BPatG Beschluss vom 08.12.2022 – 23 W (pat) 7/22

BUNDESPATENTGERICHT

23 W (pat) 7/22 _______________________

(Aktenzeichen)

Verkündet am

8. Dezember 2022

…

B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

…

betreffend die Patentanmeldung 10 2015 017 325.1

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

die mündliche Verhandlung vom 8. Dezember 2022 unter Mitwirkung des Richters

Dr. Friedrich als Vorsitzenden und der Richter Dr. Zebisch, Dr. Nielsen und Dr.

Kapels

ECLI:DE:BPatG:2022:081222B23Wpat7.22.0

beschlossen:

1.

Der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des

Deutschen Patent- und Markenamts vom 13. Mai 2022 wird

aufgehoben.

2.

Die Sache wird zur weiteren Prüfung an die Prüfungsstelle für

Klasse H01L des Deutschen Patent- und Markenamts

zurückverwiesen.

G r ü n d e

I.

Die vorliegende Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2015 017 325.1 und der

geänderten Bezeichnung „Halbleiterbauelement“ wurde am 6. Juni 2019 von der

Anmeldung

10 2015

100 963.3

(Stammanmeldung)

abgeteilt. Die

Stammanmeldung wurde am 23. Januar 2015 unter Inanspruchnahme der USamerikanischen Prioritäten 62/081,357 vom 18. November 2014 und 14/588,223

vom 31. Dezember 2014 beim Deutschen Patent- und Markenamt angemeldet und

am 19. Mai 2016 mit der DE 10 2015 100 963 A1 offengelegt. Gleichzeitig mit der

Anmeldung wurde Prüfungsantrag gestellt.

Die Prüfungsstelle für Klasse H01L hat im Prüfungsverfahren der Stammanmeldung

auf den Stand der Technik gemäß den folgenden Druckschriften verwiesen:

D1

US 2012/0256238 A1,

D2 WO 2013/095433 A1,

D3

D4

US 2010/0255669 A1 und

US 2014/0103404 A1.

Die vorliegende Teilungsanmeldung wurde von der Prüfungsstelle ohne vorherigen

Bescheid mit Beschluss vom 13. Mai 2022 zurückgewiesen, wobei ausgeführt

wurde, dass in einem Bescheid vom 1. Dezember 2017 im Prüfungsverfahren der

Stammanmeldung der Anmelderin in Bezug auf den zu diesem Zeitpunkt geltenden

nebengeordneten Anspruch 16, der dem Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1

der Teilungsanmeldung entspreche, dargelegt worden sei, dass dessen

Anspruchsgegenstand aufgrund fehlender Neuheit gegenüber Druckschrift D4 nicht

patentfähig sei.

Gegen diesen der Anmelderin mit Anschreiben vom 13. Mai 2022 am 18. Mai 2022

zugestellten Beschluss hat die Anmelderin mit Schriftsatz vom 17. Juni 2022, am

selben Tag beim Deutschen Patent- und Markenamt eingegangen, Beschwerde

eingelegt.

In der mündlichen Verhandlung am 8. Dezember 2022 hat die Anmelderin einen

neuen Patentanspruch 1 vorgelegt und beantragt:

1. Den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen Patent-

und Markenamts vom 13. Mai 2022 aufzuheben.

2. Ein Patent zu erteilen mit der Bezeichnung “Halbleiterbauelement” mit dem

Anmeldetag 23. Januar 2015 unter Inanspruchnahme der Prioritäten US

62/081,357 vom 18. November 2014 und US 14/588,223 vom 31. Dezember

2014 auf der Grundlage folgender Unterlagen:

- Patentanspruch 1, übergeben in der mündlichen Verhandlung vom 8.

Dezember 2022 mit noch anzupassenden weiteren Unterlagen.

