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審決分類 審判 査定不服 2項進歩性 取り消して特許、登録 H01L
審判 査定不服 特36条6項1、2号及び3号 請求の範囲の記載不備 取り消して特許、登録 H01L
管理番号 1373254
審判番号 不服2020-4146  
総通号数 258 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2021-06-25 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2020-03-27 
確定日 2021-05-17 
事件の表示 特願2016-520685「レーザー処理及び温度誘導ストレスを用いた複合ウェハー製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成27年 4月16日国際公開,WO2015/052220,平成29年 1月 5日国内公表,特表2017-500725,請求項の数(11)〕について,次のとおり審決する。 
結論 原査定を取り消す。 本願の発明は,特許すべきものとする。 
理由 第1 手続の経緯
本願は,2014年(平成26年)10月8日(パリ条約による優先権主張外国庁受理2013年10月8日,(DE)ドイツ連邦共和国)を国際出願日とする出願であって,その手続の経緯は以下のとおりである。
平成28年 6月 6日 :手続補正書,上申書の提出
平成29年11月22日付け :拒絶理由通知書
平成30年 5月28日 :意見書,手続補正書の提出
平成30年11月30日付け :拒絶理由通知書
令和 1年 5月10日 :意見書,手続補正書,誤訳訂正書の提出
令和 1年11月26日付け :拒絶査定
令和 2年 3月27日 :審判請求書の提出
令和 2年10月 7日付け :拒絶理由通知書(当審)
令和 3年 1月 8日 :意見書,手続補正書の提出

第2 本願発明
本願の請求項1?11に係る発明(以下,それぞれ「本願発明1」?「本願発明11」という。)は,令和3年1月8日提出の手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項1?11に記載された事項により特定される発明であり,本願発明1?11は以下のとおりである。
「【請求項1】
固形材料の層を製造するための方法であって,
固形材料(4)の少なくとも1つの層を分離するための固体物(2)を提供することであって,前記固体物(2)は,第1の面(14)及び第2の面(16)を持ち,該第1の面(14)は,実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置され,前記固体物は,炭化ケイ素からなることと,
固形材料の層が前記固体物から分離される分離面を決定するために,少なくとも1つのレーザーのレーザービームによって前記固体物の内部構造内にディフェクトを生成することであって,前記レーザービームが前記第2の面(16)を経由して前記固体物(2)内に貫通し,前記レーザービームのエネルギーは,前記固体物内の損傷の伝播がレイリー長の3倍よりも小さくなるように選択されることと,ここで,前記分離面は,異なるディフェクト集中からなる複数の領域によって形成され,
前記固体物(2)上に前記固形材料(4)の層を保持するための受容層(10)を設けることであって,前記受容層(10)は,前記第2の面(16)上に配置され,且つ,該受容層(10)はポリマー層により形成されるものと,
前記固体物(2)内にストレスを機械的に発生するために,前記受容層(10)に対して熱を適用することであって,前記熱を適用することは,気温より低い温度で前記受容層を冷却することからなり,前記冷却は,前記ポリマー層の少なくとも一部がガラス転移を受けるように行われ,前記ストレスにより前記分離面(8)に沿って前記固体物(2)内にクラックが伝播し,該クラックが前記固体物(2)から前記固形材料(4)の層を分離するものと,
を少なくとも含む方法。
【請求項2】
前記固体物(2)に導入される前記レーザービームを提供するための前記少なくとも1つのレーザーの放射線源(18)は,照射された前記レーザービームが前記固体物(2)内の所定の位置に前記ディフェクトを生成するように構成されることを特徴とする,
請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記放射線源(18)は,前記分離面(8)を生成するために照射された前記レーザービームが,200μm未満の規定の深さに,前記固体物(2)内を貫通するように,構成されることを特徴とする,
請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記放射線源(18)は,前記分離面(8)を生成するために照射された前記レーザービームが,100μmより大きい規定の深さに,前記固体物(2)内を貫通するように,構成されることを特徴とする,
請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記固体物(2)は,該固体物(2)を保持するための保持層(12)に配置され,前記保持層(12)は,該固体物(2)の第1の面(14)に配置され,前記固体物(2)の第1の面(14)は,前記固体物(2)の第2の面(16)から隔離されており,且つ,前記分離面(8)は,前記第1の面(14)及び/又は前記第2の面(16)に対して平行に並べられることを特徴とする,
請求項1乃至4の何れかに記載の方法。
【請求項6】
前記受容層は,ポリマー層(10)で形成され,前記ポリマー層及び/又は前記保持層(12)は,少なくとも部分的にPDMSで形成され,前記保持層(12)は,少なくとも部分的に少なくとも1つの金属からなる安定化装置の少なくとも部分的に平らな面に配置されることを特徴とする,
請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記固体物(2)内の前記ストレスは,前記クラックの開始及び/又は前記クラックの伝播がクラック面に製造された表面の所定のトポグラフィを生成するように制御され得るように設定されることを特徴とする,
請求項1乃至6の何れかに記載の方法。
【請求項8】
前記レーザーは,フェムト秒レーザーであることを特徴とする,
請求項1乃至7の何れかに記載の方法。
【請求項9】
前記レーザーは,10ｐｓより小さいパルス幅を持つことを特徴とする,
請求項1乃至8の何れかに記載の方法。
【請求項10】
前記レーザービームの波長は,前記固体物の吸収が10cm-1より小さくなるように選択されることを特徴とする,
請求項1乃至9の何れかに記載の方法。
【請求項11】
個々の前記ディフェクトは,それぞれフェムト秒レーザーにより引き起こされた多光子励起に由来するものであることを特徴とする,
請求項1乃至10の何れかに記載の方法。」

第3 引用文献の記載と引用発明
1 引用文献1について
(1)引用文献1の記載事項
原査定で引用された引用文献1(国際公開第2013/126927号)には,図面とともに次の記載がある。(下線は当審による。以下同じ。)
「[012] According to one aspect of the disclosed subject matter, a method is provided for the split and separation of a layer of desired thickness of crystalline semiconductor material containing optical, photovoltaic, electronic, micro-electro-mechanical system (MEMS), or optoelectronic devices, from a thicker donor wafer, using laser irradiation.」(日本語訳は引用文献1の日本語ファミリー文献である特表2015-516672号公報をもとに当合議体で作成した。以下同じ。:[012] ここに開示される要旨の1つの態様によれば,光学的,光起電力,電子,マイクロ電気機械的システム(MEMS),又はオプトエレクトロニック装置を含む結晶半導体材料の望ましい厚みの層を,レーザ照射を使用して,厚いドナーウェハから分割し及び分離するための方法が提供される。)

