发明创造名称：用于控制氧的提拉坩埚和相关方法
外观设计名称：
决定号：201817
决定日：2020-01-10
委内编号：1F263537
优先权日：2013-03-14
申请（专利）号：201480027045.6
申请日：2014-03-13
复审请求人：各星有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：胡杨
合议组组长：刘静
参审员：杜国顺
国际分类号：C30B15/12
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第2、3款
决定要点：如果现有技术没有公开权利要求的技术特征，则该权利要求具备新颖性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201480027045.6，名称为“用于控制氧的提拉坩埚和相关方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为各星有限公司（由爱迪生太阳能公司变更而来）。本申请的申请日为2014年03月13日，优先权日为2013年03月14日，公开日为2016年01月13日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年07月10日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-2、6、8、10-11、14和16-18相对于对比文件1（JPS49-10664A，公开日为1974年01月30日）不具备专利法第22条第2款规定的新颖性；权利要求3-5、12-13和19相对于对比文件1，权利要求7、9、15和20相对于对比文件1和对比文件2（US8262797B1，公开日为2012年09月11日）的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为申请人于2018年02月28日提交的权利要求第1-20项，2015年11月12日提交的说明书第1-11页，说明书附图第1-10页、说明书摘要和摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种用于从熔体生长晶锭的系统，所述系统包括：
第一坩埚，所述第一坩埚包括形成用于容纳所述熔体的外腔室的第一基部和第一侧壁，所述第一基部具有顶面；
堰体，所述堰体在所述第一侧壁内侧的位置处沿着所述第一基部的顶面定位，以抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动；和
尺寸被确定成用于安置成位于所述第一坩埚的所述外腔室内的第二坩埚，所述第二坩埚具有第二基部和第二侧壁，所述第二基部和所述第二侧壁形成内腔室，所述第二基部通过所述堰体与所述第一基部间隔开，并且所述第二基部包括从其中穿过的坩埚通道，以允许位于所述堰体内的熔体运动到所述第二坩埚的所述内腔室中，所述坩埚通道位于所述堰体内侧，所述堰体连续地围绕所述堰体的周界接触所述第一坩埚的第一基部和/或第二坩埚的第二基部。
2. 根据权利要求1所述的系统，还包括直接布置在所述第一坩埚下方的用于向所述第一坩埚和所述第二坩埚供热以维持其中的熔体的加热器。
3. 根据权利要求1所述的系统，还包括进料管、传感器和控制器，所述进料管设置成邻近所述第一坩埚以在位于所述第二坩埚的外侧的位置处向所述第一坩埚供给原料材料，所述传感器构造成检测所述熔体的液面高度，所述控制器构造成控制通过所述进料管的原料材料流。
4. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述堰体围绕所述堰体的周界与所述第一坩埚结合而形成具有两个侧壁和单个基部的组合坩埚。
5. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述堰体围绕所述堰体的周界与所述第二坩埚的所述第二基部结合。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述堰体具有延伸穿过其中的堰体通道，以允许所述第一坩埚的所述外腔室中的熔体在所述堰体内运动。
7. 根据权利要求6所述的系统，其中，所述堰体通道和穿过所述第二 坩埚的所述坩埚通道彼此直径上对置，以提供用于所述熔体的曲折路径。
8. 根据权利要求1所述的系统，还包括用于使晶种下降到熔体中和从熔体升出的提拉系统。
9. 根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述第一坩埚与所述第二坩埚之间的第二堰体，所述第二堰体连续地围绕第二堰体的周界接触第一坩埚的第一基部和/或第二坩埚的第二基部，第二堰体具有与堰体通道和坩埚通道直径上对置的第二堰体通道。
10. 一种用于从熔体生长晶锭的系统，所述系统包括：
第一坩埚，所述第一坩埚具有形成用于容纳所述熔体的外腔室的第一基部和第一侧壁；
第二坩埚，所述第二坩埚位于所述第一坩埚的所述外腔室内并且包括尺寸被确定成用于安置在所述第一坩埚的所述外腔室内的第二基部和第二侧壁，所述第二基部和所述第二侧壁形成内腔室，所述第二坩埚包括从所述第二基部中穿过的坩埚通道，以允许所述熔体的在位于所述第二坩埚外侧的区域中的部分运动到所述第二坩埚的所述内腔室中；和
