証＞
　甲第２号証の特開昭５９−６１０３６号公報には、プラズマエッチング方法においてエッチングの終了時点を正確に素早く検出する方法に関する発明が開示され、さらに以下の事項が記載されている。
　
ｃ．従来技術と解決すべき課題及び目的について
　「最近には、エッチング中にプラズマガスの発光強度を検出してエッチング終了時点を検出する方法が採られるようになってきた。
　それは、例えば四塩化炭素（ＣＣｌ４）ガスを用いてシリコン（Ｓｉ）をプラズマエッチングする場合に、
　　　ＣＣｌ４−Ｃ＊＋Ｃｌ＊　であらわされる式のように高周波放電などによって励起されたＣｌ＊がＳｉと反応してエッチングが進行するが、Ｃｌ＊のブラズマ光強度を測っていると、ＳｉがなくなればそのＣｌ＊は反応しなくなるため反応中よりもＣｌのプラズマ光強度が増加する。その光強度変化を検出するわけで、Ｃｌ個有の発光波長より検出できる。なお（注：甲第２号証には漢字で記載されている。）、Ｃｌ＊は塩素ラジカルと言い、電気的に中性で化学反応をおこしやすい状態にある原子を意味している。
　・・・
　しかし、これらの検出法は未だ充分でなく、特にエッチング領域の少ない場合にはその光強度の変化量が小さいため余り精度がよくない。
　・・・
　本発明はこのような欠点を除去し、より一層正確に検出できるプラズマエッチングの終点検出方法を提案するものである。」（第２頁右上欄第１行〜左下欄第１１行）
　
ｄ．プラズマエッチング終点検出方法
　「基板上の被エッチング材を選択的にプラズマエッチングするに際し、該エッチング反応の終了と共にプラズマ光強度が減少するガスの該プラズマ光強度と、エッチング反応の終了と共にプラズマ光強度が逆に増加するガスの該プラズマ光強度とを比較して被エッチング材のエッチング終了時点を検出することを特徴とするプラズマエッチング終点検出方法。」（特許請求の範囲）
　
ｅ．実施例
　「例えば、膜厚５０００Åの多結晶シリコン（Ｓｉ）をＣＣｌ４ガスでエッチングする場合に、
　　　Ｓｉ＋４Ｃｌ→ＳｉＣｌ４　　の反応式を伴ってＳｉがエッチング除去される。その場合、塩素（Ｃｌ）の発光波長は５１０ｎｍ、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ４）の発光波長は４００ｎｍで、エッチング反応中にはＣｌガスはＳｉＣｌ４となって消失されるから少なくなり、ＳｉがなくなればＣｌガスは増加して、そのブラスマ光強度が増加する。第３図（ａ）はそれを示す図表である。また、ＳｉＣｌ４ガスはエッチング反応終了と共に反応生成されなくなるから減少して、第３図（ｂ）に示す図表のようになる。したがって、表示器より出力される両方の光波長強度比（４００ｎｍ／５１０ｎｍ）を演算すれば、第３図（ｃ）のようにエッチング終了時点が判然として正確に把握される。」（第３頁左上欄第１行〜第１６行）
　
＜甲第３号証＞
　甲第３号証の特開昭６３−８１９２９号公報には、半導体装置などの電子部品製造工程において酸化シリコン膜をエッチングする際に使用される酸化シリコン膜のドライエッチング終点検出装置に関する発明が開示され、さらに以下の事項が記載されている。
ｆ．従来技術と解決すべき課題、および目的について
　「従来の酸化シリコン膜のドライエッチングの終点検出装置は、いわゆる分光法によるものであって一酸化炭素分子の発光スペクトル強度の経時変化をモニタリングして発光スペクトル強度が一定値以上減少した時点を捕らえてこれを酸化シリコン膜のドライエッチングの終点として検出するものであった。
　しかし、酸化シリコン膜のドライエッチング終点における一酸化炭素分子の発光スペクトル強度の減少量は微小であるため、混合ガスの圧力変動などに起因するグロー放電プラズマの変動によって、一酸化炭素分子の発光スペクトル強度にはドライエッチングの終点におけると同程度またはそれ以上の変動を生じ、そのためグロー放電プラズマの変動の時点を酸化シリコン膜のドライエッチングの終点として誤検出してしまう問題があった。
　・・・
　本発明は、上記の問題を解決し、グロー放電プラズマの変動に影響されることなく正確に酸化シリコン膜のドライエッチングの終点を検出することのできる、酸化シリコン膜のドライエッチング終点検出装置の提供を目的とする。」（第１頁右欄下から第３行〜第２頁左上欄第１９行）
　
ｇ．ドライエッチング終点検出装置について
