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| 審決分類 |
審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない(前置又は当審拒絶理由) H01L |
|---|---|
| 管理番号 | 1249410 |
| 審判番号 | 不服2010-19785 |
| 総通号数 | 146 |
| 発行国 | 日本国特許庁(JP) |
| 公報種別 | 特許審決公報 |
| 発行日 | 2012-02-24 |
| 種別 | 拒絶査定不服の審決 |
| 審判請求日 | 2010-09-01 |
| 確定日 | 2012-01-04 |
| 事件の表示 | 特願2007-122807「マルチチップ半導体装置、マルチチップ半導体装置用チップおよびその形成方法」拒絶査定不服審判事件〔平成19年 8月 9日出願公開、特開2007-201512〕について、次のとおり審決する。 |
| 結論 | 本件審判の請求は、成り立たない。 |
| 理由 |
第1 手続の経緯 本願は、平成9年11月7日(優先権主張平成8年12月2日)に出願した特願平9-305784号の一部を平成19年5月7日に新たな特許出願としたものであって、平成19年6月6日付けで手続補正書が提出され、平成21年11月20日付けで拒絶の理由が通知され、平成22年1月29日付けで意見書が提出されたが、平成22年5月24日付けで拒絶査定がなされ、これに対して平成22年9月1日付けで拒絶査定不服審判が請求されると同時に手続補正書が提出され、平成23年3月7日付けで当審において平成22年9月1日付け手続補正書による補正を却下するとともに拒絶の理由が通知され、平成23年5月9日付けで意見書及び手続補正書が提出されたものである。 第2 本願発明 本願の請求項1乃至12に係る発明は、平成23年5月9日付け手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項1乃至12に記載された事項により特定されたとおりのものと認められるところ、その請求項1、請求項3及び請求項4に係る発明(以下、それぞれ「本願発明1」、「本願発明3」及び「本願発明4」という。)は次のとおりのものである。 「【請求項1】 表面に素子が集積形成され半導体基板と、 この半導体基板表面上に形成された第1の層間絶縁膜と を有するチップを複数積層してなるマルチチップ半導体装置において、 少なくとも1つのチップは、その半導体基板および前記第1の層間絶縁膜を貫通する第1の貫通孔内を充填するように金属からなる接続プラグが形成され、この接続プラグ上には第2の貫通孔を有する第2の層間絶縁膜が形成され、前記接続プラグ上には前記第2の層間絶縁膜の前記第2の貫通孔を介して前記接続プラグに電気的に接続された金属配線が形成された構造を有し、かつこの接続プラグおよび金属配線を有する少なくとも1つのチップは、前記接続プラグおよび金属配線を介して他のチップと電気的に接続され、前記接続プラグと前記金属配線とが接続する部分の断面において、前記第2の貫通孔は前記第1の貫通孔よりも開口径が小さいことを特徴とするマルチチップ半導体装置。」 「【請求項3】 表面に素子が集積形成され半導体基板と、 この半導体基板表面上に形成された層間絶縁膜と を有するチップを複数積層してなるマルチチップ半導体装置において、 少なくとも1つのチップは、その半導体基板および層間絶縁膜を貫通する貫通孔内を充填するように金属からなる接続プラグが形成された構造を有し、かつこの接続プラグを有する少なくとも1つのチップは、他のチップと電気的に接続する接続プラグと前記他のチップと電気的に接続しない接続プラグを有することを特徴とするマルチチップ半導体装置。」 