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審決分類 審判 査定不服 特17 条の2 、4 項補正目的 特許、登録しない。 H01L
審判 査定不服 4項4号特許請求の範囲における明りょうでない記載の釈明 特許、登録しない。 H01L
審判 査定不服 発明同一 特許、登録しない。 H01L
管理番号 1237768
審判番号 不服2007-31896  
総通号数 139 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2011-07-29 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2007-11-26 
確定日 2011-05-30 
事件の表示 平成9年特許願第358079号「シャロートレンチアイソレーション法で、シリコンの角部を丸める方法」拒絶査定不服審判事件〔平成11年1月6日出願公開、特開平11-3933〕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 第1.手続の経緯
本願は、平成9年12月25日(パリ条約に基づく優先権主張 1997年4月14日、アメリカ合衆国)を出願日とする特許出願であって、平成18年7月10日付けの拒絶理由通知書に対して平成19年1月12日に意見書及び手続補正書が提出されたが、同年8月24日付けで拒絶査定がなされた。
これに対して、同年11月26日に拒絶査定不服審判が請求されるとともに手続補正書が提出され、その後、平成22年4月19日付けで審尋がなされ、それに対する回答書は提出されなかった。

第2.補正の却下の決定
【結論】
平成19年11月26日に提出された手続補正書による補正を却下する。

【理由】
1.補正の内容
平成19年11月26日に提出された手続補正書による補正(以下「本件補正」という。)は、補正前の明細書の特許請求の範囲の請求項1?18を、補正後の明細書の特許請求の範囲の請求項1?18と補正するものであり、補正前後の請求項1は各々以下のとおりである。

(補正前)
「【請求項1】
下記の工程を含んでなることを特徴とする、半導体デバイスの素子分離構造を形成するための、シャロートレンチアイソレーション法。
a)半導体基材の上側表面の上に配置されたマスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる工程、
b)前記第一区域で前記半導体基材の中に所望の深さを有するトレンチを形成させる工程、
c)前記トレンチに誘電体物質を充填して、誘電体が充填されたトレンチを形成させる、工程、および
d)前記誘電体を充填したトレンチを酸化性環境に露出し、前記マスク層の下の、前記トレンチの半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点の近くで、前記半導体基材を酸化し、前記マスク層の下の、前記半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点に、滑らかに丸めた半導体基材の角部を形成させる工程(ここで、前記酸化のパラメータは調整されて、酸化がマスク層の引き上げを起こす)。」

(補正後)
「【請求項1】
下記の工程を含んでなることを特徴とする、半導体デバイスの素子分離構造を形成するための、シャロートレンチアイソレーション法。
a)半導体基材の上側表面の上に配置されたマスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる工程、
b)前記第一区域で前記半導体基材の中に所望の深さを有するトレンチを形成させる工程、
c)前記トレンチに誘電体物質を充填して、誘電体が充填されたトレンチを形成させる、工程、
d)前記誘電体を充填したトレンチを酸化性環境に露出し、前記マスク層の下の、前記トレンチの半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点の近くで、前記半導体基材を酸化し、前記マスク層の下の、前記半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点に、滑らかに丸めた半導体基材の角部を形成させる工程(ここで、前記酸化のパラメータは調整されて、酸化がマスク層の引き上げを起こす)、および
e)マスク層を除去し、基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させる工程。」

2.補正事項の整理
本件補正による補正事項を整理すると、以下のとおりである。
(1)補正事項1
補正前の請求項1の末尾に「e)マスク層を除去し、基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させる工程。」を追加すること。及びそれに伴って、補正前の請求項1の「c)」で特定された工程の後に記載された「および」を、補正後の請求項1の「d)」で特定された工程の後に移動すること。

(2)補正事項2
補正前の請求項9の末尾に「e)マスク層を除去し、基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させる工程。」を追加すること。及びそれに伴って、補正前の請求項9の「c)」で特定された工程の後に記載された「および」を、補正後の請求項9の「d)」で特定された工程の後に移動すること。

(3)補正事項3
補正前の請求項15の末尾に「e)マスク層を除去し、基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させる工程。」を追加すること。及びそれに伴って、補正前の請求項15の「c)」で特定された工程の後に記載された「および」を、補正後の請求項15の「d)」で特定された工程の後に移動すること。