　「（１）グロー放電プラズマにより発生したイオンやラジカルによる酸化シリコン膜のドライエッチング終点検出装置において、該プラスマ中に生ずる一酸化炭素分子の発光スペクトル強度と、ヘリウム原子の発光スペクトル強度との差、または比の値の経時変化をモニタリングする手段を具えたことを特徴とする酸化シリコン膜のドライエッチング終点検出装置。
（２）グロー放電プラズマがフッ化炭素系ガスとヘリウムガスを含む混合ガスのプラズマである特許請求の範囲第１項記載の酸化シリコン膜のドライエッチング終点検出装置。
（３）一酸化炭素分子の発光スペクトル強度が波長５６１.０ｎｍ，５１９.８ｎｍ，４８３.５ｎｍ，または４５１.１ｎｍの発光スペクトル強度であり、且つ、ヘリウム原子の発光スペクトル強度が波長７０６.５ｎｍ，６６７.８ｎｍ，または５８７.６ｎｍの発光スペクトル強度である特許請求の範囲第２項記載の酸化シリコン膜のドライエッチング終点検出装置。」（特許請求の範囲第１〜３項）
　
ｈ．終点における一酸化炭素分子とヘリウム原子の発光スペクトル強度の変化傾向と終点検知について
　「また、酸化シリコン膜のドライエッチング終点において、一酸化炭素分子の発光スペクトル強度は減少するが、一方、ヘリウムガス原子の発光スペクトル強度は逆に増加することが分かった。
　従って、一酸化炭素分子の発光スペクトル強度とヘリウム原子の発光スペクトル強度の差または比の経時変化をモニタリングしておれば、・・・酸化シリコン膜のドライエッチング終点における一酸化炭素分子の発光スペクトル強度の減少量は、ヘリウム原子の発光スペクトル強度の増加により強張される。」（第２頁左下欄第２行〜第１５行）
　
（４）対比・判断
＜本件発明１について＞
　甲第１号証には、石英をプラズマエッチングする際のプラズマとして、ＣＦ２ラジカルが存在する旨の記載があるものの、このＣＦ２ラジカルの発光スペクトル強度をエッチング終点の検出に利用することについては記載も示唆もない。
　また、甲第２号証には、エッチング終点を正確に検出するために、エッチングにより生成される反応生成物である四塩化シリコン（ＳｉＣｌ４）の発光スペクトル強度と、エッチングガスの解離により生成される活性種であるＣｌ＊（塩素ラジカル）との発光スペクトル強度の比に基づいてエッチング終点を検出すること（記載事項ｃ、ｄ、ｅ参照)が記載され、さらに、甲第３号証には、エッチング終点を正確に検出するために、反応生成物である一酸化炭素分子の発光スペクトル強度と、プラズマ安定化ガスであるヘリウム原子の発光スペクトル強度との比に基づいてエッチング終点を検出すること（記載事項ｆ、ｇ、ｈ参照)が記載されている。
　しかしながら、甲第１〜３号証に記載されたものは、いずれも本件発明１の構成である、「ＣＦ系ガスの解離により生成される活性種であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカルの発光スペクトル強度」をエッチング終点の検出に利用するものではない。
　しかも、甲第２号証に記載されたＣｌ＊（塩素ラジカル）の発光スペクトル強度や、甲第３号証に記載されたヘリウム原子の発光スペクトル強度に替えて、本件発明１のように、ＣＦ２ラジカルの発光スペクトル強度をエッチング終点の検出に利用することは、甲第１〜３号証のいずれにも示唆されていない。
　したがって、本件発明１の上記構成は、甲第１〜３号証に記載されたものから容易に想到することはできない。
　
＜本件発明２について＞
　本件発明２は、本件発明１を引用し、さらに「前記測定される活性種は、この発光スペクトル強度がエッチング終点において増加するものであり、前記測定される反応生成物は、この発光スペクトル強度がエッチング終点において減少するものであること」の構成を付加、限定するものであるから、本件発明２は、本件発明１と同様に、甲第１〜３号証に記載されたものから容易に想到することはできない。
　
＜本件発明３について＞
　本件発明３は、本件発明１、２を引用し、さらに「前記反応生成物は、ＣＯガスであること」の構成を付加、限定するものであるから、本件発明３は、本件発明１、２と同様に、甲第１〜３号証に記載されたものから容易に想到することはできない。
　
＜本件発明４について＞　
　本件発明４は、本件発明１〜３を引用し、さらに「前記ＣＦ系ガスの他に、反応生成物の発光スペクトルの谷間にスペクトルを有するプラズマ安定化ガスを加えたこと」の構成を付加、限定するものであるから、本件発明４は、本件発明１〜３と同様に、甲第１〜３号証に記載されたものから容易に想到することはできない。
