【事件の表示】
　特許第２６４８５６１号「プラズマ・エッチングの終了点検出装置及び方法」の請求項１ないし９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２６４８５６１号の請求項１ないし９に係る特許を維持する。
【理由】
１．手続きの経緯
　特許第２６４８５６１号の請求項１〜９に係る発明の手続きの経緯は、以下のとおりである。
　出願　平成５年１１月１０日（優先権主張、米国、１９９２年１２月２３日）
　設定登録平成９年５月９日
　特許異議の申立て　平成１０年３月３日（高橋学）
　取消理由通知　平成１０年１０月２２日
　意見書、訂正請求　平成１１年５月６日
　訂正拒絶理由　平成１１年９月２８日
　手続補正書　平成１１年９月２８日
２．訂正の適否
２−１．訂正の内容
　手続補正書により補正された訂正明細書における訂正の内容は以下のとおりである。
▲１▼願書に添付した明細書（以下「特許明細書」という）における、特許請求の範囲の請求項１，３，５，６，８の記載を、以下のとおり訂正する。
「訂正前」→「訂正後」
　請求項１：
　「１種類のプラズマ」→「１種類のエッチング生成物」
　「連続プラズマ放射」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射」
　「・システムにおいて」→「の終了点検出装置であって」
　「上記プラズマの光放射強度」→「上記エッチング生成物の光放射強度」
　「上記プラズマのスペクトル強度」→「上記エッチング生成物のスペクトル強度」
　「幾種類かの上記プラズマ」→「幾種類かのプラズマ放射」
　「連続プラズマのみの放射スペクトル」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル」
　「大きさが大きく相対変化して」→「大きさが大きく反対方向に変化して」
　請求項３：
　「上記プラズマの光放射」（２個所）→「上記スペクトル」
　請求項５：
　「プラズマの原子放射線の最大強度の半分のところでの全帯域」→「エッチング生成物のスペクトルの最大強度の半分の強度での帯域幅（半値幅）」
　請求項６：
　「１種類のプラズマ」→「１種類のエッチング生成物」
　「連続プラズマ放射」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射」
　「・システムにおいて」→「の終了点検出方法であって」
　「上記プラズマの光放射強度」→「上記エッチング生成物の光放射強度」
　「上記プラズマのスペクトル強度」→「上記エッチング生成物のスペクトル強度」
　「幾種類かの上記プラズマ」→「幾種類かのプラズマ放射」
　「連続プラズマのみの放射スペクトル」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル」
　「大きさが大きく相対変化するとき」→「大きさが大きく反対方向に変化するとき」
　請求項８：
　「上記プラズマの光放射」（２個所）→「上記スペクトル」
▲２▼特許明細書における、発明の詳細な説明の段落９及び２０の記載を、以下のとおり訂正する。
「訂正前」→「訂正後」
　段落９：
「連続プラズマ放射」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射（以下、本明細書では「連続したプラズマ放射」あるいは「連続プラズマ放射」と略記する）」
　段落２０：
「エッチング生成物からの単一原子の放射線の最大強度の半分での全帯域幅」→「エッチング生成物によるスペクトルの最大強度の半分の強度での帯域幅（半値幅）」
▲３▼特許明細書における、発明の詳細な説明の段落５，６，８，２２，２３の記載を、以下のとおり訂正する。
「訂正前」→「訂正後」
　段落５：
「日本国特許第００８１９２９」→「日本国公開特許公報６３−００８１９２９」
　段落６：
「日本国特許第５９−６１０３６」→「日本国公開特許公報５９−６１０３６」
「日本国特許第０１２０６７４」→「日本国公開特許公報５７−０１２０６７４」
　段落８：
「終了点検出方法」→「終了点検出装置および方法」
　段落２２：
「システムに置いて」→「システムにおいて」
「チャンバに置いて」→「チャンバにおいて」
　段落２３：
「この実施例に置いて」→「この実施例において」２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正の内容▲１▼，▲２▼は、明瞭でない記載の釈明に、▲３▼は、誤記の訂正にそれぞれ該当する。
　そして、これらの訂正の内容は、特許明細書又は図面に記載した事項の範囲内であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
２−３．むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書き及び同条第３項で準用する第１２６条第２〜４項で規定する訂正について、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項によりなお従前の例によるとされる改正前の第１２６条第１項ただし書き、同条第２〜３項の規定に適合するので、当該訂正は認める。
