发明创造名称：单晶硅提拉装置
外观设计名称：
决定号：194686
决定日：2019-11-11
委内编号：1F258123
优先权日：2013-10-29
申请（专利）号：201480050778.1
申请日：2014-09-01
复审请求人：信越半导体株式会社
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王少华
合议组组长：刘桂明
参审员：付伟
国际分类号：C30B29/06，C30B15/14
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：当要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征时，应判断现有技术是否给出将上述区别技术特征应用到该最接近现有技术中以解决其存在的技术问题的启示，如果存在这种启示，并且所获得的发明的技术效果是可以预料的，则要求保护的技术方案不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201480050778.1，名称为“单晶硅提拉装置”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为信越半导体株式会社。本申请的申请日为2014年09月01日，优先权日为2013年10月29日，公开日为2016年04月27日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门审查员于2018年05月16日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：对比文件1（US3337303，公开日为1967年08月22日）公开了一种晶体生长装置，如图1-8所示，其包括腔室组件19，其包括双壁腔室56（即权利要求1中的主腔室）。杆49穿过特氟隆轴承62。在腔室56内，石英坩埚75（即用于收容原料）安装在石墨承载器77内，然后安装在轴79上。为了加热坩埚，石墨加热件103（即加热器，用于加热原料形成原料熔液）围绕坩埚设置，石墨加热件103连接至支架105和107，支架105和107分别连接至杆109和111。上述杆、支架用于机械支撑加热器，并通过连接器113、115连接至低压大电流的转换器116以供应电力。热屏蔽117（即权利要求1中的屏蔽罩）围绕加热件，同样支撑在支架105、107上，热屏蔽117为陶瓷材料。加热件提供有手动快速移动和电动慢速移动装置，与用于升降晶棒的装置类似。并指出，利用上述装置，坩埚75中可以装入超纯硅…电机139启动使得加热件缓慢降低。由图1-3可见其为基于切克劳斯基法的提拉装置；石墨加热件103（即加热器）收纳于腔室56（即主腔室）内；热屏蔽117（即屏蔽罩）位于石墨加热件103（即加热器）与腔室56（即主腔室）之间，隔绝来自加热器的热辐射；支架105和107以及杆109、111（由前述内容可知通过电机139其支撑的加热器可以升降，亦即支架及杆可升降，其构成的整体即可升降的支撑部件）从下方支撑石墨加热件（即加热器）和热屏蔽117（即屏蔽罩）。支架105、107以及杆109、111通过连接器113、115连接至低压大电流的转换器116向石墨加热件103（即加热器）供应电力。而支架105、107以及杆109、111可升降。因此，杆109、111即权利要求2中的可升降的电极。由对比文件1图3可以看出，石墨加热件（加热器）103的足部（插入的部分即插头）插入支架105、107（亦即夹具，固定在杆109、111（即电极）的上部）的上表面从而使得石墨加热件（加热器）被固定支撑于支架（即夹具）上；热屏蔽117（即屏蔽罩）固定支撑于支架（即夹具）的上表面。可见，对比文件1公开的即晶体硅提拉法生长装置，对比文件1中公开了热屏蔽，且热屏蔽为陶瓷材料，可确定热屏蔽为隔热材料。权利要求1与对比文件1区别在于：权利要求1还限定了夹具的上表面有绝缘物，屏蔽罩的下端置于绝缘物上部从而支撑屏蔽罩；权利要求1还限定了坩埚可升降；对比文件1中仅公开坩埚可旋转，并未公开坩埚可升降。权利要求1实际解决的技术问题是如何避免漏电和晶体生长。