发明创造名称：改善多孔低k薄膜的突起缺陷的方法
外观设计名称：
决定号：189331
决定日：2019-09-10
委内编号：1F281232
优先权日：
申请（专利）号：201410323130.9
申请日：2014-07-08
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：王磊
合议组组长：钟翊
参审员：周江
国际分类号：H01L21/027;G03F1/00
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多个区别技术特征，其中一部分区别技术特征属于公知常识，另一部分区别技术特征既未被其它现有技术所公开，也不属于本领域的公知常识，且上述另一部分区别技术特征使得权利要求的技术方案具备有益的技术效果，则该权利要求相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410323130.9，名称为“改善多孔低k薄膜的突起缺陷的方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为中芯国际集成电路制造(上海)有限公司。本申请的申请日为2014年07月08日，公开日为2016年01月13日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年01月18日发出驳回决定，以权利要求1、9-10不符合专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请，其理由是：权利要求1相对于对比文件3（CN101202227A，公开日为2008年06月18日）和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求1与对比文件3的区别技术特征在于：所述浸渍为原位浸渍；所述浸渍处理所用的材料为SiH4，上述区别技术特征均属于公知常识，因此权利要求1不具备创造性。权利要求9请求保护一种以权利要求1-8任一项所述方法处理而得的半导体晶片，对比文件3公开了一种半导体晶片，且权利要求1相对于对比文件3和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性，因此权利要求9也不具备创造性。权利要求10相对于对比文件3和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求10与对比文件3的区别技术特征在于：所述浸渍为原位浸渍；所述浸渍处理所用的材料为SiH4，上述区别技术特征均属于公知常识，因此权利要求10不具备创造性。在其他说明部分，评述权利要求2-8的附加技术特征或在对比文件3中公开或属于本领域公知常识，因此权利要求2-8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08日提交的说明书第1-44段、说明书附图图1-5、说明书摘要、摘要附图；2018年11月19日提交的权利要求第1-10项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种处理半导体晶片的方法，包括：
a)在半导体基片上沉积电介质薄膜；
b)对经沉积的电介质薄膜进行UV固化，得到多孔低k薄膜；以及
c)处理所述多孔低k薄膜的表面，形成致密薄膜，
其中，所述步骤c)包括：
对所述多孔低k薄膜的表面施加SiH4原位浸渍处理；以及
对所述多孔低k薄膜的表面施加等离子体处理。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体处理为氦(He)等离子体处理。
3. 如权利要求1－2中任一项所述的方法，其特征在于，所述致密薄膜用于阻隔所述多孔低k薄膜中吸收的水分到达表面。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，采取以下工艺条件的一项或多项来进行所述浸渍处理：
SiH4或DEMS流：100-3000sccm；
压力：0.1-20托；
温度：100-400℃；以及
时间：5-120秒。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中沉积的电介质薄膜是低k电介质薄膜。
6. 如权利要求1所示的方法，其特征在于，所述步骤a)通过超低k材料沉积工艺形成所述电介质薄膜。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
d)在经处理的多孔低k薄膜上形成硬掩模结构。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述硬掩模结构包括：
位于所述多孔低k薄膜上的BD层；
位于所BD层上的TEOS层；以及
位于所TEOS层上的TiN层。
9. 一种以权利要求1-8中任一项所述方法处理而得的半导体晶片。
