发明创造名称：半导体装置及其制造方法
外观设计名称：
决定号：196601
决定日：2019-11-05
委内编号：1F274029
优先权日：2010-05-12
申请（专利）号：201610083738.8
申请日：2010-08-24
复审请求人：台湾积体电路制造股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：罗崇举
合议组组长：杨丽丽
参审员：徐小岭
国际分类号：H01L21/60,H01L23/488
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：一项权利要求请求保护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，如果该区别技术特征属于本领域的常用技术手段，在该对比文件的基础上结合本领域常用技术手段得到该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201610083738.8，发明名称为“半导体装置及其制造方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请是申请号为201010266857.X的发明专利申请的分案申请。本申请的申请人为台湾积体电路制造股份有限公司，申请日为2010年08月24日，优先权日为2010年05月12日，分案申请递交日为2016年02月06日，公开日为2016年06月01日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月08日发出驳回决定，以本申请权利要求1-9不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请，其具体理由是：（1）独立权利要求1请求保护一种半导体装置的制作方法，其与对比文件1（CN1547769A，公开日为2004年11月17日）的区别在于：①封盖层由底胶材料所构成；②以软研磨垫去除封盖层的上表面。区别技术特征①被对比文件3（CN101488482A，公开日为2009年07月22日）公开；区别技术特征②属于本领域的惯用技术手段。因此权利要求1相对于对比文件1、对比文件3和本领域惯用技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（2）从属权利要求2-9的附加技术特征或被对比文件1、对比文件2（CN1622322A，公开日为2005年06月01日）公开，或属于本领域常用技术手段，因此均不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：申请人于2018年02月12日提交的权利要求第1-9项；于分案申请递交日2016年02月06日提交的说明书第0001-0055段、说明书附图图1-9、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定针对的权利要求书如下：
“1. 一种半导体装置的制造方法，包括：
提供具有一金属垫区的一半导体基底；
在该半导体基底上形成一封盖层，其中该封盖层具有一开口露出该金属垫区的一部分，且该封盖层由底胶材料所构成；
在该封盖层的该开口内露出的该金属垫区的该部分上形成一凸块下金属层；
在该凸块下金属层上形成一凸块层，以填入该封盖层的该开口且延伸至该封盖层的一上表面；
自该封盖层的该上表面去除该凸块层；以及
以软研磨垫去除该封盖层的该上表面，直至该凸块层的一顶部突出于该封盖层。
2. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中去除该封盖层的该上表面包括对该封盖层的该上表面和该凸块层的该顶部的一上表面启动去除处理。
3. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中突出于该封盖层的该顶部的厚度与该凸块层的厚度的比率在0至0.98的范围。
4. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块层直接接合于一预焊接层。
5. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块层包括一焊料层或厚度为40至50微米的一铜层。
6. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块层包括一上盖层，位于该凸块层的一上表面或夹设于该凸块层之间，且该上盖层下方的该凸块层包含铜。
7. 如权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块下金属层包括一扩散阻障层。
8. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块下金属层顺着该封盖层的该开口的底部及侧壁且延伸至该封盖层的该上表面，且形成该凸块层之后，还包括自该封盖层的该上表面去除该凸块下金属层。
