发明创造名称：一种MEMS器件及其制备方法、电子装置
外观设计名称：
决定号：180138
决定日：2019-05-17
委内编号：1F246317
优先权日：
申请（专利）号：201410753576.5
申请日：2014-12-10
复审请求人：中芯国际集成电路制造（上海）有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：黄蓉
合议组组长：陈飚
参审员：孙迎椿
国际分类号：B81C1/00(2006.01);B81C3/00(2006.01);B81B7/02(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：中国专利法第22条第3款
决定要点：如果一项权利要求的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但该区别技术特征属于本领域的常规设计或常用技术手段，本领域技术人员容易将所述区别技术特征应用于最接近的现有技术中以获得该权利要求所要保护的技术方案，并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别技术特征的存在而具有预料不到的技术效果，那么该项权利要求请求保护的技术方案不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201410753576.5，名称为“一种MEMS器件及其制备方法、电子装置”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为中芯国际集成电路制造（上海）有限公司，申请日为2014年12月10日，公开日为2016年07月06日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年11月29日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2017年04月19日提交的权利要求第1-10项，申请日2014年12月10日提交的说明书第1-8页（即第1-83段）、说明书附图第1-6页（即图1a-3）、说明书摘要以及摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种MEMS器件的制备方法，包括：
步骤S1：提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面上形成有MEMS器件；
步骤S2：反转所述步骤S1中得到的元件，并在所述反转之前或者之后研磨所述MEMS晶圆，以减小所述MEMS晶圆的厚度；
步骤S3：图案化所述MEMS晶圆的背面，以形成第一开口，露出所述MEMS器件；
步骤S4：在所述MEMS晶圆的背面上结合第二晶圆，其中所述第二晶圆中形成有第二开口，所述第二开口位于所述第一开口的上方，并且所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸，以形成MEMS背孔并露出所述MEMS器件。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，研磨所述MEMS晶圆至180-220um。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第一开口的尺寸为70-90um。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述第二开口的尺寸为150-170um。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，通过键合的方法在所述MEMS晶圆的背面上结合所述第二晶圆。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括步骤S5：反转所述步骤S4中得到元件。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MEMS晶圆选用硅；
所述第二晶圆选用硅。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在所述MEMS晶圆的背面上结合所述第二晶圆，以形成倒凸形的所述MEMS背孔。
9. 一种根据权利要求1至8之一所述方法制备得到的MEMS器件。
10. 一种电子装置，包括权利要求9所述的MEMS器件。”
驳回决定引用以下对比文件：
对比文件1：CN102413408A，公开日为2012年04月11日。