「【請求項4】 表面に素子が集積形成された半導体基板と、 この半導体基板表面上に形成された第1の層間絶縁膜と、 この第1の層間絶縁膜および前記半導体基板を貫通する第1の貫通孔内を充填するように形成され、他のチップと電気的に接続するための金属からなる接続プラグと、 前記接続プラグ上に形成され、第2の貫通孔を有する第2の層間絶縁膜と、 前記第2の層間絶縁膜の前記第2の貫通孔を介して前記接続プラグに電気的に接続され、前記接続プラグとともに前記他のチップと電気的に接続するための金属配線と を具備し、前記接続プラグと前記金属配線とが接続する部分の断面において、前記第2の貫通孔は前記第1の貫通孔よりも開口径が小さいことを特徴とするマルチチップ半導体装置用チップ。」 第3 引用刊行物の記載事項 これに対して、当審における平成23年3月7日付けの拒絶の理由に引用された、本願の優先権主張の日前である昭和60年7月25日に頒布された特開昭60-140850号公報(以下、「引用刊行物」という。)には、図面とともに次の事項が記載されている。 a:「〔発明の利用分野〕 本発明は半導体集積回路チツプを積層して成る積層集積型半導体回路装置を構成するに好適なチツプ構造の製法に係り、特に積層構成の基本となる配線用貫通孔の製法に関する。」(第1頁右下欄第11-15行) b:「第5図は本発明を適用して得られるチツプの断面構造模式図である。なお、図面を簡略にするため、貫通孔1つを含む部分を提示してある。この構造について以下簡単に説明する。 半導体基板50の表面には選択ドーピング等により素子群が形成されている。基板の一部には貫通孔が設けられ、その貫通孔は細部51、及び太部52より構成される。貫通孔の内面は酸化膜等の比較的厚い絶縁膜53で覆われ、貫通孔内部に形成される導電体層54と半導体基板50との間の電気的絶縁を図り、同時に寄生容量を低減している。貫通孔内部の導電体層は貫通孔細部51と貫通孔太部52の境界部で、チツプ下面に対するボンデイングパツド55と接続し、一該ボンデイングパツド上に下向きの半田バンプ56が形成される。貫通孔内導電体層54は素子群形成面側で多層配線層57を介してチツプ上面に対するボンデイングパツド58に接続され、該ボンデイングパツド58には上向きの半田バンプ59が形成される。第5図に示す、C、Dは、素子のゲートに信号を伝えるための多層配線層内の導体部分を指示している。第5図の例では、貫通孔配線は上部の半田バンプ59と下部の半田バンプ56を接続し、かつ、素子の1出力に接続された形となつているが、勿論このような構成に限定されるものではなく、多層配線層57を介して任意の入出力が上下の半田バンプに接続できることは言うまでもない。」(第3頁左下欄第5行-同頁右下欄第12行) c:「第7図に本発明によつて形成された半導体チツプが多数個積層され、半田バンプにより物理的、電気的に接続される様子を示す。第6図(ヌ)に等価な半導体チツプ71a、71b、71c、71d等が互に表面及び裏面の半田バンプが対向する如く積層され、上層チツプ裏面の半田バンプと下層チツプ表面の半田バンプとが融着部72a、72b等を形成する如くなされる。 ・・・ この場合、球状に形成される半田バンプの高さの和が、貫通孔太部の側壁高さ及び、チツプの反り及び多層配線層の凹凸等の各マージンを合計したものよりも十分大きく、接続を確実に得ると共に融着部を構成する半田の体積が、貫通孔太部の容積より小さく、圧接した際に「はみ出し」現象が起きぬ様配慮することが必要である。融着一体化された各LSIチツプは多層配線層73a、73b等により、上下の各チツプ若しくは同一チツプの他の素子群、あるいは他の融着部を介して電気的相互接続がなされ、また例えばセラミツク多層配線基板74の如きものを介して外部との接続もなされる。」(第5頁右上欄第15行-同頁左下欄第17行) d:「実施例では高濃度にドープした多結晶Siを貫通孔内導体に用いたが、これには例えばWやMｏ等の高融点金属やシリサイド合金を用いることも可能である。」(第5頁右下欄第6-9行) e:第5図から、素子群が形成された半導体基板50上には導電体層54とボンデイングパツド58を接続する多層配線層57が形成されており、該多層配線層57は、積層された4つの層間絶縁膜と、該4つの層間絶縁膜の隣接する各層間絶縁膜間に形成された配線とを有し、一番下の層間絶縁膜には、半導体基板50に形成された貫通孔細部51に対応する位置に貫通孔が形成されており、前記貫通孔細部51及び前記一番下の層間絶縁膜の貫通孔を充填するように導電体層54が形成され、この導電体層54上には貫通孔を有する下から二番目の層間絶縁膜が形成され、前記導電体層54上には前記下から二番目の層間絶縁膜の貫通孔を介して前記導電体層54に電気的に接続された配線が形成されているチツプの構造が見て取れる。 