【事件の表示】
　特願２０１２−２４９３７０「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−　９９４５７，請求項の数（１６）〕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，平成２８年５月１６日付けで拒絶理由通知がされ，平成２８年７月２５日に意見書と手続補正書が提出され，平成２８年１２月２６日付けで拒絶理由通知がされ，平成２９年５月１１日に意見書と手続補正書が提出され，平成２９年１０月３１日付けで拒絶査定（原査定）がされ，これに対し，平成３０年２月７日に拒絶査定不服審判の請求がされ，平成３０年１２月２０日付けで拒絶理由通知がされ，平成３１年２月１２日に意見書と手続補正書が提出されたものである。
第２　本願発明
　本願請求項１−１６に係る発明（以下，それぞれ「本願発明１」−「本願発明１６」という。）は，平成３１年２月１２日付けの手続補正で補正された特許請求の範囲の請求項１−１６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−本願発明１６は以下のとおりの発明である。
「【請求項１】
　半導体ウェーハの表面にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１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，前記第１クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する第１工程と，
　前記半導体ウェーハの第１改質層上にエピタキシャル層を形成する第２工程と，
　該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２クラスターイオンを照射して，前記エピタキシャル層の表面の一部に，前記第２クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する第３工程と，
を有し，該第３工程後の前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに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が，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シリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであり，前記第１工程において前記第１改質層は前記シリコンエピタキシャル層の表面に形成される請求項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４】
　前記第１工程の後，前記半導体ウェーハに対して結晶性回復のための熱処理を行うことなく，前記半導体ウェーハをエピタキシャル成長装置に搬送して前記第２工程を行う請求項１〜３のいずれか１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】
　前記第１および／または第２クラスターイオンが，構成元素として炭素を含む請求項１〜４のいずれか１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および／または第２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５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】
　前記第１クラスターイオンの照射条件は，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５．０×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2以下である請求項５または６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】
　前記第２クラスターイオンの照射条件は，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１．０×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ2以上である請求項５〜７のいずれか１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９】
　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ゲッタリングに寄与する所定元素が固溶してなる第１改質層と，該第１改質層上のエピタキシャル層と，該エピタキシャル層の表面の一部に形成された，前記エピタキシャル層中にゲッタリングに寄与する所定元素が固溶してなる第２改質層と，を有し，
　前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに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１０】
　前記半導体ウェーハが，シリコンウェーハである請求項９に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
【請求項１１】
　前記半導体ウェーハが，シリコンウェーハの表面にシリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであり，前記第１改質層は前記シリコンエピタキシャル層の表面に位置する請求項９に記載の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の表面からの深さが１５０ｎｍ以下の範囲内に，前記第１改質層における前記濃度プロファイルのピークが位置し，前記エピタキシャル層の表面からの深さが１５０ｎｍ以下の範囲内に，前記第２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９〜１１のいずれか１項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
【請求項１３】
　前記第１および／または第２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９〜１２のいずれか１項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
【請求項１４】
　前記所定元素が炭素を含む請求項９〜１３のいずれか１項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
【請求項１５】
　前記所定元素が炭素を含む２種以上の元素を含む請求項１４に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
【請求項１６】
　請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法で製造されたエピタキシャルウェーハまたは請求項９〜１５のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの，表面に位置する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３　引用文献，引用発明等
１．引用文献１について
　原査定の拒絶の理由に引用された引用文献１（特開２０１０−１１８７０９号公報）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「【００２６】
　これに対して，
ゲッター部６０のように，画素間のチャネルストップ部５０の領域内に局所的に形成でき，電気的に中性でかつ拡散が小さいゲッタリングサイトとしては，４族の不純物元素をイオン注入して形成するゲッタリング技術が一番望ましい
【００２７】
　
炭素をイオン注入するに際し，炭素のドーズ量を５×１０
13
 cm
-2
 以上にすることで，この炭素のイオン注入による高密度の結晶欠陥の形成と応力の発生とを十分に行うことができるため，電子を捕獲するゲッタリング能力を高めることができる。また，炭素のドーズ量を５×１０
15
 cm
-2
以下にすることで，エピタキシャル基板１０の表面の結晶性の劣化を少なく抑えることができる
【００２８】
　ゲッター部６０の形成に当たっては，チャネルストップ部５０の領域からはみ出さないように，当該チャネルストップ部５０の内部に形成する必要がある。何故ならば，ゲッター部６０がチャネルストップ部５０の領域からはみ出ると，当該ゲッター部６０が有する欠陥や準位によって電子が発生し，白傷欠陥や暗電流成分の原因となってしまうためである。チャネルストップ部５０の領域からはみ出さないようにゲッター部６０を形成するには，イオン注入する際のドーズ量，エネルギーあるいは角度などを適宜選定するようにすれば良い。
【００２９】
　このように，
ゲッター部６０をチャネルストップ部５０の領域からはみ出さないように形成することで，チャネルストップ部５０とゲッター部６０との間にはＰ
+
層のみの領域が残り，この領域を介して入射光によって基板表面で発生した電子が拡散し得るが，平均自由工程が従来構造に比べて長くなるため，電子／正孔の再結合が起こる確率が増える
【００３０】
　上述したように，受光部２０と隣りの受光部の垂直電荷転送部３０との間に，当該垂直電荷転送部３０の転送方向に沿ってチャネルストップ部５０を形成してなるＣＣＤ固体撮像素子において，
チャネルストップ部５０の内部にゲッター部６０を形成することにより，入射光によってエピタキシャル基板１０の表面で発生した電子が基板表面に沿って横方向（水平方向）に拡散し，読み出し側と反対側のチャネルストップ部５０を通過する際にゲッター部６０によって捕獲されるため，チャネルストップ部５０を通過して転送チャネル領域３１に漏れ込むスミア成分を確実に抑制できる
「【００３４】
　
本実施形態に係るＣＣＤ固体撮像素子
【００３５】
　かかる構成のＣＣＤ固体撮像素子において，炭素注入領域１４中の炭素が酸素の析出を加速してＣＺ基板１１に高密度の結晶欠陥を形成しており，この結晶欠陥がゲッタリングサイトになっている。また，ＣＺ基板１１を形成している元素（シリコン）と炭素注入領域１４中の炭素とで共有結合半径が異なることによって応力が発生しており，この応力自体もゲッタリングサイトになっている。このため，ＣＺ基板１１中に元々存在している不純物および結晶欠陥や，エピタキシャル層１２を形成する際およびその後に固体撮像素子を形成する際に導入される不純物および結晶欠陥が強力にゲッタリングされる。」
「【００３８】
　先ず，図５（Ａ）に示すように，
ＣＺ法で成長させたシリコン基板であるｎ型のＣＺ基板１１を準備する
このＣＺ基板１１に対して，その表面に熱酸化膜８１を介して４族の不純物元素，例えば炭素を１×１０
15
ｃｍ
-2
のドーズ量で注入して炭素注入領域１４を形成する。炭素のイオン注入後アニールを施し，しかる後熱酸化膜８１を除去する
【００３９】
　
次に
ＣＺ基板１１の一主面にＳｉＨＣ１
３
ソースガスによる水素還元法を用いて，例えば１１１０℃のエピタキシャル成長温度にて，例えば８μｍのｎ型シリコンエピタキシャル層２を成長させる。次いで，図５（Ｃ）に示すように，ｎ型シリコンエピタキシャル層１２に第１のｐ型ウェル領域１３を形成する
【００４０】
　
次に
ｐ型ウェル領域１３の表面上にＯＮＯ膜（ＳｉＯ
２
／ＳｉＮ／ＳｉＯ
２
）構造のゲート絶縁膜７１を形成
第１のｐ型ウェル領域１３内にｎ型およびｐ型不純物を選択的にイオン注入して，垂直電荷転送部３０を構成するｎ型の転送チャネル領域３１およびｐ型のチャネルストップ部５０と，第２のｐ型ウェル領域３２をそれぞれ形成する
また，チャネルストップ部５０の内部に，炭素イオンを選択的に５×１０
13 
cm-
2
以上，好ましくは５×１０
13 
〜５×１０
15
 cm
-2
のドーズ量で注入してゲッター部６０を形成する
【００４１】
　
次に
垂直電荷転送部３０の２層構造の転送電極３３（図２の第１層目，第２層目の転送電極３３−１，３３−２）を多結晶シリコンで形成する
次いで
転送電極３３をマスクとして用いて第１のｐ型ウェル領域１３内にｎ型およびｐ型不純物を選択的にイオン注入して，受光部２０を構成するｎ型不純物拡散領域２１およびｐ型の正電荷蓄積領域１７を形成する
　図５（Ａ）は，引用文献１に記載された発明の第２実施形態に係るＣＣＤ固体撮像素子の製造方法の手順を示す工程図の一部であって，上記摘記及び同図から，ＣＺ基板１１に対して，その表面に熱酸化膜８１を介して炭素を注入して，前記ＣＺ基板１１の内部の一平面の全部に炭素注入領域１４を形成することを見てとることができる。
