目标专利:1757评估晶片或单晶锭的质量的方法及使用其控制单晶锭的质量的方法
专利公开号:CN103650124B
专利权人:LG
无效请求书提交日期:2026年
非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。
| 编号 | 名称 |
|---|---|
| 0 | 2005-08-25_US2005183660A_发明申请_US20050183660A1 Method of identifying defect distribution in silicon single crystal ingot_+++D+++.docx |
| 0 | 2015-03-05_None_发明专利_JPWO2013024528A1 車両下部構造.docx |
| 0 | 2011-06-02_JP2011105526A_发明专利_JP2011105526A Method for growing silicon single crystal.docx |
| 0 | 2011-04-07_JP2011068531A_发明专利_JP2011068531A Pulling method for silicon single crystal_+++A_D_e+++.docx |
| 0 | 2011-03-17_KR101022070B_发明授权_KR101022070B1 워크피스 위치 결정 장치의 제어 장치.docx |
| 0 | 2010-12-09_JP2010278234A_发明专利_JP2010278234A Method for evaluation of silicon wafer surface damage_+++a+++.docx |
| 0 | 2010-04-21_JP4452648B_发明专利_JP4452648B2 Partition device.docx |
| 0 | 2009-05-13_KR1020090047580A_发明公开_KR1020090047580A 결정 결함 영역 평가를 위한 Cu 오염 장치 및 방법_+++A_C_D_E+++.docx |
| 0 | 2008-10-01_KR1020080087715A_发明公开_KR1020080087715A 워크피스 위치 결정 장치의 제어 장치.docx |
| 0 | 2008-06-18_JP4102732B_发明专利_JP4102732B2 Around panels and floor heating direct attachment construction method using the same for floor heating.docx |
| 0 | 2008-03-28_KR1020080027554A_发明公开_KR1020080027554A 금속 오염과 열처리를 이용한 단결정 실리콘의 결정 결함영역 구분 방법_+++A_C_D_E+++.docx |
| 0 | 2007-12-05_JP4018081B_发明专利_JP4018081B2 Printing system.docx |
| 0 | 2007-10-05_KR100763834B_发明授权_KR100763834B1 구리 헤이즈를 이용한 단결정 실리콘의 결정 결함 영역구분 방법 및 결정 결함 영역 평가용 구리 오염 용액_+++A_C_D_E+++.docx |
| 0 | 2006-11-30_JP2006322201A_发明专利_JP2006322201A Partition device.docx |
| 0 | 2006-05-18_US2006103666A_发明申请_US20060103666A1 Operating apparatus and remote control system.docx |
| 0 | 2001-03-27_JP2001081000A_发明专利_JP2001081000A Method of evaluating crystal defect in silicon single crystal_+++A_D+++.docx |
| 0 | 2005-08-11_JP2005217058A_发明专利_JP2005217058A Electronic component mounting device.docx |
| 0 | 2005-06-09_JP2005145742A_发明专利_JP2005145742A Method for manufacturing single crystal, graphite heater, and single crystal manufacturing apparatus_+++a+++.docx |
| 0 | 2005-04-14_JP2005098658A_发明专利_JP2005098658A Peripheral panel for floor heating and floor heater direct mounting construction method.docx |
| 0 | 2005-01-27_JP2005022411A_发明专利_JP2005022411A Manufacturing process for laminated body and container for liquid.docx |
| 0 | 2004-10-21_JP2004291644A_发明专利_JP2004291644A Print system.docx |
| 0 | 2004-07-08_JP2004189584A_发明专利_JP2004189584A Method of measuring point defect distribution in silicon single crystal ingot_+++D+++.docx |
| 0 | 2004-05-27_JP2004153083A_发明专利_JP2004153083A Method of evaluating silicon wafer and method of manufacturing soi wafer.docx |
| 0 | 2004-02-12_JP2004045601A_发明专利_JP2004045601A Display device, and its inspection method.docx |
