发明创造名称：一种半导体器件的制造方法
外观设计名称：
决定号：183740
决定日：2019-07-15
委内编号：1F277710
优先权日：
申请（专利）号：201310190257.3
申请日：2013-05-21
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：李晓明
合议组组长：王丹
参审员：彭丽娟
国际分类号：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
：如果一项权利要求要求保护的技术方案相比于最接近的现有技术存在区别技术特征，上述区别技术特征不是本领域的公知常识，其他现有证据也没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，且该区别技术特征的存在使得该技术方案具有有益的技术效果，则该项权利要求相对于该最接近的现有技术和其他现有证据以及本领域的公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，因而具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201310190257.3，名称为“一种半导体器件的制造方法”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05月21日，公开日为2014年12月03日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年12月21日发出驳回决定，以权利要求1-11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。其具体理由是：1、权利要求1与对比文件4（CN101063065A，公开日为2007年10月31日）公开的技术方案相比，区别技术特征为：缓冲层还包括位于低k介电层与介电抗反射涂层之间的过渡材料层。上述区别技术特征是本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件4和本领域的公知常识的结合不具备创造性。2、从属权利要求2的附加技术特征为本领域的公知常识；从属权利要求3的部分附加技术特征被对比文件4公开，其余为本领域技术人员在对比文件4公开的基础上容易想到；从属权利要求4的附加技术特征被对比文件5（CN101883688A，公开日为2010年11月10日）公开；从属权利要求5的部分附加技术特征被对比文件4公开，其余为本领域的公知常识；从属权利要求6的附加技术特征被对比文件5公开；从属权利要求7-9、11的附加技术特征被对比文件4公开；从属权利要求10的部分附加技术特征被对比文件4公开，其余为本领域的公知常识，因此从属权利要求2-11也不具备创造性。驳回决定所依据的文本为：于2018年08月17日提交的权利要求第1-11项，于申请日2013年05月21日提交的说明书摘要、说明书第1-56段、摘要附图、说明书附图图1A-3。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种半导体器件的制造方法，包括：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成蚀刻停止层、低k介电层、缓冲层和硬掩膜层，其中，所述缓冲层由自下而上层叠的过渡材料层和不含氮元素的介电抗反射涂层构成，且所述介电抗反射涂层的构成材料的含氧量小于SiO2的含氧量；
在所述低k介电层中形成铜金属互连结构，形成所述铜金属互连结构时，所述缓冲层不发生侧壁凹进的现象；
在所述铜金属互连结构中形成铜金属层。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过渡材料层的构成材料为八甲基环化四硅氧烷。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不含氮元素的介电抗反射涂层的构成材料包括SiOC或SiC。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜层由自下而上层叠的金属硬掩膜层和氧化物硬掩膜层构成。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属硬掩膜层的构成材料为TiN、BN、AlN或者其组合。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，氧化物硬掩膜层的构成材料包括SiO2或SiON，且相对于所述金属硬掩膜层的构成材料具有较好的蚀刻选择比。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述铜金属互连结构包括：在所述硬掩膜层中形成第一开口，以露出所述缓冲层；在所述缓冲层和所述低k介电层中形成第二开口；以所述硬掩膜层为掩膜，同步蚀刻所述缓冲层和所述低k介电层，以在所述低k介电层中形成所述铜金属互连结构。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一开口用作所述铜金属互连结构中的沟槽的图案，所述第二开口用作所述铜金属互连结构中的通孔的图案。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述蚀刻结束之后，还包括去除通过所述铜金属互连结构露出的蚀刻停止层以及实施蚀刻后处理的步骤。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述铜金属层之前，还包括在所述铜金属互连结构的底部和侧壁上依次形成铜金属扩散阻挡层和铜金属种子层的步骤。