【事件の表示】
　特願２００１−３２７０９６「半導体装置の製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成１４年　７月１９日出願公開、特開２００２−２０３８０９〕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６年９月１９日に出願した特願平６−２４８３１０号の一部を平成１３年１０月２５日に新たな特許出願としたものであって、平成１９年４月１９日付けで拒絶査定がなされ、これに対して同年５月２４日に拒絶査定に対する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１（以下、「本願発明」という。）に係る発明は、平成１９年４月２日付けの手続補正により補正された明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１に記載された事項により特定される以下のとおりのものである。
　
「半導体基板と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、を有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記ゲート絶縁膜上に、SiH4ガス及びSi2H6ガスの中から選ばれるガスと、不純物としてIII族及びＶ族元素の中から選ばれる元素を導入するためのガスを混合使用してシリコン膜を堆積する工程を含み、少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲で不純物が導入されないように前記不純物導入ガスを膜堆積開始直後から一定時間膜堆積室内に導入しないようにする工程と、
（ｂ）前記ゲート電極を形成するために選択的に前記堆積されたシリコン層を除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。」
　
３．刊行物に記載された発明
　
　刊行物１：特開平３−４４０３２号公報
　原査定の拒絶の理由で引用され、本願の原出願の日前に日本国内で頒布された特開平３−４４０３２号公報（以下、「刊行物１」という。）には、第１図とともに、以下の事項が記載されている。
「本発明は、多結晶シリコン層を電極とする半導体装置の製造方法に関するものである。」（第１頁左下欄第１５行ないし第１６行）
「この目的を多達成するために本発明の半導体装置の製造方法は半導体基板上に絶縁膜を介して第１の多結晶シリコン膜を形成し、さらに連続してドーピングガスを導入しながら第２の多結晶シリコン膜を形成する工程を経た後、前記第１，第２の多結晶シリコン層を選択的にエッチングしパターンを形成する工程を有している。」（第２頁左上欄第９行ないし第１５行）
「第１図(ａ)，(ｂ)は本発明の実施例における半導体装置の製造方法を示す工程図である。第１図において１は半導体基板、２は酸化膜、３ａはドーピングされていない多結晶シリコン膜、３ｂはリンがドーピングされている多結晶シリコン膜、４は酸化膜、５は導電膜である。
　以上のように構成された半導体装置において以下その製造工程を説明する。
　第１図(ａ)のように、まず、半導体基板１上に熱酸化膜２を形成する。次に減圧ＣＶＤ法により多結晶シリコン膜３ａを形成し連続してＰＨ３ガスを導入しながら多結晶シリコン膜４を形成する。ＰＨ３ガスを導入することにより、膜の成長速度は低下するが炉内温度分布、圧力を調整することにより、切一な膜厚分布を得ることができる。
　次に、第１図(ｂ)のように、前工程で形成した２層構造の多結晶シリコン膜３ａ，３ｂをドライエッチング法により選択的にエッチングし、パターン形成を行う。エッチング条件は、異方性エッチングでパターニングを完了した後、等方性エッチングを施す方法もしくは異方性と等方性の中間の条件で最初からエッチングする方法の２通りが挙げられる。どちらの方法においても等方性エッチングの条件は多結晶シリコン膜中のリン濃度によりエッチング速度に差が出る条件を採用することで、多結晶シリコン電極の側面形状は順テーパ（すなわち、電極の断面形状として台形）となり、後工程で形成される層間絶縁膜，導電膜の良好な段差被覆性を達成することができる。」（第２頁右上欄第１０行ないし左下欄第１８行）
　
　ここで、「ＰＨ３ガスを導入しながら多結晶シリコン膜４を形成する。」（第２頁右上欄第２０行ないし左下欄第１行）の記載については、４が「酸化膜」であり、３ｂが「リンがドープされている多結晶シリコン膜」であることから、「ＰＨ３ガスを導入しながら多結晶シリコン膜３ｂを形成する。」の誤記であることは明らかである。（以下、「多結晶シリコン膜４」を「多結晶シリコン膜３ｂ」と記載する。）
　また、「次に減圧ＣＶＤ法により多結晶シリコン膜３ａを形成し連続してＰＨ３ガスを導入しながら多結晶シリコン膜３ｂを形成する。ＰＨ３ガスを導入することにより、膜の成長速度は低下するが炉内温度分布、圧力を調整することにより、切一な膜厚分布を得ることができる。」の記載については、「多結晶シリコン膜３ｂ」を形成する工程においてＰＨ３ガスが導入されること、及び、３ａが「ドーピングされていない多結晶シリコン膜」であることを参酌すれば、膜堆積直後から「多結晶シリコン膜３ａ」を形成する工程においては炉内にＰＨ３ガスが導入されていないことが明らかである。
