发明创造名称：准分子激光退火前处理方法、薄膜晶体管及其生产方法
外观设计名称：
决定号：180659
决定日：2019-05-21
委内编号：1F260397
优先权日：
申请（专利）号：201410856208.3
申请日：2014-12-31
复审请求人：深圳市华星光电技术有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：罗崇举
合议组组长：宋霖
参审员：窦明生
国际分类号：H01L21/324,H01L21/20,H01L29/786,H01L21/336
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：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，如果该区别技术特征是本领域技术人员在上述现有技术基础上进行的常规改进，在该对比文件的基础上结合本领域常用技术手段得到该权利要求的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410856208.3，名称为“准分子激光退火前处理方法、薄膜晶体管及其生产方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为深圳市华星光电技术有限公司，申请日为2014年12月31日，公开日为2015年03月25日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年05月31日发出驳回决定，以本申请权利要求1-7不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请，其具体理由是：（1）独立权利要求1请求保护一种准分子激光退火前处理方法，其与对比文件1（CN101330004A，公开日为2008年12月24日）的区别在于：氧化层的厚度30-40?，步骤ii的时间控制在10-12min，O2的流量先快后慢，待冷却后将沉积基板进入清洗机，用水清洗所述沉积基板；去氢是在470-510℃下进行，氧气的浓度控制在99%以上。上述区别技术特征属于本领域公知常识，因此权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（2）从属权利要求2-5的附加技术特征属于本领域常规技术手段，因此均不具备创造性。（3）独立权利要求6请求保护一种薄膜晶体管的制造方法，对比文件1也公开了一种薄膜晶体管的制造方法，因此在其引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不具备创造性。（4）独立权利要求7请求保护一种薄膜晶体管，对比文件1也公开了一种薄膜晶体管，因此在其引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：申请人于2017年12月26日提交的权利要求第1-7项；于申请日2014年12月31日提交的说明书第1-53段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定针对的权利要求书如下：
“1. 一种准分子激光退火前处理方法，包括：
i)用化学气相沉积法在基板上依次沉积SiNx层、SiOx层和和非晶硅层，得到沉积基板；
ii)然后，对所述沉积基板进行加热去氢，并在去氢的同时使用O2将部分表面非晶硅氧化生成均匀的厚度的氧化层；
iii)去氢结束时同时停止通O2，待冷却后，将步骤ii)得到的沉积基板进入清洗机，用水清洗所述沉积基板；
其中，步骤ii)的时间控制在10-12min，O2的流量先快后慢；
所述去氢是在470-510℃下进行；所述O2的浓度控制在99％以上。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SiNx层是利用NH3和SiH4气体在加热的条件下发生反应生成的。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SiOx层是利用N2O和SiH4气体在加热的条件下发生反应生成的。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非晶硅层是利用N2和SiH4气体在加热的条件下发生反应生成的。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，对步骤iii)清洗得到的非晶硅基板进行准分子激光退火处理。
6. 一种薄膜晶体管的生产方法，包括使用权利要求1-5中任一项所述的准分子激光退火前处理方法。
7. 一种根据权利要求6所述的方法制造得到的薄膜晶体管。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年09月11日向国家知识产权局提出复审请求，未修改申请文件，仅陈述意见认为：（1）本申请的氧化层的厚度和作用与对比文件1均不相同；权利要求1中氧化层厚度为30-40?，起到保温作用，其厚度和均匀度对准分子激光退火过程很重要；对比文件1中氧化层厚度是10-50?，其作用主要是避免金属催化剂对多晶硅层的污染。（2）权利要求1中氧化层由浓度99%以上的氧气氧化而成，才可以生成均匀的氧化膜；氧化温度和氧化时间、O2的浓度和流量共同影响氧化层的厚度；对比文件1没有公开上述特征，且上述特征不是本领域的公知常识。