3.新規事項追加の有無及び補正の目的についての検討
補正事項(1)?(3)は、同じ内容であるから、以下においてまとめて検討する。
(1)新規事項の追加の有無について
本件補正により新たに追加された「e)マスク層を除去し、基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させる工程。」という事項は、本願の願書に最初に添付した明細書(以下、本願の願書に最初に添付した明細書、本願の願書に最初に添付した図面を、各々「当初明細書」、「当初図面」といい、これらをまとめて「当初明細書等」という。)の0023段落及び当初図面の図12に記載されているものと認められるから、本件補正は、当初明細書等のすべての記載を総合することにより導かれる技術的事項との関係において新たな技術的事項を導入しないものである。
したがって、本件補正は、当初明細書等に記載された事項の範囲内においてなされたものであるから、特許法第17条の2第3項(平成14年法律第24号改正附則第3条第1項によりなお従前の例によるとされる同法による改正前の特許法第17条の2第3項をいう。以下同じ。)に規定する要件を満たす。

(2)補正の目的について
本件補正は、補正前の請求項1、9及び15に対して、「e)マスク層を除去し、基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させる工程。」という工程を新たに追加するものであるが、そのような新たな工程の追加は、補正前の請求項1、9及び15全体を減縮するものではあるが、補正前の請求項1、9及び15に記載された「a)」?「d)」のいずれのステップを減縮するものではないから、本件補正が補正前の請求項1、9及び15に係る発明の発明特定事項を限定するものではないことは明らかである。
したがって、本件補正は、特許法第17条の2第4項(平成14年法律第24号改正附則第2条第1項によりなお従前の例によるとされる同法による改正前の特許法第17条の2第4項をいう。以下同じ。)第2号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものには該当しない。
また、本件補正が、特許法第17条の2第4項のその余のいずれの号に掲げる事項を目的とするものにも該当しないことは明らかである。
よって、本件補正は、特許法第17条の2第4項に規定する要件を満たしてない。

4.独立特許要件について
上記3.において検討したとおり、本件補正は特許法第17条の2第4項に規定する要件を満たしてないが、仮に、本件補正が特許法第17条の2第4項第2号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とし、同法同条同項に規定する要件を満たすものであるとみなした場合において、本件補正による補正後の特許請求の範囲に記載されている事項により特定される発明が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か否か、すなわち、本件補正がいわゆる独立特許要件を満たすものであるか否かにつき、以下において予備的に検討する。
(1)補正後の発明
本件補正による補正後の請求項1?18に係る発明は、本件補正により補正された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?18に記載されている事項により特定されるとおりのものであり、そのうちの請求項1に係る発明(以下「補正発明」という。)は、請求項1に記載されている事項により特定される、上記1.の「(補正後)」の箇所に記載したとおりのものである。

(2)先願明細書等に記載された発明
(2-1)本願の優先権主張の日前である平成8年4月15日を優先権主張の日とする特許出願であって、本願の優先権主張の日後である平成10年1月6日に出願公開(特開平10-4136号公報)がなされた特願平9-67755号特許出願(以下「先願」という。)の願書に最初に添付した明細書(以下、先願の願書に最初に添付した明細書、先願の願書に最初に添付した図面を、各々「先願明細書」、「先願図面」といい、これらをまとめて「先願明細書等」という。)には、図1?4とともに、以下の記載がある(なお、下線は当合議体において付加したものである。)。

