2021-010248

特願２０１９－ ８４２０６「半導体ウェーハの分析方法，半導体ウェーハ製造工程評価方法および半導体ウェーハの製造方法」拒絶査定不服審判事件〔令和 ２年１１月 ５日出願公開，特開２０２０－１８１８９７，請求項の数（１２）〕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３１年４月２５日の出願であって，その手続の経緯は以下のとおりである。 令和２年１月３１日付け ：拒絶理由通知書 令和２年４月７日 ：意見書の提出 令和２年９月１１日付け ：拒絶理由通知書 令和２年１１月１２日 ：意見書の提出 令和３年４月２８日付け ：拒絶査定 令和３年８月２日 ：審判請求書，手続補正書の提出 第２ 原査定の概要 原査定（令和３年４月２８日付け拒絶査定）の概要は，本願の請求項１～１２に係る発明は，本願出願前に日本国内又は外国において，頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった以下の引用例１に記載された発明及び引用例２～４に記載された技術的事項に基づいて，その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者（以下，「当業者」という。）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項の規定により特許を受けることができない，というものである。 引用例一覧 １．特開２００３－１４２５４１号公報 ２．特開２０１０－１５３４５５号公報 ３．特開２０１７－１１６２９３号公報 ４．特開平１１－３４０２９１号公報 第３ 本願発明 本願の請求項１～１２に係る発明（以下，それぞれ「本願発明１」～「本願発明１２」という。）は，令和３年８月２日提出の手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項１～１２に記載された事項により特定される発明であり，そのうちの本願発明１は以下のとおりの発明である。 「半導体ウェーハの表面を観察して該表面上の分析対象の異物を決定すること， 前記異物の近傍にマーキングを形成すること， 前記マーキングの形成後に半導体ウェーハから前記分析対象の異物および前記マーキングを含む試料片を切り出すこと，ならびに， マーキング検出用顕微鏡を搭載したＡＦＭ－ＩＲ装置により，前記試料片を分析すること， を含み， 前記試料片の分析は， 前記マーキング検出用顕微鏡により前記マーキングを検出すること， 検出されたマーキングの周囲でＡＦＭのラインスキャンを行うことによって前記試料片の前記分析対象の異物の位置を特定すること，および， 特定された位置に存在する前記分析対象の異物のＩＲスペクトルを取得すること，を含む，半導体ウェーハの分析方法。」 なお，本願発明２～１０は，本願発明１を減縮した発明であり，本願発明１１は，本願発明１の発明特定事項を含む半導体ウェーハ製造工程の評価方法の発明であり，本願発明１２は，本願発明１１の評価方法を含む半導体ウェーハの製造方法の発明である。 第４ 引用例の記載と引用発明 １．引用例１について （１）引用例１の記載 原査定の引用例１（特開２００３－１４２５４１号公報）には，次の記載がある。 「【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は，パーティクルの分析方法に関し，特に，半導体ウエーハ表面に点在する微小なパーティクルを飛行時間型質量分析装置等により分析する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来，半導体ウエーハの表面に付着している金属や有機系不純物のパーティクルについて分析することが要求されている。分析する内容に応じて様々な分析方法があるが，その１つとして，飛行時間型質量分析装置（TOF-SIMS）を使用する方法がある。TOF-SIMSでは，分析すべき対象物に１次イオンを当てて２次イオンを発生させ，検出器に軽い２次イオンから届くので，届いた時間により同定を行うことができる。このようなTOF-SIMSの分析により，例えば図８に示すようなスペクトルが得られ，金属や有機系不純物のパーティクルについて分析することができる。」 「【０００５】これらの理由から，TOF-SIMS付属の光学顕微鏡では見られない２μｍ未満のパーティクルについては，その位置を正確につかむことができないため，これらの微小なパーティクルをTOF-SIMSで分析することはできなかった。また，ウエーハをセットするホルダの遊びにより，ウエーハを置いたときにわずかにずれただけで，分析する際には数百μｍもずれてしまうため，２μｍ以上のパーティクルでも探すことができない場合がある。 