2019年复审无效十大案件
“一种改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法”发明专利申请复审请求案
涉案专利申请的发明名称为“一种改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法”（专利申请号：CN201710733227.0）。针对国家知识产权局实质审查部门以专利申请不具备创造性为由作出的驳回决定，复审请求人长江存储科技有限公司提出了复审请求。该案涉及半导体芯片领域，尤其是3D NAND存储器制造的相关技术。在大数据需求驱动下，存储器芯片已是电子信息领域占据市场份额最大的集成电路产品。3D NAND作为革新性的半导体存储技术，拓宽了存储技术的发展空间，但其结构的高度复杂性给工艺制造带来全新的挑战。在其制造过程中，工艺步骤对最终效果有显著影响，因而由于工艺缺陷导致最终产品性能瑕疵的涉及工艺方面的技术问题的发现尤为重要。本案审理的焦点问题在于创造性审查中所属领域技术人员的改进动机对技术启示判断的影响。最终，国家知识产权局作出第185132号复审决定，撤销驳回决定。 【典型意义】 该案体现了在创造性审查过程中，应当基于现有技术来判断是否能够产生改进动机，否则将会陷入“事后诸葛亮”式的判断误区。如果现有技术披露的技术手段在现有技术中所起的作用与区别特征在发明解决技术问题的过程中所起的作用完全不同，则现有技术难以给出将区别特征应用到最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示。（来源：中国知识产权报 作者：刘永欣 凌宇飞 刘天飞）
-评析“一种改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法”发明专利申请复审请求案 专利法第二十二条第三款规定的创造性，是考量发明对现有技术做出贡献程度的重要法条。发明的创造性是指与现有技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步。在评价发明是否具备创造性时，审查员不仅要考虑表征发明技术手段的技术特征，而且还要考虑发明所属技术领域、所解决的技术问题和所产生的技术效果，将发明作为一个整体看待。当综合判断构成发明整体技术方案的“技术领域”“技术问题”“技术特征”“技术效果”四要素对现有技术做出了足够贡献时，则应当认可发明的创造性。 现行《专利审查指南》给出了判断发明相对于现有技术是否显而易见的三个步骤，即通常所说的“三步法”：一是确定最接近的现有技术；二是确定发明的区别特征和发明实际解决的技术问题；三是判断要求保护的发明对本领域技术人员来说是否显而易见。可见，“技术问题”在发明的创造性评价中尤为重要，也是从最接近的现有技术出发，判断其是否存在改进动机的基础。在判断要求保护的发明对于本领域技术人员来说是否显而易见时，要从最接近的现有技术和发明实际解决的技术问题出发，在判断过程中，要确定现有技术整体是否给出将上述区别特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，这种启示会使本领域的技术人员在面对所述技术问题时，有动机去改进该最接近的现有技术并获得要求保护的发明。 因此，在判断现有技术是否给出技术启示时，不仅需要关注技术手段本身及其性能，还应当关注所述技术手段与现有技术的技术方案中其他特征之间的关系，以及所述技术手段在现有技术整体方案中所起的作用，来准确判断是否存在技术启示。 在本文中，笔者结合“一种改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法”发明专利申请的复审请求案进行分析和说明（本报7月1日第11版对该案曾作报道）。 本申请涉及一种改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法，涉及半导体芯片制造的技术领域。根据涉案申请说明书的记载，现有的3D-NAND存储器在制备过程中，需要形成多层堆叠结构，其中顶层选择栅切线层通常采用原子层沉积工艺(下称ALD)制备，而其他堆叠功能层通常采用等离子体增强化学气相沉积工艺(下称PECVD)制备，在顶层选择栅切线层上形成插塞氧化物之后，通过湿法刻蚀形成接触孔。