a.「【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に半導体装置の素子分離膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置において、素子間の絶縁方法は選択的な酸化法(LOCal Oxidationof Silicon:以下、LOCOSと称する)とトレンチ素子分離法(Shallow Trench Isolation:以下、STIと称する)とに大別される。今までは工程の簡単さからLOCOSが主に用いられてきた。しかしながら、これを256M級以上のDRAMなどの高集積素子に適用するとバーズビークによるパンチスルー及びゲート酸化膜の薄膜化などの問題が深刻となり、よってこれを適用することには限りがある。
【0003】従って、酸化物などの絶縁物質で埋め立てられたトレンチにより素子間を絶縁するSTIが盛んに研究されている。STIはLOCOSに比べて素子分離領域の有効幅が広がる利点がある。図1A?C及び図2D?Fは従来の方法による素子分離膜の形成方法を工程順に説明するための断面図である。
【0004】図1Aを参照すれば、半導体基板10上にパッド酸化膜とシリコン窒化膜を順に積層した後、不活性領域の半導体基板が露出されるようこれらをパタニングすることによってパッド酸化膜パターン12とシリコン窒化膜パターン14を形成する。次いで、図1Bに示したように、シリコン窒化膜パターン14を食刻マスクとして半導体基板を3000Å?5000Åの深さに食刻することによってトレンチ16を形成する。図1Cを参照すれば、トレンチ16が完全に埋め立てられるよう絶縁物質層20を形成し、図2Dに示したように、シリコン窒化膜パターン14の表面が露出されるまで絶縁物質層20を食刻することによって素子分離膜22を形成する。その後、図2Eのようにシリコン窒化膜パターンを取り除き、図2Fのようにパッド酸化膜パターンを取り除く。
【0005】図2EのA領域及び図2FのB領域はそれぞれシリコン窒化膜パターン14及びパッド酸化膜パターン12を取り除いた後の素子分離の縁部を示す。A領域を調べてみれば、シリコン窒化膜パターン14を取り除いた後の素子分離膜23は取り除く前の素子分離膜22(図2D)より厚さ(t)程その縁部が食刻されたことが判り、B領域をみれば、パッド酸化膜パターン12を取り除いた後の素子分離膜12は除去前の素子分離膜23(図2E)よりその縁部がさらに食刻されたことが判る。これはシリコン窒化膜パターン14及びパッド酸化膜パターン12が取り除かれる時、素子分離膜の縁部も所定厚さ食刻されるからである。この際、素子分離膜の縁部を食刻し過ぎると活性領域の上部の側壁(即ち、トレンチ16の上部の側壁)C(図2F)が露出される恐れがある。」

b.「【0006】さらに、上述した素子分離膜の形成方法によれば、トレンチ16に隣接した活性領域が尖った縁部を形成する問題がある。以下、活性領域の縁部が尖っており、トレンチの上部の側壁が露出される時発生する問題点を述べる。第一に、ハンプ現象が発生する。
【0007】ハンプ現象とは、通常のスレショルド電圧を有する正常のトランジスタと活性領域の縁部に寄生する相対的に低いスレショルド電圧を有する寄生トランジスタによってトランジスタのターンオン動作が二回繰り返されることをいう。このハンプ現象は素子の電気的な特性と信頼度を低下させる原因の一つとなる。
【0008】第二に、逆狭幅効果が発生する。逆狭幅効果とは、活性領域の尖った縁部から発生する強い電界によってゲート電極の幅が縮まるほどスレショルド電圧も小さくなる現象のことをいう。このような逆狭幅効果は、半導体基板に形成されたトランジスタのスレショルド電圧が全く不均一になることによって回路動作を完全に調節し得なくなる問題をもたらす。
【0009】第三に、ゲート酸化膜の薄膜化現象が起こる。ゲート酸化膜の薄膜化現象はトレンチの側壁部が露出された半導体基板上にゲート酸化膜を形成する場合、活性領域の尖った縁部に形成されるゲート酸化膜が他の部分に形成されるゲート酸化膜に比べて薄くなることで、これによってトランジスタの絶縁破壊が発生し易い。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、活性領域の縁部のプロファイルを改善し得、トレンチの側壁部の露出されることが防げる半導体装置の素子分離膜の形成方法を提供することにある。」

c.「【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。図3A?C及び図4D?Fは本発明による素子分離膜の形成方法の第1実施例を工程順に説明するための断面図である。まず、図3Aはパッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34を形成する段階を示したもので、これは半導体基板30上にパッド酸化膜(後続工程によりパッド酸化膜パターン32となる)と食刻防止層(後工程により食刻防止層パターン34となる)とを順に積層する第1工程と、前記パッド酸化膜及び食刻防止層をパタニングすることによって不活性領域(A)の半導体基板30を露出するためのパッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34を形成する第2工程とからなる。
【0014】前記パッド酸化膜は、例えは半導体基板30の表面を酸化して例えば300Å位の厚さに形成する。前記食刻防止層は、前記半導体基板10を構成する物質より食刻選択比が大きい物質、例えばシリコン窒化膜を例えば1000Å?4000Å程度の厚さで塗布してなる。この際、第1工程時、例えば酸化膜などの前記食刻防止層上に前記1導体基板30を構成する物質より大きい食刻選択比を有する物質層(図示せず)をさらに積層し、これをトレンチ36を形成するための食刻工程時食刻マスクとして用いても良い。
【0015】図3Bはトレンチ36を形成する段階を示したものであって、前記トレンチ36は前記食刻防止層パターン34を食刻マスクとして半導体基板30を異方性食刻してなる。前記トレンチ36は、例えば3000?5000Å位の深さに形成する。図3Cは絶縁物質層40を形成する段階を示したもので、該絶縁物質層40はトレンチ36の形成された基板の全面に前記トレンチ36が完全に埋め立てられるように絶縁物質を塗布してなる。」

