專利名稱：在基體、涂層基體和包含涂層基體的半成品上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)化涂層基體領(lǐng)域的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在文件DE 102 22 609 B4中描述了一種用于在基體的待涂覆表面上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層的方法。已知的工藝涉及剝離法(Lift Off-Verfahren)，其中將具有負(fù)結(jié)構(gòu)化的第一層施加到基體的待涂覆表面。然后在所述表面上沉積第二層，使得其上具有第二層的多個(gè)部分的第一層可以最終被至少部分地除去。借助于蒸發(fā)，通過沉積包含蒸發(fā)玻璃材料的第二層，用已知方法產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層。除了已知的剝離工藝之外，可以使用掩模結(jié)構(gòu)化在基體上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層，并且所述結(jié)構(gòu)化涂層是使用一種或多種陰影掩模來產(chǎn)生。所述陰影掩模使得基體的區(qū)域保持不含正在被沉積的材料。在基體上形成結(jié)構(gòu)化涂層的兩種上述方法為所謂的附加結(jié)構(gòu)化的特殊特征。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明解決的問題是建立與在基體上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層有關(guān)的改進(jìn)技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的在待涂覆的表面上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層的方法、根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求19的涂層基體和根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求30的具有涂層基體的半成品，解決該問題。本發(fā)明的有利實(shí)施方式為從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，建立一種用于在基體上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層的方法，其中所述方法包括如下步驟提供具有待涂覆表面的基體；以及通過如下方式在基體的待涂覆表面上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層借助于至少一種蒸發(fā)涂層材料的熱蒸發(fā)并使用附加結(jié)構(gòu)化 (additiven Strukturierung)在基體的待涂覆表面上沉積至少一種蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦。所述結(jié)構(gòu)化涂層完全地或僅部分地借助于等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)產(chǎn)生。本發(fā)明的另一方面涉及一種涂層基體，特別是根據(jù)前述方法產(chǎn)生的涂層基體，其中的基體在表面上形成了至少部分地由至少一種蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦組成的結(jié)構(gòu)化涂層。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用涂層基體建立了一種半成品，其具有基體；在基體的待涂覆表面上由至少一種層材料組成的第一層，其中待涂覆表面的一個(gè)或多個(gè)部分沒有第一層，并且在具有第一層的表面上形成負(fù)結(jié)構(gòu)(negative Strukturierung)；以及在具有第一層的表面上由至少一種蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦組成
的第二層。利用本發(fā)明，能夠通過沉積至少一種蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦，以在基體上結(jié)構(gòu)化的有效方式，產(chǎn)生用于不同應(yīng)用的單獨(dú)設(shè)計(jì)的涂層。這些材料使得所配置的基體涂層能具有不同應(yīng)用。結(jié)合不同的蒸發(fā)涂層材料，可以得到單獨(dú)或組合的有益效果，使得取決于應(yīng)用和所用蒸發(fā)涂層材料，可以存在各種改進(jìn)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中所用的類似厚度的蒸發(fā)玻璃材料的層相比，單組份體系二氧化硅的蒸發(fā)層具有更高的光學(xué)透射，特別是在紫外波長(zhǎng)范圍中。二氧化硅的擊穿電壓也更高。氧化鋁的特征為高抗劃傷性和高光學(xué)折射率。特別是， 其不被氫氟酸腐蝕。二氧化鈦具有非常高的光學(xué)折射率。四氮化三硅具有高擊穿電壓，此外與蒸發(fā)玻璃相比，具有高光學(xué)折射率。令人驚奇地，顯現(xiàn)結(jié)構(gòu)化涂層可能具有借助于等離子體增強(qiáng)電子束蒸發(fā)而顯示的蒸發(fā)涂層材料，盡管這些單組份體系顯示比蒸發(fā)玻璃高得多的熔化溫度。