【事件の表示】
　特願２０００−２４２８３１「金属層間誘電体による拡散防止バリヤ層を有する集積回路およびその製造方法。」拒絶査定不服審判事件〔平成１３年　４月１３日出願公開，特開２００１−１０２４５１〕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１２年８月１０日（パリ条約による優先権主張：１９９９年８月１９日，米国）の出願であって，平成１８年８月１７日付けで拒絶査定がされ，これに対し，平成１８年１１月２０日に審判が請求されるとともに，平成１８年１２月２０日に手続補正書が提出され，さらに，当審において平成２１年９月１日付けで拒絶理由が通知され，平成２２年３月２日に手続補正書及び意見書が提出されたものである。
　
２　本願発明
　平成２２年３月２２日に提出された手続補正書によれば，本願の特許請求の範囲の請求項１の記載は，次のとおりである（以下，請求項１に係る発明を「本願発明」という。）。
　
【請求項１】
「基板とその上に位置する第１の導電性要素と，
　前記基板及び前記第１の導電性要素上に位置するフッ素含有誘電体層と，前記フッ素含有誘電体層は研磨されておらず，
　前記研磨されていないフッ素含有誘電体層上に位置する不純物防止バリヤ層と，前記不純物防止バリヤ層はシリコンリッチ酸化物であり，研磨されており，
　前記研磨されたシリコンリッチ酸化物層上に位置するキャップ層と，前記キャップ層はシリコンリッチ酸化物層でなく，
　前記キャップ層上に位置する第２の導電性要素とを含むことを特徴とする集積回路。」
　
３　引用例とその記載内容（下線は当審で付加。以下同じ。）
（１）引用例１（特開平１０−１４４７９３号公報）の記載と引用発明
（１−１）引用例１の記載
　平成２１年９月１日付けの当審拒絶理由に引用した，本願の優先日前に日本国内において頒布された刊行物である，特開平１０−１４４７９３号公報（以下「引用例１」という。）には，「フッ素による金属劣化に対する耐性を改善する方法及び集積回路構造」（発明の名称）に関し，図１〜７とともに，次の記載がある。
　　ア　特許請求の範囲 
 ・「【請求項１８】基板と， 
 前記基板上に形成されたパターン化メタライゼーションと， 
 前記基板上で前記パターン化メタライゼーションに隣接して形成されたフッ素含有絶縁層と， 
 前記フッ素含有絶縁層と前記パターン化メタライゼーションとの間にある
第１のフッ素障壁層と
 前記
フッ素含有絶縁層の上部に形成された第２のフッ素障壁層とを具備する
 
集積回路構造
 　 
 　　イ　発明の背景等 
 ・「【０００２】【従来の技術】
劣化はフッ素を含む絶縁物質と接触している金属線で生じる
この劣化は，ＩＣ（集積回路）の潜在的な故障メカニズムとなるので重大な問題である
 【０００３】【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は，フッ素含有絶縁物質と接触している金属に劣化耐性を与えることである
 　 
 　　ウ　課題を解決するための手段 
 ・「【０００６】【課題を解決するための手段】
本発明において，これらの目的は，フッ素を含む絶縁材と金属との間にフッ素非含有障壁層を設けて絶縁材から金属へフッ素が拡散されるのを効果的に制限し，金属の劣化が生じないようにすることによって達成される
 　 
 　　エ　実施例 
 ・「【００１８】【発明の実施の形態】ここで図１を参照すると，そこにはフッ素非含有障壁層をアディティブ法によって形成する場合の実施例のフローチャートが示される。図１に要約される発明のプロセス順序は，次のステップに従って進行する。 
 （イ） 
