发明创造名称：用于在半导体衬底上产生接触区的方法
外观设计名称：
决定号：185190
决定日：2019-07-16
委内编号：1F266972
优先权日：2013-06-24
申请（专利）号：201410282832.7
申请日：2014-06-23
复审请求人：IMEC公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：赵致民
合议组组长：刘振玲
参审员：张跃
国际分类号：H01L21/48,H01L23/48
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求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，其中部分区别技术特征被其他对比文件公开，且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，并且将上述对比文件与本领域的公知常识相结合得出该权利要求请求保护的技术方案对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，则该项权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410282832.7，发明名称为“用于在半导体衬底上产生接触区的方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为IMEC公司，申请日为2014年06月23日，优先权日为2013年06月24日，公开日为2015年01月14日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年08月31日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-8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：2018年03月13日提交的权利要求第1-8项，申请日2014年06月23日提交的说明书第1-11页、说明书附图第1-3页、说明书摘要和摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种用于在半导体组件上产生凹接触区的方法，所述半导体组件包括半导体衬底(1)上的一个或多个金属化层叠层，所述方法包括以下步骤：
-将介电层(3)沉积在所述叠层的上部金属化层(2)的一个或多个金属区域(5)上并与其相接触，
-将抗蚀剂层(6)沉积在所述介电层的平坦上表面上并与其相接触，
-在所述抗蚀剂层中产生一个或多个开口(7)，所述开口(7)位于所述一个或多个金属区域上方，从而暴露出所述介电层的平坦上表面的各区域，所述抗蚀剂层中的所述开口(7)具有垂直的侧壁，
-通过等离子体蚀刻移除所述金属区域上方的介电层，从而在所述介电层中形成开口(8)并在所述开口(8)的底部暴露出所述金属区域的至少各部分，其中在所述介电层中的所述开口(8)的形成期间没有发生除气，
-在移除所述金属区域上的所述介电层时，在所述抗蚀剂层中的开口(7)的侧壁上和所述介电层中的开口(8)的侧壁上可控地持续形成聚合物层(9)，使得所述抗蚀剂层中的开口(7)的侧壁的斜率和所述介电层中的开口(8)的所述侧壁的斜率相等并且等于所述预定义的侧壁的斜率，
-剥离所述抗蚀剂层并将所述聚合物层从所述介电层中的开口(8)的侧壁移除，
-在所述介电层的平坦上表面上以及在所述介电层中的所述开口(8)中共形地沉积金属层(10)，
-从所述介电层的平坦上表面的至少一部分中移除所述金属层(10)，金属层保留在所述介电层中的所述开口(8)的底部和侧壁上。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗蚀剂层是电镀抗蚀剂层。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗蚀剂层是DNQ抗蚀剂层。
4. 如权利要求1到3中的任一项所述的方法，其特征在于，在剥离所述抗蚀剂和所述聚合物层之后获得的所述介电层中的所述开口(8)的上部横截面基本上等于所述抗蚀剂层中的开口(7)的横截面。
5. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述抗蚀剂层的厚度是至少5μm。
6. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述介电层中的所述开口(8)的至少一部分被产生作为具有3μm和10μm之间的节距的开口阵列。
7. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述移除所述金属层的步骤是通过化学机械抛光来执行的。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括在所述CMP步骤之前或之后，在所述介电层中制成的所述开口(8)中的所述金属层上沉积焊料。”
驳回决定引用了以下对比文件：
对比文件1：US6214716B1，授权公告日为2001年04月10日；
对比文件2：CN1221210A，公开日为1999年06月30日。