Der in der mündlichen Verhandlung überreichte Anspruch 1 lautet (Gliederung bei

unverändertem Wortlaut eingefügt):

M1

M2

M3

Halbleiterbauelement, das Folgendes umfasst:

ein Substrat (102),

auf dem eine Gate-Struktur (212) ausgebildet ist, die einen Graben

(404) mit gegenüberliegenden Seitenflächen (414) und einer auf

dem Substrat (102) definierten Bodenfläche (416) aufweist,

M4

wobei die Gate-Struktur (212) Folgendes enthält:

M4.1

eine Gate-Dielektrikumschicht

(216),

die

entlang

der

gegenüberliegenden Seitenflächen (414) und der Bodenfläche

(416) angeordnet ist;

M4.2

ein Wachstumssteuerungsmaterial

(412), das auf oberen

Abschnitten der gegenüberliegenden Seitenflächen (414) der Gate-

Struktur (212) angeordnet ist,

M4.3 wobei die seitliche Dicke des Wachstumssteuerungsmaterials (412)

von der oberen Oberfläche nach unten stetig bis zum Wert Null

abnimmt; und

M4.4

ein Gate-Elektroden-Füllmaterial

(418),

das

auf

dem

Wachstumssteuerungsmaterial (412), auf unteren Abschnitten der

Seitenflächen (414) und auf der Bodenfläche (416) der Gate-

Struktur (212) angeordnet ist,

M4.5 wobei die unteren Abschnitte der Seitenflächen (414) und die

Bodenfläche

(416) der Gate-Struktur

(212)

frei von dem

Wachstumssteuerungsmaterial (412) sind.

Hinsichtlich der weiteren Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.

II.

Die form- und fristgerecht erhobene Beschwerde der Anmelderin ist zulässig und

erweist sich hinsichtlich des in der mündlichen Verhandlung am 8. Dezember 2022

vorgelegten Patentanspruchs 1 insoweit als begründet, als der Beschluss der

Prüfungsstelle für Klasse H01L aufzuheben ist, denn der Patentanspruch 1 ist

zulässig und der beanspruchte Gegenstand ist durch den bisher ermittelten Stand

der Technik nicht patenthindernd getroffen (§§ 1 bis 5 PatG). Da jedoch eine

Recherche zu dem nunmehr beanspruchten Gegenstand noch nicht

in

ausreichendem Maß 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 Nrn. 1 und 3 PatG).

1. Als zuständiger Fachmann ist hier ein Physiker oder Ingenieur mit mehrjähriger

Erfahrung im Bereich der Halbleitertechnik zu definieren.

2. Die Anmeldung betrifft die Herstellung von IC-Bauelementen und insbesondere

das Ausbilden leitfähiger Strukturelemente wie zum Beispiel Gates, Kontakte und

Durchkontakte von Bauelementen (vgl. Beschreibung, Absatz [0018]).

Trotz Fortschritten bei Werkstoffen und Fertigung hat sich das Skalieren planarer

Bauelemente, wie zum Beispiel des herkömmlichen MOSFET, als eine

Herausforderung erwiesen. Beispielsweise funktionieren Abscheidungstechniken,

Ätztechniken und andere Prozesse, die Flüssigkeiten, Gase oder Plasmen über

Bauelementstrukturen zirkulieren, allgemein gut, wenn die Strukturelemente weit

voneinander beabstandet sind und für die umgebenden Reaktionsteilnehmer leicht

erreichbar sind. Jedoch beschränken schmale Gräben und Hohlräume mit hohem

Seitenverhältnis die Zirkulation und reduzieren die Menge der Reaktionsteilnehmer,

die innerhalb des Grabens verfügbar sind. Dies kann ein ungleichmäßiges

Abscheiden

oder Ätzen

innerhalb

des Grabens

hervorrufen. Eine

Forschungsrichtung ist die Entwicklung dreidimensionaler Designs, wie zum

Beispiel eines rippenartigen Feldeffekttransistors (Fin-like Field Effect Transistor,

FinFET). Jedoch haben FinFETs und andere nicht-planare Bauelemente noch

kompliziertere Geometrien und können mehr Gräben mit hohem Seitenverhältnis

haben, die auszufüllen sind. Dementsprechend waren herkömmliche Techniken zur

Bauelementfertigung zwar in gewisser Hinsicht ausreichend, in anderer Hinsicht

hingegen weniger

zufriedenstellend. Um

die

stetig

zunehmenden

Designanforderungen zu erfüllen, werden weitere Fortschritte

in der

Bauelementfertigung und anderen Bereichen benötigt (vgl. Beschreibung, Absätze

[0002] bis [0004]).

