发明创造名称：晶圆结构及晶圆加工方法
外观设计名称：
决定号：199919
决定日：2020-01-07
委内编号：1F277456
优先权日：
申请（专利）号：201510516062.2
申请日：2015-08-20
复审请求人：共达电声股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：宋卫华
合议组组长：成春旺
参审员：孙红花
国际分类号：B81C1/00(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所限定的技术方案与最接近的现有技术相比具有区别技术特征，并且现有技术中没有给出采用该区别技术特征解决相关技术问题的启示，同时该区别技术特征的应用能够为该项权利要求所限定的技术方案带来预料不到的技术效果，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510516062.2，名称为“晶圆结构及晶圆加工方法”的发明专利申请(下称本申请)，申请人为共达电声股份有限公司。本申请的申请日为2015年08月20日，公开日为2017年03月01日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门以本申请权利要求1-15不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由于2018年09月25日作出了驳回决定，驳回决定所依据的文本为：申请日2015年08月20日提交的说明书第1-60段（第1-9页）、说明书附图图1-4（第1-4页）、说明书摘要、摘要附图；以及2018年05月14日提交的权利要求第1-15项。驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：US2010/0127355A1，公开日2010年03月27日；
对比文件2：CN1612304A，公开日2005年05月04日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种晶圆结构，用于形成多个管芯，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
位于所述半导体衬底的第一表面上的多个第一功能层和多个第二功能层，所述多个第一功能层由划片道隔开，所述多个第二功能层位于所述划片道中；以及
位于所述多个第二功能层下方的多个划片标记，
其中，所述多个管芯分别包括半导体衬底的一部分和所述多个第一功能层中的相应一个功能层，所述多个第二功能层用于提供所述多个管芯中的相邻管芯之间的机械和/或电连接；
所述划片道用于切割，且所述划片标记的延伸方向与激光扫描移动的方向一致；
所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹形成连续路径。
2. 根据权利要求1所述的晶圆结构，其中，所述多个划片标记是在所述第一表面开口的多个凹槽，所述多个第二功能层分别覆盖所述开口的至少一部分。
3. 根据权利要求1所述的晶圆结构，其中，所述多个划片标记是在所述第二表面开口的多个凹槽。
4. 根据权利要求2或3所述的晶圆结构，其中，所述多个凹槽的长度大于等于所述多个第二功能层的相应功能层沿着激光扫描移动的方向的尺寸。
5. 根据权利要求2或3所述的晶圆结构，其中，所述多个凹槽的宽度小于5微米。
6. 根据权利要求2或3所述的晶圆结构，其中，所述多个凹槽的深度达到所述激光扫描在所述半导体衬底中的聚焦深度。
7. 根据权利要求1所述的晶圆结构，其中，所述多个管芯分别为MEMS麦克风，所述多个第二功能层用于提供相邻的MEMS麦克风的公共锚区和电连接中的至少之一。
8. 一种晶圆加工方法，包括：
形成多个管芯，所述多个管芯分别包括半导体衬底的一部分和位于半导体衬底的第一表面上的多个第一功能层中的相应一个功能层，所述多个第一功能层由划片道隔开；
在所述划片道中形成多个第二功能层，用于提供所述多个管芯中的相邻管芯之间的机械和/或电连接；
在所述多个第二功能层下方，形成多个划片标记；以及
沿着划片道进行激光切割；
其中，所述划片标记的延伸方向与激光扫描移动的方向一致；
所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹形成连续路径。
