发明创造名称：互连结构及其形成方法
外观设计名称：
决定号：200637
决定日：2020-01-13
委内编号：1F283443
优先权日：
申请（专利）号：201410353723.X
申请日：2014-07-23
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：杨子芳
合议组组长：王兴妍
参审员：智月
国际分类号：H01L23/52、H01L21/768
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在多个区别技术特征，区别技术特征的一部分属于本领域的公知常识，另一部分是本领域技术人员在作为最接近现有技术的对比文件的基础上容易想到的，对所属领域的技术人员来说，在作为最接近现有技术的对比文件的基础上结合本领域的公知常识得到该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410353723.X，名称为“互连结构及其形成方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为中芯国际集成电路制造(上海)有限公司，申请日为2014年07月23日，公开日为2016年02月17日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年02月03日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求1与对比文件1（CN1527366A，公开日为2004年09月08日）相比，区别技术特征为：在所述介质层中形成导电插塞；所述环硅氧烷的通入量在2500～3500毫克/分钟的范围内，在沉积时通入氦气作为载气，所述反应气体和载气的总流量在140～180标况毫升每分钟的范围内。然而，在介电层中形成插塞互连结构是本领域的惯用技术手段，包括环硅氧烷的反应气体及载气的通入量是可以根据实际需要进行合理调整；氦气作为载气是本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性。权利要求2-4、6、7的附加技术特征被对比文件1公开，权利要求5的附加技术特征是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的。因此，当引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-7不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：申请日2014年07月23日提交的说明书第1-84段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图；2018年05月24日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
采用气化的环硅氧烷作为反应气体，在所述衬底上沉积形成具有多个相互独立孔隙的介质层；形成所述介质层的步骤中，所述反应气体还包括臭氧、氧气、二氧化碳或者一氧化碳，所述环硅氧烷的通入量在2500～3500毫克/分钟的范围内，在沉积时通入氦气作为载气，所述反应气体和载气的总流量在140～180标况毫升每分钟的范围内；
在所述介质层中形成导电插塞。
2. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：采用等离子沉积的方式形成所述介质层。
3. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述环硅氧烷的反应气体包括八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体和十四甲基环七硅氧烷气体的一种或多种。
4. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：形成k值在2.6～3.0范围内的介质层。
5. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：使形成的介质层中孔隙的平均直径在7～9埃的范围内。
6. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤之后，形成所述导电插塞之前，所述形成方法还包括：对所述具有多个空隙的介质层进行固化处理。
7. 如权利要求6所述的形成方法，其特征在于，固化处理包括：采用紫外光照射所述介质层。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年05月20日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了意见陈述书和修改后的权利要求书（包括权利要求第1-9项）。复审请求人是在原始权利要求书的基础上进行的修改，将原从属权利要求2、4的附加技术特征加入到独立权利要求1中，删除了原从属权利要求2、4、12-14，并相应的调整了权利要求编号及引用关系。复审请求人认为：反应气体中的臭氧、氧气、二氧化碳或者一氧化碳，进入等离子腔体之后，反应气体会被电离成等离子体，二氧化碳会被电离成C和O离子，此时，电离后的O离子就会加固八甲基环四硅氧烷电离后的硅原子进一步结合，从而加固环状结构。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
采用气化的环硅氧烷作为反应气体，所述反应气体还包括臭氧、氧气、二氧化碳或者一氧化碳，采用等离子沉积的方式在所述衬底上沉积形成具有多个相互独立孔隙的介质层；
在所述介质层中形成导电插塞。
2. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述环硅氧烷的反应气体包括八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体和十四甲基环七硅氧烷气体的一种或多种。
3. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：在沉积时通入氦气作为载气。
4. 如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述反应气体和载气的总流量在140～180标况毫升每分钟的范围内。
5. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：环硅氧烷的通入量在2500～3500毫克/分钟的范围内。
6. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：形成k值在2.6～3.0范围内的介质层。
7. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：使形成的介质层中孔隙的平均直径在7～9埃的范围内。
8. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤之后，形成所述导电插塞之前，所述形成方法还包括：对所述具有多个空隙的介质层进行固化处理。
9. 如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，固化处理包括：采用紫外光照射所述介质层。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年05月23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：（1）复审请求人陈述的理由不能证明加入二氧化碳等具有加固效果。（2）对比文件1公开了形成介质层的步骤中，还包括臭氧、氧气、二氧化碳。因此这些气体对介质层会产生影响，可视为反应气体。综上所述，复审请求人的意见不成立，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07日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征仅在于：在所述介质层中形成导电插塞。然而，上述区别技术特征属于本领域的公知常识。此外，对于权利要求1中“反应气体还包括臭氧、氧气或者一氧化碳”的技术方案，对比文件1公开了反应气体包含氧气的方案，这给出了在制备低k介质层时使用氧气作为反应气体以改善介质层机械强度的技术启示，本领域技术人员有动机使反应气体包含臭氧、氧气、一氧化碳等含氧气体。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性。权利要求2、3、6、8、9的附加技术特征被对比文件1公开，权利要求4、5、7的附加技术特征是本领域技术人员根据实际需要求进行合理调整和在对比文件1公开的内容的基础上容易想到的。因此，当引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-9不具备创造性。
复审请求人于2019年09月23日提交了意见陈述书和修改后的权利要求书（包括权利要求第1-8项），在2019年05月20日提交的修改文本的基础上，将从属权利要求2的附加技术特征加入到独立权利要求1中，并对其他权利要求的编号做适应性调整。复审请求人认为：（1）对比文件1的实施例9和10中，CO2仅作为载气，而不可能是反应气体；（2）对比文件1的实施例3和4不具有将其使用的氧用于与八甲基环四硅氧烷这种自身带有环状结构，以加固该自身环状结构的技术启示；（3）使用自身带有“环”状结构的八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体和十四甲基环七硅氧烷气体，同时反应气体中加入臭氧、氧气、二氧化碳或者一氧化碳，加固“环”状结构形成的孔隙，使得最终形成的介质层既具有低K的特质，又具有很高的机械强度。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. 一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
采用气化的环硅氧烷作为反应气体，所述反应气体还包括臭氧、氧气、二氧化碳或者一氧化碳，采用等离子沉积的方式在所述衬底上沉积形成具有多个相互独立孔隙的介质层；
在所述介质层中形成导电插塞；
所述环硅氧烷的反应气体包括八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体和十四甲基环七硅氧烷气体的一种或多种。
2. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：在沉积时通入氦气作为载气。
3. 如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述反应气体和载气的总流量在140～180标况毫升每分钟的范围内。
4. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：环硅氧烷的通入量在2500～3500毫克/分钟的范围内。
5. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：形成k值在2.6～3.0范围内的介质层。
6. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤包括：使形成的介质层中孔隙的平均直径在7～9埃的范围内。
7. 如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述介质层的步骤之后，形成所述导电插塞之前，所述形成方法还包括：对所述具有多个空隙的介质层进行固化处理。
8. 如权利要求7所述的形成方法，其特征在于，固化处理包括：采用紫外光照射所述介质层。”
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
1、审查文本的认定
复审请求人在2019年09月23日答复复审通知书时提交了意见陈述书和修改的权利要求书（包括权利要求第1-8项），其中将从属权利要求2加入到独立权利要求1中。经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本决定依据的文本为：申请日2014年07月23日提交的说明书第1-84段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图；2019年09月23日提交的权利要求第1-8项。
2、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。
如果权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在多个区别技术特征，区别技术特征的一部分属于本领域的公知常识，另一部分是本领域技术人员在作为最接近现有技术的对比文件的基础上容易想到的，对所属领域的技术人员来说，在作为最接近现有技术的对比文件的基础上结合本领域的公知常识得到该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
本决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN1527366A，公开日为2004年09月08日。