Hiervon ausgehend liegt der Anmeldung die technische Aufgabe zugrunde, ein

verbessertes Ausfüllen von Spalten in Gräben mit hohem Seitenverhältnis zu

ermöglichen (vgl. Beschreibung, Absatz [0021]).

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1.

3. Die Anmeldung zeigt

in seiner hier wiedergegebenen Figur 10 ein

Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauelements gemäß Anspruch 1:

Ein Halbleiterbauelement (Merkmal M1) umfasst ein Substrat (102; Merkmal M2),

das beispielsweise Silizium enthält (vgl. Abs. [0034]). Auf dem Substrat (102) ist

eine Gate-Struktur (212) ausgebildet, die einen Graben mit gegenüberliegenden

Seitenflächen (414) und einer auf dem Substrat (102) definierten Bodenfläche (416)

aufweist (Merkmal M3). Beispielsweise kann zwischen Substrat (102) und Gate-

Struktur (212) auch eine zusätzliche Rippenstruktur (206) gebildet sein (vgl. Abs.

[0036]). Die Gate-Struktur

(212) enthält

(Merkmal M4) eine Gate-

Dielektrikumschicht (216), die entlang der gegenüberliegenden Seitenflächen (414)

und der Bodenfläche

(416) angeordnet

ist

(Merkmal M4.1), und ein

Wachstumssteuerungsmaterial

(412),

das auf oberen Abschnitten der

gegenüberliegenden Seitenflächen (414) der Gate-Struktur (212) angeordnet ist

(Merkmal

M4.2).

Zwischen

Gate-Dielektrikumschicht

(216)

und

Wachstumssteuerungsmaterial (412) sind beispielsweise noch eine Austrittsarbeitsschicht (406), eine Benetzungsschicht (408) und eine Sperrschicht (410)

innerhalb des Grabens (404) ausgebildet (vgl. Abs. [0043] bis [0045]). Das Merkmal

M4.3 definiert, dass die seitliche Dicke des Wachstumssteuerungsmaterials (412)

von der oberen Oberfläche nach unten stetig bis zum Wert Null abnimmt. Die Gate-

Struktur (212) enthält darüber hinaus ein Gate-Elektroden-Füllmaterial (418), das

auf dem Wachstumssteuerungsmaterial (412), auf unteren Abschnitten der

Seitenflächen (414) und auf der Bodenfläche (416) der Gate-Struktur (212)

angeordnet ist (Merkmal M4.4). Das Merkmal M4.5 gibt an, dass die unteren

Abschnitte der Seitenflächen (414) und die Bodenfläche (416) der Gate-Struktur

(212) frei von dem Wachstumssteuerungsmaterial (412) sind.

4. Der Gegenstand des Anspruchs 1 ist in der Stammanmeldung ursprünglich

offenbart (§ 38 PatG).

Der Anspruch 1 geht zurück auf den ursprünglichen Anspruch 16, der die Merkmale

M1, M2 und M4, sowie Teile der Merkmale M3, M4.1, M4.2, M4.4 und M4.5

offenbart. Die Ergänzung im Merkmal M3 ist im ursprünglichen Absatz [0046] i.V.m.

der Figur 9A offenbart. Die Änderung im Merkmal M4.1 geht zurück auf den

ursprünglichen Absatz [0042] i.V.m. Figur 9A, wobei darauf hinzuweisen ist, dass

gemäß den Absätzen [0036] und [0043] bis [0045] eine Grenzschicht (214), eine

Austrittsarbeitsschicht (406), eine Benetzungsschicht (408) und eine Sperrschicht

(410) optional sind. Darüber hinaus ist der Figur 9A zu entnehmen, dass das

Wachstumssteuerungsmaterial nicht nur auf einer, sondern auf beiden

Seitenflächen angeordnet ist (Merkmal M4.2). Das Merkmal M4.3 sowie die

Ergänzung im Merkmal M4.5 sind im Absatz [0048] i.V.m. der Figur 9A offenbart.

