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BPatG Beschluss vom 23.01.2024 – 18 W (pat) 8/23
18. Senat · ECLI:DE:BPatG:2024:230124B18Wpat8.23.0
BUNDESPATENTGERICHT
_______________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
23. Januar 2024
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend die Teilanmeldung 10 2017 012 418.3
…
hat der 18. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 23. Januar 2024 unter Mitwirkung des
Vorsitzenden Richters Dr. Morawek und der Richter Kruppa, Dr. Friedrich und
Dr. Kapels
beschlossen:
ECLI:DE:BPatG:2024:230124B18Wpat8.23.0
Die Beschwerde wird zurückgewiesen.
G r ü n d e
I.
Die vorliegende Patentanmeldung mit der Bezeichnung „Multi-Die-Gehäuse und
Verfahren“ ist aufgrund einer Teilungserklärung aus der Patentanmeldung 10 2017
127 089 hervorgegangen.
Im Prüfungsverfahren der Stammanmeldung hat die Prüfungsstelle für Klasse H01L
u. a. auf den Stand der Technik gemäß Druckschrift
D4 DE 10 2014 106 823 A1
verwiesen und im Prüfungsbescheid vom 28. Oktober 2021 dargelegt, dass das
Verfahren des damaligen nebengeordneten Anspruchs 16 wegen fehlender Neuheit
bezüglich Druckschrift D4 nicht patentfähig sei.
Unter Bezugnahme auf diesen Prüfungsbescheid hat die Prüfungsstelle die
vorliegende Teilanmeldung durch Beschluss vom 2. August 2022 ohne
Erstbescheid mit der Begründung zurückgewiesen, dass Patentanspruch 1 der
Teilanmeldung wörtlich diesem Patentanspruch 16 der Stammanmeldung
entspreche, zu dem die Prüfungsstelle der Anmelderin bereits in obigem
Prüfungsbescheid dargelegt habe, dass Druckschrift D4 ein Verfahren mit
sämtlichen Merkmalen dieses Anspruchs offenbare, das deshalb wegen fehlender
Neuheit nicht patentfähig sei.
Gegen diesen der Anmelderin am 5. August 2022 zugestellten Beschluss richtet
sich die am 23. August 2022 beim Deutschen Patent- und Markenamt
eingegangene Beschwerde der Anmelderin.
Sie beantragt zuletzt in der mündlichen Verhandlung am 23. Januar 2024,
den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen Patent- und
Markenamts vom 2. August 2022 aufzuheben und das Patent auf der
Grundlage der folgenden Unterlagen zu erteilen:
- Patentansprüche 1 bis 6, eingegangen am 13. Juni 2022,
- Beschreibung Seiten 1 bis 29, eingegangen am 22. März 2022,
hilfsweise gemäß Hilfsantrag
Patentansprüche 1 bis 6, eingereicht in der mündlichen Verhandlung,
Beschreibung Seiten 1 bis 27, eingereicht
in der mündlichen
Verhandlung,
- Figuren 1 bis 9,
jeweils eingegangen am 22. März 2022.
