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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。 C23C
管理番号 1271826
審判番号 不服2012-5542  
総通号数 161 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2013-05-31 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2012-03-26 
確定日 2013-03-21 
事件の表示 特願2001-171368「アモルファスカーボン層の堆積方法」拒絶査定不服審判事件〔平成14年 7月10日出願公開、特開2002-194547〕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13年6月6日(パリ条約による優先権主張 2000年6月8日 米国(US))の出願であって、平成23年12月8日付けで拒絶査定がされ、これに対して、平成24年3月26日に審判請求がされるとともに、明細書の特許請求の範囲についての手続補正がされたものである。
その後、当審において、同年6月12日付けで前置報告書に基づく審尋がされ、同年8月21日付けで回答書が提出されている。

第2 本願発明
本願の発明は、平成24年3月26日付けの手続補正により補正された明細書の特許請求の範囲の請求項1?15に記載された事項により特定されるとおりのものと認められるところ、請求項1に係る発明(以下、「本願発明」という。)は、次のとおりのものである。

「ダマシン構造を作製する方法であって、
基板上に4.5未満の誘電率を有する誘電層を形成するステップと、
堆積チャンバ内に基板を配置し、
堆積チャンバ内の圧力を1から20Torrの圧力に維持し、
炭化水素化合物と不活性ガスを含むガス混合物を堆積チャンバに供給し、
ガス混合物を加熱して、ガス混合物の炭化水素化合物を熱分解することで、
誘電層上にアモルファスカーボン層を形成するステップと、
アモルファスカーボン層をパターニングしてコンタクト又はバイアを形作るステップと、
アモルファスカーボン層中に形成されたパターンを、誘電層に転写し、その中にコンタクト又はバイアを形成するステップと、
パターニングされた誘電層から、アモルファスカーボン層を除去するステップと、
誘電層中に形成されたコンタクト又はバイアを導電性材料で充填するステップと
を有する方法。」

第3 原査定の拒絶理由の概要
原査定の拒絶理由の概要は、本願発明は、その優先権主張の前に日本国内又は外国において頒布された刊行物である以下の引用文献1?4に記載された発明に基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受けることができない、というものである。

<引用文献>
1.特開平9-45633号公報
2.国際公開第00/5763号
3.特開平11-8248号公報
4.略

第4 当審の判断
1 引用文献1の記載事項
[1a]「【請求項1】(a)下層絶縁膜の上にアモルファスカーボン薄膜を形成する工程と、(b)該アモルファスカーボン薄膜上にフォトレジスト薄膜を形成する工程と、(c)フォトリソのパターニングを行い、前記フォトレジスト薄膜をマスクに前記アモルファスカーボン薄膜をエッチングし、そのパターニングされたアモルファスカーボン薄膜とフォトレジスト薄膜をマスクとして前記下層絶縁膜をエッチングしてホールを開口する工程とを施すことを特徴とする半導体集積回路装置の微細ホールの形成方法。」

[1b]「【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の第1実施例を示す微細コンタクトホールの形成工程断面図(その1)、図2はその微細コンタクトホールの形成工程断面図(その2)である。
(a)まず、図1(a)に示すように、アクティブ領域やフィールド領域(フィールド酸化膜)21、ゲート22が形成された基板20上に、CVD酸化膜23を3000Å?8000Å生成する。
【0021】(b)次に、図1(b)に示すように、そのCVD酸化膜23上にアモルファスカーボン薄膜24を100Å?800Å形成する。このアモルファスカーボン薄膜24はスパッタ法或いはCVD法のどちらを用いてもよい。
(c)次に、図1(c)に示すように、フォトリソ工程に入り、パターニングのためのフォトレジスト薄膜25を、3000Å?6000Åの膜厚でアモルファスカーボン薄膜24上に塗布する。ここでフォトレジスト薄膜25の厚さを出来るだけ薄くすることが重要である。
【0022】(d)次に、図1(d)に示すように、露光機(ステッパー)でフォトマスクを用いて必要な露光を行い、現像処理してフォトレジスト薄膜25の不要な部分を除去し、開口26を形成する。
(e)次に、図2(a)に示すように、前記フォトレジストパターンをマスクとして、アモルファスカーボン薄膜24をプラズマドライエッチング装置でエッチング処理し、不要な部分を除去して開口27を形成する。
【0023】(f)次に、図2(b)に示すように、CVD酸化膜23のエッチングを、やはりプラズマドライエッチング装置を用いてエッチング処理し、不要な部分を除去して開口28を形成する。
(g)次に、図2(c)に示すように、不要となったフォトレジスト薄膜(マスク)及び、アモルファスカーボン薄膜24をアッシング・洗浄除去することにより、微細コンタクトホール29が形成される。アモルファスカーボン薄膜24は従来のアッシング及び洗浄でレジストと同時に除去することが可能である。
【0024】このように構成したので、第1実施例によれば、CVD酸化膜23上にアモルファスカーボン薄膜24を形成し、フォトレジスト膜厚を従来に比較して大幅に薄膜化した。これは、従来フォトレジストはCVD酸化膜をエッチングするためのマスクとして、ある程度の厚さが必要であったが、本発明ではレジストマスクはアモルファスカーボン薄膜24のエッチングに耐え得る膜厚があればよい。それはアモルファスカーボン薄膜24の耐エッチング性がレジストより数倍大きく、CVD酸化膜23のエッチング時はそのアモルファスカーボン薄膜24がエッチングマスクとして大きな効果があるため、レジストの膜厚は薄くてよい。」