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| 0 | 2003-11-25_JP2003335599A_发明专利_JP2003335599A Process for identifying defect distribution in silicon single crystal ingot.docx |
| 0 | 2003-06-26_US2003116082A_发明申请_US20030116082A1 Silicon single crystal wafer and method for producing silicon single crystal.docx |
| 0 | 2002-12-20_JP2002368235A_发明专利_JP2002368235A Semiconductor device and manufacturing method therefor.docx |
| 0 | 2002-09-25_EP1244151A_发明公开_EP1244151A2 Semiconductor device and its manufacture method.docx |
| 0 | 2002-07-16_JP2002201093A_发明专利_JP2002201093A Method of manufacturing silicon single crystal_+++A+++.docx |
一种用于评估晶片或单晶锭的质量的方法,所述方法包括对单晶锭的切片或晶片进行Cu(铜)雾度评估;和译相对于所述Cu雾度评估的结果进行Cu雾度评分;译其中对单晶锭的切片或晶片进行Cu雾度评估包括通过使用缓冲氧化蚀刻剂溶液和Cu的混合溶液以高浓度的Cu污染Si单晶体的切片或晶片的一个表面;并且进行快速扩散热处理;然后通过在聚光灯下视觉观察受污染的表面或其相反表面来区分晶体缺陷区域;其中进行快速扩散热处理包括对所述单晶锭的整个切片或晶片的左半侧进行第一热处理以评估O带区域;和对所述单晶锭的整个切片或晶片的右半侧进行第二热处理以评估Pi和Pv区域。译2.根据权利要求1所述的方法,其中在所述Cu雾度评分中所述Cu雾度评分的方法包括通过划分锭的切片的或所述晶片的缺陷区域来进行Cu雾度评分。译3.根据权利要求2所述的方法,其中所述Cu雾度评分的方法包括通过评定所述锭的切片的或所述晶片的Pv区域 and Pi区域的分数来进行Cu雾度评分。译4.根据权利要求1所述的方法,其中所述Cu雾度评分包括相对于根据所述Cu雾度评估方法的O带热处理区域测量第一Pi区域的面积;译相对于Pv、Pi热处理区域测量第二Pi区域的面积;和对所述第一Pi区域的面积和所述第二Pi区域的面积进行相加以设置为Cu雾度分数值。译5.根据权利要求1所述的方法,其中所述Cu雾度评分包括通过所述Cu雾度评估来建立Cu雾度评分图。译
针对目标专利 CN103650124B(评估晶片或单晶锭的质量的方法及使用其控制单晶锭的质量的方法)的权利要求1-5,结合说明书及提供的三篇对比文件,作如下详细的专利代理实务评估与特征比对分析:
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## 一、 目标专利权利要求的说明书解释
根据《专利法》第26条第4款及实施细则规定,权利要求书的用语应当紧密结合说明书及附图进行解释:
1. **权利要求1中的“Cu雾度评估”及“以高浓度的Cu污染”**
* **说明书解释(段落[0058])**:明确界定为使用Cu污染溶液(**缓冲氧化蚀刻剂 BOE 溶液与 Cu 的混合溶液**),污染 Si 单晶切片/晶片的一个表面,并进行快速扩散热处理(RTA),随后在聚光灯下视觉观察受污染表面或其相反表面来区分晶体缺陷区域(如区分 O 带、Pv、Pi、LDP 等区域)。
2. **权利要求1中的“第一热处理/评估O带区域”与“第二热处理/评估Pi和Pv区域”**
* **说明书解释(段落[0040]-[0041]、[0057]-[0058])**:第一热处理在说明书中简称为 **BP(Band Process)热处理**,用于使 O 带(O-band)区域显现;第二热处理简称为 **BSW(Bare Silicon Wafer)热处理**,用于使 Pv 和 Pi 区域显现。
* **左右半侧划分**:图2、图3及说明书段落[0060]-[0069]明确指出,该评估方法是将**同一个切片/晶片的左右两侧分别施加不同的热处理**(左半侧做 BP 处理评估 O 带,右半侧做 BSW 处理评估 Pi/Pv),从而实现单张晶片上多区域的同步精准划分。
3. **权利要求4中的“第一Pi区域面积与第二Pi区域面积相加”**
* **说明书解释(段落[0068]-[0069]及图3)**:第一Pi区域面积对应左半侧(BP评估区域)显现出的白色Pi面积;第二Pi区域面积对应右半侧(BSW评估区域)显现出的白色Pi面积。将左右两侧测得的 Pi 面积直接相加求和,作为最终该晶片的“Cu雾度分数值”。
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## 二、 对比文件技术特征比对(详细出处与分析)
针对权利要求1-5拆解的技术特征 A~I,对比文件公开情况比对如下:
### 对比文件信息:
* **D1**:JP2001081000A(公开日:2001-03-27)
* **D2**:JP2002201093A(公开日:2002-07-16)
* **D3**:JP2004020341A(公开日:2004-01-22)
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### 技术特征比对表
| 权利要求技术特征 | D1(JP2001081000A)对比分析 | D2(JP2002201093A)对比分析 | D3(JP2004020341A)对比分析 |
| 技术特征A:对单晶锭的切片或晶片进行Cu雾度评估 | 公开<br>出处:段落[0011],[0023]<br>公开了使用含硝酸铜和氢氟酸的混合溶液污染晶片表面并热处理的“铜装饰法(Cu decoration)”来评估缺陷。 | 公开<br>出处:段落[0014],[0030]-[0032]<br>公开了利用Cu析出(Cu deposition)评估硅单晶晶片中的缺陷区域。 | 公开<br>出处:段落[0009],[0025]<br>公开了对单晶切片/样品施加铜装饰(Cu decoration)或Cu扩散来评估缺陷分布。 |
| 技术特征B:相对于Cu雾度评估的结果进行Cu雾度评分 | 未公开<br>仅通过显微镜/肉眼观察析出密度及分布,未建立定量评分机制。 | 未公开<br>仅评估是否存在缺陷,未建立定量评分机制。 | 未公开<br>仅测定DLTS或ライフタイム(寿命)值,未建立基于雾度图像/面积的评分机制。 |