「[046] The embodiments disclosed herein are applicable to splitting or releasing various device layers attached to semiconductor wafers or host templates - semiconductor materials include materials such as Si, SiC, SiGe, Ge, GaAs, GaN, InP. Further, the methods disclosed herein may also apply to an electrically insulating sapphire substrate on which Si, GaAs and GaN active layers are epitaxially grown and processed to fabricate electronic and optical devices and with corresponding integration.
[047] Devices which may be fabricated according to the embodiments disclosed herein include devices such as photovoltaic cells, three dimensional integrated circuits, System in Package (SIP), imagers, CMOS circuits, power devices, optical devices for light emitting diodes and lasers, and combinational integration for optoelectronics and LED printing array, and semiconductors on insulator (SOI) wafers.
[048] Relating to laser processing of a semiconductor layer, if the laser beam wavelength is selected such that the semiconductor material layer is at least partially transparent for laser beam propagation then the laser beam power is not fully absorbed (or is only partially absorbed) when it is not focused - due to what is referred to as linear absorption by inter and intra energy band transition and free carrier absorption in conduction band. When the laser beam is focused to a relatively small dimension in the semiconductor material at a short time scale, the focused and higher density of laser power heats up the material locally - even when the laser beam is irradiated for relatively long duration, for example, in nano-seconds. The temperature of the material is highly elevated due to the phenomena of temperature dependency of light absorption coefficient, as shown in Fig. 2.
[049] However, when the laser beam has a shorter pulse, for example, in pico-seconds, non-linear multiphoton absorption may take place in the energy bandgap or avalanche modes in the conduction band. This peculiar absorption phenomenon generates phase transition, structural reconstruction, crystallographic defects, and may even vaporize the semiconductor material by locally heating up a small portion of material, leaving small cavities, pores and voids at the irradiated small portions within the material (phenomena shown and described in Figs. 1A and IB).
[050] Using the above-mentioned focused permeable laser irradiation process, the semiconductor crystalline phase may change to an amorphous state; thus altering the material reflective index while locally creating an array of dislocations such as twins, polycrystalline grains, and grain boundaries at the focused laser beam site on a small microns-scale area. By operating the irradiation in relatively short time periods, a relatively high laser beam energy density for the focused pulse laser irradiation can be achieved. In more extreme irradiation cases, localized vacancies and pores may be formed simultaneously with polycrystalline domains at the focused irradiating spots - in which case the pores are formed by evaporation or sublimation and the polycrystalline domains are formed by re- solidification process from the molten area beside the evaporation, due to the temperature dependent absorption coefficient in silicon - Si (as shown in Fig. 2 for 1064nm wavelength laser). For a more detailed explanation of Si absorption coefficient see Fukuyo,F., Ohmura, E., Fukumitsu, K., Morita, H., Journal of Japan Laser Processing Society, Vol.14, No. l, pp.24-29, 2007 and Weakliem, H.A., Redfield, D., Journal of Applied Physics, Vol.50, No.3, pp.1491-1493,1979 which is hereby incorporated by reference in its entirety. It is difficult for a 1064nm wavelength laser to be absorbed in Si at room temperature (at a temperature of around 300K) due to the small absorption coefficient of approximately zero per cm; however, the absorption coefficient reaches as high as over 500/cm at temperatures of 700K-800K.
[051] By heating Si by focusing a 1064nm laser with dense power in a small portion/spot inside the material, the local portion/spot temperature may reach well over the melting temperature of Si (approximately 16000K) very quickly, as shown by the graph of Fig. 3A showing temperature rise in depth profile of a single crystal silicon material when irradiated with a 1064 nm wave length laser. The graph of Fig. 3A shows the temperature results of a 1064nm wavelength laser with a power of 4.45 micro- Joules focused at 60 micron deep from Si surface with 450nm radius at a small focal point/spot/site (for example having a size in the micrometer range and much smaller). The irradiation is performed for 150 nano-seconds duration. Temperature distribution for increasing focal point depths in the silicon material is shown in Fig. 3A. As can be seen, there is a sharp temperature rise around a of focal point with an Si depth of 58-60 microns or um
(reaching over 16000K) while at a deeper focal point Si position and depth (over 60 um) negligible or zero temperature rise exists since the laser photons are completely absorbed up to and at the focal point due to the sharply increased absorption coefficient (shown in Fig. 3A)? as a result, two kinds of heterogeneity are formed in Si. At a focal point depth of 60um (microns)- again, for example a relatively small focal point in the range of micrometers - Si atoms are evaporated resulting in voids and pores (for example trapezoidal shaped voids as shown in the cross-sectional diagram of a semiconductor material Fig. 3B) and may also result in a heat affected Si area above the laser focal point (for example approximately 10 micrometers above the laser focal point and shown as the polycrystalline layer in Fig. 3B) melts and resolidifies leaving a polycrystalline domain/layer after silicon cooling following 150 nanoseconds irradiation. For a more detailed explanation of this phenomena see Ohmura, E., Fukuyo, F., Fukumitsu, K., and Morita, H., Vol.17, Issue 1-2, pp. 381-384, 2006, which is hereby incorporated by reference in its entirety. Fig. 3B shows a cross-section of a portion of an Si layer 20 comprising trapezoidal void 22 and polycrystalline domain/layer 24 both formed above a laser focal spot (focal spot not shown but positioned at the bottom of trapezoidal void 22).
[052] Further, sharp stress differences are formed between the void (such as trapezoidal void 22 in Fig. 3B) and the polycrystalline domain (such as polycrystalline layer 24 in Fig. 3B) as tensile stress is formed in the neighboring single crystalline matrix around the void and compressive stress formed around the polycrystalline domain - shown in Fig. 4 for single crystal semiconductor layer 30. This may be because the vacuum voids have no Si atoms while the polycrystalline domain, including Si atoms having defects and grain boundaries, are expanding in volume. The oppositely directed stresses create a stress concentration where the distortion energy is maximized in the uniform single crystalline matrix.
[053] When the focused laser beam is scanned over the wafer in two dimensions across the entire surface of the wafer (in other words across and over the wafer surface, substantially parallel to the wafer frontside and/or backside as shown in Fig. 5, also referred to as the wafer horizontal (x) axis and wafer vertical (y) axis), the heterogeneous structures and corresponding stress fields may be introduced in a plane inside the wafer parallel to the wafer surface. The stress concentrated zone may span inside and along the entire length wafer (in other words extending bi-directionally internally across the wafer as shown in Fig. 5) and may be inter-connected by micro-cracks introduced during or formed by laser processing (a phenomenon driven by minimizing stress energy of the wafer). Fig. 5 shows a cross-section of laser irradiation processing of single crystal semiconductor layer 40 similar to Fig. 4 except that laser beam 42 (and corresponding focusing lens 44) is scanned across the wafer area. For example, the micro cracks may be generated at the each stress concentrated zone by a single laser hit and may then propagate and connect with each other by controlled thermal and/or external mechanical stress after laser irradiation. The continuous crack formation of the connected micro cracks may leads to splitting of the wafer and formation of a thin semiconductor layer separated on demand from the host semiconductor substrate, for example along a pre- deposited sacrificial layer.
[054] Mechanical weakness of the semiconductor layer may also contribute to micro crack propagation and connection by the existence of internal voids - for example a preformed mechanically weak layer such as a porous silicon layer comprising voids. This crack formation mechanism and corresponding crack plane formed of continuous micro cracks is depicted in Fig. 5A. The cracking plane may be formed substantially parallel to the crystalline cleavage plane, for the cracking plane may be along the (111) plane which is a known cleavage crystallographic plane in Si, thus, a Si (111) wafer may be desired for consistent and organized cracking, connecting, and splitting in some applications. However, (100) Si plane may also be used for splitting and cracking by adjusting laser splitting conditions, such as polarization which is able to elongate the micro-cracks in the desired direction.」([046] ここに述べる実施形態は,半導体ウェハ又はホストテンプレートに取り付けられた種々の装置層を分割又は剥離することに適用でき,半導体材料は,Si,SiC,SiGe,Ge,GaAｓ,GaN,InP,等の材料を含む。更に,ここに開示する方法は,電気絶縁サファイア基板にSi,GaAｓ及びGaN活性層をエピタキシャル成長させて処理し,対応する集積化で電子及び光学的装置を製造するにも適用できる。
[047] ここに開示する実施形態により製造される装置は,光起電力電池,三次元集積回路,システム・イン・パッケージ(SIP),イメージャー,CMOS回路,電力装置,発光ダイオード及びレーザのための光学的装置,オプトエレクトロニック及びLEDプリンティングアレイのための組み合わせ一体化,並びにセミコンダクタ・オン・インスレータ(SOI)ウェハのような装置を含む。
[048] 半導体層のレーザ処理に関連して,半導体材料層がレーザビーム伝播のために少なくとも部分的に透明であるようにレーザビームの波長が選択された場合には,伝導帯におけるエネルギー帯間及びエネルギー帯内遷移及び自由キャリア吸収による線型吸収と称されるもののために,レーザビームが収束されないときレーザビーム電力が完全に吸収されない(又は部分的に吸収されるだけである)。レーザビームが短い時間スケールで半導体材料の比較的小さな寸法に収束されたときには,その収束された高密度のレーザ電力は,レーザビームが比較的長い期間,例えば,数ナノ秒間,照射されたときでも,材料を局部的に加熱するだけである。材料の温度は,図2に示すように,光吸収係数の温度依存性の現象により高く上昇される。
[049] しかしながら,レーザビームが,例えば,数ピコ秒の短いパルスであるときには,エネルギーバンドギャップ又は伝導帯の雪崩モードにおいて非線型の多光子吸収が生じる。この固有の吸収現象は,相遷移,構造再構成,結晶欠陥を発生し,材料の小さな部分を局部的に加熱することにより半導体材料の蒸発も生じさせ,材料内の照射された小さな部分に小さな空洞,孔及び空所を残す(図1A及び1Bに示して説明した現象)。
[050] 上述した収束された透過性レーザ照射プロセスを使用すると,半導体結晶相がアモルファス状態へ変化し,従って,小さなミクロン規模の領域において収束されるレーザビーム場所に双晶,多結晶粒子及び粒子境界のような転位の配列を局部的に生成しながら材料の反射率を変更する。比較的短い時間周期で照射を働かせることにより,収束されるパルスレーザ照射に対し比較的高いレーザビームエネルギー密度を得ることができる。より極端な照射の場合には,局所的な空所及び穴が,収束される照射スポットにおける結晶ドメインと同時に形成され,この場合に,蒸発又は昇華によって孔が形成され,そしてシリコンSiの温度依存性吸収係数のために蒸発の付近の溶融領域からの再凝固プロセスにより多結晶ドメインが形成される(1064nm波長レーザについて図2に示されたように)。Si吸収係数の詳細な説明に関しては,フクヨF,オオムラE,フクミツK,モリタHのJournal of Japan Laser Processing Society,第14巻,第1号,第24-29ページ,2007年,及びウィクリームH.A,レッドフィールドDのJournal of Applied Physics,第50巻,第3号,第1491-1493ページ,1979年を参照されたい。これは,参考としてここにそのまま援用される。約ゼロ/cmの低い吸収係数のために室温(約300Kの温度)において1064nm波長のレーザをSiに吸収させることは困難であるが,吸収係数は,700K-800Kの温度では500/cmを越える高さに到達する。
[051] 材料内の小さな部分/スポットに濃密な電力を伴う1064nmレーザを収束させることでSiを加熱することにより,局部/スポットの温度がSiの溶融温度(約16000K)を充分越える温度に非常に急速に到達する。これは,単結晶シリコン材料に1064nm波長のレーザを照射したときの温度上昇対深さプロフィールを示す図3Aのグラフに示されている。図3Aのグラフは,小さな焦点/スポット/場所(例えば,マイクロメータ範囲及びそれより非常に小さなサイズの)に450nm半径でSi表面から60ミクロンの深さに4.45マイクロジュールの電力を伴う1064nm波長のレーザを収束させた温度結果を示す。照射は,150ナノ秒の期間中行われる。シリコン材料における焦点深さを増加するための温度分布が図3Aに示されている。明らかなように,Si深さが58-60ミクロン又はｕmの焦点の周りには急峻な温度上昇があり(16000K以上に達する),一方,より深い焦点のSi位置及び深さ(60ｕmを越える)では,温度上昇がゼロ又は無視できる程度である。というのは,鋭く上昇する吸収係数のために(図3Aに示す)レーザの光子が焦点まで及び焦点では完全に吸収されるからである。その結果,Siには2つの種類の不均質性が生じる。焦点深さ60ｕm(ミクロン),この場合も,例えば,マイクロメータ範囲の比較的小さな焦点では,Si原子が蒸発されて,空所及び孔が生じ(例えば,図3Bの半導体材料の断面図には台形状の空所が示されている),その結果,レーザ焦点の上のSi領域が熱の影響を受けて(例えば,レーザ焦点より約10マイクロメータ上で,且つ図3Bに多結晶層として示された),溶融し,そして凝縮し,150ナノ秒の照射に続くシリコン冷却の後に多結晶ドメイン層が残された。この現象の詳細な説明については,オオムラE,フクヨF,フクミツK,及びモリタHの第17巻,発行1-2,第381-384ページ,2006年を参照されたい。これは,参考としてここにそのまま援用される。図3Bは,レーザ焦点(図示されていないが,台形空所22の下に位置する焦点)の上に形成された台形空所22及び多結晶ドメイン/層24を含むSi層20の一部分の断面図である。
[052] 更に,空所(図3Bの台形空所22のような)と,多結晶ドメイン(図3Bの多結晶層24のような)との間には,鮮明な応力差が形成される。というのは,空所の周りの隣接単結晶マトリクスには引っ張り応力が形成され,且つ多結晶ドメインの周りには圧縮応力が形成されるからであり,これは,単結晶半導体層30について図4に示されている。これは,真空の空所にSi原子がないが,欠陥及び粒子境界をもつSi原子を含む多結晶ドメインの体積が膨張するからである。逆向きの応力で応力集中が生じ,均一の単結晶マトリクスにおいて歪エネルギーが最大になる。
[053] 収束されたレーザビームをウェハ上で二次元にウェハの全面を横切って(換言すれば,ウェハの水平軸(ｘ)及びウェハの垂直軸(ｙ)とも称される図5に示すウェハ前面及び/又は裏面に実質的に平行にウェハ表面を横切って及びウェハ表面にわたって)スキャンするときには,ウェハ表面に平行なウェハ内の平面に異種の構造及びそれに対応する応力フィールドが導入される。応力集中ゾーンは,ウェハ内をその全長に沿って広がり(換言すれば,図5に示すようにウェハを横切って両方向に内部に延び),そしてレーザ処理中に導入されるか又はレーザ処理により形成される極微クラックで相互接続される(ウェハの応力エネルギーを最小にすることにより推進される現象)。図5は,レーザビーム42(及びそれに対応する集束レンズ44)がウェハエリアを横切ってスキャンされる以外は図4と同様の単結晶半導体層40のレーザ照射処理を示す断面図である。例えば,極微クラックは,単一レーザが当たることにより各応力集中ゾーンに発生し,そしてレーザ照射後のコントロールされる熱的応力及び/又は外部の機械的応力により伝播して互いに接続する。接続した極微クラックで連続クラックが形成されることは,ウェハの分割や,例えば,予め堆積した犠牲層に沿ってホスト半導体基板から必要に応じて分離される薄い半導体層の形成を導く。
[054] 機械的に弱い半導体層,例えば,空所を含む多孔性シリコン層のような予め形成される機械的に弱い層は,内部に空所が存在することにより極微クラックの伝播及び接続にも貢献する。このクラック形成メカニズム,及び連続する極微クラックで形成された対応するクラック平面が図5Aに示されている。クラック平面は,結晶劈開平面に実質的に平行に形成される。というのは,クラック平面はSiにおける既知の劈開結晶平面である(111)平面に沿ったものであり,従って,Si(111)ウェハは,ある用途における一貫した及び組織的クラック形成,接続及び分割に望ましいものだからである。しかしながら,(100)Si平面も,極微クラックを望ましい方向に延長できる偏光のようなレーザ分割条件を調整することにより,分割及びクラック形成に使用できる。)

