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：186444
决定日：2019-08-12
委内编号：1F261427
优先权日：
申请（专利）号：201310410784.0
申请日：2013-09-10
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：白燕
合议组组长：赵致民
参审员：张跃
国际分类号：H01L21/336、H01L21/265
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最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征，然而上述区别技术特征均为本领域的公知常识，则该权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201310410784.0，发明名称为“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09月10日，公开日为2015年03月18日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年06月29日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：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。驳回决定所依据的审查文本为：申请日2013年09月10日提交的说明书摘要、说明书第1-9页、摘要附图、说明书附图第1-9页；2018年04月16日提交的权利要求第1-4项。驳回决定引用了如下对比文件：
对比文件1：US5885886A，授权公告日为：1999年03月23日。
驳回决定的具体理由是：权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：先执行第二离子注入再执行第一离子注入，第二离子为磷离子。上述区别技术特征属于本领域的常用技术手段，因此，权利要求1不具备创造性。在驳回决定的其他说明部分评述了权利要求2-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性，具体为：权利要求2、4的附加技术特征被对比文件1公开，权利要求3的附加技术特征属于本领域的常用技术手段，因此权利要求2-4不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“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栅极介电层和栅极材料层；
图案化所述栅极材料层和所述栅极介电层，以形成栅极；
执行LDD注入；
在所述半导体衬底上所述栅极的两侧形成侧墙结构；
其中，所述LDD注入步骤包括第一离子注入步骤和第二离子注入步骤，先执行所述第二离子注入步骤再执行所述第一离子注入步骤，所述第一离子注入的离子剂包括硅或者锗，所述第二离子注入的离子为磷；
在执行LDD注入之后直接进行侧墙薄膜的热处理工艺。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述侧墙结构的方法为化学气相沉积工艺。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述化学气相沉积工艺的反应温度为500℃至800℃，反应时间为10分钟至10小时。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在形成所述侧墙结构之后执行重离子注入以形成源漏区并进行退火的步骤。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年09月21日向国家知识产权局提出了复审请求，没有对申请文件进行修改。复审请求人认为：对比文件1中LDD步骤与本申请中的LDD步骤并不相同；没有证据表明“CVD工艺需要在较高的温度条件下进行”是本领域公知常识。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年09月27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04日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-4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1与本申请先后进行相同的离子注入，技术方案实质相同，仅是表述形式上有区别, 调整对比文件1的注入顺序属于本领域的常规选择，CVD工艺的温度条件属于本领域的常用技术手段。
复审请求人于2019年04月18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，包括权利要求第1-3项，其中删除权利要求1，将权利要求2上升为新的权利要求1，将权利要求3的附加技术特征“所述化学气相沉积工艺的反应温度为500℃至800℃”并入新的权利要求1，适应性地调整了权利要求的序号和引用关系。
新修改的权利要求1-2的内容如下：