　
　そして、本件発明１〜４は、本件発明１〜４の構成である、「ＣＦ系ガスの解離により生成される活性種であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカルの発光スペクトル強度」をエッチング終点の検出に利用することにより、ゆらぎを相殺して且つ検出感度を向上させることができるので、エッチング終点を確実に且つ正確に検出することが可能になるという、訂正明細書に記載された顕著な効果を奏するものである。
　
　したがって、本件発明１〜４は、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることはできないから、異議申立てについての異議申立人の主張は採用できない。
　
［４］取消理由（第１回目）について
（１）取消理由の概要
　本件特許の請求項１〜６に係る発明は、以下の刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件発明１〜６に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。
　刊行物１：特開昭６３−８１９２９号公報（甲第３号証）
　刊行物２：特開昭５９−６１０３６号公報（甲第２号証）
　刊行物３：「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａ３（６）」Ｎｏｖ／Ｄｅｃ　１９８５．Ｐ２２０５〜２２０８（甲第１号証）
　
（２）判断
（２−１）本件発明１について
　本件発明１は、上記［３］（４）で示した理由と同様に、取消理由で示した刊行物１〜３に記載されたものは、いずれも本件発明１の構成要件である、「ＣＦ系ガスの解離により生成される活性種であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカルの発光スペクトル強度」をエッチング終点の検出に利用するものではない。
　しかも、刊行物１に記載されたヘリウム原子の発光スペクトル強度や、刊行物２に記載されたＣｌ＊（塩素ラジカル）の発光スペクトル強度に替えて、本件発明１のように、ＣＦ２ラジカルの発光スペクトル強度をエッチング終点の検出に利用することは、刊行物１〜３のいずれにも示唆されていないから、容易に想到することはできない。
　したがって、本件発明１は、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることはできない。
　
（２−２）本件発明２〜４について
　本件発明２〜４は、上記［３］（４）で示した理由と同様に、刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることはできない。
　
［５］むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠並びに取消理由（第１回目）によっては、本件発明１〜４についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜４についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件発明１〜４についての特許は、拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものとは認められない。
　よって、平成６年改正法附則第１４条の規定に基づく、平成７年政令第２０５号第４条第２項の規定により、上記のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年９月２１日（２００１．９．２１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）特許請求の範囲の減縮を目的として、本件特許の請求項１に記載された「活性種の発光スペクトル」を、「活性種であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカルの発光スペクトル」と訂正する。
（２）明りょうでない記載の釈明を目的として、本件特許の請求項４、５を削除し、請求項６を請求項４に繰り上げるとともに、新たな請求項４に記載された「１乃至５」を、「１乃至３」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