堰体，所述堰体位于所述第一坩埚的所述外腔室内，以抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动；所述堰体定位在所述第一基部与所述第二基部之间，以将所述第二基部与所述第一基部间隔开，所述坩埚通道位于所述堰体内侧，所述堰体连续地围绕所述堰体的周界接触所述第一坩埚的第一基部和/或第二坩埚的第二基部。
11. 根据权利要求10所述的系统，还包括温度传感器、控制器和多个加热器，所述多个加热器直接布置在所述第一坩埚下方以用于向所述第一坩埚和所述第二坩埚供热以维持其中的熔体，所述温度传感器构造成测量温度，所述控制器构造成独立地控制所述多个加热器中的每一个。
12. 根据权利要求10所述的系统，还包括进料管、传感器和控制器，所述进料管设置成邻近所述第一坩埚以在位于所述第二坩埚的外侧的位置处向所述第一坩埚供给原料材料，所述传感器构造成检测所述熔体的重量，所述控制器构造成控制通过所述进料管的原料材料流。
13. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述第二坩埚围绕所述堰体的周界与所述堰体结合，以形成具有两个侧壁和单个基部的组合坩埚，所述两个侧壁沿相反的方向从所述单个基部延伸。
14. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述堰体具有延伸穿过其中的堰体通道，以允许所述第一坩埚的所述外腔室中的熔体运动到所述堰体内侧的位置。
15. 根据权利要求14所述的系统，其中，所述堰体通道和穿过所述第二坩埚的所述坩埚通道彼此直径上对置，以提供用于所述熔体的曲折路径。
16. 根据权利要求10所述的系统，还包括位于第一坩埚和第二坩埚之间的第二堰体，第二堰体连续地围绕第二堰体的周界接触第一坩埚的第一基部和/或第二坩埚的第二基部，所述第二堰体具有与堰体通道和坩埚通道直径上对置的第二堰体通道。
17. 一种用于在晶体生长系统中从熔体生长晶锭的方法，所述系统包括具有第一基部和从所述第一基部向上延伸的第一侧壁的第一坩埚，所述第一坩埚限定出位于所述第一侧壁内侧的外腔室，所述方法包括：
在沿着所述第一基部的位置处将堰体安置在所述外腔室内，以抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动；
在所述堰体的顶部上的位置处将第二坩埚安置在所述外腔室内，所述第二坩埚具有形成内腔室的第二基部和第二侧壁，所述第二基部具有从其中延伸穿过的坩埚通道，所述堰体形成位于所述堰体内侧以及所述第一坩埚与所述第二坩埚之间的中间腔室，所述坩埚通道位于所述堰体内侧，所述堰体连续地围绕所述堰体的周界接触所述第一坩埚的第一基部和/或第二坩埚的第二基部；
将加热器直接放置在所述第一坩埚下方；
将原料材料放入所述外腔室中；
利用所述加热器使所述原料材料熔化以形成熔体，从而允许所述熔体从所述外腔室运动到所述中间腔室的内侧并运动到所述内腔室中。
18. 根据权利要求17所述的方法，还包括使晶种下降到所述熔体中以 及使带有正在生长的晶锭的所述晶种从所述熔体升出的步骤。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中，所述晶种的上升与将所述原料材料放入所述坩埚的所述外腔室中同时进行。
20. 根据权利要求17所述的方法，还包括在与所述第一基部和第二基部相邻的位置处将第二堰体放入所述外腔室中的步骤，第二堰体连续地围绕第二堰体的周界接触第一坩埚的第一基部和/或第二坩埚的第二基部，所述第二堰体具有与堰体通道和坩埚通道直径上对置的第二堰体通道。”
驳回决定认为，对比文件1公开了一种半导体单晶提拉装置，图3公开了双层坩锅，其中支持装置14a为圆筒形，其上设置可使熔体自由流通的通孔或缝隙15，权利要求1、10和17的技术特征均被对比文件1公开，上述权利要求不具备新颖性。相应地，权利要求2、6、8、11、14、16和18也不具备新颖性。权利要求3-5、12-13和19进一步限定了进料管、传感器、控制器、堰体与第一或第二坩锅的结合以及晶种的放置位置，上述附加技术特征是本领域的常规技术手段或者常规选择，上述权利要求相对于对比文件1不具备创造性。权利要求7、9、15和20进一步限定堰体的设置位置，上述附加技术特征在对比文件2中给出了技术启示，上述权利要求相对于对比文件1和2的结合不具备创造性。
