评析“聚氨酯抛光垫”发明专利无效案

案件背景

随着科学技术的发展，多学科之间的交叉融合已成为行业发展的必然趋势。对于融合了机械、化学等领域的产品，出于对产品进行更为清楚的限定等目的，其权利要求表征方式也不再仅限于传统机械产品的机械部件和宏观结构，通常还包含产品的性能参数特征和制备方法特征等。为此，《专利审查指南》第二部分第二章3.2.2节就权利要求中的这类特征进行了相应的规定：“特殊情况下，当产品权利要求中的一个或多个技术特征无法用结构特征清楚表述时，允许借助物理或化学参数表征，当无法用结构特征并且也不能用参数特征予以清楚表征时，允许借助方法特征表示”。

对于传统机械产品的权利要求而言，部件间的作用关系清晰，因此技术特征的引入对产品的技术效果、实际解决的技术问题的判断相对较直观，但是对于化学机械学科交叉的产品权利要求，由于制备方法和性能特征对产品带来的影响并不相对直观，因此，必须站位本领域技术人员正确理解权利要求及客观判断引入的技术特征相较于现有技术作出的实际贡献。对此，《专利审查指南》第二部分第三章3.2.5节也进一步规定：“对于包含性能、参数特征的产品权利要求，应当考虑权利要求中的性能参数特征是否隐含了要求保护的产品具有某种特定结构和/或组成”“对于包含制备方法特征的产品权利要求，应当考虑该制备方法是否导致产品具有某种特定结构和/或组成”。由于化学学科属于实验性科学，因此，很多情况下还需要通过实验数据加以验证和分析。

案情简介

该案涉及的聚氨酯抛光垫即是这类产品的典型情况。聚氨酯抛光垫为一种化学机械抛光垫（下称CMP抛光垫），它集合了抛光垫优异的化学和机械性能，在生产实践中结合抛光液广泛应用于芯片晶圆的抛光，属于集成电路技术产业链中的上游产品。随着芯片的集成化和微型化程度越来越高，对晶圆表面平坦度和缺陷率提出了很高的要求，抛光垫也必须具有与之对应的、同时具有的改善的平面化和铜凹陷性能，这也是本专利说明书声称的相较于现有技术作出的技术贡献。

本专利的聚氨酯抛光垫由聚丙二醇和形成异氰酸酯封端反应产物的甲苯二异氰酸酯进行预聚物反应，再与特定的固化剂（MCDEA）以一定的化学计量比进行固化反应得到，其中形成异氰酸酯封端的反应产物包含5.55-5.85重量%的未反应NCO基团，化学计量比以固化剂中的NH2和预聚物的 NCO的比值为100-112%计。本专利的权利要求1限定聚氨酯抛光垫的上述配方组分外，还限定了该抛光垫的物理性能参数，具体为：表征产品热稳定性的正切值Δ、杨氏模量以及肖氏 D硬度。

请求人的无效理由包括本专利的权利要求不符合专利法第二十二条第三款。其中最接近的现有技术证据1同样公开了一种聚氨酯抛光垫，其所要解决的技术问题为：抛光垫在浇铸形成中由于位置的不同导致其密度和孔隙率不均匀。本专利的权利要求1与证据1相比，区别在于：1）固化剂的种类不同，本专利和证据1的固化剂分别为 MCDEA和MOCA，2）证据1未涉及聚氨酯抛光垫的物理性能。请求人认为，二者的区别技术特征仅在于固化剂的种类不同，权利要求中物理性能参数对权利要求的保护范围无限定作用。在此基础上，证据1-4分别就 MCDEA作为固化剂在聚氨酯抛光垫中的使用给出了技术教导，因此，本专利不具备创造性。专利权人则认为，本专利中的固化剂特征与其它配方组分特征为同一技术手段，在创造性判断时应作为一个整体考量，本专利正是因为配方组分的组合特征同时产生了改善的平坦化和铜凹陷性能的技术效果，证据1-4均未就此给出技术启示。不难看出，专利权人关于权利要求多个技术特征之间应整体考量的上述主张其无疑目的在于提高请求人的举证门槛，若权利要求中的各特征作为一个整体考量，则要求上述特征必须被同一份现有技术完全公开；与此同时，本专利的抛光垫相较于现有技术是否获得了上述优异的组合性能也是创造性判断中的一个重要考量因素。

因此，该案的焦点问题有两个：一是权利要求的理解，一方面体现为权利要求中包含配方组分的多个技术特征是否应作为一个技术手段，在评价创造性时整体考量，另一方面体现为性能参数对权利要求保护范围的影响；二是在确定本专利相较于现有技术作出的实际贡献的基础上，判断现有技术是否给出了相应的技术启示。

