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| 審決分類 |
審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H01L |
|---|---|
| 管理番号 | 1143709 |
| 審判番号 | 不服2003-9237 |
| 総通号数 | 83 |
| 発行国 | 日本国特許庁(JP) |
| 公報種別 | 特許審決公報 |
| 発行日 | 1995-06-16 |
| 種別 | 拒絶査定不服の審決 |
| 審判請求日 | 2003-05-22 |
| 確定日 | 2006-09-14 |
| 事件の表示 | 平成 5年特許願第298388号「静電チャック及びこの静電チャックを用いた被吸着体の処理方法」拒絶査定不服審判事件〔平成 7年 6月16日出願公開、特開平 7-153825〕について、次のとおり審決する。 |
| 結論 | 本件審判の請求は、成り立たない。 |
| 理由 |
1 手続の経緯・本件発明 本件出願は、平成5年11月29日の特許出願であって、その請求項1に係る発明(以下「本件発明」という。)は、平成15年6月23日付の手続補正書によって補正された明細書及び出願当初の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と認める。 「プラズマ雰囲気で半導体ウェハ等に処理を施す場合に用いられ、且つ誘電体層内に設けた内部電極に電圧を印加することで生じる静電力で半導体ウェハ等の被吸着体を吸着するようにした静電チャックにおいて、前記誘電体層の体積固有抵抗は109Ωm以下で、この誘電体層の上面の周縁部には冷却ガス漏れを防ぐ外周領域を形成するとともに外周領域の内側を10torr以上100torr以下の圧力の冷却ガスが流れる吸着領域とし、この吸着領域内には冷却ガス導入孔が開口し、また吸着領域内の誘電体層の上面には前記外周領域と同じ高さの多数の突起が設けられ、この突起の吸着面となる上面はRmax(最大高さ)が2.0μm以下またはRa(中心線平均粗さ)が0.25μm以下で、且つ突起の上面の合計面積の誘電体層の上面に対する面積比率が1%以上10%未満、前記外周領域の幅が1〜5mm、更に前記突起間の距離が9mm以下であることを特徴とする静電チャック。」 2 引用例記載事項 これに対して、原査定の拒絶の理由に引用された本件出願前に頒布された刊行物である特開平5-267436号公報(以下「引用例1」という。)には、次の事項が記載されていると認める。 (1)明細書の発明の詳細な説明の段落番号0001 「【産業上の利用分野】本発明は,半導体基板吸着時の半導体基板裏面のゴミ等の異物付着による接触面積低下を減少させるための静電チャックの構造に関する。」 (2)明細書の発明の詳細な説明の段落番号0015 「すなわち,本発明の目的は,図1に示すように半導体基板1を静電力により吸着する静電チャック2の表面が突起面3により構成されていることにより,具体的には,前記静電チャック2表面の前記突起面3が複数の錐状または柱状突起であることにより, 更に,前記静電チャック2表面の前記突起面3凹部に不活性ガスを流す配管を有することにより達成される。」 (3)明細書の発明の詳細な説明の段落番号0017〜0020 「【実施例】図2は本発明の一実施例の説明図である。図において,1は半導体基板,2は静電チャック,3は突起面,4は凹部,5は電極,6はゴミ等の異物,7はチャンバ,8はガスシャワー,9は冷却器,10はRF電源,11はDC電源,12は温調器, 13は圧力制御器, 14はマスフローコントローラ(MFC), 15 は排気口である。 図2は本発明の一実施例であり,図2(a)に示すフェイスダウン型半導体基板保持のカソードカップリングRIE装置において,チャンバ7内の半導体基板1のステージに本発明の静電チャック2を使用した例である。 