d.「【0016】前記絶縁物質層40は、例えば化学気相蒸着法で蒸着された酸化膜(以下、CVD酸化膜)よりなる。図4Dは補充酸化膜39を形成する段階を示したもので、これは食刻防止層パターン34が露出されるまで前記絶縁物質層40(図3C)を食刻し埋没絶縁層42を形成する第1工程及び前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出することによって前記トレンチ36の内壁と埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する第2工程よりなる。
【0017】前記第1工程は化学・物理的ポリシング方式で行われる。この際、前記絶縁物質層40のみならず食刻防止層パターン34も所定の厚さに食刻される。前記補充酸化膜39は半導体基板30及び埋没絶縁層42にストレスによる欠陥の生じない条件で形成する。本発明によれば、ストレスが相対的に大きいシリコン窒化膜(食刻防止層パターン34)とCVD酸化膜(埋没絶縁層42)とが形成された状態で前記補充酸化膜39を形成すべきなので酸化膜の粘性・弾性の性質が表れる950?1100℃の温度、特に950℃で酸化工程を行う。
【0018】さらに、前記補充酸化膜39は半導体基板30を劣化しない範囲の厚さ、即ち補充酸化膜39を形成するための酸化工程から発生する体膨張によって基板に欠陥の生じない範囲の厚さに形成する。本発明では100Å?500Å程度の厚さ、特に500Åに形成する。前記補充酸化膜39は図4Dに示したように、トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されるが、これは埋没絶縁層42を通過した酸化剤により埋没絶縁層42の表面に近いトレンチ36の上段の側壁部から先に酸化するためである。これによって、尖った縁部が形成される従来(図1A?C及び図2D?F参照)とは違って活性領域の縁部(Bで表示)のプロファイルの傾斜は緩やかになる。
【0019】前記補充酸化膜39を形成する過程及び前記補充酸化膜39による効果は次の通りである。第一に、埋没絶縁層42の表面の酸化密度が前記補充酸化膜39の形成工程により高くなって以後の食刻防止層パターン34の除去及びパッド酸化膜パターン32の除去のための湿式食刻に対する抵抗力が強まり、よって従来に比し埋没絶縁層42の食刻量が減る。従って、トレンチ36の側壁部の露出される確率が従来より低くなる。第二に、補充酸化膜39がトレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部(Bと表示)でさらに厚く形成されるので活性領域の縁部が丸くなる。従って、活性領域の縁部における電界集中を防止し得る。
【0020】前記補充酸化膜39の形成条件及び厚さを前述したように数値的に制限した。しかしながら、前記補充酸化膜39によって埋没絶縁層42及び半導体基板30に欠陥の発生しない条件及び厚さでさえあれば本発明の効果は充分に達成し得る。従って、上述した数値的な条件により本発明の権利範囲が限定されないことが当業者にとって明らかである。」

e.「【0021】図4Eは食刻防止層パターン34(図4D)を取り除いた後の断面図である。前記図4Dに説明したように、補充酸化膜39の形成工程により埋没絶縁層42の表面の酸化密度が高まったため、食刻防止層パターン34の除去工程時、補充酸化膜39の側壁は従来より少なく取り除かれる。図2Eを参照すればシリコン窒化膜パターン14の除去時、素子分離膜23の側壁が食刻されているが、図4Eを参照すれば食刻防止層パターン34を除去した後にも補充酸化膜39は全く露出されなかったことがわかる。
【0022】図4Fはパッド酸化膜パターン32(図4D)を取り除いた後の素子分離膜44の断面図である。パッド酸化膜パターン32を取り除く時、埋没絶縁層42(図4E)の表面も部分的に食刻されて最終の素子分離膜44が形成される。この際、埋没絶縁層42が過度に食刻されてトレンチ36の側壁部が露出される恐れがあるが、補充酸化膜39によって防止される。これは、補充酸化膜39がトレンチ36の上段の側壁部に厚く形成されており、補充酸化膜39は前記埋没絶縁層42を構成する物質より低い食刻率を有する物質よりなるからである。」

f.「【0028】
【発明の効果】前述したように本発明の第1及び第2実施例によれば、食刻防止層パターン及びパッド酸化膜の除去工程に先立ってトレンチの表面に補充酸化膜を形成することによってトレンチの縁部のプロファイルを丸く改善する上に、トレンチの側壁部が露出されることも防止し得る。従って、ハンプ現象、逆狭幅効果及びゲート酸化膜の薄膜化現象などが防止でき、よって素子の電気的特性及び素子分離の特性を向上し得る。」

