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　特願２００４−２３７７３８「シリコン半導体ウエハの製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成１７年　２月　３日出願公開、特開２００５−　３３２１７〕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９年７月２８日に出願した特願平９−２０１７６２号（パリ条約による優先権主張外国庁受理１９９６年９月１２日，独国）の一部を分割して平成１６年８月１７日に新たな特許出願としたものであって、平成２０年８月２５日に手続補正書が提出されたが、平成２１年３月１７日付けで拒絶査定がされ、これに対し、同年６月２２日に審判の請求がされたものである。
　
２．本願発明
　本願の請求項１に係る発明（以下「本願発明」という。）は、平成２０年８月２５日に提出された手続補正書によれば、次のとおりである。
　
「低欠陥密度を有するシリコンウエハの製造方法であって、
　ａ）酸素ドーピング濃度が少なくとも４×１０１７／ｃｍ３であり、窒素ドーピング濃度が少なくとも１×１０１４／ｃｍ３であるシリコン単結晶を、
　チョクラルスキ法により引き上げ、かつ、引き上げ中のシリコン単結晶を冷却する際、１１００〜８５０℃の範囲の温度にとどまる時間が８０分未満になるように強制冷却して調製し；
　ｂ）ａ）で得られたシリコン単結晶を加工してシリコンウエハを形成し；
　ｃ）ｂ）で得られたシリコンウエハを、少なくとも１０００℃の温度で少なくとも１時間アニーリングすること、を特徴とする製造方法。」
　
３．引用刊行物に記載された発明
（３−１）本願の優先権主張日前に外国において頒布され、原査定の根拠となった拒絶理由において引用された刊行物であるD. Graef et al.，Comparison of high temperature annealed Czochralski silicon wafers and epitaxial wafers，Materials Science and Engineering B，１９９６年１月，Vol. B36，pp. 50-54（以下「引用例１」という。）には、図３〜６とともに、次の記載がある。（なお、下線は当審で付加したものである。以下同じ。）
　
「ボロンをドーピングした（１００）１５０ｍｍ径
Ｃｚ Ｓｉウェハーを使用
格子間酸素含有量は６〜８．５×１０
１７
ｃｍ
−３
（ＤＩＮ）とした。
　
「
ＣＯＰｓの減少はまた、ａｓ−ｇｒｏｗｎ Ｃｚ結晶の欠陥サイズ分布とも密接に関連している。Ｃｚの欠陥密度および欠陥サイズ分布は種々の結晶成長条件によって変えることができる。結晶冷却速度を変えると熱履歴が変化し、結晶の凝集が変化する。結晶冷却速度を落とすとその結果として、全欠陥密度は低下するが欠陥クラスターは大きくなり、それが欠陥密度およびサイズ分布の変動となって現れる
　
２つの結晶ＡおよびＢ（結晶Ｂはより遅い冷却速度）からのウェハーを、１段のＡｒ熱処理（１２００℃、２時間、昇降温に２時間）を行ない、ＣＯＰサイズ分布を調べた。
　
２つの結晶ウェハーの熱処理後の各ＣＯＰ分布を比較すると、顕著に異なる挙動が明らかになる。Ａタイプ・ウェハーでは、全ＣＯＰ（＞０．１２μｍ）密度の低下がＢタイプ・ウェハーよりもずっと大幅である。
　
「図６　２つのＣｚ結晶（ＡとＢ）のａｓ−ｇｒｏｗｎ状態と熱処理後のサイズ別ＣＯＰ密度。
結晶Ａは高冷却速度で成長させた
　
（３−２）ここで、引用例１に記載された「２つの結晶ＡおよびＢ」は、それぞれ、「ａｓ−ｇｒｏｗｎ Ｃｚ結晶」の「結晶成長条件」としての「結晶冷却速度」を変えることで作り分けがなされたものであり、当該「結晶冷却速度」とは、「Ｃｚ」法により引き上げ中のＳｉからなる結晶を冷却する際の「結晶冷却速度」を指していること、また、それが「高冷却速度」であるほど、「熱処理後の全ＣＯＰ（＞０．１２μｍ）密度」を「低下」させる効果の著しいことが明らかである。
