用于半导体器件的结构和方法-复审决定


发明创造名称:用于半导体器件的结构和方法
外观设计名称:
决定号:198939
决定日:2019-12-19
委内编号:1F267657
优先权日:2014-05-16
申请(专利)号:201410507439.3
申请日:2014-09-28
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:裴亚芳
合议组组长:陈冬冰
参审员:王兴娟
国际分类号:H01L21/28,H01L21/336,H01L21/768,H01L23/48,H01L29/78
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件之间存在多个区别技术特征,其中部分区别技术特征被其他对比文件公开并给出相应的技术启示,其余区别技术特征属于本领域的公知常识,则该项权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410507439.3,发明名称为“用于半导体器件的结构和方法”的发明专利申请(下称本申请)。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2014年09月28日,优先权日为2014年05月16日,公开日为2015年11月25日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年08月20日发出驳回决定,以权利要求16-20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:2018年04月28提交的权利要求第1-20项;申请日2014年09月28日提交的说明书第1-17页、说明书附图第1-11页、说明书摘要和摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下:
“1. 一种形成半导体器件的方法,所述方法包括:
提供其上形成有栅极堆叠件的衬底,所述衬底具有源极区域、漏极区域以及位于所述源极区域与所述漏极区域之间的沟道区域,所述栅极堆叠件设置为邻近所述沟道区域,由间隔件覆盖所述栅极堆叠件的顶面和侧壁;
在所述衬底上方形成第一接触部件,所述第一接触部件电连接至所述源极区域和所述漏极区域中的至少一个,所述第一接触部件的顶面低于所述间隔件的顶面;以及
在所述第一接触部件上方形成第一介电层;
在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线;
在所述第一介电层和所述栅极明线上方沉积第二介电层;以及
在所述第二介电层中形成通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,形成所述第一接触部件包括:
在所述衬底上方和所述间隔件上方沉积第一导电材料;以及
执行经选择性调整以去除所述第一导电材料而保留所述间隔件的蚀刻工艺,直到所述第一导电材料的顶面低于所述间隔件的顶面,以保留所述第一导电材料的剩余部分作为所述第一接触部件。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中,形成所述第一介电层包括:
在所述衬底、所述第一接触部件以及所述间隔件上方沉积第一介电材料;以及
对所述第一介电材料执行化学机械抛光(CMP)工艺,从而露出所述间隔件的顶面。
4. 根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
对所述间隔件执行第一各向异性蚀刻工艺,从而露出所述栅极堆叠件的顶面,在所述栅极堆叠件的顶面上方形成凹槽,其中,将所述第一各向异性蚀刻工艺选择性调整为去除所述间隔件而保留所述第一介电层;以及
在所述凹槽中形成栅极明线。
5. 根据权利要求4所述的方法,其中,形成所述栅极明线包括:
在所述第一介电层上方沉积第二导电材料以填充所述凹槽;以及
对所述第二导电材料执行化学机械平坦化(CMP)工艺,从而露出所述第一介电层的顶面,导致所述第二导电材料的剩余部分保留在所述凹槽中作为所述栅极明线。
6. 根据权利要求4所述的方法,进一步包括:
形成至少穿过所述第二介电层的开口,所述开口露出所述栅极明线的顶面;以及
在所述开口中形成所述通孔。
7. 根据权利要求6所述的方法,其中,从上往下看时,所述通孔与所述沟道区域重叠。
8. 根据权利要求4所述的方法,进一步包括:
在所述第一介电层和所述栅极明线上方沉积第二介电层;
形成至少穿过所述第二介电层和所述第一介电层的第一开口,所述第一开口露出所述第一接触部件;以及
在所述第一开口中形成第二接触部件,所述第二接触部件将所述第一接触部件电连接另一半导体器件。
9. 根据权利要求8所述的方法,其中,形成所述第二接触部件包括:
在所述第一开口的侧壁上形成势垒层,其中,通过所述第一开口中的第一空间仍然会露出所述第一接触部件;
利用第三导电材料填充所述第一空间;
回蚀所述第三导电材料的一部分,形成由所述第三导电材料的顶面和所述势垒层的侧壁所限定的第二空间;以及
在所述第二空间中填充与所述势垒层匹配的材料。
10. 根据权利要求8所述的方法,进一步包括:
形成至少穿过所述第二介电层的第二开口,从而露出所述栅极明线的顶面;以及
在所述第二开口中形成与所述栅极明线电接触的通孔,其中,从上往 下看时,所述通孔与所述沟道区域重叠。
11. 一种形成半导体器件的方法,所述方法包括:
提供具有第一有源区域和第二有源区域的衬底,所述第一有源区域和所述第二有源区域由无源区域间隔开;
在所述第一有源区域和所述第二有源区域上方形成栅极结构,由间隔件覆盖所述栅极结构的顶面和侧壁;
在所述第一有源区域和所述第二有源区域中形成源极/漏极区域,所述源极/漏极区域邻近所述栅极结构;
在所述源极/漏极区域上方形成源极/漏极接触件,所述源极/漏极接触件的顶面低于所述栅极结构的顶面;
在所述源极/漏极接触件上方形成接触件保护层,所述接触件保护层的顶面与所述栅极结构的顶面共面;
在所述栅极结构上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线;
在所述栅极结构上方和所述接触件保护层上方沉积介电层;以及
形成至少穿过所述介电层的栅极通孔,所述栅极通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,形成所述源极/漏极接触件包括:
在所述源极/漏极区域上方沉积第一导电材料,所述第一导电材料与所述源极/漏极区域电接触;以及
回蚀所述第一导电材料,直到所述第一导电材料的顶面低于所述栅极结构的顶面,保留所述第一导电材料的剩余部分作为所述源极/漏极接触件。
13. 根据权利要求11所述的方法,其中,从上往下看时,至少一个所述栅极通孔位于所述第一有源区域和所述第二有源区域的一个之中。
14. 根据权利要求11所述的方法,进一步包括:
在所述栅极结构上方和所述接触件保护层上方沉积第一介电层;
在两个所述栅极结构之间蚀刻穿过所述第一介电层和所述接触件保护 层的开口,所述开口露出所述第一有源区域中的第一源极/漏极接触件以及所述第二有源区域中的第二源极/漏极接触件;以及
