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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 1276644
審判番号 不服2011-4045  
総通号数 165 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2013-09-27 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2011-02-23 
確定日 2013-07-08 
事件の表示 特願2006-157253「配線構造の形成方法,配線構造およびデュアルダマシン構造」拒絶査定不服審判事件〔平成18年12月21日出願公開,特開2006-344965〕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
本願は,平成18年6月6日(パリ条約による優先権主張2005年6月6日,アメリカ合衆国)の出願であって,平成22年4月28日付けの拒絶理由通知に対して,同年8月6日に手続補正書及び意見書が提出されたが,同年10月28日付けで拒絶査定がされ,これに対し,平成23年2月23日に審判請求がなされたものである。

2 本願発明
本願の請求項6に係る発明は,平成22年8月6日の手続補正書で補正された明細書,特許請求の範囲及び図面の記載からみて,その特許請求の範囲の請求項6に記載されたとおりのものと認められるところ,その請求項6に記載された発明(以下「本願発明」という。)は次のとおりである。

「導電部材を有する基板と,
前記基板上に存在し,少なくとも1つの応力調整層が内部に介在される複合低k誘電体層と,
前記複合低k誘電体層に形成され,前記少なくとも1つの応力調整層を貫通して,前記導電部材を電気的に接続する導電機構と,から構成され,
前記複合低k誘電体層内の応力を調整する前記応力調整層は,酸素を含有する炭化シリコン(Si_(a)C_(b)O_(c))で構成され,前記aは0.8?1.2であり,前記bは0.8?1.2であり,前記cは0を含まない0?0.8であることを特徴とする配線構造。」

3 引用例に記載された発明
(1)引用例に記載された発明
本願の優先権主張の日前に頒布され,原査定の根拠となった拒絶の理由において引用された刊行物である米国特許出願公開第2005/0001321号明細書(以下「引用例」という。)には,(当審訳:「配線構造とその製造方法」)(発明の名称)に関して,図2,3とともに以下の記載がある(なお,下線は当合議体にて付加したものである。以下同様。)。