采用ALD方法制备的功能层与采用PECVD方法制备的功能层密度不同，在湿法刻蚀中密度不同的层其刻蚀速率不同，这就会导致后续形成接触孔时，采用ALD方法制备的功能层比采用PECVD方法制备的功能层刻蚀得快，造成插塞氧化物局部凹陷，影响产品的性能。为了解决上述问题，涉案申请采用了如下技术手段：在通过PECVD方法形成其他堆叠功能层之后，首先沉积一层化学机械研磨（下称CMP）截止层，在该CMP截止层上通过ALD方法形成顶层选择栅切线层，然后进行CMP，将CMP截止层表面形成的顶层选择栅切线层中多余的材料去除，然后再去除所述CMP截止层，最后通过PECVD方法沉积插塞氧化物。上述技术手段的采用，使得通过ALD方法形成的、多余的顶层选择栅切线材料被去除，从而使得后续形成接触孔工艺所针对的插塞氧化物层中，不再具有ALD方法形成的层，从而避免了局部凹陷的缺陷。 涉案申请的驳回决定中用于评价创造性所采用的最接近现有技术为对比文件1，对比文件1同样公开了一种半导体存储器的制作方法，其在多层堆叠结构之上形成顶层选择栅切线材料，然后形成插塞氧化物，然后刻蚀形成接触孔。涉案申请的权利要求与对比文件1的区别主要在于：在多层堆叠结构之上形成CMP截止层，在CMP截止层之上形成顶层选择栅切线层，然后通过CMP去除多余的顶层选择栅切线材料，然后再沉积插塞氧化物。对于该区别，驳回决定中引用了另一篇现有技术，即对比文件2，对比文件2公开了形成CMP截止层，在其上形成功能层，然后通过CMP去除功能层的多余部分，然后去除CMP截止层。驳回决定中认为，对比文件2公开了形成沟槽、填充氧化物并平坦化的技术方案，使得本领域技术人员在面对如何形成沟槽氧化物的技术问题时，容易想到采用对比文件2提出的技术方案，因此涉案申请相对于对比文件1和2的结合不具有创造性。 本案审理的主要争议焦点在以下两个方面：其一，是否存在对对比文件1改进的需求；其二，对比文件2是否能够给出改进的技术启示。以下将分别进行分析。 对比文件1的技术方案没有涉及采用不同工艺形成堆叠功能层，因而也未意识到采用不同的工艺形成堆叠功能层会导致后续刻蚀速率的不同，出现插塞氧化物的凹陷的缺陷，因此，对比文件1的技术方案不存在涉案申请中存在的技术问题。 涉案申请涉及半导体芯片制造的技术领域，而半导体芯片制造的整体工艺路线发展相对成熟，近年来半导体制造技术的活跃发展多依靠具体工艺细节的改进。在现有相对成熟的半导体制造工艺中，如何发现导致产品性能缺陷的技术问题尤为重要。涉案申请正是发现了ALD与PECVD工艺各自形成的层在后续形成接触孔的工艺中会出现被刻蚀速率不同导致产生凹陷的技术问题，才有针对性的提出了解决方案，因此由于对比文件1并不存在如涉案申请中的改进需求，以对比文件1作为最接近现有技术，从其出发难以获得涉案申请的技术方案。 对比文件2涉及浅沟槽隔离（STI）技术，未涉及半导体存储器的制造。对比文件2中公开了在衬底表面形成了研磨停止层，但该研磨停止层在对比文件2中的作用是在后续的平坦化工艺中，与在研磨停止层上形成的研磨缓冲层以及浅沟槽内的绝缘材料通过研磨工艺的不同，形成形貌的补偿效果，从而使平坦化工艺完成后浅沟槽内的绝缘材料的平坦度较好。涉案申请中，首先形成CMP截止层，再形成顶层选择栅切线层，然后进行CMP，将CMP截止层表面形成的顶层选择栅切线层中多余的材料去除，然后再去除所述CMP截止层，最后通过PECVD方法沉积插塞氧化物，这是一组连续的工艺，反映在其权利要求中，各个步骤彼此相关联，用于表征各个步骤的技术手段是相互支持、存在相互作用的关系，整体上考虑这些技术特征和它们之间的关系后，可知涉案申请采用上述工艺获得了避免后续刻蚀接触孔时出现凹陷的技术效果。对比文件2的整体技术方案与涉案申请不同，所获得的技术效果也不同。在涉案申请的创造性评价中，不宜将涉案申请以及对比文件2的完整制造工艺的各个步骤拆散、剥离，进行单独的步骤对应，而应当首先将对比文件2的制造过程看作一个整体，充分考虑各个步骤之间的相互关联和影响，进而判断对比文件2的该技术手段实际能够起到的作用，并以此作为对比文件2是否给出了技术启示的判断基础。