盡管這樣，仍可以避免可能在過高基體溫度下出現(xiàn)的缺點(diǎn)。雖然用作蒸發(fā)玻璃材料的硼硅酸鹽玻璃的熔化溫度為約1300°C，但對(duì)此處提出的蒸發(fā)材料出現(xiàn)如下的值二氧化硅-約1713°C、氧化鋁-約 2050°C、二氧化鈦-約1843°C以及四氮化三硅-約1900°C。使用蒸發(fā)涂層材料的等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)有助于層沉積的改進(jìn)?？梢詥为?dú)改變等離子體增強(qiáng)熱蒸發(fā)以適合所需要的應(yīng)用，以在產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層時(shí)建立所需要的層性質(zhì)。例如，利用等離子體增強(qiáng)，可以控制和改進(jìn)層粘附力和層內(nèi)的內(nèi)在壓縮或拉伸應(yīng)力。另外，可以影響蒸發(fā)層的化學(xué)計(jì)量學(xué)。在本發(fā)明的不同實(shí)施方式中，可以將結(jié)構(gòu)化涂層制成單層或多層。在多層設(shè)計(jì)中， 可以提供的是，沉積至少一個(gè)第一蒸發(fā)材料的局部層和至少一個(gè)另外的另一蒸發(fā)材料的局部層。例如，可以提供的是，第一局部層由二氧化硅形成，然后在其上形成一層氧化鋁。在一個(gè)實(shí)施方式中，除了一個(gè)或若干個(gè)借助于等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)來沉積的涂層的局部層之外，使用其它產(chǎn)生方法例如濺射或CVD (化學(xué)氣相沉積)形成一個(gè)或若干個(gè)另外的局部層。例如，還可以在涂覆四氮化三硅或二氧化硅時(shí)使用這些產(chǎn)生方法?？梢栽诔练e一個(gè)或若干個(gè)局部層之前和/或之后，處理結(jié)構(gòu)化涂層的一個(gè)或多個(gè)局部層。等離子體增強(qiáng)還有助于高品質(zhì)的氣相沉積層?？梢杂纱私⒘己弥旅苄院鸵虼说玫降臍饷苄?。由于所述改進(jìn)的層生長(zhǎng)而幾乎不存在缺陷。待涂覆基體不需要預(yù)熱。這種涂覆還被稱作IAD冷涂覆。該情況中的具體優(yōu)點(diǎn)為可以實(shí)現(xiàn)的高沉積速率，其意味著可以全面優(yōu)化生產(chǎn)期間的處理時(shí)間。在傳統(tǒng)的蒸發(fā)工藝中，基體必須經(jīng)歷強(qiáng)烈的預(yù)熱以實(shí)現(xiàn)高的層品質(zhì)。這導(dǎo)致凝結(jié)顆粒的更強(qiáng)的解吸，并因此降低可以實(shí)現(xiàn)的蒸發(fā)速率。此外，等離子體增強(qiáng)是指蒸汽可以借助于等離子體束來引導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)汽化顆粒在基體的待涂覆表面上各向異性的碰撞。這樣的結(jié)果在于，可以在無連接的情況下實(shí)現(xiàn)層沉積。在基體的待涂覆表面上的不同區(qū)域之間存在不期望的連接。在優(yōu)選工藝實(shí)施方式中，可以提供一個(gè)或多個(gè)如下工藝特征。在一個(gè)實(shí)施方式中， 以約20nm/分鐘至約2 μ m/分鐘的蒸發(fā)速率進(jìn)行等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)?？梢蕴峁┑氖?，使用氧、氮和/或氬等離子體?？蛇x或另外地，可以提供的是，用于熱蒸發(fā)的工藝步驟是在用于活化和/或清潔待涂覆表面的預(yù)處理后面進(jìn)行?？梢允褂玫入x子體，特別是氧、氮和 /或氬等離子體進(jìn)行預(yù)處理。優(yōu)選在原位置處進(jìn)行預(yù)處理，換句話說在熱蒸發(fā)前在涂覆機(jī)器中進(jìn)行預(yù)處理。在本發(fā)明的實(shí)際的實(shí)施方式中，可以提供的是，用于熱蒸發(fā)至少一種蒸發(fā)涂層材料的步驟包括用于至少兩個(gè)蒸發(fā)源的共蒸發(fā)的步驟。借助于至少兩個(gè)蒸發(fā)源的共蒸發(fā)，可以沉積相同或不同的材料。本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方式提供的是，在與用不均勻材料組合物涂覆的表面的平面垂直的方向上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層。本發(fā)明的發(fā)展優(yōu)選提供的是，在基體的待涂覆表面上多次產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層。在本發(fā)明的有利實(shí)施方式中，可以提供的是，在基體的至少兩個(gè)點(diǎn)上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層。例如，可以在基體的正面和背面上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層。可以在同時(shí)的或順序的沉積工藝期間，進(jìn)行正面和背面上的結(jié)構(gòu)化層沉積。本發(fā)明的發(fā)展可以提供的是，將基體連接到另一基體。所述另外的基體可以是選自如下結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)元件的部件半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件、光電子結(jié)構(gòu)元件和微電機(jī)結(jié)構(gòu)元件。