【事件の表示】
　特許第２８５１２２９号「プラズマエッチングシステム及びプラズマエッチング方法」の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２８５１２２９号の請求項１ないし８に係る特許を維持する。
【理　由】
I．手続の経緯
　
　本件特許第２８５１２２９号発明（請求項の数１０）は、平成５年１０月１２日（優先権主張：平成４年１０月１９日）に特許出願され、平成１０年１１月１３日に特許の設定の登録がなされたところ、その特許請求の範囲の請求項１〜１０に係る発明の特許に対し、池中　実（以下、「申立人」という。）より特許異議の申立てがあり、請求項１〜１０に係る発明の特許に対して取消理由の通知がなされ、その指定期間内である平成１２年２月８日に訂正請求がなされた。
　
II．訂正の適否についての判断
　
１．訂正の内容
　訂正請求は、本件特許の願書に添付した明細書（以下、「特許明細書」という。）を訂正請求書に添付した訂正明細書のとおりに訂正しようとするものであって、その訂正の内容は次のとおりである。
（以下では、訂正前の請求項を「旧請求項」と、訂正後の請求項を「新請求項」ということがある。）
（１）訂正事項Ａ
　【請求項１】中の
　「この容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔を有するシャワー電極」を
　「この容器の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極」と訂正する。
（２）訂正事項Ｂ
　【請求項２】中の
　「シャワー電極の中心から１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶ」を
　「シャワー電極の中心から２１０ｍｍまでの範囲内で１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶ」と訂正する。
（３）訂正事項Ｃ
　【請求項４】及び【請求項６】を削除する。
（４）訂正事項Ｄ
　【請求項５】中の
　「０．８ｍｍ未満のガス噴出口径をもつ細孔」を
　「０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満のガス噴出口径をもつ細孔」と訂正すると共に請求項の番号を繰り上げて【請求項４】とする。
（５）訂正事項Ｅ
　【請求項７】〜【請求項１０】の項番号を【請求項５】〜【請求項８】に繰り上げる。
（６）訂正事項Ｆ
　新【請求項８】（旧【請求項１０】）中の
　「容器内が減圧状態となるように容器内を排気し、シャワー電極の細孔を通過するときに」を
　「容器内の圧力が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気し、多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極の細孔を通過するときに」と訂正する。
（７）訂正事項Ｇ
　【０００７】中の
　「この容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔を有するシャワー電極」を
　「この容器の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔か存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極」と訂正する。
（８）訂正事項Ｈ
　【０００８】中の
　「容器内が減圧状態となるように容器内を排気し、シャワー電極の細孔を通過するときに」を
　「容器内の圧力が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気し、多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極の細孔を通過するときに」と訂正する。
（９）訂正事項Ｉ
  【０００９】中の
　「とくに、細孔のピッチを６ｍｍ以上、及び／または細孔の径を０．８ｍｍ未満とすると」を
　「とくに、細孔のガス噴出口径を６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満とすると」と訂正する。
（10）訂正事項Ｊ
　【０００９】の文末に次の記載を付加する。
　「また、ガス噴出領域をシャワー電極の中心から２１０ｍｍまでの範囲内て１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶようにすると、基板上におけるＳｉＦ４濃度の均一性が良好になる。また、ガス噴出領域をシャワー電極の中心から１８０ｍｍまでの範囲内で１２０ｍｍ以上の範囲に及ぶようにすると、基板上におけるＣＦ４ 濃度の均一性が良好になる。」
（11）訂正事項Ｋ
　【００１０】の文末に次の記載を付加する。
　「また、このようにガス流速を高速にすると、プラズマが均一に発生し易くなり、放電安定領域が０．１５Ｔｏｒｒから３．０Ｔｏｒｒまで拡大されるので、高アスペクト比から低アスペクト比までの広範囲にわたるエッチングが可能になる。さらに、多数の細孔が存在するガス噴出領域をシャワー電極の中央部全体にわたって形成しているので、図１０乃至図１２に示すようにシャワー電極と被処理基板との間では中央部から周縁部に向かってほぼ一様にガス流速が増大する。ちなみに、シャワ一電極の直上にバッフルを設け、ガスを分散させてシャワー電極に供給しているが、バッフルからシャワー電極に到達する間にガスは水平方向に分散してしまうので、ガス流速のばらつきは大きい。このことからバッフルはガスを分散させる機能は有しているが、ガス流速を均一化する機能は有していないことがわかる。一方、シャワー電極中央部のガス噴出領域から高速のガスを噴出させると、シャワー電極と基板との間では中央部から周縁部に向かってほぼ一様にガス流速が増加する。このことから中央部にガス噴出領域をもつシャワー電極はガス流速を均一化する機能を有することがわかる。このようなシャワー電極からガスを高速度の流速て噴出させることにより、プラズマが均一に生成され、放電安定領域が拡大される。」
３．訂正の目的、新規事項禁止、拡張・変更禁止の各要件についての判断
（１）訂正事項Ａについて
　この訂正は、容器内の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒであることを限定すると共に、シャワー電極が「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」ものであることを限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
　そして、容器内圧力を「０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ」とする点は、特許明細書の【００２４】及び【００６７】に記載されており、また、シャワー電極が「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」ものであることは【００１９】【、００５４】〜【００６０】及び【図２】、【図５】に記載されている。
　従って、この訂正は、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においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（２）訂正事項Ｂについて
　この訂正は、細孔からガスが噴出する領域が、「シャワー電極の中心から２１０ｍｍまでの範囲内で１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶ」ことを限定したものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
　また、ガスが噴出する領域が、シャワー電極の中心から１８０ｍｍ以上２１０ｍｍまでの範囲内とすることにより、ウエハ中心部と周縁部とのガスの濃度差が小さくなることは特許明細書の【００５１】〜【００５３】及び【００５５】〜【００６０】（特に表５）に記載されている。
　従って、訂正事項ｂは、願書に添付した明細書または図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（３）訂正事項Ｃについて
　この訂正は、請求項を削除するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに相当する。
　また、この訂正が実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではないことは明らかである。
（４）訂正事項Ｄについて
　この訂正は、シャワー電極の細孔が「０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満のガス噴出口径」を持つものであることを限定したものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに相当する。
　そして、シャワー電極の細孔が「０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満のガス噴出口径」をもつことは、【００１９】、【００２５】、【００２９】及び【００３２】に記載されている。
　従って、この訂正は、願書に添付した明細書または図面に記載した事項の範　囲内においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
　また、請求項の項番号を繰り上げることは明りょうでない記載の釈明を目的とするものに相当する。