在所述开口中形成接触部件,所述接触部件电连接第一源极/漏极接触件和第二源极/漏极接触件。
15. 根据权利要求14所述的方法,进一步包括:
在所述第一介电层上方和所述接触部件上方沉积第二介电层;以及
形成至少穿过所述第一介电层和所述第二介电层的栅极通孔,所述栅极通孔与所述栅极结构电接触,其中,从上往下看时,至少一个所述栅极通孔位于所述第一有源区域和所述第二有源区域的一个之中。
16. 一种半导体器件,包括:
衬底,具有源极区域、漏极区域以及位于所述源极区域与所述漏极区域之间的沟道区域;
栅极结构,位于所述衬底上方并邻近所述沟道区域,其中,所述栅极结构包括栅极堆叠件和位于所述栅极堆叠件的侧壁和顶面上的间隔件;
第一接触部件,位于所述衬底上方并电连接至所述源极区域和所述漏极区域中的至少一个,所述第一接触部件的顶面低于所述栅极结构的顶面;
第一介电层,位于所述第一接触部件上方,所述第一介电层的顶面与所述栅极结构的顶面共面;
栅极明线,形成在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中的凹槽内;
第二介电层,位于所述第一介电层和所述栅极明线上方;以及
形成在所述第二介电层中的通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触。
17. 根据权利要求16所述的半导体器件,其中,所述第一介电层的厚度是所述栅极堆叠件的高度的0.1至0.8倍。
18. 根据权利要求16所述的半导体器件,其中:
所述栅极堆叠件沿着所述半导体器件的栅极长度方向具有第一尺寸;
所述第一接触部件沿着所述半导体器件的栅极宽度方向具有第二尺寸;以及
所述第二尺寸大于所述第一尺寸1.6倍。
19. 根据权利要求16所述的半导体器件,其中,从上往下看时,所述通孔与所述沟道区域重叠。
20. 根据权利要求16所述的半导体器件,进一步包括:
第二源极/漏极区域,位于所述衬底的另一部分中;
第二接触部件,形成在所述第二源极/漏极区域上方并且与所述第二源极/漏极区域电连接,所述第二接触部件与所述第一接触部件具有相同的高度;以及
第三接触部件,与所述第一接触部件和所述第二接触部件直接接触,并且从上往下看时,与所述第一接触部件和所述第二接触部件部分重叠,其中,沿着所述半导体器件的栅极长度方向,所述第三接触部件具有比所述第一接触部件更小的尺寸。”
驳回决定中引用了如下对比文件:
对比文件1:CN103199063A,公开日为2013年07月10日;
对比文件2:US2005/0277258A1,公开日为2005年12月15日。
驳回决定指出:i)权利要求16请求保护的技术方案与对比文件1相比,区别技术特征在于:栅极明线,形成在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中的凹槽内;第二介电层,位于所述第一介电层和所述栅极明线上方;以及形成在所述第二介电层中的通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触。该区别技术特征是本领域技术人员在对比文件2的教导下结合本领域的公知常识容易获得的。权利要求17-20的附加技术特征或被对比文件1、2公开或属于本领域的公知常识。因此,权利要求16-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。ii)驳回决定的其它说明部分指出:1)权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1相比,区别技术特征在于:在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线;在所述第一介电层和所述栅极明线上方沉积第二介电层;以及在所述第二介电层中形成通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触。该区别技术特征是本领域技术人员在对比文件2的教导下结合本领域的公知常识容易获得的。权利要求2-10的附加技术特征或被对比文件1、2公开或属于本领域的公知常识。因此,权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2)权利要求11的修改不符合专利法第33条的规定。并且,即使将权利要求11的技术方案修改为包含“由间隔件覆盖所述栅极结构的顶面和侧壁,所述接触件保护层的顶面与间隔件的顶面基本共面”的技术方案,修改后的权利要求11-15也不具备创造性,理由是:修改后的权利要求11与对比文件1相比,区别技术特征在于:在所述栅极结构上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线,栅极通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触。该区别技术特征是本领域技术人员在对比文件2的教导下结合本领域的公知常识容易获得的。权利要求12-15的附加技术特征或被对比文件1公开或属于本领域的公知常识。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年12月03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(包括权利要求第1-20项)。在驳回决定所针对的权利要求书的基础上,主要修改内容如下:在独立权利要求1中增加特征“以及形成穿过所述第一介电层的第一开口并在所述第一开口中形成第二接触部件,所述第一开口露出所述第一接触部件”;删除从属权利要求8的特征“在所述第一介电层和所述栅极明线上方沉积第二介电层”;在独立权利要求11中增加特征“以及形成穿过所述接触件保护层的开口并在所述开口中形成接触部件,所述开口露出所述源极/漏极接触件”,并将“栅极结构的顶面和侧壁”修改为“栅极结构的堆叠件的顶面和侧壁”,将“在所述栅极结构上方的所述间隔件”修改为“在所述栅极结构的堆叠件上方的所述间隔件”;在权利要求16中增加特征“以及第二接触部件,穿过所述第一介电层并且和所述第一接触部件连接”;将权利要求20中的“第二接触部件”修改为“第三接触部件”,将“第三接触部件”修改为“第二接触部件”。提交复审请求时新修改的权利要求1、8、11、16、20内容如下:
“1. 一种形成半导体器件的方法,所述方法包括:
提供其上形成有栅极堆叠件的衬底,所述衬底具有源极区域、漏极区域以及位于所述源极区域与所述漏极区域之间的沟道区域,所述栅极堆叠件设置为邻近所述沟道区域,由间隔件覆盖所述栅极堆叠件的顶面和侧壁;
在所述衬底上方形成第一接触部件,所述第一接触部件电连接至所述源极区域和所述漏极区域中的至少一个,所述第一接触部件的顶面低于所述间隔件的顶面;以及
在所述第一接触部件上方形成第一介电层;
在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线;
在所述第一介电层和所述栅极明线上方沉积第二介电层;
在所述第二介电层中形成通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触;以及
形成穿过所述第一介电层的第一开口并在所述第一开口中形成第二接触部件,所述第一开口露出所述第一接触部件。”
