Urteil des BPatG vom 31.07.2018

Urteil vom 31.07.2018

ECLI:DE:BPatG:2018:310718B23Wpat53.16.0

BUNDESPATENTGERICHT

23 W (pat) 53/16

_______________

(Aktenzeichen)

Verkündet am

31. Juli 2018

…

B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

…

betreffend die Patentanmeldung 10 2012 111 654.7

hat der 23. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 31. Juli 2018 unter Mitwirkung des Vorsitzenden

Richters

Dr. Strößner und der Richter Dr. Friedrich, Dr. Zebisch und

Dr. Himmelmann

- 2 -

beschlossen:

Der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des

Deutschen Patent-

und Markenamts vom

20. September 2016 wird aufgehoben.

Die Sache wird zur weiteren Prüfung an die Prüfungsstelle

für Klasse H01L des Deutschen Patent- und Markenamts

zurückverwiesen.

G r ü n d e

Die vorliegende Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2012 111 654.7 und der

geänderten Bezeichnung „Verfahren zur Herstellung eines elektronischen

Bauelements“ wurde am 30. November 2012 unter Inanspruchnahme der Priorität

US 13/309163 vom 1. Dezember 2011 beim Deutschen Patent- und Markenamt

zur Prüfung eingereicht. Die Prüfungsstelle für Klasse H01L hat im

Prüfungsverfahren auf den Stand der Technik gemäß den Druckschriften

DE 101 24 141 A1

DE 196 03 654 C1

US 2007/0 025 684 A1

DE 103 50 707 A1

US 2009/0 261 472 A1

DE 10 2005 029 246 A1

WO 02/027 789 A1 und

DE 195 32 250 A1

- 3 -

verwiesen und die Anmeldung nach zwei Prüfungsbescheiden vom

17. Januar 2014 bzw. 21. Januar 2016 zum Ende der am 20. September 2016

durchgeführten Anhörung wegen fehlender Neuheit hinsichtlich Druckschrift D7

zurückgewiesen. Die schriftliche Begründung des Beschlusses ist der Anmelderin

mit Anschreiben vom 22. September 2016 am 26. September 2016 zugestellt

worden.

Gegen diesen Beschluss richtet sich die am 19. Oktober 2016 beim Deutschen

Patent- und Markenamt elektronisch eingegangene Beschwerde mit der

nachgereichten Beschwerdebegründung vom 15. März 2017.

Zusammen mit der Ladung ist die Anmelderin auch auf die Relevanz der

folgenden Druckschriften hingewiesen worden:

DE 101 03 294 C1 und

D10 DE 10 2005 051 811 A1.

In der mündlichen Verhandlung hat die Anmelderin einen neuen Anspruchssatz

vorgelegt. Sie beantragt:

den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des

Deutschen Patent-

und Markenamts vom

20. September 2016 aufzuheben.

Ein Patent zu erteilen mit der geänderten Bezeichnung

„Verfahren zur Herstellung eines elektronischen

Bauelements“, dem Anmeldetag 30. November 2012 unter

Inanspruchnahme der Priorität US 13/309,163 vom

1. Dezember 2011 auf der Grundlage folgender Unterlagen:

- 4 -

−

Patentanspruch 1, überreicht in der mündlichen

Verhandlung am 31. Juli 2018;

−

gegebenenfalls anzupassende Unteransprüche;

−

noch anzupassende Beschreibungsseiten;

−

4 Blatt Zeichnungen mit Figuren 1, 2a, 2b, 3

und 4, eingegangen im Deutschen Patent- und

Markenamt am 20. Dezember 2012.

Der in der Verhandlung überreichte Anspruch 1 hat bei hinzugefügter Gliederung

folgenden Wortlaut:

1. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements

(10), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

a) Bereitstellung eines Halbleiter-Substrats (2);

b) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Al direkt auf das

Halbleiter-Substrat (2) zum Bilden einer elektrischen

Kontaktschicht (3.1) auf dem Halbleiter-Substrat (2);

c) Abscheiden von Ti oder einer Ti aufweisenden Legierung

direkt auf die elektrische Kontaktschicht (3.1) zum Bilden

einer Funktionsschicht (3.2);

d) Abscheiden von Ni direkt auf die Funktionsschicht (3.2) zum

Bilden einer Haftschicht (3.3);

e) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Sn direkt auf die

Haftschicht (3.3) zum Bilden einer Lötschicht (3.4);

f) Bereitstellung eines Trägers (1, 41), wobei die Oberfläche

des Trägers (1, 41) mit einer oder mehreren Metallschichten

(41.1) beschichtet ist, und wobei die Metallschicht oder die

oberste der mehreren Metallschichten (41.1) Ni als

Grundmaterial umfasst; und

- 5 -

g) Bonden des Halbleiter-Substrats (2) auf den Träger (1, 41),

wobei die Schutzschicht (43.5) die Metallschicht oder die

oberste der mehreren Metallschichten (41.1) kontaktiert,

h) bei einer Löttemperatur, die zu einer isothermen Erstarrung

unter Bildung einer homogenen Schicht einer

Legierungsphase aus Sn und Ni führt.

