发明创造名称:一种内连线结构及其制备方法
外观设计名称:
决定号:186287
决定日:2019-08-12
委内编号:1F258022
优先权日:2014-01-22
申请(专利)号:201410344842.9
申请日:2014-07-18
复审请求人:南亚科技股份有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:段小晋
合议组组长:张莉
参审员:蒋煜婧
国际分类号:H01L23/528;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
:如果一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别,而部分上述区别已经被其他现有技术公开并且其作用与其在本申请中的作用相同,其他区别是本领域的公知常识,则该权利要求的技术方案不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410344842.9,名称为“一种内连线结构及其制备方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为南亚科技股份有限公司。本申请的申请日为2014年07月18日,优先权日为2014年01月22日,公开日为2015年 07月22日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年04月28日以本申请权利要求1-11不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为由发出驳回决定,驳回了本申请,驳回决定中引用的对比文件如下:对比文件1:CN 101996874A,公开日为2011年03月30日;对比文件2:CN 1754251A,公开日为2006年03月29日;对比文件3:US 2008237869A1,公开日为2008年10月02日。其具体理由是:权利要求1的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比,区别技术特征为:(1)介层洞自对准沟槽,该复数个介层洞及该复数个沟槽是通过一次蚀刻制程形成的;(2)该复数个沟槽内的该第一导电材料被完全去除。基于上述区别技术特征可以确定,权利要求1实际要解决的技术问题是:如何减少对位程序以及如何减小填入铜的深宽比并避免铜迁移。对于区别技术特征(1)而言,对比文件2公开了:如图2C所示,在第一介电层110上方的低k值蚀刻终止层114和层间附着层115中形成接点/通孔开口116;如图2D所示,在低k值蚀刻终止层114和层间附着层115上形成第二介电层118,如图2E所示,在第二介电层118上沉积抗蚀剂材料122,抗蚀剂材料122具有多个开孔;如图2F所示,进行单次蚀刻,使用抗蚀剂材料122作为蚀刻屏蔽以形成容置互连线120的多个凹部,该多个凹部贯穿第二介电层118、低k值蚀刻终止层114和层间附着层115、第一介电层110,即通过一次蚀刻制程形成多个贯穿第一介电层110的介层洞和贯穿第二介电层118的沟槽,第一介电层110中的介层洞自对准第二介电层118中的凹槽;然后,用导电性材料如铝、铜、钨或其组合填入凹部以形成金属化结构。由此可见,上述区别技术特征(1)已被对比文件2公开,且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是通过自对准仅使用一次刻蚀制程即可形成第一绝缘层中的介层洞和第二绝缘层中的凹槽,减少对位程序,即对比文件2给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。对于区别技术特征(2)而言,对比文件3公开了:如图1A所示,在沟槽结构中沉积钨填料104;如图1B所示,将沟槽结构的上部中的钨填料104通过选择性刻蚀去除;如图1D所示,在沟槽中剩余的钨填料104上方沉积铜填料108以形成内连线结构100;采用这种钨和铜顺次沉积构成的內连线结构,可以减小填入铜的深宽比AR,同时通过下部的W分隔Cu和基板内的深接触并限制Cu扩散。由此可见,上述区别技术特征(2)已部分地被对比文件3公开,且其在对比文件3中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是采用钨和铜顺次沉积构成的內连线结构减小填入铜的深宽比AR并限制Cu扩散,即对比文件3给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。