发明创造名称:半导体结构及其形成方法
外观设计名称:
决定号:183316
决定日:2019-07-10
委内编号:1F269047
优先权日:
申请(专利)号:201310655093.7
申请日:2013-12-05
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:朱科
合议组组长:梁素平
参审员:张跃
国际分类号:H01L23/31,H01L23/528,H01L21/56,H01L21/768
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点: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,如果部分区别技术特征被其它对比文件公开且作用相同,其余区别技术特征属于本领域的公知常识,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201310655093.7,名称为“半导体结构及其形成方法”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2013年12月05日,公开日为2015年06月10日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年09月04日发出驳回决定,以权利要求1-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:2018年07月03日提交的权利要求第1-13项,申请日2013年12月05日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-5页、说明书摘要和摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书的内容如下:
“1. 一种半导体结构,其特征在于,包括:
衬底,所述衬底具有器件区、以及围绕所述器件区的密封环区,所述衬底表面具有介质层;
位于密封环区介质层内的第一密封环结构,所述第一密封环结构包围所述器件区,所述第一密封环结构包括:
若干层重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由介质层隔离,至少一层第一连接层由若干分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离;
位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内;
位于所述密封环区的介质层内的第二密封环结构,所述第二密封环结构包围所述器件区,且所述第二密封环结构包围所述第一密封环结构,或者所述第一密封环结构包围所述第二密封环结构,所述第二密封环结构包括:
若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由介质层电隔离;
位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接;
所述第一密封环结构和第二密封环结构用于在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。
2. 如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述若干层第一连接层均由若干分立的子连接层构成,同一层子连接层之间由介质层隔离。
3. 如权利要求2所述的半导体结构,其特征在于,相邻两层第一连接层中的子连接层位置交错分布。
4. 如权利要求2所述的半导体结构,其特征在于,若干第一导电插塞的底部均伸入相邻子连接层之间的介质层内。
5. 如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,每一子连接层底部与若干第一导电插塞连接,所述子连接层以及与该子连接层连接的第一导电插塞构成密封环单元结构。
6. 如权利要求5所述的半导体结构,其特征在于,与一子连接层底部连接的第一导电插塞数量为1个~5个。
7. 如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,还包括:所述第一导电插塞的底部与所述第一连接层连接。
8. 如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,位于底层的第一连接层通过第一导电插塞与衬底连接。
9. 如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一连接层和第一导电插塞的材料为金属。
10. 如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一连接层或第一导电插塞的材料为铜、钨或铝。
11. 如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述衬底还包括切割道区,所述切割道区围绕所述密封环区和器件区。
12. 一种如权利要求1至11任一项半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底,所述衬底具有器件区、以及围绕所述器件区的密封环区;
在所述衬底表面形成介质层;
在密封环区的介质层内形成第一密封环结构,所述第一密封环结构包围所述器件区,所述第一密封环结构包括:
若干层重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由介质层隔离,至少一层第一连接层由若干分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离;
位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内;
在所述密封环区的介质层内形成第二密封环结构,所述第二密封环结构包围所述器件区,且所述第二密封环结构包围所述第一密封环结构,或者所述第一密封环结构包围所述第二密封环结构,所述第二密封环结构包括:
若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由介质层电隔离;