Hinsichtlich der weiteren Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.

II.

Die form- und fristgerecht erhobene Beschwerde ist zulässig und hinsichtlich des

in der mündlichen Verhandlung vom 31. Juli 2018 eingereichten Anspruchs 1 auch

begründet, denn dieser ist zulässig und gibt eine gewerblich anwendbare Lehre.

Das Verfahren nach Anspruch 1 ist durch den im Verfahren befindlichen Stand der

Technik auch nicht patenthindernd getroffen (§§ 1 – 5 PatG). Da jedoch eine Re-

cherche zu dem nunmehr beanspruchten Verfahren noch nicht stattgefunden hat,

so dass möglicherweise weiterer Stand der Technik zu berücksichtigen ist, wird

die Anmeldung zur weiteren Recherche und Prüfung an das Deutsche Patent- und

Markenamt zurückverwiesen (§ 79 Abs. 3 Satz 1 Nr. 1 und 3 PatG).

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen

Bauelements.

Bei der Herstellung elektronischer Bauelemente werden meist Halbleiterbauele-

mente (engl. „die“ für Plättchen) auf Träger, bspw. Leiterrahmen (engl. leadframe)

aufgebracht. Das gängige hochleitfähige Die-Befestigungsmaterial für Leistungs-

halbleiterbauelemente mit hoher Temperaturwechsellast und hoher Heißlage-

rungssicherheit ist die AuSn-Diffusionslöt-Die-Befestigung. Dabei handelt es sich

um eine AuSn-Legierung mit einem Au-Anteil von ungefähr 80%, was diese Be-

- 6 -

festigungsart aufgrund der hohen Materialkosten auf eine geringe Lötschichtdicke

beschränkt, die jedoch den durchzuführenden Die-Befestigungsprozess deutlich

erschwert.

Vor diesem Hintergrund liegt der Anmeldung als technisches Problem sinngemäß

die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Die-Befestigungsprozess zu Verfügung

zu stellen,

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren des Anspruchs 1.

In der Anmeldung sind das beanspruchte Verfahren und das dadurch hergestellte

Bauelement anhand der nachfolgend wiedergegebenen Figuren 4 und 1 erläutert.

Auf der Unterseite des bereitgestellten Halbleiter-

Substrats (2, 42) werden in den Schritten a) bis e) zunächst direkt aufeinander

- eine Aluminium-Einzelelementschicht (3.1) als elektrische Kontaktschicht

(43.1),

- Titan oder eine Titan aufweisende Legierung (3.2) als Funktionsschicht (43.2),

- Nickel (3.3) als Haftschicht (43.3) und

- eine Einzelelementschicht aus Zinn (3.4) als Lötschicht (43.4)

- 7 -

abgeschieden. Danach wird in den Schritten f) bis h) das Halbleiter-Substrat (2)

mit dem die einzelnen Schichten umfassenden Schichtsystem (3, 43) auf einen

bereitgestellte Träger (1, 41) gebondet, der an seiner Oberfläche eine Beschich-

tung (41.1) aufweist, die wie die Haftschicht (43.3, 3.3) als Grundmaterial Nickel

umfasst. Dabei erfolgt in Schritt g) des beanspruchten Verfahrens das Bonden so,

dass die Beschichtung (41.1) des Trägers eine Schutzschicht (43.5) kontaktiert,

was zwangsläufig voraussetzt, dass zuvor die Schutzschicht auf die Lötschicht

aufgebracht wurde. Wesentlich für die beanspruchte Prozessführung ist zudem,

dass das Bonden bei einer Löttemperatur erfolgt, die zu einer isothermen Erstar-

rung unter Bildung einer homogenen Schicht einer Legierungsphase aus Zinn und

Nickel führt. Während des Bondens kommt es folglich zu einer Wechselwirkung

zwischen der Sn-Lötschicht, der Ni-Haftschicht und der Ni-Metallschicht des Trä-

gers mit der Folge der Bildung einer homogenen Schicht einer Legierungsphase

aus Zinn und Nickel. Gemäß Figur 1 ist die Dicke der Schutzschicht (43.5) zudem

so gewählt, dass sie im Endprodukt praktisch verschwindet.

Mit einem solchen Verfahren kann das aus dem Halbleiter-Substrat (2) und dem

Schichtstapel (3) bestehende System bei einer Die-Befestigungstemperatur von

300°C mit dem Träger verlötet werden, was in vorteilhafter Weise deutlich niedri-

ger ist als die für die AuSn-Lötverbindung üblicherweise benötigte Befestigungs-

temperatur von 350°C. Zusätzlich kann das Lötmaterial aufgrund der geringeren

Kosten erheblich dicker als das teure AuSn aufgetragen werden, was den Die-

Befestigungsprozess erleichtert,

Anspruch 1 ist zulässig. Er geht zurück auf den ursprünglichen Anspruch 22

und ist durch Aufnahme von Merkmalen aus dem ursprünglichen Anspruch 24 so-

wie aus der ursprünglichen Beschreibung, Seite 5, Zeile 8 bis Seite 6, Zeile 5, so-

wie Seite 6, Zeilen 31 bis 36 und Seite 8, Zeilen 23 bis 28 i. V. m. Fig. 4 und der

zugehörigen Beschreibung auf Seite 9, Zeile 27 bis Seite 10, Zeile 28 präzisiert.

