【事件の表示】
　特許第２７０３１８４号「プラズマ処理方法」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２７０３１８４号の特許を維持する。
【理由】
Ｉ．手続の経緯
　本件特許第２７０３１８４号発明に係る出願は、昭和６２年３月６日に出願した特願昭６２−５００９０号の一部を特許法第４４条第１項の規定により平成６年７月１１日に新たな特許出願としたものであり、その請求項１に係る発明について平成９年１０月３日に特許の設定の登録がなされたところ、平成１０年７月２７日に日本電信電話株式会社（以下、「申立人１」という。）及び高橋学（以下、「申立人２」という。）より特許異議の申立てがなされ、取消理由の通知がなされたところ、その指定期間内である平成１１年２月１２日に訂正請求がなされたものである。
ＩＩ．訂正の適否についての判断
１．訂正明細書の請求項１に係る発明
　訂正明細書の請求項１に係る発明は、訂正明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１に記載された次のとおりのものである。
「真空容器内にガスを導入し、真空容器内において、磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し、かつ磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板との間における１か所のみにおいて電子サイクロトロン共鳴点を生成する大きさを有する磁場を発生させて、電子サイクロトロン共鳴によりガスを活性化し、被処理基板を電子サイクロトロン共鳴点から１５０ｍｍ以内に設置して活性化されたガスのプラズマ流により被処理基板のエッチングあるいは膜形成を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。」（以下、「訂正発明」という。）
２．訂正の内容
　訂正請求は、本件特許の明細書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。
（１）訂正事項▲１▼
　特許請求の範囲の請求項１中の
「磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」の記載を、「磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」と訂正する。
（２）訂正事項▲２▼
　特許請求の範囲の請求項１中の
「活性化されたガスにより被処理基板のエッチングあるいは膜形成を行う」の記載を、
「活性化されたガスのプラズマ流により被処理基板のエッチングあるいは膜形成を行う」と訂正する。
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
　訂正事項▲１▼は、真空容器内において単調減少する磁束密度が、訂正前においては、「マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって」単調減少するというものであったのに対して、訂正後においては、磁束密度が、「マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって」単調減少するというだけでなく、更に「プラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において」単調減少するというものであって、これは訂正前の特許請求の範囲をより技術的に限定するものであり、プラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において磁束密度を単調減少させる点は、特許明細書の【０００８】及び【図２】に記載されているから、この訂正は願書に添付した明細書及び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る。
　また、訂正事項▲２▼は、被処理基板のエッチングあるいは膜形成を行うものが、訂正前は「活性化されたガス」であったのを、訂正後は「活性化されたガスのプラズマ流」とするものであり、これは訂正前の特許請求の範囲をより技術的に限定するものであり、活性化されたプラズマ流により被処理基板のエッチングあるいは膜形成を行う点は特許明細書の【００１２】及び【図１】に記載されているから、この訂正は願書に添付した明細書及び図面に記載された事項の範囲内においてされたものである。