“8. 根据权利要求4所述的方法,进一步包括:
形成穿过所述第二介电层和所述第一介电层的第一开口,所述第一开口露出所述第一接触部件;以及
在所述第一开口中形成第二接触部件,所述第二接触部件将所述第一接触部件电连接另一半导体器件。”
“11. 一种形成半导体器件的方法,所述方法包括:
提供具有第一有源区域和第二有源区域的衬底,所述第一有源区域和所述第二有源区域由无源区域间隔开;
在所述第一有源区域和所述第二有源区域上方形成栅极结构,由间隔件覆盖所述栅极结构的堆叠件的顶面和侧壁;
在所述第一有源区域和所述第二有源区域中形成源极/漏极区域,所述源极/漏极区域邻近所述栅极结构;
在所述源极/漏极区域上方形成源极/漏极接触件,所述源极/漏极接触件的顶面低于所述栅极结构的顶面;
在所述源极/漏极接触件上方形成接触件保护层,所述接触件保护层的顶面与所述栅极结构的顶面共面;
在所述栅极结构的堆叠件上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线;
在所述栅极结构上方和所述接触件保护层上方沉积介电层;
形成至少穿过所述介电层的栅极通孔,所述栅极通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触;以及
形成穿过所述接触件保护层的开口并在所述开口中形成接触部件,所述开口露出所述源极/漏极接触件。”
“16. 一种半导体器件,包括:
衬底,具有源极区域、漏极区域以及位于所述源极区域与所述漏极区域之间的沟道区域;
栅极结构,位于所述衬底上方并邻近所述沟道区域,其中,所述栅极结构包括栅极堆叠件和位于所述栅极堆叠件的侧壁和顶面上的间隔件;
第一接触部件,位于所述衬底上方并电连接至所述源极区域和所述漏极区域中的至少一个,所述第一接触部件的顶面低于所述栅极结构的顶面;
第一介电层,位于所述第一接触部件上方,所述第一介电层的顶面与所述栅极结构的顶面共面;
栅极明线,形成在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中的凹槽内;
第二介电层,位于所述第一介电层和所述栅极明线上方;
形成在所述第二介电层中的通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触;以及
第二接触部件,穿过所述第一介电层并且和所述第一接触部件连接。”
“20. 根据权利要求16所述的半导体器件,进一步包括:
第二源极/漏极区域,位于所述衬底的另一部分中;
第三接触部件,形成在所述第二源极/漏极区域上方并且与所述第二源极/漏极区域电连接,所述第三接触部件与所述第一接触部件具有相同的高度;
所述第二接触部件与所述第一接触部件和所述第三接触部件直接接触,并且从上往下看时,与所述第一接触部件和所述第三接触部件部分重叠,其中,沿着所述半导体器件的栅极长度方向,所述第二接触部件具有比所述第一接触部件更小的尺寸。”
复审请求人认为:对比文件1的电介质材料160被移除,顶层源极/漏极接触件165、167未穿过电介质材料160,而是与电介质材料160相隔开的。对比文件2也未公开该内容。本申请的第一接触部件、第二接触部件、介电层与源/漏极区域相互关联使用,这种关联使用不是本领域的公知常识,本申请第二接触部件128穿过第一介电层122并与第一接触部件120连接,从而能够将第一接触部件120连接至另外的部件,而对比文件并没有公开或教导相关技术内容。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月07日依法受理了该复审请求,实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为,权利要求中新增加的特征属于本领域的常用技术手段,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04月30日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体为:独立权利要求1、16与对比文件1的区别技术特征是:1)在栅极堆叠件上方的间隔件中形成凹槽,并在凹槽中形成栅极明线,第二介电层还沉积于栅极明线上,通孔位于栅极明线上方且与栅极明线电接触。独立权利要求11与对比文件1的区别技术特征进一步包括:2)由间隔件覆盖栅极堆叠件的顶面和侧壁形成栅极结构后,形成源极/漏极区域。区别技术特征1)被对比文件2公开且作用相同,区别技术特征2)属于本领域的常规工艺。从属权利要求2-10、12-15、17-20的附加技术特征或被对比文件1、2公开或属于本领域的公知常识。因此,权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:1)对比文件1公开了:上覆底层源极/漏极接触件142、144、146(即第一接触部件)上的电介质覆盖材料160(即第一介电层)隔离底层源极/漏极接触件142、144、146与栅极接触件304、306,从而允许底层源极/漏极接触件142、144、146在形成于不同扩散区上的不同晶体管结构的源极/漏极区间提供层内互连以及减少造成栅极接触件304、306与底层源极/漏极接触件142、144、146无意中电气连接(或短路)的风险(参见说明书第[0060]段,图15)。由此可见,对比文件1与本申请的发明构思相同,能够起到相同的技术效果。2)对比文件1说明书第[0050]段明确记载了:尽管附图7中示出覆于接触件146上保持完整的电介质材料162,然而应注意,可在衬底上的另一位置处形成接触件146的接点于电介质材料162。结合附图7-8可知,底层源极/漏极接触件146上形成有与之电接触的顶层源极/漏极接触件,顶层源极/漏极接触件形成于底层源极/漏极接触件146的部分区域,即形成有穿过电介质材料162的空心区,顶层源极/漏极接触件形成于空心区中并与底层源极/漏极接触件146电接触。3)对比文件1说明书第[0061]段记载了:在底层源极/漏极接触件上形成电介质帽盖,从而防止底层源极/漏极接触件与邻近栅极接触件在装置几何减少时无意中电气连接。结果,所述底层源极/漏极接触件可用来提供层内互连于不同晶体管结构的源极/漏极区间,以及减少造成毗邻及/或上覆栅极接触件与底层源极/漏极接触件无意中电气 连接(或短路)的风险。由此可见,虽然对比文件1的附图7-10、13-14的剖面图中示出底层源极/漏极接触件242、244上方的电介质材料260被完全去除,但由对比文件1说明书第[0050]、[0061]段的记载可知,电介质材料260仅仅是附图7-10、13-14示出的剖面位置被沿着底层源极/漏极接触件宽度方向被完全去除,而在其它位置处仍保留有用于保护底层源极/漏极接触件的电介质材料260。因此,对比文件1公开了“顶层源极/漏极接触件穿过电介质材料260”。