- 8 -

Das gewerblich anwendbare (§ 5 PatG) Verfahren des Anspruchs 1 ist

hinsichtlich des vorgenannten Stands der Technik neu (§ 3 PatG) und beruht die-

sem gegenüber auch auf einer erfinderischen Tätigkeit des zuständigen Fach-

manns (§ 4 PatG). Dieser ist hier als berufserfahrener Physiker mit Hochschulab-

schluss und Detailkenntnissen im Bereich der Halbleitertechnologie und der Me-

tallisierung von Halbleiterbauelementen zu definieren.

Das beanspruchte Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass

bei der Herstellung der Schichtenfolge

Al-Kontaktschicht

Ti (bzw. Ti-Legierung)-Funktionsschicht

Ni-Haftschicht

Sn-Lötschicht

Schutzschicht

Ni-Schicht des Trägers

die Haftschicht und die oberste Schicht des Trägers Nickel als Grundmaterial auf-

weisen, dass direkt auf die Haftschicht eine nur Zinn aufweisende Lötschicht ab-

geschieden wird und dass das Bonden von Träger und Schichtsystem bei einer

Löttemperatur erfolgt, die zu einer isothermen Erstarrung unter Bildung einer ho-

mogenen Schicht einer Legierungsphase aus Zinn und Nickel führt.

Für eine derartige Kombination von Verfahrensschritten gibt es bei einer solchen

Schichtenfolge in dem entgegengehaltenen Stand der Technik für den Fachmann

keine Anregung.

4.1

Druckschrift D8 beschreibt gemäß deren Verfahrensanspruch 4 ein Verfah-

ren zum Herstellen einer temperaturstabilen Verbindung zwischen einem Substrat

und einer Halbleiterscheibe mittels Diffusionslöten, wobei auf das Substrat und die

Halbleiterscheibe jeweils ein höher schmelzendes Lotmaterial (Hi) und dazwi-

schen ein niedrig schmelzendes Lotmaterial (Lo) aufgebracht wird. Während des

unter einem vorgegebenem Temperatur- und Anpressdruckverlauf durchgeführten

- 9 -

Bondprozesses schmilzt das niedrig schmelzende Lotmaterial (Lo) und wird durch

Diffusion in das höher schmelzende Lotmaterial (Hi) unter Bildung einer interme-

tallischen Phase (Hi-Lo) verbraucht. Durch die dabei ablaufende isotherme Erstar-

rung bildet sich eine feste und formschlüssige Verbindung zwischen Substrat und

Halbleiterscheibe, die einen deutlich höheren Schmelzpunkt als das niedrig

schmelzende Lotmaterial hat und damit eine temperaturstabile Verbindung ge-

währleistet. Die nachfolgend wiedergegebenen Fig. 6a) und b) zeigen einen sol-

chen Schichtaufbau mit einem auf ein Substrat aufzubringenden Silizium-Chip,

wobei als niedrig schmelzendes Lotmaterial (Lo) Indium und als höher schmel-

zendes Material Hi1 und Hi2 sowie als Schutzschicht (capping) Gold verwendet

werden, vgl. die Beschreibung Seite 8, Zeilen. 54 bis 66.

Zur Verhinderung einer unerwünschten vorzeitigen Reaktion zwischen dem niedrig

schmelzendem Indium und dem höher schmelzenden Gold (Hi2) ist in Fig. 6b) als

Diffusionsbarriere eine weitere Schicht X aus Sn, Ti oder Ni auf der Hi2-Schicht

aus Gold aufgebracht. Im Rahmen der Beschreibung von Fig. 6b), vgl. Seite 8,

Zeilen 65 und 66, wird zudem hervorgehoben, dass als Hi und Lo-Materialien auch

die in Tabelle 2 genannten Materialien eingesetzt werden können, wo u. a. die

Kombination des Hi-Materials Nickel mit dem Lo-Material Sn als vorteilhaft aufge-

zählt ist. Zusätzlich wird auf Seite 7, Zeile 66 bis Seite 8, Zeile 10 sowie auf

Seite 9, Zeilen 15 bis 31 und in Anspruch 8 darauf hingewiesen, dass auf das

Substrat und/oder den Halbleiterkörper als unterste Schicht eine Haft- bzw. Adhä-