在此基础上,本领域技术人员容易想到在采用介层洞自对准沟槽后填充第一导电材料的情况下,将沟槽内的第一导电材料完全去除并填充以第二导电材料,技术效果可预期。因此,在对比文件1公开的技术方案的基础上结合对比文件2-3以及本领域的惯用技术手段得到权利要求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。因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-8的附加技术特征或被对比文件1、3所公开,或是本领域惯用的技术手段,因此权利要求2-8也不具备创造性。权利要求9的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比,区别技术特征为:(1)形成第一屏蔽层的复数个第一开孔后再形成第二绝缘层;进行一蚀刻制程,其使用该第二屏蔽层作为一蚀刻屏蔽以形成复数个凹部,其中该复数个凹部贯穿该第二绝缘层、该第一屏蔽层及该第一绝缘层,其中该复数个凹部各包含位于第一绝缘层之内的一介层洞、位于该第一屏蔽层之内的一第一开孔以及位于该第二绝缘层之内的一沟槽;使用第一导电材料填满该复数个凹部;(2)进行一回蚀制程,完全去除该复数沟槽内的第一导电材料,使用第二导电材料填满该复数个沟槽。基于上述区别技术特征可以确定,权利要求9实际要解决的技术问题是:如何减少对位程序。对于区别技术特征(1)而言,对比文件2公开了:如图2C所示,在第一介电层110上方的低k值蚀刻终止层114和层间附着层115中形成接点/通孔开口116;如图2D所示,在低k值蚀刻终止层114和层间附着层115上形成第二介电层118,如图2E所示,在第二介电层118上沉积抗蚀剂材料122,抗蚀剂材料122具有多个开孔;如图2F所示,进行单次蚀刻,使用抗蚀剂材料122作为蚀刻屏蔽以形成容置互连线120的多个凹部,该多个凹部贯穿第二介电层118、低k值蚀刻终止层114和层间附着层115、第一介电层110,即通过一次蚀刻制程形成多个贯穿第一介电层110的介层洞和贯穿第二介电层118的沟槽,第一介电层110中的介层洞自对准第二介电层118中的凹槽;然后,用导电性材料如铝、铜、钨或其组合填入凹部以形成金属化结构。由此可见,上述区别技术特征(1)已被对比文件2公开,且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是通过自对准仅使用一次刻蚀制程即可形成第一绝缘层中的介层洞和第二绝缘层中的凹槽,减少对位程序,即对比文件2给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。对于区别技术特征(2)而言,对比文件3公开了:如图1A所示,在沟槽结构中沉积钨填料104;如图1B所示,将沟槽结构的上部中的钨填料104通过选择性刻蚀去除;如图1D所示,在沟槽中剩余的钨填料104上方沉积铜填料108以形成内连线结构100;采用这种钨和铜顺次沉积构成的內连线结构,可以减小填入铜的深宽比AR,同时通过下部的W分隔Cu和基板内的深接触并限制Cu扩散。由此可见,上述区别技术特征(2)已部分地被对比文件3公开,且其在对比文件3中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是采用钨和铜顺次沉积构成的內连线结构减小填入铜的深宽比AR并限制Cu扩散,即对比文件3给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。在此基础上,本领域技术人员容易想到在采用介层洞自对准沟槽后填充第一导电材料的情况下,将沟槽内的第一导电材料完全去除并填充以第二导电材料,技术效果可预期。因此,在对比文件1公开的技术方案的基础上结合对比文件2-3以及本领域的惯用技术手段得到权利要求9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。因此,权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求10-11的附加技术特征或被对比文件2所公开,或是本领域惯用的技术手段,因此权利要求10-11也不具备创造性。驳回决定所依据的文本为:申请日2014年07月18日提交的说明书第1-47段、说明书附图图1-7、说明书摘要和摘要附图,2017年12月08日提交的权利要求第1-11项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种内连线结构,包含:
一基板;
一第一绝缘层,设置于该基板之上,其中该第一绝缘层具有复数个介层洞,且一第一导电材料填满该复数个介层洞;