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述铜金属扩散阻挡层的材料为金属、金属氮化物或者其组合。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年03月27日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改文本。复审请求人认为：（1）本申请中的缓冲层是双层结构，而对比文件4中的覆盖层是单层结构的不含氮的抗反射涂布层，二者的结构和材料均不同，所以对比文件4中的覆盖层不能相当于本申请的缓冲层。（2）对比文件4的覆盖层是单层结构，没有连接处，也不可能在刻蚀过程中出现侧壁凹进，即对比文件4没有意识到本申请所要解决的技术问题，而认识到本申请所要解决的技术问题已经超出了本领域技术人员的能力或水平。同时，在对比文件4公开的是单层结构的基础上，本领域技术人员也没有动机将单层结构的技术用于双层结构上。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月01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）对比文件4公开了（参见说明书第3页倒数第2段，附图8）：形成覆盖层22在低介电常数介电层20上，此覆盖层22较佳为不含氮，更佳者为包含例如碳或氧的材料。再者，覆盖层22也可以在后续即将形成的金属硬掩模图案化时作为底部抗反射涂布层(BARC)。因此，覆盖层22又称为不含氮的抗反射涂布层(NFARC)22。对比文件4已经公开了技术特征“半导体衬底上形成缓冲层，缓冲层由不含氮元素的介电抗反射涂层构成，且所述介电抗反射涂层的构成材料的含氧量小于SiO2的含氧量”。此外，在对比文件4公开的覆盖层较佳为不含氮，更佳者为包含例如碳或氧的材料，并且可以作为底部抗反射涂层的基础上，本领域技术人员容易想到具体采用SiOC或SiC。由此可见，对比文件4没有公开的是缓冲层还包括位于低k介电层与介电抗反射涂层之间的过渡材料层。（2）在对比文件4已经公开了作为缓冲层的介电抗反射层不含氮元素、含氧量小于SiO2的含氧量以及方法权利要求1中除形成过渡材料层以外的工艺步骤的情况下，对比文件4的覆盖层（即缓冲层）也不会发生侧壁凹进的现象。并且技术特征“所述缓冲层不发生侧壁凹进的现象”属于效果描述，而效果描述对权利要求的保护范围不具有限定作用。权利要求1和对比文件4的区别技术特征是：缓冲层还包括位于低k介电层与介电抗反射涂层之间的过渡材料层。基于该区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是：如何防止在形成介电抗反射涂层时可能对相邻层造成的损伤或缺陷。而在两层材料之间采用缓冲层起缓冲作用以防止损伤或缺陷，是惯用技术手段，属于公知常识；也就是说，将缓冲层形成为还包括位于低k介电层与介电抗反射涂层之间的过渡材料层，是一种常规技术手段，属于公知常识。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年03月27日提交复审请求时未提交修改文本，因此，本复审请求审查决定所依据的审查文本与驳回决定依据的审查文本相同，即：于申请日2013年05月21日提交的说明书摘要、说明书第1-56段、摘要附图、说明书附图图1A-3；2018年08月17日提交的权利要求第1-11项。
2、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。
如果一项权利要求要求保护的技术方案相比于最接近的现有技术存在区别技术特征，上述区别技术特征不是本领域的公知常识，其他现有证据也没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，且该区别技术特征的存在使得该技术方案具有有益的技术效果，则该项权利要求相对于该最接近的现有技术和其他现有证据以及本领域的公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，因而具备创造性。
在本复审请求审查决定中引用驳回决定中所使用的对比文件，即：
对比文件4：CN101063065A，公开日为2007年10月31日；
对比文件5：CN101883688A，公开日为2010年11月10日。
其中，以对比文件4作为最接近的现有技术。
2.1 权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1要求保护一种半导体器件的制造方法。对比文件4公开了一种集成电路的制造方法（即半导体器件的制造方法），并具体公开了以下内容（参见说明书第3页第10行-第7页倒数第4行，附图1-9）：包括：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成蚀刻停止层14、低k介电层20、覆盖层22和金属硬掩模层24（即硬掩膜层），其中，所述覆盖层22由不含氮元素的介电抗反射涂层构成，且所述介电抗反射涂层的构成材料的含氧量小于SiO2的含氧量（说明书第3页倒数第2段）；
在所述低k介电层20中形成后续填入铜的沟槽开口42与介层孔开口44（即铜金属互连结构）；
在所述开口42、44中形成铜（即铜金属层）。
可见权利要求1和对比文件4的区别技术特征是：缓冲层还包括在不含氮元素的介电抗反射涂层下面的过渡材料层，形成所述铜金属互连结构时，所述缓冲层不发生侧壁凹进的现象。基于上述区别技术特征，该权利要求相对于对比文件4实际解决的技术问题是：在低k介电层中形成铜金属互连结构过程中增加上下层的附着力，并防止双层缓冲层发生侧壁凹进的现象。