9. 如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中自该封盖层的该上表面去除该凸块下金属层使得该凸块下金属层的一上表面大体上与该封盖层的该上表面共平面。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年02月18日向国家知识产权局提出复审请求，未修改申请文件，仅陈述意见认为：对比文件1和对比文件3均未公开或教导绝缘体103由底胶材料构成，也未公开或教导以软研磨垫去除封盖层的上表面；上述技术特征也不是本领域常用技术手段；因此权利要求1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月28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1中的绝缘层103与本申请中的封盖层16的作用相同，二者之间存在相互对应的关系。对本领域技术人员而言，当金属焊盘/金属垫区位于衬层/半导体基底的上表面时，为了定义金属焊盘/金属垫区的导电窗口，通常会在金属焊盘/金属垫区上设置保护层，然后通过保护层定义出所需的导电窗口。而当金属焊盘/金属垫区位于衬层/半导体基底内时，由于形成开口的绝缘层103同时起到定义金属焊盘/金属垫区的导电窗口的作用，因此无需进一步设置保护层。综上，对比文件1中的绝缘层103相当于本申请权利要求所述的封盖层。（2）对比文件1公开了绝缘体103具有一开口105露出该金属焊盘104的一部分，且绝缘层103先于阻挡层115和晶种层120形成。因此权利要求1相对于对比文件1的区别在于：封盖层由底胶材料所构成及以软研磨垫去除该封盖层的该上表面。对比文件3中缓冲层12用于隔离相邻的导电部11，即对比文件3的缓冲层12对应于本申请的封盖层，且对比文件3给出了采用底胶材料作为封盖层用以减小热膨胀所导致的应力的结合启示。（3）在所属技术领域，为了精确控制被研磨层的厚度及避免高速研磨造成的缺陷，利用软研磨垫进行研磨属于本领域的常规技术选择。现有技术（US2010/0093259A1、CN1790651A、CN201049442Y、US6410443B1、KR10-0815949B1）均公开了利用软研磨垫进行研磨以控制厚度。因而坚持驳回决定。
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07月12日发出复审通知书，引用驳回决定中的对比文件1和对比文件2，指出权利要求1-9不符合专利法第22条第3款的规定。具体理由为：（1）独立权利要求1相对于对比文件1和本领域常用技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（2）从属权利要求2-9对独立权利要求1进一步限定，其附加技术特征或被对比文件1、对比文件2公开，或属于本领域的常用技术手段，因此均不具备创造性。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年08月15日提交了复审程序意见陈述书，同时提交了权利要求书修改替换页，在独立权利要求1中补入技术特征“该底胶材料包括环氧化物”；同时陈述意见认为：权利要求1相比对比文件1具有区别：（1）该封盖层由底胶材料所构成，该底胶材料包括环氧化物；（2）以软研磨垫去除该封盖层的该上表面。对比文件1没有公开绝缘体103（相当于封盖层）由包括环氧化物的底胶材料所构成。在此基础上，对比文件1也不可能公开或启示以软研磨垫去除包括环氧化物的底胶材料的上表面。基于上述区别（1），底胶能在基底上渗透，其本身有助于吸收应力；基于区别（2），除了使封盖层达到最终目标厚度外，还可避免高速及低速研磨造成的缺陷。因此权利要求1具备创造性。
复审请求人于2019年08月15日提交的权利要求1-9为：
“1. 一种半导体装置的制造方法，包括：
提供具有一金属垫区的一半导体基底；
在该半导体基底上形成一封盖层，其中该封盖层具有一开口露出该金属垫区的一部分，且该封盖层由底胶材料所构成，其中该底胶材料包括环氧化物；
在该封盖层的该开口内露出的该金属垫区的该部分上形成一凸块下金属层；
在该凸块下金属层上形成一凸块层，以填入该封盖层的该开口且延伸至该封盖层的一上表面；
自该封盖层的该上表面去除该凸块层；以及
以软研磨垫去除该封盖层的该上表面，直至该凸块层的一顶部突出于该封盖层。
2. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中去除该封盖层的该上表面包括对该封盖层的该上表面和该凸块层的该顶部的一上表面启动去除处理。
3. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中突出于该封盖层的该顶部的厚度与该凸块层的厚度的比率在0至0.98的范围。
4. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块层直接接合于一预焊接层。
5. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块层包括一焊料层或厚度为40至50微米的一铜层。
6. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块层包括一上盖层，位于该凸块层的一上表面或夹设于该凸块层之间，且该上盖层下方的该凸块层包含铜。
7. 如权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块下金属层包括一扩散阻障层。
8. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该凸块下金属层顺着该封盖层的该开口的底部及侧壁且延伸至该封盖层的该上表面，且形成该 凸块层之后，还包括自该封盖层的该上表面去除该凸块下金属层。
9. 如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中自该封盖层的该上表面去除该凸块下金属层使得该凸块下金属层的一上表面大体上与该封盖层的该上表面共平面。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人于2019年08月15日答复复审通知书时提交了权利要求书修改替换页（共包括权利要求第1-9项），经审查，其修改符合专利法第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审查文本为：复审请求人于2019年08月15日提交的权利要求第1-9项；于分案申请递交日2016年02月06日提交的说明书第0001-0055段、说明书附图图1-9、说明书摘要及摘要附图。
（二）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。
一项权利要求请求保护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，如果该区别技术特征属于本领域的常用技术手段，在该对比文件的基础上结合本领域常用技术手段得到该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
本复审决定引用与复审通知书相同的对比文件，其为驳回决定引用的部分对比文件，即：
对比文件1：公开号为CN1547769A，公开日为2004年11月17日；
对比文件2：公开号为CN1622322A，公开日为2005年06月01日；
其中，对比文件1为最接近的现有技术。
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请求保护一种半导体装置的制造方法，对比文件1公开了一种在衬底上形成凸起触点的方法，并具体公开了（参见说明书第2页第19行至第14页第28行、图1A-1G）如下技术特征：提供具有金属焊盘104的半导体衬底100（相当于提供具有金属垫区的半导体基底），并在其上方形成绝缘体103（相当于在半导体基底上形成封盖层），绝缘体103具有露出金属焊盘104一部分的开口105（相当于封盖层具有开口露出金属垫区的一部分）；绝缘体103采用电绝缘材料形成，包括二氧化硅；也可以用超低k材料形成，具有超低k的材料包括气凝胶和干凝胶；在开口105中以及绝缘层103上形成阻挡层115，其包括Ta、TaN、TiN等（相当于在封盖层的开口内露出金属垫区的该部分上形成凸块下金属层）；在阻挡层115上形成晶种层120；其中晶种层120包括金属如铜或者合金；在阻挡层115和晶种层120上方形成导体130（相当于在凸块下金属层上形成凸块层），导体130填入绝缘体103的开口105内且延伸到该绝缘层103的上表面（相当于凸块层填入封盖层的开口且延伸至封盖层的上表面），该导体130包括金属铜；对导体130进行平坦化（相当于自封盖层的上表面去除凸块层）；接着使围绕导体130的绝缘体103下陷，形成用于衬底100的凸起触点；可以使用CMP工艺使材料平坦化或下陷（相当于以研磨垫去除封盖层的上表面直至凸块层的顶部突出于封盖层）。
由上述对比可知，权利要求1与对比文件1相比其区别技术特征为：封盖层由包括环氧化物的底胶材料构成；采用软研磨垫。基于上述区别技术特征可以确定该权利要求实际要解决的技术问题是：选择封盖层材料以及减少研磨缺陷。对比文件1中公开了绝缘体103的作用在于绝缘并覆盖，其作为中间层将焊盘104与下衬层102分开（参见说明书第3页第8-15行），而以环氧树脂为主要成份的底部填充胶是本领域常见的绝缘及覆盖材料，本领域技术人员选择包括环氧化物的底胶材料构成绝缘层是显而易见的，属于本领域的常用技术手段。另外，对比文件1公开了可以通过改变抛光垫板的性质，例如硬度、刚性、磨损性等优化抛光的选择率（参见说明书第9页第23-28行），本领域技术人员在此基础上想到采用比较软的研磨垫来去除底胶形成封盖层的上表面属于本领域的常用技术手段。综上可见，该区别技术特征属于本领域常用技术手段。因此，在对比文件1的基础上结合本领域常用技术手段得到权利要求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，因此权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2-9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2-5对权利要求1进一步限定。对比文件1公开了（参见说明书第13页第18-24行）：利用第二CMP工艺使绝缘体103下陷可以减小导体130的厚度；在插栓的第一抛光上表面107与插栓135的第二抛光上表面109之间的高度上的差异对应于导体130变薄；将使绝缘体103下陷与使导体130变薄最小化相结合，使得最后的插栓135凸出在绝缘体103之上（相当于对封盖层的上表面和凸块层的顶部的上表面去除处理）。