（１）したがって，上記引用文献１には次の発明（以下，「引用発明１−１」及び「引用発明１−２」という。）が記載されていると認められる。
〔引用発明１−１〕
「ＣＺ法で成長させたシリコン基板であるｎ型のＣＺ基板１１を準備するＡ１工程と，
　前記ＣＺ基板１１に対して，その表面に熱酸化膜８１を介して４族の不純物元素，例えば炭素を１×１０15ｃｍ-2のドーズ量で注入して，前記ＣＺ基板１１の内部の一平面の全部に炭素注入領域１４を形成し，前記炭素のイオン注入後アニールを施し，しかる後熱酸化膜８１を除去するＡ２工程と，
　次に，ＣＺ基板１１の一主面にＳｉＨＣ１３ソースガスによる水素還元法を用いて，例えば１１１０℃のエピタキシャル成長温度にて，例えば８μｍのｎ型シリコンエピタキシャル層２を成長させるＡ３工程と，
　次いで，前記ｎ型シリコンエピタキシャル層１２に第１のｐ型ウェル領域１３を形成するＡ４工程と，
　次に，ｐ型ウェル領域１３の表面上にＯＮＯ膜（ＳｉＯ２／ＳｉＮ／ＳｉＯ２）構造のゲート絶縁膜７１を形成するＡ５工程と，
　前記第１のｐ型ウェル領域１３内にｎ型およびｐ型不純物を選択的にイオン注入して，垂直電荷転送部３０を構成するｎ型の転送チャネル領域３１およびｐ型のチャネルストップ部５０と，第２のｐ型ウェル領域３２をそれぞれ形成するＡ６工程と，
　また，前記チャネルストップ部５０の内部に，炭素イオンを選択的に５×１０13 cm-2以上，好ましくは５×１０13 〜５×１０15 cm-2のドーズ量で注入してゲッター部６０を形成するＡ７工程と，
　次に，前記垂直電荷転送部３０の２層構造の転送電極３３を多結晶シリコンで形成するＡ８工程と，
　次いで，前記転送電極３３をマスクとして用いて第１のｐ型ウェル領域１３内にｎ型およびｐ型不純物を選択的にイオン注入して，受光部２０を構成するｎ型不純物拡散領域２１およびｐ型の正電荷蓄積領域１７を形成するＡ９工程と
　を含むＣＣＤ固体撮像素子の製造方法。」
〔引用発明１−２〕
「ＣＺ法で成長させたシリコン基板であるｎ型のＣＺ基板１１を準備するＡ１工程と，
　前記ＣＺ基板１１に対して，その表面に熱酸化膜８１を介して４族の不純物元素，例えば炭素を１×１０15ｃｍ-2のドーズ量で注入して，前記ＣＺ基板１１の内部の一平面の全部に炭素注入領域１４を形成し，前記炭素のイオン注入後アニールを施し，しかる後熱酸化膜８１を除去するＡ２工程と，
　次に，ＣＺ基板１１の一主面にＳｉＨＣ１３ソースガスによる水素還元法を用いて，例えば１１１０℃のエピタキシャル成長温度にて，例えば８μｍのｎ型シリコンエピタキシャル層２を成長させるＡ３工程と，
　次いで，前記ｎ型シリコンエピタキシャル層１２に第１のｐ型ウェル領域１３を形成するＡ４工程と，
　次に，ｐ型ウェル領域１３の表面上にＯＮＯ膜（ＳｉＯ２／ＳｉＮ／ＳｉＯ２）構造のゲート絶縁膜７１を形成するＡ５工程と，
　前記第１のｐ型ウェル領域１３内にｎ型およびｐ型不純物を選択的にイオン注入して，垂直電荷転送部３０を構成するｎ型の転送チャネル領域３１およびｐ型のチャネルストップ部５０と，第２のｐ型ウェル領域３２をそれぞれ形成するＡ６工程と，
　また，前記チャネルストップ部５０の内部に，炭素イオンを選択的に５×１０13 cm-2以上，好ましくは５×１０13 〜５×１０15 cm-2のドーズ量で注入してゲッター部６０を形成するＡ７工程と，
　次に，前記垂直電荷転送部３０の２層構造の転送電極３３を多結晶シリコンで形成するＡ８工程と，
　次いで，前記転送電極３３をマスクとして用いて第１のｐ型ウェル領域１３内にｎ型およびｐ型不純物を選択的にイオン注入して，受光部２０を構成するｎ型不純物拡散領域２１およびｐ型の正電荷蓄積領域１７を形成するＡ９工程と
　を含む製造方法によって作製されたＣＣＤ固体撮像素子。」
（２）また，引用文献１には，以下の技術的事項が記載されていると認められる。
ア　ゲッター部６０の形成により，入射光によってエピタキシャル基板１０の表面で発生した電子が基板表面に沿って横方向（水平方向）に拡散し，読み出し側と反対側のチャネルストップ部５０を通過する際に捕獲されるため，チャネルストップ部５０を通過して転送チャネル領域３１に漏れ込むスミア成分が抑制される（【００３０】）こと。
イ　ゲッター部６０をチャネルストップ部５０の領域からはみ出さないように形成することで，チャネルストップ部５０とゲッター部６０との間にはＰ+層のみの領域が残り，この領域を介して入射光によって基板表面で発生した電子が拡散し得るが，平均自由工程が従来構造に比べて長くなるため，電子／正孔の再結合が起こる確率が増える（【００２９】）こと。
ウ　炭素のドーズ量を５×１０15 cm-2以下にすることで，エピタキシャル基板１０の表面の結晶性の劣化を少なく抑えることができる（【００２７】）こと。
２．引用文献２について
　また，原査定の拒絶の理由に引用された引用文献２（特表２００９−５１８８６９号公報）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「【０００５】
　
従来技術のイオン源
　従来，Ｂｅｒｎａｓ型イオン源がイオン注入装置に用いられてきた。そのようなイオン源は，ドーパントを含んだ供給ガス，例えばＢＦ３，ＡｓＨ３またはＰＨ３などをそれらの原子またはモノマー構成要素に分解して，以下のイオンを大量にもたらすことが公知である：Ｂ＋，Ａｓ＋およびＰ＋。Ｂｅｒｎａｓ型イオン源はホットプラズマまたはアーク放電源として知られ，典型的にはフィラメントがむきだしの陰極(naked filament cathode)または傍熱陰極のいずれかの電子エミッタが組み込まれている。このタイプのイオン源は，磁界により限定されているプラズマを発生させる。最近，クラスター注入イオン源が装置市場に導入されている。これらのイオン源は，“クラスター”，すなわち分子の形態にあるドーパント原子の集塊，例えば，ＡＳｎ＋，Ｐｎ＋，またはＢｎＨｍ＋［式中，ｎおよびｍは整数であり，２≦ｎ≦１８である］の形態のイオンを生じるように設計されている点で，Ｂｅｒｎａｓ型源と異なっている。
そのようなイオン化されたクラスターは，それらのモノマー（ｎ＝１）対応物と比べ，シリコン基板のはるかに表面近くにより高いドーズ量で注入することができ，したがって，極浅ｐ−ｎトランジスタ接合を例えば６５ｎｍ，４５ｎｍまたは３２ｎｍ世代のトランジスタデバイスに形成するのに非常に興味深い
「【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に関する
ＵＳＪ形成のための拡散制御を，ＰＭＯＳ中のソース／ドレイン構造のホウ素または浅いホウ素クラスターインプラントと併せて説明する
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
「【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＋共注入の効果を示している。Ｂ１８Ｈｘ＋のドーズ量５．６Ｅ１３，すなわちホウ素の実効ドーズ量（注入されたＢ１８とよぶ）１Ｅ１５の注入された状態でのプロファイルを，Ａｘｃｅｌｉｓ　Ｓｕｍｍｉｔ高速熱アニーリングシステム（ＡｘｃｅｌｉｓのＲａｐｉｄ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ａｎｎｅａｌｉｎｇシステムの説明については，例えばｗｗｗ．ａｘｃｅｌｉｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｓｕｍｍｉｔＸＴ．ｈｔｍｌ参照）で５秒間にわたり９５０℃でアニールした。アニール後のホウ素プロファイルを（Ｂ１８）とよぶ。実効接合深さは，アニール中にホウ素の拡散が一時的に増大するため，約１０ｎｍから約２５ｎｍまで拡散した（接合深さの基準点として５Ｅ１８ｃｍ−２のドーパント濃度を使用）。他のウエハは，炭素クラスターＣ１６Ｈｘ＋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。これらのプロファイルの形状はまた，まったく異なっている。約１５ｎｍのもっとも浅い（炭素がない場合の２５ｎｍの接合深さと比較して）アニールされた接合は（Ｂ１８＋１ｋｅＶ　Ｃ）により得られたが，非常に急激で箱のような接合はプロセス（Ｂ１８＋５ｋｅＶ　Ｃ）により約１８ｎｍの接合深さで得られた。」
「【００４６】
　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。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
Ｃ
７
Ｈ
７
インプラント
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
　したがって，上記引用文献２には，以下の技術的事項が記載されていると認められる。
（１）イオン化されたクラスターは，それらのモノマー（ｎ＝１）対応物と比べ，シリコン基板のはるかに表面近くにより高いドーズ量で注入することができ，したがって，極浅ｐ−ｎトランジスタ接合を例えば６５ｎｍ，４５ｎｍまたは３２ｎｍ世代のトランジスタデバイスに形成するのに非常に興味深い（【０００５】）こと。
（２）引用文献２に記載された発明は，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に関するものである（【００１６】）こと。
（３）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を形成することで，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（【００１６】）こと。
（４）Ｃ７Ｈ７インプラントと，その後の７００℃でのより低い温度でのアニールが，より高い温度でのアニールと比較してより高い応力値を与えることから，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（【００４６】）こと。
３．引用文献３について
　また，原査定の拒絶の理由に引用された引用文献３（特表２００７−５０２５４１号公報）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「【００４４】
　本発明のいくつかの実施の形態では，
複数のゲッタリング部位が，好ましくは異なるエネルギーで実施される２つの別個のイオン打ち込み過程を用いて，ウェハー中に生み出される
【００４５】
　図７および図８Ｂを参照すると，次に，ステップ６０で，約５×１０15ｃｍ-2から約１０18ｃｍ-2までの範囲内の，より好ましくは，約５×１０16ｃｍ-2から約２×１０17ｃｍ-2までの範囲内の別のドーズ量の酸素イオンが，典型的には，第１の打ち込みステップで用いられたエネルギーよりも低い，異なるエネルギーの酸素イオンのビームにウェハーをさらすことで，ウェハーに打ち込まれる。第２の打ち込みステップの酸素ビームのエネルギーは，約３０ｋｅＶから約３００ｋｅＶまでの範囲内にあり，より好ましくは，約１２０ｋｅＶから約２２０ｋｅＶまでの範囲内とすることができる。この例では，第２の打ち込みステップは，第２の打ち込みステップで打ち込まれたイオンの分布を示す曲線６４と同程度のウェハーの深さの範囲に亘って分布した複数の酸素の析出および／または構造上の欠陥６２を生み出す。この第２の集合の酸素の析出および／または構造上の欠陥を含むこの領域は，本明細書では，第２のゲッタリング層と呼ばれる。第１および第２のゲッタリング層が，ある程度重なっていても，または，実質的に空間的に分離していてもよいことが，理解されなければならない。さらに，上述された実施の形態と同じように，両ゲッタリング層の遮蔽部位は，好ましくは，連続的な酸化物層を形成するのではなく，基板中に存在する金属不純物の析出のためのより広い析出面積を提供するように，分離した析出の形態をとる。
【００４６】
　図７，図８Ｃ，および，図８Ｄを参照すると，
２つのゲッタリング層を形成した後に，ステップ６６では，シリコンのエピタキシャル層６８が，例えば，公知の付着方法を用いて，上述されたように，基板上面の上に形成される
【００４７】
　例として，図９は，ゲッタリング部位が上述されたように２つのイオン打ち込みステップを用いて生み出された，本発明の方法に基づく例示的なＳＯＩウェハー中のニッケル不純物の濃度に関連する実験データを示している。ＳＯＩウェハーのゲッタリング部位は，最初に，約２１２ｋｅＶのエネルギーの酸素ビームにウェハーをさらすことによって，ウェハーに約７×１０16ｃｍ-2のドーズ量の酸素イオンを打ち込み，次に，約１５０ｋｅＶのエネルギーの酸素ビームにウェハーをさらすことによって，ウェハーに１×１０17ｃｍ-2の別のドーズ量の酸素イオンを打ち込んで，生み出された。例示されたデータは，約０．４μｍの深さでのこのウェハー中のニッケルの濃度が，約３×１０10原子／ｃｍ2 であることを示している。前述された実験データと同様に，この実験データは，異なるエネルギーで実行される複数の打ち込みステップによる本発明のＳＯＩウェハーで得られる最適なゲッタリング効率を提供することを意図するものでないことが，理解されなければならない。より詳しく言うと，打ち込みエネルギーおよび／または打ち込まれる酸素のドーズ量は，基板内に存在する金属不純物を遮蔽する際の，生み出されたゲッタリング部位の効率を最適化するように，上記の範囲内で変えられてよい。さらに，