位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接;
所述第一密封环结构和第二密封环结构用于在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。
13. 如权利要求12所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一导电插塞、以及位于所述第一导电插塞顶部的第一连接层同时形成。”
驳回决定引用如下对比文件:
对比文件1:US5831330A,授权公告日为1998年11月03日;
对比文件2:US2007/0069337A1,公开日为2007年03月29日;
对比文件3:CN1777978A,公开日为2006年05月24日。
驳回决定认为:权利要求1、12与对比文件1的区别技术特征均在于:(1)至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内;(2)位于密封环区的介质层内的第二密封环结构,第二密封环结构包围器件区,且第二密封环结构包围第一密封环结构,或者第一密封环结构包围第二密封环结构,第二密封环结构包括:若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由介质层电隔离,位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接;(3)第一密封环结构和第二密封环结构用于在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。上述区别技术特征(1)的部分特征被对比文件2公开且作用相同,其余特征属于本领域的公知常识,上述区别技术特征(2)被对比文件3公开且作用相同,上述区别技术特征(3)属于本领域的公知常识,因而权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-4、13的附加技术特征被对比文件2公开,从属权利要求5-9、11的附加技术特征被对比文件1公开,从属权利要求10的部分附加技术特征被对比文件1公开,部分附加技术特征被对比文件2公开,其余附加技术特征属于本领域的公知常识,因而权利要求2-11、13也不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年12月18日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书的全文修改替换页(共包括12项权利要求),其中将独立权利要求1、12中的技术特征“以及围绕所述器件区的密封环区”修改为“围绕所述器件区的密封环区以及围绕所述密封环区和器件区的切割道区”,新增技术特征“所述第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,而所述条形图形与子连接层的图形相同,且所述条形图形的长度与子连接层的长度相同”,删除从属权利要求11,适应性修改权利要求的序号和引用关系。
复审请求人认为:对比文件2中金属图形312和314位于切割道区302上并且在芯片切割之后被破坏,因而并不相当于本申请中位于密封环区的第一密封环结构,也无法满足阻挡外部水汽和杂质入侵的要求;对比文件3中的密封环119和止裂环117位于管芯区105内,其位置不同于本申请中的第一密封环结构或第二密封环结构,对比文件3的技术方案已能够解决切割应力造成的破裂分层问题,则根据对比文件3的技术方案并不能得到改变密封环119或止裂环117的技术启示。
提出复审请求时新修改的权利要求1、11的内容如下:
“1. 一种半导体结构,其特征在于,包括:
衬底,所述衬底具有器件区、围绕所述器件区的密封环区以及围绕所述密封环区和器件区的切割道区,所述衬底表面具有介质层;
位于密封环区介质层内的第一密封环结构,所述第一密封环结构包围所述器件区,所述第一密封环结构包括:
若干层重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由介质层隔离,至少一层第一连接层由若干分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离;
位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内,所述第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,而所述条形图形与子连接层的图形相同,且所述条形图形的长度与子连接层的长度相同;
位于所述密封环区的介质层内的第二密封环结构,所述第二密封环结构包围所述器件区,且所述第二密封环结构包围所述第一密封环结构,或者所述第一密封环结构包围所述第二密封环结构,所述第二密封环结构包括:
若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由介质层电隔离;
位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接;
所述第一密封环结构和第二密封环结构用于在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。”
“11. 一种如权利要求1至10任一项半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底,所述衬底具有器件区、围绕所述器件区的密封环区以及围绕所述密封环区和器件区的切割道区;
在所述衬底表面形成介质层;
在密封环区的介质层内形成第一密封环结构,所述第一密封环结构包围所述器件区,所述第一密封环结构包括:
若干层重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由介质层隔离,至少一层第一连接层由若干分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离;
位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内,所述第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,而所述条形图形与子连接层的图形相同,且所述条形图形 的长度与子连接层的长度相同;