ドライエッチング方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　反応容器内に導入されたＣＦ系ガスをプラズマ化して被処理体上の二酸化珪素膜をエッチングする方法において、
　前記ＣＦ系ガスの解離により生成される活性種
であって波長が２５９．５ｎｍの発光スペクトルを有するＣＦ２ラジカル
　【請求項２】　前記測定される活性種は、この発光スペクトル強度がエッチング終点において増加するものであり、前記測定される反応生成物は、この発光スペクトル強度がエッチング終点において減少するものであることを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方法。
　【請求項３】　前記反応生成物は、ＣＯガスであることを特徴とする請求項１または２記載のドライエッチング方法。
　【請求項
４
３
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、ドライエッチング方法の改良に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　半導体製造工程において、ドライエッチングは微細なパターンを形成するために欠くことができない技術となっている。このエッチングは、真空中で反応ガスを用いてプラズマを生成し、プラズマ中のイオン、中性ラジカル、原子、分子などを用いて対象物を除去して行く方法である。
　ところで、エッチング対象物が完全に取り去られた後においてもエッチングが継続されると、下地材料が不必要に削られていったり、或いはエッチング形状が変わってしまうため、これを防止するためにエッチングの終点を正確に検出することは非常に重要な事項である。
　【０００３】
　そこで、エッチングの終点を検出するために従来行なわれていた代表的な方法は、エッチングによる反応生成物の発光強度を監視し、この発光強度の変化を基に終点を判断していた。例えば二酸化珪素膜をＣＦ系のエッチングガスによりエッチングする場合には、反応生成物である一酸化炭素の発光強度を監視し、この強度変化を基に終点を判断していた。すなわち、反応生成物はエッチング中には反応容器内に存在するがエッチング対象物がなくなると生成されなくなるので、この発光強度は減少し、従って、この減少を捉えればエッチングの終点を検出することができる。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところで、エッチングを行なうにあたって、プラズマの安定性を得るために、或いは下地膜やレジストに対する選択性を大きくするために、エッチングガス以外の添加ガスを、エッチングガスに比べて多量に加えることが行なわれている。例えばプラズマの安定性を図るためにアルゴンを用いることがあるが、このアルゴンガス自体の発光スペクトルは帯状に広がっており、このスペクトル中に反応生成物である一酸化炭素のスペクトルが重なって埋もれてしまうことがある。
　このような重なりの起こる理由は、アルゴンと一酸化炭素の強い発光波長範囲はともに３００〜８００ｎｍであって、両範囲が非常に近似しているためである。しかも、エッチングによる化学反応が生ずることになるエッチング対象領域は非常に小さいことから発生する一酸化炭素のガス量は微量であるが、これに対して導入するアルゴンガス量は１０数倍も多く、このために、アルゴンガスの発生強度は一酸化炭素の発光強度に比べて非常に大きくなり、結果的に前述したように一酸化炭素の発光スペクトルは、プラズマ自体の発光スペクトル中に埋もれてしまい、一酸化炭素の発光強度を正確に検出することができないのでエッチングの終点を特定することが困難であった。
　【０００５】
　そこで、本発明者は、先の出願において、反応生成物の発光スペクトルに代えて、発光スペクトル領域がアルゴンガスとは全く異なるエッチングガスの発光スペクトルを監視し、エッチング対象物がなくなってエッチングガス量が増加してこの発光量が増加したときをもってエッチング終了点とする方法を開示した。そして、この方法によればある程度、従来技術の問題点の改善を図ることができた。
