【事件の表示】
　特願２００３−３４３５８５「結晶化方法および薄膜半導体装置の製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成１７年　４月２１日出願公開、特開２００５−１０９３５２〕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１５年１０月１日の出願であって、平成２２年１月１８日に手続補正がなされ、同年７月３０日付けで拒絶査定がなされ、それに対して、同年１０月１日に拒絶査定に対する審判請求がなされるとともに、同日に手続補正がなされ、その後当審において、平成２３年１２月９日付けで審尋がなされたものである。
　
２．補正の却下の決定
【補正の却下の決定の結論】
　平成２２年１０月１日になされた手続補正を却下する。
　
【理由】
（１）補正の内容
　平成２２年１０月１日になされた手続補正（以下「本件補正」という。）は、補正前の特許請求の範囲の請求項１〜３、５、６及び８を削除し、補正前の特許請求の範囲の請求項４及び７を、各々補正後の特許請求の範囲の請求項１及び２に補正するとともに、明細書を補正するものであり、そのうちの補正前の請求項４及び補正後の請求項１は、以下のとおりである。
　
（補正前）
「【請求項４】
　支持基板上に下地絶縁膜を形成する工程と、
　前記下地絶縁膜上に非単結晶の半導体薄膜を形成する工程と、
　前記非単結晶の半導体薄膜上に光透過性絶縁膜を形成する工程と、
　前記光透過性絶縁膜を介して前記非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分から高温部分に向かって横方向に成長させる工程と、
を有する結晶化方法であって、
　前記下地絶縁膜および前記光透過性絶縁膜は結晶化処理時に前記非単結晶の半導体薄膜への炭素の混入を防止するものであり、
　前記非単結晶の半導体薄膜の炭素の濃度は３×１０１７原子/ｃｍ３を超えない範囲として前記結晶成長時における新たな結晶核の発生を抑え、
　前記非単結晶の半導体薄膜には５μｍ以上横方向に成長した結晶粒が設けられていることを特徴とする結晶化方法。」
　
（補正後）
「【請求項１】
　支持基板上に下地絶縁膜を形成する工程と、
　前記下地絶縁膜上に非単結晶の半導体薄膜を形成する工程と、
　前記非単結晶の半導体薄膜上に光透過性絶縁膜を形成する工程と、
　前記光透過性絶縁膜を介して前記非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって結晶を横方向に成長させる工程と、
を有する結晶化方法であって、
　前記下地絶縁膜および前記光透過性絶縁膜は結晶化処理時に前記非単結晶の半導体薄膜への炭素の混入を防止するものであり、
前記レーザ光照射前の前記下地絶縁膜の炭素濃度は前記基板の表面の炭素濃度よりも低い炭素濃度に設定されるものであり、
前記レーザ光照射前の前記非単結晶の半導体薄膜の膜中、上面側、下面側の炭素の濃度は前記横方向成長距離を顕著に成長させるために３×１０１７原子／ｃｍ３を超えない範囲として前記結晶成長時における新たな結晶核の発生を抑えて、
　前記非単結晶の半導体薄膜には５μｍ以上横方向に成長した積層欠陥の無い結晶粒を形成することを特徴とする結晶化方法。」
　
（２）補正事項の整理
（補正事項ａ）補正前の請求項４の「前記光透過性絶縁膜を介して前記非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分から高温部分に向かって横方向に成長させる工程と、」を、補正後の請求項１の「前記光透過性絶縁膜を介して前記非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって結晶を横方向に成長させる工程と、」と補正すること。
　
（補正事項ｂ）補正前の請求項４の「前記下地絶縁膜および前記光透過性絶縁膜は結晶化処理時に前記非単結晶の半導体薄膜への炭素の混入を防止するものであり、」の後に、「前記レーザ光照射前の前記下地絶縁膜の炭素濃度は前記基板の表面の炭素濃度よりも低い炭素濃度に設定されるものであり、」を追加すること。
　
（補正事項ｃ）補正前の請求項４の「前記非単結晶の半導体薄膜の炭素の濃度は３×１０１７原子/ｃｍ３を超えない範囲として前記結晶成長時における新たな結晶核の発生を抑え、」を、補正後の請求項１の「前記レーザ光照射前の前記非単結晶の半導体薄膜の膜中、上面側、下面側の炭素の濃度は前記横方向成長距離を顕著に成長させるために３×１０１７原子／ｃｍ３を超えない範囲として前記結晶成長時における新たな結晶核の発生を抑えて、」と補正すること。
　
（補正事項ｄ）補正前の請求項４の「前記非単結晶の半導体薄膜には５μｍ以上横方向に成長した結晶粒が設けられている」を、補正後の請求項１の「前記非単結晶の半導体薄膜には５μｍ以上横方向に成長した積層欠陥の無い結晶粒を形成する」と補正すること。
　
（３）新規事項追加の有無及び補正の目的の適否についての検討
（３−１）補正事項ａについて
  補正事項ａは、補正前の請求項４に係る発明の発明特定事項である「低温部分から高温部分に向かって横方向に成長させる工程」について、「低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって結晶を横方向に成長させる工程」と限定的に減縮する補正であり、平成１８年法律第５５号改正附則第３条第１項によりなお従前の例によるとされる同法による改正前の特許法第１７条の２第４項の規定（以下「特許法第１７条の２第４項」という。）第２号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。
　そして、この補正は、本願の願書に最初に添付した明細書の【００１２】段落の記載に基づく補正であり、平成１８年法律第５５号改正附則第３条第１項によりなお従前の例によるとされる同法による改正前の特許法第１７条の２第３項（以下「特許法第１７条の２第３項」という。）に規定された新規事項の追加禁止の要件を満たしている。
　
（３−２）補正事項ｂについて
　補正事項ｂは、補正前の請求項４に係る発明の発明特定事項である「下地絶縁膜」について、「レーザ光照射前の」「下地絶縁膜の炭素濃度は」「基板の表面の炭素濃度よりも低い炭素濃度に設定されるものであり、」と限定的に減縮する補正であり、特許法第１７条の２第４項の規定第２号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。
　そして、この補正は、本願の願書に最初に添付した明細書の【００２７】段落の記載に基づく補正であり、特許法第１７条の２第３項に規定された新規事項の追加禁止の要件を満たしている。
　
（３−３）補正事項ｃについて
　補正事項ｃは、補正前の請求項４に係る発明における発明特定事項である「非単結晶の半導体薄膜」、「炭素の濃度」及び「３×１０１７原子/ｃｍ３を超えない範囲として」について、各々「レーザ光照射前の」、「膜中、上面側、下面側の」及び「横方向成長距離を顕著に成長させるために」と限定的に減縮する補正であり、特許法第１７条の２第４項の規定第２号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。