本発明の上記の実施の形態では，２つの打ち込みステップが用いられたが，別の実施の形態では，３つ以上の打ち込みステップが，好ましくは異なるエネルギーで，用いられて，金属不純物を遮蔽するための３つ以上のゲッタリング層が生み出されてよい
　したがって，上記引用文献３には，金属不純物を遮蔽するための２つのゲッタリング層を形成した後に，シリコンのエピタキシャル層を，公知の付着方法を用いて，基板上面の上に形成するという技術的事項が記載されていると認められる。
４．引用文献４について
　また，原査定の拒絶の理由に引用された引用文献４（特開２０１０−１１４４０９号公報）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「【０２１１】
［ＳＯＩ基板の製造方法の第８例］
　第２の実施の形態に係るＳＯＩ基板の製造方法の第８例を，図２２の概略構成断面図によって説明する。
【０２１２】
　図２２（１）に示すように，
シリコン基板２３の内部にゲッター層１４を形成する。上記ゲッター層１４は，炭素（Ｃ），酸素（Ｏ），アルゴン（Ａｒ），シリコン（Ｓｉ），ヘリウム（Ｈｅ），リン（Ｐ），ヒ素（Ａｓ），アンチモン（Ｓｂ），ホウ素（Ｂ）のいずれかの元素がイオン注入されて形成される
　上記ゲッター層１４は，上記第２基板２２中に炭素を，例えば５×１０13ｃｍ-2以上の炭素ドーズ量で，望ましくは５×１０14ｃｍ-2以上の炭素ドーズ量でイオン注入して形成される。
　その後，ダメージ回復の熱処理を行う。例えば１０００℃，１０分の熱処理を行う。
【０２１３】
　次いで，
上記シリコン基板２３上にエピタキシャル成長によってシリコン層からなる第１シリコンエピタキシャル成長層１８を形成する
　上記エピタキシャル成長は，例えば基板温度を１１００℃にして，例えば約２μｍのシリコンエピタキシャル成長層を形成する。この第１シリコンエピタキシャル成長層１８の膜厚は，適宜選択される。
　【０２１４】
　上記シリコンエピタキシャル成長に用いるシリコン原料ガスには，四塩化シリコン（ＳｉＣｌ4），トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3），ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2），モノシラン（ＳｉＨ4）等の通常の半導体プロセスで用いられる材料を使用することが可能である。例えば，トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3），ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）を用いる。
【０２１５】
　次に，図２２（２）に示すように，上記シリコン基板２３と上記第１シリコンエピタキシャル成長層１８の表面に酸化膜３６を形成する。
　次に，酸素をイオン注入して，上記第１シリコンエピタキシャル成長層１８中に酸化シリコン層１９を形成する。すなわち，酸素イオンを約１×１０17ｃｍ-2のドーズ量でイオン注入した後，１２００℃以上の高温熱処理を施して，いわゆるＳＩＭＯＸ構造を形成する。
【０２１６】
　次に，図２２（３）に示すように，イオン注入法を用いて，上記酸化シリコン層１９に不純物を注入して不純物注入領域からなるダメージ層１５を形成する。上記ダメージ層１５は，平面レイアウト上，上記酸化シリコン層１９の全域にわたって，かつ，上記酸化シリコン層１９の厚さ方向の全域もしくは一部に形成されている。すなわち，上記ダメージ層１５は，上記酸化シリコン層１９内に形成され，上記第１シリコンエピタキシャル成長層１８側にはみ出して形成されない。例えば，上記第１シリコンエピタキシャル成長層１８側に例えば１μｍ以下の膜厚の上記酸化シリコン層１９を残した状態に形成される。したがって，上記ダメージ層１５が上記酸化シリコン層１９内から上記酸化シリコン層１９と上記第１シリコンエピタキシャル成長層１８の界面まで形成されることは差し支えない。その詳細は，前記図５によって説明した通りである。
　上記イオン注入は，例えば不純物（イオン注入種）に炭素を用い，上記第１シリコンエピタキシャル成長層１８の厚さが約０．３μｍ，上記酸化シリコン層１９の厚さが約０．３μｍの場合，注入エネルギーを２００ｋｅＶ，ドーズ量を１×１０14ｃｍ-2に設定する。この炭素のイオン注入条件は，第１シリコンエピタキシャル成長層１８，酸化シリコン層１９等の膜厚や，前記第５図に示した酸化シリコン層１９に相当する酸化シリコン層１２とダメージ層１５の位置関係をどのケースにするかで決まり，上述の条件に限定されるものではない。
【０２１７】
　上記ダメージ層１５を形成するイオン注入に用いる不純物は，上記炭素（Ｃ）の他に，シリコン（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），ヘリウム（Ｈｅ），ネオン（Ｎｅ），アルゴン（Ａｒ），クリプトン（Ｋｒ），キセノン（Ｘｅ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），窒素（Ｎ），リン（Ｐ），ヒ素（Ａｓ），アンチモン（Ａｂ），水素（Ｈ）もしくは酸素（Ｏ）を用いることができる。または上記元素の化合物もしくは上記元素のクラスターもしくは数十〜数千の分子状クラスターイオンであってもよい。上記元素の化合物としては，ＣＯ，ＣＨ3，ＳｉＦ，ＰＨ2等があり，上記クラスターとしては，Ｈ2，Ａｒ2，Ｐ4，Ｐ3等がある。
【０２１８】
　次に，図２２（４）に示すように，露出している上記酸化膜３６（前記図２２（２）参照）を除去し，第１シリコンエピタキシャル成長層１８やシリコン基板２３を露出させる。図面は，酸化膜３６を除去した後の状態を示した。
【０２１９】
　次に，図２２（５）に示すように，上記第１シリコンエピタキシャル成長層１８上にエピタキシャル成長によってシリコン層からなる第２シリコンエピタキシャル成長層２０を形成する。
　
このようにして，ＳＯＩ基板１０（１０Ｃ）が完成する
　したがって，上記引用文献４には，炭素等をイオン注入して，内部にゲッター層を形成したシリコン基板上にエピタキシャル成長によってシリコン層からなる第１シリコンエピタキシャル成長層を形成する工程を含むＳＯＩ基板１０の製造方法という技術的事項が記載されていると認められる。
５．引用文献５について
　また，原査定の拒絶の理由に引用された引用文献５（国際公開第２０１０／０１６４５７号）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「［０００５］このようなことから，結晶欠陥をほぼ完全に含まないエピタキシャル層をＣＺ−Ｓｉ基板上に成長させたエピタキシャルシリコンウェーハが，高集積化デバイスに多用されている。」
「［００２１］《第１実施形態》 　
　図１Ａ〜図１Ｅは第１実施形態に係るエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を示すウェーハの断面図である。
［００２２］本例の製造方法では，まず
ＣＺ法により育成されたシリコン単結晶にスライス，研削，エッチング，鏡面研磨等の処理を施し，シリコン単結晶基板１を得る
［００２３］
次いで，上記シリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，図１Ａに示すようにシリコン単結晶基板１の一方の表面（同図の上面）に炭素イオンをイオン注入し，図１Ｂに示すようにシリコン単結晶基板１の表面近傍に非キャリア性ドーパントを含む第１の層２を形成する
［００２４］
炭素イオンの注入は，加速エネルギが１〜２０００ｋｅＶ，ピーク密度が１０
 １５ 
〜１０
 ２２
 ａｔｏｍｓ／ｃｃ，表面からの深さが０．０１〜２．０μｍの条件ですることができる
［００２５］また，
イオン注入されるイオンは炭素以外にも非キャリア性を有するドーパントであればよく，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅなども用いることができる。ただし，本例の非キャリア性ドーパントを含む第１の層２はシリコン単結晶基板１に存在する酸素を捕獲する機能を司ることから，当該酸素と結合し易い炭素などのドーパントを用いることがより好ましい
［００２６］また，
非キャリア性ドーパントを含む第１の層２の深さは特に限定されないが，シリコン単結晶基板１に存在する酸素の捕獲機能を考慮すると，できる限りシリコン単結晶基板１の表面近傍に形成することがより好ましい
［００２７］
次いで，非キャリア性ドーパントを含む第１の層２が形成されたシリコン単結晶基板１を気相成長装置にセットし，図１Ｃに示すようにシリコン単結晶基板１の表面にシリコンエピタキシャル層３を形成する
［００２８］この気相成長反応の原料ガスとしては，目的とするデバイスに応じて，モノシランガスや水素希釈したクロロシラン系ガスにジボラン（Ｐ型）又はホスフィンやアルシン（Ｎ型）のドーパント原料ガスを添加したものを使用することができる。これにより，シリコン単結晶基板１の表面において熱ＣＶＤ反応によるシリコンエピタキシャル層３が形成される。なお，
シリコンエピタキシャル層３の厚さは目的とするデバイスに応じて適宜選択される
［００２９］
次いで，上記シリコンエピタキシャル層３が形成されたシリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，図１Ｄに示すようにシリコンエピタキシャル層３の表面（同図の上面）に炭素イオンをイオン注入し，図１Ｅに示すようにシリコンエピタキシャル層３に非キャリア性ドーパントを含む第２の層４を形成する
［００３０］
この炭素イオンの注入は，加速エネルギが１〜２０００ｋｅＶ，ピーク密度が１０ 
１５
 〜１０ 
２２
 ａｔｏｍｓ／ｃｃ，表面からの深さが０．０１〜２μｍの条件ですることができる
［００３１］また，イオン注入されるイオンは炭素以外にも非キャリア性を有するドーパントであればよく，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅなども用いることができる。特に上述した非キャリア性ドーパントを含む
第１の層２とは異なり
第２の層４は，デバイスプロセスにおける金属不純物を捕獲する機能を司る
［００３２］また，
非キャリア性ドーパントを含む第２の層４の深さは特に限定されないが，金属不純物の捕獲機能を考慮すると，デバイス活性領域より深い位置であって当該デバイス活性領域の近傍に形成することがより好ましい
［００３３］
以上の工程により，シリコン単結晶基板１に非キャリア性ドーパントを含む第１の層２が形成され，シリコンエピタキシャル層３に非キャリア性ドーパントを含む第２の層４が形成されたウェーハが得られる
［００３４］
このウェーハによれば，上述した気相成長工程の熱処理やその後のデバイス工程の熱処理によって，シリコン単結晶基板１に存在する酸素は外方拡散しようとするが，図１Ｅに矢印で示すように，非キャリア性ドーパントを含む第１の層２よりも裏面側に存在する酸素は非キャリア性ドーパントを含む第１の層２により発生している歪に引き寄せられて炭素と結合する
［００３５］
これにより非キャリア性ドーパントを含む第１の層２の歪みは緩和され金属不純物の捕獲機能は低下するものの，シリコンエピタキシャル層３に形成された非キャリア性ドーパントを含む第２の層４にはごく少数の酸素が捕獲されるだけであるため（非キャリア性ドーパントを含む第１の層２よりシリコン単結晶基板１の表面側の領域に存在する酸素が捕獲される），当該非キャリア性ドーパントを含む第２の層４の金属不純物の捕獲機能の低下を抑制することができる
［００３６］また，シリコン単結晶基板１の初期酸素濃度が高くても非キャリア性ドーパントを含む第１の層２により酸素を捕獲でき，非キャリア性ドーパントを含む第２の層４がゲッタリング機能を発揮するので，初期酸素濃度が低いシリコン単結晶を用いなくても高いゲッタリング能力を有するウェーハを得ることができる。
［００３７］特に，ウェーハ自体が薄型化しても非キャリア性ドーパントを含む第１の層２及び非キャリア性ドーパントを含む第２の層４は形成可能であることから，たとえばＭＣＰなどのデバイス用ウェーハに適用することができる。」
　図１Ｄ及び図１Ｅは，引用文献５に記載された発明の実施形態に係る製造方法を示す断面図であって，上記摘記及びこれらの図から，シリコンエピタキシャル層３の表面の一部に炭素イオンを照射して，前記シリコンエピタキシャル層３の内部の一平面の全部に，前記炭素イオンが固溶してなる第２の層４を形成することを見てとることができる。