【０００６】一方，SEM-EDXを用いれば，２μｍ未満のパーティクルについても座標対応測定はできるが，パーティクルの同定は金属に限られており，有機系パーティクルは同定することができない。 【０００７】本発明は，半導体ウエーハ等の被分析物の表面に存在する２μｍ未満の極めて微小な金属や有機系不純物パーティクルであっても分析することができるパーティクルの分析方法を提供することを目的とする。」 「【００１５】 【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照しながら本発明についてさらに詳細に説明する。なお，本発明における分析装置や被分析物は特に限定されるものではないが，好適な態様の一つとして，TOF-SIMSを用いてシリコンウエーハ表面上のパーティクルの分析を行う場合について説明する。 【００１６】図１は，本発明によるパーティクルの分析方法の一例を示したものである。ここで示されているように，本発明でシリコンウエーハの表面上のパーティクルを分析する際には，パーティクルカウンタにより検出したパーティクルの座標を計測し（１），このパーティクルの座標データとレーザーマーカで計測したウエーハ外周の座標から外部計算機によってマーキング用座標データに変換する（２，３，４）。次いで，このマーキング用座標データに基づいてレーザーマーカによりパーティクルの周囲にマークを付す（５，６）。さらに，パーティクルの座標データと分析装置（TOF-SIMS）で計測したウエーハ外周の座標から外部計算機によって分析用座標データに変換する（７，８）。そしてこの分析用座標データに基づいて，分析装置で，前記マークを探知し，このマークを目印としてパーティクルの分析を行うことができる（９，１０）。」 「【００２８】TOF-SIMSにおいては，上記のように得た分析用座標データに基づいて，レーザーマーカにより付されたマークを探知し，このマークを目印としてパーティクルの分析を行う（９，１０）。 【００２９】具体的には，ウエーハがセットされたTOF-SIMSのステージを，マークが付されたパーティクルの分析用座標へ移動する。ここで，座標変換には誤差もあり，分析用座標だけでは，例えば，０．１μｍといった極めて微少な分析すべきパーティクルの位置を完全に特定することはできないので，分析すべきパーティクルに付されたマークを装置付属の光学顕微鏡で探す。このとき，分析すべきパーティクルのサイズが２μｍ未満であれば，パーティクル自体を付属の光学顕微鏡で見ることはできないが，周囲に付したマークは光学顕微鏡で見ることができるので，このマークを目印として分析を行う。例えば，図３のようにパーティクルの周囲に４つのマークが付されている場合には，４つのマークの中心部分に合わせて走査することで，そこに存在するパーティクルを分析することができる。」 （２）記載事項の整理 以上の摘記から，引用例１には次の事項が記載されているものと理解できる。 ア 分析装置としてTOF-SIMSを用い，シリコンウエーハ表面上のパーティクルの分析を行うこと（段落００１５～００１６） イ パーティクルカウンタにより検出したパーティクルの座標を計測すること。（段落００１６） ウ パーティクルの座標データとレーザーマーカで計測したウエーハの外周の座標からマーキング用座標データに変換し，このマーキング用座標データに基づいてレーザーマーカによりパーティクルの周囲にマークを付すこと。（段落００１６） エ パーティクルの座標データと分析装置（TOF-SIMS）で計測したウエーハ外周の座標から外部計算機によって分析用座標データに変換すること。（段落００１６） オ ウエーハがセットされたTOF-SIMSのステージを，マークが付されたパーティクルの分析用座標へ移動すること。（段落００２９） カ 分析すべきパーティクルに付されたマークを装置付属の光学顕微鏡で探すこと。（段落００２９） キ マークを目印としてパーティクルの分析を行うこと。（段落００１６，００２９） （３）引用発明１ 上記のア～キによれば，引用例１には次の発明（以下「引用発明１」という。）が記載されているものと認められる。 「パーティクルカウンタにより検出したパーティクルの座標を計測すること， このパーティクルの座標データを用いてマーキング用座標データに変換し，マーキング用座標データに基づいてレーザーマーカによりパーティクルの周囲にマークを付すこと， パーティクルの座標データと分析装置（TOF-SIMS）で計測したウエーハ外周の座標から外部計算機によって分析用座標データに変換すること， ウエーハがセットされたTOF-SIMSのステージを，マークが付されたパーティクルの分析用座標へ移動すること， パーティクルに付されたマークを装置付属の光学顕微鏡で探すこと， マークを目印としてパーティクルの分析を行うこと， を含むシリコンウエーハ表面上のパーティクルの分析を行う方法。」 ２．引用例２～４について （１）引用例２の記載 原査定の引用例２（特開２０１０－１５３４５５号公報）には，次の記載がある。 「【０００７】 本発明の目的の１つは，層間絶縁層の平坦度を，容易に，非破壊で検査することができる半導体装置および半導体装置の検査方法を提供することにある。」 「【００３３】 マーカー３２は，ライン状に設けられ，ダミー電極２０の対向する辺と平行に配置されている。マーカー３２は，例えば，半導体基板１０上に設けられたシリコン酸化膜からなる。・・・（以下略）・・・」 （２）引用例３の記載 原査定の引用例３（特開２０１７－１１６２９３号公報）には，次の記載がある。 「【０００１】 本発明は，半導体ウェーハ等の被検査物を検査するための検査装置に関する。」 「【００２９】 図３は，検出ユニット２４，２６，２８として用いられる暗視野撮像ユニットの構成例を模式的に示す図である。図３に示す暗視野撮像ユニット６２は，暗視野観察用の暗視野光源６４を備えている。暗視野光源６４から放射された暗視野光２３は，ミラー６６等を経て，被検査物１１の上面１１ａに照射される。なお，ミラー６６で反射された暗視野光２３の光束は，被検査物１１の上面１１ａに対して傾斜した状態になる。 【００３０】 上面１１ａで反射された反射光は，結像用のレンズ６８，７０等を経て上方の撮像ユニット７２に入射する。撮像ユニット７２は，ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の撮像素子を含んでおり，レンズ６８，７０等で形成される像に相当する画像（検査情報）を生成して制御ユニット３０に送る。なお，この暗視野撮像ユニット６２を用いる暗視野観察は，例えば，被検査物１１に形成された傷や，上面１１ａに付着した付着物等を検出するのに向いている。」 （３）引用例４の記載 原査定の引用例４（特開平１１－３４０２９１号公報）には，次の記載がある。 「【０００２】 【従来の技術】半導体デバイスの製造工程では不良原因を早期に発見し，プロセスおよび製造装置にフィードバックしていくことが歩留まりの維持・向上に必須である。これには検査装置による不良発見とその検査データの分析が重要である。 ・・・ 【０００６】まず，異物を露出させるため異物の上の膜の除去および異物の断面加工を行う。これには，FIB（Focused Ion Beam)加工装置を用いる。ウエーハをFIB加工装置のステージに移し替え，異物の座標位置にステージを移動させる。次に異物が露出するようにFIBにより異物に向かって掘り進む。この時異物が露出したかどうかをFIBでの検出像で確認しながらマニュアルでFIB照射量，照射位置を調整しながら加工を行う。 【０００７】次に，ウエーハを元素分析装置に移し替え，元素分析を行う。元素分析装置には例えば，電子ビームを照射し，異物から発生するＸ線を検出し，そのエネルギースペクトルから元素を同定する，エネルギー分散形Ｘ線分光(EDX；Energy Dispersive X ray)装置，あるいはX線の代わりにオージェ電子を検出し，同様にエネルギースペクトルから元素を分析するオージェ電子分光(AES；Auger ElectronSpectroscopy）装置がある。 【０００８】これらの元素分析装置により異物の元素を同定し，そこから異物の発生原因を類推し半導体製造プロセスおよび装置の対策に結びつけている。」 第５ 対比・判断 １．本願発明１について （１）本願発明１と引用発明１の対比 本願発明１と引用発明１を対比すると，以下のようになる。 ・引用発明１における「シリコンウエーハ」及び「パーティクル」は，本願発明１における「半導体ウェーハ」及び「異物」に相当する。そうすると，引用発明１における「パーティクルカウンタにより検出したパーティクルの座標を計測すること」は，本願発明１における「半導体ウェーハの表面を観察して該表面上の分析対象の異物を決定すること」に相当する。 ・引用発明１における「マーキング用座標データに基づいてレーザーマーカによりパーティクルの周囲にマークを付すこと」は，本願発明１における「前記異物の近傍にマーキングを形成すること」に相当する。 ・引用発明１の「装置付属の光学顕微鏡」は「パーティクルに付されたマーク」を探すために用いるものであるから，本願発明１における「マーキング検出用顕微鏡」に相当する。