发明创造名称：一种铸造类单晶用籽晶的重复利用方法
外观设计名称：
决定号：190111
决定日：2019-09-18
委内编号：1F236309
优先权日：
申请（专利）号：201510216828.5
申请日：2015-04-30
复审请求人：江西赛维LDK太阳能高科技有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王名松
合议组组长：刘晓静
参审员：张海成
国际分类号：C30B11/14；C30B29/06
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：请求保护的技术方案的发明构思与最接近的现有技术的发明构思不相同，而现有技术不存在技术启示使得本领域技术人员有动机改进最接近的现有技术从而获得所述技术方案，则该技术方案具备创造性。
全文：
本复审请求案涉及发明名称为“一种铸造类单晶用籽晶的重复利用方法”、申请号为201510216828.5的发明专利申请（下称本申请），申请人为江西赛维LDK太阳能高科技有限公司（下称复审请求人），申请日为2015年04月30日，公开日为2015年07月22日。
国家知识产权局原审查部门于2017年07月17日发出驳回决定，以权利要求1-9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：
复审请求人于2015年04月30日提交的权利要求第1-9项、说明书第1-10页、说明书附图第1-4页、说明书摘要和摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供坩埚，将单晶硅籽晶铺设在所述坩埚底部，得到籽晶层；在所述籽晶层上方设置熔融状态的硅料，控制温度，使得所述熔融状态的硅料在所述单晶硅籽晶上继承所述单晶硅籽晶的晶向结构进行生长，制得类单晶硅锭；
(2)取出所述类单晶硅锭，在所述类单晶硅锭底部的籽晶位置处进行切割，得到一整块籽晶，所述籽晶顶部大小和形状与所述类单晶硅锭底部大小和形状基本相同；
(3)将步骤(2)得到的所述籽晶铺设在坩埚底部，按照步骤(1)的方法制得类单晶硅锭。
2. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，步骤(2)中所述切割时的切割方向为垂直于所述类单晶硅锭的生长方向。
3. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，步骤(2)中采用金刚石带锯或金刚石线锯进行切割。
4. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，步骤(2)切割后得到的所述籽晶的高度为10mm-30mm。
5. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，所述类单晶硅锭底部长为200mm-1000mm，宽为200mm-1000mm。
6. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，所述籽晶重复利用后得到的所述类单晶硅锭的位错密度为≤103个/cm2。
7. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于， 步骤(1)中所述单晶硅籽晶长为50mm-200mm、宽为50mm-200mm、高度为10mm-30mm。
8. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，步骤(1)中所述单晶硅籽晶来源于单晶棒。
9. 如权利要求1所述的铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，其特征在于，步骤(1)所述控制温度为：在所述籽晶层上方设置熔融状态的硅料后，控制所述坩埚底部温度低于所述籽晶的熔点，使得所述籽晶层不被完全熔化；然后控制所述坩埚内的温度沿垂直与所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使得所述熔融状态的硅料在所述单晶硅籽晶上继承所述单晶硅籽晶的晶向结构进行生长，制得类单晶硅锭。”