金属の被着／フォトリソグラフィック・マスキング／エッチング／マスク剥離／熱処理のサブステップを順次に実行することによる金属配線パターンの形成
 （ロ） 
フッ素障壁の形成（下の層）
 （ハ） 
フッ素含有絶縁層の形成
 （ニ） 絶縁層の化学的機械的研磨（ＣＭＰ） 
 （ホ） 
フッ素障壁の形成（上の層）
 （ヘ） フ
ォトリソグラフィック・マスキングによるコンタクト形成／エッチングによるバイア形成／金属によるバイア充填および第二レベル配線の形成
 追加レベルの配線作成が望まれる場合は，ステップ（イ）〜（ヘ）を繰り返す。 
 【００１９】このアディティブ法は図２から図７までに示されている。
これらの図および図９から図１４までは，かならずしも一定の率で拡大したものではない。これらの層の厚さは説明を分かりやすくするように示されており，限定的に解釈されてはならない
図２には金属配線２４が形成されている
フッ素非含有障壁層２８が基板２６の露出表面と金属配線２４の上に一様に形成される
下層のフッ素非含有障壁層２８は化学的蒸着（ＣＶＤ），プラズマ強化化学的蒸着（ＰＥＣＶＤ），低圧化学的蒸着（ＬＰＣＶＤ），ＨＤＰＣＶＤ，または物理的蒸着（ＰＶＤ），などの通常の絶縁膜形成法を使用して被着させることができる
フッ素非含有障壁層物質は，たとえば珪素，二酸化珪素，窒化珪素，または炭素であってよい
 【００２０】次に，
図４に示されるように，フッ素含有絶縁層２２が，通常の二酸化珪素またはアモルファス炭素層にフッ素を添加することによって形成される
 【００２１】
図５で示されるように，フッ素含有絶縁層２２の研磨された表面上に，上層のフッ素非含有障壁層２８が形成される
上層のフッ素非含有障壁層２８は，下層のフッ素非含有障壁層２８に関して説明した方法と同じ方法で形成することができる
 【００２２】次に，図７で示されるように，バイア２０は通常の方法に従って最初にチタン，次に拡散バリアとして働くＴｉ−Ｎ（たとえばＰＶＤによって），最後にタングステン（たとえばＣＶＤによって）の順序で金属を充填される。バイア２０内のバイア金属は，フッ素非含有障壁層２８の表面と平坦になるようにエッチングされ研磨される（たとえばＣＭＰによって）のが望ましい。次に，上層のフッ素非含有障壁層２８の表面とバイア２０の上に金属膜を形成し，
金属配線２３をパターン化およびエッチングし，金属を熱処理し結晶化することにより，第二レベルの金属配線２３が形成される
 【００２３】図７に示されるように，完成したメタライゼーションはタングステンのバイア２０を有し，バイア２０はＳｉＯＺＦ２−Ｚのフッ素化絶縁層２２を通してアルミニウムの金属配線２４をアルミニウムの金属配線２３に接続する。第一レベルのメタライゼーションにおける金属配線２４の各々は，それらが存在する基板２６と同じように，それらの上に下層のフッ素非含有障壁層２８を形成されている。さらに，
この構造は
金属配線２３のためにフッ素障壁として働く上層のフッ素非含有障壁層２８を有する
層のフッ素非含有障壁層２８は，金属配線２３のパターン化の間に，フッ素含有絶縁層２２のフッ素を誘因とする腐食から金属配線２３を保護する
上層のフッ素非含有障壁層２８の目的は，絶縁層２２のフッ素が絶縁層２２の上部から金属配線２３とプラグ金属間の接合部に侵入し，ひいてはプラグ金属にさらに侵入するのを防止することである
　
（１−２）引用例１に記載された発明（引用発明）
　上記ア〜エによれば，引用例１には，フッ素を含む絶縁層と接触している金属配線の劣化を防止するために，フッ素を含む絶縁層と金属との間にフッ素非含有障壁層を設けること，より具体的には，次の発明（以下「引用発明」という。）
