作者 | 劉永欣 凌宇飛 劉天飛 國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作中心

評(píng)析“一種改善接觸孔插塞氧化物凹陷的工藝方法”發(fā)明專利申請(qǐng)復(fù)審請(qǐng)求案現(xiàn)有技術(shù)的整體考量在判斷技術(shù)啟示中的作用

專利法第二十二條第三款規(guī)定的創(chuàng)造性，是考量發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)程度的重要法條。發(fā)明的創(chuàng)造性是指與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。在評(píng)價(jià)發(fā)明是否具備創(chuàng)造性時(shí)，審查員不僅要考慮表征發(fā)明技術(shù)手段的技術(shù)特征，而且還要考慮發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域、所解決的技術(shù)問題和所產(chǎn)生的技術(shù)效果，將發(fā)明作為一個(gè)整體看待。當(dāng)綜合判斷構(gòu)成發(fā)明整體技術(shù)方案的“技術(shù)領(lǐng)域”“技術(shù)問題”“技術(shù)特征”“技術(shù)效果”四要素對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出了足夠貢獻(xiàn)時(shí)，則應(yīng)當(dāng)認(rèn)可發(fā)明的創(chuàng)造性。

現(xiàn)行《專利審查指南》給出了判斷發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)是否顯而易見的三個(gè)步驟，即通常所說的“三步法”：一是確定最接近的現(xiàn)有技術(shù)；二是確定發(fā)明的區(qū)別特征和發(fā)明實(shí)際解決的技術(shù)問題；三是判斷要求保護(hù)的發(fā)明對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是否顯而易見。可見，“技術(shù)問題”在發(fā)明的創(chuàng)造性評(píng)價(jià)中尤為重要，也是從最接近的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，判斷其是否存在改進(jìn)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)。在判斷要求保護(hù)的發(fā)明對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是否顯而易見時(shí)，要從最接近的現(xiàn)有技術(shù)和發(fā)明實(shí)際解決的技術(shù)問題出發(fā)，在判斷過程中，要確定現(xiàn)有技術(shù)整體是否給出將上述區(qū)別特征應(yīng)用到該最接近的現(xiàn)有技術(shù)以解決其存在的技術(shù)問題的啟示，這種啟示會(huì)使本領(lǐng)域的技術(shù)人員在面對(duì)所述技術(shù)問題時(shí)，有動(dòng)機(jī)去改進(jìn)該最接近的現(xiàn)有技術(shù)并獲得要求保護(hù)的發(fā)明。

因此，在判斷現(xiàn)有技術(shù)是否給出技術(shù)啟示時(shí)，不僅需要關(guān)注技術(shù)手段本身及其性能，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注所述技術(shù)手段與現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案中其他特征之間的關(guān)系，以及所述技術(shù)手段在現(xiàn)有技術(shù)整體方案中所起的作用，來準(zhǔn)確判斷是否存在技術(shù)啟示。