- 10 -

sionsschicht, insbesondere aus Ti oder Chrom, abgeschieden werden kann, und

dass sich auch Silber statt Gold als Schutzschicht (capping) eignet. Da in Zusam-

menhang mit der Erläuterung des Diffusionslötens und der isothermen Erstarrung

auf Seite 3, Zeilen 44 bis 66 auch auf eine Homogenisierung der Verbindung aus

Hi- und Lo-Materialen verwiesen wird, entnimmt der Fachmann der Druckschrift

D8 mit den Worten des Anspruchs 1 (Unterschiede zum Anspruch 1 sind durch-

bzw. unterstrichen) ein

Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, wobei das Verfah-

ren Folgendes umfasst :

a) Bereitstellung eines Halbleiter-Substrats ;

c‘) Abscheiden von Ti oder einer Ti aufweisenden Legierung direkt auf die

elektrische Kontaktschicht das Halbleiter-Substrat zum Bilden einer

Funktionsschicht

;

d) Abscheiden von Ni direkt auf die Funktionsschicht zum Bilden einer

Haftschicht ;

e) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Sn direkt auf die Haftschicht

zum Bilden einer Lötschicht ;

f) Bereitstellung eines Trägers , wobei die Oberfläche des Trägers

mit einer oder mehreren Metallschichten beschichtet ist,

und wobei die Metallschicht oder die oberste der mehreren Metallschichten

Ni als Grundmaterial umfasst ; und

g) Bonden des Halbleiter-Substrats auf den Träger , wobei die

Schutzschicht die Metallschicht oder die oberste der

mehreren Metallschichten (Hi1) kontaktiert,

h) bei einer Löttemperatur, die zu einer isothermen Erstarrung unter Bildung

einer homogenen Schicht einer Legierungsphase aus Sn und Ni führt

- 11 -

Somit unterscheidet sich das anmeldungsgemäße Verfahren dadurch von dem in

Druckschrift D8 offenbarten Verfahren, dass nach Anspruch 1 direkt auf das

Halbleitersubstrat eine Einzelelementschicht aus Al zum Bilden einer elektrischen

Kontaktschicht abgeschieden wird und direkt darauf eine Schicht aus Ti oder einer

Ti aufweisenden Legierung, wohingegen Druckschrift D8 lediglich das Abscheiden

einer Ti-Schicht direkt auf das Halbleitersubstrat offenbart.

Zwar wird auf Seite 8, Zeile 4 von Druckschrift D8 zusätzlich darauf hingewiesen,

dass statt Titan auch andere Materialien als Haftschichten verwendet werden kön-

nen, doch gibt es weder in Druckschrift D8 noch im Übrigen vorgelegten St. d. T.

einen dahingehenden Hinweis, statt der Ti-Haftschicht eine Al/Ti-Schichtenfolge

als Haftschicht auf dem Halbleitersubstrat einzusetzen, da dort – wie aus den

nachfolgenden Erläuterungen ersichtlich – die Kombination Al/Ti auf dem Halb-

leitersubstrat nicht als Haft- sondern als Kontakt-, Puffer- oder Barrierenschicht

eingesetzt wird.

4.2

In Druckschrift D1 wird anhand der nebenstehend wiedergegebenen Fig. 1

eine Schaltungsanordnung (1) be-

schrieben, bei dem die Halbleiter-

Schaltungseinheit (2) mit dem Leiter-

rahmen des Halbleiterbauelements

als Kontakteinrichtung (4) über eine

Verbindungseinrichtung (10), die aus

einer speziellen Abfolge metallischer

Schichten besteht, verbunden ist. Diese soll insbesondere thermomechanische

Verspannungen im Grenzbereich zwischen Halbleiter und Träger aufnehmen und

dadurch die Zuverlässigkeit des Bauelements erhöhen, vgl. Abs. [0001] bis [0005].

Die Schichtenfolge umfasst entsprechend Fig. 1 einen an die Schaltungseinheit

(2) angrenzenden Pufferbereich (12), einen an die Kontakteinrichtung (4) angren-

zenden Verbindungsbereich (16) und einen dazwischen angeordneten Zwischen-

bereich (14). Entsprechend den die Schichtenfolge der beiden Ausführungsbei-

- 12 -

spiele detaillierter zeigenden Figuren 2 und 4 besteht die der Aufnahme thermo-

mechanischer Spannungen dienende Pufferschicht (12) aus einer relativ dicken

Aluminiumschicht, vgl. Abs. [0020], und der Leiterrahmen (4) aus Kupfer.

Die Zwischenschicht (14) umfasst die Schichtenfolge Ti – Ag bzw. Ti – Cu und die

Verbindungsschicht (16) die Schichtenfolge Au/Sn – Ag bzw. Sn – Cu. Wie in den

Absätzen [0036] bis [0040] hervorgehoben wird, ist dabei wesentlich, dass die

Schichten 14-1 und 16-1 aus dem gleichen Material, nämlich Silber oder Kupfer

bestehen und es beim Verbinden der Halbleiter-Schaltungseinheit (2) mit dem

Leiterrahmen über die dazwischen angeordnete Sn- bzw. Au/Sn-Schicht zu einer

Ag-Sn- bzw. Cu-Sn-Legierungsbildung kommt und eine beschleunigte isotherme

Erstarrung der Verbindung erreicht wird. Nach den Erläuterungen in Abs. [0043] ist

es besonders vorteilhaft, die Puffer- und Zwischenschicht als Rückseitenmetalli-

sierung des Halbleiterchips zu integrieren, deren äußerste Schicht (14-1) somit

aus Ag oder Cu gebildet ist, und in gleicher Weise die untere Schicht (16-1) der

Verbindungsschicht (16) in den Leiterrahmen (4) zu integrieren, der somit im Ver-

bindungsbereich eine Ag- oder Cu-Schicht als oberste Schicht aufweist. Die so

präparierten Halbleiterchips und Leiterrahmen können separiert voneinander auf-

bewahrt werden, und das Aufbringen der Au/Sn- bzw. Sn-Verbindungsschicht (16-

2) erfolgt erst später im Rahmen des Montageprozesses. Nach Absatz [0042]

zeichnet sich eine solche Anordnung auch dadurch aus, dass im Verbindungspro-

zess das für die isotherme Erstarrung benötigte Silber bzw. Kupfer der Gold/Zinn-

bzw. Zinnschicht von beiden Seiten (14-1, 16-1) zugeführt wird.

