发明创造名称：一种制作半导体器件的方法
外观设计名称：
决定号：201610
决定日：2020-01-16
委内编号：1F276687
优先权日：
申请（专利）号：201410216718.4
申请日：2014-05-21
复审请求人：中芯国际集成电路制造（上海）有限公司 中芯国际集成电路制造（北京）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：罗慧晶
合议组组长：武建刚
参审员：周忠堂
国际分类号：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
：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区别技术特征，且上述区别技术特征不属于本领域的公知常识，并且该区别技术特征的引入使得该项权利要求的技术方案具有有益的技术效果，则该项权利要求相对于该作为最接近现有技术的对比文件和本领域公知常识的结合具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410216718.4，名称为“一种制作半导体器件的方法”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、中芯国际集成电路制造（北京）有限公司，申请日为2014年05月21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12月03日发出驳回决定，以本申请权利要求1-6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:申请人于2018年01月15日提交的权利要求第1-6项；于申请日2014年05月21日提交的说明书第1-7页、说明书附图第1-4页、说明书摘要及摘要附图 。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种制作半导体器件的方法，包括：
提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成栅极结构；
在所述半导体衬底上形成包围栅极的侧墙；
在所述半导体衬底上曝光形成仅露出PMOS区域的光刻胶层；
各向异性刻蚀所述半导体衬底从而在源漏区形成沟槽；
各向同性继续刻蚀所述沟槽，所述各向同性刻蚀的气体为纯氢气；
执行刻蚀后处理工艺；
湿法刻蚀所述沟槽。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在湿法刻蚀之前采用灰化工艺去除所述光刻胶层。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述灰化工艺为富氧灰化工艺或者无氧灰化工艺。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述侧墙的材料为氮化硅。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各向异性刻蚀的气体主要包括溴化氢和氯气。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀后处理工艺的气体包括纯氮气或者氮气和氢气的混合气体。”
驳回决定中引用了以下对比文件：
对比文件1：CN103545212A，公开日为2014年01月29日。
驳回决定指出：（A）权利要求1请求保护一种制作半导体器件的方法，其相对于对比文件1的区别技术特征为：（1）在所述半导体衬底上曝光形成仅露出PMOS区域的光刻胶层；湿法刻蚀前执行刻蚀后处理工艺；（2）所述各向同性刻蚀的气体为纯氢气。其中区别技术特征（1）部分是在对比文件1的基础上容易想到的，其余部分属于本领域的常用技术手段；区别技术特征（2）属于本领域的多种常规选择之间的简单替换；因此，权利要求1不具备创造性。（B）权利要求2-6直接或间接引用权利要求1，其中权利要求4-5的附加技术特征被对比文件1公开，权利要求2-3，6的附加技术特征属于本领域的公知常识，因此，权利要求2-6也不具备创造性。