本發(fā)明的優(yōu)選發(fā)展提供的是，結(jié)構(gòu)化涂層的結(jié)構(gòu)至少被部分地填充。使用導(dǎo)電的和/或透明的材料來至少部分地填充所述結(jié)構(gòu)化涂層。在本發(fā)明的實(shí)際的實(shí)施方式中，可以提供的是，在基體上產(chǎn)生至少一個(gè)導(dǎo)電區(qū)域。 可以借助于所述至少一個(gè)導(dǎo)電區(qū)域，在待涂覆的表面上和/或在結(jié)構(gòu)化涂層上產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)條形導(dǎo)體。本發(fā)明的有利實(shí)施方式提供的是，在結(jié)構(gòu)化涂層上形成結(jié)合層(Bond-Schicht)。 所述結(jié)合層包括種子層和/或粘附層，所述種子層例如用于后續(xù)金屬化。本發(fā)明的發(fā)展優(yōu)選提供的是，將所述結(jié)構(gòu)化涂層形成為多層涂層。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多層涂層是由多層二氧化硅和蒸發(fā)玻璃材料或多層二氧化硅和氧化鋁形成，所述蒸發(fā)玻璃材料或氧化鋁的局部層在所述二氧化硅上形成頂層。在本發(fā)明上下文中，可以提供的是，使用除熱蒸發(fā)以外的沉積技術(shù)來產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)局部層。例如，所述技術(shù)包括濺射。在本發(fā)明的有利實(shí)施方式中，可以提供的是，將結(jié)構(gòu)化涂層形成為具有約0.05 μ m 至約50 μ m的層厚度、優(yōu)選具有約0. 1 μ m至約10 μ m的層厚度并且此外優(yōu)選具有約0. 5 μ m 至約3μπι的層厚度。本發(fā)明的發(fā)展可以提供的是，在待涂覆的表面上沉積至少一種蒸發(fā)涂層材料期間，基體顯示的最大基體溫度為約120°C、優(yōu)選為約100°C。例如，當(dāng)涂覆溫度敏感材料，例如塑料和聚合物膜，抗蝕劑，以及溫度敏感部件，例如III/V半導(dǎo)體光電檢測(cè)器時(shí)，該低基體溫度是特別有利的。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)能使所產(chǎn)生的層足夠致密，而不需要現(xiàn)有技術(shù)通常具有的后續(xù)退火。本發(fā)明的優(yōu)選發(fā)展提供的是，將基體作為包含至少一種如下材料的基體來提供 玻璃、金屬、塑料、陶瓷、無機(jī)絕緣體、電介質(zhì)和半導(dǎo)體材料?？赡艿陌雽?dǎo)體材料的實(shí)例為硅或砷化鎵。在本發(fā)明的實(shí)際的實(shí)施方式中，可以提供的是，在附加結(jié)構(gòu)化的情況下，進(jìn)行至少一個(gè)如下的結(jié)構(gòu)化工藝_掩模結(jié)構(gòu)化，其中使用陰影掩模產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層；以及-借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，其中結(jié)構(gòu)化涂層的生產(chǎn)包括如下步驟-在基體待涂覆的表面上生產(chǎn)具有負(fù)結(jié)構(gòu)的第一層，其中在基體待涂覆的表面上沉積至少一種層材料，并且通過除去沉積的層材料使待涂覆的表面的一個(gè)或多個(gè)部分暴露；
-借助于至少一種蒸發(fā)涂層材料的熱蒸發(fā)，在具有第一層的基體的表面上沉積至少一種蒸發(fā)涂層材料的第二層；以及-至少部分除去所述第一層。借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化也稱作剝離結(jié)構(gòu)化或剝離工藝。在一個(gè)實(shí)施方式中， 用于至少部分除去所述第一層的步驟包括將所述涂層表面平面化的步驟。此外，可以另外提供或作為替代方式提供例如借助于磨削和/或精研和/或拋光來進(jìn)行機(jī)械除去的步驟。 在一個(gè)實(shí)施方式中，負(fù)結(jié)構(gòu)的形成可以提供用于第一涂層的結(jié)構(gòu)化印刷、特別是借助于絲網(wǎng)印刷進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化印刷的步驟。負(fù)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生可以包括平版印刷結(jié)構(gòu)化和/或平版印刷灰度結(jié)構(gòu)化的步驟。在一個(gè)實(shí)施方式中，負(fù)結(jié)構(gòu)還可涉及施加能夠光致結(jié)構(gòu)化的層的步驟。 在該上下文中，可以提供施加抗蝕材料的步驟。負(fù)結(jié)構(gòu)化的步驟可以涉及將沉積層材料溶解在溶劑中的步驟。在一發(fā)展中，至少部分除去第一層的步驟可以包括濕化學(xué)和/或干化學(xué)除去的步驟。本發(fā)明的有利實(shí)施方式提供的是，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化，將第二層產(chǎn)生為具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)入第一層的通路的非封閉層。本發(fā)明的發(fā)展優(yōu)選提供的是，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化，使第二層經(jīng)歷后處理。