申请人各星有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年10月22日向国家知识产权局提出了复审请求，没有修改申请文件。复审请求人认为，对比文件1中的第二坩埚的支承装置14a并不能被视为等同于权利要求1中所限定的“堰体”，对比文件1并未公开权利要求1中的“所述堰体在所述第一侧壁内侧的位置处沿着所述第一基部的顶面定位，以抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动”。第二坩埚的支承装置14a中包括了多个通孔15，这些通孔允许熔体从四面八方自由地流通，本申请的堰体整体上能够起到抑制熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动，通过使堰体连续地围绕所述堰体的周界完全接触所述第一坩埚的第一基部和/或第二坩埚的第二基部，如此可以使得第一坩埚的外腔室中的熔体仅被引导从设置在堰体一侧的堰体通道经曲折的路径到达第二坩埚的通道。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月26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，本申请的堰体与对比文件1的支持装置14a均与第一、二坩埚完全接触进而达到支撑、分隔的效果，且二者上均具备通孔，因此基于相同的构造，二者必然可达到相同的功能；本申请所述的“抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动”为功能限定，由对比文件1图3可知，支持装置14a中含有非孔的基体，因此其也可达到抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动。（2）对比文件2明确给出了在连续提拉法中，通过设置多个堰体、将熔体通道偏置（例如180°，即直径上对置），增加熔体在到达生长区域之前所需流过的路径，从而基本消除未熔化的颗粒、减小温度波动的技术启示。在该启示下，为了解决消除未熔化的颗粒、减小温度波动的技术问题，本领域技术人员有动机调整堰体间通道及其与内坩埚的通道的位置，其取得的技术效果是可以预期的。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。
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
在复审阶段，复审请求人没有提交修改文本，本复审请求审查决定针对的文本同驳回决定针对的文本。
关于专利法第22条第2款
专利法第22条第2款规定，新颖性，是指该发明或者实用新型不属于现有技术；也没有任何单位或者个人就同样的发明或者实用新型在申请日以前向国务院专利行政部分提出过申请，并记载在申请日以后公布的专利申请文件或者公告的专利文件中。
如果现有技术没有公开权利要求的技术特征，则该权利要求具备新颖性。
具体到本案，权利要求1请求保护“一种用于从熔体生长晶锭的系统（详见案由部分）”，其中对于“堰体”的描述为“所述堰体在所述第一侧壁内侧的位置处沿着所述第一基部的顶面定位，以抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动”。
驳回决定和前置意见认为，对比文件1公开了一种使用双坩锅从熔体中生长晶锭的系统。其中第二坩锅由支持装置14a支持设置在第一坩锅中，14a为圆筒形其上设置可使得熔体自由流通的通孔或缝隙15（参见对比文件1图3）。图中11为对应于本申请的第一坩锅，其具有第一基部和第一侧壁，第一侧壁由第一基部向上延伸，第一基部和第一侧壁形成容纳熔体的外腔室；12对应于本申请的第2坩埚，安置在第1坩埚的外腔室内，包括第二基部和第二侧壁，第二基部与第二侧壁形成内腔室，支持装置14a对应于本申请的堰体， 由图3可知其含有非孔的基体，因此其也可达到抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动。因此权利要求1的技术特征均被对比文件1公开。
复审请求人认为，对比文件1中的第二坩埚的支承装置14a不能视为等同于权利要求1中所限定的“堰体”，支承装置14a中包括了多个通孔15，这些通孔允许熔体从四面八方自由地流通，而本申请的堰体整体上能够起到抑制熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动，使得第一坩埚的外腔室中的熔体仅被引导从设置在堰体一侧的堰体通道经曲折的路径到达第二坩埚的通道。
双方争议的焦点在于，对比文件1的支持装置14a是否对应于本申请的“堰体”，是否具有“抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置运动”的作用。
经查，对比文件1公开了一种半导体单晶提拉装置，其目的在于使制得的单晶电阻率一致，其改进之处在于在第二坩锅的底部具备通孔，通过该通孔实现单晶的提拉上升，其通过控制流入第一坩锅和第二坩锅的熔体的比例从而控制提拉单晶体中的杂质，进而使其电阻率一致。其中图2-图4均是其代表性示例（参见对比文件1全文）：
其中图3的11为第1坩埚，12为第2坩埚，13为第2坩埚底部的通孔，14a为支持装置，15为支持装置14a上的通孔（参见对比文件1图3及其附图说明），其中14a为筒形，其上设置了熔体自由通过的通孔15（参见对比文件1第486页左下栏第1-4行）。
根据本申请说明书的记载，本申请大体上涉及用于生产半导体或太阳能材料的晶锭的系统和方法，更特别地涉及用于通过限制或抑制硅熔体内的运动来减少晶锭中的缺陷或位错的系统和方法。为了使用提拉法生产高质量单晶，必须维持与晶锭直接相邻的熔体的表面的温度和稳定性大体上恒定。堰体沿着第一基部安置，以抑制熔体的从堰体外侧的位置向堰体内侧的位置的运动，堰体是安置在坩锅内以限制熔体的运动的石英管道，第二坩锅由浸没在熔体内的一个或多个堰体支撑，这些堰体在坩锅组件内形成多个区，以限制一个区内的熔体在特定位置进入另一个区。堰体大体上防止外区或中间区中的扰动，还通过通道的位置抑致扰动（参见说明书第0003-0004段、0011段、0031-0032段、0069段）。表1记载了被支撑在多个堰体上的内坩锅，形成的迷宫流，减少了晶锭中的氧量，对固体原料在到达正在生长的晶锭之前溶解提供了充足的时间（参见对比文件1第0073-0075段）。