驳回决定的主要理由为：独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征为：通过等离子体蚀刻移除所述介电层，在介电层开口的形成期间没有发生除气，在移除所述金属区域上的所述介电层时，在所述抗蚀剂层中的开口的侧壁和所述介电层的开口的侧壁上可控地持续的形成聚合物层，使得所述抗蚀剂层中的开口的侧壁的斜率和所述介电层中的开口的所述侧壁的斜率相等并且等于所述预定义的侧壁的斜率，在剥离所述抗蚀剂层后，将所述聚合物层从所述介电层的开口的侧壁移除。上述区别技术特征部分被对比文件2公开且作用相同，其余部分属于本领域的常规选择，从属权利要求2-8的附加技术特征属于本领域的常规选择，因此权利要求1-8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11月23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：本申请抗蚀剂材料和等离子体蚀刻参数被选择成由于形成在抗蚀剂孔的侧壁上的聚合物层和在蚀刻步骤期间形成的凹接触开口的受控形成，而获得具有带预定义斜率的斜侧壁的开口，这样做是为了在去除金属层之后在金属化层上部实现“可能的最小或最精细的节距”，从而金属层仅“保留在底部和侧壁上”，这可以通过CMP步骤完成，CMP实际上从上表面去除了所有金属，因此，与现有技术相比，“不需要掩模步骤”。金属去除步骤（即CMP）与具有“垂直侧壁”和“特定蚀刻”的掩模一起允许精确控制金属节距并允许“最小节距或精细节距”。实际上，开口的掩模限定了最小节距，并且由于蚀刻具有良好且精确的斜率控制，“从上掩模开口开始”，可以获得上表面处的金属之间（CMP之后）的“精确距离”，从而产生最小节距。相比较而言，如对比文件1图中所示的掩模金属去除将具有更高的节距，因为为避免金属在顶面上闭合需要将掩模未对准添加到节距的距离。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月03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03月13日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：对比文件2公开了利用沉积在介电层侧壁上的蚀刻聚合物来控制侧壁倾斜角度，与本申请聚合反应生成的聚合物沉积在介电层开口侧壁上使得侧壁斜率可控是一致的，对比文件2公开了本申请基本的发明构思。对比文件1公开了产生凹接触区的方法，其中光阻层108的开口具有垂直的侧壁；对比文件2教导了通过聚合反应生成的聚合物沉积在开口侧壁上，可以控制侧壁倾斜的角度，从而在将对比文件2的控制侧壁倾斜角度的方法运用到对比文件1中时，结合本领域常见的DNQ抗蚀剂（重氮萘醌DNQ抗蚀剂是本领域常见的正性光刻胶，参见百度百科）和CMP去除金属层的技术手段，调整等离子体蚀刻参数，容易得到本申请去除金属层之后在金属化层上部实现“可能的最小或最精细的节距”，去除上表面所有的金属，从而金属层仅“保留在底部和侧壁上”，容易想到金属去除步骤（即CMP）与具有“垂直侧壁”和“特定蚀刻”的掩模一起允许精确控制金属节距并允许“最小节距或精细节距”。虽然对比文件1的掩模金属去除具有更大的节距，但是在对比文件2的教导下结合本领域常用的CMP金属去除技术容易实现节距减小，不需要付出创造性劳动。
复审请求人于2019年04月09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，基于复审通知书所依据的权利要求书，在权利要求1中加入“仅”，明确了金属层“仅”保留在开口的底部和侧壁上。复审请求人认为：
（1）、本申请金属层“仅”保留在开口的底部和侧壁上，这样做是为了在去除金属层之后在金属化层上部实现“最小或最细的节距”，CMP通常在BEOL（后端工艺）完成，Cu填满孔，因此在那样的情况下，不存在开口。即对比文件1没有公开CMP完全去除表面的金属层，而且CMP去除金属层不是公知常识。
（2）、对比文件1（参见附图4，5）确实“在掩膜层108中进行蚀刻”（从附图4到附图5清晰可见，掩膜层被蚀刻），因此在对比文件1中的“掩膜层的开口上没有形成保护层”。
（3）、对比文件2涉及用铝均匀填充通孔，描述了通孔顶部的倾斜开口改善了经掩模的通孔图案的填充。由于本申请的开口不是通孔而不需要填充（仅有衬里），因此没有动机选择对比文件2。
（4）、对比文件2经图案化的开口在顶部被加宽（因此超出经掩膜的开口），因此绝不可能如在本申请的情况下所做的那样，“开口用于保持经掩膜的开口完整和精确，从而确保最小节距”（如在抗蚀剂层中印刷的那样）并且由掩模限定，因为使用对比文件2的教导将加宽抗蚀剂层中的开口并减小超出掩模的印刷节距的节距。
新修改的权利要求1内容如下：
“1. 一种用于在半导体组件上产生凹接触区的方法，所述半导体组件包括半导体衬底(1)上的一个或多个金属化层叠层，所述方法包括以下步骤：
-将介电层(3)沉积在所述叠层的上部金属化层(2)的一个或多个金属区域(5)上并与其相接触，
-将抗蚀剂层(6)沉积在所述介电层的平坦上表面上并与其相接触，
-在所述抗蚀剂层中产生一个或多个开口(7)，所述开口(7)位于所述一个或多个金属区域上方，从而暴露出所述介电层的平坦上表面的各区域，所述抗蚀剂层中的所述开口(7)具有垂直的侧壁，
-通过等离子体蚀刻移除所述金属区域上方的介电层，从而在所述介电层中形成开口(8)并在所述开口(8)的底部暴露出所述金属区域的至少各部分，其中在所述介电层中的所述开口(8)的形成期间没有发生除气，