３．特許異議の申立てについての判断
３−１．申立人の主張
　申立て人高橋学は、請求項１〜９に係る発明は、甲第１，２，３，４，５号証及び参考資料に記載された発明に基づき容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるから、前記各発明に係る本件特許は取り消されるべき旨主張している。
３−２．訂正明細書に記載の発明
　補正された訂正明細書の請求項１〜９に係る発明（以下、それぞれ「本件発明１〜９」という）は、特許請求の範囲の請求項１〜９に記載された次のとおりのものと認める。
「【請求項１】プラズマ・エッチングの進行を示す少なくとも１種類のエッチング生成物を生成し、連続したスペクトルを有するプラズマ放射を生成するプラズマ・エッチングの終了点検出装置であって、
　所定のスペクトル線の付近に中心を置いた狭い帯域で上記エッチング生成物の光放射強度を監視し、上記エッチング生成物のスペクトル強度を示す第１の信号を生成する手段と、
　幾種類かのプラズマ放射の光放射強度を上記狭い帯域と異なる広い帯域で監視し、上記連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル強度を示す第２の信号を生成する手段と、
　上記第１及び第２の信号の大きさを監視し、上記２つの信号の大きさが大きく反対方向に変化して、上記プラズマ・エッチングを終了させるべき時点を示すとき、終了信号を生成する手段、から構成されるプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　【請求項２】上記第１及び第２の信号を監視する上記手段が、上記第１及び第２の光信号を、対応する第１及び第２の電気信号に変換する光電変換手段を含む請求項１に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　【請求項３】上記スペクトル強度が周期的に変動し、上記第１及び第２電気信号を監視する上記手段が、上記第１及び第２電気信号を同期して復調するために、上記スペクトル強度の上記周期的変動に応答して働くロックイン増幅器を含む請求項２に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　【請求項４】上記終了信号を生成する上記手段が、上記第１及び第２の信号の比と同一の信号を生成する手段を含む請求項１に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　【請求項５】上記広い帯域が、上記エッチング生成物のスペクトルの最大強度の半分の強度での帯域幅（半値幅）の少なくとも５倍である請求項１に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　【請求項６】プラズマ・エッチングの進行を示す少なくとも１種類のエッチング生成物を生成し、連続したスペクトルを有するプラズマ放射を生成するプラズマ・エッチングの終了点検出方法であって、
　所定のスペクトル線の付近に中心を置いた狭い帯域で上記エッチング生成物の光放射強度を監視し、上記エッチング生成物のスペクトル強度を示す第１の信号を生成するステップと、
　幾種類かのプラズマ放射の光放射強度を上記狭い帯域と異なる広い帯域で監視し、上記連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル強度を示す第２の信号を生成するステップと、
　上記第１及び第２の信号の大きさを監視し、上記２つの信号の大きさが大きく反対方向に変化するとき、終了信号を生成するステップと、
　上記終了信号に応答して、上記プラズマ・エッチングを終了させるべき時点を表示するステップ、から成るプラズマ・エッチングの終了点検出方法。
　【請求項７】上記第１及び第２の信号が光信号であり、更に該第１及び第２の光信号を、対応する第１及び第２の電気信号に変換するステップを含む請求項６に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出方法。
　【請求項８】上記スペクトル強度が周期的に変動し、
　上記第１及び第２の電気信号をロックイン増幅器で増幅するステップと、
　上記第１及び第２の電気信号を上記スペクトル強度の周期的変動に応答して同期して復調するスアップ、
を更に含む請求項７に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出方法。
　【請求項９】上記終了信号を生成する上記ステップが、上記第１及び第２の信号の比と同一の信号を生成するステップを含む請求項６に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出方法。」
３−３．引用刊行物
　本件発明１〜９に対し、当審が通知した特許法第２９条第２項についての取消理由において引用した刊行物１，２，３，４，５，６（甲第１，２，３，４，５号証及び参考資料と同じ）には、次の発明が記載されている。