f:第7図から、積層された半導体チツプ同士は融着した半田バンプにより形成される融着部72a、72b等によって接続され、この融着部は半導体チツプ裏面に形成された貫通孔太部内に収容されている構造が見て取れる。 第4 当審の判断 1 引用刊行物に記載された発明 上記記載事項b及びeに記載された「チツプ」を上記記載事項c及びfに記載されたように積層することにより、上記記載事項aに記載された「積層集積型半導体回路装置」が構成されることは明らかである。 また、上記記載事項dより、引用刊行物には、貫通孔内に形成される導電体層として金属からなるものが記載されているに等しいと言える。 したがって、上記引用刊行物の記載事項a乃至fを整理すると、引用刊行物には、 「表面に素子群が形成されている半導体基板50と、 この半導体基板50の表面上に形成された多層配線層57と を有するチツプを複数積層してなる積層集積型半導体回路装置において、 チツプは、その半導体基板50を貫通する貫通孔を有し、該貫通孔は半導体基板50の素子群が形成されている面側の貫通孔細部51および他の面側の貫通孔太部52からなり、多層配線層57の一番下の層間絶縁膜には、貫通孔細部51に対応する位置に貫通孔が形成されており、前記貫通孔細部51および前記一番下の層間絶縁膜の貫通孔を充填するように金属からなる導電体層54が形成され、この導電体層54上には貫通孔を有する下から二番目の層間絶縁膜が形成され、前記導電体層54上には前記下から二番目の層間絶縁膜の貫通孔を介して前記導電体層54に電気的に接続された配線が形成された構造を有し、前記貫通孔太部52には前記導電体層54に接続するボンデイングパツド55および半田バンプ56が形成され、かつ前記導電体層54および配線を有するチツプは、前記導電体層54および配線を介して他のチツプと電気的に接続された積層集積型半導体回路装置。」 の発明(以下、「引用発明」という。)が記載されていると認められる。 2 本願発明1について (1)対比 引用発明の「導電体層54」は、他のチツプと電気的に接続するために半導体基板50を貫通する孔内に形成されるものであるから、本願発明1の「接続プラグ」に相当する。 引用発明の「表面に素子群が形成されている半導体基板50」、「チツプ」、「積層集積型半導体回路装置」、「一番下の層間絶縁膜」及び「下から二番目の層間絶縁膜」は、本願発明1の「表面に素子が集積形成され半導体基板」、「チップ」、「マルチチップ半導体装置」、「第1の層間絶縁膜」及び「第2の層間絶縁膜」にそれぞれ相当する。 引用発明の「貫通孔細部51」は、導電体層54が形成される部分であるから、一番下の層間絶縁膜に形成された「貫通孔」と合わせて、本願発明1の「第1の貫通孔」に相当する。また、引用発明の下から二番目の層間絶縁膜に形成された「貫通孔」は、本願発明1の「第2の貫通孔」に相当する。 ここで、審判請求人は平成23年5月9日付け意見書において、「これに対して引用発明の場合、参考図1(b)に示すように、接続プラグおよびそれよりも径が大きいバンプ(二つの接続部材)が、半導体基板および第1の層間絶縁膜を貫通する。接続プラグおよびバンプが必要となるので、構造は複雑になる。さらに、バンプはそれよりも径が大きい穴に形成される。このような大きな穴は無駄な領域を生じさせ、装置の微細化に向いていない。 ・・・ したがって、本願の新請求項1に係る発明は引用発明に記載されていない構成および効果を有するので、本願の新請求項1に係る発明は特許出願の際独立して特許を受けることができるものであると思料する。」と主張している。 しかしながら、本願の明細書【0128】及び図13には、金属プラグの他にパッド及び金属ボールを有する実施形態、すなわち三つの接続部材を有する実施形態が記載されているし、本願の明細書【0145】乃至【0150】及び図16には、金属プラグの他に半田バンプを有する実施形態、すなわち二つの接続部材を有する実施形態が記載されている。