　上記のとおりであるから、訂正事項▲１▼及び▲２▼は特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、また、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
４．独立特許要件について
４−１．当審が通知した取消理由の概要
（１）請求項１に係る発明は、下記の刊行物１に記載された発明であるから、請求項１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、取り消されるべきである。
（２）請求項１に係る発明は、下記の刊行物１〜４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、取り消されるべきである。
記
　刊行物１：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．１１（１９７７年１１月），第１９７９頁〜１９８４頁
　刊行物２：真空，第２８巻第４号（１９８５年）ｐｐ．１６８〜１７５
　刊行物３：特開昭６０−１３４４２３号公報
　刊行物４：特開昭５６−１５５５３５号公報
（なお、刊行物１、４は申立人１が異議の証拠として提出した甲第１、２号証に該当し、刊行物２、３は、申立人２が異議の証拠として提出した甲第１号証及び参考資料として提出した参考資料２に該当する。）
４−２．刊行物の記載事項
（１）刊行物１
　▲１▼「この研究に用いられたマイクロ波プラズマエッチング装置が、図１に示されている。操作においては、放電領域を５×１０−６Ｔｏｒｒにまで真空引きした後に、（ＣＦ４＋Ｏ２）混合ガスが導入される。マグネトロンで発生した２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、矩形及び円形導波管を通して放電領域に伝搬する。放電領域は空冷された内径６６ｍｍの石英チューブに囲まれている。」（第１９７９頁右欄第５行〜第１９８０頁左欄第１行）
　▲２▼「プラズマを効果的に閉じこめるミラー型の磁場を放電領域において形成するために二つのコイル及び永久磁石が使用される。最大及び最小磁束密度は０．２１Ｔ及び０．０５Ｔである。」（第１９８０頁左欄第１〜６行）
　▲３▼「リジタノ及びオカモトらの研究では、マイクロ波電力を放電領域に導入するために電子サイクロトロン共鳴が使用され、磁束密度は電子サイクロトロン共鳴のために次の式で規定される「ＢＣＥ」にほぼ等しくされる。
　　ここで、　ｍ：電子の質量
　　　　　　　ｅ：電子電荷の絶対値
　　　　　　　ｆ：マイクロ波周波数［Ｈｚ］」
　（第１９８０頁左欄第２０〜４０行）
　▲４▼「この研究ではｗｈｉｓｌｅｒモードもまたマイクロ波電力を導入するために用いられており、最大磁束密度はＢＣＥ（マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの時には８．７５×１０−２Ｔ）の２．４倍である。シリコンウェハー（Ｐ型、比抵抗＝５〜１０Ωｃｍ、（１００）面）が放電領域下にセットされた基台上でエッチングされる。」（第１９８０頁左欄下から第５行〜同頁右欄第３行）
　▲５▼「この装置により形成された放電は３×１０−４Ｔｏｒｒ以上で安定であり、エッチングは通常５×１０−４Ｔｏｒｒで行われる。」（第１９８０頁右欄第３２〜３４行）
　▲６▼マイクロ波プラズマエッチング装置及び磁束密度を示すＦｉｇ．１（第１９７９頁Ｆｉｇ．１参照）
　（この図には、二つのコイルと基板支持台の下に配置された永久磁石とにより、被処理基板の位置を含む真空容器内に最大磁束密度０．２１Ｔ及び最小磁束密度０．０５Ｔのミラー磁場が形成されていることが示されている。）
（２）刊行物２
　▲１▼図３（第１６９頁：この図は上記刊行物１のＦｉｇ．１と同一のものである。）
　▲２▼「図３に構成の例を示す。マイクロ波としては２．４５ＧＨｚの電子レンジ用マグネトロンを用いる。この周波数は、マグネトロンが安価なこと、ＥＣＲ条件の磁場が約０．０９Ｔと手頃なこと、などによっている。プラズマ領域での磁束密度分布は、本質的な強い影響はないが、ミラーを構成しておいて粒子の寿命を長くし、特に放電管先端部付近の磁束密度を極大にした場合が低圧力での放電維持に有効である。」（第１６９頁右欄第１３〜２０行）
　▲３▼「スパッタ装置、デポジション装置には全く触れなかったが、プラズマについてはエッチング装置との間に本質的には共通点が多いので、同様な理解で大きな誤りではない。」（第１７０頁左欄第３２〜３５行）。
（３）刊行物３