[1c]「【0025】このようにレジストの薄膜化を可能としたことで、エッチングアスペクト比が低下することになり、CVD酸化膜のエッチングが容易になり、エッチングマージンの拡大が期待される。更に、レジストを薄膜化することでフォトパターンの解像力を向上することが可能となり、微細パターン形成のためのフォトリソマージンを拡大することが期待される。
【0026】また、アモルファスカーボン薄膜は表面反射率が低いため、これによってもフォトリソマージンを拡大することが期待される。」

[1d]「【0040】…これまでの実施例ではアクティブ領域やゲートへのメタル配線接続のためのいわゆるコンタクトホール形成の場合について述べてきたが、本発明は、メタル配線とメタル配線を接続するためのいわゆるスルーホールの形成にも応用可能である。」

2 引用発明
ア 引用文献1には、[1a]に記載の「(a)下層絶縁膜の上にアモルファスカーボン薄膜を形成する工程と、(b)該アモルファスカーボン薄膜上にフォトレジスト薄膜を形成する工程と、(c)フォトリソのパターニングを行い、前記フォトレジスト薄膜をマスクに前記アモルファスカーボン薄膜をエッチングし、そのパターニングされたアモルファスカーボン薄膜とフォトレジスト薄膜をマスクとして前記下層絶縁膜をエッチングしてホールを開口する工程とを施すことを特徴とする半導体集積回路装置の微細ホールの形成方法。」について、[1b]には、下層絶縁膜は「CVD酸化膜」であり、アモルファスカーボン薄膜は、「スパッタ法或いはCVD法」を用いて形成されるものであり、(c)工程は、パターニングされたフォトレジスト薄膜をマスクとしてアモルファスカーボン薄膜をエッチングしパターニングする工程と、アモルファスカーボン薄膜とフォトレジスト薄膜をマスクとして下層絶縁膜をエッチングしてホールを開口する工程であり、この(c)工程の後に、不要となったフォトレジスト薄膜及びアモルファスカーボン薄膜をアッシング・洗浄除去して微細コンタクトホールを形成する方法であることが記載されている。
そして、[1d]の記載によると、このコンタクトホールは、「アクティブ領域やゲートへのメタル配線接続」や、「メタル配線とメタル配線を接続する」ために用いられるものである。

以上によると、引用文献1には、以下の発明(以下、「引用発明」という。)が記載されていると認められる。

「半導体集積回路装置の配線接続のためのコンタクトホールを形成する方法であって、
基板上に下層絶縁膜であるCVD酸化膜を形成する工程と、
その下層絶縁膜上にCVD法又はスパッタ法でアモルファスカーボン薄膜を形成する工程と、
該アモルファスカーボン薄膜上にフォトレジスト薄膜を形成し、
フォトリソのパターニングを行い、前記フォトレジスト薄膜をマスクとして前記アモルファスカーボン薄膜をエッチングし、パターニングする工程と、
そのパターニングされたアモルファスカーボン薄膜とフォトレジスト薄膜をマスクとして前記下層絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを開口する工程と
フォトレジスト膜とアモルファスカーボン薄膜をアッシング・洗浄除去する工程を有する方法。」