Die Ergänzung im Merkmal M4.4 ist dem ursprünglichen Absatz [0050] i.V.m. der

Figur 10 zu entnehmen.

5. Die Lehre des Anspruchs 1 ist in den Anmeldeunterlagen so deutlich und

vollständig offenbart, dass ein Fachmann sie ausführen kann (§ 34 Abs. 4 PatG).

6. Der gewerblich anwendbare (§ 5 PatG) Gegenstand des geltenden Anspruchs 1

ist gegenüber dem bisher ermittelten Stand der Technik neu (§ 3 PatG) und beruht

diesem gegenüber auf einer erfinderischen Tätigkeit (§ 4 PatG) des Fachmanns, so

dass dieser gegenüber diesem Stand der Technik patentfähig ist (§ 1 Abs. 1 PatG).

Jedoch steht derzeit noch eine Recherche bezüglich des aus der Figur 9A neu

aufgenommenen Merkmals M4.3 hinsichtlich der Ausgestaltung der Dicke des

Wachstumssteuerungsmaterials aus, weshalb die Anmeldung an die dafür

zuständige Behörde, das Deutsche Patent- und Markenamt, zurückzuverweisen ist.

6.1 Die Druckschrift US 2014/0103404 A1 (D4) betrifft Halbleiterbauelemente mit

einer Gate-Struktur. Nach der Bildung von Source- und Drain-Bereichen und einer

dielektrischen Planarisierungsschicht wird eine Gate-Struktur entfernt, um einen

Gate-Hohlraum zu bilden. Ein Gate-Dielektrikum, mindestens ein Austrittsarbeits-

Metallabschnitt und eine untere Gate-Elektrode werden innerhalb des Gate-

Hohlraums gebildet. Ein innerer dielektrischer Abstandshalter wird innerhalb des

vertieften Bereichs gebildet,

indem eine konforme dielektrische Schicht

abgeschieden wird und horizontale Abschnitte davon durch anisotropes Ätzen

entfernt werden. Eine obere Gate-Elektrode wird durch Abscheiden eines anderen

leitenden Materials innerhalb eines verbleibenden Abschnitts des vertieften

Bereichs gebildet (vgl. D4, Abs. [0005]). Die Figur 12 zeigt eine Querschnittsansicht

der Halbleiterstruktur nach einer Planarisierung der zweiten

leitfähigen

Materialschicht (vgl. Abs. [0020]).

Die Druckschrift D4 offenbart somit in Übereinstimmung mit dem Wortlaut des

Anspruchs 1 ein

M1

Halbleiterbauelement (vgl. Abs. [0060]: „semiconductor structure“

und Fig. 12), das Folgendes umfasst:

M2

ein Substrat (vgl. Abs. [0060]: „semiconductor substrate 8“ und Fig.

12),

M3

auf dem eine Gate-Struktur

(vgl. Abs. [0060] und Fig. 12)

ausgebildet ist, die einen Graben (vgl. Abs. [0040]: „gate cavity

(25A)“ und Fig. 3, 10B) mit gegenüberliegenden Seitenflächen

(gegenüberliegende Seitenflächen im Graben 25A auf der Schicht

32L in Fig. 3) und einer auf dem Substrat

(8) definierten

Bodenfläche (Bodenfläche im Graben 25A auf der Schicht 32L in

Fig. 3) aufweist,

M4

wobei die Gate-Struktur (vgl. Fig. 12) Folgendes enthält:

M4.1

eine Gate-Dielektrikumschicht (vgl. Abs. [0060]: „first gate dielectric

32A“, Abs.

