发明创造名称：一种半导体器件及其制备方法、电子装置
外观设计名称：
决定号：200479
决定日：2020-01-13
委内编号：1F278203
优先权日：
申请（专利）号：201510009275.6
申请日：2015-01-08
复审请求人：中芯国际集成电路制造（上海）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：段小晋
合议组组长：刘博
参审员：戴丽娟
国际分类号：H01L29/423,H01L29/78,H01L21/28,H01L21/336
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在判断一项权利要求所要求保护的技术方案是否具备创造性时，首先应当确定与该权利要求的技术方案最接近的现有技术，然后将该权利要求的技术方案与最接近的现有技术进行技术特征对比分析，找出二者的区别技术特征。如果区别技术特征属于本领域的惯用手段，在最接近的现有技术的基础上结合本领域的惯用手段得到该权利要求所要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，并且其取得的技术效果是可以预期的，则该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510009275.6，名称为“一种半导体器件及其制备方法、电子装置”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为中芯国际集成电路制造（上海）有限公司。本申请的申请日为2015年01月08日，公开日为2016年08月03日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年12月24日以本申请权利要求1-9不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为由发出驳回决定，驳回了本申请，驳回决定中引用的对比文件如下：对比文件2：US2014/0061780A1，公开日为2014年03月06日。其具体理由是：权利要求1的技术方案与对比文件2公开的技术方案相比，区别技术特征为：氧化工艺为原位水气氧化工艺，且原位水气生成氧化工艺包括将等离子态的氧注入到牺牲层中以形成氧化物。基于上述区别特征，权利要求1实际解决的技术问题是：如何进一步提高牺牲层的氧化。从对比文件2公开的氧化过程可知，激子氧化工艺与原位水气氧化工艺类似，均是利用由氧气产生的活性氧原子(O*)和由氢气产生的活性氢原子(H*)等参与硅的氧化，在此基础上，将氧化物工艺具体选择为原位水气氧化为本领域中的惯用手段；且对比文件2还公开了：在鳍部115的表面上形成牺牲垫层310、牺牲垫层310的材料为氮化硅，而后利用低压激子氧化工艺将牺牲垫层310转化为氧化物，牺牲垫层310可以抑制界面氧化层313的形成进而防止在后续的氧化过程中消耗有源鳍部的硅原子。即对比文件2与本申请均是利用将牺牲层氧化来形成栅氧化层进而避免形成栅氧过程中对有源鳍部中硅原子的消耗，在此基础上，为了进一步提高牺牲层的氧化，在原位水气生成氧化工艺中将等离子态的氧注入到牺牲层中为本领域中的惯用手段，以上均属于公知常识。因此，在对比文件2的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1请求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1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-7的附加技术特征或者被对比文件2所公开，或者是本领域的惯用手段，因此权利要求2-7也不具备创造性。权利要求8请求保护一种基于权利要求1至7之一所述的方法制备得到的半导体器件，对比文件2进一步公开了一种半导体器件，因此在对比文件2的基础上结合本领域的公知常识得出权利要求8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，因此权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求9请求保护一种电子装置，包括权利要求8所述的半导体器件，基于与引用的权利要求类似的理由，在对比文件2的基础上结合本领域的公知常识得出权利要求9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，因此权利要求9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：申请日2015年01月08日提交的说明书第1-78段、说明书附图图1-3、说明书摘要和摘要附图，2018年08月17日提交的权利要求第1-9项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1.一种半导体器件的制备方法，包括：
步骤S1：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有若干相互间隔的鳍片；
步骤S2：在所述鳍片的表面上形成牺牲层，以覆盖所述鳍片；
步骤S3：选用原位水气生成的方法在所述牺牲层的表面形成氧化物层，同时执行原位水气生成氧化工艺，以将所述牺牲层转化为氧化物，在所述鳍片的表面上形成栅极氧化物；所述原位水气生成氧化工艺包括将等离子态的氧注入到所述牺牲层中，以形成所述氧化物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述牺牲层选用SiN。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，选用原子层沉积或者分子层沉积的方法形成所述牺牲层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述栅极氧化物为SiO2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在所述半导体衬底上还形成有上表面在所述鳍片顶部以下的层间介电层。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：