例如，通過濕化學(xué)和/或干化學(xué)手段和/或借助于回火和/或借助于CMP (化學(xué)機(jī)械拋光)和/或借助于對(duì)第二層電學(xué)摻雜的步驟，進(jìn)行后處理。在電學(xué)摻雜的情況中，通常將至少一種摻雜材料包埋入基質(zhì)材料中，以影響該層的電學(xué)性能。本發(fā)明的發(fā)展可以提供的是，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化，形成具有傾斜回縮邊緣表面的第二層。則所述第二層的邊緣表面不垂直于下面的層，但朝所述第二層傾斜。本發(fā)明的優(yōu)選發(fā)展提供的是，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化，使所述第一層至少部分地由光致抗蝕材料產(chǎn)生。例如，在涂覆步驟中進(jìn)行光致抗蝕材料的施加，所述涂覆步驟是借助于例如旋涂和/或噴涂和/或電極沉積和/或?qū)訅簛磉M(jìn)行。在本發(fā)明上下文中或同時(shí)在未使用光致抗蝕材料的實(shí)施方式中，部分除去第一層的步驟可以包括壓印或蝕刻第一層的步驟。在一個(gè)實(shí)施方式中，光致抗蝕材料的施加可以通過光致抗蝕劑薄膜的施加來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，在約150°C的最高溫度下對(duì)光致抗蝕材料的第一層進(jìn)行交聯(lián) (軟烤)。從而有助于特別柔和的實(shí)施剝離工藝。在根據(jù)本發(fā)明涂覆的基體和根據(jù)本發(fā)明的半成品方面上，關(guān)于用于在基體上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層的工藝的有利實(shí)施方式的評(píng)論相應(yīng)地適用于此處。涂層基體和/或半成品的優(yōu)選實(shí)施方式提供一個(gè)或若干個(gè)如下特征。借助于等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)沉積的一個(gè)或若干個(gè)層優(yōu)選具有至少與根據(jù)DIN 12116的第2類別一致的耐酸性。參考DIN 12116，用相同的方法。因此，將待測(cè)試表面在鹽酸(c 5. 6摩爾/升)中煮沸6小時(shí)。然后，測(cè)定重量損失，以mg/lOOcm2計(jì)。當(dāng)6小時(shí)后半表面重量損失高于0. 7mg/100cm2并且最大為1. 5mg/100cm2時(shí)，存在第2類別。進(jìn)一步優(yōu)選的是第1類另IJ，其中半表面重量損失在6小時(shí)后最大為0. 7mg/100cm2。可選地或另外地，提供與第2類別一致的、進(jìn)一步優(yōu)選與根據(jù)DIN52322(IS0 695) 的第1類別一致的耐堿性。此處，同樣用相同方法進(jìn)行參考。為測(cè)定耐堿性，將表面暴露于沸騰水溶液3小時(shí)。所述溶液由等份的氫氧化鈉(c = 1摩爾/升)和碳酸鈉(c = 0. 5摩爾/升)組成。測(cè)定重量損失。如果3小時(shí)后半表面重量損失高于75mg/100cm2并且最大為175mg/100cm2，則存在第2類別。根據(jù)第1類別，3小時(shí)后的表面重量損失最大為 75mg/100cm2。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供的是，借助于等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)沉積的一個(gè)或若干個(gè)層顯示至少滿足根據(jù)DIN 12111 (ISO 719)的第2類別、優(yōu)選第1類別的耐水解性?？蛇x地或另外地，還可形成耐溶劑性。在優(yōu)選實(shí)施方式中，借助于等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)沉積的層顯示小于+500MPa的內(nèi)層應(yīng)力，其中加號(hào)表示層中的壓縮應(yīng)力。優(yōu)選產(chǎn)生+200MPa至+250MPa以及_20MPa至+50MPa的內(nèi)層應(yīng)力，其中減號(hào)表示所述層中的拉伸應(yīng)力。另外地或可選地，所述層可以是抗劃傷的，并具有與ISO 9385 —致的至少HK 0. 1/20 = 400的努氏硬度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，提供的是，在使用10 μ m觸針的納米壓頭測(cè)試中，借助于等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)沉積的層以大于IOOmN的側(cè)向力很好地粘附于硅?？烧{(diào)整所述產(chǎn)生方法以造成一種或多種上述的層性能。


以下使用優(yōu)選示例性實(shí)施方式參考附圖中的圖形來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在附圖中圖1顯示了基體的圖示，在其上將借助于對(duì)蒸發(fā)涂層材料進(jìn)行等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)來沉積結(jié)構(gòu)化層；圖2顯示了來自圖1的其上沉積有抗蝕劑的基體的圖示，其顯示對(duì)應(yīng)于正在沉積的結(jié)構(gòu)化層的負(fù)圖像(Negativebild)的微結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)化是借助于平版印刷來形成；圖3顯示了來自圖2的其上現(xiàn)沉積有一層蒸發(fā)涂層材料的