由于对比文件2并未给出解决涉案申请相关技术问题的启示，因此不能与对比文件1结合评价涉案申请的创造性。 近年来，半导体芯片制造领域创新活跃，技术发展迅速，相关专利申请多涉及具体工艺细节，其对产品的性能、成本、成品率等有重要影响。对于涉及工艺细节的半导体制造技术给予适当的专利保护，对我国半导体产业发展具有重要意义。在涉及半导体芯片制造的工艺细节的相关专利申请的创造性评价中，技术问题的提出，以及具体工艺细节在整体工艺中所能实际解决的技术问题和达到的技术效果都是需要给予重点关注的。在技术启示的判断上，应当基于现有技术来整体判断是否能够产生改进动机，避免陷入“事后诸葛亮”式的判断误区。专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，该区别技术特征未被其他对比文件公开，也不是所属技术领域中为解决所要解决的技术问题而常规采用的技术手段，本领域技术人员没有动机将其应用于该最接近的现有技术，并且采用上述区别技术特征使得该权利要求所请求保护的技术方案获得了有益的技术效果，则该项权利要求具备创造性。2.1、权利要求1请求保护一种改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法。对比文件1（参见说明书第50-110段，附图1-10）公开了一种半导体器件的制作方法，其包括：形成多层堆叠结构，首先，提供衬底，所述衬底表面形成有多层交错堆叠的层间介质层110及牺牲介质层120，所述牺牲介质层120形成于相邻的层间介质层之间；形成顶层选择栅切线的沟道135；对顶层选择栅切线沟道进行填充，具体为，在所述沟道中沉积填充顶层选择栅切线氧化物材料130；为形成接触孔150进行刻蚀，采用常规的刻蚀工艺形成接触孔，所述接触孔通至所述衬底并形成一定深度的硅槽，在所述硅槽中进行硅的外延生长形成硅外延层(SEG)160。权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征在于：权利要求1请求保护一种改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法，其在衬底表面形成多层交错堆叠的层间介质层及牺牲介质层后，采用化学机械研磨工艺获得顶层层间介质层光滑平整的表面；在所述光滑平整的表面上沉积一层化学机械研磨截止层；为形成顶层选择栅切线进行光刻，具体为，首先在化学机械研磨截止层的表面上形成复合光刻层；然后在需要形成选择栅切线的位置实施光刻；为形成顶层选择栅切线进行刻蚀，具体为，采用常规刻蚀工艺在前述光刻位置形成顶层选择栅切线的沟道，并去除所述复合光刻层以露出所述化学机械研磨截止层的表面；对顶层选择栅切线沟道进行填充，具体为，在所述沟道中沉积填充顶层选择栅切线氧化物材料；去除多余的顶层选择栅切线氧化物材料，具体为，采用化学机械研磨工艺，将对顶层选择栅切线沟道进行填充时在所述化学机械研磨截止层表面形成的多余的顶层选择栅切线氧化物材料去除，以露出化学机械研磨截止层表面并形成光滑平整的表面；去除所述化学机械研磨截止层；去除多余的顶层选择栅切线氧化物材料，具体为，采用化学机械研磨工艺去除在去除化学机械研磨截止层后多余的、凸出的顶层选择栅切线氧化物材料，直至顶层选择栅切线氧化物材料与顶层层间介质层表面平齐，以获得平整光滑的表面；沉积插塞氧化物，具体为，在顶层层间介质层和顶层选择栅切线氧化物材料的表面沉积插塞氧化物，以及在插塞氧化物表面形成氮化硅层。基于上述区别技术特征，权利要求1实际解决的技术问题是避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况。
对比文件2（参见说明书第36-63段，附图4-10）公开了一种浅沟槽隔离结构的制造方法，其包括：提供形成有研磨停止层202、研磨缓冲层203的半导体衬底200，然后在研磨停止层202、研磨缓冲层203上形成光刻胶300，然后进行光刻；然后采用常规刻蚀工艺在衬底中形成浅沟槽500，然后去除光刻胶，露出研磨缓冲层203；对浅沟槽500进行氧化物600的填充；然后通过平坦化工艺使所述浅沟槽500(如图6所示)内的绝缘材料600的厚度达到目标厚度值；并去除所述研磨缓冲层203和研磨停止层202。