驳回决定认为：1. 权利要求1要求保护一种铸造类单晶用籽晶的重复利用方法，对比文件1（CN102797035A，公开日2012年11月28日）公开了多晶硅锭的铸造方法（参见说明书第69，73，76，80，83-91，109-114段）。权利要求1相对于对比文件1的区别特征为：在硅锭底部的籽晶位置处进行切割得到籽晶。在多晶硅铸锭时，籽晶重复回收利用是本领域的常规技术，例如，对比文件2（CN102337582A，公开日2012年02月01日）公开了一种制造硅晶铸锭的方法，用来制造硅晶铸锭的硅晶种可以回收再行使用（参见说明书第10、35和48段）。另外，对比文件3（CN102362016A，公开日2012年02月22日）也公开了硅的定向凝固中种晶能够多次重复用于几个批次，诸如通过从锭料底部切割晶种层和将晶种层放在用于下一批次的坩埚底部（参见说明书第23、50-51和54段）。因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2或对比文件3，获得权利要求1的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、参考对于权利要求1的评述，权利要求2、4-5、7-9的附加特征已经被对比文件1或对比文件2或对比文件3公开了，权利要求3的附加特征为本领域的常规技术，因此权利要求2-5、7-9不具备创造性。3、对于权利要求6，本领域技术人员可通过常规实验，控制籽晶的位错密度、铸锭工艺等，得到所需要的硅锭位错密度。因此，权利要求6不具备创造性。
复审请求人对上述驳回决定不服，于2017年11月01日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，将说明书中第[0044]段中记载的“得到一整块籽晶后，将籽晶进行切边皮，将籽晶上的多晶区域切除”补入权利要求1中，同时主张：（1）对比文件1在所铸多晶硅锭的主体上整体切割下板坯，对比文件1不是籽晶的重复利用方法，而是将一部分的多晶硅锭作为籽晶，没有涉及籽晶重复利用的技术方案，这和本申请所要保护的主题不同。（2）对比文件2仅指出复合层22即是切自第一较佳具体实施例所制造的硅晶铸锭底部而来，并没有公开该硅晶种层是否是一整块的。（3）对比文件3仅公开了在锭料底部切割晶种层，并没有公开在锭料底部进行切割得到一整块籽晶进行重复利用。
经形式审查合格，国家知识产权局于2017年11月09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2公开了“装一复合层22至该模20内，该复合层22即是切自根据本发明的第一较佳具体实施例所制造的硅晶铸锭底部而来”。既然对比文件2公开了将复合层22装至模20内，显然应当是将复合层22整体装入模20内。虽然对比文件3公开了拼接瓦片，但是该拼接的晶种层是第一次或初始用作晶种（参见说明书第41段），且对比文件3明确公开了：“本发明还可以包括在正常处理期间不断裂且在几个铸造循环期间能够使用的整体晶种层单片晶种层的制造方法”（参见说明书第6段）、“从锭料底部切割晶种层和将晶种层放在用于下一批次的坩埚底部”（参见说明书第23段），既然对比文件3从锭料底部切割晶种层和将晶种层放在用于下一批次的坩埚底部，显然对比文件3是将切割得到的整个晶种层作为后续晶种层使用，且对比文件3也明确提到了循环使用的整体晶种层。既然对比文件2和对比文件3都明确公开了切割铸锭底部晶种层作为晶种，并没有提到是在开方后切割，因而没有必要将切割得到的整个晶种层进行分割，然后重新进行拼接。并且对比文件1也公开了切割整体籽晶层，对比文件1和对比文件2-3都涉及切割籽晶层，当然可以进行结合，而籽晶的拼接缝容易导致产生位错，这是本领域的技术常识。（2）本领域技术人员可以根据籽晶层的实际情况，将籽晶进行切边皮以将籽晶上的多晶区域切除，其可以更好地用于引晶，提高制得的类单晶硅锭的单晶面积，制得的类单晶硅锭的质量较好，这些技术效果是本领域技术人员可以预期的。
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2017年11月01日对权利要求书所作的修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定，因此，本复审请求审查决定针对的文本是：复审请求人于申请日2015年04月30日提交的说明书第1-10页、说明书附图第1-4页、说明书摘要和摘要附图、2017年11月01日提交的权利要求第1-9项（下称“决定文本”）。
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。
请求保护的技术方案的发明构思与最接近的现有技术的发明构思不相同，而现有技术不存在技术启示使得本领域技术人员有动机改进最接近的现有技术从而获得所述技术方案，则该技术方案具备创造性。
2.1、就本申请而言，权利要求1要求保护一种铸造类单晶用籽晶的重复利用方法（具体内容参见案由部分）。