Der seitens des Senats mit einer Gliederung versehene Patentanspruch 1 des
Hauptantrags lautet folgendermaßen:
M1
Verfahren (5), das Folgendes umfasst:
M1.1
- Bereitstellen eines verarbeiteten ersten Wafers (10), wobei der erste
Wafer (10) eine Vorderseite (125) und eine Rückseite (126) aufweist
und mehrere Leistungshalbleiter-Dies (12) beinhaltet, die innerhalb
des ersten Wafers (10) durch Verarbeiten seiner Vorderseite (125)
implementiert wurden, wobei jeder der Leistungshalbleiter-Dies (12)
einen ersten Lastanschluss (121) auf der Vorderseite (125) und
einen zweiten Lastanschluss (122) auf der Rückseite (126) aufweist;
M1.2
- Bereitstellen (51) eines nichtverarbeiteten zweiten Wafers (30), der
aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und eine erste
Seite (301) und eine dieser gegenüberliegende zweite Seite (302)
aufweist;
M1.3
- Bilden (53) mehrerer Vertiefungen (310-1, 310-2) innerhalb des
zweiten Wafers (30);
M1.4
- Füllen (55) der mehreren Vertiefungen (310-1, 310-2) mit einem
leitfähigen Material;
M1.5.1 - Bilden eines Stapels (3) durch Anbringen (57) des zweiten Wafers
(30) an der Vorderseite (125) des ersten Wafers (10) vor dem oder
anschließend an den Füllschritt (55),
M1.5.2
wobei das leitfähige Material die ersten Lastanschlüsse (121) der
Leistungshalbleiter-Dies (12) elektrisch kontaktiert; und
M1.6
- Sicherstellen, dass das
leitfähige Material eine elektrische
Verbindung zwischen der ersten Seite (301) und der zweiten Seite
(302) des zweiten Wafers (30) bereitstellt.
Patentanspruch 1 des Hilfsantrags ergibt sich aus Patentanspruch 1 des
Hauptantrags, indem nach Merkmal M1.3 die folgenden Merkmale M1.3.1 und
M1.3.2 eingefügt werden
M1.3.1
wobei bei dem Bilden (53) mehrerer Vertiefungen (310-1, 310-2)
sowohl die erste Seite (301) als auch die zweite Seite (302) einem
jeweiligen Ätzverarbeitungsschritt unterzogen werden,
M1.3.2
und wobei eine Ätznase (315) aufgrund von zwei Ätzflanken entsteht,
die durch den doppelseitigen Ätzverarbeitungsschritt verursacht
werden;
indem nach Merkmal M1.4 das folgende Merkmal M1.4.1 eingefügt wird
M1.4.1
wobei aufgrund der Ätznase (315) ein nicht verfüllter Raum (350)
verbleibt;
und indem in Merkmal M1.5.1 die zweite Variante „oder anschließend an den“
gestrichen wird.
Wegen des Wortlauts der abhängigen Patentansprüche 2 bis 6 und der weiteren
Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.
II.
Die Beschwerde wurde rechtzeitig eingelegt und ist auch sonst zulässig. Sie hat
jedoch keinen Erfolg, weil die Verfahren nach den Patentansprüchen 1 des Haupt-
und Hilfsantrags nicht patentfähig sind, denn eine Variante des Verfahrens nach
Patentanspruch 1 des Hauptantrags ist gegenüber Druckschrift D4 nicht neu, und
das Verfahren nach Patentanspruch 1 des Hilfsantrags beruht hinsichtlich
Bei dieser Sachlage kann die Zulässigkeit der geltenden Patentansprüche
dahingestellt bleiben (vgl. BGH GRUR 1991, 120-122, insbesondere 121, II.1 -
Elastische Bandage).
1.
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für
Leistungshalbleiter-Dies.
Leistungshalbleitervorrichtungen wie Bipolartransistoren mit
isoliertem Gate
(IGBTs), Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) und Dioden,
werden in zahlreichen Automobil-, Verbraucher- und Industrieanwendungen
betreffenden Vorrichtungen bspw. zum Umwandeln elektrischer Energie, zum
Antreiben eines Elektromotors oder für Schalter eingesetzt. Häufig umfasst eine
Leistungshalbleitervorrichtung mehrere Leistungshalbleiter-Dies, die jeweils in
einem einzigen Chip integriert dazu konfiguriert sind, einen Laststrom entlang eines
Laststrompfades zwischen zwei Lastanschlüssen des Dies zu leiten. Dazu wird der
Laststrompfad bspw. mittels einer isolierten Elektrode (Gate-Elektrode) gesteuert,
indem die Steuerelektrode beim Empfangen eines entsprechenden Steuersignals
von einem Treiber die Leistungshalbleitervorrichtung in einen leitenden Zustand
oder einen sperrenden Zustand versetzt.