驳回决定认为：独立权利要求1请求保护一种MEMS器件的制备方法，其相对于对比文件1的区别在于：1）凹槽设置为开口，以露出MEMS器件；2）步骤S2之前反转所述步骤S1中得到的元件，并在所述反转之前或者之后研磨所述MEMS晶圆，以减小所述MEMS晶圆的厚度，第二开口位于所述第一开口的上方，但上述区别技术特征1）属于本领域的常规选择，区别技术特征2）属于本领域的常用技术手段和常规选择，因此独立权利要求1相对于对比文件1以及本领域的常规选择和常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-8的附加技术特征或被对比文件1公开，或为本领域的常规选择，因此权利要求2-8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求9请求保护一种根据权利要求1至8之一所述方法制备得到的MEMS器件，在权利要求1-8的制备方法不具备创造性的情况下，独立权利要求9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求10请求保护一种电子装置，包括权利要求9所述的MEMS器件，在权利要求9的MESM器件不具备创造性的情况下，独立权利要求10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年03月09日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）驳回决定认为本申请和对比文件1的区别在于“凹槽设置为开口，第二开口位于第一开口的上方”是错误的，对比文件1中的凹槽为封闭式的，而本申请中则是开放式的第二开口，因此两者并不等同，本申请和对比文件1的区别还在于：第二晶圆中形成有第二开口，并且第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸。（2）对比文件1没有公开“反转所述步骤S1中得到的元件，并在所述反转之前或者之后研磨所述MEMS晶圆，以减小所述MEMS晶圆的厚度”，其也不是现有技术或公知常识。（3）对比文件1中形成的为空间 凹槽的密闭空腔，而本申请则是第一开口 第二开口，形成具有开放式的背腔。对比文件1所要解决的技术问题是现有微机电麦克风芯片在上胶结合至底板时，必须避开背腔的开口，为了解决该问题，第二芯片单元为凹槽而非开放通道，以起到密封作用，封闭的空腔是对比文件1技术方案中必须存在的必要技术特征，本领域技术人员在面对对比文件1公开的技术方案时，不会对上述封闭的空腔进行改变。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年04月19日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：（1）在评述过程中并未将凹槽等同于开口，而是将“凹槽设置为开口”作为区别技术特征。对比文件1公开凹槽32的尺寸大于空间23的尺寸，技术特征“凹槽设置为开口”也就预示着“第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸”，因此将“凹槽设置为开口”作为区别技术特征后，无需再将“第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸”列为区别技术特征。（2）首先，通过研磨减薄晶圆的厚度是本领域技术人员改变晶圆厚度的常用技术手段；其次，为了便于加工，使得待处理或者待加工的部件位于最上方，这是本领域的常规技术手段，在此基础上，形成第一开口之前反转晶圆，以使晶圆背面向上，是本领域方便加工的常用技术手段。因此“在反转之前或者之后研磨所述MEMS晶圆”对于本领域技术人员来说是常规选择。（3）对比文件1说明书第[0018]段记载“因为第二芯片单元为凹槽而非开放通道，因此微机电麦克风芯片底部为封闭结构，可避免现有技术出现的在封装过程中将微机电麦克风芯片胶合至底板上时的渗胶情形……”，虽然将第二芯片单元形成开放的通道之后必然不能解决对比文件1的技术问题，但对比文件1提供了第二芯片单元为开放通道的一种设置，在现有技术中存在这种设置的前提下，本领域技术人员有动机根据实际需求对对比文件1进行改造，选择第二芯片单元为开放通道，即在第二基板形成开口，以形成开放式的背孔并露出所述MEMS器件。故坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年01月24日向复审请求人发出复审通知书，指出：独立权利要求1请求保护一种MEMS器件的制备方法，其相对于对比文件1的区别在于：1）本申请在第二晶圆中形成第二开口，以露出MEMS器件，而对比文件1在第二基板中形成凹槽，背腔空间是封闭的；2）在图案化MESM晶圆形成第一开口前先反转MESM晶圆，在反转之前或者之后研磨MEMS晶圆，以减小MEMS晶圆的厚度；在MEMS晶圆的背面结合第二晶圆时，第二开口位于第一开口的上方，第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸。但上述区别技术特征1）属于本领域的常规设计，上述区别技术特征2）属于本领域的常用技术手段，因此独立权利要求1相对于对比文件1以及本领域的常规设计和常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-8的附加技术特征或被对比文件1公开，或为本领域的常规设计，或为本领域的常用加工方法，因此权利要求2-8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求9请求保护一种根据权利要求1至8之一所述方法制备得到的MEMS器件，在权利要求1-8的制备方法不具备创造性的情况下，独立权利要求9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求10请求保护一种电子装置，包括权利要求9所述的MEMS器件，在权利要求9的MESM器件不具备创造性的情况下，独立权利要求10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年03月04日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请在第一晶圆中设置第一开口，在第二晶圆中设置第二开口，第二开口位于第一开口的上方，第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸，以形成MEMS背孔并露出MEMS器件，由此可见第一开口和第二开口相互连通，从而避免在第一晶圆和第二晶圆接合处的台阶的顶角和/或拐角不能很好的保护，使背孔的形状和体积不够理想，影响到MEMS器件的性能。而对比文件1中，在第一基板在振膜层下方形成一空间，同时在第二基板形成宽度大于空间的一凹槽，然后将第一基板和第二基板接合进而形成密闭的空腔，以避免现有技术出现的在封装过程中将微机电麦克风芯片胶合至底板上时的渗胶情形，因此本申请和对比文件1所解决的技术问题和技术方案均不相同。对比文件1公开的为密闭的凹槽，给出的技术启示也是密闭的凹槽，对比文件1没有给出将其设置为开口的技术启示。（2）对比文件1没有公开“反转所述步骤S1中得到的元件，并在所述反转之前或者之后研磨所述MEMS晶圆，以减小所述MEMS晶圆的厚度”，其也不是现有技术或公知常识。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
1、关于审查文本
复审请求人在复审请求审查阶段未对申请文件进行修改，本次复审请求审查决定针对的审查文本与驳回决定针对的文本相同，即：2017年04月19日提交的权利要求第1-10项，申请日2014年12月10日提交的说明书第1-8页、说明书附图第1-6页、说明书摘要以及摘要附图。
2、关于创造性
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。
2.1 关于独立权利要求1
权利要求1请求保护一种MEMS器件的制备方法。经查，对比文件1公开了一种增加背腔空间的微机电麦克风芯片及其制作工艺，并具体公开了以下技术内容（参见说明书第[0011]-[0018]段以及附图2-5）：微机电麦克风芯片的工艺流程包括：沉积第一基板21，形成一振膜层22于第一基板21上；在第一基板21上蚀刻出一空间23使得振膜层22悬设于第一基板上；沉积第二基板31，在第二基板31上蚀刻出一凹槽32，且凹槽32宽度大于空间23；以及结合第一基板21及该第二基板31，使得凹槽32与空间23形成连通作为振膜层22的背腔空间。其中，先以硅材质分别沉积有第一基板21及第二基板31，且在第一基板21再沉积有第一绝缘层24，第一绝缘层24上再沉积有第二绝缘层25，且第二绝缘层25在第一绝缘层24中延伸设置边界柱251，而第二绝缘层25上设置有振膜层22、电极26及导线27。由于第一基板21与第二基板31为相同材质，可由晶圆结合的工艺将两芯片单元20、30结合为单独的微机电麦克风芯片，振膜层22下方的背腔为空间23与凹槽32的总合。
由对比文件1公开的上述内容可知，第一基板21和第二基板31通过晶圆结合的工艺结合，因而第一基板21相当于本申请的MEMS晶圆，第二基板31相当于本申请的第二晶圆；第一基板21上设置的第一绝缘层24、第二绝缘层25、振膜层22、电极26及导线27共同构成MEMS器件，即公开了本申请在MEMS晶圆的正面上形成有MEMS器件。在第一基板21上蚀刻出一空间23使得振膜层22悬设于第一基板上，其中蚀刻即图案化，空间23相当于本申请的第一开口，即公开了本申请图案化MEMS晶圆的背面，以形成第一开口，露出MEMS器件。在第二基板31上蚀刻出一凹槽32，且凹槽32宽度大于空间23，结合第一基板21及第二基板31，使得凹槽32与空间23形成连通作为振膜层22的背腔空间，其中背腔空间相当于本申请的MEMS背孔，从图5可看出，第一基板21的背面结合第二基板31，空间23位于凹槽32上方。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的技术内容相比，其区别技术特征在于：1）本申请在第二晶圆中形成第二开口，以露出MEMS器件，而对比文件1在第二基板中形成凹槽，背腔空间是封闭的；2）在图案化MESM晶圆形成第一开口前先反转MESM晶圆，在反转之前或者之后研磨MEMS晶圆，以减小MEMS晶圆的厚度；在MEMS晶圆的背面结合第二晶圆时，第二开口位于第一开口的上方，第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸。根据上述区别技术特征，可以确定权利要求1实际要解决的技术问题是：如何提高MEMS器件的声噪比。