复审请求人于2019年06月14日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-20项)。在复审通知书所针对的权利要求书的基础上,对独立权利要求1、11、16进行了修改,具体如下:将独立权利要求1的“形成穿过所述第一介电层的第一开口并在所述第一开口中形成第二接触部件,所述第一开口露出所述第一接触部件”修改为“形成穿过所述第一介电层的第一开口并在所述第一开口中形成第二接触部件和势垒层,所述第一开口露出所述第一接触部件,所述势垒层形成在所述第二接触部件的侧壁和顶面上”,将独立权利要求11的“形成穿过所述接触件保护层的开口并在所述开口中形成接触部件,所述开口露出所述源极/漏极接触件”修改为“形成穿过所述接触件保护层的开口并在所述开口中形成接触部件和势垒层,所述开口露出所述源极/漏极接触件,所述势垒层形成在所述接触部件的侧壁和顶面上”,在独立权利要求16中增加“其中,势垒层形成在所述第二接触部件的侧壁和顶面上”。新修改的权利要求1、11、16内容如下:
“1. 一种形成半导体器件的方法,所述方法包括:
提供其上形成有栅极堆叠件的衬底,所述衬底具有源极区域、漏极区域以及位于所述源极区域与所述漏极区域之间的沟道区域,所述栅极堆叠件设置为邻近所述沟道区域,由间隔件覆盖所述栅极堆叠件的顶面和侧壁;
在所述衬底上方形成第一接触部件,所述第一接触部件电连接至所述源极区域和所述漏极区域中的至少一个,所述第一接触部件的顶面低于所述间隔件的顶面;以及
在所述第一接触部件上方形成第一介电层;
在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线;
在所述第一介电层和所述栅极明线上方沉积第二介电层;
在所述第二介电层中形成通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触;以及
形成穿过所述第一介电层的第一开口并在所述第一开口中形成第二接触部件和势垒层,所述第一开口露出所述第一接触部件,所述势垒层形成在所述第二接触部件的侧壁和顶面上。”
“11. 一种形成半导体器件的方法,所述方法包括:
提供具有第一有源区域和第二有源区域的衬底,所述第一有源区域和所述第二有源区域由无源区域间隔开;
在所述第一有源区域和所述第二有源区域上方形成栅极结构,由间隔件覆盖所述栅极结构的堆叠件的顶面和侧壁;
在所述第一有源区域和所述第二有源区域中形成源极/漏极区域,所述源极/漏极区域邻近所述栅极结构;
在所述源极/漏极区域上方形成源极/漏极接触件,所述源极/漏极接触件的顶面低于所述栅极结构的顶面;
在所述源极/漏极接触件上方形成接触件保护层,所述接触件保护层的顶面与所述栅极结构的顶面共面;
在所述栅极结构的堆叠件上方的所述间隔件中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线;
在所述栅极结构上方和所述接触件保护层上方沉积介电层;
形成至少穿过所述介电层的栅极通孔,所述栅极通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触;以及
形成穿过所述接触件保护层的开口并在所述开口中形成接触部件和势垒层,所述开口露出所述源极/漏极接触件,所述势垒层形成在所述接触部件的侧壁和顶面上。”
“16. 一种半导体器件,包括:
衬底,具有源极区域、漏极区域以及位于所述源极区域与所述漏极区域之间的沟道区域;
栅极结构,位于所述衬底上方并邻近所述沟道区域,其中,所述栅极结构包括栅极堆叠件和位于所述栅极堆叠件的侧壁和顶面上的间隔件;
第一接触部件,位于所述衬底上方并电连接至所述源极区域和所述漏极区域中的至少一个,所述第一接触部件的顶面低于所述栅极结构的顶面;
第一介电层,位于所述第一接触部件上方,所述第一介电层的顶面与所述栅极结构的顶面共面;
栅极明线,形成在所述栅极堆叠件上方的所述间隔件中的凹槽内;
第二介电层,位于所述第一介电层和所述栅极明线上方;
形成在所述第二介电层中的通孔,其中,所述通孔位于所述栅极明线上方且与所述栅极明线电接触;以及
第二接触部件,穿过所述第一介电层并且和所述第一接触部件连接,其中,势垒层形成在所述第二接触部件的侧壁和顶面上。”
复审请求人认为:对比文件1未公开有关势垒层的内容,并且源极/漏极接触件165、167与栅极接触件176横向层内互连,顶面和侧壁上不能形成势垒层,这违背了对比文件1的教导。对比文件2也没有公开涉及“势垒层形成在第二接触部件的侧壁和顶面上”的任何内容,其也并非是本领域的公知常识或常用技术手段。
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
1、审查文本的认定
复审请求人在2019年06月14日提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的审查文本为:2019年06月14日提交的权利要求第1-20项,申请日2014年09月28日提交的说明书第1-17页、说明书附图第1-11页、说明书摘要和摘要附图。
2、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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件之间存在多个区别技术特征,其中部分区别技术特征被其他对比文件公开并给出相应的技术启示,其余区别技术特征属于本领域的公知常识,则该项权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
本复审请求审查决定引用与驳回决定和复审通知书中相同的对比文件,即:
对比文件1:CN103199063A,公开日为2013年07月10日;
对比文件2:US2005/0277258A1,公开日为2005年12月15日。
本申请的权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性,具体理由如下:
2-1、权利要求1请求保护一种形成半导体器件的方法。对比文件1公开了一种形成半导体器件的方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0035]-[0061]段,附图1-15):包括:提供其上形成有栅极堆叠件110、112、114的衬底102,衬底102具有源极/漏极区域120、122、124、126以及位于源极/漏极区域120、122、124、126之间的沟道区域,栅极堆叠件110、112、114设置为邻近沟道区域,由电介质栅极覆盖材料234、电介质材料128和硬掩膜材料132(三者构成间隔件)覆盖栅极堆叠件110、112、114的顶面和侧壁,其中栅极堆叠件110、112、114包括电介质材料116与其上的导电材料118;在衬底102上方形成底层源极/漏极接触件242、244、246(即第一接触部件),底层源极/漏极接触件242、244、246电连接至源极/漏极区域120、122、124,底层源极/漏极接触件242、244、246的顶面低于硬掩膜材料132的顶面;在底层源极/漏极接触件242、244、246上方形成电介质覆盖材料260(即第一介电层);在电介质覆盖材料260上方沉积电介质材料162(即第二介电层);选择性移除底层源极/漏极接触件242、244顶面的电介质覆盖材料260,形成空心区163、164(即第一开口),在空心区163、164中形成顶层源极/漏极接触件265、267等(即第二接触部件),空心区163、164露出底层源极/漏极接触件242、244;在栅极堆叠件112、114上方的电介质材料162中形成空心区170,在空心区170中填充导电材料172以形成栅极接触件276(即通孔),栅极接触件276与栅极堆叠件112、114的导电材料118接触;尽管附图7中示出覆于接触件146上保持完整的电介质材料162,然而应注意,可在衬底上的另一位置处形成接触件146的接点(即顶层源极/漏极接触件)于电介质材料162内(参见说明书第[0050]段),结合说明书附图7-8、13可知,底层源极/漏极接触件246上形成有与之电接触的顶层源极/漏极接触件,顶层源极/漏极接触件形成于底层源极/漏极接触件246的部分区域,即形成有穿过电介质材料162、电介质覆盖材料260的空心区,顶层源极/漏极接触件形成于空心区中并与底层源极/漏极接触件246电接触。