[0040], [0052] und Fig. 3, 12), die entlang der

gegenüberliegenden Seitenflächen

und

der Bodenfläche

angeordnet ist (vgl. Fig. 3, 12);

M4.2

ein Wachstumssteuerungsmaterial (vgl. Abs. [0060]: „first inner

dielectric spacer 62A“ und Fig. 12), das auf oberen Abschnitten der

gegenüberliegenden Seitenflächen der Gate-Struktur (vgl. Fig. 12)

angeordnet ist,

M4.3 wobei die seitliche Dicke des Wachstumssteuerungsmaterials von

der oberen Oberfläche nach unten stetig bis zum Wert Null

abnimmt; und

M4.4

ein Gate-Elektroden-Füllmaterial (vgl. Abs. [0059]: „first gate

electrode (138A, 40A, 44A)“ und Fig. 12, 13), das auf dem

Wachstumssteuerungsmaterial (62A), auf unteren Abschnitten der

Seitenflächen und auf der Bodenfläche der Gate-Struktur

angeordnet ist (vgl. Fig. 12, 13),

M4.5 wobei die unteren Abschnitte der Seitenflächen und die

Bodenfläche

der

Gate-Struktur

frei

von

dem

Wachstumssteuerungsmaterial (62A) sind (vgl. Fig. 12, 13).

Somit unterscheidet sich das mit Anspruch 1 beanspruchte Halbleiterbauelement

von dem in Druckschrift D4 dadurch, dass gemäß Merkmal M4.3 die seitliche Dicke

des Wachstumssteuerungsmaterials von der oberen Oberfläche nach unten stetig

bis zum Wert null abnimmt.

Für eine derartige Ausgestaltung eines Halbleiterbauelements findet sich in

Druckschrift D4 kein Hinweis.

So offenbart die Druckschrift D4 im Absatz [0057] lediglich, dass der erste innere

dielektrische Abstandshalter 62A eine Querschnittsform eines rechteckigen Rings

mit der gleichen Breite über seinen gesamten Umfang haben kann oder

zusammenhängend in die Form eines Torus gestreckt werden kann, also nach oben

und unten in der Dicke abnehmend ausgestaltet sein kann. Zudem ist gemäß

Absatz [0067] ein Kontakt des ersten inneren dielektrischen Abstandshalters 62A

mit dem Austrittsarbeitsmaterialabschnitt 138A notwendig. Somit entnimmt der

Fachmann der Druckschrift D4 lediglich die Hinweise, die Dicke entweder nicht,

oder

in beide vertikale Richtungen zu verringern und, dass die Dicke des

dielektrischen Abstandhalters 62A unten nicht Null sein darf, um die

Austrittsarbeitsmaterialabschnitt 138A kontaktieren zu können.

6.2 Auch den weiteren Druckschriften ist die Anregung gemäß Merkmal M4.3 nicht

zu entnehmen. So offenbaren die Druckschriften D1 und D3 jeweils einen nur zur

Oberfläche nach oben in der Dicke abnehmenden Spacer (vgl. D1, Abs. [0099]:

„spacer 66a“ und Fig. 11; D3, Abs. [0033]: „spacers 30“ und Fig. 4) und die

Druckschrift D2 Schichten konstanter Dicke (vgl. D2, Fig. 3C, 3D).

6.3 Das mit Anspruch 1 beanspruchte Halbleiterbauelement ist folglich gegenüber

dem ermittelten Stand der Technik neu (§ 3 PatG) und beruht ihm gegenüber auch

auf einer erfinderischen Tätigkeit des Fachmanns (§ 4 PatG).