（５）訂正事項Ｅ
　この訂正は、訂正事項Ｃによって請求項を削除したことに伴って、その後の請求項の項番号を繰り上げるものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものに相当する。
（６）訂正事項Ｆについて
　この訂正は、容器内の内圧が「０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ」であることを限定すると共に、シャワー電極が「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」ものであることを限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
　そして、訂正事項Ａについて述べたと同様の理由により、この訂正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においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（７）訂正事項Ｇについて
　この訂正は、訂正事項Ａによって特許請求の範囲を減縮することに併せて、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るために行うものであるから明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、訂正事項Ａについて述べたと同様の理由により、この訂正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においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（８）訂正事項Ｈについて
　この訂正は、訂正事項Ｆによって特許請求の範囲を減縮することに併せて、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るために行うものであるから明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、訂正事項Ｆについて述べたと同様の理由により、この訂正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においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（９）訂正事項Ｉについて
　この訂正は、訂正事項Ｄによって特許請求の範囲を減縮することに併せて、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るために行うものであるから明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、訂正事項Ｄについて述べたと同様の理由により、この訂正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においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（８）訂正事項Ｊについて    
　この訂正は、訂正事項Ｂによって特許請求の範囲を減縮することに併せて、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るために行うものであるから明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、訂正事項Ｂについて述べたと同様の理由により、この訂正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においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
（11）訂正事項Ｋについて
　この訂正は、訂正事項Ａ、Ｆによって特許請求の範囲を減縮することに併せて、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るために行うものであるから明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、多数の細孔が存在するガス噴出領域をシャワー電極の中央部全体にわたって形成し、このシャワー電極からガスを高速度の流速で噴出させることにより、プラズマが均一に発生し易くなり、放電安定領域が０．１５Ｔｏｒｒから３．０Ｔｏｒｒまで拡大され、高アスペクト比から低アスペクト比までの広範囲にわたるエッチングが可能になる点は、特許明細書の【００２４】、【００２９】及び【００６７】に記載されている。
　従って、この訂正は、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においてなされたものであり、しかも、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
　
３．独立特許要件について
３−１．訂正後の発明
　訂正明細書の請求項１〜８に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜８に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】プラズマを閉じ込める容器と、この容器の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極と、このシャワー電極および前記チャック電極の間にプラズマ電圧を印加する電源と、前記シャワー電極の細孔に連通し、細孔を介して前記容器内にプラズマ生成用のガスを供給する手段と、前記細孔を通過する前記ガスが質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となるように前記ガス供給手段を制御する手段と、を有することを特徴とするプラズマエッチングシステム。
　【請求項２】細孔からガスが噴出する領域が、シャワー電極の中心から２１０ｍｍまでの範囲内で１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶことを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項３】細孔からガスが噴出する領域が、シャワー電極の中心から１８０ｍｍまでの範囲内て１２０ｍｍ以上の範囲に及ぶことを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項４】 ０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満のガス噴出口径をもつ細孔が形成されたシャワー電極を有することを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項５】冷煤で冷却される冷却部材がシャワー電極に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項６】シャワー電極は円盤形状であり、細孔が等間隔ピンチの格子状配列となるようにシャワー電極に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項７】 シャワー電極は円盤形状であり、細孔が等間隔ピッチの同心円配列となるようにシャワー電極に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム
　【請求項８】基板を容器内のチャック電極で保持し、容器内の圧力が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気し、多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極の細孔を通過するときに質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となるようにブラスマ生成用ガスを容器内に導入し、シャワー電極およびチャック電極の間に電圧を印加し、両電極間にプラズマを生成し、生成プラズマを基板に作用させることを特徴とするプラズマエッチング方法。」（以下、請求項１〜８に係る発明を「訂正発明１〜８」という。）
３−２．当審が通知した取消理由の概要
（１）本件特許の請求項１、５、１０に係る発明は下記引用例に記載された発明であるから、請求項１、５、１０に係る発明の特許は、特許法第２９条第１項の規定に違反してされたものであり、取り消されるべきものである。
（２）本件特許の請求項１〜１０に係る発明は下記引用例に記載された発明及び本件特許に係る出願の出願前周知の技術事項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、請求項１〜１０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り、取り消されるべきものである。
　　　　　　　　　　　　　記
　引用例　：特開平３−１７５６２７号公報
　周知例１：特開平１−１６５１２４号公報
　周知例２：特開平１−１７９４２１号公報
　周知例３：特開昭５７−１３１３７２号公報
  周知例４：特開昭６１−１７４７２１号公報
３−３．引用例等の記載事項
（１）引用例
（１−１）「本発明の目的は、二酸化ケイ素のプラズマエッチングプロセスにおけるポリマー物質汚染を減少させる装置及び方法を提供することである。…（中略）…プラズマエッチングチャンバへのガス入口穴の断面積を、該ガス入口穴でプラズマが生じない点まで減少させることによって、二酸化ケイ素のプラズマ支援エッチングプロセスにおいて半導体ウェーハに落下するポリマー粒子に起因する汚染の量を著しく減少させることが出来ることを本発明者は発見した。」（第３頁右上欄第８行〜同頁左下欄第１行）