さらに、本願発明1では、バンプを形成するために径が大きい穴を形成することを排除してはいない。よって、本願発明1は、引用発明のように貫通孔太部52及び貫通孔細部51を有し、貫通孔太部52にボンデイングパツド55及び半田バンプ56を有する実施形態を含むものである。 したがって、両発明は 「表面に素子が集積形成され半導体基板と、 この半導体基板表面上に形成された第1の層間絶縁膜と を有するチップを複数積層してなるマルチチップ半導体装置において、 少なくとも1つのチップは、その半導体基板および前記第1の層間絶縁膜を貫通する第1の貫通孔内を充填するように金属からなる接続プラグが形成され、この接続プラグ上には第2の貫通孔を有する第2の層間絶縁膜が形成され、前記接続プラグ上には前記第2の層間絶縁膜の前記第2の貫通孔を介して前記接続プラグに電気的に接続された配線が形成された構造を有し、かつこの接続プラグおよび配線を有する少なくとも1つのチップは、前記接続プラグおよび配線を介して他のチップと電気的に接続されたマルチチップ半導体装置。」 で一致し、以下の点で相違する。 相違点1:本願発明1では、配線が金属よりなるのに対して、引用発明では、配線の材質が限定されていない点。 相違点2:本願発明1では、接続プラグと金属配線とが接続する部分の断面において、第2の貫通孔は第1の貫通孔よりも開口径が小さいのに対して、引用発明では、第1の貫通孔と第2の貫通孔の開口径の大小関係が不明な点。 (2)相違点の検討 上記相違点1及び2について検討する。 ア 相違点1について チップの配線の材質を金属とすることは、技術常識と言える事項であり、引用発明における配線を金属配線に特定することは当業者が適宜なし得た事項にすぎない。 イ 相違点2について 引用発明における第1の貫通孔及び第2の貫通孔は、それらの内部に形成された接続プラグや配線の電気的な導通を確保すれば足りるものであって、それらの開口径は、製造工程や用途等に応じて当業者が適宜決定するものに過ぎないから、引用発明において、接続プラグと配線とが接続する部分の断面において、第2の貫通孔の開口径を第1の貫通孔の開口径よりも小さくすることは当業者が適宜なし得た設計事項である。 この点につき、請求人は、平成23年5月9日付け意見書において、「本願の新請求項1に係る発明の場合、接続プラグ15上には第1の貫通孔よりも開口径が小さい第2の層間絶縁膜11aが形成されている。そのため、接続プラグ15に電気的に接続しない配線であっても、接続プラグ15の上を引き回すことができる。したがって、新請求項1に係る発明によれば、配線を形成することができる領域を多く取ることができ、より集積度の高いデバイスを実現できるようになる。また、設計の自由度も増す。」と主張する。 この主張について検討すると、本願の図6及び図8には、接続プラグと金属配線とが接続する部分の断面において、第2の貫通孔は第1の貫通孔よりも開口径が小さい形態が描かれているものの、本願の明細書には、そのように第2の貫通孔の開口径を小さく設計することによる技術的意義や作用効果については何ら記載されていない。 してみると、本願の図6及び図8に記載された第1及び第2の貫通孔の開口径は、適宜設計された結果の一例に過ぎないものである。よって、請求人の上記主張は、明細書等の記載と関係するものではなく、採用できない。 (3)まとめ したがって、本願発明1は、引用発明及び周知の事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。 3 本願発明3について (1)対比 本願発明3と引用発明は、 「表面に素子が集積形成され半導体基板と、 この半導体基板表面上に形成された層間絶縁膜と を有するチップを複数積層してなるマルチチップ半導体装置において、 少なくとも1つのチップは、その半導体基板および層間絶縁膜を貫通する貫通孔内を充填するように金属からなる接続プラグが形成された構造を有し、かつこの接続プラグを有する少なくとも1つのチップは、他のチップと電気的に接続する接続プラグを有するマルチチップ半導体装置。」 