就焦点一中多个技术特征是否能作为同一技术手段在创造性判断中整体考量，需要看其对技术问题的解决是否共同起作用。《专利审查指南》第二部分第四章第3.2.1.1对此也有相应的规定。就该案而言，本专利的说明书就抛光垫的配方组分、性能以及所产生的技术效果给出了多组包括实施例和对比例在内的实验数据。其中表1、表2和图1示出了抛光垫的无孔配方及相应的物理性能，表3-7示出了抛光垫的有孔配方以及应用于芯片时所产生的抛光效果。虽然，从表1、表2和图1中可以看出当抛光垫选择不同配方时对其物理性能有影响，但是这并不能说明配方组分特征及性能参数特征的组合应如专利权人所述须作为同一技术手段考量，还需从包含这些技术特征的技术方案所产生的技术效果和解决的技术问题方面进行考察。从表4-7可以看出落入本专利权利要求1保护范围中的配方1在缺陷率、凹陷程度以及钨的去除速率上同时相较于其对比例效果更优，但是由于本专利的说明书仅给出了配方1唯一的实施例，且与对比例相比，除固化剂的种类外，预聚物种类、NH2和NCO的化学计量比以及孔隙率均不相同，图2也仅说明在采用不同固化剂时配方1相较于对比例抛光垫的热稳定性强，因此，根据本专利说明书给出的上述实验数据不足以表明权利要求1中的组分、含量特征与物理性能参数特征对于解决同一技术问题共同起作用，应作为关联特征在创造性评价中整体考量。

就焦点一中性能参数对权利要求保护范围的影响，由于性能参数是产品物理结构特征的外化表现，一方面不能简单地否认其对权利要求保护范围的限定作用，另一方面性能参数特征为测量得到，属于产品固有属性，需要结合说明书确定其对权利要求的影响。就该案而言，如本专利权利要求1和5所述，二者抛光垫的配方组分完全相同，但性能参数特征的取值范围不同，这是因为抛光垫配方组分、含量在一定范围内变化，所以其物理性能参数必然也随组分、含量的变化而发生变化，因此，性能参数特征显然对抛光垫的配方组分有一定影响。因此，综合整体案情，决定认为，一方面，不能认为权利要求1、5限定的物理性能参数对权利要求的保护范围完全没有限定作用，另一方面，所述物理性能参数对权利要求的限定作用仅体现产品配方组分、含量特征。事实上，根据本专利的说明书表1、表2以及图1的记载，抛光垫的配方组分与性能参数之间的关系非常复杂，说明书未对其进行明确的说明。

就焦点二而言，创造性判断在考量现有技术是否就区别给出技术启示时，需正确认定本专利作出的实际贡献，即相对于最接近的现有技术实际解决的技术问题。根据本专利的表4-7以及图2所示，本专利的抛光垫在缺陷率、凹陷程度、钨的去除率以及热稳定性上相较于其对比例具有改善的技术效果，但是仅在对比例能够代表证据1的情况下，上述技术效果及解决的技术问题才能被确认。通过表4-7的对比例的配方组分与证据1相应实施例的配方组分的比较可知，二者在预聚物种类、未反应的NCO等多方面均不相同，如此一来，表4-7的对比例并不能代表证据1，那么也就不能认为本专利相较于证据1具有改善的缺陷率、凹陷程度及钨去除率。但是将图2所示的对比例配方I-2与证据1相比，二者的区别仅在于化学计量比存在微小差异，且配方I-2与配方1的区别仅为固化剂不同。因此，配方I-2一定程度上可以代表证据1，二者的比较结果也可以代表本专利相对于证据1所具有的抛光效果。由图2可知，相比采用MOCA作为固化剂的对比例I-2，采用MCDEA作为固化剂的本专利的配方1随温度变化具有平坦的正切Δ，表明本专利的抛光垫在热稳定性方面优于证据1。因此，可以认定本专利相较于证据1实际解决的技术问题为，提高抛光垫的均一性和热稳定性。由于证据1-4均未就上述技术问题给出相应的技术启示，因此，合议组最终认定本专利的权利要求1和5相较于请求人提供的证据组合具备创造性。

据此，国家知识产权局作出第564483号无效宣告请求审查决定，维持该专利权有效。

启示和意义

不同于以宏观结构呈现的传统机械产品，该案的聚氨酯抛光垫属于一种化学机械学科交叉的创新成果，此类产品的权利要求通常包括产品制备特征和性能参数特征的限定。

该案的审理，一方面旨在说明对于采用产品制备和/或性能参数特征的这类产品权利要求，如何在正确理解权利要求的基础上确定本专利相对于最接近的现有技术作出的实际贡献。另一方面，由于这类技术特征对产品实际的影响并不直观，因此，在采用这类技术特征表征权利要求时，技术特征之间的关系以及技术特征的引入对产品的实际影响需要在说明书中有明确的表述，必要时还必须通过实验数据加以验证。

近年来，各学科技术的交叉融合已成为技术发展的重要推动力。该案的审理遵循了专利法“公开换保护”的基本原则，在鼓励创新的同时，为专利权划定了与其技术贡献相匹配的保护范围。