一第二绝缘层,设置于该第一绝缘层之上,其中该第二绝缘层具有复数个沟槽,且一第二导电材料填满该复数个沟槽,而该复数个沟槽内的该第一导电材料被完全去除;以及
一屏蔽层,设置于该第一绝缘层及该第二绝缘层之间,其中屏蔽层具有复数个开孔,连接该复数个介层洞及该复数个沟槽;
其中该复数个介层洞自对准该复数个沟槽,而且
其中该复数个介层洞及该复数个沟槽是通过一次蚀刻制程形成的。
2. 如权利要求1所述的内连线结构,其中该基板包含复数个接触部,并且该复数个接触部耦接于该复数个介层洞内的该第一导电材料。
3. 如权利要求1所述的内连线结构,其中该第一导电材料包含钨。
4. 如权利要求1所述的内连线结构,其中该第二导电材料包含铜。
5. 如权利要求1所述的内连线结构,其中该第一绝缘层包含二氧化硅或氧化硅。
6. 如权利要求1所述的内连线结构,其中该第二绝缘层包含二氧化硅或氧化硅。
7. 如权利要求1所述的内连线结构,其中该复数个介层洞的高度由该基板的一上端至该屏蔽层的一下端予以定义。
8. 如权利要求1所述的内连线结构,其中该屏蔽层包含氮化硅。
9. 一种内连线结构的制备方法,包含:
形成一第一绝缘层于一基板之上;
形成一第一屏蔽层于该第一绝缘层之上,其中该第一屏蔽层具有复数个第一开孔;
形成一第二绝缘层于该第一屏蔽层之上;
形成一第二屏蔽层于该第二绝缘层之上,其中该第二屏蔽层具有复数个 第二开孔;
进行一蚀刻制程,其使用该第二屏蔽层作为一蚀刻屏蔽以形成复数个凹部,其中该复数个凹部贯穿该第二绝缘层、该第一屏蔽层及该第一绝缘层,其中该复数个凹部各包含位于该第一绝缘层之内的一介层洞、位于该第一屏蔽层之内的一第一开孔、以及位于该第二绝缘层之内的一沟槽;
使用一第一导电材料填满该复数个凹部;
进行一回蚀制程,完全去除该复数个沟槽内的该第一导电材料;以及
使用一第二导电材料填满该复数个沟槽。
10. 如权利要求9所述的内连线结构的制备方法,其中使用一第一导电材料填满该复数个凹部还包含使用一第一导电材料覆盖该第二绝缘层的一上表面。
11. 如权利要求9所述的内连线结构的制备方法,其中该回蚀制程为一干蚀刻制程,其使用的蚀刻气体包含NF3和Ar。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年08月10日向国家知识产权局提出了复审请求,并未对申请文件进行任何修改。复审请求人认为:本申请相对于对比文件1具有区别技术特征:具有被第一导电材料填满的复数个介层洞的第一绝缘层、以及具有被第二导电材料填满的复数个沟槽的第二绝缘层,其中该复数个介层洞及该复数个沟槽是通过一次蚀刻制程形成的。对比文件1的发明构思与本申请不同,且对比文件1中填充的导电材料都是钨,不存在第一导电材料和第二导电材料的区别;对比文件2公开的是双镶嵌结构,即如本申请说明书中所描述的“熟知的双镶嵌技术通常需要两次介电材料的蚀刻制程,其中一次蚀刻制程形成介层洞,另一次蚀刻制程形成沟槽”;对比文件3未公开互连部100中的钨填料104被完全去除。在此基础上,对比文件1无法给出技术启示对其进行改进,因此本申请具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年08月20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:首先,本申请在权利要求1中仅仅限定了“第一导电材料”和“第二导电材料”,并未限定两者必须不同;其次,申请人所提到的本申请的构思,即“一方面利用第一屏蔽层和第一导电材料(钨)来填满内连线中的中介窗或者说介层洞,以减少填入铜的深宽比结构,另一方面利用第二导电材料(铜)来构成内连线中的导线部分”,以确保导线 “具有高导电性、低电阻且可避免电子迁移现象”,其已被对比文件3公开,具体可参见第二次审查意见通知书中对申请人意见陈述的相关答复;对比文件3公开了钨和铜顺次沉积构成的內连线结构且采用了先沉积钨然后刻蚀去除部分最后回填铜的工艺(参见说明书第17,18段、附图1A-1D),其作用也与本申请相同,即给出了相关的技术启示;再次,对比文件2虽然公开的是双镶嵌结构,但明确公开了在第二介电层118上沉积抗蚀材料如光刻胶材料UV-5并图案化之后,“进行单次蚀刻,形成互连向下到蚀刻终止层,并蚀刻由于图案化的蚀刻终止层114暴露的未受保护的介电层(即接点/通孔开口116),形成接点/通孔”(参见说明书第13页第15-20行,第14页第29行-第15页第5行、图2F),这与传统的也就是本申请说明书中提到的双镶嵌工艺(参见《数字集成电路分析与设计 第2版》,(美)John E. Ayers著;杨兵译,2013年3月出版,第2.3.1节 铜布线,第31页倒数第1段,第33页第1段,图2.9-图2.14)是不一样的,对比文件2中正是由于图案化的蚀刻终止层114的存在,实现了通过一次蚀刻制程形成多个贯穿第一介电层110的介层洞和贯穿第二介电层118的沟槽,且第一介电层110中的介层洞自对准第二介电层118中的凹槽,这与本申请中的技术思路是一致的。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。