（１−２）「本発明の他の好適な実施例では、ガス配給板部材は、半径方向に延在する数個のチャネルを有し、…（中略）…本発明の実施例では、０．８８９ｍｍ以下の直径のガス入口穴が好都合であることを本発明者は発見したが、本発明者が使用した好都合なサイズは０．５０８ｍｍである。」（第３頁右下欄第５〜１５行）
（１−３）「本発明の一実施例では、反応チャンバは大気圧より低い圧力に保たれ、ガス入口穴の直径は好ましくは０．８８０ｍｍより小さい。」（第４頁左上欄第４〜６行）
（１−４）「第１図は、プラズマエッチングされるべきシリコン半導体ウエーハ１２を内蔵する円筒状のプラズマチャンバ１０を示す。…（中略）…ウエーハ１２は、カソード・ペデスタル組立体１４に載置される。低圧チャンバ１０の頂部はガス配給構造１６を包含し、この構造は、半導体集積回路装置の製造に一般に必要とされる二酸化ケイ素の選択的エッチングを行うためにＣＨＦ３及びＡｒなどのガスを該チャンバに送るためのガス配給マニホールド板１８及び石英ガス配給板２０を包含する。…（中略）…第２図は、薄い石英ガス配給板２０の平面である。等間隔に離間した複数のガス入口穴２２（象徴的に示されている）が石英板２０を通して形成されている。従来技術の石英配給板では、１．７７８ｍｍの直径を持ったガス入口穴が使用された。…（中略）…本発明では、穴のサイズを小さくすることによって、ガス入口穴の中でのプラズマの形成を阻止し、その結果として、該穴の画定する内面にポリマー物質が積るのを防止する。直径０．８８９ｍｍ又は０．５０８ｍｍの、等間隔に離間した７２個の穴を使用すれば、処理される半導体の粒子汚染を減らせることを本発明者は発見した。ガス配給板２０は、大きな中央開口部２４と、螺子を装着するための４個の穴２６も有する。」（第４頁左上欄第１７行〜同頁左下欄第１６行）
（１−５）「本発明の一つの特別の実施例では、アプライド・マテリアルズ社のプレシジョン５０００エッチ・システムにおいて次のプロセスパラメータ：６５０ワットの高周波電力；６０ガウスの磁場；６０sccmのＡｒ；３０sccmのＣＨＦ３；及び２sccmのＣＦ４、を使用した。」（第５頁右上欄第３〜８行）
（１−６）大きな中央開口部と同心円上に配列したガス入口穴２２とを有する石英ガス配給板（Ｆｉｇ．２、３図参照）
（１−７）大きな中央開口部４０と円形チャネル３４とガス通し穴３２とを有するガス配給マニホールド板（Ｆｉｇ．４、５参照）
（１−８）半径方向に延在する数個のチャネル４２及びチャネル４２の終端部のガス入口穴４４を有するガス配給板（Ｆｉｇ．９、１０参照）
（２）周知例
（２−１）周知例１
　電極に冷却部材を設ける点
　エッチング処理中の真空度が例えば１０−１Ｔｏｒｒ程度である点（第２頁左上欄第１１〜１２行）
（２−２）周知例２
　電極に冷却部材を設ける点
　電極の中央部にガスが噴出する細孔を多数設ける点　
（２−３）周知例３、４
　電極の中央部にガスが噴出する細孔を多数設ける点　
３−４．対比・判断
３−４−１．訂正発明１について
（１）訂正発明１の構成及び効果について
　訂正発明１は、プラズマを閉じ込める容器の内圧を「０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ」とする点（以下、「構成Ａ」という。）、基板を保持するチャック電極が「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」点（以下、「構成Ｂ」という。）及び前記シャワー電極の細孔を通過するガスが「質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となる」ようにする点（以下、「構成Ｃ」という。）をそれぞれ構成要件として具えることにより、「シャワー電極のガス噴出孔にポリマーが付着せず、長時間にわたり連続して安定に使用することができる。このため、ウェハが生成ポリマーによって汚染されなくなり、半導体デバイスの歩留まりが飛躍的に向上する。」（訂正明細書【００６６】）及び「シャワー電極の細孔を通過するガスの流速を高速にするので、高アスペクト比から低アスペクト比までの広範囲のエッチングを実現することができる。」（同【００６７】）という訂正明細書記載の効果を奏するものである。
（２）訂正発明１と引用例に記載の発明との対比
（２−１）一致点
　引用例には、「プラズマチャンバ１０、ウエハー１２を載置したカソード・ペデスタル組立体１４、ウエハー１２に対向する位置に配置されたガス配給マニホールド板１８及びこれに取り付けられたガス配給板２０を有するプラズマエッチング装置。」（以下、「引用発明」という。）が記載されている。
　そして、引用発明における「プラズマチャンバ１０」、「ウエハー１２」、「カソード・ペデスタル組立体１４」は、それぞれ訂正発明１の「プラズマを閉じ込める容器」、「基板」、「チャック電極」に相当する。
　また、この「プラズマチャンバ１０」は大気圧より低い圧力に保たれることから容器内を排気する手段を具えているものと認める。
　引用発明における「ガス配給板２０」には「カソード・ペデスタル組立体１４」に向き合う多数の細孔が設けられており、また、この「ガス配給板２０」と「カソード・ペデスタル組立体１４」との間にはプラズマ電圧が印加されていると認められるので、この「ガス配給板２０」は訂正発明１の「多数の細孔を有するシャワー電極」に相当する。
　また、引用発明においてもガス配給板には適当なガス量が供給されるようにガス供給手段を制御する手段が当然に設けられるものと認められる。
　上記のことを勘案すると、訂正発明１と引用発明とは次の構成の点で一致する。
「プラズマを閉じ込める容器と、この容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔が存在するガス噴出領域を有するシャワー電極と、このシャワー電極および前記チャック電極の間にプラズマ電圧を印加する電源と、前記シャワー電極の細孔に連通し、細孔を介して前記容器内にプラズマ生成用のガスを供給する手段と、前記細孔を通過する前記ガスが質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となるように前記ガス供給手段を制御する手段と、を有することを特徴とするプラズマエッチングシステム。」
（１−２）相違点
　訂正発明１と引用発明とは次の点で相違する。
〈相違点Ａ〉
　訂正発明１では、容器の内圧を「０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ」となるように容器内を排気する手段を具えているのに対し、引用例には、容器の内圧については、「反応チャンバは大気圧より低い圧力に保たれ」（前記「II．３−３（１−３）」参照）という記載があるのみで、内圧については具体的数値は示されていない点。
〈相違点Ｂ〉
  訂正発明１では、シャワー電極は「チャック電極に向き合う多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」という構成を具えているのに対し、引用例には、チャック電極に向き合う多数の細孔を有するシャワー電極としては、細孔が同心円状に配列しているものが示されており、訂正発明１におけるように、「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」というものについては示唆がない点。
〈相違点Ｃ〉
　訂正発明１では「細孔を通過する前記ガスが質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となるように前記ガス供給手段を制御する手段」を設ける点を構成として具えているのに対し、引用例には、ガスの質量流量を「６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上」となるように制御する手段を設けることについては明示の記載がない点。
（２−３）相違点についての検討
　上記したように、引用例には訂正発明１の前記構成Ａ〜Ｃの点の何れについても記載がない。
　ただ、上記「II．３−３（１−３）〜（１−５）」で示されている条件に基づいて引用例に記載のものにおけるガスの質量流量を算出すると、ガス穴２２の直径が０．５０８ｍｍで穴数７２の場合には「８５６ｋｇ／ｍ２／時」となり、この場合には本件発明における「６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上」と重複するから、この相違点Ｃについては引用例記載のものとの対比では相違点がないともいえる。
　しかるに、引用例にはガスの質量流量を制御することによって、「シャワー電極のガス噴出孔にポリマーが付着せず、長時間にわたり連続して安定に使用する」ことができることについては示唆がないのであるから、引用例は、引用例記載のものにおいてガスの質量流量を「８５６ｋｇ／ｍ２／時」としたという事実を示すのみであって、訂正発明１におけるように、容器の内圧を「０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ」とし、基板を保持するチャック電極が「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」という構成の装置を使用するときに、ガスの質量流量を「６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上」とすることにより、格別の効果が奏されることまでをも示唆するものではない。