-在移除所述金属区域上的所述介电层时，在所述抗蚀剂层中的开口(7)的侧壁上和所述介电层中的开口(8)的侧壁上可控地持续形成聚合物层(9)，使得所述抗蚀剂层中的开口(7)的侧壁的斜率和所述介电层中的开口(8)的所述侧壁的斜率相等并且等于所述预定义的侧壁的斜率，
-剥离所述抗蚀剂层并将所述聚合物层从所述介电层中的开口(8)的侧壁移除，
-在所述介电层的平坦上表面上以及在所述介电层中的所述开口(8)中共形地沉积金属层(10)，
-从所述介电层的平坦上表面的至少一部分中移除所述金属层(10)，金属层仅保留在所述介电层中的所述开口(8)的底部和侧壁上。”
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04月09日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页，共包括8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：2019年04月09日提交的权利要求第1-8项，申请日2014年06月23日提交的说明书第1-11页、说明书附图第1-3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。
如果一项权利要求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，其中部分区别技术特征被其他对比文件公开，且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，并且将上述对比文件与本领域的公知常识相结合得出该权利要求请求保护的技术方案对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，则该项权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定引用与驳回决定以及复审通知书相同的对比文件，即：
对比文件1：US6214716B1，授权公告日为2001年04月10日；
对比文件2：CN1221210A，公开日为1999年06月30日。
2-1、权利要求1请求保护一种用于在半导体组件上产生凹接触区的方法，对比文件1公开了一种用于在半导体组件上产生凹接触区的方法，并具体披露了以下技术特征（参见说明书第5栏第25行至第9栏第5行，附图1-32）：所述半导体组件包括硅晶片100（相当于半导体衬底）上的一个铜导电迹线104，所述方法包括如下步骤：将钝化层106（相当于介电层）沉积在铜导电迹线104上，将光阻层108（相当于抗蚀剂层）沉积在所述钝化层106平坦表面上并与其相接触，在所述光阻层108中形成一个或多个开口112，所述开口112位于铜导电迹线104的一个或多个金属区域上方，从而暴露出所述钝化层106的平坦上表面的各区域，所述光阻层108的开口112具有垂直的侧壁，通过蚀刻移除所述金属区域上方的钝化层106，从而在所述钝化层106中形成通孔114并在所述通孔114的底部暴露出所述铜导电迹线104，剥离所述光阻层108，在所述钝化层106上以及在所述通孔114中CVD沉积金属层120，从所述钝化层106平坦的表面的至少一部分中移除所述金属层，金属层保留在所述通孔114的底部和侧壁上。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：一个或多个金属化层叠层，通过等离子体蚀刻移除所述介电层，在介电层开口的形成期间没有发生除气，在移除所述金属区域上的所述介电层时，在所述抗蚀剂层中的开口的侧壁和所述介电层的开口的侧壁上可控地持续的形成聚合物层，使得所述抗蚀剂层中的开口的侧壁的斜率和所述介电层中的开口的所述侧壁的斜率相等并且等于所述预定义的侧壁的斜率，在剥离所述抗蚀剂层后，将所述聚合物层从所述介电层的开口的侧壁移除；金属层仅保留在所述介电层中的所述开口的底部和侧壁上。基于上述区别技术特征，权利要求1实际解决的技术问题是：控制空腔开口的斜率。
对比文件2公开了一种制作具有可变侧壁型面的通孔的方法，并具体披露了如下技术特征（参见说明书第1页第5行至第6页第25行，附图1-5）：通孔210在介电层220中形成以便与导电层230连接，通孔210包括一有斜度的侧壁，可利用能产生氟蚀刻空间的各种常规碳氟蚀刻化学品对介电材层等离子体蚀刻，碳氟蚀刻过程的副产品是淀积在通孔侧壁上的聚合物，在过程开始时，聚合物形成在通孔侧壁231上，保护了它下面的介电层；随着蚀刻过程的进展，聚合物形成以一个角度由侧壁向通孔中心232延伸，继续阻止它下面的介电层被蚀刻剂蚀刻；这样充分地利用聚合物形成带有倾斜侧壁的通孔；倾斜侧壁角度可以通过改变聚合物在侧壁上的淀积速率加以改变，通过改变蚀刻参数来改变聚合物的淀积速率从而改变倾斜侧壁的角度（即斜率是可以被预先定义的）；所述介电层220之上必然存在抗蚀剂，以在期望的位置通过等离子蚀刻形成开口，且该抗蚀剂的侧壁上必然也形成有聚合物。上述技术特征在对比文件2中的作用与其在本申请中作用相同，都通过等离子蚀刻所产生的聚合物来获得具有倾斜侧壁的介电层开口，控制斜侧壁的角度，从而给出了将上述技术特征运用到对比文件1中的技术启示。对比文件2未公开形成聚合物层使得抗蚀剂层中开口侧壁的斜率和介电层中开口侧壁的斜率相等，然而，在对比文件2公开了通过聚合反应生成的聚合物沉积在侧壁上使得侧壁斜率可控的基础上，使得抗蚀剂中开口侧壁的斜率和介电层中开口侧壁的斜率相等对本领域技术人员而言仅是通过抗蚀剂材料和蚀刻参数的选择可以获得的，并未产生预料不到的技术效果，不需要付出创造性劳动。