3 本願発明と引用発明との対比
本願発明を特定する事項である「ダマシン法」とは、半導体集積回路装置において、層間絶縁層に形成された孔又は溝を導電性材料で埋め込み、余分な導電性材料を化学機械研磨(CMP)で除去して孔又は溝内に配線を形成する方法であるところ、引用発明は、「層間絶縁層」の第1層である「下層絶縁膜」にコンタクトホールを形成する方法の発明であるから、本願発明における「ダマシン構造を作製する方法」のうち、「誘電層を形成するステップ」と「誘電層…の中にコンタクト又はバイアを形作るステップ」を有する点で本願発明と一致する。
そして、引用発明の「基板上に下層絶縁膜…を形成する工程」は、本願発明の「基板上に…誘電層を形成するステップ」に相当し、引用発明の「下層絶縁膜上に…アモルファスカーボン薄膜を形成する工程」は、アモルファスカーボン薄膜を堆積するための装置内に基板を配置するステップを含むことが明らかであるから、本願発明の「堆積チャンバ内に基板を配置し、…誘電層上にアモルファスカーボン層を形成するステップ」に相当し、以下、同様に「該アモルファスカーボン薄膜上にフォトレジスト薄膜を形成し、フォトリソのパターニングを行い、前記フォトレジスト薄膜をマスクとして前記アモルファスカーボン薄膜をエッチングし、パターニングする工程」は、「アモルファスカーボン層をパターニングしてコンタクト又はバイアを形作るステップ」に、「そのパターニングされたアモルファスカーボン薄膜とフォトレジスト薄膜をマスクとして前記下層絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを開口する工程」は、「アモルファスカーボン層中に形成されたパターンを、誘電層に転写し、その中にコンタクト又はバイアを形成するステップ」に、「フォトレジスト膜とアモルファスカーボン薄膜をアッシング・洗浄除去する工程」は、「パターニングされた誘電層から、アモルファスカーボン層を除去するステップ」に相当する。

したがって、本願発明と引用発明とは、以下の点で一致し、以下の相違点を有する。

<一致点>
「基板上に誘電層を形成するステップと、
堆積チャンバ内に基板を配置し、
誘電層上にアモルファスカーボン層を形成するステップと、
アモルファスカーボン層をパターニングしてコンタクト又はバイアを形作るステップと、
アモルファスカーボン層中に形成されたパターンを、誘電層に転写し、その中にコンタクト又はバイアを形成するステップと、
パターニングされた誘電層から、アモルファスカーボン層を除去するステップと
を有する方法。」

<相違点>
相違点1:本願発明は、「ダマシン構造を作製する方法」であって、「誘電層中に形成されたコンタクト又はバイアを導電性材料で充填するステップ」を有するのに対して、引用発明は、コンタクトホールを導電性材料で埋め込み、余分な導電性材料を化学機械研磨(CMP)で除去してコンタクトホールを充填するステップを有するのか不明である点
相違点2:本願発明は、層間絶縁層が「4.5未満の誘電率を有する誘電層」であるのに対して、引用発明は、CVD酸化膜である点
相違点3:本願発明は、誘電層上にアモルファスカーボン層を形成するステップが、
「堆積チャンバ内の圧力を1から20Torrの圧力に維持し、
炭化水素化合物と不活性ガスを含むガス混合物を堆積チャンバに供給し、
ガス混合物を加熱して、ガス混合物の炭化水素化合物を熱分解する」ことによるのに対して、引用発明は、CVD法又はスパッタ法による点

4 相違点についての判断
(1)相違点1について
引用文献2の明細書第1頁第23-39行、Fig.1A?1Bには、従来のダマシンプロセスとして、基板100上の第1絶縁層102に形成されたバイア104を金属層106の堆積により充填した後、化学機械研磨(CMP)により平坦化された「プラグ108」(埋込構造)をバイア内に形成し、この「プラグ108」により内部配線を相互に導電接続することが記載されている。
そうすると、引用発明においても、コンタクトホールは「配線接続のため」に形成されるのであるから、該コンタクトホールを導電性材料で埋め込み、余分な導電性材料を化学機械研磨(CMP)で除去するステップを有するダマシン法を採用することは、当業者が容易になし得ることである。

(2)相違点2について
引用文献2の明細書第5頁第31行-第6頁第2行、Fig.3A?3Hには、層間絶縁層として、低誘電率を有するフッ化ケイ酸塩ガラス等の材料を使用することが記載されている。
そして、配線層間の低誘電率絶縁膜として用いられるフッ化ケイ酸塩ガラスの比誘電率が4.5未満であることも、周知の事項である(要すれば、特開平3-97247号公報 第2頁右上欄第14行-同頁右下欄第5行、特開平8-115976号公報【0014】参照)。
したがって、引用発明において、層間絶縁膜として、比誘電率が4.5未満の誘電率を有するものとすることは、当業者が適宜なし得る材料の変換であるにすぎない。