C）对于申请人的意见陈述，审查员认为：首先，对比文件1已经公开了采用各向同性刻蚀继续刻蚀所述沟槽形成C型源漏凹槽，且对比文件1公开的各向同性刻蚀主要是采用碳氟基气体作为刻蚀气体，碳氟基气体同样具有较高的刻蚀选择比已经能够降低对侧墙的刻蚀损耗，而具有更高刻蚀选择比的纯氢气也是本领域常用的刻蚀气体（现有技术文献CN103489760A（对比文件2）（权利要求1，说明书第24段，图1记载在外延炉中在纯氢气条件下对SiC衬底进行原位刻蚀）、US6306675B1（对比文件3）（说明书第3栏第39-44行，图1中记载SiC衬底在纯氢气条件下刻蚀15分钟）、US2007269975A1（对比文件4）（刻蚀停止层采用纯氢气气氛刻蚀掉）、CN103614769A（对比文件5）（权利要求1,3，说明书第11段，图1记载在纯氢气条件下对衬底进行快速刻蚀）均记载着在纯氢气的条件下进行刻蚀工艺，也即纯氢气是本领域的常用刻蚀气体环境），是本领域的常规选择和常用技术手段，本领域技术人员有动机为了进一步提高刻蚀选择比以降低对侧墙的损耗，有动机将常用的有更高刻蚀选择比的氢气替换对比文件1中的也有较高刻蚀选择比的碳氟基气体，这只是相近特征的刻蚀气体的简单置换，并不需要付出创造性的劳动。其次，对于本领域技术人员来说，在对比文件1已经公开了其实现CMOS工艺兼容的基础上，形成PMOS区域的源漏沟槽时采用光刻胶遮盖NMOS区域并仅露出PMOS区域以实现PMOS区域源漏沟槽的刻蚀工艺是本领域的常用技术手段，属于公知常识；另外，在两个刻蚀步骤之间即各向同性刻蚀后、湿法刻蚀之前，为进一步提高第二步刻蚀工艺的环境和刻蚀对象表面的清洁度采用刻蚀后处理工艺去除残留在沟槽中的聚合物是本领域的常规技术手段，属于本领域的公知常识。综上，申请人的意见陈述不具说服力，本申请的权利要求1-6均不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年03月18日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行任何修改。复审请求人认为：对比文件1没有公开在各向异性刻蚀沟槽时，使用的气体为纯氢气。虽然对比文件2-5均公开了在纯氢气条件下进行刻蚀，但对比文件2-5中的刻蚀对象、刻蚀环境等均与本申请不同，所起的作用不同，即对比文件2-5均没有给出相关的教导和启示。具体理由为：本申请采用纯氢气作为沟槽刻蚀的最后一步，由于氢气等离子气体对氮化硅侧墙材料具有超高选择比，从而能够产生较少的侧墙损耗，而对比文件2-5中均没有公开相关内容，本申请的刻蚀对象是硅衬底，利用的是纯氢气对硅与氮化硅之间的高蚀刻选择比，以在蚀刻时减少对氮化硅侧墙和硬掩膜层的消耗。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月22日依法受理了该复审请求，并将其转送至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，（1）对比文件1已经公开了与CMOS工艺兼容的半导体器件的制备方法，而在CMOS工艺过程中需要只对PMOS区域进行工艺处理时采用光刻胶层覆盖NMOS区域并只曝光覆盖PMOS区域的光刻胶层以进行工艺处理，是本领域公知公用的常用技术手段。（2）对比文件1已经公开了采用各向同性刻蚀继续刻蚀所述沟槽形成C型源漏凹槽，对比文件1虽然只公开各向同性刻蚀主要是采用碳氟基气体作为刻蚀气体，但是碳氟基气体同样具有较高的刻蚀选择比已经能够降低对侧墙的刻蚀损耗，而同样具有高刻蚀选择比的纯氢气也是本领域常用的刻蚀气体，本领域技术人员有动机将常用的有高刻蚀选择比的氢气替换对比文件1中的也有较高刻蚀选择比的碳氟基气体，这只是相近特征的刻蚀气体的简单置换，并不需要付出创造性的劳动；并且对比文件2-5中也均公开了采用纯氢气条件下进行刻蚀，由此也可以进一步证明纯氢气是本领域的常用刻蚀气体环境。（3）在两个刻蚀步骤之间即各向同性刻蚀后、湿法刻蚀之前，为进一步提高第二步刻蚀工艺的环境和刻蚀对象表面的洁净度采用刻蚀后处理工艺去除残留在沟槽中的聚合物是本领域的常规技术手段，属于本领域的公知常识。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08 月05 日向复审请求人发出复审通知书，指出：（A）权利要求1与对比文件1之间的区别技术特征在于：（1）在半导体衬底上曝光形成仅露出PMOS区域的光刻胶层；湿法刻蚀前执行刻蚀后处理工艺；（2）各向同性刻蚀的气体为纯氢气。其中，区别技术特征（1）属于本领域常用的技术手段，区别技术特征（2）属于本领域技术人员对常用刻蚀气体的简单替换；因此，权利要求1不具备创造性。（B）权利要求2-6直接或间接引用权利要求1，其中权利要求4-5的附加技术特征被对比文件1公开，权利要求2-3，6的附加技术特征属于本领域的公知常识，因此，权利要求2-6也不具备创造性。（C）针对复审请求人的意见陈述：本领域中，碳氟基气体和纯氢气都是本领域常用的刻蚀硅的气体，本领域使用氢气来刻蚀硅的技术被广泛的记载于专利文献中，具体可以参见US2011042850A1,US4285762A,US4857140A，US5510277A,US5821135A,