基體的圖示；圖4顯示了來自圖3的基體的圖示，其中抗蝕劑已被除去；圖5顯示了半成品，其中在基體上形成了具有負(fù)結(jié)構(gòu)的一層抗蝕劑和蒸發(fā)層；圖6顯示了另一半成品，其中在基體上形成了具有負(fù)結(jié)構(gòu)的一層抗蝕劑和蒸發(fā)層；圖7顯示了構(gòu)造的圖示，其中借助于多次附加結(jié)構(gòu)化在基體上形成了結(jié)構(gòu)化蒸發(fā)層；圖8顯示了構(gòu)造的圖示，其中借助于多次附加結(jié)構(gòu)化沉積了多個(gè)蒸發(fā)層；圖9顯示了構(gòu)造的圖示，其中借助于附加結(jié)構(gòu)化在基體上形成了結(jié)構(gòu)化涂層，其中中間部分具有填充結(jié)構(gòu)化涂層的材料；圖10顯示了構(gòu)造的圖示，其中產(chǎn)生了未結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化的蒸發(fā)層；圖11顯示了基體部分的圖示；圖12顯示了構(gòu)造的圖示，其中在基體上形成了借助于附加結(jié)構(gòu)化產(chǎn)生的蒸發(fā)層， 所述蒸發(fā)層具有結(jié)合/種子層；圖13顯示了從上方對(duì)角地觀察圖12所得的構(gòu)造；圖14顯示了構(gòu)造的圖示，其中用負(fù)圖像施加到基體上的抗蝕劑完全被蒸發(fā)層包圍；
圖15顯示了在機(jī)械平面化之后的根據(jù)圖14的構(gòu)造；圖16顯示了構(gòu)造的圖示，其中抗蝕材料的負(fù)結(jié)構(gòu)的邊緣表面傾斜延伸；以及圖17顯示了在用于除去抗蝕材料的剝離工藝之后的根據(jù)圖16的構(gòu)造。
具體實(shí)施例方式圖1顯示了基體1的圖示，在所述基體1上將借助于熱蒸發(fā)來沉積蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦的結(jié)構(gòu)化層，其中使用等離子體增強(qiáng)電子束蒸發(fā)。在本文所述的示例性實(shí)施方式中，利用如下更詳細(xì)描述的剝離工藝，產(chǎn)生所述結(jié)構(gòu)化層。圖2顯示了來自圖1的基體1的圖示，在所述基體1上，借助于已知的平版印刷在光致抗蝕劑2中施加待沉積層所需要的微結(jié)構(gòu)化的負(fù)圖像。然后，借助于熱蒸發(fā)來沉積蒸發(fā)涂層材料，使得產(chǎn)生根據(jù)圖3的蒸發(fā)層3。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)于層沉積，使用等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)。所述蒸發(fā)層3是單層或多層的。在電介質(zhì)層的沉積期間，將基體1的基體溫度保持在低于約120°C、優(yōu)選低于約 100°C。例如，通過等離子體來增強(qiáng)蒸發(fā)涂層材料的沉積，并對(duì)其使用例如工藝氣體氧和氬。 在預(yù)備步驟中，使用包含氬和氧的等離子體來預(yù)清潔或調(diào)節(jié)其上將沉積蒸發(fā)涂層材料的表面。在使層3沉積所涉及的不同時(shí)間間隔期間，所用等離子體具有不同設(shè)置，特別是在其氣體組成和等離子體輸出方面，以在蒸發(fā)層中產(chǎn)生期望的層性能。圖4顯示了來自圖3的基體1的圖示，其中除去了光致抗蝕劑層2。下面參考圖5至圖17說明其它示例性實(shí)施方式。在此情況中，對(duì)于與圖1至圖4 中的相同的特征，使用相同的參考數(shù)。如果所述熱蒸發(fā)是等離子體增強(qiáng)的，則可以通過等離子體參數(shù)的定向變化來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)材料和性能梯度。因此，例如，可以在蒸發(fā)涂層材料內(nèi)使用不同的致密性，以設(shè)計(jì)氣密封閉的區(qū)域。材料和性能梯度能夠以平穩(wěn)轉(zhuǎn)變的形式逐漸產(chǎn)生(參照?qǐng)D5)，或者借助于所沉積蒸發(fā)材料的突然改變，例如施加另一材料，其還可以利用另一工藝沉積，或者等離子體參數(shù)的突然改變(圖6)而突然產(chǎn)生。以此方式，可以借助于多次施加具有不同折射率的層來產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化抗反射涂層。圖5和圖6各自顯示了半成品，其中在基體1上形成具有負(fù)結(jié)構(gòu)的抗蝕劑層2和蒸發(fā)層3，所述蒸發(fā)層經(jīng)形成具有逐漸或平穩(wěn)的材料轉(zhuǎn)變(參照?qǐng)D5)或者突然的材料轉(zhuǎn)變 (參照?qǐng)D6)。與圖3 —致，利用移除工藝可以暴露所述結(jié)構(gòu)化蒸發(fā)層。圖7顯示了構(gòu)造的圖示，其中借助于多次附加結(jié)構(gòu)化，在基體1上形成結(jié)構(gòu)化蒸發(fā)層70、71、72。進(jìn)行多次剝離工藝。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，在基體1上首先沉積具有低光學(xué)折射率的結(jié)構(gòu)化層72，其實(shí)施方式為二氧化硅(SiO2)。接著，進(jìn)行蒸發(fā)涂層材料的蒸發(fā)層70的結(jié)構(gòu)化沉積，所述蒸發(fā)涂層材料比層72中的蒸發(fā)涂層材料例如氧化鋁(Al2O3)具有更高的光學(xué)折射率。借助于新的結(jié)構(gòu)化沉積，使蒸汽蒸發(fā)層71最終沉積，例如，所述蒸汽蒸發(fā)層71的材料具有比層70中的蒸發(fā)材料更低的光學(xué)折射率。