此外，金属化层叠层是本领域常见的互连技术，在等离子刻蚀工艺中，本领域公知除气会影响刻蚀工艺的进行，选择不释放气体的抗蚀剂和控制等离子体功率以不除气是本领域的惯用技术。最后，剥离抗蚀剂后，为了在开口的底部和侧壁上形成金属层，本领域技术人员容易想到去除介电层开口中的聚合物层；CMP是本领域的公知技术，使用CMP去除上表面所有的金属，从而金属层仅保留在介电层中开口的底部和侧壁上，对于本领域技术人员而言容易想到且不需要付出创造性劳动。因此，在对比文件1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的技术方案，对本领域的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，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2、权利要求2、3引用权利要求1，电镀抗蚀剂层和DNQ抗蚀剂层均是本领域常见的蚀刻剂。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-3、权利要求4引用权利要求1到3中的任一项，对比文件2公开了通过聚合反应生成的聚合物沉积在介电层开口侧壁上，可以控制侧壁倾斜的角度，从而在将对比文件2结合到对比文件1中时，使用本领域常用的DNQ抗蚀剂，调整等离子体蚀刻参数，本领域技术人员容易得到在剥离所述抗蚀剂和所述聚合物层之后获得的所述介电层中的所述开口的上部横截面基本上等于所述抗蚀剂层中的开口的横截面。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-4、权利要求5引用前述权利要求任一项，在对比文件1、2的基础上，选用合适厚度的抗蚀剂层是本领域技术人员通过有限的试验可以获得的，其技术效果可以预期，并不需要付出创造性的劳动。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-5、权利要求6引用前述权利要求任一项，在对比文件1、2的基础上，将开口的距离设置为较小距离是本领域技术人员通过有限的试验可以获得的，其技术效果可以预期，并不需要付出创造性的劳动。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-6、权利要求7引用前述权利要求任一项，采用CMP方法来移除金属层是本领域的常规技术手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-7、权利要求8引用权利要求7，为了方便导电连接，在金属层上沉积焊料是本领域的常规技术手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人答复复审通知书的意见陈述，合议组认为：
（1）、CMP是本领域的公知技术，普遍用于半导体工艺中的抛光、平坦化中，是去除表面金属层的惯用技术，即使在BEOL（后端工艺）中，Cu填满孔的同时通常会形成在介电层的表面上，使用CMP也会完全去除介电层表面的Cu，因此本领域技术人员容易想到使用CMP去除介电层上表面所有的金属，从而金属层仅保留在介电层中开口的底部和侧壁上，不需要付出创造性劳动。
（2）、虽然对比文件1的附图4，5示出光阻层108在通孔114的周围被去除一部分，但是附图4，5仅为示意图，并不一定能真实反映光阻层蚀刻后的情况，而且蚀刻过程中光阻层会与蚀刻工艺的活性物起反应以形成聚合物，部分光阻层会在蚀刻中消耗掉，即使光阻层108在通孔114的周围被去除一部分，但是光阻层108在蚀刻通孔114的过程中保护了光阻层覆盖下的钝化层106不被蚀刻，起到了保护钝化层的作用。
（3）、虽然对比文件2涉及用铝均匀填充通孔，通过通孔顶部的倾斜开口改善了通孔的填充，但是对比文件2给出了通过等离子蚀刻所产生的聚合物来获得具有倾斜侧壁的介电层开口，控制倾斜侧壁的角度的技术启示，对比文件1在钝化层中形成倾斜侧壁的通孔，显然需要控制通孔倾斜侧壁的斜率，本领域技术人员为了在对比文件1中控制通孔侧壁的斜率，容易想到采用对比文件2上述技术方案，虽然对比文件2涉及用铝均匀填充通孔，但不影响对比文件2给出通孔侧壁斜率的技术启示。
（4）、对比文件2的加宽指的是通孔的上部相比于通孔的下部变宽，比较的对象是通孔自身的上部和下部，而本申请的加宽指的是通孔的顶部开口比掩膜层的开口宽，比较的对象是通孔和掩模层，可见，对比文件2的加宽与本申请的加宽的比较对象不同，两者比较的基础不同，因此不能得到对比文件2给出相反的教导。而在对比文件1的基础上结合对比文件2的控制斜侧壁角度的手段，采用常见的DNQ抗蚀剂和蚀刻期间不除气的惯用技术手段，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可容易得到介电层中的孔不加宽或加宽很少。
因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组不予支持。
基于以上事实和理由，本案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08月31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请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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