(2-2)以上を総合すると、先願明細書等には、次の発明(以下「先願発明」という。)が記載されているものと認められる。
「トレンチ素子分離法であって、
半導体基板30上にパッド酸化膜と食刻防止層とを順に積層する工程と、
前記パッド酸化膜及び前記食刻防止層をパタニングすることによって不活性領域の前記半導体基板30を露出するためのパッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34を形成する工程と、
前記食刻防止層パターン34を食刻マスクとして前記半導体基板30を異方性食刻することにより、トレンチ36を形成する工程と、
前記トレンチ36の形成された基板の全面に前記トレンチ36が完全に埋め立てられるようにCVD酸化膜よりなる絶縁物質層40を形成する工程と、
前記食刻防止層パターン34が露出されるまで前記絶縁物質層40を食刻し埋没絶縁層42を形成する工程と、
前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出することによって前記トレンチ36の内壁と前記埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する工程であって、前記補充酸化膜39は前記トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されることにより、活性領域の縁部を丸くする工程と、
前記食刻防止層パターン34及び前記パッド酸化膜パターン32を取り除く工程と、
を含み、
前記活性領域の尖った縁部に形成されるゲート酸化膜が他の部分に形成されるゲート酸化膜に比べて薄くなる薄膜化現象を防止できるトレンチ素子分離法。」

(3)補正発明と先願発明との対比
(3-1)先願発明の「トレンチ素子分離法」は、補正発明の「シャロートレンチアイソレーション法」に相当する。
そして、先願発明の「トレンチ素子分離法」が補正発明のように、「半導体デバイスの素子分離構造を形成するための」ものであることは、先願明細書の0001段落?0002段落の記載からも、当業者における技術常識からも明らかである。

(3-2)先願発明の「半導体基板30」、「パッド酸化膜と食刻防止層」、「不活性領域」は、各々補正発明の「半導体基材」、「マスク層」、「前記半導体基材の第一区域」に相当する。
そして、先願発明の「前記半導体基板30を露出するためのパッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34を形成する」ことは、補正発明の「マスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる」ことに相当し、先願発明の「パッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34」は、補正発明の「開孔部」が形成された「マスク層」に相当する。
したがって、先願発明の「半導体基板30上にパッド酸化膜と食刻防止層とを順に積層する工程と、 前記パッド酸化膜及び前記食刻防止層をパタニングすることによって不活性領域の前記半導体基板30を露出するためのパッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34を形成する工程」は、補正発明の「a)半導体基材の上側表面の上に配置されたマスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる工程」に相当する。

(3-3)先願発明の「トレンチ36」は、補正発明の「トレンチ」に相当する。
したがって、先願発明の「前記食刻防止層パターン34を食刻マスクとして前記半導体基板30を異方性食刻することにより、トレンチ36を形成する工程」は、補正発明の「b)前記第一区域で前記半導体基材の中に所望の深さを有するトレンチを形成させる工程」に相当する。

(3-4)先願発明の「埋没絶縁層42」は、「CVD酸化膜」よりなるものであるから、誘電体であることは明らかである。
したがって、先願発明の「前記トレンチ36の形成された基板の全面に前記トレンチ36が完全に埋め立てられるようにCVD酸化膜よりなる絶縁物質層40を形成する工程と、 前記食刻防止層パターン34が露出されるまで前記絶縁物質層40を食刻し埋没絶縁層42を形成する工程」は、補正発明の「c)前記トレンチに誘電体物質を充填して、誘電体が充填されたトレンチを形成させる、工程」に相当する。

(3-5)先願発明の「前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出すること」は、補正発明の「前記誘電体を充填したトレンチを酸化性環境に露出」することに相当する。
また、先願発明の「前記トレンチ36の内壁と前記埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する工程であって、前記補充酸化膜39は前記トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されることにより、活性領域の縁部を丸くする工程」は、補正発明の「前記マスク層の下の、前記トレンチの半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点の近くで、前記半導体基材を酸化し、前記マスク層の下の、前記半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点に、滑らかに丸めた半導体基材の角部を形成させる工程」に相当する。