避免漏电是本领域在结构设置中的常规诉求，本领域技术人员有动机将热屏蔽的下端与夹具之间设置绝缘物使其不可能形成导电通路而漏电，根据生长需要将坩埚杆设置为可升降的是本领域的常规技术手段，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定所依据的文本为2016年03月15日提交的说明书第1-9页、说明书附图图1-图4、说明书摘要、摘要附图；2017年09月22日提交的权利要求第1-2项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种单晶硅提拉装置，其是具备坩埚、主腔室及屏蔽罩，并基于切克劳斯基法的单晶硅提拉装置，所述坩埚收容原料，且可升降；所述主腔室收纳有加热该原料从而形成原料熔液的加热器；所述屏蔽罩配置在所述加热器与所述主腔室之间，来隔绝来自所述加热器的辐射热，该屏蔽罩由隔热材料构成；所述单晶硅提拉装置的特征在于，
具有从下方支撑所述加热器及所述屏蔽罩的支撑部件，所述支撑部件可升降，由此，所述加热器和所述屏蔽罩可一起升降，所述支撑部件由向所述加热器通入电流的可升降的电极和固定在该电极上部的夹具构成，所述加热器的足部的插头插入所述夹具的上表面，由此使所述加热器被固定支撑于所述夹具，所述屏蔽罩通过载置于所述夹具的上表面的绝缘物和载置于该绝缘物上部的下端屏蔽罩，被固定支撑于所述夹具，所述电极可升降，由此所述加热器和所述屏蔽罩可一起升降。
2. 根据权利要求1所述的单晶硅提拉装置，其特征在于，所述绝缘物为石英制或氧化铝制。”。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年08月10日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改文件。复审请求人认为：1、对于区别1），本申请发明的下端屏蔽罩及屏蔽罩为导电性部件是显而易见的，是众所周知的碳基材料（导电性）。下端屏蔽罩及屏蔽罩能够维持电绝缘的状态，起到进一步减少装置产生故障的非常显著的效果。在对比文件1中记载了屏蔽罩（117）优选陶瓷物质（即绝缘材料）。即在对比文件1记载的结晶生长装置中，向屏蔽罩（117）漏电的风险根本不存在，因此，没有动机在对比文件1的屏蔽罩（117）与支架（105、107）之间设置其他绝缘物。2、对于区别2），如果坩埚可升降，通过使熔液面保持在一定的高度上，能够以使直径为一定的方式提拉单晶硅，起到能够调节热历程，提高提拉速度，降低氧浓度等显著的效果。在对比文件1中，对于使加热器和坩埚双方独立升降，既没有记载又没有启示。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年08月16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：本申请中并未记载屏蔽罩的材质，且并未记载屏蔽罩为导电性部件，且本领域常用的热屏蔽部件不一定是导电材料。对比文件1中公开的陶瓷材料中就有导电和不导电的。由于晶体生长在高温下，为了防止漏电而设置绝缘物是本领域技术人员容易想到的；且对比文件1中屏蔽罩与加热器同采用一个升降机构，即设置在同一个支架（即夹具）上，加热器的材质通常为石墨等材质的加热器，其必然存在漏电风险，可见，对比文件1中存在漏电的风险，即本领域技术人员有动机在该处设置绝缘材料。对于坩埚可升降，一方面，在提拉法晶体炉中，籽晶杆和坩埚在生长过程中常需要上下移动或升降以适应晶体生长，由此，根据生长需要将坩埚杆设置为可升降的是本领域的常规技术手段，且说明书中并未记载任何证据表明上述选择或调整给技术方案本身带来了任何预料不到的技术效果。另一方面，基于本申请的技术方案可知，加热器和屏蔽罩可升降，而籽晶杆也可升降，其升降的目的在于与坩埚之间形成空间位移，配合液面的升降，使晶体生长。本领域公知，为了实现纵向空间位置的改变，在三种结构中，最少需要两种结构部件可升降，即可实现全部纵向空间位置的变化。如果三种结构部件均可升降，无疑增加了结构成本。且在晶体生长过程中，坩埚的移动将造成熔液扰动，降低晶体质量。基于此，对比文件1中仅设置了两种结构部件的可升降。