「[066] The focal point/laser spot pitch (distance between the adjacent irradiated laser spots) or beam period between adjacent laser shots may be increased to increase the size of the cracks in the plane of separation after the initial cracks have been created by the laser. This allows the laser spots to be placed further apart and non-overlapping (not touching laser spots) and to obtain device layer separation - as shown in Fig. 5B. Figs. 5B (Figs. 5B1, 5B1', 5B2, and 5B2') are diagrams showing a method for increasing spot pitch (and/or beam-period) using a cold (or hot) gas spray to increase and propagate micro-crack formation within the wafer at the crystallographic separation plane. Figs. 5B1 and 5B2 show a high throughput design for moving wafer 50, for example by electrostatic chuck, through laser processing by laser 54 and corresponding focusing lens 52 to spray device 58 which sprays cold (or hot) gas spray 56 (for example from dry ice or liquid nitrogen, or alternatively, hot air) on wafer 50. Thus, the wafer/template (or substrate) is subjected to a stream of very cold gas, or alternatively hot gas such as hot air, after the laser radiation to create thermally induced stresses and to facilitate the layer splitting process. Figs. 5B1' and 5B2' are top views of wafer 50 after the processing of Figs. 5B1 and 5B2, respectively, and shown laser damage areas formed within wafer 50. As shown in Fig. 5B1', the leading edge of wafer/template 50 is subjected to laser irradiation that creates cracks that touch each other, or may even overlap, shown as the row of interconnected laser damage 62 while the area ahead of these cracks (laser damage 62) has laser spots that are placed much farther apart, shown as laser damage areas 60. In this embodiment, laser damage areas 60 are a uniform array of buried spots placed far apart. The exposure to cold (or hot) gas generates thermally induced stress by creating a temperature difference between the two opposite sides of the wafer (by cooling or heating the top side). Thermally induced stresses and wafer bow are created that results in micro crack extension and propagation between the laser micro-crack spots and along the desired crystallographic cleavage plane, shown as crack plane 64 in Fig. 5B2' - in other words, the cracks spread and connect to each other due to the thermal stress created by the cold gas spray. As a result, in some instances a device layer, such as a thin layer of silicon, may then be more readily cleaved and lifted off from the host substrate.」([066] レーザによって最初のクラックが生成された後に分離平面においてクラックのサイズを増加するため,焦点/レーザスポットピッチ(隣接する照射レーザスポット間の距離),又は隣接するレーザショット間のビーム周期が増加される。これは,図5Bに示したように,レーザスポットを更に離して重畳しないように(レーザスポットにタッチしないように)配置させ,そして装置層の分離を得ることができるようにする。図5B(図5B1,5B1’,5B2及び5B2’)は,コールド(又はホット)ガススプレーを使用して,スポットピッチ(及び/又はビーム周期)を増加して,結晶分離平面においてウェハ内の極微クラック形成を増加し及び伝播する方法を示す図である。図5B1及び5B2は,ウェハ50を,例えば,静電チャックにより,レーザ54及びそれに対応する集束レンズ52によるレーザ処理を通して,スプレー装置58へ移動するための高スループット設計を示し,スプレー装置は,コールド(又はホット)ガススプレー56(例えば,ドライアイス又は液体窒素,或いはホットエアから)ウェハ50にスプレーする。従って,ウェハ/テンプレート(又は基板)は,レーザ放射の後に非常に冷たいガス,或いはホットエアのようなホットガスの流れを受けて,熱で誘起される応力を生成しそして層分割プロセスを促進させる。図5B1’及び5B2’は,各々,図5B1及び5B2の処理の後のウェハ50の上面図であり,ウェハ50内に形成されたレーザダメージエリアを示している。図5B1’に示すように,ウェハ/テンプレート50の先縁は,レーザ照射を受けて,相互接続されたレーザダメージ62の行として示された互いにタッチするか又は重畳するクラックを生成し,一方,これらのクラック(レーザダメージ62)の先のエリアは,レーザダメージエリア60として示された非常に遠く離間配置されたレーザスポットを有する。この実施形態では,レーザダメージエリア60は,遠く離れて配置された埋設スポットの均一配列である。コールド(又はホット)ガスに露出すると,ウェハの2つの対向する側間に温度差が生じることにより(上側を冷却又は加熱することで)熱誘起応力を発生する。熱で誘起される応力及びウェハの屈曲が生じて,図5B2’にクラック平面64として示す望ましい結晶劈開平面に沿ってレーザ極微クラックスポット間に極微クラックの延長及び伝播を生じさせ,換言すれば,コールドガススプレーにより生じる熱応力のためにクラックが広がって互いに接続する。その結果,ある例では,薄いシリコン層のような装置層は,容易に劈開されて,ホスト基板から持ち上げられる。)