　そして、この補正は、本願の願書に最初に添付した明細書の【００１２】、【００５４】、【００５５】段落及び図２７の記載に基づく補正であり、特許法第１７条の２第３項に規定された新規事項の追加禁止の要件を満たしている。
　
（３−４）補正事項ｄについて
　補正事項ｄは、補正前の請求項４に係る発明における発明特定事項である「結晶粒」について、「積層欠陥の無い」と限定的に減縮するとともに、「結晶粒が設けられている」を「結晶粒を形成する」と補正するものであり、特許法第１７条の２第４項の規定第２号及び第４号に掲げる特許請求の範囲の減縮及び明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
　しかしながら、本願明細書には、発明が解決しようとする課題、目的、発明の作用・効果に関して、
「【発明が解決しようとする課題】
　【００１１】
　例えばフラットパネルディスプレイの高機能化および高付加価値化のためには、薄膜トランジスタにおいて活性層となる半導体薄膜の結晶性を向上させることが必要である。そのためには、
結晶成長時に結晶核の発生を抑制することで、相対的に大きな結晶粒を作製することが必要となる。
　【００１２】
 また、エキシマレーザ結晶化法を用いてアモルファスシリコン膜を結晶化する際、溶融過程で膜厚方向におけるすべてのＳｉ膜を溶融させてしまう場合、融液中の拡散が非常に大きいため、膜中不純物の膜厚方向のプロファイルが固化直前にほぼ一定となると考えられ、そのため、膜中の炭素濃度を低下させるだけでなく、アモルファスシリコン膜の上面側あるいは下面側の炭素濃度をも低下させることが必要である。結晶化は主にアモルファスシリコン膜の下面、すなわち下地基板との界面から起こるため、この界面付近の濃度を下げることが重要である。
アモルファスシリコン膜の表面や下地基板の表面は、ＲＣＡ洗浄などの前処理を施しても炭化水素系や酸化炭素系の分子が吸着しやすいため、エキシマレーザ結晶化法による結晶化では必然的に多くの炭素原子がアモルファスシリコン膜中に混入してしまい、これらが相対的に小さな結晶粒として成長する結晶の核となり易く、良好な電気特性を得ることを困難にする。
　【００１３】
　 
本発明の目的は、特殊な製造プロセスを必要とせずに半導体薄膜中の炭素濃度を効率的に低下させることができるアニール用薄膜半導体構造体、薄膜半導体用アニール方法、薄膜半導体装置、薄膜半導体装置製造方法、および表示装置を提供することにある。
「【００１９】
　アニール用薄膜半導体構造体、薄膜半導体用アニール方法、薄膜半導体装置、薄膜半導体装置製造方法、および表示装置では、下地絶縁膜が半導体薄膜の下地となるため、支持基板に炭素が含まれていても、半導体薄膜が直接支持基板上に形成される場合よりも下地表面の炭素量を低減することができる。すなわち、特殊な製造プロセスを必要とせずに半導体薄膜中の炭素濃度を効率的に低下させることができる。
この炭素はエネルギー光によって半導体薄膜を溶融再結晶化したときに半導体薄膜内で成長する結晶粒の核となり易いため、この炭素量を低減することにより半導体薄膜内で成長する結晶粒の数を低減し、各結晶粒をより大きく成長させることが可能となる。
　【００２０】
　また、大気は炭化水素系・炭化酸素系などの炭素成分を含んでいるため、半導体薄膜が大気に対して露出していると、外部から炭素が侵入することになる。このため、光透過性絶縁膜を半導体薄膜上に形成して、このエネルギー光をこの光透過性絶縁膜を介して半導体薄膜に照射することが好ましい。ちなみに、エネルギー光による溶融再結晶化前に炭素が半導体薄膜に混入することを確実に防止するためには、大気に曝さないようにして半導体薄膜および光透過性絶縁膜を支持基板上に連続成膜することが好ましい。この連続成膜は、かならずしも真空一貫プロセスに限定するものではなく、窒素トンネルを用いた搬送や、同一反応室による連続成膜も含むものである。
　【００２１】
　
特に、本発明は位相シフタを介してエネルギー光を半導体薄膜に照射して横方向に結晶粒を成長させる結晶化に適用することが望ましく、この半導体薄膜において結晶粒の横方向成長距離を増加させるという大きな効果を得ることができる。
「【００２６】
　図４に示す工程では、レーザアニール処理が半導体薄膜１２内のアモルファスシリコンを結晶化するために例えばＫｒＦエキシマレーザをエネルギー光として用いて行われる。ＫｒＦエキシマレーザは光透過性絶縁膜１３を介して半導体薄膜１２に照射され、これにより半導体薄膜１２を加熱する。ＫｒＦエキシマレーザのエネルギー密度は３５０mJ/cm2である。こうして加熱された状態にある半導体薄膜１２内では、アモルファスシリコンが多結晶シリコンとして結晶化する。
ここで、半導体薄膜１２中の炭素濃度が少ないため、溶融再結晶化の際において結晶核の発生が少なく、炭素濃度に着目しない従来例と比較して、大きな結晶粒径に成長することを確認した。
「【００４８】
　本実施形態では、アンダーコート膜１１のような下地絶縁膜が半導体薄膜１２の下地となるため、絶縁基板１０に炭素が含まれていても、半導体薄膜１２が直接絶縁基板１０上に形成される場合よりも下地表面の炭素量を低減することができる。すなわち、特殊な製造プロセスを必要とせずに半導体薄膜１２中の炭素濃度を効率的に低下させることができる。
この炭素はエキシマレーザのようなエネルギー光によって半導体薄膜１２を溶融再結晶化したときに半導体薄膜１２内で成長する結晶粒１２Ａの核となり易いため、この炭素量を低減することにより半導体薄膜１２内で成長する結晶粒１２Ａの数を低減し、各結晶粒１２Ａをより大きく成長させることが可能となる。
　【００４９】
　また、大気は炭化水素系・炭化酸素系などの炭素成分を含んでいるため、半導体薄膜１２が大気に対して露出していると、外部から炭素が侵入することになる。このため、光透過性絶縁膜１３が半導体薄膜１２上に形成され、エネルギー光がこの光透過性絶縁膜１３を介して半導体薄膜１２に照射される。ちなみに、大気に曝さないようにして半導体薄膜１２および光透過性絶縁膜１３を絶縁基板上に連続成膜することによりエネルギー光による溶融再結晶化前に炭素が半導体薄膜１２に混入することを確実に防止できる。この連続成膜は、かならずしも真空一貫プロセスに限定するものではなく、窒素トンネルを用いた搬送や、同一反応室による連続成膜も含むものである。
　【００５０】
　次に、本発明の他の実施形態に係るコプラナ型ポリシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）について説明する。この薄膜トランジスタは図４に示す前実施形態の製造工程を図２４に示す製造工程に変更することにより形成されるものである。このため、前実施形態と同様部分を同一参照符号で表し、重複する説明を省略する。」
「【００５３】
　図２５に示すように、複数のシリコン結晶粒１２Ａは位相シフタＰＳの段差に沿った軸ＣＬに対して対称となるように規則的に並び、それぞれ無数にある小粒径のシリコン結晶粒Ｂである多結晶シリコンまたは非晶質シリコンに囲まれた状態の多結晶シリコン膜となる。