が開示されている。
　　
（引用発明）
「基板２６と基板上に形成された金属配線２４と，その上に形成されたフッ素含有絶縁層２２と，その表面上に形成されたフッ素非含有障壁層２８と，その上に形成された金属配線２３とを有する，集積回路構造。」
　
　ここで，フッ素非含有障壁層２８は，フッ素がフッ素含有絶縁層２２から拡散して金属配線２３に侵入するのを防止する（段落【００２３】の記載）。
　また，引用例１には，「
フッ素非含有障壁層２８は化学的蒸着（ＣＶＤ），プラズマ強化化学的蒸着（ＰＥＣＶＤ），低圧化学的蒸着（ＬＰＣＶＤ），ＨＤＰＣＶＤ，または物理的蒸着（ＰＶＤ），などの通常の絶縁膜形成法を使用して被着させることができる
フッ素非含有障壁層物質は，たとえば珪素，二酸化珪素，窒化珪素，または炭素であってよい
　　
（２）引用例２（特開平１１−１１１８４５号公報）の記載のその開示内容
（２−１）引用例２の記載
　平成２１年９月１日付けの当審拒絶理由に引用した，本願の優先日前に日本国内において頒布された刊行物である，特開平１１−１１１８４５号公報（以下「引用例２」という。）には，「半導体装置及びその製造方法」（発明の名称）に関し，図１〜５とともに，次の記載がある。
　　ア　発明の背景等　
・「【０００２】【従来の技術】近年，配線間並びに多層層間絶縁膜容量が半導体デバイス性能（処理速度，消費電力）に与える影響が大きくなってきており，
従来層間絶縁膜として使用されていたＳｉＯ
2 
の比誘電率（＝３．９）より低い低誘電率絶縁膜を層間絶縁膜に用いる技術の開発が進められている
【０００３】
低誘電率の絶縁膜としては，ＳｉＯ
2
構造に対しフッ素（Ｆ）やホウ素（Ｂ）を添加した材料が知られている
【０００４】しかし，カーボンを含有しないガス系を用いてＨｉｇｈ−Ｄｅｎｓｉｔｙ−Ｐｌａｓｍａ（ＨＤＰ）によって成膜された膜内には，
従来成膜方法では膜内部に生成されていたダングリングボンドやＣＨx からなる不安定構造の絶対量が激減する
そのため，膜中に取り込まれた余剰のＦや水酸イオンは，上記の欠陥領域に反応・再結合することなく，上層配線方向へ拡散して金属と絶縁膜との密着性を劣化させるという問題があった
　
　　イ　解決しようとする課題
・「【０００７】【発明が解決しようとする課題】上記したように，
上層配線及び下層配線間を絶縁分離する層間絶縁膜に比誘電率が３．９未満である低誘電率絶縁膜を用いた場合，層間絶縁膜に添加されている不純物が上層配線方向へと拡散して金属と絶縁膜との密着性を劣化させるという問題があった
【０００８】
本発明の目的は，上層配線及び下層配線間を分離絶縁する層間絶縁膜に添加されている不純物の拡散，並びに該層間絶縁膜への水や水酸イオンの侵入を抑制し，素子の信頼性の向上を図り得る半導体装置を提供することにある
　
　　ウ　第１実施形態
・「【００１６】【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
［第１実施形態］図１は，本発明の第１実施形態に係わる２層配線を有する半導体装置の構成を示す断面図である。なお，本実施形態では，素子分離並びにＭＯＳＦＥＴ等の形成工程は省略し，多層金属配線に直接関わる部分のみを図示している半導体基板１０上に素子分離絶縁膜１１が形成されている。素子分離絶縁膜１１上に複数本の第１の金属配線（下層配線）２０が形成されている。第１の金属配線２０は，Ｔｉ膜２１，ＴｉＮ膜２２及びＡｌ−Ｃｕ合金膜２３が積層されて構成されている。