　また、引用例１に記載された「Ｃｚ Ｓｉウェハー」は、そうして得られる「結晶Ａ」を加工して形成できることも明らかである。
　
（３−３）以上によれば、引用例１には、以下の発明（以下「引用発明」という。）が記載されているものと認められる。
　
「Ｃｚ Ｓｉウェハーを使用した実験方法であって、
　ａ）格子間酸素含有量が６〜８．５×１０１７ｃｍ−３であるａｓ−ｇｒｏｗｎ Ｃｚ結晶を、
　Ｃｚ法により引き上げつつ、熱処理後の全ＣＯＰ（＞０．１２μｍ）密度を大幅に低下させるべく高冷却速度で成長させ；
　ｂ）ａ）で得られたａｓ−ｇｒｏｗｎ Ｃｚ結晶を加工してＣｚ Ｓｉウェハーを形成し：
　ｃ）ｂ）で得られたＣｚ Ｓｉウェハーを、１２００℃の温度で２時間Ａｒ熱処理すること、を特徴とする実験方法。」
　
（３−４）本願の優先権主張日前に国内において頒布され、原査定の根拠となった拒絶理由において引用された刊行物である特開平５−２９４７８０号公報（以下「引用例２」という。）には、次の記載がある。
　
「　　【０００２】
　　【従来の技術】
　シリコンウェーハに発生するエッチピットはデバイスの電気的特性とりわけ酸化膜耐圧を低下させることが知られている。かかるエッチピットの発生を防止する方法は、すでに幾つか提案されている。
　　　【０００３】
　それらの方法の一つとして、エッチピットの原因となる単結晶成長プロセス中の結晶欠陥の導入を抑制すべく、単結晶の引上げ速度を従来よりも低速（約０.４ｍｍ／ｍｉｎ）で行う方法がある。
　　　【０００４】
　他の方法としては、シリコンウエーハ内部に格子間酸素等を析出させてゲッタリング源として、欠陥を取り込む技術がある。
　　　【０００５】
　　【発明が解決しようとする課題】
　しかし、単結晶の引上げ速度を従来よりも低速で行う前者の方法は、生産性の著しい低下を招き実用的でなく、また、
シリコンウエーハ内部にゲッタリング源として欠陥を取り込む後者の方法は、１０００℃以上の熱処理工程を必要とし、生産工程が複雑化して好ましくない
　　　【０００６】
　本発明は上記問題点を解決するものであり、極めて簡単な手段でエッチピットの発生を効果的に抑制することのできるシリコン単結晶製造方法を提供することを目的としている。
　　　【０００７】
　　【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成するために
請求項１に係る本発明のシリコン単結晶製造方法では、ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造工程において、窒素濃度を管理したＦＺシリコン結晶を原料シリコンに添加して単結晶引き上げを行うことを特徴としている。
　
「　　【００１０】
　　【作用】
　上記手段からなる本発明のうち請求項１に係るものにおいては、
原料シリコン中に添加した窒素が点欠陥の一種である空孔と相互に作用又は結合してクラスターの生成を抑制する。従って、空孔が関与したクラスターからなると考えられているエッチピットの発生が抑制される
「　　【００１３】
　通常のアルゴンガス中のＦＺ結晶の工程において、その初期に窒素（Ｎ2）ガスを適当量、アルゴンガス雰囲気中に混入させることによって、ＦＺ結晶全長に亘って均一に窒素をドープしたものが容易に得られる。
窒素濃度としては１×１０
14
〜１×１０
16
個／ｃｍ
3
のものが調整される。
　
４．本願発明と引用発明との対比
（４−１）引用発明の「Ｃｚ Ｓｉウェハー」，「格子間酸素含有量」，Ｓｉからなる「ａｓ−ｇｒｏｗｎ Ｃｚ結晶」，「Ｃｚ法」及び「Ａｒ熱処理」は、それぞれ、本願発明の「シリコンウエハ」，「酸素ドーピング濃度」，「シリコン単結晶」，「チョクラルスキ法」及び「アニーリング」に相当する。
　そして、本願発明の「チョクラルスキ法により引き上げ、かつ、引き上げ中のシリコン単結晶を冷却する際、１１００〜８５０℃の範囲の温度にとどまる時間が８０分未満になるように強制冷却して調製」することと、引用発明の「Ｃｚ法により引き上げつつ、熱処理後の全ＣＯＰ（＞０．１２μｍ）密度を大幅に低下させるべく高冷却速度で成長させ」ることとは、チョクラルスキ法により引き上げ、かつ、引き上げ中のシリコン単結晶を冷却している点で共通する。