（１）したがって，上記引用文献５には次の発明（以下，「引用発明５−１」及び「引用発明５−２」という。）が記載されていると認められる。
〔引用発明５−１〕
「ＣＺ法により育成されたシリコン単結晶にスライス，研削，エッチング，鏡面研磨等の処理を施し，シリコン単結晶基板１を得るＢ１工程と，
　次いで，上記シリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，シリコン単結晶基板１の一方の表面に炭素イオンをイオン注入し，シリコン単結晶基板１の表面近傍に非キャリア性ドーパントを含む第１の層２を形成するＢ２工程であって，
　炭素イオンの注入は，加速エネルギが１〜２０００ｋｅＶ，ピーク密度が１０ １５ 〜１０ ２２ ａｔｏｍｓ／ｃｃ，表面からの深さが０．０１〜２．０μｍの条件ですることができるものであり，
　前記炭素を含む第１の層２はシリコン単結晶基板１に存在する酸素を捕獲する機能を司ることから，当該酸素と結合し易いドーパントとして炭素を用いるものであり，
　前記第１の層２の深さは特に限定されないが，シリコン単結晶基板１に存在する酸素の捕獲機能を考慮すると，できる限りシリコン単結晶基板１の表面近傍に形成することがより好ましいＢ２工程と，
　次いで，非キャリア性ドーパントを含む第１の層２が形成されたシリコン単結晶基板１を気相成長装置にセットし，シリコン単結晶基板１の表面にシリコンエピタキシャル層３を形成するＢ３工程であって，
　シリコンエピタキシャル層３の厚さは目的とするデバイスに応じて適宜選択されるＢ３工程と，
　次いで，上記シリコンエピタキシャル層３が形成されたシリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，シリコンエピタキシャル層３の表面の全部に炭素イオンをイオン注入し，シリコンエピタキシャル層３の内部の一平面の全部に炭素を含む第２の層４を形成するＢ４工程であって，
　前記炭素イオンの注入は，加速エネルギが１〜２０００ｋｅＶ，ピーク密度が１０ １５ 〜１０ ２２ ａｔｏｍｓ／ｃｃ，表面からの深さが０．０１〜２μｍの条件ですることができるものであり，
　前記第２の層４は，第１の層２とは異なり，デバイスプロセスにおける金属不純物を捕獲する機能を司るものであり，
　前記第２の層４の深さは特に限定されないが，金属不純物の捕獲機能を考慮すると，デバイス活性領域より深い位置であって当該デバイス活性領域の近傍に形成することがより好ましいものであるＢ４工程と，を含む，
　シリコン単結晶基板１に炭素を含む第１の層２が形成され，シリコンエピタキシャル層３に炭素を含む第２の層４が形成されたウェーハの製造方法。」
〔引用発明５−２〕
「ＣＺ法により育成されたシリコン単結晶にスライス，研削，エッチング，鏡面研磨等の処理を施し，シリコン単結晶基板１を得るＢ１工程と，
　次いで，上記シリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，シリコン単結晶基板１の一方の表面に炭素イオンをイオン注入し，シリコン単結晶基板１の表面近傍に非キャリア性ドーパントを含む第１の層２を形成するＢ２工程であって，
　炭素イオンの注入は，加速エネルギが１〜２０００ｋｅＶ，ピーク密度が１０ １５ 〜１０ ２２ ａｔｏｍｓ／ｃｃ，表面からの深さが０．０１〜２．０μｍの条件ですることができるものであり，
　前記炭素を含む第１の層２はシリコン単結晶基板１に存在する酸素を捕獲する機能を司ることから，当該酸素と結合し易いドーパントとして炭素を用いるものであり，
　前記第１の層２の深さは特に限定されないが，シリコン単結晶基板１に存在する酸素の捕獲機能を考慮すると，できる限りシリコン単結晶基板１の表面近傍に形成することがより好ましいＢ２工程と，
　次いで，非キャリア性ドーパントを含む第１の層２が形成されたシリコン単結晶基板１を気相成長装置にセットし，シリコン単結晶基板１の表面にシリコンエピタキシャル層３を形成するＢ３工程であって，
　シリコンエピタキシャル層３の厚さは目的とするデバイスに応じて適宜選択されるＢ３工程と，
　次いで，上記シリコンエピタキシャル層３が形成されたシリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，シリコンエピタキシャル層３の表面の全部に炭素イオンをイオン注入し，シリコンエピタキシャル層３の内部の一平面の全部に炭素を含む第２の層４を形成するＢ４工程であって，
　前記炭素イオンの注入は，加速エネルギが１〜２０００ｋｅＶ，ピーク密度が１０ １５ 〜１０ ２２ ａｔｏｍｓ／ｃｃ，表面からの深さが０．０１〜２μｍの条件ですることができるものであり，
　前記第２の層４は，第１の層２とは異なり，デバイスプロセスにおける金属不純物を捕獲する機能を司るものであり，
　前記第２の層４の深さは特に限定されないが，金属不純物の捕獲機能を考慮すると，デバイス活性領域より深い位置であって当該デバイス活性領域の近傍に形成することがより好ましいものであるＢ４工程と，を含む製造方法によって作製された，
　シリコン単結晶基板１に炭素を含む第１の層２が形成され，シリコンエピタキシャル層３に炭素を含む第２の層４が形成されたウェーハ。」
（２）また，引用文献５には，以下の技術的事項が記載されていると認められる。
　シリコン単結晶基板１に非キャリア性ドーパントを含む第１の層２が形成され，シリコンエピタキシャル層３に非キャリア性ドーパントを含む第２の層４が形成されたウェーハによれば，気相成長工程の熱処理やその後のデバイス工程の熱処理によって，シリコン単結晶基板１に存在する酸素は外方拡散しようとするものの，第１の層２よりも裏面側に存在する酸素は非キャリア性ドーパントを含む第１の層２により発生している歪に引き寄せられて炭素と結合することから，シリコンエピタキシャル層３に形成された第２の層４にはごく少数の酸素が捕獲されるにとどまり，第２の層４の金属不純物の捕獲機能の低下が抑制される（［００３３］ないし［００３５］）こと。
６．引用文献６について
　また，原査定の拒絶の理由に引用された引用文献６（特開２００１−１７７０８６号公報）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「【０００２】
【従来の技術】従来より，通常の撮像素子において，基板のＳｉ中に取り込まれる重金属類（Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｍｏ等）が撮像部分の光電交換を行うフォトセンサ部の近辺に存在すると，撮像画面上で白キズの発生原因となる。これらの重金属は，撮像素子の製造過程で加えられる熱により拡散するものである。そこで従来より，例えば図４に示すように，重金属類のフォトセンサ部への影響をなくすため，撮像素子を形成したエピタキシャル成長基板（Ｓｉをエピタキシャル成長させた基板）１０の内部にゲッタ層１２を設けるようにしている。
【０００３】このゲッタ層１２は，ＣイオンやＮイオン等のイオン注入によって形成したものであり，エピタキシャル成長の前工程で形成され，エピタキシャル成長層１４より深部（基板１０の裏面近傍）に，エピタキシャル成長基板１０の全面にわたって形成されている。なお，図４において，エピタキシャル成長基板１０の上層部には，撮像素子を構成するフォトセンサ部やＣＣＤ転送部（共に図示せず）等が形成されている。また，エピタキシャル成長基板１０の表面には，配線電極や遮光膜，さらにはマイクロレンズ等を配置した上部成膜層１６が設けられている。また，このような撮像素子は，中央の撮像領域１８Ａとその周辺の素子分離領域１８Ｂとに分かれており，撮像領域１８Ａには，各フォトセンサ部に対する受光膜や遮光膜，マイクロレンズやＣＣＤ垂直転送部等が配置され，素子分離領域１８Ｂには，ＣＣＤ水平転送部，出力アンプ，リセットゲート，素子保護トランジスタ等が配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで，上述のようなゲッタ層は，通常，エピタキシャル成長前に形成されるため，エピタキシャル成長の膜厚が厚い場合，ゲッタ層の位置は撮像素子表面より遠いものとなる。一方，熱工程による熱履歴にはある程度の制約があり，無制限な加熱を行うことはできないため，重金属類の拡散距離には一定の限界があり，ゲッタ層に取り込まれる有効範囲は比較的狭いものとなってしまう。また同時に，近年における撮像素子の小型化，高密度化により，熱工程の低温プロセス化が進み，熱拡散を押さえる傾向がある。そのため，さらにゲッタ層に取り込まれる有効範囲が狭くなっている。また，エピタキシャル成長時には，一般的に重金属が基板に入り込み易い傾向があるので，その結果，特に重金属類がセンサ領域に影響を与えやすく，白キズ等の不良となってしまう。
【０００５】本発明は，以上のような実情に鑑みてなされたものであり，その目的は，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行うことができ，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができるゲッタ構造を有する撮像素子及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成するため，エピタキシャル成長基板に複数の撮像画素より構成された撮像領域と，前記撮像領域の周辺に設けられた素子分離領域とを形成するとともに，前記エピタキシャル成長基板に重金属のゲッタリングを行うためのゲッタ層を設けた撮像素子において，前記エピタキシャル成長基板内に複数層のエピタキシャル成長層を有するとともに，前記複数層のエピタキシャル成長層の間にゲッタ層を有し，前記ゲッタ層が前記撮像領域の周辺領域に形成されていることを特徴とする。
【０００７】また本発明は，エピタキシャル成長基板に複数の撮像画素より構成された撮像領域と，前記撮像領域の周辺に設けられた素子分離領域とを形成するとともに，前記エピタキシャル成長基板に重金属のゲッタリングを行うためのゲッタ層を設けた撮像素子の製造方法において，前記エピタキシャル成長基板内に第１エピタキシャル成長層を形成する第１エピタキシャル成長工程と，前記エピタキシャル成長基板内の前記第１エピタキシャル成長層の上層に第２エピタキシャル成長層を形成する第２エピタキシャル成長工程と，第１エピタキシャル成長工程の後であって前記第２エピタキシャル成長工程の前に，前記第１エピタキシャル成長層と第２エピタキシャル成長層との中間にゲッタ層を形成するゲッタ層形成工程とを有し，前記ゲッタ層を前記撮像領域の周辺領域に形成するようにしたことを特徴とする。
【０００８】上述のような本発明による撮像素子では，
エピタキシャル成長基板内に複数層のエピタキシャル成長層を有し，このエピタキシャル成長層の間にゲッタ層を有することから，このゲッタ層が撮像領域のフォトセンサ部の近い位置に配置される。また，このゲッタ層が撮像領域の周辺領域に形成されたことから，撮像領域の素子構造には影響を与えることなく，ゲッタ層を設けることができる。したがって，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行うことができ，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができる
【０００９】また，上述のような本発明による撮像素子の製造方法では，
第１エピタキシャル成長工程の後，第２エピタキシャル成長工程の前に，ゲッタ層形成工程によって第１エピタキシャル成長層と第２エピタキシャル成長層との中間で撮像領域の周辺領域にゲッタ層を形成することから，このゲッタ層が撮像領域のフォトセンサ部の近い位置に配置される。また，このゲッタ層を撮像領域の周辺領域に形成することから，撮像領域の素子構造には影響を与えることなく，ゲッタ層を設けることができる。したがって，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行うことができ，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができる
【００１０】
【発明の実施の形態】以下，本発明による撮像素子及びその製造方法の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態による撮像素子は，エピタキシャル成長させた基板を用いる撮像素子の２段階のエピタキシャル成長途中にイオン注入によるゲッタ層形成を行うことにより，白キズ抑制を行うことを目的としたものである。ここでは具体例として，本発明をＣＣＤ撮像素子に適用した場合について説明する。図１は，本発明の実施の形態による撮像素子の層構造を示す断面図であり，図２は，図１に示す撮像素子の撮像領域の形状を示す平面図である。また，図３は，図１に示す撮像素子を作製する場合の製造工程を示す断面図である。