【００１７】素子分離絶縁膜１１及び第１の金属配線２０上に，ＨＤＰ−ＣＶＤ法によって形成され，フッ素が高濃度に添加されているシリコン酸化膜（以下ＳｉＯＦ膜）（下層絶縁膜）３１が形成されている。ＳｉＯＦ膜３１は，その比誘電率の値が３．６であり，ＳｉＯ2膜の比誘電率値３．９に比べて低い値を有する。従って，従来層間絶縁膜と用いられていたＳｉＯ2膜に比べて配線間容量を低減することができる。
【００１８】ＳｉＯＦ膜３１上に，第１の金属配線２０上のＳｉＯＦ膜３１の膜厚より薄い膜厚のシリコン窒化膜（拡散抑制絶縁膜）３２が形成されている。シリコン窒化膜３２は，Ｓｉ−Ｎのネットワークが強固即ち緻密な膜であることから，水及び水酸イオンの拡散に寄与する経路が極端に少ない構造体として存在することが可能となり，水（Ｈ2Ｏ，Ｄ2Ｏ）及び水酸イオンの透過率がＳｉＯＦ膜３１と比べて低い絶縁膜となり，水及び水酸イオンがＳｉＯＦ膜３１の中に侵入することを抑制する。また，同様に，ＳｉＯＦ膜３１中の余剰なＦが後述するＳｉＯ2 膜中に拡散することを防ぎ，該ＳｉＯ2膜と後述する第２の金属配線の密着性の劣化を防止することが可能となる。
【００１９】シリコン窒化膜３２上にＳｉＯ2膜（上層絶縁膜）３３が形成されている。ＳｉＯ2膜３３の比誘電率は，ＳｉＯＦ膜３１より高く，シリコン窒化膜３２より低い値を有する。」
　
　　エ　第２実施形態
・「［第２実施形態］図４は，本発明の第２実施形態に係わる２層金属配線を有する半導体装置の構成を示す断面図である。なお，図４において，図１と同一の部分には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３７】
本実施形態の特徴は，ＳｉＯＦ膜３１上の拡散抑制絶縁膜が，ＳｉＯx （０＜ｘ＜２）膜３４であることである
【００３８】また，同様に
ＳｉＯＦ膜３１の中の余剰なＦが，ＳｉＯ
2
膜３３に拡散することを防ぎ，ＳｉＯ
2 
膜３３と第２の金属配線５０との密着性の劣化を防止する
【００３９】先ず，第１実施形態における図３（ｃ）のＳｉＯＦ膜３１の平坦化後，図５（ａ）に示すように，ＳｉＯＦ膜３１上に，減圧ＣＶＤ法を用いてＳｉＯx （０＜ｘ＜２）膜３４を５０ｎｍ成膜する。ＳｉＯx 膜３４は，ＳｉＯ2に比べてＳｉ比率の高いシリコン酸化膜とすべく，Ｓｉの供給源であるガス，例えばＳｉＨ4の全ガス量に対する比率を，通常のプラズマＣＶＤによるＳｉＯ2の成膜条件より高めた環境を用いて形成する。
【００４０】ＳｉＨ4ガスの分解効率は，装置仕様により異なるが，今回ＳｉＨ4ガス量を通常の１．２倍とし，その他の成膜条件については通常と同じ条件を用いることで，ＳｉとＯとの比がＳｉ：１に対しＯ：１．７の膜を得ることができた。
【００４１】
ＳｉＯx 膜３４の形成後，ＳｉＨ
4
ガス量を１／１．２に低下させてＳｉＯ
2
膜が成長する条件に変更し，同一チャンバー中にてＳｉＯ
2
膜３３を１５０ｎｍ堆積する
本実施形態では，ＳｉＯx 膜３４とＳｉＯ
2
膜３３とを同一チャンバー中にて連続成膜しているが，別チャンバー又は別装置を用いた比連続成膜
を行うことも可能である
【００４２】次
いで，第１実施形態と同様に，ＳｉＯ
2
膜３３上にＴｉ膜５１，ＴｉＮ膜５２，Ａｌ−Ｃｕ合金膜５３が積層された第２の金属配線５０を形成する
【００４３】
本実施形態によれば
ＳｉＯＦ膜中の余剰なＦがＳｉＯ
2
膜に拡散することを防ぎ，ＳｉＯ
2
膜と第２の金属配線との密着性の劣化を防止することができる
　
（２−２）引用例２の開示内容　
　上記ア〜エによれば，引用例２には，集積回路の多層配線構造において，
（ａ）フッ素含有絶縁膜（ＳｉＯＦ膜３１）は，比誘電率が低く，半導体集積回路の層間絶縁膜として優れていること，