　刊行物１．特開昭５７−１２５２９号公報…「グロー放電プラズマを利用するドライエッチング工程中に、エッチングの進行状態に依存する、エッチング反応生成物を構成する原子又は分子の特定の波長のスペクトル強度を測定する手段と、エッチングの進行状況に依存しない、原子又は分子の選定された波長又は質量数のスペクトル強度であるか、全波長域又は全質量域の全スペクトル強度である他のスペクトル強度を測定する手段と、エッチングの進行状態に依存する前記スペクトル強度をエッチングの進行状態に依存しない前記他のスペクトル強度で補正した値を出力する手段を有し、得られた信号強度を監視することによりエッチングの進行及び終了をモニタする装置。」
　刊行物２．特開昭５９−６１０３０号公報…「プラズマエッチング方法において、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固有波長のプラズマ光強度と、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固有波長のプラズマ光強度を比較して被エッチング材のエッチンググ終了時点を検出する方法。」
　刊行物３．特開昭５７−１２０６７４号公報…「被エッチング物質をドライエッチングするエッチング系から観測される発光スペクトル分布について、被エッチング物質の波長に対応したスペクトル成分と、上記波長の近傍の波長に対応したスペクトル成分との差をとることにより、被エッチング物質による固有の発光スペクトル成分とし、それに基づいてエッチングの終了点を検出する方法。」
　刊行物４．特開昭５５−６３８３０号公報…「ガスプラズマエッチングの終点を検出するものにおいて、ガスプラズマから放出される光の内、第１の波長をエッチング材料の変化と関係づけられた化学種からの発光線を主発光線として１つの波長とし、第２の波長を該主発光線以外の発光線の１つの波長とし、２種類以上の波長の発光の強度をそれぞれ独立に検知し、該２種類以上の波長の発光の強度の相対的な大きさにより終点検出を行なう方法。」
　刊行物５．特開平１−１８９９２号公報…「パターン形成領域に被エッチング材料が所定パターンに形成された半導体装置用のウエハを準備し、前記ウエハをエッチングして前記パターン形成領域に前記所定パターンを形成し、前記被エッチング材料のエッチングの終了に伴って生じる物理量である発光スペクトルの変化を検出し、前記検出に基づいてエッチング工程の終了を制御する半導体製造装置の製造方法。」
　刊行物６．特開平４−１９６５２９号公報…「電界中で生成されるプラズマを用いて処理を行ないプラズマの発光強度を検出してプラズマ処理を行なう装置において、プラズマ光の中からプラズマ処理による光量変化の大きい特定波長の光を分光する分光器と、この分光器によって分光された光を電気信号に変換する第１の光センサと、各種波長を含む前記プラズマ光を電気信号に変換する第２の光センサと、前記第１，２のセンサ出力に基づいてプラズマ処理の監視を行なう監視手段と、を有するプラズマ処理装置。」
３−４．対比・判断
　（本件発明１について）
　本件発明１は、より感度が向上したプラズマ・エッチングの終了点検出装置を提供することを目的として
「所定のスペクトル線の付近に中心を置いた狭い帯域で上記エッチング生成物の光放射強度を監視し、上記エッチング生成物のスペクトル強度を示す第１の信号を生成する手段と、
　幾種類かのプラズマ放射の光放射強度を上記狭い帯域と異なる広い帯域で監視し、上記連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル強度を示す第２の信号を生成する手段と、
　上記第１及び第２の信号の大きさを監視し、上記２つの信号の大きさが大きく反対方向に変化して、上記プラズマ・エッチングを終了させるべき時点を示すとき、終了信号を生成する手段、」という構成を採用している。
　しかしながら、「上記第１及び第２の信号の大きさを監視し、上記２つの信号の大きさが大きく反対方向に変化して、上記プラズマ・エッチングを終了させるべき時点を示すとき、終了信号を生成する手段」において、第２の信号を「幾種類かのプラズマ放射の光放射強度を上記狭い帯域と異なる広い帯域で監視し、上記連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル強度を示す」とした点は、上記刊行物１〜６に記載された発明のいずれも備えていないし、示唆されてもいない。