US6258287，US2001046755A,WO2010017373A2，上述专利文献均记载了使用氢作为刻蚀气体对硅进行蚀刻的相关内容。可见，纯氢气作为一种硅刻蚀气体的应用，从八十年代至今一直被持续的使用着。对于体晶体管结构，执行源漏区刻蚀时，一般都是以栅极侧墙作为掩膜或遮挡，而侧墙结构的通常材料是SiN材料。也就是说，本领域技术人员在刻蚀晶体管结构源漏区时，基于一种常规替换的目的，将碳氟基气体替换为纯氢气，就会容易的得到本申请的技术方案，这不需要付出创造性的劳动，且其所取得的技术效果也是本领域技术人员可以预期的。因而，复审请求人的意见不具有说服力，合议组不予支持。
复审请求人于2019 年09 月18 日答复复审通知书时，提交了意见陈述书以及权利要求书全文修改替换页，包括权利要求第1-6项，涉及的修改为：在权利要求1中加入技术特征“以减少所述侧墙的损耗”。复审请求人陈述意见认为：（1）虽然使用氢作为刻蚀气体对硅进行刻蚀被广泛记载于专利文献中，但没有任何现有技术公开或教导“利用纯氢气与氮化硅之间的高蚀刻选择比，以减少侧墙的损耗”。（2）对比文件没有公开在蚀刻硅沟槽的过程中同时需要避免对氮化硅侧墙过量蚀刻的内容，也就不会发生本申请过量蚀刻氮化硅侧墙导致的后续缺陷的问题，对比文件中不会产生本申请所面对的问题，更没有动机解决本申请中所面对的问题，也没有对解决本申请所面对的问题给出启示。（3）本申请与对比文件的刻蚀时机、刻蚀环境等均不同，在各向同性刻蚀中使用纯氢气作为蚀刻气体，由于氢气等离子气体对氮化硅侧墙材料具有超高选择比，从而能够产生较少的侧墙损耗。而对比文件中完全没有涉及纯氢气作为沟槽刻蚀的最后一步的刻蚀时机和刻蚀环境，对比文件没有公开上述区别技术特征，也没有证据表明上述区别技术特征属于本领域的公知常识。因此，权利要求1具备创造性。
新修改的权利要求1的内容如下：
“1. 一种制作半导体器件的方法，包括：
提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成栅极结构；
在所述半导体衬底上形成包围栅极的侧墙；
在所述半导体衬底上曝光形成仅露出PMOS区域的光刻胶层；
各向异性刻蚀所述半导体衬底从而在源漏区形成沟槽；
各向同性继续刻蚀所述沟槽，所述各向同性刻蚀的气体为纯氢气，以减少所述侧墙的损耗；
执行刻蚀后处理工艺；
湿法刻蚀所述沟槽。”
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
审查文本的认定
复审请求人于2019 年09 月18 日答复复审通知书时，提交了权利要求书的全文修改替换页，包括权利要求第1-6项。经审查，上述修改符合专利法实施细则第61条第1款及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定依据的文本为：复审请求人于2019 年09 月18 日提交的权利要求第1-6项；于申请日2014年05月21日提交的说明书第1-7页、说明书附图第1-4页、说明书摘要及摘要附图。
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区别技术特征，且上述区别技术特征不属于本领域的公知常识，并且该区别技术特征的引入使得该项权利要求的技术方案具有有益的技术效果，则该项权利要求相对于该作为最接近现有技术的对比文件和本领域公知常识的结合具备创造性。
本复审请求决定引用与驳回决定与复审通知书相同的对比文件，即：
对比文件1：CN103545212A，公开日为2014年01月29日。
2-1、权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1要求保护一种制作半导体器件的方法，对比文件1公开了一种制作半导体器件的方法，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第2-19，25-39段，图3-5）：与CMOS工艺兼容的半导体器件的制备方法包括：提供半导体衬底1，半导体衬底1上形成栅极堆叠结构2；在半导体衬底1上形成包围栅极堆叠结构2的侧墙3；各向异性刻蚀半导体衬底1从而在源漏区形成沟槽；各向同性继续刻蚀沟槽形成C型源漏凹槽；湿法刻蚀沟槽形成∑型源漏凹槽。
权利要求1与对比文件1的区别在于：其还包括，1)在半导体衬底上曝光形成仅露出PMOS区域的光刻胶层；湿法刻蚀前执行刻蚀后处理工艺；2）各向同性刻蚀的气体为纯氢气，以减少侧墙的损耗。