ここで、各結晶粒１２Ｂは図２６に示すように配置されるポリシリコン薄膜トランジスタの活性層を収容可能な５〜１０μｍ程度の大粒径となる。この活性層が結晶粒１２Ａの範囲内に配置される場合、ポリシリコン薄膜トランジスタの電気特性をさらに向上させることができる。
　【００５４】
　図２７は半導体薄膜１２中の炭素濃度と横方向成長の距離との関係を示す。この関係は、エキシマレーザが軸ＣＬを基準とした位置に対して図２８に示すような相対強度分布となる場合に得られた結果である。
図２７から明らかなように、炭素濃度が多いほど横方向成長距離が小さいことがわかる。これは、横方向成長する過程において炭素濃度が多いほど新たな結晶核を発生させるため、その地点まで横方向成長が到達するよりも早い時間であらたな成長が起こり、これが横方向成長の伸びを阻害するためであると考えられる。
　【００５５】
　
本実施形態では、エネルギー光を上述のように位相シフタＰＳを介して半導体薄膜１２に照射されることにより、シリコン結晶粒１２Ａが規則的に横方向に成長する。この場合には、この半導体薄膜１２においてシリコン結晶粒１２Ａの横方向成長距離を増加させるという極めて大きな効果を得ることができる。
　この点について、請求人は、平成２２年１０月１日に提出された審判請求書において、
「（３） Ｂ． ａ．  ▲７▼本審判請求書と同日付けで提出した手続補正書の請求項２の「…前記光透過性絶縁膜を介して前記非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって５μｍ以上横方向に成長した積層欠陥の無い結晶粒を形成する工程と、…」の補正事項は、本願の出願当初の明細書の段落番号【０００９】【００１２】に基づくものであります。」と主張している。
　ここで、出願当初の明細書には、
「【０００９】
　このような理由から、半導体薄膜の結晶性を単結晶に近づける研究が盛んに行われている。このような研究の一方で、シリコン半導体薄膜中の炭素濃度が結晶シリコンデバイスにおいては重要であり、Ｓｉ中の炭素原子により生成される積層欠陥により結晶Ｓｉの電気特性が悪くなることが報告されている（例えば、非特許文献２を参照）。・・・
　【００１０】
　・・・　
　　【非特許文献２】応用物理　第４９巻第１号 p.90-p.96
　・・・」と記載されているが、上記【非特許文献２】には、
「1．　はじめに
　シリコン結晶は無転位のきわめて良質な単結晶である．しかし，これに熱処理を加えるとさまざまな微小欠陥が発生する．LSI(大規模集積回路)等のシリコン素子はこの結晶から切り出したウエーハを用いて作られるが，この素子作成プロセスでは必ず熱処理を伴う．したがって，この熱誘起徽小欠陥の問題は工業的に非常に重要である．また，物理的にも種々の興味深い問題を含んでいる．」（第９０頁左欄第１〜９行）
「さて，CZ結晶の熱誘起欠陥は基本的には過剰酸素の析出の問題である．熱処理によって発生する微小な転位ループや積層欠陥も酸素の析出物によって誘発される．」（第９０頁右欄第１〜４行）
「もう一方の残留不純物である炭素の熱誘起欠陥に及ぼす影響を調べた．その結果，後に述べるように，炭素原子が酸素析出物の核になっている可能性が高いこと，および，析出物の元になる潜在欠陥が育成したままの状態で結晶内に存在しているらしいことなどを明らかにした．」（第９０頁右欄第１３〜１８行）
「3．　結果と考察
　3．1　熱誘起欠陥の正体
　CZ結晶に比較的長時間の熱処理を加えると，微小な析出物，転位，積層欠陥等の微小欠陥が発生する．」（第９１頁右欄第２８〜３１行）
「代表例として，800℃，64時間熱処理した後のTEM写真をFig．2に示した．Fig．2(a)，(b)および(c)にはそれぞれ結晶中の炭素濃度が高い場合(1017cm-3以上)，比較的高い場合(1016〜1017cm-3以上)，および低い場合(2×1O16cm-3以下)の結果を示した．(a)の場合にはサイズが小さくて高密度(〜5×1014cm-3)の析出物とサイズの大きい転位対(細長いループ，密度〜5×1010cm-3)．(b)の場合には比較的大きい析出物(密度〜2×1012cm-3)のみ，(c)の場合には低密度(〜2×1011cm-3)の大きい析出物のみが観察される．われわれは(a)，(b)，(c)に示したウエーハをそれぞれタイプ1，III，IIのウエーハと呼んでいる．高密度の析出物が発生したときにのみ転位対が誘起されているが，これは析出物の発生に伴って余剰の格子間シリコンが誘発されるからである．」（第９２頁左欄第６〜２０行）と記載されているように、ＣＺ結晶から切り出したウェーハに長時間熱を加えたときに、結晶に含まれる炭素が、微小な析出物、転位、積層欠陥などの熱誘起欠陥の発生に影響を与えることが記載されているのみであり、この記載をもって、本願明細書の実施の形態に記載されたような、絶縁基板上に下地絶縁膜を介して形成された非晶質の半導体薄膜を溶融再結晶化する際に、半導体膜中への炭素の混入を防止することにより、積層欠陥のない結晶粒を形成することができるということまでも自明であるとはいえない。
　したがって、補正事項ｄのうち、補正前の請求項４に係る発明における発明特定事項である「結晶粒」について、「積層欠陥の無い」という事項を付加する補正は、当初明細書等のすべての記載を総合することにより導かれる技術的事項との関係において、新たな技術的事項を導入するものであり、当初明細書等に記載された事項の範囲内においてしたものとはいえない。
　
（３−５）新規事項追加の有無及び補正の目的の適否についてのまとめ
　以上、検討したとおり、本件補正のうちの補正事項ｄは、特許法第１７条の２第３項に規定する要件を満たしていないから、本件補正は、同法同条同項に規定する要件を満たしていない。
　
（４）独立特許要件について
（４−１）検討の前提
　上記（３）において検討したとおり、本件補正は特許法第１７条の２第３項に規定する要件を満たしていないが、仮に、補正前の請求項４に係る発明における発明特定事項である「結晶粒」について、「積層欠陥の無い」という事項を付加する補正が、上記非特許文献２の記載及び当業者の技術常識から自明であったとして、本件補正が当該要件を満たすものであるとした場合には、上記（３−１）ないし（３−４）において検討したとおり、本件補正は、特許法第１７条の２第４項第２号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものを含むものであるから、本件補正が、平成１８年法律第５５号改正附則第３条第１項によりなお従前の例によるとされる同法による改正前の特許法第１７条の２第５項において準用する同法第１２６条第５項の規定に適合するか否かについて、一応検討する。
　
（４−２）補正後の請求項１に係る発明
　本件補正による補正後の請求項１及び２に係る発明は、本件補正により補正された明細書、特許請求の範囲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及び２に記載されている事項により特定されるとおりのものであって、そのうちの補正後の請求項１に係る発明（以下「補正後の発明」という。）は、その特許請求の範囲の請求項１に記載されている事項により特定される上記２．（１）の補正後の請求項１として記載したとおりのものである。
　
（４−３）引用刊行物