Üblicherweise werden Leistungshalbleiter-Dies nach ihrer Herstellung in ein
Gehäuse eingebracht, um eine einfache Montage auf Leiterplatten zu ermöglichen.
Ein Leistungswandler kann bspw. gebildet werden, indem ein erster innerhalb eines
ersten Gehäuses eingeschlossener Leistungshalbleiter-Die, bspw. ein Transistor,
und getrennt davon ein zweiter
innerhalb eines zweiten Gehäuses
eingeschlossener Leistungshalbleiter-Die, z. B. eine Diode, auf einer Leiterplatte
montiert sind und elektrisch miteinander sowie mit weiteren Komponenten
verbunden werden.
Solche getrennte Gehäuse verbindende elektrische Pfade können aber in
nachteiliger Weise zu Leistungsverlusten führen und/oder Streuinduktivitäten
verursachen, vgl. Abs. [0001] bis [0005].
Vor diesem Hintergrund liegt der Anmeldung als technisches Problem die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements mit
einer kompakten Gestaltung, niedrigen Leistungsverlusten und niedrigen
Streuinduktivitäten bereitzustellen, vgl. Abs. [0006].
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verfahren der Patentansprüche 1 nach Haupt-
und Hilfsantrag.
Als Fachmann ist ein Physiker oder Ingenieur der Fachrichtung Elektrotechnik mit
Hochschulabschluss zu definieren, der über Berufserfahrung auf dem Gebiet der
Montage von Leistungshalbleitern verfügt.
Die beanspruchten Verfahren werden in der Anmeldung in den Absätzen [94] bis
[133] anhand der Figuren 8 bis 10 beschrieben, wobei nachfolgend Figur 9
wiedergegeben ist, die sich auf die erste Variante des Merkmals M1.5.1 bezieht,
wonach der Stapel (3) durch Anbringen (57) des zweiten Wafers (30) an der
Vorderseite (125) des ersten Wafers (10) vor dem Füllschritt (55) gebildet wird.
Entsprechend Anspruch 1 des
Hauptantrags
wird
ein
verarbeiteter erster Wafer (10)
bereitgestellt, der eine Vorderseite (125) und eine Rückseite
(126) aufweist und mehrere
Leistungshalbleiter-Dies
(12)
beinhaltet, die innerhalb des
ersten Wafers
(10) durch
Verarbeiten seiner Vorderseite
(125)
implementiert wurden,
wobei jeder der Leistungshalbleiter-Dies (12) einen ersten
Lastanschluss (121) auf der
Vorderseite (125) und einen
zweiten Lastanschluss (122)
auf
der Rückseite
(126)
aufweist (M1, M1.1).
In ähnlicher Weise wird ein
nichtverarbeiteter zweiter Wafer (30), der aus einem elektrisch isolierenden
Material gefertigt ist und eine erste Seite (301) und eine dieser gegenüberliegende
zweite Seite (302) aufweist, bereitgestellt, und es werden mehrere Vertiefungen
(310-1, 310-2) innerhalb des zweiten Wafers (30) gebildet (M1.2, M1.3).
Diese Vertiefungen (310-1, 310-2) werden mit einem leitfähigen Material gefüllt
(M1.4), wobei Anspruch 1 jedoch keine feste Abfolge der Verfahrensschritte vorgibt.
Dementsprechend wird gemäß den Merkmalen M1.5.1 und M1.5.2 entweder vor
dem oder anschließend an den Füllschritt (55) ein Stapel (3) durch Anbringen (57)
des zweiten Wafers (30) an der Vorderseite (125) des ersten Wafers (10) gebildet,
wobei das
leitfähige Material die ersten Lastanschlüsse
(121) der
Leistungshalbleiter-Dies (12) elektrisch kontaktiert. Wie bereits ausgeführt wurde,
zeigt obige Figur 9 nur die erste Variante, wo der Stapel (3) vor dem Füllschritt (55)
gebildet wird.