「

」

Fig.5B1,5B2から,ウェハは平行な上下面を有していることがみてとれる。

(2)上記(1)から,上記引用文献1には次の発明(以下,引用発明という。)が記載されていると認められる。
「結晶半導体材料の望ましい厚みの層を,レーザ照射を使用して,厚いドナーウェハから分割し及び分離するための方法であって,
半導体材料はSiCを含み,
材料内の小さな部分/スポットに濃密な電力を伴う1064nmレーザを収束させることでSiを加熱することにより,局部/スポットの温度がSiの溶融温度(約16000K)を充分越える温度に非常に急速に到達し,
マイクロメータ範囲の比較的小さな焦点では,Si原子が蒸発されて,空所及び孔が生じ,
レーザ焦点の上のSi領域が熱の影響を受けて溶融し,そして凝縮し,150ナノ秒の照射に続くシリコン冷却の後に多結晶ドメイン層が残され,
収束されたレーザビームをウェハ上で二次元にウェハの全面を横切ってスキャンするときには,ウェハ表面に平行なウェハ内の平面に異種の構造及びそれに対応する応力フィールドが導入される。応力集中ゾーンは,ウェハ内をその全長に沿って広がり,
そしてレーザ処理中に導入されるか又はレーザ処理により形成される極微クラックで相互接続され,
極微クラックは,単一レーザが当たることにより各応力集中ゾーンに発生し,そしてレーザ照射後のコントロールされる熱的応力及び/又は外部の機械的応力により伝播して互いに接続され,
接続した極微クラックで連続クラックが形成されることは,ウェハの分割や,例えば,予め堆積した犠牲層に沿ってホスト半導体基板から必要に応じて分離される薄い半導体層の形成を導き,
ウェハは平行な上下面を有しており,
ウェハ/テンプレート(又は基板)は,レーザ放射の後に非常に冷たいガス,或いはホットエアのようなホットガスの流れを受けて,熱で誘起される応力を生成しそして層分割プロセスを促進させ,
コールド(又はホット)ガスに露出すると,ウェハの2つの対向する側間に温度差が生じることにより(上側を冷却又は加熱することで)熱誘起応力を発生する。熱で誘起される応力及びウェハの屈曲が生じて,図5B2’にクラック平面64として示す望ましい結晶劈開平面に沿ってレーザ極微クラックスポット間に極微クラックの延長及び伝播を生じさせ,換言すれば,コールドガススプレーにより生じる熱応力のためにクラックが広がって互いに接続し,その結果,ある例では,薄いシリコン層のような装置層は,容易に劈開されて,ホスト基板から持ち上げられる,
方法。」

2 引用文献2について
(1)引用文献2の記載事項
原査定で引用された引用文献2(特表2011-505684号公報)には,図面とともに次の記載がある。
「【技術分野】
【0001】
本発明は,一般に固体材料層の作製に関し,より特定すれば,マイクロ電子材料などの固体材料の比較的薄い自立層を作製する技法に関する。
関連出願
本出願は,2007年11月2日出願のスイス出願第01712/07号および2007年11月30日出願のスイス出願第01851/07号に関する35U.S.C.§119(a)?(d)の下における優先権を主張し,両出願の全体を参照により本明細書に明確に援用する。
連邦政府委託研究に関する声明
本発明は,契約第AR36819号および契約第AR053143号の下で,共にNIHにより支給された政府支援によりなされた。政府は本発明において特定の権利を有する。」