ア 「[0020] Referring to FIG.2, a substrate 200 is provided, wherein the substrate 200 has a metal layer 210, such as a copper layer already formed therein. Also, a cap layer 220 made of material, such as silicon nitride is already formed over the substrate 200. Next, an organic low dielectric constant (low-k) material layer 230 is formed over the substrate. The organic low-k material layer 230 may be made of a material such as polyimide, fluorinated polyimide, poly(arylene ether), parylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), and benzocyclobutene (BCB).
[0021]Still referring to FIG.2, a stress redistribution layer 232 is formed on the organic low-k material layer 230. The stress redistribution layer 232 has a heat expansion coefficient closer to that of the substrate. In other words, the stress redistribution layer 232 is much more similar in terms of its characteristics to that of inorganic material. However, the heat expansion coefficient of the stress redistribution layer 232 differs more significantly from those of the organic low-k material layer 230. The stress redistribution layer 232 may be made of material, such as silicon nitride, Blok^(TM) with its main ingredient being silicon carbide (SiC), silicon hydroxyl carbide (SiCOH), spin-on glass (SOG), or hydrido organo siloxane polymer (HOSP). An organic low-k material layer 234 is then formed on the stress redistribution layer 232, wherein the organic low-k material layer 234 is made of the same material for making the organic low-k material layer 230.
[0022] Referring to FIG.3, a via opening 240 and a trench 250 above the via opening 240, together known as a dual damascene opening, are formed in the organic low-k material layer 234, the stress redistribution layer 232, and the organic low-k material layer 230. The via opening 240 penetrates a bottom layer of the organic low-k material layer 234, the stress redistribution layer 232, the organic low-k material layer 230, and the cap layer 220 to expose a part of the metal layer 210. The trench 250 is formed on a top layer of the organic low-k material layer 234. Next, a barrier layer 260 is formed over a surface of the via opening 240 and trench 250. The barrier layer 260 may be made of a material such as titanium nitride. The via opening 240 and the trench 250 are filled with a metal, such as copper to form a via 270 and a conductive line 280. 」
(当審訳:[0020] 図2を参照すると,銅層のような金属層210が形成されている基板200がある。また,窒化珪素などの材料からなるキャップ層220が基板200上に形成されている。次に,有機低誘電率(low-k)材料の層230が基板上に形成される。有機低誘電率材料層230は,ポリイミド,弗化ポリイミド,ポリ(アリレンエーテル),パリレン,ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),およびベンゾシクロブテン(BCB)等の材料であってもよい。
[0021] 引き続き図2を参照すると,応力再分配層232は有機低誘電率材料層230上に形成されている。応力再分配層232は,基板の熱膨張係数に近い熱膨張係数を持っている。言い換えると,応力再分配層232は,その特性の面で無機材料にかなり類似している。しかし,応力再分配層232の熱膨張係数は,有機低誘電率材料層230の熱膨張係数とかなり大きく異なる。応力再分配層232の材料は,窒化ケイ素,主成分が炭化ケイ素(SiC)のBlok(商標),水酸化炭化珪素(SiCOH),スピンオングラス(SOG),またはヒドリドオルガノシロキサンポリマー(HOSP)等でもよい。有機低誘電率材料層230を形成する材料と同じ材料で作られている有機低誘電率材料層234は,応力再分配層232上に形成されている。
[0022] 図3を参照すると,両者でデュアルダマシン開口部として知られているビア孔240とビア孔240上のトレンチ250は,有機低誘電率材料層234,応力再分配層232,及び有機低誘電率材料層230中に形成されている。ビア孔240は,有機低誘電率材料層234,応力再分配層232,有機低誘電率材料層230,キャップ層220の最下層を貫通し,金属層210の一部を露出させる。トレンチ250は,有機低誘電率材料層234の最上層に形成される。次に,バリア層260はビア孔240とトレンチ250の表面を覆って形成される。バリア層260は,窒化チタンなどの材料で作られてもよい。ビア孔240とトレンチ250には銅などの金属が充填され,ビア270と導線280を形成する。)

イ 「[0028]Summarizing from the above, the organic low-k material layers 230 and 234 is separated by the stress redistribution layer 232, so that both the organic low-k material layers 230 and 234 are made thinner than those used in the prior art. Thus, by comparing with the prior art, the stress resulted from the organic low-k material layers can be scattered in the present invention. This reduces the stress that accumulates at the junction 190 between the organic low-k material layer 130 and the cap layer 120, and redistributes the stress to elsewhere.
(当審訳:[0028]以上まとめると,有機低誘電率材料層230及び234は,応力再分配層232によって分離されており,有機低誘電率材料層230及び234の両方が先行技術で使用されているものよりも薄く作られている。従って,先行技術と比較すると,本発明では,有機低誘電率材料層に起因する応力は分散され得る。これは有機低誘電率材料層130及びキャップ層120の接合部190に蓄積された応力を軽減し,他の場所に応力が再分配される。)

ウ 図3から,基板200中に金属層210が形成され,その上にキャップ層220,有機低誘電率材料層230,応力再分配層232,有機低誘電率材料層234が順に積層され,最上層から有機低誘電率材料層234,応力再分配層232,有機低誘電率材料層230,キャップ層220を貫通し,金属層210に接続するようバリア層260で覆われたビア270,導線280が設けられていることが見て取れる。

以上から,引用例には,以下の発明(以下「引用発明」という。)が記載されているものと認められる。
「銅層のような金属層210が形成されている基板200と,
基板200上に有機低誘電率材料層230,応力再分配層232,有機低誘電率材料層234と,
有機低誘電率材料層234,応力再分配層232,有機低誘電率材料層230,キャップ層220を貫通し,金属層210の一部に接続するビア270,導線280が設けられ,
応力再分配層232の材料は,主成分が炭化ケイ素(SiC)のBlok(商標)である配線構造」