该权利要求请求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比,区别技术特征在于:1)在栅极堆叠件上方的间隔件中形成凹槽,并在凹槽中形成栅极明线,第二介电层还沉积于栅极明线上,通孔位于栅极明线上方且与栅极明线电接触;2)势垒层,形成在第二接触部件的侧壁和顶面上。基于该些区别技术特征,可以确定该权利要求相对于对比文件1实际解决的技术问题是:1)如何形成栅极接触;2)避免第二接触部件的导电材料扩散。
对于区别技术特征1),对比文件2公开了一种形成半导体器件的方法,包括(参见说明书第[0022]-[0033]段,图1-8):栅极堆叠件201包括多晶硅层206和硅化钨层204,由氮化硅覆盖层202、氮化硅间隔片208和氮化硅绝缘层212(三者构成间隔件)覆盖栅极堆叠件201的顶面和侧壁;在栅极堆叠件201上方的氮化硅覆盖层202和氮化硅绝缘层212中形成第一部分栅极接触孔222(即凹槽),并在第一部分栅极接触孔222中形成第一部分栅极接触222A(相当于栅极明线);在第一部分栅极接触222A上方沉积氮化绝缘层228和第二绝缘层230(二者相当于第二介电层),在氮化绝缘层228和第二绝缘层230中形成第二部分栅极接触232A(即通孔),其中,第二部分栅极接触232A位于第一部分栅极接触222A上方且与之电接触。由此可见,上述区别技术特征在对比文件2中已经公开,且其在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,均是形成栅极接触件,因此对比文件2给出了将上述区别技术特征应用到对比文件1中的启示,这使得本领域技术人员有动机在栅极堆叠件112、114上方的硬掩膜材料132中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线,在电介质覆盖材料260和栅极明线上方沉积电介质材料162,如此,栅极接触件276即位于栅极明线上方且与栅极明线电接触。
对于区别技术特征2),在互连的侧面和顶面上形成势垒层以阻挡互连的导电材料扩散,属于本领域的公知常识(参见公知常识证据:《电子信息材料》,樊慧庆编著,2012年09月,国防工业出版社,第36-37页第1.2.5节,其中具体记载:Ta、WN、TaN、TiN等势垒层用作互连的势垒层,以阻挡铜互连中的铜扩散以及作为粘附层提供良好的电学接触)。基于该公知常识的教导,本领域技术人员容易想到在诸如顶层源极/漏极接触件265、267的互连侧壁和顶面上形成势垒层,以阻挡接触件的导电材料扩散。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,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,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2、权利要求2引用权利要求1。对比文件1公开了:在衬底102上方和电介质栅极覆盖材料234、电介质材料128和硬掩膜材料132上方沉积导电材料248至选定厚度,导电材料248部分填充空心区136、138、140至小于电介质材料128的高度的最大高度;平坦化导电材料248以移除覆盖于硬掩模材料132上的导电材料248,空心区136、138、140内剩余的导电材料248作为底层源极/漏极接触件242、244、246(参见说明书第[0056]段,附图11)。对于本领域技术人员来说,沉积导电材料248至完全填充空心区的厚度,并执行经选择性调整以去除导电材料248而保留硬掩膜材料132的蚀刻工艺,直到导电材料248的顶面低于硬掩膜材料132的顶面,属于本领域的常规工艺。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-3、权利要求3引用权利要求1。对比文件1公开了:在衬底102、底层源极/漏极接触件242、244、246以及电介质栅极覆盖材料234、电介质材料128和硬掩膜材料132上方沉积电介质覆盖材料260;对电介质覆盖材料260执行CMP工艺,露出硬掩膜材料132顶面(参见说明书第[0057]段,附图12)。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-4、权利要求4引用权利要求1。对比文件2公开了:形成暴露栅极堆叠件201顶面的光刻胶图案,蚀刻氮化硅覆盖层202和氮化硅绝缘层212,露出栅极堆叠件201的顶面,在栅极堆叠件201的顶面上方形成第一部分栅极接触孔222(即凹槽),并在第一部分栅极接触孔222中形成第一部分栅极接触222A(相当于栅极明线)(参见说明书第[0026]段、附图3)。基于对比文件2的技术启示而在对比文件1的栅极堆叠件112、114上形成栅极明线的情形下,经由选择性调整为去除电介质栅极覆盖材料234、硬掩膜材料132而保留电介质覆盖材料260的第一各向异性蚀刻工艺来形成栅极堆叠件顶部的凹槽,属于本领域的常规工艺。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-5、权利要求5引用权利要求4。对比文件2公开了:在第一绝缘层220上方沉积导电材料以填充第一部分栅极接触孔222;对导电材料执行CMP工艺,从而露出第一绝缘层220的顶面,使得导电材料的剩余部分保留在第一部分栅极接触孔222中作为第一部分栅极接触222A(参见说明书第[0028]段,附图5)。基于对比文件2的技术启示而在对比文件1的栅极堆叠件112、114上形成栅极明线的情形下,即在电介质覆盖材料260上方沉积导电材料以填充凹槽;对导电材料执行CMP工艺,从而露出电介质覆盖材料260顶面。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-6、权利要求6引用权利要求4。对比文件1公开了:形成穿过电介质材料162的空心区170(即开口),空心区170露出栅极堆叠件112、114的顶面;在空心区170中形成栅极接触件276,栅极接触件276与栅极堆叠件112、114电接触(参见说明书第[0 053]-[0054]、[0059]段,附图14)。对比文件2公开了:形成穿过氮化绝缘层228和第二绝缘层230的第二部分栅极接触孔232,第二部分栅极接触孔232露出第一部分栅极接触222A的顶面,在第二部分栅极接触孔232中形成第二部分栅极接触232A(参见说明书第[0029]-[0032]段,图6-8)。