「【0003】
シリコンウェハーなどの市販されているマイクロ電子基板の特性は,重要なマイクロ加工用途の要求に益々対応していない。特に,シリコンウェハーなどの従来基板の厚さは,所与のマイクロ加工用途に必要な厚さより実質的に大きく,不必要なウェハー厚さは,マイクロ加工システム全体のコストを増大させるが,何らそれに見合った利益を生まない。例えば,高効率のシリコン太陽電池は,約50ミクロンのシリコン厚さで作製することができる。しかし,太陽電池を製作するために作製される直径12.7cm(5インチ)の従来のシリコンウェハーは,厚さが通常約180μmである。ウェハー材料のこの余分な厚さは,太陽電池の動作に何ら有益ではないが,太陽電池の全マイクロ加工費を左右する。」

「【発明の概要】
【0005】
本発明は,広範囲のマイクロ加工用途において採用できる,自立固体材料層を作製するための高効率で再現性が良く,費用対効果の良い方法を提供する。
本発明が提供する,自立固体層を作製するための一例の方法では,その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する,固体材料を用意し,その利用可能な表面上に,1つのポリマー層を形成する。次いで,固体材料およびポリマー層を,第1の温度から第1の温度より低い第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより,該材料中のある深さにおける平面に沿って固体材料を破断させ,固体材料から少なくとも1つの自立固体層を作製する。
【0006】
本発明が提供する実施形態では,第1の温度は,約300℃以下の場合もあり,または約室温の場合もある。本発明が提供する更なる実施形態では,第2の温度は,約室温未満の場合もあり,または約-20℃未満の場合もある。
【0007】
本発明が提供する,自立固体層を作製するための追加の方法では,特徴的な第1の熱膨張係数を有し,その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する,固体材料を用意し,その利用可能な表面上に,1つのポリマー層を形成する。該ポリマーは,第1の熱膨張係数より少なくとも約50×10^(-6)K^(-1)大きい,第2の熱膨張係数を特徴とする。固体材料およびポリマー層を,第1の温度から第1の温度より低い第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより,該材料中のある深さにおける平面に沿って固体材料を破断させ,固体材料から少なくとも1つの自立固体層を作製する。
【0008】
本発明が提供する,自立固体層を作製するための更なる方法では,2つの当該各表面上での層形成に利用できる2つの反対表面を有する,固体材料を用意し,2つの当該各表面上に,1つのポリマー層を形成する。次いで,固体材料を,該材料中のある深さにおける平面に沿って破断させ,固体材料から少なくとも2つの自立固体層を作製する。
【0009】
更に,本発明が提供する,自立固体層を作製するための追加の方法では,その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する,固体材料を用意し,その利用可能な表面上に,1つのポリマー層を形成する。次いで,固体材料を,該材料中のある深さにおける平面に沿って破断させ,自立固体層と,その第1の表面に接着してポリマー層とを備える構造体を作製する。次いで,第1の表面に対向する,自立固体層の第2の表面上にポリマー層を形成し,次いで,自立固体層を,その中のある深さにおける平面に沿って破断させ,各々が自立固体層と,その第1の表面に接着してポリマー層とを備える,第1および第2の追加の構造体を作製する。
【0010】
本発明により提供されるこうした加工技法は,固体材料または作製した自立層の材料損失が,加工中に実質的に全く発生しないので特に有利である。これにより,材料の反復循環および各サイクルによる追加層の作製が可能となり,所望であれば,そのような1層または複数層は,後続サイクルで用いて,更なる層を作製することが可能である。更に,各サイクルは,格別効率的で実質的に自動的であり,殆ど手操作を必要とせず,特注設備または取扱い装置も必要としない。したがって,従来は実現できなかったような本発明の加工によって,多数の比較的薄い自立層を作製することができる。」

「【発明を実施するための形態】
【0013】
図1Aを参照すると,出発固体材料10から自立層を作製するために,本発明により提供される熱加工法を採用することができる。以下に詳細に説明するように,出発固体材料は,基板としての従来のマイクロ電子ウェハー,ディスク,バルク片または適切な他の構成の形態で提供することができる。出発固体材料の幾何学的形状を述べるために本明細書で採用する特定の任意の用語は,一例だけのために教示することを意図しており,限定することを意図してはいない。以下の説明では,出発構造は,特定の形状に関係なく「固体材料」と呼称するが,該材料が,選定した基板,ウェハー,バルクまたは他の形態で提供されているという了解を前提にする。用語「固体」とは,本明細書では,一般に非生物材料を指すことを意図しており,特定の材料組成に限定されない。
【0014】
固体材料10は,露出した第1の面または表面12,および所望であれば,露出した第2の面14を備えており,各面は,面上での1つまたは複数の材料層の形成を受け入れるために利用できる。以下に詳細に説明するように,その1層または複数層は,利用可能な1つまたは複数の表面上に層を配置するための堆積,手操作の付着もしくは接着,成長または他の方法により,面上に形成することができる。表面に層を設けるために,特別な形成法は必要ない。露出面は,反対側に平行しているものとして図1Aに示されているが,このようなことは説明上の都合に過ぎず,以下に詳細に説明するように,本発明には一般に必要ない。
【0015】
手短に言うと,一般に第1のプロセスステップでは,図1Bに示すように,ポリマー材料の層16を,固体材料10の第1面12上に形成し,所与の用途のために所望であれば,ポリマー材料の層18も,固体材料10の第2面14または他の面上に形成する。ポリマー材料の厚さ,組成および特性は,以下に詳細に説明するように,固体材料から作製しようとする最終的な1つまたは複数の自立層の所望厚さに基づいて選定する。以下に説明するように,一般に,ポリマー材料は,固体材料10の熱膨張係数と異なる,好ましくはそれより大きい熱膨張係数を特徴とする。
【0016】
図1Cを参照すると,1つまたは複数のポリマー層16,18が材料10の1面または複数面上に配置された一実施形態では,その層状構造が,層状構造の局所温度を第1の高温THから第2の低温TLへ変化させる1つまたは複数の環境に曝すことによる,熱加工を受ける。局所温度が,低温TLに接近し,到達し,および/またはそれ未満に低下すると,材料10は,該材料とその上の1つまたは複数のポリマー層との著しく異なる熱膨張係数で生じる,材料内の熱誘起機械的応力のために,1つまたは複数のポリマー層16,18を含まない材料のある表面から少なくとも1つの内部破断面19に沿って,自然に破断または分裂する。その破断面は,材料の厚さのある深さにあって,多くの条件について,ポリマー-材料界面に対して実質的に一定の深さに伸展することができる。したがって,破断面は,材料上のポリマー層の範囲まで伸展する。該材料が破断すると,2つ以上の自立層20,22が元の材料から形成され,自立層は,低温TLの間,対応する隣接ポリマー層16,18にそれぞれ接触している。
【0017】
図1Dを参照すると,次のプロセスステップでは,こうして生成した2つ以上の自立層20,22は,自立層の局所温度を低温TLから高温THに対して選定した温度へ戻すように変化させる1つまたは複数の環境に曝すことによる,熱加工を受ける。次いで,生成した自立層20,22は,意図する1つまたは複数の用途のために,所望時に用いることができる。例えば,自立層20は,更なる熱加工のためにポリマー層16をその上に維持することにより,以下に記載のようにして追加の自立層を作製することができる。このポリマー層は,このような構成が適切であれば,意図した用途のために,その配置のまま維持することもできる。代替として,自立層22の一方または両方は,意図した用途または他の加工手順で使用するために,そのポリマー層を除去するように加工することができる。
【0018】
本発明の熱加工による一対の自立層20,22の作製は,格別必要ではない。他の層構成も,熱加工によって作製することができる。例えば図2を参照すると,低温TLにおける固体材料内の熱誘起機械的応力は,材料の厚さの深さが各々異なる2つの破断面を生成し,3つの自立層20,22,24を生じることができる。この場合,これらのうち2層は,ポリマー層16,18の一方に各々隣接しており,材料の中央バルクから形成された第3の層は,隣接ポリマー層を有していない。
【0019】
図3を参照すると,本発明の熱プロセスの適切な任意のサイクル数を,前のサイクルで作製された薄層に対して繰返し実施することができる。例えば,図1Cにおけるような第1の熱プロセスで作製された2つの自立層20,22は,各々,後続の熱加工のために,それぞれ2つのポリマー層16,26および18,28を備えることができる。次いで,第2の熱プロセスによるこの2層20,22の破断を実施することにより,4つの自立層30,32,34,36を作製することができる。これら4層は各々,8つの自立層を作製するために実施される第3の熱プロセスに向けて,同様にポリマー層を備えることができる。この技法を用いて,熱プロセスの3サイクルで8つの自立層を作製することができる。その結果,400μm厚の出発材料,例えば従来の4mm厚のシリコンウェハーは,加工によって8つの50μm厚自立層を作製することができる。
【0020】
本発明が提供するこの循環式熱処理法は,本発明の重要な利点の1つ,即ち,自立層材料の損失が,熱処理中に実質的に発生しないことを示す。これにより,材料の反復循環,および各熱サイクルによる追加層の作製が可能となり,所望であれば,そのような1層または複数層は,後続サイクルで用いて,更なる層を作製することが可能である。更に,各熱サイクルは,格別効率的で実質的に自動的であり,各熱サイクル中に殆ど手操作を必要とせず,特注設備または取扱い装置も必要としない。したがって,従来は実現できなかったような本発明の熱加工サイクルによって,多数の比較的薄い自立層を作製することができる。
【0021】
自立層を作製するために,本発明に従って熱加工しようとする固体材料は,一般に,その材料の内部平面に沿って破断を起こすために,機械的応力を熱誘起できる任意の材料である。このような多くの材料は,一群のガラス由来の材料と同様に,比較的脆性である,またはセラミック様もしくはガラス様の特性を有するものとして特徴付けられる。該材料は,単結晶,多結晶もしくは非晶質でもよく,または粒子形態の何らかの組合せを示してもよい。特定の結晶配向は不要であり,したがって,作製しようとする層の所与の用途に最も適した結晶配向を選択することができる。
【0022】
本発明の熱プロセスが特に良く適合する例示的な固体材料には,半導体材料,例えばII?VI族およびIII?V族半導体材料,ならびに電気絶縁性および電気伝導性の材料などのマイクロ電子材料が挙げられる。シリコン,ゲルマニウム,窒化ケイ素,炭化ケイ素,ダイヤモンド,石英,サファイア,黒鉛,セラミックス,ガラスおよびそのような他の材料が,適合良好な固体材料の例である。該材料は,電気的にドープすることができ,化学組成および電気的または機械的構造が均一または不均一でもよい。しかし,本発明は特定の材料に制限されない。即ち,必要なものは,材料の少なくとも1つの内部平面に沿って破断を起こす,機械的応力の熱誘起能だけである。多くの用途にとって,該材料が,粉砕されずに,材料の全平面範囲に沿った破断に耐えることが好ましいこともある。以下に詳細に説明するように,ポリマー特性も,このプロセスを補助するために選択することができる。」