“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栅极介电层和栅极材料层；
图案化所述栅极材料层和所述栅极介电层，以形成栅极；
执行LDD注入；
在所述半导体衬底上所述栅极的两侧形成侧墙结构；
其中，所述LDD注入步骤包括第一离子注入步骤和第二离子注入步骤，先执行所述第二离子注入步骤再执行所述第一离子注入步骤，所述第一离子注入的离子剂包括硅或者锗，所述第二离子注入的离子为磷；
在执行LDD注入之后直接进行侧墙薄膜的热处理工艺；
其中，形成所述侧墙结构的方法为化学气相沉积工艺，所述化学气相沉积工艺的反应温度为500℃至800℃。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学气相沉积工艺的反应时间为10分钟至10小时。 ”
复审请求人认为：
（1）本申请中的LDD注入步骤包含顺序进行的两个离子注入步骤：第一离子注入步骤和第二离子注入步骤，而对比文件1中公开的LDD注入步骤只包含一个离子注入步骤（即第三离子注入步骤），对比文件1中的上述用于形成LDD的第三离子注入步骤仅对应于权利要求1中的第二离子注入步骤，由此可知，对比文件1中LDD步骤与本申请中的LDD步骤并不相同，其没有公开上述区别技术特征。即使认为第一离子注入步骤也是LDD步骤中的一部分，两个步骤的顺序也与本申请不同，对比文件1中的第一离子注入步骤（硅或锗）形成聚集中心，其必须作为最先的步骤从而保证其技术目的实现：改善短沟道效应和提高驱动能力，对比文件1无法改变上述步骤来实现其目的，一旦将第一离子注入步骤放到其他步骤后面实施，将无法实现将杂质离子保持在聚集中心的效果。而晕区27（Pocket）与轻掺杂源漏区（LDD）均是本领域常见的两种完全不同的器件结构，忽略中间实施的晕区27的第二离子注入而将第一离子注入与后续的第三离子注入视为同一工艺步骤显然是不能成立的。
（2）对比文件1中，实施所述半导体器件制造方法的目的是改善击穿电压特性、改善反向短通道效应、使阈值电压容易调节以及提高电流驱动能力；而在本申请中，实施所述半导体器件制造方法的目的是解决NMOS半导体器件中的热载流子注入效应。两者面对的技术问题不同。
（3）对比文件1中公开了在形成LDD结构后直接采用CVD工艺形成侧墙的技术方案，并没有公开CVD工艺的温度，没有证据表明“CVD工艺需要在较高的温度条件下进行”是本领域公知常识。本申请中需要在LDD注入之后进行热处理，且反应温度为500℃至800℃的CVD工艺才能达到本申请的目的，而常规的CVD工艺的温度为200℃左右，并不能达到本申请的目的。因此，对比文件1没有公开上述区别技术特征，也没有给出任何相关的技术启示，且上述区别技术特征也属于本领域的公知常识。
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
复审请求人在2019年04月18日提交了权利要求书的全文修改替换页，包括权利要求第1-3项。经审查，该修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的有关规定。本复审请求审查决定针对的审查文本为：申请日2013年09月10日提交的说明书摘要、说明书第1-9页、摘要附图、说明书附图第1-9页；2019年04月18日提交的权利要求第1-3项。
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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征，然而上述区别技术特征均为本领域的公知常识，则该权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
本复审请求审查决定在评价权利要求的创造性时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：US5885886A，授权公告日为：1999年03月23日。
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1公开了一种半导体器件的制造方法，并具体公开了（参见说明书第2栏第65行至第4栏第46行，附图2a-2e）：提供半导体衬底21，在半导体衬底上依次形成栅极介电层和栅极材料层；图案化栅极材料层和栅极介电层形成栅极24；执行第一离子注入，包括硅或者锗离子，以形成非晶硅区26，然后注入P型离子形成区域27，再执行N型离子注入形成LDD（相当于本申请的第二离子注入）；形成侧墙29, 对比文件1还公开了（参见说明书第3栏第51-58行）形成侧墙结构的方法为化学气相沉积工艺,执行N型重离子注入，形成源漏区30，最后执行退火步骤。权利要求1和对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：先执行第二离子磷离子注入再执行第一离子注入，所述化学气相沉积工艺的反应温度为500℃至800℃，进行侧墙薄膜的热处理工艺。基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是：如何设置注入顺序、注入离子选择以及如何形成侧墙。然而对于本领域技术人员来说，第一离子注入和第二离子注入的顺序是可以根据需要合理设置的，该顺序的改变不会产生预料不到的技术效果，而选用磷作为N型杂质是本领域常规的技术手段。