　▲１▼「有磁場マイクロ波放電を用いるエッチング装置において、被エッチング材およびこれを支持する試料台が放電管内部にあり、かつ、被エッチング材の設置位置が、放電管の中心軸上での磁束密度最大の点から、マイクロ波の伝搬方向に３００ｍｍ以内にあり、かつ、試料台直径あるいは試料台に絶縁物を介して取り付けられた円形遮蔽物直径のうち少なくとも一方が放電管内壁に接しない範囲内で放電管内径の３／４以上であることを特徴とするマイクロ波プラズマエッチング装置。」（特許請求の範囲第１項）
　▲２▼「通常、マイクロ波プラズマエッチング装置においては、コイル３によって形成される磁場の磁束密度が放電管４の先端付近で最大となるよう磁場が形成される（Ｋ．Ｓｕｚｕｋｉ　ｅｔ　ａｌ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１６，１９７９（１９７７））。このことより、放電管４の先端付近でマイクロ波が効率的に吸収され、活性粒子が最も多く形成されていることが推測される。」（第２頁右下欄第１４行〜第３頁左上欄第１行）
　▲３▼「もし、放電管４の先端部付近で活性粒子が最も多く形成されているとすれば、エッチング試料１３をこの領域から遠ざけるほど活性粒子が試料表面へ入射する機会は少なくなる。その理由としては、活性粒子のうち短寿命のものは、試料表面に到達する以前に他粒子との再結合等により反応性を失ってしまうこと、およびエッチング室９内への拡散により活性粒子が試料表面へ到達しにくくなることが考えられる。」（第３頁左上欄第１〜１０行）
　▲４▼放電管４の外周にソレノイド３を、試料台１４の下方部のエッチング室９内に永久磁石８をそれぞれ配置したプラズマエッチング装置（第６図、第７図参照）
（４）刊行物４
　▲１▼「真空容器内にガスを導入してプラズマを発生させ、該プラズマ中の分子を活性化し、膜形成すべき試料基板上で反応させて薄膜を付着・堆積させるプラズマ付着装置において、前記試料基板を載置する試料台を配設した試料室と、活性化すべきガスをプラズマ状態にするプラズマ生成室とを有し、該プラズマ生成室を、前記試料室から分離して配設し、前記プラズマ生成室は、マイクロ波導入窓、マイクロ波導入手段および前記マイクロ波導入窓と対向する側の壁面に形成され、プラズマ流を前記試料室に引き出すためのプラズマ引出し窓を有し、前記プラズマ生成室の外周には当該プラズマ生成室内において電子サイクロトロン共鳴を引起こすに必要な磁束密度を形成するとともに、前記試料室内においては、前記プラズマ生成室から前記試料室内の試料台に向かって磁束密度強度が適当な勾配で弱くなる発散磁界を形成する磁気回路を設けたことを特徴とするプラズマ付着装置。」（特許請求の範囲第１項）
　▲２▼「プラズマ生成室２１の外周には磁気コイル２９を周設し、これによって発生する磁界の強度を、マイクロ波による電子サイクロトロン共鳴の条件がプラズマ生成室２１の内部で成立するように決定する。…（中略）…磁界方向にはプラズマ引出し窓２８の方向に磁界の強度が弱くなる発散磁界を採用して、プラズマ引出し窓２８からプラズマを効率よく引出せるようにした。…（中略）…磁気コイル２９によって発生する磁界は、プラズマ生成室２１における電子サイクロトロン共鳴に利用するだけでなく、その磁界が試料室２２にも及ぶように構成してあり、試料室２２内の磁界（磁束密度）の強度はプラズマ引出し窓２８から試料台５に向けてさらに適当な勾配で減少する発散磁界の形成に利用されている。」（第３頁右上欄第１９行〜第３頁左下欄第４行）
　▲３▼「本発明は上述してきた付着への適用だけでなくＣＦ４などハロゲン系のガスを導入することによって、エッチングにも適用できることは明らかである。」（第５頁右上欄第１７〜２０行）
４−３．対比・判断
（１）訂正発明の特徴的な構成
　訂正発明は、真空容器内における磁束密度が、「マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少」するという構成と「被処理基板を電子サイクロトロン共鳴点から１５０ｍｍ以内に設置」するという構成とを併せ備えることによって、「マイクロ波プラズマ処理において、膜堆積速度が向上し、その結果、スループットが向上する効果がある。また、成膜においては低温の被処理基板上にも高温処理と同等の結晶性，緻密性の膜質が得られる。」（【００２４】）という訂正明細書記載の効果を奏するものである。
（２）各刊行物記載の発明との対比
（２−１）刊行物１について
　訂正発明は、上記したように、「真空容器内において、磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」という構成を有するものである。