如申请人所述，坩埚上升的过程中，加热器是固定在规定的高度，即加热器是不动，而坩埚升降，这与本申请的发明构思和初衷相违背，本申请的发明构思就是通过移动加热器制造氧浓度不同的晶体硅。且坩埚上升是由于生长晶体过程中，液面降低，该液面处的温度梯度已不适合生长晶体，因而上升坩埚；而在坩埚不动，加热器动的情况下，通过下移加热器能够实现相同的技术效果。本申请说明书中虽然记载了坩埚可升降（说明书第[0034]段），但是在具体实施例中，并未记载坩埚可升降，而是固定不动。由此，根据本申请说明书的记载，无法看出坩埚可升降给技术方案本身带来了任何预料不到的技术效果。基于上述分析可知，本申请设置坩埚可升降并未取得任何预料不到的技术效果。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07月25日向复审请求人发出复审通知书，指出：对比文件1公开了一种晶体生长装置,如图1-8所示。对比文件1公开的即晶体硅提拉法生长装置，对比文件1中，加热器、屏蔽罩一同由支架105、107及杆109、111支撑，因此，加热器与热屏蔽罩是一同升降的。对比文件1中公开了热屏蔽，且热屏蔽为陶瓷材料，可确定热屏蔽为隔热材料。权利要求1与对比文件1的区别在于：1)权利要求1限定了夹具的上表面有绝缘物，绝缘物为石英制或氧化铝制，屏蔽罩的下端置于绝缘物上部从而支撑屏蔽罩，对比文件1并未提及；2)权利要求1限定了坩埚可升降；对比文件1中仅公开坩埚可旋转，并未公开坩埚可升降。权利要求1实际解决的技术问题是如何避免漏电和使晶体生长。对于区别特征1），避免漏电是本领域在结构设置中通常要考虑的。而加热器是与夹具及其下的电极电连接的。由于对比文件1中热屏蔽117（即屏蔽罩）与石墨加热件103（即加热器）一同设置在支架（即夹具）上。因此，本领域技术人员根据电力知识即可知热屏蔽117（即屏蔽罩）因与夹具、电极连接而存在漏电的风险。因此，本领域技术人员有动机将热屏蔽的下端与夹具之间设置绝缘物使其不能形成导电通路而漏电，其取得的技术效果是可预期的。对于区别特征2），本领域已知，提拉法晶体炉中，籽晶杆和坩埚在生长过程中常需要上下移动或升降，由此，根据晶体生长需要将坩埚杆设置为可升降的是本领域通常采用的做法： “直拉单晶炉的最外层是保温罩，里面是石墨加热器；在炉体下部有一石墨托，固定在支架上，可以上下移动和旋转，在石墨托上放置圆柱形的石墨坩埚，在石墨坩埚中置有石英坩埚，在坩埚的上方，悬空放置籽晶轴，同样可以自由上下移动和转动” （参见周潘兵等，光伏技术与应用概论，2011年，第69页）。且本申请说明书中仅记载了加热器和屏蔽罩升降的技术效果，并未记载任何证据表明坩埚可升降给技术方案本身带来了更好的技术效果。因此权利要求1不具备创造性。从属权利要求2也不具备创造性。
复审请求人于2019年09月02日提交了意见陈述书，同时提交了修改的权利要求书（共1页1项权利要求）。复审请求人认为：对比文件1没有记载加热器与支架的详细连接结构、没有记载支架上表面载置于绝缘物、没有记载下端屏蔽罩、没有记载坩埚可升降以及绝缘物本身，也没有技术启示。本申请通过加热器与支架连接、下端屏蔽罩以及电绝缘状态，使结构简单，故障少。通过坩埚升降，能够调节单晶硅的热历程，提高提拉速度，降低氧浓度。
复审请求人答复复审通知书时新修改的权利要求书如下：
“1.一种单晶硅提拉装置，其是具备坩埚、主腔室及屏蔽罩，并基于切克劳斯基法的单晶硅提拉装置，所述坩埚收容原料，且可升降；所述主腔室收纳有加热该原料从而形成原料熔液的加热器；所述屏蔽罩配置在所述加热器与所述主腔室之间，来隔绝来自所述加热器的辐射热，该屏蔽罩由隔热材料构成；所述单晶硅提拉装置的特征在于，
具有从下方支撑所述加热器及所述屏蔽罩的支撑部件，所述支撑部件可升降，由此，所述加热器和所述屏蔽罩可一起升降，所述支撑部件由向所述加热器通入电流的可升降的电极和固定在该电极上部的夹具构成，所述加热器的足部的插头插入所述夹具的上表面，由此使所述加热器被固定支撑于所述夹具，所述屏蔽罩通过载置于所述夹具的上表面的绝缘物和载置于该绝缘物上部的下端屏蔽罩，被固定支撑于所述夹具，所述电极可升降，由此所述加热器和所述屏蔽罩可一起升降，
所述绝缘物为石英制或氧化铝制。”