根据本申请说明书的记载（例如说明书第3页第6-18行以及说明书实施例1-3）均在类单晶硅锭底部的籽晶位置处用金刚石线锯切割得到了一整块大小和形状与类单晶硅锭的大小和形状基本相同的长方形籽晶，并且实施例1和2实现了籽晶的两次重复利用，实施例3实现了三次重复利用，因此可以确定本申请的发明构思是：从硅晶铸锭底部的籽晶位置处切割一整块作为下一次铸造的籽晶层，降低铸造类单晶硅的籽晶成本。
对比文件1公开了在制得上一次铸造底面尺寸为840*840mm的含有单晶硅区域的多晶硅锭后，在所铸多晶硅锭的主体上整体切割下一840*840*30mm厚度的板坯，对其侧面进行适当的打磨以便于后续籽晶的铺设，之后对其进行化学处理，去除在加工过程中引入的杂质，并用纯水彻底清洗干净并烘干后，作为下一次铸造的籽晶层（参见第[0110]段）。可见，对比文件1虽然公开了从上一次铸锭上切割一整块作为下一次铸造的籽晶，但与权利要求1的切割部位不同，对比文件1公开的是切割自上一次制得铸锭的主体，而权利要求1限定的是切割自上一次制得铸锭的底部。可见，对比文件1中获得的籽晶的来源是多晶硅锭的主体而非硅锭底部的籽晶，与权利要求1的发明构思并不相同。因此，权利要求1是否具备创造性的焦点在于：现有技术中是否给出了从硅晶铸锭底部的籽晶位置处切割一整块作为籽晶层的技术启示。首先，对比文件1的其它部分没有给出可以改变和调整切割部位的技术启示，因此，权利要求1相对于对比文件1是非显而易见的。其次，对比文件2公开了用来制造硅晶铸锭的硅晶种可以回收再行使用（参见说明书第[0010]段），并具体公开了装一复合层22至该模20内，致使该复合层22的一阻障层222接触该模20的一底部。该复合层22还包含一硅晶种层224，并且该硅晶种层224与该阻障层222接合在一起。该复合层22即是切自根据本发明的第一较佳具体实施例所制造的硅晶铸锭底部而来（参见说明书第[0048]段）。对比文件3公开了硅的定向凝固中种晶能够多次重复用于几个批次，诸如通过从锭料底部切割晶种层和将晶种层放在用于下一批次的坩埚底部（参见说明书第[0023]段）。虽然对比文件2和3公开了可以从铸锭底部切割作为下一次铸造的晶种层，但其切割的部位与对比文件1切割的部位不同，与对比文件1之间并不存在结合的技术启示，本领域技术人员在对比文件1的基础上，即使参考对比文件2或3公开的内容，也没有动机改变对比文件1中铸锭的切割部位，即，将由铸锭主体上切割改为由铸锭的底部切割，作为下一次铸造的籽晶层。因此，权利要求1相对于对比文件1和2的结合，或者对比文件1和3的结合也是非显而易见的。
另外，权利要求1相对于对比文件2或3中的任一篇，也是非显而易见的，理由如下：
对比文件2公开了在第二较佳具体实施例中，其制造方法是装一复合层22至该模20内，致使该复合层22的一阻障层222接触该模20的一底部。该复合层22还包含一硅晶种层224，并且该硅晶种层224与该阻障层222接合在一起。该复合层22即是切自根据本发明的第一较佳具体实施例所制造的硅晶铸锭底部而来（参见说明书第[0048]段）。由以上公开内容可以看出，对比文件2仅公开了从硅晶铸锭底部切割一部分作为下一次铸造的籽晶层，但没有公开，从铸锭底部切割下来的，是一整块、还是多个小块，因此不能得出从硅晶铸锭底部整块切割的结论。事实上，对比文件2还公开了，在第二较佳具体实施例中，“该硅晶种层的晶体结构、缺陷密度与上述硅晶种（14a、14b）的晶体结构、缺陷密度相同”（参见说明书第[0053]段），即，对第二较佳具体实施例中晶种层的要求与第一较佳实施例相同。而关于第一较佳具体实施例的晶种层，对比文件2记载了以下内容：“装至少一硅晶种（14a、14b）至该模10内，并且放置在该阻碍层12上。该至少一硅晶种可以皆为单晶硅晶种（例如，图1中标号14b），例如切除自硅单晶晶棒、尾料、回收的硅晶圆等。该至少一硅晶种也可以皆为多晶硅晶种（每一个硅晶种包含至少两硅晶粒）（例如，图1中标号14a），例如，切割自另一多晶硅铸锭的一部分。该至少一硅晶种也可以是单晶硅晶种14b与多晶硅晶种14a混杂”。根据上述内容，可以看出，第一较佳具体实施例的晶种层更倾向于采用多块晶种拼接而成，由此不能确定出其是采用一整块硅晶种。此外，无论是体现第二较佳具体实施例截面示意图的图7，还是体现第一较佳具体实施例截面示意图的图2，其中的晶种层（224）部分都存在多条纵向缝隙，也说明其晶种层采用的是多块单晶或多晶或其混合通过拼接而成。综上，对比文件2虽然记载了第二较佳具体实施例的硅晶种层切割自第一较佳具体实施例所制造的硅晶铸锭底部，但并未记载从铸锭底部整块切割；对比文件2的其它部分也没有给出可以由铸锭底部整块切割的技术启示，根据对比文件2公开的内容，本领域技术人员无法获得从硅晶铸锭底部的籽晶位置处切割一整块作为下一次铸造的籽晶层的技术启示。因此，权利要求1相对于对比文件2是非显而易见的。