（４−３−１）原査定の拒絶の理由に引用され、本願の出願前である平成１２年５月１２日に日本国内で頒布された刊行物である特開２０００−１３３５９０号公報（以下「引用刊行物１」という。）には、図１ないし７とともに、以下の事項が記載されている。
　
「【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁ゲート型トランジスタ等の半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置の構造およびその作製方法に関するものである。特に、絶縁表面上に結晶性半導体膜を形成する技術に関する。」
「【００１１】本発明の目的は、従来の多結晶シリコンの欠点を解消し、半導体薄膜を活性層に用いた半導体素子の電気特性を向上し、さらに大気中の不純物（ボロン、ナトリウム、酸素、窒素、炭素など）による活性層表面の汚染を防止し、信頼性の高い半導体素子を製造するための技術を提供することにある。」
「【００１６】
【発明の実施の形態】　以下、図１を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１７】基板１００を用意する。基板１００にはガラス基板、石英基板、セラミック基板等の絶縁性基板、単結晶シリコン基板、更にステンレス基板、Ｃｕ基板、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ等の高融点金属材料又はこれら合金系（例えば、窒素系合金）でなる導電性基板を用いることができる。
【００１８】基板１００表面には絶縁表面を有する下地膜１１０を形成する。
ガラスや石英基板のように絶縁表面を有する基板１００を用いた場合には、下地膜１１０は形成しなくとも良いが、下地膜１１０には半導体素子内に基板から不純物が拡散するのを防ぐ機能や、基板１００上に形成される半導体膜や金属膜の密着性を高める機能を有する。
「【００３９】
本発明では、表面に絶縁膜１７０が接した状態で半導体１５０をアニールしているため、アニールの雰囲気が大気雰囲気であっても、汚染物質、主に酸素、窒素、炭素、ボロンが半導体膜１５０に混入するのが防止でき、結晶化が基板ごとにばらつくことが防止される。
「【００６３】以下、図１〜図４を用いて、図５〜図７に示したアクティブマトリクス基板の作製工程を説明する。図１〜図４の各断面図は図５の断面図に対応し、右側に画素マトリクス回路の断面図を示し、左側にＣＭＯＳ回路の断面図を示す。
【００６４】
ガラス基板１００を用意する。
基板１００表面に下地膜１１０として、ＰＥＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ
2
 を原料に酸化シリコン膜を厚さ２００ｎｍ成膜する。
【００６５】
下地膜１１０上にＰＥＣＶＤ法によりＣＶＤシリコン膜１５０を成膜する。ＣＶＤシリコン膜１５０表面を大気雰囲気にさらさないようにして、酸化シリコンでなる絶縁膜１７０を成膜する。
【００６６】ＣＶＤシリコン膜１５０の成膜条件は、ＳｉＨ4 流量を２ｓｃｃｍ、Ｈ2 流量を２００ｓｃｃｍとし、成膜時の圧力１３３Ｐａに保ち、ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力密度１２０ｍＷ／ｃｍ2 、基板温度３００℃とした。
成膜されたＣＶＤシリコン膜１５０は、非晶質成分と結晶成分とが混在した半導体薄膜であり、結晶粒と結晶粒の間に非晶質部分が存在している結晶構造となっている。
【００６７】図８は、ＣＶＤシリコン膜を成膜するためのＣＶＤ装置の概略の構成図である。図８（Ａ）は上面図であり、図８（Ｂ）は鎖線Ａ−Ａ'による断面図である。
【００６８】図８において、４００は処理基板、４０１は共通室である。ゲート弁３１１〜３１６により気密性を保持して、ロードロック室４０２、４０３、ＣＶＤ室４０４〜４０６、加熱室４０７がそれぞれ共通室４０１に連結されている。また、各室４０１〜４０７には、減圧状態にするための排気系や、雰囲気を制御用のガスや反応ガスを供給するためのガス供給系が接続されている。
【００６９】共通室４０１には処理基板４００を移動するためのロボットアーム４１０が設けられている。ロボットアーム３１０は矢印で示すように３次元的に移動自在とされている。
【００７０】ロードロック室４０２、４０３は処理基板４００を装置外部に搬入・搬出するためのカセットが配置されている。
【００７１】各ＣＶＤ室４０４〜４０６はほぼ同じ構成を有する。接地電位に接続された上部電極４４１と、ＲＦ電源４４３に接続された上部電極３４２を有する平行平板型のＰＥＣＶＤ装置とする。もちろんＰＥＣＶＤ装置の型は平行平板型に限定されるものではなく、ＥＣＲ型や容量結合型等、他の構成でもよい。
【００７２】加熱室４０７には、処理基板４００を設置するための基板ホルダー４５１、処理基板４００を加熱するための加熱ランプ４５２、４５３が設けられている。
【００７３】本実施例では、下地膜の成膜及び加熱処理、ＣＶＤシリコン膜１５０の成膜、絶縁膜１７０の成膜を図８に示すＣＶＤ装置を用いる。
【００７４】まず、ガラス基板１００をＣＶＤ室４０４へ移動し、ＴＥＯＳとＯ2 を反応ガスに用い、基板温度４００℃にして、酸化シリコンでなる下地膜１１０を成膜する。次に、ロボットアーム４１０により基板１００を加熱室４０７に移動し、上述した条件で加熱処理する。次に、ロボットアーム４１０により基板をＣＶＤ室４０５に移動して、上述した条件でＣＶＤシリコン膜１５０を成膜する。次にロボットアーム４１０により基板をＣＶＤ室４０６に移動して、ＳｉＨ4 とＯ2を反応ガスに用い、基板温度４００℃で厚さ２０ｎｍの酸化シリコンでなる絶縁膜１７０を成膜する。成膜済みの基板１００をロードロック室４０１又は４０２へ移動して、装置から搬出する。
【００７５】
本実施例では下地膜１１０、ＣＶＤシリコン膜１５０、絶縁膜１７０の表面を大気にさらすことなく、各膜を成膜したため、下地膜１１０とＣＶＤシリコン膜１５０の界面、及びＣＶＤシリコン膜１５０と絶縁膜１７０の界面が汚染されたり、酸化されたりすることが防げる。
【００７６】
次に、絶縁膜１７０が表面に接した状態でＣＶＤシリコン膜１５０をアニールして、レーザアニールシリコン膜（結晶性シリコン膜）１５１を形成する。本実施例では、ＣＶＤシリコン膜１５０をレーザアニールする。
【００７７】
レーザ光を照射することにより、ＣＶＤシリコン膜１５０の非晶質成分が結晶化されると同時に、結晶粒が成長し、結晶性が向上されたレーザアニールシリコン膜（結晶性シリコン膜）１５１が形成される
【００７８】同じフォトレジストマスクを用いて、絶縁膜１７０とレーザアニールシリコン膜１５１をパターニングする。所望の形状（図６参照）を有する絶縁膜２２１、３２１、３２２、活性層２１０、３００、３１０を形成する。（図１（Ｃ））
【００７９】
なお、結晶化工程後、しきい値制御をするために、チャネル形成領域となる領域に不純物を添加する工程を加えてもよい。
　
　そうすると、引用刊行物１には、以下の発明（以下「刊行物発明」という。）が記載されているものと認められる。
　
「ガラス基板１００表面に下地膜１１０として、酸化シリコン膜を成膜し、
　前記下地膜１１０上に、非晶質成分と結晶成分とが混在した半導体薄膜であり、結晶粒と結晶粒の間に非晶質部分が存在している結晶構造となっているＣＶＤシリコン膜１５０を成膜し、