基于对比文件2的技术启示而在对比文件1的栅极堆叠件112、114上形成栅极明线的情形下,空心区170(即开口)即露出栅极明线的顶面。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-7、权利要求7引用权利要求6。对比文件1公开了:栅极接触件276与沟道区域重叠(参见附图14)。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-8、权利要求8引用权利要求4。对比文件1公开了:形成穿过电介质材料162和电介质覆盖材料260的空心区163、164(即第一开口),空心区163、164露出底层源极/漏极接触件242、244;在空心区163、164中形成顶层源极/漏极接触件265、267(即第二接触部件),顶层源极/漏极接触件265、267与底层源极/漏极接触件242、244、电接触(参见说明书第[0049]-[0051]、[0058]段,图6-8、13);尽管附图7中示出覆于接触件146上保持完整的电介质材料162,然而应注意,可在衬底上的另一位置处形成接触件146的接点(即顶层源极/漏极接触件)于电介质材料162内(参见说明书第[0050]段),结合说明书附图7-8、13可知,底层源极/漏极接触件246上形成有与之电接触的顶层源极/漏极接触件,顶层源极/漏极接触件形成于底层源极/漏极接触件246的部分区域,即形成有穿过电介质材料162、电介质覆盖材料260的空心区(即第一开口),空心区露出底层源极/漏极接触件246,在空心区中形成顶层源极/漏极接触件;顶层源极/漏极接触件165、167可提供与衬底另外区域上形成的底层源极/漏极接触件之间的横向互连(说明书第[0048]段)。在此基础上,顶层源极/漏极接触件将底层源极/漏极接触件246电连接至另外器件的底层源极/漏极接触件,属于本领域技术人员的常规选择。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-9、权利要求9引用权利要求8。对比文件1公开了:采用诸如钨的导电材料166填充空心区163、164形成顶层源极/漏极接触件265、267(参见说明书第[0051]、[0058]段,附图8、13)。对于本领域技术人员来说,采用势垒层和导电材料来构成接触件,属于本领域的常规手段,而权利要求9限定的形成接触件的工艺,属于本领域的常规工艺。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-10、权利要求10引用权利要求8。对比文件1公开了:形成穿过电介质材料162的空心区170(即开口),空心区170露出栅极堆叠件112、114的顶面;在空心区170中形成导电材料172以形成栅极接触件276,栅极接触件276与栅极堆叠件112、114电接触,附图14示出,栅极接触件276与沟道区域重叠(参见说明书第[0052]-[0055]、[0059]段,附图9-10、14)。当基于对比文件2的技术启示在对比文件1的栅极堆叠件112、114上形成栅极明线的情形下,空心区170(即开口)即露出栅极明线的顶面,栅极接触件276与栅极明线接触。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-11、权利要求11请求保护一种形成半导体器件的方法。对比文件1公开了一种形成半导体器件的方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0035]-[0061]段,附图1-15):包括:提供具有第一、第二有源区域的衬底102,第一、第二有源区域由浅沟槽隔离302(即无源区域)间隔开;在第一、第二有源区域上方形成栅极堆叠件110、112、114,其中栅极堆叠件110、112、114包括电介质材料116与其上的导电材料118;在第一、第二有源区域中形成源极/漏极区域120、122、124、126,源极/漏极区域120、122、124、126邻近栅极堆叠件110、112、114;由电介质栅极覆盖材料234、电介质材料128和硬掩膜材料132(三者构成间隔件)覆盖栅极堆叠件110、112、114的顶面和侧壁,形成栅极结构;在源极/漏极区域120、122、124、126上方形成底层源极/漏极接触件242、244、246,底层源极/漏极接触件242、244、246的顶面低于硬掩膜材料132的顶面(即低于栅极结构的顶面);以及在底层源极/漏极接触件242、244、246上方形成电介质覆盖材料260(即接触件保护层),电介质覆盖材料260的顶面与硬掩膜材料132的顶面基本共面(即与栅极结构的顶面共面);在栅极堆叠件110、112、114顶部的硬掩膜材料132上方和电介质覆盖材料260上方沉积电介质材料162,形成穿过硬掩膜材料132和电介质材料162的栅极接触件276(即栅极通孔);去除底层源极/漏极接触件242、244、246顶面的部分电介质覆盖材料260,形成空心区163、164(即开口),在空心区163、164中形成顶层源极/漏极接触件265、267(即接触部件),空心区163、164露出底层源极/漏极接触件242、244;尽管附图7中示出覆于接触件146上保持完整的电介质材料162,然而应注意,可在衬底上的另一位置处形成接触件146的接点(即顶层源极/漏极接触件)于电介质材料162内(参见说明书第[0050]段),结合附图7-8、13可知,底层源极/漏极接触件246上形成有与之电接触的顶层源极/漏极接触件,顶层源极/漏极接触件形成于底层源极/漏极接触件246的部分区域,即形成有穿过电介质材料162、电介质覆盖材料260的空心区,顶层源极/漏极接触件形成于空心区中并与底层源极/漏极接触件246电接触。
该权利要求与对比文件1相比,区别技术特征是:1)形成由间隔件覆盖栅极堆叠件的顶面和侧壁形成栅极结构后,形成源极/漏极区域;2)在栅极堆叠件上方的间隔件中形成凹槽,并在凹槽中形成栅极明线,第二介电层还沉积于栅极明线上,通孔位于栅极明线上方且与栅极明线电接触;3)势垒层,形成在接触部件的侧壁和顶面上。基于该些区别技术特征,可以确定该权利要求相对于对比文件1实际解决的技术问题是:1)选择栅极间隔件与源极/漏极区域形成的具体工艺步骤;2)如何形成栅极接触;3)避免接触部件的导电材料扩散。
对于区别技术特征1),对比文件1公开了:在第一、第二有源区域上方形成栅极堆叠件110、112、114;在第一、第二有源区域中形成源极/漏极区域120、122、124、126;由电介质栅极覆盖材料234、电介质材料128和硬掩膜材料132(三者构成间隔件)覆盖栅极堆叠件110、112、114的顶面和侧壁,形成栅极结构。对于本领域技术人员来说,由电介质栅极覆盖材料234、电介质材料128和硬掩膜材料132(三者构成间隔件)覆盖栅极堆叠件110、112、114的顶面和侧壁后,再形成源极/漏极区域120、122、124、126,属于本领域的常规工艺。
