发明创造名称:半导体器件及其形成
外观设计名称:
决定号:185863
决定日:2019-08-02
委内编号:1F266322
优先权日:2014-02-14
申请(专利)号:201410452808.3
申请日:2014-09-05
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:宋霖
合议组组长:杨子芳
参审员:窦明生
国际分类号:H01L23/535,H01L21/60
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征,但该区别技术特征是本领域技术人员的公知常识,并且也未产生任何意料不到的技术效果,则权利要求所请求保护的技术方案相对于对比文件和公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410452808.3、发明名称为“半导体器件及其形成”的发明专利申请(下称本申请),本申请的申请人为台湾积体电路制造股份有限公司,申请日为2014年09月05日,优先权日为2014年02月14日,公开日为2015年08月19日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年08月03日以本申请权利要求1-20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:于申请日2014年09月05日提交的说明书第1-46段、说明书附图图1-7、说明书摘要和摘要附图;2017年10月26日提交的权利要求第1-20项。驳回决定引用了一篇对比文件,即:
对比文件1:CN1941355A,公开日为2007年04月04日。
驳回决定的具体理由是:(1)权利要求1相对于对比文件1具有区别技术特征,但是该区别技术特征对本领域技术人员来说属于公知常识,因此,权利要求1相对于对比文件1与本领域公知常识的结合不具备创造性;(2)从属权利要求2-9的附加技术特征或被对比文件1所公开,或属于公知常识,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求2-9也不具备创造性;(3)权利要求10相对于对比文件1具有区别技术特征,但是该区别技术特征对本领域技术人员来说属于公知常识,因此,权利要求10相对于对比文件1与本领域公知常识的结合不具备创造性;(4)从属权利要求11-17的附加技术特征或被对比文件1所公开,或属于公知常识,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求11-17也不具备创造性;(5)权利要求18相对于对比文件1具有区别技术特征,但是该区别技术特征对本领域技术人员来说属于公知常识,因此,权利要求18相对于对比文件1与本领域公知常识的结合不具备创造性;(8)从属权利要求19-20的附加技术特征被对比文件1所公开,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求19-20也不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书的内容如下:
“1. 一种半导体器件,包括:
第一层,包括钴和钨,且位于介电层中的第一开口内,其中,所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面;
铜填料,位于所述第一开口内的所述第一层的上方;以及
位于所述铜填料上方的第三层,其中,所述第三层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触。
2. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述铜填料包括第二层,所述第二层包括铜晶种层。
3. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述第三层包括钴和钨。
4. 根据权利要求3所述的半导体器件,其中,所述第一层具有第一厚度,所述第三层具有第三厚度,所述第三厚度大于所述第一厚度。
5. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述第一层包括30%至70%的钴和30%至70%的钨。
6. 根据权利要求5所述的半导体器件,其中,所述第一层包括n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一种。
7. 根据权利要求6所述的半导体器件,其中,所述第一层包括所述n型掺杂剂和所述p型掺杂剂中的至少一种的5%至15%。
8. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,介电层的第一侧壁、所述介电层的第二侧壁和衬底的顶面限定形成所述第一开口。
9. 根据权利要求8所述的半导体器件,其中,所述衬底包括金属和电介质中的至少一种。
10. 一种形成半导体器件的方法,包括:
在介电层中的第一开口内形成包括钴和钨的第一层;
通过化学机械抛光从所述介电层的顶面去除所述第一层;
在所述第一开口内形成位于所述第一层的上方的铜填料;以及
在所述铜填料的上方形成第三层,其中,所述第三层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触,形成的所述半导体器件的所述第一层 的顶面不高于所述介电层的顶面。
11. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述铜填料包括在所述第一开口内形成位于所述第一层上方的第二层,所述第二层包括铜晶种层。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,形成所述第二层包括通过电化学镀形成所述第二层。
13. 根据权利要求10所述的方法,包括:在所述铜填料的上方形成包括钴和钨的所述第三层。
14. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述第一层包括通过原子层沉积(ALD)形成所述第一层。
15. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述第一层包括将包括Ar、H2、N2、He和HN3中的至少一种的第一气体以1sccm至1000sccm的第一流速引入腔室内,所述腔室所处的第一温度介于200℃至800℃的范围内以及所处的第一气压介于0.5Torr至760Torr的范围内。
16. 根据权利要求10所述的方法,其中,使用钴前体和钨前体形成所述第一层。
17. 根据权利要求16所述的方法,其中,使用n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一种形成所述第一层。
18. 一种半导体器件,包括:
第一层,包括钴和钨,且位于介电层中的第一开口内,其中,所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面;
铜填料,位于所述第一开口内的所述第一层的上方;以及
第二层,位于所述铜填料的上方,所述第二层包括钴和钨,其中,所述第二层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触。
19. 根据权利要求18所述的半导体器件,其中,所述第一层和所述第二层中的至少一个包括30%至70%的钴和30%至70%的钨。
20. 根据权利要求18所述的半导体器件,其中,所述第一层和所述第二层中的至少一个包括5%至15%的n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一个。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月16日向国家知识产权局提出了复审请求,提交了意见陈述书和权利要求书的全文替换页(共20项权利要求),在独立权利要求1、10中加入“所述第三层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平”、独立权利要求18中加入“所述第二层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平”。其请求复审的主要理由为:独立权利要求1、10、18中加入的特征没有在对比文件中公开,因此权利要求具备创造性。
复审请求人于2018年11月16日提交的修改后的权利要求书如下:
“1. 一种半导体器件,包括:
第一层,包括钴和钨,且位于介电层中的第一开口内,其中,所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面;
铜填料,位于所述第一开口内的所述第一层的上方;以及
位于所述铜填料上方的第三层,其中,所述第三层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触,所述第三层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平。
2. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述铜填料包括第二层,所述第二层包括铜晶种层。
3. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述第三层包括钴和钨。
4. 根据权利要求3所述的半导体器件,其中,所述第一层具有第一厚度,所述第三层具有第三厚度,所述第三厚度大于所述第一厚度。
5. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述第一层包括30%至70%的钴和30%至70%的钨。
6. 根据权利要求5所述的半导体器件,其中,所述第一层包括n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一种。
7. 根据权利要求6所述的半导体器件,其中,所述第一层包括所述n型掺杂剂和所述p型掺杂剂中的至少一种的5%至15%。
8. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,介电层的第一侧壁、所述介电层的第二侧壁和衬底的顶面限定形成所述第一开口。
9. 根据权利要求8所述的半导体器件,其中,所述衬底包括金属和电介质中的至少一种。
10. 一种形成半导体器件的方法,包括:
在介电层中的第一开口内形成包括钴和钨的第一层;
通过化学机械抛光从所述介电层的顶面去除所述第一层;
在所述第一开口内形成位于所述第一层的上方的铜填料;以及
在所述铜填料的上方形成第三层,其中,所述第三层与所述第一层的 顶面和所述介电层的顶面直接接触,形成的所述半导体器件的所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面,所述第三层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平。
11. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述铜填料包括在所述第一开口内形成位于所述第一层上方的第二层,所述第二层包括铜晶种层。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,形成所述第二层包括通过电化学镀形成所述第二层。
13. 根据权利要求10所述的方法,包括:在所述铜填料的上方形成包括钴和钨的所述第三层。
14. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述第一层包括通过原子层沉积(ALD)形成所述第一层。
15. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述第一层包括将包括Ar、H2、N2、He和HN3中的至少一种的第一气体以1sccm至1000sccm的第一流速引入腔室内,所述腔室所处的第一温度介于200℃至800℃的范围内以及所处的第一气压介于0.5Torr至760Torr的范围内。
16. 根据权利要求10所述的方法,其中,使用钴前体和钨前体形成所述第一层。
17. 根据权利要求16所述的方法,其中,使用n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一种形成所述第一层。
18. 一种半导体器件,包括:
第一层,包括钴和钨,且位于介电层中的第一开口内,其中,所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面;
铜填料,位于所述第一开口内的所述第一层的上方;以及
第二层,位于所述铜填料的上方,所述第二层包括钴和钨,其中,所述第二层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触,所述第二层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平。
19. 根据权利要求18所述的半导体器件,其中,所述第一层和所述第二层中的至少一个包括30%至70%的钴和30%至70%的钨。
20. 根据权利要求18所述的半导体器件,其中,所述第一层和所述第 二层中的至少一个包括5%至15%的n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一个。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年11月21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。
经过前置审查,原审查部门坚持驳回决定。前置审查意见认为:对比文件1的说明书第3页倒数第2段公开了“部分的导电镶嵌结构比介电层表面高出选择性的高度,如凸出了高于介电层表面的预定高度,并且利用阻挡层选择性地包覆导电材料,该镶嵌式结构可增加对上方介电层如低介电常数层的附着力”,即互连铜的凸起结构是为了解决现有的镶嵌式互连结构的粘附性问题,而现有的镶嵌式互连结构,即为互连铜的顶部与包覆其的介质层齐平,本领域技术人员从工艺节约等角度出发,容易想到可以将对比文件1的互连铜的顶部设置为与包覆其的介质层的顶面齐平,此时即得到“所述第三层的与所述铜填料接触的底面与第一层的顶面齐平”,因此坚持驳回。
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06日发出复审通知书,指出:(1)权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体地,权利要求1相对于对比文件1具有区别技术特征,但是该区别技术特征对本领域技术人员来说属于公知常识,因此,权利要求1相对于对比文件1及本领域公知常识的结合不具备创造性;(2)从属权利要求2-9的附加技术特征或被对比文件1所公开,或属于公知常识,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求2-9也不具备创造性;(3)权利要求10相对于对比文件1具有区别技术特征,但是该区别技术特征对本领域技术人员来说属于公知常识,因此,权利要求10相对于对比文件1及本领域公知常识的结合不具备创造性;(4)从属权利要求11-17的附加技术特征或被对比文件1所公开,或属于公知常识,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求11-17也不具备创造性;(5)权利要求18相对于对比文件1具有区别技术特征,但是该区别技术特征对本领域技术人员来说属于公知常识,因此,权利要求18相对于对比文件1及本领域公知常识的结合不具备创造性;(8)从属权利要求19-20的附加技术特征被对比文件1所公开,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求19-20也不具备创造性。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年04月17日提交了意见陈述书和权利要求书的全文替换页(共19项权利要求),在原独立权利要求1、18中加入“所述第一层具有比不含有钴和钨的第一层更光滑的侧壁”,将从属权利要求15的附加技术特征加入到原权利要求10中,删除权利要求15。复审请求人在意见陈述书中指出:对比文件1没有公开阻挡层16A具有光滑的侧壁,即对比文件1没有公开“所述第一层具有比不含有钴和钨的第一层更光滑的侧壁”。因此,权利要求1具备创造性。
复审请求人于2019年04月17日提交的修改后的权利要求书如下:
“1. 一种半导体器件,包括:
第一层,包括钴和钨,且位于介电层中的第一开口内,其中,所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面,所述第一层具有比不含有钴和钨的第一层更光滑的侧壁;