　前記ＣＶＤシリコン膜１５０表面を大気雰囲気にさらさないようにして、酸化シリコンでなる絶縁膜１７０を成膜し、
　前記絶縁膜１７０が表面に接した状態で、前記ＣＶＤシリコン膜１５０にレーザ光を照射することによりアニールし、ＣＶＤシリコン膜１５０の非晶質成分が結晶化されると同時に、結晶粒が成長し、結晶性が向上されたレーザアニールシリコン膜（結晶性シリコン膜）１５１を形成する、
結晶化工程であって、
　前記下地膜１１０は、ガラス基板１００から不純物が拡散するのを防ぐ機能を有し、
　表面に絶縁膜１７０が接した状態でＣＶＤシリコン膜１５０をアニールしているため、アニールの雰囲気が大気雰囲気であっても、炭素がＣＶＤシリコン膜１５０に混入するのが防止できる、
結晶化工程。」
　
（４−３−２）原査定の拒絶の理由に引用され、本願の出願前である平成１２年１１月２日に日本国内で頒布された刊行物である特開２０００−３０６８５９号公報（以下「引用刊行物２」という。）には、図１、８及び９とともに、以下の事項が記載されている。　
　
「【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体薄膜の結晶化方法及びその実施に使うレーザ照射装置に関する。又、上記方法及び装置を利用して作成された薄膜トランジスタ並びに表示装置に関する。」
「【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の低温プロセスでは、基板上に非晶質シリコンを成膜した後、長尺状若しくは線状に整形したエキシマレーザビームあるいは電子ビームを走査して基板表面を照射し、非晶質シリコンを多結晶シリコンに転換する。あるいは、大面積の矩形状に整形されたエキシマレーザビームを基板に一括照射して非晶質シリコンを多結晶シリコンに転換する。レーザビームや電子ビームなどの高エネルギービームを照射することにより、非晶質シリコンは基板にダメージを与えることなく急激に加熱され溶融状態となる。この後冷却過程でシリコンの結晶化が起こり、ある程度の粒径を有する多結晶の集合が得られる。しかし、従来用いていたエネルギービームのパルス継続時間は２０ｎｓないし２００ｎｓと非常に短い。この為、非晶質シリコンが溶融して再凝固するまでの時間も極めて短い為、溶融状態のシリコンは実際には急冷されて多結晶シリコンとなる。溶融シリコンが急冷される過程で結晶核の発生密度が高くなる。この結果、得られる多結晶シリコンの結晶粒径が小さくなる。粒径の小さい多結晶シリコンを活性層として作成した薄膜トランジスタは移動度が小さく、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタで高々８０ｃｍ2 ／Ｖｓ程度である。」
「【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明は以上の問題点を解決するもので、その目的は単純な工程で単結晶シリコンに近い結晶性を持つシリコン薄膜を大面積にスループット高く形成する方法を提供することにある。かかる目的を達成する為に、以下の手段を講じた。即ち、本発明は、予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して結晶化する半導体薄膜の結晶化方法であって、基板の表面を領域分割して複数の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して一の分割領域を一括して照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する準備工程と、該照射領域に周期的な明暗のパタンを投影可能な様にレーザ光の強度を光学変調して一の分割領域を照射し、更に少なくとも一回該明暗のパタンが重複しない様に照射領域をずらして同一の分割領域を再度照射する結晶化工程と、レーザ光の照射領域を次の分割領域に移して該結晶化工程を繰り返す走査工程とを行なう事を特徴とする。好ましくは、前記結晶化工程は、明暗のパタンに応じた温度勾配を利用して結晶化の方向を制御すると共に、一回の照射で結晶化する範囲以内で該照射領域をずらして再度照射を行なう事を特徴とする。又好ましくは、基板を２００℃以上に加熱した状態で該結晶化工程を行なう事を特徴とする。」
「【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る結晶化方法の一例を模式的に表した斜視図である。
本発明にかかる結晶化方法は、予めガラスなどからなる基板０に成膜された半導体薄膜４にレーザ光５０を照射して結晶化するものであり、レーザ照射により一旦溶融したシリコンなどの半導体は冷却過程で結晶化する。
「【００３０】ここで、本発明にかかるレーザ照射装置の他の実施例を図８に示す。
図８において、５１は大出力エキシマレーザ光源、５２は矩形状ビーム整形スリット、５３はビームホモジナイザ、５４は集光レンズ、５５ａは位相シフトマスク、５７はミラーである。処理対象となる基板０には予め半導体薄膜４が成膜されている。
【００３１】ここで図９の説明に入る前に、位相シフトマスクの原理について説明する。
位相シフトマスクは図１０に示すようにたとえぱ石英基材に段差をつけ、段差の境界でレーザ光５０の回折と干渉をおこさせ、レーザ光強度に周期的な空間分布を付与するものである。図１０では段差部ｘ＝０を境界として左右で１８０°の位相差を付けた場合を示している
１８０°の位相をつけた位相シフトマスク５５ａを通過したレーザ光５０の強度は、図１０に示すように周期的強弱のパタンを示す。
【００３２】この段差そのものを繰り返し周期的に形成したマスクが図１１に示すような周期的位相シフトマスク５５ａである。図１１では位相シフトパタンの幅とパタン間距離はともに３μｍである。シリコンからなる半導体薄膜４と位相シフトマスク５５ａの距離をｄとすると、ｄが大きくなるほど回折の影響が大きくなり、レーザ光強度の変調周期は長くなる。ｄの値は０．０５〜３．０ｍｍ程度が望ましい。位相差は必ずしも１８０°である必要はなく、レーザ光に強弱を実現できる位相差であればよい。レーザ光は波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ光で、１ショットのパルス継続時間は２０〜２００ｎｓである。
上記条件で位相シフトマスク５５ａを、レーザ光源とガラス基板０上の非晶質シリコンからなる半導体薄膜４との間に挿入し、パルスレーザ光を照射すると、周期的位相シフトマスク５５ａを通過したレーザ光は段差部で回折と干渉を起こし、周期的に強弱がつく。レーザ光が強い部位では半導体薄膜４は完全に溶融し、レーザ光が弱い部位との間で温度勾配が生ずる。この状態では完全溶融シリコンの部位に横方向の結晶成長が進み、１ショットで片側約０．３〜３．５μｍほど横方向結晶成長する。
【００３３】本発明の方法による結晶成長の様子を模式的に示したものが図９である。
図９（ａ）では強い光が照射されている明部のシリコン薄膜のみが溶融し、同時に弱い光が照射している暗部から溶融部分に向かい横方向結晶成長が進む。
　
（４−４）対比