SiO2膜のエッチングの場合,0.5 〜0.05Torrのチャンバ7内圧力では, 半導体基板1の温度を低温にすればする程エッチングレートが大きくなる。このため, 半導体基板1と静電チャック2との接触状態により半導体基板1の温度が大きく左右される。 従来例の平面を有した静電チャックの場合, 半導体基板裏面のゴミ等の異物の影響を受け易い。また, 通常の静電チャックの吸着による接触熱伝導のみでは, 冷却効率が低く, 図2(b)に示すように,半導体基板1と静電チャック2の間の凹部4にヘリウム(He)等の不活性ガスを通してガス冷却を行う場合があるが,本発明の静電チャック2を使用すれば,熱の運び役となるHe等を通しやすく,冷却効率の向上に寄与する。」 (4)ここで、静電チャックは通常、静電チャック内に設けられた電極に電圧を印加することで生じる静電力で被吸着体を吸着するものであることから、引用例1に記載された発明も、被吸着体である半導体基板1を吸着するためには、当然電極5に電圧を印加させて静電力を生じさせるものである。そして、引用例1の図1(b)を参照すると、半導体基板1が吸着される静電チャック2の表面には、凹部4と突起面3を取り巻くように周縁部の外周領域が形成され、その外周領域の内側が吸着領域になっていることが分かる。そして、引用例1に記載された静電チャックも冷却ガスを流すものであって、この冷却ガスがチャンバ7内に漏れてはならないことから、当該周縁部の外周領域は明らかに冷却ガス漏れを防ぐものである。さらに、同じく引用例1の図1(b)を参照することにより、半導体基板1を静電吸着するために、上記外周領域と突起面3とは、ほぼ同じ高さになっていることが読み取れる。 以上、(1)、(2)、(3)の記載事項、及び(4)の認定事項から、引用例1には、次の「静電チャック」が記載されていると認める。 「半導体基板1にエッチングを施す場合に用いられ、且つ静電チャック2内に設けた電極5に電圧を印加することで生じる静電力で半導体基板1を吸着するようにした静電チャックにおいて、静電チャック2の表面の周縁部には冷却ガス漏れを防ぐ外周領域を形成するとともに、外周領域の内側の突起面3間の凹部4をヘリウム等の冷却用不活性ガスが流れる吸着領域とし、凹部4には不活性ガスを流す配管を接続し、また吸着領域内の静電チャック2の表面には、外周領域と同じ高さの多数の突起面3が設けられた静電チャック。」(以下、「引用発明1」という。) また、原査定の拒絶の理由に引用された本件出願前に頒布された刊行物である実願平2-400834号(実開平4-88045号)のマイクロフィルム(以下「引用例2」という。)には、次の事項が記載されていると認める。 考案の詳細な説明の段落番号0009 「本考案者は静電吸着方式のウェーハチャックに本考案を適用し、電子ビーム露光装置に採用した。ウェーハチャックの各部の寸法を次の通りとした。即ち、溝3のピッチを縦方向、横方向共に3mm、各溝3の深さを0.5 mm、各接触面2の大きさを 0.5×0.5 mm、貫通孔4の径を0.5 mmとした。ウェーハとの接触面積は、全面接触の場合の約3%に過ぎない。その結果、ウェーハ裏面への塵埃の付着は殆ど認められなくなった。又、電子ビーム露光装置で微細なパターンを露光する場合、ウェーハが平坦でないと露光するパターンの寸法に誤差を生じるおそれがあるからウェーハの平坦性が要求されるが、ウェーハと全面接触する場合と変わらぬウェーハ平坦度が得られた。」 以上の記載から引用例2には、次のウェーハチャックが記載されているものと認める。 「溝3のピッチを縦方向、横方向共に3mm、ウェーハとの接触面積を、全面接触の場合の約3%とした静電吸着方式のウェーハチャック。」(以下、「引用発明2」という。) 