　
　したがって、刊行物１には、以下の発明が記載されている。
　
「半導体基板１と、熱酸化膜２と、多結晶シリコン膜３ａ，３ｂと、を有する半導体装置の製造方法であって、
前記熱酸化膜２を形成し、次に減圧ＣＶＤ法によりＰＨ３ガスを使用して多結晶シリコン膜３ａ，３ｂを形成する工程を含み、膜堆積直後からドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａを形成する間は炉内にＰＨ３ガスを導入しないようにする工程と、
前工程で形成した２層構造の前記多結晶シリコン膜３ａ，３ｂをドライエッチング法により選択的にエッチングし、パターン形成を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。」（以下、「刊行物発明」という。）
　
　刊行物２：特開平４−１０５３２９号公報
　原査定の拒絶の理由で引用され、本願の原出願の日前に日本国内で頒布された特開平４−１０５３２９号公報（以下、「刊行物２」という。）には、以下の事項が記載されている。
「これらの具体的な形成条件としては、例えば、プラズマＣＶＤ法による真性非晶質シリコン層(２)の場合、基板温度を300−500℃の範囲内で設定し、反応ガスとしてシリコン化合物のシランガスなどを用いる。膜厚は約1.5μｍである。またｎ型非晶質シリコン層(３)の場合では、シランガスなどの反応ガスに　導電型決定元素であるリンを含むフォスフィンガスなどの不純物ガスを添加し、基板温度として300〜400℃，膜厚を約500Åとした。」（第２頁右下欄第１３行ないし第３頁左上欄第２行）
　
４．対比
　本願発明と刊行物発明とを対比・検討する。
（Ａ）刊行物発明における「熱酸化膜２」は、本願発明における「絶縁膜」に相当する。
（Ｂ）刊行物発明における「ＰＨ３ガス」は、本願発明における「不純物としてIII族及びＶ族元素の中から選ばれる元素を導入するためのガス」に相当する。
（Ｃ）刊行物発明における「多結晶シリコン膜３ａ，３ｂ」は、本願発明における「シリコン膜」に相当するとともに、「多結晶シリコン層を電極とする」（刊行物１の第１頁左下欄第１５行）という記載から、本願発明における「電極」にも相当する。
（Ｄ）刊行物発明における「炉内」は、本願発明における「膜堆積室内」に相当する。
（Ｅ）刊行物発明における「前工程で形成した２層構造の前記多結晶シリコン膜３ａ，３ｂをドライエッチング法により選択的にエッチングし、パターン形成を行う工程」は、本願発明における「電極を形成するために選択的に前記堆積されたシリコン層を除去する工程」に相当する。
（Ｆ）刊行物発明において、「膜堆積直後からドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａを形成する間」の一定時間は、炉内に「ＰＨ３ガス」を導入しないようにしていることは明らかである。
　
　したがって、本願発明と刊行物発明とは、
「半導体基板と、絶縁膜と、電極と、を有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記絶縁膜上に、不純物としてIII族及びＶ族元素の中から選ばれる元素を導入するためのガスを使用してシリコン膜を堆積する工程を含み、少なくても膜堆積直後から不純物が導入されないように前記不純物導入ガスを膜堆積開始直後から一定時間膜堆積室内に導入しないようにする工程と、
（ｂ）前記電極を形成するために選択的に前記堆積されたシリコン層を除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。」
である点で一致し、以下の点で相違する。
　
　相違点
（相違点１）
　本願発明は、絶縁膜が「ゲート絶縁膜」であり、電極が「ゲート電極」であるのに対し、刊行物発明は、「熱酸化膜２」及び「電極」（「多結晶シリコン膜３ａ，３ｂ」）を何に用いるのかについて特定されていない点。
（相違点２）
　本願発明は、「シリコン膜を堆積する工程」において、「SiH4ガス及びSi2H6ガスの中から選ばれるガスと、不純物としてIII族及びＶ族元素の中から選ばれる元素を導入するためのガスを混合使用」しているのに対し、刊行物発明は、「ＰＨ３ガス」以外の原料ガスが特定されていない点。
（相違点３）
　本願発明は、「前記不純物導入ガスを膜堆積開始直後から一定時間膜堆積室内に導入しないようにする工程」が、「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」であるのに対し、刊行物発明は、「膜堆積直後からドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａを形成する間」ではあるものの、その厚さが明らかでない点。
　
５．当審の判断
　以下、各相違点について検討する。
　
　相違点について
（相違点１）