- 13 -

Somit offenbart Druckschrift D1, vgl. deren Figuren, insbesondere das zweite

Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mit Bezugszeichenliste sowie obige Fundstellen,

mit den Worten des Anspruchs 1 (Unterschiede zum Anspruch 1 sind durch- bzw.

unterstrichen) ein

Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements

, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

a) Bereitstellung eines Halbleiter-Substrats ;

b) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Al direkt auf das Halbleiter-

Substrat zum Bilden einer elektrischen Kontaktschicht

auf dem Halbleiter-Substrat ;

c‘) Abscheiden von Ti oder einer Ti aufweisenden Legierung direkt auf die

elektrische Kontaktschicht ( zum Bilden einer Funktionsschicht

;

d‘) Abscheiden von Ni Cu direkt auf die Funktionsschicht zum Bilden einer

Haftschicht ;

e) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Sn direkt auf die Haftschicht

zum Bilden einer Lötschicht

;

f‘) Bereitstellung eines Trägers , wobei die

Oberfläche des Trägers mit einer oder mehreren Metallschichten

beschichtet ist, und wobei die Metallschicht oder die oberste der mehreren

Metallschichten Ni Cu als Grundmaterial umfasst; und

g‘) Bonden des Halbleiter-Substrats auf den Träger , wobei die

Schutzschicht Lötschicht (16-2) die Metallschicht oder die oberste der

mehreren Metallschichten (4) kontaktiert,

h‘) bei einer Löttemperatur, die zu einer isothermen Erstarrung unter Bildung

einer homogenen Schicht einer Legierungsphase aus Sn und Ni Cu führt.

- 14 -

Das anmeldungsgemäße Verfahren unterscheidet sich somit dadurch von dem in

Druckschrift D1 erläuterten Verfahren, dass eine Schutzschicht auf die Lötschicht

aufgebracht wird und dass Nickelschichten statt der in D1 beschriebenen Kupfer-

bzw. Silberschichten eingesetzt werden, so dass anmeldungsgemäß während des

Montageprozesses eine Legierung aus Zinn und Nickel gebildet wird, wohingegen

nach der Lehre von Druckschrift D1 Zinn-Silber- bzw. Zinn-Kupfer-Legierungen

gebildet werden.

Eine Anregung, statt dieser Silber- und- Kupferschichten solche aus Nickel einzu-

setzen und eine Zinn-Nickel-Legierung während des Montageprozesses zu bilden,

findet der Fachmann in Druckschrift D1 jedoch nicht.

4.3

Druckschrift D2 geht von der Problematik aus, dass bei üblichen Lötverfah-

ren ein hauptsächlich aus Zinn bestehendes Lötplättchen als Lötmaterial zwischen

einer metallenen Trägerplatte und einer metallisierten Halbleiterkörperrückseite,

die an ihrer Oberseite eine Silberschicht als Oxidationsschutz aufweist, eingesetzt

wird und beim Lötvorgang eine auf der Halbleiterkörperrückseite als Haftvermittler

eingesetzte Nickelschicht durch das Lötmaterial angelöst wird, was den Lötvor-

gang hinsichtlich der Prozessführung instabil werden lässt, insbesondere weil die

Nickelschichten zur Verhinderung thermischer Verspannungen und Verbiegungen

möglichst dünn auszubilden sind, vgl. deren Spalte 1, Zeilen 38 bis 64. Zur Behe-

bung dieses Problems schlägt Druckschrift D2 vor, als Lötmaterial Zinn mit einem

Anteil von 0,5 bis 5 Prozent Nickel zu verwenden.

Im Einzelnen offenbart Druckschrift

D2, vgl. deren nebenstehend wieder-

gegebene Figur mit Beschreibung in

Spalte 2, Zeilen 13 bis 52, mit den

Worten des Anspruchs 1 ein (Unter-

schiede zum Anspruch 1 sind durch-

bzw. unterstrichen):

- 15 -

Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements (10), wobei das

Verfahren Folgendes umfasst:

a) Bereitstellung eines Halbleiter-Substrats ;

b) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Al direkt auf das Halbleiter-