首先，对比文件1没有涉及本申请中“避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况”的技术问题。其次，对比文件2涉及一种浅沟槽隔离结构的制备方法，在对比文件2中虽然在衬底表面形成了研磨停止层202，但该研磨停止层202在对比文件2中的作用是在后续的平坦化工艺中，与该研磨停止层表面上形成的研磨缓冲层以及浅沟槽内的绝缘材料通过研磨工艺的不同，形成形貌的补偿效果，从而使平坦化工艺完成后浅沟槽内的绝缘材料的平坦度较好。可见，对比文件2中公开的研磨停止层、研磨缓冲层以及绝缘材料的设置以及与之配合的研磨工艺的根本目的是改善平坦化工艺后的浅沟槽内的绝缘材料的平坦度。本申请的权利要求1中包含沉积化学机械研磨截止层的上述区别技术特征在本申请中的根本目的是避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况。可见，对比文件2中设置研磨停止层的技术手段与权利要求1的包含设置化学机械研磨截止层的上述区别技术特征的目的是不同的。对比文件2中没有涉及本申请中“避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况”的技术问题，也没有给出为解决上述技术问题采取相应技术手段的启示。最后，上述区别技术特征不属于为解决本申请中“避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况”的技术问题所采用的常用技术手段，因而不属于本领域中的公知常识，且本申请中通过采用上述区别技术特征中所记载的技术手段，获得了避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况的有益的技术效果。由此可见，相对于驳回决定中引用的对比文件1、对比文件2以及本领域的公知常识，该权利要求1具有突出的实质性特点和显著的进步，因而具有创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
2.2、权利要求2-7为权利要求1的从属权利要求，在所引用的权利要求具备创造性时，权利要求2-7也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
3、 关于驳回决定及前置审查的相关意见
合议组认为：首先，对比文件1公开的是一种半导体器件的制作方法，而并非权利要求1请求保护的改善接触孔插塞氧化物凹陷的工艺方法，对比文件1中没有涉及本申请中“避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况”的技术问题，因而也没有给出为解决上述技术问题而采用相应的技术手段的启示。对比文件1的附图仅仅为示意图，从对比文件1公开内容中难以确定其是否不存在顶层的氧化物130和其它层的密度不同而导致腐蚀的时候形成纵截面弯曲的不良后果。其次，对比文件2中公开的研磨停止层、研磨缓冲层、绝缘材料的设置以及相应的研磨工艺是存在内在的技术联系的相互配合的技术手段，通过上述技术手段最终获得了改善平坦化工艺后的浅沟槽内的绝缘材料的平坦度的技术效果。对比文件2公开的上述技术手段在对比文件2中所起的作用与前文中的区别技术特征在本申请中所起的作用是不同的，对比文件2也没有涉及本申请中“避免刻蚀速率不同导致的插塞氧化物的凹陷，进而改善接触孔纵截面的弯曲状情况”的技术问题，也没有给出为解决上述技术问题采取相应技术手段的启示。因此，本领域技术人员在对比文件1、对比文件2公开内容的基础上，不能显而易见地得到本申请权利要求1所请求保护的技术方案。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下决定。至于本申请是否还存在其他不符合专利法、专利法实施细则规定的缺陷，留待后续程序继续审查。（合议组组长 凌宇飞 主审员 刘永欣 参审员 刘天飞）
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