Zusätzlich wird im Verfahrensschritt M1.6 sichergestellt, dass das leitfähige Material
eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Seite (301) und der zweiten Seite
(302) des zweiten Wafers (30) bereitstellt. Gemäß den Ausführungen in den
Absätzen [113] und [122] soll dieses Merkmal zum Ausdruck bringen, dass die
Vertiefungen (310-1, 310-2) Durchleitungsdurchgänge (310) bilden, die den zweiten
Wafer (30) vollständig durchdringen.
Mit den Zusatzmerkmalen des Patentanspruchs 1 nach Hilfsantrag wird das Bilden
und Füllen der Vertiefungen entsprechend Figur 9 auf die erste Variante des
Merkmals M1.5.1 beschränkt und dahingehend konkretisiert, dass bei dem Bilden
(53) der mehreren Vertiefungen (310-1, 310-2) sowohl die erste Seite (301) als auch
die zweite Seite (302) einem jeweiligen Ätzverarbeitungsschritt unterzogen werden
und eine Ätznase (315) aufgrund von zwei Ätzflanken entsteht, die durch den
doppelseitigen Ätzverarbeitungsschritt verursacht werden, wobei aufgrund der
Ätznase (315) ein nicht verfüllter Raum (350) verbleibt.
2.
Die Verfahren nach den Patentansprüchen 1 des Haupt- und Hilfsantrags
sind hinsichtlich Druckschrift D4 nicht patentfähig.
2.1 Die erste Variante des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 nach
Hauptantrag ist nicht neu, denn Druckschrift D4 offenbart insbesondere in den
Figuren 5B, 10A und 11B i. V. m den Absätzen [0034], [0054], [0072], [0083], [0086]
und [0088] ein solches Verfahren.
Das in D4 beschriebene Verfahren basiert darauf, dass zwecks einer vereinfachten
Herstellung von strukturierten Metallisierungsschichten, die der elektrischen
Kontaktierung und Wärmeableitung von Halbleitermaterialien dienen, in einem
ersten Schritt Öffnungen (205) in einem Glassubstrat (200) ausgebildet werden und
nachfolgend dieses Glassubstrat (200) so auf einen Halbleiterwafer (300) mit
Halbleiterbauelementen (310) aufgebracht wird, dass die Öffnungen (205) in dem
Glassubstrat (200) die Dotiergebiete der Halbleiterbauelemente (310) in dem
Halbleiterwafer (300) unbedeckt lassen, vgl. Figur 5B und die Absätze [0051],
[0052], [0056], und [0072]. Zusätzlich werden mehrere Gräben (206) in dem
Glassubstrat (200) eingebracht,
um eine elektrische Verbindung
zwischen den Öffnungen (205)
herzustellen, was das später
erfolgende
Galvanisieren
vereinfachen soll, vgl. Abs.
[0046].
In einem nächsten Schritt werden die Öffnungen (205) und Gräben (206) mit einer
metallischen Keimschicht
(410)
bspw. durch Sputtern ausgekleidet,
vgl. Figur 9 und die Absätze [0078]
bis [0080]. Nach Abs. [0082] von
Druckschrift D4 soll der Metallfilm
(410) dabei auch dick genug sein, um einen ausreichenden elektrischen Kontakt
sicherzustellen. Im nächsten Schritt wird der Metallfilm (410) von der oberen
Oberfläche des Glassubstrats (200) so entfernt, dass er an den Wänden der Gräben
(206) und der Öffnungen (205) zurückbleibt, vgl. Figur 10A und die Absätze [0083],
[0084] und [0087].
