有关半导体制造领域的方法类型权利要求的创造性判断思维导图

驳回决定所依据的对比文件为：US2004/0038493A1（下称对比文件1）和US2005/0186755A1（下称对比文件2），驳回理由主要为权利要求1相对于对比文件1和对比文件2的结合不具备创造性。驳回所针对的权利要求1为：一种针对半导体器件执行STI间隙填充工艺的方法，包括形成覆盖基片的停止层；在所述基片内部形成沟槽，所述沟槽具有侧壁、底部和深度；在所述沟槽内形成衬垫，所述衬垫衬着所述沟槽的侧壁和底部；用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物；在所述沟槽内的第一氧化物上执行第一致密化工艺；使用HDP工艺在所述沟槽内沉积第二氧化物以填充至少所述沟槽的全部；以及在所述沟槽内的第一和第二氧化物上执行第二致密化工艺。

申请人（下称请求人）对上述驳回决定不服，遂于2008年12月19日向专利复审委提出复审请求,并对权利要求1作了进一步限定，加入了“所述第一深度小于所述沟槽的深度”的技术特征，复审请求的具体理由是：(1)对比文件1没有公开用“第一氧化物将沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物，所述第一深度小于所述沟槽的深度”的技术特征；(2)对比文件2没有公开“在所述沟槽内形成衬垫，所述衬垫衬着所述沟槽的侧壁和底部”。

针对请求人提交的经修改的文件以及考虑到请求人陈述的意见，本案合议组对发明产生的背景、所解决的问题进行了如下分析：

本发明涉及一种用于半导体器件的具有高间隙填充能力的方法。其相对于现有技术的改进在于：能够填充0.10um宽或更小的沟槽而无空缺的间隙填充方法。具体改进为：(1)传统的HDP-CVD工艺在填充具有高纵横比的沟槽时，容易在沟槽中出现空缺，而本发明是先利用旋转涂敷工艺在沟槽内形成氧化层，然后执行第一致密化工艺，然后再用HDP－CVD工艺再次填充沟槽剩余部分。与传统沉积工艺相比，旋涂氧化物的优点在于：玻璃上旋涂氧化物是可应用于基片以填充沟槽内的凹陷区域的液体成分，由于其是液体，可以较好地填充沟槽的角，并有效地减少正被填充沟槽的纵横比，以使随后的HDP-CVD工艺能够填充沟槽。

对比文件1公开了一种沟槽隔离结构的制造方法，并公开了以下内容：在基片上形成衬垫氧化物层；在衬垫氧化物层上覆盖形成衬垫氮化物层；在衬垫氮化物层上形成图案化的光刻胶层，该光刻胶层有多个开口；使用图案化光刻胶层为掩膜，进行蚀刻，在基片内部形成沟槽；为避免在沟槽中产生空隙或接缝，利用玻璃旋涂法在沟槽中填充绝缘层，然后对绝缘层进行低温烘焙或固化处理；在低温烘焙以后，对SOG层210进行化学机械抛光工艺，并使用衬垫氮化物层作为蚀刻停止层；将填充沟槽的SOG层蚀刻回预定深度;在所述基片内部的沟槽中，使用HDPCVD工艺在衬垫氮化物层上沉积硅氧化物绝缘层以填充沟槽；通过CMP工艺除去衬垫氮化物层上过量的绝缘层，然后对绝缘层进行退火处理。

对于第一个争议点，驳回决定中认为：对比文件1公开了权利要求1中的“用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物，所述第一深度小于所述沟槽的深度”的技术特征。理由如下：权利要求1中采用的是“包括”这种开放式的撰写方式，而且采用较为笼统的描述方式“用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物”,因此有理由认为只要对比文件1公开的技术方案中包括有“用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度”且采用“旋涂工艺填充所述第一氧化物”这一技术手段即可。如对比文件1记载：“采用旋涂工艺填充沟槽，先至少填满沟槽，然后对其进行烘烤，接着再利用CMP的方法将其平坦化，最后利用刻蚀方法将其刻蚀至预定深度”；虽然采用回蚀刻以达到填充第一深度的技术手段，但其同样符合权利要求1中记载的特征“用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物”。由此可见，对比文件1公开了上述特征。

对此合议组认为：虽然复审请求人采用的是“包括”这样的开放式撰写方式，但是权利要求1中使用的技术术语“填充”是指一个工艺步骤，因此可以确定权利要求1中的“用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物，且所述第一深度小于所述沟槽的深度”是单独的一个工艺步骤；虽然对比文件1与权利要求1中的技术方案一样，也形成了氧化物填充沟槽一部分深度的中间结构，但是对比文件1中是通过“先在沟槽填充氧化物，再化学机械抛光氧化物，然后再蚀刻沟槽内的氧化物”三个工艺步骤来实现的。因此，对本领域技术人员而言，很显然权利要求1的技术方案形成“第一氧化物填充所述沟槽至小于所述沟槽的深度的第一深度”的结构的工艺方法与对比文件1对应的工艺方法是不相同的,因此对比文件1并没有公开权利要求1中的“用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物，且所述第一深度小于所述沟槽的深度”。

对于第二个争议点，驳回决定中认为：通过减少填充材料的使用以及对填充物的蚀刻所达到的降低生产成本和减少缺陷的好处都属于本领域技术人员可以预见的常规技术效果；由于过度填充要除去多余的填充物且引入较多的蚀刻工艺，本领域技术人员可以想到减少些填充物的使用来降低材料的使用和降低引入缺陷的过程。因此，申请人声称的“意想不到的技术效果”的理由并不成立。