　また、周知例２〜４には、容器の内圧については具体的な数値についての記載がなく、ガスの「質量流量」についての記載もない。
　周知例１には、エッチング処理中の真空度が１０−１Ｔｏｒｒ程度である点については記載があるが、電極に「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって」設ける点及びガスの「質量流量」についての記載がない。　
　上記したように、訂正発明１は構成Ａ〜Ｃを同時に具えることにより、格別の効果を奏するものであるところ、引用例及び周知例１〜４を相互に参照しても、上記構成Ａ〜Ｃを具えることによって格別の効果が奏されることについては当業者が示唆を得ることができたとすることはできない。
　従って、訂正発明１は引用例に記載された発明であるとすることはできない。
　また引用例及び周知例には、ガスの質量流量を制御することによって、「シャワー電極のガス噴出孔にポリマーが付着せず、長時間にわたり連続して安定に使用する」ことができることについては示唆がないのであるから、引用例に記載された発明及び周知の事項を相互に勘案しても、容器の内圧を「０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ」とし、基板を保持するチャック電極が「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」という構成の装置を使用するときに、ガスの質量流量を「６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上」とすることにより、格別の効果が奏されるということについては当業者が容易に予測することができたものとすることはできない。
　上記のとおりであるから、訂正発明１は、引用例に記載された発明及び周知の技術事項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とすることはできない。
３−４−２．訂正発明２〜７について
  訂正発明２〜７は、訂正発明１の構成を更に技術的に限定したものであるから、訂正発明１について述べたと同様の理由により、引用例に記載された発明であるとすることはできず、また引用例に記載された発明及び周知の技術事項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とすることもできない。
３−４−３．訂正発明８について
　訂正発明８は、訂正発明１と同様に、容器の内圧を「０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ」とする点、シャワー電極が「多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する」点及びシャワー電極の細孔を通過するプラズマ生成ガスが「質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となる」ようにする点をそれぞれ構成要件として具えている。
　そして、上記の構成（構成Ａ〜Ｃ）を併せ具える構成の点については、引用例に記載がなく、また、引用例に記載された発明及び周知の技術事項から容易に想到し得たものではないことは既に述べたとおりである。
　従って、訂正発明８は引用例に記載された発明であるとすることはできず、また引用例に記載された発明及び周知例に記載のものから当業者が容易に発明をすることができたものとすることもできない。
３−４−４．まとめ
　上記のとおりであるから、訂正発明１〜８は特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　
４．訂正の認否
従って、本件訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項ただし書及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２〜４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
III．特許異議申立について
　
１．本件発明
　前述のように、本件訂正は適法なものであるので、本件請求項１〜８に係る発明は、前記「II．３−１」において摘記したとおりの「訂正発明１〜８」である（以下、「本件発明１〜８」という。）。
　
２．特許異議申立の理由の概要
（１）特許法第２９条第１項、同第２項違反について　
　請求項１〜１０に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１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１〜１０に係る発明の特許は特許法第２９条第１項又は特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであり、取り消されるべきである。
（２）特許法第３６条第４項違反について
  請求項１〜１０に係る発明の特許は、特許法第３６条第４項に規定する要件を満たしていない特許出願についてされたものであり、取り消されるべきである。
　
３．対比・判断
３−１．特許法第２９条第１項、同第２項違反について　
　甲第１号証は、前記引用例と同一のものである。
  そして、本件発明１〜８が甲第１号証に記載された発明ではなく、甲第１号証記載の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とすることもできないことは前記「II．３−４」で述べたとおりである。
３−２．特許法第３６条第４項違反について
（１）申立人の主張
　申立人の主張するところは次のａ，ｂである。
　ａ．請求項１〜１０に係る発明には数値限定がなされているが、これらの数値の臨界的意義が明らかでない。
　ｂ．請求項１〜１０に係る発明には数値について上限値又は下限値のみが示されており、発明の外延が不明である。
（２）判断
（２−１）旧請求項１〜１０（新請求項１〜８）について
　訂正明細書の【００１０】には、質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上のガスをシャワー電極に供給することによって、細孔におけるプラズマ重合反応が抑制され、ポリマーが細孔の周壁に付着しにくくなること及び万一、ポリマーが生成されたとしても、高流速のガス流によってポリマーは吹き飛ばされ、大きな塊になるまで成長発達しなくなることが記載されており、質量流量を「６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上」とすることの技術的意義は明らかである。
　また、「６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上」という数値限定は、下限値を示したものであり、これは「６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上」であればどのような数値でもよいということを意味するのであるから、発明の外延は明らかである。
（２−２）旧請求項２（新請求項２）の「１８０ｍｍ以上」について
　訂正により、「１８０ｍｍ以上」は「２１０ｍｍまでの範囲内で１８０ｍｍ以上」と訂正されており、発明の外延は明りょうである。
　そして、ガスが噴出する領域を、「２１０ｍｍまでの範囲内で１８０ｍｍ以上」とすることの技術的意義は、ウエハ中心部と周縁部とのガスの濃度差を小さくするためであることは【００５１】〜【００５３】及び【００５５】〜【００６０】に記載されている。また、仮に数値限定に臨界的意義がなくとも、その数値限定の範囲内で実施可能であることが訂正明細書の発明の詳細な説明中に記載されているのであるから、仮に数値限定については臨界的意義がなくとも特許法３６条第４項違反とするべきではない。
（２−３）旧請求項３（新請求項３）について
　訂正明細書の【００１９】には、６インチウエハ用のカソード板は直径が２００ｍｍであり、この場合には、細孔が存在するガス噴出領域の直径を１２０ｍｍ以上とすることが好ましいことが記載されており、１８０ｍｍはこの１２０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内の数値である。
　そして、新請求項３は新請求項１を引用して記載されているところ、新請求項１に係る発明（本件発明１）は前記したように、質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上のガスをシャワー電極に供給することによって、ポリマーが細孔の周壁に付着しにくくなること及び万一、ポリマーが生成されたとしても、高流速のガス流によってポリマーを吹き飛ばして大きな塊になるまで成長発達しなくなるようにするという効果を奏するものである。従って、新請求項３に係る発明（本件発明３）は、発明の詳細な説明中において、その構成及び効果が明らかとされているものと認められるので、本件発明３は、当業者がその発明を容易に実施できる程度に発明の目的、構成及び効果が記載されているものと認める。
　上記のとおりであるから、本件発明３におけるガス噴出領域についての数値限定である「１８０ｍｍまでの範囲内で１２０ｍｍ以上の範囲」自体には臨界的意義が明らかでないことをもって特許法第３６条第４項違反があるとすることはできない。
（２−４）旧請求項４について
　旧請求項４は訂正により削除されたので、旧請求項４についての申立人の主張は、対象がないものとなった。
（２−５）旧請求項５（新請求項４）について
　訂正により、「０．８ｍｍ未満」は「０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満」と訂正された。これにより、本件発明４の外延は明らかである。