| 技术特征C:使用缓冲氧化蚀刻剂溶液(BOE)和Cu的混合溶液高浓度污染一个表面 | 实质公开<br>出处:段落[0023]<br>公开了使用硝酸铜($\text{CuNO}_3$)与氢氟酸($\text{HF}$)混合溶液浸泡污染晶片。BOE即为HF与$\text{NH}_4\text{F}$混合液,属于化学等效手段。 | 未实质公开<br>仅提到在含Cu离子液体中施加电位进行Cu deposition(段落[0031])。 | 未实质公开<br>仅提到涂布1-1000ppm浓度含过渡金属(如Fe/Cu/Ni)的溶液进行污染(段落[0022])。 |
| 技术特征D:进行快速扩散热处理 | 实质公开<br>出处:段落[0023]<br>公开了1000℃×5min高温扩散热处理并急冷(属于RTA快速扩散热处理范畴)。 | 未公开<br>未明确提及快速扩散热处理。 | 公开<br>出处:段落[0011],[0023]<br>公开了以30~70℃/秒升温、600~1100℃保持10~60秒的RTA(快速热处理)。 |
| 技术特征E:聚光灯下视觉观察受污染表面或相反表面区分缺陷区域 | 公开<br>出处:段落[0021],[0023]<br>公开了选择蚀刻后在集光观察/显微镜下区分出OSF及缺陷区域。 | 公开<br>出处:段落[0032]<br>公开了在集光灯(聚光灯)下或肉眼直接观察分析Cu析出的分布与区域。 | 未公开<br>采用光电或电气测试手段(LM-PCD、DLTS)。 |
| 技术特征F:在整个切片或晶片左半侧进行第一热处理以评估O带区域 | 未公开<br>D1为全片统一热处理。 | 未公开<br>D2为全片统一热处理。 | 未公开<br>D3为全片统一热处理。 |
| 技术特征G:在整个切片或晶片右半侧进行第二热处理以评估Pi和Pv区域 | 未公开<br>D1未区分左右半侧采取不同热处理。 | 未公开<br>D2未区分左右半侧采取不同热处理。 | 未公开<br>D3未区分左右半侧采取不同热处理。 |
| 权2/权3:通过划分缺陷区域/评定Pv和Pi区域分数进行评分 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
| 权4(特征H/I):测定左侧第一Pi面积与右侧第二Pi面积并相加作为分数值 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
| 权5:建立Cu雾度评分图 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
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## 三、 最接近对比文件的选择与创造性分析
### 1. 最接近对比文件的选择(D1 或 D2)
* **候选对比文件分析**:
* **D1 (JP2001081000A)**:属于硅单晶缺陷评估技术领域。其明确公开了利用含Cu溶液污染表面、进行高温扩散热处理(1000℃×5min)、并在集光灯下/显微镜下区分 OSF(即目标专利的 O 带核/缺陷区域)与其它缺陷区域(段落[0021]-[0023])。它解决的技术问题是如何快速、高灵敏度地通过铜装饰法评估低氧硅单晶中的 OSF 及其缺陷区域。
* **D2 (JP2002201093A)**:属于无缺陷硅单晶制造及评估领域。公开了利用 Cu deposition 评估硅单晶,并在聚光灯(集光灯)下观察缺陷区域分布(段落[0032])。
* **D3 (JP2004020341A)**:侧重于利用金属污染扩散后测量电气参数(DLTS、LM-PCD 少数载流子寿命)来划分 Pv、Pi 区域,不涉及“聚光灯视觉观察”及“雾度评分”。
* **结论**:**D1 最适合作为最接近的对比文件**(D2 也可作为平行最接近对比文件)。D1 与目标专利的技术领域最相同、采用的技术手段(Cu装饰/雾度评估、高温快速扩散、聚光灯观察)最贴近。
### 2. 区别技术特征与技术效果
以 **D1** 为最接近对比文件,目标专利权利要求1的区别技术特征在于:
1. **特征F与G**:将同一个切片或晶片划分为**左半侧和右半侧**,左半侧进行第一热处理(评估 O 带区域),右半侧进行第二热处理(评估 Pi 和 Pv 区域);
2. **特征B**:基于 Cu 雾度评估结果进行 **Cu 雾度评分**。
* **实际解决的技术问题**:如何在单张晶片样品上快速、高效地同步评估出 O 带区域以及 Pi/Pv 区域,并对晶片质量进行定量化评分。
* **显而易见性分析**:
* 对比文件 D1、D2、D3 均是将整个样品/晶片置于**同一种热处理条件**下进行缺陷显化。
* 在单张样品左右两侧分别施加不同的热处理(左侧做 BP 处理显现 O 带,右侧做 BSW 处理显现 Pi/Pv),是目标专利为了在同一块样品上同时测出两种不同热处理响应区域而采取的特定分割设计。在现有技术没有给出“分区域/左右半侧分别施加不同热处理”教导的前提下,该特征非本领域的公知常识,具备创造性。
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## 四、 专利无效请求中最薄弱的技术特征
在发起无效宣告请求时,目标专利中最薄弱、最容易被攻破的技术特征分析如下:
### 1. 权利要求1中的“高浓度Cu污染溶液(BOE+Cu混合液)”及“快速扩散热处理(RTA)”
* **薄弱原因**:D1(段落[0023])已公开使用 $\text{CuNO}_3 + \text{HF}$ 溶液污染并进行1000℃×5min的高温扩散热处理,这与用 BOE($\text{HF}+\text{NH}_4\text{F}$)+ Cu 属于本领域的等效替换;D3(段落[0011]、[0023])也明确公开了采用 RTA(30~70℃/s升温,10-60s保持)进行过渡金属扩散。因此,**特征 C、D、E 组合极易被 D1/D3 结合击穿**。
### 2. 权利要求1中的“左半侧”与“右半侧”分割处理(特征 F、G)——【核心突破口】
* **薄弱原因(从“说明书充分公开”与“形式化分割”角度攻防)**:
* **结构对称性**:CZ法拉制的硅单晶锭及切出的圆形晶片在径向缺陷分布上呈现典型的**轴对称/圆环状对称性**(如 OSF 环、Pv/Pi 环带)。因此,在逻辑上,取左半侧和右半侧完全等价于取同一圆环的两个对称部分。