　しかしながら、微細化の傾向の推進によって、或いは、コンタクトホールのみ、トレンチのみ、配線パターンのみのエッチングなどの特殊なエッチング工程の必要性の増加によって、ウエハ全面積に対するエッチング対象域の面積比を示す開口率が１０％或いはそれ以下に小さくなる傾向にある昨今にあっては、エッチング終点前後におけるエッチングガス量の変動すなわちエッチングガスの発光スペクトルの強度変化も非常に小さなものとなり、先に開示した方法であっても十分なものでなくなった。
　【０００６】
　更に、各ガスからの発光スペクトルの強度は、電源電圧のわずかな変動、質量流量コントローラの影響、処理圧力の変動、プラズマに起因する基板温度の上昇等により絶えずゆらいでおり、このゆらぎが原因で、上述のようにエッチングガスの発光スペクトルの強度変化を監視していてもエッチング終点を特定するには困難が伴った。
　本発明は以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、エッチングガスのスペクトルの発光強度と反応生成物のスペクトルの発光強度を基にエッチング終点を特定するドライエッチング方法を提供することにある。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は、上記問題点を解決するために、反応容器内に導入されたＣＦ系ガスをプラズマ化して被処理体上の二酸化珪素膜をエッチングする方法において、前記ＣＦ系ガスの解離により生成される活性種の発光スペクトル強度とエッチングにより生成される反応生成物の発光スペクトル強度との比に基づいてエッチングの終点を検出するように構成したものである。
　【０００８】
　【作用】
　本発明は、以上のように構成したので、エッチング対象物がなくなってエッチングが終了すると、その時点で反応に寄与するＣＦ系ガスの活性種の量が増加してこの発光強度が増加し、他方、反応生成物の量は減少することからこの発光強度は減少する。従って、エッチング終点に到ると相反する動行を示す２つのガスの発光強度の比の変化を検出することにより正確にエッチング終点を知ることができる。
　発光強度の検出対象となるＣＦ系ガスの活性種は、例えばＣＦ２ガスであり、また、反応生成物は例えばＣＯガスである。また、ＣＦ２ガスに対する検出波長は、例えば２５９．５ｎｍであり、ＣＯガスに対する検出波長は、例えば４８２．７ｎｍである。
　【０００９】
　【実施例】
　以下に、本発明に係るドライエッチング方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
　まず、エッチング装置及びエッチング終点の検出系の概略について説明する。図１に示すように、このエッチング装置２は反応容器を構成する、例えばアルミニウムよりなる真空チャンバ４を有しており、この真空チャンバ４内には、平板状の電極６、８が上下に対向配置されており、例えば上部電極８は接地されると共に、下部電極６はコンデンサ１０を介して高周波電源１２に接続されている。
　これら電極６、８は、平行平板電極を構成しており、これら電極６、８が真空チャンバ４を兼用する場合もある。図示例にあっては、説明のために両電極６、８間を広く記載しているが、実際は両電極間は５ｍｍ前後である。そして、上記下部電極６は、その上面に被処理体である半導体基板１８が載置され、この基板１８を確実に固定するように、例えばクランパ等が設けられている。
　【００１０】
　また、真空チャンバ４の側壁には、ガス導入管１４が接続されており、このチャンバ内にＣＦ系のエッチングガスやアルゴンなどのプラズマ安定化ガスを導入するように構成されている。また、他の側壁には真空排気管１６が接続されており、図示しない真空ポンプ等により上記真空チャンバ４内を任意の圧力に真空引きできるように構成されている。
　更に、この真空チャンバ４の側壁には、ゲートベン２０を介してロードロック室２２が接続されており、上記真空チャンバ４内を大気開放することなくこの中に図示しないアームにより半導体基板１８を搬出入し得るように構成されている。
　また更に、この真空チャンバ４の側壁には、前記電極６、８間に発生したプラズマの発光を外部に透過させるために、例えば石英等よりなる窓２４が前記電極間に臨ませて設けられている。
　【００１１】
　上記窓２４の外側には、窓２４を透過した光を集光する集光レンズ２６が設けられると共に、この集光レンズ２６には光ファイバ２８が光学的に接続されている。この光ファイバ２８は途中で２つに分岐されて、一方は、ＣＦ系ガスの活性種用の第１分光器３０に接続されると共に、他方は、反応生成物用の第２分光器３２に接続されている。上記各第１及び第２分光器３０、３２はそれぞれ光電交換器３４、３６にて電気信号に変換され、アンプ３８、４０を介してともに判定部４２へ入力される。