对于区别技术特征2),对比文件2公开了一种形成半导体器件的方法,包括(参见说明书第[0022]-[0033]段,图1-8):栅极堆叠件201包括多晶硅层206和硅化钨层204,由氮化硅覆盖层202、氮化硅间隔片208和氮化硅绝缘层212(三者构成间隔件)覆盖栅极堆叠件201的顶面和侧壁;在栅极堆叠件201上方的氮化硅覆盖层202和氮化硅绝缘层212中形成第一部分栅极接触孔222(即凹槽),并在第一部分栅极接触孔222中形成第一部分栅极接触222A(相当于栅极明线);在第一部分栅极接触222A上方沉积氮化绝缘层228和第二绝缘层230(二者相当于第二介电层),在氮化绝缘层228和第二绝缘层230中形成第二部分栅极接触232A(即栅极通孔),其中,第二部分栅极接触232A位于第一部分栅极接触222A上方且与第一部分栅极接触222A电接触。由此可见,区别技术特征2)在对比文件2中已经公开,且其在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,均是形成栅极接触件,因此对比文件2给出了将区别技术特征2)应用到对比文件1中的启示,这使本领域技术人员有动机在栅极堆叠件112、114上方的硬掩膜材料132中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线,在电介质覆盖材料260和栅极明线上方沉积电介质材料162,如此,栅极接触件276即位于栅极明线上方且与栅极明线电接触。
对于区别技术特征3),在互连的侧面和顶面上形成势垒层以阻挡互连的导电材料扩散,属于本领域的公知常识(参见公知常识证据:《电子信息材料》,樊慧庆编著,2012年09月,国防工业出版社,第36-37页第1.2.5节,其中具体记载:Ta、WN、TaN、TiN等势垒层用作互连的势垒层,以阻挡铜互连中的铜扩散以及作为粘附层提供良好的电学接触)。基于该公知常识的教导,本领域技术人员容易想到在诸如顶层源极/漏极接触件265、267的互连侧壁和顶面上形成势垒层,以阻挡接触件的导电材料扩散。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求11请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-12、权利要求12引用权利要求11。对比文件1公开了:在源极/漏极区域120、122、124上方沉积导电材料248(第一导电材料)至选定厚度,导电材料部分填充空心区136、138、140至小于电介质材料128的高度的最大高度,导电材料248与源极/漏极区域120、122、124电接触;平坦化导电材料248以移除覆盖于硬掩模材料132上的导电材料248,空心区136、138、140内剩余的导电材料248作为底层源极/漏极接触件242、244、246(参见说明书第[0056]段,附图11)。对于本领域技术人员来说,沉积导电材料248至完全填充空心区的厚度,回蚀刻导电材料248直到其顶面低于硬掩膜材料132的顶面,属于本领域的常规工艺。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求12不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-13、权利要求13引用权利要求11。对比文件1公开了:栅极接触件276与沟道区域重叠,即位于第一、第二有源区域的一个之中(参见附图14)。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-14、权利要求14引用权利要求11。对比文件1公开了:在栅极结构的硬掩膜材料132上方的和电介质覆盖材料260上方沉积电介质材料162(即第一介电层);蚀刻电介质材料162和电介质覆盖材料260形成空心区163、164(即开口),空心区163、164穿过介质材料162并露出底层源极/漏极接触件242、244;以及在空心区163、164中形成顶层源极/漏极接触件265、267,顶层源极/漏极接触件265、267电连接至底层源极/漏极接触件242、244(参见说明书第[0048]-[0051]、[0057]段,附图6-8、13);尽管附图7中示出覆于接触件146上保持完整的电介质材料162,然而应注意,可在衬底上的另一位置处形成接触件146的接点(即顶层源极/漏极接触件)于电介质材料162内(参见说明书第[0050]段),结合说明书附图7-8、13可知,底层源极/漏极接触件246上形成有与之电接触的顶层源极/漏极接触件,顶层源极/漏极接触件形成于底层源极/漏极接触件246的部分区域,即形成有穿过电介质材料162、电介质覆盖材料260的空心区(即第一开口),空心区露出底层源极/漏极接触件246,在空心区中形成顶层源极/漏极接触件;顶层源极/漏极接触件165、167 可提供与另外区域上形成的底层源极/漏极接触件之间的横向互连(说明书第[0048]段)。对于本领域技术人员来说,顶层源极/漏极接触件形成于包括间隔件的栅极结构之间,并且电连接第一、第二有源区中的底层源极/漏极接触件,属于本领域的常规选择。 因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-15、权利要求15引用权利要求14。对比文件1公开了:形成穿过电介质材料162的栅极接触件276,栅极接触件276与栅极结构的栅极堆叠件112、114电接触,附图14中示出,栅极接触件276与沟道区域重叠,即位于第一、第二有源区域的一个之中(参见说明书第[0052]-[0055]、[0059]段,图9-10、14)。在此基础上,进一步在电介质材料162上方和顶层源极/漏极接触件上方沉积第二介电层,栅极接触件276穿过电介质材料162和第二介电层形成,属于本领域的常规选择。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求15不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-16、权利要求16请求保护一种半导体器件。对比文件1公开了一种半导体器件,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0035]-[0061]段,附图1-15):衬底102,具有源极/漏极区域120、122、124、126以及位于源极/漏极区域120、122、124、126之间的沟道区域;栅极结构,位于衬底102上方并邻近沟道区域,其中,栅极结构包括栅极堆叠件110、112、114和覆盖栅极堆叠件110、112、114顶部和侧壁的电介质栅极覆盖材料234、电介质材料128和硬掩膜材料132(三者构成间隔件);底层源极/漏极接触件242、244、246(即第一接触部件),位于衬底102上方并电连接至源极/漏极区域120、122、124,顶面低于栅极结构的硬掩膜材料132的顶面;电介质覆盖材料260(即第一介电层),位于底层源极/漏极接触件242、244、246上方,顶面与栅极结构的硬掩膜材料132的顶面共面;电介质材料162(即第二介电层),位于电介质覆盖材料260和栅极结构上方;形成在电介质材料162中的栅极接触件276(即通孔),位于栅极堆叠件112、114上方且与其电接触;顶层源极/漏极接触件265、267等(即第二接触部件),与底层源极/漏极接触件242、244连接;尽管附图7中示出覆于接触件146上保持完整的电介质材料162,然而应注意,可在衬底上的另一位置处形成接触件146的接点(即顶层源极/漏极接触件)于电介质材料162内(参见说明书第[0050]段),结合附图7-8、13可知,底层源极/漏极接触件246上形成有与之电接触的顶层源极/漏极接触件,顶层源极/漏极接触件形成于底层源极/漏极接触件246的部分区域,即顶层源极/漏极接触件穿过电介质材料162、电介质覆盖材料260与底层源极/漏极接触件246电接触。