　また、シャワー電極のガス噴出孔径を０．６ｍｍ、０．８ｍｍとして発明を実施したことは、訂正明細書【００１９】、【００２５】、【００２９】及び【００３２】に記載されている。そして、数値範囲に格別の臨界的意義がなくとも、そのことをもって特許法第３６条第４項違反があるとすることはできないことは前述のとおりである。
（２−６）旧請求項６について
　旧請求項６は訂正により削除されたので、旧請求項６についての申立人の主張は、対象がないものとなった。
　
IV．むすび
　上記のとおりであるから、本件発明１〜８の特許は、特許異議申立ての理由及び証拠方法によっては取り消すことはできない。
　また、他に本件発明の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１２年５月８日（２０００．５．８）
【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次の訂正を行う。
（１）【請求項１】中の
　「この容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔を有するシャワー電極」を
　「この容器の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワ一電極」と訂正する。
（２）【請求項２】中の
　「シャワー電極の中心から１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶ」を
　「シャワー電極の中心から２１０ｍｍまでの範囲内で１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶ」と訂正する。
（３）【請求項４】及び【請求項６】を削除する。
（４）【請求項５】中の
　「０．８ｍｍ未満のガス噴出口径をもつ細孔」を
　「０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満のガス噴出口径をもつ細孔」と訂正すると共に請求項の番号を繰り上げて【請求項４】とする。
（５）【請求項７】〜【請求項１０】の項番号を【請求項５】〜【請求項８】に繰り上げる。
（６）新【請求項８】（旧【請求項１０】）中の
　「容器内が減圧状態となるように容器内を排気し、シャワー電極の細孔を通過するときに」を
　「容器内の圧力が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気し、多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極の細孔を通過するときに」と訂正する。
２．明りょうでない記載の釈明を目的として次の訂正を行う。
（１）【０００７】中の
　「この容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔を有するシャワー電極」を
　「この容器の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気する手段と、基板を保持するチャック電極と、このチャック電極に向き合う多数の細孔か存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極」と訂正する。
（２）【０００８】中の
　「容器内が減圧状態となるように容器内を排気し、シャワー電極の細孔を通過するときに」を
　「容器内の圧力が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気し、多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極の細孔を通過するときに」と訂正する。
（３）【０００９】中の
　「とくに、細孔のピッチを６ｍｍ以上、及び／または細孔の径を０．８ｍｍ未満とすると」を
　「とくに、細孔のガス噴出口径を６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満とすると」と訂正する。
（４）【０００９】の文末に次の記載を付加する。
　「また、ガス噴出領域をシャワー電極の中心から２１０ｍｍまでの範囲内て１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶようにすると、基板上におけるＳｉＦ４濃度の均一性が良好になる。また、ガス噴出領域をシャワー電極の中心から１８０ｍｍまでの範囲内で１２０ｍｍ以上の範囲に及ぶようにすると、基板上におけるＣＦ４濃度の均一性が良好になる。」
（５）【００１０】の文末に次の記載を付加する。
　「また、このようにガス流速を高速にすると、プラズマが均一に発生し易くなり、放電安定領域が０．１５Ｔｏｒｒから３．０Ｔｏｒｒまで拡大されるので、高アスペクト比から低アスペクト比までの広範囲にわたるエッチングが可能になる。さらに、多数の細孔が存在するガス噴出領域をシャワー電極の中央部全体にわたって形成しているので、図１０乃至図１２に示すようにシャワー電極と被処理基板との間では中央部から周縁部に向かってほぼ一様にガス流速が増大する。ちなみに、シャワー電極の直上にバッフルを設け、ガスを分散させてシャワー電極に供給しているが、バッフルからシャワー電極に到達する間にガスは水平方向に分散してしまうので、ガス流速のばらつきは大きい。このことからバッフルはガスを分散させる機能は有しているが、ガス流速を均一化する機能は有していないことがわかる。一方、シャワー電極中央部のガス噴出領域から高速のガスを噴出させると、シャワー電極と基板との間では中央部から周縁部に向かってほぼ一様にガス流速が増加する。このことから中央部にガス噴出領域をもつシャワー電極はガス流速を均一化する機能を有することがわかる。このようなシャワー電極からガスを高速度の流速て噴出させることにより、プラズマが均一に生成され、放電安定領域が拡大される。」
（５４）【発明の名称】
プラズマエッチングシステム及びプラズマエッチング方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】プラズマを閉じ込める容器と、この
容器の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように
が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって
　【請求項２】細孔からガスが噴出する領域が、シャワー電極の中心から
２１０ｍｍまでの範囲内で
　【請求項３】細孔からガスが噴出する領域が、シャワー電極の中心から１８０ｍｍまでの範囲内で１２０ｍｍ以上の範囲に及ぶことを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項４】
０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満のガス噴出口径をもつ細孔が形成されたシャワー電極を有することを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項５】
冷媒で冷却される冷却部材がシャワー電極に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項６】
シャワー電極は円盤形状であり、細孔が等間隔ピッチの格子状配列となるようにシャワー電極に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項７】
シャワー電極は円盤形状であり、細孔が等間隔ピッチの同心円配列となるようにシャワー電極に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチングシステム。
　【請求項８】
基板を容器内のチャック電極で保持し、容器内の圧力が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように容器内を排気し、多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有するシャワー電極の細孔を通過するときに質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となるようにプラズマ生成用ガスを容器内に導入し、シャワー電極およびチャック電極の間に電圧を印加し、両電極間にプラズマを生成し、生成プラズマを基板に作用させることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等の基板をプラズマエッチングするプラズマエッチングシステム及びプラズマエッチング方法に係り、とくに平行平板電極型エッチャーの上部電極として用いられるシャワー電極の改良に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】半導体ウエハのエッチング処理用として、例えば対面する一対の電極を有する平行平板電極型プラズマエッチング装置がある。平行平板電極型エッチング装置では、下部電極上にウエハを載置し、ウェハに向けて上部電極の多数のガス噴出孔からプラズマ生成用ガス（例えばハロゲンガスやフレオンガス等）を噴出させる。そして、上部電極と下部電極間に高周波電圧を印加してガスをプラズマ化し、このプラズマによってウエハをエッチングする。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の上部電極（シャワー電極）は、ただ単にプラズマを均一に発生させることのみを主眼として設計されたものであり、ウェハを最適にエッチングするためにガス流速、ガス噴出孔のピッチ、ガス噴出孔の径などを十分に考慮したものとはいえない。