で一致し、以下の点で相違する。 相違点3:本願発明3では、接続プラグを有する少なくとも1つのチップは、他のチップと電気的に接続する接続プラグの他に、前記他のチップと電気的に接続しない接続プラグを有するのに対して、引用発明では、他のチップと電気的に接続しない接続プラグを有していない点。 (2)相違点の検討 上記相違点3について検討する。 半導体装置の技術分野において、チップと他の部材との接着強度の向上を目的として、チップに他の部材と電気的に接続するパッド及びバンプの他に、他の部材と電気的に接続しないパッド及びバンプを形成することは、例えば以下の文献に記載されているように周知の事項である。 特開平7-89280号公報の記載事項 「ICチップ13は複数のバンプ18およびダミーバンプ19によってプリント基板12に接着されている。バンプ18はICチップ13の裏面(プリント基板12と対向する面)の電極端子(GND,Vcc,I/O,CLK,RST)をプリント基板12の配線パターン15に接続するものでもある。一方、ダミーバンプ19は、図3に示すように、ICチップ13にあって上記端子として使用しない端子(Vｐｐ,RFU等)部分に配設されて、該未使用端子(より具体的にはそのパッド)とダミーの配線パターン20とを接着している。すなわち、これらのダミーバンプ19は単にICチップ13をプリント基板12に強固に接着するための目的により設けられたものである。なお、この未使用端子部分とは別の電気的に影響を与えない部分にダミーバンプ専用のパッドを設けてもよい。」(【0010】) そして、チップを複数積層してなる引用発明においても、チップ同士の接着強度をある程度以上確保することは自明の課題であるから、引用発明において、他のチップと電気的に接続するための構造である導電体層、ボンデイングパツド及び半田バンプの他に、他のチップと電気的に接続しない導電体層、ボンデイングパツド及び半田バンプを形成することは、チップの大きさや積層するチップの数等に応じて当業者が適宜なし得たことである。 (3)まとめ したがって、本願発明3は、引用発明及び周知の事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。 4 本願発明4について 本願発明4は、マルチチップ半導体装置用チップに係る発明であって、その特定事項からみて、本願発明1のマルチチップ半導体装置を構成するチップ単体に相当するものであり、その主たる特徴であるチップの構造において本願発明1と共通している。 そうすると、本願発明1は、上記2のとおり引用発明及び周知の事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本願発明4についても引用発明及び周知の事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。 第5 むすび したがって、請求項1、3及び4に係る発明は、引用刊行物に記載された発明及び周知の事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。したがって、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶すべきものである。 よって、結論のとおり審決する。 |
| 審理終結日 | 2011-10-27 |
| 結審通知日 | 2011-11-01 |
| 審決日 | 2011-11-14 |
| 出願番号 | 特願2007-122807(P2007-122807) |
| 審決分類 |
P
1
8・
121-
WZ
(H01L)
|
| 最終処分 | 不成立 |
| 前審関与審査官 | 今井 拓也 |
| 特許庁審判長 |
北村 明弘 |
| 特許庁審判官 |
加藤 友也 川村 健一 |
| 発明の名称 | マルチチップ半導体装置、マルチチップ半導体装置用チップおよびその形成方法 |
| 代理人 | 村松 貞男 |
| 代理人 | 河野 哲 |
| 代理人 | 中村 誠 |
| 代理人 | 福原 淑弘 |
| 代理人 | 蔵田 昌俊 |
| 代理人 | 峰 隆司 |