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月24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：首先，对比文件1公开了在退火前进行去氢处理和氧化处理的操作；其中氧化处理是通过在非晶硅层表面形成热氧化层，以得到更均匀的膜质量（参见说明书第5页第4段）；其能够起到保温的效果。虽然其后续的晶化工艺与本申请不同，但是固相晶化、准分子激光退火晶化、金属诱导晶化均是本领域常见的晶化工艺。而在非晶硅层上形成氧化硅层以得到较大晶粒的多晶硅是本领域公知的技术。其次，本领域技术人员知道，氧化层的厚度会影响后续晶化处理的效果，厚度过大或者过小都会影响晶化效果，因此需要设置适当的氧化层厚度。在对比文件1公开了可以形成10-50?厚度的均匀的氧化层的基础上，将氧化层进一步设定为30-50?是本领域技术人员采用常规实验手段，通过有限次实验可以获得的优化值。同时，氧化时间能够影响氧化层的厚度，需要设置合适的处理时间来获得相应的厚度，因此根据实际需要选择氧化时间也是本领域的常规选择。另外，氧化过程需要在设定的处理温度下进行，需要尽量避免随后的冷却过程中晶片的氧化，以避免影响氧化层的厚度和均匀性，因此氧气的流量在冷却时要减慢是本领域技术人员是本领域技术人员熟知的，且可以预期其技术效果。热氧化工艺可以包括干氧氧化和湿氧氧化等，因此选择干氧氧化也是本领域的常规技术手段；在此基础上，选择氧气的纯度在99%以上进行热氧化属于本领域的常规选择。因此坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理，于2019年01月24日发出复审通知书，引用与驳回决定相同的对比文件，指出权利要求1-7不符合专利法第22条第3款的规定。具体理由为：（1）独立权利要求1相对于对比文件1和本领域常用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。（2）从属权利要求2-5的附加技术特征属于本领域的常用技术手段，因此均不具备创造性。（3）独立权利要求6相对于对比文件1和本领域常用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。（4）独立权利要求7相对于对比文件1和本领域常用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。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年02月27日提交了复审程序意见陈述书，未修改申请文件，仅陈述意见认为：（1）对比文件1中的热氧化层与本申请中的氧化层不仅厚度不同，而且对比文件1中的热氧化层是使金属催化剂穿过进入非晶硅层来使非晶硅层结晶的，这与本申请中的氧化层防止热量穿过氧化层而使非晶硅层保护的作用也不相同，因此本领域技术人员在对比文件1公开的热氧化层形成方法的基础上不能轻易地得到氧化层的厚度为30-40?。对比文件1中公开了10-50?，但优选为17-26?，如果氧化层厚度小于30?起不到保温作用，因此对比文件1给出了相反技术启示。（2）对比文件1中所述氧化层是在氧气或者湿气和惰性气体例如氮气的气氛下氧化而成，可见将利用浓度在99%以上的氧气进行氧化不是本领域的常规选择。本申请的氧化温度与氧化时间、O2的浓度和O2的流量共同影响氧化层的厚度，氧化温度或过高或过低均会对氧化层的厚度产生不利影响，因此本申请所限定的氧化温度也不是本领域技术人员的常规选择，是通过创造性的劳动获得的。因此权利要求1具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人在复审程序中未修改申请文件，因此本复审决定与驳回决定依据的审查文本相同，为：复审请求人于2017年12月26日提交的权利要求第1-7项；于申请日2014年12月31日提交的说明书第1-53段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图。
（二）关于专利法第22条第3款
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。
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，如果该区别技术特征是本领域技术人员在上述现有技术基础上进行的常规改进，在该对比文件的基础上结合本领域常用技术手段得到该权利要求的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
本复审决定引用与驳回决定和复审通知书相同的对比文件，为：
对比文件1：公开号为CN101330004A，公开日为2008年12月24日。
1、权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种准分子激光退火前处理方法，对比文件1公开了一种多晶硅的制造方法，并具体公开了（参见说明书第4页第6段至第6页倒数第2段、图1A-1C）如下技术特征：准备基板100；缓冲层110采用化学气相沉积技术形成在基板100上，缓冲层110可以是氧化硅层和/或氮化硅的单层或者多个绝缘层；其后，非晶硅层120形成在缓冲层110上，非晶硅120采用CVD技术形成，采用CVD技术形成的非晶硅层120会包含例如H2气的气体（相当于用化学气相沉积法在基板上依次沉积SiNx层、SiOx层和和非晶硅层，得到沉积基板）；可以进行脱氢工艺使得非晶硅层120中不残留H2；其后，在非晶硅120上形成厚度约为10-50?的热氧化层130，热氧化层130可以在包含O2或者湿气和惰性气体的气氛通过氧化非晶硅120获得；可以在约400-700℃的温度下进行热氧化；具体的，热氧化层130可以形成约17-26?