「

」

(2)上記記載から,引用文献2には,次の技術が記載されていると認められる。
ア 引用文献2に記載された発明は,マイクロ電子材料などの固体材料の比較的薄い自立層を作製する技法に関するものであること。(段落【0001】)

イ 固体材料10は,露出した第1の面または表面12,および所望であれば,露出した第2の面14を備えており,
ポリマー材料の層16を,固体材料10の第1面12上に形成し,所与の用途のために所望であれば,ポリマー材料の層18も,固体材料10の第2面14または他の面上に形成し,
その層状構造が,層状構造の局所温度を第1の高温THから第2の低温TLへ変化させる1つまたは複数の環境に曝すことによる,熱加工を受け,
局所温度が,低温TLに接近し,到達し,および/またはそれ未満に低下すると,材料10は,該材料とその上の1つまたは複数のポリマー層との著しく異なる熱膨張係数で生じる,材料内の熱誘起機械的応力のために,1つまたは複数のポリマー層16,18を含まない材料のある表面から少なくとも1つの内部破断面19に沿って,自然に破断または分裂し,
その破断面は,材料の厚さのある深さにあって,多くの条件について,ポリマー-材料界面に対して実質的に一定の深さに伸展することができること。(段落【0015】,【0016】)

3 引用文献3について
原査定で引用された引用文献3(特開2006-245498号公報)には,図面とともに次の記載がある。
「【0024】
レーザ光5をインゴット1の内部に集光点を合わせて,集光点における電界強度が1×10^(8)(W/cm^(2))以上で,かつパルス幅が1μｓ以下の条件で照射する。これによりインゴット1の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱によりインゴット1の内部に加工面領域(加工領域)が形成される。
【0025】
この多光子吸収による加工面領域(加工領域)の形成により,シリコン結合を切断しやすくなり,あらかじめ切り欠きをいれておくことにより,剥離のための方向制御ができ,好適に剥離が行なわれ,容易に円形の基板2を得ることが可能となる。
【0026】
剥離を行なう際には,剥離ウエハを保持する手段,例えば,真空チャック,静電チャック,ベルヌーイ法等を用いて,剥離ウエハを破損しないようにハンドリングする必要がある。また,接着剤により保持ベースを接着したり,感圧接着テープ等を貼り付けたりして剥離ウエハをハンドリングする方法もある。なお,大面積の基板を破損することなくハンドリングするためには,全面にわたり均一の保持力で保持する必要がある。
上記実施の形態では,インゴット切断装置3は,具体的に剥離手段として真空チャックを利用する。すなわち,図4において,剥離手段8は,保持面全面に微小な吸着孔が均一かつ高密度に形成されている吸着部8aと,この吸着部を支持するアーム8bと,真空状態をこのアーム8bを介して吸着部8aに伝える管路8cとからなる。
かくして,インゴット1に形成された多光子吸収による加工面領域(加工領域)によりシリコン結合を切断しやすくなり,かつあらかじめ切り欠きをいれておくことにより,剥離のための方向制御ができ,好適に剥離が行なわれ,容易に円形の基板2を得ることが可能となるわけである。」

4 引用文献4について
原査定で引用された引用文献4(特開2010-247189号公報)には,図面とともに次の記載がある。
「【0010】
なお,半導体ウェーハの中間品の一部を除去して加工領域を露出させることができる。
また,中間品の剥離開始領域に対するレーザ光線の照射量を,剥離開始領域以外の他領域に対するレーザ光線の照射量の2倍以上とすることができる。
また,中間品の表裏面のうち少なくとも表面に剥離補助基材を固定し,この剥離補助基材と共に中間品の表面を剥離して半導体ウェーハを得ることができる。」

5 引用文献5について
原査定で引用された引用文献5(特開2012-169361号公報)には,図面とともに次の記載がある。
「【0088】
ここで,ステージ110の駆動を抑制して集光点Pの線速度を3mm/秒に調整し,基板10の表面周縁部側の近傍においてはレーザ光190のピッチ間隔を0.5μmピッチに狭めることにより,基板10の表面周縁部即の近傍にレーザ光190を重点的に照射して,基板10表面を剥離する際の剥離開始領域を形成し,内部改質層14を形成した後,レーザ光190の照射を停止した。」

第4 当審の判断
1.本願発明1について
(1)対比
本願発明1と引用発明とを対比すると,次のことがいえる。
ア 本願発明1の「固形材料の層を製造するための方法」と,引用発明の「薄いシリコン層のような装置層」を含む方法とを対比する。
引用発明の「薄いシリコン層のような装置層」は,本願発明1の「固形材料の層」に相当する。
また,引用発明において「ウェハ」が「分割」されて「薄いシリコン層のような装置層は」「ホスト基板から持ち上げられる」ものであるので,「薄いシリコン層のような装置層」が製造されるものと認められる。
したがって,本願発明1と引用発明とは,「固形材料の層を製造するための方法」を含む点で一致する。