　また、引用発明は、熱処理後の全ＣＯＰ（＞０．１２μｍ）密度を大幅に低下させるべくＣｚ Ｓｉウェハーを高冷却速度で成長させ、後にＡｒ熱処理を行う実験方法に関するものであって、ここでの「熱処理後の全ＣＯＰ（＞０．１２μｍ）密度を大幅に低下させる」処理により、低欠陥密度のものが実現されることは明らかであるから、引用発明は、本願発明のような「低欠陥密度を有するシリコンウエハの製造方法」を開示しているに等しい。
　さらに、引用発明における「６〜８．５×１０１７ｃｍ−３（ＤＩＮ）」との格子間酸素含有量の範囲、及び「１２００℃、２時間」とのＡｒ熱処理の条件は、それぞれ、本願発明の「少なくとも４×１０１７／ｃｍ３」との酸素ドーピング濃度、及び「少なくとも１０００℃の温度で少なくとも１時間」とのアニーリング条件をも満足している。
　
（４−２）以上によれば、本願発明と引用発明とは、
「低欠陥密度を有するシリコンウエハの製造方法であって、
　ａ）酸素ドーピング濃度が少なくとも４×１０１７／ｃｍ３であるシリコン単結晶を、
　チョクラルスキ法により引き上げ、かつ、引き上げ中のシリコン単結晶を冷却し；
　ｂ）ａ）で得られたシリコン単結晶を加工してシリコンウエハを形成し；
　ｃ）ｂ）で得られたシリコンウエハを、少なくとも１０００℃の温度で少なくとも１時間アニーリングすること、を特徴とする製造方法。」
　である点で一致し、以下の点で相違する。
　
（相違点１）
　本願発明は、「シリコン単結晶」の「窒素ドーピング濃度が少なくとも１×１０１４／ｃｍ３」であるのに対し、引用発明は、そのような「窒素ドーピング濃度」について何ら特定していない点。
　
（相違点２）
　本願発明は、「シリコン単結晶」を「チョクラルスキ法により引き上げ」るにあたり、「引き上げ中のシリコン単結晶を冷却する際、１１００〜８５０℃の範囲の温度にとどまる時間が８０分未満になるように強制冷却して調製し」ているのに対し、引用発明は、そのような構成を有していない点。
　
５．相違点についての当審の判断
（５−１）相違点１について
　引用例２には、「ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造工程」（０００７段落）において、「原料シリコン中に添加した窒素が点欠陥の一種である空孔と相互に作用又は結合してクラスターの生成を抑制する。」（００１０段落）との記載があり、「ＣＺ法」（引用発明における「Ｃｚ法」に相当）により「シリコン単結晶」（引用発明における「ａｓ−ｇｒｏｗｎ Ｃｚ結晶」に相当）を製造する際、「窒素」を添加することで、「クラスター」の生成が抑制でき、ひいては「エッチピット」の発生を効果的に抑制できるとの効果が示唆されている。そして、そのような効果が得られる「窒素濃度」として、引用例２の００１３段落には、「１×１０14〜１×１０16個／ｃｍ3」との範囲が記載されている。
　また、本願の明細書、特許請求の範囲及び図面の記載並びに本願出願時の技術常識に照らしても、チョクラルスキ法により引き上げて作られるシリコン単結晶に関し、「窒素ドーピング濃度が少なくとも１×１０１４／ｃｍ３である」条件を満たすことと、「引き上げ中のシリコン単結晶を冷却する際、１１００〜８５０℃の範囲の温度にとどまる時間が８０分未満になるように強制冷却」するとの製造上の条件とを同時に満たすことにより、相乗的な効果が奏されるものとも認められない。
　そうすると、引用発明において、「ａｓ−ｇｒｏｗｎ Ｃｚ結晶」（本願発明の「シリコン単結晶」に相当）を「窒素ドーピング濃度が少なくとも１×１０１４／ｃｍ３」である構成とすること（相違点１の構成とすること）は、エッチピットの発生を効果的に抑制するために、引用例２に記載された発明を適用することにより、当業者が容易になしえたものである。
　