(3-6)先願発明の「前記食刻防止層パターン34及び前記パッド酸化膜パターン32を取り除く」ことは、補正発明の「マスク層を除去」することに相当する。

(3-7)したがって、補正発明と先願発明とは、
「下記の工程を含んでなることを特徴とする、半導体デバイスの素子分離構造を形成するための、シャロートレンチアイソレーション法。
a)半導体基材の上側表面の上に配置されたマスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる工程、
b)前記第一区域で前記半導体基材の中に所望の深さを有するトレンチを形成させる工程、
c)前記トレンチに誘電体物質を充填して、誘電体が充填されたトレンチを形成させる、工程、
d)前記誘電体を充填したトレンチを酸化性環境に露出し、前記マスク層の下の、前記トレンチの半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点の近くで、前記半導体基材を酸化し、前記マスク層の下の、前記半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点に、滑らかに丸めた半導体基材の角部を形成させる工程、および
e)マスク層を除去する工程。」

である点で一致し、以下の点で相違する。

(相違点1)
補正発明は、「d)」の工程において、「ここで、前記酸化のパラメータは調整されて、酸化がマスク層の引き上げを起こす」ものであるのに対して、先願発明は、そのようなことが特定されていない点。

(相違点2)
補正発明は、「e)」の工程において、「基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させ」ているのに対して、先願発明はそのようなことが特定されていない点。

(4)相違点についての当審の判断
(4-1)相違点1について
一般に、シリコンが酸化する際に体積が増加することは当業者の技術常識であり、先願発明の「前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出することによって前記トレンチ36の内壁と前記埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する工程であって、前記補充酸化膜39は前記トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されることにより、活性領域の縁部を丸くする工程」において、酸化により「補充酸化膜39」を形成する場合についてもその例外ではないことは、先願明細書の0018段落の「さらに、前記補充酸化膜39は半導体基板30を劣化しない範囲の厚さ、即ち補充酸化膜39を形成するための酸化工程から発生する体膨張によって基板に欠陥の生じない範囲の厚さに形成する。」という記載からも明らかである。
そして、先願発明において、「補充酸化膜39」の形成時に体積が膨張すれば、その上に形成されている「パッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34」が上方に引き上げられることは当業者にとって自明である。
したがって、先願発明も、「前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出することによって前記トレンチ36の内壁と前記埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する工程であって、前記補充酸化膜39は前記トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されることにより、活性領域の縁部を丸くする工程」において、補正発明と同様に、「前記酸化のパラメータは調整されて、酸化がマスク層の引き上げを起こ」しているものと認められるから、相違点1は実質的なものではない。

(4-2)相違点2について
先願発明は、「第三に、ゲート酸化膜の薄膜化現象が起こる。ゲート酸化膜の薄膜化現象はトレンチの側壁部が露出された半導体基板上にゲート酸化膜を形成する場合、活性領域の尖った縁部に形成されるゲート酸化膜が他の部分に形成されるゲート酸化膜に比べて薄くなることで、これによってトランジスタの絶縁破壊が発生し易い。」(先願明細書0009段落)という従来のトレンチ素子分離法が有していた欠点を解消することを課題とし、「食刻防止層パターン及びパッド酸化膜の除去工程に先立ってトレンチの表面に補充酸化膜を形成することによってトレンチの縁部のプロファイルを丸く改善する上に、トレンチの側壁部が露出されることも防止し得る。従って、ハンプ現象、逆狭幅効果及びゲート酸化膜の薄膜化現象などが防止でき・・・」(同0028段落)という効果を奏するものであると認められる。
したがって、先願発明が、「前記食刻防止層パターン34及び前記パッド酸化膜パターン32を取り除く工程」の後に、半導体基板上に、活性領域の尖った縁部に形成されるゲート酸化膜が他の部分に形成されるゲート酸化膜に比べて薄くなる現象(薄膜化現象)を生じさせることなくゲート酸化膜を形成することを前提とするものであることは明白であるから、先願発明の「前記食刻防止層パターン34及び前記パッド酸化膜パターン32を取り除く工程」の後に、半導体基板上に、活性領域の尖った縁部に形成されるゲート酸化膜が他の部分に形成されるゲート酸化膜に比べて薄くなる現象(薄膜化現象)を生じさせることなくゲート酸化膜を形成すること、すなわち、補正発明のように、「マスク層を除去し、基材および誘電体物質の上にゲート酸化物層を、均一な厚さを有するように形成させる工程」を設けることは、先願明細書等に記載されているに等しい事項であると認められる。
したがって、相違点2も実質的なものではない。