步骤S4：沉积栅极材料层，以覆盖所述鳍片和所述栅极氧化物；
步骤S5：图案化所述栅极材料层，以形成栅极。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述栅极材料层选用多晶硅。
8.一种基于权利要求1至7之一所述的方法制备得到的半导体器件。
9.一种电子装置，包括权利要求8所述的半导体器件。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月02日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。复审请求人认为：1）对比文件2仅公开了“利用低压激子氧化工艺将牺牲垫层310转化为氧化物”的步骤，并没有公开“利用工艺在牺牲层的表面上形成栅极氧化物，而形成氧化物层的同时执行相同的工艺已将所述牺牲层转化为氧化物，在所述鳍片的表面上形成栅极氧化物”，该步骤为驳回决定的主观臆断；2）对比文件2没有公开选用原位水气生成氧化工艺的方法将牺牲层转化为氧化物，对比文件2仅仅公开了通入氧气和氢气进行氧化，而该氧化过程并不能等同于原位水气生成氧化工艺，对比文件2也不能给出任何技术启示，而且也没有任何证据证明执行原位水气生成氧化工艺为惯用手段，驳回决定认为该技术方案为惯用手段完全是主观臆测。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月10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：首先，本申请是在形成SiN牺牲层之后进行原位水气氧化工艺在牺牲层表面形成氧化层同时将牺牲层转化为栅氧化层。原位水气氧化工艺（ISSG）的过程为：在反应腔内通入掺入少量H2的O2，在高温氛围下会产生大量气相活性自由基（包括O*和H*等）来参与Si的氧化反应。可见原位水气氧化工艺过程中并没有硅源气体，因此权利要求1中限定的在牺牲层表面形成氧化层的同时将牺牲层转化为栅氧化层，可以理解为在进行原位水气氧化工艺时首先将牺牲层表面转化为氧化层，而后将整个牺牲层转化为氧化层，以形成栅氧化层。基于此，可以认为对比文件2公开了技术特征“利用工艺在牺牲层的表面上形成栅极氧化物，而形成氧化物层的同时执行相同的工艺已将所述牺牲层转化为氧化物，在所述鳍片的表面上形成栅极氧化物”。因此，修改后的权利要求1请求保护的技术方案相对于对比文件2的区别仅在于：氧化工艺为原位水气氧化工艺，且原位水气生成氧化工艺包括将等离子态的氧注入到牺牲层中以形成氧化物。对比文件2公开了：在鳍部115的表面上形成牺牲垫层310、牺牲垫层310的材料为氮化硅，而后利用低压激子氧化工艺将牺牲垫层310转化为氧化物，牺牲垫层310可以抑制界面氧化层313的形成进而防止在后续的氧化过程中消耗有源鳍部的硅原子（参见说明书第42段和第44段）。即对比文件2与本申请均是利用将牺牲层氧化来形成栅氧化层进而避免形成栅氧过程中对有源鳍部中硅原子的消耗。且本申请利用“用原位水气生成的方法在所述牺牲层的表面形成氧化物层，同时执行原位水气生成氧化工艺，以将所述牺牲层转化为氧化物，在所述鳍片的表面上形成栅极氧化物”即可实现将牺牲层转化为氧化物，而在原位水气生成氧化工艺中包括将等离子态的氧注入到牺牲层中仅仅是为了进一步提高牺牲层的氧化。因此基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题为如何进一步提高牺牲层的氧化。其次，原位水气氧化工艺（ISSG）的过程为：在反应腔内通入掺入少量H2的O2，在高温氛围下会产生大量气相活性自由基（包括O*和H*等）来参与Si的氧化反应。可见，对比文件2公开的激子氧化工艺与原位水气氧化工艺类似，均是利用由氧气产生的活性氧原子(O*)和由氢气产生的活性氢原子(H*)等参与硅的氧化，在此基础上，将氧化物工艺具体选择为原位水气氧化为本领域中的惯用手段；且对比文件2与本申请均是利用将牺牲层氧化来形成栅氧化层进而避免形成栅氧过程中对有源鳍部中硅原子的消耗，在此基础上，为了进一步提高牺牲层的氧化，在原位水气生成氧化工艺中将等离子态的氧注入到牺牲层中为本领域中的惯用手段，以上均属于公知常识。因此，在对比文件2的基础上结合本领域的公知常识得出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。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08月20日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-9不具备专利法第22条第3款有关创造性的规定。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：1）首先，本申请是在形成SiN牺牲层之后进行原位水气氧化工艺在牺牲层表面形成氧化层同时将牺牲层转化为栅氧化层。而原位水气氧化工艺（ISSG）的过程为：在反应腔内通入掺入少量H2的O2，在高温氛围下会产生大量气相活性自由基（包括O*和H*等）来参与Si的氧化反应，可见原位水气氧化工艺过程中并没有硅源气体，因此权利要求1中限定的在牺牲层表面形成氧化层的同时将牺牲层转化为栅氧化层，相当于在进行原位水气氧化工艺时将牺牲层表面逐步转化为氧化层，直到最后将整个牺牲层转化为氧化层，以形成栅氧化层。基于此，可以认为对比文件2隐含公开了上述技术特征；2）尽管对比文件2没有公开氧化工艺为原位水气氧化工艺，但是对比文件2（参见说明书第42段至第44段）公开了：利用低压激子氧化工艺将牺牲垫层310转化为氧化物，牺牲垫层310可以抑制界面氧化层313的形成进而防止在后续的氧化过程中消耗有源鳍部的硅原子，其中在低压激子氧化工艺中，工艺温度为750℃到850℃。即对比文件2与本申请均是在低温环境下利用将牺牲层氧化来形成栅氧化层进而避免形成栅氧过程中对有源鳍部中硅原子的消耗，两者解决的技术问题是一样的，都是避免常规高温下进行氧化工艺导致的鳍片消耗。其次，本领域技术人员知道，原位水气氧化工艺（ISSG，即原位水汽生长工艺）的过程为：在反应腔内通入掺入少量H2的O2，在高温氛围下会产生大量气相活性自由基（包括O*和H*等）来参与Si的氧化反应。而对比文件2公开的激子氧化工艺与原位水气氧化工艺都是本领域常规的氧化工艺，均是利用由氧气产生的活性氧原子(O*)和由氢气产生的活性氢原子(H*)等参与硅的氧化，在此基础上，将氧化物工艺具体选择为原位水气氧化为本领域中的惯用技术手段。因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组对复审请求人上述意见陈述不予支持。