　すなわち、「２つの信号の大きさが大きく反対方向に変化して」の点については、特許明細書添付の第３図にも示されているように、プラズマ・エッチング終了点において第１の信号は減少し第２の信号は増加するという実施例によって裏付けるられている。そして、この点は、刊行物１〜６の発明の内、刊行物２の発明のみが備えている。ところが、第２の信号に関し、刊行物２の発明においては、「エッチング反応の終了と共に逆に増加するガスの固有波長のプラズマ光強度」を採用しており、「幾種類かのプラズマ放射の光放射強度を上記狭い帯域と異なる広い帯域で監視し、上記連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル強度を示す」ものではない。一方、この第２の信号に対応するものとして、刊行物５の発明はそれが存在せず、刊行物３，４の発明のそれは、本件発明１のものとは明らかに相違している。そして、刊行物１の発明においては、それが「エッチングの進行状況に依存しない、原子又は分子の全波長城又は全質量域の全スペクトル強度である他のスペクトル強度」であり、刊行物６の発明においては、「各種波長を含む前記プラズマ光」であって、いずれも、本件発明１の「幾種類かのプラズマ放射の光放射強度を上記狭い帯域と異なる広い帯域で監視し、上記連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル強度」と似ているとはいえ異なっている。また、刊行物１又は６の発明には、エッチング反応終了点において増加するプラズマ光強度を利用するという認識がないのであるから、刊行物２の発明に、刊行物１又は６の発明を結合することも予測できない。
　そして、本件発明１は、刊行物１〜６に記載の発明から予測できない明細書記載の効果を奏するものと認める。
　してみると、本件発明１は、刊行物１〜６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はない。
　（本件発明６について）
　本件発明６は、独立形式で記載されているが、本件発明１と比べて、「装置」から「方法」にカテゴリーを変えて各「…手段」を単に「…ステップ」とし、更に、「上記終了信号に応答して、上記プラズマエッチングを終了させるべき時点を表示するステップ」を加えているのであるから、刊行物１の発明を、刊行物１〜６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はないとした以上、本件発明６も、刊行物１〜６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はない。
　（本件発明２〜５について）
　本件発明２〜５は、引用形式で記載されているが、本件発明１の構成を限定したものであり、刊行物１〜６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はない。
　（本件発明７〜９について）
　本件発明７〜９も、引用形式で記載されているが、本件発明６の構成を限定したものであり、やはり、刊行物１〜６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はない。
３−５．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によっては、本件発明１〜９の特許を取り消すことはできない。
　そして、他に本件特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年１０月１９日（１９９９．１０．１９）
【訂正の要旨】
　特許第２６４８５６１号発明の明細書を、本件訂正請求書に添付され、手続補正書によって補正された訂正明細書のとおりに、すなわち明瞭でない記載の釈明を目的として下記▲１▼，▲２▼のとおり、及び誤記の訂正を目的として下記▲３▼のとおりに訂正する。
▲１▼願書に添付した明細書における、特許請求の範囲の請求項１，３，５，６，８の記載を、以下のとおり訂正する。
　　　　　「訂正前」→「訂正後」
　請求項１：
　「１種類のプラズマ」→「１種類のエッチング生成物」
　「連続プラズマ放射」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射」
　「・システムにおいて」→「の終了点検出装置であって」
　「上記プラズマの光放射強度」→「上記エッチング生成物の光放射強度」
　「上記プラズマのスペクトル強度」→「上記エッチング生成物のスペクトル強度」
　「幾種類かの上記プラズマ」→「幾種類かのプラズマ放射」
　「連続プラズマのみの放射スペクトル」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル」
　「大きさが大きく相対変化して」→「大きさが大きく反対方向に変化して」
　請求項３：
　「上記プラズマの光放射」（２個所）→「上記スペクトル」
　請求項５：
　「プラズマの原子放射線の最大強度の半分のところでの全帯域」→「エッチング生成物のスペクトルの最大強度の半分の強度での帯域幅（半値幅）」
　請求項６：
　「１種類のプラズマ」→「１種類のエッチング生成物」
　「連続プラズマ放射」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射」
　「・システムにおいて」→「の終了点検出方法であって」
　「上記プラズマの光放射強度」→「上記エッチング生成物の光放射強度」
　「上記プラズマのスペクトル強度」→「上記エッチング生成物のスペクトル強度」、
　「幾種類かの上記プラズマ」→「幾種類かのプラズマ放射」
　「連続プラズマのみの放射スペクトル」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル」