(4-3)判断についてのまとめ
上において検討したとおり、補正発明と先願発明との相違点はいずれも実質的なものではないから、補正発明は先願発明と実質的に同一である。

(5)独立特許要件についてのまとめ
補正発明は、先願明細書等に記載された発明と実質的に同一であり、補正発明の発明者は先願発明の発明者と同一ではなく、また、本願の出願の時点において、その出願人が先願の出願人と同一でもないから、補正発明は、特許法第29条の2の規定により特許出願の際独立して特許を受けることができない。
したがって、本件補正は、補正後の特許請求の範囲の請求項1に記載されている事項により特定される発明が特許出願の際独立して特許を受けることができないものであるから、特許法第17条の2第5項において準用する同法第126条第5項(平成18年法律第55号改正附則第3条第1項によりなお従前の例によるとされる同法による改正前の特許法第17条の2第5項において準用する同法第126条第5項をいう。以下同じ。)の規定に適合しないものである。

5.補正の却下の決定のむすび
以上検討したとおり、本件補正は、特許法第17条の2第4項に規定する要件を満たしておらず、また、仮に当該要件を満たすものとみなした場合であっても、特許法第17条の2第5項において準用する同法第126条第5項の規定に適合しないものであるから、特許法第159条第1項において読み替えて準用する同法第53条第1項の規定により却下すべきものである。

第3.本願発明
平成19年11月26日に提出された手続補正書による補正は以上のとおり却下されたので、本願の請求項1?18に係る発明は、平成19年1月12日に提出された手続補正書により補正された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?18に記載されている事項により特定されるとおりのものであり、そのうちの請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、請求項1に記載されている事項により特定される、上記第2.1.の「(補正前)」の箇所に記載したとおりのものである。

第4.先願明細書等に記載された発明
本願の優先権主張の日前である平成8年4月15日を優先権主張の日とする特許出願であって、本願の優先権主張の日後である平成10年1月6日に出願公開(特開平10-4136号公報)がなされた特願平9-67755号特許出願(先願)の願書に最初に添付した明細書及び図面には、上記第2.4.(2-1)に記載した事項及び同(2-2)に記載した発明(先願発明)が記載されているものと認められる。

第5.本願発明と先願発明との対比
1.先願発明の「トレンチ素子分離法」は、本願発明の「シャロートレンチアイソレーション法」に相当する。
そして、先願発明の「トレンチ素子分離法」が本願発明のように、「半導体デバイスの素子分離構造を形成するための」ものであることは、先願明細書の0001段落?0002段落の記載からも、当業者における技術常識からも明らかである。

2.先願発明の「半導体基板30」、「パッド酸化膜と食刻防止層」、「不活性領域」は、各々本願発明の「半導体基材」、「マスク層」、「前記半導体基材の第一区域」に相当する。
そして、先願発明の「前記半導体基板30を露出するためのパッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34を形成する」ことは、本願発明の「マスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる」ことに相当し、先願発明の「パッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34」は、本願発明の「開孔部」が形成された「マスク層」に相当する。
したがって、先願発明の「半導体基板30上にパッド酸化膜と食刻防止層とを順に積層する工程と、 前記パッド酸化膜及び前記食刻防止層をパタニングすることによって不活性領域の前記半導体基板30を露出するためのパッド酸化膜パターン32及び食刻防止層パターン34を形成する工程」は、本願発明の「a)半導体基材の上側表面の上に配置されたマスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる工程」に相当する。

3.先願発明の「トレンチ36」は、本願発明の「トレンチ」に相当する。
したがって、先願発明の「前記食刻防止層パターン34を食刻マスクとして前記半導体基板30を異方性食刻することにより、トレンチ36を形成する工程」は、本願発明の「b)前記第一区域で前記半導体基材の中に所望の深さを有するトレンチを形成させる工程」に相当する。

