【事件の表示】
　特願２０１２−２４９３３５「半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成２６年　５月２９日出願公開、特開２０１４−　９９４５４、請求項の数（２１）〕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，平成２４年１１月１３日の出願であって，その手続の経緯は以下のとおりである。
　平成２７年　８月２４日　　手続補正書及び上申書の提出
　平成２７年１１月１９日　　拒絶理由通知（起案日）
　平成２８年　１月２５日　　意見書の提出
　平成２８年　４月２２日　　拒絶理由通知（起案日）
　平成２８年　８月２５日　　意見書の提出
　平成２８年１１月２４日　　拒絶査定（起案日）
　平成２９年　２月２８日　　拒絶査定不服審判の請求
第２　原査定の概要
　１　原査定
　平成２８年１１月２４日付けの拒絶査定（以下「原査定」という。）の概要は次のとおりである。
「●理由１（特許法第２９条第２項）について
・請求項　１−２１
・引用文献等　１−９
（ｉ）出願人は，意見書において，
「４−１．認定１について
（Ｂ）引用文献７の図１０について
　引用文献７の図１０は，熱処理前と１１００℃で１時間熱処理した後のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層−シリコン基板界面付近の炭素濃度プロファイル（ＳＩＭＳ）の変化を示しております。この図において，点線で示された熱処理前の炭素濃度分布の半値幅は，本願発明１における濃度プロファイルの半値幅に対応するものです。
　しかしながら，図１０の炭素濃度分布は，ピーク近傍領域が極めて狭く表示されており，またピーク近傍領域の深さ方向の幅に対して濃度分布を示す点線の線幅が大きすぎます。こうしたことから，図１０から炭素濃度分布の半値幅を正確に求めることは極めて困難であり，半値幅はおおよそ１００ｎｍ程度であることが読み取れる程度です。
　このように，引用文献７の図７および図１０には，エピタキシャル層が形成された後の炭素濃度分布の半値幅が１００ｎｍ以下であることが明らかに記載されているとは到底言えません。」と主張している。
　しかしながら，引用文献７の図１０の縦軸は，対数目盛であり，第７図からみて，エピタキシャル層が形成された後の炭素濃度分布の半値幅が１００ｎｍ以下であることは明らかである。
　続いて，出願人は，
「（Ｃ）引用文献７に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けについて
　審査官殿の上記認定１は，要するに，「引用文献７には，炭素濃度分布の半値幅が１００ｎｍ以下であることが記載されているから，引用発明１において，引用文献７に記載されているように，エピタキシャル層形成後の改質層における構成元素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることは適宜なし得た事項である」というものです。
　しかし，審査官殿は，引用文献７に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けについて何ら述べておりません。すなわち，引用文献７に記載されていれさえすれば，引用文献７に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けがあるわけではありません。
　この点ついて，引用文献１には，引用発明１においてゲッタリング能力が不足しているといった課題認識はありません。また，引用文献７には，エピタキシャル層形成後の炭素濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることによりゲッタリング能力が向上することを示す記載はおろか，半値幅とゲッタリング能力との関係や，半値幅自体に関する記載も皆無です。よって，引用文献７に記載された炭素濃度分布の半値幅を引用発明１に適用する動機付けはありません。」
と主張している。
　しかしながら，引用文献１には，少なくとも，炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハにゲッタリングに寄与する構成元素を含むクラスターイオンを照射して，該半導体ウェーハの表面に，前記クラスターイオンの構成元素から形成された改質層を形成する第１工程と，前記半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する第２工程とを有する半導体エピタキシャルウェーハの製造方法，前記製造方法によって得られた所定の改質層を有する半導体エピタキシャルウェーハが記載されているし，ゲッタリング能を有する元素からなる改質層を，半値幅を狭くシャープに形成すれば，エピタキシャルウェーハにおけるゲッタリング層の占める厚さを低減できること，イオン注入したゲッタリング能を有する元素の有効利用が図れることは，自明の事項である。
　ここで，引用文献７には，同じく，ゲッタリングに寄与する元素である炭素を，イオン注入した改質層を有する半導体ウェーハにエピタキシャル層を形成し，エピタキシャル層形成後の，前記炭素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることが記載されているのであるから，引用文献１に記載の発明において，引用文献７に記載の技術的事項を適用することに格別の困難性は認められない。
　さらに，出願人は，
「（Ｄ）本願発明の効果
　本願の出願当初明細書の表１には，第２工程後（エピタキシャル層形成後）の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることにより，ゲッタリング能力が向上することが明確に示されております。すなわち，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下である本発明例１〜５は，第２工程後の改質層におけるモノマーイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍを超える比較例１〜５に比べて，高いゲッタリング能力を有しております。
　よって，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とする構成は，設計事項ではなく，当業者が適宜なし得たことではありません。」と主張している。
　しかしながら，本願明細書の段落【００８２】には，半値幅が５０．１〜５０．３ｎｍの実施例１〜５（かつ，炭素濃度ピーク位置が４２．３ｎｍ）しか開示されておらず，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることに，格別の臨界的意義は認められない。
　よって，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９に係る発明は，引用文献１，７から，進歩性を有しない。
（ｉｉ）また，出願人は，意見書において，
「４−２．認定２について
（Ａ）引用文献８に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けについて　引用文献８に記載された発明（以下，「引用発明８」と言います。）の課題は，ｎ型ＦＥＴの動作速度を向上させることにあります。この課題を解決するために，引用発明８においては，「デバイス形成工程において」，ゲート電極を挟むソース／ドレイン・コンタクト領域となる領域に，Ｃ７Ｈ７およびＣ５Ｈ５の少なくとも一方である炭素クラスターイオンを，炭素のピーク濃度が２％以上となる条件で注入するように構成されております。これにより，ソース／ドレイン・コンタクト領域となる領域を非晶質化し，Ｓｉ中の格子置換位置に炭素を固溶させてＳｉ結晶を歪ませ，ｎ型ＦＥＴのチャネル領域に引張応力を印加させて電子の移動度を増大させております。
　これに対して，引用発明１は，「ウェーハ製造工程において」，炭素もしくは窒素，または窒素と炭素を同時に添加した下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域にイオンを注入することにより，結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成し，その後，下地シリコン基板の主表面側にシリコンエピタキシャル層を成長させるように構成されております。
　ここで，「デバイス形成工程」は，半導体デバイス製造会社が行う工程であるのに対して，「ウェーハ製造工程」は，ウェーハ製造会社が行う工程であり，これらは属する業界が異なるものです。当業者は，「エピタキシャルウェーハの製造」と「半導体デバイスの形成」とは，技術分野が共通するものとは解釈しません。
　そして，引用発明８は，ｎ型ＦＥＴの動作速度を向上させるという，デバイス形成工程に特有の課題を解決するものです。こうした引用発明８の課題は，引用発明１においては生じ得ません。
　さらに，審査官殿は，引用文献８に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けについて何ら述べておりません。すなわち，引用文献８に記載されていれさえすれば，引用文献８に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けがある訳ではありません。
　この点について，引用文献１には，引用発明１においてゲッタリング能力が不足しているといった課題認識はありません。また，引用文献８には，エピタキシャル層形成後の炭素濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることによりゲッタリング能力が向上することを示す記載はおろか，半値幅とゲッタリング能力との関係や，半値幅自体に関する記載も皆無です。よって，引用文献８に記載された炭素濃度分布の半値幅を引用発明１に適用する動機付けはありません。」と主張している。
　しかしながら，引用文献１の半導体集積回路用に用いられるシリコンエピタキシャル「ウェーハ製造工程」と，引用文献８の「半導体デバイスの形成」は，いずれも半導体分野という共通する技術分野に属するものであることは明らかである。
　また，引用文献１には，少なくとも，炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハにゲッタリングに寄与する構成元素を含むクラスターイオンを照射して，該半導体ウェーハの表面に，前記クラスターイオンの構成元素から形成された改質層を形成する第１工程と，前記半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する第２工程とを有する半導体エピタキシャルウェーハの製造方法，前記製造方法によって得られた所定の改質層を有する半導体エピタキシャルウェーハが記載されているし，ゲッタリング能を有する元素からなる改質層を，半値幅を狭くシャープに形成すれば，エピタキシャルウェーハにおけるゲッタリング層の占める厚さを低減できること，イオン注入したゲッタリング能を有する元素の有効利用が図れることは，自明の事項である。
　ここで，引用文献８には，同じく，ゲッタリングに寄与する元素である炭素を含むクラスターイオンを，半導体ウェーハに注入して改質層を形成し，前記炭素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることが記載されているのであるから，引用文献１に記載の発明において，引用文献８に記載の技術的事項を適用することに格別の困難性は認められないし，このとき，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９を満たす蓋然性が高い。
　さらに，出願人は， 
「（Ｂ）本願発明の効果
　認定１に対する意見で述べたように，本願の出願当初明細書の表１には，第２工程後（エピタキシャル層形成後）の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることにより，ゲッタリング能力が向上することが明確に示されております。すなわち，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下である本発明例１〜５は，第２工程後の改質層におけるモノマーイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍを超える比較例１〜５に比べて，高いゲッタリング能力を有しております。
　よって，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とする構成は，設計事項ではなく，当業者が適宜なし得たことではありません。」と主張している。
　しかしながら，本願明細書の段落【００８２】には，半値幅が５０．１〜５０．３ｎｍの実施例１〜５（かつ，炭素濃度ピーク位置が４２．３ｎｍ）しか開示されておらず，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることに，格別の臨界的意義は認められない。
　よって，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９に係る発明は，引用文献１，８から，進歩性を有しない。
（ｉｉｉ）そして，出願人は，意見書において，
「４−３．認定３について
（Ａ）引用文献９に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けについて　引用文献９に記載された発明（以下，「引用発明９」と言います。）の課題は，集積回路中のＰＭＯＳトランジスタの接合特性を改善することにあります。この課題を解決するために，引用発明９においては，ｐ型の極浅接合（ＵＳＪ）を形成する際に，Ｃ１６Ｈｘ＋のようなクラスター炭素イオンを，これに続くホウ素インプラントとほぼ同じドーズ量でソース／ドレイン領域中に注入し，その後，好ましくはＢ１８Ｈｘ＋またはＢ１０Ｈｘ＋のようなホウ化水素クラスターを用いて浅いホウ素インプラントを行って，ソース／ドレインエクステンション（ＳＤＥ）を形成するように構成されております。これにより，ホウ素を浅く注入させることができ，また，活性化のためのアニール中にホウ素が拡散するのを低減させることができます。
　これに対して，引用発明１は，「ウェーハ製造工程において」，炭素もしくは窒素，または窒素と炭素を同時に添加した下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域にイオンを注入することにより，結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成し，その後，下地シリコン基板の主表面側にシリコンエピタキシャル層を成長させるように構成されております。
　上記認定２に対する意見において説明したように，「デバイス形成工程」は，半導体デバイス製造会社が行う工程であるのに対して，「ウェーハ製造工程」は，ウェーハ製造会社が行う工程であり，これらは属する業界が異なるものです。当業者は，「エピタキシャルウェーハの製造」と「半導体デバイスの形成」とは，技術分野が共通するものとは解釈しません。
　そして，引用発明９は，集積回路中のＰＭＯＳトランジスタの接合特性を改善するという，デバイス形成工程に特有の課題を解決するものです。この引用発明９の課題は，引用発明１においては生じ得ません。
　さらに，審査官殿は，引用文献９に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けについて何ら述べておりません。すなわち，引用文献９に記載されていれさえすれば，引用文献９に記載された事項を引用発明１に適用する動機付けがある訳ではありません。
　この点について，引用文献１には，引用発明１においてゲッタリング能力が不足しているといった課題認識はありません。また，引用文献９には，エピタキシャル層形成後の炭素濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることによりゲッタリング能力が向上することを示す記載はおろか，半値幅とゲッタリング能力との関係や，半値幅自体に関する記載も皆無です。よって，引用文献９に記載された炭素濃度分布の半値幅を引用発明１に適用する動機付けはありません。」と主張している。