3 対比
引用発明の「金属層210」,「基板200」,「応力再分配層232は,それぞれ本願発明の「導電部材」「基板」,「応力調整層」に相当し,
引用発明の「応力再分配層232」は,「有機低誘電率材料層」230,234の間に形成されていることから,引用発明の「有機低誘電率材料層234」,「応力再分配層232」,「有機低誘電率材料層230」全体が本願発明の「少なくとも1つの応力調整層が内部に介在される複合低k誘電体層」に相当し,
引用発明の「ビア270」及び「導線280」は,「応力再分配層232」を貫通し,「金属層210」に接続しており,当該「金属層210」と電気的にも接続されていることはビア270と導線280が金属であることから明らかであるから,引用発明の「有機低誘電率材料層234,応力再分配層232,有機低誘電率材料層230,キャップ層220を貫通し,金属層210の一部に接続するビア270,導線280」が,本願発明の「複合低k誘電体層に形成され,前記少なくとも1つの応力調整層を貫通して,前記導電部材を電気的に接続する導電機構」に相当する。
また,引用発明の応力再分配層232の材料である「Blok(商標)」と,本願発明の応力調整層の材料である「酸素を含有する炭化シリコン(Si_(a)C_(b)O_(c))で構成され,前記aは0.8?1.2であり,前記bは0.8?1.2であり,前記cは0を含まない0?0.8である」とは,珪素と炭素を含む組成物である点で共通する。

したがって,本願発明と,引用発明とを対比すると,両者は,
「導電部材を有する基板と,
前記基板上に存在し,少なくとも1つの応力調整層が内部に介在される複合低k誘電体層と,
前記複合低k誘電体層に形成され,前記少なくとも1つの応力調整層を貫通して,前記導電部材を電気的に接続する導電機構と,から構成され,
前記複合低k誘電体層内の応力を調整する前記応力調整層は,珪素と炭素を含む組成物であることを特徴とする配線構造。」
である点で一致し,以下の点で相違する。

(相違点)
本願発明は,応力調整層の材料は,「酸素を含有する炭化シリコン(Si_(a)C_(b)O_(c))で構成され,前記aは0.8?1.2であり,前記bは0.8?1.2であり,前記cは0を含まない0?0.8」であるのに対して,引用発明では,「主成分が炭化ケイ素(SiC)のBlok(商標)」である点。

4 判断
(1)相違点について
Blok(商標)が,有機珪素を用いてPECVD法により形成されたSiC膜(プロセス上,不可避の元素を含む)であることは,以下の周知例にもあるように当該技術分野において,周知である。
そして,引用発明の応力調整層の材料を,本願発明にならって組成式で表すとSi_(a)C_(b)O_(c)(a≒1,b≒1,c:不可避に混在する程度の微量)に該当することが分かる。
まずOの組成比cについて検討する。Oの組成比についは,引用発明はc不可避に混在する程度の微量であるが,本願発明も,c=0に限りなく近いもの,すなわち不可避的に含まれるような微量の場合も含まれていることは明らかであるから,本願発明と引用発明との間に,cについての実質的な相違は存在しない。
次にSi,Cの組成比a及びbについて検討する。引用発明のa,bはほぼ1であるから,引用発明において,a,bの組成比を,a=0.8?1.2,b=0.8?1.2の範囲とすること自体は,当業者にとって困難ではないことが明らかである。一方,本願明細書を見ても,応力調整層の組成比を「a=0.8?1.2,b=0.8?1.2」としたことによる効果も記載されておらず,応力調整層の組成比を「a=0.8?1.2,b=0.8?1.2」としたことによる臨界的意義は認められない。
したがって,応力調整層の材料の組成比a及びbについてaは0.8?1.2,bは0.8?1.2とすることは当業者が容易になし得たことである。
以上から,引用発明において,応力調整層の材料を,周知技術を勘案し,本願発明のように「酸素を含有する炭化シリコン(Si_(a)C_(b)O_(c))で構成され,前記aは0.8?1.2であり,前記bは0.8?1.2であり,前記cは0を含まない0?0.8」とすることは当業者が容易に想到し得たといえる。