9. 根据权利要求8所述的晶圆加工方法，形成多个划片标记包括形成在所述第一表面开口的多个凹槽，其中，在形成所述多个划片标记之后形成所述第二功能层，使得所述多个第二功能层分别覆盖所述开口的至少一部分。
10. 根据权利要求8所述的晶圆加工方法，形成多个划片标记包括形成在所述半导体衬底的第二表面开口的多个凹槽，其中所述第一表面和所述第二表面彼此相对。
11. 根据权利要求9或10所述的晶圆加工方法，其中，所述激光切割包括：
在半导体衬底的所述第二表面附着胶膜；
在半导体衬底的所述第一表面，沿着划片道移动激光，执行激光扫描，在所述半导体衬底中形成改质层；以及
扩展胶膜，使得相邻的管芯彼此分离。
12. 根据权利要求11所述的晶圆加工方法，其中，沿着划片道执行多次激光扫描，使得每次激光扫描中，激光聚焦于所述半导体衬底中的不同深度。
13. 根据权利要求12所述的晶圆加工方法，其中，所述多次激光扫描中的至少一次激光扫描的深度达到凹槽的深度。
14. 根据权利要求11所述的晶圆加工方法，其中，所述激光扫描形成的改质层以提供初始裂纹，所述初始裂纹与所述多个凹槽形成连续的路径。
15. 根据权利要求8所述的晶圆加工方法，其中，在形成所述多个第二功能层的步骤和激光切割的步骤之间，还包括执行晶圆测试，其中，所述多个第二功能层提供所述多个管芯的连接，从而实现所述多个管芯的串联或并联测试。”
驳回决定指出：独立权利要求1、8与对比文件1的区别技术特征在于：本申请的划片标记位于第二功能层下方。然而，将划片标记设置在第二功能层下方以替代对比文件1公开的划片标记设置在第二功能层中，仅是简单改变了设置位置，其作用与对比文件1相同，是容易实现的，因此权利要求1、8相对于对比文件1和本领域常规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；从属权利要求2-7、9-10的附加技术特征部分被对比文件1所公开，部分是本领域容易想到的常规设置或常规选择，从属权利要求11-12的附加技术特征由对比文件2给出了技术启示；从属权利要求13-15的附加技术特征是本领域常规技术手段；因此在其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求2-7、9-15也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对申请人的意见陈述，驳回决定进一步指出：本申请权利要求1中“所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹形成连续路径”并没有限定是半导体衬底还是晶圆结构中的初始裂纹，其次，对比文件1金属层中互联结构凹槽的作用也是为了与晶圆中的初始裂纹共同形成连续路径，以便于晶圆切割分离，与本申请的作用是相同的，而将对比文件1的凹槽设在衬底层或在金属层中以减少晶圆切割方向的厚度，对本领域技术人员而言是显而易见的，不需要付出创造性的劳动。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年01月10日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，具体是：将技术特征“所述多个划片标记是在所述半导体衬底的第一表面开口或第二表面开口的多个凹槽”补入权利要求1中，并将权利要求1中技术特征“所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹形成连续路径”修改为“所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹在所述半导体衬底上形成连续路径”，将技术特征“形成多个划片标记包括形成在所述第一表面开口的多个凹槽，且在形成所述多个划片标记之后形成所述第二功能层，使得所述多个第二功能层分别覆盖所述开口的至少一部分”和“激光从所述第二功能层所在侧入射”补入权利要求8，同时将权利要求8中技术特征“所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹形成连续路径”修改为“所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹在所述半导体衬底上形成连续路径”，删除了原从属权利要求9和10，并修改了其他权利要求的序号和引用关系。