（2-1）权利要求1所要求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1要求保护一种互连结构的形成方法，对比文件1公开了一种介电层的形成方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第6页“发明详述”至第10页最后1段，第13页第3段，第14页第2段，第18页第1段至最后1段，第27页实施例9和10，图1a-1c）：提供衬底50；采用气化的环硅氧烷例如实施例9和10中的1-新己基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷（NH-TMCTS）、200sccm流速的CO2载气，通过等离子体沉积（PECVD）法在所述衬底上沉积形成具有多个相互独立孔隙的多孔介质层。
该权利要求所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比，区别技术特征是：①在所述介质层中形成导电插塞；②所述环硅氧烷的反应气体包括八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体和十四甲基环七硅氧烷气体的一种或多种。
基于上述区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题是：如何形成互连结构；选择何种环硅氧烷气体作为反应气体。
对于区别技术特征①，通过在介电层中形成导电插塞是本领域形成互连结构的常用技术手段，属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征②，八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体和十四甲基环七硅氧烷气体是本领域常见的环硅氧烷气体，且对比文件1实施例21公开了环硅氧烷的反应气体包括八甲基环四硅氧烷气体（参见说明书第38页第1-2段），可见对比文件1实施例21给出了选择八甲基环四硅氧烷气体作为反应气体的技术启示，在对比文件1的基础上本领域技术人员容易想到选择常见的环硅氧烷气体例如八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体、十四甲基环七硅氧烷气体中的一种或多种作为反应气体。
此外，对于权利要求1中“反应气体还包括臭氧、氧气、或者一氧化碳”的技术方案，对比文件1还公开了使用反应气体包含氧气的方案，例如实施例3中使用三甲基硅烷（3MS）的造骨架剂前体和氧气在硅片上制备OSG薄膜，实施例4中使用二甲基二甲氧基硅烷(DMDMOS)的造骨架剂前体、氦气作为载气和作为添加剂的O2，在硅片上制备OSG薄膜，虽然制备的OSG薄膜为致密OSG薄膜、使用的前体不是环硅氧烷气体，但这些实施例给出了在制备低k介质层时使用氧气作为反应气体以改善介电层的机械强度的技术启示，并且使用臭氧、一氧化碳等含氧气体替代氧气也是本领域的常用技术手段，在此基础上，在制备多孔介电层时本领域技术人员有动机使反应气体包含臭氧、氧气、一氧化碳等含氧气体，无需付出创造性的劳动。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以获得该权利要求所要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，因而不具备创造性。
（2-2）权利要求2-8所要求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2、5、7、8的附加技术特征已被对比文件1公开：本发明的多孔薄膜的介电常数约2.7或更小（说明书第18页第2段），多孔薄膜的介电常数例如为2.66、2.7（说明书第28页表V）；沉积时使用氦气作为载气（说明书第28页实施例11和12）；对所述具有多个孔隙的介质层进行紫外光固化处理（说明书第17页第3段）。
对于权利要求3、4、6，包括环硅氧烷的反应气体及载气的通入量可以根据实际需要进行合理调整；对比文件1公开了介质层中孔隙的平均直径在1-50埃的范围（说明书第18页第1段），而在对比文件1的基础上使孔隙的平均直径在7～9埃的范围内是本领域技术人员很容易想到的。
因此，在引用的权利要求不具备创造性时，上述权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）对比文件1实施例9和10中的反应气体1-新己基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷中的1-新己基虽容易受到O等离子攻击导致直链烷烃断裂，这也不能证明CO2不参与反应，因为CO2气体作为载气进入等离子腔体内，其本身除了具备载气功能外，也会被电离成C和O离子参与反应，使得生成的介质层中的氧含量增加，因此能起到与本申请相同的增强介质层机械强度的作用。此外，对比文件1实施例9和10提供了采用反应气体1-新己基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷在不同温度（280℃、350℃）沉积后、热退火、UV光源照射（9a、9b、9c、10a、10b、10c ）的比较数据，从表V中可以看出影响介质层的介电常数、模量和硬度大小的主要是沉积温度、沉积后是否经过热退火、UV光源照射，这并不能证明CO2未参与反应。（2）虽然对比文件1实施例3和4公开的反应前体不是自身带有环状结构的环硅氧烷，但公开了反应气体包含氧气，通过氧气参与反应形成笼状结构以增强介质层的机械强度，这给出了通过氧气参与反应能够增强介质层机械强度的技术启示，至于是促进形成笼状结构还是进一步加固自身带环结构的机械强度这并不妨碍其给出的技术启示。（3）本申请说明书记载了采用环硅氧烷作为反应气体，是因为环硅氧烷分子自身的环状结构而使得形成的介质层的机械强度增强，而这一点已被对比文件1公开。此外，说明书第64段记载了“氧气可以帮助调节反应气体中八甲基环四硅氧烷气体的浓度及均匀程度，促进反应的进行，进而对介质层的k值起到一定的调节作用”，说明书第69段记载了“反应气体仅包含八甲基环四硅氧烷气体”，据此可以看出氧气主要是用于稀释反应气体八甲基环四硅氧烷气体的浓度，并不是增强介质层机械强度的主要原因。至于通过氧气参与反应能够加固自身带有环状结构的环硅氧烷以提高介质层的机械强度，对比文件1实施例3和4已给出技术启示，在此不再赘述。
综上所述，复审请求人陈述的意见合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于 2019年 02月 03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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