3 対比 本件発明と引用発明1とを対比すると、引用発明1の「半導体基板1」は、本件発明の「半導体ウェハ等の被吸着体」に相当しており、以下同様に、「エッチングを施す」は「処理を施す」に、「電極5」は「内部電極」に、「突起面3」は「突起」に、「不活性ガスを流す配管を接続」は「冷却ガス導入孔が開口」にそれぞれ相当している。 また、引用発明1の「静電チャック2の表面」は、「吸着面」という限りにおいて、本件発明の「誘電体層の上面」と一致している。 したがって、本件発明と引用発明1とは、次の「静電チャック」で一致している。 半導体ウェハ等に処理を施す場合に用いられ、且つ内部電極に電圧を印加することで生じる静電力で半導体ウェハ等の被吸着体を吸着するようにした静電チャックにおいて、吸着面の周縁部には冷却ガス漏れを防ぐ外周領域を形成するとともに外周領域の内側を冷却ガスが流れる吸着領域とし、この吸着領域内には冷却ガス導入孔が開口し、また吸着領域内の吸着面には前記外周領域と同じ高さの多数の突起が設けられたことを特徴とする静電チャック。 そして、両者は、次の点で相違している。 相違点1 静電チャックが用いられる雰囲気に関し、本件発明では「プラズマ雰囲気」と限定しているのに対し、引用発明1では、静電チャックが用いられる雰囲気に関しては不明な点。 相違点2 静電チャックを構成し、内部電極をその内部に設ける部材として、本件発明では「体積固有抵抗が109Ωm以下の誘電体層」としているのに対し、引用発明1では、単に「静電チャック2」としているだけで、静電チャックを構成し、内部電極をその内部に設ける部材の材料が何か不明な点。 相違点3 冷却ガス漏れを防ぐ外周領域を形成するとともに、吸着領域を構成する吸着面を、本件発明では、「誘電体層の上面」としているのに対し、引用発明1では、単に「静電チャック2の表面」としている点。 相違点4 吸着領域を流れる冷却ガスの圧力に関し、本件発明では、「10ｔｏｒｒ以上100ｔｏｒｒ以下」と特定しているのに対し、引用発明1では、冷却ガスの圧力に関して不明な点。 相違点5 吸着面となる突起の上面の表面粗さに関し、本件発明では、「Rmaｘ(最大高さ)が2.0μm以下またはRa(中心線平均粗さ)が0.25μm以下」と限定しているのに対し、引用発明1では、吸着面となる突起面3の表面粗さについては不明な点。 相違点6 吸着面となる突起の上面の合計面積の誘電体層の上面に対する面積比率に関し、本件発明では、「1%以上10%未満」と特定しているのに対し、引用発明1では、吸着面となる突起面3の合計面積の静電チャック2表面の面積に対する面積比率に関して不明な点。 相違点7 外周領域の幅に関し、本件発明では「1〜5mm」と特定しているのに対し、引用発明1では、外周領域の幅に関して不明な点。 相違点8 吸着面に設けられた突起間の距離に関し、本件発明では「9mm以下」と特定しているのに対し、引用発明1では、吸着面を構成する突起面3間の距離に関して不明な点。 4 相違点についての検討 上記相違点について検討する。 相違点1について 静電チャックが用いられる雰囲気としてプラズマ雰囲気は周知の環境であり、また、静電チャックが用いられる雰囲気をプラズマ雰囲気と特定したことによる格別な効果も特段存在しないことから、この点は、単なる使用環境の限定に過ぎない。 相違点2について 一般に静電チャックとは、誘電体層を用い、当該誘電体層内の内部電極に電圧を印加することにより静電吸着するものである。ここで、静電チャックを構成する誘電体層の体積固有抵抗として109Ωm以下のものは周知の技術であり(例えば、特開昭57-148356号公報には、半導電性誘電体の体積固有抵抗として104〜108Ωcm、すなわち、102〜106Ωmのものについて記載されている。なお、審判請求人は、本件発明の静電吸着がジョンセン-ラーベック力によるものと主張(平成15年6月23日付手続補正書によって補正された審判請求書第2頁第22行-第25行。)している。しかしながら、ジョンセン-ラーベック力を用いた静電チャックは、本件出願の出願前、周知の技術である。)