（ｂ）しかしながら，余剰なフッ素がＳｉＯ2膜３３に拡散し，上層配線（第２の金属配線）５０との密着性を劣化させるという問題（課題）があったこと，
（ｃ）引用例２の発明は，当該課題を解決するため，ＳｉＯＦ膜３１上の絶縁膜に，ＳｉＯx （０＜ｘ＜２）膜３４（拡散抑制絶縁膜）とＳｉＯ2膜３３を積層させた構造を採用したこと，
（ｄ）その結果，ＳｉＯx （０＜ｘ＜２）膜３４がフッ素の拡散を抑制するため，上層配線５０との密着性の劣化を防止できること，
（ｅ）実施形態では，ＳｉＯx 膜３４とＳｉＯ2膜３３とを同一チャンバー中にて連続成膜しているが，別チャンバー又は別装置を用いた非連続成膜を行うことも可能であること，
　以上が開示されている。
　
４　本願発明の容易想到性
（１）引用発明との対比
　本願発明と引用発明を対比すると，
　　ア　引用発明の「基板２６と基板上に形成された金属配線２４」は，本願発明の「基板とその上に位置する第１の導電性要素」に相当し，
　　イ　引用発明の「その上に形成されたフッ素含有絶縁層２２」は，本願発明の「前記基板及び前記第１の導電性要素上に位置するフッ素含有誘電体層」に相当し，
　　ウ　引用発明の「その表面上に形成されたフッ素非含有障壁層２８」は，本願発明の「フッ素含有誘電体層上に位置する不純物防止バリヤ層」に相当し，
　　エ　引用発明の「金属配線２３」は，本願発明の「第２の導電性要素」に相当する。
　
（２）そうすると，本願発明と引用発明の一致点及び相違点は，以下のとおりである。
　
〈一致点〉
「基板とその上に位置する第１の導電性要素と，
　前記基板及び前記第１の導電性要素上に位置するフッ素含有誘電体層と，
　前記フッ素含有誘電体層上に位置する不純物防止バリヤ層と，
　第２の導電性要素とを含むことを特徴とする集積回路。」
　
〈相違点〉　　
〈相違点１〉
　本願発明では，「フッ素含有誘電体層」は，研磨されていないのに対し，引用発明では，少なくとも，引用例１の「発明の実施の形態」の説明では，「フッ素含有絶縁層２２」が研磨（化学的機械的研磨）されている点。
〈相違点２〉本願発明では，「不純物防止バリヤ層」は，シリコンリッチ酸化物であり，研磨されているのに対し，引用発明はそうではない点。
〈相違点３〉
　本願発明では，不純物防止バリヤ層と第２の導電性要素との間に，シリコンリッチ酸化物でないキャップ層が存在するのに対し，引用発明では，不純物防止バリヤ層となる「フッ素非含有障壁層２８」の上に第２の導電性要素（金属配線２３）が形成されているものの，本願発明のキャップ層に相当するものがない点。
　
（３）相違点についての検討
（３−１）相違点１について
　　ア　「研磨」は，集積回路の製造工程において，表面平坦化のために必要に応じて行われる常套手段である。しかし，工程がひとつ余分に必要となることから，この工程を入れるかどうか，あるいは，入れるとすれば集積回路製造のどの段階に入れるかは，具体的に集積回路を設計する際に当業者が考慮する設計事項である。
　引用例１においても，「発明の実施の形態」の説明では，「フッ素含有絶縁層２２」に化学的機械的研磨を施す工程が入っているが，これが必須のものとして説明されているわけでもなく，引用例１の特許請求の範囲の記載には，研磨工程は含まれていない。
　　イ　相違点１は，引用発明から，単に，研磨工程を省いたというにすぎず，当業者が適宜なし得たことである。　
　
（３−２）相違点２及び３について