在所述密封环区的介质层内形成第二密封环结构,所述第二密封环结构包围所述器件区,且所述第二密封环结构包围所述第一密封环结构,或者所述第一密封环结构包围所述第二密封环结构,所述第二密封环结构包括:
若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由介质层电隔离;
位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接;
所述第一密封环结构和第二密封环结构用于在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。”
国家知识产权局于2019年01月03日向复审请求人发出复审请求补正通知书,指出请求书中填写的代理人与专利申请时或合法变更后的代理人不一致,复审请求人于2019年01月09日提交了补正书;国家知识产权局于2019年02月22日向复审请求人再次发出复审请求补正通知书,指出未提交请求书的替换页,复审请求人于2019年03月01日再次提交了补正书,同时提交了复审请求书的替换页,其中的意见陈述与2018年12月18日提交的意见陈述相同。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年03月28日依法受理了该复审请求,并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
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,指出:权利要求1-12不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:(1)本申请的发明构思在于第一导电插塞底部伸入第一连接层内,从而使得第一导电插塞底部与第一连接层相接触的界面处机械强度增强,避免了在切割芯片的过程中所产生的分层或破裂向器件区延伸,而对比文件2公开了两层相邻金属结构112a/33b之间的金属结构112b/34b(即第一导电插塞)底部伸入相邻金属结构112a/33b之间的介质层106/108内,金属图案312、314能够阻止介质层的界面处的裂痕或分层以及防止裂痕延伸至芯片区域,由此可见,本申请的发明构思已被对比文件2公开。(2)虽然对比文件3中将密封环119和止裂环117归于管芯区105内,但对比文件3中密封环119和止裂环117与管芯是独立和分开的,对比文件3中的密封环119和止裂环117与本申请的第一和第二密封环的位置、作用均相同,因而二者实质相同;本申请权利要求1与对比文件3的核心区别在于第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内,而对比文件2已公开该特征,并且所起的作用相同,因而对比文件2给出了将该特征用于对比文件3以进一步解决其技术问题的启示;虽然对比文件2中金属图形312和314位于切割道区302上并且在芯片切割之后可能被破坏,但其并不妨碍对比文件3给出导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内可以阻止分层或裂痕延伸的技术教导,也不影响本领域技术人员面对解决分层或裂痕延伸的技术问题时将对比文件2教导的相关结构用于对比文件3中的密封环,从而达到相同的目的;至于阻挡外部水汽和杂质入侵,本领域技术人员知晓,作为与本申请最接近现有技术的对比文件3中的边缘密封环119和止裂环117已具有该作用,因而该特征并不构成本申请与对比文件3的区别技术特征。
复审请求人于2019年06月26日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的全文修改替换页(共包括12项权利要求),其中将独立权利要求1、11中的技术特征“若干分立的子连接层”修改为“1个~10个分立的子连接层”,新增技术特征“位于同一层的若干子连接层之间距离为0.1微米至3微米,每一子连接层的宽度为0.1微米至3微米”。
复审请求人认为:(1)对比文件3中的密封环119或止裂环117与本申请权利要求1中的第一密封环结构并不相同,对比文件3中解决切割应力引起的分层问题的手段是形成缓冲沟槽,与本申请权利要求1中的第一密封环结构或第二密封环结构的手段完全不同;当第一连接层以本申请权利要求中限定的尺寸和分布密度设置子连接层时,能够避免第一导电插塞底部与子连接层之间的间隙过大的问题,从而能够使第一密封环在抗应力分层的同时,能够尽可能地避免水汽或杂质自外部入侵器件区。(2)对比文件2中金属图形312和314的位置与本申请权利要求1中的第一密封环结构的位置不同,二者不能等同,对比文件2中的金属图形312和314不能阻挡水汽或杂质入侵芯片区,其在切割过程中被破坏,也不能用于阻挡应力分层向芯片区的延伸。
复审请求人于2019年06月26日答复复审通知书时新修改的独立权利要求1和11的内容如下:
“1. 一种半导体结构,其特征在于,包括:
衬底,所述衬底具有器件区、围绕所述器件区的密封环区以及围绕所述密封环区和器件区的切割道区,所述衬底表面具有介质层;
位于密封环区介质层内的第一密封环结构,所述第一密封环结构包围所述器件区,所述第一密封环结构包括:
若干层重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由介质层隔离,至少一层第一连接层由1个~10个分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离,位于同一层的若干子连接层之间距离为0.1微米至3微米,每一子连接层的宽度为0.1微米至3微米;
位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内,所述第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,而所述条形图形与子连接层的图形相同,且所述条形图形的长度与子连接层的长度相同;
位于所述密封环区的介质层内的第二密封环结构,所述第二密封环结构包围所述器件区,且所述第二密封环结构包围所述第一密封环结构,或者所述第一密封环结构包围所述第二密封环结构,所述第二密封环结构包括:
若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由介质层电隔离;
位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接;
所述第一密封环结构和第二密封环结构用于在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。”
“11. 一种如权利要求1至10任一项半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底,所述衬底具有器件区、围绕所述器件区的密封环区以及围绕所述密封环区和器件区的切割道区;
在所述衬底表面形成介质层;
在密封环区的介质层内形成第一密封环结构,所述第一密封环结构包围所述器件区,所述第一密封环结构包括:
若干层重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由介质层隔离,至少一层第一连接层由1个~10个分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离,位于同一层的若干子连接层之间距离为0.1微米至3微米,每一子连接层的宽度为0.1微米至3微米;
位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内,所述第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,而所述条形图形与子连接层的图形相同,且所述条形图形 的长度与子连接层的长度相同;
在所述密封环区的介质层内形成第二密封环结构,所述第二密封环结构包围所述器件区,且所述第二密封环结构包围所述第一密封环结构,或者所述第一密封环结构包围所述第二密封环结构,所述第二密封环结构包括:
若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由介质层电隔离;
位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接;
所述第一密封环结构和第二密封环结构用于在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。”
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
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年06月26日提交了权利要求书的全文修改替换页,共包括12项权利要求。经审查,所作的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。本复审请求审查决定所针对的审查文本为:复审请求人于2019年06月26日提交的权利要求第1-12项,申请日2013年12月05日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-5页、说明书摘要和摘要附图。
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。
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,如果部分区别技术特征被其它对比文件公开且作用相同,其余区别技术特征属于本领域的公知常识,则该权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与复审通知书引用的对比文件相同,为驳回决定引用的以下对比文件:
对比文件2:US2007/0069337A1,公开日为2007年03月29日;
对比文件3:CN1777978A,公开日为2006年05月24日。
权利要求1-12不具备专利法第22条第3款规定的创造性,具体理由如下:
2.1 权利要求1请求保护一种半导体结构。对比文件3公开了一种半导体结构,并具体公开了以下内容(参见说明书第3页第3段-第7页倒数第2段、附图9):该半导体结构包括衬底109,该衬底109具有管芯区105和围绕管芯区105的划片区103(即切割道区),管芯区105包括器件区、边缘密封环119和止裂环117(边缘密封环119和止裂环117构成密封环区),衬底109表面具有钝化层121(即介质层),位于密封环区钝化层121内的边缘密封环119(相当于第一密封环结构)包围器件区,边缘密封环119由金属迹线形成,包括若干重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由钝化层121隔离,位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,位于密封环区的钝化层121内的止裂环117(即第二密封环结构),所述止裂环117包围器件区,止裂环117包围边缘密封环119(即第二密封环结构包围第一密封环结构,当将对比文件3中的止裂环117相当于本申请的第一密封环结构并且边缘密封环119相当于第二密封环结构时,此时即为第一密封环结构包围第二密封环结构),所述止裂环117包括若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由钝化层121电隔离,位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接,对比文件3中的上述边缘密封环119和止裂环117能够在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。
权利要求1与对比文件3的区别技术特征在于:(1)至少一层第一连接层由1个~10个分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离,位于同一层的若干子连接层之间距离为0.1微米至3微米,每一子连接层的宽度为0.1微米至3微米,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内;(2)所述第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,而所述条形图形与子连接层的图形相同,且所述条形图形的长度与子连接层的长度相同。基于该区别技术特征可以确定,权利要求1实际解决的技术问题是:避免在切割芯片的过程中产生的分层或破裂向器件区延伸。