　半導体基板上に形成された熱酸化膜をゲート絶縁膜とし、熱酸化膜上に形成されたシリコン膜をゲート電極とする半導体装置は、引例を挙げるまでもなく周知であるから、刊行物発明において、「熱酸化膜２」をゲート絶縁膜として用い、「多結晶シリコン電極」をゲート電極として用いることは、当業者が目的に応じて適宜なし得たことである。
　
（相違点２）
　刊行物発明も、「多結晶シリコン膜３ａ，３ｂ」というシリコン膜を形成しており、しかも「ＰＨ３ガス」はシリコン供給源でないから、「ＰＨ３ガス」に加えてシリコン供給源となる他の反応ガスを導入していることは明らかである。そして、刊行物２にも「真性非晶質シリコン層(２)の場合、・・・、反応ガスとしてシリコン化合物のシランガスなどを用いる。」（第２頁右下欄第１４行ないし第１７行）、「ｎ型非晶質シリコン層(３)の場合では、シランガスなどの反応ガスに　導電型決定元素であるリンを含むフォスフィンガスなどの不純物ガスを添加し」（第２頁右下欄第１８行ないし第３頁左上欄第１行）と記載されているように、シリコン供給のための反応ガスとしてシランガス（SiH4ガス）を用いることは、本願の原出願の出願前に周知技術であるから、刊行物発明において、上記シリコン供給源となる他の反応ガスとしてシランガス（SiH4ガス）を用い、SiH4ガスとPH3ガスを混合使用することは、当業者が容易になし得たことである。
　
（相違点３）
（ア）本願発明は、「シリコン」の具体的な結晶構造については何ら限定されておらず、最終的にどのような結晶構造を得るのかについても何ら限定されていない。
　しかしながら、発明の詳細な説明の「アモルファス（微結晶状態も含む）シリコン薄膜と下地（例えば二酸化硅素膜）界面近傍の不純物濃度及びその分布を制御し、結晶核の発生状態を均一に近い状態になるようにし、熱処理後の多結晶膜の結晶状態（結晶粒径あるいは結晶の配向性）が安定（均一）となるようにすればよい。」（０００９段落）、「図３、図４、図５、図６はシリコン薄膜に導入する不純物として、例えばＰ（燐）を平均濃度で４×１０20／cm3程度下地界面近傍にまで導入した厚さ約５００nmのアモルファスシリコン薄膜を熱処理によって多結晶化させた場合の結晶成長過程の透過電子顕微鏡観察例の膜断面図（図３、図５）と表面図（図４、図６）であり、うち図５、図６はノンドープ層を形成したときのものである。」（００２４段落）等の記載によると、アモルファスシリコンを堆積した後に熱処理によって多結晶化させた場合を前提とした上で、「よってシリコン薄膜の電気抵抗を低減させるためには、不純物を含まない層の厚さは１nm以上１０nm以下の範囲で十分である。それ故、前記のアモルファス膜の堆積を行なう所定の時間とは、この範囲の膜厚が得られるまでのことである。」（００２９段落）と「不純物を含まない層」の具体的な厚さを求めている。
　また、膜堆積時点ではじめから多結晶層を成長させる場合については、「また、膜堆積時点ではじめから多結晶層を成長させる場合においても膜堆積開始時点のＰ濃度を制御することで結晶成長を制御することが出来る。例えばSiH4ガスを使用してシリコン酸化膜上に多結晶層を形成する場合には、Ｐの導入に時間遅れを設けると先の例のように（３１１）結晶面が、Ｐを積極的に導入すると（２１１）結晶面が、それぞれ支配的に成長することが明らかとなっている。」（００３０）のほか、０００４段落及び００２２段落に簡単な記載があるのみである。そして、結晶性を制御するための条件が非常に繊細であることを考えれば、アモルファス膜の多結晶化の場合に対して最適化して求めた「不純物を含まない層の厚さは１nm以上１０nm以下の範囲」という数値範囲を、はじめから多結晶層を成長させる場合に対して無条件にそのまま適用できるとは認められない。
　よって、堆積時のシリコンの結晶構造がアモルファスでその後の熱処理による多結晶化を行わない場合や、堆積時のシリコンの結晶構造が多結晶である場合には、「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」と限定しても技術的な意味がなく、臨界的意義を有さないから、これらの場合を発明の範囲内として含む本願発明の数値限定も同様に、臨界的意義を有さないものであるといわざるを得ない。
　一方、刊行物発明においても、「膜堆積直後からドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａを形成する間」の厚さをどの程度にするかは、目的に応じて当業者が最適化して適宜決定すべきことであるから、「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」とすることは、単なる設計的事項にすぎない。
（イ）仮に、本願発明が、シリコンの結晶構造によらずに「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」が成り立つとして、さらに検討する。
　本願発明は、「少なくても」「膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」であるから、厚さの下限値を「１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」と特定していることになり、逆にいえば、厚さの上限値については特定されていないことになる。