Daraufhin wird ein Metall (401) durch Galvanisieren auf den durch die Metallschicht
(410) bedeckten Gebieten plattiert, so dass das Metall (401) die Öffnungen (205)
mindestens teilweise füllt, vgl. Figur 11B mit den Absätzen [0086] bis [0088]. Die
Dicke des Glassubstrats (200) kann dabei größer als die Enddicke des Metalls (401)
sein oder das Metall kann die Gräben und Öffnungen
auch überwachsen (vgl. [Abs. [0088]: „Fig. 11B ist
eine dreidimensionale Darstellung der Struktur nach
dem Plattieren des Metalls 401, das sowohl die
Öffnungen 205 als auch die Gräben 206 füllt, […].
Das plattierte Metall 401 kann auch die Öffnungen
205 und die Gräben 206 überwachsen.“).
Nachfolgend wird ein oberer Abschnitt des
Glassubstrats (200) abgeschliffen, so dass die Gräben (206) entfernt werden und
die obere Oberfläche des plattierten Metalls (401) mit der oberen Oberfläche des
Glassubstrats (200) bündig wird. Schließlich wird der Stapel mit dem Halbleiterwafer
(300) und dem angebrachten Glassubstrat (200) zur Bereitstellung der einzelnen
Halbleiterbauelemente (310) geschnitten wird, vgl. Absatz [0097].
Somit offenbart Druckschrift D4 in obigen Fundstellen mit den Worten des
Patentanspruchs 1 ein
M1
Verfahren, das Folgendes umfasst:
M1.1
- Bereitstellen eines verarbeiteten ersten Wafers (Halbleiterwafer
300), wobei der erste Wafer (300) eine Vorderseite (301) und eine
Rückseite (302) aufweist und mehrere Leistungshalbleiter-Dies (310)
beinhaltet, die innerhalb des ersten Wafers (300) durch Verarbeiten
seiner Vorderseite (301) implementiert wurden, wobei jeder der
Leistungshalbleiter-Dies (310) einen ersten Lastanschluss auf der
Vorderseite (301) und einen zweiten Lastanschluss auf der
Rückseite (302) aufweist (vgl. Abs. [0054] und [0072] mit Fig. 5B);
M1.2
- Bereitstellen eines nichtverarbeiteten zweiten Wafers (Glassubstrat
200), der aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und
eine erste Seite (201) und eine dieser gegenüberliegende zweite
Seite (202) aufweist (vgl. Abs. [0034] mit Fig. 5B);
M1.3
- Bilden mehrerer Vertiefungen (205) innerhalb des zweiten Wafers
(200);
M1.4
- Füllen der mehreren Vertiefungen (205) mit einem leitfähigen
Material (401) (vgl. Fig. 11B mit Abs. [0088]);
M1.5.1‘ - Bilden eines Stapels durch Anbringen des zweiten Wafers (200) an
der Vorderseite (301) des ersten Wafers (300) vor dem oder
anschließend an den Füllschritt,
M1.5.2
wobei das
leitfähige Material die ersten Lastanschlüsse der
Leistungshalbleiter-Dies (310) elektrisch kontaktiert; und
M1.6
- Sicherstellen, dass das
leitfähige Material eine elektrische
Verbindung zwischen der ersten Seite (201) und der zweiten Seite
(202) des zweiten Wafers (200) bereitstellt (gemäß Fig. 5B sind die
Vertiefungen (205) im Glassubstrat Durchleitungsdurchgänge).
Folglich ist aus Druckschrift D4 die Variante des Verfahrens nach Anspruch 1
bekannt, bei der der Stapel durch Anbringen des zweiten Wafers an der Vorderseite
des ersten Wafers vor dem Füllschritt gebildet wird, weshalb das Verfahren des
Patentanspruchs 1 nicht patentfähig ist.
2.2 Das Verfahren des Patentanspruchs 1 nach Hilfsantrag wird dem Fachmann
durch Druckschrift D4 nahegelegt und beruht nicht auf einer erfinderischen
Tätigkeit.