　これに対して、刊行物１記載のものは、放電領域の周囲に配置されたコイルと基板台の下部に配置された永久磁石とにより基板付近を極小磁束密度とするミラー磁場を形成するものであって、これは被処理基板の位置を含む真空容器内の磁束密度についてみると、訂正発明におけるように「プラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少する」というものではない。
　上記のとおり、刊行物１には、訂正発明の「真空容器内において、磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」という構成の点については記載および示唆がないから、訂正発明は刊行物１に記載された発明ではない。
（２−２）刊行物２について
　刊行物２に記載のものも、刊行物１記載のものと同様に、基板付近を極小磁束密度とするミラー磁場を形成するものであるから、上記「ＩＩ．４−３（２−１）」で述べたと同様の理由により、刊行物２には、訂正発明の「真空容器内において、磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」という構成の点については記載および示唆がないとせざるを得ない。
（２−３）刊行物３について
　刊行物３には、マイクロ波プラズマエッチング装置について、処理される試料が活性粒子が最も多く形成されている領域から遠ざかるほど活性粒子が試料表面に到達する機会は少なくなることが記載されているが、訂正発明の前記の「真空容器内において、磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」という構成については記載および示唆がない。
（２−４）刊行物４について
　刊行物４記載のものは、本件特許明細書（【０００２】）において従来例として引用されているものであるところ、これは、プラズマ生成室内の外周に設けた磁気コイルによって発生する磁界強度を、マイクロ波による電子サイクロトロン共鳴の条件がプラズマ生成室の内部で成立するようにし、ここで形成されたプラズマ活性種をプラズマ引出し窓から発散磁界によって引き出して活性種生成効率の最大領域から離れた位置に設置された被処理基板に当てるというものであるが、その磁束密度が、プラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少するものであるかどうかは不明であって、また、刊行物４には訂正発明の「被処理基板を電子サイクロトロン共鳴点から１５０ｍｍ以内に設置」するという構成の点については記載および示唆がないから、結局、刊行物４も訂正発明の前記構成の点については記載及び示唆がないとするべきである。
（３）各刊行物記載の発明を組合せる点について　上記各刊行物について検討したように、刊行物１〜４には、真空容器内における磁束密度が「マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少」するという構成の点については記載および示唆がない。
　従って、上記構成について記載及び示唆のない刊行物１〜４の記載を相互に勘案しても訂正発明の上記構成については当業者が容易に想到し得たものとすることはできない。
　付言するに、刊行物３には、電子サイクロトロン共鳴点に近い位置に基板を配置することにより活性粒子が多くなり、成膜速度が向上することについては示唆があるが、刊行物１記載のものはミラー磁場を形成するものであるから、刊行物１の記載事項と刊行物３の記載事項を相互に勘案しても訂正発明の上記構成については想到し得たとすることはできないとするべきである。
　更に、上記刊行物３の上記摘記事項「４−２（３）▲２▼」において引用されている文献が上記刊行物１であること及び「４−２（３）▲４▼」で摘記したように刊行物３記載のものにおいては放電管の周囲にコイルを配置すると共に試料台の下方に永久磁石を配置しており、これは刊行物１記載のものとコイル及び磁石の配置が同じであることをそれぞれ勘案すると、刊行物３記載のものはミラー磁場を形成するものであると認められる。