合议组于2019年02月28日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-11不具备专利法第22条第3款有关创造性的规定。针对复审请求人的意见陈述,合议组认为:首先,尽管对比文件1中填充的导电材料都是钨,没有区别第一导电材料和第二导电材料的不同,但是对比文件3中公开了钨和铜顺次沉积构成的內连线结构且采用了先沉积钨然后刻蚀去除部分最后回填铜的工艺(参见说明书第17,18段、附图1A-1D),其作用也与本申请相同,即给出了相关的技术启示,并且申请人所提到的本申请的构思,即“一方面利用第一屏蔽层和第一导电材料(钨)来填满内连线中的中介窗或者说介层洞, 以减少填入铜的深宽比结构,另一方面利用第二导电材料(铜)来构成内连线中的导线部分”,以确保导线“具有高导电性、低电阻且可避免电子迁移现象”,也被对比文件3公开,对比文件3明确公开了如图1D的包括沟槽下部的W和沟槽上部的Cu内连线结构,并明确公开了通过这种部分填充W然后继续填充Cu以构成电接触即内连线的方式,具有以下优点:降低总接触电阻;减小填入铜的深宽比AR;通过下部的W分隔Cu和基板内硅或硅化物的深接触并限制Cu扩散(参见说明书第18段),这与本申请的构思是一致的;其次,对比文件2虽然公开的是双镶嵌结构,但具体在说明书(参见说明书第13页第15-20行,第14页第29行-第15页第5行、图2F)中公开了在第二介电层118上沉积抗蚀材料如光刻胶材料UV-5并图案化之后,“进行单次蚀刻,形成互连向下到蚀刻终止层,并蚀刻由于图案化的蚀刻终止层114暴露的未受保护的介电层(即接点/通孔开口116),形成接点/通孔”,这与传统的也就是本申请说明书中提到的双镶嵌工艺(参见《数字集成电路分析与设计 第2版》,(美)John E. Ayers著;杨兵译,2013年3月出版,第2.3.1节 铜布线,第31页倒数第1段,第33页第1段,图2.9-图2.14)是不同的,对比文件2中正是由于图案化的蚀刻终止层114的存在,实现了通过一次蚀刻制程形成多个贯穿第一介电层110的介层洞和贯穿第二介电层118的沟槽,且第一介电层110中的介层洞自对准第二介电层118中的凹槽,这与本申请中的技术思路是一致的;第三,尽管对比文件3没有明确公开沟槽内的第一导电材料完全被去除,但是由于对比文件3公开了钨和铜顺次沉积构成的內连线结构且采用了先沉积钨然后刻蚀去除部分最后回填铜的工艺,用以减小填入铜的深宽比AR并限制Cu扩散,即对比文件3给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示,在此基础上,本领域技术人员容易想到在采用介层洞自对准沟槽后填充第一导电材料的情况下,将沟槽内的第一导电材料完全去除并填充以第二导电材料,技术效果是可预期的。因此,合议组对复审请求人的意见不予支持。
复审请求人于2019年04月15日提交了意见陈述书,并提交了权利要求书的全文修改替换页,包括权利要求第1-11项。其中,在独立权利要求1、9中补入了技术特征“其中该第一导电材料的高度由该第一绝缘层及该屏蔽层予以定义,该第二材料的高度由该第二绝缘层予以定义”。复审请求人认为:权利要求1和9中新补入的技术特征对比文件1中并没有公开,对比文件1中的第一接触部43的高度仅由第一层间绝缘层予以定义,第二接触部则被蚀刻停止层和第二层间绝缘层予以定义,与本申请中的结构不同;本申请中复数个介层洞及该复数个沟槽是通过一次蚀刻制程形成的;对比文件3未公开互连部100中的钨填料104被完全去除,结构与本申请也不同,并不具备结合启示。在此基础上,对比文件1无法给出技术启示对其进行改进,因此本申请具备创造性。新修改的权利要求1、9如下:
“1. 一种内连线结构,包含:
一基板;
一第一绝缘层,设置于该基板之上,其中该第一绝缘层具有复数个介层洞,且一第一导电材料填满该复数个介层洞;
一第二绝缘层,设置于该第一绝缘层之上,其中该第二绝缘层具有复数个沟槽,且一第二导电材料填满该复数个沟槽,而该复数个沟槽内的该第一导电材料被完全去除;以及
一屏蔽层,设置于该第一绝缘层及该第二绝缘层之间,其中屏蔽层具有复数个开孔,连接该复数个介层洞及该复数个沟槽;