复审请求人认为：对比文件1的凹槽都是设置在金属层7上，且如果不在金属层上设置凹槽，则当激光照到金属层上，金属材料会散射激光而不是被切割，从而防止半导体材料在切割线处分离，因此本领域技术人员没有动机将对比文件1的凹槽设置在金属层以外的其他位置；并且，对比文件1在激光切割时，激光是从晶圆背面入射，激光照射半导体衬底后照射到金属层上，影响半导体材料在切割线处分离的因素仅有金属层，没必要在半导体上衬底凹槽；另外，对比文件1中凹槽的设置作用是为了便于后续扩展胶膜时，金属层可轻易被撕开以实现半导体材料的成功分离，而不是为减少晶圆结构的垂直高度使激光便于穿透，而本申请中凹槽的设置作用也不是为了减少晶圆结构的垂直厚度使激光便于穿透，而是为了能通过凹槽与激光扫描在半导体衬底上形成的初始裂纹形成连续路径，从而在后续胶膜扩展式，初始裂纹与划片标记一起提供裂纹扩展路径，使得管芯彼此分离，其并非简单的替换；最后，本申请的连续路径是由划片标记与激光扫描形成的初始裂纹在半导体衬底上形成，而对比文件1的初始裂纹形成在半导体衬底上，凹槽在金属层上，所述初始裂纹和凹槽不可能形成连续路径，两者存在本质区别，相比于对比文件1，本申请中将凹槽直接设置在半导体衬底上，不会影响金属层在测试过程中和老化过程中的电耦合性能，使得晶圆结构设计、制造加工难度非常小。
复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种晶圆结构，用于形成多个管芯，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
位于所述半导体衬底的第一表面上的多个第一功能层和多个第二功能层，所述多个第一功能层由划片道隔开，所述多个第二功能层位于所述划片道中；以及
位于所述多个第二功能层下方的多个划片标记，所述多个划片标记是在所述半导体衬底的第一表面开口或第二表面开口的多个凹槽；
其中，所述多个管芯分别包括半导体衬底的一部分和所述多个第一功能层中的相应一个功能层，所述多个第二功能层用于提供所述多个管芯中的相邻管芯之间的机械和/或电连接；
所述划片道用于切割，且所述划片标记的延伸方向与激光扫描移动的方向一致；
所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹在所述半导体衬底上形成连续路径。
2. 根据权利要求1所述的晶圆结构，其中，所述多个划片标记是在所述第一表面开口的多个凹槽，所述多个第二功能层分别覆盖所述开口的至少一部分。
3. 根据权利要求1所述的晶圆结构，其中，所述多个划片标记是在所述第二表面开口的多个凹槽。
4. 根据权利要求2或3所述的晶圆结构，其中，所述多个凹槽的长度大于等于所述多个第二功能层的相应功能层沿着激光扫描移动的方向的尺寸。
5. 根据权利要求2或3所述的晶圆结构，其中，所述多个凹槽的宽度小于5微米。
6. 根据权利要求2或3所述的晶圆结构，其中，所述多个凹槽的深度达到所述激光扫描在所述半导体衬底中的聚焦深度。
7. 根据权利要求1所述的晶圆结构，其中，所述多个管芯分别为MEMS麦克风，所述多个第二功能层用于提供相邻的MEMS麦克风的 公共锚区和电连接中的至少之一。
8. 一种晶圆加工方法，包括：
形成多个管芯，所述多个管芯分别包括半导体衬底的一部分和位于半导体衬底的第一表面上的多个第一功能层中的相应一个功能层，所述多个第一功能层由划片道隔开；
在所述划片道中形成多个第二功能层，用于提供所述多个管芯中的相邻管芯之间的机械和/或电连接；
在所述多个第二功能层下方，形成多个划片标记；以及
沿着划片道进行激光切割，且激光从所述第二功能层所在侧入射；
其中，所述划片标记的延伸方向与激光扫描移动的方向一致；
所述划片标记与激光扫描在所述半导体衬底上形成的初始裂纹形成连续路径；
形成多个划片标记包括形成在所述第一表面开口的多个凹槽，且在形成所述多个划片标记之后形成所述第二功能层，使得所述多个第二功能层分别覆盖所述开口的至少一部分。
9. 根据权利要求8所述的晶圆加工方法，其中，所述激光切割包括：
在半导体衬底的所述第二表面附着胶膜；
在半导体衬底的所述第一表面，沿着划片道移动激光，执行激光扫描，在所述半导体衬底中形成改质层；以及
扩展胶膜，使得相邻的管芯彼此分离。