铜填料,位于所述第一开口内的所述第一层的上方;以及
位于所述铜填料上方的第三层,其中,所述第三层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触,所述第三层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平。
2. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述铜填料包括第二层,所述第二层包括铜晶种层。
3. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述第三层包括钴和钨。
4. 根据权利要求3所述的半导体器件,其中,所述第一层具有第一厚度,所述第三层具有第三厚度,所述第三厚度大于所述第一厚度。
5. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述第一层包括30%至70%的钴和30%至70%的钨。
6. 根据权利要求5所述的半导体器件,其中,所述第一层包括n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一种。
7. 根据权利要求6所述的半导体器件,其中,所述第一层包括所述n型掺杂剂和所述p型掺杂剂中的至少一种的5%至15%。
8. 根据权利要求1所述的半导体器件,其中,介电层的第一侧壁、所述介电层的第二侧壁和衬底的顶面限定形成所述第一开口。
9. 根据权利要求8所述的半导体器件,其中,所述衬底包括金属和电介质中的至少一种。
10. 一种形成半导体器件的方法,包括:
在介电层中的第一开口内形成包括钴和钨的第一层;
通过化学机械抛光从所述介电层的顶面去除所述第一层;
在所述第一开口内形成位于所述第一层的上方的铜填料;以及
在所述铜填料的上方形成第三层,其中,所述第三层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触,形成的所述半导体器件的所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面,所述第三层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平;
其中,形成所述第一层包括将包括Ar、H2、N2、He和NH3中的至少一种的第一气体以1sccm至1000sccm的第一流速引入腔室内,所述腔室所处的第一温度介于200℃至800℃的范围内以及所处的第一气压介于0.5Torr至760Torr的范围内。
11. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述铜填料包括在所述第一开口内形成位于所述第一层上方的第二层,所述第二层包括铜晶种层。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,形成所述第二层包括通过电化学镀形成所述第二层。
13. 根据权利要求10所述的方法,包括:在所述铜填料的上方形成包括钴和钨的所述第三层。
14. 根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述第一层包括通过原子层沉积(ALD)形成所述第一层。
15. 根据权利要求10所述的方法,其中,使用钴前体和钨前体形成所述第一层。
16. 根据权利要求15所述的方法,其中,使用n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一种形成所述第一层。
17. 一种半导体器件,包括:
第一层,包括钴和钨,且位于介电层中的第一开口内,其中,所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面,所述第一层具有比不含有钴和钨的第一层更光滑的侧壁;
铜填料,位于所述第一开口内的所述第一层的上方;以及
第二层,位于所述铜填料的上方,所述第二层包括钴和钨,其中,所述第二层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触,所述第二层的与所述铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平。
18. 根据权利要求17所述的半导体器件,其中,所述第一层和所述第 二层中的至少一个包括30%至70%的钴和30%至70%的钨。
19. 根据权利要求17所述的半导体器件,其中,所述第一层和所述第二层中的至少一个包括5%至15%的n型掺杂剂和p型掺杂剂中的至少一个。”
经审查,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
1. 关于审查文本
复审请求人在答复复审通知书时,提交了权利要求书的全文修改替换页(包括19项权利要求)。经审查上述修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条第1款的规定,本决定依据的审查文本为:复审请求人于申请日2014年09月05日提交的说明书第1-46段、说明书附图图1-7、摘要和摘要附图;2019年04月17日提交的权利要求第1-19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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征,但该区别技术特征是本领域技术人员的公知常识,并且也未产生任何意料不到的技术效果,则权利要求所请求保护的技术方案相对于对比文件和公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