10. 一种半导体晶片，包括：
多孔低k薄膜；以及
位于所述多孔低k薄膜上的硬掩模结构，
其特征在于，在所述多孔低k薄膜的表面形成有致密薄膜，作为和所述硬掩模结构的界面，
其中，通过对所述多孔低k薄膜的表面施加SiH4原位浸渍处理，以及对所述多孔低k薄膜的表面施加等离子体处理来形成所述致密薄膜。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月29日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改替换页。复审请求人认为：对比文件3并未公开本申请权利要求1中限定的：对多孔低k薄膜的表面施加SiH4浸渍处理，对比文件3在说明书中多次公开了用于在多孔低k薄膜上形成薄层的前驱物为包含碳的有机物，并且明确要求这一薄层富碳（碳饱和），且需要在RF功率存在的条件下发生反应，并且采用原位浸渍方式处理。因此权利要求具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年05月07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3中公开了将有机硅化合物通入腔室（相当于浸渍）以在UV固化后的多孔低k薄膜上沉积一层有机化合物层，例如DEMS、HMDS等，此外也可以是包含Si、C以及H的其他前驱物，例如三甲基硅烷、四甲基硅烷等，之后再采用氦等离子体进行后处理以在多孔低k薄膜上形成一层封孔层用以防止湿气吸附。可见对比文件3中的DEMS、HMDS公开了本发明中记载的其中一种DEMS作为浸渍气体，即DEMS、HMDS在对比文件3中与SiH4或DEMS在本申请中所起的作用相同，皆为阻隔UV处理后介电层中形成的孔吸附水汽，本申请权利要求1中虽然仅记载了使用SiH4形成封孔层，但事实上，对比文件3中的三甲基硅烷、四甲基硅烷是其衍生物，且DEMS、HMDS以及三甲基硅烷、四甲基硅烷具有相似的性质，申请人仅仅选择性的选取了对比文件3没有公开的SiH4，在其技术效果相同的情况下，本申请中采用SiH4相对于对比文件3中公开的上述材料并没有带来预料不到的技术效果。且硅烷是本领域常用形成介电层材料，本领域技术人员选择其作为填充介电层中孔的材料不需要付出创造性劳动。此外，本申请权利要求中并没有限定是否设置RF功率，且即便是限定了RF功率不存在其也仅仅是一种常规技术手段。（2）原位处理是本领域常用技术手段，在对比文件3已经公开了避免多孔低k层吸附湿气的基础上，设置UV处理后原位浸渍处理以避免转移过程中吸附其他杂质或水分是本领域技术人员容易想到的，且在UV处理后在处理腔中通入处理气体进行原位浸渍是目前本领域能够达到的常规实验条件，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
复审请求人在提交复审请求时未对申请文件进行修改，因此本复审决定针对的文本为：复审请求人于申请日2014年07月08日提交的说明书第1-44段、说明书附图图1-5、说明书摘要、摘要附图；2018年11月19日提交的权利要求第1-10项。
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多个区别技术特征，其中一部分区别技术特征属于公知常识，另一部分区别技术特征既未被其它现有技术所公开，也不属于本领域的公知常识，且上述另一部分区别技术特征使得权利要求的技术方案具备有益的技术效果，则该权利要求相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与驳回决定所引用的对比文件相同，即：
对比文件3：CN101202227A，公开日为2008年06月18日，其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请求保护一种处理半导体晶片的方法，对比文件3公开了一种最小化湿法蚀刻底切度并提供极低K值电介质封孔的方法，并具体公开了（参见说明书第4页第2段至第9页第4段，附图1A-1F）：在半导体衬底100上沉积电介质薄膜102；对经沉积的电介质薄膜102通过UV(紫外)处理、电子束处理、热处理或其组合去除成孔剂以降低该薄膜的介电常数，得到多孔低k薄膜；在RF功率存在的情况下，在化学气相沉积腔室或等离子增强化学气相沉积腔室中，通入包含有机硅化合物的气体混合物，例如八甲基环四硅氧烷、二乙氧甲基硅烷(DEMS)、 六甲基二硅氧烷(HMDOS)或六甲基二硅烷(HMDS)的前驱物（相当于对多孔低k薄膜的表面施加浸渍处理），以形成薄层108作为封孔层使得多孔低k薄膜表面疏水；该层可用氦(或其他惰性气体)等离子体进行后处理，以调整该薄层的表面的碳浓度和该薄层的湿润角（相当于对多孔低k 薄膜的表面施加等离子体处理）。
权利要求1与对比文件3相比，其区别技术特征是：（1）所述浸渍为原位浸渍；（2）所述浸渍处理所用的材料为SiH4。基于上述区别技术特征，可以确定本发明实际解决的技术问题是：（1）避免污染；（2）设置合适的形成疏水表面的材料。
