发明创造名称：导电通孔结构
外观设计名称：
决定号：183637
决定日：2019-07-09
委内编号：1F279144
优先权日：2011-05-26
申请（专利）号：201610405842.4
申请日：2011-10-19
复审请求人：台湾积体电路制造股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李莹
合议组组长：张念国
参审员：王鹏
国际分类号：H01L23/31,H01L23/488,H01L21/48
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：虽然一项权利要求要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但如果上述区别技术特征是本领域的惯用技术手段，本领域技术人员能够从最接近的现有技术中得到技术启示，根据实际需要将该惯用技术手段应用到该最接近的现有技术中，从而得到该权利要求要求保护的技术方案，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201610405842.4，名称为“导电通孔结构”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为台湾积体电路制造股份有限公司。本申请的申请日为2011年10月19日，优先权日为2011年05月26日，分案提交日为2016年06月08日，公开日为2016年09月21日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年01月07日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定中引用了以下对比文件：
对比文件1：US2010/0109158A1，公开日为2010年05月06日。
驳回决定具体指出：
1.权利要求1所请求保护的制造半导体器件的方法与对比文件1所披露的制造半导体器件的方法相比其区别在于：（1）通过形成第一导电层，在所述第一导电层上方形成第一感光层，图案化所述第一感光层以在一部分所述接触焊盘的上方形成第一开口，其中，所述第一开口的宽度小于所述接触焊盘的宽度；其后移除第一感光层；使用所述导电通孔作为掩模，移除部分所述第一导电层，直到剩余的所述第一导电层的外部边缘与所述导电通孔的外部边缘对齐；通过形成第二感光层，然后图案化形成第二开口，并在开口内电镀的方法形成导电柱，其后移除第一感光层；（2）钝化层形成在导电通孔之后；（3）在导电通孔和导电柱之间还具有导电层，该导电层宽度大于导电通孔；（4）所述导电通孔的的厚度为20-30μm，所述导电柱的厚度为55-60μm，并且导电通孔的厚度与导电柱的厚度比是0.33至0.55。因此本申请实际所要解决的技术问题是：提供一种形成具有导电通孔的工艺、提供晶种层以提高界面性能、以及平衡机械强度和电阻。上述区别技术特征是本领域的公知常识，在对比文件1和本领域的公知常识的基础上得到该权利要求是显而易见的，权利要求1不具备创造性。
2.权利要求2-4、7的附加技术特征被对比文件1公开；权利要求5-6的附加技术特征是公知常识。因此，权利要求2-7不具备创造性。
驳回决定所针对的文本是：分案申请递交日2016年06月08日提交的权利要求第1-7项；说明书摘要、说明书第1-27，29-66段、摘要附图、说明书附图图1-10；2016年08月03日提交的说明书第28段。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤：
提供具有接触焊盘的衬底；
在所述接触焊盘上方形成第一导电层；
在所述第一导电层上方形成第一感光层；
图案化所述第一感光层以在一部分所述接触焊盘的上方形成第一开口，其中，所述第一开口的宽度小于所述接触焊盘的宽度；
在所述第一开口内电镀导电通孔；
移除所述第一感光层；
使用所述导电通孔作为掩模，移除部分所述第一导电层，直到剩余的所述第一导电层的外部边缘与所述导电通孔的外部边缘对齐；
在所述衬底、所述接触焊盘和所述导电通孔上方形成钝化层，并通过研磨所述钝化层暴露出所述导电通孔；
在所述导电通孔和所述钝化层上方形成第二导电层，其中，所述第二导电层宽于所述导电通孔；
在所述第二导电层上方形成第二感光层；
图案化所述第二感光层以形成大于所述导电通孔且完全暴露出所述导电通孔的第二开口；
在所述第二开口中电镀导电柱；以及
移除所述第二感光层；