【００１１】まず，図１，図２を用いて本形態によるＣＣＤ固体撮像素子の構造について説明する。図２に示すように，このＣＣＤ固体撮像素子１００は，方形状の撮像領域１００Ａを有し，この周辺部に非撮像領域である素子分離領域１００Ｂを設けたものである。また，ＣＣＤ固体撮像素子１００の外周縁部は，複数のＣＣＤ固体撮像素子１００を共通の半導体基板から分断した基板分断部１００Ｃとなっている。すなわち，このＣＣＤ固体撮像素子１００は，その形成工程において，多数の撮像素子を共通基板である半導体ウェーハに形成するとともに，この半導体ウェーハに素子分断用のスクライブラインを設け，このスクライブラインで半導体ウェーハを分断することにより，個々のＣＣＤ固体撮像素子１００として作製されたものである。また，ＣＣＤ固体撮像素子１００の撮像領域１００Ａには，各フォトセンサ部に対する受光膜や遮光膜，マイクロレンズやＣＣＤ垂直転送部等が配置され，素子分離領域１００Ｂには，ＣＣＤ水平転送部，出力アンプ，リセットゲート，素子保護トランジスタ等が配置されている。
【００１２】次に，図１に示すように，ＣＣＤ固体撮像素子１００の内部には，基板１１０の深層部に第１ゲッタ層１２０が基板全面にわたって設けられ，この第１ゲッタ層１２０の上層に第１エピタキシャル成長層１３０が基板全面にわたって設けられている。また，この第１エピタキシャル成長層１３０の上層であって，素子分離領域１００Ｂから基板分断部１００Ｃにわたる領域に第２ゲッタ層１４０が設けられている。さらに，第１エピタキシャル成長層１３０及び第２ゲッタ層１４０の上層に第２エピタキシャル成長層１５０が設けられている。
【００１３】このようなＣＣＤ撮像素子１００では，エピタキシャル成長基板１１０内の第１，第２エピタキシャル成長層１３０，１５０の中間に第２ゲッタ層１４０を有することから，この第２ゲッタ層１４０が撮像領域のフォトセンサ部の近い位置に配置される。また，この第２ゲッタ層１４０を撮像領域１００Ａの周辺領域，すなわち素子分離領域１００Ｂから基板分断部１００Ｃかけて形成されたことから，撮像領域の素子構造には影響を与えることなく，第２ゲッタ層１４０を設けることができる。したがって，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行うことができ，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができる。なお，第１ゲッタ層１２０によるゲッタリングの作用は従来と同様である。
【００１４】なお，このような層構造を有する基板１１０の第１，第２エピタキシャル成長層１３０，１５０には，撮像素子を構成するフォトセンサ部やＣＣＤ転送部（共に図示せず）等が形成されている。また，基板１１０の表面には，さらに配線電極や遮光膜，さらにはマイクロレンズ等を配置した上部成膜層１６０が設けられている。
【００１５】次に，図３を用いて本形態による
ＣＣＤ固体撮像素子１００の製造方法
エピタキシャル成長前のシリコン基板１１０にイオン注入を行い，第１ゲッタ層１２０を形成する
このイオン注入工程では，ゲッタ用元素として，例えば炭素（Ｃ），窒素（Ｎ），燐（Ｐ）等を用いるものとする。これにより，半導体ウェーハの全面にわたって第１ゲッタ層１２０が形成される
【００１６】
次に
第１エピタキシャル成長工程によって第１エピタキシャル成長層１３０を形成する。これにより，半導体ウェーハの全面にわたって第１エピタキシャル成長層１３０が形成される
次に
第１エピタキシャル成長層１３０の上層の素子分離領域１００Ｂから基板分断部１００Ｃにわたる領域にイオン注入を行い，第２ゲッタ層１４０を形成する。なお，このイオン注入工程においても，ゲッタ用元素として，例えば炭素（Ｃ），窒素（Ｎ），燐（Ｐ）等を用いるものとする。これにより，撮像領域１００Ａの周辺領域に第２ゲッタ層１４０が形成される
【００１７】
次に
第２エピタキシャル成長工程によって第２エピタキシャル成長層１５０を形成する。これにより，半導体ウェーハの全面にわたって第２エピタキシャル成長層１５０が形成される
この後，各エピタキシャル成長層１３０，１５０等に撮像素子のフォトセンサ部等を形成する工程を行い，さらに，この基板１００上に上部成膜層１６０を形成する工程を経て，図１に示す撮像素子１００を得ることができる
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の撮像素子では，エピタキシャル成長基板内に複数層のエピタキシャル成長層を有し，このエピタキシャル成長層の間にゲッタ層を有することから，このゲッタ層が撮像領域のフォトセンサ部の近い位置に配置されるとともに，撮像領域の素子構造には影響を与えることなく，ゲッタ層を設けることができる。したがって，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行うことができ，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができる効果がある。」
　図３（Ａ）及び（Ｃ）は，引用文献６に記載された発明の実施の形態による撮像素子を作製する場合の製造工程を示す断面図であって，上記摘記及びこれらの図から，エピタキシャル成長前のシリコン基板１１０にイオン注入を行い，前記シリコン基板１１０の内部の一平面の全面にわたって第１ゲッタ層１２０が形成されること，及び，第１エピタキシャル成長層１３０の表面の一部にイオン注入を行い，前記第１エピタキシャル成長層１３０の内部の一平面の一部に第２ゲッタ層１４０を形成することを見てとることができる。
（１）したがって，上記引用文献６には次の発明（以下，「引用発明６−１」及び「引用発明６−１」という。）が記載されていると認められる。
〔引用発明６−１〕
「シリコン基板１１０に，ゲッタ用元素として炭素Ｃを用いてイオン注入を行い，シリコン基板１１０の内部の一平面の全面にわたって第１ゲッタ層１２０を形成するＣ１工程と，
　次に，第１エピタキシャル成長工程によって第１エピタキシャル成長層１３０を形成するＣ２工程と，
　次に，第１エピタキシャル成長層１３０の上層の素子分離領域１００Ｂから基板分断部１００Ｃにわたる領域に，ゲッタ用元素として炭素（Ｃ）を用いてイオン注入を行い，撮像領域１００Ａの周辺領域であって前記第１エピタキシャル成長層１３０の内部の一平面の一部に第２ゲッタ層１４０を形成するＣ３工程と，
　次に，第２エピタキシャル成長工程によって半導体ウェーハの全面にわたって第２エピタキシャル成長層１５０を形成するＣ４工程と，
　この後，各エピタキシャル成長層１３０，１５０等に撮像素子のフォトセンサ部等を形成するＣ５工程と，
　さらに，この基板１００上に上部成膜層１６０を形成するＣ６工程とを含む，
　ＣＣＤ固体撮像素子１００の製造方法。」
〔引用発明６−２〕
「シリコン基板１１０に，ゲッタ用元素として炭素Ｃを用いてイオン注入を行い，シリコン基板１１０の内部の一平面の全面にわたって第１ゲッタ層１２０を形成するＣ１工程と，
　次に，第１エピタキシャル成長工程によって第１エピタキシャル成長層１３０を形成するＣ２工程と，
　次に，第１エピタキシャル成長層１３０の上層の素子分離領域１００Ｂから基板分断部１００Ｃにわたる領域に，ゲッタ用元素として炭素（Ｃ）を用いてイオン注入を行い，撮像領域１００Ａの周辺領域であって前記第１エピタキシャル成長層１３０の内部の一平面の一部に第２ゲッタ層１４０を形成するＣ３工程と，
　次に，第２エピタキシャル成長工程によって半導体ウェーハの全面にわたって第２エピタキシャル成長層１５０を形成するＣ４工程と，
　この後，各エピタキシャル成長層１３０，１５０等に撮像素子のフォトセンサ部等を形成するＣ５工程と，
　さらに，この基板１００上に上部成膜層１６０を形成するＣ６工程とを含む製造方法で作製されたＣＣＤ固体撮像素子１００。」
（２）また，上記引用文献６には，以下の技術的事項が記載されていると認められる。
ア　エピタキシャル成長基板内の複数層のエピタキシャル成長層の間に設けたゲッタ層は，撮像領域のフォトセンサ部の近い位置に配置されることから，撮像領域の素子構造には影響を与えることなく，ゲッタ層を設けることができ，したがって，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行い，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができる（【０００８】）こと。
イ　第１エピタキシャル成長工程の後，第２エピタキシャル成長工程の前に，ゲッタ層形成工程によって第１エピタキシャル成長層と第２エピタキシャル成長層との中間で撮像領域の周辺領域にゲッタ層を形成して，ゲッタ層を撮像領域のフォトセンサ部の近い位置に配置することから，撮像領域の素子構造には影響を与えることなく，ゲッタ層を設けることができ，したがって，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行い，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができる（【０００９】）こと。
７．引用文献７について
　また，原査定の拒絶の理由に引用された引用文献７（特開２０１０−０６２５２９号公報）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「【００５２】
　ここで，図１１は，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，の関係を示す図である。なお，図１１においては，Ｘｅフラッシュランプアニールによりシリコン（１００）基板の基板表面温度を，０．８ｍ秒間，１２５０℃に制御することにより，シリコン（１００）基板を熱処理した。
【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
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
　したがって，上記引用文献７には，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）になっていること，及び，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という技術的事項が記載されていると認められる。
８．引用文献８について
　また，原査定の拒絶の理由に引用された引用文献８（国際公開第２０１１／１２５３０５号）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「［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ことがわかる。このように，
炭素イオンの拡散も空孔型拡散と格子間型拡散の両方の機構でおこると考えられる。そのため，炭素イオンを高濃度でシリコン基板に注入することにより，シリコン基板からエピタキシャル層へのドーパント（リン，ボロン）の浮き上がり現象をエピタキシャル成長工程と素子製造工程において抑制することが可能となる。結果として，縦型トランジスタのオン抵抗低減，リーク電流の低減が実現できるようになる
［００６９］また，一方で
炭素イオンを１×１０ 
１５
 ａｔｏｍｓ／ｃｍ
 ２
 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
「［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。このように，注入エネルギーが低いほどシリコン基板表面近傍に炭素イオン注入層を形成することができる。」
「［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。具体的には，シリコン基板のイオン注入を行う表面にはパッド酸化膜を形成せずに，５°のチルティングでチャネリング対策を行った。加速電圧を６０ｋｅＶ，ドーズ量を１．０×１０ １５ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ２ とした。
　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。このエピタキシャル成長は，枚葉式反応機を用い，トリクロロシランをシリコンソースに用いて１１５０℃で厚さ５μｍのエピタキシャル層を形成した。　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。 　
［０１１５］（比較例１，２）
　比較のために，実施例１で用いたシリコン基板と同じ製造方法（同一ロット）のシリコン基板を１枚ずつ準備し，このうち一方には裏面側にＣＶＤ酸化膜を形成して，炭素イオン注入を行わずにエピタキシャルウエーハを製造し（比較例１），残りの一方には裏面側にＣＶＤ酸化膜を形成せずに炭素イオン注入を行ってエピタキシャルウエーハを製造した（比較例２）。 