　なお、引用例２の０００５段落には、「シリコンウエーハ内部にゲッタリング源として欠陥を取り込む後者の方法は、１０００℃以上の熱処理工程を必要とし、生産工程が複雑化して好ましくない。」とあり、「１０００℃以上の熱処理工程」は好ましくない旨の記載が見られる。しかし、これは飽くまでも「生産工程が複雑化」することを避ける観点からなされたものであって、上記したような、「ＣＺ法」により「シリコン単結晶」を製造する際、「窒素」を添加することで、「クラスター」の生成が抑制でき、ひいては「エッチピット」の発生を効果的に抑制できるとの効果が、「１０００℃以上の熱処理工程」を行う場合に期待し得ないことまでをも説示するものではない。そして、シリコン半導体ウエハを製造しようとする当業者であれば、「生産工程が複雑化」すること避ける観点のみならず、性能，コストなどの諸観点をも総合的に勘案し、最適な工程の組み合わせ及び各工程の実施条件を選択するのが当然であるから、上記の記載は、もともと「１２００℃、２時間」の「Ａｒ熱処理」を行うことを前提とした引用発明に対し、引用例２に記載された発明を組み合わせることの妨げとはならない。
　
（５−２）相違点２について
　本願発明における、「引き上げ中のシリコン単結晶を冷却する際、１１００〜８５０℃の範囲の温度にとどまる時間が８０分未満になるように」「調製」するとの条件は、図１及び図２に示される実験結果に照らし、「アニーリング後」の「シリコンウエハ」の「欠陥密度の減少」（００２０段落）をもたらす目安として定められたものとは認められるものの、本願の明細書、特許請求の範囲及び図面の記載並びに本願出願時の技術常識に照らしても、その温度範囲の「１１００」℃との上限値及び「８５０℃」との下限値、並びに「８０分」との時間範囲の上限値を、わざわざその値に設定した理由は開示されておらず、これらの値に臨界的意義を認めることはできない。
　そして、既に前記４．（４−１）においても触れたように、引用発明は、「引き上げ中のシリコン単結晶を冷却」する際、「熱処理後の全ＣＯＰ（＞０．１２μｍ）密度を大幅に低下させるべくＣｚ Ｓｉウェハーを高冷却速度で成長させ」るものであって、「低欠陥密度を有するシリコンウエハの製造方法」を実現する点において本願発明と共通しているから、そのような目的に照らし、引用発明において、「引き上げ中のシリコン単結晶を冷却する際、１１００〜８５０℃の範囲の温度にとどまる時間が８０分未満になるように」「調製」するとの条件を達成することは、当業者に普通に期待される技術的な設計事項であると判断される。
　また、シリコン半導体ウエハの製造に関わる当業者にとって、チョクラルスキ法により単結晶の引き上げを行う際に、当該単結晶の「強制冷却」を行うことは、周知技術である。
　例えば、本願の優先権主張日前に国内において頒布された特開昭６１−０６８３８９号公報には、その第１ページ左下欄第１行に記載された「
チョクラルスキー法（ＣＺ法）
単結晶２０の周囲に水冷円筒２２を設けているので、この水冷円筒２２により単結晶２０を強制的に冷却することができる
　そうすると、引用発明において、「引き上げ中のシリコン単結晶を冷却する際、１１００〜８５０℃の範囲の温度にとどまる時間が８０分未満になるように」「調製」するとの条件を、当該シリコン単結晶の「強制冷却」により達成すること（上記相違点２の構成とすること）は、上記周知技術を勘案することにより、当業者が容易になしえたものである。
　
（５−３）まとめ
　以上のとおり、上記相違点１及び２の構成は、当業者が容易に想到し得たものである。
　したがって、本願発明は、周知技術を勘案することにより、引用発明及び引用例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．結言
　以上のとおり、本願発明は特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるから、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。