* **现有技术的常规实验手段**:在晶体缺陷分析实务中,将一块晶片或切片沿直径对半切割(或对半遮挡)分别进行不同的热处理以对比效果,属于本领域技术人员的常规实验选择(Routine experimentation)。
* **公开不充分/权利要求得不到说明书支持(专利法26条3款/4款)**:目标专利权利要求1仅写明“对左半侧进行第一热处理,对右半侧进行第二热处理”,但**并未限定如何物理实施这种半侧隔离热处理**(例如是先切成两半分别加热,还是采用局部加热设备)。如果说明书中没有给出如何在同一整张晶片上实现左右两侧不同温度/时间热处理的具体工艺细节,则该特征涉嫌违反《专利法》第26条第3款(公开不充分)。
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## 五、 进一步的对比文件检索策略
为了彻底无效目标专利的权利要求1-5(尤其是攻破“半侧分别热处理”和“面积相加评分”特征),建议采取以下进一步检索策略:
### 1. 针对“同一晶片/切片分割/对半(Half Wafer)采用不同热处理条件”的检索
* **检索关键词(中/英/日)**:
* `硅单晶` / `晶片` / `切片` / `分割` / `对半` / `左右` / `半片` / `不同热处理` / `第一热处理` / `第二热处理`
* `silicon` / `wafer` / `slice` / `half` / `split` / `bilateral` / `different heat treatment` / `first heat treatment` / `second heat treatment`
* `シリコン` / `ウェーハ` / `半分` / `左右` / `異なった熱処理` / `第1の熱処理`
* **逻辑组合策略**:
* `(晶片 OR 锭切片 OR 样品) AND (半片 OR 对半 OR 左右 OR 分割) AND (不同热处理 OR 双重热处理 OR BP OR BSW) AND (缺陷 OR 雾度 OR 铜)`
### 2. 针对“缺陷区域(Pv/Pi/O带)面积测量与定量评分/图谱(Scoring / Mapping)”的检索
* **检索关键词**:
* `雾度` / `缺陷面积` / `评分` / `分数值` / `图谱` / `计算面积` / `加和` / `Pi面积`
* `haze` / `defect area` / `score` / `scoring` / `sum` / `total area` / `mapping` / `Pv` / `Pi`
* `ヘイズ` / `評価` / `スコア` / `面積加算`
* **逻辑组合策略**:
* `(铜雾度 OR Cu haze OR 铜装饰) AND (面积 OR area) AND (评分 OR 分数 OR score OR 得点) AND (相加 OR 加和 OR sum)`
### 3. 重点专利库与文献库推荐
* **韩国专利局(KIPO)及相关文献**:目标专利 CN103650124B 优先权来源于韩国专利(原申请人多为 LG Siltron / SK Siltron 等硅片巨头)。建议重点检索 **SK Siltron (LG Siltron)**、**信越半导体 (Shin-Etsu)**、**SUMCO (胜高)** 在 2011 年至 2016 年期间关于“硅晶片缺陷评估、Cu Haze 评分系统”的韩国及日本公开专利/学术论文(如 *Journal of Crystal Growth*, *Electrochemical Society Transactions*)。
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<ElicitationsGroup message="如需进一步推进本案的无效准备,可选择以下方向:">
<Elicitation label="针对该专利撰写详细的《专利无效宣告请求书》框架" query="请结合上述分析,针对专利 CN103650124B 撰写一份包含专利法第22条第3款(创造性)及第26条第3/4款(公开不充分/得不到支持)的无效宣告请求书框架。"/>
<Elicitation label="补充针对“权利要求4(面积相加评分)”的对比文件检索引擎表达" query="请提供针对目标专利权利要求4(第一Pi面积与第二Pi面积相加评分)的具体英文和日文专利数据库检索式(Patent Search Queries)。"/>
</ElicitationsGroup>
针对目标专利CN103650124B(以下简称“本专利”)与三篇对比文件的技术比对、最接近对比文件选择以及无效检索策略分析如下:
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## 1. 权利要求技术特征的解释
结合本专利说明书(具体为说明书[0037]-[0070]段及图2、图3)对权利要求1和4的特征进行明确:
* **技术特征C(Cu雾度评估):** 指采用缓冲氧化蚀刻剂(BOE)溶液与Cu的混合溶液对Si单晶切片/晶片的一个表面进行高浓度Cu污染,经过快速扩散热处理(RTA),再在聚光灯下通过视觉观察受污染面或其背面来区分晶体缺陷区域(如O带、Pv、Pi、LDP等)。
* **技术特征F、G(左右半侧不同热处理):** **特征F**指对单晶切片/晶片的左半侧进行第一热处理(BP,即O带热处理),用于评估O带区域;**特征G**指对右半侧进行第二热处理(BSW,即Pv、Pi热处理),用于评估Pi和Pv区域。两半侧采用不同的热处理条件以在同一样品上同时展示/区分不同的缺陷带。
* **技术特征H、I(Cu雾度评分与算术相加):** 指对Cu雾度评估结果进行定量评分。具体地,**特征H**测量第一热处理(O带热处理区域)下的第一Pi区域面积(图3左侧白色部分),并测量第二热处理(Pv、Pi热处理区域)下的第二Pi区域面积(图3右侧白色部分);**特征I**将第一Pi区域面积与第二Pi区域面积**直接相加**,所得和值作为Cu雾度分数值(如300mm晶片对应总分值)。
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## 2. 各对比文件公开特征比对与出处分析
### 对比文件公开号及基本情况
1. **D1:** JP2004189584A(公开日:2004-07-08)
2. **D2:** JP2005145742A(公开日:2005-06-09)
3. **D3:** US20050183660A1(公开日:2005-08-25)