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
复审请求人在答复复审通知书时提交了修改的权利要求书，经审查，所提交的修改文件符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定，因此本复审通知书针对的文本是：2016年03月15日提交的说明书第1-9页、说明书附图图1-图4、说明书摘要、摘要附图；2019年09月02日提交的权利要求第1项。
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。
当要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征时，应判断现有技术是否给出将上述区别技术特征应用到该最接近现有技术中以解决其存在的技术问题的启示，如果存在这种启示，并且所获得的发明的技术效果是可以预料的，则要求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求1要求保护一种单晶硅提拉装置。对比文件1公开了一种晶体生长装置（参见说明书第2栏第26行--第3栏第16行，第3栏第28-48行，图1-8），如图1-8所示，其包括腔室组件19，其包括双壁腔室56（即权利要求1中的主腔室）。杆49穿过特氟隆轴承62。在腔室56内，石英坩埚75（即用于收容原料）安装在石墨承载器77内，然后安装在轴79上。为了加热坩埚，石墨加热件103（即加热器，用于加热原料形成原料熔液）围绕坩埚设置，石墨加热件103连接至支架105和107，支架105和107分别连接至杆109和111。上述杆、支架用于机械支撑加热器，并通过连接器113、115连接至低压大电流的转换器116以供应电力。热屏蔽117（即本申请权利要求1中的屏蔽罩）围绕加热件，同样支撑在支架105、107上，热屏蔽117为陶瓷材料。加热件提供有手动快速移动和电动慢速移动装置，与用于升降晶棒的装置类似。并指出，利用上述装置，坩埚75中可以装入超纯硅……电机139启动使得加热件缓慢降低。由图1-3可见其为基于切克劳斯基法的提拉装置；石墨加热件103（即加热器）收纳于腔室56（即主腔室）内；热屏蔽117（即屏蔽罩）位于石墨加热件103（即加热器）与腔室56（即主腔室）之间，隔绝来自加热器的热辐射；支架105和107以及杆109、111（由前述内容可知通过电机139其支撑的加热器可以升降，亦即支架及杆可升降，其构成的整体即可升降的支撑部件）从下方支撑石墨加热件（即加热器）和热屏蔽117（即屏蔽罩）。支架105、107以及杆109、111通过连接器113、115连接至低压大电流的转换器116向石墨加热件103（即加热器）供应电力。而支架105、107以及杆109、111可升降。因此，杆109、111即权利要求2中的可升降的电极。由对比文件1图3可以看出，石墨加热件（加热器）103的足部（插入的部分即插头）插入支架105、107（亦即夹具，固定在杆109、111（即电极）的上部）的上表面从而使得石墨加热件（加热器）被固定支撑于支架（即夹具）上；热屏蔽117（即屏蔽罩）固定支撑于支架（即夹具）的上表面。
可见，对比文件1公开的即晶体硅提拉法生长装置，虽然对比文件1没有明确指出生长的是单晶，但提拉法装置可生长单晶或多晶，区别在于具体的工艺或参数，即其并未隐含所要求保护的装置还具有何种特定的结构和/或组成。对比文件1中，加热器、屏蔽罩一同由支架105、107及杆109、111支撑，因此，加热器与热屏蔽罩是一同升降的。对比文件1中公开了热屏蔽，且热屏蔽为陶瓷材料，本领域已知，陶瓷材料的导热系数不高，且对比文件1中采用了热屏蔽命名，由此，可确定热屏蔽为隔热材料。
权利要求1的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别在于：1)权利要求1限定了夹具的上表面有绝缘物，绝缘物为石英制或氧化铝制，屏蔽罩的下端置于绝缘物上部从而支撑屏蔽罩，加热器足部插头插入所述夹具上表面，对比文件1并未提及；2)权利要求1限定了坩埚可升降；对比文件1中仅公开坩埚可旋转，并未公开坩埚可升降。