（４−４−１）刊行物発明の「ガラス基板１００」及び「下地膜１１０として」の「酸化シリコン膜」は、各々補正後の発明の「支持基板」及び「下地絶縁膜」に相当するから、刊行物発明の「ガラス基板１００表面に下地膜１１０として、酸化シリコン膜を成膜」することは、補正後の発明の「支持基板上に下地絶縁膜を形成する工程」に相当する。
　
（４−４−２）刊行物発明の「非晶質成分と結晶成分とが混在した半導体薄膜であり、結晶粒と結晶粒の間に非晶質部分が存在している結晶構造となっているＣＶＤシリコン膜１５０」は、補正後の発明の「非単結晶の半導体薄膜」に相当するから、刊行物発明の「下地膜１１０上に、非晶質成分と結晶成分とが混在した半導体薄膜であり、結晶粒と結晶粒の間に非晶質部分が存在している結晶構造となっているＣＶＤシリコン膜１５０を成膜」することは、補正後の発明の「下地絶縁膜上に非単結晶の半導体薄膜を形成する工程」に相当する。
　
（４−４−３）刊行物発明の「酸化シリコンでなる絶縁膜１７０」は、補正後の発明の「光透過性絶縁膜」に相当するから、刊行物発明の「ＣＶＤシリコン膜１５０表面を大気雰囲気にさらさないようにして、酸化シリコンでなる絶縁膜１７０を成膜」することは、補正後の発明の「非単結晶の半導体薄膜上に光透過性絶縁膜を形成する工程」に相当する。
　
（４−４−４）刊行物発明の「絶縁膜１７０が表面に接した状態で、」「ＣＶＤシリコン膜１５０にレーザ光を照射することにより、ＣＶＤシリコン膜１５０の非晶質成分が結晶化されると同時に、結晶粒が成長し、結晶性が向上されたレーザアニールシリコン膜（結晶性シリコン膜）１５１を形成する」ことと、補正後の発明の「光透過性絶縁膜を介して」「非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって結晶を横方向に成長させる工程」は、「光透過性絶縁膜を介して」「非単結晶の半導体薄膜に」「レーザ光を照射することにより」「結晶を」「成長させる工程」という点で共通する。
　
（４−４−５）刊行物発明の「結晶化工程」は、補正後の発明の「結晶化方法」に相当する。
　
（４−４−６）
　刊行物発明の「下地膜１１０にはガラス基板１００から不純物が拡散するのを防ぐ機能を有」する点において、引用刊行物１の「不純物」は、【００１１】によれば、「ボロン、ナトリウム、酸素、窒素、炭素など」を意味するから、当該「不純物」には、炭素が含まれることは明らかである。そして、当該「下地膜１１０」は、「ＣＶＤシリコン膜１５０にレーザ光を照射することによりアニールし、」「レーザアニールシリコン膜（結晶性シリコン膜）１５１を形成する」際に、「ガラス基板１００から不純物が拡散するのを防ぐ」機能を有することは明らかである。
　そうすると、刊行物発明の「下地膜１１０には基板から不純物が拡散するのを防ぐ機能を有し、表面に絶縁膜１７０が接した状態でＣＶＤシリコン膜１５０をアニールしているため、アニールの雰囲気が大気雰囲気であっても、炭素が半導体膜１５０に混入するのが防止できる」ことは、補正後の発明の「下地絶縁膜および」「光透過性絶縁膜は結晶化処理時に」「非単結晶の半導体薄膜への炭素の混入を防止するものであ」ることに相当する。
　
（４−４−７）そうすると、補正後の発明と刊行物発明とは、
「支持基板上に下地絶縁膜を形成する工程と、
　前記下地絶縁膜上に非単結晶の半導体薄膜を形成する工程と、
　前記非単結晶の半導体薄膜上に光透過性絶縁膜を形成する工程と、
　光透過性絶縁膜を介して、非単結晶の半導体薄膜にレーザ光を照射することにより、結晶を成長させる工程と、
を有する結晶化方法であって、
　前記下地絶縁膜および前記光透過性絶縁膜は結晶化処理時に前記非単結晶の半導体薄膜への炭素の混入を防止するものである、
ことを特徴とする結晶化方法。」である点で一致し、次の４点で相違する。
　
（相違点１）
　補正後の発明では、「光透過性絶縁膜を介して」「非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって結晶を横方向に成長させる工程」を有するのに対し、刊行物発明において、「照射する」「レーザ光」は、強度分布を有するものではなく、また、「結晶粒」を横方向に成長させるものでない点。
　
(相違点２）
　補正後の発明では、「レーザ光照射前の」「下地絶縁膜の炭素濃度は」「基板の表面の炭素濃度よりも低い炭素濃度に設定されるものであ」るのに対し、刊行物発明では、「下地膜１１０」と「ガラス基板１００」における炭素濃度の大小関係について、特定されていない点。
　
（相違点３）
　補正後の発明では、「レーザ光照射前の」「非単結晶の半導体薄膜の膜中、上面側、下面側の炭素の濃度は」「横方向成長距離を顕著に成長させるために３×１０１７原子／ｃｍ３を超えない範囲として」「結晶成長時における新たな結晶核の発生を抑え」るのに対し、刊行物発明では、そのような特定がなされていない点。
　
（相違点４）
　補正後の発明では、「非単結晶の半導体薄膜には５μｍ以上横方向に成長した積層欠陥の無い結晶粒を形成する」のに対し、刊行物発明では、そのような特定がなされていない点。
　
（４−５）判断
（４−５−１）相違点１について
　引用刊行物２には、「ガラスなどからなる基板に成膜された非晶質シリコンからなる半導体薄膜にレーザ光を照射し、一旦溶融した前記半導体薄膜を冷却過程で結晶化する半導体薄膜の結晶化方法において、レーザ光源とガラス基板上の非晶質シリコンからなる半導体薄膜との間に位相シフトマスクを挿入し、照射したレーザ光に周期的に強弱をつけることにより、レーザ光が強い部位とレーザ光が弱い部位との間で温度勾配を生じさせ、レーザ光が強い部位で完全に溶融したシリコンの部位に横方向結晶成長させる半導体薄膜の結晶化方法」が記載されている。そして、レーザ光を照射して一旦溶融した半導体薄膜は、冷却過程において、基板の放熱作用により、基板に接した半導体薄膜下面から冷却されることは、当業者にとって技術常識ともいえることである。
　また、引用刊行物２に記載の方法は、「基板上に非晶質シリコンを成膜した後、長尺状若しくは線状に整形したエキシマレーザビームあるいは電子ビームを走査して基板表面を照射し、非晶質シリコンを多結晶シリコンに転換する」といった従来の低温プロセスにおける問題点を解決するもので、単純な工程で単結晶シリコンに近い結晶性を持つシリコン薄膜を大面積にスループット高く形成する方法を提供することを目的とするものであるから、引用刊行物２における従来技術に相当する刊行物発明のレーザ光照射方法に換えて、引用刊行物２に記載された結晶化方法を適用することは、当業者が直ちに想到し得ることである。
　したがって、刊行物発明の「ＣＶＤシリコン膜１５０にレーザ光を照射することによりアニールし、ＣＶＤシリコン膜１５０の非晶質成分が結晶化されると同時に、結晶粒が成長し、結晶性が向上されたレーザアニールシリコン膜（結晶性シリコン膜）１５１を形成する」ことに換えて、引用刊行物２に記載された半導体薄膜の結晶化方法におけるレーザ光の照射方法を適用することにより、補正後の発明のように、「光透過性絶縁膜を介して」「非単結晶の半導体薄膜に強度分布を有するレーザ光を照射することにより照射領域の前記非単結晶の半導体薄膜に温度勾配を形成し、溶融再結晶化する際低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって結晶を横方向に成長させる工程」とすることは、当業者が容易になし得たことである。