　これに対して、刊行物４に記載のものは、ミラー磁場を形成するものではなく、また、磁界強度をマイクロ波による電子サイクロトロン共鳴の条件がプラズマ生成室の内部で成立するようにし、ここで形成されたプラズマ活性種をプラズマ引出し窓から発散磁界によって引き出して活性種生成効率の最大領域から離れた位置に設置された被処理基板に当てる点に特徴を有するものであるから、刊行物３にミラー磁場を形成するものにおいて電子サイクロトロン点に近い位置に基板を配置することが記載されているからといって、これをそのまま刊行物４に記載のものに適用することは当業者が容易に想到し得たとすることはできず、また、たとえ適用したとしても、刊行物４記載のものにおいては、その磁束密度が、プラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少するものであるかどうかは不明であることは前示のとおりであるから、結局、刊行物３、４の記載事項を相互に勘案しても、訂正発明の上記構成については当業者が容易に想到し得たものとすることはできないとするのが相当である。
　上記のとおりであるから、訂正発明は刊行物１〜４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とすることはできない。
（４）まとめ
　上記のとおりであるから、訂正発明は刊行物１に記載された発明であるとすることができないばかりでなく、刊行物１〜４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とすることもできない。
　したがって、訂正発明は特許出願の際に独立して特許を受けることができるものである。
５．訂正の認否
　上記のとおりであるから、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に係る発明は、前記「ＩＩ．１」において摘記したとおりの「訂正発明」である（以下、「本件発明」という。）。
２．特許異議申立の理由の概要
（１）申立人１の主張
　本件発明は、下記の甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１、２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、該発明に係る特許は、特許法第２９条第１項又は２項の規定に違反してなされたものである。
記
　甲第１号証：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．１１（１９７７年１１月），第１９７９頁〜１９８４頁
　甲第２号証：特開昭５６−１５５５３５号公報（上記甲第１、２号証はそれぞれ上記刊行物
　１、４に該当する。）
（２）申立人２の主張
　本件発明は、下記の甲第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、該発明に係る特許は、特許法第２９条第１項又は２項の規定に違反してなされたものである。
記
　甲第１号証：真空，第２８巻第４号（１９８５年）ｐｐ．１６８〜１７５（上記甲第１号証は上記刊行物２に該当する。また、申立人は参考資料１及び参考資料２も併せて提出しているが、参考資料１は上記刊行物１に、参考資料２は上記刊行物３に該当する。）
３．対比・判断
　申立人１及び申立人２の主張する特許異議申立ての理由及び証拠方法は、当審が取消理由通知において示した取消理由及び証拠方法と同一のものである。
　従って、上記「ＩＩ．４」で述べたと同じ理由により、申立人１及び２の主張する理由及び証拠方法によっては、本件発明の特許が、特許法第２９条第１項又は第２項の規定に違反してされたものとすることはできない。
ＩＶ．むすび
　上記のとおりであるから、本件発明の特許は、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１１年１０月６日（１９９９．１０．６）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
　特許第２７０３１８４号発明の明細書を訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに訂正する。
　その訂正の内容は次のとおりである。
特許請求の範囲の減縮を目的として次の訂正を行う。
（１）特許請求の範囲の請求項１中の
　「磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」の記載を、
　「磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも大きな磁束密度から単調減少し」と訂正すると共に、
（２）特許請求の範囲の請求項１中の
　「活性化されたガスにより被処理基板のエッチングあるいは膜形成を行う」の記載を、
　「活性化されたガスのプラズマ流により被処理基板のエッチングあるいは膜形成を行う」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
プラズマ処理方法
（５７）【特許請求の範囲】