Substrat zum Bilden einer elektrischen Kontaktschicht

auf dem Halbleiter-Substrat ;

c‘) Abscheiden von Ti oder einer Ti aufweisenden Legierung direkt auf die

elektrische Kontaktschicht zum Bilden einer Funktionsschicht

;

d) Abscheiden von Ni direkt auf die Funktionsschicht zum Bilden einer

Haftschicht ;

e‘) Abscheiden Aufbringen einer Einzelelementschicht aus Sn direkt auf Sn-Ni-

Schicht über die Haftschicht zum Bilden einer Lötschicht

;

f‘) Bereitstellung eines Trägers , wobei die Oberfläche

des Trägers mit einer oder mehreren Metallschichten (41.1) beschichtet ist,

und wobei die Metallschicht oder die oberste der mehreren Metallschichten

(41.1) Ni als Grundmaterial umfasst; und

g) Bonden des Halbleiter-Substrats auf den Träger , wobei die

Schutzschicht (43.5) Lötschicht den Träger (2) die Metallschicht oder die

oberste der mehreren Metallschichten kontaktiert,

bei einer Löttemperatur, die zu einer isothermen Erstarrung unter Bildung einer

homogenen Schicht einer Legierungsphase aus Sn und Ni führt.

Zwar ist durch die Druckschriften D9, vgl. deren Anspruch 1, sowie D10, vgl. deren

Anspruch 10, belegt, dass es eine übliche Maßnahme darstellt, die Oberfläche

eines Trägers für Halbleiterbauelemente mit einer oder mehreren Metallschichten

zu beschichten, wobei die oberste Metallschicht des Trägers als Nickel-Schicht

ausgebildet ist, doch wird im Gegensatz zur Lehre des Anspruchs 1 bei dem in

Druckschrift D2 beschriebenen Verfahren keine Einzelelementschicht aus Sn di-

- 16 -

rekt auf die Ni-Haftschicht abgeschieden, sondern stattdessen ein Lötplättchen,

das neben Sn auch Ni enthält, zwischen das Schichtsystem und den Träger ge-

legt, wobei als weiterer Unterschied das Lötplättchen nicht direkt auf die Ni-Haft-

schicht gelegt wird, sondern zuvor eine Ag-Schicht auf die Ni-Haftschicht aufge-

bracht wird. Zudem findet sich in Druckschrift D2 kein Hinweis bezüglich des Ein-

stellens der Löttemperatur auf eine zu einer isothermen Erstarrung unter Bildung

einer homogenen Schicht einer Legierungsphase aus Sn und Ni führenden Tem-

peratur.

Da der Kernaspekt des in Druckschrift D2 offenbarten Verfahrens gerade in dem

Zusatz von Nickel zum Zinn-Lötmaterial in Kombination mit dem Aufbringen einer

Silberschicht auf die Nickelschicht besteht, gibt es für den Fachmann ausgehend

von Druckschrift D2 auch keine Veranlassung von diesem Kernaspekt abzurücken

und stattdessen eine Einzelelementschicht aus Sn direkt auf die Ni-Haftschicht

abzuscheiden.

Druckschrift D2 kann das beanspruchte Verfahren daher weder vorwegnehmen

noch dem Fachmann nahelegen.

4.4

Druckschrift D6 beschreibt einen Halbleiterchip, der zur Verbesserung der

Lötverbindung zwischen Halbleiterchip und Träger eine spezielle Schichtenfolge

aufweist, bei der als Diffusionsbarriere zum Vermeiden einer Durchmischung einer

Lot- und einer diese vor Oxidation schützenden Oxidationsschutzschicht eine Bar-

riereschicht aus bspw. Ti zwischen der Lot- und der Oxidationsschutzschicht

angeordnet ist.

Insbesondere offenbart Druckschrift D6,

vgl. deren nebenstehend dargestellte Fi-

gur 1 mit Beschreibung, mit den Worten

des Anspruchs 1 ein (Unterschiede zum

Anspruch 1 sind durch- bzw. unterstrichen)

- 17 -

Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, wobei das Verfah-

ren Folgendes umfasst:

a) Bereitstellung eines Halbleiter-Substrats

;

b) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Al direkt auf das Halbleiter-

Substrat

zum Bilden einer elektrischen Kontaktschicht

auf dem

Halbleiter-Substrat ;

c‘) Abscheiden von Ti oder einer Ti aufweisenden Legierung direkt auf die

elektrische Kontaktschicht (

zum Bilden einer Funktionsschicht

;

d) Abscheiden von Ni direkt auf die Funktionsschicht zum Bilden einer

Haftschicht ;

e‘) Abscheiden einer Einzelelementschicht aus Sn direkt auf die über der

Haftschicht zum Bilden einer Lötschicht

;

f‘) Bereitstellung eines Trägers , wobei die

Oberfläche des Trägers mit einer oder mehreren Metallschichten

beschichtet

ist, und wobei die Metallschicht oder die oberste der mehreren Metallschichten

Ni als Grundmaterial umfasst; und

g) Bonden des Halbleiter-Substrats auf den Träger , wobei die

Schutzschicht

die Metallschicht oder die oberste der mehreren Metallschichten (19)

kontaktiert,

h) bei einer Löttemperatur, die zu einer isothermen Erstarrung unter Bildung

einer homogenen Schicht einer Legierungsphase aus Sn und Ni führt.