复审请求人于2019年09月27日提交了意见陈述书，未对申请文件作出修改。复审请求人认为：对比文件2仅仅公开了通入氧气和氢气进行氧化，该氧化过程与本申请形成栅极氧化物的方式不同，并且对比文件2仅包含对牺牲层进行氧化的步骤，没有公开将等离子态的氧注入到牺牲层的步骤，对比文件2也不能给出任何的技术启示，而且也没有任何证据证明执行原位水气生成氧化工艺为惯用手段。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年09月27日提交了意见陈述书，并未对申请文件作出任何修改。因此，本复审决定依据的文本为：复审请求人于申请日2015年01月08日提交的说明书第1-78段、说明书附图图1-3、说明书摘要和摘要附图，2018年08月17日提交的权利要求第1-9项。
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。
在判断一项权利要求所要求保护的技术方案是否具备创造性时，首先应当确定与该权利要求的技术方案最接近的现有技术，然后将该权利要求的技术方案与最接近的现有技术进行技术特征对比分析，找出二者的区别技术特征。如果区别技术特征属于本领域的惯用手段，在最接近的现有技术的基础上结合本领域的惯用手段得到该权利要求所要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，并且其取得的技术效果是可以预期的，则该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
在本复审决定中引用的对比文件与驳回决定以及复审通知书中所引用的对比文件相同，即：
对比文件2：US2014/0061780A1，公开日为2014年03月06日。
其中，对比文件2作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器件的制备方法。对比文件2公开了一种半导体器件的制备方法，并具体公开了以下技术内容（参见说明书第[0030]-[0062]段、附图2-8）：提供半导体衬底100，在半导体衬底100上形成有若干相互间隔的鳍部115（相当于鳍片）；在鳍部115的表面上形成牺牲垫层310（相当于牺牲层），以覆盖鳍部115；牺牲垫层310的材料为氮化硅，牺牲垫层310可以防止在后续的氧化过程中有源鳍部的氧化，进而可以抑制有源鳍部中硅原子的损失或消耗，而后利用低压激子氧化工艺将牺牲垫层310转化为氧化物（其必然会在过渡层表面形成氧化物层），在鳍部115的表面上形成栅极氧化物。由于对比文件2公开了在低压激子氧化工艺中，工艺温度为750℃到850℃，氧气作为氧化性原材料及氢气作为还原性源材料，由氧气产生的氧激子(O*)和由氢气产生的氢激子(H*)提供于氮化硅牺牲垫层310上，从而将牺牲垫层310逐渐转化为氧化硅层，相当于隐含公开了利用工艺在所述牺牲层的表面形成氧化物层，同时执行相同的工艺以将所述牺牲层转化为氧化物，在所述鳍片的表面上形成栅极氧化物。
权利要求1与对比文件2的区别在于：氧化工艺为原位水气氧化工艺，且原位水气生成氧化工艺包括将等离子态的氧注入到牺牲层中以形成氧化物。基于上述区别特征，可以确定权利要求1实际解决的技术问题是：使用相近氧化工艺的替换。
从对比文件2公开的氧化过程可知，激子氧化工艺与原位水气氧化工艺类似，均是利用由氧气产生的活性氧原子(O*)和由氢气产生的活性氢原子(H*)等参与硅的氧化，在此基础上，将氧化物工艺具体选择为原位水气氧化为本领域中的惯用技术手段；且对比文件2还公开了：在鳍部115的表面上形成牺牲垫层310、牺牲垫层310的材料为氮化硅，而后利用低压激子氧化工艺将牺牲垫层310转化为氧化物，牺牲垫层310可以抑制界面氧化层313的形成进而防止在后续的氧化过程中消耗有源鳍部的硅原子。即对比文件2与本申请均是利用将牺牲层氧化来形成栅氧化层进而避免形成栅氧过程中对有源鳍部中硅原子的消耗，在此基础上，为了进一步提高牺牲层的氧化，在原位水气生成氧化工艺中将等离子态的氧注入到牺牲层中为本领域中的惯用技术手段。
由此可见，在对比文件2的基础上结合本领域的惯用技术手段得到的权利要求1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。因此，权利要求1不具备突出的实质性特点和显著进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求2引用了权利要求1。对比文件2还公开了（参见说明书第[0030]-[0062]段、附图2-8）：牺牲垫层310为氮化硅。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，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。
3、权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求3是权利要求1或2的从属权利要求。对比文件2还公开了（参见说明书第[0030]-[0062]段、附图2-8）：利用原子层沉积的方法形成牺牲垫层310。而具体利用分子层沉积的方法形成牺牲层为本领域中的惯用技术手段。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，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。