对此合议组认为：对比文件1中虽然采用了旋涂法，其采用了三个步骤，比本申请的技术方案多了CMP抛光、回蚀刻两个步骤，由于权利要求1中“无需对第一氧化物层进行平坦化处理以及蚀刻处理，因此减少了工艺步骤，提高了工作效率，并降低了成本，减小了可能产生的工艺缺陷”的技术效果，并且这种技术效果是无法从对比文件1、对比文件2公开的技术内容中预见到的。

对于第三个争议点，复审请求人认为:对比文件2中的薄氧化硅及氧化物衬垫不仅位于沟槽内，还位于基片表面，而本申请的衬垫仅仅位于沟槽的侧壁和底部，其结构及作用均与对比文件2中的衬垫完全不同，因此对比文件2并未公开“在所述沟槽内形成衬垫，所述衬垫衬着所述沟槽的侧壁和底部”的技术特征。

对此合议组认为：对比文件2公开了一种亚微米级间隙衬垫致密工艺，并具体披露了以下内容：在亚微米级的沟槽底部和侧壁形成薄氧化层24、氮化物层20和衬垫层22，其中薄氧化物层就相当于权利要求1中的衬垫，而且该衬垫在对比文件2中所起的作用与其在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，都是起到保护沟槽的底部和侧壁的作用，加强沟槽的绝缘和隔离作用由此可见，上述“在所述沟槽内形成衬垫，所述衬垫衬着所述沟槽的侧壁和底部”已经被对比文件2公开了。

由此可见，对比文件1、对比文件2均未公开权利要求1中的“用第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物，所述第一深度小于所述沟槽的深度”，目前并无依据表明上述特征属于本领域的公知常识，且正是由于上述技术特征的存在，使权利要求1的技术方案具有“无需对第一氧化物层进行平坦化处理以及蚀刻处理的其它步骤，减少了工艺步骤，提高了工作效率，并降低了成本，减小了可能产生的工艺缺陷”的技术效果，并且所述技术效果是无法从对比文件1、对比文件2公开的技术内容中预见到的。因此，本申请权利要求1的技术方案相对于对比文件1、对比文件2具备创造性。

案例评析

本案例是关于半导体领域制造方法的一个比较典型的案例。在判断半导体领域的方法权利要求的创造性时，有三种不同情况：一是权利要求的技术方案与对比文件采用了不同的工艺步骤，形成了相同的中间结构，和相同的最终产品；二是权利要求的技术方案与对比文件采用了不同的工艺步骤，形成了不同的中间结构和相同的最终产品；三是权利要求的技术方案与对比文件采用了不同的工艺步骤，形成了不同的中间结构和不同的最终产品。

对于第三种情况，由于权利要求与对比文件的技术方案差别较大，如果权利要求的技术方案与对比文件的区别技术特征具有意想不到或有益的技术效果，则通常认为权利要求的技术方案相对于对比文件具备创造性。

比较难以判断的是第一和第二种情况，由于权利要求与对比文件的技术方案形成最终产品相同，甚至如第一种情况，形成的中间结构都相同，在判断权利要求相对于对比文件的创造性时，可以分为两种情况：a.如果权利要求与对比文件的工艺步骤的区别仅仅是本领域常规技术手段的简单替换，例如用干法刻蚀代替湿法刻蚀，并且该区别技术特征并没有产生意想不到的技术效果，则权利要求相对于对比文件不具备创造性；b.如果权利要求与对比文件的工艺步骤的差别并不是本领域常规技术手段的简单替换，例如本案中，用“第一氧化物将所述沟槽填充至第一深度，使用旋涂工艺填充所述第一氧化物，且所述第一深度小于所述沟槽的深度”一个工艺步骤代替了对比文件1中的“先在沟槽填充氧化物，再化学机械抛光氧化物，然后再蚀刻沟槽内的氧化物”，并且还具有有益的技术效果，则通常认为权利要求相对于对比文件是具备创造性的。

综上所述，笔者认为：在半导体制造方法领域,方法发明具有一定的特殊性。在半导体制造领域，发明大多以改进型的发明为主，这些发明都是在现有工艺上进行改进而形成的。在半导体制造领域，真正意义上的开拓型发明是比较少见的，因为这个产业已经非常成熟了，很多半导体器件、芯片的生产线都是很公知的。而改进型发明里面一个很重要的组成部分就是工艺步骤省略型发明，由于半导体工艺例如光刻、掩模、蚀刻等的成本很高，因此半导体领域的很多方法发明的目的就是为了省略工艺步骤，节省了半导体制造的工艺步骤就意味着节省成本，并且随之会减小了其它工艺可能带来的缺陷。因此，在审查半导体制造领域的方法发明时，一定非常谨慎的对待权利要求与对比文件在工艺步骤的区别技术特征，尤其是当这些区别就是该申请的发明点时，必需要仔细分析其是否具有有益的技术效果，例如节约成本在半导体制造领域就是非常有益的技术效果。在判断半导体制造领域的方法发明的创造性时，仍然是严格按照创造性判断的方法来进行的，即确定最接近的现有技术，确定发明的区别特征和其实际解决的技术问题，以及判断要求保护的发明对本领域的技术人员来说是否显而易见。只是在判断要求保护的发明对本领域的技术人员来说是否显而易见时，需要考虑半导体制造领域的特殊性。（知识产权报熊洁）