１．真空容器内にガスを導入し、
真空容器内において、磁束密度が、マイクロ波導入窓と被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向かって、
かつプラズマ流方向を正とした真空容器の中心軸に沿って、被処理基板の位置を含む真空容器内において
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　本発明は、プラズマ処理方法及び装置に係り、特に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用したプラズマＣＶＤの高効率化，膜質の高品質化，低温プロセス化及び低ダメージ化を図る上に好適なプラズマ処理方法に関する。
　　　【０００２】
　　【従来の技術】
　従来の有磁場マイクロ波プラズマ処理方法及び装置は、特開昭５６−１５５５３５号公報に記載のように、プラズマ生成室内においてプラズマ活性種を生じさせ、その活性種を発散磁場等で活性種生成効率最大領域から充分離れた位置に設置された被処理基板にプラズマ流をあてて処理するものであった。このプラズマ処理方法において、さらに高効率化を図った方法として、特開昭５７−７９６２１号公報に記載のように、基板処理室外側に磁石を配し、プラズマ流径を絞ってプラズマ密度を高めた方法がある。また、特開昭５９−３０１８号公報に記載されているように、ミラー磁場によりプラズマ流の拡散を抑制して、被処理基板付近のプラズマ密度を高めて、処理効率の増大化を図った方法がある。
　　　【０００３】
　　【発明が解決しようとする課題】
　上記従来技術は、プラズマ活性種の寿命、あるいは、活性種が被処理基板に達するまでの失活度等の点について配慮がされておらず、必ずしもプラズマ処理の高効率化が達成されていない。また、被処理膜質の特性、例えば堆積膜の緻密性，結晶性，組成等が良好でない等の問題があった。
　　　【０００４】
　本発明の目的は、上記不都合を改善することにある。具体的には、活性種の失活度を考慮してプラズマ処理の高効率化をはかったプラズマ処理方法を提供することにある。
　　　【０００５】
　　【課題を解決するための手段】
　上記目的は、被処理基板の位置をプラズマ活性種の最大生成点となる電子サイクロトロン共鳴点（ＥＣＲ点）から最大でも１５０ｍｍ以下にすることにより達成される。
　　　【０００６】
　ＥＣＲ点と被処理基板との距離の調節は、プラズマ生成室の磁束密度を高くし、また高精度に制御することで達成される。
　　　【０００７】
　　【作用】
　マイクロ波プラズマ放電により反応ガスは活性化される。特に、ＥＣＲ点近傍で最も効率良く活性化される。生成した活性種は、その後、エネルギ散逸により活性を失ったり、他端子との衝突による粒子間相互作用による失活も起こる。従って、被処理基板をＥＣＲ点に近づけることにより、プラズマ活性種を活性度の高い状態が維持された状態にて基板に到達させることが出来る。このため、プラズマ処理の高効率化がなされる。また、プラズマ処理特性、例えば、基板上に膜を堆積させる際に、堆積させる分子あるいは原子の電子エネルギ結合原子間振動力，回転及び並進エネルギが高い程、プラズマ中では集合体とならず単一粒子である確率が高いため、堆積された膜質は熱化学反応に近いものが得られる。更に、基板に付着した堆積活性種は上記運動エネルギが高いため、予め基板上に形成された分子層に、エネルギが最小となる配列，配向位置まで、再配列及び再配向運動する確率が高い。このため、得られた膜質の緻密性や結晶性は高くなる。また、化学組成比も熱化学反応により形成された膜に近くなる。
　　　【０００８】
　尚、磁場分布Ｂ（Ｚ）（Ｚはプラズマ流方向を正とした真空装置の中心軸座標）が単調減少でなければ、ｄＢ／ｄＺ＞０となる位置にてマイクロ波の伝播が阻害され、プラズマ活性種の生成効率が低下するため望ましくない。
　　　【０００９】
　　【実施例】
　以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。
　　　【００１０】
　図１は、本発明のプラズマ処理装置の主要部の模式図である。本装置は、プラズマ生成室４，マイクロ波導波管７（マイクロ波６の発振器は図省略），ＥＣＲ用磁場コイル９及び１３，処理室２，排気口１２（排気系は図省略），反応ガス供給ノズル５及び１１（反応ガス供給系は図省略），基板支持台３より成る。プラズマ生成室４は直径２４０〔ｍｍ〕φ，長さ２５０〔ｍｍ〕の透明石英製で、円錐形の頂部がマイクロ波導入窓８となっている。ＥＣＲ用磁場コイル９及び１３は、プラズマ生成室及び処理室の周囲に設置され、プラズマ生成室の最大磁束密度は２．６〔ＫＧａｕｓｓ〕であり、それぞれ３個及び２個に分割され個別に調整することにより磁束密度を制御できる。処理室２は直径２４０〔ｍｍ〕φのステンレス鋼製で、中に設置された基板支持台３は直径１２０〔ｍｍ〕φのアルミナ製でその位置はプラズマ流方向（図面では左右）に可変である。