　「大きさが大きく相対変化するとき」→「大きさが大きく反対方向に変化するとき」
　請求項８：
　「上記プラズマの光放射」（２個所）→「上記スペクトル」
▲２▼明細書における、発明の詳細な説明の段落９及び２０の記載を、以下のとおり訂正する。
　　　　　「訂正前」→「訂正後」
　段落９：
「連続プラズマ放射」→「連続したスペクトルを有するプラズマ放射（以下、本明細書では「連続したプラズマ放射」あるいは「連続プラズマ放射」と略記する）」
　段落２０：
「エッチング生成物からの単一原子の放射線の最大強度の半分での全帯域幅」→「エッチング生成物によるスペクトルの最大強度の半分の強度での帯域幅（半値幅）」
▲３▼願書に添付した明細書における、発明の詳細な説明の段落５，６，８，２２，２３の記載を、以下のとおり訂正する。
　　　　　「訂正前」→「訂正後」
　段落５：
「日本国特許第００８１９２９」→「日本国公開特許公報６３−００８１９２９」
　段落６：
「日本国特許第５９−６１０３６」→「日本国公開特許公報５９−６１０３６」
「日本国特許第０１２０６７４」→「日本国公開特許公報５７−０１２０６７４」
　段落８：
「終了点検出方法」→「終了点検出装置および方法」
　段落２２：
「システムに置いて」→「システムにおいて」
「チャンバに置いて」→「チャンバにおいて」
　段落２３：
「この実施例に置いて」→「この実施例において」
（５４）【発明の名称】
プラズマ・エッチングの終了点検出装置及び方法
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　プラズマ・エッチングの進行を示す少なくとも１種類の
エッチング生成物
したスペクトルを有する
の終了点検出装置であって、
　所定のスペクトル線の付近に中心を置いた狭い帯域で上記
エッチング生成物
エッチング生成物
　幾種類かの
プラズマ放射
したスペクトルを有するプラズマ放射のみのスペクトル
　上記第１及び第２の信号の大きさを監視し、上記２つの信号の大きさが大きく
反対方向に
　から構成されるプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　　【請求項２】　上記第１及び第２の信号を監視する上記手段が、上記第１及び第２の光信号を、対応する第１及び第２の電気信号に変換する光電変換手段を含む請求項１に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　　【請求項３】　上記
スペクトル
スペクトル
　　【請求項４】　上記終了信号を生成する上記手段が、上記第１及び第２の信号の比と同一の信号を生成する手段を含む請求項１に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出装置。
　　【請求項５】　上記広い帯域が、上記
エッチング生成物のスペクトルの最大強度の半分の強度での帯域幅（半値幅）
　　【請求項６】　プラズマ・エッチングの進行を示す少なくとも１種類の
エッチング生成物
したスペクトルを有する
の終了点検出方法であって、
　所定のスペクトル線の付近に中心を置いた狭い帯域で上記
エッチング生成物
エッチング生成物
　幾種類かの
プラズマ放射
　上記第１及び第２の信号の大きさを監視し、上記２つの信号の大きさが大きく
反対方向に
　上記終了信号に応答して、上記プラズマ・エッチングを終了させるべき時点を表示するステップ、
から成るプラズマ・エッチングの終了点検出方法。
　　【請求項７】　上記第１及び第２の信号が光信号であり、更に該第１及び第２の光信号を、対応する第１及び第２の電気信号に変換するステップを含む請求項６に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出方法。
　　【請求項８】　上記
スペクトル
　上記第１及び第２の電気信号をロックイン増幅器で増幅するステップと、
　上記第１及び第２の電気信号を上記
スペクトル
を更に含む請求項７に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出方法。
　　【請求項９】　上記終了信号を生成する上記ステップが、上記第１及び第２の信号の比と同一の信号を生成するステップを含む請求項６に記載のプラズマ・エッチングの終了点検出方法。
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　本発明は、一般的にはプラズマ・エッチング操作の制御に関連し、特にどの時点でプラズマ・エッチング処理を終わらせるかを判定する方法及び装置に関連する。
　　　【０００２】
　　【従来の技術】
　エッチング反応をどの時点で終わらせるかの判定は、マイクロ・エレクトロニック・デバイスの製作における処理制御にとって非常に重要である。特に、プラズマ・エッチング処理において、光放射分光技術が、エッチング反応による生成物を検出するためにしばしば使われてきた。この技術は、酸化物、窒化物及び金属エッチング操作に有用であった。しかしながら、エッチングされている半導体ウェーハ上の露出した物質の量が、ウェーハの表面領域の約１％以下になると、光放射分光技術では、このような生成物を検出するための充分な検出感度が得られない。エッチング・プラズマの生成に関して、ハロゲン炭素ガスを使う酸化物エッチング処理において、一酸化炭素のエッチング生成物が形成され、これを使って処理を終わられる時間を検出し、一般的に終了時点としている。