 在本文中，筆者結(jié)合“一種改善接觸孔插塞氧化物凹陷的工藝方法”發(fā)明專利申請(qǐng)的復(fù)審請(qǐng)求案進(jìn)行分析和說明。

 本申請(qǐng)涉及一種改善接觸孔插塞氧化物凹陷的工藝方法，涉及半導(dǎo)體芯片制造的技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)涉案申請(qǐng)說明書的記載，現(xiàn)有的3D-NAND存儲(chǔ)器在制備過程中，需要形成多層堆疊結(jié)構(gòu)，其中頂層選擇柵切線層通常采用原子層沉積工藝(下稱ALD)制備，而其他堆疊功能層通常采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝(下稱PECVD)制備，在頂層選擇柵切線層上形成插塞氧化物之后，通過濕法刻蝕形成接觸孔。采用ALD方法制備的功能層與采用PECVD方法制備的功能層密度不同，在濕法刻蝕中密度不同的層其刻蝕速率不同，這就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)形成接觸孔時(shí)，采用ALD方法制備的功能層比采用PECVD方法制備的功能層刻蝕得快，造成插塞氧化物局部凹陷，影響產(chǎn)品的性能。為了解決上述問題，涉案申請(qǐng)采用了如下技術(shù)手段：在通過PECVD方法形成其他堆疊功能層之后，首先沉積一層化學(xué)機(jī)械研磨（下稱CMP）截止層，在該CMP截止層上通過ALD方法形成頂層選擇柵切線層，然后進(jìn)行CMP，將CMP截止層表面形成的頂層選擇柵切線層中多余的材料去除，然后再去除所述CMP截止層，最后通過PECVD方法沉積插塞氧化物。上述技術(shù)手段的采用，使得通過ALD方法形成的、多余的頂層選擇柵切線材料被去除，從而使得后續(xù)形成接觸孔工藝所針對(duì)的插塞氧化物層中，不再具有ALD方法形成的層，從而避免了局部凹陷的缺陷。

涉案申請(qǐng)的駁回決定中用于評(píng)價(jià)創(chuàng)造性所采用的最接近現(xiàn)有技術(shù)為對(duì)比文件1，對(duì)比文件1同樣公開了一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制作方法，其在多層堆疊結(jié)構(gòu)之上形成頂層選擇柵切線材料，然后形成插塞氧化物，然后刻蝕形成接觸孔。涉案申請(qǐng)的權(quán)利要求與對(duì)比文件1的區(qū)別主要在于：在多層堆疊結(jié)構(gòu)之上形成CMP截止層，在CMP截止層之上形成頂層選擇柵切線層，然后通過CMP去除多余的頂層選擇柵切線材料，然后再沉積插塞氧化物。對(duì)于該區(qū)別，駁回決定中引用了另一篇現(xiàn)有技術(shù)，即對(duì)比文件2，對(duì)比文件2公開了形成CMP截止層，在其上形成功能層，然后通過CMP去除功能層的多余部分，然后去除CMP截止層。駁回決定中認(rèn)為，對(duì)比文件2公開了形成溝槽、填充氧化物并平坦化的技術(shù)方案，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員在面對(duì)如何形成溝槽氧化物的技術(shù)問題時(shí)，容易想到采用對(duì)比文件2提出的技術(shù)方案，因此涉案申請(qǐng)相對(duì)于對(duì)比文件1和2的結(jié)合不具有創(chuàng)造性。

本案審理的主要爭議焦點(diǎn)在以下兩個(gè)方面：其一，是否存在對(duì)對(duì)比文件1改進(jìn)的需求；其二，對(duì)比文件2是否能夠給出改進(jìn)的技術(shù)啟示。以下將分別進(jìn)行分析。

一、最接近現(xiàn)有技術(shù)是否存在改進(jìn)的需求

對(duì)比文件1的技術(shù)方案沒有涉及采用不同工藝形成堆疊功能層，因而也未意識(shí)到采用不同的工藝形成堆疊功能層會(huì)導(dǎo)致后續(xù)刻蝕速率的不同，出現(xiàn)插塞氧化物的凹陷的缺陷，因此，對(duì)比文件1的技術(shù)方案不存在涉案申請(qǐng)中存在的技術(shù)問題。

涉案申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體芯片制造的技術(shù)領(lǐng)域，而半導(dǎo)體芯片制造的整體工藝路線發(fā)展相對(duì)成熟，近年來半導(dǎo)體制造技術(shù)的活躍發(fā)展多依靠具體工藝細(xì)節(jié)的改進(jìn)。在現(xiàn)有相對(duì)成熟的半導(dǎo)體制造工藝中，如何發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致產(chǎn)品性能缺陷的技術(shù)問題尤為重要。涉案申請(qǐng)正是發(fā)現(xiàn)了ALD與PECVD工藝各自形成的層在后續(xù)形成接觸孔的工藝中會(huì)出現(xiàn)被刻蝕速率不同導(dǎo)致產(chǎn)生凹陷的技術(shù)問題，才有針對(duì)性的提出了解決方案，因此由于對(duì)比文件1并不存在如涉案申請(qǐng)中的改進(jìn)需求，以對(duì)比文件1作為最接近現(xiàn)有技術(shù)，從其出發(fā)難以獲得涉案申請(qǐng)的技術(shù)方案。