　【０００４】近時、半導体デバイスのパターンは増々微細化する傾向にあり、このような超微細加工として高アスペクト比の異方性エッチングが利用される。ところで高アスペクト比の異方性エッチングを実現するには、プロセスチャンバの内圧を低くする必要がある。このため、処理ガスがプラズマ重合し、Ｃ，Ｏ，Ｆを含むポリマーが上部電極のガス噴出孔の周壁に付着する。このような付着ポリマーはプラズマ放電時間が長くなるに従って次第に成長し、数十μｍの厚さをもつ異物にまで発達する。最後には、ポリマー塊は上部電極からウエハ上へ落下し、これがコンタミネーションとなって半導体デバイスの歩留が低下する。
　【０００５】また、このような高アスペクト比の異方性エッチングと通常のエッチングとにおいて同じシャワー電極を共用することができず、それぞれの用途に合わせて専用のシャワー電極を準備しなければならない。
　【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、長時間にわたり安定して連続使用することができるプラズマエッチングシステム及びプラズマ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】本発明に係るプラズマエッチングシステムは、プラズマを閉じ込める容器と、この
容器の内圧が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒとなるように
が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって
　【０００８】また、本発明に係るプラズマエッチング方法は、基板を容器内のチャック電極で保持し、容器内
の圧力が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒ
多数の細孔が存在するガス噴出領域を中央部全体にわたって有する
　【０００９】本発明のプラズマエッチングシステムでは、ガス供給手段を制御してシャワー電極の細孔を通過するときのガスの流速を高速にする。とくに、細孔
のガス噴出口径を０．６ｍｍ以上
また、ガス噴出領域をシャワー電極の中心から２１０ｍｍまでの範囲内で１８０ｍｍ以上の範囲に及ぶようにすると、基板上におけるＳｉＦ４濃度の均一性が良好になる。また、ガス噴出領域をシャワー電極の中心から１８０ｍｍまでの範囲内で１２０ｍｍ以上の範囲に及ぶようにすると、基板上におけるＣＦ４濃度の均一性が良好になる。
　【００１０】
　【作用】細孔内におけるプラズマ重合反応はガス流速の影響を大きく受ける。細孔のピッチが狭い場合や細孔の径が大きい場合はガス流速が遅くなるため、細孔内の弱電プラズマが重合し、ポリマーが細孔の周壁にデポジションする。そこで、質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上のガスをシャワー電極に供給する。このようなガス供給システムでは細孔におけるプラズマ重合反応が抑制され、ポリマーが細孔の周壁に付着しにくくなる。万一、ポリマーが生成されたとしても、高流速のガス流によってポリマーは吹き飛ばされ、大きな塊になるまで成長発達しなくなる。
また、このようにガス流速を高速にすると、プラズマが均一に発生し易くなり、放電安定領域が０．１５Ｔｏｒｒから３．０Ｔｏｒｒまで拡大されるので、高アスペクト比から低アスペクト比までの広範囲にわたるエッチングが可能になる。さらに、多数の細孔が存在するガス噴出領域をシャワー電極の中央部全体にわたって形成しているので、図１０乃至図１２に示すようにシャワー電極と被処理基板との間では中央部から周縁部に向かってほぼ一様にガス流速が増大する、ちなみに、シャワー電極の直上にバッフルを設け、ガスを分散させてシャワー電極に供給しているが、バッフルからシャワー電極に到達する間にガスは水平方向に分散してしまうので、ガス流速のばらつきは大きい、このことからバッフルはガスを分散させる機能は有しているが、ガス流速を均一化する機能は有していないことがわかる．一方、シャワー電極中央部のガス噴出領域から高速のガスを噴出させると、シャワー電極と基板との間では中央部から周縁部に向かってほぼ一様にガス流速が増加する．このことから中央部にガス噴出領域をもつシャワー電極はガス流速を均一化する機能を有することがわかる．このようなシャワー電極からガスを高速度の流速で噴出させることにより、プラズマが均一に生成され　放電安定領域が拡大される。
　【００１１】
　【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の種々の実施例について説明する。図１は本発明の実施例に係るプラズマエッチングシステムを示す全体概要図である。処理室１はアルミニウム壁で構成され、内部は気密に保持されている。処理室１の上部には電極ユニット２が設けられている。電極ユニット２は昇降シリンダ２１のロッドにより上下動可能に支持されている。
　【００１２】電極ユニット２にはシールドリング２５が外装され、シールドリング２５内には冷却ブロック２３が収納されている。シールドリング２５は絶縁体でつくられている。冷却ブロック２３には内部通路４２が形成されており、冷却装置４１から内部通路４２に冷媒が通流されるようになっている。
　【００１３】さらに冷却ブロック２３の凹所内にはバッフル板５１，５２が設けられている。冷却ブロック２３の下端部にはシャワー電極３がビス５８で着脱可能に取り付けられている。シャワー電極３の周縁部は絶縁リング２４によって冷却ブロック２３のほうに押さえ付けられている。
　【００１４】シャワー電極３はカソード板５４および冷却板５３を組み合わせてなり、板５３，５４は互いに接着されている。カソード板５４はアモルファスカーボン製であり、冷却板５３はアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。シャワー電極３は周波数４００ＫＨｚ、電力値１３００Ｗの高周波電源１２に電気的に接続され、一方チャック電極６１はアースされている。これによりシャワー電極３と下方のチャック電極６１とでプラズマ生成回路が形成される。
　【００１５】第２バッフル板５２はシャワー電極３の直上に位置し、第１バッフル板５１は第２バッフル板５２の直上に位置し、管２６のガス供給口は第１バッフル板５１の直上に位置している。シャワー電極３、第１及び第２のバッフル板５１，５２は実質的に水平に、かつ互いに平行に設けられている。第１バッフル板５１及び冷却ブロック２３によってガス導入室２２が形成されている。第１及び第２のバッフル板５１，５２およびシャワー電極３には通気孔５１ａ，５２ａ，５５がそれぞれ形成されている。通気孔５１ａ，５２ａ，５５の径はこの順に大きい。シャワー電極３のカソード板５４背面には冷却板５３が密着しており、この冷却板５３が約２０℃に維持されることによりカソード板５４が冷却されるようになっている。なお、冷却ブロック２３、第１及び第１のバッフル板５１，５２はアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。
　【００１６】ガス導入室２２の上部中央にはガス供給管２６の一端開口が連通している。ガス供給管２６の基端側は３つに分岐し、各分岐管はマスフローコントローラ（ＭＦＣ）７２ａ，７２ｂ，７２ｃをそれぞれ経由してガス供給源７１ａ，７１ｂ，７１ｃにそれぞれ連通している。ガス供給源７１ａにはＡｒガスが収容され、ガス供給源７１ｂにはＣＦ４ガスが収容され、ガス供給源７１ｃにはＣＨＦ３ガスが収容されている。各ガス供給源７１ａ，７１ｂ，７１ｃは圧力調整弁を備えており、圧力調整弁の可動部電源はコントローラ７０の出力部に接続されている。また、ＭＦＣ７２ａ，７２ｂ，７２ｃの可動部電源もコントローラ７０の出力部に接続されている。ＭＦＣ７２ａ，７２ｂ，７２ｃは、コントローラ７０によってガス供給源７１ａ，７１ｂ，７１ｃとは別個独立に制御されるようになっている。すなわち各ガス供給源７１ａ，７１ｂ，７１ｃは圧力一定制御がなされるが、各ＭＦＣ７２ａ，７２ｂ，７２ｃにおいては流量一定制御がなされる。
　【００１７】処理室１の下部にはチャック電極６１を有するウエハ保持台６が設けられ、ウェハＷがチャック電極６１の上に載置されるようになっている。チャック電極６１は、外部の直流電源Ｅから直流電力が供給される静電チャック６４を内蔵している。チャック電極６１はアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。なお、シャワー電極３はチャック電極６１との相互間隔が約１ｃｍになるような高さ位置に配置されている。チャック電極６１の下面は冷却ブロック６３と密着している。冷却ブロック６３は内部通路６２をもち、内部通路６２に冷媒供給源（図示せず）から冷媒が供給されるようになっている。
　【００１８】処理室１の下方側壁部には排気管１１が接続されている。排気管１１は真空ポンプ８３の吸引口に連通している。排気管１１の途中にはバルブ８２及び圧力センサ８４が取り付けられている。圧力センサ８４はコントローラ７０の入力部に接続され、検出圧力に基づきバルブ８２および真空ポンプ８３の両者が動作制御されるようになっている。
　【００１９】図２に示すように、シャワー電極３のカソード板５４は厚さ４ｍｍの円板からなり、冷却板５３でバックアップされた領域には多数の細孔５５が形成されている。図３に示すように、細孔５５は等ピッチ間隔Ｐをもって格子状に配列されている。細孔５５は、直径ｄが０．６ｍｍであり、ピッチ間隔Ｐが７ｍｍである。８インチウエハ用のカソード板５４は直径が２８５ｍｍであり、この場合に細孔５５が存在するガス噴出領域の直径を１８０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、６インチウエハ用のカソード板５４は直径が２００ｍｍであり、この場合に細孔５５が存在するガス噴出領域の直径を１２０ｍｍ以上とすることが好ましい。なお、図５および図６に示すように、シャワー電極３を等ピッチ間隔Ｐをもって放射状に配列してもよい。