　　　【０００３】
　しかしながら、上述の場合のように、非常に小さいパターンがウェーハ上でエッチングされるとき、ガス抜きから放出される一酸化炭素の背景レベル、レジスト物質のエッチング、チャンバ内の石英備品のエッチング及びエッチング・チャンバの内面からの脱着物が終了時点の判定を非常に難しくしている。典型的な製造工程において、終了時点検出装置は、光検出器の手段によってエッチング生成物を監視するように調整されたモノクロメータ（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｏｒ）で構成されている。光検出器の信号は頻繁にローパス・フィルタ又はインデグレータに供給されて、終了時点信号の信号対雑音比を向上させている。
　　　【０００４】
　ローパス・フィルタによる手法は、実際上システムの帯域通過を、ゆっくり変化している終了時点信号をパスするように限定しているので、応答時間がしばしば満足でない。更に、ＲＣローパス・フィルタと信号インテグレーション技術は、これらの測定点が最大１／ｆの雑音の領域である直流電流のレベルに中心を置かれているという事実によって逆の影響を受けている。従って、これらの技術は両方とも、プラズマ生成或いは光検出システムの長期的方向に対して逆行しているといえる。これらの問題は、いくつかの今までの特許で取り上げられている。
　　　【０００５】
　日本国
公開特許公報
　　　【０００６】
　日本国
公開特許公報
公開特許公報５７−
　　　【０００７】
　このような雑音の改善は、位相感応検出回路における外部チョッパ又は変調器の使用によって１部達成される。米国特許第４，４９１，４９９は、光放射終了時点検出に関する方法と装置を示している。ここで開示された技術は、所定のスペクトル線、例えば１種類の反応体の近くに中心をおいた狭い帯域におけるプラズマの光放射強度を測定し、また背景放射信号を表す同じ所定のスペクトル線の近くに中心をおいた広い帯域におけるプラズマの強度を測定する。背景信号は、訂正ファクタを引き出すように作られ、狭帯域信号の強度の、より正確な表示を得る。
　　　【０００８】
　　【発明が解決しようとする課題】
　本発明の目的は、上述のような従来技術による方法と比べて、より感度が向上したプラズマ・エッチングの終了点検出
装置および
　　　【０００９】
　　【課題を解決するための手段】
　出願人は、連続した
スペクトルを有するプラズマ放射（以下、本明細書では「連続したプラズマ放射」あるいは「連続プラズマ放射」と略記する）
　　　【００１０】
　この連続信号は全ての放電に固有であり、電子密度、電子温度及び露出したフィルムの変化の性質に合わせて終了時点が変わるプラズマのその他の電気的特性に対して敏感である。従ってこの現象を利用して、どの時点でプラズマ・エッチング処理を終了させるかを判定する装置と方法を提供する。この処理においては、少なくとも１種類のエッチング生成物が生成され、連続プラズマ放射が生成される。装置は、所定のスペクトル線の近くに中心をおいた狭帯域の光放射強度を監視する手段とエッチング生成物のスペクトル強度を表す第１の信号を生成する手段を含む。更に、広帯域でプラズマの光放射強度を監視する手段と連続プラズマ放射のスペクトル強度を表す第２の信号を生成する手段が提供されている。
　　【００１１】
　第１の信号と第２の信号の大きさを監視する手段と２つの信号の大きさが大きく相対変化して、プラズマ・エッチング処理を終了させるべき時点を表すとき、終了信号を生成する手段も含まれる。本発明の別の実施例では、プラズマの光放射強度を監視する手段と連続プラズマ放射のスペクトル強度を表す信号を生成する手段及び更にこの信号の大きさの変化に応答して終了信号を生成する手段が提供されている。
　　【００１２】
　本発明のその他の利点及び新しい機構は、以下に述べる発明の詳しい説明と添付図とを結びつけて明確になるであろう。
　　【００１３】
　【実施例】
　図１は、本発明の装置の第１の実施例を示している。エッチング・チャンバ１０は、プラズマ・エッチング処理におけるエッチング反応の過程を示す少なくとも１種類のプラズマ、代表的には１種類のエッチング生成物を含有する生成されたプラズマ１２を有する。プラズマ１２からの光放射は、１対の光の通路１６と１８に分かれた光ファイバ１４によって集められる。ファイバ１６及び１８からの光放射信号は、例えば光りチョッパ２０によって、約５００Ｈｚの周波数で周波数変調される。周波数変調されたファイバ１６からの光放射信号は、固定又は調整可能な狭い帯域幅の光フィルタ２２を通って、フィルタリングされた周波数変調の光信号を電圧変化の電気信号に変える光電変換デバイス２４へ伝送される。光フィルタ２２は、既知の種類のエッチング生成物のスペクトル強度がプラズマ１２で生成されるプラズマ１２における所定のスペクトル線の近くに中心がおかれるように選ばれる。