　　　【００１１】
　図２はマイクロ波進行方向に単調減少する磁束密度の分布の例を示す。ＥＣＲ磁場コイル９及び１３を調整することにより、各種の分布を作ること及び基板支持台３の位置を設定することにより基板とＥＣＲ点との距離を制御できる。
　　　【００１２】
（実施例１）
　被処理基板１としてシリコンウェハ（直径１００〔ｍｍ〕φ）を用い、シリコン酸化膜を形成した。プラズマ生成室４内に第１の反応ガス供給ノズル５を通して酸素を４０〔ｍｌ／ｍｉｎ〕導入し、２．４５〔ＧＨｚ〕のマイクロ波６を導波管７により伝播させてマイクロ波導入窓８を通してプラズマ生成室に導入する。さらに、プラズマ生成容器の外側に設置された同軸型の静磁場発生コイル９及び１３により８７５〔Ｇａｕｓｓ〕以上の磁場を発生させてプラズマ流１０を生成させ第２のガス導入管１１よりモノシラン（ＳｉＨ４）を６〔ｍｌ／ｍｉｎ〕導入し、処理室２内の圧力は排気系により１〔ｍＴｏｒｒ〕にした。上記静磁場発生コイル９及び１３に流す電流値を調整することにより、磁束密度分布を制御しあるいは基板支持台位置を調整し、ＥＣＲ点と被処理基板間の距離を異ならせた。
　　　【００１３】
　図３（ａ），（ｂ）はＳｉＯ２膜堆積速度と堆積速度の基板内でのバラツキ、（ｃ），（ｄ）は堆積膜のバッファエッチング（ＨＦｌ容，ＮＨ５Ｆ６容の混合）液によるエッチング速度と基板内でのパラツキ、（ｅ），（ｆ）は形成された膜の光学屈折率と屈折率の基板内でのバラツキ、（ｇ），（ｈ）は形成された膜のオージェ分光から得られたＳｉ／Ｏのモル比と基板内でのバラツキを、ＥＣＲ点と基板間距離ｄに対して図示したものである。なお、図中破線は基板位置をプラズマ生成室内にした結果である。
　　　【００１４】
　堆積速度については、図３（ａ）から距離ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕あたりの領域で比較的速く、特にｄ≒１００〔ｍｍ〕付近から堆積速度が大きくなることがわかる。また、図３（ｂ）から堆積速度のバラツキはｄが０〜７０〔ｍｍ〕で小さく、均一性が優れていることがわかる。図３（ｃ）と（ｄ）から、ｄが１５０〔ｍｍ〕以内の所にエッチング速度が遅い領域があり、この領域内で緻密性の高い膜が得られていること、及びｄが０〜７０〔ｍｍ〕の領域において均一性が良好であることがわかる。図３（ｅ）と（ｆ）から、ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕内で熱酸化膜に近い屈折率の膜が得られていること、ｄが０〜７０〔ｍｍ〕において均一性が良好であることがわかる。図３（ｇ），（ｈ）から、ｄが０以上である領域でＳｉ／Ｏモル比が０．５となり、均一性も良好であることがわかる。
　　　【００１５】
　なお、磁束密度分布を一定にし、基板支持台の位置を調整して、処理室内でＥＣＲ点と被処理基板間の距離ｄを変えた場合には同じ結果が得られたが、基板位置をプラズマ生成室内に位置させた場合、すなわち基板が第１のガス導入管と第２のガス導入管間に位置させた場合は、図３（ａ）〜（ｈ）中で破線で示したように、基板位置を処理室に位置させた場合と比較して、堆積速度の減少や、分布が悪くなる等の値に差異はあるものの、これらの値のＥＣＲ点と被処理基板間の距離の関係から見ると同様の結果が得られていることがわかる。このことから、マイクロ波プラズマ放電による膜堆積特性には、プラズマ活性種の最大生成領域、すなわち、装置内のＥＣＲ面と基板までの距離に大きく依存していることがわかる。さらに、活性種の寿命や不活性分子との衝突などの相互作用による失活などの影響がない距離は平均自由行程以下であることがわかる。さらにｄが０〜７０〔ｍｍ〕においては成膜及び膜質均一性が優れ、これはモノシランの活性種ＳｉＨ２＋等の脱活性寿命範囲と一致している。
　　　【００１６】
（実施例２）
　上記装置にて、第１導入ガスとして窒素を４０〔ｍｌ／ｍｉｎ〕第２導入ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）を６〔ｍｌ／ｍｉｎ〕を流し、圧力を１〔ｍＴｏｒｒ〕で処理室内でＳｉ３Ｎ４膜堆積させた。
　　　【００１７】