本复审决定引用了与驳回决定、复审通知书相同的对比文件,即:
对比文件1:CN1941355A,公开日为2007年04月04日。
2.1权利要求1不具备创造性。
权利要求1请求保护一种半导体器件,对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2)一种半导体器件,包括:第一阻挡层16A,第一阻挡层16A(相当于第一层)为钴、钨或其组合, 且位于介电层12的开口14(相当于第一开口)中;导电层18,例如金属铜(相当于铜填料),位于开口14内的第一阻挡层16A上方;导电层18上方具有第二阻挡层16B(相当于第三层),第二阻挡层16B与第一阻挡层16A直接接触。
该权利要求与对比文件1的区别技术特征在于:所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面;第三层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触;所述第三层的与铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平;第一层具有比不含有钴和钨的第一层更光滑的侧壁。
基于上述区别技术特征,该权利要求的技术方案相对于对比文件1实际解决的技术问题是:提高阻挡效果,以改善器件性能。
本领域技术人员悉知,同等条件下,阻挡层面积越大,其阻挡效果越好,属于公知常识。虽然对比文件1中的第二阻挡层16B仅设置在导电层18上方,但为了提高阻挡效果,本领域技术人员有动机增大第二阻挡层的覆盖面积,如延伸覆盖至部分介电层12,即第二阻挡层与第一阻挡层的顶面和介电层的顶面直接接触,这属于本领域的常用手段。
同时,“第一层的顶面不高于所述介电层的顶面”也为常规的半导体平坦表面的互连结构,属于本领域常规技术手段。
对比文件1中公开了导电镶嵌结构比介质层表面高,是为了增大对上方介电层的附着力,本领域技术人员从器件实际需要的角度出发,容易想到可以将对比文件1的互连铜的顶部设置为与包覆其的介质层的顶面齐平,此时即得到“所述第三层的与所述铜填料接触的底面与第一层的顶面齐平”,这样的结构是本领域常采用的,是常用技术手段。
对比文件1公开了第一阻挡层16A为钴、钨或其组合,具有钴和钨材料,即具备含有钴和钨材料的性能,其可以具有比不含钴和钨的层更光滑的表面,当其形成为具有侧壁时,其可以具有更光滑的侧壁,这属于本领域的公知常识。
由此可见,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得出上述权利要求所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,上述权利要求所要求保护的技术方案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。
2.2权利要求3、8-9不具备创造性。
权利要求3、8-9的附加技术特征是对器件的进一步限定。
对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2):导电层18上方具有第二阻挡层16B,第二阻挡层16B为导电合金, 该导电合金为钴、钨、或其组合;第一阻挡层16A包括如钨化钴(CoWx,3≧x〉0)、硼或磷掺杂CoWx(相当于n/p型掺杂)或其组合;介电常数层12的第一侧壁、第二侧壁和介电常数层12下层(相当于衬底)的顶面限定形成开口14;下层包括一个或多个导电区如介层插塞和/或内连线(相当于金属)以形成元件导线。可见,上述权利要求的附加技术特征已被对比文件1所公开。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,上述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2、4、5不具备创造性。
权利要求2、4、5的附加技术特征是对器件的进一步限定。
在形成铜互连前,形成铜晶种层是本领域常用技术手段,属于公知常识。同时,在制备材料层的过程中,其厚度、材料成分均是本领域技术人员通常需要考虑的因素。而其具体数值如第三厚度大于所述第一厚度,第一层包括约30%至约70%的钴和约30%至约70%的钨,第一层包括所述n型掺杂剂和所述p型掺杂剂中的至少一种的约5%至约15%,也是本领域技术人员可通过有限次试验得到的,且上述具体数值范围的选择也没有带来预料不到的技术效果。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,上述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6不具备创造性。
权利要求6的附加技术特征是对器件的进一步限定。
对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2):第一阻挡层16A包括如钨化钴(CoWx,3≧x〉0)、硼或磷掺杂CoWx(相当于n/p型掺杂)或其组合可见,权利要求6的附加技术特征已被对比文件1所公开。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,上述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7不具备创造性。
权利要求7的附加技术特征是对器件的进一步限定。