　しかしながら，引用文献１の半導体デバイスに用いられ，ゲッタリング層を形成するシリコンエピタキシャル「ウェーハ製造工程」と，引用文献９の炭素クラスターを注入することによりゲッタリング層を形成すること，「半導体デバイスの形成」は，いずれも半導体分野という共通する技術分野に属するものであることは明らかである。
　また，引用文献１には，少なくとも，炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハにゲッタリングに寄与する構成元素を含むクラスターイオンを照射して，該半導体ウェーハの表面に，前記クラスターイオンの構成元素から形成された改質層を形成する第１工程と，前記半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する第２工程とを有する半導体エピタキシャルウェーハの製造方法，前記製造方法によって得られた所定の改質層を有する半導体エピタキシャルウェーハが記載されているし，ゲッタリング能を有する元素からなる改質層を，半値幅を狭くシャープに形成すれば，エピタキシャルウェーハにおけるゲッタリング層の占める厚さを低減できること，イオン注入したゲッタリング能を有する元素の有効利用が図れることは，自明の事項である。
　ここで，引用文献９には，同じく，ゲッタリングに寄与する元素である炭素を含むクラスターイオンを，半導体ウェーハに注入して改質層を形成し，前記炭素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることが記載されているのであるから，引用文献１に記載の発明において，引用文献９に記載の技術的事項を適用することに格別の困難性は認められないし，このとき，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９を満たす蓋然性が高い。
＜当審注：上記「このとき，」に続いて，原査定には「１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９を満たす」と記載されているが，これは「請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９を満たす」の誤記と認められる。＞
　さらに，本願明細書の段落【００８２】には，半値幅が５０．１〜５０．３ｎｍの実施例１〜５（かつ，炭素濃度ピーク位置が４２．３ｎｍ）しか開示されておらず，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることに，格別の臨界的意義は認められない。
　よって，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９に係る発明は，引用文献１，９から，進歩性を有しない。
（ｉｖ）さらに，引用文献７−９に記載のように，ゲッタリングに寄与する元素である炭素イオンや炭素を含むクラスターイオンを，半導体ウェーハに注入して改質層を形成し，前記炭素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることは，一般的な技術的事項であるし，第２工程後の改質層におけるクラスターイオンの構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることに，格別の臨界的意義は認められないから，引用文献１に記載の発明において，引用文献７−９に記載の技術的事項を適用して，本願の請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９に係る発明の構成とすることは，当業者が容易に想到し得た事項である。
　その余の点については，先に述べたとおりであるから，請求項１−２１に係る発明は，引用文献１−９から，進歩性を有しない。
　よって，出願人の主張は採用できない。
　　　　　　　　　　　　　　＜引用文献等一覧＞
１.特開２００３−１６３２１６号公報
２.特開２０１２−０５９８４９号公報
３.特開２００８−３１１４１８号公報
４.特開２００８−２９４２４５号公報
５.特表２００９−５４０５３１号公報
６.特開２０１１−１５１３１８号公報
７.国際公開第２０１１／１２５３０５号
８.特開２０１０−０６２５２９号公報
９.特表２００９−５１８８６９号公報」
　２　拒絶理由通知
　原査定の根拠となった平成２８年４月２２日付けの拒絶理由通知の概要は次のとおりである。
「１．（進歩性）この出願の下記の請求項に係る発明は，その出願前に日本国内又は外国において，頒布された下記の刊行物に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明に基いて，その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する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。
　　　　　記　　　（引用文献等については引用文献等一覧参照）
●理由１．について
・請求項　１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９
・引用文献等　１，７−９
・備考
　引用文献１（特に，特許請求の範囲，段落【００３２】−【００４９】，【００５４】−【００５７】，【００７０】−【００８８】及び第１図参照。）には，炭素濃度５×１０15〜５×１０17atoms/cm3，窒素濃度１×１０13〜１×１０15atoms/cm3であるシリコン半導体ウェーハに，ゲッタリングに寄与する構成元素（炭素，ボロン）を含むクラスターイオン（一酸化炭素イオン（ＣＯ+），フッ化ボロンイオン（ＢＦ2+））を照射して，該半導体ウェーハの表面に，前記クラスターイオンが注入され，そのピーク体積濃度が１Ｅ１７〜１Ｅ２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であるゲッタリング改質層６，４を形成する第１工程と，前記半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層５を形成する第２工程とを有する半導体エピタキシャルウェーハの製造方法及びこの製造方法によって得られ，前記構成元素がシリコン半導体に固溶して改質層を形成している半導体エピタキシャルウェーハが記載されている。
　ここで，引用文献７（特に，特許請求の範囲，段落【００６８】，【００９０】，【０１１０】−【０１３１】及び第１−２，７，１０図参照。５°のチルティング，パッド酸化膜形成を行っている。）には，半導体エピタキシャルウェーハ及びその製造方法において，半導体ウェーハに炭素イオンを注入し，その後，エピタキシャル層を形成した場合に，注入された炭素イオンの深さ方向濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下（第７，１０図から明らか。）であることが記載されているから，引用文献１に記載の発明において，ゲッタリングに寄与する構成元素（炭素，ボロン）を含むクラスターイオン（一酸化炭素イオン（ＣＯ+），フッ化ボロンイオン（ＢＦ2+））を照射し，第２工程後の改質層における
前記構成元素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることは，適宜なし得た事項である。
　よって，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９に係る発明は，引用文献１，７から，進歩性を有しない。
　また，引用文献８（特に，段落【００５２】−【００５３】及び第１１図参照。）には，半導体ウェーハに炭素クラスターイオンを注入し，注入された炭素イオンの深さ方向濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下（第１１図から明らか。）であることが記載されているから，引用文献１に記載の発明において，ゲッタリングに寄与する構成元素（炭素，ボロン）を含むクラスターイオン（一酸化炭素イオン（ＣＯ+），フッ化ボロンイオン（ＢＦ2+））を照射し，第２工程後の改質層における前記構成元素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることは，適宜なし得た事項である。
　よって，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９に係る発明は，引用文献１，８から，進歩性を有しない。
　同様に，引用文献９（特に，段落【００１４】−【００１５】，【００４３】，【００４６】及び第３，９図参照。）には，半導体ウェーハにゲッタリング層形成のために，炭素クラスターイオンを注入し，注入された炭素イオンの深さ方向濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下（第９図から明らか。）であることが記載されているから，引用文献１に記載の発明において，ゲッタリングに寄与する構成元素（炭素，ボロン）を含むクラスターイオン（一酸化炭素イオン（ＣＯ+），フッ化ボロンイオン（ＢＦ2+））を照射し，第２工程後の改質層における前記構成元素の深さ方向濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下とすることは，適宜なし得た事項である。
　よって，請求項１−２，４，７−８，１１−１２，１４，１６−１９に係る発明は，引用文献１，９から，進歩性を有しない。
　……（中略）……
　　　　　　　　　　　　　＜引用文献等一覧＞
１．特開２００３−１６３２１６号公報
２．特開２０１２−０５９８４９号公報
３．特開２００８−３１１４１８号公報
４．特開２００８−２９４２４５号公報
５．特表２００９−５４０５３１号公報
６．特開２０１１−１５１３１８号公報
７．国際公開第２０１１／１２５３０５号（今回，新たに追加された文献）
８．特開２０１０−０６２５２９号公報（今回，新たに追加された文献）
９．特表２００９−５１８８６９号公報（今回，新たに追加された文献）」
第３　本願発明
　本願の請求項１−２１に係る発明（以下，それぞれ「本願発明１」−「本願発明２１」という。）は，平成２７年８月２４日付けで提出された手続補正書による手続補正で補正された特許請求の範囲の請求項１−２１に記載された事項により特定される，以下のとおりの発明である。
「　【請求項１】
　炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハにゲッタリングに寄与する構成元素を含むクラスターイオンを照射して，該半導体ウェーハの表面に，前記クラスターイオンの構成元素から形成された改質層を形成する第１工程と，
　前記半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する第２工程と，
を有し，該第２工程後の改質層における前記構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下である半導体エピタキシャルウェーハを得ることを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項２】
　前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである，請求項１に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項３】
　前記半導体ウェーハが，シリコンウェーハの表面に第２エピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハであり，前記第１工程において前記改質層は前記第２エピタキシャル層の表面に形成される，請求項１または２に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項４】
　前記半導体ウェーハ中の炭素濃度は１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ＡＳＴＭ　Ｆ１２３　１９８１）であり，窒素濃度は５×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である，請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項５】
　前記半導体ウェーハ中の酸素濃度は９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ＡＳＴＭ　Ｆ１２１　１９７９）である，請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項６】
　前記第１工程の後かつ前記第２工程の前に，前記半導体ウェーハに対して，酸素析出物の形成を促進するための熱処理を施す，請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項７】
　前記クラスターイオンが構成元素として炭素を含む，請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項８】
　前記クラスターイオンが構成元素として炭素を含む２種以上の元素を含む，請求項７に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項９】
　前記クラスターイオンが，さらにドーパント元素を含み，該ドーパント元素がホウ素，リン，ヒ素およびアンチモンからなる群から選ばれた１以上の元素である，請求項７または８に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項１０】
　前記第１工程は，炭素１原子あたりの加速電圧が５０ｋｅＶ/ａｔｏｍ以下，クラスターサイズが１００個以下，炭素のドーズ量が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下の条件で行う，請求項７〜９のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
　　【請求項１１】
　炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハと，該半導体ウェーハの表面に形成された，該半導体ウェーハ中に固溶しゲッタリングに寄与する所定元素から形成された改質層と，該改質層上の第１エピタキシャル層と，を有し，
　前記改質層における前記所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１２】
　前記半導体ウェーハがシリコンウェーハである，請求項１１に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１３】
　前記半導体ウェーハが，シリコンウェーハの表面に第２エピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハであり，前記改質層は前記第２エピタキシャル層の表面に位置する，請求項１１または１２に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１４】
　前記半導体ウェーハ中の炭素濃度は１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ＡＳＴＭ　Ｆ１２３　１９８１）であり，窒素濃度は５×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である，請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１５】