该权利要求请求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比,区别技术特征在于:1)在栅极堆叠件上方的间隔件中形成凹槽,并在凹槽中形成栅极明线,第二介电层还沉积于栅极明线上,通孔位于栅极明线上方且与栅极明线电接触;2)势垒层,形成在第二接触部件的侧壁和顶面上。基于该些区别技术特征,可以确定该权利要求相对于对比文件1实际解决的技术问题是:1)如何形成栅极接触;2)避免第二接触部件的导电材料扩散。
对于区别技术特征1),对比文件2公开了一种形成半导体器件的方法,包括(参见说明书第[0022]-[0033]段,图1-8):栅极堆叠件201包括多晶硅层206和硅化钨层204,由氮化硅覆盖层202、氮化硅间隔片208和氮化硅绝缘层212(三者构成间隔件)覆盖栅极堆叠件201的顶面和侧壁;在栅极堆叠件201上方的氮化硅覆盖层202和氮化硅绝缘层212中形成第一部分栅极接触孔222(即凹槽),并在第一部分栅极接触孔222中形成第一部分栅极接触222A(相当于栅极明线);在第一部分栅极接触222A上方沉积氮化绝缘层228和第二绝缘层230(二者相当于第二介电层),在氮化绝缘层228和第二绝缘层230中形成第二部分栅极接触232A,其中,第二部分栅极接触232A位于第一部分栅极接触222A上方且与第一部分栅极接触222A电接触。由此可见,上述区别技术特征在对比文件2中已经公开,且其在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,均是形成栅极接触件,给出了将上述区别技术特征应用到对比文件1中的启示。基于该技术启示,本领域技术人员有动机在栅极堆叠件112、114上方的硬掩膜材料132中形成凹槽,并在所述凹槽中形成栅极明线,在电介质覆盖材料260和栅极明线上方沉积电介质材料162,如此,栅极接触件276即位于栅极明线上方且与栅极明线电接触。
对于区别技术特征2),在互连的侧面和顶面上形成势垒层以阻挡互连的导电材料扩散,属于本领域的公知常识(可参见公知常识证据:《电子信息材料》,樊慧庆编著,国防工业出版社,2012年09月,第36-37页第1.2.5节,其中具体记载:Ta、WN、TaN、TiN等势垒层用作互连的势垒层,以阻挡铜互连中的铜扩散以及作为粘附层提供良好的电学接触)。基于该公知常识的教导,本领域技术人员容易想到在诸如顶层源极/漏极接触件265、267的互连侧壁和顶面上形成势垒层,以阻挡接触件的导电材料扩散。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求16请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-17、权利要求17引用权利要求16。对比文件1中公开了:在底层源极/漏极接触件上形成电介质帽盖(即第一介电层),从而防止底层源极/漏极接触件与邻近栅极接触件无意中电气连接(参见说明书第[0060]-[0061]段)。在此基础上,将电介质帽盖的厚度设置成栅极堆叠件的高度的0.1至0.8倍,属于本领域技术人员根据需要作出的常规选择。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求17不具备创造性。
2-18、权利要求18引用权利要求16。将底层源极/漏极接触件242、244、246(即第一接触部件)沿栅极宽度方向尺寸设置成大于栅极堆叠件沿半导体器件的栅极长度方向尺寸的1.6倍,属于本领域技术人员根据需要作出的常规选择。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求18不具备创造性。
2-19、权利要求19引用权利要求16。对比文件1公开了:栅极接触件276与沟道区域重叠(参见附图14)。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求19不具备创造性。
2-20、权利要求20引用权利要求16。对比文件1公开了:顶层源极/漏极接触件165、167(第二接触部件) 可提供与衬底另外区域上形成的底层源极/漏极接触件(即第三接触部件)之间的横向互连(说明书第[0048]段)。在此基础上,在衬底的另一部分中形成第二源极/漏极区域,其上形成有与之电连接的底层源极/漏极接触件(第三接触部件),该底层源极/漏极接触件与底层源极/漏极接触件246具有相同的高度,形成于底层源极/漏极接触件246上的顶层源极/漏极接触件(即第二接触部件)与底层源极/漏极接触件246以及另外区域上形成的底层源极/漏极接触件部分重叠并与之直接接触,以及沿着半导体器件栅极长度方向,该顶层源极/漏极接触件具有比底层源、漏接触件246更小的尺寸,属于本领域的常规选择。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求20不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的答复
对于复审请求人答复复审通知书时提出的意见,合议组认为:尽管对比文件1没有公开在顶层源极/漏极接触件265、267侧壁和顶面上形成势垒层。然而,在互连的侧面和顶面上形成势垒层以阻挡互连的导电材料扩散,属于本领域的公知常识(参见公知常识证据:《电子信息材料》,樊慧庆编著,国防工业出版社,2012年09月,第36-37页第1.2.5节,其中具体记载:Ta、WN、TaN、TiN等势垒层用作互连的势垒层,以阻挡铜互连中的铜扩散以及作为粘附层提供良好的电学接触)。基于该公知常识的教导,本领域技术人员容易想到在诸如顶层源极/漏极接触件265、267的互连侧壁和顶面上形成势垒层,以阻挡接触件的导电材料扩散。此外,无论顶层源极/漏极接触件265、267是否是用于提供层内互连,用以形成层源极/漏极接触件265、267的导电材料166都存在扩散的风险,存在形成势垒层阻挡其扩散的需求,基于上述公知常识的教导,本领域技术人员容易想到在其顶部和侧壁形成势垒层,以阻挡导电材料166扩散而引起顶层源极/漏极接触件265、267性能退化。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组不予支持。
公知常识证据的相关页如下:














三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月20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复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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