另外，对比文件5公开了用于从半导体基板除去金属硬掩模蚀刻残余物的组合物，并具体公开了以下内容（参见说明书第[0034]段，附图4）：依次在所述低k介电层(36)上形成第一硬掩模(38)和第二硬掩模(40)。较佳的是，所述第一硬掩模(38)由金属材料，例如Ti，TiN，Ta，TaN，Al或AlCu制成。所述第二硬掩模(40)优选由金属材料制造，例如Ti，TiN，Ta，TaN，Al或AlCu，或者由介电材料制造，例如SiO，SiC，SiN，SRO或SiON。可见对比文件5也没有公开权利要求1与对比文件4的上述区别技术特征，并且也没有给出相应的技术启示，且上述区别技术特征整体不是本领域的公知常识，本申请由于采用了上述区别技术特征，可以在实施双大马士革工艺填充铜金属之前，执行蚀刻后处理过程，即湿法清洗工艺，以去除前述蚀刻过程所产生的残留物和杂质，在湿法清洗过程中，位于硬掩膜层和低k介电层之间的包括由自下而上层叠的过渡材料层和不含氮元素的介电抗反射涂层的缓冲层，使得低k介电层和不含氮元素的介电抗反射涂层之间增加了附着力，并且双层缓冲层结构不会发生侧壁凹进的现象，从而取得保证缓冲层侧壁轮廓的平整、保证后续沉积铜金属扩散阻挡层和铜金属种子层时二者的沉积质量的有益技术效果。因而，权利要求1所要求保护的技术方案相对于对比文件4、对比文件5和本领域的公知常识的结合具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 权利要求2-11具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求2-11引用独立权利要求1，在独立权利要求1具备创造性的情况下，从属权利要求2-11相对于对比文件4、对比文件5和本领域的公知常识的结合也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对驳回决定和前置审查意见的评述
原审查部门认为，（1）对比文件4公开了（参见说明书第3页倒数第2段，附图8）：形成覆盖层22在低介电常数介电层20上，此覆盖层22较佳为不含氮，更佳者为包含例如碳或氧的材料。再者，覆盖层22也可以在后续即将形成的金属硬掩模图案化时作为底部抗反射涂布层(BARC)。因此，覆盖层22又称为不含氮的抗反射涂布层(NFARC)22。对比文件4已经公开了技术特征“半导体衬底上形成缓冲层，缓冲层由不含氮元素的介电抗反射涂层构成，且所述介电抗反射涂层的构成材料的含氧量小于SiO2的含氧量”。此外，在对比文件4公开的覆盖层较佳为不含氮，更佳者为包含例如碳或氧的材料，并且可以作为底部抗反射涂层的基础上，本领域技术人员容易想到具体采用SiOC或SiC。由此可见，对比文件4没有公开的是缓冲层还包括位于低k介电层与介电抗反射涂层之间的过渡材料层。（2）在对比文件4已经公开了作为缓冲层的介电抗反射层不含氮元素、含氧量小于SiO2的含氧量以及方法权利要求1中除形成过渡材料层以外的工艺步骤的情况下，对比文件4的覆盖层（即缓冲层）也不会发生侧壁凹进的现象。并且技术特征“所述缓冲层不发生侧壁凹进的现象”属于效果描述，而效果描述对权利要求的保护范围不具有限定作用。权利要求1和对比文件4的区别技术特征是：缓冲层还包括位于低k介电层与介电抗反射涂层之间的过渡材料层。基于该区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是：如何防止在形成介电抗反射涂层时可能对相邻层造成的损伤或缺陷。而在两层材料之间采用缓冲层起缓冲作用以防止损伤或缺陷，是惯用技术手段，属于公知常识；也就是说，将缓冲层形成为还包括位于低k介电层与介电抗反射涂层之间的过渡材料层，是一种常规技术手段，属于公知常识。
对于驳回决定和前置审查相关意见，合议组认为：（1）对比文件4公开了覆盖层22为一种单层结构的不含氮的抗反射涂布层，并未公开缓冲层是由自下而上层叠的过渡材料层和不含氮元素的介电抗反射涂层构成。因此，本申请的缓冲层是双层结构，不同于对比文件4的单层结构，二者的结构和材料都不相同。权利要求1和对比文件4的区别技术特征是：缓冲层还包括在不含氮元素的介电抗反射涂层下面的过渡材料层，形成所述铜金属互连结构时，所述缓冲层不发生侧壁凹进的现象。（2）权利要求1中的技术特征“所述缓冲层不发生侧壁凹进的现象”对该权利要求的保护范围具有限定作用。由于对比文件4没有公开本申请的双层缓冲层的结构，对比文件4的覆盖层是单层结构，没有连接处，也不可能在刻蚀过程中出现侧壁凹进，即对比文件4不需要解决本申请所要解决的技术问题：在低k介电层中形成铜金属互连结构过程中增加上下层的附着力，并防止双层缓冲层发生侧壁凹进的现象。本领域技术人员在面对低k介电层中形成铜金属互连结构过程中防止双层缓冲层发生侧壁凹进的技术问题时，在对比文件4的基础上，没有动机将对比文件4的单层结构改为双层结构。本申请能取得低k介电层和不含氮元素的介电抗反射涂层之间增加了附着力，缓冲层侧壁轮廓的平整、保证后续沉积铜金属扩散阻挡层和铜金属种子层时二者的沉积质量的预料不到的有益技术效果。并且对比文件5也没有公开上述区别技术特征，也没有给出相应的技术启示。因此，在对比文件4的基础上结合对比文件5和本领域公知常识无法得出本申请权利要求1所要求保护的技术方案。因此，驳回决定及前置审查意见中指出的缺陷均已克服。至于本申请是否存在其它不符合专利法及实施细则规定的相关缺陷，由后续程序继续审查。
基于以上事实和理由，合议组依法作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年12月21日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的文本的基础上继续进行审查。
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。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