其中该复数个介层洞自对准该复数个沟槽,
其中该复数个介层洞及该复数个沟槽是通过一次蚀刻制程形成的,而且其中该第一导电材料的高度由该第一绝缘层及该屏蔽层予以定义,该第二导电材料的高度由该第二绝缘层予以定义。
9. 一种内连线结构的制备方法,包含:
形成一第一绝缘层于一基板之上;
形成一第一屏蔽层于该第一绝缘层之上,其中该第一屏蔽层具有复数个第一开孔;
形成一第二绝缘层于该第一屏蔽层之上;
形成一第二屏蔽层于该第二绝缘层之上,其中该第二屏蔽层具有复数个第二开孔;
进行一蚀刻制程,其使用该第二屏蔽层作为一蚀刻屏蔽以形成复数个凹部,其中该复数个凹部贯穿该第二绝缘层、该第一屏蔽层及该第一绝缘层,其中该复数个凹部各包含位于该第一绝缘层之内的一介层洞、位于该第一屏蔽层之内的一第一开孔、以及位于该第二绝缘层之内的一沟槽;
使用一第一导电材料填满该复数个凹部;
进行一回蚀制程,完全去除该复数个沟槽内的该第一导电材料;以及
使用一第二导电材料填满该复数个沟槽,
其中该第一导电材料的高度由该第一绝缘层及该第一屏蔽层予以定义,该第二导电材料的高度由该第二绝缘层予以定义。”
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04月15日提交了权利要求书全文的修改替换页,包括权利要求第1-11项,经审查,上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。
因此,本复审决定依据的文本为:复审请求人于申请日2014年07月18日提交的说明书第1-47段、说明书附图图1-7、说明书摘要和摘要附图,2019年04月12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。
如果一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别,而部分上述区别已经被其他现有技术公开并且其作用与其在本申请中的作用相同,其他区别是本领域的公知常识,则该权利要求的技术方案不具备创造性。
在本复审决定中引用的对比文件与驳回决定以及复审通知书中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN 101996874A,公开日为2011年03月30日;
对比文件2:CN 1754251A,公开日为2006年03月29日;
对比文件3:US 2008237869A1,公开日为2008年10月02日。
其中,对比文件1作为最接近的现有技术。
2.1、权利要求1不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求1请求保护一种内连线结构。对比文件1公开了一种半导体器件及半导体器件的制造方法,并具体公开了以下特征(参见说明书第[0065]-[0078]段、附图1):如图1所示的半导体器件中的互连结构,包括:硅半导体基板21;第一层间绝缘层41,设置于硅半导体基板21之上,其中第一层间绝缘层41具有多个介层洞,第一接触部43填满该多个介层洞,使用钨(W)作为第一接触部43的材料(对应“第一导电材料”);第二层间绝缘层51,设置于第一层间绝缘层41之上,其中第二层间绝缘层51具有多个沟槽,第二接触部53填满该多个沟槽,第二接触部53由钨(W)制成(对应“第二导电材料”);以及,蚀刻停止层52(对应“第一屏蔽层”),设置于第一层间绝缘层41和第二层间绝缘层51之间,其中蚀刻停止层52有多个开孔,分别连接第一层间绝缘层41的多个介层洞和第二层间绝缘层51的多个凹槽,其中该多个介层洞对准该多个沟槽。
权利要求1与对比文件1的区别在于:1)介层洞自对准沟槽,该复数个介层洞及该复数个沟槽是通过一次蚀刻制程形成的;2)第一导电材料和第二导电材料不同,该复数个沟槽内的该第一导电材料被完全去除;3)该第一导电材料的高度由该第一绝缘层及该屏蔽层予以定义,该第二材料的高度由该第二绝缘层予以定义。基于上述区别特征,权利要求1实际解决的技术问题是:如何减少对位程序以及如何减小填入铜的深宽比并避免铜迁移,并且通过绝缘层和屏蔽层限制导电层高度。