对比文件1还公开了（参见说明书第8页第7行）导体130包括铜（相当于凸块层包括铜层）。而封盖层的顶部厚度与凸块层的厚度比率在0至0.98是本领域技术人员根据需要进行的常规选择；凸块层直接接合于预焊接层是本领域的常见结构，属于本领域的常用技术手段；凸块层包括焊料层也属于本领域的常用技术手段；凸块层的厚度为40至50微米是本领域技术人员根据需要进行的常规选择。可见，权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件1公开，或属于本领域常用技术手段，因此在其引用的权利要求不具备创造性时，该些权利要求也均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6对权利要求1进一步限定。对比文件2公开了一种半导体装置的制造方法，并具体公开了（参见说明书第3页第4-5段、图1）：包括衬底1及位于衬底1上的金属层2，在金属层2上设置第一铜层3、铜层5（相当于凸块层，上盖层下方的凸块层包含铜），在第一铜层3、铜层5之间夹设有阻挡层4（相当于上盖层，夹设于凸块层之间）。可见，权利要求6的附加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该权利要求中为实际解决其技术问题所起的作用相同，都是防止铜扩散至接合材料中，因此对比文件2给出了将上述技术特征应用于对比文件1中的技术启示。在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域常用技术手段得到该权利要求所要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6所要保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求7对权利要求6进一步限定，权利要求8对权利要求1进一步限定，权利要求9对权利要求8进一步限定。对比文件1公开了（参见说明书）：在开口105中以及绝缘层103上形成阻挡层115；阻挡层115对开口115的里面和外面提供良好的覆盖（相当于凸块下金属层顺着开口的底部及侧壁延伸至封盖层的上表面）；阻挡层115包括Ta、TaN、TiN等（相当于凸块下金属层包括扩散阻障层）；完成第一CMP工艺之后，利用第二CMP工艺除掉开口105外面的阻挡层115（相当于自封盖层的上表面去除凸块下金属层）。本领域技术人员根据图1G可以直接地、毫无疑义地确定阻挡层115与绝缘体103的上表面大体上共平面（相当于凸块下金属层的上表面大体上与封盖层的上表面共平面）。可见，权利要求7-9的附加技术特征被对比文件1公开，因此在其引用的权利要求不具备创造性时，该些权利要求也均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、关于复审请求人的意见陈述
针对复审请求人在答复复审通知书时陈述的意见，合议组认为：
（一）关于封盖层由包括环氧化物的底胶材料构成
本申请的封盖层由非导电材料构成，避免相邻连接线发生短路；也保护基底免受水气等污染。封盖层可由底胶材料构成，包括环氧树脂等；也可由介电材料构成，包括SiO2等（参见说明书第0038段）。
对比文件1中绝缘体103由“电绝缘材料”构成，其“覆盖”下衬层102。电绝缘材料包括二氧化硅等。绝缘体103也可以用超低k材料形成，具有超低k的材料包括气凝胶和干凝胶。可见，对比文件1已经公开了可避免相邻连接线短路、保护基底免受水气等污染的由非导电材料二氧化硅制成的绝缘体103，该绝缘体103即相当于本申请的封盖层。而且，对比文件1公开了本申请采用的一种材料，即二氧化硅。尽管对比文件1没有公开修改后的权利要求1中限定的另一种材料——包括环氧化物的底胶材料，但是，以环氧树脂为主要成份的底部填充胶是本领域常见的绝缘及覆盖材料，本领域技术人员选择包括环氧化物的底胶材料构成绝缘层是显而易见的。
（二）关于软研磨垫去除封盖层
对比文件1公开了（参见说明书第9页第12-28行）：对导体130进行平坦化；接着使围绕导体130的绝缘体103下陷，形成用于衬底100的凸起触点；可以使用CMP工艺使材料平坦化或下陷；可以通过改变抛光垫板的性质，例如硬度、刚性、磨损性等优化抛光的选择率。对比文件1已经公开了去除封盖层时考虑研磨垫的软硬程度，而采用软和硬研磨垫的工艺特点是本领域技术人员熟知的，为了减小损伤，本领域技术人员在此基础上想到采用软研磨垫来去除封盖层是显而易见的，这属于本领域的常用技术手段。
因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常用技术手段的结合不具备创造性。复审请求人陈述的理由相对于现有证据不具有说服力，合议组不予支持。
基于上述理由，合议组依法作出以下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月08日针对本申请作出的驳回决定。
根据专利法第41条第2款的规定，如对本复审请求审查决定不服，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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