### 特征比对与原文详细出处
以下表格全面对比各对比文件对本专利权利要求1~5技术特征的公开情况:
| 权利要求技术特征 | D1 (JP2004189584A) | D2 (JP2005145742A) | D3 (US20050183660A1) |
| 特征A: 评估晶片或单晶锭质量的方法,包括对切片或晶片进行Cu雾度评估 | 实质公开<br>段落[0006]公开对样品进行铜装饰(copper decoration)评估缺陷分布。 | 实质公开<br>段落[0002]、[0002]公开通过Cu沉积处理(Cu deposition)检测Cu沉积缺陷。 | 实质公开<br>段落[0009]公开利用copper decoration测量缺陷分布。 |
| 特征B: 相对于Cu雾度评估结果进行Cu雾度评分 | 未公开<br>仅测量再结合寿命或缺陷分布,未建立定量“评分”体系。 | 未公开<br>仅检测是否存在Cu沉积缺陷,未进行评分。 | 未公开<br>仅通过DLTS/LM-PCD测量复合中心浓度或寿命,未进行评分。 |
| 特征C: 使用BOE和Cu混合溶液高浓度污染切片/晶片一个表面 | 未公开<br>段落[0010]公开使用过渡金属溶液涂布表面进行金属污染,未限定为BOE与Cu混合液。 | 未公开<br>未公开具体Cu污染的BOE混合液配比细节。 | 未公开<br>段落[0015]公开涂布过渡金属溶液进行污染,未限定BOE与Cu混合液。 |
| 特征D: 进行快速扩散热处理 | 实质公开<br>段落[0010]公开600℃~1150℃扩散热处理。 | 未公开 | 实质公开<br>段落[0015]公开600-1100℃加热10-60秒(RTA方法)。 |
| 特征E: 聚光灯下视觉观察受污染面或其相反面区分晶体缺陷区域 | 未公开<br>D1采用LM-PCD/DLTS/TID等仪器测量再结合寿命或浓度。 | 未公开 | 未公开<br>D3采用LM-PCD或DLTS仪器测定。 |
| 特征F: 对切片/晶片左半侧进行第一热处理(评估O带区域) | 未公开<br>段落[0010]将样品对称2分割为第1和第2样品,分别涂布不同金属(如Cu和Ni/Fe)整体加热,非对同一样品左右半侧施加不同热处理。 | 未公开 | 未公开<br>段落[0018]将样品分割为第1和第2样品分别施加不同金属涂覆,非单样品左右半侧不同热处理。 |
| 特征G: 对切片/晶片右半侧进行第二热处理(评估Pi和Pv区域) | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
| 权利要求2: 划分缺陷区域来进行Cu雾度评分 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
| 权利要求3: 评定Pv区域和Pi区域的分数 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
| 特征H: 测量O带热处理区域第一Pi面积,测量Pv/Pi热处理区域第二Pi面积 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
| 特征I: 对第一Pi面积和第二Pi面积相加设置为Cu雾度分数值 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
| 权利要求5: 建立Cu雾度评分图 | 未公开 | 未公开 | 未公开 |
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## 3. 最接近对比文件的选择与技术效果分析
### 整体解决的技术问题与技术效果分析
* **本专利的核心目的:** 解决单晶拉伸过程中V/G测量繁琐、传统V/N测试成本高且因热历史差异导致无缺陷拉伸速度设置不准的问题。本专利通过**对同一样品左右半侧分别进行O带热处理与Pv/Pi热处理**,并结合**Cu雾度评估与面积相加评分(建立Cu雾度评分图)**,实现了对全尺寸基本范围内晶体缺陷的定量标准化评分,从而能够快速、精准地指导下一批次目标拉伸速度的调节。
* **D1 (JP2004189584A):** 旨在解决低氧浓度下常规氧析出热处理无法清晰区分Pv与Pi边界的问题。D1将样品对称切为第一、第二样品,分别涂覆不同过渡金属(如Cu和Ni),通过扩散热处理后测量再结合寿命(LM-PCD)来确定Pv/Pi边界。
* **D2 (JP2005145742A):** 旨在扩大无Cu沉积缺陷的N区单晶引起速度F的控制裕度(Margin),其核心是通过优化黑铅加热器的结构(有效发热部长度S及相对距离L)来控制温度梯度变化量$\Delta G/\Delta F \ge 1.9$。
* **D3 (US20050183660A1):** 旨在准确识别硅单晶中原生缺陷无缺陷区,利用过渡金属污染结合DLTS和LM-PCD方法建立浓度与寿命的相关直线(标定线),以此推断测量样品的Pv和Pi区域。
### 最接近对比文件的结论
**最接近的对比文件为:D1 (JP2004189584A)**(也可同时将技术领域极度接近的 **D3** 作为最接近对比文件之一)。
**原因:**
1. **技术领域与课题高度重合:** D1、D3与本专利均属于“硅单晶锭/晶片点缺陷分布(Pv/Pi/O带等)评估与测量”领域。
2. **技术手段最相近:** D1和D3均公开了将单晶锭切片切开、涂覆过渡金属(包含Cu)、进行扩散热处理,并评估Pv、Pi等缺陷区域的技术路径。
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## 4. 区别特征分析与最薄弱技术特征指出
### 未被最接近对比文件公开的特征
以 **D1** 为最接近对比文件,本专利权利要求1相比于D1存在以下关键区别特征:
1. **左右半侧分区差异化热处理(特征F、G):** D1是将样品切成独立的第1样品和第2样品分别涂布不同金属(如Cu和Ni)后整体加热;而本专利是在同一切片/晶片上,**左半侧进行第一热处理(BP)评估O带,右半侧进行第二热处理(BSW)评估Pi/Pv区**。
2. **显色与观察方式(特征C、E):** 本专利明确使用BOE+Cu混合液高浓度污染,并采用**聚光灯下视觉观察**区分缺陷区;D1使用过渡金属溶液涂布并依赖仪器(LM-PCD/DLTS)测量寿命/浓度。
3. **定量评分体系(特征B、H、I及权2-5):** D1仅停留在缺陷区域边界的物理测量与区分;本专利提出了测量第一Pi面积与第二Pi面积并**相加算分**以建立“Cu雾度评分图”的定量评分机制。