对于区别技术特征1),对比文件2公开了一种内连线结构及其形成方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第13页第25行-第15页第12行、附图2A-2H):如图2C所示,在第一介电层110上方的低k值蚀刻终止层114和层间附着层115中形成接点/通孔开口116;如图2D所示,在低k值蚀刻终止层114和层间附着层115上形成第二介电层118,如图2E所示,在第二介电层118上沉积抗蚀剂材料122,抗蚀剂材料122具有多个开孔;如图2F所示,进行单次蚀刻,使用抗蚀剂材料122作为蚀刻屏蔽以形成容置互连线120的多个凹部,该多个凹部贯穿第二介电层118、低k值蚀刻终止层114和层间附着层115、第一介电层110,即通过一次蚀刻制程形成多个贯穿第一介电层110的介层洞和贯穿第二介电层118的沟槽,第一介电层110中的介层洞自对准第二介电层118中的凹槽;然后,用导电性材料如铝、铜、钨或其组合填入凹部以形成金属化结构。由此可见,上述区别技术特征已被对比文件2公开,且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是通过自对准仅使用一次刻蚀制程即可形成第一绝缘层中的介层洞和第二绝缘层中的凹槽,减少对位程序,即对比文件2给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。
对于区别技术特征2),对比文件3公开了一种半导体中的内连线结构,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0017],[0018]段、附图1A-1D):如图1A所示,在沟槽结构中沉积钨填料104;如图1B所示,将沟槽结构的上部中的钨填料104通过选择性刻蚀去除;如图1D所示,在沟槽中剩余的钨填料104上方沉积铜填料108以形成内连线结构100;采用这种钨和铜顺次沉积构成的內连线结构,可以减小填入铜的深宽比AR,同时通过下部的W分隔Cu和基板内的深接触并限制Cu扩散。由此可见,上述区别技术特征2)已部分地被对比文件3公开,且其在对比文件3中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是采用钨和铜顺次沉积构成的內连线结构减小填入铜的深宽比AR并限制Cu扩散,即对比文件3给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。在此基础上,本领域技术人员容易想到在采用介层洞自对准沟槽后填充第一导电材料的情况下,将沟槽内的第一导电材料完全去除并填充以第二导电材料,技术效果可预期。
对于区别技术特征3),在本领域中,利用绝缘层和掩蔽层对通孔中的导电层进行限定,而做出相对应的等高的设计,是本领域的技术人员可以根据实际的需要进行具体的调整和设置的,这不需要付出创造性的劳动,其获得的技术效果也是可以预期的。
由此可见,在对比文件1的基础上结合对比文件2,对比文件3以及本领域惯用技术手段得到权利要求1请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,权利要求1不具备突出的实质性特点和显著进步,不符合专利法第22条第3款的规定。
2.2、权利要求2不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求2是权利要求1的从属权利要求。在基板上形成多个接触垫以电耦接其上侧的导电通孔即介层洞内的第一导电材料,属于本领域惯用手段,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,从属权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、权利要求3-4不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求3-4是权利要求1的从属权利要求。对比文件3还公开了如下技术特征(参见说明书第[0076]段、附图1D):使用钨(W)作为第一接触部43的材料;从图1D可见,在沟槽结构的下部沉积钨填料104,然后在钨填料104上方沉积铜填料108以形成内连线结构100。由此可见,权利要求3-4的附加技术特征已经被对比文件3公开了,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,从属权利要求3-4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5-8不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求5-8是权利要求1的从属权利要求。对比文件1还公开了如下技术特征(参见说明书第[0077]段,第[0115]段、附图1):第一层间绝缘层41和第二层间绝缘层51由SiO2(具体而言,TEOS膜)制成;从图1可见,第一层间绝缘层41中介层洞的高度由基板21内第一应力施加膜38的上端至蚀刻停止层52的下端予以定义;SiN蚀刻停止层52。