并且在本申请说明书（参见说明书第[0006]段）记载：“先执行所述第一离子注入步骤再执行所述第二离子注入步骤或者先执行所述第二离子注入步骤再执行所述第一离子注入步骤”也就是说对第一离子注入和第二离子注入的顺序并没有要求，在说明书中也没有记载不同顺序具有不同的预料不到的技术效果。此外，对比文件1披露了采用CVD的方法形成侧墙，而CVD和后续的热处理都是本领域常用的形成侧墙的手段，本领域可以根据实际需要进行选择，并且CVD沉积氮化硅或氧化硅的温度也是本领域技术人员所公知的，并不需要付出创造性劳动，在本申请中也没有记载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常规技术手段得出权利要求1的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，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。
权利要求2是权利要求1的从属权利要求。对于本领域技术人员来说，CVD工艺的时间是可以根据需要合理设置的，并不能产生预料不到的技术效果。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3是权利要求1的从属权利要求。对比文件1还公开了（参见说明书第3栏第51-64行）在形成侧墙结构后执行N型重离子注入以形成源漏区并进行退火的步骤。可见权利要求3的附加技术特征也已被对比文件1所公开，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求3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）在本申请说明书（参见说明书第[0006]段）记载：“先执行所述第一离子注入步骤再执行所述第二离子注入步骤或者先执行所述第二离子注入步骤再执行所述第一离子注入步骤”，也就是说对第一离子注入和第二离子注入的顺序并没有要求，在说明书中也没有记载不同顺序具有的不同的技术效果。在本申请说明书（参见说明书第[0038]段）记载：“在本发明的一具体实施例中，在半导体衬底200上所述栅极202 的两侧分别执行口袋注入工艺（PKT，Pocket implantation），形成口袋区，用于防止短沟道效应”。也就是说本申请也可以有与对比文件相同的口袋区，也就是电晕区。并且权利要求1的制造方法属于开放性的权利要求，其中也可以包括有其他步骤。本申请将LDD注入分为两次离子注入，包括硅或者锗离子的第一离子注入和磷离子的第二离子注入；本申请将硅锗离子注入和P离子注入都称为LDD注入，对比文件1将其分开一个称为硅锗注入，一个称为LDD注入，对比文件与本申请都是在器件相同的部位注入相同的离子，其实质是相同的，仅仅是表述方式不同。也就是说，对比文件1先进行硅或者锗离子的离子注入形成非晶硅区，然后对该区进行N型离子LDD注入，与本申请先进行硅或者锗离子的第一离子注入、然后进行磷离子的第二离子注入的技术方案相同，两者在相同的部件部位先后进行相同的离子注入，技术方案实质相同，仅是表述形式上有区别。并且对比文件1说明书第3栏第36-45行明确公开了硅或锗注入将在后续的热处理过程中发挥作用，而热处理是在所有的注入步骤之后进行的，一般情况下锗或硅注入、晕注入、LDD注入三者的顺序不会对后续的热处理过程产生实质的影响，因而并不能得出硅或锗注入必须放在最先步骤实施，调整离子注入顺序并不存在技术障碍。事实上对比文件1说明书第4栏第30-43行公开了硅或锗的注入使得掺杂区仅仅在沟道方向上（横向）发生轻微扩散，反短沟道效应得以提升，更容易调整阈值电压，这与本申请所要达到的产生更多的反沟道效应、补偿短沟道效应是一致的。对比文件1将第一离子注入步骤放到其他步骤后面实施，若要实现将杂质离子保持在聚集中心的效果，还可以通过注入的计量实现，并非只有通过注入离子的顺序实现，因此，调整对比文件1的注入顺序属于本领域的常规选择，并非不能实现。
（2）即使对比文件1与本申请所记载的技术问题不同，然而对比文件1与本申请采用了相近似的工艺手段，因此，能够产生相同的技术效果。
（3）对比文件1公开了（参见说明书第3栏第7-14行）对多晶硅层图案化形成栅极24，而对多晶硅层进行热处理形成氧化硅侧墙是本领域的常规技术，本领域技术人员为了简化工艺，容易想到对多晶硅层进行热处理形成氧化硅侧墙，省掉热退火步骤并不需要付出创造性劳动，由此本申请的技术效果也是容易预期得到的。此外，侧墙的CVD反应温度也是本领域的常规选择。以本申请与对比文件1中所公开的形成氧化物/氮化物侧墙的工艺为说明，APCVD、LPCVD、PECVD等本领域常规CVD工艺都可形成氮化硅、氧化硅材料介质层，以最常用的低压化学气相沉积（LPCVD）为例，LPCVD沉积氧化硅温度通常在650-750度，沉积氮化硅通常在700-900度（参见《微电子制造科学原理与工程技术》（第二版）第4篇 单项工艺3：薄膜 第13.6节，第342-343页）。
因此，复审请求人的意见不具有说服力，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06月29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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