　前記半導体ウェーハ中の酸素濃度は９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ＡＳＴＭ　Ｆ１２１　１９７９）である，請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１６】
　前記半導体ウェーハの表面からの深さが１５０ｎｍ以下の範囲内に，前記改質層における前記濃度プロファイルのピークが位置する，請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１７】
　前記改質層における前記濃度プロファイルのピーク濃度が，１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である，請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１８】
　前記所定元素が炭素を含む，請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項１９】
　前記所定元素が炭素を含む２種以上の元素を含む，請求項１８に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項２０】
　前記所定元素がさらにドーパント元素を含み，該ドーパント元素がホウ素，リン，ヒ素およびアンチモンからなる群から選ばれた１以上の元素である，請求項１８または１９に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
　　【請求項２１】
　請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法で製造された半導体エピタキシャルウェーハまたは請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの，表面に位置する第１エピタキシャル層に，固体撮像素子を形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。」
第４　引用文献及び引用発明
　１　引用例１について
　（１）引用例１の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特開２００３−１６３２１６号公報（以下「引用例１」という。）には，「エピタキシャルシリコンウエハおよびその製造方法」（発明の名称）について，図１とともに次の事項が記載されている（下線は，参考のため，当審において付したもの。以下，同様である。）。
　　ア　「【特許請求の範囲】
【請求項１】　下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に，イオンを注入することにより結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成し，その後下地シリコン基板の主表面側にエピタキシャル成長させて作製するエピタキシャルシリコンウエハにおいて，該下地シリコン基板が特に，結晶中に炭素が添加された基板を用いることを特徴とする，注入起因による結晶欠陥がシリコンエピタキシャル層に発生しないエピタキシャルシリコンウエハ。
【請求項２】　下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に，イオンを注入することにより結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成し，その後下地シリコン基板の主表面側にエピタキシャル成長させて作製するエピタキシャルシリコンウエハにおいて，該下地シリコン基板が特に，結晶中に窒素が添加された基板を用いることを特徴とする，注入起因による結晶欠陥がシリコンエピタキシャル層に発生しないエピタキシャルシリコンウエハ。
【請求項３】　下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に，イオンを注入することにより結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成し，その後下地シリコン基板の主表面側にエピタキシャル成長させて作製するエピタキシャルシリコンウエハにおいて，該下地シリコン基板が特に，結晶中に窒素と炭素が両方添加された基板を用いることを特徴とする，注入起因による結晶欠陥がシリコンエピタキシャル層に発生しないエピタキシャルシリコンウエハ。
【請求項４】　請求項１から３記載のエピタキシャルシリコンウエハにおいて，注入イオン種が
ヘリウムイオン（Ｈｅ
＋
），ボロンイオン（Ｂ
＋
），フッ化ボロンイオン（ＢＦ
２
＋
），炭素イオン（Ｃ
＋
），一酸化炭素イオン（ＣＯ
＋
），窒素イオン（Ｎ
＋
），酸素イオン（Ｏ
＋
），フッ素イオン（Ｆ
＋
），ネオンイオン（Ｎｅ
＋
），シリコンイオン（Ｓｉ
＋
），リンイオン（Ｐ
＋
），アルゴンイオン（Ａｒ
＋
），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ
＋
），砒素イオン（Ａｓ
＋
）およびアンチモンイオン（Ｓｂ
＋
）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオンを注入する
　……（中略）……
【請求項１１】　
下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に，イオンを注入することにより結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成し
その後下地シリコン基板の主表面側にエピタキシャル成長させて
エピタキシャルシリコンウエハの製造方法
【請求項１２】　
下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に，イオンを注入することにより結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成し
その後下地シリコン基板の主表面側にエピタキシャル成長させて
エピタキシャルシリコンウエハの製造方法
【請求項１３】　
下地シリコン基板の主表面側から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に，イオンを注入することにより結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成
その後下地シリコン基板の主表面側にエピタキシャル成長させて
注入起因による結晶欠陥がシリコンエピタキシャル層に発生しないエピタキシャルシリコンウエハの製造方法
　　イ　「【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
　……（中略）……
【０００７】本発明の目的は，デバイス活性領域に近い場所において，つまり，エピ層直下のイオン注入によるゲッタリングサイトとして設けることで，エピタキシャルウエハのゲッタリング能力を付与するとともに，そのゲッタリング能力を強化するために，
従来よりも注入量を増大させても，注入起因によるエピ層の結晶欠陥を発生させない製造方法
　　ウ　「【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため，本発明者らは前記エピタキシャルシリコンウエハにおいて，主表面側に注入する下地シリコン基板によってエピ層表面の結晶欠陥の発生しないドーズ量条件は拡大することを見出した。通常のミラーウエハにおいて，エピ層欠陥が発生しない注入条件は特開２００１−７７１１９公報となるが，
下地シリコン基板に炭素もしくは窒素，または窒素と炭素を同時に添加したシリコン基板を用いる
　　エ　「【００３２】
【発明の実施の形態】以下，本発明を，図面を参照しつつ実施形態に基づき説明する。
【００３３】上記目的を達成するために，以下の手順で実施する（図１参照）。
【００３４】注入イオン種と加速エネルギーで決まる飛程距離の最頻値（濃度ピーク）が
下地シリコン基板１のエピタキシャル成長面３（以下，「エピタキシャル層堆積用基板表面」と称する。）（図１（Ａ）参照）から３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の深さとなるように，イオン注入する
注入量は各イオンすべてにおいて，ピーク体積濃度が１Ｅ１７〜１Ｅ２１／ｃｍ
３
の範囲にあれば問題ないが，特に１Ｅ１８〜１Ｅ２１／ｃｍ
３
の範囲のものが最もゲッタリングに効果があり，下地シリコン基板に炭素，もしくは窒素，または窒素および炭素が添加されたものを用いることで，結晶欠陥が発生しない
【００３５】上記内容で，エピタキシャル層の結晶欠陥はライトエッチングと光学顕微鏡により観察できる。これをウエハの面内全体を評価する場合，高感度のパーティクルカウンターを用いる。結晶欠陥が発生しないことの定義は，０．２μｍ以上の欠陥が零であることである。０．２μｍ未満の計測もできるが，その場合は結晶欠陥とごみとの区別が難しく，その場合でも０．５個／ｃｍ２以下である。
【００３６】これまでの何も添加しない通常の下地シリコン基板では，注入によってダメージを受けた下地シリコン基板はそのドーズ量を増加させて注入欠陥を大量に導入した場合，エピ層に欠陥を発生させてしまった。しかし，炭素単独，もしくは窒素単独，または窒素と炭素を同時に添加した下地シリコン基板では，従来のエピ層欠陥が発生するドーズ量よりも１〜２桁以上もの注入ドーズ量を導入しても結晶欠陥はエピ層に発生しない。この効果とは別に，炭素添加，窒素添加および窒素と炭素同時添加基板は，デバイスプロセスの初期段階は基板全体の析出が遅れるが，デバイスプロセスが進むにつれて，その密度および量は徐々に増加するため，デバイスプロセス初期でもゲッタリング能力を発揮するイオン注入と炭素や窒素および窒素と炭素同時添加したシリコンウエハを使用することで，全デバイスプロセスを通して金属ゲッタリングに有効なエピ層が無欠陥のエピタキシャルシリコンウエハとなる。
【００３７】炭素添加量は低すぎると転位などの欠陥抑制効果は少なく，５Ｅ１５／ｃｍ３以上が良い。さらに確実にその効果を狙うには１Ｅ１６／ｃｍ３以上が望ましい。また炭素濃度が５Ｅ１７／ｃｍ３を超えると炭素によるエピ層劣化も考えられ，５Ｅ１７／ｃｍ３以下が望ましい。また，窒素単独添加では，窒素の添加量が１Ｅ１３／ｃｍ３以上あることで，炭素持たない高温析出効果を生じるが，１Ｅ１５／ｃｍ３を超えるとエピ層自体に結晶欠陥が発生してしまう。しかしながらイオン注入することでエピ層へ転位が発生する窒素の限界濃度が増加し，２Ｅ１５／ｃｍ３まで引き上げることができる。さらに窒素と炭素同時添加では，両方の析出の効果で十分析出するとともに，エピ層欠陥が発生させない範囲を拡大させられる。転位が発生する窒素の限界濃度は窒素単独添加の２Ｅ１５／ｃｍ３から１Ｅ１６／ｃｍ３まで増加させることができる。しかしながら窒素が１Ｅ１６／ｃｍ３を超えると結晶育成自体の制御しにくくなる。
【００３８】また，
下地シリコン基板がｐ型である場合は，ボロンイオン（Ｂ
＋
）やフッ化ボロンイオン（ＢＦ
２
＋
）などを注入することで同型の注入原子層を形成することができる。これにより，ｐ／ｐ
＋
と同様の効果をもつ構造を形成できる。もちろん，ｐ型においても，ヘリウムイオン（Ｈｅ
＋
），炭素イオン（Ｃ
＋
），一酸化炭素イオン（ＣＯ
＋
），窒素イオン（Ｎ
＋
），酸素イオン（Ｏ
＋
），フッ素イオン（Ｆ
＋
），ネオンイオン（Ｎｅ
＋
），シリコンイオン（Ｓｉ
＋
），アルゴンイオン（Ａｒ
＋
），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ
＋
）等を注入しても強いゲッタリング能力が得られる。ｎ型の基板である場合は，リンイオン（Ｐ
＋
），砒素イオン（Ａｓ
＋
）やアンチモンイオン（Ｓｂ
＋
）などを注入することで欠陥層と同型の注入原子層を形成することができる。これにより，ｎ／ｎ
＋
と同様の効果をもつ構造を形成できる。もちろん，ｎ型においても，ヘリウムイオン（Ｈｅ
＋
），炭素イオン（Ｃ
＋
），一酸化炭素イオン（ＣＯ
＋
），窒素イオン（Ｎ
＋
），酸素イオン（Ｏ
＋
），フッ素イオン（Ｆ
＋
），ネオンイオン（Ｎｅ
＋
），シリコンイオン（Ｓｉ
＋
），アルゴンイオン（Ａｒ
＋
），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ
＋
）等を注入しても強いゲッタリング能力が得られる
【００３９】酸化膜形成は，熱酸化膜や化学酸化膜等，金属汚染の少ないクリーンな環境において形成された緻密な酸化膜であることが重要である。
【００４０】イオン注入後，酸化膜をフッ酸にて除去し，金属除去，パーティクル除去に有効な洗浄を行う。酸化膜がない場合においても上記洗浄を実施することで表面に付着した金属やパーティクルの除去が可能となる。これは，エピタキシャル成長前の基板洗浄と兼ねることができる。
【００４１】
その後，酸化膜が除去されたエピタキシャル層堆積用基板表面上にエピタキシャル成長法によりシリコンエピタキシャル層を堆積する
【００４２】なお，本発明に係るエピタキシャルシリコンウエハにおいては，前記した
イオン注入により，エピタキシャル層堆積用基板表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に，結晶欠陥層６が形成されるが，（図１（Ｄ）参照），この「深さ」は該基板表面３から結晶欠陥層６の中心までの距離を指す
　　オ　「【００４３】
【実施例】以下本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。これは単なる例示に過ぎず，本発明はこれらの実施例の記載によって制限されるものではない。
【００４４】（実施例１）抵抗率１０Ωｃｍ程度のｐ型（１００）の８インチシリコン基板を準備した。以下の手順で，
各種エピタキシャルシリコンウエハを作製した。まず，炭素濃度が５×１０
１５
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
のものと５×１０
１７
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
の２種類，窒素濃度が１×１０
１３
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
のものと２×１０
１５
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
の２種類，窒素と炭素添加基板は，窒素が１×１０
１３
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
で炭素が５×１０
１５
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
のものと窒素が１×１０
１３
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
で炭素が５×１０
１７
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
のものまた窒素が１×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
で炭素が５×１０
１５
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
，窒素が１×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
で炭素が５×１０
１７
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
のものを準備した
【００４５】１）　まず，上記イオンが透過し，酸化膜５０ｎｍおよび酸化膜を作成しない試料に飛程距離がそれぞれ３０ｎｍおよび１．２μｍとなるように加速エネルギーを設定して，試料を作成した。その注入原子のピーク濃度が，約１×１０１７，１×１０１８，１×１０２０および１×１０２１／ｃｍ３の４水準を作成した。