由此可见,权利要求5-8的附加技术特征已经被对比文件1公开了,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,从属权利要求5-8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9不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求9请求保护一种内连线结构的制备方法。对比文件1公开了一种半导体器件及半导体器件的制造方法,并具体公开了以下特征(参见说明书第[0097]-[0121]段、附图1,5C,6A-7B):形成如图1所示的半导体器件中的互连结构的方法,包括:如图5C所示,形成第一层间绝缘层41于硅半导体基板21之上;如图6A所示,可在第一层间绝缘层41中形成用于形成第一接触部43的凹槽状开口部43A,如图6B所示,在凹槽状开口部43A中通过溅射填充形成连接至源极/漏极区域37的第一接触部43,使用钨(W)作为第一接触部43的材料;在如图7A所示,在如图6B所示的整个表面上形成厚度约为20nm~50nm的SiN蚀刻停止层52,然后形成SiO2第二层间绝缘层51,在第二层间绝缘层51上形成抗蚀剂层(对应“第二屏蔽层”),并利用光刻技术在该抗蚀剂层中形成孔状开口部53A;如图7B所示,在孔状开口部53A中形成了具有孔形状并连接至第一接触部43的第二接触部53,第二接触部53由钨(W)制成。
权利要求9与对比文件1的区别在于:1)形成第一屏蔽层的复数个第一开孔后再形成第二绝缘层;进行一蚀刻制程,其使用该第二屏蔽层作为一蚀刻屏蔽以形成复数个凹部,其中该复数个凹部贯穿该第二绝缘层、该第一屏蔽层及该第一绝缘层,其中该复数个凹部各包含位于第一绝缘层之内的一介层洞、位于该第一屏蔽层之内的一第一开孔以及位于该第二绝缘层之内的一沟槽;使用第一导电材料填满该复数个凹部;2)第一导电材料和第二导电材料不同,进行一回蚀制程,完全去除该复数沟槽内的第一导电材料,使用第二导电材料填满该复数个沟槽;3)该第一导电材料的高度由该第一绝缘层及该屏蔽层予以定义,该第二材料的高度由该第二绝缘层予以定义。基于上述区别特征,权利要求9实际解决的技术问题是:如何减少对位程序以及如何减小填入铜的深宽比并避免铜迁移,并且通过绝缘层和屏蔽层限制导电层高度。
对于区别技术特征1),对比文件2公开了一种内连线结构及其形成方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第13页第25行-第15页第12行、附图2A-2H):如图2C所示,在第一介电层110上方的低k值蚀刻终止层114和层间附着层115中形成接点/通孔开口116;如图2D所示,在低k值蚀刻终止层114和层间附着层115上形成第二介电层118,如图2E所示,在第二介电层118上沉积抗蚀剂材料122,抗蚀剂材料122具有多个开孔;如图2F所示,进行单次蚀刻,使用抗蚀剂材料122作为蚀刻屏蔽以形成容置互连线120的多个凹部,该多个凹部贯穿第二介电层118、低k值蚀刻终止层114和层间附着层115、第一介电层110,即通过一次蚀刻制程形成多个贯穿第一介电层110的介层洞和贯穿第二介电层118的沟槽,第一介电层110中的介层洞自对准第二介电层118中的凹槽;然后,用导电性材料如铝、铜、钨或其组合填入凹部以形成金属化结构。由此可见,上述区别技术特征已被对比文件2公开,且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是通过自对准仅使用一次刻蚀制程即可形成第一绝缘层中的介层洞和第二绝缘层中的凹槽,减少对位程序,即对比文件2给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。
对于区别技术特征2),对比文件3公开了一种半导体中的内连线结构,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第17,18段、附图1A-1D):如图1A所示,在沟槽结构中沉积钨填料104;如图1B所示,将沟槽结构的上部中的钨填料104通过选择性刻蚀去除;如图1D所示,在沟槽中剩余的钨填料104上方沉积铜填料108以形成内连线结构100;采用这种钨和铜顺次沉积构成的內连线结构,可以减小填入铜的深宽比AR,同时通过下部的W分隔Cu和基板内的深接触并限制Cu扩散。由此可见,上述区别技术特征2)已部分地被对比文件3公开,且其在对比文件3中所起的作用与其在本申请中作用相同,均是采用钨和铜顺次沉积构成的內连线结构减小填入铜的深宽比AR并限制Cu扩散,即对比文件3给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示。在此基础上,本领域技术人员容易想到在采用介层洞自对准沟槽后填充第一导电材料的情况下,将沟槽内的第一导电材料完全去除并填充以第二导电材料,技术效果可预期。