对于上述区别技术特征(1),对比文件2公开了一种半导体结构,并具体公开了以下内容(参见说明书第34-42段以及附图1-3):如附图1D、2、3C所示,半导体结构中围绕芯片区304设置切割区302,其中切割区302内设置有用于在切割晶片过程中抑制破裂产生的密封环结构,该密封环结构包括形成于衬底300上的介质层306、308、310及交替排列的金属图案312、314,其中金属图案312、314能够阻止介质层的界面处的裂痕或分层以及防止裂痕延伸至芯片区域(参见说明书第40、42段);具体而言,该密封环结构包括两层重叠设置的金属结构112a/33b,相邻两层金属结构112a/33b之间由介质层110/310隔离,且上述金属结构112a/33b(相当于第一连接层)可由若干分立的子金属结构(即子连接层)构成,相邻子金属结构之间由介质层110/310、108/308隔离,以及位于相邻金属结构112a/33b之间的若干如导电插塞或导电孔的金属结构112b/34b,金属结构112b/34b的顶部与金属结构112a/33b连接,两层相邻金属结构112a/33b之间的金属结构112b/34b(即第一导电插塞)底部伸入相邻金属结构112a/33b之间的介质层106/108内。由此可见,上述区别技术特征(1)的部分特征被对比文件2公开,而且该特征在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,都是用于阻止在切割芯片的过程中产生的分层或裂痕向芯片区延伸,对比文件2给出了将该特征应用到对比文件3以进一步解决其技术问题的启示。此外,对子连接层的数量、同一层中子连接层之间的距离和每一子连接层宽度的选择属于本领域的常规选择,本领域技术人员根据需要容易通过有限的试验获得最佳值,本申请对其进行的选择并未取得任何预料不到的技术效果。
对于上述区别技术特征(2),条形插塞属于本领域常见形状的插塞,为了更好地隔离器件区与切割区的介质层,使得第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,所述条形图形与子连接层的图形相同,并且所述条形图形的长度与子连接层的长度相同,是本领域技术人员容易想到和实现的,不存在任何技术上的障碍和困难,其相应的技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的。
因此,在对比文件3的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识以得到权利要求1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的技术方案不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。
2.2 对于权利要求2-4,对比文件2还公开了以下内容(参见说明书第36段、附图1D):两层金属结构112a均由若干分立的子金属结构构成,同一层子金属结构之间由介质层108、110隔离;相邻两层金属结构112a中的子金属结构位置交错分布;若干由金属结构112b构成的诸如导电插塞、导电孔的底部均伸入相邻子金属结构之间的介质层内。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2-4也不具备创造性。
2.3 对于权利要求5-10,对比文件3还公开了以下内容(参见说明书第4页第3段、附图9):每一子连接层底部与第一导电插塞连接,所述子连接层以及与该子连接层连接的第一导电插塞构成密封环单元结构;与一子连接层底部连接的第一导电插塞数量为1个;所述第一导电插塞的底部与所述第一连接层连接;位于底层的第一连接层通过接触通路120与衬底109连接;所述第一连接层和第一导电插塞的材料为金属;接触通路120可以采用钨。此外,铜、铝也属于本领域常见的金属材料,使得第一连接层和第一导电插塞为上述金属材料是本领域技术人员容易想到和实现的。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求5-10也不具备创造性。
2.4 权利要求11请求保护一种如权利要求1-10任一项半导体结构的形成方法,权利要求1-10不具备创造性,对比文件3还公开了以下内容(参见说明书第3页第3段-第7页倒数第2段、附图9):半导体结构的制备方法包括:提供衬底109,该衬底109具有管芯区105和围绕管芯区105的划片区103(即切割道区),管芯区105包括器件区、边缘密封环119和止裂环117(边缘密封环119和止裂环117构成密封环区),在衬底109表面形成钝化层121(即介质层),在密封环区的钝化层121内形成包围器件区的边缘密封环119(相当于第一密封环结构),边缘密封环119由金属迹线形成,包括若干重叠设置的第一连接层,相邻两层第一连接层之间由钝化层121隔离,位于相邻第一连接层之间的若干第一导电插塞,所述第一导电插塞的顶部与所述第一连接层连接,在密封环区的钝化层121内形成止裂环117(即第二密封环结构),所述止裂环117包围器件区,止裂环117包围边缘密封环119(即第二密封环结构包围第一密封环结构,当将对比文件3中的止裂环117相当于本申请的第一密封环结构并且边缘密封环119相当于第二密封环结构时,此时即为第一密封环结构包围第二密封环结构),所述止裂环117包括若干层重叠设置的第二连接层,相邻两层第二连接层之间由钝化层121电隔离,位于相邻两层第二连接层的第二导电插塞,所述第二导电插塞两端分别与相邻两层第二连接层相连接,对比文件3中的上述边缘密封环119和止裂环117能够在避免器件区发生破裂或分层的同时防止水汽或杂质进入器件区。
权利要求11的制备方法中未被对比文件3公开的技术特征在于:(1)至少一层第一连接层由1个~10个分立的子连接层构成,相邻子连接层之间由介质层隔离,位于同一层的若干子连接层之间距离为0.1微米至3微米,每一子连接层的宽度为0.1微米至3微米,至少两层相邻第一连接层之间的第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内;(2)所述第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,而所述条形图形与子连接层的图形相同,且所述条形图形的长度与子连接层的长度相同。基于该技术特征可以确定,权利要求11实际解决的技术问题是:避免在切割芯片的过程中产生的分层或破裂向器件区延伸。