例如，在此情況下，蒸發(fā)層 70完全被包圍，使得可以形成光波導(dǎo)管。圖8顯示了構(gòu)造的圖示，其中借助于多次附加結(jié)構(gòu)化，在基體1上沉積多個(gè)蒸發(fā)層80、81、82，從而形成結(jié)構(gòu)化涂層。例如，在基體1上結(jié)構(gòu)化涂層的多層構(gòu)成使得在一個(gè)實(shí)施方式中能在其上形成多層衍射元件。在多個(gè)蒸發(fā)層80、81、82中，一個(gè)、兩個(gè)或甚至全部三個(gè)蒸發(fā)層都可由相同材料制成。然而，還可提供的是，使用兩種或甚至三種不同蒸發(fā)材料來產(chǎn)生多個(gè)蒸發(fā)層80、81、82。在可選實(shí)施方式中，可以提供的是，不借助于熱蒸發(fā)而利用其它產(chǎn)生方法例如濺射或CVD，在基體1上產(chǎn)生所述多層涂層的一層或兩層。另外，多個(gè)蒸發(fā)層 80、81、82中的一個(gè)可以是金屬化層。圖9顯示了構(gòu)造的圖示，其中借助于附加結(jié)構(gòu)化在基體1上形成結(jié)構(gòu)化涂層90，其中在結(jié)構(gòu)化涂層90中的中間區(qū)域91具有材料填充92，其是例如通過導(dǎo)電和/或光學(xué)透明的材料的沉積產(chǎn)生。例如，可以因此形成由導(dǎo)電材料制成的“埋入”的條形導(dǎo)體。為實(shí)現(xiàn)該目的，借助于濺射，將例如由TiW/Cu制成的薄種子層施加到結(jié)構(gòu)化涂層90并施加在中間區(qū)域91中。在此之后，進(jìn)行光致抗蝕劑掩蔽，所述光致抗蝕劑在待填充的中間區(qū)域91上被自由地結(jié)構(gòu)化。接著，在電鍍工藝中將銅沉積到結(jié)構(gòu)化涂層90的上邊緣上。通過在借助于熱蒸發(fā)形成的結(jié)構(gòu)化涂層90上暴露掩模并除去種子層，用銅條形導(dǎo)體填充在基體1上先前暴露的區(qū)域、特別是中間區(qū)域91。圖10顯示了構(gòu)造的圖示，其中在基體1上產(chǎn)生未結(jié)構(gòu)化的蒸發(fā)層100。在其上由導(dǎo)電材料形成的條形導(dǎo)體101至少部分地借助于結(jié)構(gòu)化蒸發(fā)層102來覆蓋，所述結(jié)構(gòu)化蒸發(fā)層102是利用附加結(jié)構(gòu)化而產(chǎn)生?？赡芙?jīng)由結(jié)構(gòu)化蒸發(fā)層102中的開口 103進(jìn)行電學(xué)接觸。圖11顯示了基體部分的圖示，其顯示了圖10的構(gòu)造中的電學(xué)條形導(dǎo)體可以如何用于再分配。周圍布置的接觸墊片Iio線跨越具有較大二維接觸區(qū)域112的條形導(dǎo)體111。 金屬結(jié)構(gòu)被施加到未結(jié)構(gòu)化的基層(參照?qǐng)D10)，并被僅經(jīng)由大接觸區(qū)域112開口的層覆蓋。這種構(gòu)造，特別是結(jié)合部件的倒裝芯片組裝是有利的。圖12顯示了構(gòu)造的圖示，其中借助于附加結(jié)構(gòu)化在基體1上形成施加有種子或結(jié)合層121的蒸發(fā)層120。例如，種子或結(jié)合層可以是粘附層，具有基體1的構(gòu)造通過所述粘附層粘附到另一基體(未顯示)。因此，可以在具有框架結(jié)構(gòu)的第一基體和第二基體之間形成封閉腔。這可以用于，例如在基體1上封裝光學(xué)活性區(qū)域。例如，還可將種子層選擇性施加到該類框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)由銅制成。例如，當(dāng)連接所述兩個(gè)基體時(shí)，第二基體可以具有由錫制成的金屬化區(qū)域。然后可以通過共晶結(jié)合使兩個(gè)基體接合。圖13顯示了以上方對(duì)角線觀察圖12所得的構(gòu)造。圖14顯示了構(gòu)造的圖示，其中用負(fù)圖像施加到基體1的抗蝕劑2完全被蒸發(fā)層 140包圍。在此之后的工藝步驟中，借助于機(jī)械處理例如精研、磨削和/或拋光，使基體1上的復(fù)合層平面化。機(jī)械加工的結(jié)果顯示于圖15中。通過溶解掉殘余掩模2，可以暴露結(jié)構(gòu)化蒸發(fā)層140。圖16顯示了構(gòu)造的圖示，其中抗蝕材料2的負(fù)結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域160傾斜延伸，使得與圖17 —致，結(jié)構(gòu)化涂層3的邊緣區(qū)域170同樣地傾斜形成，但為反向傾斜。根據(jù)圖17 的構(gòu)造是在除去抗蝕材料2之后出現(xiàn)。邊緣區(qū)域170具有斜面的正角。以此方式設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化涂層3對(duì)于后續(xù)金屬化是有利的，例如，其中一個(gè)或多個(gè)條形導(dǎo)體(未顯示)經(jīng)由邊緣區(qū)域170來引導(dǎo)。結(jié)合如上所述的示例性實(shí)施方式，參考了附加結(jié)構(gòu)化，其任選借助于剝離工藝進(jìn)行。或者，可以使用陰影掩模技術(shù)進(jìn)行附加結(jié)構(gòu)化。在此情況下，通常將一個(gè)或若干個(gè)掩模用于被涂覆基體上的陰影區(qū)域，所述陰影區(qū)域?qū)⒈３植缓舭l(fā)涂層材料。也可以結(jié)合陰影掩模技術(shù)進(jìn)行多次使用以沉積多層的結(jié)構(gòu)化涂層。 公開在前述說明書、權(quán)利要求書和附圖中的本發(fā)明的特征不論是單獨(dú)出現(xiàn)還是以任何組合方式出現(xiàn)，都對(duì)以不同實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明是重要的。