对于区别技术特征3),在本领域中,利用绝缘层和掩蔽层对通孔中的导电层进行限定,而做出相对应的等高的设计,是本领域的技术人员可以根据实际的需要进行具体的调整和设置的,这不需要付出创造性的劳动,其获得的技术效果也是可以预期的。
由此可见,在对比文件1的基础上结合对比文件2,对比文件3以及本领域惯用技术手段得到权利要求9请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,权利要求9不具备突出的实质性特点和显著进步,不符合专利法第22条第3款的规定。
6、权利要求10不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求10是权利要求9的从属权利要求。对比文件2还公开了(参见说明书第15页第6-12行):沉积铜126,形成导电性结构;一旦结构被填满铜或其它金属,就采用化学机械抛光法来平整表面。在此基础上本领域技术人员容易想到采用第一导电材料填满凹部并覆盖第二绝缘层的表面。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,从属权利要求10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7、权利要求11不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求11是权利要求9的从属权利要求。NF3和Ar均是本领域内常见的干蚀刻气体,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,从属权利要求11不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
对于复审请求人在答复复审通知书时陈述的意见,合议组认为:首先,尽管对比文件1中的第一接触部43的高度仅由第一层间绝缘层予以定义,第二接触部则被蚀刻停止层和第二层间绝缘层予以定义,但是利用绝缘层和掩蔽层对通孔中的导电层进行限定,而做出相对应的等高的设计,是本领域的技术人员可以根据实际的需要进行具体的调整和设置的,在对比文件1的基础上,本领域的技术人员可以选择在第二接触部的高度设置上只用绝缘层予以限制,这不需要付出创造性的劳动,其获得的技术效果也是可以预期的;其次,对比文件2虽然公开的是双镶嵌结构,但具体在说明书(参见说明书第13页第15-20行,第14页第29行-第15页第5行、图2F)中公开了在第二介电层118上沉积抗蚀材料如光刻胶材料UV-5并图案化之后,“进行单次蚀刻,形成互连向下到蚀刻终止层,并蚀刻由于图案化的蚀刻终止层114暴露的未受保护的介电层(即接点/通孔开口116),形成接点/通孔”,这与传统的也就是本申请说明书中提到的双镶嵌工艺(参见《数字集成电路分析与设计 第2版》,(美)John E. Ayers著;杨兵译,2013年3月出版,第2.3.1节 铜布线,第31页倒数第1段,第33页第1段,图2.9-图2.14)是不同的,对比文件2中正是由于图案化的蚀刻终止层114的存在,实现了通过一次蚀刻制程形成多个贯穿第一介电层110的介层洞和贯穿第二介电层118的沟槽,且第一介电层110中的介层洞自对准第二介电层118中的凹槽,这与本申请中的技术思路是一致的第三,尽管对比文件3没有明确公开沟槽内的第一导电材料完全被去除,但是由于对比文件3公开了钨和铜顺次沉积构成的內连线结构且采用了先沉积钨然后刻蚀去除部分最后回填铜的工艺,用以减小填入铜的深宽比AR并限制Cu扩散,即对比文件3给出了将上述特征应用到对比文件1中的技术启示,在此基础上,本领域技术人员容易想到在采用介层洞自对准沟槽后填充第一导电材料的情况下,将沟槽内的第一导电材料完全去除并填充以第二导电材料,技术效果是可预期的。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组对复审请求人的意见不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年04月28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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