本申请说明书中记载：“目的在于提供一种单晶硅提拉装置，其在能够调节单晶硅的热历程的同时，能够使提高提拉速度和降低氧浓度变得容易”。本申请提供图1、图2对单晶硅装置进行说明，其具有支撑加热器及屏蔽罩的支撑部件结构，在夹具8的上表面嵌入有圆形或环形的绝缘物11。本申请说明书实施例1中使加热器与屏蔽罩一起下降，能够高效冷却成长中的单晶硅，相较于后述的比较例1能够加大平均提拉速度。比较例1使加热器可升降且屏蔽罩无法升降，相较于实施例1，平均提拉速度变小，是由于屏蔽罩的保温效果而无法高效冷却单晶硅。实施例2使加热器与屏蔽罩一起上升，相较于后述的比较例2，氧浓度有所减低。比较例2使加热器可升降且屏蔽罩无法升降，相较于实施例2，氧浓度有所提高。因此，权利要求1实际解决的技术问题是如何避免漏电和使晶体生长。
对于区别特征1），避免漏电是本领域在结构设置中通常要考虑的。而加热器是与夹具及其下的电极电连接的。由于对比文件1中热屏蔽117（即屏蔽罩）与石墨加热件103（即加热器）一同设置在支架（即夹具）上，本领域技术人员根据电力知识即可知热屏蔽117（即屏蔽罩）因与夹具、电极连接而存在漏电的风险。因此，本领域技术人员有动机将热屏蔽的下端与夹具之间设置绝缘物使其不能形成导电通路而漏电。并且石英或氧化铝均是本领域常用的耐高温材料，其绝缘性质也是本领域技术人员所熟知的。因此，本领域技术人员有动机将其作为绝缘物，以避免漏电、并可应用于高温环境，其取得的技术效果是可预期的。现有技术中已经有类似的单晶硅生长装置，（参见周潘兵等，光伏技术与应用概论，2011年，第69页）,由图中可见，石墨加热器的足部插入支架上，可见通过这种连接方式增加稳固性是本领域已知的。因此，为了安装的稳固性，将加热器足部插头插入所述夹具上表面也是本领域技术人员能够想到的。
对于区别特征2），本领域已知，提拉法晶体炉中，籽晶杆和坩埚在生长过程中常需要上下移动或升降，由此，根据晶体生长需要将坩埚杆设置为可升降的是本领域通常采用的做法：
“直拉单晶炉的最外层是保温罩，里面是石墨加热器；在炉体下部有一石墨托，固定在支架上，可以上下移动和旋转，在石墨托上放置圆柱形的石墨坩埚，在石墨坩埚中置有石英坩埚，在坩埚的上方，悬空放置籽晶轴，同样可以自由上下移动和转动”（参见周潘兵等，光伏技术与应用概论，2011年，第69页）。且本申请说明书中仅记载了加热器和屏蔽罩升降的技术效果，并未记载任何证据表明坩埚可升降给技术方案本身带来了更好的技术效果。
因此，在对比文件1的基础上获得权利要求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。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：对比文件1公开了类似的晶体硅提拉法生长装置，尽管并未公开加热器与支架的详细连接结构以及坩埚可升降，但是为了结构的稳固性和单晶生长，本领域技术人员在周潘兵等的单晶硅生长装置的启示下，能够想到将加热器足部插入夹具上表面，以及使坩埚上下移动。本申请说明书中并未记载任何证据表明上述选择或调整给技术方案本身带来了更好的技术效果。并且本申请实施例中并无坩埚和加热器和屏蔽罩同时升降的具体实施例，在具体实施例中，并未记载坩埚可升降，其是固定不动的。对比文件1中仅设置了两种结构部件的可升降，已经可以实现单晶生长，根据本申请说明书的记载，无法看出坩埚可升降给技术方案本身相比较对比文件1带来了何种更好的技术效果。如果如复审请求人所述对比文件1不必选择导电材料，而选择导电材料还要设置绝缘物使结构复杂、成本上升、缺点很多。则本申请相对于对比文件1不选择导电材料不必设置绝缘物的情况具有所述缺点，可见本申请设置绝缘物相对于现有技术并未取得进步。而对比文件1中选择导电材料的情况下，增加所述材料的绝缘物也是本领域技术人员为了防止漏电而采取的常用手段，本申请增加绝缘物这种改进并未给单晶制备带来更好的技术效果。
因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年05月16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,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