　結果を図４（ａ）〜（ｈ）に示した。図３のＳｉＯ２膜堆積時と同様に、堆積速度，膜のエッチング速度，屈折率，化学組成比、及びこれらの基板内でのバラツキはＥＣＲ点と基板間距離ｄに大きく依存している。化学組成比（Ｓｉ／Ｎモル比）はｄが０以上で一定であるが、ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕で、膜のエッチング度及び屈折率が熱チッ化膜と同じか又は近いものが得られ、かつ堆積速度も大きい。基板内の膜の均一性については、ＳｉＯ２膜の形成と同様、ｄが０〜７０〔ｍｍ〕で比較的良好である。
　　　【００１８】
　（実施例３）
　上記装置にて、第１導入ガスを水素，第２導入ガスをモノシラン（ＳｉＨ４）として、基板温度を３２０℃として多結晶Ｓｉ膜を処理室内で堆積した。その結果、ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕の距離において、図５（ａ），（ｂ）のように、堆積速度が大きく、かつＸ線回折から調べた多結晶シリコンの結晶粒径が大きく結晶性が優れていることが判る。
　　　【００１９】
（実施例４）
　上記装置にて、第１導入ガスを水素，第２導入ガスを六フッ化タングステン（ＷＦ６）として、圧力０．３ｍＴｏｒｒでＷ膜を処理室内で堆積させた。
　　　【００２０】
　図６（ａ），（ｂ）のように、ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕において、抵抗率が４．０μΩ／ｃｍとバルクの抵抗率と同様の低抵抗膜が効率良く形成された。ＷＦ６活性種寿命における平均自由行程は、この圧力で前記のＳｉＨ４と同程度であり、脱活性寿命範囲の膜特性が優れていることが判った。
　　　【００２１】
（実施例５）
　上記装置にて、第１導入ガスとして水素と窒素の混合ガスを、第２導入ガスとして三塩化アルミニウム（ＡＩＣ１３）を窒素キャリアで供給し、処理室内で窒化アルミニウム（ＡＩＮ）を堆積させた。堆積速度及び堆積膜の破壊電圧を測定したところ、図７（ａ），（ｂ）のように、ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕において破壊電圧が５〔ＭＶ／ｃｍ〕以上となる良好な絶縁材が効率良く得られた。このときの界面準位密度は１０１０〔ｃｍ−２〕と良好であった。
　　　【００２２】
（実施例６）
　上記装置にて、第１導入ガスとして６フッ化イオウ（ＳＦ６）を同入試，圧力１〔ｍＴｏｒｒ〕にて多結晶シリコン及び酸化ケイ素をエッチングした。多結晶シリコンエッチング速度及び酸化ケイ素に対するエッチング選択比（ＳＩ／ＳｉＯ２）は、図８（ａ），（ｂ）のようになった。ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕において、多結晶シリコンは高選択的に、効率良くエッチングされる。
　　　【００２３】
　このようにこれらの実施例によれば、マイクロ波プラズマ処理効率及び堆積膜の特性は、ＥＣＲ点と被処理基板間距離ｄ、すなわち、プラズマ活性種の寿命及び不活性種との衝突などの相互作用による電子エネルギの活性度の失活度、あるいは、振動，回転，並進エネルギの低下度に大きく依存しており、その結果ｄが０〜１５０〔ｍｍ〕内にすると堆積速度，膜質が良好となる効果がある。さらに、プラズマ活性種の寿命及び失活度の分布があるため堆積速度あるいは膜質の均一性を考慮すると、ｄが０〜７０〔ｍｍ〕内で、これらも良好となる効果がある。
　　　【００２４】
　　【発明の効果】
　本発明によれば、ＥＣＲ点と被処理材との距離を１５０ｍｍ以下にしたので、マイクロ波プラズマ処理において、膜堆積速度が向上し、その結果、スループットが向上する効果がある。また、成膜においては低温の被処理基板上にも高温処理と同等の結晶性，緻密性の膜質が得られる。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　本発明のマイクロ波プラズマ処理装置の断面図。
　　【図２】
　プラズマ生成室及び処理室の磁束密度分布の例を示す図。
　　【図３】
　本発明による実験データを示す図。
　　【図４】
　本発明による実験データを示す図。
　　【図５】
　本発明による実験データを示す図。
　　【図６】
　本発明による実験データを示す図。
　　【図７】
　本発明による実験データを示す図。
　　【図８】
　本発明による実験データを示す図。
　　【符号の説明】
　１…被処理基板、２…処理室、３…基板支持台、４…プラズマ生成室、５，１１…反応ガス供給ノズル、６…マイクロ波、８…マイクロ波導入窓、９，１３…プラズマ生成用静磁場発生コイル。