【００４６】２）　次に，酸化膜を形成したものは０．５％の希フッ酸により酸化膜を除去し，アンモニア過酸化水素水洗浄，塩酸過酸化水素水洗浄等による金属やパーティクルの除去を行い，ランプ加熱の常圧エピタキシャル成長装置にて，１１００〜１１５０℃の温度で５μｍのシリコンエピタキシャル成長を行った。
【００４７】３）　続いて，得られたエピタキシャルシリコンウエハ表面に，ニッケルをそれぞれスピンコート汚染により５×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の故意汚染を施した。この場合も汚染していなものも比較として用意した。
【００４８】４）　１０００℃で６０分，窒素雰囲気で拡散熱処理を施した後，ゲート酸化膜を３００Å形成した。この試料の酸化膜中およびエピタキシャル層および注入欠陥層を含む注入原子層でのニッケルの濃度をフッ酸およびフッ硝酸液を用い段階エッチングと原子吸光分析にて回収量の評価を行なった。モニターによる汚染量をあらかじめ原子吸光分析により求めておき，その量を１００％とする。酸化膜，エピタキシャル層，注入原子層および欠陥層，基板からのニッケルの濃度を求めた。
【００４９】５）　各種イオン注入と下地シリコン基板によるのニッケル回収量結果を表１〜５に示す。注入したサンプルすべてにおいて注入欠陥付近で９０％以上のニッケルが回収され，飛程距離がそれぞれ３０ｎｍおよび１．２μｍの試料において
各イオン注入のピーク体積濃度１×１０
１７
〜１×１０
２１
／ｃｍ
３
の範囲でゲッタリング能力が優れている
【００５０】なお，本実施例ではニッケルについてのゲッタリング能力を示しているが，鉄や銅等の金属についてもイオン注入による注入欠陥は有効なゲッタリングサイトになる。
【００５１】（比較例１）上記実施例の４つのイオン種において，
注入ピーク体積濃度が２Ｅ
２１
／ｃｍ
３
で１Ｅ
２１
／ｃｍ
３
を超えた場合のエピ層欠陥の発生を表３３に示す。欠陥観察方法はライトエッチング液により３μｍエッチングして光学顕微鏡観察した。どのイオン種もエピ層に欠陥が発生している
【００５２】（比較例２）
炭素も窒素も添加していない基板
ゲッタリング能力はあるものの，注入ピークが１Ｅ２０および１Ｅ２１／ｃｍ
３
ではすべて結晶欠陥が発生してしまった
【００５３】なお，各表について，表１〜表８は，炭素添加した基板を用いた場合の各層におけるニッケル回収量，表９〜表１６は，窒素添加した基板を用いた場合の各層におけるニッケル回収量，表１７〜表３２は，窒素と炭素を添加した基板を用いた場合の各層におけるニッケル回収量，表３３は，注入ピーク体積濃度が２Ｅ２１／ｃｍ３の場合の各イオン種のエピ層欠陥発生状況，表３４〜表３７は，炭素も窒素および炭素を添加していない基板を用いた場合の各層におけるニッケル回収量を表わす。」
　　カ　「【００９１】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば，デバイス活性領域に近い，エピタキシャル層直下に，イオンを注入することで，エピタキシャル層直下には結晶欠陥および高濃度注入原子層を導入し，エピタキシャル層にはスタッキングフォールトや転位の発生のない，高いゲッタリング能力を持ったエピタキシャルシリコンウエハの提供が可能となる。」
　　キ　図１には，シリコンウェハ１のエピタキシャル成長面３上にシリコン酸化膜２を形成し，当該シリコン酸化膜２を通して前記エピタキシャル成長面３側からイオン注入した後に，前記シリコンウェハ１に形成されたイオン注入欠陥層上の表面層４（注入欠陥回復）の上にエピタキシャル層５を形成することが記載されている。
　（２）引用発明
　　ア　引用発明１
　上記の「（１）引用例１の記載事項」から，引用例１には，エピタキシャルシリコンウエハの製造方法の発明として，次の発明（以下「引用発明１」という。）が記載されていると認められる。
「炭素もしくは窒素を，または，窒素と炭素を同時に添加した下地シリコン基板の主表面側から，ヘリウムイオン（Ｈｅ＋），ボロンイオン（Ｂ＋），フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋），炭素イオン（Ｃ＋），一酸化炭素イオン（ＣＯ＋），窒素イオン（Ｎ＋），酸素イオン（Ｏ＋），フッ素イオン（Ｆ＋），ネオンイオン（Ｎｅ＋），シリコンイオン（Ｓｉ＋），リンイオン（Ｐ＋），アルゴンイオン（Ａｒ＋），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ＋），砒素イオン（Ａｓ＋）およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオンを注入して，強いゲッタリング能力を有する結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成する工程と，
　その後，前記下地シリコン基板の主表面上にエピタキシャル成長法によりシリコンエピタキシャル層を堆積する工程と，
を有し，
　前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層は，前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に形成され，
　イオン注入のピーク体積濃度が１×１０１７〜１×１０２１／ｃｍ３の範囲であり，前記下地シリコン基板に炭素，もしくは窒素，または窒素および炭素が添加されたものを用いることで，注入起因による結晶欠陥が前記シリコンエピタキシャル層に発生しないことを特徴とするエピタキシャルシリコンウエハの製造方法。」
　　イ　引用発明２
　また，上記の「（１）引用例１の記載事項」から，引用例１には，エピタキシャルシリコンウエハの発明として，次の発明（以下「引用発明２」という。）が記載されていると認められる。
「炭素もしくは窒素を，または，窒素と炭素を同時に添加した下地シリコン基板と，
　前記下地シリコン基板の主表面側に，ヘリウムイオン（Ｈｅ＋），ボロンイオン（Ｂ＋），フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋），炭素イオン（Ｃ＋），一酸化炭素イオン（ＣＯ＋），窒素イオン（Ｎ＋），酸素イオン（Ｏ＋），フッ素イオン（Ｆ＋），ネオンイオン（Ｎｅ＋），シリコンイオン（Ｓｉ＋），リンイオン（Ｐ＋），アルゴンイオン（Ａｒ＋），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ＋），砒素イオン（Ａｓ＋）およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオンを注入して形成された，強いゲッタリング能力を有する結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層と，
　前記下地シリコン基板の主表面上に堆積されたシリコンエピタキシャル層と，
を有し，
　前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層は，前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に形成されており，注入起因による結晶欠陥が前記シリコンエピタキシャル層に発生しないことを特徴とするエピタキシャルシリコンウエハ。」
　２　引用例２について
　（１）引用例２の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特開２０１２−５９８４９号公報（以下「引用例２」という。）には，「シリコンエピタキシャルウェーハおよびシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法」（発明の名称）について，図１〜図３とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「【００３１】
　ここで，図１（ａ）に示すように，炭素イオン注入層１２が３層以上（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）である場合は，シリコン単結晶基板１１の酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上であるものとすることができる。
　このようにシリコン単結晶基板の酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上と高濃度では，炭素イオン注入層が３層以上であると，バルク中からの酸素の拡散がより確実に抑制されたものとなり，より確実にシリコンエピタキシャル層の最表面部の酸素濃度が５ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下と低いシリコンエピタキシャルウェーハとなる。
【００３２】
　上記のような，本発明のシリコンエピタキシャルウェーハは，以下に示すようなシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法によって製造することができるが，もちろん本発明はこれらに限定されるものではない。図２は，本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示した工程フローである。
【００３３】
　（工程１）
　まず，図２の工程１に示すように，酸素濃度が７ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上のシリコン単結晶基板を準備する。ここで準備するシリコン単結晶基板は，酸素濃度７ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上であれば良く，その導電型や結晶方位や結晶径等は，適宜選択することができるが，導電型はＮ型のほうが望ましい。例えばＣＺ法で育成したシリコン単結晶棒からスライスして作製したものを用いればよい。
【００３４】
　（工程２）
　次に，図２の工程２に示すように，先に準備したシリコン単結晶基板を洗浄することができる。この洗浄はＳＣ２溶液によって仕上げることが望ましく，これによって基板表面に薄い酸化膜を形成することができる。この酸化膜は不純物付着防止に効果的であり，また後の炭素イオン注入工程でのチャネリング防止に好適である。
【００３５】
　（工程３）〜（工程６）
　その後，図２の
工程３に示すように，シリコン単結晶基板に対して，炭素イオン注入を行って，炭素イオン注入層を形成する
【００３６】
　その後，図２の工程４に示すように，シリコンエピタキシャル層を形成するために，表面を清浄にするべく，洗浄（例えばＨＦ洗浄の後に，ＳＣ１＋ＳＣ２による洗浄）を行うことができる。
【００３７】
　その後に，図２の工程５に示すように，先の炭素イオン注入によって乱れた結晶性を回復させるために，結晶性回復熱処理を行うことができる。
　この結晶性回復熱処理の実施形態は特に限定されず，枚葉式エピタキシャル成長装置での熱処理（例えば水素雰囲気で，昇温速度３０〜６０℃／ｓｅｃ，温度１１３０℃）とすることができ，また独立した熱処理装置で実施することもできる。
【００３８】
　その後，図２の
工程６に示すように，シリコンエピタキシャル層をエピタキシャル成長させる
　このエピタキシャル成長の条件は特に限定されず一般的なものでよく，例えば，Ｈ２をキャリアガスとしてＳｉＨＣｌ３等のソースガスをチャンバー内に導入し，サセプタ上に配置した基板の主表面上に，１０５０〜１２５０℃程度でＣＶＤ法により，エピタキシャル成長させることができる。
【００３９】
　この
工程２〜工程６は，シリコンエピタキシャルウェーハを完成させるまでに２回以上行って，２層以上の炭素イオン注入層を形成する
　この時の炭素イオン注入条件は，加速エネルギーは５０〜１００ｋｅＶ（注入深さは０．１〜０．５μｍ）程度が望ましい。また，イオン注入回数や炭素イオンドーズ量は，準備したシリコン単結晶基板の酸素濃度に応じて，適宜変更することができる。」
　３　引用例３について
　（１）引用例３の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特開２００８−３１１４１８号公報（以下「引用例３」という。）には，「エピタキシャルウェーハおよびエピタキシャルウェーハの製造方法」（発明の名称）について，図１〜図５とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「【００３４】
　これに対して，本発明のエピタキシャルウェーハは，
単結晶育成時に炭素（Ｃ
ｓ
）がドープされたシリコン単結晶基板１１に，炭素イオン（Ｃ
ｉ
）が注入されることによって形成された炭素イオン注入層１２に（Ｃ
ｉ
），（Ｃ
ｓ
），（Ｏ
ｉ
），（Ｓｉ
Ｉ
）等からなる複合体が形成されたものであって，エピタキシャル層１３が形成される際に，前述した複合体によってエピ成長中に注入される格子間シリコン（Ｓｉ
Ｉ
）が捕獲されやすい形態となっており
熱処理時に基板本来の酸素析出が起こり，ＢＭＤが容易に形成できるため，エピタキシャル層近傍におけるゲッタリング能力が高いエピタキシャルウェーハとすることができる
　　イ　「【実施例】
【００５０】
　以下，実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが，本発明はこれらに限定されるものではない。
　（実施例１）
　まず，チョクラルスキー法によって，直径２００ｍｍ，Ｎ型のシリコン単結晶棒の育成を行った。この際，予め石英ルツボ内に炭素粉末を入れることによって単結晶中に炭素をドープした。炭素ドープ量が１．０ｐｐｍａとなるように炭素濃度の制御を行った。また，
酸素濃度が１６．８ｐｐｍａとなるように単結晶棒の育成を行った
　その後，シリコン単結晶棒をスライスしてシリコン単結晶基板を作製した。
　その
作製したシリコン単結晶基板に，１×１０
１２
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
２
のドーズ量の条件で，高電流イオン注入機を用いて炭素をイオン注入して，炭素イオン注入層を形成した
　その後，１１３０℃の処理条件で炭素注入層を形成したウェーハ表面にエピタキシャル層を形成し，エピタキシャルウェーハを作製した。形成したエピタキシャル層の厚さは約６μｍである。」
　４　引用例４について
　（１）引用例４の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特開２００８−２９４２４５号公報（以下「引用例４」という。）には，「エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャルウェーハ」（発明の名称）について，図１〜図５とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「【００２３】
　以下，本発明について図１を用いてさらに詳細に説明するが，本発明はこれらに限定されるものではない。
　まず，単結晶シリコンウェーハ１１を準備する。この
シリコンウェーハのいずれか一方の主表面に高電流イオン注入機を用いて，炭素イオン注入を行って，シリコンウェーハに炭素注入層１２を形成する。炭素イオンのドーズ量としては１×１０
１３
〜５×１０
１５
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
２
とすることができる
　上記の範囲のドーズ量とすることで，炭素イオン注入後に行う熱処理が短時間であっても，ウェーハの結晶性の回復を図ることが可能である。また，
酸素析出を促進するためにも，上記ドーズ量の範囲が好ましい
【００２４】
　その後，炭素イオン注入によって乱れたシリコンウェーハの結晶性を回復させるために熱処理を行う。熱処理は，急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて行う。この熱処理は，アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で行う。