4.先願発明の「埋没絶縁層42」は、「CVD酸化膜」よりなるものであるから、誘電体であることは明らかである。
したがって、先願発明の「前記トレンチ36の形成された基板の全面に前記トレンチ36が完全に埋め立てられるようにCVD酸化膜よりなる絶縁物質層40を形成する工程と、 前記食刻防止層パターン34が露出されるまで前記絶縁物質層40を食刻し埋没絶縁層42を形成する工程」は、本願発明の「c)前記トレンチに誘電体物質を充填して、誘電体が充填されたトレンチを形成させる、工程」に相当する。

5.先願発明の「前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出すること」は、本願発明の「前記誘電体を充填したトレンチを酸化性環境に露出」することに相当する。
また、先願発明の「前記トレンチ36の内壁と前記埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する工程であって、前記補充酸化膜39は前記トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されることにより、活性領域の縁部を丸くする工程」は、本願発明の「前記マスク層の下の、前記トレンチの半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点の近くで、前記半導体基材を酸化し、前記マスク層の下の、前記半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点に、滑らかに丸めた半導体基材の角部を形成させる工程」に相当する。

6.したがって、本願発明と先願発明とは、
「下記の工程を含んでなることを特徴とする、半導体デバイスの素子分離構造を形成するための、シャロートレンチアイソレーション法。
a)半導体基材の上側表面の上に配置されたマスク層に、前記半導体基材の第一区域が露出する様に開口部を形成させる工程、
b)前記第一区域で前記半導体基材の中に所望の深さを有するトレンチを形成させる工程、
c)前記トレンチに誘電体物質を充填して、誘電体が充填されたトレンチを形成させる、工程、および
d)前記誘電体を充填したトレンチを酸化性環境に露出し、前記マスク層の下の、前記トレンチの半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点の近くで、前記半導体基材を酸化し、前記マスク層の下の、前記半導体基材側壁および前記半導体基材の上側表面が交差する地点に、滑らかに丸めた半導体基材の角部を形成させる工程。」

である点で一致し、以下の点で相違する。

(相違点3)
本願発明は、「d)」の工程において、「ここで、前記酸化のパラメータは調整されて、酸化がマスク層の引き上げを起こす」ものであるのに対して、先願発明は、そのようなことが特定されていない点。

第6.相違点についての当審の判断
一般に、シリコンが酸化する際に体積が増加することは当業者の技術常識であり、先願発明の「前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出することによって前記トレンチ36の内壁と前記埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する工程であって、前記補充酸化膜39は前記トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されることにより、活性領域の縁部を丸くする工程」において、酸化により「補充酸化膜39」を形成する場合についてもその例外ではないことは、先願明細書の0018段落の「さらに、前記補充酸化膜39は半導体基板30を劣化しない範囲の厚さ、即ち補充酸化膜39を形成するための酸化工程から発生する体膨張によって基板に欠陥の生じない範囲の厚さに形成する。」という記載からも明らかである。
したがって、先願発明も、「前記埋没絶縁層42の形成された基板を酸化雰囲気に露出することによって前記トレンチ36の内壁と前記埋没絶縁層42との間に補充酸化膜39を形成する工程であって、前記補充酸化膜39は前記トレンチ36の他の側壁部より上段の側壁部でさらに大きく形成されることにより、活性領域の縁部を丸くする工程」において、本願発明と同様に、「前記酸化のパラメータは調整されて、酸化がマスク層の引き上げを起こ」しているものと認められるから、相違点3は実質的なものではない。

したがって、本願発明は先願発明と実質的に同一である。

第7.むすび
本願発明は、先願明細書等に記載された発明と実質的に同一であり、本願発明の発明者は先願発明の発明者と同一ではなく、また、本願の出願の時点において、その出願人が先願の出願人と同一でもないから、本願発明は、特許法第29条の2の規定により特許を受けることができない。
したがって、他の請求項について検討するまでもなく、本願は拒絶をすべきものである。
よって、上記結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2010-12-24 
結審通知日 2011-01-04 
審決日 2011-01-17 
出願番号 特願平9-358079
審決分類 P 1 8・ 574- Z (H01L)
P 1 8・ 161- Z (H01L)
P 1 8・ 57- Z (H01L)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 加藤 浩一  
特許庁審判長 北島 健次
特許庁審判官 近藤 幸浩
酒井 英夫
発明の名称 シャロートレンチアイソレーション法で、シリコンの角部を丸める方法  
代理人 吉武 賢次  
代理人 関根 毅  
代理人 高橋 佳大  
代理人 橘谷 英俊  
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