　上記判定部４２は、これに入力された２つの発光強度の比をとっており、この比の変化量が所定量以上になったときにエッチングの終点を検出するように構成されている。
　【００１２】
　次に、以上のように構成された装置を用いて実施される本発明に係るドライエッチング方法を具体的に説明する。
　まず、すでにロードロック室２２内に搬入されている半導体基板１８を、ゲートベン２０を介して図示しないアームにより下部電極６上に載置する。この半導体基板の二酸化珪素膜上には所定のパターン形状になされたマスクが露光工程を経て形成されている。
　このように半導体基板６を真空チャンバ４内に導入したならば、この内部を真空排気管１６を介して所定の圧力まで真空引きし、ガス導入管１４より、エッチングガスとしてＣＦ系ガス、例えばＣＨＦ３ガス及びＣＦ４ガスをいずれも６０ＳＣＣＭの流量で導入すると共に、プラズマ安定化ガスとして、例えばアルゴンガスを１０００ＳＣＣＭの流量で導入し、所定の真空度、例えば１．２Ｔｏｒｒ程度に設定する。そして、高周波電源１２を駆動することにより真空チャンバ４内の電極６、８間に周波数１３．５６ＭＨｚ或いは３８０ＫＨｚ、電力値７５０Ｗの高周波電力を印加してプラズマを発生させ、基板１８の二酸化珪素膜のエッチングを行う。この時、基板４の温度は２０〜４０℃であった。
　【００１３】
　チャンバ４内へ導入されたＣＨＦ３ガスやＣＦ４ガスは、プラズマ中にて解離して多種類の活性種を発生し、これがエッチング反応に関与する。例えば、活性種としてＣＦ２ラジカルを例にとると、このＣＦ２ラジカルは下記式のように二酸化珪素と反応する。
　ＳｉＯ２＋２ＣＦ２→ＳｉＦ４＋２ＣＯ
ここで、プラズマ安定化ガスであるアルゴンガス、エッチングガスであるＣＦ２ガスおよび反応生成物であるＣＯガス等はプラズマ中にてそれぞれ特有のスペクトルをもって発光するが、窓２４を透過した発光は、集光レンズ２６により集められて光ファイバ２８へ導入される。そして、光ファイバ２８へ導入された光は、途中で２つに分岐されて、一方の分岐光はＣＦ系ガスの活性種用の第１分光器３０にて分光されて所定の波長の光が取り出され、その光の強度、すなわち発光強度は光電変換器３４及びアンプ３８を介して判定部４２へ導入される。
　【００１４】
　一方、他方の分岐光は、反応生成物用の第２分光器３２にて分光されて所定の波長の光が取り出され、その光の強度は光電変換器３６及びアンプ４０を介して上記判定部４２へ導入される。そして、この判定部４２では、入力された２つの発光強度の比の変動に基づいて、エッチングの終点を検出する。
　本実施例においては、ＣＦ系ガスの活性種としてＣＦ２ラジカルの発光スペクトルを第１分光器３０にて分光し、反応生成物としてのＣＯガスの発光波長のスペクトル領域とアルゴンガスの発光波長のスペクトル領域は、ともに３００〜８００ｎｍであってほぼ完全に重なってしまい、且つアルゴンガスは多量に流されていてその発光強度も大きいので、ＣＯガスの発光は埋もれてしまってこれを取り出すことは困難であるが、ミクロ的に見れば上記スペクトル領域中に多数の発光ピークが存在する。従って、ＣＯガスの発光強度を検出するために、アルゴンガスの発光ピークの谷間で発光量が少なく、しかもＣＯガスの発光量が多くなるような特定の波長にて、ＣＯガスの発光強度を測定する。例えば図２は、分光器の分解能を高くした場合のアルゴンガスの発光スペクトルを示すグラフであるが、ピーク波長４８０．６ｎｍとピーク波長４８４．６ｎｍとの間においてアルゴンガスの発光量が極端に少ないところ、すなわち谷が存在し、しかもこの部分、すなわち波長４８３．５ｎｍ或いは４８２．７ｎｍはＣＯガスの発光が存在するところである。
　【００１５】
　従って、本実施例にあっては、第２分光器３２を波長４８２．７ｎｍに設定してこの波長の光を取出し、反応生成物であるＣＯガスからの発光強度を測定した。また、活性種であるＣＦ２ガスは、アルゴンガスのスペクトル領域から外れた波長２５９．５ｎｍに発光ピークを有しているので、第１分光器３０をこの波長に設定してＣＦ２ガスの発光強度を測定した。
　【００１６】