其中，所述导电通孔的第一宽度与所述导电柱的第二宽度的比值是0.15至0.55，所述导电通孔的的厚度为20-30μm，所述导电柱的厚度为55-60μm，并且所述导电通孔的厚度与所述导电柱的厚度的比值是0.33至0.55。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述钝化层包含非有机材料或聚合物层。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述导电通孔包含铜或铜合金。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述导电通孔在与接触焊盘接触 的点处较窄。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述导电通孔包括垂直的侧壁。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中自上而下观察所述导电通孔的形状，所述导电通孔的形状包括选自圆形、正方形和十字形中的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述导电柱包含铜或铜合金。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月12日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，其中在独立权利要求1的“在所述第二开口中电镀导电柱”的技术特征之后加入了“其中，所述导电柱的外边缘与所述第二导电层的外边缘对齐”的技术特征。复审请求人认为：（1）对比文件1未公开第二导电层，更没有公开“所述导电柱的外边缘与所述第二导电层的外边缘对齐”，也未给出相应启示。（2）对比文件1未公开或给出限定钝化层260的厚度260t与柱体271的厚度的比例的启示，对比文件1并没有给出“使用与导电柱具有特定厚度比的导电通孔”的技术特征来解决“如何为倒装芯片接合提供足够的机械强度和更低的电阻”的技术启示。当面临本申请的技术问题时，本领域普通技术人员在看到本申请的技术方案之前，没有动机对“导电通孔的厚度与所述导电柱的厚度的比值”进行选择，也就无法得到上述区别技术特征。
修改后的独立权利要求1如下：
“1. 一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤：
提供具有接触焊盘的衬底；
在所述接触焊盘上方形成第一导电层；
在所述第一导电层上方形成第一感光层；
图案化所述第一感光层以在一部分所述接触焊盘的上方形成第一开口，其中，所述第一开口的宽度小于所述接触焊盘的宽度；
在所述第一开口内电镀导电通孔；
移除所述第一感光层；
使用所述导电通孔作为掩模，移除部分所述第一导电层，直到剩余的所述第一导电层的外部边缘与所述导电通孔的外部边缘对齐；
在所述衬底、所述接触焊盘和所述导电通孔上方形成钝化层，并通过研磨所述钝化层暴露出所述导电通孔；
在所述导电通孔和所述钝化层上方形成第二导电层，其中，所述第二导电层宽于所述导电通孔；
在所述第二导电层上方形成第二感光层；
图案化所述第二感光层以形成大于所述导电通孔且完全暴露出所述导电通孔的第二开口；
在所述第二开口中电镀导电柱，其中，所述导电柱的外边缘与所述第二导电层的外边缘对齐；以及
移除所述第二感光层；
其中，所述导电通孔的第一宽度与所述导电柱的第二宽度的比值是0.15至0.55，所述导电通孔的的厚度为20-30μm，所述导电柱的厚度为55-60μm，并且所述导电通孔的厚度与所述导电柱的厚度的比值是0.33至0.55。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月17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）通过电镀形成导电柱的本领域的惯用手段，在生长导电柱之前形成晶种层是本领域内经常使用的；（2）本领域技术人员在实施对比文件1的技术方案时，在达到减小应力的前提下，想到尽可能减小或维持导电通孔和导电柱的整体电阻并且要能够提供足够的机械强度是显而易见的，为了使导电通孔和导电柱整体电阻基本不变，本领域技术人员想到导电通孔的厚度约为导电柱的一半、即导电通孔的厚度与导电柱的厚度的比值约为0．5是显而易见的。在此基础上，为了提供足够的机械强度和更低的电阻，根据实际需要，进一步限定导电通孔的厚度为20-30μm，导电柱的厚度为55-60μm是本领域的常规选择,并未带来意料不到的技术效果。因而，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05月16日向复审请求人发出复审通知书，该复审通知书中使用了驳回决定中的对比文件1，其中指出：修改后的权利要求1中，限定了“在第二开口中电镀导电柱，其中，所述导电柱的外边缘与所述第二导电层的外边缘对齐”，随后移除第二感光层。即限定了在电镀导电柱时，该导电柱的外边缘就与第二导电层的外边缘对齐。但根据原说明书和权利要求书的记载，在进行电镀导电柱时，第二导电层还尚未被移除，还是一个位于整个平面上的层，导电柱的外边缘并不是“述第二导电层的外边缘对齐”。而复审请求人所引用的修改依据附图9A-9B所记载的是在以导电柱504为掩模，移除一部分第二导电层后的情况，此时已经进行了移除第二感光层，以及移除部分第二导电层的步骤，才使得导电柱与第二导电层的外边缘对齐。在原说明书和权利要求书的基础上无法直接毫无疑义的得到上述修改后的技术方案，该修改超出了原始记载的范围。因此，权利要求1的修改不符合专利法第33条的规定。