针对请求人维易科精密仪器国际贸易(上海)有限公司就专利权人中微半导体设备(上海)有限公司的实用新型专利权(专利号:ZL201220056049.5)提出的无效宣告请求,国家知识产权局原专利复审委员会经审理作出审查决定,在修改后的权利要求书的基础上维持专利权有效。

该案专利涉及的MOCVD装置为生产半导体器件芯片的核心设备,占据半导体行业价值链的重要位置,对产业发展具有重要影响,故一经提出就备受业内乃至社会各界的广泛关注。此外,该案还入选了2018年专利复审无效十大案件。

虽然该案由国家知识产权局原专利复审委员会发布已有半年多,但笔者近日重新研读了该案相关的材料,从中进一步得到了一些感悟,认为该案对于技术启示的判断和论述有相当的代表性和借鉴性。笔者从发明构思的角度对是否存在技术启示进行了分析,希望能对创造性的判断和论述思路有所启发。

 

涉案专利修改后的独立权利要求1如下:

1.一种化学气相沉积装置,其特征在于:包括:

处理腔室,其内部包括一个旋转轴,旋转轴上可分离地放置有基片托盘,基片托盘的下表面包括一凹槽,所述旋转轴包括一顶部,所述顶部可分离地插接于所述凹槽内,所述基片托盘至少部分地受所述顶部支撑并通过二者之间的摩擦力使所述基片托盘围绕所述旋转轴的中心轴线转动

所述旋转轴顶部与基片托盘上还包括一个同步运动配合结构,所述同步运动配合结构包括一个突出部和一个与之对应配合连接的凹陷部,所述突出部和所述凹陷部分别设置在所述旋转轴的顶部和所述基片托盘的下表面上或相反设置;

其中,当所述基片托盘受其与所述顶部之间的摩擦力驱动而围绕所述旋转轴的中心轴线转动时,所述突出部和所述凹陷部相互配合并保持所述基片托盘和所述旋转轴同步转动

所述旋转轴的顶部包括一连接头,所述连接头包括一上表面和位于所述上表面下方的一外周面,所述突出部设置于所述连接头的上表面上或所述外周面上。

 

背景技术简介

该案涉及的是一种用于制造半导体芯片的气相沉积装置,该装置中包括旋转的主轴和随之转动的托盘。在工作时,芯片放置在托盘上,并由托盘带动其进行转动,同时通过气相沉积工艺在芯片表面沉积外延层。半导体芯片的高度精密性对于托盘转动的平稳性和精度有着极高要求。涉案专利就是对于主轴和托盘之间连接方式的改进。 

现有技术中托盘和转轴之间常用的连接方式有两种,一种为固定连接,另一种为摩擦面连接。其中,固定连接是托盘和转轴通过螺钉等方式永久固定连接,这种连接方式能够较为有利地增加两者之间的牢固性,保证了托盘在转动过程中的稳定度,但存在安装过程中要求部件高精度、后续维修更换相关部件困难的技术问题;摩擦面连接是转轴与基片托盘间通过一个带状的摩擦接触面进行连接,这样可以保证在转轴高速旋转时整个基片托盘会自发地调整成水平状态,但该方式存在着在旋转加速和减速过程中基片托盘和转轴容易发生相对位移,从而无法精确判断托盘旋转位置的技术问题。涉案专利正是基于这样的技术问题作出的改进。

 

涉案专利的技术手段和效果

涉案专利解决上述技术问题所采取的技术手段是在摩擦面连接的基础上,增加了同步运动配合结构,即设置突出部和与之配合的凹陷部,在整个工作过程中,依靠摩擦力驱动托盘运动,由设置的同步运动配合结构避免突发情况导致的托盘与转轴之间的相对位移,由此提高对托盘位置的精确控制。通过这样的连接方式,既能实现旋转中对基片托盘的自平衡,也能防止基片托盘和转轴之间相对转动,从而达到了预期技术效果。

请求人使用的主要现有技术为证据1,该证据为一篇专利文献(CN1489644A)。

对于证据1的评析

证据1公开了一种用于化学气相沉积的无基座式反应器(参见其说明书第11页倒数第2段到第13页第1段、附图),其图5A、5B、5C和5D(方案二)显示了该反应器一个实施例的晶片支撑组件的变型。从图5A可以看出,反应器包括反应腔100、具有位于反应腔100之内的顶端280的主轴250、晶片托架200以及辐射加热元件140。从图5D可以看出,晶片托架200的底面202包括一个中心凹进部分290。主轴250的顶端280在凹进部分290中的插入在主轴壁282和凹进部分壁292之间产生了摩擦配合,该摩擦配合使晶片托架200能够在没有独立保持装置的情况下由主轴250进行旋转。