对于上述区别技术特征1），本申请在MEMS器件的背面形成“凸”形背孔可以提高MEMS器件的信噪比和灵敏度，对比文件1也是在MEMS器件的背面形成“凸”形背孔，扩大背腔空间，提高MEMS器件的灵敏度。对比文件1的说明书第[0018]段记载了“因为第二芯片单元为凹槽而非开放通道，因此微机电麦克风芯片底部为封闭结构，可避免现有技术出现的在封装过程中将微机电麦克风芯片胶合至底板上时的渗胶情形”，由此可知在第二基板上形成凹槽是用于避免在封装过程中将微机麦克风芯片胶合至底板上时的渗胶。也就是说在本领域，MEMS器件的背孔可以是封闭的也可以是开放的，封闭的背孔可以避免渗胶，但声噪比受影响，开放的背孔可以提高声噪比，但容易出现渗胶。从提高MEMS器件的声噪比出发，本领域技术人员容易想到将对比文件1的凹槽设置成开口，这属于本领域的常规设计。
对于上述区别技术特征2），为了便于在MEMS晶圆的背面形成第一开口，在形成第一开口之前反转MEMS晶圆，以使MEMS晶圆背面向上属于本领域的常用技术手段。将对比文件1的第二基板上的凹槽设置成开口后，在MEMS晶圆背面向上的情况下，第二晶圆结合在MEMS晶圆的背面时，第二开口位于第一开口的上方，且形成的MEMS背孔可以露出MEMS器件；由于对比文件1中凹槽的的宽度大于空间，将对比文件1的凹槽设置成开口后，第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸。为了改变晶圆厚度，采用研磨的方式，在反转之前或反转之后来研磨减薄晶圆的厚度属于本领域的常用技术手段。
由此可知，在对比文件1的基础上结合上述常规设计和常用技术手段以获得该权利要求请求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求请求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 关于从属权利要求2-8
从属权利要求2-4引用权利要求1，其限定部分的附加技术特征分别对MEMS晶圆的厚度、第一开口和第二开口的尺寸作了进一步限定，而本领域技术人员可以根据实际需要，设定MEMS晶圆的厚度、第一开口和第二开口的尺寸，这属于本领域的常规设计。因此，当上述权利要求引用的权利要求1不具备创造性时，从属权利要求2-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求5引用权利要求1，其限定部分的附加技术特征对晶圆的结合方式作了进一步限定，而通过键合的方法将两个晶圆结合在一起属于本领域的常用加工方式。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，从属权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求6引用权利要求1，将结合后的晶圆反转以得到MEMS器件在上的成品属于本领域的常用加工方法。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，从属权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求7引用权利要求1，其限定部分的附加技术特征被对比文件1公开（参见说明书第[0015]段）：以硅材质分别沉积有第一基板21和第二基板31。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，从属权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求8引用权利要求1，其限定部分的附加技术特征对背孔的形状作了进一步限定，从对比文件1的附图2可看到背腔空间为凸形，若反转第一基板，在其背面结合第二基板，背腔空间形成的即为倒凸形。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，从属权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3 关于独立权利要求9
独立权利要求9请求保护一种根据权利要求1至8之一所述方法制备得到的MEMS器件，而权利要求1-8请求保护的MEMS器件的制备方法不具备创造性（参见2.1-2.2的意见），那么根据权利要求1-8所述方法制备得到的MEMS器件对本领域技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求请求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4 关于独立权利要求10