　　ア　引用例２には，集積回路の多層配線構造において，シリコンリッチ酸化膜（ＳｉＯx （０＜ｘ＜２）膜）が通常のシリコン酸化膜よりもフッ素の拡散を防止する効果に優れていることが開示されている。具体的には，上記（２−２）で認定したように，ＳｉＯＦ膜３１上の絶縁膜に，シリコンリッチ酸化膜（ＳｉＯx （０＜ｘ＜２）膜３４）とＳｉＯ2膜３３を積層させ，その上に上層配線５０を形成した構造が示されている。ＳｉＯ2は，安定な物質で，多層配線の層間絶縁層の構成物質としてごく普通に採用されているものである。引用例２の多層配線構造におけるシリコンリッチ酸化膜（ＳｉＯx （０＜ｘ＜２）膜３４及びＳｉＯ2膜３３は，それぞれ，本願発明の不純物防止バリヤ層及びキャップ層に相当する。
　　イ　引用発明における「フッ素非含有障壁層２８」は，そもそも，「フッ素含有絶縁層２２」からフッ素が金属配線に拡散されるのを制限するために設けられたものである（引用例１の段落【０００６】）。
　そうすると，フッ素の拡散を制限する効果をより高めるために，引用発明の「フッ素非含有障壁層２８」に代えて，引用例２に開示された，シリコンリッチ酸化膜と通常のシリコン酸化膜を積層させた構成のものを採用することは，当業者が容易に着想し得たものといえる。
　　ウ　本願発明では，さらに，不純物防止バリヤ層を構成するシリコンリッチ酸化物が「研磨されて」いる点を限定しているが，上記（３−１）でも述べたように，集積回路の製造工程において，「研磨」の工程を入れるかどうか，入れるとすれば，集積回路製造のどの段階に入れるかは，具体的に集積回路を設計する際に当業者が考慮する設計事項である。そして，引用例２には，ＳｉＯx 膜３４とＳｉＯ2膜３３とを別チャンバー又は別装置を用いた非連続成膜で形成できることが記載されている（段落【００４３】）のであるから，この間に「研磨」の工程を入れることは，引用発明に，引用例２に開示された技術を適用するに際して，当業者が適宜なし得たことである。
　　エ　なお，本願発明の「バリヤ層」又は「キャップ層」について，本願の出願当初の明細書には，次の記載がある。
・「【０００６】
バリヤ層またはキャップ層１０４は，標準平坦化工程を経た後
・「【００１２】従って，フッ素は層１０４を通過して侵入せず，次に堆積された金属被覆に破壊的化学作用を及ぼすことはない。さらに，シリコンリッチ酸化物フィルムおよびこのフィルムのその場堆積により，水分の透過を避けることができる。この端部に関して，フッ素ドープ誘電体フィルムは上述のように一般に水分を吸収しやすく，汚染されやすい。従って，金属と誘電体層間の層間剥離および他の付着問題に起因しガス放出できる水素を含む雰囲気中の不純物はシリコンリッチガラスを用いることおよびその場堆積による工程中にも避けることができる。
層１０４の堆積の後，シリコンリッチ酸化物でない標準のキャップ層（図示せず）は，エッチング，化学機械研摩（ＣＭＰ）の決まった工程と互換性があるテトラエチルオルトシラン化学気相堆積法（ＰＥ−ＴＥＯＳＣＶＤ）の能力を高めるプラズマのような標準的なノンギャップフィル技術を用いて堆積される
　以上の記載からも，キャップ層自体，標準的なものであり，研磨も標準的な工程であることが分かる。　
　　オ　以上のとおり，相違点２及び３は，引用発明及び引用例２に開示された技術に基づいて当業者が容易に想到し得たものである。
　
（４）したがって，本願発明（請求項１に係る発明）は，引用発明及び引用例２に開示された技術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２９条２項の規定より特許を受けることができない。
　　　
５　結言
　以上の次第で，本願発明（請求項１に係る発明）は，特許法２９条２項の規定より特許を受けることができないから，その余の請求項に係る発明について検討するまでもなく，本願は拒絶をすべきものである。
　よって，結論のとおり審決する。