4、权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求4是权利要求1的从属权利要求。对比文件2还公开了（参见说明书第[0030]-[0062]段、附图2-8）：在低压激子氧化工艺中，工艺温度为750℃到850℃，氧气作为氧化性源材料及氢气作为还原性源材料，由此，由氧气产生的氧激子(O*)和由氢气产生的氢激子(H*)提供于氮化硅牺牲垫层310上，从而将牺牲垫层310转化为氧化硅层。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，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。
5、权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求5是权利要求1的从属权利要求。对比文件2还公开了（参见说明书第[0030]-[0062]段、附图2-8）：半导体衬底100上还形成有上表面在鳍部115顶部以下的隔离层130（相当于层间介电层）。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，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。
6、权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求6是权利要求1至5任一项的从属权利要求。对比文件2还公开了（参见说明书第[0030]-[0062]段、附图2-8）：在栅氧化物层上形成栅极350，以覆盖鳍部315和栅氧化物层。上述内容隐含公开了栅极材料的沉积和图案化的工艺过程。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，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。
7、权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求7是权利要求6的从属权利要求。多晶硅是作为制作栅极的常规材料，而使用多晶硅作为形成栅极的材料这是本领域中的惯用技术手段。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，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。
8、权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求8请求保护一种基于权利要求1-7之一所述的方法制备得到的半导体器件。对比文件2公开了一种半导体器件及其制备方法，具体评述方法参见权利要求1的评述。
由此可见，在对比文件2的基础上结合本领域的惯用技术手段得到的权利要求8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。因此，权利要求8不具备突出的实质性特点和显著进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
9、权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求9请求保护一种电子装置，包括权利要求8所述的半导体器件。对比文件2公开了一种半导体器件及其制备方法，具体评述方法参见权利要求1的评述。而将权利要求8中的半导体器件用于电子装置为本领域中的惯用技术手段。
由此可见，在对比文件2的基础上结合本领域的惯用技术手段得到的权利要求9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。因此，权利要求9不具备突出的实质性特点和显著进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为：尽管对比文件2没有公开氧化工艺为原位水气氧化工艺，但是对比文件2（参见说明书第42段至第44段）公开了：利用低压激子氧化工艺将牺牲垫层310转化为氧化物，牺牲垫层310可以抑制界面氧化层313的形成进而防止在后续的氧化过程中消耗有源鳍部的硅原子，其中在低压激子氧化工艺中，工艺温度为750℃到850℃，将氧气和氢气作为反应气体源，将其激发成为氧和氢不同的激发态，即活性氧原子(O*)和活性氢原子(H*)参与氧化反应，上述激发态中不排除包含氧的等离子态，即对比文件2与本申请均是在低温环境下利用将牺牲层氧化来形成栅氧化层进而避免形成栅氧过程中对有源鳍部中硅原子的消耗，两者解决的技术问题是一样的，都是避免常规高温下进行氧化工艺导致的鳍片消耗。并且，本领域技术人员知道，原位水气氧化工艺（ISSG）作为本领域的常规工艺，其过程为：在反应腔内通入掺入少量H2的O2，在高温氛围下会产生大量气相活性自由基（包括O*和H*等）来参与Si的氧化反应。而对比文件2公开的激子氧化工艺与原位水气氧化工艺都是本领域常规的氧化工艺，均是利用由氧气产生的活性氧原子(O*)和由氢气产生的活性氢原子(H*)等参与硅的氧化，在此基础上，本领域技术人员可以将氧化物工艺具体选择为原位水气氧化，这不需要付出创造性的劳动，并且其产生的技术效果也是可以预期的。
综上所述，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组对复审请求人的意见不予支持。
根据上述事实和理由，本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12月24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决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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