基于上述区别，该权利要求实际解决的技术问题是：1）CMOS工艺及清洁沟槽；2）刻蚀源漏沟槽的同时保护侧墙。
区别技术特征1），对于本领域技术人员来说，在对比文件1已经公开了其实现CMOS工艺兼容的基础上，形成PMOS区域的源漏沟槽时采用光刻胶遮盖NMOS区域并仅露出PMOS区域以实现PMOS区域源漏沟槽的刻蚀工艺是本领域的常用技术手段，属于公知常识；另外，在两个刻蚀步骤之间即各向同性刻蚀后、湿法刻蚀之前，为进一步提高第二步刻蚀工艺的环境和刻蚀对象表面的洁净度采用刻蚀后处理工艺去除残留在沟槽中的聚合物是本领域的常规技术手段，属于本领域的公知常识。
区别技术特征2），既没有被对比文件1公开，也不属于本领域的公知常识，具体理由如下：首先，对比文件1公开了一种半导体器件的制造方法，该方法先采用干法蚀刻形成C源漏凹槽，然后再采用湿法刻蚀继续形成Σ型源漏凹槽，通过在C型源漏凹槽之后进一步湿法腐蚀形成Σ型源漏凹槽有效增大了沟道区应力，精确控制了源漏凹槽深度。其中在干法刻蚀工艺中，可以采用的刻蚀气体为碳氟基气体，但对比文件1中没有提及除了碳氟气体之外的其他类型的各向同性刻蚀气体，也没有明示或暗示在刻蚀时需要对侧墙加以关注。即从对比文件1出发，本领域技术人员无法获得需要在蚀刻源漏沟槽时需要减少侧墙损耗的动机。第二，纯氢气与碳氟气体都是本领域常用的刻蚀硅的气体，虽然本领域技术人员仅基于对刻蚀气体进行选择时，可以对常用的刻蚀气体进行简单置换，但目前的权利要求限定了选择氢气以减少对侧墙的损耗，即隐含限定了侧墙的材料相对于硅具有更低的蚀刻选择比，因而目前权利要求采用氢气进行蚀刻所产生的技术效果也并不是本领域技术人员根据其掌握的技术知识可以预知的。氢气在作为源漏沟槽刻蚀气体的同时还可以减少侧墙的损耗，目前没有证据表明其属于本领域的公知常识。本领域技术人员无法依据碳氟气体和氢气均可以作为硅的刻蚀气体，而将对比文件1中的碳氟气体替换为氢气，而得到其可以减少侧墙损耗的技术方案。基于该区别技术特征，权利要求1请求保护的技术方案通过使用纯氢气作为各向同性刻蚀气体，在刻蚀源漏沟槽的同时减少了侧墙的损耗，具有有益的技术效果。
因而，权利要求1所请求保护的技术方案相对于对比文件1和本领域公知常识的结合是非显而易见的，其具有突出的实质性特点和显著的进步，因此权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2、权利要求2-6直接或间接从属于独立权利要求1，在它们所引用的独立权利要求1相对于对比文件1和公知常识具备创造性的情况下，权利要求2-6相对于对比文件1和本领域公知常识也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于驳回决定以及前置审查中的相关意见，合议组认为：对于申请人在说明书中着重强调的与发明构思密切相关的技术内容，应佐以具有说服力的证据进行评价。对比文件2-5虽然公开了纯氢气是一种刻蚀气体，其可以对不同材料的衬底进行蚀刻，但上述文献均没有披露纯氢气对于源漏沟槽区域材料以及侧墙材料的高蚀刻选择比，也没有给出可以利用上述特性减少侧墙的损耗的启示。目前没有证据表明，氢气在作为源漏沟槽刻蚀气体的同时还可以减少对侧墙的损耗属于本领域的公知常识。因而，本领域技术人员仅基于对刻蚀气体进行选择时，虽然可以对常用的刻蚀气体进行简单置换，但目前的权利要求限定了选择氢气以减少对侧墙的损耗，即隐含了在使用氢气作为蚀刻气体的时候，侧墙的材料相对于硅具有更低的蚀刻选择比，因而目前权利要求采用氢气进行蚀刻所产生的技术效果也并不是本领域技术人员根据其掌握的技术知识可以预知的。本领域技术人员无法从中获得氢气可以保护侧墙的技术启示，进而得到本申请的技术方案。
综上所述，修改后的权利要求书相对于对比文件1与本领域公知常识的结合具备创造性。至于本申请中是否还存在其它不符合专利法和专利法实施细则规定的缺陷，皆留待后续程序继续审查。
基于以上事实和理由，合议组作出下述决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018 年12 月03 日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局实质审查部门在本复审请求审查决定所针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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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