对于区别技术特征（1），为了避免引入其他杂质并降低工艺成本，采用原位处理方式是本领域常用技术手段。
对于区别技术特征（2），对比文件3未公开采用无机SiH4作为疏水层的前体材料，且该区别技术特征（2）不属于本领域的公知常识，该区别技术特征（2）能够实现提供具有隔水作用的致密薄膜，从而确保多孔低k薄膜和后续形成的硬掩模之间的界面平整，避免该界面形成突起缺陷的技术效果。
因此权利要求1请求保护的技术方案相对于对比文件3和公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
2.2从属权利要求2-8直接或间接引用权利要求1，在权利要求1具备创造性时，权利要求2-8也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3权利要求9具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求9请求保护一种半导体晶片，对比文件3公开了一种最小化湿法蚀刻底切度并提供极低K值电介质封孔的方法，并具体公开了（参见说明书第4页第2段至第9页第4段，附图1A-1F）：提供一种半导体晶片，而权利要求1-8所述方法相对于对比文件3和公知常识的结合具备创造性，因此权利要求9具有突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
2.4权利要求10具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求10请求保护一种半导体晶片，对比文件3公开了一种半导体晶片，并具体公开了（参见说明书第4页第2段至第9页第4段，附图1A-1F）：包括多孔低k薄膜，位于所述多孔低k薄膜上的BARC层，以及在所述多孔低k 薄膜的表面形成有致密薄膜，作为和所述BARC的界面；通过对所述多孔低k 薄膜的表面施加硅烷类衍射生物DEMS、HMDS、HMDOS、OMCTS浸渍处理，以及对所述多孔低k 薄膜表面施加等离子体处理来形成所述致密薄膜。
权利要求10与对比文件3相比，其区别技术特征是：（1）所述浸渍为原位浸渍；（2）所述浸渍处理所用的材料为SiH4。基于上述区别技术特征，可以确定本发明实际解决的技术问题是：（1）避免污染；（2）设置合适的形成疏水表面的材料。
对于区别技术特征（1），为了避免引入其他杂质并降低工艺成本，采用原位处理方式是本领域常用技术手段。
对于区别技术特征（2），对比文件3未公开采用无机SiH4作为疏水层的前体材料，且该区别技术特征（2）不属于本领域的公知常识，该区别技术特征（2）能够实现提供具有隔水作用的致密薄膜，从而确保多孔低k薄膜和后续形成的硬掩模之间的界面平整，避免该界面形成突起缺陷的技术效果。
因此权利要求10请求保护的技术方案相对于对比文件3和公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
对驳回决定以及前置审查意见的评述
对于驳回决定和前置审查意见，合议组认为：对比文件3公开的技术方案中，在衬底100上形成多孔低k层102，之后在多孔低k层102上形成了光刻胶层104，之后对光刻胶进行灰化工艺以使其图形化，但光刻胶的灰化工艺使得多孔低k层102的表面脱碳，由此使其表面变为亲水表面，而亲水表面特性会造成多孔低k层102的表面吸附湿气，这会增加介电常数，基于此，对比文件3在灰化工艺之后，在多孔低k层102的表面形成封孔层108，该层108包括硅，碳，并选择性包括氧和/或氮，利用层108中包括的碳，对灰化工艺中脱碳的多孔低k层102进行碳元素补充，由此恢复了多孔低k层102表面的碳浓度，并为其提供了疏水表面。也就是说对比文件3中封孔层108含碳是必备条件，因此本领域技术人员不能从对比文件3中得到任何技术启示，采用不含碳的无机SiH4材料作为疏水层的前体。而且采用无机SiH4材料作为疏水层的前体不属于本领域公知常识，其能够实现提供具有隔水作用的致密薄膜，从而确保多孔低k薄膜和后续形成的硬掩模之间的界面平整，避免该界面形成突起缺陷的技术效果。
根据上述事实和理由，本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年01月18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复审请求人于申请日2014年07月08日提交的说明书第1-44段、说明书附图图1-5、说明书摘要、摘要附图；2018年11月19日提交的权利要求第1-10项的基础上对本申请继续进行审查。
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。
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