そして，本願発明１と引用発明１は，「マーキング検出用顕微鏡を搭載した」「装置」により「試料を分析する」点で共通する。 ・引用発明１は，「パーティクルに付されたマークを装置付属の光学顕微鏡で探すこと」を含むから，本願発明１と引用発明１は，試料の分析において「前記マーキング検出用顕微鏡により前記マーキングを検出すること」を含む点で共通する。 ・引用発明１は「シリコンウエーハ表面上のパーティクルの分析を行う方法」であるから，本願発明１と引用発明１は，「半導体ウェーハの分析方法」である点で共通する。 以上によれば，本願発明１と引用発明１の一致点及び相違点は以下のとおりとなる。 （一致点） 「半導体ウェーハの表面を観察して該表面上の分析対象の異物を決定すること， 前記異物の近傍にマーキングを形成すること，ならびに， マーキング検出用顕微鏡を搭載した装置により，試料を分析すること， を含み， 前記試料の分析は， 前記マーキング検出用顕微鏡により前記マーキングを検出すること， を含む，半導体ウェーハの分析方法。」 （相違点） ＜相違点１＞ 本願発明１は，「前記マーキングの形成後に半導体ウェーハから前記分析対象の異物および前記マーキングを含む試料片を切り出すこと」及び「前記試料片を分析すること」を含むのに対し，引用発明１では，「シリコンウエーハ」から試料片を切り出し，当該試料片を分析することが特定されていない点。 ＜相違点２＞ 本願発明１は，「試料片の分析」を「マーキング検出用顕微鏡を搭載したＡＦＭ－ＩＲ装置により」行うのに対し，引用発明１は，「パーティクルの分析」を「光学顕微鏡」が付属した「TOF-SIMS」により行うことは特定されているものの，「ＡＦＭ－ＩＲ装置」により分析を行うことは特定されていない点。 ＜相違点３＞ 本願発明１は，「試料片の分析」において「検出されたマーキングの周囲でＡＦＭのラインスキャンを行うことによって前記試料片の前記分析対象の異物の位置を特定すること」，および，「特定された位置に存在する前記分析対象の異物のＩＲスペクトルを取得すること」，を含むのに対し，引用発明１における「パーティクルの分析」において，「マークを目印としてパーティクルの分析」を行うことは特定されているものの，「検出されたマーキングの周囲でＡＦＭのラインスキャンを行うこと」により「分析対象の異物の位置を特定すること」や「分析対象の異物のＩＲスペクトルを取得する」ことは特定されていない点。 （２）相違点についての判断 事案に鑑み，はじめに相違点２及び相違点３についてまとめて検討する。 引用例２にはシリコン酸化膜からなるマーカーが記載され，引用例３には半導体ウェーハの検査に用いる暗視野撮像ユニットが記載され，引用例４には，元素分析装置により異物の元素を同定し，そこから異物の発生原因を類推して不良原因を早期に発見し，プロセス及び清掃装置にフィードバックすることが従来技術として記載されている。しかしながら，半導体ウェーハの分析をＡＦＭ－ＩＲ装置を用いて行うことは，引用例２～４には記載も示唆もされていない。また，ＡＦＭ－ＩＲ装置により半導体ウェーハの分析を行うことが，本願出願時に周知であったと認めることはできない。 また，仮にＡＦＭ－ＩＲ装置を用いて対象物のＩＲスペクトルを取得することが周知の技術であったとしても，そのことから直ちに「検出されたマーキングの周囲でＡＦＭのラインスキャンを行うこと」により「分析対象の異物の位置を特定すること」まで周知であったとはいえない。 そうすると，引用発明１に基づいて上記相違点２及び３に係る本願発明１の構成を想到することが，当業者に容易であるとはいえない。よって，他の相違点について検討するまでもなく，本願発明１は引用発明１及び引用例２～４に記載された事項から当業者が容易になし得たものとはいえない。 ２．本願発明２～１２について 本願発明２～１２は上記相違点２及び３に係る本願発明１の構成と同じ技術的事項を備える発明であるから，本願発明１と同じ理由により，当業者であっても，引用発明１及び引用例２～４に記載された事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。 第６ 原査定について 審判請求時の補正により，本願発明１～１２は「検出されたマーキングの周囲でＡＦＭのラインスキャンを行うことによって前記試料片の前記分析対象の異物の位置を特定すること」という事項を有するものとなっており，当業者であっても，拒絶査定において引用された引用例１～４に基づいて，容易に発明できたものとはいえない。よって，原査定の理由を維持することはできない。 第７ 結言 以上のとおり，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。