独立权利要求10请求保护一种电子装置，其包括权利要求9所述的MEMS器件。权利要求9请求保护的MEMS器件不具备创造性（参见2.3的意见），那么包括权利要求9所述的MEMS器件的电子装置对本领域技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求请求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见
复审请求人在复审请求书中指出：（1）本申请和对比文件1的区别“在所述MEMS晶圆的背面上结合第二晶圆，其中所述第二晶圆中形成有第二开口，所述第二开口位于所述第一开口的上方，并且所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸，以形成MEMS背孔并露出所述MEMS器件”均在步骤S4中，为一个完整的工艺步骤，是紧密相连的，其整体作为一个区别技术特征，不应该将其进一步划分。（2）本申请在第一晶圆中设置第一开口，在第二晶圆中设置第二开口，第二开口位于第一开口的上方，第二开口的尺寸大于第一开口的尺寸，以形成MEMS背孔并露出MEMS器件，由此可见第一开口和第二开口相互连通，从而避免在第一晶圆和第二晶圆接合处的台阶的顶角和/或拐角不能很好的保护，使背孔的形状和体积不够理想，影响到MEMS器件的性能。而对比文件1中，在第一基板在振膜层下方形成一空间，同时在第二基板形成宽度大于空间的一凹槽，然后将第一基板和第二基板接合进而形成密闭的空腔，以避免现有技术出现的在封装过程中将微机电麦克风芯片胶合至底板上时的渗胶情形，因此本申请和对比文件1所解决的技术问题和技术方案均不相同。对比文件1公开的为密闭的凹槽，给出的技术启示也是密闭的凹槽，对比文件1没有给出将其设置为开口的技术启示。（3）对比文件1没有公开“反转所述步骤S1中得到的元件，并在所述反转之前或者之后研磨所述MEMS晶圆，以减小所述MEMS晶圆的厚度”，其也不是现有技术或公知常识。
对此，合议组认为：
（1）步骤S4的关键是在MEMS晶圆的背面上结合具有第二开口的第二晶圆，形成MEMS背孔并露出MEMS器件，其中关于第二开口与第一开口的位置，第二开口和第一开口的尺寸不是方法步骤，而是对结构的描述。实际上对比文件1也公开了这一步骤，在第一基板的背面结合具有凹槽的第二基板，其中凹槽位于第一基板的开口上方，凹槽的尺寸大于开口的尺寸，区别主要在于结构而非步骤，即本申请在第二晶圆中形成第二开口，以露出MEMS器件，而对比文件1在第二基板中形成凹槽，背腔空间是封闭的。
（2）对比文件1的说明书第[0004]段记载了“由于微机电麦克风芯片尺寸非常小，因此在硅基板10上所形成的背腔16空间也是非常狭小，在有限的空间当中所产生的空气阻力，将使得振动层13的振动力下降，最后将导致微机电麦克风的音质下降，特别是灵敏度的下降。再者，上述现有微机电麦克风芯片在上胶结合至底板时，必须避开背腔16的开口，因此工艺上也较为麻烦，徒增制造时间上的成本”，因此对比文件1是要解决背腔空间小的问题，渗胶问题只是其附带解决的问题。对比文件1通过在第一基板上结合具有凹槽的第二基板，形成“凸”形背孔（附图2），扩大了背腔空间，提高灵敏度。本申请也是在MEMS器件的背面形成“凸”形背孔提高MEMS器件的信噪比和灵敏度。可见，对比文件1已经公开了本申请的发明构思及解决技术问题的主要技术手段。
根据对比文件1的说明书第[0018]段“因为第二芯片单元为凹槽而非开放通道，因此微机电麦克风芯片底部为封闭结构，可避免现有技术出现的在封装过程中将微机电麦克风芯片胶合至底板上时的渗胶情形”可知，在第二基板上形成凹槽是用于避免在封装过程中将微机麦克风芯片胶合至底板上时的渗胶。也就是说在本领域，MEMS器件的背孔可以是封闭的也可以是开放的，封闭的背孔可以避免渗胶，但声噪比受影响，开放的背孔可以提高声噪比，但容易出现渗胶问题。因此，MEMS器件的背孔是封闭还是开放，是本领域技术人员根据实际需求进行的选择，为了提高MEMS器件的声噪比，本领域技术人员容易想到将对比文件1的凹槽设置成开口，以形成开放式的背孔以露出MEMS器件。
（3）在加工领域中，通常会使待处理或待加工的表面位于最上方，对于MEMS晶圆而言，需要在MEMS器件的背面形成背孔，将待加工出背孔的那面朝上设置显然是更便于加工的，因此在形成背孔前先反转MEMS晶圆，以使MEMS晶圆背面向上属于本领域的常用技术手段。晶圆的厚度决定了背孔的大小，而研磨是本领域改变晶圆厚度以获得所需背孔大小的常用方式，因而在反转之前或反转之后采用研磨来减薄晶圆的厚度是本领域技术人员容易想到的，属于本领域的常用技术手段。
综上所述，合议组对复审请求人的意见陈述不予支持。
因此，本案合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年11月29日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本复审决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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