　よって、上記相違点１は、当業者が容易になし得た範囲に含まれる程度のものである。
  
（４−５−２）相違点２について
　上記（４−４−６）でも述べたように、刊行物発明の「下地膜１１０にはガラス基板１００から不純物が拡散するのを防ぐ機能を有」する点において、当該「不純物」には、炭素が含まれることは明らかである。そして、当該「下地膜１１０」が、「ガラス基板１００から不純物が拡散するのを防ぐ」機能を有するものである以上、レーザ光照射により「ガラス基板１００」から「下地膜１１０」へ不純物が拡散する前の状態、すなわちレーザ光照射前の「下地膜１１０」の不純物濃度を、「ガラス基板１００」の不純物濃度よりも低い値に設定することは、当業者であれば、当然考慮することである。
　そうすると、刊行物発明において、そのような点を考慮して、補正後の発明のように、「レーザ光照射前の」「下地絶縁膜の炭素濃度は」「基板の表面の炭素濃度よりも低い炭素濃度に設定される」構成とすることは、当業者が容易になし得たことである。
　よって、上記相違点２は、当業者が容易になし得た範囲に含まれる程度のものである。
　
（４−５−３）相違点３について
　非晶質半導体薄膜を用いた半導体薄膜の結晶化方法において、非晶質半導体薄膜に含有される炭素原子が結晶成長を妨げること、そのため、非晶質半導体薄膜に含有される炭素原子の濃度をできるだけ少なくすることが望ましいことは、以下の周知例１及び２に記載されているように、従来から周知の技術思想である。
　
(周知例１）特開２００１−１２６９８７号公報には、以下の事項が記載されている。
「【０００１】
 【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に薄膜素子を形成する際に使用される結晶性半導体膜の製造方法及びその製造方法において使用する結晶化装置に関し、特に液晶表示装置用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴという）の製造に好適な結晶性半導体膜の製造方法及び結晶化装置に関する。」
「【０００４】ガラス基板の歪点以下の温度でポリシリコン膜を形成するプロセスは低温ポリシリコンプロセスといわれ、現在、以下に示す方法が知られている。
（１）減圧ＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法によりガラス基板上にポリシリコンを堆積する方法。
（２）ＣＶＤ法によりガラス基板上にアモルファスシリコンを堆積し、その後電気炉等でアニールすることによりシリコン結晶を固相成長させて、ポリシリコン膜を形成する方法。
【０００５】
（３）ＣＶＤ法によりガラス基板上にアモルファスシリコンを堆積した後、エキシマレーザビームを照射してアモルファスシリコンを一旦溶融し、その後凝固させてポリシリコン膜を得る方法。
これらの低温ポリシリコンプロセスのうち、ポリシリコン膜の結晶性が最も良好なことから、液晶表示装置の薄膜トランジスタの製造には主に（３）のエキシマレーザを用いた方法が使用されている。エキシマレーザは、発振波長が３５０ｎｍ以下であり、紫外線領域付近に発振波長をもつ。一般的な低温ポリシリコンプロセスでは、波長が３０８ｎｍのエキシマレーザが使用されている。」
「【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、
上述した従来方法で形成したポリシリコン膜では、シリコン結晶の粒径が比較的小さく、ＴＦＴのトランジスタ特性の向上が十分ではない。以上から本発明の目的は、粒径が大きい結晶からなる結晶性半導体膜を比較的容易に形成することができて、従来方法に比べトランジスタ特性が優れたＴＦＴを製造できる結晶性半導体膜の製造方法及びその製造方法において使用する結晶化装置を提供することである。
「【００６５】なお、半透過ミラー４１を使用する代わりに、全反射ミラーと、当該ミラーを一定の周期で光路内に抜き差しする装置とを用いてもよい。この場合、光ディレイ装置４４が不要になり、装置を小型化することができる。
（第６の実施の形態）以下、本発明の第６の実施の形態について説明する。
【００６６】本願発明者らの実験では、
レーザ光の照射を行う前の膜自体に含まれる不純物も結晶粒径に強く影響することが判明している。
【００６７】（１）酸素、窒素及び炭素の含有量
まず、アモルファスシリコン膜中の酸素、窒素及び炭素と結晶粒径との関係について説明する。これらの不純物は、少ないほうが好ましいことは当然であるが、本発明では結晶化工程（第１の照射工程）に加えて光照射によるアニール工程（第２の照射工程）を実施するため、不純物の影響をより受けやすい。」
「【００７０】その結果、アモルファスシリコン膜中の窒素濃度が１０18atoms ／ｃｍ3 を超えると、結晶粒径がアンモニアガスを添加しないときの１／２以下になることが判明した。このことから、アモルファスシリコン膜中の窒素濃度は、１０18atoms ／ｃｍ3 以下とすることが好ましい。
次に、シランガスと水素ガスとを原料とし、この原料中に不純物としてメタンガスを添加して、ガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成した。
【００７１】その結果、
アモルファスシリコン膜中の炭素濃度が１０
19
atoms ／ｃｍ
3 
を超えると、結晶粒径がアンモニアガス（当審注：「メタンガス」の誤記と認められる。）を添加しないときの１／２以下になることが判明した。このことから、アモルファスシリコン膜中の炭素濃度は、１０
19
atoms ／ｃｍ
3 
以下とすることが好ましい。
　
(周知例２）特開２００１−３５７８８号公報には、図１とともに以下の事項が記載されている。
「【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は半導体薄膜を利用した半導体装置に関する技術であり、特に結晶性珪素膜を利用した薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）で構成する半導体装置及びその作製方法に関する。」
「【００４４】
【実施例】〔実施例１〕　本実施例では、本願発明を実施して基板上にＴＦＴを作製する工程について説明する。説明には図１を用いる。
【００４５】まず、基板１０１として石英基板を用意した。基板１０１としては耐熱性の高い材料を選択しなければならない。石英基板の代わりにシリコン基板、セラミックス基板、結晶化ガラス基板等の耐熱性の高い材料を用いることもできる。」
「【００４８】こうして絶縁表面を有する基板１０１が準備できたら、公知の結晶化技術を利用して３０nm厚の結晶性珪素膜１０２を形成した。本実施例では概略のみを説明する。
【００４９】まず本実施例では成膜ガスとしてジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を用いた減圧熱ＣＶＤ法により２０〜６０nm厚の非晶質珪素膜を形成した。この時、膜中に混入するＣ（炭素）、Ｎ（窒素）及びＯ（酸素）といった不純物の濃度を徹底的に管理することが重要である。これらの不純物が多く存在すると結晶化の進行が妨げられるからである。