对比文件3公开了一种晶种层的制造方法，所述方法包括安置边缘对齐的瓦片以在适当的表面形成接缝的步骤以及在所述接缝处接合所述瓦片以形成晶种层的步骤（参见说明书第[0047]段）。瓦片广义上指适当的晶种材料块或部件，不同的瓦片尺寸和/或形状的组合是可以的，以便使接缝或接头交错。瓦片尺寸和/或形状的排列旨在使瓦片之间的接缝或接头的长度最小化（参见说明书第[0053]段）。安置瓦片可以形成矩阵或阵列。矩阵可以包括任何适当数量的行和/或栏，诸如2乘2、3乘3、4乘4、直至100乘100等（参见说明书第[0054]段）。期望地，安置使一个或多个瓦片之间的间隙或空间最小化。对齐或邻接的边缘可以形成接缝。接缝广义上指邻接瓦片或边缘之间的空间，诸如线、细长的面、凹槽和/或边缘邻接所形成的脊（参见说明书第[0055]段）。由以上内容可以看出，对比文件3公开的晶种层是由多块瓦片以阵列的形式拼接而成，没有公开晶种层是一整块，根据对比文件3公开的内容，本领域技术人员无法获得从硅晶铸锭底部的籽晶位置处切割一整块作为下一次铸造的籽晶层的技术启示。因此，权利要求1相对于对比文件3也是非显而易见的。
综上所述，无论是基于对比文件1-3中的任意一篇还是其结合，权利要求1的技术方案都是非显而易见的，具备突出的实质性特点。
另外，权利要求1的技术方案达到了重复利用籽晶时不产生崩边缺觉、不增加新的拼接缝、制得的类单晶位错少的有益效果，具备显著的进步。
因此，权利要求1的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、在权利要求1具备创造性的情况下，其从属权利要求2-9也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、关于前置意见（具体内容参见案由部分）
合议组认为：（1）虽然对比文件2公开了“该复合层22即是切自根据本发明的第一较佳具体实施例所制造的硅晶铸锭底部而来”，但并不能由此得出整块切割的结论，如前述2.1部分所述，综合考虑对比文件2说明书正文部分的其它内容和说明书附图，上述复合层22应为切自硅晶铸锭底部的多个小块拼接而成，而并非一整块。（2）虽然对比文件3说明书第[0006]段记载了“本发明还可以包括在正常处理期间不断裂且在几个铸造循环期间能够使用的整体晶种层单片晶种层的制造方法”的内容，该段文字对应的国际公布文本WO2010/088046A1中相应英文内容为“There is a need and a desire to produce monolithic seed layers that do not break during normal handling and can be used during several casting cycles ”(参见说明书第1页最后1段)。由英文表述可知，要制备正常处理期间不断裂且在几个铸造循环期间能够使用的整体晶种层是一种需求和愿望，即仅是该领域所追求的和致力于改进的目标，但对于该整体晶种层如何制备，在说明书其它部分并未作任何具体记载，也没有记载该整体晶种层从何而来，即对比文件3并没有完成将上述需求和愿望付诸为现实的任务。另外，虽然对比文件3说明书第[0023]段还记载了“期望地，晶种能够多次重复用于几个批次，诸如通过从铸锭底部切割晶种层和将晶种层放在用于下一批次的坩埚底部”，但上述内容承接的是以下内容：“晶种层能够是任何适当的尺寸，诸如至少约500平方毫米，至少约630平方毫米、至少约750平方毫米，至少约950平方毫米等”（0023段）。根据该内容，即使是最大面积的950平方毫米，折算成正方形的边长，也仅为31毫米左右，如此小尺寸的晶种层，如果作为下一次铸造的晶种层，显然不可能只采用一块，而应该是采用多块拼接。因此，虽然第[0023]部分记载了从铸锭底部切割作为下一次铸造的晶种层，依据该内容之前相邻部分的内容整体理解，从切割自铸锭底部作为下一次的晶种层的，应为多个小块拼接而成，而并非是一整块。
根据上述事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2017年07月17日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局以决定文本为基础继续进行审批程序。
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市知识产权法院起诉。
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