　図３は、前記条件により実際のエッチングを行ったときの各ガスの発光強度及びその比を示すグラフである。尚、グラフ中においては両ガスの発光強度の変化をパーセントに補正して記載している。図示するようにエッチングが進行するに従ってＣＦ２ガス及びＣＯガスの発光強度は徐々に小さくなって行く。この発光強度の低下の原因は、エッチングの進行に従って基板温度が上昇するからである考えられている。そして、ＣＦ２ガスの発光強度は、エッチングの終点と思われるポイントを過ぎると僅かに増加するが、この発光強度のみを監視していたのでは、上記増加量はＣＦ２ガスの発光強度のゆらぎの大きさとそれほど差がなく、エッチング終点を正確に把握することは困難である。また、ＣＯガスの発光強度は、エッチング終点を思われるポイントを過ぎると、僅かではあるが傾斜が急になってはいるが、この発光強度単独では上記と同様にエッチング終点を正確に把握することができない。
　【００１７】
　これに対して、上記ＣＯガスとＣＦ２ガスの発光強度の比をとった値は、エッチング過程においては、ゆらぎつつもほぼ一定であるが、あるポイントを過ぎると急激に上昇し、この値のゆらぎの幅以上の大きさの増加量を示している。その後、比の値は再度一定となり、エッチングが終わった事を示している。
　ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による測定の結果、このエッチング終点と思われるポイント、すなわちエッチング時間約１２８秒の点が、実際のエッチング終点であることが判明し、従って、ＣＯガスとＣＦ２ガスの発光強度の比をとって、この変化量を監視することにより、正確に、しかも確実にエッチング終点を検出することが可能となる。
　このように、本実施例によれば、活性種と反応生成物の発光強度の比の変化を監視することにより、エッチングの終点を検出するようにしたので、両発光強度のゆらぎが相殺されてしまい、しかも感度を理論上２倍にすることができ、従来検出することが困難であった開口率１０％以下の半導体基板のエッチング終点も確実に検出することが可能となる。
　【００１８】
　本実施例でいうスペクトルの重なりとは、完全に重なる場合のみならず、例えば分光測定の際に一方の裾に他方のスペクトルが重なる場合のような一部の重なりも含まれる。
　尚、本実施例では２台の分光器を用いたが、これに替えて干渉フィルタとフォトダイオード等の組合せを用いるようにしてもよい。
　また、本発明は、二酸化珪素膜をエッチングすることに限定されるものではなく、ポリシリコン膜や或いはアルミニウム合金膜などをエッチングする場合にも適用でき、また、被エッチング膜の下地である材質としては、単結晶シリコン以外の材質、例えばポリシリコン酸化膜などであってもよい。
　【００１９】
　更に、本発明は、陰極側に基板を置いたカソードカップリング形、陽極側に基板を置いたアノードカップリング形のいずれのエッチング装置にも適用することができるし、また、別途、熱電子源などによって反応性ガスプラズマを放電室で発生させ、これをエッチング領域に導くようになされたエッチング方法にも適用することができる。
　【００２０】
　【発明の効果】
　以上説明したように、本発明によれば次のような優れた作用効果を発揮することができる。
　ゆらぎを相殺して且つ検出感度を向上させることができるので、エッチングの終点を確実に且つ正確に検出することが可能となる。
　また、検出感度を向上させることができることから、従来検出が困難であった開口率が低い被処理体のエッチングの終点も確実に検出することができる。
　特に、活性種としてＣＦ２ラジカルの発光を２５９．５ｎｍの波長で検出し、また、反応生成物としてＣＯガスの発光を４８２．７ｎｍの波長で検出することにより、一層精度良くエッチングの終点を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明を実施するためのエッチング装置とエッチング終点の検出系を示す概略平面図である。
　【図２】
　アルゴンガスの発光スペクトルの一部を示すグラフである。
　【図３】
　活性種と反応生成物の発光強度と、これら発光強度の比の時間的変化を示すグラフである。
　【符号の説明】
　２　　　エッチング装置
　４　　　真空チャンバ（反応容器）
　６、８　電極
　１２　　高周波電源
　１４　　ガス導入管
　１６　　真空排気管
　１８　　半導体基板（被処理体）
　２２　　ロードロック室
　２４　　窓
　２６　　集光レンズ
　２８　　光ファイバ
　３０　　第１分光器
　３２　　第２分光器
　４２　　判定部