第一层包括所述n型掺杂剂和所述p型掺杂剂中的至少一种的约5%至约15%,是本领域技术人员可通过有限次试验得到的,且上述具体数值范围的选择也没有带来预料不到的技术效果。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,上述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10不具备创造性。
权利要求10请求保护一种形成半导体器件的方法,对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2)一种半导体器件的制造方法,包括:在介电层12的开口14(相当于第一开口)内形成包括钴和钨的第一阻挡层16A(相当于第一层);以及在所述开口114内形成位于所述第一阻挡层的上方的铜填料;导电层18上方具有第二阻挡层16B(相当于第三层),第二阻挡层16B与第一阻挡层16A直接接触。
该权利要求与对比文件1的区别技术特征在于:(1)第三层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触;在形成铜填料之前,通过化学机械抛光从所述介电层的顶面去除所述第一层,形成的所述半导体器件的所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面;所述第三层的与铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平。(2)形成所述第一层包括将包括Ar、H2、N2、He和NH3中的至少一种的第一气体以1sccm至1000sccm的第一流速引入腔室内,所述腔室所处的第一温度介于200℃至800℃的范围内以及所处的第一气压介于0.5Torr至760Torr的范围内。
基于上述区别技术特征,该权利要求的技术方案相对于对比文件1实际解决的技术问题是:提高阻挡效果,以改善器件性能;设置工艺条件。
针对区别技术特征(1):本领域技术人员悉知,同等条件下,阻挡层面积越大,其阻挡效果越好,属于公知常识。虽然对比文件1中的第二阻挡层16B仅设置在导电层18上方,但为了提高阻挡效果,本领域技术人员有动机增大第二阻挡层的覆盖面积,如延伸覆盖至部分介电层12,即第二阻挡层与第一阻挡层的顶面和介电层的顶面直接接触,这属于本领域的常用手段。
当为了实现平坦化时,本领域常采用化学机械抛光的方式进行研磨以去除不需要的层或不平坦的层,这是本领域的常用技术手段。
同时,“第一层的顶面不高于所述介电层的顶面”也为常规的半导体平坦表面的互连结构,属于本领域常规技术手段。
对比文件1中公开了导电镶嵌结构比介质层表面高,是为了增大对上方介电层的附着力,本领域技术人员从器件实际需要角度出发,容易想到可以将对比文件1的互连铜的顶部设置为与包覆其的介质层的顶面齐平,此时即得到“所述第三层的与所述铜填料接触的底面与第一层的顶面齐平”,这样的结构是本领域常采用的,是常用技术手段。
针对区别技术特征(2):Ar、H2、N2、He和NH3均是沉积工艺中常用的工艺气体,属于本领域的公知常识。同时,在沉积过程中气体流速、温度、气压均是本领域技术人员通常需要考虑的因素,而其具体数值的选择,如第一气体以约1sccm至约1000sccm的第一流速引入腔室内,所述腔室所处的第一温度介于约200℃至约800℃的范围内以及所处的第一气压介于约0.5Torr至约760Torr的范围内,这些均是本领域技术人员可根据实际工艺可以进行选择的,属于惯用手段。
由此可见,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得出上述权利要求所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,上述权利要求所要求保护的技术方案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。
2.7权利要求11-12不具备创造性。
权利要求11-12其附加技术特征是对制造方法的进一步限定。
然而,形成铜互连前,形成铜晶种层是本领域常用技术手段,属于公知常识。同时,当形成镀覆时,化学镀也是本领域常用技术手段,属于公知常识。本领域技术人员可根据器件实际需要而选择上述制备工艺。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,上述权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.8权利要求13-14不具备创造性。
权利要求13-14的附加技术特征是对制造方法的进一步限定。
对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2):在所述铜填料的上方形成包括钴和钨的第二阻挡层(相当于第三层);可以通过电镀沉积或其它的化学气相沉积法如原子气相沉积(ALD)来形成阻挡层;第一阻挡层16A包括如钨化钴(CoWx,3≧x〉0)、硼或磷掺杂CoWx(相当于n/p型掺杂)或其组合。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,上述权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.9权利要求15不具备创造性。
权利要求15的附加技术特征是对制造方法的进一步限定。
对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2):第一阻挡层16A包括如钨化钴(CoWx,3≧x〉0),同时,采用所需形成材料层的前体形成材料层也是本领域技术人员常用技术手段。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,上述权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.10权利要求16不具备创造性。
