文/源
最高人民法院知识产权法庭
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裁判要旨
确定实用新型专利的技术领域时,应当以权利要求所限定的技术方案为对象,以主题名称为起点,综合考虑专利技术方案的功能、用途。与专利技术方案的功能、用途相近的技术领域,构成专利技术领域的相近技术领域;专利技术方案与最接近现有技术的区别技术特征所应用的技术领域,构成专利技术领域的相关技术领域。
基本案情
陈某建系专利号为201620169331.2、名称为“铝栅CMOS双层金属布线的版图结构”的实用新型专利的专利权人。2020年7月15日,深圳市恒某公司针对本专利权提出无效宣告请求,对此国家知识产权局于2021年1月4日作出第47707号无效宣告请求审查决定,宣告本专利权有效。深圳市恒某公司不服,向一审法院提起诉讼,请求撤销被诉决定,判令国家知识产权局重新作出决定。
一审法院于2021年9月22日作出行政判决:驳回深圳市恒某公司的诉讼请求。深圳市恒某公司提出上诉,最高人民法院于2022年12月29日作出(2022)最高法知行终41号行政判决:一、撤销一审法院行政判决;二、撤销国家知识产权局第47707号无效宣告请求审查决定;三、国家知识产权局就深圳市恒某公司针对专利号为201620169331.2、名称为“铝栅CMOS双层金属布线的版图结构”的实用新型专利提出的无效宣告请求重新作出审查决定。
裁判意见
法院生效裁判认为,技术领域的确定,应当以权利要求所限定的内容为准,一般根据专利的主题名称,结合技术方案所实现的技术功能、用途加以确定。相近的技术领域一般指与实用新型专利产品功能以及具体用途相近的领域,相关的技术领域一般指实用新型专利与最接近的现有技术的区别技术特征所应用的功能领域。
本专利权利要求1要求保护的是一种铝栅CMOS双层金属布线的版图结构,旨在解决现有技术中单层金属的铝栅CMOS工艺设计的产品集成度低的问题。为了解决上述问题,本专利权利要求1采取的技术手段主要是:将现有的单层铝栅CMOS金属布线结构的压焊点(输入和输出PAD、电源和地端PAD)作为第二层金属结构设置于第一金属层金属结构上,也就是设置到铝栅CMOS结构之上,提高铝栅CMOS集成度。为了评价本专利权利要求1版图结构的创造性,一审判决及被诉决定基于硅栅和铝栅的栅极材料不同,均认为硅栅CMOS集成电路和铝栅CMOS集成电路属于不同的技术领域,进而认定二者的技术方案实质上并不相同,本专利权利要求1具备创造性。本专利权利要求1与证据1、2、3、5、6、7的区别技术特征在于,证据1、2、3、5、6、7公开的均是硅栅CMOS金属布线结构,并没有公开任何涉及“铝栅”的内容。在半导体工业的早期,金属铝一般被用作CMOS的栅极材料,此后硅被广泛运用于栅极材料。尽管栅极材料从铝到硅的发展确实是半导体器件的改进,但铝栅与硅栅的区别对于本专利所采取的双层金属布线版图结构的技术方案没有实质性影响,栅极材料的选择不应作为本专利的技术贡献。因此,本专利与硅栅CMOS双层金属布线结构功能相同、用途相近,提高CMOS集成度的原理基本相同,可以将硅栅CMOS双层金属布线结构视为本专利的相同或相近技术领域。被诉决定和一审判决在评价本专利的创造性时,未考虑硅栅CMOS双层金属布线结构,属于适用法律错误。
附判决书:
中华人民共和国最高人民法院
行政判决书
(2022)最高法知行终41号
上诉人(一审原告、无效宣告请求人):深圳市某电子有限公司。住所地:广东省深圳市宝安区。
法定代表人:瞿某,该公司总经理。
委托诉讼代理人:王启胜,广东鹏杰律师事务所律师。
法定代表人:申长雨,该局局长。
委托诉讼代理人:罗崇举,该局审查员。
委托诉讼代理人:袁丽颖,该局审查员。