的厚度；经过热氧化非晶硅层120形成的热氧化层130与采用CVD或PVD形成的氧化层相比具有更均匀的膜质量；热氧化层130可以在非晶硅层120脱氢的同时形成（相当于对所述沉积基板进行加热去氢，并在去氢的同时使用O2将部分表面非晶硅氧化生成均匀的厚度的氧化层）。由于对比文件1中热氧化层130的形成和非晶硅层120的脱氢处理同时进行，本领域技术人员由此可以直接地、毫无疑义地确定其同时开始并同时结束，即在去氢结束时同时停止通O2。由上述对比可知，权利要求1与对比文件1相比其区别技术特征为：（1）权利要求1请求保护一种准分子激光退火前处理方法；（2）氧化层厚度30-40?；去氢在470-510℃下进行，O2的流量先快后慢，O2的浓度控制在99%以上，步骤ii时间10-12min；（3）冷却后将步骤ii得到的沉积基板进入清洗机，用水清洗沉积基板。基于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：（1）选择制备多晶硅的工艺方法；（2）形成均匀的氧化层；（3）清洁基板。
对于区别技术特征（1），对比文件1公开了一种采用超晶粒硅晶化方法制造多晶硅层的工艺方法，其中先在基板上形成非晶硅层，在非晶硅层表面上形成均匀的氧化层，然后对非晶硅层进行处理形成多晶硅层；其中在非晶硅层表面上形成氧化层作为盖层以控制金属催化剂扩散进入多晶硅层，然后沉积金属催化剂并进行退火以形成多晶硅层。而采用准分子激光退火将非晶硅层结晶为多晶硅层的方法已是本领域熟知的技术，其中需要在非晶硅层上形成一层均匀的氧化层以备后续结晶处理也是本领域技术人员熟知的。两种不同的晶化方法中均需在非晶硅层上形成一层氧化层，尽管二者在各自晶化方法中所起的作用不同，但是，两种方法属于相同领域，且均是在非晶硅层上形成氧化层，即基底材料相同，形成材料相同，因此本领域技术人员在对比文件1公开的氧化层形成方法的基础上，想到将该方法用于准分子激光退火前处理方法是显而易见的，这是本领域技术人员在对比文件1基础上进行的常规改进。
对于区别技术特征（2），首先，对比文件1公开了热氧化层130的厚度范围为10-50?，同时还公开了热氧化层130厚度的一个值为26?，本领域技术人员在此基础上采用常规实验手段，通过有限次试验可以得到氧化层厚度为30-40?，不需要付出创造性劳动；其次，对比文件1公开了热氧化的温度为400-700℃，由于热氧化与去氢同时进行，因此对比文件1公开了去氢在400-700℃进行，本领域技术人员在此基础上采用常规实验手段，通过有限次试验可以得到去氢在470-510℃进行，不需要付出创造性劳动；再次，热氧化时通O2的流量采用先快后慢的方式属于本领域的常用技术手段，O2的浓度和热氧化和去氢工艺的时间是本领域技术人员根据实际需要、例如所需形成的氧化层厚度和均匀性等进行选择的，选择O2的浓度为99%以上，热氧化和去氢工艺的时间10-12min对于本领域技术人员而言是显而易见的。
对于区别技术特征（3），为了给后续工艺提供清洁的基板，将经过加热的基板冷却之后，置于清洗机用水清洗基板属于本领域的常规技术手段。
综上可见，在对比文件1的基础上结合本领域常用技术手段得到权利要求1请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1不具有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、权利要求2-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2-4对权利要求1进一步限定。对于本领域技术人员而言，利用NH3和SiH4气体在加热的条件下发生反应生成SiNx层，利用N2O和SiH4气体在加热的条件下发生反应生成SiOx层，利用N2和SiH4气体在加热的条件下发生反应生成非晶硅层均属于本领域的常用技术手段。因此，在上述权利要求引用的权利要求不具备创造性时，上述权利要求也均不具备创造性。
权利要求5对权利要求1-4任一项进一步限定。本领域技术人员熟知，固相晶化、准分子激光退火晶化、金属诱导晶化均为将非晶硅晶化为多晶硅的常用方法。对比文件1公开了一种采用超晶粒硅晶化方法制造多晶硅层的工艺方法，其中亦在非晶硅层上形成氧化层，本领域技术人员在对比文件1公开的氧化层形成方法的基础上，想到将该方法用于准分子激光退火前处理方法是显而易见的，因此对步骤iii清洗得到的非晶硅基板进行准分子激光退火处理是本领域技术人员在对比文件1基础上进行的常规改进。因此，在该权利要求引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不具备创造性。
3、权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6请求保护一种薄膜晶体管的生产方法，其包括权利要求1-5中任一项所述的方法。对比文件1也公开了一种薄膜晶体管的制造方法。因此，在其引用的权利要求均不具备创造性时，权利要求6也不具备创造性。
4、权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求7请求保护一种薄膜晶体管，其是根据权利要求6的方法制得的薄膜晶体管。对比文件1也公开了一种薄膜晶体管。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，权利要求7也不具备创造性。
（三）关于复审请求人的意见陈述
针对复审请求人在答复复审通知书时陈述的意见，合议组认为：
（1）关于区别技术特征“氧化层的厚度为30-40?”