イ 本願発明1の「固形材料(4)の少なくとも1つの層を分離するための固体物(2)を提供することであって,前記固体物(2)は,第1の面(14)及び第2の面(16)を持ち,該第1の面(14)は,実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置され,前記固体物は,炭化ケイ素からなること」と,引用発明の「ウェハ」を含む構成とを対比する。
引用発明の「ウェハ」は本願発明1の「固体物(2)」に相当する。
また,引用発明の「ウェハ」「は平行な上下面を有して」いることから,本願発明1と引用発明とは「前記固体物(2)は,第1の面(14)及び第2の面(16)を持ち,該第1の面(14)は,実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置され」る点で一致する。
さらに,引用発明において引用発明において「ウェハ」が「分割」されて「薄いシリコン層のような装置層は」「ホスト基板から持ち上げられる」ものであるので,「ウェハ」は「薄いシリコン層のような装置層」を分離するためのものといえることから,本願発明1と引用発明とは「固形材料(4)の少なくとも1つの層を分離するための固体物(2)を提供する」点で一致する。
したがって,本願発明1と引用発明とは,後記の点で相違するものの,「固形材料(4)の少なくとも1つの層を分離するための固体物(2)を提供することであって,前記固体物(2)は,第1の面(14)及び第2の面(16)を持ち,該第1の面(14)は,実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置され」る点で一致する。

ウ 本願発明1の「固形材料の層が前記固体物から分離される分離面を決定するために,少なくとも1つのレーザーのレーザービームによって前記固体物の内部構造内にディフェクトを生成することであって,前記レーザービームが前記第2の面(16)を経由して前記固体物(2)内に貫通し,前記レーザービームのエネルギーは,前記固体物内の損傷の伝播がレイリー長の3倍よりも小さくなるように選択されることと,ここで,前記分離面は,異なるディフェクト集中からなる複数の領域によって形成され」ることと,引用発明の「材料内の小さな部分/スポットに濃密な電力を伴う1064nmレーザを収束させること」及び「収束されたレーザビームをウェハ上で二次元にウェハの全面を横切ってスキャンする」ことを含む工程とを対比する。
引用発明において,「材料内の小さな部分/スポットに濃密な電力を伴う1064nmレーザを収束させ」,「空所及び孔が生じ」,「多結晶ドメイン層」が形成され,「収束されたレーザビームをウェハ上で二次元にウェハの全面を横切ってスキャン」し,「レーザ極微クラックスポット間に極微クラックの延長及び伝播を生じさせ」「薄いシリコン層のような装置層は,容易に劈開されて,ホスト基板から持ち上げられる」ことから,「材料内」に「レーザを収束させ」,「空所及び孔が生じ」,「多結晶ドメイン層」が形成され,「収束されたレーザビームを」「スキャン」することにより,分割面が形成されるといえるので,本願発明1と引用発明とは「固形材料の層が前記固体物から分離される分離面を決定するために,少なくとも1つのレーザーのレーザービームによって前記固体物の内部構造内にディフェクトを生成する」点で一致する。
したがって,本願発明1と引用発明とは,後記の点で相違するものの,「固形材料の層が前記固体物から分離される分離面を決定するために,少なくとも1つのレーザーのレーザービームによって前記固体物の内部構造内にディフェクトを生成する」点で一致する。

以上のア?ウによれば,本願発明1と引用発明の一致点,相違点は以下のとおりである。
＜一致点＞
「固形材料の層を製造するための方法であって,
固形材料(4)の少なくとも1つの層を分離するための固体物(2)を提供することであって,前記固体物(2)は,第1の面(14)及び第2の面(16)を持ち,該第1の面(14)は,実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置されることと,
固形材料の層が前記固体物から分離される分離面を決定するために,少なくとも1つのレーザーのレーザービームによって前記固体物の内部構造内にディフェクトを生成することと,
を少なくとも含む方法。」

＜相違点1＞
本願発明1は「前記固体物は,炭化ケイ素からなる」ものであるのに対し,引用発明の「ウェハ」については,炭化ケイ素からなることについて特定されていない点。

＜相違点2＞
「ディフェクトを生成すること」について,本願発明1は「前記レーザービームが前記第2の面(16)を経由して前記固体物(2)内に貫通し,前記レーザービームのエネルギーは,前記固体物内の損傷の伝播がレイリー長の3倍よりも小さくなるように選択されることと,ここで,前記分離面は,異なるディフェクト集中からなる複数の領域によって形成され」るものであるのに対し,引用発明においては,当該事項について特定されていない点。

＜相違点3＞
本願発明1は「前記固体物(2)上に前記固形材料(4)の層を保持するための受容層(10)を設けることであって,前記受容層(10)は,前記第2の面(16)上に配置され,且つ,該受容層(10)はポリマー層により形成されるもの」を含むのに対し,引用発明においては,当該事項について特定されていない点。

＜相違点4＞
本願発明1は「前記固体物(2)内にストレスを機械的に発生するために,前記受容層(10)に対して熱を適用することであって,前記熱を適用することは,気温より低い温度で前記受容層を冷却することからなり,前記冷却は,前記ポリマー層の少なくとも一部がガラス転移を受けるように行われ,前記ストレスにより前記分離面(8)に沿って前記固体物(2)内にクラックが伝播し,該クラックが前記固体物(2)から前記固形材料(4)の層を分離するもの」を含むのに対し,引用発明においては,当該事項について特定されていない点。

(2)相違点に対する判断
事案に鑑みて,上記相違点3について先に検討する。
ア 上記「第3」「2」「(2)」のとおり,引用文献2には,ポリマー材料の層16を,固体材料10の第1面12上に形成し,局所温度を第1の高温THから第2の低温TLへ変化させることにより,内部破断面19に沿って,自然に破断または分裂させることが記載されているものの,引用発明においては,ポリマー層を形成せずに,ウェハの分断をすることができているものであるから,引用発明において,さらにポリマー層を形成しようとする動機はない。

イ また,引用文献3?5を参照しても,ポリマー層を形成することについて記載されていない。

ウ 上記ア,イのとおりであるから,他の相違点について判断するまでもなく,本願発明1は,当業者であっても引用発明と引用文献2-5に記載された技術的事項に基づいて容易に発明をすることができたものであるとはいえない。

(3)小括
したがって,当業者といえども,引用発明1及び引用文献2?5に記載された技術的事項に基づいて,上記相違点に係る構成を想到することが容易になし得たとはいえないから,本願発明1は,引用発明1及び引用文献2?5に記載された事項から当業者が容易に発明できたものとはいえない。

3.本願発明2?11について
本願発明2?11も,上記相違点に係る構成,すなわち,本願発明1の「前記固体物(2)上に前記固形材料(4)の層を保持するための受容層(10)を設けることであって,前記受容層(10)は,前記第2の面(16)上に配置され,且つ,該受容層(10)はポリマー層により形成されるもの」であるとの構成を備えるものであるから,本願発明1と同じ理由により,引用発明及び引用文献2?5に記載された技術的事項に基づいて当業者が容易に発明できたものとはいえない。

第5 原査定の概要及び原査定についての判断
原査定(令和1年11月26日付け拒絶査定)の概要は,本願の請求項1?12に係る発明は,上記引用文献1?3又は1?5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,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。
しかしながら,令和1年5月10日付け手続補正書により補正された請求項1は,「『前記固体物(2)上に前記固形材料(4)の層を保持するための受容層(10)を設けること』『であって,前記受容層(10)は』,『前記第2の面(16)上に配置され,且つ,該受容層(10)はポリマー層により形成されるもの』」という構成を有するものとなっており,上記のとおり,本願発明1?11は,引用発明1及び引用文献2?5に記載された事項から当業者が容易に発明できたものとはいえない。
したがって,原査定の理由を維持することはできない。