Im Unterschied zur Lehre des Anspruchs 1 wird bei dem in Druckschrift D6 be-

schriebenen Verfahren keine Einzelelementschicht aus Sn direkt auf die Ni-Haft-

- 18 -

schicht abgeschieden, sondern dazwischen eine Barriereschicht

angeordnet, die, anders als bei dem bean-

spruchten Verfahren, eine Reaktion zwischen einem Bestandteil der Lötschicht

und dem Material der Haftschicht gerade

verhindern soll. In gleicher Weise ist nach der Lehre der D6 eine weitere Barriere-

schicht zwischen der Lotschicht und der Oxidationsschicht aufge-

bracht, mit der die Diffusion eines Bestandteils der Lotschicht auch an die Oberflä-

che der Oxidationsschutzschicht unterbunden werden soll.

Als Material für die Barriereschichten nennt Druckschrift D6 lediglich die

Metalle Ti, V, Cr, Nb, Zr, Hf, Ta, Mo und W, aber nicht Nickel. Wie zudem in

Abs. [0052] hervorgehoben ist, schmelzen die Barriereschichten , die Lot-

schicht und die Oxidationsschutzschicht beim Lötvorgang auf, wobei die

jeweiligen Materialien der Barriereschicht und der zweiten Barriereschicht

entweder mit dem Material der Lotschicht eine intermetallische Verbin-

dung ausbilden oder sich in anderer Form im Bereich der Lötverbindung verteilen.

Somit gibt es in Druckschrift D6 für den Fachmann insbesondere keine Anregung

bezüglich des Merkmals h) von Anspruch 1, den Lötvorgang bei einer Löttempe-

ratur durchzuführen, die zu einer isothermen Erstarrung unter Bildung einer ho-

mogenen Schicht einer Legierungsphase aus Sn und Ni führt, denn in Druckschrift

D6 findet sich weder ein Hinweis bezüglich einer homogenen Schicht einer Legie-

rungsphase aus Sn und Ni, noch den Lötvorgang bei einer zu einer isothermen

Erstarrung führenden Löttemperatur durchzuführen.

4.5

Druckschrift D7 ist ein Familienmitglied der Druckschrift D1 und die Ausfüh-

rungen zur Druckschrift D1 gelten in gleicher Weise für Druckschrift D7.

4.6

Die Druckschriften D3 bis D5 liegen ferner ab und haben in der Verhand-

lung keine Rolle gespielt. So gibt es in Druckschrift D3 keinen Hinweis bezüglich

einer Einzelelementschicht aus Aluminium direkt auf dem Halbleiter und in Druck-

- 19 -

schrift D4 keinen Hinweis bezüglich einer Nickel-Haftschicht. Druckschrift D5 of-

fenbart in Abs. [0037] lediglich eine Schichtenfolge von Halbleiter-Aluminium-Ni-

ckel-Palladium, was das beanspruchte Verfahren weder vorwegnehmen noch na-

helegen kann.

4.7

Somit ist festzustellen, dass das Verfahren des Anspruchs 1 gegenüber

dem im Verfahren befindlichen Stand der Technik neu ist und der Fachmann auch

in Kombination der Druckschriften nicht in naheliegender Weise zum bean-

spruchten Verfahren gelangt, weshalb das Verfahren nach Anspruch 1 gegenüber

diesem Stand der Technik als auf einer erfinderischen Tätigkeit des Fachmanns

beruhend gilt (§ 4 PatG).

Dennoch war kein Patent zu erteilen und die Anmeldung stattdessen nach

§ 79 Abs. 3 Satz 1 Nr. 1 und 3 PatG an das Deutsche Patent- und Markenamt zu-

rückzuverweisen. Es steht im Ermessen des Senats, ob eine Zurückverweisung

an das Deutsche Patent- und Markenamt erfolgt. Sie sollte aber regelmäßig erfol-

gen, wenn zur Klärung eines Sachverhalts noch weitere, umfangreichere Recher-

chen notwendig sind, denn das Bundespatentgericht ist vorrangig für die Rechts-

kontrolle und nicht für die Ausführung von dem Patentamt als Verwaltungsbehörde

kraft Gesetzes übertragenen exekutiven Aufgaben zuständig, wie es die Recher-

che ist. Zwar führt die Zurückverweisung zu einem Zeitverzug bis zur endgültigen

Entscheidung über eine Anmeldung, doch ist, wenn zur Klärung eines Sachver-

haltes dem entscheidenden Senat eine umfangreichere Recherche notwendig er-

scheint, die Anmeldung auch dann an das Deutsche Patent- und Markenamt zu-

rückzuverweisen, wenn es dem Senat möglich wäre, diese Recherche selbst

durchzuführen. Denn auf diese Weise wird für den Anmelder der Verlust einer In-

stanz vermieden (vgl. Benkard/Schäfers/Schwarz, Patentgesetz, 11. Auflage, § 79

Rdn. 41 und 50 und Schulte/Püschel, Patentgesetz, 10. Auflage, § 79 Rdn. 16 und

26).