　　【００１４】
　典型的には、狭帯域の光フィルタ２２の帯域幅は２ｎｍ以下である。ファイバ１８からの周波数変調された光放射信号は、固定又は調整可能な光フィルタ２６を通って光電変換デバイス２８へ伝送され、対応する電圧変化信号が生成される。光フィルタ２６は、連続プラズマ放射の所定の任意の波長に中心を置き、比較的高い信号対雑音比を有する光電変換デバイス２８へ光放射信号を供給するために充分広帯域である。この点に関しては、図３と関連して詳しく述べる。光電変換デバイス２４及び２８は、どんな既知の設計であっても良いが、光逓倍管又はフォトダイオード検出器が望ましい。
　　【００１５】
　従って、光ファイバ１４、光分岐１６、周波数変調器２０、光フィルタ２２及び光電検出器２４を含む第１の監視経路は、プラズマ１２の光放射強度を所定のスペクトル線の近くに中心をおいた狭帯域で監視するように働き、プラズマ１２内で１種類のエッチング生成物のスペクトル強度を表す出力線３０上の第１の電気信号を生成する。これと対応して、光ファイバ１４、分岐１８、周波数変調器２０、光フィルタ２６及び光電変換デバイス２８を含む第２の監視経路は、プラズマの光放射強度を広帯域で監視するように働き、プラズマ１２からの連続放射のスペクトル強度を表す第２の電気信号を出力線３２に生成する。これらの信号３０及び３２は、差動増幅モードで働くロックイン（ｌｏｃｋ　ｉｎ）増幅器３４に伝送され、３０及び３２の信号の間の相対的大きさの変化を増幅する。
　　【００１６】
　周波数変調器２０は、変調周波数を表す信号を線３６を通して増幅器３４に伝送する。線３６上の信号は、線３０及び３２の間の増幅された差動信号を復調するために使われる。増幅器３４からの復調された信号は、線３８を通してパーソナル・コンピュータ４０のような相応するマイクロ・プロセッサ制御装置に伝送される。パーソナル・コンピュータ４０は、そのモニタ上に線３８から受信した信号のリアル・タイムでの表示を行うために利用される。このような信号追跡は、図２に放射強度対エッチング時間のプロットとしてグラフが示されている。
　　【００１７】
　図２の例は、Ｓｉ上のＳｉＯ２のエッチングに関するもので、露出した面積は０．８２パーセントである。更に、コンピュータ４０は、線４４を通してエッチング・チャンバ１０に対して終了信号を生成し、エッチング処理を終わらせるために利用できる。従って、ロックイン増幅器３４、信号線３８及びコンピュータ４０は、線３０及び３２上の信号の大きさを監視し、該２つの信号の大きさが大きく相対変化して、プラズマ・エッチング処理を終了させるべきときに、終了信号を生成するように働く。信号３０及び３２を処理する別の方法は、信号を周波数復調し、２つの信号の比をとる方法である。
　　【００１８】
　例えば、信号３０を信号３２で割り算し、その出力をコンピュータ４０へ伝送する。このような比をとる技術は、市販されている電子回路又はソフトウエアで達成できるであろう。差動増幅器モードにおける本発明の方法では、本発明の処理を開始するために、入力信号３０及び３２はオフセットされ、ロックイン増幅器３４の出力はゼロにされる。この時点で増幅器３４の利得は最大にされ、増幅器の出力が大きく変化するとき終了点が検出される。２つの光放射信号３０及び３２の大きさを相対的に監視することによって、終了点検出感度は、単一の放射信号の変化を監視する場合より向上する。
　　【００１９】
　上述のように、もしシステムが比を取り扱うものであれば、信号３０及び３２はオフセットされて振幅比１を出力するようにする。信号は、終了点で大きさが相対変化するので、その比は、プラズマ・インピーダンスの変化によって連続放射信号３２が増加するにつれて低下する。放射信号３０及び３２の比を監視することによって、前述の差動検出技術よりも終了点検出の感度は、大幅に向上する。図３は、金属上の２酸化シリコンをエッチングする場合の放射信号強度対時間のグラフであり、ここで信号３０は、４８３．５ｎｍのスペクトル線の近くで監視されたＣＯを表わし、連続放射信号３２は、所定の波長５７３．５ｎｍの近くに中心をおいている。
　　【００２０】
　ここでわかる通り、２つの信号の大きさの相対的変化は、処理開始後約２８０秒で起きる。図４は、２つの連続放射信号３２ａ及び３２ｂに関する放射強度のグラフである。両方の信号は、スペクトル線２９０ｎｍの近くに中心を置いて低精度のスペクトルメータを使って記録されたものである。信号３２ａは、帯域幅５ｎｍで記録された。信号３２ｂは、帯域幅１００ｎｍで記録された。これら２つの信号から分かるように、スペクトルの帯域幅を増加すると、信号対雑音比が大幅に向上する。連続放射信号３２のスペクトル帯域幅は、チャンバ１０に存在するプラズマ・エッチング生成物
によるスペクトルの最大強度の半分の強度での帯域幅（半値幅）
　　【００２１】