Gemäß Absatz
[0035] und
Figur 2 der Druckschrift D4
werden bei dem Bilden der
mehreren Vertiefungen (205)
innerhalb des dem zweiten
Wafer entsprechenden Glassubstrats (200) sowohl die erste Seite (201) als auch die zweite Seite (202) einem
jeweiligen Ätzverarbeitungsschritt unterzogen, vgl. insbesondere den letzten Satz
von Absatz [0035], wonach beim Ätzen des Glassubstrats (200) die erste und zweite
Maske (211, 212) als Ätzmasken verwendet werden. Dieser Ätzschritt kann durch
ein Plasmaätzen erfolgen (vgl. Absatz [0041]), was üblicherweise zu den in den
Figuren der D4 dargestellten senkrecht verlaufenden Vertiefungen führt, aber auch
durch ein nasschemisches Ätzen unter Verwendung von HF (vgl. Absatz [0042]),
was, wie der Fachmann weiß, ein isotropes Ätzen ist, das wegen des beidseitig
erfolgenden Ätzschritts zur Ausbildung einer Ätznase aufgrund der zwei durch den
doppelseitigen Ätzverarbeitungsschritt verursachten Ätzflanken führt.
Zudem wird nach Absatz [0079] von Druckschrift D4 der Metallfilm (410) ebenso wie
in der Anmeldung (vgl. deren Absatz [130]) durch Sputtern gebildet, was dazu führt,
dass der von der Ätznase abgeschattete Bereich nicht vom Metallfilm (410) bedeckt
wird und sich dort im nachfolgenden Galvanisierungsschritt ein Hohlraum bildet.
Aus diesen Fundstellen ergeben sich somit die Zusatzmerkmale M1.3.1, M1.3.2 und
M1.4.1 des Patentanspruchs 1 gemäß Hilfsantrag
für den Fachmann
in
naheliegender Weise, weshalb das darin beanspruchte Verfahren wegen fehlender
erfinderischer Tätigkeit nicht patentfähig ist.
Es kann dahingestellt bleiben, ob die Gegenstände der abhängigen Ansprüche des
Haupt- und Hilfsantrags patentfähig sind, denn wegen der Antragsbindung im
Patenterteilungsverfahren fallen mit dem Patentanspruch 1 des jeweiligen Antrags
auch alle anderen Ansprüche des jeweiligen Anspruchssatzes (vgl. BGH GRUR
2007, 862, 863 Tz. 18 – Informationsübermittlungsverfahren II m. w. N.).
Bei dieser Sachlage war die Beschwerde der Anmelderin zurückzuweisen.
Rechtsmittelbelehrung
Gegen diesen Beschluss steht den am Beschwerdeverfahren Beteiligten das Rechtsmittel
der Rechtsbeschwerde zu. Da der Senat die Rechtsbeschwerde nicht zugelassen hat, ist
sie nur statthaft, wenn gerügt wird, dass
1. das beschließende Gericht nicht vorschriftsmäßig besetzt war,
2. 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. einem Beteiligten das rechtliche Gehör versagt war,
4. ein Beteiligter im Verfahren nicht nach Vorschrift des Gesetzes vertreten war, sofern
er nicht der Führung des Verfahrens ausdrücklich oder stillschweigend zugestimmt
hat,
5. der Beschluss aufgrund einer mündlichen Verhandlung ergangen ist, bei der die
Vorschriften über die Öffentlichkeit des Verfahrens verletzt worden sind, oder
6. der Beschluss nicht mit Gründen versehen ist.
Die Rechtsbeschwerde ist innerhalb eines Monats nach Zustellung des Beschlusses beim
Bundesgerichtshof, Herrenstr. 45 a, 76133 Karlsruhe, durch einen beim Bundesgerichtshof
zugelassenen Rechtsanwalt als Bevollmächtigten einzulegen.
Dr. Morawek
Kruppa
Dr. Friedrich
Dr. Kapels