　なお，ＣＶＤ酸化膜の形成条件，炭素イオン注入条件，エピタキシャル層の形成条件は，各々実施例と同じとした。
［０１１６］比較例１のエピタキシャルウエーハのウエーハ中心のエピタキシャル層の厚さは５．１〜５．３μｍの範囲であった。また，抵抗率は９．９Ωｃｍから９．２Ωｃｍの範囲であった。
　また，比較例２のエピタキシャルウエーハのウエーハ中心のエピタキシャル層の厚さは５．１〜５．３μｍの範囲であった。そして抵抗率は９．９Ωｃｍであった。
　そして比較例１，２のシリコンエピタキシャルウエーハに対して，実施例と同様の評価を行った。その結果を図３に示す。
［０１１７］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調査した結果，実施例，比較例１，２何れのエピタキシャルウエーハも，積層欠陥の密度は平均的なレベルの範囲内であった。
［０１１８］そして図３に示すように，エピタキシャル層のリン濃度は，実施例，比較例１，比較例２の順に少ない結果であり，スプレデイングレジスタンスの測定結果からは，オートドープについては有意な差が見られた。
　エピタキシャル成長時の基板からエピタキシャル層へのアウトディフュージョンについては，シリコン基板とエピタキシャル層との界面が明確でないので，差異を明確に確認できないが，比較例２，比較例１，実施例の順に少ない。
　なお図３では，角度研摩の精度が必ずしもよくないので，エピタキシャル層と基板の界面については，プロファイルが一致するように重ねて示している。
［０１１９］以上の結果から，裏面をノンドープのＣＶＤ酸化膜でシールした高濃度リンドープシリコン基板を用い，かつ表面側に炭素イオン注入を行うことにより，アウトディフュージョン，オートドープを大幅に抑制できることが分かった。
　また，低抵抗率のシリコン基板にイオン注入を行った場合には，素子製造工程中の基板側からエピタキシャル層側へのドーパントの拡散も抑制することができ，素子の耐圧を確保するため必要以上にエピタキシャル層の厚さを厚くすることが必要ないことも判った。
［０１２０］（実施例２）
　直径２００ｍｍ，ボロンドープ，抵抗率が３．２ｍΩｃｍ（ボロンドープ濃度：０．２５×１０ ２０ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ ）のＣＺ単結晶からシリコン基板を作製した。シリコン基板製造工程途中で裏面側に，５００ｎｍの厚さのＣＶＤ酸化膜を形成した。
［０１２１］その後，この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なった。パッド酸化膜は形成せず５℃のチルティングでチャネリング対策を行なった。加速電圧は６０ｋｅＶ，ドーズ量は１．０×１０ １５ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ２ とした。イオン注入後にＲＴＡ装置や拡散炉による回復熱処理は行なわなかった。その後，基板洗浄を実施した後に，エピタキシャル成長を行なった。エピタキシャル成長は，輻射加熱方式の枚葉式反応機を用い，トリクロロシランをシリコンソースに用いて１０００℃までは２０℃／ｓｅｃの昇温速度で加熱し，１１５０℃でプリベークを行なった後，同じ温度で，ボロンが１．５×１０ １５ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ でドープされたエピタキシャル層を形成してシリコンエピタキシャルウエーハを製造した。赤外線の干渉法でこのエピタキシャル層の厚さを調べた結果，５．５〜５．８μｍの範囲であった。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。
［０１２２］（比較例３）
　比較のために，上記炭素イオンの注入を行わない以外は実施例２と同様にしてシリコンエピタキシャルウエーハを製造した。このときのウエーハ中心のエピタキシャル層の厚さは５．２〜５．６μｍの範囲であった。また，抵抗率は中央部で９．９Ωｃｍであった。
［０１２３］実施例２及び比較例３により製造されたシリコン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調査した。結果として，実施例２においては炭素イオン注入によるダメージはエピタキシャル層に積層欠陥を誘起していないことが確認された。また，実施例２及び比較例３においてエピタキシャル層の欠陥密度は平均的なレベルの範囲内であった。
［０１２４］実施例２及び比較例３のシリコンエピタキシャルウエーハについて，熱処理をしていないもの，９５０℃，２０時間及び１１００℃，１時間で３％の酸素を含んだ窒素ガス雰囲気下の熱処理条件で縦型の拡散炉を用いて熱処理をしたものを用意した。これらについて，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，四重極型のＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により，エピタキシャル層表面からシリコン基板方向へ約８μｍのボロンのデプスプロファイルを測定した。その結果を図８に示す。図８から，比較例３ではリンドーパントの拡散は抑制されていないことが示された。一方で，熱処理をしていない場合にはエピタキシャル層へのボロンドーパントの拡散は抑制されていることが分かり，これよりエピタキシャル成長工程においてのボロンドーパントの拡散抑制が推察される。また，擬似素子作製工程として９５０℃，２０時間の熱処理をした場合も，ボロンドーパントの拡散が抑制されていることがわかる。しかし，１１００℃，１時間の熱処理をした場合では，ボロンドーパント拡散の減速はわずかであった。
［０１２５］以上の結果から，
裏面をノンドープの酸化膜でシールした高濃度にボロンがドープされたシリコン基板を用い，表面側に炭素イオン注入を行ない，エピタキシャル成長後の熱処理を９５０℃近傍の温度で長時間かけて行なうことにより，ボロンのシリコン基板からエピタキシャル層中への拡散（外方拡散）が抑制できることが解った
［０１２６］（実施例３）
　直径２００ｍｍ，赤燐ドープ，抵抗率が１．２ｍΩｃｍ（リンドープ濃度：０．６×１０ ２０ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ ）のＣＺ単結晶からシリコン基板を作製した。シリコン基板製造工程途中で裏面側に，３００ｎｍの厚さのＣＶＤ酸化膜を形成した。
［０１２７］その後，この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なった。パッド酸化膜を形成した。加速電圧は６０ｋｅＶ，ドーズ量は２．０×１０ １５ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ２ としてイオン注入を行った。イオン注入後にＲＴＡ装置や拡散炉による回復熱処理は行なわなかった。その後，基板洗浄を実施した後に，エピタキシャル成長を行なった。エピタキシャル成長は，輻射加熱方式の枚葉式反応機を用い，トリクロロシランをシリコンソースに用いて１０００℃までは２０℃／ｓｅｃの昇温速度で加熱し，１１５０℃でプリベークを行なった後，同じ温度で，リンが０．５×１０ １６ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ でドープされたエピタキシャル層を形成してシリコンエピタキシャルウエーハを製造した。赤外線の干渉法でこのエピタキシャル層の厚さを調べた結果，中心の厚さは５．２〜５．４μｍの範囲にあった。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，ウエーハ中央付近で１．０Ωｃｍであった。
［０１２８］（比較例４）
　比較のために，上記炭素イオンの注入を行わない以外は実施例３と同様にしてシリコンエピタキシャルウエーハを製造した。このときのウエーハ中心のエピタキシャル層の厚さは５．２〜５．５μｍの範囲であった。また，抵抗率は中央部で０．９９Ωｃｍであった。
［０１２９］実施例３及び比較例４により製造されたシリコン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調査した。結果として，実施例３においては炭素イオン注入によるダメージはエピタキシャル層に積層欠陥を誘起していないことが確認された。また，実施例３及び比較例４においてエピタキシャル層の欠陥密度は平均的なレベルの範囲内であった。
［０１３０］実施例３及び比較例４のシリコンエピタキシャルウエーハについて，熱処理をしていないもの，９５０℃，２０時間及び１１００℃，１時間で３％の酸素を含んだ窒素ガス雰囲気下の熱処理条件で縦型の拡散炉を用いて熱処理をしたものを用意した。これらについて，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，四重極型のＳＩＭＳにより，エピタキシャル層表面からシリコン基板方向へ約８μｍのボロンのデプスプロファイルを測定した。その結果を図９に示す。図９から，比較例４ではリンドーパントの拡散は抑制されていないことが示された。一方で，熱処理をしていない場合にはエピタキシャル層へのリンドーパントの拡散は抑制されていることが分かり，これよりエピタキシャル成長工程においてのリンドーパントの拡散抑制が推察される。また，擬似素子作製工程として９５０℃，２０時間の熱処理をした場合も，リンドーパントの拡散が抑制されていることがわかる。しかし，１１００℃，１時間の熱処理をした場合では，リンドーパント拡散の減速はわずかであった。
［０３１］この図９から，上述のシリコン基板界面から離れたところで，リンの減速拡散が観察されなかったのは，炭素濃度の低い部位に相当している。つまり，炭素イオン注入条件が同じである場合には，ボロンシリコン基板（実施例２）の場合より実施例３のシリコンエピタキシャルウエーハのリンドーパント濃度が高くなり，その結果，シリコン基板−エピタキシャル界面からある程度離れた部位では炭素濃度が低くなり，リンドーパントの拡散抑制効果が弱くなる。」
「［請求項８］シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法であって，
　リンまたはボロンが２．０×１０ １９ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ 以上の濃度でドープされたシリコン基板を準備し，
　該準備したシリコン基板に，裏面側にＣＶＤ酸化膜を形成する工程と，表面側に炭素イオンを注入して炭素イオン注入層を形成する工程とを順不同で行った後，
　前記炭素イオン注入を行った表面にエピタキシャル層を形成することを特徴とするシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法。」
　したがって，上記引用文献８には，以下の技術的事項が記載されていると認められる。
（１）炭素イオンの拡散が空孔型拡散と格子間型拡散の両方の機構でおこると考えられることから，炭素イオンを高濃度でシリコン基板に注入することにより，シリコン基板からエピタキシャル層へのドーパント（リン，ボロン）の浮き上がり現象をエピタキシャル成長工程と素子製造工程において抑制することが可能となり，結果として，縦型トランジスタのオン抵抗低減，リーク電流の低減が実現できるようになる（［００６８］）こと。
（２）炭素イオンを１×１０ １５ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ２ 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（［００６９］）こと。
（３）裏面をノンドープの酸化膜でシールした高濃度にボロンがドープされたシリコン基板を用い，表面側に炭素イオン注入を行ない，エピタキシャル成長後の熱処理を９５０℃近傍の温度で長時間かけて行なうことにより，ボロンのシリコン基板からエピタキシャル層中への拡散（外方拡散）が抑制できる（［０１２５］）こと。
９．引用文献９について
　また，原査定で引用された引用文献９（特開２０１１−１５１３１８号公報）には，図面とともに次の事項が記載されている。
「【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，Ｃ７Ｈ７，Ｃ１４Ｈ１４，Ｃ１６Ｈ１０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
　したがって，上記引用文献９には，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，ゲッタリング層が，基板とソース・ドレイン領域との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という技術的事項が記載されていると認められる。
第４　対比・判断
１．本願発明１について
（１）引用文献１を主引例とした検討
ア　対比