“1.铝栅CMOS双层金属布线的版图结构,其特征在于,所述版图结构包括:第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层以及设置在第一金属层和第二金属层之间的绝缘介质隔离层。
2.根据权利要求1所述的铝栅CMOS双层金属布线的版图结构,其特征在于,所述第一金属层设置为CMOS电路连接层,所述第二金属层设置为压焊点层。
3.根据权利要求1所述的铝栅CMOS双层金属布线的版图结构,其特征在于,所述第一金属层设置为CMOS电路连接层,所述第二金属层设置为压焊点和MOS电路进行连接。
4.根据权利要求3所述的铝栅CMOS双层金属布线的版图结构,其特征在于,所述压焊点为输入和输出PAD、电源和地端PAD。
5.根据权利要求1所述的铝栅CMOS双层金属布线的版图结构,其特征在于,所述绝缘介质隔离层的材质为氮化硅和二氧化硅复合介质层。
6.根据权利要求1所述的铝栅CMOS双层金属布线的版图结构,其特征在于,所述绝缘介质隔离层是所述第一金属层与第二金属层之间的绝缘介质层,所述第一金属层与第二金属层通过光刻刻蚀绝缘介质隔离层制作的通孔进行电路连接。”
证据1:中国专利文献CN103390647A,公开日为2013年11月13日。证据1公开了一种功率CMOS器件结构,具体公开了以下内容(参见说明书第0022-0034段,附图1-4):包括多个LDMOS基板单元和多个焊接垫,所述多个LDMOS基板单元并联,并与所述多个焊接垫通过金属电连接,以引出所述多个LDMOS基板单元的栅端、源端、漏端及衬底,所述多个焊接垫正下方设有LDMOS基本单元;所述多个焊接垫与所述多个LDMOS基本单元之间设有第一金属层,所述多个LDMOS基本单元、所述第一金属层与所述多个焊接垫之间通过金属栓电连接;所述多个焊接垫包括厚度为3.5-4.5微米、线宽为1.5-2.5微米的单层金属,所述多个焊接垫还包括位于单层金属之下的阻挡层及位于单层金属之上的抗反射层。
证据2:双层金属布线硅栅CMOS门阵列电路制造工艺技术研究,郑养鉥,张敏,凌栋忠,吴璘,顾惠芬,郑庆云,邱斌,半导体学报,第14卷,第1期,第36-42页,公开日为1993年1月31日。证据2公开了一种双层金属布线硅栅CMOS门阵列电路,具体公开了以下内容(参见第36-37、39页,附图1):提高集成电路的集成密度的主要途径包括采用多层金属布线,普通的单层布线,互连线所占的面积占芯片总面积的70%,而采用双层金属布线时,互连线只占芯片总面积的50%,即集成密度提高了一倍,且在双层金属布线工艺中,采用溅射方式形成第一层布线金属材料,采用溅射方式形成第二布线金属材料,在两层金属布线间形成绝缘层;采用连通孔作为二层金属布线间的连接通道,连通的标志是二层金属布线金属接触的导通电阻尽可能小。
证据3:中国专利文献CN103003940A的部分文本,公开日为2013年3月27日。证据3(参见说明书第0635-0642段,附图70)公开了一种具有半导体装置和结构的系统,公开的是硅栅CMOS金属布线结构,并具体公开了:以HKMG“后栅极”的方式采用先进的加工体硅施主晶圆7000;薄薄的单晶施主晶圆表面7018可用于借助氧化层7020的低温氧化或沉淀进行层切;进行低温层切,以便将变薄的、在第一步骤的晶体管成形预加工的HKMG硅层7001转移到受主晶圆808上,包括金属插接条7024,成为在切出层上形成的电路与下方电路-层808之间连接线的接合焊盘;对层间电介质7008进行化学-机械打磨,以便露出多晶硅虚拟栅极的顶层;将多晶硅虚拟栅极移除,高-k栅极电介质7026和PMOS特定功函数金属栅极7028可发生沉积;PMOS功函数金属栅极可从NMOS晶体管上移除,NMOS特定功函数金属栅极7030可发生沉积;在NMOS和PMOS栅极上填充铝7032,并对金属进行化学-机械打磨操作;电介质层7032可能会发生淀积。
证据4:中国专利文献CN102832712A,公开日为2012年12月19日。