　上記のようにアンモニアまたは窒素を含む雰囲気でＲＴＡ装置による熱処理を行うことによって，短い熱処理時間でも結晶性の回復を図ることが可能である。またアンモニアまたは窒素を含ませることによって，
熱処理中にウェーハに空孔を注入することができ，これによって酸素をより効率的に析出させ，ＢＭＤ（Ｂｕｌｋ  ＭｉｃｒｏＤｅｆｅｃｔ）層１３を形成させる
【００２５】
　アンモニアを含む雰囲気で行う際のアンモニアの濃度は０．５〜３％とすることができる。窒素を含む雰囲気で行う場合は窒素濃度は１００〜１０００ｐｐｍの窒化ガスを添加した雰囲気とすることができる。
　前述のような濃度範囲とすることで，空孔を注入する際に，ウェーハ中に入る窒素の総量を不必要に増加させることなく，空孔を十分量注入することが可能となる。ここでさらに，窒素添加雰囲気に１００ｐｐｍ以下の微量酸素雰囲気で熱処理を行うことによっても，上記と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
　熱処理条件として，処理温度は１１００℃〜シリコン融点温度とすることができる。特に望ましくは１１００〜１２５０℃である。処理時間としては１０〜６０秒とすることができる。前述の熱処理条件とすることで，ウェーハの結晶性を確実に回復させると共に，短時間の処理とすることができる。よって工程を短くすることが可能となり，コスト低減を図ることが可能となる。
　熱処理の回数は一回でも十分だが，特に回数に制限はない。結晶性の回復を重視する場合は２〜３回繰り返すことができる。
【００２７】
　その後，炭素イオンを注入した面に，エピタキシャル層１４を形成する。エピタキシャル層１４の形成には一般的な条件を用いることができる。
　たとえば，Ｈ２をキャリアガスとしてＳｉＨＣｌ３等のソースガスをチャンバー内に導入し，サセプタ上に配置した上記ゲッタリング能力が高くかつ炭素注入層を有し，ＲＴＡ処理したウェーハ上に，１０５０〜１２５０℃程度でＣＶＤ法により，エピタキシャル成長することができる。」
　５　引用例５について
　（１）引用例５の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特表２００９−５４０５３１号公報（以下「引用例５」という。）には，「イオンビーム装置およびイオン注入方法」（発明の名称）について，図１〜図１９とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「【技術分野】
【０００１】
　本発明は，半導体ウェハおよびその他の基板ターゲットへのイオン注入に関する。特に，周期表のＣ，Ｓｉ，ＧｅおよびＳｎのようIV族の両側にあるＢ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｉｎ元素のような，電気的ドーパント種の原子を複数含む，分子イオンの効率的な注入に関する。また，
たとえばアモルファス化，ドーパント拡散制御，ストレスエンジニアリング，欠陥ゲッタリングなどの半導体基板の改変を行うための，Ｓ，Ｓｉ，Ｇｅのような原子を複数含む分子イオンの効率的な注入に関する
　　イ　「【００７７】
　  説明される特徴として，商用のイオン注入装置のためのビームラインおよびイオン源システムが提供され，６０ｎｍおよびそれ以下の臨界的な寸法の集積回路の製造に必要とされる，高ドーズ，低エネルギー注入への挑戦に適合することができる。
ソースから生成されるＢ
１０
Ｈ
Ｘ
＋
，またはＢ
１８
Ｈ
Ｘ
＋
の強いボロハイドライドイオンビームは，ポリゲートおよびソースドレインエクステンション注入のような低エネルギー，高ドーズ応用での，商業的に許容できるウェハスループットを達成するために用いられる
ウェハまたは他のターゲット表面へのビームの衝突は，エネルギー的に極めて純粋であり，一般に浅い接合注入の品質を低下させる高エネルギーの素子が無い
　　ウ　「【発明を実施するための形態】
【００９１】
　ここで図面を参照すると，図面では，同一の部分は同一の参照符号で示され，機能的に類似の部分は図１の参照符号にアクセントをつけて示されており，これらの図は，特に分子イオンを注入するのに有効なイオン注入装置の実施形態を概略的に示している。ここで分子イオンは，Ｂ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ元素のような電気的ドーパント種の原子を複数含み，これらは，周期表のＣ，Ｓｉ，ＧｅおよびＳｎのＩＶ族元素の両側に位置する。また，図面は，半導体基板を実施化するために修正するのに有効なＣ，Ｓｉ，Ｇｅ元素のような原子を複数含む分子イオンの効率的な注入のための実施形態を示す。
基板の修正は，たとえば，アモルファス化，ドーパント拡散制御，ストレスエンジニアリング，欠陥ゲッタリングなどである
【００９２】
　１価の電荷のクラスターイオンの化学構造は，一般式
ＭｍＤnＲｘＨｙ＋　　　（１）
で示され，ここでＭはＣ，ＳｉまたはＧｅのような基板の材料改変に有効な原子であり，Ｄは，基板中に電荷キャリアを注入するためのＢ，Ｐ，Ａｓ，ＳｂまたはＩｎのようなドーパント原子（周期表のＩＩＩまたはＩＶ族）であり，Ｒは，ラジカル，リガンド，または分子であり，Ｈは水素原子である。一般的に，ＲまたはＨは，安定なイオンを生成または形成するために必要とされる完全な化学構造の一部であり，注入プロセスのためには特に必要ではない。一般に，Ｈは，注入プロセスに特に有害ではない。これは，Ｒにも同様に当てはまる。たとえば，Ｆｅのような金属原子，またはＢｒのような原子を含むＲは望ましくない。上述の式において，ｍ，ｎ，ｘ，ｙは０以上の整数であり，ｍとｎの和は２以上，すなわちｍ＋ｎ≧２である。イオン注入の特別の関心は，高いＭおよび／またはＤ原子多重度を持つ，すなわちｍ＋ｎ≧４のクラスターイオンである。これは，低エネルギー，高ドーズ注入のための改良された効率のためである。
【００９３】
　
材料改変のために用いることができるクラスターイオンの例は，ベンゼン環から派生する，Ｃ
７
Ｈ
ｙ
＋
，Ｃ
１４
Ｈ
ｙ
＋
，Ｃ
１６
Ｈ
ｙ
＋
，およびＣ
１８
Ｈy
＋
である
ドーピングに使うことができるクラスターイオン
・ボロハイドライドイオン：Ｂ１８Ｈｙ＋，Ｂ１０Ｈｙ＋
・カルボランイオン：Ｃ２Ｂ１０Ｈｙ＋，Ｃ４Ｂ１８Ｈｙ＋
・フォスフォラスハイドライドイオン：Ｐ７Ｈｙ＋，Ｐ５（ＳｉＨ３）５＋，Ｐ７（ＳｉＣＨ３）３＋
・ヒ素ハイドライドイオン：Ａｓ５（ＳｉＨ３）５＋，Ａｓ７（ＳｉＣＨ３）３＋
である。」
　６　引用例６について
　（１）引用例６の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特開２０１１−１５１３１８号公報（以下「引用例６」という。）には，「半導体装置およびその製造方法」（発明の名称）について，図１〜図７とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「【００３１】
　次に，本実施の形態における半導体装置１００の製造手順を説明する。図２および図３は，本実施の形態における半導体装置の製造手順を示す工程断面図である。
　まず，基板１に素子分離絶縁膜２を形成する。素子分離絶縁膜２は，たとえば，フィールド酸化膜とすることができる。つづいて，基板１上にゲート絶縁膜３を形成する。次いで，ゲート絶縁膜３上にゲート電極４を形成する。その後，ゲート電極４およびゲート絶縁膜３をマスクとして，イオン注入により基板１表面に不純物をドーピングし，ソース・ドレイン拡張領域５を形成する。つづいて，ＣＶＤ（化学気相成長：Chemical Vapor Deposition）法でたとえばシリコン酸化膜等の絶縁膜を全面に堆積し，異方性エッチングにより，ゲート絶縁膜３およびゲート電極４の側壁に，サイドウォールスペーサ６を形成する。これにより，図２（ａ）に示した構成の半導体装置１００が得られる。
【００３２】
　次いで，ゲート電極４およびサイドウォールスペーサ６をマスクとして，イオン注入により基板１表面に不純物をドーピングし，熱処理によって活性化して，深いソース・ドレイン領域７を形成する（図２（ｂ））。
【００３３】
　この後，ゲート電極４およびサイドウォールスペーサ６をマスクに用いて，異方性のエッチングにより，ソース・ドレイン領域７を部分的にエッチングし，掘り込み領域１１を形成する（図２（ｃ））。ここで，掘り込み領域１１は，基板１とソース・ドレイン領域７とのＰＮ接合に達しないように形成する。つまり，掘り込み領域１１は，基板１が露出しないように形成することができ，掘り込み領域１１の底部および側面にソース・ドレイン領域７が露出するようにする。
【００３４】
　つづいて，
掘り込み領域１１の底部に露出したソース・ドレイン領域７表面に，不純物を浅くイオン注入して熱処理を加え，シリサイド層１４を構成する金属元素のゲッタリングサイトとして機能するゲッタリング層１２を形成する（図３（ａ））。ゲッタリング層１２は，基板１とソース・ドレイン領域７とのＰＮ接合に達しないように形成する
【００３５】
　本実施の形態において，イオン注入する不純物は，当該不純物を半導体中にイオン注入することにより，シリサイド層１４を構成する金属元素のゲッタリングサイトとして機能する領域が形成される元素とすることができる。イオン注入する不純物は，たとえばカーボン，酸素，窒素，フッ素，または希ガス元素の少なくとも一つを含む構成とすることができる。
【００３６】
　本実施の形態において，イオン注入する不純物は，たとえばカーボンとすることができる。カーボンは，シリコン中でいくつかの形態のＳｉ−Ｃクラスタを形成し，このＳｉ−Ｃクラスタが歪み場を誘起して金属元素をゲッタリングすることができる。また，カーボンは，シングルカーボンイオンとすることもできるが，シングルカーボンイオンではなく，クラスタカーボンイオンとすることもできる。
クラスタカーボンイオンとしては，たとえば，Ｃ
７
Ｈ
７
，Ｃ
１４
Ｈ
１４
，Ｃ
１６
Ｈ
１０
等とすることができる。クラスタカーボンを用いることにより，不純物を浅く注入することができ，ゲッタリング層１２が，基板１とソース・ドレイン領域７とのＰＮ接合に達しないように形成しやすくすることができる
【００３７】
　つづいて，ソース・ドレイン拡張領域５およびソース・ドレイン領域７と同導電型の不純物をドーピングしながら，選択成長法により掘り込み領域１１上に結晶層を形成して，せり上げソース・ドレイン領域１３を形成する（図３（ｂ））。
【００３８】
　次いで，基板１上の全面に金属層を形成し，熱処理によって，当該金属層がシリコンと接している部分で金属層の金属元素とシリコンとを反応させ，シリサイド層１４を形成する。その後，未反応の金属層を除去する（図３（ｃ））。ここで，金属層は，ニッケル層とすることができる。この場合，シリサイド層１４は，ニッケルシリサイドとすることができる。本実施の形態において，シリサイド層１４は，ゲッタリング層１２と接しないように形成される。
　……（中略）……
【００４１】
　本実施の形態において，シリサイド層１４とゲッタリング層１２とが離れて形成されている。そのため，シリサイド層１４を形成する際に，ゲッタリング層１２の存在がシリサイド層１４に影響を与えることがない。これにより，シリサイド層１４を良好に接続することができ，シリサイド層１４と半導体電極１０との界面抵抗を低く保つことができる。
【００４２】
　また，ゲッタリング層１２の存在がシリサイド層１４に影響を与えないため，シリサイド層１４のでき栄えを気にすることなく，ゲッタリング層１２の形成条件を選択することができる。
【００４３】
　さらに，シリサイド層１４を形成する際に，ゲッタリング層１２が形成されているため，シリサイド層１４またはこれを形成するための金属層からの金属元素の拡散を抑制し，リーク電流および寄生抵抗を小さくすることができる。」
　７　引用例７について
　（１）引用例７の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された国際公開第２０１１／１２５３０５号（以下「引用例７」という。）には，「シリコンエピタキシャルウエーハ，シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法，及び半導体素子又は集積回路の製造方法」（発明の名称）について，図１〜図１０とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「[0068]　図１０に，
シリコン基板に炭素イオンを注入し熱処理をする前と後の炭素濃度プロファイルの変化を示す。図１０に示した熱処理後の炭素濃度プロファイルは，単純なガウス形の拡散プロファイルになっていない
[0069]　また，一方で炭素イオンを１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２前後のドーズ量でイオン注入すると，その領域が強力なゲッタリングサイトとなることが知られている。そのため，
上記の炭素イオン注入されたエピタキシャル層−シリコン基板領域は，安定かつ強力なゲッタリングサイトにもなり
　　イ　「[0090]　ここで，
炭素イオンをシリコン基板表面に注入したときの注入エネルギーと形成される炭素濃度分布の関係を図７に示す
　　ウ　「実施例
[0110]　以下，実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが，本発明はこれらに限定されるものではない。 　
[0111]　（実施例１）
　直径２００ｍｍ，赤燐ドープ，抵抗率が１．２ｍΩｃｍのＣＺ単結晶からエピタキシャル用のシリコン基板を作製した。
　そして裏面側に３００ｎｍの厚さのＣＶＤ酸化膜を形成した。
[0112]　その後，この
シリコン基板に大電流イオン注入装置を用いて炭素イオンの注入を行った
　そして
イオン注入後に，ＲＴＡ装置を用いて回復熱処理を行った。この熱処理条件は，昇温速度３０℃／ｓｅｃ，窒素雰囲気１２００℃，３０秒とした
[0113]　
その後，基板洗浄を実施し，エピタキシャル成長を行った
　形成したエピタキシャル層の厚さを赤外線の干渉法で調べた結果，５．０〜５．２μｍの範囲であった。また，エピタキシャル層の抵抗率はショットキーダイオードによるＣＶ法により測定した結果，ウエーハ中央で１０．０Ωｃｍであった。
[0114]　作製したエピタキシャルウエーハについて，以下に示す様な評価を行った。
　作製したエピタキシャルウエーハのエピタキシャル層の欠陥を，プレファレンシャルエッチングで評価した。
　また，プレファレンシャルエッチングを行ったウエーハについて，オートドープの影響を比較的強く受ける外周１０〜２０ｍｍの位置からそれぞれチップを切り出し，それぞれ角度研摩を行い，スプレデイングレジスタンスによりドーパントプロファイルを測定した。ここでスプレデイングレジスタンスは補正データで抵抗値から不純物濃度に換算した。その結果を図３に示した。なお，エピタキシャル層の厚さはプレファレンシャルエッチングでエッチングした分，約１．０μｍ薄くなっている。」
　　エ　「請求の範囲
[請求項１]　シリコン基板にエピタキシャル層が形成されたシリコンエピタキシャルウエーハであって，
　前記シリコン基板は，リンまたはボロンが２．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の濃度でドープされており，かつ少なくとも裏面側にＣＶＤ酸化膜が形成され，表面から炭素イオンが注入されたことによる炭素イオン注入層が形成されたものであり，
　該炭素イオン注入層が形成された前記シリコン基板の表面に前記エピタキシャル層が形成されたものであることを特徴とするシリコンエピタキシャルウエーハ。 　
[請求項２]　前記炭素イオン注入層は，炭素イオンが３．０×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上のドーズ量で注入されたものであることを特徴とする請求項１に記載のシリコンエピタキシャルウエーハ。」