權(quán)利要求
1.一種在基體上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層的方法，其中所述方法包括如下步驟 -提供具有待涂覆表面的基體；以及-通過如下方式在所述基體的待涂覆表面上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層借助于至少一種蒸發(fā)涂層材料的熱蒸發(fā)并使用附加結(jié)構(gòu)化在所述基體的待涂覆表面上沉積至少一種蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦，其中按等離子體增強(qiáng)熱電子束蒸發(fā)來進(jìn)行所述熱蒸發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用于熱蒸發(fā)所述至少一種蒸發(fā)涂層材料的步驟包括使用至少兩個(gè)蒸發(fā)源進(jìn)行共蒸發(fā)的步驟。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在與用不均勻材料組合物涂覆的所述表面的平面垂直的方向上產(chǎn)生所述結(jié)構(gòu)化涂層。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述基體的被涂覆表面上多次進(jìn)行結(jié)構(gòu)化涂層的產(chǎn)生。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述基體的至少兩側(cè)上產(chǎn)生所述結(jié)構(gòu)化涂層。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述基體連接到另一基體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)化涂層的結(jié)構(gòu)被至少部分地填充。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述基體上產(chǎn)生至少一個(gè)導(dǎo)電區(qū)域。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述結(jié)構(gòu)化涂層上形成纟口口伝ο
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述結(jié)構(gòu)化涂層形成為多層涂層。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述結(jié)構(gòu)化涂層形成為具有約0. 05 μ m至約50 μ m的層厚度、優(yōu)選具有約0. 1 μ m至約10 μ m的層厚度、進(jìn)一步優(yōu)選具有約0. 5 μ m至約3 μ m的層厚度。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述待涂覆表面上沉積所述至少一種蒸發(fā)涂層材料期間，所述基體顯示的最大基體溫度為約120°C、優(yōu)選為約 100°C。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將基體作為包含至少一種如下材料的基體來提供玻璃、金屬、塑料、陶瓷、無機(jī)絕緣體、電介質(zhì)和半導(dǎo)體材料。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在附加結(jié)構(gòu)化的情況下， 進(jìn)行至少一種如下的結(jié)構(gòu)化工藝-掩模結(jié)構(gòu)化，其中使用陰影掩模產(chǎn)生所述結(jié)構(gòu)化涂層；以及 -借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，其中所述結(jié)構(gòu)化涂層的產(chǎn)生包括如下步驟 _在所述基體的待涂覆表面上產(chǎn)生具有負(fù)結(jié)構(gòu)的第一層，其中在所述基體的待涂覆表面上沉積至少一種層材料，并且通過除去所述沉積的層材料使所述待涂覆表面的一個(gè)或多個(gè)部分暴露；_借助于所述至少一種蒸發(fā)涂層材料的熱蒸發(fā)，在具有所述第一層的所述基體的所述表面上沉積所述至少一種蒸發(fā)涂層材料的第二層；以及 _至少部分除去所述第一層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化，將所述第二層產(chǎn)生為具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)入所述第一層的通路的非封閉層。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化， 使所述第二層經(jīng)歷后處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化，形成具有傾斜回縮邊緣表面的第二層。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用借助于負(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化，所述第一層至少部分地由光致抗蝕材料產(chǎn)生。