### 最薄弱的技术特征分析
若发起无效宣告请求,本专利**最薄弱(最容易被突破)的技术特征**在于:
> **最薄弱特征:技术特征C(BOE+Cu混合液污染及聚光灯视觉观察E) 与 权利要求2-5中的“面积相加评分计算规则”(特征H、I)。**
**原因如下:**
1. **显色观察手法(特征C、E)属于本领域常规技术手段:** 在硅片缺陷评估领域,使用BOE+Cu混合液污染硅片表面并通过聚光灯(Spotlight)肉眼/视觉观察Cu雾度(Cu Haze)以区分晶体缺陷(如O-band, Pv, Pi),属于**本领域公知常识或标准实验操作**(在相关文献和专利中被广泛应用)。
2. **评分规则(特征H、I)容易被认定为“人为规定的规则”或缺乏“显著意想不到的技术效果”:** 权利要求4中将“第一Pi区域面积”与“第二Pi区域面积”直接进行算术相加作为分数值,这种简单的线性加和计算在专利审查中极易被认为仅是**人为设定的评估标尺或数据处理约定**。如果其相加的物理意义没有产生超出叠加的协同技术效果,审查员或复审委极易认定其不具备创造性。
3. **左右半侧不同热处理(特征F、G)的实质是“平行对照实验的集成化”:** 传统技术(如D1、D3)通过切成两个独立样品分别做不同热处理;本专利仅是将两个独立样品的操作“拼合”到同一张晶片的左右两半。只要本领域技术人员为了节省样品或提高对比直观性,将两种热处理条件分别作用于同一晶片的左右两侧,属于显而易见的改进。
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## 5. 进一步的对比文件检索策略
为了成功无效本专利(尤其是击破“左右半侧不同热处理”和“Cu雾度评分图/定量评分”这两个核心区别点),建议采取以下检索策略:
### 1. 针对“左右半侧不同热处理(分区热处理)”的检索策略
* **检索逻辑:** 寻找在半导体晶片评估、金属扩散评估或缺陷分析中,**对同一块晶片/样品的不同区域(如左半/右半、内圈/外圈)施加不同热处理条件/不同工艺条件**的对比文件。
* **关键词组合(中/英/日):**
* `硅片` OR `晶片` OR `单晶锭` / `silicon wafer` OR `ingot`
* `左右` OR `半侧` OR `分区` OR `掩模` / `left half` OR `right half` OR `half` OR `split` OR `region-wise` OR `zone-wise`
* `热处理` OR `退火` / `heat treatment` OR `annealing` OR `RTA`
* **分类号(IPC/CPC):**
* `H01L21/66`(半导体器件制造中的测试/检验)
* `C30B29/06`(硅单晶)
* `G01N21/00` OR `G01N25/00`(光学/热学光学分析)
### 2. 针对“Cu雾度评估(BOE+Cu污染+聚光灯观察)”的文献检索策略
* **检索逻辑:** 寻找显性公开“缓冲氟化氢/BOE + 铜离子混合液污染硅片表面 + 快速扩散热处理 + 聚光灯(spot light / collimated light)目视检测Cu haze”的标准检测方法或早期文献。
* **关键词组合:**
* `Cu haze` OR `copper haze` OR `铜雾` OR `铜装饰` OR `copper decoration`
* `BOE` OR `buffered oxide etchant` OR `HF/Cu` OR `缓冲氟化氢`
* `spotlight` OR `聚光灯` OR `视觉` OR `visual inspection` OR `目视`
### 3. 针对“缺陷定量评分/建立了评分图控制引起速度”的检索策略
* **检索逻辑:** 寻找将晶片缺陷检测结果(如无缺陷区面积、Pi/Pv面积)转化为**量化分数(Score / Map)**,并**反馈调节单晶拉伸速度(Pulling rate)** 的控制方法专利。
* **关键词组合:**
* `评分` OR `得分` OR `评分图` / `score` OR `scoring` OR `rating` OR `score map`
* `拉伸速度` OR `提拉速度` / `pulling rate` OR `pull rate` OR `pulling speed`
* `反馈` OR `控制` OR `调节` / `feedback` OR `adjust` OR `control`
### 4. 重点追溯同族与引证文献
* **追溯D1 (JP2004189584A) 和 D3 (US20050183660A1) 的后向引证专利:** 重点查看引用了D1、D3的2005—2013年间的日韩及美国专利(如 信越化学 Shin-Etsu、SUMCO、LG Siltron、MEMC 等单晶硅巨头的缺陷评估专利),这些专利极有可能公开了更具体的Cu haze评分图控制拉速方案。
<ElicitationsGroup message="为进一步推进针对该专利的无效宣告工作,您可以选择:">
<Elicitation label="撰写针对权利要求1的系统性无效宣告意见书草案" query="请基于上述对比文件比对与最薄弱特征分析,撰写一份针对CN103650124B权利要求1的系统性无效宣告意见书草案,包含具体的法条依据(如《专利法》第22条第3款创造性)与逻辑论证。"/>
<Elicitation label="制定具体的数据库检索表达式(含IPC分类号与逻辑运算符)" query="请根据建议的检索策略,提供可在Patentics、IncoPat或Google Patents上直接运行的具体布尔逻辑检索表达式。"/>
</ElicitationsGroup>
针对您提出的目标专利(CN103650124B)与两份对比文件(D1:JP2010278234A,D2:JP2011068531A)的技术特征比对、整体技术问题/效果分析、最接近对比文件选择、最薄弱特征认定以及后续检索策略,以下为您提供系统的专利侵权/无效法律分析与特征比对报告。
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## 一、 目标专利权利要求与说明书解释
根据目标专利 CN103650124B 说明书(尤其是 [0018]-[0021]、[0040]-[0045]、[0057]-[0071] 以及图 2、图 3)的记载,对权利要求 1-5 的核心概念与特征界定如下:
* **“Cu雾度评估”及“以高浓度的Cu污染”**:说明书 [0058] 明确指出,其评估方法是用缓冲氧化蚀刻剂(BOE)与 Cu 的混合溶液污染单晶切片/晶片的一个表面,经**快速扩散热处理**后,在聚光灯下观察受污染面或其背面以区分晶体缺陷区域。
* **左右半侧分别热处理(特征F、G)**:说明书 [0040]-[0041] 及图 2/3 记载,在对同一个试样切片/晶片评估时,**整个切片或晶片的左半侧**进行第一热处理(BP,即 O 带热处理),**右半侧**进行第二热处理(BSW,即 $P_v/P_i$ 热处理)。这种在单个晶片上左右“分半/对半”分别施加不同热处理条件以同时评估不同缺陷区($O$ 带与 $P_v/P_i$ 区)的操作是该专利的技术核心。
* **“Cu雾度评分”与分数值计算(特征B、H、I、权利要求 2-5)**:说明书 [0067]-[0071] 及图 3 记载,评分是指将左半侧第一热处理(BP)区域测得的第一 $P_i$ 面积(白色部分)与右半侧第二热处理(BSW)区域测得的第二 $P_i$ 面积(白色部分)**直接相加**,并将该加和值作为该晶片/切片的“Cu雾度分数值”(可映射建立评分图并定量指导拉速调节)。
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## 二、 对比文件技术特征比对与出处分析
### 1. 对比文件公开号及基本信息
* **D1**:JP2010278234A(公开日:2010-12-09),主题为“硅晶片表面加工损伤的评估方法”。
* **D2**:JP2011068531A(公开日:2011-04-07),主题为“硅单晶拉制方法”。
### 2. 权利要求1-5技术特征比对表
| 权利要求技术特征 | D1(JP2010278234A)公开情况及详细出处 | D2(JP2011068531A)公开情况及详细出处 |
| 特征A:评估晶片或单晶锭质量的方法,包括对切片或晶片进行Cu雾度评估 | 实质公开:公开了通过Cu污染及雾度(Haze)分析来检测/评估硅晶片表面损伤及质量的方法。<br>*出处:[0007]-[0008]、[2]-ヘイズ分析・評価* | 实质公开:公开了利用铜装饰法(Cu decoration)并测量雾度/缺陷区来评估单晶锭切片/晶片质量。<br>*出处:[2]-第19段、[2]-第20段* |
| 特征B:相对于Cu雾度评估的结果进行Cu雾度评分 | 未公开:仅进行了雾度 Mapping 视觉化与定量检测,未建立针对 $P_i/P_v$ 区域面积相加的“评分”机制。 | 未公开:公开了测量各缺陷区直径并换算为拉速,但未建立“Cu雾度评分”这一指标。 |
| 特征C:使用BOE与Cu混合溶液以高浓度Cu污染Si单晶切片/晶片一个表面 | 实质公开:公开了先用希氟酸(HF)处理,再浸入含 Cu 离子的希氟酸(HF+Cu)中在表面析出 Cu 进行污染。<br>*出处:[0008]-[0009]、[2]-Cuイオン含有希フッ酸処理* | 实质公开:公开了采用铜装饰法(铜污染+扩散)来显现缺陷区域。<br>*出处:[2]-第20段* |
| 特征D:进行快速扩散热处理 | 未明确公开:D1 采用 SC1 洗涤(60-80℃),未明确记载高温快速扩散热处理。 | 实质公开:铜装饰法中包含对附着铜的晶片进行加热扩散热处理。<br>*出处:[2]-第20段(铜装饰法步骤)* |
| 特征E:通过在聚光灯下视觉观察受污染表面或其相反表面来区分晶体缺陷区域 | 实质公开:公开了利用聚光灯下目视或激光散射等方式观察晶片表面/雾度以检测缺陷/损伤。<br>*出处:[2]-第3段、[2]-ヘイズ分析・評価* | 实质公开:公开了对处理后的晶片在集光灯(聚光灯)照射下目视观察以区分 [$V$]、[$OSF$]、$P_v$、$P_i$ 等缺陷区域。<br>*出处:[2]-第20段* |
| 特征F:快速扩散热处理包括对整个切片或晶片的左半侧进行第一热处理以评估O带区域 | 未公开 | 未公开(D2 采用的是纵切晶片进行速度变量试验或对整体晶片热处理,未公开在同一晶片上“左半侧”单独进行第一热处理)。 |
| 特征G:对整个切片或晶片的右半侧进行第二热处理以评估Pi和Pv区域 | 未公开 | 未公开(未公开对同一晶片“右半侧”单独进行第二热处理)。 |
| 权2/权3:划定/评定锭切片或晶片的 $P_v$ 与 $P_i$ 区域分数进行评分 | 未公开 | 部分公开:公开了区分和测量 $P_v$ 与 $P_i$ 区域(直径/界限),但未进行“分数值评定”。<br>*出处:[0009]-[0010]* |
| 特征H/I(权4):测量左侧第一 $P_i$ 面积与右侧第二 $P_i$ 面积,并将两者面积相加作为Cu雾度分数值 | 未公开 | 未公开 |
| 权5:通过Cu雾度评估建立Cu雾度评分图 | 未公开(仅有 Haze Map 图像,非评分图) | 未公开(仅有缺陷分布图,非评分图) |
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## 三、 最接近对比文件分析
在创造性评估中,**D2(JP2011068531A)最适合作为最接近的对比文件**。
### 1. 整体解决的技术问题与技术效果比对
* **目标专利**:旨在解决 CZ 法单晶硅拉制过程中,传统 V/N 测试繁琐、难以精细定量确定无缺陷($P_v/P_i$)边缘拉速的问题。其通过在单晶切片/晶片上定量评估 $O$ 带与 $P_v/P_i$ 区并评分,达到**无须重复多次测试即可精确、定量调控拉晶速度,提高无缺陷单晶产率**的效果。
* **D2(JP2011068531A)**:所解决的技术问题同样是**在 CZ 法拉晶过程中消除 COP 和位错环缺陷(即获取无缺陷晶体)**。D2 明确划分了 [$V$]、[$OSF$]、$P_v$、$P_i$、[$I$] 等区域,并通过测量各缺陷区域的产生直径($D_{OSF}, D_{PV}, D_{PI}$ 等),将其换算为拉拔速度并反馈控制后续拉晶批次的目标拉速(出处:[0008]-[0010]、[2]-第22段-第25段)。
* **D1(JP2010278234A)**:侧重于晶片表面微小**加工损伤(如抛光划痕)**的检测与评估(出处:[2]-[0002]),并非针对单晶生长过程中内生缺陷(Grown-in defects,$P_v/P_i/O$带)及拉速控制。
### 2. 结论
D2 与目标专利的技术领域完全相同(均为 CZ 单晶硅缺陷评估与拉速反馈控制),所面对的技术问题高度重合(精细划分 $P_v/P_i$ 区以优化拉速),且公开了最多的技术特征(包括 $P_v/P_i/OSF$ 缺陷区的划分、铜装饰法显影、聚光灯观察、直径测量与拉速反馈控制)。因此,**D2 适合作为本专利最接近的对比文件**。