第6 当審拒絶理由について
1.特許法36条第6項第2号について
(1)当審では,請求項1には,「該第1の面(14)は好ましくは実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置され,」と記載されている。「好ましくは」とは,どのような条件のときに好ましいのかが不明であり,請求項1に係る発明が,第1の面(14)と第2の面(16)が平行でないものも含むのか否かが不明であるため,発明の範囲が不明確である。よって,請求項1及び請求項1を引用する請求項2?12に係る発明は,明確でないとの拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項1には「該第1の面(14)は好ましくは実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置され」との記載が「該第1の面(14)は,実質的に又は正確に該第2の面(16)に対して平行に配置され」と変更する補正がされた結果,この拒絶の理由は解消した。

(2)当審では,請求項1には,「前記固体物(2)上に前記固形材料(4)の層を保持するための受容層(10)を設けることとであって,」との記載があるが,下線箇所は「設けることであって」の誤記ではないか。よって,請求項1及び請求項1を引用する請求項2?12に係る発明は,明確でない,との拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項1には「受容層(10)を設けることとであって」との記載が「受容層(10)を設けることであって」と変更する補正がされた結果,この拒絶の理由は解消した。

(3)当審では,請求項1には,「前記固体物(2)内にストレスを,特に機械的に,発生するために,前記受容層(10)に対して熱を適用することであって,」と記載されている。「特に」との語句により,請求項1に係る発明が,機械的でないストレスを発生するものも含むのか否かが不明であるため,発明の範囲が不明確である。よって,請求項1及び請求項1を引用する請求項2?12に係る発明は,明確でない,との拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項1には「特に機械的に」との記載が「機械的に」と変更する補正がされた結果,この拒絶の理由は解消した。

(4)当審では,請求項3には,「前記放射線源(18)は,前記分離面(8)を生成するために照射された前記レーザービームが,200μm未満の,好ましくは100μmより小さい,より好ましくは50μmより小さい,特に好ましくは20μmより小さい規定の深さに,前記固体物(2)内を貫通するように,構成される」と記載されている。「好ましくは」,「より好ましくは」,「特に好ましくは」とは,どのような条件のときに好ましいのかが不明であり,請求項3に係る発明のレーザービームが,200μm未満の深さに貫通するのか,100μmより小さい深さに貫通するのか,50μmより小さい深さに貫通するのか,20μmより小さい深さに貫通するのか,特定することができず,発明の範囲が不明確である。よって,請求項3及び請求項5?12に係る発明のうち請求項3を引用する発明は,明確でない,との拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項3には「200μm未満の,好ましくは100μmより小さい,より好ましくは50μmより小さい,特に好ましくは20μmより小さい規定の深さに」との記載が「200μm未満の規定の深さに」と変更する補正がされた結果,この拒絶の理由は解消した。

(5)当審では,請求項4には,「前記放射線源(18)は,前記分離面(8)を生成するために照射された前記レーザービームが,100μmより大きい,好ましくは200μmより大きい,より好ましくは400μmより大きい,特に好ましくは700μmより大きい規定の深さに,前記固体物(2)内を貫通するように,構成される」と記載されている。「好ましくは」,「より好ましくは」,「特に好ましくは」とは,どのような条件のときに好ましいのかが不明であり,請求項4に係る発明のレーザービームが,100μmより大きい深さに貫通するのか,200μmより大きい深さに貫通するのか,400μmより大きい深さに貫通するのか,700μmより大きい深さに貫通するのか,特定することができず,発明の範囲が不明確である。よって,請求項4及び請求項5?12に係る発明のうち請求項4を引用する発明は,明確でない,との拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項4には「100μmより大きい,好ましくは200μmより大きい,より好ましくは400μmより大きい,特に好ましくは700μmより大きい規定の深さに」との記載が「100μmより大きい規定の深さに」と変更する補正がされた結果,この拒絶の理由は解消した。

(6)当審では,請求項9には,「前記レーザーは10ｐｓより小さい,好ましくは1ｐｓより小さい,特に好ましくは500fｓより小さいパルス幅を持つ」と記載されている。「好ましくは」,「特に好ましくは」とは,どのような条件のときに好ましいのかが不明であり,請求項9に係る発明のレーザーが,10ｐｓより小さいパルス幅を持つのか,1ｐｓより小さいパルス幅を持つのか,500fｓより小さいパルス幅を持つのか,特定することができず,発明の範囲が不明確である。よって,請求項9及び請求項10?12に係る発明のうち請求項9を引用する発明は,明確でない,との拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項9には「前記レーザーは10ｐｓより小さい,好ましくは1ｐｓより小さい,特に好ましくは500fｓより小さいパルス幅を持つ」との記載が「前記レーザーは,10ｐｓより小さいパルス幅を持つ」と変更する補正がされた結果,この拒絶の理由は解消した。

(7)当審では,請求項10には,「前記レーザービーム,特にフェムト秒レーザーの波長は,前記固体物の吸収が10cm^(-1)より小さく,好ましくは1cm^(-1)より小さく,特に好ましくは0.1cm^(-1)より小さくなるように選択される」と記載されている。「好ましくは」,「特に好ましくは」とは,どのような条件のときに好ましいのかが不明であり,請求項10に係る発明のレーザーの波長が,固体物の吸収が10cm^(-1)より小さくなるように選択されるのか,1cm^(-1)より小さくなるように選択されるのかのか,0.1cm^(-1)より小さくなるように選択されるのか,特定することができず,発明の範囲が不明確である。よって,請求項10及び請求項11?12に係る発明のうち請求項10を引用する発明は,明確でない,との拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項10には「前記固体物の吸収が10cm^(-1)より小さく,好ましくは1cm^(-1)より小さく,特に好ましくは0.1cm^(-1)より小さくなるように」との記載が「前記固体物の吸収が10cm^(-1)より小さくなるように」と変更する補正がされた結果,この拒絶の理由は解消した。

(8)当審では,請求項12に係る発明は,「ウェハー」(物の発明)であるが,当該請求項12には,「請求項1乃至11の何れかに記載の方法により製造された」という,その物の製造方法が記載されているものと認められる。ここで,物の発明に係る特許請求の範囲にその物の製造方法が記載されている場合において,当該特許請求の範囲の記載が特許法第36条第6項第2号にいう「発明が明確であること」という要件に適合するといえるのは,出願時において当該物をその構造又は特性により直接特定することが不可能であるか,又はおよそ実際的でないという事情(以下「不可能・非実際的事情」という)が存在するときに限られると解するのが相当である(最高裁第二小法廷平成27年6月5日 平成24年(受)第1204号,平成24年(受)第2658号)。しかしながら,本願明細書等には不可能・非実際的事情について何ら記載がなく,当業者にとって不可能・非実際的事情が明らかであるとも言えない。したがって,請求項12は明確でない,との拒絶の理由を通知している。
これに対し,令和3年1月8日提出の手続補正書でした補正により,請求項12が削除された結果,この拒絶の理由は解消した。

第7 結言
以上のとおり,本願発明1?11は,引用発明1及び引用文献2?5に記載された事項から当業者が容易に発明できたものとはいえない。
したがって,原査定の理由によっては,本願を拒絶することはできない。
また,他に本願を拒絶すべき理由を発見しない。
よって,結論のとおり審決する。
 
審決日 2021-04-26 
出願番号 特願2016-520685(P2016-520685)
審決分類 P 1 8・ 537- WY (H01L)
P 1 8・ 121- WY (H01L)
最終処分 成立  
前審関与審査官 綿引 隆、山口 祐一郎、高橋 宣博  
特許庁審判長 恩田 春香
特許庁審判官 井上 和俊
小川 将之
発明の名称 レーザー処理及び温度誘導ストレスを用いた複合ウェハー製造方法  
代理人 二宮 浩康  
代理人 森田 拓  
代理人 上島 類  
代理人 アインゼル・フェリックス=ラインハルト  
代理人 前川 純一  

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