ア 周知例: Ping Xu et al., "BLOκ^(TM)-a low-κ dielectric barrier/etch stop film for copper damascene applications",Interconnect Technology, 1999. IEEE International Conference , アメリカ合衆国,1999年,109 - 111ページ

(ア) 「This film is amorphous and composed of silicon, carbon and hydrogen (a-SiC:H). The film characterization, including physical,electrical, copper diffusion barrier properties, and etch selectivity, demonstrated that this film is a good barrier/etch stop for low-κcopper damascene applications. Because of its low dielectric constant, low effectiveκvalues can be achieved in damascene devices. This film has been named BLOK" (Barrier LOw κ)".」(109ページ左欄8行?16行)
(当審訳:このフィルムは,非晶質で,シリコン,炭素と水素で構成されている(α-SiC:H)。物理特性,電気特性,銅拡散バリア特性,およびエッチ選択性を含むフィルムの特性は,このフィルムを,低誘電率銅ダマシン工程に適用した場合に,バリア特性,エッチング停止性において良好であることを明らかした。その低誘電率のため,ダマシンデバイスにおいて低実効誘電率値が達成できる。このフィルムはBLOK"(Barrier LOw κ)"と命名された。)

(イ) 「The basic properties of silicon carbide suggest good utility in damascene processes. But the carbide film deposited with SiH_(4), and CH_(4), (which we will refer to as conventional SiC:H in this paper) has high dielectric constant, high leakage current and low breakdown strength. It is also known that conventional SiC:H film is difficult to etch. Such properties eliminate conventional SiC:H as a good dielectric barrier/etch stop film. The deposition of unique (stable, low stress, low-κ) SiC:H films by PECVD of organosilicon gases, was previously reported (3,4). In this paper, we report the results of our development of BLOK", a low-κ barrier/etch stop film based on the PECVD of Dow Corning(R)organosilicon gas. 」(109ページ左欄36行?同ページ右欄11行)
(当審訳:炭化ケイ素の基本的な性質から,ダマシンプロセスにおいて有用であることが示唆されている。しかし,SiH_(4)とCH_(4)で成膜される炭化物皮膜(本稿では,従来のSiC:Hという。)は,誘電率が高く,リーク電流が高く,破壊強度が低いものである。また,その従来のSiC:H膜は,エッチングが困難であることが知られている。そのような性質のため,良好な誘電体バリア/エッチング停止膜としては,従来のSiC:Hは除外されてしまう。有機ガスのPECVDによって成膜された優れた(安定した,低応力,低誘電率)SiC:H膜は,以前(3,4)において報告された。本稿では,ダウコーニング(R)社製の有機ケイ素ガスを用いたPECVDによる低誘電率バリア/エッチング停止膜であるBLOKの開発の成果報告を行う。)

(2) 判断についてのまとめ
以上検討したとおり,本願発明は,引用発明に基づき,当該技術分野における周知の技術を勘案することにより,当業者が容易に発明をすることができたものである。
したがって,本願発明は特許法29条2項の規定により特許を受けることができない。

5 むすび
以上のとおり,本願の請求項6に係る発明は特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができないものであるから,他の請求項に係る発明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,結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2012-02-01 
結審通知日 2012-02-06 
審決日 2012-02-21 
出願番号 特願2006-157253(P2006-157253)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (H01L)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 青鹿 喜芳  
特許庁審判長 北島 健次
特許庁審判官 松田 成正
西脇 博志
発明の名称 配線構造の形成方法,配線構造およびデュアルダマシン構造  
代理人 牛木 護  

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