此外，还指出，即使在权利要求中移除第二感光层后加入以导电柱为掩模，移除部分第二导电层的步骤，并且将“其中，所述导电柱的外边缘与所述第二导电层的外边缘对齐”的内容置于上述步骤之后，以克服修改超范围的缺陷。并基于上述修改后的权利要求进行的假定评述，指出即使作出上述修改克服了超范围缺陷，修改后的权利要求1-7也将不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年06月28日提交了意见陈述书和修改后的权利要求书。在修改中，删除了原权利要求1中的“其中，所述导电柱的外边缘与所述第二导电层的外边缘对齐”，并在“移除所述第二感光层”的步骤之后加入了技术特征“以及，使用所述导电柱作为掩模，移除部分所述第二导电层，直到剩余的所述第二导电层的外部边缘与所述导电柱的外部边缘对齐”。在意见陈述书中，复审请求人认为：（1）对比文件1的金属住柱271（所谓的导电通孔和导电柱）通过一体成型的工艺制成，对比文件1在位于钝化层260的开口263和位于遮罩264的开口中同时沉积金属材料。（2）对比文件1的工艺与本申请不同，对比文件1不可能存在位于金属柱271的上下两部分之间的第二导电层，并且，第二导电层的外部边缘更不可能与金属柱271的上部分的外部边缘对齐。修改后的独立权利要求1如下：
“1．一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤：
提供具有接触焊盘的衬底；
在所述接触焊盘上方形成第一导电层；
在所述第一导电层上方形成第一感光层；
图案化所述第一感光层以在一部分所述接触焊盘的上方形成第一开口，其中，所述第一开口的宽度小于所述接触焊盘的宽度；
在所述第一开口内电镀导电通孔；
移除所述第一感光层；
使用所述导电通孔作为掩模，移除部分所述第一导电层，直到剩余的所述第一导电层的外部边缘与所述导电通孔的外部边缘对齐；
在所述衬底、所述接触焊盘和所述导电通孔上方形成钝化层，并通过研磨所述钝化层暴露出所述导电通孔；
在所述导电通孔和所述钝化层上方形成第二导电层，其中，所述第二导电层宽于所述导电通孔；
在所述第二导电层上方形成第二感光层；
图案化所述第二感光层以形成大于所述导电通孔且完全暴露出所述导电通孔的第二开口；
在所述第二开口中电镀导电柱；
移除所述第二感光层； 以及
使用所述导电柱作为掩模，移除部分所述第二导电层，直到剩余的所述第二导电层的外部边缘与所述导电柱的外部边缘对齐；
其中，所述导电通孔的第一宽度与所述导电柱的第二宽度的比值是0．15至0．55，所述导电通孔的的厚度为20-30μm，所述导电柱的厚度为55-60μm，并且所述导电通孔的厚度与所述导电柱的厚度的比值是0．33至0．55。”
至此，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）、审查文本的认定
在2019年06月28日答复复审通知书时，复审请求人同时提交了修改后的权利要求书，经审查，该修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本复审决定所针对的文本是：2019年06月28日提交的权利要求第1-7项；分案申请递交日2016年06月08日提交的说明书摘要、说明书第1-27，29-66段、摘要附图、说明书附图图1-10；2016年08月03日提交的说明书第28段。
（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。
虽然一项权利要求要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但如果上述区别技术特征是本领域的惯用技术手段，本领域技术人员能够从最接近的现有技术中得到技术启示，根据实际需要将该惯用技术手段应用到该最接近的现有技术中，从而得到该权利要求要求保护的技术方案，则该权利要求不具备创造性。
在本复审决定中引用驳回决定所使用的对比文件1：
对比文件1：US2010/0109158A1，公开日为2010年05月06日。
权利要求1-7不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定，理由如下：
1.权利要求1请求保护一种制造半导体器件的方法，对比文件1公开了一种制造半导体器件的方法，其中（参见说明书第0030到0040段以及附图2h）公开了技术特征：提供具有接触焊盘241的衬底201；形成钝化层260（对应于本申请的钝化层）；在一部分所述接触焊盘的上方的钝化层内中形成开口263，通过金属填充该开口形成金属柱（相当于导电通孔）；在钝化层上设置遮罩264（对应于第二感光层的功能），该遮罩包括开口204a，采用电镀工艺填充开口，在钝化层上方形成金属柱271。导电柱271的第一宽度与所述第二宽度的比值优选是约0.5（第0039段），在0.15至0.55区间之内。