对于上述技术特征(1),对比文件2公开了一种半导体结构,并具体公开了以下内容(参见说明书第34-42段以及附图1-3):如附图1D、2、3C所示,半导体结构中围绕芯片区304设置切割区302,其中切割区302内设置有用于在切割晶片过程中抑制破裂产生的密封环结构,该密封环结构包括形成于衬底300上的介质层306、308、310及交替排列的金属图案312、314,其中金属图案312、314能够阻止介质层的界面处的裂痕或分层以及防止裂痕延伸至芯片区域(参见说明书第40、42段);具体而言,该密封环结构包括两层重叠设置的金属结构112a/33b,相邻两层金属结构112a/33b之间由介质层110/310隔离,且上述金属结构112a/33b(相当于第一连接层)可由若干分立的子金属结构(即子连接层)构成,相邻子金属结构之间由介质层110/310、108/308隔离,以及位于相邻金属结构112a/33b之间的若干如导电插塞或导电孔的金属结构112b/34b,金属结构112b/34b的顶部与金属结构112a/33b连接,两层相邻金属结构112a/33b之间的金属结构112b/34b(即第一导电插塞)底部伸入相邻金属结构112a/33b之间的介质层106/108内。由此可见,上述技术特征(1)的部分特征被对比文件2公开,而且该特征在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,都是用于阻止在切割芯片的过程中产生的分层或裂痕向芯片区延伸,对比文件2给出了将该特征应用到对比文件3以进一步解决其技术问题的启示。此外,对子连接层的数量、同一层中子连接层之间的距离和每一子连接层宽度的选择属于本领域的常规选择,本领域技术人员根据需要容易通过有限的试验获得最佳值,本申请对其进行的选择并未取得任何预料不到的技术效果。
对于上述技术特征(2),条形插塞属于本领域常见形状的插塞,为了更好地隔离器件区与切割区的介质层,使得第一导电插塞平行于衬底表面方向的图形为条形,所述条形图形与子连接层的图形相同,并且所述条形图形的长度与子连接层的长度相同,是本领域技术人员容易想到和实现的,不存在任何技术上的障碍和困难,其相应的技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的。
因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求11也不具备创造性。
2.5 对于权利要求12,对比文件2还公开了以下内容(参见说明书第38段、附图3B-3C):如附图3B、3C所示,通过第一蚀刻工艺在介质层308中形成凹槽33b,接着通过第二蚀刻工艺在从凹槽33b延伸至介质层306内形成凹槽34b,继而使用金属材料填充上述凹槽33b、34b以形成金属图案312;也就是说,对比文件2中金属结构34b(相当于第一导电插塞)、33b(相当于第一连接层,其位于第一导电插塞顶部)是同时形成的。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求12也不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
对于复审请求人答复复审通知书时的意见陈述,合议组认为:(1)虽然本申请中第一密封环的结构与对比文件3中的密封环119或止裂环117的结构不完全相同,但二者在位置(在器件区与切割区之间)与作用(防止分层或破裂延伸)上均相同,本申请第一密封环与对比文件3的密封环119、止裂环117在结构上的核心区别在于第一导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内,而对比文件2公开了两层相邻金属结构112a/33b之间的金属结构112b/34b(即第一导电插塞)底部伸入相邻金属结构112a/33b之间的介质层106/108内,并且起到了相同的作用,即阻止分层或裂痕向芯片区延伸,因而对比文件2给出了与对比文件3相结合的启示;虽然对比文件3中的止裂沟槽807、809可以部分解决切割应力引起的分层问题,但其并不影响对比文件2给出的导电插塞底部伸入相邻子连接层之间的介质层内以阻止分层或破裂向芯片区延伸的技术教导,也不影响本领域技术人员将其应用到对比文件3中以进一步解决分层的问题,并获得更优的技术效果;本申请权利要求中限定的第一连接层的尺寸和分布密度是本领域技术人员容易做出的常规选择,本领域技术人员根据需要容易通过有限的试验进行优化选择,从而获得相应的最佳值,本申请获得的技术效果(能够避免第一导电插塞底部与子连接层之间的间隙过大的问题,从而能够使第一密封环在抗应力分层的同时,能够尽可能地避免水汽或杂质自外部入侵器件区)是本领域技术人员可以合理预期的,并非预料不到的技术效果,不能为本申请带来创造性。(2)虽然对比文件2中金属图形312和314位于切割区,与本申请第一密封环结构的位置不完全相同,但二者均处于器件区外侧,在这点上是相同的;对比文件2中的金属图形312和314与本申请第一密封环的结构相同,因而在能否阻挡水汽或杂质入侵芯片区的功能上也相同;当本领域技术人员将对比文件2教导的金属图形312和314的结构用于对比文件3中的密封环119或止裂环117时,其同样能够用于阻挡应力分层向芯片区的延伸,与本申请相同。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组不予支持。
基于上述事实和理由,合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月04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决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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