、また、静電チャックを構成する部材として体積固有抵抗を109Ωm以下の誘電体層と特定してもそのことによる効果は、「すばやく吸着力が飽和する」という、体積固有抵抗が低い値の誘電体層を静電チャックに用いたことから直接導かれる効果しか存在しないことから、引用発明1における静電チャックに体積固有抵抗が109Ωm以下の誘電体層を用い、電極はその誘電体層内に設けるようにすることは、上記周知の技術を用いることにより、当業者が容易になし得たものである。 なお、本件発明において、誘電体層の体積固有抵抗を「109Ωm以下」と特定したことの理由として、本件出願の平成15年6月23日付手続補正書における明細書の段落番号0022に「図6は誘電体3の体積固有抵抗と電圧印加時間及び吸着力との関係を示すグラフであり、このグラフから体積固有抵抗が109Ωm以下であることが電圧印加とともにすばやく吸着力が飽和する条件であることが分る。」と記載されており、これからすると本件出願の図面の図6をもとに誘電体層の体積固有抵抗を特定していることになる。しかしながら、図6では、誘電体の固有抵抗が109Ωmよりも大きい1010Ωmの方が短い電圧印加時間で吸着力が飽和していることになっている。この矛盾点につき、平成18年6月27日の本件に関する面接において、代理人等に問い合わせたが、その結果、「本件出願の図面の図6において、□と△の記号を逆にしてしまった」との回答であった。 相違点3について 静電チャックに被吸着体を吸着させる向きとして、静電チャックの下側に被吸着体を吸着させることも、静電チャックの上側に被吸着体を吸着させることも、ともに、静電チャックの使用状況に応じて使い分けるべき従来周知の技術であることから、引用発明1において、静電チャックの上側、すなわち、上面に被吸着体である半導体基板1を吸着させることは容易になし得たものである。そして、静電チャックの吸着面は誘電体層であるから、「静電チャックの上面に吸着領域を設ける」ことは、「静電チャックの誘電体層の上面に吸着領域を設ける」ことになる。 相違点4について 静電チャックの吸着領域に流す冷却ガスに関し、冷却ガスの圧力が極端に低いと冷却媒体がそれだけ少なくなることから、明らかに冷却効果が悪くなる。また、この冷却ガスの圧力は静電チャックの吸着力に反発する力になるものであることから、吸着力との兼ね合いで冷却ガスの圧力をあまり高いものとすることは好ましくない。すなわち、冷却ガスの圧力には上限と下限があることが分かる。そして、冷却ガスの圧力として10ｔｏｒｒ以上100ｔｏｒｒ以下の値が従来周知の技術であった(例えば、特開平5-166757号公報には、冷却ガスの圧力として3Tｏｒｒ〜30Tｏｒｒとすることが示されており、また、特開平3-169041号公報には、冷却ガスの圧力として10.5Tｏｒｒとすることが示されている。)ことからすれば、引用発明1において、冷却ガスの圧力として10ｔｏｒｒ以上100ｔｏｒｒ以下の値を採用することは、容易になし得たものである。 相違点5について 一般に静電チャックにおける静電力(吸着力)は、接触面の平均間隙が小さい方が大きくなることは当業者にとって自明の事項(例えば、特開昭57-148356号公報における第3頁左上欄第13行-右上欄第4行には、「ここで、第4図の接触面における平均間隙d(m)、絶縁物層5の膜厚ｔ(m)を用いて、印加電圧V0(ボルト)の時、接触面に生ずる単位面積当りの静電力F(ニユートン/m2)は、 F≒ε0・V02/2(d+ε0t/ε)2で求まる。ε0,εは真空及び絶縁物層5の電気誘導容量である。いまここで、例えば接触面の平均間隙dがd〜1μm、SiO2層(誘電率ε/ε0〜5)の膜厚ｔがｔ=1μmとすると、従来の真空チヤツクと同程度の吸引力1Kg/cm2を得る為には、上式より印加電圧V0はV0〜200(ボルト)程度で充分であることが分る。」