　本願発明１と引用発明１−１とを対比すると，次のことがいえる。
（ア）引用発明１−１における「ＣＺ法で成長させたシリコン基板であるｎ型のＣＺ基板１１」，「ｎ型シリコンエピタキシャル層２」は，それぞれ，本願発明１における「半導体ウェーハ」，「エピタキシャル層」に相当する。
（イ）引用発明１−１の「炭素」及び「注入」は，本願発明１の「ゲッタリングに寄与する構成元素」及び「イオンを照射」に相当する。
　そうすると，引用発明１−１の「前記ＣＺ基板１１に対して，その表面に熱酸化膜８１を介して４族の不純物元素，例えば炭素を１×１０15ｃｍ-2のドーズ量で注入して，前記ＣＺ基板１１の内部の一平面の全部に炭素注入領域１４を形成」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第１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，前記第１クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する第１工程」とは，「ゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１のイオンを照射して，該半導体ウェーハに，前記第１のイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する工程」である点で一致し，また，
　引用発明１−１の「前記チャネルストップ部５０の内部に，炭素イオンを選択的に５×１０13 cm-2以上，好ましくは５×１０13 〜５×１０15 cm-2のドーズ量で注入してゲッター部６０を形成」と，本願発明１の「該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２クラスターイオンを照射して，前記エピタキシャル層の表面の一部に，前記第２クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する第３工程」とは，「該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２のイオンを照射して，前記エピタキシャル層の表面の一部に，前記第２のイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する工程」である点で一致するといえる。
　したがって，本願発明１と引用発明１−１との間には，次の一致点，相違点があるといえる。
（一致点）
「半導体ウェーハの表面にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１のイオンを照射して，該半導体ウェーハに，前記第１のイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する第１工程と，
　前記半導体ウェーハの第１改質層上にエピタキシャル層を形成する第２工程と，
　該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２のイオンを照射して，前記エピタキシャル層の表面の一部に，前記第２のイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する第３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。」
（相違点）
（相違点１）本願発明１では，第１改質層が，半導体ウェーハの「表面」に形成されるのに対して，引用発明１−１では，ＣＺ基板１１の「内部の一平面」に形成される点。
（相違点２）本願発明１では，第１及び第２のイオンの照射が「クラスターイオン」の照射であり，「該第３工程後の前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに１００ｎｍ以下である」という構成を備えるのに対し，引用発明１−１はそのような構成を備えていない点。
イ　相違点についての判断
　事案にかんがみ，最初に相違点２について検討する。
　上記第３の１．（２）の記載から，引用発明１−１の「ゲッター部６０」を，チャネルストップ部５０とゲッター部６０との間にＰ+層のみの領域が残るように形成することで，電子／正孔の再結合が起こる確率を増やし，入射光によってエピタキシャル基板１０の表面で発生した電子が基板表面に沿って横方向（水平方向）に拡散し読み出し側と反対側のチャネルストップ部５０を通過する際に捕獲することで，チャネルストップ部５０を通過して転送チャネル領域３１に漏れ込むスミア成分を抑制するものといえる。
　そして，引用発明１−１における，「前記チャネルストップ部５０の内部に，炭素イオンを選択的に５×１０13 cm-2以上，好ましくは５×１０13 〜５×１０15 cm-2のドーズ量で注入」との構成における「５×１０15 cm-2」というドーズ量の上限は，エピタキシャル基板１０の表面の結晶性の劣化を少なく抑えることを目的としたものといえる。
　してみれば，引用発明１−１の「ゲッター部６０」は，電子／正孔の再結合が起こる確率を増やすことで，電子を捕獲するために設けられたものであって，そのドーズ量は，エピタキシャル基板１０の表面の結晶性の劣化を少なく抑えることの必要性から，単純に高いほど望ましいものとはいえず，さらに，「ゲッター部６０」の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が狭いことが望まれているものとも理解することはできない。また，このことは，引用文献２−９の記載を参酌しても左右されるものではない。
　
　すなわち，引用発明１−１において，イオンの照射を，「クラスターイオン」により行い，「該第３工程後の前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに１００ｎｍ以下」となるように「ゲッター部６０」を形成する動機を見いだすことはできない。
　したがって，引用発明１−１において，上記相違点２について，本願発明１の構成を採用することを当業者が容易になし得たとは認められない。
　一方，本願発明１は，上記構成を備えることによって，本願明細書に記載された，「第１クラスターイオン１６を照射した結果形成される第１改質層１８は，クラスターイオン１６の構成元素が半導体ウェーハの表面の結晶の格子間位置または置換位置に固溶して局所的に存在する領域であり，ゲッタリングサイトとして働く。同様に，第２クラスターイオン２４を照射した結果形成される第２改質層２６もゲッタリングサイトとして働く。その理由は，以下のように推測される。すなわち，クラスターイオンの形態で照射された炭素やホウ素などの元素は，シリコン単結晶の置換位置・格子間位置に高密度で局在する。そして，シリコン単結晶の平衡濃度以上にまで炭素やホウ素を固溶すると，重金属の固溶度（遷移金属の飽和溶解度）が極めて増加することが実験的に確認された。つまり，平衡濃度以上にまで固溶した炭素やホウ素により重金属の固溶度が増加し，これにより重金属に対する捕獲率が顕著に増加したものと考えられる。ここで，本発明では第１クラスターイオン１６および第２クラスターイオン２４を照射するため，モノマーイオンを注入する場合に比べて，より高いゲッタリング能力を得ることができる。そのため，本製法により得られる半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００から製造した裏面照射型固体撮像素子は，従来に比べ白傷欠陥発生の抑制が期待できる。」（【００３５】，【００３６】）という効果を奏するものと認められる。
　したがって，本願発明１は，他の相違点について検討するまでもなく，当業者であっても引用発明１−１，引用文献２−９に記載された技術的事項に基づいて容易に発明できたものであるとはいえない。
（２）引用文献５を主引例とした検討
ア　対比
　本願発明１と引用発明５−１とを対比すると，次のことがいえる。
（ア）引用発明５−１における「シリコン単結晶基板１」，「シリコンエピタキシャル層３」は，それぞれ，本願発明１における「半導体ウェーハ」，「エピタキシャル層」に相当する。
（イ）引用発明５−１の「炭素」及び「注入」は，本願発明１の「ゲッタリングに寄与する構成元素」及び「イオンを照射」に相当する。
　そうすると，引用発明５−１の「次いで，上記シリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，シリコン単結晶基板１の一方の表面に炭素イオンをイオン注入し，シリコン単結晶基板１の表面近傍に非キャリア性ドーパントを含む第１の層２を形成するＢ２工程」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第１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，前記第１クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する第１工程」とは，「ゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１のイオンを照射して，該半導体ウェーハに，前記第１のイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する工程」である点で一致し，また，
　引用発明５−１の「次いで，上記シリコンエピタキシャル層３が形成されたシリコン単結晶基板１をイオン注入装置にセットし，シリコンエピタキシャル層３の表面の全部に炭素イオンをイオン注入し，シリコンエピタキシャル層３の内部の一平面の全部に炭素を含む第２の層４を形成するＢ４工程」と，本願発明１の「該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２クラスターイオンを照射して，前記エピタキシャル層の表面の一部に，前記第２クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する第３工程」とは，「該エピタキシャル層の表面にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２のイオンを照射して，前記エピタキシャル層に，前記第２のイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する工程」である点で一致するといえる。
　したがって，本願発明１と引用発明５−１との間には，次の一致点，相違点があるといえる。
（一致点）
「半導体ウェーハの表面にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１のイオンを照射して，該半導体ウェーハに，前記第１のイオンが固溶してなる第１改質層を形成する第１工程と，
　前記半導体ウェーハの第１改質層上にエピタキシャル層を形成する第２工程と，
　該エピタキシャル層の表面にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２のイオンを照射して，前記エピタキシャル層に，前記第２のイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する第３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。」
（相違点）
（相違点３）本願発明１では，第１改質層が，半導体ウェーハの「表面」に形成されるのに対して，引用発明５−１では，第１の層２が，シリコン単結晶基板１の「表面近傍」に形成される点。
（相違点４）本願発明１では，第２のイオンが，エピタキシャル層の表面の「一部」に照射され，第２改質層が，エピタキシャル層の「表面の一部」に形成されるのに対して，引用発明５−１では，炭素イオンが，シリコンエピタキシャル層３の表面の「全部」に照射され，第２の層４が，シリコンエピタキシャル層３の「内部の一平面の全部」に形成される点。
（相違点５）本願発明１では，第１及び第２のイオンの照射が「クラスターイオン」の照射であり，「該第３工程後の前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに１００ｎｍ以下である」という構成を備えるのに対し，引用発明５−１はそのような構成を備えていない点。
イ　相違点についての判断
　事案にかんがみ，最初に相違点４について検討する。
　引用発明５−１において，「シリコンエピタキシャル層３の厚さは目的とするデバイスに応じて適宜選択される」ものであって，「前記第２の層４の深さは特に限定されないが，金属不純物の捕獲機能を考慮すると，デバイス活性領域より深い位置であって当該デバイス活性領域の近傍に形成することがより好ましいものである」と特定されている。