　　オ　「炭素イオンの注入エネルギーと深さ方向の炭素濃度分布（ドーズ量：１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）を示す図である」（段落[0048]）図７には，炭素イオンを注入したときの炭素濃度分布が示されており，注入エネルギーが低いほどシリコン基板表面に近い位置にピークを有することが記載されている。
　また，「熱処理前と１１００℃で１時間熱処理した後の本発明のエピタキシャルウエーハのエピタキシャル層−シリコン基板界面付近の炭素濃度分布（ＳＩＭＳ）の変化を示す図である」（段落[0048]）図１０からは，シリコン基板に炭素イオンを注入し熱処理をした後は，濃度が１０１６〜１０１７atoms/cm3の間で立ち上がり，濃度のピークが１０１９atoms/cm3付近にあるという，炭素濃度プロファイルの傾向は把握できるものの，同図からはピーク濃度などの炭素濃度に関する情報を特定することができない。
　（２）引用例７に記載された技術事項
　　ア　第４の７（１）ウには，次の技術事項が記載されている。
「シリコン基板に炭素イオンの注入を行った後，昇温速度３０℃／ｓｅｃ，窒素雰囲気１２００℃，３０秒の熱処理条件で回復熱処理を行い，その後，エピタキシャル成長を行ったこと。」
　また，第４の７（１）アには，次の技術事項が記載されている。
「シリコン基板に炭素イオンを注入し熱処理をした後の炭素濃度プロファイルは単純なガウス形の拡散プロファイルになっていないものの，上記の炭素イオン注入されたエピタキシャル層−シリコン基板領域は，安定かつ強力なゲッタリングサイトになること。」
　８　引用例８について
　（１）引用例８の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特開２０１０−６２５２９号公報（以下「引用例８」という。）には，「半導体装置の製造方法」（発明の名称）について，図１〜図１６とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「【特許請求の範囲】
【請求項１】
　ｎ型ＦＥＴを形成する半導体装置の製造方法であって，
　
シリコンを主成分とする半導体基板
　前記半導体基板の前記素子領域上に，ゲート絶縁膜を形成し，
　前記ゲート絶縁膜上に，ゲート電極を形成し，
　
前記素子領域のうち前記ゲート電極を挟むソース／ドレイン・コンタクト領域となる領域に，炭素クラスターイオン，炭素モノマーイオン，または，炭素を含んだ分子状のイオンをイオン注入することにより，前記ソース／ドレイン・コンタクト領域となる前記領域を非晶質化
　さらに，
非晶質化された前記領域に，ｎ型の不純物として砒素および燐のうち少なくとも一つをイオン注入する
　
熱処理により，前記不純物注入層中の前記炭素および前記不純物を活性化
　ことを特徴とする
半導体装置の製造方法
　　イ　「【背景技術】
　……（中略）……
【０００５】
　従来から認識されているように，炭素（Ｃａｒｂｏｎ）が添加されたシリコン（Ｓｉ：Ｃ）技術は，シリコンに形成された高性能ｎ型ＦＥＴを製造するための有望な技術となっている。
【０００６】
　例えば，ｎ型ＦＥＴのチャネル領域に隣接するシリコン基板中にＳｉ：Ｃを埋設した場合，チャネル領域に引張応力が印加される。これにより，電子の移動度が増加し，ｎ型ＦＥＴの性能を向上させることができる。
　……（中略）……
【００１５】
　既述のようにして炭素モノマーイオンをイオン注入技術により打ち込んで埋め込みＳｉ：Ｃ構造を形成した場合，炭素のＳｉ中における固溶限は，３．５×１０１７ｃｍ−３（ａｔ ｍｅｌｔｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）と極めて低い。したがって，ＳｉＣ析出させることなく，かつＳｉ結晶を歪ませるため高濃度にＳｉ中の格子置換位置に炭素を固溶させることは難しい。
【００１６】
　さらに，Ｓｉ中における格子置換位置の炭素濃度は，１．０％〜１．５％程度と低い。したがって，格子間位置の炭素濃度は，高いものとなっている。
【００１７】
　また，炭素イオン注入領域の結晶回復が不完全であることにより，接合リーク異常等のトランジスタ特性劣化が生じている。
【００１８】
　ここで，炭素イオン注入後のアモルファスＳｉ層の結晶回復のためには，モノマーイオン注入よりも，ドーズレートを低減しセルフアニーリングを抑制可能な炭素クラスターイオン注入が有効であると考えられる。
【００１９】
　しかし，格子置換位置の高い炭素濃度を達成しつつ，完全な結晶回復を実現する炭素活性化手法はない。すなわち，既述のような従来技術では，ｎ型ＦＥＴの動作性能を向上させることができていない。」
　　ウ　「【００２７】
　次に，露出したｐ型のウェル拡散層領域１０３に，炭素クラスターイオンを，炭素のピーク濃度が２％以上となる条件でイオン注入技術により打ち込む。すなわち，該
素子領域のうちゲート電極１０５を挟むソース／ドレイン・コンタクト領域となる領域に，炭素クラスターイオンをイオン注入することにより，ソース／ドレイン・コンタクト領域となる該領域を非晶質化する
【００２８】
　さらに，
非晶質化された該領域に，ｎ型の不純物として砒素および燐のうち少なくとも一つを１×１０
１５
ｃｍ
-2
以上のドーズ量でイオン注入技術により打ち込む
【００２９】
　これにより，露出したシリコン基板１０１表面にｎ型のソース／ドレイン・コンタクト領域となる不純物注入層１０８を形成する（図５）。
　……（中略）……
【００３４】
　次に，
Ｘｅフラッシュランプアニールによる高温極短時間熱処理を行う
【００３５】
　
これにより，ｎ型のソース／ドレイン・コンタクト領域となる不純物注入層１０８中の炭素および不純物を活性化するとともに，ｎ型のソース／ドレイン・エクステンション領域となる不純物注入層１１０中の炭素および不純物を活性化する
【００３６】
　次に，シリコン窒化膜を堆積し，このシリコン窒化膜をＲＩＥ等により異方性エッチングする。これにより，シリコン窒化膜側壁１１１を形成する。その後，シリサイド技術により，ソース／ドレイン・コンタクト領域（不純物注入層）１０８の表面および多結晶ゲート電極１０５の表面に，ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）膜１１２ａ，１１２ｂを形成する（図７）。
【００３７】
　次に，層間絶縁膜１１４をシリコン基板１０１上に形成する。さらに，この層間絶縁膜１１４中に，ニッケルモノシリサイド（ＮｉＳｉ）膜１１２ａ，１１２ｂに接続する配線層を形成する。これにより，トランジスタ素子である半導体装置１００が完成する（図８）。
【００３８】
　このように，
ソース／ドレイン・コンタクト領域１０８に，炭素クラスターイオン注入技術により，高濃度の炭素を打ち込み，非晶質化させる
【００３９】
　さらに，
砒素や燐を炭素クラスターイオン注入の前後どちらか少なくとも一方にイオン注入技術により打ち込む。これにより，後述のように，炭素によるシリコン再結晶化（固相成長）速度の低下を補うことができる
【００４０】
　さらに，炭素ならびに砒素や燐の活性化を高温極短時間熱処理で行う。これにより，結晶構造はシリコンと同様な
極めて良好な結晶性を有し，格子置換位置の炭素濃度が高い歪み炭素添加シリコン結晶を，ソース／ドレイン・コンタクト領域に形成できる
【００４１】
　結果として，
ｎ型ＦＥＴのチャネル領域に引張応力が印加され，チャネル部分を流れるキャリア（電子）の移動度を増大させることが可能となる。すなわち，高性能なｎ型ＦＥＴを得ることが可能となる
　　エ　「【００５２】
　ここで，図１１は，
炭素クラスターイオン（Ｃ
７
Ｈ
７
）がイオン注入されたシリコン（１００）基板
【００５３】
　図１１に示すように，
炭素クラスターイオンを注入したＳｉ（１００）基板を，Ｘｅフラッシュランプアニールで熱処理することにより，深さ２０ｎｍ〜３０ｎｍ近傍で，炭素濃度がピーク値（２×１０
２１
ｃｍ
−３
）になっている
炭素濃度がピーク値に到達している領域は，シリコン固相成長が止まっている領域であり，積層欠陥，双晶などの結晶欠陥が多数形成されている
【００５４】
　ここで，図１２は，５００℃の窒素雰囲気中における，（１００）単結晶シリコン基板の固相成長速度の不純物濃度依存性を示す図である。
【００５５】
　図１２に示すように，炭素は（１００）単結晶シリコンの固相成長速度を減少させる。これにより，上述のように，固相成長が停止し，欠陥が生成される現象が現れる。
【００５６】
　一方，
ｎ型ドーパントとして用いることが可能な砒素または燐は，（１００）単結晶シリコンの固相成長速度が増加する
【００５７】
　そこで，
ｎ型ドーパントとして用いることが可能な砒素または燐を，炭素クラスターイオンを注入した領域にイオン注入する
高温極短時間の熱処理により，炭素を活性化する。これにより，格子置換位置の高い炭素濃度を達成しつつ，結晶回復を行うことが可能となる
【００５８】
　以上のように，本実施例に係る半導体装置の製造方法によれば，動作速度を向上させたｎ型ＦＥＴを形成することができる」
　　オ　「炭素クラスターイオン（Ｃ７Ｈ７）がイオン注入されたシリコン（１００）基板の深さと，熱処理後の炭素濃度と，の関係を示す図」（段落【００１４】）を示す図１１には，炭素濃度のピーク値は２×１０２１atom/ｃｍ２であり，半値幅（炭素濃度１×１０２１atom/ｃｍ２における炭素濃度プロファイルの幅）は約３０ｎｍであることが記載されている。
　（２）引用例８に記載された技術事項
　　ア　第４の８（１）ア〜ウから，引用例８には，次の技術事項が記載されていると認められる。
「シリコンを主成分とする半導体基板の素子領域のうちゲート電極を挟むソース／ドレイン・コンタクト領域となる領域に炭素クラスターイオンを注入して非晶質化し，非晶質化された該領域にｎ型の不純物として砒素および燐のうち少なくとも一つをイオン注入した後に，Ｘｅフラッシュランプアニールによる高温極短時間熱処理を行うことで注入した炭素及びｎ型の不純物を活性化することで，極めて良好な結晶性を有し，格子置換位置の炭素濃度が高い歪み炭素添加シリコン結晶を前記ソース／ドレイン・コンタクト領域に形成することで，
　チャネル領域に引張応力が印加され，チャネル部分を流れるキャリアの移動度を増大させることが可能な，高性能なｎ型ＦＥＴの製造方法。」
　　イ　また，第４の８（１）エ〜オには，次の技術事項が記載されている。
「炭素クラスターイオン（Ｃ７Ｈ７）がイオン注入されたシリコン（１００）基板をＸｅフラッシュランプアニールで熱処理すると，炭素濃度のピーク値が２×１０２１ｃｍ−３であり，半値幅は約３０ｎｍである炭素濃度プロファイルが得られるが，前記炭素濃度がピーク値に到達している領域には積層欠陥，双晶などの結晶欠陥が多数形成されているところ，
　前記炭素クラスターイオンを注入した領域に，（１００）単結晶シリコンの固相成長速度を増加させるｎ型ドーパントとして砒素または燐をイオン注入すると，高温極短時間の熱処理により炭素を活性化でき，格子置換位置の高い炭素濃度を達成しつつ，結晶回復を行うことが可能となること。」
　９　引用例９について
　（１）引用例９の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用された刊行物である特表２００９−５１８８６９号公報（以下「引用例９」という。）には，「炭素クラスターの注入により半導体デバイスを製造するためのシステムおよび方法」（発明の名称）について，図１〜図１７とともに次の事項が記載されている。
　　ア　「【００１４】
　炭素注入（ゲッタリング注入）
　炭素注入は，かねて欠陥または汚染物をゲッタリングする方法として用いられてきた。例えば，Ｓｔｏｌｋ　ｅｔ　ａｌおよびＵｅｄａ　ｅｔ　ａｌの上記参考文献参照。欠陥はシリコン中のＢおよびＰの拡散を一時的に増大させることが示されているので，格子間欠陥の捕捉は拡散を制限するための方法の候補であると考えられてきた。従来のプロセスでは，ＣＯ２またはＣＯガス源のいずれかが従来のプラズマイオン源に用いられている。Ｃ＋のビームを発生させ，注入を工業的イオン注入システムで実施することができる。ＣＯ２またはＣＯガスを使用すると，従来のプラズマ源の有効寿命は短くなる。これは，酸化作用および該源に見いだされる絶縁体の炭素トラッキングが原因である。
【００１５】
　炭素インプラントの従来の施用の一つは，高エネルギー（ＭｅＶ）の炭素をシリコン中に深く，トランジスタ構造から離して注入することにより，金属不純物のゲッタリングを提供することである。シリコン中では，存在するあらゆる金属原子が，おもに漏れを増大させることにより活性構造の電気性能を低下させる可能性がある。活性デバイス領域から金属不純物を除去する方法は数多く研究されている。用いられているアプローチの一つは，活性デバイスから離してシリコン中に炭素を注入することである。シリコン中の炭素は不純物トラップとして働くので，炭素と相互作用する金属原子はすべて高温を経てもその位置にそのまま残る。このメカニズムはゲッタリングとよばれ，炭素インプラントはゲッタリングの選択肢の一つである。
【００１６】
　発明の概要
　簡潔に述べると，本発明は，
集積回路中のＰＭＯＳトランジスタ構造の製造において基板にホウ素，ヒ素およびリンをドープする場合に，炭素クラスターを基板中に注入してトランジスタの接合特性を改善することを包含するプロセス
Ｃ
１６
Ｈ
Ｘ
＋
のようなクラスター炭素イオンを，これに続くホウ素インプラントとほぼ同じドーズ量でソース／ドレイン領域中に注入し；その後，好ましくはＢ
１８
Ｈ
Ｘ
＋
またはＢ
１０
Ｈ
Ｘ
＋
のようなホウ化水素クラスターを用いて浅いホウ素インプラントを行って，ソース／ドレインエクステンションを形成する
これに続くアニーリングおよび活性化において，炭素原子による格子間欠陥のゲッタリングによりホウ素の拡散は低減する
　　イ　「【００３２】
　ストレスエンジニアリング
　上記参考文献Ａｎｇ，ｅｔ　ａｌで議論されているように，シリコン中のトランジスタの
ソース／ドレイン領域中に組み込まれる炭素はＳｉ
ｘ
Ｃ
ｙ
材料を形成することが
ＮＭＯＳトランジスタの移動度を改善するのに有用な引張応力をチャネルに作り出す
【００３３】
　注入によりＳｉｘＣｙ材料を形成するさらなる利点は，注入装置によりもたらされる制御である。イオン注入は一般に，装置の精度および制御が他の形態の半導体処理装置の能力を大きく上回るため，半導体製造において有効なプロセスである。詳細には，提案した用途に関し，炭素濃度の綿密なプロファイルをインプラントのエネルギーおよびドーズ量の制御により詳細に管理することができる。実際，インプラント段階の手順をさまざまなドーズ量およびエネルギーと共に予見して，炭素プロファイルを任意の望ましいプロファイルの輪郭に合わせることができる。どのような詳細なプロセスがもっとも有利な結果をもたらすか明らかでないため，イオン注入により利用可能な炭素プロファイルの制御により，最終的なトランジスタの性質の詳細な最適化が可能になる。
【００３４】
　ストレスエンジニアリングで炭素を組み込むために炭素のクラスターを用いることの他の利点は，クラスター注入の自己非晶質化(self-amorphization)の特徴に関する。適切な応力を発生させるために，包含される炭素はＳｉＣ格子構造との置換部位を占有しなければならない。置換部位における包含の程度は，炭素を組み込む手段と材料の暴露温度の両方に依存する。従来の炭素組込手段は，エピタキシャルかモノマーインプラントかに関わらず，炭素を結晶質構造に加えることを包含するが，クラスター炭素インプラントは自己非晶質化層を提供する。クラスター炭素インプラントにより形成した非晶質層は再結晶化しなければならないが，これはドーパントインプラントのアニーリングにより自動的に達成される。しかしながら，再結晶化プロセスは置換部位中への炭素の組込を促進する。そのようなプロセスは，再結晶化プロセスで周知である置換部位中へのドーパント原子の組込と同様である。
【００３５】
　
ストレスエンジニアリングを施したＳｉＣ格子をＣＭＯＳのプロセスの流れに組み込む方法
