发明创造名称：一种用于3D NAND闪存的台阶结构成形工艺
外观设计名称：
决定号：194288
决定日：2019-11-05
委内编号：1F281145
优先权日：
申请（专利）号：201711166879.7
申请日：2017-11-21
复审请求人：长江存储科技有限责任公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：柴春英
合议组组长：王丹
参审员：李晓明
国际分类号：H01L27/1157，H01L27/11524，H01L21/033
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作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，但所述区别技术特征属于本领域的公知常识，在作为最接近现有技术的该对比文件的基础上结合本领域的公知常识得出该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，则该权利要求的技术方案不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201711166879.7，名称为“一种用于3D NAND闪存的台阶结构成形工艺”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为长江存储科技有限责任公司，申请日为2017年11月21日，公开日为2018年04月27日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年01月30日发出驳回决定，以权利要求1-3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，其中引用了对比文件1-2作为现有技术，即：对比文件1：US2011244666A1，公开日为2011年10月06日；对比文件2：CN102468283A，公开日为2012年05月23日。驳回决定的主要理由是：权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征“第一掩膜层为无定型碳，第二掩膜层为无定型碳”属于本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备创造性；权利要求2-3的附加技术特征被对比文件1公开，因此权利要求2-3相对于对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备创造性。权利要求1相对于对比文件2的区别技术特征“第一掩膜层为无定型碳，第二掩膜层为无定型碳”属于本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件2以及本领域公知常识的结合不具备创造性；权利要求2-3的附加技术特征被对比文件2公开，因此权利要求2-3相对于对比文件2以及本领域公知常识的结合不具备创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日2017年11月21日提交的说明书第1-43段、说明书附图图1a-2h、说明书摘要、摘要附图；2018年12月24日提交的权利要求第1-3项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种用于3D NAND闪存的台阶结构成形工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
提供一个衬底堆叠结构；
沉积形成第一掩膜层，通过光刻工艺形成掩膜图案；
竖直向下刻蚀形成第1级台阶，
沉积形成第二掩膜层，所述第二掩膜层包括三部分，第一部分在第一掩膜层上方，第二部分在刻蚀掉第1级台阶后的剩余堆叠层上表面，第三部分为连接第一部分和第二部分而形成于第1级台阶外侧的侧墙掩膜；
竖直向下刻蚀第二掩膜层，直至露出所述剩余堆叠层上表面，且所述侧墙掩膜的厚度等于设计的每级台阶面的宽度；
竖直向下刻蚀形成第2级台阶，
重复沉积形成第二掩膜层、竖直向下刻蚀第二掩膜层和竖直向下刻蚀形成第2级台阶的步骤，形成第3至第N级台阶；
所述第一掩膜层的材料为无定型碳；
所述第二掩膜层的材料为无定型碳。
2. 如权利要求1所述的台阶结构成形工艺，其特征在于，所述衬底堆叠结构为在衬底上氧化硅和氮化硅交错堆叠的薄膜堆叠结构。
3. 如权利要求2所述的台阶结构成形工艺，其特征在于，所述台阶每一级包括一层氧化硅层和相邻的氮化硅层。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月20日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。复审请求人认为：将第一、二掩膜层材料为无定型碳认定为公知常识是欠妥的。可以作为第一、二掩膜层的材料是有无限多种可能组合的，本领域技术人员无法通过有限的试验来确定一种合适的材料。采用无定型碳作为掩膜，是对半导体工艺的科学认识和经验积累而获得的一种最优材料。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年05月10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：对比文件1和对比文件2均公开了本申请的技术构思，区别仅在于第一和第二掩膜材料为无定型碳，无定型碳是常规的硬掩膜材料，原始文件中没有记载选择该材料组合可以带来预料不到的技术效果，也没有证据表明该材料选择是最优的材料选择，本领域技术人员在对比文件1或对比文件2公开内容的教导下将第一和第二硬掩膜材料选择为无定型碳仅是常规的材料变换选择，并不能使得本申请具备创造性。