と記載されており、これからすると、接触面の平均間隙が小さい方が静電力(吸着力)が大きくなることが理解できる。)であり、さらに、静電チャックの吸着面の平均粗さを0.25μm以下とすることも従来周知の技術(例えば、特開平5-36819号公報の段落番号23には、「表面粗さ(Ra)0.2μm」と記載されており、また、特開平4-34952号公報の第3頁右上欄第6-7行には、「平面度0.05μm」と記載されている。)であることから、引用発明1においても、その静電チャックの吸着面のRa(中心線平均粗さ)を0.25μm以下とすることは、当業者が容易になし得たものである。 相違点6について 静電チャックは吸着面の誘電体と被吸着体とが引き合うことにより吸着力を発揮するものであることから、吸着力を強くするためには、誘電体の被吸着体への接触面が広い方が望ましいことは自明の事項である。また、被吸着体の冷却のためには、冷却ガスが流れる領域をできるだけ大きくとること、すなわち、吸着面を構成する突起をできるだけ少なくすることが望ましく、両者を両立させるためには、吸着面に対する突起の上面の面積比率にはその上限と下限があることが理解できる。一方、被吸着体であるウェーハとの接触面積を約3%とした静電チャックは引用発明2に開示されているように、従来公知のものである。してみると、引用発明1において、被吸着体である半導体基板1との接触面である突起面3の吸着面に対する面積比率を、従来知られている1%以上10%未満に設定することは、当業者が必要に応じて適宜選定する、設計的事項に過ぎない。 相違点7について 引用発明1においても、冷却ガスを流すものであり、冷却ガスが漏れないようにする必要がある。そのために、外周領域の幅は大きく取る方がよいが、過度の幅を取ることは、逆にその分冷却ガスの流れる領域が少なくなるので、外周領域の幅にも上限と下限があることが理解できる。そして、本件発明において、外周領域の幅を1〜5mmに特定したことによる格別な作用、あるいは効果は特に存在しないことから、この点は、単なる設計的事項に過ぎない。 相違点8について 相違点6において言及しているように、静電チャックにおいては、吸着面の誘電体層と被吸着体とが引き合うことにより吸着力を発揮するものであるから、吸着面となる突起の間隔があまり広いと、突起間の部分では吸着されないため、突起間の間隔はあまり大きくできないことが理解できる。一方、突起間の間隔を3mmとした静電チャックは引用発明2に開示されているように、従来公知のものである。してみると、引用発明1において、突起である突起面3の間隔を、従来知られている9mm以下に設定することは、当業者が必要に応じて適宜設定する、単なる設計的事項に過ぎない。 そして、本件発明の奏する作用効果は、引用発明1及び上記従来周知の各事項より当業者が予測できる程度のものであって、格別のものではない。 5 むすび 以上のとおり、本件発明は、引用発明1、引用発明2、及び上記従来周知の各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、特許法第29条第2項の規定により特許をすることができない。 よって、結論のとおり審決する。 |
| 審理終結日 | 2006-07-11 |
| 結審通知日 | 2006-07-18 |
| 審決日 | 2006-07-31 |
| 出願番号 | 特願平5-298388 |
| 審決分類 |
P
1
8・
121-
Z
(H01L)
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| 最終処分 | 不成立 |
| 前審関与審査官 | 中島 昭浩 |
| 特許庁審判長 |
野村 亨 |
| 特許庁審判官 |
佐々木 正章 菅澤 洋二 |
| 発明の名称 | 静電チャック及びこの静電チャックを用いた被吸着体の処理方法 |
| 代理人 | 小山 有 |
| 代理人 | 小山 有 |