10. 根据权利要求9所述的晶圆加工方法，其中，沿着划片道执行多次激光扫描，使得每次激光扫描中，激光聚焦于所述半导体衬底中的不同深度。
11. 根据权利要求10所述的晶圆加工方法，其中，所述多次激光扫描中的至少一次激光扫描的深度达到凹槽的深度。
12. 根据权利要求19所述的晶圆加工方法，其中，所述激光扫描形成的改质层以提供初始裂纹，所述初始裂纹与所述多个凹槽形成连续的路径。
13. 根据权利要求8所述的晶圆加工方法，其中，在形成所述多个第二功能层的步骤和激光切割的步骤之间，还包括执行晶圆测试，其中， 所述多个第二功能层提供所述多个管芯的连接，从而实现所述多个管芯的串联或并联测试。”。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03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：本申请与对比文件1都是为了切断晶圆，不仅仅是在半导体衬底上形成连续路径，在激光切断晶圆时，需减小晶圆中具有金属材料处的切割厚度，而对比文件1在金属层中设置凹槽，可起到减少晶圆中金属材料处切割厚度的作用，由此选择在与金属材料位置对应的半导体衬底处设置凹槽，以减少金属材料处的切割厚度是容易实现的，而当凹槽设置在衬底层上时，必然能够形成所述连续路径；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。
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
复审请求人在提出复审请求时，修改了权利要求书，经审查，该修改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，因此本复审请求审查决定所针对的文本为：申请日2015年08月20日提交的说明书第1-60段（第1-9页）、说明书附图图1-4（第1-4页）、说明书摘要、摘要附图；以及2019年01月10日提交的权利要求第1-13项。
关于创造性
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。
具体到本案：
权利要求1、8分别要求保护一种用于形成多个管芯的晶圆结构及晶圆加工方法。对比文件1公开了一种用于形成多个芯片的半导体器件及制备方法，包括(参见说明书第29、34-47、60段，附图1-6)：半导体衬底，所述半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；位于半导体衬底的第一表面的多个芯片区域1（相当于第一功能层）和多个接触结构5（相当于第二功能层），多个芯片区域1被切割区域4（相当于划片道）隔开，接触结构5位于切割区域4中；接触结构包括硬钝化层6和嵌在硬钝化层6中的金属层7，金属层7可通过内部布线耦接至芯片区域1内的一个或多个组件（集成电路、MEMS等），金属层7中设凹槽201（或301、401），其中多个接触结构5用于提供在晶片测试期间使用的TEG电极，可扩展带9贴在半导体衬底的第一表面，激光束8可从半导体衬底的第二表面射入，在激光隐形切割后，可扩展带9在各个侧向上扩展，导致晶片沿着由激光束8形成的预损坏线分离，如芯片区域1的切割线与金属层7相交时，由于金属材料会散射激光而不是被切割，会阻碍该切割线处的半导体材料的分离，或即使分离成功，金属层7也会在撕开时散开，导致晶片切割质量变差，由此在金属层7中形成狭缝状凹槽201（或301、401），其沿着激光束8的切割移动方向，切割线的大部分长度延伸穿过该金属层7上的凹槽，此时切割线不与金属层7相交，仅金属层7轮廓和狭缝状凹槽201的上端201b和下端201a的一小部分撕开即可，便于半导体晶片切割为芯片；所述半导体器件的制备方法包括以下步骤(参见说明书第67-69段、附图19)：S1、准备半导体晶圆，其具有多个被切割线分隔的作用区；S2、在切割线内形成金属层，其中金属层上包括狭缝状凹槽；S3、采用激光切割将半导体晶圆分隔为至少2个半导体芯片，并且切割线穿过所述金属层的凹槽，之后通过可扩展带的扩展将芯片分离。
权利要求1的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于：多个划片标记位于第二功能层下方，所述划片标记是在半导体衬底的第一表面开口或第二表面开口的多个凹槽，所述划片标记与激光扫描形成的初始裂纹在所述半导体衬底上形成连续路径。基于上述区别技术特征确定该权利要求实际要解决的技术问题是：如何在半导体衬底上形成供裂纹扩展的连续路径，使得管芯便于分离。