　【００２０】図４に示すように、カソード板側の細孔５５ｂは冷却板側の細孔５５ａよりも直径が小さい。このため、細孔５５ａ，５５ｂを通過するガス流速が小さいと、段差５６のところにポリマーがデポジットし、ガスがカソード板側の細孔５５ｂに流れにくくなるおそれがある。
　【００２１】次に、シリコンウェハＷをプラズマエッチングする場合について説明する。ウェハＷを処理室１に搬入し、チャック電極６１上に吸着保持する。Ａｒガス、ＣＦ４ガス、ＣＨＦ３ガスをシャワー電極３を介して処理室１内に導入するとともに、処理室１内を排気して内圧を０．５Ｔｏｒｒ以下の圧力にする。次いで、カソード板５４とチャック電極６１の間に４００ＫＨｚ、電力値１３００Ｗの高周波電圧を印加する。これにより放電プラズマを発生させ、ガスプラズマがウエハＷに反応し、その結果ウェハ表面がエッチングされる。
　【００２２】その際、従来のようにガス流速が１００Ｋｍ／時間以下と遅いと、細孔５５のなかで処理ガスがプラズマ重合し、ポリマーとして細孔５５の周壁に付着する。これに対して本実施例では細孔５５を通過するガスの流速を１００Ｋｍ／時間以上とするために、質量流量で６２０ｋｇ／ｍ２／時間以上となるようにガスを細孔５５に供給する。
　【００２３】図７は横軸にプラズマ放電時間をとり、縦軸に１枚のウェハに付着した放電異物（ポリマー）の個数をとってウェハ汚染について調べた結果を示す特性図７ある。ウェハ付着ポリマーの個数が４５個を越えると不合格とした。図から明らかなように、本実施例によればウェハ付着ポリマーの個数は少なく、合格と判定した。
　【００２４】またこのようにガス流速を高速にすると、プラズマが均一に発生し、放電安定領域が０．１５Ｔｏｒｒから３．０Ｔｏｒｒまで拡がる。その結果アスペクト比が高いエッチングから低いエッチングまで実現可能となる。
　【００２５】図８は高アスペクト比のエッチングされたウェハの断面図である。ウエハ中央部においても周縁部においても均一にエッチングされている。次に、ウェハ直上のガス速度分布についてコンピュータシミュレーションを用いて検討してみる。ここでは問題を簡単にするために、図９および図１５に示すように、ガスはシャワーヘッド全面から均一に供給されるものと仮定する。下記の条件でシミュレーションした。
［シミュレーション条件］
モデル形状カソードプレート細孔直径（ｍｍ）　ｄ＝０．６，０．８シャワー電極のガス噴射領域の直径φ＝２ｒ０（シャワー直径（ｍｍ））　＝１６０，１８０，２１０プロセス条件ガス組成　：ＣＦ４３０（ＳＣＣＭ）
：ＣＨＦ３３０（ＳＣＣＭ）
：Ａｒ６００（ＳＣＣＭ）
ガス物性：上記３種ガスを混合した混合ガスの平均物性値を温度の３次式で近似して求めたガス流動状態：圧縮流（ただし、反応容器の内圧に応じて密度が変化することを考慮する。
　【００２６】
圧力：ウェハ上面の中央部を基準点圧力Ｐ８とすると、Ｐ８＝０．６（Ｔｏｒｒ）
基準点とガス導入口の差圧△Ｐとすると、△Ｐ＝１０．９（Ｔｏｒｒ）
温度：ガス流量計算の場合は、計算領域内で一定温度Ｔ＝１００℃となる。
　【００２７】：反応計算の場合は、ウェハ上で一定温度Ｔ８＝６０℃シャワーヘッドで一定温度Ｔ９＝２５０℃となる。
　【００２８】シャワー直径（電極におけるガス噴出領域の直径）を１６０ｍｍ，１８０ｍｍ，２１０ｍｍと種々変えたときの反応容器内のガス流動状態をコンピュータシミュレーションにより求め、ウェハ近傍の速度分布とエッチング特性との関係を考察する。ここでは問題を単純化するために、原料ガスの消費と副生成ガスの発生による流動状態の変化は無視する。
　【００２９】図１０乃至図１２は、シャワー直径を１６０ｍｍ，１８０ｍｍ，２１０ｍｍと種々変えてガス流動状態についてそれぞれ調べた結果を示すガス流速分布図である。この場合に、８インチ径シリコンウエハに対して細孔直径０．６ｍｍのシャワー電極を用いて調べた。これらの図から明らかなように、バッフル５１からシャワーヘッド３上に到達する間に、ガスは水平方向に分散するが、ガス流速のばらつきは大きい。このことはバッフル５１，５２はガスを分散させる機能は有するが、流速を整えて均一化する機能はもたないことを意味している。
一方、シャワーヘッド３とウェハＷとの間では中央部から周縁部に向かってほぼ一様にガス流速が増加している。このことはシャワーヘッド３がガス流速を均一化する機能を有することを意味している。
　【００３０】なお、図９に示す最上部のバッフル５０は導入ガスの圧力を調整するための部材である。図中にて距離Ｌ１は１６ｍｍ、距離Ｌ２は１６．５ｍｍ、距離Ｌ３は２４ｍｍ（＝２０ｍｍ＋４ｍｍ）、距離Ｌ４は１０ｍｍ、半径ｒ０は１１０．５ｍｍ、半径ｒ１は１６０ｍｍ（または１８０ｍｍまたは２１０ｍｍ）である。
　【００３１】図１０から明らかなように、シャワー直径が１６０ｍｍの場合はウェハ中央部から周縁部に向かって急速にガス流速が大きくなる。また、ガス流速の最大値も三者のなかで最も大きい。これに対して図１１および図１２から明らかなように、シャワー直径が１８０ｍｍおよび２１０ｍｍの場合はウェハ中央部から周縁部に向かってガス流速はほぼ一定であり、変動が少ない。
　【００３２】次に、図１３および図１４を参照してガス速度の分布特性について説明する。図１３は横軸にウェハ中心からの距離ｒ（ｍｍ）をとり、縦軸にガス速度ｖ（ｍ／秒）をとって、細孔直径０．６ｍｍのシャワー電極について調べた結果を示す。図１４は横軸にウェハ中心からの距離ｒ（ｍｍ）をとり、縦軸にガス速度ｖ（ｍ／秒）をとって、細孔直径０．８ｍｍのシャワー電極について調べた結果を示す。図中、黒丸はシャワー直径が１６０ｍｍの結果を、白丸はシャワー直径が１８０ｍｍの結果を、黒三角はシャワー直径が２１０ｍｍの結果を、それぞれ示す。
　【００３３】両図から明らかなように、ウェハ直上のガス速度分布は細孔直径ｄに依存しない。また、ガス速度はウェハ中心から直線的に増大し、ウェハ周縁部で最大となる。シャワー直径が１６０ｍｍの場合は距離ｒが８０ｍｍの位置でガス速度の最大値１．３２ｍ／秒が得られた。シャワー直径が１８０ｍｍの場合は距離ｒが９５ｍｍの位置でガス速度の最大値１．１０ｍ／秒が得られた。シャワー直径が２１０ｍｍの場合は距離ｒが１０５ｍｍの位置でガス速度の最大値０．９８ｍ／秒が得られた。
　【００３４】次に、ウェハ直上におけるガス速度の分布について検討してみる。図１３および図１４に示したように、ウェハ半径方向のガス速度はウェハ周縁部の近傍で最大値となる分布であった。この理由について考察する。
　【００３５】ここでは問題を単純化するために、図１５に示すモデルにおいてガスはシャワーヘッド全面から均一に供給されるものとする。距離ｒ（ウェハ中心からの距離）がシャワーガス噴射領域の半径ｒ０より小さい場合（ｒ≦ｒ０）と、距離ｒが直径ｒ０より大きい場合（ｒ＞ｒ０）とに場合分けしてそれぞれ説明する。
（ａ）ｒ≦ｒ０の場合この領域（シャワーガスが噴射される領域）では、シャワーヘッド単位面積あたりのガス流量ｆは下式（１）で与えられる。ただし、ｒ０はシャワー電極におけるガス噴射領域の直径を示し、Ｖ０は導入ガス流量を示す。
　【００３６】
ｆ＝Ｖ０／πｒ０２．．．（１）
距離ｒの位置におけるガス流量Ｆは下式（２）で与えられる。
Ｆ＝πｒ２　ｆ＝（ｒ２Ｖ０）／（ｒ０２）　．．．（２）
流量Ｆのガスが通過する流路の断面積Ｓは下式（３）で与えられる。ただし、Ｌ５はガス噴出口からウェハ上面までの距離である。
　【００３７】
Ｓ＝２πｒＬ５．．．（３）
よって、ガス速度ｖは下式（４）で与えられる。
ｖ＝Ｆ／Ｓ＝（Ｖ０／２πＬ５　ｒ０２）・ｒ．．．（４）
これから明らかなようにガス速度Ｖは距離ｒに比例して大きくなる。また、ガス速度ｖはｒ０２に反比例するので、シャワー半径ｒ０が小さくなればなるほどガス速度Ｖは大幅に大きくなる。
（ｂ）ｒ＞ｒ０の場合この領域（シャワーガスの噴射領域を外れた領域）では、中心から半径ｒ０の範囲内のみにガスが供給されるので、ガス流量Ｆは下式（５）に示すようにＶ０に等しくなる。
　【００３８】
Ｆ＝Ｖ０．．．（５）
そこで、ガス速度ｖは下式（６）によって求められる。
ｖ＝Ｆ／Ｓ＝（Ｖ０／２πＬ５）・（１／ｒ）　．．．（６）
これから明らかなように、ガス速度ｖは、半径ｒが大きくなるほど小さくなり、またｒ０に依存しない。
　【００３９】表１にガス速度とエッチレートとの関係につき実験で調べた結果を示す。なお、各ガス速度およびエッチレートはウェハ中心から９０ｍｍ離れたところで測定した。この表から明らかなように、シャワー直径２ｒ０が大きくなるほど、ガス速度が小さくなるほどエッチレートは低下する。これは、ガス速度が小さいほどエッチング反応により生じた副生成ガスが排出されにくく、ウェハ表面近傍に滞留することに起因している。
　【００４０】
　表２および表３にガス濃度とコンタクトホール形状との関係につき実験で調べた結果をそれぞれ示す。表２はウェハ中心から１０ｍｍ離れたところで測定した結果を示し、表３はウェハ中心から９０ｍｍ離れたところで測定した結果を示す。ここで、「テーパ角度」とは図８に示すコンタクトホール９４の周壁の傾き角度をいう。
　【００４１】いずれの位置においてもシャワー直径２ｒ０が大きくなるほど、ガス速度が小さくなるほどテーパ角度が小さくなる。これは、ガス速度が小さいほどエッチング反応により生じた副生成ガスが排出されにくく、ウェハ表面近傍に滞留することに起因している。
　【００４２】
　次に、エッチング反応についてコンピュータシミュレーションを用いて検討した結果について説明する。