　ストレスエンジニアリングを施したデバイスを作り出すために，本発明は，ホウ素またはホウ素クラスターのＳ／ＤインプラントまたはＳＤＥインプラント）を実施する前に，Ｐ型の深いソース／ドレイン領域中へのかなり深い炭素インプラントを，例えば炭素１個あたり約１０ｋｅＶ，１Ｅ１５／ｃｍ
２
〜５Ｅ１５／ｃｍ
２
という高ドーズ量で実施する
好ましい態様はクラスター炭素インプラントを含む
炭素をＰ型ソース／ドレイン（Ｓ／Ｄ）領域中に注入した後，低温アニールを用いると，Ｓｉ格子の置換部位を炭素に占有させることができる
低温度でのアニールが最良の結果，すなわち歪みの最高値をもたらした
　　ウ　「【００４０】
　図３は，
６ｋＶ（ホウ素１個あたり３００ｅＶの実効インプラントエネルギーをもたらす）で引き出したＢ
１８
Ｈ
Ｘ
＋
によりシリコン中に注入したホウ素の二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）での深さプロファイル
アニール後のホウ素プロファイル
アニール中にホウ素の拡散が一時的に増大する
他のウエハは，炭素クラスターＣ
１６
Ｈ
Ｘ
＋
を用いて１ｋｅＶ，２ｋｅＶ，３ｋｅＶ，４ｋｅＶまたは５ｋｅＶのいずれかの実効炭素ドーズ量の１Ｅ１５ドーズ量で最初に注入し，このプロセスでアニールした。（Ｂ１８＋１ｋｅＶ　Ｃ）および（Ｂ１８＋５ｋｅＶ　Ｃ）に関するアニールしたホウ素のＳＩＭＳプロファイルを図３に示す。これらの接合深さははるかに浅く，炭素インプラントがホウ素拡散を順調に制限したことを示している
　……（中略）……
【００４６】
　
図９は，３つの異なるドーズ量（２Ｅ１５，４Ｅ１５および８Ｅ１５原子／ｃｍ
２
）に関する１０ｋｅＶでのＣ
７
Ｈ
７
インプラントのＳＩＭＳプロファイル（炭素濃度対深さ）を示している
　　エ　「Ｂ１８ＨＸ＋によりシリコン中に注入したホウ素の二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）での深さプロファイルおよび活性化プロファイルに対するＣ１６ＨＸ＋共注入の効果を示す図である。」（段落【００６２】）図３には，炭素クラスターイオンの共注入の有無，及び，アニーリングの有無で場合分けした４つのプロファイルが示されているが，どのプロファイルも，深さ０Å近傍の位置でピーク濃度は1E+21atoms/ccと1E+22atoms/ccの中間値であり，深さ１００Åの位置での濃度は1E+20atoms/cc以下であることが記載されている。
　したがって，Ｂ１８ＨＸ＋によりシリコン中に注入したホウ素の二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）での深さプロファイルの半値幅は，炭素クラスターイオンを共注入した場合も，しない場合も，１００ｎｍ以内であることは明らかである。
　　オ　「３つの異なるドーズ量（２Ｅ１５，４Ｅ１５および８Ｅ１５原子／ｃｍ２）に関する１０ｋｅＶでのＣ７Ｈ７インプラントのＳＩＭＳプロファイル（炭素濃度対深さ）を示す図である。」（段落【００６２】）図９には，３つの異なるドーズ量でのＣ７Ｈ７インプラントのＳＩＭＳプロファイルが示されており，最も傾きがなだらかなドーズ量２Ｅ１５原子／ｃｍ２のプロファイルは，ピーク濃度が4E+20atoms/ccであり，濃度が2E+20atoms/ccにおける半値幅は約40nmであることが記載されている。
　したがって，Ｃ７Ｈ７インプラントのＳＩＭＳプロファイルにおける半値幅は，いずれのドーズ量であっても１００ｎｍ以下であることは明らかである。
　（２）引用例９に記載された技術事項
　　ア　第４の９（１）ア〜イから，引用例９には，次の技術事項が記載されていると認められる。
「集積回路中のＰＭＯＳトランジスタ構造の製造において基板にホウ素，ヒ素およびリンをドープする場合に，炭素クラスターを基板中に注入してトランジスタの接合特性を改善することを包含するプロセスであって，
　Ｐ型の深いソース／ドレイン領域中へのかなり深い炭素インプラントを，前記ドープを実施する前に，Ｃ７Ｈ７＋のようなクラスター炭素インプラントにより，炭素１個あたり約１０ｋｅＶ，１Ｅ１５／ｃｍ２〜５Ｅ１５／ｃｍ２というドーズ量で実施した後に，
　ホウ化水素クラスターを用いて浅いホウ素インプラントを行って，ソース／ドレインエクステンションを形成し，
　これに続き，Ｓｉ格子の置換部位を炭素に占有させるとともに，炭素原子による格子間欠陥のゲッタリングによりホウ素の拡散を低減させるために，アニーリングおよび活性化を行うことで，
　ソース／ドレイン領域中に組み込まれる炭素がＳｉｘＣｙ材料を形成することでＮＭＯＳトランジスタの移動度を改善する引張応力をチャネルに作り出す，ストレスエンジニアリングを施したＳｉＣ格子をＣＭＯＳのプロセスの流れに組み込む方法。」
　　イ　また，第４の９（１）ウ〜オから，次の技術事項が記載されている。
「３つの異なるドーズ量（２Ｅ１５，４Ｅ１５および８Ｅ１５原子／ｃｍ２）及び１０ｋｅＶで炭素クラスター（Ｃ７Ｈ７）をイオン注入すると，いずれのドーズ量であっても，Ｃ７Ｈ７インプラントのＳＩＭＳプロファイルの半値幅は１００ｎｍ以下であること，
　ホウ素クラスター（Ｂ１８ＨＸ＋）を６ｋＶでシリコン中に注入すると，Ｃ１６ＨＸ＋を共注入した場合もしない場合もアニール後のホウ素プロファイルの半値幅は１００ｎｍ以内であるが，Ｃ１６ＨＸ＋を共注入した場合は，アニール後のホウ素プロファイルは，炭素インプラントがホウ素拡散を制限するため接合深さがはるかに浅くなること。」
第５　対比・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１とを対比すると，次のことがいえる。
　　ア　引用発明１の「炭素もしくは窒素を，または，窒素と炭素を同時に添加した下地シリコン基板」は，本願発明１の「炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハ」に相当する。
　そして，引用発明１の「ヘリウムイオン（Ｈｅ＋），ボロンイオン（Ｂ＋），フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋），炭素イオン（Ｃ＋），一酸化炭素イオン（ＣＯ＋），窒素イオン（Ｎ＋），酸素イオン（Ｏ＋），フッ素イオン（Ｆ＋），ネオンイオン（Ｎｅ＋），シリコンイオン（Ｓｉ＋），リンイオン（Ｐ＋），アルゴンイオン（Ａｒ＋），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ＋），砒素イオン（Ａｓ＋）およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオン」は，前記「下地シリコン基板」に「注入」することで「強いゲッタリング能力を有する結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成する」から，引用発明１の「強いゲッタリング能力」に寄与していると認められる。したがって，前記「少なくとも１種のイオン」と，本願発明１の「ゲッタリングに寄与する構成元素を含むクラスターイオン」とは，「ゲッタリングに寄与する構成元素」を含む「イオン」である点で共通する。
　本願明細書の段落【００４７】に「本明細書における「改質層」とは，照射するイオンの構成元素がシリコンウェーハ表面の結晶の格子間位置または置換位置に固溶した層を意味する。」と，「改質層」を定義している。
　これに対して，引用発明１の前記「少なくとも１種のイオン」を構成する元素が前記「下地シリコン基板」に固溶していることも，前記元素を活性化するための熱処理を前記「下地シリコン基板」に施すことも，引用例１には記載されていない。
　したがって，引用発明１の前記「少なくとも１種のイオンを注入して，強いゲッタリング能力を有する結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成する」ことと，本願発明１の「前記クラスターイオンの構成元素から形成された改質層を形成する」こととは，前記「イオンの構成元素から形成」された「層を形成する」点で共通する。
　そして，引用発明１において「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層は，前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に形成され」ることと，本願発明１の「該半導体ウェーハの表面に，前記クラスターイオンの構成元素から形成された改質層を形成する」こととは，「該半導体ウェーハ」に前記「イオンの構成元素から形成」された「層を形成する」点で共通する。
　以上から，引用発明１の「炭素もしくは窒素を，または，窒素と炭素を同時に添加した下地シリコン基板の主表面側から，ヘリウムイオン（Ｈｅ＋），ボロンイオン（Ｂ＋），フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋），炭素イオン（Ｃ＋），一酸化炭素イオン（ＣＯ＋），窒素イオン（Ｎ＋），酸素イオン（Ｏ＋），フッ素イオン（Ｆ＋），ネオンイオン（Ｎｅ＋），シリコンイオン（Ｓｉ＋），リンイオン（Ｐ＋），アルゴンイオン（Ａｒ＋），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ＋），砒素イオン（Ａｓ＋）およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオンを注入して，強いゲッタリング能力を有する結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層を形成する工程」と，本願発明１の「炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハにゲッタリングに寄与する構成元素を含むクラスターイオンを照射して，該半導体ウェーハの表面に，前記クラスターイオンの構成元素から形成された改質層を形成する第１工程」とは，「炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハにゲッタリングに寄与する構成元素」を含む「イオンを照射して，該半導体ウェーハ」に，前記「イオンの構成元素から形成された」層を「形成する第１工程」である点で共通する。
　　イ　引用発明１の「その後，前記下地シリコン基板の主表面上にエピタキシャル成長法によりシリコンエピタキシャル層を堆積する工程」と，本願発明１の「前記半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する第２工程」とは，「前記半導体ウェーハ」の「上に第１エピタキシャル層を形成する第２工程」である点で共通する。
　　ウ　そして，引用発明１の「エピタキシャルシリコンウエハの製造方法」は，以下に挙げる相違点を除き，本願発明１の「半導体エピタキシャルウェーハの製造方法」に相当する。
　　エ　したがって，本願発明１と引用発明１との間には，次の一致点，相違点があるといえる。
（一致点）
「炭素および窒素の少なくとも一方を含む半導体ウェーハにゲッタリングに寄与する構成元素を含むイオンを照射して，該半導体ウェーハに，前記イオンの構成元素から形成された層を形成する第１工程と，
　前記半導体ウェーハの上に第１エピタキシャル層を形成する第２工程と，
を有することを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。」
（相違点）
　（相違点１）本願発明１は「クラスターイオンを照射する」のに対し，引用発明１は「ヘリウムイオン（Ｈｅ＋），ボロンイオン（Ｂ＋），フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋），炭素イオン（Ｃ＋），一酸化炭素イオン（ＣＯ＋），窒素イオン（Ｎ＋），酸素イオン（Ｏ＋），フッ素イオン（Ｆ＋），ネオンイオン（Ｎｅ＋），シリコンイオン（Ｓｉ＋），リンイオン（Ｐ＋），アルゴンイオン（Ａｒ＋），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ＋），砒素イオン（Ａｓ＋）およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオンを注入」する点。
　（相違点２）本願発明１は「改質層を形成する」のに対して，引用発明１の「強いゲッタリング能力を有する結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層」は「改質層」であるかどうか，すなわち，「注入」された前記「少なくとも１種のイオン」を構成する元素が「下地シリコン基板」の表面の結晶の格子間位置または置換位置に固溶した層であるかどうか不明である点。
　（相違点３）本願発明１は「該半導体ウェーハの表面」に前記「改質層」を形成するのに対して，引用発明１は「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層」を「前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に形成」する点。
　（相違点４）本願発明１は「半導体ウェーハの改質層上」に第１エピタキシャル層を形成するのに対して，引用発明１は「前記下地シリコン基板の主表面上」にエピタキシャル成長法によりシリコンエピタキシャル層を堆積する点。
　（相違点５）本願発明１は「該第２工程後の改質層における前記構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下である半導体エピタキシャルウェーハを得る」のに対して，引用発明１は，そのような特定を有しない点。
　（２）相違点についての判断
　上記相違点１ないし５のうち，相違点１，相違点３ないし５について検討する。
　　ア　相違点１について
　　（ア）本願明細書には，段落【００４３】に「本明細書において「クラスターイオン」とは，原子または分子が複数集合して塊となったクラスターに正電荷または負電荷を与え，イオン化したものを意味する。クラスターは，複数（通常２〜２０００個程度）の原子または分子が互いに結合した塊状の集団である。」と記載され，本願明細書における「改質層」とは，「原子または分子が複数集合して塊となったクラスターに正電荷または負電荷を与え，イオン化したもの」をいうと定義している。
　一方，引用発明１の「ヘリウムイオン（Ｈｅ＋），ボロンイオン（Ｂ＋），フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋），炭素イオン（Ｃ＋），一酸化炭素イオン（ＣＯ＋），窒素イオン（Ｎ＋），酸素イオン（Ｏ＋），フッ素イオン（Ｆ＋），ネオンイオン（Ｎｅ＋），シリコンイオン（Ｓｉ＋），リンイオン（Ｐ＋），アルゴンイオン（Ａｒ＋），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ＋），砒素イオン（Ａｓ＋）およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオン」のうち，「フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋）」及び「一酸化炭素イオン（ＣＯ＋）」は，分子イオンであるから複数の元素から構成されるものの，１つの分子イオンであり，「原子または分子が複数集合して塊となった」ものではない。
　したがって，引用発明１の前記「少なくとも１種のイオン」の中に，本願明細書でいう「クラスターイオン」は存在しない。
　仮に前記「フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋）」及び「一酸化炭素イオン（ＣＯ＋）」が，２個以上の原子が集合して１つの分子イオンを形成でしているという意味で本願明細書でいう「クラスターイオン」に該当するとしても，前記「ヘリウムイオン（Ｈｅ＋）……およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオン」の中から，特に，「フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋）」または「一酸化炭素イオン（ＣＯ＋）」を選択する動機付けが，引用例１にあるとは認められない。