6.4 Dennoch war kein Patent zu erteilen, sondern die Anmeldung nach § 79 Abs. 3

Satz 1 Nrn. 1 und 3 PatG an das Deutsche Patent- und Markenamt

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

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

erfolgen, wenn zur Klärung eines Sachverhalts noch weitere, umfangreichere

Recherchen notwendig sind, denn das Bundespatentgericht ist vorrangig für die

Rechtskontrolle und nicht

für die Ausführung von dem Patentamt als

Verwaltungsbehörde kraft Gesetzes übertragenen exekutiven Aufgaben zuständig,

wie es die Recherche ist. Zwar führt die Zurückverweisung zu einem Zeitverzug bis

zur endgültigen Entscheidung über eine Anmeldung, doch ist, wenn zur Klärung

eines Sachverhaltes dem entscheidenden Senat eine umfangreichere Recherche

notwendig erscheint, die Anmeldung auch dann an das Deutsche Patent- und

Markenamt zurückzuverweisen, wenn es dem Senat möglich wäre, diese

Recherche selbst durchzuführen. Denn auf diese Weise wird für den Anmelder der

Verlust einer Instanz vermieden (vgl. Benkard/Schäfers/Schwarz, Patentgesetz, 11.

Auflage, § 79 Rdn. 41 und 50 und Schulte/Püschel, Patentgesetz, 11. Auflage, § 79

Rdn. 16 und 26).

Im vorliegenden Fall ist der Anspruch 1 durch Aufnahme eines die seitliche Dicke

des Wachstumssteuerungsmaterials präzisierenden Merkmals M4.3 aus der Figur

9A beschränkt worden, zu dem noch keine Recherche durchgeführt wurde, da

dieses zuvor nicht Gegenstand der Anspruchssätze war. Diese nun notwendig

gewordene Recherche ist deshalb von der dafür vorgesehenen Behörde, dem

Deutschen Patent- und Markenamt, durchzuführen.

7. Bei dieser Sachlage war der angefochtene Beschluss der Prüfungsstelle für

Klasse H01L vom 13. Mai 2022 aufzuheben und die Anmeldung zur weiteren

Prüfung an die Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen Patent- und

Markenamts zurückzuverweisen (vgl. Schulte/Püschel, Patentgesetz, 11. Auflage,

§ 79 Rdn. 26).

III. Rechtsmittelbelehrung

Gegen diesen Beschluss steht der Anmelderin

das Rechtsmittel der

Rechtsbeschwerde zu. Da der Senat die Rechtsbeschwerde nicht zugelassen hat,

ist sie nur statthaft, wenn einer der nachfolgenden Verfahrensmängel gerügt wird,

nämlich

1. dass das beschließende Gericht nicht vorschriftsmäßig besetzt war,

2. dass bei dem Beschluss ein Richter mitgewirkt hat, der von der

Ausübung des Richteramtes kraft Gesetzes ausgeschlossen oder

wegen Besorgnis der Befangenheit mit Erfolg abgelehnt war,

3. dass einem Beteiligten das rechtliche Gehör versagt war,

4. dass ein Beteiligter im Verfahren nicht nach Vorschrift des Gesetzes

vertreten war, sofern er nicht der Führung des Verfahrens

ausdrücklich oder stillschweigend zugestimmt hat,

5. dass der Beschluss aufgrund einer mündlichen Verhandlung

ergangen ist, bei der die Vorschriften über die Öffentlichkeit des

Verfahrens verletzt worden sind, oder

6. dass der Beschluss nicht mit Gründen versehen ist.

Die Rechtsbeschwerde ist

innerhalb eines Monats nach Zustellung des

Beschlusses

schriftlich durch einen beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwalt als

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

einzureichen oder

durch einen beim Bundesgerichtshof

zugelassenen Rechtsanwalt als

Bevollmächtigten in elektronischer Form. Zur Entgegennahme elektronischer

Dokumente ist die elektronische Poststelle des Bundesgerichtshofs bestimmt. Die

elektronische Poststelle des Bundesgerichtshofs ist über die auf der Internetseite

www.bundesgerichtshof.de/erv.html

bezeichneten

Kommunikationswege

erreichbar. Die Einreichung erfolgt durch die Übertragung des elektronischen

Dokuments in die elektronische Poststelle. Elektronische Dokumente sind mit einer

qualifizierten elektronischen Signatur oder mit einer

fortgeschrittenen

elektronischen Signatur zu versehen.

Dr. Friedrich

Dr. Zebisch

Dr. Nielsen

Dr. Kapels