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06月28日向复审请求人发出复审通知书，其中进一步引用了“《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行”作为公知常识证据，并指出：权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征“第一掩膜层为无定型碳，第二掩膜层为无定型碳”属于本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备创造性；权利要求2-3的附加技术特征被对比文件1公开，因此权利要求2-3相对于对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备创造性。权利要求1相对于对比文件2的区别技术特征“第一掩膜层为无定型碳，第二掩膜层为无定型碳”属于本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件2以及本领域公知常识的结合不具备创造性；权利要求2-3的附加技术特征被对比文件2公开，因此权利要求2-3相对于对比文件2以及本领域公知常识的结合不具备创造性。对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：无定型碳材料（例如类金刚石等）是本领域的常规掩膜材料，选择用该材料制作掩膜属于本领域的公知常识（如《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行）,且不会带来预料不到的技术效果。此外，第一掩膜和第二掩膜刻蚀的对象相同，并且刻蚀的目的均是形成台阶形貌（参见本申请说明书第35-42段），因此本领域技术人员可以根据实际需要选择相同的常用掩膜材料进行所述刻蚀工艺，并且也不会带来预料不到的技术效果。
复审请求人于2019年08月13日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：公知常识证据“《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行”所涉及的是如何制备新型高阻隔性材料的；而本申请是利用无定形碳“侧向刻蚀速率很小”的特点，来精确控制横向宽度，从而精确控制台阶尺寸。上述证据中提到的内容均与半导体工艺无关，更不可能提到侧向刻蚀速率的问题。虽然该证据也提到了无定形碳可以用于“微电子器件的掩膜”，但可作为刻蚀掩膜的材料繁多，有无限多种可能组合的，本领域技术人员必须有对材料物理化学性质的深刻了解才能选择出合适的材料，从实验效率和实验成本上来说，都不可能通过有限的试验来确定一种合适的材料。总之，选择无定形碳作为掩膜来控制侧向刻蚀速率是复审请求人多年对半导体工艺的科学认识和经验积累而获得的一种最优材料，具有突出的实质性特点和显著的技术进步。
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
复审请求人在复审阶段未对申请文件进行修改，因此本复审请求审查决定依据的文本与驳回决定所依据的文本相同，即：申请日2017年11月21日提交的说明书第1-43段、说明书附图图1a-2h、说明书摘要、摘要附图；2018年12月24日提交的权利要求第1-3项。
具体理由的阐述
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作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，但所述区别技术特征属于本领域的公知常识，在作为最接近现有技术的该对比文件的基础上结合本领域的公知常识得出该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，则该权利要求的技术方案不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：US2011244666A1，公开日为2011年10月06日；
对比文件2：CN102468283A，公开日为2012年05月23日。
并继续引用复审通知书中引用的公知常识证据，即：《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行。
2.1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1请求保护一种用于3D NAND闪存的台阶结构成形工艺，对比文件1（参见说明书第73-88，105-109段、附图3，7）公开了一种台阶结构非易失性3D NAND闪存器件的制造方法，并具体公开了如下技术特征：
提供一个控制栅27和绝缘层47构成的堆叠结构（图3A）；
沉积形成第一掩膜层50，通过光刻工艺形成掩膜图案；
竖直向下刻蚀形成第1级台阶（图3B），
沉积形成第一间隙壁层52（图3C），所述第一间隙壁层52包括三部分，第一部分在第一掩膜层50上方，第二部分在刻蚀掉第1级台阶后的剩余堆叠层上表面，第三部分为连接第一部分和第二部分而形成于第1级台阶外侧的侧墙掩膜；
竖直向下刻蚀第一间隙壁层52，直至露出所述剩余堆叠层上表面（图3D），且所述侧墙掩膜的厚度等于设计的每级台阶面的宽度；
竖直向下刻蚀形成第2级台阶（图3E），
重复沉积形成第二间隙壁层54（图3F）、竖直向下刻蚀第二间隙壁层54和竖直向下刻蚀形成第2级台阶的步骤，形成第3至第N级台阶。
权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征为：第一掩膜层为无定型碳，第二掩膜层为无定型碳。基于该区别技术特征，可以确定权利要求1实际解决的技术问题为：第一和第二掩膜层的材料选择。然而，无定型碳材料（例如类金刚石等）是本领域的常规掩膜材料，选择用该材料制作掩膜属于本领域的公知常识（如《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行）。