对比本申请的“堰体”和对比文件1的支撑部件14a可知，本申请采用双坩锅包括堰体的结构，其中“所述堰体在所述第一侧壁内侧的位置处沿着所述第一基部的顶面定位，以抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动”，其包括堰体的双坩锅装置的目的和作用在于抑制熔体的自由流动，使熔体的流动路径更曲折，从而基本保持熔体表面的温度和稳定性恒定。权利要求1中的技术特征“抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动”尽管是对“堰体”进行的功能性限定，但该限定隐含了“堰体”的结构和位置的特殊要求，其结构和位置的设定必须能够起到“抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动”的作用。而对比文件1的发明目的与本申请的发明目的不同，尽管其也采用双坩锅结构，但其完全没有提及需要保持熔体表面温度和稳定性恒定的问题，更没有提及需要利用支撑部件14a抑制熔体的自由流动、使流动路径更曲折的构思，不论是从对比文件1的代表例图2-图4的双层坩锅设置（图2和图4的坩锅没有部件14a，说明14a并非对比文件1的必需部件），还是对比文件1明确记载的14a上设置了可以使熔体自由流动的多个通孔15，均可确定对比文件1的支撑部件14a其作用仅在于支持第二坩锅、且使熔体自由流通，并不是起到抑制熔体自由流动的作用，因而不同于本申请的“堰体”。
综上，权利要求1中的“堰体”没有被对比文件1公开，其相对于对比文件1具备新颖性，符合专利法第22条第2款的规定。同理，权利要求2、6、8、10-11、14和16-18中的“堰体”也没有被对比文件1公开，其相对于对比文件1具备新颖性，符合专利法第22条第2款的规定。
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。
在判断创造性时，首先要将权利要求的技术方案和最接近的现有技术进行对比，找出二者的区别特征，确定所述技术方案实际解决的技术问题，进而考察现有技术中是否存在将该区别特征引入到所述最接近的现有技术中以解决上述技术问题的启示，如果现有技术中不存在这样的启示，则该权利要求具备创造性。
如前所述，本申请权利要求1与对比文件1的区别在于，对比文件1没有公开权利要求1的“堰体”。对比文件1完全没有提及需要保持熔体表面温度和稳定性恒定的技术问题，更没有提及需要利用支撑部件14a抑制熔体的自由流动、使流动路径更曲折的构思，因此，对比文件1没有给出设置“堰体”以抑制熔体自由流动的技术启示。因而权利要求1相对于对比文件1具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
同理，独立权利要求10和17相对于对比文件1也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。相应的引用权利要求1、10和17的从属权利要求3-5、12-13和19相对于对比文件1也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
对比文件2图4公开了连续提拉工艺，其公开的是单层坩锅结构，其中第一外部堰体408的基础上再设置第二内部堰体407是有利的，其中外部堰体408上也提供了一个和多个流体控制通道409（参见对比文件2图4，说明书第9栏第57行-第10栏第58行）。首先，对比文件2是单层坩埚且堰体的设置方式与本申请并不相同；其次，如前所述，对比文件1并没有公开堰体的特征，其双层坩锅的目的是使制得的单晶电阻率一致，其图3公开的14a的作用仅在于支撑第二坩锅、且使熔体自由流通，并不是起到抑制熔体自由流动的作用；最后，无论是对比文件1还是对比文件2均没有教导通过堰体和双层坩埚结合的方式控制熔体的流通路线进而保持熔体表面温度和稳定性恒定。因而即使结合对比文件2，本领域技术人员也不能意识到堰体和双层坩锅结合的方式可以抑制熔体的流动，从而达到减少熔体温度波动和保持熔体表面稳定性的作用。
因而，驳回决定关于权利要求7、9、15和20相对于对比文件1和对比文件2的结合不具备专利法第22条第3款的创造性的理由不成立。
基于上述事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年07月10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驳回决定针对的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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