证据1同样考虑在晶片制成组件中使用独立保持装置,这种独立保持装置的实例示于图9A、9B和9C(方案一)。如图9A所示,主轴的顶端可以包括从平直表面垂直向下延伸的凹口,晶片托架可以在凹进部分的平直表面具有匹配凹口,该凹口从平直表面垂直向上延伸,然后指状件可以插入凹口,将晶片托架和主轴连在一起。或者如图9B所示,主轴顶端的平直表面可以包括与主轴顶端成一体的凸起件,在晶片托架的沉积位置,凸起件被插入凹进部分的平直表面的匹配凹口中。从图9C中可以看出,保持装置包括两个指状件或者两个凸起件,以及相应数量的匹配凹口。

证据1中虽然同时公开了通过摩擦配合使得晶片托架随主轴旋转(方案二),以及设置独立保持装置(方案一),但是图5A-5D(方案二)和图9A-9C(方案一)所示出的内容分别属于两个并列的技术方案。

根据证据1说明书的记载(参见其第4页倒数第3段、第5页第9-12行、第12页倒数第2段),其发明目的是避免现有技术的CVD反应器中永久性安装的基座存在的明显增大晶片支撑组件总体的热惰性和机械惯量的缺陷,因此证据1优选仅通过摩擦力使得晶片托架保持在主轴上,没有任何的保持装置,由此能使托架-主轴组件的机械惯量减到最小,并能够由此降低主轴上的应力。如果主轴必须突然停止,并且施加在晶片托架上的惯性力超过它与主轴顶端之间的摩擦力,晶片托架就可能独立于主轴地旋转,从而减小了主轴上的应力。因此,证据1并不需要避免晶片托架和主轴之间的相对转动,反而希望通过相对转动来减少主轴的应力。而且,在证据1中设置摩擦配合或者独立保持装置,其目的均是为了将晶片托架保持在主轴上,通过摩擦配合或独立保持装置均足以单独实现上述目的,因此也没有必要同时使用。另外,即使图9A-9C中会由于主轴和晶片托架间的接触存在摩擦力,但该摩擦力并不足以使所述托架围绕旋转轴转动,该技术方案中是通过独立保持装置来保证托架随主轴转动。因此,权利要求1相对于证据1中图9A-9C的技术方案至少存在如下区别:通过基片托盘和旋转轴顶部之间的摩擦力使所述基片托盘围绕所述旋转轴的中心轴线转动。

 

证据1是否给出了技术启示

笔者认为,证据1中仅公开了分别通过摩擦传动或接触传动保持主轴和托盘同步运动的技术方案,并未公开同时采用摩擦传动和同步运动配合结构的技术方案。而且,证据1中优选仅通过摩擦力使托架保持在主轴上,并不排斥托架与主轴的相对运动,由此能够减小主轴的应力。因此,证据1对于接触传动和摩擦传动的共同使用给出了相反的技术教导。另外,证据1中的独立保持装置与涉案专利中的同步运动配合结构在功能上也存在差异,上述证据中装置的作用是通过接触作用力保持主轴和托盘同步运动,接触作用力在托盘的运动过程中必须时刻发挥作用,托盘和主轴之间不再需要摩擦力作用,因此装置为接触传动装置;而涉案专利的同步运动配合结构其目的仅在于确保主轴和托盘不发生相对转动,在托盘随主轴的运动过程中,主要由摩擦传动发挥作用,因此涉案专利的同步运动配合结构并不属于接触传动装置,因此上述证据也无法给出将摩擦传动与同步运动配合结构相结合的技术启示。此外,目前也没有证据显示这种结合方式是本领域的公知常识。

笔者还认为,虽然证据1中的独立保持装置与涉案专利中的同步运动配合结构在结构上有些类似,但是由于证据1中的独立保持装置与涉案专利中的同步运动配合结构在功能/效果上存在明显差异(也就是说,证据1中的独立保持装置与涉案专利中的同步运动配合结构所起的作用不同,解决的技术问题也不同),因此,请求人将证据1作为破坏涉案专利创造性的主要证据并认为证据1给出了技术启示的说服力显得较为单薄。

 

启发

笔者认为,在判断和论述不同技术方案间是否存在结合启示时,从发明构思的角度进行审视,可确保将发明作为一个整体进行考量,即不仅考虑技术手段本身,还要关注其解决的技术问题和所实现的技术效果,这样更容易判断出不同技术方案间是否存在结合的障碍。

由上述分析可以看出,正确把握发明构思,了解发明创造产生的过程以及各技术特征或技术手段在发明中所起的作用,有助于更客观地看待发明的创造性。从专利权人的角度来看,关注请求人给出的多个证据之间或单个证据的不同技术方案之间是否因发明构思不同而存在结合障碍,是论述专利具备创造性的重要考量点。实际上,从涉案专利与证据之间在发明构思方面的根本性差异,以及多个证据之间或单个证据的不同技术方案之间因发明构思的根本性不同导致本领域技术人员无动机参考改进证据或者无法进行证据之间的结合往往对专利无效宣告程序和行政诉讼程序中获得成功特别有效。从请求人的角度来看,倘若多个证据之间或单个证据的不同技术方案之间在功能/效果上存在明显差异,则宜考虑寻求其它更有力的证据。


小议权利要求中的否定式表达

发明构思在技术启示论述中的作用 ——浅议“化学气相沉积”无效宣告请求案

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