证据5:中国专利文献CN1229523A,公开日为1999年9月22日。(该证据与请求书所附证据1相同,以下统称证据5)证据5公开了一种具有多层布线的半导体器件的制造方法,具体公开了以下内容(参见说明书第4页第8-18行,附图1):第一绝缘层3形成在硅晶片的半导体本体2的表面1上,露出形成在半导体本体2内的半导体区的接触窗口提供在所述绝缘层3内,显示为导电条7和8的第一布线层6形成在第一绝缘层3上,导电条7连接到半导体区5,第二绝缘层9形成在第一布线层6上,提供有接触窗口;显示为导电条12的第二布线层11形成在第二绝缘层9上;导电条12连接到导电条7;其上提供有第三布线层14的第三绝缘层13形成在第二布线层11上;第三布线层14通过接触窗口16连接到第一布线层6的导电条8。
证据6:中国专利文献CN101110402A,公开日为2008年1月23日。证据6公开了一种半导体芯片,具体公开了以下内容(参见说明书第5页第2段):在实施例中,如果半导体器件是CMOS图像器件的一部分,则半导体器件可以包括光电二极管和/或MOS晶体管;在至少一个半导体器件上方可以形成多晶硅——金属电介质PMD层间介电层;可以依次堆叠至少一层金属布线层和至少一层层间介电层。证据6还公开了(参见说明书第1页第1段):半导体衬底上可以形成多个半导体电路器件,例如MOS晶体管,并且可以形成多个金属布线层以提供对于这些电路器件的电连接;可以形成多个层间介电层,以将单元电路器件与金属布线层相互隔离;各单元电路器件与金属布线层可以通过穿通层间介电层的多个接触塞而相互电连接。
证据7:芯片制造——半导体工艺制程实用教程(第六版),PeterVanZant著,韩郑生译,电子工业出版社,2015年1月第3版(原著第6版),第242-243页。公开日为2015年1月31日。证据7公开了一种多层金属设计,具体公开了以下内容(参见第242-243页):增加芯片密度能够在晶圆表面放置更多的元件,这实际上就减少了表面连线的可用空间;这个两难的问题的解决方法就是利用有2至4层独立金属层的多层金属结构;图13.3显示了一个典型的两层金属堆叠结构;这种堆叠结构的底部是在硅表面形成的硅化物阻挡层,这有利于降低硅表面和上层之间的阻抗;如果铝作为导电材料的话,阻挡层也能够阻止铝和硅形成合金;接下来是一层介质材料层,可称之为金属间介质层,它在两个金属层之间提供电绝缘作用;这种介质材料可能是淀积的氧化物、氮化硅或聚酰亚胺膜;这一层需要进行光刻以形成新的连接孔,这些连接孔称为通孔或塞;紧接着,这一层的金属层被淀积并进行图形化工艺;在以后的工艺中,重复IMD/塞/金属淀积或图形化工艺,就形成了多层金属系统。
证据8:中国专利文献CN105633009A,公开日为2016年6月1日。
证据9:中国专利文献CN101174310A,公开日为2008年5月7日。
证据10:中国专利文献CN1915797A,公开日为2007年2月21日。
证据12:国防科学技术大学硕士学位论文“铝栅工艺特征尺寸小型化的研究与应用”,刘伟,2006年3月1日,封面、表目录页、图目录页、摘要页、独创性声明页,正文第1-2、4-8、32-33、65页。
证据13:东南大学硕士学位论文“1.0微米先进铝栅工艺开发”,赵少峰,2007年5月15日,封面、独创性声明页,正文第47、49页。
证据14:东南大学学位论文“0.8微米低压铝栅关键工艺技术研究与设计规则优化”,解洋,2015年l0月13日,封面页、独创性声明页、摘要页,正文第1、4、32、41、61-62页。
一、撤销北京知识产权法院(2021)京73行初7955号行政判决;
本判决为终审判决。
审 判 长 魏磊
审 判 员 周平
审 判 员 李艳
二〇二二年十二月二十九日
法官助理 靳毅
技术调查官 于行洲
书记员 王怡
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