权利要求1所请求保护的制造半导体器件的方法与对比文件1所披露的制造半导体器件的方法相比其区别在于：（1）在接触焊盘上方形成第一导电层，在所述第一导电层上方形成第一感光层，图案化所述第一感光层以在一部分所述接触焊盘的上方形成第一开口，其中，所述第一开口的宽度小于所述接触焊盘的宽度；其后移除第一感光层；使用所述导电通孔作为掩模，移除部分所述第一导电层，直到剩余的所述第一导电层的外部边缘与所述导电通孔的外部边缘对齐；通过形成第二感光层，然后图案化形成第二开口，并在开口内电镀的方法形成导电柱，其后移除第二感光层；以导电柱为掩模，移除部分第二导电层，导电柱的外边缘与第二导电层的外边缘对齐。钝化层形成在导电通孔之后；在导电通孔和导电柱之间还具有导电层，该导电层宽度大于导电通孔；导电通孔的第一宽度与导电柱的第二宽度的比值是0.15至0.55；所述导电通孔的的厚度为20-30μm，所述导电柱的厚度为55-60μm，并且导电通孔的厚度与导电柱的厚度比是0.33至0.55。因此权利要求1实际所要解决的技术问题是：提供一种形成具有导电通孔的工艺、提供晶种层以提高界面性能、以及平衡机械强度和电阻。
然而，形成感光层、图案化感光层、电镀形成导电部件、移除感光层的这一系列工艺是本领域内形成导电通孔或者导电柱时普遍使用的。同时本领域技术人员也可以根据需要设置导电通孔小于焊盘的宽度以提高连接性。
此外，导电通孔的位置必须处于在某一层（通常是钝化层、ILD、干膜或光刻胶等）之内，本申请是通过先形成导电层，在导电层上方形成感光层然后形成导电通孔，然后去除导电通孔周围的感光层，并且使用所述导电通孔作为掩模，移除部分所述导电层，直到剩余的所述导电层的外部边缘与所述导电通孔的外部边缘对齐，最后再覆盖钝化层的方式形成导电通孔，而对比文件1则是直接在钝化层内形成导电通孔，以上两种方式都是本领域内常用的，采用其它惯用的方式代替对比文件1中的形成方法是显而易见的。
在生长导电柱之前形成晶种层（即导电层）是本领域的惯用技术手段，晶种层具有增加界面粘附性、增加机械强度、降低电阻等公知效果，而晶种层的开口面积通常与导电柱相同。因此，根据本领域的惯用技术手段，在形成导电通孔之前形成第一导电层、在形成导电柱之前形成第二导电层，并且以导电通孔和导电柱为掩模移除第一和第二导电层，使得导电层与导电柱/导电通孔的边缘对齐，对本领域技术人员来说是显而易见的。
本领域技术人员有能力选择导电柱/导电通孔的宽度和高度，进而有能力选择导电通孔和导电柱的厚度比，并且选择导电通孔和导电柱的宽度比为0.15-0.55，导电通孔的的厚度为20-30μm，导电柱的厚度为55-60μm，导电通孔的厚度与导电柱的厚度比是0.33至0.55的范围并不能给本申请带来预料不到的技术效果。
因此，在对比文件1和本领域的惯用技术手段的基础上得到该权利要求所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，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著进步，不具备创造性。
2.从属权利要求2、3、4、7的附加技术特征已经在对比文件1中公开了：对比文件1中所述钝化层包含非有机材料或聚合物（第0030段，权利要求2）；导电通孔可以是Cu（第0037段，权利要求3）；导电通孔在与接触焊盘接触的地方比较窄（附图2h，权利要求4）；导电柱可以是Cu（第0037段，权利要求7）。此外，对于权利要求2和7中包含铜合金的并列技术方案，本领域中，铜合金是导电通孔和导电柱材料的常规选择，属于本领域的公知常识。因此当其引用的权利要求1不具有创造性时，权利要求2、3、4、7也不具备创造性。
3.从属权利要求5、6的附加技术特征对本领域技术人员来说都是公知常识：垂直侧壁的导电通孔是最常见的；而本领域内也公知各种常规形状的导电通孔，例如圆形、方形、十字形等。因此当其引用的权利要求1不具有创造性时，权利要求5、6也不具备创造性。
4.关于复审请求人的意见陈述
合议组认为：（1）权利要求1与对比文件1相比，金属柱的具体制备方式不同，构成了与对比文件1相比的区别技术特征，在复审通知书和本复审决定前文中均已有描述。但是，无论是权利要求1中通过先形成导电层，在导电层上方形成感光层然后形成导电通孔，然后去除导电通孔周围的感光层，并且使用所述导电通孔作为掩模，移除部分所述导电层，直到剩余的所述导电层的外部边缘与所述导电通孔的外部边缘对齐，最后再覆盖钝化层的方式形成导电柱的方式，还是对比文件1中直接在钝化层内形成导电柱的方式，都是本领域内常用的，采用其它惯用的方式代替对比文件1中的形成方法是显而易见的。（2）在生长导电柱之前形成晶种层（即导电层）是本领域的惯用技术手段，晶种层具有增加界面粘附性、增加机械强度、降低电阻等公知效果。因此，根据本领域的惯用技术手段，在形成导电柱时形成第二导电层是显而易见的，此时，根据后续需要形成的导电柱的结构，很自然的可以想到第二导电柱的边缘应该与导电柱对齐。因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019 年01月07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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