　これに対して、刊行物発明においても、「ドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａ」の厚さを特に１ｎｍ未満に薄く限定する必然性はなく、かつ、本願の原出願の出願の時点においては、１ｎｍ未満の非常に薄い多結晶シリコン膜を形成することが、技術的にみて必ずしも容易でなかったことを考慮すれば、刊行物発明において、「ドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａ」の厚さを１ｎｍ以上とすることは、当業者が自然かつ容易になし得た事項である。
　よって、刊行物発明において、「膜堆積直後からドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａを形成する間」の厚さを１ｎｍ以上、いいかえれば、「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」とすることは、単なる設計的事項にすぎない。
（ウ）仮に、本願発明における「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」が、下限値を「１ｎｍ」と限定するだけでなく上限値をも「１０ｎｍ」と限定しているとして、さらに検討する。
　上限値を求める根拠については、発明の詳細な説明に「また、該膜厚は１０nm以下で十分であることも実験的に確認されている。１０nm以上にしても、特定の結晶面の成長の割合は変化せずにむしろシリコン薄膜の電気抵抗をが増加してしまう。」（００２９段落）と記載されており、シリコン薄膜の電気抵抗の観点から設定されている。そうであれば、最適な上限値を求めるにあたっては、シリコン薄膜の電気抵抗やノンドープ層への不純物拡散に関連した、「不純物の種類」、「ドープ膜の堆積条件」、「ドープ膜中の不純物濃度」、「全体のシリコン膜厚」、「熱処理条件（温度、雰囲気、時間等）」等の要因によっても異なってくるはずであり、これらの事項を具体的に特定しない限り、技術的に意味のある上限値は設定できないはずである。
　また、下限値を求める根拠については、発明の詳細な説明に「ノンドープ層形成後にＰドープが開始されるため、ノンドープ層の厚さが１nm以上ないとＰドープ膜堆積中にＰが拡散してノンドープ層に侵入してしまうためと考えられる。そのために、特定の結晶面の成長が支配的でなくなり、通常の製造方法の様に内部応力の制御が困難になる。１nm以上あればＰドープ膜堆積中にＰが拡散しても下地界面近傍のノンドープ層までは影響が及ばず、結晶粒の成長には影響がでないためと考えられる。」（００２９段落）と記載されており、ノンドープ層への不純物拡散と関連する点では上限値の場合と同様であるが、それに加えて、「アモルファス（微結晶状態も含む）シリコン薄膜と下地（例えば二酸化硅素膜）界面近傍の不純物濃度及びその分布を制御し、結晶核の発生状態を均一に近い状態になるようにし、熱処理後の多結晶膜の結晶状態（結晶粒径あるいは結晶の配向性）が安定（均一）となるようにすればよい。」（０００９段落）と記載されているように、シリコン薄膜と下地との界面近傍における結晶状態を正確に制御することが求められる技術であるから、下地とも密接に関連している。よって、最適な下限値を求めるにあたっては、「不純物の種類」、「ドープ膜の堆積条件」、「ドープ膜中の不純物濃度」、「全体のシリコン膜厚」、「熱処理条件（温度、雰囲気、時間等）」等の要因に加えて、「下地となるゲート絶縁膜の材料」、「下地となるゲート絶縁膜の表面状態」等の要因によっても異なってくるはずであり、これらの事項を具体的に特定しない限り、技術的に意味のある下限値は設定できないはずである。
　しかしながら、本願発明は、これらの必要な事項について特定されておらず、発明の詳細な説明または図面にも、上記特定が不要である理由、すなわち、上に挙げた様々な要因にかかわらず最適な下限値及び上限値がそれぞれ一定の「１ｎｍ」及び「１０ｎｍ」である理由について、十分な記載がなされていないから、単に「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」とのみ限定しても技術的な意味がなく、臨界的意義を有さないものであるといわざるを得ない。
　一方、刊行物発明においても、「膜堆積直後からドーピングされていない多結晶シリコン膜３ａを形成する間」の厚さをどの程度にするかは、目的に応じて当業者が最適化して適宜決定すべきことであるから、下限値及び上限値をそれぞれ「１ｎｍ」及び「１０ｎｍ」とし、「少なくても膜堆積直後から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さの範囲」とすることも、単なる設計的事項にすぎない。
　
　したがって、本願発明は、刊行物１及び２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。
　
６．むすび
　以上のとおりであるから、本願は、特許法第２９条第２項の規定により拒絶されるべきものである。
　よって、結論のとおり審決する。