　そうすると，引用発明５−１において，「第２の層４」を，「シリコンエピタキシャル層３」の表面に形成すると，「シリコンエピタキシャル層３」の内部であって，「第２の層４」よりも浅い領域に位置する，デバイス活性領域を形成する空間的な領域を確保できなくなることは明らかである。
　また，第２の層４が果たす，デバイス活性領域より深い位置であって当該デバイス活性領域の近傍において金属不純物を捕獲するという機能を鑑みれば，当該第２の層４を，「一平面の全部」ではなく，「一部」とすることで，上記機能を十分に果たすことができなくなることも明らかである。
　してみれば，引用発明５−１において，上記相違点４について，本願発明１の構成を採用することを当業者が容易になし得たこととは認められない。このことは，引用文献１−４，６−９の記載を参酌しても左右されるものではない。
　したがって，他の相違点について検討するまでもなく，本願発明１は，当業者であっても引用発明５−１，引用文献１−４，６−９に記載された技術的事項に基づいて容易に発明できたものであるとはいえない。
（３）引用文献６を主引例とした検討
ア　対比
　本願発明１と引用発明６−１とを対比すると，次のことがいえる。
（ア）引用発明６−１における「シリコン基板１１０」，「第１エピタキシャル成長層１３０」は，それぞれ，本願発明１における「半導体ウェーハ」，「エピタキシャル層」に相当する。
（イ）引用発明６−１の「炭素（Ｃ）」及び「イオン注入」は，本願発明１の「ゲッタリングに寄与する構成元素」及び「イオンを照射」に相当する。
　そうすると，引用発明６−１の「シリコン基板１１０に，ゲッタ用元素として炭素Ｃを用いてイオン注入を行い，シリコン基板１１０の内部の一平面の全面にわたって第１ゲッタ層１２０を形成するＣ１工程」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第１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，前記第１クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する第１工程」とは，「ゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１のイオンを照射して，該半導体ウェーハに，前記第１のイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する工程」である点で一致し，また，
　引用発明６−１の「第１エピタキシャル成長層１３０の上層の素子分離領域１００Ｂから基板分断部１００Ｃにわたる領域に，ゲッタ用元素として炭素（Ｃ）を用いてイオン注入を行い，撮像領域１００Ａの周辺領域であって前記第１エピタキシャル成長層１３０の内部の一平面の一部に第２ゲッタ層１４０を形成するＣ３工程」と，本願発明１の「該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２クラスターイオンを照射して，前記エピタキシャル層の表面の一部に，前記第２クラスターイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する第３工程」とは，「該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２のイオンを照射して，前記エピタキシャル層の一部に，前記第２のイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する工程」である点で一致するといえる。
　したがって，本願発明１と引用発明６−１との間には，次の一致点，相違点があるといえる。
（一致点）
「半導体ウェーハの表面にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１のイオンを照射して，該半導体ウェーハに，前記第１のイオンの構成元素が固溶してなる第１改質層を形成する第１工程と，
　前記半導体ウェーハの第１改質層上にエピタキシャル層を形成する第２工程と，
　該エピタキシャル層の表面の一部にゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２のイオンを照射して，前記エピタキシャル層の一部に，前記第２のイオンの構成元素が固溶してなる第２改質層を形成する第３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。」
（相違点）
（相違点６）本願発明１では，第１及び第２のイオンの照射が「クラスターイオン」の照射であり，第１改質層及び第２改質層が，いずれも半導体ウェーハ及びエピタキシャル層の「表面」に形成され「該第３工程後の前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに１００ｎｍ以下である」という構成を備えるのに対し，引用発明６−１では，そのような構成を備えていない点。
イ　相違点についての判断
　上記第３の６．（２）イの記載から，引用発明６−１の第２ゲッタ層１４０は，第１エピタキシャル成長工程の後，第２エピタキシャル成長工程の前に，ゲッタ層形成工程によって第１エピタキシャル成長層と第２エピタキシャル成長層との中間で撮像領域の周辺領域にゲッタ層を形成して，ゲッタ層を撮像領域のフォトセンサ部の近い位置に配置することから，撮像領域の素子構造には影響を与えることなく，ゲッタ層を設けることができ，したがって，フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングを容易に行い，重金属類による白キズの発生を有効に抑制することができるというものである。
　そして，このような，第１エピタキシャル成長工程の後，第２エピタキシャル成長工程の前に形成される，撮像領域の周辺領域においてフォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタリングするゲッタ層の形状として，ゲッタリングに寄与する構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅を１００ｎｍ以下の薄いものとする動機を見いだすことはできない。このことは，引用文献１−５，７−９の記載を参酌しても左右されるものではない。
　
　すなわち，引用発明６−１において，イオンの照射を，「クラスターイオン」により行い，「該第３工程後の前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する構成元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに１００ｎｍ以下」となるように「第２ゲッタ層１４０」を形成する動機を見いだすことはできない。
　したがって，引用発明６−１において，上記相違点６について，本願発明１の構成を採用することを当業者が容易になし得たとは認められない。
　一方，本願発明１は，上記構成を備えることによって，本願明細書に記載された，「第１クラスターイオン１６を照射した結果形成される第１改質層１８は，クラスターイオン１６の構成元素が半導体ウェーハの表面の結晶の格子間位置または置換位置に固溶して局所的に存在する領域であり，ゲッタリングサイトとして働く。同様に，第２クラスターイオン２４を照射した結果形成される第２改質層２６もゲッタリングサイトとして働く。その理由は，以下のように推測される。すなわち，クラスターイオンの形態で照射された炭素やホウ素などの元素は，シリコン単結晶の置換位置・格子間位置に高密度で局在する。そして，シリコン単結晶の平衡濃度以上にまで炭素やホウ素を固溶すると，重金属の固溶度（遷移金属の飽和溶解度）が極めて増加することが実験的に確認された。つまり，平衡濃度以上にまで固溶した炭素やホウ素により重金属の固溶度が増加し，これにより重金属に対する捕獲率が顕著に増加したものと考えられる。ここで，本発明では第１クラスターイオン１６および第２クラスターイオン２４を照射するため，モノマーイオンを注入する場合に比べて，より高いゲッタリング能力を得ることができる。そのため，本製法により得られる半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００から製造した裏面照射型固体撮像素子は，従来に比べ白傷欠陥発生の抑制が期待できる。」（【００３５】，【００３６】）という効果を奏するものと認められる。
　したがって，本願発明１は，当業者であっても引用発明６−１，引用文献１−５，７−９に記載された技術的事項に基づいて容易に発明できたものであるとはいえない。
２．本願発明２−８について
　本願発明２−８は，本願発明１の構成を全て含み，これに更に限定を加えたものであるから，本願発明１と同じ理由により，当業者であっても，引用文献１−９に記載された発明及び技術的事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。
３．本願発明９について
　本願発明９と，引用発明１−２，引用発明５−２，又は引用発明６−２とを対比すると，それぞれ上記１（１）ア，上記１（２）ア，又は上記１（３）アと同様であるから，それぞれ，少なくとも下記の点で相違する。
（相違点２’）本願発明９では，「前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに１００ｎｍ以下である」という構成を備えるのに対し，引用発明１−２はそのような構成を備えていない点。
（相違点４’）本願発明９では，第２改質層が，エピタキシャル層の「表面の一部」に形成されるのに対して，引用発明５−２では，第２の層４が，シリコンエピタキシャル層３の「内部の一平面の全部」に形成される点。
（相違点６’）本願発明９では，「前記第１改質層および第２改質層における前記ゲッタリングに寄与する所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅がともに１００ｎｍ以下である」という構成を備えるのに対し，引用発明６−２はそのような構成を備えていない点。
　そこで，上記（相違点２’），（相違点４’）又は（相違点６’）について検討すると，それぞれ，上記１（１）イ，上記１（２）イ，又は上記１（３）イと同様であるから，本願発明９は，当業者であっても，引用文献１−９に記載された発明及び技術的事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。
４．本願発明１０−１５について
　本願発明１０−１５は，本願発明９の構成を全て含み，これに更に限定を加えたものであるから，本願発明９と同じ理由により，当業者であっても，引用文献１−９に記載された発明及び技術的事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。
５．本願発明１６について
　本願発明１６は，本願発明１又は本願発明９の構成を全て含み，これに更に限定を加えたものであるから，本願発明１及び本願発明９と同じ理由により，当業者であっても，引用文献１−９に記載された発明及び技術的事項に基づいて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
　原査定は，請求項１−１６について上記引用文献１−９に基づいて当業者が容易に発明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，平成３１年２月１２日付け手続補正により補正された請求項１−１６に記載された本願発明１−１６は，上記第４のとおり，引用文献１−９に記載された発明及び技術的事項に基づいて，当業者が容易に発明できたものではない。したがって，原査定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．特許法第３６条第６項第２号について
　当審では，請求項９及び請求項９を引用する請求項１０−１６の「所定元素」という記載の意味が不明確であるとの拒絶の理由を通知しているが，平成３１年２月１２日付けの補正において，「ゲッタリングに寄与する所定元素」と補正された結果，この拒絶の理由は解消した。
２．特許法第３６条第６項第１号について
　当審では，請求項１の「第１クラスターイオン」及び「第２クラスターイオン」の構成元素，及び，請求項９の「所定元素」が何ら特定されていないことから，請求項１，９及び請求項１，９を引用する請求項２−８，１０−１６に記載された発明は，発明の詳細な説明に記載されていないとの拒絶の理由を通知しているが，平成３１年２月１２日付けの補正において，それぞれ「ゲッタリングに寄与する構成元素を含む第１クラスターイオン」，「ゲッタリングに寄与する構成元素を含む第２クラスターイオン」及び「ゲッタリングに寄与する所定元素」と補正された結果，この拒絶の理由は解消した。
第７　むすび
　以上のとおり，本願発明１−１６は，当業者が引用文献１−９に記載された発明及び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。