对比文件1公开了一种采用超晶粒硅晶化方法制造多晶硅层的工艺方法，其中采用采用金属诱导晶化的方法，先在基板上形成非晶硅层，在非晶硅层表面上形成均匀的氧化层，然后对非晶硅层进行处理形成多晶硅层；其中在非晶硅层表面上形成氧化层以控制金属催化剂扩散进入多晶硅层。然而，采用准分子激光退火将非晶硅层结晶为多晶硅层的方法已是本领域熟知的技术，其中需要在非晶硅层上形成一层均匀的氧化层以备后续结晶处理也是本领域技术人员熟知的。尽管权利要求1中形成氧化层的作用在于后续准分子激光退火处理时进行保温，而对比文件1中形成氧化层的作用在于后续金属诱导晶化处理时防止金属催化剂扩散进入多晶硅层，但是，两种晶化方法属于相同技术领域，均需在非晶硅层上形成一层氧化层，即基底材料相同，形成材料相同，因此本领域技术人员在对比文件1公开的氧化层形成方法的基础上，想到将该方法用于准分子激光退火前处理方法是显而易见的，在采用对比文件1的方法形成的氧化层基础上进行准分子激光退火处理时，该氧化层可以起到与权利要求1中相同的作用。
对比文件1公开了氧化层的厚度范围为10-50?，本申请在原始说明书中记载的氧化层厚度为30-50?，其包括在对比文件1的厚度范围内且有部分重叠，因此对比文件1并未给出相反的技术启示。本领域技术人员在对比文件1公开的氧化层厚度范围为10-50?的基础上采用常规实验手段，通过有限次试验得到氧化层厚度为30-40 ?是显而易见的，不需要付出创造性劳动，本领域技术人员可以预期其技术效果。
（2）关于区别技术特征“氧化层在470-510℃下形成，形成的时间控制在10-12min；氧气的浓度制在99%以上，且O2的流量先快后慢”
本申请的技术构思在于去氢和氧化同时进行，以避免采用HF蚀刻设备，减少退火处理成本，同时提高氧化层均匀性。对比文件1公开了去氢和氧化同时进行的技术构思，其技术方案中也不采用HF进行蚀刻，也可以达到减少后续处理成本、提高氧化层均匀性的技术效果。尽管对比文件1中氧化在氧气和惰性气体气氛下进行，没有公开权利要求1中限定的氧化温度和时间、氧气浓度和流量等具体参数，但是，氧化处理对本领域技术人员而言属于熟知的工艺方法，氧化温度和时间、氧气流量和浓度是影响氧化层厚度和均匀性所熟知的工艺参数，本领域技术人员可以根据实际需要选择工艺参数，因此将其中各个参数控制为氧化温度470-510℃，氧化时间10-12min，O2的流量先快后慢，O2的浓度99%以上属于本领域的常用技术手段。
因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常用技术手段的结合不具备创造性。可见，复审请求人陈述的理由相对于现有证据不具有说服力，合议组不予支持。
基于上述理由，合议组依法作出以下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年05月31日针对201410856208.3号发明专利申请作出的驳回决定。
根据专利法第41条第2款的规定，如对本复审请求审查决定不服，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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