　【００４３】図１６乃至図１８のそれぞれは、反応シミュレーションによりモデル化したプラズマ生成領域におけるＳｉＦ４ガス濃度分布を示すシミュレーションモデル図である。図中、ウェハ端部は符号ＷＥのところに位置し、ウェハ上方からガスが供給され、右方向に排気されている。
　【００４４】プラズマ生成領域では下式（７）に示す反応が進行し、副生成ガスとしてＳｉＦ４が生じる。
ＳｉＯ２＋ＣＦ４→ＳｉＦ４十ＣＯ２．．．（７）
ウェハ近傍では原料ガスだけでなく副生成ガスも反応に関与している。エッチレートはＣＦ４ガス濃度およびＳｉＦ４ガス濃度に支配される。一方、コンタクトホール形状はＣＨＦ３ガス濃度およびＳｉＦ４ガス濃度に支配される。従って、原料ガスであるＣＦ４およびＣＨＦ３のみならず副生成ガスであるＳｉＦ４の濃度分布を知る必要がある。
　【００４５】図１９および図２０にそれぞれ示すように、ウェハ直上の原料ガスおよび副生成ガスの濃度はウェハ中央付近では均一であり、ウェハエッジ付近で変化２０ようなガス濃度分布となった。
　【００４６】表４にシャワー直径２ｒ０とＣＦ４濃度分布との関係について調べた結果を示す。表中にて括弧書きした％数値は、ガス供給側における初期濃度値４，５４５４×１０−２（ｍｏｌ／ｍｏｌ）に対するウェハ直上のＣＦ４濃度の低下率を表わしたものである。なお、ガス濃度はウェハ直上の位置で調べた。
　【００４７】シャワー直径２ｒ０が１６０ｍｍの場合は、ウェハ直上の濃度と初期濃度との差は３．６％である。また、ウェハ面内におけるＣＦ４濃度差は１％にすぎない。シャワー直径２ｒ０が１８０ｍｍの場合は、ウエハ直上の濃度と初期濃度との差は３．６％である。また、ウェハ面内におけるＣＦ４濃度差は僅かに０．１％にすぎない。
　【００４８】シャワー直径２ｒ０が２１０ｍｍの場合は、ウェハ直上の濃度と初期濃度との差は４．６％である。この濃度差は前二者に比べて大きく、無視できない数値である。一方、ウェハ面内におけるＣＦ４濃度差は僅かに０．２％にすぎない。
　【００４９】シャワー直径１６０ｍｍ（ガス供給速度１０．６ｍ／秒）の場合がガス濃度は最大になり、シャワー直径２１０ｍｍ（ガス供給速度５．７０ｍ／秒）の場合がガス濃度は最小になる。しかし、両者の濃度差は１．５％にすぎない。また、ウェハ面内におけるＣＦ４濃度差も１％未満にすぎない。よって、シャワー直径の相違によるウェハ面上のＣＦ４ガス（原料ガス）濃度の差は小さいといえる。
　【００５０】
　表５にシャワー直径２ｒ０とＳｉＦ４濃度分布との関係について調べた結果を示す。なお、ガス濃度はウェハ直上の位置で調べた。
　【００５１】シャワー直径２ｒ０が１６０ｍｍの場合は、ウェハ中心部より周縁部のほうがＳｉＦ４濃度が高い。ウェハ中心部と中間部とのＳｉＦ４濃度差が１％であるのに対して、ウェハ中心部と周縁部との濃度差は３６％にもおよぶ。ウェハ面内におけるＳｉＦ４濃度差は特に大きいといえる。
　【００５２】シャワー直径２ｒ０が１８０ｍｍの場合は、ウェハ中心部と中間部との濃度差は１％であり、ウェハ中心部と周縁部との濃度差は３％である。ウェハ面内におけるＳｉＦ４濃度差は小さいといえる。
　【００５３】シャワー直径２ｒ０が２１０ｍｍの場合は、ウェハ中心部と中間部との濃度差は１％であり、ウェハ中心部と周縁部との濃度差は３．２％である。ウェハ面内におけるＳｉＦ４濃度差は小さいといえる。
　【００５４】１６０ｍｍのシャワー直径２ｒ０の場合と２１０ｍｍのシャワー直径２ｒ０の場合とを比べてみると、ウェハ中心部で後者のほうが前者よりも約４０％も高い。また、ウェハ面内濃度差については前者のほうが後者よりも大幅に大きい。
　【００５５】
　このような知見に基づきＳｉＦ４ガス濃度分布について考察してみる。ここでも問題を簡単にするために、図１５に示すようにガスはシャワーヘッド全面から均一に供給されるものと仮定する。ウェハ単位面積あたりのＳｉＦ４発生量をｂとすると、ウェハ中心から距離ｒだけ離れたところでのＳｉＦ４総量Ｂは下式（８）で与えられる。
【００５６】
Ｂ＝πｒ２・ｂ，．．（８）
以下、シャワー電極におけるガス噴射領域の半径（シャワー半径）ｒ０およびウェハ半径ｒ８と、ウェハ中心からの任意距離ｒとの大小により場合分けして説明する。
（ｃ）ｒ≦ｒ０の場合この領域（シャワーガスの噴射領域）では、ＳｉＦ４の濃度Ｃは下式（９）で与えられる。なお、原料ガス流量Ｆは上式（２）で与えられる。
　【００５７】
Ｃ＝Ｂ／Ｆ＝（πｂ／Ｖ０）ｒ０２．．．（９）
この領域内では濃度Ｃは半径ｒ０が大きくなるほど高くなる。
（ｄ）ｒ０≦ｒ≦ｒ８の場合この領域では原料ガス流量Ｆは上式（５）で与えられる。一方、シャワーガスがウェハに向かって噴射される領域であるので、ＳｉＦ４は生成される。よってＳｉＦ４の濃度Ｃは下式（１０）で与えられる。
　【００５８】
Ｃ＝Ｂ／Ｆ＝（πｂ／Ｖ０）ｒ２．．．（１０）
この領域内では濃度Ｃは、半径ｒ０に依存せず、半径ｒが大きくなるほど高くなる。
（ｅ）ｒ８≦ｒの場合この領域（ウェハから遠く離れた領域）では、ＳｉＦ４総量Ｂは下式（１１）で与えられる。
　【００５９】
Ｂ＝πｒ８２・ｂ．．．（１１）
よってＳｉＦ４の濃度Ｃは下式（１２）で与えられる。なお、原料ガス流量Ｆは上式（２）で与えられる。
　【００６０】
Ｃ＝Ｂ／Ｆ＝（πｒ８２　ｒ０２　ｂ／Ｖ０）・（１／ｒ２）．．．（１２）
この領域では濃度Ｃは、半径ｒ０が大きくなるほど高くなり、距離ｒが大きくなるほど低くなる。
　【００６１】表６にガス濃度とエッチレートとの関係につき実験で調べた結果を示す。なお、各ガス濃度およびエッチレートはウェハ中心から９０ｍｍ離れたところで測定した。この表から明らかなように、シャワー直径２ｒ０が２１０ｍｍのときのエッチレートは２ｒ０が１６０ｍｍのときのそれよりも５％（４７７０／５０２４＝０．９５）増えている。両者はＣＦ４モル分率がほとんど同じであるからＳｉＦ４モル分率の差異がエッチレートの差異となってあらわれたものである。このことからエッチレートは副生成ガスであるＳｉＦ４の濃度に強く依存することが明らかである。
　【００６２】ＳｉＦ４がシリコンウェハ表面に吸着すると仮定した場合に、ＳｉＦ４の濃度が高いほどウェハ表面への吸着量が増大してエッチング反応が阻害される。この場合の反応速度式としてラングミュアの吸着等温式を採用することが望ましい。また、シャワー直径２ｒ０が大きくなるほどエッチングの均一性が向上する。
　【００６３】
　表７および表８にガス濃度とコンタクトホール形状との関係につき実験で調べた結果をそれぞれ示す。表７はウェハ中心から１０ｍｍ離れたところで測定した結果を示し、表８はウェハ中心から９０ｍｍ離れたところで測定した結果を示す。ここで、「テーパ角度」とは図８に示すコンタクトホール９４の周壁の傾き角度をいう。
　【００６４】いずれの位置においてもシャワー直径２ｒ０が大きくなるほど、ＣＦ４濃度が低くなるほどテーパ角度は小さくなる。一方、ＳｉＦ４濃度が低くなるほどテーパ角度は大きくなる。
　【００６５】
　なお、上記実施例では、高周波印加法はプラズマエッチング（ＰＥ）モードを採用しているが、パワースプリットモードまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）モードを採用しても良い。
　【００６６】
　【発明の効果】本発明のプラズマエッチングシステムによれば、シャワー電極のガス噴出孔にポリマーが付着せず、長時間にわたり連続して安定に使用することができる。このため、ウェハが生成ポリマーによって汚染されなくなり、半導体デバイスの歩留まりが飛躍的に向上する。
　【００６７】また、シャワー電極の細孔を通過するガスの流速を高速にするので、高アスペクト比から低アスペクト比までの広範囲のエッチングを実現することができる。さらに、シャワー電極の細孔を通過するガスの流速を高速にしたことによりプラズマの均一性が良くなり、プラズマ放電の安定領域が０．１５〜３．０Ｔｏｒｒまで広がり、高アスペクト比（アスペクト比３まで）のエッチングも可能となる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の実施例に係るプラズマエッチングシステムの全体概要を示す断面ブロック図。
　【図２】シャワー電極を示す平面図。
　【図３】シャワー電極の一部を拡大して示す部分拡大平面図。
　【図４】シャワー電極の細孔の一部を示す縦断面図。
　【図５】他のシャワー電極を示す平面図。
　【図６】他のシャワー電極の一部を拡大して示す部分拡大平面図。
　【図７】本発明の効果を示す特性線図。
　【図８】高アスペクト比エッチングされたウェハの一部を拡大して示す縦断面図。
　【図９】上部電極ユニットを模式化して示す断面モデル図。
　【図１０】ガス流速分布を示すシミュレーションモデル図。
　【図１１】ガス流速分布を示すシミュレーションモデル図。
　【図１２】ガス流速分布を示すシミュレーションモデル図。
　【図１３】ウェハ直上におけるガス速度を示す特性線図。
　【図１４】ウェハ直上におけるガス速度を示す特性線図。
　【図１５】電極およびウェハ間のガスシャワーを模式的に示すモデル図。
　【図１６】ＳｉＦ４ガス濃度分布を示すシミュレーションモデル図。
　【図１７】ＳｉＦ４ガス濃度分布を示すシミュレーションモデル図。
　【図１８】ＳｉＦ４ガス濃度分布を示すシミュレーションモデル図。
　【図１９】ウェハ直上におけるＣＦ４ガス濃度を示す特性線図。
　【図２０】ウェハ直上におけるＳｉＦ４ガス濃度を示す特性線図である。
　【符号の説明】
１…処理室、２…上部電極ユニット、３…シャワー電極、６…ウェハ保持台、１１…排気管、１２…高周波電源、５１，５２…バッフル板、５３…冷却板、５４…カソード板、５５…細孔、６１…チャック電極、７０…コントローラ、７１ａ，７１ｂ，７１ｃ…ガス供給源、７２ａ，７２ｂ，７２ｃ…マスフローコントローラ