(3)相違点3について
引用文献3には、【0001】に記載の「非晶質炭素皮膜を主体とする調整可能でかつ除去可能な反射防止コーティングの製法」について、【0010】には、「本発明の広義の態様は、光学特性を調整できるa-C:X:H皮膜(Xはフッ素、窒素、酸素、シリコン、またはこれらの組合せ)の気相付着である。」と記載され、この気相付着の態様に関して、【0020】に「炭化水素、フルオロカーボン、水素、ヘリウム、およびアルゴン・ガスは、最初にアルゴン、水素、炭化水素、フルオロカーボン、およびヘリウムの合計圧力が1ミリトルないし1000ミリトルになるような十分な流量に設定された、それぞれの流量制御装置を通過させて、チェンバ中に導入する。」と、【0023】に「基板を約25ないし400℃の温度に加熱する」と記載されている。
そして、図4(b)、図7の記載によると、引用文献3に記載のa-C:X:H皮膜は、ARC(反射防止コーティング)として、層間絶縁層とフォトレジストとの間に設けられ、層間絶縁層にコンタクトホールを形成した後、フォトレジストとともに除去されているから、引用発明と同様の工程に用いられるものである。
そうすると、引用発明におけるアモルファスカーボン薄膜も、[1c]の記載によると、反射防止という光学特性を有する膜であるから、引用文献3の反射防止コーティングであるa-C:X:H皮膜(Xはフッ素、窒素、酸素、シリコン、またはこれらの組合せ)の製造方法を参酌して、炭化水素、ヘリウム及びアルゴンを含むガス混合物を、堆積チャンバの圧力が1?1000ミリトル(0.001?1Torr)となるように導入し、ガス混合物を基板上で熱分解するCVD法により形成することは、当業者が容易に想到し得ることであるし、さらに、反射防止性や、除去性の観点から、堆積チャンバの圧力を1Torrより高い条件に設定してみることも、当業者が適宜なし得る設計的事項である。

(4)補足 - 請求人の主張に対して
なお、相違点3に関して、請求人は、審判請求書において、引用文献3は、「炭化水素、フルオロカーボン、水素、ヘリウム、およびアルゴン・ガスは、合計圧力が1ミリトルないし1000ミリトルになるような十分な流量」を採用することを開示するから、炭化水素と不活性ガス(ヘリウム及びアルゴン)のみを用いて1Torrの圧力を生成するとは理解されない、と主張している。
しかし、本願発明は、「炭化水素化合物と不活性ガスを含むガス混合物」を用いるものであって、本願明細書【0026】に記載の「水素(H_(2))、窒素(N_(2))、アンモニア(NH_(3))、又はこれらの化合物を、必要に応じて混合ガスに加えてもよい」のであるから、本願発明を炭化水素と不活性ガスのみを用いて1Torrの圧力を生成するものと解することは前提において当を得ていない。

また、請求人は、審判請求書において、「ガス混合物の組成の変更は、往々にして堆積チャンバ内の圧力の変化をもたらします。ここで、本願発明は、炭化水素化合物と不活性ガスを含むガス混合物を堆積チャンバに供給して、堆積チャンバ内の圧力を1から20Torrの範囲で制御することにより、生成するアモルファスカーボン層の特性を広い範囲で調節することが可能にするという発想に基づいています。本願発明の堆積チャンバ内の圧力範囲で、ガス混合物を堆積チャンバ内に導入することで、所望の特性のアモルファスカーボン層を、高い均一性で、再現性良く形成することができます。」と、本願発明の効果を主張している。
しかし、本願明細書には、【0029】?【0031】に、炭素:水素比や、堆積温度、混合ガス中の添加物により、アモルファスカーボン層の光学的性質やエッチング選択性を調節できることは記載されているが、堆積チャンバ内の圧力に関しては、【0028】に、堆積チャンバに応じて適宜変化できるパラメータとして記載されているにすぎず、堆積チャンバ内の圧力を1から20Torrの範囲で制御することにより、より低い圧力の場合と比べて、所望の特性のアモルファスカーボン層を、高い均一性で、再現性良く形成することができることが技術常識であるとも認められない。
したがって、上記の効果に関する主張も受け入れることができない。

さらに、請求人は、回答書において、ガス混合物について、「炭化水素化合物塗布活性ガスからなるガス混合物または、炭化水素化合物と不活性ガスに加え窒素、酸素またはその組合せからなるガス混合物」と限定する旨の補正案を示している。
しかし、仮に上記の補正案を受け入れたとしても、上記(3)に示す理由により、その発明に進歩性を認めることはできない。

(5)小括
以上のとおりであるから、本願発明は引用発明、及び引用文献2,3に記載された発明に基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。

第5 むすび
以上のとおりであるから、本願は、原査定の拒絶理由によって拒絶すべきものである。
よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2012-10-16 
結審通知日 2012-10-23 
審決日 2012-11-06 
出願番号 特願2001-171368(P2001-171368)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (C23C)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 松本 要  
特許庁審判長 吉水 純子
特許庁審判官 佐藤 陽一
山田 靖
発明の名称 アモルファスカーボン層の堆積方法  
代理人 園田 吉隆  
代理人 小林 義教  

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