二、現(xiàn)有技術(shù)整體上是否給出了技術(shù)啟示

對(duì)比文件2涉及淺溝槽隔離（STI）技術(shù)，未涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制造。對(duì)比文件2中公開了在襯底表面形成了研磨停止層，但該研磨停止層在對(duì)比文件2中的作用是在后續(xù)的平坦化工藝中，與在研磨停止層上形成的研磨緩沖層以及淺溝槽內(nèi)的絕緣材料通過研磨工藝的不同，形成形貌的補(bǔ)償效果，從而使平坦化工藝完成后淺溝槽內(nèi)的絕緣材料的平坦度較好。涉案申請(qǐng)中，首先形成CMP截止層，再形成頂層選擇柵切線層，然后進(jìn)行CMP，將CMP截止層表面形成的頂層選擇柵切線層中多余的材料去除，然后再去除所述CMP截止層，最后通過PECVD方法沉積插塞氧化物，這是一組連續(xù)的工藝，反映在其權(quán)利要求中，各個(gè)步驟彼此相關(guān)聯(lián)，用于表征各個(gè)步驟的技術(shù)手段是相互支持、存在相互作用的關(guān)系，整體上考慮這些技術(shù)特征和它們之間的關(guān)系后，可知涉案申請(qǐng)采用上述工藝獲得了避免后續(xù)刻蝕接觸孔時(shí)出現(xiàn)凹陷的技術(shù)效果。對(duì)比文件2的整體技術(shù)方案與涉案申請(qǐng)不同，所獲得的技術(shù)效果也不同。在涉案申請(qǐng)的創(chuàng)造性評(píng)價(jià)中，不宜將涉案申請(qǐng)以及對(duì)比文件2的完整制造工藝的各個(gè)步驟拆散、剝離，進(jìn)行單獨(dú)的步驟對(duì)應(yīng)，而應(yīng)當(dāng)首先將對(duì)比文件2的制造過程看作一個(gè)整體，充分考慮各個(gè)步驟之間的相互關(guān)聯(lián)和影響，進(jìn)而判斷對(duì)比文件2的該技術(shù)手段實(shí)際能夠起到的作用，并以此作為對(duì)比文件2是否給出了技術(shù)啟示的判斷基礎(chǔ)。由于對(duì)比文件2并未給出解決涉案申請(qǐng)相關(guān)技術(shù)問題的啟示，因此不能與對(duì)比文件1結(jié)合評(píng)價(jià)涉案申請(qǐng)的創(chuàng)造性。

近年來，半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域創(chuàng)新活躍，技術(shù)發(fā)展迅速，相關(guān)專利申請(qǐng)多涉及具體工藝細(xì)節(jié)，其對(duì)產(chǎn)品的性能、成本、成品率等有重要影響。對(duì)于涉及工藝細(xì)節(jié)的半導(dǎo)體制造技術(shù)給予適當(dāng)?shù)膶＠Ｗo(hù)，對(duì)我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。在涉及半導(dǎo)體芯片制造的工藝細(xì)節(jié)的相關(guān)專利申請(qǐng)的創(chuàng)造性評(píng)價(jià)中，技術(shù)問題的提出，以及具體工藝細(xì)節(jié)在整體工藝中所能實(shí)際解決的技術(shù)問題和達(dá)到的技術(shù)效果都是需要給予重點(diǎn)關(guān)注的。在技術(shù)啟示的判斷上，應(yīng)當(dāng)基于現(xiàn)有技術(shù)來整體判斷是否能夠產(chǎn)生改進(jìn)動(dòng)機(jī)，避免陷入“事后諸葛亮”式的判斷誤區(qū)。