　　（イ）ところで，「クラスターイオン」を半導体ウェーハに照射すると，「クラスターイオン」を構成する元素が，半導体ウェーハの深さ方向の浅い領域に高濃度に集中して当該半導体ウェーハ中に固溶することは，第４の５（１）イ，第４の６（１）ア，第４の８（１）エ，及び，第４の９（１）イにそれぞれ摘記したように，引用例５，引用例６，引用例８及び引用例９に記載され，周知技術である。
　しかし，引用発明１の「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層は，前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に形成され」るものである。すなわち，引用発明１の前記「高濃度層」は，「前記下地シリコン基板の主表面から」みて浅いとは言い難い「深さ」が「１．２μｍ」の「領域に形成され」ることも特徴としている。
　したがって，引用発明１には，前記「高濃度層」を「前記下地シリコン基板の主表面から」の「深さ」が「１．２μｍ」の「領域に形成」するために用いる「少なくとも１種のイオン」として，上記周知技術の「クラスターイオン」を選択することの動機付けがあるとは認められない。
　　（ウ）以上から，当業者といえども，引用発明１において，「ヘリウムイオン（Ｈｅ＋），ボロンイオン（Ｂ＋），フッ化ボロンイオン（ＢＦ２＋），炭素イオン（Ｃ＋），一酸化炭素イオン（ＣＯ＋），窒素イオン（Ｎ＋），酸素イオン（Ｏ＋），フッ素イオン（Ｆ＋），ネオンイオン（Ｎｅ＋），シリコンイオン（Ｓｉ＋），リンイオン（Ｐ＋），アルゴンイオン（Ａｒ＋），ゲルマニウムイオン（Ｇｅ＋），砒素イオン（Ａｓ＋）およびアンチモンイオン（Ｓｂ＋）よりなる群から選ばれた少なくとも１種のイオン」を用いることに代えて，「クラスターイオン」を用いることは，引用例５，引用例６，引用例８及び引用例９に記載された周知技術を参酌しても，容易に想到することはできない。
　　イ　相違点３及び相違点４について
　　（ア）本願発明１は「該半導体ウェーハの表面」に「改質層」を形成し，「半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する」ものである。
　この点につき，本願明細書及び図面には，以下の記載がある。
・「図３（Ａ）に示すように，クラスターイオン１６は，シリコンウェーハに照射されるとそのエネルギーで瞬間的に１３５０〜１４００℃程度の高温状態となり，シリコンが融解する。その後，シリコンは急速に冷却され，シリコンウェーハ中の表面近傍に炭素およびホウ素が固溶する。すなわち，本明細書における「改質層」とは，照射するイオンの構成元素がシリコンウェーハ表面の結晶の格子間位置または置換位置に固溶した層を意味する。」（段落【００４７】）
・「エピタキシャル層形成の前のシリコンウェーハについて，ＳＩＭＳ測定を行った。得られた炭素濃度プロファイルを図４に参考に示す。ここで，図４の横軸の深さはシリコンウェーハの表面をゼロとしている。」（段落【００７９】）
・図４には，クラスターイオンを照射すると，炭素は，シリコンウェーハの深さゼロを含む深さ方向のごく狭い範囲に高濃度に集中することが記載されている。
　以上の本願明細書及び図面の記載を参酌すると，本願発明１の「改質層」が形成される「該半導体ウェーハの表面」とは，「半導体ウェーハ」の深さゼロである「表面」であり，本願発明１の「半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する」とは，「半導体ウェーハの改質層」の直上の領域に「第１エピタキシャル層を形成する」ことを意味していると認められる。
　　（イ）一方，引用発明は，第４の１（１）イから，「そのゲッタリング能力を強化するために，従来よりも注入量を増大させても，注入起因によるエピ層の結晶欠陥を発生させない製造方法の提供」を課題としていると認められる。
　そして，引用発明１は「前記下地シリコン基板の主表面上にエピタキシャル成長法によりシリコンエピタキシャル層を堆積する」ものであり，「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層は，前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に形成され」るものである。
　この点について，引用例１には，段落【００３４】に「飛程距離の最頻値がエピタキシャル層堆積用基板表面３から３０ｎｍよりも深い位置になるようにする理由は，３０ｎｍ未満ではエピタキシャル成長中に表面に残留した欠陥が転写もしくはそれが起因でエピ層に欠陥が発生するためである。」と記載されている。
　したがって，引用発明１において，「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層は，前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上」の「領域に形成され」ることは，引用発明１の「注入起因による結晶欠陥が前記シリコンエピタキシャル層に発生しない」という課題を解決するための必須の構成であると認められる。
　　（ウ）よって，引用発明１において，「前記下地シリコン基板の主表面」上，すなわち，「前記下地シリコン基板の主表面」からの深さがゼロである「表面」に「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層」を形成するとともに，「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層」の直上の領域に「エピタキシャル成長法によりシリコンエピタキシャル層を堆積する」ことには，引用発明１の課題からみて阻害要因があるといえる。
　　ウ　相違点５について
　　（ア）引用発明１の「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層は，前記下地シリコン基板の主表面から深さ３０ｎｍ以上１．２μｍ以下の領域に形成され」るものである。しかし，引用発明１の前記「高濃度層」は，濃度プロファイルがシャープな層である，または，濃度プロファイルがシャープな層であることが望ましいとする記載は，引用例１には存在しない。
　したがって，引用発明１の「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層」を，「前記構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下」であるという濃度プロファイルの幅がきわめて狭い層にしたいという動機付けが，引用例１にあるとは認められない。
　　（イ）一方，引用例７には，第４の７（１）イで摘記したように，炭素イオンをシリコン基板表面に注入したときの炭素濃度分布が図７に記載され，第４の７（１）アで摘記したように，シリコン基板に炭素イオンを注入し熱処理をした後の炭素濃度プロファイルが図１０に記載されているだけであって，「クラスターイオン」たとえば炭素クラスターイオンの照射による炭素から形成される層における炭素濃度分布については，引用例７には何ら記載されていない。
　さらに，第４の７（１）オに記載したとおり，前記図１０から炭素濃度分布の半値幅が特定できるとは認められない。
　　（ウ）また，第４の８（１）オ及び第４の８（２）イで示したように，引用例８の図１１には，炭素クラスターイオン（Ｃ７Ｈ７）をイオン注入したときの熱処理後の深さ方向の炭素プロファイルが約３０ｎｍの半値幅を有することが記載されている。
　しかしながら，第４の８（１）エで摘記したように，引用例８には，「図１１に示すように，炭素クラスターイオンを注入したＳｉ（１００）基板を，Ｘｅフラッシュランプアニールで熱処理することにより，深さ２０ｎｍ〜３０ｎｍ近傍で，炭素濃度がピーク値（２×１０２１ｃｍ−３）になっている。この炭素濃度がピーク値に到達している領域は，シリコン固相成長が止まっている領域であり，積層欠陥，双晶などの結晶欠陥が多数形成されている。」（段落【００５３】）と記載されるように，図１１に示される炭素プロファイルは「積層欠陥，双晶などの結晶欠陥が多数形成されている」領域のプロファイルであるから，第４の８（２）アで示した「極めて良好な結晶性を有し，格子置換位置の炭素濃度が高い歪み炭素添加シリコン結晶」の領域，すなわち，シリコンの格子位置が炭素で置換されて炭素がシリコン結晶に固溶することで極めて良好な結晶性を示す領域におけるプロファイルではない。
　したがって，引用例８には，「クラスターイオン」たとえば炭素クラスターイオンを照射することで当該炭素クラスターイオンの構成元素である炭素が固溶して形成される「改質層」における炭素プロファイルは，何ら記載されていない。
　　（エ）引用例９には，第４の９（１）エ及び第４の９（２）イで示したように，図３に，ホウ素クラスターＢ１８ＨＸ＋を６ｋＶでシリコン中に注入すると，その前の炭素クラスターイオンＣ１６ＨＸ＋の注入の有無にかかわらず，アニール後のホウ素プロファイルの半値幅は１００ｎｍ以内であることが記載されている。
　しかし，図３は，第４の９（１）ウで摘記したように，ホウ素クラスターイオンをシリコン中に注入する前に炭素クラスターイオンを注入すると，炭素インプラントがホウ素拡散を制限するために接合深さがはるかに浅くなることを具体的に示すための図面であり，図３のホウ素プロファイルが，注入したシリコンの層上にエピタキシャル層を形成した後のプロファイルであることは，記載も示唆もされていない。
　また，引用例９には，第４の９（１）オ及び第４の９（２）イで示したように，図９に，１０ｋｅＶで炭素クラスターＣ７Ｈ７をイオン注入すると，そのドーズ量にかかわらず，Ｃ７Ｈ７インプラントのＳＩＭＳプロファイルの半値幅は１００ｎｍ以下であることが記載されている。
　しかし，引用例９には，図９に関しては，第４の９（１）ウで摘記したように，段落【００４６】に「図９は，３つの異なるドーズ量（２Ｅ１５，４Ｅ１５および８Ｅ１５原子／ｃｍ２）に関する１０ｋｅＶでのＣ７Ｈ７インプラントのＳＩＭＳプロファイル（炭素濃度対深さ）を示している。」という記載があるだけであり，当該記載の直後の「図１０は，ドーズ量２ｅ１５で７００℃，９００℃および１１００℃において５ｓｅｃにわたりアニールしたＣ７Ｈ７インプラント（炭素原子１個あたり１０ｋｅＶ）のラマンスペクトルを示している。……得られた値は，７００℃でのより低いアニール温度が，より高いアニール温度と比較してより高い応力値を与えたことを示している。この炭素分子インプラントを用いて，かなりの置換炭素を達成しうることが示されている。」という記載を参酌すると，図９は，単に，１０ｋｅＶでのＣ７Ｈ７インプラントをした場合のＳＩＭＳプロファイルを示すものにすぎないものであり，この１０ｋｅＶでのＣ７Ｈ７インプラントをしたシリコンに７００℃でのより低いアニール温度で行うアニール処理を施すことで，シリコンの格子位置が「炭素」で「置換」されて高い応力値を与えることが可能になった炭素インプラント領域における炭素プロファイルを示すものではない。
　したがって，図９の，半値幅が１００ｎｍ以下であるＣ７Ｈ７インプラントのＳＩＭＳプロファイルは，炭素クラスターイオンであるＣ７Ｈ７のイオンを照射することで当該炭素クラスターイオンの構成元素である炭素がシリコン格子の置換位置に固溶して形成される「改質層」における炭素プロファイルではない。
　　（オ）以上の（イ）〜（エ）から，引用例７ないし９には，「第２工程後の改質層における前記構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下である半導体エピタキシャルウェーハ」という構成は，記載も示唆もされていない。
　そして，当該構成は，引用例２ないし６にも，記載も示唆もされていない。
　　（カ）以上のとおりであるから，引用発明１において，引用例２ないし９に記載された技術を参酌して，「エピタキシャル成長法によりシリコンエピタキシャル層を堆積」した後の「前記結晶欠陥層を含む注入原子の高濃度層」を「改質層」にするとともに，前記「高濃度層」における前記「少なくとも１種のイオン」の構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下にすることは，当業者といえども容易に想到することはできない。
　　エ　本願発明１の効果について
　本願発明１は，相違点１，相違点３ないし５に係る構成を有することで，「炭素およびホウ素の析出領域を局所的にかつ高濃度にすることができる。また，シリコンウェーハの表面近傍に改質層１８が形成されるため，より近接ゲッタリングが可能となる。その結果，より高いゲッタリング能力を得ることができる」（段落【００４７】）ことにより「この半導体ウェーハの表面に前記クラスターイオンの構成元素が固溶してなる改質層を形成したので，この改質層がより高いゲッタリング能力を発揮することにより，金属汚染を抑制できる半導体エピタキシャルウェーハを製造することができる」（段落【００３０】）という本願明細書に記載された格別の効果を奏するものである。
　　オ　小括
　以上から，本願発明１は，引用例２ないし９に記載された技術を参照しても，引用発明１に基づいて当業者が容易に発明をすることができたとはいえない。
　２　本願発明２ないし１０について
　本願発明２ないし１０は，本願発明１の記載を引用しており，本願発明１をさらに限定した発明である。
　したがって，本願発明１と同じ理由により，本願発明２ないし１０は，引用例２ないし９に記載された技術を参照しても，引用発明１に基づいて当業者が容易に発明をすることができたとはいえない。
　３　本願発明１１について
　本願発明１１は，本願発明１に対応する「半導体エピタキシャルウェーハ」の発明であり，相違点３に係る本願発明１の「該半導体ウェーハの表面」に「改質層を形成する」に対応する「該半導体ウェーハの表面に形成された，該半導体ウェーハ中に固溶しゲッタリングに寄与する所定元素から形成された改質層」という構成を備え，相違点４に係る本願発明１の「半導体ウェーハの改質層上に第１エピタキシャル層を形成する」に対応する「該改質層上の第１エピタキシャル層」という構成を備え，相違点５に係る本願発明１の「該第２工程後の改質層における前記構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下である半導体エピタキシャルウェーハを得る」に対応する「前記改質層における前記所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下である」という構成を備えるものである。
　したがって，本願発明１と同様の理由により，本願発明１１は，引用例２ないし９に記載された技術を参照しても，引用発明２に基づいて当業者が容易に発明をすることができたとはいえない。
　４　本願発明１２ないし２０について
　本願発明１２ないし２０は，本願発明１１の記載を引用しており，本願発明１１をさらに限定した発明である。
　したがって，本願発明１１と同じ理由により，本願発明１２ないし２０は，引用例２ないし９に記載された技術を参照しても，引用発明２に基づいて当業者が容易に発明をすることができたとはいえない。
　５　本願発明２１について
　本願発明２１は本願発明１又は本願発明１１の記載を引用しており，本願発明１又は本願発明１１をさらに限定した発明である。
　したがって，本願発明１又は本願発明１１と同じ理由により，本願発明２１は，引用例２ないし９に記載された技術を参照しても，引用発明１又は引用発明２に基づいて当業者が容易に発明をすることができたとはいえない。
第６　むすび
　以上のとおり，本願発明１−２１は，当業者が引用発明１ないし２，及び，引用例２ないし９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はない。
　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。