　更に、連続放射信号としては、複数の検出区域の合計であってもよい。従って、図５に示すように、線１８の信号は、更に分割して複数の経路を通ってフィルタ２６ａ，２６ｂ及び２６ｃを通すことができる。フィルタ２６ａ、２６ｂ及び２６ｃの帯域幅の合計は、上述の望ましい帯域要件と同じである。フィルタ２６ａ、２６ｂ及び２６ｃの出力は、それぞれ光電変換デバイス２８ａ、２８ｂ及び２８ｃに供給され、加算回路５０で合計され、信号３２を生成する。図６は、本発明の装置の第３の実施例を示している。この実施例において、機械的チョッパ２０は、プラズマ生成のためのエッチング・チャンバ１０内の発信器に固有な周波数変調信号５２を有する周波数変調器で置き換えられている。
　　【００２２】
　例えば、無線周波（ＲＦ）のエッチング・システムに
お
お
　　【００２３】
　この実施例に
お
　　【００２４】
　この終了点信号の変調は、振幅情報をキャリアの波形に持たせている。
　　【００２５】
　この周波数は、１／ｆ雑音及びその他の環境的干渉から除去されるように選ばれる。変調されたキャリア波は、測定帯域通過が雑音成分を信号帯域通過の外側に排除するように調整された増幅器で選択的に増幅される。従って、増幅されたキャリア波形が、図１の信号３６又は図６の信号５２のような参照波形を使うことによって同期して変調されるとき、雑音低下処理の重要な局面が発生する。この技術は、平均して位相同期（ｐｈａｓｅ　ｌｏｃｋ）キャリア波だけが増幅器３４で復調されるので、ランダム雑音に対しては大きな識別能力を提供する。復調された信号は、更に高品質ローパス・フィルタでフィルタリングされる。
　　【００２６】
　特定のエッチング処理においては、終了点検出に有用な情報を生成するのに充分なエッチング生成物を生成しない場合がある。このような処理においては、図７に示すように、チョッパ２０、フィルタ２６及び光電変換器２８と共に光ファイバ１４だけを使って信号３２を生成する。信号３２は、ロックイン増幅器３４に伝送され、増幅され、参照信号３６によって復調され、線３８によってコンピュータ４０に供給される。信号線３８上の信号の大きさは、エッチング処理の終了点を表す大きさの変化について監視される。出願人は、エッチング処理におけるプラズマによって生成される連続放射信号は、特に電子密度及び電子温度に敏感で、ウェーハ上に露出した物質の変化を検出するために有効な手段を提供するということを認識した。
　　【００２７】
　従って、エッチング・プラズマの連続放射からの光信号を使用することは、本発明の方法と装置の特に新しい局面である。この方法は、終了点検出の感度を向上させる効果があり、単体の原子叉は分子の光放射線の検出に依存する従来の機構に比べて多くの利点を有する。第１に、連続光放射は、スペクトル線の全領域で検出される、プラズマ種類と無関係な、特有の現象である。エッチング反応の過程を示す原子及び分子の放射帯域は、エッチング・プラズマの性質に基づいた特定の波長領域で発生する。第２に、連続放射信号は、エッチング・プラズマの単一種類からの放射にのみ頼る他の技術に比べて、終了点検出に関して、一般的に適用可能な手段を提供する。第３に、単一の放射線を分析するのに適した光検出システムは、プラズマにおける原子叉は分子からの光を検出するために採用されなければならない。
　　【００２８】
　連続放射の検出は、高いスペクトル精度を必要としないため、非常に単純なシステムで実現できる。実際、図４に示すように、終了点検出の感度は、検出する波長の帯域幅を増加することによって上げることができる。最後に、広帯域連続放射は、ウェーハ表面の性質が変化する終了点で変化するプラズマの電気的特性の変化に敏感である。全ての原子叉は分子の種類が、エッチング反応の終了時点で変化する訳ではなく、仮に変化したとしても、この放射が検出困難である場合がある（すなわち、強度が弱かったり、他の放射線によって判別しにくかったり、或いは特定の波長領域が監視されなかったりする）。
　　【００２９】
　本発明の現時点における望ましい実施例について説明したけれども、当業者にとって、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、変更叉は修正を加えることは容易にできるということを理解されたい。
　　【００３０】
　【発明の効果】
　本発明の方法及び装置によって、従来の方法に比べてプラズマ・エッチングの終了点検出の感度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　本発明の装置の第１の実施例に関する体系図。
　　【図２】
　本発明の装置により生成された光放射強度対時間の１例を示すグラフ。
　　【図３】
　本発明の装置を使った２つの信号を記録した例としての光放射強度対時間のグラフ。
　　【図４】
　２つの波長の帯域幅で連続したプラズマ放射のスペクトル強度対時間の例を表すグラフ。
　　【図５】
　本発明の第２の実施例における体系図。
　　【図６】
　本発明の第３の実施例における体系図。
　　【図７】
　本発明の第４の実施例における体系図。
　　【符号の説明】
１０　エッチング・チャンバ
１２　プラズマ
１４　光ファイバ
２０　光チョッパ
２２、２６　光フィルタ
２４、２８　光電変換デバイス
３４　ロックイン増幅器
４０　コンピュータ