- 20 -

Im vorliegenden Fall ist der nunmehr geltende Patentanspruch 1 hinsichtlich des

dem Zurückweisungsbeschluss der Prüfungsstelle zugrundeliegenden An-

spruchs 1 durch die Aufnahme zahlreicher Merkmale, auch aus der Beschreibung,

deutlich eingeschränkt und bezüglich seines Sinngehalts stark verändert worden.

Insbesondere wurde die mit dem beanspruchten Verfahren herzustellende

Schichtenfolge mit Hilfe der Beschreibung und der Figuren auf das Abscheiden

der Schichtenfolge:

Halbleitersubstrat // Al-Kontaktschicht // Ti (bzw. Ti-Legierung)-Funktionsschicht //

Ni-Haftschicht // Sn-Lötschicht // Schutzschicht // Ni-Schicht des Trägers

beschränkt und zusätzlich konkretisiert, dass das Bonden von Träger und Schicht-

system bei einer Löttemperatur erfolgt, die zu einer isothermen Erstarrung unter

Bildung einer homogenen Schicht einer Legierungsphase aus Zinn und Nickel

führt.

Zu einem solchen Herstellungsverfahren hat weder die Prüfungsstelle noch der

Senat in ausreichendem Umfang recherchiert. Diese nunmehr notwendige Re-

cherche ist deshalb von der dafür vorgesehenen Behörde, dem Deutschen Patent-

und Markenamt, durchzuführen.

Da die den nächstkommenden Stand der Technik darstellende Druckschrift D8

entsprechend obigen Ausführungen ein Verfahren offenbart, das bis auf das Ab-

scheiden einer Einzelelementschicht aus Al direkt auf das Halbleitersubstrat sämt-

liche Merkmale des beanspruchten Verfahrens aufweist, und auf Seite 8, Zeile 4

von Druckschrift D8 zusätzlich darauf hingewiesen wird, dass statt Titan auch an-

dere Materialien als Haftschichten verwendet werden können, ist durch die noch

durchzuführende Recherche insbesondere abzuklären, ob es druckschriftlichen

Stand der Technik betreffend den Einsatz einer Aluminium/Titan-Schichtenfolge

als Haftschicht auf einem Halbleitersubstrat gibt und ob es für den Fachmann auf-

- 21 -

grund des Hinweises auf Seite 8 von Druckschrift D8 naheliegend ist, die dort

verwendete Titan-Kontaktschicht durch eine solche Schichtenfolge zu ersetzen.

Es ist deshalb derzeit ohne Bedeutung, dass die Beschreibung noch nicht

an den derzeit geltenden Anspruch 1 angepasst ist und ggf. noch Unteransprüche

eingereicht werden.

Bei dieser Sachlage war der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L

vom 20. September 2016 aufzuheben und die Anmeldung zur weiteren Prüfung an

das Deutsche Patent- und Markenamt zurückzuverweisen (vgl. Schulte/Püschel,

Patentgesetz, 10. Auflage, § 79 Rdn. 26).

III.

R e c h t s m i t t e l b e l e h r u n g

Gegen diesen Beschluss steht der Anmelderin - vorbehaltlich des Vorliegens der

weiteren Rechtsmittelvoraussetzungen, insbesondere einer Beschwer - das

Rechtsmittel der Rechtsbeschwerde zu. Da der Senat die Rechtsbeschwerde nicht

zugelassen hat, ist sie nur statthaft, wenn einer der nachfolgenden Verfahrens-

mängel gerügt wird, nämlich

dass das beschließende Gericht nicht vorschriftsmäßig be-

setzt war,

dass bei dem Beschluss ein Richter mitgewirkt hat, der von

der Ausübung des Richteramtes kraft Gesetzes ausge-

schlossen oder wegen Besorgnis der Befangenheit mit Erfolg

abgelehnt war,

dass einem Beteiligten das rechtliche Gehör versagt war,

- 22 -

dass ein Beteiligter im Verfahren nicht nach Vorschrift des

Gesetzes vertreten war, sofern er nicht der Führung des

Verfahrens ausdrücklich oder stillschweigend zugestimmt

hat,

dass der Beschluss aufgrund einer mündlichen Verhandlung

ergangen ist, bei der die Vorschriften über die Öffentlichkeit

des Verfahrens verletzt worden sind, oder

dass der Beschluss nicht mit Gründen versehen ist.

innerhalb eines Monats

schlusses

schriftlich durch einen beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwalt als

Bevollmächtigten beim Bundesgerichtshof, Herrenstr. 45a, 76133 Karlsruhe, ein-

zureichen oder

durch einen beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwalt als Bevollmäch-

die elektronische Poststelle des Bundesgerichtshofs bestimmt. Die elektronische

Poststelle des Bundesgerichtshofs ist über die auf der Internetseite

www.bundesgerichtshof.de/erv.html

reichbar. Die Einreichung erfolgt durch die Übertragung des elektronischen Doku-

ments in die elektronische Poststelle. Elektronische Dokumente sind mit einer

qualifizierten elektronischen Signatur oder mit einer fortgeschrittenen elektroni-

schen Signatur zu versehen.

Dr. Strößner

Dr. Friedrich

Dr. Zebisch

Dr. Himmelmann

prö