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## 四、 未被最接近对比文件公开的特征及其公开情况
未被最接近对比文件 D2 公开的技术特征主要包括:
1. **特征F & G**:将同一个切片/晶片划分为**左半侧**和**右半侧**,分别施加第一热处理(评估 $O$ 带)和第二热处理(评估 $P_v/P_i$ 区)。
2. **特征B, H, I(及权2-5)**:具体的“Cu雾度评分”算法,即**测量左半侧第一 $P_i$ 面积与右侧第二 $P_i$ 面积并进行叠加相加计算出分数值**,并进一步绘制评分图。
**其他对比文件(D1)的公开情况**:
D1 仅公开了“希氟酸+Cu离子溶液”处理及雾度(Haze)分析(用于加工损伤),**未能补充**上述“晶片左右分半分别热处理”以及“两侧 $P_i$ 面积叠加相加计算评分”的技术特征。
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## 五、 无效请求中最薄弱的技术特征分析
若发起针对 CN103650124B 的专利无效宣告,**目标专利最薄弱(即最容易被突破/最缺乏创造性)的技术特征**如下:
1. **特征C与D(Cu污染与快速扩散热处理)**:
* *薄弱原因*:采用 Cu 污染及热处理(铜装饰法,Copper Decoration Method)来显现硅单晶中的微缺陷(包括 $O$ 带、$P_v$、$P_i$)属于本领域的**公知常识/现有常规技术**(D2 的段落 [2]-第20段、第21段已明确记载了铜装饰法包括铜付着、加热扩散以及聚光灯观察)。
2. **权利要求1中的“评分”概念及权2-3(划分区域评定分数)**:
* *薄弱原因*:将视觉或测量观测到的缺陷面积/尺寸转化为“数字分数值/评分图”以量化指标,本质上属于**本领域技术人员为了实现定量管理而进行的常规参数化/抽象化操作**,其本身若不具备特殊的协同技术效果,容易被认定为“常规选择”或“简单的参数表达转换”。
### 目标专利最强的“防守护城河”特征:
**特征F+G(单晶片左右两侧分别进行不同条件的热处理)以及特征H+I(左右两侧 $P_i$ 面积相加求和作为评分)**。
* *原因*:现有技术(如 D2)通常是对整片晶片施加单一的热处理条件,或者沿纵向切开进行速度变量梯度分析。目标专利在**同一块横切晶片上左右半侧分别施加 BP(O带)和 BSW($P_v/P_i$)两种不同热处理**,并直接对两侧显现的 $P_i$ 面积进行加和作为评分,这种特定的试样制备与数据相加计算方式在现有对比文件 D1/D2 中均未出现。
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## 六、 进一步的对比文件检索策略
为了彻底攻破上述防守特征(特征F、G、H、I),建议采取以下进一步检索策略:
```
┌────────────────────────────────────────┐
│ 进一步对比文件检索策略 │
└───────────────────┬────────────────────┘
│
┌──────────────────────────────┼──────────────────────────────┐
▼ ▼ ▼
【策略一:试样制备切割类】 【策略二:缺陷评估与算法类】 【策略三:同族与引证追踪】
聚焦“半片/多区域不同 聚焦“Pi/Pv面积相加/加权 挖掘目标专利同族及
热处理”工艺(如 Split-wafer) 计算评分”控制拉速 优先权案审查历史
```
### 1. 策略一:针对“单晶片左右/多区域分别热处理”(特征F、G)的检索
* **检索逻辑**:寻找在硅片质量评估领域,为了节省试样或在一个晶片上对比不同热处理效果,而采用**“半片掩模/半片局部加热/左右半侧分别进行不同热处理(Split-wafer Heat Treatment)”**的专利或非专利文献(NPL)。
* **关键词组合**:
* `(晶片 OR 切片 OR 硅片 OR wafer) AND (半侧 OR 左半 OR 右半 OR 左右 OR 局部 OR half OR split) AND (热处理 OR 退火 OR annealing OR heat treatment) AND (O带 OR OSF OR Pv OR Pi OR 缺陷)`
* **IPC/CPC 分类号结合**:
* `C30B15/00`(直拉法生长单晶)
* `C30B29/06`(硅)
* `H01L21/66` OR `G01N21/00`(半导体器件制造中的测试/样品评估)
### 2. 策略二:针对“$P_i/P_v$ 面积测量、加和评分与拉速定量控制”(特征H、I、权4)的检索
* **检索逻辑**:检索以“无缺陷硅单晶(V/I border, $P_v, P_i$)”为背景,通过**“图像处理测量 $P_i$ 面积/宽度”**并**“相加/加权计算得分(Score/Index)”**进而反馈调节拉速(Pulling rate)的文献。
* **关键词组合**:
* `(Cu haze OR 铜雾度 OR 铜装饰 OR copper decoration) AND (面积 OR area OR 比例) AND (加和 OR 相加 OR 累加 OR sum OR addition OR score OR 评分 OR 分数) AND (拉速 OR 提拉速度 OR pulling rate)`
### 3. 策略三:同族与引证文献追踪(Forward/Backward Citation Search)
* 针对目标专利 CN103650124B 的**韩国同族专利(如 KR101416712B1 或相关同族申请)**进行深挖,重点关注其审查历史中韩国特许厅(KIPO)或 USPTO 引用的对比文件。
* 重点追踪韩国知名硅片制造企业(如 SK Siltron / LG Siltron)在 2011–2015 年间关于 **“Cu Haze Rating”、“Defect Mapping Score”、“Split Heat Treatment”** 方面的技术论文与专利申请。
<FollowUp label="是否需要我针对策略一中的“分区域/半片热处理”帮您拟定详细的德温特(DWPI)或国知局检索式?" query="请帮我拟定用于检索‘晶片分区域/左右半侧不同热处理评估缺陷’的德温特及国知局专业检索式。"/>