19.一種涂層基體，特別是根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法產(chǎn)生的涂層基體， 其中基體在表面上形成了至少部分地由至少一種蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦組成的結(jié)構(gòu)化涂層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的基體，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)化涂層在與所述待涂覆表面的平面垂直的方向上顯示不均勻的材料組成。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的基體，其特征在于，在所述基體的至少兩側(cè)上形成所述結(jié)構(gòu)化涂層。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，將所述基體連接到另一基體。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至22中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)化涂層的結(jié)構(gòu)被至少部分地填充。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，在所述基體上形成至少一個(gè)導(dǎo)電區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求19至24中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，在所述結(jié)構(gòu)化涂層上形成結(jié)合層。
26.根據(jù)權(quán)利要求19至25中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，將所述結(jié)構(gòu)化涂層形成為多層涂層。
27.根據(jù)權(quán)利要求19至26中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，將所述結(jié)構(gòu)化涂層形成為具有約0. 05 μ m至約50 μ m的層厚度、優(yōu)選具有約0. 1 μ m至約10 μ m的層厚度、進(jìn)一步優(yōu)選具有約0. 5 μ m至約3 μ m的層厚度。
28.根據(jù)權(quán)利要求19至27中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，所述基體包含至少一種如下材料玻璃、金屬、塑料、陶瓷、無機(jī)絕緣體、電介質(zhì)和半導(dǎo)體材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求19至27中至少一項(xiàng)所述的基體，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)化涂層顯示一種或多種如下特征-至少與根據(jù)DIN 12116的第2類別一致的耐酸性，-與第2類別一致的、進(jìn)一步優(yōu)選與根據(jù)DIN 52322 (ISO 695)的第1類別一致的耐堿性，-至少與根據(jù)DIN 1211KIS0 719)的第2類別、優(yōu)選根據(jù)第1類別一致的的耐水解性，-小于+500Mpa的內(nèi)層應(yīng)力，-介于+200MPa和+250MPa之間以及介于_20MPa和+50MPa之間的內(nèi)層應(yīng)力，以及 -與ISO 9385 一致的至少HK 0. 1/20 = 400的努氏硬度。
30.一種具有涂層基體的半成品，其具有 -基體；_在所述基體的待涂覆表面上由至少一種層材料組成的第一層，其中所述待涂覆表面的一個(gè)或多個(gè)部分沒有所述第一層，并且在具有所述第一層的表面上形成負(fù)結(jié)構(gòu)；以及_在具有所述第一層的表面上由至少一種蒸發(fā)涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅或二氧化鈦組成的第二層。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的半成品，其特征在于，將所述第二層產(chǎn)生為具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)入所述第一層的通路的非封閉層。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的半成品，其特征在于，所述第一層至少部分地由光致抗蝕材料形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在基體上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層的方法，其中所述方法包括如下步驟提供具有待涂覆表面的基體；以及通過如下方式在基體的待涂覆表面上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化涂層借助于至少一種氣相沉積涂層材料的熱蒸發(fā)并使用附加結(jié)構(gòu)化在基體的待涂覆表面上沉積至少一種氣相沉積涂層材料即氧化鋁、二氧化硅、四氮化三硅、或二氧化鈦。本發(fā)明還涉及一種涂層基體和一種具有涂層基體的半成品。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102471867SQ201080033380
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者烏利·漢森, 于爾根·萊布, 西蒙·毛斯 申請(qǐng)人:Msg里松格萊斯股份公司