权利要求16的附加技术特征是对制造方法的进一步限定。
对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2):第一阻挡层16A包括如钨化钴(CoWx,3≧x〉0)、硼或磷掺杂CoWx(相当于n/p型掺杂)或其组合。
因此,在其所引用的权利要求不具备创造性的前提下,权利要求16也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.11权利要求17不具备创造性。
权利要求17请求保护一种半导体器件,对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2)一种半导体器件,包括:第一阻挡层16A,第一阻挡层(相当于第一层)为钴、钨或其组合,且位于介电层12中的开口14(相当于第一开口)中;导电层18,例如金属铜(相当于铜填料),位于开口14内的第一阻挡层上方;导电层18上方具有第二阻挡层16B,第二阻挡层为导电合金, 该导电合金为钴、钨或其组合;导电层18上方具有第二阻挡层16B(相当于第二层),第二阻挡层16B与第一阻挡层16A直接接触。
该权利要求与对比文件1的区别技术特征在于:第二层与所述第一层的顶面和所述介电层的顶面直接接触;所述第一层的顶面不高于所述介电层的顶面;所述第二层的与铜填料接触的底面与所述第一层的顶面齐平;第一层具有比不含有钴和钨的第一层更光滑的侧壁。
基于上述区别技术特征,该权利要求的技术方案相对于对比文件1实际解决的技术问题是:提高阻挡效果,以改善器件性能。
本领域技术人员悉知,同等条件下,阻挡层面积越大,其阻挡效果越好,属于公知常识。虽然对比文件1第二阻挡层16B仅设置在导电层18上方,但为了提高阻挡效果,本领域技术人员有动机增大第二阻挡层的覆盖面积,如延伸覆盖至部分介电层12,即第二阻挡层与第一阻挡层的顶面和介电层的顶面直接接触,这属于本领域的常用手段。
同时,“第一层的顶面不高于所述介电层的顶面”也为常规的半导体平坦表面的互连结构,属于本领域常规技术手段。
对比文件1中公开了导电镶嵌结构比介质层表面高,是为了增大对上方介电层的附着力,本领域技术人员从器件实际需要角度出发,容易想到可以将对比文件1的互连铜的顶部设置为与包覆其的介质层的顶面齐平,此时即得到“所述第二层的与所述铜填料接触的底面与第一层的顶面齐平”,这样的结构属于本领域常采用的,是常用技术手段。
对比文件1公开了第一阻挡层16A为钴、钨或其组合,具有钴和钨材料,即具备含有钴和钨材料的性能,其可以具有比不含钴和钨的层更光滑的表面,当其形成为具有侧壁时,其可以具有更光滑的侧壁,这属于本领域的公知常识。
由此可见,在对比文件1的基础上结合公知常识得出上述权利要求所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,上述权利要求所要求保护的技术方案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。
2.12权利要求18-19不具备创造性。
权利要求18-19的附加技术特征分别构成与对比文件1的区别技术特征,基于上述区别技术特征,该权利要求相对于对比文件1实际所要解决的技术问题分别是:确定材料层成分。
对比文件1公开了(参见说明书第2页第2行-第6页第25行,附图1-2):第一阻挡层16A包括如钨化钴(CoWx,3≧x〉0)、硼或磷掺杂CoWx(相当于n/p型掺杂)或其组合。同时,在制备材料层过程中,其厚度、材料成分均是本领域技术人员通常需要考虑的因素。而其具体数值如第一层包括约30%至约70%的钴和约30%至约70%的钨,第一层包括所述n型掺杂剂和所述p型掺杂剂中的至少一种的约5%至约15%,也是本领域技术人员可通过有限次试验得到的,且上述具体数值范围的选择也没有带来预料不到的技术效果。
由此可见,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得出上述权利要求所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,上述权利要求所要求保护的技术方案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。
三、关于复审请求人的意见
针对复审请求人在答复复审通知书时的主张,合议组认为:对比文件1公开了第一阻挡层16A为钴、钨或其组合,这说明,对比文件1的第一阻挡层与本申请的第一层的材料相同。材料的性能是由其成分决定的,因此,对比文件1所公开的阻挡层是具有与本申请第一层相同成分的层,即同样具有比不含钴和钨的材料更为光滑的性质。虽然本申请明确了是具有比不含钴和钨的材料更为光滑的侧壁,对比文件1中没有明确表述,但是由于是相同的材料,那么也应该具有相同的性质,当该材料形成为具有侧壁时,可以具有更为光滑的侧壁,因此,即使对比文件1中没有明确提及,对比文件1中第一阻挡层16A也是可以形成比不含钴和钨的材料更为光滑的侧壁,这属于本领域的公知常识。
综上所述,复审请求人陈述的意见不成立,合议组不予支持。
基于上述理由,合议组依法作出如下决定。
四、决定
维持国家知识产权局于2018年08月03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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