权利要求8的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于：划片标记与激光扫描在所述半导体衬底上形成的初始裂纹形成连续路径，形成多个划片标记包括形成在第一表面开口的多个凹槽，且在形成多个划片标记后形成第二功能层，使得多个第二功能层分别覆盖所述开口的至少一部分。基于上述区别技术特征确定该权利要求实际要解决的技术问题是：如何在半导体衬底上形成供裂纹扩展的连续路径，使得管芯便于分离。
对比文件2公开了一种沿着预定分隔线分隔晶片的方法，包括以下步骤（参见说明书第6页第6行至第8页第7行、附图11-13）：提供半导体晶片2，其包括具有电路的第一表面和与第一表面相对的第二表面；在半导体晶片2的第一表面附着保护带42；在半导体晶片的第二表面，沿着分割线21施加激光，以在半导体晶片2内部形成损坏层210；扩展保护带42，沿损坏层210分离半导体晶片2，形成单独的半导体芯片20。经查，该对比文件实际上为本申请说明书背景技术部分提到的形成多个管芯的晶圆制备方法（参见本申请说明书第0003段），并没有涉及划片道的具体设计，也没有披露在半导体衬底上形成划片标记的凹槽。
驳回决定和前置意见认为：基于本申请权利要求1的技术方案与对比文件1的区别特征，确定本申请所解决的技术问题是设置不同的划片标记的位置；对比文件1已公开了在金属层中设置凹槽，可起到减少晶圆中金属材料处的切割厚度、便于激光穿透的作用，由此选择在与金属材料位置对应的半导体衬底处设置凹槽是简单替换，其仅是改变了凹槽的设置位置，其作用也是减少晶圆的切割厚度以便于在激光切割时形成连续的切割线，便于晶圆切割，这是本领域技术人员容易实现的。
对此合议组认为：确定发明实际解决的技术问题时，应以区别特征中的技术手段所达到的技术效果为基础，而不应将区别特征中的技术手段上位化后作为技术问题；具体而言，对比文件1中在金属层上设置凹槽的作用并不是为了减少晶圆中金属层处切割厚度、便于激光穿透，而是为了避免芯片区域上的切割线与金属层相交时，因金属层散射阻碍该切割线处的材料分离或即使分离金属层也会散开，导致晶片切割质量变差（参见对比文件1说明书第45段）；本申请在半导体衬底上设置划片标记的凹槽，其作用是使半导体衬底上非连续的初始裂纹与划片标记的凹槽相接形成连续路径，提供裂纹扩展途径，使得管芯彼此分离（参见本申请说明书第0046段），其作用也不是减少晶圆结构的垂直厚度使激光便于穿透；并且，对比文件1的凹槽形成在金属层上，初始裂纹则形成在半导体衬底上，由于初始裂纹和凹槽形成在不同层上，两者不能相接形成供初始裂纹扩展的连续路径，即对比文件1中的凹槽提供金属层撕开的路径，初始裂纹提供半导体材料分离的路径，尽管两者最终目的都是分离管芯，但采用的技术手段不同，具体作用也不同，在对比文件1的基础上，本领域技术人员没有动机将金属层上设置凹槽调整为在半导体衬底上设置凹槽，以解决本申请所述激光划片道在半导体衬底内部难以形成连续的初始裂纹、进而导致管芯分离可能失败或损坏的问题，而在金属层上设置凹槽需要严格控制凹槽的设置方式以保证金属层还能起到电耦合作用，本申请将凹槽设在半导体衬底上，不会影响金属层的电耦合作用，使得晶圆结构设计、制造加工难度降低，可见所述凹槽位置的改变带来了预料不到的技术效果，且目前也没有证据表明“划片标记的凹槽设置在半导体衬底上、且划片标记与激光扫描形成的初始裂纹在半导体衬底上形成连续路径”是本领域的公知常识，因此该权利要求1和8的技术方案相对于对比文件1是非显而易见的，具备创造性。
相应的，其从属权利要求2-7、9-13也具备创造性。
基于上述事实和理由，本案合议组作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年09月25日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审审查决定所针对文本的基础上对本申请继续进行审查。
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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