综上所述，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案，对于本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1请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，因而不具备创造性。
2.2 权利要求2-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求2-3对所引用的权利要求作了进一步的限定，对比文件1（参见说明书第93，104-109段、附图6A-7E）公开了：在衬底上依次形成有交替堆叠的绝缘层120和牺牲层130（附图7），绝缘层120可以为氧化硅而牺牲层130可以为氮化硅（第93段），并且所述台阶每一级包括一层氧化硅层和相邻的氮化硅层。可见权利要求2-3的附加技术特征被对比文件1公开，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-3也不具备创造性。
2.3 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1请求保护一种用于3D NAND闪存的台阶结构成形工艺，对比文件2（参见说明书第161-178段、附图6A-6J）公开了一种用于具有台阶结构的垂直3D NAND快闪存储器件的制造方法，并具体公开了如下技术特征：
提供一个衬底绝缘层101和牺牲层103的堆叠结构（图6A）；
沉积形成第一掩膜20a，第一掩模20a可以例如通过光致抗蚀剂的沉积和图案化而形成；
竖直向下刻蚀形成第1级台阶S1（图6B），
沉积形成间隔物层50（图6B），所述间隔物层50包括三部分，第一部分在第一掩膜层上方，第二部分在刻蚀掉第1级台阶后的剩余堆叠层上表面，第三部分为连接第一部分和第二部分而形成于第1级台阶外侧的侧墙掩膜；
竖直向下刻蚀间隔物层50，直至露出所述剩余堆叠层上表面（图6C），且所述侧墙掩膜的厚度等于设计的每级台阶面的宽度；
竖直向下刻蚀形成第2级台阶（图6D），
重复沉积形成间隔物层、竖直向下刻蚀间隔物层和竖直向下刻蚀形成第2级台阶的步骤，形成第3至第N级台阶。
权利要求1相对于对比文件2的区别技术特征为：第一掩膜层为无定型碳，第二掩膜层为无定型碳。基于该区别技术特征，可以确定权利要求1实际解决的技术问题为：第一和第二掩膜层的材料选择。然而，无定型碳材料（例如类金刚石等）是本领域的常规掩膜材料，选择用该材料制作掩膜属于本领域的公知常识（如《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行）。
综上所述，在对比文件2的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案，对于本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1请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，因而不具备创造性。
2.4 权利要求2-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求2-3对所引用的权利要求作了进一步的限定，对比文件2进一步公开了（参见说明书第120段，附图6A-6J）：在衬底上依次形成有交替堆叠的绝缘层101和牺牲层103（附图6），绝缘层101可以为硅氧化物而牺牲层103可以为硅氮化物（第120段），并且所述台阶每一级包括一层硅氧化物层和相邻的硅氮化物层。可见上述权利要求的附加技术特征被对比文件2公开，因此当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-3也不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
复审请求人在答复复审通知书时指出：公知常识证据“《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行”所涉及的是如何制备新型高阻隔性材料的；而本申请是利用无定形碳“侧向刻蚀速率很小”的特点，来精确控制横向宽度，从而精确控制台阶尺寸。上述证据中提到的内容均与半导体工艺无关，更不可能提到侧向刻蚀速率的问题。虽然该证据也提到了无定形碳可以用于“微电子器件的掩膜”，但可作为刻蚀掩膜的材料繁多，有无限多种可能组合的，本领域技术人员必须有对材料物理化学性质的深刻了解才能选择出合适的材料，从实验效率和实验成本上来说，都不可能通过有限的实验来确定一种合适的材料。总之，选择无定形碳作为掩膜来控制侧向刻蚀速率是复审请求人多年对半导体工艺的科学认识和经验积累而获得的一种最优材料，具有突出的实质性特点和显著的技术进步。
对此，合议组认为：公知常识证据“《等离子体科学技术及其在工业中的应用》，葛袁静等，中国轻工业出版社，2011年01月31日，第249页第2-16行”明确公开了“类金刚石薄膜是等离子体界同行非常熟悉的，主要用于各类超硬保护膜，用于金属材料，刀具，微电子器件的掩膜，人工器官生物材料等”，即将类金刚石薄膜用于微电子器件的掩膜属于本领域的公知常识，而“侧向刻蚀速率很小”是上述公知材料（类金刚石薄膜）用于公知用途（微电子器件的掩膜）的固有属性，其在类金刚石薄膜作为微电子器件的掩膜的使用过程中被本领域技术人员所熟知，在此基础上为了使“侧向刻蚀速率很小”本领域技术人员能够选用类金刚石薄膜作为掩膜材料，并且由于其具有“侧向刻蚀速率很小”的特点，使用上述掩膜材料能够获得精确控制横向宽度，从而精确控制台阶尺寸的技术效果也是可预期的，本申请没有取得预料不到的技术效果。
综上，合议组对复审请求人的意见陈述不予支持。
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
维持国家知识产权局于2019年01月30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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