【００５０】本出願人は炭素及び窒素の濃度が５×１０18 atoms/cm3以下（好ましくは１×１０18 atoms/cm3以下、さらに好ましくは５×１０17 atoms/cm3以下、さらに好ましくは２×１０17 atoms/cm3以下）、酸素の濃度が１．５×１０19 atoms/cm3以下（好ましくは５×１０18 atoms/cm3以下、さらに好ましくは１×１０18 atoms/cm3以下）となる様に不純物濃度を管理した。また、金属元素は１×１０17 atoms/cm3以下となる様に管理した。成膜段階でこの様な濃度管理をしておけば、外部汚染さえ防げばＴＦＴ作製工程中に不純物濃度が増加する様なことはない。」
　
　そして、本願明細書の【００５４】段落には、「図２７から明らかなように、炭素濃度が多いほど横方向成長距離が小さいことが分かる。」と記載されているものの、「非単結晶の半導体薄膜の膜中、上面側、下面側の炭素の濃度」を「３×１０１７原子／ｃｍ３を超えない範囲」することについては、何ら記載されていないので、このような数値に臨界的意義を認めることはできず、「非単結晶の半導体薄膜の膜中、上面側、下面側の炭素の濃度」をどの程度にするかということは、結晶化法によって形成される半導体薄膜において必要とされる結晶粒の大きさに応じて、当業者が適宜設定し得る、単なる設計的事項に過ぎない。また、「３×１０１７原子／ｃｍ３を超えない範囲」という値も、上記周知例２に記載されているように、通常とりうる程度の値である。
　そうすると、刊行物発明の「ＣＶＤシリコン膜１５０」に対して、周知の技術思想を勘案し、当該「ＣＶＤシリコン膜１５０」に含有される炭素濃度を適宜定めることにより、補正後の発明のように、「レーザ光照射前の」「非単結晶の半導体薄膜の膜中、上面側、下面側の炭素の濃度は」「横方向成長距離を顕著に成長させるために３×１０１７原子／ｃｍ３を超えない範囲として」「結晶成長時における新たな結晶核の発生を抑え」る構成とすることは、当業者が容易になし得たことである。
　よって、上記相違点３は、当業者が容易になし得た範囲に含まれる程度のものである。
　
（４−５−４）相違点４について
　結晶化法によって形成される半導体薄膜における結晶粒の大きさをできるだけ大きくすることが望ましいことは、上記周知例１及び２に記載されているように、従来から周知の技術思想である。そして、結晶粒の大きさをどの程度にするかということは、半導体デバイスに要求される特性に応じて、当業者が適宜設定し得る、単なる設計的事項に過ぎない。
　また、上記（３−４）、（４−１）において述べたように、仮に、「絶縁基板上に下地絶縁膜を介して形成された非晶質の半導体薄膜を溶融再結晶化する際に、半導体膜中への炭素の混入を防止することにより、積層欠陥のない結晶粒を形成することができる」ことが、上記非特許文献２に記載されているように自明であるならば、上記（４−５−３）で述べたように、刊行物発明の「ＣＶＤシリコン膜１５０」に含有される炭素濃度を「３×１０１７原子／ｃｍ３を超えない範囲とし」た場合に、形成された「レーザアニールシリコン膜（結晶性シリコン膜）１５１」には、積層欠陥の無い結晶粒が形成されているのも自明であるといえる。
　そうすると、刊行物発明において、上記周知の技術思想を勘案することにより、補正後の発明のように、「非単結晶の半導体薄膜には５μｍ以上横方向に成長した積層欠陥の無い結晶粒を形成する」構成とすることは、当業者が容易になし得たことである。
　よって、上記相違点４は、当業者が容易になし得た範囲に含まれる程度のものである。
　
（４−６）独立特許要件についてのまとめ
　以上検討したとおり、補正後の発明と刊行物発明との相違点は、引用刊行物２に記載された事項及び周知技術を勘案することにより、当業者が、容易に想到し得た範囲に含まれる程度のものにすぎず、補正後の発明は、引用刊行物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、特許出願の際、独立して特許を受けることができない。
　
（５）補正の却下についてのむすび
　本件補正は、特許法第１７条の２第３項に規定する要件を満たさないものであり、また、仮に、そのような違反がなく、本件補正が特許法第１７条の２第４項第２号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当するとした場合においても、本件補正は、特許法第１７条の２第５項において準用する同法第１２６条第５項の規定に適合しないものである。
　したがって、本件補正は、特許法第１５９条第１項において読み替えて準用する同法第５３条第１項の規定により却下すべきものである。
　
３．本願発明
　平成２２年１０月１日になされた手続補正は上記のとおり却下されたので、本願の請求項１ないし８に係る発明は、平成２２年１月１８日になされた手続補正により補正された明細書、特許請求の範囲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ないし８に記載されている事項により特定されるとおりのものであって、そのうちの請求項４に係る発明（以下「本願発明」という。）は、その特許請求の範囲の請求項４に記載されている事項により特定される上記２．（１）の補正前の請求項４として記載したとおりのものである。
　
４．刊行物に記載された発明
　これに対して、原査定の拒絶の理由に引用された刊行物には、上記２．（４−３−１）及び（４−３−２）に記載したとおりの事項及び発明が記載されているものと認められる。
　
 ５．判断
　上記２．（３）において検討したとおり、補正後の請求項１は、補正前の請求項４に係る発明の発明特定事項である「低温部分から高温部分に向かって横方向に成長させる工程」について、「低温部分で主に前記非単結晶の半導体薄膜の下面から高温部分に向かって結晶を横方向に成長させる工程」と、
「下地絶縁膜」について、「レーザ光照射前の」「下地絶縁膜の炭素濃度は」「基板の表面の炭素濃度よりも低い炭素濃度に設定されるものであり、」と、
「非単結晶の半導体薄膜」、「炭素の濃度」及び「３×１０１７原子/ｃｍ３を超えない範囲として」について、各々「レーザ光照射前の」、「膜中、上面側、下面側の」及び「横方向成長距離を顕著に成長させるために」と、
「結晶粒」について、「積層欠陥の無い」と限定的に減縮した発明である。逆に言えば本件補正前の請求項４に係る発明（本願発明）は，補正後の発明から上記の限定事項をなくしたものである。
　そうすると、上記２．（４）において検討したように、補正後の発明が，引用刊行物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、本願発明も、当然に、引用刊行物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といえる。
　したがって、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。
　
６．むすび
　以上のとおりであるから、本願は、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、拒絶をすべきものである。
　よって、結論のとおり審決する。